一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体的制作方法

本实用新型涉及人工假体置换技术领域，特别是指一种应用于四肢恶性骨肿瘤切除后骨缺损重建的保留关节面的组配式假体。

背景技术：

原发性与继发性恶性骨肿瘤是严重威胁患者生存与生活质量的运动系统肿瘤病变。随着外科手术技术的发展，肿瘤影像技术的革新以及恶性肿瘤患者新辅助化疗的开展，保肢手术已成为治疗恶性骨肿瘤的共识。发生于四肢长骨干的恶性肿瘤，临床上需要遵循广泛切除原则，因此，肿瘤切除后的骨干缺损的重建问题备受关注。尤其是儿童患者，近年来儿童是恶性骨肿瘤的好发人群，常见的恶性肿瘤有骨肉瘤、尤文氏肉瘤等，这些肿瘤常发生在膝关节干骺端。这类患者进行手术置换后，常常会影响患肢生长功能，时间久了造成左右腿不等长，行走跛行等现象，严重时需要进行延长翻修手术。但常规的定制假体不具备这种能既能保留骨骺生长功能，又能方便日后延长翻修的功能，因此儿童患者的肿瘤性骨缺损的生物学重建和术后最大限度的保留关节功能和肢体生产功能成为目前的一个研究重点。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体，以解决现有技术无可避免的会破坏膝关节面以及韧带和软组织，术后造成关节解剖对位不佳，关节不稳、脱位，假体松动、断裂等并发症，使膝关节术后的短期和长期功能受到影响，尤其是儿童患者，由于儿童患者的骨骺未闭合，传统的人工假体会破坏膝关节面、骨骺以及韧带和软组织，术后不仅会造成关节功能不佳，而且会造成术后几年出现左右腿不等长，行走出现跛行，严重时还会行二次翻修手术置换，二次手术时还需要将患者髓腔内延长杆取出，操作非常繁琐，而且给患者造成的身体上的伤害也特别大的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体，包括股骨远端假体、活动锁定板、股骨髓腔延长柄、骨干延长段和锁定接骨螺钉，所述股骨髓腔延长柄固定在骨干延长段上，所述股骨远端假体设置在骨干延长段下部，所述活动锁定板设置在股骨远端假体上，所述活动锁定板和股骨远端假体通过锁定接骨螺钉固定。

其中，所述股骨远端假体下部与骨骺相接的端面上有一层1-5mm厚的骨小梁多孔结构，所述股骨远端假体一侧设有一体式锁定板，所述一体式锁定板上设有3个用于连接骨骺的圆锥形螺孔，所述股骨远端假体在靠近髁间位置处设有一个用于防止假体在屈膝过程中向后脱出的挡板，所述股骨远端假体上设有用于连接骨干延长段的防旋卡槽和锥形圆孔，所述股骨远端假体上设有防旋卡槽结构和锥形圆孔结构，所述股骨远端假体下部与骨骺相接的端面上设有配合槽。

其中，所述活动锁定板与骨骺相接的端面上有一层1-5mm厚的骨小梁多孔结构，所述活动锁定板上设有6个螺纹孔，其中一端的三个螺纹孔为锥形螺纹孔，所述三个锥形螺纹孔上配合有连接在股骨髁上的锁定接骨螺钉，另一端的三个螺纹孔为阶梯型光孔，所述三个阶梯型光孔上设有连接在股骨远端假体上的固定螺钉。

其中，所述股骨髓腔延长柄一端设有用于连接骨干延长段的防旋卡台和圆锥型凸台，另一端为带生理曲度的长杆，所述股骨髓腔延长柄下部与防旋卡台连接处设有圆弧过渡段。

其中，所述骨干延长段一端带有用于连接股骨远端假体的防旋扁方和圆锥接口，另一端设有用于连接股骨髓腔延长柄的防旋槽和圆锥孔接口。

其中，所述锁定接骨螺钉上设有锥形螺纹、带松质骨螺纹、带自攻槽和钉帽内六角孔。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，本实用新型可保留关节面，保留骨骺以及周围韧带组织，在保留膝关节运动功能的同时还能保证儿童患者的骨生长功能，并且本实用新型中的股骨远端假体以及活动锁定板与骨骺紧贴的端面上带有骨小梁多孔结构，利于骨长入，形成长期的生物固定效果，延长了假体的使用寿命，结构简单，使用、安装方便。

附图说明

图1为本实用新型一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体的主视图；

图2为本实用新型一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体的侧视图；

图3为本实用新型一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体的爆炸图；

图4为本实用新型一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体的股骨髓腔延长柄结构图；

图5为本实用新型一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体的骨干延长段结构图；

图6为本实用新型一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体的股骨远端假体结构图；

图7为本实用新型一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体的股骨远端假体的仰视图；

图8为本实用新型一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体的活动锁定板结构图；

图9为本实用新型一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体的活动锁定板剖视图；

图10为本实用新型一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体的锁定接骨螺钉结构图；

图11为本实用新型一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体的锁定接骨螺钉侧视图。

[主要组件符号说明]

