CN105055055B - 一种具有活动能力和方便置入的仿生人工椎体 - Google Patents

Abstract

一种具有活动能力和方便置入的仿生人工椎体，属于骨科医疗器械技术领域。其技术方案是：它由上关节体和下关节体组成，上关节体和下关节体的外周由环形的钛网支撑植骨环组成，上关节体和下关节体分别与被修复椎体连接，上关节体的下端面和下关节体的上端面分别有圆弧形凹陷和圆弧形凸起，它们的弯曲弧度相匹配，在圆弧形凹陷和圆弧形凸起圆周分别有四个小直径球窝两两相对，每一对相对的小直径球窝中嵌有可以活动的球体。本发明的上关节体和下关节体以圆弧形凸起为主轴，以四周的球窝中的球体为活动轴，可完成椎体节段的前伸、后屈、左右侧弯以及旋转活动。可有效恢复不同程度的粉碎性爆裂性椎体骨折高度及灵活性，固定牢靠，术后并发症少。

Description

一种具有活动能力和方便置入的仿生人工椎体

技术领域

本发明涉及一种仿生人工椎体，属于骨科医疗器械技术领域。

背景技术

在骨科创伤中，脊柱骨折与脱位约占全身骨折脱位的4.8%～6.6%。其中脊柱压缩性骨折占全部脊椎骨折的70%～80%，且多发生在胸腰段，约为82.2%左右。脊柱骨折多见男性青壮年，多由间接外力引起。而老年患者因自身骨质疏松，故常无明显外力作用或仅有轻微外力作用下便可发生脊柱压缩性骨折，且多为单纯性椎体压缩骨折。

随着人口老龄化，老年脊椎骨折发病率逐年攀升。脊柱压缩性骨折可合并脊髓神经损伤，出现相应的神经损伤症状，甚至损伤平面以下截瘫。特别是在颈椎骨折中，有报告称脱位合并有脊髓损伤者高达70%，严重者致残甚至危及生命。而对无脊髓神经损伤者仅表现为局部的疼痛与形态改变，如忽视其致病复杂性，未及时诊断并行慎重有效的治疗，轻则遗留慢性腰背痛，影响日常生活和工作，重则可能出现迟发性瘫痪而造成终身残废。

目前，对于有手术指征的椎体粉碎性或爆裂骨折多采取椎体重建术或相邻椎体融合术进行治疗，但常规的手术仅能在高度上恢复椎体长度，重建的椎体或椎体融合后不具有活动能力，无灵活性可言，且同人体生物力学结构相违背，后期还有相邻椎体节段退变加速、异位骨化、器械颗粒磨损等并发症。因此目前采用的椎体重建术或相邻椎体融合术不能达到满意的治疗效果，成为椎体手术治疗中的难题，十分有必要进行改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有活动能力和方便置入的仿生人工椎体，这种人工椎体具有支撑与活动的双重功能，采用外固定和植骨固定相结合，更符合人体生物力学，可以使得粉碎性或爆裂性椎体骨折得到满意复位和牢固固定，还可有效减少术后并发症，提高临床疗效。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种具有活动能力和方便置入的仿生人工椎体，它由上关节体和下关节体组成，上关节体和下关节体分别为圆筒体，圆筒体的直径与被修复椎体的外径相匹配，圆筒体的外周由环形的钛网支撑植骨环组成，钛网支撑植骨环上有连接被修复椎体的上连接板和下连接板，上关节体的下端面和下关节体的上端面分别为圆形的上关节活动板和下关节活动板，上关节活动板中央有一个向上的圆弧形凹陷，下关节活动板中央有一个向上的圆弧形凸起，上关节活动板的圆弧形凹陷与下关节活动板的圆弧形凸起的弯曲弧度相匹配，在上关节活动板和下关节活动板上还分别有四个小直径球窝，上关节活动板和下关节活动板的四个球窝分别环绕上关节活动板中央的圆弧形凹陷和下关节活动板中央的圆弧形凸起在圆周均布且两两相对，每一对相对的小直径球窝中嵌有可以活动的球体。

上述具有活动能力和方便置入的仿生人工椎体，所述钛网支撑植骨环与被修复椎体相对的一端呈开放状，端面为齿状突起，可根据患者的需求进行适当修剪，适用于不同类型及个人的各类复杂性椎体骨折，钛网为菱格纹状分布。

上述具有活动能力和方便置入的仿生人工椎体，所述上连接板和下连接板分别沿着椎体的轴向，上连接板和下连接板的一端分别与上关节体的钛网支撑植骨环的上部和下关节体的钛网支撑植骨环的下部相连接，上连接板和下连接板的板面上有2-3个螺孔，上连接板和下连接板板面呈弧形与椎体外缘形状相匹配，上连接板和下连接板分别与被修复椎体的上部和下部相连接。

