CN108969162A - 一种椎间运动保留装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种椎间运动保留装置。该椎间运动保留装置，包括上接骨板、下接骨板，上接骨板、下接骨板之间嵌入由内衬与髓核构成的非金属‑非金属球面摩擦副；下接骨板内凹成型有嵌入槽；髓核由髓核支撑体、髓核支撑体设置的翼板、沿髓核支撑体上平面缩径凸伸的应力过渡斜锥面、应力过渡斜锥面顶端经圆角/倒角过渡成型的外凸摩擦球面组成。本发明提供了髓核和下接骨板之间的几种有效连接方式，两个零部件均取自于一款结构高仿生、摩擦配副磨损性能优异、运动范围在实际椎体运动范围内、具有创新性结构应用的椎间运动保留装置。
Description
技术领域
本发明涉及骨科医疗用品的结构设计和应用技术领域，特别涉及一种椎间运动保留装置。
背景技术
椎间运动保留装置作为非融合手术产品的代表，拥有广阔的市场前景，国内目前尚无一款自主研发的人工椎间运动保留装置获得CFDA批准，国内椎间运动保留装置均处在专利保护阶段，已经授权和在申请的专利多是在国外已应用产品基础上对结构外形或者材料进行部分改动，产品部件之间的相对运动形式以及产品部件之间的连接固定方式并没有进行较大的改动或者显著的结构创新。
市场上流通的国外产品髓核和下接骨板之间的连接方式，固定连接多是依靠辅助构件固定或者髓核直接一体式加工成型固定在下接骨板上，可动连接多是依靠下接骨板表面设置额外构件或者设置形状约束槽来实现，只有少数产品采用髓核和下接骨板依靠外形结构设计进行直接连接。
鉴于国内目前该技术产品的研发状况，一款拥有自主创新结构的椎间运动保留产品拥有十分迫切的市场需求，对椎间运动装置产品的部件之间的连接固定方式进行具有创造性和创新性的设计也变得十分有必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种髓核和下接骨板之间的几种有效连接方式，两个零部件均取自于一款结构高仿生、摩擦配副磨损性能优异、运动范围在实际椎体运动范围内、具有创新性结构应用的椎间运动保留装置。本发明的另一目的是提供一种髓核和下接骨板均有较大接触面积，侧翼板结构均能额外增加两者的接触面积，侧翼板结构设计简单易操作，对手术操作者而言只需要一步式嵌套即可实现两者之间的连接，侧翼板和髓核支撑体之间均设有锥度过渡，能够较好避免应力集中问题引起的产品失效，进一步提高耐磨性能的椎间运动保留装置。本发明的再目的是提供一种髓核与下接骨板设有多种嵌套方式，尤其侧翼式可动髓核嵌套方式，既能确保髓核有效嵌套在下接骨板内，又能使得髓核旋转中心可动，有效增加产品植入椎间隙后前屈、后伸运动范围和前后移动距离，更接近健康人群脊柱运动的椎间运动保留装置。
本发明的技术解决方案是所述椎间运动保留装置，包括上接骨板、下接骨板，其特殊之处在于，所述上接骨板、下接骨板之间嵌入由内衬与髓核构成的非金属-非金属球面摩擦副；所述下接骨板内凹成型有嵌入槽；所述髓核由髓核支撑体、髓核支撑体设置的翼板、沿髓核支撑体上平面缩径凸伸的应力过渡斜锥面、应力过渡斜锥面顶端经圆角/倒角过渡成型的外凸摩擦球面组成。
作为优选：所述髓核与所述下接骨板形成旋转中心可动的间隙配合，髓核支撑体外径尺寸大于应力过渡斜锥面最大外径，下接骨板嵌入槽上沿直径与髓核支撑体直径尺寸相同，下接骨板嵌入槽内腔直径比髓核支撑体直径大0.5～3mm，确保髓核在下接骨板嵌入槽内可以前后、左右移动和自由转动，而不脱出。
