CN218792655U - 一种多孔钽人工椎体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多孔钽人工椎体，属于医疗假体领域。包括实体框架和骨小梁多孔结构；骨小梁多孔结构为柱状；实体框架主要由多个上下排布的固定带环组成，固定带环通过背部的竖带连接；实体框架位于骨小梁多孔结构的外表面，且骨小梁多孔结构的外表面设有与固定带环和竖带一一对应的凹槽；竖带的上半部分设有贯穿至骨小梁多孔结构上端面的上螺钉孔，竖带的下半部分设有贯穿至骨小梁多孔结构下端面的下螺钉孔；上螺钉孔和下螺钉孔均用于连接患者的健康椎体；骨小梁多孔结构中设有上下贯穿的植骨仓。本实用新型具备优异的综合力学性能，能够有效地避免“应力遮挡”现象发生，而且还有利于邻近椎体的骨生长，从而实现早期的骨折整合。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗假体技术领域，特别涉及一种多孔钽人工椎体。
背景技术
椎体是脊柱负重的主要部分,内部充满松质骨,表面的皮质骨较薄,上下面皆粗糙,借椎间纤维软骨与邻近椎骨相接,椎体后缘微凹陷,与椎弓共同围成椎孔,各椎孔贯通，构成容纳脊髓的椎管。
现有技术中的人工假体具有以下缺点：1)采用钛合金(Ti-6Al-4V)材料制造，综合力学性能不佳和生物相容性较差，且合金中含有V元素对人体的细胞侵蚀,不利于恢复人体脊柱正常生理功能。2)通过单一方式加压式固定、与邻近椎体自锁式固定和后方钉棒系统连接式固定，螺钉及钉棒系统极易受剪切力而发生断裂，导致人工椎体极易发生沉降、倾斜、移位及脱出等现象，严重者需二次手术或死亡。3)钛合金弹性模量与人体骨的弹性模量(人体骨骼的弹性模量为0.01-23GPa)相差大，易产生“应力遮挡”现象，容易造成术后骨质疏松、退化，进而影响术后假体长期的稳定性。4)难以实现轻量化、最佳力学性能和优异生物相容性等方面的相统一。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种多孔钽人工椎体。该椎体具备优异的综合力学性能，其弹性模量介于人体松质骨与皮质骨之间，有效地避免“应力遮挡”现象发生，而且还有利于邻近椎体的骨生长，从而实现早期的骨折整合。
为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：
一种多孔钽人工椎体，包括实体框架和骨小梁多孔结构；所述骨小梁多孔结构为柱状；
所述实体框架主要由多个上下排布的固定带环组成，固定带环通过背部的竖带连接；实体框架位于骨小梁多孔结构的外表面，且骨小梁多孔结构的外表面设有与固定带环和竖带一一对应的凹槽；
所述竖带的上半部分设有贯穿至骨小梁多孔结构上端面的上螺钉孔，竖带的下半部分设有贯穿至骨小梁多孔结构下端面的下螺钉孔；上螺钉孔和下螺钉孔均用于连接患者的健康椎体；
所述骨小梁多孔结构中设有上下贯穿的植骨仓，植骨仓的顶部上螺钉孔接通，植骨仓的底部与下螺钉孔接通。
进一步的，所述实体框架与骨小梁多孔结构通过3D打印一体成型。
进一步的，所述实体框架和骨小梁的材料均为钽。
进一步的，固定带环的数量为n，患者需替换的椎体节的数量为m，n-m≥1，其中n≥2，m≥1。
进一步的，还包括侧耳环，所述侧耳环为U型结构，其两端分别连接在相邻的两个固定带环上。
进一步的，所述侧耳环设有两个，且两个侧耳环镜像对称。
进一步的，所述骨小梁多孔结构的孔隙率为75％～95％，孔径大小为750～1000μm。
进一步的，所述植骨仓的上、下两端口的直径小于其中间位置处的直径。
进一步的，所述上螺钉孔和下螺钉孔之间的夹角为150°至175°。
本实用新型采取上述技术方案所产生的有益效果在于：
