CN108742952A - 一种骨小梁结构的膝关节胫骨系统及手术装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于医疗器具技术领域，公开了一种骨小梁结构的膝关节胫骨系统，设置有：骨小梁胫骨基座；骨小梁胫骨基座上熔接固定有第一胫骨垫片和第二胫骨垫片。本发明通过设置骨小梁胫骨基座，可以提供了优秀的骨长入结构，给非骨水泥手术方案带来了可能；通过骨小梁胫骨基座上熔接固定有第一胫骨垫片和第二胫骨垫片，固定后结构稳定，较市面上的卡合连接的产品，彻底的减少了胫骨垫片与胫骨基座的微动磨损现象，降低手术后的关节系统周围的骨溶解现象。本发明的胫骨垫片产品，可以根据临床需求，自由选择厚度，给术者更多的，更优的手术结果。

Description

一种骨小梁结构的膝关节胫骨系统及手术装置

技术领域

本发明属于医疗器具技术领域，尤其涉及一种骨小梁结构的膝关节胫骨系 统及手术装置。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

随着科学技术的不断进步，医疗器械领域也得到了迅速发展，同时，人们 对膝关节植入外科手术有了较高要求。在关节置换手术中，膝关节置换是基本 置换的手术之一。膝关节置换手术可以有效解决病患的膝关节病症，减轻病人 的痛苦，一定程度的恢复病人的膝关节机能。目前膝关节置换手术主要有保留 后交叉韧带和不保留后交叉韧带两种形式，两者都需要切除前交叉韧带。随着 关节置换年轻化的趋势，对于最大保留病人的原有的好的韧带的呼声越来越高， 即前后韧带保留型膝关节置换是对于年轻病人最好的手术，对于前后交叉韧带 保留型的膝关节植入产品的要求越来越高，各种形式的前后交叉韧带保留型膝 关节产品陆续出现，其设计中，比较重要的是，需要给前后交叉韧带足够的空间，手术过程需要方便，产品又需要足够的结构强度。现有的骨小梁结构的膝 关节胫骨系统没有提供优秀的骨长入结构，不能给非骨水泥手术方案带来了可 能；现有的骨小梁基座结构的表面都是光滑的，不能与患者股骨的松质骨有效 结合，降低了术后早期固定及长期稳定的效果。现有的骨小梁结构的膝关节胫 骨系统中胫骨垫片与胫骨基座采用卡合连接，增加了胫骨垫片与胫骨基座的微 动磨损现象，增加了手术后的关节系统周围的骨溶解现象。现有的骨小梁结构 的膝关节胫骨系统在手术过程中进行胫骨垫片与胫骨基座的安装步骤，降低了 人工膝关节假体的使用寿命，设计笨拙，结构复杂，制造困难，成本高，不适于大规模推广应用。现有的骨小梁结构的膝关节胫骨系统不能有效的减少手术 过程的去骨量，不能充分保留了病患的骨量，使手术后不能更好的恢复骨运； 而且不具有很好的定位作用，降低了有效的早期固定效果。市面上的胫骨托产 品，不能很好的分布应力，不能使胫骨近端的应力均匀的分布，使植入物后的 寿命后翻修的周期变短。现有的骨小梁结构的膝关节胫骨系统不能根据临床需 求，自由选择厚度，给术者更少的，更坏的手术结果。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有的膝关节胫骨系统没有提供可以同时保留前后交叉韧带的空间 结构，无法让医生选择同时保留前后交叉韧带的机会和手术方法。

(2)现有的骨小梁结构的膝关节胫骨系统没有提供优秀的骨长入结构，不 能给非骨水泥手术方案带来了可能；现有的骨小梁基座结构的表面都是光滑的， 不能与患者股骨的松质骨有效结合，降低了术后早期固定及长期稳定的效果。

