CN220898890U - 一种仿生条件自适应脊柱椎间融合支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，涉及医疗器械的技术领域，解决了椎间融合支架存在弊端的问题，本实用新型可为脊柱融合手术、脊柱感染或肿瘤病灶手术提供所需的柔性连接、必要的支撑及成骨的稳定性，可用于减少脊柱重建类手术融合物植入后终板骨折塌陷、融合器下沉、骨长入失败等并发症的发生，形状记忆聚合物的形状记忆特性，可以使融合器在较小体积情况下植入后通过温度、光、声等刺激(但不限于该类刺激)下回复体积及形状，可以和不规则的椎间隙有更好的接触面积，利于支架骨性融合及血管长入。

Description

一种仿生条件自适应脊柱椎间融合支架

技术领域

本实用新型涉及医疗器械的技术领域，尤其涉及一种仿生条件自适应脊柱椎间融合支架。

背景技术

椎间融合器在脊柱椎间融合术治疗脊柱退变性疾病中扮演着重要角色，通过使用椎间融合器撑开塌陷的椎间隙，使肥厚增生的韧带结构被拉伸、紧张、变薄，以获得椎管内神经血管结构的间接减压和椎体序列在冠状面及矢状面的重排；同时，以椎间融合器作为植骨载体实现椎间融合，使失稳节段重新获得稳定性，最终达到缓解病痛的目的。多年来，已经开发了几种椎间融合策略以实现强融合和出色的临床结果。髂嵴自体骨移植由于其成骨潜力而成为刺激椎间融合的金标准。然而，这种方法存在许多问题，包括由骨移植物的机械强度不足引起的移植后塌陷，以及供体部位的并发症，如慢性疼痛或继发性骨折。

近年来，形状记忆聚合物(SMPs)已被证明是一种智能材料，并获得了巨大的成功。关注他们的医疗应用，例如组织工程、智能缝合线、血管支架、膀胱传感器和粘膜重建。当暴露于适当的刺激(例如热)时，它们有能力从变形的次级形状恢复其原始形状。它们的形状记忆行为允许它们以紧凑的形式通过在应用治疗不规则骨缺损疾病时，多孔支架是一个关键方面。

针对现有脊柱融合研究中，生理状态下的脊柱属于柔性连接，具有前屈，后伸，旋转和侧屈方向上的活动度，椎间盘可缓冲脊柱椎体间盘所受的压力；但经脊柱融合手术后由柔性连接变为金属-骨、PEEK-骨界面的刚性连接，因此会产生材料力学与骨生物力学不符及材料与复杂的椎间环境不匹配的相关并发症，如终板骨折融合器塌陷等问题，目前尚无一种含有弹性可缓冲椎体终板受力同时可支撑恢复椎间隙高度并诱导骨性融合的椎间融合支架。

实用新型内容

针对上述产生的椎间融合支架存在弊端的问题，本实用新型的目的在于提供一种仿生条件自适应脊柱椎间融合支架。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其中，包括：融合器1，融合器1呈柱状，融合器1内设有骨性通道，所述融合器1包括：刚性内容物12和柔性外层11，所述柔性外层11包覆在刚性内容物12的外表面。

上述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其中，融合器1的材质为由聚乳酸生物型线性高分子材料、生物玻璃及水凝胶组成的混合物。

上述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其中，所述融合器1设于椎间隙内，所述融合器1通过外部刺激使其膨胀直至该融合器1的两端分别抵于两个椎关节。

上述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其中，还包括：支架，所述支架包括：第一骨连接部2、第二骨连接部3和限位连接部4，所述第一骨连接部2安装在一个所述椎关节内，所述第二骨连接部3安装在另一个所述椎关节内，所述第一骨连接部2和所述第二骨连接部3均安装在所述限位连接部4上。

上述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其中，刚性内容物12采用4D打印和/或光固化打印机打印。

上述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其中，柔性外层11采用4D打印和/或光固化打印机打印。

上述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其中，柔性外层11的上表面和下表面均设有多个通孔。

上述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其中，刚性内容物12上开设有多个通路，每一个通路的一端和一个通孔连通，每一个通路的另一端和另一个通孔连通。

上述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其中，多个通路竖直设置，任一个通路的断面呈圆形或正多边形。

上述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其中，多个通路等间距阵列设置。

本实用新型由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

(1)本实用新型可为脊柱融合手术、脊柱感染或肿瘤病灶手术提供所需的柔性连接、必要的支撑及成骨的稳定性，可用于减少脊柱重建类手术融合物植入后终板骨折塌陷、融合器下沉、骨长入失败等并发症的发生；

