一种修复髋臼骨缺损的种植式生物学金属棒的制作方法

1.本实用新型实施例涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种修复髋臼骨缺损的种植式生物学金属棒。


背景技术：

2.临床工作中，因全髋关节置换术假体松动、感染控制后而需要翻修的病人或是异形髋臼的病人，其髋臼骨缺损的程度、缺损位置各有不同，髋关节的旋转中心也发生明显异常，重建其合适的旋转中心是手术的主要目标及难点。目前，修复髋臼骨缺损并没有统一的方法，即使是骨缺损程度、缺损位置、类型大体相同的病例，不同的医生也可能采取不同的修复方法，而出现不同的效果。如：钽金属加强块或钛金属加强块、3d打印钛合金臼杯或加强块等不同方法。不同手术方法，临床效果各异且争议较多。3d打印技术制备时间长，费用高，技术门槛较高，在基层地市级医院和县级医院不易推广。应用生物型加强块手术难度较大，加强块形状单一，术中难以做到和宿主骨间与臼杯之间的完美匹配，且存在骨缺损的病人宿主骨骨量少，质量差，多有骨质硬化，骨长入、骨长上较困难，假体长期生存率往往较差。
3.因此，如何提供一种新型的加固结构，使其既能种植到骨组织内部，又使能使手术简单化，易操作，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型实施例提供一种修复髋臼骨缺损的种植式生物学金属棒，以解决现有技术中由于应用生物型加强块手术难度较大，加强块形状单一而导致的难以做到和宿主骨间与臼杯之间的完美匹配的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
6.一种修复髋臼骨缺损的种植式生物学金属棒，包括棒体，所述棒体上下两端均为子弹头形状，所述棒体内部实心，所述棒体表面设有厚度为1-2mm的多孔层，所述多孔层的孔径为200-600μm，梁径为100-300μm，孔隙率为50-70％，孔隙形状为立方体形，且所述孔隙之间相互连通。
7.进一步地，所述棒体直径为5mm或7mm。
8.进一步地，所述棒体长度为18-40mm。
9.进一步地，所述棒体通过3d打印成型。
10.进一步地，所述棒体为钛合金材质。
11.进一步地，所述棒体种植在患者髋臼骨缺损处与假体之间。
12.本实用新型实施例具有如下优点：
13.本技术采用的棒体上下两端均为子弹头形状，更适应髋臼骨缺损处的形状，从而使棒体更易种植在髋臼骨缺损处和假体之间，棒体一端种植在髂骨内部，棒体另一端对髋关节假体起到支撑作用，提高假体的初始稳定性，缺损处自体骨植骨或骨水泥填充，愈合后
后期稳定性更可靠，且手术简单，易操作；本技术还利用棒体表面的多孔层，患者的髋臼缺损处骨生长，骨组织通过多孔层向假体方向处生长，从而使假体与髋臼更好的进行生物固定，增加假体的稳定性，提高假体的使用寿命。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
15.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
16.图1为本实用新型的结构示意图；
17.图2为本实用新型的剖视图；
18.图3为本实用新型的使用状态图；
19.图中：
20.100棒体；200髋臼骨缺损处；300假体；400多孔层。
具体实施方式
21.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.为了解决现有技术中存在的相关技术问题，本技术实施例提供了一种修复髋臼骨缺损的种植式生物学金属棒，旨在解决现有结构难以做到和宿主骨间与臼杯之间的完美匹配等问题，实现能轻松、简单种植到骨组织内部的效果。如图1-3，具体包括棒体100，棒体100上下两端均为子弹头形状，适应髋臼缺损处的形状，从而使棒体100更易种植在髋臼骨缺损处200和假体300之间。髋骨在哺乳动物中，构成骨盆外侧半的向上扩展的大骨，骨盆是由两块髋骨、一块骶骨和尾骨组成的。而髋骨由髂骨、坐骨和耻骨组成的，在成体这三块骨融合成一块骨。髂骨是髋骨的组成部分之一，构成髋骨的后上部，分髂骨体和髂骨翼两部分。棒体100一端种植在髂骨内部，棒体100另一端支撑髋关节处的假体300，从而固定假体300的位置，提高假体300的初始稳定性。棒体100内部实心，在将棒体100种植入髋臼骨缺损处200时，实心的棒体100能使假体300更稳定的固定在髋臼骨上，从而保持假体300的稳定性。
23.髋臼骨缺损严重时，缺损多在臼顶。髋臼缺乏宿主骨的覆盖，稳定性差。这时，患者需要做全髋关节翻修手术，或异性髋臼的手术。在种植假体300时，小的腔隙性缺损用标准
多孔髋臼假体300就已经足够了，如果髋臼骨缺损大于1cm，在解剖位置植入标准尺寸的髋臼假体300由于与宿主骨的接触面积小，导致宿主骨对臼杯的覆盖不足，会使假体300的初始稳定性不足。本实用新型是将棒体100一端种植在髋臼骨缺损处200，棒体100的另一端对髋关节假体300起到支撑作用，提高假体300的初始稳定性，然后髋臼骨缺损处200由骨水泥填充，愈合后，后期稳定性更可靠，且手术简单，易操作。
