CN113101018A - 一种基于3d打印的压配式腰椎椎间融合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器，其特点是包括基座、压配机构和推进机构，基座沿竖直方向设置第一通孔，压配机构穿设在第一通孔内，压配机构设置与第一通孔开口方向相同的第二通孔，推进机构设置在第二通孔内，推进机构与基座沿竖直方向滑动连接，推进机构与压配机构沿水平方向连接。本发明的有益效果是基于3D打印技术进行制作，可根据具体病例的情况进行快速定制，采用压配式的顶升撑开结构，不会在植入和调整姿态时对椎体造成伤害，结构简单，撑开到位后稳定性强；可用于操作空间狭小的微创手术中融合器的植入，手术时间短，降低手术费用。

Description

一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器

技术领域

本发明属于骨科医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器。

背景技术

腰椎椎间融合术是重建脊柱稳定性、纠正腰椎异常负荷承载方式的有效方法。主要优点包括：在生物力学上运动阶段可获得最稳定的内固定效果；重建前柱分载负荷的性能，保护后方器械内固定效果，使得对畸形的矫正在愈合期间得以维持，并使后方器械的疲劳性断裂可能降至最低。腰椎椎间融合手术主要包括前路椎间融合术、后路椎间融合术、经椎间孔椎间融合术。临床上还经常采用椎间融合与PLT结合的方法，成为360度融合术，以及近年来取得较大进展的微创融合术。不管是前路椎间融合术、后路椎间融合术、经椎间孔椎间融合术还是腰椎极外侧椎体间融合，所使用的所有融合器都是为了起到对患者的腰椎椎间隙能有效地撑开并恢复椎间隙高度，对病变腰椎提供生物力学上的即刻稳定性。普通的融合器为一体式结构，在通常情况下，普通融合器可在非撑开状态直接置入椎间隙，也可通过椎间撑开板或椎体上撑开钉撑开间隙后再植入椎间融合器。普通融合器在未撑开间隙的条件下进行植入时，因需用力敲打融合器，很容易发生椎体终板骨折，位置不良，最终导致手术失败。使用间隙内撑开板完成植入融合器时的撑开功能，撑开板通常有一定厚度，植入融合器时常受阻于此。融合器一旦打入，撑开板会被挤压在融合器和椎体终板之间，非常难以取下；而取下后，因为撑开板占用的空间消失，会造成撑开回弹，这时融合器相对高度不够，融合器的稳定性降低。如暴力取出还可能将刚植入的融合器带出，导致植入失败。为安全着想，骨科医疗器械研发人员结合临床经验尝试开发了可撑开式的融合器。例如，中国专利申请，申请号CN201610365405.4，申请日2016.05.27，授权公告号CN105796215B，授权公告日2017.12.15，公开了一种可撑开腰椎椎间融合器，包括：撑开主体，撑开主体包括固定块和可调撑块，可调撑块的尾部与固定块的尾部相铰接；撑开机构，撑开机构作用于可调撑块的头部，以便通过动作撑开机构，从而调节可调撑块与固定块之间的开合角度。本发明的融合器撑开后更符合正常腰椎生理曲度，并可有效防止其向后方滑移，避免传统长方形融合器术后因向后方移位而再压迫神经的现象。缺点是上述可撑开腰椎椎间融合器公开的为呈一定角度的撑开，对于一些需要水平撑开并提供水平支撑的病例并不适用。

因此，如何设计一种可水平撑开并提供支撑的腰椎椎间融合器是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术公开的可撑开腰椎椎间融合器为呈角度撑开，不能应用于需要水平支撑的病例的问题，本发明的目的在于提供一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器，基于3D打印技术进行制作，可根据具体病例的情况进行快速定制，采用压配式的顶升撑开结构，压配式腰椎椎间融合器设计的收缩状态的高度小于腰椎椎体椎间隙，在非撑开状态直接置入椎间隙，不需要用力敲打，也不需要使用椎间撑开板或椎体上撑开钉，不会在植入和调整姿态时对椎体终板造成伤害，结构简单，撑开到位后稳定性强；可用于操作空间狭小的微创手术中融合器的植入，手术时间短，降低手术费用。

2.技术方案

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用如下技术方案：

一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器，其特点是包括基座、压配机构和推进机构，所述基座沿竖直方向设置第一通孔，所述压配机构穿设在第一通孔内，所述压配机构设置与第一通孔开口方向相同的第二通孔，所述推进机构设置在第二通孔内，所述推进机构与基座沿水平方向活动连接，优选地，所述推进机构与基座沿水平方向滑动连接，所述推进机构与压配机构沿竖直方向活动连接，推进机构的水平运动推动压配机构沿竖直方向运动连接。

