CN106963521A - 一种体内可延长组配式人工椎体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种体内可延长组配式人工椎体，其特征在于，该人工椎体包括固定外套筒，刻有内螺纹的活动外套筒，沿轴向可转动地设置在所述固定外套筒和活动外套筒内、且与所述活动外套筒为螺纹连接的被动旋转轴，以及沿径向转动支撑于所述固定外套筒内、且能驱动所述被动旋转轴旋转的主动旋转轴；所述被动旋转轴的转动驱使所述活动外套筒产生位移。本发明实现了人工椎体在体内高度可调，便于相邻椎体的上下终板与人工椎体加压固定，以及置入简便的目标。本发明能够广泛应用于椎体肿瘤切除后椎体的骨缺损重建，无论从近期结构恢复到远期患者功能及生活质量，都可以得到显著的改善。

Description

一种体内可延长组配式人工椎体
技术领域
本发明涉及一种人工假体，具体涉及一种椎体切除重建术中使用的体内可延长组配式人工椎体。
背景技术
脊柱肿瘤、严重的椎体骨折及脊柱结核等感染性疾病常可引起椎体的破坏，从而导致脊髓、神经根受压以及椎体塌陷所致脊柱成角畸形，此时往往须行椎体切除术。尤其对于脊柱肿瘤，常可累及整个甚至多个椎体，由于切除范围较大，对局部稳定性破坏程度严重，如果没有有效的重建，患者术后常会出现内固定失败，并导致严重的神经功能损害和脊柱畸形。
早在1969年，Hamdi即首次报告了椎体肿瘤切除并以假体替代。此后，种类繁多的人工椎体开始逐渐发展。目前，人工椎体主要分为如下类型：填充型(例如骨水泥),支撑型(例如钛网)，以及可调式人工椎体等。其中应用最为广泛的当属钛网，但钛网及其内部植骨块与上下椎体仅呈点接触，骨传导的能力十分有限，往往不能达到可靠的植骨融合。加之钛网尖锐的边缘可能对上下椎体终板形成切割，从而导致了内植物沉降、松动、甚至脱出，在部分患者中甚至出现了因钛网松动移位压迫脊髓而导致的截瘫。
可见，理想的人工椎体不仅应具备良好的术后即刻稳定性，更需兼顾远期稳定性，即人工椎体与上下相邻椎体形成可靠的骨性愈合。同时应兼有置入方便、高度可调等特征。近年来，大量研究表明多孔结构金属不仅具有良好的组织相容性以及理想的生物力学结构，更重要的是其具有良好的骨传导特性，有利于宿主骨长入，融合率高。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种椎体切除重建术中使用的体内可延长组配式人工椎体。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：1、一种体内可延长组配式人工椎体，其特征在于，该人工椎体包括：固定外套筒，刻有内螺纹的活动外套筒，沿轴向可转动地设置在所述固定外套筒和活动外套筒内、且与所述活动外套筒为螺纹连接的被动旋转轴，以及沿径向转动支撑于所述固定外套筒内、且能驱动所述被动旋转轴转动的主动旋转轴；所述被动旋转轴的转动驱使所述活动外套筒产生位移。
在一个优选的实施例中，所述固定外套筒和活动外套筒均为一端封闭、另一端敞口的筒形结构，所述固定外套筒和活动外套筒的敞口端相对设置。
在一个优选的实施例中，所述被动旋转轴主要由一体设置的三部分组成，第一部分为类似锥齿轮的锥齿段，第二部分为光滑的圆柱段，第三部分为刻有外螺纹的螺纹段，且其所述锥齿段和圆柱段位于所述固定外套筒内，所述螺纹段则螺纹连接于所述活动外套筒内。
在一个优选的实施例中，所述主动旋转轴亦具有类似锥齿轮的锥齿段，所述主动旋转轴的锥齿段与所述被动旋转轴的锥齿段相啮合。
