CN110934671B - 人工颈椎间盘假体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工颈椎间盘假体，包括环体，所述环体的顶部连接有顶板，底部连接有底板，环体的侧壁中部向内凹陷；所述的环体内设有若干环形通孔，每个环形通孔均沿环体的周向成型，环形通孔与环体内腔之间均设有若干通气孔，利用通气孔将环形通孔与环体内腔连通。本发明通过环体所设的通气孔，使环形通孔与环体的内腔连通，避免体积较小的环形通孔内形成密闭空腔而使得环形通孔内的气体的气压对环形通孔的形变产生抑制作用，进一步提高了环体的弹性变性能力；使得环体的环形通孔在形变过程中磨损产生的微粒及时快速地排出环形通孔，避免微粒在形变频繁的环形通孔中与环形通孔的孔壁进一步继续摩擦而导致磨损加剧。

Description

人工颈椎间盘假体

技术领域

本发明属于人工颈椎间盘技术领域，尤其涉及一种人工颈椎间盘假体。

背景技术

脊柱在人体内起着载荷传导、运动和保护脊髓神经根以及前方脏器的重要作用，分为颈椎、胸椎、腰椎及骶骨等，其中颈椎的结构复杂且较胸椎、腰椎的活动度大得多，在人们的日常生活中起着极其重要的作用。作为一个复杂的力学系统，包含了椎体、椎间盘和关节突关节，韧带及肌肉组织。椎间盘是椎体间的主要连结结构，上、下软骨终板与纤维环一起将髓核密封起来形成一个整体，极富有弹性，起到缓冲外力、保护脊柱以及减少脊髓损伤的作用。纤维环的纤维束相互斜行交叉重叠，使纤维环成为坚实的组织，能承受较大的弯曲和扭转负荷；尤其是颈椎间盘，由于颈部的活动范围远大于胸部和腰部，所以颈椎间盘所承受的弯曲和扭转负荷也是远大于胸椎间盘和腰椎间盘。

随着现代工业的发展、生活与工作方式的改变以及人口老龄化，颈椎病的发病率呈逐年上升趋势，若没有及时得到治疗，将会出现头晕、颈部疼痛、无法行走、无法持物等症状，给日常生活带来了极大的不便。颈椎间盘退变及突出是导致颈椎病频发的最主要原因之一。通过手术用颈椎间盘假体替换损坏的颈椎间盘是常用的治疗方法。但是目前的颈椎间盘假体一般有两种，一种是上下分体式的，并且上下两部分可以转动连接；但是这种的颈椎间盘假体在使用过程中会产生磨损，磨损下来的微粒会导致炎症的发生。另一种是U形结构的，但是这种结构的假体，其形变方向受限，患者前后方向的摆动相对比较轻松，而侧向摆动的幅度和难度都比较大，对患者的使用造成不便。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种便于颈部活动且能够将使用过程中磨损产生的微粒及时排除的人工颈椎间盘假体。

技术方案：本发明包括环体，所述环体的顶部连接有顶板，底部连接有底板，环体的侧壁中部向内凹陷；所述的环体内设有若干环形通孔，每个环形通孔均沿环体的周向成型，环形通孔与环体内壁之间均设有若干通气孔，利用通气孔将环形通孔与环体内腔连通。

所述的顶板下方设有摆杆，所述的摆杆位于环体内腔，摆杆的顶部设有球头，球头与顶板底部的凹槽匹配，所述的摆杆外部套有限位板，所述的限位板与顶板固定。

所述限位板的内径大于摆杆外径，且小于球头直径，使得摆杆可以在限位板内摆动，进而保证了患者手术后的颈部活动。

所述摆杆的底部设有槽口，槽口内安装有弹簧，所述弹簧的末端与底板固定，使得底板通过弹簧与摆杆连接后，相对于顶板摆动连接，保证了患者手术后的颈部活动。

所述底板的顶面对应于弹簧的位置处设有沉孔槽，所述弹簧的末端位于沉孔槽内。

所述顶板的顶面和底板的底面均设有立板，对人工椎间盘置换术后起临时固定作用。

所述通气孔沿着由环形通孔指向环体内腔的方向向下倾斜，便于将环形通孔在形变过程中磨损产生的微粒及时快速地排出环形通孔，避免微粒在形变频繁的环形通孔中与环形通孔的孔壁进一步继续摩擦而导致磨损加剧。

所述通气孔沿着环形通孔的轴心线均匀分布，通过通气孔的结构，使得环体的环形通孔在形变过程中磨损产生的微粒及时快速地排出环形通孔，避免微粒在形变频繁的环形通孔中与环形通孔的孔壁进一步继续摩擦而导致磨损加剧。

