CN115192273A - 一种个性化金属3d打印骨软骨移植器械及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及骨移植器械技术领域，具体为一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械，通过术前获取核磁影像学资料，进行软骨三维模型构建，确定软骨缺损形状信息，根据软骨缺损形状，设计与之形状匹配的骨软骨移器械，从而可针对单个软骨缺损个性化设计骨软骨移植器械，使得移植物能够与缺损相匹配，一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械的使用方法，具体通过术前获取核磁影像学资料，进行软骨三维模型构建，确定软骨缺损形状信息，根据软骨缺损形状，设计与之形状匹配的骨软骨移器械，同时采用个性化设计，使得骨软骨移植物的形状与缺损形状匹配，使得骨软骨移植物与缺损完美契合，促进移植物与缺损的整合，避免移植物与缺损侧壁形成空隙等情况。

Description

一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械及方法

技术领域

本发明涉及骨移植器械技术领域，更具体地说，涉及一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械及方法。

背景技术

关节软骨损伤或缺损是临床上常见的运动系统损伤疾病，针对关节软骨损伤，临床上常用的治疗方式包括微骨折术、自体软骨细胞移植术、自体或异体骨软骨移植术。其中，微骨折术是通过在缺损面凿孔，使骨髓液流出，带来营养和修复细胞，以促进软骨修复，但修复的组织为纤维软骨组织，纤维软骨成分与关节天然的透明软骨仍然存在差异，且力学性能及耐磨性较差，很容易退变；自体软骨细胞移植术是通过手术从关节非负重区刮去一块正常软骨，在体外分离、扩增软骨细胞，随后二次手术将软骨细胞移植到软骨缺损处，但是软骨细胞在体外扩增培养阶段会出现去分化现象，从而导致软骨细胞产生软骨基质成分的能力下降，并出现肥大化，其次，这种方式要求二次手术，给患者造成额外的创伤。自体或异体骨软骨移植是通过从患者自体关节非负重区或捐献遗体的膝关节获取骨软骨移植物，移植到患者软骨缺损处。这种术式存在如下优点：1.骨软骨移植物包含天然软骨和骨，可即刻发挥负重和润滑功能；2.骨软骨移植物的骨层可与缺损处的软骨下骨侧壁发生骨愈合，骨愈合速度较快，且更牢固，大大提高移植物的存活率及稳定性；3.全程只需单次手术即可完成，并且操作速度较快，大大节约手术时间。

但是，目前临床上使用的骨软骨移植器械均为圆柱状，因此，无论是缺损处的修整，或是骨软骨移植物的获取，只能是圆柱状，然而，临床上关节软骨缺损多为不规则形，从而造成移植物与缺损不匹配，增加移植物脱落及退变的风险。其次，临床上现有的骨软骨移植器械只有固定的几种尺寸（2.7mm、3.5mm、4.5mm、6mm、8mm），可供选择的尺寸有限，无法满足临床需求。并且，目前临床上使用的骨软骨移植器械一般采用模具铸造而成，这种加工手段很难实现个性化定制，材料和时间成本较高，且目前现有的专利号为（CN215019783U）《一种骨软骨移植装置》该骨软骨移植装置，通过C转把、C卡块和转杆的设置，转动C转把带动转杆转动，从而使得限位块下移，从而确定需要移取的软骨大小，通过A转把、A方形卡块和转杆的设置，人员转动A转把使得滞留套筒根据A转把的移动而移动，从而便于人员收集软骨至滞留套筒内部，通过B转把、B卡块和转杆的设置，转动B转把从而带动限位块移动从而使得滞留套筒内的软骨被推出，进而完成移植工作。

