融合假体 【技术领域】
本发明涉及骨科植入领域， 更具体地， 涉及一种融合假体。背景技术 脊柱是人体的中轴支柱， 上部与颅骨底部的枕骨相连、 下部直达尾骨末端。 脊柱由 椎骨、 骶骨和尾骨借助椎间盘、 椎间关节及诸多韧带连接， 是躯干的活动中心和力学传递的 枢纽， 承担着支持体重、 减震、 保护中枢神经系统、 提供身体上半部分的前后伸屈、 侧弯、 扭 转等运动功能。 由于现代人类生活方式的变化， 生活节奏的加快， 导致脊柱即周围组织的负 载加剧， 损伤机会大为增加， 脊柱发病的几率不断上升。 常见的脊柱疾病如创伤、 肿瘤、 先天 畸形、 结核、 类风湿关节炎等等病变所导致的脊椎椎体损伤及缺失时有发生， 当前解决椎体 缺失的办法主要有植骨填充、 人工椎体置换等方法， 并辅之以前路或后路的钉板、 钉棒内固 定。
但现有技术存在的问题是人工椎体与上下相邻节段的生理椎体之间需要持续的 压力以保持紧密接触防止植入物与相邻椎体间移位滑脱， 因此必须另行植入一套保持压力 的刚性的钉板或钉棒系统， 而这一类的固定系统通常会高出原有生理椎体表面而对周围神 经、 血运和软组织带来不利影响 ； 另外刚性固定系统与生理骨质的弹性模量差异过大且无 法融合成一体， 因此远期容易产生疲劳断裂。
特别需要指出的是某些特定阶段的椎体关节例如寰枢关节， 寰枢关节是连接颅 骨与脊柱的非常特殊而重要的脊椎结构， 由于其所处部位及其解剖结构极其特殊， 一旦由 于病变造成枢椎缺失时常规颈椎人工椎体无法适用， 目前尚没有针对性的假体植入替代方 案， 临床中只能由医生根据具体情况临时采用改造钛笼或钛网的办法加之自体或异体骨进 行植骨融合， 且术后需要较长时间的头颈肩部固定直至完全融合， 给病人的生活带来极大 不便。
发明内容
本发明目的在于提供一种能够替代人体的骨结构从而可以植入人体的融合假体。
根据本发明的融合假体， 设置在第一骨结构和第二骨结构之间以替代第一骨结构 和第二骨结构之间的骨结构， 融合假体包括假体主体和设置在假体主体上的假体融合面， 假体融合面与第一骨结构和第二骨结构之中的至少一个相贴合， 假体融合面的表面具有微 孔结构。
进一步地， 微孔结构为包括多个相互连通的微孔隙的多向微孔隙结构。
进一步地， 微孔结构的孔隙的孔径为 100μm 至 1800μm。
进一步地， 融合假体为枢椎融合假体， 用于替代寰椎与第三颈椎之间的枢椎， 假体 融合面包括设置在假体主体上端并与寰椎相贴合的上关节融合面。
进一步地， 枢椎融合假体在植入人体后其正前方表面位于原枢椎正前方生理表面 以内。进一步地， 假体主体上设置有多个倾斜并向上延伸的第三连接孔， 枢椎融合假体 通过固定件分别与寰椎和第三颈椎相连接。
进一步地， 假体主体的上关节融合面上对应原枢椎的齿突位置处设置有齿突凸 台。
进一步地， 假体主体的上端对应于寰椎的寰椎前弓外侧的侧块的位置设置有立面 板， 立面板与齿突凸台一起形成对寰椎前弓的夹持。
进一步地， 立面板为两个并分别对应于寰椎前弓外侧的左右两个侧块， 立面板上 分别设置有第一连接孔。
进一步地， 假体融合面还包括设置在假体主体下端并与第三颈椎相贴合的下关节 融合面。
进一步地， 下关节融合面上设置有一个或者多个第二连接孔。
进一步地， 假体主体的表面和 / 或内部设置有加强部。
进一步地， 融合假体设置在寰椎与第三颈椎之间以替代枢椎， 融合假体植入人体 后其总体占位高度与原生理枢椎关节一致或者向下延伸加长以替代枢椎和第三颈椎或者 替代更多颈椎椎体节段。 进一步地， 假体主体为微孔结构。
进一步地， 假体主体上设置有多个植骨孔， 多个植骨孔之间相互贯通或者通过微 孔结构相连通。
