仿生人工椎間盤的製作方法

2023-06-10 02:38:17

專利名稱:仿生人工椎間盤的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種仿生人工椎間盤，包括上金屬板、下金屬板、上高分子板、下高分子板、核心、纖維環和外膜，所述上高分子板和下高分子板分別設在核心的上下兩端，所述上金屬板設在上高分子板的上端，所述下金屬板設在下高分子板下端，所述纖維環套裝在核心外層上，所述外模套裝在纖維環外層上，所述外膜兩端分別與上金屬板和下金屬板連接，上金屬板上表面和下金屬板下表面均設有尖刺。本實用新型結構簡單，使用方便，可靠性好，能實現椎體間的屈伸、側偏和旋轉活動，能重現正常頸椎間盤在活動過程中的旋轉中心軌跡，同時該仿生人工椎間盤還具有緩衝、減震的作用。
【專利說明】
仿生人工椎間盤
技術領域
[0001]本實用新型涉及醫療用品技術領域，尤其涉及一種仿生人工椎間盤。
【背景技術】
[0002]自20世紀50年代起，頸椎前路融合術已成為治療頸椎病的常用術式，在切除病變的椎間盤後，使用自體骨或人工骨填補上、下椎體間的間隙，使得相鄰椎體融合成一個整體，達到治療的目的。但此方法可造成鄰近節段活動度的增大、椎間盤壓力的增大，是術後相鄰節段椎間盤退變加速的原因之一，從而影響手術的遠期療效。
[0003]人工椎間盤置換術是20世紀後期，為解決頸椎前路融合術的上述缺點，應運而生的新技術。該手術使用一個可活動的裝置，即人工椎間盤，替代自體骨或人工骨植入椎間隙，既保留了椎間高度，又有效維持了手術節段的活動度，從而減少了對鄰近節段活動度、椎間盤內壓力的影響，從而與頸椎前路融合術相比可減緩手術鄰近節段椎間盤的退變速度。
[0004]人工椎間盤還應能重現正常椎間盤在活動過程中的旋轉中心軌跡，而這一點目前的人工椎間盤很難實現。目前常用的人工椎間盤多為球-窩型或球-槽型設計;球-窩型椎間盤的旋轉中心是固定的，明顯不同於正常椎間盤;球-槽型椎間盤雖然其旋轉中心有一定分布範圍，但基本位於對應假體下板的下方、下方椎體內，而這與正常椎間盤在運動過程中所呈現的旋轉中心的軌跡也不相符。而旋轉中心的不匹配可導致椎間活動的異常以及頸部後方肌肉的異常受力，造成術後頸痛。
[0005]除了維持椎間高度、可活動外，椎間盤還具有緩衝作用。目前，大多數的人工椎間盤假體為金屬-聚乙烯-金屬、金屬-金屬、陶瓷-陶瓷結構，缺乏彈性，無法實現理想的緩衝效果。
[0006]此外，目前人工椎間盤對活動的限制主要通過上、下板之間的接觸來實現，但在反覆碰撞的過程中可能會產生金屬或陶瓷碎肩，導致局部炎症反應和異位骨化的發生。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型旨在提供一種仿生人工椎間盤，結構簡單，使用方便，可靠性好，能實現椎體間的屈伸、側偏和旋轉活動，能重現正常頸椎間盤在活動過程中的旋轉中心軌跡，同時椎間盤還具有緩衝作用。
[0008]為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案如下:
[0009]本實用新型公開的一種仿生人工椎間盤，包括上金屬板、下金屬板、上高分子板、下高分子板、核心、纖維環和外膜，所述上高分子板和下高分子板分別設在核心的上下兩端，所述上金屬板設在上高分子板的上端，所述下金屬板設在下高分子板下端，所述纖維環套裝在核心外層上，所述外模套裝在纖維環外層上，所述外膜兩端分別與上金屬板和下金屬板連接。
[0010]進一步的，所述上高分子板和下高分子板上分別設有密布的小孔。
[0011]進一步的，所述纖維環為多層纖維層重疊而成，每層纖維層由同一方向地斜向左上方或右上方布置的纖維構成，相鄰兩層纖維的傾斜方向不同，每層纖維層的纖維傾斜角度為25度至45度，並穿通上高分子板和下高分子板上的小孔與之連接。
