CN111839832A - 具有多个缓冲单元的椎间融合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有多个缓冲单元的椎间融合器，其特征在于，包括：主体部，其具有相对的上表面和下表面；以及缓冲部，其包括形成在上表面和下表面中的至少一个表面上的多个缓冲单元，其中，缓冲单元具有形成在主体部上的多个支脚和与多个支脚连接的平坦部，并且各个支脚互不接触。在这种情况下，椎间融合器植入人体例如椎骨之间后，缓冲部与椎骨直接接触而承受来自椎骨的压力，由于缓冲单元具有形成在主体部上的多个支脚和与多个支脚连接的平坦部，因此，缓冲部容易根据椎骨与椎间融合器接触的表面而自适应地受力，从而改善椎间融合器的临床修复效果。

Description

具有多个缓冲单元的椎间融合器

本申请是申请日为2019年05月13日、申请号为2019103957686、发明名称为具有缓冲部的椎间融合器的专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及一种具有多个缓冲单元的椎间融合器。

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，但是融合器的上顶板与下顶板的形状固定，而每个手术个体之间是存在个体差异的，与人体骨头接触的面不能完全的贴合。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适应不同椎间骨骼的形状，增加其骨诱导性，促进骨骼生长的椎间融合器。

为此，本公开提供了一种具有多个缓冲单元的椎间融合器，其特征在于，包括：主体部，其具有相对的上表面和下表面；以及缓冲部，其包括形成在所述上表面和所述下表面中的至少一个表面上的多个缓冲单元，其中，所述缓冲单元具有形成在所述主体部上的多个支脚和与所述多个支脚连接的平坦部，并且所述多个支脚的各个所述支脚互不接触。

在这种情况下，椎间融合器植入人体例如椎骨之间后，缓冲部与椎骨直接接触而承受来自椎骨的压力，由于缓冲单元具有形成在主体部上的多个支脚和与多个支脚连接的平坦部，因此，缓冲部容易根据椎骨与椎间融合器接触的表面而自适应地受力，从而改善椎间融合器的临床修复效果。此外，由于椎间融合器能够更加均匀地刺激椎骨融合面，因此，具有良好的骨诱导性，能够促进骨骼恢复生长。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述主体部是以三维网络结构为骨架的多孔体结构，所述三维网络结构由多个网络结构单元体构成。由此，网络结构单元可以紧密排列从而得到三维网络结构。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述支脚形成为弯折形状，各个所述支脚朝向所述平坦部的内侧方向弯折，所述多个支脚弹性地支撑所述平坦部。由此，能够降低支脚之间的相互影响。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述多个缓冲单元以彼此之间形成有间隙的方式排列在所述主体部上。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述平坦部具有承载面和设置在所述承载面的相反侧且与所述支脚连接的突起，所述突起从所述平坦部突出且沿着突出的方向呈逐缩状。在这种情况下，支脚能够通过与突起连接进而连接到承载面，由此，承载面所受的压力能够均匀地通过突起分散到各个支脚中。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述网络结构单元体为多面体结构，所述网络结构单元体包括基点和连接各个所述基点的棱，多个所述网络结构单元体以所述基点和所述棱重合的方式依次排列。由此，能够使得支脚稳定地连接在三维网络结构上。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，在所述三维网络结构中，所述基点与至少3条所述棱连接。由此，能够降低应力集中，使得椎间融合器内部结构应力分布更加均匀。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述三维网络结构为双层结构且每层结构由多个所述网络结构单元体构成。在这种情况下，本公开中的三维网络结构呈现出大致扁平的形状，由此能够便于放入椎间。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述缓冲单元具有四个所述支脚、以及被四个所述支脚弹性地支撑的呈正方形形状的所述平坦部，四个所述支脚沿着所述平坦部的对角线设置在所述平坦部的四个角落。这种情况下，四个支脚能够均匀地承担来自椎骨的压力，四个支脚沿着对角线设置并使得支脚保持独立性，由此，各个缓冲单元能够保持独立的状态，彼此之间互不影响。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，在所述缓冲部中，各个所述缓冲单元所包括的多个所述支脚的形状和大小不一致以使所述平坦部相对于所述主体部的上表面或下表面发生倾斜。由此，椎间融合器受到压力时，平坦部相应的倾斜可以使得与椎骨进行更好的贴合。

