CN113040980B - 一种实心聚氨酯半月板移植替代物及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，提供了一种实心聚氨酯半月板移植替代物及其制作方法，包括以下步骤：步骤一、对患者的膝关节进行核磁共振拍摄，获取膝关节的核磁二维图像；步骤二、将膝关节的核磁二维图像导入医学逆向软件Mimics，构建半月板三维模型；步骤三、将半月板三维模型导入Geomagic软件进行三角面片优化处理，提高模型表面平滑度；步骤四、将优化处理后的半月板三维模型导入SOLIDWORKS工程软件，分别在半月板前、后角添加圆柱栓子结构；步骤五、将步骤四中添加了圆柱栓子结构的半月板三维模型导入UG设计软件进行翻模，制作模具三维模型；步骤六、最后根据模具三维模型制作半月板模具模型，并根据所述的半月板模具模型制造所述的实心聚氨酯半月板移植替代物。

Description

一种实心聚氨酯半月板移植替代物及其制作方法
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，是涉及一种实心聚氨酯半月板移植替代物及其制作方法。
背景技术
半月板是位于股骨髁与胫骨平台之间的半月形纤维软骨组织，分为内侧及外侧半月板。半月板为半环形结构，呈现出外周厚、内缘薄的楔形结构，半月板表面凹陷，与股骨髁软骨匹配，底面平坦，与胫骨平台适应。半月板质韧并具有弹性，可缓冲关节运动时股骨髁与胫骨平台两骨面的撞击，发挥着吸收震荡、缓冲减压、润滑关节、维持关节稳定性等功能。
然而，随着目前人们参加运动的频率及强度不断增加，半月板损伤发病率也在不断上升，目前针对轻度的半月板损伤，可采取关节镜下半月板修复术或成形术进行治疗，即可缓解症状。但对于较为严重的半月板损伤病例，例如无法进行修复的半月板复杂撕裂，以及半月板手术后出现持续膝关节疼痛症状的病例，半月板置换是解决上述病例的唯一手段。目前临床上存在有同种异体半月板移植术，即从新鲜的尸体标本获取同种异体半月板，随后移植入患者体内实现半月板置换。但由于缺乏供体，导致同种异体半月板移植术无法大规模开展。因此，使用人工材料加工性能优越的人工半月板移植替代物成为目前半月板置换的主要研究方向。其中，热塑性聚氨酯由于在耐磨性、韧性、稳定性等方面明显优于同类其他材料，因而在制造半月板替代物产品上表现出极大的优势。热塑性聚氨酯是一种(AB)n型嵌段线性聚合物，由柔性软段和刚性硬段构成，柔性软段和刚性硬段的比例变化使得热塑性聚氨酯可以实现宽广的硬度范围。热塑性聚氨酯可适应各种热塑性加工工艺，如注塑成型，挤出，吹塑，二次成型以及压延等加工工艺，使得热塑性聚氨酯能够很好的和各种加工设备兼容。鉴于热塑性聚氨酯优异的性能及加工的兼容性，可以预计其在半月板移植替代物产品研发上具有很好的应用前景。
目前国外已经有一款聚碳酸酯聚氨酯内侧半月板替代物（NUsurface®），ActiveImplants 公司研发，并未在国内上市。该半月板替代物为环形结构，主体部分由聚碳酸酯聚氨酯组成，边缘由聚乙烯环向纤维加固。NUsurface®聚碳酸酯聚氨酯内侧半月板替代物移植入膝关节内时，将半月板替代物植入膝关节内侧间室，位于股骨内侧髁与内侧胫骨平台之间，未固定于骨性结构或软组织上，处于漂浮游离状态。其中，聚碳酸酯聚氨酯构成半月板替代物的主体，填充股骨内侧髁与内侧胫骨平台之间的缝隙，防止股骨内侧髁与内侧胫骨平台两骨面在膝关节运动时直接对撞，起到保护软骨的作用。并且，半月板替代物的周边为聚乙烯环向纤维，起到加固半月板的功能。
但是由于上述半月板替代物产品外观结构为圆盘形，与天然半月板的半月形结构相差较大，因而无法模拟正常半月板发挥功能；正常半月板的前、后角通过韧带附着固定于胫骨平台上，周边与关节囊及滑膜连接，而上述半月板替代物产品未固定于骨性结构或软组织上，处于漂浮游离状态，容易导致以下两个问题：第一、半月板替代物由于缺乏良好的固定而脱位；第二，半月板替代物在关节内的运动模式与天然半月板相差较大，无法模拟正常半月板发挥力学传导功能，因而其软骨保护作用有待商榷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实心聚氨酯半月板移植替代物及其制作方法，以解决背景技术中提出的技术问题中的至少一项。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种实心聚氨酯半月板移植替代物的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、对患者的膝关节进行核磁共振拍摄，获取所述膝关节的核磁二维图像；
