[发明专利]一种可用于术前演练的半月板3D打印模型的制作方法

说明书

本发明涉及医疗器械技术领域，提供了一种可用于术前演练的半月板3D打印模型的制作方法，包括以下步骤：步骤一、对患者的膝关节进行核磁共振拍摄，获取所述膝关节的核磁二维图像；步骤二、根据所述膝关节的核磁二维图像构建半月板三维模型；步骤三、对所述的半月板三维模型进行三角面片优化处理，提高模型表面平滑度；步骤四、将步骤三中经过三角面片优化处理的半月板三维模型导入打印机进行3D打印半月板模型。该方法通过采集患者膝关节核磁图像，后期三维重建半月板模型，通过3D打印技术按照1:1比例真实还原患者半月板结构，3D打印在互补性及易用性上解决了传统工艺难以精确加工复杂形状的问题。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，是涉及一种可用于术前演练的半月板3D打印模型的制作方法。

背景技术

半月板是位于股骨髁与胫骨平台之间的半月形纤维软骨组织，分为内侧及外侧半月板。半月板为半环形结构，呈现出外周厚、内缘薄的楔形结构，半月板表面凹陷，与股骨髁软骨匹配，底面平坦，与胫骨平台适应。半月板质韧并具有弹性，可缓冲关节运动时股骨髁与胫骨平台两骨面的撞击，发挥着吸收震荡、缓冲减压、润滑关节、维持关节稳定性等功能。

半月板的血供来源于膝内、外动脉的分支，并且该分支在关节囊内形成血管网络，半月板边缘与关节囊及滑膜紧密连接，半月板外侧1/3区域接受来源于关节囊及滑膜的血液供应，并且富含Ⅰ型胶原蛋白，称为红区；而内侧2/3区域缺乏血供，仅通过滑液渗透提供营养，富含Ⅰ型、Ⅱ型胶原蛋白及粘多糖(GAG)，称为白区；红区及白区交界区域称为红-白区。

随着目前参与运动的人数不断增加，半月板损伤发病率也在相应增加。半月板损伤后可明显影响其功能的发挥，轻者表现为无症状或轻度关节疼痛，重者表现为严重的关节疼痛、关节绞索、活动受限，甚至造成继发性的软骨退变，严重影响患者生活质量。目前临床上针对半月板损伤的治疗主要包括半月板缝合修复术或切除术，对于发生在半月板红区的损伤，由于半月板红区含有丰富的血供，自我愈合能力较强，因此，临床上针对红区的撕裂通常采取关节镜下缝合的方式进行治疗；然而，半月板白区由于缺乏血供，仅靠关节液渗透提供营养，损伤后难以修复再生，因此，目前临床上针对半月板白区的损伤，关节镜下手术切除损伤游离缘成为主要治疗手段。但是，实现半月板受损部位的精准缝合或切除是保障后期疗效的前提。半月板缝合修复术是一种精细手术操作，除了需要准确判断损伤部位及范围外，更需要将半月板受损部位断端精准吻合，才能有利于后期半月板组织愈合。对于半月板切除术，准确判断损伤部位及范围，并且将损伤游离缘精准切除同样是保障后期疗效的前提。在正式手术前使用1:1模型进行术前演练不仅可帮助手术医生提前获取手术部位的基本信息，包括受损部位、程度及范围等信息，同时还可模拟实际手术进行演练操作，规划术前方案，有利于正式手术的顺利开展。因此，通过术前演练可精确判断半月板损伤部位、程度及范围，并且模拟正式手术操作开展半月板缝合修复术或切除术，进行术前方案的制定，从而有利于术中精准吻合及切除。

现有技术中，文献CN211087703U公开了一种用于缝合练习的半月板模型，包括由弹性金属丝制成的底框，套接在底框上的两个由柔性金属丝制成的定位套，由硅胶制成的模拟用于缝合的半月板组织的硅胶体，所述底框两端设置有定位安装孔，硅胶体通过两端的定位套与底框固定连接。

但是上述文献公开的半月板模型仅为了平时缝合练习用，无法通过真实还原患者半月板损伤情况进行术前演练。因此，上述文献公开的半月板模型无法真实还原患者半月板实际损伤情况，包括损伤部位、程度及范围。

另外，上述文献公开了使用模具注塑的方式制造半月板模型，这种方式不仅价格昂贵、操作繁琐，而且无法精确加工复杂形状。

随着3D打印技术的日益成熟，其在制造业中的应用变得更加丰富，尤其在医疗行业中表现出极大的优势，3D打印拥有成本低、制造快、定制化和个性化等一系列优势，在互补性及易用性上解决了传统工艺难以精确加工复杂形状的问题。

发明内容