(2)本实用新型中，形状记忆聚合物的形状记忆特性，可以使融合器在较小体积情况下植入后通过温度、光、声等刺激(但不限于该类刺激)下回复体积及形状，可以和不规则的椎间隙有更好的接触面积，利于支架骨性融合及血管长入。

附图说明

图1是本实用新型的一种仿生条件自适应脊柱椎间融合支架采用柔性固定的结构示意图。

图2是本实用新型的一种仿生条件自适应脊柱椎间融合支架采用刚性固定的结构示意图。

图3是本实用新型的一种仿生条件自适应脊柱椎间融合支架的融合器的俯视图。

图4是本实用新型的一种仿生条件自适应脊柱椎间融合支架的融合器的俯视图的剖视图。

附图中：1、融合器；11、柔性外层；12、刚性内容物；2、第一骨连接部；3、第二骨连接部；4、限位连接部。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

请参照图1至图4所示，示出了一种仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其中，包括：融合器1，融合器1呈柱状，融合器1内设有骨性通道，所述融合器1包括：刚性内容物12和柔性外层11，所述柔性外层11包覆在刚性内容物12的外表面。

进一步，在一种较佳实施例中，融合器1的材质为由聚乳酸生物型线性高分子材料、生物玻璃及水凝胶组成的混合物。

进一步，在一种较佳实施例中，所述融合器1设于椎间隙内，所述融合器1通过外部刺激使其膨胀直至该融合器1的两端分别抵于两个椎关节。

进一步，在一种较佳实施例中，还包括：支架，所述支架包括：第一骨连接部2、第二骨连接部3和限位连接部4，所述第一骨连接部2安装在一个所述椎关节内，所述第二骨连接部3安装在另一个所述椎关节内，所述第一骨连接部2和所述第二骨连接部3均安装在所述限位连接部4上。

进一步，在一种较佳实施例中，刚性内容物12采用4D打印和/或光固化打印机打印。

进一步，在一种较佳实施例中，柔性外层11采用4D打印和/或光固化打印机打印。

进一步，在一种较佳实施例中，柔性外层11的上表面和下表面均设有多个通孔。

进一步，在一种较佳实施例中，刚性内容物12上开设有多个通路，每一个通路的一端和一个通孔连通，每一个通路的另一端和另一个通孔连通。

进一步，在一种较佳实施例中，多个通路竖直设置，任一个通路的断面呈圆形或正多边形。

进一步，在一种较佳实施例中，多个通路等间距阵列设置。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围。

本实用新型在上述基础上还具有如下实施方式：

本实用新型的进一步实施例中，根据研究形状记忆聚合物具有的形状记忆功能用于骨缺损的多孔支架制作，其材料的压缩模量、形状记忆能力及多孔结构可使支架在提供足够的力学支持的同时通过形变减轻椎体终板最终受力。

本实用新型的进一步实施例中，利用4D打印技术(挤出式、喷墨式、投影式等方式)，制造内部精细孔道结构，预建相通的微血管网络，并交联血管内皮生长因子，为支架的血管化和成骨提供空间和微环境支持。

本实用新型的进一步实施例中，此实用新型可为脊柱融合手术、脊柱感染或肿瘤病灶手术提供所需的柔性连接、必要的支撑及成骨的稳定性，可用于减少脊柱重建类手术融合器1植入后终板骨折塌陷、融合器1下沉、骨长入失败等并发症的发生。同时形状记忆聚合物的形状记忆特性，可以使融合器1在较小体积情况下植入后通过温度、光、声等刺激(但不限于该类刺激)下回复体积及形状，可以和不规则的椎间隙有更好的接触面积，利于支架骨性融合及血管长入。

本实用新型的进一步实施例中，本实用新型为脊柱融合手术、脊柱感染或肿瘤病灶手术提供所需的柔性连接、必要的支撑及成骨的稳定性，可用于减少脊柱重建类手术融合器1植入后终板骨折塌陷、融合器1下沉、骨长入失败等并发症的发生。同时形状记忆聚合物的形状记忆特性，可以使融合器1在较小体积情况下植入后通过温度、光、声等刺激(但不限于该类刺激)下回复体积及形状，可以和不规则的椎间隙有更好的接触面积，利于支架骨性融合及血管长入。

