扩展式椎体融合装置

1.本实用新型涉及脊柱外科手术用医疗器械，具体地指一种扩展式椎体融合装置。


背景技术：

2.脊柱退行性疾病或脊柱结构损伤患者治疗的主要手段之一就是施行椎体融合手术，在患者发生病变的两个相邻椎体之间植入椎间融合器。椎间融合器的工作原理是以病变椎间隙为中心，在植入其中后，利用椎间融合器的撑开力使患者融合节段的肌肉、纤维环、以及前后纵韧带处于持续张力状态，使融合节段与椎间融合器达到三维超静力学固定。椎间融合器通过恢复患者病变脊椎间隙至正常序列或高度，以恢复和重建脊柱前、中柱的应力及稳定，进而恢复和维持脊柱固有的生理凸起，扩大椎间孔，缓解硬膜囊、神经根的受压，使患者消除腰腿疼痛麻木等症状。椎间融合器的中空结构也为其内的松质骨融合提供良好的力学环境，从而达到界面永久融合的效果。
3.目前，在脊柱外科手术中已有多种类型的椎间融合器得到具体应用。其中，公开号为cn106983586a的中国发明专利申请说明书提出了一种经微创通路入路的椎体融合系统，旨在解决现有椎间融合器与上下椎体接触面积无法控制、使得植骨空间过小而影响上下椎体融合效果的问题。该椎体融合系统具有能够折叠或伸缩的袋囊，在袋囊植入患者椎间盘后，通过向袋囊中注入支撑材料，使袋囊充盈并且形成一工字形或矩形的支撑体，以实现无级别地适应患者椎间隙高度的效果，且与上下椎体的接触面积易于控制。
4.然而，上述椎体融合系统采用先植入袋囊再充盈袋囊的方式来调整椎间隙高度，因袋囊固有的柔性特征，使其植入较为困难，操作步骤变得复杂，手术时间趋于延长，手术难度相应增大。为了解决上述问题，医学科研人员一直在努力完善和改进现有的椎体融合系统，以期提高融合手术效率、延缓脊柱病变进程、减轻患者疼痛症状、提高患者生活质量，但目前尚未取得满意的进展。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的就是要提供一种结构简单稳定、植入方便容易、能够简化手术操作、机械扩大椎间隙、且疗效安全可靠的扩展式椎体融合装置。
6.为实现上述目的，本实用新型所设计的扩展式椎体融合装置，主要由植入机构、推送机构和支撑机构三部分组合而成，其特殊之处在于：
7.所述植入机构呈可介入脊柱患者相邻两个椎体之间的椎间隙、并在介入后能够维持或扩大所述椎间隙的结构，所述植入机构还设置有可连通到所述椎间隙内的植入腔；
8.所述推送机构呈可插入所述植入腔、并在插入后能够沿所述植入腔往返移动的结构，所述推送机构用于推送和控制所述支撑机构穿过所述植入腔植入到所述椎间隙内；
9.所述支撑机构呈可在所述植入腔内部处于收缩状态、在所述植入腔外部处于展开状态的结构，所述支撑机构在被植入到所述椎间隙内后被动形变扩展成为椎间隙支撑体，从而实现与相邻两个椎体的融合。
10.作为一种优选方案：
11.所述植入机构具有一端可伸入到所述椎间隙内的植入管，所述植入管的轴向内腔形成所述的植入腔，所述植入管的另一端设置有握持柄；
12.所述推送机构具有一端可插入到所述植入腔内的操作杆，所述操作杆的另一端设置有操作柄；
13.所述支撑机构具有第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆依次首尾铰接形成可收缩扩展的四连杆机构；
14.所述第一连杆与第二连杆的铰接部设置有退让缺口，所述第三连杆与第四连杆的铰接部设置有杆端接头，所述操作杆的一端穿过所述退让缺口与所述杆端接头可拆卸式相连。
15.更具体地描述：
16.所述第一连杆与第二连杆通过一对同轴布置的第一销轴铰接相连，且该对第一销轴之间的空隙形成所述的退让缺口；
17.所述第二连杆与第三连杆通过一根第二销轴铰接相连；
18.所述第三连杆与第四连杆通过一根第三销轴铰接相连，且该根第三销轴中部设置有与其垂直布置的内螺纹套，所述内螺纹套构成所述的杆端接头；
19.所述第四连杆与第一连杆通过一根第四销轴铰接相连；
20.所述操作杆可插入到所述植入腔内的一端设置有螺纹头；所述螺纹头穿过所述退让缺口与内螺纹套可拆卸式相连。
21.作为另一种优选方案：
