[發(fā)明專利]基于3D打印制備載藥主動脈瓣的方法和載藥主動脈瓣

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610649999.1
• 申請日: 2016-08-10
• 公開（公告）號: CN106264791B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紅;胡登脈;張楠
• 申請（專利權(quán)）人: 青島三帝生物科技有限公司
• 主分類號: A61F2/24
• 分類號: A61F2/24;B33Y30/00;B33Y10/00;B33Y50/00;B33Y70/00
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司37101
• 代理人: 王笑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于人體植入醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種基于3D打印制備載藥主動脈瓣的方法和載藥主動脈瓣。

背景技術(shù)

心臟瓣膜是保證血液循環(huán)能夠定向流動的關(guān)鍵性生物閥門，其結(jié)構(gòu)精細(xì)，具備調(diào)控射血方向的重要生理功能，同時(shí)具有彈性運(yùn)動和承受液壓高等動力學(xué)特點(diǎn)。

心臟瓣膜一旦發(fā)生病變，就會改變?nèi)梭w血流，嚴(yán)重時(shí)可危及生命。心臟瓣膜病是目前最常見的三大心臟疾病之一，其中主動脈瓣膜病為心臟瓣膜病的一種，會引起心悸、心絞痛等癥狀。

目前主動脈瓣病變主要通過瓣膜置換術(shù)進(jìn)行治療。構(gòu)建心臟瓣膜是生物組織工程及再生醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。臨床上使用的替代瓣膜主要有機(jī)械瓣和生物瓣，但兩種瓣膜在臨床應(yīng)用時(shí)都存在著難以克服的缺陷。機(jī)械瓣置換心臟瓣膜后需要長期服用抗凝藥，否則會因抗凝不當(dāng)而形成血栓和栓塞；生物瓣植入后雖無需長期抗凝治療，但存在耐久性不佳問題，術(shù)后易發(fā)生物瓣膜鈣化和衰敗，導(dǎo)致植入的瓣膜產(chǎn)生功能障礙，患者需要重新植入新的瓣膜。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N基于3D打印制備載藥主動脈瓣的方法和載藥主動脈瓣，解決現(xiàn)有瓣膜置換術(shù)中存在的需長期抗凝治療和耐久性不佳的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本申請采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

提出一種基于3D打印制備載藥主動脈瓣的方法，包括：獲取主動脈瓣醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)；基于獲取的主動脈瓣醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，建立主動脈瓣三維模型；基于所述主動脈瓣三維模型，3D打印載藥主動脈瓣實(shí)體；其中，所述載藥主動脈瓣實(shí)體包括瓣環(huán)實(shí)體和瓣葉實(shí)體；在所述載藥主動脈瓣實(shí)體的瓣葉實(shí)體上，3D打印具有載藥微孔結(jié)構(gòu)的載藥層；采用微滴噴射技術(shù)，將抗凝藥噴射于所述載藥層的載藥微孔結(jié)構(gòu)內(nèi)，以及將生長因子噴射于所述載藥層的非載藥微孔結(jié)構(gòu)的區(qū)域，形成載藥主動脈瓣。

進(jìn)一步的，在獲取主動脈瓣醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)之后，所述方法還包括：根據(jù)主動脈瓣性能分析得到主動脈瓣的梯度功能分析數(shù)據(jù)；則3D打印載藥主動脈瓣實(shí)體之前，所述方法還包括：對所述主動脈瓣三維模型進(jìn)行分層、切片處理；在所述分層、切片處理中將所述梯度功能分析數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顏色的灰度值；基于顏色的灰度值，計(jì)算3D打印所述載藥主動脈瓣實(shí)體所需的第一打印材料和第二打印材料的組分比例；則所述3D打印載藥主動脈瓣實(shí)體，具體為：控制所述第一打印材料和所述第二打印材料按照所述組分比例輸出打印所述載藥主動脈瓣實(shí)體。

進(jìn)一步的， 所述第一打印材料和所述第二打印材料為聚氨酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物。

進(jìn)一步的，在建立主動脈瓣三維模型之后，所述方法還包括：基于接觸力學(xué)、應(yīng)力、血流力學(xué)和打印契合度的分析驗(yàn)證，對所述主動脈瓣三維模型進(jìn)行修正。

進(jìn)一步的，所述控制所述第一打印材料和所述第二打印材料按照所述組分比例輸出，具體為：控制所述第一打印材料和所述第二打印材料按照所述組分比例輸出至共混室；控制所述共混室的加熱溫度為160℃-250℃，以改變共混材料的黏度；將加熱后的共混材料通過螺桿擠壓后經(jīng)打印噴頭擠出。

進(jìn)一步的，在采用微滴噴射技術(shù)，將抗凝藥噴射于所述載藥層的載藥微孔結(jié)構(gòu)內(nèi)，以及將生長因子噴射于所述載藥層的非載藥微孔結(jié)構(gòu)的區(qū)域時(shí)，控制所述生長因子不覆蓋所述抗凝藥。

進(jìn)一步的，所述載藥層的打印厚度為0.1mm-0.5mm。

進(jìn)一步的，所述載藥微孔結(jié)構(gòu)間隔的分布于所述載藥層中；打印所述具有載藥微孔結(jié)構(gòu)的載藥層時(shí)，所述載藥微孔結(jié)構(gòu)的打印高度為0.2-0.9mm，厚度0.1-0.3mm。

進(jìn)一步的，所述抗凝藥為華法林，所述生長因子為成纖維細(xì)胞生長因子。

提出一種載藥主動脈瓣，采用基于3D打印制備載藥主動脈瓣的方法制備而成。所述基于3D打印制備載藥主動脈瓣的方法包括：獲取主動脈瓣醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)；基于獲取的主動脈瓣醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，建立主動脈瓣三維模型；基于所述主動脈瓣三維模型，3D打印載藥主動脈瓣實(shí)體；其中，所述載藥主動脈瓣實(shí)體包括瓣環(huán)實(shí)體和瓣葉實(shí)體；在所述載藥主動脈瓣實(shí)體的瓣葉實(shí)體上，3D打印具有載藥微孔結(jié)構(gòu)的載藥層；采用微滴噴射技術(shù)，將抗凝藥噴射于所述載藥層的載藥微孔結(jié)構(gòu)內(nèi)，以及將生長因子噴射于所述載藥層的非載藥微孔結(jié)構(gòu)的區(qū)域，形成載藥主動脈瓣。