CN106137470B - 一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体，包括钢板式胫骨近段假体、髌韧带固定板、可调式骨干延长接头、调节螺母、可调式髓腔延长柄以及固定组件，钢板式胫骨近段假体上设有带骨小梁多孔结构凹槽，髌韧带固定板设置在带骨小梁多孔结构凹槽上，可调式骨干延长接头设置在钢板式胫骨近段假体下部，可调式骨干延长接头下部与胫骨下段连接，可调式髓腔延长柄设置在胫骨下段上，胫骨下段通过可调式髓腔延长柄与可调式骨干延长接头配合固定。在保留膝关节运动功能的同时还能保证儿童患者的骨生长功能，并且钢板式胫骨近段假体与骨骺紧贴的端面上带有骨小梁多孔结构，利于骨长入，形成长期的生物固定效果，延长了假体的使用寿命。

Description

一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体

技术领域

本发明涉及人工假体置换技术领域，特别是指一种应用于四肢恶性骨肿瘤切除后骨缺损重建的保留关节面的可延长式假体。

背景技术

原发性与继发性恶性骨肿瘤是严重威胁患者生存与生活质量的运动系统肿瘤病变。随着外科手术技术的发展，肿瘤影像技术的革新以及恶性肿瘤患者新辅助化疗的开展，保肢手术已成为治疗恶性骨肿瘤的共识。发生于四肢长骨干的恶性肿瘤，临床上需要遵循广泛切除原则，因此，肿瘤切除后的骨干缺损的重建问题备受关注，尤其是儿童患者，近年来儿童是恶性骨肿瘤的好发人群，常见的恶性肿瘤有骨肉瘤、尤文氏肉瘤等，这些肿瘤常发生在膝关节干骺端。这类患者进行手术置换后，常常会影响患肢生长功能，时间久了造成左右腿不等长，行走跛行等现象，严重时需要进行延长翻修手术。但常规的定制假体不具备这种能既能保留骨骺生长功能，又能方便日后延长翻修的功能，因此儿童患者的肿瘤性骨缺损的生物学重建和术后最大限度的保留关节功能和肢体生产功能成为目前的一个研究重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体，以解决现有技术的破坏膝关节面以及韧带和软组织，术后造成关节解剖对位不佳，关节不稳、脱位，假体松动、断裂等并发症，使膝关节术后的短期和长期功能受到影响，尤其是儿童患者，由于儿童患者的骨骺未闭合，传统的人工假体会破坏膝关节面、骨骺以及韧带和软组织，术后不仅会造成关节功能不佳，而且会影响患肢的生长功能，造成术后几年出现左右腿不等长，行走跛行等现象，严重时还会行二次翻修手术置换，二次手术时还需要将患者髓腔内延长杆取出，操作非常繁琐，而且给患者造成的身体上的伤害也特别大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体，包括钢板式胫骨近段假体、髌韧带固定板、可调式骨干延长接头、调节螺母、可调式髓腔延长柄以及固定组件，所述钢板式胫骨近段假体上设有带骨小梁多孔结构凹槽，所述髌韧带固定板设置在带骨小梁多孔结构凹槽上，所述可调式骨干延长接头设置在钢板式胫骨近段假体下部，所述可调式骨干延长接头下部与胫骨下段连接，所述可调式髓腔延长柄设置在胫骨下段上，所述胫骨下段通过可调式髓腔延长柄与可调式骨干延长接头配合固定，所述固定组件由锁定接骨螺钉、固定螺钉和锁紧钉组成。

其中，所述髌韧带固定板通过固定螺钉与钢板式胫骨近段假体固定，所述胫骨下段与可调式骨干延长接头配合处设有调节螺母，所述调节螺母与可调式髓腔延长柄螺纹配合，所述可调式骨干延长接头上设有用于固定可调式骨干延长接头和可调式髓腔延长柄的锁紧钉。

