一种腰椎内固定系统及其复合连接棒

1.本实用新型涉及医疗器械，尤其涉及一种腰椎内固定系统及其复合连接棒。


背景技术：

2.目前，针对多种腰椎退行性疾病的“金方法”是腰椎融合固定术，但现有研究表明腰椎融合固定术会加速固定节段的邻近节段退变，且融合固定节段越长，邻近节段的退变越严重。针对两节段或多节段融合固定，目前减缓邻近节段退变的方法之一为采用腰椎杂合手术，即对于本身退变较为严重的节段使用刚性融合固定，而对于轻度或中度退变的节段则使用无融合非刚性固定，通过这样的方式，既可以对病变节段进行固定，也可以减少过多的刚性固定带来的邻近节段代偿效应。如cn101138515a，一种腰椎动态内固定装置，所述装置是由棒体和与之相连接的固定在腰椎椎弓根上的螺钉构成，所述棒体直径为1.5～4.5mm；棒体材料为超弹性低模量钛合金，弹性模量范围是：30～115gpa，超弹性要求为：可恢复变形大于2％。所述棒体材料的弹性模量范围是：35～60gpa；所述棒体材料的强度为800～1000mpa，它存在材料普通、设计简单等缺点，临床上应用效果较差。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种腰椎内固定系统及其复合连接棒及其制造方法，其克服了背景技术中腰椎内固定系统所存在的不足。
4.本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：一种腰椎内固定系统的复合连接棒，具有刚性段、半刚性段及位于刚性段和半刚性段间的过渡段，该过渡段弹性模量介于半刚性段弹性模量、刚性段弹性模量之间，该复合连接棒采用镍钛形状记忆合金一体成型制成。
5.一实施例之中：该刚性段弹性模量大于50gpa，该半刚性段弹性模量小于5000mpa。
6.一实施例之中：该过渡段弹性模量由刚性段至半刚性段渐降设置。
7.一实施例之中：该连接棒采用激光选区熔化增材制造方法制成，且通过激光选区熔化的工艺参数控制镍钛形状记忆合金的相变温度。
8.一实施例之中：该工艺参数包含激光功率、扫描间距和扫描速度中的至少一种。
9.一实施例之中：该复合连接棒呈圆柱形，该复合连接棒直径和长度比为1:10～25。
10.一实施例之中：该复合连接棒由刚性段、半刚性段及过渡段组成，该刚性段、过渡段及半刚性段长度比为(1～2)：(1～2)：(1～2)。
11.本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：腰椎内固定系统，包括能固定在腰椎椎弓根上的螺钉和复合连接棒，该螺钉装接在复合连接棒。
12.本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
13.复合连接棒采用了一体化、两种刚度、过渡段连接的独特设计，刚性段用于中间退变较严重融合节段，半刚性段用于非必要进行刚性融合固定节段，过渡段将刚性段、半刚性段牢固连接在一起，因此能产生如下技术效果：其一，能减少刚性固定的节段数量，保留更
多的腰椎活动度；其二，过渡段可以实现压力直接传递方式，能增加压力传递能力，能减轻邻近节段过度代偿，进而减缓邻近节段退变，提高融合节段融合率；其三，固定效果稳定有效；其四，应用产品后，将会明显降低邻近节段疾病发生率，减少邻近节段再手术率，提高融合率，改善患者术后生活质量，减轻社会负担。
14.刚性段弹性模量大于50gpa，半刚性段弹性模量小于5000mpa，既能实现刚性融合固定，又能避免节段病变。(
15.过渡段刚性由刚性段至半刚性段渐降设置，过渡段平滑过渡，压力传导平稳。
16.连接棒采用激光选区熔化增材制造方法制成，通过激光选区熔化技术的工艺参数控制镍钛形状记忆合金的相变温度，能实现控制弹性模量的一体成型生产，加工效率高，精度高。
17.复合连接棒直径和长度比为1:10～25，刚性段、过渡段及半刚性段长度比为(1～2)：(1～2)：(1～2)，固定效果稳定有效。
附图说明
18.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
19.图1是具体实施方式的复合连接棒的结构示意图。
具体实施方式
20.请查阅图1，腰椎内固定系统，包括螺钉和复合连接棒1，该螺钉装接在复合连接棒1，该螺钉能固定在腰椎椎弓根上，该腰椎内固定系统结构可参照现有技术。
21.该复合连接棒1具有按长度方向布置的刚性段11、半刚性段13及位于刚性段11和半刚性段13间的过渡段12，该过渡段12弹性模量介于半刚性段13弹性模量、刚性段11弹性模量之间。该刚性段11弹性模量为55gpa，该半刚性段13弹性模量为3500mpa，该过渡段12弹性模量由刚性段11至半刚性段13渐降设置，如线性降低，根据需要该过渡段弹性模量亦可恒等如15gpa，该过渡段起到稳固连接刚性段和半刚性段的作用。
22.该复合连接棒1呈圆柱形，该连接棒1直径和长度比为1:10～25，如直径为6毫米，长度为100毫米。该复合连接棒1刚性段11、过渡段12及半刚性段13长度比为1：1：1。
23.该复合连接棒1采用镍钛形状记忆合金一体成型制成，且，该复合连接棒1采用激光选区熔化增材制造方法(slm)制造，且在制造方法中通过激光选区熔化技术的工艺参数能量密度控制镍钛形状记忆合金的相变温度。该激光选区熔化增材制造方法包含增材制造技术和激光选区熔化技术；该增材制造技术是一种通过软件与数控系统将专用的材料逐层堆积，制造出实体物品的制造技术；该激光选区熔化技术是一种通过激光调节镍钛形状记忆合金的精细复杂结构，来实现对镍钛形状记忆合金的相变温度进行高精度调节的技术。具体来说，它通过改变激光选区熔化工艺参数，该工艺参数包含激光功率、扫描间距、扫描速度中的一种或者多种，调整激光成型过程中能量输入，以控制激光成型过程中ni及ti元素的损失量，以控制最终成型的镍钛合金成分，控制镍钛合金中ni：ti原子比，以调控镍钛合金相变温度，通过相变温度控制镍钛形状记忆效应或超弹性发生的温度范围。
24.该复合连接棒1采用了一体化、两种刚度、过渡段平滑过渡的独特设计，刚性段11用于中间退变较严重融合节段，半刚性段13用于非必要进行刚性融合固定节段，如两端轻
度或中度退变的无融合固定节段，过渡段12将刚性段11、半刚性段13牢固连接在一起，能减少刚性固定的节段数量，保留更多的腰椎活动度，过渡段可以实现压力直接传递方式，能增加压力传递能力，压力传导平稳，能减轻邻近节段过度代偿，进而减缓邻近节段退变，提高融合节段融合率，固定效果稳定有效。
25.以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。


