CN109968572B - 一种用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型装置与方法 - Google Patents

一种用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型装置与方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型装置和方法，能够实现手术中聚乳酸接骨板的个性化定制，包括底板、第一模具、第二模具和进给装置，所述第一模具和进给装置均固定于底板的同侧，所述第二模具固定于进给装置的移动端，所述第二模具能够在进给装置的带动下与第一模具相抵；所述第一模具的一个面设有用于将聚乳酸接骨板定型的第一定型结构，所述第二模具的一个面设有用于将聚乳酸接骨板定型的第二定型结构，所述第一定型结构能够与所述第二定型结构接触，所述第一定型结构与第二定型结构之间的压力能够大于聚乳酸接骨板在受热变形时保持自身形状的力。

Description

一种用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型装置与方法
技术领域
本发明属于骨科材料领域，具体涉及一种用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型装置与方法。
背景技术
聚乳酸又称聚羟基丙酸或聚交酯。由乳酸单体缩聚而成的可生物降解的高分子材料。可溶于氯仿、丙酮、二氧六环、二甲基甲酰胺、苯、甲苯等溶剂，不溶于石油、醚等饱和烷烃。有良好的生物相容性和血液相容性，体外抗凝血性能好，可被人体降解，以二氧化碳和水排出体外。因此，聚乳酸可制成不同材料，如用熔融挤出法制成纤维作可吸收缝合线；纤维的编织物可作人体组织修补材料；制成薄膜材料用作肌腱组织的防粘连膜、骨膜生长隔离膜、药物缓释载体等。聚乳酸可与其他生物材料复合使用，如与磷酸三钙或碳纤维复合制成板材，可用作接骨板。聚乳酸PLA的热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸、注射、吹塑。由PLA制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，还具有PS相似的光泽度和加工性能，因此具有广阔的市场前景，用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，目前主要用于服装(内衣、外衣)、建筑、农业、林业、造纸和医疗卫生等领域。
目前，在一些骨科手术中，使用聚乳酸作为接骨板，是较为常见的，本发明的设计人在实践的过程中发现，在接骨的过程中，往往需要针对具体的骨质结构和构造，对聚乳酸接骨板做具体的优化，以使其更符合个体需要，实现个性化治疗；但是现有技术中，没有足够的设备和方法快速对聚乳酸接骨板进行外形定制。现有的公开文献中，针对聚乳酸接骨板在骨科手术中的外形定制，尚无相关文献记载。
发明内容
为了克服现有技术的不足，实现对聚乳酸接骨板在手术过程中的个性化定制，使聚乳酸接骨板更适应其在实际应用中的工作环境，一方面，提供一种用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型装置，另一方面，提供一种用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型方法。
本发明解决上述问题所采取的技术方案是：
一种用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型装置，包括底板、第一模具、第二模具和进给装置，所述第一模具和进给装置均固定于底板的同侧，所述第二模具固定于进给装置的移动端，所述第二模具能够在进给装置的带动下与第一模具相抵；所述第一模具的一个面设有用于将聚乳酸接骨板定型的第一定型结构，所述第二模具的一个面设有用于将聚乳酸接骨板定型的第二定型结构，所述第一定型结构能够与所述第二定型结构接触，所述第一定型结构与第二定型结构之间的压力能够大于聚乳酸接骨板在受热变形时保持自身形状的力。