步骤二、将所述膝关节的核磁二维图像导入医学逆向软件Mimics，构建半月板三维模型；
步骤三、将所述的半月板三维模型导入Geomagic软件进行三角面片优化处理，提高模型表面平滑度；
步骤四、将优化处理后的所述半月板三维模型导入SOLIDWORKS工程软件，分别在半月板前、后角添加圆柱栓子结构；
步骤五、将步骤四中添加了圆柱栓子结构的所述半月板三维模型导入UG设计软件进行翻模，制作模具三维模型；
步骤六、最后根据所述的模具三维模型制作半月板模具模型，并根据所述的半月板模具模型制造所述的实心聚氨酯半月板移植替代物。
优选地，步骤一中对患者的膝关节进行核磁共振拍摄具体包括以下步骤：
使用3.0T核磁共振仪器进行膝关节扫描，获取膝关节核磁共振图像，核磁共振扫描序列为PD-FSE-SPIR，具体参数为：重复时间：2915.0毫秒，回波时间：39.4毫秒。
优选地，步骤二中将所述膝关节的核磁二维图像导入医学逆向软件Mimics，将采取以下步骤进行半月板组织分割及三维模型重建：
步骤七、利用“编辑蒙罩”和“画笔”功能，利用半月板组织与其他组织的灰度差，勾勒出半月板的基本轮廓，并且结合图像矢状位和冠状位进行调整，以最大程度勾勒出真实半月板的轮廓；
步骤八、利用“区域增长”功能建立半月板“蒙版”，通过点击半月板组织，将半月板内部组织全部选中，而半月板之外的组织则被剔除，从而保证后期更加准确地重建半月板三维模型；
步骤九、建立“蒙版”后，利用“三维重建”功能构建所述的半月板三维模型，然后导出STL格式。
进一步优选地，步骤三中进行三角面片优化处理及步骤四中分别在半月板前、后角添加圆柱栓子结构具体包括以下步骤：
将STL格式的半月板三维模型导入Geomagic软件，删除模型表面钉状物，进行三角面片优化处理，进一步优化模型表面质量，随后导出STL格式文件；将半月板三维模型的STL格式文件导入医学逆向工程软件SOLIDWORKS软件，分别在前、后角添加圆柱栓子结构，随后导出为STL格式文件；圆柱栓子结构的尺寸根据临床实际需求进行确定。
进一步优选地，所述的半月板模具模型包括蓄料头、蓄料腔、第一发热板、成型上腔、成型下腔和第二发热板；所述的蓄料腔夹设在所述的蓄料头和所述的第一发热板之间；所述的成型上腔和成型下腔合模后构成成型腔，所述的成型腔的内部的形状与设计的半月板模型1：1匹配；所述的成型上腔和成型下腔合模后构成的成型腔夹设在所述的第一发热板和所述的第二发热板之间；所述的蓄料腔、第一发热板和成型上腔之间通过腔隙连通。
所述的蓄料头用于向所述的蓄料腔添加聚氨酯原材料颗粒；所述的蓄料腔用于暂时容纳聚氨酯颗粒；所述的第一发热板用于使所述的蓄料腔中的聚氨酯颗粒升温并融化，融化的聚氨酯颗粒通过所述的蓄料腔、第一发热板和成型上腔之间的腔隙流到所述成型腔的内部；所述的第二发热板用于对进入成型腔的内部的聚氨酯进行加热以维持聚氨酯的流动性，使聚氨酯填充整个成型腔。
优选地，所述的成型腔采用S136模具钢材质制作，成型腔内壁设置有聚四氟乙烯涂层。
优选地，所述的蓄料头和蓄料腔由H13热作模具钢制作。
优选地，步骤六中根据所述的半月板模具模型制造所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的具体步骤为：
将热塑性聚氨酯原材料从蓄料头加入，蓄料腔起到暂时容纳聚氨酯原材料的作用，通过蓄料腔底部的第一发热板的加热作用，发热温度达到200度，使储存于蓄料腔内的聚氨酯融化；其中，蓄料腔、第一发热板以及成型上腔之间有腔隙连通，融化的聚氨酯经腔隙流至成型腔内；位于成型下腔底部的第二发热板继续加热，维持聚氨酯的流动性，以使聚氨酯填充整个成型腔；待聚氨酯充满成型腔后，置于常温冷却，最后开模，取出半月板替代物产品。