作为优选：所述翼板设置在所述髓核支撑体的底部并在两侧边延伸出所述髓核支撑体的侧边沿；对应地，所述下接骨板嵌入槽的一端设置一开口，所述开口在其两端的嵌入槽两侧壁凹设供所述翼板嵌入滑移的滑道；所述翼板通过下接骨板嵌入槽内的翼板滑道进入嵌入槽内腔，翼板整体下沉嵌入与之形状完全吻合的嵌入槽内腔底部配合腔，髓核支撑体填充满嵌入槽上部；翼板的滑移便于髓核整体植入，后翼板的下沉确保髓核相对下接骨板不存在相对运动。
作为优选：所述髓核与所述下接骨板形成旋转中心可前后移动的间隙配合，髓核支撑体下方设有翼板，下接骨板嵌入槽内腔底部配合腔前后方向尺寸大于翼板前后方尺寸0.5～3mm，左右方向尺寸与翼板左右方向尺寸相同，翼板进入嵌入槽内腔底部配合腔后相对于下接骨板实现前后移动。
作为优选：所述髓核支撑体上设有翼板，所述翼板呈坡度状设置在所述髓核支撑体的左右二侧壁；对应地，所述下接骨板嵌入槽两侧壁对应所述翼板的位置凹设供所述翼板嵌入滑移的坡度槽；所述翼板通过下接骨板嵌入槽内的侧翼板坡度槽扣入嵌入槽内腔，翼板整体嵌入与之形状完全吻合或者前后尺寸较大的嵌入槽坡度槽内，实现髓核相对于下接骨板的固定或者前后移动。
作为优选：所述髓核支撑体左右两侧面设有自前向后方向呈2°～10°锥度的翼板，所述下接骨板嵌入槽的后端设置一开口，嵌入槽左右两侧壁设有与翼板形状尺寸完全吻合的翼板槽；植入过程中，嵌入槽侧壁挤压锥度翼板致其形变，直至翼板进入到嵌入槽内与翼板槽平齐的位置，翼板变形恢复，嵌入翼板槽内，从而实现髓核在下接骨板内的固定。
作为优选：所述下接骨板嵌入槽前后方向尺寸比髓核支撑体前后方向尺寸大0.5～3mm，嵌入槽左右两侧壁设有的翼板槽前后方向尺寸比翼板前后尺寸大0.5～3mm，嵌入槽侧壁挤压锥度翼板致其形变进入翼板槽后，翼板在翼板槽内能够前后移动，则髓核相对于下接骨板能够前后移动，从而实现髓核旋转中心的前后方向平移运动。
作为优选：所述髓核支撑体左右两翼设有自下向上方向呈2°～10°锥度的翼板，植入过程由上至下，下接骨板嵌入槽侧壁挤压锥度翼板致其形变，直至翼板进入到嵌入槽内与翼板槽平齐的位置，翼板变形恢复，嵌入到翼板槽内，从而实现髓核在下接骨板内的嵌套固定。
作为优选：所述下接骨板嵌入槽前后方向尺寸比髓核支撑体前后方向尺寸大0.5～3mm，嵌入槽左右两侧壁设有的翼板槽前后方向尺寸比翼板前后尺寸大0.5～3mm，嵌入槽侧壁挤压锥度翼板致其形变进入翼板槽后，翼板在翼板槽内能够前后移动，则髓核相对于下接骨板能够前后移动，从而实现髓核旋转中心的前后方向平移运动。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
⑴本发明提出的几种可动旋转中心连接方式，髓核和下接骨板均有较大的接触面积，而且本发明特有的侧翼板结构均能额外增加两者的接触面积，进一步将耐磨性能提高，相较于传统产品因摩擦磨损而产生失效的几率大大降低。
⑵本发明提供的几种固定选转中心连接方式，侧翼板结构设计简单易操作，对手术操作者而言只需要一步式嵌套即可实现两者之间的连接，侧翼板和髓核支撑体之间均设有锥度过渡，能够较好避免应力集中问题引起的产品失效。
⑶本发明髓核与下接骨板设有多种嵌套方式，尤其耳板式可动髓核嵌套方式，既能确保髓核有效嵌套在下接骨板内，又能使得髓核旋转中心可动，有效增加产品植入椎间隙后前屈、后伸运动范围和前后移动距离，更接近健康人群脊柱运动，有助于手术患者术后快速恢复正常运动。
⑷本发明结合健康人群脊柱MRI影像体现的人体实际运动学规律分析研究结论，通过结构设计将装置固定旋转中心以及可动旋转中心运动范围均设在下接骨板下表面下方0～8mm内，在产品上、下接骨板前后中点位置偏后端方向0～2mm内，旋转中心完全位于健康人群椎体旋转中心运动范围内，能最大限度确保手术节段术后运动接近术前正常生理运动。
