高仿生椎间运动保留装置制造方法及图纸

技术编号:19721207 阅读:21 留言:0更新日期:2018-12-12 00:28
本发明专利技术涉及一种高仿生椎间运动保留装置。该高仿生椎间运动保留装置,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球面摩擦副;球面摩擦副呈间隙配合,内衬内凹球冠状摩擦球面槽的球面半径值大于髓核外凸摩擦球顶摩擦球面;内衬相对于上接骨板静止不动或实现旋转或平移,髓核相对于下接骨板静止不动或实现旋转或平移,内衬与髓核形成的球面摩擦副旋转中心则无轴向移动或实现前、后、左、右方向的自由移动。

【技术实现步骤摘要】
高仿生椎间运动保留装置
本专利技术涉及骨科医疗用品的结构设计和应用
,特别涉及一种高仿生椎间运动保留装置。
技术介绍
椎间运动保留装置目前已经有Bryan、Prestige产品系列、ProDiscC、Mobi-C、PCM、SRCURE-C等几款产品获得FDA批准,在世界各地广泛使用,但这些产品只是一些结构采用近似仿生设计,它们是新性能材料应用、较多自由度运动方式应用以及创新球窝关节面应用的代表,目前国外并没有高仿生运动保留装置产品获得FDA批准,国内目前没有一款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阶段,已经授权和在申请的专利多是仿照国外产品结构外形进行微改动,拥有创新结构设计的产品较少。US7025787B2公开了一种可植入关节假体,结构包括:上、下钛合金外壳,弹性外罩和内核,该假体能够实现屈伸、侧弯、旋转以及前后左右位移5个方向的自由度,能够较好恢复手术节段的运动性能,而且弹性外罩能够有效防止磨屑溢出、阻止软组织长入,内部包涵的润滑剂能够有效降低运动摩擦,是一款应用性很好的产品,但是该产品并没有进行仿形结构设计,在植入过程中,需要对椎体骨上下终板进行专门切削、打磨塑形以使用上下外壳顶部的凸起结构,骨切除量较大,增加手术操作繁杂程度,增加手术难度,而且切除的骨碎屑可能进一步对周围组织产生不良影响。CN101999951B公开了一种记忆合金颈椎人工椎间盘,由一个人工椎间盘体和与其套装的一支撑板组成,人工椎间盘体带有锥度,人工椎间盘体的上下两面上分布有防脱倒刺,上下两面的两侧边设有固定枝,每个固定枝的内侧两端分别设有防脱例齿。这个专利技术工艺造型简单,易于变形置入,复形后安装稳定。在手术中使用方便,固定牢固、可靠,保留了颈椎活动度、减少邻近椎体并发症,同时缩短了手术时间,简化了手术操作,但是该专利技术难以实现正常椎体的旋转运动,而且结构之间配合过多,接触面过多,很难避免产品应力集中现象,以及摩擦磨损产生较多磨屑的问题。鉴于目前该
的这种状况,一款能够高度适应人体椎体解剖外形、手术节段术后运动接近最大限度健康节段运动情况、对医生而言能有效减少手术操作步骤、对病患而言能安全有效且使用寿命长的椎间运动保留装置有迫切的市场需求。
技术实现思路
本专利技术的所解决的第一个问题是提供一种高仿生、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高仿生椎间运动保留装置。本专利技术的所解决的第二个问题是提供一种基于对2000例健康国人脊柱MRI影像的测量、分析、研究,确保上、下接骨板矢状面轮廓、足印面轮廓能够更好与人体椎体骨外形相吻合,手术植入时不需要对椎体骨进行大量切除并破坏原椎体骨结构,减少手术难度的高仿生椎间运动保留装置。本专利技术的所解决的第三个问题是提供一种采用非金属-非金属形式的摩擦配副结构,耐微动磨损性能优异的聚醚醚酮材料构成的内衬与超高分子量聚乙烯髓核组成球面摩擦副,该摩擦副具有优异的摩擦磨损性能,且能有效避免传统产品金属与超高分子量聚乙烯摩擦配副易形成聚乙烯磨屑,进而导致骨质溶解、植入物松弛和假体失效等并发症问题的高仿生椎间运动保留装置。本专利技术的所解决的第四个问题是提供一种在摩擦副中间预留0.05~0.2mm的间隙,确保内衬、髓核组成的摩擦副之间形成液体润滑层,摩擦磨损失效率低、使用寿命更长的高仿生椎间运动保留装置。本专利技术的所解决的第五个问题是提供一种应力过渡斜锥面结构,该结构将最大应力分布层转移到斜锥面上,使得接触摩擦面不再是最大应力集中面,避免传统产品摩擦副中的摩擦面同时又是承载面,在摩擦力、最大应力双重作用下,导致接触面摩擦磨损量过大、髓核使用寿面短的问题,有效延长髓核使用寿命的高仿生椎间运动保留装置。本专利技术的所解决的第六个问题是提供一种下接骨板独特设有保护钩椎关节的外缘斜切平面或圆弧,能够有效促进骨长入愈合,并能有效减少手术中下椎体骨切除量、最大限度保留椎体骨,简化手术流程,降低手术难度的高仿生椎间运动保留装置。本专利技术的所解决的第七个问题是提供一种结合健康人群脊柱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旋转中心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的高仿生椎间运动保留装置。本专利技术的技术解决方案是所述高仿生椎间运动保留装置,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球面摩擦副;所述球面摩擦副呈间隙配合,所述内衬内凹球冠状摩擦球面槽的球面半径值大于所述髓核外凸摩擦球顶摩擦球面;内衬相对于上接骨板静止不动或实现旋转或平移,髓核相对于下接骨板静止不动或实现旋转或平移,内衬与髓核形成的球面摩擦副旋转中心则无轴向移动或可实现前、后、左、右方向的自由移动。作为优选:所述上接骨板由底面内凹的内衬嵌入槽、顶面成型呈龟背状的接骨板板体、龟背状的接骨板板体上设置的倒齿构成。作为优选:所述上接骨板龟背状板体的横断面轮廓与所述下接骨板板体的横断面轮廓从所述高仿生椎间运动保留装置进入椎间隙的前端至后端依次过渡成型为:梯形+矩形+椭圆;所述梯形前部便于假体植入椎体间隙,且能最大限度保留椎体骨后部钩椎关节的钩突结构;所述矩形中部最大限度增加了横断面面积,有利于增大产品与椎体骨接触面积;所述椭圆尾部与实际椎体骨前部弧形相吻合。作为优选:所述上接骨板龟背状矢状面轮廓后端设有水平支撑面,所述支撑面位于与水平面呈2度夹角的斜锥面顶部,所述龟背状矢状面轮廓前端为弧形矢状面,所述弧形矢状面整体位于锥度为2°斜锥面的余下部分。作为优选:所述弧形矢状面由两个半径值不同的相切球面组合而成,且切点是弧面最高点,与支撑面连接的弧形部分约占弧形总长1/3是半径值较小的球面,后2/3弧形部分是半径较大的球面,龟背状板体的矢状面轮廓与人体实际椎体下板解剖外形相吻合。作为优选:所述内衬由衬体、衬体内面凹设的球冠状摩擦球面槽构成;所述内衬由聚醚醚酮(PEEK)材料制成。作为优选:所述髓核由髓核支撑体、沿髓核支撑体缩径凸伸的应力过渡斜锥面、沿应力过渡斜锥面外凸成型的摩擦球面、应力过渡斜锥面与外凸摩擦球面结合部成型的圆角/倒角构成;所述应力过渡斜锥面与所述髓核支撑体之间的夹角在50°~89°范围内;所述髓核外凸成型的摩擦球面球心即假体旋转中心位于下接骨板下表面下方0~8mm内,在所述上接骨板与所述下接骨板前后中点位置偏前端方向0~2mm内;所述髓核由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制成。作为优选:所述下接骨板由板体、板体顶面内凹的髓核嵌入槽、板体下表面左、右、前侧壁连续成型的外缘斜切面、板体下表面上设置的倒齿构成。作为优选:所述下接骨板上、下表面采用平行的平面结构,下接骨板左、右两侧面和前端面下缘均设有能够保留钩椎关节的与接骨板下底面夹角在0°~75°的创新外缘斜切平面或弧面。作为优选:所述上接骨板倒齿、所述下接骨板倒齿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,直角三棱锥斜面朝向假体内侧前端;所述直角三棱锥固定倒齿在上接骨板上表面和下接骨板下表面呈非对称式布置,上本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种高仿生椎间运动保留装置,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球面摩擦副;所述球面摩擦副呈间隙配合,所述内衬内凹球冠状摩擦球面槽的球面半径值大于所述髓核外凸摩擦球顶摩擦球面;内衬相对于上接骨板静止不动或实现旋转或平移,髓核相对于下接骨板静止不动或实现旋转或平移,内衬与髓核形成的球面摩擦副旋转中心则无轴向移动或实现前、后、左、右方向的自由移动。

