腰椎間盤(pán)假體的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種可替代退化的腰椎間盤(pán)的人工假體。該腰椎間盤(pán)的人工假體由上面板、中面板、轉(zhuǎn)軸球、減震阻尼、下面板構(gòu)成；上面板、中面板與下面板之間成型的容置腔內(nèi)設(shè)有以關(guān)節(jié)方式連接的轉(zhuǎn)軸球；該轉(zhuǎn)軸球的球部可滑動(dòng)地容設(shè)在上面板與中面板成型的球窩內(nèi)，而轉(zhuǎn)軸球的軸部螺接在下面板開(kāi)設(shè)的螺孔內(nèi)，從而使上面板可相對(duì)下面板作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；中面板與減震阻尼之間以及中面板的凸面與減震阻尼的凹面之間設(shè)有使上面板相對(duì)下面板作傾斜運(yùn)動(dòng)的間隙和弓形間隙。
【專(zhuān)利說(shuō)明】腰椎間盤(pán)假體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種骨科植入器械，特別涉及一種可替代退化的腰椎間盤(pán)的人工假體。
【背景技術(shù)】[0002]人體腰椎結(jié)構(gòu)保護(hù)著椎管內(nèi)的脊髓和神經(jīng)根，同時(shí)賦予軀干穩(wěn)定性和靈活性，是人體重要的承重結(jié)構(gòu)，腰椎的應(yīng)力傳導(dǎo)通過(guò)“三關(guān)節(jié)聯(lián)合體”進(jìn)行，包括椎間盤(pán)和后方成對(duì)的關(guān)節(jié)突。椎間盤(pán)由纖維環(huán)、髓核、椎體終板組成，是人體最大的無(wú)血運(yùn)組織，組織再生和修復(fù)能力有限，導(dǎo)致椎間盤(pán)退變難以自身逆轉(zhuǎn)，當(dāng)髓核的含水量減少，彈性和抗負(fù)荷能力大大減退，就容易衍變成退化的椎間盤(pán)。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，從青春期到老年期椎間盤(pán)退變的發(fā)生率與年齡呈直線關(guān)系，老年椎間盤(pán)退行性變幾乎達(dá)到“飽和”狀態(tài)。
[0003]對(duì)于有癥狀的退行性椎間盤(pán)退變患者，如經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的保守治療無(wú)效，就應(yīng)采取手術(shù)治療。傳統(tǒng)的手術(shù)治療方法為腰椎融合術(shù)，常用的有基于椎板的減壓手術(shù)和采用椎弓根螺釘?shù)娜诤戏椒?。該方法緩解了腰椎間盤(pán)源性疼痛，然而長(zhǎng)期結(jié)果顯示許多患者在術(shù)后幾年出現(xiàn)復(fù)發(fā)，再手術(shù)率較高。此外，融合術(shù)使得手術(shù)節(jié)段的活動(dòng)性永久喪失，相鄰節(jié)段活動(dòng)度加大導(dǎo)致退變加快，改變了脊柱原有的生物力學(xué)環(huán)境。
[0004]現(xiàn)在，治療椎間盤(pán)退行性疾病的另一選擇方案是植入人工椎間盤(pán)假體，該方法相對(duì)于融合術(shù)有若干潛在優(yōu)點(diǎn)，包括有效緩解疼痛，避免了相鄰節(jié)段受累，還可以多節(jié)段置換，提供了一種理論上能保留脊柱原有生物力學(xué)狀態(tài)的方法。目前國(guó)內(nèi)外的人工腰椎間盤(pán)假體已有多種設(shè)計(jì)，可以分為多部件以及一體式假體兩種，以下分別介紹。
[0005]現(xiàn)有的人工腰椎間盤(pán)假體大多為多部件假體，均為利用工程學(xué)手段達(dá)到椎間盤(pán)的運(yùn)動(dòng)功能，主要是通過(guò)球窩關(guān)節(jié)模仿椎間盤(pán)前屈、后伸、左右側(cè)彎以及左右旋轉(zhuǎn)六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，一般通過(guò)金屬終板與上、下椎體固定，兩金屬終板間直接構(gòu)成球窩關(guān)節(jié)(如Maverick)或在兩金屬中間放置聚乙烯髓核構(gòu)成“三明治結(jié)構(gòu)”(如ProDisc、SB Charite>Mobidi sc)。該多部件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)與材料技術(shù)較成熟，然而這種設(shè)計(jì)無(wú)法對(duì)椎間盤(pán)復(fù)雜的率禹合運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模仿，不能完成類(lèi)似生理椎間盤(pán)的壓縮和分離/膨脹運(yùn)動(dòng)。