附图说明
图1是本发明椎间运动保留装置立体结构示意图；
图2是本发明椎间运动保留装置的矢状面剖视图；
图3是本发明椎间运动保留装置的髓核与下接骨板卡扣配合示意图；
图4是本发明椎间运动保留装置的髓核与下接骨板可动配合矢状面剖视图；
图5是本发明椎间运动保留装置的髓核与下接骨板下方侧翼板板配合示意图；
图6是本发明椎间运动保留装置的髓核与下接骨板前后方向侧翼板配合示意图；
图7是本发明椎间运动保留装置的髓核与下接骨板上下方向侧翼板配合示意图。
主要组件符号说明：
| 上接骨板1 | 倒齿11 | 下接骨板2 | 嵌入槽21 |
| 开口211 | 翼板槽212 | 滑道213 | 嵌入槽底部配合腔214 |
| 倒齿22 | 内衬3 | 球面槽31 | 髓核4 |
| 髓核支撑体41 | 翼板42 | 应力过渡斜锥面43 | 圆角/倒角44 |
| 外凸摩擦球面45 |
具体实施方式
本发明下面将结合附图作进一步详述：
图1、图2示出了本发明椎间运动保留装置的实施例。
请参阅图1所示，该椎间运动保留装置，包括上接骨板1、下接骨板2，所述上接骨板1、下接骨板2之间嵌入由内衬3与髓核4构成的非金属-非金属球面摩擦副；所述下接骨板2内凹成型有嵌入槽21；所述髓核4由髓核支撑体41、髓核支撑体41设置的翼板42、沿髓核支撑体41上平面缩径凸伸的应力过渡斜锥面43、应力过渡斜锥面43顶端经圆角/倒角44过渡成型的外凸摩擦球面45组成。所述上接骨板1设有倒齿11、所述下接骨板2设有倒齿22，所述倒齿11与所述倒齿22均是直角三棱锥倒齿，两直角面分别与假体后端平行或成一定夹角，与假体侧端平行；所述内衬3设有内凹球冠状摩擦球面槽31；所述内衬3内凹球冠状摩擦球面槽31的球面半径值大于所述髓核外凸摩擦球顶摩擦球面45。
请参阅图1、2所示，所述髓核4与所述下接骨板2形成旋转中心不可动的过盈配合，髓核支撑体41外径尺寸大于应力过渡斜锥面43最大外径，下接骨板嵌入槽21外形尺寸与髓核支撑体41尺寸相同，确保髓核4能够依靠形状和尺寸有效固定在下接骨板内，而不脱出。
图3示出了本发明椎间运动保留装置髓核与下接骨板配合的第一实施例。
请参阅图3所示，所述髓核4的翼板42设置在所述髓核支撑体41的底部并在两侧边缩入所述髓核支撑体41的侧边沿；对应地，所述下接骨板嵌入槽21由上大下小的阶梯状环形凹槽组成，所述髓核支撑体41填充满阶梯状环形大凹槽内而所述翼板42则整体下沉嵌入与之形状完全吻合的嵌入槽内腔底部配合腔214。
图4示出了本发明椎间运动保留装置髓核与下接骨板配合的第二实施例。
请参阅图4所示，所述髓核4与所述下接骨板2形成旋转中心可动的间隙配合，髓核底部支撑体41外径尺寸大于应力过渡斜锥面43最大外径，下接骨板嵌入槽21上沿直径与髓核支撑体41直径尺寸相同，下接骨板嵌入槽21内腔直径比髓核支撑体41直径大0.5～3mm，确保髓核4在下接骨板嵌入槽21内可以前后、左右移动和自由转动，而不脱出。
图5示出了本发明椎间运动保留装置髓核与下接骨板配合的第三实施例。
请参阅图5所示，所述髓核4的翼板42设置在所述髓核支撑体41的底部并在两侧边延伸出所述髓核支撑体41的侧边沿；对应地，所述下接骨板嵌入槽21的一端设置一开口211，所述开口211在其两端的嵌入槽21两侧壁凹设供所述翼板42嵌入滑移的滑道213；所述翼板42通过下接骨板嵌入槽21内的翼板滑道213进入嵌入槽21内腔，翼板42整体下沉嵌入与之形状完全吻合的嵌入槽内腔底部配合腔214，髓核支撑体41填充满嵌入槽21上部；翼板42的滑移便于髓核4整体植入，翼板42的下沉确保髓核相对下接骨板不存在相对运动。
