CN110368137A - 胸部骨骼假体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种胸部骨骼假体，包括：肋骨结构，肋骨结构包括相互连接的柔性条和连接件，其中，柔性条由聚合物材料制成，连接件由金属材料制成，柔性条和连接件的相互远离的两端分别用于固定连接。由于柔性条由聚合物材料制成，与人体自然生理软骨具有近似硬度和弹性，可以满足人体胸部的支撑要求以及弹性变形要求。在植入后，柔性条和连接件的相互远离的两端分别与人体残留骨质、软组织或其他假体连接以进行固定，这样人体在呼吸时，肋骨结构可发生弹性变形，以使胸腔实现正常的扩展和收缩，从而可以避免胸部憋闷，实现顺畅呼吸，满足患者的生理需求。并且，该胸部骨骼假体可保证长期植入的稳定性、可进行组合以满足不同患者的个性化需求。

Description

胸部骨骼假体
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种胸部骨骼假体。
背景技术
胸部骨骼肿瘤会对人体造成很大的伤害，对胸部器官会造成压迫症状，必须进行手术，将肿瘤部位以及被肿瘤侵蚀的胸部骨骼组织切除。但是，传统的胸部骨骼切除手术会造成患者前胸部位出现一个较大缺损，这导致心脏失去了胸部骨骼这个防护墙，哪怕是个轻微的擦碰都会伤及心脏，因此需要进行修复。
如果采用传统的骨水泥或者钛板进行修复，术后患者会有强烈的胸部不适感，呼吸功能和外观美感也会造成影响。现有技术中有研究人员提出了大胆的想法，运用3D打印技术量身定制一个钛合金胸肋骨复合体进行置换。该方法以CT等影像资料为模板，通过3D打印的钛合金的方式成型，虽然钛合金的强度远大于人体骨骼，重量也偏轻，能够满足强度和重量的要求，但是钛合金没有弹性，无法实现人体呼吸中胸腔扩展的效果，会出现胸部憋闷，呼吸困难的症状。
发明内容
本发明提供了一种胸部骨骼假体，以解决现有技术中的胸部骨骼假体，无法满足人体在呼吸时胸腔扩展的要求。
为了解决上述问题，本发明提供了一种胸部骨骼假体，包括：肋骨结构，肋骨结构包括相互连接的柔性条和连接件，其中，柔性条由聚合物材料制成，连接件由金属材料制成，柔性条和连接件的相互远离的两端分别用于固定连接。
进一步地，柔性条由聚氨酯、聚乙烯醇凝胶或聚乳酸制成。
进一步地，连接件具有第一端和第二端，其中第一端与柔性条连接，连接件的位于第一端和第二端之间的区域具有减重孔。
进一步地，柔性条的远离连接件的一端具有连接孔以通过紧固件连接，连接件的第一端具有连接孔以通过紧固件与柔性条连接，连接件的第二端具有连接孔以通过紧固件固定，第二端的宽度大于第一端的宽度。
进一步地，肋骨结构还包括：骨小梁片，设置在柔性条的远离连接件的一端，骨小梁片为多孔隙结构，骨小梁片用于与人体残留骨质或软组织连接。
进一步地，骨小梁片由金属材料通过3D打印或化学气相渗透方式制成，柔性条通过注塑方式制成。
进一步地，胸部骨骼假体还包括：支撑结构，连接件的远离柔性条的一端与支撑结构连接，支撑结构为多孔隙结构，支撑结构用于与人体残留骨质或软组织连接。
进一步地，肋骨结构为多个，多个肋骨结构沿支撑结构的长度方向排列设置在支撑结构的一侧，多个肋骨结构的连接件间隔设置。
进一步地，肋骨结构为多个，多个肋骨结构呈两排设置，两排肋骨结构分别设置在支撑结构的两侧，每排肋骨结构的多个连接件沿支撑结构的长度方向间隔设置。
进一步地，支撑结构由金属材料通过3D打印或化学气相渗透方式制成。
进一步地，支撑结构用于与人体的胸骨连接，支撑结构包括顺次连接的胸骨柄连接片、胸骨体连接片和剑突连接片，胸骨柄连接片、胸骨体连接片和剑突连接片上均具有用于连接紧固件的连接孔。
