一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法发明专利

专利名称：一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202211498143.0

专利申请（专利权）人：李洋
权利人地址：河南省信阳市罗山县城关镇新区天湖大道3号府邸花园

专利发明（设计）人：李洋

专利摘要：本发明公开了一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法，包括以下步骤:首先对移植者的鼻部三维数据进行采集，通过激光扫描仪进行采集之后，对不同角度采集的鼻部三维数据进行拼接，之后对拼接之后的三维数据模型进行预处理、异常点处理、降噪、精简处理，提高三维数据的质量和运算效率，根据处理之后的三维数据模型获取原始的鼻部模型；基于耳软骨构成的复合软骨支架，提高其支撑的稳定性和具有更好延长性，不易发生变形或者偏斜，质量更加稳定；通过对鼻部的数据采集和处理，得到精确的鼻部移植物的大小，提升移植物的精确性，在通过对形成的软骨支架进行三维打印，降低操作难度，同时也减小了移植物的误差，进一步增加移植物的大小的精确性。

主权利要求：
1.一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，首先对移植者的鼻部三维数据进行采集，通过激光扫描仪进行采集之后，对不同角度采集的鼻部三维数据进行拼接，之后对拼接之后的三维数据模型进行预处理、异常点处理、降噪、精简处理，提高三维数据的质量和运算效率，根据处理之后的三维数据模型获取原始的鼻部模型；
步骤二，对三维数据预处理之后，对移植者的鼻部填充区进行重建，通过建立初始三角形、选择最佳扩展点和孔洞处理实现鼻部曲面重建，以建立变形的约束条件进行拉普拉斯网格变形，即能够实现鼻部填充区的重建，获得鼻部填充区的数据模型；
步骤三，对原始的鼻部模型和鼻部填充区数据模型采用橡胶型测试和布尔求差，得到所需要的填充假体数据模型；同时将软骨胶原、丝素蛋白、透明质酸按照合适的比例混匀制作软骨支架，根据填充假体数据模型对制作的软骨支架进行三维打印，打印出三维的填充支架，在打印的三维填充支架上放入箱体内进行软骨细胞的种植，通过设置的脉冲超声机构作用于填充支架，为填充支架提供机械应力，有助于改善软骨的修复，促进软骨细胞在填充支架上附着和生长，促进软骨细胞的合成代谢，抑制其分解代谢；
软骨支架的制作的方法为，首先提取软骨胶原，取耳软骨，将处理好的耳软骨放入粉碎机中进行粉碎的到软骨颗粒，将粉碎好的软骨颗粒浸泡在无水乙醇中浸泡24小时；之后将粉碎后的软骨颗粒放入含有胃蛋白酶的醋酸溶液中72小时；经过溶解后的软骨颗粒溶液进行离心处理15分钟，离心速度为10000r/min，收集上层溶液，上层清液加氢氧化钠溶液调制中性，加入氯化钠晶体，盐析出胶原蛋白，进行透析，得到软骨胶原蛋白，在冰箱中进行保存；
获取丝素蛋白，取适量的天然蚕丝放置于0.5%无水碳酸钠溶液中，进行煮沸，每次煮沸
30分钟，反复煮三次；煮好之后用离子水洗净，挤出水分，烘干，将烘干后的蚕丝剪碎，溶解于三元溶液2小时，冷却后8000r/min离心处理10分钟，取上层清液，将上层清液放入透析袋中使用离子水进行透析24小时，最后使用聚乙二醇浓缩7小时，冷藏处理；最后将软骨胶原、丝素蛋白、透明质酸按照6.75:3:0.25的质量比混合均匀，滤网过滤，离心去气泡后，形成软骨支架用于打印；
软骨细胞在软骨支架上的种植方法为，将制作好的软骨支架浸入完全培养液中，置于
37摄氏度、5%二氧化碳的培养箱体中静置24小时，之后将软骨支架取出用无菌滤纸干燥，之后将软骨支架放入12孔板中，取耳软骨细胞制成的细胞悬液，在软骨支架上接种，之后放置在培养箱体中静置48小时，之后加入完全培养液，继续培养24小时，期间更换12孔板，每两天换取一次培养液；
为了提升软骨支架的支撑稳定性，制成的软骨支架的孔隙率η满足80%‑95%，孔径d满足
300‑500μm，有利于增强软骨支架的修复性；
