一种定制型股骨髁间截骨器的制作方法

1.本发明属于膝关节置换手术器械领域，尤其是涉及一种定制型股骨髁间截骨器。


背景技术：

2.膝关节置换手术中，股骨髁间截骨是常见的手术操作，根据股骨假体结构的区别，髁间截骨的形状也会有所不同，但术中通常都会进行水平方向和前斜方向的截骨操作。现有技术方案以传统制造技术为基础，截骨器械的设计通常会将髁间截骨步骤进行拆分，集成在多功能截骨导航装置上，这种设计方式非常成熟且经过市场的验证。
3.但是对于个性化膝关节植入手术而言，由于假体是根据患者膝关节的结构和受损情况进行设计，术中截骨方案也会根据不同的患者而进行改动，因此术中需要个性化的手术器械进行辅助截骨。现阶段通常会采用增材制造技术进行个性化手术器械的生产，但是传统手术器械的设计方式以及结构特点通常不适合直接进行打印，主要原因有以下几点：
①
多功能截骨器械的截骨槽设计复杂、开槽方向较多且有交叉，这种结构采用增材制造加工很难保证各截骨槽的打印质量均衡，需要增加后续处理工序；
②
传统器械体积较大，采用增材制造的方式会造成材料浪费、成本升高；
③
个性化手术器械需要根据患者个体特征进行设计调整，传统髁间截骨器械结构复杂，重复设计的难度大、成本高。
4.采用个性化的设计理念和增材制造的加工方式，就需要一种能够解决膝关节置换手术中髁间截骨导航器械结构复杂、操作过程繁琐以及制造成本高等问题的技术方案。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明旨在提出一种定制型股骨髁间截骨器，能够解决上述问题。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种定制型股骨髁间截骨器，包括四方向导向板、内外侧定位板、内外侧限位柱和内外侧钉道，所述四方向导向板用于实现四个方向的截骨操作，其两侧对称设置有所述内外侧定位板，所述内外侧限位柱固定于所述内外侧定位板上，同时所述内外侧限位柱分布在所述四方向导向板的两侧，所述内外侧钉道分布于所述内外侧定位板上，且同侧钉道设置在不同的矢状面上。
7.进一步的，所述髁间内侧截骨导向板的外壁边缘沿水平方向延伸有内侧凸台，所述髁间外侧截骨导向板的外壁边缘沿水平方向延伸有外侧凸台。
8.进一步的，所述髁间内侧截骨导向板和髁间外侧截骨导向板的壁面高度分别为8-20mm；
9.所述髁间水平截骨导向板和髁间前斜截骨导向板与所述髁间内侧截骨导向板的边缘分别设置有1-2mm的缝隙；
10.所述髁间水平截骨导向板和髁间前斜截骨导向板与所述髁间外侧截骨导向板的边缘分别设置有1-2mm的缝隙。
11.进一步的，所述四方向导向板由髁间水平截骨导向板、髁间前斜截骨导向板、髁间内侧截骨导向板和髁间外侧截骨导向板组成矩形框形状的对称式结构，所述髁间内侧截骨
导向板的一端通过后侧壁板与所述髁间外侧截骨导向板连接，另一端通过水平设置的所述髁间水平截骨导向板与所述髁间外侧截骨导向板连接，所述髁间前斜截骨导向板的后端通过水平横板与所述后侧壁板相连，同时其前端前倾设置。
12.进一步的，所述内外侧定位板包括内侧水平定位板、内侧前斜定位板、外侧水平定位板和外侧前斜定位板，所述内侧水平定位板和内侧前斜定位板相连且二者在相连处形成有夹角，同时二者的下端面分别与所述髁间内侧截骨导向板的下端面平齐，所述外侧水平定位板和外侧前斜定位板相连且二者在相连处形成有夹角，同时二者的下端面分别与所述髁间外侧截骨导向板的下端面平齐。
13.进一步的，所述内外侧限位柱包括内侧限位柱和外侧限位柱，所述内侧限位柱和外侧限位柱均为锥形柱状结构，同时所述内侧限位柱和外侧限位柱插入骨质部分的外表面圆润过渡。
14.进一步的，所述内侧限位柱和外侧限位柱分别为薄壁结构。
15.进一步的，所述内侧限位柱和外侧限位柱的端口处分别设置有凹槽结构，用于指示所述内侧限位柱和外侧限位柱的位置。
16.进一步的，所述内外侧钉道包括内侧水平面钉道、外侧水平面钉道和外侧前斜面钉道，所述内侧水平面钉道设置在所述内侧水平定位板上，所述外侧水平面钉道设置在所述外侧水平定位板上，所述外侧前斜面钉道设置在所述外侧前斜定位板上，同时所述外侧水平面钉道和外侧前斜面钉道的安装位置设置在不同的矢状面上。
