一种心脏模型制作方法及其制作模具技术

本发明专利技术提供一种心脏模型制作方法及其制作模具，该方法包括如下步骤：制作能够组合成一个心脏模型原件的多个心脏模型原件组件；分别制作与心脏模型原件组件的内部腔体形状相匹配的内部腔体模具和与各个心脏模型原件组件的外部形状相匹配的外部形状模具；将内部腔体模具对齐放置于对应的外部形状模具内，浇注液态的心脏模型成型材料，固化后形成心脏模型组件，以此方式，获得对应于多个心脏模型原件组件的多个心脏模型组件；将多个心脏模型组件连接组装成心脏模型。本发明专利技术能够有效地降低心脏模型制作过程的复杂度，大幅度地提高其制作效率，缩短其制作周期，实现具有心脏解剖结构的心脏模型的快速制作。

【技术实现步骤摘要】
一种心脏模型制作方法及其制作模具
本专利技术涉及一种心脏模型制作方法及其制作模具。
技术介绍
心血管疾病是一类常见的多器官综合性疾病，其中发病率最高的疾病是心力衰竭。心力衰竭是一种由于心脏功能或结构发生变化导致心肌的收缩和舒张功能障碍、心室泵血能力不能满足其他器官需求的疾病，常见诱因包括冠状动脉疾病、心肌梗死、高血压等心血管疾病。此病是常见的严重影响生活质量的疾病，在2015年全世界有4000万心衰患者，在65岁以上人群中患病率高达6-10％。慢性心力衰竭的患者常出现呼吸困难、乏力等临床表现，病情进展为急性心力衰竭时可能出现肺水肿、心源性休克等症状，甚至危及生命。心血管疾病病因复杂、病程较长，需要长期的生物医学的科学实验推动治疗方法的逐步改善。心血管器械研发一般需要动物实验，但是动物实验费用昂贵，无法大批量实现。搭建具有人体心脏解剖结构的模型可以便于科研人员直观地对心血管类疾病进行研究，作为心室辅助装置测试平台、人体血液循环教学展示平台，极大地节省研发测试的费用。目前的人体心脏模型的制作工艺和过程复杂或制作成本昂贵，尤其是在小规模制作时效率低下。例如，将人工肌肉致动器叠加在离体猪心内骨架外侧实现模拟心脏模型，该方案需要使用猪心生理组织，成本较高且重复性差。又如，为了实现制作具有心脏结构的硅胶材料模型，使用3D打印技术制成21个外层模具，并用石蜡材料制成内部腔体模具。这种制作工艺非常复杂，模具设计和制作过程困难，制作周期较长，不适合于小规模生产。其他制作方法亦有类似的缺点。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服上述技术缺陷，提供一种心脏模型制作方法及其制作模具，以降低心脏模型制作过程的复杂度，提高心脏模型的制作效率，实现心脏模型的快速制作。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种心脏模型制作方法，包括如下步骤：S1、制作多个心脏模型原件组件，所述多个心脏模型原件组件能够组合成一个心脏模型原件；S2、使用所述多个心脏模型原件组件，分别制作与所述心脏模型原件组件的内部腔体形状相匹配的内部腔体模具和与各个所述心脏模型原件组件的外部形状相匹配的外部形状模具；S3、将所述内部腔体模具对齐放置于对应的所述外部形状模具内，再向所述外部形状模具内浇注液态的心脏模型成型材料，优选为硅胶材料，所述液态的心脏模型成型材料固化后形成心脏模型组件，以此方式，获得对应于所述多个心脏模型原件组件的多个心脏模型组件；S4、将各所述心脏模型组件从所述外部形状模具内取出并从所述内部腔体模具上取下，再将所述多个心脏模型组件连接组装成心脏模型。进一步地，步骤S1中，通过3D打印技术制作所述多个心脏模型原件组件。进一步地，步骤S2中，所述内部腔体模具和所述外部形状模具使用藻酸盐印模材料制作而成。进一步地，制作所述内部腔体模具时，保留所述心脏模型原件组件的一个连接口不封闭，将其余的连接口暂时性封闭；将所述藻酸盐印模材料从不封闭的连接孔中灌入所述心脏模型原件组件，固化后形成所述内部腔体模具。进一步地，制作所述外部形状模具时，将所述心脏模型原件组件及其内部的所述内部腔体模具放入外部形状模具制作容器内，再将所述藻酸盐印模材料注入所述外部形状模具制作容器中，固化后形成所述外部形状模具。进一步地，将所述藻酸盐印模材料分次注入所述外部形状模具制作容器，以分层的方式成型为可分离的至少两个模具层，使得能够通过分离所述模具层以将所述心脏模型原件组件从所述外部形状模具中取出。进一步地，按照一个或多个水平面来进行所述至少两个模具层的分层成型。进一步地，步骤S1还包括：将制作好的所述心脏模型原件组件切割为多个部分，再以可拆分的方式对齐固定；步骤S2还包括：从制作好的所述内部腔体模具上拆下所述心脏模型原件组件的所述多个部分，以取得所述内部腔体模具。进一步地，所述可拆分的方式对齐固定是以胶带固定。