CN109953809A - 一种长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具及其操作方法，包括相互配合的外模和外模，外模和外模的型腔内分别嵌有内模和内模，内模、内模内分别设置有与所需制备长骨骨折髓内钉形状相适应的内模型腔和内模型腔，外模、内模、内模和外模组合后形成定型模具，采用锁紧螺钉固定装置。本发明还公开了一种长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具的操作方法，本发明结构简单，易于操作，同时还能保证占位器的匹配度，制作工时短，成本低。

Description

一种长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具及其操作方法

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具及其操作方法，具体地说，涉及一种用于长骨骨折髓内钉固定术后感染“抗菌素骨水泥髓内钉”旷置的3D打印模具。

背景技术

髓内钉具有微创和力学优越性，是目前治疗长骨骨折的金标准。但髓内钉术后感染仍有发生，胫骨骨折髓内钉术后感染的发生率为1%~14%；胫骨和股骨髓内钉术后骨折不愈合的患者中，感染发生率高达30%。这一并发症给患者造成巨大的痛苦和沉重的经济负担。长骨髓内钉术后感染是创伤骨科比较棘手的问题之一。髓内钉术后感染的治疗方法主要包括拆除髓内钉并开槽清创、更换抗生素涂层髓内钉、更换外固定支架并灌洗引流及抗生素骨水泥棒旷置治疗等。抗生素骨水泥棒旷置治疗术是取出髓内钉彻底清创，使用含抗生素骨水泥棒旷置，为局部提供高浓度抗生素，待感染控制后取出骨水泥棒的方法，是目前公认的长骨骨折髓内钉固定后感染治疗的“金标准”。

目前，骨水泥棒通过手工制作或胸管作为模具制作。由于手工制作，使得骨水泥棒大小和弯度与髓内钉相差甚远，且水泥棒中克氏针需预弯，由于骨水泥凝固时间短，如水泥棒填塞骨髓腔困难，需重新制作甚至多次，操作繁琐费事，也会造成昂贵的骨水泥浪费。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具及其操作方法，解决了现有长骨骨折髓内钉固定术后感染骨水泥棒旷置治疗中许多问题，骨水泥棒制作简单，与髓内钉相似，水泥棒中克氏针无需预弯，填塞骨髓腔后周围间隙均匀，有一定固定强度，结合外固定可以早期功能锻炼，疗效达到预期目标的目的。

其技术方案如下：

一种长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具，包括相互匹配的外模1和外模6，外模1和外模6内均设置有方槽形的型腔，外模1和外模6的型腔内分别嵌有内模2和内模5，内模2和内模5内分别设置有与所需制备的长骨骨折髓内钉形状相适应的内模2型腔22和内模5型腔52，外模1、内模2、内模5和外模6组合后形成定型模具，采用锁紧螺钉固定装置。

进一步，所述外模1和外模6相对的侧面设置有凸台和对应形状的凹槽进行定位装配，正面斜对角采用2个锁紧螺钉固定外模1和外模6。

进一步，所述内模2和内模5型腔上下对角位置设置有2个锁紧钉定位孔，内模2和内模5上的2个锁紧钉定位孔数量和位置相适应。

进一步，卡紧固定装置包括设置在外模1型腔两边的凸台和设置在外模6型腔两边的凹槽，定位凸台和定位凹槽的位置和数量以及尺寸相对应，两外模定好位置装配后采用两螺钉进行锁定。

进一步，内模2型腔22和内模5型腔52尺寸与所需制备的长骨骨折髓内钉形状和尺寸相适应，并且比骨水泥髓内钉尺寸略大，其型腔的收缩率根据抗菌素骨水泥材料收缩率来设定。

进一步，所述外模1和外模6的材料采用质量较轻的PPSU材料或者铝合金材料来制作，以减轻重量方便操作；内模2和内模5的材料为金属不锈钢或铝合金材料制作，其内模内型腔表面光滑以方便抗菌素骨水泥髓内钉的取出。

