專利名稱：自穩(wěn)定人工椎體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及骨科植入領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于對受損脊柱椎體進行替代的具有良好的術(shù)后即刻穩(wěn)定性并能實現(xiàn)遠(yuǎn)期骨性融合的自穩(wěn)定人工椎體。
背景技術(shù)：
在人類脊柱疾病的治療中，由于脊柱腫瘤、結(jié)核和嚴(yán)重的骨折常引起椎體破壞，可能導(dǎo)致脊髓神經(jīng)損害而不得不施行椎體切除術(shù)，椎體切除后的脊柱需重建其穩(wěn)定性，人工椎體置換術(shù)的出現(xiàn)為治療此類疾病提供了一種較為理想的方法。自上個世紀(jì)60年代末首次報道椎體腫瘤切除并以假體替代以來，人工椎體作為一類有效的椎體替代物在臨床上得到了廣泛應(yīng)用。但在臨床應(yīng)用以及一系列的生物力學(xué)測試中顯示出傳統(tǒng)的人工椎體在某些方面尚存在一些有待解決的問題，特別是術(shù)后人工椎體自身的即刻穩(wěn)定性不足、與上下椎體早期結(jié)合強度低，易導(dǎo)致植入物移位甚至脫出。另外因為人工椎體采用實體材料制造，為了留出足夠的人工椎體植骨孔，因此常常導(dǎo)致人工椎體上下終板之有效支撐面積縮小，從而支撐力度不足，使得人工椎體逐漸沉陷入上下椎體的骨質(zhì)內(nèi)而最終喪失了理想支撐高度。為了減少上述問題的影響，人們不得不在植入人工椎體的同時附加實施前路或后路的釘板或釘棒固定系統(tǒng)以期提供早期及骨融合期的穩(wěn)定，而這又帶來另外的問題，如手術(shù)費用的增加、內(nèi)固定系統(tǒng)中螺釘?shù)牧W(xué)環(huán)境相當(dāng)惡劣增大了斷釘幾率、釘板或釘棒固定系統(tǒng)凸出或懸浮于生理椎體表面以外對周圍組織產(chǎn)生不利影響等等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種既具有良好的術(shù)后即刻穩(wěn)定性又能兼顧良好的骨融合、能有效抗沉陷，持續(xù)保持所替代椎體的高度、植入體內(nèi)后零切跡、手術(shù)簡便可靠的自穩(wěn)定人工椎體。為實現(xiàn) 上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計方案:一種自穩(wěn)定人工椎體，其特征在于該自穩(wěn)定人工椎體由椎體主體、椎體固定螺釘組成；所述椎體主體用于植入替代被切除或缺失的宿主椎體節(jié)段以恢復(fù)及重建脊柱生理高度并將在未來形成與上下相鄰椎體之間的骨性融合，椎體固定螺釘則將椎體主體與上下相鄰宿主椎體節(jié)段相連接固定。該自穩(wěn)定人工椎體具有較好的抗沉陷和防脫位能力，術(shù)后可使脊柱獲得可靠的即刻穩(wěn)定以利于盡早實現(xiàn)椎體主體與上下相鄰椎體之間的骨性融合。所述椎體主體為一柱形體，在椎體主體上下兩端設(shè)置有椎體融合面，椎體主體上還設(shè)有植骨孔，當(dāng)所述椎體主體被植入預(yù)定節(jié)段位置后，椎體融合面將與上下相鄰的健康椎體節(jié)段的終板骨質(zhì)實現(xiàn)良好貼合。進一步地,椎體主體之柱形體橫截面形狀為圓形、長圓形、環(huán)形、橢圓形、扇形、多邊形、腎形以及由上述圖形組合而成的圖形形狀。進一步地，椎體融合面的表面具有微孔結(jié)構(gòu)。進一步地，微孔結(jié)構(gòu)為包括多個相互連通的微孔隙的多向微孔隙結(jié)構(gòu)。
進一步地，微孔結(jié)構(gòu)的孔隙的孔徑為100 μ m至1800 μ m。進一步地，椎體主體上設(shè)置有多個傾斜并穿過椎體融合面向上或向下延伸的椎體固定螺釘孔，椎體固定螺釘穿過椎體固定螺釘孔將椎體主體與上下相鄰宿主椎體節(jié)段相連接固定。進一步地，椎體固定螺釘孔的孔徑為2 10mm。進一步地，椎體固定螺釘孔的內(nèi)孔壁上設(shè)置有螺紋，該螺紋的螺距為0.25 5mm。進一步地，椎體主體上設(shè)置有植骨孔，所述植骨孔數(shù)量為一個或多個，多個植骨孔之間相互貫通或者通過微孔結(jié)構(gòu)相連通。進一步地,植骨孔的孔徑為2mm至30mm。進一步地，椎體主體在植入人體后其柱形表面位于宿主原脊椎椎體生理表面以內(nèi)。進一步地，椎體主體的表面和/或內(nèi)部設(shè)置有加強結(jié)構(gòu)。進一步地,椎體主體為微孔結(jié)構(gòu)。進一步地，微孔結(jié)構(gòu)為包括多個相互連通的微孔隙的多向微孔隙結(jié)構(gòu)。進一步地，微孔結(jié)構(gòu)的孔隙的孔徑為100 μ m至1800 μ m。進一步地，椎體主體與椎體融合面的微孔結(jié)構(gòu)的金屬表層涂覆有羥基磷灰石涂
