CN107550603A - 一种人工肋骨 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种人工肋骨，包括：第一拉伸结构、第二拉伸结构以及拉伸腔；第一拉伸结构一端为第一连接端，第二拉伸结构一端为第二连接端，第一拉伸结构、第二拉伸结构的另一端分别内置于拉伸腔的两端，且可从拉伸腔内分别向外拉伸，拉伸腔的内部设置抽拉式轨道，第一拉伸结构和第二拉伸结构置于拉伸腔内的一端的两侧设置有限位齿，轨道的两侧分别设置有与限位齿相匹配的限位结构，限位齿的斜面与拉伸方向的夹角大于90度，第一拉伸结构和第二拉伸结构的中部对应限位齿的位置开设通槽。本发明实现适应人体生长可拉伸的人工肋骨，该拉伸为与人体生长方向相同，延长了人工肋骨的使用寿命。延长了患者更换人工肋骨的周期。
Description
技术领域
本发明涉及人造骨技术领域，尤其涉及一种人工肋骨。
背景技术
人体的肋骨缺损会造成呼吸不正常，严重影响人体健康，甚至危及生命。所以要对缺损的胸肋骨进行更换或者修复。
现有技术中的人造肋骨仅能满足患者当前的体型，无法根据患者的体型而改变尺寸。
发明内容
本发明提供一种人工肋骨，以克服上述技术问题。
本发明一种人工肋骨，包括：
第一拉伸结构、第二拉伸结构以及拉伸腔；
所述第一拉伸结构一端为第一连接端，所述第二拉伸结构一端为第二连接端，所述第一拉伸结构、所述第二拉伸结构的另一端分别内置于所述拉伸腔的两端，且可从所述拉伸腔内分别向外拉伸；
所述拉伸腔的内部设置抽拉式轨道，所述第一拉伸结构和第二拉伸结构置于所述拉伸腔内的一端的两侧设置有限位齿，所述轨道的两侧分别设置有与所述限位齿相匹配的限位结构，所述限位齿的斜面与拉伸方向的夹角大于90度，所述第一拉伸结构和第二拉伸结构的中部对应所述限位齿的位置开设通槽；
所述第一拉伸结构、第二拉伸结构的连接端设置卡扣，所述卡扣的一端与所述第一拉伸结构、第二拉伸结构的连接端铰接，另一端设置通孔，通过螺栓与椎骨或胸骨固定连接。
进一步地，所述第一拉伸结构和第二拉伸结构位于拉伸方向的第一个限位齿对应的通槽前端设置第一限位块，所述拉伸腔两端设置有与所述第一限位块匹配的第二限位块。
进一步地，所述第一限位块的宽度小于所述通槽的宽度，所述第一限位块的两侧设置第一侧边通槽和第二侧边通槽，所述第一侧边通槽、所述第二侧边通槽以及所述第一限位块的总宽度与所述通槽相等，所述第一侧边通槽和所述第二侧边通槽的长度大于所述第一限位块的长度，所述第一侧边通槽和所述第二侧边通槽的顶端设置圆孔，所述第一侧边通槽和所述第二侧边通槽内注入peek材料。
进一步地，所述限位齿为直角三角形齿牙，所述限位结构为所述轨道上凸起的双倒牙或者嵌于所述轨道内的卡槽。
进一步地，所述限位齿的高度沿拉伸方向依次递减，且所述通槽与所述第一拉伸结构、第二拉伸结构边沿的距离沿所述拉伸方向减小。
进一步地，所述拉伸腔与所述第一拉伸结构、所述第二拉伸结构的衔接处设置封闭环，所述封闭环一端与所述拉伸腔卡接，另一端设置加固环。
进一步地，所述卡扣的弯折处设置锯齿结构，所述锯齿结构为PEEK材质。
进一步地，所述第一拉伸结构、第二拉伸结构、拉伸腔以及卡扣均采用钛合金，所述钛合金外表面涂有peek层。
进一步地，所述peek层包括：覆盖在所述钛合金表面的基层和设置于所述基层之上的表层，所述表层为等间距的凹凸不平的蜂窝结构。
本发明实现适应人体生长可拉伸的人工肋骨，该拉伸为与人体生长方向相同，延长了人工肋骨的使用寿命。延长了患者更换人工肋骨的周期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明人工肋骨结构示意图；
