适用于脊柱的可活动型人工椎体的制作方法

专利2025-05-15  4


本发明涉及脊柱假体的结构设计和应用,具体是一种适用于脊柱的可活动型人工椎体。


背景技术:

1、椎间盘退行性病变是临床常见且棘手的问题。目前主要使用椎间融合器或人工椎体进行植入治疗以替换病变的椎间盘,进而解决神经压迫以及椎间盘磨损的问题。目前活动型人工椎体活动部分为直接接触,摩擦系数高,在作为脊柱承重的情况下易导致假体活动装置发生疲劳磨损从而使假体失效断裂,导致假体损坏概率高,术后翻修率高。

2、授权公告号为cn211674730u的中国专利公开了一种椎间盘活动假体,包括上椎间盘假体及下椎间盘假体;所述上椎间盘假体包括第一主体板及活动滚珠结构,所述第一主体板的上表面设有锥形固定钉,所述活动滚珠结构设置在所述第一主体板的下表面,且所述活动滚珠结构的所在位置对应脊柱扭转时的转动轴轴线;所述活动滚珠结构包括活动半球及滚珠,所述活动半球固定在所述第一主体板的下表面处,且所述活动半球上设有活动槽,所述滚珠设置在所述活动槽内,所述滚珠在活动槽内转动;所述下椎间盘假体包括第二主体板及活动腔,所述第二主体板的上表面设有活动腔,且所述活动腔所在位置对应所述活动滚珠结构所在位置,所述活动腔与所述活动滚珠结构适配;所述第二主体板的下表面设有锥形固定钉。该活动假体通过在活动半球的表面设置活动槽,活动槽内设置可转动的滚珠,使得活动半球与下椎间盘假体之间的摩擦变为滚动摩擦,从而减小了摩擦阻力,进而增加了所述椎间盘活动假体的使用寿命,但该活动假体受滚珠设置形式限制,存在上椎间盘假体不能相对于下椎间盘假体万向转动的问题,植入后会导致患者活动受限。另外,现有的可活动型人工椎体其滚珠在下椎间盘假体活动腔内的安装位置通常是固定的,而假体植入后其受力往往不是沿活动半球的中心向下,这样随着假体的使用时间变长,假体会存在活动腔内不同位置的滚珠的磨损程度不一致的问题,经常受力较大的位置处的滚珠磨损较为严重,这影响了假体的使用寿命。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种摩擦力小且可使滚珠均匀磨损的适用于脊柱的可活动型人工椎体。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:适用于脊柱的可活动型人工椎体,包括假体上板和假体下板,所述假体上板的下表面设有凸出的球状部,所述假体下板的上表面设有内表面为球面的活动腔,所述球状部与所述活动腔配合形成可使所述球状部上下和左右转动的球槽关节结构,所述活动腔与所述球状部之间设有将所述球状部与所述活动腔之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦的滚珠,所述活动腔的内表面上设有滚珠循环引导结构;

3、所述滚珠循环引导结构包括至少两组沿所述活动腔内表面周向间隔布置并与所述滚珠适配以用于安装并引导所述滚珠滚动的圆弧形滚珠滚道,所述滚珠滚道包括两条绕所述活动腔的内表面最低点处呈放射状布置并沿所述活动腔的内表面向上延伸的上升槽段,所述上升槽段的上端通过弧形过渡槽段平滑连通,所述滚珠滚道的上升槽段的下端均交汇连通于所述活动腔的内表面最低点处;

4、所述滚珠安装在所述滚珠滚道内。

5、进一步地,同一所述滚珠滚道的两条所述上升槽段之间的夹角α,α≥45°。

6、进一步地,所述滚珠滚道沿所述活动腔内表面的周向方向均匀布置。

7、进一步地,所述滚珠滚道为5条。

8、进一步地,所述活动腔的直径为a,a=(c-y-z),其中c为人工椎体替换的患者椎体的最短直径,y=1/5c,z=2mm;

9、所述滚珠滚道边缘拟合球体直径为b,b=1/2c;

10、所述滚珠滚道的直径为d,d=(a-b)×5/3;

11、所述滚珠的直径为d,d=d-0.2mm。

12、进一步地,所述上升槽段的下端交汇处设有间距为l,l=d+1mm的滚珠间距保持用凸起,所述凸起的高度小于或等于0.2mm。

13、进一步地,在所述假体下板上表面,所述活动腔的两侧分别设有设置植骨仓,所述植骨仓的外侧分别设有将其包围在内的多孔结构区,所述多孔结构区的外侧分别设有将其包围在内的假体下板实体结构区。