目前，金属3D打印技术已经得到快速发展，在产品的个性化定制方面具备突出的优势，并且材料和时间成本较低。本发明希望开发一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械以弥补目前产品的不足，从而提升临床疗效。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械，其优点在于，术前获取核磁影像学资料，进行软骨三维模型构建，确定软骨缺损形状信息，根据软骨缺损形状，设计与之形状匹配的骨软骨移器械，从而可针对单个软骨缺损个性化设计骨软骨移植器械，骨软骨移植物的形状与缺损形状匹配，使得骨软骨移植物与缺损完美契合，促进移植物与缺损的整合，避免移植物与缺损侧壁形成空隙等情况，从而最大程度提高临床疗效。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械，包括取骨柱、塑形柱、衔接杆、螺纹推杆、光滑推杆、骨柱递送管、骨柱递送杆和测深器，所述取骨柱和塑形柱一端分别开设有第一推杆入口和第二推杆入口，所述取骨柱和塑形柱另一端分别开设有第一骨柱入口和第二骨柱入口，所述取骨柱和塑形柱内部分别开设有第一内螺纹和第二内螺纹，所述取骨柱和塑形柱内部分别开设有第一中空管道和第二中空管道，所述取骨柱和塑形柱一端侧壁分别开设有第一出料孔和第二出料孔，所述取骨柱和塑形柱一端侧壁分别开设有第一刻度尺和第二刻度尺，所述衔接杆分别活动安装在取骨柱和塑形柱内部，所述螺纹推杆一端分别活动安装在取骨柱和塑形柱内部，所述光滑推杆一端分别活动安装在取骨柱和塑形柱内部。

可选的，所述取骨柱一端固定安装有第一手柄，所述塑形柱一端固定安装有第二手柄。

可选的，所述衔接杆包括衔接杆圆头、衔接杆橡胶圈凹槽和衔接杆平头，所述衔接杆圆头开设在衔接杆一端，所述衔接杆橡胶圈凹槽开设在衔接杆一端外壁，所述衔接杆平头开设在衔接杆另一端。

可选的，所述螺纹推杆包括螺纹推杆手柄、外螺纹、螺纹推杆柄和螺纹推杆前头，所述螺纹推杆手柄开设在螺纹推杆一端，且所述螺纹推杆手柄固定连接在螺纹推杆柄一端，所述外螺纹开设在螺纹推杆柄一端外壁所述螺纹推杆前头开设在螺纹推杆柄一端。

可选的，所述光滑推杆包括光滑推杆平头、光滑推杆柄、推杆橡胶圈凹槽和光滑推杆前头，所述光滑推杆平头开设在光滑推杆一端，且所述光滑推杆平头固定连接在光滑推杆柄一端，所述推杆橡胶圈凹槽开设在光滑推杆柄一端外壁，所述光滑推杆平头开设在光滑推杆柄一端。

可选的，所述衔接杆圆头和螺纹推杆前头相适配，且所述衔接杆圆头和光滑推杆前头相适配。

可选的，所述螺纹推杆柄一端分别活动安装在取骨柱和塑形柱内侧，且所述螺纹推杆柄外径分别和取骨柱和塑形柱内径相适配，所述外螺纹分别与第一内螺纹和第二内螺纹相适配。

可选的，所述光滑推杆柄一端分别活动安装在取骨柱和塑形柱内侧，且所述光滑推杆柄外径分别和取骨柱和塑形柱内径相适配。

可选的，所述骨柱递送杆一端和骨柱递送管一端相适配，所述测深器一端开设有测深器刻度尺。

一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械的使用方法，具体包括以下步骤：

S1：利用医学3D打印技术以及术前获取核磁影像学资料，结合患者软骨缺损形状，设计配套的骨软骨移植器械；

S2：进行缺损塑形，按照个性化定制骨软骨移植器械，使用塑形柱对缺损区域进行修整，主要目的是将缺损处的软骨下骨取出，将衔接杆前段全部推入中空管道内，塑形柱前端对准、且垂直于缺损面，并保证与缺损面吻合，使用骨锤锤击塑形柱的另一端，锤击过程注意观察刻度尺，骨柱深度一般为10-15mm，到达目标深度后，停止锤击，将塑形柱分别向四周均匀倾斜，使骨柱与侧壁及底端骨组织完全分离，随后拔出塑形柱，最后，使用推杆将骨柱推出，即可完成对缺损区域的塑形；

