CN113894285A - 一种人工假体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工假体及其制备方法，通过三维软件设计假体，得到数字化假体模型，所述数字化假体模型具有与被设计假体一致的形貌参数；用数字化3D打印机将得到的数字化假体模型一体打印成型，得到假体坯体；去除所述假体坯体上的粘合剂，干燥所述假体坯体；将步骤得到的干燥后的假体坯体进行烧结，获得预成型假体；对所述预成型假体进行后处理，获得成型假体。本发明遵循现代无模具数字化增材制造一次成型的理念，结合传统的粉末冶金技术及传统制造工艺等的批量化生产优势，实现人工关节假体骨长上或骨长入面与基体之间无物理界面的一次成型，无需模具，提高生产效率。

Description

一种人工假体及其制备方法

技术领域

本发明涉及医疗领域的骨科植入物，尤其涉及一种人工假体及其制备方法与应用。

背景技术

人工假体与宿主骨之间的固定稳定性是保证人工关节在人体的长期安全性和有效性的关键因素之一。现代人工关节的固定，特别是人工髋关节和人工膝关节假体的固定分为骨水泥固定和非骨水泥固定两种形式。对于非骨水泥固定的方法，以骨长上和骨长入为目的生物固定方法已经成为人工关节固定技术的主流。

以骨长上为固定形式的人工假体，其骨长上界面通常是由表面较为粗糙的金属涂层或金属加羟基磷灰石双涂层组成，假体的主体部分一般通过锻造或铸造成型，固定界面则通过热喷涂或等离子喷涂的方法实现。

以骨长入为固定形式的人工假体，其骨长入界面通常是表面较为粗糙的多孔结构，表面的孔隙率一般高于30％低于90％，孔隙的平均直径一般介于0.5mm和2.0mm之间。

传统的骨长入界面的制备方法包括金属小球(小于1mm)与基体之间的＂珍珠面＂烧结技术，金属丝网与假体之间的烧结技术，多孔坦或多孔钛金属界面与基体之间的烧结技术等。现代骨长入界面以仿松质骨结构的微孔金属为主流，制备方法包括选区激光熔融或选区电子束熔融3D打印技术，假体的基体和多孔的骨长入界面可一次成型。

以骨长上为目的表面涂层技术存在三个主要缺陷：

其一，假体的基体通常需要锻造或铸造初步成型，然后再通过机加工达到设计要求的精度，假体的设计型号的范围通常受限于模具的数量及制造商所能承受的模具成本；

其二，涂层与基体之间存在一个明显的物理界面，涂层与基体之间存在疲劳剥离的风险；

其三，热喷涂特别是真空等离子喷涂成本较高，基本上占据了假体一半以上的制作成本。

以骨长入为目的金属＂珍珠面＂及金属丝网烧结技术除了存在上述的三个缺陷之外，还存在由高温烧结引起的假体疲劳强度的严重下降(通常降低50％)。

而选区激光熔融及选区电子束熔融3D打印技术解决了假体制作过程中对模具的依赖，拓展了假体的设计范围，消除了骨长入层与基体的物理界面，降低了假体的整体加工工序。这些优势成为选区激光和选区电子束熔融3D打印技术正在快速地引起医疗器械行业的广泛关注并初步被应用于骨科假体的制造的主要驱动力，如订制化假体、脊柱融合器、生物固定髋臼杯、生物固定膝关节胫骨平台和翻修假体等。

然而，选区激光及选区电子束熔融技术相较于传统的锻造、铸造和涂层等技术存在四大尚未攻克的缺陷：

其一，打印设备昂贵，打印速度低下，打印数量有限；

其二，打印所需原材料金属粉末必须是颗粒直径极小(小于0:05mm)且分布均匀的球形微粒，且表面的含氧量要求极高，因此相较于传统的热喷涂和粉末冶金粉末，其价格极其昂贵，约高五至10倍；

其三，选区激光及选区电子束熔融3D打印成型的金属假体存在严重的各项异性的缺陷，其机械性能特别是强度和疲劳强度严重依赖于激光或电子束的扫描方向；

其四，针对钛或钛合金等极度易燃，易爆的金属粉末，打印必须在真空或保护气体中进行，生产设备的安全操作要求极高。

以上四大缺陷严重制约了选区激光熔融及选区电子束熔融3D打印技术在骨科假体大批量生产方面的应用。

因此，亟需提出一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种人工假体及其制备方法，采用的技术方案是：