软骨细胞接种的培养箱体上方设有盖体，箱体的外侧壁设有脉冲超声机构，对接种过程中的软骨支架发出脉冲超声波，所述脉冲超声机构包括壳体，所述壳体内部设有隔板，所述壳体的一端贯穿设有丝杆，所述丝杆的外端连接有转钮，丝杆与壳体间隙滑动连接，所述丝杆的内端上设有移动板，所述移动板中心处开设有内孔，所述内孔的内侧设有内螺纹，移动板通过内螺纹与丝杆匹配转动连接，丝杆的另一端连接有限位块；所述壳体靠近丝杆的一端内侧对称设有两条滑槽；所述移动板的另一侧对称连接有两条连接杆，两条连接杆的另一端均连接有固定板，所述两条连接杆的相对外侧均链接有滑块，所述滑块与滑槽匹配滑动连接；所述固定板的另一端连接有移动杆，所述移动杆贯穿隔板，且移动杆与隔板间隙滑动连接，所述移动杆的另一端连接有连接块，所述连接块的另一端连接有第一弹簧，所述第一弹簧的另一端连接有压电叠堆；
所述压电叠堆的两端连接有交变电源，连接交变电流方向的变化，压电叠堆能够产生往复运动，从而产生震动形成低脉冲超声波；
所述压电叠堆的另一端连接有固定块，所述固定块的两端均连接有支撑杆，所述支撑杆的另一端设有缓冲机构，所述缓冲机构与壳体连接；
所述缓冲机构包括第一盒体和第二盒体，所述第一盒体的侧壁设有第一通槽，支撑杆设置在第一通槽内，与第一通槽构成滑动连接；所述第一盒体内部设有导杆，所述导杆上设有滑环，所述支撑杆的另一端与滑环的外侧壁连接所述滑环的两端均连接有第二弹簧，所述第二弹簧设置在导杆外侧，第二弹簧的另一端与第一盒体的内侧壁连接，所述滑环远离支撑杆的一侧连接有滑动杆，所述滑动杆的另一端连接有第三弹簧，所述第三弹簧的另一端与第二盒体的内侧壁连接，所述壳体位于第二盒体的内侧处开设有第二通槽，所述滑动杆设置在第二通槽内，滑动杆与第二通槽滑动连接；压电叠堆在振动产生脉冲超声时，通过设置的缓冲机构减缓振动力，防止压电叠堆振动过度，造成损坏；当压电叠堆产生横向振动时，支撑杆带动滑环发生横向移动，首先通过滑环两侧设置的第二弹簧弹力对滑环造成缓冲，从而对压电叠堆第一造成缓冲；滑环横向移动的同时，滑环连接在滑动杆在第二通槽内发生滑动，滑动杆受到第三弹簧的纵向拉力，将滑环横向的移动力转换为纵向的分力并进行二次缓冲，从而使压电叠堆在横向发生振动时，能够从横向力和纵向力两个方向进行缓冲，从而达到良好的缓冲作用，防止压电叠堆振动损坏；为了进一步提供更好的缓冲，防止压电叠堆的振动幅度过大或者过小，所述第二弹簧的弹力F2与第三弹簧的F3与压电叠堆的
2 2 1/2
高度h，长度l，质量m之间满足以下关系：(F2 +F3) =α•mg(l‑h)；上式中，F2、F3单位为N，m单位为kg；l、h单位为cm；α为关系系数，取值范围为0.36‑6.52；
在软骨细胞进行接种时，只有使用低脉冲超声才会起到有助于改善软骨的修复，促进软骨细胞在填充支架上附着和生长，促进软骨细胞的合成代谢，抑制其分解代谢，促进软骨之间的生长的作用，通过设置控制第一弹簧的弹性改变压电叠堆的振幅，改变脉冲幅度，更便于进行控制；控制过程为，当顺时针转动转钮时，移动板与丝杆发生相对转动，带动连接杆向左滑动，从而使移动杆带动连接块拉动第一弹簧远离压电叠堆，第一弹簧为压缩弹簧，向左拉动时，弹力减小，刚性减弱，从而对压电叠堆的作用力减小，使其振幅减小，脉冲幅度减小；当逆时针转动转钮时，原理同上，方向相反，连接块压动第一弹簧，使第一弹簧的弹力增强，刚性加强，从而对压电叠堆的作用力增强，使其振幅增大，脉冲幅度增大；为了增加控制的精确性，减小第二弹簧和第三弹簧的影响，第一弹簧的弹力满足：F1=F2+F3+mg/3；m为压电叠堆的质量，g为重力常量，F2为第二弹簧的弹力，F3为第三弹簧的弹力；
对拼接之后的三维数据进行精简处理，精简处理的方法为：根据采集获取的每个三维数据点的曲率值将三维数据进行区间划分，在每个区间内任选一个数据为基准点，设定曲率阈值，求取该基准点与该区间内其它另外一点曲率的差值，若两者的差值小于设定的阈值，则删除掉该点数据，反之，则保留该点数据，之后以该点为新的基准点，重复上述过程，直到区间内所有点数据均处理完成；通过该方法能够保留三维鼻部数据的特征点，防止丢失；
