CN105147417A - 一种用于髋臼截骨重建的植骨支架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于髋臼截骨重建的植骨支架，包括第一斜面和第二斜面，所述第一斜面的一端和第二斜面的一端相连形成楔形体；所述第一斜面和第二斜面上均分布有多个第一通孔。本发明的楔形体在髋臼截骨区域起到良好的支撑作用；能够为新生骨组织生长提供一个有效的空间框架结构；使得植骨材料经过一定时间的生长后，与自体髂骨融为一体，达到截骨区域的骨修复的目的。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种用于髋臼截骨重建的植骨支架。
背景技术
发育性髋关节脱位(developmentaldislocationofhip,DDH)是儿童最常见的下肢骨关节畸形之一，对于发现晚、年龄超出保守治疗范围的患儿，手术是常规的治疗方法。手术方式为切开复位、髋臼截骨、自体髂骨或联合人工骨植骨术。大龄儿童畸形重、髋臼缺损大，其植骨需求量大，而自体髂骨的骨量及骨强度往往不足，难以满意的填充截骨区。继而导致髋臼抗压性不足，术后易出现截骨角度部分丢失或髋臼外缘吸收等问题，影响最终的治疗效果。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题和缺陷，本发明的目的在于，提供一种用于髋臼截骨重建的植骨支架。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于髋臼截骨重建的植骨支架，包括第一斜面和第二斜面，所述第一斜面的一端和第二斜面的一端相连形成楔形体；
所述第一斜面和第二斜面上均分布有多个第一通孔。
进一步地，所述第一斜面的另一端和第二斜面的另一端之间固设有多个第一立柱，相邻第一立柱之间形成第二通孔；所述楔形体内部固设多个第二立柱，第二立柱与第一立柱平行设置。
进一步地，所述第一斜面和第二斜面上均分布有多个倒刺。
进一步地，所述第一斜面与第二斜面相连的一端的上表面设置有多个植骨槽。
可选地，所述楔形体的纵截面为等腰三角形。
可选地，所述第一斜面与第二斜面的夹角为20°～60°。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、设置第一斜面和第二斜面，二者形成的楔形体在髋臼截骨区域起到良好的支撑作用。
2、楔形体内部空腔装入一定量的植骨材料，能够为新生骨组织生长提供一个有效的空间框架结构。
3、楔形体四周设置有通孔，使得植骨材料经过一定时间的生长后，与自体髂骨融为一体，达到截骨区域的骨修复的目的。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的正视图；
图3是本发明的侧视图；
图4是本发明的第一斜面受力图；
图5是本发明的网格划分示意图；
图6是本发明的应力值分布图；
图7是本发明的安全系数分布图；
图中标号代表：1—倒刺，2—第一通孔，3—第一斜面，4—植骨槽，5—第二斜面，6—第二立柱，7—第一通孔，8—第二通孔，9—第一立柱，10—第三通孔。
下面结合附图和实施例对本发明的结构做进一步详细地解释和说明。
具体实施方式
遵从上述技术方案，参见图1，本发明的用于髋臼截骨重建的植骨支架，包括第一斜面3和第二斜面5，所述第一斜面3的一端和第二斜面5的一端相连形成楔形体；所述第一斜面3和第二斜面5上均分布有多个第一通孔2。
本发明的植骨支架植入人体髋臼截骨缺损区域，楔形体在髋臼截骨区域起到良好的支撑作用，采用克氏针或可吸收棒将植骨支架与髂骨固定，防止支架移位。所述的第一斜面3和第二斜面5为承力面；所述的楔形体内部为空腔，空腔内装入一定量的植骨材料并压实，所述植骨材料为人工骨、自体骨或二者的混合物，根据临床不同情况进行选择，能够为新生骨组织生长提供一个有效的空间框架结构。上述植骨材料经过一定时间的生长后，通过第一通孔2和楔形体的侧面的开口与自体髂骨融为一体。
所述第一斜面3和第二斜面5上第一通孔2均设置有9～16个，其孔径大小根据植骨支架的尺寸进行设定，孔径应尽可能的大，用于增加支架内部植骨材料与自体髂骨的接触面积，有利于骨融合，但孔径不易过大，否则会降低支架的抗压性能。
进一步地，所述第一斜面3的另一端和第二斜面5的另一端之间固设有多个第一立柱9，相邻第一立柱9之间形成第二通孔8；所述楔形体内部固设多个第二立柱6，所述的第一立柱9和第二立柱6用于增加本发明的植骨支架的抗压性，保证其生物学强度。