[0006]多部件假體實(shí)行的置換手術(shù)大多采用前方經(jīng)腹膜入路或腹膜后入路暴露椎體，該方法創(chuàng)傷大，既增加了病人的痛苦，又延長(zhǎng)了術(shù)后康復(fù)時(shí)間，更為重要的是，如需進(jìn)行翻修手術(shù)，術(shù)中發(fā)生大出血或栓塞并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)大約是初次手術(shù)的6倍。因此，實(shí)現(xiàn)外側(cè)入路或前外側(cè)入路植入假體，或?qū)嵭形?chuàng)手術(shù)治療，是現(xiàn)在研究新結(jié)構(gòu)的人工腰椎間盤(pán)的要點(diǎn)之一。而且，假體的一體化設(shè)計(jì)，也可以簡(jiǎn)化設(shè)備清單，使得醫(yī)生對(duì)腰椎間盤(pán)植入手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線趨于平緩，減少植入時(shí)的技術(shù)性失誤。
[0007]現(xiàn)有的一體化假體主要有FlexiCore假體，采用全金屬設(shè)計(jì)，兩個(gè)終板通過(guò)中央球窩關(guān)節(jié)連接并建立軸向旋轉(zhuǎn)及其他運(yùn)動(dòng)功能，同時(shí)假體在遞給醫(yī)生前球窩關(guān)節(jié)已經(jīng)裝配完成，張力負(fù)荷結(jié)構(gòu)可以防止負(fù)荷表面的分離和脫位，假體可以按照醫(yī)生的習(xí)慣進(jìn)行多角度操作和置入。但是該假體的全金屬設(shè)計(jì)使得假體的彈性模量較大，容易產(chǎn)生應(yīng)力遮擋效應(yīng)，在置入人體后由于該假體缺乏載荷吸收能力，相鄰的椎間盤(pán)必須承擔(dān)額外的載荷，甚至導(dǎo)致相鄰盤(pán)的過(guò)早退化，金屬帶來(lái)的單位面積負(fù)荷較大，置入后有發(fā)生假體陷入椎骨的風(fēng)險(xiǎn)，該假體的術(shù)后隨訪未見(jiàn)大規(guī)模報(bào)道。
[0008]現(xiàn)有的假體設(shè)計(jì)大多為多部件結(jié)構(gòu)，采用前路經(jīng)腹膜或腹膜外入路，創(chuàng)傷大，手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大。采用一體化設(shè)計(jì)的假體如FlexiCore，由于采用全金屬結(jié)構(gòu)，彈性模量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于皮質(zhì)骨的彈性模量，存在應(yīng)力遮擋和假體陷落風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種用金屬材料和高分子材料組合制成的一體化假體，除了允許脊柱外科醫(yī)師按照習(xí)慣從不同角度植入假體，也可以有效避免假體在人體中的引起的負(fù)載過(guò)大、應(yīng)力遮擋、假體陷落等風(fēng)險(xiǎn)的腰椎間盤(pán)假體。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是所述腰椎間盤(pán)假體，其特殊之處在于:由上面板、中面板、轉(zhuǎn)軸球、減震阻尼、下面板構(gòu)成；上面板、中面板與下面板之間成型的容置腔內(nèi)設(shè)有以關(guān)節(jié)方式連接的轉(zhuǎn)軸球；該轉(zhuǎn)軸球的球部可滑動(dòng)地容設(shè)在上面板與中面板成型的球窩內(nèi)，而轉(zhuǎn)軸球的軸部螺接在下面板開(kāi)設(shè)的螺孔內(nèi)，從而使上面板可相對(duì)下面板作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；中面板與減震阻尼之間以及中面板的凸面與減震阻尼的凹面之間設(shè)有使上面板相對(duì)下面板作傾斜運(yùn)動(dòng)的間隙和弓形間隙。
[0011]作為優(yōu)選:上面板、下面板與椎體相接觸的表面分別設(shè)置中央穹頂形突起；上面板與中面板以及減震阻尼與下面板均通過(guò)螺栓連接或選用其它構(gòu)件的連接:槽與彈簧連接機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向凸尾與對(duì)應(yīng)的凹進(jìn)連接機(jī)構(gòu)、卡合機(jī)構(gòu)、結(jié)合劑、超聲波焊接、螺釘、榫卯結(jié)構(gòu)。
