生物自锁型人工椎间盘系统及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种外科假体器械，具体的说，涉及一种生物自锁型人工椎间盘系统及其应用。
【背景技术】
[0002]目前，公知的颈椎、腰椎或胸椎手术主要分为融合与非融合两大类，下面以颈椎为例进行说明。
[0003]颈椎非融合主要有颈椎人工椎间盘、颈椎人工髓核，目前两者已有临床产品，但有移位、脱落、下沉、骨化融合等并发症，不被临床广泛应用。
[0004]融合手术主要为颈椎钢板螺丝钉系统，系统是由颈椎钢板、螺丝构成的静态固定。将钢板置于上下两椎体之间，椎间隙植入骨、椎间融合器等融合材料，螺丝钉固定钢板，将病变上下节段的椎体融为一体，形成静态固定系统。该方法必须彻底清除病变椎间隙的椎间盘髓核和软骨终板，并在该间隙中植入自体骨或其他骨替代材料，以达到使两椎体融合为一体的最终目的。这种静态固定和最终的椎体间融合，牺牲了病变脊柱功能单元的活动功能，不符合人体脊柱的生物学原理，并产生邻近节段椎间盘的加速退行性病变等一些并发症，给病人留下痛苦。
[0005]为了克服现有的人工椎间盘、人工髓核手术后移位、脱落、下沉、骨化融合等并发症；钢板螺丝钉系统静态固定牺牲脊柱运动功能、需要彻底清除椎间盘髓核和软骨终板、同时必须在椎体间植骨融合、手术创伤大、手术时间长、后期邻近节段退变加速的不足，需要发明一种人工椎间盘系统，用该假体结构创新式的替代病变的椎间盘。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是:提供一种易于安装、固定可靠的生物自锁型人工椎间盘系统及其应用。采用该生物自锁型人工椎间盘系统，可恢复并维持正常关节椎间盘的功能和高度，并能稳定脊柱、恢复和维持椎间隙的高度和椎间孔容积，而且能保留椎间盘的运动功能、减缓邻近节段椎间盘的退变和减轻病人的痛苦，减少手术创伤、减少并发症的发生。
[0007]为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0008]生物自锁型人工椎间盘系统，包括:依次相接的人工椎间盘假体、假体柄、椎间盘底座和螺旋形网状固定支架；螺旋形网状固定支架包括用于旋入椎体的外螺纹，螺旋形网状固定支架内还包括与螺旋形网状固定支架的外部连通的腔体。采用这种结构，人工椎间盘假体通过依次相连接的假体柄、椎间盘底座、螺旋形网状固定支架，和相邻椎体形成生物自锁型的单侧固定；外螺纹便于近期的安装固定，腔体填充自体骨后可与身体骨组织形成长期的生物固定，固定可靠。
[0009]作为一种优选，螺旋形网状固定支架包括:一个外圆弧柱面、一个内圆弧柱面、两块连接平面和一个网状的端盖；内圆弧柱面位于外圆弧柱面内，内圆弧柱面和外圆弧柱面之间通过两块连接平面相接，内圆弧柱面、外圆弧柱面、连接平面之间围成腔体；端盖覆盖外圆弧柱面和内圆弧柱面的同一端；外圆弧柱面的外侧设有外螺纹，内圆弧柱面的内侧设有内螺纹，第一锁定螺丝旋入该内螺纹，椎间盘底座夹紧于第一锁定螺丝和端盖之间。
[0010]作为一种优选，外圆弧柱面设有多个均匀分布的通孔，腔体内自体骨通过通孔与外圆弧柱面外的骨组织长成一体实现生物固定。
[0011]作为一种优选，假体柄和椎间盘底座之间可拆卸式连接，便于人工椎间盘假体的维护和更换，更换时只需拆除人工椎间盘假体和假体柄。
[0012]作为一种优选，椎间盘底座包括底盘和固定杆；圆盘形的底盘上设有一个沿着半径方向布置的带有内螺纹的安装槽，第二锁定螺丝旋入安装槽中，放入安装槽中的假体柄的尾部被第二锁定螺丝顶紧在安装槽中且位于底盘的圆心位置；固定杆位于底盘的偏心位置，横截面为矩形的固定杆置入内圆弧柱面内。采用矩形的固定杆可防止固定杆的转动，定位可靠。
[0013]作为一种优选，底盘的正对人工椎间盘假体的一侧为凹面，曲度与人工椎间盘假体的形状一致，底盘的正对椎体的一侧的形状与椎体表面相应，使得本发明结构更紧凑，符合人的身体结构。
[0014]作为一种优选，人工椎间盘假体的底部中心设有形状与假体柄的头部相应的安装腔，球形的假体柄的头部卡入安装腔中，人工椎间盘假体和假体柄的头部之间形成关节；假体柄的尾部为横截面为矩形的杆。采用球形的假体柄和安装腔结构，假体柄卡入安装腔后，即可连接固定，同时人工椎间盘假体相对于假体柄可像关节似地转动。
[0015]作为一种优选，腔体内填充自体骨或植骨材料，便于和螺旋形网状固定支架外的身体骨组织形成生物固定。
[0016]作为一种优选，人工椎间盘假体采用聚乙烯高分子材料；假体柄、椎间盘底座、螺旋形网状固定支架、第一锁定螺丝、第二锁定螺丝采用同一种钛合金。
