CN111603270B - 肱骨假体 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种肱骨假体，肱骨假体包括主体结构和筒状结构，筒状结构与主体结构的端部连接，筒状结构由形状记忆合金制成，筒状结构具有扩张状态和第一自然状态，筒状结构在扩张状态下的径向尺寸大于其在第一自然状态下的径向尺寸，筒状结构用于套设在肱骨的残留端。采用该方案，在植入肱骨假体时筒状结构套设在肱骨的残留端，这样采用套接的方式实现两者的连接，与现有的将肱骨主体的一部分插入残留端的髓腔相比，连接更稳定，假体在长期使用后仍能够可靠连接。而且，筒状结构由形状记忆合金制成，可在连接之前将筒状结构设置为扩张状态，这样便于将筒状结构套在残留端上，然后使筒状结构恢复到第一自然状态，从而便于与残留端可靠连接。

Description

肱骨假体

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种肱骨假体。

背景技术

肱骨干是骨与软组织原发恶性肿瘤的常见发病部位之一，也是转移癌的好发部位，占骨转移癌的5％～8％。肱骨近端肿瘤占肱骨肿瘤绝大多数，肱骨干部位发病相对少见，但肱骨干侵及范围远比肱骨近端更大。患者多有严重的疼痛、肩肘关节功能障碍以及较低的生活质量等。近几十年来，保肢手术在该部位恶性肿瘤外科治疗上有非常大的发展。而对于保肢治疗的手术来说，手术获得无瘤边界是先决条件，同时也是避免局部复发的重要因素。而术后功能是外科医生需要着重考虑的问题，保肢手术不仅包括肿瘤的切除，还需要考虑肿瘤切除后骨缺损的重建。

近年来，人工节段性肿瘤骨干假体，也即肱骨假体，在肱骨干肿瘤广泛切除后保肢重建中得到应用与发展。现有的肱骨假体与肱骨残留端的连接方式为将肱骨假体的一部分插入骨干髓腔内，而髓腔内的不同位置宽度是变化的，在使用一段时间后，肱骨假体容易发生松动。

发明内容

本发明提供了一种肱骨假体，以提高肱骨假体与肱骨残留端的连接可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种肱骨假体，所述肱骨假体包括：主体结构；筒状结构，所述筒状结构与所述主体结构的端部连接，所述筒状结构由形状记忆合金制成，所述筒状结构具有扩张状态和第一自然状态，所述筒状结构在扩张状态下的径向尺寸大于其在第一自然状态下的径向尺寸。

进一步地，所述筒状结构包括沿其周向设置的实体侧壁和网状侧壁，其中，所述实体侧壁为实心结构，所述网状侧壁具有多个孔隙，所述实体侧壁和所述网状侧壁均与所述主体结构连接。

进一步地，所述实体侧壁和所述网状侧壁均为多个，多个所述实体侧壁和多个所述网状侧壁沿所述筒状结构的周向交替排列连接。

进一步地，所述实体侧壁上具有装配孔，所述装配孔用于穿入紧固件。

进一步地，所述主体结构由形状记忆合金制成，所述主体结构具有收缩状态和第二自然状态，所述主体结构在收缩状态下的长度小于其在所述第二自然状态下的长度。

进一步地，所述主体结构包括多个间隔设置的连接柱，所述连接柱的端部与所述筒状结构连接，所述连接柱可弯曲及伸直地设置，所述连接柱弯曲的情况下所述主体结构处于所述收缩状态，所述连接柱伸直的情况下所述主体结构处于所述第二自然状态。

