CN111529144B

CN111529144B - 自适应的椎间融合器

Info

Publication number: CN111529144B
Application number: CN202010390602.8A
Authority: CN
Inventors: 王玉珏; 孙杨
Original assignee: Shenzhen Corliber Scientific
Current assignee: Shenzhen Corliber Scientific
Priority date: 2018-06-12
Filing date: 2018-06-12
Publication date: 2022-11-15
Anticipated expiration: 2038-06-12
Also published as: CN111529144A; CN108514466B; CN108514466A

Abstract

本公开提供了一种自适应的椎间融合器，其包括主体部和支撑部，主体部呈扁平状，支撑部包括形成在主体部并排列在主体部上的多个缓冲部，缓冲部具有形成在主体部上的弹性部和与弹性部连接的平坦部，平坦部能够以弹性部的端部为支点倾斜，多个缓冲部通过弹性形变贴合椎骨面而自适应受力。在这种情况下，由于缓冲部具有形成在主体部上的弹性部和与弹性部连接的平坦部，因此，缓冲部容易根据椎骨与椎间融合器接触的表面而自适应地受力，从而改善椎间融合器的临床修复效果。此外，由于椎间融合器能够更加均匀地刺激椎骨融合面，因此，具有良好的骨诱导性，能够促进骨骼恢复生长。

Description

自适应的椎间融合器

本申请是申请日为2018年06月12日、申请号为201810603747.4、发明名称为具有缓冲部的椎间融合器的专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及一种自适应的椎间融合器。

背景技术

随着人口老龄化的加剧与现代都市人民生活习惯的改变，以颈椎病、颈椎间盘突出症、腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄症等为代表的脊柱退行性疾病正严重影响人们的工作和生活。目前，上述病情在初期阶段时，大多采用保守的治疗方法例如药物治疗、理疗等。然而，随着患者病情的加重，需要考虑采用更有效的治疗方法例如椎骨融合术来抑制患者病情的加重。以腰椎间盘突出症为例，当椎间盘突出压迫椎管超过1/3或者出现下肢麻木、活动困难、大小便无力等情况时，这时保守的治疗方法的治疗效果已不明显，此时需要考虑对患者实施椎骨融合术。

在椎骨融合术中，通过把椎骨间突出的椎间盘摘除，然后在椎骨间植入椎间融合器以诱导椎骨融合在一起，以便达到消除病灶的目的。在椎骨融合术的临床应用中，由于椎间融合器在手术后被长期置入人体内，因此椎间融合器的结构、制造技术、质量等因素都对椎骨融合术的术后效果起重要的作用。

专利文献1公开了一种可塑形个体化脊柱融合器，包括融合器的上顶板、下顶板、塑形弹簧、内生物硅胶圈、外生物硅胶圈、卡扣A和卡扣B。所述的上顶板和下顶板通过复位弹簧连接在一起，内生物硅胶圈和外生物硅胶圈分布在复位弹簧的内侧和外侧，并通过卡扣A和卡扣B连接在上下顶板上，且外生物硅胶圈上有一骨水泥注入孔。

然而，在上述专利文献1中，尽管可以调节融合器的高度、角度、倾斜度等的融合器，但是融合器的上顶板与下顶板的形状固定，而每个手术个体之间是存在个体差异的，与人体骨头接触的面不能完全的贴合。因此，专利文献1的融合器并不利于椎骨间的融合效果。

现有技术文献

专利文献1：中国专利申请公开号CN104083235A。

发明内容

本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种能够适应不同椎间骨骼的形状，增加其骨诱导性，促进骨骼生长的自适应的椎间融合器。

