[發(fā)明專利]3D打印的頸椎全脊椎切除術(shù)可植入假體裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710022331.9
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN108294850B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬曉菲;趙改平
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: A61F2/44
• 分類號: A61F2/44;B33Y30/00
• 代理公司: 31225 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊元焱<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

一種3D打印的頸椎全脊椎切除術(shù)可植入假體裝置，以患者頸椎CT掃描樣本為模板，進(jìn)行三維構(gòu)建與假體設(shè)計，以醫(yī)用鈦合金為原料，通過3D打印而成；包括前路裝置和后路裝置；前路裝置包括C型內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)、C型外活動結(jié)構(gòu)和十字型突起結(jié)構(gòu)；后路裝置包括棘突模擬固定裝置和4枚醫(yī)用頸椎螺釘。本發(fā)明通過前路裝置于上下相鄰椎體間起到軸向支撐作用，可穩(wěn)固處于固定位置，并于頸椎整體扭轉(zhuǎn)與側(cè)彎運動中展現(xiàn)較強活動性；通過后路裝置固定上下頸椎棘突及相關(guān)部位，使四個固定面通過螺釘準(zhǔn)確定位于橫突之上，并補充已切除頸椎空缺空間，從而減少體內(nèi)或外部形態(tài)的不適。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療用品，尤其涉及一種3D打印的頸椎全脊椎切除術(shù)可植入假體裝置。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計，惡性腫瘤患者發(fā)生脊柱轉(zhuǎn)移的幾率為30％～40％，會影響脊柱強度、引起脊柱不穩(wěn)，伴隨病情發(fā)展會壓迫神經(jīng)根或脊髓，具有較高致殘率和死亡率。依據(jù)脊柱外科治療理念與技術(shù)發(fā)展，全脊椎切除術(shù)成為目前臨床公認(rèn)脊柱腫瘤有效治療方法之一。但全脊椎切除術(shù)在完成病椎切除、脊髓減壓的同時，會導(dǎo)致頸椎徹底橫斷，必須通過植入內(nèi)固定器械來保證重建節(jié)段穩(wěn)定性并提供足夠力學(xué)強度。自20世紀(jì)50年代頸椎前路減壓融合術(shù)問世以來，人工椎間盤置換術(shù)已成為頸椎病治療的標(biāo)準(zhǔn)方法[3]，為頸椎假體手術(shù)植入提供了豐富經(jīng)驗。已有治療方案例如動態(tài)穩(wěn)定器(dynamic cervical implant，DCI)植入及椎間植骨融合術(shù)(anterior cervical discectomy and fusion，ACDF)，前者植入后手術(shù)節(jié)段活動度保留較多，若頸段損失長度較為嚴(yán)重，必須使用“鈦網(wǎng)重建+前路鋼板固定+后路上下椎弓根螺釘”輔助固定，手術(shù)實施后損傷節(jié)段活動度喪失達(dá)86％～91％，鄰近節(jié)段的活動范圍明顯增大，雖然固定性能較強，但活動性幾乎為0；后者用于代替椎間盤并保持其穩(wěn)定性，雖然可以達(dá)到足夠活動性，但于頸單段或多段損傷病例中無法起到有效作用。以往由于科學(xué)技術(shù)限制，手術(shù)方案實施僅依靠金工加工基礎(chǔ)零件，對原骨骼損傷極大且無法取得可觀治療效果；在近幾年的探索中，伴隨3D打印技術(shù)高速發(fā)展，可代替骨骼的醫(yī)用金屬、陶瓷質(zhì)地生物組織材料已成功問世，使得全脊椎切除術(shù)已損壞脊段(病變)可使用生物仿真型假體裝置代替。因此，在有效手術(shù)治療方案中，進(jìn)行骨骼生物力學(xué)分析仿生學(xué)研究及運用3D打印設(shè)計重建兼顧活動性與穩(wěn)定性可植入假體成為了研究熱點之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，就是提供一種兼顧活動性與穩(wěn)定性的3D打印的頸椎全脊椎切除術(shù)可植入假體裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種3D打印的頸椎全脊椎切除術(shù)可植入假體裝置，以患者頸椎CT掃描樣本為模板，進(jìn)行三維構(gòu)建與假體設(shè)計，以醫(yī)用鈦合金為原料，通過3D打印而成；包括前路裝置和后路裝置；所述前路裝置包括C型內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)、C型外活動結(jié)構(gòu)和十字型突起結(jié)構(gòu)，C型外活動結(jié)構(gòu)與C型內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的上下面邊界相連接，十字型突起結(jié)構(gòu)設(shè)置在C型內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)和C型外活動結(jié)構(gòu)的上下兩端；所述后路裝置包括棘突模擬固定裝置和4枚醫(yī)用頸椎螺釘，4枚醫(yī)用頸椎螺釘用于將棘突模擬固定裝置固定于相鄰頸段的橫突部位。

所述的C型內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)包括上面和下面，中間以對稱C型支撐結(jié)構(gòu)的逆向UV面橋接建立支撐；上面用于與相鄰頸椎椎體的底部固定，下面用于與相鄰頸椎椎體的頂部固定。

所述C型內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的上下兩面由損傷頸段椎體所接壤的上下椎體面提取而出，均為雙層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述中間對稱C型支撐結(jié)構(gòu)為單層扁柱狀結(jié)構(gòu)。

所述的C型外活動結(jié)構(gòu)模擬椎體外表面生長形態(tài)設(shè)計，包括上部C型外活動結(jié)構(gòu)、下部C型外活動結(jié)構(gòu)和中部C型隔斷結(jié)構(gòu)，中部C型隔斷結(jié)構(gòu)與上部C型外活動結(jié)構(gòu)、下部C型外活動結(jié)構(gòu)之間通過上、下接觸面邊界進(jìn)行逆向UV面橋接。

所述的棘突模擬固定裝置以損傷頸段原始棘突作為假體模型基礎(chǔ)設(shè)計，包括裝置本體、由裝置本體延伸出去的四個連接支撐結(jié)構(gòu)以及連接在四個連接支撐結(jié)構(gòu)前端的四個橫突固定面。