CN112674917B - 与椎骨贴合的椎间融合器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种与椎骨贴合的椎间融合器，其包括主体部和支撑部，主体部呈扁平状；支撑部形成在主体部，并且具有倾斜形成在主体部的多个支柱，多个支柱中的各个支柱包括具有第一倾斜角的第一类支柱中的一个支柱和具有第二倾斜角的第二类支柱中的一个支柱，第一类支柱与第二类支柱形成有夹角，在多个支柱中的各个支柱中，第一类支柱中的一个支柱和第二类支柱中的一个支柱具有共同的基端，基端设置在主体部上，第一倾斜角为所述第一类支柱与主体部形成的夹角，第二倾斜角为第二类支柱与主体部形成的夹角。因此，支撑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。

Description

与椎骨贴合的椎间融合器

本申请是申请日为2018年06月12日、申请号为2018106037493、发明名称为自适应的椎间融合器的专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及一种与椎骨贴合的椎间融合器。

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，促进骨骼生长的椎间融合器。

为此，本公开提供了一种与椎骨贴合的椎间融合器，其包括主体部和支撑部，所述主体部呈扁平状；所述支撑部形成在所述主体部，并且具有倾斜形成在所述主体部的多个支柱，所述多个支柱中的各个支柱包括具有第一倾斜角的第一类支柱中的一个支柱和具有第二倾斜角的第二类支柱中的一个支柱，所述第一类支柱与所述第二类支柱形成有夹角，在所述多个支柱中的各个支柱中，所述第一类支柱中的一个支柱和所述第二类支柱中的一个支柱具有共同的基端，所述基端设置在主体部上，所述第一倾斜角为所述第一类支柱与所述主体部形成的夹角，所述第二倾斜角为所述第二类支柱与所述主体部形成的夹角。

在这种情况下，椎间融合器植入人体例如椎骨之间后，支撑部与椎骨直接接触而承受来自椎骨的压力，由于支撑部具有倾斜形成在主体部上的多个支柱，因此，支撑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，所述多个支柱中的各个支柱包括具有第三倾斜角的第三类支柱中的一个支柱，所述第三倾斜角为所述第三类支柱与所述主体部形成的夹角。在这种情况下，能够使椎间融合器的受力更加均匀。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述第三类支柱的倾向方向与所述第一类支柱的倾向方向和所述第二类支柱的倾向方向不同。在这种情况下，能够使椎间融合器的受力更加均匀。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述第一类支柱中的各个支柱互相平行，所述第二类支柱中的各个支柱互相平行。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述支撑部包括分别设置在所述第一类支柱的端部和第二类支柱的端部的缓冲部，所述缓冲部与椎骨直接接触，并且所述缓冲部受到压力时会倾斜从而与所述椎骨进行贴合。在这种情况下，椎间融合器受到压力时缓冲部会倾斜，从而更好的与骨骼进行贴合。

另外，在本公开所涉及的椎间融合器中，可选地，所述主体部具有由多边形组成的网状结构。这种情况下，既能够提高主体部的结构稳定性，也能够有利于椎间融合器的气血通路，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，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，所述主体部与所述支撑部一体成形。由此，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，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，所述主体部具有盲孔，并且所述盲孔沿着所述主体部的长度方向设置在所述主体部的实心结构部分。在这种情况下，在椎间融合器安装至椎骨间后，随着骨骼的生长，部分骨骼会进入盲孔，附着在椎间融合器上，从而更好地实现骨质与椎间融合器的结合。

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是示出了本公开的第一实施方式所涉及的椎间融合器的使用状态示意图。

图2是示出了本公开的第一实施方式所涉及的椎间融合器的立体图。

图3是示出了图2所涉及的椎间融合器沿着剖面线A-A'方向的剖面图。

图4是示出了椎间融合器的主体的网状结构的示意图。

图5是示出了椎间融合器的侧视图。

图6是示出了图5所示的椎间融合器的侧视图的局部放大图。

图7是示出了图6的三个支柱的俯视示意图。

图8是示出了本公开的第二实施方式所涉及的椎间融合器的立体图。

图9是示出了本公开的第二实施方式所涉及的椎间融合器的主体部的变形例的立体示意图。

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。

(第一实施方式)

图1是示出了本公开的第一实施方式所涉及的椎间融合器1的使用状态示意图。图2是示出了本公开的第一实施方式所涉及的椎间融合器1的立体图。图3是示出了本公开的第一实施方式所涉及的椎间融合器沿着剖面线A-A'方向的剖面图。

