[發明專利]一種個體化3D打印髖臼壁缺損修復重建系統的構建方法

在審

• 申請號: 202011184480.3
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112245066A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 梁金龍;鄔江;崔勇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍聯勤保障部隊第九二〇醫院
• 主分類號: A61F2/28
• 分類號: A61F2/28;A61F2/30;A61F2/34;A61F2/46;A61B34/10
• 代理公司: 昆明合盛知識產權代理事務所(普通合伙) 53210
• 代理人: 牛林濤

本發明公開一種個體化3D打印髖臼壁缺損修復重建系統的構建方法。本發明的個體化3D打印髖臼壁缺損修復重建系統的構建方法，包括髖臼壁缺損影像數據獲取和處理；三維重建模型的解剖學分析及病變側缺損髖臼的適應性修整；基于健側髖臼鏡像解剖特征重建病變側髖臼模型；逆向工程獲得病變側髖臼壁缺損的修復重建系統的三維模型；髖臼壁缺損修復重建三維模型的獲取、打印；本發明對于髖關節發育不良或需要翻修并髖臼壁缺損的病例，可以實行個體化的假體定制，重建能夠滿足患者關節功能的人工髖臼，擴大THA的適應范圍，增加成功率，提高術后滿意率和減少術后并發癥，同時，又能將髖臼壁缺損修復重建術中操作簡單化和規范化。

技術領域

本發明涉及髖臼壁缺損重建技術領域，具體的涉及一種個體化3D打印髖臼壁缺損修復重建系統的構建方法。

背景技術

自1963年Charnley發表人工全髖關節置換術(Total hip Arthroplasty，THA)論文以來，人們普遍認為這是一種治療髖關節疾患的安全、有效的方法。THA重新植入新的固定的假體，能夠恢復髖關節的解剖形態，消除關節疼痛，改善髖關節的功能。但是THA術中普遍遇到的復雜問題為髖關節周圍的骨缺損，無論是初次還是翻修手術，術中缺損部分髖臼結構的重建效果直接關系到手術的成敗。髖臼的骨儲量決定了術中是否需要植骨及臼杯的放置位置，術后假體是否穩定等。

若髖臼頂部負重區缺損而又重建不良，可使THA術后關節負重面減小、應力集中而導致手術失敗或術后髖臼假體松動，顯著降低了臼杯假體術后駐存率。髖臼壁缺損重建的目的是恢復解剖學上的髖關節中心和構建髖臼周圍的支持帶以及使新的髖臼假體與髖臼骨充分接觸并保持長期穩定性和耐久性，并使術骨缺損降低到最低限度。具體包括(1)重建髖臼骨性結構的完整，增加髖臼骨儲備；(2)將髖關節的運動中心恢復至解剖位置以恢復髖關節正常的生物力學；(3)確保人工假體的骨性覆蓋，增加關節的負重面積；(4)提供良好的初期穩定性(initial stability)，為移植骨和宿主骨的融合提供良好條件；(5)對植骨起保護支撐作用，防止植骨塊的吸收，塌陷；(6)獲得無痛，穩定的關節。

目前髖臼壁缺損的修復重建有多種方法，對于簡單的髖臼骨缺損，通過碎屑性骨移植和非骨水泥型髖臼杯固定就可取得初始穩定性。對于嚴重的髖臼骨缺損，通常選擇結構性骨移植或特殊的髖臼內固定假體，如：髖臼加強環：Muller加強環、Ganz和GAP加強環、采用螺釘將上方和下方鋼板固定于髂骨和坐骨的Burch-Schneider型防內突籠(Burch-Schneider APC)。超大髖臼假體(Jumbo假體)，用于髖臼上方節段性骨缺損的橢圓型髖臼假體(Oblong假體)，用于髖內陷畸形或內側腔隙性骨缺損的加深假體，Mcminn帶柄髖臼假體，適度提高髖關節運動中心(high hip center)伴較小的髖臼假體，同種異體半骨盆重建移植，采用帶縫匠肌的髂骨瓣植骨等。這些方法常需根據術前評估選擇最適合個體的假體及治療方法。常常增加了手術操作的復雜性和手術費用，術后遠期尚存在一定的并發癥。

骨移植修復主要包括自體和異體骨移植。自體骨可提供的骨源有限，其強度和形狀常不能滿足髖臼骨缺損部位的需要，且取骨部位容易發生并發癥。同種異體骨取材方便、數量充足、初始穩定性好、便于塑形，并且不存在供骨區并發癥。但有異體骨的免疫源性、骨原細胞缺乏、骨誘導因子減少和潛在的疾病傳染危險等。結構性同種異體骨行髖臼重建早期效果良好，遠期因移植骨再血管化和重新塑形而被吸收導致髖臼假體的松動移位。顆粒骨打壓植骨不能保持早期的支撐強度，恢復解剖結構不足。結構性植骨與宿主骨融合時間較長，術后再血管化和重新塑形可導致其被吸收或塌陷。采用特殊的定制假體雖然一定范圍內解決了髖臼壁缺損的問題，但定制假體不僅費用增加，而且根據不同個體需要采取不同的手術操作方式，導致術中操作難度增加，術后仍然難以絕對避免髖臼覆蓋及假體松動等并發癥。