一种基于3D打印技术的钛合金人工仿生腰椎的制作方法

一种基于3d打印技术的钛合金人工仿生腰椎
技术领域
1.本发明属于人工腰椎技术领域，具体涉及一种基于3d打印技术的钛合金人工仿生腰椎。


背景技术：

2.腰椎位于人体脊柱的下段，椎体较大，上下终板呈肾型，终板中央偏后处略凹陷，椎体与椎体之间通过前宽后窄的椎间盘相连接，形成生理弯曲，是人体重要的承重器官。在正常人体中，因椎间盘的作用，椎体有一定旋转、侧弯、前屈、背伸功能，有研究报道20-30岁正常国人腰椎节段(l1/l2—l5/s1)屈伸活动度范围(overlay法)：男性为14.15
°
～29.39
°
，女性为14.54
°
～26.61
°
。
3.腰椎结核、肿瘤、陈旧性骨折常导致脊柱侧弯、脊髓压迫等严重并发症，是严重威胁人体健康的一类疾病。目前，针对上述疾患通常采取病灶清除术后行钛笼植骨融合联合钉棒内固定治疗，手术入路分为单纯前路、单纯后路及前后联合入路。因该术式能够获得即刻及长期稳定性，被脊柱外科医生广泛采用。但是该手术一般至少融合三个邻近椎体，被融合椎体丧失了正常的活动功能，导致未融合节段应力集中及活动范围增加，长期可导致邻近椎间盘退变、继发性椎管狭窄、关节突关节退变、获得性脊椎滑脱、不稳等严重并发症。此外，有学者长期随访发现进行钛笼植骨融合的患者可能存在钛笼沉降等并发症，病情严重者需再次手术治疗。
4.为克服钛笼缺陷，人工椎体的改进一直备受关注，目前已由最初的单纯撑开型，发展到支撑固定型、可调固定型以及自固定型，制作材料也由原来的金属材质，发展到现在的陶瓷、高分子复合材料等多种材料并存。需要将人工仿生腰椎植入患者体内，保证患者得到合理的治疗。对于市场上的钛合金人工仿生腰椎还是存在诸多问题，比如在安装时，很难固定牢固；在弯曲过程中，受到限制，使用寿命不长，耐腐蚀性差，得不到有效的防护，减震效果很不理性，容易受损等问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于3d打印技术的钛合金人工仿生腰椎，旨在解决现有技术中在安装时，很难固定牢固；在弯曲过程中，受到限制，使用寿命不长，耐腐蚀性差，得不到有效的防护，减震效果很不理性，容易受损等问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于d打印技术的钛合金人工仿生腰椎，包括脊椎节和防护罩，所述脊椎节的一侧固定连接有三个固定轴，三个固定轴的内部固定连接有支撑横柱，所述支撑横柱外表面的中部套接有减震机构，所述支撑横柱的两端均套接有限位机构，所述脊椎节的两者之间设置有软胶垫，所述固定轴和防护罩的侧面均开设有固定孔，所述固定轴的外部均通过固定孔固定安装有防护罩。
7.优选的，所述防护罩的外表面设置有折痕，所述防护罩的左右两侧面均设置有折条，所述防护罩的材质超高分子量聚乙烯。
8.优选的，所述减震机构包括减震限位杆，所述减震限位杆的两端均套接有减震套筒，所述减震套筒的顶部外部固定安装有弹簧。
9.优选的，所述减震套筒的一端固定连接有减震套环，所述减震套筒的外表面固定连接有挡片。
10.优选的，所述限位机构包括限位套筒，所述限位套筒的内部插接有支撑限位杆，所述支撑限位杆的一端固定连接有限位套环。
11.优选的，所述限位套筒的内部开设有限位空腔，所述支撑限位杆的一端固定连接有限位轴，所述限位轴的滑动连接于限位空腔的内壁。
12.优选的，所述脊椎节的数量为三个，其中两个所述脊椎节的侧面开设有安装槽，所述安装槽的内部开设有螺丝固定孔。
13.优选的，所述脊椎节的材质为钛合金。
14.优选的，所述螺丝固定孔与安装槽相适配，所述安装槽的数量为十二个，十二个所述安装槽平均分成两组，且每组所述安装槽以环形阵列呈形。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1、该基于d打印技术的钛合金人工仿生腰椎，在腰椎弯曲使用过程中，通过减震机构和限位机构的设置，减震套筒能够在减震限位杆两端进行伸缩或收缩，挡片能够对弹簧起到阻挡的作用，弹簧能够使该人工仿生腰椎具有减震的作用；而限位套环能够套接在支撑横柱上，限位轴能够在限位空腔内滑动，使支撑限位杆能够在实现延伸或收缩，能够对该该人工仿生腰椎起到限位或伸缩的作用，大大提高了该基于d打印技术的钛合金人工仿生腰椎的使用率、弯曲程度和减震程度。
17.2、该基于3d打印技术的钛合金人工仿生腰椎，在使用过程中，脊椎节、软胶垫、防护罩的设置，由于脊椎节的材质为钛合金，具有耐腐蚀性，强度高、工艺性能好，并增加了使用寿命；软胶垫能够起到减震的作用，避免受损；防护罩起到防护的作用，进一步保护了该该人工仿生腰椎的内部结构，并使用不受局限。
附图说明
18.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
19.图1为本发明中的立体结构示意图；
20.图2为本发明中的减震机构和限位机构的剖视结构示意图；
21.图3为本发明中的图1中的拆分结构示意图；
22.图4为本发明中的右视结构示意图；
23.图5为本发明中的防护罩结构示意图。
