CN209316160U - 一种耐用人工椎间盘假体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种耐用人工椎间盘假体，包括髓核，髓核安装在上终板和下终板之间，上终板的内表面和髓核的上表面形成球窝关节，下终板的内表面和髓核的下表面形成球窝关节；所述的下终板的内侧固结有缓冲限位环，髓核套装在缓冲限位环内，缓冲限位环的内径大于髓核的外径；所述的髓核包括黏弹性柱体，黏弹性柱体的上顶面和下底面固结有同轴设置的上刚性球面体和下刚性球面体，上刚性球面体与上终板的球窝内表面接触，下刚性球面体与下终板的球窝内表面接触；所述的黏弹性柱体内嵌入有弹性支撑骨架；所述的黏弹性柱体外壁上包覆有一层强化层。该人工椎间盘假体比现有的人工椎间盘假体性能更好，更加持久耐用。
Description
技术领域
本实用新型属于医疗用品领域，涉及植入性骨科医疗用品，具体涉及一种耐用人工椎间盘假体。
背景技术
人工椎间盘假体在骨科临床上有很广泛的应用，现有技术中也公开了一些人工椎间盘假体。
现有技术中公开了一种人工颈椎间盘假体，结构包括：上终板、下终板和设在上终板与下终板之间的耐磨损的髓核，具有旋转、屈伸、平移三维六个自由度空间活动范围，能够满足人体正常的颈椎运动功能，解决现有技术中存在问题，不足之处在于：髓核固定安装在下终板上，旋转中心固定。颈椎间盘在颈椎节段产生相对运动的过程中其髓核的位置是不断在变动的，即其能提供瞬时可变的旋转中心，因而固定的旋转中心不符合人体髓核旋转中心瞬时可变的实际状态。
现有技术中公开了一种符合人体颈椎间盘天然运动模式、更符合人体脊柱结构解剖外形的半限制型人工颈椎间盘假体。该人工颈椎间盘假体，包括上终板、髓核和下终板，所述上终板下表面和所述髓核上表面形成球窝关节，所述髓核下表面与所述下终板上表面贴合并与下终板形成抓握式可动配合机构。所述球窝关节由上终板下表面成型的球面凹槽与髓核上表面凸出的球面穹顶构成，使所述上终板相对于所述髓核实现前屈/后伸、左/右侧弯、左/右旋转六个方向的自由运动。所述抓握式可动配合机构由髓核下表面与下终板上表面构成；使所述髓核在下终板上表面可以在前、后、左、右方向实现移动和绕中心轴转动，且不易脱出。
虽然现有技术中公开了很多人工椎间盘假体，但是现有的人工椎间盘假体在植入人体后，通常会出现假体塌陷、髓核溢漏和活动度降低等问题，导致人工椎间盘假体难以长期稳定使用，需要定期更换，而二次手术会给患者带来更多的健康方面和经济方面的双重损失。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种耐用人工椎间盘假体，解决现有的人工椎间盘假体的耐用性不足的技术问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种耐用人工椎间盘假体，包括髓核，髓核安装在上终板和下终板之间，上终板的内表面和髓核的上表面形成球窝关节，下终板的内表面和髓核的下表面形成球窝关节；
所述的下终板的内侧固结有缓冲限位环，髓核套装在缓冲限位环内，缓冲限位环的内径大于髓核的外径；
所述的髓核包括黏弹性柱体，黏弹性柱体的上顶面和下底面固结有同轴设置的上刚性球面体和下刚性球面体，上刚性球面体与上终板的球窝内表面接触，下刚性球面体与下终板的球窝内表面接触；
所述的黏弹性柱体内嵌入有弹性支撑骨架；
所述的黏弹性柱体外壁上包覆有一层强化层。
本实用新型还具有如下技术特征：
所述的弹性支撑骨架包括一体成型的第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧和第二弹簧以连接处的轴截面为对称面对称设置，所述的第一弹簧从顶部至底部呈螺旋减缩状结构，所述的第二弹簧从顶部至底部呈螺旋渐扩状结构，第一弹簧的底部和第二弹簧的顶部连接在一起；第一弹簧的顶部一体成型设置有第一平面涡卷弹簧支撑面，第二弹簧的底部一体成型设置有第二平面涡卷弹簧支撑面。
所述的弹性支撑骨架包括弹性网片，弹性网片以黏弹性柱体的中心轴为中心轴卷成从中心向外渐开的弹性卷，弹性卷同轴嵌入黏弹性柱体内，所述的弹性卷的轴截面为平面涡卷弹簧状。
