专利名称：一种仿真人工脊柱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及骨科内植物技术领域，更具体地说，是涉及一种仿真人工 脊柱。
背景技术：
脊柱肿瘤、脊柱结核，严重的脊柱粉碎性骨折，脊柱畸形，颈推多节段退 变等，很多脊柱疾病的手术都要切除推体，推体切除后的脊柱往往需要维持脊 柱的高度和重建其稳定性。以往用自身骨块、异体骨条或是人工骨植入，后来 结合钛笼一类的支撑物一起植入，并且辅助前路或者后路手术固定。近年来，
有利用人工推体植入替代。但现有技术的上迷做法存在以下缺点
一、传统的植骨内固定和刚性不能活动的人工推体都有个共同的缺点， 就是虽然它可以支撑固定，但不能活动，术后脊柱强直，人体活动受到限制， 因此植入后相邻的推节负荷增大，易发生和加重脊推退行性变。更严重的是作 为一长期植入物，因为不能活动，所以对脊柱内在力学环境影响较大，在脊柱 活动时易在假体两端与推体骨界面上产生应力集中，致假体松动，引起脱出等 严重后果。二、切除替换的推体节段有限。只能应用在短节段，黄洪报道病变 累及相邻两个以上推体人工推体需要特制。三、活动范围有限，不能仿真模拟 脊柱的所有活动。四、通过一系列的生物力学测试和临床应用，显示出人工推 体在轴向旋转方面的不足，有些常需与其他内固定器联合使用，因为扭转性能 方面往往不足，多数人工推体需要辅加额外固定。五、不具备脊柱的生理弯曲。
目前还没有能完全仿真模拟人类脊柱活动的植入物。在多个推体切除时， 植骨的长度也难以满足，应用钛笼和长的人工骨等均无法灵活满足脊柱的生理 弯曲需要和实现植入物的活动。在脊柱侧凸的矫形治疗领域，目前只能用松解、截骨和长节段的矫形刚性 内固定，脊柱丧失更多的活动功能，越长的固定节段，脊柱邻近节段继发性退 变发生也越高。在强直性脊柱炎脊柱畸形的手术治疗领域，仍然无法解决脊柱 的活动功能。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种仿真人工脊柱，可以仿真人 体脊柱的所有活动功能，可以实现一个、多个推体甚至全脊柱置换，可以重建 脊柱的稳定性，恢复脊柱高度，并具有人体脊柱的生理弧度。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种仿真人工脊柱， 其被定位于人体的上位推体和下位推体之间，所述仿真人工脊柱乂人上到下依次 包括与上位推体固定连接的顶部间盘座、与所述顶部间盘座固定连接的顶部推 体环、与所述顶部推体环下端活动连接的底部间盘座，所述仿真人工脊柱还包 括一弹性构件，所述顶部推体环下部和所述底部间盘座上部对应设有上、下容
纳槽，所述弹性构件的两端分别通过所述上、下容纳槽定位。
更具体地，所述顶部推体环的上容纳槽内壁设有向下逐渐扩大的第 一环形 弧面，所述底部间盘座上端具有一结合部，所述下容纳槽位于所述结合部的中 心，沿所述结合部外侧壁周向设有曲率小于所述第一环形弧面并且向上逐渐缩 小的第二环形弧面，所述结合部嵌设于所述顶部推体环下部的上容纳槽内，并 通过所述第 一环形弧和第二环形弧面的接触而实现活动连接。
更具体地，所述顶部推体环与底部间盘座之间i殳置有至少 一组脊柱单元， 所述脊柱单元包括活动连接在一起的中间推体环和中间间盘座，所述弹性构件 贯穿所述脊柱单元。
更具体地，所述中间推体环的上部内壁"&有向上逐渐扩大的上环形弧面， 所述中间推体环的下部内壁设有向下逐渐扩大的下环形弧面；所述中间间盘座 的上、下端分别设有上部凸起和下部凸起，所述上部凸起外侧壁周向设有曲率小于所述下环形弧面并且向上逐渐缩小的上结合环形弧面，所述下部凸起外侧 壁周向设有曲率小于所述上环形弧面并且向上逐渐缩小的下结合环形弧面。
更具体地，所述中间间盘座上、下凸起的高度之和小于所述中间推体环的 高度。
更具体地，所述中间推体环的横截面与人体脊推的横截面相似。
更具体地，所述顶部间盘座包括水平连接盘及在上述水平连接盘侧方的连 接板，所述连接板上设有螺孔，并通过螺孔与所述人体的上位推体和所述顶部 推体环固定连接，所述水平连接盘嵌设在所述上位推体和顶部推体环之间。
