一种基于3d打印技术的可延长骨缺损修复装置

技术领域

本发明属于骨缺损修复治疗技术领域，具体涉及一种基于3d打印技术的可延长骨缺损修复装置。

背景技术

骨缺损，是由于疾病创伤或者手术等各种原因,造成了局部的骨质缺失,也就是说局部的骨骼。因为各种因素的影响,缺少了一部分,这就称为骨缺损。由于骨缺损的存在,常常会造成骨不连接 ,延迟愈合或者不愈合,及局部的功能障碍,那么骨缺损的原因,主要包括,严重开放性的粉碎性骨折,感染性骨髓炎清除死骨,外伤后骨不连,反复手术切除硬化骨,先天性骨病以及骨肿瘤,大段病骨切除等原因，如果不能得到及时有效的治疗,或者说不能得到科学合理的治疗,往往会给患者的肢体功能,带来永久性的损害,甚至严重的,会造成患者终身的残疾。

股骨下端与髌骨、胫骨上端连接构成关节，用于支撑全身重量，传统股骨远端骨缺损治疗普遍采用自体松质骨移植，传统治疗大段骨缺损主要有带血管蒂的腓骨移植技术、开放植骨技术（Papineau技术）、骨搬运技术（Ilizarov技术）等，但是这些技术治疗均会对自体供骨区造成损伤，而且受供骨量限制，且骨强度欠佳，从而也不适用于负重区骨缺损的重建；并且在由于骨缺损部位移植件的长度时固定的，从而在缺失部位修复后，会因骨缺损部位移植件无法生长而影响治疗后股骨的生长。

发明内容

针对现有骨缺损修复存在的缺陷和问题，本发明提供一种基于3d打印技术的可延长骨缺损修复装置，该装置结构独特，使用方便，不仅能够有效解决现有自体松质骨移植治疗骨缺损会对自体供骨区造成损伤的问题，还能够有效解决自体松质骨移植治疗骨缺损不适用于股骨负重区骨缺损重建的问题，并且还不会影响治疗后股骨生长的问题。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种基于3d打印技术的可延长骨缺损修复装置，包括保留骨骺部件、骨骺切除部件和滑动连接部件，所述保留骨骺部件设置在股骨骨缺损部位同侧的股骨骨腔内，所述保留骨骺部件的外端面的远端设有侧翼连接部件，侧翼连接部件与相邻侧的股骨端部固定在一起，且保留骨骺部件近端的外侧端面与骨腔内壁抵触；所述骨骺切除部件的近端匹配插入股骨骨缺损部位相反侧的股骨骨腔内，并与相邻侧股骨干固定连接，所述骨骺切除部件与相邻侧保留骨骺部件通过滑动部件沿下肢力线方向滑动连接；所述保留骨骺部件与骨骺切除部件相邻侧端面的远端设有支撑凸起，所述骨骺切除部件的远端与支撑凸起顶触。

所述保留骨骺部件与骨骺切除部件均为根据患者股骨3d模型利用3d打印技术制备的假体部件，所述侧翼连接部件与保留骨骺部件一体打印制成。

所述侧翼连接部件包括侧翼钢板，侧翼钢板的近端与保留骨骺部件的远端连接，侧翼钢板的远端设有螺钉孔，并通过松质骨螺钉与股骨端部固定连接，且松质骨螺钉位于股骨端部骨骺远端。

所述保留骨骺部件近端的外端面上与设有与骨腔内壁相匹配的抵触宽面，用于与骨腔内壁抵触，支撑股骨的骨皮质。

所述保留骨骺部件与骨骺切除部件相邻的两端面均与下肢力线在同一垂直平面内相互平行，所述连接部件设置在保留骨骺部件与骨骺切除部件之间，并分别与相邻侧保留骨骺部件和骨骺切除部件连接，使保留骨骺部件与骨骺切除部件相邻的两端面均滑动贴触。