所述的上刚性球面体和下刚性球面体的表面均设置有一层陶瓷润滑层；所述的上终板的球窝内表面和下终板的球窝内表面也均设置有一层陶瓷润滑层。
所述的黏弹性柱体的外径大于黏弹性柱体的高度。
所述的黏弹性柱体的外径为黏弹性柱体的高度的三倍；所述的上刚性球面体和下刚性球面体的高度相同，均为黏弹性柱体的高度的0.2倍。
所述的缓冲限位环的高度为黏弹性柱体的高度的0.4～0.6倍。
所述的弹性支撑骨架采用形状记忆合金制成；所述的强化层采用蚕丝蛋白制成的纤维缠绕包覆制成；上刚性球面体和下刚性球面体均采用刚性油水凝胶制成，黏弹性柱体采用黏弹性油水凝胶制成。
所述的上终板和下终板结构相同，所述的上终板包括内层的骨架层和外层的融合层，骨架层和融合层层叠在一起。
所述的融合层上设置有粗糙凸起。
所述的骨架层采用钛合金制成，所述的融合层采用羟基磷灰石制成；所述的缓冲限位环也采用钛合金制成。
所述的上终板和下终板上均设置有安装固定孔。
本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：
(Ⅰ)本实用新型的人工椎间盘假体有缓冲限位环限位，使得中间的髓核的变形量不至于太大，当上终板与缓冲限位环接触时，即为髓核的最大缓冲变形量，保护髓核不会被破坏，防止髓核塌陷。
(Ⅱ)本实用新型的髓核采用刚性和粘弹性结合的结构，在保证髓核的弹性形变的基础上加强髓核与上终板和下终板的摩擦运动能力，使得髓核更加持久耐用。
(Ⅲ)本实用新型的弹性支撑骨架与粘弹性柱体能够很好地协同配合调整髓核的弹性，也能够保证髓核的耐用性；
(Ⅳ)本实用新型的强化层能够保证髓核在发生多次弹性变形的过程中不被破坏，防止制备髓核的粘弹性油水凝胶材料的溢漏，增加髓核的耐用性。
(Ⅴ)本实用新型的人工椎间盘假体的髓核、上终板和下终板均为对称结构，髓核活动的自由度大，能够前屈后伸，左右侧弯和旋转，更符合人体力学，能够更真实地模拟椎间盘，使得假体能够更接近真实的椎间盘，提高治疗效果。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构的正剖视结构示意图。
图2是实施例1中的髓核的透视结构示意图。
图3是实施例1中的髓核的正视结构示意图。
图4是实施例2中的髓核的透视结构示意图。
图5是实施例2的网片的结构示意图。
图6是上终板、下终板和缓冲限位环的正剖视结构示意图。
图7是是上终板、下终板和缓冲限位环的立体结构示意图。
图中各个标号的含义为：1-髓核，2-上终板，3-下终板，4-缓冲限位环， 5-安装固定孔；
101-黏弹性柱体，102-上刚性球面体，103-下刚性球面体，104-弹性支撑骨架，105-强化层，106-陶瓷润滑层；
10401-第一弹簧，10402-第二弹簧，10403-第一平面涡卷弹簧支撑面， 10402-第二平面涡卷弹簧支撑面，10405-弹性网片，10406-弹性卷；
201-骨架层，202-融合层。
以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
实施例1：
本实施例给出一种耐用人工椎间盘假体，如图1至图7所示，包括髓核1，髓核1安装在上终板2和下终板3之间，其特征在于：上终板2的内表面和髓核1的上表面形成球窝关节，下终板3的内表面和髓核1的下表面形成球窝关节；
所述的下终板3的内侧固结有缓冲限位环4，髓核1套装在缓冲限位环4 内，缓冲限位环4的内径大于髓核1的外径；
所述的髓核1包括黏弹性柱体101，黏弹性柱体101的上顶面和下底面固结有同轴设置的上刚性球面体102和下刚性球面体103，上刚性球面体102与上终板2的球窝内表面接触，下刚性球面体103与下终板3的球窝内表面接触；
所述的黏弹性柱体101内嵌入有弹性支撑骨架104；
所述的黏弹性柱体101外壁上包覆有一层强化层105。
