CN108969160B - 一种椎间运动保留装置及其一体式植入器械和植入方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医学技术领域，特别涉及一种椎间运动保留装置及其一体式植入器械和植入方法，所述椎间运动保留装置由上接骨板、内衬、髓核和下接骨板组成，内衬嵌套在上接骨板内，髓核嵌套在下接骨板内，内衬和髓核形成间隙配合式的球面摩擦副；所述一体式植入器械由夹持杆、握持杆、旋钮组成，所述握持杆尾部锥形连接头插入旋钮端部的旋转腔内，两者之间可自由转动，所述夹持杆贯穿握持杆内腔后与旋钮内部螺纹连接在一起。本发明可供操作医生在不需要额外手术复制器械条件下进行多方位手术操作，且不会因各个方向转移、调整等操作而导致产品与植入装置两者之间发生相对运动。

Description

一种椎间运动保留装置及其一体式植入器械和植入方法

技术领域

本发明涉及医学技术领域，特别涉及一种椎间运动保留装置及其一体式植入器械和植入方法。

背景技术

椎间运动保留装置目前已经有Bryan、Prestige产品系列、ProDisc C、Mobi-C、PCM、SRCURE-C等几款产品获得FDA批准，在世界各地广泛使用，这些产品均设有其独特专用的植入器械产品，但部分专用植入器械产品也存在一定的改进空间。国内目前没有一款椎间运动保留装置获得CFDA批准，国内椎间运动保留装置多数处在专利阶段，而且这些专利产品中很少有针对性设计专用植入器械的。

一些夹持器械采用类手术钳原理的快速张开夹持方式，该类夹持器械能够有效夹紧椎间运动保留装置产品，其自带的定位槽口能够将植入器械固定在某一夹持状态，有效确保夹持过程中产品不会出现移位、松动等失效，但是类手术钳夹持方式的植入器械在夹紧或者张开的过程中，操作空间要求较大，操作平稳性较差，自带定位槽由于受槽口间隔距离影响，对产品的夹持会出现过紧或过松情况，且张开方式会引起手术窗口过大，产品植入位置精度较低，增加手术操作难度，延长手术操作时间。

鉴于目前该技术领域的这种状况，一款能够高度适应人体椎体解剖外形、手术节段术后运动接近最大限度健康节段运动情况、对病患而言能安全有效且使用寿命长的椎间运动保留装置，以及其对应的能够有效减小手术操作窗口、降低手术难度、便于医生操作使用且产品夹持效果平稳牢固的专用植入器械有迫切的市场需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构高仿生、摩擦配副磨损性能优异、运动范围在实际椎体运动范围内、具有创新性结构应用的椎间运动保留装置。本发明的另一目的是提供一种该椎间运动保留装置专用的能有效减少手术操作窗口、夹持过程牢固可靠且符合医生操作习惯的一体式植入器械；本发明的再一目的是提供该椎间运动保留装置与其专用的一体式植入器械组合应用的植入方法。本发明旨在解决传统椎间运动保留装置植入器械及植入方法存在的以下问题：①传统椎间运动保留装置由于夹持原理设计不同导致植入器械夹持端口张开距离超出产品尺寸范围，进一步导致手术操作窗口较大，手术难度增加，术后愈合时间较长等问题；②部分传统椎间运动保留装置植入器械在完成产品夹持后转移产品的过程中出现产品移位、松动等严重影响产品植入的问题；③部分椎间运动保留装置产品的植入器械握持部分尺寸过小或者不便抓紧用力，导致医生使用不便，体验效果不佳的问题。

本发明的技术方案为：提供一种椎间运动保留装置，由上接骨板、内衬、髓核和下接骨板组成，内衬嵌套在上接骨板内，髓核嵌套在下接骨板内，内衬和髓核形成间隙配合式的球面摩擦副，所述椎间运动保留装置上接骨板后端左右两侧设有夹持槽，夹持槽由张开区、内凹夹紧区、扣合区和限位块组成，张开区与夹紧区、扣合区连通在一起，所述夹持槽与上接骨板上表面之间留有一定厚度，不完全贯穿上接骨板。

