CN111161611A

CN111161611A - 一种高仿真硅胶人体医学模型及其制作方法

Info

Publication number: CN111161611A
Application number: CN202010178860.XA
Authority: CN
Inventors: 钟海蛟; 邴鲁军; 林荣; 王水泉
Original assignee: Zhangjiagang Deren Scientific Equipment Co ltd
Current assignee: Zhangjiagang Deren Scientific Equipment Co ltd
Priority date: 2020-03-15
Filing date: 2020-03-15
Publication date: 2020-05-15

Abstract

本发明公开了一种高仿真硅胶人体医学模型及其制作方法，该模型为人体头颈部模型，其包括骨骼部分、皮肤层及皮肤层内的包覆在骨上的相关组织；所述骨骼部分为根据人体头部骨骼形态、大小设计的内衬支撑物；所述肌肉组织和皮肤层均为硅胶材料制成。其制作过程包括模型设计、模具制作、硅胶溶液制备、浇注成型、毛发植入、义齿义眼安装、表面颜色处理及标注等工序。方法较简单，硅胶配方根据人体器官及组织的实际软硬程度进行配料，手感接近真实人体组织及器官，整个模型仿真度特别高，栩栩如生，真实地模拟展示了相应的人体器官及组织，适应于医学教学、工艺展示，具有非常好的应用前景及经济价值。

Description

一种高仿真硅胶人体医学模型及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种高仿真硅胶人体医学模型及其制作方法。

背景技术

人体医学模型是指医学上使用的或者接触的一些医用医疗模拟器具，包括模拟整体的人体结构或模拟人体的某个部位或器官的模型，以及医疗上必须涉及的一些医疗仪器。我国的医学模型越来越多的进入人们的视线，除了用于基础医学解剖学实验和临床外科教学外，还用于博物馆、艺术馆、科普场馆等科普展示使用。这些模型有助于人们学习一些必要的急救抢救技术以及了解人体的基本构造，例如医用模型心肺复苏模拟人已普及到医疗卫生、医学教育、红十字会、电力、交通、消防、安全生产、公共社区等多个教育系统单位，占据了可观的市场份额。

然而，现有的这些模型大多是采用PVC材料制成，其制作粗糙，且硬度较大，模拟效果差，展示的逼真度有限，在教学及展示的过程中存在一定的偏差性，手感效果及体验感不好。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种高仿真硅胶人体医学模型制作方法及人脸结构模型，该模型主要通过硅胶加内衬支撑物制作而成，逼真度和手感方面都有很大的提升，进一步提升现有医学模型的制作水平。具体技术方案如下：

一种高仿真硅胶人体医学模型，该模型为人体头颈部模型，其包括骨骼部分、皮肤层及皮肤层内的包覆在骨上的相关组织；所述骨骼部分为根据人体头部骨骼形态、大小设计的内衬支撑物；所述肌肉组织和皮肤层均为硅胶材料制成。

前述的高仿真硅胶人体医学模型，所述人体头颈部模型，其眼睛为仿真义眼，其嘴内设有仿真义牙；所述眼睛上的睫毛及上方的眉毛均为植入的仿真或真实的毛发。

前述的高仿真硅胶人体医学模型，所述头部模型的一侧脸颊设有解剖观察面，该解剖观察面上设有相关组织，该相关组织包括肌肉组织、脸和颈部的血管组织，腮腺组织，下颚骨剖断面，舌头和牙床。

前述的高仿真硅胶人体医学模型，所述内衬支撑物为金属或塑料材质制成，所述硅胶材料为无机软质硅胶。

前述的高仿真硅胶人体医学模型，其制作方法包括步骤如下：

1)设计模型及模具制作：根据人体的真实结构，设计符合需求及目的医学模型的具体形态及结构，并确定制作模型的尺寸及比例；并根据所设计的模型形态、尺寸及比例设计制作相应的模具及内衬支撑物；

