CN217448144U - 3d打印骨小梁自锁型椎间融合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3D打印骨小梁自锁型椎间融合器。采用3D打印技术，制造出融合器,其弹性模量与人体骨骼结构相当，生物相容性好，能诱导骨的生长，促进椎间融合，必要时可汇集重组人骨形态发生蛋白（BMP）及抗炎因子等进一步促进骨愈合。它的突出特征为自带锁定嵌片，锁定后无需配合钢板/螺钉，钉棒等辅助固定就能获得良好的即刻稳定性。该融合器实现了提高椎间融合率，减少手术创伤，优化手术过程的“三赢”效果。

Description

3D打印骨小梁自锁型椎间融合器

技术领域

本实用新型涉及一种融合器，具体而言，涉及一种3D打印骨小梁自锁型椎间融合器。

背景技术

椎体间融合术是治疗脊柱退变性疾病最常用的、有效的手术方式。

目前广泛应用于临床的融合器是PEEK材料融合器，该种融合器生物相容性好，但是融合器本身骨诱导和骨传导能力差，通常需要在PEEK材料融合器的中空部分填充植骨材料以达到椎体间骨性融合，单纯植PEEK材料融合器会逐渐被纤维组织包裹，而无法形成紧密结合的骨-融合器界面。以钛合金为材料通过3D打印技术制成的人工椎体和椎体间融合器已经被证实具有良好的骨诱导和骨传导能力，不必额外使用植骨材料即可实现椎体骨-融合器界面的骨性融合。

目前已经设计出来的钛合金为材料椎间融合器植入后无法提供足够的初始稳定性，为了弥补单独使用椎间融合器导致的后伸、轴向旋转运动的不稳定，需要辅助前路钛板/螺钉或后路钉棒内固定系统可以提高椎间融合器植入后节段的稳定性，以利于椎体间融合。目前临床应用的部分PEEK材料融合器具有自锁装置，可以单独使用，从而减少前路钛板/螺钉或后路钉棒内固定系统的必要性，简化手术操作同时降低患者经济负担。因此，我们结合两者的优点提出带有自锁装置的钛合金材料椎间融合器设计。

实用新型内容

本发明的目的在于提供一种3D打印骨小梁自锁型椎间融合器，其3D打印的骨小梁网状多孔结构与人体骨小梁结构类似，弹性模量与人体骨骼相当，生物相容性好，植入后可与相邻椎体骨性终板紧密结合，且可诱导骨再生，从而实现融合器与椎体骨界面的骨性融合。融合器的嵌片型自锁装置锁定后无需额外使用钢板/螺钉，钉棒等辅助固定即可获得良好的初始稳定性，简化手术操作同时降低患者经济负担。

本实用新型是这样实现的：

一种3D打印骨小梁自锁型椎间融合器，包括框架（1），主体(2)和自锁嵌片(5)，所述框架（1）后方设置嵌片入口（4）、把持物固定孔(3)，通过嵌片将融合器与椎体固定。

进一步地，所述自锁嵌片主体为弧形主体（53），所述自锁嵌片（5）前面有楔形开口（51），中部两侧是防松动退出弹片（52），所述自锁嵌片下部有嵌片取出孔（54），采用自锁嵌片将融合器本体与椎体固定，进一步增加植入后的初始稳定性。防松动退出弹片（52）可有效防止嵌片松动退出，且易于取出，按下两侧弹片（52），拉动嵌片取出孔（54）即可取出嵌片，便于实施翻修手术。

进一步地，所述框架（1）和主体（2）均采用3D打印技术制成，其中颈椎融合器的零切迹设计还减少了对椎体前软组织的影响，降低术后吞咽困难的风险，主体（2）的多孔结构与人体骨小梁结构类似，弹性模量与人体骨骼相当，生物相容性好，植入后可与相邻椎体骨性终板紧密结合，且可诱导骨再生，促进椎体间骨性融合，框架（1）为实体结构，可有效维持整个融合器的强度。

进一步地，所述框架（1）和主体（2）的顶面和底面为纹路粗糙面（6）可与椎体骨性终板密切贴合，提供即刻稳定性，防止植入物移位，提高植入位置精度。

进一步地，所述主体（2）为多孔网格结构，是通过3D电子束熔融技术将钛合金等合金粉末层层烧结成致密的多孔结构，所述多孔网格结构的孔径约为150μm，与骨小梁100～140 μm的尺寸接近，有利于成骨细胞和骨细胞黏附、增殖；内部孔道相互通连，便于成骨细胞和骨细胞增殖、迁移，以实现植入物与椎体骨组织的生物固定。无需额外提供植骨材料，即可性达到骨融合的目的，维持椎间融合器的长期稳定；多孔网状结构的孔隙率大于80%，X射线可透过大部分区域，利于术后观察。

进一步地，所述融合器的横断面为多边梯形或者马蹄形，这些形状设计与颈、胸、腰髓核原始形状类似，与椎体骨性终板更好匹配和贴合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用3D打印技术制造出与人体骨骼相匹配的骨小梁融合器,其3D打印的骨小梁多孔网状结构与人体骨小梁结构类似，弹性模量与人体骨骼相当，生物相容性好，植入后可与相邻椎体骨性终板紧密结合，且可诱导骨再生，必要时可于网状结构内汇集重组人骨形态发生蛋白（BMP）及抗炎因子等进一步促进椎间融合。自带锁定嵌片，无需联合钛板/螺钉，钉棒系统就能提供良好的初始稳定性，能有效地恢复并维持病变椎间隙高度及脊柱生理曲度，该类型融合器实现了提高椎间融合率，减少手术创伤，优化手术过程的“三赢”效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是3D打印钛合金骨小梁自锁型椎间融合器结构图。