滑动连接部件根据侧翼连接部件与保留骨骺部件的尺寸参数利用3d打印技术制备而成，所述滑动连接部件包括导向轨道和滑块，所述保留骨骺部件朝向骨骺切除部件的一端面沿下肢力线方向预设有安装槽，导向轨道匹配安装在安装槽内，且导向轨道的轨道槽朝向骨骺切除部件设置，所述滑块一端匹配安装在导向轨道内，另一端向外延伸出导向轨道与骨骺切除部件固定连接。

所述骨骺切除部件与保留骨骺部件相邻侧一端面沿下肢力线方向开有插槽，所述滑块延伸出导向轨道的一端匹配插入插槽内。

所述骨骺切除部件的近端通过多根皮质骨螺钉与相邻侧股骨干的皮干质固定在一起。

所述保留骨骺部件和骨骺切除部件与骨接触面上均设有粗颗粒涂层。（方便骨长入）

所述保留骨骺部件、骨骺切除部件和滑动连接部件均为钛合金材质。

本发明的有益效果：本发明提供的基于3d打印技术的可延长骨缺损修复装置结构独特，包括保留骨骺部件、骨骺切除部件和滑动连接部件，与现有自体松质骨移植治疗骨缺损相比，本实施所提供的可延长骨缺损修复装置各部件均根据患者股骨3d模型利用3d打印技术制备而成，与自体供骨相比，不仅装置支撑强度大，适用于负重区骨缺损的重建，而且器形状长度尺寸能够根据骨缺损区的大小及形状选择制备，匹配度高，不仅有效解决了现有自体松质骨移植治疗骨缺损会对自体供骨区造成损伤的问题，还有效解决了自体松质骨移植治疗骨缺损不适用于股骨负重区骨缺损重建的问题；

保留骨骺部件设置在股骨骨缺损部位同侧的股骨骨腔内，保留骨骺部件的外端面的远端设有侧翼连接部件，侧翼连接部件与相邻侧的股骨端部固定在一起，骨骺切除部件的近端匹配插入股骨骨缺损部位相反侧的股骨骨腔内，并与相邻侧股骨干固定连接，所述骨骺切除部件与相邻侧保留骨骺部件通过滑动部件沿下肢力线方向滑动连接；由于与股骨远侧骨端连接的保留骨骺部件是通过滑动连接部件，和与股骨干连接在一起的骨骺切除部件沿下肢力线方向滑动连接在一起，从而保留骨骺部件会随着股骨远端骨骺的生长被驱使沿骨骺切除部件向远端方向滑动，使本实施例所提供的装置能够跟随股骨生长而延长，不会对股骨的生长造成阻碍，并且在输出属于恢复期时，保留骨骺部件远端的支撑凸起够对沿下肢力线方向受力的骨骺切除部件顶端起到支撑作用，避免其因股骨受力而致使修复装置发生位移，影响修复效果。

本发明提供一种基于3d打印技术的可延长骨缺损修复装置，该装置结构独特，使用方便，不仅能够有效解决现有自体松质骨移植治疗骨缺损会对自体供骨区造成损伤的问题，还能够有效解决自体松质骨移植治疗骨缺损不适用于股骨负重区骨缺损重建的问题，并且还不会影响治疗后股骨生长的问题。