[0012]作為優(yōu)選:中央穹頂形突起與面板的成型方式選定以下一種:
(1)該中央穹頂形突起與面板一體成型；
⑵該中央穹頂形突起與面板結(jié)合為一體的金屬絲網(wǎng)格，所述金屬絲網(wǎng)格在植入人體時(shí)作變形處理，以適合上椎體、下椎體的凹形表面；
⑶該中央穹頂形突起與面板結(jié)合為一體的多孔凸面金屬體，以促進(jìn)骨組織長(zhǎng)入。
[0013]作為優(yōu)選:設(shè)有中央穹頂形突起的上面板與下面板的表面設(shè)有供射線透過(guò)的標(biāo)簽和若干個(gè)與椎體初始固定的齒突；設(shè)有中央穹頂形突起的上面板表面與下面板表面噴涂生物活性或骨誘導(dǎo)材料。
[0014]作為優(yōu)選:所述生物活性或骨誘導(dǎo)材料選用:鈦涂層、羥基磷灰石涂層、鈦和磷酸鈣制成的涂層、硅酸鈣涂層、鉭涂層的一種；或者，采用壓花表面、波紋表面阻止上面板的表面與下面板的表面與上椎體、下椎體終板的相對(duì)滑動(dòng)。
[0015]作為優(yōu)選:球窩形成的關(guān)節(jié)處、中面板凸面與減震阻尼凹面之間的弓形部分，相隔設(shè)定角度的部位均設(shè)有限制腰椎間盤(pán)假體過(guò)度旋轉(zhuǎn)的定位機(jī)構(gòu)；即:轉(zhuǎn)軸球的球頭和上面板、中面板的球窩處設(shè)置相對(duì)的突起和凹進(jìn)，或者，采用壓花、溝槽、酸蝕、燒結(jié)在表面的小珠、蝕刻在表面的紋理，使得面板旋轉(zhuǎn)到該位置后不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)；球窩形成的關(guān)節(jié)處、中面板凸面與減震阻尼接觸弓形部分的表面，設(shè)有導(dǎo)入組織液以潤(rùn)滑假體表面，保證運(yùn)動(dòng)流暢性的溝槽。
[0016]作為優(yōu)選:所述中面板的凸面與減震阻尼的凹面在側(cè)向上逐漸變小，以供腰椎間盤(pán)假體的旋轉(zhuǎn)和傾斜產(chǎn)生更多的“游隙”；中面板與減震阻尼相對(duì)的邊緣部分設(shè)有孔徑角，該孔徑角為中面板凸面相對(duì)減震阻尼凹面傾斜和/或水平滑動(dòng)的邊緣形成；該孔徑角設(shè)置在中面板或減震阻尼上，或二者均有；如此，可在腰椎間盤(pán)假體完成側(cè)向旋轉(zhuǎn)時(shí)增大旋轉(zhuǎn)角度，中面板凸面與減震阻尼凹面的終端接觸過(guò)程中出現(xiàn)間隙閉合，阻止旋轉(zhuǎn)。
[0017]作為優(yōu)選:上面板、中面板、下面板與轉(zhuǎn)軸球分別選用以下一種材料:
金屬類(lèi)材料:鈦合金、鋯合金、鉭合金；優(yōu)選:鈷鉻鑰合金；
陶瓷類(lèi)材料:氧化鋁、氧化鋯；
減震阻尼選用以下的一種材料:
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚，醚酮(PEEK);優(yōu)選:聚氨酯。
[0018]作為優(yōu)選:適應(yīng)軟骨終板由腎形逐漸衍變成橢圓形態(tài)的上面板、中面板、下面板，選用以下一種形狀:橢圓形、卵圓形、腎形、圓角矩形、D形。
[0019]本發(fā)明的另一技術(shù)解決方案是所述腰椎間盤(pán)假體，其特殊之處在于:由上面板、中面板、轉(zhuǎn)軸球、減震阻尼、下面板構(gòu)成；上面板、中面板與下面板之間成型的容置腔內(nèi)設(shè)有以關(guān)節(jié)方式連接的轉(zhuǎn)軸球；該轉(zhuǎn)軸球的球部可滑動(dòng)地容設(shè)在上面板與中面板成型的球窩內(nèi)，而轉(zhuǎn)軸球的軸部螺接在下面板開(kāi)設(shè)的螺孔內(nèi)，從而使上面板可相對(duì)下面板作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；中面板與減震阻尼之間以及中面板的凸面與減震阻尼的凹面之間設(shè)有使上面板相對(duì)下面板作傾斜運(yùn)動(dòng)的間隙和弓形間隙；上面板、下面板與椎體相接觸的表面分別設(shè)置中央穹頂形突起；上面板與中面板以及減震阻尼與下面板均通過(guò)螺栓連接或選用可拆卸地方式連接方式:槽與彈簧連接機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向凸尾與對(duì)應(yīng)的凹進(jìn)連接機(jī)構(gòu)、卡合機(jī)構(gòu)、結(jié)合劑、超聲波焊接、螺釘、榫卯結(jié)構(gòu)；中央穹 頂形突起與面板的成型方式選定以下一種:
(1)該中央穹頂形突起與面板一體成型；
⑵該中央穹頂形突起與面板結(jié)合為一體的金屬絲網(wǎng)格，所述金屬絲網(wǎng)格在植入人體時(shí)作變形處理，以適合上椎體、下椎體的凹形表面；
