CN219397765U - 一种3d打印定制整体化骶髂假体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种3D打印定制整体化骶髂假体，涉及医疗器械技术领域，包括骶骨假体部、髂骨假体部以及连接部，髂骨假体部分设在骶骨假体部的两侧，连接部的两端分别与骶骨假体部和髂骨假体部连接，髂骨假体部包括主干身段、钩体部以及凸出部，主干身段的顶端与钩体部连接，钩体部压扣在髂骨的顶端，主干身段的侧下方与凸出部连接，凸出部与髂骨的皮质骨相抵接。本实用新型中通过3D打印整体化的骶骨假体部、髂骨假体部以及连接部，将钩体部压扣住髂骨的顶端，配合凸出部压扣在髂骨皮质骨上，能够分别对骶骨以及骶骨肿瘤引起的相邻髂骨的切除进行重建，同时能够最大限度的避免骶髂假体的下沉，从而提高骶髂假体与髂骨之间的相对稳固性。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种3D打印定制整体化骶髂假体。
背景技术
人体骶骨位于脊柱的末端，与双侧髂骨组成坚强的骨盆环结构，向上连接腰椎，将上半躯体重量传递到双侧下肢，骶骨最常见的病变为肿瘤(原发肿瘤或转移瘤)，因为毗邻盆腔脏器、重要的血管神经束，病变常常压迫骶神经，出现会阴、肛周麻木、大小便失禁，进一步发展可导致下肢瘫痪，危及生命。
目前，存在骶骨肿瘤侵犯相邻髂骨，患者需要进行肿瘤广泛切除，造成局部髂骨质结构和骶神经的缺失。申请公布号为CN 109259904 A的中国专利公开了一种全骶骨假体，通过第一万向装置和第二万向装置，调节钉棒位置，能够适应骶骨全切除后的不同体型的患者，底板、第一支板和第二支板均通过3D打印方法制得，与腰椎或髂骨接触的表面均为凹凸不平表面，且为骨小梁结构，贴合腰椎或髂骨，有利于假体与股接触面的骨长入，使假体具有长期稳定性，假体的尺寸及体积小，预留植骨空间，能够通过植骨进行愈合，提高假体的长期生存率。但是，对于钉棒异体骨植骨重建方式操作复杂、步骤多、时间长、重建结构还无法彻底满足既往结构的力学支撑和传递，容易出现植骨断裂、钉棒断裂或下沉，造成患者需要返修手术。
随着3D打印技术的出现，能够依靠3D打印假体部件进行重建，相对于传统针棒重建的方式，匹配性和适形性好，可以设计生产满足结构支撑、力学传递、生物融合、操作简单的假体结构。授权公告号为CN110811937B的中国专利公开了一种个体化3D打印钛合金骶骨假体，骶骨假体包括腰椎结合部、髂骨结合部和连接部，腰椎结合部为仿骶椎中空柱状结构，腰椎结合部的上端设置有腰椎终板连接件，连接部包括设置在腰椎结合部侧面上并向完整或残存的髂骨耳状面伸出的中空通道结构，髂骨结合部包括设置于所述髂骨耳状面与对应侧中空通道结构之间的中空多面体，中空多面体上设置有髂骨结合面连接件。但是该方案中并没有对髂骨进行相应的修复和重建，也没有公开骶髂假体与髂骨之间的连接。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种3D打印定制整体化骶髂假体，以解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型中通过3D打印整体化的骶骨假体部、髂骨假体部以及连接部，将钩体部压扣住髂骨的顶端，配合凸出部压扣在髂骨皮质骨上，能够分别对骶骨以及骶骨肿瘤引起的相邻髂骨的切除进行重建，同时能够最大限度的避免骶髂假体的下沉，从而提高骶髂假体与髂骨之间的相对稳固性。
本实用新型提供一种3D打印定制整体化骶髂假体，包括骶骨假体部、髂骨假体部以及连接部，所述髂骨假体部分设在所述骶骨假体部的两侧，所述连接部的两端分别与所述骶骨假体部和所述髂骨假体部连接，所述髂骨假体部包括主干身段、钩体部以及凸出部，所述主干身段的顶端与所述钩体部连接，所述钩体部压扣在髂骨的顶端，所述主干身段的侧下方与所述凸出部连接，所述凸出部与所述髂骨的皮质骨相抵接。
