[发明专利]一种颅脑模型及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种颅脑模型及其制备方法和应用。所述模型包括上颅骨和下颅骨，所述上颅骨和下颅骨可拆卸闭合连接且内部形成颅骨腔，所述颅骨腔内设置有表面具有沟壑结构的皮层脑组织，所述皮层脑组织内分布有血管和神经；所述皮层脑组织由硅胶弹性体制成。本发明提供的颅脑模型具有与真实颅脑结构相似的颅骨、皮层脑组织、血管和神经部件，能够模拟出真实颅脑的物理结构及触感，可逼真、直观地再现颅脑的解剖结构，可广泛用于医学上的颅脑结构的教学、临床上的颅脑手术模拟、手术培训和操作练习。

技术领域

本发明属于生物医学领域，更具体地，涉及一种颅脑模型及其制备方法和应用。

背景技术

随着神经外科手术设备及技术的发展，大量的颅内疾病可以通过颅脑手术解决。目前大多数的神经外科医生通过计算机模拟和尸体解剖来进行手术训练。但随着尸头的减少，以及成本的增加，且尸头保存后颅脑内的结构和位置发生改变，容易与真实的人体结构发生偏离。此外，许多颅脑性疾病具有特异性，相应的手术或教学模型或尸头几乎很难真实表达。因此，近年来随着3D打印技术的发展，一些人体组织及器官能够实现3D打印成型，成为辅助医生顺利进行手术操作的重要方法。但是，由于能够用于3D打印的材料还存在有局限性，直接采用3D打印获得的皮层脑组织等人体组织及器官模型成型质量差，且其性能与人体真实的结构和质地相差甚远，并不能满足临床使用需求。

因此，开发一种与实际颅脑结构相近、质地接近的颅脑模型，其中皮层脑组织具有与真实脑组织高度相似的结构及柔软性、弹性和可牵拉性，可在术前模拟、手术规划或教学演练进行应用，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有颅脑解剖模型尤其是其中的皮层脑组织与真实人体颅脑组织的结构、性能偏差较大的缺陷，提供一种颅脑模型。本发明提供的颅脑模型在物理结构及触感上与真实颅脑相似，其中皮层脑组织具有与真实脑组织高度相似的结构及柔软性、弹性和可牵拉性，可逼真、直观地再现颅脑的解剖结构，并广泛用于颅脑结构的教学、颅脑手术模拟、培训和操作练习。

本发明的另一目的在于提供一种颅脑模型的制备方法。

为实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种颅脑模型，所述模型包括上颅骨和下颅骨，所述上颅骨和下颅骨可拆卸闭合连接且内部形成颅骨腔，所述颅骨腔内设置有表面具有沟壑结构的皮层脑组织，所述皮层脑组织内分布有血管和神经；所述皮层脑组织由硅胶弹性体制成。

本发明提供的颅脑模型具有与真实颅脑结构相似的颅骨、皮层脑组织、血管和神经部件，其中皮层脑组织表面具有沟壑结构，是采用硅胶弹性体制得，具有与真实脑组织相似的柔软性、弹性和可牵拉性，能够模拟出真实颅脑的物理结构及触感，可逼真、直观地再现颅脑的解剖结构，并广泛用于颅脑结构的教学、颅脑手术模拟、培训和操作练习。

优选地，所述皮层脑组织通过3D打印技术结合灌注方式制得。具体是先通过3D打印技术制得能与下颅骨密闭连接的皮层脑组织模具，然后将所述皮层脑组织模具与下颅骨密闭连接后，往腔体内灌注硅胶弹性体制得。

优选地，所述硅胶弹性体由功能性预聚体和乙烯基硅油稀释剂制备得到，所述功能性预聚体和乙烯基硅油稀释剂的质量比为1:0.8~1:5，优选1:3。其中，所述功能性预聚体为硅氢有机聚硅氧烷和乙烯基有机聚硅氧烷的组合物，所述组合物中硅氢有机聚硅氧烷和乙烯基有机聚硅氧烷的质量比为5:4~3:2，优选为6:5。采用该配方制得的硅胶弹性体，制成皮层脑组织后，在弹性、柔软性、触感及力学性能上与真实的人体皮层脑组织更为相似。

优选地，所述颅脑模型还包括有病灶结构。更为优选地，所述病灶结构为脑肿瘤（例如垂体瘤）、血管瘤、动脉瘤或脑膜瘤中的一种或几种。

优选地，所述颅脑模型还包括脑肿瘤和/或脑膜瘤，所述脑肿瘤和/或脑膜瘤通过如下过程制备得到：3D打印获得肿瘤模具，然后采用硅胶或水凝胶进行模具灌注得到。