[发明专利]一种个体化3D打印钛合金骶骨假体

说明书

本发明公开了一种个体化3D打印钛合金骶骨假体，包括腰椎结合部、髂骨结合部和连接部。腰椎结合部为按照骶1椎体形状仿生设计的带有扇状尾翼的中空柱状多孔结构，与腰5椎体下终板的骨结合面为仿骨小梁多孔结构设计，并设计有2个螺钉孔；髂骨结合部为仿髂骨耳状面设计的中空多面体，其髂骨结合面为仿骨小梁多孔结构设计，并设计有4个呈纵向对称分布的螺钉孔；连接部为中空、多孔、管状结构，将腰椎结合部和髂骨结合部连接。本发明通过钛合金骶骨假体重建骨盆环结构，并通过螺钉固定和在中空结构中植骨，达到早期力学稳定、后期坚强的生物愈合效果；使骶骨缺损重建后外形美观、力学稳定，降低远期假体失败率。

技术领域

本发明属于医用内固定物制造技术领域，尤其涉及一种用于全骶骨切除手术后重建骨盆环稳定性的个体化3D打印钛合金骶骨假体。

背景技术

人体骶骨包含5块骶椎(骶1-骶5椎体)，位于脊柱的末端，与双侧髂骨组成坚强的骨盆环结构，向上连接腰椎，将上半躯体重量传递到双侧下肢。除骨折外，骶骨最常见的病变为肿瘤(原发肿瘤或转移瘤)。虽然发病率低，但因为毗邻盆腔脏器、重要的血管神经束，病变常常压迫骶神经，出现会阴、肛周麻木、大小便失禁，进一步发展可导致下肢瘫痪，危及生命。

骶骨肿瘤的治疗上通常根据患者病情选择后方入路全骶骨切除手术。该手术方式严重破坏了人体的负重结构。骶骨切除后，腰5椎体以上的人上半身和骨盆残余的两侧髂骨之间无骨性连接，整个上身重量无法通过骨盆传导到下肢，人体无法站立、行走。这种躯干和下肢之间异常加大的活动范围导致神经根过度牵张，对神经的刺激性加大。因此，临床上多采用后路椎弓根螺钉固定腰椎，髂骨椎弓根螺钉固定双侧髂骨，并依靠钛棒将上述两种螺钉连接，从而将躯干和骨盆连接起来。但是这种机械性固定由于没有重建骶骨，存在以下问题：1)切除骶骨后局部会形成较大的腔隙，如果不植入骶骨假体会导致长期存在残腔和积液，引发感染；2)骶骨切除后会导致盆腔内脏器如直肠、结肠向后侧(背侧)疝出，导致病人大便障碍，3)螺钉与骨之间是机械性连接，两者之间不能行成骨长入及达到最终生物愈合，长期活动必然导致螺钉从骨内拔出和钛棒/螺钉断裂。这些都会增加术后感染率和再手术风险，导致病人无法站立和行走。

全骶骨切除手术后，骶骨的重建无法通过常规内植物来完成。目前仅有北京大学第三附属医院(例如，CN206151634U)和北京大学人民医院(例如，CN205286615U)设计的3D打印钛合金骶骨假体。但其采用的是解剖模拟，假体尺寸较大，术中需要较大范围的组织剥离和显露，增加创伤；同时，其设计的假体没有用于植骨的结构，后期不能达到骨性融合和生物固定，最终易导致内固定失败。上海长征医院提出了一种组配式人工骶骨假体(CN107496901A)。但其假体主体并非个性化定制，其与腰椎骨面结合度和后期骨长入较3D打印假体要差，同时缺乏增加假体的远期生物固定的结构设计，容易导致内固定失败。综上所述，目前国内外尚未成功设计出不仅满足全骶骨切除术后人体结构力学需求，而且植入后可促进腰椎和双侧髂骨骨性融合，从而重建肢体力学支撑，并缩短病人恢复负重和运动所需时间的骶骨假体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种个体化3D打印钛合金骶骨假体，可以克服全骶骨切除术后植入假体存在的重建困难、远期效果差的弊端，并缩短病人恢复负重和运动所需时间。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种个体化3D打印骶骨假体，该骶骨假体包括腰椎结合部、髂骨结合部和连接部；所述腰椎结合部为仿骶椎中空柱状结构(包括中空柱状部分)，腰椎结合部(中空柱状部分)的上端设置有腰椎终板连接件，连接部包括设置在腰椎结合部(中空柱状部分)侧面上并向完整或残存的髂骨耳状面伸出的中空通道结构，髂骨结合部包括设置于所述髂骨耳状面与对应侧中空通道结构之间的中空多面体，所述中空多面体上设置有髂骨结合面连接件。