图2为本发明封闭环的结构示意图；
图3为图2中A处的局部放大剖面图；
图4为图2中A处另一局部放大剖面图；
图5为本发明限位块的结构示意图；
图6为本发明卡扣内设置锯齿结构示意图；
图7为图2中B处的局部放大剖面图；
图8为本发明Peek涂层的蜂窝结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明人工肋骨结构示意图，如图1所示，本实施例的人工肋骨，可以包括：
第一拉伸结构1、第二拉伸结构2以及拉伸腔3；
所述第一拉伸结构1一端为第一连接端，所述第二拉伸结构2一端为第二连接端，所述第一拉伸结构1、所述第二拉伸结构2的另一端分别内置于所述拉伸腔3的两端，且可从所述拉伸腔3内分别向外拉伸；
所述拉伸腔3的内部设置抽拉式轨道，所述第一拉伸结构1和第二拉伸结构2置于所述拉伸腔3内的一端的两侧设置有限位齿5，所述轨道的两侧分别设置有与所述限位齿5相匹配的限位结构，所述限位齿5的斜面与拉伸方向的夹角大于90度，所述第一拉伸结构1和第二拉伸结构2的中部对应所述限位齿5的位置开设通槽13；
所述第一拉伸结构1、第二拉伸结构2的连接端设置卡扣4，所述卡扣4的一端与所述第一拉伸结构1、第二拉伸结构2的连接端铰接，另一端设置通孔，通过螺栓与椎骨或胸骨固定连接。
具体而言，本实施例的人工肋骨包括三部分：第一拉伸结构1、第二拉伸结构2以及拉伸腔3，该第一拉伸结构1和第二拉伸结构2的一端分别内置于所述拉伸腔3的两端，且可从所述拉伸腔3内向外拉伸。该第一拉伸结构1和第二拉伸结构2的另一端分别为第一连接端和第二连接端。当本实施例人工肋骨横向放置于胸腔内时，该第一连接端可以连接椎骨，则第二连接端连接胸骨。或者，第一连接端连接胸骨，则第二连接端连接椎骨。对此不加以限定。当本实施例人工肋骨纵向放置于胸腔内时，该第一连接端和第二连接端可以连接上下方向的其他肋骨。限位齿5的斜面与拉伸方向的夹角大于90度，减小了第一拉伸结构1或第二拉伸结构2向外拉出时与轨道两侧的限位结构之间的相对阻力。
本实施例的人工肋骨，第一拉伸结构1和第二拉伸结构2的连接端通过卡扣4与胸骨或椎骨连接。该卡扣4一端与人工肋骨铰接，便于人工肋骨与椎骨或胸骨的装配，另一端通过螺栓与椎骨或胸骨固定连接，提高了人工肋骨与人体骨骼之间的稳固性。同时，卡扣4的一端与拉伸结构铰接有利于卡扣所固定连接的椎骨或者肋骨的生长。第一拉伸结构1和第二拉伸结构2在患者生长过程中实现了向两端的拉伸。限位齿5和限位结构相互匹配，防止了患者在运动时人工肋骨方向运动造成的周围组织损伤。
第一拉伸结构1和第一拉伸结构2可以为同一水平面上，为了缩短拉伸腔3的长度，第一拉伸结构1和第二拉伸结构2也可以处于拉伸腔3内的上下两层。
如图5所示，所述第一拉伸结构1和第二拉伸结构2位于拉伸方向的第一个限位齿对应的通槽13前端设置第一限位块9，所述拉伸腔3两端设置于所述限位块9匹配的第二限位块12。
具体而言，当第一拉伸结构1和第二拉伸结构2受外力作用下向外拉伸至限位齿前端时，为防止该限位齿伸出拉伸腔3对人体组织造成损伤，在拉伸结构通槽13的前端设置第一限位块9，拉伸腔3两端设置第二限位块12。该第二限位块12与第一限位块9相匹配，阻挡拉伸结构继续向外拉伸。第一限位块9可以设置于拉伸结构的顶部，也可以设置于拉伸结构的底部，也可在顶部和底部同时设置。第二限位块12依据第一限位块9设置的位置设置于拉伸腔3的顶部、底部或者顶部和底部同时设置。
