[發(fā)明專利]一種基于3D打印的個(gè)性化板體一體化人工椎體

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710282210.8
• 申請(qǐng)日: 2017-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN106923941A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖建如;楊興海;趙劍;龔海熠;矯健;錢明;王達(dá);胡勁博;彭東宇;何韶輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍第二軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院
• 主分類號(hào): A61F2/44
• 分類號(hào): A61F2/44;B33Y50/00
• 代理公司: 上海卓陽知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)31262
• 代理人: 巫蓓麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種基于3D打印的個(gè)性化板體一體化人工椎體。

背景技術(shù)

椎體是椎骨負(fù)重的主要部分，內(nèi)部充滿松質(zhì)，表面的密質(zhì)較薄，上下面皆粗糙，借椎間纖維軟骨與鄰近椎骨相接。椎體前面微凹陷，與椎弓共同圍成椎孔。各椎孔貫通，構(gòu)成容納脊髓的椎管。

目前經(jīng)典的椎體重建裝置通常由鈦網(wǎng)填充自體、同種異體骨植骨和鋼板螺釘或椎弓根螺釘系統(tǒng)構(gòu)成，其中，鈦網(wǎng)放置于被切除的椎體部位，起支撐固定作用，鈦板螺釘或椎弓根螺釘固定系統(tǒng)用于將被切除椎體相鄰的上下兩個(gè)或多個(gè)椎體固定鏈接，這種連接固定方式術(shù)后長期穩(wěn)定性仍不讓人滿意，鈦網(wǎng)與上下椎體骨接觸面難以形成良好匹配容易發(fā)生鈦網(wǎng)傾斜、移位、沉陷、鈦板螺釘或椎弓根螺釘拔出移位等遠(yuǎn)期內(nèi)固定失敗等風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重者需二次前路手術(shù)和(或)后路減壓固定手術(shù)。此外鈦板及鈦網(wǎng)采用統(tǒng)一的制造工藝，缺乏個(gè)性化的與解剖形態(tài)相匹配的鈦板，并且鈦網(wǎng)需要在手術(shù)中塑形，難以達(dá)到與重建區(qū)域精確匹配的要求，增加了手術(shù)時(shí)間，增加了手術(shù)的出血量，加大了術(shù)中感染的可能，同時(shí)增加了基礎(chǔ)情況較差和(或)年老患者引發(fā)心肺肝腎的基礎(chǔ)疾病的可能及各種并發(fā)癥的發(fā)生率。

中國專利文獻(xiàn)CN201310218013.1，申請(qǐng)日2013.06.03，專利名稱為：人工椎體，公開了一種人工椎體。根據(jù)本發(fā)明的人工椎體，包括椎體主體；椎體上托板，設(shè)置在椎體主體的上端；椎體下托板，設(shè)置在椎體主體的下端；椎體主體上設(shè)置有多個(gè)沿周向延伸的緩沖槽。

上述專利文獻(xiàn)通過在椎體主體上設(shè)置多個(gè)緩沖槽，保留了頸椎的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性及活動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)固定，同時(shí)有效改善了對(duì)鄰近節(jié)段負(fù)荷增加、退變加速等并發(fā)癥的影響，為頸椎的康復(fù)治療提供了一種有效手段,但是難以達(dá)到精確匹配，由于骨接觸面貼合程度不高，影響了骨融合及長期穩(wěn)定。關(guān)于一種更好的實(shí)現(xiàn)脊柱椎體次全切或椎體全切術(shù)后的脊柱缺損重建，可以形成生理曲度及骨接觸面的精確匹配，有助于患者的骨融合及長期穩(wěn)定的基于3D打印的個(gè)性化板體一體化人工椎體則無相應(yīng)的公開。

綜上所述，亟需一種更好的實(shí)現(xiàn)脊柱椎體次全切或椎體全切術(shù)后的脊柱缺損重建，可以形成生理曲度及骨接觸面的精確匹配，有助于患者的骨融合及長期穩(wěn)定的基于3D打印的個(gè)性化板體一體化人工椎體，而關(guān)于這種人工椎體目前還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可以形成生理曲度及骨接觸面的精確匹配，有助于患者的骨融合及長期穩(wěn)定的基于3D打印的個(gè)性化板體一體化人工椎體。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種基于3D打印的個(gè)性化板體一體化人工椎體，所述的人工椎體包括人工椎體主體、鈦板；所述的人工椎體設(shè)有上端面、下端面、后面、前面，人工椎體的上端面以及下端面分別對(duì)應(yīng)于目標(biāo)重建區(qū)域上位椎體及下位椎體的接觸面，上端面以及下端面均為模仿骨松質(zhì)結(jié)構(gòu)的粗糙面，后面上設(shè)有椎管面，椎管面為光滑面；所述的鈦板設(shè)有上端固定板和下端固定板，且鈦板前面為光滑面；所述的上端固定板、下端固定板以及人工椎體主體均根據(jù)患者病變擬手術(shù)節(jié)段上下椎體前緣生理弧度制作而成；所述的人工椎體主體內(nèi)設(shè)有“蜂窩狀”的孔隙結(jié)構(gòu)；所述的人工椎體前側(cè)與鈦板形成一體化結(jié)構(gòu)，人工椎體主體的椎管面中央呈弧形凹陷變窄，人工椎體主體的橫截面呈向內(nèi)凹的橢圓形；所述鈦板的上端固定板以及下端固定板均設(shè)有兩個(gè)置釘孔，該置釘孔與鈦板的外側(cè)面形成沉孔，沉孔中裝配有水平鎖定螺釘，靠近水平鎖定螺釘?shù)娜斯ぷ刁w主體上設(shè)有斜行鎖定螺釘，斜行鎖定螺釘?shù)念^端與兩枚平鎖定螺釘呈品字形結(jié)構(gòu)，水平鎖定螺釘相對(duì)上端面或下端面呈平行的分布方式，斜行鎖定螺釘相對(duì)上端面或下端面呈傾斜的分布方式。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述人工椎體主體是根據(jù)病人的CT及MRI掃描的原始數(shù)據(jù)，提取患者目標(biāo)脊柱模型數(shù)據(jù)；根據(jù)提取出的脊椎模型，于脊柱模型上模擬植釘路徑，并根據(jù)病人脊柱模型形狀位置設(shè)計(jì)假體與之接觸的曲面，使脊柱模型與假體緊密貼合；之后通過3D打印技術(shù)制造而成。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述鈦板是與人工椎體曲度相符的并向上下兩端延長、貼合于人工椎體上，并與人工椎體主體后面完全融合，與人工椎體通過上述3D打印技術(shù)一同制造而成。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的孔隙結(jié)構(gòu)采用鈦合金、高分子材料和/或生物陶瓷構(gòu)成。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的孔隙結(jié)構(gòu)采用包括但不限于選擇性激光燒結(jié)技術(shù)、選擇性激光熔融技術(shù)、電子術(shù)熔融技術(shù)制作而成。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述人工椎體主體的上下接觸面設(shè)置涂層。