一種帶有法蘭的仿生人造脊椎假體的製作方法

2023-06-17 01:13:51 1

本發明涉及醫療用人造假體技術領域，具體指一種帶有法蘭的仿生人造脊椎假體。

背景技術：

脊柱外科手術是骨科手術中的尖端領域，脊柱切除則是這類外科手術的常見術型。脊柱的椎管中容納著脊髓，脊柱的四周環繞著重要的血管，在進行脊柱外科手術過程中，操作必須精確無誤才可保障手術的安全性。脊柱外科手術常包括脊柱腫瘤手術、脊柱畸形手術、椎間盤疾病等手術，手術治療的過程常常需要將脊柱病變的結構徹底切除，並植入相應的人造假體，以維持脊柱結構的完整性及穩定性，從而達到對病患部位的治癒與重建。

受限於傳統加工製造方式的約束，以往的人造假體植入物大多都為標準件，而這些標準件的批量製造使得這些植入物的複雜化程度和個性化程度低，難以適應複雜和個性化的脊柱重建手術。複雜的脊柱病變切除後，需要尺寸、形狀、配合精度相對高的植入物替換到被切除的部分，而對這些特殊、複雜、個性化部位的脊柱切除後的人造假體植入物的替換是難以使用標準件的。

近幾年來，金屬增材製作技術(又稱3d列印技術、快速原型技術)取得了突飛猛進的發展。目前應用於醫學領域方面的增材製造技術主要包括有雷射選區熔化技術(slm)和電子束選區熔化技術(ebsm)。金屬增材製造技術加工的金屬零件材料包括鈦合金、不鏽鋼等生物醫用材料，加工尺寸精度達0.1mm，表面粗糙度位於10～20um之間，其機械力學性能達到甚至超過傳統製造水平，金屬增材製造相對於傳統的機械加工製造而言，其最主要的優勢是可以獲得任意複雜形狀結構的零件。在生物醫學方面該技術已廣泛應用於定製化植入假體的生產製造，如人造脊椎假體。作為一種新型的製造技術對於多孔結構的製造也具有極大的優勢，生產的多孔脊椎植入假體將會促進骨內細胞向假體內部增值與生長，有助於病患部位的癒合與恢復。

因此，有必要對現有技術進行改進和發展。

技術實現要素：

本發明的目的在於針對現有技術的缺陷和不足，提供一種結構合理、具有穩定力學支撐、有助於上下端脊椎體融合與重建、促進患者癒合與恢復的帶有法蘭的仿生人造脊椎假體。

為了實現上述目的，本發明採用以下技術方案：

本發明所述的一種帶有法蘭的仿生人造脊椎假體,包括豎向設置的仿生假體，所述仿生假體的上端設有法蘭體，法蘭體的兩端部上均設有螺紋孔，仿生假體和法蘭體為3d列印技術構建的具有微孔的一體結構，仿生假體和法蘭體內豎直設有通孔，通孔兩端分別貫通仿生假體的下端面和法蘭體的上端面。

根據以上方案，所述仿生假體的下端面上設有環形的底部撐件，法蘭體的上端面上設有環形的頂部撐件，仿生假體上沿豎向埋設有若干支撐梁，若干支撐梁相互間隔地圍繞仿生假體，支撐梁的兩端分別與頂部撐件、底部撐件固定連接。

根據以上方案，所述法蘭體的上端套設有強化環，支撐梁的上端設有與強化環固定連接的衍生梁。

根據以上方案，所述支撐梁的下端貫穿仿生假體下端面，支撐梁下端面、底部撐件底面和仿生假體下端面處於同一平面上；所述支撐梁的上端貫穿法蘭體的上端面，支撐梁上端面、頂部撐件和法蘭體上端面處於同一平面上。

根據以上方案，所述仿生假體上設有承載束環，承載束環套設於仿生假體的中部。

根據以上方案，所述微孔的直徑範圍在300μm-500μm之間，孔隙率在70％-80％之間。

本發明有益效果為：本發明結構合理，仿生假體上端具有法蘭體且二者與上下脊椎接觸面均為微孔結構，有助於骨細胞增殖和骨性融合；融合端的底部撐件和強化環構建金屬承載面，通過支撐梁提高仿生假體的抗壓強度和抗扭曲性能，提高假體的穩定性和可靠性；通過3d列印技術構建的多孔仿生假體可有效促進骨細胞生長，促進病患部的癒合和回復。

