用于骶髂关节脱位治疗的复位固定板

摘要

本发明公开了一种用于骶髂关节脱位治疗的复位固定板，其上具有多个供锁定螺钉进入的锁定孔，复位固定板整体呈“K”，包括可一体形成的第一接骨板、第一翼板和第二翼板，第一接骨板用于与骶骨锁定，第一翼板向斜上方延伸至髂骨侧、与髂骨锁定，在第一翼板上具有导向滑孔，于导向滑孔上可拆卸的固定有导向块，导向块的上端面呈滑坡面，滑坡面自第一翼板自由端向固定端方向倾斜向下设置；第二翼板位于第一翼板的下方，两个翼板均与髂骨锁定。复位螺钉经辅助滑孔和导向滑孔打入其顶部具有被辅助滑孔向下限位的凸沿。可以在术中实现复位固定一体化，减少对骨质破坏，减少手术时间同时降低辐射剂量及并发症风险。

说明书

技术领域

本发明涉及接骨板领域，尤其涉及一种用于骶髂关节脱位治疗的复位固定板。

背景技术

骶髂关节脱位常常伴随骨盆骨折发生，常见于高能量多发伤患者，是骨盆后环损伤中一种常见的损伤类型。骨盆是人体生理情况正常力学传导的重要组成部分，其中由髂骨、骶骨及骶髂关节组成的骨盆后环对于维持骨盆稳定有重要作用，其中骶髂关节及其周围韧带组成的骶髂关节复合体是人体正常力学传导的重要组成部分，对骨盆的稳定性有决定性作用。

近年来，由高能量损伤所致的骨盆骨折越来越普遍，存在于8％～16％的创伤患者中。骶髂关节脱位后，髂骨会发生向后向上的移位。对于骨盆骨折治疗来说，分为保守治疗及手术治疗两种。因保守治疗易导致多种并发症，包括感染、压疮、骨折畸形愈合及慢性疼痛等，越来越多学者认为不稳定骨盆骨折尽量早期行手术治疗，又因为涉及关节部位的骨折尤其需要解剖复位来促进愈合，同时经过手术复位固定后可使患者早期活动，减少卧床相关并发症并且获得更好预后，因此目前对于符合手术适应症的患者，临床上普遍采取手术治疗。

目前对于骶髂关节脱位的手术治疗方法各有优缺点。微创的骶髂关节螺钉固定效果良好，创伤小，但螺钉置入有较高的偏移风险，在解剖正常患者中，螺钉错位发生率可达到12％，解剖异常患者甚至高达28％，最常见并发症发生率达8％，即损伤闭孔神经及髂内血管，并且螺钉若发生错位，会增加内固定失败率，进一步导致预后较差。因此许多学者认为复位过程需要多种方式辅助，包括CT及CT-3D导航系统、O臂导航系统、3D打印技术及TiRobot系统等。虽然这些技术有其优点，但不可否认的是这些技术能够应用的前提是获得良好复位，因此对术者要求较高。同时在一定程度上增加了手术的成本，加大了患者及术者的辐射量，且各种方式适应症不尽相同，实施难度较大。切开复位内固定有多种内固定方式，包括蝶形钢板、“八”字双钢板、重建钢板、T形钢板，相比于骶髂关节螺钉固定，切开复位能够较为直观地完成复位，但目前术中复位过程多采用两点复位钳提拉扭转，因骶骨及髂骨松质骨较多，容易导致复位不完全，固定不理想，进而导致一系列并发症。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以在术中实现复位固定一体化，减少对骨质破坏，减少手术时间同时降低辐射剂量及并发症风险的用于骶髂关节脱位治疗的复位固定板。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

用于骶髂关节脱位治疗的复位固定板，其上具有多个供锁定螺钉进入的锁定孔，其特征在于，包括：

第一接骨板，位于骶骨侧，用于与骶骨锁定；

第一翼板，其一端与第一接骨板固定，另一端向斜上方延伸至髂骨侧、与髂骨锁定，所述第一翼板上具有导向滑孔，于导向滑孔上可拆卸的固定有导向块，所述导向块的上端面呈滑坡面，滑坡面自第一翼板自由端向固定端方向倾斜向下设置，于导向块上具有与导向滑孔重叠的辅助滑孔；