为此，本公开提供了一种自适应的椎间融合器，其特征在于，包括主体部和支撑部，所述主体部呈扁平状，所述支撑部包括形成在所述主体部并排列在所述主体部上的多个缓冲部，所述缓冲部具有形成在主体部上的弹性部和与所述弹性部连接的平坦部，所述平坦部能够以所述弹性部的端部为支点倾斜，所述多个缓冲部通过弹性形变贴合椎骨面而自适应受力。在这种情况下，由于缓冲部具有形成在主体部上的弹性部和与弹性部连接的平坦部，因此，缓冲部容易根据椎骨与椎间融合器接触的表面而自适应地受力，从而改善椎间融合器的临床修复效果。此外，由于椎间融合器能够更加均匀地刺激椎骨融合面，因此，具有良好的骨诱导性，能够促进骨骼恢复生长。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述弹性部形成为曲折形状，所述弹性部包括倾斜形成在所述主体部的第一弹片以及与所述第一弹片连接的第二弹片，所述第一弹片与所述第二弹片形成有夹角。在这种情况下，弹性部能够提供良好的缓冲作用。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述弹性部包括沿着所述主体部的长度方向并排地设置的多个第一弹片，所述多个第一弹片以不同的倾斜角形成在所述主体部上。在这种情况下，支撑部能够很好地承受来自椎骨的压力，从而改善椎骨的受力状况，避免对椎骨造成二次伤害。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述弹性部包括多个第二弹片，所述多个第二弹片以不同的倾斜角分别形成在所述主体部上的对应的第一弹片。在这种情况下，能够更加有效地自适应椎骨的受力状况。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述主体部与支撑部可拆卸地装配在一起。在这种情况下，能够根据不同的椎骨及椎骨间状况有针对性地装配，由此能够提高椎间融合器的适用性。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述主体部可以为多层的平面网状结构的层叠结构。在这种情况下，具有多层的平面网状结构的层叠结构的主体部有利于气血交换，促进骨骼生长。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述主体部可以为实心结构。在这种情况下，主体部的结构更加坚固。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述主体部还具有多个上下贯通的贯通孔。由此，能够在椎间融合器内形成气血通路，促进骨骼生长恢复。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，主体部的构成材料可以采用金属、陶瓷、聚合物中的至少一种。在这种情况下，主体部能够较好地处理生物相容性和硬度的问题。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述多个缓冲部以一定间隔距离形成在所述主体部上。在这种情况下，多个缓冲部与椎骨面接触而受力时，缓冲部能够发生弹性形变而更好地适应椎骨面的形状。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述主体部与所述缓冲部一体成形。在这种情况下，能够增加椎间融合器的结构稳定性。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，在所述主体部，还填充有人工骨。由此，能够诱导骨骼生长，促进恢复。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述平坦部设置在所述弹性部的端部，所述平坦部可以呈平板状、椭圆状、多边形状中的至少一种。由此，能够使平坦部根据椎骨状况更好地贴合于椎骨面，更好地起到受力作用。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述椎间融合器可以由3D打印制作。由此，能够利用3D打印技术制作出具有复杂的缓冲结构的椎间融合器。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述人工骨通过热压合的方式与所述主体部结合。由此，能够使人工骨与椎间融合器牢固地结合。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述人工骨包括生物陶瓷颗粒和可降解聚酯材料。在这种情况下，人工骨可以在促进骨骼生长后降解，在主体部和支撑部中形成气血通路，有利于骨骼的生长恢复。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述贯通孔呈正六棱柱形状。由此，能够在具有稳定性的同时尽可能的将贯通孔增大。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述平坦部平行于所述主体部。由此，可以稳定的受力，更好的贴合脊椎。

根据本发明，能够提供一种能够适应不同椎间骨骼的形状，增加其骨诱导性，促进骨骼生长的自适应的椎间融合器。

附图说明

现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本公开的实施例，其中：

图1是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器的使用状态示意图。

图2是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器的立体图。

图3是示出了沿着图2的剖线A-A'方向的椎间融合器的剖面示意图。

图4是示出了椎间融合器的主体的网状结构图。

图5是示出了椎间融合器的侧视图。

图6是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器的缓冲部的立体图。

图7是示出了沿着图6的剖线B-B'方向的缓冲部的剖面示意图。

具体实施方式

本公开引用的所有参考文献全文引入作为参考，如同完全阐述的那样。除非另有定义，本公开所使用的技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解相同的含义。为本领域技术人员提供了本申请中所使用的许多术语的一般指南。本领域技术人员将认识到可以用于本公开的实践中的与本公开所描述的那些相似或等同的许多方法和材料。实际上，本公开决不限于所描述的方法和材料。

图1是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器的使用状态示意图。图2是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器的立体图。图3是示出了沿着图2的剖线A-A'方向的椎间融合器剖面示意图。

如图1和图2所示，本公开涉及具有缓冲部的椎间融合器1(有时也称“椎间融合器1”)。在本实施方式中，椎间融合器1包括主体部10和支撑部20。在本实施方式所涉及的椎间融合器1中，主体部10呈扁平状，支撑部20包括形成在主体部10并排列在主体部10上的多个缓冲部21(参见图3)。各个缓冲部200具有形成在主体部10上的弹性部210和与弹性部210连接的平坦部23。

