人工椎體固定系統的制作方法

本實用新型涉及骨科植入領域，具體而言，涉及一種人工椎體固定系統。

背景技術：

在人類脊柱疾病的治療中，由于脊柱腫瘤、結核和嚴重的骨折常引起椎體破壞，可能導致脊髓神經損害而不得不施行椎體切除術。椎體切除后的脊柱需重建其穩定性，人工椎體置換術的出現為治療此類疾病提供了一種較為理想的方法。自上個世紀60年代末首次報道椎體腫瘤切除并以假體替代以來,人工椎體作為一類有效的椎體替代物在臨床上得到了廣泛應用。

但在臨床應用以及一系列的生物力學測試中顯示出傳統的人工椎體在某些方面存在一些待解決的問題，特別是：術后軸向旋轉方面的穩定性不夠，與上下椎體早期結合強度低易導致植入物移位甚至脫出。為保證中心植骨孔的骨量致使人工椎體上下終板的設計面積縮小，支撐力度不足從而使得人工椎體陷入上下椎體的終板內而最終喪失了理想高度。

為了減少上述問題的影響，人們不得不在植入人工椎體主體的同時附加實施前路或后路的釘板或釘棒固定系統以期提高早期及骨融合期的穩定性。在現有技術中，前路或者后路的頂板或釘棒固定系統通常通過橫向螺釘與人工椎體主體連接。橫向螺釘與人工椎體主體連接處通過外螺紋和螺紋孔配合。在臨床中及生物力學測試中發現，經過一段時間的使用后，上述外螺紋與螺紋孔的配合不夠穩定，容易出現螺紋脫出的情況，進而導致人工椎體主體的移位甚至脫出。

技術實現要素：

本實用新型旨在提供一種人工椎體固定系統，以解決現有技術中人工椎體穩定性差的問題。

為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種人工椎體固定系統，包括：人工椎體主體，設置在相鄰的人體生理椎體之間；兩個縱向連接棒，分別設置在人體生理椎體的棘突的兩側；橫向連接釘，連接在人工椎體主體和各縱向連接棒之間；連接部，連接在人工椎體主體上，連接部具有自攻通孔或者螺紋孔，連接部具有自攻通孔時，橫向連接釘旋入自攻通孔時自攻形成螺紋結構，連接部具有螺紋孔時，橫向連接釘與螺紋孔配合。

進一步地，人工椎體主體包括耳環結構，連接部穿設在耳環結構的連接孔內，連接部包括連接部主體及設置在連接部主體上的止轉部，止轉部與人工椎體主體的限位部抵接配合。

進一步地，止轉部為弧形塊。

進一步地，連接部還包括卡鎖機構，連接部通過卡鎖機構限位在連接孔內。

進一步地，連接部主體具有朝向縱向連接棒的第一端以及遠離縱向連接棒的第二端，止轉部設置在連接部主體的第一端，卡鎖機構設置在連接部主體的第二端。

進一步地，卡鎖機構包括相對設置的第一卡塊和第二卡塊，第一卡塊和第二卡塊在連接部主體的徑向方向上突出于連接部主體，第一卡塊和第二卡塊之間具有變形間隙。

進一步地，卡鎖機構還包括過渡直筒段，過渡直筒段的第一端與連接部主體連接，第一卡塊和第二卡塊連接在過渡直筒段上并在過渡直筒段的徑向方向上突出于過渡直筒段，過渡直筒段具有與變形間隙連通的切槽。

