CN212308135U - 一种3d打印可延长四肢骨假体系统 - Google Patents

一种3d打印可延长四肢骨假体系统 Download PDF

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田耘
仇长东
刘忠军
刘冰川
侯国进
杨钟玮
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Beijing AK Medical Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种3D打印可延长四肢骨假体系统,其包括干骺端假体、骨干假体、扣环、锥杆、补块,干骺端假体包括第一本体,第一本体顶部的第一固定板上设有固定孔;第一本体内设有锥形孔;骨干假体包括第二本体,第二本体顶部的第二固定板上设有锁钉孔,第二本体顶部的髓内针上设有固定钉孔;第二本体的底部的配合柱的端面上设有多个弹性卡爪;第二本体内设有均匀孔;锥杆包括锥形段、均匀段;扣环的中部位置由上至下依次同轴设有配合孔、环形限位凸起、螺纹孔,配合孔与配合柱相配合,螺纹孔与均匀段螺纹配合;环形限位凸起与用于卡扣所述弹性卡爪;补块设在第一本体与扣环之间,补块的中部位置设有通孔。本实用新型较好地实现了假体的延长。

Description

一种3D打印可延长四肢骨假体系统
技术领域
本实用新型属于医疗器械技术领域,具体涉及一种3D打印定制式可延长四肢骨假体系统。
背景技术
创伤性骨缺损,骨髓炎性骨缺损以及骨肿瘤性骨缺损临床上并不少见,且一直是创伤骨科医生非常关注的问题。对四肢长骨的大段骨缺损治疗有很多种方法,归纳起来主要是自体骨移植、外固定架为基础的骨搬运以及膜诱导辅助自体骨移植技术。这些技术取得了一定的临床疗效,但也存在着一些问题。
自体骨移植(autologous bone graft)是治疗骨缺损的金标准,自体骨容易获得,具有骨诱导、骨传导及骨替代的能力,没有抗原反应。无血管的自体骨移植是通过在髂骨、股骨远端、胫骨近端、桡骨远端等区域获取富含成骨因子及生长因子的松质骨,虽然具有成骨、骨传导及骨诱导作用,但初始强度不充分,仅限于小面积的骨缺损(0.5-3cm),同时存在取骨区疼痛、感染、皮神经损伤等并发症。因此,多数学者主张超过5cm的大段骨缺损需要带血管蒂的自体骨移植。这部分患者往往需要6-8个月的骨愈合时间。该方案还存在供区损伤、移植物受限、力学强度不足等缺点,同时对显微外科技术提出较高要求。
外固定架是上世纪重大的实用新型之一,其压缩牵张成骨已经是骨重建的核心理念,每日牵张的距离是0.75~1.0mm以内。该方法一定程度上解决了大面积骨缺损的治疗,但治疗中每延长1cm,需要1-2个月的时间, 10cm的缺损至少要一年以上,治疗周期长,花费高,给患者生活和工作也带来了很多不方便。同时,治疗中存在术中神经血管损伤、刺激痛、感染、断针、关节挛缩、延长端与对合端不愈合等诸多问题。
膜诱导技术(Masquelet technique)也是治疗长骨缺损的常用方法,Masquelettechnique治疗分两个阶段,第一阶段包括受伤或感染局部的彻底清创、局部稳定重建、带抗生素骨水泥的缺损区充填以及软组织的覆盖及局部伤口愈合,这个阶段重复直至感染的彻底控制。6-8周后进入第二阶段,包括骨水泥填充物的取出、更换永久固定、收集自体骨并移植到骨缺损区,关闭伤口。术后允许患者部分负重。患者的骨愈合时间较慢,6cm的缺损平均要6-8个月以上才能获得骨愈合。该方法仍存在感染、断端不愈合、自体骨材料不足,供区并发症等缺陷,且缺损超过6cm则诱导成骨不良机会很高。
同时,针对二期手术需要延长的假体,目前市场上还没有相关产品。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种3D打印可延长四肢骨假体系统,以解决现有技术中的上述技术问题,实现假体的延长。
