一種自穩(wěn)型頸椎椎間融合器及其制造模具和制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自穩(wěn)型頸椎椎間融合器及其制造模具和制造方法，該自穩(wěn)型頸椎椎間融合器包括由礦化膠原材料制成的融合器主體以及由醫(yī)用可降解聚合物材料制成的頸前路固定板，所述融合器主體呈前高后低的楔形，所述頸前路固定板位于融合器主體前端且與融合器主體一體成型，所述頸前路固定板上下兩端還分別設(shè)有用于與頸椎固定的固定孔。本發(fā)明通過設(shè)計(jì)一體成型的頸前路固定板和融合器主體，可以將整個自穩(wěn)型頸椎椎間融合器固定在上下椎體上，防止其向前滑脫或者向后滑動而壓迫中樞神經(jīng)；并且由礦化膠原材料制成的融合器主體可被降解吸收，并可引導(dǎo)新骨的生成，而由醫(yī)用可降解聚合物材料制成的頸前路固定板也可在術(shù)后自行降解，避免了二次手術(shù)取出。
【專利說明】一種自穩(wěn)型頸椎椎間融合器及其制造模具和制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及椎間融合器技術(shù)，更具體地說，涉及一種自穩(wěn)型頸椎椎間融合器及其制造模具和制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]椎間融合器(interbody fus1n cage),也常被稱作脊柱融合器(spine cage),是臨床上椎間植骨融合手術(shù)中常用的一種醫(yī)療器械，多用于全椎間盤置換術(shù)，在清除病變/壞死椎間盤后，置入裝有自體骨或其它植骨材料的椎間融合器，能有效起到即刻穩(wěn)定、撐開并維持椎間隙高度，促進(jìn)椎體相鄰節(jié)段融合的作用。
[0003]目前臨床使用的椎間融合器主要采用鈦合金、不銹鋼、聚醚醚酮、碳纖維、同種異體骨等材料制成。但這些材料在生理環(huán)境中均不可被降解吸收，因而在植入后將永久作為異物留存于體內(nèi)，不是理想的骨修復(fù)材料。
[0004]近年來，人們利用可降解生物材料(如聚乳酸)開發(fā)出體內(nèi)可降解吸收椎間融合器。這類椎間融合器在植入體內(nèi)初期可以為椎間融合提供有效的力學(xué)支撐，維持椎間隙高度。隨著椎間植骨融合的進(jìn)行，椎間融合器的材料逐漸降解，為患者的新生骨組織提供生長空間，并最終完全降解，同時兩相鄰節(jié)段實(shí)現(xiàn)完全融合，達(dá)到椎間融合的治療目的。聚乳酸材料在降解過程中能夠被分解成乳酸分子，參與到人體的三羧酸循環(huán)當(dāng)中，并最終分解為水和二氧化碳而排出體外。
[0005]然而，出于防止椎間融合器向前滑脫、提高相鄰融合節(jié)段的穩(wěn)定性、維持椎間隙高度和生理曲度等方面的需要，在經(jīng)前路的頸椎椎間融合手術(shù)中通常還需要對上下椎體進(jìn)行固定，這類固定裝置使用的是頸前路鈦板(或不銹鋼板)，目前尚無可吸收材料的頸前路固定板。因此，目前的頸椎椎間融合手術(shù)即使采用可吸收椎間融合器，也需要使用頸前路鈦板/不銹鋼板進(jìn)行固定，存在以下幾方面缺點(diǎn):
[0006]1.頸前路鈦板/不銹鋼板對食管及其附近肌肉、組織造成壓迫，使患者長期具有異物感和不適感，尤其在吞咽時異物感明顯；
[0007]2.當(dāng)行椎間融合術(shù)的頸椎兩節(jié)段融合之后，頸前路鈦板/不銹鋼板需通過二次手術(shù)取出，增加了患者痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；
[0008]3.由于聚乳酸等可降解生物材料的彈性模量相對于鈦、不銹鋼等金屬材料而言低得多，頸前路鈦板/不銹鋼板的高彈性模量在椎間隙的前方形成應(yīng)力遮擋，不利于椎間形成骨融合；
[0009]4.頸前路鈦板/不銹鋼板僅在前部對椎間融合器形成阻擋，而并未與椎間融合器固定在一起，不能避免椎間融合器向后滑脫，進(jìn)入椎管后而壓迫中樞神經(jīng)，造成疼痛甚至癱瘓等嚴(yán)重后果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有自穩(wěn)型頸椎椎間融合器采用單獨(dú)的鈦板或不銹鋼板在前端對融合器進(jìn)行阻擋存在上述缺陷的問題，提供一種由礦化膠原材料制成的融合器主體以及由醫(yī)用可降解聚合物材料制成的頸前路固定板一體成型的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器及其制造模具和制造方法。
