专利名称：脊椎植入物结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种脊椎植入物结构，特别涉及一种用于安装于人体脊椎的相邻 二椎体终板间作为人造椎间盘的脊椎植入物结构。
背景技术：
按，脊椎亦有人称的为脊柱，其主要用以支撑人体直立的主干，就结构上作分类， 其由上而下总共包括了七个颈椎、十二个胸椎、五个腰椎、荐及尾骨，其具有支撑身体、保护 脊髓的功能，在各节之间又以椎间盘作缓冲及提供脊椎作避震及弯曲功能。椎间盘是一个符合机械原理的微妙构造，其位在两毗邻椎骨端板间，椎间盘还包 含一个半明胶质组分-髓核，髓核几乎为纯液体构成的水球，有相当大的可塑性，可以吸收 脊椎垂直的压力，于健康未受伤的脊椎，纤维环可防止髓核突起超出椎间盘空间外侧，所以 椎间盘是人体天然的缓冲垫；然而椎间盘可能因创伤或老化而异位或受伤，纤维环受损， 使髓核突入椎管，突起的髓核压迫脊椎神经，可能导致神经伤害及疼痛，当椎间盘脱水硬化 时，椎间盘空间高度减低，结果导致人体行动上产生不便，活动力减低与疼痛。以往此等病情症状的唯一解决办法为切除椎间盘，或为手术移除部分或全部椎间 盘，继以愈合两毗邻椎骨，然而移除受伤或不健康的椎间盘会使椎间盘空间坍陷，坍陷除剧 痛外，可能引起脊椎不稳，关节机制异常造成神经伤害。目前一般大都以施行椎间融合术或 在椎间植入人工椎间盘解决，用来防止椎间盘空间坍陷。多种椎间植入人工椎间盘仰赖金属装置。如美国专利第4，878，915号教示实心金 属柱塞；美国专利第5，044，104 ；5, 026, 373和4，961，740号；美国专利第5，015，247号，和 美国专利第4，820，305号教示中空金属笼状构造。然而使用金属植入物有其相关缺点，实 心本体金属植入物无法让骨质向内生长，原因为(1)金属材质强度太高太硬，会沉入下面 的椎体，而失去撑开的功能；(2)金属材质表面光滑，以使骨细胞不易长入，不易形成一体。
实用新型内容为克服上述缺陷，本实用新型的主要目的，在于提供一种脊椎植入物结构；其所欲 解决的问题点(1)金属材质强度太高太硬，会沉入下面的椎体，而失去撑开的功能；(2)金 属材质表面光滑，以使骨细胞不易长入，不易形成一体。为达到上述目的，本实用新型脊椎植入物结构，用以容置定位于人体脊椎组织位 置，包括一上垫体，包含一上端面，其中该上端面设有锯齿状的上定位部；一下垫体，包含 一下端面，其中该下端面设有锯齿状的下定位部；一弹性垫，其夹设固定于该上、下垫体之 间；复数支撑网肋，其呈纵、横、正向轴的栅格网体状且一体成形于该上垫体及下垫体内部； 复数孔隙网络，其呈纵、横、正向轴贯穿连通状且内、外贯穿于该上垫体及下垫体内部，并形 成于该支撑网肋的相邻孔道空间呈互联网络形态。特别是，该孔隙网络于该纵、横、正轴向中贯穿，以其中二轴向内、外贯穿于该上、 下垫体，而使该上、下垫体的二对向端面贯穿形成有孔隙网络。[0009]特别是，该复数孔隙于该纵、横、正轴向中贯穿，以其中三轴向内、外贯穿于该上、 下垫体，而使该上、下垫体的三对向端面贯穿形成有复数孔隙。特别是，该孔隙网络的孔隙度为0-90% ；其孔径分布在150-1000 μ m为最佳。