CN116919679A - 一种个性化定制颈椎零切迹椎间融合器及制作方法 - Google Patents
一种个性化定制颈椎零切迹椎间融合器及制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116919679A CN116919679A CN202311197904.3A CN202311197904A CN116919679A CN 116919679 A CN116919679 A CN 116919679A CN 202311197904 A CN202311197904 A CN 202311197904A CN 116919679 A CN116919679 A CN 116919679A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fusion cage
- interbody fusion
- zero
- cervical
- cervical vertebra
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000004927 fusion Effects 0.000 title claims abstract description 202
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims abstract description 40
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 claims abstract description 33
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims abstract description 7
- 206010041591 Spinal osteoarthritis Diseases 0.000 claims abstract description 5
- 208000036319 cervical spondylosis Diseases 0.000 claims abstract description 5
- 208000005801 spondylosis Diseases 0.000 claims abstract description 5
- RYMZZMVNJRMUDD-UHFFFAOYSA-N SJ000286063 Natural products C12C(OC(=O)C(C)(C)CC)CC(C)C=C2C=CC(C)C1CCC1CC(O)CC(=O)O1 RYMZZMVNJRMUDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- RYMZZMVNJRMUDD-HGQWONQESA-N simvastatin Chemical compound C([C@H]1[C@@H](C)C=CC2=C[C@H](C)C[C@@H]([C@H]12)OC(=O)C(C)(C)CC)C[C@@H]1C[C@@H](O)CC(=O)O1 RYMZZMVNJRMUDD-HGQWONQESA-N 0.000 claims description 40
- 229960002855 simvastatin Drugs 0.000 claims description 40
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 29
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 19
- 210000004623 platelet-rich plasma Anatomy 0.000 claims description 13
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 12
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 9
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 9
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 9
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 claims description 9
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 8
- 108090000190 Thrombin Proteins 0.000 claims description 7
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 7
- 229960004072 thrombin Drugs 0.000 claims description 7
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007943 implant Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 claims description 6
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 4
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 claims description 4
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 4
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000883 Ti6Al4V Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000023555 blood coagulation Effects 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 3
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 208000019505 Deglutition disease Diseases 0.000 abstract description 6
- 230000000735 allogeneic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 208000035965 Postoperative Complications Diseases 0.000 abstract description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 10
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 7
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 7
- 238000010883 osseointegration Methods 0.000 description 6
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 6
- 102100026802 72 kDa type IV collagenase Human genes 0.000 description 5
- 101710151806 72 kDa type IV collagenase Proteins 0.000 description 5
- 102000002260 Alkaline Phosphatase Human genes 0.000 description 5
