[发明专利]基于3D打印制备载药主动脉瓣的方法和载药主动脉瓣

说明书

技术领域

本发明属于人体植入医疗器械技术领域，具体地说，是涉及一种基于3D打印制备载药主动脉瓣的方法和载药主动脉瓣。

背景技术

心脏瓣膜是保证血液循环能够定向流动的关键性生物阀门，其结构精细，具备调控射血方向的重要生理功能，同时具有弹性运动和承受液压高等动力学特点。

心脏瓣膜一旦发生病变，就会改变人体血流，严重时可危及生命。心脏瓣膜病是目前最常见的三大心脏疾病之一，其中主动脉瓣膜病为心脏瓣膜病的一种，会引起心悸、心绞痛等症状。

目前主动脉瓣病变主要通过瓣膜置换术进行治疗。构建心脏瓣膜是生物组织工程及再生医学研究的热点之一。临床上使用的替代瓣膜主要有机械瓣和生物瓣，但两种瓣膜在临床应用时都存在着难以克服的缺陷。机械瓣置换心脏瓣膜后需要长期服用抗凝药，否则会因抗凝不当而形成血栓和栓塞；生物瓣植入后虽无需长期抗凝治疗，但存在耐久性不佳问题，术后易发生物瓣膜钙化和衰败，导致植入的瓣膜产生功能障碍，患者需要重新植入新的瓣膜。

发明内容

本申请提供了一种基于3D打印制备载药主动脉瓣的方法和载药主动脉瓣，解决现有瓣膜置换术中存在的需长期抗凝治疗和耐久性不佳的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：

提出一种基于3D打印制备载药主动脉瓣的方法，包括：获取主动脉瓣医学影像数据；基于获取的主动脉瓣医学影像数据，建立主动脉瓣三维模型；基于所述主动脉瓣三维模型，3D打印载药主动脉瓣实体；其中，所述载药主动脉瓣实体包括瓣环实体和瓣叶实体；在所述载药主动脉瓣实体的瓣叶实体上，3D打印具有载药微孔结构的载药层；采用微滴喷射技术，将抗凝药喷射于所述载药层的载药微孔结构内，以及将生长因子喷射于所述载药层的非载药微孔结构的区域，形成载药主动脉瓣。

进一步的，在获取主动脉瓣医学影像数据之后，所述方法还包括：根据主动脉瓣性能分析得到主动脉瓣的梯度功能分析数据；则3D打印载药主动脉瓣实体之前，所述方法还包括：对所述主动脉瓣三维模型进行分层、切片处理；在所述分层、切片处理中将所述梯度功能分析数据转换为颜色的灰度值；基于颜色的灰度值，计算3D打印所述载药主动脉瓣实体所需的第一打印材料和第二打印材料的组分比例；则所述3D打印载药主动脉瓣实体，具体为：控制所述第一打印材料和所述第二打印材料按照所述组分比例输出打印所述载药主动脉瓣实体。

进一步的， 所述第一打印材料和所述第二打印材料为聚氨酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物。

进一步的，在建立主动脉瓣三维模型之后，所述方法还包括：基于接触力学、应力、血流力学和打印契合度的分析验证，对所述主动脉瓣三维模型进行修正。

进一步的，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组分比例输出，具体为：控制所述第一打印材料和所述第二打印材料按照所述组分比例输出至共混室；控制所述共混室的加热温度为160℃-250℃，以改变共混材料的黏度；将加热后的共混材料通过螺杆挤压后经打印喷头挤出。

进一步的，在采用微滴喷射技术，将抗凝药喷射于所述载药层的载药微孔结构内，以及将生长因子喷射于所述载药层的非载药微孔结构的区域时，控制所述生长因子不覆盖所述抗凝药。

进一步的，所述载药层的打印厚度为0.1mm-0.5mm。

进一步的，所述载药微孔结构间隔的分布于所述载药层中；打印所述具有载药微孔结构的载药层时，所述载药微孔结构的打印高度为0.2-0.9mm，厚度0.1-0.3mm。

进一步的，所述抗凝药为华法林，所述生长因子为成纤维细胞生长因子。

提出一种载药主动脉瓣，采用基于3D打印制备载药主动脉瓣的方法制备而成。所述基于3D打印制备载药主动脉瓣的方法包括：获取主动脉瓣医学影像数据；基于获取的主动脉瓣医学影像数据，建立主动脉瓣三维模型；基于所述主动脉瓣三维模型，3D打印载药主动脉瓣实体；其中，所述载药主动脉瓣实体包括瓣环实体和瓣叶实体；在所述载药主动脉瓣实体的瓣叶实体上，3D打印具有载药微孔结构的载药层；采用微滴喷射技术，将抗凝药喷射于所述载药层的载药微孔结构内，以及将生长因子喷射于所述载药层的非载药微孔结构的区域，形成载药主动脉瓣。