CN109394286A - 基于3d打印技术的异形手术创口缝合装置及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于3D打印技术的异形手术创口缝合装置及其制作方法，属于医疗器械技术领域，包括粘结层和基体层，所述粘结层为3D打印在手术创口左右两侧且与其形状适形的左侧粘结和右侧粘结，所述基体层为3D打印在粘结层上方的胶布层，胶布层的两端分别固定在左侧粘结及右侧粘结上，其内固定设置有多根记忆合金条，记忆合金条在体温作用时，其长度缩短，拉扯左侧粘结和右侧粘结使手术创口缩小并闭合。通过创造性设计，本发明适应性更强，可对任意的创口进行无针线缝合，为真正实现“无疤痕”缝合提供可能。同时，本发明利用记忆材料的恢复力进行自动缝合，缝合力稳定、效果好，利于解放劳动力。

Description

基于3D打印技术的异形手术创口缝合装置及其制作方法
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种采取3D打印制成的用于异形手术创口快速缝合的装置及其制作方法。
背景技术
手术或病变创口，需要进行缝合才能止血和伤口闭合，以最终使伤口愈合。现有技术基本采取针线和无针线缝合两种方式。针线缝合由于皮肤缝合创伤、缝线异物刺激，伤口愈合后易出现难看的“蜈蚣足”疤痕，同时，针线缝合增加伤口感染的机率、增加了病人的疼痛；近年来，无针缝合方案也得到推广，但存在无法调整、对于异形创口无法缝合的问题。针对此问题，申请号为201120143986.X、专利名称为皮肤缝合器的实用新型专利提出了改进方案：一种皮肤缝合器，包括四个粘胶带，在胶带之间设置棘条、锁扣，在两个胶带连接处设置铆钉，使它们可以相对旋转，适应不同形状的创口。这种结构虽然可以对一些较简单的异形创口进行缝合，但对于一些呈C形、S形、Z形的创口则无能为力。
随着科技的发展，3D打印技术逐渐成熟。3D打印具有构建效率高、适应性强等优势，在医疗器械领域也得到极其广泛的运用。但如何将3D打印技术与创口缝合进行有机结合是急待解决的问题。
本发明人具有多年的外科临床经验，经过深入分析认为可以通过3D打印定制个性化创口缝合装置，以进行任意形状创口的缝合，为真正实现“无疤痕”缝合提供帮助。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于3D打印技术的异形手术创口缝合装置及其制作方法，通过3D打印的方式，可以对任意形状的创口进行缝合，以解决现有无创口缝合方式存在的调节能力差、无法对复杂形状创口进行缝合的问题。
本发明之一通过以下技术方案实现：
基于3D打印技术的异形手术创口缝合装置，包括粘结层和基体层，所述粘结层为3D打印在手术创口左右两侧且与其形状适形的左侧粘结和右侧粘结，所述基体层为3D打印在粘结层上方的胶布层，胶布层的两端分别固定在左侧粘结及右侧粘结上，其内固定设置有多根记忆合金条，记忆合金条在体温作用时，其长度缩短，拉扯左侧粘结和右侧粘结使手术创口缩小并闭合。
进一步，还包括密封设置在基体层内的保温腔，所述记忆合金条连续且间隔地固定在保温腔内。
进一步，所述保温腔内设置有加热电阻丝，所述加热电阻丝通过导线与外部电源连通。
进一步，所述外部电源包括电池盒和可拆卸固定在电池盒内的电池。
进一步，所述左侧粘结和右侧粘结为间隔设置，在两者间隔空间内设置有纳米药物。
本发明之二通过以下技术方案实现：
如上所述的基于3D打印技术的异形手术创口缝合装置的制作方法，包括以下步骤：
1)构建手术创口三维模型；
2)根据三维模型确定粘结层和基体层的形状及记忆合金条的数量；
3)打印粘结层；
4)于粘结层上方打印基体层底部及保温腔；
5)将记忆合金条连续且等距固定在保温腔内；
6)在保温腔内设置加热电阻丝，并用导丝连接，并预留连接头；