为达到上述目的，本实用新型脊椎植入物结构，用以容置定位于人体脊椎组织位 置，包括一上垫体，包含一上端面，其中该上端面设有锯齿状的上定位部；一下垫体，包含 一下端面，其中该下端面设有锯齿状的下定位部；一弹性垫，其夹设固定于该上、下垫体之 间；复数支撑网肋，其呈纵、横、正向轴的栅格网体状且一体成形于该上垫体及下垫体内部； 复数孔隙网络，其呈纵、横、正向轴贯穿连通状且内、外贯穿于该上垫体及下垫体内部，并形 成于该支撑网肋的相邻孔道空间呈互联网络形态；复数纵孔，其呈纵向贯设于该上、下垫体 及弹性垫的中央位置；一弹性装置，其对应组装于该上、下垫体及弹性垫的纵孔内。特别是，该孔隙网络于该纵、横、正轴向中贯穿，以其中二轴向内、外贯穿于该上、 下垫体，而使该上、下垫体的二对向端面贯穿形成有孔隙网络。特别是，该复数孔隙于该纵、横、正轴向中贯穿，以其中三轴向内、外贯穿于该上、 下垫体，而使该上、下垫体的三对向端面贯穿形成有复数孔隙。特别是，该孔隙网络的孔隙度为0-90% ；其孔径分布在150-1000 μ m为最佳。特别是，该弹性装置包含一弹性件，以及分设固定于该弹性件二端的座盖，且各 上、下座盖分别限位固定于该上垫体的上端面及下垫体的下端面。特别是，各座盖外缘形成有一肩部，且该上垫体的上端面及下垫体的下端面对应 各上、下座盖的肩部分别设有一限位的挡部。藉此创新独特设计，使本实用新型对照先前技术而言具有以下特点一、藉由互联孔隙网络结构设计可令骨组织的增长而与该植入物上、下垫体达到 充份的绵密结合，骨质充分向内生长而提供实心骨质质块，其够强韧而可受力于脊椎的负 载，并促进后续内部骨组织细胞养份的吸收。二、藉由支撑网肋的栅格网体状一体成形于该上、下垫体内部结构设计，以使植入 物上、下垫体具备有较强的抗拉、抗压及抗扭应力等机械性质，以使该上、下垫体得以获得 较强韧的支撑力。三、藉由弹性垫结构设计以使具备原有人体椎间盘的弹性缓冲特性，因此上、下垫 体得与脊椎的其它正常椎间盘密切配合运作，以维持上、下脊椎骨间原有关节所提供的效 能，避免损害上、下脊椎骨关节，防止老化，具有可屈曲、伸展、侧弯及扭转的运动模式，脊椎 的活动不受限制。
图1为本实用新型的脊椎植入物上、下垫体与弹性体的组合立体图。图2为本实用新型的脊椎植入物上、下垫体与弹性体的分解立体图。图3为图1沿3-3线的剖面侧视图，其系显示该脊椎植入物上、下垫体的孔隙网络 及三维支撑网肋。图4为本实用新型的脊椎植入物上、下垫体固定于人体椎间盘的二脊椎体之间。图5为本实用新型另一实施例的脊椎植入物上、下垫体与弹性体的组合立体图。图6为本实用新型另一实施例的脊椎植入物上、下垫体与弹性体的分解立体图。[0027]图7为图5沿3-3线的剖面侧视图，其系显示该脊椎植入物上、下垫体的孔隙网络 及支撑网肋。图8为本实用新型的脊椎植入物上、下垫体固定于人体椎间盘的二脊椎体之间。图9为本实用新型又一实施例的外观立体图。图10为本实用新型再一实施例的外观立体图。
具体实施方式
如图1-4所示，为本实用新型脊椎植入物的较佳实施例，用以容置定位于人体脊 椎组织位置，其组成结构包括一上垫体(10)、一下垫体00)及一弹性垫(30)；其中，该上垫 体(10)采用具有良好的机械强度和抗化学性的复合材料制成，而该复合材料可选自碳素 纤维、聚醚醚酮(Polyetheretherketone，简称PEEK)，或者该本体亦可使用金属合金(例如 不锈钢、钴-铬-钼合金、钛或钛合金等)所制成；亦或者该本体材料可使用高分子材料(例 如 UHMWPE (UltraHigh Molecular Weight PolyEthylene)、PMMA、硅橡胶、超高分子量聚乙 烯等)所制成；亦或者该本体材料使用陶瓷材料(例如氧化铝、磷酸钙盐类、生医玻璃等) 