一种基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺，步骤如下：1）使用3D扫描仪对患者的颈部进行扫描，生成颈部扫描文件；2）运用软件对获得的颈部扫描文件进行处理，生成初步颈椎矫形器3D模型数字文件，按照临床需求对初步颈椎矫形器3D模型数字文件进行数据修改，获得最终颈椎矫形器3D模型数字文件；3）使用3D打印机器，根据最终颈椎矫形器3D模型数字文件，选择合适的打印材料及打印方法，打印出颈椎矫形器半成品；4）对颈椎矫形器半成品进行细加工，并装配海绵内衬和扣带，获得颈椎矫形器成品。本发明专利技术制备的颈椎矫形器受力面积均匀，佩戴舒适感好，既能不影响支撑力，又能避免皮肤溃疡和破损的发生，提高患者配带的依从性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及颈椎矫形器
，具体是一种基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺。
技术介绍
3D打印是一种以数字模型文件为基础，先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，指导打印机运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常用材料有塑料、尼龙、光敏树脂、石膏、钛合金、橡胶等材料。目前常用的打印方法有熔融沉积造型技术、选择性激光烧结技术、多喷嘴成型技术等。1986年，CharlesHull开发了第一台商业3D印刷机，此技术已经历近30年的发展。开始在工业设计领域被用于制造模型，之后应用在建筑、汽车，航空航天、医疗产业等领域迅速开展。3D打印的优点是个性化，可以按需、更快、更低成本生产个性化产品。在医学方面，2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。2014年8月，3D打印头盖骨、脊椎植入人体。在假肢领域中已有学者应用3D打印技术，制作儿童假手、义指等。3D打印技术在日常生活和临床治疗中得到广泛开展，但目前3D打印在康复治疗辅助器具，如颈椎矫形器中的应用未见报道。颈椎病常表现为颈痛，伴随头痛、恶心等症状，常见的病因有：1）先天性颈畸形2）颈椎脊椎炎3）损伤4）肿瘤和感染5）炎性关节炎等。颈椎病变会导致颈椎的结构改变和机能失调，继而改变颈椎的生物力线，一个节段上的机能失调，会导致其他节段发生紊乱，患者的症状会反复和加重。颈椎周围的肌群会随者颈椎病变发生麻痹或痉挛，进一步加重颈椎的功能和生物力学方面的紊乱。颈椎矫形器主要用于减轻颈部的局部疼痛，保护病变部位免受进一部的损伤，支持麻痹的肌肉，预防、纠正畸形。通过对颈部的支持、运动限制和颈椎对线的再调整，达到矫治颈椎病变的目的，其作用如下：1、支撑作用：通过颏部和枕部支撑，支撑了头部部分重量，减轻了颈椎的负重，对于颈肌肌力下降者，因减少了颈肌负荷，减少了脊柱的不稳定性。2、控制运动：通过减少颈椎的运动，因运动增加而产生的疼痛和痉挛也减轻，当颈痛减轻，伴随的症状相应减退。3、重新对线：将负重从病变关节面转移到椎体上，利用负重转移来缓解重力及应力，继而有效减轻症状。4、保温：减轻因受冷而导致的颈部疼痛。5、触觉感知：提醒颈部避免过度运动。目前常用的颈椎矫形器按照材质软硬分为软质颈托（如围领）、硬质及半硬质颈托，硬质及半硬质颈托按照其活动角度范围又分为活动角度不固定的颈椎矫形器和活动角度固定的颈椎矫形器，活动角度不固定的颈椎矫形器包括费城颈托、迈阿密J-style颈托、Aspen颈托、Malibu颈托及带金属支条的颈椎矫形器，活动角度固定的颈椎矫形器包括模塑式颈椎矫形器和索米矫形器。目前常用的颈椎矫形器存在以下缺陷：1、支撑不足：颈前区软组织的结构（如喉结、气管、颈动脉、颈静脉等）不能接受支具的外力支撑。由于这个原因，现有的颈椎矫形器绕过了这些结构，而将额外力量压在附近的组织上，期望能达到限制颈椎运动的作用。患者会因为颈部受力不均而感觉佩戴不适。2、皮肤破损和溃疡：在头和颈部突出的部位（如下颌、颏、锁骨、胸骨、枕骨等）易发生压疮，据统计有38%-55%的使用者发生压疮。头发、胡须与支具的边界、内侧面摩擦会导致倒毛。尽管在长期需要佩戴颈托的患者中这些问题被非常关注，但由于尺寸不符，压力不均，这些区域还是会出现不适或炎症。3、其他长期使用颈托出现的不良问题包括：颚神经麻痹、颈内动脉压增高、潮气量降低、吞咽困难、误吸、安装不稳导致的损伤等。一般情况下，非定制支具如果支撑效果好，舒适感就会差。许多病人会因为感觉支具过紧、透气不好而松解固定带。当支具需要长期佩戴时，舒适感是很重要的，否则会被病人弃用。患者在治疗颈椎中多会用软或半软的颈托，尽管固定和支撑效果不好，但由于它们提供了舒适感，因此被更多患者所选择。现有的颈椎矫形器无法在保证支撑性能的基础上，提供良好的舒适性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺，步骤如下：1）3D扫描：使用3D扫描仪对患者的颈部进行扫描，生成颈部扫描文件；2）建立颈椎矫形器3D模型数字文件：运用软件对获得的颈部扫描文件进行处理，生成初步颈椎矫形器3D模型数字文件，按照临床需求对初步颈椎矫形器3D模型数字文件进行数据修改，获得最终颈椎矫形器3D模型数字文件；3）3D打印颈椎矫形器：使用3D打印机器，根据最终颈椎矫形器3D模型数字文件，选择合适的打印材料及打印方法，打印出颈椎矫形器半成品；4）细加工：对颈椎矫形器半成品进行细加工，并装配海绵内衬和扣带，获得颈椎矫形器成品。