一种人工假体的制备方法，包括如下步骤：

S1：通过三维软件设计假体，得到数字化假体模型，所述数字化假体模型具有与被设计假体一致的形貌参数；

S2：用数字化3D打印机将步骤S1得到的数字化假体模型一体打印成型，得到假体坯体；

S3：去除所述假体坯体上的粘合剂，清理、干燥所述假体坯体；

S4：将步骤S3得到的干燥后的假体坯体进行烧结，获得预成型假体；

S5：对所述预成型假体进行后处理，获得成型假体。

上述技术方案中进一步的，步骤S1中，所述数字化假体模型具有与被设计假体一致的形貌参数，具体包括：

所述数字化假体模型具有与被设计假体一致的形状、尺寸，以及骨长上界面的表面形貌及粗糙度，或骨长入界面的孔隙尺寸、孔隙率和界面深度。

进一步的，步骤S2中，用数字化3D打印机将数字化假体模型一体打印成型具体包括：

将金属粉末和粘结剂分别存储于所述打印机内的不同原料盒中，或将金属粉末与粘结剂按比例混合，得到混合物料，将所述混合物料存储于打印机内的原料盒中，

进一步的，将数字化假体模型的数据资料传送至所述打印机的数据处理器中，启动打印机，通过打印机逐层将所述数字化假体模型打印成型，获得假体模型，获得的所述假体坯体的体积为目标假体体积的115％～125％。

进一步的，步骤S2中，所述一体打印成型的方式包括挤压式单喷嘴一次成型法、挤压式多喷嘴一次成型法和逐层铺粉加选择性逐层沉积粘合剂一次成型法中的一种或多种组合，

进一步的，采用挤压式单喷嘴一次成型法打印数字化假体模型，具体为：通过打印机的单一喷嘴将所述混合物料逐层挤压出来，形成所述假体坯体；

进一步的，采用挤压式多喷嘴一次成型法打印数字化假体模型，具体为：打印机通过控制金属粉末喷嘴和粘结剂喷嘴同时动作，所述金属粉末和粘结剂被同时挤压出来，形成所述假体坯体；

进一步的，采用逐层铺粉加选择性逐层沉积粘合剂一次成型法打印数字化假体模型，具体为：打印过程中金属粉末与粘结剂交替逐层沉积，形成所述假体坯体。

进一步的，步骤S3中，利用溶剂清除所述假体坯体上的粘合剂，清理假体坯体表面的杂质，烘干所述假体坯体。

进一步的，步骤S4中，将步骤S3得到的干燥后的假体坯体进行烧结，具体包括：

将假体坯体置入烧结炉中，调节烧结炉内的温度低于所述假体坯体的金属熔点，设置假体坯体的烧结时间，烧结完成后获得预成型假体；

若所述假体坯体具有活性金属成分，则将所述假体坯体置入真空烧结炉中烧结；若所述假体坯体具有惰性金属成分，则将所述假体坯体置入高温烧结炉中烧结。

进一步的，步骤S5中，对所述预成型假体进行后处理，具体包括：

对所述预成型假体进行打磨、抛光、清洗、精加工，再将所述预成型假体置入高温含氧的热处理炉中进行表面氧化处理，获得成型假体。

本发明还提供一种由上述制作方法制得的人工假体，所述人工假体具有外表面，所述外表面与宿主骨固定连接，所述外表面为具有多孔结构的多孔面或无孔粗糙面，

进一步的，所述多孔面的孔隙率为30％～90％，孔隙的平均直径范围为0.5mm～2.0mm，所述多孔面的厚度范围为0.5mm～2.0mm，

进一步的，所述无孔粗糙面的粗糙度与金属等离子涂层的粗糙度基本一致；

进一步的，所述人工假体为金属假体，所述金属假体中的金属包括钛合金、钽、钽合金、锆铌合金、钴基合金和不锈钢金属中的一种或多种组合。

进一步的，所述人工假体包括人工关节假体、脊柱融合器、人工锥体、接骨板、髄内钉、骨填充块、肿瘤假体和颅颌面。

进一步的，所述人工关节假体包括：人工关节髋关节柄、人工关节髋臼杯、人工膝关节骰骨髁、人工膝关节胫骨平台和人工关节骨填充块。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果中的一个或多个：