更具体地，所述水平连接盘与人体的上位推体接触结合的一面设有粗糙面， 所述粗糙面上设有纟鼓粒孔隙结构。
更具体地，所述底部间盘座包括固定连接在一起的底座和上结合部，所述 底座的下底面上有若干尖钉并通过所述尖钉与所迷下位推体上端固定连接，所 述底座的下底面设有粗糙面，所述粗糙面上设有微粒孔隙结构。
更具体地，所述底部间盘座的一侧还设有一固定板，所述固定板上设有螺 孔，并通过所述螺孔与所述人体的下位推体固定连接
这样，本实用新型提供的仿真人工脊柱可以克服多个推体切除、长节段植 骨内固定的困难和刚性内固定继发的邻近节段退变的发生。可以实现置换的节 段数目不受限制，甚至全脊柱置换。可以仿真人的脊柱所有运动功能，并且即 可以实现稳定性又兼顾运动功能，可以有效恢复推体高度和脊柱长度。可以不 用辅加额外固定，并且结构简单植入容易。可以让仿真人工脊柱具有人脊柱的 生理弯曲。为脊柱侧凸和强直性脊柱炎的治疗纟是供一种新的治疗手段。
图l是本实用新型一较佳实施例的主视示意图； 图2是图1的剖视示意图3是图1所示实施例中顶部间盘座的主视示意6图4是图3的侧#见剖—见示意图5是图1所示实施例中顶部推体环的主视示意图6是图5的剖一见示意图7是图1所示实施例中底部间盘座的主视示意图8是在图1所示实施例中增设脊推单元的主视示意图;
图9是图8的剖^L示意图IO是图8中中间推体环的立体示意图ll是图IO的剖视示意图12是图8中中间间盘座的主视示意图13是图12的剖视示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明 白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参照图1及图2,为本实用新型的一4交佳实施例，该仿真人工脊柱被定 位于人体的上位推体1和下位推体5之间，所述仿真人工脊柱从上到下依次包 括与上位推体1固定连接的顶部间盘座2、与所述顶部间盘座2固定连接的顶 部推体环3、与所述顶部推体环3下端活动连接的底部间盘座4，所述仿真人工 脊柱还包括一弹性构件6，所述顶部推体环3下部和所述底部间盘座4上部对 应设有上、下容纳槽34、 45,所述弹性构件6的两端分别通过所述上、下容纳 槽34、 45定位。这样，由于本实施例采用顶部间盘座2和底部间盘座4分别与 人体上位推体1和下位推体5固定连接，在顶部间盘座2和底部间盘座4之间 还设有顶部推体环3，所述顶部推体环3下端与所述底部间盘座4活动连接。 使得患者能够完成前屈、后伸、左右侧屈、旋转等动作，克服了现有技术中人 工推体刚性内固定的种种缺陷。以下对上述各组成部分分别作详细介绍。
请参照图3及图4，所述顶部间盘座2包括水平连接盘22以及在上述水平 连接盘22侧方与所述水平连接盘22垂直的连接板21,所述连接板21上设有 四个螺孔211，所述四个螺孔211-陂分为两组，其中上部的一组螺孔211与所 述上位推体l固定连接，下部的一组螺孔211与顶部推体环3固定连接。所述 水平连接盘22的上表面与所述人体的上位推体1的下端固定连接，水平连接盘 22的上表面为粗糙面221，粗糙面221上设有微粒孔隙结构，以便所述人体的 上位推体1的骨质向下生长并与水平连接盘22的粗糙面221结合。本实施例中， 所述连接板21和水平连接盘22均可由金属材料制成，也可由具有较高强度的 聚合材料制成。
请参照图5及图6,所述顶部推体环3竖直截面呈n字形，其上部侧壁上 设有一组螺孔31，用以与所述顶部间盘座2上靠下的一组螺孔211对接。所述 顶部推体环3的上容纳槽34设有向下逐渐扩大的第一环形弧面32，并通过第 一环形弧面32与所述底部间盘座4的上结合部42活动连接。所述顶部推体环 3的顶面33可以固定所述弹性构件6的上端。
