CN108577954B - 体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置 - Google Patents

体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，包括由缆绳相串接的第一锁定器、间隔器和第二锁定器；所述第一锁定器前端设有卡扣，末端设有锁定器固定齿；所述间隔器的两端设有间隔器固定齿；所述第二锁定器前端设有锁定器固定齿，末端设有卡扣；所述锁定器固定齿能够与所述间隔器固定齿相啮合。该装置在提供限制性微动的基础上应用于腰椎后路融合手术，使之在初期对融合节段提供相对坚强固定，限制其各方向的运动；随着植骨的愈合、固定装置中镁合金部分的降解，使得固定节段在各个方向具有受限制的微动，这将促进植骨愈合并减少邻近节段所承受的应力及活动；最终镁合金完全降解，减少应力遮挡。

Description

体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置
技术领域
本发明涉及动态内固定装置技术领域，具体涉及一种体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置。
背景技术
脊柱融合手术为治疗各种脊柱疾病最主要的方法之一，最常使用的后路融合内固定装置为钛合金材料制成的钉棒系统，植骨融合后较粗而坚固的钛棒的存在会显著增加应力遮挡，增加邻近节段的应力及运动，据报道钛棒融合固定术后一年邻近节段疾病的发生率为2.5-28.4％，而术后十年发生率为11-100％。
另一方面“动态稳定”的概念逐渐被提出并受到重视，这种系统能模拟正常的脊柱运动，产生尽可能和正常的脊柱相似的活动，改变运动节段承载负荷的方式，控制节段间的异常活动，短期能够减少邻近节段应力。目前市面上的动态稳定装置有许多种，例如由Freudiger和Dubois等人提出的Dynesys动态稳定系统，其构成是钛合金椎弓根钉、多聚酯纤维张力带和聚氨酯弹性间隔器，由材料的弹性使得固定的节段得以保留近似生理的运动。一方面为了模拟正常的脊柱运动使得固定节段有较大的运动范围，另一方面这些材料的弹性不足以提供植骨融合时所需的坚强固定，故这是一种用于非融合的固定装置。而没有骨性融合，随着内固定的失效手术也将随之失效。如将动态稳定系统提供的活动限制为一定的微动，除了保留原有的减少邻近节段应力的能力外，根据wolff定律，这也可以促进成骨。
我们已经通过动物实验及临床实践证明了腰椎后路关节突间植骨术在成骨速度及成骨质量方面的优势，该术式对正常维持稳定的结构破坏较小(椎间盘、关节突及后方的韧带系统均未受到破坏)，且植骨位置特殊，植骨槽在矢状面上恰恰位于连接棒的前方，上下方紧邻椎弓根，植骨融合后能够为连接棒提供一定支撑，这样对连接棒有直接的加固作用。另外该术式的植骨融合块在后方形成类似张力带的结构，使得融合节段仍具有一定的微动(已通过有限元分析证实，可以推测在没有坚硬钛棒的前提下将有最大的微动)，减少了融合节段的应力遮挡，一定程度上可能会减少邻近节段分担的应力。
而镁作为一种有巨大潜力的植入材料，能够克服现有金属材料的缺点。镁重量轻、密度小，有高强度/重量比；其弹性模量(45GPa)较目前常用的植入材料更接近于正常骨组织，可避免应力遮挡效应对新骨生成和塑形的影响；镁能够在体内降解，可避免二次手术给患者带来的影响，其降解产物镁离子是人体含量丰富的阳离子，主要贮存于骨骼中，是多种酶的辅助因子，是核糖体的关键结构之一；镁离子还能够刺激骨折端硬骨痂的生成、诱导成骨，促进骨折愈合，并刺激软骨生成。这些特性使镁及其合金有可能成为理想的骨植入材料。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种能够使固定节段在各个方向上具有受限制的微动，以促进植骨愈合并减小邻近节段所受应力及活动，当植骨完全愈合、镁合金完全降解后将减小应力遮挡的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其特征在于：包括由缆绳相串接的第一锁定器、间隔器和第二锁定器；所述第一锁定器前端设有卡扣，末端设有锁定器固定齿；所述间隔器的两端设有间隔器固定齿；所述第二锁定器前端设有锁定器固定齿，末端设有卡扣；所述锁定器固定齿能够与所述间隔器固定齿啮合。
所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其中：所述第一锁定器、间隔器和第二锁定器为圆管形，中心具有能够使缆绳穿过的孔道；所述缆绳的两端能够固定在椎弓根钉上。
所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其中：所述缆绳的两端为圆柱形的固定端，中部为柔软的缆绳中段。
所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其中：所述锁定器固定齿和间隔器固定齿分别包括4～8处均匀的齿状凸起。
