次全切人工椎体的制作方法

1.本实用新型涉及骨科植入物技术领域，特别是指一种次全切人工椎体。


背景技术：

2.椎体是脊柱肿瘤等疾病的病变部位，病变部位的长度、涉及的脊柱不同的生理弯曲、上下终板的倾斜角度各异、手术入路不同，在单个椎体切除、多个椎体切除或部分椎体切除后脊柱重建需要根据患者的具体情况制作合适的假体进行重建。但目前市场只有钛笼和人工椎体等产品，不能很好的满足临床需求。
3.发明人在研究过程中发现，部分患者可能不需要椎体全切，但对于椎体次全切，例如从寰枢椎开始的椎体次全切，市面上没有较为合适的椎体假体替代产品，只能选择针对全切的人工椎体。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种适用于椎体次全切的次全切人工椎体。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：
6.一种次全切人工椎体，包括用于替换一侧椎体的椎体主体，所述椎体主体的端部设有钉孔，其中：
7.所述椎体主体上端的钉孔内设有用于固定至寰枢椎、枕骨髁或上椎体下关节突的椎体螺钉，所述椎体主体下端的钉孔内设有用于固定至下椎体上终板的椎体螺钉，所述椎体主体在矢状面内和冠状面内均具有适宜病人生理曲度的弧度。
8.进一步的，所述椎体主体在冠状面内呈s形且包括位于上部且朝向脊柱中心线弯曲的第一弧段、以及位于下部且背向脊柱中心线弯曲的第二弧段，所述第一弧段的弧度为35-85度，所述第二弧段的弧度为35-85度；
9.和/或，所述椎体主体在冠状面内其上端中心点与下端中心点之间的水平距离大于等于椎体枕骨髁间距的一半或大于等于寰椎下关节突间距的一半。
10.进一步的，所述椎体主体的上端和下端均设有用于促进骨长入的骨小梁结构；
11.和/或，所述椎体主体的中部设有侧开口的植骨腔，所述植骨腔内设有桁架结构。
12.进一步的，所述椎体主体的上端和下端的钉孔均为斜向且穿过所述椎体主体的第一钉道；
13.或者，所述椎体主体的上端的钉孔为斜向且穿过所述椎体主体的第一钉道，所述椎体主体的下端延伸设有固定板，所述固定板与下椎体外表面的解剖结构相匹配，所述椎体主体的下端的钉孔位于所述固定板上。
14.进一步的，所述椎体主体的上端面设有用于容纳寰枢椎、枕骨髁或上椎体下关节突的凹入槽。
15.进一步的，所述第一钉道包括钉头安装段，所述钉头安装段具有与椎体螺钉的钉头在轴向方向进行挡止的钉头挡止配合部，所述第一钉道的入口设有穿入所述椎体主体的
第二钉道，所述第二钉道内设有与所述第一钉道内椎体螺钉的钉头相配合用于防止该椎体螺钉退出的防退件。
16.进一步的，所述第一钉道的轴线与所述第二钉道的轴线共线，所述第二钉道连通所述第一钉道且位于所述第一钉道的正上方，所述第二钉道的内径等于所述第一钉道的钉头安装段的内径，所述防退件为位于所述第二钉道内的压帽。
17.进一步的，所述第一钉道的轴线与所述第二钉道的轴线平行且间隔一定距离，所述第二钉道连通所述第一钉道且位于所述第一钉道的正上方，所述第二钉道的内径大于所述第一钉道的钉头安装段的内径，所述防退件为位于所述第二钉道内的压帽。
18.进一步的，所述第二钉道内设有防退螺纹，所述压帽螺旋装配在所述第二钉道内；
19.或者，所述压帽上设有环形凸台，所述第二钉道内设有径向的弹性挡片，所述弹性挡片可在所述第二钉道的直径方向弹性变形以使所述环形凸台越过所述弹性挡片并在其越过后收紧以防止所述压帽退出。
20.进一步的，所述第一钉道为包括小径段和大径段的阶梯孔，所述小径段为钉杆安装段，阶梯面构成所述钉头挡止配合部。
