本实用新型涉及骨科植入物技术领域，具体而言，涉及一种脊柱固定组件。
背景技术：
目前，在脊柱外科领域，由于脊柱肿瘤、陈旧性脊柱创伤、脊柱结核、先天性脊柱畸形、严重的椎管狭窄脊髓压迫症等等病变，在治疗中往往需要对脊柱后路椎板、横突棘突、上下关节突进行手术切除，甚至是椎体节段的整体手术摘除。此后，再进行后路固定术并辅之以前路融合术，从而对位于脊柱进行部分切除或整体摘除的部位的上下两侧的两个椎体节段进行固定。然而，采用上述手术方法术后造成的椎板的缺失无法修补，这样会导致脊髓硬脊膜的外侧失去了骨质的屏障保护作用，直接被肌肉和皮肤所覆盖。此外，还会发生硬膜囊与神经根粘连等术后并发症，给病人带来极大痛苦与不便。
技术实现要素：
本实用新型的主要目的在于提供一种脊柱固定组件，以解决现有技术中的脊柱椎体在进行部分切除或整体摘除后相应部位的脊髓硬脊膜缺乏骨质的屏障保护的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种脊柱固定组件，包括：两个椎管覆盖板，两个椎管覆盖板呈角度连接，以在两个椎管覆盖板之间形成第一凹部，第一凹部的开口朝向脊柱椎管；固定结构，固定结构与两个椎管覆盖板相配合，以将两个椎管覆盖板固定在脊柱椎管的后方并与脊柱椎管的前方的患处椎体相对应的位置。
进一步地，椎管覆盖板为平直板或弧形板。
进一步地，脊柱固定组件还包括关节突连接板，关节突连接板设置在两个椎管覆盖板中的至少一个上，关节突连接板设置在椎管覆盖板远离脊柱椎管的一侧并沿远离脊柱椎管的方向延伸，关节突连接板的上端具有第一关节突结合部，关节突连接板的下端具有第二关节突结合部。
进一步地，第一关节突结合部包括设置在关节突连接板的上端的内侧的第一关节突结合面，第二关节突结合部包括设置在关节突连接板的下端的外侧的第二关节突结合面。
进一步地，脊柱固定组件还包括骨结合板，骨结合板设置在两个椎管覆盖板中的至少一个上，骨结合板与对应的椎管覆盖板呈角度连接，以在骨结合板与该椎管覆盖板之间形成第二凹部，第二凹部的开口方向与第一凹部的开口方向相反，骨结合板朝向患处椎体的一侧的表面形成骨结合面，当关节突连接板设置在该椎管覆盖板上时，关节突连接板的至少部分位于第二凹部内。
进一步地，固定结构包括固定棒以及第一椎弓根螺钉，固定棒的两端分别通过第一椎弓根螺钉固定在位于患处椎体的上方和下方的两个生理椎体节段上，固定棒与骨结合板相配合，以将两个椎管覆盖板固定在脊柱椎管的后方并与脊柱椎管的前方的患处椎体相对应的位置。
进一步地，骨结合板远离椎管覆盖板的一侧具有能够通过压紧方式进行固定的固定棒结合部，当固定棒的两端固定在两个生理椎体节段上后，固定棒压入固定棒结合部并将固定棒结合部压紧固定。
进一步地，骨结合板远离椎管覆盖板的一侧具有固定棒结合部，固定棒结合部与固定棒之间通过焊接连接或者通过3D打印技术直接打印形成一体结构。
进一步地，固定结构还包括锁合结构，锁合结构包括：安装柱，设置在固定棒结合部上，安装柱具有沿固定棒的延伸方向贯通设置的通槽，通槽的槽壁上设置有内螺纹；压棒螺帽，压棒螺帽的外壁上设置有与内螺纹相适配的外螺纹，当固定棒穿设在通槽内后，压棒螺帽嵌入至通槽内并与通槽通过外螺纹和内螺纹连接，以将固定棒锁紧在安装柱上。
进一步地，固定结构还包括第二椎弓根螺钉，骨结合板上设置有用于穿设第二椎弓根螺钉的螺钉孔，固定棒和骨结合板通过第二椎弓根螺钉固定在患处椎体上。
进一步地，脊柱固定组件还包括棘突板，棘突板连接在两个椎管覆盖板的连接处并朝向背离两个椎管覆盖板的方向延伸。
进一步地，棘突板的上端和下端均设置有棘突结合部，两个棘突结合部分别与位于患处椎体的上方和下方的两个生理椎体节段的棘突抵顶配合。
进一步地，棘突板和/或椎管覆盖板上设置有缝合孔。
进一步地，棘突板上设置有第一多孔层，第一多孔层为三维贯通的第一通孔结构，该第一通孔结构的孔径为150μm至2000μm。
进一步地，椎管覆盖板上设置有第二多孔层，第二多孔层为三维贯通的第二通孔结构，该第二通孔结构的孔径为150μm至2000μm。
进一步地，第二多孔层设置在椎管覆盖板背离脊柱椎管的外表面上，椎管覆盖板朝向脊柱椎管的内表面为光滑的实体金属表面。
进一步地，第一关节突结合部和/或第二关节突结合部为三维贯通的第一多孔通孔结构，该第一多孔通孔结构的孔径为150μm至1200μm。
进一步地，棘突结合部为三维贯通的第二多孔通孔结构，该第二多孔通孔结构的孔径为150μm至1200μm。