如图4所示，所述第一限位块9的宽度小于所述通槽13的宽度，所述限位块9的两侧设置第一侧边通槽7和第二侧边通槽9，所述第一侧边通槽7、所述第二侧边通槽8以及所述第一限位块9的总宽度与所述通槽13相等，所述第一侧边通槽7和所述第二侧边通槽8的长度大于所述第一限位块9的长度，所述第一侧边通槽7和所述第二侧边通槽8的顶端设置圆孔18，所述第一侧边通槽7和所述第二侧边通槽8内注入peek材料。
具体而言，本实施例的限位块与其两侧的第一侧边通槽7和第二侧边通槽8的总宽与通槽13的宽度相等。由于第一拉伸结构1和第二拉伸结构2向外拉伸运动时通槽13受到限位齿5向内的应力。第一侧边通槽7和所述第二侧边通槽8的顶端的圆孔18分散了通槽13端部的应力。防止第一拉伸结构1和第二拉伸结构2在应力的作用下发生劈裂。第一侧边通槽7和所述第二侧边通槽8内注入peek材料，由于PEEK材料具有弹性，从而缓冲了第一限位块9与第二限位块12的冲力。防止了因人工肋骨损坏而造成人体组织的二次伤害。
进一步地，所述限位齿5的高度沿拉伸方向依次递减，且所述通槽13与所述第一拉伸结构1、第二拉伸结构2边沿的距离沿所述拉伸方向减小。
具体而言，随着人体的生长，骨骼的硬度随之增加。第一拉伸结构1和第二拉伸结构2向外拉伸应力也逐渐变大。因此，限位齿5的高度沿拉伸方向依次递减。也即最内端的限位齿高度最大。对应限位齿的高度增加，限位齿对拉伸结构的应力也增加，因此通槽13与第一拉伸结构1和第二拉伸结构2边沿的距离沿所述拉伸方向减小。该高度和距离的变化进一步与人体生产过程相适应，延长了人工肋骨的使用寿命。
如图3和图4所示，进一步地，所述限位齿5为直角三角形齿牙，所述限位结构为所述轨道上凸起的双倒牙6或者嵌于所述轨道内的卡槽10。
具体而言，本实施例的人工肋骨第一拉伸结构1和第二拉伸结构2通过拉伸腔3内部设置的抽拉式轨道完成双向拉伸。第一拉伸结构1和第二拉伸结构2置于该拉伸腔3内的一端设置有限位齿5，如图3所示，所述限位齿5为三角形齿牙，所述限位结构为与所述限位齿5反向的双倒牙6；如图4所示，所述限位齿5为三角形齿牙，所述限位结构也可以为与所述限位齿5反向的卡槽10。限位齿还可以为其他形状。当第一拉伸结构1和第二拉伸结构2从该拉伸腔3内部向外拉伸时，通过第一拉伸结构1和第二拉伸结构2内部设置的通槽13，限位齿5向内发生形变，向外运动至限位结构位置处后，该限位结构防止反向运动。
进一步地，如图2所示，所述拉伸腔3与所述第一拉伸结构1、所述第二拉伸结构2的衔接处设置封闭环11，所述封闭环11一端与所述拉伸腔卡接，另一端设置加固环。
具体而言，如图7所示，本实施例中在拉伸腔3与第一拉伸结构1、第二拉伸结构2的连接处设置封闭环11，该封闭环11可以防止组织长入拉伸腔内。导致第一拉伸结构1与第二拉伸结构2无法向外拉伸。该封闭环11与拉伸腔3卡接的一端可以为环形结构，也可以为锯齿形结构，其中封闭环11上设置有锯齿15，拉伸腔3上设置有与锯齿形状相吻合的卡槽16。另一端设置加固环14，进一步加固了该封闭环11与拉伸结构之间的密封性。
如图6所示，进一步地，所述卡扣4的弯折处设置锯齿结构17，所述锯齿结构17为PEEK材质。
具体而言，人体生长过程中，胸骨和椎骨的直径也会变大。因此，本实施例中所述锯齿17的高度为1mm，用于后期胸骨和椎骨的生长空间。解决连接端与胸骨和椎骨的连接处限制生长的问题。
进一步地，所述第一拉伸结构1、第二拉伸结构2、拉伸腔3以及卡扣4均采用钛合金，所述钛合金外表面涂有Peek层。
