CN117462309A - 一种腰椎融合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种腰椎融合器，包括用于起支撑作用的实体结构和用于骨长入的骨小梁多孔结构，实体结构开设有中央植骨窗，实体结构设有镂空孔，骨小梁多孔结构填充在镂空孔中；实体结构的两侧均设有斜安装孔，斜安装孔配设有延伸至实体结构外部的锁定螺钉。通过锁定螺钉对腰椎融合器进行固定，实现自稳定，不需额外的钉板固定，简化了手术流程。本发明可提供即刻稳定和长期固定，提高植骨融合或骨长入速率，其适用于作为椎间融合装置，可制成不同的高度、大小和突出角度规格，可以适应患者的解剖结构，可以满足不同患者的个体化需求。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种腰椎融合器。
背景技术
腰椎退行性疾病是骨科常见病和多发病，严重影响患者的生活和工作。腰椎椎间融合术是治疗常用且有效的方法，腰椎椎间融合器作为腰椎椎间融合术的重要组成部分，其主要作用是恢复椎间隙高度及生理曲度，实现术后即刻稳定，减少椎弓根螺钉断裂发生，促进椎间骨性融合，并在一定程度上减少自体骨用量，从而减少由此引发的一系列并发症。
热点的3D打印技术已经逐渐地融入了医疗器械中的骨科领域，3D打印技术的多孔状结构，在一定程度上解决了钛合金因弹性模量较大导致椎间融合器下沉的风险、增加了骨长入及稳定性。目前，PEEK材料的Anchor-C零切迹腰椎椎间融合器产品已在欧美、亚洲等地得到广泛应用，3D打印的零切迹颈椎前路椎间融合器也逐渐出现在国内外市场。如中国专利文献CN218961042U公开了一种OLIF腰椎融合器，其包括融合器本体，融合器本体为扁平状结构，融合器本体的上表面和下表面设有波纹结构，波纹结构用于防止所述腰椎融合器在上下两个腰椎之间脱出，波纹结构上覆盖有钛涂层；融合器本体为上下开口的中空结构，融合器本体的前后两侧分别设有人造骨填充孔。上述专利的腰椎融合器进行椎间手术时，先将腰椎融合器植入椎间盘，利用融合器本体的波纹结构保证植入腰椎融合器的稳定性，但是该腰椎融合器无锁紧机制，无法保证长期有效的稳定性，不利于骨长入。
发明内容
本发明的目的是提供一种腰椎融合器，用于解决现有技术中存在的上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种腰椎融合器，包括用于起支撑作用的实体结构和用于骨长入的骨小梁多孔结构，所述实体结构开设有中央植骨窗，实体结构设有镂空孔，所述骨小梁多孔结构填充在所述镂空孔中；实体结构的两侧均设有斜安装孔，所述斜安装孔配设有延伸至实体结构外部的锁定螺钉。
作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述实体结构上设有固定孔，所述固定孔的两侧均开设有安装槽，所述安装槽内部两端均设置有朝实体结构外侧倾斜的斜安装孔。
作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述实体结构和骨小梁多孔结构均由Ti6Al4V钛合金粉末经电子束熔融工艺制造而成。
作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述锁定螺钉由钛合金材料经机加工而成。
作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述锁定螺钉包括螺钉杆部和螺钉头部，所述螺钉杆部的一端设有尖头，螺钉杆部的另一端与螺钉头部相连，所述螺钉头部的直径大于螺钉杆部的直径，螺钉头部和螺钉杆部分别设有第一外螺纹和第二外螺纹。
作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第一外螺纹的螺距小于第二外螺纹的螺距。
作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述实体结构的截面呈梯形。
作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述实体结构的两侧表面设有接触斜面。