为实现上述目的,本实用新型提供了如下技术方案:
一种3D打印可延长四肢骨假体系统,其包括干骺端假体、骨干假体、扣环、锥杆、补块,所述干骺端假体包括第一本体、设置在所述第一本体顶部的第一固定板,所述第一固定板上设置有螺钉固定孔;所述第一本体上设置有第一外固定支架钉孔;所述第一本体内设置有向下贯穿的锥形孔,所述第一本体与骨接触区域设置有第一微孔结构;所述骨干假体包括第二本体、设置在所述第二本体顶部的第二固定板和髓内针,所述第二固定板上设置有锁钉孔,所述髓内针上设置有与所述锁钉孔相对的固定钉孔;所述第二本体的底部具有配合柱,所述配合柱的端面延伸有多个弹性卡爪;所述第二本体内设置有向下贯穿所述配合柱且与所述锥形孔相对的均匀孔;所述锥杆包括用于与所述锥形孔相配合的锥形段、用于与所述均匀孔相配合的均匀段;所述扣环为圆柱形结构,所述扣环的中部位置由上至下依次同轴设置有配合孔、环形限位凸起、螺纹孔,所述配合孔与所述配合柱相配合,所述螺纹孔与所述锥杆的均匀段螺纹配合;所述环形限位凸起用于卡扣所述弹性卡爪,所述补块设置在所述第一本体与所述扣环之间,所述补块的中部位置设置有供所述锥杆穿过的通孔。
优选地,所述第二本体的顶部上用于与骨接触区域设置有第二微孔结构。
优选地,所述锥杆的横截面为腰形;所述锥形孔和所述均匀孔的横截面均是腰形孔。
优选地,所述扣环的外圆周面上设置有旋转孔。
优选地,所述旋转孔的个数为多个,各所述旋转孔均匀分布在所述扣环的周向上。
优选地,所述弹性卡爪的挂钩上设置有导向斜面。
优选地,所述补块包括第一弧形块、第二弧形块,所述第一弧形块和所述第二弧形块共同围成圆环形结构;所述第一弧形块与所述第二弧形块可拆卸连接。
优选地,所述第一弧形块的两端均设置有安装凸台,所述第二弧形块的两端分别设置有用于与所述安装凸台相配合的安装凹槽;所述安装凸台上设置有安装孔,所述安装凹槽处相应位置设置有与所述安装孔相对的销孔。
优选地,所述微孔结构中孔径大小平均为500-700μm,孔隙率为 60-80%。
优选地,所述第二本体上设置有第二外固定支架钉孔。
本实用新型的有益效果在于:
本实用新型的3D打印可延长四肢骨假体系统,假体与骨组织接触区域设置有微孔结构,有利于假体的稳定性;其在进行二期延长手术时,先通过干骺端假体的锥形孔与锥形段的脱离,实现干骺端假体与锥杆的分离,然后通过外固定支架牵引实现周期性假体延长,待实现预期的假体高度时,通过旋转扣环,实现锥杆上移,恢复锥杆与锥形孔的紧密锥配合,将补块添加至干骺端假体与扣环之间的间隙中并固定,从而较好地实现了假体的延长。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,并将结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步的详细说明,其中
图1为本实用新型实施例提供的3D打印可延长四肢骨假体系统的示意图;
图2为本实用新型实施例提供的干骺端假体的示意图;
图3为本实用新型实施例提供的骨干假体的示意图;
图4为本实用新型实施例提供的扣环的示意图;
图5为本实用新型实施例提供的锥杆的示意图;
图6为本实用新型实施例提供的补块的示意图。
附图中标记:
1、干骺端假体 1-1、第一微孔结构 1-2、第一固定板
1-3、螺钉固定孔 1-4、锥形孔 1-5、第一外固定支架钉孔
1-6、楔形口 2、骨干假体 2-1、第二固定板 2-2、锁钉孔
2-3、髓内针 2-4、固定钉孔 2-5、第二微孔结构 2-6、配合孔
2-7、弹性卡爪 2-8 第二外固定支架钉孔 3、扣环
3-1、环形限位凸起 3-2、螺纹孔 3-3、旋转孔 4、锥杆
4-1、均匀段 4-2、锥形段 5、补块 5-1、第一弧形块
5-2、第二弧形块 5-3、销孔
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面将结合具体实施例对本方案作进一步地详细介绍。