移植者的鼻部填充区进行重建的方法为：对于获取的鼻部三维数据，给定一个数据集合，从集合中挑出三个点构成种子三角形将种子三角形放进三角面片集合T里边，由于目前的集合里仅有一个种子三角形，所以集合里边所有包括待生长边的三角面片元素，找出最优生长点，然后互相连接新生长出的三角面片，将它放到三角面片集合T里边，这时三角面片集合T里边包括多个元素，之后更新数据集合里点的状态与三角面片集合T里边三角面片元素的连接关系，直到网格曲面完成重建。 说明书 : 一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法技术领域[0001] 本发明属于鼻尖移植物制造技术领域，尤其涉及一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法。背景技术[0002] 保持鼻的主要支撑结构是维持功能和美观的基础，鼻综合手术里面常用的假体有很多，假体、硅胶、膨体和软骨，软骨分耳软骨，鼻中隔软骨和肋软骨，耳软骨或者是鼻中隔软骨，比较少量的，它放的位置是放在鼻外侧面，形态大小要根据每个人的条件不同而不同，主要起到的作用是矫正外侧角凹陷、不对称或者是掩饰上外侧软骨的塌陷畸形这些问题。[0003] 目前对于耳软骨周围无重要血管，窃取容易，不会引起明显的外管和功能性变化，并且采用本体的耳软骨会降低免疫排斥的现象发生；但是由于单一的而耳软骨支架受到弯曲的限制，并且职称的稳定性和延长性不足，长期会导致假体偏斜、缩回变形的危险，而传统采用耳软骨颗粒制成的支架，拼接过程繁琐，耗时长，并且对于移植物的大小不易精确控制，容易出现误差，影像移植后的整体观感。发明内容[0004] 针对现有技术不足，本发明的目的在于提供了一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法，基于耳软骨构成的复合软骨支架，提高其支撑的稳定性和具有更好延长性，不易发生变形或者偏斜，质量更加稳定；通过对鼻部的数据采集和处理，得到精确的鼻部移植物的大小，提升移植物的精确性，在通过对形成的软骨支架进行三维打印，降低操作难度，同时也减小了移植物的误差，进一步增加移植物的大小的精确性；在软骨细胞接种时，通过设置的脉冲超声机构作用于软骨支架，为填充支架提供机械应力，有助于改善软骨的修复，促进软骨细胞在填充支架上附着和生长，促进软骨细胞的合成代谢，抑制其分解代谢。[0005] 本发明提供如下技术方案：[0006] 一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法，包括以下步骤:步骤一，首先对移植者的鼻部三维数据进行采集，通过激光扫描仪进行采集之后，对不同角度采集的鼻部三维数据进行拼接，之后对拼接之后的三维数据模型进行预处理、异常点处理、降噪、精简处理，提高三维数据的质量和运算效率，根据处理之后的三维数据模型获取原始的鼻部模型；[0007] 步骤二，对三维数据预处理之后，对移植者的鼻部填充区进行重建，通过建立初始三角形、选择最佳扩展点和孔洞处理实现鼻部曲面重建，以建立变形的约束条件进行拉普拉斯网格变形，既能够实现鼻部填充区的重构，获得鼻部填充区的数据模型；[0008] 步骤三，对原始的鼻部模型和鼻部填充区之后数据模型采用橡胶型测试和布尔求差，得到所需要的填充假体数据模型；同时将软骨胶原、丝素蛋白、透明质酸按照合适的比例混匀制作软骨支架，根据填充假体数据模型对制作的软骨支架进行三维打印，打印出三维的填充支架，在打印的三维填充支架上放入箱体内进行软骨细胞的种植，通过设置的脉冲超声机构作用于填充支架，为填充支架提供机械应力，有助于改善软骨的修复，促进软骨细胞在填充支架上附着和生长，促进软骨细胞的合成代谢，抑制其分解代谢。[0009] 优选的，对拼接之后的三维数据进行精简处理，精简处理的方法为：根据采集获取的每个三维数据点的曲率值将三维数据进行区间划分，在每个区间内任选一个数据为基准点，设定曲率阈值，求取该基准点与该区间内其它另外一点曲率的差值，若两者的差值小于设定的阈值，则删除掉该点数据，反之，则保留该点数据，之后以该点为新的基准点，重复上述过程，直到区间内所有点数据均处理完成；通过该方法能够保留三维鼻部数据的特征点，防止丢失。[0010] 优选的，鼻尖填充物模型的获取方法包括以下步骤：第一步，求出原始的鼻部模型和鼻部填充区之后数据模型的相交线；第二步，根据求取的相交线分割出相交线三角形；第三步，利用布尔运算在两个模型三角行切面区域进行保留或者舍弃，获得鼻尖填充物模型。