CN108143523B - 寰枢椎侧块关节固定融合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种寰枢椎侧块关节固定融合装置，包括融合结构以及固定结构，融合结构用于植入寰枢椎侧块关节间隙；固定结构设置于融合结构的一端，固定结构包括分别用于与寰枢椎侧块贴合的枢椎关节固定部和寰椎关节固定部，枢椎关节固定部和寰椎关节固定部分别设置有供紧固件穿过的通孔；其中融合结构和固定结构一体形成，由此在进行寰枢关节融合术的过程中，可以一次性完成内固定和植骨融合，简化了手术步骤。另一方面由于融合结构和固定结构一体形成，固定结构可以固定于寰枢椎侧块关节上，因此可以防止融合结构发生相对移位，能够使寰枢椎侧块关节起到牢固地固定作用。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种寰枢椎侧块关节固定融合装置。
背景技术
寰枢关节脱位是指颈椎的第一节(寰椎)、第二节(枢椎)之间的关节失去正常的对合关系，从而引起延髓、高位颈脊髓受压，椎动脉走向和血流动力学改变；轻则出现眩晕或晕厥，严重情况下可以导致四肢瘫痪、甚至呼吸衰竭而死亡。由于其致残、致死率高，寰枢关节脱位在世界范围内是脊柱外科研究的热点和难点之一。
寰枢关节融合术是目前公认的治疗寰枢关节脱位的最有效方法。寰枢关节后路融合术暴露方便且操作空间大，临床应用较广。该手术方法包括内固定和植骨融合两个内容。内固定是指采用内固定器械包括钢丝、椎板夹、椎弓根螺钉及钉板(或棒)。植骨融合是指由后入路在寰椎(C1)后弓与枢椎(C2)椎板间植骨。该手术成功的关键标准是“植骨是否融合”。寰枢关节融合术的器械研发始终围绕着“固定、融合”这两个目标。自1939年加利(Gallie)报道了用钢丝在寰枢椎后弓间绑扎固定的寰枢关节融合术方法以来，经过60多年的临床实践，不断改进，寰枢椎后路内固定技术有了长足的发展，出现了后路寰枢椎关节突螺钉、寰枢椎钉板、寰枢椎钉棒等技术。经过上述的内固定以后，再实施植骨术(采用后路寰、枢椎板间植骨融合)。2004年印度医生戈埃尔(Goel)报告寰枢椎钉板固定后，联合使用寰枢椎之间打入椎间融合器，利于融合和固定。
上述技术存在以下缺点：
1，手术步骤多。该手术方法需要在寰枢椎完成内固定后才能实施。能否完成寰枢关节的骨融合，很大程度上依赖于前期的内固定手术是否坚强。
2.生物力学不理想。后方植骨块或植骨粒承受生物力学的张应力，而张应力是不利于融合的(相反的，压应力促进骨融合)；同时需要的植骨距离远，爬行替代距离长，需要的植骨量大(取髂骨区并发症增加)；
3.椎间融合器和内固定之间无连接，融合器有可能松动移位，需要二次手术。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解。
发明内容
本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种寰枢椎侧块关节固定融合装置，以简化手术步骤。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
根据本发明的一个方面，提供了一种寰枢椎侧块关节固定融合装置，包括融合结构以及固定结构，所述融合结构用于植入寰枢椎侧块关节间隙；所述固定结构设置于所述融合结构的一端，所述固定结构包括分别用于与所述寰枢椎侧块贴合的枢椎关节固定部和寰椎关节固定部，所述枢椎关节固定部和所述寰椎关节固定部分别设置有供紧固件穿过的通孔；其中所述融合结构和所述固定结构一体形成。
根据本发明的一实施方式，其中所述融合结构上设置有贯穿上表面和下表面的贯穿孔，以用于放置松质骨。
根据本发明的一实施方式，其中所述融合结构的厚度由自由端朝向固定端逐渐减小。
根据本发明的一实施方式，其中所述融合结构和所述固定结构上分别设置有多个孔隙，孔隙率为40％-95％。
根据本发明的一实施方式，其中所述孔隙的横截面为圆形，该孔隙的直径为550μm-750μm。
根据本发明的一实施方式，其中所述孔隙的平均直径为650μm，以及/或者所述融合结构和所述固定结构的抗压弹性模量为0.5～1.3Gpa。
根据本发明的一实施方式，其中所述寰枢椎侧块关节固定融合装置由医用钛合金或者可降解医用镁合金或者可降解左旋聚乳酸或者异体骨或者异种骨制成。