所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其中：所述锁定器固定齿和间隔器固定齿均是截面为扇形，侧面为矩形的凸起。
所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其中：所述卡扣为钳状卡扣。
所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其中：所述第一锁定器、第二锁定器由钛合金制成；所述间隔器由可吸收材料制成；所述缆绳由钛合金制成。
所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其中：所述锁定器装有卡扣的一端设有凸起。
所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其中：所述缆绳的两端包裹有防滑装置。
与现有技术相比，本发明的有益效益是：(1)本发明不需特殊定制椎弓根钉，可通过钳状卡扣便可与常规的椎弓根钉棒系统中的椎弓根螺钉相匹配。(2)按照上述方法将三部分组件组合完成后，可与椎弓根螺钉进行锁紧，其中钛合金卡扣通过与椎弓根钉的贴合达到限制整体装置旋转运动的目的，穿过并拉紧的缆绳限制腰椎的前屈，镁合金间隔器与钛合金锁定器组成的套筒作为应力承载的主体，可限制腰椎的前屈后伸和左右侧屈，这些可以保证本发明作为植骨融合的内固定装置有足够的初始强度与稳定性。(3)临床使用中可通过更改镁合金间隔器的长度规格来应对不同的个体差异。并通过调整镁合金的成分以及表面处理技术等，使之降解速度足以满足植骨融合过程。且镁合金部件体积相对较小，将尽量减小降解时的副反应。(4)随着植骨的逐渐愈合，镁合金间隔器在体内的逐渐降解，其齿状凸起与钛合金锁定器的齿状凸起间产生微小空隙，腰椎在进行各个方向运动时，固定节段可以在相应的方向上产生微动，根据wolff定律，这将进一步促进植骨的愈合。这种固定节段间的微动将减少邻近节段所承受的应力和异常的活动。微动的大小可以量化，可通过调整齿状凸起的长度来限制微动的上限，并随着镁合金的降解，微动逐渐增大。(5)当植骨完全愈合、镁合金间隔器完全降解后，整个装置只剩余缆绳有限度的传导应力，与钛棒相比将大大减小应力遮挡效应。融合节段后方形成的张力带结构将使其仍保留一定微动能力，这将减小邻近节段所承受的应力以及异常活动。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构示意图。
图2是本发明一实施例的缆绳的结构示意图。
图3是本发明一实施例的锁定器的结构示意图。
图4是本发明一实施例的使用状态参考图。
附图标记说明：1-椎弓根钉；2-卡扣；3-锁定器；4-间隔器；5-缆绳；6-锁定器固定齿；7-间隔器固定齿；8-凸起；9-缆绳固定端；10-缆绳中段；11-椎弓根钉的锁紧螺母。
具体实施方式
如图1所示，一种体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，包括由缆绳5相串接的两个锁定器3和间隔器4，间隔器4位于两个锁定器3之间；锁定器3的一端设有卡扣2，另一端设有锁定器固定齿6；间隔器4的两端设有间隔器固定齿7；锁定器固定齿6能够与间隔器固定齿7相啮合。
卡扣2为钳状卡扣，因而能够与椎弓根钉1的外侧壁锁定配合。
锁定器固定齿6和间隔器固定齿7分别包括4～8处均匀的齿状凸起。锁定器固定齿6和间隔器固定齿7均是截面为扇形，侧面为矩形的凸起。
锁定器3、间隔器4均为圆管形，中心具有能够使缆绳5穿过的孔道。
如图2所示，缆绳5的两端为圆柱形的缆绳固定端9，中部为柔软的缆绳中段10。
缆绳5的两端包裹防滑层(图中未绘出)，以便于保持其与椎弓根钉1稳固固定。
如图3所示，本发明的一实施例中，锁定器3装有卡扣2的一端设有凸起8。凸起8能够与某些型号的椎弓根钉上的缺口相配合，以使椎弓根钉与锁定器3紧密贴合。
锁定器3由钛合金制成。间隔器4由可吸收材料制成，如镁合金。缆绳5可以由不可降解材料制成(如钛合金、不锈钢或聚酯纤维)，也可以由可吸收材料制成。
如图4所示，缆绳5的两端能够固定在椎弓根钉1和椎弓根钉的锁紧螺母11之间。
在脊柱外科手术中，首先将椎弓根钉植入患者预定的椎弓根中，进行劈骨植骨等过程，根据患者具体情况选用不同规格的间隔器4，并与锁定器3组合好，其中穿过缆绳5，将整个装置由上方置入两个椎弓根钉1之间，匹配后拉紧缆绳5，对整体装置适当加压使之配合紧密，同时将椎弓根钉的锁紧螺母11拧入椎弓根钉钉尾，锁紧整套装置。
本发明用于腰椎后路融合手术中，使其植入初期有相对坚强的力学强度足以使植骨愈合，随着植骨愈合、使用可降解材料的部件降解，间隔器4与锁定器3之间产生逐渐增大的微动，这种微动可促进植骨的愈合，并且微动的上限受到齿状凸起(锁定器固定齿6，间隔器固定齿7)尺寸的限制，随着降解量的增加，固定节段产生的微动可减少邻近节段所受的应力以及异常活动。最终植骨完全愈合、可降解部件完全降解后，将减小应力遮挡效应。