进一步地， 植骨孔的孔径为 2mm 至 30mm。
采用本发明的融合假体， 其假体主体是根据患者的 CT/MRI/UCT 等断层扫描数据 制作的等尺寸金属植入物， 该融合假体的上设有假体融合面， 假体融合面依据被替代的骨 结构建造并与第一骨结构以及第二骨结构之中的至少一个良好吻合， 假体融合面表面为便 于骨细胞长入的微孔结构， 该微孔结构是一种相互连通的多向微孔隙结构， 该孔隙有利于 骨细胞爬行长入， 术后融合假体的假体融合面将与第一骨结构和第二骨结构之中的至少一 个的骨关节面发生骨融合以达到远期稳定。
附图说明 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解， 本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。在附图中 ：
图 1 是根据本发明的融合假体的立体结构示意图 ；
图 2 是根据本发明的融合假体的微孔结构示意图 ；
图 3 是根据本发明的融合假体与枢椎的连接以及分解结构示意图 ；
图 4 是根据本发明的融合假体与枢椎的通过螺钉连接的结构示意图 ；
图 5 是根据本发明的融合假体与螺钉的分解结构示意图 ；
图 6 是根据本发明的融合假体的植骨孔的结构示意图 ；
图 7 是根据本发明的融合假体的延伸加长实施例的结构示意图 ； 以及
图 8 是根据本发明的融合假体的延伸加长实施例的应用状态的结构示意图。
具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图 1 所示的根据本发明的融合假体， 设置在第一骨结构 2 和第二骨结构 3 之间 以替代第一骨结构 2 和第二骨结构 3 之间的骨结构， 融合假体包括假体主体 10 和设置在假 体主体 10 上的假体融合面， 假体融合面与第一骨结构 2 和第二骨结构 3 之中的至少一个相 贴合， 假体融合面的表面为微孔结构， 微孔结构为多个相互连通的多向微孔隙结构。
采用本发明的融合假体 1， 其假体主体 10 是根据患者的 CT/MRI/UCT 等断层扫描数 据制作的等尺寸医用金属植入物， 融合假体 1 由医用金属制成， 因此其具有良好生物相容 性。该融合假体 1 的上设有假体融合面， 假体融合面依据被替代的骨结构建造并与第一骨 结构 2 以及第二骨结构 3 之中的至少一个良好吻合， 假体融合面表面为便于骨细胞长入的 微孔结构 30， 微孔结构 30 的孔隙的直径为 100μm 至 1800μm。如图 2 所示， 该微孔结构是 一种相互连通的多向微孔隙结构， 该孔隙有利于骨细胞爬行长入， 术后融合假体的假体融 合面将与第一骨结构和第二骨结构之中的至少一个的骨关节面发生骨融合以达到远期稳 定。优选地， 融合假体 1 的两端均具有分别与第一骨结构 2 和第二骨结构 3 相贴合的假体 融合面。
优选地， 假体主体 10 为医用金属制成微孔结构， 该微孔结构的表面及内部孔隙相 互贯通， 微孔结构的孔隙孔径 100μm 至 1800μm。
如图 3 所示， 根据本发明的融合假体 1 为枢椎融合假体， 设置在寰椎 2 与第三颈椎 3 之间以替代枢椎， 假体融合面包括设置在假体主体 10 上端并与寰椎相贴合的上关节融合 面 20。 优选地， 假体融合面还包括设置在假体主体 10 下端并与第三颈椎相贴合的下关节融 合面 60。