S3：获取骨软骨移植物，使用取骨柱在关节非负重区获取与缺损形状及深度匹配的骨软骨移植物。将衔接杆前段全部推入中空管道内，在关节非负重区寻找合适的供体位置，取骨柱前端对准、且垂直于软骨面，随后使用骨锤锤击取骨柱，注意观察前端刻度尺，待到达与缺损一致的深度，停止锤击，将取骨柱分别向四周均匀倾斜，使骨柱与侧壁及底端骨组织完全分离，随后拔出取骨柱，最后，使用推杆将骨柱推出，即可获得与缺损匹配的骨软骨移植物；

S4：进行骨软骨移植物移植，使用测深器测量缺损深度，并与获取的骨软骨移植物厚度进行比较，当移植物厚度与缺损深度匹配时，即可进行下一步移植，若移植物厚度与缺损深度存在偏差较大，需要对缺损或移植物进行修整后进行移植。移植时，将骨软骨移植物放入与缺损形状匹配，3D打印的透明骨柱递送管内，骨柱递送管的前端对准缺损面，使用骨柱递送杆将骨软骨移植物推入缺损处，若遇到阻力较大，可使用骨锤轻敲骨柱递送杆，使移植物完全进入缺损处，保证移植物与缺损完整。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过术前获取核磁影像学资料，进行软骨三维模型构建，确定软骨缺损形状信息，根据软骨缺损形状，设计与之形状匹配的骨软骨移器械，从而可针对单个软骨缺损个性化设计骨软骨移植器械，使得移植物能够与缺损相匹配，避免移植物脱落以及退变的风险；

（2）本方案通过个性化设计，使得骨软骨移植物的形状与缺损形状匹配，使得骨软骨移植物与缺损完美契合，促进移植物与缺损的整合，避免移植物与缺损侧壁形成空隙等情况，从而最大程度提高临床疗效；

（3）本方案，利用3D打印技术根据软骨缺损形状信息进行个性化定制，可供医疗选择，满足各种临床需求；

（4）本方案通过3D打印技术的材料及时间成本较低，在提高临床疗效的同时，降低材料和时间成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明的使用流程示意图；

图2为本发明的取骨柱结构示意图；

图3为本发明的塑形柱结构示意图；

图4为本发明的设想的几种软骨缺损形状及配套骨软骨移植器底端形状设计图；

图5为本发明的衔接杆及其与塑形柱、取骨柱的组合图；

图6为本发明的螺纹推杆及其与塑形柱、取骨柱、衔接杆组合图；

图7为本发明的光滑推杆及其与塑形柱、取骨柱、衔接杆组合图；

图8为本发明的骨柱递送管结构示意图；

图9为本发明的骨柱递送杆结构示意图；

图10为本发明的测深器结构示意图；

图11为本发明的缺损塑形过程图；

图12为本发明的缺损处骨柱取出示意图；

图13为本发明的缺损处塑形效果图；

图14为本发明的获取骨软骨移植物过程图；

图15为本发明的骨软骨移植物取出示意图；

图16为本发明的测深器测量缺损处深度图；

图17为本发明的骨软骨移植物移植图；

图18为本发明的移植后效果图；

图19为本发明的螺纹推杆装配图；

图20为本发明的光滑推杆装配图。

图中标号说明：

1、取骨柱；101、第一推杆入口；102、第一手柄；103、第一内螺纹；104、第一中空管道；105、第一出料孔；106、第一刻度尺；107、第一骨柱入口；2、塑形柱；201、第二推杆入口；202、第二手柄；203、第二内螺纹；204、第二中空管道；205、第二出料孔；206、第二刻度尺；207、第二骨柱入口；3、衔接杆；301、衔接杆圆头；302、衔接杆橡胶圈凹槽；303、衔接杆平头；4、螺纹推杆；401、螺纹推杆手柄；402、外螺纹；403、螺纹推杆柄；404、螺纹推杆前头；5、光滑推杆；501、光滑推杆平头；502、光滑推杆柄；503、推杆橡胶圈凹槽；504、光滑推杆前头；6、骨柱递送管；7、骨柱递送杆；8、测深器；801、测深器刻度尺。

