[发明专利]一种新型盆骨接骨板及其制造方法

说明书

本发明公开了一种新型盆骨接骨板及其制造方法，包括：接骨板本体、固定孔，所述接骨板本体包括中间部和四个延伸部，所述延伸部上开设有固定孔；接骨板本体与盆骨可拆卸连接；接骨板本体、固定孔、多孔结构和盆骨是通过3D打印成型。接骨板本体有以下四种形态：实体接骨板；拓扑优化接骨板：部分孔隙化接骨板；全部孔隙化接骨板。采用金属3D打印技术制造使得新型接骨板的设计不再受工艺条件的限制；由于采用参数化建模结合有限元法设计，使得接骨板的结构复杂程度、多孔结构形状参数和结构参数不再受限，可以根据需要进行个性化设置，从而可以获得良好的力学性能和生物相容性，避免了”应力遮挡”和植入后松动的可能性，提高接骨板的使用寿命。

技术领域

本发明涉及接骨板的设计和3D打印制造领域，更具体地说是一种新型盆骨接骨板及其制造方法。

背景技术

2019年全球骨折病例约4.55亿，比1990年增加了70.1％；新发骨折病例约1.78亿，比1990年增加了33.4％。接骨板的内固定在治疗骨疾病、骨创伤、先天性畸形等疾病方面应用广泛，医学临床表明接骨板的性能是影响接骨术成功的关键因素。当前多数学者研究认为，影响接骨板性能的主要因素有两个：(1)材料方面，制造接骨板所用材料应具有生物相容性好、强度高、弹性模量与人体骨接近等优点；(2)结构设计方面，要求所设计的接骨板螺钉应尽可能少以避免应力集中，且接骨板内表面与人体骨之间应具有匹配性好、重量轻和应力集中度小的优点。目前，高性能接骨板的设计和制造关键技术已成为研究热点。

个性化生物固定型接骨板因其具有生物相容性好、力学性能优良、植入后假体松动率低的优点，逐渐开始应用。但现有的研究大多是针对点阵结构进行分析、对接骨板曲面进行改进等，接骨板性能还有待进一步提高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于治疗骨疾病、骨创伤、先天性畸形等疾病的个性化接骨板的设计和制造方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种新型盆骨接骨板，包括：接骨板本体1、固定孔2，所述接骨板本体包括中间部和四个延伸部，所述延伸部上开设有固定孔；接骨板本体与盆骨4可拆卸连接；接骨板本体、固定孔、多孔结构和盆骨是通过3D打印成型。

所述接骨板本体有以下四种形态：

a、实体接骨板：由实体的接骨板本体和固定孔组成，所述延伸部上开设

有10个固定孔；

b、拓扑优化接骨板：即接骨板本体内局部设有多个空腔，这样可以减轻

重量；

c、部分孔隙化接骨板：是拓扑优化完成接骨板经模量随形多孔结构的填充得到，即接骨板本体内局部设有多个填充腔，填充腔内填充有多孔结构3；

d、全部孔隙化接骨板：是基于有限元法填充生成，由实体接骨板1、固定孔2、多孔结构3组成，即接骨板本体内全域设有填充腔，填充腔内填充有多孔结构。

所述拓扑优化接骨板中，空腔位置选在受力较小的位置，在不影响强度的情况下，减轻了重量。

所述多孔结构由多个多孔结构基本单元相互连接组成，每个多孔结构基本单元由若干个支柱相互连接组成，支柱之间有间隙，从而形成多孔；

所述的多孔结构的支柱形状可以是方形也可以是圆形，也可以是方形和三角形的混合，可根据需要进行选择；所述的多孔结构孔隙率可以在50％-90％之间根据需要进行调整；所述的多孔结构支柱到连接点的直径可以呈现梯度分布，梯度变化率可根据需要进行调整。

一种新型盆骨接骨板的其制造方法，它包括如下步骤：