CN110063819A - 椎间融合器用的树状支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种椎间融合器用的树状支撑装置，其包括：主体部，其呈长条状；以及支撑部，其沿着主体部的长度方向形成在主体部的至少一端，支撑部包括以从主体部沿着树状延伸的方式形成在主体部上的多个支柱，各个支柱的一端固定于主体部，并且另一端具有支撑面，各个支柱的支撑面大致共面。在这种情况下，长条状的主体部能够通过形成于其上的支撑部的支柱对融合器进行支撑，支柱能够通过其一端的支撑面对融合器进行稳定的支撑，由此，能够提高融合器的稳定性。

Description

椎间融合器用的树状支撑装置

技术领域

本公开涉及一种椎间融合器用的树状支撑装置。

背景技术

随着人口老龄化的加剧与现代都市人民生活习惯的改变，以颈椎病、颈椎间盘突出症、腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄症等为代表的脊柱退行性疾病正严重影响人们的工作和生活。目前，上述病情在初期阶段时，大多采用保守的治疗方法例如药物治疗、理疗等。然而，随着患者病情的加重，需要考虑采用更有效的治疗方法例如椎骨融合术来抑制患者病情的加重。以腰椎间盘突出症为例，当椎间盘突出压迫椎管超过1/3或者出现下肢麻木、活动困难、大小便无力等情况时，这时保守的治疗方法的治疗效果已不明显，此时需要考虑对患者实施椎骨融合术。

在椎骨融合术中，通过把椎骨间突出的椎间盘摘除，然后在椎骨间植入椎间融合器以诱导椎骨融合在一起，以便达到消除病灶的目的。在椎骨融合术的临床应用中，由于椎间融合器在手术后被长期置入人体内，因此椎间融合器的结构、制造技术、质量等因素都对椎骨融合术的术后效果起重要的作用。

专利文献1公开了一种可塑形个体化脊柱融合器，包括融合器的上顶板、下顶板、塑形弹簧、内生物硅胶圈、外生物硅胶圈、卡扣A和卡扣B。所述的上顶板和下顶板通过复位弹簧连接在一起，内生物硅胶圈和外生物硅胶圈分布在复位弹簧的内侧和外侧，并通过卡扣A和卡扣B连接在上下顶板上，且外生物硅胶圈上有一骨水泥注入孔。

然而，在上述专利文献1中，尽管可以调节融合器的高度、角度、倾斜度等的融合器，但是融合器的塑型弹簧并不稳定，患者在使用时容易出现滑脱等情况。因此，专利文献1的融合器并不利于椎骨间的融合效果。

现有技术文献

专利文献1：中国专利申请公开号CN104083235A。

发明内容

本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种能够稳定支撑椎骨，增加通透性，促进骨骼生长的椎间融合器。

为此，本公开提供了一种椎间融合器用的树状支撑装置，其包括：主体部，其呈长条状；以及支撑部，其沿着所述主体部的长度方向形成在所述主体部的至少一端，所述支撑部包括以从所述主体部沿着树状延伸的方式形成在所述主体部上的多个支柱，各个所述支柱的一端固定于所述主体部，并且另一端具有支撑面，各个所述支柱的所述支撑面大致共面。

在这种情况下，长条状的主体部能够通过形成于其上的支撑部的支柱对融合器进行支撑，支柱能够通过其一端的支撑面对融合器进行稳定的支撑，由此，能够提高融合器的稳定性。

另外，在本公开所涉及的树状支撑装置中，可选地，所述多个支柱以所述主体部的中轴线方向为中心呈旋转对称。由此，能够使得树状支撑装置均匀地受力。

另外，在本公开所涉及的树状支撑装置中，可选地，所述多个支柱的固定于所述主体部的一端为共用的端部。由此，能够降低应力集中，使得树桩支撑装置内部结构应力分布更加均匀。

另外，在本公开所涉及的树状支撑装置中，可选地，所述支撑部包括至少三个所述支柱，各个所述支柱均匀分布地设置在所述主体部上。由此，能够降低应力集中，使得树桩支撑装置内部结构应力分布更加均匀。

