專利名稱：框架式人工椎體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及骨科內(nèi)固定器材，尤其涉及一種用于脊柱患病椎體部分三維重建
的框架式人工椎體。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對脊柱患病的診斷已經(jīng)不是問題，而治療是使患者康復(fù)的 關(guān)鍵，采用手術(shù)治療，是一種比較有效的方式，近些年來，各種脊柱內(nèi)固定器材的開發(fā)和使 用，更給手術(shù)治療提供了保障，使脊柱患者的治療效果得到進一步的提高。目前，在一些脊 柱腫瘤、骨折、結(jié)核和畸形等疾病的手術(shù)治療中，是將有病的椎體切除后，在其內(nèi)固定一個 鈦合金的人工椎體替代物，同時外加一個側(cè)方或后方的輔助內(nèi)固定器，以達到治療目的。 目前使用的鈦合金的人工椎體分為可調(diào)式與固定式兩類，可調(diào)式的人工椎體 中使用較多的主要有L型人工椎體和框架式人工椎體(ArtificialVertebral Body of Framework,AVBK)兩種?？蚣苁饺斯ぷ刁w包括相對的兩個托板以及托板之間設(shè)有的可調(diào)立 柱；其托板包括主板和側(cè)板；主板為人體脊柱椎體截面形，且設(shè)有多個通孔，主板朝向立柱 一側(cè)中心設(shè)有軸套，軸套中心設(shè)有螺釘孔和與之匹配的斜向螺釘，主板背向立柱一側(cè)的遠 端邊緣設(shè)有兩個椎形尖樁，近端邊緣上設(shè)有垂直于托板的側(cè)板，側(cè)板上設(shè)有兩個螺釘孔和 與之匹配的橫向螺釘，該兩個螺釘孔之間設(shè)有鎖釘孔；立柱包括套筒和軸桿，軸桿兩端分別 嵌入相對的兩個托板的軸套中形成杵臼連接，并以鎖釘固定；兩個托板和立柱各部件的表 面均設(shè)有羥基磷灰石涂層。 手術(shù)治療中，將托板的主板與固定椎體的斷面相接，主板近端的側(cè)板靠近手術(shù)創(chuàng) 面，主板遠端的椎形尖樁插入固定椎體的斷面中，將一枚斜向螺釘和兩枚橫向螺釘分別固 定在固定椎體中，并在固定椎體中相互交鎖，形成立體固定，使框架式人工椎體置入人體脊 柱，代替病變椎體。 在手術(shù)中，首先利用專用脊柱撐開矯形器撐開椎體，矯正脊柱畸形；再將兩個托板 置入，使主板近端側(cè)板靠近創(chuàng)面一側(cè)，讓托板分別貼置在上固定椎體下表面和下固定椎體 上表面，主板遠端椎形尖樁分別剌入上下椎體；然后安裝上下斜向螺釘和橫向螺釘，并借助 鎖釘將兩個橫向螺釘鎖定，斜向螺釘和兩枚橫向螺釘即在固定椎體中相互鎖住；最后整體 放入立柱，旋轉(zhuǎn)套筒，并通過調(diào)整上半軸和下半軸的相對位置，將立柱調(diào)整至適合的高度， 進一步糾正脊柱畸形后固定。 該框架式人工椎體可以在切除病變椎體后，分別與固定椎體，即原病變椎體連接 的上下椎體，連接成為脊椎的一部分，置入人體脊柱代替病變椎體，讓患者去除病患，恢復(fù) 健康。該框架式人工椎體形成一個框架結(jié)構(gòu)，作為支撐固定器包埋于脊椎植骨中，椎體骨性 結(jié)構(gòu)重建以后，可增加脊柱固定強度。但是，現(xiàn)有的這種框架式人工椎體使用時，由于托板 和立柱需要分別置入，而且橫向螺釘穿入固定椎體后，需要再用側(cè)板上的鎖釘予以固定，使 得手術(shù)繁雜不方便，手術(shù)時間延長；另外，由于與固定椎體接觸的托板表面光滑，使得托板 與椎體骨性接觸不良，生物性能欠佳。
