一种基于3D打印的人工仿生腰椎制造技术

本发明专利技术提供了一种基于3D打印的人工仿生腰椎，属于人工假体领域。所述人工仿生腰椎，包括支撑部，所述支撑部内部可旋转的设置有第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮分别和第三锥齿轮啮合传动；所述第一锥齿轮上延伸设置有第一螺杆部并和上连接体螺纹连接，所述第二锥齿轮延伸设置有第二螺杆部并和下连接体螺纹连接；所述支撑部圆周上均布有六个弧形导向槽，所述上连接体底端圆周均布有三个第一弧形导向板，所述下连接体上端圆周均匀有三个第二弧形导向板，所述第一弧形导向板和第二弧形导向板滑动设置在弧形导向槽中。本发明专利技术的人工椎体可升降调节高度、整体强度高、连接稳定性强，可以适应不同椎体切除手术的椎体。体。体。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印的人工仿生腰椎


[0001]本专利技术属于人工假体
，尤其是涉及一种基于3D打印的人工仿生腰椎。

技术介绍

[0002]人工椎体作为一类有效的椎体替代物在临床上得到广泛应用，为治疗脊柱肿瘤等疾病带来了极大的便利，人工椎体不仅能较好的恢复脊柱的生理解剖结构以及校正脊柱后凸畸形，对脊柱稳定性重建也效果突出。人工椎体的发展经过了单纯支撑型、撑开固定型、可调固定型等几个发展阶段。由于个体差异的存在，人工椎体在安装过程中需要进行多种参数的调整以适应个体的特殊性。
[0003]现有技术中，人工椎体调整高度以螺旋式调整为主，但是螺旋式调整高度，使得调整后的椎体无法稳定固定，上下椎体结合不牢靠，导致椎体脱出，无法达到满意的骨性融合，稳定性差；其他调整高度的方式,也存在稳定性差、骨性融合性差等问题，易对腰椎造成损伤。
[0004]如公开号为CN104840281B的中国专利技术专利，公开了一种人工椎体，包括上连接体、下连接体和支撑部，支撑部的本体,支柱在腔体内形成活塞结构,通过不同气压来调节支柱伸出腔体的长度,从而可以调节高度以适应不同用户,同时气压活塞结构具有一定的弹性,使轴向具有一定的自由度。但由于支撑部调节高度后不是固定状态,容易导致上连接体和下连接体移位活动，无法实现真正的骨性融合,同时存在对腰椎造成损伤的隐患。
[0005]再如公开号为CN212281786U的中国专利技术专利，公开了一种零切迹可调式人工椎体，包括上连接件和下连接件，所述人工椎体上设置有椎体高度调节装置，该调节装置是通过螺纹连接实现调节高度，然后通过锁定螺钉固定，可进行调节满足适合的高度，有利于同时恢复病变椎节的正常高度，有利于椎节后期的融合与稳定。但是该调节装置简单的利用螺纹连接结构，实现上连接件和下连接件的升降调节，而上连接件和下连接件连接稳定性差、不易实现更长行程的调节，相互之间轴向会发生旋转运动，在长期使用过程中，容易导致上连接件、下连接件和人工椎体连接的不稳定性，导致整体人工椎体发生松脱、偏移等问题，从而导致腰椎受损。