作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述实体结构包括方形框架，所述方形框架的一端设有外凸弧面，且外凸弧面的中部与方形框架之间连接有中间连接条，中间连接条的两侧均设有中央植骨窗。
作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述方形框架、外凸弧面和中间连接条上均开设有通孔，方形框架、外凸弧面和中间连接条的通孔相互连通并形成所述镂空孔。
作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述实体结构的两端均开设有与所述镂空孔连通的侧窗，所述骨小梁多孔结构填充至侧窗中。
作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述骨小梁多孔结构的孔隙率为50-80％，孔径尺寸为500±300μm。
本发明的有益效果为：
本发明提供了一种腰椎融合器，包括用于起支撑作用的实体结构和用于骨长入的骨小梁多孔结构，实体结构的两侧均设有斜安装孔，斜安装孔配设有延伸至实体结构外部的锁定螺钉。通过锁定螺钉对腰椎融合器进行固定，实现自稳定，不需额外的钉板固定，简化了手术流程。本发明可提供即刻稳定和长期固定，提高植骨融合或骨长入速率，其适用于作为椎间融合装置，可制成不同的高度、大小和突出角度规格，可以适应患者的解剖结构，可以满足不同患者的个体化需求。
附图说明
图1是本发明一种实施方式中腰椎融合器的结构示意图；
图2是本发明一种实施方式中3D打印主体的正面结构示意图；
图3是本发明一种实施方式中3D打印主体的侧面结构示意图；
图4是本发明一种实施方式中锁定螺钉的结构示意图。
图中：1-实体结构；2-骨小梁多孔结构；3-中央植骨窗；4-斜安装孔；5-锁定螺钉；6-固定孔；7-安装槽；8-螺钉杆部；9-螺钉头部；10-接触斜面；11-方形框架；12-外凸弧面；13-中间连接条；14-侧窗。
具体实施方式
实施例
如图1-图4所示，本实施例提供了一种腰椎融合器，包括用于起支撑作用的实体结构1和用于骨长入的骨小梁多孔结构2，实体结构1承担上、下椎体所传递的大部分压缩力、剪切力、侧弯力和扭转力。骨小梁多孔结构2具有骨诱导作用，诱导上下终板的骨长入，最终使上下椎体融合。实体结构1和骨小梁多孔结构2均3D打印而成，实体结构1和骨小梁多孔结构2组成3D打印主体。
如图2所示，其中，骨小梁多孔结构2为相互连通的微孔结构构成的多孔网络，骨小梁多孔结构2内部连通率不少于90％；骨小梁多孔结构2的孔隙率为50-80％，此孔隙率可满足骨长入需求，有利于体液在植入物内传输，同时允许骨组织长入多孔结构内，形成生物固定，提高植入物-骨界面间的结合强度。骨小梁多孔结构2的孔径为500±300μm，此孔径既能保证成骨过程中养供的运输，促使成骨细胞的增殖与成熟，又能保证骨生长率，保证骨-植入物界面的连接稳定性。
如图1所示，所述实体结构1开设有中央植骨窗3，实体结构1设有镂空孔，所述骨小梁多孔结构2填充在所述镂空孔中。在需要植骨的病患中，采用植骨融合方式达到椎间稳定和恢复椎间高度的目的，实体结构1内部设有中央植骨窗3可促使骨长入，提高初始稳定性。
如图1所示，实体结构1的两侧均设有斜安装孔4，所述斜安装孔4配设有延伸至实体结构1外部的锁定螺钉5。斜安装孔4为螺纹孔，斜安装孔4与锁定螺钉5螺纹连接，通过锁定螺钉5对腰椎融合器进行固定，实现自稳定，不需额外的钉板固定，简化了手术流程。本发明可提供即刻稳定和长期固定，提高植骨融合或骨长入速率，其适用于作为椎间融合装置，可制成不同的高度、大小和突出角度规格，可以适应患者的解剖结构，可以满足不同患者的个体化需求。
如图1所示，在本实施例中，所述实体结构1上设有固定孔6，所述固定孔6的两侧均开设有安装槽7，所述安装槽7内部两端均设置有朝实体结构1外侧倾斜的斜安装孔4。固定孔6用于固定器械，方便腰椎融合器的安装。斜安装孔4设有内螺纹，斜安装孔4的内螺纹与锁定螺钉5进行固定。本发明的腰椎融合器减少了对椎体前软组织的影响，骨小梁多孔结构2可有效降低钛合金材料弹性模量，从而降低沉降风险，为骨细胞迁移和增殖提供最佳结构，可无需植骨，而且采用锁定螺钉5将实体结构1与椎体固定，进一步增加植入后稳定性。