2)制备硅胶溶液：根据所要制作模型所对应的人体真实结构的软硬程度分别配制硅胶溶液，其中皮肤部分的硅胶溶液加入色素；

3)浇注成型：将制作的模具及内衬支撑物按照要求组装，并且不能有丝毫移位，然后将配制的硅胶溶液一次或多次缓慢注入到模具中将内衬支撑物包埋，然后进行抽真空处理以排除气泡，然后放置于工作台上固化成型；

4)植入毛发：待浇注的硅胶固化到一定程度时，将毛发按照设计要求植入到模型上的指定部位；

5)安装义齿义眼：待硅胶完全固化后自模具中取出，修剪表面的拼接线后安装事先准备好的义眼和义齿，并修剪整理前面植入的毛发；

6)表面颜色处理及标注：使用硅胶手感油对模型的表面需要处理的部位进行上色，区分不同的器官及组织，同时通过油性记号笔在模型表面进行标注，从而获得所述的高仿真硅胶人体医学模型。

作为优选的技术方案的，步骤1)中，所述内衬支撑物为根据模型形态及大小制作的硬质支撑件，其包埋在硅胶内，为模型提供形态支撑。

作为进一步优选的技术方案的，所述内衬支撑物为金属或塑料材质。

作为优选的技术方案的，步骤2)中，所述硅胶溶液配方，其组分按重量份计包括：二氧化硅40～50份、配合剂40～50份、无色催化剂1.5～3份、固化剂4～6份、润滑油0.5～1.5份、硅胶色母粉0～5份、硅油0.1～3份，分散剂0.1～0.5份。

作为进一步优选的技术方案的，所述配合剂为白炭黑；所述无色催化剂为铂金催化剂；所述固化剂为交联剂XR-500；所述硅胶色母粉为无机色母；所述分散剂为油漆胶体分散剂。

作为优选的技术方案的，步骤3)中，所述抽真空为将模具放到真空箱内抽真空，真空泵压力为0.1～0.3MPa。

本发明具备的有益效果如下：

本发明制作方法简单，通过使用软质硅胶包埋内衬支撑物制作而成；且硅胶配方根据人体器官及组织的实际软硬程度进行配料，制作成的人体医学模型，手感接近真实人体组织及器官。且本发明模具皮肤所用硅胶中加入色素，相关的组织及器官通过硅胶手感漆上色，并安装有仿真的义眼、义齿及毛发，整个模型仿真特别高，栩栩如生，真实地模拟展示了相应的人体器官及组织，提升了现有医学模型的制作水平。本发明模型适应于医学教学、工艺展示，科普宣传等方面，并且在教学及展示的过程中应用效果极好，手感及体验感都大大超越传统的PVC模型，受到广泛的关注与青睐，具有非常好的应用前景及经济价值。

附图说明

图1为本发明高仿真硅胶人体医学模型的结构示意图；

图2～图5为本发明高仿真硅胶人体医学模型的实施效果图。

图中：1、人体头颈部模型；2、骨骼部分；3、皮肤层；4、仿真义眼；5、仿真义牙；6、毛发；7、解剖观察面；8、肌肉组织；9、血管组织；10、腮腺组织；11、下颚骨剖断面；12、舌头；13、牙床。

具体实施方式

下面将结合实施例及附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分较佳实施例，而不是全部的实施例，亦并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用所揭示的技术内容加以变更或改型等同变化。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

实施例1

本实施例是制作一种高仿真硅胶人体医学模型，该模型为人体头颈部模型1，其包括骨骼部分2、皮肤层3及皮肤层3内的包覆在骨上的相关组织；所述骨骼部分2为根据人体头部骨骼形态、大小设计的使用金属或塑料材质制成的内衬支撑物；所述肌肉组织8和皮肤层3均为无机软质硅胶材料制成。且该模型的眼睛为仿真义眼4，其嘴内设有仿真义牙5；所述眼睛上的睫毛及上方的眉毛均为植入的仿真或真实的毛发6，整个模型看上去非常逼真，手感也接近真实人体，可以说是栩栩如生。

