[发明专利]一种新型髌骨假体及其设计与制备方法

说明书

本发明公开了一种新型髌骨假体及其设计与制备方法，综合考虑3D打印成型技术与注塑成型技术的工艺约束，通过基于髌骨几何结构的模具设计方法，使得髌骨具有所述内侧关节面和所述外侧关节面，对3D成型制备的髌骨模具进行具有针对性的3D成型基准面的选择及模具分型面的设计，模具包括上层模具和下层模具，并在上层模具上制作由上浇注口，下层模具上制作下浇注口，并在下层模具上具有分型面，从而保证髌骨假体的注塑质量及便于取出。

技术领域

本发明涉及医学领域，尤其涉及一种新型髌骨假体及其设计与制备方法。

背景技术

目前髌骨骨折是临床常见的一种骨折类型，其发生率较高。常由于直接暴力、间接暴力和混合性暴力所致，骨折后主要使伸膝活动受到显著影响，髌骨骨折后应尽量恢复关节面的平整，因为髌骨与股骨内外髁的前方形成髌股关节，这样可以减少创伤性髌股关节炎的发生，防止膝关节屈曲挛缩等。如果处理不当可以造成骨折不愈合、关节炎粘连、创伤性关节炎、骨感染等并发症。手术治疗适用于Ⅱ型、Ⅲ型髌骨骨折，此二型骨折影响到髌骨的关节面，日后创伤性关节炎的风险极大，因此需要对髌骨关节面的平整性注重关注。因此髌骨置换术主要针对髌骨骨折、髌骨坏死、髌骨软骨缺失或病变等适应症。相对于钢丝、钛缆环扎内固定，张力带内固定，镍钛聚髌器内固定，Cable-Pin内固定系统，髌骨复位固定器，髌骨外固定与关节镜的结合等手术方式，采用髌骨假体置换的方法，可以有效保证髌骨的力学特征。

髌骨是股四头肌肌腱中形成的一块籽骨，也是全身最大的籽骨，呈扁粟状，位于皮下，该骨上宽为底，尖向下，前面粗糙，后面光滑；能上、下、左、右移动，对膝关节起保护作用。髌骨后面光滑覆有软骨与股骨髌面相接，前面粗糙，有股四头肌肌腱通过。髌骨生物学特点表现：髌骨伸膝装置的中间结构，能够把股四头肌产生的拉力传向髌腱；髌骨增加对膝关节屈伸轴点的杠杆力臂，使股四头肌的力矩增大。髌骨位置表浅，外力直接打击可造成粉碎性骨折；间接暴力而引起横形骨折。在髌骨骨折时，受股四头肌的牵拉，骨折端容易产生移位。髌骨骨折属关节内骨折。髌骨是全膝关节的组成部分，针对全膝关节病变，主要采用全膝置换的手术方式，专利CN201410081734公布了一种全膝关节置换假体的个性化设计和制造系统及方法，针对的主要适应症如下：退化性膝关节骨关节炎、类风湿性关节炎和强直性脊柱炎的膝关节晚期病变、创伤性骨关节炎、大面积的膝关节软骨坏死、涉及膝关节面肿瘤切除后无法获得良好关节功能的重建、感染性关节炎后遗的关节破坏、其他非感染性关节炎引起的膝关节病变等。在没有伤及他膝关节的前提下，显然没有必要针对髌骨本身的病变，进行全膝置换。。因此有必要采用髌骨假体植入，保证全腕关节的功能性。髌骨假体的制备方法主要包括，注塑成型、压铸成型、3D打印等，注塑、压铸等传统制备方法存在假体模具设计与制备困难的问题，目前的3D打印方法(SLM\SLS\FDM\SLA等)又存在假体成型件力学强度低、成型精度低的问题。因此，结合新老技术，采用3D打印制备注塑模具+注塑成型的成型策略，制备关节假体成型件，具有综合优势，从而保证髌骨假体的功能性，力学强度、关节面的表面粗糙度等，与股骨匹配。该成型策略的关键在于模具的设计，需要综合考虑3D打印与注塑工艺的约束条件，例如3D打印模具的约束(3D打印基准面选择、位置、成型方向等)，注塑工艺的约束(假体分型、浇注口、交流道位置与设计等)。然而目前的髌骨制备工艺中3D打印工艺难以做出髌骨的分型面，而注塑工艺中难以对模具进行分离。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型髌骨假体及其设计与制备方法，旨在解决现有技术中的采用3D打印制备注塑模具+注塑成型的成型策略，制备关节假体成型件，然而目前的制备工艺中3D打印工艺难以做出髌骨的分型面，而注塑工艺中难以对模具进行分离的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的一种新型髌骨假体，包括髌骨，

所述髌骨具有髌底和髌尖，所述髌底和所述髌尖分别位于所述髌骨的顶部，所述髌底和所述髌尖分别相向设置在所述髌骨的前后两侧；