⑶該中央穹頂形突起與面板結(jié)合為一體的多孔凸面金屬體，以促進(jìn)骨組織長(zhǎng)入；設(shè)有中央穹頂形突起的上面板與下面板的表面設(shè)有供射線透過(guò)的標(biāo)簽和若干個(gè)與椎體初始固定的齒突；設(shè)有中央穹頂形突起的上面板表面與下面板表面噴涂生物活性或骨誘導(dǎo)材料；所述生物活性或骨誘導(dǎo)材料選用:鈦涂層、羥基磷灰石涂層、鈦和磷酸鈣制成的涂層、硅酸鈣涂層、鉭涂層的一種；或者，采用壓花表面、波紋表面阻止上面板的表面與下面板的表面與上椎體、下椎體終板的相對(duì)滑動(dòng)；
球窩形成的關(guān)節(jié)處、中面板凸面與減震阻尼凹面之間的弓形部分，相隔設(shè)定角度的部位均設(shè)有限制腰椎間盤(pán)假體過(guò)渡過(guò)度旋轉(zhuǎn)的定位機(jī)構(gòu)；即:轉(zhuǎn)軸球的球頭和上面板、中面板的球窩處設(shè)置相對(duì)的突起和凹進(jìn)，或者，采用壓花、溝槽、酸蝕、燒結(jié)在表面的小珠、蝕刻在表面的紋理，使得面板旋轉(zhuǎn)到該位置后不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)；球窩形成的關(guān)節(jié)處、中面板凸面與減震阻尼接觸弓形部分的表面，設(shè)有導(dǎo)入組織液以潤(rùn)滑假體表面，保證運(yùn)動(dòng)流暢性的溝槽；
所述中面板的凸面與減震阻尼的凹面在側(cè)向上逐漸變小，以供腰椎間盤(pán)假體的旋轉(zhuǎn)和傾斜產(chǎn)生更多的“游隙”；中面板與減震阻尼相對(duì)的邊緣部分設(shè)有孔徑角，該孔徑角為中面板凸面相對(duì)減震阻尼凹面傾斜和/或水平滑動(dòng)的邊緣形成；該孔徑角設(shè)置在中面板或減震阻尼上，或二者均有；如此，可在腰椎間盤(pán)假體完成側(cè)向旋轉(zhuǎn)時(shí)增大旋轉(zhuǎn)角度，中面板凸面與減震阻尼凹面的終端接觸過(guò)程中出現(xiàn)間隙閉合，阻止旋轉(zhuǎn)；
上面板、中面板、下面板與轉(zhuǎn)軸球分別選用以下的一種材料:
金屬類(lèi)材料:鈦合金、鋯合金、鉭合金；優(yōu)選:鈷鉻鑰合金；
陶瓷類(lèi)材料:氧化鋁、氧化鋯；
所述減震阻尼選用以下的一種材料；
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚，醚酮(PEEK);優(yōu)選:聚
氣酷;
適應(yīng)軟骨終板由腎形逐漸衍變成橢圓形態(tài)的上面板、中面板、下面板，選用以下的一種形狀:橢圓形、卵圓形、腎形、圓角矩形、D形。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下所述的積極效果:
本發(fā)明的腰椎間盤(pán)假體是一體式假體，可以最大化減少植入器械清單，使醫(yī)生操作簡(jiǎn)便，學(xué)習(xí)曲線大大減緩，還可根據(jù)醫(yī)生習(xí)慣從不同角度植入假體。由于該腰椎間盤(pán)假體采用了金屬材料與高分子材料組合的方式，該腰椎間盤(pán)假體材料克服了全金屬假體的彈性模量大以及質(zhì)量大的不足，避免了應(yīng)力遮擋，降低了腰椎間盤(pán)假體下陷的危險(xiǎn)，另外，高分子材料可以吸收部分載荷，對(duì)相鄰節(jié)段椎間盤(pán)起到保護(hù)作用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明腰椎間盤(pán)假體的結(jié)構(gòu)分解示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明腰椎間盤(pán)假體的結(jié)構(gòu)裝配剖面圖。
[0023]圖3是本發(fā)明腰椎間盤(pán)假體上面板的正面結(jié)構(gòu)立體圖。
[0024]圖4是本發(fā)明腰椎間盤(pán)假體上面板的反面結(jié)構(gòu)立體圖。
[0025]圖5是本發(fā)明腰椎間盤(pán)假體中面板的正面結(jié)構(gòu)立體圖。
[0026]圖6是本發(fā)明腰椎間盤(pán)假體中面板的反面結(jié)構(gòu)立體圖。
[0027]圖7是本發(fā)明腰椎間盤(pán)假體減震阻尼的正面結(jié)構(gòu)立體圖。
[0028]圖8是本發(fā)明腰椎間盤(pán)假體減震阻尼的反面結(jié)構(gòu)立體圖。
[0029]圖9是本發(fā)明腰椎間盤(pán)假體下面板的正面結(jié)構(gòu)立體圖。
[0030]圖10是本發(fā)明腰椎間盤(pán)假體下面板的反面結(jié)構(gòu)立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明下面將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述:
