3D打印腓骨截骨装置及其制作和使用方法与流程

本发明涉及一种医疗装置，特别涉及一种3D打印腓骨截骨装置及其制作和使用方法，适用于需要腓骨截骨成形的外科手术领域。

背景技术：

近年来，由于生长发育问题、交通事故和面部肿瘤等因素引起的颌骨缺损和畸形病例呈不断上升趋势，手术的复杂程度和难度也不断增加，手术风险提高。针对这类疾病的口腔颌面外科手术是一类较复杂的手术，目前国内大部分医院的口腔科医生在实施这类手术的步骤是，通过患者所拍摄的CT，观察出病变的区域并通过专业医学软件重建三维模型并制定相应的手术方案，但这种手术方案只是医生在医学软件中设计的虚拟方案，在实际手术操作中，医生需要完全凭借自己的经验徒手截取患者的自体腓骨来完成手术，没有实物的支撑，医生很难保证截取腓骨的长度符合理想手术方案的要求，截取的腓骨过长则会浪费病人健康腓骨，扩大创伤，截取腓骨过短则会影响手术方案的实施，甚至导致手术的失败，这会让患者和医生承受很大的手术风险，所以准确的截取腓骨的长度是成功完成颌骨修复手术的前提。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决目前的腓骨截骨手术依赖于医生的经验判断，手术风险大的问题，提供一种3D打印腓骨截骨装置及其制作和使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种3D打印腓骨截骨装置，包括沿腓骨方向延伸的导板，所述导板为一体式金属导板，导板的内侧面横截面呈贴合腓骨的弧形，与导板两端对应设置有两个半环抱箍，半环抱箍与导板侧边的端部扣合、环绕抱夹在腓骨上，导板上开设若干长条形的切割导向孔。目前常见的3D打印腓骨截骨导板主要材质是树脂，但树脂材料在术中应用切割时可能会因热量产生变形而影响手术精度，甚至可能因切割或者螺钉的应用而产生碎片或者树脂碎末遗留在患者体内，且树脂材料材质较软，可能会在执行导板任务时产生位移而影响手术的精准性。本方案采用金属材料能够避免以上问题，目前3D打印技术已经延展到钛金属领域，满足金属导板的3D打印要求，采用3D打印的腓骨金属导板可以很好得解决这方面的问题，具有稳定，坚固，无残留物，不宜变形，可以满足腓骨截骨导板精准外科手术的要求。目前广泛应用的截骨导板主要为分段式结构，中间采用树脂材料的小型链接结构，由于树脂材料的硬度不够，常可能导致分段结构之间出现相对偏移或者小型连接结构的断裂，本产品为金属材质，且为整体设计，段与段之间无连接结构，整体设计进一步提高了导板的稳定性。

作为优选，所述半环抱箍的内侧壁设有方法的齿状凸起，齿状凸起的顶端贴合腓骨表面。与目前的树脂导板相比，我们还对金属导板做了适当的结构改进，在导板的两端采用齿状环抱式结构，应用拉扣固定，防止切割过程中产生滑动、位移，影响切割定位。

作为优选，导板上还设有螺钉孔，螺钉孔中设有将导板和腓骨固定的自攻螺钉。在截取的骨面上采用金属自攻螺钉固定的方式提高了稳定性。腓骨截取时，通常进行分段截取而后拼合成目标形式的方式，因此并非截取的整段腓骨都是需要使用的，需要使用的腓骨段通常是其中几段，而且通常是不连续的，中间间隔着不使用的腓骨段。由于需要使用的腓骨段和不使用的腓骨段相互间隔，固定螺钉时，将螺钉固定在不使用的腓骨段上，以减少对需要使用的腓骨段的损伤。

作为优选，所述导板和半环抱箍采用3D打印成型。

作为优选，所述半环抱箍采用与导板一致的金属材料。

一种3D打印腓骨截骨装置的制作和使用方法，包括以下步骤：

a、对颌骨缺损患者进行CT 扫描，然后将CT 导入到计算机中重建颌面骨骼模型和腓骨模型；

b、在重建的颌面骨骼模型上，明确切除部位和病变颌骨的切割路线，沿着切割路线在计算机中对颌面骨骼模型进行模拟切割；并用腓骨模型替代切除的病变颌骨模型，找出长度与角度最适配颌面骨骼模型切口的替补用腓骨段模型；

c、以腓骨段模型的外表面作为导板和半环抱箍齿状凸起顶端的，根据腓骨段模型的切口长度和角度确定导板上切割导向孔的开设位置和开设角度，确定螺钉孔位置，保证螺钉孔位于两侧的切割孔中间位置，对导板和半环抱箍进行三维建模，获得导板和半环抱箍模型；