如图1和图2所示，本公开的第一实施方式涉及自适应的椎间融合器1(有时也称“椎间融合器1”)。在本实施方式中，椎间融合器1包括支撑部20和主体部10。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形成在主体部10，并且具有倾斜形成在主体部10的多个支柱。

如图1所示，椎间融合器1植入人体例如椎骨2之间后，支撑部20与椎骨直接接触而承受来自椎骨的压力，由于支撑部20具有倾斜形成在主体部10上的多个支柱，因此，支撑部20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，在椎间融合器1，支撑部20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支柱结构的椎间融合器1。

在一些示例中，主体部10与支撑部20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的示意图。

如图4所示，主体部10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，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可以呈网格状的六边形。

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，人工骨可以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稳定地结合。

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。

图5是示出了椎间融合器的侧视图。图6是示出了图5所示的椎间融合器的侧视图的局部放大图。图7是示出了图6的三个支柱的俯视示意图。

在本实施方式中，支撑部20可以包括从主体部10倾斜地突起的多个支柱(参见图5)。在一些示例中，在主体部10为网状结构的情况下，多个支柱可以从网状结构倾斜地突起。

在一些示例中，如图7所示，支撑部20的多个支柱还可以包括至少具有第一倾斜角θ₁的第一类支柱21和具有第二倾斜角θ₂的第二类支柱22。第一类支柱21与第二类支柱22可以形成有夹角φ。

在一些示例中，第一类支柱21可以包括形成在主体部10上的多个平行的支柱21₁、支柱21₂、支柱21₃、……、支柱21_n；第二类支柱22可以包括形成在主体部10上的多个平行的支柱22₁、支柱22₂、支柱22₃、……、支柱22_n。

另外，第一类支柱21的第一倾斜角θ₁为第一类支柱21与主体部10形成的夹角；第二类支柱22的第二倾斜角θ₁为第一类支柱12与主体部10形成的夹角θ₂。在一些示例中，第一倾斜角θ₁和第二倾斜角θ₂可以为0度至90度。

如上所述，由于第一类支柱21和第二类支柱22与主体部10(主体部10的表面或假想面)形成有夹角，因此，将椎间融合器1植入到椎骨之间时，通过第一类支柱21与第二类支柱22能够以不同的方向承受椎骨的压力，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。

另外，在一些示例中，第一类支柱21的第一倾斜角θ₁、第二类支柱22的第二倾斜角θ₂可以取不同的角度值。

在一些示例中，第一类支柱21的第一倾斜角θ₁与第二类支柱22的第二倾斜角θ₂可以是相同的，并且第一类支柱21与第二类支柱22形成有夹角

在这种情况下，能够使椎间融合器1更加有效均匀支撑来自椎骨的压力。在一些示例中，夹角

可以为0至45度。

在一些示例中，第一类支柱21的支柱与第二类支柱22的各个支柱分别具有共同的基端100(参见图6)。具体而言，例如第一类支柱21的支柱21₁与第二类支柱22的支柱22₁具有共同的基端100₁，第一类支柱21的支柱21₂与第二类支柱22的支柱22₂具有共同的基端100₂。同理地，第一类支柱21的支柱21₃可以与第二类支柱22的支柱22₃具有共同的基端100₃，……，第一类支柱21的支柱21_n可以与第二类支柱22的支柱22_n具有共同的基端100_n。

如上所述，第一类支柱21与第二类支柱22可以具有共同的基端100，因此，支撑部20可以通过多个不同方向的承受来自椎骨的受力，从而改善椎骨的受力状况。

另外，在一些示例中，可以通过在支撑部20增加支柱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，一些示例中，基端100还可以设置在支撑部20的实心结构的位置。

在另一些示例中，第一类支柱21的支柱与第二类支柱22的支柱还可以不具有共同的支柱基端而从主体部10直接倾斜而形成。

在一些示例中，支撑部20的支柱还可以包括与第一类支柱21和第二类支柱22倾斜方向不同的第三类支柱23(参见图7)。第三类支柱23具有与主体部10形成的第三倾斜角θ₃(未图示)。另外，第三类支柱23分别与第一类支柱21和第二类支柱22形成有夹角。在这种情况下，支撑部20的不同方向的三类支柱21,22,23能够使椎间融合器1的受力更加均匀。

