髕骨假體結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于人工關(guān)節(jié)【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種髕骨假體結(jié)構(gòu)，包括用于與髕骨切骨后的人體剩余髕骨相匹配的主體部，所述主體部具有與所述人體剩余髕骨相貼的貼合面，所述貼合面上固定設(shè)置有用于插入所述人體剩余髕骨的孔位中的固定柱，所述主體部和所述固定柱均具有多孔結(jié)構(gòu)，所述多孔結(jié)構(gòu)具有多個(gè)相互連通的孔隙。本發(fā)明提供的髕骨假體結(jié)構(gòu)，其通過設(shè)置具有多孔結(jié)構(gòu)的主體部與固定柱，患者的骨組織可以長入多孔結(jié)構(gòu)中孔隙的內(nèi)部，通過讓骨組織長入主體部的內(nèi)部及固定柱的內(nèi)部，可以有效增加主體部與骨組織的結(jié)合力，形成良好的生物學(xué)固定效果，避免髕骨假體結(jié)構(gòu)脫離、斷裂，通過骨長入的方式達(dá)到了更優(yōu)的生物學(xué)固定效果，可靠性高。
【專利說明】髕骨假體結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于人工關(guān)節(jié)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種髕骨假體結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]館骨假體置換術(shù)主要應(yīng)用于館骨軟化癥(CP, chondromalacia patellae)、館骨關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(Patellofemoral osteroarthritis)、館骨骨折、人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(TKA, total knee arthroplasty)或單純館骨假體翻修(Isolated patellar revision)等疾病臨床治療。[0003]髕骨軟化癥是引起膝前痛的常見原因之一，我國髕骨軟化癥患病率達(dá)36.2%，女性發(fā)病率高于男性。髕骨關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎是髕骨軟化癥的中晚期，發(fā)病率為5%左右，在老年人中發(fā)病率更高，是膝前痛最常見的病因。髕骨骨折主要由直接或間接暴力聯(lián)合作用所致，多會(huì)造成髕骨橫行骨折、垂直型骨折、粉碎性骨折，約占所有骨折的1%，20-50歲為高發(fā)人群，男性的發(fā)病率是女性的2倍，嚴(yán)重的髕骨骨折可采用部分髕骨切除術(shù)或全髕骨切除術(shù)。單純的切除術(shù)不利于伸肌結(jié)構(gòu)的恢復(fù)，尤其是全切手術(shù)往往對(duì)患者后期生活質(zhì)量造成不利影響，越來越多的臨床需求要求進(jìn)行髕骨關(guān)節(jié)面重建，人工髕骨假體置換術(shù)是解決問題的一個(gè)有效手段。
[0004]早期的髕骨置換假體多為髕骨表面置換，假體為圓帽型設(shè)計(jì)。髕骨假體由圓帽型聚乙烯、金屬基底和若干顆金屬釘組成，但聚乙烯和金屬基底之間的剪切應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致新的并發(fā)癥，例如:聚乙烯磨屑引起的滑膜炎和金屬沉著病。33.3%的患者因?yàn)橄リP(guān)節(jié)疼痛和假體失效需要再次手術(shù)。而后強(qiáng)生推出了一款低接觸應(yīng)力壓接金屬襯底旋轉(zhuǎn)假體，這款設(shè)計(jì)產(chǎn)品提高了髕骨關(guān)節(jié)的適應(yīng)性，降低了接觸壓強(qiáng)，在長時(shí)期的隨訪中較少出現(xiàn)并發(fā)癥。但具有金屬基底的髕骨假體會(huì)導(dǎo)致金屬殼邊緣的聚乙烯磨損、斷裂，聚乙烯、基板、甚至錨釘?shù)拿撾x等諸多問題，不再被推薦使用。
[0005]目前廣泛使用的是全聚乙烯髕骨假體，具有一到三顆釘和骨水泥固定，用以避免無骨水泥固定的金屬襯底假體出現(xiàn)斷裂的高風(fēng)險(xiǎn)。骨水泥全聚乙烯髕骨假體比金屬型髕骨假體更耐用。目前，全聚乙烯的髕骨假體被廣泛使用。髕骨表面假體置換需要保留剩余髕骨厚度在15毫米以上，否則會(huì)加大髕骨斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于薄且硬化的髕骨，不建議進(jìn)行髕骨表面假體置換。此外，嚴(yán)重的髕骨組織缺損同樣不適用髕骨表面假體置換。