- 102000004067 Osteocalcin Human genes 0.000 description 5
- 108090000573 Osteocalcin Proteins 0.000 description 5
- 102000008108 Osteoprotegerin Human genes 0.000 description 5
- 108010035042 Osteoprotegerin Proteins 0.000 description 5
- 230000033115 angiogenesis Effects 0.000 description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 5
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 5
- XXUPLYBCNPLTIW-UHFFFAOYSA-N octadec-7-ynoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCC#CCCCCCC(O)=O XXUPLYBCNPLTIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000011164 ossification Effects 0.000 description 5
- 108020004774 Alkaline Phosphatase Proteins 0.000 description 4
- 102100021569 Apoptosis regulator Bcl-2 Human genes 0.000 description 4
- 101000971171 Homo sapiens Apoptosis regulator Bcl-2 Proteins 0.000 description 4
- 238000011529 RT qPCR Methods 0.000 description 4
- 101150074062 Tnfsf11 gene Proteins 0.000 description 4
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 238000003762 quantitative reverse transcription PCR Methods 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010162 Tukey test Methods 0.000 description 2
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 238000000540 analysis of variance Methods 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 2
- 210000002901 mesenchymal stem cell Anatomy 0.000 description 2
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 2
- 238000001543 one-way ANOVA Methods 0.000 description 2
- 210000000963 osteoblast Anatomy 0.000 description 2
- 210000002997 osteoclast Anatomy 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 2
- 206010049811 Extraskeletal ossification Diseases 0.000 description 1
- 206010016654 Fibrosis Diseases 0.000 description 1
- 208000034970 Heterotopic Ossification Diseases 0.000 description 1
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- 208000012287 Prolapse Diseases 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 102000010498 Receptor Activator of Nuclear Factor-kappa B Human genes 0.000 description 1
- 108010038036 Receptor Activator of Nuclear Factor-kappa B Proteins 0.000 description 1
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 1
- 206010066902 Surgical failure Diseases 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 102000055102 bcl-2-Associated X Human genes 0.000 description 1
- 108700000707 bcl-2-Associated X Proteins 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000002449 bone cell Anatomy 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000004761 fibrosis Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004072 osteoblast differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000002138 osteoinductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/44—Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs
- A61F2/4455—Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs for the fusion of spinal bodies, e.g. intervertebral fusion of adjacent spinal bodies, e.g. fusion cages
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/3094—Designing or manufacturing processes
- A61F2/30942—Designing or manufacturing processes for designing or making customized prostheses, e.g. using templates, CT or NMR scans, finite-element analysis or CAD-CAM techniques
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/44—Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs
- A61F2/4455—Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs for the fusion of spinal bodies, e.g. intervertebral fusion of adjacent spinal bodies, e.g. fusion cages