Claims (9)

1.一种体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其特征在于：
包括由缆绳相串接的第一锁定器、间隔器和第二锁定器；所述间隔器由可吸收材料制成；所述第一锁定器前端设有卡扣，末端设有锁定器固定齿；所述间隔器的两端设有间隔器固定齿；所述第二锁定器前端设有锁定器固定齿，末端设有卡扣；所述锁定器固定齿能够与所述间隔器固定齿啮合；
随着植骨愈合、所述间隔器降解，间隔器与锁定器之间产生逐渐增大的微动，这种微动能够促进植骨的愈合，并且微动的上限受到锁定器的固定齿以及间隔器的固定齿的齿状凸起的尺寸的限制，随着降解量的增加，固定节段产生的微动能够减少邻近节段所受的应力以及异常活动；当植骨完全愈合、间隔器完全降解后，整个装置只剩余缆绳有限度的传导应力。
2.根据权利要求1所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其特征在于：
所述第一锁定器、间隔器和第二锁定器为圆管形，中心具有能够使缆绳穿过的孔道；所述缆绳的两端能够固定在椎弓根钉上。
3.根据权利要求2所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其特征在于：
所述缆绳的两端为圆柱形的固定端，中部为柔软的缆绳中段。
4.根据权利要求1所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其特征在于：
所述锁定器固定齿和间隔器固定齿分别包括4～8处均匀的齿状凸起。
5.根据权利要求1所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其特征在于：
所述锁定器固定齿和间隔器固定齿均是截面为扇形，侧面为矩形的凸起。
6.根据权利要求1所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其特征在于：
所述卡扣为钳状卡扣。
7.根据权利要求1所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其特征在于：
所述第一锁定器、第二锁定器由钛合金制成；所述缆绳由钛合金制成。
8.根据权利要求1所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其特征在于：
所述锁定器装有卡扣的一端设有凸起。
9.根据权利要求1、2、3中任意一项所述的体内可吸收性腰椎限制性动态固定装置，其特征在于：
所述缆绳的两端包裹有防滑层。
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