作为本专利技术进一步的方案：步骤2）中，对初步颈椎矫形器3D模型数字文件进行的数据修改，包括以下步骤：2.1）对颈椎矫形器3D模型中对应患者颈前区喉结、气管及骨突起部位的数据进行修改，以减少颈椎矫形器对喉结、气管及骨突起部位的压迫；2.2）将颈椎矫形器3D模型制成网状结构；2.3）判断患者颈椎是否需要重新对线，若需要，则进行步骤2.4），否则，进行步骤2.5）；2.4）通过调整颈椎矫形器3D模型的支撑部位及角度，以调整颈椎矫形器3D模型的三点压力受力点，从而完成颈椎矫形器3D模型的颈椎对线处理；2.5）对颈椎矫形器3D模型中对应患者下颔、上胸、背部的部位的数据进行处理，以扩大上述各部位的支撑面积，从而增加患者的舒适感。作为本专利技术再进一步的方案：步骤2）中采用的软件为3DMax、netfabb或geomagic。作为本专利技术再进一步的方案：步骤3）中选用的打印材料为ABS、PLA或橡胶。作为本专利技术再进一步的方案：步骤3）中所采用的打印方法为熔融挤压成型、激光烧结式成型或光固化成型。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、该基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺，通过3D扫描，得到与患者体型相匹配的颈椎矫形器3D模型数字文件，打印出的颈椎矫形器能紧贴患者的颈部皮肤，支撑、固定颈部效果较好，压力平分，受力面积均匀，佩戴舒适感好；2、该基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺，通过对颈椎矫形器3D模型数字文件进行修改，避免颈椎矫形器对患者颈前区喉结、气管、骨突起等重要组织的压迫，减少吞咽困难、呼吸功能下降等副作用，避免压疮形成；3、该基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺制成的颈椎矫形器供患者佩戴后，由于患者颈部皮肤受力均匀，减少了骨突起等部位压迫，既能不影响支撑力，又能避免皮肤溃疡和破损的发生，提高患者配带的依从性；4、该基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺，其制成的颈椎矫形器为网状结构，透气好，佩戴舒服，避免传统颈托压迫感、闷热等不适；5、该基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺所制成的颈椎矫形器，其与头部、颈部接触时的支撑部位的面积可根据病人要求进行扩大，减少支撑部位压力，故患者配带时，既感觉稳定性好，又没有压迫感，配带的依从性好；6、该基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺能够根据患者病情及舒适感需求，选择不同的软、硬质的材料，调整对颈椎的支撑、控制程度，满足患者的需求；7、该基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺对于提高使用者对颈部疾病的治疗具有重要意义，随着3D打印技术和材料的发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺，其特征在于，步骤如下：1）3D扫描：使用3D扫描仪对患者的颈部进行扫描，生成颈部扫描文件；2）建立颈椎矫形器3D模型数字文件：运用软件对获得的颈部扫描文件进行处理，生成初步颈椎矫形器3D模型数字文件，按照临床需求对初步颈椎矫形器3D模型数字文件进行数据修改，获得最终颈椎矫形器3D模型数字文件；3）3D打印颈椎矫形器：使用3D打印机器，根据最终颈椎矫形器3D模型数字文件，选择合适的打印材料及打印方法，打印出颈椎矫形器半成品；4）细加工：对颈椎矫形器半成品进行细加工，并装配海绵内衬和扣带，获得颈椎矫形器成品。

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺，其特征在于，步骤如下：1）3D扫描：使用3D扫描仪对患者的颈部进行扫描，生成颈部扫描文件；2）建立颈椎矫形器3D模型数字文件：运用软件对获得的颈部扫描文件进行处理，生成初步颈椎矫形器3D模型数字文件，按照临床需求对初步颈椎矫形器3D模型数字文件进行数据修改，获得最终颈椎矫形器3D模型数字文件；3）3D打印颈椎矫形器：使用3D打印机器，根据最终颈椎矫形器3D模型数字文件，选择合适的打印材料及打印方法，打印出颈椎矫形器半成品；4）细加工：对颈椎矫形器半成品进行细加工，并装配海绵内衬和扣带，获得颈椎矫形器成品。2.根据权利要求1所述的基于3D打印的颈椎矫形器的制造工艺，其特征在于，步骤2）中，对初步颈椎矫形器3D模型数字文件进行的数据修改，包括以下步骤：2.1）对颈椎矫形器3D模型中对应患者颈前区喉结、气管及骨突起部位的数据进行修改，以减少颈椎矫形器对喉结、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，
申请(专利权)人：上海欧牡健康管理咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31