第二翼板，位于第一翼板的下方，其一端与第一接骨板固定，另一端延伸至髂骨侧、与髂骨锁定，所述第二翼板与第一翼板呈夹角设置；及

复位螺钉，经辅助滑孔和导向滑孔打入，所述复位螺钉的顶部具有径向向外延伸出的凸沿，所述凸沿被辅助滑孔向下限位。

进一步的技术方案在于，所述导向块的底面上具有与第一翼板滑接配合的滑槽，所述第一翼板与第一接骨板顶部间形成有对导向块定位的拐角。

进一步的技术方案在于，所述锁定孔能够对锁定螺钉打入的角度进行限定。

进一步的技术方案在于，所述锁定孔呈锥形的螺孔，以使锁定螺钉植入后，锁定螺钉的头部能够沉入螺孔内。

进一步的技术方案在于，所述第一接骨板上等距排布有四个锁定孔，所述第一翼板上具有两个锁定孔，所述第二翼板上具有两个锁定孔。

进一步的技术方案在于，所述锁定孔位于对应板体的中心线上。

进一步的技术方案在于，所述第一翼板与第一接骨板之间所成夹角α为0°～90°，所述第二翼板与第一接骨板之间所成夹角β为0°～90°。

进一步的技术方案在于，所述第一接骨板两端的锁定孔不完全凸出于第一翼板和第二翼板。

进一步的技术方案在于，所述第一翼板上的锁定孔位于导向滑孔的一侧并远离骶髂关节设置。

进一步的技术方案在于，所述导向块的垂直高度为1～3cm，水平长度为1～3cm。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

该复位固定板上通过设置导向块使其具有复位功能，导向块的上表面呈斜坡面，且滑坡面自第一翼板自由端向固定端方向倾斜向下设置，复位时先将第一接骨板与骶骨固定，然后复位螺钉由滑坡面的高端旋转打入，然后沿斜面向下滑动，随着复位螺钉的旋转下滑，复位螺钉带动髂骨往内移动，即可实现对髂骨的前提、下移、内聚，复位完成后，将两个翼板与髂骨侧固定，从而实现了骶髂关节脱位后的复位-固定治疗，实现复位固定一体化。

并且复位螺钉由髂骨较厚部位打入，保证了复位螺钉与髂骨的连接强度，保证了复位的稳定性，并通过类似“K”形的固定方式，较正常骨盆最大位移值降低，并且复位固定板受力均匀且较低，保证复位-固定的稳定性，减少对骨质破坏，操作方便快捷，减少手术时间同时降低辐射剂量及并发症风险。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本复位固定板的结构示意图；

图2是本复位固定板隐去导向块和复位螺钉后的结构示意图；

图3是本复位固定板中导向块和复位螺钉的结构示意图；

图4是本复位固定板的模态示意图；

图5是现有的传统双钢板固定用器械的模态示意图；

图6是利用图4复位固定板进行内固定的骶髂关节脱位复位模型；

图7是利用图5现有的传统双钢板固定用器械进行内固定的骶髂关节脱位复位模型；

图8是所建立正常骨盆模型受力后的应力分布模态图；

图9是所建立正常骨盆模型受力后的位移分布模态图；

图10是图6中模型受力后的位移分布模态图；

图11是图7中模型受力后的位移分布模态图；

图12是图6中模型受力后的应力分布模态图；

图13是图7中模型受力后的应力分布模态图；

图14是图6中复位固定板的应力分布模态图；

图15是图7中传统双钢板固定用器械的应力分布模态图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1～图15所示，用于骶髂关节脱位治疗的复位固定板，用于骶髂关节的锁定，在复位固定板上具有多个供锁定螺钉进入的锁定孔01，以将复位固定板与髂骨和骶骨固定。锁定钢板及锁定螺钉对于骨质疏松的骨质仍有足够的稳定效果，其抗拔出力强，松动率更低，因骶骨及髂骨大部分螺钉置入部分大部分由松质骨组成，锁定螺钉效果更佳，同时锁定螺钉对于骨膜破坏较少，最大程度保护骨的血运，能够降低不利于骨折愈合的医源性影响。

