本發(fā)明涉及顱骨修復技術領域，具體涉及一種解剖型3D打印網狀顱骨補片。

背景技術：

顱骨缺損多為顱腦損傷、腦血管意外、顱內腫瘤等常見病術后遺留癥之一。顱骨缺損修補成形術的目的不僅是為了防止腦組織再次損傷、恢復顱腔生理密閉性，同時也是為了恢復患者的原有面貌，達到美觀的要求，具有較好的生理學及心理學意義。

目前常用的顱骨修補假體為鈦合金網以及聚醚醚酮補片，其常規(guī)做法為，將鈦合金網切割成比顱骨缺損面稍大的形狀，然后通過鈦釘固定于顱骨面，雖然鈦合金網具有無毒、低致炎及致敏性等優(yōu)點，但是仍有以下不足：鈦網常常為手工塑形制備，過程粗糙、工序繁瑣，且解剖學匹配度較差，同時因為其具有較好的導熱性，同時堅固度不夠高，限制了其在臨床的進一步發(fā)展；聚醚醚酮補片為新發(fā)展的替換鈦合金網的新型植入體，其彌補了鈦合金網保溫性差、強度不高的劣勢，同時具有生物相容性好、外形貼合度好的優(yōu)勢，所以逐漸開始在臨床應用，但是在臨床應用過程中發(fā)現(xiàn)有皮下及顱內積液發(fā)生率高等不足，且一旦發(fā)生該種并發(fā)癥，醫(yī)生和病人常常面臨必須取出假體的窘境，因為該聚醚醚酮假體較鈦合金網常常孔洞較少、較深，且空洞直徑較小，所以穿刺抽液的難度很大，成功率很低，所以該劣勢限制了其在臨床的廣泛應用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術問題，提供一種與病人顱骨缺損面高度匹配、具有良好生物相容性、植入后不易出現(xiàn)皮下血腫及血腫穿刺引流困難、后期修復愈合快的解剖型3D打印多空隙網狀顱骨補片。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

解剖型3D打印網狀顱骨補片，該顱骨補片包括與腦損傷部位相匹配的顱骨補片邊緣和顱骨補片網孔結構；所述顱骨補片邊緣或為有孔無觸手結構，或為無孔無觸手結構，或為無孔帶觸手結構，所述顱骨補片網孔結構為由梁結構構成的單層網孔或多層網孔隨機交織而成。

進一步地，所述有孔無觸手結構或無孔無觸手結構的顱骨補片邊緣為均勻的唇樣結構。

進一步地，所述無孔帶觸手結構的顱骨補片邊緣的觸手帶沉孔，所述沉孔的截面形態(tài)為梯形結構。

進一步地，所述顱骨補片網孔結構為連續(xù)的網孔結構或互不連續(xù)隨機獨立的網孔結構。

進一步地，所述互不連續(xù)隨機獨立的網孔結構的邊界形態(tài)為規(guī)則的圓形、三角形、四邊形、五邊形、六邊形、或不規(guī)則多邊形、或任意閉合圖形。

進一步地，所述顱骨補片網孔結構的網孔形狀為規(guī)則的圓形、三角形、四邊形、五邊形、六邊形、或不規(guī)則多邊形、或任意閉合圖形。

進一步地，在各所述梁結構相互連接部位膨大隆起，其隆起形狀為正球形、橄欖球形、或多面體形且梁結構與所述隆起結構連接處為平滑的圓角。

進一步地，所述梁結構的截面形狀為規(guī)則的圓形、橢圓形、四邊形、五邊形、六邊形、或不規(guī)則多邊形、或任意閉合圖形。

進一步地，由所述單層網孔隨機交織而成的顱骨補片網孔結構含有凹面網孔和凸面網孔。

更進一步地，所述凹面網孔有溝槽且凹面網孔的邊緣為平滑的圓角。

再進一步地，所述溝槽條數(shù)≥1且深度為顱骨補片厚度的1/3～1/2。

還進一步地，所述凸面網孔的邊緣為斜面。

本發(fā)明采用3D打印技術制備上述解剖型3D打印網狀顱骨補片，包括以下步驟：

1)采用CT、核磁共振或B超對患者顱骨缺損部位進行三維掃描，獲得患者顱骨缺損部位的掃描數(shù)據(jù)；

2)利用geomagic、meshmixer和proe計算機軟件將步驟1)中獲得的三維數(shù)據(jù)進行處理，生成與患者顱骨缺損部位一致的顱骨補片三維模型；