請(qǐng)參閱圖1所示，所述腰椎間盤(pán)假體由上面板1、中面板2、轉(zhuǎn)軸球3、減震阻尼4、下面板5構(gòu)成；上面板I由橢圓板11、橢圓板11的頂部與椎體相接觸的表面凸設(shè)的中央穹頂形突起12、位于中央穹頂形突起12的周邊均布設(shè)的螺孔13、間距短的二螺孔13間的板面上對(duì)稱(chēng)凸設(shè)與椎體初始固定的齒突14、橢圓板11的底部凹設(shè)的球窩15組成；中面板2由橢圓板21、橢圓板21的底部凸設(shè)的凸面22、位于凸面22的周邊均布設(shè)的螺孔23、橢圓板21的中央貫通開(kāi)設(shè)的球窩24組成；減震阻尼4由橢圓板41、橢圓板41的頂部凹設(shè)的中央穹底形貫通的凹面42、位于橢圓板41的底部穿孔43的周邊均布設(shè)的螺孔44組成；下面板5由橢圓板51、橢圓板51的底部與椎體相接觸的表面凸設(shè)的中央穹頂形突起52、位于中央穹頂形突起52的周邊均布設(shè)的螺孔53、間距短的二螺孔53間的板面上對(duì)稱(chēng)凸設(shè)的齒突54、橢圓板51的頂部凹設(shè)的螺孔55組成。
[0032]上面板1、中面板2與下面板5之間成型的球窩15、24內(nèi)設(shè)有以關(guān)節(jié)方式連接的轉(zhuǎn)軸球3 ;該轉(zhuǎn)軸球3的球部31可滑動(dòng)地容設(shè)在上面板I與中面板2成型的球窩15、24內(nèi)，而轉(zhuǎn)軸球3的軸部32螺接在下面板5開(kāi)設(shè)的螺孔55內(nèi)，從而，使上面板I可相對(duì)下面板5作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；中面板2與減震阻尼4之間以及中面板2的凸面22與減震阻尼4的凹面42之間設(shè)有使上面板I相對(duì)下面板5作傾斜運(yùn)動(dòng)的間隙25和弓形間隙26，其中；上面板I與中面板2通過(guò)螺栓6連接；減震阻尼4與下面板5通過(guò)螺栓8連接。上面板I與中面板2以及減震阻尼4與下面板5還可選用以下可拆卸地連接方式:槽與彈簧連接機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向凸尾與對(duì)應(yīng)的凹進(jìn)連接機(jī)構(gòu)、卡合機(jī)構(gòu)、結(jié)合劑、超聲波焊接、螺釘、榫卯結(jié)構(gòu)。上面板I與中面板2之間的球窩關(guān)節(jié)15、24可以設(shè)置在腰椎間盤(pán)假體的正中央，也可以設(shè)置在偏人體腹側(cè)或人體背側(cè)的位置，除上面板I與中面板2之間球窩關(guān)節(jié)15、24的部分外，中面板2與減震阻尼4接觸的部分應(yīng)盡量增大接觸面積，以使得負(fù)荷均勻的傳遞到下面板5以及下位椎骨上。
[0033]本實(shí)施例中，所述中央穹頂形突起12、52與上面板1、下面板5的成型方式選定以下一種:
⑴該中央穹頂形突起12、52與上面板1、下面板5 —體成型；
⑵該中央穹頂形突起12、52與上面板1、下面板5結(jié)合為一體的金屬絲網(wǎng)格(圖中未示)，所述金屬絲網(wǎng)格在植入人體時(shí)作變形處理，以適合上椎體、下椎體的凹形表面；
⑶該中央穹頂形突起12、52與上面板1、下面板5結(jié)合為一體的多孔凸面金屬體(圖中未示)，促進(jìn)骨組織長(zhǎng)入。
[0034]本實(shí)施例中，球窩15、24形成的關(guān)節(jié)處、中面板凸面22與減震阻尼凹面42之間的弓形部分，如在相隔180°或90°、60°的部位均設(shè)有限制腰椎間盤(pán)假體過(guò)度旋轉(zhuǎn)的定位機(jī)構(gòu)(圖中未示)；即:轉(zhuǎn)軸球3的球頭31和上面板1、中面板2的球窩15、24處設(shè)置相對(duì)的突起和凹進(jìn)(圖中未示)，或者，采用壓花、溝槽、酸蝕、燒結(jié)在表面的小珠、蝕刻在表面的紋理，使得面板旋轉(zhuǎn)到該位置后不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)困難；球窩15、24形成的關(guān)節(jié)處、中面板凸面22與減震阻尼接觸凹面孔2的表面，設(shè)有導(dǎo)入組織液，潤(rùn)滑假體表面，保證運(yùn)動(dòng)流暢性的溝槽(圖中未示)。