另外，锁定孔01能够对锁定螺钉打入的角度进行限定。孔位及锁定角度设计同时满足两个要求，一是不进入骶髂关节面，二是不进入骶管及骶孔。不进入骶髂关节面代表复位固定板未进一步破坏骶髂关节血运及关节软骨。不进入骶管及骶孔意味着复位固定板最大限度减少了神经系统并发症。又因复位固定板与锁定螺钉整体固定为一体，相当于内固定支架，整体稳定性强，因此符合坚强固定的标准。

锁定孔01呈锥形的螺孔，以使锁定螺钉植入后，锁定螺钉的头部能够沉入螺孔内，减少了锁定螺钉头部凸出于复位固定板的表面而提高皮肤表面张力，导致伤口难以愈合的可能，并减少患者的痛苦。同时，由于骶骨、髂骨各处的厚度和坚固程度不同，在保证不进入骶髂关节面、不进入骶管及骶孔的前提下，还可通过预先对锁定孔01进行偏转倾斜角度的设定，使锁定孔01植入的锁定螺钉能够在植入后指向骨骼的较厚或较坚固处，提高锁定螺钉的固定强度并降低锁定螺钉受到的剪切力，减少断钉风险。

本公开的用于骶髂关节脱位治疗的复位固定板呈类“K”形，包括可一体形成的第一接骨板110、第一翼板120和第二翼板130，复位固定板可由钛合金制得，其厚度为1.5～2.5mm，优选的为2mm。

第一接骨板110位于骶骨侧，用于与骶骨锁定，在第一接骨板110上可等距排布有四个锁定孔01。第一翼板120和第二翼板130均位于髂骨一侧，用于与髂骨固定，在第一翼板120和第二翼板130上各设置两个锁定孔01。各个锁定孔01位于对应板体的中心线上，以保证受力的稳定性。

第一翼板120的一端与第一接骨板110固定，另一端向斜上方延伸至髂骨侧、与髂骨锁定，第一翼板120向上延伸，能够使其覆盖在髂骨较厚的位置。第二翼板130位于第一翼板120的下方，其一端与第一接骨板110固定，另一端延伸至髂骨侧、与髂骨锁定，第二翼板130与第一翼板120呈夹角设置。具体的，第一翼板120与第一接骨板110之间所成夹角α为0°～90°，第二翼板130与第一接骨板110之间所成夹角β为0°～90°，从而使得第一翼板120与第二翼板130间所成夹角γ为0°～90°。

其中，复位固定板上相邻两锁定孔的间距不小于0.5cm，所述导向滑孔两侧的第一翼板的单侧宽度不小于1mm，保证复位固定板的强度。

进一步优选的，第一接骨板110两端的锁定孔01不完全凸出于第一翼板120和第二翼板130，以保证复位固定板的整体的强度。

在该复位固定板还具有驱动髂骨复位的结构。具体的，在第一翼板120上具有导向滑孔121，于导向滑孔121上可拆卸的固定有导向块140，导向块140的上端面呈滑坡面，滑坡面自第一翼板120自由端向固定端方向倾斜向下设置，导向块140的垂直高度为1～3cm，以保证有效的前复位距离，导向块140的水平长度为1～3cm，以保证有效的下复位距离。在导向块140上具有与导向滑孔121重叠的辅助滑孔141，使辅助滑孔141与导向滑孔121重叠。复位螺钉150可经辅助滑孔141和导向滑孔121打入，在复位螺钉150的顶部具有径向向外延伸出的凸沿，凸沿被辅助滑孔141向下限位，凸沿的底面也可设置为与滑坡面匹配的斜面。

