血管模型及其制备方法和应用技术

本申请提供一种血管模型及其制备方法和应用。所述血管模型具有血管壁和由所述血管壁包围而形成的空腔，所述血管壁由包括功能性预聚体、补强剂和催化剂的可固化原料固化而成；所述功能性预聚体包括：含有乙烯基的有机聚硅氧烷和含有硅氢键的有机聚硅氧烷；所述血管壁的厚度为0.05～2.0mm；所述血管模型的最大载荷为9～14N，抗拉强度为0.8～1.5MPa，弹性模量为0.9～2MPa。本发明专利技术的血管模型在物理性质上与真实血管相似，同时该血管模型可以针对个体扫描获得影像数据进行制备，使血管模型满足各种需求，从而有利于对血管性疾病的研究、教学、手术模拟及术前演练。

【技术实现步骤摘要】
血管模型及其制备方法和应用
本申请提供一种血管模型及其制备方法和应用，属于生物医学领域。
技术介绍
血管是指血液流过的一系列管道。人体除角膜、毛发、指(趾)甲、牙质及上皮等处外，血管遍布全身。按血管的构造功能不同，分为动脉、静脉和毛细血管三种。由于血管类型及种类多样，因此血管性疾病也成为医学界需要着力解决的难题，诸如：动脉夹层、血管畸形、内膜剥脱、动静脉短路、断肢再植等。但血管病变位置的结构复杂，不容易获得高度仿真的模型。近年来随着3D打印技术的发展，一些人体组织及器官也能够实现3D打印成型。但是，由于能够用于3D打印的材料还存在有局限性，直接采用3D打印获得的血管模型成型质量差，且其性能与人体真实的血管相差甚远，并不能满足临床使用需求。
技术实现思路
专利技术要解决的问题本申请的目的在于提供一种接近人体真实血管的血管模型。该血管模型在物理性质上与真实血管相似，同时该血管模型可以针对个体扫描获得影像数据进行制备，使血管模型满足各种需求，从而有利于对血管性疾病的研究、教学、手术模拟及术前演练。用于解决问题的方案本专利技术提供一种血管模型，所述血管模型具有血管壁和由所述血管壁包围而形成的空腔，所述血管壁由包括功能性预聚体、补强剂和催化剂的可固化原料固化而成；所述功能性预聚体包括：含有乙烯基的有机聚硅氧烷和含有硅氢键的有机聚硅氧烷；所述血管壁的厚度为0.05～2.0mm；所述血管模型的最大载荷为9～14N，抗拉强度为0.8～1.5MPa，弹性模量为0.9～2MPa。根据本专利技术的血管模型，所述血管模型的病灶位置的厚度与所述血管模型的正常位置的厚度不同。根据本专利技术的血管模型，所述血管模型的断裂伸长率为150～300％。根据本专利技术的血管模型，所述功能性预聚体中的乙烯基与硅氢键的摩尔浓度比为1:1～10:1，优选为2:1～5:1，最优选为3:1。根据本专利技术的血管模型，所述功能性预聚体与所述补强剂的质量比为13:7～17:3；所述催化剂包含过渡金属配位化合物，基于所述功能性预聚体、所述补强剂以及所述催化剂的总质量，所述过渡金属配位化合物的质量浓度为1～500ppm，优选为20～200ppm，最优选为50ppm。根据本专利技术的血管模型，所述含有乙烯基的有机聚硅氧烷包括：线性乙烯基硅氧烷和带支链的乙烯基硅氧烷。本专利技术还提供一种根据本专利技术的血管模型的制备方法，包括以下步骤：支架获取步骤：采用3D打印技术获取血管支架；涂覆步骤：将所述功能性预聚体、补强剂和催化剂混合后得到的可固化原料涂覆于所述血管支架的表面；支架去除步骤：除去所述血管支架，得到血管模型。根据本专利技术的方法，在所述支架获取步骤之前，还包括：三维图像获取步骤；优选地，通过生物影像获取血管影像，然后基于所述血管影像，利用三维重建技术获取血管的三维图像。根据本专利技术的方法，所述涂覆步骤中，将所述可固化原料逐层涂覆于所述血管支架的表面；优选地，在与所述血管的病灶位置对应的所述血管支架的部位上涂覆的层数不同于与所述血管的正常位置对应的所述血管支架的部位上涂覆的层数。根据本专利技术的方法，所述涂覆步骤中，将所述血管支架旋转，使得所述可固化原料涂覆于所述血管支架的表面；优选的，所述血管支架的转速为20～100r/min。根据本专利技术的方法，所述支架去除步骤中，将所述血管支架溶解，得到所述血管模型；优选地，将包覆并固化有所述可固化原料的血管支架置于有机溶剂中溶解，得到血管模型。本专利技术还提供一种根据本专利技术的血管模型在术前模拟、手术规划或教学演练中的应用。专利技术的效果本申请的血管模型，其弹性及韧性更加接近真实血管的弹性及韧性，且制备方法简单，易于成型。进一步地，本申请的血管模型可以用于动脉夹层、内膜剥脱、介入手术、血管畸形、动静脉短路、断肢再植、血管瘤夹闭等手术前的模拟。进一步地，本申请的血管模型还可以用于对血管的堵、切、栓塞、夹闭、缝合等教学演练或术前模拟操作。附图说明图1为实施例1制备得到的动脉瘤血管模型示意图，并模拟使用动脉瘤夹夹闭动脉瘤操作。图2为实施例2制备得到的血管模型示意图。图3为实施例4制备得到的血管模型示意图；其中，A为实施例4的待重建血管的CTA影像数据；B为实施例4的待重建血管的局部放大CTA影像数据；C为实施例4的三维重建后的血管的三维图像示意图；D为实施例4的按照三维重建数据打印的ABS树脂的血管支架示意图；E为实施例4制备得到的血管模型图。具体实施方式本申请提供一种血管模型，所述血管模型具有血管壁和由所述血管壁包围而形成的空腔，所述血管壁由包括功能性预聚体、补强剂和催化剂的可固化原料固化而成；所述功能性预聚体包括：含有乙烯基的有机聚硅氧烷和含有硅氢键的有机聚硅氧烷；所述血管壁的厚度为0.05～2.0mm；所述血管模型的最大载荷为9～14N，抗拉强度为0.8～1.5MPa，弹性模量为0.9～2MPa。优选地，所述血管模型的断裂伸长率为150～300％。本申请的血管模型，接近真实血管的弹性及韧性，易于成型。本申请中所使用的含有乙烯基的有机聚硅氧烷和含有硅氢键的有机聚硅氧烷原则上没有特别的限定，可以是本领域常用的含有乙烯基的有机聚硅氧烷和含有硅氢键的有机聚硅氧烷，可以由常规方法制备得到，也可以通过购买得到。根据本申请的血管模型，所述血管模型的病灶位置的厚度与所述血管模型的正常位置的厚度不同。可根据需要确定血管模型的血管病灶位置的厚度与血管位置的厚度。从而使得血管模型更加接近真实的血管，用于术前演练时，能够进一步降低手术风险，减轻医生的负担。本专利技术中，所述血管模型包括有动脉瘤血管模型，其中，动脉瘤可以是各种动脉瘤，优选为颅内动脉瘤，例如：脑动脉瘤等。本申请是利用加成型硅树脂的固化机理，通过含Si-Vi键的硅氧烷与含Si-H键的硅氧烷(交联剂)在催化剂作用下发生的氢硅化加成反应而交联(其中，Vi为乙烯基)，具体反应式示意如下：≡SiCH＝CH2+H—Si→≡SiCH2CH2Si≡所述含有乙烯基的有机聚硅氧烷优选包括线性乙烯基硅氧烷(例如：乙烯基硅油)和带支链的乙烯基硅氧烷。其中，线性乙烯基硅氧烷是作为活性稀释剂加入的，用于稀释带支链的乙烯基硅氧烷。举例而言，本申请中的带支链的乙烯基硅氧烷(基础树脂)可以是PhSiCl3，PhSiCl2，MeSiCl2，MeViSiCl2，Me3SiCl，MeSiCl3或MeSi(OR)3等单体，按一定配比在甲苯、醋酸丁酯、异丙醇存在下共水解缩合得到水解物。进而在少量碱催化剂作用下，加热缩聚反应，即可得到带支链的乙烯基硅氧烷。当然，也可以对带支链的乙烯基硅氧烷的侧基进行改性处理。而线性乙烯基硅氧烷(活性稀释剂)是含乙烯基的低黏度硅氧烷。当分子链间及两端均有一定量的乙烯基时，制备得到的血管模型的物理性能较好。举例而言，本申请的线性乙烯基硅氧烷可以是ViMeSiO(MePhSiO)4SiMe2Vi、PhMe2SiO(MeViSiO)(MePhSiO)4SiMePhVi、ViMePhSiO(Ph2SiO)2SiMePhVi、Me3SiOMeViSiO(MePhSiO)3SiMe2Ph、Me3SiO(MePhSiO)8SiMe2Vi、ViMePhSiO(MeViSiO)2(MePhSiO)3SiMePhVi等。当然，也可以对线性乙烯基硅氧烷的侧基进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种血管模型，其特征在于，所述血管模型具有血管壁和由所述血管壁包围而形成的空腔，所述血管壁由包括功能性预聚体、补强剂和催化剂的可固化原料固化而成；所述功能性预聚体包括：含有乙烯基的有机聚硅氧烷和含有硅氢键的有机聚硅氧烷；所述血管壁的厚度为0.05～2.0mm；所述血管模型的最大载荷为9～14N，抗拉强度为0.8～1.5MPa，弹性模量为0.9～2MPa。