应用本发明的技术方案，在胸部骨骼假体中设置有肋骨结构，肋骨结构包括相互连接的柔性条和连接件，其中，柔性条由聚合物材料制成，连接件由金属材料制成，柔性条和连接件的相互远离的两端分别用于固定连接。由于柔性条由聚合物材料制成，与人体自然生理软骨具有近似硬度和弹性，可以满足人体胸部的支撑要求以及弹性变形要求。在植入后，柔性条和连接件的相互远离的两端分别与人体残留骨质、软组织或其他假体结构配合连接以进行固定，这样人体在呼吸时，肋骨结构可发生弹性变形，以使胸腔实现正常的扩展和收缩，从而可以避免胸部憋闷，实现顺畅呼吸，满足患者的生理需求。
具体地，柔性条由聚氨酯、聚乙烯醇凝胶或聚乳酸制成。以上材料稳定性好，并且变形能力和强度满足长期使用需求。进一步地，柔性条可采用聚氨酯TPU材料。这些材料具有良好的延展性、断裂强度、耐磨性、生物相容性，因此可以和人体组织结构达到良好的结合，确保假体长期植入的总体性能。多孔隙结构的骨小梁片以及支撑结构，可以将胸部骨骼假体与人体残留骨质或软组织实现良好的生物融合。
并且，该胸部骨骼假体可根据不同的患者进行组合，例如，肋骨结构的形状和数量、支撑结构的形状可进行变化，以形成不同的结构，满足患者的个性化需求。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的实施例一提供的胸部骨骼假体中的肋骨结构的装配图；
图2示出了图1中的肋骨结构的爆炸图；
图3示出了本发明的实施例二提供的胸部骨骼假体的示意图；
图4示出了本发明的实施例三提供的胸部骨骼假体的示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、肋骨结构；11、柔性条；12、连接件；121、第一端；122、第二端；123、减重孔；13、骨小梁片；20、支撑结构；21、胸骨柄连接片；22、胸骨体连接片；23、剑突连接片。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
如图1至图2所示，本发明的实施例一提供了一种胸部骨骼假体，包括：肋骨结构10，肋骨结构10包括相互连接的柔性条11和连接件12，其中，柔性条11由聚合物材料制成，连接件12由金属材料制成，柔性条11和连接件12的相互远离的两端分别用于固定连接。
应用本实施例的技术方案，在胸部骨骼假体中设置有肋骨结构10，肋骨结构10包括相互连接的柔性条11和连接件12，其中，柔性条11由聚合物材料制成，连接件12由金属材料制成，柔性条11和连接件12的相互远离的两端分别用于固定连接。由于柔性条11由聚合物材料制成，与人体自然生理软骨具有近似硬度和弹性，可以满足人体胸部的支撑要求以及弹性变形要求。在植入后，柔性条11和连接件12的相互远离的两端分别与人体残留骨质、软组织或其他假体结构配合连接以进行固定，这样人体在呼吸时，肋骨结构可发生弹性变形，以使胸腔实现正常的扩展和收缩，从而可以避免胸部憋闷，实现顺畅呼吸，满足患者的生理需求。
该肋骨结构10可代替患者因为疾病而切除的肋骨。在本实施例中，肋骨结构10的具体尺寸、形状可根据具体的患者进行定制，例如，通过患者的影响资料定制。并且，肋骨结构10的数量也可根据患者的具体情况进行选择。连接件12可由钛合金制成。连接件12可以通过3D打印或化学气相渗透方式制成。
具体地，柔性条11由聚氨酯、聚乙烯醇凝胶或聚乳酸制成。以上材料稳定性好，并且变形能力和强度满足长期使用需求。进一步地，柔性条11可采用聚氨酯TPU材料。这些材料具有良好的延展性、断裂强度、耐磨性、生物相容性，因此可以和人体组织结构达到良好的结合，确保假体长期植入的总体性能。并且，良好的弹性可使人体在呼吸时，肋骨结构可发生弹性变形，以使胸腔实现正常的扩展和收缩，从而可以避免胸部憋闷，实现顺畅呼吸。
如图2所示，连接件12具有第一端121和第二端122，其中第一端121与柔性条11连接，连接件12的位于第一端121和第二端122之间的区域具有减重孔123。通过上述设置，可以在满足连接件12的结构强度的同时减轻连接件12的重量，以减轻患者的身体负担。减重孔123的形状和数量可根据需要进行设置。
