腰椎后路多功能椎间植骨融合器的制作方法

本发明涉及椎间植骨融合器领域，具体是一种腰椎后路多功能椎间植骨融合器。

背景技术：

采用椎间植骨融合器进行椎间植骨融合术，是上世纪末、本世纪初脊柱外科临床实践和病理、生理力学等基础研究理论相结合的标志性的技术进步。“椎间植骨融合器”，作为椎体间轴向承载(体重)，扩开因轴向应力而退变狭窄的椎间隙，使神经根管上下径扩大，神经根获得减压；作为界面间固定装置，使退变失稳脊柱病变节段重新获得稳定的内环境，使填充其间的移植骨组织与上下椎体达到骨性融合。由于上述从临床实践中明确观察到并被临床病理及生物力学试验充分证明的基本优势，“椎间植骨融合器”已成为当代脊柱外科医生手中的“利器”之一，在世界范围内被广泛用于临床。

作为一项新兴的脊柱手术技术，在过去十年的实践中，对其针对脊柱退变的关键病理及生物力学因素，即直立行走的脊椎动物，脊柱长期因主要由垂直应力而构成的轴向载荷作用下，所发生的疲劳老化，是导致椎间盘退变、椎间隙狭窄、韧带钙化、骨质增生、骨赘生长、神经根管狭窄、神经组织受压迫、椎间失稳、椎体滑移等各种退行性病变的核心因素。因此，有效的对抗轴向载荷，是解决问题的关键。

基于这一共识，上世纪90年代，椎间植骨融合器(Interbody Fusion Cage)在北美始用于临床。最早为中空圆柱状，曾被称为BAK cage，后渐演变为长方体(中空、实心均有)，其有效的对抗载荷，支撑塌陷狭窄的椎间隙，使受压迫的神经根获得松解、稳定椎间隙、利于植骨融合的良好作用，由临床结果所证实。但问题也由此突显，主要表现为松脱、脱位、下沉、挤破终板进入骨组织，从而引发各种并发症，导致手术失败。

尽管并发症报告已经屡见不鲜，但“椎间植骨融合器”的应用却日趋广泛。为避免并发症，在术中椎间植入融合器，效果初步显现后，再附加上下椎节椎弓根螺钉内固定等其它技术手段，进一步加固其已获得的稳定性，防止融合器的移动、脱位、下沉，从而不得不使手术复杂化，风险增加，经济代价升高。

现有技术中存在的问题是：现行以长方体为主流结构的融合器，均未达到足够的体积，因其与上下椎体终板(骨板面)接触的面积过小，而作为对抗轴向载荷的承载功能，显而易见，面积越小、单位面积压强越大。

但由于进入任何一个被包埋在实体内的空间时，都必须经过一道“门”，而这个“门口”尺寸大小的允许度，决定了可以搬入此空间物体的大小。人体从后方及侧后方，进入发生病理变化的“核心”部位，必须经过骨性椎弓、椎板及相接的上下关节突、韧带构成的软硬相间的椎管及其包容脊髓神经及神经根等重要的神经组织。因此，这道门坎所允许通过的间隙十分狭小，并且稍有不慎，即会损伤重要的神经结构。可见，修复位于椎间隙空间内的退变失效椎间盘，并支撑塌陷狭窄椎间隙的支撑物—“融合器”所需要的能满足需要的体积，与可允许其通过的狭小的通道，所产生的矛盾，形成了问题尖锐的“焦点”。而“门口”允许通过的最大体积，与修复内部宽大空间内病变所需要的最小体积，仍存在着显著差距。