进一步地，步骤S4还包括：将所述多个心脏模型组件放入烤箱内烘烤以提高硅胶材料的性能；或者，将组装好的所述心脏模型放入烤箱内烘烤以提高硅胶材料的性能。进一步地，步骤S4中，将所述多个心脏模型组件连接组装成心脏模型具体包括：提供用于连接所述多个心脏模型组件的多个管状连接部件，其中所述连接部件的内部固定有优选由硅胶材料制成的瓣膜；优选地，用树脂材料以3D打印方式制作所述管状连接部件；优选地，所述瓣膜用软性胶水固定；将所述连接部件的两端分别插入待连接的两个心脏模型组件的对应连接口，以此方式实现所述多个心脏模型组件的连接。进一步地，所述连接部件的两端具有凸缘结构以便与所述心脏模型组件的对应连接口的内侧紧密固定。进一步地，步骤S1中，所述多个心脏模型原件组件包括第一心脏模型原件组件、第二心脏模型原件组件和第三心脏模型原件组件，所述第一心脏模型原件组件包括左心室、右心室与部分的主动脉和肺动脉，所述第二心脏模型原件组件包括左心房与部分的肺静脉、所述第三心脏模型原件组件包括右心房与部分的上腔静脉和下腔静脉。进一步地，所述外部形状模具设置有至少两个溢出孔，用于向所述外部形状模具内注入硅胶和排气。进一步地，所述溢出孔的位置经设置以使注入的心脏模型成型材料从低处到高处逐步均匀浇注，减少气泡的形成。一种心脏模型模具，包括多组内部腔体模具和外部形状模具，其中，每一组中的所述内部腔体模具具有与一个待制作的心脏模型组件的内部腔体形状相匹配的模具外形，每一组中的所述外部形状模具具有与所述待制作的心脏模型组件的外部形状相匹配的模具腔，所述多组的内部腔体模具和外部形状模具的所述模具外形和所述模具腔经过配置，使得通过所述多组的内部腔体模具和外部形状模具制作出来的多个心脏模型组件能够组合连接成一个心脏模型。进一步地，所述内部腔体模具和所述外部形状模具的材料为藻酸盐印模材料。进一步地，所述外部形状模具包括可分层分离的至少两个模具层，使得能够通过分离所述模具层以将用于模具制作的心脏模型原件组件从所述外部形状模具中取出。进一步地，所述可分离的至少两个模具层按照一个或多个水平面分层。进一步地，所述外部形状模具设置有至少两个溢出孔，用于向所述外部形状模具内注入硅胶和排气。进一步地，所述溢出孔的位置经设置以使注入的心脏模型成型材料从低处到高处逐步均匀浇注，减少气泡的形成。进一步地，所述多组内部腔体模具和外部形状模具具有如下三组：第一组内部腔体模具和外部形状模具的所述模具外形和所述模具腔配置成适于制作包括左心室、右心室与部分的主动脉和肺动脉的第一心脏模型组件，第二组内部腔体模具和外部形状模具的所述模具外形和所述模具腔配置成适于制作包括左心房与部分的肺静脉的第二心脏模型组件，第三组的内部腔体模具和外部形状模具的所述模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种心脏模型制作方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、制作多个心脏模型原件组件，所述多个心脏模型原件组件能够组合成一个心脏模型原件；优选地，通过3D打印技术制作所述多个心脏模型原件组件；/nS2、使用所述多个心脏模型原件组件，分别制作与所述心脏模型原件组件的内部腔体形状相匹配的内部腔体模具和与各个所述心脏模型原件组件的外部形状相匹配的外部形状模具；/nS3、将所述内部腔体模具对齐放置于对应的所述外部形状模具内，再向所述外部形状模具内浇注液态的心脏模型成型材料，优选为硅胶材料，所述心脏模型成型材料固化后形成心脏模型组件，以此方式，获得对应于所述多个心脏模型原件组件的多个心脏模型组件；/nS4、将各所述心脏模型组件从所述外部形状模具内取出并从所述内部腔体模具上取下，再将所述多个心脏模型组件连接组装成心脏模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种心脏模型制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制作多个心脏模型原件组件，所述多个心脏模型原件组件能够组合成一个心脏模型原件；优选地，通过3D打印技术制作所述多个心脏模型原件组件；
S2、使用所述多个心脏模型原件组件，分别制作与所述心脏模型原件组件的内部腔体形状相匹配的内部腔体模具和与各个所述心脏模型原件组件的外部形状相匹配的外部形状模具；
S3、将所述内部腔体模具对齐放置于对应的所述外部形状模具内，再向所述外部形状模具内浇注液态的心脏模型成型材料，优选为硅胶材料，所述心脏模型成型材料固化后形成心脏模型组件，以此方式，获得对应于所述多个心脏模型原件组件的多个心脏模型组件；
S4、将各所述心脏模型组件从所述外部形状模具内取出并从所述内部腔体模具上取下，再将所述多个心脏模型组件连接组装成心脏模型。


