CN112972061A - 一种新型抗感染的骨膜牵张装置及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型抗感染的骨膜牵张装置，包括合金板，所述合金板由镍钛铜记忆合金制成，所述合金板在低温作用下为一字型结构，此时该所述合金板为马氏相体，通过将所述合金板植入骨膜内，所述合金板在体温或热敷作用下，使所述合金板呈弧型结构，此时该所述合金板为奥氏体相，使所述合金板撑起骨膜进行牵张。本发明结构简单、灵活，起到牵张骨膜的作用，促进周围血管神经的生长，改善下肢的血运，从而促进糖尿病足溃疡的愈合。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学材料的技术领域，特别涉及一种新型抗感染的骨膜牵张装置及应用。
背景技术
糖尿病的发病率逐年增加，而其中约25％的糖尿病患者因糖尿病周围神经及血管病变，导致下肢感染、溃疡和深部组织的坏死，是导致糖尿病患者致残也是我国非创伤性截肢的主要原因，其具有复发率高、截肢率高、费用高等特点。目前治疗主要包括：内科治疗、创面换药、血管介入治疗和外科手术治疗等。因单纯的内科治疗和局部伤口换药往往效果不佳，常需要结合外科手术干预。根据Ilizarov创立的张力－应力原则，通过对骨骼、骨膜等施加一定的张力就可促进周围血管神经的生长，近年来国内专家提出的胫骨横向骨搬运手术，也是目前治疗严重糖尿病足的一种外科手术。该技术已通过大量病例及随访和研究证实了其有效性。但该手术方案需要通过胫骨开骨窗的方法进行牵张，创伤相对较大，且有术后骨折、感染等并发症。
基于Ilizarov的张力－应力原则和胫骨横向骨搬运技术，结合国内外现有研究，有国内专家提出应用骨膜牵张技术治疗糖尿病足，并取得良好的效果。骨膜牵张治疗糖尿病足溃疡是国内率先开展的手术，目前相关手术设备尚不完善。目前手术多采用外固定支架或根据现有接骨钢板来开展手术，手术后通过皮外的螺丝钉或者外固定架调节骨膜牵张程度。此类手术装置均存在手术操作不便、钉道感染、造成患者生活护理不便等不足。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种新型抗感染的骨膜牵张装置及应用，其结构简单、灵活，起到牵张骨膜的作用，促进周围血管神经的生长，改善下肢的血运，从而促进糖尿病足溃疡的愈合。
为达到上述目的，本发明公开了一种新型抗感染的骨膜牵张装置，包括合金板，所述合金板由镍钛铜记忆合金制成，所述合金板在低温作用下为一字型结构，此时该所述合金板为马氏相体，通过将所述合金板植入骨膜内，所述合金板在体温或热敷作用下，使所述合金板呈弧型结构，此时该所述合金板为奥氏体相，使所述合金板撑起骨膜进行牵张。
优选地，镍钛铜记忆合金由镍、钛、铜三组金属材料组成，其各成分所占重量百分比分别为：镍42％～47％、钛48％～52％、铜2％～7％。
上述的新型抗感染的骨膜牵张装置在生物医学方面的应用。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过一系列工艺制作和处理，获得具有一定弧度的记忆合金板，在低温条件下，将合金板拉直，获得马氏体相的记忆合金板。通过微创的手术方式将该薄窄的形状记忆合金板植入骨膜下，在体温的作用下，该金属板恢复其原来形状即奥氏体相，从而逐步将骨膜撑起，起到牵张骨膜的作用，促进周围血管神经的生长，改善下肢的血运，从而促进糖尿病足溃疡的愈合。
另外，镍钛铜记忆合金具有一定抗菌作用，一方面避免植入后局部感染和形成植入物细菌生物膜，另一方面镍钛铜合金铜离子的释放也能协助糖尿病足感染的控制。再者，铜离子促进血管内皮生长因子的表达，从而促进血管生成。在骨膜牵张刺激，铜离子的抗感染及促血管形成等多方面的共同作用下，改善糖尿病足患肢血运情况，促进创面愈合。该发明操作简单，并具有多重效果，有广阔的应用前景和实用价值。
附图说明
图1为镍钛铜形状记忆合金的结构示意图；
图2镍钛铜记忆合金手术的示意图。
图中：a、马氏体相；b、奥氏体相
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合的附图对本发明作进一步地详细描述。
