阅读说明：本技术 一种含有3d打印导板的股骨截骨置钉夹具及其应用 (Femur osteotomy nail-placing clamp with 3D printing guide plate and application thereof ) 是由 占师 张长青 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种含有3D打印导板的股骨截骨置钉夹具,从左到右分别为股骨干固定夹具和股骨头固定夹具,分别通过可移动的支柱或支柱和滑竿与滑槽连接。3D打印导板包括契合股骨的股骨干导板和股骨头导板以及股骨干导板上附有可装卸的置针导板和二次截骨导板。本发明还公开了该股骨截骨置钉夹具在股骨截骨置钉实验中的应用。该股骨截骨置钉夹具可以将股骨和对应的3D打印导板牢固的固定在其中,为实验中的骨折的制作和螺钉的植入提供坚强固定；而且创造性的将股骨头部和股骨干部结构设计为可分离可归回的结构,可以完美的实现股骨颈骨折模型的截骨、精准复位和置钉手术,从而将样本间的手术质量差异性降到最低。(The invention discloses a femoral osteotomy nail setting clamp with a 3D printing guide plate, which is a femoral shaft fixing clamp and a femoral head fixing clamp from left to right and is respectively connected with a chute through a movable strut or a strut and a sliding rod. The 3D printing guide plate comprises a femoral shaft guide plate and a femoral head guide plate which are matched with the femur, and a needle placing guide plate and a secondary osteotomy guide plate which are detachably attached to the femoral shaft guide plate. The invention also discloses application of the femoral osteotomy nail-placing clamp in a femoral osteotomy nail-placing experiment. The femur osteotomy nail-placing clamp can firmly fix a femur and a corresponding 3D printing guide plate therein, and provides strong fixation for the manufacture of fracture and the implantation of screws in an experiment; and the structures of the head part and the trunk part of the femur are creatively designed into structures which can be separated and returned, so that the osteotomy, the accurate reduction and the nail setting operation of the femoral neck fracture model can be perfectly realized, and the difference of operation quality among samples is reduced to the minimum.)

一种含有3D打印导板的股骨截骨置钉夹具及其应用

技术领域

本发明涉及股骨截骨置钉夹具领域，尤其涉及一种含有3D打印导板的股骨截骨置钉夹具及其应用。

背景技术

股骨颈骨折手术方式众多，其中空心加压螺钉固定是常用手术方式。而市面上螺钉型号众多，因此对不同型号螺钉固定效果的生物力学评估可以为股骨颈骨折治疗提供理论指导。为了研究各型号螺钉对骨折的固定效果，需要用到多样本的统计分析(一般5个以上)，那么保证同类型螺钉的手术方式一致就成了评估螺钉固定效果的一个重要保证。目前医生基本是徒手制作骨折模型后再徒手将螺钉植入其中进行固定，然后通过X片大体评估是否植入适当位置，无法保证同类别螺钉固定的骨折模型的进钉角度和置钉位置一致，从而造成组内手术质量的差异性。

3D打印技术于20世纪80年代中期开始出现，是一种以数字模拟文件为基础，运用黏合性粉末材料逐层堆叠累积的方式制造三体实体的技术，其应用领域广泛，涉及珠宝、鞋类、建筑、汽车、航空航天、医学、***等，目前3D打印技术在医学方面的应用包括熔融沉积造型技术、选择性激光烧结技术、离体印刷术、多喷嘴成型技术等。

由于不同个体股骨的尺寸各不相同，截骨和置钉需要结合骨形状进行个性化制作，目前可以使用3D打印个性化导板解决，但是多功能的截骨和置钉3D打印导板如何有效的固定在股骨上一直没有看到相关的辅助设备克服。因此，发明一种可以确保骨折角度和进钉角度一致的、可以容纳不同股骨个性化特征的固定夹具系统非常有必要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种含有3D打印导板的股骨截骨置钉夹具及其应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种含有3D打印导板的股骨截骨置钉夹具，从左到右分别为可移动的股骨干固定夹具和股骨头固定夹具，位于滑槽的上端；其中，