(3)现有的骨小梁结构的膝关节胫骨系统中胫骨垫片与胫骨基座采用卡合 连接，增加了胫骨垫片与胫骨基座的微动磨损现象，增加了手术后的关节系统 周围的骨溶解现象。

(4)现有的骨小梁结构的膝关节胫骨系统在手术过程中进行胫骨垫片与胫 骨基座的安装步骤，降低了人工膝关节假体的使用寿命，设计笨拙，结构复杂， 制造困难，成本高，不适于大规模推广应用。

(5)现有的骨小梁结构的膝关节胫骨系统不能有效的减少手术过程的去骨 量，不能充分保留了病患的骨量，使手术后不能更好的恢复骨运；而且不具有 很好的定位作用，降低了有效的早期固定效果。市面上的胫骨托产品，不能很 好的分布应力，不能使胫骨近端的应力均匀的分布，使植入物后的寿命后翻修 的周期变短。现有的骨小梁结构的膝关节胫骨系统不能根据临床需求，自由选 择厚度，给术者更少的，更坏的手术结果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种骨小梁结构的膝关节胫骨系 统。

本发明是这样实现的，一种骨小梁结构的膝关节胫骨系统，设置有：骨小 梁胫骨基座，骨小梁胫骨基座上熔接固定有第一胫骨垫片和第二胫骨垫片。

通过设置骨小梁胫骨基座，可以提供了优秀的骨长入结构，给非骨水泥手 术方案带来了可能；骨小梁基座结构的粗糙表面能与患者股骨的松质骨有效结 合，改善了术后早期固定及长期稳定的效果。通过骨小梁胫骨基座上熔接固定 有第一胫骨垫片和第二胫骨垫片，固定后结构稳定，较市面上的卡合连接的产 品，彻底的减少了胫骨垫片与胫骨基座的微动磨损现象，降低手术后的关节系 统周围的骨溶解现象；同时省去了手术过程中胫骨垫片与胫骨基座的安装步骤， 提高人工膝关节假体的使用寿命，因此，其设计巧妙，结构简洁，制造简便， 成本低，适于大规模推广应用。本发明的胫骨垫片产品，可以根据临床需求，自由选择厚度，给术者更多的，更优的手术结果。

进一步，所述骨小梁胫骨基座的骨小梁胫骨基座被面熔接固定有骨小梁胫 骨基座定位柱；

通过设置骨小梁胫骨基座定位柱，可以有效的减少手术过程的去骨量，充 分保留了病患的骨量，使手术后更好的恢复骨运；而且提供了很好的定位作用， 提供了有效的早期固定效果。通过设置的两个定位柱，可以使该结构较市面上 的胫骨托产品，可以更好的分布应力，让胫骨近端的应力更均匀的分布，使植 入物后的寿命后翻修的周期变长。

进一步，所述骨小梁胫骨基座上的第一胫骨垫片和第二胫骨垫片熔接固定 有第一胫骨垫片高分子原材料层和第二胫骨垫片高分子原材料层；

胫骨垫片的关节面制造过程，采用熔化熔接设备将待加工的高分子原材料 层和第二胫骨垫片高分子原材料层熔接在骨小梁基座结构的上表面；加工待加 工的高分子原材料的外部轮廓从而形成胫骨垫片关节面，因此，其设计巧妙， 操作简便，成本低，适于大规模推广应用。

进一步，所述骨小梁胫骨基座中部设置了较宽的骨小梁胫骨基座中间间隙， 较优的间隙选择为宽度15—22MM，深度30—45MM。该尺寸的间隙可以充分 的容纳前后交叉韧带，不影响前后交叉韧带在该空间的生理活动。且该间隙尺 寸的选择可以不影响到整个胫骨基座的力学结构强度，满足其长期植入后的疲 劳和冲击强度。

进一步，所述第一胫骨垫片和第二胫骨垫片左右对称分别安装于骨小梁胫 骨基座中；胫骨垫提供不同的厚度尺寸，较优的，如6MM—20MM。该尺寸可 以是1MM一个规格，或更大更小的规格间距。一般的，6MM是磨损最容易达 使用寿命的，越厚磨损能力越强，但需要从医生的切骨后的真实结果选用对应 的厚度，这里提供了足够的厚度选择，充分满足使用要求。