因此第一翼板120上的锁定孔01位于导向滑孔121的一侧并远离骶髂关节设置。该复位固定板上通过设置导向块140使其具有复位功能，导向块140的上表面呈斜坡面，且滑坡面自第一翼板120自由端向固定端方向倾斜向下设置，复位时先将第一接骨板110与骶骨固定，然后复位螺钉150由滑坡面的高端打入，与移位的髂骨固定，然后医护人员驱动复位螺钉150沿斜面向下滑动，随着复位螺钉的旋转下滑，复位螺钉150带动髂骨往内移动，即可实现对髂骨的前提、下移、内聚复位，复位完成后，将两个翼板与髂骨侧固定，从而实现了骶髂关节脱位后的复位-固定治疗，实现复位固定一体化。复位完成后，可将导向块140和复位螺钉150取出。

复位螺钉150由髂骨较厚部位打入，保证了复位螺钉150与髂骨的连接强度，保证了复位的稳定性。并通过类似“K”形的固定方式，较正常骨盆最大位移值降低，并且复位固定板受力均匀且较低，保证复位-固定的稳定性，减少对骨质破坏，操作方便快捷，减少手术时间同时降低辐射剂量及并发症风险。

关于导向块140与第一翼板120的连接方式，可在导向块140的底面上具有与第一翼板120滑接配合的滑槽，第一翼板120整体等宽形成在滑槽内滑动的滑块，在第一翼板120与第一接骨板110顶部间形成有对导向块140定位的拐角02。当复位螺钉150沿导向滑孔121移动复位时，拐角02处受力，对导向块140进行限位。

为了评价本公开的用于骶髂关节脱位治疗的复位固定板的力学性能，分别使用本复位固定板和传统双钢板固定单侧骶髂关节脱位，对两种方法进行有限元分析，比较两者生物力学性能。

1.实验方法

1.1建立正常骨盆有限元三维模型

选取一名成年男性志愿者，行x线初筛检查排除结核、风湿、肿瘤、骨质疏松等病变和解剖学变异，讲解CT扫描相关风险，获取知情同意，采用德国西门子公司的64排螺旋CT机对其骨盆进行扫描，切片厚度及层间距均为1mm，存储格式为DICOM(Digital Imaging andCommunications in Medicine)，将图像导出至移动存储设备中。随后将存储的影像数据导入Mimics 20.0软件，利用其将二维骨盆CT图像转化为三维骨盆模型，其中主要包括图像分割、阈值划分、区域增长、编辑面板、缺损填充等过程，调整后重建出独立的骨盆三维模型，资料通过STL格式保存。将保存的数据导入逆向工程软件Geomagic Studio中，对所构建模型进行几何优化，使参与关节部位的部件表面尽量光滑，厚度均匀。去除明显缺陷后生成实体化骨盆三维模型，以SAT格式输出保存。将SAT文件导入Abaqus有限元分析软件中划分网格模型，并在其中对各个结构赋予材料属性，包括弹性模量和泊松比及韧带强度(见表1，表2)。至此，建立完成正常的骨盆3D有限元模型。

表1有限元模型材料类型及参数

表2有限元模型中韧带强度

1.2建立两种内固定模型及单侧骶髂关节脱位模型

首先使用UG NX 9.0软件建立各内固定器械3D模型。传统双钢板固定用器械钢板厚度为2mm，锁定钉直径为3.5mm，长度为20mm；本复位固定板厚度2mm，所用螺钉直径3.5mm，长度为20mm，两组材质均为钛合金，螺钉与钢板之间固定方式均为锁定固定。将模型导入Abaqus中进行网格划分并对内固定进行赋值，包括弹性模量和泊松比(见表1)，这样就建立好了两种内固定模型，如图4和图5所示。然后在有限元软件Abaqus中以完整骨盆模型为基础，去除左侧骶髂关节间的耦合，同时去除左侧部分韧带，包括骶髂前韧带、骶髂后韧带，得到单侧骶髂关节脱位模型。

