[發明專利]一種3D打印的肱骨模型及其制備方法

有效

• 申請號: 201710547255.3
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107252364B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 葉鋼;梅璘;萬玲
• 申請（專利權）人: 武漢市黃陂區人民醫院
• 主分類號: A61F2/28
• 分類號: A61F2/28;A61B34/10;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 北京預立生科知識產權代理有限公司 11736
• 代理人: 李紅偉

本發明為一種3D打印的肱骨模型，其包括肱骨干，肱骨近端，肱骨遠端、骨折面和/或10塊以內碎骨；其中，所述肱骨模型還包括一3D打印的骨折肱骨對側肱骨的鏡像肱骨結構，在骨折面附近設置進釘孔或者其他手術過程中需要的結構。本發明的模型制備方法為通過64排螺旋CT掃描方式獲得兩側肱骨及骨折處的影像及三維數據，后根據三維數據進行分析，得到骨折肱骨模型及對側肱骨的鏡像肱骨結構的數據，后轉化為3D打印識別模式進行模型打印。通過鏡像肱骨結構與骨折肱骨結構進行對比，可以有直觀效協助操作者操作，且可以直觀的讓年輕醫生了解操作步驟，且容易用實體結構與患者進行溝通，本發明模型結構合理，使用方便。

技術領域

本發明屬于骨科用，特別是針對肱骨骨折時使用的一種模擬結構，具體涉及為一種3D打印的肱骨模型及其制備方法。

背景技術

肱骨近端骨折占全身骨折的4％-5％，在老齡人中發病率很高，由于肱骨近端骨骼、肌肉的解剖學特點及老年骨質疏松等因素，臨床治療比較困難，治療不當常導致肩關節僵硬、骨不連和畸形愈合的發生。切開復位內固定對軟組織損傷較大，會進一步破壞肱骨頭血運，增加了肱骨頭缺血壞死及骨不愈合的危險，嚴重粉碎性骨折和老年骨質疏松患者的治療效果不佳。

對于肱骨骨折尤其是近端骨折而言，常規術前正、側位X線片，可以了解骨折的基本信息，而對于比較復雜的三、四分骨折，還可以補充CT掃面或進行三維CT重建，進一步明確骨折的范圍、粉碎的程度及骨折片的移位方向和距離等信息，但仍存在以下問題：①僅能在理論上進行手術方案的制定，不能對該方案進行術前的實時演練，不能“實戰”；②有效的治療方案建立在對骨折發生機制的正確理解和準確的骨折分型基礎之上，對于肱骨頭置換的患者，CT所能提供的信息有限；③對醫患交流病情信息和青年醫生的示教作用有限。

另外，由于手術的假體接骨板等相關器械的個性化水平低，而容易引起一些結構不吻合的問題，影響患者后期的康復。

隨著目前計算機輔助設計及3D打印技術的發展及進步，如果我們能采用合適的技術將骨折處的結構進設計并打印出實體后，將會對個性化治療提供很好借鑒意義；目前國內還沒有針對肱骨骨折及肱骨近端骨折的3D打印模型及相關設計，本發明利用計算機輔助設計及3D打印技術，設計打印出個性化的3D打印的肱骨模型及其制備方法。

發明內容

為了克服現有技術肱骨骨折尤其是肱骨近端骨折的針對性個性化治療方式不足，術后恢復情況差等問題，本發明提供一種3D打印的肱骨模型及其制備方法。

一種3D打印的肱骨模型，其包括肱骨干，肱骨近端，肱骨遠端、骨折面和/或10塊以內骨塊；其特征在于，所述肱骨模型還包括一3D打印的骨折肱骨對側肱骨的鏡像肱骨結構，在骨折面附近設置進釘孔或者其他手術過程中需要的結構。因為骨折骨斷裂進行組合拼接過程繁瑣，而且人體的兩側肱骨基本對稱，可以把對稱肱骨的鏡像肱骨結構與骨折骨進行比較，進行手術過程中的對比操作，方便醫生進行比對，另外通過骨折骨與鏡像肱骨結構設置可以非常直觀的讓患者了解自己的情況，且容易指導年前臨床醫生學習，通過直觀的結構讓年輕醫生了解操作的步驟及操作的角度，協助年輕臨床醫生盡快成熟起來。

進一步，當骨折面在肱骨頭處且需要肱骨頭置換時，在骨折面下設置一橫斷面，橫斷面下設置肱骨頭桿進孔；所述鏡像肱骨結構上對應設置橫斷面，橫斷面將鏡像肱骨分為兩部分，一部分為上段肱骨頭結構，下部分為肱骨干結構，所述肱骨頭結構橫斷面處設置肱骨頭桿。橫斷面及肱骨頭桿進孔及肱骨頭桿的設置可以方便對手術部位的外觀了解，及模擬手術操作，為肱骨頭置換提供很好的指導作用。

進一步，橫斷面設置在肱骨頭末端，并不經過肱骨大小結節。此種設置可以有效保證肱骨頭置換術的角度，保證置換的效果。

進一步，還設置一個性化3D打印的肱骨頭置換假體，個性化的設置針對性強，針對患者自身設置，吻合度高，可操作性強，術后恢復效果好。

進一步，所述假體的材料為鈦合金材料。