参照图1所示，一种新型抗感染的骨膜牵张装置，包括合金板，合金板由镍钛铜记忆合金制成，由镍、钛、铜三组金属材料组成长约70mm、宽约15mm、厚约3mm的镍钛记忆合金，其各成分所占重量百分比分别为：镍42％～47％、钛48％～52％、铜2％～7％，本实施例中其各成分所占重量百分比优选为50％钛、45％镍、5％铜，定型时该合金板为奥氏体相b，定型时该合金(即奥氏体相b)带有一定弧度，拱高10mm至15mm。低温下将该合金压平，使其成为一块薄窄的记忆合金板(马氏体相a)，镍钛形状记忆合金具有优良的形状记忆性能、无磁性、耐腐蚀和良好的生物相容性等，在镍钛合金中加入铜，使铜替代部分镍，且不改变母相的晶体结构，且使镍钛基形合金热滞减小、马氏相变温度及超弹性曲线更加稳定，具有较低的马氏体屈服强度，有利于医学领域的应用。
糖尿病足溃疡常常合并感染，且感染往往并不局限在于足部，而对于胫骨骨膜牵张来说，如手术切口距离感染创面太近，则有可能导致内置物周围感染。细菌常常附着于外来植入物生长，并形成细菌生物膜，导致抗感染治疗的无效。而已有研究表明，镍钛铜合金具有非常良好的抗菌作用并维持良好的生物相容性，在糖尿病足病人应用此类更具优势。
一种上述新型抗感染的骨膜牵张装置的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、采用石墨坩埚真空电弧炉，按50％钛、45％镍、5％铜的比例将纯钛、镍、铜原料进行熔炼，浇筑呈铸锭。
步骤二、切除2mm厚的氧化皮，锻造成一定大小的方锭，轧制呈15mm宽、3mm厚的金属薄板。
步骤三、合金板轧制后进行退火处理，退火处理的温度为830℃～860℃，，本实施例优选采用850℃。
步骤四、在特制的弧形模具上进行定型，制成镍钛铜记忆合金。
步骤五、为了使镍钛铜记忆合金获得更好的相变温度稳定性、形状记忆性能和超弹性，对其进行中温处理和训练，并结合镍钛铜比例的调整，获得马氏体及奥氏体相变开始温度和结束温度。
通过一系列工艺制作和处理，本实施例获得具有一定弧度的记忆合金板，在低温条件下，将合金板拉直，获得马氏体相a的记忆合金板，本实施例通过微创的手术方法，将该薄窄的形状记忆合金板植入骨膜下，在体温的作用下，该合金板恢复其原来形状即奥氏体相b，从而逐步将骨膜撑起，起到牵张骨膜的作用，促进周围血管神经的生长，改善下肢的血运，从而促进糖尿病足溃疡的愈合。
本发明作为生物医学植入镍钛铜记忆合金，其具有一定抗菌作用，一方面避免植入后局部感染和形成植入物细菌生物膜，另一方面镍钛铜合金铜离子的释放也能协助糖尿病足感染的控制。再者，铜离子促进血管内皮生长因子的表达，从而促进血管生成。在骨膜牵张刺激，铜离子的抗感染及促血管形成等多方面的共同作用下，改善糖尿病足患肢血运情况，促进创面愈合。该发明操作简单，并具有多重效果，有广阔的应用前景和实用价值。
参照图2所示，本实施例具体的骨膜牵张手术过程如下：
在糖尿病足溃疡的小腿内侧上方，采用利多卡因局部麻醉，起效后行一长约2cm纵行切口，切开皮肤皮下组织，拉钩拉开皮肤皮下组织，显露骨膜。横行切开骨膜约1.5cm，用细薄长的骨膜剥离子仔细剥离切口上下方骨膜，长度约7cm。此时将在室温下为马氏体相的直形镍钛铜记忆合金从骨膜切口轻柔植入。随即连续缝合骨膜、皮下组织，使伤口彻底闭合。在体温的作用下，马氏体相的镍钛铜记忆合金恢复形变成为弧形的合金板，从而逐渐撑开骨膜，起到牵张骨膜的作用，从而促进血管神经生成。同时，随着释放到组织周围的铜离子等，促进VEGF等生长因子的表达。在骨膜牵张、铜抗感染和促进血管形成等综合作用下，极大的促进血管生成，改善患肢的血运，从而促进糖尿病足溃疡的愈合。
本发明的优势在于利用记忆金属的形变记忆，巧妙的起到骨膜牵张的作用，避免了其他现有手术方案或技术，需要靠放置外固定架或皮肤外留螺钉控制骨膜牵张从而导致存在钉道感染或生活护理不方便等弊端。极大的简化了手术，减少创伤，是现代微创手术的极好体现。且其本身同时具备抗感染和促进血管生长的作用，多种因素共同影响，促进血管生成、改善症状。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种新型抗感染的骨膜牵张装置，其特征在于，包括合金板，所述合金板由镍钛铜记忆合金制成，所述合金板在低温作用下为一字型结构，此时该所述合金板为马氏相体，通过将所述合金板植入骨膜内，所述合金板在体温或热敷作用下，使所述合金板呈弧型结构，此时该所述合金板为奥氏体相，使所述合金板撑起骨膜进行牵张。
2.根据权利要求1所述的新型抗感染的骨膜牵张装置，其特征在于，所述镍钛铜记忆合金由镍、钛、铜三组金属材料组成，其各成分所占重量百分比分别为：镍42％～47％、钛48％～52％、铜2％～7％。
3.根据权利要求2所述的新型抗感染的骨膜牵张装置在生物医学方面的应用。
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