一种可拆卸装配式腰椎融合器的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种可拆卸装配式腰椎融合器。


背景技术：

2.脊柱退行性疾病是中老年人群中的常见病，主要是随着年龄增加，脊柱开始生理性老化，前后纵韧带和椎间盘病变，进而导致骨质增生、黄韧带肥厚、椎间盘后突等一系列疾病。
3.目前针对脊柱退行性疾病，常规手段为椎管减压及椎间融合手术，并通过复位固定等常规手段有效保障机体的正常生理功能。椎间融合手术的核心器械为椎间融合器，传统的腰椎融合器一般由钛合金或peek制成，中间留有植骨仓。腰椎融合器在术后起到临时支撑固定作用，植骨仓中的植骨在各种应力的刺激下缓慢与终板融合，最终恢复腰椎生理弯曲。传统的融合器虽然在临床手术中被广泛应用，但仍存在以下几个问题：椎体沉降问题，传统的融合器由于植骨仓的存在，使得融合器与椎体终板的接触面积有限，易导致融合器陷入终板，进而椎体沉降。应力遮挡问题，钛合金的弹性模量大于天然椎体，使得植骨区域应力刺激较少，融合速度变慢；peek融合器能够较好的避免应力遮挡，但其强度不够，且自身生物适配性差。精确匹配问题，传统融合器为机加工锻造，无法精准匹配个人的生理结构，导致植入后存在松动、滑脱等不适配的风险。生物活性差问题，传统的融合器无法实现贯通多孔结构的加工，使得细胞仅能够在融合器表面黏附和增殖，难以形成有效的骨键合。
4.目前相关行业已意识到上述问题，并基于3d打印成型技术，陆续研究具有不同大小和形状的融合器产品。但是，除融合器大小和形状不匹配外，微结构功能也存在不匹配，医生无法根据患者自身的骨质状况、年龄、植骨允许程度等条件选择适配的融合器进行手术。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可拆卸装配式腰椎融合器，不仅解决现有传统融合器沉降问题、应力遮挡问题和精准匹配问题，还能根据患者的身体状况优选出合适的装配方案，实现更优异的细胞长入和骨键合。
6.本实用新型的技术方案为：一种可拆卸装配式腰椎融合器，包括支撑结构、多孔结构和多孔装配块；
7.所述支撑结构包括连接框架、第一功能区和第二功能区，连接框架的两端分别与第一功能区和第二功能区连接，连接框架包括多个桥接横梁和多个支撑竖梁，第一功能区和第二功能区通过多个桥接横梁连接，支撑竖梁的两端分别与桥接横梁连接，桥接横梁分隔第一功能区和第二功能区之间的区域形成多孔结构区域和装配植骨区域，多孔结构填充至多孔结构区域，装配植骨区域用以植入成骨材料或多孔装配块。
8.进一步，所述支撑竖梁的端部垂直连接至相邻两个桥接横梁的连接处。
9.进一步，所述装配植骨区域为正六棱柱结构。
10.进一步，所述桥接横梁横向凸出设置微台，微台用以承载多孔装配块或成骨材料。
11.进一步，所述装配植骨区域的外周与连接框架之间填充多孔结构。
12.进一步，所述桥接横梁的外侧设有防滑脱齿。
13.进一步，所述多孔装配块采用的材料与多孔结构相同，多孔装配块可拆卸地装入装配植骨区域内。
14.进一步，所述多孔结构的孔隙率为60-95％，孔径尺寸为400-1000μm。
15.进一步，所述装配植骨区域的宽度为连接框架宽度的0.1％～99.9％。
16.进一步，所述第一功能区上的上端面和下端面分别设有凹槽，凹槽内填充多孔结构，第二功能区开设上下贯通的填充槽，填充槽内填充多孔材料。
17.本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
18.本实用新型的可拆卸装配式腰椎融合器，支撑结构承担上下椎体所传递的大部分压缩力、剪切力、侧弯力和扭转力；多孔结构的孔隙率和孔径大小有利于细胞的黏附、增殖、迁移和分化；装配植骨区域可根据患者个体状况，选择性填充人工骨或自体骨以促进骨键合，或者填充多孔装配块，提高融合器与上下终板的接触面积，提高力学支撑，防止沉陷；防滑脱齿设计增加融合器与上下终板的螯合，提高植入稳定性。整体结构单元的等效弹性模量与人骨(松质骨的弹性模量在0.5～3gpa，皮质骨的弹性模量在12～18gpa)弹性模量较相近，可以避免产生应力遮挡效应，加快融合速率。支撑结构的一端设有倒圆，降低植入手术对患者的创伤，另一端设置有手术操作部位，便于手术操作。
附图说明
19.图1为本实用新型的可拆卸装配式腰椎融合器的结构示意图。
20.图2为本实用新型的支撑结构的结构示意图。
21.图3为图2的剖视图。
22.图4为本实用新型的多孔装配块与支撑结构的装配示意图。
23.图5为本实用新型的可拆卸装配式腰椎融合器加入多孔装配块后的剖视图。
24.图6为本实用新型中金刚石结构的结构示意图。
25.图7为本实用新型中拱桥结构的结构示意图。
26.图8为本实用新型中曲面结构的结构示意图。
27.图9为本实用新型中六面体结构的结构示意图。
28.支撑结构1、连接框架11、桥接横梁111、支撑竖梁112、防滑脱齿113、第一功能区12、卡槽121、导入螺孔122、凹槽123、第二功能区13、填充槽131、多孔结构2、金刚石结构21、拱桥结构22、曲面结构23、六面体结构 24、多孔装配块3、多孔结构区域4、装配植骨区域5。
具体实施方式
29.下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
30.实施例
31.如图1至图5所示，本实施例提供了一种可拆卸装配式腰椎融合器，包括支撑结构1、多孔结构2和多孔装配块3。
32.如图1和图2所示，支撑结构包括连接框架11、第一功能区12和第二功能区13，连接框架的两端分别与第一功能区和第二功能区连接。支撑结构承担上、下椎体所传递的大部分压缩力、剪切力、侧弯力和扭转力。
33.如图1、图2和图3所示，第一功能区的两侧分别设有卡槽121，中部设有导入螺孔122，便于手术操作；第一功能区的上端面和下端面分别设有凹槽 123，凹槽内填充多孔结构，第二功能区的外侧面呈弧形，降低植入手术时对患者神经根和血管的损伤，第二功能区开设上下贯通的填充槽131，多孔结构填充于填充槽内。
34.如图2和图3所示，连接框架包括多个桥接横梁111和多个支撑竖梁112，第一功能区和第二功能区通过多个桥接横梁连接，支撑竖梁的两端分别与桥接横梁连接，桥接横梁分隔第一功能区和第二功能区之间的区域形成多孔结构区域4和装配植骨区域5，多孔结构填充至多孔结构区域，装配植骨区域用以植入成骨材料或多孔装配块。在本实施例中，支撑竖梁的端部垂直连接至相邻两个桥接横梁的连接处。
35.如图1所示，桥接横梁的外侧设有防滑脱齿113，防滑脱齿设计增加融合器与上下终板的螯合，提高植入稳定性。
36.如图4和图5所示，装配植骨区域为正六棱柱结构，装配植骨区域的截面呈正六边形，桥接横梁横向凸出设置微台，微台用以承载多孔装配块或成骨材料，降低多孔装配块、自体骨或人工骨掉落几率。装配植骨区域的外周与连接框架之间填充多孔结构。装配植骨区域的宽度为连接框架的0.1％～99.9％。
37.如图4和图5所示，多孔装配块3可拆卸地装入装配植骨区域内，多孔装配块采用的材料与多孔结构相同，多孔装配块可为医生针对患者自身状况选择手术种类提供可能性，可以选择去掉多孔装配块，使用自体骨或人工骨以增加成骨活性，或使用多孔装配块，调整融合器的力学性能。在本实施例中，多孔装配块为正六棱柱状，截面为正六边形。
38.如图6、图7、图8和图9所示，多孔结构2由多个金刚石结构21、多个拱桥结构22、多个曲面结构23或多个六面体结构24构成，多孔结构的孔隙率为60-95％，孔径尺寸为400-1000μm，多孔结构有利于成骨细胞的黏附、增殖、迁移和分化。在本实施例中，多孔结构由多个拱桥结构22构成。
39.本实用新型的可拆卸装配式腰椎融合器，整体结构单元的等效弹性模量与人骨(松质骨的弹性模量在0.5～3gpa，皮质骨的弹性模量在12～18gpa)弹性模量较相近，因此可以避免产生应力遮挡效应，加快融合速率。
40.本实用新型的可拆卸装配式腰椎融合器，可选用生物相容性良好的tc4、 tc4eli、ta4、peek或ta材料中的一种，通过slm、ebm或fdm增材制造方式制造而成，也可将其中多种不同性能的材料通过复合或拼接的技术使得材料的组成和结构沿着一定的方向打印制成，进而得到兼具多种性能的产品，其强度高、力学性能接近人体骨骼的力学性能，还具有耐疲劳、耐腐蚀及生物相容性优良等特点。经过严格优化筛选，确定符合人体需求的材料，并设计出适合患者的3d打印可拆卸装配式腰椎融合器。
41.如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。