进一步地，骨结合板朝向患处椎体的一侧设置有第三多孔层，第三多孔层为三维贯通的第三通孔结构，该第三通孔结构的孔径为150μm至1200μm。
进一步地，位于第一凹部的一侧的骨结合板为多个，多个骨结合板沿同侧的关节突连接板的延伸方向间隔设置，并且该关节突连接板上设置有神经根通道避让缺口。
进一步地，患处椎体为人体生理椎体或人工椎体假体。
应用本实用新型的技术方案，两个椎管覆盖板之间形成第一凹部。该第一凹部的开口朝向脊柱椎管(即朝向人体的前方)。具体地，第一凹部对应脊柱椎体被部分切除或整体摘除的患处椎体的位置设置，固定结构与两个椎管覆盖板相配合，以将两个椎管覆盖板固定在脊柱椎管的后方并与脊柱椎管的前方的上述患处椎体相对应的位置。此时，脊柱椎管内的脊髓被容纳在第一凹部的内侧，也就是说，两个椎管覆盖板能够形成屏障，实现对脊髓硬脊膜的保护作用，避免发生硬膜囊与神经根粘连等术后并发症，减轻病人的痛苦。
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实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本实用新型的脊柱固定组件的实施例一的结构示意图；
图2示出了图1的脊柱固定组件的剖视示意图；
图3示出了图1的脊柱固定组件与脊柱的装配过程示意图；
图4示出了图1的脊柱固定组件与脊柱相配合的结构示意图；
图5示出了根据本实用新型的脊柱固定组件的实施例二的剖视示意图；
图6示出了根据本实用新型的脊柱固定组件的实施例三的剖视示意图；
图7示出了根据本实用新型的脊柱固定组件的实施例四与脊柱相配合(脊柱固定组件前方为人体生理椎体)的结构示意图；
图8示出了图7的脊柱固定组件与脊柱(脊柱固定组件前方为设置在上下两个生理椎体节段之间的钛笼)的分解结构示意图；
图9示出了图8的脊柱固定组件与脊柱相配合(脊柱固定组件前方为设置在上下两个生理椎体节段之间的钛笼)的结构示意图；
图10示出了根据本实用新型的脊柱固定组件的实施例五的剖视示意图；
图11示出了图10的脊柱固定组件与脊柱相配合的结构示意图；
图12示出了根据本实用新型的脊柱固定组件的实施例六的剖视示意图；
图13示出了图12的脊柱固定组件的结构示意图；
图14示出了根据本实用新型的脊柱固定组件的实施例七的结构示意图；
图15示出了根据本实用新型的脊柱固定组件的实施例八的分解结构示意图；
图16示出了图15的脊柱固定组件与脊柱的装配过程示意图；
图17示出了图15的脊柱固定组件的椎管覆盖板、关节突连接板、骨结合板以及棘突板的结构示意图；以及
图18示出了根据本实用新型的脊柱固定组件的实施例九的分解结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、椎管覆盖板；20、关节突连接板；21、第一关节突结合部；22、第二关节突结合部；30、骨结合板；31、固定棒结合部；32、螺钉孔；40、固定棒；50、第一椎弓根螺钉；60、锁合结构；61、安装柱；611、通槽；62、压棒螺帽；70、第二椎弓根螺钉；80、棘突板；81、棘突结合部；90、缝合孔；101、第一多孔层；102、第二多孔层；103、第三多孔层；23、神经根通道避让缺口；200、钛笼。
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实用新型。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
如图1至图4所示，实施例一的脊柱固定组件包括两个椎管覆盖板10和固定结构。其中，两个椎管覆盖板10呈角度连接，以在两个椎管覆盖板10之间形成第一凹部。第一凹部的开口朝向脊柱椎管(即朝向人体的前方)。固定结构与两个椎管覆盖板10相配合，以将两个椎管覆盖板10固定在脊柱椎管的后方并与脊柱椎管的前方的患处椎体相对应的位置。
应用本实施例的脊柱固定组件，两个椎管覆盖板10之间形成第一凹部。该第一凹部的开口朝向脊柱椎管(即朝向人体的前方)。具体地，第一凹部对应脊柱椎体被部分切除或整体摘除的患处椎体的位置设置，固定结构与两个椎管覆盖板10相配合，以将两个椎管覆盖板10固定在脊柱椎管的后方并与脊柱椎管的前方的上述患处椎体相对应的位置。此时，脊柱椎管内的脊髓被容纳在第一凹部的内侧，也就是说，两个椎管覆盖板10能够形成屏障，实现对脊髓硬脊膜的保护作用，避免发生硬膜囊与神经根粘连等术后并发症，减轻病人的痛苦。
