CN111603280A - 椎体假体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种椎体假体，包括翼板、椎体上端、椎体中部和椎体下端，椎体上端直接与骨质面接触，椎体上端直接提取接触完整的骨质面；椎体下端与椎体上端设计理念一样；椎体中部连接在椎体上端和椎体下端之间，椎体中部包括骨小梁结构和实体结构；实体结构直接采用3D打印技术模仿人体原有的皮质骨打印而成；翼板包括上翼板和下翼板，上翼板设置在椎体上端的侧面；下翼板设置在椎体下端的侧面；上翼板中设置有第一钉孔和第二钉孔，上翼板与第一钉孔和第二钉孔形成一种挡片结构；下翼板也设置有第一钉孔和第二钉孔，下翼板与第一钉孔和第二钉孔同样形成一种挡片结构。

Description

椎体假体

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种椎体假体。

背景技术

在人类脊柱疾病的治疗中，由于脊柱肿瘤、结核和严重的骨折常引起椎体破坏，可能导致脊髓神经损害而不得不施行椎体切除术。椎体切除后的脊柱需重建其稳定性，人工椎体置换术的出现为治疗此类疾病提供了一种较为理想的方法。自上个世纪60年代末首次报道椎体肿瘤切除并以假体替代以来，人工椎体作为一类有效的椎体替代物在临床上得到了广泛应用。

但在临床应用以及一系列的生物力学测试中显示出传统的人工椎体在某些方面存在一些待解决的问题，特别是:术后轴向旋转方面的稳定性不够，与上下椎体早期结合强度低、易导致植入物移位甚至脱出。为保证中心植骨孔的骨量致使人工椎体上下终板的设计面积缩小，支撑力度不足从而使得人工椎体陷入上下椎体的终板内而最终丧失了理想高度。

为了减少上述问题的影响，本领域技术人员不得不在植入人工椎体主体的同时附加实施前路或后路的钉板或钉棒固定系统以期提高早期及骨融合期的稳定性。在现有技术中，前路或者后路的钉板或钉棒固定系统通常通过横向螺钉与人工椎体主体连接。横向螺钉与人工椎体主体连接处通过外螺纹和螺纹孔配合。在临床中及生物力学测试中发现，经过一段时间的使用后，上述外螺纹与螺纹孔的配合不够稳定，容易出现螺纹脱出的情况，进而导致人工椎体主体的移位甚至脱出。另外，横向螺钉与人工椎体主体连接处由于螺钉受剪切力的原因，易发生断裂。

发明内容

本发明旨在提供一种椎体假体，所要解决的技术问题包括如何避免螺纹脱出导致人工椎体主体的移位甚至脱出，避免螺钉由于受剪切力而发生断裂，提高支撑效果。

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种椎体假体，包括翼板、椎体上端、椎体中部和椎体下端，所述的椎体上端直接与骨质面接触，椎体上端直接提取接触完整的骨质面；所述的椎体下端与椎体上端设计理念一样，椎体下端也是直接提取接触完整的骨质面；所述的椎体中部连接在椎体上端和椎体下端之间，所述的椎体中部包括骨小梁结构和实体结构；所述的骨小梁结构采用3D打印技术模仿人体原有的骨小梁结构，骨小梁结构由椎体上端朝向椎体下端延伸；所述的实体结构直接采用3D打印技术模仿人体原有的皮质骨打印而成，实体结构设置在骨小梁结构的外表面上，实体结构与骨小梁结构形成一个整体；所述的翼板包括上翼板和下翼板，所述的上翼板设置在椎体上端的侧面，并从椎体上端的侧面沿着与骨小梁结构平行的方向向上延伸；所述的下翼板设置在椎体下端的侧面，并从椎体下端的侧面沿着与骨小梁结构平行的方向向下延伸；所述的上翼板中设置有第一钉孔和第二钉孔，上翼板与第一钉孔和第二钉孔形成一种挡片结构；所述的下翼板也设置有第一钉孔和第二钉孔，下翼板与第一钉孔和第二钉孔同样形成一种挡片结构。