1.人工椎体假体采用纯钽材料通过3D打印激光烧结技术工艺制造，钽金属有“亲生物金属”之称，具有无毒性、优异的生物相容性及最佳的综合力学特性，3D打印多孔结构可以更好地与人体骨组织融合，促进骨长入与骨再生。
2.利用患者CT数据建立三维数字模型，并通过控制多孔钽人工椎体实际需要的多孔结构(如孔隙率设定为75％～95％，孔径大小设定为800～1000μm)，优化设计出与骨缺损部位互相吻合的定制个体化人工椎体，不仅假体具备优异的综合力学性能，其弹性模量介于人体松质骨与皮质骨之间，有效地避免“应力遮挡”现象发生，而且还有利于邻近椎体的骨生长，从而实现早期的骨折整合。
3.多孔钽人工椎体采用两种方式固定：一种是上端面及下端面分别设置交叉的螺钉孔，利用螺钉通过螺钉孔呈接近180°交叉将多孔钽人工椎体假体与自身相邻健康椎体连接固定。另一种是人工椎体中部外加侧耳环，两个横连勾通过与横连杆相连，一端的横连勾与侧耳环连接固定，另一端的横连勾与脊柱后路固定系统钉棒相连固定，螺钉角度的设计是为了消除螺钉的纵向应力，钉棒系统是为了消除螺钉的横向应力，从而避免螺钉早期及骨融合期假体受力而发生断裂。
4.多孔钽人工椎体垂直方向的正中心设计植骨仓，圆形植骨口上下两端面直径小中间大，呈镜像两个圆台，不仅植骨仓内可填充自体骨、异体骨或人工骨等碎状骨，而且还方便清除机加工所产生的金属残渣，可大大缩短骨融合的时间；使得假体与宿主骨之间产生牢固的生物“绑定”，从而实现假体中长期的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中实体框架的结构示意图；
图3为本实用新型实施例中骨小梁多孔结构示意图；
图4为单人工椎体的应用结构示意图。
图中：1.多孔钽人工椎体主体；2.实体框架；2-1.固定带环；2-2.竖带；3.骨小梁多孔结构；4.上端面；5.下端面；6-1.上螺钉孔；6-2.下螺钉孔；7.植骨仓；8.侧耳环；9.横连勾；10.横连杆；22.上健康椎体；23.下健康椎体。
具体实施方式
下面，结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的一些实施例，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的附图。
一种多孔钽人工椎体，包括实体框架和骨小梁多孔结构；所述骨小梁多孔结构为柱状；
所述实体框架主要由多个上下排布的固定带环组成，固定带环通过背部的竖带连接；实体框架位于骨小梁多孔结构的外表面，且骨小梁多孔结构的外表面设有与固定带环和竖带一一对应的凹槽；
所述竖带的上半部分设有贯穿至骨小梁多孔结构上端面的上螺钉孔，竖带的下半部分设有贯穿至骨小梁多孔结构下端面的下螺钉孔；上螺钉孔和下螺钉孔均用于连接患者的健康椎体；
所述骨小梁多孔结构中设有上下贯穿的植骨仓，植骨仓的顶部上螺钉孔接通，植骨仓的底部与下螺钉孔接通。
进一步的，所述实体框架与骨小梁多孔结构通过3D打印一体成型。
进一步的，所述实体框架和骨小梁的材料均为钽。
进一步的，固定带环的数量为n，患者需替换的椎体节的数量为m，n-m≥1，其中n≥2，m≥1。
进一步的，还包括侧耳环，所述侧耳环为U型结构，其两端分别连接在相邻的两个固定带环上。
进一步的，所述侧耳环设有两个，且两个侧耳环镜像对称。
进一步的，所述骨小梁多孔结构的孔隙率为75％～95％，孔径大小为750～1000μm。
进一步的，所述植骨仓的上、下两端口的直径小于其中间位置处的直径。
进一步的，所述上螺钉孔和下螺钉孔之间的夹角为150°至175°。
下面为一更具体的实施例：
