激光3D打印个性化多孔钽人体植入假体

成果基本信息
关键词：	激光3D打印;个性化;多孔钽;人体植入假体
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	3392019Y0017	资源采集日期：	2019-04-15

研究情况
单位名称：	株洲普林特增材制造有限公司	技术水平：
评价证书号：	129	评价单位：	国家工业信息安全发展研究中心
评价日期：	2018.12.20	评价证书号：	129

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	孵化基地	联系人（平台）电话：	0771-3394012
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成果简介
激光3D打印个性化多孔钽人体植入假体　　一、成果简述　　1.我公司自主的3D打印钽粉的生产技术具有“大批量、低成本”的特性，原料成本只有现在市场价格的三分之一，获得国家发明专利。　　2.产品的相关生物力学性能均已达到或超过现有同类产品，打破国外垄断，并获得了国家发明专利。　　3.我公司完成了全球首例3D打印个性化多孔钽假体临床植入手术，获得人民日报、中央电视台、香港星岛日报、美国知音等境内外媒体的广泛报道，后续已完成多例不同部位的假体植入临床手术。　　4、我公司从3D打印钽粉的生产、人体植入假体的设计、多孔钽金属假体的打印工艺、临床应用全过程拥有完成自主知识产权，能够提供一站式服务和全套解决方案。　　二、技术内容、线路　　（1）3D打印级钽粉末制备技术，已获国家发明专利　　解决和优化大批量、低成本生产制造3D打印专用钽粉的工艺及装备，其中包含高熔点钽金属整形技术、拥有较好流动性粉末的制取方法、3D打印专用钽粉的大规模生产工艺。　　（2）个性化多孔钽植入假体快速建模与分析技术，拟申请多项发明专利和实用新型专利　　针对植入假体个性化快速设计与增材制造的技术需求，突破了个性化植入假体数字化设计的技术瓶颈；掌握了多孔钽植入假体的生物力学设计准则，形成包含假体宏观主体结构、假体材料属性和钽基多孔仿生骨结构的生物力学分析；形成个性化多孔钽假体设计规范，实现假体快速建模-力学分析交互设计；建立医工协同机制，形成医工协作平台，提高个性化假体的设计效率；该技术通过数字化三维建模并基于有限元数值分析技术，可理论分析多孔钽微观拓扑的力学属性；通过对孔隙性能和骨传导性的研究，得到适合骨传导的最优多孔钽材料的微观拓扑结构及孔隙率；建立相应的设计标准。　　（3）建立个性化多孔钽植入假体激光增材制造工艺，已获国家发明专利　　经长时间的摸索和开发，根据钽金属材料的特性，建立了个性化多孔钽植入假体精确成形的工艺包，实现激光增材制造多孔钽精度、效率和质量的最优化控制、长时间数据保存和随时复制。孔隙尺寸：300-3000um，丝径：最小达到0.2mm，孔隙度：一般60%-90%，特殊5%-95%，可任意设计。结构：有序结构、无序结构、梯度结构均可打印。解决了个性化多孔钽植入假体制备工艺稳定性问题。　　三、技术关键点　　（1）3D打印医用钽金属粉末的制备工艺稳定性关键技术　　（2）3D打印多孔钽植入物的增材制造加工工艺关键技术　　（3）3D打印多孔钽生物力学优化和构架设计关键技术　　（4）3D打印多孔钽个性化假体植入手术的全流程解决方案　　四、总体性能指标　　（1）3D打印级钽粉末制备技术　　指标 1：钽粉的化学成分符合新建立的钽植入物用3D打印钽粉的标准; 　　（2）个性化多孔钽植入假体快速建模与分析技术　　指标 1：个性多孔钽假体的优化设计时间≤24h。　　指标 2：1 套个性化多孔假体优化设计规范。　　（3）建立个性化多孔钽植入假体激光增材制造工艺和产品标准　　指标1：制备的致密钽样件性能达到新建立的企业标准。　　指标 2：成形多孔钽样件的孔隙率在 65%~90%范围内可调，孔径尺寸在 400~1800μm 　　指标 3：多孔钽假体的化学成分符合建立的网格多孔钽植入物企业标准。　　指标 4：个性化假体的制造时间不超过72h。　　指标 5：建立个性化多孔钽假体激光增材制造工艺规范。　　（4）市场的迫切需要。每年有超过20万患者接受初次髋膝关节置换手术，并且我们国家每年以20%的速度增长；最早一批进行了髋膝人工关节置换术的患者的假体使用年限也近15年，而髋膝关节假体的使用寿命是15-20年，可想而知，在今后5-10年时间内，将可以预见进行髋膝人工关节翻修的患者将大幅度增加；美国医师协会曾预测，到2030年膝关节翻修手术的数量将是现阶段的6倍。膝关节翻修手术往往因下肢力线不正、严重的骨缺损等问题，手术难度比普通的膝关节手术难度大的多，普通的假体无法满足下肢力线重建和膝关节的稳定性的要求。将带来巨大的市场效益和社会效益。

