具柔韌性骨小梁結(jié)構(gòu)椎間融合器的制造方法
【專利摘要】具柔韌性骨小梁結(jié)構(gòu)椎間融合器，涉及一種可以代替椎間盤功能的椎間融合器。提供一種在與上下椎體融合的同時(shí)，可保留融合椎體之間的正常間隙與活動(dòng)度平衡的具柔韌性骨小梁結(jié)構(gòu)椎間融合器。設(shè)有板簧骨架，在板簧骨架的上表面設(shè)有上骨小梁結(jié)構(gòu)層，在板簧骨架的下表面設(shè)有下骨小梁結(jié)構(gòu)層，在板簧骨架的間隙填充聚碳酸酯型聚氨酯彈性體，在上骨小梁結(jié)構(gòu)層和下骨小梁結(jié)構(gòu)層的前沿或后沿設(shè)有螺孔，所述螺孔用于通過(guò)鎖定螺釘將本發(fā)明固定于融合節(jié)段的上下椎體上?？捎糜陬i椎及腰椎椎間盤源性疾病的手術(shù)治療。在融合相鄰椎體的同時(shí)，盡量保留椎間盤的功能，避免融合節(jié)段椎間的活動(dòng)度消失。
【專利說(shuō)明】具柔韌性骨小梁結(jié)構(gòu)椎間融合器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可以代替椎間盤功能的椎間融合器，尤其是涉及一種在與上下椎體融合的同時(shí)，可保留融合椎體之間的正常間隙與活動(dòng)度平衡的具柔韌性骨小梁結(jié)構(gòu)椎間融合器。
【背景技術(shù)】
[0002]椎間盤既堅(jiān)韌，又富彈性，當(dāng)承受壓力時(shí)，被壓縮，除去壓力后，又復(fù)原，具有類似“彈性墊”的作用，可緩沖外力對(duì)脊柱的震蕩，也可增加脊柱的運(yùn)動(dòng)幅度。隨著椎間盤的退行性變化越來(lái)越嚴(yán)重，椎間盤源引起的脊椎神經(jīng)壓迫也是臨床頸肩腰腿痛的主要原因?，F(xiàn)有針對(duì)椎間盤的處理方法有單純突 出椎間盤摘除術(shù)(Riesenburger RI, David CA.Lumbarmicrodiscectomy and micro-endoscopic discectomy.Minim Invasive Ther AlliedTechno 1.2006 ; 15 (5): 267-70.)、椎間的融合(DiPaola CP，Molinari RW.Posterior lumbarinterbody fusion.J Am Acad Orthop Surg.2008Mar ；16 (3): 130-9.)、人工椎間盤置換術(shù)(Errico TJ.Lumbar disc arthroplasty.Clin Orthop Relat Res.2005Jun ； (435): 106-17.)等。但單純突出椎間盤髓核摘除術(shù)復(fù)發(fā)率高、椎間負(fù)荷減少致使關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)負(fù)荷增加易導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎，遠(yuǎn)期療效不滿意(靳安民，姚偉濤，張輝.腰椎間盤突出癥術(shù)后療效不佳的原因分析及對(duì)策.中華骨科雜志，2003，23 (11):657~660.);椎間通過(guò)植骨或椎間融合達(dá)到骨性融合雖然對(duì)椎間盤源性疾病的短期療效滿意，但是存在部分椎間植骨不融合，椎間融合器移位、沉陷，相鄰節(jié)段的椎間盤退變加速，以及固定節(jié)段的僵硬，遠(yuǎn)期療效也不令人滿意；人工椎間盤置換術(shù)保留了問(wèn)題椎間盤節(jié)段的活動(dòng)度，但手術(shù)創(chuàng)傷大、難度大、費(fèi)用高、偶發(fā)嚴(yán)重不良反應(yīng)等在使用時(shí)有一定限制。因此，希望有一種既易于操作，又有高融合率和柔性固定；既費(fèi)用不高，又可代替椎間盤功能的椎間柔性固定器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有處理椎間盤手術(shù)中存在的上述難題，提供一種在與上下椎體融合的同時(shí)，可保留融合椎體之間的正常間隙與活動(dòng)度平衡的具柔韌性骨小梁結(jié)構(gòu)椎間融合器。
