一種用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板的製作方法與工藝

2023-10-06 19:53:44 1

本實用新型屬於醫療設備技術領域，尤其涉及一種用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板。

背景技術：
肩胛骨為扁寬形不規則骨，呈不規則三角型，是上肢肩胛帶的重要構成部分。在上肢上舉過程中，肩胛骨若固定不動，上肢只能主動抬起至90度，被動抬起至120度。當喪失肩胛骨活動時，其肩部活動至少減去正常活動的1/3。據Hardegger等和Nordqvis等統計，肩胛骨骨折佔肩部骨折的3％～5％，佔全身骨折的0.5％～1.0％。近年來，隨著經濟的高速發展，車禍傷、高墜傷等高能量損傷帶來的多發傷複合肩胛骨複雜骨折大幅度增加。呈現出傷情複雜、救治難度大、死亡率高等特點。35％～98％的肩胛骨骨折患者合併其它部位聯合損傷。由於聯合損傷通常較重，轉移醫師的注意力，不能對肩胛骨骨折作出正確的診斷和處理，首次漏診、誤診率很高。肩胛骨骨折傳統的治療方法多為保守治療，制動時間較長，多使用三角巾或者上肢外展架對患側進行懸吊或者牽引。雖然對臨床症狀起到一定的控制作用，但由於肩關節制動時間較長，容易並發肩關節僵硬、上肢功能障礙等症狀，治療效果差不甚理想。多數患者在骨折癒合後會出現不同程度的肩部疼痛及肩關節外展障礙。近年來，隨著醫療技術的不斷發展，切開復位內固定術等方法被廣泛應用於肩胛骨骨折治療中，取得了滿意的效果。但現有內固定物存在生物力學結構不合理，穩定性差，彈性模量過高等問題。目前的手術治療更為注重內固定的牢固程度以及穩定性，以達到能夠早期耐受關節生理活動為主要目的。在治療中，內固定的選擇多以經過塑形的重建鋼板為主要固定手段。首先，由於肩胛骨為不規則三角型，當肩胛骨體部發生複雜骨折時，三角型的三邊均需實行鋼板固定。目前，臨床上多採用以下兩種方法解決：1.三塊獨立鋼板分別三邊固定，三塊鋼板呈三角型排列，但鋼板與鋼板之間無任何力學連接，故在力學上無任何穩定性，難以對抗剪應力；2.三角型的一邊用一塊鋼板，另外二邊由一塊鋼板折彎後固定，但折彎角度往往大於90度，造成金屬疲勞，彈性模量急劇降低，難以對抗剪應力。同時，此方法仍然存在二塊鋼板之間無任何力學連接，無穩定性，難以對抗剪應力。其次，目前臨床上多採用用於骨盆骨折的重建鋼板治療肩胛骨骨折。骨盆各骨承受應力較大，鋼板厚度為2.5-2.7mm，彈性模量高；而肩胛骨承受應力小，如果用骨盆鋼板固定，過高的彈性模量會使應力遮擋效應增加，反而導致骨折癒合緩慢、骨廢用性萎縮等問題。同時，目前複雜肩胛骨體部骨折內固定物其鋼板過厚，應力遮擋過大，非整體結構，難以對抗剪力，且沒有合適的解剖形狀。目前，出現的肩胛骨接骨板，其固定肩胛骨時對肩胛骨進行全部包裹，因此應力遮擋過大，影響骨折癒合，同時該接骨板完全蓋在骨頭上，使得肌肉完全與骨骼分離失去了肌肉原有收縮後使關節產生運動的功能。

