CN105105889B - 一种人工腰椎间盘假体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工腰椎间盘假体，其特征在于：由上终板10、髓核20、下终板30构成“三明治”结构；所述髓核20由上部结构21和下部结构22组成，所述上部结构21为球形穹顶结构，下部结构22为凸台形结构且沿其下平面横径方向设有伸出的导轨23；所述上终板10下平面上设有的凹面11与髓核20的上部结构21的球形穹顶结构配合连接形成球窝关节；所述下终板30上平面上设有的凹槽31和沿凹槽31横径方向设有伸出的导槽32分别与髓核20的下部结构22及导轨23配合连接。本发明的人工腰椎间盘假体是针对中国国人骨骼解剖学结构参数特征所设计，可实现一定范围的前屈、后伸、左旋转、右旋转、左侧弯以及右侧弯六工况运动；同时，旋转运动和平移运动又可实现全方位的运动。

Description

一种人工腰椎间盘假体

技术领域

本发明涉及能植入人体起置换作用的一种假体，特别涉及用于一种置换腰椎节段间发生病变的腰椎间盘，起到重建腰椎结构、恢复生理活动功能及提高病人生活质量的人工腰椎间盘假体。

背景技术

腰椎间盘是由外侧纤维环、内部髓核和上下椎体终板组成，是人体最大无血运组织，其主要功能是传递椎体间载荷、保证椎体的活动性和稳定性等。随着人们年龄的增长，腰椎间盘髓核水分的减少将导致其退行性病变。退行性病变的腰椎间盘，其传递载荷、保证椎体活动性和稳定性的功能发生改变，从而导致腰椎间盘生理功能受到影响。

现有针对退行性病变的腰椎间盘的治疗方法为卧床、药物、牵引、理疗等保守治疗。当保守治疗无效或重症患者须进行手术治疗，手术治疗分为融合术和置换术。如果采用融合术破坏了正常椎间盘解剖结构、活动度减少、邻近节段受累；而采用置换术重建了解剖结构、恢复生理功能。置换术通过清除病变椎间盘组织植入人工腰椎间盘假体，从而解除神经根机械压迫、减少自身免疫来源和退变椎间盘诱发的炎症物质。因而，人工腰椎间盘假体置换术是理想的腰椎间盘退行性病变治疗术式。

国外，用于人工腰椎间盘置换的假体设计已有几百种，已有假体投入临床手术应用。可国内针对国人解剖结构的人工腰椎间盘假体设计还处于空白。由于人种具有差异性，不同人种的腰椎间盘必然也存在差异性。本发明基于中国国人腰椎间盘结构解剖学参数设计一款适合国人解剖学结构的人工腰椎间盘假体。

发明内容

为克服上述技术缺陷和技术空白，本发明公开了一种人工腰椎间盘假体，该人工腰椎间盘假体可以很好地与特定人种椎体配合，并能基本达到正常腰椎间盘的生理活动功能。

本发明公开的人工腰椎间盘假体由上终板10、髓核20、下终板30构成“三明治”结构；所述髓核20由上部结构21和下部结构22组成，所述上部结构21为球形穹顶结构，下部结构22为凸台形结构且沿其下平面横径方向设有伸出的导轨23；所述上终板10下平面上设有的凹面15与髓核20的上部结构21的球形穹顶结构配合连接形成球窝关节,球窝关节可实现上终板相对下终板的旋转运动及相对中心轴的侧弯运动；所述下终板30上平面上设有的凹槽31和沿凹槽31横径方向设有伸出的导槽32分别与髓核20的下部结构22及导轨23配合连接,从而可以实现矢径方向微平移运动同时限制轴向和横径方向运动；通过上述结构，本发明的上终板10旋转运动、侧弯运动与髓核20矢径方向的平移运动共同实现腰椎间盘复杂的耦合运动。

所述上终板10和下终板30上下终板侧面投影均为D型结构。

在所述上终板10的上平面和下终板30的下平面上均设有球形穹顶结构。

所述上终板10的球形穹顶结构位于上终板10上表面的中心位置且与上终板10为一体式结构，所述下终板30的球形穹顶结构位于下终板30下表面的中心位置且与下终板30为一体式结构。

在所述上终板10的一侧至少设有一个倒齿12，在所述上终板10的另一侧至少设置有一个直行小槽13，在所述下终板30的一侧至少设有一个倒齿33，在所述下终板30的另一侧至少设置有一个直行小槽35。