请参照图2及图7，所述底部间盘座4包括固定连4妄在一起的底座41和上 结合部42,所述下容纳槽45位于所述结合部42的中心。所述底座41的下底 面上均布若干尖钉411并通过所述尖钉411与所述人体的下位推体5上端固定 连接。所述底座41的下底面为粗糙面412,粗糙面412上设有微粒孔隙结构， 以便所述人体的下位推体5的骨质向上生长并与该粗糙面412结合。为了实现 底部间盘座4与所述下位推体5在沿脊柱径向上的固定连接，所述底部间盘座 4的一侧还设有一固定板43,所述固定板43上设有螺孔431，并通过所述螺孔 431与所述人体的下位推体5固定连接。所述上结合部42位于所述底部间盘座 4的上端，沿所述结合部42外侧壁周向设有曲率小于所述第一环形弧面32并 且向上逐渐缩小的第二环形弧面44,所述结合部42嵌于所述顶部稚体环3下 部的容纳槽34内，并通过所述第一环形弧32和第二环形弧面44的接触而实现
8活动连接。
本实施例中，所述弹性构件6为一螺旋弹簧，并由记忆合金制成，其上端 容纳于所述顶部推体环3的上容纳槽34内并固定在顶面33上，其下端容纳于 所述底部间盘座4的下容纳槽45中并被固定在底座41。
当手术切除了多个推体时，需要使仿真人工脊柱具有相应的长度和活动单 元，此时可在所述顶部推体环3与底部间盘座4之间增加设置有至少一组脊推 单元，请参照图8及图9，所述脊推单元包括活动连接在一起的中间推体环7 和中间间盘座8，所述弹性构件6贯穿所述脊推单元。
请参照图10至图13，所述中间推体环7的上部内壁:&有向上逐渐扩大的 上环形弧面71，所述中间推体环7的下部内壁设有向下逐渐扩大的下环形弧面 72;所述中间间盘座8的上、下端分别"i殳有上部凸起81和下部凸起82,所述 上部凸起81外侧壁周向设有曲率小于所述下环形弧面72并且向上逐渐缩小的 上结合环形弧面83，所述下部凸起82外侧壁周向设有曲率小于所述上环形弧 面71并且向上逐渐缩小的下结合环形弧面84。为了防止两相邻的中间间盘座8 互相干涉，所述中间间盘座8上、下凸起81、 82的高度之和小于所述中间推体 环7的高度，这样就可在两相邻的中间间盘座8的上、下凸起81 、 82之间形成 间距，方便患者的屈伸和侧弯动作。所述上、下凸起81、 82末端的直径小于推 体环的内径。
所述顶部间盘座2、顶部推体环3、中间推体环7、中间间盘座8和底部间 盘座4的横截面与人体脊推的横截面相似，当然还可以为圓形、梯形、多边形、 三角形、方形等。
由于增加了多个脊推单元，所述弹性构件6也需要相应延长，并依次贯穿 与所述中间推体环7和中间间盘座8。
顶部推体环3 、中间推体环7与中间间盘座8、底部间盘座4之间通过环形 弧面的接触面设置，使所述仿真人工脊柱具有前屈、后伸、左右侧屈、旋转的 功能，通过环形弧面的曲率不同，让所述仿真人工脊柱的活动范围控制在预设的范围。
所述弹性构件6可以使仿真人工脊柱具有一定伸缩功能，所述弹性构件6 可以根据所置换脊柱节段的生理弯曲进行塑形，从而使所述仿真人工脊柱具有 脊柱的生理弯曲，有了弹性构件6也让中间推体环7和中间间盘座8更稳定。
由于所述仿真人工脊柱的部件可设置成不同型号和大小，所以可以应用在 脊柱颈、胸、腰不同的部位。
这样，本实用新型提供的仿真人工脊柱可以克服多个推体切除、长节段植 骨内固定的困难和刚性内固定继发的邻近节段退变的发生。可以实现置换的节 段数目不受限制，甚至全脊柱置换。可以仿真人的脊柱所有运动功能，并且即 可以实现稳定性又兼顾运动功能，可以有效恢复推体高度和脊柱长度。可以不 用辅加额外固定，并且结构简单植入容易。可以让仿真人工脊柱具有人脊柱的 生理弯曲。为脊柱侧凸和强直性脊柱炎的治疗4是供一种新的治疗手段。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型， 凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应 包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种仿真人工脊柱，其被定位于人体的上位椎体和下位椎体之间，其特征在于所述仿真人工脊柱从上到下依次包括与上位椎体固定连接的顶部间盘座、与所述顶部间盘座固定连接的顶部椎体环、与所述顶部椎体环下端活动连接的底部间盘座，所述仿真人工脊柱还包括一弹性构件，所述顶部椎体环下部和所述底部间盘座上部对应设有上、下容纳槽，所述弹性构件的两端分别通过所述上、下容纳槽定位。