所述的第二立柱6和第一立柱9均设置有3～4个，其个数不宜过多，用于保证支架内部容纳较多的植骨材料，同时个数不宜过少，用于保证支架具有足够的抗压强度。
进一步地，所述第一斜面3和第二斜面5上均匀分布有多个倒刺1，用于防止本发明的支架植入人体后发生移位。
进一步地，所述第一斜面3与第二斜面5相连的一端的上表面设置有多个植骨槽4，所述植骨槽4内放置骨泥。所述的植骨槽4设置有3～5个。
进一步地，所述楔形体的纵截面为等腰三角形，使得楔形体的受力均匀。
进一步地，所述第一斜面3与第二斜面5的夹角为20°～60°，根据不同患者的人体结构进行灵活调整。
进一步地，所述楔形体的表面涂有钽涂层，利于植骨材料的生长，最终将植骨支架完全包裹。
实施例
本实施例的用于髋臼截骨重建的植骨支架，参见图1-3，包括第一斜面3和第二斜面5，所述第一斜面3和第二斜面5的一端相连形成楔形体，所述楔形体内部为空腔。所述第一斜面3和第二斜面5上均分布有多个第一通孔2,所述的第一斜面3和第二斜面5上第一通孔2均设置有12个。
所述第一斜面3的另一端和第二斜面5的另一端之间固设有3个第一立柱9，相邻第一立柱9之间形成第二通孔8；所述楔形体内部中间位置固设3个第二立柱6，所述空腔内的植骨材料经过一段时间的生长，通过第一通孔2、第二通孔8和楔形体侧面的开口与自体髂骨融为一体，并将整个植骨支架包裹。
所述楔形体侧面的开口被第二立柱6分割，形成两个第三通孔10，所述第三通孔10为矩形孔，其面积较大，便于由此将植骨材料放入空腔内；同时，保证植骨材料与自体髂骨支架具有较大的接触面积，有利于植骨材料长入与自体髂骨融合。
所述第一斜面3和第二斜面5上均匀分布有多个倒刺1，所述第一斜面3上设置有3个植骨槽；所述楔形体的纵截面为等腰三角形，所述第一斜面与第二斜面的夹角为50°；所述楔形体的表面涂有钽涂层；
本发明的植骨支架材质选用钛合金Ti6Al4V，其对人体无毒副作用，且重量较轻。
试验分析
将上述实施例中的植骨支架的第二斜面5进行固定，对第一斜面3施加100N的压力，如图4所示；支架材料选取在医学领域应用较为广泛的经过老化处理的6铝4钒，其材料参数如下表所示：
| 名称： | Ti-6Al-4V溶液处理并老化(SS) |
| 模型类型: | 线性弹性同向性 |
| 默认失败准则: | 未知 |
| 屈服强度: | 1.05e+009N/m^2 |
| 张力强度: | 8.27371e+008N/m^2 |
| 弹性模量: | 1.048e+011N/m^2 |
| 泊松比: | 0.31 |
| 质量密度: | 4428.78kg/m^3 |
| 抗剪模量: | 4.10238e+010N/m^2 |
| 热扩张系数: | 9e-006/Kelvin |
采用高品质四面体实体网格，节点总数为32576，单元总数为16894，最大高宽比例8.6863，网格划分如图5所示。
经过仿真分析得到，参见图6和图7，本发明的植骨支架的最大mises应力值为176.226Mpa，最小安全系数5.96，结构的设计强度远远满足使用要求。
参见图7，由本发明的植骨支架安全系数分布云图上可以看出，支架的第一斜面3、第一立柱9和第二立柱6均为红色，说明此部分安全系数基本相当，体现了支架结构设计的合理性，即等强度设计原则。
Claims (6)
1.一种用于髋臼截骨重建的植骨支架，其特征在于，包括第一斜面(3)和第二斜面(5)，所述第一斜面(3)的一端和第二斜面(5)的一端相连形成楔形体；
所述第一斜面(3)和第二斜面(5)上均分布有多个第一通孔(2)。
2.如权利要求1所述的用于髋臼截骨重建的植骨支架，其特征在于，所述第一斜面(3)的另一端和第二斜面(5)的另一端之间固设有多个第一立柱(9)，相邻第一立柱(9)之间形成第二通孔(8)；所述楔形体内部固设多个第二立柱(6)，第二立柱(6)与第一立柱(9)平行设置。
3.如权利要求1所述的用于髋臼截骨重建的植骨支架，其特征在于，所述第一斜面(3)和第二斜面(5)上均分布有多个倒刺(1)。
4.如权利要求1所述的用于髋臼截骨重建的植骨支架，其特征在于，所述第一斜面(3)与第二斜面(5)相连的一端的上表面设置有多个植骨槽(4)。
5.如权利要求1所述的用于髋臼截骨重建的植骨支架，其特征在于，所述楔形体的纵截面为等腰三角形。
6.如权利要求5所述的用于髋臼截骨重建的植骨支架，其特征在于，所述第一斜面(3)与第二斜面(5)的夹角为20°～60°。
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