优选地，所述骶骨假体部的顶端设有第一融合面，所述第一融合面与第五腰椎的下终板底面相贴合；所述主干身段上设有第二融合面，所述第二融合面与髂骨截骨面相贴合。
优选地，所述第一融合面上开设第一孔道和第二孔道，所述第一孔道与施压于所述第一融合面的第一拉力钉穿设连接，所述第二孔道与固定所述骶骨假体部的第一固定钉螺纹连接，所述第一拉力钉和所述第一固定钉轴向交叉且分别延伸后与所述第五腰椎的椎体连接。
优选地，所述第二融合面上开设第三孔道和第四孔道，所述第三孔道与施压于所述第二融合面的第二拉力钉穿设连接，所述第四孔道与固定所述髂骨假体部的第二固定钉螺纹连接，所述第二拉力钉和所述第二固定钉水平交叉且分别延伸后与所述髂骨连接。
优选地，所述第一融合面为水平面，所述第一融合面的前后径线长度是所述第五腰椎的下终板前后径线长度的4/5，所述第一融合面的左右径线长度是所述第五腰椎的下终板左右径线长度的4/5；
所述第二融合面为矢状面，所述第二融合面的前后径线的长度超出所述髂骨截骨面的前后径线长度2mm，所述第二融合面的上下径线的长度超出所述髂骨截骨面的上下径线长度2mm。
优选地，所述第一融合面和所述第二融合面均为蜂窝状，所述蜂窝状的孔隙率为40％～80％，孔隙直径为300～700μm，平均硬度≥260HV10。
优选地，所述钩体部、所述凸出部以及所述髂骨截骨面均为所述蜂窝状。
优选地，所述连接部的背面设有U形固定柱，所述U形固定柱与第五腰椎的固定棒连接。
优选地，所述髂骨假体部的侧边开设有若干将软组织缝合固定在所述髂骨假体部上的缝合孔，还开设有若干用于将所述髂骨假体部临时固定在所述髂骨截骨面上的凹陷部。
优选地，所述凹陷部分布在所述髂骨假体部的头部、中部和尾部，所述凹陷部的内凹深度是2mm。
本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
(1)本实用新型中通过3D打印技术制作整体化的骶骨假体部、髂骨假体部以及连接部，将钩体部压扣住髂骨的顶端，配合凸出部压扣在髂骨皮质骨上，能够分别对骶骨以及骶骨肿瘤引起的相邻髂骨的切除进行重建，同时依靠钩体部压扣在髂骨翼的顶端上，依靠髂骨翼的顶端作为支撑，能够最大限度的避免骶髂假体的下沉，并且配合凸出部压扣在髂骨的前方皮质骨内，对骶髂假体的下部进行左右方向的有效支撑，结合钩体部对骶髂假体的上部进行上下方向的有效支撑，从而保障了骶髂假体与髂骨之间的相对稳固性，并且骶骨假体部、髂骨假体部以及连接部是整体化产品，不需要拆装，整体化设计，保证了结构强度，安装简单，避免了假体组装过程可能存在的不稳定。
(2)本实用新型中骶骨假体部3的顶端设有第一融合面，第一融合面与第五腰椎的下终板底面相贴合，主干身段上设有第二融合面，第二融合面与髂骨截骨面相贴合，第一融合面和第二融合面均为多孔的蜂窝状，多孔的蜂窝状微孔设计为生物骨长入，对于骶骨假体部的第一融合面的区域外、连接部以及对于髂骨假体部的第二融合面的区域外均为粗糙面，此粗糙面相对融合面而言，不是微孔，只是表面不光滑，软组织瘢痕黏连包绕在粗糙面上，融合面和粗糙面的设计，保证了后期骨长入和软组织界面的稳定。
(3)本实用新型中在第一融合面和第二融合面上分别设置孔道，通过拉力钉与孔道的配合对接触面施压，通过固定钉与孔道的螺纹配合锁定骶髂假体，延伸后的拉力钉和固定钉分别连接在腰椎和髂骨内，实现了骶髂假体与腰椎和髂骨之间的机械连接，髂骨假体部的侧边开设有若干缝合孔和凹陷部，能够将软组织缝合固定在髂骨假体部上，并且将髂骨假体部临时固定在髂骨截骨面上，通过第一融合面和第二融合面上的拉力钉与固定钉的相互配合，结合缝合孔和凹陷部的设计，保证了机械安装和生物融合的结合，避免松动、不愈合现象的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为3D打印定制整体化骶髂假体重建在人体上的正面结构示意图；
