一种全耳廓再造用复合材料人工支架及其制备方法
阅读说明：本技术 一种全耳廓再造用复合材料人工支架及其制备方法 (Composite material artificial scaffold for total auricle reconstruction and preparation method thereof ) 是由 姜霞 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种全耳廓再造用复合材料人工支架,包括支架和硅胶本体,所述支架包括耳廓凸起和金属本体,所述金属本体由多组方向不同的金属条索构成。本发明中支架采用记忆合金制成,并在支架的外表面浇筑一层硅胶本体,增加耳廓支架的弹性同时和人体相容性更好,该支架可批量生产,该支架设有类似耳廓耳轮、耳轮脚和对耳轮等结构,并采用大数据所得正常成人耳廓形态和尺寸设置耳廓支架形态和尺寸并设置大小分层码数,使人造耳廓支架更加接近真实耳廓的结构并可以直接选取号码使用,不需要根据每个患者的数据使用3D技术进行逐个定制,不需要通过胸部手术截取肋软骨,更加方便快捷,减少操作制作时间及设备成本,同时减轻患者的痛苦及各项成本。(The invention discloses a composite material artificial bracket for total auricle reconstruction, which comprises a bracket and a silica gel body, wherein the bracket comprises auricle bulges and a metal body, and the metal body is composed of a plurality of groups of metal strips and cables in different directions. The support is made of memory alloy, a layer of silica gel body is poured on the outer surface of the support, the elasticity of the auricle support is improved, the compatibility with a human body is better, the support can be produced in batches, the support is provided with structures similar to auricles, auricle feet, antihelix and the like, the shape and the size of the auricle support are set by adopting the shape and the size of a normal adult auricle obtained by big data, the size of the auricle support is set, the size of the artificial auricle support is set by adopting the shape and the size of the normal adult auricle, the artificial auricle support is closer to the structure of a real auricle, numbers can be directly selected for use, 3D (three-dimensional) technology is not needed to be used for one-by-one customization according to the data of each patient, costal cartilage does not need to be cut through chest surgery, and is more convenient and rapid, the operation and manufacturing time and the equipment cost are reduced, and the pain and the cost of the patient are reduced.)
技术领域
本发明属于人体生物工程技术领域，具体为一种全耳廓再造用复合材料人工支架及其制备方法。
背景技术
先天性小耳畸形的外科治疗是全耳廓再造术，正常耳廓是由细薄的皮肤软组织包裹弹力软骨支架所组成的，具有弹性的薄壳结构，并由耳轮、对耳轮、耳屏、对耳屏、耳垂、耳甲、三角窝、舟状窝等构成，凸凹回旋，形态复杂，因此耳廓再造是一个困难、复杂的手术，目前临床主要应用的手术方式之一是通过截取患者部分肋软骨进行拼接、雕刻，制作成耳廓软骨形态，分期行耳廓再造术。行耳廓再造术虽然能够造出与正常耳廓形态非常相似的再造耳，但影响再造耳形态的因素还有很多。