實用新型內(nèi)容本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺點，而提供一種框架式人 工椎體，其可調(diào)性能提高，在手術(shù)治療中可以整體放置在固定椎體處，使手術(shù)操作更為便 捷，有效縮短手術(shù)時間，主板固定椎體接觸的板面設(shè)置為粗糙面，使得主板與椎體骨性接觸 良好，提高術(shù)后的生物性能。 本實用新型的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。 本實用新型框架式人工椎體，包括兩個相對設(shè)置的托板以及設(shè)置在托板之間的立 柱；該托板包括主板、側(cè)板和軸套；主板為與人體脊柱椎體截面形狀相同的板體，主板近端 邊緣上設(shè)有垂直于托板的側(cè)板，側(cè)板上設(shè)有兩個帶有螺紋的螺釘孔和與之匹配的兩個平行 的橫向螺釘，主板朝向立柱一側(cè)的中心設(shè)有軸套，立柱兩端分別嵌入相對的兩個托板的軸 套中形成杵臼連接，并以鎖釘固定，主板背向立柱一側(cè)的遠端邊緣設(shè)有兩個椎形尖樁；兩個 托板和立柱為鈦合金材料制成，且表面均設(shè)有羥基磷灰石涂層；其特征在于，所述主板背向 立柱一側(cè)的板面為粗糙面；所述軸套與主板連接處之間設(shè)有主板支撐體，軸套內(nèi)側(cè)設(shè)有具 有升降功能的螺紋；該主板支撐體上設(shè)有螺紋孔和與之匹配的螺釘，該螺釘由兩個平行的 橫向螺釘中間穿過，并與橫向螺釘形成互鎖狀。 前述的框架式人工椎體，其中主板為外沿與脊柱椎體截面形狀相近的馬蹄形且板 面呈藕根形的板體，主板背向立柱一側(cè)的板面為微孔狀粗糙面。 前述的框架式人工椎體，其中主板面積小于脊柱椎體截面面積1/2至1/3. 前述的框架式人工椎體，其中主板支撐體為一體成型在主板朝向立柱一側(cè)的板面
上，且托板支撐體為中空的椎形柱體，該椎形柱體的大直徑端與主板朝向立柱一側(cè)的板面
一體成型，椎形柱體的小直徑端與軸套一體成型，且椎形柱體的椎形面上設(shè)有斜向鎖定螺
紋孔和與之匹配的斜向螺釘，該斜向螺釘由兩個平行的橫向螺釘中間穿過，且該斜向螺釘
中心線與兩個平行的橫向螺釘中心線之間的相交角為40度至70度。 前述的框架式人工椎體，其中主板支撐體椎形面上設(shè)有等距排列的通孔。 前述的框架式人工椎體，其中橫向螺釘和斜向螺釘為自攻自鎖螺釘，其直徑為
5±0. 5mm，螺距為3±0. 5mm，螺絲深度為0. 5±0. lmm，螺釘?shù)拈L度為26至50mm。 前述的框架式人工椎體，其中立柱直徑為4±0. 5mm、8士0. 5mm、12士0. 5mm或者
16±0. 5mm，立柱長度為30至80mm。 本實用新型框架式人工椎體的有益效果，框架式人工椎體是由三枚寬螺紋自攻自 鎖螺釘、用鈦合金(Tc4)材料制成的兩端對稱的托板以及設(shè)置在托板之間的可調(diào)立柱構(gòu)成 的框架結(jié)構(gòu)，其表面噴涂羥基磷灰石涂層(hydroxy即atite HA);具有撐開椎體、糾正脊柱 畸形、固定并維持脊柱穩(wěn)定性、提供植骨重建骨性結(jié)構(gòu)的空間的功效，具有良好的誘導(dǎo)骨 細(xì)胞生長的作用；其力學(xué)性能科學(xué)合理，縱行壓縮載荷高，材料不容易斷裂，兩枚橫行平行 的螺釘與一枚斜向縱行的自攻自鎖螺釘在椎體中心形成立體交鎖，有效提高假體的固定 強度；其表面燒結(jié)的具有生物活性的羥基磷灰石涂層，不產(chǎn)生熱分解，同時不改變鈦合金 (Tc4)材料的強度和脆性，使框架式人工椎體能夠保持原有的抗疲勞斷裂性能，保證使用的 安全性；框架式人工椎體的使用符合脊柱外科的發(fā)展方向。


圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中主要標(biāo)號說明1主板、11椎形尖樁、12主板支撐體、121支撐體椎形面、2側(cè) 板、3立柱、4軸套、41鎖釘、5橫向螺釘、6斜向螺釘。
