CN105030387A - 一种下颈椎3d打印钛笼 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下颈椎3D打印钛笼，包括中间网状结构、若干上端柱状支撑结构、若干上端柱状连接结构、上端圆形支撑结构、若干下端导角支撑结构、若干下端柱状连接结构、以及下端圆形支撑结构；本发明能够有效的避免钛笼塌陷。

Description

一种下颈椎3D打印钛笼

技术领域

本发明属于医用假体制造技术领域，涉及一种下颈椎3D打印钛笼。

背景技术

目前颈椎椎体次全切除减压联合钛笼植骨融合术是治疗颈椎病、颈椎椎管狭窄、颈椎椎体骨折伴脊髓压迫者或陈旧性骨折脱位合并不完全性脊髓损伤等常用的手术方式。该术式采取经前路显露相应椎体及椎间盘，在拟切除之椎体相邻上下2个椎体分别安放椎体钉，放置椎体撑开器将上下椎体撑开一定高度。切除两端病变椎间盘，于双侧钩椎关节内侧行椎体次全切除该椎的大部椎体及后纵韧带，在减压槽内植入合适长度的钛笼(填充植骨粒)，选择合适颈前路钢板固定与上下椎体。大量临床研究已证实其具有较好的手术疗效。手术节段能获得术后即刻稳定性，为神经功能的恢复提供稳定的生物力学环境。但相关术后随访研究发现部分患者出现钛笼下沉塌陷情况，影响患者术后疗效。YuChen等对300例实施颈椎椎体次全切除减压联合钛笼植骨融合术的患者进行术后随访。随访结果发现182(60.7％)位患者出现轻度钛笼塌陷(1-3mm)，57位患者出现重度钛笼塌陷(＞3mm)。与术后未出现钛笼塌陷的患者相比，存在钛笼塌陷的患者神经功能恢复情况明显低于钛笼为塌陷患者。并且，严重的钛笼塌陷会导致颈部疼痛、神经功能受损、固定失败等并发症的出现。(ChenY,ChenDY,GuoYF,etal.SubsidenceofTitaniumMeshCageAStudyBasedon300Cases[J].JournalofSpinalDisorders&Techniques,2008,21(7):489-492.)引起钛笼术后塌陷一个重要的原因是钛笼与椎体终板的接触面积小。传统钛笼植入过程中，需要将钛笼的长度修剪至骨槽长度。钛笼未经裁剪一面为光滑结构，有6个平整的接触点，裁剪的一端多数情况下为12个锐利的接触点。这种点接触方式造成其椎体终板表面压力负荷较大，容易引起椎体终板结构破坏导致钛笼刺入椎体中，引起钛笼塌陷(徐建伟,贾连顺,陈德玉,etal.颈椎前路椎体次全切除钛网植骨早期塌陷的探讨[J].中国矫形外科杂志,2002,10(z1):1267-1269.)。

3D打印技术是一种以数字模型为基础，运用粉末状金属或塑料等粘合材料通过逐层打印的方式来构造物体的技术。与传统的制造技术相比，3D打印技术具有以下优点：(1)节约材料和制造成本。(2)无需大型锻压设备和制作专门模具，节省制造时间，提高制作效率。(3)可制作结构复杂、难加工的产品。(4)可用于个性化的定制。(MurrLE,QuinonesSA,GaytanSM,etal.MicrostructureandmechanicalbehaviorofTi-6Al-4Vproducedbyrapid-layermanufacturing,forbiomedicalapplications[J].JournaloftheMechanicalBehaviorofBiomedicalMaterials,2009,2(1):20-32.)凭借以上优点，3D打印技术在人体植入物的制造中有巨大的应用价值。

为了防止颈椎椎体次全切除减压联合钛笼植骨融合术后钛笼的塌陷，避免因钛笼塌陷导致颈部疼痛、神经功能受损、固定失败等并发症的出现，急需要设计一种新型的下颈椎3D打印钛笼。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种下颈椎3D打印钛笼，该钛笼能够有效的避免钛笼塌陷。

