3D打印乳房外置假体及其制作方法技术

本发明专利技术公开了3D打印乳房外置假体及其制作方法，制作过程为：使用ArtecTM Eva 3D扫描仪在患者乳房切除术前、乳房切除手术拆线后以及乳腺癌综合治疗结束后进行全景扫描，获取相关资料；然后进行数字化建模，通过Artec Studio进行3D图像处理；利用Geomagic Studio通过扫描点点云自动生成准确的数字模型；利用3D打印设备，对数字模型进行3D打印重现，制作出3D打印乳房外置假体毛坯，并在3D打印乳房外置假体毛坯表面打印喷涂亲肤材质的软质外壳，制得3D打印乳房外置假体；在患者佩戴过程中按需要对3D打印乳房外置假体进行调整及维护。本发明专利技术有助于提高乳房假体舒适度、外观和产品质量，能够恢复乳房原有的外形，有实际需求人群、市场潜力巨大。

3D printing breast external prosthesis and its making method

The invention discloses a breast prosthesis external 3D printing and manufacturing method thereof, manufacturing process: use ArtecTM Eva 3D scanner at the end of surgery, breast mastectomy patients before and after suture removal of breast cancer after the comprehensive treatment of panoramic scanning to obtain relevant data; then, digital modeling, 3D image processing by using Studio Artec; Geomagic Studio automatically generate accurate numerical model by scanning point cloud; using 3D model of digital printing equipment, 3D printing 3D printing to reproduce, produce breast prosthesis external rough, soft shell and spraying skin material in 3D breast prosthesis external print blank surface printing, 3D printing system in external breast prosthesis; in the wear process according to the need for the adjustment and maintenance of 3D printing external breast prosthesis. The invention can help to improve the comfort, appearance and product quality of the breast prosthesis, and can restore the original shape of the breast.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及3D打印
，具体是3D打印乳房外置假体及其制作方法。
技术介绍
乳腺癌已成为女性最常见的恶性肿瘤。据WHO统计2012年全球有170万乳腺癌新发病例，其中55万人死于乳腺癌。对人类而言，发育的乳房是女性最重要的第二性征。乳房除具备哺育后代的功能，还具备审美学、心理学及社会学等多方面的重要意义。随着众多名媛相继被爆罹患乳腺癌社会舆论宣传、女性预防保健意识的逐步提高，以及现代乳腺外科医学诊疗技术的持续进步，越来越多的女性被诊断为乳腺癌，并接受了乳房全切或者部分切除手术，部分患者由于术后乳房缺损，继发出现一系列生理学、心理学以及社会行为功能学方面的改变。虽然这些问题已超出传统医学的研究范畴，但随着社会进步、患者对术后康复治疗、恢复并提高生活质量、回归社会角色等多方面的要求越来越高，这些问题不能再被忽略，有必要利用目前最新科技手段进行研究探索，解决困扰患者身心需求的实际问题。