CN104000645B - 脊柱后路动态固定系统 - Google Patents

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Abstract

脊柱后路动态固定系统，涉及脊柱手术中使用的内固定器械。设有2根平行的连接棒，2根平行的连接棒分别设有固定弹性体的金属固定块，2块固定弹性体的金属固定块之间设弹性体，固定弹性体的金属固定块的表面上设有左右承接弹性体上表面圆柱状凸起的连接孔和中间承接上一节段弹性体下表面圆柱状凸起的连接孔，固定弹性体的金属固定块的侧面设有与承接弹性体上表面圆柱状凸起的连接孔和承接上一节段弹性体下表面圆柱状凸起的连接孔相对应的锁定孔；弹性体的上下表面设有弹性体上下表面金属界面和弹性体上下表面圆柱状凸起，在弹性体上下表面金属界面之间设有弹性连接棒阻尼器和弹性体上下金属界面内侧固定凸起；在2根连接棒两端设有椎弓根螺钉。

Description

脊柱后路动态固定系统
技术领域
本发明涉及一种脊柱手术中使用的内固定器械，尤其是涉及一种脊柱后路动态固定系统。
背景技术
脊柱是人体非常重要的中轴骨，具有支持躯干、保护内脏、保护脊髓和进行运动的功能。它由若干个运动单元组成，每个运动单元由相邻椎体及后部附件和中间连接的椎间盘结构等构成。当发生创伤、炎症、肿瘤、退行性改变、及骨病等因素损害时，运动单位就会出现不协调的失稳状态，患者出现疼痛及神经功能损害，严重影响脊柱的机体功能。现有的外科治疗常常通过对不稳定运动单元的刚性融合手术(Resnick DK,Choudhri TF,DaileyAT,Groff MW,et al.Guidelines for the performance of fusion procedures fordegenerative disease of the lumbar spine.Part12:pedicle screw fixation as anadjunct to posterolateral fusion for low-back pain.J Neurosurg Spine.2005Jun；2(6):700-6.)，致使原有活动度的运动单元间出现了永久性骨性融合，丧失了正常生理活动。虽然这种融合手术短期内可以达到较好的疗效，但固定节段活动度的丧失导致该节段的应力被代偿性的传递到相邻的运动单元，这会导致相邻运动单元的退变加速及出现新的功能损害(Bae JS,Lee SH,Kim JS,Jung B,Choi G.Adjacent segment degenerationafter lumbar interbody fusion with percutaneous pedicle screw fixation foradult low-grade isthmic spondylolisthesis:minimum3years of follow-up.Neurosurgery.2010Dec；67(6):1600-7)。同时随着活动量的增加，刚性固定本身也可以引起金属固定材料的疲劳，从而发生金属固定材料的断裂或松动，特别是长节段固定时，这种并发症发生的风险更高。因此，融合固定并不是一种理想的固定方式。
目前，在脊柱动态固定方式上有些尝试，主要通过改变连接棒的刚性，使连接棒有一定的韧性，从而减少了金属的疲劳断裂风险，同时有一定的活动度。但是这种韧性、活动度和固定所需刚性之间非常不易达到平衡，如强调柔韧性很好，则运动单元活动度会超出正常范围，若提高固定刚性，则韧性及活动度会太差，时间长了则固定件会发生断裂和松动。这些改变也仅仅是模仿运动单元部分的生理活动功能。
针对以上情况，希望提供一种既能模仿脊柱运动单位正常生理活动，又能纠正运动单位失稳状态的脊柱内固定系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脊柱手术中使用的内固定器械，用于治疗脊柱运动单元失稳的脊柱内固定系统，该固定系统允许固定节段脊柱有一定的前屈、后伸、侧屈、轴向及旋转等活动范围，并且系统中的弹性体有足够的节段刚度和弹性，既可限制或控制固定节段的过度活动范围，又可提供轴向载荷负重和缓冲。
本发明设有2根平行的连接棒，2根平行的连接棒分别设有固定弹性体的金属固定块，2块固定弹性体的金属固定块之间设有弹性体，固定弹性体的金属固定块的表面上设有左右承接弹性体上表面圆柱状凸起的连接孔和中间承接上一节段弹性体下表面圆柱状凸起的连接孔，固定弹性体的金属固定块的侧面设有与承接弹性体上表面圆柱状凸起的连接孔和承接上一节段弹性体下表面圆柱状凸起的连接孔相对应的锁定孔；
所述弹性体的上表面设有弹性体上表面金属界面和弹性体上表面圆柱状凸起，弹性体和下表面设有弹性体下表面金属界面和弹性体下表面圆柱状凸起，在弹性体上表面金属界面与弹性体下表面金属界面之间设有弹性连接棒阻尼器和弹性体上下金属界面内侧固定凸起；在2根平行的连接棒的两端设有4只椎弓根螺钉，本发明通过椎弓根螺钉固定在椎体上。
所述2根平行的连接棒的中部可呈弧形。
所述弹性体可采用聚碳酸酯型聚氨酯。
所述弹性连接棒阻尼器可采用超高强度和超弹性的记忆合金弹性棒状阻尼器，所述记忆合金弹性棒状阻尼器可采用钛合金弹性棒状阻尼器或镍合金弹性棒状阻尼器。
所述椎弓根螺钉的钉身可设有外螺纹。
本发明通过平行的两根连接棒与四枚椎弓根螺钉横向连接固定，每一个椎体双侧的椎弓根螺钉与连接棒连接成一个整体，增加了内固定系统固定的稳定性。
