CN103040545A - 一种快速贴皮的个性化整体植入式耳软骨支架的制备方法 - Google Patents

一种快速贴皮的个性化整体植入式耳软骨支架的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种快速贴皮的个性化整体植入式耳软骨支架的制备方法。现有的方法重建耳廓与原始耳朵的外形或色泽相差较大，影响佩带效果。本发明首先取得参考耳廓外形的层片图像并提取软骨轮廓。其次获取耳软骨三维实体模型。增设可稳固贴和骨骼的支撑，保证修复耳廓的正确角度。增设引流孔道。然后将所得的三维实体模型分层得到各层的二维图形，输入快速成形机。最后由快速成形机进行分层堆积或逐层切割即得到耳软骨支架。采用本发明制作的人工耳软骨支架，经植入皮下，可以得到与健康耳廓对称的、逼真的耳廓。

Description

一种快速贴皮的个性化整体植入式耳软骨支架的制备方法
技术领域
本发明涉及一种整体植入式耳软骨仿生支架的制备方法，属颌面畸形修复、整形外科和快速成形领域。
背景技术
小耳畸形是一种影响身心健康的先天畸形，通常建议在学龄前做整形修复，以减少患者走上社会后的心理压力。目前的修复手段有以下几种：
佩戴式：即不必置入体内的假体。这种假体由于需要佩戴，使用不够方便。由于固定稳定性差，假体耳偏离理想位置，使装饰效果变差。而且由于颜色调配上的困难，难以和患者的皮肤完全一致。长时间使用后，颜色、韧性等指标会发生变化，降低使用效果。
植入式：制作假体植入皮下，成为永久性耳廓。根据植入材料不同，又可分为下列几种：
雕刻肋软骨：切取患者自身或异体肋软骨，经过雕刻、修剪并缝合成形。这种方法由于切除患者的约3根肋软骨，造成额外损伤与痛苦，材料来源有限；而且雕刻效果取决于手术医生的技术水平；修复的外耳较为厚重，不够自然。
人工植入物：美国POREX公司制作了组装式人工耳软骨。这种软骨有三个部件构成，每个构件又分为2～4个型号。由于采用固定型号设计，该产品不能实现客户化修复。而且其产品外观与中国患者也有较大差异。其昂贵的造价可以达到整个修复费用的50%～60%，对于中国患者而言也难以承受。该人工软骨采用聚乙烯材料制作，硬度大而弹性不足。
硅橡胶和异体软骨雕刻等方法也有报道，容易出现脱出和免疫问题。
上述方法的缺点是：所得的重建耳廓与原始耳朵的外形或色泽相差较大，影响佩带效果。雕刻肋软骨不仅带来患者的额外伤害，而且对手术医生的雕刻技艺要求很高，手术结果取决于医生雕刻水平的高低。进口材料价格昂贵，不能实现修复结果与健康耳朵的对称。
 
