專利名稱：高仿真定制化組合式人工脊椎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的骨科假體裝置，尤其是一種高仿真定制化組合式人工脊椎，該高仿真定制化組合式人工脊椎能夠根據(jù)患者不同病情，替代胸、腰椎，糾正因脊柱骨折、結(jié)核、腫瘤和畸形等疾病椎體切除后脊柱不穩(wěn)，維持脊柱穩(wěn)定。
背景技術(shù)：
目前，脊柱腫瘤、結(jié)核、骨折及畸形等病變患者日益增多，可嚴重影響患者的日常生活、工作、生活質(zhì)量，更甚者危及患者的生命，外科手術(shù)是目前有效的治療方法之一。隨著各類新手術(shù)理論的問世(如Tomita術(shù)式)和脊柱內(nèi)固定技術(shù)的改進，臨床手術(shù)方法亦不斷得到改善。目前國內(nèi)外大多采用椎體整體切除、鈦合金人工椎體或鈦網(wǎng)植入及內(nèi)部植骨融合來填充椎體缺損，重建脊柱穩(wěn)定。然而，目前使用的椎體假體或鈦網(wǎng)植入的方式仍存在一些不足1)目前使用的人工椎體或鈦網(wǎng)結(jié)構(gòu)其均不是仿真結(jié)構(gòu)，雖植入后能夠恢復(fù)脊柱穩(wěn)定并重建脊柱骨性完整，但術(shù)后由于無椎體附件部分結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致脊髓無椎管保護，嚴重影響患者術(shù)后的脊柱穩(wěn)定性以及功能恢復(fù)；2)鈦網(wǎng)植骨可能發(fā)生鈦網(wǎng)嵌入上、下位椎體，出現(xiàn)重建椎體高度丟失，椎間孔容積減小，神經(jīng)根局部受到刺激，同時頸椎整體上處于力線不穩(wěn)定狀態(tài)，極易導(dǎo)致神經(jīng)根性癥狀，尤其是骨質(zhì)疏松患者。3) —部分人工椎體及鈦網(wǎng)植入后并未連接脊柱內(nèi)固定器，術(shù)后隨時間推移，一旦預(yù)緊力消失，植入物松動則必然造成脊柱不穩(wěn)，更甚者其會對周圍的神經(jīng)根、血管造成損傷，引起嚴重并發(fā)癥。4)現(xiàn)有的人工椎體多采用鈦合金等金屬材料制成，其共同特征是彈性模量大于椎體，椎體骨與人工椎體界面易產(chǎn)生較大應(yīng)力，由于生物相容性不理想，難以達到滿意的椎間融合效果。5)目前使用的大多數(shù)人工椎體植入后，由于其整體結(jié)構(gòu)的限制，無法在術(shù)后進行局部藥物治療，特別是針對椎體腫瘤及結(jié)核的患者，使術(shù)后局部病灶復(fù)發(fā)的可能性大大增加。
發(fā)明內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本實用新型的目的在于，提供一種通過快速成型技術(shù)根據(jù)不同患者病情及手術(shù)方式設(shè)計的高仿真定制化組合式人工脊椎，使其能夠完整恢復(fù)術(shù)中切除椎體的生物學(xué)形狀并通過新型設(shè)計從而順利植入；在植入后能夠匹配目前臨床普遍使用的釘棒系統(tǒng)，使人工脊椎更加穩(wěn)定；并且通過其特殊材料及特殊設(shè)計，使高仿真定制化組合式人工脊椎較現(xiàn)有的人工椎體具有更好的生物相容性及實用性。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本實用新型采取如下的技術(shù)方案一種高仿真定制化組合式人工脊椎，其特征在于，該高仿真定制化組合式人工脊椎是根據(jù)患者脊柱病變部位的CT三維數(shù)據(jù)重建的高仿真假體植入物，其外表面為多孔鈦， 它由多孔結(jié)構(gòu)的椎體上部，椎體下部和脊椎附件連接組成。