2.如权利要求1所述的心脏模型制作方法，其特征在于，步骤S2中，所述内部腔体模具和所述外部形状模具使用藻酸盐印模材料制作而成；优选地，制作所述内部腔体模具时，保留所述心脏模型原件组件的一个连接口不封闭，将其余的连接口暂时性封闭；将所述藻酸盐印模材料从不封闭的连接孔中灌入所述心脏模型原件组件，固化后形成所述内部腔体模具；优选地，制作所述外部形状模具时，将所述心脏模型原件组件及其内部的所述内部腔体模具放入外部形状模具制作容器内，再将所述藻酸盐印模材料注入所述外部形状模具制作容器中，固化后形成所述外部形状模具。


3.如权利要求2所述的心脏模型制作方法，其特征在于，制作所述外部形状模具时，将所述藻酸盐印模材料分次注入所述外部形状模具制作容器，以分层的方式成型为可分离的至少两个模具层，使得能够通过分离所述至少两个模具层以便将所述心脏模型原件组件从所述外部形状模具中取出，优选地，按照一个或多个水平面来进行所述至少两个模具层的分层成型。


4.如权利要求1至3任一项所述的心脏模型制作方法，其特征在于，步骤S1还包括：将制作好的所述心脏模型原件组件切割为多个部分，再以可拆分的方式对齐固定，优选地，以胶带固定；步骤S2还包括：从制作好的所述内部腔体模具上拆下所述心脏模型原件组件的所述多个部分，以取得所述内部腔体模具。


5.如权利要求1至4任一项所述的心脏模型制作方法，其特征在于，步骤S4还包括：将所述多个心脏模型组件放入烤箱内烘烤以提高硅胶材料的性能；或者，将组装好的所述心脏模型放入烤箱内烘烤以提高硅胶材料的性能。


6.如权利要求1至5任一项所述的心脏模型制作方法，其特征在于，步骤S4中，将所述多个心脏模型组件连接组装成心脏模型具体包括：
提供用于连接所述多个心脏模型组件的多个管状连接部件，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱拾东，叶星，王晓浩，钱翔，李星辉，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44