所述的实体结构一部分沿着骨小梁结构的径向延伸，实体结构的另一部分沿着骨小梁结构的周向延伸。

所述的上翼板和下翼板的厚度为6.5mm，上翼板和下翼板沿着厚度的方向在中间位置设置有中间镂空部，该中间镂空部沿着上翼板或下翼板的厚度方向的深度为3.5mm，上翼板或下翼板的长度h为25mm，宽度H为14mm；与上下椎体的贴合面提取原有骨面。

所述的骨小梁结构的材料采用TI6AL4V，骨小梁结构上设置有多个孔，所述多个孔的孔径为500±300μm，所述骨小梁结构为网格结构，该网格结构由钛合金丝线互相连接构成；该钛合金丝线的直径(即丝径)为500±300μm，孔隙率为50％-80％,诱导骨长入，促进骨融合。

所述的实体结构的材料采用TI6AL4V。

所述的椎体中部与椎体上端和椎体下端整体保持人体原有的生理弧度，椎体中部的宽度小于椎体上端和椎体下端的宽度，防止术后对硬膜进行压迫。

所述的第一钉孔由半圆形的第一部分和矩形的第二部分组成，半圆形的第一部分的直径与矩形的第二部分的宽度一致，半圆形的第一部分的直径为7.2mm。

所述的第二钉孔的孔径为8.2mm。

所述骨小梁结构的端面上设置有植骨孔，所述的植骨孔的孔径为8mm，用于术中植骨，促进骨融合。

所述的螺钉为锥形螺钉，锥形螺钉的外径为7mm，锥形螺钉的沉头直径为8mm，锥形螺钉的高度为2mm。

有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用翼板与第一钉孔和第二钉孔，形成一种挡片结构，术后患者直立行走，由于受重力的作用，与人工椎体相邻的两个椎体会向中间挤压，打入椎体骨质内的螺钉也会向中间偏移，可以有效地避免螺钉所受的剪切力和防止螺钉脱出。

2、本发明所述的椎体上端直接与骨质面接触，起到承担人体部分载荷的作用，所以假体与骨质面是否紧密接触成为关键点；接触面积小，会导致术后融合困难，更易引起植入物下沉；而中央部承重能力较边缘差，且皮质骨承重能力较松质骨强。所以本设计中直接提取接触完整的骨质面，椎体上端面更好地与骨质面接触，防止下沉，也能更好地起到支撑效果。

3、本发明所述的椎体下端与椎体上端设计理念一样，直接提取接触完整的骨质面，椎体上端面更好地与骨质面接触，防止下沉，也能更好地起到支撑效果。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的具体实施方式一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1是本发明所述椎体假体的安装结构示意图。

图2是本发明所述椎体假体的整体结构示意图。

图3是本发明所述翼板的局部放大示意图。

图4是本发明所述椎体假体的端面结构示意图。

具体实施方式

在下文中更详细地描述了本发明以有助于对本发明的理解。

如图1至图4所示，本发明所述的椎体假体包括翼板1、椎体上端4、椎体中部5和椎体下端6，所述的椎体上端直接与骨质面接触，椎体上端直接提取接触完整的骨质面；所述的椎体下端与椎体上端设计理念一样，椎体下端也是直接提取接触完整的骨质面；所述的椎体中部连接在椎体上端和椎体下端之间，所述的椎体中部包括骨小梁结构2和实体结构3；所述的骨小梁结构采用3D打印技术模仿人体原有的骨小梁结构，骨小梁结构由椎体上端朝向椎体下端延伸；所述的实体结构直接采用3D打印技术模仿人体原有的皮质骨打印而成，实体结构设置在骨小梁结构的外表面上，实体结构与骨小梁结构形成一个整体；所述的翼板包括上翼板和下翼板，所述的上翼板设置在椎体上端的侧面，并从椎体上端的侧面沿着与骨小梁结构平行的方向向上延伸；所述的下翼板设置在椎体下端的侧面，并从椎体下端的侧面沿着与骨小梁结构平行的方向向下延伸；所述的上翼板中设置有第一钉孔7和第二钉孔8，上翼板与第一钉孔7和第二钉孔8形成一种挡片结构；所述的下翼板也设置有第一钉孔7和第二钉孔8，下翼板与第一钉孔7和第二钉孔8同样形成一种挡片结构。