技術實現要素：
本實用新型為了解決上述技術問題，提供了一種用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板，外型完全符合肩胛骨體部解剖特點，可以良好貼服於肩胛骨體部，彈性模量符合肩胛骨力學要求，固定可靠，應力遮擋小。本實用新型是通過以下技術方案來實現：一種用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板，包括可貼服於肩胛骨體部的內側緣、外側緣、肩胛岡和岡下窩；外側緣沿順時針方向依次帶弧度平滑連接有內側緣、肩胛岡和岡下窩；內側緣、外側緣、肩胛岡和岡下窩連接後構成一個類肩胛骨形狀的不規則三角型，岡下窩向上彎起，內側緣與岡下窩(4)之間連接有連接件。所述的內側緣、外側緣、肩胛岡和岡下窩連接後構成的類肩胛骨形狀的不規則三角型其彈性模量符合肩胛骨力學要求，其中，外側緣與內側緣連接處的夾角γ為55～65度，內側緣與肩胛岡連接處的夾角α為85～90度，肩胛岡與岡下窩連接處的夾角ε為115～125度，岡下窩與外側緣連接處的夾角δ為110～120度。所述的外側緣與內側緣連接處的夾角γ為59-61度，內側緣與肩胛岡連接處的夾角α為86～88度，肩胛岡與岡下窩連接處的夾角ε為119～121度，岡下窩與外側緣連接處的夾角δ為114～116度。所述的內側緣上在與連接件連接位置處的夾角β為155～165度。所述的內側緣上在與連接件連接位置處的夾角β為159～161度。所述的肩胛岡向內側彎起，內側緣、外側緣、肩胛岡和岡下窩形狀符合肩胛骨體部解剖特點。與現有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果：本實用新型提供了一種用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板，該鋼板外型完全符合肩胛骨體部解剖特點，可以良好貼服於肩胛骨體部；且彈性模量符合肩胛骨力學要求，固定可靠，應力遮擋小；結構合理，適用於各種類型的複雜肩胛骨體部骨折。同時，較好的解決目前尚無專用於肩胛骨體部骨折內固定物的問題，為治療肩胛骨體部骨折提供新策略，這對於儘早恢復上肢的功能具有極為重要的意義。同時，此項目有可能帶來一定的社會效益及經濟效益。附圖說明圖1為本實用新型提供的用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板結構示意圖一；圖2為本實用新型提供的用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板結構示意圖二；圖3為本實用新型提供的用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板安裝後結構示意圖一；圖4為本實用新型提供的用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板結構示意圖三；圖5為本實用新型提供的用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板結構示意圖四；圖6為本實用新型提供的用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板結構示意圖五；圖7為本實用新型提供的用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板安裝後結構示意圖二；圖8為本實用新型提供的用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板安裝後結構示意圖三。其中，1為內側緣；2為外側緣；3為肩胛岡；4為岡下窩；5為連接件。具體實施方式下面結合具體的實施例對本實用新型做進一步的詳細說明，所述是對本實用新型的解釋而不是限定。參見圖1至圖3，一種用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板，包括可貼服於肩胛骨體部的內側緣1、外側緣2、肩胛岡3和岡下窩4；外側緣2沿順時針方向依次帶弧度平滑連接有內側緣1、肩胛岡3和岡下窩4；內側緣1、外側緣2、肩胛岡3和岡下窩4連接後構成一個類肩胛骨形狀的不規則三角型，岡下窩4向上彎起，內側緣1與岡下窩4之間連接有連接件5。所述的內側緣1、外側緣2、肩胛岡3和岡下窩4連接後構成的類肩胛骨形狀的不規則三角型，其彈性模量符合肩胛骨力學要求，其中，外側緣2與內側緣1連接處的夾角γ為55～65度，內側緣1與肩胛岡3連接處的夾角α為85～90度，肩胛岡3與岡下窩4連接處的夾角ε為115～125度，岡下窩4與外側緣2連接處的夾角δ為110～120度。所述的外側緣2與內側緣1連接處的夾角γ為59-61度，內側緣1與肩胛岡3連接處的夾角α為86～88度，肩胛岡3與岡下窩4連接處的夾角ε為119～121度，岡下窩4與外側緣2連接處的夾角δ為114～116度。所述的內側緣1上在與連接件5連接位置處的夾角β為155～165度。所述的內側緣1上在與連接件5連接位置處的夾角β為159～161度。所述的肩胛岡3向內側彎起，內側緣1、外側緣2、肩胛岡3和岡下窩4形狀符合肩胛骨體部解剖特點。具體的，本實用新型擬通過採集臨床影像學樣本，建立肩胛骨解剖學資料庫；構建肩胛骨有限元模型，並進行生物力學分析；根據分析結果，設計一種專用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板。具體的實施過程：建立肩胛骨有限元模型利用MedGraphics軟體讀取CT數據，經增強、平滑等預處理後.行閾值分割提取骨組織輪廓線，通過igs格式轉入ANSYS軟體。在ANSYS軟體中建立每個不同的解剖結構的相應實體模型，從而建立肩胛骨三維幾何模型，並進行模塊化。然後，在ANSYS軟體中對肩胛骨三維幾何模型進行有限元網格劃分，依據肩胛骨各結構的尺寸和變化梯度進行控制。設定約束條件和加載在對肩胛骨設置邊界約束時，考慮到岡下肌、小圓肌以及大圓肌對骨骼的運動學和動力學影響。需要在肩胛骨外側緣、內側緣和肩胛岡附著骨面進行約束，設定在X、Y、Z軸三個方向上位移均為0(剛性約束)。本研究主要考慮肩胛骨體部，所用材料性質均假定為各向同性、均質、線彈性，皮質骨的彈性模量為13700Mpa，泊松比為O-30；松質骨的彈性模量為l850Mpa，泊松比為0.3。採集與分析肩胛骨相應圖片和數據在肩胛骨模型中採集相應的正常肩胛骨體部應力分布圖、應力矢量圖和位移分布圖：並採集外側緣、內側緣、肩胛岡、岡下窩、盂下結節、肩胛頸、關節盂下級7個標誌點的最大位移和最大應力值。總位移最大值是指從ANSYS中採得的各向總位移值USUM，應力最大值是指採得的vonMises應力值SEQv。需要說明的是，具體實施的實物圖片參見圖4-圖8。本實用新型提供了一種專用於複雜肩胛骨體部骨折的解剖型鋼板，該鋼板外型完全符合肩胛骨體部解剖特點，可以良好貼服於肩胛骨體部；且彈性模量符合肩胛骨力學要求，固定可靠，應力遮擋小；結構合理，適用於各種類型的複雜肩胛骨體部骨折。同時，較好的解決目前尚無專用於肩胛骨體部骨折內固定物的問題，為治療肩胛骨體部骨折提供新策略，這對於儘早恢復上肢的功能具有極為重要的意義。同時，此項目有可能帶來一定的社會效益及經濟效益。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。