CN112842633A - 一种3d打印胫骨髓内钉全踝关节假体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体，其特点是包括胫骨固定杆和胫骨远端全踝关节假体；胫骨固定杆包括胫骨固定杆本体；胫骨固定杆本体的下部设为胫骨远端连接体；胫骨远端连接体的末端外表面设置为锥形，胫骨远端连接体的末端沿轴向设置内螺纹孔；所述胫骨远端全踝关节假体包括胫骨远端假体、聚乙烯衬垫、跟距骨假体；胫骨远端假体的上端设置锥度连接孔，胫骨远端假体的末端锥形插入锥度连接孔，锥度连接孔设置与拱形开口连接的螺钉孔，通过螺钉孔拧入螺钉与内螺纹孔将胫骨远端假体与胫骨固定杆连接杆。本发明的有益效果是适用于胫骨远端切除患者的假体置换，通过翼板和凹槽沿轴向的设置，使假体的植入更稳定，中长期的稳定性佳。

Description

一种3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体

技术领域

本发明属于骨科医疗器械技术领域，尤其涉及一种3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体。

背景技术

胫骨，作为人体重要的承重骨，是下肢的主要组成部分。胫距关节和距下关节作为踝-后足复合体的重要组成结构，承担维持下肢负重行走以及保持正常的足踝部活动度的功能。然而，踝关节或者后足的创伤以及恶性骨肿瘤等疾病都可能引起继发性胫距关节和距下关节病变，引起严重的疼痛以及行走功能障碍，对于保守治疗无法获得满意疗效的患者，手术治疗可较好的缓解疼痛，恢复功能。若完整切除病灶需要进行胫骨远端及踝关节置换。中国专利申请，申请号CN202010820193.0，申请日2020.08.14，申请公布号CN111870409A，申请公布日2020.11.03，公开了一种胫骨远端踝关节假体，包括髓腔延长柄、远端踝关节和骨干延长段，骨干延长段安装在髓腔延长柄与远端踝关节之间，髓腔延长柄连接胫骨近端的髓腔，远端踝关节上与距骨、腓骨的接触面上设有3D打印骨小梁结构，锁定钉插入远端踝关节的钉孔连接距骨和腓骨，得以将远端踝关节与距骨和腓骨固定连接。胫骨远端踝关节假体适用于胫骨远端肿瘤切除患者的踝关节假体置换，3D打印骨小梁结构能够有效促进骨长入，结合锁定钉，假体更稳定，踝关节假体的初期骨长入快、中长期的稳定性佳；胫骨远端踝关节假体使用时，无需更换整个胫骨，保留完好的胫骨，仅更换有病灶的胫骨，骨干延长段的设置使得假体的长度适用于每位患者，降低造价成本。某病例除需切除胫骨远端及踝关节外，其胫骨的正常功能仅能保留至胫骨近端，但胫骨部分可以保留，作为小腿的固有支撑，而上述公开的专利申请方案需要将胫骨切除仅保留胫骨近端部分，不能满足该病例的临床应用要求，而在保留胫骨近端和胫骨后需要植入连接胫骨近端和胫骨远端假体的胫骨固定杆，而踝关节需要使用胫骨远端踝关节假体，由于该病例较为罕见，目前还没有相关的文献公开用于该病例的技术方案。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中，某病例除需切除胫骨远端及踝关节外，其胫骨的正常功能仅能保留至胫骨近端，但胫骨部分可以保留，作为小腿的固有支撑，而上述公开的专利申请方案需要将胫骨切除仅保留胫骨近端部分，不能满足该病例的临床应用要求，而在保留胫骨近端和胫骨后需要植入连接胫骨近端和胫骨远端假体的胫骨固定杆，而踝关节需要使用胫骨远端踝关节假体，由于该病例较为罕见，目前还没有相关的文献公开用于该病例的技术方案的问题，发明的目的在于提供一种3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体，适用于胫骨远端切除患者的假体置换，胫骨固定杆植入胫骨髓腔内，通过髓内钉与胫骨近端和胫骨进行连接固定，通过翼板和凹槽沿轴向的设置，使胫骨固定杆在胫骨内的植入更稳定，中长期的稳定性佳；无需更换整个胫骨，保留完好的胫骨，胫骨固定杆本体的长度根据每位患者的尺寸进行设计；胫骨远端的全踝关节假体，利用聚乙烯衬垫缓冲人体直立时对踝关节的下压作用力，达到修复关节整体运动平衡及满足其生物力学的要求。

