CN109199565A - 骨科置钉导向锁定板及其快速成型和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及骨科接骨零件技术领域，尤其涉及一种骨科置钉导向锁定板及其快速成型和使用方法，能够根据不同的骨折部位设定锁定板的形状，经3D打印一体成型，导向柱不仅能够导向钻孔的方向，减少螺钉的偏离，而且导向柱的高度可以根据条件设定，能够降低螺钉穿破骨皮质的风险，提高置钉的成功率。锁定板下方的辅助夹的设置能够彻底解放医生的双手，提高手术质量，螺钉孔周围加压坡的设置能够提高加压效果，加快断骨愈合。
Description
技术领域
本发明涉及骨科接骨零件技术领域，尤其涉及一种骨科置钉导向锁定板及其快速成型和使用方法。
背景技术
锁定板是应用于四肢创伤骨折，其具有钉板自锁加强支撑，增强固定节段刚性，利于骨折愈合的优点。
骨骼锁定板需要吻合不同的骨折部位，且骨骼锁定板在钻孔时，钻孔锥存在穿破骨皮质的风险，导致置钉的成功率降低，另外，骨骼锁定板放在骨骼上的位置，在钻孔时容易发生偏移，影响钻孔的准确位置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述技术问题，本发明提供一种骨科置钉导向锁定板及其快速成型和使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种骨科置钉导向锁定板，包括弯曲的锁定板本体，锁定板本体能够贴合在骨折部位的骨骼上，锁定板本体的弯曲凸起面朝外，锁定板本体的内凹面和所述骨骼相贴合，所述锁定板本体上开设有一排螺钉孔，所述每个螺钉孔上同轴设置有导向柱，导向柱和锁定板本体的弯曲凸起面一体结构，所述导向柱的高度满足的条件为：螺钉导向柱顶部进入，依次经过导向柱、螺钉孔和所述骨骼，当螺钉完全打入骨骼后，螺钉长度小于导向柱顶部至所述骨骼下侧的骨皮质的长度。本发明的骨科置钉导向锁定板，能够根据不同的骨折部位设定锁定板的形状，经3D打印一体成型，导向柱不仅能够导向钻孔的方向，减少螺钉的偏离，而且导向柱的高度可以根据条件设定，能够降低螺钉穿破骨皮质的风险，提高置钉的成功率。
为了能够彻底解放医生的双手，所述锁定板本体内凹面的侧边还向下设置有辅助夹，辅助夹包括成对设置的左夹片和右夹片，左夹片和锁定板本体内凹面的左侧边一体结构，右夹片和锁定板本体内凹面的右边一体结构，左夹片和右夹片左右对称设置，且左夹片和右夹片均向所述骨骼面弯曲贴合，使得左夹片和右夹片能够抱住所述骨骼。
为了减小对骨骼的损伤以及增大摩擦力，所述左夹片和右夹片的内表面均设置有软质缓冲层。
进一步地，所述软质缓冲层的厚度为2mm。
为了保证骨科置钉导向锁定板能够发生一定的弹性形变，便于安装到骨骼上，所述骨科置钉导向锁定板材质采用PEEK(聚醚醚酮)、聚醚酮酮(PEKK)或聚芳醚酮(PAEK)等。
为了能够提高加压效果，加快断骨愈合，所述锁定板本体的弯曲凸起面上位于螺钉孔的外周还设置有倾斜的加压坡，所述加压坡的一端远离骨折部位，另一端靠近骨折部位，远离骨折部位的一端向靠近骨折部位的另一端逐渐向下倾斜。
一种所述的骨科置钉导向锁定板的快速成型方法，包括如下步骤：
步骤一，对患者骨折部位进行断层CT扫描，将扫描数据另存为DICOM格式文件；然后将获取的DICOM文件导入Mimics软件中，定义好方向便可自动生成冠状面、横断面和矢状面图像，将骨骼与其他组织进行分割，接着进行空腔填充，重建骨骼的三维立体模型，处理保存为.STL格式文件；
步骤二，接着将.STL格式文件导入到逆向工程软件Geomagic studio中,对网格进行处理和完成NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines,NURBS)曲面的处理，得到理想的NURBS曲面，并输出.STP格式文件；
步骤三，将.STP格式文件导入到Siemens NX逆向工程软件中,使用成形特征工具条中的草图、拉伸、回转、扫掠等建模工具，采用特征操作工具条中布尔运算和参数化设计等工具设计出骨科置钉导向锁定板，输出.STL格式文件；
步骤四，将骨折部位的骨骼模型和骨科置钉导向锁定板的.STL格式文件导入切片软件中，输入相应打印参数，切片输出G-code，输入快速成型平台进行打印，快速成型平台能够同时打印两种及以上的材料；
对步骤四中得到的骨骼模型和骨科置钉导向锁定板用于术前模拟验证，根据模拟的结果，对骨科置钉导向锁定板设计进行优化处理。
一种所述的骨科置钉导向锁定板的使用方法，包括如下步骤：