[0004]本發(fā)明設(shè)有板簧骨架，在板簧骨架的上表面設(shè)有上骨小梁結(jié)構(gòu)層，在板簧骨架的下表面設(shè)有下骨小梁結(jié)構(gòu)層，在板簧骨架的間隙填充聚碳酸酯型聚氨酯彈性體，在上骨小梁結(jié)構(gòu)層和下骨小梁結(jié)構(gòu)層的前沿或后沿設(shè)有螺孔，所述螺孔用于通過(guò)鎖定螺釘將本發(fā)明固定于融合節(jié)段的上下椎體上。
[0005]所述上骨小梁結(jié)構(gòu)層上表面可噴涂上羥基磷灰石涂層，所述下骨小梁結(jié)構(gòu)層下表面可噴涂下羥基磷灰石涂層。
[0006]所述上骨小梁結(jié)構(gòu)層、下骨小梁結(jié)構(gòu)層均可通過(guò)3D打印技術(shù)或電子束熔融成型技術(shù)采用鈦合金粉制作成型，所述上骨小梁結(jié)構(gòu)層、下骨小梁結(jié)構(gòu)層是具有生物松質(zhì)骨形態(tài)、強(qiáng)度及彈性模量、多孔結(jié)構(gòu)形成粗糙疏松外表面的金屬人工骨小梁。[0007]所述上羥基磷灰石涂層和下羥基磷灰石涂層是具有良好生物相容性和骨傳導(dǎo)性的生物活性材料。
[0008]所述板簧骨架可采用具有固有彈性的板簧骨架。所述具有固有彈性的板簧骨架是由具有高強(qiáng)度和超彈性的鈦合金或鎳鈦合金等記憶金屬加工制作成S型或Z型板簧結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以有最長(zhǎng)的力臂，在負(fù)重相同的情況下，可以將應(yīng)力均勻分散與第一彈性體結(jié)構(gòu)和第二彈性體結(jié)構(gòu)，避免了應(yīng)力集中造成的融合器移位或沉陷。
[0009]所述聚碳酸酯型聚氨酯彈性體由具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐水解性、耐熱性、耐氧化性、耐磨性及極好的生物相容性聚碳酸酯型聚氨酯制作而成，填充在S型或Z型板簧結(jié)構(gòu)中間的間隙，不僅封閉了板簧結(jié)構(gòu)中間的死腔，而且由于本身極好的彈性力學(xué)性能，可以分擔(dān)和緩沖板簧的應(yīng)力。
[0010]鎖定螺釘是在本發(fā)明與椎體接觸的表面后沿(腰椎應(yīng)用時(shí))或前沿(頸椎應(yīng)用時(shí))用鎖定螺釘將融合器固定于融合節(jié)段的上下椎體，早期可以達(dá)到很好固定的目的。
[0011]S型或Z型板簧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于脊柱的前屈、后伸、側(cè)屈及垂直負(fù)重均有很好的應(yīng)力分散，可較好避免應(yīng)力集中導(dǎo)致的金屬疲勞斷裂。
[0012]本發(fā)明可用于頸椎及腰椎椎間盤源性疾病的手術(shù)治療。
[0013]為了保持融合器具有柔韌性，本發(fā)明設(shè)計(jì)了 S型或Z型板簧結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以有最長(zhǎng)的力臂，在負(fù)重相同的情況下，可以將應(yīng)力均勻分散與第一彈性體結(jié)構(gòu)和第二彈性體結(jié)構(gòu)，避免了應(yīng)力集中造成的融合器移位或沉陷。