根据本发明，能够提供一种能够适应不同椎间骨骼的形状，增加其骨诱导性，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椎间融合器的使用状态示意图。

图2是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器的立体图。

图3是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器的侧视图。

图4是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器的俯视图。

图5是示出了本公开的实施方式所涉及的三维网络结构的网络结构单元体示意图。

图6是示出了本公开的实施方式所涉及的缓冲单元的立体图。

附图标号：

1…椎间融合器，2…椎骨，10…主体部，11…网络结构单元体，111…基点，112…棱，20…缓冲部，200…缓冲单元，210…平坦部，211…突起，220…支脚。

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椎间融合器1的使用状态示意图。图2是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器1的立体图。

如图1、图2所示，本公开提供了一种具有缓冲部20的椎间融合器1(有时也称“融合器1”)，其包括：主体部10，其是以三维网络结构为骨架的多孔体结构，并且具有相对的上表面和下表面；以及缓冲部20，其包括形成在上表面和下表面中的至少一个表面上的多个缓冲单元200，多个缓冲单元200以彼此之间形成有间隙的方式排列在主体部10上，其中，缓冲单元200具有形成在主体部10上的多个支脚220和与多个支脚220连接的平坦部210，多个支脚220弹性地支撑平坦部210。

在这种情况下，椎间融合器1植入人体例如椎骨2之间后，缓冲部20与椎骨2直接接触而承受来自椎骨2的压力，由于缓冲单元200具有形成在主体部10上的多个支脚220和与多个支脚220连接的平坦部210，因此，缓冲部20容易根据椎骨2与椎间融合器1接触的表面而自适应地受力，从而改善椎间融合器1的临床修复效果。此外，由于椎间融合器1能够更加均匀地刺激椎骨2融合面，因此，具有良好的骨诱导性，能够促进骨骼恢复生长。

图3是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器1的侧视图。

在一些示例中，缓冲部20还可以在主体部10的上下表面同时设置(参见图3)。例如，缓冲部20可以关于主体部10对称设置有缓冲部20a和缓冲部20b。在这种情况下，位于主体部10的上下表面的缓冲部20a和缓冲部20b可以根据椎骨2与椎间融合器1接触的表面而自适应地受力，从而进一步改善椎间融合器1的临床修复效果。

在一些示例中，椎间融合器1可以由3D打印制作。由此，能够利用3D打印技术制作出具有多个缓冲单元200的椎间融合器1。

在一些示例中，主体部10与缓冲部20还可以一体成形。由此，能够增加椎间融合器1的结构稳定性。在另一些示例中，主体部10与缓冲部20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2及椎骨2间状况有针对性地使用例如缓冲部20，由此能够提高椎间融合器1的适用性。

图4是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器1的俯视图。图5是示出了本公开的实施方式所涉及的三维网络结构的网络结构单元体11示意图。

在本公开中，主体部10是以三维网络结构为骨架的多孔体结构，并且具有相对的上表面和下表面。在这种情况下，既能够提高主体部10的结构稳定性，也能够有利于椎间融合器1的气血通路，促进骨骼生长。

如图5所示，在一些示例中，三维网络结构可以由多个网络结构单元体11构成，网络结构单元体11为多面体结构，网络结构单元体11包括基点111和连接各个基点111的棱112，多个网络结构单元体11以基点111和棱112重合的方式依次排列。由此，网络结构单元可以紧密排列从而得到三维网络结构。

