一种构建节段性个体化人体尿道三维支架材料的方法_2

文档序号:9312401阅读:来源:国知局
STL格式转化,导入至3D打印机中进行后续3D打印。打印后的三维立体模型经硅胶倒膜工艺进行倒膜,在倒膜中置入丝素蛋白/细菌纤维素等各种材料进行体外重构,最终去除倒膜硅胶后即可获得目标段尿道的个体化材料。本发明的实施例具体包括以下步骤:
[0040]步骤1.1,患者取平卧位,进行常规消毒,尤其关注尿道外口消毒。后经患者尿道外口位置注入盐酸丁卡因胶浆,并封堵尿道外口防止胶浆外溢。
[0041]步骤1.2,采用东芝Apl1500超声诊断仪,探头型号PLT-1204MV(中心频率14MHz),对患者阴囊低部及会阴区域软组织结构进行实时3D扫描,获取患者平卧位时冠状位尿道系列连续图像信息,数据以R0WDATA形式保存。然后用FLYthru软件处理,图像信息经三维处理,获得层厚为0.1mm的矢状位、冠状位尿道系列连续图像。将所获得的图像以DICOM以及JPG格式保存。
[0042]步骤2,将所获取的矢状位、冠状位尿道系列连续图像信息,采用IMAGE J图像分析软件分别打开,将尿道中央黑色管腔内径区域予以仔细勾勒并予以删除。后将尿道海绵体与尿道周围组织间隙(灰-黑间隙)以及勾勒,并将尿道以外组织进行剔除。
[0043]步骤3,将每张矢状位、冠状位尿道图像信息均按上述方法处理后,并予以保存。将所有图像放置于三维重建软件中,进行三维重建。并通过软件进行平滑数字模型处理,从而构建出了可共360度观察的个体化尿道三维数字模型。并优选三维重建软件是指BitplaneImaris、MATLAB、3ds Max 或 Solidworks 软件。
[0044]步骤4,将三维尿道数字模型进一步采用软件进行格式转化,转制为可供3D打印的STL格式后,将其倒入3D打印软件中,经3D打印机打印构建节段性个体化三维实体尿道模型。
[0045]步骤5,将硅胶和固化剂按比例调和后对尿道三维模型进行倒模处理。当硅胶固化后,将3D打印后的尿道模具在不损伤周围硅胶完整性的前提下完整的取出。
[0046]步骤6,将填充材料置于硅胶模型中进行重组,构建出具有个体化特征的人体尿道三维支架材料。
[0047]在本发明的实施例中,在步骤6中,倒模后在模槽内置入木醋杆菌及培养液,经体外培养、冷冻干燥后,去除外围及中央的模具,及得到最终构建的三维尿道生物材料。
[0048]在本发明的另一实施例中,在步骤6中,倒模后在模槽内置入生物材料溶液,经冷冻干燥固化后,去除外围及中央的模具,得到最终构建的三维尿道生物材料。生物材料是指丝素蛋白、明胶、胶原、壳聚糖、PGA、PLGA和PLA中的一种或几种。
[0049]在本发明的另一实施例中,在步骤6中,倒模后在模槽内置入生物材料溶液,经冷冻干燥固化后,再次加入木醋杆菌及培养液,经体外培养、冷冻干燥,去除外围及中央的模具,得到最终构建的三维尿道生物材料。
[0050]实施例1
[0051]步骤1.1,待检测患者取平卧位,阴茎阴囊区域以及尿道外口区域进行消毒处理。
[0052]在疲软状态下将阴茎予以牵拉伸直,自尿道外口位置注入丁卡因胶浆10ml,封堵尿道外口,防止胶浆外溢。
[0053]步骤1.2,采用东芝六?110500超声诊断仪,探头型号?1^-12041代(中心频率14MHz)。将超声探头放置于阴茎阴囊交界处,观察尿道管腔情况。
[0054]若超声发现尿道管腔未完全打开,或者打开不满意时。可以继续追加注入丁卡因胶浆,直至尿道内径打开大于8mm。若重复两次操作未能使得尿道腔进一步打开,则认定该段尿道存在狭窄。
[0055]采用动态扫描模式,对尿道及其周围组织进行扫描,获取冠状位尿道图像信息。数据以R0WDATA形式保存。然后用FLYthru软件处理,图像信息经三维处理,获得层厚为0.1mm的矢状位、冠状位尿道系列连续图像,将所获得的图像以DICOM以及JPG格式保存。
[0056]在矢状位和冠状位各第一张图片上进行定标处理,定标完成后所有图像采用DICOM和JPG格式进行保存。
[0057]步骤2,采用IMAGE J软件将上述影像学图像进行打开,仔细勾勒尿道管腔内径边缘区域,使之成为闭合环形,后将内部图像信息予以剔除。
[0058]进一步采用上述软件勾勒尿道海绵体与周围组织边界,一般成像边界为深灰白色(海绵体)_浅灰白色(尿道周围组织)
[0059]步骤3,如图1中所示,将每一张影像学图片经由Bitplane Imaris软件进行三维组件处理,最终获得三维尿道数据模型信息。
[0060]步骤4,采用Bitplane Imaris软件,将上述三维数据模型文件置入进行进一步转换,得到可供3D打印的STL格式文件。
