CN110384574A - 一种个体化的3d打印胸腰椎侧方入路椎间融合器的方法 - Google Patents

一种个体化的3d打印胸腰椎侧方入路椎间融合器的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种个体化的3D打印胸腰椎侧方入路椎间融合器的方法，包括以下步骤：①：对患者脊柱目标部位进行三维CT扫描；②：将三维CT扫描的数据输入到数据工作站，模拟出与患者脊柱目标部位上下终板的面完全匹配吻合的相应的椎间隙三维立体结构，即确定融合器上下终板的面、高度和角度。本发明的3D打印椎间融合器置入患者椎间隙以后，完全与患者胸腰椎椎间盘及上下终板实现“面”对“面”的吻合或贴合，能提供融合器与终板“面”对“面”的支撑，从而避免终板的损伤和塌陷，从而避免融合器下沉，稳定性更好，从而有利于椎间融合，提高了患者的舒适度。

Description

一种个体化的3D打印胸腰椎侧方入路椎间融合器的方法
技术领域
本发明涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种个体化的3D打印胸腰椎侧方入路椎间融合器的方法。
背景技术
目前，脊椎退行性疾病成为当今社会困扰人类的常见病和多发病。脊椎退行性病变导致椎间盘突出、椎体节段失稳、骨赘形成产生神经根压迫症状等，严重影响患者的工作和生活。椎间融合术合并内固定术是现代临床治疗此类疾患的有效手段。椎间融合术常将病变椎间盘摘除，对上下两个椎体进行植骨融合，上下两个节段达到骨性结合之后，即可解除病变所带来的脊椎不稳、疼痛等问题。自椎间融合器（cage）用于脊椎融合并取得成功以来，各种类型的cage相继问世，并被临床广为接受。
目前现有的应用于侧方入路（或侧前方入路）的椎间融合器都是由厂家按固定的型号批量生产的，其大小、形态是固定的类似长方体结构；而人体胸腰椎椎间盘及上下终板的立体形态并不是完全固定和统一的；所以现有的融合器置入以后不能和终板的面很好的吻合，只能提供“线”或者“点”的支撑，而不能提供整个融合器对终板“面”对“面”的支撑，从而容易出现局部的终板的损伤、塌陷和融合器的下沉现象，稳定性差，影响椎间融合。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供一种通过三维CT数据，得出上下终板的形态、需要撑开的椎间隙高度、需要的宽度，设计出个体化的具有与上下终板面结构完全吻合并包含用于植骨镂空结构的椎间融合器模型，然后通过3D打印技术打印出来3D打印椎间融合器，避免终板的损伤和塌陷，避免融合器下沉，稳定性更好，有利于椎间融合的个体化的3D打印胸腰椎侧方入路椎间融合器的方法。
为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种个体化的3D打印胸腰椎侧方入路椎间融合器的方法，包括以下步骤：
①：对患者脊柱目标部位进行三维CT扫描；
②：将三维CT扫描的数据输入到数据工作站，模拟出与患者脊柱目标部位上下终板的面完全匹配吻合的相应的椎间隙三维立体结构，即确定融合器上下终板的面、高度和角度（其高度和角度也可以根据实际临床需要在保持上下终板形态不变的前提下，在数据工作站进行个性化设定）；
③：提取模拟出的三维椎间隙立体结构数据，保留中央相应的宽度，建立相应的实心块状融合器的三维立体数据，即确定了融合器的宽度；
④：根据实心块状融合器的三维立体数据建立椎间融合器模型，然后对椎间融合器模型进行纵向镂空处理，以提供多个植骨窗空间，相邻的两个植骨窗空间之间设置有梁，所述的梁结构最大限度维持上下终板结构的“面”的形态；
⑤：准备3D打印椎间融合器的材料，所述的3D打印椎间融合器的材料为钛合金金属材料或PEEK材料。
⑥：使用3D打印机根据椎间融合器模型对3D打印椎间融合器的材料选择性激光烧结3D打印，得到椎间融合器成形体。
⑦：对所属的椎间融合器成形体进行后处理，得到3D打印椎间融合器。
所述的3D打印椎间融合器的下端设置用于夹持融合器的孔。
本发明的增益效果是：
本发明对患者脊柱目标部位进行三维CT扫描，通过三维CT数据，得出上下终板的形态、需要撑开的椎间隙高度、需要的宽度和角度，设计出个体化的具有与上下终板面结构完全吻合并包含用于植骨镂空结构的椎间融合器模型，然后通过3D打印技术打印出来3D打印椎间融合器，3D打印椎间融合器置入患者椎间隙以后，完全与患者胸腰椎椎间盘及上下终板实现“面”对“面”的吻合或贴合，能提供融合器与终板“面”对“面”的支撑，从而避免终板的损伤和塌陷，从而避免融合器下沉，稳定性更好，从而有利于椎间融合，提高融合率。
具体实施方式
以下以具体实施方式对本发明的技术方案作出详细的说明。
本发明一种个体化的3D打印胸腰椎侧方入路椎间融合器的方法，其特征在于，包括以下步骤：
①：对患者脊柱目标部位进行三维CT扫描；
②：将三维CT扫描的数据输入到数据工作站，模拟出与患者脊柱目标部位上下终板的面完全匹配吻合的相应的椎间隙三维立体结构，即确定融合器上下终板的面、高度和角度（其高度和角度也可以根据实际临床需要在保持上下终板形态不变的前提下，在数据工作站进行个性化设定）；
③：提取模拟出的三维椎间隙立体结构数据，保留中央相应的宽度，建立相应的实心块状融合器的三维立体数据，即确定了融合器的宽度；
④：根据实心块状融合器的三维立体数据建立椎间融合器模型，然后对椎间融合器模型进行纵向镂空处理，以提供多个植骨窗空间，相邻的两个植骨窗空间之间设置有梁，所述的梁结构最大限度维持上下终板结构的“面”的形态；
⑤：准备3D打印椎间融合器的材料，所述的3D打印椎间融合器的材料为钛合金金属材料或PEEK材料。
⑥：使用3D打印机根据椎间融合器模型对3D打印椎间融合器的材料选择性激光烧结3D打印，得到椎间融合器成形体。
⑦：对所属的椎间融合器成形体进行后处理，得到3D打印椎间融合器。
所述的3D打印椎间融合器的下端设置用于夹持融合器的孔。
此个体化的3D打印胸腰椎侧方入路椎间融合器的方法是依据患者自身的椎间尺寸和形状量身定制并由3D打印机直接打印出3D打印椎间融合器，生物相容性好，提高了患者的舒适度。所述的3D打印椎间融合器表面涂有生物活性涂层，生物活性涂层利于骨细胞的生长，将大大提高了生物相容性。
本发明对患者脊柱目标部位进行三维CT扫描，通过三维CT数据，得出上下终板的形态、需要撑开的椎间隙高度、需要的宽度，设计出个体化的具有与上下终板面结构完全吻合并包含用于植骨镂空结构的椎间融合器模型，然后通过3D打印技术打印出来3D打印椎间融合器，3D打印椎间融合器置入患者椎间隙以后，完全与患者胸腰椎椎间盘及上下终板实现“面”对“面”的吻合或贴合，能提供融合器与终板“面”对“面”的支撑，从而避免终板的损伤和塌陷，从而避免融合器下沉，稳定性更好，从而有利于椎间融合，提高融合率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (2)