进一步优选地，所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的优化处理还包括以下步骤：
为了促进聚氨酯半月板替代物产品前、后角与骨隧道之间的整合，首先，通过激光刻蚀和/或碱蚀增加表面粗糙度，从而增加圆柱栓子与骨隧道的接触面积；其次，在前、后角的圆柱栓子结构表面涂上羟基磷灰石或β-磷酸三钙涂层以促进骨长入，保证半月板替代物前、后角的牢固固定。
在本发明的一个实施例中，还提供一种按照上述制作方法制成的实心聚氨酯半月板移植替代物。
本发明的有益效果包括：
1、本发明所述的实心聚氨酯半月板移植替代物是使用模具注塑成型而成的，模具是基于具体需要置换的半月板按照1：1比例生产制造的，因而在结构上可完全模拟正常原始半月板发挥功能；
2、本发明所述实心聚氨酯半月板移植替代物的前、后角均含有圆柱栓子结构，在进行半月板移植过程中，可在原始半月板前、后角附着点制作骨隧道，将圆柱栓子结构嵌入骨隧道内进行牢固固定，并且使用缝线将半月板替代物边缘与关节囊及滑膜缝合，通过上述两种方式最终实现半月板的牢固固定，其运动轨迹更接近于天然半月板，因而可模拟正常天然半月板发挥力学传导等功能。其次，本发明中提到的半月板替代物前、后角圆柱栓子结构表面可使用激光刻蚀、碱蚀等技术增加表面粗糙度，从而增加栓子与骨隧道的接触面积，并且可在前、后角圆柱栓子结构表面涂层羟基磷灰石或β-磷酸三钙以促进骨长入，从而最大程度上保证半月板替代物前、后角的牢固固定，防止关节移动过程中出现脱位的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的制作方法的流程示意图。
图2是本发明所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的制作模具的结构示意图。
图3是本发明所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的制作模具的另一角度的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，本发明所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的制作方法包括以下步骤：
步骤一、患者膝关节核磁共振拍摄，获取矢状位及冠状位的膝关节核磁二维图像；
步骤二、将膝关节核磁图像导入医学逆向软件Mimics，构建半月板三维模型；
步骤三、将半月板三维模型导入Geomagic软件进行三角面片优化处理，提高模型表面平滑度；
步骤四、将优化处理的半月板三维模型导入SOLIDWORKS工程软件，分别在半月板前、后角添加圆柱栓子结构；
步骤五、将半月板三维模型导入UG设计软件进行翻模，制作模具三维模型；
步骤六、最后制作半月板模具，进行产品制造。
本发明所述的实心聚氨酯半月板移植替代物是使用模具注塑成型而成的，模具是基于具体需要置换的半月板按照1：1比例生产制造的，因而在结构上可完全模拟正常原始半月板发挥功能。
另外，本发明所述的实心聚氨酯半月板移植替代物移植手术全程采用膝关节镜微创操作，膝关节镜微创手术具有创伤小，手术视野清洗，操作方便等显著优势，并且术后患者康复所需时间明显缩短，康复效果明显提升。避免了传统切开手术创伤大、康复慢等缺点。本发明所述实心聚氨酯半月板移植替代物的前、后角均含有圆柱栓子结构，在进行移植前，使用直径2毫米的克氏针在圆柱栓子结构的中心钻一孔洞，随后将2号爱惜帮缝线穿过孔洞，以备移植时牵引圆柱栓子使用。在进行半月板移植过程中，首先使用篮钳及射频消融技术将残余的半月板组织彻底清除，确认原始半月板前、后角在胫骨平台上的附着点，根据圆柱栓子的尺寸选取合适的胫骨骨道定位器，随后使用胫骨骨道定位器在原始半月板前、后角附着点制作骨隧道，使用髓核钳从骨隧道末端分别将半月板移植物前、后角栓子结构上的2号爱惜帮缝线钳出，牵拉引线，将前、后角的圆柱栓子结构准确引入预先制作的骨隧道内。圆柱栓子结构嵌入骨隧道内进行牢固固定，将引出的爱惜帮缝线在隧道末端打结，从而进一步加固栓子结构。