【技术特征摘要】
1.一种高仿生椎间运动保留装置,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球面摩擦副;所述球面摩擦副呈间隙配合,所述内衬内凹球冠状摩擦球面槽的球面半径值大于所述髓核外凸摩擦球顶摩擦球面;内衬相对于上接骨板静止不动或实现旋转或平移,髓核相对于下接骨板静止不动或实现旋转或平移,内衬与髓核形成的球面摩擦副旋转中心则无轴向移动或实现前、后、左、右方向的自由移动。2.根据权利要求1所述高仿生椎间运动保留装置,其特征在于,所述上接骨板由底面内凹的内衬嵌入槽、顶面成型呈龟背状的接骨板板体、龟背状的接骨板板体上设置的倒齿构成。3.根据权利要求2所述高仿生椎间运动保留装置,其特征在于,所述上接骨板龟背状板体的横断面轮廓与所述下接骨板板体的横断面轮廓从所述高仿生椎间运动保留装置进入椎间隙的前端至后端依次过渡成型为:梯形+矩形+椭圆;所述梯形前部便于假体植入椎体间隙,且能最大限度保留椎体骨后部钩椎关节的钩突结构;所述矩形中部最大限度增加了横断面面积,有利于增大产品与椎体骨接触面积;所述椭圆尾部与实际椎体骨前部弧形相吻合。4.根据权利要求3所述高仿生椎间运动保留装置,其特征在于,所述上接骨板龟背状板体的矢状面轮廓后端设有水平支撑面,所述支撑面位于与水平面呈2度夹角的斜锥面顶部,所述龟背状矢状面轮廓前端为弧形矢状面,所述弧形矢状面整体位于锥度为2°斜锥面的余下部分。5.根据权利要求4所述高仿生椎间运动保留装置,其特征在于,所述弧形矢状面由两个半径值不同的相切球面组合而成,且切点是弧面最高点,与支撑面连接的弧形部分约占弧形总长1/3是半径值较小的球面,后2/3弧形部分是半径较大的球面,龟背状板体的矢状面轮廓与人体实际椎体下板解剖外形相吻合。6.根据权利要求1所述高仿生椎间运动保留装置,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘伟强祝佳廖振华徐林俞兴穆晓红
申请(专利权)人:深圳清华大学研究院
类型:发明
国别省市:广东,44

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1