CN104688387A - 一种用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架及其制备方法，该制备方法包括步骤：(1)根据CT和MRT影像技术进行三维重建，模拟出大段骨缺损部位的大小及形状；(2)采用3D打印技术对生物医用骨科材料进行打印，制作出辅助植骨镁合金支架；(3)处理辅助植骨镁合金支架的外侧及边缘，使吻合大段骨缺损部位；(4)在辅助植骨镁合金支架内部填充适量的人工骨水泥，完成整体辅助植骨镁合金支架。本发明是基于患者的CT、MRT数据，能最大限度的还原患者本身的缺损部位，有效提高骨支架与患者的匹配度，采用3D打印技术，实现了个性化定制，缩短了骨支架的制备时间，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及医用辅助植骨支架研究领域，特别涉及一种用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架及其制备方法。
背景技术
长骨大段骨缺损以下肢常见，尤其多见于小腿，基本是由于严重骨创伤、骨丢失引起，以及由于骨感染死骨摘除，骨肿瘤瘤段切除造成。随着现代化医疗技术的发展，许多患者要求进行大段骨缺损修复。因此，在该研究成果的应用上，存在着广阔的应用市场。
目前大段骨缺损修复技术有Ilizarov技术、腓骨移植、同种异体骨移植治疗。Ilizarov技术具有骨愈合快、骨复位准确、外固定稳定牢靠等优点，但是其存在不可避免的并发症，如固定螺钉的松动、断裂，钉道感染、神经血管损伤等。腓骨移植可以实现立即重建血液循环，血供丰富，愈合迅速，但是移植骨的肥大现象明显，并伴随着诸多并发症，如循环障碍、移植骨骨折、延迟愈合或不愈合、神经麻痹等。同种异体骨移植是最常用的治疗方法之一，传统的移植材料是自体骨，具有骨生成能力强、容易愈合的特点，但是由于来源有限、二次伤害、增加感染机会等原因限制了其临床应用。
因此，针对用于大段骨缺损的辅助植骨支架技术的研究具有重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架的制备方法，该制备方法结合3D打印制备镁合金支架，具有生产速度快的优点，同时更符合患者大段骨缺损部位的大小及形状的特点，得到的镁合金支架更有利于大段骨缺损的修复。
本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法制备的用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架，该支架更符合患者大段骨缺损部位的大小及形状的特点
本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架的制备方法，通过三维重建模拟出大段骨缺损部位的大小及形状，采用3D打印技术进行打印，制作出对应辅助植骨镁合金支架。
具体的，包括以下步骤：
(1)根据CT和MRT影像技术进行三维重建，模拟出大段骨缺损部位的大小及形状；
(2)采用3D打印技术对生物医用骨科材料进行打印，制作出辅助植骨镁合金支架。
更进一步的，所述制备方法还包括步骤：
(3)处理辅助植骨镁合金支架的外侧及边缘，使吻合大段骨缺损部位。
更进一步的，所述制备方法还包括步骤：
(4)在辅助植骨镁合金支架内部填充适量的人工骨水泥，完成整体辅助植骨镁合金支架。通过在支架内部填充骨水泥材料，从而可弥补传统支架因腐蚀、磨损等因素而造成支架失效的缺点。
具体的，所述步骤(1)中，根据CT和MRT影像技术进行三维重建的具体方法是：
(1-1)利用CT扫描患者的骨缺损断层，建立DICOM格式文件；
(1-2)利用MRT扫描患者的骨缺损软骨断层，建立DICOM格式文件；
(1-3)将上述DICOM格式文件导入三维软件solidworks中，然后对图像进行分割、修补处理后，得到缺损骨的模型，并将缺损骨的模型内部建立成网络结构，然后输出文件。
具体的，所述步骤(2)中，采用3D打印技术对生物医用骨科材料进行打印的具体步骤是：
(2-1)将步骤(1)三维重建后的数据文件导入到Magics软件中，进行分层处理，输出STL格式文件，
(2-2)将上述STL格式文件导入快速成型机进行3D打印。
具体的，所述步骤(3)中，处理辅助植骨镁合金支架的外侧及边缘的方法是：将打印得到的镁合金支架，采用线切割技术去除支架，同时在抛光机上进行打磨抛光。
具体的，所述步骤(4)中，在辅助植骨镁合金支架内部填充适量的人工骨水泥的方法是：先将人工骨水泥小球进行压实，成型成支架的网格形状，经烧结后填充到支架的网格内。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明是基于患者的CT、MRT数据，能最大限度的还原患者本身的缺损部位，有效提高骨支架与患者的匹配度。
