CN107280824A - 一种带有法兰的仿生人造脊椎假体 - Google Patents

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石志良
卢小龙
万林祥
黄琛
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Abstract

本发明涉及医疗用人造假体技术领域，具体指一种带有法兰的仿生人造脊椎假体；包括竖向设置的仿生假体，所述仿生假体的上端设有法兰体，法兰体的两端部上均设有螺纹孔，仿生假体和法兰体为3D打印技术构建的具有微孔的一体结构，仿生假体和法兰体内竖直设有通孔，通孔两端分别贯通仿生假体的下端面和法兰体的上端面；本发明结构合理，仿生假体上端具有法兰体且二者与上下脊椎接触面均为微孔结构，有助于骨细胞增殖和骨性融合；融合端的底部撑件和强化环构建金属承载面，通过支撑梁提高仿生假体的抗压强度和抗扭曲性能，提高假体的稳定性和可靠性；通过3D打印技术构建的多孔仿生假体可有效促进骨细胞生长，促进病患部位的愈合和回复。

Description

一种带有法兰的仿生人造脊椎假体
技术领域
本发明涉及医疗用人造假体技术领域，具体指一种带有法兰的仿生人造脊椎假体。
背景技术
脊柱外科手术是骨科手术中的尖端领域，脊柱切除则是这类外科手术的常见术型。脊柱的椎管中容纳着脊髓，脊柱的四周环绕着重要的血管，在进行脊柱外科手术过程中，操作必须精确无误才可保障手术的安全性。脊柱外科手术常包括脊柱肿瘤手术、脊柱畸形手术、椎间盘疾病等手术，手术治疗的过程常常需要将脊柱病变的结构彻底切除，并植入相应的人造假体，以维持脊柱结构的完整性及稳定性，从而达到对病患部位的治愈与重建。
受限于传统加工制造方式的约束，以往的人造假体植入物大多都为标准件，而这些标准件的批量制造使得这些植入物的复杂化程度和个性化程度低，难以适应复杂和个性化的脊柱重建手术。复杂的脊柱病变切除后，需要尺寸、形状、配合精度相对高的植入物替换到被切除的部分，而对这些特殊、复杂、个性化部位的脊柱切除后的人造假体植入物的替换是难以使用标准件的。
近几年来，金属增材制作技术(又称3D打印技术、快速原型技术)取得了突飞猛进的发展。目前应用于医学领域方面的增材制造技术主要包括有激光选区熔化技术(SLM)和电子束选区熔化技术(EBSM)。金属增材制造技术加工的金属零件材料包括钛合金、不锈钢等生物医用材料，加工尺寸精度达0.1mm，表面粗糙度位于10～20um之间，其机械力学性能达到甚至超过传统制造水平，金属增材制造相对于传统的机械加工制造而言，其最主要的优势是可以获得任意复杂形状结构的零件。在生物医学方面该技术已广泛应用于定制化植入假体的生产制造，如人造脊椎假体。作为一种新型的制造技术对于多孔结构的制造也具有极大的优势，生产的多孔脊椎植入假体将会促进骨内细胞向假体内部增值与生长，有助于病患部位的愈合与恢复。
因此，有必要对现有技术进行改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构合理、具有稳定力学支撑、有助于上下端脊椎体融合与重建、促进患者愈合与恢复的带有法兰的仿生人造脊椎假体。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的一种带有法兰的仿生人造脊椎假体,包括竖向设置的仿生假体，所述仿生假体的上端设有法兰体，法兰体的两端部上均设有螺纹孔，仿生假体和法兰体为3D打印技术构建的具有微孔的一体结构，仿生假体和法兰体内竖直设有通孔，通孔两端分别贯通仿生假体的下端面和法兰体的上端面。
根据以上方案，所述仿生假体的下端面上设有环形的底部撑件，法兰体的上端面上设有环形的顶部撑件，仿生假体上沿竖向埋设有若干支撑梁，若干支撑梁相互间隔地围绕仿生假体，支撑梁的两端分别与顶部撑件、底部撑件固定连接。
根据以上方案，所述法兰体的上端套设有强化环，支撑梁的上端设有与强化环固定连接的衍生梁。
根据以上方案，所述支撑梁的下端贯穿仿生假体下端面，支撑梁下端面、底部撑件底面和仿生假体下端面处于同一平面上；所述支撑梁的上端贯穿法兰体的上端面，支撑梁上端面、顶部撑件和法兰体上端面处于同一平面上。
根据以上方案，所述仿生假体上设有承载束环，承载束环套设于仿生假体的中部。
根据以上方案，所述微孔的直径范围在300μm-500μm之间，孔隙率在70％-80％之间。
本发明有益效果为：本发明结构合理，仿生假体上端具有法兰体且二者与上下脊椎接触面均为微孔结构，有助于骨细胞增殖和骨性融合；融合端的底部撑件和强化环构建金属承载面，通过支撑梁提高仿生假体的抗压强度和抗扭曲性能，提高假体的稳定性和可靠性；通过3D打印技术构建的多孔仿生假体可有效促进骨细胞生长，促进病患部的愈合和回复。
附图说明
图1是本发明的正面结构示意图；
图2是本发明的俯视结构示意图。
图中：
1、仿生假体；2、法兰体；3、微孔；11、通孔；12、底部撑件；13、支撑梁；14、衍生梁；15、承载束环；21、螺纹孔；22、顶部撑件；23、强化环。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1所示，本发明所述的一种带有法兰的仿生人造脊椎假体,包括竖向设置的仿生假体1，所述仿生假体1的上端设有法兰体2，法兰体2的两端部上均设有螺纹孔21，仿生假体1和法兰体2为3D打印技术构建的具有微孔3的一体结构，仿生假体1和法兰体2内竖直设有通孔11，通孔11两端分别贯通仿生假体1的下端面和法兰体2的上端面；所述仿生假体1用于取代手术切除的损坏脊椎，仿生假体1上端成型有莲蓬头状的法兰体2，法兰体2在仿生假体1上端构建支撑结构，法兰体2与脊椎的上切面对接并通过螺纹孔21与之固定，仿生假体1的下端面与脊椎的下切面对接，法兰体2可增加仿生假体1与脊椎上切面的接触面积，提高仿生假体1的抗压承载性能和结构稳定性，降低滑出和脱落的风险；仿生假体1内的通孔11用于填充碎骨及软组织，具有微孔3结构的仿生假体1与脊椎切面对接，法兰体2上端面和仿生假体1下端面上的微孔3有助于碎骨和软组织的附着，从而有利于脊椎病患部位的愈合生长。
所述仿生假体1的下端面上设有环形的底部撑件12，法兰体2的上端面上设有环形的顶部撑件22，仿生假体1上沿竖向埋设有若干支撑梁13，若干支撑梁13相互间隔地围绕仿生假体1，支撑梁13的两端分别与顶部撑件22、底部撑件12固定连接；所述底部撑件12和顶部撑件22在仿生假体1上构成金属支撑平面和微孔3接触面结合，可提高仿生假体1承载面的结构强度和稳定性，优选的环绕支撑梁13连接底部撑件12和顶部撑件22，可提高仿生假体1的承载性能和结构稳定性。
所述法兰体2的上端套设有强化环23，支撑梁13的上端设有与强化环23固定连接的衍生梁14，所述强化环23与顶部撑件22构成回字形环套结构，进一步地增强法兰体2以及仿生假体1上端的承载性能，上述的顶部撑件22与强化环23通过衍生梁13和支撑梁13构成固定连接，从而提高法兰体2上端承载面的稳定性和强度。
所述支撑梁13的下端贯穿仿生假体1下端面，支撑梁13下端面、底部撑件12底面和仿生假体1下端面处于同一平面上；所述支撑梁13的上端贯穿法兰体2的上端面，支撑梁13上端面、顶部撑件22和法兰体2上端面处于同一平面上，所述支撑梁13的两个端面与顶部撑件22和底部撑件12构成金属支撑面，从而提高仿生假体1的端面承载性能，进一步地配合微孔3结构所具有的摩擦性能，提高仿生假体1与脊椎切面之间的稳定性，并提供较多的软组织附着区域，减少残腔的形成降低术后感染几率。
所述仿生假体1上设有承载束环15，承载束环15套设于仿生假体1的中部，承载束环15将若干支撑梁13和仿生假体1环绕捆扎呈一体，承载束环具有一定的厚度以提高仿生假体1的结构强度。
所述微孔3的直径范围在300μm-500μm之间，孔隙率在70％-80％之间，所述微孔结构和孔隙率设定可提供相对适宜的碎骨及软组织附着区域，有利于病患部位的愈合与生长。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (6)

