一种关节融合器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种关节融合器，包括托块和锁紧螺钉，所述托块为一楔形块，所述托块上设置有一个或多个融合孔，所述锁紧螺钉用于固定所述托块。本发明的托块上设置融合孔，可方便置入松质骨或供植入部位相邻的骨质长入，从而实现骨与植入物的融合，一次手术实现固定和融合，而且采用楔形块结构，使得松质骨受压应力，利于融合。
【专利说明】一种关节融合器
【技术领域】
[0001]本发明涉及关节融合领域，尤其与寰枢侧块关节融合中植入物的结构有关。
【背景技术】
[0002]寰枢关节脱位(atlantoaxial dislocation, AD)是指颈椎的第一节(寰椎)、第二节(枢椎)之间的关节失去正常的对合关系，从而引起延髓、高位颈脊髓受压，椎动脉走向和血流动力学改变；轻则出现眩晕或晕厥，严重情况下可以导致四肢瘫痪、甚至呼吸衰竭而死亡。由于其致残、致死率高，寰枢关节脱位在世界范围内是脊柱外科研究的热点和难点之
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[0003]寰枢关节融合术是目前公认的治疗寰枢关节脱位的最有效方法。寰枢关节后路融合术暴露方便且操作空间大，临床应用较广。该手术方法包括内固定和植骨融合两个内容。内固定是指采用内固定器械包括钢丝、椎板夹、椎弓根螺钉及钉板(或棒)。植骨融合是指由后入路在寰椎(Cl)后弓与枢椎(C2)椎板间植骨。该手术成功的关键标准是”植骨是否融合”。寰枢关节融合术的器械研发始终围绕着”固定、融合”这两个目标。自1939年Gallie报道了用钢丝在寰枢椎后弓间绑扎固定的寰枢关节融合术方法以来，经过60多年的临床实践，不断改进，寰枢椎内固定技术有了长足的发展，出现了 C1、C2关节突螺钉、后路C1-C2钉板、C1-C2钉棒等技术。经过上述的内固定以后，再实施植骨术(采用后路寰、枢椎板间植骨融合)。
[0004]上述技术存在以下缺点:·[0005]1、手术步骤多。该手术方法需要在裳枢椎完成内固定后才能实施。能否完成裳枢关节的骨融合，很大程度上依赖于前期的内固定手术是否坚强。
[0006]2、生物力学不理想。植骨融合中的植骨部分，后方植骨块或植骨粒承受生物力学的张应力，而张应力是不利于融合的(相反的，压应力促进骨融合)；同时需要的植骨距离远，爬行替代距离长，需要的植骨量大(取髂骨区并发症增加);
[0007]3、特殊病例无法进行完成。在颅椎区骨性畸形、或者寰椎后弓缺如的情况下(比如发育缺如或手术切除以后)，就无法完成该手术。
【发明内容】
[0008]针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种能够仅通过一次手术完成固定融合且融合生物力学好的关节融合器。
[0009]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0010]一种关节融合器，包括托块和锁紧螺钉，所述托块为一楔形块，所述托块上设置有一个或多个融合孔，所述锁紧螺钉用于固定所述托块。
[0011]进一步，还包括翼部，所述翼部呈片状，连接设置在所述托块的下部一侧，与所述托块一起的剖面呈L型，所述托块与所述翼部上均设置有用于穿过所述锁紧螺钉的通孔。
[0012]进一步，所述翼部为等厚的片体，且下部为弧形。[0013]进一步，所述翼部连接设置在所述托块的较厚一面的下部，且包括两上部连接在一起的两片。
[0014]进一步，所述托块的所述较厚一面上设置有向上斜穿到上邻面的第一通孔，所述翼部的所述两片上设置有第二通孔。
[0015]进一步，所述第一通孔和所述第二通孔为光孔。
[0016]进一步，所述翼部与所述托块一体形成，且所述翼部的外侧面与所述托块的所述