21.本实用新型的次全切人工椎体，包括椎体主体，椎体主体上端的钉孔内设有用于固定至寰枢椎、枕骨髁或上椎体下关节突的椎体螺钉，椎体主体下端的钉孔内设有用于固定至下椎体上终板的椎体螺钉，椎体主体在矢状面内和冠状面内均具有适宜病人生理曲度的弧度，相比于现有技术，本实用新型的次全切人工椎体采用偏心设计只支撑一侧椎体，且椎体主体在矢状面内和冠状面内均具有适宜病人生理曲度的弧度，这样使假体与患者相匹配，能够替代在手术中切除的部分椎体，使次全切椎体患者能得到较好的初始稳定性。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例1一个方向的立体图；
23.图2为本实用新型实施例1另一方向的立体图；
24.图3为本实用新型实施例1的正视图；
25.图4为本实用新型实施例1的使用状态示意图；
26.图5为本实用新型实施例2的结构示意图，其中(a)为一个方向的立体图，(b)为另一方向的立体图，(c)为正视图；
27.图6为本实用新型实施例2的使用状态示意图；
28.图7为本实用新型中钉道处结构形式一的剖视图；
29.图8为本实用新型中钉道处结构形式二的剖视图；
30.图9为本实用新型中压帽的剖视图。
具体实施方式
31.为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构
造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.本实用新型提供一种次全切人工椎体，如图1-9所示，包括用于替换一侧椎体的椎体主体1，椎体主体1的端部设有钉孔，其中：
34.椎体主体1上端(即图1箭头所示方向)的钉孔内设有用于固定至寰枢椎、枕骨髁或上椎体下关节突的椎体螺钉2(即椎体主体1上端的位置对应寰枢椎、枕骨髁或上椎体下关节突)，椎体主体1下端的钉孔内设有用于固定至下椎体上终板的椎体螺钉2(即椎体主体1下端的位置对应下椎体上终板)，椎体主体1在矢状面内和冠状面内均具有适宜病人生理曲度的弧度。
35.椎体次全切手术中，持取椎体主体1放置在合适位置，持取椎体螺钉2沿椎体主体1上端的钉孔固定至寰枢椎、枕骨髁或上椎体下关节突，持取椎体螺钉2沿椎体主体1下端的钉孔固定至下椎体上终板，完成椎体主体1的植入。
36.本实用新型的次全切人工椎体，包括椎体主体，椎体主体上端的钉孔内设有用于固定至寰枢椎、枕骨髁或上椎体下关节突的椎体螺钉，椎体主体下端的钉孔内设有用于固定至下椎体上终板的椎体螺钉，椎体主体在矢状面内和冠状面内均具有适宜病人生理曲度的弧度，相比于现有技术，本实用新型的次全切人工椎体采用偏心设计只支撑一侧椎体，且椎体主体在矢状面内和冠状面内均具有适宜病人生理曲度的弧度，这样使假体与患者相匹配，能够替代在手术中切除的部分椎体，使次全切椎体患者能得到较好的初始稳定性。本实用新型适用于椎体切除后脊柱重建，主要适用于半侧椎体切除后脊柱重建，特别是针对从寰枢椎及以下位置开始置换的次全切椎体。
37.如图3和图5中(c)所示，优选的，椎体主体1在冠状面内呈s形且包括位于上部且朝向脊柱中心线弯曲的第一弧段11、以及位于下部且背向脊柱中心线弯曲的第二弧段12，第一弧段11的弧度α为35-85度，第二弧段12的弧度β为35-85度，这样椎体主体1采用分段设计且每段具有特殊弧度，使整体偏心曲度更为合理，可结合不同患者的椎体大小，根据需要调整第一弧段11的弧度α和第二弧段12的弧度β，针对性的设计不同的偏心曲度，使假体与患者更好的匹配，使次全切椎体患者能得到更好的初始稳定性，同时提高椎体主体1的受力强度，满足临床手术需求。需要说明的是，图3和图5中椎体主体1中部的黑色粗线用于示意椎体主体1的弯曲角度，并非为实际存在的结构。
