本實(shí)用新型涉及一種接骨板。
背景技術(shù):
接骨板是指帶孔板狀骨折內(nèi)固定器件。臨床上常與骨螺釘或接骨絲配合使用?,F(xiàn)有的接骨板都呈直板狀,如在YY0017-2008標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的骨接合植入物金屬接骨板,在該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定金屬接骨板有直型和異型兩種,但不管是哪種類型的金屬接骨板,接骨板均為板狀,處于一個(gè)平面中。由于健康骨和移植骨的外表形狀均有自然的生理彎曲,板狀的接骨板并不能與骨的外表面完美貼合,所以固定不牢固。在手術(shù)中,醫(yī)生可能根據(jù)連接部位的外形,使用手工工具對板狀的接骨板進(jìn)行矯形,但該矯形首先精度不夠,僅能部分改善接骨板對骨外形的擬合。此外,鈦板的矯形會(huì)造成鈦金屬晶格畸變,產(chǎn)生內(nèi)裂紋,削弱鈦板的連接強(qiáng)度。而且,手工矯形需要多次調(diào)整和嘗試,延長了接骨手術(shù)的時(shí)間。這樣,一方面讓患者不舒服,不利于患者骨的恢復(fù),同時(shí)金屬接骨板的固定也不牢固。
此外,由于鈦板的彈性模量遠(yuǎn)大于人骨,所以在受力情況下,接骨板和人骨的變形程度不同,接骨板和人骨之間會(huì)產(chǎn)生微滑移,相互摩擦造成患者疼痛。
在中國專利申請?zhí)枮?01420464816.5申請日為2014.8.18授權(quán)公告日為2015.1.14的專利文獻(xiàn)中公開了一種踝下脛腓固定接骨板,其雖然產(chǎn)生了有益效果,但是該接骨板與患者骨接觸的也為平面,因此,也是無法與患者骨完全擬合,同樣產(chǎn)生上述技術(shù)問題。造成上述技術(shù)問題的主要原因是通過現(xiàn)有的制造技術(shù)難以成型與患者骨完全吻合的面。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型提供了一種個(gè)性化接骨板。
解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種個(gè)性化接骨板,接骨板利用鎂合金通過3D打印形成,接骨板與患者骨接觸的表面與患者骨的形狀擬合接觸。
進(jìn)一步的,接骨板與患者骨接觸的表面分布有微孔和凹陷。
進(jìn)一步的,接骨板與患者骨接觸的表面的微孔和凹陷的孔徑范圍為500-5000微米。更進(jìn)一步的,接骨板與患者骨接觸的表面的微孔和凹陷的孔徑范圍為1000-3000微米。
進(jìn)一步的,接骨板與患者骨接觸的表面的微孔和凹陷的面積占所述表面的面積的比例范圍為10%-80%。更進(jìn)一步的,接骨板與患者骨接觸的表面的微孔和凹陷的面積占所述表面的面積的比例范圍為15-40%。
制造上述個(gè)性化接骨板的方法是:1)采用CTA掃描技術(shù)或MRI技術(shù)對患者骨部位進(jìn)行立體造影,獲得患者骨部位的三維數(shù)據(jù);2)使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)顯示患者骨部位及確定接骨板形狀尺寸以及對應(yīng)連接方式;3)輸出個(gè)性化接骨板數(shù)據(jù),并使用金屬粉末選區(qū)激光熔化3D打印機(jī)打印接骨板,所使用的鎂合金的顆粒直徑為15~45μm,且為球狀。
進(jìn)一步的,在步驟2)中,在與患者骨接觸的接骨板表面,設(shè)計(jì)出微孔和凹陷。
進(jìn)一步的,在步驟3)后,對3D打印完成的接骨板進(jìn)行真空熱處理。
本實(shí)用新型的有益效果是:
(1)由于接骨板與患者骨部位完全擬合,這樣,當(dāng)接骨板安裝好后不容易發(fā)生位移,更加有利于患者骨的恢復(fù),同時(shí)讓患者感覺更加的舒服。此外,醫(yī)生手術(shù)時(shí)不需要手工矯形和多次嘗試,避免了接骨板矯形產(chǎn)生的力學(xué)缺陷,可以減少骨螺釘固定的數(shù)量,加快手術(shù)進(jìn)程,降低患者痛苦。
(2)鎂合金接骨板生物相容性好,楊氏模量(45GPa)與人骨(20GPa)相近,能有效緩解應(yīng)力遮擋效應(yīng)。此外,鎂合金在人體內(nèi)可逐漸被降解并吸收,可以避免二次手術(shù)取出,降低病人的痛苦及醫(yī)療成本。
