[发明专利]一种非接触电磁驱动的无创可延长缺损型人工假体

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体的，涉及一种非接触电磁驱动的无创可延长缺损型人工假体。

背景技术

中国每年原发性骨肉瘤病例约为1万多例。骨肉瘤占原发骨肿瘤的10％，占原发恶性肿瘤的20％，每年发病率为1－3人/100万人，其中75％患者年龄在10－30岁，是严重影响青壮年身心健康的恶性肿瘤。

保肢手术的概念在过去的25年中逐渐发展，成熟。保肢手术主要包括受累骨瘤段的完整切除和骨缺损的重建，在过去的二、三十年里美国和欧洲的骨肿瘤诊疗中心使用了各种各样的重建技术，对骨肿瘤切除后肢体进行重建,随着近年来对不同重建方法随访结果分析发现，人工金属假体重建取得了较好的中远期随访结果，人工假体重建的优点包括：内固定耐用，术后即刻的稳定好，较好的短期及远期功能预后，术后关节活动度好。

对于青少年，股骨远端和胫骨近端骺板(骨骼生长部位)的生长占整个下肢升高发育长度的70％。股骨下端骺板的切除会使患肢每年丧失约1.6cm长度。出于这种原因考虑，对于年龄很小的骨肿瘤患者进行膝关节切除(常小于10岁)必然会引起严重的肢体不等长。对于儿童骨肿瘤患者来说，随着生存期延长，瘤段截除假体重建造成的肢体不等长和跛行等并发症日渐增多。儿童由于骨骼还有很大的生长能力，任何的金属假体随着儿童的长大最后都需要翻修。

目前10％的骨原发肿瘤患者面临着保肢手术后肢体不等长的问题。儿童保肢术后肢体不等长逐渐成为该领域的热点问题。可延长假体可以较好地解决这一问题，但由于当前广泛采用的可延长假体每次延长均需要通过手术，切开一定长度切口显露延长螺钉，利用机械驱动装置延长假体，且每次延长长度有限(血管神经无法耐受牵拉)，多次手术增加感染几率及组织瘢痕化。因此，当前医生采用的有创可延长假体对儿童患者来说大大增加了手术次数和术后并发症的几率。这种频繁的手术过程将持续十年甚至更长，对患者造成的痛苦及经济负担都相当大。

传统的人工植入假体如图1所示，关节两端通过髓针结构通过骨水泥或压配(生物固定)方式分别固定于患者的股骨和胫骨髓腔，假体植入后能够承受人体正常生理生活的载荷，并满足膝关节日常活动所需活动范围。

本发明设计了一种全新的可延长人工假体，该假体在延长时不需要对患儿患处进行二次手术，而是通过体外交变磁场驱动假体内部的延长装置实现“无创”延长，对患儿完全不造成二次或多次手术带来的痛苦，且可以根据患儿腿部生长情况增加单位时间内(如一年内)延长次数，相应减少每次的延长长度，使得患儿更容易适应每次延长后的双腿长度及平衡问题。本发明提出的可延长人工假体可较好地解决儿童患者肢体肿瘤切除后肢体不等长的问题，针对类似患儿具有广泛的推广意义和实际应用价值。

发明内容

本发明首先涉及一种带有电磁驱动延长机构的人工假体，所述的电磁驱动延长机构主要由永磁体(1)、减速箱(2)、线性丝杠(3)和可延长假体部分(4)等几部分组成，所述的电磁驱动延长机构能够在外部驱动磁场作用下通过可延长假体部分(4)向前伸出而延长。

所述的永磁体设置在假体的一端的空腔中，固定连接到减速箱的输入端，能够在外部驱动磁场的作用下在所述的人工关节假体的空腔中转动；

所述的减速箱输入端在永磁体的带动下转动，通过减速传动在减速箱输出端输出较低转速和较大输出转矩；

所述的减速箱的输出端连接到线性丝杠一端，将通过永磁体转动获得的较低转速和较大输出转矩施加到所述线性丝杠上，带动线性丝杠旋转并向前推动丝杠滑块；

所述的丝杠滑块固定在连接到外部骨端的可延长假体部分的内壁上，能够向前推动可延长的假体移动，增加假体缺损段长度，延长两侧髓针之间的距离；

所述的丝杠滑块和可延长假体部分的连接通过螺纹相连；

所述的可延长假体部分的外壁嵌套在所述可延长机构的套筒内，由丝杠滑块推动在径向向前延伸，同时轴向固定不转动。

所述的永磁体在结构设计上采用圆柱体结构，沿径向进行磁化，材料采用钕铁硼磁性材料。

所述的外部驱动磁场是一个高速旋转的交变磁场，通过电磁场带动假体内的永磁体随之转动。

所述的减速箱为齿轮多级行星减速箱；输入端到输出端的转动比例为15000：1，通过外部驱动磁场驱动丝杠滑块向前移动1-2mm需要大约3.5分钟时间。

所述的人工假体应用于肱骨近端，股骨近端，股骨远端，胫骨近端等全身长管状骨部位。