一种婴幼儿用气管支架的制作方法

本实用新型涉及一种3D打印气管支架，具体涉及一种用于婴幼儿气管软化的气管支架。

背景技术：

气管软化(tracheomalacia，TM)是由于纵行弹性纤维萎缩，减少或气道软骨完整性破坏导致气道坍塌狭窄的疾病，分为先天性气管软化、继发性气管软化(加入外压性)。儿童尤其是婴幼儿(0-1岁)气管软化症由于其具有较高的发病率及致死率，至今仍是全球性医学难题。

目前气管软化治疗没有统一制定标准，常规治疗手段有持续气道正压通气(CPAP)、气道内支架植入和外科治疗。

持续正压通气是治疗中-重度气管软化的有效手段，其通过建立气流支架保持气道通畅。持续正压通气可降低肺通气阻力，改善呼气气流受限，降低吸气时跨肺压，从而使呼吸省力。但CPAP无法作为治疗严重气管软化独立手段，只可作为初步治疗或其他治疗的辅助方案。

外科治疗包括气管切开、气管切除术、气管成形术、主动脉固定术等。气管切开：单独气管切开对治疗气管软化症有效，可通过支撑软化气道使气道保持开放，若软化气道过长可用加长气管套管。气管成形术适合弥漫性气管软化的外科治疗。但这种手术方法对于远端支气管软化的治疗无济于事，手术创伤较大，对于伴随复杂身体状况的患儿可能无法耐受手术。主动脉悬吊术并不改变气管结构而是通过将气管拉向前方导致气管前后径明显扩大从而改善呼吸道症状，但是术后气管软弱及坍塌可能仍然存在，可能仍需要进一步评估及治疗。近10年来主动脉固定术被众多学者认为是治疗重度气管软化尤其是伴有血管畸形者安全有效的治疗手段。

自1965年第一次成功尝试在气道内放置硅酮支架以来，不同种类的支架被应用于临床，目前临床上主要应用的支架种类有硅酮类支架、金属类支架、动力类支架3种类型。然而现有气管支架都是按照固定模式生产制造，难以和儿童特别是婴幼儿的病变部位完美匹配。21世纪医学领域提出的个性化治疗为儿童气管支架的发展提供了方向。美国健康与人类服务部2008年发布“个性化医学保健：先驱、合作、发展”报告，英国2011年启动分层医学项目，将个性化医学与集成式研究结合。

自上世纪60年代起开始采用人工植入体以来，随着外科技术、生物材料以及数字化设计技术的发展，植入体的使用已日趋成熟。然而目前制造商由于传统技术与经济条件的限制，还不能快速低成本地提供个性化植入体，系列化定型产品规模制造仍占据主流地位。但是由于人体的差异性、缺损部位形态的随机性，定型的植入体常常不能满足要求，他们必须采个性化治疗手段，量身定做个性化植入体。从更高的技术要求角度来看，最好的治疗手段应该是个性化治疗，最好的植入体应该是个性化植入体。

因此，根据患儿气管长度\直径等参数，使用3D打印技术实现患儿用气管支架，研发出一种更加契合患儿气管病变部位，可根据婴幼儿患病情况选择使用气管内支架置入或气管外支架置入的新构型设计的气管支架仍是目前的一大难题。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种3D打印的气管支架，使支架实现个性化定制。内容还包括构型优化设计，使支架可作为气管支架置入或气管外支架置入以满足不同婴幼儿的需求。

本实用新型一方面提供了一种婴幼儿用气管支架，所述气管支架呈带缺口的圆筒状，圆筒的横截面呈“C”型，“C”型缺口的圆心角为75°-115°。其外表面为光滑曲面，气管支架内侧的横截面方向上设置有沟槽，在气管支架的筒壁上，每两条沟槽之间设置有方孔。