为了进一步实现半月板移植替代物的牢固固定，使用2号爱惜帮缝线将半月板替代物边缘与关节囊及滑膜缝合，最终通过上述两种方式最终实现半月板移植替代物的牢固固定，其运动轨迹更接近于天然半月板，因而可模拟正常天然半月板发挥力学传导等功能。其次，本发明中提到的半月板替代物前、后角圆柱栓子结构表面可使用激光刻蚀、碱蚀等技术增加表面粗糙度，从而增加栓子与骨隧道的接触面积，并且可在前、后角圆柱栓子结构表面涂层羟基磷灰石或β-磷酸三钙以促进骨长入，从而最大程度上保证半月板替代物前、后角的牢固固定，防止关节移动过程中出现脱位的情况。
优选地，膝关节核磁图像拍摄及三维模型构建具体包括以下步骤：
使用3.0T核磁共振仪器进行膝关节扫描，获取矢状位及冠状位的膝关节核磁共振图像，核磁共振扫描序列为PD-FSE-SPIR，具体参数为：重复时间（TR）：2915.0毫秒，回波时间（TE）：39.4毫秒。
随后将获取的膝关节核磁二维图像导入医学逆向软件Mimics软件，将采取以下步骤进行半月板组织分割及三维模型重建：
1、利用“编辑蒙罩”（Edit Masks），“画笔”（Draw）功能，利用半月板组织与其他组织的灰度差，勾勒出半月板的基本轮廓，并且结合图像矢状位、冠状位进行调整，以最大程度勾勒出真实半月板的轮廓；
2、利用“区域增长”（Region Growing）功能建立半月板“蒙版”（Mask），选中此项功能后，通过点击半月板组织，即可将半月板内部组织全部选中，而半月板之外的组织则被剔除，从而保证后期更加准确的重建半月板三维模型；
3、建立“蒙版”（Mask）后，利用“三维重建”（Calculate 3D）功能即可构建半月板三维模型，然后导出STL格式。
进一步优选地，三维模型的优化处理及后加工具体包括以下步骤：
将STL格式的半月板三维模型导入Geomagic软件，删除模型表面钉状物，进行三角面片优化处理，进一步优化模型表面质量，随后导出STL格式文件。将半月板模型STL格式文件导入医学逆向工程软件SOLIDWORKS软件，分别在前、后角添加圆柱栓子结构，随后导出为STL格式文件。圆柱栓子结构的尺寸可根据临床实际需求进行确定。
进一步优选地，翻模处理、半月板模具模型设计及半月板替代物制造具体包括以下步骤：
将上一步骤导出的STL格式半月板三维模型导入UG设计软件，进行翻模，设计半月板模具模型。
所述的半月板模具模型的结构如图2和图3所示。
所述的半月板模具模型包括蓄料头1、蓄料腔2、第一发热板3、成型上腔4、成型下腔5和第二发热板6。
所述的蓄料腔2夹设在所述的蓄料头1和所述的第一发热板3之间；所述的成型上腔4和成型下腔5合模后构成成型腔，所述的成型腔的内部的形状与设计的半月板模型1：1匹配；所述的成型上腔4和成型下腔5合模后构成的成型腔夹设在所述的第一发热板3和所述的第二发热板6之间；所述的蓄料腔2、第一发热板3和成型上腔4之间通过腔隙连通。
所述的蓄料头1用于向所述的蓄料腔2添加聚氨酯原材料颗粒；所述的蓄料腔2用于暂时容纳聚氨酯颗粒；所述的第一发热板3用于使所述的蓄料腔2中的聚氨酯颗粒升温并融化，融化的聚氨酯颗粒通过所述的蓄料腔2、第一发热板3和成型上腔4之间的腔隙流到所述成型腔的内部；所述的第二发热板6用于对进入成型腔的内部的聚氨酯进行加热以维持聚氨酯的流动性，使聚氨酯填充整个成型腔。
优选地，所述的成型腔采用S136模具钢材质制作，成型腔内壁设置有聚四氟乙烯涂层，由于聚四氟乙烯具有耐高温特点，且摩擦系数极低，因此聚四氟乙烯涂层有利于聚氨酯成型后开模，以取出半月板替代物产品。
除成型腔由S136模具钢材质制作外，其余组件由H13热作模具钢制作。由于金属热传导效果较好，采用金属制作模具，可增加发热板的升温效果，加速聚氨酯融化，增加其流动性。
优选地，半月板替代物产品制造的具体实施步骤为：
将热塑性聚氨酯原材料从蓄料头加入，蓄料腔起到暂时容纳聚氨酯原材料的作用，通过蓄料腔底部的第一发热板的加热作用，发热温度达到200度，储存于蓄料腔内的聚氨酯融化。其中，蓄料腔、第一发热板以及成型上腔之间有腔隙连通，融化的聚氨酯经腔隙流至成型腔内。位于成型下腔底部的第二发热板继续加热，维持聚氨酯的流动性，以使聚氨酯填充整个成型腔。待聚氨酯充满成型腔后，置于常温冷却，最后开模，取出半月板替代物产品。
