本發(fā)明涉及接骨板和對應的制造方法。
背景技術:
接骨板是指帶孔板狀骨折內(nèi)固定器件。臨床上常與骨螺釘或接骨絲配合使用?,F(xiàn)有的接骨板都呈直板狀,如在YY0017-2008標準中規(guī)定的骨接合植入物金屬接骨板,在該標準規(guī)定金屬接骨板有直型和異型兩種,但不管是哪種類型的金屬接骨板,當其安裝到患者骨部位時,金屬接骨板與患者骨接觸的面無法完全擬合,這樣,一方面讓患者不舒服,另一方面不利于患者骨的恢復,同時金屬接骨板的固定也不牢固。
此外,鈦及鈦合金的表面硬度較低,化學活性較大。據(jù)文獻報道鈦合金植入體感染的發(fā)生率平均高達5.8%。因此,進一步提高鈦及鈦合金耐腐蝕、抗高溫氧化等表面性能就成了亟需解決的問題。
在中國專利申請?zhí)枮?01420464816.5申請日為2014.8.18授權公告日為2015.1.14的專利文獻中公開了一種踝下脛腓固定接骨板,其雖然產(chǎn)生了有益效果,但是該接骨板與患者骨接觸的也為平面,因此,也是無法與患者骨完全擬合,同樣產(chǎn)生上述技術問題。
造成上述技術問題的主要原因是通過現(xiàn)有的制造技術難以成型與患者骨完全吻合的面。
技術實現(xiàn)要素:
為解決上述技術問題,本發(fā)明提供了一種個性化接骨板及其制造方法。
解決上述技術問題的技術方案是:一種個性化接骨板,接骨板利用鈦或鈦合金通過3D打印形成,接骨板與患者骨接觸的表面與患者骨的形狀擬合接觸,接骨板的表面有氮化鈦膜。
進一步的,所述接骨板的厚度為0.5-4毫米。
進一步的,所述接骨板的厚度為1-2毫米。
進一步的,所述接骨板上有二個以上用于將接骨板固定于患者骨的固定孔。
制造上述個性化接骨板的方法包括有以下步驟:1)采用CTA掃描技術或MRI技術對患者骨部位進行立體造影,獲得患者骨部位的三維數(shù)據(jù);2)使用計算機輔助設計顯示患者骨部位及確定接骨板對應連接方式;3)輸出個性化接骨板數(shù)據(jù),并使用金屬粉末選區(qū)激光熔化3D打印機打印接骨板,所使用的鈦或鈦合金的顆粒直徑為15~45μm,且為球狀,4)對3D打印獲得的接骨板進行真空熱處理并在接骨板表面生成氮化鈦膜。
進一步的,真空熱處理的工藝包括,第一階段熱處理,接骨板裝爐后,抽真空,真空熱處理爐內(nèi)真空度不小于10-3Pa,之后充入氮氣或在升溫過程中充入氮氣并保持爐內(nèi)負壓,從室溫升溫45-60分鐘至630-670℃,保溫45-60分鐘,升溫30-40分鐘至850-900℃,保溫6-8小時,抽真空排出氮氣,對接骨板進行真空氣淬冷卻至20-100℃;第二階段熱處理,從20-100℃升溫35-45分鐘至530-570℃,保溫4-6小時,保溫結束后立即對接骨板進行真空氣淬冷卻至室溫。
本發(fā)明的有益效果是:
(1)由于接骨板與患者骨部位完全擬合,這樣,當接骨板安裝好后不容易發(fā)生位移,更加有利于患者骨的恢復,同時讓患者感覺更加的舒服。
(2)在接骨板表面生成氮化鈦膜,提高了接骨板表面硬度和抗腐蝕性能,有效降低感染率。
(3)采用本發(fā)明的制造方法,能精確的確定出患者骨的三維數(shù)據(jù),根據(jù)該三維數(shù)據(jù)并通過3D打印能成型與患者骨完全擬合的接骨板,因此,成型接骨板的精度高,成本低,速度快。
(4)通過對3D打印后的接骨板進行熱處理,一方面能消除3D打印缺陷,提高接骨板的綜合機械性能,另一方面利用熱處理中的高溫段,在氮氣環(huán)境中,在接骨板表面生成氮化鈦膜。
附圖說明
圖1為本發(fā)明個性化接骨板的正面示意圖。
圖2為本發(fā)明個性化接骨板的側(cè)面示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行進一步詳細說明。
如圖1和圖2所示,個性化接骨板1利用鈦或鈦合金通過3D打印形成,所述接骨板1與患者骨接觸的表面形成凹凸面或曲面,使得接骨板1與患者骨的形狀擬合接觸。所述接骨板1上有二個以上用于將接骨板1固定于患者骨的固定孔11。所述接骨板的厚度為0.5-4毫米,其厚度根據(jù)患者的需要確定。
個性化接骨板的制造方法步驟為:1)采用CTA掃描技術或MRI技術對患者骨部位進行立體造影,獲得患者骨部位的三維數(shù)據(jù);2)使用計算機輔助設計顯示患者骨部位及確定接骨板對應連接方式;3)輸出個性化接骨板數(shù)據(jù),并使用金屬粉末選區(qū)激光熔化3D打印機打印接骨板,所使用的鈦或鈦合金的顆粒直徑為15~45μm,且為球狀,4)對3D打印獲得的接骨板進行真空熱處理并在接骨板表面生成氮化鈦膜。
步驟4)的真空熱處理的工藝包括,第一階段熱處理,接骨板裝爐后,抽真空,真空熱處理爐內(nèi)真空度不小于10-3Pa,之后充入氮氣或在升溫過程中充入氮氣并保持爐內(nèi)負壓,從室溫升溫45-60分鐘至630-670℃,保溫45-60分鐘,升溫30-40分鐘至850-900℃,保溫6-8小時,抽真空排出氮氣,對接骨板進行真空氣淬冷卻至20-100℃;第二階段熱處理,從20-100℃升溫35-45分鐘至530-570℃,保溫4-6小時,保溫結束后立即對接骨板進行真空氣淬冷卻至室溫。
在本發(fā)明中,由于接骨板1與患者骨部位完全擬合,這樣,當接骨板1安裝好后不容易發(fā)生位移,更加有利于患者骨的恢復,同時讓患者感覺更加的舒服。在接骨板表面生成氮化鈦膜,提高了接骨板表面硬度和抗腐蝕性能,有效降低感染率。采用本發(fā)明的制造方法,能精確的確定出患者骨的三維數(shù)據(jù),根據(jù)該三維數(shù)據(jù)并通過3D打印能成型與患者骨完全擬合的接骨板1,因此,成型接骨板1的精度高,成本低,速度快。通過對3D打印后的接骨板進行熱處理,一方面能消除3D打印缺陷,提高接骨板的綜合機械性能,另一方面利用熱處理中的高溫段,在氮氣環(huán)境中,在接骨板表面生成氮化鈦膜。