CN115475323B - 基于3d打印的核素敷贴及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于3D打印的核素敷贴及制备方法，包括核素框架，核素框架底部设有空腔，空腔用于固定核素载体，在核素框架的底部设有隔离贴膜，隔离贴膜用于覆盖在皮肤上，以隔离核素载体和皮肤；在核素框架的顶部设有固定贴膜，固定贴膜用于将核素框架固定在皮肤上。使用时，用3D扫描设备扫描瘢痕增生病灶组织的表面形貌，获得从皮肤开始的瘢痕增生病灶组织三维形状数据；用瘢痕增生病灶组织三维形状数据与核素载体做剪切运算，形成空腔结构；填充核素载体；设置隔离贴膜和固定贴膜，即完成核素敷贴的制备。够使核素的剂量与患者的疤痕相对应，从而确保疤痕的治疗效果。对不同厚度的疤痕组织给出不同的照射剂量，使疤痕组织的增生效果受到遏制。
Description
技术领域
本发明涉及诊疗医疗器械领域，尤其是一种基于3D打印的核素敷贴及制备方法。
背景技术
瘢痕增生(keloid)是皮肤局部受损后，在修复过程中，结缔组织对创伤的过度反应，形成瘢痕增生并继续生长扩大，胶原纤维过度增生及透明性变而形成的一种疾病。多继发于痤疮后或手术后，好发于年轻人，发病率高，常伴疼痛和瘙痒，影响美观及心理健康。常规治疗方法有手术切除、药物局部注射、冷冻治疗、激光治疗、磨削等，但疗效各异，复发率高。32P放射性核素敷贴是将发射短射程β射线的放射性核素，32P敷贴是一种纯β射线发射体，物理半衰期 14.26d，发射的β射线平均能量为 1．104×10－13J，最大能量 2.704×10－ 13J。瘢痕增生组织受到β射线照射后，诱导成纤维细胞凋亡，细胞膜变性，胶原蛋白合成减少，达到控制或治愈瘢痕增生的目的。该方法是核医学优势项目，具有疗效确切、副作用小的优点。但是核素敷贴制作的过程需要手工完成，比较繁杂且容易形成放射性污染，容易对医师的健康造成影响。核素敷贴的治疗效果缺乏客观的指标进行疗效评价。上述不足成为阻碍该技术广泛应用的限制，需要一种高效、简便、易行的核素敷贴技术推动该方法的应用。CN 114224608 A记载了一种基于3D打印预防瘢痕增生的耳模制造方法，该方案即记载的是加压治疗瘢痕方案。CN106730307A 记载了一种适形放疗贴及其制造方法及用途，其中记载了通过剂量监测控制装置来实现精确治疗，该方案的实现较为复杂，且由于β射线测量不易，实际实施过程中成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于3D打印的核素敷贴及制备方法，能够获得更佳的治疗效果，而且使用简便，核素的给药剂量更加精准。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于3D打印的核素敷贴，包括核素框架，核素框架底部设有空腔，空腔用于固定核素载体，在核素框架的底部设有隔离贴膜，隔离贴膜用于覆盖在皮肤上，以隔离核素载体和皮肤；
在核素框架的顶部设有固定贴膜，固定贴膜用于将核素框架固定在皮肤上。
优选的方案中，所述的核素框架由3D打印生成，核素框架的空腔的底部开口的面积与疤痕的面积相一致。
优选的方案中，核素框架的空腔的高度与疤痕的高度相一致。
优选的方案中，核素载体为多个吸附微球，吸附微球用于吸附32P溶液。
优选的方案中，固定贴膜上设有粘胶，粘胶上还设有阵列布置的吸水凝胶颗粒，吸水凝胶颗粒用于在吸水后使粘胶与皮肤脱离。
一种上述的核素敷贴的制备方法，包括以下步骤：
S1、用3D扫描设备扫描瘢痕增生病灶组织的表面形貌，获得从皮肤开始的瘢痕增生病灶组织三维形状数据；
S2、用瘢痕增生病灶组织三维形状数据与核素载体做剪切运算，形成空腔结构；
S3、填充核素载体；
S4、设置隔离贴膜，将隔离贴膜与核素框架的底部粘贴，并将核素载体封闭；