继切除整个乳房或者部分组织的手术流行后，对以美容为目标的乳房替代物的需求也随之增长。1874年，美国专利局批准了第一项乳房假体专利，专利申请人是一名男子，名叫弗雷德里克·库克斯。他设计的假体由棉壳构成，里面填充可充气乳垫。在随后的几十年时间里，女性成为全球乳房替代物专利领域的统治者。1904年，劳拉·乌尔夫为一种乳垫申请专利。她设计的乳垫为固体，并非可充气。在专利申请书中，她描述了女性对乳房替代物的三大要求：舒适度、外观和产品质量。当前女性对乳房假体的要求基本上仍是如此，所不同的是，有些人选择假体植入手术，有些人选择外置式加垫胸罩式假体。有多少女性将接受乳房切除术？这个问题很难回答。根据《美国医学协会志》提供的数据，美国大约有35%的早期乳腺癌患者将接受乳房切除手术。而存在乳癌遗传倾向的女性会有多大比例接受预防性乳腺切除手术，更难确定。但根据研究和机构进行的调查，这一数字将不断增加。手术之后并非每个人都会选择手术后即刻乳房或者乳头重建，或其他任何重建术。有研究指出大约有42%的女性选择重建，其他人选择放弃的理由包括不希望再动一次手术以及对假体植入存在恐惧心理。然而，一旦做出这种选择，她们所希望的仍旧是伍尔夫在1904年阐述的“三大要求”，即舒适度、外观和产品质量。现阶段我国大部分乳腺癌接受乳房切除的患者，恐癌心理严重，不愿意继续进行一期或者二期乳房重建手术。目前还没有任何一种乳房假体能够恢复乳房原有的机能。在乳腺癌患者随访工作中，我们会遇到部分患者由于乳房缺失而导致生活质量急剧下降，继发生理-心理-社会适应力严重倒退现象。这部分患者几乎不可能再次接受乳房的二次整形手术，亟需找到适宜乳房假体，帮助她们重拾自信、“挺胸”做女人。虽然目前已面市的外置式乳房假体已有几种品牌可供选择，而且在尺寸（大、中、小号）和外形（碗型、水滴形等）的选择方面也有一定的自由度，但是这些假体由于结构方面的严重的同质化（基本结构采用硅胶/乳胶实体或上述材质外壳包裹不同种类的液态内容物的形式），在实际佩戴过程中难免存在下列缺陷或不足：1、对称性较差：由于患者个体差异，传统乳房假体不可能做到与健侧乳房外形高度对称；2、舒适性较差：统乳房假体由于结构限制，通常较健侧乳房的质量更重，长时间佩戴可能对使用者造成额外的负担；3、外观差异较大：传统乳房假体与健侧乳房在颜色外观及质感方面差异明显，可能造成适得其反的佩戴效果；4、皮肤亲和性较差：传统乳房假体与胸壁的皮肤接触面组织相容性差，也可能存在接触不良导致假体松动移位，或者贴合太紧而造成透气性差，影响佩戴体验；5.使用耐久度较差：由于结构方面的先天不足，传统乳房假体在佩戴者参加剧烈运动，或不慎受到尖锐物扎刺、外力重击时，可能存在破裂危险；6.使用成本差异较大：不同厂家、价位传统乳房假体生产过程中缺乏统一的标准，原材料、质控和售后服务差异较大，可能导致安全隐患。3D打印技术近几年已逐渐普及并推广应用于各个行业。在生物医学领域的应用也取得很多成功案例。3D打印技术在生物医学领域应用大致可分为：1、体外医疗器械制造：一般无需生物相容的材料，制作简单的医学模型等，准入门槛低，基本不涉及伦理方面的问题；2、组织工程支架及个体化永久性植入物：需生物组织相容性材料的支持，例如涉及手术器械、耗材等需要省级2级以上医疗器械资质，永久植入物需要3类医疗器械资质；3、细胞、组织、器官等活体3D打印：需要专用设备环境、多学科团队合作及伦理学审批。3D打印技术为我们解决乳房缺失患者寻找适宜外置式假体问题提供了新的思路。本专利技术拟借助目前比较成熟的3D打印技术，采用体外直接扫描、创新型数字化建模及处理，3D打印输出的方式制作个体化定制的外置式乳房假，并遴选组织相容性好的亲肤材料作为3D打印假体的外层包裹，为乳房切除术后患者个性化定制乳房假体，满足患者由于乳房缺失导致的生理、心理需要，可为她们早日康复、回归社会提供一定的帮助。本研究属于体外实物3D打印，基本不会涉及生物打印的苛刻的条件限制及伦理学审批的复杂手续，属于较容易实现、应用前景较好的创新型项目。