17.进一步的，所述内外侧钉道的钉道深度比所述内外侧定位板的厚度大3-5mm。
18.相对于现有技术，本发明所述的一种定制型股骨髁间截骨器具有以下优势：
19.(1)本发明整体呈类钣金结构，在保证功能和力学性能的前提下极大地减少了零件的体积，降低了打印过程中的材料损耗；
20.(2)中部的四方向导向板为矩形框形状的对称式结构，能够实现四个方向的截骨操作，截骨过程中矩形边框对刀具的摆动范围进行了合理限制，避免损伤多余骨质；
21.(3)结构简单，便于重复设计，从而有效降低了设计难度，同时也降低了成本；
22.(4)本发明在术中导向板准确安放后可以实现良好的覆盖，保证截骨过程中骨面压力均衡，增强了导向板的稳定性；
23.(5)内外侧限位柱的存在，能够实现术中快速定位，同时防止置钉过程中导向板位置发生偏移，操作简单，定位精度高。
24.(6)本发明的结构简单，设计难度低，适用于传统加工方式，也适用于增材制造的加工方式。
附图说明
25.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
26.图1为本发明实施例所述的定制型股骨髁间截骨器的结构示意图；
27.图2为与图1不同视角的定制型股骨髁间截骨器的结构示意图；
28.图3为本发明实施例所述的定制型股骨髁间截骨器的主视图；
29.图4为本发明实施例所述的定制型股骨髁间截骨器的俯视图；
30.图5为图3中a-a剖视示意图；
31.图6为本发明实施例所述的定制型股骨髁间截骨器的安放示意图；
32.图7为本发明实施例所述的定制型股骨髁间截骨器的安置效果前侧视图。
33.附图标记说明：
34.四方向导向板：10、髁间水平截骨导向板；20、髁间前斜截骨导向板；30、髁间内侧截骨导向板；40、髁间外侧截骨导向板；
35.210、水平横板；220、后侧壁板；
36.内外侧定位板：320、内侧水平定位板；330、内侧前斜定位板；420、外侧水平定位板；430、外侧前斜定位板；
37.内外侧凸台：310、内侧凸台；410、外侧凸台；
38.内外侧限位柱：321、内侧限位柱；421、外侧限位柱；
39.内外侧钉道：322、内侧水平面钉道；422、外侧水平面钉道；431、外侧前斜面钉道；
40.截骨器安置：100、股骨远端水平截骨面；101、内侧限位孔；102、外侧限位孔；200、股骨前斜截骨面。
具体实施方式
41.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
45.如图1-图7所示，本发明为一种定制型股骨髁间截骨器，包括四方向导向板、内外侧定位板、内外侧限位柱和内外侧钉道，所述四方向导向板用于实现四个方向的截骨操作，其两侧对称设置有所述内外侧定位板，所述内外侧限位柱固定于所述内外侧定位板上，同时所述内外侧限位柱分布在所述四方向导向板的两侧，所述内外侧钉道分布于所述内外侧定位板上，且同侧钉道设置在不同的矢状面上。本发明整体呈类钣金结构风格，各区域板状结构厚度范围为1-3mm，在保证功能和力学性能的前提下最大限度地减少了零件的体积，降低了打印过程中的材料损耗。
46.所述髁间内侧截骨导向板30的外壁边缘沿水平方向延伸有内侧凸台310，所述髁间外侧截骨导向板40的外壁边缘沿水平方向延伸有外侧凸台410，便于术中夹持。
47.所述髁间内侧截骨导向板30和髁间外侧截骨导向板40的壁面高度分别为8-20mm；所述髁间水平截骨导向板10和髁间前斜截骨导向板20与所述髁间内侧截骨导向板30的边缘分别设置有1-2mm的缝隙；所述髁间水平截骨导向板10和髁间前斜截骨导向板20与所述髁间外侧截骨导向板40的边缘分别设置有1-2mm的缝隙，给刀具预留了足够的行程。