7)继续打印基体层顶部，完成保温腔的密封；
8)完成打印；
9)连接外部电源；
10)加温，记忆合金条缩短，闭合手术创口，完成缝合。
进一步，在步骤2与3之间还包括制作记忆合金条，其具体过程为：
I、打印记忆合金条；
II、在其变态温度以上按记忆长度进行定形；
III、在其变态温度以下按变形比例拉长记忆合金条。
本发明的有益效果在于：
1、通过3D打印粘结层和基体层，可与任何形状的创口适形，并实现创口的缝合；
2、通过记忆合金条的记忆特性，其长度在体温作用下缩短，从而拉扯左侧粘结和右侧粘结使手术创口缩小闭合实现缝合。
3、将记忆合金条的变态温度设置在人体温度范围内，利用人体温度使装置进行缝合操作，自动化水平提高，且不需外部能量的供给。
总之，通过创造性设计，本发明适应性更强，可对任意的创口进行无针线缝合，为真正实现“无疤痕”缝合提供可能。同时，本发明利用记忆材料的恢复力进行自动缝合，缝合力稳定、效果好，利于解放劳动力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明横断面的结构示意图；
图3为图2在使用状态时的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的上述描述中，需要说明的是，术语“一侧”、“另一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“相同”等术语并不表示要求部件绝对相同，而是可以存在微小的差异。术语“垂直”仅仅是指部件之间的位置关系相对“平行”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。
如图1至图3所示，一种基于3D打印技术的异形手术创口缝合装置，包括粘结层1和基体层2，粘结层为3D打印在手术创口左右两侧的左侧粘结3和右侧粘结4，本实施例的左侧粘结和右侧粘结均为适合于胶接皮肤的医用胶，使其与人体皮肤形成粘结固定，同时，左侧粘结和右侧粘结的形状与手术创口的形状一致，若手术创口的形状为C形或Z形或S形，左侧粘结和右侧粘结的形状也为C形或Z形或S形，本实施例为呈S形的手术创口，因此，左侧粘结和右侧粘结也呈S形，如图1所示；基体层为3D打印在粘结层上方的胶布层，胶布层的两端分别固定在左侧粘结及右侧粘结上，使其在受牵拉时，不脱离，胶布层的内部固定设置有多根记忆合金条5，记忆合金条在体温作用时，其长度缩短，拉扯左侧粘结和右侧粘结，由于左侧粘结和右侧粘与皮肤胶结，从而牵动皮肤及肌肉组织使手术创口缩小并闭合，如图3所示。
相对于现有技术，本实施例具有以下优点：
1、通过3D打印粘结层和基体层，可与任何形状的创口适形，并实现创口的缝合；
2、通过记忆合金条的记忆特性，其长度在体温作用下缩短，从而拉扯左侧粘结和右侧粘结使手术创口缩小闭合实现缝合。
3、将记忆合金条的变态温度设置在人体温度范围内，利用人体温度使装置进行缝合操作，自动化水平提高，且不需外部能量的供给。
总之，通过创造性设计，本发明适应性更强，可对任意的创口进行无针线缝合，为真正实现“无疤痕”缝合提供可能。同时，本发明利用记忆材料的恢复力进行自动缝合，缝合力稳定、效果好，利于解放劳动力。
作为本实施例的改进，还包括密封设置在基体层内的保温腔6，记忆合金条连续且间隔地固定在保温腔内。通过保温腔将热量限制在一个固定的范围内，可减少热量损失，提供一个恒温环境，利于记忆合金持续保持记忆形态。
为进一步提供更准确的变态温度，在保温腔内设置有加热电阻丝7，加热电阻丝通过导线与外部电源连通，外部电源包括电池盒7和可拆卸固定在电池盒内的电池8。本实施例的电池可以是一般的钮扣电池，也可以是充电电池，只要能提供电能即可。
电能流过加热电阻丝产生热量，补充保温腔的热量损耗，以使保温腔内温度维持在一定的范围内，确保记忆合金条的形变。
