[发明专利]一种颅脑物理模型及其制备方法

说明书

本发明提供了一种颅脑物理模型及其制备方法，属于颅脑模型技术领域，该颅脑模型的制备方法包括：S1.采用3D打印工艺制作颅骨物理模型、皮肤打印模型和脑脊液打印模型；S2.制备皮肤模具；S3.制备皮肤物理模型；S4.制备脑组织物理模型；S5.在颅骨物理模型、脑组织物理模型和皮肤物理模型上布置应变片、压力传感器和加速度传感器；S6.将脑组织模型置于颅骨物理模型内，并将皮肤物理模型和颅骨物理模型进行粘接，注入脑脊液替代物，得到颅脑物理模型。本发明提供的制备方法工艺简单，周期短，精度高，制作的模具可重复使用，可有效降低成本，制备得到的颅脑物理模型能高度还原人体脑部的真实的几何构造和生物构造信息。

技术领域

本发明属于颅脑模型技术领域，特别涉及一种颅脑物理模型及其制备方法。

背景技术

现有的颅脑损伤研究中，真实颅脑样本数量稀少，需要制备颅脑物理模型来替代真实的颅脑模型，应用于针对颅脑进行的力学实验和与数值仿真的对照，结合应变和压力测试系统，开展与医学结合的颅脑损伤机理和机制研究。

现有的颅脑物理模型建模方法粗糙，颅骨采取球体或椭球体的打印模型，未考虑颅骨形状特征和颅脑的皮肤或脑脊液生理结构，仅通过进行简单的颅内填充后作为颅脑物理模型，无法真实还原人体头部的几何特征和生物构造信息。

因此，急需提供一种能真实还原人体头部的几何特征和生物构造信息的颅脑物理模型。

发明内容

针对现有技术中存在的一个或者多个技术问题，本发明提供了一种颅脑物理模型及其制备方法，本发明提供的制备方法工艺简单，周期短，精度高，制作的模具可重复使用，可有效降低成本，制备得到的颅脑物理模型能高度还原人体脑部的真实的几何构造和生物构造信息。

本发明在第一方面提供了一种颅脑物理模型的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1.采用3D打印工艺制作颅骨物理模型、皮肤打印模型和脑脊液打印模型；

S2.将所述皮肤打印模型置于克隆粉混合液中，进行第一固化脱模，得到皮肤模具；

S3.将所述颅骨物理模型置于所述皮肤模具的空腔内，沿所述颅骨物理模型与皮肤模具间隙注入第一硅橡胶原料，进行第二固化脱模，得到皮肤物理模型；

S4.将第二硅橡胶原料倒入所述脑脊液打印模型的空腔内，进行第三固化脱模，得到脑组织物理模型；

S5.在所述颅骨物理模型、所述脑组织物理模型和所述皮肤物理模型上布置应变片、压力传感器和加速度传感器；

S6.将所述脑组织物理模型置于所述颅骨物理模型内，并将所述皮肤物理模型和所述颅骨物理模型进行粘接，注入脑脊液替代物，得到所述颅脑物理模型。

优选地，所述颅骨物理模型的制作原料为Lasty-R光敏树脂；

所述皮肤打印模型的制作原料为ABS树脂；

所述脑脊液打印模型的制作原料为硬度为70度的硅胶。

优选地，在步骤S2中，将所述皮肤打印模型的空腔朝上，置于所述克隆粉混合液中，使所述皮肤打印模型的空腔边缘与所述克隆粉混合液表面齐平；

所述第一固化脱模为于室温下静置至混合物由紫色变为蓝色，取出所述皮肤打印模型。

优选地，所述克隆粉混合液由克隆粉与水按质量比为1:5混合得到；

所述克隆粉包括海藻提取物、石膏、硅胶土。

优选地，在步骤S3中，将所述颅骨物理模型水平悬置于所述皮肤模具的空腔内，确保所述颅骨物理模型的空腔边缘与所述皮肤模具的空腔边缘齐平，所述颅骨物理模型的外壁与所述皮肤模具的内壁各处等距。