一种人工心脏瓣膜支架的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，解决了现有技术中机械制造瓣膜支架存在制造误差的问题，具有加工方便，使得瓣膜支架的制造较为精准的有益效果，具体方案如下：一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，包括选取瓣膜原型参考面，并以选取的瓣膜原型参考面为基础进行建模；根据人工心脏瓣膜支架的瓣叶分布，按照瓣膜原型参考面创建模型，以半顶角为设定角度的倒圆锥面与旋转面空间交线为参考瓣膜支架曲线，结合瓣叶高度、瓣叶自由沿与结合部平面角度获得单片瓣叶造型；对单片瓣叶造型进行复制，使各瓣叶成设定角度均布，完成人工心脏瓣膜支架的建模，并将所建模型转化为打印机所需文件，并将文件输入打印机；通过打印机进行打印。

【技术实现步骤摘要】
一种人工心脏瓣膜支架的制造方法
本专利技术涉及心脏瓣膜领域，尤其是一种人工心脏瓣膜支架的制造方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。当下我国瓣膜性心脏病的发病率约为2.5％—3.2％，按13亿人口估算，瓣膜性心脏病患者约400万人，目前占人心脏手术的第一位。目前针对心脏瓣膜疾病的治疗方法中，唯一的根治方法是人工心脏瓣膜置换手术，机械瓣是由多种人工材料合成制备的植入心脏内来替代心脏瓣膜实现血液单向流动功能，显著的优点就是可使用年限较长，但血栓出现栓塞率较高，引发与抗凝有关的并发症。生物瓣膜是由全部或者局部用生物材料制备而成，通常具有良好的血液动力学特性即瓣膜口流道中的流体中心流特性，同时具有良好的生物相容性，但是易发生钙化，使用寿命短。目前使用的各类人工心瓣都还有待于进一步的研究和发展，申请人在中国专利200820173458.7中有公开一种人工心脏瓣膜支架，但并没有给出具体的加工方法。专利技术人发现，现有的人工心脏瓣膜瓣膜支架材料通常为铬镍钛合金，合金支架的生物相容性不够好；进一步由于瓣膜支架直径为0.5mm较小，形状特殊，加工成型需要分成多部分，成型过程较为复杂，要设计一系列模具，模具形状不够精准，需要不断修正参数。此外，现有的人工心脏瓣膜瓣膜支架都采用机械加工，机械加工的方法较为传统，加工步骤较多，产生误差的情况更多；进一步，机械加工出来的合金瓣膜支架有一定的回弹量，不能严格保证要求的形状参数，会影响瓣叶的成型，可能导致缝制的瓣膜产生瓣口开闭异常等问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，方便加工，能有效保证瓣叶的成型，且能充分保证支架的物理性能。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，包括：选取瓣膜原型参考面，并以选取的瓣膜原型参考面为基础进行建模；根据人工心脏瓣膜支架的瓣叶分布，按照瓣膜原型参考面创建模型，以半顶角为设定角度的倒圆锥面与旋转面空间交线为参考瓣膜支架曲线，结合瓣叶高度、瓣叶自由沿与结合部平面角度获得单片瓣叶造型；对单片瓣叶造型进行复制，使各瓣叶成设定角度均布，完成人工心脏瓣膜支架的建模，并将所建模型转化为打印机所需文件，并将文件输入打印机；通过打印机进行打印。上述的制造方法中，通过选取瓣膜原型参考面对单片瓣叶造型进行合理建模，再拓展到人工心脏瓣膜支架的建模，然后将模型转化为打印机所需文件，使得瓣膜的制造中减少了瓣膜支架在采用空间成型模具进行机械加工时产生的轮廓回弹现象，使瓣膜成型更加可靠；同时减少了加工时间，摒弃了繁琐的机械加工，便于进行结构参数的修改。如上所述的一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，所述单片瓣叶造型的具体获取步骤，包括如下内容：选取适当的基圆表面，建立多个等半径、球心在基圆表面的球面，使多个球面有共同交汇点，该交汇点设定交于空间坐标原点；建立与瓣膜支架相匹配的倒圆锥面，设置其倾角为3°，通过倒圆锥面和球面得到瓣膜支架造型的空间曲面和空间曲线；对空间曲线进行边界混合得到瓣叶造型所需空间曲面，结合瓣叶高度、瓣叶自由沿与结合部平面角度，进行实体化得到所述的单片瓣叶造型。如上所述的一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，选择椭球形构型为所述的瓣膜原型参考面，通过受力分析，得出采用椭球面构型的生物瓣膜受第一主应力峰值最小且受应力最均匀，故选择椭球形构型，以保证瓣膜支架的结构性能。如上所述的一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，为了保证制造出来的瓣膜支架具有较好的生物安全性和生物相容性，且能保证强度和韧性，所述打印机采用树脂材料进行打印；树脂材料为高强度光敏树脂Pro10，此材料具有较高的强度和刚度和一定的硬度，性能介于高刚性和高韧性之间，低蠕变，高抗冲击性。如上所述的一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，通过对倒圆锥面和球面进行布尔运算，得到所述瓣膜支架造型的空间曲面和空间曲线。如上所述的一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，在得到所述空间曲面和空间曲线后，按照人工心脏瓣膜支架的实际造型添加辅助线、参考线和参照点以对空间曲线进行边界混合。如上所述的一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，所述以半顶角为设定角度的倒圆锥面与旋转面空间交线为参考瓣膜支架曲线，包括如下内容：建立倒圆锥方程并获得相应曲线；建立椭球的曲面方程并获得相应曲线；倒圆锥方程对应的曲线与椭球对应曲线的交线即为瓣膜支架加工曲线。如上所述的一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，所述单片瓣叶包括三组，三组单片瓣叶相对中心轴呈120°均布时，需要对三组单片瓣叶的空间曲线拟合，利用圆弧拟合三组单片瓣叶的空间曲线交点以上的部分，顶端圆弧与相贯线用直线连接，并对三组单片瓣叶的空间曲线进行合并和/或删除。如上所述的一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，所述生物适应性材料为光敏树脂材料。光敏树脂材料中加入定量配比的光引发剂、齐聚物和稀释剂。光引发剂、齐聚物和稀释剂均为现有材料，其中光引发剂在聚合过程中起促进引发聚合作用，齐聚物为原料，稀释剂主要参与环氧树脂的固化反应。上述本专利技术的有益效果如下：1)本专利技术通过瓣膜支架的合理建模，充分符合瓣膜支架的所需造型，并能够将所建模型输入至打印机中，实现对瓣膜支架的制造，大大方便了瓣膜支架的加工，保证瓣膜支架的质量，有效降低误差。2)本专利技术通过选择树脂材料作为打印材料，生物安全性更好，该材料具有良好的韧性和高强度和刚度，由其制造的瓣膜支架，更加有益于细胞的生长和黏附。3)本专利技术通过打印的方式对瓣膜支架进行制造，减少了瓣膜支架在机械加工时产生的回弹现象，使得瓣膜成型更加可靠，制造更为方便快捷，表面精度和表面质量好，省去了平面成型和空间成型的传统机械加工步骤；打印机打印准备时间短，节省能源，首次耗材添加量远少于其他设备，节省用户成本。4)本专利技术通过受力分析，椭球面构型的生物瓣膜受力均匀且第一主应力峰值较小；采用倒圆锥形成瓣膜支架倾角外倾构型中以椭球型瓣叶第一主应力较小，所以选择椭球形构型为瓣膜原型参考面。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术根据一个或多个实施方式的一种人工心脏瓣膜支架的制造方法中椭球面、圆锥面相交示意图。图2是本专利技术根据一个或多个实施方式的一种人工心脏瓣膜支架的制造方法中椭球面、圆锥面相交删除多余曲面的示意图。图3是本专利技术根据一个或多个实施方式中未拟合的瓣膜支架造型图。图4是本专利技术根据一个或多个实施方式中拟合后的瓣膜支架造型图。图5是本专利技术根据一个或多个实施方式中瓣叶示意图。图6是本专利技术根据一个或多个实施方式中瓣叶投影示意图。图7是本专利技术根据一个或多个实施方式中瓣叶效果图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，其特征在于，包括：/n选取瓣膜原型参考面，并以选取的瓣膜原型参考面为基础进行建模；/n根据人工心脏瓣膜支架的瓣叶分布，按照瓣膜原型参考面创建模型，以半顶角为设定角度的倒圆锥面与旋转面空间交线为参考瓣膜支架曲线，结合瓣叶高度、瓣叶自由沿与结合部平面角度获得单片瓣叶造型；/n对单片瓣叶造型进行复制，使各瓣叶成设定角度均布，完成人工心脏瓣膜支架的建模，并将所建模型转化为打印机所需文件，并将文件输入打印机；/n通过打印机进行打印。/n