上述具有活动能力和方便置入的仿生人工椎体，所述下关节活动板的圆弧形凸起嵌入在上关节活动板的圆弧形凹陷中，下关节活动板的圆弧形凸起的高度大于上关节活动板的圆弧形凹陷的深度。

上述具有活动能力和方便置入的仿生人工椎体，所述上关节活动板和下关节活动板的球窝的直径与嵌入在球窝中的球体直径相匹配，球窝的深度小于球窝的半径。

本发明的有益效果是：

本发明根据人体椎体解剖结构和骨折类型进行设计，避免了常规人工椎体置换术和椎体融合术仅恢复椎体高度、不具备活动性、与人体生物力学结构相违背的缺点，与钛笼、骨水泥等椎体重建术相较，则避免了骨水泥侧漏风险，简化了手术步骤。本发明的钛网支撑植骨环与上关节活动板、下关节活动板结合，外固定与植骨固定相结合，可坚强内固定，还可减轻后期异位骨化，邻近椎体退变沉降等术后并发症，钛网支撑植骨环末端呈开放状，可根据患者的需求进行适当修剪，适用于不同类型及个人的各类复杂性椎体骨折。本发明的上关节体和下关节体以中央圆弧形凸起为主轴，以四周的球窝中的球体为活动轴，可完成椎体节段的前伸、后屈、左右侧弯以及旋转活动。在不受压或轻微受压情况下以中央圆弧形凸起为主轴可独立完成椎体节段的前伸、后屈、左右侧弯活动；在受压情况下，四周球体可参与辅助完成椎体节段的前伸、后屈、左右侧弯；在旋转活动时，以中央圆弧形凸起为轴线，四周球体可增加其灵活性，完成旋转活动，并大大减轻了上关节体和下关节体之间磨损。

本发明结构简单合理、操作简单灵活、定位准确、固定牢固，术中可减少反复复位固定；植入物简单灵活，相较传统人工椎体及椎体融合术相较有同等的福鼎效果，可明显增强其灵活性；人工关节在更符合人体活动规律特别是旋转活动更加灵活，可有效恢复不同程度的粉碎性爆裂性椎体骨折高度及灵活性；固定牢靠，可早期功能锻炼，术后并发症少。

本发明是对人工椎体置换术的创新，有效地避免了常规椎体置换融合手术的缺点，解决了长期以来没有解决的难题，大大缩短了手术时间和恢复时间，有效地减轻了患者的痛苦，具有良好的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中标记如下：上关节体1、下关节体2、钛网支撑植骨环3、上连接板4、下连接板5、上关节活动板6、下关节活动板7、圆弧形凹陷8，圆弧形凸起9、球窝10、球体11、连接螺钉12、椎体13。

具体实施方式

本发明包括上关节体1、下关节体2，上关节体1和下关节体2组成一个活动关节，上关节体1和下关节体2分别为圆筒体，圆筒体的内径与被修复椎体13的外径相匹配，上关节体1和下关节体2分别与被修复的椎体13相连接，使被修复的椎体13不但具有原有的高度，还可以进行转动和弯曲。

上关节体1和下关节体2分别由钛网支撑植骨环3、上连接板4、下连接板5、上关节活动板6、下关节活动板7组成。

图中显示，上关节体1和下关节体2的圆筒体的外周由环形的钛网支撑植骨环3组成。钛网支撑植骨环3与被修复椎体13相对的一端呈开放状，端面为齿状突起，可根据患者的需求进行适当修剪，适用于不同类型及个人的各类复杂性椎体骨折，钛网为菱格纹状分布。

图中显示，上关节体1和下关节体2的钛网支撑植骨环3上有连接被修复椎体13的上连接板4和下连接板5。上连接板4和下连接板5分别沿着椎体13的轴向，上连接板4和下连接板5的一端分别与上关节体1的钛网支撑植骨环3的上部和下关节体2的钛网支撑植骨环3的下部相连接，上连接板4和下连接板5的板面上有2-3个螺孔，上连接板4和下连接板5板面呈弧形与椎体13外缘形状相匹配，连接螺钉12通过板面上的螺孔将上连接板4和下连接板5分别与被修复椎体13的上部和下部连接固定。