S5、设置固定贴膜，将固定贴膜与核素框架的顶部粘贴；
通过以上步骤完成核素敷贴的制备。
优选的方案中，核素载体是吸附有32P水溶液的吸附微球，吸附微球的直径小于1mm，吸附微球由卷曲的纤维材料制成，吸附微球在32P水溶液中饱和吸附后，再填充到空腔中，并将空腔的开口处抹平。
优选的方案中，步骤S3中，吸附微球采用聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈纤维与甲基丙烯酸接枝共聚后，剪切成短纤维，揉搓加工成直径小于1mm的微球，在10wt%氢氧化钠溶液中浸泡5~10分钟，然后纯氮气保护气氛下300~1000摄氏度碳化处理3~7分钟，在纯氮气保护气氛下1200~1500摄氏度碳化处理10~15秒获得吸附微球。
优选的方案中，所述的核素载体是吸附了32P水溶液的滤纸，根据瘢痕增生病灶组织三维形状数据生成水平切片，以32P水溶液作为墨水，将32P水溶液分层打印到滤纸上，构成核素载体。
优选的方案中，打印1~2层后，将滤纸辐射干燥，然后再打印下一层。
本发明提供了一种基于3D打印的核素敷贴及制备方法，通过采用3D打印制备核素敷贴的方法，能够使核素的面积和剂量与患者的疤痕相对应，从而确保疤痕的治疗效果。一是不会对正常组织造成损伤。二是对不同厚度的疤痕组织给出不同的照射剂量，以使疤痕组织的增生效果受到相应的遏制，提高治疗效果。三是能够方便客观的定量分析检测数据，以对疗效加以评价。本发明对剂量的控制更加精准，而且操作也更加简便。设置在固定贴膜的吸水凝胶颗粒，能够在48~72小时后吸水膨胀，使固定贴膜与皮肤脱离，从而控制治疗时间。经过对 36 例瘢痕疙瘩患者采用本发明的32P核素敷贴，治疗效果为治愈率为 29%，有效率为93%。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的俯视示意图。
图2为本发明的横截面示意图。
图3为本发明另一优选结构的横截面示意图。
图4为本发明的核素载体的示意图。
图5为本发明方法的流程图。
图6为采用本发明的核素敷贴治疗前后的效果对比图。
图中：固定贴膜1，吸水凝胶颗粒101，核素框架2，空腔3，疤痕4，隔离贴膜5，核素载体6，吸附微球61，适形腔体62。
具体实施方式
实施例1：
如图1~3中，一种基于3D打印的核素敷贴，包括核素框架2，核素框架2采用硅橡胶、橡胶或有机玻璃PMMA，硅橡胶或橡胶更柔软，而硅橡胶和有机玻璃则较为透明，便于观察疤痕的位置是否对齐，经检测，硅橡胶、橡胶或有机玻璃PMMA都能够有效隔离β射线。核素框架2底部设有空腔3，优选的，空腔3为凹槽的结构，空腔3用于固定核素载体6，在核素框架2的底部设有隔离贴膜5，隔离贴膜5优选采用PE膜，隔离贴膜5用于覆盖在皮肤上，以隔离核素载体6和皮肤；
在核素框架2的顶部设有固定贴膜1，固定贴膜1用于将核素框架2固定在皮肤上。固定贴膜1的面积大于核素框架2的面积，固定贴膜1的面积大于隔离贴膜5的面积。由此结构，避免对瘢痕以外的皮肤造成损伤。
优选的方案中，所述的核素框架2由3D打印生成，核素框架2的空腔3的底部开口的面积与疤痕4的面积相一致。
优选的方案如图3中，核素框架2的空腔3的高度与疤痕4的高度相一致。
优选的方案如图4中，核素载体6为多个吸附微球61，吸附微球61用于吸附32P溶液。设置的吸附微球61的结构，能够快速的适应不同的瘢痕高度，即在瘢痕高度较高的位置，填充更多的吸附微球61，而反之则更少。以此调配32P核素的剂量，从而实现精确的治疗效果，如图6中所示，上图为疤痕治疗前的效果，下图为经过本发明的核素敷贴治疗后的疤痕的治疗效果，从图中可以看出，治疗后的疤痕基本保持了相同的皮肤高度，治疗效果较为理想。
