一种曲线轴柔性人工椎间盘假体

本发明涉及人工椎间盘假体，特别涉及一种曲线轴柔性人工椎间盘假体。

背景技术：

1、随着现代生产方式及生活习惯的改变，椎间盘异常引发的颈椎疾病呈高发病率及年轻化态势，极大影响患者生活质量，已成为一个社会性问题。

2、椎间盘病变、退变或损伤是颈椎病的主要致病原因，程度轻的通过按摩可缓解痛苦，严重者出现肢体运动感知障碍甚至瘫痪。由于椎间组织生物修复和再生能力低，椎间盘人工置换成为后期治疗的主要途径，即通过手术切除病变椎间盘，再植入人工假体恢复椎间高度及活动能力，可提高患者生活自理能力，具有重要的治疗价值。

3、现有人工椎间盘假体主要有刚性和柔性两类，目前临床主要使用刚性假体，其受膝/髋等大型关节重建术启发，采用球窝、滑槽结构，其滑动副易导致关节失稳，且不具备天然椎间盘的柔性缓冲作用，对脊柱生物力学系统影响较大。柔性人工椎间盘假体是主要的发展方向，但现有柔性人工椎间盘假体存在缺陷：现有假体结构设计不足，与颈椎自然曲度不匹配；构型变化少，尺寸选择单一，导致临床适配困难，增加了手术风险，影响疗效。

技术实现思路

1、本发明解决了相关技术中的问题，提出一种曲线轴柔性人工椎间盘假体，与颈椎自然曲度匹配，结构更通用化，设计空间更大，选择多样化，能满足不同的患者需求。

2、为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种曲线轴柔性人工椎间盘假体，包括位于两端的第一刚性顶板、第二刚性顶板以及处于两者之间的曲线轴柔性铰链，所述曲线轴柔性铰链的中心轴线为平面曲线，所述曲线轴柔性铰链垂直其中心轴的横截面为四个顶点带有相同的非对称圆角的矩形，所述横截面的边长沿中心轴线是变化的且在曲线轴柔性铰链中部时较小、在两端时较大，所述横截面的圆角半径与其所在边的边长的比值记为圆角比例，所述圆角比例沿中心轴线是变化的且在曲线轴柔性铰链中部时较大、在两端时较小。

3、作为优选方案，所述曲线轴柔性铰链的中心轴线为圆锥曲线、正弦曲线、摆线或样条曲线的其中一种。

4、作为优选方案，所述横截面的边长和圆角比例相对中心轴线的变化规律满足以下几种方式的一种、或其两种及以上的组合、或直线方程与其中一种及以上的组合：圆锥曲线方程、正弦曲线方程、摆线方程、样条曲线方程。

5、作为优选方案，所述曲线轴柔性铰链与两端的第一刚性顶板、第二刚性顶板固接。

6、作为优选方案，所述第一刚性顶板和第二刚性顶板上设置有棘齿和/或螺栓孔。

7、作为优选方案，所述第一刚性顶板的上表面和第二刚性顶板的下表面喷涂羟基磷灰石。

8、作为优选方案，所述曲线轴柔性铰链采用医用高分子材料，所述第一刚性顶板和第二刚性顶板采用医用金属材料。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

10、(1)假体的曲线轴柔性铰链的中心轴线为平面曲线，具有与天然颈椎相近的曲度，可提高假体结构和力学特性匹配程度；

11、(2)柔性铰链的带非对称圆角的矩形截面，圆角比例沿中心轴线是变化的，在中部区域采用大圆角可降低应力集中效应，两端降低圆角可调控刚柔度，可提高结构刚度与变形应力的平衡程度。

技术特征：

1.一种曲线轴柔性人工椎间盘假体，包括位于两端的第一刚性顶板、第二刚性顶板以及处于两者之间的曲线轴柔性铰链，其特征在于：所述曲线轴柔性铰链的中心轴线为平面曲线，所述曲线轴柔性铰链垂直其中心轴的横截面为四个顶点带有相同的非对称圆角的矩形，所述横截面的边长沿中心轴线是变化的且在曲线轴柔性铰链中部时较小、在两端时较大，所述横截面的圆角半径与其所在边的边长的比值记为圆角比例，所述圆角比例沿中心轴线是变化的且在曲线轴柔性铰链中部时较大、在两端时较小。

2.根据权利要求1所述的曲线轴柔性人工椎间盘假体，其特征在于：所述曲线轴柔性铰链的中心轴线为圆锥曲线、正弦曲线、摆线或样条曲线的其中一种。

3.根据权利要求1所述的曲线轴柔性人工椎间盘假体，其特征在于：所述横截面的边长和圆角比例相对中心轴线的变化规律满足以下几种方式的一种、或其两种及以上的组合、或直线方程与其中一种及以上的组合：圆锥曲线方程、正弦曲线方程、摆线方程、样条曲线方程。

4.根据权利要求1所述的曲线轴柔性人工椎间盘假体，其特征在于：所述曲线轴柔性铰链与两端的第一刚性顶板、第二刚性顶板固接。

5.根据权利要求1所述的曲线轴柔性人工椎间盘假体，其特征在于：所述第一刚性顶板和第二刚性顶板上设置有棘齿和/或螺栓孔。

6.根据权利要求1所述的曲线轴柔性人工椎间盘假体，其特征在于：所述第一刚性顶板的上表面和第二刚性顶板的下表面喷涂羟基磷灰石。

7.根据权利要求1所述的曲线轴柔性人工椎间盘假体，其特征在于：所述曲线轴柔性铰链采用医用高分子材料，所述第一刚性顶板和第二刚性顶板采用医用金属材料。

技术总结
本发明涉及人工椎间盘假体技术领域，特别涉及一种曲线轴柔性人工椎间盘假体，包括依次相连的第一刚性顶板、曲线轴柔性铰链和第二刚性顶板，所述曲线轴柔性铰链的中心轴线为平面曲线，所述曲线轴柔性铰链垂直其中心轴的横截面为四个顶点带有相同的非对称圆角的矩形，所述横截面的边长沿中心轴线是变化的且在曲线轴柔性铰链中部时较小、在两端时较大，所述横截面的圆角半径与其所在边的边长的比值沿中心轴线是变化的且在曲线轴柔性铰链中部时较大、在两端时较小。本发明曲线轴柔性铰链可模拟人颈椎的自然曲度，曲率可调空间大，能满足不同患者的需求；采用带非对称圆角的矩形截面，圆角比例变化利于刚度与应力的平衡，可实现多种构型设计。

技术研发人员：魏华贤,王奉涛,王新家,牛小东,陈育春,马学铭
受保护的技术使用者：汕头大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16