图2为未植入3D打印定制整体化骶髂假体的人体正面结构示意图；
图3为3D打印定制整体化骶髂假体的正面结构示意图；
图4为3D打印定制整体化骶髂假体重建在人体上的背面结构示意图；
图5为未植入3D打印定制整体化骶髂假体的人体背面结构示意图；
图6为3D打印定制整体化骶髂假体的背面结构示意图。
其中，1、腰椎；2、第五腰椎的下终板；3、骶骨假体部；4、连接部；5、柱状凸起；6、U形螺钉；7、髂骨假体部；8、第一融合面；9、第二融合面；10、髂骨截骨面；11、钩体部；12、凸出部；13、主干身段；14、缝合孔；15、凹陷部；16、第一孔道；17、第二孔道；18、第一拉力钉；19、第一固定钉；20、第三孔道；21、第四孔道；22、第二拉力钉；23、第二固定钉；24、髂骨。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的目的是提供一种3D打印定制整体化骶髂假体，以解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型中通过3D打印整体化的骶骨假体部3、髂骨假体部7以及连接部4，将钩体部11压扣住髂骨24的顶端，配合凸出部12压扣在髂骨24皮质骨上，能够分别对骶骨以及骶骨肿瘤引起的相邻髂骨24的切除进行重建，同时能够最大限度的避免骶髂假体的下沉，从而提高骶髂假体与髂骨24之间的相对稳固性。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如所示，本实用新型提供一种3D打印定制整体化骶髂假体，包括骶骨假体部3、髂骨假体部7以及连接部4，髂骨假体部7分设在骶骨假体部3的两侧，可分为左侧髂骨假体部7和右侧髂骨假体部7，连接部4的两端分别与骶骨假体部3和髂骨假体部7连接，连接部4分设在骶骨假体部3的两侧，其中一侧的连接部4的一端与骶骨假体部3相连接，另一端与髂骨假体部7连接，另一侧的连接部4的一端与骶骨假体部3相连接，另一端与髂骨假体部7连接，髂骨假体部7包括主干身段13、钩体部11以及凸出部12，主干身段13的顶端与钩体部11连接，钩体部11压扣在髂骨24的顶端，主干身段13的侧下方与凸出部12连接，凸出部12与肿瘤切除后残留的髂骨24的前方皮质骨相抵接，也可以是压扣在前方皮质骨上，这里的钩体部11和凸出部12均分别设置在左侧髂骨假体部7和右侧髂骨假体部7上，骶骨假体部3、髂骨假体部7和连接部4均为针对患者切除后重建所需3D打印技术定制，此3D打印技术：步骤一，将患者骶骨电子计算机断层扫描(Computed Tomography，简称CT)和磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，简称MRI)影像资料通过医学影像软件MIMICS进行重建，确定骶骨肿瘤边界和髂骨24切除范围，测量第四腰椎、第五腰椎椎体、下终板数据、髂骨24截骨后截面的数据和脊柱骨盆相邻数据，在UG(Unigraphics NX的简称)建模软件中，根据测量的患者缺失结构和重建部件尺寸依据绘制骶骨假体部3、髂骨假体部7和连接部4的框架结构三维模型的构建；步骤二，将上述三维模型导入到哈图(Magics的简称)软件中，利用切片软件对步骤一中骶骨假体部3、髂骨假体部7和连接部4的三维模型进行多孔结构的切片处理，得到带有多孔结构的模型数据；步骤三，将步骤二中得到带有多孔结构的模型数据导入3D打印设备中，制备3D打印定制整体化腰骶髂假体打印毛坯件；步骤四，对步骤三中得到的打印毛坯件进行清粉及去支撑处理，通过机械加工最后得到3D打印定制整体化腰骶髂假体成品。