2.技术方案

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用如下技术方案：

一种3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体，其特点是包括胫骨固定杆和胫骨远端全踝关节假体；所述胫骨固定杆包括胫骨固定杆本体，所述胫骨固定杆本体的上部设为胫骨近端髓腔连接端，所述胫骨近端髓腔连接端设置若干第一髓内钉孔；所述胫骨固定杆本体的下部设为胫骨远端连接体，所述胫骨远端连接体上设置若干第二髓内钉孔；所述胫骨远端连接体的末端外表面设置为锥形，胫骨远端连接体的末端沿轴向设置第一内螺纹孔；所述胫骨远端全踝关节假体包括胫骨远端假体、聚乙烯衬垫、跟距骨假体；所述胫骨远端假体的上端设置锥度连接孔，胫骨远端假体的末端锥形插入锥度连接孔，所述锥度连接孔设置与拱形开口连接的螺钉孔，通过螺钉孔拧入螺钉与第一内螺纹孔将胫骨远端假体与胫骨固定杆连接，所述胫骨远端假体的下端设置拱形开口；所述跟距骨假体的上端与拱形开口通过销轴机构连接；所述聚乙烯衬垫设置在拱形开口内并且与跟距骨假体的上端连接；所述跟距骨假体的下表面设置跟距骨固定杆，所述跟距骨固定杆表面设置沿轴向分布的肋板。

在本发明一个具体的实施例中，所述胫骨固定杆本体的中部的外表面设置沿轴向分布的翼板和凹槽，所述翼板与胫骨近端髓腔连接端邻接设置，所述凹槽与胫骨远端假体邻接设置，所述翼板的一端与凹槽的一端邻接设置；所述翼板沿胫骨固定杆的径向设置若干个，所述凹槽设置在两个相邻翼板之间的空隙。

在本发明一个具体的实施例中，所述销轴机构包括第一销孔、连接座、销轴，所述第一销孔设置在拱形开口上，所述连接座为跟距骨假体的上端，所述连接座设置与第一销孔同轴的第二销孔，所述销轴穿过第一销孔、第二销孔将连接座和拱形开口连接，拱形开口处设置与第一销孔同轴的第二内螺纹孔，销轴与第二内螺纹孔螺纹连接；所述连接座的上表面设置与第一销孔同轴的第一圆弧；所述跟距骨假体表面在跟距一侧设置与第一圆弧连接的第二圆弧。

在发明一个具体的实施例中，所述跟距骨假体的下表面设置若干个定位齿，所述若干个定位齿环绕跟距骨固定杆设置；所述定位齿的数量为3个。

在发明一个具体的实施例中，所述跟距骨假体的下表面设置骨小梁结构，所述骨小梁结构的厚度为2-2.2mm，骨小梁结构的多孔的间隙为0.2-0.22mm。

在发明一个具体的实施例中，所述胫骨固定杆本体、跟距骨假体、胫骨远端假体的材料选自钛合金，由3D打印技术制备获得；所述拱形开口的一侧壁较另一侧壁宽，仿踝关节的形态制作；所述聚乙烯衬垫的材料选自高分子交联聚乙烯，高分子交联聚乙烯，具有密度高，耐磨的特性，同时使用该材质具有缓冲作用，避免运动过程中，各部位之间的冲击，仿照人体踝关节自身具有的缓冲功能。

在发明一个具体的实施例中，所述拱形开口上端的胫骨远端假体上设置卡接槽，所述聚乙烯衬垫的上端设置与卡接槽对应的卡接翼板；所述聚乙烯衬垫的下端设置呈与第一圆弧匹配的第三圆弧，聚乙烯衬垫在跟距一侧设置设置限位止挡，所述限位止挡与第二圆弧配合，限定跟距骨假体在径向方向的转动角度在人体运动的合理范围内。

用于病例时，胫骨固定杆本体的下部(胫骨远端连接体)第一内螺纹孔与胫骨固定杆体外导向器的导向头连接，由胫骨远端将胫骨固定杆本体植入患者胫骨髓腔内，胫骨固定杆本体的胫骨近端髓腔连接端插入胫骨近端髓腔，通过胫骨固定杆体外导向器上的髓内钉定位孔将髓内钉拧入第一髓内钉孔，将胫骨近端髓腔连接端与胫骨近端连接锁定；通过胫骨固定杆体外导向器上的髓内钉定位孔将髓内钉拧入第二髓内钉孔，将胫骨与胫骨远端连接体连接锁定；胫骨远端连接体的锥形插入胫骨远端假体，使用螺钉拧入第一内螺纹孔，将胫骨远端连接体与胫骨远端假体连接，再依次将聚乙烯衬垫、跟距骨假体安装在拱形开口内，实现全踝关节的置换。