- A61F2/4465—Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs for the fusion of spinal bodies, e.g. intervertebral fusion of adjacent spinal bodies, e.g. fusion cages having a circular or kidney shaped cross-section substantially perpendicular to the axis of the spine
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/3094—Designing or manufacturing processes
- A61F2/30942—Designing or manufacturing processes for designing or making customized prostheses, e.g. using templates, CT or NMR scans, finite-element analysis or CAD-CAM techniques
- A61F2002/30943—Designing or manufacturing processes for designing or making customized prostheses, e.g. using templates, CT or NMR scans, finite-element analysis or CAD-CAM techniques using mathematical models
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Neurology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
本发明公开了一种个性化定制颈椎零切迹椎间融合器及制作方法，属于生物医药领域；包括融合器主体、限位板和固定螺钉，其中融合器主体上、下面的曲度与人体颈椎病变节段的解剖曲度相匹配，融合器前方设置有弧形的限位板，限位板高度与人体颈椎病变节段椎体前间隙高度相等。既能实现椎间融合器与人体颈椎完美的贴合，又能降低吞咽困难等术后并发症。同时避免了因取自体骨造成了二次手术创伤，或因同种异体骨需求过大导致沉重的经济和医疗负担，又能提高减压融合手术的成功率，弥补了传统颈椎椎间融合器的不足。
Description
技术领域
本发明属于生物医药领域，涉及一种椎间融合器及制作方法，特别涉及一种个性化定制颈椎零切迹椎间融合器及制作方法。
背景技术
颈椎前路间盘摘除植骨融合内固定术是临床最常用的治疗颈椎病的手术术式,该术式可对受压神经进行直接减压，能够显著缓解神经症状, 同时重建颈椎前柱结构稳定性。植骨融合的效果是决定颈椎手术成败的关键，目前常用的植骨融合材料包括自体骨、同种异体骨、钛网、人工椎间盘以及椎间融合器。无论哪种材质都具有一定局限性，造成潜在的手术失败风险：1、取自体骨造成二次创伤，异体骨需求大，造成沉重的经济和医疗负担；2、植入物弹性模量以及外形与人体脊柱匹配度不佳；3、材料生物相容性差，骨性融合率不理想；4、需要在颈椎前方进行钛板固定，易引发吞咽困难、异位骨化等术后并发症。
目前，全球已经有Zero-P、ROI-C、PEEK PREVAIT、COALITION等十多种颈椎零切迹椎间融合器产品获得发明专利授权，并获得美国食品药品监督管理局许可。然而，国内获得授权的颈椎零切迹椎间融合器产品比较有限，且大部分仅局限于固定方式和外形设计，植入物自身生物骨整合性能仍有待增强。
CN 104068949 A公开了一种颈椎前路零切迹椎间融合，结构包括PEEK材质的融合器和2枚TC4（钛合金）紧固螺钉。融合器上下两侧设置有限位挡片，防止融合器被打入椎体深处。首先，此椎间融合器装置通过2枚钛合金材质紧固螺钉固定PEEK材质的融合器，易出现金属螺钉的螺纹磨损非金属融合器，影响产品使用寿命，远期存在潜在的固定不牢固，螺钉拔出的风险。其次，融合器上下面均为规则的平面，而人体颈椎上下终板为不规则的曲面，因此该融合器与人体匹配度较差。最后，融合器设计有融合腔，仍依赖植入人工骨或同种异体骨促进骨整合。
CN 108852563 B公开了一种颈椎前路零切迹椎间融合，结构包括PEEK材质的U形融合器主体、固定构件以及4枚紧固螺钉。U形融合器主体与固定构件相连，然后4枚紧固螺钉分别两上两下固定固定构件。首先，此椎间融合器装置设计较复杂，连接结构较多，且存在金属与非金属的连接结构，影响手术操作和长期使用寿命。其次，融合器上下面均为规则的平面，而人体颈椎上下终板为不规则的曲面，因此该融合器与人体匹配度较差。此外，融合器缺少限位结构，在拧入螺钉过程中存在融合器主体随之进入椎体深处的风险。最后，融合器设计有融合腔，仍依赖植入人工骨或同种异体骨促进骨整合。
CN 108836578 B公开了一种弹片固定式颈椎前路零切迹椎间融合，结构包括PEEK材质的U形融合器主体、固定构件以及2片弹性固定片。U形融合器主体与固定构件相连，然后2片弹性固定片分别上下固定固定构件。首先，该融合器缺少限位结构，在植入弹性固定片过程中存在融合器主体随之进入椎体深处的风险。其次，弹性固定片进入止退卡槽内，若此时发现植入位置不佳，无法取出重新植入，手术操作的容错性差。此外，融合器设计有融合腔，仍需植入人工骨或同种异体骨，但是两片弹性固定片形成了物理遮挡，不利于骨长入和骨整合。
CN 108578019 B公开了一种旋转固定式颈椎前路零切迹椎间融合，结构包括PEEK材质的U形融合器主体和固定构件。U形融合器主体与固定构件相连，固定构件由带上、下贯穿插槽的母板、母板两侧凸设与母板垂直并用于插入融合器主体倾斜滑槽的夹持臂、以及夹持臂端部分别向内垂直延设的夹持钩部、母板板面的中央部位开设有与插槽垂直贯通的第一旋转销孔、旋转销孔内嵌入的旋转销、对称螺接在旋转销孔中的止动螺钉、套装在母板插槽内的可旋转固定片、可旋转固定片中央部位开设与旋转销孔适配的第二旋转销孔组成。首先，此椎间融合器装置设计十分复杂，连接结构较多，且存在金属与非金属的连接结构，影响长期使用寿命。其次，融合器设计有融合腔，仍需植入人工骨或同种异体骨。
发明内容
本发明的目的是提供一种个性化定制、结构简单、固定牢固的颈椎零切迹椎间融合器及制作方法，既能实现椎间融合器与人体颈椎完美的贴合，又能降低吞咽困难等术后并发症。本发明的另一个目的是提供一种无需植骨且骨整合性能优越的颈椎零切迹椎间融合器及制作方法，既能避免因取自体骨造成了二次手术创伤，或因同种异体骨需求过大导致沉重的经济和医疗负担，又能提高减压融合手术的成功率，有效弥补了传统颈椎椎间融合器的不足。
本发明的技术解决方案是所述个性化定制颈椎零切迹椎间融合器，其特殊之处在于，包括融合器主体、限位板和固定螺钉，其中融合器主体上下面的曲度与人体颈椎病变节段的解剖曲度相符，融合器前方设置有弧形的限位板，限位板高度与人体颈椎病变节段椎体前间隙高度相符，融合器与限位板一体成型。分别在限位板左右侧向上、向下斜45°各开一孔，设置螺纹，分别向上、向下各植入一枚螺钉，将椎间融合器固定到颈椎椎间隙内。融合器主体具有多孔结构和加强筋结构，多孔结构中搭载了富血小板血浆和辛伐他汀，以增强融合器的促血管形成和促成骨作用，进一步提升颈椎减压融合手术的成功率，降低术后吞咽困难、融合失败等并发症。
本发明提供的个性化定制颈椎零切迹椎间融合器的制作方法，其方法包括的步骤如下所述：
第一部分 构建并验证颈椎有限元模型，具体步骤如下：
步骤1 数据采集：采集受试者的颈椎薄扫CT数据（层厚为0.6mm），将CT数据以DICOM格式导出；
步骤2 数据处理：将步骤1中的DICOM数据导入Mimics软件，并生成颈椎三维影像；
步骤3 阈值分割：运用Mimics软件设置灰度值为骨组织灰度值（226-1783Hu），并进行阈值分割，建立颈椎骨模型；
