專利名稱：一種仿真人工脊柱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及骨科內植物技術領域，更具體地說，是涉及一種仿真人工 脊柱。
背景技術：
脊柱腫瘤、脊柱結核，嚴重的脊柱粉碎性骨折，脊柱畸形，頸推多節段退 變等，很多脊柱疾病的手術都要切除推體，推體切除后的脊柱往往需要維持脊 柱的高度和重建其穩定性。以往用自身骨塊、異體骨條或是人工骨植入，后來 結合鈦籠一類的支撐物一起植入，并且輔助前路或者后路手術固定。近年來，
有利用人工推體植入替代。但現有技術的上迷做法存在以下缺點
一、傳統的植骨內固定和剛性不能活動的人工推體都有個共同的缺點， 就是雖然它可以支撐固定，但不能活動，術后脊柱強直，人體活動受到限制， 因此植入后相鄰的推節負荷增大，易發生和加重脊推退行性變。更嚴重的是作 為一長期植入物，因為不能活動，所以對脊柱內在力學環境影響較大，在脊柱 活動時易在假體兩端與推體骨界面上產生應力集中，致假體松動，引起脫出等 嚴重后果。二、切除替換的推體節段有限。只能應用在短節段，黃洪報道病變 累及相鄰兩個以上推體人工推體需要特制。三、活動范圍有限，不能仿真模擬 脊柱的所有活動。四、通過一系列的生物力學測試和臨床應用，顯示出人工推 體在軸向旋轉方面的不足，有些常需與其他內固定器聯合使用，因為扭轉性能 方面往往不足，多數人工推體需要輔加額外固定。五、不具備脊柱的生理彎曲。
目前還沒有能完全仿真模擬人類脊柱活動的植入物。在多個推體切除時， 植骨的長度也難以滿足，應用鈦籠和長的人工骨等均無法靈活滿足脊柱的生理 彎曲需要和實現植入物的活動。在脊柱側凸的矯形治療領域，目前只能用松解、截骨和長節段的矯形剛性 內固定，脊柱喪失更多的活動功能，越長的固定節段，脊柱鄰近節段繼發性退 變發生也越高。在強直性脊柱炎脊柱畸形的手術治療領域，仍然無法解決脊柱 的活動功能。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種仿真人工脊柱，可以仿真人 體脊柱的所有活動功能，可以實現一個、多個推體甚至全脊柱置換，可以重建 脊柱的穩定性，恢復脊柱高度，并具有人體脊柱的生理弧度。
為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是提供一種仿真人工脊柱， 其被定位于人體的上位推體和下位推體之間，所述仿真人工脊柱乂人上到下依次 包括與上位推體固定連接的頂部間盤座、與所述頂部間盤座固定連接的頂部推 體環、與所述頂部推體環下端活動連接的底部間盤座，所述仿真人工脊柱還包 括一彈性構件，所述頂部推體環下部和所述底部間盤座上部對應設有上、下容
納槽，所述彈性構件的兩端分別通過所述上、下容納槽定位。
更具體地，所述頂部推體環的上容納槽內壁設有向下逐漸擴大的第 一環形 弧面，所述底部間盤座上端具有一結合部，所述下容納槽位于所述結合部的中 心，沿所述結合部外側壁周向設有曲率小于所述第一環形弧面并且向上逐漸縮 小的第二環形弧面，所述結合部嵌設于所述頂部推體環下部的上容納槽內，并 通過所述第 一環形弧和第二環形弧面的接觸而實現活動連接。
更具體地，所述頂部推體環與底部間盤座之間i殳置有至少 一組脊柱單元， 所述脊柱單元包括活動連接在一起的中間推體環和中間間盤座，所述彈性構件 貫穿所述脊柱單元。
更具體地，所述中間推體環的上部內壁"&有向上逐漸擴大的上環形弧面， 所述中間推體環的下部內壁設有向下逐漸擴大的下環形弧面；所述中間間盤座 的上、下端分別設有上部凸起和下部凸起，所述上部凸起外側壁周向設有曲率小于所述下環形弧面并且向上逐漸縮小的上結合環形弧面，所述下部凸起外側 壁周向設有曲率小于所述上環形弧面并且向上逐漸縮小的下結合環形弧面。
更具體地，所述中間間盤座上、下凸起的高度之和小于所述中間推體環的 高度。
更具體地，所述中間推體環的橫截面與人體脊推的橫截面相似。
更具體地，所述頂部間盤座包括水平連接盤及在上述水平連接盤側方的連 接板，所述連接板上設有螺孔，并通過螺孔與所述人體的上位推體和所述頂部 推體環固定連接，所述水平連接盤嵌設在所述上位推體和頂部推體環之間。