需要说明的是，两个椎管覆盖板10呈角度连接指的是，两个椎管覆盖板10的各自的大致设置方向之间呈角度。在本实施例中，椎管覆盖板10为平直板，两个平直板呈角度连接。当然，椎管覆盖板10的具体结构不限于此，在其他实施方式中，椎管覆盖板可以不为平直板，例如，椎管覆盖板可以为弧形板、不规则形状板等，只要两个椎管覆盖板的大致设置方向之间呈角度，并能在两个椎管覆盖板之间形成第一凹部即可。
如图1至图4所示，在实施例一的脊柱固定组件中，脊柱固定组件还包括关节突连接板20。关节突连接板20为两个，两个关节突连接板20分别设置在两个椎管覆盖板10上。关节突连接板20设置在椎管覆盖板10远离脊柱椎管的一侧并沿远离脊柱椎管的方向延伸。关节突连接板20的上端具有第一关节突结合部21，关节突连接板20的下端具有第二关节突结合部22。脊柱椎体需要进行部分切除或整体摘除的患处椎体的上下相邻的两个生理椎体节段为健康的椎体节段，并且该两个生理椎体节段呈间隔设置。第一关节突结合部21与上方相邻的生理椎体节段的下关节突相接触，第二关节突结合部22与下方相邻的生理椎体节段的上关节突相接触。上述结构可以通过与健康的生理椎体节段的上、下关节突的配合，维持脊柱固定组件理想的空间支撑高度，保证两个健康的生理椎体节段之间能够形成足够的植入物容纳空间。
需要说明的是，在本实施例中，关节突连接板20为两个，两个关节突连接板20分别设置在两个椎管覆盖板10上。当然，关节突连接板的数量不限于此，在图中未示出的其他实施方式中，当患处椎体的上、下关节突仅一侧切除时，可以仅将关节突连接板设置在两个椎管覆盖板中的一个上。
如图1和图4所示，在实施例一的脊柱固定组件中，第一关节突结合部21包括设置在关节突连接板20的上端的内侧的第一关节突结合面。第一关节突结合面与上方相邻的健康的生理椎体节段的下关节突的内侧相贴合。第二关节突结合部22包括设置在关节突连接板20的下端的外侧的第二关节突结合面。第二关节突结合面与下方相邻的健康的生理椎体节段的上关节突的外侧相贴合。其中，内侧指的是朝向脊柱椎管的一侧，外侧指的是背离脊柱椎管的一侧。上述结构能够实现关节突连接板20与健康的生理椎体节段的上、下关节突的良好的接触嵌合，模拟了椎体节段的解剖学形态及多个相邻的椎体节段的关节突之间的配合方式，从而使脊柱固定组件与健康的生理椎体节段之间的配合更加牢固可靠。当术后第一关节突结合部21与第二关节突结合部22分别和上下两相邻健康的生理椎体节段的关节突完成融合性骨整合后，上述结构即可提供有力的力学支撑与远期固定效果。
如图1至图4所示，在实施例一的脊柱固定组件中，脊柱固定组件还包括骨结合板30。骨结合板30为两个，两个骨结合板30分别设置在两个椎管覆盖板10上。骨结合板30与对应的椎管覆盖板10呈角度连接，以在骨结合板30与该椎管覆盖板10之间形成第二凹部。第二凹部的开口方向与第一凹部的开口方向相反。骨结合板30朝向患处椎体的一侧的表面形成骨结合面。当关节突连接板20设置在该椎管覆盖板10上时，关节突连接板20位于第二凹部内。如图3所示，当对患者的患处椎体进行部分切除时，需要切除椎板、棘突、上下关节突，切除之后形成截骨面。骨结合板30的骨结合面与截骨面贴合，这样便于术后形成骨长入，从而实现骨融合，增强固定效果。在本实施例中，骨结合板30上设置有螺钉孔，手术中可以通过螺钉穿过该螺钉孔并与患者被保留的骨质连接，从而实现脊柱固定组件与脊柱的患处椎体之间的初始固定。在本实施例中，骨结合板30为两个，两个骨结合板30分别设置在两个椎管覆盖板10上。当然，骨结合板的数量不限于此，在图中未示出的其他实施方式中，当患处椎体仅一侧切除时，可以仅将骨结合板设置在两个椎管覆盖板中的一个上。
需要说明的是，在本实施例中，患处椎体为一节椎体节段，在其他实施例中，如果有两节及两节以上的多节连续椎体节段需要被切除或整体摘除时，脊柱固定组件可以跨越上述多节连续椎体节段，此时，关节突连接板可以跨越两节及两节以上的多节椎体节段，其中，多节椎体节段的整体构成患处椎体，关节突连接板与患处椎体的上下相邻的两个生理椎体节段相配合。位于第一凹部的一侧的骨结合板为多个，多个骨结合板沿同侧的关节突连接板的延伸方向间隔设置，多个骨结合板分别与构成患处椎体的多节椎体节段的截骨面相配合。
在现有技术中，脊柱后路内固定技术通常采用钉棒(椎弓根钉+金属棒)技术，此种技术将脊椎后路的压扭力学载荷通过椎弓根钉完全传递加载到两根金属棒上，容易造成金属棒疲劳损坏。
