一种夹层金属镀膜硅橡胶气囊肺假体、其制备方法及其应用_2

文档序号:9478711阅读:来源:国知局
料、试剂、仪器等,除另有说明外,均可从市场上购买到;本发明所采用的技术和方法,除另有说明外,均为领域内常规技术。
[0032]本技术方案所解决的技术难点如下:
[0033]1.本发明根椐患者术前胸部CT数据3D打出被切除肺的模型,用该模型制作个体化可植入人体的气囊肺假体,使胸外科前辈们用填充法消除全肺切除后残腔的理想得以实现。
[0034]2.硅橡胶以其物理化学的稳定性和人体相容性的特点,制成各种植入性医疗器具应用于临床已近四十年,形成了产业,是己有技术。但用于制作气囊肺假体尚无先例。更主要的是硅橡胶薄膜体透气性强,而气囊肺假体的功能则要求其最好不透气,为此本发明在两层硅橡胶薄膜之间增加了极薄的真空金属镀膜层,实质上形成了一种以硅橡胶为主体的新型复合材料,金属膜与人体组织器官包括血细胞不可能有任何接触,它对气体分子的阻隔作用正好抵消了硅橡胶的透气性,优势互补,制成了可植入肺切除形成的巨大残腔予防术后并发症的气囊肺假体。
[0035]3.植入性医用硅橡胶都是高分子量缩合型高温硫化硅橡胶,当在模具上成膜后要在120?160°C持续加热4?6h,而熔融凝结3D打印技术的常用材料都是低熔点不耐热塑料,用此类材料3D打印的模型,不可能作为直接用来制作硅橡胶肺假体的模具。当然也可以使用高熔点耐热塑料如聚亚酰胺、聚砜等,但这种材料的硬度、强度高,再加工难度大,成本也高。更重要的是气囊肺假体是一个全密封的薄膜体,高温硫化硅橡胶有很大的弹性,可在拉伸原长的5-6倍复原后,性能依旧。所以单一材料的硅橡胶薄膜制品如乳腺假体的壳体,只需开一个小洞,即可把很大的模具取出。而镀有金属膜的硅橡胶复合材料肺假体,不可能用这种方法脱模,否则金属膜会被破坏,阻隔性降低甚至消失。本发明解决的办法,是通过小的脱模洞,把模具破碎后取出。若用耐热塑料打印的模型做模具,用这种方法脱模也是不可能的。本发明把普通3D打印肺模型转换为耐高温、易破碎石膏壳状肺模型,成功地解决了这个问题,且成本低。
[0036]本技术方案与【背景技术】相比,它具有如下优点:
[0037]1.本发明的肺假体本体形状大小与患者被切除肺一致,并能在相当长的时间(三个月以上)保持稳定;壁薄、柔软、光滑、质轻,对心赃和大血管不产生磨擦等机械损伤;材质对人体安全无害,无排异反应和感染;且制造周期短,成本低,从确定植入到实施手术通常不超过十天。
[0038]2.全肺切除术后早期胸腔管理,被列为当代胸外科疑难病症,本发明消除了全肺切除后形成的巨大残腔,能有效预防由残腔引起的一系列并发症,同时有可能缩短患者住院时间,节省治疗费用,减轻患者痛苦,有利于术后康复,提高生活质量;也可在一定程度上减轻胸外科医师在这方面的压力和工作负担。
[0039]3.目前行全肺切除的,主要是肺癌患者。肺癌是全球发生率最高、死亡率最高的恶性肿瘤,根据经典文献数据估算,我国每年约有2.4?3.4万例因肺癌行全肺切除。目前一只硅橡胶乳腺假体的售价大约4000元,本发明的制造难度和技术含量,远比乳腺假体大,按每只8000?10000元计,假若全年有1/3行全肺切除的病人植入肺假体,即可形成约1亿元的国内市场需求,经济效益也很好。
[0040]4.肺假体的植入消除了残腔,降低了 PPS的风险,也同样适用于死亡率很高,治疗难度很大的PPS治疗。
[0041]5.因为右肺下叶和左肺上叶切除后形成的残腔也很大,并发症也很严重,而本发明不仅适用于全肺切除,也同样适用于肺叶切除,通过运用选择性肺叶非离子碘剂雾化造影的CT扫描数据做3D打印,完全可以利用本发明制作出被切除肺叶的气囊假体,进一步扩展本发明的应用范围,从而产生更大的社会和经济效益。
【附图说明】
[0042]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0043]图1为本发明的夹层金属镀膜硅橡胶气囊肺假体结构示意图。
[0044]图2为本发明的肺假体本体囊壁的三层结构示意图。
[0045]图3为本发明的注气座结构示意图。
[0046]图4为本发明的座底结构示意图。
[0047]图5为本发明的座体结构示意图。
[0048]图6为本发明的气嘴结构示意图。
[0049]图7为本发明的座体与气嘴装接在一起的结构示意图。
[0050]图8为本发明的密封杯结构示意图。