进一步，外模1、内模2、内模5和外模6上端开有注射口，内外模组合后，外模1的注射口11和外模6的注射口61形成与内模型腔相通的内模注射孔，用于骨水泥的灌注。

进一步优选，对上述的结构进一步限定，比如更详细的结构等。

本发明所述长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具的操作方法，包括以下步骤：

步骤1、分别将内模2、内模5嵌入外模1、外模6之中，对好位置后，采用螺钉固定在斜对角的螺孔内进行锁紧，并水平放置于台面。

步骤2、将配置好的骨水泥缓慢倒入外模1、外模6的型腔之中，注意不要没过型腔平面。

步骤3、将预弯好的克氏针7放置在任意一侧骨水泥表面，确保其位置在型腔的中心。

步骤4、将上、下两半模具的凸台和对应形状的凹槽进行定位装配，合并装卡，并通过锁紧螺钉紧固上上下两半模具。

步骤5、将模具浇注口端向上放置，并通过注射孔注射少量骨水泥将模具型腔填实。步骤6、待骨水泥完全凝固后拧开两半外模的锁紧螺钉，然后依次取外模1、外模6、内模2、内模5，即可得到所需的骨水泥长骨骨折髓内钉假体，去除分型边缘毛刺消毒后即可植入使用。

本发明的有益效果：

1 .本发明模具为组合式结构，其外模为通用模具，可匹配不同规格形状的内模使用，其内模为非通用模具，是根据不同患者所使用的不同厂家的髓内钉个性化逆向设计，最大程度上保证成型的骨水泥占位器与原金属髓内钉外形大小的一致性，确保正常植入；

2 .本发明模具独有的内模结构设计，方便成型后的骨水泥占位器的取出；

3 .本发明模具为3D打印成型工艺，工时短，成本低，可在手术前做好骨水泥占位器的成型消毒工作，术中直接使用，缩短手术时间。

附图说明

图1是本发明长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具的结构示意图；

图2是本发明模具外模1的结构示意图；

图3是本发明模具内模2的结构示意图；

图4是本发明模具内模5的结构示意图；

图5是本发明模具外模6的结构示意图；

图6是本发明模具固定用的锁紧螺钉的结构示意图；

图中，1.外模， 11 .外模注射口、12 .外模定位锁钉孔、13 .外模定位凸台、14 .外模定位锁钉孔；2.模，21 .内模注射口、 22 .内模内型腔、23 .凹槽、24 .内外模锁紧钉定位孔；3.抗菌素骨水泥髓内钉、4.克氏针、5.内模， 51 .内模注射口、 52 .内模内型腔、53 .凹槽、54 .内外模锁紧钉定位孔，6.外模，61 .外模注射口、62 .内外模锁钉定位孔、63 .外模锁钉钉定位孔、64 .凹槽、65. 侧方凹槽，7.锁紧钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

本发明的一种用于长骨骨折髓内钉固定术后感染“抗菌素骨水泥髓内钉”旷置的3D打印模具，其结构为组合式结构，包括相互匹配的外模1和外模6，外模1和外模6内均设置有方槽形的型腔，外模1和外模6的型腔内分别嵌有内模2和内模5，内模2和内模5内分别设置有与所需制备的长骨骨折髓内钉形状相适应的内模2型腔22和内模5型腔52，外模1、内模2、内模5和外模6组合后形成定型模具，采用锁紧螺钉固定装置。外模为通用模具，可匹配不同规格形状的内模使用，其内模为非通用模具，是根据不同患者所使用的不同厂家的髓内钉个性化逆向设计，最大程度上保证成型的骨水泥占位器与原金属髓内钉外形大小的一致性，确保正常植入；

外模1和外模6相对的侧面设置有凸台和对应形状的凹槽进行定位装配，正面斜对角采用2个锁紧螺钉固定外模1和外模6。内模2和内模5型腔上下对角位置设置有2个锁紧钉定位孔，内模2和内模5上的2个锁紧钉定位孔数量和位置相适应。

卡紧固定装置包括设置在外模1型腔两边的凸台和设置在外模6型腔两边的凹槽，定位凸台和定位凹槽的位置和数量以及尺寸相对应，两外模定好位置装配后采用两螺钉进行锁定。

内模2型腔22和内模5型腔52尺寸与所需制备的长骨骨折髓内钉形状和尺寸相适应，并且比骨水泥髓内钉尺寸略大，其型腔的收缩率根据抗菌素骨水泥材料收缩率来设定。

外模1和外模6的材料采用质量较轻的PPSU材料或者铝合金材料来制作，以减轻重量方便操作；内模2和内模5的材料为金属不锈钢或铝合金材料制作，其内模内型腔表面光滑以方便抗菌素骨水泥髓内钉的取出。