股骨干固定夹具为前后两端开口的盒装结构，通过股骨头固定夹具支柱与滑槽连接，实现左右移动；

股骨头固定夹具为相邻两面开口的盒装结构，通过股骨头固定夹具支柱在股骨头夹具滑竿上滑动实现上下移动；

该3D打印导板包括放置在股骨干固定夹具内的契合股骨干的股骨干导板、放置在股骨头固定夹具内的契合股骨头的股骨头导板、设于股骨干固定夹具侧面的置钉导板以及上面的二次截骨导板。

进一步地，股骨干固定夹具上端设有股骨干夹具盖子，股骨头固定夹具上端设有股骨头夹具盖子；股骨干夹具盖子和股骨头夹具盖子协助固定股骨和所述3D打印导板。

进一步地，置钉导板通过置钉导板开口固定在股骨干导板上，内部含有不同角度的一个或多个置钉导孔。

进一步地，股骨干固定夹具前端凸出的可上下转动的支撑板通过铰链与股骨干固定夹具连接。

进一步地，股骨头夹具滑竿与滑槽连接，可左右移动。

本发明的第二个方面提供股骨截骨置钉夹具的3D打印导板的制备方法，包括以下步骤：

(1)根据股骨的长度、宽度、形状以及截骨的角度，利用建模软件建立契合股骨干和股骨头的导板模型以及二次截骨导板模型；

(2)根据股骨颈轴线的位置和置钉的角度、个数，利用建模软件建立置钉导板的模型；

(3)将模型导入打印机进行3D打印，生成所需3D打印导板。

进一步地，步骤(1)或(2)中的建模软件选自3Dmax、PROE、UG、AUTOCAD或SOLIDWORKS。

进一步地，步骤(3)中的3D打印材料选自金属、ABS树脂、光敏树脂、聚乳酸、聚乙烯醇或尼龙。

进一步地，步骤(3)中的3D打印材料优选为光敏树脂。

本发明的第三个方面提供一种含有3D打印导板的股骨截骨置钉夹具在截骨置钉实验中的应用。

进一步地，具体操作包括：

(1)将个性化的股骨干导板和股骨头导板放置到夹具中，然后将股骨放入导板中，盖上夹具盖子；

(2)在股骨颈处截骨，将股骨头夹具部分移开，并且通过二次截骨导板设置的角度对股骨干进行二次截骨；

(3)将股骨头移回至与股骨干连接，固定股骨头固定夹具支柱。

(4)将置钉导板在置钉导板开口处固定在股骨干导板上，并将螺钉植入股骨模型中。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果：

一种含有3D打印导板的股骨截骨置钉夹具的使用，可以将股骨和对应的3D打印导板牢固的固定在其中，为实验中的骨折的制作和螺钉的植入提供坚强固定。而且创造性的将股骨头部和股骨干部结构设计为可分离可归回的结构，可以完美的实现股骨颈骨折模型的截骨、精准复位和置钉手术，从而将样本间的手术质量差异性降到最低。

附图说明

图1为本发明一实施例中的含有3D打印导板的股骨截骨置钉夹具的结构示意图；

图2为本发明一实施例中的股骨干导板、二次截骨导板和置钉导板连接之后的结构示意图；

图3为本发明一实施例中的二次截骨导板的结构示意图；

图4为本发明一实施例中的股骨干导板的结构示意图；

图5为本发明一实施例中的置钉导板的结构示意图；

图6为本发明一实施例中的股骨头导板的结构示意图；

其中，1-股骨干固定夹具；2-股骨干夹具盖子；3-铰链；4-置钉导板开口；5-股骨干固定夹具支柱；6-滑槽；7-股骨头固定夹具支柱；8股骨头固定夹具；9-股骨头夹具滑竿；10-螺钉孔；11-支撑板；12-二次截骨导板；13-股骨干导板；14-股骨头导板；15-置钉导板；161-股骨干导板与股骨头导板连接定位一；162-股骨干导板与股骨头导板连接定位二；171-股骨干导板与置钉导板固定位置；172-股骨干导板与置钉导板固定通道；181-二次截骨导板与股骨干导板固定位置；182-二次截骨导板与股骨干导板固定通道；19-股骨头夹具盖子。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