具体而言，本实施例的人工肋骨各部分结构均采用钛合金外表面喷涂Peek层。Peek具有自润滑性，生物相容性好，并且其弹性模量与人骨一样，可以调节钛合金制备的人工骨的弹性模量，使之与人体骨胳弹性模量更好的匹配，韧性和强度高。
进一步地，所述peek层包括：覆盖在所述钛合金表面的基层和设置于所述基层之上的表层，所述表层为等间距的凹凸不平的蜂窝结构。
具体而言，本实施例peek层的基层将钛合金表面完全覆盖。弥补钛合金制备的人工骨弹性模量较人体骨胳有较大差异所导致的，植入人体后产生应力遮挡、骨吸收、骨发炎等问题。在此之上的表层，为等间距的凹凸不平的蜂窝结构。该蜂窝结构具体在3D打印过程中每一列或行为波浪形表面，相邻的一行或列之间相差1/2波峰。以此类推，如图8所示，表层形成等间距的凹凸不平的蜂窝结构19。有利于周围组织攀附生长。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种人工肋骨，其特征在于，包括：
第一拉伸结构、第二拉伸结构以及拉伸腔；
所述第一拉伸结构一端为第一连接端，所述第二拉伸结构一端为第二连接端，所述第一拉伸结构、所述第二拉伸结构的另一端分别内置于所述拉伸腔的两端，且可从所述拉伸腔内分别向外拉伸；
所述拉伸腔的内部设置抽拉式轨道，所述第一拉伸结构和第二拉伸结构置于所述拉伸腔内的一端的两侧设置有限位齿，所述轨道的两侧分别设置有与所述限位齿相匹配的限位结构，所述限位齿的斜面与拉伸方向的夹角大于90度，所述第一拉伸结构和第二拉伸结构的中部对应所述限位齿的位置开设通槽；
所述第一拉伸结构、第二拉伸结构的连接端设置卡扣，所述卡扣的一端与所述第一拉伸结构、第二拉伸结构的连接端铰接，另一端设置通孔，通过螺栓与椎骨或胸骨固定连接。
2.根据权利要求1所述的人工肋骨，其特征在于，所述第一拉伸结构和第二拉伸结构位于拉伸方向的第一个限位齿对应的通槽前端设置第一限位块，所述拉伸腔两端设置有与所述第一限位块匹配的第二限位块。
3.根据权利要求2所述的人工肋骨，其特征在于，所述第一限位块的宽度小于所述通槽的宽度，所述限位块的两侧设置第一侧边通槽和第二侧边通槽，所述第一侧边通槽、所述第二侧边通槽以及所述第一限位块的总宽度与所述通槽相等，所述第一侧边通槽和所述第二侧边通槽的长度大于所述第一限位块的长度，所述第一侧边通槽和所述第二侧边通槽的顶端设置圆孔，所述第一侧边通槽和所述第二侧边通槽内注入peek材料。
4.根据权利要求1所述的人工肋骨，其特征在于，所述限位齿为直角三角形齿牙，所述限位结构为所述轨道上凸起的双倒牙或者嵌于所述轨道内的卡槽。
5.根据权利要求1所述的人工肋骨，其特征在于，所述限位齿的高度沿拉伸方向依次递减，且所述通槽与所述第一拉伸结构、第二拉伸结构边沿的距离沿所述拉伸方向减小。
6.根据权利要求1所述的人工肋骨，其特征在于，所述拉伸腔与所述第一拉伸结构、所述第二拉伸结构的衔接处设置封闭环，所述封闭环一端与所述拉伸腔卡接，另一端设置加固环。
7.根据权利要求1所述的人工肋骨，其特征在于，所述卡扣的弯折处设置锯齿结构，所述锯齿结构为PEEK材质。
8.根据权利要求1所述的人工肋骨，其特征在于，所述第一拉伸结构、第二拉伸结构、拉伸腔以及卡扣均采用钛合金，所述钛合金外表面涂有peek层。
9.根据权利要求8所述的人工肋骨，其特征在于，所述peek层包括：覆盖在所述钛合金表面的基层和设置于所述基层之上的表层，所述表层为等间距的凹凸不平的蜂窝结构。
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