[0011] 优选的，步骤三中，软骨支架的制作的方法为，首先提取软骨胶原，取耳软骨，将处理好的耳软骨放入粉碎机中进行粉碎的到软骨颗粒，将粉碎好的软骨颗粒浸泡在无水乙醇中浸泡24小时；之后将粉碎后的软骨颗粒放入含有胃蛋白酶的醋酸溶液中72小时；经过溶解后的软骨颗粒溶液进行离心处理15分钟，离心速度为10000r/min，收集上层溶液，上层清液加氢氧化钠溶液调制中性，加入氯化钠晶体，盐析出胶原蛋白，进行透析，得到软骨胶原蛋白，在冰箱中进行保存。[0012] 优选的，步骤三中，软骨支架的制作的方法还包括，获取丝素蛋白，取适量的天然蚕丝放置于0.5%无水碳酸钠溶液中，进行煮沸，每次煮沸30分钟，反复煮三次；煮好之后用离子水洗净，挤出水分，烘干，将烘干后的蚕丝剪碎，溶解于三元溶液2小时，冷却后8000r/min离心处理10分钟，取上层清液，将上层清液放入透析袋中使用离子水进行透析24小时，最后使用聚乙二醇浓缩7小时，冷藏处理；最后将软骨胶原、丝素蛋白、透明质酸按照6.75:3:0.25的质量比混合均匀，滤网过滤，离心去气泡后，形成软骨支架用于打印。[0013] 优选的，步骤三中，软骨细胞在软骨支架上的种植方法为，将制作好的软骨支架浸入完全培养液中，置于37摄氏度、5%二氧化碳的培养箱体中静置24小时，之后将软骨支架取出用无菌滤纸干燥，之后将软骨支架放入12孔板中，取耳软骨细胞制成的细胞悬液，在软骨支架上接种，之后放置在培养箱体中静置48小时，之后加入完全培养液，继续培养24小时，期间更换12孔板，每两天换取一次培养液。[0014] 另外，为了进一步提升软骨支架的支撑稳定性，制成的软骨支架的孔隙率η满足80%‑95%，孔径d满足300‑500μm，有利于增强软骨支架的修复性；在软骨细胞接种时，为了进一步提升软骨支架粘附性，增加软骨支架与软骨细胞的接触面积，便于细胞附着生长，所述软骨支架的比表面积S与软骨支架的孔隙率η、孔径d接种软骨细胞的数量N之间满足：S=β•1/3(d/y)+(N) ；上式中，β为比表面积系数。取值范围为2.36‑8.62；上式为经验公式，之进行数值计算。[0015] 优选的，用于软骨细胞接种的培养箱体上方设有盖体，箱体的外侧壁设有脉冲超声机构，对接种过程中的软骨支架发出脉冲超声波，所述脉冲超声机构包括壳体，所述壳体内部设有隔板，所述壳体的一端贯穿设有丝杆，所述丝杆的外端连接有转钮，丝杆与壳体间隙滑动连接，所述丝杆的内端上设有移动板，所述移动板中心处开设有内孔，所述内孔的内侧设有内螺纹，移动板通过内螺纹与丝杆匹配转动连接，丝杆的另一端连接有限位块；所述壳体靠近丝杆的一端内侧对称设有两条滑槽；所述移动板的另一侧对称连接有两条连接杆，两条连接杆的另一端均连接有固定板，所述两条连接杆的相对外侧均链接有滑块，所述滑块与滑槽匹配滑动连接；所述固定板的另一端连接有移动杆，所述移动杆贯穿隔板，且移动杆与隔板间隙滑动连接，所述移动杆的另一端连接有连接块，所述连接块的另一端连接有第一弹簧，所述第一弹簧的另一端连接有压电叠堆。[0016] 优选的，所述压电叠堆的两端连接有交变电源，连接交变电流方向的变化，压电叠堆能够产生往复运动，从而产生震动形成低脉冲超声波。[0017] 优选的，所述压电叠堆的另一端连接有固定块，所述固定块的两端均连接有支撑杆，所述支撑杆的另一端设有缓冲机构，所述缓冲机构与壳体连接。[0018] 优选的，所述缓冲机构包括第一盒体和第二盒体，所述第一盒体的侧壁设有第一通槽，支撑杆设置在第一通槽内，与第一通槽构成滑动连接；所述第一盒体内部设有导杆，所述导杆上设有滑环，所述支撑杆的另一端与滑环的外侧壁连接所述滑环的两端均连接有第二弹簧，所述第二弹簧设置在导杆外侧，第二弹簧的另一端与第一盒体的内侧壁连接，所述滑环远离支撑杆的一侧连接有滑动杆，所述滑动杆的另一端连接有第三弹簧，所述第三弹簧的另一端与第二盒体的内侧壁连接，所述壳体位于第二盒体的内侧处开设有第二通槽，所述滑动杆设置在第二通槽内，滑动杆与第二通槽滑动连接；压电叠堆在振动产生脉冲超声时，通过设置的缓冲机构减缓振动力，防止压电叠堆振动过度，造成损坏；当压电叠堆产生横向振动时，支撑杆带动滑环发生横向移动，首先通过滑环两侧设置的第二弹簧弹力对滑环造成缓冲，从而对压电叠堆第一造成缓冲；滑环横向移动的同时，滑环连接在滑动杆在第二通槽内发生滑动，滑动杆受到第三弹簧的纵向拉力，将滑环横向的移动力转换为纵向的分力并进行二次缓冲，从而使压电叠堆在横向发生振动时，能够从横向力和纵向力两个方向进行缓冲，从而达到良好的缓冲作用，防止压电叠堆振动损坏；为了进一步提供更好的缓冲，防止压电叠堆的振动幅度过大或者过小，所述第二弹簧的弹力F2与第三弹簧的F32 2 1/2与压电叠堆的高度h，长度l，质量m之间满足以下关系：(F2+F3) =α•mg(l‑h)；上式中，F2、F3单位为N，m单位为kg；l、h单位为cm；α为关系系数，取值范围为0.36‑6.52。