现有技术中，如中国专利号为：CN 109893305 B的“一种具有分区的组织工程支架”，其包括支架本体，支架本体由多组且每组之间方向不同的平行网条构成，网条之间设有将它们交织连接地加强棱。支架本体上规则设有稀疏结构区和密实结构区，稀疏结构区与密实结构区之间设有过渡结构区。本发明通过若干间隔分布、通常相互连接成菱形的加强棱，将多组且每组之间方向不同的平行网条连接起来组成特定形状的模型，并着重对模型进行分区使模型的不同部位具有不同的密度和强度，采用3D打印钛合金的方法制作耳廓支架，使人造耳廓支架更加接近真实耳廓的结构，为改良目前常用的小耳畸形外耳廓再造手术做准备，不需通过胸部手术截取肋软骨，减轻了患者的痛苦。基于上述的具有分区的组织工程支架，本发明还提供了一种全耳廓再造用复合材料人工支架及其制备方法。
此装置还存在一下缺点：
1、现有技术中，再造耳廓软骨支架的形态、硬度、弹性对手术效果的影响特别大，同时取肋软骨本身对患者有较大创伤，术后遗留肋软骨缺失，可能伴随着后遗症和并发症，会对患者以后生活造成不便。
2、行耳廓再造术所截用肋软骨的长短、形状、厚薄差异很大，肋软骨的雕刻处理极其考验手术医师的审美及用刀技巧，手术难度高且手术时间长，且术后会造成多根肋软骨缺失，很大部分患者因为不愿取肋软骨而放弃再造耳，鉴于此，我们提出一种复合材料人工支架以期替代自体肋软骨雕刻的耳廓软骨支架。
发明内容
本发明的目的在于：采用大数据所得正常成人耳廓形态和尺寸设置耳廓支架形态和尺寸并设置大小分层码数，使人造耳廓支架更加接近真实耳廓的结构并可以直接选取号码使用，不需要根据每个患者的数据使用3D技术进行逐个定制，不需要通过胸部手术截取肋软骨，更加方便快捷，减少操作制作时间及设备成本，同时减轻患者的痛苦及各项成本，使该支架替代全耳廓再造术中取自体肋软骨雕刻建造耳廓软骨支架。
本发明采用的技术方案如下：一种全耳廓再造用复合材料人工支架，包括支架和硅胶本体，所述支架包括耳廓凸起和金属本体，所述金属本体由多组方向不同的金属条索构成，分为若干竖向金属条索和横向金属条索，若干竖向金属条索和横向金属条索构成若干金属网格，所述金属网格包括连接体、第一连接条和第四连接条，所述连接体的两端对称设置有连接合金。
其中，所述连接体的顶部一侧与第一连接条的一端固定安装，所述连接体的顶部另一侧固定安装有第二连接条。
其中，所述连接体的底部一侧固定安装有第三连接，所述连接体的底部另一侧与第四连接条的一端固定安装。
其中，所述横向金属条索并排分布，每排横向金属条索为连续的，任意两根所述横向金属条索互不接触，所述横向金属条索为弦波状。
其中，所述竖向金属条索并列分布，每列竖向金属条索为连续的，任意两根竖向金属条索互不接触，所述竖向金属条索为弦波状。
其中，所述横向金属条索与竖向金属条索弦波的结构能够构成相互编织的形态。
其中，所述连接体呈矩阵分布，任意两个相邻的所述连接体之间均隔一个连接合金。
其中，所述支架由记忆合金制成，所述硅胶本体由硅胶材质制成。
一种全耳廓再造用复合材料人工支架的制备方法，包括以下步骤：
S1、首先大数据获取正常成人耳廓形态和尺寸信息以及近年来使用过全耳廓再造术的患者耳廓形态尺寸信息，并将两信息进行统计和比对，得出适合大部分人的耳廓支架形态和尺寸，总结出合适的大小分层码数；
S2、根据大小码数的不同采用3D建模技术进行建模，组建出不同大小且设有类似耳廓耳轮、耳轮脚、对耳轮等耳廓凸起部分结构形态的支架模型；
S3、确定好模型的形态和尺寸后，在3D打印机内加入记忆合金材料，将构建的不同支架模型打印成实体，并将支架作为基础支架；
S4、使用硅胶材料在支架的外表面浇筑一层硅胶本体，使硅胶本体和支架结合成一体，得到不同码数的人造耳廓支架，可进行批量生产。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，支架采用记忆合金制成，记忆合金具有比一般金属大得多的变形恢复能力，保证在使用时不会轻易地被破坏且恢复能力强，适合制造人造耳廓，并使用硅胶材料在支架的外表面浇筑一层硅胶本体，增加耳廓支架的弹性同时和人体相容性更好，支架的强度和弹性的配合恰到好处，避免人造耳廓支架造成患者耳部不适，该耳廓支架可进行批量生产。
2、本发明中，该支架设有类似耳廓耳轮、耳轮脚和对耳轮等部分结构，并采用大数据所得正常成人耳廓形态和尺寸设置耳廓支架形态和尺寸并设置大小分层码数，使人造耳廓支架更加接近真实耳廓的结构并可以直接选取号码使用，不需要根据每个患者的数据使用3D技术进行逐个定制，不需要通过胸部手术截取肋软骨，更加方便快捷，减少操作制作时间及设备成本，同时减轻患者的痛苦及各项成本。
附图说明
图1为本发明一种全耳廓再造用复合材料人工支架的立体图；
图2为本发明一种全耳廓再造用复合材料人工支架的支架结构示意图；
图3为本发明一种全耳廓再造用复合材料人工支架的金属本体的平面示意图；
图4为本发明一种全耳廓再造用复合材料人工支架的金属网格的平面示意图。