所述的实体结构一部分沿着骨小梁结构的径向延伸，实体结构的另一部分沿着骨小梁结构的周向延伸。

所述的上翼板和下翼板的厚度为6.5mm，上翼板和下翼板沿着厚度的方向在中间位置设置有中间镂空部10，该中间镂空部沿着上翼板或下翼板的厚度方向的深度为3.5mm，上翼板或下翼板的长度h为25mm(一个螺钉的直径加中间与两边的部分)，宽度H为14mm(不能超过人体椎体的二分之一，且大于一个钉子沉头的直径即8mm)；上翼板或下翼板与上下椎体的贴合面提取原有骨面，保持更好的贴合效果。

中间镂空部10使得上翼板和下翼板是空心的，并非实心的。

所述的骨小梁结构的材料采用TI6AL4V，骨小梁结构上设置有多个孔，所述多个孔的孔径为500±300μm，所述骨小梁结构为网格结构，该网格结构由钛合金丝线互相连接构成；该钛合金丝线的直径(即丝径)为500±300μm，孔隙率为50％-80％,诱导骨长入，促进骨融合。

所述的实体结构的材料采用TI6AL4V，与骨小梁结构为一个整体，直接采用3D打印技术打印而成，作用类似于人体中的皮质骨，起支撑作用。

所述的椎体上端直接与骨质面接触，起到承担人体部分载荷的作用，所以椎体假体与骨质面是否紧密接触成为关键点；接触面积小，会导致术后融合困难，更易引起植入物下沉；而中央部承重能力较边缘差，且皮质骨承重能力较松质骨强。所以本发明中直接提取接触完整的骨质面，椎体上端的端面更好地与骨质面接触，防止下沉，也能更好地起到支撑效果。

在一个优选实施例中，所述的椎体中部由骨小梁结构2和实体结构3组成，椎体中部与椎体上端和椎体下端整体保持人体原有的生理弧度，椎体中部的宽度小于椎体上端和椎体下端的宽度，防止术后对硬膜进行压迫。

所述的椎体下端与椎体上端设计理念一样，直接提取接触完整的骨质面，椎体下端的端面更好地与骨质面接触，防止下沉，也能更好地起到支撑效果。

所述的第一钉孔7由半圆形的第一部分71和矩形的第二部分72组成，半圆形的第一部分的直径与矩形的宽度一致，为7.2mm，应大于螺钉的外径(即7mm)，小于沉头直径(即8毫米)，保证螺钉可以通过第二钉孔8畅通打入骨质内，且螺钉的沉头卡在第二钉孔的周围起固定效果。矩形的第二部分的宽那条边73接近椎体上端，术中安放好人工椎体，术后患者直立行走，由于受重力的作用，与人工椎体相邻的两个椎体会向中间挤压，打入椎体骨质内的螺钉也会随着向中间偏移(术中患者俯卧位植入人工椎体，术后患者直立行走，由于受重力的影响，上下两个健康的椎体会向中间挤压人工椎体，然而螺钉是打入上下两个健康的椎体，可以看成螺钉和上下两个健康的椎体为一体，所以螺钉也会向中间偏移。偏移前，螺钉能沿第一钉孔7退出，偏移后，螺钉不能沿第一钉孔7退出。因为打钉处为镂空的结构，钉子打入后，将不与假体接触，自然不会产生剪切力。)，从而有效地避免了螺钉所受的剪切力；螺钉位置的偏移也会有效地防止螺钉脱出。