更具體地，所述水平連接盤與人體的上位推體接觸結合的一面設有粗糙面， 所述粗糙面上設有纟鼓粒孔隙結構。
更具體地，所述底部間盤座包括固定連接在一起的底座和上結合部，所述 底座的下底面上有若干尖釘并通過所述尖釘與所迷下位推體上端固定連接，所 述底座的下底面設有粗糙面，所述粗糙面上設有微粒孔隙結構。
更具體地，所述底部間盤座的一側還設有一固定板，所述固定板上設有螺 孔，并通過所述螺孔與所述人體的下位推體固定連接
這樣，本實用新型提供的仿真人工脊柱可以克服多個推體切除、長節段植 骨內固定的困難和剛性內固定繼發的鄰近節段退變的發生。可以實現置換的節 段數目不受限制，甚至全脊柱置換。可以仿真人的脊柱所有運動功能，并且即 可以實現穩定性又兼顧運動功能，可以有效恢復推體高度和脊柱長度。可以不 用輔加額外固定，并且結構簡單植入容易。可以讓仿真人工脊柱具有人脊柱的 生理彎曲。為脊柱側凸和強直性脊柱炎的治療纟是供一種新的治療手段。
圖l是本實用新型一較佳實施例的主視示意圖； 圖2是圖1的剖視示意圖3是圖1所示實施例中頂部間盤座的主視示意6圖4是圖3的側#見剖—見示意圖5是圖1所示實施例中頂部推體環的主視示意圖6是圖5的剖一見示意圖7是圖1所示實施例中底部間盤座的主視示意圖8是在圖1所示實施例中增設脊推單元的主視示意圖;
圖9是圖8的剖^L示意圖IO是圖8中中間推體環的立體示意圖ll是圖IO的剖視示意圖12是圖8中中間間盤座的主視示意圖13是圖12的剖視示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明 白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解， 此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
請參照圖1及圖2,為本實用新型的一4交佳實施例，該仿真人工脊柱被定 位于人體的上位推體1和下位推體5之間，所述仿真人工脊柱從上到下依次包 括與上位推體1固定連接的頂部間盤座2、與所述頂部間盤座2固定連接的頂 部推體環3、與所述頂部推體環3下端活動連接的底部間盤座4，所述仿真人工 脊柱還包括一彈性構件6，所述頂部推體環3下部和所述底部間盤座4上部對 應設有上、下容納槽34、 45,所述彈性構件6的兩端分別通過所述上、下容納 槽34、 45定位。這樣，由于本實施例采用頂部間盤座2和底部間盤座4分別與 人體上位推體1和下位推體5固定連接，在頂部間盤座2和底部間盤座4之間 還設有頂部推體環3，所述頂部推體環3下端與所述底部間盤座4活動連接。 使得患者能夠完成前屈、后伸、左右側屈、旋轉等動作，克服了現有技術中人 工推體剛性內固定的種種缺陷。以下對上述各組成部分分別作詳細介紹。
請參照圖3及圖4，所述頂部間盤座2包括水平連接盤22以及在上述水平 連接盤22側方與所述水平連接盤22垂直的連接板21,所述連接板21上設有 四個螺孔211，所述四個螺孔211-陂分為兩組，其中上部的一組螺孔211與所 述上位推體l固定連接，下部的一組螺孔211與頂部推體環3固定連接。所述 水平連接盤22的上表面與所述人體的上位推體1的下端固定連接，水平連接盤 22的上表面為粗糙面221，粗糙面221上設有微粒孔隙結構，以便所述人體的 上位推體1的骨質向下生長并與水平連接盤22的粗糙面221結合。本實施例中， 所述連接板21和水平連接盤22均可由金屬材料制成，也可由具有較高強度的 聚合材料制成。
請參照圖5及圖6,所述頂部推體環3豎直截面呈n字形，其上部側壁上 設有一組螺孔31，用以與所述頂部間盤座2上靠下的一組螺孔211對接。所述 頂部推體環3的上容納槽34設有向下逐漸擴大的第一環形弧面32，并通過第 一環形弧面32與所述底部間盤座4的上結合部42活動連接。所述頂部推體環 3的頂面33可以固定所述彈性構件6的上端。
