3D打印拇指腕掌关节反式假体的制作方法

3d打印拇指腕掌关节反式假体
技术领域
1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及3d打印拇指腕掌关节反式假体。


背景技术：

2.拇指腕掌关节(thumb carpometacarpal joint,cmc1)可以进行屈伸、内收外展及旋转等运动，为手部活动量最大的关节。在日常生活中，拇指腕掌关节在特殊的鞍型关节面及其关节背侧韧带的作用下，在抓握时常会承受较大的压力。需要拇指腕掌关节假体植入的疾病有：1、腕掌关节的非炎症性退行性拇指腕掌关节疾病，包括骨关节炎、创伤后关节炎等。2、类风湿性关节炎。3、其他手段治疗失败的患者。
3.针对这些疾病，临床上有多种手术方式，如：关节镜下滑膜切除、关节镜下大多角骨切除及韧带重建、第一掌骨基底楔形截骨、单纯大多角骨切除或肌腱团填塞、腕掌关节融合术，以及假体置换或间置物充填等。
4.拇指腕掌关节假体形式多样，有多种类型。对于全拇指腕掌关节置换假体来说，国外已有elektra、motec等金属-金属界面假体，arpe、moovis等金属-高分子聚合物界面假体，以及moje acamo等陶瓷假体等类型的全拇指腕掌关节假体专利，其中，rubis ii是一款金属-金属界面的反第一掌指关节假体。这些假体通过螺钉或螺旋型栓子植入大多角骨，再通过掌骨杆植入掌骨，起到保留及改善拇指腕掌关节活动度及减轻疼痛的目的。
5.elektra、arpe等假体使用金属-高交联聚乙烯或金属-金属界面，与正常拇指腕掌关节相比，该假体模拟拇指腕掌关节，但由于失去了生理韧带的限制作用，且旋转中心较生理旋转中心靠近端，使得拇指腕掌关节的运动学和软组织平衡发生了显著改变，且作为一款非铰链式假体，对大多角骨侧关节面的手术植入角度要求较高，术后早期的腕掌关节脱位时有发生。
6.rubis ii作为一款金属-金属界面的反式拇指腕掌关节假体，其旋转中心更接近生理旋转中心，且凸面位于大多角骨侧，相比于其余腕掌关节假体更容易调整关节角度。但金属-金属界面的拇指腕掌关节假体由于较易产生金属疲劳及金属碎屑颗粒，使用该界面的假体常存在翻修率较高的问题。
7.因此，现有的假体的使用效果均不佳。
8.因此，提供一种使用效果好的3d打印拇指腕掌关节反式假体成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于提供一种3d打印拇指腕掌关节反式假体，以缓解现有技术中使用效果好的技术问题。
10.第一方面，本实用新型实施例提供了一种3d打印拇指腕掌关节反式假体，包括腕骨球、掌骨帽和掌骨杆；
11.所述腕骨球的底部设置有连接座，且所述连接座通过螺纹连接件能够与大多角骨和小多角骨两者连接；
12.所述掌骨帽罩设在所述腕骨球上，且所述掌骨帽和所述腕骨球之间设置有销轴；
13.能够置入掌骨内的所述掌骨杆设置在所述掌骨帽背离所述腕骨球的一侧。
14.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述腕骨球的关节面设置有钴铬钼合金层；
15.所述掌骨帽的关节面涂覆有高交联高分子量聚乙烯层。
16.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述连接座为3d打印骨小梁结构。
17.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述掌骨杆为3d打印骨小梁结构。
18.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述3d打印拇指腕掌关节反式假体还包括第一掌骨假体，所述第一掌骨假体设置在所述掌骨帽背离所述腕骨球的一侧；
19.所述掌骨杆设置在所述第一掌骨假体背离所述掌骨帽的一端。
20.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述连接座上开设有贯穿所述连接座的连接孔，所述螺纹连接件能够穿过所述连接孔与大多角骨和小多角骨两者连接。
21.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述连接孔为螺纹孔。
22.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述螺纹连接件采用螺钉。