优选地，便于植入器械限制椎间运动保留装置上下方向的移动；所述下接骨板在相应位置设有与上接骨板上同样的对称夹持槽，下接骨板上的对称夹持槽中的限位块位于扣合区正上方。

本发明的另一技术方案为：提供一种椎间运动保留装置的一体式植入器械，由夹持杆、握持杆、旋钮组成，所述握持杆尾部锥形连接头插入旋钮端部的旋转腔内，两者之间可自由转动，所述夹持杆贯穿握持杆内腔后与旋钮内部螺纹连接在一起，所述旋钮相对握持杆转动时驱动夹持杆沿握持杆内部空腔后退或前进，同时夹持杆端部夹持臂在握持杆外壁挤压作用下压缩闭合或弹性张开，进而实现夹持器械对椎间运动保留装置的夹持与松开。

优选地，所述握持杆尾部锥形连接头通过旋钮锥形引导腔进入到旋钮旋转腔内，引导腔卡住锥形连接头尾部阻止轴向移动，进入旋转腔内部的锥形连接头在旋转腔内可以自由转动，从而实现握持杆与旋钮之间的自由转动。

优选地，所述夹持杆自握持杆前端插入，非圆柱旋转运动约束段与握持杆约束腔相配合后，继续插入握持杆内部空腔，直至尾部螺纹段与旋钮螺纹连接孔接触，通过螺纹连接与旋钮连接在一起，同时贯穿在握持杆内，实现夹持杆与握持杆和旋钮的配合。

优选地，所述旋钮由端部前端直径尺寸大后端直径尺寸小的锥形引导腔、直径尺寸与引导腔大端直径尺寸一致的旋转腔、与旋转腔轴线垂直并贯穿旋转腔尾部的弹性变形接纳孔、自旋转腔尾部深入旋钮内部一定距离的内螺纹连接孔以及旋钮外部凸起的易拧花键段组成，构成引导腔和旋转腔旋钮外体部分被宽度略小于接纳孔直径的间隙由自旋钮前端至接纳孔部分切割成对称的两部分，利于弹性变形张开以及收缩以实现握持杆锥形连接头插入旋转腔。

优选地，所述握持杆由内部结构和外部结构组成，内部结构包括握持杆前端一定长度的供夹持头张开与收缩的张开腔、与张开腔相临的横断面形状呈非圆形状的最大外形尺寸小于张开腔外径尺寸的旋转运动约束腔以及约束腔后端外径尺寸小于或等于非圆约束腔内切圆直径尺寸且贯穿握持杆的通道腔；外部结构包括握持杆尾部直径尺寸大于前段握持杆主体尺寸的锥形连接头、仿生结构设计的外形呈竹节形状的可供四个手指握持的握持段以及前端的握持杆主体段。

优选地，所述夹持杆由与椎间运动装置后端椭圆外形相吻合的后方设有V型纵切槽的夹持臂、夹持臂前端内环抱式的夹持钩、位于夹持钩与夹持臂之间空隙上下端的月牙形扣合块、V型纵切槽末端的圆柱形弹性变形接纳孔、与接纳孔相临的横断面形状与握持杆转动约束腔横断面形状相同的旋转运动约束段以及夹持杆尾部与旋钮进行螺纹连接配合的螺纹段组成。

本发明的再一技术方案为：提供一种椎间运动保留装置的一体式植入器械的植入方法，包括以下步骤：

步骤一：安装自由转动器械部分，保持旋钮不动，握持杆尾部锥形连接头进入并逐步撑开旋钮锥形引导腔，引导腔在弹性变形接纳孔作用下逐步张开，直至锥形连接头尾部平面完全通过引导腔进入到旋转腔，引导腔恢复原状，卡合在锥形连接头的尾部，即完成握持杆与旋钮的安装，此时握持杆与旋钮之间可以自由转动；

步骤二：安装轴向运动传动部分夹持杆，夹持杆尾部螺纹段沿握持杆前部张开腔进入握持杆，插入过程确保夹持杆的非圆横断面转动约束段与握持杆内部的转动约束腔相配合，一直将夹持杆沿着握持杆通道腔插入，直至夹持杆螺纹段与旋钮螺纹连接孔接触，此时旋转旋钮，夹持杆在螺纹传动作用下进一步进入旋钮内部，即完成夹持杆与转动部分的配合，完成植入器械的装配，此时旋转旋钮，夹持杆就能在螺纹连接驱动作用下沿着植入器械轴向方向前进或后退；