38.进一步的，椎体主体1在冠状面内其上端中心点与下端中心点之间的水平距离l优选大于等于椎体枕骨髁间距的一半或大于等于寰椎下关节突间距的一半，此时效果最佳。
39.如图1-2和图5所示，椎体主体1的上端和下端与上下终板接触部位均可以设有用于促进骨长入的骨小梁结构13(多孔设计)，这样可以诱导骨长入，使假体弹性模量与骨近似，减少应力遮挡，减少沉陷发生，提高了长期稳定。骨小梁结构13的孔径优选为400-800μm，丝径优选为200-400μm，孔隙率优选为50-70％。
40.继续如图1-2和图5所示，椎体主体1的中部可以设有侧开口的植骨腔15，以便于植骨；植骨腔15内可以设有桁架结构16，这样有利于清理植骨腔15内残留的金属粉末，减轻假体重量，保证假体强度。桁架结构16的孔径优选为3000-40000μm，丝径优选为400-600μm，孔隙率优选为70-90％。
41.如图2所示，为便于容纳寰枢椎、枕骨髁或上椎体下关节突，提高椎体主体1上端的牢固性，椎体主体1的上端面可以设有用于容纳寰枢椎、枕骨髁或上椎体下关节突的凹入槽
18。
42.根据椎体主体1上下两端钉孔结构形式的不同，本实用新型可以有以下实施例：
43.实施例1
44.如图1-4所示，椎体主体1的上端和下端的钉孔均为斜向且穿过椎体主体1的第一钉道10。
45.实施例2
46.如图5-6所示，椎体主体1的上端的钉孔可以为斜向且穿过椎体主体1的第一钉道10，椎体主体1下端延伸(一体)设有固定板17，固定板17与下椎体外表面的解剖结构相匹配，椎体主体1的下端的钉孔10’位于固定板17上。
47.在以上实施例中，椎体主体1上的第一钉道10不同于骨板上的钉孔，该第一钉道10具有一定纵向长度且在椎体主体1内延伸，椎体螺钉2沿该第一钉道10植入至相应位置后，椎体螺钉2的钉头不会突出于椎体主体1，完全实现零切迹的结构定义，防止椎体螺钉2的钉头对颈椎的压迫、损伤。
48.发明人在研究过程中发现，3d打印产品无法完成精细结构特征(例如锁定螺纹等)，所以市售椎体假体很难设置用于防止螺钉退钉的防退机构，造成螺钉置于人体中受循环载荷作用，容易出现松动。为解决该问题，本实用新型中的钉道优选采用以下结构形式：
49.如图7-9所示，第一钉道10可以包括钉头安装段101，钉头安装段101具有与椎体螺钉2的钉头在轴向方向进行挡止的钉头挡止配合部102，第一钉道10的入口设有穿入椎体主体1的第二钉道30，第二钉道30内设有与第一钉道10内椎体螺钉2的钉头相配合用于防止该椎体螺钉2退出的防退件。
50.术中使用时，先持取椎体主体1放置在合适位置，然后持取椎体螺钉2沿椎体主体1上的第一钉道10植入至相应椎体，此过程中，椎体螺钉2的钉头与钉头安装段101内的钉头挡止配合部102挡止配合，以将椎体主体1固定至相应椎体，最后持取防退件安装在第二钉道30内，完成椎体主体1植入；此时防退件与椎体螺钉2的钉头相互挤压配合，以防止椎体螺钉2退出，不易出现螺钉松动，牢固性好，安全性高。
51.根据防退件的结构/布置形式不同，本实用新型可以有以下结构/布置形式：
52.结构形式一：如图7所示，第一钉道10的轴线可以与第二钉道30的轴线共线，第二钉道30连通第一钉道10且位于第一钉道10的正上方，第二钉道30的内径等于第一钉道10的钉头安装段101的内径(即第一钉道10的钉头安装段101兼作为第二钉道30)，防退件为位于第二钉道30内的压帽3(即压帽防退机构)，这样通过第二钉道30内的压帽3压住第一钉道10内的椎体螺钉2的钉头的方式，使二者之间形成轴向压力，从而使二者之间形成相互挤压的作用力，以此来防止二者退出与松动，达到第一钉道10内椎体螺钉2防退的目的。使用时，当椎体螺钉2沿椎体主体1上的第一钉道10植入至相应的椎体后，持取压帽3安装在第二钉道30内即可。