(3)接骨板與患者骨接觸的表面分布有微孔和凹陷,而上述微孔和凹陷可以吸收和儲(chǔ)存體液,在接骨板和人骨之間形成潤滑層,降低摩擦,減少患者疼痛。
(4)根據(jù)本實(shí)用新型的制造方法,采用CTA掃描技術(shù)和MRI技術(shù)能采集到精確的患者骨三維數(shù)據(jù),根據(jù)該三維數(shù)據(jù)并通過3D打印能成型與患者骨完全擬合的接骨板,因此,成型接骨板的精度高,成本低,速度快。
(5)通過真空熱處理,一方面調(diào)整接骨板基體組織結(jié)構(gòu),消除3D打印的缺陷,保證接骨板的力學(xué)性能。另一方面通過真空清除接骨板表面的未熔金屬顆粒和氣泡,提高接骨板的表面質(zhì)量。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型個(gè)性化接骨板的正面示意圖。
圖2為本實(shí)用新型個(gè)性化接骨板的側(cè)面示意圖。
圖3為本實(shí)用新型個(gè)性化接骨板與患者骨接觸的表面層的放大示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1和圖2所示,個(gè)性化接骨板1利用鎂合金通過3D打印形成,所述接骨板1與患者骨接觸的表面形成凹凸面或曲面,使得接骨板1與患者骨的形狀擬合接觸。所述接骨板1上有二個(gè)以上用于將接骨板1固定于患者骨的固定孔11。所述接骨板的厚度為0.5-4毫米,其厚度根據(jù)患者的需要確定。
如圖3所示,接骨板1與患者骨接觸的表面層中分布有多個(gè)微孔和凹陷3。微孔和凹陷3的孔徑為D。
個(gè)性化接骨板的制造方法步驟為:
(1)采用CTA掃描技術(shù)或MRI技術(shù)對患者骨部位進(jìn)行立體造影,獲得患者骨部位的三維數(shù)據(jù);(2)使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)顯示患者骨部位及確定接骨板形狀尺寸以及對應(yīng)連接方式;(3)輸出個(gè)性化接骨板數(shù)據(jù),并使用金屬粉末選區(qū)激光熔化3D打印機(jī)打印接骨板,所使用的鎂合金的顆粒直徑為15~45μm,且為球狀。
優(yōu)選的,在步驟(2)中,在與患者骨接觸的接骨板表面,設(shè)計(jì)出微孔和凹陷。
優(yōu)選的,對3D打印獲得的接骨板進(jìn)行真空熱處理。一方面,通過真空熱處理,3D打印過程中,因?yàn)槔鋮s速度快而產(chǎn)生的粗大枝狀晶??梢赞D(zhuǎn)換成能溶入統(tǒng)一基體的細(xì)小枝狀晶粒,材料的各向異性弱化,力學(xué)性能提高。另一方面通過真空清除接骨板表面的未熔金屬顆粒和氣泡,提供接骨板的表面質(zhì)量。
在本實(shí)用新型中,由于接骨板與患者骨部位完全擬合,這樣,當(dāng)接骨板安裝好后不容易發(fā)生位移,更加有利于患者骨的恢復(fù),同時(shí)讓患者感覺更加的舒服。此外,醫(yī)生手術(shù)時(shí)不需要手工矯形和多次嘗試,避免了接骨板板矯形產(chǎn)生的力學(xué)缺陷,可以減少骨螺釘固定的數(shù)量,加快手術(shù)進(jìn)程,降低患者痛苦。鎂合金接骨板生物相容性好,楊氏模量(45GPa)與人骨(20GPa)相近,能有效緩解應(yīng)力遮擋效應(yīng)。此外,鎂合金在人體內(nèi)可逐漸被降解并吸收,可以避免二次手術(shù)取出,降低病人的痛苦及醫(yī)療成本。接骨板與患者骨接觸的表面分布有微孔和凹陷,而上述微孔和凹陷可以吸收和儲(chǔ)存體液,在接骨板和人骨之間形成潤滑層,降低摩擦,減少患者疼痛。
根據(jù)本實(shí)用新型的制造方法,采用CTA掃描技術(shù)和MRI技術(shù)能采集到精確的患者骨三維數(shù)據(jù),根據(jù)該三維數(shù)據(jù)并通過3D打印能成型與患者骨完全擬合的接骨板,因此,成型接骨板的精度高,成本低,速度快。進(jìn)一步的,通過真空熱處理,一方面調(diào)整接骨板基體組織結(jié)構(gòu),消除3D打印的缺陷,保證接骨板的力學(xué)性能。另一方面通過真空清除接骨板表面的未熔金屬顆粒和氣泡,提高接骨板表面質(zhì)量。