[0006]綜上，目前現(xiàn)有髕骨置換多為不完全置換，采用的制作材料為聚乙烯、金屬(鈦、鉭)等不可降解材料。然而，圓頂帽型假體與正常髕骨并不一致，雖然安裝方便，但匹配性差。與未進(jìn)行髕骨置換的人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)相比，髕骨骨折、脫位、伸膝裝置斷裂、骨壞死在合并髕骨置換的人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中發(fā)生率較高，而且會(huì)出現(xiàn)髕骨假體磨損、松動(dòng)和髕骨彈響等髕骨置換特有并發(fā)癥，這些并發(fā)癥可以直接導(dǎo)致髕骨置換的失敗?，F(xiàn)有技術(shù)中的髕骨假體結(jié)構(gòu)，其存在脫離、斷裂等風(fēng)險(xiǎn)，可靠性差。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種髕骨假體結(jié)構(gòu)，其可靠性高。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種髕骨假體結(jié)構(gòu)，包括用于與人體剩余髕骨相匹配的主體部，所述主體部具有與所述人體剩余髕骨相貼的貼合面，所述貼合面上固定設(shè)置有用于插入所述人體剩余髕骨的孔位中的固定柱，所述主體部和所述固定柱均具有多孔結(jié)構(gòu)，所述多孔結(jié)構(gòu)具有多個(gè)相互連通的孔隙。
[0009]可選地，所述固定柱一體成型于所述主體部。
[0010]可選地，所述固定柱呈圓柱狀，其設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上，所述人體剩余髕骨上設(shè)置有與所述固定柱匹配的圓柱孔。
[0011]可選地，所述固定柱設(shè)置有三個(gè)，三個(gè)所述固定柱之間呈三角狀排布。
[0012]可選地，所述主體部和所述固定柱通過金屬熔融快速成型技術(shù)成型。
[0013]可選地，所述主體部和所述固定柱通過粉末冶金工藝成型。
[0014]可選地，所述主體部和所述固定柱采用鈦合金或鉭合金通過粉末冶金工藝成型。
[0015]可選地，所述主體部 的外表面為光滑曲面層。
[0016]可選地，所述多孔結(jié)構(gòu)上的孔隙的孔徑為0.2至0.35毫米。
[0017]可選地，所述多孔結(jié)構(gòu)的孔隙的孔隙率為40%至60%。
[0018]本發(fā)明提供的髕骨假體結(jié)構(gòu)，其通過設(shè)置具有多孔結(jié)構(gòu)的主體部與固定柱，可采用CAD軟件或?qū)Ｓ玫纳啥嗫捉Y(jié)構(gòu)的醫(yī)學(xué)軟件，設(shè)計(jì)具有多孔結(jié)構(gòu)的髕骨假體，可以根據(jù)患者髕骨骨密度確定孔隙率，同時(shí)要求多孔結(jié)構(gòu)為互聯(lián)通孔，且孔徑大小適于骨細(xì)胞長入和生長，患者的骨組織可以長入多孔結(jié)構(gòu)中孔隙的內(nèi)部，通過讓骨組織長入主體部的內(nèi)部及固定柱的內(nèi)部，可以有效增加主體部與骨組織的結(jié)合力，形成良好的生物學(xué)固定效果，避免髕骨假體結(jié)構(gòu)脫離、斷裂，解決了現(xiàn)有技術(shù)中髕骨假體解剖形態(tài)與天然髕骨關(guān)節(jié)解剖形態(tài)不相匹配的問題，還通過骨長入的方式達(dá)到了更優(yōu)的生物學(xué)固定效果，可靠性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的髕骨假體結(jié)構(gòu)中人體剩余髕骨與主體部的裝配立體圖；
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的髕骨假體結(jié)構(gòu)中主體部的立體圖；
[0021]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的髕骨假體結(jié)構(gòu)中人體剩余髕骨的立體圖；
[0022]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的髕骨假體結(jié)構(gòu)中多孔結(jié)構(gòu)的立體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”或“設(shè)置于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者可能同時(shí)存在居中元件。當(dāng)一個(gè)元件被稱為是“連接于”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。