1.本发明遵循现代无模具数字化增材制造一次成型的理念，结合传统的粉末冶金技术及传统制造工艺等的批量化生产优势，以实现人工假体骨长上或骨长入面与基体之间无物理界面的一次成型，既消除传统工艺对模具的依赖，又消除现代选区激光熔融或选区电子束熔融3D打印技术低效率高成本的局限，最终实现可包容现代人工假体最新设计理念的高效率低成本的大批量生产的目标。

2.本发明所述方法成型的人工假体相较于传统的锻造、铸造、喷涂技术，以及现代选区激光熔融或选区电子束熔融3D打印技术，具有如下优势：①无模具，几乎无设计局限性；②骨长上或骨长入面与基体无物理界面；③假体各向同性；④无需采用价格昂贵的专用于选区激光或选区电子束打印的球形金属粉末，常规的粉末冶金原材料即可；⑤假体的制造工艺效率比选区激光或电子束3D打印工艺的效率提高一至二个数量级；⑥以上优势将本发明的主要目标，即无模具，高效率，低成本的大批量生产具有现代设计理念的人工关节假体的目标，成为可能；

3.本发明选择性的继承了传统的金属粉末冶金的一些理念，特别是金属注塑(MIM)的理念，原材料金属粉末的选择范围极广且价格低廉(相较于选区激光和电子束熔融的原材料)，目前适用于骨科假体应用的原材料如不锈钢、钛及钛合金、钴基合金、钴铌合金、钽及钽合金等都可通过本发明的方法上制备相应的假体。

4.本发明所述的制造方法不仅仅局限于人工假体，还可以制备非骨水泥生物固定的膝关节骰骨髁和胫骨平台、翻修假体、骨肿瘤假体，及其它需订制化的特殊假体，同样也适用于脊柱融合器、人工锥体、接骨板、髄内钉、骨填充块、肿瘤假体、颅颌面，及所有与骨科相关的假体，普适性高。

5.本发明所述的制造方法制备的假体型号多，加工效率高，可大量生产保持库存，满足消费者市场的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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附图。

图1是实施例2中表示所述骨长入金属界面包围着关节柄胫干角以下关节柄远端以上的部位的结构示意图，其中，A为骨长入金属界面；

图2是实施例3中表示臼杯含多孔结构的外表面的示意图,其中，10-臼杯主体；20-外表面；30-孔洞。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图与实施例进一步说明本发明要旨。

实施例1：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种人工假体的制备方法，包括如下步骤：

S1：通过三维软件设计假体，得到数字化假体模型，所述数字化假体模型具有与被设计假体一致的形貌参数；

S2：用数字化3D打印机将步骤S1得到的数字化假体模型一体打印成型，得到假体坯体；

S3：去除所述假体坯体上的粘合剂，清理、干燥所述假体坯体；

S4：将步骤S3得到的干燥后的假体坯体进行烧结，获得预成型假体；

S5：对所述预成型假体进行后处理，获得成型假体。

上述技术方案中进一步的，步骤S1中，所述数字化假体模型具有与被设计假体一致的形貌参数，具体包括：

所述数字化假体模型具有与被设计假体一致的形状、尺寸，以及骨长上界面的表面形貌及粗糙度，或骨长入界面的孔隙尺寸、孔隙率和界面深度。

进一步的，步骤S2中，用数字化3D打印机将数字化假体模型一体打印成型具体包括：

将金属粉末和粘结剂分别存储于所述打印机内的不同原料盒中，或将金属粉末与粘结剂按比例混合，得到混合物料，将所述混合物料存储于打印机内的原料盒中，

进一步的，将数字化假体模型的数据资料传送至所述打印机的数据处理器中，启动打印机，通过打印机逐层将所述数字化假体模型打印成型，获得假体模型，获得的所述假体坯体的体积为目标假体体积的115％～125％。