作为本实施例的一种优选方案，弹性支撑骨架104包括一体成型的第一弹簧10401和第二弹簧10402，第一弹簧10401和第二弹簧10402以连接处的轴截面为对称面对称设置，所述的第一弹簧10401从顶部至底部呈螺旋减缩状结构，所述的第二弹簧10402从顶部至底部呈螺旋渐扩状结构，第一弹簧10401 的底部和第二弹簧10402的顶部连接在一起；第一弹簧10401的顶部一体成型设置有第一平面涡卷弹簧支撑面10403，第二弹簧10402的底部一体成型设置有第二平面涡卷弹簧支撑面10404。该结构的弹性支撑骨架104上下有弹性面，用于承力，中间的弹簧两头大中间小，更适合假体在前屈后伸、左右侧弯和旋转过程中的变形，更符合人体工程学。
作为本实施例的一种优选方案，上刚性球面体102和下刚性球面体103 的表面均设置有一层陶瓷润滑层106；所述的上终板2的球窝内表面和下终板 3的球窝内表面也均设置有一层陶瓷润滑层106。陶瓷润滑层106能够使得髓核1的活动更流畅，避免髓核在运动过程中由于摩擦力而造成的损坏，提高耐久性。
作为本实施例的一种优选方案，黏弹性柱体101的外径大于黏弹性柱体 101的高度，即本实施例的髓核2为扁平状结构。具体的，作为一种更优选的例子，黏弹性柱体101的外径为黏弹性柱体101的高度的三倍；上刚性球面体102和下刚性球面体103的高度相同，均为黏弹性柱体101的高度的0.2倍。这样的比例关系，能够使得假体结构更稳定，更符合人体工程学。作为本实施例中的一种优选案例，黏弹性柱体101的高度为5mm。
作为本实施例的一种优选方案，缓冲限位环4的高度为黏弹性柱体101 的高度的0.4～0.6倍。该范围内的高度在保证髓核1的运动不受影响，满足人工椎间盘假体的基本医疗用途的基础上，能够最大程度地保证髓核1，防止髓核塌陷。
作为本实施例的一种优选方案，弹性支撑骨架104采用形状记忆合金制成；所述的强化层105采用蚕丝蛋白制成的纤维缠绕包覆制成；上刚性球面体102和下刚性球面体103均采用刚性油水凝胶制成，黏弹性柱体101采用黏弹性油水凝胶制成。上述材料也是为了提高假体的整体耐久性而优选获得的。
作为本实施例的一种优选方案，上终板2和下终板3结构相同，所述的上终板2包括内层的骨架层201和外层的融合层202，骨架层201和融合层202 层叠在一起。既保证了强度，又提高了假体与人体的组织相容性。
作为本实施例的一种优选方案，融合层202上设置有粗糙凸起203。粗糙凸起203形成的粗糙面与人体内的椎体相连更稳固。上终板2和下终板3上均设置有安装固定孔5，采用螺钉固定。骨架层201采用钛合金制成，所述的融合层202采用羟基磷灰石制成；所述的缓冲限位环4也采用钛合金制成。上述材料也是为了提高假体的整体耐久性而优选获得的。
本实用新型耐用人工椎间盘假体在使用时，通过螺钉将上终板1和下终板 2固定在人体上的相应位置，患者在正常生理运动时，上终板1和下终板2会随人体的运动产生相对运动，挤压使得髓核1会发生弹性变形，髓核1同时也会相对于上终板1和下终板2进行低阻力的摩擦滑动，有时候也会旋转。与常规的人工椎间盘假体的使用过程相比，本申请的人工椎间盘假体由于髓核1 和上终板2和下终板3之间没有强力的连接关系，所以运动过程中自由度更大一些，能够更适合各种人体的运动。
实施例2：
本实施例给出一种耐用人工椎间盘假体，如图1至图7所示，结构与实施例1的结构基本相同，区别仅仅在于弹性支撑骨架104不同，本实施例中的弹性支撑骨架104包括弹性网片10405，弹性网片10405以黏弹性柱体101的中心轴为中心轴卷成从中心向外渐开的弹性卷10406，弹性卷10406同轴嵌入黏弹性柱体101内，所述的弹性卷10406的轴截面为平面涡卷弹簧状。该结构的弹性支撑骨架104整体一致性好，兼具弹性和稳定性，耐久性更好。
Claims (10)
1.一种耐用人工椎间盘假体，包括髓核(1)，髓核(1)安装在上终板(2)和下终板(3)之间，其特征在于：上终板(2)的内表面和髓核(1)的上表面形成球窝关节，下终板(3)的内表面和髓核(1)的下表面形成球窝关节；
所述的下终板(3)的内侧固结有缓冲限位环(4)，髓核(1)套装在缓冲限位环(4)内，缓冲限位环(4)的内径大于髓核(1)的外径；
