本發(fā)明涉及生物制造技術領域，具體涉及一種可降解氣管外懸掛支架及其間接3d打印方法。

背景技術：

嚴重胸、頸部壓傷、聲門關閉會導致氣管損傷甚至斷裂，某些先天性疾病(如小兒氣管軟化癥)和后天性包括各種炎癥或創(chuàng)傷后的疤痕狹窄、氣管周圍腫物壓破、氣管切開或插管、因臨近病變做放射性治療后造成的氣管狹窄，會威脅到患者生命?？山到鈿夤苤Ъ艿闹圃旌褪褂脼榕R床治療提供了新的思路和方法，為氣管軟化癥患者和氣管極限缺損患者提供的了新的治療手段。目前，3d打印技術包括光固化技術、熔融沉積技術、噴墨打印法等方法，其在生物制造領域的方向主要包括復雜支架打印方法、細胞打印方法、提高支架的成型精度、改善支架的機械性能等方面。使用現(xiàn)有的3d打印技術制造氣管支架會存在以下問題：1)使用光固化成型技術制造氣管支架，需要在材料中添加感光劑，而感光劑一般對人體有害，這與植入物的要求不符；2)使用激光熔融沉積技術制造氣管支架，得到的氣管支架致密性較差，在垂直方向上的強度不夠好；3)使用選區(qū)激光燒結方法制造氣管支架，其表面粗糙度較大，粉體粘接不牢固，作為植入物植入人體容易引起炎癥反應。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種可降解氣管外懸掛支架及其間接3d打印方法，能夠制作出擁有較好的力學性能、可生物降解的個性化氣管支架。

為了達到上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為：

一種可降解氣管外懸掛支架，為若干個c字圓柱環(huán)結構陣列，每一個c字圓柱環(huán)結構，即四分之三圓柱環(huán)結構，圓環(huán)開口角度為90°，c字圓柱環(huán)內徑為10～40mm，外徑d取值范圍是11～43mm，內外徑差值，即圓環(huán)厚度為1～3mm，c字圓柱環(huán)結構總長度為l取值范圍是10～80mm，每個c字圓柱環(huán)結構的寬度為l取值范圍是1～5mm，其表面為弧形，使得氣管支架整體上呈現(xiàn)凸起和凹陷的起伏結構；在c字圓柱環(huán)結構上，在凸起結構上每間隔90°打貫通孔。

所述的c字圓柱環(huán)結構總長度由病人ct數(shù)據(jù)決定。

所述的可降解氣管外懸掛支架的間接3d打印方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)可降解氣管外懸掛支架分別設計出所需的硅膠內外模具的模型，通過反求得到內外模具的負型，使用光固化增材制造方法制作該內外模具負型的樹脂件；

2)打開超聲清洗機，加入酒精并放入內外模具負型的樹脂件，根據(jù)內外模具負型的樹脂件的尺寸不同選擇超聲清洗的時間，超聲清洗的時間為5～120min，并將洗干凈的內外模具負型的樹脂件烘干；

3)將清洗后的內外模具負型的樹脂件固定在無菌容器的底部，取生物級硅膠并加入固化劑，固化劑的重量為硅膠重量的1％～4％，并將其攪拌均勻，倒入無菌容器中，使硅膠完全沒過內外模具負型的樹脂件；

4)將上述無菌容器放入真空干燥箱中抽真空，直至硅膠表面不產生氣泡為止，取出無菌容器放入烘箱中，烘干時間為1-36h，使硅膠完全固化，待硅膠固化后進行脫模，得到一套硅膠內外模具；

5)將硅膠外模具的底部封死，并將硅膠內模具放入真空干燥箱或其他設備中加熱至50～300℃，使硅膠內外模具充分預熱，將足量醫(yī)用級生物可降解材料倒入硅膠外模具中使其完全融化，并進行抽真空，直至pcl不再產生氣泡為止，將硅膠內模具壓入硅膠外模具中，通過硅膠內外模具的兩個平面進行定位，并施加外力將二者固定，放置在室溫中自然冷卻，冷卻時間為3-12h，打開硅膠內外模具并取出氣管支架，并對支架邊緣和底部多余部分進行修整。

所述的醫(yī)用級生物可降解材料為聚乳酸、聚己內酯、聚乳酸-羥基乙酸共聚物或聚癸二酸丙三醇酯。

與現(xiàn)有的制造氣管支架的方法相比，本發(fā)明可以得到致密性更好、力學強度更高的支架；該支架具有光滑的表面，有利于后期植入；該支架使用生物可降解材料，對人體無害，并且可以隨時間變化在體內降解，最終使體內無異物殘留。