参照图1至图3为多节人工椎体，其包括实体框架2和骨小梁多孔结构3，所述骨小梁多孔结构按照减重及骨长入设计而成，其孔隙结构的孔隙率设定为75％～95％，孔径大小设定为750～1000μm，骨小梁多孔结构3的上顶端面4和下底端面5上分别设有上螺钉孔6-1和下螺钉孔6-2，两个螺钉孔形成交叉钉道，实体框架2厚度大于2mm；螺钉通过两个螺钉孔呈接近180°交叉固定椎体主体1，角度的设计主要是为了消除螺钉的纵向应力，采用钉棒系统消除螺钉的横向应力，从而避免螺钉早期及骨融合期假体受力而发生断裂；
骨小梁多孔结构3的上螺钉孔6-1和下螺钉孔6-2之间还设计植骨仓7，植骨仓7上下两端面直径小于6mm，中间大于8mm，便于术中填充自体骨及生物活性材料，还能方便清除机加工过程中所产生的金属残渣，这不仅降低了患者术后感染风险，而且还可大大缩短骨生长的时间，从而实现假体中长期的稳定性。
实体框架2侧面设计两个侧耳环8，两个横连勾9通过与横连杆10相连，一端的横连勾9与侧耳环8连接固定，另一端的横连勾9与脊柱后路固定钉棒系统相连固定，从而达到早期及骨融合期假体的稳定性。侧耳环8和横连杆10的直径为5.0～5.5mm。
参照图4，其为单节人工椎体置入患者的脊柱中，其与上健康椎体通过上螺钉孔内的螺钉连接，与下健康椎体通过下螺钉孔内的螺钉连接；钉棒系统位于脊柱的背部。
Claims (9)
1.一种多孔钽人工椎体，其特征在于，包括实体框架和骨小梁多孔结构；所述骨小梁多孔结构为柱状；
所述实体框架主要由多个上下排布的固定带环组成，固定带环通过背部的竖带连接；实体框架位于骨小梁多孔结构的外表面，且骨小梁多孔结构的外表面设有与固定带环和竖带一一对应的凹槽；
所述竖带的上半部分设有贯穿至骨小梁多孔结构上端面的上螺钉孔，竖带的下半部分设有贯穿至骨小梁多孔结构下端面的下螺钉孔；上螺钉孔和下螺钉孔均用于连接患者的健康椎体；
所述骨小梁多孔结构中设有上下贯穿的植骨仓，植骨仓的顶部上螺钉孔接通，植骨仓的底部与下螺钉孔接通。
2.根据权利要求1所述的一种多孔钽人工椎体，其特征在于，所述实体框架与骨小梁多孔结构通过3D打印一体成型。
3.根据权利要求1所述的一种多孔钽人工椎体，其特征在于，所述实体框架和骨小梁的材料均为钽。
4.根据权利要求1所述的一种多孔钽人工椎体，其特征在于，固定带环的数量为n，患者需替换的椎体节的数量为m，n-m≥1，其中n≥2，m≥1。
5.根据权利要求1所述的一种多孔钽人工椎体，其特征在于，还包括侧耳环，所述侧耳环为U型结构，其两端分别连接在相邻的两个固定带环上。
6.根据权利要求5所述的一种多孔钽人工椎体，其特征在于，所述侧耳环设有两个，且两个侧耳环镜像对称。
7.根据权利要求1所述的一种多孔钽人工椎体，其特征在于，所述骨小梁多孔结构的孔隙率为75％～95％，孔径大小为750～1000μm。
8.根据权利要求1所述的一种多孔钽人工椎体，其特征在于，所述植骨仓的上、下两端口的直径小于其中间位置处的直径。
9.根据权利要求1所述的一种多孔钽人工椎体，其特征在于，所述上螺钉孔和下螺钉孔之间的夹角为150°至175°。
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| CN218792655U true CN218792655U (zh) | 2023-04-07 |
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| CN202222097140.8U Active CN218792655U (zh) | 2022-08-10 | 2022-08-10 | 一种多孔钽人工椎体 |
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2022
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