较厚一面平齐。
[0017]进一步，所述托块上还设置有把持孔，所述把持孔位于所述托块的所述较厚一面上。
[0018]进一步，所述融合孔为一大孔，所述融合孔贯穿所述托块的上下两面。
[0019]进一步，所述托块采用3D打印技术制作。
[0020]本发明与现有技术相比，本发明的托块上设置融合孔，可方便置入松质骨或供植入部位相邻的骨质长入，从而实现骨与植入物的融合，一次手术实现固定和融合，而且采用楔形块结构，使得松质骨受压应力，利于融合。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面结合附图对本发明作进一步详细说明:
[0022]图1为本发明的关节融合器的结构示意图；
`[0023]图2为本发明的关节融合器的使用状态示意图。
【具体实施方式】
[0024]体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
[0025]本发明的关节融合器用于寰枢侧块关节融合，也可应用于结构相近的其他部位的关节融合。如图1所示，本发明的关节融合器包括托块1、翼部2和锁紧螺钉3、4。本申请中所述的上、下等方位是本发明应用于人体后按照人体站立时所处的位置确定。该融合器的规格由高度4_到10_均可，根据患者的术前CT扫描测量，依实际侧块关节间隙大小进行3D打印。
[0026]托块I为一楔形块，基本为六面体结构(六个面可为平面或曲面)，托块I在两相互垂直的竖直面内的截面分别为梯形和矩形(该梯形和矩形的某个边或为曲线)，上下两面分别贴合需要固定的两骨部。托块I在植入人体寰枢侧块间时，较厚的一面11位于前部(相对于人体正面)，较薄的一面12位于后部(相对于人体背面)。通常,较厚的一面11的高度为6-8毫米，较薄的一面11高度为4-6毫米，托块I的宽度12毫米左右，长度15毫米左右。
[0027]托块I上设置有一个或多个融合孔14，该融合孔14内可置入松质骨，也可为空孔，根据实际需要确定。本实施例中，融合孔14为一大孔，融合孔14贯穿托块I的上下两面。
[0028]托块I的较厚一面11上设置有向上斜穿到上邻面的第一通孔13，该第一通孔13为光孔(也可根据需要设置为螺纹孔)。本实施例中，第一通孔13为两个，用于穿过螺钉3，将本发明的关节融合器固定在寰椎5上，如图2所示，第一通孔13斜穿角度根据需要确定。第一通孔13的设置可保证特殊病例的顺利完成。在颅椎区骨性畸形、或者寰椎后弓缺如的情况下(比如发育缺如或手术切除以后)，如不设置该第一通孔13就无法完成该手术。该螺钉3通常选用直径3毫米，长度14毫米的规格。
[0029]托块I上还设置有把持孔15，把持孔15位于托块I的较厚一面11上，也就是与第一通孔13的入口在同一操作面上，便于对融合器进行把持操作。在本实施例中，该把持孔15具有十字结构。
[0030]翼部2呈片状，连接设置在托块I的下部一侧，与托块I 一起的纵向剖面呈L型。翼部2连接设置在托块I的较厚一面11的下部，翼部2与托块I 一体形成，且翼部2的外侧面与托块I的较厚一面11平齐。该翼部2可以是一片整体，也可以是分设两片，在本实施例中为分设为上部相连的两片21、22，以便于柔性安装。
[0031]翼部2上设置有第二通孔23，第二通孔23位于第一通孔13下方。该第二通孔23为光孔(也可根据需要设置为螺纹孔)，数量为两个(每一片21、22上设置一个孔23)，用于穿过螺钉4，螺钉4将本发明的关节融合器固定在枢椎6的椎体上。该螺钉4通常选用直径3毫米，长度10毫米的规格。