另外，所述的高仿真硅胶人体医学头部模型，其一侧脸颊可设有解剖观察面7，该解剖观察面7上设有相关组织，该相关组织包括肌肉组织8、脸和颈部的血管组织9，腮腺组织10，下颚骨剖断面11，舌头12和牙床13。逼真的展示了人体脸颊的构造，便于教学展示，具有非常强的直观感和体验感。

该高仿真硅胶人体医学模型的具体制作方法，包括步骤如下：

1)设计模型及模具制作：根据人体的真实结构，设计符合需求及目的医学模型的具体形态及结构，并确定制作模型的尺寸及比例；并根据所设计的模型形态、尺寸及比例设计制作相应的模具及内衬支撑物。例如前述的人体头颈部结构展示，则可选择金属材料作为头骨主要部分，用硬质塑料制作颌骨，并根据设计的头型制作相应的模具。另外，在制作摸具之前，模型的原型设计和雕刻，打磨、抛光，这是设计模型产品仿真程度、逼真程度、效果程度很重要的一个前提，直接影响后道工序模具质量和模型效果。

2)制备硅胶溶液：根据所要制作模型所对应的人体真实结构的软硬程度分别配制硅胶溶液，所述硅胶溶液配方，其组分按重量份计包括：二氧化硅40～50份、配合剂40～50份、无色催化剂1.5～3份、固化剂4～6份、润滑油0.5～1.5份、色素0～5份、硅油0.1～3份，分散剂0.1～0.5份。

即按照所要制作的具体人体组织或器官的软硬程度和特征，确定该模型硅胶的具体用量和配方，保证成品后的模型形象逼真而且符合人体真实手感，并根据室内的气温情况，确定加入催化剂的多少。例如，在20℃的房间内，制作较硬的人脸肌肉组织部分硅胶溶液，该硅胶溶液的配方组分按重量份计包括：二氧化硅50份、配合剂50份、无色催化剂3份、固化剂6份、润滑油1.5份、硅油2份，分散剂0.5份；在相同的环境中制作皮肤部分硅胶溶液，其组分按重量份计包括：二氧化硅45份、配合剂45份、无色催化剂2份、固化剂5份、润滑油1份、色素0.1～0.3份、硅油2份，分散剂0.3份。即不仅需要考虑软硬程度，还需要根据人体自然皮肤颜色来加入色素配备硅胶的颜色，这样硅胶成型后，制作的仿真人体的皮肤颜色才能具备高仿真的效果和感觉。

所有硅胶溶液配方中的配合剂均为白炭黑；催化剂均为铂金催化剂；固化均为为交联剂XR-500；制作皮肤所用的色素选用无机色母，其耐候性优良，具有持久的着色力；所述分散剂均选用油漆胶体分散剂，其水油通用，不但具有良好的润湿性，还具有很好的防沉能力，对于各类无机颜填料有着很好的降粘和分散能力，同时对研磨好的色浆有较强的防止絮凝返粗的能力，可大大增加色浆的储存稳定性。

3)浇注成型：将制作的模具及内衬支撑物按照要求组装，并且不能有丝毫移位，然后将配制的硅胶溶液分次缓慢注入到模具中将内衬支撑物包埋，注意在倒入硅胶时，不能形成冲力，使将安放到位的摸具内的支撑物在冲力作用下产生移位。硅胶溶液注入模具前的表面处理特别关键，注入前，须将模具的表面处理需要处理得特别得干净，适当加入专用润滑油，剂量不能太，也不能太少，要严格掌握。注入完毕后将模具放到真空箱内抽真空，这里需要注意抽真空完后放气务必要缓慢，抽真空的真空泵压力控制为在0.1～0.3MPa，从真空箱的透视镜中看到模具内的硅胶气泡慢慢消失，直到模具内气泡完全消失殆尽后才能把进气阀完全打开，放完最后的空气。然后把模具从真空箱中取出来，放在工作台上进行固化。

4)植入毛发：待浇注的硅胶固化到一定程度时，固化程度一般以可插入毛发且插立而不倒为宜，毛发根据之前设计的造型和照片来要求进行植入到模型上的指定部位，保证形象符合设计要求。