另外，在本公开所涉及的树状支撑装置中，可选地，所述主体部与所述支撑部一体成形。由此，能够提高树桩支撑装置的整体稳定性。

另外，在本公开所涉及的树状支撑装置中，可选地，从所述主体部的中轴线方向观看，所述支撑面为三边形。由此，能够尽可能地在保证稳定性的同时减小支撑面的面积。

另外，在本公开所涉及的树状支撑装置中，可选地，所述支柱的外径由两端向中部逐渐缩小。由此，能够降低应力集中，使得树桩支撑装置内部结构应力分布更加均匀。

另外，在本公开所涉及的树状支撑装置中，可选地，所述支撑部的所述支柱所构成的圆环的外径大于所述主体部的外径。由此，能够在保证稳定性的同时减少主体部的体积。

此外，本公开的另一方面提供了一种椎间融合器，其特征在于，具有以阵列的方式排列的多个上述任一项所述的树状支撑装置。由此，能够提高椎间融合器的通透性以及稳定性。

另外，在本公开的另一方面所涉及的椎间融合器中，可选地，在所述阵列内，还填充有人工骨。由此，能够诱导骨骼生长，促进恢复。

根据本发明，能够提供一种能够稳定支撑椎骨，增加通透性，促进骨骼生长的椎间融合器。

附图说明

现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本公开的实施例，其中：

图1是示出了本公开的实施方式所涉及的树状支撑装置的立体图。

图2是示出了本公开的实施方式所涉及的树状支撑装置的正视图。

图3是示出了本公开的实施方式所涉及的树状支撑装置的俯视图。

图4是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器的立体结构示意图。

图5是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器的树状支撑装置阵列示意图。

附图标号：

1…树状支撑装置，11…主体部，12…支撑部，120…支柱，121…支撑面，2…椎间融合器，21…树状支撑装置阵列，22…支撑板。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施方式，进一步详细地说明本发明。在附图中，相同的部件或具有相同功能的部件采用相同的符号标记，省略对其的重复说明。

图1是示出了本公开的实施方式所涉及的树状支撑装置1的立体图。

如图1所示，本公开提供了一种椎间融合器2用的树状支撑装置1，其包括：主体部11，其呈长条状；以及支撑部12，其沿着主体部11的长度方向形成在主体部11的至少一端，支撑部12包括以从主体部11沿着树状延伸的方式形成在主体部11上的多个支柱120，各个支柱120的一端固定于主体部11，并且另一端具有支撑面121，各个支柱120的支撑面121大致共面。

在这种情况下，长条状的主体部11能够通过形成于其上的支撑部12的支柱120对融合器进行支撑，支柱120能够通过其一端的支撑面121对融合器进行稳定的支撑，由此，能够提高融合器的稳定性。

在一些示例中，主体部11可以呈柱状。在另一些示例中，主体部11可以呈棱柱状、哑铃状、椭球状等或其他不规则形状。

在一些示例中，支撑部12可以沿着主体部11的长度方向形成在主体部11的一端。在另一些示例中，支撑部12可以形成在主体部11沿着主体部11的长度方向形成在主体部11的两端。由此，可以对来自上下的压力皆做出适当的支撑。

在一些示例中，主体部11与支撑部12可以一体成形。由此，能够提高树桩支撑装置的整体稳定性。在另一些示例中，树状支撑装置1可以通过3D打印制作。由此，能够使得主体部11与支撑部12一体成型，以此来提高树状支撑装置1的结构稳定性。

在另一些示例中，主体部11与支撑部12也可以可拆卸地装配在一起。在这种情况下，能够根据不同的椎骨及椎骨的状况有针对性地排布支柱120，由此能够提高树状支撑装置1的适用性。

在一些示例中，多个支柱120的固定于主体部11的一端可以为共用的端部。由此，能够降低应力集中，使得树状支撑装置1内部结构应力分布更加均匀。

图2是示出了本公开的实施方式所涉及的树状支撑装置1的正视图。图3是示出了本公开的实施方式所涉及的树状支撑装置1的俯视图。

如图2所示，在本公开中，各个支柱120的支撑面121与平面S共面。在这种情况下，树状支撑装置1可以通过支撑部12对支撑面121所在的平面S进行稳定地支撑。

在一些示例中，主体部11与支柱120的支撑面121所在的平面S之间可以具有间隙。由此，能够形成气血通路，促进骨组织生长恢复。

如图3所示，在一些示例中，支撑部12可以由多个长度相同的支柱120构成。在另一些示例中，支撑部12的支柱120的长度、大小、形状可以是一致的。在这种情况下，每根支柱120所承受的压力是均匀的，由此，能够提高树状支撑装置1的稳定性。