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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图20，本发明提供一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械，包括取骨柱1、塑形柱2、衔接杆3、螺纹推杆4、光滑推杆5、骨柱递送管6、骨柱递送杆7和测深器8。

其中，取骨柱1用于获取骨软骨移植物。

塑形柱2用于对软骨缺损处进行修整，保证缺损形状及深度与取骨柱1获取的骨软骨移植物一致。

衔接杆3用于放置于取骨柱1及塑形柱2的中空管道内，起到衔接骨软骨移植物与推杆的作用，当推杆向前推进时，带动衔接杆3移动，从而将骨软骨移植物推出。

螺纹推杆4用于将推杆向前移动，通过衔接杆3将塑形柱2或取骨柱1内的骨柱推出管道。

光滑推杆5作用同螺纹推杆4，与螺纹推杆4不同的是，光滑推杆5无螺纹结构，插入到中空管道后，可迅速与衔接杆前头接触，随后对光滑推杆5的平头施压，将骨柱推出。但光滑推杆5仅适用于小骨柱，不适用于较大尺寸的骨柱。因为，螺纹推杆4可以通过旋拧，产生的力度明显大于光滑推杆5的作用力，为了防止过大冲击损伤骨柱的软骨面，应避免使用骨锤锤击光滑推杆5的平头，遂只能使用手指按压，所以产生的推力明显小于螺纹推杆4。

骨柱递送管6用于将骨软骨移植物递送至缺损处。

骨柱递送杆7用于将骨软骨移植物推入缺损内，如果需要，可以使用骨锤轻击递送杆，从而保证移植物完全进入缺损内。

测深器8用于测量制造的缺损深度，与获取的骨软骨移植物的厚度比较，从而保证骨软骨移植物精确放置到缺损内，避免出现移植物高出或低于周边软骨面的情况。

通过使用3.0T核磁共振仪器进行膝关节扫描，获取膝关节核磁共振图像，核磁共振扫描序列为PD-FSE-SPIR，具体参数为：重复时间:2915.0毫秒，回波时间：39.4毫秒。随后将获取的膝关节核磁二维图像导入医学逆向软件Mimics软件，将采取以下步骤进行软骨组织分割及三维模型重建。i.利用“编辑蒙罩”，“画笔”功能，利用软骨组织与其他组织的灰度差，勾勒出软骨的基本轮廓，并且结合图像矢状位、冠状位进行调整，以最大程度勾勒出真实软骨的轮廓；ii.利用“区域增长”功能建立软骨“蒙版”，选中此项功能后，通过点击软骨组织，即可将软骨内部组织全部选中，而软骨之外的组织则被剔除，从而保证后期更加准确的重建软骨三维模型；iii.建立“蒙版”后，利用“三维重建”功能即可构建软骨三维模型，然后导出STL格式，随后将STL格式的软骨三维模型导入Geomagic软件，删除模型表面钉状物，进行三角面片优化处理，进一步优化模型表面质量，随后导出STL格式文件。将软骨模型STL格式文件导入医学逆向工程软件SOLIDWORKS软件，结合软骨缺损形状，设计配套的骨软骨移植器械包括以上所提到的取骨柱1、塑形柱2、衔接杆3、螺纹推杆4、光滑推杆5、骨柱递送管6、骨柱递送杆7和测深器8。