請參照圖2及圖7，所述底部間盤座4包括固定連4妄在一起的底座41和上 結合部42,所述下容納槽45位于所述結合部42的中心。所述底座41的下底 面上均布若干尖釘411并通過所述尖釘411與所述人體的下位推體5上端固定 連接。所述底座41的下底面為粗糙面412,粗糙面412上設有微粒孔隙結構， 以便所述人體的下位推體5的骨質向上生長并與該粗糙面412結合。為了實現 底部間盤座4與所述下位推體5在沿脊柱徑向上的固定連接，所述底部間盤座 4的一側還設有一固定板43,所述固定板43上設有螺孔431，并通過所述螺孔 431與所述人體的下位推體5固定連接。所述上結合部42位于所述底部間盤座 4的上端，沿所述結合部42外側壁周向設有曲率小于所述第一環形弧面32并 且向上逐漸縮小的第二環形弧面44,所述結合部42嵌于所述頂部稚體環3下 部的容納槽34內，并通過所述第一環形弧32和第二環形弧面44的接觸而實現
8活動連接。
本實施例中，所述彈性構件6為一螺旋彈簧，并由記憶合金制成，其上端 容納于所述頂部推體環3的上容納槽34內并固定在頂面33上，其下端容納于 所述底部間盤座4的下容納槽45中并被固定在底座41。
當手術切除了多個推體時，需要使仿真人工脊柱具有相應的長度和活動單 元，此時可在所述頂部推體環3與底部間盤座4之間增加設置有至少一組脊推 單元，請參照圖8及圖9，所述脊推單元包括活動連接在一起的中間推體環7 和中間間盤座8，所述彈性構件6貫穿所述脊推單元。
請參照圖10至圖13，所述中間推體環7的上部內壁:&有向上逐漸擴大的 上環形弧面71，所述中間推體環7的下部內壁設有向下逐漸擴大的下環形弧面 72;所述中間間盤座8的上、下端分別"i殳有上部凸起81和下部凸起82,所述 上部凸起81外側壁周向設有曲率小于所述下環形弧面72并且向上逐漸縮小的 上結合環形弧面83，所述下部凸起82外側壁周向設有曲率小于所述上環形弧 面71并且向上逐漸縮小的下結合環形弧面84。為了防止兩相鄰的中間間盤座8 互相干涉，所述中間間盤座8上、下凸起81、 82的高度之和小于所述中間推體 環7的高度，這樣就可在兩相鄰的中間間盤座8的上、下凸起81 、 82之間形成 間距，方便患者的屈伸和側彎動作。所述上、下凸起81、 82末端的直徑小于推 體環的內徑。
所述頂部間盤座2、頂部推體環3、中間推體環7、中間間盤座8和底部間 盤座4的橫截面與人體脊推的橫截面相似，當然還可以為圓形、梯形、多邊形、 三角形、方形等。
由于增加了多個脊推單元，所述彈性構件6也需要相應延長，并依次貫穿 與所述中間推體環7和中間間盤座8。
頂部推體環3 、中間推體環7與中間間盤座8、底部間盤座4之間通過環形 弧面的接觸面設置，使所述仿真人工脊柱具有前屈、后伸、左右側屈、旋轉的 功能，通過環形弧面的曲率不同，讓所述仿真人工脊柱的活動范圍控制在預設的范圍。
所述彈性構件6可以使仿真人工脊柱具有一定伸縮功能，所述彈性構件6 可以根據所置換脊柱節段的生理彎曲進行塑形，從而使所述仿真人工脊柱具有 脊柱的生理彎曲，有了彈性構件6也讓中間推體環7和中間間盤座8更穩定。
由于所述仿真人工脊柱的部件可設置成不同型號和大小，所以可以應用在 脊柱頸、胸、腰不同的部位。
這樣，本實用新型提供的仿真人工脊柱可以克服多個推體切除、長節段植 骨內固定的困難和剛性內固定繼發的鄰近節段退變的發生。可以實現置換的節 段數目不受限制，甚至全脊柱置換。可以仿真人的脊柱所有運動功能，并且即 可以實現穩定性又兼顧運動功能，可以有效恢復推體高度和脊柱長度。可以不 用輔加額外固定，并且結構簡單植入容易。可以讓仿真人工脊柱具有人脊柱的 生理彎曲。為脊柱側凸和強直性脊柱炎的治療4是供一種新的治療手段。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型， 凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應 包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1、一種仿真人工脊柱，其被定位于人體的上位椎體和下位椎體之間，其特征在于所述仿真人工脊柱從上到下依次包括與上位椎體固定連接的頂部間盤座、與所述頂部間盤座固定連接的頂部椎體環、與所述頂部椎體環下端活動連接的底部間盤座，所述仿真人工脊柱還包括一彈性構件，所述頂部椎體環下部和所述底部間盤座上部對應設有上、下容納槽，所述彈性構件的兩端分別通過所述上、下容納槽定位。