在一个优选的实施例中，还包括一延长组件，所述延长组件主要由一体设置的圆柱段和圆台段组成；同时，在所述活动外套筒的封闭端外侧开设有与所述延长组件的圆台段相配合的锥孔，所述延长组件通过其圆台段锥接在所述活动外套筒上。
在一个优选的实施例中，所述固定外套筒和活动外套筒的内径和外径相同。
在一个优选的实施例中，所述固定外套筒和被动旋转轴的圆柱段上开设有螺钉孔，在人工椎体调节到适当高度后，利用锁定螺丝将所述固定外套筒和被动旋转轴锁死固定。
在一个优选的实施例中，该人工椎体与相邻椎体的上、下终板连接的接触面为孔隙率80-90％，孔隙直径300-500微米的交差曲面多孔结构或正交多孔结构，且通过电子光束溶解法打印制作而成。
在一个优选的实施例中，所述固定外套筒、活动外套筒和延长组件均采用实性结构的边缘设计，而其余部分为孔隙率60-65％，孔隙直径1-2mm的多孔结构，且通过电子光束溶解法打印制作而成。
在一个优选的实施例中，所述被动旋转轴的圆柱段和螺纹段采用中空的筒形结构，且所述圆柱段和螺纹段内部设置有金属加强结构。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明实现了人工椎体在体内高度可调，便于相邻椎体的上下终板与人工椎体加压固定，以及置入简便的目标。本发明能够广泛应用于椎体肿瘤切除后椎体的骨缺损重建，且无论从近期结构恢复到远期患者功能及生活质量，都可以得到显著的改善。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供的人工椎体包括固定外套筒1、活动外套筒2、纵向旋转轴3和横向旋转轴4。其中，固定外套筒1为上端封闭、下端敞口的筒形结构，活动外套筒2为上端敞口、下端封闭且内壁刻有内螺纹的筒形结构，固定外套筒1和活动外套筒2的敞口端相对设置。纵向旋转轴3主要由一体设置的上中下三段组成，上段为类似锥齿轮的锥齿段31，中段为光滑的圆柱段32，下段为刻有外螺纹的螺纹段33。纵向旋转轴3沿轴向可转动地设置在固定外套筒1和活动外套筒2内，且其锥齿段31和圆柱段32位于固定外套筒1内，螺纹段33则螺纹连接于活动外套筒2内。横向旋转轴4沿径向转动支撑在固定外套筒1内，且其中段亦具有类似锥齿轮的锥齿段41，纵向旋转轴2的锥齿段31与横向旋转轴4的锥齿段41相啮合。
本发明在使用时，人工椎体通过上下两个接触面与相邻椎体的上、下终板连接，通过顺时针或逆时针主动转动横向旋转轴4可使与之相啮合的纵向旋转轴3被动转动，纵向旋转轴3旋转后可使活动外套筒2旋出或旋入，从而达到调整人工椎体高度的目的。
在一个优选的实施例中，本发明还包括一延长组件5，该延长组件5主要由一体设置的圆柱段51和圆台段52组成；同时，在活动外套筒2的封闭端外侧开设有与延长组件5的圆台段52相配合的锥孔21，延长组件5通过其圆台段52锥接在活动外套筒2上，从而可以较大范围调节人工椎体的高度。
在一个优选的实施例中，固定外套筒1和活动外套筒2的内径和外径相同。
在一个优选的实施例中，横向旋转轴4的一端刻有十字槽，以便于旋转横向旋转轴4。
在一个优选的实施例中，固定外套筒1和纵向旋转轴3的圆柱段32上开设有一个螺钉孔，在人工椎体调节到适当高度后，利用锁定螺丝6将固定外套筒1和纵向旋转轴3锁死固定，避免滑动旋回导致高度丢失。
在一个优选的实施例中，人工椎体与相邻椎体的上、下终板连接的接触面为孔隙率80-90％，孔隙直径300-500微米的交差曲面多孔结构或正交多孔结构，且通过EBM(Electron Beam Melting，电子光束溶解法)技术打印制作而成，该孔隙率可以提供最佳骨性愈合界面，最适合骨细胞爬行张入，并且能够实现再血管化。