所述倒齿为三棱锥倒齿。

所述上终板10的倒齿平均分布于上终板10的前侧，所述下终板30的倒齿平均分布于下终板30的前侧。

在所述上终板10和下终板30的表面均喷涂生物活性或骨诱导材料促进骨长入实现假体与相应椎体的固定。

所述上终板10和下终板30各自分配前弓弧度的一部分；所述上终板10的上平面和下终板30的下平面均为斜平面与人体的上下椎体终板平面配合。

所述下终板30上平面上的凹槽31为方形槽。

本发明的人工腰椎间盘假体是针对中国国人骨骼解剖学结构参数特征所设计。在结构方面，“三明治”结构良好的模拟了正常腰椎间盘生理结构；在功能方面，本设计的旋转运动和髓核微平移运动共同组成了人工腰椎间盘的复合运动。本次设计的人工腰椎间盘假体可很好实现高度的重建、生理功能运动的保留和病人生活质量的提高。上、下终板中央穹顶设计可很好与椎体终板配合达到良好的稳定效果；上、下终板均匀分布倒齿结构可良好实现假体植入初始固定；上、下终板小槽结构利于骨等组织的长入实现假体终板和椎体的永久固定。

说明书附图

图1是本发明人工腰椎间盘假体的结构分解示意图；

图2是本发明人工腰椎间盘假体的结构装配示意图；

图3是本发明上终板结构示意图；

图4是本发明上终板侧面剖视图；

图5是本发明髓核结构示意图；

图6是本发明下终板结构示意图；

图7是本发明下终板侧面剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

正常人体的腰椎间盘是处于上下椎体间的软组织。椎体近似于刚体结构，主要依靠腰椎间盘传递载荷、吸收震荡及完成人的正常活动。据临床医生介绍，正常的椎体的终板平面是呈内凹形的，上椎体的下终板和下椎体的上终板呈一定的弧度，因此人工腰椎间盘的终板外侧都设置有穹顶结构利于长期固定，且两终板外平面呈一定夹角。

本发明的人工腰椎间盘假体结构如图1-图7所示，由上终板10、髓核20、下终板30构成“三明治”结构；所述髓核20由上部结构21和下部结构22组成，所述上部结构21为球形穹顶结构，下部结构22为凸台形结构且沿其下平面横径方向设有伸出的导轨23，所述上终板10下平面上设有的凹面15与髓核20的上部结构21的球形穹顶结构配合连接形成球窝关节，球窝关节可实现上终板10相对下终板30的旋转运动及相对中心轴的侧弯运动；所述下终板30上平面上设有的凹槽31和沿凹槽31横径方向设有伸出的导槽32分别与髓核20的下部结构22及导轨23配合连接，从而实现髓核20矢径方向微平移运动同时限制轴向和横径方向运动。

所述髓核20下部结构22的凸台形结构一方面是微平移时和下终板30的凹槽31矢径方向限制运动时接触面积大，另一方面是和下终板30有较大接触面积降低压强。下部结构22为凸台形结构和下终板30凹槽31相配合，主要是可以实现矢径方向的微平移功能，也即是在满足髓核20和下终板30轴向相对位置固定的基础上，能够实现矢径方向微平移。下终板31设计的目的是为了使整个假体在轴向受力时由于髓核20的弹性及凹槽31的空隙起到减震作用。在本发明中上终板10相对下终板30的旋转运动及相对中心轴的侧弯运动与髓核20矢径方向的微平移运动共同实现腰椎间盘复杂的耦合运动。

所述上终板10和下终板30上下终板侧面投影均为D型结构。

在所述上终板10的上平面和下终板30的下平面上均设有球形穹顶结构。

所述上终板10的球形穹顶结构位于上终板10上表面的中心位置且与上终板10为一体式结构，所述下终板30的球形穹顶结构位于下终板30下表面的中心位置且与下终板30为一体式结构。

在所述上终板10的一侧至少设有一个倒齿12，在所述上终板10的另一侧至少设置有一个直行小槽13，在所述下终板30的一侧至少设有一个倒齿33，在所述下终板30的另一侧至少设置有一个直行小槽35，在上下终板均设有若干直行槽形，特别是位于分别位于上下终板后侧有利于骨组织长入实现终板和椎体的长期固定。