其中，所述带骨小梁多孔结构凹槽上设有与所述固定螺钉相配合的螺孔，所述钢板式胫骨近段假体内设有锥形圆孔，所述钢板式胫骨近段假体下部设有防旋卡槽，所述钢板式胫骨近段假体两侧对称设有侧副韧带缝合孔，所述钢板式胫骨近段假体前侧部位设有髌韧带缝合孔，所述钢板式胫骨近段假体上部两侧部位对称设有一体式锁定板，所述锁定板的内侧表面喷有生物涂层，所述钢板式胫骨近段假体与骨骺紧贴的端面设有骨小梁多孔结构，所述锁定接骨螺钉螺纹配合在一体式锁定板上，所述可调式骨干延长接头上部设有与所述锥形圆孔相配合的锥形圆台，所述可调式骨干延长接头上部还设有与所述防旋卡槽相配合的防旋卡台，所述可调式骨干延长接头上设有与所述可调式髓腔延长柄相配合的深孔，所述可调式骨干延长接头一侧设有与所述锁紧钉相配合的螺纹孔，所述可调式骨干延长接头一侧还设有用于限制可调式髓腔延长柄的限位销。

其中，所述可调式髓腔延长柄上设有与所述限位销相配合的限位凹槽，所述可调式髓腔延长柄上部设有螺杆，所述可调式髓腔延长柄下部设有防旋槽，所述螺杆上设有与所述锁紧钉相配合的光孔。

其中，所述髌韧带固定板上设有小圆孔和沉头孔，所述固定螺钉与沉头孔螺纹配合。

其中，所述锁定接骨螺钉上设有锥形螺纹、带松质骨螺纹、自攻槽和内六角孔钉帽。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，本发明具有保留关节面，保留骨骺以及周围韧带组织，在保留膝关节运动功能的同时还能保证儿童患者的骨生长功能，并且本发明中的钢板式胫骨近段假体与骨骺紧贴的端面上带有骨小梁多孔结构，利于骨长入，形成长期的生物固定效果，延长了假体的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体的使用状态图；

图2为本发明一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体的爆炸图；

图3为本发明一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体的钢板式胫骨近段假体结构图；

图4为本发明一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体的髌韧带固定板结构图；

图5为本发明一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体的可调式骨干延长接头主视图；

图6为本发明一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体的可调式骨干延长接头剖视图；

图7为本发明一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体的可调式髓腔延长柄结构图；

图8为本发明一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体的锁定接骨螺钉结构图；

图9为本发明一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体的锁定接骨螺钉左视图。

[主要组件符号说明]

1：钢板式胫骨近段假体；

2：髌韧带固定板；

3：固定螺钉；

4：可调式骨干延长接头；

5：调节螺母；

6：可调式髓腔延长柄；

7：锁定接骨螺钉；

8：锁紧钉；

11：一体式锁定板；

12：骨小梁多孔结构；

13：带骨小梁多孔结构凹槽；

14：侧副韧带缝合孔；

15：螺孔；

16：髌韧带缝合孔；

17：锥形圆孔；

18：防旋卡槽；

21：小圆孔；

22：沉头孔；

41：锥形圆台；

42：防旋卡台结构；

43：深孔；

44：螺纹孔；

45：限位销；

61：光孔；

62：螺杆；

63：限位凹槽；

65：防旋槽；

71：锥形螺纹；

72：带松质骨螺纹；

73：自攻槽；

74：内六角孔钉帽。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有技术的破坏膝关节面以及韧带和软组织，术后造成关节解剖对位不佳，关节不稳、脱位，假体松动、断裂等并发症，使膝关节术后的短期和长期功能受到影响，尤其是儿童患者，由于儿童患者的骨骺未闭合，传统的人工假体会破坏膝关节面、骨骺以及韧带和软组织，术后不仅会造成关节功能不佳，而且会影响患肢的生长功能，造成术后几年出现左右腿不等长，行走跛行等现象，严重时还会行二次翻修手术置换，二次手术时还需要将患者髓腔内延长杆取出，操作非常繁琐，而且给患者造成的身体上的伤害也特别大的技术问题，提供一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体。

如图1至图9所示，本发明的实施例提供一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体，其特征在于：包括钢板式胫骨近段假体1、髌韧带固定板2、可调式骨干延长接头4、调节螺母5、可调式髓腔延长柄6以及固定组件，所述钢板式胫骨近段假体1上设有带骨小梁多孔结构凹槽13，所述髌韧带固定板2设置在带骨小梁多孔结构凹槽13上，所述可调式骨干延长接头4设置在钢板式胫骨近段假体1下部，所述可调式骨干延长接头4下部与胫骨下段101连接，所述可调式髓腔延长柄6设置在胫骨下段101上，所述胫骨下段101通过可调式髓腔延长柄6与可调式骨干延长接头4配合固定，所述固定组件由锁定接骨螺钉7、固定螺钉3和锁紧钉8组成。