进一步的，所述第一模具与第二模具宽度和高度相等，所述第一定型结构与第二定型结构之间完全啮合，以使聚乳酸接骨板原材在特定环境下挤压成型。
进一步的，所述进给装置包括固定件和移动件，所述移动件可移动插接于所述固定件中，所述移动件的第一端连接于第二模具，所述移动件能够在所述进给装置限定的路径和方向中往复移动，移动件的往复移动能够带动第二模具往复移动，进而主动夹紧或松开聚乳酸接骨板原材。
进一步的，所述移动件包括螺杆，所述螺杆的第一端连接于所述第二模具，所述螺杆主体穿过固定件，所述螺杆的第二端突出于所述固定件，采用螺杆作为移动件，能够将轴向旋转动作转化为轴向直线运动动作，而且能够提供足够的挤压力对聚乳酸接骨板原材进行定型。
进一步的，还包括螺母和弹性件，所述螺母与所述固定件靠近第二端的面相抵，所述弹性件套接于所述螺杆，并且所述弹簧的两端分别与第二模具和固定件相抵。
一种聚乳酸接骨板制备方法，使用如上所述的聚乳酸接骨板制备装置，包括以下步骤：
-对需要进行接骨的骨结构进行测量，并取得骨结构数据，对骨结构数据进行整理，
-按照骨结构数据，选用相应尺寸的第一模具和第二模具；
-将聚乳酸接骨板原材放入第一模具和第二模具之间，并使用进给装置将第二模具推进至于聚乳酸接骨原材相抵，保证聚乳酸接骨板原材与所述第一模具和第二模具之间位置相对固定；
-将所述聚乳酸接骨板制备装置的第一模具、第二模具和固定于第二模具与第二模具之间的聚乳酸接骨板原材放入热环境中；
-等待聚乳酸接骨板软化后，继续通过进给装置移动第二模具，使聚乳酸接骨板变形；
-将变形后的聚乳酸接骨板放于低温下定型；
-通过进给装置移动第二模具，取出聚乳酸接骨板。
进一步的，所述热环境的温度在常压下高于54℃。
进一步的，所述低温的温度在常压下小于54℃。
本发明的有益之处在于：
1)通过设计方便取用的聚乳酸接骨板制备装置，实现了在手术过程中快速制造个性化聚乳酸接骨板。
2)利用聚乳酸接骨板变形温度低的特性，通过能够往复移动的第二模具和第一模具，就可以实现在变形温度以上变形，并取得良好的变形效果，在常温下又可以定型，过程时间短，适合于手术期间进行操作。
附图说明
图1为实施例1主体结构立视图,
图2为实施例1主体结构尺寸标记示意图，
图3为实施例1主体结构尺寸示意图，
图4为实施例1在俯视图中的尺寸示意图。
图中，1、第一模具，2、第二模具，3、固定件，4、移动件，5、弹簧，6、底板，7、螺母。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所述技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要指出的是，以下实施例中的方位用词是根据附图和实际使用习惯进行描述的。
实施例1
一种用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型装置，包括底板6、第一模具1、第二模具2和进给装置，所述第一模具1和进给装置均固定于底板6的同侧，所述第二模具2固定于进给装置的移动端，所述第二模具2能够在进给装置的带动下与第一模具1相抵；所述第一模具1的一个面设有用于将聚乳酸接骨板定型的第一定型结构，所述第二模具2的一个面设有用于将聚乳酸接骨板定型的第二定型结构，所述第一定型结构能够与所述第二定型结构接触。所述第一定型结构与第二定型结构之间的压力能够大于聚乳酸接骨板在受热变形时保持自身形状的力。
在本实施例中，以颈椎后路接骨板为例，详细介绍一种用于颈椎手术的聚乳酸接骨板的制备装置。
