【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于骨科人工关节设计制造，更具体地，涉及一种3点支撑非限制型的高覆盖肩臼假体及其制备方法。
技术介绍
1、肩关节与髋关节在生物进化史上具有相似的起源。但是随着人类直立行走的产生二者也进化产生了不同的解剖结构。髋关节位于下肢，其主要功能是负重和行走，因此髋臼发育成完整的半球形结构，最好地维持了髋关节的稳定。而人类上肢从负重行走中解放出来，需要完成更为复杂、精细的活动。肩关节作为上肢的起点其最主要的作用就是把手递送到各个不同的空间位置去完成不同的活动。因此肩关节是人体活动范围最大的关节，深且完整的半球结构不利于肩关节的大范围活动，因此肩胛盂逐渐进化，面积减小，变浅，仅能覆盖肱骨头关节面约四分之一，这样肩关节得以大范围的活动。较小的肱骨头覆盖使得肩关节在结构上不够稳定，在其大范围活动时依赖于周围的肌肉提供进一步的稳定。其中最为重要的就是肩袖的作用。肩关节的前屈以及外展活动依赖于三角肌和肩袖肌肉的协调运动。而无法修复的肩袖损伤往往导致肩关节活动度的丧失。
2、肩关节是各类骨科疾病的好发部位，包括创伤、退变以及骨肿瘤。各种疾病都可能导致严重的肩袖损伤。人工肩关节置换术是治疗此类疾病的有效手段，也是临床广泛开展的手术。目前常用的人工肩关节假体包括解剖型的半肩和全肩假体，以及非解剖型的反置型肩关节假体(反肩假体)、限制型肩关节假体和cuff tear arthropathy(cta)肱骨头假体。解剖型假体的手术效果依赖于良好的肩袖修复，而非解剖型假体主要用于肩袖无法修复的肩关节疾病患者。
3、反肩关节的设计原
4、与反肩关节以及限制型肩关节假体的设计原理不同，cta肱骨头假体通过增加肱骨头尺寸，增加肱骨头的关节覆盖面积，使得三角肌收缩时，肱骨头在肩峰及喙肩韧带上得到支撑，为三角肌提供新的协调支点，在肩关节外展和上举时增加的肱骨头关节面可以顺利滑入肩峰下，从而获得较好的肩关节功能(图1)。
5、但是由于cta肱骨头是一种半关节设计，除了肩胛盂以外与cta肱骨头相接触的肩峰、喙突以及喙肩韧带均不是耐磨的关节软骨结构(图2)。长期活动会导致肩峰的退变，磨损，肩峰下撞击，甚至应力性骨折，还可出现假体松动，脱位等情况。
技术实现思路
1、为了克服现有的cta肱骨头假体与肩峰及喙肩韧带的撞击摩擦问题，减少组织的磨损，同时为了肩关节活动时肱骨头假体可以更加顺利地滑入肩胛盂，在活动时减少肩关节脱位的风险，本专利技术提供了一种3点支撑非限制型的高覆盖肩臼假体。该假体通过固定于肩胛盂、喙突、肩峰3处肩胛骨骨性结构，提供比原有肩胛盂解剖结构更大的肱骨头覆盖，从而改善人工肩关节置换术的手术疗效。本专利技术的3点支撑非限制型的高覆盖肩臼假体专用于cta肱骨头，可以改善现有cta肱骨头假体的临床效果，延长假体的使用寿命。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种3点支撑非限制型的高覆盖肩臼假体；所述肩臼假体为一曲面结构；其中所述肩臼假体曲面结构内表面为一光滑球面，与肱骨头假体相配合，形成人工肩关节；所述肩臼假体外表面为粗糙多孔结构，其大小正好使得肩臼假体与患者的肩胛盂、喙突顶点、肩峰三处接触，并通过此三处与肩胛骨固定。更具体地，所述肩臼假体与肩胛盂、喙突顶点、肩峰这三处接触面的接触点分别记为a、b、c三点；其中a点通过柱状突起以及螺钉与肩胛盂固定；b点通过螺钉与喙突固定；c点直接通过粗糙表面与肩峰下表面紧贴固定。
4、上述技术方案中，进一步地所述肩臼假体由钛合金材料通过3d打印制备而成。
5、进一步地，本专利技术还提供了一种3点支撑非限制型高覆盖肩臼假体的制备方法，其包括以下步骤：
6、(1)使用螺旋ct扫描获得患者术前肩关节的解剖结构，具体的扫描参数为：120kv，140mas，像素矩阵大小512×512，切片厚度1-5mm，层间间距1-5mm，扫描范围包括肩胛骨、锁骨和肱骨上段。
7、(2)将步骤(1)螺旋ct扫描后获得的原始dicom数据导入arigin3d-pro三维医学重建软件v5.0(中国上海新建医疗科技有限公司)进行肩关节的三维建模。