实施例一

本实施例提供一种含有3D打印导板的股骨截骨置钉夹具。

如图1-6所示，该股骨截骨置钉夹具从左到右分别为股骨干固定夹具1和股骨头固定夹具8，位于滑槽6上端的15cm左右处。

其中，股骨干固定夹具1为前后两端开口的盒装结构，通过股骨头固定夹具支柱5与滑槽6连接，实现左右移动，股骨干固定夹具2上端设有盖子1；股骨头固定夹具为相邻两面开口的盒装结构，通过股骨头固定夹具支柱7在股骨头夹具滑竿9上滑动实现上下移动，该股骨头夹具滑竿9与滑槽6连接，可左右移动，这样便可实现股骨头夹具的上下左右移动，方便股骨头与二次截骨之后的股骨干复位。

该3D打印导板包括放置在股骨干固定夹具1内的契合股骨干的股骨干导板13、放置在股骨头固定夹具8内的契合股骨头的股骨头导板14、设于所述股骨干固定夹具1侧面的置钉导板15以及上面的二次截骨导板12。在二次截骨导板12上的二次截骨导板与股骨干导板固定通道182处***克氏针到股骨干导板13上的二次截骨导板与股骨干导板固定位置181，使二次截骨导板12固定在股骨干导板13上；在置针导板15上的股骨干导板与置钉导板固定通道172***克氏针到股骨干导板13上的股骨干导板与置钉导板固定位置171，使置针导板15固定在股骨干导板13上；同理，将股骨干导板15上的股骨干导板与股骨头导板连接定位二162与股骨头导板14上的股骨干导板与股骨头导板连接定位一161重合，***克氏针，使得股骨干导板13和股骨头导板14在二次截骨后固定牢靠，方便后续的置钉操作。

此外，该股骨截骨置钉夹具的盖子、侧面、和底面均有螺钉孔10，拧入螺钉可辅助固定3D打印导板和股骨。

置钉导板15通过置钉导板开口4固定在股骨干导板13上，内部含有不同角度的一个或多个置钉导孔。股骨干固定夹具1前端凸出的可上下转动的支撑板11通过铰链3与所述股骨干固定夹具1连接。该铰链3可以使支撑板11上下转动，便于二次截骨。

以下通过具体实施例介绍3D打印导板的制备方法和该股骨截骨置钉夹具的操作方法。

实施例二

本实施为实施例一中的股骨截骨置钉夹具的3D打印导板的制备方法，包括以下步骤：

(1)根据股骨的长度、宽度、形状以及截骨的角度，利用建模软件SOLIDWORKS建立契合股骨干和股骨头的导板模型以及二次截骨导板模型；

(2)根据股骨颈轴线的位置和置钉的角度、个数，利用建模软件SOLIDWORKS建立置钉导板的模型；

(3)将模型导入打印机进行3D打印，采用光敏树脂为打印材料生成所需3D打印导板。

实施例三

本实施例提供实施例一中的含有3D打印导板的股骨截骨置钉夹具的应用，具体的操作包括如下步骤：

(1)将个性化的股骨干导板和股骨头导板放置到夹具中，然后将股骨放入导板中，盖上夹具盖子，在螺钉孔***螺钉，对3D打印导板和股骨进一步固定；

(2)在股骨颈处截骨，将股骨头夹具部分移开后通过二次截骨导板设置的角度对股骨干进行二次截骨；

(3)将股骨头移回至与股骨干连接，固定股骨头固定夹具支柱。

(4)将置钉导板在置钉导板开口处固定在股骨干导板上，并将螺钉植入股骨模型中。

由上述实施例可知，本发明提供的一种含有3D打印导板的股骨截骨置钉夹具的使用，可以将股骨和对应的3D打印导板牢固的固定在其中，为实验中的骨折的制作和螺钉的植入提供坚强固定。而且创造性的将股骨头部和股骨干部结构设计为可分离可归回的结构，可以完美的实现股骨颈骨折模型的截骨、精准复位和置钉手术，从而将样本间的手术质量差异性降到最低。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。