[0014]為了加強(qiáng)融合器的彈 性，并且封閉第一彈性體結(jié)構(gòu)和第二彈性體結(jié)構(gòu)之間的死腔，在第一彈性體結(jié)構(gòu)和第二彈性體結(jié)構(gòu)之間設(shè)計(jì)成聚碳酸酯聚氨酯彈性體，該彈性體不僅可以負(fù)重，分擔(dān)和緩沖板簧的應(yīng)力，而且有良好的生物相容性。
[0015]為了加強(qiáng)融合器植入椎間后的初始穩(wěn)定性，本發(fā)明設(shè)計(jì)了在融合器上下表面的后側(cè)各加入一枚鎖定螺釘，通過(guò)該螺釘將融合器固定在融合節(jié)段的上下椎體上。
[0016]為了加強(qiáng)融合器的遠(yuǎn)期穩(wěn)定性，本發(fā)明在與上下椎體接觸的融合器表面設(shè)計(jì)了具有骨小梁結(jié)構(gòu)的金屬涂層和/或羥基磷灰石涂層，方面與融合器接觸的椎體骨長(zhǎng)入骨小梁結(jié)構(gòu)中，達(dá)到融合器的永久穩(wěn)定。
[0017]本發(fā)明中具有柔韌性的板簧結(jié)構(gòu)由具有超高強(qiáng)度和超彈性的記憶合金如鈦合金或鎳鈦合金等制作而成。
[0018]本發(fā)明的鎖定螺釘可以為椎體間動(dòng)態(tài)固定融合器植入時(shí)提供初始穩(wěn)定性；骨小梁結(jié)構(gòu)的上下表面便于接觸的椎體松質(zhì)骨長(zhǎng)入，使融合器與椎體達(dá)到永久固定；彈性板簧以及聚碳酸酯聚氨酯彈性體可以代替椎間盤緩解脊柱在靜力位或動(dòng)力位的負(fù)載應(yīng)力沖擊。本發(fā)明旨在融合相鄰椎體的同時(shí)，盡量保留椎間盤的功能，避免融合節(jié)段椎間的活動(dòng)度消失。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)有板簧骨架2，在板簧骨架2的上表面設(shè)有上骨小梁結(jié)構(gòu)層11，在板簧骨架2的下表面設(shè)有下骨小梁結(jié)構(gòu)層12，在板簧骨架2的間隙填充聚碳酸酯型聚氨酯彈性體3，在上骨小梁結(jié)構(gòu)層11和下骨小梁結(jié)構(gòu)層12的前沿或后沿設(shè)有螺孔，所述螺孔用于通過(guò)鎖定螺釘4將本發(fā)明固定于融合節(jié)段的上下椎體上。
[0021]所述上骨小梁結(jié)構(gòu)層11上表面可噴涂上羥基磷灰石涂層，所述下骨小梁結(jié)構(gòu)層12下表面可噴涂下羥基磷灰石涂層。
[0022]所述上骨小梁結(jié)構(gòu)層11、下骨小梁結(jié)構(gòu)層12均可通過(guò)3D打印技術(shù)或電子束熔融成型技術(shù)采用鈦合金粉制作成型，所述上骨小梁結(jié)構(gòu)層11、下骨小梁結(jié)構(gòu)層12是具有生物松質(zhì)骨形態(tài)、強(qiáng)度及彈性模量、多孔結(jié)構(gòu)形成粗糙疏松外表面的金屬人工骨小梁。
[0023]所述上羥基磷灰石涂層和下羥基磷灰石涂層是具有良好生物相容性和骨傳導(dǎo)性的生物活性材料。
[0024]所述板簧骨架2可采用具有固有彈性的板簧骨架。所述具有固有彈性的板簧骨架是由具有高強(qiáng)度和超彈性的鈦合金或鎳鈦合金等記憶金屬加工制作成S型或Z型板簧結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以有最長(zhǎng)的力臂，在負(fù)重相同的情況下，可以將應(yīng)力均勻分散與第一彈性體結(jié)構(gòu)和第二彈性體結(jié)構(gòu)，避免了應(yīng)力集中造成的融合器移位或沉陷。
