一种防脱位式非融合人工颈椎及椎间盘系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种防脱位式非融合人工颈椎及椎间盘系统，包括椎体部件以及分别通过圆顶关节结构和前后侧L型防脱位结构连接于椎体部件上下端的两个终板部件；所述两个终板部件上分别设有终板固定螺钉。本发明能够在颈椎椎体次全切除术后即刻发挥支撑作用，并通过自带椎间连接部分替代正常颈椎的运动功能，能够分散颈椎活动时的应力，降低邻近节段椎间盘及关节突关节内压力，有效防止融合术所致的相邻节段退变。此外，能够通过植骨和本系统表面的羟基磷灰石涂层实现骨性融合和才能够其稳定。手术难度较小，创伤小，便于推广。由于本系统的防脱位装置的存在，可以获得术后长期稳定。
【专利说明】一种防脱位式非融合人工颈椎及椎间盘系统
【技术领域】
[0001]本发明属于医用假体制造【技术领域】，涉及一种人工颈椎及椎间盘系统，尤其是一种防脱位式非融合人工颈椎及椎间盘系统。
【背景技术】
[0002]目前颈椎椎体次全切除减压融合术(anterior cervical corpectomy withfusion, ACCF)是治疗颈椎病、颈椎椎体骨折伴脊髓压迫者或陈旧性骨折脱位合并不完全性脊髓损伤等较常用的手术方式。该术式采取经前路显露相应椎体及椎间盘，在拟切除之椎体相邻上下2个椎体分别安放椎体钉，切除两端病变椎间盘，然后在双侧钩椎关节(Luschka s joint)内侧行椎体次全切除该椎的大部椎体及后纵韧带，在脊髓及神经根得到保护的情况下充分减压，在减压槽内植入合适长度的移植骨块(自体/异体)或钛笼(填充松质骨)，选择合适颈前路钢板固定与上下椎体。该术式的优点在于能获得术后即刻稳定性，为神经功能的恢复提供稳定的生物力学环境，大量临床研究已证实其具有较好的手术疗效。但长期的随访研究发现部分患者术后存在移植骨块吸收塌陷、松动、脱落、钛笼下沉等问题。生物力学研究表明，融合术后相应椎体单元运动功能丧失，邻近节段椎间盘内、关节突关节内压力增加及应力转移。影像学上部分患者表现为椎间盘变性或突出，椎间隙高度丢失、邻近椎体或小关节骨赘形成、脊柱序列变化、节段性失稳或滑脱，严重者可出现椎管狭窄，造成脊髓压迫，导致严重的神经症状。Hilibrand等报道了 374例因颈椎病行颈前路融合术的长期随访，最长随访21年，发现邻近节段病变出现症状的年发生率为2.9%，术后 10 年有 25.6% 的病例出现邻近节段病变。(Hilibrand AS, Carlson GD, Palumbo MA, etal.Radiculopathy and myelopathy at segments adjacent to the site of a previousanterior cervical arthrodesis[J].Journal of Bone and Joint Surgery-AmericanVolume, 1999，81A (4):519-528.)
[0003]为有效避免植入物塌陷、松动等问题，有学者开始在部分患者中植入人工椎体来维持或重建脊柱的稳定性，以获得长期稳定的生物力学环境。1969年Hamdi首先报道在腰椎肿瘤患者植入人工椎体(Hamdi FA.Prosthesis for an excised lumbar vertebra:apreliminary report[J].Canadian Medical Association Journal, 1969, 100(12):576.X随后对人们对人工椎体不断改进，逐渐出现了与人体组织相容性更加良好的金属材料、新型复合材料等，固定方式也由原来的钢板或钉棒辅助融合固定发展到目前的单纯自锁人工椎体植入融合固定，并且对人工椎体表面进行生物活性材料涂层处理，以达到与周围骨性结更加良好融合的目的，同时由早期的单纯支撑型发展到可撑开固定型人工椎体，现在还出现了适用于不同人群的高度可调式的人工椎体。针对人工椎体临床随访观察发现，假体植入后能获得良好的稳定性、脊柱序列、椎体高度等。吕超亮、宋跃明等对84例下颈椎骨折脱位患者行前路椎体次全切除、椎管减压，以n-HA / PA66椎体支撑体支撑植骨、钢板螺钉内固定治疗，进行为期6-24个月的随访发现影像学检查显示所有患者植骨融合，颈椎序列、椎问高度、颈椎稳定性以及支撑体的位置维持良好，支撑体无下沉、移位。(吕超亮，宋跃明，刘浩等.纳米羟基磷灰石/聚酰胺66椎体支撑体在下颈椎骨折脱位前路手术重建中的应用[J].中华外科杂志，2012，50 (4): 338-341.)
