一种用于腓骨节段性骨缺损的3D打印组配式腓骨假体制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于腓骨节段性骨缺损的3D打印组配式腓骨假体，包括经仿形设计、3D打印一体成型的腓骨本体，所述腓骨本体的两端分别与近端腓骨残端和远端腓骨残端连接；所述腓骨本体包括镜像对称的近端假体和远端假体，所述近端假体包括网格多孔空心柱体和所述网格多孔空心柱体内部的实心主体，所述实心主体为自上而下直径逐渐增大的锥形结构，所述实心主体的上端向外延伸出网格多孔空心柱体形成髓内固定柄，所述实心主体的下端还一体设置有连接部，所述连接部为“L”型结构；所述近端假体的连接部与远端假体的连接部扣合后以可拆卸方式固定组成完整的腓骨本体。本实用新型专利技术具有适用性强、安装便捷、应用灵活、稳定性好、轻质化的优点。质化的优点。质化的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于腓骨节段性骨缺损的3D打印组配式腓骨假体


[0001]本技术属于医疗器械
，具体涉及一种用于腓骨节段性骨缺损的3D打印组配式腓骨假体。

技术介绍

[0002]自1975年Taylor等首次报道游离腓骨移植术后，腓骨移植已被广泛应用于骨缺损的修复重建，如四肢或颌面部骨肿瘤切除后的骨缺损重建、感染或创伤所致骨缺损、先天性假关节及股骨头坏死的治疗等。尽管腓骨并非主要承重骨，但其完整性及载荷功能受到破坏后可导致供区出现多种并发症，如慢性疼痛、踝关节活动受限、外翻畸形、大拇趾屈曲挛缩、爪状趾、胫骨应力性骨折等，在生理和心理上给患者造成一定的困扰。既往研究已表明腓骨切取后旷置会对踝关节和下肢功能产生不良影响。
[0003]恢复腓骨的解剖和力学延续性是预防腓骨切取后并发症的最佳方法，既往所报道的腓骨重建方法主要包括金属假体植入、异体骨重建、人工骨重建等，对于减少供区并发症具有一定的临床应用价值，但也存在一些问题，如人工骨强度不足且降解速率不匹配、异体骨来源及使用受限等。机械性重建如内固定板、机械加工假体等能够即时恢复腓骨的力学延续性，但存在固定松动、骨整合不良、假体断裂、感染等风险。同时由于小腿骨为胫骨/腓骨双骨结构，腓骨缺损难以牵开，因此髓内柄插入式假体往往在腓骨缺损重建过程中安装困难。近年3D打印技术发展迅速，可根据切除后的缺损进行个体化定制，适应于复杂解剖学部位的修复重建。高精度的3D打印技术可实现假体形态、强度、重量、多孔结构、表面形貌等设计参数的精确制备，同时可做到假体区域功能细分。多项研究已将3D打印假体应用于四肢长骨的骨缺损修复，取得较常规机械加工假体更优的骨
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假体界面整合、力学连续性以及长期稳定性，而且大幅减低假体断裂、感染等并发症发生率。例如技术202021228721.5提供了一种基于3D打印的腓骨假体，包括利用仿形设计得到的假体主体，以髓内柄插入的方式连接于腓骨断端。该技术对于腓骨近端缺损具体较强的适用性，但节段性腓骨假体的两端均采用髓内柄插入的方式进行假体固定，由于胫骨的存在，腓骨两端难以牵开，因此在实际临床应用中存在安装困难的问题，适用性受到极大限制。
[0004]总体上，3D打印腓骨假体目前应用较少，缺乏优化的设计和临床数据支持。理想的腓骨节段性缺损的重建技术需要满足以下要求：(1)重建术后具备合适的力学性能，避免应力集中和应力屏蔽；(2)重建体
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宿主骨结合部达到良好的骨组织整合；(3)重建操作简单易行，灵活方便，适于推广；(4)轻质化设计，接近自然骨。目前现有的设计均不能完全满足以上腓骨重建的需求。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于针对以上需求，提供一种用于腓骨节段性骨缺损重建的3D打印组配式假体，可达到恢复腓骨力学连续性、长期稳定、并发症低、安装简单便捷的目的，以期为腓骨节段性缺损的修复重建提供更优的临床选择。
[0006]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]一种用于腓骨节段性骨缺损的3D打印组配式腓骨假体，包括经仿形设计、3D打印一体成型的腓骨本体，所述腓骨本体的两端分别与近端腓骨残端和远端腓骨残端连接；所述腓骨本体包括镜像对称的近端假体和远端假体，所述近端假体包括网格多孔空心柱体和所述网格多孔空心柱体内部的实心主体，所述实心主体为自上而下直径逐渐增大的锥形结构，所述实心主体的上端向外延伸出网格多孔空心柱体形成髓内固定柄，所述实心主体的下端还一体设置有连接部，所述连接部为“L”型结构；所述近端假体的连接部与远端假体的连接部扣合后以可拆卸方式固定组成完整的腓骨本体。
[0008]进一步的，所述网格多孔空心柱体靠近髓内固定柄一端的致密度大于其余部分的致密度。
[0009]进一步的，所述网格多孔空心柱体靠近髓内固定柄一端的网格多孔的孔径大小为300