[0011]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種自穩(wěn)型頸椎椎間融合器，包括由礦化膠原材料制成的融合器主體以及由醫(yī)用可降解聚合物材料制成的頸前路固定板，所述融合器主體呈前高后低的楔形，所述頸前路固定板位于所述融合器主體前端且與所述融合器主體一體成型，所述頸前路固定板上下兩端還分別設(shè)有用于與頸椎固定的固定孔。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器中，所述融合器主體長度為14.0-16.0mm,寬度為12.0-14.0mm,高度為6.0-9.0mm ;且所述融合器主體前端與后端的高度差為Imm以上；所述融合器主體的上端面和下端面設(shè)有深度為0.3-0.8mm、間距為
1.5-2.5mm的齒狀結(jié)構(gòu)。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器中，所述融合器主體設(shè)有穿透所述上端面和下端面的垂直通孔；所述垂直通孔為直徑3-6_的圓柱形或者為邊長3-6_的方形，并且所述垂直通孔邊緣到所述融合器主體后端面的距離不小于3mm ;所述融合器主體還設(shè)有穿透左右側(cè)面并與所述垂直通孔連通的水平通孔，所述水平通孔為直徑3-4_的圓柱形。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器中，所述頸前路固定板的高度為20.0-28.0mm,寬度為8.0-12.0mm,厚度為1.5-3.0mm,且所述頸前路固定板的上下兩端為圓弧形或方形。
[0015]在根據(jù)本發(fā)明所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器中，所述融合器主體沿高度方向的抗壓強(qiáng)度為70-120MPa ;所述頸前路固定板的抗彎強(qiáng)度為40_70MPa。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器中，所述融合器主體的降解時間為6-18個月，所述頸前路固定板的降解時間為3-12個月。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器中，所述融合器主體由采用以下方法制備的礦化膠原材料制成:
[0018]步驟S1、將膠原溶于鹽酸、硝酸或醋酸中的任何一種，配制成膠原的酸溶液，其中膠原濃度為 5.0 X 10^-5.0X10 VmL ；
[0019]步驟S2、持續(xù)攪拌步驟SI所得溶液，緩慢滴加含鈣離子的溶液，鈣離子的加入量為每克膠原對應(yīng)加入鈣離子0.01-0.16mol ；
[0020]步驟S3、持續(xù)攪拌步驟S2所得溶液，緩慢滴加含磷酸根離子的溶液，磷酸根離子的加入量與步驟S2中鈣離子加入量的摩爾比為Ca/P = 1/1-2/1 ；
[0021]步驟S4、持續(xù)攪拌步驟S3所得溶液，緩慢滴加NaOH溶液至混合體系pH = 6_8，當(dāng)pH = 5-6時,混合體系開始出現(xiàn)沉淀，當(dāng)pH = 7時,混合體系出現(xiàn)白色懸池液；
[0022]步驟S5、將步驟S4所得混合體系靜置24-120小時，分離出沉淀并洗去雜質(zhì)離子，隨后進(jìn)行冷凍干燥至恒重；
[0023]步驟S6、將步驟S5的冷凍干燥產(chǎn)物研磨后過篩，篩選出粒徑〈200 μ m的礦化膠原粉體備用。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器中，所述頸前路固定板由以下一種或者多種醫(yī)用可降解聚合物材料制成:聚乳酸、聚羥基乙酸和乳酸-羥基乙酸共聚物；所述醫(yī)用可降解聚合物材料的分子量為50，000-800, 000。
[0025]本發(fā)明還提供了一種如前所述的頸椎錐間融合器的制造模具，包括用于融合器主體成型的第一模具組件，以及用于頸前路固定板成型的第二模具組件；
[0026]其中，所述第一模具組件包括:第一成型模、第一套模、第一壓柱、裝料模、底柱和底座；所述第一成型模置于所述底座上且下部容納有截面形狀與所述融合器主體的后端面相同的底柱，所述裝料模置于所述第一成型模上且上部容納有截面形狀與所述融合器主體的前端面相同的第一壓柱，所述第一套模套設(shè)在所述第一成型模和裝料模交接處的外圍用于對齊所述第一成型模和裝料模；所述第一成型模和裝料模之間構(gòu)成用于所述礦化膠原材料冷壓成型形成融合器主體的封閉的第一型腔；
[0027]所述第二模具組件包括:第二成型模、第二套模、第二壓柱、加熱套筒、加熱棒、第一隔熱硅膠片和第二隔熱硅膠片；所述第二成型模通過所述第一隔熱硅膠片置于所述第一成型模上，且上部容納有截面形狀與頸前路固定板的前端面相同的第二壓柱，所述第二套模套設(shè)在所述第一成型模和第二成型模交接處的外圍，用于對齊所述第一成型模和第二成型模；所述加熱套筒套設(shè)在所述第二成型模外圍并通過第二隔熱硅膠片置于所述第二套模上；所述加熱棒設(shè)置在所述加熱套筒中；所述第二成型模和具有融合器主體的第一成型模之間構(gòu)成用于醫(yī)用可降解聚合物材料熔融成型形成頸前路固定板的封閉的第二型腔。
[0028]本發(fā)明還提供了如前所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器的制造方法，包括以下步驟:
