专利名称：自稳定人工椎体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及骨科植入领域，更具体地，涉及一种用于对受损脊柱椎体进行替代的具有良好的术后即刻稳定性并能实现远期骨性融合的自稳定人工椎体。
背景技术：
在人类脊柱疾病的治疗中，由于脊柱肿瘤、结核和严重的骨折常引起椎体破坏，可能导致脊髓神经损害而不得不施行椎体切除术，椎体切除后的脊柱需重建其稳定性，人工椎体置换术的出现为治疗此类疾病提供了一种较为理想的方法。自上个世纪60年代末首次报道椎体肿瘤切除并以假体替代以来，人工椎体作为一类有效的椎体替代物在临床上得到了广泛应用。但在临床应用以及一系列的生物力学测试中显示出传统的人工椎体在某些方面尚存在一些有待解决的问题，特别是术后人工椎体自身的即刻稳定性不足、与上下椎 体早期结合强度低，易导致植入物移位甚至脱出。另外因为人工椎体采用实体材料制造，为了留出足够的人工椎体植骨孔，因此常常导致人工椎体上下终板之有效支撑面积缩小，从而支撑力度不足，使得人工椎体逐渐沉陷入上下椎体的骨质内而最终丧失了理想支撑高度。为了减少上述问题的影响，人们不得不在植入人工椎体的同时附加实施前路或后路的钉板或钉棒固定系统以期提供早期及骨融合期的稳定，而这又带来另外的问题，如手术费用的增加、内固定系统中螺钉的力学环境相当恶劣增大了断钉几率、钉板或钉棒固定系统凸出或悬浮于生理椎体表面以外对周围组织产生不利影响等等。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种既具有良好的术后即刻稳定性又能兼顾良好的骨融合、能有效抗沉陷，持续保持所替代椎体的高度、植入体内后零切迹、手术简便可靠的自稳定人工椎体。为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案一种自稳定人工椎体，其特征在于该自稳定人工椎体由椎体主体、椎体固定螺钉组成；所述椎体主体用于植入替代被切除或缺失的宿主椎体节段以恢复及重建脊柱生理高度并将在未来形成与上下相邻椎体之间的骨性融合，椎体固定螺钉则将椎体主体与上下相邻宿主椎体节段相连接固定。该自稳定人工椎体具有较好的抗沉陷和防脱位能力，术后可使脊柱获得可靠的即刻稳定以利于尽早实现椎体主体与上下相邻椎体之间的骨性融合。所述椎体主体为一柱形体，在椎体主体上下两端设置有椎体融合面，椎体主体上还设有植骨孔，当所述椎体主体被植入预定节段位置后，椎体融合面将与上下相邻的健康椎体节段的终板骨质实现良好贴合。进一步地,椎体主体之柱形体横截面形状为圆形、长圆形、环形、椭圆形、扇形、多边形、肾形以及由上述图形组合而成的图形形状。进一步地，椎体融合面的表面具有微孔结构。进一步地，微孔结构为包括多个相互连通的微孔隙的多向微孔隙结构。[0010]进一步地，微孔结构的孔隙的孔径为100 μ m至1800 μ m。进一步地，椎体主体上设置有多个倾斜并穿过椎体融合面向上或向下延伸的椎体固定螺钉孔，椎体固定螺钉穿过椎体固定螺钉孔将椎体主体与上下相邻宿主椎体节段相连接固定。进一步地，椎体固定螺钉孔的孔径为2 10mm。进一步地，椎体固定螺钉孔 的内孔壁上设置有螺纹，该螺纹的螺距为O. 25 5mm。进一步地，椎体主体上设置有植骨孔，所述植骨孔数量为一个或多个，多个植骨孔之间相互贯通或者通过微孔结构相连通。进一步地,植骨孔的孔径为2mm至30mm。进一步地，椎体主体在植入人体后其柱形表面位于宿主原脊椎椎体生理表面以内。进一步地，椎体主体的表面和/或内部设置有加强结构。进一步地,椎体主体为微孔结构。进一步地，微孔结构为包括多个相互连通的微孔隙的多向微孔隙结构。进一步地，微孔结构的孔隙的孔径为100 μ m至1800 μ m。进一步地，椎体主体与椎体融合面的微孔结构的金属表层涂覆有羟基磷灰石涂层。本实用新型自稳定人工椎体，其椎体主体、椎体连接器等部件采用医用金属及医用高分子材料制作，这类医用材料大都经过多年临床经验证实了其良好的生物学性能。本实用新型自稳定人工椎体的一种手术过程为I)取出需被替代的受损宿主椎体节段；2)选用适当高度的椎体主体装入已被取出的受损宿主椎体节段部位，必要时在椎体主体的植骨孔内植入自体骨或异体骨的骨块及碎骨颗粒以诱导未来骨细胞的爬行长A ；3)选用适当直径及长度的椎体固定螺钉，将椎体固定螺钉通过椎体主体上的椎体固定螺钉孔旋入上下两相邻宿主健康椎体的终板内，此时两相邻宿主健康椎体终板将通过椎体固定螺钉与椎体主体上的椎体融合面紧密贴合；众所周知手术方案依据患者具体情况以及术者对治疗的判断会有很多种，在这里不做更为详尽的描述。自稳定人工椎体被植入人体后该自稳定人工椎体的椎体主体之椎体融合面与上下两相邻的宿主健康椎体的终板紧密贴合，未来骨细胞将长入椎体融合面表面的微孔结构而形成椎体的终板与椎体融合面的骨性融合以达到椎体主体的远期稳定。