3.有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果是：适用于胫骨远端切除患者的假体置换，胫骨固定杆植入胫骨髓腔内，通过髓内钉与胫骨近端和胫骨进行连接固定，通过翼板和凹槽沿轴向的设置，使胫骨固定杆在胫骨内的植入更稳定，中长期的稳定性佳；无需更换整个胫骨，保留完好的胫骨，胫骨固定杆本体的长度根据每位患者的尺寸进行设计；胫骨远端的全踝关节假体，利用聚乙烯衬垫缓冲人体直立时对踝关节的下压作用力，达到修复关节整体运动平衡及满足其生物力学的要求。

附图说明

为了更清楚地说明发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体正视结构示意图。

图2是本发明3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体剖面结构示意图。

图3是本发明胫骨远端全踝关节假体正视结构示意图。

图4是本发明胫骨远端全踝关节假体剖面结构示意图。

图5是本发明胫骨远端全踝关节假体左视结构示意图。

图6是本发明胫骨远端假体正视结构示意图。

图7是本发明胫骨远端假体剖面结构示意图。

图8是本发明跟距骨假体左视结构示意图。

图9是本发明聚乙烯衬垫左视结构示意图。

图10是本发明胫骨固定杆结构示意图。

图11是本发明胫骨杆体剖面结构示意图。

图中：1-胫骨远端假体；2-聚乙烯衬垫；3-跟距骨假体；4-拱形开口；5-跟距骨固定杆；6-第一销孔；7-连接座；8-销轴；9-第二销孔；10-第一圆弧；11-第二圆弧；12-定位齿；13-锥度连接孔；14-螺钉孔；15-卡接槽；16-卡接翼板；17-第三圆弧；18-限位止挡；19-肋板；20-第一内螺纹孔；21-胫骨近端髓腔连接端；22-第一髓内钉孔；23-胫骨远端连接体；24-第二髓内钉孔；25-椎体；26-第二内螺纹孔；27-翼板；28-凹槽。

具体实施方式

下面将结合附图对发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

在发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

如图1至图11所示，一种3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体，其特点是包括胫骨固定杆和胫骨远端全踝关节假体；胫骨固定杆包括胫骨固定杆本体，胫骨固定杆本体的上部设为胫骨近端髓腔连接端21，胫骨近端髓腔连接端21设置若干第一髓内钉孔22；胫骨固定杆本体的下部设为胫骨远端连接体23，为胫骨远端连接体23上设置若干第二髓内钉孔24；为胫骨远端连接体23的末端外表面设置为锥形，为胫骨远端连接体23的末端沿轴向设置第二内螺纹孔26；胫骨远端全踝关节假体包括胫骨远端假体1、聚乙烯衬垫2、跟距骨假体3；胫骨远端假体1的上端设置锥度连接孔13，胫骨远端假体1的末端锥形插入锥度连接孔13，锥度连接孔13设置与拱形开口4连接的螺钉孔14，通过螺钉孔14拧入螺钉与第二内螺纹孔2620将胫骨远端假体1与胫骨固定杆连接，胫骨远端假体1的下端设置拱形开口4；跟距骨假体3的上端与拱形开口4通过销轴8机构连接；聚乙烯衬垫2设置在拱形开口4内并且与跟距骨假体3的上端连接；跟距骨假体3的下表面设置跟距骨固定杆5，跟距骨固定杆5表面设置沿轴向分布的肋板19。

胫骨固定杆本体的中部的外表面设置沿轴向分布的翼板27和凹槽28，翼板27与胫骨近端髓腔连接端21邻接设置，凹槽28与胫骨远端假体1邻接设置，翼板27的一端与凹槽28的一端邻接设置；翼板27沿胫骨固定杆的径向设置若干个，凹槽28设置在两个相邻翼板27之间的空隙。

销轴8机构包括第一销孔6、连接座7、销轴8，第一销孔6设置在拱形开口4上，连接座7为跟距骨假体3的上端，连接座7设置与第一销孔6同轴的第二销孔9，销轴8穿过第一销孔6、第二销孔9将连接座7和拱形开口4连接，拱形开口4处设置与第一销孔6同轴的第一内螺纹孔20，销轴8与第一内螺纹孔20螺纹连接；连接座7的上表面设置与第一销孔6同轴的第一圆弧10；跟距骨假体3表面在跟距一侧设置与第一圆弧10连接的第二圆弧11。

跟距骨假体3的下表面设置若干个定位齿12，若干个定位齿12环绕跟距骨固定杆5设置；定位齿12的数量为3个。

跟距骨假体3的下表面设置骨小梁结构，骨小梁结构的厚度为2-2.2mm，骨小梁结构的多孔的间隙为0.2-0.22mm。

胫骨固定杆本体、跟距骨假体3、胫骨远端假体1的材料选自钛合金，由3D打印技术制备获得；拱形开口4的一侧壁较另一侧壁宽，仿踝关节的形态制作；聚乙烯衬垫2的材料选自高分子交联聚乙烯，高分子交联聚乙烯，具有密度高，耐磨的特性，同时使用该材质具有缓冲作用，避免运动过程中，各部位之间的冲击，仿照人体踝关节自身具有的缓冲功能。