进一步，所述髌韧带固定板2通过固定螺钉3与钢板式胫骨近段假体1固定，所述胫骨下段101与可调式骨干延长接头4配合处设有调节螺母5，所述调节螺母5与可调式髓腔延长柄6螺纹配合，所述可调式骨干延长接头4上设有用于固定可调式骨干延长接头4和可调式髓腔延长柄6的锁紧钉8。

进一步，所述带骨小梁多孔结构凹槽13上设有与所述固定螺钉3相配合的螺孔15，所述钢板式胫骨近段假体1内设有锥形圆孔17，所述钢板式胫骨近段假体1下部设有防旋卡槽18，所述钢板式胫骨近段假体1两侧对称设有侧副韧带缝合孔14，所述钢板式胫骨近段假体1前侧部位设有髌韧带缝合孔16，所述钢板式胫骨近段假体1上部两侧部位对称设有一体式锁定板11，所述钢板式胫骨近段假体1与骨骺紧贴的端面设有骨小梁多孔结构12，所述锁定接骨螺钉7螺纹配合在一体式锁定板11上，所述可调式骨干延长接头4上部设有与所述锥形圆孔17相配合的锥形圆台41，所述可调式骨干延长接头4上部还设有与所述防旋卡槽18相配合的防旋卡台42，所述可调式骨干延长接头4上设有与所述可调式髓腔延长柄6相配合的深孔43，所述可调式骨干延长接头4一侧设有与所述锁紧钉8相配合的螺纹孔44，所述可调式骨干延长接头4一侧还设有用于限制可调式髓腔延长柄6的限位销45。

进一步，所述可调式髓腔延长柄6上设有与所述限位销45相配合的限位凹槽63，所述可调式髓腔延长柄6上部设有螺杆62，所述可调式髓腔延长柄6下部设有防旋槽65，所述螺杆62上设有与所述锁紧钉8相配合的光孔61。

进一步，所述髌韧带固定板2上设有小圆孔21和沉头孔22，所述固定螺钉3与沉头孔22螺纹配合。

进一步，所述锁定接骨螺钉7上设有锥形螺纹71、带松质骨螺纹72、自攻槽73和内六角孔钉帽74。

作为优选的技术方案，一端带螺杆结构，螺杆上设有轴向限位槽和多个定位孔，手术翻修时可通过旋转调节螺母来调节延长骨干的长度，其另一端为长杆，用于插入保留部分的胫骨下段的髓腔内，采用骨水泥或生物固定，长杆的根部设有圆弧过渡段，这种设计避免了假体柄与骨干延长段连接部分的应力集中，长杆上设有轴向的两沟槽，提高长杆在髓腔内的抗旋转性；所述的可调式骨干延长接头，一端设有防旋卡台和锥形圆台接口，用于连接钢板式胫骨近端假体，其另一端设有轴向的深孔，可调式骨干延长接头的一侧设有横向的螺孔和限位销，用于调节骨干的长度后锁定可调式髓腔延长柄；所述的钢板式胫骨近端假体采用个体化定制设计，使用MIMICS软件进行生物重建得到假体的设计模型，然后采用电子束融或激光3D打印技术和数控技术进行加工得到与患者胫骨解剖数据一致的定制化假体，其精准度能达到与患者保留部分的胫骨完全匹配，解剖对位准确，钢板式胫骨近段假体较大的一端两侧设有锁定板，与患者胫骨髁内侧紧密贴服，板的内侧表面喷有生物涂层(喷Ti或HA或钽)，板上设有三个螺孔，通过三个锁定接骨螺钉与胫骨平台进行锁紧固定；钢板式胫骨近端假体与骨骺紧贴的端面带有骨小梁多孔结构，增强了生物融合固定效果；所述的钢板式胫骨近端假体前侧设有带骨小梁多孔结构的凹槽，采用固定螺钉与髌韧带固定板连接起来，用于固定髌韧带，在左右两侧共有8个孔，分别用于缝合侧副韧带和髌韧带；所述的髌韧带固定板，板上设有很多的小孔，作用是为韧带组织和血管附着长入供血，板上还设有2个阶梯形的沉孔，用于拧入螺钉，使髌韧带固定板将髌韧带固定在钢板式胫骨近段假体上；所述的调节螺母，调节螺母轴向有螺纹结构，螺纹的尺寸与可调式髓腔延长柄上的螺杆是相匹配的，其横向有圆周分布的圆孔，用于旋动螺母，使可调式髓腔延长柄轴向移动达到延长骨干长度的作用。