23.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述掌骨帽上开设有贯穿其的第一销孔，所述腕骨球上开设有贯穿其的第二销孔，所述销轴插设在所述第一销孔和第二销孔内。
24.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述掌骨帽的外壁位于所述第一销孔处开设有封堵螺纹孔，所述封堵螺纹孔的直径大于所述第一销孔的直径；
25.所述封堵螺纹孔处螺纹连接有封堵盖。
26.有益效果：
27.本实用新型实施例提供了一种3d打印拇指腕掌关节反式假体，包括腕骨球、掌骨帽和掌骨杆；腕骨球的底部设置有连接座，且连接座通过螺纹连接件能够与大多角骨和小多角骨两者连接；掌骨帽罩设在腕骨球上，且掌骨帽和腕骨球之间设置有销轴；能够置入掌骨内的掌骨杆设置在掌骨帽背离腕骨球的一侧。
28.具体的，在假体植入手术中，医务人员会将第一掌骨近端及大多角骨的关节软骨一并去除。随后将导丝穿入第一掌骨骨管，沿导丝方向凿出凹槽，随后依靠导丝使用扩孔钻制作一个穿过掌骨的孔，以安装掌骨杆。之后，使用骨钻及刨刀在大多角骨上刨出一个大小与腕骨球上的连接座相同的凹槽，并且从大多角骨桡侧入钻，钻出符合连接座设置螺纹连接件的骨道，然后将腕骨球的连接座置入大多角骨的凹槽，螺纹连接件沿骨道从大多角骨
桡侧依次穿过大多角骨骨质、腕骨球、另一侧大多角骨骨质，及小多角骨。之后，将掌骨杆部分置入掌骨骨管的凹槽内，将腕骨球的关节面和掌骨帽的关节面对合，然后插入销轴。腕骨球远端的关节面形态模拟了拇指腕掌关节的生理旋转中心，将距离大多角骨较近的旋转中心远移，减短了关节周围杠杆的阻力力臂，增大了动力力臂，因此结构性地增幅了术后肌肉收缩时能够为远端提供的动力，有利于增强术后患指的活动能力。由于不需要再挖去大量大多角骨的骨质以植入较大的帽状结构，减少了对大多角骨的破坏，因此有利于减少假体周围骨折的概率。调高了实际使用效果。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本实用新型实施例提供的3d打印拇指腕掌关节反式假体的第一种实施方式的示意图；
31.图2为本实用新型实施例提供的3d打印拇指腕掌关节反式假体的第一种实施方式的爆炸示意图；
32.图3为本实用新型实施例提供的3d打印拇指腕掌关节反式假体的第一种实施方式使用时的示意图；
33.图4为本实用新型实施例提供的3d打印拇指腕掌关节反式假体的第二种实施方式的示意图。
34.图标：
35.100-腕骨球；110-连接座；111-连接孔；120-螺纹连接件；130-第二销孔；
36.200-掌骨帽；210-第一销孔
37.300-掌骨杆；
38.400-销轴；
39.500-第一掌骨假体；
40.610-大多角骨；620-小多角骨。
具体实施方式
41.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型
的限制。
43.此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
44.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
46.参见图1、图2和图3所示，本实用新型实施例提供了一种3d打印拇指腕掌关节反式假体，包括腕骨球100、掌骨帽200和掌骨杆300；腕骨球100的底部设置有连接座110，且连接座110通过螺纹连接件120能够与大多角骨610和小多角骨620两者连接；掌骨帽200罩设在腕骨球100上，且掌骨帽200和腕骨球100之间设置有销轴400；能够置入掌骨内的掌骨杆300设置在掌骨帽200背离腕骨球100的一侧。
47.其中，连接座110上开设有贯穿连接座110的连接孔111，螺纹连接件120能够穿过连接孔111与大多角骨610和小多角骨620两者连接。连接孔111为螺纹孔。螺纹连接件120采用螺钉。掌骨帽200上开设有贯穿其的第一销孔210，腕骨球100上开设有贯穿其的第二销孔130，销轴400插设在第一销孔210和第二销孔130内。
48.其中，近端指的靠近大多角骨610的一端，远端指的是远离大多角骨610的一端。
