一種體內可延長組配式人工椎體的製作方法

2023-04-24 18:52:56 1

本發明涉及一種人工假體，具體涉及一種椎體切除重建術中使用的體內可延長組配式人工椎體。

背景技術：

脊柱腫瘤、嚴重的椎體骨折及脊柱結核等感染性疾病常可引起椎體的破壞，從而導致脊髓、神經根受壓以及椎體塌陷所致脊柱成角畸形，此時往往須行椎體切除術。尤其對於脊柱腫瘤，常可累及整個甚至多個椎體，由於切除範圍較大，對局部穩定性破壞程度嚴重，如果沒有有效的重建，患者術後常會出現內固定失敗，並導致嚴重的神經功能損害和脊柱畸形。

早在1969年，hamdi即首次報告了椎體腫瘤切除並以假體替代。此後，種類繁多的人工椎體開始逐漸發展。目前，人工椎體主要分為如下類型：填充型(例如骨水泥),支撐型(例如鈦網)，以及可調式人工椎體等。其中應用最為廣泛的當屬鈦網，但鈦網及其內部植骨塊與上下椎體僅呈點接觸，骨傳導的能力十分有限，往往不能達到可靠的植骨融合。加之鈦網尖銳的邊緣可能對上下椎體終板形成切割，從而導致了內植物沉降、鬆動、甚至脫出，在部分患者中甚至出現了因鈦網鬆動移位壓迫脊髓而導致的截癱。

可見，理想的人工椎體不僅應具備良好的術後即刻穩定性，更需兼顧遠期穩定性，即人工椎體與上下相鄰椎體形成可靠的骨性癒合。同時應兼有置入方便、高度可調等特徵。近年來，大量研究表明多孔結構金屬不僅具有良好的組織相容性以及理想的生物力學結構，更重要的是其具有良好的骨傳導特性，有利於宿主骨長入，融合率高。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明的目的是提供一種椎體切除重建術中使用的體內可延長組配式人工椎體。

為實現上述目的，本發明採取以下技術方案：1、一種體內可延長組配式人工椎體，其特徵在於，該人工椎體包括：固定外套筒，刻有內螺紋的活動外套筒，沿軸向可轉動地設置在所述固定外套筒和活動外套筒內、且與所述活動外套筒為螺紋連接的被動旋轉軸，以及沿徑向轉動支撐於所述固定外套筒內、且能驅動所述被動旋轉軸轉動的主動旋轉軸；所述被動旋轉軸的轉動驅使所述活動外套筒產生位移。

在一個優選的實施例中，所述固定外套筒和活動外套筒均為一端封閉、另一端敞口的筒形結構，所述固定外套筒和活動外套筒的敞口端相對設置。

在一個優選的實施例中，所述被動旋轉軸主要由一體設置的三部分組成，第一部分為類似錐齒輪的錐齒段，第二部分為光滑的圓柱段，第三部分為刻有外螺紋的螺紋段，且其所述錐齒段和圓柱段位於所述固定外套筒內，所述螺紋段則螺紋連接於所述活動外套筒內。

在一個優選的實施例中，所述主動旋轉軸亦具有類似錐齒輪的錐齒段，所述主動旋轉軸的錐齒段與所述被動旋轉軸的錐齒段相嚙合。

在一個優選的實施例中，還包括一延長組件，所述延長組件主要由一體設置的圓柱段和圓臺段組成；同時，在所述活動外套筒的封閉端外側開設有與所述延長組件的圓臺段相配合的錐孔，所述延長組件通過其圓臺段錐接在所述活動外套筒上。

在一個優選的實施例中，所述固定外套筒和活動外套筒的內徑和外徑相同。

在一個優選的實施例中，所述固定外套筒和被動旋轉軸的圓柱段上開設有螺釘孔，在人工椎體調節到適當高度後，利用鎖定螺絲將所述固定外套筒和被動旋轉軸鎖死固定。

在一個優選的實施例中，該人工椎體與相鄰椎體的上、下終板連接的接觸面為孔隙率80-90％，孔隙直徑300-500微米的交差曲面多孔結構或正交多孔結構，且通過電子光束溶解法列印製作而成。

在一個優選的實施例中，所述固定外套筒、活動外套筒和延長組件均採用實性結構的邊緣設計，而其餘部分為孔隙率60-65％，孔隙直徑1-2mm的多孔結構，且通過電子光束溶解法列印製作而成。