根据本发明的一实施方式，其中所述寰枢椎侧块关节固定融合装置采用3D打印技术制成。
根据本发明的一实施方式，其中所述枢椎关节固定部和所述寰椎关节固定部之间通过过度结构连接，该过度结构为弧形，所述过度结构的圆心设置于固定结构的背离所述融合结构的一侧。
根据本发明的一实施方式，其中所述过度结构的曲率半径为0.1-1.5mm。
根据本发明的一实施方式，其中所述寰椎关节固定部上设置有第一通孔，所述第一通孔的中心线与所述融合结构的上表面之间的夹角为0°-30°；所述枢椎关节固定部上设置有至少两个第二通孔，至少两个所述第二通孔的中心线相互平行，所述第二通孔的中心线与所述融合结构的上表面之间的夹角为0°-60°。
由上述技术方案可知，本发明的寰枢椎侧块关节固定融合装置的优点和积极效果在于：
寰枢椎侧块关节固定融合装置包括一体形成的固定结构和融合结构，由此在进行寰枢关节融合术的过程中，可以一次性完成内固定和植骨融合，简化了手术步骤。另一方面由于融合结构和固定结构一体形成，固定结构可以固定于寰枢椎侧块关节上，因此可以防止融合结构发生相对移位，能够使寰枢椎侧块关节起到牢固地固定作用。
附图说明
通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：
图1是根据一示例性实施方式示出的一种寰枢椎侧块关节固定融合装置的结构图。
图2是图1中的寰枢椎侧块关节固定融合装置侧视图。
图3是图1中的寰枢椎侧块关节固定融合装置另一侧面的侧视图。
图4是图1中的寰枢椎侧块关节固定融合装置的使用状态图。
图5是图4中的寰枢椎侧块关节固定融合装置的一个侧面的侧视图。
其中，附图标记说明如下：
101、融合结构； 102、固定结构；
103、枢椎关节固定部； 104、寰椎关节固定部；
105、贯穿孔； 106、第一通孔；
107、第二通孔。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
根据本发明的一具体实施方式，其中提供一种寰枢椎侧块关节固定融合装置可以包括融合结构101和固定结构102，其中融合结构101和固定结构102可以一体形成，例如但不限于，寰枢椎侧块关节固定融合装置可以形成为Y型结构。由此在进行寰枢关节融合术的过程中，可以一次性完成内固定和植骨融合，简化了手术步骤。由于融合结构101和固定结构102一体形成，固定结构102可以固定于寰枢椎侧块关节上，因此可以防止融合结构101发生相对移位，能够使寰枢椎侧块关节起到牢固地固定作用。
参照图2，其中可以定义融合结构101上侧的表面可以为上表面，融合结构101下侧的表面可以为下表面。当该图2中的寰枢椎侧块关节固定融合装置旋转过程中，该上表面和下表面也将随着旋转相同的角度。其中融合结构101的上表面与下表面之间的尺寸可以定义为厚度。根据本发明的一具体实施方式，其中该融合结构101的厚度可以由自由端朝向固定端逐渐减小。可以定义融合结构101的与固定结构102连接的一端为固定端，与该固定端相对的一端可以定位为自由端。
参照图1至图5，根据本发明的一具体实施方式，其中融合结构101可以用于植入寰枢椎侧块关节间隙。根据本发明的一具体实施方式，其中融合结构101上可以设置有贯穿上表面和下表面的贯穿孔105，以用于放置松质骨，但不以此为限，该贯穿孔105内填充的物质还可以为人工骨诱导材料，或者其他材料，只要满足能够促进骨生长的材料，都在本发明的保护范围内。根据本发明的一具体实施方式，其中贯穿孔105的横截面可以为矩形、圆形或者椭圆形等形状，都在本发明的保护范围内。
参照图1至图5，根据本发明的一具体实施方式，其中固定结构102可以固定设置于融合结构101的固定端，以与融合结构101形成为一体。根据本发明的一具体实施方式，其中固定结构102可以包括分别用于与寰枢椎侧块贴合的枢椎关节固定部103和寰椎关节固定部104。根据本发明的一具体实施方式，该枢椎关节固定部103可以由融合结构101的固定端向下延伸，且该枢椎关节固定部103可以有与枢椎侧块贴合的贴合面。根据本发明的一具体实施方式，其中寰椎关节固定部104可以由融合结构101的固定端向上延伸，且该寰椎关节固定部104可以有与寰锥侧块贴合的贴合面。