对现有技术做定量分析：采用均值(前后径40～45mm，左右径50～65mm)绘制人类椎体柱状横切面平面图，为不规则的椭圆形，求其面积。圆面积公式A＝πr²(r为半径)，椭圆面积公式A＝πab(a、b分别为长、短半径)，因是不规则椭圆形，故均不适用。采用微积分概念，将不规则椭圆形用5×5＝25mm²小方格覆盖，共得73规则小方格，34不完整小方格，则73×25＝1825mm²，对其余34个缺失方格图形互补，约得20格，则20×25＝500mm²，则椎体柱状横切面表面积约为73×25+20×25＝2325mm²；取人类椎间隙高度(10～15mm)均值，则椎间隙空间体积为：2325×12＝27900mm³。采用目前“椎间植骨融合器”通用形态长方体均值，求得长方体上或下表面积：长方体长25mm，宽10mm，高6mm，则表面积25×10＝250mm²，体积250×6＝1500mm³，代入其所处的内环境椎间隙，则占面积百分比250÷2325≈11％，占体积百分比1500÷27900≈5.4％。

通过定量分析，从结果可以清晰的看到，尽管“融合器”已成为今天脊柱外科医生手中的“利器”之一，但现有技术中的融合器在病变核心之地的三维空间中，支撑面积仅占了约11％，而体积更是不足6％。因总体支撑面积过小，则单位面积压强必然增大，故挤破骨板进入椎体下沉或体形过小而松动脱落，始终成为难以避免的并发症。更由于其形态结构仅为中空或实心的长方体固态，除了支撑承载上下椎体所传递的脊柱轴向载荷外，对于因椎间隙松动而使上下椎体发生横向移位的“腰椎滑脱”，并无法发挥任何对抗横向滑移，矫正畸形使之复位的力量。而现今的融合器技术，过多的滞留于表面微孔处理，以期增加与接触面骨组织细胞水平的接触及用柔性材料降低钢度，而减少下沉挤入骨组织。

技术实现要素：

为了克服现有的椎间植骨融合器的支撑体积过小的不足，本发明提供了一种腰椎后路多功能椎间植骨融合器，以达到增加腰椎后路多功能椎间植骨融合器支撑体积的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种腰椎后路多功能椎间植骨融合器，该腰椎后路多功能椎间植骨融合器包括：螺杆，能够绕轴线转动，该螺杆包括第一螺杆段和第二螺杆段，第一螺杆段与第二螺杆段的螺纹旋向相反；螺母，包括第一螺母和第二螺母，第一螺母与第一螺杆段螺纹连接，第二螺母与第二螺杆段螺纹连接；支撑臂，包括第一支撑臂和第二支撑臂，第一支撑臂的一端与第一螺母铰接，第二支撑臂的一端与第二螺母铰接，第一支撑臂的另一端与第二支撑臂的另一端铰接或第一支撑臂的另一端通过支撑板与第二支撑臂的另一端铰接；当该螺杆转动时，第一螺母和第二螺母的运动方向相反，第一支撑臂的另一端和第二支撑臂的另一端均能够沿该螺杆的径向移动。

进一步地，第一支撑臂为两个，两个第一支撑臂以该螺杆的轴线为中心线对称的设置在第一螺母的两侧，第二支撑臂为两个，两个第二支撑臂以该螺杆的轴线为中心线对称的设置在第二螺母的两侧。

进一步地，当第一支撑臂的另一端通过支撑板与第二支撑臂的另一端铰接时，支撑板为两个，位于该螺杆同一侧的第一支撑臂的另一端和第二支撑臂的另一端均与同一个支撑板铰接。

进一步地，腰椎后路多功能椎间植骨融合器还包括两个端部支架，两个端部支架平行间隔设置，每个端部支架上均设置有转动支撑孔，第一螺杆段的一端设置在两个端部支架中的一个端部支架的转动支撑孔内，第二螺杆段的另一端设置在两个端部支架中的另一个端部支架的转动支撑孔内，该螺杆能够相对于端部支架转动。

进一步地，第一螺母和第二螺母位于两个端部支架之间，支撑板包括收缩状态和支撑状态，在该收缩状态时，支撑板的内表面与端部支架的端面抵接，在该支撑状态时，支撑板与端部支架间隔设置。