所制成；而该上垫体(10)包含有一上端面(11)，而该上端面(11)设有多数锯齿状形态的 上定位部(12)，且该上垫体(10)的底部具有一上结合部(13)，又该上垫体(10)的内部设 有复数支撑网肋(15)，其呈纵、横、正向轴的三维立体栅格网体状一体成形贯穿于该上垫体 (10)内部，以使该上垫体(10)得以获得较佳的机械性质(mechanical properties)，如抗 压强度、抗扭力强度及抗拉强度；另该支撑网肋(1 的相邻孔道空间形成有呈纵、横、正向 轴的复数贯穿孔隙网络(14)，且该复数孔隙网络(14)内、外贯穿于该上垫体(10)内部呈 互联孔隙网络(14)状，而使该上垫体(10)的三对向端面贯穿形成有复数孔隙网络(14)， 其中该孔隙网络(14)的孔隙度可为0-90%;孔径大部份分布在150-1000μπι为最佳；该下 垫体00)亦采用具有良好的机械强度和抗化学性的复合材料制成，而该复合材料可选自 碳素纤维、聚醚醚酮(Polyetheretherketone，简称PEEK)；或者该本体亦可使用金属合金 (例如不锈钢、钴-铬-钼合金、钛或钛合金等)所制成；亦或者该本体材料可使用高分子 材料(例如 UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylene)、PMMA、硅橡胶、超高分 子量聚乙烯等)所制成；亦或者该本体材料系使用陶瓷材料(例如氧化铝、磷酸钙盐类、生 医玻璃等)所制成；且该下垫体00)与上垫体(10)呈相对称的构型，亦即，该下垫体00) 设有与上垫体(10)对称的下端面(21)，而该下端面设有多数锯齿状形态的下定位部 (22)，且该下垫体00)的顶部具有一下结合部(23)，又该下垫体00)的内部设有复数支 撑网肋(25)，其系呈纵、横、正向轴的三维立体栅格网体状一体成形于该下垫体00)内部， 以使该下垫体00)得以获得较佳的机械性质(mechanical properties)，如抗压强度、抗 扭力强度及抗拉强度；另该支撑网肋0 的相邻孔道空间形成有呈纵、横、正向轴的复数 孔隙网络(M)，且该复数孔隙网络04)内、外贯穿于该下垫体00)内部呈互联孔隙网络 (24)网络状，而使该下垫体00)的三对向端面贯穿形成有复数孔隙网络(M)，其中该孔隙 网络04)的孔隙度可为0-90% ；孔径大部份分布在150-1000 μ m为最佳；该弹性垫(30) 为一种医疗等级的硅胶材料，其具有极佳的弹性变形能力，以及抗氧化，耐腐蚀性，防水性 能佳等特性；该弹性垫(30)包含有一上、下固定部(31，32)，该上、下固定部(31,3 系藉 由高温熔融状态塑性结合该上、下垫体(10，20)的上、下结合部(13，23)，以达到永久固定而不易造成脱落；当本实用新型安装时，如图4所示，使该上、下垫体(10，20)与欲手术的椎间盘 区域藉由该上、下定位部(12,2 的多数锯齿纹路，而使上、下垫体(10，20)得以固定于 二脊椎体之间；此外，亦将该生物兼容材料填入于该上、下垫体(10，20)的复数孔隙网络 (14,24)中固定，此等生物相容材料以磷酸钙盐与氢氧基磷灰石(hydroxyapattie ;HA)Cal0(P04)6(0H)2为佳，原因为其具有生物兼容骨传导性。