2、本发明采用3D打印技术，实现了个性化定制，缩短了骨支架的制备时间，降低了成本。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
(1)结合CT和MRT数据，通过solidwors对患者骨缺损部位进行模型重建，(2)通过mgics软件对模型进行分层处理，输出骨缺损的STL格式文件，(3)经M2803D打印患者缺损骨支架，(4)对打印模型线切割去支架，抛光打磨，(5)骨水泥填充镁合金支架。
参见图1，本实施例一种用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架的制备方法，包括以下步骤：
(1)利用CT扫描患者的骨缺损断层，建立DICOM格式文件；利用MRT扫描患者的骨缺损软骨断层，建立DICOM格式文件；将上述DICOM格式文件导入三维软件solidworks中，然后对图像进行分割、修补处理后，得到缺损骨的模型，并将缺损骨的模型内部建立成网络结构，然后输出文件。通过三维重建，可模拟出大段骨缺损部位的大小及形状。
(2)将三维重建后的数据文件导入到Magics软件中，进行分层处理，输出STL格式文件，将上述STL格式文件导入快速成型机(可采用现有的M280机器电脑)，采用3D打印技术对生物医用骨科材料进行打印，制作出辅助植骨镁合金支架。
(3)将打印得到的镁合金支架，采用线切割技术去除支架，同时在抛光机上进行打磨抛光，使吻合大段骨缺损部位。
(4)先将人工骨水泥小球进行压实，成型成支架的网格形状，经烧结后填充到支架的网格内。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架的制备方法，其特征在于，通过三维重建模拟出大段骨缺损部位的大小及形状，采用3D打印技术进行打印，制作出对应辅助植骨镁合金支架。
2.根据权利要求1所述的用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据CT和MRT影像技术进行三维重建，模拟出大段骨缺损部位的大小及形状；
(2)采用3D打印技术对生物医用骨科材料进行打印，制作出辅助植骨镁合金支架。
3.根据权利要求2所述的用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架的制备方法，其特征在于，还包括步骤：
(3)处理辅助植骨镁合金支架的外侧及边缘，使吻合大段骨缺损部位。
4.根据权利要求2或3所述的用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架的制备方法，其特征在于，还包括步骤：
(4)在辅助植骨镁合金支架内部填充适量的人工骨水泥，完成整体辅助植骨镁合金支架。
5.根据权利要求2所述的用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，根据CT和MRT影像技术进行三维重建的具体方法是：
(1-1)利用CT扫描患者的骨缺损断层，建立DICOM格式文件；
(1-2)利用MRT扫描患者的骨缺损软骨断层，建立DICOM格式文件；
(1-3)将上述DICOM格式文件导入三维软件solidworks中，然后对图像进行分割、修补处理后，得到缺损骨的模型，并将缺损骨的模型内部建立成网络结构，然后输出文件。
6.根据权利要求2所述的用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，采用3D打印技术对生物医用骨科材料进行打印的具体步骤是：
(2-1)将步骤(1)三维重建后的数据文件导入到Magics软件中，进行分层处理，输出STL格式文件，
(2-2)将上述STL格式文件导入快速成型机进行3D打印。
7.根据权利要求3所述的用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，处理辅助植骨镁合金支架的外侧及边缘的方法是：将打印得到的镁合金支架，采用线切割技术去除支架，同时在抛光机上进行打磨抛光。
8.根据权利要求4所述的用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，在辅助植骨镁合金支架内部填充适量的人工骨水泥的方法是：先将人工骨水泥小球进行压实，成型成支架的网格形状，经烧结后填充到支架的网格内。
9.一种由权利要求1-8任一项所述的制备方法制备的用于大段骨缺损的辅助植骨镁合金支架。
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