1.一种个体化的3D打印胸腰椎侧方入路椎间融合器的方法，其特征在于，包括以下步骤：
①：对患者脊柱目标部位进行三维CT扫描；
②：将三维CT扫描的数据输入到数据工作站，模拟出与患者脊柱目标部位上下终板的面完全匹配吻合的相应的椎间隙三维立体结构，即确定融合器上下终板的面、高度和角度（其高度和角度也可以根据实际临床需要在保持上下终板形态不变的前提下，在数据工作站进行个性化设定）；
③：提取模拟出的三维椎间隙立体结构数据，保留中央相应的宽度，建立相应的实心块状融合器的三维立体数据，即确定了融合器的宽度；
④：根据实心块状融合器的三维立体数据建立椎间融合器模型，然后对椎间融合器模型进行纵向镂空处理，以提供多个植骨窗空间，相邻的两个植骨窗空间之间设置有梁，所述的梁结构最大限度维持上下终板结构的“面”的形态；
⑤：准备3D打印椎间融合器的材料，所述的3D打印椎间融合器的材料为钛合金金属材料或PEEK材料。
⑥：使用3D打印机根据椎间融合器模型对3D打印椎间融合器的材料选择性激光烧结3D打印，得到椎间融合器成形体。
⑦：对所属的椎间融合器成形体进行后处理，得到3D打印椎间融合器。
2.根据权利要求1所述的一种个体化的3D打印胸腰椎侧方入路椎间融合器的方法，其特征在于：所述的3D打印椎间融合器的下端设置用于夹持融合器的孔。
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