藉由该上、下垫体(10，20)呈纵向轴、横向轴及正向轴的互联的复数孔隙网络 (14,24)结构设计，以便该骨质得以绵密状向内生长，并于该孔隙网络(14，24)网布互相连 结，且藉由该孔隙网络(14，24)的高孔隙度，俾使促进组织得以增加血管增生及养份废物 的循环，也使得养份能够均勻地供应到所有细胞而不致坏死，据此除可令该上下二脊椎骨 (71，72)分别与该上、下垫体(10，20)的上、下定位部(12，22)之间固结成一体以达增益安 装稳固性的目的之外，更可与骨组织的增长而与该植入物本体达到充份的绵密结合，并促 进后续内部骨组织细胞养份的吸收，进而防止发生病变，使该人工椎间盘形同一个新的且 有相同功能型态的组织，提供永久的治疗以及细胞组织修补的生物技术结构；继而，藉由支撑网肋(15，25)的栅格网体状一体成形于该上、下垫体(10，20)内部 结构设计，以使该上、下垫体(10，20)得以获得较强的支撑力及机械性质，在长期与上下脊 椎骨(71,7 板面的压力、拉力及扭力下，得大幅降低上、下垫体(10，20)摩耗量，进而能增 进人工椎间盘的使用寿命；再者，该弹性垫(30)于上下脊椎骨(71,7 运作中，可藉由其弹性变形的效能， 而有效地分担上下脊椎骨(71,7 各方向的受力，如避免脊椎折伤，对于高处跳下或肩、 背、腰部负荷重物时，该弹性垫(30)亦立刻产生吸收震荡及压力的作用，达到缓冲抗震的 功能。请参阅图5-8所示，其为本实用新型的另一实施例，其中该上、下垫体(10，20)及 其所夹固的该弹性垫(30)的中央位置纵向贯穿有一纵孔(50)，该纵孔(50)内部提供容设 组装一弹性装置(40)，其中该弹性装置00)包含一弹性件，以及分设固定于该弹性件 (43) 二端的座盖(41)，且各座盖外缘形成有一肩部(42)，且该上垫体(10)的上端面 (11)及下垫体00)的下端面对应各上、下座盖Gl)的肩部0 分别设有一限位的 挡部(60)，俾使该上、下座盖分别限位固定于该上垫体(10)的上端面(11)及下垫体 (20)的下端面；藉此以强化该上、下垫体(10，20)之间的弹性变形裕度及缓冲抗震的 功效。请参阅图9所示，其为本实用新型的另一实施例，其中该复数孔隙网络(14，24)于 该纵、横、正轴向中贯穿，以其中一轴向内、外贯穿于该上、下垫体(10，20)，而使该上、下垫 体(10，20)的一对向端面贯穿形成有复数孔隙网络(14，M)。请参阅图10所示，其为本实 用新型的再一实施例，其中该复数孔隙网络(14，24)于该纵、横、正轴向中贯穿，以其中二 轴向内、外贯穿于该上、下垫体(10，20)，而使该上、下垫体(10，20)的二对向端面贯穿形成 有复数孔隙网络(14,24).据上，本实用新型至少具有以下特点一、藉由互联孔隙网络(14，24)网络结构设计可令骨组织的增长而与该植入物 上、下垫体(10，20)达到充份的绵密结合，骨质充分向内生长而提供实心骨质质块，其够强
6韧而可受力于脊椎的负载，并促进后续内部骨组织细胞养份的吸收。二、藉由支撑网肋(15，25)的栅格网体状一体成形于该上、下垫体(10，20)内部结 构设计，以使植入物上、下垫体(10，20)具备有较强的抗拉、抗压及抗扭应力等机械性质， 以使该上、下垫体(10，20)得以获得较强韧的支撑力。三、藉由弹性垫(30)结构设计以使具备原有人体椎间盘的弹性缓冲特性，因此 上、下垫体(10，20)得与脊椎的其它正常椎间盘密切配合运作，以维持上、下脊椎骨(71， 72)间原有关节所提供的效能，避免损害上、下脊椎骨(71,7 关节，防止老化，具有可屈 曲、伸展、侧弯及扭转的运动模式，脊椎的活动不受限制。