[0025]還需要說明的是，本實(shí)施例中的左、右、上、下等方位用語，僅是互為相對(duì)概念或是以產(chǎn)品的正常使用狀態(tài)為參考的，而不應(yīng)該認(rèn)為是具有限制性的。
[0026]如圖1~圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種髕骨假體結(jié)構(gòu)，包括用于與人體剩余髕骨I相匹配的主體部2，人體完整髕骨去除需切除部分即為人體剩余髕骨I。主體部2的外形與人體完整髕骨的外形相匹配，具體應(yīng)用中，可以基于患者髕骨CT (ComputedTomography,計(jì)算機(jī)斷層掃描)數(shù)據(jù)重建需切除部分的髕骨三維模型，使主體部2具有與患者髕骨切除部分完全一切的外形，以使主體部2可以與患者股骨髕面良好匹配。主體部2具有與人體剩余髕骨I相貼的貼合面201，貼合面201可為平面。貼合面201上固定設(shè)置有用于插入人體剩余髕骨I的孔位11中的固定柱21，主體部2和固定柱21均具有用于供患者骨組織長入的多孔結(jié)構(gòu)，多孔結(jié)構(gòu)具有多個(gè)相互連通的孔隙，孔隙可設(shè)置于貼合面201上和固定柱21的表面，當(dāng)然，固定柱21與主體部2可采用多孔材料制成?？紫犊煽v橫規(guī)則或不規(guī)則交錯(cuò)，孔隙可延至固定柱21及主體部2的內(nèi)部，而不是僅僅分布于表面。固定柱21插入剩余髕骨，能讓骨組織長入其內(nèi)部，增加其和周圍骨組織的結(jié)合力，形成良好的生物學(xué)固定效果。這 樣，在植入本發(fā)明提供的髕骨假體結(jié)構(gòu)后，患者的骨組織可以長入孔隙內(nèi)部,通過讓骨組織長入主體部2的內(nèi)部及固定柱21的內(nèi)部，可以有效增加主體部2與骨組織的結(jié)合力，形成良好的生物學(xué)固定效果，避免髕骨假體結(jié)構(gòu)脫離、斷裂，解決了現(xiàn)有技術(shù)中髕骨假體解剖形態(tài)與天然髕骨關(guān)節(jié)解剖形態(tài)不相匹配的問題，還通過骨長入的方式達(dá)到了更優(yōu)的生物學(xué)固定效果，可靠性高。
[0027]具體地，如圖1~圖3所示，固定柱21 —體成型連接于主體部2，其結(jié)合牢靠，結(jié)構(gòu)
可靠性高。
[0028]具體地，如圖1~圖3所示，固定柱21呈圓柱狀，其易于加工成型。固定柱21可以設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上，人體剩余髕骨I上設(shè)置有與固定柱21匹配的圓柱孔。當(dāng)然，可以理解地，固定柱21也可呈多邊形或異形結(jié)構(gòu)等合適形狀，其數(shù)量也可以根據(jù)實(shí)際情況而定。
[0029]本實(shí)施例中，如圖1~圖3所示，固定柱21設(shè)置有三個(gè)，三個(gè)固定柱21之間呈三角狀排布。
[0030]具體地，主體部2和固定柱21可通過金屬熔融快速成型技術(shù)成型。
[0031]或者，主體部2和固定柱21也可以通過粉末冶金工藝成型，其成型后具有均勻孔隙。
[0032]具體應(yīng)用中，主體部2和固定柱21可采用鈦合金或鉭合金等合金通過粉末冶金工藝成型。金屬粉末采用醫(yī)用鈦合金或鉭合金，使多孔主體部2的力學(xué)性能與患者自身髕骨生物力學(xué)性能相似。
[0033]具體地，主體部2的外表面為光滑曲面層，其作用為與股骨髁構(gòu)成光滑滑動(dòng)面。光滑曲面層的厚度可為2毫米。
[0034]具體地，如圖1~圖4所示，多孔結(jié)構(gòu)上的孔隙的孔徑為0.2至0.35毫米，以利于骨細(xì)胞更好地長入孔隙中，進(jìn)一步提高主體部2與人體剩余髕骨I骨組織之間的結(jié)合力。當(dāng)然，多孔結(jié)構(gòu)上的孔隙的孔徑也可以設(shè)置為其它合適的數(shù)值。多孔結(jié)構(gòu)可包括相互貫通的孔洞200，各孔洞200可縱向排列、橫向排列或斜向排列等，其排列方式可以規(guī)則也可不規(guī)貝U，各孔洞200的截面可呈圓形等合適形狀。多孔結(jié)構(gòu)上的孔隙并不限于圖4所示的排列規(guī)則和形狀。[0035]具體地，多孔結(jié)構(gòu)上的孔隙的孔隙率為40%至60%?？紫堵手覆牧蟽?nèi)部的孔隙占總體積的比例。其在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下提高了主體部2與人體剩余髕骨I骨組織之間的結(jié)合力。髕骨假體的力學(xué)性能可以與松質(zhì)骨的力學(xué)性能相近。
