[发明专利]一种个性化颅骨修复体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于神经外科颅骨修复领域，特别涉及一种用于替代颅骨缺损骨骼的个性化颅骨修复体及其制备方法。

背景技术

在神经外科领域，出现如下创伤或疾病时，需对颅骨施行切除以及修复手术：A. 头部外伤； B. 颅内感染或肿瘤； C.脑水肿或颅内压增高；D.颅骨畸形等。颅骨缺损后为了恢复颅腔密闭性以及防止出现进一步的神经系统症状，需行颅骨缺损修复术。

由于纯钛、钛合金等材料具有良好的生物相容性、无毒以及强度高等特点而使其在颅脑损伤、颅内肿瘤手术或开颅减压术所致的颅骨缺损的修复中有较为普遍的应用。但是，该应用一直存在的一个问题是无法提供与患者颅骨缺损大小以及形态完全相吻合的金属材料修复体，尤其是对于复杂程度较高的缺损情况，对修复体的形态要求则更高。

目前已有的颅骨缺损金属修复体的提供方式主要有两种，一种是平面的钛网加工完成后直接成为终端产品，外科医师在手术中根据患者颅骨缺损情况对钛网进行手工塑形与边缘修剪。这种方式的缺点是不仅增加了手术时间，而且在钛网与颅骨缺损的贴合度方面也难以达到理想的效果；另一种是钛网在计算机三维成型与辅助设计下完成三维塑形后根据颅骨缺损形态进行边缘的裁剪。中国专利200410074339.2公开了一种制作钛合金颅骨修复体的方法，应用CT采集头部断层图像，再将断层图像输入计算机中进行数据处理，重建颅骨缺损部位的三维修复体，然后将修复体壳体以STL文件输入到快速原型系统，采用快速成型技术制作修复体的实物模型，比照实物模型压制钛网板，最后贴合对比裁剪钛网板形成最终的修复体。 中国专利03156843.2公开了一种钛合金颅骨修复体制备方法：用螺旋CT机实现患者头部数据采集；将CT图像数据读入计算机图像处理软件系统，重建颅骨三维原型；基于颅骨三维原型设计修复体曲面；将修复体曲面读入多点成型系统，压制钛合金网板；利用快速原型系统制作修复体薄片模型；贴合对比修复体模型和压制后的钛网板，裁剪钛网板形成最终钛网板修复体。中国专利200710064202.2公开了一种制备颅骨修复用的钛合金网板颅骨补片的方法：利用计算机断层成像技术采集患者颅骨缺损部位及周围软组织信息，重建颅骨三维原型，依据三维原型设计缺损部位的修复体，然后将设计好的修复体曲面输入快速成型机中制作颅骨补片模型，并将压制后的钛合金网板修复材料与颅骨补片模型进行贴合对比，裁剪颅骨修复材料。虽然这些方法解决了上述对钛网进行手工塑形所导致的耗时及不精确问题，但是，同临床人工塑形一样，这种方法存在的一个共同缺陷是所修剪的钛网边缘会留有毛糙和锐利的边界。对于医生来说，会影响手术操作，而对于患者来说，可能会对软组织造成刺激或损伤。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种个性化颅骨修复体，无需进一步裁剪便可直接用于颅骨缺损修复手术，便于医生操作，节省手术时间，避免了颅骨修复体对缺损周围软组织的刺激甚至造成损伤的情况。

一种个性化颅骨修复体，以医用金属材料为基板，在基板上排列有若干网孔，其特征在于，所述个性化颅骨修复体具有光滑的轮廓边缘，所述轮廓与患者的颅骨缺损部位轮廓相匹配。

进一步地，所述医用金属优选是纯钛、钛合金、不锈钢、钴基合金、钽合金或锆合金中的一种，最优选是纯钛。基板上的网孔可以是正方形、正六边形、圆形或复杂的多边形。

本发明的个性化颅骨修复体可与颅骨缺损部位完美贴合，在手术过程中，不需要对其进行裁剪便可直接用于颅骨缺损修复，便于医生操作，节省手术时间。避免了裁剪后颅骨修复体边缘轮廓过于粗糙的问题。由于本发明的个性化颅骨修复体具有光滑边缘，与颅骨缺损周围软组织接触时，不会对周围软组织造成刺激和损伤，减少了手术并发症。

本发明的另一个目的在于提供上述个性化颅骨修复体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，获取患者颅骨图像数据；

第二步，颅骨的计算机三维重建：将获得的图像数据导入数字化三维医学影像交互式处理软件中进行数据的读取、分割及三维重建，提取出所需的颅骨修复体三维模型，使模型边缘轮廓与颅骨缺损轮廓相匹配；

第三步，根据缺损部位进行计算机辅助设计，并提取出修复体曲面数据；

第四步，将所获得的修复体曲面数据在有限元分析软件中通过计算获得相应的二维修复体平面；

第五步，根据获得的二维修复体平面，设计具有个性化边缘轮廓的修复体；

第六步，制作二维的金属修复体；

第七步：根据第三步提取的修复体曲面数据，将第六步制得的二维金属修复体塑形成三维修复体，即获得个性化颅骨修复体。