出于手术入路的需要， 枢椎融合假体可不保留横突、 棘突、 椎弓结构， 除必要的功 能性设计改变外， 该枢椎融合假体在尺寸上与患者原生理枢椎椎体保持基本一致。枢椎融 合假体上下两端分别设有上关节融合面 20 和下关节融合面 60， 上关节融合面 20 和下关节 融合面 60 是分别提取寰椎下关节面和第三颈椎上关节面的曲面数据后由数控机床加工， 也可以利用激光烧结或高能电子束熔融等快速成型技术建造具有曲面高度拟合特性的表 面， 枢椎融合假体的上关节融合面 20 依据寰椎下关节面数据建造并与寰椎下关节面良好 吻合， 枢椎融合假体的下关节融合面 60 依据第三颈椎上关节面数据建造并与第三颈椎上 关节面良好吻合。由于上关节融合面 20 和下关节融合面 60 的表面均为微孔结构， 手术后 枢椎融合假体的上关节融合面 20 和下关节融合面 60 将分别与寰椎和第三颈椎的骨关节面 发生骨融合以达到远期稳定。
如图 1 所示， 根据枢椎融合假体的一个实施例， 假体主体 10 的上关节融合面 20 上 对应原枢椎的齿突位置处设置有齿突凸台 40。假体主体 10 的上端对应于寰椎的寰椎前弓 外侧的侧块的位置设置有立面板 50， 用于与齿突凸台 40 一起形成对寰椎前弓的夹持。 优选 地， 立面板 50 为两个并分别对应于寰椎前弓外侧的左右两个侧块， 立面板 50 上分别设置有 第一连接孔 51。
齿突凸台 40 外表面以及立面板 50 内侧与寰椎侧块接触的内表面均为便于骨细 胞长入的微孔结构， 该微孔结构是一种相互连通的多向微孔隙结构， 孔隙直径为 100μm ～ 1800μm， 该孔隙有利于骨细胞爬行长入， 手术后齿突凸台 40 将与寰椎前弓内侧的寰椎齿 突凹发生骨融合、 立面板 50 内表面的微孔结构将与寰椎侧块发生骨融合， 从而使得融合假体与寰椎相结合并达到远期稳定。如图 4 和图 5 所示， 手术中将连接件 90 分别由两个第一 连接孔 51 中旋入寰椎侧块以达到初始稳定的目的， 待骨融合完成后即可达到颈椎稳定的 重建。在本实施例中， 连接件 90 为固定螺钉。
根据枢椎融合假体的另一个实施例， 如图 5 所示， 所述枢椎融合假体在植入人体 后其正前方表面位于原枢椎正前方生理表面以内。
在本实施例中， 枢椎融合假体上端对应于寰椎前弓下缘处设置有凹槽并与寰椎前 弓下缘良好嵌合， 假体主体 10 上设置有多个倾斜并向上延伸的第三连接孔 62， 枢椎融合假 体通过固定件 90 分别与寰椎和第三颈椎相连接。具体地， 第三连接孔 62 为螺钉孔， 固定件 90 为固定螺钉。枢椎融合假体对应于寰椎前弓外侧左右两个侧块位置的下方各自设有一 个螺钉孔， 手术中将固定螺钉分别由两个螺钉孔旋入寰椎侧块以达到初始稳定的目的。枢 椎融合假体的假体主体 10 上端的对应于寰椎前弓下缘处的凹槽与寰椎下缘接触的部位的 凹槽表面为微孔结构， 该微孔结构是一种相互连通的多向微孔隙结构， 孔隙直径为 100μm 至 1800μm， 该孔隙有利于骨细胞爬行长入， 术后枢椎融合假体的假体主体 10 上端对应于 寰椎前弓下缘处的凹槽内表面的微孔结构将与寰椎前弓下缘发生骨融合以达到远期稳定。
在本实施例中， 枢椎融合假体在植入人体后其正前方表面位于原枢椎正前方生理 表面以内， 即枢椎融合假体在植入后其正前方表面不突出于原枢椎正前方生理表面， 也即 达到医学界所说的零切迹， 因此对枢椎前方各种软组织解剖位置无任何不良影响。 如图 1 所示， 下关节融合面 60 上设置有一个或者多个第二连接孔 61。