[0035]本實(shí)施例中，設(shè)有中央穹頂形突起12、52的上面板I與下面板5的表面設(shè)有供射線透過(guò)的標(biāo)簽(圖中未示)。由于腰椎終板抗壓力外周大于中央，后部大于前部，所以腰椎間盤(pán)假體上面板1、下面板5用來(lái)與椎體初始固定的構(gòu)件設(shè)置在外側(cè)或后部，腰椎間盤(pán)假體表面通過(guò)六個(gè)齒突14、54來(lái)完成與椎體的初始固定，每組三個(gè)分布，分布于左、右側(cè)面，也可以將齒突14、54固定于側(cè)后方，齒突14、54可以是連續(xù)排列的，也可以是間隔排列的。除齒突14、54外，優(yōu)選的替代結(jié)構(gòu)包括龍骨、長(zhǎng)釘、鉤、螺釘、鉤等(圖中未示)。設(shè)有中央穹頂形突起12、52的上面板I的表面與下面板5的表面噴涂生物活性或骨誘導(dǎo)材料，選用:鈦涂層、羥基磷灰石涂層、鈦和磷酸鈣制成的涂層、硅酸鈣涂層、鉭涂層的一種；或者，采用壓花表面、波紋表面阻止上面板I的表面與下面板5的表面與上椎體、下椎體終板的相對(duì)滑動(dòng)。
[0036]本實(shí)施例中，中面板2的凸面22和減震阻尼4的凹面42的腹向和背向曲率半徑保持源自同一個(gè)圓的恒定距離，也可以為具有不同半徑但具有相同中點(diǎn)的兩個(gè)圓。
[0037]在本實(shí)施例中，二弓形曲面也可以相互不保持恒定距離，并且在側(cè)向相向設(shè)置或者其在側(cè)向之間具有增加的距離。中面板2的凸面22和相對(duì)應(yīng)的減震阻尼凹面42會(huì)在側(cè)向上逐漸變小，以給面板的旋轉(zhuǎn)和傾斜產(chǎn)生更多的“游隙”。中面板2的凸面22與減震阻尼4的凹面42的接觸區(qū)域也可以增大，這會(huì)改善關(guān)節(jié)接合區(qū)域的材料耐久性。中面板2與減震阻尼4相對(duì)的邊緣部分設(shè)有孔徑角(圖中未示)，所述孔徑角為通過(guò)與相鄰的中面板凸面22相對(duì)減震阻尼凹面42傾斜和/或水平滑動(dòng)的邊緣形成；該孔徑角設(shè)置在中面板2或減震阻尼4上，或二者均有；如此，可在腰椎間盤(pán)假體完成側(cè)向旋轉(zhuǎn)時(shí)增大旋轉(zhuǎn)角度，中面板凸面22與減震阻尼凹面42的終端接觸過(guò)程中出現(xiàn)間隙閉合，才能阻止旋轉(zhuǎn)。
[0038]本實(shí)施例中，所述上面板1、中面板2、下面板5與轉(zhuǎn)軸球3從下面一組材料中選定:
金屬類(lèi)材料:鈦合金、鋯合金、鉭合金，優(yōu)選鈷鉻鑰合金；
陶瓷類(lèi)材料:氧化鋁、氧化鋯；
所述減震阻尼從下面一組材料中選定:
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚，醚酮(PEEK)，優(yōu)選聚氨酯。
[0039]本實(shí)施例中，所述上面板1、中面板2、下面板5，適應(yīng)軟骨終板由腎形逐漸衍變成橢圓的形態(tài)，選用以下的一種形狀:橢圓形、卵圓形、腎形、圓角矩形、D形。
[0040]本實(shí)施例中，該腰椎間盤(pán)假體的尺度范圍是，寬度(橫徑)28~45mm，長(zhǎng)度(矢徑)24~35mm，高度7~17mm。該腰椎間盤(pán)假體在置入人體后需要基本上占據(jù)去除生理椎間盤(pán)后的椎間空間，“基本·上占據(jù)”意味著，所述盤(pán)占據(jù)至少約50%的表面面積，或許至少約80%的表面面積或者更多。
[0041]本發(fā)明腰椎間盤(pán)假體的運(yùn)動(dòng)機(jī)能由以下因素決定:
⑴相對(duì)滑動(dòng)的中面板2與減震阻尼4之間的背腹向傾斜過(guò)程，取決于腹向和背向圍繞球窩15、24關(guān)節(jié)接合區(qū)域的相應(yīng)邊緣和中面板凸面、減震阻尼4凹面的高度和曲率半徑。
[0042]⑵中面板2與減震阻尼4之間設(shè)有間隙和孔徑角，孔徑角為通過(guò)與相對(duì)滑動(dòng)的中面板2與減震阻尼4傾斜和/或水平的邊緣形成，其中在相對(duì)滑動(dòng)的中面板2與減震阻尼4的終端接觸過(guò)程中出現(xiàn)間隙閉合。
[0043]⑶相對(duì)滑動(dòng)的中面板2與減震阻尼4相對(duì)于轉(zhuǎn)軸32軸心的旋轉(zhuǎn)，分別取決于中面板凸面22和對(duì)應(yīng)減震阻尼凹面42的弓形彎曲以及該弓形彎曲程度、中面板凸面22和減震阻尼凹面42之間的公差。
