[发明专利]一种胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法

说明书

本发明提出了一种胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法，首先通过三维重建技术重建健侧及患侧胫骨，根据肿瘤位置确定截骨范围，在建侧胫骨基础上镜像得到胫骨假体主体，然后在主体两端通过计算机辅助设计固定两侧骨质的侧翼钢板及髓内钉，最后导出STL模型进行3D打印成型及后处理。该制备方法简单快捷，弥补了目前临床胫骨中上段肿瘤型假体的不足，基于该方法制备的假体不仅保留了关节面，而且设计的关节面骨块固定钢板位置避开了鹅足等血管神经软组织覆盖部位，固定更为安全可靠，远端髓内钉采用滑动孔与静力孔结合技术，且其置钉位置通过有限元分析技术优化获得，使得假体植入后整体力学分布更为均衡，加强了远期稳定性。

技术领域

本发明涉及骨肿瘤切除后骨关节功能重建辅助器械的研发技术领域，尤其涉及一种胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法。

背景技术

胫骨近端是原发恶性骨肿瘤仅次于股骨远端的第二大好发部位，胫骨近端解剖结构特殊，与胫神经、腓总神经、小腿血管关系密切，软组织覆盖薄弱，需同时处理上胫腓关节，切除胫骨粗隆后需要重建伸膝装置、小腿肌肉起点的破坏等，保肢难度大，并发症多高，重建后膝关节功能差。因此，胫骨近端恶性骨肿瘤的广泛切除和骨关节功能重建面临更多的挑战。

目前，胫骨上段肿瘤切除后的骨缺损重建主要有三种选择：1)异体半关节移植；2)人工关节-异体骨复合移植；3)肿瘤型人工关节置换。由于异体半关节来源及保存困难，使用较少。人工关节-异体骨复合移植可以提供良好的软组织附着，同时可以早期活动，是胫骨上段肿瘤切除后重建的主要方法，但同样受到异体骨来源的困扰。人工关节无排斥反应、不存在移植骨骨折且可以早期恢复功能，目前已成为胫骨中上段肿瘤切除后，骨关节功能重建的主流发展方向。

但是，目前临床上使用的人工关节质量仍不及生理关节，人工假体仍存在假体感染、假体松动及等不足。临床上保留关节的肿瘤型假体稀缺，而胫骨上段骨肿瘤保肢手术的基本原则是在广泛切除肿瘤同时，较大程度恢复膝关节的功能，规格化假体不能满足其个性化精准治疗的需求，个体化定制假体设计流程复杂，时间及成本高。

因此，针对上述现有技术不足，提供一种胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法以克服现有技术的不足甚为必要。

发明内容

本发明提供了一种胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法，通过该方法制备的个性化胫骨中上段肿瘤型假体，成型速度快、精度高，并且能保留近端关节面及关节周围血供，最大程度地恢复膝关节的解剖形态及功能。

本发明的上述目的通过如下技术手段实现。

提供一种胫骨中上段肿瘤型假体的制备方法，依次包括如下步骤：

S1、采集同一目标对象双侧胫骨的计算机断层成像数据，并将所获得的断层成像数据导入三维重建软件进行图像处理操作，建立同一目标对象双侧胫骨的三维模型以及骨肿瘤的三维模型，同一目标对象的双侧胫骨的三维模型包括健侧胫骨三维模型和患侧胫骨三维模型；

S2、将步骤S1获得的双侧胫骨以及骨肿瘤的三维模型导入三维建模软件的模拟仿真模块中，确定截骨范围及截骨平面并对同一目标对象双侧胫骨的三维模型进行模拟截骨操作，健侧胫骨三维模型模拟截骨后获得肿瘤型假体主体模板的三维模型；

S3、将步骤S2获得的肿瘤型假体主体模板的三维模型通过矢状面对称的方式镜像成像至患侧，得到肿瘤型假体主体的三维模型，然后进行虚拟复位操作，根据远端髓腔的位置、直径及深度拉伸一与远端髓腔匹配的模拟远端髓内钉，获得模拟远端髓内钉的三维模型，将肿瘤型假体主体的三维模型和模拟远端髓内钉的三维模型以STL格式保存；

S4、将步骤S3获得的STL格式的肿瘤型假体的三维模型和模拟远端髓内钉的三维模型导入逆向工程软件中进行曲面优化，再编辑胫骨假体轮廓线、构造胫骨假体曲面片、构造胫骨假体格栅，最终拟合曲面生成肿瘤型假体实体化模型；