22.所述第一连杆的杆身中间贯穿开设有第一拉绳通道，所述第一拉绳通道的一端延伸至所述退让缺口，所述第一拉绳通道的另一端朝向第四连杆的铰接处；
23.所述第四连杆具有起抬升作用的第四内连杆和承担铰接功能的第四外连杆，所述第四内连杆可上下移动地嵌置在第四外连杆中，所述第四内连杆与第四外连杆之间设置有第一斜楔滑块，所述第一斜楔滑块与第一拉绳的一端相连，所述第一拉绳的另一端依次穿过第四外连杆上开设的通孔、第一拉绳通道、退让缺口后沿所述植入腔引出；
24.所述第二连杆的杆身中间贯穿开设有第二拉绳通道，所述第二拉绳通道的一端延伸至所述退让缺口，所述第二拉绳通道的另一端朝向第三连杆的铰接处；
25.所述第三连杆具有起抬升作用的第三内连杆和承担铰接功能的第三外连杆，所述第三内连杆可上下移动地嵌置在第三外连杆中，所述第三内连杆与第三外连杆之间设置有第二斜楔滑块，所述第二斜楔滑块与第二拉绳的一端相连，所述第二拉绳的另一端依次穿过第三外连杆上开设的通孔、第二拉绳通道、退让缺口后沿所述植入腔引出。
26.进一步地，所述第一拉绳的另一端沿所述植入腔引出后进入所述握持柄，并与设置在握持柄内的拉绳操作机构相连；所述第二拉绳的另一端沿所述植入腔引出后进入所述握持柄，也与设置在握持柄内的拉绳操作机构相连。这样，可以通过拉绳操作机构同时拉动第一斜楔滑块和第二斜楔滑块移动，从而控制第四内连杆和第三内连杆同步抬升到设定的高度。
27.更进一步地，所述第一斜楔滑块的横截面呈十字型结构，其上下两端分别设置有与第四内连杆和第四外连杆中的滑槽嵌置配合的第一滑块凸缘；所述第二斜楔滑块的横截
面呈十字型结构，其上下两端分别设置有与第三内连杆和第三外连杆中的滑槽嵌置配合的第二滑块凸缘。这样，其结构简单可靠、嵌置配合精密，能够有效防止内外连杆晃动，确保内连杆抬升动作稳定。
28.再进一步地，所述第一斜楔滑块的中心开设有第一安装通孔，所述第一拉绳的一端穿过第一安装通孔与其固定相连；所述第二斜楔滑块的中心开设有第二安装通孔，所述第二拉绳的一端穿过第二安装通孔与其固定相连。由于实际成品中斜楔滑块的体积小巧精致，其中心开设安装通孔可增大与对应拉绳的接触面积，确保两者连接牢固稳定。
29.还进一步地，所述第一拉绳的一端设置有第一连接帽，所述第一连接帽与第一安装通孔铆接或焊接相连；所述第二拉绳的一端设置第二连接帽，所述第二连接帽与第二安装通孔铆接或焊接相连。这样，其连接稳定可靠、装配方便快捷。
30.上述椎体融合装置中的植入管主要有两类结构形式，第一类结构是所述植入管的横截面为正方形或者圆形中的一种，从而能够使植入管在所述椎间隙内始终保持一致的竖直高度，确保椎间隙始终稳定不变。第二类结构是所述植入管的横截面为长方形、大于四的多边形或者椭圆形中的一种，从而能够使植入管在所述椎间隙内通过旋转改变竖直高度，迫使椎间隙进一步扩大，为后续治疗预留足够的实施空间。
31.本实用新型的工作原理如下：所设计的扩展式椎体融合装置，专用于脊柱患者两个相邻椎体之间发生病变的椎间隙处。手术操作时，在切除一椎体的部分横突、椎板及纤维环后，将其介入到椎间隙的椎间盘内。其中，植入机构可以机械地迫使两个相邻椎体在脊柱轴线方向分离，使椎间隙能够维持或扩大。同时，植入机构提供一连接到椎间盘内的植入腔作为通路，以使推送机构在椎间盘的髓核被清空后，能够便捷地将支撑机构穿过所述通路推送到椎间盘内。并且，支撑机构能够在推送机构的操纵下被动地扩展形变，成为上端面和下端面分别与两个相邻椎体可靠抵接的椎间隙支撑体，从而在植入机构撤出后，能够使椎间隙保持在一个具有治疗或缓解疼痛效果的竖直高度。
32.本实用新型的优点在于：所设计的扩展式椎体融合装置，能够方便地操作刚性的植入机构插入到患者发生病变的椎间隙处，并利用植入机构的刚性机械地维持或扩大椎间隙；与此同时，推送机构能够快捷地推送收缩的支撑机构穿过植入腔进入椎间盘内，并操持支撑机构在椎间盘内机械扩展形变成稳定的椎间隙支撑体。这样，有效克服了背景技术中需要通过复杂手段植入柔性袋囊来扩大椎间隙的技术难题，简化了操作步骤，降低了手术难度，提高了手术效率。并且，本扩展式椎体融合装置由纯机械部件组合而成，其结构简单精巧，能够以最小间隙植入椎间隙，避免破坏性抬高椎间隙，对患者组织损伤小；同时，机械扩展形变面积大支撑稳固，植入椎间隙后疗效良好，手术后康复快，可有效延缓脊柱病变进程，减轻患者疼痛症状，提高患者生活质量。