脊柱内固定系统连接棒的中间是固定块，固定块与连接棒自成一体，固定块可以将弹性体固定在两根连接棒中间。固定块的表面3个连接孔，中间的连接孔是承接上一个弹性体的下表面，两边各一个连接孔是承接弹性体的上表面。固定块的侧面是与固定块表面连接孔相对应的固定孔，通过该固定孔锁紧连接孔的连接。
两根连接棒的固定块之间是弹性体，由聚碳酸酯型聚氨酯材料加工而成。聚碳酸酯型聚氨酯材料具有优良的耐磨性、耐冲压、生物相容性、加工性能、抗氧化性能、机械和机械/动力性能等。
弹性体与上下表面的金属界面组装成一个整体，弹性体的高度可以调节，从而满足不同椎体高度的脊柱内固定要求。弹性体上表面金属界面有2个圆柱状突起，用于上位连接棒固定块的连接；弹性体下表面金属界面有1个圆柱状突起，用于下位连接棒固定块的连接。金属界面的内表面各是一个与界面相连的固定弹性体的圆锥状凸件，用于固定并防止弹性体的位移。
为了加强弹性体的耐冲压弹性及稳定性，在弹性体两侧各设计一个高强度和超弹性的记忆合金如钛合金或镍钛合金等制作而成弹性连接棒阻尼器。
在使用时，可模拟正常椎体间的生理活动，即可允许固定节段脊柱有一定的前屈、后伸、侧屈、轴向及旋转等活动范围，并且系统中的弹性体有足够的节段刚度和弹性，既可限制或控制固定节段的过度活动范围，又可提供轴向载荷负重。该系统可代替椎体的附件结构，用于脊柱小关节疾病、椎管狭窄、椎间盘源性疾病及椎体滑脱等疾病的手术治疗，在脊柱椎体间固定的同时，保留了脊柱的正常生理活动。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例的带固定块的金属棒及固定椎弓根螺钉示意图。
图3为本发明实施例的弹性体示意图。
具体实施方式
参见图1～3，本发明设有2根平行的连接棒1，2根平行的连接棒1分别设有固定弹性体的金属固定块10，2块固定弹性体的金属固定块10之间设有弹性体6，固定弹性体的金属固定块10的表面上设有左右承接弹性体上表面圆柱状凸起的连接孔2和中间承接上一节段弹性体下表面圆柱状凸起的连接孔3，固定弹性体的金属固定块10的侧面设有与承接弹性体上表面圆柱状凸起的连接孔2和承接上一节段弹性体下表面圆柱状凸起的连接孔3相对应的锁定孔5；
所述弹性体6的上表面设有弹性体上表面金属界面61和弹性体上表面圆柱状凸起62，弹性体6和下表面设有弹性体下表面金属界面63和弹性体下表面圆柱状凸起64，在弹性体上表面金属界面61与弹性体下表面金属界面63之间设有弹性连接棒阻尼器7和弹性体上下金属界面内侧固定凸起8；在2根平行的连接棒1的两端设有4只椎弓根螺钉9，本发明通过椎弓根螺钉9固定在椎体上。
所述2根平行的连接棒1的中部可呈弧形。
所述弹性体6可采用聚碳酸酯型聚氨酯。
所述弹性连接棒阻尼器7可采用超高强度和超弹性的记忆合金弹性棒状阻尼器，所述记忆合金弹性棒状阻尼器可采用钛合金弹性棒状阻尼器或镍合金弹性棒状阻尼器。
所述椎弓根螺钉9的钉身91可设有外螺纹。
本发明通过平行的两根连接棒与四枚椎弓根螺钉横向连接固定，每一个椎体双侧的椎弓根螺钉与连接棒连接成一个整体，增加了内固定系统固定的稳定性。
脊柱内固定系统连接棒的中间是固定块，固定块与连接棒自成一体，固定块可以将弹性体固定在两根连接棒中间。固定块的表面3个连接孔，中间的连接孔是承接上一个弹性体的下表面，两边各一个连接孔是承接弹性体的上表面。固定块的侧面是与固定块表面连接孔相对应的固定孔，通过该固定孔锁紧连接孔的连接。
两根连接棒的固定块之间是弹性体，由聚碳酸酯型聚氨酯材料加工而成。聚碳酸酯型聚氨酯材料具有优良的耐磨性、耐冲压、生物相容性、加工性能、抗氧化性能、机械和机械/动力性能等。
弹性体与上下表面的金属界面组装成一个整体，弹性体的高度可以调节，从而满足不同椎体高度的脊柱内固定要求。弹性体上表面金属界面有2个圆柱状突起，用于上位连接棒固定块的连接；弹性体下表面金属界面有1个圆柱状突起，用于下位连接棒固定块的连接。金属界面的内表面各是一个与界面相连的固定弹性体的圆锥状凸件，用于固定并防止弹性体的位移。
椎弓根螺钉由柔韧性及强度极佳的钛合金材料制作而成，螺钉钉身具有骨螺纹结构，钉尾是U型开口，用来固定带固定块的连接棒。
连接棒是中间带弧形的钛合金圆柱状棒，弧形设计可以维持椎管的形态，避免医源性椎管狭。
连接棒的中间是与棒连成一体的固定件，固定件用来固定2根连接棒中间的弹性体。位于上面的固定件是通过2个连接孔与弹性体上表面金属圆柱体凸起相连接；位于下面的固定件是通过1个连接孔与弹性体下表面金属圆柱体凸起相连接，并通过侧面的锁定孔用螺钉锁定。
弹性体由硬度高、强度好、高弹性、高耐磨性、耐撕裂、耐老化、耐辐射及良好生物相容性的聚碳酸酯型聚氨酯材料加工而成。它可以实现脊柱固定节段有一定前屈、后伸、侧屈、轴向及旋转等活动，完全模拟脊柱正常的生理活动。
弹性体可以设计成不同高度，以满足固定不同高度的椎体。因此弹性体与上下表面的金属界面可以组装成一个可以随意拆卸的整体，通过锁定螺钉与连接棒的固定块相连接。
为了保持弹性体的稳定性，上下金属界面的内侧设计各一个圆锥状凸起，可以固定聚碳酸酯型聚氨酯弹性体，防止发生偏移。
为了加强弹性体的耐冲压弹性及稳定性，在弹性体两侧各设计一个高强度和超弹性的记忆合金如钛合金或镍钛合金等制作而成弹性连接棒阻尼器。该阻尼器可以防止弹性体活动范围过度造成弹性体的损害，并起到加强稳定固定节段的作用。