附圖說明

圖1是本發明的正面結構示意圖；

圖2是本發明的俯視結構示意圖。

圖中：

1、仿生假體；2、法蘭體；3、微孔；11、通孔；12、底部撐件；13、支撐梁；14、衍生梁；15、承載束環；21、螺紋孔；22、頂部撐件；23、強化環。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明的技術方案進行說明。

如圖1所示，本發明所述的一種帶有法蘭的仿生人造脊椎假體,包括豎向設置的仿生假體1，所述仿生假體1的上端設有法蘭體2，法蘭體2的兩端部上均設有螺紋孔21，仿生假體1和法蘭體2為3d列印技術構建的具有微孔3的一體結構，仿生假體1和法蘭體2內豎直設有通孔11，通孔11兩端分別貫通仿生假體1的下端面和法蘭體2的上端面；所述仿生假體1用於取代手術切除的損壞脊椎，仿生假體1上端成型有蓮蓬頭狀的法蘭體2，法蘭體2在仿生假體1上端構建支撐結構，法蘭體2與脊椎的上切面對接並通過螺紋孔21與之固定，仿生假體1的下端面與脊椎的下切面對接，法蘭體2可增加仿生假體1與脊椎上切面的接觸面積，提高仿生假體1的抗壓承載性能和結構穩定性，降低滑出和脫落的風險；仿生假體1內的通孔11用於填充碎骨及軟組織，具有微孔3結構的仿生假體1與脊椎切面對接，法蘭體2上端面和仿生假體1下端面上的微孔3有助於碎骨和軟組織的附著，從而有利於脊椎病患部位的癒合生長。

所述仿生假體1的下端面上設有環形的底部撐件12，法蘭體2的上端面上設有環形的頂部撐件22，仿生假體1上沿豎向埋設有若干支撐梁13，若干支撐梁13相互間隔地圍繞仿生假體1，支撐梁13的兩端分別與頂部撐件22、底部撐件12固定連接；所述底部撐件12和頂部撐件22在仿生假體1上構成金屬支撐平面和微孔3接觸面結合，可提高仿生假體1承載面的結構強度和穩定性，優選的環繞支撐梁13連接底部撐件12和頂部撐件22，可提高仿生假體1的承載性能和結構穩定性。

所述法蘭體2的上端套設有強化環23，支撐梁13的上端設有與強化環23固定連接的衍生梁14，所述強化環23與頂部撐件22構成回字形環套結構，進一步地增強法蘭體2以及仿生假體1上端的承載性能，上述的頂部撐件22與強化環23通過衍生梁13和支撐梁13構成固定連接，從而提高法蘭體2上端承載面的穩定性和強度。

所述支撐梁13的下端貫穿仿生假體1下端面，支撐梁13下端面、底部撐件12底面和仿生假體1下端面處於同一平面上；所述支撐梁13的上端貫穿法蘭體2的上端面，支撐梁13上端面、頂部撐件22和法蘭體2上端面處於同一平面上，所述支撐梁13的兩個端面與頂部撐件22和底部撐件12構成金屬支撐面，從而提高仿生假體1的端面承載性能，進一步地配合微孔3結構所具有的摩擦性能，提高仿生假體1與脊椎切面之間的穩定性，並提供較多的軟組織附著區域，減少殘腔的形成降低術後感染機率。

所述仿生假體1上設有承載束環15，承載束環15套設於仿生假體1的中部，承載束環15將若干支撐梁13和仿生假體1環繞綑紮呈一體，承載束環具有一定的厚度以提高仿生假體1的結構強度。

所述微孔3的直徑範圍在300μm-500μm之間，孔隙率在70％-80％之間，所述微孔結構和孔隙率設定可提供相對適宜的碎骨及軟組織附著區域，有利於病患部位的癒合與生長。

以上所述僅是本發明的較佳實施方式，故凡依本發明專利申請範圍所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或修飾，均包括於本發明專利申請範圍內。