根据本发明的一具体实施方式，其中枢椎关节固定部103和寰椎关节固定部104之间可以通过过度结构进行连接固定。根据本发明的一具体实施方式，其中该过度结构可以为弧形结构，该弧形结构的圆心可以设置于固定结构102的背离融合结构101的一侧，弧形结构的曲率半径可以为0.1-1.5mm，并不以此为限，根据实际需要可以进行选择。另外，过度结构的形状也可以为椭圆形、或者U形结构，都在本发明的保护范围内。根据本发明的一具体实施方式，其中在垂直于融合结构101的上表面的方向上，该固定结构102的投影可以具有高度尺寸，该高度尺寸可以定义为固定结构102的上顶点到下顶点之间的距离，其中该高度尺寸可以为1-15mm，但不以此为限，可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一具体实施方式，其中固定结构102的高度可以为3-10mm。
继续参照图1至图5，根据本发明的一具体实施方式，其中枢椎关节固定部103和寰椎关节固定部104可以分别设置有供紧固件穿过的通孔，以通过紧固件将固定结构102固定于寰枢椎侧块关节上。根据本发明的一具体实施方式，其中紧固件可以为椎骨钉，该椎骨钉可以为螺钉或者光钉，可以根据实际需要选择，都在本发明的保护范围内。根据本发明的一具体实施方式，其中寰椎关节固定部104上可以设置有第一通孔106，该第一通孔106可以为至少一个，第一通孔106的中心线可以与融合结构101的上表面之间的夹角为0°-30°，但不以此为限，其中第一通孔106与融合结构101的上表面之间的夹角可以根据实际需要选择，都在本发明的保护范围内。根据本发明的一具体实施方式，其中枢椎关节固定部103上可以设置有至少两个第二通孔107，至少两个第二通孔107的中心线可以相互平行，该第二通孔107的中心线可以与融合结构101的上表面之间的夹角为0°-60°，但不以此为限，都在本发明的保护范围内。
继续参照图1至图5，根据本发明的一具体实施方式，其中融合结构101的厚度可以由自由端朝向固定端逐渐减小，该融合结构101与固定结构102配合，可以使寰枢椎侧块关节固定融合装置形成为中间厚度较小的结构，以便于稳定地设置于寰枢椎侧块关节间隙。另一方面，也便于该寰枢椎侧块关节固定融合装置定位。
根据本发明的一具体实施方式，其中寰枢椎侧块关节固定融合装置由医用钛合金或者可降解医用镁合金或者可降解左旋聚乳酸或者异体骨或者异种骨制成。
根据本发明的一具体实施方式，其中融合结构101和固定结构102上可以分别设置有多个孔隙，孔隙率可以为40％-95％。根据本发明的一具体实施方式，其中孔隙的横截面可以为圆形，该孔隙的直径可以为550μm-750μm。根据本发明的一具体实施方式，其中孔隙的平均直径可以为650μm。根据本发明的一具体实施方式，其中融合结构101和固定结构102的抗压弹性模量为0.5～1.3Gpa。
在进行寰枢关节融合术的过程中，可以先使用定位装置在螺纹钉的位置处，按照螺纹钉的设置角度和设置方向，预先在寰枢椎侧块关节上打孔，然后将融合结构101和固定结构102分别设置于匹配的位置处，然后再将螺纹钉插入到第一通孔106和第二通孔107内后再插入到上述预先打好的孔内，最后可以旋转螺纹钉以使固定结构102和融合结构101固定。根据本发明的一具体实施方式，其中在设置固定结构102和融合结构101前，也可以不在寰枢椎侧块关节上预先打孔，由于第一通孔106和第二通孔107具有导向作用，将螺纹钉旋转拧入该第二通孔107内，便可以实现准确定位，继续旋转以使其顺利穿入到第一通孔106内，并穿入到寰椎侧块关节中。其中该寰枢椎侧块关节固定融合装置的定位，可以借助现有的定位装置，可以根据实际需要进行选择，都在本发明的保护范围内。
根据本发明的一具体实施方式，其中寰枢椎侧块关节固定融合装置可以由电子束熔融技术产生金属颗粒堆铸形成的钛合金多孔型金属骨植入材料制成，这种材料在结构和力学特性上都十分接近天然骨小梁结构。可对骨组织提供结构性支持，并且符合生理性应力分布，没有应力遮挡，寰枢椎侧块关节固定融合装置在内部互相连接形成的蜂窝状构造使得骨质能够快速、牢靠的长入，在没有自体骨组织植入或异体骨组织植入或者植骨量不足的情况下，亦可快速达到骨性融合效果，并且避免了骨移植带来的并发症。