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600μm。
[0010]进一步的，所述连接部“L”的竖向部分和横向部分上均设有螺孔，用于近端假体和远端假体扣合组装后的进一步固定。
[0011]进一步的，所述髓内固定柄的表面还设有防旋转结构。
[0012]进一步的，所述髓内固定柄的12点、3点、6点和9点方向分别设有棱状突起。
[0013]进一步的，所述髓内固定柄的表面设有粗糙涂层或密质多孔网格。
[0014]进一步的，所述髓内固定柄的长度为2
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4cm。根据国人的腓骨解剖学数据设置髓内柄直径为2
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4个型号，使用时根据术中情况直接选配。
[0015]进一步的，所述腓骨本体采用钛合金(Ti6Al4V)TC4，以激光或电子熔融技术制备。
[0016]本技术的有益效果为：
[0017]1.适用性强：通过近端假体和远端假体组配的方式，本技术提供的腓骨假体适用于任意长度腓骨节段性骨缺损的修复重建。
[0018]2.假体安装便捷：通过近端假体和远端假体扣合固定的方式，解决了由于胫骨存在，腓骨缺损难以牵开，假体安装困难的问题。缩短了手术时间，降低并发症风险。
[0019]3.应用灵活：可根据国人腓骨解剖学数据，制备不同腓骨假体直径、不同髓内柄直径的标准腓骨假体组件，应用时通过测量和选配实现快速组装，无需根据个人腓骨数据进行个体化定制，减少等待时间。
[0020]4.长期稳定性可靠：腓骨假体
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腓骨残端接触界面为密质多孔或粗糙界面设计，利于骨组织整合，保证了重建的长期稳定性。
[0021]5.轻质化设计，接近自然骨：融入拓扑力学优化的思路，腓骨假体内部为实体过渡性力学支撑结构，假体周围为多孔网格结构，以达到轻质化目的。
附图说明
[0022]图1为本技术组配式腓骨假体结构示意图；
[0023]图2为连接部局部放大示意图；
[0024]图3为近端假体上端局部放大示意图；
[0025]图中：1
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近端假体；2
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远端假体；3
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髓内固定柄；4
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实心主体；5
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网格多孔空心柱体；6
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近端假体连接部；7
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螺孔；8
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远端假体连接部。
具体实施方式
[0026]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。
[0027]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于腓骨节段性骨缺损的3D打印组配式腓骨假体，其特征在于，包括经仿形设计、3D打印一体成型的腓骨本体，所述腓骨本体的两端分别与近端腓骨残端和远端腓骨残端连接；所述腓骨本体包括镜像对称的近端假体(1)和远端假体(2)，所述近端假体(1)包括网格多孔空心柱体(5)和所述网格多孔空心柱体(5)内部的实心主体(4)，所述实心主体(4)为自上而下直径逐渐增大的锥形结构，所述实心主体(4)的上端向外延伸出网格多孔空心柱体(5)形成髓内固定柄(3)，所述实心主体(4)的下端还一体设置有近端假体连接部(6)，所述近端假体连接部(6)为“L”型结构；所述远端假体(2)上设置有与近端假体连接部(6)镜像对称的远端假体连接部(8)，所述近端假体连接部(6)与远端假体连接部(8)扣合后以可拆卸方式固定组成完整的腓骨本体。2.根据权利要求1所述的用于腓骨节段性骨缺损的3D打印组配式腓骨假体，其特征在于，所述网格多孔空心柱体(5)靠近髓内固定柄(3)一端的致密度大于其余部分的致密度。3.根据权利要求2所述的用于腓骨节段性骨缺损的3D打印组配式腓骨假体，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁亚杰，李靖，黄孟全，陈国景，李明辉，肖鑫，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军军医大学，
类型：新型
国别省市：