图中显示，上关节体1的下端面和下关节体2的上端面分别为圆形的上关节活动板6和下关节活动板7。上关节活动板6中央有一个向上的圆弧形凹陷8，下关节活动板7中央有一个向上的圆弧形凸起9，上关节活动板6的圆弧形凹陷8与下关节活动板7的圆弧形凸起9的弯曲弧度相匹配。下关节活动板7的圆弧形凸起9嵌入在上关节活动板6的圆弧形凹陷8中，下关节活动板7的圆弧形凸起9的高度大于上关节活动板6的圆弧形凹陷8的深度。这样，在圆弧形凸起9嵌入圆弧形凹陷8后，上关节活动板6和下关节活动板7的板面之间有间隙，两个板面不会接触摩擦，上关节体1和下关节体2以圆弧形凸起9为主轴，可完成椎体13节段的前伸、后屈、左右侧弯以及旋转活动。

图中显示，在上关节活动板6和下关节活动板7上还分别有四个小直径球窝10，上关节活动板6和下关节活动板7的四个球窝10分别环绕上关节活动板6中央的圆弧形凹陷8和下关节活动板7中央的圆弧形凸起9在圆周均布且两两相对，每一对相对的小直径球窝10中嵌有可以活动的球体11。在不受压或轻微受压情况下，上关节体1和下关节体2以圆弧形凸起9为主轴可独立完成椎体13节段的前伸、后屈、左右侧弯活动；在受压情况下，四周球体11可参与辅助完成椎体13节段的前伸、后屈、左右侧弯；在旋转活动时，以中央圆弧形凸起9为轴线，四周球体11可增加其灵活性，完成旋转活动，并大大减轻了上关节体1和下关节体2之间磨损。

图中显示，球窝10的直径与嵌入在球窝10中的球体11直径相匹配，球窝10的深度小于球体11的半径。球体11嵌入球窝后，球体11的上部和下部的一部分在球窝10中，球体11的中部位于上关节活动板6和下关节活动板7之间的间隙中。采用这样的结构，可以使上关节活动板6和下关节活动板7之间可以进行有倾斜角度的相对转动，在倾斜转动的同时板面之间不会接触摩擦。

本发明的使用过程如下：

a.咬除病变或骨折椎体并清除相邻之间的椎间盘后，测量缺损长度，对人工椎体的钛网支撑植骨环3进行修剪，以适用于不同类型及个人的各类复杂性椎体骨折。

b. 正确放置人工椎体，观察稳定后，将a步骤中咬除的健康碎骨质或人工异体骨回填至钛网支撑植骨环3中。

c.再次观察测量椎体高度满意后，上连接板4、下连接板5应紧密贴附在椎体背侧名，钻孔后，测针测量，选取同等规格的连接螺钉12固定。

d.依次上紧上连接板4、下连接板5。

e.透视。

Claims (4)

1.一种具有活动能力和方便置入的仿生人工椎体，其特征在于：它由上关节体（1）和下关节体（2）组成，上关节体（1）和下关节体（2）分别为圆筒体，圆筒体的内径与被修复椎体（13）的外径相匹配，圆筒体的外周由环形的钛网支撑植骨环（3）组成，上关节体（1）的下端面和下关节体（2）的上端面分别为圆形的上关节活动板（6）和下关节活动板（7），上关节活动板（6）中央有一个向上的圆弧形凹陷（8），下关节活动板（7）中央有一个向上的圆弧形凸起（9），上关节活动板（6）的圆弧形凹陷（8）与下关节活动板（7）的圆弧形凸起（9）的弯曲弧度相匹配，在上关节活动板（6）和下关节活动板（7）上还分别有四个小直径球窝（10），上关节活动板（6）和下关节活动板（7）的四个球窝（10）分别环绕上关节活动板（6）中央的圆弧形凹陷（8）和下关节活动板（7）中央的圆弧形凸起（9）在圆周均布且两两相对，每一对相对的球窝（10）中嵌有可以活动的球体（11），上关节体（1）的钛网支撑植骨环（3）上有连接被修复椎体（13）的上连接板（4），下关节体（2）的钛网支撑植骨环（3）上有连接被修复椎体（13）的下连接板（5）。

2.根据权利要求1所述的具有活动能力和方便置入的仿生人工椎体，其特征在于：钛网支撑植骨环（3）与被修复椎体（13）相对的一端呈开放状，端面为齿状突起。

3.根据权利要求2所述的具有活动能力和方便置入的仿生人工椎体，其特征在于：所述下关节活动板（7）的圆弧形凸起（9）嵌入在上关节活动板（6）的圆弧形凹陷（8）中，下关节活动板（7）的圆弧形凸起（9）的高度大于上关节活动板（6）的圆弧形凹陷（8）的深度。

4.根据权利要求3所述的具有活动能力和方便置入的仿生人工椎体，其特征在于：所述上关节活动板（6）和下关节活动板（7）的球窝（10）的直径与嵌入在球窝（10）中的球体（11）直径相匹配，球窝（10）的深度小于球体（11）的半径。