所述倒齿为三棱锥倒齿。

所述上终板10的倒齿平均分布于上终板10的前侧，所述下终板30的倒齿平均分布于下终板30的前侧。临床上分析的正常人的腰椎间盘具有一定前弓弧度，就是所设计的D型人工腰椎间盘上终板的上平面和下终板的下平面具有一定的夹角，这个夹角的张口方向就是人工腰椎间盘假体的前侧。

在所述上终板10和下终板30的表面均喷涂生物活性或骨诱导材料促进骨长入实现假体与相应椎体的固定。

所述上终板10和下终板30各自分配前弓弧度的一部分；所述上终板10的上平面和下终板30的下平面均为斜平面与人体的上下椎体终板平面配合。由于整个正常的腰椎间盘的上下终板是具有一定夹角的，而所述上终板10和下终板30各自分配前弓弧度的一部分，从而可以将整个角度分为上终板10上平面相对水平面的角度和下终板30下平面相对水平面的角度两部分，而本发明所设计的人工腰椎间盘假体的上终板10上平面和下终板30下平面组成的夹角就很好的恢复了正常腰椎间盘所具有的夹角。

所述下终板30上平面上的凹槽31为方形槽。

参照图2，本发明生理功能恢复实现：本发明的腰椎间盘假体高度范围为5-9mm；椎间盘的解剖学结构由肾形逐渐演化为椭圆形，本发明横截面设计为D形结构；矢径范围25.5mm-29.5mm，横径范围为35mm-43mm；前弓弧度角度范围为6-10°；本发明可实现一定范围的前屈、后伸、左旋转、右旋转、左侧弯以及右侧弯六工况运动；同时，旋转运动和平移运动又可实现全方位的运动。

综上所述，但本发明并不局限于上述实施方式，本领域一般技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种人工腰椎间盘假体，其特征在于：由上终板(10)、髓核(20)、下终板(30)构成“三明治”结构；所述髓核(20)由上部结构(21)和下部结构(22)组成，所述上部结构(21)为球形穹顶结构，下部结构(22)为凸台形结构且沿其下平面横径方向设有伸出的导轨(23)；所述上终板(10)下平面上设有的凹面(15)与髓核(20)的球形穹顶结构配合连接形成球窝关节；所述下终板(30)上平面上设有的凹槽(31)和沿凹槽(31)横径方向设有伸出的导槽(32)分别与髓核(20)的下部结构(22)及导轨(23)配合连接，所述上终板(10)和下终板(30)各自分配前弓弧度的一部分，所述前弓弧度角度范围为6-10°。

2.根据权利要求1所述的人工腰椎间盘假体，其特征在于：所述上终板(10)和下终板(30)的侧面投影均为D型结构。

3.根据权利要求1所述的人工腰椎间盘假体，其特征在于：在所述上终板(10)的上平面和下终板(30)的下平面上均设有球形穹顶结构。

4.根据权利要求3所述人工腰椎间盘假体，其特征在于：所述上终板(10)的球形穹顶结构位于上终板(10)上表面的中心位置且与上终板(10)为一体式结构，所述下终板(30)的球形穹顶结构位于下终板(30)下表面的中心位置且与下终板(30)为一体式结构。

5.根据权利要求1所述人工腰椎间盘假体，其特征在于：在所述上终板(10)的一侧至少设有一个倒齿(12)，在所述上终板(10)的另一侧至少设置有一个直行小槽(13)，在所述下终板(30)的一侧至少设有一个倒齿(33)，在所述下终板(30)的另一侧至少设置有一个直行小槽(35)。

6.根据权利要求5所述人工腰椎间盘假体，其特征在于：所述倒齿为三棱锥倒齿。

7.根据权利要求5所述人工腰椎间盘假体，其特征在于：所述上终板(10)的倒齿平均分布于上终板(10)的前侧，所述下终板(30)的倒齿平均分布于下终板(30)的前侧。

8.根据权利要求5所述人工腰椎间盘假体，其特征在于：在所述上终板(10)和下终板(30)的表面均喷涂生物活性或骨诱导材料促进骨长入实现假体与相应椎体的固定。

9.根据权利要求1所述人工腰椎间盘假体，其特征在于：所述上终板(10)的上平面和下终板(30)的下平面均为斜平面且与人体的上下椎体终板平面配合。

10.根据权利要求1所述人工腰椎间盘假体，其特征在于：所述下终板(30)上平面上的凹槽(31)为方形槽。