層。 本發(fā)明自穩(wěn)定人工椎體，其椎體主體、椎體連接器等部件采用醫(yī)用金屬及醫(yī)用高分子材料制作，這類醫(yī)用材料大都經(jīng)過多年臨床經(jīng)驗證實了其良好的生物學(xué)性能。本發(fā)明自穩(wěn)定人工椎體的一種手術(shù)過程為:I)取出需被替代的受損宿主椎體節(jié)段；2)選用適當(dāng)高度的椎體主體裝入已被取出的受損宿主椎體節(jié)段部位，必要時在椎體主體的植骨孔內(nèi)植入自體骨或異體骨的骨塊及碎骨顆粒以誘導(dǎo)未來骨細(xì)胞的爬行長A ；3)選用適當(dāng)直徑及長度的椎體固定螺釘，將椎體固定螺釘通過椎體主體上的椎體固定螺釘孔旋入上下兩相鄰宿主健康椎體的終板內(nèi)，此時兩相鄰宿主健康椎體終板將通過椎體固定螺釘與椎體主體上的椎體融合面緊密貼合；眾所周知手術(shù)方案依據(jù)患者具體情況以及術(shù)者對治療的判斷會有很多種，在這里不做更為詳盡的描述。自穩(wěn)定人工椎體被植入人體后該自穩(wěn)定人工椎體的椎體主體之椎體融合面與上下兩相鄰的宿主健康椎體的終板緊密貼合，未來骨細(xì)胞將長入椎體融合面表面的微孔結(jié)構(gòu)而形成椎體的終板與椎體融合面的骨性融合以達到椎體主體的遠(yuǎn)期穩(wěn)定。


構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1是根據(jù)本發(fā)明的自穩(wěn)定人工椎體使用狀態(tài)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明自穩(wěn)定人工椎體實施例之椎體主體與椎體固定螺釘示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的椎體主體微孔結(jié)構(gòu)實施例示意圖4是根據(jù)本發(fā)明的椎體主體加強結(jié)構(gòu)實施例示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的椎體主體微孔結(jié)構(gòu)實施例示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的椎體主體另一微孔結(jié)構(gòu)實施例示意圖。
具體實施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。如圖1、圖2所示的根據(jù)本發(fā)明的自穩(wěn)定人工椎體，設(shè)置在由于腫瘤、創(chuàng)傷、先天性疾患所引起的無法正常發(fā)揮自身功能而被移除的宿主脊椎椎體所遺留下來的空間位置，所述自穩(wěn)定人工椎體包括椎體主體1、椎體固定螺釘2，其中椎體主體I用于植入替代被切除或缺失的宿主椎體節(jié)段以恢復(fù)及重建脊柱生理高度并將在未來形成與上下相鄰健康椎體3之間的骨性融合，椎體固定螺釘2穿過椎體固定螺釘孔11將椎體主體I與上下相鄰健康椎體3節(jié)段相連接固定最終構(gòu)成自穩(wěn)定人工椎體以使脊柱獲得可靠的即刻穩(wěn)定。如圖2、圖3所示的本發(fā)明自穩(wěn)定人工椎體，其椎體主體I是由醫(yī)用金屬制成，因此具有良好生物相容性。所述椎體主體I為一柱形體,椎體主體I之柱形體橫截面形狀為圓形、長圓形、環(huán)形、橢圓形、扇形、多邊形、腎形以及由上述圖形組合而成的圖形形狀，在椎體主體I的上下兩端設(shè)置有椎體融合面10、椎體固定螺釘孔11，椎體主體I上還設(shè)有植骨孔13，當(dāng)所述椎體主體I被植入預(yù)定節(jié)段位置后，椎體融合面10將與上下相鄰健康椎體3節(jié)段的終板骨質(zhì)實現(xiàn)良好貼合。采用本發(fā)明的椎體主體I其椎體融合面10為便于骨細(xì)胞長入的微孔結(jié)構(gòu)101，微孔結(jié)構(gòu)101的孔隙的直徑為100 μ m至1800 μ m。如圖5、圖6所示，該微孔結(jié)構(gòu)101是一種相互連通的多向微孔隙結(jié)構(gòu)，該孔隙有利于骨細(xì)胞爬行長入，術(shù)后椎體主體I的椎體融合面10將與上下相鄰健康椎體3的終板發(fā)生骨融合以達到遠(yuǎn)期穩(wěn)定。