上式为经验公式，只进行数值计算。[0019] 另外，在软骨细胞进行接种时，由于只有使用低脉冲超声才会起到有助于改善软骨的修复，促进软骨细胞在填充支架上附着和生长，促进软骨细胞的合成代谢，抑制其分解代谢，促进软骨之间的生长的作用，所以，通过设置控制第一弹簧的弹性改变压电叠堆的振幅，改变脉冲幅度，更便于进行控制；控制过程为，当顺时针转动转钮时，移动板与丝杆发生相对转动，带动连接杆向左滑动，从而使移动杆带动连接块拉动第一弹簧远离压电叠堆，第一弹簧为压缩弹簧，向左拉动时，弹力减小，刚性减弱，从而对压电叠堆的作用力减小，使其振幅减小，脉冲幅度减小；当逆时针转动转钮时，原理同上，方向相反，连接块压动第一弹簧，使第一弹簧的弹力增强，刚性加强，从而对压电叠堆的作用力增强，使其振幅增大，脉冲幅度增大；为了增加控制的精确性，减小第二弹簧和第三弹簧的影响，第一弹簧的弹力满足：F1=F2+F3+mg/3；m为压电叠堆的质量，g为重力常量，F2第二弹簧的弹力、F3第三弹簧的。[0020] 另外，移植者的鼻部填充区进行重建的方法为：对于获取的鼻部三维数据，给定一个数据集合，从集合中挑出三个点构成种子三角形将种子三角形放进三角面片集合T里边，由于目前的集合力仅有一个种子三角形，所以集合里边所有包括待生长边的三角面片元素，找出最优生长点，然后互相连接新生长出的三角面片，将它放到三角面片集合T里边，这时三角面片集合T里边包括多个元素，之后更新数据集合里点的状态与三角面片集合T里边三角面片元素的连接关系，直到网格曲面完成重建。[0021] 另外，在三维打印之前，要将鼻尖填充物网格模型进行分层切片处理，才能获取打印设备的识别，具体的切片方法包括：a，根据鼻尖填充物网格模型的特点计算等厚层的厚度与切平面的位置；b，用切平面对网格模型进行分层，得到与网格模型的交点数据；c，利用小波变换对步骤b中得到的点数据进行重构和分解，获得代表此层的截面数据；d，确定每个面片是否被完全切片，切片完成后对所有的数据处理获得实体轮廓环，如果未完成则重复上述步骤b、c，直到网格模型全被切片完成。[0022] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：[0023] （1）本发明是一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法，基于耳软骨构成的复合软骨支架，提高其支撑的稳定性和具有更好延长性，不易发生变形或者偏斜，质量更加稳定；通过对鼻部的数据采集和处理，得到精确的鼻部移植物的大小，提升移植物的精确性，在通过对形成的软骨支架进行三维打印，降低操作难度，同时也减小了移植物的误差，进一步增加移植物的大小的精确性。[0024] （2）本发明一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法，在软骨细胞接种时，通过设置的脉冲超声机构作用于软骨支架，为填充支架提供机械应力，有助于改善软骨的修复，促进软骨细胞在填充支架上附着和生长，促进软骨细胞的合成代谢，抑制其分解代谢。[0025] （3）本发明一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法，通过限定软骨支架的比表面积与软骨支架的孔隙率、孔径接种软骨细胞的数量之间的关系，进一步提升软骨支架粘附性，增加软骨支架与软骨细胞的接触面积，便于细胞附着生长。[0026] （4）本发明一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法，压电叠堆在振动产生脉冲超声时，通过设置的缓冲机构减缓振动力，防止压电叠堆振动过度，造成损坏；将滑环横向的移动力转换为纵向的分力并进行二次缓冲，从而使压电叠堆在横向发生振动时，能够从横向力和纵向力两个方向进行缓冲，从而达到良好的缓冲作用，防止压电叠堆振动损坏。