[0004]然而，上述的人工椎体并没有突破融合术所致邻近节段退变这一局限。脊柱可动固定技术的出现在理念上解决了融合术后邻近节段退变的问题。它既能保持脊柱的运动运动功能和生物力学特征，还能恢复椎间隙高度和脊柱序列。目前人工颈椎间盘置换术已在国内外广泛应用，大量的临床观察发现人工颈椎间盘置换治疗颈椎病能取得满意效果。由于人工颈椎间盘置的手术适应症较局限:单节段或双节段颈椎间盘突出压迫脊髓或神经根，其他类型的颈椎融合术如颈椎椎体次全切除减压融合术仍无法被人工颈椎间盘置换术替代。
[0005]综上所述，目前现有技术不能避免颈椎椎体次全切除减压融合术后运动功能丧失的弊端及所致的邻近节段退变加速的问题。
[0006]为有效恢复椎间隙高度和相应节段运动功能，延缓邻近节段退变的发生，同时避免植入物塌陷、松动等问题，我们设计了一种新的防脱位式人工颈椎及椎间盘系统。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种防脱位式非融合人工颈椎及椎间盘系统，该系统同时具备人工椎体的支撑功能和人工椎间盘的非融合特征，椎体和椎间盘之间通过特殊结构实现两者的防脱位功能，该系统能获得颈前路术后椎体次全切假体置换后的即刻稳定性，使其活动性与正常颈椎高度仿生。
[0008]本发明的目的是通过以下 技术方案来实现的:
[0009]这种防脱位式非融合人工颈椎及椎间盘系统，包括椎体部件以及分别通过圆顶关节结构和前后侧L型防脱位结构连接于椎体部件上下端的两个终板部件；所述两个终板部件上分别设有终板固定螺钉；
[0010]所述椎体部件上下面设有圆形关节窝，两端部设有环形凹槽，两端部前后侧设有向前、向后的弧形平板；所述椎体部件侧面设有若干左右贯通孔；
[0011]所述圆顶关节结构包括设置在终板部件上的圆顶关节面以及设置在椎体部件的上下面与所述圆顶关节面相适应的圆形关节窝，该圆顶关节结构将圆顶关节面包在圆形关节窝内；
[0012]所述L型防脱位结构包括设置在终板部件前后侧的L型结构、设置在椎体部件端部的环形凹槽、设置在椎体部件端部前后侧的弧形平板，该L型防脱位结构将L型结构与环形凹槽相配合，弧形平板限制L型结构在终板部件相对椎体部件进行运动，防止终板部件与椎体部件发生脱位。
[0013]进一步，上述终板部件包括圆板，在圆板的下面中部设有圆柱及圆顶关节面结构，圆板上面设有锯齿结构；所述圆板下部的前、后侧设有L型防脱位结构，所述圆板上部的前侧设有竖直弧形板结构，所述竖直弧形板结构通过两个内带螺纹的螺孔固定两枚终板部件固定螺钉；所述终板固定螺钉与所述圆板呈20°角。
[0014]进一步，以上所述圆板上有锯齿结构；所述锯齿结构的高度在中心处为1mm，向四周递减。
[0015]进一步，以上所述锯齿结构的表面设有生物用羟基磷灰石涂层，所述羟基磷灰石涂层厚度为20 μ m。
[0016]进一步，以上所述椎体部件的左右侧面设有经过等离子氧化技术处理的厚度为20 μ m的生物用羟基磷灰石涂层。
[0017]进一步，以上所述终板固定螺钉的前端为尖头，所述终板固定螺钉后端为螺帽，该终板固定螺钉的近螺帽端比近尖端粗。
[0018]本发明具有以下有益效果:
