[发明专利]一种用于跟骨置换的定制跟骨假体及制造方法

权利要求书

1.一种用于跟骨置换的定制跟骨假体，其特征在于：跟骨假体的结构特征基于患者足部骨骼形态设计，包括跟骨假体主体，所述跟骨假体主体上设有与人体自然跟距连接的跟距关节面，所述跟距关节面上设有修补距骨缺损的距骨填充结构，与人体自然骰骨连接的跟骰关节面，对跟腱进行牵拉固定的跟腱孔和跟腱拉环，将所述跟骨假体主体与人体自然距骨、骰骨进行固定的锁定螺钉孔，足跟支撑面，骨小梁多孔结构。

2.根据权利要求1所述的一种用于跟骨置换的定制跟骨假体，其特征在于：根据假体受力分析及力传导特性，所述跟骨假体主体包括外面的跟骨假体主体实心层和跟骨假体主体非承重层，所述跟骨假体主体实心层为主要承重结构，采用实体结构；所述跟骨假体主体非主要承重层进行了轻量化处理，为镂空桁架；所述镂空桁架由镂空桁架单元阵列排列组合形成，所述镂空桁架单元形状根据力学性能和制造要求进行选择，所述镂空桁架单元的阵列排布角度根据力的传导方向排布，所述镂空桁架单元的梁的贯穿方向，与重力方向成30°-60°夹角，为力在所述镂空桁架中的传导提供支撑，保证力学性能的情况下，实现跟骨假体轻量化设计。

3.根据权利要求2所述的一种用于跟骨置换的定制跟骨假体，其特征在于：所述跟骨假体主体上设有若干所述锁定螺钉孔，所述锁定螺钉孔和锁定螺钉相匹配，可通过所述锁定螺钉孔，用所述锁定螺钉将所述跟骨假体主体与患者距骨、骰骨进行固定，通过所述锁定螺钉孔的深度、配合使用的所述锁定螺钉长度，来控制所述锁定螺钉打入骨骼的深度。

4.根据权利要求3所述的一种用于跟骨置换的定制跟骨假体，其特征在于：所述锁定螺钉包括上端的锁定螺钉钉帽和锁定螺钉钉帽下端连接的锁定螺钉钉体，所述锁定螺钉钉帽成锥形，锥形的外表面设有椎螺纹，在使用锁定螺钉装入锁定螺钉孔时，啮合的螺纹之间有止退环，通过锁定螺钉与锁定螺钉孔之间螺纹的啮合，将止退环挤压到螺纹间隙中，增大螺纹间摩擦力，起到防止螺钉退出的作用，所述锁定螺钉孔的螺纹锥度、止退环的锥度及所述锁定螺钉的钉帽螺纹锥度一致。

5.根据权利要求4所述的一种用于跟骨置换的定制跟骨假体，其特征在于：所述镂空桁架贯通跟骨假体主体的侧面，用于清除镂空结构里3D打印的残留粉末，所述止退环设有形变槽，使所述止退环在挤压过程中更容易产生形变。

6.根据权利要求5所述的一种用于跟骨置换的定制跟骨假体，其特征在于：所述跟骰关节面表面阵列分布有所述骨小梁多孔结构。

7.根据权利要求6所述的一种用于跟骨置换的定制跟骨假体，其特征在于：所述跟距关节面上设有修补距骨缺损的所述距骨填充结构，表面阵列分布有所述骨小梁多孔结构。

8.根据权利要求7所述的一种用于跟骨置换的定制跟骨假体，其特征在于：所述骨小梁结构设计在骨结合面上，可以使跟骨假体与骨接触面之间把持力增大，连接更牢固，所述骨小梁多孔结构孔径为300-800μm，相邻的孔之间相互连通，孔隙率为50％-90％。

9.根据权利要求8述的一种用于跟骨置换的定制跟骨假体，其特征在于：跟腱可通过所述跟腱孔进行环绕缝合，起到牵拉固定的作用，跟骨假体主体的足跟支撑面为圆弧结构，增大与足底软组织的接触面积，可在支撑体重的情况下，减小足底软组织受到的压强。

10.一种用于制造权利要求2-9所述的任意一种用于跟骨置换的定制跟骨假体的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤A00：通过CT或MRT获得足部骨骼的片层数据；

步骤B00：将足部骨骼的片层数据导入软件MIMICS，并重建足部骨骼的三维模型；

步骤C00：根据重建的脚骨三维模型，利用CAD进行定制跟骨假体的结构设计；

步骤D00：对定制跟骨假体进行力学分析，在假体非主要承重位置截取减重块，转换为镂空桁架结构；

步骤E00：定制跟骨假体与距骨和骰骨接触的位置，骨搭接面设计为骨小梁多孔结构；步骤F00：将设计完成的定制跟骨假体模型文件导入快速成型辅助软件中，先进行空间位置摆放、添加支撑，然后进行分层切片处理，并将分层数据导入3D打印设备中进行打印；

步骤G00：制造材料为钛合金、钴铬合金或陶瓷粉末材料，3D打印完成后，进行假体热处理，提高材料理化性能，去除内应力，并通过机加工的方式加工锁定螺钉孔；

步骤H00：假体结构加工完成后，通过抛光、喷砂、清洗等工艺，制成植入物假体。