如图1至图4所示，在实施例一的脊柱固定组件中，固定结构包括固定棒40以及第一椎弓根螺钉50。固定棒40的两端分别通过第一椎弓根螺钉50固定在位于患处椎体的上方和下方的两个生理椎体节段上。固定棒40与骨结合板30相配合，以将两个椎管覆盖板10固定在脊柱椎管的后方并与脊柱椎管的前方的患处椎体相对应的位置。当固定棒40通过第一椎弓根螺钉50固定在位于患处椎体的上方和下方的两个生理椎体节段上后，固定棒40能够对骨结合板30进行辅助固定，从而使两个椎管覆盖板10固定得更加牢靠。此外，上述固定棒40与骨结合板30之间存在力的传递，也就是说，两个健康的生理椎体节段的力通过第一椎弓根螺钉50传递至固定棒40上，固定棒40上的力再传递至骨结合板30上，此后，骨结合板30上的力再传递至椎管覆盖板10或关节突连接板20上，从而减小对固定棒40的影响，防止固定棒40疲劳损坏。
需要说明的是，第一椎弓根螺钉50包括螺钉主体及压棒帽。螺钉主体的头部具有沿螺钉主体的径向方向贯通设置的安装槽，安装槽的槽壁上设置有内螺纹。压棒帽的外壁上设置有与内螺纹相适配的外螺纹。当固定棒40穿设在安装槽内后，压棒帽嵌入至安装槽内并与安装槽连接，以将固定棒40锁紧在螺钉主体上，进而使固定棒40通过螺钉主体旋进健康的生理椎体节段上来实现固定。
如图1至图4所示，在实施例一的脊柱固定组件中，骨结合板30远离椎管覆盖板10的一侧具有能够通过压紧方式进行固定的固定棒结合部31。当固定棒40的两端固定在两个生理椎体节段上后，固定棒40压入固定棒结合部31并将固定棒结合部31压紧固定。在本实施例中，骨结合板30远离椎管覆盖板10的一侧朝向远离脊柱的方向弯折，以形成上述固定棒结合部31。上述结构能够保证固定棒40与骨结合板30之间的配合可靠性。
需要说明的是，固定棒40与骨结合板30的配合方式不限于此，在其他实施方式中，固定棒与骨结合板之间可以为其他配合方式。例如，骨结合板远离椎管覆盖板的一侧具有固定棒结合部，固定棒结合部与固定棒之间通过焊接连接或者通过3D打印技术直接打印形成一体结构。当固定棒的两端固定在两个生理椎体节段上后，一体连接的固定棒和固定棒结合部、骨结合板压紧固定。
如图1至图4所示，在实施例一的脊柱固定组件中，脊柱固定组件还包括棘突板80。棘突板80连接在两个椎管覆盖板10的连接处并朝向背离两个椎管覆盖板10的方向延伸。棘突板80的上端和下端均设置有棘突结合部81。两个棘突结合部81分别与位于患处椎体的上方和下方的两个生理椎体节段的棘突抵顶配合。脊柱椎体需要进行部分切除或整体摘除的患处椎体的上下相邻的两个生理椎体节段为健康的椎体节段，并且该两个生理椎体节段间隔设置。位于上部的棘突结合部81与上方相邻的健康的生理椎体节段的棘突下缘相接触，位于下部的棘突结合部81与下方相邻的健康的生理椎体节段的棘突上缘相接触。上述结构可以通过对健康的生理椎体节段的棘突的上、下缘的支撑，维持脊柱固定组件理想的空间支撑高度，保证两个健康的生理椎体节段之间能够形成足够的植入物容纳空间。在本实施例中，棘突结合部81为形成在棘突板80的端部的U形槽，该U形槽的开口均朝向健康的生理椎体节段的棘突，健康的生理椎体节段的棘突容纳在U形槽内，从而使棘突结合部81与棘突形成良好的配合。
在实施例一的脊柱固定组件中，脊柱固定组件的椎管覆盖板10、关节突连接板20、第一关节突结合部21、第二关节突结合部22、骨结合板30、棘突板80以及棘突结合部81是使用医用金属材料(钴合金、钛合金、钽合金、镁合金等)通过锻造或铸造或3D打印的方法一体制造的。
其中，用于金属材料的3D打印通常采用激光或高能电子束快速成型技术来实现。本项技术属于增才制造技术的一种。3D打印技术与传统的金属切削加工方法不同，它不是在整块的材料(毛坯)上通过去除材料(例如切削加工)以获得最终产品，而是通过将材料一层一层的熔融堆积叠加而得到最终的产品。3D打印所采用的能量源输入包括电能、压缩空气源、热源、紫外光、高能束(激光束、电子束等)，所使用的材料主要有高分子材料、矿物材料、金属材料、陶瓷材料、生物材料(蛋白质、活体细胞、DNA等)。本实用新型提及的激光或高能电子束快速成型技术熔融成型所使用的材料是医用金属，其工作原理是：
第一步首先在电脑中设计出完整的产品三维模型，具体到本实用新型即是指包含有椎管覆盖板10、关节突连接板20、第一关节突结合部21、第二关节突结合部22、骨结合板30、棘突板80以及棘突结合部81的结构模型；
第二步将设计好的三维模型在分层软件中逐片“切割”成片层文件数据，其每层文件的“切割”厚度可达0.05～0.10mm；
第三步将分层文件顺序输入到激光或高能电子束快速成型设备中，并将所要使用的医用金属粉末装入设备的粉料仓，在设备的工作舱中通常会设置有一个基础平台，未来的产品将会在这个基础平台上逐层累积起来；