進一步地，連接部主體的周向外表面呈錐面狀，連接部主體的外徑由其第一端至第二端的方向上逐漸減小，耳環結構的連接孔為與連接部主體適配的錐形孔。

進一步地，耳環結構的連接孔內設置有卡合臺階，卡鎖機構與卡合臺階配合。

進一步地，人工椎體主體上設置有縱向通孔。

進一步地，人工椎體固定系統還包括設置在人工椎體主體端部的固定板，固定板用于與人體生理椎體連接，固定板上設置有固定孔。

進一步地，人工椎體固定系統還包括椎弓根螺釘，縱向連接棒與人體生理椎體之間通過椎弓根螺釘連接。

進一步地，橫向連接釘與椎弓根螺釘結構相同。

進一步地，人工椎體主體根據患者CT數據得到。

應用本實用新型的技術方案，人工椎體固定系統包括人工椎體主體、兩個縱向連接棒、橫向連接釘以及連接部。其中，人工椎體主體設置在相鄰的人體生理椎體之間，兩個縱向連接棒分別設置在人體椎體的棘突的兩側。人工椎體主體和各縱向連接棒之間通過橫向連接釘連接。在本實用新型中，連接部連接在人工椎體主體上，連接部具有自攻通孔或者螺紋孔。連接部具有自攻通孔時，橫向連接釘旋入自攻通孔時自攻形成螺紋結構。連接部具有螺紋孔時，橫向連接釘與螺紋孔配合。這樣，橫向連接釘與自攻形成的螺紋結構或者螺紋孔之間能夠配合緊密，連接穩定，進而使得橫向連接釘與連接部之間連接穩定，不會出現螺紋脫出的情況。這樣使得本實用新型的人工椎體固定系統穩定性好，不會出現現有技術中的移位現象。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1示出了根據本實用新型的人工椎體固定系統的實施例的結構示意圖；

圖2示出了圖1的人工椎體固定系統的人工椎體主體的結構示意圖；

圖3示出了圖2的人工椎體主體固定系統的A-A向的剖視示意圖；

圖4示出了圖2的人工椎體主體固定系統的結構示意圖；

圖5示出了圖1的人工椎體固定系統的連接部的結構示意圖；

圖6示出了圖5的連接部的另一角度的結構示意圖；

圖7示出了圖5的連接部的主視示意圖；

圖8示出了圖5的連接部的仰視示意圖；以及

圖9示出了圖5的連接部的剖視示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標記：

1、人體生理椎體；2、脊髓；10、人工椎體主體；11、耳環結構；111、連接孔；112、卡合臺階；12、限位部；13、縱向通孔；14、固定板；20、縱向連接棒；30、橫向連接釘；40、連接部；41、自攻通孔；42、連接部主體；43、止轉部；50、卡鎖機構；51、第一卡塊；52、第二卡塊；53、過渡直筒段；60、椎弓根螺釘。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。

圖1示出了根據本實用新型的人工椎體固定系統的實施例的結構示意圖。如圖1所示，本實施例的人工椎體固定系統包括：人工椎體主體10、兩個縱向連接棒20、橫向連接釘30以及連接部40。其中，人工椎體主體10設置在相鄰的人體生理椎體1之間，兩個縱向連接棒20分別設置在人體生理椎體1的棘突的兩側。人工椎體主體10用于植入替代被切除或缺失的宿主椎體節段以恢復及重建脊柱生理高度，并將在未來形成與上下相鄰人體生理椎體1之間的骨性融合。從圖1中可以看出，上述的人工椎體主體10和縱向連接棒20分別設置在脊髓2的兩側。人工椎體主體10和各縱向連接棒20之間通過橫向連接釘30連接。橫向連接釘30設有與縱向連接棒20相對應的棒連接段。棒連接段包括通孔結構，該通孔結構可容納縱向連接棒20從其中穿過，且通過鎖定裝置對通孔結構自身與縱向連接棒20之間的位置關系進行鎖定。優選地，該通孔結構為開口槽結構。在本實施例中，連接部40連接在人工椎體主體10上，連接部40具有自攻通孔41。橫向連接釘30旋入自攻通孔41時自攻形成螺紋結構。上述螺紋結構的螺紋直徑優選為1至10mm。

應用本實施例的技術方案，橫向連接釘30與自攻形成的螺紋結構之間配合緊密，連接穩定，進而使得橫向連接釘30與連接部40之間連接穩定，不會出現螺紋脫出的情況。這樣使得本實施例的人工椎體固定系統穩定性好，不會出現現有技術中的移位現象。在本實施例中，連接部40的材質為塑料，比如PE材料。