具體實施方式參閱圖1所示，本實用新型框架式人工椎體，包括兩個相對設(shè)置的托板以及設(shè)置 在托板之間的立柱3 ;該托板包括主板1、側(cè)板2和軸套4 ;主板1為與人體脊柱椎體截面形
狀相同的板體，主板1近端邊緣上設(shè)有垂直于托板的側(cè)板2，側(cè)板2上設(shè)有兩個帶有螺紋的 螺釘孔和與之匹配的兩個平行的橫向螺釘5，主板1朝向立柱3 —側(cè)的中心設(shè)有軸套4，立 柱3兩端分別嵌入相對的兩個托板的軸套4中形成杵臼連接，并以鎖釘41固定，主板1背 向立柱3 —側(cè)的遠端邊緣設(shè)有兩個椎形尖樁11 ;兩個托板和立柱3為鈦合金材料制成，且 表面均設(shè)有羥基磷灰石涂層；其改進之處在于，該主板1背向立柱3 —側(cè)的板面為粗糙面； 該軸套4與主板1連接處之間設(shè)有主板支撐體12，軸套4內(nèi)側(cè)設(shè)有具有升降功能的螺紋； 該主板支撐體12上設(shè)有螺紋孔和與之匹配的螺釘6，該螺釘6由兩個平行的橫向螺釘5中 間穿過，并與橫向螺釘5形成互鎖狀。 參閱圖1所示，本實用新型框架式人工椎體，其中，主板1為外沿與脊柱椎體截面 形狀相近的馬蹄形且板面呈藕根形的板體，主板1背向立柱3 —側(cè)的板面為微孔狀粗糙面； 主板1面積小于脊柱椎體截面面積1/2至1/3 ;主板支撐體12為一體成型在主板1朝向立 柱3 —側(cè)的板面上，且托板支撐體12為中空的椎形柱體，該椎形柱體的大直徑端與主板朝 向立柱一側(cè)的板面一體成型，椎形柱體的小直徑端與軸套一體成型，且椎形柱體的椎形面 上設(shè)有斜向鎖定螺紋孔和與之匹配的斜向螺釘6，該斜向螺釘6由兩個平行的橫向螺釘5中 間穿過，且該斜向螺釘中心線與兩個平行的橫向螺釘中心線之間的相交角為40度至70度； 主板支撐體12椎形面上設(shè)有等距排列的通孔(圖中未示)；橫向螺釘5和斜向螺釘6為自 攻自鎖螺釘，其直徑為5±0. 5mm，螺距為3±0. 5mm，螺絲深度為0. 5±0. lmm，螺釘?shù)拈L度為 26至50mm ;立柱3直徑為4±0. 5mm、8士0. 5mm、12士0. 5mm或者16±0. 5mm，立柱長度為30 至80mm。 本實用新型框架式人工椎體的使用，在手術(shù)中，徹底清除病灶，切除椎體的病變部 分至正常骨質(zhì)，盡可能達到殘端面與終板修平行，病椎骨膜及軟組織盡量保留完整，椎管前 方完全減壓，用碘伏或者洗必泰浸泡10至15分鐘，再用慶大霉素液反復(fù)沖洗2至3次。利 用脊柱撐開矯形器撐開殘腔的上下椎體，盡量矯正脊柱畸形，借助脊柱撐開維持器維持撐 開。測量殘腔的高度和上下椎體的直徑，選擇適合型號的假體，然后將框架式人工椎體整體 置入安裝于被切除病灶的殘腔內(nèi)；置入時，兩個托板有左右方向置入，使主板近端側(cè)板靠近 創(chuàng)面一側(cè)，讓托板分別貼置在上固定椎體下表面和下固定椎體上表面，主板遠端椎形尖樁 分別剌入上下椎體；調(diào)整立柱至適合高度后，安裝上下斜向縱行螺釘和橫向平行螺釘，借助 鎖釘將兩個橫向螺釘鎖定，使分別位于上托板和下托板處的一枚斜向縱行螺釘和兩枚橫向 平行螺釘在固定椎體中相互鎖??；最后消炎藥物放入病灶內(nèi)，進行縫合，完成手術(shù)。 臨床治療效果，隨訪采用框架式人工椎體或者間盤治療的胸腰脊柱病變患者33 例。1、隨訪時間為24至51個月，8例不全截癱和10例馬尾綜合癥，24個月基本康復(fù)。4例完全截癱，術(shù)后1至2個月開始恢復(fù)，其中2例24個月Frankel功能分級E級；1例24個月 Frankel功能分級B級；1例24個月Frankel功能分級C級。全部病例最后一次復(fù)查血沉、 血象基本正常。2、兩年后隨訪X光、CT檢查。