作为优选的技术方案，本发明可避免由于关节面、骨骺以及周围韧带及软组织的破坏而造成的关节解剖对位不佳、关节不稳、脱位、假体松动等并发症以及儿童患者术后患肢生长功能受限，出现左右腿不等长，跛行等现象；本发明中的钢板式胫骨近段假体采用个体化定制设计，假体的设计、制造过程完全依据患者的CT/MRI胫骨解剖数据，而且假体的手术安装也是依据患者的CT/MRI胫骨解剖数据，采用计算机导航指引下进行精准截骨(或者采用特制的手术截骨导板进行截骨)，再装上与之匹配的定制假体，整个过程应用了骨科数字化技术进行操作，极大的提高了假体以及手术的安装精度，达到与患者胫骨的完美匹配；

作为优选的技术方案，本发明中的可调式设计，利用可调式髓腔延长柄和调节螺母以及可调式骨干延长接头所形成的螺旋机构来达到延长骨干的目的，此设计用于患者需要做延长翻修时，只需行微创手术，拧开锁紧钉，旋动调节螺母及可轻松达到延长骨干的目的，而不必行繁琐的翻修手术将髓腔延长柄也取出，重新置换假体，这样可避免由于手术时间长、切口大对患者造成的伤害。

作为优选的技术方案，本发明中的钢板式胫骨近段假体，其假体与骨骺相接的端面上有一层1～5mm厚的骨小梁多孔结构，此结构类似人体松质骨的微孔结构，微孔互相贯通，利于骨长入和血管附着长入供血，增强了生物性融合固定效果，另外其假体上的锁定板内侧表面(与患者胫骨相接触部位)进行生物喷涂处理(表面喷Ti或HA或钽涂层)，为骨及软组织提供良好的生长环境和优异的生物性固定效果。

作为优选的技术方案，髌韧带固定板板上设有很多的小圆孔，作用是为韧带组织和血管附着长入供血，板上还设有2个阶梯形的沉孔，用于拧入螺钉，使髌韧带固定板将髌韧带固定在钢板式胫骨近段假体上。

作为优选的技术方案，可调式髓腔延长柄的一端带螺杆结构，螺杆上设有轴向限位槽和多个定位孔，手术翻修时可通过旋转调节螺母来调节延长骨干的长度，其另一端为长杆，用于插入保留部分的胫骨下段的髓腔内，采用骨水泥或生物固定，长杆的根部设有圆弧过渡段，这种设计避免了假体柄与骨干延长段连接部分的应力集中，长杆上设有轴向的两防旋槽，提高长杆在髓腔内的抗旋转性。

作为优选的技术方案，锁定接骨螺钉设有两段螺距不同的螺纹，在靠近钉头部位为锥形螺纹，用于连接锁定板；另一段为松质骨螺纹，拧在骨骺上；钉头端面上有内六角孔，方便螺钉的拧紧，螺钉尾部还设有自攻槽。

作为优选的技术方案，钢板式胫骨近段假体的个体化定制设计，由于患者的个体差异以及病变区域的不同，胫骨平台大小、截骨位置以及截骨面形状都会有所不同，为了使假体与患者保留部分的骨骼能获得满意的匹配度，近可能的减少关节结构的丧失和恢复肢体功能、保持患肢的正确力线，需要对钢板式胫骨近段假体进行个体化定制设计；随着数字医学技术在临床医疗领域的不断深入与拓展，传统医学正朝着精确化、个性化、微创化的现代医学方向发展，本发明中的钢板式胫骨近段假体的设计思路正是将这种现代化的设计方法应用于临床的结果。

作为优选的技术方案，本实用所提供的钢板式胫骨近段假体和可调式截骨延长段之间采用工程上常用的1:20锥度配合以及防旋卡槽连接方式，这种连接最大的力学特点是可以将受到任意方向的应力转化为垂直于锥面的挤压力，特别是在下肢负重时，假体的两部分组件在压应力的作用下连接更加紧密可靠，即压力越大连接越紧固，另外就是防旋卡槽的设计可以消除假体两部分组件在径向上的相对扭转，从而最大限度的避免由于部件之间的相对扭转运动而造成的关节松动。

作为优选的技术方案，本实用的钢板式胫骨近段假体(1)，其假体上的锁定板内侧表面(与患者胫骨髁相接触部位)进行生物喷涂处理(表面喷Ti或HA或钽涂层)，可为骨及软组织提供良好的生长环境和优异的生物性固定、融合效果。