进一步地，所述主体结构还包括：加强结构，每个所述连接柱均与所述加强结构连接。

进一步地，所述加强结构为多个，多个所述加强结构间隔设置，其中，所述连接柱位于相邻两个所述加强结构之间的部分可弯曲及伸直地设置。

进一步地，所述加强结构为板状，所述加强结构上具有多个通孔。

进一步地，所述筒状结构为两个，两个所述筒状结构分别设置在所述主体结构的两端。

进一步地，所述肱骨假体为通过3D打印工艺制成的一体成型结构。

应用本发明的技术方案，提供了一种肱骨假体，肱骨假体包括主体结构和筒状结构，筒状结构与主体结构的端部连接，筒状结构由形状记忆合金制成，筒状结构具有扩张状态和第一自然状态，筒状结构在扩张状态下的径向尺寸大于其在第一自然状态下的径向尺寸，筒状结构用于套设在肱骨的残留端。采用该方案，在植入肱骨假体时筒状结构套设在肱骨的残留端，这样采用套接的方式实现两者的连接，与现有的将肱骨主体的一部分插入残留端的髓腔相比，连接更稳定，假体在长期使用后仍能够可靠连接。而且，筒状结构由形状记忆合金制成，可在连接之前将筒状结构设置为扩张状态，这样便于将筒状结构套在残留端上，然后通过温度变化等条件使筒状结构恢复到第一自然状态，筒状结构的径向尺寸收缩，从而与残留端可靠连接。因此该方案既提高了肱骨假体与肱骨残留端的连接可靠性，又方便了两者的连接操作。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的实施例提供的肱骨假体的结构示意图；

图2示出了图1中的肱骨假体的另一示意图；

图3示出了图1中的肱骨假体的主视图；

图4示出了图2中的肱骨假体的主视图；

图5示出了图1中的肱骨假体中的加强结构的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、主体结构；11、连接柱；12、加强结构；13、通孔；20、筒状结构；21、实体侧壁；22、网状侧壁；23、装配孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图所示，本发明的实施例提供了一种肱骨假体，肱骨假体包括：主体结构10；筒状结构20，筒状结构20与主体结构10的端部连接，筒状结构20由形状记忆合金制成，筒状结构20具有扩张状态和第一自然状态，筒状结构20在扩张状态下的径向尺寸大于其在第一自然状态下的径向尺寸。其中，筒状结构20用于套设在肱骨的残留端。筒状结构20处于第一自然状态的情况下，筒状结构20与股骨残留端的外周面的形状匹配。

采用该方案，在植入肱骨假体时筒状结构20套设在肱骨的残留端，这样采用套接的方式实现两者的连接，与现有的将肱骨主体的一部分插入残留端的髓腔相比，连接更稳定，假体在长期使用后仍能够可靠连接。而且，筒状结构20由形状记忆合金制成，可在连接之前将筒状结构20设置为扩张状态，这样便于将筒状结构20套在残留端上，然后通过温度变化等条件使筒状结构20恢复到第一自然状态，筒状结构20的径向尺寸收缩，从而与残留端可靠连接。因此该方案既提高了肱骨假体与肱骨残留端的连接可靠性，又方便了两者的连接操作。

在本实施例中，筒状结构20包括沿其周向设置的实体侧壁21和网状侧壁22，其中，实体侧壁21为实心结构，网状侧壁22具有多个孔隙，实体侧壁21和网状侧壁22均与主体结构10连接。通过网状侧壁22可与人体的骨骼和肌肉组织实现良好的融合，提高可靠性。通过实体侧壁21可加强筒状结构20的强度。

在本实施例中，实体侧壁21和网状侧壁22均为多个，多个实体侧壁21和多个网状侧壁22沿筒状结构20的周向交替排列连接。采用此设置，可在提高融合效果的同时加强结构强度。

在本实施例中，实体侧壁21上具有装配孔23，装配孔23用于穿入紧固件。这样在将筒状结构20套在残留端后，可通过紧固件进一步连接筒状结构20和残留端，提高连接的可靠性和稳定性。