[0012]進一步的，所述上金屬板下表面和下金屬板上表面均設有凹槽，所述核心兩端分別設有連接埠，所述上高分子板和下高分子板上均設有圓形通孔，所述連接埠分別穿過上高分子板和下高分子板上的圓形通孔與上金屬板和下金屬板上的凹槽適配。
[0013]進一步的，所述核心為鼓形，所述連接埠為圓柱形，連接埠端面上設有十字槽，所述凹槽底部設有與十字槽適配的凸楞。
[0014]進一步的，所述上金屬板上表面和下金屬板下表面均設有尖刺。
[0015]進一步的，所述上金屬板上表面設有弧形凸部。
[0016]進一步的，所述上金屬板和下金屬板均為圓形板或橢圓形板，上金屬板和下金屬板的側壁上均設有凸片，所述凸片上設有通孔。
[0017]進一步的，所述核心和纖維環均為高分子材料。
[0018]進一步的，所述上金屬板、下金屬板、弧形凸部和尖刺的外表面設有羥基磷灰石塗層。
[0019]本實用新型具有以下有益效果:
[0020](I)上高分子板、下高分子板以核心作為支點，可進行前屈、後伸和旋轉活動；
[0021](2)通過調節纖維環的纖維長度和走行角度，限制高分子板的活動範圍；
[0022](3)通過調節纖維的長度，可調整仿生人工椎間盤的開口角度範圍；
[0023](4)核心主要維持椎間隙高度，還具有減震作用；
[0024](5)上金屬板上的弧形突起有利於和骨性終板的接觸；
[0025](6)上金屬板和下金屬板上的凸片方便器械抓握並安放人工椎間盤，而且可以輔助檢查安放後假體是否在正中位置。
【附圖說明】

[0026]圖1為本實用新型結構不意圖；
[0027]圖2為圖1的A-A#lj視圖；
[0028]圖3為核心的結構示意圖；
[0029]圖4為本實用新型具有預定開口角度的結構示意圖；
[0030]圖中:1-上金屬板、2-下金屬板、3-上高分子板、4-下高分子板、5-核心、6-纖維環、7-外模、8-尖刺、9-弧形凸部、10-凹槽、11-凸片、12-通孔、13-連接埠、14-圓形通孔、15-十字槽。
【具體實施方式】
[0031]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。
[0032]如圖1-圖3所示，本實用新型公開的一種仿生人工椎間盤，包括上金屬板1、下金屬板2、上高分子板3、下高分子板4、核心5、纖維環6和外膜7，上金屬板I和下金屬板2均為圓形板，上金屬板I和下金屬板2的外圓周面均上設有凸片11，凸片11上設有通孔12，方便假體的抓握，上金屬板I上表面和下金屬板2下表面均設有尖刺8，上金屬板I上表面設有弧形凸部9，有利於和骨性終板的接觸，上金屬板I下表面和下金屬板2上表面均設有凹槽10，凹槽10內設有十字形凸楞，上高分子板3和下高分子板4中心均設有圓形通孔14，上高分子板3和下高分子板4上還設有密布的小孔，小孔均布在與圓形通孔14同圓心的圓周上，核心5為鼓形，核心5兩端分別設有連接埠13，連接埠13為圓柱形，連接埠13的橫截面直徑小於核心5其餘部位橫截面直徑，連接埠13端面上設有十字槽15，核心5上端的連接埠13穿過上高分子板3上的圓形通孔14與上金屬板I下表面的凹槽10適配，核心5下端的連接埠13穿過下高分子板4上的圓形通孔14與下金屬板2上表面的凹槽10適配，纖維環6套裝在核心5外層上，纖維環6為多層纖維層重疊而成，每層纖維層由向同一方向斜向左上方或右上方布置的纖維構成，相鄰兩層纖維層的纖維傾斜方向不同，每層的纖維傾斜角度為25度至45度，並穿通上高分子板3和下高分子板4上的小孔與之連接，外模7套裝在纖維環6外層上，外膜7兩端分別與上金屬板I和下金屬板2連接。
[0033]核心5的作用主要為維持椎間高度，為高分子材料製造，能吸收一定能量，具有減震作用。