所述的椎體上部占整個定制化高仿真組合人工脊椎高度的2/3，外部為椎體形狀， 椎體上部的上表面有錐狀體，椎體上部內(nèi)部預(yù)制有螺紋孔，椎體上部后方兩側(cè)預(yù)制有貫通的圓形椎弓根螺釘釘孔，椎弓根螺釘釘孔內(nèi)預(yù)制有圓柱形釘?shù)?。所述的椎體下部占整個定制化高仿真組合人工脊椎高度的1/3，同樣為椎體形狀， 椎體下部的下表面有錐狀體；椎體下部上有圓柱體狀植骨籠，圓柱體狀植骨籠外表面上預(yù)制有外螺紋，該外螺紋與椎體上部的內(nèi)部螺紋孔相匹配；在椎體下部的圓柱體狀植骨籠周圍還有一對回注孔道，該回注孔道直至椎體下部的邊沿，回注孔道的出口預(yù)制有內(nèi)螺紋和圓形小孔。所述的脊椎附件包括兩側(cè)對稱的椎弓根、橫突、棘突、椎板、上關(guān)節(jié)突及下關(guān)節(jié)突， 在脊椎附件部兩側(cè)有貫穿的椎弓根釘孔，椎弓根釘孔內(nèi)預(yù)制有安裝椎弓根釘釘?shù)赖淖倒攦?nèi)螺紋。本實用新型的高仿真定制化組合式人工脊椎，由于在人工椎體結(jié)構(gòu)及其附件可通過椎弓根螺釘相連接，能夠使其安全的植入并與臨床常用的脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)相匹配并牢固固定；其次通過椎體上、下兩部分采用擰入式組合，可在椎體內(nèi)部植骨籠內(nèi)進行自體骨或異體骨移植并保證了植骨塊的位置穩(wěn)定；再者，通過人工椎體下部側(cè)方2個預(yù)留的藥物回注小孔、可選式擰入接頭及注液軟管，可對病變局部進行術(shù)后局部注入藥物治療，特別是脊柱結(jié)核及腫瘤患者。另外由于本實用新型的高仿真定制化組合式人工脊椎，在外表面采用多孔鈦的獨特設(shè)計，使人工椎體具有更好的生物相容性，不僅能夠作為成骨細胞體外共培養(yǎng)的載體，而且還將進一步成為血管以及骨組織的長入的良好載體。通過椎弓根螺釘可將人工椎體及脊椎附件部相連接，使植入的人工脊椎能夠更好的恢復(fù)脊柱穩(wěn)定并重建脊柱骨性完整。

圖1是本實用新型的高仿真定制化組合式人工脊椎的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是椎體上部后面觀(A向)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1中椎體上部側(cè)上方結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是椎體下部后面觀(A向)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是椎體下部側(cè)上方結(jié)構(gòu)及局部回注孔道結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是椎體上部和椎體下部連接后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是脊椎附件部分結(jié)構(gòu)俯視圖；圖8是采用椎弓根螺釘連接固定后及局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖1的俯視剖面圖。圖中的附圖標記分別表示1、椎體上部，2、椎體下部，3、脊椎附件，4、椎體上部圓柱形釘?shù)溃?、椎體上部螺紋孔，6、椎弓根螺釘釘孔，7、圓柱體狀植骨籠，8、外螺紋，9、圓形小孔，10、內(nèi)螺紋，11、回注孔道，12、粗糙面，13、錐狀體，14、椎弓根，15、橫突，16、棘突，17、椎板，18、上關(guān)節(jié)突，19、下關(guān)節(jié)突，20、椎弓根釘孔，21、脊椎附件椎弓根釘釘?shù)溃?2、椎弓根釘
