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申请/专利权人：吉林大学

摘要：本发明涉及一种3D打印金属微孔髓腔内种植体及其制作方法，所述方法包括步骤：采集患者肢体残端的CT数据，利用mimics软件和Magics软件得到种植体模型；利用有限元分析软件对种植体模型进行拓扑优化；在Rhino软件中依据拓扑优化结果制作表面梯度网格化髓腔内种植体模型，并对该模型进行有限元分析，若表面梯度网格化髓腔内种植体模型所受最大应力没有超过屈服强度，则对进行金属3D打印，得到3D打印金属微孔髓腔内种植体。本发明采用了拓扑优化技术对种植体的外层即网格层进行优化，能够获得最佳材料力学配比，且种植体的微孔表面有利于骨整合，3D打印的种植体便于骨长入且稳定性好。

主权项：1.一种3D打印金属微孔髓腔内种植体的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：采集患者肢体残端的CT数据，在mimics软件中根据所述CT数据对患者肢体残端的残骨进行三维重建，得到三维模型，并将三维模型以STL格式导出到Magics软件中，在Magics软件中提取三维模型中的髓腔，并根据预设的种植体髓腔插入深度对髓腔进行切割截取，将切割截取的髓腔段与原髓腔进行预装配操作，预装配操作完成之后，对切割截取的髓腔段进行两次向内抽壳操作，得到种植体模型并将种植体模型导入到有限元分析软件中，所述种植体模型包括内部的空腔实心层和位于所述空腔实心层外的网格层；步骤二：在有限元分析软件中，以种植体模型的网格层的加权应变能最小化为目标函数，体积分数为约束的条件下对网格层进行拓扑优化，得到拓扑优化结果，并将拓扑优化结果输入到Rhino软件中；步骤三：在Rhino软件中依据拓扑优化结果制作表面梯度网格化髓腔内种植体模型，所述表面梯度网格化髓腔内种植体模型的优化后保留区域为与皮质骨弹性模量相近的随机网格结构，优化掉的区域为适合于骨长入网格大小的随机网格结构；步骤四：将所述表面梯度网格化髓腔内种植体模型导入有限元分析软件，并对所述表面梯度网格化髓腔内种植体模型施加步骤二中相同的工况和约束进行有限元分析，判断所述表面梯度网格化髓腔内种植体模型所受最大应力是否超过了屈服强度，若是，则返回步骤二进行重新优化；否则进入步骤五；步骤五：对所述表面梯度网格化髓腔内种植体模型进行金属3D打印，得到3D打印金属微孔髓腔内种植体。

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