[发明专利]一种可降解气管外悬挂支架及其间接3D打印方法

说明书

一种可降解气管外悬挂支架及其间接3D打印方法，支架为若干个C字圆柱环结构阵列，圆环开口角度为90°，C字圆柱环结构表面为弧形，使得气管支架整体上呈现凸起和凹陷的起伏结构；在C字圆柱环结构上，在凸起结构上每间隔90°打贯通孔；支架的间接3D打印方法为使用3D打印技术制造内外模具负型的树脂件，清洗干净，并使用生物级硅胶对其对其进行翻模，将得到的硅胶模具进行预热后在硅胶外模具中加入医用级生物可降解材料，在材料完全熔融后对其进行抽真空处理，后放入硅胶内模具并将其固定，自然冷却，冷却后脱模得到可降解气管外悬挂支架，所制作的支架具有较好的力学性能和表面粗糙度，并且具有可体内降解的特性。

技术领域

本发明涉及生物制造技术领域，具体涉及一种可降解气管外悬挂支架及其间接3D打印方法。

背景技术

严重胸、颈部压伤、声门关闭会导致气管损伤甚至断裂，某些先天性疾病(如小儿气管软化症)和后天性包括各种炎症或创伤后的疤痕狭窄、气管周围肿物压破、气管切开或插管、因临近病变做放射性治疗后造成的气管狭窄，会威胁到患者生命。可降解气管支架的制造和使用为临床治疗提供了新的思路和方法，为气管软化症患者和气管极限缺损患者提供的了新的治疗手段。目前，3D打印技术包括光固化技术、熔融沉积技术、喷墨打印法等方法，其在生物制造领域的方向主要包括复杂支架打印方法、细胞打印方法、提高支架的成型精度、改善支架的机械性能等方面。使用现有的3D打印技术制造气管支架会存在以下问题：1)使用光固化成型技术制造气管支架，需要在材料中添加感光剂，而感光剂一般对人体有害，这与植入物的要求不符；2)使用激光熔融沉积技术制造气管支架，得到的气管支架致密性较差，在垂直方向上的强度不够好；3)使用选区激光烧结方法制造气管支架，其表面粗糙度较大，粉体粘接不牢固，作为植入物植入人体容易引起炎症反应。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可降解气管外悬挂支架及其间接3D打印方法，能够制作出拥有较好的力学性能、可生物降解的个性化气管支架。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种可降解气管外悬挂支架，为若干个C字圆柱环结构阵列，每一个C字圆柱环结构，即四分之三圆柱环结构，圆环开口角度为90°，C字圆柱环内径为10～40mm，外径D取值范围是11～43mm，内外径差值，即圆环厚度为1～3mm，C字圆柱环结构总长度为L取值范围是10～80mm，每个C字圆柱环结构的宽度为l取值范围是1～5mm，其表面为弧形，使得气管支架整体上呈现凸起和凹陷的起伏结构；在C字圆柱环结构上，在凸起结构上每间隔90°打贯通孔。

所述的C字圆柱环结构总长度由病人CT数据决定。

所述的可降解气管外悬挂支架的间接3D打印方法，包括以下步骤：

1)根据可降解气管外悬挂支架分别设计出所需的硅胶内外模具的模型，通过反求得到内外模具的负型，使用光固化增材制造方法制作该内外模具负型的树脂件；

2)打开超声清洗机，加入酒精并放入内外模具负型的树脂件，根据内外模具负型的树脂件的尺寸不同选择超声清洗的时间，超声清洗的时间为5～120min，并将洗干净的内外模具负型的树脂件烘干；

3)将清洗后的内外模具负型的树脂件固定在无菌容器的底部，取生物级硅胶并加入固化剂，固化剂的重量为硅胶重量的1％～4％，并将其搅拌均匀，倒入无菌容器中，使硅胶完全没过内外模具负型的树脂件；

4)将上述无菌容器放入真空干燥箱中抽真空，直至硅胶表面不产生气泡为止，取出无菌容器放入烘箱中，烘干时间为1-36h，使硅胶完全固化，待硅胶固化后进行脱模，得到一套硅胶内外模具；