附图说明

图1是本发明安装位置示意图。

图2是本发明保留骨骺部件固定方式示意图。

图3是本发明保留骨骺部件与骨骺切除部件配合关系立体示意图。

图4是本发明保留骨骺部件安装槽开设位置示意图。

图5是本发明滑块安装位置示意图。

图6是本发明保留骨骺部件滑动延长示意图之一。

图7是本发明导向轨道防脱条安装位置示意图。

图8是本发明滑块与防脱条配合关系示意图。

图9是本发明保留骨骺部件滑动延长示意图之二。

图10是本发明延长支撑机构结构示意图。

图11是本发明延长支撑机构支撑状态示意图。

图12是本发明多延长支撑机构设置位置示意图。

图13是本发明多延长支撑机构齿条交错关系示意图。

图14是本发明多延长支撑机构展开对比示意图。

图中标号，1为股骨，11为股骨干，12为骨骺，13为骨腔，2为胫骨，3为保留骨骺部件，31为抵触宽面，32为侧翼连接部件，33为松质骨螺钉，34为安装槽，35为支撑凸起，4为骨骺切除部件，41为凹槽，42为皮质骨螺钉，43为凸起，51为导向轨道，52为滑块， 6为下肢力线，511为防脱条，521为防脱槽，522为安装腔，523为伸缩孔，6为挡台条，61为支撑齿牙，7为伸缩支撑杆，71为杆体，72为顶撑件，9为下肢力线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1

骨缺损，是由于疾病创伤或者手术等各种原因,造成了局部的骨质缺失,也就是说局部的骨骼。因为各种因素的影响,缺少了一部分,这就称为骨缺损。由于骨缺损的存在,常常会造成骨不连接 ,延迟愈合或者不愈合,及局部的功能障碍,如果不能得到及时有效的治疗,或者说不能得到科学合理的治疗,往往会给患者的肢体功能,带来永久性的损害,甚至严重的,会造成患者终身的残疾；而股骨1远端与髌骨、胫骨2近端连接构成关节，用于支撑全身重量，传统股骨远端骨缺损治疗普遍采用自体松质骨移植，传统治疗大段骨缺损主要有带血管蒂的腓骨移植技术、开放植骨技术（Papineau技术）、骨搬运技术（Ilizarov技术）等，但是这些技术治疗均会对自体供骨区造成损伤，而且受供骨量限制，且骨强度欠佳，从而也不适用于负重区骨缺损的重建；并且在由于骨缺损部位移植件的长度时固定的，从而在缺失部位修复后，会因骨缺损部位移植件无法生长而影响治疗后股骨的生长。

针对上述问题，本实施例提供了一种基于3d打印技术的可延长骨缺损修复装置，该装置结构独特，使用方便，不仅能够有效解决现有自体松质骨移植治疗骨缺损会对自体供骨区造成损伤的问题，还能够有效解决自体松质骨移植治疗骨缺损不适用于股骨负重区骨缺损重建的问题，并且还不会影响治疗后股骨生长的问题。

如图1-6所示，本实施例所提供的一种基于3d打印技术的可延长骨缺损修复装置包括保留骨骺部件3、骨骺切除部件4和滑动连接部件5，保留骨骺部件3设置在股骨骨缺损部位同侧的股骨骨腔13内，保留骨骺部件外端面的远端设有侧翼连接部件32，侧翼连接部件32与相邻侧的股骨端部固定在一起，且保留骨骺部件近端的外侧端面与骨腔内壁抵触，具体地：

保留骨骺部件3与骨骺切除部件4均为根据患者股骨3d模型利用3d打印技术制备的假体部件，其材质为钛合金，与现有钛合金假体材质相同，侧翼连接部件32与保留骨骺部件3一体打印制成，侧翼连接部件包括侧翼钢板，侧翼钢板的近端与保留骨骺部件的远端连接，侧翼钢板的远端设有螺钉孔，并通过松质骨螺钉33与股骨端部固定连接，且松质骨螺钉33位于股骨远端端部骨骺的远端。

保留骨骺部件3近端的外端面上与设有与骨腔内壁相匹配的抵触宽面31，用于与骨腔13内壁抵触，支撑股骨的骨皮质。

如图2所示，骨骺切除部件4的近端匹配插入股骨骨缺损部位相反侧的股骨骨腔13内，并与相邻侧股骨干11固定连接，骨骺切除部件与相邻侧保留骨骺部件通过滑动部件沿下肢力线滑动连接，具体地：

保留骨骺部件3与骨骺切除部件4相邻的两端面均与下肢力线在同一垂直平面内相互平行，连接部件设置在保留骨骺部件与骨骺切除部件之间，并分别与相邻侧保留骨骺部件和骨骺切除部件连接，使保留骨骺部件与骨骺切除部件相邻的端面沿下肢力线方向滑动贴触。

