骨幹組配式假體的製作方法
2023-04-23 10:27:36 1
專利名稱：骨幹組配式假體的製作方法
技術領域：
本發明涉及人工假體置換技術領域，尤其涉及一種應用於四肢惡性骨腫瘤切除後骨缺損重建的骨幹組配式假體。
背景技術：
原發性與繼發性惡性骨腫瘤是嚴重威脅患者生存與生活質量的運動系統腫瘤病變。隨著外科手術技術的發展，腫瘤影像技術的革新以及惡性骨腫瘤患者新輔助化療的開展，保肢手術已成為治療惡性骨腫瘤的共識。發生於四肢長骨幹的惡性骨腫瘤，臨床上需遵循廣泛切除的原則，因此，腫瘤切除後的骨幹缺損如何重建備受關注。目前常用骨缺損重建方式包括大段同種異體骨移植、自體骨移植等。但同種異體骨移植常發生骨不連、感染、免疫排斥反應等併發症；而自體骨移植來源有限，不能滿足較大範圍的骨缺損重建，且生物力 學強度較差，在股骨等負重骨幹重建缺損後患者離床負重等待時間長。因此，提供早期肢體功能活動、儘早提高患者生活質量的重建方式更具吸引力。二十世紀七十年代,節段型假體(intercalary prosthesis)開始應用於四肢骨幹腫瘤切除後的缺損重建。傳統節段型假體主要部件由遠端髓腔柄、近端髓腔柄和2枚連接螺栓組成，重建骨缺損時將遠、近端髓腔柄插入對應的骨髓腔內並通過骨水泥固定，螺栓連接組合。這種髓內固定的假體不需要重建關節和關節周圍韌帶及肌肉附著點，對關節周圍軟組織影響較小，保留了原有關節的功能，最重要的是這種重建方式可早期獲得肢體功能活動、早期負重，相對於其他重建方式具有革命性意義。但目前對於節段型假體的臨床回顧性分析發現，節段型假體在四肢骨幹的適用範圍不明確；節段型假體設計簡單，製作不精，因此，發生鬆動、斷裂、假體周圍骨折等併發症較多，使用也不方便。
發明內容
本發明要解決的技術問題是目前傳統節段型假體無明確臨床應用範圍，以及由於假體設計缺陷造成假體發生鬆動、斷裂、假體周圍骨折等併發症發生率較高。為了解決上述技術問題，本發明提供一種骨幹組配式假體，包括用於插入對應的骨髓腔內並通過骨水泥固定的假體柄A I和假體柄B 2，還包括分別連接所述假體柄A I和假體柄B 2的假體重建段3，假體柄A I—端設有錐形凸緣11，該端面還對稱設有一對凹臺12，另一端為髓腔柄13，假體柄Al分別對稱設有一對用於連接外帶鋼板的螺釘孔15 ;假體柄B 2 一端呈階梯形結構21，階梯形結構21的階梯面還分別設有2個螺栓孔22，另一端為髓腔柄23 ;假體重建段3 —端設有與錐形凸緣11配合的錐形凹緣31，該端面還對稱設有一對與凹臺12配合的凸塊32，另一端設有與階梯形結構21配合的階梯形結構33，階梯形結構33的階梯面還分別設有2個螺栓孔34，階梯形結構21和階梯形結構33通過螺栓5重疊連接。所述的骨幹組配式假體，假體柄A I上還設有I至2個外帶固定鋼板4，所述外帶固定鋼板4通過螺釘與假體柄A I固定連接。
所述的骨幹組配式假體，髓腔柄13和髓腔柄23的外表面分別對稱設有3個用於抗旋轉的溝槽14和溝槽24。所述的骨幹組配式假體，還包括分別與假體柄A I和假體重建段3連接的延長接頭6，延長接頭6 —端設有與錐形凹緣31配合的錐形凸緣61，該端面還對稱設有一對與凸塊32配合的凹臺62，另一端設有與錐形凸緣11配合的錐形凹緣63，該端面還對稱設有一對與凹臺12配合的凸塊64。本發明骨幹組配式假體可以有效避免由於異體骨移植重建後感染、骨不連、延遲癒合等併發症，假體使用壽命較長，假體重建手術操作相對簡單，假體生物力學強度好，早期併發症發生率較低。
