腰椎间盘假体制造技术

本发明专利技术涉及一种可替代退化的腰椎间盘的人工假体。该腰椎间盘的人工假体由上面板、中面板、转轴球、减震阻尼、下面板构成；上面板、中面板与下面板之间成型的容置腔内设有以关节方式连接的转轴球；该转轴球的球部可滑动地容设在上面板与中面板成型的球窝内，而转轴球的轴部螺接在下面板开设的螺孔内，从而使上面板可相对下面板作旋转运动；中面板与减震阻尼之间以及中面板的凸面与减震阻尼的凹面之间设有使上面板相对下面板作倾斜运动的间隙和弓形间隙。

【技术实现步骤摘要】
腰椎间盘假体
本专利技术涉及一种骨科植入器械，特别涉及一种可替代退化的腰椎间盘的人工假体。
技术介绍
人体腰椎结构保护着椎管内的脊髓和神经根，同时赋予躯干稳定性和灵活性，是人体重要的承重结构，腰椎的应力传导通过“三关节联合体”进行，包括椎间盘和后方成对的关节突。椎间盘由纤维环、髓核、椎体终板组成，是人体最大的无血运组织，组织再生和修复能力有限，导致椎间盘退变难以自身逆转，当髓核的含水量减少，弹性和抗负荷能力大大减退，就容易衍变成退化的椎间盘。流行病学研究发现，从青春期到老年期椎间盘退变的发生率与年龄呈直线关系，老年椎间盘退行性变几乎达到“饱和”状态。对于有症状的退行性椎间盘退变患者，如经过严格的保守治疗无效，就应采取手术治疗。传统的手术治疗方法为腰椎融合术，常用的有基于椎板的减压手术和采用椎弓根螺钉的融合方法。该方法缓解了腰椎间盘源性疼痛，然而长期结果显示许多患者在术后几年出现复发，再手术率较高。此外，融合术使得手术节段的活动性永久丧失，相邻节段活动度加大导致退变加快，改变了脊柱原有的生物力学环境。现在，治疗椎间盘退行性疾病的另一选择方案是植入人工椎间盘假体，该方法相对于融合术有若干潜在优点，包括有效缓解疼痛，避免了相邻节段受累，还可以多节段置换，提供了一种理论上能保留脊柱原有生物力学状态的方法。目前国内外的人工腰椎间盘假体已有多种设计，可以分为多部件以及一体式假体两种，以下分别介绍。现有的人工腰椎间盘假体大多为多部件假体，均为利用工程学手段达到椎间盘的运动功能，主要是通过球窝关节模仿椎间盘前屈、后伸、左右侧弯以及左右旋转六个自由度的运动，一般通过金属终板与上、下椎体固定，两金属终板间直接构成球窝关节(如Maverick)或在两金属中间放置聚乙烯髓核构成“三明治结构”(如ProDisc、SB Charite>Mobidi sc)。该多部件设计的结构与材料技术较成熟，然而这种设计无法对椎间盘复杂的率禹合运动进行模仿，不能完成类似生理椎间盘的压缩和分离/膨胀运动。多部件假体实行的置换手术大多采用前方经腹膜入路或腹膜后入路暴露椎体，该方法创伤大，既增加了病人的痛苦，又延长了术后康复时间，更为重要的是，如需进行翻修手术，术中发生大出血或栓塞并发症的风险大约是初次手术的6倍。因此，实现外侧入路或前外侧入路植入假体，或实行微创手术治疗，是现在研究新结构的人工腰椎间盘的要点之一。而且，假体的一体化设计，也可以简化设备清单，使得医生对腰椎间盘植入手术的学习曲线趋于平缓，减少植入时的技术性失误。现有的一体化假体主要有FlexiCore假体，采用全金属设计，两个终板通过中央球窝关节连接并建立轴向旋转及其他运动功能，同时假体在递给医生前球窝关节已经装配完成，张力负荷结构可以防止负荷表面的分离和脱位，假体可以按照医生的习惯进行多角度操作和置入。但是该假体的全金属设计使得假体的弹性模量较大，容易产生应力遮挡效应，在置入人体后由于该假体缺乏载荷吸收能力，相邻的椎间盘必须承担额外的载荷，甚至导致相邻盘的过早退化，金属带来的单位面积负荷较大，置入后有发生假体陷入椎骨的风险，该假体的术后随访未见大规模报道。现有的假体设计大多为多部件结构，采用前路经腹膜或腹膜外入路，创伤大，手术风险大。