1：股骨髓腔延长柄；

2：骨干延长段；

3：股骨远端假体；

4：活动锁定板；

5：锁定接骨螺钉；

11：圆弧过渡段；

12：防旋卡台；

13：圆锥型凸台；

21：防旋卡槽；

22：圆锥孔接口；

23：防旋扁方；

24：圆锥接口；

31：防旋卡槽结构；

32：锥形圆孔结构；

33：一体式锁定板；

34：圆锥形螺孔；

35：挡板；

36：骨小梁多孔结构；

37：配合槽；

41：骨小梁多孔结构；

42：阶梯型光孔；

43：锥形螺纹孔；

51：锥形螺纹；

52：带松质骨螺纹；

53：带自攻槽；

54：钉帽内六角孔。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型针对现有技术无可避免的会破坏膝关节面以及韧带和软组织，术后造成关节解剖对位不佳，关节不稳、脱位，假体松动、断裂等并发症，使膝关节术后的短期和长期功能受到影响，尤其是儿童患者，由于儿童患者的骨骺未闭合，传统的人工假体会破坏膝关节面、骨骺以及韧带和软组织，术后不仅会造成关节功能不佳，而且会造成术后几年出现左右腿不等长，行走出现跛行，严重时还会行二次翻修手术置换，二次手术时还需要将患者髓腔内延长杆取出，操作非常繁琐，而且给患者造成的身体上的伤害也特别大的技术问题，提供一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体。

如图1所示，本实用新型的实施例提供一种保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体，包括股骨远端假体3、活动锁定板4、股骨髓腔延长柄1、骨干延长段2和锁定接骨螺钉5，所述股骨髓腔延长柄1固定在骨干延长段2上，所述股骨远端假体3设置在骨干延长段2下部，所述活动锁定板4设置在股骨远端假体3上，所述活动锁定板4和股骨远端假体3通过锁定接骨螺钉5固定。

进一步，所述股骨远端假体3下部与骨骺相接的端面上有一层1-5mm厚的骨小梁多孔结构36，所述股骨远端假体3一侧设有一体式锁定板33，所述一体式锁定板33上设有3个用于连接骨骺的圆锥形螺孔34，所述股骨远端假体3在靠近髁间位置处设有一个用于防止假体在屈膝过程中向后脱出的挡板35，所述股骨远端假体3上设有用于连接骨干延长段2的防旋卡槽21和锥形圆孔22，所述股骨远端假体3上设有防旋卡槽结构31和锥形圆孔结构32，所述股骨远端假体3下部与骨骺相接的端面上设有配合槽37。

进一步，所述活动锁定板4与骨骺相接的端面上有一层1-5mm厚的骨小梁多孔结构41，所述活动锁定板4上设有6个螺纹孔，其中一端的三个螺纹孔为锥形螺纹孔43，所述三个锥形螺纹孔43上配合有连接在股骨髁上的锁定接骨螺钉5，另一端的三个螺纹孔为阶梯型光孔42，所述三个阶梯型光孔42上设有连接在股骨远端假体3上的固定螺钉6。

进一步，所述股骨髓腔延长柄1一端设有用于连接骨干延长段2的防旋卡台12和圆锥型凸台13，另一端为带生理曲度的长杆，所述股骨髓腔延长柄1下部与防旋卡台12连接处设有圆弧过渡段11。

进一步，所述骨干延长段2一端带有用于连接股骨远端假体3的防旋扁方23和圆锥接口24，另一端设有用于连接股骨髓腔延长柄1的防旋槽21和圆锥孔接口22。

进一步，所述锁定接骨螺钉5上设有锥形螺纹51、带松质骨螺纹52、带自攻槽53和钉帽内六角孔54。

作为优选的技术方案，所述的股骨髓腔延长柄，一端插入保留部分的股骨上段的髓腔内，采用骨水泥或生物固定，与截骨面接触部位带有过渡圆弧，可避免应力集中，其另一端与骨干延长段采用圆锥防旋卡槽结构进行连接，所述的骨干延长段可调节截骨长度，两端均采用圆锥防旋卡槽结构来连接与之配合的部件。所述的股骨远端假体采用个体化定制设计，使用MIMICS软件进行生物重建得到假体的设计模型，然后采用电子束融或激光3D打印技术和数控技术进行加工得到与患者股骨解剖数据一致的定制化假体，其精准度能达到与患者保留部分的股骨髁完全匹配，股骨远端假体大端带一体式锁定板，与患者股骨髁内侧紧密贴服，板的内侧表面喷有生物涂层(喷Ti或HA或钽)，板上有三个螺孔，通过三个锁定接骨螺钉与股骨髁进行锁紧固定；股骨远端假体与骨骺紧贴的端面带有骨小梁多孔结构，增强了生物融合固定效果，所述的活动锁定板与骨骺紧贴的端面上带有骨小梁多孔结构，利于骨长入，板的内侧表面喷有生物涂层(喷Ti或HA或钽)，板上有六个螺孔，其中三个为阶梯型的光孔，采用固定螺钉与股骨远端假体连接，另外三个孔为锥型螺纹孔，采用锁定接骨螺钉与患者股骨髁连接。