构成本申请的一部分的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I是根据本实用新型的自稳定人工椎体使用状态的立体结构示意图；图2是根据本实用新型自稳定人工椎体实施例之椎体主体与椎体固定螺钉示意图；图3是根据本实用新型的椎体主体微孔结构实施例示意图；图4是根据本实用新型的椎体主体加强结构实施例示意图；图5是根据本实用新型的椎体主体微孔结构实施例示意图；图6是根据本实用新型的椎体主体另一微孔结构实施例示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。如图I、图2所示的根据本实用新型的自稳定人工椎体，设置在由于肿瘤、创伤、先天性疾患所引起的无法正常发挥自身功能而被移除的宿主脊椎椎体所遗留下来的空间位 置，所述自稳定人工椎体包括椎体主体I、椎体固定螺钉2，其中椎体主体I用于植入替代被切除或缺失的宿主椎体节段以恢复及重建脊柱生理高度并将在未来形成与上下相邻健康椎体3之间的骨性融合，椎体固定螺钉2穿过椎体固定螺钉孔11将椎体主体I与上下相邻健康椎体3节段相连接固定最终构成自稳定人工椎体以使脊柱获得可靠的即刻稳定。如图2、图3所示的本实用新型自稳定人工椎体，其椎体主体I是由医用金属制成，因此具有良好生物相容性。所述椎体主体I为一柱形体，椎体主体I之柱形体横截面形状为圆形、长圆形、环形、椭圆形、扇形、多边形、肾形以及由上述图形组合而成的图形形状，在椎体主体I的上下两端设置有椎体融合面10、椎体固定螺钉孔11，椎体主体I上还设有植骨孔13，当所述椎体主体I被植入预定节段位置后，椎体融合面10将与上下相邻健康椎体3节段的终板骨质实现良好贴合。采用本实用新型的椎体主体I其椎体融合面10为便于骨细胞长入的微孔结构101，微孔结构101的孔隙的直径为IOOym至1800 μ m。如图5、图6所示，该微孔结构101是一种相互连通的多向微孔隙结构，该孔隙有利于骨细胞爬行长入，术后椎体主体I的椎体融合面10将与上下相邻健康椎体3的终板发生骨融合以达到远期稳定。优选地，椎体主体I为医用金属制成微孔结构102，如图5、图6所示，该微孔结构102的表面及内部孔隙相互贯通，微孔结构102的孔隙孔径IOOym至1800μπι。如图2、图3所示，椎体主体I上设置有多个倾斜并穿过椎体融合面10向上或向下延伸的椎体固定螺钉孔11，椎体固定螺钉2穿过椎体固定螺钉孔11将椎体主体I与上下相邻健康椎体3节段相连接固定，由于椎体固定螺钉孔11被设计成由椎体主体I的外柱面向椎体融合面10倾斜穿出，且椎体固定螺钉2安装旋紧后其钉帽将沉入椎体主体I表面以内，如图I所示，因此椎体主体I在植入人体后其柱形表面位于宿主原脊椎椎体生理表面以内以达到医学界所谓零切迹之效果。图5、图6所示为椎体融合面10的微孔结构101和/或椎体主体I的微孔结构102实施例，微孔结构101和102的结构并不限定于图5、图6所示之两种，微孔结构101和102的结构形式与孔隙孔径参数可以相同也可以不同，微孔结构101或102的孔隙孔径为100 μ m 至 1800 μ m。如图4所示椎体主体I的表面和/或内部设置有加强结构12。如图2、图3所示，椎体主体I上设置有植骨孔13，植骨孔13的数量为一个或多个，多个植骨孔13之间相互贯通或者通过微孔结构102相连通，该植骨孔13可以容纳自体或异体骨块和骨颗粒，术前或术中在该植骨孔13内植入自体或异体骨块和骨颗粒可以起到诱导骨细胞爬行长入促进骨融合的作用，植骨孔13孔径为2mm至30mm，以方便不同直径的自体或异体骨块和骨颗粒植入。出于术后诱导骨细胞长入的需要，椎体主体I与椎体融合面10的微孔结构101和102的金属表层涂覆有羟基磷灰石涂层。