[發明專利]一種人工椎體及其制造方法

在審

• 申請號: 202110376105.7
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113081405A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 烏日開西·艾依提;蔣厚峰
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: A61F2/44
• 分類號: A61F2/44;A61F2/30;A61L27/08;A61L27/12;A61L27/18;A61L27/50;A61L27/56
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 王海燕

本發明公開一種人工椎體及其制造方法，其中，人工椎體包括承重部和骨細胞長入部，承重部由外向內依次設置有實體的高支撐層和密布有孔結構的低支撐層，骨細胞長入部包括上融合層、下融合層、外層以及植骨孔層，上融合層、下融合層以及外層分別與承重部上表面、下表面、外側壁貼合，植骨孔層呈筒狀并貫穿上融合層、低支撐層和下融合層，骨細胞長入部的表面分布有若干供骨細胞長入的孔槽結構。承重部能夠根據人體原椎體結構、所受載荷情況進行設計，避免出現支撐強度不夠以及應力遮擋等情況，骨細胞長入部表面開設的孔槽結構能夠根據更加適合骨細胞長入的情況進行設計，避免受到其他因素的影響，使人體原骨質結構與人工椎體的融合性更好。

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，特別是涉及一種人工椎體及其制造方法。

背景技術

脊柱是一條復雜的運動功能鏈，是人體的中軸支柱，起著支撐軀干、保護脊髓和其他器官的作用。因結核、腫瘤、創傷、畸形等導致的椎體病變通常需要切除患者的病變椎體，脊柱的完整性和生物力學特性遭到破壞，因此需要植入人工椎體替代物來重構脊柱的序列完整性和脊柱原有的生物力學特性。

目前，人工椎體的結構類型由仿人體自身骨結構形式以及為實現更好的力學性能進行的拓撲優化結構。如申請號為202010471134.7的發明專利申請公開了一種椎體假體，其包括翼板、椎體上端、椎體中部和椎體下端，椎體上端和椎體下端直接與骨質面接觸，椎體中部包括骨小梁結構和實體結構，實體結構設置在骨小梁外側，模仿人體原有的皮質骨，骨小梁結構設置有多個孔，誘導骨長入。但該專利中僅在上下表面以及內部的植骨孔中能夠誘導骨細胞長入，但在椎體中部的外層為實體結構，無法使骨細胞長入，與人體自身骨細胞融合性較差；同時骨小梁結構既起支撐作用又起使骨細胞長入的作用，兩種作用對孔的大小以及分布形式要求不同，不能夠很好的同時滿足二者需求。申請號為201911022199.7的發明專利申請公開了一種拓撲優化人工椎體及其設計方法，人工椎體包括開孔的拓撲薄壁結構和置于開孔拓撲薄壁結構內的多孔結構，其中拓撲薄壁結構進行輕量化設計，在滿足假體在不同運動狀態下所需的強度需求基礎上，增加多孔結構來滿足骨長入需求，但該結構是需要在滿足輕量化設計以及支撐結構的強度的基礎上來增加多孔結構使骨細胞長入，也即此結構需優先考慮拓撲薄壁結構支撐強度以及與人體自身脊柱結構支撐強度相匹配的情況、應力分布情況等，在此基礎上選擇開孔位置、開孔大小，而基于此進行的開孔設置并不能夠很好的適應骨細胞的長入情況，因此人工椎體與人體自身骨的融合性也較差。

發明內容

本發明的目的是提供一種人工椎體及其制造方法，以解決上述現有技術存在的問題，通過設置承重部和骨細胞長入部，使承重部能夠根據人體原椎體結構、所受載荷情況進行設計，避免出現支撐強度不夠以及應力遮擋等情況，而骨細胞長入部與承重部表面貼合，表面開設的孔槽結構能夠根據更加適合骨細胞長入的情況進行設計，避免受到其他因素的影響，使人體原骨質結構與人工椎體的融合性更好。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種人工椎體，包括承重部和骨細胞長入部，所述承重部由外向內依次設置有實體的高支撐層和密布有孔結構的低支撐層，所述骨細胞長入部包括上融合層、下融合層、外層以及植骨孔層，所述上融合層、所述下融合層以及所述外層分別與所述承重部上表面、下表面、外側壁貼合，所述植骨孔層呈筒狀并貫穿所述上融合層、低支撐層和下融合層，所述骨細胞長入部的表面分布有若干供骨細胞長入的孔槽結構。

優選地，所述承重部采用高強度材質，所述骨細胞長入部采用生物相容性強的材質。

優選地，所述承重部采用CFR-PEEK材料，所述骨細胞長入部采用PEEK/GO/HA復合材料。

優選地，所述低支撐層包括若干呈蜂窩狀陣列的管結構，所述管結構的軸線沿所述低支撐層的軸向布置。

優選地，所述管結構的直徑從外向內直徑依次遞增。

優選地，所述孔槽結構的尺寸為400～600微米。