48.所述四方向导向板由髁间水平截骨导向板10、髁间前斜截骨导向板20、髁间内侧截骨导向板30和髁间外侧截骨导向板40组成矩形框形状的对称式结构，可以实现四个方向的截骨操作，截骨过程中，矩形边框对刀具摆动范围进行了有限限制，避免损伤多余骨质，所述髁间内侧截骨导向板30的一端通过后侧壁板220与所述髁间外侧截骨导向板40连接，另一端通过水平设置的所述髁间水平截骨导向板10与所述髁间外侧截骨导向板40连接，所述髁间前斜截骨导向板20的后端通过水平横板210与所述后侧壁板220相连，同时其前端前倾设置，前倾角度根据假体结构或者术前规划进行确定，术中安置完成后，所述髁间前斜截骨导向板20的前侧边缘悬空且与股骨远端水平截骨面100保留0.5mm间隙。
49.所述内外侧定位板包括内侧水平定位板320、内侧前斜定位板330、外侧水平定位板420和外侧前斜定位板430，所述内侧水平定位板320和内侧前斜定位板330相连且二者在相连处形成有夹角，同时二者的下端面分别与所述髁间内侧截骨导向板30的下端面平齐，所述外侧水平定位板420和外侧前斜定位板430相连且二者在相连处形成有夹角，同时二者的下端面分别与所述髁间外侧截骨导向板40的下端面平齐。所述内外侧定位板的边缘轮廓形状按照患者截骨面轮廓形状个性化设计，术中导向板准确安放后可以实现良好的覆盖，这种个性化的设计能够保证截骨过程中骨面压力均衡，增强导向板的稳定性，个性化设计是指提取患者的解剖尺寸进行设计，因为个性化设计是针对每一位患者进行定制，因此重复设计工作是不可避免的，故简化结构是非常有必要的，本发明结构简单，便于重复设计，有效降低了设计难度，同时降低了成本。
50.所述内外侧限位柱包括内侧限位柱321和外侧限位柱421，所述内侧限位柱321和外侧限位柱421均为锥形柱状结构，同时所述内侧限位柱321和外侧限位柱421插入骨质部分的外表面圆润过渡，有效避免了安置导向板时对骨质的损伤也便于导向板取出。
51.所述内侧限位柱321和外侧限位柱421分别为薄壁结构。
52.所述内侧限位柱321和外侧限位柱421的端口处分别设置有凹槽结构，用于指示所述内侧限位柱321和外侧限位柱421的位置。所述内外侧限位柱的存在，能够实现术中快速定位，同时防止置钉过程中导向板位置发生偏移，操作简单，定位精度高
53.所述内外侧钉道包括内侧水平面钉道322、外侧水平面钉道422和外侧前斜面钉道431，所述内侧水平面钉道322设置在所述内侧水平定位板320上，所述外侧水平面钉道422设置在所述外侧水平定位板420上，所述外侧前斜面钉道431设置在所述外侧前斜定位板430上，同时所述外侧水平面钉道422和外侧前斜面钉道431的安装位置设置在不同的矢状面上，避免相互之间产生干涉，所述内外侧钉道用于骨钉导向。
54.所述内外侧钉道的钉道深度比所述内外侧定位板的厚度大3-5mm，便于提高导向精度。
55.本发明适用于膝关节置换手术中，股骨远端五个方向的截骨操作完成后的髁间截
骨过程；本发明仅适用于具有髁间结构股骨假体且需要进行髁间截骨的膝关节置换手术；本发明涉及的结构适用于定制化手术和定制化膝关节假体，适用于金属或非金属的增材制造技术。
56.在实际工作过程中，膝关节置换手术中，完成了股骨五个方向的截骨操作后，安置本发明所述的定制型股骨髁间截骨器，安置过程中夹持器械内侧凸台310和外侧凸台410，并确保内外侧限位柱完全插入股骨远端水平截骨面100的内侧限位孔101和外侧限位孔102；安置完成后内外侧定位板与股骨远端水平截骨面100紧密贴合，内侧前斜定位板330和外侧前斜定位板430分别与股骨前斜截骨面200紧密贴合；随后分别沿内侧水平面钉道322、外侧水平面钉道422和外侧前斜面钉道431置入骨钉以固定器械；将截骨刀具分别贴合髁间内侧截骨导向板30和髁间外侧截骨导向板40进行截骨，进刀位置从髁间内侧截骨导向板30和髁间外侧截骨导向板40的后侧起始运动至前侧完成髁间内外侧截骨操作；依次贴合髁间前斜截骨导向板20和髁间水平截骨导向板10进行髁间前斜面截骨和髁间水平面截骨操作，去除髁间骨组织。完成上述四个方向截骨操作后，取出骨钉，取下截骨器完成髁间截骨操作。
57.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。