在一些示例中，支柱120(在本公开中，支柱120包括支柱120a、支柱120b和支柱120c)可以以主体部11的中轴线方向为中心呈旋转对称。由此，能够使得树状支撑装置1均匀地受力。

在一些示例中，支撑部12可以包括至少三个支柱120，各个支柱120均匀分布地设置在主体部11上。在这种情况下，在具有较好的稳定性的同时，还能够降低应力集中，由此能够使得树桩支撑装置内部结构应力分布更加均匀。在另一些示例中，支撑部12还可以包括例如四个支柱120、五个支柱120。在另一些示例中，支撑部12的各个支柱120还可以是非均匀分布。由此，能够根据需要定制侧重点不同的树状支撑装置1。

在本公开中，从主体部11的中轴线方向观看支柱120a、支柱120b和支柱120c两两之间可以形成有钝角。具体而言，从主体部11的中轴线方向观看，支柱120a、支柱120b和支柱120c的各自的中心线两两之间所形成的夹角为120°。

在一些示例中，支柱120的外径由两端向中部逐渐缩小。由此，能够降低应力集中，使得树桩支撑装置内部结构应力分布更加均匀。

在一些示例中，从主体部11的中轴线方向观看，支撑面121为三边形。由此，能够尽可能地在保证稳定性的同时减小支撑面121的面积。在另一些示例中，支撑面121还可以为四边形、五边形、圆心或其它不规则形状。

在一些示例中，支撑面121a、支撑面121b、支撑面121c可以是大小、形状均相同的。

在一些示例中，支撑部12的支柱120所构成的圆环的外径大于主体部11的外径。由此，能够在保证稳定性的同时减少主体部11的体积。

在本公开中，树状支撑装置1可以通过拓扑优化的方式来获得。其中，拓扑优化(topology optimization)是一种根据给定的负载情况、约束条件和性能指标，在给定的区域内对材料分布进行优化的数学方法，是结构优化的一种方式。具体而言，在本公开中，通过将受力小的地方的材料掏空，将主要受力的部分保留下来，形成本公开中所获得的树状支撑装置1。在这种情况下，采用了通过拓扑优化所获得的树状支撑装置1作为支撑的椎间融合器2能够最大程度上的减少材料的使用，并减少人体的排异反应，由此，能够提高治疗效果。

在一些示例中，可以基于人体的数据进行定制化的拓扑优化。由此，能够适应不同的患者的不同情况。

在一些示例中，树状支撑装置1由可以金属、陶瓷、聚合物中的至少一种制成。由此，能够根据情况选择合适材料的主体部11。

在一些示例中，树状支撑装置1的材料可以选自聚乳酸类材料、聚己内酯、聚对二氧环己酮、聚醚醚酮、聚乙醇酸当中的一种或多种组成。另外，在一些示例中，树状支撑装置1的材料也可以选自丙交酯、己内酯、对二氧环己酮和乙交酯当中的二元以上的无规共聚物或嵌段共聚物当中的一种或多种组成。此外，在另一些示例中，树状支撑装置1还可以由聚原酸酯(POE)、聚偶磷氮、聚已内酯、聚酯尿烷、聚酸酐亚胺共聚物、聚羟丁酯及其共聚物、聚氨基酸(PAA)当中的一种或多种组成。

在另一些示例中，树状支撑装置1还可以由医用不锈钢、铂、钛合金、钛镍记忆合金、钴铬合金或镁合金当中的一种或多种组成。在这种情况下，上述材料与由可吸收材料相比，其价格相对较低且材料强度高，由此，能够降低工艺难度以及生产成本。

图4是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器2的立体结构示意图。图5是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器2的树状支撑装置阵列21示意图。

如图4所示，本公开的另一方面提供了一种椎间融合器2，其特征在于，具有以阵列的方式排列的多个上述任一项的树状支撑装置1。由此，能够提高椎间融合器2的通透性以及稳定性。