在圖中未示出的其他實施方式中，連接部具有螺紋孔，連接部由金屬材質制成，橫向連接釘與螺紋孔配合實現橫向連接釘與連接部之間的穩定連接。

人工椎體主體10為一個柱形體，在人工椎體主體10的上下兩端設置有椎體融合面。優選地，人工椎體主體10的柱形體橫截面形狀為圓形、長圓形、環形、橢圓形、扇形、多邊形、腎形以及由上述圖形組合而成的圖形形狀。優選地，椎體融合面的表面具有微孔結構。上述微孔結構為包括多個相互連通的微孔隙的多向微孔隙結構。優選地，微孔結構的孔隙的孔徑為100μm至1800μm。

在本實施例的技術方案中，人工椎體主體10根據患者CT數據得到，因此能與相鄰的人體生理椎體1進行很好的結構匹配，提高人工椎體固定系統的穩定性。

人工椎體固定系統被植入人體后，該固定系統的人工椎體主體10椎體融合面與上下兩相鄰的宿主健康椎體的終板緊密貼合。未來骨細胞長入椎體融合面表面的微孔結構，使得椎體的終板與椎體融合面的骨性融合，實現人工椎體主體的遠期穩定。融合面的表面形態結構通過患者CT三維重建獲得，因此能與相鄰的人體生理椎體1進行很好的結構匹配。當人工椎體主體10被植入預定節段位置后，椎體融合面將與上下相鄰的健康椎體節段的終板骨質實現良好貼合，其柱形表面位于健康椎體生理表面以內。在兩個椎體融合面之間的部位設有連接部40。人工椎體主體10上根據椎體長度可以設置有一個或多個連接部40。連接部40可與橫向連接釘30形成牢固緊密的機械連接。人工椎體主體10的高度將被設計成以每0.5mm～15mm為一個級差梯度進行增加以適應不同患者個性需要。優選地，人工椎體主體10的表面和/或內部設置有加強結構。

人工椎體主體10上設置有多個傾斜并穿過椎體融合面向上或向下延伸的固定螺釘孔，椎體固定螺釘穿過固定孔將人工椎體主體10與上下相鄰宿主椎體節段相連接固定。優選地，固定孔的孔徑為2～10mm。優選地，固定孔的內孔壁上設置有螺紋，該螺紋的螺距為0.25～5mm。

優選地，人工椎體主體10上設置有植骨孔。植骨孔數量為一個或多個，孔徑為2mm至30mm。多個植骨孔之間相互貫通或者通過微孔結構相連通。微孔結構為包括多個相互連通的微孔隙的多向微孔隙結構。優選地，微孔結構的孔隙的孔徑為100μm至1800μm。人工椎體主體10包括微孔結構，這樣可以使得整體結構輕量化。為了保證強度，在微孔結構的中部設置有實體結構。

優選地，當癥狀許可時，人工椎體主體10可以僅使用椎體固定螺釘進行固定，無須使用橫向連接釘30、椎弓根螺釘60及縱向連接棒20。

優選地，本實施例人工椎體固定系統中人工椎體主體10、橫向連接釘30、椎弓根螺釘60、縱向連接棒20等部件采用醫用金屬及醫用高分子材料制作。此類醫用材料大都經過多年臨床經驗，證實了其良好的生物學性能。