如图1至图6所示,本实用新型实施例提供了一种3D打印可延长四肢骨假体系统,其包括干骺端假体1、骨干假体2、扣环3、锥杆4、补块5,所述干骺端假体包括第一本体、设置在所述第一本体顶部的第一固定板 1-2,所述第一固定板上设置有螺钉固定孔1-3;所述第一本体上设置有第一外固定支架钉孔1-5;所述第一本体内设置有向下贯穿的锥形孔1-4,所述锥形孔的上端的直径小于所述锥形孔的下端的直径,所述第一本体与骨接触区域设置有第一微孔结构1-1;所述骨干假体包括第二本体、设置在所述第二本体顶部的第二固定板2-1和髓内针2-3,所述第二固定板上设置有锁钉孔2-2,所述髓内针上设置有与所述锁钉孔相对的固定钉孔2-4;所述第二本体的底部具有配合柱,所述配合柱的端面延伸有多个弹性卡爪2-7;所述第二本体内设置有向下贯穿所述配合柱且与所述锥形孔相对的均匀孔 2-6;所述锥杆4包括用于与所述锥形孔相配合的锥形段4-2、用于与所述均匀孔相配合的均匀段4-1;所述扣环3为圆柱形结构,所述扣环的中部位置由上至下依次同轴设置有配合孔、环形限位凸起3-1、螺纹孔3-2,所述配合孔与所述配合柱相配合,所述螺纹孔与所述锥杆的均匀段螺纹配合;所述环形限位凸起3-1用于卡扣弹性卡爪,以实现限位;所述补块5设置在所述第一本体与所述扣环之间,所述补块5的中部位置设置有供所述锥杆穿过的通孔。
本实用新型实施例提供的3D打印可延长四肢骨假体系统,其在进行二期延长手术时,先通过干骺端假体1的锥形孔与锥形段的脱离,实现干骺端假体1与锥杆4的分离,然后通过外固定支架牵引实现周期性假体延长,待实现预期的假体高度时,通过旋转扣环3,实现锥杆4上移,恢复锥杆4 与锥形孔的紧密锥配合,将补块添加至干骺端假体与扣环之间的间隙中并固定,从而较好地实现了假体的延长。
进一步地,所述第二本体的顶部与骨接触区域设置有第二微孔结构 2-5。可以理解的是,第一微孔结构1-1和第二微孔结构2-5均是与骨接触的区域,这样利于骨长入,以实现该假体系统植入人体后的长期稳定;干骺端骨假体1以及骨干假体2均可以是基于钛合金材料通过增材制造工艺加工而成。
如图5所示,所述锥杆4的横截面为腰形;所述锥形孔和所述均匀孔的横截面均是腰形孔,从而能够有效地防止干骺端假体和骨干假体发生旋转。
进一步地,所述扣环3的外圆周面上设置有旋转孔3-3,从而通过旋转孔能够方便地实现对扣环的旋转。
可以优选,所述旋转孔3-3的个数为多个,各所述旋转孔均匀分布在所述扣环的周向上。
具体地,所述弹性卡爪2-7的挂钩上设置有导向斜面,从而在弹性卡爪穿入扣环中,与环形限位凸起3-1相接触时,能够较为顺利地越过环形限位凸起,使得挂钩挂在环形限位凸起3-1上,从而方便地实现了骨干假体2与扣环3的连接,同时保证扣环可以实现无阻力的旋转即不影响扣环的旋转。
进一步地,所述补块5包括第一弧形块5-1、第二弧形块5-2,所述第一弧形块和所述第二弧形块共同围成圆环形结构;所述第一弧形块与所述第二弧形块可拆卸连接。
如图6所示,所述第一弧形块5-1的两端均设置有安装凸台,所述第二弧形块5-1的两端分别设置有用于与所述安装凸台相配合的安装凹槽;所述安装凸台上设置有安装孔,所述安装凹槽处的相应位置设置有与所述安装孔相对的销孔5-3。采用此方案,使用销钉穿过销孔与安装孔相配合,即可实现第一弧形块与第二弧形块的连接。
可以优选,所述第一弧形块和所述第二弧形块均为半圆形块。
所述微孔结构的孔径大小平均为500-700μm,孔隙率为60-80%。
进一步地,所述第二本体上设置有第二外固定支架钉孔,从而便于配合二期手术中使用外固定支架牵引实现定期延长。所述第一本体的底部设置有楔形口1-6。