优选地，“C”型缺口的圆心角为85°-95°。

更优选地，“C”型缺口的圆心角为90°。

在本实用新型的技术方案中，所述气管支架的内径为6mm-7mm，壁厚为0.4mm-0.6mm，长为20mm-100mm。

优选地，所述气管支架的内径为6.5mm，壁厚为0.5mm，长为50mm。

在本实用新型的技术方案中，在气管支架的内侧，支架的横截面方向每隔5mm设置一个宽1mm，深0.1mm的沟槽。

在本实用新型的技术方案中，在气管支架的筒壁上，每两个沟槽之间横向均匀分布至少4个长为2mm，宽为1mm的方孔。

优选地，在气管支架的筒壁上，每两个沟槽之间横向均匀分布至少6个长为2mm，宽为1mm的方孔。

在本实用新型的技术方案中，所述婴幼儿用气管支架以聚丙稀酸脂/聚甲基丙稀酸脂光敏树脂PIC100，通过3D打印获得。所述3D打印使用数字光处理方法进行打印。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：

1、本实用新型的气管支架更加契合患儿气管病变部位，具有置入简便，刺激小、损伤小、支撑好，不影响儿童发育的优点。

2、本实用新型的气管支架设计了开口可以用于气管内支架也可以用于气管外支架。同时缺口的设计使得气管支架在气管支架的横截面方向上具有应力，从而能够在置入时固定于患病部位，而不容易滑脱。气管支架壁上的沟槽以及孔隙的均能起到调节该应力的作用，从而使得支架的应力合适于婴幼儿气管。

3、本实用新型的气管支架，应用数字化光处理技术使3D打印精度高、速度快，并可实现个性化定制，并可根据婴幼儿患病情况选择使用作为气管支架置入或气管外支架置入。

附图说明

图1是本实用新型的婴幼儿用气管支架结构示意图。

图2是本实用新型的婴幼儿用气管支架结构示意图。

图3是本实用新型的婴幼儿用气管支架结构示意图。

其中，1为气管支架，2为方孔，3为沟槽。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型一方面提供了一种用于婴幼儿气管软化的气管支架1，所述气管支架1呈带缺口的圆筒状，圆筒的横截面呈“C”型，“C”型缺口的圆心角为90°。所述气管支架1的内径为6.5mm，壁厚为0.5mm，长为50mm。在气管支架1的内侧，支架的纵向每隔5mm设置一个宽1mm，深0.1mm的沟槽3。在气管支架的筒壁上，每两个沟槽之间横向均匀分布至少6个长为2mm，宽为1mm的方孔2。所述气管支架1以聚丙稀酸脂/聚甲基丙稀酸脂光敏树脂PIC100，通过3D打印获得。

本实用新型的3D打印气管支架，应用数字化光处理技术使3D打印精度高、速度快，并可实现个性化定制，并可根据婴幼儿患病情况选择使用作为气管支架置入或气管外支架置入。

实用新型的气管支架设计了开口可以用于气管内支架也可以用于气管外支架。同时缺口的设计使得气管支架在气管支架的横截面方向上具有应力，从而能够在置入时固定于患病部位，而不容易滑脱。气管支架壁上的沟槽以及孔隙的均能起到调节该应力的作用，从而使得支架的应力合适于婴幼儿气管。气管支架表面光滑方便置入。

建立所述的气管支架3D结构模型，并使用数字化光处理光固化3D打印机进行3D打印，打印结果如图1所示。

所述数字化光处理光固化3D打印机的打印时采用DLP微镜投影技术对液态树脂进行整体横截面一体固化，3D模型数据被逐层化，并转化为投影数据，每一层的数据被投影仪投影到液态树脂池内固化成型；每层打印完毕固化后实体模型沿z方向逐层升起，每次高度为30um；打印完毕后，固化好的3D实体物理模型将从液态树脂池内升起；3D打印机软件会自动为实体模型生成支撑结构。本实用新型所用德国EnvisionTEC数字化光处理光固化3D打印机。

使用游标卡尺对所述打印完成的气管支架尺寸进行测量，测量结果如下表所示。

表1气管支架设计尺寸与测量尺寸

分析以上检测结果，可以得到结论如下：使用数字化光处理3D打印技术可以将聚丙稀酸脂/聚甲基丙稀酸脂光敏树脂PIC100打印成所设计构型，使用3D打印技术实现个性化定制，并可根据婴幼儿患病情况选择使用作为气管内支架置入或气管外支架置入以实现个性化医疗。

上述本实用新型实施例名称仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。