[0036]本發(fā)明提供的髕骨假體結(jié)構(gòu)，可采用醫(yī)學(xué)圖像重建軟件重建髕骨模型，重建髕骨切除部分的三維模型，作為髕骨假體的主體部2的外形，其通過設(shè)置具有多孔結(jié)構(gòu)的主體部2與固定柱21，采用CAD軟件或?qū)Ｓ玫纳啥嗫捉Y(jié)構(gòu)的醫(yī)學(xué)軟件，設(shè)計(jì)具有多孔結(jié)構(gòu)的髕骨假體，可以根據(jù)患者髕骨骨密度確定孔隙率，同時(shí)要求多孔結(jié)構(gòu)為互聯(lián)通孔，且孔徑大小適于骨細(xì)胞長入和生長?；颊叩墓墙M織可以長入多孔結(jié)構(gòu)中孔隙的內(nèi)部，通過讓骨組織長入主體部2的內(nèi)部及固定柱21的內(nèi)部，可以有效增加主體部2與骨組織的結(jié)合力，形成良好的生物學(xué)固定效果，避免髕骨假體結(jié)構(gòu)脫離、斷裂，解決了現(xiàn)有技術(shù)中髕骨假體解剖形態(tài)與天然髕骨關(guān)節(jié)解剖形態(tài)不相匹配的問題，還通過骨長入的方式達(dá)到了更優(yōu)的生物學(xué)固定效果，可靠性高。解決了髕骨假體解剖形態(tài)與正常髕骨解剖形態(tài)不相一致引起的解剖學(xué)和力學(xué)傳遞匹配性差，及現(xiàn)有髕骨假體與剩余骨的固定效果差引起假體松動(dòng)的技術(shù)問題。 [0037]以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種髕骨假體結(jié)構(gòu)，包括用于與髕骨切骨后的人體剩余髕骨相匹配的主體部，其特征在于，所述主體部具有與所述人體剩余髕骨相貼的貼合面，所述貼合面上固定設(shè)置有用于插入所述人體剩余髕骨的孔位中的固定柱，所述主體部和所述固定柱均具有多孔結(jié)構(gòu)，所述多孔結(jié)構(gòu)具有多個(gè)相互連通的孔隙。
2.如權(quán)利要求1所述的髕骨假體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述固定柱一體成型于所述主體部。
3.如權(quán)利要求1所述的髕骨假體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述固定柱呈圓柱狀，其設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上，所述人體剩余髕骨上設(shè)置有與所述固定柱匹配的圓柱孔。
4.如權(quán)利要求1所述的髕骨假體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述固定柱設(shè)置有三個(gè)，三個(gè)所述固定柱之間呈三角狀排布。
5.如權(quán)利要求1所述的髕骨假體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主體部和所述固定柱通過金屬熔融快速成型技術(shù)成型。
6.如權(quán)利要求1所述的髕骨假體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主體部和所述固定柱通過粉末冶金工藝成型。
7.如權(quán)利要求6所述的髕骨假體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主體部和所述固定柱采用鈦合金或鉭合金通過粉末冶金工藝成型。
8.如權(quán)利要求1所述的髕骨假體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主體部的外表面為光滑曲面層。
9.如權(quán)利要求1所述的髕骨假體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多孔結(jié)構(gòu)上的孔隙的孔徑為0.2至0.35毫米。
10.如權(quán)利要求1所述的髕骨假體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多孔結(jié)構(gòu)的孔隙的孔隙率為40% 至 60%。
【文檔編號(hào)】A61F2/38GK103598935SQ201310554234
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】尚鵬, 白雪嶺, 葉新, 李子夫, 張黎楠, 田嵐, 耿艷娟 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院