图中标记：1、支架；2、硅胶本体；3、耳廓凸起；4、金属本体；11、竖向金属条索；12、横向金属条索；13、金属网格；14、连接体；15、第三连接条；16、第四连接条；17、连接合金；18、第一连接条；19、第二连接条。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1-4所示：一种全耳廓再造用复合材料人工支架，包括支架1和硅胶本体2，支架1包括耳廓凸起3和金属本体4，金属本体4由多组方向不同的金属条索构成，分为若干竖向金属条索11和横向金属条索12，若干竖向金属条索11和横向金属条索12构成若干金属网格13，金属网格13包括连接体14、第一连接条18和第四连接条16，连接体14的两端对称设置有连接合金17，竖向金属条索11和横向金属条索12有序的交错，且在竖向金属条索11和横向金属条索12中间构成若干金属网格13，且金属本体4呈网状。
连接体14的顶部一侧与第一连接条18的一端固定安装，连接体14的顶部另一侧固定安装有第二连接条19，第一连接条18和第二连接条19将上下两相邻的连接体14进行连接。
连接体14的底部一侧固定安装有第三连接15，连接体14的底部另一侧与第四连接条16的一端固定安装，第三连接条15和第四连接条16将左右两相邻的连接体14进行连接，若干个连接体14、第一连接条18、第二连接条19、第三连接条15和第四连接条16共同构成了金属网格13，若干个金属网格13、竖向金属条索11和横向金属条索12共同构成了整个金属本体4，再通过金属本体4和耳廓凸起3部分组建耳廓支架1。
横向金属条索12并排分布，每排横向金属条索12为连续的，任意两根横向金属条索12互不接触，横向金属条索12为弦波状，弦波状的横向金属条索12具有弹性。
竖向金属条索11并列分布，每列竖向金属条索11为连续的，任意两根竖向金属条索11互不接触，竖向金属条索11为弦波状，弦波状的竖向金属条索11具有弹性，横向金属条索12和竖向金属条索11使支架1整体的结构结实稳固，且具有弹性，避免经3D打印成型的实体模型强度过硬。
横向金属条索12与竖向金属条索11弦波的结构能够构成相互编织的形态，横向金属条索12与竖向金属条索11在平面状态下为相互垂直进行连接，在横向金属条索12与竖向金属条索11中间设置金属网格13，使整个支架1的线条更加顺畅，整体结构平滑且稳固。
连接体14呈矩阵分布，任意两个相邻的连接体14之间均隔一个连接合金17，连接体14材质为记忆合金，增加支架1弹性的同时连接体14连接加固可以有效增强支架1整体结构的强度，使整个支架1的强度和弹性的配合恰到好处，避免人造耳廓支架1造成患者耳部不适。
支架1由记忆合金制成，硅胶本体2由硅胶材质制成，记忆合金具有比一般金属大得多的变形恢复能力，保证在使用时不会轻易地被破坏且恢复能力强，适合制造人造耳廓，硅胶本体2增加整个耳廓支架1的弹性同时和人体相容性更好。
一种全耳廓再造用复合材料人工支架的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、首先大数据获取正常成人耳廓形态和尺寸信息以及近年来使用过全耳廓再造术的患者耳廓形态尺寸信息，并将两信息进行统计和比对，得出适合大部分人的耳廓支架1形态和尺寸，总结出合适的大小分层码数；
步骤二、根据大小码数的不同采用3D建模技术进行建模，组建出不同大小且设有类似耳廓耳轮、耳轮脚、对耳轮等耳廓凸起部分结构形态的支架1模型；
步骤三、确定好模型的形态和尺寸后，在3D打印机内加入记忆合金材料，将构建的不同支架1模型打印成实体，并将支架1作为基础支架；
步骤四、使用硅胶材料在支架1的外表面浇筑一层硅胶本体2，使硅胶本体2和支架1结合成一体，得到不同码数的人造耳廓支架，可进行批量生产。
本发明中，首先大数据获取正常成人耳廓形态和尺寸信息以及近年来使用过全耳廓再造术的患者耳廓形态尺寸信息，并将两信息进行统计和比对，得出适合大部分人的耳廓支架1形态和尺寸，总结出合适的大小分层码数，根据大小分层码数的不同采用3D建模技术进行建模，组建出不同大小且设有类似耳廓耳轮、耳轮脚、对耳轮等耳廓凸起部分结构形态的支架1模型，确定好模型的形态和尺寸后，在3D打印机内加入记忆合金材料，将构建的不同支架1模型打印成实体，记忆合金具有比一般金属大得多的变形恢复能力，保证在使用时不会轻易地被破坏且恢复能力强，适合制造人造耳廓，将支架1作为基础支架，使用硅胶材料在支架1的外表面浇筑一层硅胶本体2，硅胶本体2增加整个耳廓支架1的弹性同时和人体相容性更好，使硅胶本体2和支架1结合成一体，得到不同码数的人造耳廓支架，可进行批量生产，该人工耳廓支架由支架1和覆盖支架1且形态类似人耳廓软骨支架的硅胶本体2组成，整个支架1的强度和弹性的配合恰到好处，避免人造耳廓支架1造成患者耳部不适，其中支架1由耳廓凸起3部分和金属本体4构成，金属本体4由多组且每组之间方向不同的横向金属条索12、竖向金属条索11以及金属网格13作为受力部分，该支架1设有类似耳廓耳轮、耳轮脚和对耳轮等部分结构，并且采用大数据所得正常成人耳廓形态和尺寸设置耳廓支架1形态和尺寸并设置大小分层码数，使人造耳廓支架1更加接近真实耳廓的结构并可以直接选取号码使用，不需要根据每个患者的数据使用3D技术进行逐个定制，不需要通过胸部手术截取肋软骨，更加方便快捷，减少操作制作时间及设备成本，同时减轻患者的痛苦及各项成本，也可以根据患者需求提供自体健耳或近亲属健耳为模板使用3D技术定制本支架1。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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