进一步的，步骤S2中，所述一体打印成型的方式包括挤压式单喷嘴一次成型法、挤压式多喷嘴一次成型法和逐层铺粉加选择性逐层沉积粘合剂一次成型法中的一种或多种组合，

进一步的，采用挤压式单喷嘴一次成型法打印数字化假体模型，具体为：通过打印机的单一喷嘴将所述混合物料逐层挤压出来，形成所述假体坯体；

进一步的，采用挤压式多喷嘴一次成型法打印数字化假体模型，具体为：打印机通过控制金属粉末喷嘴和粘结剂喷嘴同时动作，所述金属粉末和粘结剂被同时挤压出来，形成所述假体坯体；

进一步的，采用逐层铺粉加选择性逐层沉积粘合剂一次成型法打印数字化假体模型，具体为：打印过程中金属粉末与粘结剂交替逐层沉积，形成所述假体坯体。

进一步的，步骤S3中，利用溶剂清除所述假体坯体上的粘合剂，清理假体坯体表面的杂质，烘干所述假体坯体。

进一步的，步骤S4中，将步骤S3得到的干燥后的假体坯体进行烧结，具体包括：

将假体坯体置入烧结炉中，调节烧结炉内的温度低于所述假体坯体的金属熔点，设置假体坯体的烧结时间，烧结完成后获得预成型假体；

若所述假体坯体具有活性金属成分，则将所述假体坯体置入真空烧结炉中烧结；若所述假体坯体具有惰性金属成分，则将所述假体坯体置入高温烧结炉中烧结。

进一步的，步骤S5中，对所述预成型假体进行后处理，具体包括：

对所述预成型假体进行打磨、抛光、清洗、精加工，再将所述预成型假体置入高温含氧的热处理炉中进行表面氧化处理，获得成型假体。

本发明还提供一种人工假体，所述人工假体包括人工关节假体、脊柱融合器、人工锥体、接骨板、髄内钉、骨填充块、肿瘤假体和颅颌面。

所述人工关节假体包括：人工关节髋关节柄、人工关节髋臼杯、人工膝关节骰骨髁、人工膝关节胫骨平台和人工关节骨填充块。

所述人工假体具有外表面，所述外表面与宿主骨固定连接。

在一种实施例中，所述外表面为多孔面，则所述多孔面的孔隙率为30％～90％，孔隙的平均直径范围为0.5mm～2.0mm，所述多孔面的厚度范围为0.5mm～2.0mm。

在另一种实施例中，所述外表面为无孔粗糙面，则所述无孔粗糙面的粗糙度与钛或钛合金等离子涂层的粗糙度基本一致。

在一种实施例中，所述人工假体为金属假体，所述金属假体中的金属可以是钛合金、或钽、或钽合金、或锆铌合金、或钴基合金、或不锈钢，或该多种金属中的一种或多种的组合。

在一种实施例中，人工关节髋关节柄、人工关节髋臼杯、人工膝关节骰骨髁和人工膝关节胫骨平台均具有与宿主骨固定连接的外表面，所述外表面为多孔面，则所述多孔面的孔隙率为30％～90％，孔隙的平均直径范围为0.5mm～2.0mm，所述多孔面的厚度范围为0.5mm～2.0mm。

在另一种实施例中，人工关节髋关节柄、人工关节髋臼杯、人工膝关节骰骨髁和人工膝关节胫骨平台均具有与宿主骨固定连接的外表面，所述外表面为无孔粗糙面，则所述无孔粗糙面的粗糙度与金属等离子涂层的粗糙度基本一致。

在一种实施例中，人工关节骨填充块和骨肿瘤假体均具有与宿主骨固定连接的外表面，所述外表面为多孔面，则所述多孔面的孔隙率为30％～90％，孔隙的平均直径范围为0.5mm～2.0mm，所述多孔面的厚度至少为0.5mm。

在另一种实施例中，人工关节骨填充块和骨肿瘤假体均具有与宿主骨固定连接的外表面，所述外表面为无孔粗糙面，则所述无孔粗糙面的粗糙度与金属等离子涂层的粗糙度基本一致。

本发明所述制备方法的应用范围可以包括：制备人工关节假体、制备脊柱融合器、制备人工锥体、制备接骨板、制备髄内钉、制备骨填充块、制备肿瘤假体、制备颅颌面、制备非骨水泥生物固定的膝关节骰骨髁和胫骨，以及修复假体。