取骨柱1和塑形柱2一端分别开设有第一推杆入口101和第二推杆入口201，取骨柱1和塑形柱2另一端分别开设有第一骨柱入口107和第二骨柱入口207，取骨柱1和塑形柱2内部分别开设有第一内螺纹103和第二内螺纹203，取骨柱1和塑形柱2内部分别开设有第一中空管道104和第二中空管道204，取骨柱1和塑形柱2一端侧壁分别开设有第一出料孔105和第二出料孔205，取骨柱1和塑形柱2一端侧壁分别开设有第一刻度尺106和第二刻度尺206，衔接杆3分别活动安装在取骨柱1和塑形柱2内部，螺纹推杆4一端分别活动安装在取骨柱1和塑形柱2内部，光滑推杆5一端分别活动安装在取骨柱1和塑形柱2内部，取骨柱1一端固定安装有第一手柄102，塑形柱2一端固定安装有第二手柄202；其中取骨柱1和塑形柱2结构类似，塑形柱2前端开口的外径与取骨柱1前端开口的内径一致，从而保证骨软骨移植物供体与缺损区域紧密嵌合，第一推杆入口101和第二推杆入口201用于螺纹推杆4及光滑推杆5从此入口进入，第一手柄102和第二手柄202用于握持器械，便于将骨软骨移植物取出，第一内螺纹103和第二内螺纹203用于与螺纹推杆4的螺纹匹配，第一中空管道104和第二中空管道204用于衔接杆3及推杆在此管道内滑动，第一出料孔105和第二出料孔205用于获取骨软骨移植物过程中，可供骨渣或血液流出的孔道，第一刻度尺106和第二刻度尺206用于实时观察取骨柱1楔入深入，从而确定骨软骨移植物获取厚度，第一骨柱入口107和第二骨柱入口207用于与供应区域的软骨面接触，获取的骨软骨移植物从此入口进入，其中取骨柱1、塑形柱2、衔接杆3、螺纹推杆4、光滑推杆5均采用不锈钢制成，骨柱递送管6透明树脂制成。骨柱递送杆7和测深器8采用树脂制成。

按照个性化定制骨软骨移植器械，使用塑形柱2对缺损区域进行修整，主要目的是将缺损处的软骨下骨取出，将衔接杆3前段全部推入中空管道内，塑形柱2前端对准、且垂直于缺损面，并保证与缺损面吻合，使用骨锤锤击塑形柱2的另一端，锤击过程注意观察刻度尺，骨柱深度一般为10-15mm，到达目标深度后，停止锤击，将塑形柱2分别向四周均匀倾斜，使骨柱与侧壁及底端骨组织完全分离，随后拔出塑形柱2，最后，使用螺纹推杆4或光滑推杆5将骨柱推出，即可完成对缺损区域的塑形，然后获取骨软骨移植物，使用取骨柱1在关节非负重区获取与缺损形状及深度匹配的骨软骨移植物。将衔接杆3前段全部推入中空管道内，在关节非负重区寻找合适的供体位置，取骨柱1前端对准、且垂直于软骨面，随后使用骨锤锤击取骨柱1，注意观察前端刻度尺，待到达与缺损一致的深度，停止锤击，将取骨柱1分别向四周均匀倾斜，使骨柱与侧壁及底端骨组织完全分离，随后拔出取骨柱1，最后，使用螺纹推杆4或光滑推杆5将骨柱推出，即可获得与缺损匹配的骨软骨移植物。

最后进行骨软骨移植物移植，使用测深器8测量缺损深度，并与获取的骨软骨移植物厚度进行比较，当移植物厚度与缺损深度匹配时，即可进行下一步移植，若移植物厚度与缺损深度存在偏差较大，需要对缺损或移植物进行修整后进行移植，移植时，将骨软骨移植物放入与缺损形状匹配，3D打印的透明骨柱递送管6内，骨柱递送管6的前端对准缺损面，使用骨柱递送杆7将骨软骨移植物推入缺损处，若遇到阻力较大，可使用骨锤轻敲骨柱递送杆7，使移植物完全进入缺损处，保证移植物与缺损完整契合。

在一些实施例中，参阅图5，衔接杆3包括衔接杆圆头301、衔接杆橡胶圈凹槽302和衔接杆平头303，衔接杆圆头301开设在衔接杆3一端，衔接杆橡胶圈凹槽302开设在衔接杆3一端外壁，衔接杆平头303开设在衔接杆3另一端，衔接杆圆头301与螺纹推杆4及光滑推杆5的前头衔接，衔接杆平头303与骨软骨移植物的软骨面衔接，衔接杆橡胶圈凹槽302可容纳橡胶圈，橡胶圈与取骨柱1或塑形柱2的中空管道侧壁衔接，增加摩擦力，防止衔接杆3在中空管道内随意滑动。