附圖說明

圖1為本發(fā)明可降解氣管外懸掛支架的模型圖，圖(a)為可降解氣管外懸掛支架的軸測圖，圖(b)為可降解氣管外懸掛支架的正視圖。

圖2為本發(fā)明可降解氣管外懸掛支架內外模具的模型圖，圖(a)為可降解氣管外懸掛支架內模具負型的模型圖，圖(b)為可降解氣管外懸掛支架外模具負型的模型圖。

圖3為實施例1制造出的可降解氣管外懸掛支架。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。

實施例1

參照圖1，一種可降解氣管外懸掛支架，為若干個c字圓柱環(huán)結構陣列，每一個c字圓柱環(huán)結構，即四分之三圓柱環(huán)結構，圓環(huán)開口角度為90°，c字圓柱環(huán)內徑為10.5mm，外徑d為12mm，內外徑差值，即圓環(huán)厚度為1.5mm，c字圓柱環(huán)結構總長度l為16mm，具體數(shù)據(jù)均由病人ct數(shù)據(jù)決定；每個c字圓柱環(huán)結構的寬度i為2mm，其表面為弧形，使得支架整體上呈現(xiàn)凸起和凹陷的起伏結構；在c字圓柱環(huán)結構上，在凸起結構上每間隔90°打貫通孔，手術時將狹窄氣管與可降解氣管外懸掛支架的上述貫通孔進行縫合。

所述的可降解氣管外懸掛支架間接3d打印方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)可降解氣管外懸掛支架分別設計出所需的硅膠內外模具的模型，如圖2所示，通過反求得到內外模具的負型，使用光固化增材制造方法制作該內外模具負型的樹脂件；

2)打開超聲清洗機，加入酒精并放入內外模具負型的樹脂件，根據(jù)內外模具負型的樹脂件的尺寸不同選擇超聲清洗的時間，本實施例為20min，并將洗干凈的內外模具負型的樹脂件烘干；

3)將清洗后的內外模具負型的樹脂件分別固定在無菌容器的底部，取生物級硅膠并加入固化劑，固化劑的重量為硅膠重量的1％，并將其攪拌均勻，倒入無菌容器中，使硅膠完全沒過內外模具負型的樹脂件；

4)將上述無菌容器放入真空干燥箱中抽真空，直至硅膠表面不產生氣泡為止，取出無菌容器放入烘箱中，烘干時間為6h，使硅膠完全固化，待硅膠固化后進行脫模，得到一套硅膠內外模具；

5)將硅膠外模具的底部封死，并將硅膠內外模具放入真空干燥箱或其他設備中加熱至150℃，使硅膠內外模具充分預熱，將足量醫(yī)用級生物可降解材料(聚乳酸、聚己內酯、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚癸二酸丙三醇酯)倒入硅膠外模具中使其完全融化，并進行抽真空，直至pcl不再產生氣泡為止，將硅膠內模具緩緩壓入硅膠外模具中，通過硅膠內外模具的兩個平面進行定位，并施加外力將二者固定，放置在室溫中自然冷卻，冷卻時間為6h，打開硅膠內外模具并取出氣管支架，并對支架邊緣和底部多余部分進行修整，所制造出的可降解氣管外懸掛支架如圖3所示。

實施例2

一種可降解氣管外懸掛支架，為若干個c字圓柱環(huán)結構陣列，每一個c字圓柱環(huán)結構，即四分之三圓柱環(huán)結構，圓環(huán)開口角度為90°，c字圓柱環(huán)內徑為13mm，外徑d為14mm，內外徑差值，即圓環(huán)厚度為1mm，c字圓柱環(huán)結構總長度l為12mm，具體數(shù)據(jù)均由病人ct數(shù)據(jù)決定；每個c字圓柱環(huán)結構的寬度i為2mm，其表面為弧形，使得支架整體上呈現(xiàn)凸起和凹陷的起伏結構；在c字圓柱環(huán)結構上，在凸起結構上每間隔90°打貫通孔，手術時將狹窄氣管與可降解氣管外懸掛支架的上述貫通孔進行縫合。

所述可降解氣管外懸掛支架間接3d打印方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)可降解氣管外懸掛支架分別設計出所需的硅膠內外模具的模型，通過反求得到內外模具的負型，使用光固化增材制造方法制作該內外模具負型的樹脂件；

2)打開超聲清洗機，加入酒精并放入內外模具負型的樹脂件，根據(jù)內外模具負型的樹脂件的尺寸不同選擇超聲清洗的時間，本實施例為30min，并將洗干凈的內外模具負型的樹脂件烘干；

3)將清洗后的內外模具負型的樹脂件分別固定在無菌容器的底部，取生物級硅膠并加入固化劑，固化劑的重量為硅膠重量的1.5％，并將其攪拌均勻，倒入無菌容器中，使硅膠完全沒過內外模具負型的樹脂件；

4)將上述無菌容器放入真空干燥箱中抽真空，直至硅膠表面不產生氣泡為止，取出無菌容器放入烘箱中，烘干時間為4h，使硅膠完全固化，待硅膠固化后進行脫模，得到一套硅膠內外模具；

5)將硅膠外模具的底部封死，并將硅膠內外模具放入真空干燥箱或其他設備中加熱至120℃，使硅膠內外模具充分預熱，將足量醫(yī)用級生物可降解材料(聚乳酸、聚己內酯、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚癸二酸丙三醇酯)倒入硅膠外模具中使其完全融化，并進行抽真空，直至pcl不再產生氣泡為止，將硅膠內模具壓入硅膠外模具中，通過硅膠內外模具的兩個平面進行定位，并施加外力將二者固定，放置在室溫中自然冷卻，冷卻時間為4h，打開硅膠內外模具并取出氣管支架，并對支架邊緣和底部多余部分進行修整。