附图说明
33.图1为本实用新型的扩展式椎体融合装置在植入患者椎间隙时的方位结构示意图；
34.图2为图1所示椎体融合装置中支撑机构处于收缩状态的立体结构示意图；
35.图3为图1所示椎体融合装置中支撑机构处于展开状态的立体结构示意图；
36.图4为图3所示椎体融合装置的立体分解结构示意图；
37.图5为图3所示椎体融合装置中植入机构的剖视结构示意图；
38.图6为图3所示椎体融合装置中推送机构的剖视结构示意图；
39.图7为实施例1所述椎体融合装置中高度固定式支撑机构的立体分解结构示意图；
40.图8为实施例2所述椎体融合装置中高度可调式支撑机构的立体结构示意图；
41.图9为图8所示高度可调式支撑机构的立体展开结构示意图；
42.图10为图9所示第一连杆的立体结构示意图；
43.图11为图10所示第一连杆的纵剖视构示意图；
44.图12为图9所示第四外连杆的立体结构示意图；
45.图13为图12所示第四外连杆的纵剖视结构示意图；
46.图14为图9中第一拉绳与第一斜楔滑块相配合的立体结构示意图；
47.图15为图14中第一斜楔滑块的纵剖视结构示意图；
48.图16为图9中第二拉绳与第二斜楔滑块相配合的立体结构示意图；
49.图17为图16中第二斜楔滑块的纵剖视结构示意图。
50.图中各部件标号如下：
51.植入机构100，包括：植入腔110，植入管120，握持柄130；
52.推送机构200，包括：螺纹头210，操作杆220，操作柄230；
53.支撑机构300，包括：第一连杆310，第二连杆320，第三连杆330(其中：第三内连杆331、第三外连杆332)，第四连杆340(其中：第四内连杆341、第四外连杆342)；
54.第一拉绳通道311，第一拉绳344，第一斜楔滑块343，第一安装通孔345，第一滑块凸缘346，第一连接帽347；
55.第二拉绳通道321，第二拉绳334，第二斜楔滑块333，第二安装通孔335，第二滑块凸缘336，第二连接帽337；
56.一对第一销轴411、412，第二销轴420，第三销轴430，第四销轴440；
57.内螺纹套500，椎间隙600，退让缺口700。
具体实施方式
58.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述，但该实施例不应该理解为对本实用新型的限制。
59.如图1所示：
60.本实用新型描述的扩展式椎体融合装置，包括植入机构100、推送机构200和支撑机构300。植入机构100可介入患者相邻两个椎体之间的椎间隙600并维持或扩大该间隙，植入机构100内部开设有连通到椎间隙600的植入腔110。推送机构200可插入植入腔110并在其内往返移动，用于推送和控制支撑机构300穿过植入腔110植入到椎间隙600内。支撑机构300可在植入腔110内部处于收缩状态、在植入腔110外部处于展开状态。对患者进行手术时，在切除一椎体的部分横突、椎板及纤维环后，先将植入机构100介入到椎间隙600内，用于机械地将两个相邻椎体在竖直方向分离，使椎间隙600能够被扩大；然后由推送机构200控制支撑机构300穿过植入腔110进入到椎间隙600内，并迫使支撑机构300扩展形变成上端面和下端面分别与两个椎体紧密抵接的椎间隙支撑体，这样在植入机构100撤出后，能够有效保持患者病变处的椎间隙600的竖直高度，改善患者脊柱受力状况，减少两个相邻病变椎
体之间的压迫，起到治疗或减轻患者疼痛的作用。
61.如图2～6所示：
62.上述植入机构100具有一端可伸入到椎间隙600内的植入管120，植入管120的轴向内腔形成植入腔110，植入管120通过植入腔110能够在任意转动状态下将外部连通到椎间隙600内原始填充有核髓的位置，植入管120的另一端设置有握持柄130。
