申请/专利权人：南方医科大学第三附属医院(广东省骨科研究院)

申请日：2018-04-25

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN108524063B

主分类号：A61F2/42

分类号：A61F2/42;A61F2/30

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2018.10.16#实质审查的生效;2018.09.14#公开

摘要：本发明公开了一种3D打印个性化距骨表面置换假体，包括通过3D打印技术制作的假体，假体包括用于与胫骨下关节面相适配的光滑连接面和用于与距骨被切除部分相适配的粗糙接触面，假体还包括位于光滑连接面与粗糙接触面之间的本体，粗糙接触面上设有通过让距骨新长出的骨头伸入从而将距骨与所述假体固定连接的多个微孔，假体上设有用于将其与距骨连接的连接件。本发明提供的3D打印个性化距骨表面置换假体，距骨表面置换保留了距骨周围的所有韧带，不仅能维持踝关节和后足的稳定性，还保留了患者的正常本体感觉，其临床预后是可预测且良好的。

主权项：1.一种3D打印个性化距骨表面置换假体，其特征在于，包括通过3D打印技术制作的假体1，假体1包括用于与胫骨下关节面相适配的光滑连接面11和用于与距骨被切除部分相适配的粗糙接触面12，假体1还包括位于光滑连接面11与粗糙接触面12之间的本体13，粗糙接触面12上设有通过让距骨新长出的骨头伸入从而将距骨与所述假体1固定连接的多个微孔，假体1上设有用于将其与距骨连接的连接件；所述微孔的数量自粗糙接触面12向本体13的方向依次减少至零。

