[发明专利]一种个性化气道支架的制备技术

说明书

技术领域

本发明属于人体气道植介入医疗器械领域，特别涉及一种个性化气道支架的制备技术。

背景技术

近年来各种良、恶性疾病以及外伤、气管切开或插管等引发的气道疾病日益增多，如气道狭窄、气管壁塌陷、气道-食道或残胃瘘、气道-胸腔瘘等，气道狭窄和气管壁塌陷在临床上通常采用支架植入术，这样可以迅速地扩张气道，缓解呼吸困难，气道-食道或残胃瘘、气道-胸腔瘘等也可采用覆膜支架植入术来进行封堵。自十九世纪九十年代Trendelenburg和Bond放置了T型管用于治疗气道狭窄以来，人们一直致力于气道支架的研究，采用多种材料，设计出了各种各样的气道支架。目前常用的气管、支气管支架的种类主要有两大类：(一)硅酮管状支架，其中包括：Dumon支架、T型管支架、Dynamic支架等；(二)金属网眼支架：其中包括：Palmaz支架、Stecker支架、Ultrflex支架、国产镍钛记忆合金支架、Wall支架、Gianturco支架等，而这一系列支架由于不能完全地顺应气道结构，均或多或少地存在如下问题：(1)不能完全贴附气管壁。人体气管的横截面并非完全呈圆形，且上下并非一般粗细，而目前临床应用的气道支架横截面多为圆形，且上下一般粗细，因而在支架和气管壁之间会存在一些空隙，气道分泌物易在此处储留，进而成为细菌等滋生的场所，同时气道支架容易发生移位；(2)气管壁受力不均。生物力学活的灵魂“应力－生长”关系表明：各个层次生命体的结构、功能以及生长都与它们所处的力学环境(应力场)密切相关，人体气道支架也不例外。临床数据显示，植入支架后期，气管壁受力较大的区域易长肉芽，例如支架的两端，从而使管腔发生再狭窄，如不及时处理，严重的可危及患者的生命。

因此，探寻个性化的气道支架成为当务之急，研究的结果将具有重要的临床价值及社会意义。

发明内容

为了克服现有商业气道支架难以贴合患者的气道，容易引发肉芽组织增生的不足和缺陷。本发明的首要目的在于制备出一种个性化的气道支架。

本发明首先基于医学影像三维数值模型重建软件设计出个性化的气道支架，然后再利用3D打印机制备个性体化的气道支架。

本发明上述目的通过以下技术方案来实现：

1)获取患者气道狭窄部分的CT扫描数据；

2)重建患者气道狭窄部分的三维数值模型；

3)设计个性化气道支架的三维数值模型；

4)将此模型输入至3D打印机中制备出个性化的气道支架。

相对于现有的商业支架，本发明具有如下的优点：

1)现有的气道支架属于批量化生产，由于每个人的气道都是具有特殊性。因此现有的商业支架并不适用于每个不同的患者。本发明所制备的个性化气道支架符合患者个体的气道结构与形态，可以完全贴合患者的气道，进而可以减少气道肉芽组织的过度增生增生；

2)本发明根据不同的患者不同气道狭窄处进行三维建模并适当的进行处理，因此做到了个性化气道支架的设计；

3)本发明仅需要得到患者的CT扫描数据即可设计出完整的符合患者气道结构的个性化气道支架模型。

附图说明

图1为本发明重建气道狭窄段的三维数值模型。

图2为本发明根据气道狭窄所设计的个性化气道支架三维数值模型。

图3为本发明根据患者气道狭窄情况所设计的个性化气道支架的截面图。

具体实施方式

下面结合实施方式对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

步骤一：获取患者气道狭窄部分的CT扫描数据，重建患者气道狭窄部分的三维数值模型；

步骤二：对气道模型进行光滑和修剪处理，在三维数值模型重建软件中将狭窄处的直径扩张20％～40％；

步骤三：在此基础上将气道最外侧的壁面向外延展10％，作为气道支架数值模型的外壁面，模型闭合后自动生成个性化气道支架的三维数值模型；

步骤四：将上一步所设计出的模型输入3D打印机中，添加硅酮等生物医用材料进行3D打印，从而制备出一种个性化的气道支架。