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供提升患者使用感受、增强佩戴舒适性、提高产品使用依从性的3D打印乳房外置假体及其制作方法，以解决上述技术背景中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：3D打印乳房外置假体的制作方法，包括以下步骤：一、3D实体采样：使用ArtecTMEva3D扫描仪在患者乳房切除术前、乳房切除手术拆线后以及乳腺癌综合治疗结束后进行全景扫描，获取乳房切除手术前两侧乳房基线资料、乳房切除手术拆线后两侧乳房基线资料以及乳腺癌综合治疗结束后两侧乳房基线资料；二、数字化建模及处理根据3D实体采样得到的资料，进行数字化建模，通过ArtecStudio进行3D图像处理；利用GeomagicStudio通过扫描点点云自动生成准确的数字模型；生成数字模型后，使用网格医生工具，自动修复数字模型潜在的漏洞与不足；保存数字模型，导出后缀名为.stl的文件；三、打印材料及打印设备的选择利用3D打印设备，对数字模型进行3D打印重现，制作出3D打印乳房外置假体毛坯，并在3D打印乳房外置假体毛坯表面打印喷涂亲肤材质的软质外壳，制得3D打印乳房外置假体；四、3D打印乳房假体的调整及维护在患者乳腺癌综合治疗结束、长期习惯性佩戴过程中可按需要对3D打印乳房外置假体进行调整及维护。作为本专利技术进一步的方案：3D实体采样过程中，ArtecTMEva3D扫描仪与被扫描物体之间的扫描间距在450mm到1000mm之间。作为本专利技术进一步的方案：3D实体采样过程中，ArtecTMEva3D扫描仪与被扫描物体之间的扫描间距在520mm到600mm之间。作为本专利技术进一步的方案：采样后输出支持3D文件格式为VRML、OBJ、STL、PLY、ASCII、AOII、E57、PTX或CSV文件格式。作为本专利技术进一步的方案：3D打印设备采用3D-Bioplotter®系统。作为本专利技术进一步的方案：亲肤材质的软质外壳采用硫化硅胶。根据上述方法制得3D打印乳房外置假体。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术制作的3D打印乳房外置假体在一定程度上有助于提高外置式乳房假体舒适度、外观和产品质量，能够恢复乳房原有的外形。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
3D打印乳房外置假体的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：一、3D实体采样：使用ArtecTM Eva 3D扫描仪在患者乳房切除术前、乳房切除手术拆线后以及乳腺癌综合治疗结束后进行全景扫描，获取乳房切除手术前两侧乳房基线资料、乳房切除手术拆线后两侧乳房基线资料以及乳腺癌综合治疗结束后两侧乳房基线资料；二、数字化建模及处理根据3D实体采样得到的资料，进行数字化建模，通过Artec Studio进行3D图像处理；利用Geomagic Studio通过扫描点点云自动生成准确的数字模型；生成数字模型后，使用网格医生工具，自动修复数字模型潜在的漏洞与不足；保存数字模型，导出后缀名为.stl的文件；三、打印材料及打印设备的选择利用3D打印设备，对数字模型进行3D打印重现，制作出3D打印乳房外置假体毛坯，并在3D打印乳房外置假体毛坯表面打印喷涂亲肤材质的软质外壳，制得3D打印乳房外置假体；四、3D打印乳房假体的调整及维护在患者乳腺癌综合治疗结束、长期习惯性佩戴过程中按需要对3D打印乳房外置假体进行调整及维护。

【技术特征摘要】
1.3D打印乳房外置假体的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：一、3D实体采样：使用ArtecTMEva3D扫描仪在患者乳房切除术前、乳房切除手术拆线后以及乳腺癌综合治疗结束后进行全景扫描，获取乳房切除手术前两侧乳房基线资料、乳房切除手术拆线后两侧乳房基线资料以及乳腺癌综合治疗结束后两侧乳房基线资料；二、数字化建模及处理根据3D实体采样得到的资料，进行数字化建模，通过ArtecStudio进行3D图像处理；利用GeomagicStudio通过扫描点点云自动生成准确的数字模型；生成数字模型后，使用网格医生工具，自动修复数字模型潜在的漏洞与不足；保存数字模型，导出后缀名为.stl的文件；三、打印材料及打印设备的选择利用3D打印设备，对数字模型进行3D打印重现，制作出3D打印乳房外置假体毛坯，并在3D打印乳房外置假体毛坯表面打印喷涂亲肤材质的软质外壳，制得3D打印乳房外置假体；四、3D打印乳房假体的调整及维护在患者乳腺癌综合治疗结束、长期习惯性佩戴过程中...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴凡，梁燕，
申请(专利权)人：柴凡，梁燕，
类型：发明
国别省市：甘肃;62