在一些实施例中，参阅图6、图7，螺纹推杆4包括螺纹推杆手柄401、外螺纹402、螺纹推杆柄403和螺纹推杆前头404，螺纹推杆手柄401开设在螺纹推杆4一端，且螺纹推杆手柄401固定连接在螺纹推杆柄403一端，外螺纹402开设在螺纹推杆柄403一端外壁螺纹推杆前头404开设在螺纹推杆柄403一端，光滑推杆5包括光滑推杆平头501、光滑推杆柄502、推杆橡胶圈凹槽503和光滑推杆前头504，光滑推杆平头501开设在光滑推杆5一端，且光滑推杆平头501固定连接在光滑推杆柄502一端，推杆橡胶圈凹槽503开设在光滑推杆柄502一端外壁，光滑推杆平头501开设在光滑推杆柄502一端，螺纹推杆柄403一端分别活动安装在取骨柱1和塑形柱2内侧，且螺纹推杆柄403外径分别和取骨柱1和塑形柱2内径相适配，外螺纹402分别与第一内螺纹103和第二内螺纹203相适配，光滑推杆柄502一端分别活动安装在取骨柱1和塑形柱2内侧，且光滑推杆柄502外径分别和取骨柱1和塑形柱2内径相适配；螺纹推杆前头404和光滑推杆前头504与衔接杆3的圆头通过一突一凹衔接，外螺纹402与取骨柱1或塑形柱2上段的螺纹匹配，螺纹推杆手柄401方便旋转推杆，推杆橡胶圈凹槽503的作用是可容纳橡胶圈，橡胶圈与取骨柱1或塑形柱2的中空管道侧壁衔接，增加摩擦力，防止光滑推杆5随意移动。

在一些实施例中，参阅图19、图20，衔接杆圆头301和螺纹推杆前头404相适配，且衔接杆圆头301和光滑推杆前头504相适配；衔接杆圆头301和螺纹推杆前头404以及光滑推杆前头504采用一突一凹方式衔接。

在一些实施例中，参阅图7、图8、图17，骨柱递送杆7一端和骨柱递送管6一端相适配，测深器8一端开设有测深器刻度尺801。

本发明的工作流程及原理为：

S1：首先使用3.0T核磁共振仪器进行膝关节扫描，获取膝关节核磁共振图像，核磁共振扫描序列为PD-FSE-SPIR，具体参数为：重复时间:2915.0毫秒，回波时间：39.4毫秒。随后将获取的膝关节核磁二维图像导入医学逆向软件Mimics软件，将采取以下步骤进行软骨组织分割及三维模型重建。i.利用“编辑蒙罩”，“画笔”功能，利用软骨组织与其他组织的灰度差，勾勒出软骨的基本轮廓，并且结合图像矢状位、冠状位进行调整，以最大程度勾勒出真实软骨的轮廓；ii.利用“区域增长”功能建立软骨“蒙版”，选中此项功能后，通过点击软骨组织，即可将软骨内部组织全部选中，而软骨之外的组织则被剔除，从而保证后期更加准确的重建软骨三维模型；iii.建立“蒙版”后，利用“三维重建”功能即可构建软骨三维模型，然后导出STL格式，随后将STL格式的软骨三维模型导入Geomagic软件，删除模型表面钉状物，进行三角面片优化处理，进一步优化模型表面质量，随后导出STL格式文件。将软骨模型STL格式文件导入医学逆向工程软件SOLIDWORKS软件，结合软骨缺损形状，设计配套的骨软骨移植器械；