[0027] （5）本发明一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法，通过限定第二弹簧的弹力与第三弹簧的与压电叠堆的高度，长度，质量之间的关系，进一步提供更好的缓冲，防止压电叠堆的振动幅度过大或者过小。[0028] （6）本发明一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法，通过设置控制第一弹簧的弹性改变压电叠堆的振幅，改变脉冲幅度，更便于进行控制，通过限定第一弹簧的弹力与第二弹簧和第三弹簧的弹力关系，进一步增加控制的精确性。附图说明[0029] 为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。[0030] 图1是本发明的方法流程图。[0031] 图2是本发明的鼻尖填充物获得方法流程图。[0032] 图3是本发明的尖填充物网格模型进行分层切片方法流程图。[0033] 图4是本发明的培养箱体结构示意图。[0034] 图5是本发明的脉冲超声机构示意图。[0035] 图6是本发明的移动板结构示意图。[0036] 图7是本发明的缓冲机构示意图。具体实施方式[0037] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。[0038] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。[0039] 实施例一：[0040] 请参考图1‑3，一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法，包括以下步骤:步骤一，首先对移植者的鼻部三维数据进行采集，通过激光扫描仪进行采集之后，对不同角度采集的鼻部三维数据进行拼接，之后对拼接之后的三维数据模型进行预处理、异常点处理、降噪、精简处理，提高三维数据的质量和运算效率，根据处理之后的三维数据模型获取原始的鼻部模型；[0041] 步骤二，对三维数据预处理之后，对移植者的鼻部填充区进行重建，通过建立初始三角形、选择最佳扩展点和孔洞处理实现鼻部曲面重建，以建立变形的约束条件进行拉普拉斯网格变形，既能够实现鼻部填充区的重构，获得鼻部填充区的数据模型；[0042] 步骤三，对原始的鼻部模型和鼻部填充区之后数据模型采用橡胶型测试和布尔求差，得到所需要的填充假体数据模型；同时将软骨胶原、丝素蛋白、透明质酸按照合适的比例混匀制作软骨支架，根据填充假体数据模型对制作的软骨支架进行三维打印，打印出三维的填充支架，在打印的三维填充支架上放入箱体1内进行软骨细胞的种植，通过设置的脉冲超声机构3作用于填充支架，为填充支架提供机械应力，有助于改善软骨的修复，促进软骨细胞在填充支架上附着和生长，促进软骨细胞的合成代谢，抑制其分解代谢。[0043] 对拼接之后的三维数据进行精简处理，精简处理的方法为：根据采集获取的每个三维数据点的曲率值将三维数据进行区间划分，在每个区间内任选一个数据为基准点，设定曲率阈值，求取该基准点与该区间内其它另外一点曲率的差值，若两者的差值小于设定的阈值，则删除掉该点数据，反之，则保留该点数据，之后以该点为新的基准点，重复上述过程，直到区间内所有点数据均处理完成；通过该方法能够保留三维鼻部数据的特征点，防止丢失。[0044] 鼻尖填充物模型的获取方法包括以下步骤：第一步，求出原始的鼻部模型和鼻部填充区之后数据模型的相交线；第二步，根据求取的相交线分割出相交线三角形；第三步，利用布尔运算在两个模型三角行切面区域进行保留或者舍弃，获得鼻尖填充物模型。[0045] 步骤三中，软骨支架的制作的方法为，首先提取软骨胶原，取耳软骨，将处理好的耳软骨放入粉碎机中进行粉碎的到软骨颗粒，将粉碎好的软骨颗粒浸泡在无水乙醇中浸泡24小时；之后将粉碎后的软骨颗粒放入含有胃蛋白酶的醋酸溶液中72小时；经过溶解后的软骨颗粒溶液进行离心处理15分钟，离心速度为10000r/min，收集上层溶液，上层清液加氢氧化钠溶液调制中性，加入氯化钠晶体，盐析出胶原蛋白，进行透析，得到软骨胶原蛋白，在冰箱中进行保存。[0046] 步骤三中，软骨支架的制作的方法还包括，获取丝素蛋白，取适量的天然蚕丝放置于0.5%无水碳酸钠溶液中，进行煮沸，每次煮沸30分钟，反复煮三次；煮好之后用离子水洗净，挤出水分，烘干，将烘干后的蚕丝剪碎，溶解于三元溶液2小时，冷却后8000r/min离心处理10分钟，取上层清液，将上层清液放入透析袋中使用离子水进行透析24小时，最后使用聚乙二醇浓缩7小时，冷藏处理；最后将软骨胶原、丝素蛋白、透明质酸按照6.75:3:0.25的质量比混合均匀，滤网过滤，离心去气泡后，形成软骨支架用于打印。