CN210250169U - 一种多孔腰椎前路椎间融合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开一种多孔腰椎前路椎间融合器，包括用于支撑作用的支撑结构和用于骨长入的多孔骨小梁结构；所述多孔骨小梁结构连接于所述支撑结构内部；所述支撑结构包括基体，所述基体截面呈四角为弧形倒角的方形结构；所述基体左端为弧形端右端为平口端；所述基体内部为空腔结构；所述基体的弧形端端面开有与空腔内部连通的第一手术工具接口和第二手术工具接口；所述第一手术工具接口处于弧形端端面中心位置；所述第二手术工具接口处于弧形端端面远离中心的位置；采用基体截面呈四角为弧形倒角的方形结构，左端为弧形端右端为平口端的结构能够与腰椎前路椎间匹配，适合人体腰椎前路椎间治疗。

Description

一种多孔腰椎前路椎间融合器

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，具体涉及一种多孔腰椎前路椎间融合器。

背景技术

腰椎前路椎间融合器是治疗腰椎椎间盘源性腰痛、各种原因的腰椎滑脱，同时需进行椎管减压及复位固定等疾病的骨科植入物。

医生首先在腰椎后侧以病变节段为中心，沿棘突作正中直线切口，充分暴露拟融合椎节，使用定位引导器确定融合器的准确位置。使用撑开器撑开椎间隙，然后将尾部带有指示唇的后路钻套筒护套以正确的角度于神经根的腋下部插入并固定，用冲击锤扣击引导器表面从而使套筒下方锐刺刺入椎体骨质内，使其后缘紧密咬合。使用磨钻向深部钻入，直达套筒顶部事先定好的深度刻线处，之后将其取出，使用撑开器导入器杆放置融合器试模，检查融合器试模的放置情况(试模的正确位置应是其头部在椎间隙的前1/3处)。最后再植入规格匹配的融合器。

传统的腰椎前路椎间融合器一般由钛合金或PEEK制成，中间留有植骨仓，术中在植骨仓中放入自体骨或人工骨。钛合金或PEEK融合器的主体在术后起到临时支撑及固定作用，植骨仓中的植骨在受到上下椎体的各种应力的刺激下，缓慢的与上下终板进行融合，最终达到恢复腰椎生理弯曲和加速上下椎体融合的目的。传统的这种融合器虽在临床手术中被广泛应用，但仍存在以下几个问题：植骨的问题，植骨一般分为自体骨和人工骨。自体骨一般是指手术过程中腰椎病变部位切除的少量骨质或通过小切口切取的自体髂骨骨松质，这种植骨骨质优良，融合效率较高，没有排异反应。缺点是腰椎病变部位骨量较少，不能满足植骨的需要；如取髂骨，则需额外手术，造成髂部伤害。人工骨是指术前由人工合成的骨质，使用人工骨虽然可以减少取自髂骨的危害，但融合率较低，可能产生排异反应。椎体沉降问题，传统的椎间融合器由于植骨仓的存在，使得融合器与椎体终板的接触面积受限，容易造成两者之间压力过大，融合器陷入终板，进而椎体沉降。应力遮挡问题，应力的刺激是植骨融合的必要条件。钛合金的弹性模量较椎体骨质过大，使得钛合金融合器承担了大多数应力，植骨的应力刺激较少，产生了应力遮挡效应，故融合速度较慢。PEEK材料的弹性模量与椎体骨质较为接近，因此PEEK融合器能够较好的避免应力遮挡，椎体融合速度较快，但其强度不足，易产生其他并发症。精确匹配问题，因个体间差异很大，标准的腰椎前路椎间融合器很难匹配到每个人，导致一些腰椎前路椎间融合器植入体内后，可能会出现沉降、疲劳失效等问题。融合器的大小、形状等结构在临床腰椎前路椎间融合术中，会对植入的稳定性和融合效果产生影响。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种腰椎前路椎间融合器，以解决现有技术中腰椎前路椎间植骨量较多、椎体沉降和融合速度慢的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：一种多孔腰椎前路椎间融合器，包括用于支撑作用的支撑结构和用于骨长入的多孔骨小梁结构；所述多孔骨小梁结构连接于所述支撑结构内部；所述支撑结构包括基体，所述基体截面呈四角为弧形倒角的方形结构；所述基体左端为弧形端右端为平口端；所述基体内部为空腔结构；所述基体的弧形端端面开有与空腔内部连通的第一手术工具接口和第二手术工具接口；所述第一手术工具接口处于弧形端端面中心位置；所述第二手术工具接口处于弧形端端面远离中心的位置。