步骤三：夹持并植入椎间运动保留装置，首先旋转旋钮，驱动夹持杆沿轴向前进，夹持臂处于张开状态，然后，将夹持钩深入到椎间运动保留装置上下接骨板的张开区末端，反向旋转旋钮，同时整个植入器械微微向椎间运动保留装置方向移动，直至夹持臂在握持杆的挤压作用下往内闭合夹紧，夹持钩进入夹紧区、扣合块进入扣合区与限位块在纵向方向上下重叠，此时，椎间运动保留装置被植入器械牢牢夹持，握持植入器械将整个椎间运动保留装置植入到手术预定区域，即完成椎间运动保留装置的夹持与植入；

步骤四：松开椎间运动保留装置、撤出植入器械，旋转旋钮，同时握持植入器械向原理椎间运动保留装置的方向微微移动，直至夹持臂张开、夹持钩回到张开区，即可抽出植入器械，彻底完成椎间运动保留装置的植入。

本发明的有益效果为：

1、椎间运动保留装置的有益效果：

(1)本发明采用高度仿生结构设计，基于对2000例健康国人脊柱MRI影像的测量、分析、研究，确保上、下接骨板矢状面轮廓、足印面轮廓能够更好与人体椎体骨外形相吻合，且下接骨板更是独特设有保护钩椎关节的外缘斜切平面或圆弧，相比传统椎间运动保留装置，本发明对应装置与椎体骨的接触面积更大，能够有效促进骨长入愈合，并能有效减少手术中椎体骨切除量、最大限度保留椎体骨，简化手术流程，降低手术难度。

(2)本发明上下接骨板夹持槽设有扣合区和限位块结构，在植入器械依靠夹持头变形夹紧椎间运动保留装置的同时又加上一层依靠限位块机械结构形状进行运动限制的保护，双层夹紧保护能够确保植入器械可靠夹持椎间运动保留装置且防止在椎间运动保留装置转移过程中出现夹持不稳、椎间运动保留装置构件之间出现相对移位等状况。

(3)本发明上下接骨板夹持槽结构设在接骨板后端面内侧，相对于其他椎间运动保留椎间运动保留装置将夹持槽放在椎间运动保留装置左右两侧面的设计，本发明在夹持以及松开椎间运动保留装置的时候植入器械各个方向均不超出椎间运动保留装置的尺寸范围，能够有效减少手术过程中所需的手术窗口空间，较小的手术窗口可以有效降低医生手术操作难度，产生的手术切口更小，能够有效减少手术愈合时间。

2.椎间运动保留装置的一体式植入器械的有益效果：

(1)本发明夹持杆的夹持钩与夹持臂中间间隙上下两端设有月牙形扣合块，依靠内凹型夹持钩夹紧椎间运动保留装置的同时扣合块与上下接骨板上的限位块相卡扣配合，双层保护进一步确保椎间运动保留装置夹持的可靠性和稳定性，确保椎间运动保留装置在转移释放过程中不会出现任何方向上的移位。

(2)本发明夹持杆的旋转运动约束段可以有效阻止植入器械旋钮旋转时夹持杆跟随其一起转动，进而实现将旋钮旋转转化为夹持杆的轴向运动，相比传统夹持器械采用其他辅助结构结构如销轴等阻止夹持杆旋转，本发明旋转运动约束段与夹持杆其他结构一体化设计在夹持杆上，加工方便，效果可靠，避免植入器械结构过于复杂而导致的结构失效风险过大弊端。

(3)本发明握持杆外形设计采用仿生结构设计，外形呈四个连续竹节形状，手术过程中四个手指可以全部握持固定在植入器械上，避免传统植入器械没有握持部分或者握持部分细小光滑不便于操作医生使用以及有效用力等缺点。

