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功能压力介导自适应形变智能仿生结构设计与制造方法.pdf

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功能 压力 自适应 形变 智能 仿生 结构设计 制造 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910084266

申请日:

20190129

公开号:

CN109605753A

公开日:

20190412

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: B29C64/386;B29C64/30;B33Y30/00;B33Y50/00;B22F3/00; 主分类号: B29C64/386;B29C64/30;B33Y30/00;B33Y50/00;B22F3/00;
申请人: 北京大学口腔医学院
发明人: 孙玉春;王勇;周永胜;陈虎;白鹤飞;陈科龙;马珂楠
地址: 100081 北京市海淀区中关村南大街22号北京大学口腔医学院科研楼5009
优先权:
专利代理机构: 11358 代理人: 吴照幸
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910084266

授权公告号:

法律状态公告日:

20190412

法律状态类型:

公开

摘要

本发明涉及功能压力介导自适应形变智能仿生结构设计与制造方法,有以下?#34903;瑁?)设定对象所需承受压力生理阈值和保护阈值;2)在对象受力方向上,采用双层梯度孔隙结构设计;3)制造对象采用具有一定韧性的材料3D打印成形;4)孔隙结构内部采用陶瓷或高分子材料填充;5)当所受功能压力小于所设定生理阈值?#20445;?#25152;制造对象不发生形变;6)当所受功能压力大于所设定生理阈值?#20445;?#25152;制造对象的上部在受力方向上发生塑性形变;7)当所受压力大于保护阈值?#20445;?#25152;制造对象下部发生弹性形变,同时上层不发生形变。本发明能用于各类生物假体的设计与制造,具有生理功能应力塑形、病理过大应力保护和屏障以及保护剩余健康组织的效果。

权利要求书

1.一种功能压力介导自适应形变智能仿生结构设计与制造方法,其特征在于有以下?#34903;瑁?1)设定拟设计制造对象所需承受压力的生理阈值和保护阈值; 2)在对象受力方向上,采用双层梯度孔隙结构设计,孔隙结构上层由若干个四边形孔隙组成,孔隙结构下层由若干个六边形孔隙组成; 3)所述制造对象采用具有一定韧性的材料3D打印成形; 4)所述孔隙结构内部采用陶瓷或高分子材料填充; 5)当所受功能压力小于所设定生理阈值?#20445;?#25152;制造对象不发生形变; 6)当所受功能压力大于所设定生理阈值?#20445;?#25152;制造对象的上层在受力方向上发生塑性形变; 7)当所受压力大于保护阈值?#20445;?#25152;制造对象?#21335;?#23618;发生弹性形变,同时上层不发生形变。 2.根据权利要求1所述的一种功能压力介导自适应形变智能仿生结构设计与制造方法,其特征在于:所述?#34903;?)的韧性的材料为金属或高分子材料。 3.根据权利要求2所述的一种功能压力介导自适应形变智能仿生结构设计与制造方法,其特征在于:所述金属为钴铬合金、钛合金、纯钛;所述高分子材料为PEEK。 4.根据权利要求1所述的一种功能压力介导自适应形变智能仿生结构设计与制造方法,其特征在于:所述?#34903;?)陶瓷为玻璃陶瓷、氧化锆;所述高分子材料为PEEK,PMMA。 5.根据权利要求1所述的一种功能压力介导自适应形变智能仿生结构设计与制造方法,其特征在于:所述双层梯度孔隙结构是沿制造对象的轴线方向,从一端到另一端,孔隙结构由大逐渐变小。

说明书


功能压力介导自适应形变智能仿生结构设计与制造方法
技术领域


本发明涉及一种口腔医用制品制作方法,具体涉及功能压力介导自适应形变智能
仿生结构设计与制造方法。


背景技术


在现有的各类生物假体的设计与制造,虽然能起?#34903;?#25745;作用,但对生理功能应力
塑形较差,同时对病理过大应力保护不够,剩余健康组织容?#36164;?#21040;损伤;特别是牙科临床针
对修复体咬合面制作精度不足?#20445;?#24120;需要大量的临床反复检测与调磨方能达到个性化适
合,如能利用患者的咬合力与对颌牙齿的咬合运动,针对修复体的咬合面进行自适应塑形,
可替代临床最精细的手工调牙合工作。