外模1、内模2、内模5和外模6上端开有注射口，内外模组合后，外模1的注射口11和外模6的注射口61形成与内模型腔相通的内模注射孔，用于骨水泥的灌注。

外模1、内模2、内模5和外模6两侧面均设有圆弧形凹型槽，方便模具在安装和取模。

本发明的一种长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具的制作方法如下：

1、通过CT或者MRI扫描得到患者下肢的数据，利用三维重建软件提分离出股骨髓内钉或胫骨髓内钉假体部分，并重建其三维实体模型；

2 .创建一实体，将此前设计好的髓内钉假体放置其中心位置，实体需完全容纳髓内钉假体，并确保在周边预留20～30mm的距离。

3 .将实体与髓内钉假体进行布尔运算，即得到与髓内钉假体形状完全一致的型腔，

再将该体沿经向中心位置分割，得到左右对称的半型腔模具

4 .分别将左右两半模具的型腔面向外侧加厚0 .3～0 .6mm，同时将原始的型腔面减去

0 .3～0 .6mm的壁厚，即得到如图1所示外模1、内模2、外模6、内模5，其中内模2可嵌入外模1中，内模5可嵌入外模6中。

5 .在外模1型腔两侧设计2个方形凸台13，在外模6对应位置两侧设计2个方形凹槽64，同时在内模2和外模1相应的位置设计锁定螺孔，内模5和外模6相应的位置设2个锁定螺孔，使外模1、内模2和外模6、内模5装好位置后能锁紧固定，最后将上下两半外模对好位置后扣合在一起，并用2个斜对角的长螺钉锁紧；

6 .内、外模具的上端面做一开口，用以注入骨水泥。

7 .将外模1、外模6、内模2和内模5的设计数据以STL格式导出，并利用3D打印机或数控设备加工成型。

8 .克氏针需预弯成如图1所示形状，与髓内针的形状相符，待灌注骨水泥时使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具，其特征在于：包括相互匹配的外模(1)和外模(6)，外模(1)和外模(6)内均设置有方槽形的型腔，外模(1)和外模(6)的型腔内分别嵌有内模(2)和内模(5)，内模(2)和内模(5)内分别设置有与所需制备的长骨骨折髓内钉形状相适应的内模(2)型腔(22)和内模(5)型腔(52)，外模(1)、内模(2)、内模(5)和外模(6)组合后形成定型模具，采用锁紧螺钉固定装置。

2.根据权利要求1所述的长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具，其特征在于：所述外模(1)和外模(6)相对的侧面设置有凸台和对应形状的凹槽进行定位装配，正面斜对角采用2个锁紧螺钉固定外模(1)和外模(6)。

3.根据权利要求1所述的长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具，其特征在于：所述内模(2)和内模(5)型腔上下对角位置设置有2个锁紧钉定位孔，内模(2)和内模(5)上的2个锁紧钉定位孔数量和位置相适应。

4.根据权利要求1所述的长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具，其特征在于：内模(2)型腔(22)和内模(5)型腔(52)尺寸与所需制备的长骨骨折髓内钉形状和尺寸相适应，并且比骨水泥髓内钉尺寸略大，其型腔的收缩率根据抗菌素骨水泥材料收缩率来设定。

5.根据权利要求1所述的长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具，其特征在于：所述外模(1)型腔(22)和外模(6)的材料采用质量较轻的PPSU材料或者铝合金材料来制作，以减轻重量方便操作；内模(2)和内模(5)的材料为金属不锈钢或铝合金材料制作，其内模内型腔表面光滑以方便抗菌素骨水泥髓内钉的取出。

6.根据权利要求1所述的长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具，其特征在于：外模(1)、内模(2)、内模(5)和外模(6)上端开有注射口，内外模组合后，外模(1)的注射口(11)和外模(6)的注射口(61)形成与内模型腔相通的内模注射孔，用于骨水泥的灌注。

7.一种权利要求1所述长骨骨折髓内钉骨水泥旷置模具的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、分别将内模(2)、内模(5)嵌入外模(1)、外模(6)之中，对好位置后，采用螺钉固定在斜对角的螺孔内进行锁紧，并水平放置于台面；

步骤2、将配置好的骨水泥缓慢倒入外模(1)、外模(6)的型腔之中，注意不要没过型腔平面；

步骤3、将预弯好的克氏针(7)放置在任意一侧骨水泥表面，确保其位置在型腔的中心；

步骤4、将上、下两半模具的凸台和对应形状的凹槽进行定位装配，合并装卡，并通过锁紧螺钉紧固上上下两半模具；

步骤5、将模具浇注口端向上放置，并通过注射孔注射少量骨水泥将模具型腔填实；

步骤6、待骨水泥完全凝固后拧开两半外模的锁紧螺钉，然后依次取外模(1)、外模(6)、内模(2)、内模(5)，得到所需的骨水泥长骨骨折髓内钉假体，去除分型边缘毛刺消毒后即可植入使用。