附圖I為假體柄A的主視圖 附圖2為假體柄A的右視圖附圖3為假體柄B的主視圖附圖4為圖3的A向局部剖視圖附圖5為假體重建段的主視圖附圖6為圖5的B向局部剖視圖附圖7為假體重建段的左視圖附圖8為延長接頭的主視圖(局部剖)附圖9為延長接頭的俯視圖附圖10為延長接頭的左視圖附圖11為骨幹組配式假體實施例I的結構示意圖附圖12為骨幹組配式假體實施例I的使用狀態圖附圖13為骨幹組配式假體實施例2的結構示意圖附圖14為骨幹組配式假體實施例2的使用狀態圖附圖15為骨幹組配式假體實施例3的結構示意圖附圖16為骨幹組配式假體實施例3的使用狀態圖附圖17為加長型骨幹組配式假體實施例I的結構示意圖附圖標識說明I-假體柄A、11-錐形凸緣、12-凹臺、13-髓腔柄、14-溝槽、15-螺釘孔；2-假體柄B、21_階梯形結構、22-螺栓孔、23-髓腔柄、24-溝槽；3-假體重建段、31-錐形凹緣、32-凸塊、33-階梯形結構、34-螺栓孔；4-外帶固定鋼板；5_螺栓；6-延長接頭、61-錐形凸緣、62-凹臺、63-錐形凹緣、64-凸塊；7_假體；8-股骨；
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步說明本發明骨幹組配式假體主要部件為假體柄A I、假體柄B 2、假體重建段3以及外帶固定鋼板4。假體重建段3是指通過假體柄A I和假體柄B 2提供固定，連接骨缺損的部分；假體柄A I、假體柄B 2是固定假體的主要結構，分別將它們插入對應的髓腔內並通過骨水泥固定。由於股骨髓腔內徑在位於幹骺端附近與位於骨幹中部相差較大，所以依據股骨髓腔的這種解剖學特點，本發明提供三種骨幹組配式假體，即重建股骨幹近端區域假體(實施例2)，重建股骨幹中部區域假體(實施例I)和重建股骨幹遠端區域假體(實施例3)。如圖I所示為假體柄A的主視圖，圖2為假體柄A的右視圖，假體柄A I 一端設有錐形凸緣11，該端面還對稱設有一對凹臺12，另一端為髓腔柄13，髓腔柄13的外表面分別對稱設有3個用於抗旋轉的溝槽14，假體柄Al還分別對稱設有一對用於連接外帶鋼板的螺釘孔15。如圖3所示為假體柄B的主視圖，圖4為圖2的A向局部剖視圖，假體柄B 2 一端呈階梯形結構21，階梯形結構21的階梯面還分別設有2個螺栓孔22，另一端為髓腔柄23，髓腔柄23的外表面分別對稱設有3個用於抗旋轉的溝槽24。
如圖5所示為假體重建段的主視圖，圖6為圖5的B向局部剖視圖，圖7為假體重建段的左視圖，假體重建段3 —端設有與錐形凸緣11配合的錐形凹緣31，該端面還對稱設有一對與凹臺12配合的凸塊32，另一端設有與階梯形結構21配合的階梯形結構33，階梯形結構33的階梯面還分別設有2個螺栓孔34，階梯形結構21和階梯形結構33通過螺栓5
重疊連接。如圖11所示為重建股骨幹中部區域假體(實施例I)的結構示意圖，其主要部件由假體柄A I、假體柄B 2、假體重建段3。由於骨幹中部髓腔內徑變化不大，且外側骨皮質較厚，不需增加外帶鋼板輔助固定。由於骨幹中部髓腔內徑變化較小，所以假體柄A I和假體柄B 2的直徑範圍在9-15mm，柄長範圍70mm-100mm。如圖12所示為重建股骨幹中部區域假體(實施例I)的使用狀態圖，其中假體7位於股骨8的中部區域。如圖13所示為重建股骨幹近端區域(實施例2)的結構示意圖，主要部件由四個部分組成，即假體柄A I、假體柄B 2、假體重建段3和I枚外帶固定鋼板4。假體柄A I與假體重建段3通過莫氏錐度方式連接，假體柄B 2和假體重建段3通過階梯形錐度配合方式重疊連接，並通過2個螺栓固定組合為一體，外帶固定鋼板4通過2枚螺釘與假體柄A I組件固定連接。如圖14所示為重建股骨幹近端區域(實施例2)的使用狀態圖，其中假體7位於股骨8的近端區域，外帶固定鋼板通過螺釘與骨幹8的近端區域連接。本實施例用來重建股骨幹近端骨缺損的特殊假體，通過調整假體柄A I和假體柄B 2的型號規格及假體重建段3的長度可達到滿足個體化需求。