阅读说明：本技术 一种硅胶血管模型的制作工艺 (Manufacturing process of silica gel blood vessel model ) 是由 耿炎 夏冬冬 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种硅胶血管模型的制作工艺,本发明具体包括以下步骤：S1、首先获取人体结构的断层扫描数据,再使用软件将该数据转换成立体模型,提取模型中的血管部分,转换成可3D打印的STL数据,S2、将步骤S1中的STL数据通过3D打印机用可溶性3D打印材料制作成中空结构的血管模型,S3、在步骤S2获得的3D打印模型表面使用涂抹刷均匀涂抹脱模剂,本发明涉及医疗技术领域。该硅胶血管模型的制作工艺,可实现采用硅胶3D打印出透明、柔软的人体血管结构,来完成成型,能够完全还原人体血管复杂结构,为医生提供一个真实的训练环境的加工手段,通过采用硅胶3D打印工艺做出的模型具有人体血管的回弹触感,与真实手术环境差距较小。(The invention discloses a manufacturing process of a silica gel blood vessel model, which specifically comprises the following steps: s1, firstly, acquiring tomography data of a human body structure, then converting the data into a three-dimensional model by using software, extracting a blood vessel part in the model, converting the blood vessel part into STL data which can be printed in a 3D mode, S2, manufacturing the STL data in the step S1 into a blood vessel model with a hollow structure by using a soluble 3D printing material through a 3D printer, and S3, wherein a release agent is uniformly coated on the surface of the 3D printing model obtained in the step S2 by using a coating brush. This preparation technology of silica gel blood vessel model can realize adopting silica gel 3D to print out transparent, soft human vascular structure, accomplishes the shaping, can restore human vascular complex structure completely, provides the processing means of a real training environment for the doctor, has the resilience sense of touch of human blood vessel through the model that adopts silica gel 3D printing technology to make, and is less with real operation environment difference.)

一种硅胶血管模型的制作工艺

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，具体为一种硅胶血管模型的制作工艺。

背景技术

心血管介入手术是微创手术的一种，医生需要借助X光透视，将导丝 从病人手腕部的桡动脉进入，穿过数个分支点直达心脏外壁上的冠脉，手术 过程漫长且操作复杂，一般需要数小时才能使导丝达到指定位置，因此对于 经验不足的医生需要一个模拟训练的手段。

传统的加工手段有注塑与吹塑，但是由于模具限制，只能做出一级分支 的中空结构，分支数量大于2之后，内部的模具将无法取出。

3D打印能制作出多级分支中空结构，但是材料的选择有限制，只能使用 坚硬的树脂，做出的模型不具有人体血管的回弹触感，与真实手术环境差距 较大，不具有训练价值。

由于心血管介入手术使用的是直径不到1毫米的导管，如果使用拼接粘 贴成型的方式，接缝处的不平整也会阻碍导丝的操作，因此要求模型必须一 次成型，本发明提供了一种透明、柔软的人体血管结构的成型方式，能够完 全还原人体血管复杂结构，为医生提供一个真实的训练环境。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种硅胶血管模型的制作工艺，解 决了现有的加工手段有注塑与吹塑，由于模具限制，只能做出一级分支的中 空结构，分支数量大于2之后，内部的模具将无法取出，且3D打印能制作出 多级分支中空结构，但是材料的选择有限制，只能使用坚硬的树脂，做出的 模型不具有人体血管的回弹触感，与真实手术环境差距较大，不具有训练价 值的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种硅胶血管模 型的制作工艺，具体包括以下步骤：