本实用新型的进一步实施例中，融合器1由聚乳酸生物型线性高分子材料、聚酯型聚氨酯高分子和生物玻璃组成，其物理稳定性好，避免对患者体内造成污染及二次损伤。

本实用新型的进一步实施例中，融合器1内设有若干骨性通道，若干骨性通道设于融合器1内且两端贯通，方便患者体内生长恢复，通过患者体内生长后对融合器1进行包覆，便于患者血肉融合，保证融合器1与患者体内进行融合，避免对患者体内造成短期并发症及长期并发症，降低异物反应及近椎骨骨折的风险。

本实用新型的进一步实施例中，融合器1利用4D打印技术(挤出式、喷墨式、投影式等方式)进行打印制作，制作完成后进行压缩，压缩完成后可移入患者脊柱内，通过温度、光、声等刺激(但不限于该类刺激)下对融合器1回复体积及形状，通过留存在患者体内的融合器1对患者患处进行支撑。

本实用新型的进一步实施例中，融合器1包括：刚性内容物12和柔性外层11，柔性外层11包覆在刚性内容物12的外表面，融合器1整体置于腰椎键盘处，刚性内容物12用于对两端椎骨进行支撑，柔性外层11为其提供柔性，避免刚性内容物12导致椎骨骨折。

本实用新型的进一步实施例中，融合器1整体内设有若干两端贯通的骨性通道，以便于血肉融合。

本实用新型的进一步实施例中，采用柔性固定，仅需融合器1替代椎间盘，对患者椎骨进行支撑。

本实用新型的进一步实施例中，对于病情较重的患者则采用刚性固定，通过融合器1替代椎间盘后，再在其两端的两个椎骨关节内分别插入第一骨连接部2和第二骨连接部3，并通过外置的限位连接部4对第一骨连接部2和第二骨连接部3进行限位连接。

本实用新型的进一步实施例中，限位连接部4与患者椎骨处于相对平行的状态，由限位连接部4、患者椎骨、第一骨连接部2和第二骨连接部3组成四边形，通过第一骨连接部2和第二骨连接部3对患者椎骨进行限位，以加强对患者椎骨的支撑，避免患者椎骨发生错位。

本实用新型的进一步实施例中，融合器1整体材质为由聚乳酸生物型线性高分子材料、生物玻璃及水凝胶组成的混合物，具体为：由(80％聚乳酸生物型线性高分子材料+20％生物玻璃)4D打印成为支架骨骼及光固化打印机于骨骼支架表面打印水凝胶弹性层。

本实用新型的进一步实施例中，柔性外层11为通过光固化打印机于骨骼支架表面打印水凝胶弹性层。

本实用新型的进一步实施例中，刚性内容物12通过(80％聚乳酸生物型线性高分子材料+20％生物玻璃)4D打印成为支架骨骼。

本实用新型的进一步实施例中，融合器1中包含多种聚合物，熔融混合后通过4D打印技术及光固化打印机根据患者病情进行打印，每一组分均可选用多种替代物，其组分含量可依据患者病状调整，以调节融合器1的强度及刚度。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其特征在于，包括：融合器(1)，融合器(1)呈柱状，融合器(1)内设有骨性通道，所述融合器(1)包括：刚性内容物(12)和柔性外层(11)，所述柔性外层(11)包覆在刚性内容物(12)的外表面；

所述融合器(1)设于椎间隙内，所述融合器(1)通过外部刺激使其膨胀直至该融合器(1)的两端分别抵于两个椎关节。

2.根据权利要求1所述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其特征在于，还包括：支架，所述支架包括：第一骨连接部(2)、第二骨连接部(3)和限位连接部(4)，所述第一骨连接部(2)安装在一个所述椎关节内，所述第二骨连接部(3)安装在另一个所述椎关节内，所述第一骨连接部(2)和所述第二骨连接部(3)均安装在所述限位连接部(4)上。

3.根据权利要求1所述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其特征在于，刚性内容物(12)采用4D打印和/或光固化打印机打印。

4.根据权利要求1所述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其特征在于，柔性外层(11)采用4D打印和/或光固化打印机打印。

5.根据权利要求1所述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其特征在于，柔性外层(11)的上表面和下表面均设有多个通孔。

6.根据权利要求5所述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其特征在于，刚性内容物(12)上开设有多个通路，每一个通路的一端和一个通孔连通，每一个通路的另一端和另一个通孔连通。

7.根据权利要求6所述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其特征在于，多个通路竖直设置，任一个通路的断面呈圆形或正多边形。

8.根据权利要求7所述的仿生条件自适应脊柱椎间融合支架，其特征在于，多个通路等间距阵列设置。