如圖15所示為重建股骨幹遠端區域假體(實施例3)，主要部件由五個部分組成，即假體柄A I、假體柄B 2、假體重建段3和2枚外帶固定鋼板4。如圖16所示為重建股骨幹遠端區域(實施例3)的使用狀態圖，其中假體7位於股骨8的遠端區域，兩側外帶固定鋼板通過螺釘與骨幹8的遠端區域連接。本實施例為重建股骨遠端骨缺損的特殊假體，通過調整假體柄A I和假體柄B 2的型號規格及假體重建段3的長度可達到滿足個體化需求。考慮到不同股骨長度的差別，本發明還採用了延長接頭的設計，圖8為延長接頭的主視圖(局部剖)，圖9為延長接頭的俯視圖，圖10為延長接頭的左視圖。如圖所示的延長接頭6 —端設有與錐形凹緣31配合的錐形凸緣61，該端面還對稱設有一對與凸塊32配合的凹臺62，另一端設有與錐形凸緣11配合的錐形凹緣63，該端面還對稱設有一對與凹臺12配合的凸塊64。如圖17所示為加長型重建股骨幹中部區域假體(實施例I)的結構示意圖，如圖所示的延長接頭6分別與假體柄A I和假體重建段3連接，從而達到延長假體長度的目的。本發明還提供加長型重建股骨幹近端區域假體(實施例2)和加長型重建股骨幹遠端區域假體(實施例3)，技術原理與圖17相同，在此不詳述。本發明骨幹組配式假體具有如下設計特點(I)組配式設計目前使用的節段型假體多採用定製式，即假體廠家需要根據醫生提供的骨幹髓腔直徑、殘餘髓腔長度及預切除骨腫瘤長度等數據進行製作，製作好後再進行手術。但術中往往出現因髓腔內徑測量不準確、骨腫瘤需擴大切除範圍等突發情況，而定製式假體不能靈活應變而造成手術失敗。針對這種問題，本發明提供一種骨幹組配式假體通過假體重建段、 柄直徑和柄長度的任意組配以及輔助固定系統的選用可滿足骨幹的個體差異和不同位置的骨缺損。(2)錐度配合設計鑑於現有技術中常常出現假體連接部位發生脫位，假體柄易發生無菌性鬆動等併發症，本發明提供的骨幹組配式假體的假體柄A I和假體柄B 2組件採用階梯形錐度配合連接方式。錐度配合是一種雙階梯形結構，所以定位精確、拆卸方便，在建築工程、機械製作方面應用廣泛。這種連接最大的力學特點是其受到任意方向的應力都會轉化為垂直於錐面的擠壓力，特別在下肢負重時，假體的兩部分組件在壓應力的作用下連接更加緊密可靠，即壓力越大連接越堅強。錐度比(錐體半徑錐體高)為工程設計常用的I :20。(3)溝槽設計本發明骨幹組配式假體的假體柄A I和假體柄B 2的髓腔柄13和髓腔柄23採用三溝槽設計提高其抗旋轉性。假體柄直徑> 12_，溝槽深度2_ ;下肢骨幹常採用此種溝槽深度；而假體柄直徑< 10mm，溝槽深度I. 5mm，更適合在上肢骨幹使用。假體柄與重建節段的連接部位採用圓弧形設計。這種設計避免了假體柄與重建節段連接部分的應力集中。在本次假體設計中，股骨假體的圓弧半徑R為5mm，在肱骨和尺骨的假體半徑R為3mm。由於下肢骨幹承擔負重，將骨幹組配式假體柄設計成錐形結構，即柄的根部直徑大於柄的末端1-1. 5_，這種結構可以減少因應力過大而造成假體柄與假體中部的移行處斷裂的機率。(4)假體柄定製式設計由於身高、性別不同，骨髓腔的長度、直徑和截面形狀都會有所不同，為了使假體柄與髓腔獲得滿意的匹配度，需要對假體柄進行定製式設計。通過對股骨髓腔的測量，發現在股骨小轉子頂點下2cm至髁間窩上9cm，為骨髓腔狹窄區域，直徑範圍在12 15mm ;在非狹窄區域髁間窩上9cm至4cm處，髓腔直徑由15mm增加至35mm，所以在影像學上需精確測量殘餘髓腔的長度和直徑，假體柄直徑的長度應該是殘餘髓腔最窄處的直徑減去2mm，若殘餘髓腔處於非狹窄區髓腔直徑，避免定製的假體柄直徑過小，致殘餘髓腔不能緊密把持假體，造成假體早期鬆動的發生。股骨遠端和脛骨近端髓腔是類似喇叭狀的膨大的腔隙，假體柄直徑先進入髓腔最窄處，最後達到其直徑膨大區域。所以骨幹組配式假體柄需設計為杆狀結構，當假體柄末端達到其髓腔最大位置時，通過骨水泥的填充來固定保護假體柄。本發明骨幹組配式假體的有益效果