X光顯示假體位置無變化，周圍呈較均勻的骨 性融合影像，術(shù)后側(cè)凸畸形全部糾正，20例后凸畸形糾正角度15至30度，平均糾正21. 03 度。CT或者三維CT檢查，可見植骨間模糊或者融合，假體和骨膜邊緣呈高密度成骨影像假 體兩端處與固定椎體骨質(zhì)融合良好，而且未發(fā)現(xiàn)新的病灶。 本實用新型框架式人工椎體的工作原理是該框架式人工椎體是由三枚寬螺紋自 攻自鎖螺釘、用鈦合金(Tc4)材料制成的兩端對稱的托板以及設(shè)置在托板之間的可調(diào)立柱 構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，是融制成和固定為一體的脊柱內(nèi)固定骨科器材。鈦合金框架表面噴涂的 羥基磷灰石涂層(hydroxy即atite HA)，具有骨傳導(dǎo)性能，能夠利于骨的形成。假體兩端 的藕根仿生學(xué)托板由主板和側(cè)板組成，主板是撐起上下椎體兩端的帶翼的外沿呈馬蹄形而 板面呈藕根狀結(jié)構(gòu)的截面，該外沿呈馬蹄形而板面呈藕根狀結(jié)構(gòu)的截面與脊柱椎體截面相 似，可以給椎管留下空間以防止椎管受壓迫；側(cè)板是位于椎體側(cè)面，安裝兩枚橫向平行的自 鎖固定螺釘，與主板支撐體設(shè)置的一枚斜向螺釘在椎體內(nèi)相互交鎖固定假體。立柱與設(shè)置 在主板支撐體的軸套形成可升降調(diào)節(jié)的杵臼關(guān)節(jié)式連接，提高了立柱的調(diào)節(jié)性能，因此在 手術(shù)治療中可以將該框架式人工椎體整體放置在固定椎體處，使手術(shù)操作更為便捷，有效 縮短手術(shù)時間；且在該處可以具有5至10度的微動功能，使假體具有應(yīng)力環(huán)境，可承擔(dān)重 建的骨性結(jié)構(gòu)的主要負(fù)重，有利于骨性結(jié)構(gòu)的形成。主板固定椎體接觸的板面設(shè)置為粗糙 面，使得主板與椎體骨性接觸良好，提高術(shù)后的生物性能。當(dāng)框架式人工椎體的整體高度在 20mm以下時，成為人工椎間盤，可用于椎間盤的置換?？蚣苁饺斯ぷ刁w的結(jié)構(gòu)設(shè)計，力學(xué)性 能科學(xué)合理，其縱行壓縮載荷高，材料不容易斷裂，兩枚橫行平行的螺釘與一枚斜向縱行的 自攻自鎖螺釘在椎體中心形成立體交鎖，有效提高假體的固定強度?？蚣苁饺斯ぷ刁w表面 燒結(jié)的具有生物活性的羥基磷灰石涂層，不產(chǎn)生熱分解，同時不改變鈦合金(Tc4)材料的 強度和脆性，使框架式人工椎體能夠保持原有的抗疲勞斷裂性能，保證使用的安全性。 本實用新型框架式人工椎體的優(yōu)點是1、假體與手術(shù)椎體截面之間具有堅強的固 定效果，術(shù)后即刻穩(wěn)定，并能與手術(shù)椎體截面形成永久性骨融合，具有長期的穩(wěn)定性。2、充 分恢復(fù)椎體的高度，部分或者全部矯正脊柱畸形，使之恢復(fù)生理功能。3、整體植入，方便操 作，提高手術(shù)的成功率。3、材料具有良好的生物相容性和較好的抗疲勞性，不會影響核磁共 振(MR)檢查。 以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上 的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與 