在一些示例中，在三维网络结构中，一个基点111至少可以连接有3条棱112。由此，能够降低应力集中，使得椎间融合器1内部结构应力分布更加均匀。

在一些示例中，网络结构单元体11可以为十二面体结构。具体而言，十二面体可以由若干个四边形构成。在另一些示例中，十二面体还可以由若干个三角形或五边形构成。

另外，在一些示例中，三维网络结构可以呈不规则结构。

在本公开中，网络结构单元体11可以由24根长度相等的棱112构成。

在本公开中，三维网络结构为双层结构，每层由约28个网络结构单元体11构成，长约为7个网络结构单元体11，宽约为4个网络结构单元体11。在这种情况下，本公开中的三维网络结构呈现出大致扁平的形状，由此能够便于放入椎间。

在一些示例中，在三维网络结构中，多个网络结构单元体11之间可以相互连通。由此，能够形成气血通路，促进骨组织生长恢复。

在一些示例中，在主体部10，还可以填充有人工骨(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主体部10结合。由此，能够使人工骨与椎间融合器1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，在三维网络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，主体部10的孔隙率可以为70％～90％。在本公开中，主体部10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。

在另一些示例中，主体部10还可以是实心结构。在这种情况下，主体部10的结构更加坚固。

在一些示例中，主体部10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10。

在一些示例中，主体部10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，主体部10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，主体部10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，主体部10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6是示出了本公开的实施方式所涉及的缓冲单元200的立体图。

在本公开中，缓冲部20可以包括形成在上表面和下表面中的至少一个表面上的多个缓冲单元200。在一些示例中，多个缓冲单元200以彼此之间形成有间隙的方式排列在主体部10上。在例如多个缓冲单元200与椎骨2面接触而受力时，缓冲单元200能够发生弹性形变而更好地适应椎骨2面的形状。

如图6所示，在本公开中，缓冲单元200可以具有形成在主体部10上的多个支脚220和与多个支脚220连接的平坦部210，多个支脚220弹性地支撑平坦部210。在这种情况下，在缓冲单元200受力时，多个支脚220发生弹性形变，使得平坦部210与受力面例如椎骨2面形成良好的贴合。

在一些示例中，支脚220形成为弯折形状，并且平坦部210经由支脚220与主体部10连接。由此，平坦部210能够借助支脚220进行缓冲。在一些示例中，弯折形状的支脚220所形成的夹角可以设置为倒角、圆角。由此，能够提高支脚220的弹性。

在一些示例中，弯折形状的支脚220可以形成有夹角θ。在一些示例中，夹角θ可以为0至45度，例如夹角θ可以为30度、45度或60度等。

在另一些示例中，弯折形状的支脚220所形成的夹角θ是可调节的。在这种情况下，能够提高缓冲部20的灵活性，增强椎间融合器1的适用性。

在一些示例中，平坦部210与支脚220还可以是可拆卸地装配在一起。由此，可以通过更换不同材料的平坦部210来调整椎间融合器1的支撑效果。

在一些示例中，平坦部210可以具有承载面和设置在承载面的相反侧且与支脚220连接的突起211，突起211从平坦部210突出且沿着突出的方向呈逐缩状。在这种情况下，支脚220能够通过与突起211连接进而连接到承载面，由此，承载面所受的压力能够均匀地通过突起211分散到各个支脚220中。

在一些示例中，突起211可以呈圆台状、棱台状或其他不规则形状。由此，能够便于支脚220更好地支撑平坦部210。

在一些示例中，缓冲单元200所包括的多个支脚220的形状和大小是完全一致的。在另一些示例中，缓冲单元200所包括的多个支脚220的形状和大小可以是不一致的。在这种情况下，平坦部210可以出现一定程度的倾斜，由此，椎间融合器1受到压力时，平坦部210相应的倾斜可以使得与椎骨2进行更好的贴合。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器1中，可选地，在缓冲单元200中，各个支脚220朝向平坦部210的内侧方向弯折。由此，能够降低支脚220之间的相互影响。