S2:进行缺损塑形，按照个性化定制骨软骨移植器械，使用塑形柱2对缺损区域进行修整，主要目的是将缺损处的软骨下骨取出，将衔接杆3前段全部推入中空管道内，塑形柱2前端对准、且垂直于缺损面，并保证与缺损面吻合，使用骨锤锤击塑形柱2的另一端，锤击过程注意观察刻度尺，骨柱深度一般为10-15mm，到达目标深度后，停止锤击，将塑形柱2分别向四周均匀倾斜，使骨柱与侧壁及底端骨组织完全分离，随后拔出塑形柱2，最后，使用螺纹推杆4或光滑推杆5将骨柱推出，即可完成对缺损区域的塑形；

S3：获取骨软骨移植物，使用取骨柱1在关节非负重区获取与缺损形状及深度匹配的骨软骨移植物。将衔接杆3前段全部推入中空管道内，在关节非负重区寻找合适的供体位置，取骨柱1前端对准、且垂直于软骨面，随后使用骨锤锤击取骨柱1，注意观察前端刻度尺，待到达与缺损一致的深度，停止锤击，将取骨柱1分别向四周均匀倾斜，使骨柱与侧壁及底端骨组织完全分离，随后拔出取骨柱1，最后，使用螺纹推杆4或光滑推杆5将骨柱推出，即可获得与缺损匹配的骨软骨移植物；

S4：进行骨软骨移植物移植，使用测深器8测量缺损深度，并与获取的骨软骨移植物厚度进行比较，当移植物厚度与缺损深度匹配时，即可进行下一步移植，若移植物厚度与缺损深度存在偏差较大，需要对缺损或移植物进行修整后进行移植，移植时，将骨软骨移植物放入与缺损形状匹配，3D打印的透明骨柱递送管6内，骨柱递送管6的前端对准缺损面，使用骨柱递送杆7将骨软骨移植物推入缺损处，若遇到阻力较大，可使用骨锤轻敲骨柱递送杆7，使移植物完全进入缺损处，保证移植物与缺损完整契合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械，包括取骨柱（1）、塑形柱（2）、衔接杆（3）、螺纹推杆（4）、光滑推杆（5）、骨柱递送管（6）、骨柱递送杆（7）和测深器（8），其特征在于：所述取骨柱（1）和塑形柱（2）一端分别开设有第一推杆入口（101）和第二推杆入口（201），所述取骨柱（1）和塑形柱（2）另一端分别开设有第一骨柱入口（107）和第二骨柱入口（207），所述取骨柱（1）和塑形柱（2）内部分别开设有第一内螺纹（103）和第二内螺纹（203），所述取骨柱（1）和塑形柱（2）内部分别开设有第一中空管道（104）和第二中空管道（204），所述取骨柱（1）和塑形柱（2）一端侧壁分别开设有第一出料孔（105）和第二出料孔（205），所述取骨柱（1）和塑形柱（2）一端侧壁分别开设有第一刻度尺（106）和第二刻度尺（206），所述衔接杆（3）分别活动安装在取骨柱（1）和塑形柱（2）内部，所述螺纹推杆（4）一端分别活动安装在取骨柱（1）和塑形柱（2）内部，所述光滑推杆（5）一端分别活动安装在取骨柱（1）和塑形柱（2）内部。

2.根据权利要求1所述的一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械，其特征在于：所述取骨柱（1）一端固定安装有第一手柄（102），所述塑形柱（2）一端固定安装有第二手柄（202）。

3.根据权利要求1所述的一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械，其特征在于：所述衔接杆（3）包括衔接杆圆头（301）、衔接杆橡胶圈凹槽（302）和衔接杆平头（303），所述衔接杆圆头（301）开设在衔接杆（3）一端，所述衔接杆橡胶圈凹槽（302）开设在衔接杆（3）一端外壁，所述衔接杆平头（303）开设在衔接杆（3）另一端。