采用一体化设计的假体如FlexiCore，由于采用全金属结构，弹性模量远远大于皮质骨的弹性模量，存在应力遮挡和假体陷落风险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种用金属材料和高分子材料组合制成的一体化假体，除了允许脊柱外科医师按照习惯从不同角度植入假体，也可以有效避免假体在人体中的引起的负载过大、应力遮挡、假体陷落等风险的腰椎间盘假体。本专利技术的技术解决方案是所述腰椎间盘假体，其特殊之处在于:由上面板、中面板、转轴球、减震阻尼、下面板构成；上面板、中面板与下面板之间成型的容置腔内设有以关节方式连接的转轴球；该转轴球的球部可滑动地容设在上面板与中面板成型的球窝内，而转轴球的轴部螺接在下面板开设的螺孔内，从而使上面板可相对下面板作旋转运动；中面板与减震阻尼之间以及中面板的凸面与减震阻尼的凹面之间设有使上面板相对下面板作倾斜运动的间隙和弓形间隙。作为优选:上面板、下面板与椎体相接触的表面分别设置中央穹顶形突起；上面板与中面板以及减震阻尼与下面板均通过螺栓连接或选用其它构件的连接:槽与弹簧连接机构、导向凸尾与对应的凹进连接机构、卡合机构、结合剂、超声波焊接、螺钉、榫卯结构。作为优选:中央穹顶形突起与面板的成型方式选定以下一种: (1)该中央穹顶形突起与面板一体成型； ⑵该中央穹顶形突起与面板结合为一体的金属丝网格，所述金属丝网格在植入人体时作变形处理，以适合上椎体、下椎体的凹形表面； ⑶该中央穹顶形突起与面板结合为一体的多孔凸面金属体，以促进骨组织长入。作为优选:设有中央穹顶形突起的上面板与下面板的表面设有供射线透过的标签和若干个与椎体初始固定的齿突；设有中央穹顶形突起的上面板表面与下面板表面喷涂生物活性或骨诱导材料。作为优选:所述生物活性或骨诱导材料选用:钛涂层、羟基磷灰石涂层、钛和磷酸钙制成的涂层、硅酸钙涂层、钽涂层的一种；或者，采用压花表面、波纹表面阻止上面板的表面与下面板的表面与上椎体、下椎体终板的相对滑动。作为优选:球窝形成的关节处、中面板凸面与减震阻尼凹面之间的弓形部分，相隔设定角度的部位均设有限制腰椎间盘假体过度旋转的定位机构；即:转轴球的球头和上面板、中面板的球窝处设置相对的突起和凹进，或者，采用压花、沟槽、酸蚀、烧结在表面的小珠、蚀刻在表面的纹理，使得面板旋转到该位置后不能继续旋转；球窝形成的关节处、中面板凸面与减震阻尼接触弓形部分的表面，设有导入组织液以润滑假体表面，保证运动流畅性的沟槽。作为优选:所述中面板的凸面与减震阻尼的凹面在侧向上逐渐变小，以供腰椎间盘假体的旋转和倾斜产生更多的“游隙”；中面板与减震阻尼相对的边缘部分设有孔径角，该孔径角为中面板凸面相对减震阻尼凹面倾斜和/或水平滑动的边缘形成；该孔径角设置在中面板或减震阻尼上，或二者均有；如此，可在腰椎间盘假体完成侧向旋转时增大旋转角度，中面板凸面与减震阻尼凹面的终端接触过程中出现间隙闭合，阻止旋转。作为优选:上面板、中面板、下面板与转轴球分别选用以下一种材料: 金属类材料:钛合金、锆合金、钽合金；优选:钴铬钥合金； 陶瓷类材料:氧化铝、氧化锆； 减震阻尼选用以下的一种材料: 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚，醚酮(PEEK);优选:聚氨酯。作为优选:适应软骨终板由肾形逐渐衍变成椭圆形态的上面板、中面板、下面板，选用以下一种形状:椭圆形、卵圆形、肾形、圆角矩形、D形。本专利技术的另一技术解决方案是所述腰椎间盘假体，其特殊之处在于:由上面板、中面板、转轴球、减震阻尼、下面板构成；上面板、中面板与下面板之间成型的容置腔内设有以关节方式连接的转轴球；该转轴球的球部可滑动地容设在上面板与中面板成型的球窝内，而转轴球的轴部螺接在下面板开设的螺孔内，从而使上面板可相对下面板作旋转运动；中面板与减震阻尼之间以及中面板的凸面与减震阻尼的凹面之间设有使上面板相对下面板作倾斜运动的间隙和弓形间隙；上面板、下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种腰椎间盘假体，其特征在于：由上面板、中面板、转轴球、减震阻尼、下面板构成；上面板、中面板与下面板之间成型的容置腔内设有以关节方式连接的转轴球；该转轴球的球部可滑动地容设在上面板与中面板成型的球窝内，而转轴球的轴部螺接在下面板开设的螺孔内，从而使上面板可相对下面板作旋转运动；中面板与减震阻尼之间以及中面板的凸面与减震阻尼的凹面之间设有使上面板相对下面板作倾斜运动的间隙和弓形间隙。