S1、首先获取人体结构的断层扫描数据，再使用软件将该数据转换成立 体模型，提取模型中的血管部分，转换成可3D打印的STL数据；

S2、将步骤S1中的STL数据通过3D打印机用可溶性3D打印材料制作成 中空结构的血管模型；

S3、在步骤S2获得的3D打印模型表面使用涂抹刷均匀涂抹脱模剂；

S4、在模型表面均匀涂上一层室温固化高透明硅胶，并等待硅胶固化；

S5、重复涂抹硅胶，直到硅胶层厚度有0.5-3mm为止；

S6、将步骤S5重复涂抹硅胶后的血管模型整体浸入水或溶剂中，将硅胶 内部的3D打印模型溶解；

S7、然后将步骤S6硅胶内部溶解的3D打印部分取出，并清洁内部，从 而获得透明的硅胶血管模型。

优选的，所述步骤S1中获取人体结构的断层扫描数据是采用CT设备或 核磁设备进行扫描采集。

优选的，所述步骤S3中脱模剂为硅油、硅酯、聚乙二醇或低分子聚乙烯 中的一种或多种的组合。

优选的，所述步骤S4中硅胶固化时间为10-300min。

优选的，所述步骤S7中对硅胶的内部进行清洗是采用水压为10-15Mpa 的冲洗机进行冲洗。

优选的，所述步骤S2中可溶性3D打印材料为聚乙烯醇或HIPS树脂中的 一种或多种的组合。

优选的，所述步骤S1中将扫描数据转换成立体模型的软件为ReplicatorG 控制软件或Geomagic Wrap控制软件中的一种。

(三)有益效果

本发明提供了一种硅胶血管模型的制作工艺。与现有技术相比具备以下 有益效果：该硅胶血管模型的制作工艺，具体包括以下步骤：S1、首先获取 人体结构的断层扫描数据，再使用软件将该数据转换成立体模型，提取模型 中的血管部分，转换成可3D打印的STL数据，S2、将步骤S1中的STL数据 通过3D打印机用可溶性3D打印材料制作成中空结构的血管模型，S3、在步 骤S2获得的3D打印模型表面使用涂抹刷均匀涂抹脱模剂，S4、在模型表面均匀涂上一层室温固化高透明硅胶，并等待硅胶固化，S5、重复涂抹硅胶， 直到硅胶层厚度有0.5-3mm为止，S6、将步骤S5重复涂抹硅胶后的血管模型 整体浸入水或溶剂中，将硅胶内部的3D打印模型溶解，S7、然后将步骤S6 硅胶内部溶解的3D打印部分取出，并清洁内部，从而获得透明的硅胶血管模 型，可实现采用硅胶3D打印出透明、柔软的人体血管结构，来完成成型，能 够完全还原人体血管复杂结构，为医生提供一个真实的训练环境的加工手段，很好的代替了现有的注塑和吹塑成形工艺，避免了由于模具限制，只能做出 一级分支的中空结构，分支数量大于2之后，内部的模具将无法取出的情况 发生，通过采用硅胶3D打印工艺做出的模型具有人体血管的回弹触感，与真 实手术环境差距较小，非常具有训练价值，无需使用拼接粘贴成型的方式进 行心血管模型的连接，防止接缝处的不平整阻碍导丝操作的情况发生，因此 通过硅胶3D打印血管模型进行一次成型，大大降低了血管模型出现表面缺陷 的几率，从而对血管模型的制作十分有益。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供五种技术方案：一种硅胶血管模型的制作 工艺，具体包括以下实施例：

实施例1

S1、首先获取人体结构的断层扫描数据，再使用软件将该数据转换成立 体模型，提取模型中的血管部分，转换成可3D打印的STL数据,获取人体结 构的断层扫描数据是采用CT设备或核磁设备进行扫描采集,将扫描数据转换 成立体模型的软件为ReplicatorG控制软件；

S2、将步骤S1中的STL数据通过3D打印机用可溶性3D打印材料制作成 中空结构的血管模型,可溶性3D打印材料为聚乙烯醇；

S3、在步骤S2获得的3D打印模型表面使用涂抹刷均匀涂抹脱模剂,脱模 剂为硅油、硅酯、聚乙二醇和低分子聚乙烯的组合物；

S4、在模型表面均匀涂上一层室温固化高透明硅胶，并等待硅胶固化,硅 胶固化时间为15min；

S5、重复涂抹硅胶，直到硅胶层厚度有1.5mm为止；

S6、将步骤S5重复涂抹硅胶后的血管模型整体浸入水或溶剂中，将硅胶 内部的3D打印模型溶解；

S7、然后将步骤S6硅胶内部溶解的3D打印部分取出，并清洁内部，从 而获得透明的硅胶血管模型,对硅胶的内部进行清洗是采用水压为13Mpa的冲 洗机进行冲洗.

实施例2

S1、首先获取人体结构的断层扫描数据，再使用软件将该数据转换成立 体模型，提取模型中的血管部分，转换成可3D打印的STL数据,获取人体结 构的断层扫描数据是采用CT设备或核磁设备进行扫描采集,将扫描数据转换 成立体模型的软件为Geomagic Wrap控制软件；

S2、将步骤S1中的STL数据通过3D打印机用可溶性3D打印材料制作成 中空结构的血管模型,可溶性3D打印材料为HIPS树脂；

S3、在步骤S2获得的3D打印模型表面使用涂抹刷均匀涂抹脱模剂,脱模 剂为硅油、硅酯和聚乙二醇的组合物；

S4、在模型表面均匀涂上一层室温固化高透明硅胶，并等待硅胶固化,硅 胶固化时间为10min；

S5、重复涂抹硅胶，直到硅胶层厚度有0.5mm为止；

S6、将步骤S5重复涂抹硅胶后的血管模型整体浸入水或溶剂中，将硅胶 内部的3D打印模型溶解；

S7、然后将步骤S6硅胶内部溶解的3D打印部分取出，并清洁内部，从 而获得透明的硅胶血管模型,对硅胶的内部进行清洗是采用水压为10Mpa的冲 洗机进行冲洗.