優(yōu)選地，椎體主·體I為醫(yī)用金屬制成微孔結(jié)構(gòu)102，如圖5、圖6所示，該微孔結(jié)構(gòu)102的表面及內(nèi)部孔隙相互貫通，微孔結(jié)構(gòu)102的孔隙孔徑IOOm至1800 μ m。如圖2、圖3所示，椎體主體I上設(shè)置有多個傾斜并穿過椎體融合面10向上或向下延伸的椎體固定螺釘孔11，椎體固定螺釘2穿過椎體固定螺釘孔11將椎體主體I與上下相鄰健康椎體3節(jié)段相連接固定，由于椎體固定螺釘孔11被設(shè)計成由椎體主體I的外柱面向椎體融合面10傾斜穿出，且椎體固定螺釘2安裝旋緊后其釘帽將沉入椎體主體I表面以內(nèi)，如圖1所示，因此椎體主體I在植入人體后其柱形表面位于宿主原脊椎椎體生理表面以內(nèi)以達到醫(yī)學(xué)界所謂零切跡之效果。圖5、圖6所示為椎體融合面10的微孔結(jié)構(gòu)101和/或椎體主體I的微孔結(jié)構(gòu)102實施例，微孔結(jié)構(gòu)101和102的結(jié)構(gòu)并不限定于圖5、圖6所示之兩種，微孔結(jié)構(gòu)101和102的結(jié)構(gòu)形式與孔隙孔徑參數(shù)可以相同也可以不同，微孔結(jié)構(gòu)101或102的孔隙孔徑為100 μ m 至 1800 μ m。如圖4所示椎體主體I的表面和/或內(nèi)部設(shè)置有加強結(jié)構(gòu)12。如圖2、圖3所示，椎體主體I上設(shè)置有植骨孔13，植骨孔13的數(shù)量為一個或多個，多個植骨孔13之間相互貫通或者通過微孔結(jié)構(gòu)102相連通，該植骨孔13可以容納自體或異體骨塊和骨顆粒，術(shù)前或術(shù)中在該植骨孔13內(nèi)植入自體或異體骨塊和骨顆?？梢云鸬秸T導(dǎo)骨細(xì)胞爬行長入促進骨融合的作用，植骨孔13孔徑為2mm至30mm，以方便不同直徑的自體或異體骨塊和骨顆粒植入。出于術(shù)后誘導(dǎo)骨細(xì)胞長入的需要，椎體主體I與椎體融合面10的微孔結(jié)構(gòu)101和102的金屬表層涂覆有羥基磷灰石涂層。自穩(wěn)定人工椎體的加工方法有兩條較理想的加工路徑:A、采用數(shù)控加工機床依據(jù)在計算機中生成的自穩(wěn)定人工椎體各部件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成的加工程序進行加工成型，然后使用電火花加工、化學(xué)腐蝕、機械鉆孔切削等方法加工鉆銑出所需要的植骨孔、螺釘孔與微孔，固定螺釘則采用車削或銑等常規(guī)機械加工方法制作；B、利用激光燒結(jié)或高能電子束熔融等快速成型技術(shù)熔融成型，具體方法如下:a)使用專業(yè)軟件對在計算機中設(shè)計建造的自穩(wěn)定人工椎體部件三維數(shù)據(jù)模型進行分層，以獲得一系列單層切片的輪廓數(shù)據(jù)；b)向激光或高能電子束快速成型設(shè)備輸入上述系列層片數(shù)據(jù)； c)在激光或高能電子束快速成型設(shè) 備加工艙內(nèi)鋪設(shè)與前述三維數(shù)據(jù)模型分層時層高相應(yīng)厚度的醫(yī)用金屬粉末；d)由計算機控制激光束或高能電子束對醫(yī)用金屬粉末進行掃描并有選擇的熔化；e)重復(fù)前述鋪設(shè)粉末、掃描熔化步驟以使各層被選擇熔化的材料相互熔結(jié)成整體；f)完成全部層面的熔融過程后去除未熔融的粉末即可得到所需要形狀結(jié)構(gòu)的自穩(wěn)定人工椎體部件；g)由于在建造自穩(wěn)定人工椎體部件三維數(shù)據(jù)模型時已經(jīng)將所需要的實體、植骨孔、螺釘孔、微孔等等結(jié)構(gòu)一并設(shè)計在數(shù)據(jù)文件中，因此上述各種結(jié)構(gòu)在激光燒結(jié)或高能電子束熔融過程中將一次性完成制造；h)羥基磷灰石涂層可通過高溫噴涂或電化學(xué)沉積得到。