在一個優選的實施例中，所述被動旋轉軸的圓柱段和螺紋段採用中空的筒形結構，且所述圓柱段和螺紋段內部設置有金屬加強結構。

本發明由於採取以上技術方案，其具有以下優點：本發明實現了人工椎體在體內高度可調，便於相鄰椎體的上下終板與人工椎體加壓固定，以及置入簡便的目標。本發明能夠廣泛應用於椎體腫瘤切除後椎體的骨缺損重建，且無論從近期結構恢復到遠期患者功能及生活質量，都可以得到顯著的改善。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。然而應當理解，附圖的提供僅為了更好地理解本發明，它們不應該理解成對本發明的限制。

如圖1所示，本發明提供的人工椎體包括固定外套筒1、活動外套筒2、縱向旋轉軸3和橫向旋轉軸4。其中，固定外套筒1為上端封閉、下端敞口的筒形結構，活動外套筒2為上端敞口、下端封閉且內壁刻有內螺紋的筒形結構，固定外套筒1和活動外套筒2的敞口端相對設置。縱向旋轉軸3主要由一體設置的上中下三段組成，上段為類似錐齒輪的錐齒段31，中段為光滑的圓柱段32，下段為刻有外螺紋的螺紋段33。縱向旋轉軸3沿軸向可轉動地設置在固定外套筒1和活動外套筒2內，且其錐齒段31和圓柱段32位於固定外套筒1內，螺紋段33則螺紋連接於活動外套筒2內。橫向旋轉軸4沿徑向轉動支撐在固定外套筒1內，且其中段亦具有類似錐齒輪的錐齒段41，縱向旋轉軸2的錐齒段31與橫向旋轉軸4的錐齒段41相嚙合。

本發明在使用時，人工椎體通過上下兩個接觸面與相鄰椎體的上、下終板連接，通過順時針或逆時針主動轉動橫向旋轉軸4可使與之相嚙合的縱向旋轉軸3被動轉動，縱向旋轉軸3旋轉後可使活動外套筒2旋出或旋入，從而達到調整人工椎體高度的目的。

在一個優選的實施例中，本發明還包括一延長組件5，該延長組件5主要由一體設置的圓柱段51和圓臺段52組成；同時，在活動外套筒2的封閉端外側開設有與延長組件5的圓臺段52相配合的錐孔21，延長組件5通過其圓臺段52錐接在活動外套筒2上，從而可以較大範圍調節人工椎體的高度。

在一個優選的實施例中，固定外套筒1和活動外套筒2的內徑和外徑相同。

在一個優選的實施例中，橫向旋轉軸4的一端刻有十字槽，以便於旋轉橫向旋轉軸4。

在一個優選的實施例中，固定外套筒1和縱向旋轉軸3的圓柱段32上開設有一個螺釘孔，在人工椎體調節到適當高度後，利用鎖定螺絲6將固定外套筒1和縱向旋轉軸3鎖死固定，避免滑動旋迴導致高度丟失。

在一個優選的實施例中，人工椎體與相鄰椎體的上、下終板連接的接觸面為孔隙率80-90％，孔隙直徑300-500微米的交差曲面多孔結構或正交多孔結構，且通過ebm(electronbeammelting，電子光束溶解法)技術列印製作而成，該孔隙率可以提供最佳骨性癒合界面，最適合骨細胞爬行張入，並且能夠實現再血管化。

在一個優選的實施例中，固定外套筒1、活動外套筒2和延長組件5均採用實性結構的邊緣設計，提高抗扭轉及抗壓性能，並且保證螺絲固定部分的機械強度；其餘部分為孔隙率60-65％，孔隙直徑1-2mm的多孔結構，亦通過ebm技術列印製作而成，該孔隙率可以提供最佳軟組織附著界面，能夠減少殘腔形成，降低術後感染，改善術後遠期功能。

在一個優選的實施例中，縱向旋轉軸3的圓柱段32和螺紋段33採用中空的筒形結構，以減輕人工椎體的整體重量；同時，在中空的圓柱段32和螺紋段33內部設置有金屬加強結構(圖中未示出)，以提高人工椎體的整體機械性能。

上述各實施例僅用於說明本發明，其中各部件的結構、連接方式和製作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發明的保護範圍之外。