[發明專利]個體化3D打印多功能義眼座及其制備方法

在審

• 申請號: 201810708950.8
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN109087387A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 葉娟;王嫦君;茍中入;寧晴瑤;汪伊潔
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/11;G06K9/62;A61F2/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種個體化3D打印多功能義眼座及其制備方法。義眼座表面具有多孔結構，多孔結構的孔為圓形孔，且表面的多孔結構呈梯度化布置，多孔結構中的各孔在義眼座表面間隔布置；義眼座上設有用于固定四條眼外肌的特殊結構，特殊結構為兩個相互貫通且靠近布置的橢圓孔，眼外肌上預置的縫線穿過兩個橢圓孔后在相互貫通處相互打結固定，布置在義眼座的北緯度30°分別和經度0°、90°、180°和270°的四個交點處，義眼座由義眼座數字化模型利用3D打印技術直接打印出。本發明義眼座與健眼匹配度高，降低眼座植入術后暴露、感染的風險；具有良好的活動度，與個體化義眼片配合達到良好仿真效果，具有良好的臨床應用價值。

技術領域

本發明涉及醫用材料及其制備方法，特別是涉及一種個體化3D打印多功能義眼座及其制備方法。

背景技術

眼球摘除術是目前治療絕對期青光眼、眼球嚴重破裂傷、眼內惡性腫瘤最終的手術治療方案，但術后眼球缺失所致的永久性視力喪失、上瞼塌陷、和眼窩凹陷，給患者帶來沉重的精神和心理負擔。選擇眼座植入術植入合適的義眼座彌補眶內容物缺失并配戴合適的義眼片，是修復眼球缺失、恢復面部外觀較為理想的治療方案。

臨床上使用的眼座多為固定形狀的球形眼座，無法根據患者自身眼眶的特點進行個體化的選擇。目前國內導致眼球摘除術的主要原因是眼外傷，復雜眼外傷的患者往往合并有眼眶骨折，眼眶軟組織挫傷，以及銳器切割傷后的疤痕攣縮畸形等。因此，根據患者眼眶骨性結構和眶內軟組織結構的特點，設計個體化的義眼座并將其植入患者眶內，可以盡可能地彌補患側眶內容物的缺失，達到與健側眼眶的匹配，進而可以最大程度地恢復患者的面部外觀。

3D打印(3D Printing)技術又稱快速原型制造(Rapid Prototyping andManufacturing，簡稱RP或RP&M)，是一種將“去除材料”的傳統加工方法變為“增加材料”加工方法的新技術。3D打印技術自1987年被首次提出以來，在世界范圍內得到了很快的發展并取得廣泛的應用。該方法可以快速、高精度、個體化地將計算機模型、CT掃描數據制造成任意形狀和結構的植入體。因此，采用先進的數字醫學圖像的分析和處理技術，對眼眶骨性結構和眼眶內軟組織進行測量，精確地讀取如眼外肌、眼眶脂肪等軟組織的影像學細微變化，準確重建眼眶組織結構和容積變化，可以實現眼眶硬組織、軟組織的精準三維建模和測量。通過以3DMed軟件作為開發平臺，以Graph Cut分割算法為基礎，設計構建一種能夠應用于臨床、具有方便交互方式的、針對眼眶軟組織(如眼外肌、眼眶脂肪等)分割的醫學圖像分割方法，可進行眼眶骨性組織、眼外肌和眶內脂肪等軟組織的可視化三維重建和體積測量，并在此基礎上進行數據分析和轉換，設計出眼座大小形態最為合適的個體化眼座數字化模型，利用3D打印快速成型技術直接打印出該多孔眼座。

另一方面，眼座暴露、感染是眼座植入術后最常見的并發癥，而眼座血管化不足是眼座感染、暴露的主要原因。多孔眼座植入后，新生血管及纖維結締組織沿多孔孔道從外周向內滲入的過程即為眼座血管化。眼座材料的血管化效率不僅與義眼座材料構成有關，也與多孔眼座的孔道貫通性和孔道微結構相關。研究表明多孔支架材料的內部孔徑大小，形態及排列方式，支架材料的孔隙率，均可直接影響細胞粘附、增殖、遷移等行為。正常眼球重量一般為7克，義眼片重量約為2克，理想的義眼座重量應低于5克，密度應低于1.2g/cm³，因此較高的孔隙率可有效減輕義眼座的重量，有利于充分保留義眼的活動度。借助于3D打印技術，確保了多孔眼座的內部孔道完全貫通和高孔隙率的性能。傳統的多孔支架制作方法多為減量制造模式，主要有有機泡沫浸漬法、冷凍干燥法、造孔劑法、氣體發泡法和熱誘發相分離法等，存在操作復雜，孔徑不均一，貫通性不良，孔隙難以有效控制等不足，而3D打印技術則屬于增量制造技術，在支架的快速成型，內部孔道貫通性，孔隙尺度的可控性上存在無可比擬的優勢。運用3D打印技術可有效解決孔道貫通性，孔道尺度可調性和較高孔隙率幾者協同的問題，提高了多孔眼座的生物學功效，促進眼座的快速血管化，并使眼座的整體質量更輕，進而提高了眼座的活動度，使患者獲得更為逼真的外觀效果。