全文数据：一种3D打印个性化距骨表面置换假体技术领域[0001]本发明涉及踝关节治疗领域，尤其涉及一种3D打印个性化距骨表面置换假体。背景技术[0002]踝关节是人体最易损伤的负重关节，仅踝关节扭伤就占运动损伤的20%，是我国急诊科就诊的常见原因。与膝关节不同，创伤后关节炎是造成终末期踝关节炎的最主要因素。由于距骨本身血供较差，容易出现坏死、关节面塌陷，故踝关节距骨关节面的损伤往往比胫骨关节面的损伤更为常见，高达50%的踝关节扭伤会造成距骨骨软骨损伤。[0003]距骨骨软骨缺损改变了踝关节负重的生物力学状态，最终导致严重的踝关节炎，使病人行走困难，生活质量低下。[0004]对于终末期踝关节病损，目前主要采用的治疗方式有踝关节融合或全踝关节置换术。[0005]但是，在演变为终末期踝关节炎之前，我们看到，踝关节距骨侧的损伤远多于胫骨侧的损伤。距骨骨软骨缺损，距骨缺血坏死、距骨关节面下骨囊肿的形成十分常见，这多见于踝关节扭伤或踝关节骨折时的伴随损伤，也见于距骨骨折或脱位后的并发症，这类病损通常是不可逆的。如能早期处理，可避免或延缓騍关节融合或全踝关节置换的命运。小面积的距骨骨软骨损伤己有较为系统的治疗手段，但对于大面积的距骨骨软骨缺损、距骨坏死目前尚缺乏有效的治疗方法。[0006]对于此类胫骨远端关节面相对完好、仅距骨穹隆关节面破坏的患者，采用踝关节融合或全踝关节置换术都有过度治疗之嫌，它们都破坏了原有的胫骨远端关节面，过早地降低了患者的生活质量。于是，距骨置换术开始出现。在距骨置换术中，一种是不锈钢或氧化铝陶瓷材质的距骨体假体，置换距骨体而保留距骨颈，保留大部分韧带。然而，该假体有一个伸入距骨颈起到固定作用的柄，在假体的柄部应力相对集中，易致假体松动，前移、下沉、失效，距骨头坏死率高。[0007]在距骨置换术中，另一种方式是全距骨假体置换，然而，全距骨置换无法修复距腓前韧带、三角軔带胫距部、距跟骨间軔带、颈靭带等维持踝关节和距下关节稳定的重要韧带，远期预后值得担忧。[0008]从上述内容可看出，对于此类胫骨远端关节面相对完好、仅距骨穹隆关节面破坏的患者，上述几种方式都不能达到理想的效果。因此，需要设计一种既能避免破坏完好的胫骨远端关节面、又能尽可能保留韧带的3D打印个性化距骨表面置换假体。发明内容[0009]本发明的目的是提供一种3D打印个性化距骨表面置换假体，其避免了破坏完好的胫骨远端关节面和距骨周围韧带，尽可能保留手术后病人踝关节的运动能力，提高了病人手术后的生活质量。[0010]为实现上述目的，本发明提供一种3D打印个性化距骨表面置换假体，包括通过3D打印技术制作的假体，假体包括用于与胫骨下关节面相适配的光滑连接面和用于与距骨被切除部分相适配的粗糙接触面，假体还包括位于光滑连接面与粗糙接触面之间的本体，粗糙接触面上设有通过让距骨新长出的骨头伸入从而将距骨与所述假体固定连接的多个微孔，假体上设有用于将其与距骨连接的连接件。[0011]作为本发明的进一步改进，由所述粗糙接触面表面向本体内延伸的多层网状结构形成所述多个微孔，微孔的孔径为500-700微米，采用电子束熔融或激光束熔融技术成型，微孔之间相互连通。[0012]作为本发明的更进一步改进，所述微孔的数量自粗糙接触面向本体的方向依次减少至零。[0013]作为本发明的更进一步改进，所述假体上设有从所述光滑连接面贯穿至所述粗糙接触面的沉头孔，该沉头孔与所述连接件相适配。[0014]作为本发明的更进一步改进，所述连接件为穿过所述沉头孔的螺钉。[0015]作为本发明的更进一步改进，所述粗糙接触面上设有与距骨被切除部分相配合的凹槽。[0016]作为本发明的更进一步改进，所述连接件包括相适配的螺栓和螺母，所述沉头孔两两成对，每对两个沉头孔相对且同轴布置，所述凹槽位于每对两个沉头孔之间，螺栓的螺栓头和螺母分别位于两个成对的沉头孔中，螺栓的螺杆穿过成对的沉头孔。[0017]有益效果[0018]与现有技术相比，本发明的3D打印个性化距骨表面置换假体的优点为：[0019]1、距骨表面置换保留了距骨周围的所有韧带，不仅能维持踝关节和后足的稳定性，还保留了患者的正常本体感觉，其临床预后是可预测且良好的；[0020]2、距骨上被切除部分与假体上的粗糙接触面相接触，并通过连接件将距骨与假体相互固定，在愈合阶段，距骨被切除部分新长出的骨头能伸入光滑连接面上的多个微孔中，从而将距骨与假体融合固定，增加了假体与距骨的连接稳定性；[0021]3、微孔的数量自粗糙接触面向本体的方向依次减少至零，既能让骨头尽可能长深一些，让假体与骨界面之间把持力更大，连接更牢固，同时微孔数量逐渐减少是为了保持假体的整体刚度，降低其脆性破坏的几率，从而延长其使用寿命；[0022]4、微孔由粗糙接触面表面向本体内密度逐渐增大的多层网状结构形成，多层网状结构可通过电子束熔融或激光束熔融等3D打印技术来实现，而假体整体也可以通过3D打印技术来制作，将为个性化、精准化的假体设计保驾护航。[0023]通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。附图说明[0024]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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。[0025]图1为人体踝关节结构示意图；[0026]图2为实施例1中3D打印个性化距骨表面置换假体的使用状态主视图；[0027]图3为图2中的A-A向示意图；[0028]图4为实施例1中假体的左视剖视图；[0029]图5为粗糙接触面上的多层网状结构示意图；[0030]图6为实施例2中3D打印个性化距骨表面置换假体使用状态的左视剖视图；[0031]图7为实施例2中假体的左视剖视图；[0032]图8为实施例3中3D打印个性化距骨表面置换假体使用状态的左视剖视图。具体实施方式[0033]现在参考附图描述本发明的实施例。[0034]实施例1[0035]本发明的具体实施方式如图1至图5所示，一种3D打印个性化距骨表面置换假体，包括通过3D打印技术制作的假体1，假体1包括用于与胫骨6下关节面相适配的光滑连接面11和用于与距骨3被切除部分相适配的粗糙接触面12,假体1还包括位于光滑连接面11与粗糙接触面12之间的本体13,粗糙接触面12上设有通过让距骨3新长出的骨头伸入从而将距骨3与所述假体1固定连接的多个微孔，假体1上设有用于将其与距骨3连接的连接件。距骨3上被切除部分与假体1上的粗糙接触面12相接触，并通过连接件将距骨3与假体1相互固定，在愈合阶段，距骨3被切除部分新长出的骨头能伸入光滑连接面11上的多个微孔中，从而将距骨3与假体1融合固定，增加了假体1与距骨3的连接稳定性。[0036]由所述粗糙接触面12表面向本体13内延伸的多层网状结构形成所述多个微孔，微孔的孔径为500-700微米，采用电子束熔融或激光束熔融技术成型，微孔之间相互连通。所述微孔呈梯度分布，粗糙接触面12侧的微孔数量最多，而本体13中的微孔数量逐层减少，直至零。微孔的数量自粗糙接触面向本体的方向依次减少至零，既能让骨头尽可能长深一些，让假体与骨界面之间把持力更大，连接更牢固，同时微孔数量逐渐减少是为了保持假体的整体刚度，降低其脆性破坏的几率，从而延长其使用寿命。[0037]所述假体1上设有从所述光滑连接面11贯穿至所述粗糙接触面12的沉头孔14,该沉头孔14与所述连接件相适配。[0038]所述连接件为穿过所述沉头孔14的螺钉2。[0039]所述粗糙接触面12上设有与距骨被切除部分相配合的凹槽15。[0040]所述沉头孔14均布在凹槽15的两侧，且沉头孔14的末端位于凹槽15内部上，螺钉2伸入沉头孔14内并插入距骨3位于凹槽15中的部分。[0041]实施例2[0042]如图6和图7所示，与实施例1的不同之处在于，粗糙接触面12为平面，距骨3上与粗糙接触面12相适配的部分也为平面，两者相互接触。螺钉2穿过沉头孔14并斜向插入距骨3上与粗糙接触面12相接触的平面。[0043]实施例3[0044]如图8所示，与实施例1的不同之处在于，所述连接件包括相适配的螺栓4和螺母5,所述沉头孔14两两成对，每对两个沉头孔14相对且同轴布置，所述凹槽15位于每对两个沉头孔14之间，螺栓4的螺栓头和螺母5分别位于两个成对的沉头孔14中，螺栓4的螺杆穿过成对的沉头孔14。[0045]以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