【技术特征摘要】
1.一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，其特征在于，包括：
选取瓣膜原型参考面，并以选取的瓣膜原型参考面为基础进行建模；
根据人工心脏瓣膜支架的瓣叶分布，按照瓣膜原型参考面创建模型，以半顶角为设定角度的倒圆锥面与旋转面空间交线为参考瓣膜支架曲线，结合瓣叶高度、瓣叶自由沿与结合部平面角度获得单片瓣叶造型；
对单片瓣叶造型进行复制，使各瓣叶成设定角度均布，完成人工心脏瓣膜支架的建模，并将所建模型转化为打印机所需文件，并将文件输入打印机；
通过打印机进行打印。


2.根据权利要求1所述的一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，其特征在于，所述单片瓣叶造型的具体获取步骤，包括如下内容：
选取适当的基圆表面，建立多个等半径、球心在基圆表面的球面，使多个球面有共同交汇点，该交汇点设定交于空间坐标原点；
建立与瓣膜支架相匹配的倒圆锥面，通过倒圆锥面和球面得到瓣膜支架造型的空间曲面和空间曲线；
对空间曲线进行边界混合得到瓣叶造型所需空间曲面，结合瓣叶高度、瓣叶自由沿与结合部平面角度，进行实体化得到所述的单片瓣叶造型。


3.根据权利要求所述的一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，其特征在于，选择椭球形构型为所述的瓣膜原型参考面。


4.根据权利要求1所述的一种人工心脏瓣膜支架的制造方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁泉，王圣旗，刘继凯，孔哲，刘岩，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37