吉林大學(xué)趙昕獲國家專利權(quán)
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龍圖騰網(wǎng)獲悉吉林大學(xué)申請的專利一種自適配仿生松質(zhì)骨骨缺損假體及其設(shè)計方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán),本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予,授權(quán)公告號為:CN120284542B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-19發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉:該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為:202510774366.2,技術(shù)領(lǐng)域涉及:A61F2/28;該發(fā)明授權(quán)一種自適配仿生松質(zhì)骨骨缺損假體及其設(shè)計方法是由趙昕;王金成;薛浩文;王雁冰;陳昊;萬謙;郭星辰;周彬設(shè)計研發(fā)完成,并于2025-06-11向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。
本一種自適配仿生松質(zhì)骨骨缺損假體及其設(shè)計方法在說明書摘要公布了:一種自適配仿生松質(zhì)骨骨缺損假體及其設(shè)計方法,屬于醫(yī)用假體技術(shù)領(lǐng)域,假體由生物界面梯度微孔結(jié)構(gòu)部分和主體仿生桁架支撐結(jié)構(gòu)部分組成,其中生物界面梯度微孔結(jié)構(gòu)部分設(shè)置在主體仿生桁架支撐結(jié)構(gòu)部分的兩端,主要用于重建骨缺損,通過已建立的CT灰度值與骨密度?彈性模量間的線性聯(lián)系仿生設(shè)計人體骨小梁排列方向及形態(tài)一致的主體的桁架部分,自適應(yīng)匹配骨結(jié)構(gòu)的力學(xué)傳導(dǎo),降低應(yīng)力屏蔽效應(yīng),同時匹配假體多種復(fù)雜力學(xué)工況需求、降低假體失效風(fēng)險,延長假體使用期限。
本發(fā)明授權(quán)一種自適配仿生松質(zhì)骨骨缺損假體及其設(shè)計方法在權(quán)利要求書中公布了:1.一種自適配仿生松質(zhì)骨骨缺損假體的設(shè)計方法,所述的自適配仿生松質(zhì)骨骨缺損假體包括生物界面梯度微孔結(jié)構(gòu)部分(1)和主體仿生桁架支撐結(jié)構(gòu)部分(2),其中生物界面梯度微孔結(jié)構(gòu)部分(1)設(shè)置在主體仿生桁架支撐結(jié)構(gòu)部分(2)的兩端;其特征在于: 所述的骨缺損假體為3D打印一體化成型設(shè)計,包括以下步驟: 步驟一、根據(jù)患者CT數(shù)據(jù)構(gòu)建骨缺損區(qū)域三維解剖模型; 步驟二、鏡像對側(cè),提取模型在健側(cè)的空間坐標點及其對應(yīng)CT灰度值分布矩陣; 步驟三、基于灰度值-骨密度-彈性模量映射關(guān)系模型,通過梯度參數(shù)匹配算法動態(tài)調(diào)整桁架單元幾何參數(shù),包括空間密度分布、梁徑梯度變化及孔隙率分布,采用優(yōu)化迭代算法生成與宿主骨彈性模量分布相匹配的力學(xué)傳導(dǎo)自適應(yīng)桁架結(jié)構(gòu); 步驟四、根據(jù)界面灰度值變化設(shè)置界面梯度微孔,將優(yōu)化后的桁架結(jié)構(gòu)與界面梯度微孔結(jié)構(gòu)整合,輸出最終假體模型; 所述的步驟一包括以下步驟: (1)采集骨缺損患者的CT數(shù)據(jù),并將CT數(shù)據(jù)通過Dicom格式導(dǎo)入至醫(yī)學(xué)三維重建軟件, (2)在醫(yī)學(xué)三維重建軟件中重建骨骼三維模型,并劃分缺損區(qū)域,并導(dǎo)出其STL模型; (3)將劃分出的缺損STL模型導(dǎo)入至三維建模軟件中,設(shè)計假體的三維結(jié)構(gòu); (4)將假體的三維結(jié)構(gòu)劃分為主體部分及骨界面連接部分,其中主體部分為后續(xù)桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計做準備,骨界面連接部分為后續(xù)微孔結(jié)構(gòu)設(shè)計做準備; 所述的步驟二包括以下步驟: (1)將導(dǎo)出的主體部分進行體單元劃分,并將體單元結(jié)構(gòu)導(dǎo)入至Mimics軟件中; (2)利用鏡像工具,鏡像體單元結(jié)構(gòu)至健側(cè),并擬合匹配對側(cè)骨結(jié)構(gòu); (3)根據(jù)CT灰度值對體單元進行參數(shù)賦值,并導(dǎo)出賦值后的點云數(shù)據(jù); (4)將賦值后的體單元信息導(dǎo)入至后處理軟件,提取對應(yīng)空間坐標點三維坐標和對應(yīng)的灰度值信息; 所述的步驟三包括以下步驟: (1)基于現(xiàn)有灰度值-骨密度-骨彈性模量賦值公式,建立映射關(guān)系模型,根據(jù)骨缺損所在骨骼部位彈性模量的不同,選擇合適的賦值公式; (2)根據(jù)現(xiàn)有桁架結(jié)構(gòu)空間密度分布、梁徑梯度變化及孔隙率變化與鈦合金桁架結(jié)構(gòu)的彈性模量的對應(yīng)公式,建立灰度值-骨密度-骨彈性模量-鈦合金彈性模量匹配響應(yīng); (3)將體單元空間坐標點及其灰度值數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入至計算設(shè)計軟件,并搭建體單元空間坐標點及其灰度值數(shù)據(jù)與桁架設(shè)計間的聯(lián)系; (4)運用計算機語言,自動生成基于灰度值變化的主體桁架結(jié)構(gòu); 所述的步驟四包括以下步驟: (1)將骨界面連接部分導(dǎo)入至假體設(shè)計軟件,并與主體桁架部分匹配; (2)提取假體-骨連接界面的空間坐標點及其灰度值,在步驟二和步驟三的基礎(chǔ)上,設(shè)置基于灰度值響應(yīng)的梯度微孔結(jié)構(gòu),實現(xiàn)微孔結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)隨灰度值變化; (3)在假體設(shè)計軟件中,將骨界面連接微孔部分與桁架部分利用布爾加運算的方式,整合在一起,完成假體外形的設(shè)計; (4)根據(jù)不同位置假體的固定需求,設(shè)置螺釘通道和輔助接骨板,其中,骨盆假體需增加骶骨背側(cè)仿生軸關(guān)節(jié)固定、長骨干部假體需增加雙側(cè)接骨板并預(yù)留髓內(nèi)針通道,長骨近遠端需增加接骨板并預(yù)留假體柄通道。
如需購買、轉(zhuǎn)讓、實施、許可或投資類似專利技術(shù),可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)@麢?quán)人吉林大學(xué),其通訊地址為:130012 吉林省長春市前進大街2699號;或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服,聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。
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