进一步的，所述基体顶部中心处开有一个贯穿到底部的六边形通孔；所述基体顶部开有贯穿到底部的若干多边形通孔；所述基体侧壁开有若干个贯穿到空腔内部的方形通孔；所述基体内部设有若干竖梁和若干横梁。

进一步的，所述竖梁竖直连接在所述六边形通孔和所述多边形通孔的拐角处。

进一步的，所述横梁两端与所述六边形通孔每边两端的竖梁固定连接。

进一步的，所述横梁处于所述竖梁中点位置。

进一步的，所述多边形通孔分布于所述六边形通孔四周。

进一步的，所述六边形通孔内径大于所述多边形通孔内径。

进一步的，所述多孔骨小梁结构由若干个十二面体结构交联形成。

进一步的，所述多孔骨小梁结构孔隙率60-90％，孔径尺寸为500-1000μm，所述多孔骨小梁结构呈网格结构与脊柱椎体骨小梁一致。

进一步的，所述基体弧形端沿弧度方向水平开有凹槽，所述第一手术工具接口和第二手术工具接口均处于所述凹槽内部。

本实用新型实施例具有如下优点：采用基体截面呈四角为弧形倒角的方形结构，左端为弧形端右端为平口端的结构能够与腰椎前路椎间匹配，适合人体腰椎前路椎间治疗，提高治疗效果；在腰椎前路椎间中支撑结构承担上、下椎体所传递的大部分压缩力、剪切力、侧弯力和扭转力。多孔骨小梁结构具有骨诱导作用，诱导上下终板的骨长入，最终使上下椎体融合；上、下表面与终板贴合充分，且没有植骨仓，因此与终板接触表面积较大，不易发生椎体沉降。整体结构单元的等效弹性模量与人骨(松质骨的弹性模量在0.5～3GPa，皮质骨的弹性模量在12～18GPa)弹性模量较相近，因此可以避免产生应力遮挡效应，加快融合速率；支撑结构由横梁和竖梁组成。内部横梁设计为稳定的多边形蜂窝结构，每个多边形定点尖角处倒圆，内部竖梁连接每个多边形蜂窝的顶点，其具有良好的抗压、抗剪和抗扭能力，力学稳定性强和空间容量大。前部设有手术工具接口，便于手术操作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1是本实用新型实施例提供的一种多孔腰椎前路椎间融合器的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种多孔腰椎前路椎间融合器的支撑结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种多孔腰椎前路椎间融合器的多孔骨小梁结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种多孔腰椎前路椎间融合器的单个十二面体结构示意图。

图中：支撑结构1、多孔骨小梁结构2、基体11、第一手术工具接口12、第二手术工具接口1、六边形通孔14、多边形通孔15、方形通孔16、竖梁17、横梁18。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本实用新型的描述中，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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，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本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供的一种多孔腰椎前路椎间融合器，请参阅图1所示，包括用于支撑作用的支撑结构1和用于骨长入的多孔骨小梁结构2；多孔骨小梁结构2连接于支撑结构1内部；支撑结构1包括基体11，请参阅图2所示，基体11截面呈四角为弧形倒角的方形结构；基体11左端为弧形端右端为平口端；基体11内部为空腔结构；基体11的弧形端端面开有与空腔内部连通的第一手术工具接口12和第二手术工具接口13；第一手术工具接口12处于弧形端端面中心位置；第二手术工具接口13处于弧形端端面远离中心的位置。

多孔腰椎前路椎间融合器外形近似为一个长方体，上、下面为曲面，一侧为手术工具接口，接口部位为实体，没有承载及骨小梁结构，确保了其强度，另一侧较为窄小，既方便植入又符合人体生理曲线。其蜂窝结构由多个六边形及不规则多边形构成，以便于填充多孔骨小梁结构。

承载结构承担上、下椎体所传递的大部分压缩力、剪切力、侧弯力和扭转力。多孔骨小梁结构具有骨诱导作用，诱导上、下终板的骨长入，最终使上、下椎体融合。

需要说明的是，基体11顶部中心处开有一个贯穿到底部的六边形通孔14；基体11顶部开有贯穿到底部的若干多边形通孔15；基体11侧壁开有若干个贯穿到空腔内部的方形通孔16；基体内部设有若干竖梁17和若干横梁18，竖梁17竖直连接在六边形通孔14和多边形通孔15的拐角处(同理连接于多边形通孔的拐角处)，横梁18两端与六边形通孔14每边两端的竖梁17固定连接(同理与多边形每边的两个竖梁连接)，横梁18处于竖梁17中点位置，多边形通孔15分布于六边形通孔14四周，六边形通孔14内径大于多边形通孔15内径。六边形通孔可根据需要填充骨承载结构小梁或做成植骨仓。