[0032]本发明的关节融合器采用3D打印技术制作，即采用钛金属粉末做为原材料通过EBM (Electron Beam Melting电子束熔融)技术制成3D产品。用3D打印技术制作脊柱内植物的主要步骤包括:1、将设计好的脊柱内植物模型数据输入EBM专门设备；2、将钛合金粉末注入EBM专门设备；3、启动EBM专门设备，经3D打印程序产出所需成品。采用EBM技术制成的3D打印产品具有与理想脊柱内植物密切关联的三项重要特质:其一为可制作特殊形状的物体，电脑设计出的任何复杂图形均可经专门设备一次性打印成实物，此项特质使制作符合脊柱解剖结构 或符合个体特点的内植物成为现实；其二为产品制作的速成性，可在几小时内获得所需内植物，使个体脊柱内植物的定制成为可能；其三可制作孔隙，此孔隙可供植入部位相邻的骨质长入，从而实现骨与内植物的融合。电子束熔融技术产生金属颗粒堆铸形成的钛合金多孔型金属骨植入材料(简称TTM)，在结构和力学特性上都十分接近天然骨小梁结构。材料平均空隙大小约为650um，孔隙率40%~95%，抗压弹性模量为0.5~
1.3Gpa，介于松质骨和皮质骨之间，具有优异的生物兼容性和力学特性，并且与骨有很高的摩擦稳定性。因此作为骨植入材料，TTM可对骨组织提供结构性支持，并且符合生理性应力分布，没有应力遮挡，其柱状结构在内部互相连接形成的蜂窝状构造使得骨质能够快速、牢靠的长入，在没有自体或异体骨组织植入或者植骨量不足的情况下亦可快速达到骨性融合效果，并且避免了骨移植带来的并发症。
[0033]本发明具有以下优点:1、一次性完成内固定和植骨融合，简化手术步骤，即术后即刻稳定、术后远期关节融合。2、创造良好的植骨融合的力学环境。需要的植骨量少，不需要广泛暴露和剥离肌肉和椎板，大大减少手术创伤。3、本设计使用3D打印，设计灵活、符合个体特点。4、第一通孔13的固定方式使得在颅椎区骨性畸形、或者寰椎后弓缺如的情况下也可以手术，可以治疗以往无手术机会的病人。5、3D打印技术提供的孔隙可供植入部位相邻的骨质长入，从而实现骨与内植物的融合。可以取消自体髂骨的取骨手术，避免取骨区的并发症。
[0034]本发明的技术方案已由优选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。`
【权利要求】
1.一种关节融合器，其特征在于，包括托块和锁紧螺钉，所述托块为一楔形块，所述托块上设置有一个或多个融合孔，所述锁紧螺钉用于固定所述托块。
2.如权利要求1所述的关节融合器，其特征在于，还包括翼部，所述翼部呈片状，连接设置在所述托块的下部一侧，与所述托块一起的剖面呈L型，所述托块与所述翼部上均设置有用于穿过所述锁紧螺钉的通孔。
3.如权利要求2所述的关节融合器，其特征在于，所述翼部为等厚的片体，且下部为弧形。
4.如权利要求2所述的关节融合器，其特征在于，所述翼部连接设置在所述托块的较厚一面的下部，且包括两上部连接在一起的两片。
5.如权利要求4所述的关节融合器，其特征在于，所述托块的所述较厚一面上设置有向上斜穿到上邻面的第一通孔，所述翼部的所述两片上设置有第二通孔。
6.如权利要求5所述的关节融合器，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔为光孔。
7.如权利要求4所述的关节融合器，其特征在于，所述翼部与所述托块一体形成，且所述翼部的外侧面与所述托块的所述较厚一面平齐。
8.如权利要求4所述的关节融合器，其特征在于，所述托块上还设置有把持孔，所述把持孔位于所述托块的所述较厚一面上。
9.如权利要求1-8任一所述的关节融合器，其特征在于，所述融合孔为一大孔，所述融合孔贯穿所述托块的上下两面。`
10.如权利要求1所述的关节融合器，其特征在于，所述托块采用3D打印技术制作。
【文档编号】A61F2/44GK103720527SQ201410038103
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】王圣林, 王超, 刘忠军, 闫明, 范东伟 申请人:北京大学第三医院