成果名称：	激光3D打印个性化多孔钽人体植入假体	关键词：	激光3D打印;个性化;多孔钽;人体植入假体
成果类别：		一级分类名称：	医学生物工程
二级分类名称：		三级分类名称：
研究起止时间：	2015.06 至2018.09	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	株洲普林特增材制造有限公司	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：
经费实际投入额（万元）：	0.00	评价单位：	国家工业信息安全发展研究中心
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2018.12.20	转让范围：
评价证书号：	129	推荐单位：
推广形式：	无	成果登记号：	3392019Y0017
成果简介：	激光3D打印个性化多孔钽人体植入假体　　一、成果简述　　1.我公司自主的3D打印钽粉的生产技术具有“大批量、低成本”的特性，原料成本只有现在市场价格的三分之一，获得国家发明专利。　　2.产品的相关生物力学性能均已达到或超过现有同类产品，打破国外垄断，并获得了国家发明专利。　　3.我公司完成了全球首例3D打印个性化多孔钽假体临床植入手术，获得人民日报、中央电视台、香港星岛日报、美国知音等境内外媒体的广泛报道，后续已完成多例不同部位的假体植入临床手术。　　4、我公司从3D打印钽粉的生产、人体植入假体的设计、多孔钽金属假体的打印工艺、临床应用全过程拥有完成自主知识产权，能够提供一站式服务和全套解决方案。　　二、技术内容、线路　　（1）3D打印级钽粉末制备技术，已获国家发明专利　　解决和优化大批量、低成本生产制造3D打印专用钽粉的工艺及装备，其中包含高熔点钽金属整形技术、拥有较好流动性粉末的制取方法、3D打印专用钽粉的大规模生产工艺。　　（2）个性化多孔钽植入假体快速建模与分析技术，拟申请多项发明专利和实用新型专利　　针对植入假体个性化快速设计与增材制造的技术需求，突破了个性化植入假体数字化设计的技术瓶颈；掌握了多孔钽植入假体的生物力学设计准则，形成包含假体宏观主体结构、假体材料属性和钽基多孔仿生骨结构的生物力学分析；形成个性化多孔钽假体设计规范，实现假体快速建模-力学分析交互设计；建立医工协同机制，形成医工协作平台，提高个性化假体的设计效率；该技术通过数字化三维建模并基于有限元数值分析技术，可理论分析多孔钽微观拓扑的力学属性；通过对孔隙性能和骨传导性的研究，得到适合骨传导的最优多孔钽材料的微观拓扑结构及孔隙率；建立相应的设计标准。　　（3）建立个性化多孔钽植入假体激光增材制造工艺，已获国家发明专利　　经长时间的摸索和开发，根据钽金属材料的特性，建立了个性化多孔钽植入假体精确成形的工艺包，实现激光增材制造多孔钽精度、效率和质量的最优化控制、长时间数据保存和随时复制。孔隙尺寸：300-3000um，丝径：最小达到0.2mm，孔隙度：一般60%-90%，特殊5%-95%，可任意设计。结构：有序结构、无序结构、梯度结构均可打印。解决了个性化多孔钽植入假体制备工艺稳定性问题。　　三、技术关键点　　（1）3D打印医用钽金属粉末的制备工艺稳定性关键技术　　（2）3D打印多孔钽植入物的增材制造加工工艺关键技术　　（3）3D打印多孔钽生物力学优化和构架设计关键技术　　（4）3D打印多孔钽个性化假体植入手术的全流程解决方案　　四、总体性能指标　　（1）3D打印级钽粉末制备技术　　指标 1：钽粉的化学成分符合新建立的钽植入物用3D打印钽粉的标准; 　　（2）个性化多孔钽植入假体快速建模与分析技术　　指标 1：个性多孔钽假体的优化设计时间≤24h。　　指标 2：1 套个性化多孔假体优化设计规范。　　（3）建立个性化多孔钽植入假体激光增材制造工艺和产品标准　　指标1：制备的致密钽样件性能达到新建立的企业标准。　　指标 2：成形多孔钽样件的孔隙率在 65%~90%范围内可调，孔径尺寸在 400~1800μm 　　指标 3：多孔钽假体的化学成分符合建立的网格多孔钽植入物企业标准。　　指标 4：个性化假体的制造时间不超过72h。　　指标 5：建立个性化多孔钽假体激光增材制造工艺规范。　　（4）市场的迫切需要。每年有超过20万患者接受初次髋膝关节置换手术，并且我们国家每年以20%的速度增长；最早一批进行了髋膝人工关节置换术的患者的假体使用年限也近15年，而髋膝关节假体的使用寿命是15-20年，可想而知，在今后5-10年时间内，将可以预见进行髋膝人工关节翻修的患者将大幅度增加；美国医师协会曾预测，到2030年膝关节翻修手术的数量将是现阶段的6倍。膝关节翻修手术往往因下肢力线不正、严重的骨缺损等问题，手术难度比普通的膝关节手术难度大的多，普通的假体无法满足下肢力线重建和膝关节的稳定性的要求。将带来巨大的市场效益和社会效益。
联系人：	王国华	成果登记日期：	2019-01-23
联系人email：		单位代码：	94304632
邮政编码222：	412000	联系人电话：	15873388618
单位传真：		单位通讯地址：	湖南省株洲市天元区仙月环路中国动力谷自主创新园
单位所在省市：		单位电话：	0731-28860918
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2018	知识产权形式：
成果完成人：	唐建中;王超;周立波;王国华;郭凯旋;唐文智;王富友;杨柳;何鹏	资源采集日期：	2019-04-15

激光3D打印个性化多孔钽人体植入假体

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