[0061]如图2中所示,将上述STL格式文件导入3D打印软件中,经3D桌面打印机打印,构建个体化三维阴茎段尿道实体模型。打印材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),打印参数:打印喷头温度210?240°C ;底板温度70?110°C ;喷头走速:30?70mm/s。
[0062]步骤5,如图2中所示,将硅胶和固化剂按100:2调和后对尿道三维模型进行倒模处理。倒膜处理结束后,在保证硅胶模型不破坏的前提下,将3D打印尿道模型予以取出。
[0063]步骤6,如图3中所示,倒模后在模槽内置入木醋杆菌(菌种含量为105个/ml)-培养液的混合溶液。30°C恒温静置培养2周,经化学处理获得细菌纤维素尿道立体支架。
[0064]进一步用超纯水清洗,然后在3%的NaOH溶液中100°C煮沸2h,以除去残余培养基,再用稀醋酸中和,超纯水清洗至中性,高压灭菌。
[0065]实施例2
[0066]步骤1.1,待检测患者取平卧位,会阴区域以及尿道外口区域进行消毒处理。
[0067]在疲软状态下将阴茎予以牵拉伸直,自尿道外口位置注入丁卡因胶浆10ml,封堵尿道外口,防止胶浆外溢。
[0068]步骤1.2,采用东芝Apl1500超声诊断仪,探头型号PLT-1204MV(中心频率14MHz)。将超声探头放置于会阴部,观察尿道管腔情况。
[0069]若超声发现尿道管腔未完全打开,或者打开不满意时。可以继续追加注入生理盐水,直至尿道内径打开大于8mm。若重复两次操作未能使得尿道腔进一步打开,则认定该段尿道存在狭窄。
[0070]采用动态扫描模式,对尿道及其周围组织进行扫描,获取冠状位尿道图像信息。数据以ROWDATA形式保存,然后用FLYthru软件处理,图像信息经三维处理,获得层厚为0.1mm的矢状位、冠状位尿道系列连续图像,将所获得的图像以DICOM以及JPG格式保存。
[0071]在矢状位和冠状位各第一张图片上进行定标处理,定标完成后所有图像采用DICOM和JPG格式进行保存。
[0072]步骤2,采用IMAGE J软件将上述影像学图像进行打开,仔细勾勒尿道管腔内径边缘区域,使之成为闭合环形,后将内部图像信息予以剔除。
[0073]进一步采用上述软件勾勒尿道海绵体与周围组织边界,一般成像边界为深灰白色(海绵体)_浅灰白色(尿道周围组织)
[0074]步骤3,如图1中所示,将每一张影像学图片经由Bitplane Imaris软件进行三维组件处理,最终获得三维尿道数据模型信息。
[0075]步骤4,采用Bitplane Imaris软件,将上述三维数据模型文件置入进行进一步转换,得到可供3D打印的STL格式文件。
[0076]如图2中所示,将上述STL格式文件导入3D打印软件中,经3D桌面打印机打印,构建个体化三维球部尿道实体模型。打印材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),打印参数:打印喷头温度210?240°C ;底板温度70?110°C ;喷头走速:30?70mm/s。
[0077]步骤5,如图2中所示,将硅胶和固化剂按100:2调和后对尿道三维模型进行倒模处理。倒膜处理结束后,在保证硅胶模型不破坏的前提下,将3D打印尿道模型予以取出。
[0078]步骤6,将自市场上购置的脱胶蚕丝1g溶液溴化锂水溶液中,5h后,多层纱布过滤,过滤后溶液置于透析袋中。
[0079]透析5d,透析袋周围水溶液中加入0.1 %的Na2S205,每天换水一次。
[0080]完成透析后将透析带置于20wt% PEG (分子量20000)水溶液中,浓缩6h,调节至丝素质量浓度为10%,行SDS蛋白电泳检测提示蛋白电泳带在25-30kD左右。
[0081]如图3和图4中所示,在倒模槽内置入10%丝素蛋白溶液,低温冷冻干燥72小时后,去除硅胶模具即获取丝素蛋白尿道三维材料。
[0082]实施例3
[0083]步骤1.1,待检测患者取平卧位,阴茎阴囊区域以及尿道外口区域进行消毒处理。
[0084]在疲软状态下将阴茎予以牵拉伸直,自尿道外口位置注入丁卡因胶浆10ml,封堵尿道外口,防止胶浆外溢。
[0085]步骤1.2,采用东芝Apl1500超声诊断仪,探头型号PLT-1204MV(中心频率14MHz)。将超声探头放置于阴茎阴囊交界处。观察尿道管腔情况。
[0086]若超声发现尿道管腔未完全打开,或者打开不满意时。可以继续追加注入丁卡因胶浆
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1