第四步由铺粉装置在基础平台上铺设一层材料粉末，粉末的厚度与片层文件的厚度大体一致(考虑到熔融后的材料收缩，有时铺粉厚度会略高一些)；
第五步由电脑控制的激光束或高能电子束对粉末层进行扫描并实施选择区域的熔融，根据每一片片层文件数据的设定，电脑控制高能束发射源投射出受到控制的激光束或电子束，在需要熔化的点位使得粉料瞬间达到1800～2000C。高温熔化并随后迅速降温凝固，若干熔化点位连接成片就会得到一个固体片层；而不需要熔化的点位获得的激光或电子束能量较低，粉料不会熔化；当一层扫描完成后铺粉装置再铺设一层新的粉末，重复前述扫描熔融过程，使得第二层片层与第一层片层熔融叠加到一起，由此重复叠加累积就可以得到一个与电脑中设计的三维立体模型一模一样的产品实物；当最后一层片层扫描完成后将产品实体以及包覆在其周围的未熔融的粉末取出，放进专门的回收装置内将粉末除去即可得到完整的产品。
实施例一的脊柱固定组件的设计步骤及制作方法如下：
1、首先使用交互式的医学影像控制系统依据患者的CT或MRI等医学三维断层扫描数据建立患者脊柱病患部位椎体节段(患处椎体)及相邻的健康的生理椎体节段的三维模型；
2、按照医学诊断制订的方案将预计被切除的部位从三维模型中剔除；
3、根据需要填补占位的骨缺损空间设计脊柱固定组件；
4、在设计椎管覆盖板10时应预留出足够的可容纳脊柱椎管的空间；
5、设计的位于上部的棘突结合部81应与上方相邻的健康生理椎体节段的棘突下缘有良好的接触嵌合或贴合，设计的位于上部的棘突结合部81应与下方相邻的健康生理椎体节段的棘突上缘有良好的接触嵌合或贴合，设计的棘突结合部81应保证棘突结合部81与上、下相邻的健康生理椎体节段的棘突可靠接触后维持理想的空间支撑高度；
6、设计的第一关节突结合部21应与上方相邻的健康生理椎体节段的下关节突有良好的接触嵌合或贴合，设计的第二关节突结合部22应与下方相邻的健康生理椎体节段的上关节突有良好的接触嵌合或贴合，第一关节突结合部21与第二关节突结合部22之间的连接部分(关节突连接板20)应保证第一关节突结合部21、第二关节突结合部22分别与上、下相邻健康生理椎体节段的下、上关节突可靠接触后维持理想的空间支撑高度；
7、依据上、下相邻的健康生理椎体节段在术中将要安装的第一椎弓根螺钉50位置设计出固定棒40的空间位置及长短尺寸；
8、根据术中截骨的位置设计出骨结合板30，骨结合板30的骨结合面应能很好的贴合于截骨后保留的宿主骨界面以便于术后形成骨长入而实现骨融合；
9、在上述设计完成后，依据设计的三维文件经工艺编程后可直接由数控加工中心对金属毛坯进行加工或者通过3D打印方法得到含有椎管覆盖板10、关节突连接板20、第一关节突结合部21、第二关节突结合部22、骨结合板30、棘突板80以及棘突结合部81的结构的半成品，在经过喷涂、烧结以及必要的后续机加工即可得到最终产品。
如图5所示，实施例二的脊柱固定组件与实施例一的主要区别在于，两个椎管覆盖板10均为弧形板，两个弧形板呈角度连接，以在两个弧形板之间形成第一凹部。在单个弧形板的横截面上，可以将该弧形板的两个侧边沿对应的位置之间的连线的延伸方向定义为该弧形板的大致设置方向。因此，此时两个弧形板呈角度连接可以理解为，各弧形板的上述连线之间呈角度设置。此外，实施例二的脊柱固定组件的其他结构和工作原理与实施例一基本相同，在此不再赘述。
如图6所示，实施例三的脊柱固定组件与实施例一的主要区别在于，两个椎管覆盖板10中的一个为平直板，另一个为弧形板，平直板与弧形板呈角度连接，以在平直板与弧形板之间形成第一凹部。在弧形板的横截面上，可以将该弧形板的两个侧边沿对应的位置之间的连线的延伸方向定义为该弧形板的大致设置方向。因此，此时平直板与弧形板呈角度连接可以理解为，弧形板的上述连线与平直板之间呈角度设置。此外，实施例三的脊柱固定组件的其他结构和工作原理与实施例一基本相同，在此不再赘述。
如图7至图9所示，实施例四的脊柱固定组件与实施例一的主要区别在于，棘突板80上设置有第一多孔层101，椎管覆盖板10上设置有缝合孔90。其中，第一多孔层101为三维贯通的第一通孔结构，该第一通孔结构的孔径为150μm至2000μm。在术中可以针对情况选择将棘间韧带、棘上韧带及其他相近软组织覆盖于第一多孔层101上，以便将来相关软组织能长入第一多孔层101的孔隙内形成软组织与植入物的融合。此外，在术中还可以针对情况选择将棘间韧带、棘上韧带及其他相近软组织缝合于缝合孔90中，以便将来相关软组织能较好地形成软组织附着。当然，第一多孔层101和缝合孔90的设置位置不限于此，在其他实施方式中，第一多孔层和缝合孔可以设置在其他部位上。此外，实施例二的脊柱固定组件的其他结构和工作原理与实施例一基本相同，在此不再赘述。