实施例2：

利用本发明所述制备方法制备骨长上人工关节柄：

现代最通用的人工关节非骨水泥固定关节柄含有二到三个基本部分：

其一是由锻造初步形成的主体结构件；

其二是通过热喷涂或等离子喷涂技术形成的表面粗糙的骨长入金属界面A，该界面A的厚度一般为0.5～2.0mm，该界面A包围着关节柄胫干角以下，及关节柄远端以上的部位，如图1所示；

其三是对于具有一定生物活性固定的产品，金属涂层之上还可以通过热喷涂或等离子喷涂涂上一层羟基磷灰石涂层。

由于关节柄对疲劳强度的要求很高，加上本身尺寸较大，目前尚未有通过选区激光或电子束熔融3D打印技术制作的产品上市，由传统工艺制作的关节柄，由于需要开发昂贵的模具及厂家降低库存的现实需求，关节柄的型号一般局限于0至9的10个尺寸，胫干部位仅局限于126度及132度两个型号，前倾角仅局限于零度一个角度，即使这些型号上的局限性，一个关节柄系列也至少需要20个模具。

通过本发明所述的方法制备以上所述的关节柄，无需模具，还可以快速成型，这种高效率的制造模式使得关节柄的型号、尺寸、胫干部的胫干角及前倾角的组合几乎具有无限的可能。

通过本发明所述方法制备关节柄的具体步骤如下：

第一、设计师确定各种型号的关节柄的数字化模型，包括骨长上界面的形貌和粗糙度；

第二、制造工程师将数字化模型输入3D打印机；

第三、将金属粉末及粘结剂分别安装于打印机内的不同原料盒中，或将已经按比例混合好的粉末及粘合剂的混合物安装于打印机内；

第四、开启打印机，制作出关节柄的坯体；

第五、取出打印好的关节柄坯体，放入溶剂中去除粘合剂，然后烘干；

第六、将烘干后的关节柄坯体放入真空锅烧结成型，获得预成型假体；

第七、如必要，将预成型假体进行相关的后处理，如羟基磷灰石喷涂，及胫干锥部的精加工等。

该发明所述的制造方法不仅仅局限于人工关节假体，同样适用于脊柱融合器、人工锥体、接骨板、髄内钉、骨填充块、肿瘤假体、颅颌面，及所有与骨科相关的假体。

上述关节柄的生产过程，特别是无需羟基磷灰石涂层的型号，大约仅需24小时即可完成，因此厂家可以有选择的大批量生产最常用的型号以满足库存要求，而对其它型号进行客户特别需求的即时生产和供货。

实施例3：

利用本发明所述制备方法制备骨长入人工关节髋臼杯：

现代人工髋关节髋臼杯已基本采用非骨水泥的生物固定形式，臼杯主要有两个部分构成：

其一是不含孔洞的主体结构部分,为臼杯主体10，

其二是含多孔结构的起到与宿主骨形成生物固定的外表面20，如图2所示，外表面上有若干孔洞30。

髋臼杯的传统制备方法包括：

一、通过机加工制备臼杯的主体部10；

二、通过烧结工艺将多孔的＂珍珠面＂或丝网结合到主体部分的外表面20。

现代的选区激光或选区电子束熔融3D打印技术已被成功地应用于一次性地制造臼杯的主体和多孔结构，去除了传统工艺中多孔面与主体部分的高温烧结步骤，因此多孔面与主体件之间不存在明显的物理界面。但是，由于选区激光和选区电子束3D打印技术目前仍然面临生产效率低下以及设备和原材料的价格高昂，其应用仍然仅仅局限于小规模的生产。

本发明提出的方法将实现高效率、低成本的大规模制造生物固定髋臼杯的目的，具体步骤如下：

第一、设计工程师确定各类型号髋臼杯的数字化模型，包括多孔结构的孔隙率，孔隙尺寸，多孔层的厚度等；

第二、制造工程师将该数字化模型输入打印机；

第三、将金属粉末及粘结剂分别安装于打印机内的不同原料盒中，或将已经按比例混合好的金属粉末与粘结剂的混合物安装于打印机内；

第四、启动打印机，打印成型假体坯体；

第五、取出打印好的臼杯坯件，去除粘结剂，烘干；

第六、将烘干后的臼杯坯件放入真空锅烧结成型；

第七、如必要，对烧结好臼杯进行后处理，如精加工，清洗等；

上述方法同样可以用来制备非骨水泥生物固定的膝关节骰骨髁和胫骨平台，翻修假体，骨肿瘤假体，及其它需订制化的特殊假体。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。