[0034]高分子板以核心為支點，可進行前屈、後伸和旋轉活動。
[0035]纖維環6的纖維為高分子材料，通過調節纖維環6的纖維長度和走行角度，可限制高分子板的活動範圍，使與正常椎間盤在運動過程中所呈現的旋轉中心的軌跡相符，可較好地避免因旋轉中心的不匹配導致椎間活動的異常以及頸部後方肌肉的異常受力，避免術後頸痛。
[0036]優選的，所述上高分子板3、下高分子板4、核心5和纖維環6的高分子材料為聚氨酯。
[0037]上金屬板1、下金屬板2、弧形凸部9和尖刺8的外表面設有羥基磷灰石塗層，有利於促進仿生人工椎間盤與骨界面的骨整合。
[0038]優選的，上金屬板1、下金屬板2為鈦合金。
[0039]進一步的，通過調節纖維環6各方位的纖維長度，可以使本實用新型人工椎間盤具有預定的開口角度，避免術後出現頸椎曲度不良。如圖4所示，通過調節各方位的纖維長度，使設有凸片11 一側的上高分子板3和下高分子板4之間的間距大於其相對側的上高分子板3和下高分子板4之間的間距，從而使仿生人工椎間盤具有需要的開口角度。
[0040]當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本實用新型所附的權利要求的保護範圍。
【主權項】
1.一種仿生人工椎間盤，其特徵在於:包括上金屬板(I)、下金屬板(2)、上高分子板(3)、下高分子板(4)、核心(5)、纖維環(6)和外膜(7)，所述上高分子板(3)和下高分子板(4)分別設在核心(5)的上下兩端，所述上金屬板(I)設在上高分子板(3)的上端，所述下金屬板(2)設在下高分子板(4)下端，所述纖維環(6)套裝在核心(5)外層上，所述外膜(7)套裝在纖維環(6)外層上，所述外膜(7)兩端分別與上金屬板(I)和下金屬板(2)連接。2.根據權利要求1所述的仿生人工椎間盤，其特徵在於:所述上高分子板(3)和下高分子板(4)上分別設有密布的小孔。3.根據權利要求2所述的仿生人工椎間盤，其特徵在於:所述纖維環(6)為多層纖維層重疊而成，每層纖維層由同一方向地斜向左上方或右上方布置的纖維構成，相鄰兩層纖維的傾斜方向不同，每層纖維層的纖維傾斜角度為25度至45度，並穿通上高分子板(3)和下高分子板(4)上的小孔與之連接。4.根據權利要求1所述的仿生人工椎間盤，其特徵在於:所述上金屬板(I)下表面和下金屬板(2)上表面均設有凹槽(10)，所述核心(5)兩端分別設有連接埠(13)，所述上高分子板(3)和下高分子板(4)上均設有圓形通孔(14)，所述連接埠(13)分別穿過上高分子板(3)和下高分子板(4)上的圓形通孔(14)與上金屬板(I)和下金屬板(2)上的凹槽(10)適配。5.根據權利要求4所述的仿生人工椎間盤，其特徵在於:所述核心(5)為鼓形，所述連接埠(13)為圓柱形，連接埠(13)端面上設有十字槽(15)，所述凹槽(10)底部設有與十字槽(15)適配的凸楞。6.根據權利要求1所述的仿生人工椎間盤，其特徵在於:所述上金屬板(I)上表面和下金屬板(2)下表面均設有尖刺(8)，所述上金屬板(I)上表面設有弧形凸部(9)。7.根據權利要求1所述的仿生人工椎間盤，其特徵在於:所述上金屬板(I)和下金屬板(2)均為圓形板或橢圓形板，上金屬板(I)和下金屬板(2)的側壁上均設有凸片(11)，所述凸片(11)上設有通孔(12)。8.根據權利要求1所述的仿生人工椎間盤，其特徵在於:所述核心(5)和纖維環(6)均為高分子材料。9.根據權利要求6所述的仿生人工椎間盤，其特徵在於:所述上金屬板(I)、下金屬板(2)、弧形凸部(9)和尖刺(8)的外表面設有羥基磷灰石塗層。
【文檔編號】A61F2/44GK205729573SQ201620027994
【公開日】2016年11月30日
【申請日】2016年1月12日
【發明人】劉浩, 戎鑫
【申請人】四川大學華西醫院