( I)手術操作相對簡單、住院時間較短由於骨幹組配式假體只需將假體柄A和假體柄B插入髓腔螺栓固定重建段即可，而大段異體骨切除瘤體重建後需要再加裝外固定保護，自體骨移植也需要先取出供體骨等步驟而增加了手術時間。本發明骨幹組配式假體可廣泛應用於四肢長骨幹腫瘤切除後骨缺損重建，如股骨、肱骨、尺骨等。(2)生物力學強度好，術後即可活動骨幹組配式假體置換後的最大應力強度、旋轉剛度和強度，明顯優於異體骨或骨水泥+髓內釘固定。採用骨幹組配式假體重建缺損術後48小時就可進行積極的活動，10天可完全負重。(3)假體使用壽命較長，早期併發症發生率較低本發明 假體柄越長，重建後股骨和骨水泥受到的應力越小，長柄假體的穩定性好，不易發生無菌性鬆動和骨折。以上是對本發明的較佳實施進行了具體說明，但本發明創造並不限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。
權利要求
1.一種骨幹組配式假體，包括假體柄A (I)和假體柄B (2)，其特徵在於還包括分別連接所述假體柄A (I)和假體柄B (2)的假體重建段(3)，所述假體柄A (I)—端設有錐形凸緣(11)，該端面還對稱設有一對凹臺(12)，另一端為髓腔柄(13)，假體柄A (I)分別對稱設有一對用於連接外帶鋼板的螺釘孔(15)； 所述假體柄B (2)—端呈階梯形結構(21)，所述階梯形結構(21)的階梯面還分別設有2個螺栓孔(22)，另一端為髓腔柄(23)； 所述假體重建段(3)—端設有與錐形凸緣(11)配合的錐形凹緣(31)，該端面還對稱設有一對與凹臺(12 )配合的凸塊(3 2 )，另一端設有與階梯形結構(21)配合的階梯形結構(33)，所述階梯形結構(33)的階梯面還分別設有2個螺栓孔(34)，所述階梯形結構(21)和階梯形結構(33)通過螺栓(5)重疊連接。
2.根據權利要求I所述的骨幹組配式假體，其特徵在於所述假體柄A(I)上還設有I至2個外帶固定鋼板(4)，所述外帶固定鋼板(4)通過螺釘與假體柄A (I)固定連接。
3.根據權利要求I所述的骨幹組配式假體，其特徵在於所述髓腔柄(13)的外表面分別對稱設有3個用於抗旋轉的溝槽(14)。
4.根據權利要求I所述的骨幹組配式假體，其特徵在於所述髓腔柄(23)的外表面分別對稱設有3個用於抗旋轉的溝槽(24)。
5.根據權利要求I至4項任一所述的骨幹組配式假體，其特徵在於還包括分別與假體柄A (I)和假體重建段(3)連接的延長接頭(6)，所述延長接頭(6)—端設有與錐形凹緣(31)配合的錐形凸緣(61)，該端面還對稱設有一對與凸塊(32)配合的凹臺(62)，另一端設有與錐形凸緣(11)配合的錐形凹緣(63)，該端面還對稱設有一對與凹臺(12)配合的凸塊(64)。
全文摘要
本發明公開了一種骨幹組配式假體，包括假體柄A和假體柄B，還包括分別連接所述假體柄A和假體柄B的假體重建段，假體柄A一端設有錐形凸緣，該端面還對稱設有一對凹臺，另一端為髓腔柄；假體柄B一端呈階梯形結構，階梯形結構的階梯面還分別設有2個螺栓孔，另一端為髓腔柄；假體重建段一端設有與錐形凸緣配合的錐形凹緣，該端面還對稱設有一對與凹臺配合的凸塊，另一端設有階梯形結構，階梯形結構的階梯面還分別設有2個螺栓孔。本發明可避免由於異體骨移植重建後感染、骨不連、延遲癒合等併發症，使用壽命較長，早期併發症發生率較低。
文檔編號A61F2/50GK102908215SQ20121043701
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月5日 優先權日2012年11月5日
發明者胡永成 申請人:胡永成