[0019]本发明能够在颈椎椎体次全切除术后即刻发挥支撑作用，并通过自带椎间连接部分替代正常颈椎的运动功能，能够分散颈椎活动时的应力，降低邻近节段椎间盘及关节突关节内压力，有效防止融合术所致的相邻节段退变。此外，能够通过植骨和本系统表面的羟基磷灰石涂层实现骨性融合和才能够其稳定。手术难度较小，创伤小，便于推广。由于本系统的防脱位装置的存在，可以获得术后长期稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明的整体结构示意图；
[0021]图2是本发明的椎体部件结构示意图；
[0022]图3是图2的俯视图；
[0023]图4是图3的剖面图；
[0024]图5是本发明的终板结构示意图；
[0025]图6是图5的俯视图；
[0026]图7是图5的前视图；
[0027]图8是图5的等轴侧视图；
[0028]其中:1为椎体部件；2为终板部件；3为终板固定螺钉；4为环形凹槽结构；5为弧形平板；6为左右贯通孔；7为圆形关节窝；8为圆板；9为圆顶关节面；10为L型防脱位结构；11为竖直弧形板结构；12为锯齿结构；13为螺孔。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0030]参见图1，本发明的防脱位式非融合人工颈椎及椎间盘系统，包括椎体部件I以及分别通过圆顶关节结构连接于椎体部件I上下端的两个终板部件2 ;在椎体部件侧壁设有若干贯通孔6 ;两个终板部件2上分别设有终板部件固定螺钉3。以下结合附图对组成本发明的各部件进行详细描述:
[0031]如图1、图2、图3、图4所示，椎体部件I设有上下面的圆形关节窝结构7、两端的环形凹槽结构4、中部的若干左右贯通孔结构6。
[0032]在本发明的最佳实施例中:椎体部件I上下面各有一与终板部件2下部圆顶关节面相配合的深度为2.5mm的圆形关节窝结构7,立体地看,该圆形关节窝结构为直径为20mm的球体的下2.5/20部分，该结构包住终板部件2下部圆顶关节面9，与之形成圆顶关节；椎体部件I两端各有一环形凹槽结构4，该结构在靠近椎体上下面前、后侧分别有向前、向后突出的弧形平板5 ;椎体部件I左右侧面中部设有若干左右贯通孔6 ;左右侧面及所有贯通孔内表面均为磨砂样结构，表面有羟基磷灰石涂层，以实现良好的骨性融合，获得良好的稳定性和支撑能力。
[0033]参见图1、图5、图6，以上所述圆顶关节结构包括终板部件2上的圆顶关节面9以及设置在椎体部件I端部的与圆顶关节面9相适应的圆形关节窝7。圆顶关节面9与圆形关节窝7相互配合，实现椎间连接各个方向的活动功能。
[0034]在本发明的最佳实施例中:圆顶关节面由直径20mm的圆球的2/20和与之匹配的圆柱结构相连。该圆顶关节面9分别与椎体的上下端的圆形关节窝7相吻合。上下圆形关节窝7在前后左右侧面与圆顶关节面9完全吻合(即直径为20mm)。这样的椎间连接有大范围的接触面积，保证该假体在脊柱轴向应力条件下能起到稳定的支撑作用，同时能减轻关节面的摩擦；该圆顶关节结构可实现椎体的正常运动。目前临床上现有的人工椎体有支撑功能但不具备运动功能，而人工椎间盘运动功能仅适用于椎间隙运动的保留且不具备支撑功能。因此，通过独特设计的圆顶关节而形成的椎间连接既能实现人工椎体的支撑功能，又能保留椎间隙的运动功能，从而减缓因融合术后应力增加所致邻近节段退变的进展。