进一步地，柔性条11的远离连接件12的一端具有连接孔以通过紧固件连接，连接件12的第一端121具有连接孔以通过紧固件与柔性条11连接，连接件12的第二端122具有连接孔以通过紧固件固定，第二端122的宽度大于第一端121的宽度。通过在柔性条11的远离连接件12的一端设置连接孔，可实现柔性条11与人体的胸部切除后的残留骨质或其他假体部件实现可靠连接。在连接件12的第一端121设置连接孔，可使用紧固件与柔性条11实现可靠连接。在连接件12的第二端122设置连接孔，可实现连接件12与人体的胸部切除后的残留骨质或其他假体部件实现可靠连接。上述方案可保证假体长期植入的可靠性和稳定性。
如图1和图2所示，肋骨结构10还包括：骨小梁片13，设置在柔性条11的远离连接件12的一端，骨小梁片13为多孔隙结构，骨小梁片13用于与人体残留骨质或软组织连接。通过设置骨小梁片13，可以将胸部骨骼假体与人体残留骨质或软组织实现良好的生物融合。例如，骨小梁片13可以与残留肋骨进行连接和融合。骨小梁片13的孔隙的尺寸为0.3mm至1.5mm，孔隙率在50％以上，这样可实现良好的生物融合性。
在本实施例中，骨小梁片13由金属材料通过3D打印或化学气相渗透方式制成，这样可保证结构强度、便于制造。骨小梁片13可以由钛合金制成。柔性条11通过注塑方式制成，便于制造出复杂的形状。
如图3所示，在本发明的实施例二中，与上述实施例不同的是，胸部骨骼假体还包括：支撑结构20，连接件12的远离柔性条11的一端与支撑结构20连接，支撑结构20为多孔隙结构，支撑结构20用于与人体残留骨质或软组织连接。通过设置支撑结构20可以提高与人体骨质或软组织的连接强度，保证假体长期植入的可靠性和稳定性。而且，对于需要植入多个肋骨结构10的情况，可以提高胸部骨骼假体的整体结构强度。在本实施例中，支撑结构20可以与人体的胸骨连接。
在本实施例中，肋骨结构10为多个，多个肋骨结构10沿支撑结构20的长度方向排列设置在支撑结构20的一侧，多个肋骨结构10的连接件12间隔设置。这样该胸部骨骼假体可满足患者需要切除的胸部骨骼较多的情况。具体的肋骨结构10形状、数量以及支撑结构20的形状，可根据具体患者的情况进行定制。
在本实施例中，支撑结构20由金属材料通过3D打印或化学气相渗透方式制成。这样对于复杂形状的部件可保证结构强度、便于制造。通过设置支撑结构20，可以将胸部骨骼假体与人体残留骨质或软组织实现良好的生物融合。例如，支撑结构20可以与残留胸骨进行连接和融合。支撑结构20的孔隙的尺寸为0.3mm至1.5mm，孔隙率在50％以上，这样可实现良好的生物融合性。
具体地，在本实施例中，支撑结构20用于与人体的胸骨连接，支撑结构20包括顺次连接的胸骨柄连接片21、胸骨体连接片22和剑突连接片23，胸骨柄连接片21、胸骨体连接片22和剑突连接片23上均具有用于连接紧固件的连接孔。其中，胸骨柄连接片21用于与人体的胸骨柄连接，胸骨体连接片22用于与人体的胸骨体连接，剑突连接片23用于与人体的剑突连接。通过上述设置，可实现支撑结构20与患者胸骨以及软组织的可靠连接和生物融合，保证假体长期植入的稳定性。
如图4所示，在本发明的实施例三中，与上述实施例不同的是，肋骨结构10为多个，多个肋骨结构10呈两排设置，两排肋骨结构10分别设置在支撑结构20的两侧，每排肋骨结构10的多个连接件12沿支撑结构20的长度方向间隔设置。这样该胸部骨骼假体可满足患者需要切除的胸部骨骼较多的情况，对胸腔进行支撑和防护，并且可满足患者的正常呼吸需求。具体的肋骨结构10形状、数量以及支撑结构20的形状，可根据具体患者的情况进行定制。
应用本实施例的技术方案，柔性条11由聚合物材料制成，连接件12由金属材料制成，柔性条11和连接件12的相互远离的两端分别用于固定连接。由于柔性条11由聚合物材料制成，与人体自然生理软骨具有近似硬度和弹性，可以满足人体胸部的支撑要求以及弹性变形要求。在植入后，柔性条11和连接件12的相互远离的两端分别与人体残留骨质、软组织或其他假体结构配合连接以进行固定，这样人体在呼吸时，肋骨结构可发生弹性变形，以使胸腔实现正常的扩展和收缩，从而可以避免胸部憋闷，实现顺畅呼吸，满足患者的生理需求。