如图1所示，椎间融合器1植入人体例如椎骨之间后，支撑部20的平坦部23与椎骨直接接触而承受来自椎骨2的压力，由于支撑部20具有形成在主体部上的缓冲部200，因此，缓冲部200容易根据椎骨与椎间融合器1接触的表面而自适应地受力，从而改善椎间融合器1的临床修复效果。此外，由于椎间融合器1能够更加均匀地刺激椎骨融合面，因此，具有良好的骨诱导性，能够促进骨骼恢复生长。

在一些示例中，支撑部20还可以在主体部10的上下表面同时设置(参见图3)。例如，支撑部20可以关于主体部10对称设置有支撑部20a和支撑部20b(参见稍后描述的图5)。在这种情况下，位于主体部10的上下表面的支撑部20a和支撑部20b可以根据椎骨与椎间融合器1接触的表面而自适应地受力，从而进一步改善椎间融合器1的临床修复效果。

在一些示例中，椎间融合器1可以由3D打印制作。由此，能够利用3D打印技术制作出具有多个缓冲结构的椎间融合器1。

在一些示例中，主体部10与支撑部20还可以一体成形。由此，能够增加椎间融合器1的结构稳定性。在另一些示例中，主体部10与支撑部20也可以可拆卸地装配在一起。在这种情况下，能够根据不同的椎骨及椎骨间状况有针对性地使用例如支撑部20，由此能够提高椎间融合器1的适用性。

图4是示出了椎间融合器的主体的网状结构图。

如图4所示，在一些示例中，主体部10还可以具有网状结构。在这种情况下，既能够提高主体部10的结构稳定性，也能够有利于椎间融合器1的气血通路，促进骨骼生长。在一些示例中，椎间融合器1A的主体部10可以具有框架结构(参见图4)。具体而言，主体部10可以由多层的平面网状结构层叠而成，平面网状结构之间具有连接柱。在这种情况下，由于网状结构的主体部10具有较多的空隙，因此能够改善椎间气血通路。

在另一些示例中，主体部10可以是平面的网状结构。由此，能够减少椎间融合器1的整体厚度。在一些示例中，主体部10的网状结构可以由三角形、四边形、五边形、六边形或其他多边形组成的平面网状结构。

在一些示例中，主体部10的外轮廓可以是呈椭圆形、长方形、多边形或不规则图形。例如，主体部10可以呈网格状的圆角矩形。

在一些示例中，在主体部10中，可以填充促进骨骼生长的填充物。例如，可以在主体部10中填充人工骨(未图示)。由此，能够诱导骨骼生长，促进恢复。

在一些示例中，人工骨通过热压合的方式与主体部10结合。由此，能够使人工骨与椎间融合器1牢固地结合。

在一些示例中，人工骨可以包括生物陶瓷颗粒和可降解聚酯材料。在这种情况下，人工骨可以在促进骨骼生长后降解，在网状结构中形成气血通路，避免阻碍椎间的气血通路，有利于骨骼的生长恢复。

在一些示例中，生物陶瓷颗粒可以包括例如羟基磷灰石、磷酸三钙等。在一些示例中，可降解聚酯材料可以包括例如聚乳酸、聚己内酯及其共聚物等。

在另一些示例中，主体部10还可以是实心结构。在这种情况下，主体部10的结构更加坚固。

另外，在本实施方式中，主体部10的构成材料没有特别限定，根据不同的应用情形，可以采用金属、陶瓷、聚合物中的至少一种。在一些示例中，出于兼具生物相容性和硬度的考虑，主体部10优选采用金属钛、聚醚醚酮(PEEK)等材料制成。

在一些示例中，主体部10还可以具有多个上下贯通的贯通孔(未图示)。由此，能够形成气血通路，促进骨骼生长恢复。其中，贯通孔的位置没有特别限定，在一些示例中，贯通孔可以均匀地分布在主体部10。

在主体部10为网状结构的情况下，贯通孔可以呈多棱柱形状例如三棱柱、四棱柱、正六棱柱等形状。由此，能够在保证主体部10的结构稳定性的同时增加贯通孔的尺寸。在另一些示例中，贯通孔还可以呈圆形、三角形、四边形或其他不规则形状。