1.3建立两种内固定方式固定脱位模型

利用有限元分析软件Abaqus将已建立的传统双钢板与新型骶髂关节解剖钢板两种内固定模型固定于单侧骶髂关节脱位模型。

如图7所示，传统双钢板固定方式为两块钢板均跨越骶髂关节，骶骨侧与髂骨侧分别置入两枚螺钉，螺钉均未进入骶髂关节及骶管骶孔。

如图8所示，本复位固定板固定方式为四枚螺钉将钢板骶骨侧固定于骶骨，髂骨侧上方部分两枚螺钉固定，髂骨侧下方部分两枚螺钉固定，螺钉未进入骶管骶孔及骶髂关节。

1.4边界条件模拟及载荷加载

在有限元分析软件Abaqus中对已构建的本复位固定板固定和传统双钢板固定的单侧骶髂关节脱位模型进行边界条件定义，以CT横断面(水平面)为平面建立坐标系，xy轴与其平行，z轴与其垂直。本研究中以骶1椎体顶部中央为标准水平面，固定双侧髋臼，将双侧髋臼自由度设为零。对模型施加载荷时，模拟正常人体双足站立位时骨盆的应力情况，垂直于骶1椎体给予载荷500N。设定好边界条件及载荷后，在有限元分析软件Abaqus中进行数据计算及分析。整个过程中，将两种内固定与骨盆考虑为一个整体，忽略其中微动。

1.5评估指标

对正常骨盆及两种内固定方式固定的骶髂关节脱位模型进行评价，指标如下：施加载荷后的整体位移分布、整体应力分布、两种内固定位移分布、两种内固定应力分布以及两种内固定应力峰值。

2.结果

2.1模型有效性验证

三维有限元分析模型验证常用方法有两种，相同实体生物力学测定和参考相关文献及实验。虽然实体生物力学测定可靠性较高，但实现条件较困难，因此本研究采用参考相关文献来验证。本研究构建模型进行有限元分析过程中，施加载荷方式为骶骨上端500N，与重力方向一致。通过上述加载情况对应的应力云图及数据分析可以得知，本研究所构建骨盆三维有限元模型应力分布与相关研究模型应力分布一致，骨盆前环应力较骨盆后环小，骨盆后环应力传导路径也与有关学者研究结果相似，即从骶骨终板上表面到双侧骶骨翼，经双侧骶髂关节、坐骨大切迹和弓状线向前向下传导，最后为双侧髋臼。本模型中骨盆最大应力为25MPa，与相关学者研究结果一致。骨盆位移分布两侧对称沿髂骨向下逐渐减弱，与相关研究结果基本一致，位移最大值为0.215mm，如图8和9所示。综上所述，本实验所建立模型的应力分布与生物力学传导路径与正常生理情况相似，可以认为建立的骨盆三维有限元分析模型较为合理可信。

2.2垂直载荷下两种内固定方式的位移分布及应力分布

将500N载荷垂直加载与骶骨后得出两种内固定方式模型位移分布(如图10和图11所示)及应力分布(如图12和图13所示)。

在位移分布方面，本复位固定板最大位移值为0.195mm，较正常骨盆最大位移值降低9.3％，传统双钢板最大位移值为0.227mm，较正常骨盆最大位移值增加5.5％。两种内固定位移最大值均发生在对侧骶髂关节处。

在应力分布方面，从力学传导情况分析，两组内固定模型得到的应力传导与正常骨盆生物力学传导路径相似。从数据方面分析，本复位固定板最大应力为86Mpa，传统双钢板最大应力为177Mpa，虽均大于正常骨盆应力最大值25Mpa，但仍远远小于内固定材料应力峰值，且其应力集中分布在内固定材料周围。

两种内固定器械单独应力分布方面，如图14和图15所示，本复位固定板最大应力出现在髂骨侧近骶髂关节处第一枚螺钉，其余部分受力均匀且较低。传统双钢板最大应力出现在下方钢板髂骨侧近骶髂关节处，同时其横跨骶髂关节处应力较大，整体受力不太均匀。其中，各模型中施加载荷后位移分布最大值及应力分布最大值见表3。

表3各模型中施加载荷后位移分布最大值及应力分布最大值

从而证明本复位固定板的稳定性更好，固定更坚强，同时应力分布更均匀，断裂可能性更低。

以上仅是本发明的较佳实施例，任何人根据本发明的内容对本发明作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本发明的保护范围。