所述实体结构1和骨小梁多孔结构2均由Ti6Al4V钛合金粉末经电子束熔融工艺制造而成，所述锁定螺钉5由钛合金材料经机加工而成。腰椎融合器的主要材料为医用生物相容性材料(TC4、TA4、PEEK、Ta合金等)，其强度高、力学性能接近人体骨骼的力学性能，还具有耐疲劳、耐腐蚀及生物相容性优良等特点。经过严格的测试和筛选，最后选取出符合人体需求的材料，在经过设计优化后，设计出适合患者的3D打印多孔斜侧椎间融合器模型，打印前经过优化和切片等前处理，将切片文件导入设置好参数的3D打印机中，打印系统根据该斜侧椎间融合器在计算机中生成切片的平面几何信息，每烧结完成一层，基板下降一层，直至烧结出整个腰椎融合器。
在一些实施方式中，所述锁定螺钉5由钛合金(TC4)材料经机加工而成。如图4所示，具体地，所述锁定螺钉5包括螺钉杆部8和螺钉头部9，所述螺钉杆部8的一端设有尖头，螺钉杆部8的另一端与螺钉头部9相连，所述螺钉头部9的直径大于螺钉杆部8的直径，螺钉头部9和螺钉杆部8分别设有第一外螺纹和第二外螺纹，所述第一外螺纹的螺距小于第二外螺纹的螺距，确保腰椎融合器的固定稳定性。
如图3所示，其中，所述实体结构1的截面呈梯形，所述实体结构1的两侧表面设有接触斜面10，有利于腰椎融合器的植入。在进行手术时小切口，就可以做到与椎体前圆表面齐平或略高，切迹更低，由于切口小可以给患者更小的伤害，愈合的更快。
如图2所示，在一些实施方式中，所述实体结构1包括方形框架11，所述方形框架11的一端设有外凸弧面12，且外凸弧面12的中部与方形框架11之间连接有中间连接条13，中间连接条13的两侧均设有中央植骨窗3。外凸弧面12的设计符合人体腰椎的解剖结构，植入后能够更好地与腰椎贴合。所述方形框架11、外凸弧面12和中间连接条13上均开设有通孔，方形框架11、外凸弧面12和中间连接条13的通孔相互连通并形成所述镂空孔。
所述实体结构1的两端均开设有与所述镂空孔连通的侧窗14，所述骨小梁多孔结构2填充至侧窗14中。实体结构1的左侧端面和右侧端面上设置侧窗14，用来降低实体结构1的整体刚度，防止应力遮蔽，而且侧窗14在CT和X射线上提供可视化。
骨小梁多孔结构2和实体结构1是由Ti6Al4V钛合金粉末经电子束熔融工艺制造而成，将钛合金粉末一层层的烧结成致密的实体结构1和多孔结构，为骨的长入提供开放互联的环境。3D打印主体是由实体结构1和骨小梁多孔结构2结合而成，实体结构1中的螺纹孔与锁定螺钉5进行固定。3D打印零切迹腰椎融合器减少了对椎体前软组织的影响，骨小梁多孔结构2可有效降低钛合金材料弹性模量，从而降低沉降风险，为骨细胞迁移和增殖提供最佳结构，可无需植骨。采用锁定螺钉5将3D打印主体与椎体固定，进一步增加植入后稳定性。骨小梁多孔结构2外表面粗糙，有利于骨细胞黏附、增殖及初始稳定性；内部孔道相互交联，便于骨细胞增殖、迁移及血管化形成，维持椎间融合器的长期稳定，骨小梁多孔结构2的孔隙率70％以上，X射线可透过大部分区域，利于术后观察。3D打印产品加工时间短，与患者适配性较好，适用商业批量化生产，有较高的经济效益。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
1、中央植骨窗3的设计可促使骨长入，提高腰椎融合器的初始稳定性。
2、3D打印主体由锁定螺钉5固定，提供了良好的初期固定和长期稳定性，并且手术时开口小，操作简单，手术时间短，价格适中。
3、3D打印技术与医学扫描结合能够满足不同患者的个体化需求，可定制植入物，大幅提升修复效果。
4、骨小梁多孔结构2外表面粗糙，有利于骨细胞黏附、增殖及初始稳定性；内部孔道相互交联，便于骨细胞增殖、迁移及血管化形成，维持椎间融合器的长期稳定，骨小梁多孔结构2的孔隙率70％以上，X射线可透过大部分区域，利于术后观察。