在一些示例中，主体部10还可以具有盲孔(未图示)。具体而言，在一些示例中，盲孔沿着主体部10的长度方向设置在主体部10的实心结构部分。在一些示例中，盲孔可以呈长方形、正方形、圆形、椭圆形、三角形、多边形或不规则图形等形状。在这种情况下，在椎间融合器1安装至椎骨间后，随着骨骼的生长，部分骨骼会进入盲孔，附着在椎间融合器1上，从而更好地实现骨质与椎间融合器1的结合。

在另一些示例中，还可以在盲孔中填充人工骨(未图示)。由此，可以引导骨骼生长进入盲孔，加快融合。

图5是示出了椎间融合器的侧视图。图6是示出了本公开的实施方式所涉及的椎间融合器的缓冲部的立体图。图7是示出了沿着图6的剖线B-B'方向的缓冲部的剖面示意图。

在本实施方式中，如上所述，支撑部20包括形成在主体部10并排列在主体部10上的多个缓冲部200。在一些示例中，多个缓冲部200可以间隔一定距离形成在主体部20上。在例如多个缓冲部200与椎骨面接触而受力时，缓冲部200能够发生弹性形变而更好地适应椎骨面的形状。

在一些示例中，缓冲部200可以具有形成在主体部上的弹性部210和与弹性部210连接的平坦部220。在这种情况下，在缓冲部200受力时，弹性部210发生弹性形变，而平坦部220与受力面例如椎骨面形成良好的贴合。

在一些示例中，弹性部210可以形成为曲折形状，在这种情况下，弹性部能够提供良好的缓冲作用。

在一些示例中，弹性部210可以包括倾斜形成在主体部10的第一弹片211和与第一弹片211连接的第二弹片212。其中，第一弹片211与第二弹片212可以形成有夹角θ。在一些示例中，第一弹片211与第二弹片212所形成的夹角θ可以为0至45度，例如夹角θ可以为30度、45度或60度等。

在另一些示例中，第一弹片211与第二弹片212的夹角θ是可调节的。在这种情况下，能够提高支撑部20的缓冲部200的灵活性，增强椎间融合器1的适用性。

本实施方式所涉及的弹性部210不限于第一弹片211和第二弹片212。在一些示例中，弹性部210还可以是由更多的弹片构成的曲折形状。例如，弹性部210可以包括3个、4个、5个或更多的弹片。在一些示例中，多个弹片以交叠的方式形成弹性部210。由此，能够增加弹性部210的弹性形变能力以及稳定性。

在一些示例中，第一弹片211与第二弹片212还可以是可拆卸地装配在一起。由此，可以通过更换第一弹片211或第二弹片212来调整第一弹片211与第二弹片212之间的夹角θ。

如上所述，在弹性部210中，由于第一弹片211与第二弹片212形成有夹角，因此，将椎间融合器1植入到椎骨之间时，通过第一弹片211与第二弹片212的弹性形变来承受和缓冲椎骨的压力，从而能够使椎间融合器1更加有效支撑来自椎骨的压力，避免对椎骨造成二次伤害。

在一些示例中，平坦部220与弹性部210还可以是可拆卸地装配在一起。由此，可以通过更换不同材料的平坦部220来调整椎间融合器1的支撑效果。

在一些示例中，如上所述，第一弹片211可以倾斜的设置在主体部10上(参见图4)。在一些示例中，第一弹片211沿着主体部10的长度方向并排地设置。例如第一弹片211₁、第一弹片211₂、第一弹片211₃、……、第一弹片211_n并排地设置在主体部10上。在这种情况下，第二弹片212₁、第二弹片212₂、第二弹片212₃、……、第二弹片212_n与第一弹片211₁、第一弹片211₂、第一弹片211₃、……、第一弹片211_n分别连接并形成有夹角θ。

此外，在另一些示例中，第一弹片211的设置方向可以是不同的，例如第一弹片211₁、第一弹片211₂、第一弹片211₃、……、第一弹片211_n可以以不同地倾斜角形成在主体部10上。

另外，在一些示例中，第二弹片212的设置方向可以是不同的，例如第二弹片212₁、第二弹片212₂、第二弹片212₃、……、第二弹片212_n可以分别与以不同地倾斜角形成在主体部10上第一弹片211₁、第一弹片211₂、第一弹片211₃、……、第一弹片211_n。在这种情况下，由此，各个缓冲部200能够更加有效地自适应椎骨的受力状况。