本实施案例的另一种情况是，所述髓核4与所述下接骨板2形成旋转中心可前后移动的间隙配合，髓核支撑体41下方设有翼板42，下接骨板嵌入槽内腔底部配合腔214前后方向尺寸大于翼板42前后方尺寸0.5～3mm，左右方向尺寸与翼板42左右方向尺寸相同，翼板42进入嵌入槽内腔底部配合腔214后相对于下接骨板实现前后移动。
图6示出了本发明椎间运动保留装置髓核与下接骨板配合的第四实施例。
请参阅图6所示，所述髓核支撑体41上设有翼板42，所述翼板42呈坡度状设置在所述髓核支撑体41的左右二侧壁；对应地，所述下接骨板嵌入槽21两侧壁对应所述翼板42的位置凹设供所述翼板42嵌入滑移的坡度槽212；所述翼板42通过下接骨板嵌入槽21内的侧翼板坡度槽212扣入嵌入槽21内腔，翼板42整体嵌入与之形状完全吻合或者前后尺寸较大的嵌入槽坡度槽212内，实现髓核4相对于下接骨板2的固定或者前后移动。
本实施案例中，所述髓核支撑体41左右两侧面设有自前向后方向呈2°～10°锥度的翼板42，所述下接骨板嵌入槽21的后端设置一开口211，嵌入槽21左右两侧壁设有与翼板42形状尺寸完全吻合的翼板槽212；植入过程中，嵌入槽21侧壁挤压锥度翼板42致其形变，直至翼板42进入到嵌入槽21内与翼板槽212平齐的位置，翼板42变形恢复，嵌入翼板槽212内，从而实现髓核4在下接骨板2内的固定。
本实施案例的又一种情况是，所述下接骨板嵌入槽21前、后方向尺寸比髓核支撑体41前、后方向尺寸大0.5～3mm，嵌入槽21左、右两侧壁设有的翼板槽212前、后方向尺寸比翼板42前、后尺寸大0.5～3mm，嵌入槽21侧壁挤压锥度翼板42致其形变进入翼板槽212后，翼板42在翼板槽212内能够前、后移动，则髓核4相对于下接骨板2能够前、后移动，从而实现髓核4旋转中心的前后方向平移运动。
图7示出了本发明椎间运动保留装置髓核与下接骨板配合的第五实施例。
请参阅图7所示，所述髓核支撑体41上设有翼板42，所述翼板42呈坡度状设置在所述髓核支撑体41的左右二侧壁；对应地，所述下接骨板嵌入槽21两侧壁对应所述翼板42的位置凹设供所述翼板42嵌入滑移的坡度槽212；所述翼板42通过下接骨板嵌入槽21内的侧翼板坡度槽212扣入嵌入槽21内腔，翼板42整体嵌入与之形状完全吻合或者前后尺寸较大的嵌入槽坡度槽212内，实现髓核4相对于下接骨板2的固定或者前、后移动。
本实施案例中，所述髓核支撑体41左、右两翼设有自下向上方向呈2°～10°锥度的翼板42，植入过程由上至下，下接骨板嵌入槽21侧壁挤压锥度翼板42致其形变，直至翼板42进入到嵌入槽21内与翼板槽212平齐的位置，翼板42变形恢复，嵌入到翼板槽212内，从而实现髓核4在下接骨板2内的嵌套固定。
本实施案例的又一种情况是，所述下接骨板嵌入槽21前、后方向尺寸比髓核支撑体41前、后方向尺寸大0.5～3mm，嵌入槽21左、右两侧壁设有的翼板槽212前、后方向尺寸比翼板42前后尺寸大0.5～3mm，嵌入槽21侧壁挤压锥度翼板42致其形变进入翼板槽212后，翼板42在翼板槽212内能够前、后移动，则髓核4相对于下接骨板2能够前、后移动，从而实现髓核4旋转中心的前、后方向平移运动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种椎间运动保留装置，包括上接骨板、下接骨板，其特征在于，所述上接骨板、下接骨板之间嵌入由内衬与髓核构成的非金属-非金属球面摩擦副；所述下接骨板内凹成型有嵌入槽；所述髓核由髓核支撑体、髓核支撑体设置的翼板、沿髓核支撑体上平面缩径凸伸的应力过渡斜锥面、应力过渡斜锥面顶端经圆角/倒角过渡成型的外凸摩擦球面组成。