(4)本发明旋钮前端围成旋转腔的外体部分被切割成对称的两个部分，两个部分底部设有弹性变形接纳孔，确保旋钮前端引导腔在握持杆锥形连接头挤压作用下能够自由张开闭合，实现旋钮对握持杆的卡合，对其轴向运动的限制，从而实现两者之间的相对转动运动，该结构相对于传统植入器械具有结构简单、卡合效果显著的优势。

3.椎间运动保留装置的一体式植入器械的植入方法的有益效果：

(1)本发明植入初始至完成植入的整个过程中，植入器械夹持头始终位于椎间运动保留装置上下左右极限方位内，没有超出椎间运动保留装置尺寸范围外，使得手术过程中开设与椎间运动保留装置尺寸相当的手术窗口成为可能，有效避免传统椎间运动保留装置植入过程中手术窗口较大、增加手术难度、延长手术时间、手术创口愈合时间长等弊端。

(2)本发明植入过程中植入器械与椎间运动保留装置在夹持钩夹紧与限位块和扣合块二次限位这两个双重夹持保障作用下组成一个牢固的一体式装置，本发明可供操作医生在不需要额外手术复制器械条件下进行多方位手术操作，且不会因各个方向转移、调整等操作而导致椎间运动保留装置与植入装置两者之间发生相对运动。

附图说明

图1是本发明椎间运动保留装置与一体式植入器械装配的立体结构示意图；

图2是本发明椎间运动保留装置的上接骨板示意图；

图3是本发明椎间运动保留装置的下接骨板示意图；

图4是本发明椎间运动保留装置的一体式植入器械中旋钮结构剖视图；

图5是本发明椎间运动保留装置的一体式植入器械中握持杆结构剖视图；

图6是是本发明椎间运动保留装置的一体式植入器械中夹持杆结构示意图；

图7是是本发明椎间运动保留装置的一体式植入器械中夹持杆头部结构放大示意图。

主要组件符号说明：

具体实施方式

本发明下面将结合附图作进一步详述：

请参阅图1、4、7所示，一种椎间运动保留装置Ⅰ和该装置对应的一体式植入器械Ⅱ。所述椎间运动保留装置Ⅰ由上接骨板1、内衬2、髓核3和下接骨板4组成，内衬2嵌套在上接骨板1内，髓核3嵌套在下接骨板4内，内衬2和髓核3形成间隙配合式的球面摩擦副；所述一体式植入器械Ⅱ由夹持杆5、握持杆6、旋钮7组成，所述握持杆6尾部锥形连接头65插入旋钮7端部的旋转腔72内，两者之间可自由转动，所述夹持杆5贯穿握持杆6内腔后与旋钮7内部螺纹连接在一起，所述旋钮7相对握持杆6转动时驱动夹持杆5沿握持杆6内部空腔后退或前进，同时夹持杆端部夹持臂51在握持杆6外壁挤压作用下压缩闭合或弹性张开，进而实现夹持器械Ⅱ对椎间运动保留装置Ⅰ的夹持与松开，双重夹持保障以及创新连接结构使得椎间运动保留装置Ⅰ和植入器械Ⅱ组成一个牢固的一体式装置，本发明可供操作医生在不需要额外手术复制器械条件下进行多方位手术操作，且不会因各个方向转移、调整等操作而导致椎间运动保留装置Ⅰ与植入装置Ⅱ两者之间发生相对运动。

请参阅图2、3所示，所述椎间运动保留装置Ⅰ上接骨板1后端左右两侧设有夹持槽15，夹持槽15由张开区151、内凹夹紧区152、扣合区153和限位块154组成，张开区151与夹紧区152、扣合区153连通在一起，与上接骨板1上表面之间留有一定厚度，不完全贯穿上接骨板1，限位块154位于扣合区153正下方，均便于植入器械Ⅱ更有效限制椎间运动保留装置Ⅰ上下方向的移动；所述下接骨板4在相应位置设有同样的对称夹持槽45，但限位块位454于扣合区453正上方。

请参阅图4、5所示，所述握持杆6与所述旋钮7之间自由转动的实现形式，握持杆尾部锥形连接头65通过旋钮锥形引导腔71进入到旋钮旋转腔72内，引导腔71卡住锥形连接头65尾部阻止轴向移动，进入旋转腔72内部的锥形连接头65在旋转腔72内可以自由转动，从而实现握持杆6与旋钮7之间的自由转动。