d、采用3D金属打印获得腓骨定位的导板模型及两端的半环抱箍模型；

e、将病人的小腿肌肉切开，将消毒好的导板放入切口中，并试着用导板的内表面去贴合病人的腓骨，当导板的内表面均与某段腓骨完全贴合时，即可确定为需要截取的腓骨段的位置；

f、将半环抱箍用拉扣固定的形式与金属导板的两端环抱固定在腓骨上，在导板上的螺钉孔上打入自攻螺钉进一步稳定腓骨与导板；

g、导板中的切割导向孔表征腓骨截骨时的切割路径，采用摇摆据从各切割导向孔进入切割腓骨，形成腓骨的分段式结构；

h、松解两端的半环抱箍，一一取出固定在腓骨上的自攻螺钉，将分段的腓骨拼接后应用于颌面部的重建。

本发明采用采用3D打印制作金属材质的导板和半环抱箍，具有稳定、坚固、无残留物、不宜变形的特点，可以满足腓骨截骨导板精准外科手术的要求；导板的两端采用齿状抱夹结构，应用拉扣固定，在截取的骨面上采用自攻螺钉固定的方式进一步提高了导板的稳定性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种结构示意图。

图2是本发明导板结构示意图。

图3是本发明的半环抱箍结构示意图。

图4是本发明的导板和半环抱箍抱夹腓骨的结构示意图。

图中：1、导板，2、半环抱箍，3、切割导向孔，4、齿状凸起，5、螺钉孔，6、腓骨。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明。

实施例：一种3D打印腓骨截骨装置，如图1所示。本装置包括导板1，导板两端分别对应设置有半环抱箍2。导板1结构如图2、4所示，导板为一体式金属导板，导板沿腓骨方向延伸设置，导板的内侧面横截面呈贴合腓骨6的弧形。导板上开设有若干长条形的切割导向孔3、以及多干个螺钉孔5，螺钉孔位于两侧的切割导向孔中间位置。如图3所示，半环抱箍2的内侧面设有若干齿状凸起4，齿状凸起的尖端贴合腓骨的表面。如图4所示，半环抱箍与导板侧边的端部扣合、环绕抱夹在腓骨6上，导板贴合腓骨表面，半环抱箍的齿状凸起顶设在腓骨另一侧的表面。螺钉孔位置采用自攻螺钉将导板和腓骨进一步固定。腓骨截取时，通常进行分段截取而后拼合成目标形式的方式，因此并非截取的整段腓骨都是需要使用的，需要使用的腓骨段通常是其中几段，而且通常是不连续的，中间间隔着不使用的腓骨段。由于需要使用的腓骨段和不使用的腓骨段相互间隔，固定螺钉时，将螺钉固定在不使用的腓骨段上，以减少对需要使用的腓骨段的损伤。

一种3D打印腓骨截骨装置的制作和使用方法，包括以下步骤：

a、对颌骨缺损患者进行CT 扫描，然后将CT 导入到计算机中重建颌面骨骼模型和腓骨模型；

b、在重建的颌面骨骼模型上，明确切除部位和病变颌骨的切割路线，沿着切割路线在计算机中对颌面骨骼模型进行模拟切割；并用腓骨模型替代切除的病变颌骨模型，找出长度与角度最适配颌面骨骼模型切口的替补用腓骨段模型；

c、以腓骨段模型的外表面作为导板和半环抱箍齿状凸起顶端的，根据腓骨段模型的切口长度和角度确定导板上切割导向孔的开设位置和开设角度，确定螺钉孔位置，保证螺钉孔位于两侧的切割孔中间位置，对导板和半环抱箍进行三维建模，获得导板和半环抱箍模型；

d、采用3D金属打印获得腓骨定位的导板模型及两端的半环抱箍模型；

e、将病人的小腿肌肉切开，将消毒好的导板放入切口中，并试着用导板的内表面去贴合病人的腓骨，当导板的内表面均与某段腓骨完全贴合时，即可确定为需要截取的腓骨段的位置；

f、将半环抱箍用拉扣固定的形式与金属导板的两端环抱固定在腓骨上，在导板上的螺钉孔上打入自攻螺钉进一步稳定腓骨与导板；

g、导板中的切割导向孔表征腓骨截骨时的切割路径，采用摇摆据从各切割导向孔进入切割腓骨，形成腓骨的分段式结构；

h、松解两端的半环抱箍，一一取出固定在腓骨上的自攻螺钉，将分段的腓骨拼接后应用于颌面部的重建。