需要说明的是，图7示出了两个生理椎体节段之间为人体生理椎体时(即脊柱固定组件前方为人体生理椎体时)脊柱固定组件与脊柱相配合的结构示意图，图8示出了两个生理椎体节段之间为钛笼时(即脊柱固定组件前方为设置在上下两个生理椎体节段之间的钛笼时)脊柱固定组件与脊柱相配合的分解结构示意图，图9示出了两个生理椎体节段之间为钛笼时(即脊柱固定组件前方为设置在上下两个生理椎体节段之间的钛笼时)脊柱固定组件与脊柱相配合的结构示意图。如图8和图9所示，脊柱的患处椎体需要在术中整体摘除，并植入钛笼进行重建。当然，在其他实施方式中，也可以在整体摘除患处椎体的位置植入人工椎体假体继续重建。
如图10和图11所示，实施例五的脊柱固定组件与实施例一的主要区别在于，棘突板80连接在两个椎管覆盖板10的连接处并朝向背离两个椎管覆盖板10的方向延伸，并且棘突板80的上下两端不与健康的生理椎体节段相接触。此时，棘突板80用于模拟椎体节段的棘突的解剖学形态。棘突板80上设置有第一多孔层101，第一多孔层101为三维贯通的第一通孔结构，该第一通孔结构的孔径为150μm至2000μm。在术中可以针对情况选择将棘间韧带、棘上韧带及其他相近软组织覆盖于第一多孔层101上，以便将来相关软组织能长入第一多孔层101的孔隙内形成软组织与植入物的融合。此外，实施例五的脊柱固定组件的其他结构和工作原理与实施例一基本相同，在此不再赘述。
实施例五的脊柱固定组件的设计步骤及制作方法如下：
1、首先使用交互式的医学影像控制系统依据患者的CT或MRI等医学三维断层扫描数据建立患者脊柱的患处椎体及相邻的健康的生理椎体节段的三维模型；
2、按照医学诊断制订的方案将预计被切除的部位从三维模型中剔除；
3、根据需要填补占位的骨缺损空间设计脊柱固定组件；
4、在设计椎管覆盖板10时应预留出足够的可容纳椎管的空间；
5、设计的第一关节突结合部应与上方相邻的健康生理椎体节段的下关节突有良好的接触嵌合或贴合，设计的第二关节突结合部应与下方相邻的健康生理椎体节段的上关节突有良好的接触嵌合或贴合，第一关节突结合部与第二关节突结合部之间的连接部分(关节突连接板20)应保证第一关节突结合部、第二关节突结合部分别与上、下相邻健康生理椎体节段的下、上关节突可靠接触后维持理想的空间支撑高度；
6、棘突板80上设置有第一多孔层101，该第一多孔层101用以棘间韧带、棘上韧带及其他相近软组织的覆盖融合；
7、依据上、下相邻的健康椎体节段在术中将要安装的第一椎弓根螺钉50位置设计出固定棒40的空间位置及长短尺寸；
8、根据术中截骨的位置设计出骨结合板30，骨结合板30的骨结合面应能很好的贴合于截骨后保留的宿主骨界面以便于术后形成骨长入而实现骨融合；
9、在上述设计完成后，依据设计的三维文件经工艺编程后可直接由数控加工中心对金属毛坯进行加工或者通过3D打印方法得到含有椎管覆盖板10、关节突连接板20、第一关节突结合部、第二关节突结合部、骨结合板30以及棘突板80的结构的半成品，在经过喷涂、烧结以及必要的后续机加工即可得到最终产品。
如图12和图13所示，实施例六的脊柱固定组件与实施例五的主要区别在于，固定结构还包括锁合结构60。锁合结构60包括安装柱61与压棒螺帽62。其中，安装柱61一体设置在固定棒结合部31上。安装柱61具有沿固定棒的延伸方向贯通设置的通槽611。通槽611的槽壁上设置有内螺纹。压棒螺帽62的外壁上设置有与内螺纹相适配的外螺纹。当固定棒穿设在通槽611内后，压棒螺帽62嵌入至通槽611内并与通槽611通过外螺纹和内螺纹连接，以将固定棒锁紧在安装柱61上。上述锁合结构60能够将固定棒与骨结合板30固定在一起，是两者配合更加牢固。此外，在本实施例中，棘突板80和椎管覆盖板10上均设置有缝合孔90，在术中可以针对情况选择将棘间韧带、棘上韧带及其他相近软组织缝合于缝合孔90中，以便将来相关软组织能较好地形成软组织附着。此外，实施例六的脊柱固定组件的其他结构和工作原理与实施例五基本相同，在此不再赘述。
实施例六的脊柱固定组件的设计步骤及制作方法如下：
1、首先使用交互式的医学影像控制系统依据患者的CT或MRI等医学三维断层扫描数据建立患者脊柱患处椎体及相邻的健康的生理椎体节段的三维模型；