Claims (10)

1.一种人工假体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：通过三维软件设计假体，得到数字化假体模型，所述数字化假体模型具有与被设计假体一致的形貌参数；

S2：用数字化3D打印机将步骤S1得到的数字化假体模型一体打印成型，得到假体坯体；

S3：去除所述假体坯体上的粘合剂，清理、干燥所述假体坯体；

S4：将步骤S3得到的干燥后的假体坯体进行烧结，获得预成型假体；

S5：对所述预成型假体进行后处理，获得成型假体。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述数字化假体模型具有与被设计假体一致的形貌参数，具体包括：

所述数字化假体模型具有与被设计假体一致的形状、尺寸，以及骨长上界面的表面形貌及粗糙度，或骨长入界面的孔隙尺寸、孔隙率和界面深度。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S 2中，用数字化3D打印机将数字化假体模型一体打印成型具体包括：

将金属粉末和粘结剂分别存储于所述打印机内的不同原料盒中，或将金属粉末与粘结剂按比例混合，得到混合物料，将所述混合物料存储于打印机内的原料盒中，

将数字化假体模型的数据资料传送至所述打印机的数据处理器中，启动打印机，通过打印机逐层将所述数字化假体模型打印成型，获得假体模型，获得的所述假体坯体的体积为目标假体体积的115％～125％。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述一体打印成型的方式包括挤压式单喷嘴一次成型法、挤压式多喷嘴一次成型法和逐层铺粉加选择性逐层沉积粘合剂一次成型法中的一种或多种组合，

采用挤压式单喷嘴一次成型法打印数字化假体模型，具体为：通过打印机的单一喷嘴将所述混合物料逐层挤压出来，形成所述假体坯体；

采用挤压式多喷嘴一次成型法打印数字化假体模型，具体为：打印机通过控制金属粉末喷嘴和粘结剂喷嘴同时动作，所述金属粉末和粘结剂被同时挤压出来，形成所述假体坯体；

采用逐层铺粉加选择性逐层沉积粘合剂一次成型法打印数字化假体模型，具体为：打印过程中金属粉末与粘结剂交替逐层沉积，形成所述假体坯体。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，利用溶剂清除所述假体坯体上的粘合剂，清理假体坯体表面的杂质，烘干所述假体坯体。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，将步骤S3得到的干燥后的假体坯体进行烧结，具体包括：

将假体坯体置入烧结炉中，调节烧结炉内的温度低于所述假体坯体的金属熔点，设置假体坯体的烧结时间，烧结完成后获得预成型假体；

若所述假体坯体具有活性金属成分，则将所述假体坯体置入真空烧结炉中烧结；若所述假体坯体具有惰性金属成分，则将所述假体坯体置入高温烧结炉中烧结。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S 5中，对所述预成型假体进行后处理，具体包括：

对所述预成型假体进行打磨、抛光、清洗、精加工，再将所述预成型假体置入高温含氧的热处理炉中进行表面氧化处理，获得成型假体。

8.根据权利要求1-7任一所述的方法制得的人工假体，其特征在于，

所述人工假体具有外表面，所述外表面与宿主骨固定连接，所述外表面为具有多孔结构的多孔面或无孔粗糙面，

所述多孔面的孔隙率为30％～90％，孔隙的平均直径范围为0.5mm～2.0mm，所述多孔面的厚度范围为0.5mm～2.0mm，

所述无孔粗糙面的粗糙度与金属等离子涂层的粗糙度基本一致；

所述人工假体为金属假体，所述金属假体中的金属包括钛合金、钽、钽合金、锆铌合金、钴基合金和不锈钢金属中的一种或多种组合。

9.根据权利要求8所述的人工假体，其特征在于，所述人工假体包括人工关节假体、脊柱融合器、人工锥体、接骨板、髄内钉、骨填充块、肿瘤假体和颅颌面。

10.根据权利要求9所述的人工假体，其特征在于，所述人工关节假体包括：人工关节髋关节柄、人工关节髋臼杯、人工膝关节骰骨髁、人工膝关节胫骨平台和人工关节骨填充块。

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