发明内容


本发明的目的是提供一种功能压力介导自适应形变智能仿生结构设计与制造方
法,能用于各类生物假体的设计与制造,具有生理功能应力塑形、病理过大应力保护和屏障
以及保护剩余健康组织的效果;能解决牙科临床针对修复体咬合面制作精度不足的问题,
利用患者的咬合力和对颌牙齿的咬合运动,针对修复体的咬合面自适应塑形,替代部分最
难的临床手工调牙合工作。


为了达到上述目的,本发明有如下技术方案:


本发明的功能压力介导自适应形变智能仿生结构设计与制造方法,有以下?#34903;瑁?br>

1)设定拟设计制造对象所需承受压力的生理阈值和保护阈值;


2)在对象受力方向上,采用双层梯度孔隙结构设计,孔隙结构上层由若干个四边
形孔隙组成,孔隙结构下层由若干个六边形孔隙组成;


3)所述制造对象采用具有一定韧性的材料3D打印成形;


4)所述孔隙结构内部采用陶瓷或高分子材料填充;


5)当所受功能压力小于所设定生理阈值?#20445;?#25152;制造对象不发生形变;


6)当所受功能压力大于所设定生理阈值?#20445;?#25152;制造对象的上层在受力方向上发生
塑性形变;


7)当所受压力大于保护阈值?#20445;?#25152;制造对象?#21335;?#23618;发生弹性形变,同时上层不发
生形变。


其中,所述?#34903;?)的韧性的材料为金属或高分子材料。


其中,所述金属为钴铬合金、钛合金、纯钛;所述高分子材料为PEEK。


其中,所述?#34903;?)陶瓷为玻璃陶瓷、氧化锆;所述高分子材料为PEEK,PMMA。


所述双层梯度孔隙结构是沿制造对象的轴线方向,从一端到另一端,孔隙结构由
大逐渐变小。


本发明的优点在于:能用于各类生物假体的设计与制造,具有生理功能应力塑形、
病理过大应力保护和屏障以及保护剩余健康组织的效果;能解决牙科临床针对修复体咬合
面制作精度不足的问题,利用患者的咬合力和对颌牙齿的咬合运动,针对修复体的咬合面
自适应塑形,替代部分最难的临床手工调磨工作。


附图说明


图1是本发明管状孔隙结构的示意图。


图中:1、孔隙结构上层;2、孔隙结构下层;3、制造对象的轴线方向。


具体实施方式


以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。


本发明的功能压力介导自适应形变智能仿生结构设计与制造方法,有以下?#34903;瑁?br>

1)设定拟设计制造对象所需承受压力的生理阈值为15-25kg,保护阈值为35-
50kg;


2)在对象受力方向上,采用双层梯度孔隙结构设计,孔隙结构上层由若干个四边
形孔隙组成,孔隙结构下层由若干个六边形孔隙组成;


3)所述制造对象采用具有一定韧性的材料3D打印成形;


4)所述孔隙结构内部采用陶瓷或高分子材料填充;


5)当所受功能压力小于所设定生理阈值?#20445;?#25152;制造对象不发生形变;


6)当所受功能压力大于所设定生理阈值?#20445;?#25152;制造对象的上层在受力方向上发生
塑性形变;


7)当所受压力大于保护阈值?#20445;?#25152;制造对象?#21335;?#23618;发生弹性形变,同时上层不发
生形变。


所述?#34903;?)的韧性的材料为金属或高分子材料。


所述金属为钴铬合金、钛合金、纯钛;所述高分子材料为PEEK。


所述?#34903;?)陶瓷为玻璃陶瓷、氧化锆;所述高分子材料为PEEK,PMMA。


所述双层梯度孔隙结构是沿制造对象的轴线方向,从一端到另一端,孔隙结构由
大逐渐变小。


PEEK:聚醚醚酮是一种具有?#36879;?#28201;、自润滑、易加工和高机械强度等优异性能的特
种工程塑料;由于PEEK可耐反复的高压灭菌,在医疗器械中可用于制造内窥镜零件、牙科用
的去垢器等。另外,由于PEEK的高强度和低溶出性,已用在仪器分析的?#21512;?#33394;谱柱、管、附件
等。而且,由于PEEK与人体具有很好?#21335;?#34701;性,作为人工骨材料已经成功地替代了传统的钛
金属。


PMMA:化学名称为聚甲基丙烯甲脂。


如上所述,便可较为充分的实现本发明。以上所述仅为本发明的较为合理的实施
实例,本发明的保护范围包括但并不局限于此,本领域的技术人员任何基于本发明技术方
案上非实?#24066;?#21464;性变更均包括在本发明包括范围之内。


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