本发明的本发明主要针对的是儿童患者，儿童是恶性骨肿瘤的好发人群，常见的恶性肿瘤有骨肉瘤、尤文氏肉瘤等，这些肿瘤常发生在膝关节干骺端；这类患者进行手术置换后，常常会影响患肢生长功能，时间久了造成左右腿不等长，行走跛行等现象，严重时需要进行延长翻修手术；而本实用中的可延长式设计正是为方便延长翻修使用，术中只需行微创手术，拧开锁紧钉8，旋动调节螺母5及可轻松达到延长骨干的目的，而不必行繁琐的翻修手术将髓腔延长柄也取出，重新置换假体，这样可避免由于手术时间长、切口大对患者造成的伤害；本实用的钢板式胫骨近段假体，其假体与骨骺相接的端面上设有一层1～5mm厚的骨小梁多孔，此结构类似人体松质骨的微孔结构，微孔互相贯通，利于骨长入和血管附着长入供血，增强了生物性融合固定效果。

上述方案中，本发明具有保留关节面，保留骨骺以及周围韧带组织，在保留膝关节运动功能的同时还能保证儿童患者的骨生长功能，并且本发明中的钢板式胫骨近段假体与骨骺紧贴的端面上带有骨小梁多孔结构，利于骨长入，形成长期的生物固定效果，延长了假体的使用寿命。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体，其特征在于，包括钢板式胫骨近段假体、髌韧带固定板、可调式骨干延长接头、调节螺母、可调式髓腔延长柄以及固定组件，所述钢板式胫骨近段假体上设有带骨小梁多孔结构凹槽，所述髌韧带固定板设置在带骨小梁多孔结构凹槽上，所述可调式骨干延长接头设置在钢板式胫骨近段假体下部，所述可调式骨干延长接头下部与胫骨下段连接，所述可调式髓腔延长柄设置在胫骨下段上，所述胫骨下段通过可调式髓腔延长柄与可调式骨干延长接头配合固定，所述固定组件由锁定接骨螺钉、固定螺钉和锁紧钉组成；

所述髌韧带固定板通过固定螺钉与钢板式胫骨近段假体固定，所述胫骨下段与可调式骨干延长接头配合处设有调节螺母，所述调节螺母与可调式髓腔延长柄螺纹配合，所述可调式骨干延长接头上设有用于固定可调式骨干延长接头和可调式髓腔延长柄的锁紧钉；

所述带骨小梁多孔结构凹槽上设有与所述固定螺钉相配合的螺孔，所述钢板式胫骨近段假体内设有锥形圆孔，所述钢板式胫骨近段假体下部设有防旋卡槽，所述钢板式胫骨近段假体两侧对称设有侧副韧带缝合孔，所述钢板式胫骨近段假体前侧部位设有髌韧带缝合孔，所述钢板式胫骨近段假体上部两侧部位对称设有一体式锁定板，所述锁定板的内侧表面喷有生物涂层，所述钢板式胫骨近段假体与骨骺紧贴的端面设有骨小梁多孔结构，所述锁定接骨螺钉螺纹配合在一体式锁定板上，所述可调式骨干延长接头上部设有与所述锥形圆孔相配合的锥形圆台，所述可调式骨干延长接头上部还设有与所述防旋卡槽相配合的防旋卡台，所述可调式骨干延长接头上设有与所述可调式髓腔延长柄相配合的深孔，所述可调式骨干延长接头一侧设有与所述锁紧钉相配合的螺纹孔，所述可调式骨干延长接头一侧还设有用于限制可调式髓腔延长柄的限位销。

2.根据权利要求1所述的保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体，其特征在于，所述可调式髓腔延长柄上设有与所述限位销相配合的限位凹槽，所述可调式髓腔延长柄上部设有螺杆，所述可调式髓腔延长柄下部设有防旋槽，所述螺杆上设有与所述锁紧钉相配合的光孔。

3.根据权利要求1所述的保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体，其特征在于，所述髌韧带固定板上设有小圆孔和沉头孔，所述固定螺钉与沉头孔螺纹配合。

4.根据权利要求1所述的保留关节面型可延长式胫骨肿瘤膝关节假体，其特征在于，所述锁定接骨螺钉上设有锥形螺纹、带松质骨螺纹、自攻槽和内六角孔钉帽。