1.一种带有法兰的仿生人造脊椎假体,包括竖向设置的仿生假体(1)，其特征在于：所述仿生假体(1)的上端设有法兰体(2)，法兰体(2)的两端部上均设有螺纹孔(21)，仿生假体(1)和法兰体(2)为3D打印技术构建的具有微孔(3)的一体结构，仿生假体(1)和法兰体(2)内竖直设有通孔(11)，通孔(11)两端分别贯通仿生假体(1)的下端面和法兰体(2)的上端面。
2.根据权利要求1所述的带有法兰的仿生人造脊椎假体，其特征在于：所述仿生假体(1)的下端面上设有环形的底部撑件(12)，法兰体(2)的上端面上设有环形的顶部撑件(22)，仿生假体(1)上沿竖向埋设有若干支撑梁(13)，若干支撑梁(13)相互间隔地围绕仿生假体(1)，支撑梁(13)的两端分别与顶部撑件(22)、底部撑件(12)固定连接。
3.根据权利要求2所述的带有法兰的仿生人造脊椎假体，其特征在于：所述法兰体(2)的上端套设有强化环(23)，支撑梁(13)的上端设有与强化环(23)固定连接的衍生梁(14)。
4.根据权利要求2所述的带有法兰的仿生人造脊椎假体，其特征在于：所述支撑梁(13)的下端贯穿仿生假体(1)下端面，支撑梁(13)下端面、底部撑件(12)底面和仿生假体(1)下端面处于同一平面上；所述支撑梁(13)的上端贯穿法兰体(2)的上端面，支撑梁(13)上端面、顶部撑件(22)和法兰体(2)上端面处于同一平面上。
5.根据权利要求2所述的带有法兰的仿生人造脊椎假体，其特征在于：所述仿生假体(1)上设有承载束环(15)，承载束环(15)套设于仿生假体(1)的中部。
6.根据权利要求1所述的带有法兰的仿生人造脊椎假体，其特征在于：所述微孔(3)的直径范围在300μm-500μm之间，孔隙率在70％-80％之间。
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