具体地，柔性条11由聚氨酯、聚乙烯醇凝胶或聚乳酸制成。以上材料稳定性好，并且变形能力和强度满足长期使用需求。进一步地，柔性条11可采用聚氨酯TPU材料。这些材料具有良好的延展性、断裂强度、耐磨性、生物相容性，因此可以和人体组织结构达到良好的结合，确保假体长期植入的总体性能。多孔隙结构的骨小梁片13以及支撑结构20，可以将胸部骨骼假体与人体残留骨质或软组织实现良好的生物融合。
并且，该胸部骨骼假体可根据不同的患者进行组合，例如，肋骨结构10的形状和数量、支撑结构20的形状可进行变化，以形成不同的结构，满足患者的个性化需求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种胸部骨骼假体，其特征在于，包括：
肋骨结构(10)，所述肋骨结构(10)包括相互连接的柔性条(11)和连接件(12)，其中，所述柔性条(11)由聚合物材料制成，所述连接件(12)由金属材料制成，所述柔性条(11)和所述连接件(12)的相互远离的两端分别用于固定连接。
2.根据权利要求1所述的胸部骨骼假体，其特征在于，所述柔性条(11)由聚氨酯、聚乙烯醇凝胶或聚乳酸制成。
3.根据权利要求1所述的胸部骨骼假体，其特征在于，所述连接件(12)具有第一端(121)和第二端(122)，其中所述第一端(121)与所述柔性条(11)连接，所述连接件(12)的位于所述第一端(121)和所述第二端(122)之间的区域具有减重孔(123)。
4.根据权利要求3所述的胸部骨骼假体，其特征在于，所述柔性条(11)的远离所述连接件(12)的一端具有连接孔以通过紧固件连接，所述连接件(12)的第一端(121)具有连接孔以通过紧固件与所述柔性条(11)连接，所述连接件(12)的第二端(122)具有连接孔以通过紧固件固定，所述第二端(122)的宽度大于所述第一端(121)的宽度。
5.根据权利要求1所述的胸部骨骼假体，其特征在于，所述肋骨结构(10)还包括：
骨小梁片(13)，设置在所述柔性条(11)的远离所述连接件(12)的一端，所述骨小梁片(13)为多孔隙结构，所述骨小梁片(13)用于与人体残留骨质或软组织连接。
6.根据权利要求5所述的胸部骨骼假体，其特征在于，所述骨小梁片(13)由金属材料通过3D打印或化学气相渗透方式制成，所述柔性条(11)通过注塑方式制成。
7.根据权利要求1所述的胸部骨骼假体，其特征在于，所述胸部骨骼假体还包括：
支撑结构(20)，所述连接件(12)的远离所述柔性条(11)的一端与所述支撑结构(20)连接，所述支撑结构(20)为多孔隙结构，所述支撑结构(20)用于与人体残留骨质或软组织连接。
8.根据权利要求7所述的胸部骨骼假体，其特征在于，所述肋骨结构(10)为多个，多个所述肋骨结构(10)沿所述支撑结构(20)的长度方向排列设置在所述支撑结构(20)的一侧，多个所述肋骨结构(10)的连接件(12)间隔设置。
9.根据权利要求7所述的胸部骨骼假体，其特征在于，所述肋骨结构(10)为多个，多个所述肋骨结构(10)呈两排设置，两排所述肋骨结构(10)分别设置在所述支撑结构(20)的两侧，每排所述肋骨结构(10)的多个连接件(12)沿所述支撑结构(20)的长度方向间隔设置。
10.根据权利要求7所述的胸部骨骼假体，其特征在于，所述支撑结构(20)由金属材料通过3D打印或化学气相渗透方式制成。
11.根据权利要求7所述的胸部骨骼假体，其特征在于，所述支撑结构(20)用于与人体的胸骨连接，所述支撑结构(20)包括顺次连接的胸骨柄连接片(21)、胸骨体连接片(22)和剑突连接片(23)，所述胸骨柄连接片(21)、所述胸骨体连接片(22)和所述剑突连接片(23)上均具有用于连接紧固件的连接孔。
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