请参阅图4、5、6所示，所述夹持杆5与所述握持杆6和所述旋钮7的配合方式，夹持杆5自握持杆6前端插入，非圆柱旋转运动约束段54与握持杆约束腔63相配合后，继续插入握持杆6内部空腔，直至尾部螺纹段55与旋钮螺纹连接孔74接触，通过螺纹连接与旋钮7连接在一起，同时贯穿在握持杆6内，实现夹持杆5与握持杆6和旋钮7的配合。

请参阅图4所示，所述旋钮7由端部前端直径尺寸大后端直径尺寸小的锥形引导腔71、直径尺寸与引导腔大端直径尺寸一致的旋转腔72、与旋转腔轴线垂直并贯穿旋转腔尾部的弹性变形接纳孔73、自旋转腔尾部深入旋钮内部一定距离的内螺纹连接孔74以及旋钮7外部凸起的易拧花键段75组成，构成引导腔71和旋转腔72旋钮外体部分被宽度略小于接纳孔73直径的间隙由自旋钮前端至接纳孔部分切割成对称的两部分，利于弹性变形张开以及收缩以实现握持杆锥形连接头插入旋转腔。

请参阅图5所示，所述握持杆6由内部结构和外部结构组成，内部结构包括握持杆前端一定长度的供夹持头张开与收缩的张开腔62、与张开腔62相临的横断面形状呈非圆形状的最大外形尺寸小于张开腔62外径尺寸的旋转运动约束腔63以及约束腔63后端外径尺寸小于或等于非圆约束腔63内切圆直径尺寸且贯穿握持杆6的通道腔64；外部结构包括握持杆6尾部直径尺寸大于握持杆主体61前段尺寸的锥形连接头65、仿生结构设计的外形呈竹节形状的可供四个手指握持的握持段66以及前端的握持杆主体段61。

请参阅图6、7所示，所述夹持杆5由与椎间运动装置Ⅰ后端椭圆外形相吻合的后方设有V型纵切槽的夹持臂51、夹持臂51前端内环抱式的夹持钩52、位于夹持钩52与夹持臂51之间空隙上下端的月牙形扣合块56、V型纵切槽末端的圆柱形弹性变形接纳孔53、与接纳孔53相临的横断面形状与握持杆转动约束腔63横断面形状相同的旋转运动约束段54以及夹持杆5尾部与旋钮7进行螺纹连接配合的螺纹连接段55组成。

请参阅图1-7所示，所述椎间运动保留装置Ⅰ及其一步式植入器械Ⅱ的植入方法,包括以下步骤：(1)安装自由转动器械部分，保持旋钮7不动，握持杆尾部锥形连接头65进入并逐步撑开旋钮锥形引导腔71，引导腔71在弹性变形接纳孔73作用下逐步张开，直至锥形连接头65尾部平面完全通过引导腔71进入到旋转腔72，引导腔71恢复原状，卡合在锥形连接头65的尾部，即完成握持杆6与旋钮7的安装，此时握持杆6与旋钮7之间可以自由转动；(2)安装轴向运动传动部分夹持杆5，夹持杆尾部螺纹段55沿握持杆前部张开腔62进入握持杆6，插入过程确保夹持杆5的非圆横断面转动约束段54与握持杆6内部的转动约束腔63相配合，一直将夹持杆5沿着握持杆通道腔64插入，直至夹持杆螺纹段55与旋钮螺纹连接孔74接触，此时旋转旋钮7，夹持杆5在螺纹传动作用下进一步进入旋钮7内部，即完成夹持杆5与转动部分的配合，完成植入器械Ⅱ的装配，此时旋转旋钮7，夹持杆5就能在螺纹连接驱动作用下沿着植入器械Ⅱ轴向方向前进或后退；(3)夹持并植入椎间运动保留装置Ⅰ，首先旋转旋钮7，驱动夹持杆5沿轴向前进，夹持臂51处于张开状态，然后，将夹持钩52深入到椎间运动保留装置Ⅰ上下接骨板1、4的张开区151、451末端，反向旋转旋钮7，同时整个植入器械Ⅱ微微向椎间运动保留装置Ⅰ方向移动，直至夹持臂51在握持杆6的挤压作用下往内闭合夹紧，夹持钩52进入夹紧区152、452、扣合块56进入扣合区153、453与限位块154、454在纵向方向上下重叠，此时，椎间运动保留装置Ⅰ被植入器械Ⅱ牢牢夹持，握持植入器械Ⅱ将椎间运动保留装置Ⅰ植入到手术预定区域，即完成椎间运动保留装置Ⅰ的夹持与植入；(4)松开椎间运动保留装置Ⅰ、撤出植入器械Ⅱ，旋转旋钮7，同时握持植入器械Ⅱ向椎间运动保留装置Ⅰ的方向微微移动，直至夹持臂51张开、夹持钩52回到张开区151、451，即可抽出植入器械Ⅱ，彻底完成椎间运动保留装置Ⅰ的植入。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种椎间运动保留装置的一体式植入器械，其特征在于，由夹持杆、握持杆、旋钮组成，所述握持杆尾部锥形连接头插入旋钮端部的旋转腔内，两者之间可自由转动，所述夹持杆贯穿握持杆内腔后与旋钮内部螺纹连接在一起，所述旋钮相对握持杆转动时驱动夹持杆沿握持杆内部空腔后退或前进，同时夹持杆端部夹持臂在握持杆外壁挤压作用下压缩闭合或弹性张开，进而实现夹持器械对椎间运动保留装置的夹持与松开；