[0017]生物自锁型人工椎间盘系统的应用，应用于颈椎、腰椎或胸椎。
[0018]总的说来，本发明具有如下优点:
[0019]1.生物自锁型人工椎间盘系统近期可通过螺旋形网状固定支架与椎体固定，可防止人工椎间盘假体移位或脱落，远期可与椎体形成永久的生物固定，固定可靠。
[0020]2.椎间盘底座和假体柄可拆卸式连接，人工椎间盘假体连同假体柄可以取出翻修，便于日后的维护。
[0021]3.采用本发明在稳定脊柱的同时，保留椎间盘和椎间关节的活动功能，预防现有人工椎间盘、人工髓核的移位、脱落、下沉和骨化融合、因椎间融合产生的邻近节段的的退变加速。
[0022]4.本发明应用范围广泛，可应用于颈椎、腰椎、胸椎。对颈椎而言，可用于:(I)单纯颈椎椎间盘突出症；⑵颈椎管狭窄；⑶侧隐窝狭窄；⑷颈椎失稳；(5)颈椎骨折；(6)其他脊柱疾病(如结核、肿瘤、畸形)等；对腰椎而言，可用于:(1)腰间盘突出症；(2)腰椎管狭窄；(3)腰椎外伤；(4)腰椎肿瘤；(5)腰椎失稳疾病的稳定手术；在切除椎间盘和椎体后缘骨赘导致脊柱失稳时重建脊柱功能单元；对胸椎而言，可用于(I)单纯胸椎椎间盘突出症；(2)胸椎管狭窄；(3)胸椎骨折；(4)胸椎失稳；(5)其他脊柱疾病(如结核、肿瘤、畸形)等。
[0023]5.结构简单，制作方便。
【附图说明】
[0024]图1是螺旋形网状固定支架的主视图。
[0025]图2是螺旋形网状固定支架的左视图。
[0026]图3是螺旋形网状固定支架的俯视图。
[0027]图4是椎间盘底座的主视图。
[0028]图5是椎间盘底座的左视图。
[0029]图6是椎间盘底座的俯视图。
[0030]图7是椎间盘底座的仰视图。
[0031]图8是人工椎间盘假体的主视图。
[0032]图9是人工椎间盘假体的仰视图。
[0033]图10是假体柄的主视图。
[0034]图11是假体柄和人工椎间盘假体的装配图。
[0035]图12是第一锁定螺丝或第二锁定螺丝的结构示意图。
[0036]图13是生物自锁型人工椎间盘系统的装配图。
[0037]其中，I为人工椎间盘假体，2为假体柄，3为椎间盘底座，4为螺旋形网状固定支架，5为第一锁定螺丝，6为椎体，1-1为安装腔，3-1为底盘，3-2为固定杆，3-3为安装槽，4-1为外圆弧柱面，4-2为内圆弧柱面，4-3为连接平面，4-4为端盖，4_5为腔体，4_6为通孔。
【具体实施方式】
[0038]下面来对本发明做进一步详细的说明。
[0039]本实施例的生物自锁型人工椎间盘系统应用于颈椎，包括:人工椎间盘假体、假体柄、椎间盘底座、螺旋形网状固定支架、第一锁定螺丝、第二锁定螺丝。设计符合人类解剖结构和人体生物力学的颈椎生物自锁型人工椎间盘系统，以替代因退变、增生、突出、狭窄而需要切除的椎间盘的结构和功能。
[0040]螺旋形网状固定支架包括一个外圆弧柱面、一个内圆弧柱面、两块连接平面和一个网状的端盖。外圆弧柱面、内圆弧柱面、连接平面均为薄片结构，内圆弧柱面位于外圆弧柱面内，一个连接平面、内圆弧柱面、一个连接平面、外圆弧柱面依次连接，外圆弧柱面再与第一个连接平面连接，围成腔体。外圆弧柱面的外壁设有外螺纹，外圆弧柱面上均布多个通孔。内圆弧柱面的靠近轴的一侧设有与第一锁定螺丝配合的内螺纹。端盖固定在外圆弧柱面的后端，且将外圆弧柱面和内圆弧柱面覆盖。螺旋形网状固定支架的材质为钛合金。螺旋形网状固定支架具有以下特点:①自锁功能:旋转置入式支架可与椎体形成牢固的固定，不会发生脱落或移位，达到近期自锁固定的效果；②生物固定:腔体内填充自体骨(来自环形取出的骨块并敲碎)，骨痂通过腔体前端、通孔或端盖长入支架内，达到远期骨性愈合，最终形成支架的永久性生物固定；③人工椎间盘假体通过假体柄连接螺旋形网状固定支架，固定于下位椎体骨中，本发明具有固定和支撑人工椎间盘假体的作用，可防止人工椎间盘假体移位、脱落或下沉。④支架在冠状位由前向后逐渐旋转进入椎体，震动极小、可控性极佳，将置入的风险降到最低。这种置入结构可解决现有人工椎间盘移位、脱落、下沉的问题，并维持椎间隙和椎间孔的高度，减缓邻近椎间盘的退变。
[0041]椎间盘底座包括底盘、固定杆，两部分一体化构成，材质为钛合金。底盘为圆盘形，底盘上设有一个沿着半径方向布置的安装槽，安装槽设有与第二锁定螺丝配合的内螺纹，第二锁定螺丝沿着径向旋入，假体柄的尾部置入后夹紧于第二锁定螺丝和安装槽的端部，且假体柄位于底盘的中心位置。固定杆偏心设置，固定杆的横截面为矩形，固定杆的端部置入内圆弧柱面中，由第一锁定螺丝锁紧。底盘的正对人工椎间盘假体的一侧为凹面，曲度与人工椎间盘假体的形状一致，底盘的正对椎体的一侧的形状与椎体表面相应。椎间盘底座具有以