为达到上述目的，本发明所述的下颈椎3D打印钛笼包括中间网状结构、若干上端柱状支撑结构、若干上端柱状连接结构、上端圆形支撑结构、若干下端导角支撑结构、若干下端柱状连接结构、以及下端圆形支撑结构；

各上端柱状连接结构的一端均与上端圆形支撑结构的外侧面相连接，任意一个上端柱状连接结构另一端的下表面均与对应上端柱状支撑结构的上端面相连接，各上端柱状支撑结构的下端面与中间网状结构的上端面相连接；

各下端导角支撑结构的上端面分别与中间网状结构的下端面相连接，任意一个下端导角支撑结构的下端面均与对应下端柱状连接结构的上端面相连接，下端导角支撑结构的内侧面与下端柱状连接结构的内侧面均与下端圆形支撑结构的外侧面相连接；

所述上端柱状连接结构的上表面与上端圆形支撑结构的上表面齐平；

所述下端柱状连接结构的下表面与下端圆形支撑结构的下表面齐平。

所述中间网状结构的侧面设有若干层菱形结构的网孔，相邻两层网孔交错分布。

各层网孔的数目为9个，网孔的层数为6层，中间网状结构的高度为19mm，网孔的壁厚为1mm，中间网状结构的壁厚为2mm。

各上端柱状支撑结构沿周向分布；

各上端柱状连接结构沿周向分布；

各下端导角支撑结构沿周向分布；

各下端柱状连接结构沿周向分布。

上端柱状支撑结构与对应的上端柱状连接结构相垂直。

所述上端圆形支撑结构及下端柱状连接结构均为圆环形结构；

上端圆形支撑结构内径、外径及高度及下端柱状连接结构的内径、外径及高度均分别为7.5mm、8.5mm及2mm。

所述下端导角支撑结构为直角梯形结构。

所述下端圆形支撑结构上表面开设有若干槽，各槽均位于对应相邻的两个下端导角支撑结构之间。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的下颈椎3D打印钛笼包括中间网状结构、上端柱状连接结构、上端圆形支撑结构、下端柱状连接结构及下端圆形支撑结构，上端柱状连接结构与上端圆形支撑结构位于中间网状结构的上部，下端柱状连接结构及下端圆形支撑结构位于中间网状结构的下部，上端柱状连接结构的上表面与上端圆形支撑结构的上表面齐平，通过上端柱状连接结构的上表面与上端圆形支撑结构的上表面组成本发明所述的下颈椎3D打印钛笼的上表面，通过下端柱状连接结构的下表面与下端圆形支撑结构的下表面组成本发明所述的下颈椎3D打印钛笼的下表面，从而有效的增加本发明与颈椎椎体上面及下面的接触面积，减少颈椎椎体的上表面与下表面单位面积所承受的压强，从而有效的避免钛笼塌陷。中间网状结构可以有效的增加钛笼内植骨粒与周围骨质的接触面积，有利于手术区域骨质的早期融合。

附图说明

图1为本发明的侧视图；

图2为本发明的前视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的仰视图；

图5为本发明的后视图；

图6为本发明的立体图。

其中，1为中间网状结构、2为上端柱状支撑结构、3为上端柱状连接结构、4为上端圆形支撑结构、5为下端导角支撑结构、6为下端柱状连接结构、7为下端圆形支撑结构、8为槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的下颈椎3D打印钛笼包括中间网状结构1、若干上端柱状支撑结构2、若干上端柱状连接结构3、上端圆形支撑结构4、若干下端导角支撑结构5、若干下端柱状连接结构6、以及下端圆形支撑结构7；各上端柱状连接结构3的一端均与上端圆形支撑结构4的外侧面相连接，任意一个上端柱状连接结构3另一端的下表面均与对应上端柱状支撑结构2的上端面相连接，各上端柱状支撑结构2的下端面与中间网状结构1的上端面相连接；各下端导角支撑结构5的上端面分别与中间网状结构1的下端面相连接，任意一个下端导角支撑结构5的下端面均与对应下端柱状连接结构6的上端面相连接，下端导角支撑结构5的内侧面与下端柱状连接结构6的内侧面均与下端圆形支撑结构7的外侧面相连接；所述上端柱状连接结构3的上表面与上端圆形支撑结构4的上表面齐平；所述下端柱状连接结构6的下表面与下端圆形支撑结构7的下表面齐平。