本发明骨小梁基座上设置有较大的开口结构，该结构的大概外形，这里不 局限于矩形，可以为弧形设计。

附图说明

图1是本发明实施例提供的骨小梁结构的膝关节胫骨系统结构示意图。

图2是本发明实施例提供的骨小梁胫骨基座结构示意图。

图3是本发明实施例提供的胫骨垫片结构示意图。

图中：1、骨小梁胫骨基座；2、第一胫骨垫片；3、第二胫骨垫片；4、骨 小梁胫骨基座中间间隙；5、骨小梁胫骨基座正面；6、骨小梁胫骨基座被面；7、 骨小梁胫骨基座定位柱；8、第一胫骨垫片高分子原材料层；9、第二胫骨垫片 高分子原材料层；10、中间横梁。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并 配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1-图3所示，本发明实施例提供的骨小梁结构的膝关节胫骨系统包括： 骨小梁胫骨基座1、第一胫骨垫片2、第二胫骨垫片3、骨小梁胫骨基座中间间 隙4、骨小梁胫骨基座正面5、骨小梁胫骨基座被面6、骨小梁胫骨基座定位柱 7、第一胫骨垫片高分子原材料层8、第二胫骨垫片高分子原材料层9、中间横 梁10。

骨小梁胫骨基座1开有有较宽的骨小梁胫骨基座中间间隙4，骨小梁胫骨基 座1的骨小梁胫骨基座被面6熔接固定有骨小梁胫骨基座定位柱7，第一胫骨垫 片2和第二胫骨垫片3熔接固定在骨小梁胫骨基座1上，第一胫骨垫片高分子 原材料层8和第二胫骨垫片高分子原材料层9熔接固定在骨小梁胫骨基座1上 的第一胫骨垫片2和第二胫骨垫片3，骨小梁胫骨基座1熔接固定有中间横梁 10。

作为优选实施例，骨小梁是骨皮质在松质骨内的延伸部分，即骨小梁与骨 皮质相连接，在骨髓腔中呈不规则立体网状结构，如丝瓜络样或海绵状，起支 持造血组织的作用。骨小梁胫骨基座结构1即是与骨小梁具有相同构造的结构， 或者说是仿生骨小梁。

作为优选实施例，骨小梁胫骨基座1中部设置了较宽的骨小梁胫骨基座中 间间隙4，间隙宽度15—22MM，深度30—45MM。

作为优选实施例，第一胫骨垫片2和第二胫骨垫片3左右对称分别安装于 骨小梁胫骨基座1中；胫骨垫提供不同的厚度尺寸6MM—20MM。

作为优选实施例，骨小梁胫骨基座结构1的孔隙率可以根据需要确定，较 佳地，骨小梁胫骨基座结构1的孔隙率＞40％。在本发明的具体实施例中，骨小 梁胫骨基座结构1的孔隙率为49％。

作为优选实施例，骨小梁胫骨基座结构1的孔径可以根据需要确定，较佳 地，骨小梁胫骨基座结构1的孔径为300μm～800μm。

作为优选实施例，骨小梁胫骨基座结构1可以是任何合适材质的骨小梁结 构，在本发明的具体实施例中，骨小梁胫骨基座结构1是金属骨小梁结构。所 述金属可以是例如钛合金或钴铬钼合金。

作为优选实施例，骨小梁胫骨基座结构1的下表面是具有微孔结构的粗糙 表面。

作为优选实施例，第一胫骨垫片2和第二胫骨垫片3的关节面的上表面是 光滑表面，同时是高分子材料关节面。熔融状态的待加工的第一胫骨垫片高分 子原材料层8和第二胫骨垫片高分子原材料层9能进入微孔，并能与微孔结合 即可。