进一步优选地，聚氨酯半月板替代物的优化处理包括以下步骤：
为了促进聚氨酯半月板替代物产品前、后角与骨隧道之间的整合，首先，通过激光刻蚀、碱蚀等技术增加表面粗糙度，从而增加圆柱栓子与骨隧道的接触面积；其次，前、后角圆柱栓子结构表面涂上羟基磷灰石或β-磷酸三钙涂层，这两种物质均可促进骨长入。通过上述方式最大程度上保证半月板替代物前、后角的牢固固定。
在本发明的一个实施例中，还提供一种按照上述制作方法制成的实心聚氨酯半月板移植替代物。
本发明的技术关键点及优势为：
1、本发明所述的实心聚氨酯半月板移植替代物为使用模具注塑成型而成，模具是基于具体需要置换的半月板按照1：1比例生产制造，因而在结构上可完全模拟正常原始半月板发挥功能；
2、本发明设计的半月板替代物前、后角均有圆柱状栓子结构，在进行半月板移植过程中，可在原始半月板前、后角附着点制作骨隧道，将圆柱栓子结构嵌入骨隧道内进行牢固固定，从而最大程度上模拟天然半月板在关节内的运动模式，模拟正常半月板发挥力学传导功能，从而最大程度上保障其软骨保护作用；
3、本发明是采用将聚氨酯原材料颗粒从蓄料头加入，暂存于蓄料腔内，通过发热板加热使聚氨酯原材料颗粒融化，流入并填充成型腔，与传统的利用螺杆挤出机将原材料注入成型腔内的方式不同。因为传统的方式首先需要使用大量的用于注塑成型的原材料，将螺杆挤出机内剩余的其他杂质材料洗出，这种方式造成大量的原材料浪费。而本发明通过直接加入聚氨酯原材料填充成型腔，若需更换其他原材料，只需对模具成型腔进行清洗即可，因而避免了原材料的浪费；
4、本发明的成型腔的内壁设置有聚四氟乙烯涂层，聚四氟乙烯具有耐高温特点，且摩擦系数极低，因此聚四氟乙烯涂层有利于聚氨酯成型后开模，以取出半月板替代物产品；
5、本发明采用膝关节核磁扫描，按照1：1三维重建半月板模型，从而实现个性化定制，制造的半月板替代物产品与天然半月板完全匹配，移植后与股骨髁及胫骨平台匹配，更有利于其发挥功能；
6.本发明制作的半月板移植替代物，可在膝关节镜辅助下开展微创手术，具有创伤小、手术时间短、手术视野清洗，术后康复效果好等显著优势，从而有利于患者半月板置换后更早、更快的步入社会。
另外，本发明中模具的各个组件是通过上、下机器加压进行紧密固定，这种固定方式避免了传统繁琐的螺钉、螺母固定。但传统的螺钉、螺母固定方式也可作为固定各个组件的替代方案。
本发明中模具由S136模具钢、H13热作模具钢制作而成，也可选用其他的金属材质，如锌合金Cr12、铝合金、铜合金、钛合金等。成型腔或蓄料腔均可以使用上述材料制作。
本发明中使用热塑性聚氨酯作为制作半月板替代物的原材料，也可选用性能优越的硅胶材质。
本发明中的模具可采用3D打印技术进行制作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种实心聚氨酯半月板移植替代物的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、对患者的膝关节进行核磁共振拍摄，获取所述膝关节的核磁二维图像；
步骤二、将所述膝关节的核磁二维图像导入医学逆向软件Mimics，构建半月板三维模型；
步骤三、将所述的半月板三维模型导入Geomagic软件进行三角面片优化处理，提高模型表面平滑度；
步骤四、将优化处理后的所述半月板三维模型导入SOLIDWORKS工程软件，分别在半月板前、后角添加圆柱栓子结构；
步骤五、将步骤四中添加了圆柱栓子结构的所述半月板三维模型导入UG设计软件进行翻模，制作模具三维模型；
步骤六、最后根据所述的模具三维模型制作半月板模具模型，并根据所述的半月板模具模型制造所述的实心聚氨酯半月板移植替代物；