其中，3D打印设备中打印材料为钛合金粉末，粒径为45μm～105μm，骶骨假体部3、髂骨假体部7以及连接部4是整体化产品，不需要拆装，整体化设计，保证了结构强度，安装简单，避免了假体组装过程可能存在的不稳定，本实用新型中通过3D打印技术制作整体化的骶骨假体部3、髂骨假体部7以及连接部4，将钩体部11压扣住髂骨24的顶端，配合凸出部12压扣在髂骨24皮质骨上，能够分别对骶骨以及骶骨肿瘤引起的相邻髂骨24的切除进行重建，同时依靠钩体部11压扣在髂骨翼的顶端上，依靠髂骨翼的顶端作为支撑，能够最大限度的避免骶髂假体的下沉，并且配合凸出部12压扣在髂骨24的前方皮质骨内，对骶髂假体的下部进行左右方向的有效支撑，结合钩体部11对骶髂假体的上部进行上下方向的有效支撑，从而保障了骶髂假体与髂骨24之间的相对稳固性。
如图3、图6所示，进一步地，骶骨假体部3的顶端设有第一融合面8，第一融合面8与第五腰椎的下终板2底面相贴合，主干身段13上设有第二融合面9，第二融合面9与髂骨截骨面10相贴合；优选地，第一融合面8和第二融合面9均为多孔的蜂窝状，多孔的蜂窝状微孔设计为生物骨长入，蜂窝状的孔隙率为40％～80％，孔隙直径为300～700μm，平均硬度≥260HV10，厚度为5mm；优选地，对于骶骨假体部3的第一融合面8的区域外、连接部4以及对于髂骨假体部7的第二融合面9的区域外均为粗糙面，此粗糙面相对融合面而言，不是微孔，只是表面不光滑，软组织瘢痕黏连包绕在粗糙面上，融合面和粗糙面的设计，保证了后期骨长入和软组织界面的稳定；优选地，第一融合面8为水平面，第一融合面8的前后径线长度是第五腰椎的下终板2前后径线长度的4/5，第一融合面8的左右径线长度是第五腰椎的下终板2左右径线长度的4/5，第五腰椎的下终板2的边缘为纤维环，结构致密，很难彻底刮除，下终板为盘状，轻微凹陷，若骶骨假体部3略小后，避免了刮除纤维组织的安装匹配，简化了操作步骤；第二融合面9为矢状面，第二融合面9的前后径线的长度超出髂骨截骨面10的前后径线长度2mm，第二融合面9的上下径线的长度超出髂骨截骨面10的上下径线长度2mm，髂骨假体部7的界面要略大于髂骨截骨面10，以减少安装偏移，保证髂骨截骨面10和髂骨假体部7完全接触，这里的2mm为预估尺寸，可以根据安装偏差的值进行调整，此外，髂骨截骨面10的界面两侧为坚强的皮质骨，中间为蜂窝状松质骨，超出2mm是保证两侧的皮质骨都能接触到髂骨假体部7。
如图3、图4、图6所示，进一步地，第一融合面8上开设第一孔道16和第二孔道17，第一孔道16与施压于第一融合面8的第一拉力钉18穿设连接，第一拉力钉18可以是用于松质骨的螺钉，为拉力钉，用于对接触面加压，第二孔道17与固定骶骨假体部3的第一固定钉19螺纹连接，第二孔道17内设置螺纹，第一固定钉19可以是锁定接骨的螺钉，第一拉力钉18和第一固定钉19轴向交叉且分别延伸后与第五腰椎的椎体连接，两者相互配合，实现骶骨假体部3与腰椎1之间的机械连接，优选地，第二融合面9上开设第三孔道20和第四孔道21，第三孔道20与施压于第二融合面9的第二拉力钉22穿设连接，第二拉力钉22可以是用于松质骨的螺钉，为拉力钉，用于对接触面加压，第四孔道21与固定髂骨假体部7的第二固定钉23螺纹连接，第二固定钉23可以是锁定接骨的螺钉，第二拉力钉22和第二固定钉23水平交叉且分别延伸后固定于髂骨24内，均走向髂耻线和髂坐线方向，优选地，钩体部11上开设有第三孔道20以及与其配合的第二拉力钉22，优选地，第三孔道20和与之配合的第二拉力钉22的数量分别为两个，第四孔道21和与之螺纹连接的第二固定钉23的数量分别为一个，三者相互配合，实现髂骨假体部7与髂骨24之间的机械连接，优选地，髂骨假体部7的侧边开设有若干缝合孔14，用于将软组织缝合固定在髂骨假体部7上的，髂骨假体部7的侧边还开设有若干凹陷部15，用于将髂骨假体部7临时固定在髂骨截骨面10上的，凹陷部15可以是分布在髂骨假体部7的头部、中部和尾部的三处凹陷，凹陷的内凹深度是2mm，凹陷可以是加压的凹部，用以钳夹髂骨假体部7的第二融合面9和髂骨截骨面10，通过第一融合面8和第二融合面9上的拉力钉与固定钉的相互配合，结合凹陷部15的设计，保证了机械安装和生物融合的结合，避免松动、不愈合现象的发生。