5)安装义齿义眼：待硅胶完全固化后自模具中取出，修剪模具造成的表面的拼接线，然后安装事先准备好的义眼和义齿，可采用胶合的方式安装，也可以直接通过螺钉固定在内衬支撑物上，同时修剪整理前面植入的毛发。

6)表面颜色处理及标注：最后一步是对产品表面上色处理。除了皮肤部分加入了色素，嘴唇及相关的解剖观察面7展示部分的组织均是白色的，例如肌肉组织8、血管组织9、腮腺组织10、下颚骨剖断面11、舌头12以及牙床13等等。需要使用不同颜色的油漆进行区分不同的器官及组织。常规油漆无法附着在软质硅胶的表面，因此需要使用专门的环保硅胶油漆进行处理，市场上有售的硅胶手感油漆即可以。同时需要对模型表面的进行标识标记处理，为防止油漆和记号笔融化或无法粘着，所以一般也是采用油性记号笔来进行标注，处理完毕即可获得所述的高仿真硅胶人体医学模型。

由于硅胶为白色，因此在整个生产过程中应保证环境的洁净程度，特别是模型成型后暂时存放的房间必须非常干净整洁，表面不能有灰尘和气体杂质覆盖，以便进入着色工序。另外，产品在所有程序处理好后，还需要经严格检查产品的质量，将次品、残品、废品剔除后再进入包装环节。因此，通过本发明制作方法生产的模型，表面看不到气孔和灰尘，并且具有光滑和逼真的手感和准确的外形，科学性和实用性都强。

Claims

1.一种高仿真硅胶人体医学模型，其特征在于：该模型为人体头颈部模型，其包括骨骼部分、皮肤层及皮肤层内的包覆在骨上的相关组织；所述骨骼部分为根据人体头部骨骼形态、大小设计的内衬支撑物；所述肌肉组织和皮肤层均为硅胶材料制成。

2.根据权利要求1所述的高仿真硅胶人体医学模型，其特征在于：所述人体头颈部模型，其眼睛为仿真义眼，其嘴内设有仿真义牙；所述眼睛上的睫毛及上方的眉毛均为植入的仿真或真实的毛发。

3.根据权利要求1所述的高仿真硅胶人体医学模型，其特征在于：所述头部模型的一侧脸颊设有解剖观察面，该解剖观察面上设有相关组织，该相关组织包括肌肉组织、脸和颈部的血管组织，腮腺组织，下颚骨剖断面，舌头和牙床。

4.根据权利要求1所述的高仿真硅胶人体医学模型，其特征在于：所述内衬支撑物为金属或塑料材质制成，所述硅胶材料为无机软质硅胶。

5.一种高仿真硅胶人体医学模型制作方法，其特征在于：包括步骤如下：

6.根据权利要求5所述的高仿真硅胶人体医学模型制作方法，其特征在于：步骤1)中，所述内衬支撑物为根据模型形态及大小制作的硬质支撑件，其包埋在硅胶内，为模型提供形态支撑。

7.根据权利要求5或6所述的高仿真硅胶人体医学模型制作方法，其特征在于：所述内衬支撑物为金属或塑料材质。

8.根据权利要求5所述的高仿真硅胶人体医学模型制作方法，其特征在于：步骤2)中，所述硅胶溶液配方，其组分按重量份计包括：二氧化硅40～50份、配合剂40～50份、无色催化剂1.5～3份、固化剂4～6份、润滑油0.5～1.5份、色素0～5份、硅油0.1～3份，分散剂0.1～0.5份。

9.根据权利要求8所述的高仿真硅胶人体医学模型制作方法，其特征在于：所述配合剂为白炭黑；所述无色催化剂为铂金催化剂；所述固化剂为交联剂XR-500；所述色素为无机色母；所述分散剂为油漆胶体分散剂。

10.根据权利要求5所述的高仿真硅胶人体医学模型制作方法，其特征在于：步骤3)中，所述抽真空为将模具放到真空箱内抽真空，真空泵压力为0.1～0.3MPa。