[0044]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種腰椎間盤(pán)假體，其特征在于:由上面板、中面板、轉(zhuǎn)軸球、減震阻尼、下面板構(gòu)成；上面板、中面板與下面板之間成型的容置腔內(nèi)設(shè)有以關(guān)節(jié)方式連接的轉(zhuǎn)軸球；該轉(zhuǎn)軸球的球部可滑動(dòng)地容設(shè)在上面板與中面板成型的球窩內(nèi)，而轉(zhuǎn)軸球的軸部螺接在下面板開(kāi)設(shè)的螺孔內(nèi)，從而使上面板可相對(duì)下面板作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；中面板與減震阻尼之間以及中面板的凸面與減震阻尼的凹面之間設(shè)有使上面板相對(duì)下面板作傾斜運(yùn)動(dòng)的間隙和弓形間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述腰椎間盤(pán)假體，其特征在于:上面板、下面板與椎體相接觸的表面分別設(shè)置中央穹頂形突起；上面板與中面板以及減震阻尼與下面板均通過(guò)螺栓連接或選用其它構(gòu)件的連接:槽與彈簧連接機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向凸尾與對(duì)應(yīng)的凹進(jìn)連接機(jī)構(gòu)、卡合機(jī)構(gòu)、結(jié)合劑、超聲波焊接、螺釘、榫卯結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述腰椎間盤(pán)假體，其特征在于:中央穹頂形突起與面板的成型方式選定以下一種: ⑴該中央穹頂形突起與面板一體成型； ⑵該中央穹頂形突起與面板結(jié)合為一體的金屬絲網(wǎng)格，所述金屬絲網(wǎng)格在植入人體時(shí)作變形處理，以適合上椎體、下椎體的凹形表面； ⑶該中央穹頂形突起與面板結(jié)合為一體的多孔凸面金屬體，以促進(jìn)骨組織長(zhǎng)入。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述腰椎間盤(pán)假體，其特征在于:設(shè)有中央穹頂形突起的上面板與下面板的表面設(shè)有供射線透過(guò)的標(biāo)簽和若干個(gè)與椎體初始固定的齒突；設(shè)有中央穹頂形突起的上面板表面與下面板表面噴涂生物活性或骨誘導(dǎo)材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述腰椎間盤(pán)假體，其特征在于:所述生物活性或骨誘導(dǎo)材料選用:鈦涂層、羥基磷灰石涂層、鈦和磷酸鈣制成的涂層、硅酸鈣涂層、鉭涂層的一種；或者，采用壓花表面、波紋表面阻止上面板的表面與下面板的表面與上椎體、下椎體終板的相對(duì)滑動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述腰椎間盤(pán)假體，其特征在于:球窩形成的關(guān)節(jié)處、中面板凸面與減震阻尼凹面之間的弓形部分，相隔設(shè)定角度的部位均設(shè)有限制腰椎間盤(pán)假體過(guò)度旋轉(zhuǎn)的定位機(jī)構(gòu)；即:轉(zhuǎn)軸球的球頭和上面板、中面板的球窩處設(shè)置相對(duì)的突起和凹進(jìn)，或者，采用壓花、溝槽、酸蝕、燒結(jié)在表面的小珠、蝕刻在表面的紋理，使得面板旋轉(zhuǎn)到該位置后不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)；球窩形成的關(guān)節(jié)處、中面板凸面與減震阻尼接觸弓形部分的表面，設(shè)有導(dǎo)入組織液以潤(rùn)滑假體表面，保證運(yùn)動(dòng)流暢性的溝槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述腰椎間盤(pán)假體，其特征在于:所述中面板的凸面與減震阻尼的凹面在側(cè)向上逐漸變小，以供腰椎間盤(pán)假體的旋轉(zhuǎn)和傾斜產(chǎn)生更多的“游隙”；中面板與減震阻尼相對(duì)的邊緣部分設(shè)有孔徑角，該孔徑角為中面板凸面相對(duì)減震阻尼凹面傾斜和/或水平滑動(dòng)的邊緣形成；該孔徑角設(shè)置在中面板或減震阻尼上，或二者均有；如此，可在腰椎間盤(pán)假體完成側(cè)向旋轉(zhuǎn)時(shí)增大旋轉(zhuǎn)角度，中面板凸面與減震阻尼凹面的終端接觸過(guò)程中出現(xiàn)間隙閉合，阻止旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述腰椎間盤(pán)假體，其特征在于:上面板、中面板、下面板與轉(zhuǎn)軸球分別選用以下的一種材料: 金屬類(lèi)材料:鈦合金、鋯合金、鉭合金；優(yōu)選:鈷鉻鑰合金； 陶瓷類(lèi)材料:氧化鋁、氧化鋯； 減震阻尼選用以下的一種材料: 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚，醚酮(PEEK);優(yōu)選:聚氨酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述腰椎間盤(pán)假體，其特征在于:適應(yīng)軟骨終板由腎形逐漸衍變成橢圓形態(tài)的上面板、中面板、下面板，選用以下的一種形狀:橢圓形、卵圓形、腎形、圓角矩形、D形。