2、 如权利要求1所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述顶部推体环的上 容纳槽内壁"^殳有向下逐渐扩大的第一环形弧面，所述底部间盘座上端具有一结 合部，所述下容纳槽位于所述结合部的中心，沿所述结合部外侧壁周向设有曲 率小于所述第一环形弧面并且向上逐渐缩小的第二环形弧面，所述结合部嵌设 于所述顶部推体环下部的上容纳槽内，并通过所述第一环形弧和第二环形弧面 的接触而实现活动连接。
3、 如权利要求1所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述顶部推体环与底 部间盘座之间设置有至少一组脊柱单元，所述脊柱单元包括活动连接在一起的 中间推体环和中间间盘座，所述弹性构件贯穿所述脊柱单元。
4、 如权利要求3所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述中间推体环的上 部内壁设有向上逐渐扩大的上环形弧面，所述中间推体环的下部内壁设有向下 逐渐扩大的下环形弧面；所述中间间盘座的上、下端分别设有上部凸起和下部 凸起，所述上部凸起外侧壁周向设有曲率小于所述下环形弧面并且向上逐渐缩 小的上结合环形弧面，所述下部凸起外侧壁周向设有曲率小于所述上环形弧面 并且向上逐渐缩小的下结合环形弧面。
5、 如权利要求4所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述中间间盘座上、 下凸起的高度之和小于所述中间推体环的高度。
6、 如权利要求4所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述弹性构件根据人 体脊柱的生理弯曲进行塑形。
7、 如权利要求1所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述顶部间盘座包括 水平连接盘及在上述水平连接盘侧方的连接板，所述连接板上设有螺孔，并通 过螺孔与所述人体的上位推体和所述顶部推体环固定连接，所述水平连接盘嵌 设在所述上位推体和顶部推体环之间。
8、 如权利要求7所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述水平连接盘与人 体的上位推体接触结合的一面设有粗糙面，所述粗糙面上设有孩i粒孔隙结构。
9、 如权利要求1所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述底部间盘座包括 固定连接在一起的底座和上结合部，所述底座的下底面上有若干尖钉并通过所 述尖钉与所述下位推体上端固定连接，所述底座的下底面设有粗糙面，所述粗 糙面上设有樣i粒孔隙结构。
10、 如一又利要求9所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述底部间盘座的 一侧还设有一固定板，所述固定板上设有螺孔，并通过所述螺孔与所述人体的 下位推体固定连接。
专利摘要本实用新型公开了一种仿真人工脊柱，其被定位于人体的上位椎体和下位椎体之间，所述仿真人工脊柱从上到下依次包括顶部间盘座、顶部椎体环以及底部间盘座，所述顶部椎体环与底部间盘座之间可设置有至少一组脊柱单元，顶部椎体环、底部间盘座与脊柱单元之间互相构成可以前屈、后伸、左右侧屈、旋转的活动关节。所述仿真人工脊柱内还包括一弹性构件，使所述仿真人工脊柱具有一定伸缩功能，通过对弹性构件的塑形实现仿真人工脊柱具有人体脊柱的生理弯曲。这样，本实用新型提供的仿真人工脊柱可以仿真人的脊柱所有运动功能，并且实现任意长节段的椎体置换，甚至置换全脊柱。
文档编号A61F2/44GK201365987SQ20092013555
公开日2009年12月23日 申请日期2009年3月9日 优先权日2009年3月9日
发明者曾腾辉 申请人:曾腾辉