请参阅图3和图4所示，多孔骨小梁结构2由若干个十二面体结构交联形成，多孔骨小梁结构孔隙率60-90％，孔径尺寸为500-1000μm，多孔骨小梁结构呈网格结构与脊柱椎体骨小梁一致，基体弧形端沿弧度方向水平开有凹槽，第一手术工具接口12和第二手术工具接口13均处于凹槽内部。

多孔腰椎前路椎间融合器上、下表面与终板贴合充分，且没有植骨仓(或有较小的植骨仓)，因此与终板接触表面积较大，不易发生椎体沉降。

整体结构单元的等效弹性模量与人骨(松质骨的弹性模量在0.5～3GPa，皮质骨的弹性模量在12～18GPa)弹性模量较相近，因此可以避免应力遮挡效应的产生，加快了融合速率。

支载结构承担上、下椎体所传递的大部分压缩力、剪切力、侧弯力和扭转力。多孔骨小梁结构具有骨诱导作用，诱导上、下终板的骨长入，最终使上、下椎体融合内部横梁设计为稳定的多边形蜂窝结构，多边形定点尖角处倒圆。外部竖梁与外部横梁紧密相连，从每个多边形蜂窝的顶点处设计内部竖梁结构与内部横梁结构相连接，其具有良好的抗压、抗剪和抗扭能力，力学稳定性强和空间容量大。前部设有手术工具接口，便于手术操作。

多孔腰椎前路椎间融合器可选用生物相容性良好的TC4、TA4、PEEK、Ta中的一种，通过SLM、EBM、FDM等增材制造方式制造而成，也可将其中两种或多种不同性能的材料通过复合技术控制材料的组成和机构等要素沿着一定的方向梯度打印制成，进而得到性质和功能梯度变化的产品，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打印多孔腰椎前路椎间融合器模型，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，打印系统根据该腰椎前路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，直至烧结出整个融合器。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多孔腰椎前路椎间融合器，其特征在于，包括用于支撑作用的支撑结构和用于骨长入的多孔骨小梁结构；所述多孔骨小梁结构连接于所述支撑结构内部；所述支撑结构包括基体，所述基体截面呈四角为弧形倒角的方形结构；所述基体左端为弧形端右端为平口端；所述基体内部为空腔结构；所述基体的弧形端端面开有与空腔内部连通的第一手术工具接口和第二手术工具接口；所述第一手术工具接口处于弧形端端面中心位置；所述第二手术工具接口处于弧形端端面远离中心的位置。

2.根据权利要求1所述的一种多孔腰椎前路椎间融合器，其特征在于，所述基体顶部中心处开有一个贯穿到底部的六边形通孔；所述基体顶部开有贯穿到底部的若干多边形通孔；所述基体侧壁开有若干个贯穿到空腔内部的方形通孔；所述基体内部设有若干竖梁和若干横梁。

3.根据权利要求2所述的一种多孔腰椎前路椎间融合器，其特征在于，所述竖梁竖直连接在所述六边形通孔拐角处。

4.根据权利要求3所述的一种多孔腰椎前路椎间融合器，其特征在于，所述横梁两端与所述六边形通孔每边两端的竖梁固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种多孔腰椎前路椎间融合器，其特征在于，所述横梁处于所述竖梁中点位置。

6.根据权利要求5所述的一种多孔腰椎前路椎间融合器，其特征在于，所述多边形通孔分布于所述六边形通孔四周。

7.根据权利要求6所述的一种多孔腰椎前路椎间融合器，其特征在于，所述六边形通孔内径大于所述多边形通孔内径。

8.根据权利要求1所述的一种多孔腰椎前路椎间融合器，其特征在于，所述多孔骨小梁结构由若干个十二面体结构交联形成。

9.根据权利要求8所述的一种多孔腰椎前路椎间融合器，其特征在于，所述多孔骨小梁结构孔隙率60-90％，孔径尺寸为500-1000μm，所述多孔骨小梁结构呈网格结构与脊柱椎体骨小梁一致。

10.根据权利要求9所述的一种多孔腰椎前路椎间融合器，其特征在于，所述基体弧形端沿弧度方向水平开有凹槽，所述第一手术工具接口和第二手术工具接口均处于所述凹槽内部。

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