自稳定人工椎体的加工方法有两条较理想的加工路径A、采用数控加工机床依据在计算机中生成的自稳定人工椎体各部件数据转换成的加工程序进行加工成型，然后使用电火花加工、化学腐蚀、机械钻孔切削等方法加工钻铣出所需要的植骨孔、螺钉孔与微孔，固定螺钉则采用车削或铣等常规机械加工方法制作；B、利用激光烧结或高能电子束熔融等快速成型技术熔融成型，具体方法如下a)使用专业软件对在计算机中设计建造的自稳定人工椎体部件三维数据模型进 行分层，以获得一系列单层切片的轮廓数据；b)向激光或高能电子束快速成型设备输入上述系列层片数据； c)在激光或高能电子束快速成型设备加工舱内铺设与前述三维数据模型分层时层高相应厚度的医用金属粉末；d)由计算机控制激光束或高能电子束对医用金属粉末进行扫描并有选择的熔化；e)重复前述铺设粉末、扫描熔化步骤以使各层被选择熔化的材料相互熔结成整体；f)完成全部层面的熔融过程后去除未熔融的粉末即可得到所需要形状结构的自稳定人工椎体部件；g)由于在建造自稳定人工椎体部件三维数据模型时已经将所需要的实体、植骨孔、螺钉孔、微孔等等结构一并设计在数据文件中，因此上述各种结构在激光烧结或高能电子束熔融过程中将一次性完成制造；h)羟基磷灰石涂层可通过高温喷涂或电化学沉积得到。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。
权利要求1.ー种自稳定人工椎体，该自稳定人工椎体由椎体主体(I)、椎体固定螺钉(2)组成，其特征在于所述椎体主体(I)为ー柱形体，在椎体主体(I)上下两端设置有椎体融合面(10)。
2.根据权利要求I所述的自稳定人工椎体，其特征在于，所述椎体融合面(10)的表面具有微孔结构(101)，所述微孔结构(101)为包括多个相互连通的微孔隙的多向微孔隙结构。
3.根据权利要求2所述的自稳定人工椎体，其特征在于，所述微孔结构(101)的孔隙的孔径为 100 Ii m 至 1800 u m。
4.根据权利要求I所述的自稳定人工椎体，其特征在于，所述椎体主体(I)上设置有多个倾斜并穿过椎体融合面(10)向上或向下延伸的椎体固定螺钉孔(11)。
5.根据权利要求4所述的自稳定人工椎体，其特征在于，所述椎体固定螺钉孔(11)的孔径为2 10mm。
6.根据权利要求4所述的自稳定人工椎体，其特征在于，所述椎体固定螺钉孔(11)的内孔壁上设置有螺纹，该螺纹的螺距为0. 25 5mm。
7.根据权利要求I所述的自稳定人工椎体，其特征在于，所述椎体主体(I)上设有植骨孔(13)，所述植骨孔(13)数量至少为ー个，植骨孔(13)之间相互贯通或者通过微孔结构相连通，植骨孔(13)的孔径为2mm至30mm。
8.根据权利要求I所述的自稳定人工椎体，其特征在于，所述椎体主体(I)为微孔结构(102)，所述微孔结构(102)为包括多个相互连通的微孔隙的多向微孔隙结构，该微孔结构(102)的孔隙的孔径为IOOiim至1800 Um0
9.根据权利要求I或权利要求8所述的自稳定人工椎体，其特征在于，所述椎体主体(I)的表面和/或内部设置有加强结构(12)。
10.根据权利要求I或权利要求2所述的自稳定人工椎体，其特征在于，所述椎体主体(I)之柱形体横截面形状为圆形、长圆形、环形、椭圆形、扇形、多边形、肾形。
11.根据权利要求I和权利要求2所述的自稳定人工椎体，其特征在于，在所述椎体主体(I)上的微孔结构(102)与椎体融合面(10)上的微孔结构(101)的金属表层涂覆有羟基磷灰石涂层。
专利摘要本实用新型涉及一种用于植入替代被切除或缺失的宿主椎体节段的自稳定人工椎体，它包括椎体主体、椎体固定螺钉，其椎体主体与椎体融合面为便于骨细胞长入的微孔结构，术中选用适当高度的椎体主体装入已被取出的受损宿主椎体节段部位，用椎体固定螺钉通过椎体固定螺钉孔将椎体主体与上下两相邻宿主健康椎体连接固定，本实用新型自稳定人工椎体既具有良好的术后即刻稳定性并兼顾良好的骨融合、能有效抗沉陷，持续保持所替代椎体的高度、植入体内后零切迹、手术简便可靠。
文档编号A61F2/44GK202554168SQ20122004260
公开日2012年11月28日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者刘忠军 申请人:北京爱康宜诚医疗器材股份有限公司