滑动连接部件根据侧翼连接部件与保留骨骺部件的尺寸参数利用3d打印技术制备而成，滑动连接部件包括导向轨道51和滑块52，保留骨骺部件朝向骨骺切除部件的一端面沿下肢力线方向预设有安装槽34，导向轨道51匹配安装在安装槽内，且导向轨道51的轨道槽朝向骨骺切除部件设置，所述滑块52一端匹配安装在导向轨道内，另一端向外延伸出导向轨道与骨骺切除部件固定连接，从而使保留骨骺部件与骨骺切除部件能够沿下肢力线方向滑动。

进一步的，滑块与骨骺切除部件的连接方式有多种，例如：骨骺切除部件与保留骨骺部件相邻侧一端面沿下肢力线方向开有插槽，所述滑块延伸出导向轨道的一端匹配固定插入插槽内。

保留骨骺部件与骨骺切除部件相邻侧端面的远端设有支撑凸起35，骨骺切除部件的远端与支撑凸起顶触，具体地：骨骺切除部件的远端设有与支撑凸起35相匹配的凹槽，用于与支撑凸起抵触在一起，从而能够沿下肢力线方向对股骨起到支撑作用。

进一步的，如图2所示，骨骺切除部件4与保留骨骺部件相邻一端面的近端设有朝向保留骨骺部件凸出的凸起43，且当骨骺切除部件4的远端与支撑凸起35抵触时，凸起43底端面与保留骨骺部件的顶端面抵触，从而能够进一步增强本实施所提供装置的支撑力。

与现有自体松质骨移植治疗骨缺损相比，本实施所提供的可延长骨缺损修复装置各部件均根据患者股骨3d模型利用3d打印技术制备而成，与自体供骨相比，不仅装置支撑强度大，适用于负重区骨缺损的重建，而且器形状长度尺寸能够根据骨缺损区的大小及形状选择制备，匹配度高，不仅有效解决了现有自体松质骨移植治疗骨缺损会对自体供骨区造成损伤的问题，还有效解决了自体松质骨移植治疗骨缺损不适用于股骨负重区骨缺损重建的问题；并且由于与股骨远侧骨端连接的保留骨骺部件是通过滑动连接部件，和与股骨干连接在一起的骨骺切除部件沿下肢力线方向滑动连接在一起，从而保留骨骺部件会随着股骨远端骨骺的生长被驱使沿骨骺切除部件向远端方向滑动，使本实施例所提供的装置能够跟随股骨生长而延长，不会对股骨的生长造成阻碍，并且在输出属于恢复期时，保留骨骺部件远端的支撑凸起够对沿下肢力线方向受力的骨骺切除部件顶端起到支撑作用，避免其因股骨受力而致使修复装置发生位移，影响修复效果。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于保留骨骺部件和骨骺切除部件与骨接触面上均设有粗颗粒涂层，方便骨长入。

实施例3

实施例3与实施例2的区别在于，导向轨道的顶端沿下肢力线方向向上设有贯穿保留骨骺部件的敞口。

如图7-9所示，导向轨道51的顶端沿下肢力线方向向上设有贯穿保留骨骺部件的敞口，滑块52的高度尺寸与导向轨道51的高度尺寸相同，导向轨道51的轨道槽口左右两侧内内壁处均沿下肢力线方向固定有防脱条511，防脱条511为与轨道槽一体式结构；滑块52的左右两端面匹配设有与防脱条511相匹配的防脱槽，当滑块52匹配安装在导向轨道51内后，导向轨道51左右两侧的防脱条分别滑动嵌入滑块相邻测的防脱槽521内，从而进一步增强了保留骨骺部件与骨骺切除部件滑动连接的稳定性，并且不仅增强保留骨骺部件与骨骺切除部件之间的抗旋转性能，而且由于导向轨道51与滑块的接触面积增大，从而进一步提高了本实施例所提供装置在治疗初期抗成绩侥幸提高了治疗初期抗成角畸形的性能，有效的杜绝了股骨骨缺损治疗初期成角畸形的发生。