本实施例的外部电源也可以是一个USB接口，使用时，与外部电源直接连接即可。
作为本实施例的改进，左侧粘结和右侧粘结为间隔设置，在两者间隔空间内设置有纳米药物9。间隔设置一方面可以避开手术创口，另一方面为伤口两侧的拉扯挤压提供变形空间；在间隔空间内加入如云南白药、德莫林等药物，可以止血和促进伤口快速愈合。将药物纳米化，可显著提高其通过能力，生物利用度提高，药效更佳。
如上所述的基于3D打印技术的异形手术创口缝合装置的制作方法，包括以下步骤：
1)通过3D扫描仪对手术创口进行三维扫描，提取数据信息构建手术创口区域的三维模型；
2)根据三维模型确定粘结层和基体层的形状、宽度及记忆合金条的数量，确定记忆合金条的记忆长度、变形比例；
定制记忆合金条：
I、打印记忆合金条；
II、在其变态温度以上按记忆长度进行定形；
III、在其变态温度以下按变形比例拉长记忆合金条，如记忆长度为100mm，变形比例为25％，则此时的拉伸长度为125mm。
3)打印粘结层，在粘结层之间填入纳米化药物，如云南白药、德莫林等；
4)于粘结层上方打印基体层底部及保温腔；
5)将记忆合金条连续且等距用粘胶体层底部及保温腔固定在保温腔内；
6)在保温腔内设置加热电阻丝，加热电阻丝之间用导丝连接，形成串联或并联，并用连接头导出；
7)继续打印基体层顶部，完成保温腔的密封；
8)完成打印；
9)连接外部电源；
10)加温，记忆合金条缩短，闭合手术创口，完成缝合。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.基于3D打印技术的异形手术创口缝合装置，其特征在于：包括粘结层和基体层，所述粘结层为3D打印在手术创口左右两侧且与其形状适形的左侧粘结和右侧粘结，所述基体层为3D打印在粘结层上方的胶布层，胶布层的两端分别固定在左侧粘结及右侧粘结上，其内固定设置有多根记忆合金条，记忆合金条在体温作用时，其长度缩短，拉扯左侧粘结和右侧粘结使手术创口缩小并闭合。
2.根据权利要求1所述的基于3D打印技术的异形手术创口缝合装置，其特征在于：还包括密封设置在基体层内的保温腔，所述记忆合金条连续且间隔地固定在保温腔内。
3.根据权利要求2所述的基于3D打印技术的异形手术创口缝合装置，其特征在于：所述保温腔内设置有加热电阻丝，所述加热电阻丝通过导线与外部电源连通。
4.根据权利要求3所述的基于3D打印技术的异形手术创口缝合装置，其特征在于：所述外部电源包括电池盒和可拆卸固定在电池盒内的电池。
5.根据权利要求1所述的基于3D打印技术的异形手术创口缝合装置，其特征在于：所述左侧粘结和右侧粘结为间隔设置，在两者间隔空间内设置有纳米药物。
6.根据权利要求1－5任一所述的基于3D打印技术的异形手术创口缝合装置的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)构建手术创口三维模型；
2)根据三维模型确定粘结层和基体层的形状及记忆合金条的数量，确定记忆合金条的记忆长度和变形比例；
3)打印粘结层；
4)于粘结层上方打印基体层底部及保温腔；
5)将记忆合金条连续且等距固定在保温腔内；
6)在保温腔内设置加热电阻丝，并用导丝连接，并预留连接头；
7)继续打印基体层顶部，完成保温腔的密封；
8)完成打印；
9)连接外部电源；
10)加温，记忆合金条缩短，闭合手术创口，完成缝合。
7.根据权利要求6所述的基于3D打印技术的异形手术创口缝合装置的制作方法，其特征在于：在步骤2与3之间还包括制作记忆合金条，其具体过程为：
I、打印记忆合金条；
II、在其变态温度以上按记忆长度进行定形；
III、在其变态温度以下按变形比例拉长记忆合金条。
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