內(nèi)螺紋。[0025]
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
具體實施方式
參見附圖1 9，本實用新型的高仿真定制化組合式人工脊椎，是根據(jù)患者脊柱病變部位的CT三維重建數(shù)據(jù)，制造與局部脊柱病變部位形態(tài)相一致高仿真假體植入物，其外表面為多孔鈦，它由多孔結(jié)構(gòu)的椎體上部1，椎體下部2和脊椎附件3組成。植入后的高仿真定制化組合式人工脊椎，使患者的術(shù)后脊柱完整性、功能及外觀等方面獲得更好的恢復(fù)。椎體上部1占整個椎體高度上2/3，外部為椎體形狀，內(nèi)部預(yù)制有可匹配植骨籠7 的圓柱狀螺紋孔5，椎體上部后方兩側(cè)為預(yù)制圓形的椎弓根螺釘釘孔6，椎弓根螺釘釘孔6 內(nèi)預(yù)制有圓柱形釘?shù)?及可匹配椎弓根釘?shù)膬?nèi)螺紋22。便于后期根據(jù)需要與脊椎附件3連接及釘棒系統(tǒng)固定。椎體下部2占椎體高度下1/3，外部同樣為椎體形狀，有一圓柱體狀植骨籠7突出位于椎體下部2的上表面，圓柱體狀植骨籠7的外表面預(yù)制有外螺紋8，該外螺紋8與椎體上部1的內(nèi)部螺紋孔5相匹配，可與椎體上部1相擰合。在椎體下部2的圓柱體狀植骨籠7 周圍還有一對回注孔道11，回注孔道11為圓柱體，回注孔道11外表面開有圓形小孔9，該回注孔道11斜向外下方直至椎體下部2的外表面邊沿，圓形小孔9近端的內(nèi)部預(yù)制有內(nèi)螺紋10，便于連接藥物回注管接頭。椎體上部1的上表面和椎體下部2的下表面均為粗糙面12，并各有三個錐狀體13 突出于表面，便于在植入后增加臨近上下椎體間摩擦。脊椎附件3為高仿真定制化脊椎后部，包括對稱的兩側(cè)椎弓根14、橫突15、棘突16、椎板17及上下小關(guān)節(jié)突(18、19)等，在脊椎附件3兩側(cè)有椎弓根釘孔20，椎弓根釘孔20內(nèi)預(yù)制有貫穿的椎弓根釘釘?shù)?1和匹配椎弓根釘?shù)膬?nèi)螺紋22?？赏ㄟ^椎弓根螺釘與椎體上部1，椎體下部2相連接。本實用新型在使用時，將椎體上下兩部分擰緊并置入適當(dāng)位置，再根據(jù)預(yù)制的螺釘釘?shù)缹⑷斯ぷ刁w、附件部分與選用的脊柱內(nèi)固定器鏈接，其能夠使其安全的植入并與臨床常用的脊柱內(nèi)固定器相匹配，牢固的固定。另外，通過椎體側(cè)方預(yù)留的藥物回注小孔、可選式擰入接頭及注液軟管，可對病變局部進行注入藥物治療，特別是脊柱結(jié)核及腫瘤患者。 另外由于本實用新型在人工椎體外壁表面采用多孔鈦材料的獨特設(shè)計，使人工椎體具有更好的生物相容性，不僅能夠作為成骨細胞體外共培養(yǎng)的載體，而且還將進一步成為血管以及骨組織的長入的良好載體。通過椎弓根螺釘可將人工椎體及脊椎附件部相連接，使植入的人工脊椎能夠更好的恢復(fù)脊柱穩(wěn)定并重建脊柱骨性完整。
權(quán)利要求1.一種高仿真定制化組合式人工脊椎，其特征在于，該高仿真定制化組合式人工脊椎是根據(jù)患者脊柱病變部位的CT三維數(shù)據(jù)重建的高仿真假體植入物，其外表面為多孔鈦結(jié)構(gòu)，它由多孔結(jié)構(gòu)的椎體上部(1)，椎體下部(2)和脊椎附件(3)連接組成。