[0051]图9为本发明的密封杯的俯视示意图。
[0052]图10为本发明的弹性件结构示意图。
[0053]图11为本发明的壳状肺模型与手柄装接在一起的结构示意图。
[0054]图12为本发明的针套结构示意图。
[0055]图13为图12的局部放大剖面示意图。
[0056]图14为本发明的针套与穿刺针芯装接在一起的结构示意图。
[0057]图15为图14的局部放大剖面示意图。
[0058]图16为本发明的针套与压簧针芯装接在一起的结构示意图。
[0059]图17为图16的局部剖面放大示意图。
[0060]附图标记:肺假体本体10,外硅橡胶层11,中间金属层12,内硅橡胶层13 ;注气座20,座底21,座体22,弹簧23,弹性硅橡胶板231,密封杯24,凸缘241,气嘴25,座套26,凹陷261,气室27,过气通道28 ;导气管30 ;密封片40 ;注气针50,针套51,微孔511,穿刺针芯52,压簧针芯53 ;壳状肺模型60 ;手柄70,螺栓71,销子72,气孔73 ;浇口外壁至壳状肺模型对侧外壁间的垂直厚度H。
【具体实施方式】
[0061]下面通过实施例具体说明本发明的内容:
[0062]如图1所示,一种夹层金属镀膜硅橡胶气囊肺假体,包括:
[0063]肺假体本体10,为与患者被切除肺形状大小一致的可充气的柔性囊状结构,囊壁包括依次层合在一起的外硅橡胶层11、中间金属层12和内硅橡胶层13(如图2所示);该外娃橡胶层11在使用时贴合于胸腔壁,厚度可以根据需要调节,例如为0.4?0.5mm ;该内娃橡胶层13厚度可以根据需要调节,例如为0.2?0.3mm ;该中间金属层12厚度可以根据需要调节,例如为8?15 μ m,金属为钛和/或铝;
[0064]置于患者胸部皮肤下并用于向肺假体本体10内注入气体、调节囊内压力的注气座20 (如图3所示),该注气座包括可穿刺注气的注气座本体和气嘴,该注气座本体内设有密封机构和弹性机构,该密封机构与注气座本体间形成有气室;该弹性机构包括弹性件及设有穿刺注气处的弹性板;该密封机构卡撑在弹性件,通过弹性件变形以使该密封机构在注气座本体内滑动且可分离地抵靠于弹性板;通过密封机构与弹性机构配合以使注气座在注气状态和密封状态间转变;注气状态时密封机构与弹性板分离且气体通过穿刺注气处进入或流出气室;密封状态时密封机构抵靠在弹性板且弹性板发生弹性变形以封闭穿刺注气处且密封气室;该气嘴固接于注气座本体且与气室连通;
[0065]导气管30,所述肺假体本体10上设有与囊壁结构相同的用于封闭肺假体本体10的密封片40,该导气管30之一端密封装接在该密封片40处且与肺假体本体10内部连通,该导气管30之另一端密封装接在注气座20之气嘴25上且与气室27连通;且该气嘴25末端设有防止导气管30脱落的结构,例如梭型膨大;气嘴25末端也可以设为塔形、蘑菇形等。导气管30的制作材料采用长期植入医用硅橡胶;
[0066]本实施例之中,所述注气座20的具体结构可以为:所述注气座本体还包括座底21 (如图4所示)、座体22 (如图5所示)和座套26 ;该座底21为圆盘状且上表面设有环槽;该座体22为倒置的圆杯状,圆杯杯底中央有一圆洞;座体22与座底21可装拆地密封装接在一起且座体22之圆杯杯口抵靠在环槽上;所述弹性件为弹簧23,设于座体22内且其下端抵靠在环槽上;所述弹性板为弹性硅橡胶板231,设于座体22之圆杯杯底内;所述密封机构为密封杯24 (如图8和图9所示),该密封杯24套接于该座体22内且密封杯24、座体22和座底21间形成所述气室27 ;密封杯24之外周壁具有向外凸出的凸缘241,该凸缘241下端面卡撑在弹簧23上端,通过弹簧23变形以实现该密封杯24在座体22内上下滑动且该密封杯24之杯口端面可分离地抵靠于弹性硅橡胶板231 ;该密封杯24之杯口端面可以设置为圆弧面,防止损伤弹性硅橡胶板231 ;该凸缘241之外侧抵靠在座体22之内壁面,该凸缘241部分缺刻以使缺刻处形成过气通道28 ;注气状态时密封杯24在外力作用下下滑且其杯口端面与弹性硅橡胶板231分离,气体通过穿刺注气处及过气通道28进入或流出气室27 ;密封状态时密封杯24在弹簧23作用下复位且其杯口端面顶抵弹性硅橡胶板231,弹性硅橡胶板231发生
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