24.图中：1、脊椎节；2、螺丝固定孔；3、固定轴；4、支撑横柱；5、减震机构；501、减震限位杆；502、减震套筒；503、弹簧；504、减震套环；505、挡片；6、限位机构；601、限位套筒；602、支撑限位杆；603、限位套环；604、限位空腔；605、限位轴；7、软胶垫；8、固定孔；9、防护罩；10、折痕；11、折条；12、安装槽。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.实施例
27.请参阅图1-5，本发明提供以下技术方案：一种基于3d打印技术的钛合金人工仿生腰椎，包括脊椎节1和防护罩9，其特征在于：脊椎节1的一侧固定连接有三个固定轴3，三个固定轴3的内部固定连接有支撑横柱4，支撑横柱4外表面的中部套接有减震机构5，支撑横柱4的两端均套接有限位机构6，脊椎节1的两者之间设置有软胶垫7，固定轴3和防护罩9的侧面均开设有固定孔8，固定轴3的外部均通过固定孔8固定安装有防护罩9。
28.在本发明的具体实施例中，在腰椎弯曲使用过程中，通过减震机构5和限位机构6的设置，减震套筒502能够在减震限位杆501两端进行伸缩或收缩，挡片505能够对弹簧503起到阻挡的作用，弹簧503能够使该人工仿生腰椎具有减震的作用；而限位套环603能够套接在支撑横柱4上，限位轴605能够在限位空腔604内滑动，使支撑限位杆602能够在实现延伸或收缩，能够对该该人工仿生腰椎起到限位或伸缩的作用，大大提高了该基于3d打印技术的钛合金人工仿生腰椎的使用率、弯曲程度和减震程度，在使用过程中，脊椎节1、软胶垫7、防护罩9的设置，由于脊椎节1的材质为钛合金，具有耐腐蚀性，并增加了使用寿命；软胶垫7能够起到减震的作用，避免受损；防护罩9起到防护的作用，进一步保护了该该人工仿生腰椎的内部结构，并使用不受局限。
29.具体的，防护罩9的外表面设置有折痕10，防护罩9的左右两侧面均设置有折条11，防护罩9的材质为超高分子量聚乙烯。
30.本实施例中：通过防护罩9、折痕10和折条11的设置，在使用过程中，防护罩9具有防护的作用，还具备随意弯曲的功能，增加了柔韧度。
31.具体的，减震机构5包括减震限位杆501，减震限位杆501的两端均套接有减震套筒502，减震套筒502的顶部外部固定安装有弹簧503，减震机构5的材质为钛合金。
32.本实施例中：在使用过程中，减震套筒502能够在减震限位杆501两端进行伸缩或收缩，且耐腐蚀性，强度高、增加了使用寿命。
33.具体的，减震套筒502的一端固定连接有减震套环504，减震套筒502的外表面固定连接有挡片505。
34.本实施例中：在使用过程中，挡片505能够对弹簧503起到阻挡的作用。
35.具体的，限位机构6包括限位套筒601，限位套筒601的内部插接有支撑限位杆602，支撑限位杆602的一端固定连接有限位套环603，限位机构6的材质为钛合金。
36.本实施例中：在使用过程中，限位套环603能够套接在支撑横柱4上，且耐腐蚀性，强度高、增加了使用寿命。
37.具体的，限位套筒601的内部开设有限位空腔604，支撑限位杆602的一端固定连接有限位轴605，限位轴605的滑动连接于限位空腔604的内壁。
38.本实施例中：在使用过程中，限位轴605能够在限位空腔604内滑动，使支撑限位杆602能够在实现延伸或收缩。
39.具体的，脊椎节1的数量为三个，其中两个脊椎节1的侧面开设有安装槽12，安装槽12的内部开设有螺丝固定孔2。
40.本实施例中：通过安装槽12的设置，在使用过程中，使得该一种基于3d打印技术的钛合金人工仿生腰椎固定更加牢固。
41.具体的，脊椎节1的材质为钛合金。
42.本实施例中：通过钛合金的设置，在使用过程中，使得该一种基于3d打印技术的钛合金人工仿生腰椎使用寿命长，耐腐蚀。
43.具体的，螺丝固定孔2与安装槽12相适配，安装槽12的数量为十二个，十二个安装槽12平均分成两组，且每组安装槽12以环形阵列呈形。
44.本实施例中：通过螺丝固定孔2与安装槽12的设置，在使用过程中，使得该一种基于3d打印技术的钛合金人工仿生腰椎便于固定。
45.本发明的工作原理及使用流程：该一种基于3d打印技术的钛合金人工仿生腰椎在使用时，在腰椎弯曲使用过程中，通过减震机构5和限位机构6的设置，减震套筒502能够在减震限位杆501两端进行伸缩或收缩，挡片505能够对弹簧503起到阻挡的作用，弹簧503能够使该人工仿生腰椎具有减震的作用；而限位套环603能够套接在支撑横柱4上，限位轴605能够在限位空腔604内滑动，使支撑限位杆602能够在实现延伸或收缩，能够对该该人工仿生腰椎起到限位或伸缩的作用，大大提高了该基于3d打印技术的钛合金人工仿生腰椎的使用率、弯曲程度和减震程度，在使用过程中，脊椎节1、软胶垫7、防护罩9的设置，由于脊椎节1的材质为钛合金，具有耐腐蚀性，并增加了使用寿命；软胶垫7能够起到减震的作用，避免受损；防护罩9起到防护的作用，进一步保护了该该人工仿生腰椎的内部结构，并使用不受局限。
46.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。