所述的第二钉孔8的孔径为8.2mm，孔径要大于螺钉的沉头直径(即8mm)，保证沉头可以通过。

本发明中，第一钉孔7由一个半圆和矩形组成，这样设计的目的是为了保证钉子能顺利向中间偏移时，不触碰人工椎体。第二钉孔8是圆形的，是按螺钉的沉头直径设计的。

如图4所示，所述骨小梁结构2的端面上设置有植骨孔9，所述的植骨孔9的孔径为8mm，用于术中植骨(自体骨、异体骨)，促进骨融合。所述端面为骨小梁结构，中间留有一孔(即植骨孔9)用于术中植骨，与骨质接触部分既有骨小梁又有人骨部分，更利于融合。

所述螺钉的主要作用为锚定，起固定作用，本发明中所述的螺钉为锥形螺钉，锥形螺钉的外径为7mm，锥形螺钉的沉头直径为8mm，锥形螺钉的高度为2mm。采用四个螺钉分别通过第一钉孔7和第二钉孔8打入骨质内，实现固定。

以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。

Claims (9)

1.一种椎体假体，其特征在于，所述的椎体假体包括翼板、椎体上端、椎体中部和椎体下端，所述的椎体上端直接与骨质面接触，椎体上端直接提取接触完整的骨质面；所述的椎体下端与椎体上端设计理念一样，椎体下端也是直接提取接触完整的骨质面；所述的椎体中部连接在椎体上端和椎体下端之间，所述的椎体中部包括骨小梁结构和实体结构；所述的骨小梁结构采用3D打印技术模仿人体原有的骨小梁结构，骨小梁结构由椎体上端朝向椎体下端延伸；所述的实体结构直接采用3D打印技术模仿人体原有的皮质骨打印而成，实体结构设置在骨小梁结构的外表面上，实体结构与骨小梁结构形成一个整体；所述的翼板包括上翼板和下翼板，所述的上翼板设置在椎体上端的侧面，并从椎体上端的侧面沿着与骨小梁结构平行的方向向上延伸；所述的下翼板设置在椎体下端的侧面，并从椎体下端的侧面沿着与骨小梁结构平行的方向向下延伸；所述的上翼板中设置有第一钉孔和第二钉孔；所述的下翼板也设置有第一钉孔和第二钉孔。

2.根据权利要求1所述的椎体假体，其特征在于，所述的实体结构一部分沿着骨小梁结构的径向延伸，实体结构的另一部分沿着骨小梁结构的周向延伸。

3.根据权利要求1所述的椎体假体，其特征在于，所述的上翼板和下翼板的厚度为6.5mm，上翼板和下翼板沿着厚度的方向在中间位置设置有中间镂空部，该中间镂空部沿着上翼板或下翼板的厚度方向的深度为3.5mm，上翼板或下翼板的长度为25mm，宽度为14mm；上翼板或下翼板与上下椎体的贴合面提取原有骨面。

4.根据权利要求1所述的椎体假体，其特征在于，所述的骨小梁结构的材料采用TI6AL4V，骨小梁结构上设置有多个孔，所述多个孔的孔径为500±300μm，孔隙率为50％-80％,诱导骨长入，促进骨融合；所述骨小梁结构为网格结构，该网格结构由钛合金丝线互相连接构成；该钛合金丝线的直径为500±300μm。

5.根据权利要求1所述的椎体假体，其特征在于，所述的实体结构的材料采用TI6AL4V。

6.根据权利要求1所述的椎体假体，其特征在于，所述的椎体中部与椎体上端和椎体下端整体保持人体原有的生理弧度，椎体中部的宽度小于椎体上端和椎体下端的宽度，防止术后对硬膜进行压迫。

7.根据权利要求1所述的椎体假体，其特征在于，所述的第一钉孔由半圆形的第一部分和矩形的第二部分组成，半圆形的第一部分的直径与矩形的第二部分的宽度一致，半圆形的第一部分的直径为7.2mm。

8.根据权利要求1所述的椎体假体，其特征在于，所述的第二钉孔的孔径为8.2mm。

9.根据权利要求1所述的椎体假体，其特征在于，所述骨小梁结构的端面上设置有植骨孔，所述的植骨孔的孔径为8mm，用于术中植骨，促进骨融合。

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