根据本发明的一个实施例， 假体主体 10 下端对应于第三颈椎上关节面的假体融 合面为便于骨细胞长入的微孔结构， 该孔隙有利于骨细胞爬行长入， 术后枢椎融合假体下 端对应于第三颈椎上关节面的假体融合面将与第三颈椎上关节面发生骨融合以达到远期 稳定。枢椎融合假体下端对应于第三颈椎上关节面的假体融合面上设有 1 至 3 个螺钉孔。 如图 4 和图 5 所示， 手术中将固定螺钉 90 分别由第二连接孔 61 中旋入第三颈椎上关节面 以达到初始稳定的目的， 待骨融合完成后即可达到颈椎稳定的重建。
如图 6 和图 7 所示， 假体主体 10 上设置有多个植骨孔 80， 多个植骨孔 80 之间相互 贯通或者通过微孔结构相连通。
在枢椎融合假体主体上设有若干植骨孔 80， 该植骨孔 80 可以容纳自体或异体骨 块和骨颗粒， 术前或术中在该植骨孔 80 内植入自体或异体骨块和骨颗粒可以起到诱导骨 细胞爬行长入促进骨融合的作用， 植骨孔孔径为 2mm 至 30mm， 以方便不同直径的自体或异 体骨块和骨颗粒植入。
前述融合假体的主体表面和 / 或内部的全部或局部涂敷有羟基磷灰石涂层， 该羟 基磷灰石涂层采用等离子喷涂法或电化学沉积法以及烧结法形成。
另外， 枢椎融合假体设置在寰椎与第三颈椎之间以替代枢椎， 融合假体植入人体 后其总体占位高度与原生理枢椎关节一致。
假体主体 10 的表面和 / 或内部设置有加强部， 加强部为加强筋或加强板， 以强化 假体主体 10 的结构强度。
如图 7 和图 8 所示， 当患者枢椎及第三颈椎或更多颈椎阶段均需要由假体替代时， 融合假体向下延伸加长以涵盖替代第三颈椎 4 直至更多的颈椎椎体节段， 此时融合假体将 与第四或其他节段颈椎椎体衔接固定， 其固定融合方式与上述与第三颈椎对接固定的方式
相同。 枢椎融合假体的加工方法是 ： 获得患者颈椎部位 CT/MRI/UCT 等断层扫描数据→ 在计算机中建立颈椎病变部位的三维数据模型→提取枢椎模型并进行修改设计生成枢椎 融合假体三维数据模型→用枢椎融合假体三维数据模型模拟替代生理枢椎以检查并验证 设计方案→加工成型。
根据目前的加工技术有两条较理想的加工路径 ：
A、 采用数控加工机床依据在计算机中生成的枢椎融合假体数据转换成的加工程 序进行加工成型， 然后使用电火花加工、 化学腐蚀、 机械钻孔切削等方法加工钻铣出所需要 的植骨孔、 螺钉孔与微孔， 固定螺钉则采用车削或铣等常规机械加工方法制作 ；
B、 利用激光烧结或高能电子束熔融等快速成型技术熔融成型， 具体方法如下 ：
a) 使用专业软件对在计算机中设计建造的枢椎融合假体三维数据模型进行分层， 以获得一系列单层切片的轮廓数据 ；
b) 向激光或高能电子束快速成型设备输入上述系列层片数据 ；
c) 在激光或高能电子束快速成型设备加工舱内铺设与前述三维数据模型分层时 层高相应厚度的医用金属粉末 ；
d) 由计算机控制激光束或高能电子束对医用金属粉末进行扫描并有选择的熔 e) 重复前述铺设粉末、 扫描熔化步骤以使各层被选择熔化的材料相互熔结成整化；
体； f) 完成全部层面的熔融过程后去除未熔融的粉末即可得到所需要形状结构的枢 椎融合假体 ；
g) 由于在建造枢椎融合假体三维数据模型时已经将所需要的实体、 植骨孔、 螺钉 孔、 微孔等等结构一并设计在数据文件中， 因此上述各种结构在激光烧结或高能电子束熔 融过程中将一次性完成制造。
从以上的描述中， 可以看出， 本发明上述的实施例实现了如下技术效果 ：
本发明的融合假体， 假体融合面表面为便于骨细胞长入的微孔结构， 该微孔结构 是一种相互连通的多向微孔隙结构， 该孔隙有利于骨细胞爬行长入， 术后融合假体的假体 融合面将与第一骨结构和第二骨结构之中的至少一个的骨关节面发生骨融合以达到远期 稳定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。