[0025]所述聚碳酸酯型聚氨酯彈性體3由具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐水解性、耐熱性、耐氧化性、耐磨性及極好的生物相容性聚碳酸酯型聚氨酯制作而成，填充在S型或Z型板簧結(jié)構(gòu)中間的間隙，不僅封閉了板簧結(jié)構(gòu)中間的死腔，而且由于本身極好的彈性力學(xué)性能，可以分擔(dān)和緩沖板簧的應(yīng)力。
[0026]鎖定螺釘4是在本發(fā)明與椎體接觸的表面后沿(腰椎應(yīng)用時(shí))或前沿(頸椎應(yīng)用時(shí))用鎖定螺釘將融合 器固定于融合節(jié)段的上下椎體，早期可以達(dá)到很好固定的目的。
[0027]S型或Z型板簧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于脊柱的前屈、后伸、側(cè)屈及垂直負(fù)重均有很好的應(yīng)力分散，可較好避免應(yīng)力集中導(dǎo)致的金屬疲勞斷裂。
[0028]本發(fā)明可用于頸椎及腰椎椎間盤源性疾病的手術(shù)治療。
[0029]在一些實(shí)施例中，本發(fā)明可以同時(shí)使用2個(gè)或2個(gè)以上具柔韌性骨小梁結(jié)構(gòu)椎間
融合器。
【權(quán)利要求】
1.具柔韌性骨小梁結(jié)構(gòu)椎間融合器，其特征在于設(shè)有板簧骨架，在板簧骨架的上表面設(shè)有上骨小梁結(jié)構(gòu)層，在板簧骨架的下表面設(shè)有下骨小梁結(jié)構(gòu)層，在板簧骨架的間隙填充聚碳酸酯型聚氨酯彈性體，在上骨小梁結(jié)構(gòu)層和下骨小梁結(jié)構(gòu)層的前沿或后沿設(shè)有螺孔，所述螺孔用于通過(guò)鎖定螺釘將本發(fā)明固定于融合節(jié)段的上下椎體上。
2.如權(quán)利要求1所述具柔韌性骨小梁結(jié)構(gòu)椎間融合器，其特征在于所述上骨小梁結(jié)構(gòu)層上表面噴涂上羥基磷灰石涂層，所述下骨小梁結(jié)構(gòu)層下表面噴涂下羥基磷灰石涂層。
3.如權(quán)利要求1所述具柔韌性骨小梁結(jié)構(gòu)椎間融合器，其特征在于所述上骨小梁結(jié)構(gòu)層、下骨小梁結(jié)構(gòu)層均通過(guò)3D打印技術(shù)或電子束熔融成型技術(shù)采用鈦合金粉制作成型。
4.如權(quán)利要求1或3所述具柔韌性骨小梁結(jié)構(gòu)椎間融合器，其特征在于所述上骨小梁結(jié)構(gòu)層、下骨小梁結(jié)構(gòu)層是具有生物松質(zhì)骨形態(tài)、強(qiáng)度及彈性模量、多孔結(jié)構(gòu)形成粗糙疏松外表面的金屬人工骨小梁。
5.如權(quán)利要求1所述具柔韌性骨小梁結(jié)構(gòu)椎間融合器，其特征在于所述板簧骨架采用具有固有彈性的板簧骨架。
6.如權(quán)利要求5所述具柔韌性骨小梁結(jié)構(gòu)椎間融合器，其特征在于所述具有固有彈性的板簧骨架由鈦合金或鎳鈦合金記憶金屬加工制作成S型或Z型板簧結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述具柔韌性骨小梁結(jié)構(gòu)椎間融合器，其特征在于所述聚碳酸酯型聚氨酯彈性體填充在S型或Z 型板簧結(jié)構(gòu)中間的間隙。
【文檔編號(hào)】A61B17/70GK104000674SQ201410254800
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】張衣北 申請(qǐng)人:張衣北