所述环形通孔的通气孔与相邻环形通孔的通气孔交错分布，便于环体受力时应力分布均匀。

所述环形通孔的孔型截面为圆形、椭圆形、菱形或正多边形，当环形通孔的孔型截面为椭圆形、菱形或正多边形时，其较长的对称轴所在直线经过环体向内凹陷的侧壁的圆心。

有益效果：本发明具有以下优点：

(1)本发明的环体的侧壁采用中部凹陷结构，使得环体能够承受一定的作用力，并向内发生形变，从而使假体能够在日常使用中适应患者颈部的活动，并且假体在颈部的活动过程中局部承受作用而形变时向内凹陷，不会向外形变而压迫周围的神经或其它气管组织；

(2)环体的中部凹陷结构，还能使假体周边留有足够空间，便于手术有足够的操作空间，也便于对应位置处的血液向外及时排出；

(3)通过环体内的环形通孔，使得环体的弹性变形能力更强，也更有利于患者手术后的颈部活动；

(4)患者手术后颈部在活动的时候，当颈部向其中一侧摆动的时候，假体的环体对应侧受力被压缩，环体的相对另一侧则被拉伸而产生回复力，从而避免假体在摆动过程中的过度自由而使患者受伤；

(5)通过环体所设的通气孔，使环形通孔与环体的内腔连通，避免体积较小的环形通孔内形成密闭空腔而使得环形通孔内的气体的气压对环形通孔的形变产生抑制作用，进一步提高了环体的弹性变性能力；

(6)通过通气孔的结构，使得环体的环形通孔在形变过程中磨损产生的微粒及时快速地排出环形通孔，避免微粒在形变频繁的环形通孔中与环形通孔的孔壁进一步继续摩擦而导致磨损加剧；

(7)通过环形连接槽和环体所设的连接环，能够使环体的内腔完全与环体外密封隔绝，避免环体内腔的物质泄露出环体而引起患者的炎症，同时使环体与顶板和底板定位连接，便于环体和顶板及底板的安装；

(8)通过摆杆和弹簧的作用，便于调节假体的厚度，以便提高假体的适用性；

(9)环形通孔的孔型截面为圆形、椭圆形、菱形或正多边形，便于环体的环形通孔在受力作用下发生形变；

(10)通过摆杆顶部所设球头与顶板的球弧面凹槽连接，使得底板可以通过弹簧与摆杆连接后，相对于顶板摆动连接，保证了患者手术后的颈部活动。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括环体1，环体1是将医用钛合金、钴铬合金利用3D打印制备成的圆柱形空心腔体结构，其侧壁的中部向内凹陷，使得环体1能够承受一定的作用力，并向内发生形变；从而使得假体能够在日常使用中适应患者颈部的活动，并且假体在颈部的活动过程中局部承受作用而形变的时候是向内凹陷的，不会向外形变而压迫周围的神经或其它气管组织。由于环体1的中部凹陷结构，还能使假体周边留有足够空间，便于手术有足够的操作空间，也便于对应位置处的血液向外及时排出。

环体1的顶部连接有顶板2，底部连接有底板3，顶板2的底部对应于环体1的顶部、底板3的顶部对应于环体1的底部分别设有环形连接槽13。环体1的顶部和底部分别设有与环形连接槽13匹配的连接环14，连接环14与环形连接槽13焊接固定，从而使环体1的内腔完全与环体1的外部密封隔绝，避免环体1内腔的物质泄露出环体1而引起患者的炎症。顶板2的顶面和底板3的底面还分别设有立板15，对人工椎间盘置换术后起临时固定的作用。

环体1内设有多个环形通孔4，多个环形通孔4依次沿着环体1的轴心线间隔均匀的分布，每个环形通孔4均沿着环体1的周向成型。每个环形通孔4与环体1内壁之间间隔均匀地设有若干通气孔6，通气孔6以环形通孔4的轴心均匀分布，且通气孔6沿着由环形通孔4指向环体1内腔的方向向下倾斜，使环形通孔4在形变过程中磨损产生的微粒及时快速地排出，避免微粒在形变频繁的环形通孔4中与环形通孔4的孔壁进一步继续摩擦而导致磨损加剧。利用通气孔6将环形通孔4与环体1内腔连通，避免体积较小的环形通孔4内形成密闭空腔而使得环形通孔4内气体的气压对环形通孔4的形变产生抑制作用，进一步提高了环体1的弹性变性能力。任意一个环形通孔4的通气孔6与相邻一个环形通孔4的通气孔6交错分布，以便假体受力时应力分布均匀。环形通孔4的孔型截面为圆形、椭圆形、菱形或正多边形，更加进一步便于环体1的环形通孔4在受力作用下发生形变。当环形通孔4的孔型截面为椭圆形、菱形或正多边形时，其较长的对称轴所在直线经过环体1向内凹陷的侧壁的圆心，从而使环形通孔4分布均匀。