在本实施例中，主体结构10由形状记忆合金制成，主体结构10具有收缩状态和第二自然状态，主体结构10在收缩状态下的长度小于其在第二自然状态下的长度。这样在植入肱骨假体前，通过降温等条件先将主体结构10调整为收缩状态以减小主体结构10的长度，然后再植入，这样避免假体植入过程中牵拉桡神经，造成桡神经损伤，从而造成前臂运动障碍。待植入后，在温度升高等条件小主体结构10恢复为第二自然状态。

可选地，筒状结构20处于扩张状态的情况下主体结构10处于收缩状态，筒状结构20处于第一自然状态的情况下主体结构10处于第二自然状态。这样可更便于筒状结构20的植入。

在本实施例中，主体结构10包括多个间隔设置的连接柱11，连接柱11的端部与筒状结构20连接，连接柱11可弯曲及伸直地设置，连接柱11弯曲的情况下主体结构10处于收缩状态，连接柱11伸直的情况下主体结构10处于第二自然状态。采用该方案可通过控制连接柱11的弯曲和伸直实现主体结构10的伸缩。

在本实施例中，主体结构10还包括：加强结构12，每个连接柱11均与加强结构12连接。通过设置加强结构12，可以提高主体结构10的强度。

在本实施例中，加强结构12为多个，多个加强结构12间隔设置，其中，连接柱11位于相邻两个加强结构12之间的部分可弯曲及伸直地设置。这样通过两个加强结构12之间的连接柱11的弯曲及伸直实现了主体结构10长度变化。

可选地，在多个连接柱11的两端，各设置有一个加强结构12，连接柱11通过加强结构12与筒状结构20连接。这样便于连接柱11和筒状结构20连接，并且可提高结构强度。

进一步地，加强结构12为板状，加强结构12上具有多个通孔13。通过设置多个通孔13，可起到减少材料使用的效果。

在本实施例中，筒状结构20为两个，两个筒状结构20分别设置在主体结构10的两端。两个筒状结构20分别与肱骨的两个残留端连接，以实现假体植入。可选地，筒状结构20高度为5～100mm，在网状侧壁22中，孔隙的孔径为100～1000μm，孔隙率的体积占比为10％～80％。

在本实施例中，肱骨假体为通过3D打印工艺制成的一体成型结构。这样可便于制造出形状不规则的肱骨假体，并且肱骨假体强度高。

本发明的肱骨假体由形状记忆合金通过3D打印工艺制造，上下端为筒状结构，具有网状侧壁和实体侧壁。术前根据患者肿瘤切除后的残留肱骨的结构进行打印，筒状结构具有匹配肱骨解剖结构的形状，打印完成后在低温条件下软化，施加外力使其变形为规则的，易于术中植入的形状。而在植入后因为体温等因素，温度升高，可恢复刚打印出来时与肱骨匹配的形状。肱骨假体中段为主体结构，主体结构的竖直方向为若干连接柱，中间有若干层水平方向的加强结构，打印完成后在低温条件下软化，施加外力使连接柱变形为弯曲状态，从而缩短假体长度。而在植入后因为体温等因素，温度升高，可伸长为刚打印出来时的长度，恢复患者上肢长度。

本方案中的筒状结构可以套在残留上下段肱骨上，与肱骨解剖结构很好的匹配，可实现稳定固定，初期稳定性好。筒状结构实现了假体髓外固定，有效解决了传统节段性假体两端需有长柄分别插入远近端髓腔，而肱骨干远端髓腔是逐渐变宽的，容易发生假体松动的问题。

肱骨假体中的主体结构在植入前为较短的结构，易于术中植入，避免假体植入过程中牵拉桡神经，造成桡神经损伤，从而造成前臂运动障碍。而在植入后因为体温等因素，温度升高，可伸长为刚打印出来时的长度，恢复患者上肢长度。肱骨假体通过3D打印一体成型，避免了节段性假体各节段可能发生松动的问题。

