CN107233147B - 一种3d打印髋骨植入物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种3D打印髋骨植入物，包括“V”型扩张固定板，中心骨块和密封板，“V”型的扩张固定板中部开有截面为梯形的中空凹槽，密封板设置在中心骨块的外端，中心骨块的外部形状与扩张固定板的中空凹槽的形状相吻合，中心骨块插入中空凹槽内，密封板覆盖扩张固定板的外端，所述密封板和扩张固定板利用螺栓穿过内螺纹通孔固定。本发明的髋骨植入物结构简单，在手术中使用方便，植入过程简单，耗时时间短，不会伤到神经和血管，不会造成术中意外大出血。本发明的髋骨植入物由3D打印机打印而成，尺寸完全贴合患者骨骼破损处的尺寸和形状，能很好的辅助骨骼术后的恢复。

Description

一种3D打印髋骨植入物
技术领域
本发明属于人体骨骼手术技术领域，具体涉及一种3D打印髋骨植入物。
背景技术
在髋关节修复或者矫正手术中，髋关节骨折缺损无法通过固定修复时，需要植入假体来填充破损部位，在髋关节脱位修复手术中，调整髋臼角度时，一般是需要从髋骨的其他部位切下一块骨块，然后通过打磨、切削改变骨块的形状和尺寸，然后填充至锯断的髂骨内来起到调整髋臼角的作用，然而这种方法取用人体自身的骨骼，使原有的健康的骨骼遭到破损，诱发其他疾病。且在手术过程中对骨块进行切削打磨需要一定的时间，增加了手术的时长，增加手术风险，且切削骨块对医生的技艺要求较高，往往需要有丰富临床经验的医生进行临床手术。
而目前3D打印在医疗领域的应用越来越成熟，应用到各个方便，如打印手术导航模板，打印术前诊断模型，打印植入假体等，髋关节手术种的植入物可以通过3D打印技术来进行制作完成。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种结构简单，植入过程简单，与人体排斥性小的3D打印髋骨植入物。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种3D打印髋骨植入物，包括扩张固定板，中心骨块和密封板，所述扩张固定板为“V”型，所述“V”型的扩张固定板中部开有截面为梯形的中空凹槽，所述密封板设置在中心骨块的外端，所述密封板的尺寸大于中心骨块的外端尺寸，所述中心骨块的外部形状与扩张固定板的中空凹槽的形状相吻合，所述中心骨块插入中空凹槽内，所述密封板覆盖扩张固定板的外端，在所述密封板的两端和扩张固定板1的外端均开有内径相同的内螺纹通孔，所述密封板和扩张固定板利用螺栓穿过内螺纹通孔固定。
作为优选，在所述扩张固定板的内端设置有缓冲头，所述缓冲头为半圆形，所述缓冲头通过骨水泥粘结在扩张固定板的内端。
作为优选，在扩张固定板卡入骨骼内部之前，在所述扩张固定板的外表面涂有骨水泥，所述扩张固定板通过骨水泥的粘合作用与人体骨骼相固定。
作为优选，所述中心骨块和密封板一体成型，所述扩张固定板，中心骨块2和密封板均由3D打印机打印而成，所述扩张固定板的外部尺寸与手术区域的骨骼的缺口内尺寸相同，所述扩张固定板的外部形状与手术区域的骨骼的缺口内部的形状相同。
作为优选，所述扩张固定板，中心骨块和密封板的打印材料由以下材料组成：聚乙烯、二甲基丙烯酸氨基甲酸酯基质、甲基丙烯酸酯、二叔丁基过氧化物、乙酰柠檬酸三丁酯、乙烯基硅油、丙三醇、冰醋酸、硅灰石粉、纳米二氧化钛、质子化壳聚糖、稳定剂、偶联剂。
作为优选，所述组成材料的重量份为：聚乙烯45-55份、二甲基丙烯酸氨基甲酸酯基质50-60份、甲基丙烯酸酯35-45份、二叔丁基过氧化物40-50份、乙酰柠檬酸三丁酯20-25份、乙烯基硅油18-22份、丙三醇15-20份、冰醋酸10-12份、硅灰石粉4-5份、纳米二氧化钛2-3份、质子化壳聚糖4-6份、稳定剂5-7份、偶联剂3-5份。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的髋骨植入物结构简单，在手术中使用方便，在使用时先将扩张固定板外部涂上骨水泥，将扩张固定板推入骨骼缺损部位，然后将一体成型的密封板和中心骨块卡入扩张固定板的中部的梯形中空凹槽中，将密封板上和扩张固定板上的内螺纹通孔对准后，将螺栓拧入，即完成了髋骨植入物的植入，过程简单方便，耗时时间短，不会伤到神经和血管，不会造成术中意外大出血。本发明的髋骨植入物由3D打印机打印而成，尺寸完全贴合患者骨骼破损处的尺寸和形状，能很好的辅助骨骼术后的恢复。且本发明的植入物的打印材料强度高，机械强度优异、生物相容性好，实用性强，能够满足患者的要求，具有较好的应用前景。
附图说明
图1是3D打印髋骨植入物结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示，一种3D打印髋骨植入物，包括扩张固定板1，中心骨块2和密封板3，扩张固定板1为“V”型，“V”型的扩张固定板1中部开有截面为梯形的中空凹槽4，密封板3设置在中心骨块2的外端，密封板3的尺寸大于中心骨块2的外端尺寸，中心骨块2的外部形状与扩张固定板1的中空凹槽4的形状相吻合，中心骨块2插入中空凹槽4内，密封板3覆盖扩张固定板1的外端，在密封板3的两端和扩张固定板1的外端均开有内径相同的内螺纹通孔5，密封板3和扩张固定板1利用螺栓6穿过内螺纹通孔5固定。
在扩张固定板1的内端设置有缓冲头7，缓冲头7为半圆形，缓冲头7通过骨水泥粘结在扩张固定板1的内端，在扩张固定板1推入人体骨骼的过程中，缓冲头7可以起到缓冲作用。
在扩张固定板1卡入骨骼内部之前，在扩张固定板1的外表面涂有骨水泥，所述扩张固定板1通过骨水泥的粘合作用与人体骨骼相固定。
中心骨块2和密封板3一体成型，扩张固定板1，中心骨块2和密封板3均由3D打印机打印而成，打印作业之前，先通过CT扫描患者手术部位获取手术部位骨骼的图像和数据，然后通过医学三维软件进行植入物的三维建模，植入物的尺寸根据扫描获取的数据并结合术前模拟的临床数据而确定，将植入物的三维模型导入3D打印机，完成髋骨植入物的打印制作。扩张固定板1的外部尺寸与手术区域的骨骼的缺口内尺寸相同，扩张固定板1的外部形状与手术区域的骨骼的缺口内部的形状相同。
扩张固定板1，中心骨块2和密封板3的打印材料由以下材料组成：聚乙烯、二甲基丙烯酸氨基甲酸酯基质、甲基丙烯酸酯、二叔丁基过氧化物、乙酰柠檬酸三丁酯、乙烯基硅油、丙三醇、冰醋酸、硅灰石粉、纳米二氧化钛、质子化壳聚糖、稳定剂、偶联剂。组成材料的重量份为：聚乙烯45-55份、二甲基丙烯酸氨基甲酸酯基质50-60份、甲基丙烯酸酯35-45份、二叔丁基过氧化物40-50份、乙酰柠檬酸三丁酯20-25份、乙烯基硅油18-22份、丙三醇15-20份、冰醋酸10-12份、硅灰石粉4-5份、纳米二氧化钛2-3份、质子化壳聚糖4-6份、稳定剂5-7份、偶联剂3-5份。
本发明的髋骨植入物结构简单，在手术中使用方便，在使用时先将扩张固定板外部涂上骨水泥，然后将扩张固定板推入骨骼缺损部位，然后将一体成型的密封板和中心骨块卡入扩张固定板的中部的梯形中空凹槽中，将密封板上和扩张固定板上的内螺纹通孔对准后，将螺栓拧入，即完成了髋骨植入物的植入，过程简单方便，耗时时间短，不会伤到神经和血管，不会造成术中意外大出血。本发明的髋骨植入物由3D打印机打印而成，尺寸完全贴合患者骨骼破损处的尺寸和形状，能很好的辅助骨骼术后的恢复。且本发明的植入物的打印材料强度高，机械强度优异、生物相容性好，实用性强，能够满足患者的要求，具有较好的应用前景。
以上所述仅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 (5)