技术特征：
1.一种腰椎内固定系统的复合连接棒，其特征在于：具有刚性段、半刚性段及位于刚性段和半刚性段间的过渡段，该过渡段弹性模量介于半刚性段弹性模量、刚性段弹性模量之间，该复合连接棒采用镍钛形状记忆合金一体成型制成。2.根据权利要求1所述的一种腰椎内固定系统的复合连接棒，其特征在于：该刚性段弹性模量大于50gpa，该半刚性段弹性模量小于5000mpa。3.根据权利要求1所述的一种腰椎内固定系统的复合连接棒，其特征在于：该过渡段弹性模量由刚性段至半刚性段渐降设置。4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种腰椎内固定系统的复合连接棒，其特征在于：该复合连接棒呈圆柱形，该复合连接棒直径和长度比为1:10～25。5.根据权利要求1至3中任一项所述的一种腰椎内固定系统的复合连接棒，其特征在于：该复合连接棒由刚性段、半刚性段及过渡段组成，该刚性段、过渡段及半刚性段长度比为(1～2)：(1～2)：(1～2)。6.一种腰椎内固定系统，其特征在于：包括能固定在腰椎椎弓根上的螺钉和根据权利要求1所述的一种腰椎内固定系统的复合连接棒，该螺钉装接在复合连接棒。

技术总结
本实用新型公开了一种腰椎内固定系统的复合连接棒，具有刚性段、半刚性段及位于刚性段和半刚性段间的过渡段，该过渡段弹性模量介于半刚性段弹性模量、刚性段弹性模量之间，该复合连接棒采用镍钛形状记忆合金一体成型制成。它具有如下优点：复合连接棒采用了一体化、两种刚度、过渡段连接的独特设计，刚性段用于中间退变较严重融合节段，半刚性段用于非必要进行刚性融合固定节段，过渡段将刚性段、半刚性段牢固连接在一起，能减少刚性固定的节段数量，保留更多的腰椎活动度，过渡段可以实现压力直接传递方式，能增加压力传递能力，能减轻邻近节段过度代偿，进而减缓邻近节段退变，提高融合节段融合率。高融合节段融合率。高融合节段融合率。


技术研发人员：王连雷 王协彬 刘新宇 张煜宸 原所茂 田永昊
受保护的技术使用者：山东大学齐鲁医院
技术研发日：2021.11.17
技术公布日：2022/9/19