3)采用3D打印機將步驟2)中的顱骨補片三維模型打印成型，得到與患者顱骨缺損部位相匹配的顱骨補片；

4)在真空等離子環(huán)境中使用離子噴涂技術將羥基磷灰石或骨組織趨化因子涂布于步驟3)所獲得的顱骨補片表面，并將顱骨補片邊緣部分棱角經過完全倒圓角平滑處理，得到解剖型3D打印網狀顱骨補片。

進一步地，步驟3)中打印顱骨補片的材料為聚醚醚酮、鈦合金、鉭合金、人工骨、羥基磷灰石、聚乳酸、聚乙烯或上述任兩種或兩種以上材料的組合物。

更進一步地，步驟3)中3D打印機在打印顱骨補片時，選擇激光燒結、電子束熔融或熔融擠出成型的方法對材料進行處理。

上述解剖型3D打印網狀顱骨補片在距邊緣2～3cm處，厚度自中心向外周方向逐漸變薄。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明與原顱骨缺損部位的外形及尺寸高度匹配，且具有良好的解剖學及生物學相容性，同時本發(fā)明采用多孔網狀設計可有效改善顱骨內外血供，降低積液及感染的發(fā)生率，有利于促進修復愈合。

2、本發(fā)明設計的網孔結構可根據(jù)需要設計為單層網孔結構或多層網孔結構，單層網孔結構可用于任何部位，且單層網孔中平滑過渡圓角邊緣的凹面網孔的設計，可降低當腦壓增大時腦組織在網孔邊緣發(fā)生切割損傷的風險，另外，凹面網孔溝槽的設計便于在手術過程中對補片進行二次塑性或者切割處理，而斜面邊緣的凸面網孔的設計，可便于操作者進行顱內積液、積血穿刺抽液。多層網孔結構可用于顳部、頂部等不受力部位。

3、本發(fā)明網孔結構由梁結構構成的單層網孔或多層網孔隨機交織而成，該構型輕量、強度高、利于組織攀附生長。

4、本發(fā)明網孔結構可根據(jù)頭部各部位受力情況設計為連續(xù)的網孔結構或互不連續(xù)隨機獨立的網孔結構，當受損部位位于頭部的側面(又叫顳區(qū))，該部分幾乎不受力，可使用連續(xù)的網孔結構，當受損部位在頭部的后面(又叫枕部)，容易受力，特別是在平臥的時候，可使用互不連續(xù)隨機獨立的網孔結構，有利于強度的增加。

5、本發(fā)明顱骨補片的邊緣結構設計靈活，當其為有孔無觸手結構或無孔無觸手結構時，其邊緣為均勻唇樣，該結構可根據(jù)臨床醫(yī)生的需求，隨意固定；為無孔帶觸手結構時，因其設置有帶沉孔的觸手，在面對一些解剖位置比較固定的位置時，方便固定，同時觸手伸出來可卡在顱骨的邊緣，避免補片從顱骨的缺損部位陷入顱內造成損傷，而且沉孔的設計，當螺釘頭埋入其中，可減少螺釘末端露出，使得補片的整體形態(tài)更加光順，降低其對組織的刺激而引起的并發(fā)癥。

6、本發(fā)明顱骨補片與顱骨接觸的邊緣，其表面特征可以為隨機的多孔結構，也可以為粗糙的涂層結構，有利于與周圍骨質長入整合。

7、靠近本發(fā)明解剖學上的近心端或低垂端的位置可以有1個以上較中央網孔更大的孔洞，該空洞的外形可以為正圓、橢圓、或沿邊緣走行的長條狀閉合環(huán)狀結構，當顱骨修補手術后，顱內積液或者積血會積聚在傷口近心端或者較為低垂的位置，積液須行經皮盲法穿刺引流，較大的孔則可便于穿刺并增加穿刺引流的成功率。