連接部40連接在人工椎體主體10上的方式有多種，比如通過緊固件連接或者粘接。在本實施例中，連接部40與人工椎體主體10通過連接孔連接在一起。具體地，圖2示出了圖1的人工椎體的人工椎體主體的結構示意圖，圖4示出了圖1的人工椎體的人工椎體主體的結構示意圖。如圖2和圖4所示，在本實施例中，人工椎體主體10包括耳環結構11，人工椎體上的連接部40穿設在耳環結構11的連接孔111內。采用連接孔的方式配合使得連接部40與人工椎體主體10之間能夠實現快速連接。此外，連接部40穿設在耳環結構11的連接孔111中，橫向連接釘30在旋入過程中，會使得連接部40與耳環結構11之間的連接更加緊密。同時，為了可以防止橫向連接釘30在旋入自攻通孔41的過程中連接部40發生轉動，如圖5所示，在本實施例中，連接部40包括連接部主體42及設置在連接部主體42上的止轉部43，止轉部43與人工椎體主體10的限位部12抵接配合。優選地，耳環結構11的孔徑為5至20mm，其材料選用塑料。圖5示出了圖1的人工椎體固定系統的連接部及卡鎖機構的結構示意圖，圖9示出了圖5的連接部及卡鎖機構的剖視示意圖。如圖5至圖9所示，本實施例中，止轉部43為弧形塊。弧形塊容易加工，并且抗旋效果好。設置在連接部主體42上的限位部12優選為半圓結構，弧形塊和限位部12之間可以緊密貼合，繼而提高人工椎體固定系統的穩定性。

如圖5所示，本實施例中，連接部40還包括卡鎖機構50，連接部40通過卡鎖機構50限位在連接孔111內。卡鎖機構50可以實現對連接部40和耳環結構11的鎖定，防止連接部40從連接孔111的退出。

卡鎖機構50的實現方式可有多種，在本實施例中，卡鎖機構50包括相對設置的第一卡塊51和第二卡塊52，第一卡塊51和第二卡塊52在連接部主體42的徑向方向上突出于連接部主體42，第一卡塊51和第二卡塊52之間具有變形間隙。由于存在變形間隙，第一卡塊51和第二卡塊52在通過連接孔111的過程中會產生變形，便于卡鎖機構50通過連接孔111。當卡鎖機構50通過連接孔111后，第一卡塊51和第二卡塊52復位至突出于連接部主體42的位置，這樣使得卡鎖機構50能夠卡設在連接孔111的一端，不會從連接孔111中退出。如圖6和圖8所示，在本實施例中，變形間隙為一字形開口。當然，作為本領域技術人員知道，變形間隙并不限于上述結構，只要能夠保證在第一卡塊51和第二卡塊52通過連接孔111時提供變形空間即可。

卡鎖機構50還包括過渡直筒段53，過渡直筒段53的第一端與連接部主體42連接，第一卡塊51和第二卡塊52連接在過渡直筒段53上并在過渡直筒段53的徑向方向上突出于過渡直筒段53，過渡直筒段53具有與變形間隙連通的切槽。上述過渡直筒段53的作用有兩個，一方面能夠保證連接部40的強度，防止連接部主體42與卡鎖機構50連接處薄弱。另一方面是方便機加工時方便退刀。如圖5至圖7所示，在本實施例中，連接部主體42具有朝向縱向連接棒20的第一端以及遠離縱向連接棒20的第二端，止轉部43設置在連接部主體42的第一端，卡鎖機構50設置在連接部主體42的第二端。橫向連接釘30將人工椎體主體10和縱向連接棒20連接配合時，由于上述結構，橫向連接釘30從連接部主體42的止轉部43旋入至卡鎖機構50內，旋轉過程中使得連接部主體42與人工椎體主體10之間的配合更加緊密，不容易脫離。

如圖5至圖7所示，本實施例中，連接部主體42的周向外表面呈錐面狀，連接部主體42的外徑由其第一端至第二端的方向上逐漸減小，耳環結構11的連接孔111為與連接部主體42適配的錐形孔。連接部主體42呈錐形狀，需要與之適配的錐形孔進行連接。上述結構使得橫向連接釘30從連接部主體42的第一端旋入至第二端的過程中，連接部主體42與耳環結構11之間越壓越緊，結合越來越緊密。