3D打印技术正在世界范围内迅速发展，应用领域不断扩大，或将引领第三次工业革命。其中采用钛金属粉末做为原材料通过电子束熔融技术制成3D产品，因其独特的任意形状、孔隙设计及速成等特性，为新型脊柱外科内植物的研制及相关手术技术的改进提供了重要途径和空间。
采用电子束熔融技术制成的3D打印产品具有与理想脊柱内植物密切关联的三项重要特质：其一为可制作特殊形状的物体，电脑设计出的任何复杂图形均可经专门设备一次性打印成实物，此项特质使制作符合脊柱解剖结构或符合个体特点的内植物成为现实；其二为产品制作的速成性，可在几小时内获得所需内植物，使个体脊柱内植物的定制成为可能；其三为可制作具有孔隙，即所谓“金属骨小梁”的脊柱内植物。已有研究证实，此孔隙可供植入部位相邻的骨质长入，从而实现骨与内植物的融合。
发明人已经采用3D打印技术先后设计了多种3D打印脊柱内植物，并开展了动物实验和生物力学测试。动物实验表明将脊柱内植物植入羊颈椎后，骨融合情况良好，Micro-CT扫描及硬组织切片镜下观察均可见骨组织或骨细胞长入脊柱内植物金属孔隙的情况；生物力学测试显示，3D打印人工椎体植入羊颈椎后，力学稳定性能随植入时间延长而逐渐增强，同样表明内植物与相邻骨组织间的良好融合。另外，还针对两种3D打印内植物：颈椎椎间融合器和颈椎人工椎体进行了临床观察。近30例临床观察的初步结果也证实了3D打印颈椎人工椎体和颈椎椎间融合器用于颈椎固定与融合手术的安全性、有效性及其优越性。
根据本发明的一具体实施方式，其中寰枢椎侧块关节固定融合装置采用3D打印技术制成。用3D打印技术制作寰枢椎侧块关节固定融合装置的主要步骤包括：1、将设计好的寰枢椎侧块关节固定融合装置模型数据输入EBM专门设备；2、将钛合金粉末注入电子束熔融专门设备；3、启动EBM专门设备，经3D打印程序产出所需成品。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。
Claims (9)
1.一种寰枢椎侧块关节固定融合装置，其特征在于，包括：
融合结构，用于植入寰枢椎侧块关节间隙；
固定结构，设置于所述融合结构的一端，所述固定结构包括与寰椎侧块关节贴合的寰椎关节固定部和与枢椎侧块关节贴合的枢椎关节固定部，所述枢椎关节固定部和所述寰椎关节固定部分别设置有供紧固件穿过的通孔；
紧固件，设置于所述通孔内；
其中所述融合结构和所述固定结构一体形成；
所述枢椎关节固定部和所述寰椎关节固定部之间通过过度结构连接，该过度结构为弧形，所述过度结构的圆心设置于固定结构的背离所述融合结构的一侧，所述弧形的曲率半径为0.1-1.5mm。
2.如权利要求1所述的寰枢椎侧块关节固定融合装置，其特征在于，所述融合结构上设置有贯穿上表面和下表面的贯穿孔，以用于放置松质骨。
3.如权利要求1所述的寰枢椎侧块关节固定融合装置，其特征在于，所述融合结构的厚度由自由端朝向固定端逐渐减小。
4.如权利要求1所述的寰枢椎侧块关节固定融合装置，其特征在于，所述融合结构和所述固定结构上分别设置有多个孔隙，孔隙率为40％-95％。
5.如权利要求4所述的寰枢椎侧块关节固定融合装置，其特征在于，所述孔隙的横截面为圆形，该孔隙的直径为550μm-750μm。
6.如权利要求5所述的寰枢椎侧块关节固定融合装置，其特征在于，所述孔隙的平均直径为650μm，以及/或者所述融合结构和所述固定结构的抗压弹性模量为0.5～1.3Gpa。
7.如权利要求1至6中任一项所述的寰枢椎侧块关节固定融合装置，其特征在于，所述寰枢椎侧块关节固定融合装置由医用钛合金或者可降解医用镁合金或者可降解左旋聚乳酸或者异体骨或者异种骨制成。
8.如权利要求1至6中任一项所述的寰枢椎侧块关节固定融合装置，其特征在于，所述寰枢椎侧块关节固定融合装置采用3D打印技术制成。
9.如权利要求1至6中任一项所述的寰枢椎侧块关节固定融合装置，其特征在于，所述寰椎关节固定部上设置有第一通孔，所述第一通孔的中心线与所述融合结构的上表面之间的夹角为0°-30°；所述枢椎关节固定部上设置有至少两个第二通孔，至少两个所述第二通孔的中心线相互平行，所述第二通孔的中心线与所述融合结构的上表面之间的夹角为0°-60°。
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