1.一种3D打印髋骨植入物，其特征在于：包括扩张固定板(1)，中心骨块(2)和密封板(3)，所述扩张固定板(1)为“V”型，所述“V”型的扩张固定板(1)中部开有截面为梯形的中空凹槽(4)，所述密封板(3)设置在中心骨块(2)的外端，所述密封板(3)的尺寸大于中心骨块(2)的外端尺寸，所述中心骨块(2)的外部形状与扩张固定板(1)的中空凹槽(4)的形状相吻合，所述中心骨块(2)插入中空凹槽(4)内，所述密封板(3)覆盖扩张固定板(1)的外端，在所述密封板(3)的两端和扩张固定板(1)的外端均开有内径相同的内螺纹通孔(5)，所述密封板(3)和扩张固定板(1)利用螺栓(6)穿过内螺纹通孔(5)固定，所述中心骨块(2)和密封板(3)一体成型，所述扩张固定板(1)，中心骨块(2)和密封板(3)均由3D打印机打印而成，所述扩张固定板(1)的外部尺寸与手术区域的骨骼的缺口内尺寸相同，所述扩张固定板(1)的外部形状与手术区域的骨骼的缺口内部的形状相同。
2.根据权利要求1所述的3D打印髋骨植入物，其特征在于：在所述扩张固定板(1)的内端设置有缓冲头(7)，所述缓冲头(7)为半圆形，所述缓冲头(7)通过骨水泥粘结在扩张固定板(1)的内端。
3.根据权利要求1所述的3D打印髋骨植入物，其特征在于：在扩张固定板(1)卡入骨骼内部之前，在所述扩张固定板(1)的外表面涂有骨水泥，所述扩张固定板(1)通过骨水泥的粘合作用与人体骨骼相固定。
4.根据权利要求1所述的3D打印髋骨植入物，其特征在于：所述扩张固定板(1)、中心骨块(2)和密封板(3)的打印材料由以下材料组成：聚乙烯、二甲基丙烯酸氨基甲酸酯基质、甲基丙烯酸酯、二叔丁基过氧化物、乙酰柠檬酸三丁酯、乙烯基硅油、丙三醇、冰醋酸、硅灰石粉、纳米二氧化钛、质子化壳聚糖、稳定剂、偶联剂。
5.根据权利要求4所述的3D打印髋骨植入物，其特征在于：所述打印材料的重量份为：聚乙烯45-55份、二甲基丙烯酸氨基甲酸酯基质50-60份、甲基丙烯酸酯35-45份、二叔丁基过氧化物40-50份、乙酰柠檬酸三丁酯20-25份、乙烯基硅油18-22份、丙三醇15-20份、冰醋酸10-12份、硅灰石粉4-5份、纳米二氧化钛2-3份、质子化壳聚糖4-6份、稳定剂5-7份、偶联剂3-5份。
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