一种基于P45生物塑化切片骨小梁数据的股骨力学仿生假体制造方法

本发明涉及医疗产品设计，尤其涉及一种基于p45生物塑化切片骨小梁数据的股骨力学仿生假体制造方法。

背景技术：

1、现有的仿生股骨假体，大多数侧重于以下几方面：

2、1.假体外形仿生如：改进假体的倾斜度，并调整假体本体的一侧成型有仿生凸起方向；一种保留股骨颈的仿生微创髋关节股骨柄假体，在外形上模仿股骨颈形态以进行仿生设计。

3、2.建立多个假体组件如：通过建立多个假体组件，以分体组合形式，建立仿生型股骨柄假体。

4、3.改进连接形式、固定结构。

5、以上均为临床常见的股骨上端假体，这些假体内部多为均匀实心假体，或者简单采用均匀孔状结构构建假体；另有少量论文提及设计了分区不均匀孔状假体，但是目前未见有力学仿生假体模型建立的相关报道。

6、上述多种类型假体在临床应用过程中，常出现假体与真骨相接处，特定区域骨质吸收变薄或出现骨折等并发症的情况，考虑因假体力学传导没有达到真正意义的仿生，从而使其生物力学传导不符合健康状态下的情况，导致真骨局部受力不均，出现相应的并发症。

7、而本发明关注的是假体内部结构的力学仿生设计。

8、因此，提出一种基于p45生物塑化切片骨小梁数据的股骨力学仿生假体制造方法，来解决现有技术存在的困难，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种基于p45生物塑化切片骨小梁数据的股骨力学仿生假体制造方法，通过建立假体的有限元模型，分析显示力学仿生假体模型，建立基准面，绘制草图，扫描成实体骨小梁束，实现假体内部的力学仿生，减少术后假体、真骨受力不均造成的并发症。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于p45生物塑化切片骨小梁数据的股骨力学仿生假体制造方法，包括以下步骤：

3、s1、获取数据步骤：提取解剖信息数据；

4、s2、数据预处理步骤：对s1中获取的解剖信息数据进行切片数据分析，以及通过软件进行骨小梁信息校准，得到整合后的骨小梁信息；

5、s3、模型建造步骤：基于s2中整合后的骨小梁信息绘制骨小梁束模型；

6、s4、分析校正步骤：建立有限元模型对s3中骨小梁束模型进行分析校正，得到仿生假体。

7、上述的方法，可选的，s1中解剖信息为：股骨上端生物塑化切片的形态学观察，包括切片的水平面、切片的冠状面和切片的矢状面。

8、上述的方法，可选的，s2的具体内容包括：

9、(1)使用高分子材料包埋断层标本骨小梁形态计量学参数的方法测算各组骨小梁以及感兴趣区，得到空隙率、小梁角度和小梁数量；并通过高分子材料包埋断层标本骨小梁形态计量学参数的方法进行切片数据分析；

10、(2)使用图像处理软件对塑化切片进行配准，获取骨小梁定位坐标数据、主抗压、主抗张、次抗压和次抗张；

11、(3)对主抗压、主抗张、次抗压和次抗张骨小梁定位坐标数据进行标注，得到整合后的骨小梁信息。

12、上述的方法，可选的，s3中具体内容包括：

13、在soildworks软件中，依据股骨上端p45塑化切片冠状面、矢状面、水平面三个不同断面的骨小梁形态学特点，建立基准面，绘制草图，扫描成实体骨小梁束；在3matic软件中进行布尔运算对骨小梁束位置校正。

14、上述的方法，可选的，s4中具体内容包括：建立力学仿生假体模型的有限元模型，对力学仿生假体模型分别进行质量分析、受力分析和强度分析，依据分析结果进行调整。

15、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种基于p45生物塑化切片骨小梁数据的股骨力学仿生假体制造方法，具有以下有益效果：

16、1、创造股骨上端力学仿生假体，减轻了假体重量；

17、2、减少假体制作的原料，降低了成本，减轻患者经济负担；

18、3、改善力学性能，实现假体内部的力学仿生，减少术后假体、真骨受力不均造成的并发症。

技术特征：

1.一种基于p45生物塑化切片骨小梁数据的股骨力学仿生假体制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于p45生物塑化切片骨小梁数据的股骨力学仿生假体制造方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的一种基于p45生物塑化切片骨小梁数据的股骨力学仿生假体制造方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的一种基于p45生物塑化切片骨小梁数据的股骨力学仿生假体制造方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种基于p45生物塑化切片骨小梁数据的股骨力学仿生假体制造方法，其特征在于，仿生骨小梁模型的走行及分布、力学传导性能更接近真实结构。

技术总结本发明公开了一种基于P45生物塑化切片骨小梁数据的股骨力学仿生假体制造方法，涉及医疗产品设计技术领域。S1、获取数据步骤：提取解剖信息数据；S2、数据预处理步骤：根据S1中方获取的解剖信息数据分别通过Matlab软件以及图像分析软件得到整合后的骨小梁信息；S3、模型建造步骤：基于S1中得到整合后的骨小梁信息绘制骨小梁束模型；S4、分析校正步骤：建立有限元模型对S3中绘制的骨小梁束模型进行分析校正。本发明建立的髋关节股骨上端假体内部结构的力学仿生骨小梁模型，在模型内部建立有方向的小梁结构，更符合骨内部的真实力学结构，模型在质量远轻于同类产品的情况下，其受力及应力分布更接近真骨受力的情况。技术研发人员：张健飞,王晶,吕书君,谷嘉琦,迟彦艳,王嘉玮,罗文超,唐炜,赖华勋,姜文斌,于胜波,隋鸿锦受保护的技术使用者：大连医科大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13