2.根据权利要求1所述椎间运动保留装置，其特征在于，所述髓核与所述下接骨板形成旋转中心可动的间隙配合，髓核支撑体外径尺寸大于应力过渡斜锥面最大外径，下接骨板嵌入槽上沿直径与髓核支撑体直径尺寸相同，下接骨板嵌入槽内腔直径比髓核支撑体直径大0.5～3mm，确保髓核在下接骨板嵌入槽内可以前后、左右移动和自由转动，而不脱出。
3.根据权利要求1所述椎间运动保留装置，其特征在于，所述翼板设置在所述髓核支撑体的底部并在两侧边延伸出所述髓核支撑体的侧边沿；对应地，所述下接骨板嵌入槽的一端设置一开口，所述开口在其两端的嵌入槽两侧壁凹设供所述翼板嵌入滑移的滑道；所述翼板通过下接骨板嵌入槽内的翼板滑道进入嵌入槽内腔，翼板整体下沉嵌入与之形状完全吻合的嵌入槽内腔底部配合腔，髓核支撑体填充满嵌入槽上部；翼板的滑移便于髓核整体植入，翼板的下沉确保髓核相对下接骨板不存在相对运动。
4.根据权利要求3所述椎间运动保留装置，其特征在于，所述髓核与所述下接骨板形成旋转中心可前后移动的间隙配合，髓核支撑体下方设有翼板，下接骨板嵌入槽内腔底部配合腔前后方向尺寸大于翼板前后方尺寸0.5～3mm，左右方向尺寸与翼板左右方向尺寸相同，翼板进入嵌入槽内腔底部配合腔后相对于下接骨板实现前后移动。
5.根据权利要求1所述椎间运动保留装置，其特征在于，所述髓核支撑体上设有翼板，所述翼板呈坡度状设置在所述髓核支撑体的左右二侧壁；对应地，所述下接骨板嵌入槽两侧壁对应所述翼板的位置凹设供所述翼板嵌入滑移的坡度槽；所述翼板通过下接骨板嵌入槽内的侧翼板坡度槽扣入嵌入槽内腔，翼板整体嵌入与之形状完全吻合或者前后尺寸较大的嵌入槽坡度槽内，实现髓核相对于下接骨板的固定或者前后移动。
6.根据权利要求5所述椎间运动保留装置，其特征在于，所述髓核支撑体左右两侧面设有自前向后方向呈2°～10°锥度的翼板，所述下接骨板嵌入槽的后端设置一开口，嵌入槽左右两侧壁设有与翼板形状尺寸完全吻合的翼板槽；植入过程中，嵌入槽侧壁挤压锥度翼板致其形变，直至翼板进入到嵌入槽内与翼板槽平齐的位置，翼板变形恢复，嵌入翼板槽内，从而实现髓核在下接骨板内的固定。
7.根据权利要求6所述椎间运动保留装置，其特征在于，所述下接骨板嵌入槽前后方向尺寸比髓核支撑体前后方向尺寸大0.5～3mm，嵌入槽左右两侧壁设有的翼板槽前后方向尺寸比翼板前后尺寸大0.5～3mm，嵌入槽侧壁挤压锥度翼板致其形变进入翼板槽后，翼板在翼板槽内能够前后移动，则髓核相对于下接骨板能够前后移动，从而实现髓核旋转中心的前后方向平移运动。
8.根据权利要求5所述椎间运动保留装置，其特征在于，所述髓核支撑体左右两翼设有自下向上方向呈2°～10°锥度的翼板，植入过程由上至下，下接骨板嵌入槽侧壁挤压锥度翼板致其形变，直至翼板进入到嵌入槽内与翼板槽平齐的位置，翼板变形恢复，嵌入到翼板槽内，从而实现髓核在下接骨板内的嵌套固定。
9.根据权利要求8所述椎间运动保留装置，其特征在于，所述下接骨板嵌入槽前后方向尺寸比髓核支撑体前后方向尺寸大0.5～3mm，嵌入槽左右两侧壁设有的翼板槽前后方向尺寸比翼板前后尺寸大0.5～3mm，嵌入槽侧壁挤压锥度翼板致其形变进入翼板槽后，翼板在翼板槽内能够前后移动，则髓核相对于下接骨板能够前后移动，从而实现髓核旋转中心的前后方向平移运动。
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