CN106109064A

CN106109064A - 一种脊柱融合器

Info

Publication number: CN106109064A
Application number: CN201610422291.2A
Authority: CN
Inventors: 张二林; 王晓燕; 李维国
Original assignee: Northeastern University China
Current assignee: Northeastern University China
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2016-11-16

Abstract

一种脊柱融合器，属于生物医用金属材料技术领域，特别是涉及一种可用于脊柱、腰椎和胸椎手术的均质超弹性多孔椎间融合器。本发明提供一种新型结构的脊柱融合器。该脊柱融合器通过特殊的结构设计，既保证了具有制动、固定与持久的支撑性能，又能大幅度提高植入体与周围组织的融合率，彻底解决了椎体融合器容易松动及新骨生成能力差的问题。本发明其整体具有三维相通的多孔结构，由金属丝经过编织、烧结而成；所述金属丝的制备材料为纯钛、钛合金、纯钽或者钽合金。

Description

一种脊柱融合器

技术领域

本发明属于生物医用金属材料技术领域，特别是涉及一种可用于脊柱、腰椎和胸椎手术的均质超弹性多孔椎间融合器。

背景技术

脊柱有支撑人体上半身与头部重量、保护内脏与中枢神经系统的重要功能。脊椎随着年龄的增长而逐步退化，导致脊柱稳定性降低和功能性障碍，给患者带来各种痛苦和不便。目前，融合技术是脊柱外科主要的手术方式之一，融合器则是融合手术的核心部分，主要承担刚性支撑和诱导传导新骨生成的作用，以实现相邻椎体的真正融合。

PEEK材质被认为是较为理想的椎间融合器材料，但是PEEK融合器与上下骨性终板的界面接触永远不可能实现真正的骨性融合。临床应用的脊柱融合器目前普遍采用表面带有齿状或沟槽状凸起的结构，以提高脊柱融合器植入后在椎体间的稳定性，目的为解决临床应用中容易出现的椎体融合器松动滑出、椎体间不融合和内植物下沉等缺陷。有研究表明：融合器支撑面积的适当减少可以相应增加植入物与骨骼的融合面积，拥有更高的融合率和植入成功率。另一方面，支撑面积的减小会带来融合塌陷的风险，也有导致融合失败的可能。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种新型结构的脊柱融合器。该脊柱融合器通过特殊的结构设计，既保证了具有制动、固定与持久的支撑性能，又能大幅度提高植入体与周围组织的融合率，彻底解决了椎体融合器容易松动及新骨生成能力差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种脊柱融合器，其整体具有三维相通的多孔结构，由金属丝经过编织、烧结而成；所述金属丝的制备材料为纯钛、钛合金、纯钽或者钽合金。

所述脊柱融合器的孔隙率为50～90％。

所述脊柱融合器的孔隙率为70～90％。

所述脊柱融合器的孔径大小为50～2000um。

所述脊柱融合器的孔径大小为200～800um。

本发明的有益效果：

1.本发明的脊柱融合器具有较高的机械强度，具有超弹性，承载能力强，可承受较大的载荷；

2.本发明的脊柱融合器具有一定的可塑性，当承受较大的压力时，可通过自身的轻微变形来适应压力而不会发生碎裂；

3.本发明的脊柱融合器采用螺旋状的金属丝编织冷压制成，内部存在非常多的孔洞，可促进纤维和骨细胞的附着，有利于新骨的长入形成三维立体交织的生物活性固定，保证长期植入的稳定性；

4.本发明的脊柱融合器的金属丝之间的孔隙为植入体周围组织细胞与骨细胞的生成提供了理想的场所，使得融合器具有自身诱导成骨能力，密度和孔隙率也可根据需要进行调节。

附图说明

图1为本发明的脊柱融合器的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明的脊柱融合器的制备方法中拉伸螺旋卷后的结构示意图；

图3为本发明的脊柱融合器的制备方法中铺排后的结构示意图；

图4为本发明的脊柱融合器的制备方法中二次缠绕后的结构示意图；

图5为本发明的脊柱融合器的制备方法中最终冷压成型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，一种脊柱融合器，其整体具有三维相通的多孔结构，由金属丝经过编织、烧结而成；所述金属丝的制备材料可以为纯钛或者钛合金，包括但不限于纯Ti、Ti-6Al-4V；也可以为纯钽或者钽合金。本实施例中，所述金属丝采用的是纯钛丝。本发明的脊柱融合器整体呈柱状，横截面可以是圆形、方形、圆环形或带有沉孔，也可以根据实际情况设计；本实施例中，脊柱融合器的横截面为光滑过渡的方形。本实施例中，所述脊柱融合器的孔隙率为80％，平均孔径大小为500um。

本实施例的脊柱融合器的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：选丝，

选择直径在Φ0.1～0.3mm范围内的纯钛丝作为原材料；

步骤二：绕制螺旋卷，

将选好的纯钛丝单向绕制成螺旋卷；

步骤三：拉伸螺旋卷，

将螺距为0的螺旋卷向两侧拉伸并使其具有均匀的螺距，如图2所示；

步骤四：铺排，

将若干个拉伸后的螺旋卷平铺成排，如图3所示；

步骤五：二次缠绕，

将平铺成排的螺旋卷再次进行往复多层的缠绕，如图4所示；

步骤六：将缠绕好的柱状体放入设计好形状的模具中，在一定压力下冷压成型，获得多孔钛脊柱融合器，如图5所示；

步骤七：将步骤六中得到的多孔钛脊柱融合器经电阻焊或真空炉烧结。

经电阻焊或真空炉烧结后的多孔钛脊柱融合器强度得到显著提高。金属丝相互之间交错勾连形成多孔网状，类似于橡胶的大分子结构，所以本发明的脊柱融合器具有类似橡胶材料的超弹性、合适的机械强度、优异的骨传导性及良好的生物相容性等特点，可用于脊柱、胸椎和腰椎的临床手术中。

本发明可通过改变工艺参数使多孔钛脊柱融合器的孔隙率在50～90％范围内进行调节，孔径大小控制在50～2000um范围内，所述工艺参数包括金属丝直径、螺旋卷直径及螺旋卷螺距。

Claims

1.一种脊柱融合器，其特征在于其整体具有三维相通的多孔结构，由金属丝经过编织、烧结而成；所述金属丝的制备材料为纯钛、钛合金、纯钽或者钽合金。

2.根据权利要求1所述的脊柱融合器，其特征在于所述脊柱融合器的孔隙率为50～90％。

3.根据权利要求2所述的脊柱融合器，其特征在于所述脊柱融合器的孔隙率为70～90％。

4.根据权利要求1所述的脊柱融合器，其特征在于所述脊柱融合器的孔径大小为50～2000um。

5.根据权利要求4所述的脊柱融合器，其特征在于所述脊柱融合器的孔径大小为200～800um。