2、按照医学诊断制订的方案将预计被切除的部位从三维模型中剔除；
3、根据需要填补占位的骨缺损空间设计脊柱固定组件；
4、在设计椎管覆盖板10时应预留出足够的可容纳椎管的空间；
5、设计的第一关节突结合部21应与上方相邻的健康生理椎体节段的下关节突有良好的接触嵌合或贴合，设计的第二关节突结合部22应与下方相邻的健康生理椎体节段的上关节突有良好的接触嵌合或贴合，第一关节突结合部21与第二关节突结合部22之间的连接部分(关节突连接板20)应保证第一关节突结合部21、第二关节突结合部22分别与上、下相邻健康生理椎体节段的下、上关节突可靠接触后维持理想的空间支撑高度；
6、棘突板80和椎管覆盖板10上设置有缝合孔90，该缝合孔90用以棘间韧带、棘上韧带及其他相近软组织的缝合；
7、依据上、下相邻的健康椎体节段在术中将要安装的第一椎弓根螺钉位置设计出固定棒的空间位置及长短尺寸；
8、依据术中固定棒与骨结合板30的配合位置设计出锁合结构60的具体位置；
9、根据术中截骨的位置设计出骨结合板30，骨结合板30的骨结合面应能很好的贴合于截骨后保留的宿主骨界面以便于术后形成骨长入而实现骨融合；
10、在上述设计完成后，依据设计的三维文件经工艺编程后可直接由数控加工中心对金属毛坯进行加工或者通过3D打印方法得到含有椎管覆盖板10、关节突连接板20、第一关节突结合部21、第二关节突结合部22、骨结合板30以及棘突板80的结构的半成品，在经过喷涂、烧结以及必要的后续机加工即可得到最终产品。
如图14所示，实施例七的脊柱固定组件与实施例六的主要区别在于，棘突板80上设置有第一多孔层101，椎管覆盖板10上设置有第二多孔层102，第一多孔层101为三维贯通的第一通孔结构，该第一通孔结构的孔径为150μm至2000μm，第二多孔层102为三维贯通的第二通孔结构，该第二通孔结构的孔径为150μm至2000μm。其中，上述第一通孔结构与第二通孔结构的孔径均选择为150μm至2000μm是因为经动物实验及临床验证证明处于这一尺寸范围的孔径有利于周围软组织细胞长入而形成牢固的软组织融合。因此，在术中可以针对情况选择将棘间韧带、棘上韧带及其他相近软组织覆盖于第一多孔层101和第二多孔层102上，以便将来相关软组织能长入第一多孔层101和第二多孔层102的孔隙内形成软组织与植入物的融合。此外，实施例七的脊柱固定组件的其他结构和工作原理与实施例六基本相同，在此不再赘述。
需要说明的是，在本实施例中，第二多孔层102设置在椎管覆盖板10背离脊柱椎管的外表面上，椎管覆盖板10朝向脊柱椎管的内表面为光滑的实体金属表面。上述结构使第二多孔层102仅设置在背向椎内神经的外侧，而椎管覆盖板10的内侧(即朝向脊髓神经系统的椎管内壁)则设计为光滑表面以避免伤及脊髓神经。
如图15至图17所示，实施例八的脊柱固定组件与实施例一的主要区别在于，固定结构还包括第二椎弓根螺钉70。骨结合板30上设置有用于穿设第二椎弓根螺钉70的螺钉孔32。固定棒40和骨结合板30通过第二椎弓根螺钉70固定在患处椎体上。在本实施例中，患处椎体为人体生理椎体，固定棒40、骨结合板30通过第二椎弓根螺钉70固定在人体生理椎体的截骨面上，这样可以使固定棒40与骨结合板30配合更加牢固。
需要说明的是，第二椎弓根螺钉70包括螺钉主体及压棒帽。螺钉主体的头部具有沿螺钉主体的径向方向贯通设置的安装槽，安装槽的槽壁上设置有内螺纹。压棒帽的外壁上设置有与内螺纹相适配的外螺纹。当固定棒40穿设在安装槽内后，压棒帽嵌入至安装槽内并与安装槽连接，以将固定棒40锁紧在螺钉主体上，进而使固定棒40通过螺钉主体旋进人体生理椎体的截骨面上来实现固定。此外，如果脊柱的患处椎体需要在术中整体摘除，可以植入人工椎体假体进行重建，此时，固定棒和骨结合板通过第二椎弓根螺钉固定在两个生理椎体节段之间的人工椎体假体上。
如图17所示，在实施例八的脊柱固定组件中，第一关节突结合部21和第二关节突结合部22为三维贯通的第一多孔通孔结构，该第一多孔通孔结构的孔径为150μm至1200μm。棘突结合部81为三维贯通的第二多孔通孔结构，该第二多孔通孔结构的孔径为150μm至1200μm。骨结合板30朝向患处椎体的一侧设置有第三多孔层103，第三多孔层103为三维贯通的第三通孔结构，该第三通孔结构的孔径为150μm至1200μm。上述结构构成了脊柱固定组件与人体骨的骨质相贴合的接触面即骨融合层，该骨融合层为含有微小孔隙的多孔层，该多孔层的孔径设置为150μm至1200μm是因为经动物实验及临床验证证明这一范围的孔径有利于骨细胞长入多孔层而形成牢固的骨融合。上述多孔层可以通过以下工艺成型：