实施例3

S1、首先获取人体结构的断层扫描数据，再使用软件将该数据转换成立 体模型，提取模型中的血管部分，转换成可3D打印的STL数据,获取人体结 构的断层扫描数据是采用CT设备或核磁设备进行扫描采集,将扫描数据转换 成立体模型的软件为ReplicatorG控制软件；

S2、将步骤S1中的STL数据通过3D打印机用可溶性3D打印材料制作成 中空结构的血管模型,可溶性3D打印材料为聚乙烯醇和HIPS树脂的组合物；

S3、在步骤S2获得的3D打印模型表面使用涂抹刷均匀涂抹脱模剂,脱模 剂为硅油和硅酯的组合物；

S4、在模型表面均匀涂上一层室温固化高透明硅胶，并等待硅胶固化,硅 胶固化时间为20min；

S5、重复涂抹硅胶，直到硅胶层厚度有3mm为止；

S6、将步骤S5重复涂抹硅胶后的血管模型整体浸入水或溶剂中，将硅胶 内部的3D打印模型溶解；

S7、然后将步骤S6硅胶内部溶解的3D打印部分取出，并清洁内部，从 而获得透明的硅胶血管模型,对硅胶的内部进行清洗是采用水压为15Mpa的冲 洗机进行冲洗.

实施例4

S1、首先获取人体结构的断层扫描数据，再使用软件将该数据转换成立 体模型，提取模型中的血管部分，转换成可3D打印的STL数据,获取人体结 构的断层扫描数据是采用CT设备或核磁设备进行扫描采集,将扫描数据转换 成立体模型的软件为Geomagic Wrap控制软件；

S2、将步骤S1中的STL数据通过3D打印机用可溶性3D打印材料制作成 中空结构的血管模型,可溶性3D打印材料为聚乙烯醇；

S3、在步骤S2获得的3D打印模型表面使用涂抹刷均匀涂抹脱模剂,脱模 剂为硅油；

S4、在模型表面均匀涂上一层室温固化高透明硅胶，并等待硅胶固化,硅 胶固化时间为13min；

S5、重复涂抹硅胶，直到硅胶层厚度有1mm为止；

S6、将步骤S5重复涂抹硅胶后的血管模型整体浸入水或溶剂中，将硅胶 内部的3D打印模型溶解；

S7、然后将步骤S6硅胶内部溶解的3D打印部分取出，并清洁内部，从 而获得透明的硅胶血管模型,对硅胶的内部进行清洗是采用水压为12Mpa的冲 洗机进行冲洗.

实施例5

S1、首先获取人体结构的断层扫描数据，再使用软件将该数据转换成立 体模型，提取模型中的血管部分，转换成可3D打印的STL数据,获取人体结 构的断层扫描数据是采用CT设备或核磁设备进行扫描采集,将扫描数据转换 成立体模型的软件为Geomagic Wrap控制软件；

S2、将步骤S1中的STL数据通过3D打印机用可溶性3D打印材料制作成 中空结构的血管模型,可溶性3D打印材料为HIPS树脂；

S3、在步骤S2获得的3D打印模型表面使用涂抹刷均匀涂抹脱模剂,脱模 剂为低分子聚乙烯；

S4、在模型表面均匀涂上一层室温固化高透明硅胶，并等待硅胶固化,硅 胶固化时间为17min；

S5、重复涂抹硅胶，直到硅胶层厚度有2mm为止；

S6、将步骤S5重复涂抹硅胶后的血管模型整体浸入水或溶剂中，将硅胶 内部的3D打印模型溶解；

S7、然后将步骤S6硅胶内部溶解的3D打印部分取出，并清洁内部，从 而获得透明的硅胶血管模型,对硅胶的内部进行清洗是采用水压为14Mpa的冲 洗机进行冲洗。

综上所述

本发明可实现采用硅胶3D打印出透明、柔软的人体血管结构，来完成成 型，能够完全还原人体血管复杂结构，为医生提供一个真实的训练环境的加 工手段，很好的代替了现有的注塑和吹塑成形工艺，避免了由于模具限制， 只能做出一级分支的中空结构，分支数量大于2之后，内部的模具将无法取 出的情况发生，通过采用硅胶3D打印工艺做出的模型具有人体血管的回弹触 感，与真实手术环境差距较小，非常具有训练价值，无需使用拼接粘贴成型 的方式进行心血管模型的连接，防止接缝处的不平整阻碍导丝操作的情况发生，因此通过硅胶3D打印血管模型进行一次成型，大大降低了血管模型出现 表面缺陷的几率，从而对血管模型的制作十分有益。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来 将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示 这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系 列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明 确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有 的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。