步骤4 分割椎体：对步骤3中的模型进行椎体分割，分别得到颈椎3-7椎体，运用Caculate命令依次生成颈椎3-7三维模型，并对模型进行光滑处理，以Stl格式保存；
步骤5 建立仿真模型：将步骤4中的Stl文件导入3-matic软件，分别建立韧带、椎间盘及关节突关节结构，以Stl格式保存；
步骤6 模型后处理：将步骤5中的三维仿真模型导入Hypermesh软件，进行网格划分、修改三角面片，设置材料和属性参数，设置接触关系、边界条件及施加载荷；
步骤7 验证模型有效性：对步骤6中的模型进行有限元分析，将各节段椎体活动度与已发表的体外力学实验和有限元分析结果进行比较，从而验证颈椎仿真模型的有效性；
第二部分 设计个性化定制颈椎零切迹椎间融合器，具体步骤如下：
步骤1 设计个性化颈椎零切迹椎间融合器：在3-matic软件中模拟颈椎前路间盘摘除减压手术，本实例中以颈5/6为手术节段，以此为蓝本进行颈椎零切迹椎间融合器三维仿真设计；首先提取颈5椎体下表面和颈6椎体上表面，在此基础上设计融合器主体结构。在融合器主体的前方设计一个弧形限位板，限位板的高度取决于颈5/6间隙前方高度，限位板厚度为2mm。在限位板前方左右侧分别向上、向下斜45°各开一孔，设置螺纹，分别向上、向下各植入一枚螺钉，将椎间融合器固定到颈椎椎间隙内。
步骤2 多孔化处理：椎间融合器的限位板及外部框架保留实体结构，剩余区域均采用70%孔隙率（人类骨小梁的孔隙率为70%-90%，此椎间融合器选择70%孔隙率来代替骨小梁结构）以及700μm孔径的多孔结构填充，将最终文件以inp格式保存；
步骤3 植入物装配：将步骤2中的零切迹椎间融合器植入颈5/6椎间隙，并采用螺钉进行固定；
第三部分 电子束熔化EBM金属打印个性化定制颈椎零切迹椎间融合器，具体步骤如下：
步骤1 将具有多孔结构的颈椎零切迹椎间融合器导入到Magics 软件中，并创建包含有构建包膜的场景，将椎间融合器导入，根据底面位置调整椎间融合器坐标，直到处于包膜内部，并将模型斜放略高于底面，而后进入“SG +”模块为垫块添加支撑，最后转换为abp 格式文件导出备用；
步骤2 将导出的椎间融合器模型文件导入Arcam Q10 Plus EBM control 系统中构建部件，而后将真空腔内空气抽出直至达到 2×10-3Pa 的真空状态后，通入设计量的氨气作为保护气体，在基板上利用粉末耙铺上一层厚度为 50μm 钛合金Ti-6Al-4V粉末，基板继续向下运动 50μm，送粉箱持续送粉，高能电子束逐层打印，重复送粉、铺粉以及打印过程，直到完成椎间融合器模型的打印过程；
步骤3 取出椎间融合器以及基板，去掉支撑，放入吹粉室，在吹粉室内用吹粉机吹出模型内部残存的钛合金粉末即可得到打印完成的椎间融合器。
第四部分 3D 打印个性化定制颈椎零切迹椎间融合器搭载富血小板血浆（Platelet Rich Plasma，PRP）复合辛伐他汀（Simvastatin，Simv），具体步骤如下：
步骤1 将3D打印个性化定制颈椎零切迹椎间融合器浸泡于去离子水和乙醇中，放入超声震荡机（3M Hz，80℃）洗涤三次，每次半小时，最后经过高压灭菌，紫外线灭菌30min备用。
步骤2 制备PRP：用10ml注射器采集受试者血液8ml，注入抗凝血管内，上下均匀震荡防止血液凝固。先将血液在20℃温度下以209g离心两次，每次离心时长12分钟，抽取上清液得到无红细胞的血浆。然后在20℃下以1500g离心12分钟，此时下层1/4为PRP。测得血小板浓度为10.2*109/ml，富集系数为3.21。将上层血浆与下层PRP以适当的比例混合，使血小板浓度调整为10.0*108 /ml。
步骤3 制备搭载PRP凝胶复合辛伐他汀的个性化定制颈椎零切迹椎间融合器：将步骤1中的椎间融合器放入培养皿中，加入已经制备好的PRP，然后依次加入10%的CaCl2作为PRP的激活剂，凝血酶（1000IU/ml），复合辛伐他汀的椎间融合器计算好浓度后，用含辛伐他汀的完全培养基溶解凝血酶（前期研究证实0.3μmol/L的辛伐他汀有助于骨髓间充质干细胞增殖，具有良好的骨整合性能），最后加入椎间融合器中，等待PRP成凝胶态后即可。
本发明的有益效果：
本发明提供的电子束熔化EBM金属打印钛合金颈椎零切迹椎间融合器及制作方法，个性化定制能够实现椎间融合器与人体颈椎完美的贴合以及稳固固定；零切迹设计还能够有效降低吞咽困难、应力屏蔽、邻近节段退变等术后并发症；70%孔隙率结构无需植骨，更有利于骨细胞的迁移和增殖；多孔结构搭载搭载富血小板血浆复合辛伐他汀进一步增强椎间融合器诱导成骨和成血管作用，提升颈椎融合手术的成功率。具体效果如下：
个性化定制颈椎零切迹椎间融合器能够完美匹配人体颈椎，对手术节段形成稳定的固定效果。
表1 三组模型的颈椎活动度对比
如表1所示，有限元分析对比了完整颈椎模型、植入传统椎间融合器（传统cage）以及植入个性化定制颈椎零切迹椎间融合器（发明cage）后对颈椎各节段活动度的影响，重点是C5-6手术节段。三组模型中C5/6节段在前屈运动过程中的活动度值分别为7.12°、0.24°和0.20°；后伸运动过程中的活动度值分别5.68°，0.25°和0.16°；侧弯运动过程中的活动度值分别5.62°、0.28°、0.22°;轴向旋转运动过程中的活动度值分别5.54°、0.10°和0.08°。在四种运动条件下，与完整模型相比，植入个性化定制颈椎零切迹椎间融合器后手术节段（C5/6）的活动度大幅度降低了95%。这个结果说明个性化定制颈椎零切迹椎间融合器能够有效重建颈椎前柱稳定性，为融合手术提供稳定的前期基础。
个性化定制颈椎零切迹椎间融合器能够有效降低手术邻近节段的椎间盘内压和纤维环应力，降低邻近节段退变的风险。
表2 三组模型手术邻近节段的椎间盘内压和纤维环应力对比
如表2所示，有限元分析对比了完整颈椎模型、植入传统椎间融合器（传统cage）以及植入个性化定制颈椎零切迹椎间融合器（发明cage）后对颈椎手术邻近节段的椎间盘内压和纤维环应力的影响。在四种运动条件下，手术相邻节段（C4/5、C6/7）的椎间盘内压的整体趋势：传统cage>发明cage>完整模型；手术相邻节段（C4/5、C6/7）的纤维环峰值应力的整体趋势：传统cage>发明cage>完整模型；手术相邻节段的纤维环平均应力的整体趋势：传统cage>完整模型>发明cage；上述结果说明植入个性化定制颈椎零切迹椎间融合器对邻近节段椎间盘和纤维环的生物力学变化影响更小，尤其降低了纤维环的平均应力分布，可有效降低术后纤维化破损、髓核脱出风险以及邻近节段退变的发生风险，为融合手术提供了稳定的前期基础。
个性化定制颈椎零切迹椎间融合器能够有效降低融合器自身的应力分布，降低应力屏蔽、内固定失效风险。
表3 两组模型椎间融合器的应力分布对比
如表3所示，有限元分析对比了植入传统椎间融合器（传统cage）以及植入个性化定制颈椎零切迹椎间融合器（发明cage）后椎间融合器应力分布。在四种运动条件下，椎间融合器的峰值应力和平均应力：传统cage>发明cage；这个结果说明个性化定制颈椎零切迹椎间融合器能够有效降低自身应力分布，进一步降低术后发生应力屏蔽和内固定失效风险。
相比于PEEK、钽金属等材料，钛合金具有成本低廉、制造工艺门槛低、生物力学性能稳定以及生物相容性好等诸多优点。同时，多孔结构搭载富血小板血浆复合辛伐他汀进一步增强椎间融合器诱导成骨和成血管作用（见附图），提升融合手术的成功率。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的个性化颈椎零切迹椎间融合器斜视图。
图2为本发明实施例1制备的个性化颈椎零切迹椎间融合器正视图。
图3为本发明实施例1制备的个性化颈椎零切迹椎间融合器侧视图。
图4为本发明实施例1制备的个性化颈椎零切迹椎间融合器俯视图。
图5为本发明实施例1中个性化颈椎零切迹椎间融合器的设计流程示意图。
图6为本发明实施例1制备的个性化颈椎零切迹椎间融合器搭载富血小板血浆复合辛伐他汀示意图，图中9为搭载的富血小板血浆，10为搭载的辛伐他汀。
图7为本发明实施例1制备个性化颈椎零切迹椎间融合器的植入椎间隙示意图。
图8为本发明实施例1制备的个性化颈椎零切迹椎间融合器植入后峰值和平均应力分布示意图。
图9为本发明实施例1制备个性化颈椎零切迹椎间融合器植入后邻近节段纤维环峰值和平均应力分布示意图。