在本公开中，椎间融合器2还可以包括有支撑板22。在一些示例中，支撑板22还可以为弹性板，弹性片，弹性装置等其它用于椎间融合器2的部件。由此，能够适应不同的椎骨。

在一些示例中，支撑板22还可以具有多个上下贯通的贯通孔(未图示)。由此，能够形成气血通路，促进骨骼生长恢复。其中，贯通孔的位置没有特别限定，在一些示例中，贯通孔可以均匀地分布在支撑板22。

在一些示例中，贯通孔可以呈多棱柱形状例如三棱柱、四棱柱、正六棱柱等形状。由此，能够在保证支撑板22的结构稳定性的同时增加贯通孔的尺寸。在另一些示例中，贯通孔还可以呈圆形、三角形、四边形或其他不规则形状。

在一些示例中，支撑板22还可以具有盲孔(未图示)。具体而言，在一些示例中，盲孔可以呈长方形、正方形、圆形、椭圆形、三角形、多边形或不规则图形等形状。在这种情况下，在椎间融合器2安装至椎骨间后，随着骨骼的生长，部分骨骼会进入盲孔，附着在椎间融合器2上，从而更好地实现骨质与椎间融合器2的结合。

在另一些示例中，还可以在盲孔中填充人工骨(未图示)。由此，可以引导骨骼生长进入盲孔，加快融合。

在一些示例中，在树状支撑装置阵列21内，树状支撑装置1之间可以具有间隙。在另一些示例中，在树状支撑装置阵列21内，树状支撑装置1可以以交叉或重合的方式设置。由此，能够减小椎间融合器2的整体体积。

在一些示例中，在树状支撑装置阵列21内，还填充有人工骨(未图示)。由此，能够诱导骨骼生长，促进恢复。

在一些示例中，人工骨可以通过热压合的方式与树状支撑装置阵列21结合。由此，能够使人工骨与椎间融合器2牢固地结合。

在一些示例中，人工骨可以包括生物陶瓷颗粒和可降解聚酯材料。在这种情况下，人工骨可以在促进骨骼生长后降解，在网状结构中形成气血通路，避免阻碍椎间的气血通路，有利于骨骼的生长恢复。

在一些示例中，生物陶瓷颗粒可以包括例如羟基磷灰石、磷酸三钙等。在一些示例中，可降解聚酯材料可以包括例如聚乳酸、聚己内酯及其共聚物等。

在一些示例中，树状支撑装置阵列21的孔隙率可以为70％～90％。在本公开中，树状支撑装置阵列21的孔隙率可以为80％。由此，能够确保一定结构强度下利于骨组织内的气血流通，促进骨组织生长。

虽然以上结合附图和实施例对本发明进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本发明。本领域技术人员在不偏离本发明的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本发明进行变形和变化，这些变形和变化均落入本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种椎间融合器用的树状支撑装置，其特征在于，

包括：

主体部，其呈长条状；以及

支撑部，其沿着所述主体部的长度方向形成在所述主体部的至少一端，所述支撑部包括以从所述主体部沿着树状延伸的方式形成在所述主体部上的多个支柱，各个所述支柱的一端固定于所述主体部，并且另一端具有支撑面，各个所述支柱的所述支撑面大致共面。

2.根据权利要求1所述的树状支撑装置，其特征在于，

所述多个支柱以所述主体部的中轴线方向为中心呈旋转对称。

3.根据权利要求1所述的树状支撑装置，其特征在于：

所述多个支柱的固定于所述主体部的一端为共用的端部。

4.根据权利要求1所述的树状支撑装置，其特征在于：

所述支撑部包括至少三个所述支柱，各个所述支柱均匀分布地设置在所述主体部上。

5.根据权利要求1所述的树状支撑装置，其特征在于：

所述主体部与所述支撑部一体成形。

6.根据权利要求1所述的树状支撑装置，其特征在于：

从所述主体部的中轴线方向观看，所述支撑面为三边形。

7.根据权利要求2所述的树状支撑装置，其特征在于：

所述支柱的外径由两端向中部逐渐缩小。

8.根据权利要求1所述的树状支撑装置，其特征在于：

所述支撑部的所述支柱所构成的圆环的外径大于所述主体部的外径。

9.一种椎间融合器，其特征在于：

具有以阵列的方式排列的多个根据权利要求1所述的树状支撑装置。

10.根据权利要求9所述的椎间融合器，其特征在于：

在所述阵列内，还填充有人工骨。