[发明专利]基于激光熔化成形技术的镁合金骨固定植入材料制备方法

摘要

本发明提供一种基于激光熔化成形技术的镁合金骨固定植入材料制备方法，包括设计植入材料的镁合金成分；CT扫描植入位置轮廓尺寸；构建三维数据模型；运用SLM技术成形；经过热处理、清洗处理、浸药处理，最终制备出镁合金骨固定植入材料，运用本方法制作植入材料不仅能降低治疗成本，而且免去了二次手术给患者带来的痛苦，通过在镁合金材料中添加药物，使得镁合金在降解的同时不断对伤口持续给药，增加药效利用患者康复；本发明方法能够对不同病人不同部位的植入材料进行定制，可制作形状复杂的植入制品，而且制品与患者体型贴合良好。

主权项

1.一种基于激光熔化成形技术的镁合金骨固定植入材料制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、设计植入材料镁合金成分；首先利用ANSYS模拟软件根据植入位置骨所承受的力及此位置植入镁合金后镁合金的降解情况，及镁合金中各元素对镁合金力学性能、腐蚀性的影响规律，确定镁合金成分，再计算不同成分镁合金的力学性能及腐蚀特性，最终获得合理的镁合金成分；所述镁合金成分为Mg‑Zn‑La合金，其中Zn元素质量分数大于零且小于等于8%，La元素质量分数大于零且小于等于2%，其余为Mg元素；步骤2、使用CT扫描仪对患处进行CT扫描，CT扫描的扫描层厚小于等于5mm，采集受伤位置的轮廓尺寸；步骤3、根据CT扫描数据，通过逆向工程和镜像重建技术，利用Solidworks三维软件构建骨板的多孔三维数据模型，随后利用Solidworks三维软件的拉伸切除功能将构件的三维数据模型切成多孔状，使其成为多孔三维数据模型；所述多孔三维数据模型上孔的形状为圆形、方形、六边形或梯形，孔隙率为10%至60%；步骤4、对构建植入材料的三维数据模型，进行应力分析，模型结构进一步优化；步骤5、用MAGICS软件对三维模型进行数据处理，设定成形方向、支撑类型以及成形精度，然后，利用切片软件对模型进行切片处理并将数据传入SLM成形机；传入SLM成形机的数据为：激光功率200‑400W，扫描速度为6000‑8000mm/min，扫描精度为0.015‑0.03mm；步骤6、进行SLM成形，制成成形件；步骤7、对成形件进行270‑350℃退火60‑90min，升温速度10‑20℃/min左右，缓慢冷却，并采用无水乙醇和去离子水对热处理后的成形件进行清洗；步骤8、对成形件进行浸药处理，成形件浸入的药物为消炎药和促进骨生长愈合的药物，PH呈碱性；步骤9、对浸药处理的制品表面进行HA喷涂，HA喷涂采用等离子喷涂工艺，喷涂后需要用水蒸气处理，喷涂温度不超过200℃。