在本发明描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，可以是固定连接，可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接或电连接；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或两个元件的相互作用关系，对本领域技术人员而言，可以理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，实施例描述的具体特征、结构等包含于至少一种实施方式中，在不相互矛盾的情况下，本领域技术人员可以将不同实施方式的特征进行组合。本发明的保护范围并不局限于上述具体实施方式，根据本发明的基本技术构思，本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种腰椎融合器，其特征在于，包括用于起支撑作用的实体结构(1)和用于骨长入的骨小梁多孔结构(2)，所述实体结构(1)开设有中央植骨窗(3)，实体结构(1)设有镂空孔，所述骨小梁多孔结构(2)填充在所述镂空孔中；实体结构(1)的两侧均设有斜安装孔(4)，所述斜安装孔(4)配设有延伸至实体结构(1)外部的锁定螺钉(5)。
2.根据权利要求1所述的腰椎融合器，其特征在于，所述实体结构(1)上设有固定孔(6)，所述固定孔(6)的两侧均开设有安装槽(7)，所述安装槽(7)内部两端均设置有朝实体结构(1)外侧倾斜的斜安装孔(4)。
3.根据权利要求1所述的腰椎融合器，其特征在于，所述实体结构和骨小梁多孔结构(2)均由Ti6Al4V钛合金粉末经电子束熔融工艺制造而成，所述锁定螺钉(5)由钛合金材料经机加工而成。
4.根据权利要求1所述的腰椎融合器，其特征在于，所述锁定螺钉(5)包括螺钉杆部(8)和螺钉头部(9)，所述螺钉杆部(8)的一端设有尖头，螺钉杆部(8)的另一端与螺钉头部(9)相连，所述螺钉头部(9)的直径大于螺钉杆部(8)的直径，螺钉头部(9)和螺钉杆部(8)分别设有第一外螺纹和第二外螺纹。
5.根据权利要求4所述的腰椎融合器，其特征在于，所述第一外螺纹的螺距小于第二外螺纹的螺距。
6.根据权利要求1所述的腰椎融合器，其特征在于，所述实体结构(1)的截面呈梯形；所述实体结构(1)的两侧表面设有接触斜面(10)。
7.根据权利要求6所述的腰椎融合器，其特征在于，所述实体结构(1)包括方形框架(11)，所述方形框架(11)的一端设有外凸弧面(12)，且外凸弧面(12)的中部与方形框架(11)之间连接有中间连接条(13)，中间连接条(13)的两侧均设有中央植骨窗(3)。
8.根据权利要求7所述的腰椎融合器，其特征在于，所述方形框架(11)、外凸弧面(12)和中间连接条(13)上均开设有通孔，方形框架(11)、外凸弧面(12)和中间连接条(13)的通孔相互连通并形成所述镂空孔。
9.根据权利要求1所述的腰椎融合器，其特征在于，所述实体结构(1)的两端均开设有与所述镂空孔连通的侧窗(14)，所述骨小梁多孔结构(2)填充至侧窗(14)中。
10.根据权利要求1所述的腰椎融合器，其特征在于，所述骨小梁多孔结构(2)的孔隙率为50-80％，孔径尺寸为500±300μm。
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| CN202311338188.6A CN117462309A (zh) | 2023-10-16 | 2023-10-16 | 一种腰椎融合器 |
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| CN117462309A true CN117462309A (zh) | 2024-01-30 |
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Family Applications (1)
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