CN104840281A - 人工椎体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种人工椎体，包括上连接体、下连接体和支撑部，支撑部连接上连接体和下连接体，支撑部包括本体和调节部，调节部与本体可调节地连接使得支撑部的长度可调节，本体与调节部分别与上连接体和下连接体连接。本发明的人工椎体的上连接体和下连接体分别用于连接人体骨架内的上下两个相邻的椎体，并且由于支撑部的长度可调节，从而能够使得人工椎体能够适应不同用户，与原有椎骨更加契合，并且上连接体和下连接体之间的距离可以调节，从而使得人工椎体能够更准确地与人体椎骨连接，避免固定位置出现应力集中导致连接失效，提高人工椎体与人体的契合度以及可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及人工假体技术领域，具体而言，涉及一种人工椎体。
背景技术
椎体肿瘤、严重粉碎性骨折以及某些感染性疾病如结核等常引起椎体的破坏，并可能导致脊髓、神经损害或出现椎节的塌陷及脊柱的成角畸形。神经功能障碍或成角畸形明显者常需行椎体切除术。
人工椎体的出现为脊柱肿瘤、脊柱结核及外伤患者提供了一个较为可靠的治疗方法。目前的人工椎体替代物大致可分为填充型，例如骨水泥，和支撑型，例如钛网，以及支撑固定型。由于设计的不同，其生物力学稳定性亦有不同。其中，支撑型(钛网)的固定方式使用范围做多最广，钛网放置于被切除的椎体部位，起支撑作用，钢板螺钉固定系统用于将被切除椎体相邻的上下两个椎体固定连接。这种固定方式中的钛网与钢板螺钉固定系统之间相互分离，钛网仅靠其两头的椎体夹紧，因而固定不牢，易发生倾斜，甚至脱落。此外，由于为刚性固定，被替换的椎体的生理活动丧失，造成邻近椎体节段应力集中，容易造成断钉等固定失败现象的发生。通过生物力学实验评价和临床应用显示，常规人工椎体在轴向压缩及弯曲方向会造成椎体中板塌陷，并且会使得用户的活动受限。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种人工椎体，以解决现有技术中的人工椎体呈刚性使得连接人工椎体的椎体出现应力集中的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种人工椎体，包括上连接体、下连接体和支撑部，支撑部连接上连接体和下连接体，支撑部包括本体和调节部，调节部与本体可调节地连接使得支撑部的长度可调节，本体与调节部分别与上连接体和下连接体连接。
进一步地，本体包括腔体，调节部为连接在本体的腔体内的支柱，支柱与本体间形成活塞结构。
进一步地，支柱与本体间形成气压活塞结构，且支柱与本体间具有弹性。
进一步地，上连接体与调节部之间通过关节机构连接。
进一步地，上连接体与调节部之间通过球形面关节连接，调节部的上端面呈凸弧形，上连接体上具有与调节部的上端面配合的凹弧形的第一连接端面。
进一步地，下连接体与本体之间通过关节机构连接。
进一步地，下连接体与本体之间通过球形面关节连接，本体的下端面呈凸弧形，下连接体上具有与本体的下端面配合的凹弧形的第二连接端面。
进一步地，上连接体的上端面上具有多个锥型凸起，和/或下连接体的下端面上具有多个锥型凸起。
进一步地，上连接体的上端部分和/或下连接体的下端部分为呈多向微孔隙的骨小梁结构体。
进一步地，上连接体还包括第一连接凸缘，第一连接凸缘从上连接体的边缘朝向远离下连接体的方向突出；下连接体还包括第二连接凸缘，第二连接凸缘从下连接体的边缘朝向远离上连接体的方向突出。
应用本发明的技术方案，本发明的人工椎体的上连接体和下连接体分别用于连接人体骨架内的上下两个相邻的椎体，并且由于支撑部的长度可调节，从而能够使得人工椎体能够适应不同用户，与原有椎骨更加契合，并且上连接体和下连接体之间的距离可以调节，从而使得人工椎体能够更准确地与人体椎骨连接，避免固定位置出现应力集中导致连接失效，提高人工椎体与人体的契合度以及可靠性，并且可以减少人体椎骨上的负荷，减少人体椎骨节段退变等并发症的发生。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的人工椎体的实施例的第一方向的立体示意图；
图2示出了根据本发明的人工椎体的实施例的第二方向的立体示意图；
图3示出了根据本发明的人工椎体的实施例安装到人体骨架内的侧向示意图；以及
图4示出了根据本发明的人工椎体的实施例安装到人体骨架内的正向示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
根据本发明的一个方面，提供了一种人工椎体，如图1至4所示，该人工椎体包括上连接体20、下连接体30和支撑部10，支撑部10连接上连接体20和下连接体30，支撑部10包括本体11和调节部，调节部与本体11可调节地连接使得支撑部10的长度可调节，本体11与调节部分别与上连接体20和下连接体30连接。
本发明的人工椎体的上连接体20和下连接体30分别用于连接人体骨架内的上下两个相邻的椎体，并且由于支撑部10的长度可调节，从而能够使得人工椎体能够适应不同用户，与原有椎骨更加契合，并且上连接体20和下连接体30之间的距离可以调节，从而使得人工椎体能够更准确地与人体椎骨连接，避免固定位置出现应力集中导致连接失效，提高人工椎体与人体的契合度以及可靠性，并且可以减少人体椎骨上的负荷，减少人体椎骨节段退变等并发症的发生。