另外，在一些示例中，不同方向的第一类支柱21、第二类支柱22和第三类支柱23可以具有共同的基端100。在一些示例中，具有共同基端100的三类支柱之间相互形成的夹角可以是等角设置。在这种情况下，能够使得基端100均匀受力。

在一些示例中，第一类支柱21、第二类支柱22和第三类支柱23可以由具有一定弹性的材料制成的。例如，第一类支柱21、第二类支柱22和第三类支柱23可以是由金属钛、聚醚醚酮(PEEK)等中的一种或多种制成。

另外，在一些示例中，支撑部20还可以包括设置在支柱(第一类支柱21、第二类支柱22和第三类支柱23)的端部的缓冲部(未图示)。在这种情况下，由于缓冲部与椎骨直接接触，因此能够缓冲椎间融合器1与椎骨直接的受力。

在一些示例中，缓冲部可以呈平板状、圆球状、椭圆球状中的至少一种。由此，可以根据不同的融合器选择不同的缓冲部形状。

在一些示例中，缓冲部还可以以支柱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受到压力时缓冲部会倾斜，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。

(第二实施方式)

图8是示出了本公开的第二实施方式所涉及的椎间融合器的立体图。

本公开的第二实施方式所涉及的自适应的椎间融合器1A(有时称为“椎间融合器1A”)与第一实施方式所涉及的椎间融合器1的主要区别在于，椎间融合器1A的主体部10具有框架结构(参见图8)。

在本实施方式所涉及的椎间融合器1A中，主体部10为立体框架结构。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。

在一些示例中，主体部10可以是长方体的网状结构。在另一些示例中，主体部10也可以是圆柱体、多棱柱体或不规则立体结构等。由此，能够改变椎间融合器1A的主体部10的内部结构分布，改善椎间融合器1A植入到椎间后椎间的气血通路。

在一些示例中，在主体部10为立体网状结构的情况下，第一类支柱21、第二类支柱22和第三类支柱23可以分别形成在不同的网状结构位置上并且从网状结构倾斜地突起(参见图8)。在这种情况下，能够进一步改善椎间融合器1A的气血交换，便于填充促进骨骼生长的填充物。例如，在这种情况下，可以在主体部10中填充更多的人工骨，从而更有助于诱导骨骼生长，促进骨骼恢复。

图9是示出了本公开的第二实施方式所涉及的椎间融合器的变形例的示意图。

如图9所示，主体部10可以具有盲孔110。具体而言，盲孔110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110可以是长方形、正方形、圆形、椭圆形、三角形、多边形或不规则图形等。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110中填充有人工骨(未图示)。由此，可以引导骨骼生长进入盲孔，加快融合。

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1A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，改善椎间的气血交换，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，可降解聚酯材料包括例如聚乳酸、聚己内酯及其共聚物等。

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 (7)

1.一种与椎骨贴合的椎间融合器，其特征在于，包括主体部和支撑部，所述主体部呈扁平状；所述支撑部形成在所述主体部，并且具有倾斜形成在所述主体部的多个支柱，所述多个支柱中的各个支柱包括具有第一倾斜角的第一类支柱中的一个支柱和具有第二倾斜角的第二类支柱中的一个支柱，所述第一类支柱与所述第二类支柱形成有夹角，在所述多个支柱中的各个支柱中，所述第一类支柱中的一个支柱和所述第二类支柱中的一个支柱具有共同的基端，所述基端设置在主体部上，所述第一倾斜角为所述第一类支柱与所述主体部形成的夹角，所述第二倾斜角为所述第二类支柱与所述主体部形成的夹角，所述支撑部包括分别设置在所述第一类支柱的端部和第二类支柱的端部的缓冲部，所述缓冲部与椎骨直接接触，并且所述缓冲部受到压力时会倾斜从而与所述椎骨进行贴合。

2.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

所述第一类支柱中的各个支柱互相平行，所述第二类支柱中的各个支柱互相平行。

3.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

所述主体部具有由多边形组成的网状结构。

4.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

所述主体部与所述支撑部一体成形。

5.根据权利要求1所述的椎间融合器，其特征在于：

在所述主体部，还填充有人工骨。

6.根据权利要求5所述的椎间融合器，其特征在于：

所述人工骨通过热压合的方式与所述主体部结合。

7.根据权利要求5所述的椎间融合器，其特征在于：

所述主体部具有盲孔，并且所述盲孔沿着所述主体部的长度方向设置在所述主体部的实心结构部分。

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