修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種框架式人工椎體，包括兩個相對設(shè)置的托板以及設(shè)置在托板之間的立柱；該托板包括主板、側(cè)板和軸套；主板為與人體脊柱椎體截面形狀相同的板體，主板近端邊緣上設(shè)有垂直于托板的側(cè)板，側(cè)板上設(shè)有兩個帶有螺紋的螺釘孔和與之匹配的兩個平行的橫向螺釘，主板朝向立柱一側(cè)的中心設(shè)有軸套，立柱兩端分別嵌入相對的兩個托板的軸套中形成杵臼連接，并以鎖釘固定，主板背向立柱一側(cè)的遠端邊緣設(shè)有兩個椎形尖樁；兩個托板和立柱為鈦合金材料制成，且表面均設(shè)有羥基磷灰石涂層；其特征在于，所述主板背向立柱一側(cè)的板面為粗糙面；所述軸套與主板連接處之間設(shè)有主板支撐體，軸套內(nèi)側(cè)設(shè)有具有升降功能的螺紋；該主板支撐體上設(shè)有螺紋孔和與之匹配的螺釘，該螺釘由兩個平行的橫向螺釘中間穿過，并與橫向螺釘形成互鎖狀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的框架式人工椎體，其特征在于，所述主板為外沿與脊柱椎體 截面形狀相近的馬蹄形且板面呈藕根形的板體，主板背向立柱一側(cè)的板面為微孔狀粗糙 面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的框架式人工椎體，其特征在于，所述主板面積小于脊柱椎 體截面面積1/2至1/3。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的框架式人工椎體，其特征在于，所述主板支撐體為一體成型 在主板朝向立柱一側(cè)的板面上，且托板支撐體為中空的椎形柱體，該椎形柱體的大直徑端 與主板朝向立柱一側(cè)的板面一體成型，椎形柱體的小直徑端與軸套一體成型，且椎形柱體 的椎形面上設(shè)有斜向鎖定螺紋孔和與之匹配的斜向螺釘，該斜向螺釘由兩個平行的橫向螺 釘中間穿過，且該斜向螺釘中心線與兩個平行的橫向螺釘中心線之間的相交角為40度至 70度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的框架式人工椎體，其特征在于，所述主板支撐體椎形面上設(shè) 有等距排列的通孔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的框架式人工椎體，其特征在于，所述橫向螺釘和斜向螺釘 為自攻自鎖螺釘，其直徑為5±0. 5mm，螺距為3±0. 5mm，螺絲深度為0. 5±0. lmm，螺釘?shù)拈L 度為26至50mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的框架式人工椎體，其特征在于，所述立柱直徑為 4±0. 5mm、8士0. 5mm、12士0. 5mm或者16±0. 5mm，立柱長度為30至80mm。
專利摘要一種框架式人工椎體，包括兩個相對設(shè)置的托板及設(shè)在托板間的立柱；托板包括主板、側(cè)板和軸套；主板為與人體脊柱椎體截面形狀相同的板體，主板近端邊緣上設(shè)垂直于托板的側(cè)板，側(cè)板上設(shè)帶有螺紋的螺釘孔和與之匹配的橫向螺釘，主板朝向立柱一側(cè)的中心設(shè)軸套，立柱兩端分別嵌入相對兩個托板軸套中形成杵臼連接并以鎖釘固定，主板背向立柱一側(cè)遠端邊緣設(shè)兩個椎形尖樁；兩個托板和立柱為鈦合金材料制成且表面均設(shè)羥基磷灰石涂層；主板背向立柱一側(cè)板面為粗糙面；軸套與主板連接處間設(shè)主板支撐體，軸套內(nèi)側(cè)設(shè)具有升降功能的螺紋；主板支撐體上設(shè)螺紋孔和與之匹配的螺釘，螺釘由兩個平行橫向螺釘中間穿過形成互鎖狀；手術(shù)操作便捷，術(shù)后生物性能提高。
文檔編號A61B17/86GK201453419SQ20092009611
公開日2010年5月12日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者王永清 申請人:王永清