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自穩(wěn)定人工椎體，其特征在于該自穩(wěn)定人工椎體由椎體主體(I)、椎體固定螺釘⑵組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自穩(wěn)定人工椎體,其特征在于,所述椎體主體(I)為一柱形體，在椎體主體(I)上下兩端設(shè)置有椎體融合面(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的自穩(wěn)定人工椎體，其特征在于，所述椎體融合面(10)的表面具有微孔結(jié)構(gòu)(101)，所述微孔結(jié)構(gòu)(101)為包括多個相互連通的微孔隙的多向微孔隙結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自穩(wěn)定人工椎體，其特征在于，所述微孔結(jié)構(gòu)(101)的孔隙的孔徑為100 μ m至1800 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的自穩(wěn)定人工椎體，其特征在于，所述椎體主體(I)上設(shè)置有多個傾斜并穿過椎體融合面(10)向上或向下延伸的椎體固定螺釘孔(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自穩(wěn)定人工椎體，其特征在于，所述椎體固定螺釘孔(11)的孔徑為2 10mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自穩(wěn)定人工椎體，其特征在于，所述椎體固定螺釘孔(11)的內(nèi)孔壁上設(shè)置有螺紋，該螺紋的螺距為0.25 5mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的自穩(wěn)定人工椎體，其特征在于，所述椎體主體(I)上設(shè)有植骨孔(13)，所述植骨孔(13)數(shù)量至少為一個，植骨孔(13)之間相互貫通或者通過微孔結(jié)構(gòu)相連通，植骨孔(13)的孔徑為2mm至30mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要 求2所述的自穩(wěn)定人工椎體，其特征在于，所述椎體主體(I)為微孔結(jié)構(gòu)(102)，所述微孔結(jié)構(gòu)(102)為包括多個相互連通的微孔隙的多向微孔隙結(jié)構(gòu)，該微孔結(jié)構(gòu)(102)的孔隙的孔徑為ΙΟΟμπι至1800 μ m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的自穩(wěn)定人工椎體，其特征在于，所述椎體主體(I)的表面和/或內(nèi)部設(shè)置有加強結(jié)構(gòu)(12)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的自穩(wěn)定人工椎體，其特征在于，所述椎體主體(I)之柱形體橫截面形狀為圓形、長圓形、環(huán)形、橢圓形、扇形、多邊形、腎形以及由上述圖形組合而成的圖形形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的自穩(wěn)定人工椎體，其特征在于，在所述椎體主體(I)上的微孔結(jié)構(gòu)(102)與椎體融合面(10)上的微孔結(jié)構(gòu)(101)的金屬表層涂覆有羥基磷灰石涂層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自穩(wěn)定人工椎體，其特征在于，所述自穩(wěn)定人工椎體由醫(yī)用金屬和/或醫(yī)用高分子材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于植入替代被切除或缺失的宿主椎體節(jié)段的自穩(wěn)定人工椎體，它包括椎體主體、椎體固定螺釘，其椎體主體與椎體融合面為便于骨細(xì)胞長入的微孔結(jié)構(gòu)，術(shù)中選用適當(dāng)高度的椎體主體裝入已被取出的受損宿主椎體節(jié)段部位，用椎體固定螺釘通過椎體固定螺釘孔將椎體主體與上下兩相鄰宿主健康椎體連接固定，本發(fā)明自穩(wěn)定人工椎體既具有良好的術(shù)后即刻穩(wěn)定性并兼顧良好的骨融合、能有效抗沉陷，持續(xù)保持所替代椎體的高度、植入體內(nèi)后零切跡、手術(shù)簡便可靠。
文檔編號A61F2/44GK103239305SQ201210029309
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者劉忠軍 申請人:北京愛康宜誠醫(yī)療器材股份有限公司