[发明专利]一种3D打印仿声血管的制造方法及一种仿声血管模型

说明书

本发明公开一种3D打印仿声血管的制造方法及一种仿声血管模型，其制备方法包括以下步骤：通过采集血管管腔的数据建立仿声血管三维模型，并采用所述仿声血管三维模型设计并打印仿声血管模具；在仿声血管模具内注入掺有纤维素颗粒的聚乙烯醇溶液；使所述注入掺有纤维素颗粒的聚乙烯醇溶液的仿声血管模具进行冻融循环处理，制得所述3D打印仿声血管。该方法采用掺有纤维素颗粒的聚乙烯醇溶液作为仿生溶液，结合冻融循环过程，成功制备了透声性能以及粘弹性良好的3D打印仿声血管，制备方法设计合理，过程简单，并且制得的仿声血管重复使用率高，可以被应用于超声各个方向的研究中。

技术领域

本发明属于3D打印领域，涉及一种3D打印仿声血管的制造方法及一种仿声血管模型。

背景技术

心脑血管与肿瘤等泛血管疾病严重威胁着人民的生命健康安全，据《柳叶刀》报道，该类疾病时我国居民死亡的第一、第二死因。此类疾病发病快、致死率、致残率高，急需床旁实时检测、诊断、治疗干预，以有效地提高该类疾病的存活率。而目前临床影像学手段，只有超声满足上述床旁、实时、动态的检测、诊断、治疗干预需求，包括超声B超成像、M超成像、造影成像、弹性成像、功能成像等。近年，针对该类疾病的早期诊疗，学界和工业届研发出了各种新型的超声成像方式。但所有的这些超声成像方法在研发都需要血管模型实验作为第一步验证。然而现在被用于进行实验的人体血管模型大都是塑料或其他材料，声学特性较差，难以模拟实际人体组织的声学特性，无法进行良好的成像实验。一些研究小组制作的仿声血管模型存在以下局限：或材料有毒性、或只能一次性使用、或无法改变血管局部声学特性、或血管结构单一无法模拟人体血管结构等。现急需一种无害、可重复使用、可以改变血管局部声学特性等特点的人体血管模型的制作方法。

而3D打印，也叫快速成形或加式/增材制造，是20世纪80年代末兴起的一门新技术。它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造。现在心血管类疾病临床上使用3D打印技术多是用于制造出可供移植的血管和血管修复材料，采用生物凝胶等具有良好血液相容性、生物可降解性、无毒等性质的材料作为3D打印的原材料。但它们存在使用成本过高、而且在重复使用过程中透声性变差，重复使用率较低等缺陷，无法应用在大量重复性的探索验证实验中。而在实验室中现有的3D打印血管模型，或是实芯用于展示血管外壁形态结构分布，或是塑料、树脂等材质，无法模拟人体血管的透声性、粘弹性、以及血管内部血液的流动特性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种3D打印仿声血管的制造方法及一种仿声血管模型，从而达到有效模拟人体血管的透声性以及粘弹性，并有效提升了血管模型的重复使用率。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种3D打印仿声血管的制造方法，包括以下步骤：

S1：通过采集血管管腔的数据建立仿声血管三维模型，并采用所述仿声血管三维模型设计并打印仿声血管模具；

S2：在仿声血管模具内注入掺有纤维素颗粒的聚乙烯醇溶液；

S3：使所述注入掺有纤维素颗粒的聚乙烯醇溶液的仿声血管模具进行冻融循环处理，制得所述3D打印仿声血管。

优选的，所述仿声血管模具包括3D打印内壳与3D打印外壳，所述3D打印外壳包括第一外壳以及第二外壳，在所述第一外壳上设有若干凸起部，在第二外壳上设有若干凹陷部，且凸起部与凹陷部配合设置。

优选的，所述仿声血管模具的外壳上设计有连通所述仿声血管模具端部的导管，所述掺有纤维素颗粒的聚乙烯醇溶液通过所述导管，自下而上填充整个仿声血管模具的内腔。

优选的，所述制造方法还包括在所述仿声血管模具上设计凸出结构，在所述冻融循环处理后，去除所述凸出结构处的突出物，形成缺口，将聚乙烯醇溶液重新注入所述缺口处，进行一次循环冻融。