2.如權(quán)利要求1所述的高仿真定制化組合式人工脊椎，其特征在于，所述的椎體上部(1)占整個定制化高仿真組合人工脊椎高度的2/3，外部為椎體形狀，椎體上部(1)的上表面為粗糙面(12)，其表面有三個錐狀體(13)，椎體上部(1)內(nèi)部預(yù)制有可匹配植骨籠(7)的圓柱狀螺紋孔(5)，椎體上部(1)后方兩側(cè)預(yù)制有圓形椎弓根螺釘釘孔(6)，椎弓根螺釘釘孔(6)內(nèi)預(yù)制有圓柱形釘?shù)?4)及可匹配椎弓根釘?shù)膬?nèi)螺紋(22)。
3.如權(quán)利要求1所述的高仿真定制化組合式人工脊椎，其特征在于，所述的椎體下部(2)占整個定制化高仿真組合人工脊椎高度的1/3，同樣為椎體形狀，椎體下部(2)的下表面為粗糙面(12)，其表面有三個錐狀體(13)，椎體下部(2)上方有圓柱體狀植骨籠(7)，圓柱體狀植骨籠(7)外表面上預(yù)制有外螺紋(8)，該外螺紋(8)與椎體上部(1)的內(nèi)部螺紋孔 (5)相匹配。
4.如權(quán)利要求1所述的高仿真定制化組合式人工脊椎，其特征在于，所述的椎體下部(2)的圓柱體狀植骨籠(7)周圍還有一對回注孔道(11)，該回注孔道(11)斜向外下方直至椎體下部(2)的外表面邊沿，回注孔道(11)為圓柱體，回注孔道(11)外表面開有圓形小孔 (9)，圓形小孔(9)近端的內(nèi)部，預(yù)制有便于連接藥物回注管接頭的內(nèi)螺紋(10)。
5.如權(quán)利要求1所述的高仿真定制化組合式人工脊椎，其特征在于，所述的脊椎附件(3)包括兩側(cè)對稱的椎弓根(14)、橫突(15)、棘突(16)、椎板(17)、上關(guān)節(jié)突(18)及下關(guān)節(jié)突(19)，在脊椎附件(3)兩側(cè)有椎弓根釘孔(20)，椎弓根釘孔(20)內(nèi)預(yù)制有貫穿的椎弓根釘釘?shù)?21)和匹配椎弓根釘?shù)膬?nèi)螺紋(22)。
6.如權(quán)利要求4所述的高仿真定制化組合式人工脊椎，其特征在于，所述的回注孔道 (11)為圓柱體，斜向內(nèi)上方通向圓柱體狀植骨籠(7)內(nèi)部。
專利摘要本實用新型公開了一種高仿真定制化組合式人工脊椎，該高仿真定制化組合式人工脊椎是根據(jù)患者脊柱病變部位的CT三維數(shù)據(jù)重建的高仿真假體植入物，其外表面為多孔鈦結(jié)構(gòu)，它由多孔結(jié)構(gòu)的椎體上部，椎體下部和脊椎附件連接組成，使得在椎體切除后，通過人工椎體上下兩端的擰入式組合，固定更加牢固，且可在椎體內(nèi)部植骨籠內(nèi)進行自體骨或異體骨移植并保證了植骨塊的位置穩(wěn)定；通過椎體側(cè)方預(yù)留的藥物回注小孔及可選式擰入接頭可對病變局部進行注入藥物治療，特別適用于脊柱結(jié)核及腫瘤患者。另外，外表面采用多孔鈦材料，使人工椎體具有更好的生物相容性，不僅能夠作為成骨細胞體外共培養(yǎng)的載體，而且還將進一步成為血管以及骨組織的長入的良好載體。
文檔編號A61F2/44GK202051852SQ20112011696
公開日2011年11月30日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者嚴亞波, 吳子祥, 張揚, 漆偉, 王林, 雷偉 申請人:中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)