进一步地，第一螺母和第二螺母互为镜像，第一支撑臂和第二支撑臂互为镜像，两个端部支架互为镜像，两个端部支架相互平行。

进一步地，当第一支撑臂的另一端与第二支撑臂的另一端铰接时，第一支撑臂的一端和第二支撑臂的一端连线与该螺杆轴线平行，该支撑臂包括收纳状态和锚定状态，当该支撑臂处于收纳状态时，第一支撑臂与第二支撑臂平行，当该支撑臂处于锚定状态时，第一支撑臂另一端与该螺杆轴线的距离大于第一支撑臂一端与该螺杆轴线的距离。

进一步地，该腰椎后路多功能椎间植骨融合器还包括外壳，外壳的两个相对侧壁上均设置有开口部，在该支撑臂处于该收纳状态时，第一支撑臂和第二支撑臂全部置于外壳内，在该支撑臂处于锚定状态时，第一支撑臂的另一端和第二支撑臂的另一端能够穿过该开口部并置于外壳的外侧。

进一步地，该腰椎后路多功能椎间植骨融合器还包括支撑盒，该支撑盒包括上壳体和下壳体，上壳体与下壳体断面形状均为凹字形，上壳体与下壳体扣合连接，该螺杆的端部位于外壳和该支撑盒外，外壳置于支撑盒内，当外壳相对于支撑盒转动时，外壳能够推动上壳体相对于下壳体移动并使该支撑盒由收缩状态转变为周长变大的扩张状态。

进一步地，上壳体和下壳体上均设置有开口槽，当该支撑盒处于收缩状态时，该支撑臂处于该收纳状态，外壳倾斜设置，外壳的两个该开口部的连线与该支撑盒的对角线重合，当该支撑盒处于该扩张状态时，该支撑臂能够处于锚定状态，外壳竖直设置，外壳的开口部与该开口槽一一对应，第一支撑臂的另一端和第二支撑臂的另一端能够置于该支撑盒外侧。

本发明的有益效果是，设置第一支撑臂和第二支撑臂，并使第一支撑臂的另一端和第二支撑臂的另一端在该螺杆转动时能够沿该螺杆的径向移动，从而保证该腰椎后路多功能椎间植骨融合器以小体积进入到设定位置后能够进行扩张，从而达到增大腰椎后路多功能椎间植骨融合器支撑体积的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明第一实施例处于收缩状态的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明第一实施例处于支撑状态的结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为本发明第二实施例处于收纳状态的局部结构示意图；

图6为本发明第二实施例处于锚定状态的局部结构示意图；

图7为本发明第二实施例装配有外壳并处于收纳状态的局部结构示意图；

图8为本发明第二实施例处于收缩状态的整体结构的左视图；

图9为本发明第二实施例处于扩张状态的整体结构的左视图；

图10为本发明第二实施例处于收缩状态的三维结构示意图；

图11为本发明第二实施例处于扩张状态的三维结构示意图。

图中附图标记：11、第一螺杆段；12、第二螺杆段；21、第一螺母；22、第二螺母；31、第一支撑臂；32、第二支撑臂；4、支撑板；5、端部支架；6、外壳；71、上壳体；72、下壳体；73、H型支架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图11所示，本发明实施例提供了一种腰椎后路多功能椎间植骨融合器，该腰椎后路多功能椎间植骨融合器包括：螺杆、螺母和支撑臂。螺杆能够绕轴线转动，该螺杆包括第一螺杆段11和第二螺杆段12，第一螺杆段11与第二螺杆段12的螺纹旋向相反。螺母包括第一螺母21和第二螺母22，第一螺母21与第一螺杆段11螺纹连接，第二螺母22与第二螺杆段12螺纹连接。支撑臂包括第一支撑臂31和第二支撑臂32，第一支撑臂31的一端与第一螺母21铰接，第二支撑臂32的一端与第二螺母22铰接，第一支撑臂31的另一端与第二支撑臂32的另一端铰接或第一支撑臂31的另一端通过支撑板4与第二支撑臂32的另一端铰接。当该螺杆转动时，第一螺母21和第二螺母22的运动方向相反，第一支撑臂31的另一端和第二支撑臂32的另一端均能够沿该螺杆的径向移动。