10.一種腰椎間盤(pán)假體，其特征在于:由上面板、中面板、轉(zhuǎn)軸球、減震阻尼、下面板構(gòu)成；上面板、中面板與下面板之間成型的容置腔內(nèi)設(shè)有以關(guān)節(jié)方式連接的轉(zhuǎn)軸球；該轉(zhuǎn)軸球的球部可滑動(dòng)地容設(shè)在上面板與中面板成型的球窩內(nèi)，而轉(zhuǎn)軸球的軸部螺接在下面板開(kāi)設(shè)的螺孔內(nèi)，從而使上面板可相對(duì)下面板作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；中面板與減震阻尼之間以及中面板的凸面與減震阻尼的凹面之間設(shè)有使上面板相對(duì)下面板作傾斜運(yùn)動(dòng)的間隙和弓形間隙；上面板、下面板與椎體相接觸的表面分別設(shè)置中央穹頂形突起；上面板與中面板以及減震阻尼與下面板均通過(guò)螺栓連接或選用其它構(gòu)件的連接方式:槽與彈簧連接機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向凸尾與對(duì)應(yīng)的凹進(jìn)連接機(jī)構(gòu)、卡合機(jī)構(gòu)、結(jié)合劑、超聲波焊接、螺釘、榫卯結(jié)構(gòu)；中央穹頂形突起與面板的成型方式選定以下一種: (1)該中央穹頂形突起與面板一體成型； ⑵該中央穹頂形突起與面板結(jié)合為一體的金屬絲網(wǎng)格，所述金屬絲網(wǎng)格在植入人體時(shí)作變形處理，以適合上椎體、下椎體的凹形表面； ⑶該中央穹頂形突起與面板結(jié)合為一體的多孔凸面金屬體，以促進(jìn)骨組織長(zhǎng)入；設(shè)有中央穹頂形突起的上面板與下面板的表面設(shè)有供射線透過(guò)的標(biāo)簽和若干個(gè)與椎體初始固定的齒突；設(shè)有中央穹頂形突起的上面板表面與下面板表面噴涂生物活性或骨誘導(dǎo)材料；所述生物活性或骨誘導(dǎo)材料選用:鈦涂層、羥基磷灰石涂層、鈦和磷酸鈣制成的涂層、硅酸鈣涂層、鉭涂層的一種；或者，采用壓花表面、波紋表面阻止上面板的表面與下面板的表面與上椎體、下椎體終板的相對(duì)滑動(dòng)； 球窩形成的關(guān)節(jié)處、中面板凸面與減震阻尼凹面之間的弓形部分，相隔設(shè)定角度的部位均設(shè)有限制腰椎間盤(pán)假體過(guò)渡過(guò)度旋轉(zhuǎn)的定位機(jī)構(gòu)；即:轉(zhuǎn)軸球的球頭和上面板、中面板的球窩處設(shè)置相對(duì)的突起和凹進(jìn)，或者，采用壓花、溝槽、酸蝕、燒結(jié)在表面的小珠、蝕刻在表面的紋理，使得面板旋轉(zhuǎn)到該位置后不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)；球窩形成的關(guān)節(jié)處、中面板凸面與減震阻尼接觸弓形部分的表面，設(shè)有導(dǎo)入組織液以潤(rùn)滑假體表面，保證運(yùn)動(dòng)流暢性的溝槽； 所述中面板的凸面與減震阻尼的凹面在側(cè)向上逐漸變小，以供腰椎間盤(pán)假體的旋轉(zhuǎn)和傾斜產(chǎn)生更多的“游隙”；中面板與減震阻尼相對(duì)的邊緣部分設(shè)有孔徑角，該孔徑角為中面板凸面相對(duì)減震阻尼凹面傾斜和/或水平滑動(dòng)的邊緣形成；該孔徑角設(shè)置在中面板或減震阻尼上，或二者均有；如此，可在腰椎間盤(pán)假體完成側(cè)向旋轉(zhuǎn)時(shí)增大旋轉(zhuǎn)角度，中面板凸面與減震阻尼凹面的終端接觸過(guò)程中出現(xiàn)間隙閉合，阻止旋轉(zhuǎn)； 上面板、中面板、下面板與轉(zhuǎn)軸球分別選用以下的一種材料: 金屬類(lèi)材料:鈦合金、鋯合金、鉭合金；優(yōu)選:鈷鉻鑰合金； 陶瓷類(lèi)材料:氧化鋁、氧化鋯； 所述減震阻尼選用以下的一種材料； 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚，醚酮(PEEK);優(yōu)選:聚氨酯；適應(yīng)軟骨終板由腎形逐漸衍變成橢圓形態(tài)的上面板、中面板、下面板，選用以下的一種 形狀:橢圓形、卵圓形、腎形、圓角矩形、D形。
【文檔編號(hào)】A61L27/06GK103565561SQ201310443476
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】白文媛, 鄧超, 廖振華, 劉偉強(qiáng) 申請(qǐng)人:深圳清華大學(xué)研究院