在一些示例中，缓冲单元200具有四个支脚220、以及被四个支脚220弹性地支撑且呈正方形形状的平坦部210，四个支脚220沿着平台部的对角线设置在平坦部210的四个角落，并且各个支脚220互不接触。在这种情况下，四个支脚220能够均匀地承担来自椎骨2的压力，四个支脚220沿着对角线设置并互不接触能够使得支脚220保持独立性，由此，各个缓冲单元200能够保持独立的状态，彼此之间互不影响。

在一些示例中，各个缓冲单元200之间可以存在间隙D(参见图4)。由此，各个缓冲单元200能够独立工作。

在一些示例中，支脚220与三维网络结构的基点111相连接。由此，能够使得支脚220稳定地连接在三维网络结构上。

在本公开中，一个缓冲单元200需要与四个基点111相连接。在一些示例中，一个基点111可以连接多个支脚220。由此，能够提高主体部10的空间利用率。

另外，在一些示例中，可以通过在主体部10增加缓冲单元200的数量来降低应力集中，使得椎间融合器1内部的结构应力分布更加均匀。

另外，在另一些示例中，支脚220还可以是由支柱、弹簧或弯折结构构成。由此，能够增加支脚220的灵活性以及可选择性。

在一些示例中，支脚220可以是由具有一定弹性的材料制成的。具体而言，支脚220可以是由金属、陶瓷、聚合物中的一种或多种制成。由此，可以通过选择合适的材料来制作具有合适弹性的支脚220。例如：金属钛、聚醚醚酮(PEEK)等中的一种或多种制成。

在一些示例中，缓冲单元200的不同部位的制作材料可以是不同的。具体而言，支脚220、平坦部210可以分别由不同的材料制成。由此，可以根据对应的情况选择对应倾斜度的支柱的椎间融合器1。

在一些示例中，平坦部210可以呈平板状、椭圆状、多边形状中的至少一种。由此，可以根据不同的融合器1选择不同的平坦部210形状。

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)

1.一种具有多个缓冲单元的椎间融合器，其特征在于，

包括：

主体部，其具有相对的上表面和下表面；以及

缓冲部，其包括形成在所述上表面和所述下表面中的至少一个表面上的多个缓冲单元，

其中，所述缓冲单元具有形成在所述主体部上的多个支脚和与所述多个支脚连接的平坦部，并且所述多个支脚的各个所述支脚互不接触。

2.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

所述主体部是以三维网络结构为骨架的多孔体结构，所述三维网络结构由多个网络结构单元体构成。

3.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

所述支脚形成为弯折形状，各个所述支脚朝向所述平坦部的内侧方向弯折，所述多个支脚弹性地支撑所述平坦部。

4.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

所述多个缓冲单元以彼此之间形成有间隙的方式排列在所述主体部上。

5.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

所述平坦部具有承载面和设置在所述承载面的相反侧且与所述支脚连接的突起，所述突起从所述平坦部突出且沿着突出的方向呈逐缩状。

6.根据权利要求2所述的椎间融合器，其特征在于：

所述网络结构单元体为多面体结构，所述网络结构单元体包括基点和连接各个所述基点的棱，多个所述网络结构单元体以所述基点和所述棱重合的方式依次排列。

7.根据权利要求6所述的椎间融合器，其特征在于：

在所述三维网络结构中，所述基点与至少3条所述棱连接。

8.根据权利要求2所述的椎间融合器，其特征在于：

所述三维网络结构为双层结构且每层结构由多个所述网络结构单元体构成。

9.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

所述缓冲单元具有四个所述支脚、以及被四个所述支脚弹性地支撑的呈正方形形状的所述平坦部，四个所述支脚沿着所述平坦部的对角线设置在所述平坦部的四个角落。

10.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

在所述缓冲部中，各个所述缓冲单元所包括的多个所述支脚的形状和大小不一致以使所述平坦部相对于所述主体部的上表面或下表面发生倾斜。

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