所述的髓核(1)包括黏弹性柱体(101)，黏弹性柱体(101)的上顶面和下底面固结有同轴设置的上刚性球面体(102)和下刚性球面体(103)，上刚性球面体(102)与上终板(2)的球窝内表面接触，下刚性球面体(103)与下终板(3)的球窝内表面接触；
所述的黏弹性柱体(101)内嵌入有弹性支撑骨架(104)；
所述的黏弹性柱体(101)外壁上包覆有一层强化层(105)。
2.如权利要求1所述的耐用人工椎间盘假体，其特征在于，所述的弹性支撑骨架(104)包括一体成型的第一弹簧(10401)和第二弹簧(10402)，第一弹簧(10401)和第二弹簧(10402)以连接处的轴截面为对称面对称设置，所述的第一弹簧(10401)从顶部至底部呈螺旋减缩状结构，所述的第二弹簧(10402)从顶部至底部呈螺旋渐扩状结构，第一弹簧(10401)的底部和第二弹簧(10402)的顶部连接在一起；第一弹簧(10401)的顶部一体成型设置有第一平面涡卷弹簧支撑面(10403)，第二弹簧(10402)的底部一体成型设置有第二平面涡卷弹簧支撑面(10404)。
3.如权利要求1所述的耐用人工椎间盘假体，其特征在于，所述的弹性支撑骨架(104)包括弹性网片(10405)，弹性网片(10405)以黏弹性柱体(101)的中心轴为中心轴卷成从中心向外渐开的弹性卷(10406)，弹性卷(10406)同轴嵌入黏弹性柱体(101)内，所述的弹性卷(10406)的轴截面为平面涡卷弹簧状。
4.如权利要求1所述的耐用人工椎间盘假体，其特征在于，所述的上刚性球面体(102)和下刚性球面体(103)的表面均设置有一层陶瓷润滑层(106)；所述的上终板(2)的球窝内表面和下终板(3)的球窝内表面也均设置有一层陶瓷润滑层(106)。
5.如权利要求1所述的耐用人工椎间盘假体，其特征在于，所述的黏弹性柱体(101)的外径大于黏弹性柱体(101)的高度。
6.如权利要求5所述的耐用人工椎间盘假体，其特征在于，所述的黏弹性柱体(101)的外径为黏弹性柱体(101)的高度的三倍；所述的上刚性球面体(102)和下刚性球面体(103)的高度相同，均为黏弹性柱体(101)的高度的0.2倍。
7.如权利要求1所述的耐用人工椎间盘假体，其特征在于，所述的缓冲限位环(4)的高度为黏弹性柱体(101)的高度的0.4～0.6倍。
8.如权利要求1所述的耐用人工椎间盘假体，其特征在于，所述的弹性支撑骨架(104)采用形状记忆合金制成；所述的强化层(105)采用蚕丝蛋白制成的纤维缠绕包覆制成；上刚性球面体(102)和下刚性球面体(103)均采用刚性油水凝胶制成，黏弹性柱体(101)采用黏弹性油水凝胶制成。
9.如权利要求1所述的耐用人工椎间盘假体，其特征在于，所述的上终板(2)和下终板(3)结构相同，所述的上终板(2)包括内层的骨架层(201)和外层的融合层(202)，骨架层(201)和融合层(202)层叠在一起。
10.如权利要求9所述的耐用人工椎间盘假体，其特征在于，所述的骨架层(201)采用钛合金制成，所述的融合层(202)采用羟基磷灰石制成；所述的缓冲限位环(4)也采用钛合金制成。
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| CN112294503A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-02-02 | 北京市创伤骨科研究所 | 一种组合式弹性人工椎间盘 |
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| CN109106478B (zh) * | 2018-08-17 | 2023-10-13 | 中国人民解放军第四军医大学 | 一种耐用人工椎间盘假体 |
| WO2021169746A1 (zh) * | 2020-02-24 | 2021-09-02 | 汕头大学 | 一种3d打印的仿生人工颈椎间关节 |
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