[发明专利]一种无规则多孔椎间融合器及其加工方法

权利要求书

1.一种无规则多孔椎间融合器，包括融合器本体，所述融合器本体包括上表面和下表面，所述上表面和下表面之间的相对两侧面分别为第一侧面和第二侧面，所述上表面和下表面均形成倾斜坡面，两个所述倾斜坡面的较低端之间形成第一弧面，两个所述倾斜坡面的较高端之间形成第二弧面，其特征在于，所述融合器的上表面、下表面、第一侧面、第二侧面、第一弧面和第二弧面上均开设有若干通孔，若干通孔中的任意两个或多个通孔贯通形成若干无规则通道，若干无规则通道基于泰格多边形晶格构建。

2.根据权利要求1所述的一种无规则多孔椎间融合器，其特征在于，若干所述通孔的孔径范围为0.5mm-1mm。

3.根据权利要求1所述的一种无规则多孔椎间融合器，其特征在于，所述上表面和下表面上均设置有若干棱齿状的防滑凸起。

4.根据权利要求1所述的一种无规则多孔椎间融合器，其特征在于，两个所述倾斜坡面的较低端的延伸线之间形成的夹角的角度范围为6°-10°，两个所述倾斜坡面与水平面之间的夹角的角度范围均为3°-5°。

5.根据权利要求1所述的一种无规则多孔椎间融合器，其特征在于，所述融合器本体为类腰果型结构，所述第一弧面的内弧面和第二弧面的内弧面同向设置，所述第一侧面和第二侧面均为弧面。

6.根据权利要求1所述的一种无规则多孔椎间融合器，其特征在于，所述融合器本体为类橄榄球结构，所述第一弧面的内弧面和第二弧面的内弧面相对设置，所述第一侧面和第二侧面均为弧面。

7.根据权利要求1所述的一种无规则多孔椎间融合器，其特征在于，所述融合器本体的长度为20-30mm，宽度为10-15mm，高度为8-12mm。

8.根据权利要求1所述的一种无规则多孔椎间融合器，其特征在于，所述融合器本体上表面和下表面采用钽合金材料，所述融合器本体除上表面和下表面外采用钛合金材料。

9.一种无规则多孔椎间融合器加工方法，适用于权利要求1-8任一项所述的一种无规则多孔椎间融合器，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据CT扫描的影像数据，利用3D图像生成软件对患者脊柱进行逆向工程还原，将STL格式导入编辑处理软件将其实体化，得到椎间隙数据；

S2：将步骤S1中得到的椎间隙数据，利用计算机辅助设计软件，基于Voronoi泰森多边形结构，改变孔径直径范围为0.5mm-1mm和密度参数范围0.5mm-0.75mm，设计适合骨生长的孔径结构；

S3：将步骤S2的孔径结构文件以IGS格式导入ANSYS，利用ANSYS有限元仿真进行分析，设置皮质骨、松质骨和软骨，皮质骨弹性模量为12GPa，松质骨弹性模量为100MPa，软骨弹性模量为50MPa和泊松比0.3的材料参数模拟融合器弹性模量，调整结构孔径大小，调整结构尺寸；

S4：利用SLM技术，将无规则多孔融合器数据以STL格式导入至切片处理软件，开始加工过程中，在成形缸的基板上先铺上一层很薄的钽合金粉末，高功率激光束对当前层进行选择性激光熔化，熔化的金属粉末冷却固化后，打印出钛合金层后在加工好的片层之上铺好钽合金粉末，激光束开始扫描新一层，如此层层叠加，之后再次换成钛合金粉末进行打印，直至整个零件成形；

S5：将步骤S4中得到的零件进行打磨及抛光，得所需无规则多孔融合器。