Claims (5)

1.脊柱后路动态固定系统，其特征在于设有2根平行的连接棒，2根平行的连接棒分别设有固定弹性体的金属固定块，2块固定弹性体的金属固定块之间设有弹性体，固定弹性体的金属固定块的表面上设有左右承接弹性体上表面圆柱状凸起的连接孔和中间承接上一节段弹性体下表面圆柱状凸起的连接孔，固定弹性体的金属固定块的侧面设有与承接弹性体上表面圆柱状凸起的连接孔和承接上一节段弹性体下表面圆柱状凸起的连接孔相对应的锁定孔；
所述弹性体的上表面设有弹性体上表面金属界面和弹性体上表面圆柱状凸起，弹性体和下表面设有弹性体下表面金属界面和弹性体下表面圆柱状凸起，在弹性体上表面金属界面与弹性体下表面金属界面之间设有弹性连接棒阻尼器和弹性体上下金属界面内侧固定凸起；在2根平行的连接棒的两端设有4只椎弓根螺钉；
所述2根平行的连接棒的中部呈弧形。
2.如权利要求1所述脊柱后路动态固定系统，其特征在于所述弹性体采用聚碳酸酯型聚氨酯。
3.如权利要求1所述脊柱后路动态固定系统，其特征在于所述弹性连接棒阻尼器采用记忆合金弹性棒状阻尼器。
4.如权利要求3所述脊柱后路动态固定系统，其特征在于所述记忆合金弹性棒状阻尼器采用钛合金弹性棒状阻尼器或镍合金弹性棒状阻尼器。
5.如权利要求1所述脊柱后路动态固定系统，其特征在于所述椎弓根螺钉的钉身设有外螺纹。
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