所述握持杆尾部锥形连接头通过旋钮锥形引导腔进入到旋钮旋转腔内，引导腔卡住锥形连接头尾部阻止轴向移动，进入旋转腔内部的锥形连接头在旋转腔内可以自由转动，从而实现握持杆与旋钮之间的自由转动；

所述旋钮由端部前端直径尺寸大后端直径尺寸小的锥形引导腔、直径尺寸与引导腔大端直径尺寸一致的旋转腔、与旋转腔轴线垂直并贯穿旋转腔尾部的弹性变形接纳孔、自旋转腔尾部深入旋钮内部一定距离的内螺纹连接孔以及旋钮外部凸起的易拧花键段组成，构成引导腔和旋转腔旋钮外体部分被宽度略小于接纳孔直径的间隙由自旋钮前端至接纳孔部分切割成对称的两部分，利于弹性变形张开以及收缩以实现握持杆锥形连接头插入旋转腔；

所述握持杆上还设有仿生结构设计的外形呈竹节形状的可供四个手指握持的握持段。

2.根据权利要求1所述的椎间运动保留装置的一体式植入器械，其特征在于，所述夹持杆自握持杆前端插入，非圆柱旋转运动约束段与握持杆约束腔相配合后，继续插入握持杆内部空腔，直至尾部螺纹段与旋钮螺纹连接孔接触，通过螺纹连接与旋钮连接在一起，同时贯穿在握持杆内，实现夹持杆与握持杆和旋钮的配合。

3.根据权利要求1所述的椎间运动保留装置的一体式植入器械，其特征在于，所述握持杆由内部结构和外部结构组成，内部结构包括握持杆前端一定长度的供夹持头张开与收缩的张开腔、与张开腔相临的横断面形状呈非圆形状的最大外形尺寸小于张开腔外径尺寸的旋转运动约束腔以及约束腔后端外径尺寸小于或等于非圆约束腔内切圆直径尺寸且贯穿握持杆的通道腔；外部结构包括握持杆尾部直径尺寸大于前段握持杆主体尺寸的锥形连接头、仿生结构设计的外形呈竹节形状的可供四个手指握持的握持段以及前端的握持杆主体段。

4.根据权利要求1所述的椎间运动保留装置的一体式植入器械，其特征在于，所述夹持杆由与椎间运动装置后端椭圆外形相吻合的后方设有V型纵切槽的夹持臂、夹持臂前端内环抱式的夹持钩、位于夹持钩与夹持臂之间空隙上下端的月牙形扣合块、V型纵切槽末端的圆柱形弹性变形接纳孔、与接纳孔相临的横断面形状与握持杆转动约束腔横断面形状相同的旋转运动约束段以及夹持杆尾部与旋钮进行螺纹连接配合的螺纹段组成。

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