图10为本发明实施例1制备个性化颈椎零切迹椎间融合器植入后邻近节段椎间盘内压示意图。
图11为本发明实施例1制备个性化颈椎零切迹椎间融合器促成骨相关基因 RT-qPCR检测结果示意图。
图12为本发明实施例1制备个性化颈椎零切迹椎间融合器促成血管相关基因RT-qPCR检测结果示意图。
上图中的标注如下：
1、融合器主体；2、限位板；3、固定螺钉；4、螺钉通道；5、多孔结构；6、加强筋；7、颈椎椎体；9、富血小板血浆；10、辛伐他汀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本发明提供的个性化定制颈椎零切迹椎间融合器包括有融合器主体、限位板和固定螺钉，其中融合器主体的上下面与人体颈椎的椎间隙解剖外形相匹配，限位板与融合器主体一体成型，设置在前方，并设有两个螺钉通道，通过固定螺钉向上或向下固定于颈椎椎体上，融合器主体具有多孔结构和加强筋结构，多孔结构中搭载了富血小板血浆和辛伐他汀，以增强促成血管和促成骨作用。
本发明提供的个性化定制颈椎零切迹椎间融合器的制作方法，其方法包括的步骤如下所述：
第一部分 构建并验证颈椎有限元模型，具体步骤如下：
步骤1 数据采集：采集受试者的颈椎薄扫CT数据（层厚为0.6mm），将CT数据以DICOM格式导出；
步骤2 数据处理：将步骤1中的DICOM数据导入Mimics软件，并生成颈椎三维影像；
步骤3 阈值分割：运用Mimics软件设置灰度值为骨组织灰度值（226-1783Hu），并进行阈值分割，建立颈椎骨模型；
步骤4 分割椎体：对步骤3中的模型进行椎体分割，分别得到颈椎3-7椎体，运用Caculate命令依次生成颈椎3-7三维模型，并对模型进行光滑处理，以Stl格式保存；
步骤5 建立仿真模型：将步骤4中的Stl文件导入3-matic软件，分别建立韧带、椎间盘及关节突关节结构，以Stl格式保存；
步骤6 模型后处理：将步骤5中的三维仿真模型导入Hypermesh软件，进行网格划分、修改三角面片，设置材料和属性参数，设置接触关系、边界条件及施加载荷；
步骤7 验证模型有效性：对步骤6中的模型进行有限元分析，将各节段椎体活动度与已发表的体外力学实验和有限元分析结果进行比较，从而验证颈椎仿真模型的有效性；
第二部分 设计个性化定制颈椎零切迹椎间融合器，具体步骤如下：
步骤1 设计个性化颈椎零切迹椎间融合器：在3-matic软件中模拟颈椎前路间盘摘除减压手术，本实例中以颈5/6为手术节段，以此为蓝本进行颈椎零切迹椎间融合器三维仿真设计；首先提取颈椎体下表面和颈椎体上表面，在此基础上设计融合器主体结构。在融合器主体的前方设计一个弧形限位板，限位板的高度取决于颈5/6间隙前方高度，限位板厚度为2mm。在限位板前方左右侧分别向上、向下斜45°各开一孔，设置螺纹，分别向上、向下各植入一枚螺钉，将椎间融合器固定到颈椎椎间隙内，见附图1和附图5。
步骤2 多孔化处理：椎间融合器的限位板及外部框架保留实体结构，剩余区域均采用70%孔隙率（人类骨小梁的孔隙率为70%-90%，此椎间融合器选择70%孔隙率来代替骨小梁结构）以及700μm孔径的多孔结构填充，将最终文件以inp格式保存，见附图1；
步骤3 植入物装配：将步骤2中的零切迹椎间融合器植入颈5/6间隙，并采用螺钉进行固定，见附图7；
第三部分 电子束熔化EBM金属打印个性化定制颈椎零切迹椎间融合器，具体步骤如下：
步骤1 将具有多孔结构的颈椎零切迹椎间融合器导入到Magics 软件中，并创建包含有构建包膜的场景，将椎间融合器导入，根据底面位置调整椎间融合器坐标，直到处于包膜内部，并将模型斜放略高于底面，而后进入“SG +”模块为垫块添加支撑，最后转换为abp 格式文件导出备用；
步骤2 将导出的椎间融合器模型文件导入Arcam Q10 Plus EBM control 系统中构建部件，而后将真空腔内空气抽出直至达到 2×10-3Pa 的真空状态后，通入设计量的氨气作为保护气体，在基板上利用粉末耙铺上一层厚度为 50μm 钛合金Ti-6Al-4V粉末，基板继续向下运动 50μm，送粉箱持续送粉，高能电子束逐层打印，重复送粉、铺粉以及打印过程，直到完成椎间融合器模型的打印过程；
步骤3 取出椎间融合器以及基板，去掉支撑，放入吹粉室，在吹粉室内用吹粉机吹出模型内部残存的钛合金粉末即可得到打印完成的椎间融合器，见附图4。
第四部分 3D 打印个性化定制颈椎零切迹椎间融合器搭载富血小板血浆（Platelet Rich Plasma，PRP）复合辛伐他汀（Simvastatin，Simv），具体步骤如下：
步骤1 将3D打印个性化定制颈椎零切迹椎间融合器浸泡于去离子水和乙醇中，放入超声震荡机（3M Hz，80℃）洗涤三次，每次半小时，最后经过高压灭菌，紫外线灭菌30min备用。
步骤2 制备PRP：用10ml注射器采集受试者血液8ml，注入抗凝血管内，上下均匀震荡防止血液凝固。先将血液在20℃温度下以209g离心两次，每次离心时长12分钟，抽取上清液得到无红细胞的血浆。然后在20℃下以1500g离心12分钟，此时下层1/4为PRP。测得血小板浓度为10.2*109/ml，富集系数为3.21。将上层血浆与下层PRP以适当的比例混合，使血小板浓度调整为10.0*108 /ml。
步骤3 制备搭载PRP凝胶复合辛伐他汀的个性化定制颈椎零切迹椎间融合器：将步骤1中的椎间融合器放入培养皿中，加入已经制备好的PRP，然后依次加入10%的CaCl2作为PRP的激活剂，凝血酶（1000IU/ml），复合辛伐他汀的椎间融合器计算好浓度后，用含辛伐他汀的完全培养基溶解凝血酶（前期研究证实0.3μmol/L的辛伐他汀有助于骨髓间充质干细胞增殖，具有良好的骨整合性能），最后加入椎间融合器中，等待PRP成凝胶态后即可。见附图6。
实施例2 生物力学实验
将实施例1中制备的个性化定制颈椎零切迹椎间融合器文件导入3-Matic 软件中，模拟颈椎前路间盘摘除减压内固定手术。再将椎体和个性化定制颈椎零切迹椎间融合器组装后的文件导入Hypermesh 3D打印软件中，运用有限元分析其生物力学分布情况。结果如图7-10所示，个性化定制颈椎零切迹椎间融合器（即发明cage）植入后能够很好的匹配人体颈椎结构，零切迹外形能够降低术后吞咽困难等并发症。此外，个性化定制颈椎零切迹椎间融合器植入后可降低融合器自身承载的应力分布，同时还降低邻近节段椎间盘内压以及纤维环应力分布，进一步降低了术后邻近节段退变的发生风险。
实施例3 促成骨实验
将实施例1中制备的搭载PRP凝胶复合辛伐他汀的个性化定制颈椎零切迹椎间融合器进行成骨相关基因RT-qPCR检测，来验证钛合金/PRP/辛伐他汀复合体系的成骨活性。如图11所示，分别进行了碱性磷酸酶（ALP）、骨钙素（OCN）、
NF-κB受体激活剂配体(Rankl)和骨保护素(OPG)检测，其中ALP是成骨细胞生成的早期标志物，OCN是成骨细胞分化末期的标志物，Rankl是检测破骨细胞活性的标志物，OPG是检测成骨细胞活性的标志物。所有数据都来自至少三个独立实验的平均值±标准偏差，使用SPSS 26.0进行统计学分析，采用单向方差分析 (ANOVA) 进行组间比较，并通过Tukey事后检验进行多重比较，其中“*”表示p< 0.05、“**”表示p< 0.01以及“***”表示p<0.001，反映统计学差异显著性水平。结果表明相比于钛合金，钛合金/PRP/辛伐他汀复合体系在7天内和14天内ALP、OCN和OPG的表达水平均显著增加（p<0.001）；相比于钛合金/PRP，钛合金/PRP/辛伐他汀复合体系在7天内OPG的表达水平更高（p< 0.01），在14天内ALP（p<0.01）、OCN（p< 0.05）的表达水平更高，这说明钛合金/PRP/辛伐他汀复合体系具有更好的成骨诱导作用。而相比于钛合金，钛合金/PRP/辛伐他汀复合体系在7天内和14天内Rankl的表达水平均显著降低（p<0.001）；而相比于钛合金/PRP，钛合金/PRP/辛伐他汀复合体系7天内的Rankl的表达水平更低（p<0.01），这说明钛合金/PRP/辛伐他汀复合体系不会引发大规模的破骨反应，更有利于成骨。综上所述，搭载PRP凝胶复合辛伐他汀的个性化定制颈椎零切迹椎间融合器具有很好的促成骨作用，能够提高颈椎融合手术的融合率。
实施例4 促成血管实验
