仿生人工半关节体及其制造工艺

摘要

仿生人工半关节体及其制造工艺，通过反求工程、三维设计软件形成壳体模型，然后将骨层分为上、中、下三个部分；根据各层功能分别设计其内部管柱负型结构，最后将各层模型与壳体模型合并得负形模型；采用快速成型和精密光固化成型机成型假体模具；将陶瓷浆体填充到假体模具中，在真空高温炉中固化，再将固化后的陶瓷体置于聚氨酯溶液模具中，抽真空，放置待聚氨酯充分固化取出；整形即得到骨层材料为陶瓷部分，软骨层弹性体材料为聚氨酯弹性体的人工半关节体。本发明保证了软骨层与对侧关节接触时，减小对对侧关节的摩擦损伤，增强关节的活动能力。

主权项

1.仿生人工半关节体的制造工艺，其特征在于：1)首先根据患者的情况通过反求工程构造仿生人工半关节体的外形曲面，并利用三维设计软件形成仿生人工半关节的壳体模型，然后根据该半关节的软骨和骨层的界面形状和厚度数据将骨层分为上层(1)、中层(2)和下层(3)三个部分；根据各层功能分别设计其内部管柱负型结构，即上层(1)为鼠笼状管柱结构，管柱截面为均匀规则结构，中层(2)为空腔结构，下层(3)具有相互垂直相交的管柱结构，最后将各层模型与人工半关节的壳体模型合并，形成人工半关节体结构负形模型；2)采用快速成型机自身的分层软件对负形模型进行分层，分层厚度：0.10mm，根据分层后的结果利用精密光固化成型机成型假体结构负形树脂模具；3)将陶瓷粉末、水溶剂、有机单体、分散剂和交联剂按110-120∶60-80∶6-8∶1-2∶1-1.5的质量比混合均匀，放入真空机中去除气泡，并用浓氨水调整使混合物的PH＝9得到浆料，再在浆料中分别加入交联剂质量0.2-0.5倍的引发剂和催化剂形成陶瓷浆体；4)将陶瓷浆体填充到假体结构负形树脂模具中，并置入真空高温炉中从室温以100℃/小时的升温速度升温至800℃～1000℃保温1.5～2小时进行固化，然后随炉冷却至室温取出；5)按8∶1的质量比将聚氨酯和与聚氨酯型号相对应的固化液配成聚氨酯溶液；6)将聚氨酯溶液倒入凹形模具内，而后将固化成型的陶瓷体置于聚氨酯溶液中，抽真空，在0.01～0.0005Mpa的真空度下放置0.5小时，在常压、室温下再放置12～24小时待聚氨酯充分固化取出；7)取出模具内的半关节体，整形即得到骨层材料为陶瓷部分(4)，软骨层弹性体材料为聚氨酯弹性体(5)的人工半关节体。