8、本發(fā)明在距邊緣2～3cm處，厚度自中心向外周方向逐漸變薄，且邊緣部分棱角經過完全倒圓角平滑處理，有利于顱骨補片更好的嵌入頭皮與顱骨間隙。

附圖說明

圖1為本發(fā)明多層網孔結構邊緣無孔帶觸手顱骨補片示意圖；

圖2為本發(fā)明多層網孔結構邊緣無孔無觸手顱骨補片示意圖；

圖3為本發(fā)明多層網孔結構邊緣有孔無觸手顱骨補片示意圖；

圖4為本發(fā)明單層孔結構邊緣無孔帶觸手顱骨補片示意圖；

圖5為本發(fā)明單層網孔結構邊緣無孔無觸手顱骨補片示意圖；

圖6為本發(fā)明單層網孔結構邊緣有孔無觸手顱骨補片示意圖；

圖7為本發(fā)明互不連續(xù)隨機獨立的網孔結構示意圖；

圖8為本發(fā)明互不連續(xù)隨機獨立的網孔結構的邊界形態(tài)示意圖；

圖9為本發(fā)明梁結構及正球形隆起結構示意圖；

圖10為本發(fā)明梁結構及橄欖球形隆起結構示意圖；

圖11為本發(fā)明梁結構及多面體形隆起結構示意圖；

圖12為本發(fā)明唇樣邊緣示意圖；

圖13為本發(fā)明沉孔結構示意圖；

圖14為本發(fā)明單層網孔結構凹面網孔示意圖；

圖15為本發(fā)明單層網孔結構凸面網孔示意圖；

圖16為本發(fā)明單層網孔結構凹面網孔溝槽示意圖。

圖中：顱骨補片邊緣1、顱骨補片網孔2、觸手3、梁結構4、隆起結構5、唇樣結構6、沉孔7、凹面網孔8、凸面網孔9、溝槽10。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1～圖6分別為本發(fā)明解剖型3D打印網狀顱骨補片的六種結構示意圖。

如圖1所示，解剖型3D打印網狀顱骨補片，該顱骨補片包括與腦損傷部位相匹配的顱骨補片邊緣1和顱骨補片網孔結構2；所述顱骨補片邊緣1為無孔帶觸手結構，觸手3帶沉孔7，如圖13所示，所述沉孔7的截面形態(tài)為梯形結構；所述顱骨補片網孔結構2為由梁結構4(如圖9～11所示)構成的多層網孔隨機交織而成的連續(xù)網孔。

如圖2所示，解剖型3D打印網狀顱骨補片，該顱骨補片包括與腦損傷部位相匹配的顱骨補片邊緣1和顱骨補片網孔結構2；所述顱骨補片邊緣1為無孔無觸手結構，如圖12所示，顱骨補片邊緣1為均勻的唇樣結構6；所述顱骨補片網孔結構2為由梁結構4(如圖9～11所示)構成的多層網孔隨機交織而成的連續(xù)網孔。

如圖3所示，解剖型3D打印網狀顱骨補片，該顱骨補片包括與腦損傷部位相匹配的顱骨補片邊緣1和顱骨補片網孔結構2；所述顱骨補片邊緣1為有孔無觸手結構，如圖12所示，顱骨補片邊緣1為均勻的唇樣結構6；所述顱骨補片網孔結構2為由梁結構4(如圖9～11所示)構成的多層網孔隨機交織而成的連續(xù)網孔。

如圖4所示，解剖型3D打印網狀顱骨補片，該顱骨補片包括與腦損傷部位相匹配的顱骨補片邊緣1和顱骨補片網孔結構2；所述顱骨補片邊緣1為無孔帶觸手結構，觸手3帶沉孔7，如圖13所示，所述沉孔7的截面形態(tài)為梯形結構；所述顱骨補片網孔結構2為由梁結構4(如圖9～11所示)構成的單層網孔隨機交織而成的連續(xù)網孔；如圖14和圖15所示，所述由單層網孔隨機交織而成的顱骨補片網孔結構2含有邊緣為平滑圓角的凹面網孔8和邊緣為斜面的凸面網孔9；如圖16所示，所述凹面網孔8有溝槽19，溝槽10條數(shù)≥1且溝槽10深度為顱骨補片厚度的1/3～1/2。