拱形开口4上端的胫骨远端假体1上设置卡接槽15，聚乙烯衬垫2的上端设置与卡接槽15对应的卡接翼板16；聚乙烯衬垫2的下端设置呈与第一圆弧10匹配的第三圆弧17，聚乙烯衬垫2在跟距一侧设置设置限位止挡18，限位止挡18与第二圆弧11配合，限定跟距骨假体3在径向方向的转动角度在人体运动的合理范围内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体，其特征在于：包括胫骨固定杆和胫骨远端全踝关节假体；所述胫骨固定杆包括胫骨固定杆本体，所述胫骨固定杆本体的上部设为胫骨近端髓腔连接端，所述胫骨近端髓腔连接端设置若干第一髓内钉孔；所述胫骨固定杆本体的下部设为胫骨远端连接体，所述胫骨远端连接体上设置若干第二髓内钉孔；所述胫骨远端连接体的末端外表面设置为锥形，胫骨远端连接体的末端沿轴向设置第一内螺纹孔；所述胫骨远端全踝关节假体包括胫骨远端假体、聚乙烯衬垫、跟距骨假体；所述胫骨远端假体的上端设置锥度连接孔，胫骨远端假体的末端锥形插入锥度连接孔，所述锥度连接孔设置与拱形开口连接的螺钉孔，通过螺钉孔拧入螺钉与第一内螺纹孔将胫骨远端假体与胫骨固定杆连接，所述胫骨远端假体的下端设置拱形开口；所述跟距骨假体的上端与拱形开口通过销轴机构连接；所述聚乙烯衬垫设置在拱形开口内并且与跟距骨假体的上端连接；所述跟距骨假体的下表面设置跟距骨固定杆，所述跟距骨固定杆表面设置沿轴向分布的肋板。

2.根据权利要求1所述一种3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体，其特征在于：所述胫骨固定杆本体的中部的外表面设置沿轴向分布的翼板和凹槽，所述翼板与胫骨近端髓腔连接端邻接设置，所述凹槽与胫骨远端假体邻接设置，所述翼板的一端与凹槽的一端邻接设置；所述翼板沿胫骨固定杆的径向设置若干个，所述凹槽设置在两个相邻翼板之间的空隙。

3.根据权利要求1所述一种3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体，其特征在于：所述销轴机构包括第一销孔、连接座、销轴，所述第一销孔设置在拱形开口上，所述连接座为跟距骨假体的上端，所述连接座设置与第一销孔同轴的第二销孔，所述销轴穿过第一销孔、第二销孔将连接座和拱形开口连接，拱形开口处设置与第一销孔同轴的第二内螺纹孔，销轴与第二内螺纹孔螺纹连接；所述连接座的上表面设置与第一销孔同轴的第一圆弧；所述跟距骨假体表面在跟距一侧设置与第一圆弧连接的第二圆弧。

4.根据权利要求1所述一种3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体，其特征在于：所述跟距骨假体的下表面设置若干个定位齿，所述若干个定位齿环绕跟距骨固定杆设置；所述定位齿的数量为3个。

5.根据权利要求1所述一种3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体，其特征在于：所述跟距骨假体的下表面设置骨小梁结构，所述骨小梁结构的厚度为2-2.2mm，骨小梁结构的多孔的间隙为0.2-0.22mm。

6.根据权利要求1所述一种3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体，其特征在于：所述胫骨固定杆本体、跟距骨假体、胫骨远端假体的材料选自钛合金，由3D打印技术制备获得；所述拱形开口的一侧壁较另一侧壁宽，仿踝关节的形态制作；所述聚乙烯衬垫的材料选自高分子交联聚乙烯，高分子交联聚乙烯，具有密度高，耐磨的特性，同时使用该材质具有缓冲作用，避免运动过程中，各部位之间的冲击，仿照人体踝关节自身具有的缓冲功能。

7.根据权利要求3所述一种3D打印胫骨髓内钉全踝关节假体，其特征在于：所述拱形开口上端的胫骨远端假体上设置卡接槽，所述聚乙烯衬垫的上端设置与卡接槽对应的卡接翼板；所述聚乙烯衬垫的下端设置呈与第一圆弧匹配的第三圆弧，聚乙烯衬垫在跟距一侧设置设置限位止挡，所述限位止挡与第二圆弧配合。

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