所述第一模具1与第二模具2高度相等，均为22mm，所述第一定型结构与第二定型结构之间完全啮合，此处的啮合是指，请参阅图3，第一定型面和第二定型面的垂直投影均呈双折线的形状，即，以第二定型面为例，其垂直投影是由图2、3、4中A\B\C\D\E\F共七个点所定义出的形状，第二定型面的垂直投影形状与第一定型面相等，第一定型面与的形状与第二定型面的形状能够使第一定型面和第二定型面互相配合，从而，当聚乳酸接骨板原材能够被重新塑形时，被重新塑形的聚乳酸接骨板的两个面积最大的侧面的形状的垂直投影也符合由A\B\C\D\E\F定义出的形状。
其中，本实施例中A\B\C\D\E\F的空间位置如图3所示。
接骨板的形状需要与病人的颈椎后路骨结构相符合，因此选择双折线形，以便于将接骨板固定于颈椎后路。
选择聚乳酸作为接骨板材质，目的之一是聚乳酸的理化性质适合于骨科应用，而且聚乳酸可以自行降解，降解后生成二氧化碳和水，对人体无任何危害，并且因自然降解患者不用进行二次手术。
进给装置包括固定件3和移动件4，所述移动件4可移动插接于所述固定件3中，所述移动件4能够在所述进给装置限定的路径和方向中往复移动；所述固定件3使用螺栓固定于底板6之上，本实施例中所述固定件3为一长方体高分子耐热材料，如PPS，LCP和高温尼龙；所述第一模具1和第二模具2也选用高分子耐热材料制作，高分子耐热材料如PPS，LCP和高温尼龙；所述底板6选用金属板。
所述移动件4包括螺杆和弹簧5，所述螺杆的第一端连接于所述第二模具2，所述弹簧5套接于所述螺杆，并且所述弹簧5的两端分别与第二模具2和固定件3相抵，所述螺杆主体穿过固定件3，所述螺杆的第二端突出于所述固定件3；螺母7套接于所述螺杆，螺母7与所述固定件3靠近第二端的面相抵。
所述螺杆的第一端与所述第二模具2固定连接，且螺杆在运动的过程中不旋转；所述弹簧5能够用于提供阻碍第二模具2和固定件3之间互相接近的运动的弹力，因此，所述螺母7在左旋和右旋时，均能够与固定件3相抵。所述推动装置的螺母7的两侧设有耳，以便于旋紧螺母7。
实施本实施例，其有益之处在于：
1)通过设计方便取用的聚乳酸接骨板制备装置，实现了在手术过程中快速制造个性化聚乳酸接骨板。
2)利用聚乳酸接骨板变形温度低的特性，通过能够往复移动的第二模具2和第一模具1，就可以实现在变形温度以上变形，并取得良好的变形效果，在常温下又可以定型，过程时间短，适合于手术期间进行操作。
实施例2
一种用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型方法，使用如实施例1所述的用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型装置，包括以下步骤：
-对需要进行接骨的骨结构进行测量，并取得骨结构数据，对骨结构数据进行整理；这个过程需要观察骨结构并进行测量，一般情况下是在骨结构暴露于观察者视野后进行的；
-按照骨结构数据，选用相应尺寸的第一模具1和第二模具2；如，经测量后选用如图3所示尺寸的第一模具1和第二模具2。
-将聚乳酸接骨板原材放入第一模具1和第二模具2之间，并使用进给装置将第二模具2推进至于聚乳酸接骨原材相抵，保证聚乳酸接骨板原材与所述第一模具1和第二模具2之间位置相对固定；此处相对固定是指，由于第一模具1和第二模具2的第一定型面和第二定型面均呈双折线形，其突出于平面的部分会直接于尚未开始变形的聚乳酸接骨板原材相抵，使尚未开始变形的聚乳酸接骨板原材嵌于第一定型面和第二定型面，位置相对固定。
-将所述聚乳酸接骨板制备装置的第一模具1、第二模具2和固定于第二模具2与第二模具2之间的聚乳酸接骨板原材放入热环境中；所述的热环境可采用直接浇灌沸水制造，在标准大气压下沸水的温度约为100℃，可以满足使聚乳酸接骨板原材快速变形的需要。
-等待聚乳酸接骨板软化后，继续通过进给装置移动第二模具2，使聚乳酸接骨板变形；
-将变形后的聚乳酸接骨板放于低温下定型；此处的低温指的是低于聚乳酸接骨板软化的温度，一般放于常温(标准大气压下20℃)即可。
-通过进给装置移动第二模具2，取出聚乳酸接骨板。
在本实施例中，聚乳酸接骨板选用未经改性处理的医用聚乳酸接骨板，所述热环境的温度在标准大气压下高于54℃。
所述低温的温度在标准大气压下小于54℃。
实施本实施例的有益之处在于：
