[發明專利]一種非接觸電磁驅動的無創可延長缺損型人工假體

在審

• 申請號: 201710449905.0
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107468380A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 姬濤;魏巍;郭衛
• 申請（專利權）人: 姬濤
• 主分類號: A61F2/30
• 分類號: A61F2/30
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所11430
• 代理人: 郎堅

技術領域

本發明屬于醫療器械領域，具體的，涉及一種非接觸電磁驅動的無創可延長缺損型人工假體。

背景技術

中國每年原發性骨肉瘤病例約為1萬多例。骨肉瘤占原發骨腫瘤的10％，占原發惡性腫瘤的20％，每年發病率為1－3人/100萬人，其中75％患者年齡在10－30歲，是嚴重影響青壯年身心健康的惡性腫瘤。

保肢手術的概念在過去的25年中逐漸發展，成熟。保肢手術主要包括受累骨瘤段的完整切除和骨缺損的重建，在過去的二、三十年里美國和歐洲的骨腫瘤診療中心使用了各種各樣的重建技術，對骨腫瘤切除后肢體進行重建,隨著近年來對不同重建方法隨訪結果分析發現，人工金屬假體重建取得了較好的中遠期隨訪結果，人工假體重建的優點包括：內固定耐用，術后即刻的穩定好，較好的短期及遠期功能預后，術后關節活動度好。

對于青少年，股骨遠端和脛骨近端骺板(骨骼生長部位)的生長占整個下肢升高發育長度的70％。股骨下端骺板的切除會使患肢每年喪失約1.6cm長度。出于這種原因考慮，對于年齡很小的骨腫瘤患者進行膝關節切除(常小于10歲)必然會引起嚴重的肢體不等長。對于兒童骨腫瘤患者來說，隨著生存期延長，瘤段截除假體重建造成的肢體不等長和跛行等并發癥日漸增多。兒童由于骨骼還有很大的生長能力，任何的金屬假體隨著兒童的長大最后都需要翻修。

目前10％的骨原發腫瘤患者面臨著保肢手術后肢體不等長的問題。兒童保肢術后肢體不等長逐漸成為該領域的熱點問題。可延長假體可以較好地解決這一問題，但由于當前廣泛采用的可延長假體每次延長均需要通過手術，切開一定長度切口顯露延長螺釘，利用機械驅動裝置延長假體，且每次延長長度有限(血管神經無法耐受牽拉)，多次手術增加感染幾率及組織瘢痕化。因此，當前醫生采用的有創可延長假體對兒童患者來說大大增加了手術次數和術后并發癥的幾率。這種頻繁的手術過程將持續十年甚至更長，對患者造成的痛苦及經濟負擔都相當大。

傳統的人工植入假體如圖1所示，關節兩端通過髓針結構通過骨水泥或壓配(生物固定)方式分別固定于患者的股骨和脛骨髓腔，假體植入后能夠承受人體正常生理生活的載荷，并滿足膝關節日常活動所需活動范圍。

本發明設計了一種全新的可延長人工假體，該假體在延長時不需要對患兒患處進行二次手術，而是通過體外交變磁場驅動假體內部的延長裝置實現“無創”延長，對患兒完全不造成二次或多次手術帶來的痛苦，且可以根據患兒腿部生長情況增加單位時間內(如一年內)延長次數，相應減少每次的延長長度，使得患兒更容易適應每次延長后的雙腿長度及平衡問題。本發明提出的可延長人工假體可較好地解決兒童患者肢體腫瘤切除后肢體不等長的問題，針對類似患兒具有廣泛的推廣意義和實際應用價值。

發明內容

本發明首先涉及一種帶有電磁驅動延長機構的人工假體，所述的電磁驅動延長機構主要由永磁體(1)、減速箱(2)、線性絲杠(3)和可延長假體部分(4)等幾部分組成，所述的電磁驅動延長機構能夠在外部驅動磁場作用下通過可延長假體部分(4)向前伸出而延長。

所述的永磁體設置在假體的一端的空腔中，固定連接到減速箱的輸入端，能夠在外部驅動磁場的作用下在所述的人工關節假體的空腔中轉動；

所述的減速箱輸入端在永磁體的帶動下轉動，通過減速傳動在減速箱輸出端輸出較低轉速和較大輸出轉矩；

所述的減速箱的輸出端連接到線性絲杠一端，將通過永磁體轉動獲得的較低轉速和較大輸出轉矩施加到所述線性絲杠上，帶動線性絲杠旋轉并向前推動絲杠滑塊；

所述的絲杠滑塊固定在連接到外部骨端的可延長假體部分的內壁上，能夠向前推動可延長的假體移動，增加假體缺損段長度，延長兩側髓針之間的距離；

所述的絲杠滑塊和可延長假體部分的連接通過螺紋相連；

所述的可延長假體部分的外壁嵌套在所述可延長機構的套筒內，由絲杠滑塊推動在徑向向前延伸，同時軸向固定不轉動。

所述的永磁體在結構設計上采用圓柱體結構，沿徑向進行磁化，材料采用釹鐵硼磁性材料。

所述的外部驅動磁場是一個高速旋轉的交變磁場，通過電磁場帶動假體內的永磁體隨之轉動。

所述的減速箱為齒輪多級行星減速箱；輸入端到輸出端的轉動比例為15000：1，通過外部驅動磁場驅動絲杠滑塊向前移動1-2mm需要大約3.5分鐘時間。

所述的人工假體應用于肱骨近端，股骨近端，股骨遠端，脛骨近端等全身長管狀骨部位。