[0047] 步骤三中，软骨细胞在软骨支架上的种植方法为，将制作好的软骨支架浸入完全培养液中，置于37摄氏度、5%二氧化碳的培养箱体1中静置24小时，之后将软骨支架取出用无菌滤纸干燥，之后将软骨支架放入12孔板中，取耳软骨细胞制成的细胞悬液，在软骨支架上接种，之后放置在培养箱体1中静置48小时，之后加入完全培养液，继续培养24小时，期间更换12孔板，每两天换取一次培养液。[0048] 为了进一步提升软骨支架的支撑稳定性，制成的软骨支架的孔隙率η满足80%‑95%，孔径d满足300‑500μm，有利于增强软骨支架的修复性；在软骨细胞接种时，为了进一步提升软骨支架粘附性，增加软骨支架与软骨细胞的接触面积，便于细胞附着生长，所述软骨支架的比表面积S与软骨支架的孔隙率η、孔径d接种软骨细胞的数量N之间满足：S=β•(d/y)1/3+(N) ；上式中，β为比表面积系数。取值范围为2.36‑8.62；上式为经验公式，之进行数值计算。[0049] 实施例二：[0050] 请参考图4‑7，在实施例一的基础上，用于软骨细胞接种的培养箱体1上方设有盖体2，箱体1的外侧壁设有脉冲超声机构3，对接种过程中的软骨支架发出脉冲超声波，所述脉冲超声机构3包括壳体4，所述壳体4内部设有隔板5，所述壳体4的一端贯穿设有丝杆6，所述丝杆6的外端连接有转钮7，丝杆6与壳体4间隙滑动连接，所述丝杆6的内端上设有移动板8，所述移动板8中心处开设有内孔81，所述内孔81的内侧设有内螺纹82，移动板8通过内螺纹82与丝杆6匹配转动连接，丝杆6的另一端连接有限位块；所述壳体4靠近丝杆6的一端内侧对称设有两条滑槽12；所述移动板8的另一侧对称连接有两条连接杆9，两条连接杆9的另一端均连接有固定板10，所述两条连接杆9的相对外侧均链接有滑块11，所述滑块11与滑槽12匹配滑动连接；所述固定板10的另一端连接有移动杆13，所述移动杆13贯穿隔板5，且移动杆13与隔板5间隙滑动连接，所述移动杆13的另一端连接有连接块14，所述连接块14的另一端连接有第一弹簧15，所述第一弹簧15的另一端连接有压电叠堆16。[0051] 所述压电叠堆16的两端连接有交变电源，连接交变电流方向的变化，压电叠堆16能够产生往复运动，从而产生震动形成低脉冲超声波。[0052] 所述压电叠堆16的另一端连接有固定块17，所述固定块17的两端均连接有支撑杆18，所述支撑杆18的另一端设有缓冲机构19，所述缓冲机构19与壳体4连接。[0053] 所述缓冲机构19包括第一盒体191和第二盒体192，所述第一盒体191的侧壁设有第一通槽，支撑杆18设置在第一通槽内，与第一通槽构成滑动连接；所述第一盒体191内部设有导杆193，所述导杆193上设有滑环194，所述支撑杆18的另一端与滑环194的外侧壁连接所述滑环194的两端均连接有第二弹簧195，所述第二弹簧195设置在导杆193外侧，第二弹簧195的另一端与第一盒体191的内侧壁连接，所述滑环194远离支撑杆18的一侧连接有滑动杆196，所述滑动杆196的另一端连接有第三弹簧197，所述第三弹簧197的另一端与第二盒体192的内侧壁连接，所述壳体4位于第二盒体192的内侧处开设有第二通槽，所述滑动杆196设置在第二通槽内，滑动杆196与第二通槽滑动连接；压电叠堆16在振动产生脉冲超声时，通过设置的缓冲机构19减缓振动力，防止压电叠堆16振动过度，造成损坏；当压电叠堆16产生横向振动时，支撑杆18带动滑环194发生横向移动，首先通过滑环194两侧设置的第二弹簧195弹力对滑环194造成缓冲，从而对压电叠堆16第一造成缓冲；滑环194横向移动的同时，滑环194连接在滑动杆196在第二通槽内发生滑动，滑动杆196受到第三弹簧197的纵向拉力，将滑环194横向的移动力转换为纵向的分力并进行二次缓冲，从而使压电叠堆16在横向发生振动时，能够从横向力和纵向力两个方向进行缓冲，从而达到良好的缓冲作用，防止压电叠堆16振动损坏；为了进一步提供更好的缓冲，防止压电叠堆16的振动幅度过大或者过小，所述第二弹簧195的弹力F2与第三弹簧197的F3与压电叠堆16的高度h，长度l，质2 2 1/2量m之间满足以下关系：(F2+F3) =α•mg(l‑h)；上式中，F2、F3单位为N，m单位为kg；l、h单位为cm；α为关系系数，取值范围为0.36‑6.52。