优选的方案如图3中，固定贴膜1上设有粘胶，粘胶上还设有阵列布置的吸水凝胶颗粒101，优选的，吸水凝胶颗粒101的粒径为200~500目，吸水凝胶颗粒101用于在吸水后使粘胶与皮肤脱离。在治疗过程中，需要控制治疗时间，通常为72小时，即在72小时候，需要取下整个核素敷贴，然后交回给医院处理。设置的吸水凝胶颗粒101在48~72小时左右能够吸附水而膨胀，而膨胀的吸水凝胶颗粒101能够将粘胶顶开，使固定贴膜1脱落，从而控制治疗时间。
实施例2：
如图5中，一种上述的核素敷贴的制备方法，包括以下步骤：
S1、用3D扫描设备扫描瘢痕增生病灶组织的表面形貌，获得从皮肤开始的瘢痕增生病灶组织三维形状数据；
S2、用瘢痕增生病灶组织三维形状数据与核素载体6做剪切运算，形成空腔3结构；优选的方案中，将三维形状数据整体向下延伸一段距离，以使空腔3的高度增大。
S3、填充核素载体6；
S4、设置隔离贴膜5，将隔离贴膜5与核素框架2的底部粘贴，并将核素载体6封闭；
S5、设置固定贴膜1，将固定贴膜1与核素框架2的顶部粘贴；
通过以上步骤完成核素敷贴的制备。
实施例3：
在实施例2的基础上，优选的方案中，核素载体6是吸附有32P水溶液的吸附微球61，吸附微球61的直径小于1mm，吸附微球61由卷曲的纤维材料制成，吸附微球61在32P水溶液中饱和吸附后，再填充到空腔3中，并将空腔3的开口处抹平。
进一步优选的方案中，步骤S3中，吸附微球61采用聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈纤维与甲基丙烯酸接枝共聚后，剪切成短纤维，揉搓加工成直径小于1mm的微球，在10wt%氢氧化钠溶液中浸泡5~10分钟，然后纯氮气保护气氛下300~1000摄氏度碳化处理3~7分钟，在纯氮气保护气氛下1200~1500摄氏度碳化处理10~15秒获得吸附微球61。采用吸附微球61的结构，能够使核素载体6自适应空腔3的不同高度，从而确保精确的治疗剂量。由此方案，实现治疗剂量的精确量化效果。本例中的方案适合个性化小批量的运用中。在该方案中，放射剂量的标定可以通过检测饱和吸附的吸附微球61的一定堆积厚度进行控制。即以光电倍增管、电离室或者γ射线检测装置来标定一定堆积厚度的短射程β射线的放射。因为γ射线通常与β射线具有一定比例对应关系。通过对多个堆积厚度的饱和吸附的吸附微球61的测量，即可得出不同堆积厚度的吸附微球61的放射剂量，从而确保提供精确的治疗剂量。
实施例4：
在实施例2的基础上，另一可选的方案如图2中，所述的核素载体6是吸附了32P水溶液的滤纸，滤纸采用脱脂棉或PP棉的材质，厚度采用0.1mm~1mm，根据瘢痕增生病灶组织三维形状数据生成水平切片，不同的水平切片对应不同的瘢痕面积，以32P水溶液作为墨水，将32P水溶液根据水平切片分层打印到滤纸上，构成不同浓度的核素载体6。优选的方案中，打印1~2层后，将滤纸辐射干燥，然后再打印下一层。本例中的方案适合较大批量的运用中。标定时，检测一层、二层和三层打印的放射剂量，即可确保提供精确的治疗剂量。
实施例3和4的使用方法是，将核素敷贴制备好后，将核素敷贴粘贴在疤痕4的位置，通过透明的核素框架2观察使核素载体6与疤痕4精确对齐。治疗满72小时，吸水凝胶颗粒101吸水后缓慢膨胀，使固定贴膜1与皮肤脱开，从而提醒患者结束治疗，并将核素敷贴交由医院统一处理。
实施例5：
另一可选的比较方案中，根据疤痕4增生的面积、体积、长径、横径等参数制作核素载体6，采用薄层脱脂棉片作为载体，薄层脱脂棉片由三层结构构成，上下两层是平滑的无纺布表层，中间是吸附性强的脱脂棉片层，薄层脱脂棉片具有质感柔和，紧贴皮肤的特性。但是，与实施例3、4的方案治疗后的效果相比，瘢痕仍有0.5~1mm的高度差，与精确控制质量效果存在差距。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于3D打印的核素敷贴的制备方法，其特征是：包括核素框架（2），核素框架（2）底部设有空腔（3），空腔（3）用于固定核素载体（6），在核素框架（2）的底部设有隔离贴膜（5），隔离贴膜（5）用于覆盖在皮肤上，以隔离核素载体（6）和皮肤；