技术实现思路

[0006]针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术实施例提供了一种基于3D打印的人工仿生腰椎，通过3D打印在支撑部内部设置固定的芯轴，在圆周上布设弧形导向槽及配合的导向板，通过芯轴实现上下锥齿轮的啮合传动以调整高度，通过导向槽及导向板的配合进一步实现齿轮传动后的椎体稳定，不会出现轴向旋转，且人工椎体整体强度高、连接稳定性强，可以适应不同患者、不同椎体切除手术的椎体，有助于提高术后患者脊柱的稳定性。
[0007]为实现上述目的，本专利技术实施例提供的技术方案为：一种基于3D打印的人工仿生腰椎，包括上连接部、下连接部和支撑部；其中，所述支撑部基本结构为圆柱形，内部中空且中心位置固定有芯轴，所述芯轴的上
下两端分别可旋转的设置有第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮分别和第三锥齿轮啮合传动，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮可旋转的设置在支撑部的内壁上；所述上连接部包括上连接体，所述下连接部包括下连接体；所述第一锥齿轮上延伸设置有第一螺杆部，所述第二锥齿轮上延伸设置有第二螺杆部，所述第一螺杆部和上连接体螺纹连接，所述第二螺杆部和下连接体螺纹连接；所述支撑部圆周上均布有六个弧形导向槽，所述上连接体底端圆周均布有三个第一弧形导向板，所述下连接体上端圆周均匀有三个第二弧形导向板，所述第一弧形导向板和第二弧形导向板滑动设置在弧形导向槽中。
[0008]优选的，所述上连接部包括上连接端盖，所述上连接体与上连接端盖之间具有轴向旋转和前后左右弯曲的活动度；所述下连接部包括下连接端盖，所述下连接体与下连接端盖之间具有轴向旋转和前后左右弯曲的活动度，能够形成类似人体椎体与人体椎体之间的活动自由度。
[0009]优选的，所述弧形导向槽包括第一弧形导向槽和第二弧形导向槽，所述第一弧形导向槽向支撑部上端面贯通设置，所述第二弧形导向槽向支撑部下端面贯通设置，且第一弧形导向槽和第二弧形导向槽在支撑部圆周上依次交错设置。
[0010]优选的，所述的基于3D打印技术的钛合金人工仿生腰椎，还包括锁定螺栓组件，所述锁定螺钉组件包括锁定螺钉和正多边形限位块，所述锁定螺钉包括滑动部、限位部和螺纹部，所述正多边形限位块滑动设置在限位部上，所述第三锥齿轮的一端面内凹设置有正多边形限位槽，所述正多边形限位块和正多边形限位槽配合连接，能够通过旋转螺纹部驱动第三锥齿轮运动。
[0011]优选的，所述的基于3D打印技术的钛合金人工仿生腰椎，还包括锁定螺栓组件，所述锁定螺钉组件包括锁定螺钉、正多边形限位块和顶紧螺母，所述锁定螺钉包括滑动部、限位部和螺纹部，所述正多边形限位块滑动设置在限位部上，所述第三锥齿轮的一端面内凹设置有正多边形限位槽，正多边形限位槽端面设置有通孔，所述通孔正对的芯轴上设置有定位螺纹孔，所述螺纹部从通孔中伸入并和定位螺纹孔配合连接，所述正多边形限位块和正多边形限位槽配合连接，所述顶紧螺母设置有外螺纹，所述顶紧螺母旋入第一螺纹孔中并抵紧滑动部的端面设置。
[0012]优选的，所述上连接端盖上端延伸设置有上把持部，所述上把持部上设置有连接孔；所述下连接端盖下端延伸设置有下把持部，所述下把持部上设置有连接孔。
[0013]优选的，所述支撑部的内壁延伸设置有扇形的连接部，所述连接部和芯轴固定连接，第三锥齿轮位于连接部的扇形缺口中。
[0014]本专利技术实施例具有如下优点和有益效果：本专利技术实施例所提供的基于3D打印的人工仿生腰椎，以旋转第三锥齿轮，同时带动第一锥齿轮和第二锥齿轮旋转运动，实现上连接体、下连接体相对或相向的升降运动，实现人工椎体更高行程长度的调节，通过调整椎体高度，达到手术要求高度，从而能够根据实际需要调节人体椎体的高度，避免现有技术中单一长度的人工椎体，这样更加有利于患者的康复；本专利技术中，上下连接体上延伸设置有弧形导向部，弧形导向部滑动设置在支撑部
的内壁上，第一锥齿轮和第二锥齿轮通过芯轴连接。这样的设计，使得上连接体、下连接体、支撑部以及支撑部内部的锥齿轮、螺杆组件可以被限位，保证相互之间连接的稳定性，使得整体椎体连接紧凑、稳定，保证人工椎体整体的稳定性和连接强度，有利于椎节后期的融合与稳定；本专利技术中，弧形导向槽包括第一弧形导向槽和第二弧形导向槽，第一弧形导向槽向支撑部上端面贯通设置，第二弧形导向槽向支撑部下端面贯通设置，且第一弧形导向槽和第二弧形导向槽在支撑部圆周上依次交错设置。这样的设计，大大减少支撑部开孔面积，并且还不影响导向部和弧形导向槽的滑动设置，进一步增强了支撑部的整体强度，从而保证椎体的强度；本专利技术还设计了锁定螺栓组件，可以通过锁定螺栓组件旋转第三锥齿轮调整椎体的高度，并且，调整完椎体的高度后，可以将锁定螺栓组件的锁定螺钉经第三锥齿轮的通孔旋入芯轴内固定，然后在锁定螺钉上套设好的正多边形限位块并推入到第三锥齿轮的正多边形限位槽中配合连接，实现锁紧定位，最后通过顶紧螺母再次抵紧锁定螺钉。这样的设计，可以将锁定螺栓组件通用，用于调节高度后又本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印的人工仿生腰椎，其特征在于，包括上连接部、下连接部和支撑部；其中，所述支撑部基本结构为圆柱形，内部中空且中心位置固定有芯轴，所述芯轴的上下两端分别可旋转的设置有第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮分别和第三锥齿轮啮合传动，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮可旋转的设置在支撑部的内壁上；所述上连接部包括上连接体，所述下连接部包括下连接体；所述第一锥齿轮上延伸设置有第一螺杆部，所述第二锥齿轮上延伸设置有第二螺杆部，所述第一螺杆部和上连接体螺纹连接，所述第二螺杆部和下连接体螺纹连接；所述支撑部圆周上均布有六个弧形导向槽，所述上连接体底端圆周均布有三个第一弧形导向板，所述下连接体上端圆周均匀有三个第二弧形导向板，所述第一弧形导向板和第二弧形导向板滑动设置在弧形导向槽中。2.根据权利要求1所述的基于3D打印的人工仿生腰椎，其特征在于，所述上连接部还包括上连接端盖，所述上连接体与上连接端盖之间具有轴向旋转和前后左右弯曲的活动度；所述下连接部包括下连接端盖，所述下连接体与下连接端盖之间具有轴向旋转和前后左右弯曲的活动度，能够形成类似人体椎体与人体椎体之间的活动自由度。3.根据权利要求1所述的基于3D打印的人工仿生腰椎，其特征在于，所述弧形导向槽包括第一弧形导向槽和第二弧形导向槽，所述第一弧形导向槽向支撑部上端面贯通设置，所述第二弧形导向槽向支撑部下端面贯通设置，且第一弧形导向槽和第二弧形导向槽在...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗乙娲，朱骏，焦树强，王明涌，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：