49.具体的，在假体植入手术中，医务人员会将第一掌骨近端及大多角骨610的关节软骨一并去除。随后将导丝穿入第一掌骨骨管，沿导丝方向凿出凹槽，随后依靠导丝使用扩孔钻制作一个穿过掌骨的孔，以安装掌骨杆300。之后，使用骨钻及刨刀在大多角骨610上刨出一个大小与腕骨球100上的连接座110相同的凹槽，并且从大多角骨610桡侧入钻，钻出符合连接座110设置螺纹连接件120的骨道，然后将腕骨球100的连接座110置入大多角骨610的凹槽，螺纹连接件120沿骨道从大多角骨610桡侧依次穿过大多角骨610骨质、腕骨球100、另一侧大多角骨610骨质，及小多角骨620。之后，将掌骨杆300部分置入掌骨骨管的凹槽内，将腕骨球100的关节面和掌骨帽200的关节面对合，然后插入销轴400。腕骨球100远端的关节面形态模拟了拇指腕掌关节的生理旋转中心，将距离大多角骨610较近的旋转中心远移，减短了关节周围杠杆的阻力力臂，增大了动力力臂，因此结构性地增幅了术后肌肉收缩时能够为远端提供的动力，有利于增强术后患指的活动能力。由于不需要再挖去大量大多角骨610的骨质以植入较大的帽状结构，减少了对大多角骨610的破坏，因此有利于减少假体周围骨折的概率。调高了实际使用效果。
50.另外，远端组件中掌骨帽200的角度与掌骨杆300固定连接，不易出现术中关节面角度与设计角度偏离过大的问题，可以更好地避免关节帽角度不准导致的脱位，结构性地加强了稳定性。而且，腕骨球100和掌骨帽200通过销轴400连接(销轴400连接形成铰链式结构)进一步加强了假体的稳定性，一方面有利于避免术后的假体脱位，另一方面，由于拇指腕掌关节在对掌动作时需要承受最高达120kg的剪切力与压力，因此一个稳定且一定程度
上抗剪切力的关节对于术后患者恢复对掌力量起着至关重要的作用，铰链式假体在提供抗剪切稳定的方面具有非铰链式假体无法替代的优势。掌骨假体模拟了第一掌骨的生理形态，对于掌骨破坏严重的患者来说，有利于重建拇指的生理外形。最后通过拇指远端的肌腱移植进行动力重建，以达到恢复活动能力的作用。
51.参见图1、图2和图3所示，本实施例的可选方案中，腕骨球100的关节面设置有钴铬钼合金层；掌骨帽200的关节面涂覆有高交联高分子量聚乙烯层。连接座110为3d打印骨小梁结构。掌骨杆300为3d打印骨小梁结构。
52.具体的，连接座110采用3d打印骨小梁结构，利用骨小梁结构优异的骨长入特性及螺钉的固定作用，达到腕骨球100的连接座110与大多角骨610牢固的生物固定。
53.另外，本实施例提供的3d打印拇指腕掌关节反式假体的关节界面应用了金属对高交联聚乙烯(mopxl)界面，掌骨帽200近端的关节面为高交联聚乙烯，腕骨球100表面为钴铬钼合金。高交联聚乙烯与钴铬钼合金都具有较好的生物相容性，两者间磨擦系数接近人体正常关节的磨擦系数。该种界面较“硬对硬”界面更易耐受撞击，mopxl的抗磨损能力虽然较金属稍弱，但避免了金属对金属界面可能产生的不利因素(周围组织炎性假瘤、假体周围骨坏死、潜在的金属离子毒性、金属腐蚀造成的局部软组织反应、颈部腐蚀断裂和金属离子释放等)，安全性及可靠性更好。
54.需要指出的是，腕骨球100及配套的掌骨帽200有多种大小型号，根据不同患者的体质和体型，医务人员可以采用不同大小型号的假体治疗患者。
55.参见图4所示，本实施例的可选方案中，3d打印拇指腕掌关节反式假体还包括第一掌骨假体500，第一掌骨假体500设置在掌骨帽200背离腕骨球100的一侧；掌骨杆300设置在第一掌骨假体500背离掌骨帽200的一端。
56.具体的，当患者第一掌骨需要更换假体时，医务人员会将近节指骨近端的关节软骨与第一掌骨一并切除。随后将导丝穿入近节指骨骨管，沿导丝方向凿出凹槽，随后依靠导丝使用扩孔钻制作一个穿过指骨的孔，以安装掌骨杆300。固定腕骨球100的过程与前述的步骤一致。最后将3d打印的指骨杆及掌骨假体部件置入指骨骨管的凹槽内，使二者关节面对合，通过关节上的铰链孔插入铰链轴，固定铰链轴，并调整拇指腕掌关节活动度，使其适合活动。最后固定假体。
57.本实施例的可选方案中，掌骨帽200的外壁位于第一销孔210处开设有封堵螺纹孔，封堵螺纹孔的直径大于第一销孔210的直径；封堵螺纹孔处螺纹连接有封堵盖。
58.具体的，当销轴400插入到腕骨球100和掌骨帽200内后，将封堵盖设置在掌骨帽200的封堵螺纹孔处，对销轴400进行限定，避免销轴400随意移动。
59.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。