63.常规选择中，植入管120的横截面可以是正方形或者圆形中的一种。圆形横截面能够确保植入管120在椎间隙600内旋转任意角度都保持一致的脊柱竖直高度，正方形横截面至少能够使植入管120在椎间隙600内转动90
°
时保持同样的竖直高度。这两种结构在手术操作时相对简单，可以忽略植入管120的旋转偏移，适合于患者病变处椎间隙600较为稳定或变化不大的状况。
64.较佳选择中，植入管120的横截面可以是长方形或者大于四的多边形。长方形或多边形横截面能够使植入管120根据转动状态在脊柱竖直方向保持在一较大尺寸位置或一较小尺寸位置，从而使植入管120可通过旋转改变竖直高度。其中，较小尺寸应小于或等于患者发生病变的椎间隙600处最大间隙直径，较大尺寸应大于最大间隙直径但不应该超出限位环等组织被扩大的极限状态。
65.这样，在患者病变的椎间隙600处实施椎体融合手术时，植入管120在脊柱竖直方向初始会保持在较小尺寸，使植入管120能够被顺利地实施介入到椎间隙600内；植入管120在介入椎间隙600后转动90
°
，可使植入管120在脊柱竖直方向由较小尺寸改变为较大尺寸，那么植入管120能够机械地迫使椎间隙600扩大，并最终保持在等于较大尺寸的竖直高度，从而使后续治疗能够有足够的空间被实施。
66.更为优选地，植入管120的横截面可以是椭圆形。椭圆形横截面的植入管120除了具备上述优点外，还能够确保椎间隙600在被扩大的过程中更加平滑，减少手术对患者身体造成的损伤及痛苦。
67.上述推送机构200具有一端可插入到植入腔110内的操作杆220，且该操作杆220插入到植入腔110内的一端设置有螺纹头210，操作杆220的另一端设置有操作柄230。
68.上述支撑机构300采用由第一连杆310、第二连杆320、第三连杆330和第四连杆340依次首尾铰接形成的四连杆机构。在第一连杆310与第二连杆320的铰接部设置有退让缺口，在第三连杆330与第四连杆340的铰接部设置有与螺纹头210相连的杆端接头，操作杆220的一端螺纹头210穿过退让缺口与杆端接头可拆卸式螺纹相连。
69.更具体地描述，上述支撑机构300具有两种实施方案：
70.实施例1
71.如图7所示为一种高度固定式支撑机构300。其中：第一连杆310与第二连杆320通过一对同轴布置的第一销轴411、412铰接相连，且该对第一销轴411、412之间的空隙形成上述退让缺口700。第二连杆320与第三连杆330通过一根第二销轴420铰接相连。第三连杆330与第四连杆340通过一根第三销轴430铰接相连，且该根第三销轴430中部嵌套安装有与其垂直布置的内螺纹套500，内螺纹套500构成上述杆端接头；第四连杆340与第一连杆310通过一根第四销轴440铰接相连。
72.在进行椎体融合手术时，将操作杆220一端的螺纹头210穿过退让缺口700与内螺纹套500螺纹连接，并使支撑机构300在植入腔110内呈一直线收缩状态，即所有连杆保持相
互平行；在支撑机构300穿过植入腔110全部进入椎间隙600后，通过向外拉拔操作杆220，会使所有连杆绕销轴转动，并相互分离扩展成为一菱形状态，作为椎间隙600的支撑体抵接在椎间盘内。在支撑机构300展开成为菱形状态后，反向旋转解除螺纹头210与内螺纹套500的螺纹连接，使操作杆220从植入腔110中退出椎间隙600即可。
73.实施例2
74.如图8～17所示为另一种高度可调式支撑机构300。其中：第一连杆310的杆身中间贯穿开设有第一拉绳通道311，第一拉绳通道311的一端延伸至退让缺口700，第一拉绳通道311的另一端朝向第四连杆340的铰接处。第四连杆340具有起抬升作用的第四内连杆341和承担铰接功能的第四外连杆342，第四内连杆341可上下移动地嵌置在第四外连杆342中。第四内连杆341与第四外连杆342之间设置有第一斜楔滑块343，第一斜楔滑块343与第一拉绳344的一端固定相连，第一拉绳344的另一端依次穿过第四外连杆342上开设的通孔、第一拉绳通道311、退让缺口700后沿植入腔110引出(参见图8～13)。