2、 如權利要求1所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述頂部推體環的上 容納槽內壁"^殳有向下逐漸擴大的第一環形弧面，所述底部間盤座上端具有一結 合部，所述下容納槽位于所述結合部的中心，沿所述結合部外側壁周向設有曲 率小于所述第一環形弧面并且向上逐漸縮小的第二環形弧面，所述結合部嵌設 于所述頂部推體環下部的上容納槽內，并通過所述第一環形弧和第二環形弧面 的接觸而實現活動連接。
3、 如權利要求1所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述頂部推體環與底 部間盤座之間設置有至少一組脊柱單元，所述脊柱單元包括活動連接在一起的 中間推體環和中間間盤座，所述彈性構件貫穿所述脊柱單元。
4、 如權利要求3所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述中間推體環的上 部內壁設有向上逐漸擴大的上環形弧面，所述中間推體環的下部內壁設有向下 逐漸擴大的下環形弧面；所述中間間盤座的上、下端分別設有上部凸起和下部 凸起，所述上部凸起外側壁周向設有曲率小于所述下環形弧面并且向上逐漸縮 小的上結合環形弧面，所述下部凸起外側壁周向設有曲率小于所述上環形弧面 并且向上逐漸縮小的下結合環形弧面。
5、 如權利要求4所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述中間間盤座上、 下凸起的高度之和小于所述中間推體環的高度。
6、 如權利要求4所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述彈性構件根據人 體脊柱的生理彎曲進行塑形。
7、 如權利要求1所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述頂部間盤座包括 水平連接盤及在上述水平連接盤側方的連接板，所述連接板上設有螺孔，并通 過螺孔與所述人體的上位推體和所述頂部推體環固定連接，所述水平連接盤嵌 設在所述上位推體和頂部推體環之間。
8、 如權利要求7所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述水平連接盤與人 體的上位推體接觸結合的一面設有粗糙面，所述粗糙面上設有孩i粒孔隙結構。
9、 如權利要求1所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述底部間盤座包括 固定連接在一起的底座和上結合部，所述底座的下底面上有若干尖釘并通過所 述尖釘與所述下位推體上端固定連接，所述底座的下底面設有粗糙面，所述粗 糙面上設有樣i粒孔隙結構。
10、 如一又利要求9所述的仿真人工脊柱，其特征在于所述底部間盤座的 一側還設有一固定板，所述固定板上設有螺孔，并通過所述螺孔與所述人體的 下位推體固定連接。
專利摘要本實用新型公開了一種仿真人工脊柱，其被定位于人體的上位椎體和下位椎體之間，所述仿真人工脊柱從上到下依次包括頂部間盤座、頂部椎體環以及底部間盤座，所述頂部椎體環與底部間盤座之間可設置有至少一組脊柱單元，頂部椎體環、底部間盤座與脊柱單元之間互相構成可以前屈、后伸、左右側屈、旋轉的活動關節。所述仿真人工脊柱內還包括一彈性構件，使所述仿真人工脊柱具有一定伸縮功能，通過對彈性構件的塑形實現仿真人工脊柱具有人體脊柱的生理彎曲。這樣，本實用新型提供的仿真人工脊柱可以仿真人的脊柱所有運動功能，并且實現任意長節段的椎體置換，甚至置換全脊柱。
文檔編號A61F2/44GK201365987SQ20092013555
公開日2009年12月23日 申請日期2009年3月9日 優先權日2009年3月9日
發明者曾騰輝 申請人:曾騰輝