【技术特征摘要】
1.一种腰椎间盘假体，其特征在于:由上面板、中面板、转轴球、减震阻尼、下面板构成；上面板、中面板与下面板之间成型的容置腔内设有以关节方式连接的转轴球；该转轴球的球部可滑动地容设在上面板与中面板成型的球窝内，而转轴球的轴部螺接在下面板开设的螺孔内，从而使上面板可相对下面板作旋转运动；中面板与减震阻尼之间以及中面板的凸面与减震阻尼的凹面之间设有使上面板相对下面板作倾斜运动的间隙和弓形间隙。2.根据权利要求1所述腰椎间盘假体，其特征在于:上面板、下面板与椎体相接触的表面分别设置中央穹顶形突起；上面板与中面板以及减震阻尼与下面板均通过螺栓连接或选用其它构件的连接:槽与弹簧连接机构、导向凸尾与对应的凹进连接机构、卡合机构、结合剂、超声波焊接、螺钉、榫卯结构。3.根据权利要求2所述腰椎间盘假体，其特征在于:中央穹顶形突起与面板的成型方式选定以下一种: ⑴该中央穹顶形突起与面板一体成型； ⑵该中央穹顶形突起与面板结合为一体的金属丝网格，所述金属丝网格在植入人体时作变形处理，以适合上椎体、下椎体的凹形表面； ⑶该中央穹顶形突起与面板结合为一体的多孔凸面金属体，以促进骨组织长入。4.根据权利要求2所述腰椎间盘假体，其特征在于:设有中央穹顶形突起的上面板与下面板的表面设有供射线透过的标签和若干个与椎体初始固定的齿突；设有中央穹顶形突起的上面板表面与下面板表面喷涂生物活性或骨诱导材料。5.根据权利要求4所述腰椎间盘假体，其特征在于:所述生物活性或骨诱导材料选用:钛涂层、羟基磷灰石涂层、钛和磷酸钙制成的涂层、硅酸钙涂层、钽涂层的一种；或者，采用压花表面、波纹表面阻止上面板的表面与下面板的表面与上椎体、下椎体终板的相对滑动。6.根据权利要求1所述腰椎间盘假体，其特征在于:球窝形成的关节处、中面板凸面与减震阻尼凹面之间的弓形部分，相隔设定角度的部位均设有限制腰椎间盘假体过度旋转的定位机构；即:转轴球的球头和上面板、中面板的球窝处设置相对的突起和凹进，或者，采用压花、沟槽、酸蚀、烧结在表面的小珠、蚀刻在表面的纹理，使得面板旋转到该位置后不能继续旋转；球窝形成的关节处、中面板凸面与减震阻尼接触弓形部分的表面，设有导入组织液以润滑假体表面，保证运动流畅性的沟槽。7.根据权利要求1所述腰椎间盘假体，其特征在于:所述中面板的凸面与减震阻尼的凹面在侧向上逐渐变小，以供腰椎间盘假体的旋转和倾斜产生更多的“游隙”；中面板与减震阻尼相对的边缘部分设有孔径角，该孔径角为中面板凸面相对减震阻尼凹面倾斜和/或水平滑动的边缘形成；该孔径角设置在中面板或减震阻尼上，或二者均有；如此，可在腰椎间盘假体完成侧向旋转时增大旋转角度，中面板凸面与减震阻尼凹面的终端接触过程中出现间隙闭合，阻止旋转。8.根据权利要求1至7任一项所述腰椎间盘假体，其特征在于:上面板、中面板、下面板与转轴球分别选用以下的一种材料: 金属类材料:钛合金、锆合金、钽合金；优选:钴铬钥合金； 陶瓷类材料:氧化铝、氧化锆； 减震阻尼选用以下的一种材料: 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚，醚酮(PEEK);优选:聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：白文媛，邓超，廖振华，刘伟强，
申请(专利权)人：深圳清华大学研究院，
类型：发明
国别省市：