通过环形通孔4，使得环体1的弹性变形能力更强，也更有利于患者手术后生活中的颈部活动；患者手术后颈部在活动的时候，当颈部向其中一侧摆动的时候，假体的环体1对应侧受力被压缩，环体1的相对另一侧则被拉伸而产生回复力，从而避免假体在摆动过程中的过度自由而使患者受伤；通过通气孔6的结构，使得环体1的环形通孔4在形变过程中磨损产生的微粒及时快速地排出环形通孔4，避免微粒在形变频繁的环形通孔4中与环形通孔4的孔壁进一步继续摩擦而导致磨损加剧。

顶板2的下方设有摆杆7，摆杆7位于环体1内腔，摆杆7采用对称结构，且对称轴即为环体1的轴心线。摆杆7顶部设有球头5，顶板2的底部设有与球头5对应匹配的球弧面凹槽16。摆杆7外侧套有环形限位板17，环形限位板17的内孔直径大于摆杆7的外径、并且小于球头5的直径，环形限位板17通过紧固螺栓固定于顶板2的底部。摆杆7的底部设有槽口8，槽口8内固定有弹簧10，弹簧10的一端与槽口8的槽底接触；弹簧10的另一端与设置在底板3顶面的沉孔槽9固定。摆杆7通过弹簧10与底板3连接，且弹簧10设有预压力，弹簧10安装好之后即产生预压缩力，起到减轻环体1支撑力的作用，能够使环体1设计得更薄，从而有利于变形，进而满足颈椎生理活动度的要求。通过摆杆7和弹簧10的作用，可以调节假体的厚度，以便提高假体的适用性；通过摆杆7顶部所设球头5与顶板2的球弧面凹槽16连接，使得底板3可以通过弹簧10与摆杆7连接后，相对于顶板2摆动连接，保证了患者手术后的颈部活动。

使用时，将弹簧10同轴穿设于环体1内，弹簧10的一端插入摆杆7的槽口8内、另一端插入沉孔槽9内；然后将环体1顶部和底部的连接环14分别对应放置于顶板2和底板3的环形连接槽13内，并保证通气孔6沿着环形通孔4至环体1内腔的方向向下倾斜；根据病患的颈椎间盘高度调节顶板2和底板3之间的高度，使本申请的假体厚度与病患的颈椎间盘的高度匹配，并将连接环14与环形连接槽13固定；最后将本申请的假体放置于病患的颈椎间盘。

Claims (6)

1.一种人工颈椎间盘假体，其特征在于，包括环体，所述环体的顶部连接有顶板，底部连接有底板，所述环体的侧壁中部向内凹陷；所述的环体内设有若干环形通孔，每个所述环形通孔均沿所述环体的周向成型，所述环形通孔与所述环体内壁之间均设有若干通气孔，利用所述通气孔将所述环形通孔与所述环体内腔连通，所述通气孔沿着由所述环形通孔指向所述环体内腔的方向向下倾斜，所述通气孔沿着所述环形通孔的轴心线均匀分布，所述的顶板下方设有摆杆，所述的摆杆位于所述环体内腔，所述摆杆的顶部设有球头，所述球头与所述顶板底部的凹槽匹配，所述的摆杆外部套有限位板，所述的限位板与所述顶板固定，所述摆杆的底部设有槽口，所述槽口内安装有弹簧，所述弹簧的末端与所述底板固定。

2.根据权利要求1所述的人工颈椎间盘假体，其特征在于，所述限位板的内径大于摆杆外径，且小于球头直径。

3.根据权利要求1所述的人工颈椎间盘假体，其特征在于，所述底板的顶面对应于弹簧的位置处设有沉孔槽，所述弹簧的末端位于沉孔槽内。

4.根据权利要求1所述的人工颈椎间盘假体，其特征在于，所述顶板的顶面和底板的底面均设有立板。

5.根据权利要求1所述的人工颈椎间盘假体，其特征在于，所述环形通孔的通气孔与相邻环形通孔的通气孔交错分布。

6.根据权利要求1所述的人工颈椎间盘假体，其特征在于，所述环形通孔的孔型截面为圆形、椭圆形、菱形或正多边形，当环形通孔的孔型截面为椭圆形、菱形或正多边形时，其较长的对称轴所在直线经过环体向内凹陷的侧壁的圆心。

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