4.根据权利要求1所述的一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械，其特征在于：所述螺纹推杆（4）包括螺纹推杆手柄（401）、外螺纹（402）、螺纹推杆柄（403）和螺纹推杆前头（404），所述螺纹推杆手柄（401）开设在螺纹推杆（4）一端，且所述螺纹推杆手柄（401）固定连接在螺纹推杆柄（403）一端，所述外螺纹（402）开设在螺纹推杆柄（403）一端外壁所述螺纹推杆前头（404）开设在螺纹推杆柄（403）一端。

5.根据权利要求1所述的一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械，其特征在于：所述光滑推杆（5）包括光滑推杆平头（501）、光滑推杆柄（502）、推杆橡胶圈凹槽（503）和光滑推杆前头（504），所述光滑推杆平头（501）开设在光滑推杆（5）一端，且所述光滑推杆平头（501）固定连接在光滑推杆柄（502）一端，所述推杆橡胶圈凹槽（503）开设在光滑推杆柄（502）一端外壁，所述光滑推杆平头（501）开设在光滑推杆柄（502）一端。

6.根据权利要求3所述的一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械，其特征在于：所述衔接杆圆头（301）和螺纹推杆前头（404）相适配，且所述衔接杆圆头（301）和光滑推杆前头（504）相适配。

7.根据权利要求4所述的一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械，其特征在于：所述螺纹推杆柄（403）一端分别活动安装在取骨柱（1）和塑形柱（2）内侧，且所述螺纹推杆柄（403）外径分别和取骨柱（1）和塑形柱（2）内径相适配，所述外螺纹（402）分别与第一内螺纹（103）和第二内螺纹（203）相适配。

8.根据权利要求5所述的一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械，其特征在于：所述光滑推杆柄（502）一端分别活动安装在取骨柱（1）和塑形柱（2）内侧，且所述光滑推杆柄（502）外径分别和取骨柱（1）和塑形柱（2）内径相适配。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种个性化金属3D打印骨软骨移植器械的使用方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1：首先利用医学3D打印技术以及术前获取核磁影像学资料，结合患者软骨缺损形状，设计配套的骨软骨移植器械；

S2：然后进行缺损塑形，按照个性化定制骨软骨移植器械，使用塑形柱（2）对缺损区域进行修整，主要目的是将缺损处的软骨下骨取出，将衔接杆（3）前段全部推入中空管道内，塑形柱（2）前端对准、且垂直于缺损面，并保证与缺损面吻合，使用骨锤锤击塑形柱（2）的另一端，锤击过程注意观察刻度尺，骨柱深度一般为10-15mm，到达目标深度后，停止锤击，将塑形柱（2）分别向四周均匀倾斜，使骨柱与侧壁及底端骨组织完全分离，随后拔出塑形柱（2），最后，使用推杆将骨柱推出，即可完成对缺损区域的塑形；

S3：然后获取骨软骨移植物，使用取骨柱（1）在关节非负重区获取与缺损形状及深度匹配的骨软骨移植物，将衔接杆（3）前段全部推入中空管道内，在关节非负重区寻找合适的供体位置，取骨柱（1）前端对准、且垂直于软骨面，随后使用骨锤锤击取骨柱（1），注意观察前端刻度尺，待到达与缺损一致的深度，停止锤击，将取骨柱（1）分别向四周均匀倾斜，使骨柱与侧壁及底端骨组织完全分离，随后拔出取骨柱（1），最后，使用推杆将骨柱推出，即可获得与缺损匹配的骨软骨移植物；

S4：最后进行骨软骨移植物移植，使用测深器（8）测量缺损深度，并与获取的骨软骨移植物厚度进行比较，当移植物厚度与缺损深度匹配时，即可进行下一步移植，若移植物厚度与缺损深度存在偏差较大，需要对缺损或移植物进行修整后进行移植，移植时，将骨软骨移植物放入与缺损形状匹配，3D打印的透明骨柱递送管（6）内，骨柱递送管（6）的前端对准缺损面，使用骨柱递送杆（7）将骨软骨移植物推入缺损处，若遇到阻力较大，可使用骨锤轻敲骨柱递送杆（7），使移植物完全进入缺损处，保证移植物与缺损完整契合。

Images