本实用新型实施例提供的3D打印可延长四肢骨假体系统,其假体几何形貌设计是基于骨缺损区域以及健康侧四肢骨几何形貌,因此假体可以恢复骨缺损区域的形貌,可以实现大段骨缺损填充。同时假体与骨接触区域设计有微孔结构,有利于骨组织的长入,利于假体的稳定。在实际应用中,可以根据骨缺损部位选择干骺端假体-骨干假体、骨干假体-骨干假体、干骺端假体-干骺端假体组合,其中一个假体需通过锥杆连接实现紧固配合,锥杆连接实现了稳定固定,同时也便于二期延长手术实现锥配合的分离,便于配合二期手术中使用外固定支架牵引实现定期延长。二期延长手术时,可以根据病患者数据确定延长高度,设计对应高度的补块5,通过调节假体,调节出对应的间隙高度,将补块5添加到该间隙处并加以固定,从而实现假体的延长。扣环3通过与锥杆的均匀段的螺纹连接,可以控制锥杆在假体内部空间实现自由上下活动。该可延长四肢骨假体系统的几何形貌可以根据病患数据进行定制化设计,产品可以结合增材制造实现。
以上仅是本实用新型的优选实施方式,需要指出的是,这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围,而且,在阅读了本实用新型的内容之后,本领域相关技术人员可以对本实用新型做出各种改动或修改,这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种3D打印可延长四肢骨假体系统,其特征在于,其包括干骺端假体、骨干假体、扣环、锥杆、补块,所述干骺端假体包括第一本体、设置在所述第一本体顶部的第一固定板,所述第一固定板上设置有螺钉固定孔;所述第一本体上设置有第一外固定支架钉孔;所述第一本体内设置有向下贯穿的锥形孔,所述第一本体与骨接触区域设置有第一微孔结构;所述骨干假体包括第二本体、设置在所述第二本体顶部的第二固定板和髓内针,所述第二固定板上设置有锁钉孔,所述髓内针上设置有与所述锁钉孔相对的固定钉孔;所述第二本体的底部具有配合柱,所述配合柱的端面延伸有多个弹性卡爪;所述第二本体内设置有向下贯穿所述配合柱且与所述锥形孔相对的均匀孔;所述锥杆包括用于与所述锥形孔相配合的锥形段、用于与所述均匀孔相配合的均匀段;所述扣环为圆柱形结构,所述扣环的中部位置由上至下依次同轴设置有配合孔、环形限位凸起、螺纹孔,所述配合孔与所述配合柱相配合,所述螺纹孔与所述锥杆的均匀段螺纹配合;所述环形限位凸起用于卡扣所述弹性卡爪;所述补块设置在所述第一本体与所述扣环之间,所述补块的中部位置设置有供所述锥杆穿过的通孔。
2.根据权利要求1所述的3D打印可延长四肢骨假体系统,其特征在于,所述第二本体的顶部上用于与骨接触区域设置有第二微孔结构。
3.根据权利要求1所述的3D打印可延长四肢骨假体系统,其特征在于,所述锥杆的横截面为腰形,所述锥形孔和所述均匀孔的横截面均是腰形孔。
4.根据权利要求1所述的3D打印可延长四肢骨假体系统,其特征在于,所述扣环的外圆周面上设置有旋转孔。
5.根据权利要求4所述的3D打印可延长四肢骨假体系统,其特征在于,所述旋转孔的个数为多个,各所述旋转孔均匀分布在所述扣环的周向上。
6.根据权利要求1所述的3D打印可延长四肢骨假体系统,其特征在于,所述弹性卡爪的挂钩上设置有导向斜面。
7.根据权利要求1所述的3D打印可延长四肢骨假体系统,其特征在于,所述补块包括第一弧形块、第二弧形块,所述第一弧形块和所述第二弧形块共同围成圆环形结构;所述第一弧形块与所述第二弧形块可拆卸连接。
8.根据权利要求7所述的3D打印可延长四肢骨假体系统,其特征在于,所述第一弧形块的两端均设置有安装凸台,所述第二弧形块的两端分别设置有用于与所述安装凸台相配合的安装凹槽;所述安装凸台上设置有安装孔,所述安装凹槽处相应位置设置有与所述安装孔相对的销孔。
9.根据权利要求1所述的3D打印可延长四肢骨假体系统,其特征在于,所述微孔结构中孔径大小平均为500-700μm,孔隙率为60-80%。
10.根据权利要求1至9任一项所述的3D打印可延长四肢骨假体系统,其特征在于,所述第二本体上设置有第二外固定支架钉孔。
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