24.棒体100表面设有厚度为1mm的多孔层400，多孔层400的孔径为400μm，梁径为200μm，孔隙率为60％，孔隙形状为立方体形，且孔隙之间相互连通。此申请中的梁径指的是相邻孔之间的梁的长度，孔径指的是孔的内直径。棒体100上的多孔层400的孔径大小接近人体骨骼的骨力学性能和结构的设计参数，使此种植式生物学金属棒更好地嵌合在髋臼骨缺损处200与假体300之间。患者的髋臼骨缺损处200骨生长，骨组织通过多孔层400向假体300方向处生长，从而使假体300与髋臼更好的进行生物固定，解决骨长入、骨长上的问题，增加假体300的稳定性，提高假体300的使用寿命。
25.棒体100直径为5mm，长度为18mm，棒体100直径每增加2mm长度相应增加10mm。依据患者髋臼骨缺损的大小选择合适长度，合适的长度能使假体300更稳定地固定在髋臼骨缺损处200。
26.棒体100为钛合金材质，钛合金材质强度高，在做成骨架时，不易受外力作用折损。本实用新型使用的棒体100用于支撑髋关节假体300，钛合金材质使棒体100能保持稳定的形状，增加假体300的稳定性。棒体100通过3d打印成型，应用直接金属激光烧结成型技术(direct metal laser-sintering，缩写dmls)，将建立好的种植式生物学金属棒模型stl格式数据导入dmls设备，激光发射器功率设置为200w，扫描速度设置为7m/s。用于激光烧结的ti-6al-4v粉末颗粒直径约为15～53μm，每一层粉体厚度为0.03mm，一层粉体烧结完成以后，再进行下一层粉体的铺展和烧结，直至样品的每一层都烧结完毕，最终打印出与cad设计的内外结构均一致的种植式生物学金属棒。
27.为了更好的说明加工过程，本技术提供了如下两种实施例。
28.实施例1
29.棒体100通过3d打印成型，应用直接金属激光烧结成型技术(direct metal laser-sintering，缩写dmls)，设置该种植式生物学金属棒的棒体100直径为5mm，长度为18mm，将建立好的种植式生物学金属棒模型stl格式数据导入dmls设备，激光发射器功率设置为200w，扫描速度设置为7m/s。用于激光烧结的ti-6al-4v粉末颗粒直径约为15～53μm，每一层粉体厚度为0.03mm，一层粉体烧结完成以后，再进行下一层粉体的铺展和烧结，直至样品的每一层都烧结完毕，最终打印出直径为5mm，长度为18mm的种植式生物学金属棒。
30.在烧结棒体100内部时，将ti-6al-4v粉末颗粒直径控制在15μm左右，使烧结的棒体100内部结构紧致细密，棒体100内部变为实心结构，且棒体100内部直径为3mm，实心的棒体100提高了种植式生物学金属棒在种植时的稳定性；在烧结棒体100外部时，将ti-6al-4v粉末颗粒直径控制在53μm左右，使棒体100外层疏松多孔，棒体100的外层变为多孔层400，且多孔层400的厚度为1mm，孔径为400μm，梁径为200μm，孔隙率为60％，孔隙形状为立方体形，且孔隙之间相互连通。使棒体100上的多孔层400的孔径大小接近人体骨骼的骨力学性能和结构的设计参数，使此种植式生物学金属棒更好地嵌合在髋臼骨缺损处200与假体300之间。患者的髋臼骨缺损处200骨生长，骨组织通过多孔层400向假体300方向处生长，从而
使假体300与髋臼更好的进行生物固定，解决骨长入、骨长上的问题，增加假体300的稳定性，提高假体300的使用寿命。
31.实施例2
32.棒体100通过3d打印成型，应用直接金属激光烧结成型技术(direct metal laser-sintering，缩写dmls)，设置该种植式生物学金属棒的棒体100直径为7mm，长度为28mm，将建立好的种植式生物学金属棒模型stl格式数据导入dmls设备，激光发射器功率设置为200w，扫描速度设置为7m/s。用于激光烧结的ti-6al-4v粉末颗粒直径约为15～53μm，每一层粉体厚度为0.03mm，一层粉体烧结完成以后，再进行下一层粉体的铺展和烧结，直至样品的每一层都烧结完毕，最终打印出直径为7mm，长度为28mm的种植式生物学金属棒。
33.在烧结棒体100内部时，将ti-6al-4v粉末颗粒直径控制在15μm左右，使烧结的棒体100内部结构紧致细密，棒体100内部变为实心结构，且棒体100内部直径为5mm，实心的棒体100提高了种植式生物学金属棒在种植时的稳定性；在烧结棒体100外部时，将ti-6al-4v粉末颗粒直径控制在53μm左右，使棒体100外层疏松多孔，棒体100的外层变为多孔层400，且多孔层400的厚度为1mm，孔径为400μm，梁径为200μm，孔隙率为60％，孔隙形状为立方体形，且孔隙之间相互连通。使棒体100上的多孔层400的孔径大小接近人体骨骼的骨力学性能和结构的设计参数，使此种植式生物学金属棒更好地嵌合在髋臼骨缺损处200与假体300之间。患者的髋臼骨缺损处200骨生长，骨组织通过多孔层400向假体300方向处生长，从而使假体300与髋臼更好的进行生物固定，解决骨长入、骨长上的问题，增加假体300的稳定性，提高假体300的使用寿命。
34.本实用新型实施例的使用过程如下：
35.根据髋臼缺损处的需要，在cad中设计对应的种植式生物学金属棒，应用直接金属激光烧结成型技术，将建立好的种植式生物学金属棒模型stl格式数据导入dmls设备，进行粉体烧结，最终生成符合要求的金属棒。将金属棒的棒体100一端种植在髋臼骨缺损处200，棒体100另一端支撑髋关节处的假体300，从而固定假体300的位置，提高假体300的初始稳定性。
36.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。