设置第一支撑臂31和第二支撑臂32，并使第一支撑臂31的另一端和第二支撑臂32的另一端在该螺杆转动时能够沿该螺杆的径向移动，从而保证该腰椎后路多功能椎间植骨融合器以小体积进入到设定位置后能够进行扩张，从而达到增大腰椎后路多功能椎间植骨融合器支撑体积的目的。另外，在图1中，第一螺杆段11的左端内设置用于旋转该螺杆的六角形内孔，第二螺杆段12的右端内设置用于旋转该螺杆的六角形内孔。

以上技术特征为本发明的共有技术特征，下面将会根据具体实施例进行说明，但上述共有技术特征将不再赘述。

第一实施例：

如图1至图4所示，本发明第一实施例中上述腰椎后路多功能椎间植骨融合器包括支撑板4，上述第一支撑臂31的另一端与支撑板4的一端铰接，第二支撑臂32的另一端与支撑板4的另一端铰接。

将第一支撑臂31和第二支撑臂32均铰接在支撑板4上，目的是为了在支撑板4随第一支撑臂31的另一端和第二支撑臂32的另一端移动时，保证支撑板4的移动平稳，同时，第一支撑臂31和第二支撑臂32均能够为支撑板4提供稳定的支撑力，以确保在支撑定位后的支撑稳定性。

具体地，如图1所示，第一支撑臂31为两个，两个第一支撑臂31以该螺杆的轴线为中心线对称的设置在第一螺母21的两侧。第二支撑臂32为两个，两个第二支撑臂32以该螺杆的轴线为中心线对称的设置在第二螺母22的两侧。支撑板4为两个，位于该螺杆同一侧的第一支撑臂31的另一端和第二支撑臂32的另一端均与同一个支撑板4铰接。

上述两个支撑板4均可以随对应的第一支撑臂31和第二支撑臂32一起运动，即当螺杆转动时，图1所示的上下两个支撑板4均可以由图2位置向图4位置移动。

本发明第一实施例中的腰椎后路多功能椎间植骨融合器还包括两个端部支架5。两个端部支架5平行间隔设置，每个端部支架5上均设置有转动支撑孔，第一螺杆段11的一端设置在两个端部支架5中的一个端部支架5的转动支撑孔内，第二螺杆段12的另一端设置在两个端部支架5中的另一个端部支架5的转动支撑孔内，该螺杆能够相对于端部支架5转动。

需要说明的是，上述端部支架5的断面为H形，该端部支架5的的宽度与支撑板4的宽度相同，该端部支架5的长度与支撑板4的长度相同。

上述第一螺母21和第二螺母22位于两个端部支架5之间，支撑板4包括收缩状态和支撑状态。在该收缩状态时，支撑板4的内表面与端部支架5的端面抵接，在该支撑状态时，支撑板4与端部支架5间隔设置。

优选地，第一螺母21和第二螺母22互为镜像，第一支撑臂31和第二支撑臂32互为镜像，两个端部支架5互为镜像，两个端部支架5相互平行。

应用本发明第一实施例工作时，将该实施例中的腰椎后路多功能椎间植骨融合器置于图1所示状态，即原始状态。将该状态的腰椎后路多功能椎间植骨融合器植入腰椎设定位置后，旋拧螺杆使螺杆转动。由于第一螺杆段11和第二螺杆段12的旋向相反，在转动时，第一螺母21和第二螺母22会朝向螺杆的中心位置移动，即第一螺母21和第二螺母22相向运动。此时，由于第一螺母21和第二螺母22移动，从而带动第一支撑臂31的一端和第二支撑臂32的一端移动，进而使第一支撑臂31的另一端和第二支撑臂32的另一端将支撑板4沿螺杆的径向支起，如图3和图4所示。此时，第一支撑臂31和第二支撑臂32均垂直于螺杆轴线，并且第一支撑臂31和第二支撑臂32均与支撑板4垂直。