步骤一，在手术中使用骨科置钉导向锁定板，将骨科置钉导向锁定板安装在骨折部位的骨骼上，使用克氏针在导向柱的导航下刺破皮质，再换钻孔锥通过导向柱进行钻孔，
步骤二，钻孔完毕后，使用探针确定各壁的完整性，
步骤三，取下骨科置钉导向锁定板，沿着钻好的钻孔的方向进行攻丝；
步骤四，将骨科置钉导向锁定板上的导向柱和辅助夹手动去除，再将剩余的锁定板附于骨折部位的骨骼上，旋入螺钉，装好。
本发明的有益效果是，本发明的骨科置钉导向锁定板及其快速成型和使用方法，能够根据不同的骨折部位设定锁定板的形状，经3D打印一体成型，导向柱不仅能够导向钻孔的方向，减少螺钉的偏离，而且导向柱的高度可以根据条件设定，能够降低螺钉穿破骨皮质的风险，提高置钉的成功率。锁定板下方的辅助夹的设置能够彻底解放医生的双手，提高手术质量，螺钉孔周围加压坡的设置能够提高加压效果，加快断骨愈合。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明骨科置钉导向锁定板的结构示意图。
图2是本发明骨科置钉导向锁定板的使用状态图。
图3是本发明骨科置钉导向锁定板除去导向柱的结构示意图。
图4是图3中A处放大图。
图中：1、锁定板本体，11、螺钉孔，12、导向柱，13、加压坡，2、辅助夹，21、左夹片，22、右夹片，23、软质缓冲层，3、骨骼。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-4所示，是本发明一种骨科置钉导向锁定板的实施例，包括弯曲的锁定板本体1，锁定板本体1能够贴合在骨折部位的骨骼上，锁定板本体1的弯曲凸起面朝外，锁定板本体1的内凹面和骨骼相贴合，锁定板本体1上开设有一排螺钉孔11，每个螺钉孔11上同轴设置有导向柱12，导向柱12和锁定板本体1的弯曲凸起面一体结构，导向柱12的高度满足的条件为：螺钉导向柱12顶部进入，依次穿过导向柱12、螺钉孔11和骨骼，当螺钉完全打入骨骼后，螺钉长度小于导向柱12顶部至骨骼下侧的骨皮质的距离。由于不同部位的骨骼的厚度不同，因此，导向柱12的高度是不定的，比如骨骼厚的地方，导向柱12的高度就矮一点，骨骼薄的地方，导向柱12的高度就高一点，总之导向柱12的设定，不仅能够导向钻孔的方向，减少螺钉的偏离，而且能够降低螺钉穿破骨皮质的风险，提高置钉的成功率。
锁定板本体1内凹面的侧边还向下设置有辅助夹2，辅助夹2包括成对设置的左夹片21和右夹片22，左夹片21和锁定板本体1内凹面的左侧边一体结构，右夹片22和锁定板本体1内凹面的右边一体结构，左夹片21和右夹片22左右对称设置，且左夹片21和右夹片22均向骨骼面弯曲贴合，使得左夹片21和右夹片22能够抱住骨骼。左夹片21和右夹片22的内表面均设置有软质缓冲层23。软质缓冲层23的厚度为2mm，可采用热塑性聚氨酯(TPU)、聚丙烯酰胺水凝胶或硅橡胶等。骨科置钉导向锁定板采用PEEK(聚醚醚酮)、聚醚酮酮(PEKK)或聚芳醚酮(PAEK)等。
锁定板本体1的弯曲凸起面上位于螺钉孔11的外周还设置有倾斜的加压坡13，加压坡13的一端远离骨折部位，另一端靠近骨折部位，远离骨折部位的一端向靠近骨折部位的另一端逐渐向下倾斜。
一种所述的骨科置钉导向锁定板的快速成型方法，包括如下步骤：
步骤一，对患者骨折部位进行断层CT扫描，将扫描数据另存为DICOM格式文件；然后将获取的DICOM文件导入Mimics软件中，定义好方向便可自动生成冠状面、横断面和矢状面图像，将骨骼与其他组织进行分割，接着进行空腔填充，重建骨骼的三维立体模型，处理保存为.STL格式文件；
步骤二，接着将.STL格式文件导入到逆向工程软件Geomagic studio中,对网格进行处理和完成NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines,NURBS)曲面的处理，得到理想的NURBS曲面，并输出.STP格式文件；
步骤三，将.STP格式文件导入到Siemens NX逆向工程软件中,使用成形特征工具条中建模工具，采用特征操作工具条中布尔运算和参数化设计的工具设计出骨科置钉导向锁定板，输出.STL格式文件；
步骤四，将骨折部位的骨骼模型和骨科置钉导向锁定板的.STL格式文件导入切片软件中，输入相应打印参数，切片输出G-code，输入快速成型平台进行打印，快速成型平台能够同时打印两种及以上的材料；
对步骤四中得到的骨骼模型和骨科置钉导向锁定板用于术前模拟验证，根据模拟的结果，对骨科置钉导向锁定板设计进行优化处理。