骨融合层为由金属颗粒烧结而形成的含有微小孔隙的多孔层，该骨融合层一侧牢固的烧结在各与人体骨相贴合的部件朝向人体骨一侧的表面，该骨融合层另一侧则将在手术后紧密贴合于与之相对应的人体骨的表面，以便于日后形成骨细胞的长入而实现骨融合效果，该骨融合层其厚度在0.3～5mm之间，该由金属颗粒烧结而形成的骨融合层所含有的微小孔隙的孔径在0.01～1.5mm之间。因此，如果上述骨融合层采用金属颗粒烧结的工艺方法进行表面处理形成，则各与人体骨相贴合的部件在成型时需要预留出烧结材料的厚度；
骨融合层为由3D打印技术而形成的含有微小孔隙的多孔层，该骨融合层设置于各与人体骨相贴合的部件朝向人体骨一侧的表面，由于采用3D打印技术制作脊柱固定组件时，除去第二椎弓根螺钉70和固定棒40外其他各结构均可一体打印成型，因此骨融合层与上述各结构为一个整体，该骨融合层将在手术后紧密贴合于与之相对应的人体骨的表面，以便于日后形成骨细胞的长入而实现骨融合效果，该骨融合层其厚度在0.3～5mm之间，该由3D打印技术而形成的含有微小孔隙的融合层所含有的微小孔隙的孔径在0.1～1.5mm之间。因此，如果上述骨融合层采用3D打印技术进行加工时，则脊柱固定组件的各部件在设计3D打印文件时应加入骨融合层结构设计。
此外，脊柱固定组件与人体骨相贴合的接触面均设置的骨融合层不限于多孔层，在其他实施方式中，骨融合层可以为高温喷涂于各接触面上的金属粗糙表面，以便于日后骨细胞可以与该金属粗糙表面形成嵌入式骨结合，该金属粗糙表面层其厚度在0.05～2mm之间。因此，如果上述骨融合层采用高温喷涂的工艺方法进行表面处理形成，则各与人体骨相贴合的部件在成型时需要预留出涂层厚度。
需要说明的是，实施例八的脊柱固定组件的其他结构和工作原理与实施例一基本相同，在此不再赘述。
如图18所示，实施例九的脊柱固定组件与实施例八的主要区别在于，位于第一凹部的一侧的骨结合板30为多个，多个骨结合板30沿同侧的关节突连接板20的延伸方向间隔设置，并且该关节突连接板20位于相邻的两个骨结合板30之间的部分设置有神经根通道避让缺口23。在本实施例中，有两节及两节以上的多节连续椎体节段需要被切除或整体摘除，因此，脊柱固定组件可以跨越上述多节连续椎体节段。此时，关节突连接板20可以跨越两节及两节以上的多节椎体节段，其中，多节椎体节段的整体构成患处椎体，关节突连接板20与患处椎体的上下相邻的两个生理椎体节段相配合。多个骨结合板30分别与构成患处椎体的多节椎体节段的截骨面相配合。骨结合板30的数量视前方对应的椎体数量与需求而定，在关节突连接板20相应位置预留出神经根通道避让缺口23，从而避免关节突连接板20压迫干扰神经根的外延通道。
在本实施例中，神经根通道避让缺口23开设在同一侧关节突连接板20上排列的相邻骨结合板30之间，在其他实施方式中，神经根通道避让缺口也可以开设在关节突连接板上的骨结合板与第一关节突结合部或第二关节突结合部之间。需要说明的是，神经根通道避让缺口开设的位置和大小应该经由患者的CT或MRI等医学三维断层扫描数据经计算机逆向建模后量取获得以确保位置尺寸的精确。此外，实施例九的脊柱固定组件的其他结构和工作原理与实施例八基本相同，在此不再赘述。
从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
本实用新型的目的是提供一种可以替代缺失的椎板、棘突、上下关节突而重建脊椎后路稳定力学结构的脊柱固定组件，该脊柱固定组件是依照患者受损脊柱的患处椎体及相邻生理椎体节段的解剖学形态制作的，在骨质缺失时可同时满足占位、支撑、初始固定并实现远期融合固定的一种骨科金属植入物。
具体地，上述脊柱固定组件依据患者的CT或MRI等医学三维断层扫描数据定制，完全符合患者个体的解剖学要求；
椎管覆盖板、棘突板、棘突结合部、第一关节突结合部、第二关节突结合部、骨结合板的粗糙表面或多孔层，可形成骨组织和软组织的良好附着及长入，使得脊柱固定组件可以得到良好的远期固定；
脊柱固定组件通过椎管覆盖板、棘突板、棘突结合部、第一关节突结合部、第二关节突结合部、骨结合板、固定棒等一系列结构对患者的上、下相邻健康椎体节段的相应部位进行融合性结合固定，为脊柱椎体缺失节段提供了稳定而长久的后路力学支撑，配合医生对脊柱前路所做的医学处理例如椎间融合、椎体置换等等可以重建脊柱系统的稳定。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。