【技术特征摘要】
1.一种血管模型，其特征在于，所述血管模型具有血管壁和由所述血管壁包围而形成的空腔，所述血管壁由包括功能性预聚体、补强剂和催化剂的可固化原料固化而成；所述功能性预聚体包括：含有乙烯基的有机聚硅氧烷和含有硅氢键的有机聚硅氧烷；所述血管壁的厚度为0.05～2.0mm；所述血管模型的最大载荷为9～14N，抗拉强度为0.8～1.5MPa，弹性模量为0.9～2MPa。2.根据权利要求1所述的血管模型，其特征在于，所述血管模型的病灶位置的厚度与所述血管模型的正常位置的厚度不同。3.根据权利要求1或2所述的血管模型，其特征在于，所述血管模型的断裂伸长率为150～300％。4.根据权利要求1-3任一项所述的血管模型，其特征在于，所述功能性预聚体中的乙烯基与硅氢键的摩尔浓度比为1:1～10:1，优选为2:1～5:1，最优选为3:1。5.根据权利要求1-4任一项所述的血管模型，其特征在于，所述功能性预聚体与所述补强剂的质量比为13:7～17:3；所述催化剂包含过渡金属配位化合物，基于所述功能性预聚体、所述补强剂以及所述催化剂的总质量，所述过渡金属配位化合物的质量浓度为1～500ppm，优选为20～200ppm，最优选为50ppm。6.根据权利要求1-5任一项所述的血管模型，其特征在于，所述含有乙烯基的有机聚硅氧烷包括：线性乙烯基硅氧烷和带支链的乙烯基硅氧烷。...

【专利技术属性】
技术研发人员：马骋，邓坤学，袁玉宇，
申请(专利权)人：广州迈普再生医学科技有限公司，深圳迈普再生医学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44