发明内容
本发明的目的是提供一种外形与患者健康耳对称的植入式耳软骨支架的制造方法。
    本发明是一种整体式耳软骨支架的制备，由下列步骤组成。
步骤1.取得参考耳廓外形的层片图像。
步骤2.提取参考耳廓每层的软骨轮廓。
步骤3.将所得的软骨轮廓层片图像重构后得到耳软骨三维实体模型。
步骤4 .对耳软骨三维实体模型进行修改设计，增设可稳固贴和骨骼的支撑，保证修复耳廓的正确角度。
步骤5.在易于形成积液、影响皮肤与软骨支架贴合的耳软骨部位增设引流孔道。
步骤6.将所得的三维实体模型分层得到各层的二维图形。
步骤7.将所得的每一分层二维图形编制数控代码。
步骤8.将每一层二维图形的数控代码输入快速成形机。
步骤9.由快速成形机按输入的数控代码进行分层堆积或逐层切割即得到耳软骨支架。
步骤10.对获得的耳软骨支架进行物理或者化学处理，使支架的表面充分粗糙，易于皮肤与支架的快速贴合。
成形材料可以用聚氨酯、聚乙烯、尼龙、ABS和涂敷纸等。
如果所用材料为非生物相容性的，则可将制得的耳软骨支架作为模型，进行翻制，得到生物相容性的耳软骨支架。
用本发明方法制得的耳软骨支架可以植入体内，外形与患者的健康耳对称。
除耳软骨支架外，本发明同样可以用于制作颅骨、眼眶、鼻梁和下巴等填充修补物。
本发明的有益效果：
1.采用本发明制作的人工耳软骨支架，经植入皮下，可以得到与健康耳廓对称的、逼真的耳廓。因为皮肤为患者的皮肤，因而色泽天然，有良好的温度觉和触觉。
2.因为推荐选用弹性材料，修复好的耳廓具有天然耳廓的柔韧手感。不同于肋软骨耳廓的厚重坚硬、进口高密度聚乙烯材料支架耳廓的坚硬失真。
3.因为是手术前制备的人工耳软骨，因为可以缩短手术时间30分钟（常规雕刻肋软骨制备耳廓支架至少需要30分钟）以上。
4.因为耳软骨的数据模型来自患者健康耳廓或参考耳廓，耳软骨支架高度还原耳廓形状，对手术医生的美学要求可大大降低。
5.因为数字模型在建立的过程中，进行了底部优化设计，增设了稳固接触的底座，有利于修复后耳廓保持正确的角度。
6.因为数字模型中设计了用于派出组织液的内流道、支架表面进行了物理、化学的粗糙化，可以更快排出积液、皮肤更快贴合，获得更真实的耳廓形状。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
1.取得参考耳廓外形的层片图像，本例为7岁男童左侧耳廓，右侧畸形。
2.提取参考耳廓每层的软骨轮廓，本例采用CT层片文件。
3.将所得的软骨轮廓层片图像重构后得到耳软骨三维实体模型，本例采用比利时Materialise公司生产的Mimics10.1。
4.对耳软骨三维实体模型进行修改设计，增设可稳固贴和骨骼的支撑，保证修复耳廓的正确角度。
5.在易于形成积液、影响皮肤与软骨支架贴合的耳软骨部位增设引流孔道。
6.将所得的三维实体模型分层得到各层的二维图形。
7.将所得的每一分层二维图形编制数控代码。
8.将每一层二维图形的数控代码输入快速成形机，本例采用Mem350。
9.由快速成形机按输入的数控代码进行分层堆积或逐层切割即得到耳软骨支架。
10.对获得的耳软骨支架进行物理或者化学处理，使支架的表面充分粗糙，易于皮肤与支架的快速贴合。本例采用高速钢丝刷粗糙化，拉毛支架表面。
生物医用材料，经离散、堆积成形，直接或翻制后获得仿生耳软骨支架，该支架能够获得与天然软骨相近的弹性，能够支撑皮肤张力，抵抗皮肤的挛缩；该支架上具有互相贯通或不贯通的孔洞，以便真皮的粘附，该支架还具有足够刚度，用于其他组织的植入修复。支架的特征还在于最终产品为整体结构，具有良好的弹性。不必在手术前进行组装，通过材料的弹性实现最终产品的弹性。由于设计了贴和支撑、内流道，并进行了支架的表面处理，支架植入后贴和皮肤的时间可大大缩短，获得的重建耳廓更加清晰真实，愈合时间可以比原有技术缩短30～50％。

Claims (2)

1. 一种快速贴皮的个性化整体植入式耳软骨支架的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1.取得参考耳廓外形的层片图像；
步骤2.提取参考耳廓每层的软骨轮廓；
步骤3.将所得的软骨轮廓层片图像重构后得到耳软骨三维实体模型；
步骤4 .对耳软骨三维实体模型进行修改设计，增设可稳固贴和骨骼的支撑，保证修复耳廓的正确角度；
步骤5.在易于形成积液、影响皮肤与软骨支架贴合的耳软骨部位增设引流孔道；
步骤6.将所得的三维实体模型分层得到各层的二维图形；
步骤7.将所得的每一分层二维图形编制数控代码；
步骤8.将每一层二维图形的数控代码输入快速成形机；
步骤9.由快速成形机按输入的数控代码进行分层堆积或逐层切割即得到耳软骨支架；
步骤10.对获得的耳软骨支架进行物理或者化学处理，使支架的表面充分粗糙，易于皮肤与支架的快速贴合。
2.根据权利要求1所述的一种快速贴皮的个性化整体植入式耳软骨支架的制备方法，其特征在于：所述的快速成形机所使用的成形材料为聚氨酯、聚乙烯、尼龙、ABS或涂敷纸。
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