53.结构形式二：如图8所示，第一钉道10的轴线可以与第二钉道30的轴线平行且间隔一定距离，第二钉道30连通第一钉道10且位于第一钉道10的正上方，第二钉道30的内径大于第一钉道10的钉头安装段101的内径，以使第一钉道10内的椎体螺钉2顺利植入；防退件为位于第二钉道30内的压帽3(即压帽防退机构)，这样通过第二钉道30内的压帽3压住第一钉道10内的椎体螺钉2的钉头的方式，使二者之间形成轴向压力，从而使二者之间形成相互
挤压的作用力，以此来防止二者退出与松动，达到第一钉道10内椎体螺钉2防退的目的。使用时，当椎体螺钉2沿椎体主体1上的第一钉道10植入至相应的椎体后，持取压帽3安装在第二钉道30内即可。
54.如图8所示，第二钉道30优选与第一钉道10共用一个侧壁301，这样当椎体螺钉2松动退出时，只在靠近共用侧壁301的一侧对压帽3产生轴向力，使压帽3两侧受力不平衡，增加压帽3退出的难度，可以更好的防止第一钉道10内椎体螺钉2的退出。
55.在结构形式一和结构形式二中，为将压帽3安装在第二钉道30内，可以有以下方式：
56.方式一：第二钉道30内可以设有防退螺纹(未示出，具体可以为直角齿形螺纹或者其它齿形的螺纹)，压帽3螺旋装配在第二钉道12内，即压帽3上设有与防退螺纹相配合的外螺纹31；如图9所示，压帽3的后端可以设有器械驱动部32(具体可为梅花孔)，以便于驱动压帽3。此时，持取压帽3放置在第二钉道30内，并利用器械驱动压帽3后端的器械驱动部32，使压帽3旋入第二钉道30内，即可实现第一钉道10内椎体螺钉2的防退的目的。
57.方式二(未示出)：压帽3上可以设有环形凸台，第二钉道30内设有径向的弹性挡片，弹性挡片可在第二钉道30的直径方向弹性变形以使环形凸台越过弹性挡片并在其越过后收紧以防止压帽3退出。此时，持取压帽3沿第二钉道30压入，在压入压帽3的过程中，压帽3上的环形凸台逐渐靠近并压迫第二钉道30内的弹性挡片，使弹性挡片在第二钉道30的直径方向弹性变形，环形凸台顺利越过弹性挡片，当环形凸台顺利越过弹性挡片后，弹性挡片弹性变形恢复(即弹性挡片在第二钉道30的直径方向上收紧)，环形凸台反向很难越过弹性挡片，从而实现了第一钉道10内椎体螺钉2的防退的目的。
58.为方便形成钉头挡止配合部102并使椎体螺钉2更稳定，第一钉道10可以为包括小径段和大径段(钉头安装段101)的阶梯孔，小径段为钉杆安装段103(用于安装椎体螺钉2的钉杆)，阶梯面构成钉头挡止配合部102；此时结构形式一中的大径段101用于安装椎体螺钉2的钉头和防退件(即压帽3)；结构形式二中的大径段101仅用于安装椎体螺钉2的钉头。
59.本实用新型中，椎体主体1优选采用3d打印制造，由此可根据病人三维影像解剖数据，结合医生治疗方案，个性化定制设计次全切椎体间缺损替代假体。椎体主体1的材料可以为钛合金或钽或铌锆合金等。
60.综上，本实用新型的次全切人工椎体主要针对椎体次全切，结合3d打印技术并解剖随形，该次全切人工椎体的上端固定至寰枢椎、枕骨髁或上椎体下关节突，下端固定至下椎体上终板，其上下两端均具有用于促进骨长入的骨小梁结构，使假体弹性模量与骨近似，减少应力遮挡，减少沉陷发生，提高了长期稳定；其前后面均为抛光处理，横断面及前后方向均具有若干实体筋结构，可以增加假体强度；同时该次全切人工椎体在矢状面内和冠状面内均具有适宜病人生理曲度的弧度，这样使假体与患者相匹配，能够替代在手术中切除的部分椎体，使次全切椎体患者能得到较好的初始稳定性。
61.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。