[發明專利]3D打印自鎖式解剖型人工椎體及制作工藝

在審

• 申請號: 201810071948.4
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108175544A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 申春林;羅愛民;屈政;孫增輝
• 申請（專利權）人: 北京中安泰華科技有限公司
• 主分類號: A61F2/44
• 分類號: A61F2/44;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司 50218
• 代理人: 穆祥維

本發明公開了一種3D打印自鎖式解剖型人工椎體，包括上椎體和下椎體；所述上椎體和下椎體通過凸起與凹槽配合連接；所述上椎體和下椎體的表面設置有蜂窩狀的骨小梁結構。上椎體和下椎體的接觸面設置有與椎體接觸位置符合脊柱的生理弧度。骨小梁結構為不規則立體網狀結構。本發明提供的人工椎體是將分體的兩件3D打印的產品組合到一起使用，不會出現滑脫的現象，組合使用更方便。長度可根據患者的病變高度、椎體接觸位置進行加工，并且能控制椎體與椎體間角度大小，降低了沉降的發生率，增強穩定性，恢復脊柱前凸。通過蜂窩狀的微孔結構，促進骨融合，提供最佳的脊柱生理機構穩定和承載能力，最終實現骨融合。

技術領域

本發明涉及人工椎體結構技術領域，特別是一種3D打印自鎖式解剖型人工椎體。

背景技術

在原有的脊柱椎體的切除手術中，醫生通過植入機加工其原材料為金屬或其他材料的人工椎體代替人體脊柱，恢復脊柱的重建，來獲得患者脊柱功能的恢復。脊椎人工椎體主要用于椎體結核、椎體腫瘤的病變。脊柱人工椎體見圖1，圖1為脊柱人工椎體示意圖；包括上椎體和下椎體；常見的產品由鍛造鈦合金材料加工完成，現有的人工椎體和鈦籠產品多為鍛造鈦合金機加工，經零散件組裝使用，這些產品的手術入路方式為前路手術，會造成患者內臟組織結構發生改變，不能使患者術后更好的恢復造成很大的困擾；植入人體后雖然恢復了穩定性，但骨和骨不能完全融合，強度和剛度上表現不佳，容易滑脫導致治療失敗，相鄰節段出現代償性運動增加，導致該部位的應力集中，椎間盤退變加速、椎間關節應力增加，進而造成融合節段或相鄰節段的椎管狹窄，繼發性脊椎滑脫和假關節形成，特別在多節段脊椎融合固定中更明顯。

現有的產品都是醫生、廠家根據手術經驗把產品分為適用于大部分患者的產品型號，如在使用中發現產品與患者的病變不相符，醫生會按照假體的型號對患者脊柱進行破壞，這樣會是患者脊柱功能下降。

發明內容

本發明的目的是提出一種3D打印自鎖式解剖型人工椎體；本人工椎體是通過3D打印人工椎體結構來代替原有脊柱人工椎體結構。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明提供的3D打印自鎖式解剖型人工椎體，包括上椎體和下椎體；所述上椎體和下椎體通過凸起與凹槽配合連接；所述上椎體和下椎體的表面設置有蜂窩狀的骨小梁結構。

進一步，所述上椎體和下椎體的接觸面設置有與椎體接觸位置符合脊柱的生理弧度。

進一步，所述骨小梁結構為不規則立體網狀結構。

進一步，所述上椎體和下椎體為通過運用3D打印技術將鈦合金粉末經過激光高溫燒結形成的一種蜂窩狀的骨小梁型式的分體組合式人工椎體。

進一步，所述上椎體和下椎體中間設置有一個通孔。

進一步，所述上椎體和下椎體之間采用消防栓倒鉤鎖死結構，所述消防栓倒鉤鎖死結構包括上端帽和下端帽；

所述上端帽的端面設置有凸起的圓柱，所述下端帽的端面設置有與圓柱匹配的凹槽，所述上端面的圓柱用于插入下端帽的凹槽中并旋轉固定。

本發明還提供了一種3D打印自鎖式解剖型人工椎體制作工藝，具體包括以下步驟：

1)通過患者的CT數據進行三維成像，對患者病變椎體及鄰近節段解剖結構進行連續斷層掃描獲得醫學放射診療診斷設備Docom的醫學數字標準數據；

2)將CT掃描斷層數據以Docom的格式導出，輸入Mimics10.01的軟件，經圖像定位，閾值分割，動態分割，每層圖像經過選擇性編輯和漏洞處理，去除冗余數據，平滑處理，最后經3D計算建立包含病椎鄰近解剖結構的三維模型，結果以STL格式輸出；

3)計算病變椎體的高度、周徑、前后緣骨皮質的厚度、內部的空隙結構、上下相鄰椎體的椎弓根寬度、高度、椎弓根軸線與椎體矢狀面、橫截面的夾角；