如圖5所示，解剖型3D打印網狀顱骨補片，該顱骨補片包括與腦損傷部位相匹配的顱骨補片邊緣1和顱骨補片網孔結構2；所述顱骨補片邊緣1為無孔無觸手結構，如圖12所示，顱骨補片邊緣1為均勻的唇樣結構6；所述顱骨補片網孔結構2為由梁結構4(如圖9～11所示)構成的單層網孔隨機交織而成的連續(xù)網孔；如圖14和圖15所示，所述由單層網孔隨機交織而成的顱骨補片網孔結構2含有邊緣為平滑圓角的凹面網孔8和邊緣為斜面的凸面網孔9；如圖16所示，所述凹面網孔8有溝槽10，溝槽10條數(shù)≥1且溝槽10深度為顱骨補片厚度的1/3～1/2。

如圖6所示，解剖型3D打印網狀顱骨補片，該顱骨補片包括與腦損傷部位相匹配的顱骨補片邊緣1和顱骨補片網孔結構2；所述顱骨補片邊緣1為有孔無觸手結構，如圖12所示，顱骨補片邊緣1為均勻的唇樣結構6；所述顱骨補片網孔結構2為由梁結構4(如圖9～11所示)構成的單層網孔隨機交織而成的連續(xù)網孔；如圖14和圖15所示，所述由單層網孔隨機交織而成的顱骨補片網孔結構2含有邊緣為平滑圓角的凹面網孔8和邊緣為斜面的凸面網孔9；如圖16所示，所述凹面網孔8有溝槽10，溝槽10條數(shù)≥1且溝槽10深度為顱骨補片厚度的1/3～1/2。

進一步地，如圖7所示，圖1～圖6所述的六種解剖型3D打印網狀顱骨補片的顱骨補片網孔結構2也可為互不連續(xù)隨機獨立的網孔結構，如圖8所示，所述互不連續(xù)隨機獨立的網孔結構的邊界形態(tài)為規(guī)則的圓形、三角形、四邊形、五邊形、六邊形、或不規(guī)則多邊形、或任意閉合圖形。

更進一步地，所述顱骨補片網孔結構2的網孔形狀為規(guī)則的圓形、三角形、四邊形、五邊形、六邊形、或不規(guī)則多邊形、或任意閉合圖形。

再進一步地，圖1～圖6所述的梁結構4在各梁結構4相互連接部位有膨大隆起結構5，如圖9～11所示，所述隆起結構5的形狀為正球形、橄欖球形、或多面體形且梁結構4與隆起結構5連接處為平滑的圓角。

還進一步地，所述梁結構4的截面形狀為規(guī)則的圓形、橢圓形、四邊形、五邊形、六邊形、或不規(guī)則多邊形、或任意閉合圖形。

采用3D打印技術制備上述解剖型3D打印網狀顱骨補片，包括以下步驟：

1)采用CT、核磁共振或B超對患者顱骨缺損部位進行三維掃描，獲得患者顱骨缺損部位的掃描數(shù)據(jù)；

2)利用geomagic、meshmixer和proe計算機軟件將步驟1)中獲得的三維數(shù)據(jù)進行處理，生成與患者顱骨缺損部位一致的顱骨補片三維模型；

3)采用3D打印機將步驟2)中的顱骨補片三維模型打印成型，得到與患者顱骨缺損部位相匹配的顱骨補片；

4)在真空等離子環(huán)境中使用離子噴涂技術將羥基磷灰石或骨組織趨化因子涂布于步驟3)所獲得的顱骨補片表面，并將顱骨補片邊緣部分棱角經過完全倒圓角平滑處理，得到解剖型3D打印網狀顱骨補片。

進一步地，步驟3)中打印顱骨補片的材料為聚醚醚酮、鈦合金、鉭合金、人工骨、羥基磷灰石、聚乳酸、聚乙烯或上述任兩種或兩種以上材料的組合物。

更進一步地，步驟3)中3D打印機在打印顱骨補片時，選擇激光燒結、電子束熔融或熔融擠出成型的方法對材料進行處理。