一种所述的骨科置钉导向锁定板的使用方法，包括如下步骤：
步骤一，在手术中使用骨科置钉导向锁定板，将骨科置钉导向锁定板安装在骨折部位的骨骼上，使用克氏针在导向柱12的导航下刺破皮质，再换钻孔锥通过导向柱12进行钻孔，
步骤二，钻孔完毕后，使用探针确定各壁的完整性，
步骤三，取下骨科置钉导向锁定板，沿着钻好的钻孔的方向进行攻丝；
步骤四，将骨科置钉导向锁定板上的导向柱12和辅助夹2手动去除，再将剩余的锁定板附于骨折部位的骨骼上，旋入螺钉，装好。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种骨科置钉导向锁定板，其特征在于：包括弯曲的锁定板本体(1)，锁定板本体(1)能够贴合在骨折部位的骨骼上，锁定板本体(1)的弯曲凸起面朝外，锁定板本体(1)的内凹面和所述骨骼相贴合，所述锁定板本体(1)上开设有一排螺钉孔(11)，所述每个螺钉孔(11)上同轴设置有导向柱(12)，导向柱(12)和锁定板本体(1)的弯曲凸起面一体结构，所述导向柱(12)的高度满足的条件为：螺钉导向柱(12)顶部进入，依次经过导向柱(12)、螺钉孔(11)和所述骨骼，当螺钉完全打入骨骼后，螺钉长度小于导向柱(12)顶部至所述骨骼下侧的骨皮质的长度。
2.如权利要求1所述的骨科置钉导向锁定板，其特征在于：所述锁定板本体(1)内凹面的侧边还向下设置有辅助夹(2)，辅助夹(2)包括成对设置的左夹片(21)和右夹片(22)，左夹片(21)和锁定板本体(1)内凹面的左侧边一体结构，右夹片(22)和锁定板本体(1)内凹面的右边一体结构，左夹片(21)和右夹片(22)左右对称设置，且左夹片(21)和右夹片(22)均向所述骨骼面弯曲贴合，使得左夹片(21)和右夹片(22)能够抱住所述骨骼。
3.如权利要求2所述的骨科置钉导向锁定板，其特征在于：所述左夹片(21)和右夹片(22)的内表面均设置有软质缓冲层(23)。
4.如权利要求3所述的骨科置钉导向锁定板，其特征在于：所述软质缓冲层(23)的厚度为2mm。
5.如权利要求1所述的骨科置钉导向锁定板，其特征在于：所述骨科置钉导向锁定板材质采用聚醚醚酮、聚醚酮酮或者聚芳醚酮。
6.如权利要求1所述的骨科置钉导向锁定板，其特征在于：所述锁定板本体(1)的弯曲凸起面上位于螺钉孔(11)的外周还设置有倾斜的加压坡(13)，所述加压坡(13)的一端远离骨折部位，另一端靠近骨折部位，远离骨折部位的一端向靠近骨折部位的另一端逐渐向下倾斜。
7.一种如权利要求1-6所述的骨科置钉导向锁定板的快速成型方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，对患者骨折部位进行断层CT扫描，将扫描数据另存为DICOM格式文件；然后将获取的DICOM文件导入Mimics软件中，定义好方向便可自动生成冠状面、横断面和矢状面图像，将骨骼与其他组织进行分割，接着进行空腔填充，重建骨骼的三维立体模型，处理保存为.STL格式文件；
步骤二，接着将.STL格式文件导入到逆向工程软件Geomagic studio中,对网格进行处理和完成NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines,NURBS)曲面的处理，得到理想的NURBS曲面，并输出.STP格式文件；
步骤三，将.STP格式文件导入到Siemens NX逆向工程软件中,使用成形特征工具条中建模工具，采用特征操作工具条中布尔运算和参数化设计的工具设计出骨科置钉导向锁定板，输出.STL格式文件；
步骤四，将骨折部位的骨骼模型和骨科置钉导向锁定板的.STL格式文件导入切片软件中，输入相应打印参数，切片输出G-code，输入快速成型平台进行打印，快速成型平台能够同时打印两种及以上的材料。
8.如权利要求7所述的骨科置钉导向锁定板的快速成型方法，其特征在于：对步骤四中得到的骨骼模型和骨科置钉导向锁定板用于术前模拟验证，根据模拟的结果，对骨科置钉导向锁定板设计进行优化处理。
9.一种如权利要求1-6所述的骨科置钉导向锁定板的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，在手术中使用骨科置钉导向锁定板，将骨科置钉导向锁定板安装在骨折部位的骨骼上，使用克氏针在导向柱(12)的导航下刺破皮质，再换钻孔锥通过导向柱(12)进行钻孔，
步骤二，钻孔完毕后，使用探针确定各壁的完整性；
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