1)利用聚乳酸接骨板变形温度低的特性，通过能够往复移动的第二模具2和第一模具1，就可以实现在变形温度以上变形，并取得良好的变形效果，在常温下又可以定型，过程时间短，适合于手术期间进行操作。
实施例3
实施例3相对于实施例2，其不同之处在于，
-将所述聚乳酸接骨板制备装置的第一模具1、第二模具2和固定于第二模具2与第二模具2之间的聚乳酸接骨板原材放入热环境中；所述的热环境可采用烤箱制造，在标准大气压下烤箱中温度可以达到满足聚乳酸接骨板原材变形的温度，可以满足使聚乳酸接骨板原材快速变形的需要。
实施本实施例的有益之处在于：
1)利用聚乳酸接骨板变形温度低的特性，通过能够往复移动的第二模具2和第一模具1，就可以实现在变形温度以上变形，并取得良好的变形效果，在常温下又可以定型，过程时间短，适合于手术期间无水进行操作。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型装置，其特征在于，包括底板、第一模具、第二模具和进给装置，所述第一模具和进给装置均固定于底板的同侧，所述第二模具固定于进给装置的移动端，所述第二模具能够在进给装置的带动下与第一模具相抵；所述第一模具的一个面设有用于将聚乳酸接骨板定型的第一定型结构，所述第二模具的一个面设有用于将聚乳酸接骨板定型的第二定型结构，所述第一定型结构能够与所述第二定型结构接触，所述第一定型结构与第二定型结构的垂直投影的形状为双折线形状，所述双折线形状与病人的颈椎后路骨结构相符合，第一定型结构与第二定型结构均包括至少一个突出于第一定型结构与第二定型结构基体立面的突起，所述第一定型结构与第二定型结构之间的压力能够大于聚乳酸接骨板在受热变形时保持自身形状的力；
所述进给装置包括固定件和移动件，所述移动件包括螺杆，所述螺杆的第一端与所述第二模具固定连接，且螺杆在运动的过程中不旋转，所述螺杆主体穿过固定件，所述螺杆的第二端突出于所述固定件；
所述移动件可移动插接于所述固定件中，所述移动件的第一端连接于第二模具，所述移动件能够在所述进给装置限定的路径和方向中往复移动；
还包括螺母和弹簧，所述螺母与所述固定件靠近第二端的面相抵，所述弹簧套接于所述螺杆，并且所述弹簧的两端分别与第二模具和固定件相抵，所述弹簧能够用于提供阻碍第二模具和固定件之间互相接近的运动的弹力，所述螺母在左旋和右旋时，均能够与固定件相抵。
2.如权利要求1所述的用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型装置，其特征在于，所述第一模具与第二模具高度相等，所述第一定型结构与第二定型结构之间完全啮合。
3.一种用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型方法，使用如权利要求1~2任意一项所述的聚乳酸接骨板制备装置，其特征在于，包括以下步骤：
-对需要进行接骨的骨结构进行测量，并取得骨结构数据，对骨结构数据进行整理，
-按照骨结构数据，选用相应尺寸的第一模具和第二模具；
-将聚乳酸接骨板原材放入第一模具和第二模具之间，并使用进给装置将第二模具推进至于聚乳酸接骨原材相抵，保证聚乳酸接骨板原材与所述第一模具和第二模具之间位置相对固定；
-将所述聚乳酸接骨板制备装置的第一模具、第二模具和固定于第二模具与第二模具之间的聚乳酸接骨板原材放入热环境中；
-等待聚乳酸接骨板软化后，继续通过进给装置移动第二模具，使聚乳酸接骨板变形；
-将变形后的聚乳酸接骨板放于低温下定型；
-通过进给装置移动第二模具，取出聚乳酸接骨板。
4.如权利要求3所述的用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型方法，其特征在于，所述热环境的温度在常压下高于54℃。
5.如权利要求3所述的用于颈椎后路手术的聚乳酸接骨板的成型方法，其特征在于，所述低温的温度在常压下小于54℃。
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