将实施例1中制备的搭载PRP凝胶复合辛伐他汀的个性化定制颈椎零切迹椎间融合器进行成血管相关基因RT-qPCR检测，来验证钛合金/PRP/辛伐他汀复合体系的成血管活性。Bax 是一种促进细胞凋亡的蛋白酶，Bcl-2 可以拮抗细胞凋亡，MMP-2 是体外血管生成的标志物。如图12所示，分别进行了Bax、Bcl-2和MMP-2检测。所有数据都来自至少三个独立实验的平均值±标准偏差，使用SPSS 26.0进行统计学分析，采用单向方差分析 (ANOVA)进行组间比较，并通过Tukey事后检验进行多重比较，其中“*”表示p< 0.05、“**”表示p<0.01以及“***”表示p<0.001，反映统计学差异显著性水平。结果表明相比于钛合金，钛合金/PRP/辛伐他汀复合体系在1天内和4天内的Bcl-2和MMP-2表达水平均显著增加（p<0.001）；相比于钛合金/PRP，钛合金/PRP/辛伐他汀复合体系在1天内的Bcl-2和MMP-2表达水平更高（p<0.05），在4天内的MMP-2表达水平更高（p<0.05），这说明钛合金/PRP/辛伐他汀复合体系具有更好的诱导成血管作用。相比于钛合金，钛合金/PRP/辛伐他汀复合体系在1天内和4天内Bax的表达水平显著降低（p<0.001）；相比于钛合金/PRP，钛合金/PRP/辛伐他汀复合体系在1天内和4天内Bax的表达水平更低（p<0.05），这说明钛合金/PRP/辛伐他汀复合体系能够有效抑制细胞凋亡。综上所述，搭载PRP凝胶复合辛伐他汀的个性化定制颈椎零切迹椎间融合器具有很好的促血管形成作用，能够提高颈椎融合手术的成功率。
Claims (7)
1.一种个性化定制颈椎零切迹椎间融合器，其特征在于：包括融合器主体、限位板和固定螺钉，其中融合器主体上下面的曲度与人体颈椎病变节段的解剖曲度相匹配，融合器前方设置有弧形的限位板，限位板高度与人体颈椎病变节段椎体前间隙高度相等；融合器主体设有两个螺钉通道，一个螺钉通道通过固定螺钉向上固定到颈椎椎体上，另一个螺钉通道通过固定螺钉向下固定到颈椎椎体上；融合器主体具有多孔结构和加强筋结构，多孔结构中搭载了富血小板血浆和辛伐他汀。
2.如权利要求1所述个性化定制颈椎零切迹椎间融合器，其特征在于：所述融合器与限位板一体成型。
3.如权利要求1所述个性化定制颈椎零切迹椎间融合器的制作方法，其特征在于，包括如下部分：
第一部分 构建并验证颈椎有限元模型；
第二部分 设计个性化定制颈椎零切迹椎间融合器；
第三部分 电子束熔化EBM金属打印个性化定制颈椎零切迹椎间融合器；
第四部分 3D 打印个性化定制颈椎零切迹椎间融合器搭载富血小板血浆和复合辛伐他汀。
4.如权利要求3所述个性化定制颈椎零切迹椎间融合器的制作方法，其特征在于，所述第一部分按照如下步骤：
步骤1 数据采集：采集受试者的颈椎薄扫CT数据，颈椎薄扫CT数据层厚为0.6mm，将CT数据以DICOM格式导出；
步骤2 数据处理：将步骤1中的DICOM数据导入Mimics软件，并生成颈椎三维影像；
步骤3 阈值分割：运用Mimics软件设置灰度值为骨组织灰度值，骨组织灰度值为226-1783Hu，并进行阈值分割，建立颈椎骨模型；
步骤4 分割椎体：对步骤3中的模型进行椎体分割，分别得到颈椎3-7椎体，运用Caculate命令依次生成颈椎3-7三维模型，并对模型进行光滑处理，以Stl格式保存；
步骤5 建立仿真模型：将步骤4中的Stl文件导入3-matic软件，分别建立韧带、椎间盘及关节突关节结构，以Stl格式保存；
步骤6 模型后处理：将步骤5中的三维仿真模型导入Hypermesh软件，进行网格划分、修改三角面片，设置材料和属性参数，设置接触关系、边界条件及施加载荷；
步骤7 验证模型有效性：对步骤6中的模型进行有限元分析，将各节段椎体活动度与已发表的体外力学实验和有限元分析结果进行比较，从而验证颈椎仿真模型的有效性。
5.如权利要求3所述个性化定制颈椎零切迹椎间融合器的制作方法，其特征在于，所述第二部分按照如下步骤：
步骤1 设计个性化颈椎零切迹椎间融合器：在3-matic软件中模拟颈椎前路间盘摘除减压手术，以颈5/6为手术节段，以此为蓝本进行颈椎零切迹椎间融合器三维仿真设计；首先提取颈5椎体下表面和颈6椎体上表面，在此基础上设计融合器主体结构；在融合器主体的前方设计一个弧形限位板，限位板的高度取决于颈5/6间隙前方高度，限位板厚度为2mm；在限位板前方左右侧分别向上、向下斜45°各开一孔，设置螺纹；分别向上、向下各植入一枚螺钉，将椎间融合器固定到颈椎椎间隙内；
步骤2 多孔化处理：椎间融合器的限位板及外部框架保留实体结构，剩余区域均采用70%孔隙率，此椎间融合器选择70%孔隙率来代替骨小梁结构，以及700μm孔径的多孔结构填充，将最终文件以inp格式保存；
步骤3 植入物装配：将步骤2中的零切迹椎间融合器植入颈5/6间隙，并采用螺钉进行固定。
6.如权利要求3所述个性化定制颈椎零切迹椎间融合器的制作方法，其特征在于，所述第三部分按照如下步骤：
步骤1 将具有多孔结构的颈椎零切迹椎间融合器导入到Magics 软件中，并创建包含有构建包膜的场景，将椎间融合器导入，根据底面位置调整椎间融合器坐标，直到处于包膜内部，并将模型斜放略高于底面，而后进入“SG +”模块为垫块添加支撑，最后转换为 abp格式文件导出备用；
步骤2 将导出的椎间融合器模型文件导入Arcam Q10 Plus EBM control 系统中构建部件，而后将真空腔内空气抽出直至达到 2×10-3Pa 的真空状态后，通入设计量的氨气作为保护气体，在基板上利用粉末耙铺上一层厚度为 50μm 钛合金Ti-6Al-4V粉末，基板继续向下运动 50μm，送粉箱持续送粉，高能电子束逐层打印，重复送粉、铺粉以及打印过程，直到完成椎间融合器模型的打印过程；
步骤3 取出椎间融合器以及基板，去掉支撑，放入吹粉室，在吹粉室内用吹粉机吹出模型内部残存的钛合金粉末即可得到打印完成的椎间融合器。
7.如权利要求3所述个性化定制颈椎零切迹椎间融合器的制作方法，其特征在于，所述第四部分按照如下步骤：
步骤1 将3D打印个性化定制颈椎零切迹椎间融合器浸泡于去离子水和乙醇中，放入超声震荡机，洗涤三次，每次半小时，最后经过高压灭菌，紫外线灭菌30min备用；超声震荡机工作频率3M Hz，工作温度80℃；
步骤2 制备PRP：用10ml注射器采集受试者血液8ml，注入抗凝血管内，上下均匀震荡防止血液凝固；先将血液在20℃温度下以209g离心两次，每次离心时长12分钟，抽取上清液得到无红细胞的血浆；然后在20℃下以1500g离心12分钟，此时下层1/4为PRP；测得血小板浓度为10.2*109/ml，富集系数为3.21；将上层血浆与下层PRP以适当的比例混合，使血小板浓度调整为10.0*108 /ml；
步骤3 制备搭载PRP凝胶复合辛伐他汀的个性化定制颈椎零切迹椎间融合器：将步骤1中的椎间融合器放入培养皿中，加入已经制备好的PRP，然后依次加入10%的CaCl2作为PRP的激活剂，凝血酶1000IU/ml，复合辛伐他汀的椎间融合器计算好浓度后，用含辛伐他汀的完全培养基溶解凝血酶，最后加入椎间融合器中，等待PRP成凝胶态后即可。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311197904.3A CN116919679A (zh) | 2023-09-18 | 2023-09-18 | 一种个性化定制颈椎零切迹椎间融合器及制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311197904.3A CN116919679A (zh) | 2023-09-18 | 2023-09-18 | 一种个性化定制颈椎零切迹椎间融合器及制作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116919679A true CN116919679A (zh) | 2023-10-24 |
Family
