[发明专利]矫形外科创伤板及其形成方法

说明书

本发明公开了用于形成矫形外科植入体的方法。方法包括确定待附接植入体的主体的骨骼的一个或多个参数；并且基于一个或多个参数计算规格。规格包括与植入体的弹性有关的机械性能；植入体的长度；以及将植入体固定到骨骼的两个或更多个固定位置的部位。方法还包括基于规格形成植入体。在具体实施例中，通过使用增材制造或3维打印形成植入体。在另一具体实施例中，植入体形成有内部晶格结构以促进骨诱导或骨引导。

技术领域

本发明涉及矫形外科创伤板和用于形成矫形外科创伤板的方法。

背景技术

在过去的20-30年里，骨折断口固定术和我们为此使用的装置没有重大改变。骨折断口可以以多种方式“固定”。最常用的技术之一是使用医用级不锈钢316L或Ti-6Al-4V板的切开复位术和内固定术。

这些板目前使用标准铸造/锻造和后处理技术来制造。生产的板具有若干问题。这些板比骨骼硬得多，植入体和骨骼之间的弹性模量的差异可能造成延迟愈合或甚至不愈合。这些板以具有固定数量的孔的预定大小制造。大小/形状或孔位置不能变化。如果骨折断口不以及时的方式痊愈，则板中的冗余的或未使用的孔可能会成为形成应力增加的因素，从而可能导致植入体的失败。

骨板从19世纪开始用于骨折断口固定术，并且骨板的形状和锁定机制经过多年改革。大量骨板设计由医疗公司获得专利。例如，专利US5709686A、US6454770B1和US20060235400A1于1995年、2002年和2006年授予Synthes USA LLC。对于所有这些骨板设计，市场上仅可提供标准大小和长度。制备了冗余螺钉孔用于满足多种类型的骨折断口，由于空的螺钉孔周围的应力集中，冗余螺钉孔进一步作为形成应力增加的因素，如我们的有限元分析(FEA)研究(图1、图2和图3)所示。

另外，由于固定板与人类骨骼之间的模量的高度不匹配，传统骨板的临床应用遭遇应力遮蔽问题。不锈钢的杨氏模量约为190GPa，而皮质骨的值仅勉强达到约20GPa。此外，在某些特殊情况下，诸如关节周围的骨折断口，使用弯铁和铗钳按照骨骼结构制定板的轮廓。

发明内容

本文中公开了用于形成矫形外科植入体的方法，该方法包括：

确定待附接植入体的主体的骨骼的一个或多个参数；

基于一个或多个参数计算规格，该规格包括：

与植入体的弹性有关的机械性能；

植入体的长度；以及

将植入体固定到骨骼的两个或更多个固定位置的部位；以及

基于规格形成植入体。

可以基于骨骼的预期自然柔韧性进一步计算机械性能。

方法还可以包括确定主体的重量并且基于主体的重量确定骨骼/骨折断口的预期自然/最佳的柔韧性/应变。

每个固定位置可以包括穿过植入体的纵向轴线，并且计算包括两个或更多个固定位置的部位的规格包括计算相应的固定位置的纵向轴线的轨迹。

每个固定位置可以布置成与锁定或非锁定的螺钉配合，以将植入体锚固到骨骼，并且计算轨迹以沿最佳锚固方向将螺钉引导到骨骼中。

计算包括两个或更多个固定位置的部位的规格可以包括确定固定位置的相对部位以减少植入体固定到骨骼后在骨骼中产生局部应力。

形成植入体可以包括使用3维打印来构建植入体。

基于与植入体的弹性有关的机械性能形成植入体可以包括形成具有内部晶格结构的植入体，以保持植入体的外尺寸和整体强度同时降低抗弯曲性。