核素载体（6）为多个吸附微球（61），吸附微球（61）用于吸附32P溶液；
核素载体（6）是吸附有32P水溶液的吸附微球（61），吸附微球（61）的直径小于1mm，吸附微球（61）由卷曲的纤维材料制成，吸附微球（61）在32P水溶液中饱和吸附后，再填充到空腔（3）中，并将空腔（3）的开口处抹平；
在核素框架（2）的顶部设有固定贴膜（1），固定贴膜（1）用于将核素框架（2）固定在皮肤上；
固定贴膜（1）上设有粘胶，粘胶上还设有阵列布置的吸水凝胶颗粒（101），吸水凝胶颗粒（101）用于在吸水后使粘胶与皮肤脱离，从而控制治疗时间；
所述的核素框架（2）由3D打印生成，核素框架（2）的空腔（3）的底部开口的面积与疤痕（4）的面积相一致；
核素框架（2）的空腔（3）的高度与疤痕（4）的高度相一致；
制备方法包括以下步骤：
S1、用3D扫描设备扫描瘢痕增生病灶组织的表面形貌，获得从皮肤开始的瘢痕增生病灶组织三维形状数据；
S2、用瘢痕增生病灶组织三维形状数据与核素载体（6）做剪切运算，形成空腔（3）结构；
S3、填充核素载体（6）；
S4、设置隔离贴膜（5），将隔离贴膜（5）与核素框架（2）的底部粘贴，并将核素载体（6）封闭；
S5、设置固定贴膜（1），将固定贴膜（1）与核素框架（2）的顶部粘贴；
通过以上步骤完成核素敷贴的制备。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的核素敷贴的制备方法，其特征是：步骤S3中，吸附微球（61）采用聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈纤维与甲基丙烯酸接枝共聚后，剪切成短纤维，揉搓加工成直径小于1mm的微球，在10wt%氢氧化钠溶液中浸泡5~10分钟，然后纯氮气保护气氛下300~1000摄氏度碳化处理3~7分钟，在纯氮气保护气氛下1200~1500摄氏度碳化处理10~15秒获得吸附微球（61）。
3.一种基于3D打印的核素敷贴的制备方法，其特征是：包括核素框架（2），核素框架（2）底部设有空腔（3），空腔（3）用于固定核素载体（6），在核素框架（2）的底部设有隔离贴膜（5），隔离贴膜（5）用于覆盖在皮肤上，以隔离核素载体（6）和皮肤；
所述的核素载体（6）是吸附了32P水溶液的滤纸，根据瘢痕增生病灶组织三维形状数据生成水平切片，以32P水溶液作为墨水，将32P水溶液分层打印到滤纸上，构成核素载体（6）；
打印1~2层后，将滤纸辐射干燥，然后再打印下一层；
在核素框架（2）的顶部设有固定贴膜（1），固定贴膜（1）用于将核素框架（2）固定在皮肤上；
固定贴膜（1）上设有粘胶，粘胶上还设有阵列布置的吸水凝胶颗粒（101），吸水凝胶颗粒（101）用于在吸水后使粘胶与皮肤脱离，从而控制治疗时间；
所述的核素框架（2）由3D打印生成，核素框架（2）的空腔（3）的底部开口的面积与疤痕（4）的面积相一致；
核素框架（2）的空腔（3）的高度与疤痕（4）的高度相一致；
制备方法包括以下步骤：
S1、用3D扫描设备扫描瘢痕增生病灶组织的表面形貌，获得从皮肤开始的瘢痕增生病灶组织三维形状数据；
S2、用瘢痕增生病灶组织三维形状数据与核素载体（6）做剪切运算，形成空腔（3）结构；
S3、填充核素载体（6）；
S4、设置隔离贴膜（5），将隔离贴膜（5）与核素框架（2）的底部粘贴，并将核素载体（6）封闭；
S5、设置固定贴膜（1），将固定贴膜（1）与核素框架（2）的顶部粘贴；
通过以上步骤完成核素敷贴的制备。
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