ID=88381090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311197904.3A Pending CN116919679A (zh) | 2023-09-18 | 2023-09-18 | 一种个性化定制颈椎零切迹椎间融合器及制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116919679A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117919009A (zh) * | 2024-03-22 | 2024-04-26 | 四川大学华西医院 | 一种新西兰兔椎间融合器及颈椎前路椎间融合操作方法 |
Citations (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1515234A (zh) * | 2002-12-31 | 2004-07-28 | ���ɶ��ؼ����� | 新型的香蕉形支架 |
| KR20100116331A (ko) * | 2009-04-22 | 2010-11-01 | 주식회사 위노바 | 추간체 고정 보형재 |
| CN102387822A (zh) * | 2009-04-03 | 2012-03-21 | 华沙整形外科股份有限公司 | 具有生物活性材料的医用植入体及其制造方法 |
| US20120078373A1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Thomas Gamache | Stand alone intervertebral fusion device |
| US20130060336A1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-07 | Bruce Hooper | Spinal fusion system |
| CN104068949A (zh) * | 2014-07-18 | 2014-10-01 | 山东威高骨科材料有限公司 | 颈椎前路零切迹椎间融合装置 |
| US9192483B1 (en) * | 2014-06-27 | 2015-11-24 | Amendia, Inc. | Spinal fusion system |
| CN105559949A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-11 | 贝尔泰克医疗器械江苏有限公司 | 一种自稳定型椎间融合器 |
| CN206792524U (zh) * | 2017-01-12 | 2017-12-26 | 上海锐植医疗器械有限公司 | 一种颈椎融合器 |
| CN108578019A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-09-28 | 深圳清华大学研究院 | 旋转固定式颈椎前路零切迹椎间融合器 |
| CN108670505A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-10-19 | 广州迈普再生医学科技股份有限公司 | 一种3d打印的椎间融合器及其制备方法 |
| CN108836578A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-11-20 | 深圳清华大学研究院 | 弹片固定式颈椎前路零切迹椎间融合器 |
| CN108852563A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-11-23 | 深圳清华大学研究院 | 颈椎前路零切迹椎间融合器 |
| CN109953840A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-07-02 | 山东新华联合骨科器材股份有限公司 | 3d打印零切迹颈椎前路椎间融合器 |
| CN110314020A (zh) * | 2019-07-27 | 2019-10-11 | 高延征 | 一种自攻式零切迹颈椎椎间融合器 |
| KR20200040987A (ko) * | 2018-10-11 | 2020-04-21 | 건양대학교산학협력단 | 다공성 구조를 가지는 경추용 일체형 추간체 유합 보형재 |
| CN112155805A (zh) * | 2020-09-01 | 2021-01-01 | 华中科技大学同济医学院附属协和医院 | 一种3d打印仿生多孔零切记颈椎前路椎间融合器及其制备方法 |
| CN112426250A (zh) * | 2019-08-26 | 2021-03-02 | 上海凯利泰医疗科技股份有限公司 | 一种颈椎自稳式融合器、其持取器及系统 |
| KR102384957B1 (ko) * | 2021-08-10 | 2022-04-11 | 주식회사 제일메디칼코퍼레이션 | 나사 이탈 방지용 나사산을 구비하는 자립형 추간체 유합 보형재 |
| CN115517831A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-27 | 天津正天医疗器械有限公司 | 融合器 |
| CN219048992U (zh) * | 2022-09-14 | 2023-05-23 | 贵州省人民医院 | 抗骨质疏松脊柱融合器 |
| KR102560914B1 (ko) * | 2022-10-26 | 2023-07-28 | (주)메디쎄이 | 회전가능한 플레이트 일체형 경추용 케이지 세트 |
-
2023
- 2023-09-18 CN CN202311197904.3A patent/CN116919679A/zh active Pending
Patent Citations (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1515234A (zh) * | 2002-12-31 | 2004-07-28 | ���ɶ��ؼ����� | 新型的香蕉形支架 |
| CN102387822A (zh) * | 2009-04-03 | 2012-03-21 | 华沙整形外科股份有限公司 | 具有生物活性材料的医用植入体及其制造方法 |
| KR20100116331A (ko) * | 2009-04-22 | 2010-11-01 | 주식회사 위노바 | 추간체 고정 보형재 |
| US20120078373A1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Thomas Gamache | Stand alone intervertebral fusion device |
| US20130060336A1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-07 | Bruce Hooper | Spinal fusion system |
| US9192483B1 (en) * | 2014-06-27 | 2015-11-24 | Amendia, Inc. | Spinal fusion system |
| CN104068949A (zh) * | 2014-07-18 | 2014-10-01 | 山东威高骨科材料有限公司 | 颈椎前路零切迹椎间融合装置 |
| CN105559949A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-11 | 贝尔泰克医疗器械江苏有限公司 | 一种自稳定型椎间融合器 |
| CN206792524U (zh) * | 2017-01-12 | 2017-12-26 | 上海锐植医疗器械有限公司 | 一种颈椎融合器 |
| CN108852563A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-11-23 | 深圳清华大学研究院 | 颈椎前路零切迹椎间融合器 |