所述的半月板模具模型包括蓄料头、蓄料腔、第一发热板、成型上腔、成型下腔和第二发热板；所述的蓄料腔夹设在所述的蓄料头和所述的第一发热板之间；所述的成型上腔和成型下腔合模后构成成型腔，所述的成型腔的内部的形状与设计的半月板模型1：1匹配；所述的成型上腔和成型下腔合模后构成的成型腔夹设在所述的第一发热板和所述的第二发热板之间；所述的蓄料腔、第一发热板和成型上腔之间通过腔隙连通；所述的蓄料头用于向所述的蓄料腔添加聚氨酯原材料颗粒；所述的蓄料腔用于暂时容纳聚氨酯颗粒；所述的第一发热板用于使所述的蓄料腔中的聚氨酯颗粒升温并融化，融化的聚氨酯颗粒通过所述的蓄料腔、第一发热板和成型上腔之间的腔隙流到所述成型腔的内部；所述的第二发热板用于对进入成型腔的内部的聚氨酯进行加热以维持聚氨酯的流动性，使聚氨酯填充整个成型腔；
所述的成型腔采用S136模具钢材质制作，成型腔内壁设置有聚四氟乙烯涂层；
所述的蓄料头和蓄料腔由H13热作模具钢制作；
步骤六中根据所述的半月板模具模型制造所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的具体步骤为：
将热塑性聚氨酯原材料从蓄料头加入，蓄料腔起到暂时容纳聚氨酯原材料的作用，通过蓄料腔底部的第一发热板的加热作用，发热温度达到200度，使储存于蓄料腔内的聚氨酯融化；其中，蓄料腔、第一发热板以及成型上腔之间有腔隙连通，融化的聚氨酯经腔隙流至成型腔内；位于成型下腔底部的第二发热板继续加热，维持聚氨酯的流动性，以使聚氨酯填充整个成型腔；待聚氨酯充满成型腔后，置于常温冷却，最后开模，取出半月板替代物产品。
2.如权利要求1所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的制作方法，其特征在于，步骤一中对患者的膝关节进行核磁共振拍摄具体包括以下步骤：
使用3.0T核磁共振仪器进行膝关节扫描，获取膝关节核磁共振图像，核磁共振扫描序列为PD-FSE-SPIR，具体参数为：重复时间：2915.0毫秒，回波时间：39.4毫秒。
3.如权利要求1所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的制作方法，其特征在于，步骤二中将所述膝关节的核磁二维图像导入医学逆向软件Mimics，将采取以下步骤进行半月板组织分割及三维模型重建：
步骤1、利用“编辑蒙罩”和“画笔”功能，利用半月板组织与其他组织的灰度差，勾勒出半月板的基本轮廓，并且结合图像矢状位和冠状位进行调整，以最大程度勾勒出真实半月板的轮廓；
步骤2、利用“区域增长”功能建立半月板“蒙版”，通过点击半月板组织，将半月板内部组织全部选中，而半月板之外的组织则被剔除，从而保证后期更加准确地重建半月板三维模型；
步骤3、建立“蒙版”后，利用“三维重建”功能构建所述的半月板三维模型，然后导出STL格式。
4.如权利要求1所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的制作方法，其特征在于，步骤三中进行三角面片优化处理及步骤四中分别在半月板前、后角添加圆柱栓子结构具体包括以下步骤：
将STL格式的半月板三维模型导入Geomagic软件，删除模型表面钉状物，进行三角面片优化处理，进一步优化模型表面质量，随后导出STL格式文件；将半月板三维模型的STL格式文件导入医学逆向工程软件SOLIDWORKS软件，分别在前、后角添加圆柱栓子结构，随后导出为STL格式文件；圆柱栓子结构的尺寸根据临床实际需求进行确定。
5.如权利要求1所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的制作方法，其特征在于，所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的优化处理还包括以下步骤：
为了促进聚氨酯半月板替代物产品前、后角与骨隧道之间的整合，首先，通过激光刻蚀和/或碱蚀增加表面粗糙度，从而增加圆柱栓子与骨隧道的接触面积；其次，在前、后角的圆柱栓子结构表面涂上羟基磷灰石或β-磷酸三钙涂层以促进骨长入，保证半月板替代物前、后角的牢固固定。
6.一种实心聚氨酯半月板移植替代物，其特征在于，该实心聚氨酯半月板移植替代物采用权利要求1至5任一项所述的实心聚氨酯半月板移植替代物的制作方法制作而成。
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