实施例4

实施例3所提供的基于3d打印技术的可延长骨缺损修复装置在使用过程中，当装置跟随股骨生长延长后，保留骨骺部件与骨骺切除部件之间沿下肢力线的支撑强度会因装置的延长而降低。

针对上述问题，本实施例所提供的装置与实施例3所提供装置的区别在于，所述滑动连接部件内设有延长支撑机构。

如图10和图11所示，滑动连接部件包括挡台条6和伸缩支撑杆7，挡台6沿下肢力线方向固定在导向轨道51朝向骨骺切除部件的一端内壁上，且挡台6与滑块远离骨骺切除部件的一端面滑动抵触在一起；挡台6包括沿下肢力线方向连续设置的多个直角状支撑齿牙61，且支撑齿牙61的斜边端向下设置；伸缩支撑杆7包括杆体71和顶撑件72，滑块52的底端中部设有安装腔522安装腔远离骨骺切除部件的一端向外开有与外部连通的伸缩孔，伸缩孔与安装腔522同轴心设置，且伸缩孔523的中心轴线与下肢力线在同一平面内垂直相交；杆体71滑动套装在安装腔内，顶撑件72匹配安装在杆体71远离伸缩孔一端的安装腔内，且顶撑件72在自然状态下会驱使杆体的前端穿过伸缩孔，伸出滑块与挡台条的支撑齿牙61顶触；进一步的，顶撑件72的种类有多种，例如顶撑件为W形弹片或顶簧。

当本实施例所提供的装置跟股骨生长延长时，导向轨道跟随保留骨骺部件带动挡台条向下滑动时，与杆体71前端顶触的支撑齿牙61的斜边端面，会推顶杆体71沿支撑齿牙61的斜面端向安装腔522内回缩挤压顶撑件，当杆体71与第一接触的支撑齿牙61分离后，失去挤压的顶撑件会驱使杆体伸出滑块与挡台条的下一个支撑齿牙61的斜边端面顶触，从当延伸后的装置收到沿下肢力线方向的压力时，杆体71会与其下方的支撑齿牙61直角边端面抵触在一起，从而给对骨骺切除部件4起到支撑作用，使保留骨骺部件与骨骺切除部件之间沿下肢力线的支撑强度不会因装置的延长而降低。

实施例5

实施例4提供的基于3d打印技术的可延长骨缺损修复装置在使用过程中，当装置跟随股骨生长延长后，由于挡台条上每个支撑齿牙61均具有一定距离，从而杆体与支撑齿牙61的支撑会受到相邻两支撑齿牙61的距离影响，当单次股骨生长带动装置延长的距离尺寸不足以使杆体与所接触支撑齿牙61分离时，杆件会与下方支撑齿牙61的直角边端面之间有较大的距离，从而无法进行支撑。

针对上述问题，本实施例所提供的装置与实施例4所提供装置的区别在于，所述滑动连接部件内从左至右间隔设有多个延长支撑机构，且多个延长支撑机构挡台条6的支撑齿牙依次交替设置。

如图12-14所示，滑动连接部件内从左至右间隔设有2个延长支撑机构，且两个支撑延长机构挡台条6的支撑齿牙61交替设置，当左侧延长支撑机构的杆体与挡台条6的第一个支撑齿牙61的直角边端面抵触时，右侧延长支撑机构的杆体与挡台条6的第二个支撑齿牙61的斜边端面边缘处抵触，从而给当本实施例所提供装置跟随股骨生长延长时，左侧延长支撑机构的杆体与左侧延长支撑机构挡台条6的第一个支撑齿牙61的直角边端面分离，沿第二个支撑齿牙61的斜边端面滑动至第二个支撑齿牙61中部时，右侧延长支撑机构的杆体会沿右侧延长支撑机构挡台条6的第二个支撑齿牙61的斜边端面滑动并与之分离，从而能够通过增加延长支撑机构的数量能够实现无级支撑的目的，解决实施例4装置所存在的问题。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。