优选地，本体11包括腔体，调节部为连接在本体11的腔体内的支柱12，支柱12与本体11间形成活塞结构。更具体的，例如本实施例中，支柱12和本体11之间形成的是气压活塞结构，通过调节本体11内的气缸内的气压来调节支柱12伸出本体11的距离，从而适应不同解剖生理数据。
优选地，支柱12与本体11间形成气压活塞结构，且支柱12与本体11间具有弹性。例如气压活塞结构还具有一定的弹性，因此支柱12与本体11之间还具有一定的自由度，能够沿轴向做弹性运动，使得人工假体在人体活动过程中可以分散应力，避免上连接体20或下连接体30与人体椎骨之间产生过大的应力。
优选地，上连接体20与调节部之间通过关节机构连接。更优选地，下连接体30与本体11之间通过关节机构连接。
根据需要，上连接体20与支柱12之间和/或下连接体30与本体11之间能够具有一定的沿径向方向的移动和/或枢转的自由度，具体设置几个关节机构以及关节机构设置在上连接体20处还是下连接体30的连接处，可以根据要替换的椎骨或者用户需求进行调整。
例如他，如图1和2所示，上连接体20与调节部之间通过球形面关节连接，调节部的上端面呈凸弧形，上连接体20上具有与调节部的上端面配合的凹弧形的第一连接端面。更优选地，下连接体30与本体11之间通过球形面关节连接，本体11的下端面呈凸弧形，下连接体30上具有与本体11的下端面配合的凹弧形的第二连接端面。
如图3和4所示，上连接体20和立柱12之间以及下连接体30与本体11之间通过曲面关节机构连接，既能保证很好的稳定性，又能提供轴向旋转和前后左右弯曲的活动度，使得人工椎体与人体椎体之间能够形成类似人体椎体与人体椎体之间的活动自由度，使得用户替换椎骨后的生活水平得到保障。
优选地，如图1和2所示，上连接体20的上端面上具有多个锥型凸起，和/或下连接体30的下端面上具有多个锥型凸起。锥型凸起能够增加连接体与人体椎骨连接初期的稳定性，待人体骨质生长并与人工椎体的连接体完全连接后达到长期固定的效果。
优选地，上连接体20的上端部分和/或下连接体30的下端部分为呈多向微孔隙的骨小梁结构体。多向微孔隙的骨小梁结构体上具有多向微孔隙结构，空隙的直径范围为500微米至1000微米，该孔隙有利于骨细胞爬行长入，使得人工椎体的连接体的结合面将与生理骨结构发生骨融合以达到长期稳定。
优选地，如图1和2所示，上连接体20还包括第一连接凸缘21，第一连接凸缘21从上连接体20的边缘朝向远离下连接体30的方向突出；下连接体30还包括第二连接凸缘31，第二连接凸缘31从下连接体30的边缘朝向远离上连接体20的方向突出。
如图3和4所示，第一连接凸缘21和第二连接凸缘31上均设置有固定孔，用于在早期打入骨钉将人工椎体与人体椎骨固定，待人体骨质生长并与与人工椎体的连接体完全连接后，骨钉可以再去除。
本发明的人工椎体采用医用金属制成，医用金属包括但不局限于钛及钛合金、钴合金、不锈钢以及钽金属、镁合金，此类金属材料在ISO-5830系列国际标准中均有规定，其生物相容性已经得到国内外多年骨科植入应用的实践证实。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种人工椎体，其特征在于，包括上连接体(20)、下连接体(30)和支撑部(10)，所述支撑部(10)连接所述上连接体(20)和所述下连接体(30)，所述支撑部(10)包括本体(11)和调节部，所述调节部与所述本体(11)可调节地连接使得所述支撑部(10)的长度可调节，所述本体(11)与所述调节部分别与所述上连接体(20)和所述下连接体(30)连接。
2.根据权利要求1所述的人工椎体，其特征在于，所述本体(11)包括腔体，所述调节部为连接在所述本体(11)的腔体内的支柱(12)，所述支柱(12)与所述本体(11)间形成活塞结构。
3.根据权利要求2所述的人工椎体，其特征在于，所述支柱(12)与所述本体(11)间形成气压活塞结构，且所述支柱(12)与所述本体(11)间具有弹性。
4.根据权利要求1所述的人工椎体，其特征在于，所述上连接体(20)与所述调节部之间通过关节机构连接。
5.根据权利要求4所述的人工椎体，其特征在于，所述上连接体(20)与所述调节部之间通过球形面关节连接，所述调节部的上端面呈凸弧形，所述上连接体(20)上具有与所述调节部的上端面配合的凹弧形的第一连接端面。
6.根据权利要求1或4所述的人工椎体，其特征在于，所述下连接体(30)与所述本体(11)之间通过关节机构连接。
7.根据权利要求6所述的人工椎体，其特征在于，所述下连接体(30)与所述本体(11)之间通过球形面关节连接，所述本体(11)的下端面呈凸弧形，所述下连接体(30)上具有与所述本体(11)的下端面配合的凹弧形的第二连接端面。
8.根据权利要求1所述的人工椎体，其特征在于，所述上连接体(20)的上端面上具有多个锥型凸起，和/或所述下连接体(30)的下端面上具有多个锥型凸起。
9.根据权利要求1所述的人工椎体，其特征在于，所述上连接体(20)的上端部分和/或所述下连接体(30)的下端部分为呈多向微孔隙的骨小梁结构体。
10.根据权利要求1所述的人工椎体，其特征在于，
所述上连接体(20)还包括第一连接凸缘(21)，所述第一连接凸缘(21)从所述上连接体(20)的边缘朝向远离所述下连接体(30)的方向突出；
所述下连接体(30)还包括第二连接凸缘(31)，所述第二连接凸缘(31)从所述下连接体(30)的边缘朝向远离所述上连接体(20)的方向突出。
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