在一个优选的实施例中，固定外套筒1、活动外套筒2和延长组件5均采用实性结构的边缘设计，提高抗扭转及抗压性能，并且保证螺丝固定部分的机械强度；其余部分为孔隙率60-65％，孔隙直径1-2mm的多孔结构，亦通过EBM技术打印制作而成，该孔隙率可以提供最佳软组织附着界面，能够减少残腔形成，降低术后感染，改善术后远期功能。
在一个优选的实施例中，纵向旋转轴3的圆柱段32和螺纹段33采用中空的筒形结构，以减轻人工椎体的整体重量；同时，在中空的圆柱段32和螺纹段33内部设置有金属加强结构(图中未示出)，以提高人工椎体的整体机械性能。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种体内可延长组配式人工椎体，其特征在于，该人工椎体包括：
固定外套筒，
刻有内螺纹的活动外套筒，
沿轴向可转动地设置在所述固定外套筒和活动外套筒内、且与所述活动外套筒为螺纹连接的被动旋转轴，以及
沿径向转动支撑于所述固定外套筒内、且能驱动所述被动旋转轴转动的主动旋转轴；
所述被动旋转轴的转动驱使所述活动外套筒产生位移。
2.如权利要求1所述的一种体内可延长组配式人工椎体，其特征在于，所述固定外套筒和活动外套筒均为一端封闭、另一端敞口的筒形结构，所述固定外套筒和活动外套筒的敞口端相对设置。
3.如权利要求1所述的一种体内可延长组配式人工椎体，其特征在于，所述被动旋转轴主要由一体设置的三部分组成，第一部分为类似锥齿轮的锥齿段，第二部分为光滑的圆柱段，第三部分为刻有外螺纹的螺纹段，且其所述锥齿段和圆柱段位于所述固定外套筒内，所述螺纹段则螺纹连接于所述活动外套筒内。
4.如权利要求3所述的一种体内可延长组配式人工椎体，其特征在于，所述主动旋转轴亦具有类似锥齿轮的锥齿段，所述主动旋转轴的锥齿段与所述被动旋转轴的锥齿段相啮合。
5.如权利要求2所述的一种体内可延长组配式人工椎体，其特征在于，还包括一延长组件，所述延长组件主要由一体设置的圆柱段和圆台段组成；同时，在所述活动外套筒的封闭端外侧开设有与所述延长组件的圆台段相配合的锥孔，所述延长组件通过其圆台段锥接在所述活动外套筒上。
6.如权利要求2所述的一种体内可延长组配式人工椎体，其特征在于，所述固定外套筒和活动外套筒的内径和外径相同。
7.如权利要求1所述的一种体内可延长组配式人工椎体，其特征在于，所述固定外套筒和被动旋转轴的圆柱段上开设有螺钉孔，在人工椎体调节到适当高度后，利用锁定螺丝将所述固定外套筒和被动旋转轴锁死固定。
8.如权利要求5所述的一种体内可延长组配式人工椎体，其特征在于，该人工椎体与相邻椎体的上、下终板连接的接触面为孔隙率80-90％，孔隙直径300-500微米的交差曲面多孔结构或正交多孔结构，且通过电子光束溶解法打印制作而成。
9.如权利要求5所述的一种体内可延长组配式人工椎体，其特征在于，所述固定外套筒、活动外套筒和延长组件均采用实性结构的边缘设计，而其余部分为孔隙率60-65％，孔隙直径1-2mm的多孔结构，且通过电子光束溶解法打印制作而成。
10.如权利要求3所述的一种体内可延长组配式人工椎体，其特征在于，所述被动旋转轴的圆柱段和螺纹段采用中空的筒形结构，且所述圆柱段和螺纹段内部设置有金属加强结构。
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