需要说明的是，所述中间网状结构1的侧面设有若干层菱形结构的网孔，相邻两层网孔交错分布；各层网孔的数目为9个，网孔的层数为6层，中间网状结构1的高度为19mm，网孔的壁厚为1mm，中间网状结构1的壁厚为2mm；各上端柱状支撑结构2沿周向分布；各上端柱状连接结构3沿周向分布；各下端导角支撑结构5沿周向分布；各下端柱状连接结构6沿周向分布；上端柱状支撑结构2与对应的上端柱状连接结构3相垂直；所述上端圆形支撑结构4及下端柱状连接结构6均为圆环形结构；上端圆形支撑结构4内径、外径及高度及下端柱状连接结构6的内径、外径及高度均分别为7.5mm、8.5mm及2mm；所述下端导角支撑结构5为直角梯形结构；所述下端圆形支撑结构7上表面开设有若干槽8，各槽8均位于对应相邻的两个下端导角支撑结构5之间。

本发明所述的下颈椎3D打印钛笼的高度为26mm，所述下颈椎3D打印钛笼中间长度的宽度为14mm，且从中间位置到上下两端下颈椎3D打印钛笼的直径逐渐递减，所述下颈椎3D打印钛笼中间位置的宽度为12mm。所述中间网状结构1的上表面为与患者颈椎上表面相配合的弧面，且所述中间网状结构1上表面从后向前的3/7处为所述弧面的最高点，且高度向两边逐渐递减，中间网状结构1上表面的最低点位于中间网状结构1上表面的最前方。

所述上端柱状支撑结构2的数目为9个，且四个位于后侧面，一个位于左侧面、一个位于右侧面、三个位于正面，正面上的上端柱状支撑结构2、左侧面上的上端柱状支撑结构2及右侧面上的上端柱状支撑结构2的宽度及厚度均分别为1.5mm及2mm，后侧面上的上端柱状支撑结构2的宽度及厚度分别为1mm及2mm。

所述下端柱状连接结构6的数目为9个，且四个位于后侧面，一个位于左侧面、一个位于右侧面、三个位于正面，正面上的下端柱状连接结构6、左侧面上的下端柱状连接结构6及右侧面上的下端柱状连接结构6的宽度均为1.5mm及2mm，后侧面上的下端柱状连接结构6的宽度均为1mm。

综上所述，本发明的下颈椎3D打印钛笼适用于颈椎椎体次全切除减压联合钛笼植骨融合术资料的疾病，例如：神经根型或脊髓性脊椎病、颈椎椎管狭窄、相邻两节段颈椎间盘突出症、颈椎后凸畸形、椎体肿瘤、椎体结核、非神经功能受损的颈椎体爆裂性骨折及压缩性骨折等。以下就椎间盘摘除、椎体次全切、本钛笼植入术具体的实施方式予以说明。