| CN108578019A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-09-28 | 深圳清华大学研究院 | 旋转固定式颈椎前路零切迹椎间融合器 |
| CN108836578A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-11-20 | 深圳清华大学研究院 | 弹片固定式颈椎前路零切迹椎间融合器 |
| CN108670505A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-10-19 | 广州迈普再生医学科技股份有限公司 | 一种3d打印的椎间融合器及其制备方法 |
| KR20200040987A (ko) * | 2018-10-11 | 2020-04-21 | 건양대학교산학협력단 | 다공성 구조를 가지는 경추용 일체형 추간체 유합 보형재 |
| CN109953840A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-07-02 | 山东新华联合骨科器材股份有限公司 | 3d打印零切迹颈椎前路椎间融合器 |
| CN110314020A (zh) * | 2019-07-27 | 2019-10-11 | 高延征 | 一种自攻式零切迹颈椎椎间融合器 |
| CN112426250A (zh) * | 2019-08-26 | 2021-03-02 | 上海凯利泰医疗科技股份有限公司 | 一种颈椎自稳式融合器、其持取器及系统 |
| CN112155805A (zh) * | 2020-09-01 | 2021-01-01 | 华中科技大学同济医学院附属协和医院 | 一种3d打印仿生多孔零切记颈椎前路椎间融合器及其制备方法 |
| KR102384957B1 (ko) * | 2021-08-10 | 2022-04-11 | 주식회사 제일메디칼코퍼레이션 | 나사 이탈 방지용 나사산을 구비하는 자립형 추간체 유합 보형재 |
| CN219048992U (zh) * | 2022-09-14 | 2023-05-23 | 贵州省人民医院 | 抗骨质疏松脊柱融合器 |
| CN115517831A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-27 | 天津正天医疗器械有限公司 | 融合器 |
| KR102560914B1 (ko) * | 2022-10-26 | 2023-07-28 | (주)메디쎄이 | 회전가능한 플레이트 일체형 경추용 케이지 세트 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 孙彬: "3D 打印拓扑优化个体化定制颈椎椎间融合器的 研发及其生物力学研究", CNKI博士学位论文全文库, pages 16 - 32 * |
| 张翰: "3D 打印钛合金微孔支架搭载PRP 复合辛伐他汀促进骨整合的机制研究", CNKI优秀硕士学位论文全文库, pages 1 - 5 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117919009A (zh) * | 2024-03-22 | 2024-04-26 | 四川大学华西医院 | 一种新西兰兔椎间融合器及颈椎前路椎间融合操作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11497616B2 (en) | Interbody device with opening to allow packing graft and other biologics | |
| CN103561689B (zh) | 脊椎植入物 | |
| Harmon et al. | Growing a backbone–functional biomaterials and structures for intervertebral disc (ivd) repair and regeneration: challenges, innovations, and future directions | |
| CN116919679A (zh) | 一种个性化定制颈椎零切迹椎间融合器及制作方法 | |
| CN202051852U (zh) | 高仿真定制化组合式人工脊椎 | |
| CN106798601B (zh) | 一种支架 | |
| Zhao et al. | Application of biomaterials for the repair and treatment of osteonecrosis of the femoral head | |
| Parr et al. | C3-C5 chordoma resection and reconstruction with a three-dimensional printed titanium patient-specific implant | |
| CN107569309B (zh) | 一种能够植入长段骨的椎体假体 | |
| CN102166140B (zh) | 高仿真定制化组合式人工脊椎 | |
| Yang et al. | Application of individualized 3D-printed artificial vertebral body for cervicothoracic reconstruction in a six-level recurrent chordoma | |
| Zhang et al. | Biomaterials for interbody fusion in bone tissue engineering | |
| CN101999951B (zh) | 记忆合金颈椎人工椎间盘 | |
| CN105078623B (zh) | 生物自锁型人工椎间盘系统及其应用 | |
| CN103961746A (zh) | 一种生物型脊柱椎间融合器 | |
| CN108294850A (zh) | 3d打印的颈椎全脊椎切除术可植入假体装置 | |
| Li et al. | An update of interbody cages for spine fusion surgeries: from shape design to materials | |
| Sun et al. | Biomechanical analysis of customized cage conforming to the endplate morphology in anterior cervical discectomy fusion: A finite element analysis | |
| CN113633442A (zh) | 一种个体化钽金属颈椎椎间融合器及其设计方法 | |
| CN204971720U (zh) | 生物自锁型人工椎间盘系统 | |
| CN205073074U (zh) | 一种颈椎融合器 | |
| Campion et al. | Porous Bone Graft Substitutes: When Less is More | |
| Zhang et al. | Biomechanical performance of the novel assembled uncovertebral joint fusion cage in single-level anterior cervical discectomy and fusion: a finite element analysis | |
| CN103300948A (zh) | 一种带菱形双向止退倒齿的ω型人工颈椎间盘植入假体 | |
| Kirzner et al. | Advances in biomaterials for the treatment of intervertebral disc degeneration |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |