腰椎間盤假體制造技術

本發明專利技術涉及一種可替代退化的腰椎間盤的人工假體。該腰椎間盤的人工假體由上面板、中面板、轉軸球、減震阻尼、下面板構成；上面板、中面板與下面板之間成型的容置腔內設有以關節方式連接的轉軸球；該轉軸球的球部可滑動地容設在上面板與中面板成型的球窩內，而轉軸球的軸部螺接在下面板開設的螺孔內，從而使上面板可相對下面板作旋轉運動；中面板與減震阻尼之間以及中面板的凸面與減震阻尼的凹面之間設有使上面板相對下面板作傾斜運動的間隙和弓形間隙。

【技術實現步驟摘要】
腰椎間盤假體
本專利技術涉及一種骨科植入器械，特別涉及一種可替代退化的腰椎間盤的人工假體。
技術介紹
人體腰椎結構保護著椎管內的脊髓和神經根，同時賦予軀干穩定性和靈活性，是人體重要的承重結構，腰椎的應力傳導通過“三關節聯合體”進行，包括椎間盤和后方成對的關節突。椎間盤由纖維環、髓核、椎體終板組成，是人體最大的無血運組織，組織再生和修復能力有限，導致椎間盤退變難以自身逆轉，當髓核的含水量減少，彈性和抗負荷能力大大減退，就容易衍變成退化的椎間盤。流行病學研究發現，從青春期到老年期椎間盤退變的發生率與年齡呈直線關系，老年椎間盤退行性變幾乎達到“飽和”狀態。對于有癥狀的退行性椎間盤退變患者，如經過嚴格的保守治療無效，就應采取手術治療。傳統的手術治療方法為腰椎融合術，常用的有基于椎板的減壓手術和采用椎弓根螺釘的融合方法。該方法緩解了腰椎間盤源性疼痛，然而長期結果顯示許多患者在術后幾年出現復發，再手術率較高。此外，融合術使得手術節段的活動性永久喪失，相鄰節段活動度加大導致退變加快，改變了脊柱原有的生物力學環境?，F在，治療椎間盤退行性疾病的另一選擇方案是植入人工椎間盤假體，該方法相對于融合術有若干潛在優點，包括有效緩解疼痛，避免了相鄰節段受累，還可以多節段置換，提供了一種理論上能保留脊柱原有生物力學狀態的方法。目前國內外的人工腰椎間盤假體已有多種設計，可以分為多部件以及一體式假體兩種，以下分別介紹?，F有的人工腰椎間盤假體大多為多部件假體，均為利用工程學手段達到椎間盤的運動功能，主要是通過球窩關節模仿椎間盤前屈、后伸、左右側彎以及左右旋轉六個自由度的運動，一般通過金屬終板與上、下椎體固定，兩金屬終板間直接構成球窩關節(如Maverick)或在兩金屬中間放置聚乙烯髓核構成“三明治結構”(如ProDisc、SB Charite>Mobidi sc)。該多部件設計的結構與材料技術較成熟，然而這種設計無法對椎間盤復雜的率禹合運動進行模仿，不能完成類似生理椎間盤的壓縮和分離/膨脹運動。多部件假體實行的置換手術大多采用前方經腹膜入路或腹膜后入路暴露椎體，該方法創傷大，既增加了病人的痛苦，又延長了術后康復時間，更為重要的是，如需進行翻修手術，術中發生大出血或栓塞并發癥的風險大約是初次手術的6倍。因此，實現外側入路或前外側入路植入假體，或實行微創手術治療，是現在研究新結構的人工腰椎間盤的要點之一。而且，假體的一體化設計，也可以簡化設備清單，使得醫生對腰椎間盤植入手術的學習曲線趨于平緩，減少植入時的技術性失誤?，F有的一體化假體主要有FlexiCore假體，采用全金屬設計，兩個終板通過中央球窩關節連接并建立軸向旋轉及其他運動功能，同時假體在遞給醫生前球窩關節已經裝配完成，張力負荷結構可以防止負荷表面的分離和脫位，假體可以按照醫生的習慣進行多角度操作和置入。但是該假體的全金屬設計使得假體的彈性模量較大，容易產生應力遮擋效應，在置入人體后由于該假體缺乏載荷吸收能力，相鄰的椎間盤必須承擔額外的載荷，甚至導致相鄰盤的過早退化，金屬帶來的單位面積負荷較大，置入后有發生假體陷入椎骨的風險，該假體的術后隨訪未見大規模報道。現有的假體設計大多為多部件結構，采用前路經腹膜或腹膜外入路，創傷大，手術風險大。采用一體化設計的假體如FlexiCore，由于采用全金屬結構，彈性模量遠遠大于皮質骨的彈性模量，存在應力遮擋和假體陷落風險。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述現有技術中的不足之處，提供一種用金屬材料和高分子材料組合制成的一體化假體，除了允許脊柱外科醫師按照習慣從不同角度植入假體，也可以有效避免假體在人體中的引起的負載過大、應力遮擋、假體陷落等風險的腰椎間盤假體。本專利技術的技術解決方案是所述腰椎間盤假體，其特殊之處在于:由上面板、中面板、轉軸球、減震阻尼、下面板構成；上面板、中面板與下面板之間成型的容置腔內設有以關節方式連接的轉軸球；該轉軸球的球部可滑動地容設在上面板與中面板成型的球窩內，而轉軸球的軸部螺接在下面板開設的螺孔內，從而使上面板可相對下面板作旋轉運動；中面板與減震阻尼之間以及中面板的凸面與減震阻尼的凹面之間設有使上面板相對下面板作傾斜運動的間隙和弓形間隙。作為優選:上面板、下面板與椎體相接觸的表面分別設置中央穹頂形突起；上面板與中面板以及減震阻尼與下面板均通過螺栓連接或選用其它構件的連接:槽與彈簧連接機構、導向凸尾與對應的凹進連接機構、卡合機構、結合劑、超聲波焊接、螺釘、榫卯結構。作為優選:中央穹頂形突起與面板的成型方式選定以下一種: (1)該中央穹頂形突起與面板一體成型； ⑵該中央穹頂形突起與面板結合為一體的金屬絲網格，所述金屬絲網格在植入人體時作變形處理，以適合上椎體、下椎體的凹形表面； ⑶該中央穹頂形突起與面板結合為一體的多孔凸面金屬體，以促進骨組織長入。作為優選:設有中央穹頂形突起的上面板與下面板的表面設有供射線透過的標簽和若干個與椎體初始固定的齒突；設有中央穹頂形突起的上面板表面與下面板表面噴涂生物活性或骨誘導材料。作為優選:所述生物活性或骨誘導材料選用:鈦涂層、羥基磷灰石涂層、鈦和磷酸鈣制成的涂層、硅酸鈣涂層、鉭涂層的一種；或者，采用壓花表面、波紋表面阻止上面板的表面與下面板的表面與上椎體、下椎體終板的相對滑動。作為優選:球窩形成的關節處、中面板凸面與減震阻尼凹面之間的弓形部分，相隔設定角度的部位均設有限制腰椎間盤假體過度旋轉的定位機構；即:轉軸球的球頭和上面板、中面板的球窩處設置相對的突起和凹進，或者，采用壓花、溝槽、酸蝕、燒結在表面的小珠、蝕刻在表面的紋理，使得面板旋轉到該位置后不能繼續旋轉；球窩形成的關節處、中面板凸面與減震阻尼接觸弓形部分的表面，設有導入組織液以潤滑假體表面，保證運動流暢性的溝槽。作為優選:所述中面板的凸面與減震阻尼的凹面在側向上逐漸變小，以供腰椎間盤假體的旋轉和傾斜產生更多的“游隙”；中面板與減震阻尼相對的邊緣部分設有孔徑角，該孔徑角為中面板凸面相對減震阻尼凹面傾斜和/或水平滑動的邊緣形成；該孔徑角設置在中面板或減震阻尼上，或二者均有；如此，可在腰椎間盤假體完成側向旋轉時增大旋轉角度，中面板凸面與減震阻尼凹面的終端接觸過程中出現間隙閉合，阻止旋轉。作為優選:上面板、中面板、下面板與轉軸球分別選用以下一種材料: 金屬類材料:鈦合金、鋯合金、鉭合金；優選:鈷鉻鑰合金； 陶瓷類材料:氧化鋁、氧化鋯； 減震阻尼選用以下的一種材料: 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚，醚酮(PEEK);優選:聚氨酯。作為優選:適應軟骨終板由腎形逐漸衍變成橢圓形態的上面板、中面板、下面板，選用以下一種形狀:橢圓形、卵圓形、腎形、圓角矩形、D形。本專利技術的另一技術解決方案是所述腰椎間盤假體，其特殊之處在于:由上面板、中面板、轉軸球、減震阻尼、下面板構成；上面板、中面板與下面板之間成型的容置腔內設有以關節方式連接的轉軸球；該轉軸球的球部可滑動地容設在上面板與中面板成型的球窩內，而轉軸球的軸部螺接在下面板開設的螺孔內，從而使上面板可相對下面板作旋轉運動；中面板與減震阻尼之間以及中面板的凸面與減震阻尼的凹面之間設有使上面板相對下面板作傾斜運動的間隙和弓形間隙；上面板、下本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種腰椎間盤假體，其特征在于：由上面板、中面板、轉軸球、減震阻尼、下面板構成；上面板、中面板與下面板之間成型的容置腔內設有以關節方式連接的轉軸球；該轉軸球的球部可滑動地容設在上面板與中面板成型的球窩內，而轉軸球的軸部螺接在下面板開設的螺孔內，從而使上面板可相對下面板作旋轉運動；中面板與減震阻尼之間以及中面板的凸面與減震阻尼的凹面之間設有使上面板相對下面板作傾斜運動的間隙和弓形間隙。

【技術特征摘要】
1.一種腰椎間盤假體，其特征在于:由上面板、中面板、轉軸球、減震阻尼、下面板構成；上面板、中面板與下面板之間成型的容置腔內設有以關節方式連接的轉軸球；該轉軸球的球部可滑動地容設在上面板與中面板成型的球窩內，而轉軸球的軸部螺接在下面板開設的螺孔內，從而使上面板可相對下面板作旋轉運動；中面板與減震阻尼之間以及中面板的凸面與減震阻尼的凹面之間設有使上面板相對下面板作傾斜運動的間隙和弓形間隙。2.根據權利要求1所述腰椎間盤假體，其特征在于:上面板、下面板與椎體相接觸的表面分別設置中央穹頂形突起；上面板與中面板以及減震阻尼與下面板均通過螺栓連接或選用其它構件的連接:槽與彈簧連接機構、導向凸尾與對應的凹進連接機構、卡合機構、結合劑、超聲波焊接、螺釘、榫卯結構。3.根據權利要求2所述腰椎間盤假體，其特征在于:中央穹頂形突起與面板的成型方式選定以下一種: ⑴該中央穹頂形突起與面板一體成型； ⑵該中央穹頂形突起與面板結合為一體的金屬絲網格，所述金屬絲網格在植入人體時作變形處理，以適合上椎體、下椎體的凹形表面； ⑶該中央穹頂形突起與面板結合為一體的多孔凸面金屬體，以促進骨組織長入。4.根據權利要求2所述腰椎間盤假體，其特征在于:設有中央穹頂形突起的上面板與下面板的表面設有供射線透過的標簽和若干個與椎體初始固定的齒突；設有中央穹頂形突起的上面板表面與下面板表面噴涂生物活性或骨誘導材料。5.根據權利要求4所述腰椎間盤假體，其特征在于:所述生物活性或骨誘導材料選用:鈦涂層、羥基磷灰石涂層、鈦和磷酸鈣制成的涂層、硅酸鈣涂層、鉭涂層的一種；或者，采用壓花表面、波紋表面阻止上面板的表面與下面板的表面與上椎體、下椎體終板的相對滑動。6.根據權利要求1所述腰椎間盤假體，其特征在于:球窩形成的關節處、中面板凸面與減震阻尼凹面之間的弓形部分，相隔設定角度的部位均設有限制腰椎間盤假體過度旋轉的定位機構；即:轉軸球的球頭和上面板、中面板的球窩處設置相對的突起和凹進，或者，采用壓花、溝槽、酸蝕、燒結在表面的小珠、蝕刻在表面的紋理，使得面板旋轉到該位置后不能繼續旋轉；球窩形成的關節處、中面板凸面與減震阻尼接觸弓形部分的表面，設有導入組織液以潤滑假體表面，保證運動流暢性的溝槽。7.根據權利要求1所述腰椎間盤假體，其特征在于:所述中面板的凸面與減震阻尼的凹面在側向上逐漸變小，以供腰椎間盤假體的旋轉和傾斜產生更多的“游隙”；中面板與減震阻尼相對的邊緣部分設有孔徑角，該孔徑角為中面板凸面相對減震阻尼凹面傾斜和/或水平滑動的邊緣形成；該孔徑角設置在中面板或減震阻尼上，或二者均有；如此，可在腰椎間盤假體完成側向旋轉時增大旋轉角度，中面板凸面與減震阻尼凹面的終端接觸過程中出現間隙閉合，阻止旋轉。8.根據權利要求1至7任一項所述腰椎間盤假體，其特征在于:上面板、中面板、下面板與轉軸球分別選用以下的一種材料: 金屬類材料:鈦合金、鋯合金、鉭合金；優選:鈷鉻鑰合金； 陶瓷類材料:氧化鋁、氧化鋯； 減震阻尼選用以下的一種材料: 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚，醚酮(PEEK);優選:聚...

【專利技術屬性】
技術研發人員：白文媛，鄧超，廖振華，劉偉強，
申請(專利權)人：深圳清華大學研究院，
類型：發明
國別省市：