[发明专利]通过增材制造制备的网状结构

说明书

技术领域

本发明涉及通过增材制造制备的自由成型结构，以及其制造方法。所述自由成型结构可用于伤口治疗、加压疗法、矫形学和修复学。

背景技术

伤疤为受伤之后替代正常皮肤的纤维组织区域。特别地，伤疤组织在受伤之后通过替代正常柔软的功能组织的结缔组织（非弹性胶原纤维）而形成。由此，结疤为愈合过程的天然部分。然而，伤疤可能会导致功能问题并影响病人的自尊，特别是在烧伤的情况下。治疗面部烧伤具有特别的挑战。因为它们邻近于眼睛、鼻子、耳朵和鼻道，所以面部烧伤会存在严重的视觉和肺部并发症。使用定制的烧伤面罩来促进愈合过程并最小化结疤是已知的。定制的烧伤面罩为根据病人面部的模型来设计并与皮肤相适配的透明塑料矫形器。面罩直接接触皮肤或者通过一般由聚硅氧烷或其它聚合材料而构成的衬垫接触皮肤。面罩被用于直接将压力施加在伤口位置上，从而帮助防止显著的胶原纤维的累积并以更加正常的形态重新排列它们。这将降低产生肥厚性瘢痕的几率。面罩进一步保护伤口位置免于遭受不期望的可能会损害愈合过程的剪切力，并提供对于潜在刺激物的阻隔。

本领域中已知的面罩通常由具有恒定厚度的壳构成，因为这样的面罩更易于制造。然而，均一的厚度意味着面罩不同区域的劲度并无法被良好地控制。这可能会导致在特定的伤口位置区域施加错误的压力值。虽然增材制造（additive manufacturing）方法原则上可能制造各种结构，但是这些方法目前并不允许使用用于面罩中的充分耐久且透明的材料。此外，目前工艺水平的制造方法可能会导致在大约三分之一的情况中产生不良的配合，其致使病人感到不适和/或降低面罩的有效性。面罩应当在每天穿戴高达18小时，良好的配合对于其舒适性以及保持在恰当位置都是重要的。

据此，就存在对于能够缓解至少一个如上所述问题的定制面罩和其它自由成型结构的需求。

发明内容

本发明涉及配合在身体部位表面上的自由成型结构。在特定的实施方式中，根据本发明的自由成型结构为定制面罩，但本发明并不限于这样的应用。

本发明提供了配合在身体部位表面上的自由成型结构，其至少部分地由增材制造法来制造。所述的自由成型结构包含基础结构，其包含刚性网状结构和提供在其上的涂覆材料。在特定的实施方式中，所述的网状结构被浸渍在涂覆材料内和/或由其包围，所述的涂覆材料选自聚合材料、陶瓷材料和/或金属。在一些实施方式中，聚合物选自聚硅氧烷、聚氨酯、聚环氧烷、聚酰胺或其混合物。在特定的实施方式中，所述的网状结构被浸渍在发泡固体中和/或由其包围。在一些实施方式中，所述的自由成型结构包含厚度变化的聚合物层。

在一些实施方式中，网状结构由多个尺寸为1至20mm的单胞来限定。在特定的实施方式中，网状结构具有变化的单胞几何构型，变化的单胞尺寸和/或变化的结构密度。在特定的实施方式中，所述的网状结构包含至少两个单独的网状结构部分，其可移动地相互连接并整合为所述结构。

在一些实施方式中，所述的自由成型结构进一步包含一个或多个外部传感器和/或内部传感器（例如压力和/或温度传感器）。

在特定的实施方式中，所述的自由成型结构为伤口敷料装置。在特定的实施方式中，所述的自由成型结构为面罩，矫形外科装置，防护头盔，假肢装置或假肢接受腔。

此外，提供了用于制造自由成型结构的方法。本发明的方法包含如下步骤：

a）提供受试者的身体部位的三维表示（three dimentional representation）；

b）基于所述的三维表示设计包含与所述身体部位表面的至少一部分相配合的网状结构的自由成型结构；

所述方法可以进一步包含步骤：

c）通过增材制造制备所述设计的自由成型网状结构；和

d）利用聚合物浸渍或覆盖自由成型网状结构的至少一部分。

在其它的实施方式中，本发明方法的步骤d）为包覆成型过程。

还提供了根据本发明的自由成型结构作为面罩、优选烧伤面罩的用途。还提供了如本文所描述的自由成型结构用于将治疗剂递送至皮肤的用途。还提供了如本文所描述的自由成型结构用于美容目的的用途。

本申请进一步提供了用于伤口治疗的包含由增材制造制备的刚性网状结构的自由成型复合材料，所述的刚性网状结构至少部分地由聚合材料覆盖、浸渍在其中和/或由其包围。