在本发明一个具体的实施例中，所述推进机构包括推进块、推进螺杆和导向杆；所述推进块设置在第二通孔内，所述推进块沿水平方向的一端设置导向孔，另一端与推进螺杆旋转连接；所述导向杆的一端与导向孔连接，另一端与基座连接；所述推进螺杆的杆体上设置外螺纹，所述基座上设置内螺纹，推进螺杆与基座螺纹连接，所述推进螺杆和导向杆实现推进机构与压配机构沿水平方向的连接。

在本发明一个具体的实施例中，所述推进螺杆远离推进块的一端设置内六角孔，植入椎间间隙后用于施加扭矩，使压配机构顶升。

在本发明一个具体的实施例中，所述推进块与压配机构的连接处设置导向块，所述压配机构上设置与导向块对应的导向槽，所述导向块和导向槽与水平方向夹角X，0°＜X＜90°；所述导向块和导向槽设置若干组，若干组导向块和导向槽组合，可以使推进块和压配机构的滑动连接稳定，不晃动，优选地，导向块和导向槽平行设置两组。

在本发明一个具体的实施例中，所述压配机构包括上压块和下压块，所述上压块和下压块对称穿设在第一通孔的上下两端；所述导向槽设置在上压块和下压块上，上压块和下压块上的导向槽沿对称轴分布呈“八”字形，使上压块和下压块的运动同步。

在本发明一个具体的实施例中，所述上压块和下压块的表面设置若干防滑凸起，所述若干防滑凸起的截面呈三角形，所述若干防滑凸起的方向不同，方便定位顶起后的在椎间间隙的稳定。

在本发明一个具体的实施例中，所述推进块设置与第一通孔开口方向相同的第三通孔。

在本发明一个具体的实施例中，所述压配机构与基座的连接处设置波纹交错槽。

在本发明一个具体的实施例中，所述基座上设置骨生长孔。

在本发明一个具体的实施例中，所述括基座、压配机构和推进机构由3D打印制作，所述压配机构的表面和防滑凸起上均设置为骨小梁结构，骨小梁结构促进压配机构与椎体终板间建立良好的稳定连接。

初始植入状态，上压块和下压块与基座紧密连接，呈收缩状态，此时其高度略小于椎间间隙；微创手术中，将本发明提供的基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器的植入患者椎间间隙，调整好位置后，通过外六角扳手与推进螺杆的内六角连接，输出扭矩，使推进螺杆相对基座旋转，推进螺杆推动推进块向导向杆一侧运动，导向块挤压导向槽运动，使上压块向上运动，下压块向下运动，上压块和下压块的防滑凸起分别抵接在上下防椎体；由于推进螺杆与基座采用螺纹连接，另外导向槽和导向块与上压块、下压块的运动方向呈夹角，因此不会出现松动掉落的现象；表面骨小梁结构和骨生长孔有利于骨骼的生长，使融合器能够长期稳定地起到相应的功能。

3.有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果是：基于3D打印技术进行制作，可根据具体病例的情况进行快速定制，采用压配式的顶升撑开结构，不会在植入和调整姿态时对椎体造成伤害，结构简单，撑开到位后稳定性强；可用于操作空间狭小的微创手术中融合器的植入，手术时间短，降低手术费用。

附图说明

为了更清楚地说明发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明立体结构示意图。

图2是本发明正式结构示意图。

图3是本发明图2之俯视结构示意图。

图4是本发明图2之左视结构示意图。

图5是本发明推进快结构视图。

图6是本发明撑开状态立体结构示意图。

图中：1-基座；3-第二通孔；4-推进块；5-推进螺杆；6-导向杆；7-外螺纹；8-内六角孔；9-导向块；10-导向槽；11-上压块；12-下压块；13-防滑凸起；14-第三通孔；15-波纹交错槽；16-骨生长孔。

具体实施方式

下面将结合附图对发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

在发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

如图1至图6所示，一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器，其特点是包括基座1、压配机构和推进机构，基座1沿竖直方向设置第一通孔，压配机构穿设在第一通孔内，压配机构设置与第一通孔开口方向相同的第二通孔3，推进机构设置在第二通孔3内，推进机构与基座1沿水平方向滑动连接，推进机构与压配机构沿竖直方向连接，推进机构水平滑动的同时，推动压配机构在竖直方向上升或下降。