对具备该术式适应症的患者行常规术前检查，并行推移气管和食管、床上排尿、排便练习，术中患者取仰卧位，患者气管内插管麻醉完成后，双肩垫以软枕，头颈自然向后仰伸，后枕部垫以软头圈，消毒铺巾后，在颈前中线偏右侧行横切口，切口长度一般为3～5cm，逐层向下钝性分离软组织，使用颈椎拉钩将气管、食管及向右侧牵拉保护，颈动脉鞘稍向两侧牵拉保护。抵达椎体和椎间盘前部后，使用C型臂确定需行椎体次全切的颈椎节段。于需行椎体次全切的椎体的上下位椎体中央分别拧入撑开器螺钉，在撑开螺钉上套入椎体撑开器，向上下两端撑开，撑开距离一般为4mm，确定相应椎体的上下方椎间盘，用尖刀切开纤维环，髓核钳取出破碎的椎间盘组织，在需行椎体次全切的椎体上纵行开槽减压，开槽宽度为两侧颈长肌内侧缘偏外侧1～2mm，以及相邻椎间盘直至后纵韧带表面，如存在后纵韧带骨化则先用后纵韧带钩在后纵韧带上开口，与硬膜间钝性分离后使用长喙状冲击式咬骨钳咬除，并扩大切除纵形骨槽，四周底边的骨质作潜行减压，包括切除上椎体后下缘、下椎体的后上缘和骨槽两侧椎体的骨赘，刮至相邻椎体终板软骨面呈点状出血。量取骨槽8的长度后选取合适长度的该种下颈椎3D打印钛笼，钛笼内腔填充减压获得的碎骨块并嵌紧，然后将此钛网植入减压槽8内，钛网周围辅以多余的碎骨。去除椎体前方的椎体撑开器及撑开落定，选取合适大小的颈前路钢板，采用专用器械按步骤安放并锁定，放置引流管后逐层关闭切口；术后常规护理，1天后拔出引流管；术后严格佩戴颈托3月，3月后摘除。

Claims (8)

1.一种下颈椎3D打印钛笼，其特征在于，包括中间网状结构(1)、若干上端柱状支撑结构(2)、若干上端柱状连接结构(3)、上端圆形支撑结构(4)、若干下端导角支撑结构(5)、若干下端柱状连接结构(6)、以及下端圆形支撑结构(7)；

各上端柱状连接结构(3)的一端均与上端圆形支撑结构(4)的外侧面相连接，任意一个上端柱状连接结构(3)另一端的下表面均与对应上端柱状支撑结构(2)的上端面相连接，各上端柱状支撑结构(2)的下端面与中间网状结构(1)的上端面相连接；

各下端导角支撑结构(5)的上端面分别与中间网状结构(1)的下端面相连接，任意一个下端导角支撑结构(5)的下端面均与对应下端柱状连接结构(6)的上端面相连接，下端导角支撑结构(5)的内侧面与下端柱状连接结构(6)的内侧面均与下端圆形支撑结构(7)的外侧面相连接；

所述上端柱状连接结构(3)的上表面与上端圆形支撑结构(4)的上表面齐平；

所述下端柱状连接结构(6)的下表面与下端圆形支撑结构(7)的下表面齐平。

2.根据权利要求1所述的下颈椎3D打印钛笼，其特征在于，所述中间网状结构(1)的侧面设有若干层菱形结构的网孔，相邻两层网孔交错分布。

3.根据权利要求2所述的下颈椎3D打印钛笼，其特征在于，各层网孔的数目为9个，网孔的层数为6层，中间网状结构(1)的高度为19mm，网孔的壁厚为1mm，中间网状结构(1)的壁厚为2mm。

4.根据权利要求1所述的下颈椎3D打印钛笼，其特征在于，

各上端柱状支撑结构(2)沿周向分布；

各上端柱状连接结构(3)沿周向分布；

各下端导角支撑结构(5)沿周向分布；

各下端柱状连接结构(6)沿周向分布。

5.根据权利要求1所述的下颈椎3D打印钛笼，其特征在于，上端柱状支撑结构(2)与对应的上端柱状连接结构(3)相垂直。

6.根据权利要求1所述的下颈椎3D打印钛笼，其特征在于，所述上端圆形支撑结构(4)及下端柱状连接结构(6)均为圆环形结构；

上端圆形支撑结构(4)内径、外径及高度及下端柱状连接结构(6)的内径、外径及高度均分别为7.5mm、8.5mm及2mm。

7.根据权利要求1所述的下颈椎3D打印钛笼，其特征在于，所述下端导角支撑结构(5)为直角梯形结构。

8.根据权利要求1所述的下颈椎3D打印钛笼，其特征在于，所述下端圆形支撑结构(7)上表面开设有若干槽(8)，各槽(8)均位于对应相邻的两个下端导角支撑结构(5)之间。