[發明專利]3D打印的個性化髖臼后柱置釘鉆模及其制備方法

有效

• 申請號: 201810169352.8
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108420530B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 胡良斌;李必文;譚文甫;尹科;王林超;王凱;蔣忠軍;李麗慧
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: A61B34/20
• 分類號: A61B34/20;A61B34/10;A61B17/17
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 劉政旺

3D打印的個性化髖臼后柱置釘鉆模，包括呈三角形框架結構的本體，本體包括兩個主定位腳、一個輔定位腳、一面主支撐墻和兩面輔助支撐墻。其制備方法如下：1，獲取目標髖骨醫學圖像數據。2，獲得目標髖骨后柱區域的中心點點集。3，確定目標髖骨后柱最大內接圓柱體。4，初選接骨螺釘外徑并確定對應的置釘通道中軸線。5，調控接骨螺釘外徑解決導向鉆模通道與髂骨翼可能發生干涉問題。6，進一步調控接骨螺釘外徑以滿足置釘鉆模設計制造及使用需要。7，建立置釘鉆模的三維模型。8，3D打印制備置釘鉆模。本發明用于髖臼后柱螺釘內固定術中，可實現個體化髖臼后柱置釘手術的微創化、高效化，置釘準確安全，操作簡單穩定，器械成本低廉。

本發明涉及醫療器械技術領域，特別涉及一種3D打印的個性化髖臼后柱置釘鉆模及其制備方法。

背景技術

髖臼骨折內固定術又叫髖臼骨折切開復位內固定術，指征適用髖臼嚴重骨折患者，通過手術方法對髖臼采取復位及內固定措施。通過髖臼骨折內固定手術，可使髖臼重新獲得負重部位的解剖復位和可靠的固定，改善或恢復髖臼的生物功能。目前在髖臼骨折內固定術中，經髖臼前柱或后柱內固定術是最為可靠的固定方式。

在髖臼骨折內固定術中，采用單一的前方入路，對后柱應用順行拉力螺釘聯合前柱應用重建鋼板的內固定方式，具有手術創口小、時間短以及并發癥風險小等諸多優點。

生物力學實驗證明，科學合理地規劃髖臼后柱的置釘方向、螺釘直徑及置釘深度等置釘參數，是髖臼后柱拉力螺釘聯合前柱重建鋼板內固定術取得理想臨床效果的前提。

一方面，由于髖臼位置深，解剖結構復雜，周圍密布網狀神經系統、血管系統以及復雜的肌肉組織，后柱螺釘的偏置易導致髖關節、神經及血管等的損傷；另一方面，由于髖臼形態存在較大的個體化差異，目前因髖臼后柱螺釘置入位置不當引起神經損傷、髖關節炎及螺釘松動等并發癥的臨床報道并不少見。

因此，經后柱置釘成敗的關鍵在于科學合理地規劃置釘參數，并使植入的螺釘避免誤入髖臼窩或穿破皮質骨。依托相關醫療技術和工程技術，幫助醫生完成手術路徑規劃，實現內植物的精確植入，一直是國內外基礎和臨床研究十分關注的課題。

目前，髖臼后柱拉力螺釘內固定手術的方法有：解剖標志點法、X射線透視輔助徒手法、CT三維圖像導航法、機械瞄準器引導法等。

解剖標志點法進釘點、進釘角度的確定依賴于醫生的手感和探針對置釘通道的探摸，對臨床經驗要求較高，精度難以保證。

X射線透視輔助徒手法透視實時性較差，由于術前獲得的導航數據與術中髖臼解剖結構匹配度較低，要真實地反應髖臼周圍的組織關系還比較困難，甚至有可能會誤導醫師，所以難以達到預期的手術治療效果；且該法操作時間較長，X射線對醫護人員和患者的輻射量較大。

CT三維圖像導航法近年來在髖臼后柱螺釘內固定中逐漸獲得應用，其利用患者實時的髖臼影像信息來指導手術，降低了手術風險，減少了醫患雙方接觸射線的時間，具有較大優勢，但導航設備價格昂貴、操作復雜，臨床普及仍存在困難。

機械瞄準器引導法采用三維可調的機械式鉆模進行定位、瞄準和導航，理論上其導航精度較高、具有一定的機器柔性，能滿足個性化置釘的需求，但現行的機械瞄準器主要存在五個方面的問題：

1、為使瞄準器定位準確，須將髖臼及髂骨區域的肌肉等組織全部剝離，以找到定位所需的髂結節標志點、臀后線上的角點、進釘點以及髂骨翼表面的輔助定位點，這樣就導致創口大、失血多，增加了手術難度和風險；

2、瞄準器定位頂尖的定位精度保持性較差，由于手術中鉆削時的振動易導致瞄準器產生滑移，從而影響瞄準器定位精度，進而影響置釘精度；

3、為規劃出后柱置釘通道，需在三維重建模型中擬合出后柱中心線，而由于髖骨解剖學結構的特殊性，前柱在完整髖骨模型中的存在將對后柱中心線的精確生成造成很大的影響；