如图4、图6所示，进一步的，连接部4的背面设有U形固定柱，U形固定柱与第五腰椎的固定棒连接，U形固定柱可以是连接部4背面上设置柱状凸起5，并在柱状凸起5上连接U形螺钉6，优选地U形螺钉6底部为1cm螺纹设计，优选地，髂骨假体部7的背面设有用于固定腰椎钉的固定孔，此处的腰椎钉可以是第一拉力钉18和第一固定钉19，从而保证骶髂假体与腰椎1之间的有效连接。
根据实际需求而进行的适应性改变均在本实用新型的保护范围内。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种3D打印定制整体化骶髂假体，其特征在于，包括骶骨假体部、髂骨假体部以及连接部，所述髂骨假体部分设在所述骶骨假体部的两侧，所述连接部的两端分别与所述骶骨假体部和所述髂骨假体部连接，所述髂骨假体部包括主干身段、钩体部以及凸出部，所述主干身段的顶端与所述钩体部连接，所述钩体部压扣在髂骨的顶端，所述主干身段的侧下方与所述凸出部连接，所述凸出部与所述髂骨的皮质骨相抵接。
2.根据权利要求1所述的3D打印定制整体化骶髂假体，其特征在于，所述骶骨假体部的顶端设有第一融合面，所述第一融合面与第五腰椎的下终板底面相贴合；所述主干身段上设有第二融合面，所述第二融合面与髂骨截骨面相贴合。
3.根据权利要求2所述的3D打印定制整体化骶髂假体，其特征在于，所述第一融合面上开设第一孔道和第二孔道，所述第一孔道与施压于所述第一融合面的第一拉力钉穿设连接，所述第二孔道与固定所述骶骨假体部的第一固定钉螺纹连接，所述第一拉力钉和所述第一固定钉轴向交叉且分别延伸后与所述第五腰椎的椎体连接。
4.根据权利要求2所述的3D打印定制整体化骶髂假体，其特征在于，所述第二融合面上开设第三孔道和第四孔道，所述第三孔道与施压于所述第二融合面的第二拉力钉穿设连接，所述第四孔道与固定所述髂骨假体部的第二固定钉螺纹连接，所述第二拉力钉和所述第二固定钉水平交叉且分别延伸后与所述髂骨连接。
5.根据权利要求2所述的3D打印定制整体化骶髂假体，其特征在于，所述第一融合面为水平面，所述第一融合面的前后径线长度是所述第五腰椎的下终板前后径线长度的4/5，所述第一融合面的左右径线长度是所述第五腰椎的下终板左右径线长度的4/5；
所述第二融合面为矢状面，所述第二融合面的前后径线的长度超出所述髂骨截骨面的前后径线长度2mm，所述第二融合面的上下径线的长度超出所述髂骨截骨面的上下径线长度2mm。
6.根据权利要求2所述的3D打印定制整体化骶髂假体，其特征在于，所述第一融合面和所述第二融合面均为蜂窝状，所述蜂窝状的孔隙率为40％～80％，孔隙直径为300～700μm，平均硬度≥260HV10。
7.根据权利要求6所述的3D打印定制整体化骶髂假体，其特征在于，所述钩体部、所述凸出部以及所述髂骨截骨面均为所述蜂窝状。
8.根据权利要求1所述的3D打印定制整体化骶髂假体，其特征在于，所述连接部的背面设有U形固定柱，所述U形固定柱与第五腰椎的固定棒连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的3D打印定制整体化骶髂假体，其特征在于，所述髂骨假体部的侧边开设有若干将软组织缝合固定在所述髂骨假体部上的缝合孔，还开设有若干用于将所述髂骨假体部临时固定在所述髂骨截骨面上的凹陷部。
10.根据权利要求9所述的3D打印定制整体化骶髂假体，其特征在于，所述凹陷部分布在所述髂骨假体部的头部、中部和尾部，所述凹陷部的内凹深度是2mm。
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