14、进一步地,所述假体上板的上表面以及假体下板的下表面均设有直径为0.15mm的微孔结构。

15、进一步地,所述假体上板的上表面以及假体下板的下表面均设有防滑齿。

16、进一步地,所述假体下板上设有套设在球状部上部以防止所述球状部从所述活动腔脱出的固定环。

17、本发明的有益效果是:本发明的适用于脊柱的可活动型人工椎体,球状部在上下以及左右转动时均可以依靠摩擦力推动滚珠沿滚珠滚道滚动并可通过活动腔的内表面最低点处的交汇连通点进入不同的滚珠滚道,从而可以促使滚珠在活动腔内的位置不断发生变化,可以避免滚珠长期处于同一位置,进而可以使滚珠更均匀的磨损,可显著提高人工椎体的使用寿命。



技术特征:

1.适用于脊柱的可活动型人工椎体,包括假体上板(1)和假体下板(2),所述假体上板(1)的下表面设有凸出的球状部(12),所述假体下板(2)的上表面设有内表面为球面的活动腔(21),所述球状部(12)与所述活动腔(21)配合形成可使所述球状部(12)上下和左右转动的球槽关节结构,所述活动腔(21)与所述球状部(12)之间设有将所述球状部(12)与所述活动腔(21)之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦的滚珠(3),其特征在于:所述活动腔(21)的内表面上设有滚珠循环引导结构;

2.如权利要求1所述的适用于脊柱的可活动型人工椎体,其特征在于:同一所述滚珠滚道(22)的两条所述上升槽段(221)之间的夹角α,α≥45°。

3.如权利要求1或2所述的适用于脊柱的可活动型人工椎体,其特征在于:所述滚珠滚道(22)沿所述活动腔(21)内表面的周向方向均匀布置。

4.如权利要求3所述的适用于脊柱的可活动型人工椎体,其特征在于:所述滚珠滚道(22)为5条。

5.如权利要求1所述的适用于脊柱的可活动型人工椎体,其特征在于:所述活动腔(21)的直径为a,a=(c-y-z),其中c为人工椎体替换的患者椎体的最短直径,y=1/5c,z=2mm;

6.如权利要求5所述的适用于脊柱的可活动型人工椎体,其特征在于:所述上升槽段(221)的下端交汇处设有间距为l,l=d+1mm的滚珠间距保持用凸起(27),所述凸起(27)的高度小于或等于0.2mm。

7.如权利要求1所述的适用于脊柱的可活动型人工椎体,其特征在于:在所述假体下板(2)上表面,所述活动腔(21)的两侧分别设有设置植骨仓(23),所述植骨仓(23)的外侧分别设有将其包围在内的多孔结构区(24),所述多孔结构区(24)的外侧分别设有将其包围在内的假体下板实体结构区(25)。

8.如权利要求1或7所述的适用于脊柱的可活动型人工椎体,其特征在于:所述假体上板(1)的上表面以及假体下板(2)的下表面均设有直径为0.15mm的微孔结构(5)。

9.如权利要求1所述的适用于脊柱的可活动型人工椎体,其特征在于:所述假体上板(1)的上表面以及假体下板(2)的下表面均设有防滑齿(4)。

10.如权利要求1所述的适用于脊柱的可活动型人工椎体,其特征在于:所述假体下板(2)上设有套设在球状部(12)上部以防止所述球状部(12)从所述活动腔(21)脱出的固定环(6)。


技术总结
本发明提供一种摩擦力小且可使滚珠均匀磨损的适用于脊柱的可活动型人工椎体,涉及脊柱假体的结构设计和应用技术领域。适用于脊柱的可活动型人工椎体,所述假体上板的下表面设有球状部,所述假体下板的上表面设有活动腔,所述活动腔的内表面上设有滚珠循环引导结构;所述滚珠循环引导结构包括至少两组沿所述活动腔内表面周向间隔布置的滚珠滚道,所述滚珠滚道包括两条绕所述活动腔的内表面最低点处呈放射状布置并沿所述活动腔的内表面向上延伸的上升槽段,所述上升槽段的上端通过弧形过渡槽段平滑连通,所述滚珠滚道的上升槽段的下端均交汇连通于所述活动腔的内表面最低点处;所述滚珠安装在所述滚珠滚道内。本发明可显著提高人工椎体的使用寿命。

技术研发人员:邹善方,贺峥玥,刘睿诚,吴利苹,钟林森,邓先科
受保护的技术使用者:成都天齐增材智造有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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