[0035]如图5、图6、图7、图8所示，终板部件2包括圆板8，在圆板8的下部中心有垂直固定的圆顶关节面9，圆板8的前后侧各有一个L型防脱位结构，圆板8前侧上方竖直向上的弧形板结构11上有两个方向与圆板8呈一定角度的内带螺纹的螺孔13固定有两个终板固定螺钉3 ;圆板8上面设有锯齿结构12。
[0036]在本发明的最佳实施例中:终板部件2的L型防脱位结构与椎体部件I端部的环形凹槽4、两端前后侧的弧形平板5形成限制性关联。L型结构10嵌入凹槽结构4内，弧形平板结构5被L型结构10包围，防止该系统终板和椎体相对运动时发生脱位。当椎体部件植入术后，患者需要在早期进行颈部活动性锻炼，但由于椎体部件尚未与周围组织形成稳定的骨性融合，该L型防脱位结构便能限制由于椎体部件的过度活动而形成脱位，避免脊髓受压的风险。
[0037]在圆板8的前侧竖直向上的弧形板中间靠边线处有两个用以螺钉固定的螺孔13，这两个螺孔13内带螺纹，与终板固定螺钉3配合。本发明的终板部件螺钉3是自攻螺钉，其后端为螺帽，该终板固定螺钉3的近端螺帽端比其近尖头端略粗。终板固定螺钉3可以与圆板呈20°角方向植入相应椎体，终板固定螺钉3与内带螺纹的螺孔13相配合，由于螺孔13的内螺纹结构，配合较长的终板部件螺钉3，可以获得较大把持力，实现终板与邻近椎体紧密固定。
[0038]圆板8的上部为锯齿结构12，高度在中心处为1mm，并向四周递减，更加适应邻近椎体上下终板的解剖形态，可实现邻近椎体更好的配合，所述锯齿结构12表面有利用等离子体氧化技术处理而形成的生物用羟基磷灰石涂层，涂层厚度约20 μ m,所有的上表面处理，都可以加速终板结构与邻近椎体的早期融合，有利于实现生物融合和长期的稳定。
[0039]综上所述，本发明的防脱位式非融合人工颈椎及椎间盘系统适用于前路颈椎椎体次全切术资料的疾病，例如:相邻两节段颈椎间盘突出症、椎体肿瘤、椎体结核、非神经功能受损的颈椎体爆裂性骨折、压缩性骨折等。此外，对于人工颈椎间盘术后翻修、颈椎融合术后邻近节段退变严重的其他类型颈椎疾病也可使用本系统。以下就椎间盘摘除、椎体次全切、本系统置换术来说明手术中的【具体实施方式】:
[0040]对具备该术式适应症的患者行常规术前检查，并行推移气管和食管、床上排尿、排便练习；取患者仰卧位，双肩垫以软枕，头颈自然向后仰伸，颈后部放置沙袋或软木枕，后枕部垫以软头圈，头两侧各放置小沙袋防止术中旋转；采用颈前路横切口，切口长度一般为3~5cm ;准确确定颈动脉鞘和颈内脏鞘，以示指沿已分开的间隙做钝性松解，再轻轻向深部分离抵达椎体和椎间盘前部；用拉钩将气管、食管向中线牵拉，颈动脉鞘稍向右侧牵拉，即可抵达椎体和椎间盘前间隙；用长镊子提起椎前筋膜后逐层剪开，然后纵行分离此层筋膜，向上下逐渐扩大暴露椎体和椎间隙；于病椎上下位椎体中央分别拧入撑开器螺钉，在撑开螺钉上套入撑开器，向上下两端撑开；确定相应椎体的上下方椎间盘，用尖刀切开纤维环，髓核钳取出破碎的椎间盘组织；用三关节咬骨钳咬除骨折椎体的前皮质骨和大部分松质骨。