权利要求1.一种脊椎植入物结构，用以容置定位于人体脊椎组织位置，其特征在于，包括 一上垫体，包含一上端面，其中该上端面设有锯齿状的上定位部；一下垫体，包含一下端面，其中该下端面设有锯齿状的下定位部； 一弹性垫，其夹设固定于该上、下垫体之间；复数支撑网肋，其呈纵、横、正向轴的栅格网体状且一体成形于该上垫体及下垫体内部；复数孔隙网络，其呈纵、横、正向轴贯穿连通状且内、外贯穿于该上垫体及下垫体内部， 并形成于该支撑网肋的相邻孔道空间呈互联网络形态。
2.如权利要求1所述的脊椎植入物结构，其特征在于，该孔隙网络于该纵、横、正轴向 中贯穿，以其中二轴向内、外贯穿于该上、下垫体，而使该上、下垫体的二对向端面贯穿形成 有孔隙网络。
3.如权利要求1所述的脊椎植入物结构，其特征在于，该复数孔隙于该纵、横、正轴向 中贯穿，以其中三轴向内、外贯穿于该上、下垫体，而使该上、下垫体的三对向端面贯穿形成 有复数孔隙。
4.如权利要求1所述的脊椎植入物结构，其特征在于，该孔隙网络的孔隙度为0-90%; 其孔径分布在150-1000 μ m。
5.一种脊椎植入物结构，用以容置定位于人体脊椎组织位置，其特征在于，包括 一上垫体，包含一上端面，其中该上端面设有锯齿状的上定位部；一下垫体，包含一下端面，其中该下端面设有锯齿状的下定位部； 一弹性垫，其夹设固定于该上、下垫体之间；复数支撑网肋，其呈纵、横、正向轴的栅格网体状且一体成形于该上垫体及下垫体内部；复数孔隙网络，其呈纵、横、正向轴贯穿连通状且内、外贯穿于该上垫体及下垫体内部， 并形成于该支撑网肋的相邻孔道空间呈互联网络形态；复数纵孔，其呈纵向贯设于该上、下垫体及弹性垫的中央位置； 一弹性装置，其对应组装于该上、下垫体及弹性垫的纵孔内。
6.如权利要求5所述的脊椎植入物结构，其特征在于，该孔隙网络于该纵、横、正轴向 中贯穿，以其中二轴向内、外贯穿于该上、下垫体，而使该上、下垫体的二对向端面贯穿形成 有孔隙网络。
7.如权利要求5所述的脊椎植入物结构，其特征在于，该复数孔隙于该纵、横、正轴向 中贯穿，以其中三轴向内、外贯穿于该上、下垫体，而使该上、下垫体的三对向端面贯穿形成 有复数孔隙。
8.如权利要求5所述的脊椎植入物结构，其特征在于，该孔隙网络的孔隙度为0-90%; 其孔径分布在150-1000 μ m。
9.如权利要求5所述的脊椎植入物结构，其特征在于，该弹性装置包含一弹性件，以及 分设固定于该弹性件二端的座盖，且各上、下座盖分别限位固定于该上垫体的上端面及下 垫体的下端面。
10.如权利要求9所述的脊椎植入物结构，其特征在于，各座盖外缘形成有一肩部，且 该上垫体的上端面及下垫体的下端面对应各上、下座盖的肩部分别设有一限位的挡部。
专利摘要本实用新型公开一种脊椎植入物结构，尤指一种用于安装于人体脊椎的相邻二椎体终板间作为人造椎间盘的脊椎植入物结构；主要藉由一上、下垫体分别设有一上、下定位部；一弹性垫，其夹设固定于该上、下垫体之间；复数支撑网肋，其呈纵、横、正向轴的栅格网体状一体成形于该上垫体及下垫体内部；复数孔隙网络，其呈纵、横、正向轴内、外贯穿于该上垫体及下垫体内部，并形成于该支撑网肋的相邻孔道空间呈互联网络形态；藉此可令骨组织的增长而与该植入物本体达到充分的绵密结合，以及使植入物本体具备有较强的机械性质，以及使脊椎具备原有人体椎间盘的弹性缓冲特性。
文档编号A61F2/44GK201899586SQ20102052966
公开日2011年7月20日 申请日期2010年9月15日 优先权日2010年9月15日
发明者黄孟锋 申请人:黄孟锋