作为优选实施例，第一胫骨垫片2和第二胫骨垫片3可以是任何合适材质 的胫骨关节面，在本发明实施例中第一胫骨垫片2和第二胫骨垫片3是高分子 材料制造。

作为优选实施例，第一胫骨垫片2和第二胫骨垫片3为高分子聚乙烯材料 制造，也可以由添加VE的高分子聚乙烯材料制造，提供了很好的抗磨损性能， 提高了产品寿命。

本发明实施例提供的骨小梁胫骨基座结构的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，采用软件将所述骨小梁胫骨基座结构1的三维模型进行处理形成 切片文件。

步骤二，将所述切片文件导入所述增材制造烧结设备中。

所述切片软件可以是任何合适的切片软件，例如电子束熔打印设备自带软 件或Magics软件。切片获得的单层的最小厚度应适应设备的要求。

本发明实施例提供的骨小梁结构的膝关节胫骨系统的制备方法，包括以下 步骤：

步骤一，采用增材制造设备烧结材料粉末成型所述骨小梁胫骨基座结构1， 增材制造设备可以是任何合适的增材制造设备，增材制造设备是激光烧结成型 或电子束熔成型设备，如图2所示；通常烧结后所述骨小梁结构1中会残留多 余的材料粉末，需要去除，例如可以清洗去除。材料粉末就是所述骨小梁胫骨 基座采用的材料的粉末，骨小梁胫骨基座结构1可以采用任何合适的材料形成， 在本实施例中材料粉末是金属粉末，金属粉末可以是例如钛合金粉末或钴铬钼 合金粉末。

步骤二，采用熔化熔接设备将待加工的第一胫骨垫片高分子原材料层8、第 二胫骨垫片高分子原材料层9熔接在所述的骨小梁基座基座结构部件1上，如 图3所示。

步骤三，整个熔接过程为：熔接过程，可采用摩擦或超声熔接设备，让胫 骨垫片的下表面和骨小梁结构的上表面12在一定的压力下，结合到一起直至生 成的热量使接触面达到充分熔融状态，当达到设定熔接深度时，进入保压阶段， 焊缝冷却并固化。

步骤四，加工所述的待加工的第一胫骨垫片高分子原材料层8和第二胫骨 垫片高分子原材料层9的外部轮廓从而形成所述膝关节胫骨系统，如图1所示。

本发明的工作原理：

同目前主流产品，本发明公开的结构产品，可以用于人工关节置换手术， 医生通过手术器械对病患进行手术，并定位固定植入物产品。如所述的本发明 公开的结构，中间空隙4，提供了足够的空间，在手术中，区别于 其它产品，该空隙4，可以让前后交叉韧带保留其中，并不影响前后交叉韧带的 正常生物力学运动。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的 限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变 化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种骨小梁结构的膝关节胫骨系统，其特征在于，所述的骨小梁结构的膝关节胫骨系统设置有：

骨小梁胫骨基座；

骨小梁胫骨基座上熔接固定有第一胫骨垫片和第二胫骨垫片。

2.如权利要求1所述的骨小梁结构的膝关节胫骨系统，其特征在于，所述骨小梁胫骨基座被面熔接固定有骨小梁胫骨基座定位柱。

3.如权利要求1所述的骨小梁结构的膝关节胫骨系统，其特征在于，所述骨小梁胫骨基座上的第一胫骨垫片和第二胫骨垫片熔接固定有第一胫骨垫片高分子原材料层和第二胫骨垫片高分子原材料层。

4.如权利要求1所述的骨小梁结构的膝关节胫骨系统，其特征在于，所述骨小梁胫骨基座中部设置了较宽的骨小梁胫骨基座中间间隙，间隙宽度15—22MM，深度30—45MM。

5.如权利要求1所述的骨小梁结构的膝关节胫骨系统，其特征在于，所述第一胫骨垫片和第二胫骨垫片左右对称分别安装于骨小梁胫骨基座中；胫骨垫提供不同的厚度尺寸6MM—20MM。

6.一种利用权利要求1-5任意一项权利要求所述的膝关节胫骨系统的膝关节手术装置。