另外，在一些示例中，可以通过在支撑部20增加缓冲部200的数量来降低应力集中，使得椎间融合器1内部的结构应力分布更加均匀。

另外，在另一些示例中，弹性部210还可以是由支柱、弹簧或弯折结构构成。由此，能够增加弹性部210结构的灵活性以及可选择性。

在一些示例中，弹性部210可以是由具有一定弹性的材料制成的。具体而言，弹性部210可以是由金属、陶瓷、聚合物中的一种或多种制成。由此，可以通过选择合适的材料来制作具有合适弹性的弹性部210。例如：金属钛、聚醚醚酮(PEEK)等中的一种或多种制成。

在一些示例中，缓冲部200的不同部位的制作材料可以是不同的。具体而言，弹性部210、平坦部220可以分别由不同的材料制成。由此，可以根据对应的情况选择对应倾斜度的支柱的椎间融合器1。

在一些示例中，平坦部220可以呈平板状、椭圆状、多边形状中的至少一种。由此，可以根据不同的融合器选择不同的平坦部220形状。

在一些示例中，平坦部220还可以以弹性部210的端部为支点进行一定程度的倾斜。在这种情况下，椎间融合器1受到压力时平坦部220会相应地倾斜，从而更好的与骨骼进行贴合。

如上所述，支撑部20还可以在主体部10的上下表面同时设置。在这种情况下，椎间融合器1可以通过上下表面的支撑部20同时对骨骼进行诱导刺激，促进恢复生长。

以上在具体实施方式中描述了本公开的各种实施例。尽管这些描述直接描述了上述实施例，但是应该理解的是，本领域技术人员可以想到对这里示出和描述的特定实施例的修改和/或变形。落入本说明书范围内的任何这样的修改或变形也意图包括在其中。除非特别指出，否则发明人的意图是说明书和权利要求书中的词语和短语被赋予普通技术人员的普通和习惯的含义。

已经呈现了本申请人在提交本申请时已知的本公开的各种实施例的以上描述，并且旨在用于说明和描述的目的。本说明并非旨在穷尽本发明，也不将本发明限制于所公开的确切形式，并且根据上述教导可以进行许多修改和变形。所描述的实施例用于解释本公开的原理及其实际应用，并且使得本领域的其他技术人员能够以各种实施例以及适合于预期的特定用途的各种修改来利用本公开。因此，旨在本公开不限于公开的用于实现本公开所披露的特定实施例。

虽然已经示出和描述了本公开的特定实施例，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，基于本公开的教导，可以做出变形和修改而不偏离本公开及其更广泛的方面，因此所附权利要求将在其范围内涵盖在本公开的真实精神和范围内的所有这些改变和修改。本领域技术人员将理解，一般而言，本公开中使用的术语一般意图为“开放”术语(例如术语“包括”应被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”等)。

Claims

1.一种自适应的椎间融合器，其特征在于，包括主体部和支撑部，所述主体部呈扁平状，所述支撑部包括形成在所述主体部并排列在所述主体部上的多个缓冲部，所述缓冲部具有形成在主体部上的弹性部和与所述弹性部连接的平坦部，所述平坦部能够以所述弹性部的端部为支点倾斜，所述多个缓冲部通过弹性形变由所述平坦部接触椎骨以贴合椎骨面而自适应受力，所述弹性部形成为曲折形状，所述弹性部包括倾斜形成在所述主体部的第一弹片以及与所述第一弹片连接的第二弹片，所述第一弹片与所述第二弹片形成有夹角。

2.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

所述弹性部包括沿着所述主体部的长度方向并排地设置的多个第一弹片，所述多个第一弹片以不同的倾斜角形成在所述主体部上。

3.根据权利要求2所述的椎间融合器，其特征在于：

所述弹性部包括多个第二弹片，所述多个第二弹片以不同的倾斜角分别形成在所述主体部上的对应的第一弹片。

4.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

所述主体部与支撑部可拆卸地装配在一起。

5.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

所述主体部为多层的平面网状结构的层叠结构或实心结构。

6.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

所述主体部还具有多个上下贯通以形成气血通路的贯通孔。

7.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

所述主体部采用金属、陶瓷、聚合物中的至少一种构成。

8.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

所述椎间融合器利用3D打印制作，并且在所述主体部，还填充有通过热压合的方式与所述主体部结合的人工骨。