如圖2和圖3所示，本實施例中，耳環結構11的連接孔111內設置有卡合臺階112，卡鎖機構50與卡合臺階112配合。卡鎖機構50經過連接孔111卡在卡合臺階112上。卡鎖機構50僅部分突出于連接孔111，在連接孔111的孔壁會對卡鎖機構50起到一定的保護作用，進而防止卡鎖機構50因變形導致從連接孔111中退出。

如圖3所示，在本實施例的技術方案中，人工椎體主體10上設置有縱向通孔13。上述縱向通孔13可以植骨，易于骨結合。

如圖1所示，本實施例中，人工椎體固定系統還包括設置在人工椎體主體10端部的固定板14，固定板14用于與人體生理椎體1連接，固定板14上設置有固定孔。該固定孔優選為螺釘孔。手術過程中，醫生將椎體固定螺釘通過上述固定孔旋入上下兩個相鄰宿主健康的人體生理椎體1的終板內，此時兩相鄰宿主健康的人體生理椎體終板將通過椎體固定螺釘與人工椎體主體10上的椎體融合面緊密貼合。

如圖1所示，在本實施例中，人工椎體固定系統還包括椎弓根螺釘60，縱向連接棒20與人體生理椎體1之間通過椎弓根螺釘60連接。上述結構使得縱向連接棒20能夠與相鄰的健康的人體生理椎體1之間連接在一起，這樣有效地提高人工椎體固定系統的穩定性。

在本實施例中，椎弓根螺釘60與縱向連接棒20將通過手術在脊柱后側形成脊柱后路釘棒系統的固定與支撐作用。橫向連接釘30用于將人工椎體主體10與縱向連接棒20相互連接。人工椎體主體10通過椎體固定螺釘與上下相鄰椎體形成緊密固定。同時，人工椎體主體10又通過橫向連接釘30與由椎弓根螺釘60和縱向連接棒20所形成的脊柱后路釘棒系統緊密連接固定，從而最終構成人工椎體固定系統。該椎體固定系統具有極高的抗旋轉和防脫位能力，術后可使脊柱獲得可靠的即刻穩定以利于盡早實現人工椎體主體與上下相鄰椎體之間的骨性融合。

在本實施例的技術方案中，為了方便醫生手術的操作，減少產品及手術工具的種類，橫向連接釘30與椎弓根螺釘60結構相同。

本實用新型人工椎體固定系統的一種手術過程為：

1)取出需被替代的受損宿主椎體節段；

2)選用適當高度的人工椎體主體10裝入已被取出的受損宿主椎體節段部位，必要時在人工椎體主體10的植骨孔內植入自體骨或異體骨的骨塊及碎骨顆粒，用來誘導未來骨細胞的爬行長入；

3)選用適當直徑及長度的椎體固定螺釘，將椎體固定螺釘通過人工椎體主體上的固定孔旋入上下兩相鄰宿主健康椎體的終板內，此時兩相鄰宿主健康椎體終板將通過椎體固定螺釘與人工椎體主體10上的椎體融合面緊密貼合；

4)在脊柱后路安放椎弓根螺釘60和縱向連接棒20，以便對相鄰的健康椎體進行定位；

5)安裝橫向連接釘30，使得人工椎體主體10與脊柱后側的縱向連接棒20進行連接定位。

從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現了如下技術效果：

1.可實現跨節段椎體定制，固定穩固；

2.仿形弓形設計，依照正常人特征，定制出脊柱的生理曲度；

3.人工椎體主體與后路釘棒系統通過椎弓根螺釘堅固連接，形成整體的桁架結構；

4.后路釘棒系統適應與任何廠家的椎弓根螺釘，使用靈活；

5.與保留的上下椎體接觸面仿生形態，利于有效支撐；

6.定制人工椎體主體上下端有固定板與保留的上下椎體通過多個螺釘連接，輔助固定；

7.人工椎體主體需保證有足夠的強度，內部有加強筋結構；

8.定制人工椎體主體上下端應提供骨長入的多孔結構；

9.連接部鎖定靈活、安裝效果好、固定穩固。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。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、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。