为了便于理解本方案，下面对形状记忆合金进行简要说明。

形状记忆合金是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料。形状记忆合金是目前形状记忆材料中形状记忆性能最好的材料。迄今为止，人们发现具有形状记忆效应的合金有50多种。在航空航天领域内的应用有很多成功的范例。例如，人造卫星上庞大的天线可以用记忆合金制作。

形状记忆合金在临床医疗领域内有着广泛的应用，例如人造骨骼、伤骨固定加压器、牙科正畸器、各类腔内支架、栓塞器、心脏修补器、血栓过滤器、介入导丝和手术缝合线等等，记忆合金在现代医疗中正扮演着不可替代的角色。记忆合金同我们的日常生活也同样休戚相关。

形状记忆合金具有形状记忆效应，以记忆合金制成的弹簧为例，把这种弹簧放在热水中，弹簧的长度立即伸长，再放到冷水中，它会立即恢复原状。形状记忆合金另一种重要性质是伪弹性，表现为在外力作用下，形状记忆合金具有比一般金属大的多的变形恢复能力，即加载过程中产生的大应变会随着卸载而恢复。这一性能在医学和建筑减震以及日常生活方面得到了普遍应用。例如人造骨骼、伤骨固定加压器、牙科正畸器等。用形状记忆合金制造的眼镜架，可以承受比普通材料大得多的变形而不发生破坏。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种肱骨假体，其特征在于，所述肱骨假体包括：

主体结构(10)；

筒状结构(20)，所述筒状结构(20)与所述主体结构(10)的端部连接，所述筒状结构(20)由形状记忆合金制成，所述筒状结构(20)具有扩张状态和第一自然状态，所述筒状结构(20)在扩张状态下的径向尺寸大于其在第一自然状态下的径向尺寸；

所述筒状结构(20)包括沿其周向设置的实体侧壁(21)和网状侧壁(22)，其中，所述实体侧壁(21)为实心结构，所述网状侧壁(22)具有多个孔隙，所述实体侧壁(21)和所述网状侧壁(22)均与所述主体结构(10)连接；

所述实体侧壁(21)和所述网状侧壁(22)均为多个，多个所述实体侧壁(21)和多个所述网状侧壁(22)沿所述筒状结构(20)的周向交替排列连接；

所述主体结构(10)由形状记忆合金制成，所述主体结构(10)具有收缩状态和第二自然状态，所述主体结构(10)在收缩状态下的长度小于其在所述第二自然状态下的长度。

2.根据权利要求1所述的肱骨假体，其特征在于，所述实体侧壁(21)上具有装配孔(23)，所述装配孔(23)用于穿入紧固件。

3.根据权利要求1所述的肱骨假体，其特征在于，所述主体结构(10)包括多个间隔设置的连接柱(11)，所述连接柱(11)的端部与所述筒状结构(20)连接，所述连接柱(11)可弯曲及伸直地设置，所述连接柱(11)弯曲的情况下所述主体结构(10)处于所述收缩状态，所述连接柱(11)伸直的情况下所述主体结构(10)处于所述第二自然状态。

4.根据权利要求3所述的肱骨假体，其特征在于，所述主体结构(10)还包括：

加强结构(12)，每个所述连接柱(11)均与所述加强结构(12)连接。

5.根据权利要求4所述的肱骨假体，其特征在于，所述加强结构(12)为多个，多个所述加强结构(12)间隔设置，其中，所述连接柱(11)位于相邻两个所述加强结构(12)之间的部分可弯曲及伸直地设置。

6.根据权利要求4所述的肱骨假体，其特征在于，所述加强结构(12)为板状，所述加强结构(12)上具有多个通孔(13)。

7.根据权利要求1所述的肱骨假体，其特征在于，所述筒状结构(20)为两个，两个所述筒状结构(20)分别设置在所述主体结构(10)的两端。

8.根据权利要求1所述的肱骨假体，其特征在于，所述肱骨假体为通过3D打印工艺制成的一体成型结构。