第二实施例：

如图5至图11所示，本发明第二实施例中第一支撑臂31的另一端与第二支撑臂32的另一端铰接。第一支撑臂31的一端和第二支撑臂32的一端的连线与该螺杆轴线平行，该支撑臂包括收纳状态和锚定状态。当该支撑臂处于收纳状态时，第一支撑臂31与第二支撑臂32平行，当该支撑臂处于锚定状态时，第一支撑臂31另一端与该螺杆轴线的距离大于第一支撑臂31一端与该螺杆轴线的距离。

该实施例中，图5所示状态为收纳状态，图6所示状态为锚定状态。当该螺杆转动时，第一螺母21和第二螺母22朝向螺杆的中心位置移动，同时第一支撑臂31的一端和第二支撑臂32的一端相互靠近，第一支撑臂31的另一端和第二支撑臂32的另一端朝向图5所示的上方移动，即移动到图6所示状态。此时，第一支撑臂31的另端和第二支撑臂32的另一端形成锚定端，该锚定端用于锚定相邻两节脊椎骨。

优选地，如图7所示，该腰椎后路多功能椎间植骨融合器还包括外壳6，外壳6的两个相对侧壁上均设置有开口部，在该支撑臂处于该收纳状态时，第一支撑臂31和第二支撑臂32全部置于外壳6内，在该支撑臂处于锚定状态时，第一支撑臂31的另一端和第二支撑臂32的另一端能够穿过该开口部并置于外壳6的外侧。上述螺杆的两端置于外壳6的外侧，并能够便于操作工具对螺杆进行驱动旋转。

如图8和图10所示，该腰椎后路多功能椎间植骨融合器还包括支撑盒，该支撑盒包括上壳体71和下壳体72。上壳体71与下壳体72断面形状均为凹字形，上壳体71与下壳体72扣合连接，该螺杆的端部位于外壳6和该支撑盒外，外壳6置于支撑盒内。当外壳6相对于支撑盒转动时，外壳6能够推动上壳体71相对于下壳体72移动并使该支撑盒由收缩状态转变为周长变大的扩张状态。

上壳体71和下壳体72上均设置有开口槽。本发明第二实施例中的收缩状态为图8所示的状态，在该收缩状态时该支撑臂处于该收纳状态，外壳6倾斜设置，外壳6的两个该开口部的连线与该支撑盒的对角线重合。当该支撑和处于扩张状态时，外壳6沿顺时针方形转动至图9所示位置，即外壳6与上壳体71的上端面垂直，外壳6的开口部与该开口槽一一对应，第一支撑臂31的另一端和第二支撑臂32的另一端能够置于该支撑盒外侧，如图11所示。

本发明第二实施例中的该支撑盒内还设置有防止外壳6转动到竖直位置后继续转动的止挡部，该止挡部设置在开口槽处，用于与外壳6的侧壁卡接。

需要说明的是，该实施例中的支撑盒还包括H型支架73，该H型支架73设置在上壳体71和下壳体72的左右两侧，用于对上壳体71和下壳体72进行滑动导向，防止上壳体71和下壳体72在滑动中脱离移位。

应用本发明第二实施例中的腰椎后路多功能椎间植骨融合器工作时，首先将图8所示状态下的腰椎后路多功能椎间植骨融合器植入脊椎骨设定位置，待该腰椎后路多功能椎间植骨融合器置于设定位置后，转动外壳6使上壳体71和下壳体72产生纵向滑动，实现一维扩张，如图9所示。此时，外壳6的开口部与支撑盒的开口槽对应，转动螺杆，由于第一螺杆段11和第二螺杆段12的螺纹旋向相反，上述第一螺母21和第二螺母22朝向螺杆中心移动，上述第一支撑臂31和第二支撑臂32由开口槽处伸出，如图11所示，此时完成锚定。从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

设置第一支撑臂和第二支撑臂，并使第一支撑臂的另一端和第二支撑臂的另一端在该螺杆转动时能够沿该螺杆的径向移动，从而保证该腰椎后路多功能椎间植骨融合器以小体积进入到设定位置后能够进行扩张，从而达到增大腰椎后路多功能椎间植骨融合器支撑体积的目的。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。