权利要求：1.一种3D打印个性化距骨表面置换假体，其特征在于，包括通过3D打印技术制作的假体1，假体⑴包括用于与胫骨下关节面相适配的光滑连接面11和用于与距骨被切除部分相适配的粗糙接触面（12，假体（1还包括位于光滑连接面（11与粗糙接触面12之间的本体（13，粗糙接触面12上设有通过让距骨新长出的骨头伸入从而将距骨与所述假体1固定连接的多个微孔，假体1上设有用于将其与距骨连接的连接件。2.根据权利要求1所述的一种3D打印个性化距骨表面置换假体，其特征在于，由所述粗糙接触面（12表面向本体（13内延伸的多层网状结构形成所述多个微孔，微孔的孔径为500-700微米，相邻的微孔之间相互连通。3.根据权利要求1或2所述的一种3D打印个性化距骨表面置换假体，其特征在于，所述微孔的数量自粗糙接触面12向本体1¾的方向依次减少至零。4.根据权利要求1所述的一种3D打印个性化距骨表面置换假体，其特征在于，所述假体1上设有从所述光滑连接面（11贯穿至所述粗糙接触面（12的沉头孔（14，该沉头孔14与所述连接件相适配。5.根据权利要求4所述的一种3D打印个性化距骨表面置换假体，其特征在于，所述连接件为穿过所述沉头孔14的螺钉2。6.根据权利要求4所述的一种3D打印个性化距骨表面置换假体，其特征在于，所述粗糙接触面12上设有与距骨被切除部分相配合的凹槽I5。7.根据权利要求6所述的一种3D打印个性化距骨表面置换假体，其特征在于，所述连接件包括相适配的螺栓4和螺母5，所述沉头孔（14两两成对，每对两个沉头孔14相对且同轴布置，所述凹槽（15位于每对两个沉头孔14之间，螺栓4的螺栓头和螺母5分别位于两个成对的沉头孔14中，螺栓4的螺杆穿过成对的沉头孔14。

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