一种3D打印跟骨骨内支撑植入物

本技术涉及骨修复和重建，尤其涉及一种3d打印跟骨骨内支撑植入物。

背景技术：

1、跟骨是人体足部最大的一块跗骨，位于足底后方，由一薄层骨皮质包绕丰富的松质骨构成。跟骨的形态很不规则，包含六面和四个关节面，异形性明显，解剖形态复杂。高处坠落伤或直接暴力伤均可造成跟骨骨折，其中约75％为累及距下关节的关节内骨折。跟骨作为人体足部承重骨，当暴力来自垂直方向时，距骨对跟骨的撞击可导致跟骨皮质骨断裂塌陷，内部松质骨压缩形成骨缺损，导致距跟关节失去支撑，跟骨原有形态与功能受损明显。同时，血液在压缩的松质骨内部也会流通不畅，形成淤积，不利于远期的骨重建愈合。伴有骨缺损的跟骨骨折如得不到妥善治疗会导致距下关节创伤性关节炎，影响后足功能，对患者的行走跑跳活动能力产生严重影响。

2、跟骨骨折的传统手术治疗方式为“切开骨折复位+骨缺损区植入骨材料+跟骨外侧钢板螺钉固定”，其重点与难点在于骨内缺损的填充能否给予跟骨关节面足够的生物力学支撑强度。目前，临床常用的骨缺损填充材料填入后往往以简单的松散堆积状态存在，相互之间缺乏有效的稳定连接，无法满足维持跟骨长期力学稳定的临床客观要求。患者在术后下肢负重及肢体功能锻炼的过程中易发生内固定失效及关节面再次塌陷，后足与行走功能将无法恢复的受伤前水平。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本实用新型实施例旨在提供一种3d打印跟骨骨内支撑植入物，用以解决现有跟骨骨缺损内撑植入物无法满足维持跟骨长期力学稳定的临床客观要求，患者在术后下肢负重及肢体功能锻炼的过程中易发生内固定失效及关节面再次塌陷，后足与行走功能将无法恢复的受伤前水平的问题。

2、本实用新型提供了一种3d打印跟骨骨内支撑植入物，所述跟骨骨内支撑植入物的高度与长度的比值为1/2，所述跟骨骨内支撑植入物的中关节面的半径范围是10～25mm，前关节面半径范围是15～35mm，后关节面后上缘为顶点，分别连接骰骨关节面前上缘中点和跟骨结节后上缘中点，两条连线的角度为120°～160°；

3、所述跟骨骨内支撑植入物为多孔结构或框架结构，当所述跟骨骨内支撑植入物为所述多孔结构时，所述多孔结构分为第一区域和第二区域，所述第一区域和所述第二区域的弹性模量不同；

4、当所述跟骨骨内支撑植入物为所述框架结构时，包括结构框架和弹性衬垫，所述弹性衬垫位于所述结构框架的底部。

5、进一步地，所述第一区域弹性模量范围设置为大于等于0.5gpa且小于10gpa，且弹性模量连续可变。

6、进一步地，所述第二区域的弹性模量范围设置为大于等于10gpa且小于20gpa，且弹性模量连续可变。

7、进一步地，所述第一区域的弹性模量和所述第二区域的弹性模量的变化梯度均小于3gpa/2mm。

8、进一步地，所述多孔结构的单元大小为2～8mm，孔隙率20％～90％。

9、进一步地，所述弹性衬垫的厚度范围为0.5～5mm。

10、进一步地，所述弹性衬垫的弹性模量为0.5～10gpa。

11、进一步地，所述弹性衬垫的大小与所述结构框架的底部大小相同。

12、进一步地，所述结构框架的内部填充片状的交叉结构。

13、进一步地，所述跟骨骨内支撑植入物的材质为we43镁铝合金。

14、与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：

15、(1)本实用新型的跟骨内植入物为多孔结构或框架结构，跟骨内植入物在植入跟骨内后，会承受压应力，并且在受力的过程中促进镁合金的降解。框架结构可以起到很好的力传导和支撑作用，多孔结构能够将受力进行分散，减少应力集中，多孔结构同时也可以减轻骨植入材料的质量。

16、(2)本实用新型对于跟骨完全缺损的患者，设有弹性衬垫，避免了硬质金属假体与软组织直接接触。

17、本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种3d打印跟骨骨内支撑植入物，其特征在于，所述跟骨骨内支撑植入物的高度与长度的比值为1/2，所述跟骨骨内支撑植入物的中关节面的半径范围是10～25mm，前关节面半径范围是15～35mm，后关节面后上缘为顶点，分别连接骰骨关节面前上缘中点和跟骨结节后上缘中点，两条连线的角度为120°～160°；

2.根据权利要求1所述的3d打印跟骨骨内支撑植入物，其特征在于，所述第一区域(100)弹性模量范围设置为大于等于0.5gpa且小于10gpa，且弹性模量连续可变。

3.根据权利要求2所述的3d打印跟骨骨内支撑植入物，其特征在于，所述第二区域(200)的弹性模量范围设置为大于等于10gpa且小于20gpa，且弹性模量连续可变。

4.根据权利要求3所述的3d打印跟骨骨内支撑植入物，其特征在于，所述第一区域(100)的弹性模量和所述第二区域(200)的弹性模量的变化梯度均小于3gpa/2mm。

5.根据权利要求1所述的3d打印跟骨骨内支撑植入物，其特征在于，所述多孔结构的孔隙率为20％～90％。

6.根据权利要求1所述的3d打印跟骨骨内支撑植入物，其特征在于，所述弹性衬垫(400)的厚度范围为0.5～5mm。

7.根据权利要求1所述的3d打印跟骨骨内支撑植入物，其特征在于，所述弹性衬垫(400)的弹性模量为0.5～10gpa。

8.根据权利要求1所述的3d打印跟骨骨内支撑植入物，其特征在于，所述弹性衬垫(400)的大小与所述结构框架(300)的底部大小相同。

9.根据权利要求1所述的3d打印跟骨骨内支撑植入物，其特征在于，所述结构框架(300)的内部填充片状的交叉结构。

10.根据权利要求1-9任一项所述的3d打印跟骨骨内支撑植入物，其特征在于，所述跟骨骨内支撑植入物的材质为we43镁铝合金。

技术总结
本技术涉及一种3D打印跟骨骨内支撑植入物，属于骨修复和重建技术领域，解决了现有技术中跟骨骨缺损内撑植入物无法满足维持跟骨长期力学稳定的问题。本技术跟骨骨内支撑植入物的高度与长度的比值为1/2，跟骨骨内支撑植入物的中关节面的半径范围是10～25mm，前关节面半径范围是15～35mm，后关节面后上缘为顶点，分别连接骰骨关节面前上缘中点和跟骨结节后上缘中点，两条连线的角度为120°～160°；跟骨骨内支撑植入物为多孔结构或框架结构，当跟骨骨内支撑植入物为多孔结构时，多孔结构分为第一区域和第二区域，第一区域和第二区域的弹性模量不同；当跟骨骨内支撑植入物为框架结构时，包括结构框架和弹性衬垫，弹性衬垫位于结构框架的底部。

技术研发人员：刘冰川,温鹏,田耘,马小林,王彩梅,王超鑫
受保护的技术使用者：北京大学第三医院（北京大学第三临床医学院）
技术研发日：20230418
技术公布日：2024/1/14