[发明专利]3D打印导声垫材料、导声垫、3D打印导声垫的方法及装置

说明书

本发明提供一种3D打印导声垫材料、导声垫、3D打印导声垫的方法及装置。3D打印导声垫材料由如下质量分数的组分构成：8％‑10％聚乙烯醇，1％‑2％琼脂，5‑8％甘油，0.01％‑0.1％防腐剂和余量的超纯水。采用上述3D打印导声垫材料得到的导声垫不仅力学性能和声学性能良好，而且与人体阻抗相似，具有良好的生物相容性，保湿效果好，对皮肤无刺激，且可以回收循环利用。

技术领域

本发明涉及医用导声垫技术领域，特别是涉及一种3D打印导声垫材料、导声垫、3D打印导声垫的方法及装置。

背景技术

在超声检查过程中，常需在探头和皮肤之间填充超声耦合剂，用于隔绝超声探头与皮肤之间的空气，通过减小探头与皮肤之间的声阻抗差避免超声波能量的衰减，以便更好地传导超声波。但是在使用液态型医用耦合剂的情况下，一方面耦合剂黏附在患者皮肤容易使其产生抵触心理，而且长时间的检查需要反复多次添加耦合剂，增加医务工作者的工作量。另一方面，探头无法做到及时消毒以致成为病原体附着的温床，将增加患者交叉感染的风险。更重要的是，在浅表病变超声检查中，由于高频探头离皮肤较近，不能形成很好的回声反射，生成图像质量较差影响临床诊断。传统的解决办法是，医务工作者通过在探头上涂抹一定厚度的耦合剂，并将探头悬空增加探头与皮肤之间的距离以获得良好的声窗，但是悬空探头的方式会出现手臂不稳的问题，以致难以获得优质的图像。

对于上述采用耦合剂的超声检查，超声导声垫是耦合剂的良好替代品，不仅可以使超声探头与皮肤隔开一定厚度，为浅层结构提供了良好的透声窗，且使浅表的病灶移至超声图像中央，提高图像的清晰度，能提高临床诊断的准确性。但目前市场上的导声垫制备成本高、周期长，工艺复杂，形状尺寸固定，临床应用场景局限，难以满足临床多样化的需求。

发明内容

基于此，有必要针对导声垫难以满足临床多样化需求的问题，提出一种3D打印导声垫材料、导声垫、3D打印导声垫的方法及装置。

本发明的一个方面，提供一种3D打印导声垫材料，其是由如下质量分数的组分构成：8％-10％聚乙烯醇，1％-2％琼脂，5-8％甘油，0.01％-0.1％防腐剂和余量的超纯水。

本发明的又一个方面，提供了一种3D打印导声垫的方法，采用上述任一项所述的3D打印导声垫材料进行打印，包括：步骤S1、将聚乙烯醇、琼脂、甘油、防腐剂和超纯水混合至溶胀分散得到混合料；步骤S2、将步骤S1得到的混合料进行水浴加热，并进行搅拌；步骤S3、对步骤S2中进行搅拌后的混合料进行抽真空消泡得到预制原液；步骤S4、根据层打印数据，分配预制原液形成导声垫材料层；步骤S5、固化导声垫材料层，形成切片层；步骤S6、重复步骤S4-S5，直至形成导声垫生胚。

进一步地，步骤S2中进行水浴加热的方法包括，步骤S21、在35℃～40℃水浴温度下加热2h；步骤S22、在90℃～100℃水浴温度下加热1h。

进一步地，步骤S3中在60℃-80℃温度、80-90KPa的压力下进行抽真空消泡5-10min。

进一步地，步骤S5固化导声垫材料层的条件为：在-18℃～-20℃温度下进行固化。

进一步地，还包括：步骤S7、对导声垫生胚进行解冻和冷冻的循环操作，得到导声垫。

进一步地，步骤S7中解冻的温度为18℃～25℃，冷冻的温度为-18℃～-20℃。

进一步地，步骤S2中搅拌方式为磁力搅拌。

本发明的又一个方面，提供了一种3D打印装置，用于实施上述的3D打印导声垫的方法，包括：承载容器、集热式磁力搅拌器、抽真空组件、打印喷头和恒温工作台；所述集热式磁力搅拌器固定在所述恒温工作台的上方，所述承载容器位于所述集热式磁力搅拌器内，所述抽真空组件与所述承载容器连接，所述打印喷头与所述承载容器连接。