8、(3)基于步骤(2)的三维建模结果，构造一个与肩胛盂，喙突顶点以及肩峰相切的球面模型，通过调整球面的直径以及位置使得球面与上述三点同时获得最大接触。以此球面作为假体的外表面，并测量球面的直径。缩小该球面的直径6-10mm，从而获得同心较小的球面作为假体的内表面。切除2个球面多余的部分，从而获得厚度3-5mm的初步肩臼假体。该假体的外表面与患者肩胛盂、喙突顶点、肩峰接触。将初步肩臼假体的外表面与肩胛盂、喙突顶点以及肩峰的接触位置依次记为a、b、c三点。
9、(4)在软件中以上述初步肩臼假体的a点为起点设置一个朝向肩胛盂方向的一个的柱状突起(具体尺寸可根据需要调整，如可设置直径8mm，长度18mm)，并使得这一柱状突起与假体外表面连接，柱状突起的长轴与肩胛盂在a点的切线方向成上斜75度角。在初步肩臼假体a点的上下位置各开一个小孔，用于后续植入螺钉，从而实现假体与肩胛盂的固定。
10、(5)在上述初步肩臼假体的b点开孔，并使开孔指向喙突内侧，调整开孔方向以获得喙突内最大固定距离，该孔用于后续植入螺钉，从而实现假体与喙突的固定。至此3点支撑非限制型的高覆盖肩臼假体模型设计完成。
11、(6)依据上述构建的3点支撑非限制型的高覆盖肩臼假体模型，使用金属3d打印技术获得最终临床使用的假体。
12、通过采用上述技术方案，本专利技术获得了一种3点支撑非限制型的高覆盖肩臼假体。该假体由钛合金材料通过3d打印制备而成，通过肩胛盂、喙突顶点以及肩峰三个结构与肩胛骨紧密固定，固定机制包括肩胛盂侧的柱状突起和固定螺钉，喙突顶点的固定螺钉以及肩峰下的粗糙接触面。通过改变肩胛盂的原有解剖结构，获得了类似于髋臼的肩臼假体。手术后早期肩臼假体可以稳定固定在肩胛骨上，通过粗糙表面获得的骨长入，在手术后假体也可以长期稳定在肩胛骨上，并与肱骨头假体形成人工肩关节，从而在三角肌的动力下完成肩关节的有效活动。所述肩臼假体可用于各类肩关节疾病的关节置换手术，可以有效规避现有cta肱骨头假体易出现的肩峰下撞击及肩峰应力性骨折、假体松动及脱位等并发症，延长假体的使用寿命，提高患者的生活质量。
13、本专利技术的肩臼假体通过将曲面假体固定于喙突和肩峰，将原本狭小且浅的肩胛盂关节面扩大到了其上方原本没有关节软骨的喙突、肩峰以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种3点支撑非限制型的高覆盖肩臼假体，其特征在于，所述肩臼假体为曲面结构，所述曲面结构的内表面光滑，与肱骨头假体相配合，形成人工肩关节；所述曲面结构的外表面为粗糙多孔结构，与患者的肩胛盂、喙突顶点、肩峰三处接触；所述肩臼假体通过肩胛盂、喙突顶点和肩峰这三点与肩胛骨固定。
2.根据权利要求1所述的一种3点支撑非限制型的高覆盖肩臼假体，其特征在于，所述肩臼假体通过肩胛盂、喙突顶点和肩峰这三点与肩胛骨固定，具体方法为：所述肩臼假体通过A、B、C三点分别与肩胛盂、喙突顶点和肩峰连接，从而实现其与肩胛骨的固定；其中，A点通过柱状突起以及螺钉与肩胛盂固定；B点通过螺钉与喙突固定；C点通过粗糙表面与肩峰下表面紧贴固定。
3.根据权利要求1所述的一种3点支撑非限制型的高覆盖肩臼假体，其特征在于，所述肩臼假体由钛合金材料通过3D打印制备而成。
4.如权利要求1-3任一项所述的3点支撑非限制型的高覆盖肩臼假体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种3点支撑非限制型的高覆盖肩臼假体，其特征在于，所述肩臼假体为曲面结构，所述曲面结构的内表面光滑，与肱骨头假体相配合，形成人工肩关节；所述曲面结构的外表面为粗糙多孔结构，与患者的肩胛盂、喙突顶点、肩峰三处接触；所述肩臼假体通过肩胛盂、喙突顶点和肩峰这三点与肩胛骨固定。
2.根据权利要求1所述的一种3点支撑非限制型的高覆盖肩臼假体，其特征在于，所述肩臼假体通过肩胛盂、喙突顶点和肩峰这三点与肩胛骨固定，具体方法为：所述肩臼...
【专利技术属性】
技术研发人员：林秾，杨琳，李秀茅，郑力铭，马骁，叶招明，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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