上式为经验公式，只进行数值计算。[0054] 在软骨细胞进行接种时，由于只有使用低脉冲超声才会起到有助于改善软骨的修复，促进软骨细胞在填充支架上附着和生长，促进软骨细胞的合成代谢，抑制其分解代谢，促进软骨之间的生长的作用，所以，通过设置控制第一弹簧15的弹性改变压电叠堆16的振幅，改变脉冲幅度，更便于进行控制；控制过程为，当顺时针转动转钮7时，移动板8与丝杆6发生相对转动，带动连接杆9向左滑动，从而使移动杆13带动连接块14拉动第一弹簧15远离压电叠堆16，第一弹簧15为压缩弹簧，向左拉动时，弹力减小，刚性减弱，从而对压电叠堆16的作用力减小，使其振幅减小，脉冲幅度减小；当逆时针转动转钮7时，原理同上，方向相反，连接块14压动第一弹簧15，使第一弹簧15的弹力增强，刚性加强，从而对压电叠堆16的作用力增强，使其振幅增大，脉冲幅度增大；为了增加控制的精确性，减小第二弹簧195和第三弹簧197的影响，第一弹簧15的弹力满足：F1=F2+F3+mg/3；m为压电叠堆16的质量，g为重力常量，F2第二弹簧195的弹力、F3第三弹簧197的。[0055] 实施例三：[0056] 在实施例一的基础上，移植者的鼻部填充区进行重建的方法为：对于获取的鼻部三维数据，给定一个数据集合，从集合中挑出三个点构成种子三角形将种子三角形放进三角面片集合T里边，由于目前的集合力仅有一个种子三角形，所以集合里边所有包括待生长边的三角面片元素，找出最优生长点，然后互相连接新生长出的三角面片，将它放到三角面片集合T里边，这时三角面片集合T里边包括多个元素，之后更新数据集合里点的状态与三角面片集合T里边三角面片元素的连接关系，直到网格曲面完成重建。[0057] 在三维打印之前，要将鼻尖填充物网格模型进行分层切片处理，才能获取打印设备的识别，具体的切片方法包括：a，根据鼻尖填充物网格模型的特点计算等厚层的厚度与切平面的位置；b，用切平面对网格模型进行分层，得到与网格模型的交点数据；c，利用小波变换对步骤b中得到的点数据进行重构和分解，获得代表此层的截面数据；d，确定每个面片是否被完全切片，切片完成后对所有的数据处理获得实体轮廓环，如果未完成则重复上述步骤b、c，直到网格模型全被切片完成。[0058] 通过上述技术方案得到的装置是一体化鼻尖解剖型移植物的制造方法，基于耳软骨构成的复合软骨支架，提高其支撑的稳定性和具有更好延长性，不易发生变形或者偏斜，质量更加稳定；通过对鼻部的数据采集和处理，得到精确的鼻部移植物的大小，提升移植物的精确性，在通过对形成的软骨支架进行三维打印，降低操作难度，同时也减小了移植物的误差，进一步增加移植物的大小的精确性。在软骨细胞接种时，通过设置的脉冲超声机构作用于软骨支架，为填充支架提供机械应力，有助于改善软骨的修复，促进软骨细胞在填充支架上附着和生长，促进软骨细胞的合成代谢，抑制其分解代谢。通过限定软骨支架的比表面积与软骨支架的孔隙率、孔径接种软骨细胞的数量之间的关系，进一步提升软骨支架粘附性，增加软骨支架与软骨细胞的接触面积，便于细胞附着生长。压电叠堆在振动产生脉冲超声时，通过设置的缓冲机构减缓振动力，防止压电叠堆振动过度，造成损坏；将滑环横向的移动力转换为纵向的分力并进行二次缓冲，从而使压电叠堆在横向发生振动时，能够从横向力和纵向力两个方向进行缓冲，从而达到良好的缓冲作用，防止压电叠堆振动损坏。通过限定第二弹簧的弹力与第三弹簧的与压电叠堆的高度，长度，质量之间的关系，进一步提供更好的缓冲，防止压电叠堆的振动幅度过大或者过小。通过设置控制第一弹簧的弹性改变压电叠堆的振幅，改变脉冲幅度，更便于进行控制，通过限定第一弹簧的弹力与第二弹簧和第三弹簧的弹力关系，进一步增加控制的精确性。[0059] 本发明中未详细阐述的其它技术方案均为本领域的现有技术，在此不再赘述。[0060] 以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：河南

专利申请日期：2022-11-28

专利公开日期：2024-09-24

专利公告号：2024-09-24