作为优选的技术方案，本实用新型可避免由于关节面、骨骺以及周围韧带及软组织的破坏而造成的关节解剖对位不佳、关节不稳、脱位、假体松动等并发症以及儿童患者术后出现左右腿不等长，跛行等现象。本实用新型中的股骨远端假体和活动锁定板采用个体化定制设计，假体的设计、制造过程完全依据患者的CT/MRI股骨解剖数据，而且假体的手术安装也是依据患者的CT/MRI股骨解剖数据，采用计算机导航指引下进行精准截骨(或者采用特制的手术截骨导板进行截骨)，再装上与之匹配的定制假体，整个过程应用了骨科数字化技术进行操作，极大的提高了假体以及手术的安装精度，达到与患者股骨的完美匹配。

作为优选的技术方案，本实用新型中的骨干延长段和股骨髓腔延长柄假体采用组配式设计，提供不同直径和长度的无菌包装的假体供术中随意组配，灵活安装、精确截骨，另外若假体使用达到寿命或其他原因需要翻修时，只需使用专用器械将锥配合部位打开，换上合适的截骨延长段及可完成，而不必行繁琐的翻修手术将髓腔延长柄也取出，这样可避免由于手术时间长、切口大对患者造成的伤害。

本实用新型的保留关节面型组配式股骨肿瘤膝关节假体具有如下设计特点：

(1)股骨远端假体和活动锁定板的个体化定制设计：由于患者的个体差异以及病变区域的不同，股骨远端的股骨髁大小、截骨位置以及截骨面形状、患者股骨的直径、外翻角度都会有所不同，为了使假体与患者保留部分的骨骼能获得满意的匹配度，近可能的减少关节结构的丧失和恢复肢体功能、保持患肢的正确力线，需要对股骨远端假体和活动锁定板进行个体化定制设计。随着数字医学技术在临床医疗领域的不断深入与拓展，传统医学正朝着精确化、个性化、微创化的现代医学方向发展，本实用新型中的股骨远端假体的设计思路正是将这种现代化的设计方法应用于临床的结果；本实用新型的股骨远端假体是根据患者的CT/MRI数据导入到MIMICS(交互式的医学影像控制系统)软件中进行生物重建得到假体的设计模型，然后采用电子束融或激光3D打印技术和数控技术进行加工得到与患者股骨解剖数据一致的定制化假体，在手术安装中采用计算机导航指引下进行精准截骨，再装上与之相匹配的定制假体；与股骨远端假体连接的活动锁定板尺寸设计也是完全依据患者的CT/MRI数字模型进行优化设计而得到，板上有6个孔，其中3个孔为阶梯型光孔，采用固定螺钉连接在股骨远端假体上，另外的3个孔为锥形螺纹孔，采用锁定接骨螺钉连接在股骨髁上，术中通过瞄准设备进行精确打孔安装螺钉，其精准度能达到与保留部分的股骨髁完全匹配，解剖对位准确；

(2)锥度配合以及带防旋卡槽的接口设计：本实用新型所提供的各假体部件之间采用工程上常用的1:20锥度配合以及防旋卡槽连接方式，这种连接最大的力学特点是可以将受到任意方向的应力转化为垂直于锥面的挤压力，特别是在下肢负重时，假体的两部分组件在压应力的作用下连接更加紧密可靠，即压力越大连接越紧固，另外就是防旋卡槽的设计可以消除假体两部分组件在径向上的相对扭转，从而最大限度的避免由于部件之间的相对扭转运动而造成的关节松动；

(3)组配式设计：目前使用的肿瘤关节假体多采用定制式，即假体厂家需要根据医生提供的骨干髓腔直径、残余髓腔长度及预切除骨肿瘤长度等数据进行制作，制作好后再进行手术。但术中往往出现因髓腔内径测量不准确、骨肿瘤需扩大范围等突发情况，而定制式不能灵活应变而造成手术失败。针对这种问题，本实用新型提供一种组配式的骨干延长段和股骨髓腔延长柄假体，此假体可通过髓腔延长柄不同直径和长度以及骨干延长段的不同长度的任意组配选用来满足骨干的个体差异和不同位置的骨缺损需求；

(4)骨小梁多孔结构设计：本实用新型的股骨远端假体和活动锁定板，其假体与骨骺相接的端面上设有一层1-5mm厚的骨小梁多孔结构，此结构类似人体松质骨的微孔结构，微孔互相贯通，利于骨长入和血管附着长入供血，增强了生物性融合固定效果；

(5)生物喷涂设计：本实用新型的股骨远端假体和活动锁定板，其假体上的锁定板内侧表面(与患者股骨髁相接触部位)进行生物喷涂处理(表面喷Ti或HA或钽涂层)，可为骨及软组织提供良好的生长环境和优异的生物性固定、融合效果。

上述方案中，本实用新型可保留关节面，保留骨骺以及周围韧带组织，在保留膝关节运动功能的同时还能保证儿童患者的骨生长功能，并且本实用新型中的股骨远端假体以及活动锁定板与骨骺紧贴的端面上带有骨小梁多孔结构，利于骨长入，形成长期的生物固定效果，延长了假体的使用寿命，结构简单，使用、安装方便。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。