髋关节假体柄及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109009572A(43)申请公布日2018.12.18(21)申请号201810766053.2(22)申请日2018.07.12(71)申请人广东省新材料研究所地址510000广东省广州市天河区长兴路363号(72)发明人董东东刘敏马文有赵国瑞李福海王岳亮陈兴驰(74)专利代理机构北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)11371代理人曾章沐(51)Int.Cl.A61F2/32(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称髋关节假体柄及其制造方法(57)摘要本发明提出一种髋关节假体柄及其制造方法，涉及髋关节技术领域，该方法包括：利用CT扫描仪对目标髋关节进行扫描，并依据股骨缺损数据及髓腔纵向形状走势数据，建立初始髋关节假体柄实体模型；再以预设的压力载荷数据及髓腔约束载荷数据拓扑优化初始髋关节假体柄实体模型，得到优化髋关节假体柄实体模型；对优化髋关节假体柄实体模型进行再设计，拓扑去掉的部分分别用不同的多孔网格进行填充，得到初始人体髋关节假体柄；再将初始人体髋关节假体柄的侧边除侧部预留钻孔和股骨头固定端之外的其他部分填充预设厚度的多孔网格结构；最后3D打印得到实体髋关节假体柄。本发明提供的髋关节假体柄及其制造方法，能够提升假体柄安装在人体上的稳定性。CN109009572ACN109009572A权利要求书1/2页1.一种髋关节假体柄制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、利用CT扫描仪对目标髋关节进行扫描，且将扫描得到的数据导入逆向软件中，获得所述目标髋关节的初始骨模型，其中，所述初始骨模型中包含所述目标髋关节对应的股骨缺损数据及髓腔纵向形状走势数据；S2、依据所述目标髋关节所对应的股骨缺损数据及髓腔纵向形状走势数据，建立初始髋关节假体柄实体模型；S3、将所述初始髋关节假体柄实体模型及预设的股骨头模型导入到拓扑优化软件中，并以预设的压力载荷数据及预设的髓腔约束载荷数据对所述初始髋关节假体柄实体模型进行拓扑优化，得到优化髋关节假体柄实体模型；S4、对比所述优化髋关节假体柄实体模型与所述初始髋关节假体柄实体模型，将所述优化髋关节假体柄实体模型靠近股骨头的一端相对于所述初始髋关节假体柄实体模型缺失的部分采用第一预设弹性模量的多孔网格进行填充，且将所述优化髋关节假体柄实体模型远离股骨头的一端相对于所述初始髋关节假体柄实体模型缺失的部分采用第二预设弹性模量的多孔网格进行填充，以生成初始人体髋关节假体柄；S5、将所述初始人体髋关节假体柄的侧边除侧部预留钻孔和股骨头固定端之外的其他部分均加入第三预设弹性模量且为预设厚度的多孔网格结构，生成中间人体髋关节假体柄；S6、将所述中间人体髋关节假体柄中的预留钻孔区域填充实体，得到目标人体髋关节假体柄；S7、利用3D打印机打印所述目标人体髋关节假体柄，得到实体髋关节假体柄。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在建立所述初始髋关节假体柄实体模型时，保持所述初始髋关节假体柄实体模型的中心与预设的股骨模型的中心重合。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述初始髋关节假体柄实体模型进行拓扑优化的过程中，保持所述初始髋关节假体柄实体模型的刚度不变，且进行对称优化。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设弹性模量为1.5～4Gpa，所述第二预设弹性模量为所述第一预设弹性模量的三分之一。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优化髋关节假体柄实体模型中采用第一预设弹性模量的多孔网格进行填充的区段占所述优化髋关节假体柄实体模型总区段的三分之一，所述优化髋关节假体柄实体模型中采用第二预设弹性模量的多孔网格进行填充的区段占所述优化髋关节假体柄实体模型总区段的三分之二。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三预设弹性模量为10～20Gpa，且所述预设厚度为1mm。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔网格由多个单元体组成，每个单元体均为正八面体、正十二面体或者是类金刚石结构。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用3D打印机打印所述目标人体髋关节假体柄，得到实体髋关节假体柄的步骤，包括：将所述目标人体髋关节假体柄导入模型处理软件中进行修复和加支撑处理后得到待打印模型；将所述待打印模型切片处理后导入金属3D打印机中，进行选区激光熔化制造，生成实2CN109009572A权利要求书2/2页体髋关节假体柄。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进行选区激光熔化制造时所用的材料为钛合金、钽合金或者是不锈钢。10.一种髋关节假体柄，其特征在于，所述髋关节假体柄采用权利要求1-9中任一项所述的方法制成。3CN109009572A说明书1/7页髋关节假体柄及其制造方法技