推进机构包括推进块4、推进螺杆5和导向杆6；推进块4设置在第二通孔3内，推进块4沿水平方向的一端设置导向孔，另一端与推进螺杆5旋转连接；导向杆6的一端与导向孔连接，另一端与基座1连接；推进螺杆5的杆体上设置外螺纹7，基座1上设置内螺纹，推进螺杆5与基座1螺纹连接，推进螺杆5和导向杆6实现推进机构与压配机构沿水平方向的连接。

推进螺杆5远离推进块4的一端设置内六角孔8，用于施加扭矩。

推进块4与压配机构的连接处设置导向块9，压配机构上设置与导向块9对应的导向槽10，导向块9和导向槽10与水平方向夹角X，0°＜X＜90°；导向块9和导向槽10设置若干组，若干组导向块9和导向槽10组合，可以使推进块4和压配机构的滑动连接稳定，不晃动。如图5所示，在本实施例中导向块和导向槽平行设置两组。

压配机构包括上压块11和下压块12，上压块11和下压块12对称穿设在第一通孔的上下两端；导向槽10设置在上压块11和下压块12上，上压块11和下压块12上的导向槽10沿对称轴分布呈“八”字形，使上压块11和下压块12的运动同步。

上压块11和下压块12的表面设置若干防滑凸起13，若干防滑凸起13的截面呈三角形，若干防滑凸起13的方向不同，方便定位顶起后的固定。

推进块4设置与第一通孔开口方向相同的第三通孔14。

压配机构与基座1的连接处设置波纹交错槽15。

基座1上设置骨生长孔16。

括基座1、压配机构和推进机构由3D打印制作，压配机构的表面和防滑凸起上均设置为骨小梁结构。

初始植入状态，上压块11和下压块12与基座1紧密连接；调整好位置后，通过外六角扳手与推进螺杆5的内六角连接，输出扭矩，使推进螺杆5相对基座1旋转，推进螺杆5推动推进块4向导向杆6一侧运动，导向块9挤压导向槽10运动，使上压块11向上运动，下压块12向下运动，上压块11和下压块12的防滑凸起13分别抵接在上下防椎体。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器，其特征在于：包括基座、压配机构和推进机构，所述基座沿竖直方向设置第一通孔，所述压配机构穿设在第一通孔内，所述压配机构设置与第一通孔开口方向相同的第二通孔，所述推进机构设置在第二通孔内，所述推进机构与基座沿水平方向活动连接，所述推进机构与压配机构沿竖直方向活动连接。

2.根据权利要求1所述一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器，其特征在于：所述推进机构包括推进块、推进螺杆和导向杆；所述推进块设置在第二通孔内，所述推进块沿水平方向的一端设置导向孔，另一端与推进螺杆旋转连接；所述导向杆的一端与导向孔连接，另一端与基座连接；所述推进螺杆的杆体上设置外螺纹，所述基座上设置内螺纹，推进螺杆与基座螺纹连接，所述推进螺杆和导向杆实现推进机构与压配机构沿水平方向的连接。

3.根据权利要求2所述一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器，其特征在于：所述推进螺杆远离推进块的一端设置内六角孔。

4.根据权利要求2所述一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器，其特征在于：所述推进块与压配机构的连接处设置导向块，所述压配机构上设置与导向块对应的导向槽，所述导向块和导向槽与水平方向夹角X，0°＜X＜90°；所述导向块和导向槽设置若干组。

5.根据权利要求4所述一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器，其特征在于：所述压配机构包括上压块和下压块，所述上压块和下压块对称穿设在第一通孔的上下两端；所述导向槽设置在上压块和下压块上，上压块和下压块上的导向槽沿对称轴分布呈“八”字形。

6.根据权利要求5所述一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器，其特征在于：所述上压块和下压块的表面设置若干防滑凸起，所述若干防滑凸起的截面呈三角形，所述若干防滑凸起的方向不同。

7.根据权利要求2所述一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器，其特征在于：所述推进块设置与第一通孔开口方向相同的第三通孔。

8.根据权利要求1所述一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器，其特征在于：所述压配机构与基座的连接处设置波纹交错槽。

9.根据权利要求1所述一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器，其特征在于：所述基座上设置骨生长孔。

10.根据权利要求1至9任一项所述一种基于3D打印的压配式腰椎椎间融合器，其特征在于：所述括基座、压配机构和推进机构由3D打印制作，所述压配机构的表面设置为骨小梁结构。

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