75.更具体地描述，第一斜楔滑块343的横截面呈十字型结构，其上下两端分别设置有与第四内连杆341和第四外连杆342中的滑槽嵌置配合的第一滑块凸缘346，这样能够确保第一斜楔滑块343与第四内连杆341和第四外连杆342配合精密稳定。在第一斜楔滑块343的中心开设有第一安装通孔345，第一拉绳344的一端穿过第一安装通孔345与其固定相连，这样可有效增加两者的接触摩擦面积，确保连接牢靠。本实施例中，在第一拉绳344的一端固定有第一连接帽347，第一连接帽347设置在第一安装通孔345的端部沉头中，与其铆接或焊接相连，操作简便易行(参见图14～15)。实际操作中，第一拉绳344的另一端沿植入腔110引出后进入握持柄130，并与设置在握持柄130内的拉绳操作机构相连(图中未示出)。当然，也可以采用手动或现有其他机械方式操纵第一拉绳344。
76.同样，第二连杆320的杆身中间贯穿开设有第二拉绳通道321，第二拉绳通道321的一端延伸至退让缺口700，第二拉绳通道321的另一端朝向第三连杆330的铰接处。第三连杆330具有起抬升作用的第三内连杆331和承担铰接功能的第三外连杆332，第三内连杆331可上下移动地嵌置在第三外连杆332中。第三内连杆331与第三外连杆332之间设置有第二斜楔滑块333，第二斜楔滑块333与第二拉绳334的一端相连，第二拉绳334的另一端依次穿过第三外连杆332上开设的通孔、第二拉绳通道321、退让缺口700后沿植入腔110引出(参见图8～9)。
77.更详细地描述，第二斜楔滑块333的横截面呈十字型结构，其上下两端分别设置有与第三内连杆331和第三外连杆332中的滑槽嵌置配合的第二滑块凸缘336，这样能够确保第二斜楔滑块333与第三内连杆331和第三外连杆332配合精密稳定。在第二斜楔滑块333的中心开设有第二安装通孔335，第二拉绳334的一端穿过第二安装通孔335与其固定相连，这样可有效增加两者的接触摩擦面积，确保连接牢靠。本实施例中，在第二拉绳334的一端设置第二连接帽337，第二连接帽337设置在第二安装通孔335的端部沉头中，与其铆接或焊接相连，操作简便易行(参见图16～17)。实际操作中，第二拉绳334的另一端沿植入腔110引出后进入握持柄130，也与设置在握持柄130内的拉绳操作机构相连(图中未示出)。当然，也可以采用手动或现有其他机械方式操纵第二拉绳334。
78.在进行椎体融合手术时，其操作过程与实施例1基本相同。所不同之处在于：通过操作杆220将支撑机构300展开成菱形状态后，通过操作第一拉绳344能够控制第一斜楔滑
块343沿着第四内连杆341与第四外连杆342之间的斜面滑动，从而实现第四内连杆341的抬高动作；同时，通过操作第二拉绳334能够控制第二斜楔滑块333沿着第三内连杆331与第三外连杆332之间的斜面滑动，从而实现第三内连杆331的抬高动作。这样，可以通过支撑机构300在椎间隙600内原位抬高来调整脊柱竖直方向的高度，以适应患者个体解剖结构的差异，确保支撑机构300在被植入的椎间隙600内形成贴合紧密、稳定可靠的椎间隙支撑体，从而实现与相邻两个椎体之间的融合。
79.综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，能够有效克服背景技术中需要通过复杂手段植入柔性袋囊来扩大椎间隙的技术难题，简化操作步骤，降低手术难度，提高手术效率。同时，本实用新型结构简单可靠，支撑机构机械扩展形变稳定，能够在椎间盘内形成稳定的椎间隙支撑体，从而确保植入椎间隙后疗效良好，延缓患者脊柱病变进程，减轻患者疼痛症状，提高患者生活质量。
80.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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、改进等等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。