接近椎体后缘时暂停，先用刮匙将椎间盘和终板全部刮除，用神经剥离子分离出椎体后缘与后纵韧带间的间隙，伸入薄型冲击式咬骨钳逐步将椎体后皮质骨咬除，此时形成一个长方形的减压槽；小心地将减压槽底边扩大，彻底切除致压物，完成减压；在体外组装该系统，将上下终板部件的圆顶关节面分别沿椎体侧面放至椎体部件上下两面的圆形凹槽内，并旋转90°，使终板部件的竖直向上的弧形板位于前侧，将所获的椎体骨质咬碎植入椎体部件侧面贯通的若干植骨孔内；调整椎体撑开器撑开的高度，使颈椎前柱的高度恢复正常，将本系统放至减压槽内，并使上下终板与邻近椎体的下面和上面相贴和；分别与邻近椎体上下表面呈20°角植入上下4枚螺钉与邻近上下椎体来固定上下终板；松开椎体撑开器，使本系统紧密嵌合，并在X光机下透视无误后冲洗伤口，放置引流，逐层缝合。术后常规护理，术后I天 可正常活动颈部。
【权利要求】
1.一种防脱位式非融合人工颈椎及椎间盘系统，其特征在于，包括椎体部件(I)以及分别通过圆顶关节结构和前后侧L型防脱位结构连接于椎体部件(I)上下端的两个终板部件(2);所述两个终板部件(2)上分别设有终板固定螺钉(3)； 所述椎体部件(I)上下面设有圆形关节窝(7)，两端部设有环形凹槽(4)，两端部前后侧设有向前、向后的弧形平板(5);所述椎体部件(I)侧面设有若干左右贯通孔(6)； 所述圆顶关节结构包括设置在终板部件(2)上的圆顶关节面(9)以及设置在椎体部件(1)的上下面与所述圆顶关节面(9)相适应的圆形关节窝(7)，该圆顶关节结构将圆顶关节面(9)包在圆形关节窝(7)内； 所述L型防脱位结构包括设置在终板部件(2)前后侧的L型结构(10)、设置在椎体部件(I)端部的环形凹槽(4)、设置在椎体部件(I)端部前后侧的弧形平板(5)，该L型防脱位结构将L型结构(10)与环形凹槽(4)相配合，弧形平板(5)限制L型结构(10)在终板部件(2)相对椎体部件(I)进行运动，防止终板部件(2)与椎体部件(I)发生脱位。
2.根据权利要求1所述的防脱位式非融合人工颈椎及椎间盘系统，其特征在于，终板部件(2)包括圆板(8)，在圆板(8)的下面中部设有圆柱及圆顶关节面结构(9)，圆板(8)上面设有锯齿结构(12);所述圆板(8)下部的前、后侧设有L型防脱位结构(10)，所述圆板(8)上部的前侧设有竖直弧形板结构(11)，所述竖直弧形板结构(11)通过两个内带螺纹的螺孔(13)固定两枚终板部件固定螺钉(3);所述终板固定螺钉(3)与所述圆板(8)呈20°角。
3.根据权利要求2所述的防脱位式非融合人工颈椎及椎间盘系统，其特征在于，所述圆板(8)上有锯齿结构(12);所述锯齿结构(12)的高度在中心处为1mm，向四周递减。
4.根据权利要求3所述的防脱位式非融合人工颈椎及椎间盘系统，其特征在于，所述锯齿结构(12)的表面设有生物用羟基磷灰石涂层，所述羟基磷灰石涂层厚度为20 μ m。
5.根据权利要求1所述的防脱位式非融合人工颈椎及椎间盘系统，其特征在于，所述椎体部件(I)的左右侧面设有经过等离子氧化技术处理的厚度为20 μ m的生物用羟基磷灰石涂层。
6.根据权利要求1所述的防脱位式非融合人工颈椎及椎间盘系统，其特征在于，所述终板固定螺钉(3)的前端为尖头，所述终板固定螺钉(3)后端为螺帽，该终板固定螺钉(3)的近螺帽端比近尖端粗。
【文档编号】A61L27/32GK103800101SQ201410072192
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】贺西京, 董军, 贺高乐 申请人:西安交通大学