图2是自锁嵌片的结构图。

图3是前入路颈椎融合手术（ACDF）,3D打印钛合金骨小梁自锁型颈椎融合器效果图：a.植入过程，b.预期侧位图，c.预期正位图。

图4是斜外侧入路腰椎融合术（OLIF）,3D打印钛合金骨小梁自锁型腰椎融合器预期效果图:a.植入过程，b.预期侧位图，c.预期正位图。

图5是多孔网格结构的主体的微观结构图。

图中：1、框架；2、主体；3、把持物固定孔；4、嵌片入口；5、自锁嵌片；6、粗糙面；51、楔形开口；52、防松动退出弹片；53、弧形主体；54、嵌片取出孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型所述3D打印钛合金骨小梁自锁型椎间融合器如图1-2所示，包括框架1，主体2和自锁嵌片5，所述框架1后方设置嵌片入口4、把持物固定孔3，通过嵌片将融合器与椎体固定，所述自锁嵌片主体为弧形主体53，所述自锁嵌片5前面有楔形开口51，中部两侧是防松动退出弹片52，所述自锁嵌片下部有嵌片取出孔54，采用自锁嵌片将融合器本体与椎体固定，进一步增加植入后的初始稳定性。防松动退出弹片52植入后可有效防止嵌片松动退出，且易于取出，按下两侧防松动退出弹片52，拉动嵌片取出孔54即可取出嵌片，便于实施翻修手术。所述框架1和主体2的顶面和底面为纹路粗糙面6可与相邻椎体骨性终板紧密贴合，提供即刻稳定性，防止植入物移位，提高植入位置精度。

所述框架1和主体2均采用3D打印技术制成，其中颈椎融合器的零切迹设计减少了对椎体前软组织的影响，降低术后吞咽困难的风险，主体多孔网格结构可有效降低钛合金材料弹性模量，可诱导骨再生，且实体框架1可提供足够的强度，维持椎间高度。

所述主体2为多孔网格结构，是通过3D电子束熔融技术将钛合金粉末层层烧结成多孔结构，所述多孔网格结构的孔径约为150μm，与骨小梁100～140 μm的尺寸接近,有利于成骨细胞和骨细胞黏附、增殖；内部孔道相互通连，便于成骨细胞和骨细胞增殖、迁移，以实现植入物与椎体骨组织的生物固定。无需额外提供植骨材料，即可达到骨性融合的目的，维持椎间融合器的长期稳定；网格结构的孔隙率大于80%，X射线可透过大部分区域，利于术后观察。

所述融合器的横断面为多边梯形或者马蹄形，这些形状设计与颈、胸、腰椎髓核原始形状类似，可与椎体骨性终板更好匹配和贴合。

3D打印设计制备的钛合金骨小梁自锁型脊柱融合器。以颈椎融合器为例，其规格可设定为高度（mm）:5，6，7，8；长度（mm）：12，14；宽度（mm）：14，16等。嵌片规格可设定为长度（mm）：10，12；宽度（mm）：8，10等。同理可根据具体临床应用情况设定胸、腰椎融合器及其嵌片的规格。手术时根据术中试模情况选定合适规格的融合器即可。

图3是前入路颈椎融合手术（ACDF）,3D打印钛合金（但不限于钛合金）骨小梁自锁型颈椎融合器效果图：a.植入过程b.预期侧位图，c.预期正位图。

图4是斜外侧入路腰椎融合术（OLIF）,3D打印钛合金（但不限于钛合金）骨小梁自锁型腰椎融合器预期效果图:a.植入过程b.预期侧位图，c.预期正位图。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.3D打印骨小梁自锁型椎间融合器，其特征在于，包括框架（1），主体(2)和自锁嵌片(5)，所述框架（1）后方设置嵌片入口（4）、把持物固定孔(3)，通过嵌片将融合器与椎体固定；

所述自锁嵌片主体为弧形主体（53），所述自锁嵌片（5）前面有楔形开口（51），中部两侧是防松动退出弹片（52），所述自锁嵌片下部有嵌片取出孔（54）。

2.根据权利要求1所述的3D打印骨小梁自锁型椎间融合器，其特征在于，所述框架（1）、主体（2）和自锁嵌片（5）均采用3D打印技术制成。

3.根据权利要求1所述的3D打印骨小梁自锁型椎间融合器，其特征在于，所述框架（1）和主体（2）的顶面和底面为纹路粗糙面（6）可与终板密切贴合。

4.根据权利要求1或2所述的3D打印骨小梁自锁型椎间融合器，其特征在于，所述主体（2）为多孔网格结构，是通过3D电子束熔融技术将合金粉末层层烧结致密的实体多孔结构，所述多孔网格结构的孔径约为150μm，与人体骨小梁结构相当，孔隙率大于80%。

5.根据权利要求1所述的3D打印骨小梁自锁型椎间融合器，其特征在于，所述融合器的横断面为多边梯形或者马蹄形。

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