[0029]在制造模具中使用粉末狀的礦化膠原材料進(jìn)行將融合器主體的冷壓成型，并在800-1200MPa壓力的條件下進(jìn)行30-300秒保壓；
[0030]在成型的融合器主體的基礎(chǔ)上填充醫(yī)用可降解聚合物材料，并以不低于40°C /min的升溫速率加熱至醫(yī)用可降解聚合物材料的熔點(diǎn)，進(jìn)行頸前路固定板的熔融成型；
[0031]待制造模具冷卻至室溫，取出成型物，進(jìn)行切削、表面齒狀結(jié)構(gòu)的加工、鉆孔、倒角、表面清洗等后處理，獲得自穩(wěn)型頸椎椎間融合器。
[0032]本發(fā)明采用冷壓成型與熔融成型的工藝相結(jié)合，制造出一體成型的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器，融合器主體和頸前路固定板雖為不同材料制造，但一體成型加工工藝使這兩部分結(jié)合牢固，提高了植入物的安全性。在制造過程中，首先在制造模具中將融合器主體冷壓成型，并進(jìn)行30-300秒保壓。其中，保壓時間非常關(guān)鍵，保壓時間太短不利于礦化膠原粉末緊密結(jié)合，影響成型器件的機(jī)械強(qiáng)度和后處理過程中的機(jī)械加工性能，也容易導(dǎo)致器件表面產(chǎn)生掉粉、遇水溶脹、體內(nèi)降解過快等不良后果，保壓時間太長將使成型器件內(nèi)部應(yīng)力過大，可能導(dǎo)致應(yīng)力開裂，保壓時間太長也降低了生產(chǎn)效率。其中，頸前路固定板可以在熔融成型時便采用特定結(jié)構(gòu)的模具使其形成固定孔，也可以在成型后通過鉆孔等方式形成該固定孑U
[0033]實(shí)施本發(fā)明的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器及其制造模具和制造方法，具有以下有益效果:本發(fā)明通過設(shè)計(jì)一體成型的頸前路固定板和融合器主體，可以將整個自穩(wěn)型頸椎椎間融合器固定在上下椎體上，防止其向前滑脫或者向后滑動而壓迫中樞神經(jīng)；并且由礦化膠原材料制成的融合器主體可被降解吸收，并可引導(dǎo)新骨的生成，而由醫(yī)用可降解聚合物材料制成的頸前路固定板也可以在術(shù)后自行降解，有效地減輕了患者的不適感，也避免了二次手術(shù)取出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0035]圖1為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器的主視圖；
[0036]圖2為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器的右視圖；
[0037]圖3為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器的立體圖；
[0038]圖4為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器的制造模具在融合器主體成型時的豎直剖面；
[0039]圖5所示為圖4中A-A處的水平剖視圖；
[0040]圖6為頸前路固定板成型時的豎直剖面示意圖；
[0041]圖7為圖6中移除第二壓柱的俯視圖；
[0042]圖8為第二壓柱的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0043]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0044]請參閱圖1至圖3，分別為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器的主視圖、右視圖和立體圖。如圖所示，該自穩(wěn)型頸椎椎間融合器包括融合器主體I和頸前路固定板2。該融合器主體I由礦化膠原材料制成，頸前路固定板2由醫(yī)用可降解聚合物材料制成。融合器主體I呈前高后低的楔形，頸前路固定板2位于融合器主體I的前端且與融合器主體I 一體成型，頸前路固定板2的上下兩端還分別設(shè)有用于與頸椎固定的固定孔21。
[0045]本發(fā)明中融合器主體I可以在植入體內(nèi)后位于頸椎間隙中，起到穩(wěn)定、撐開并維持椎間隙高度的作用，而與之一體成型的頸前路固定板2可以將整個自穩(wěn)型頸椎椎間融合器固定在上下椎體上，防止其向前滑脫或者向后滑動而壓迫中樞神經(jīng)。并且融合器主體I部分采用礦化膠原材料制成，植入體內(nèi)后材料可被降解吸收，并可引導(dǎo)新骨的生成，最終在椎間實(shí)現(xiàn)骨融合。頸前路固定板2采用醫(yī)用可降解聚合物材料制成，可以在術(shù)后自行降解，有效地減輕了患者的不適感，也避免了二次手術(shù)取出，并且植入體內(nèi)后材料可被逐漸分解成乳酸分子，參與到人體的三羧酸循環(huán)中，并最終被分解為水和二氧化碳而代謝出體外。此夕卜，由于本發(fā)明中采用的醫(yī)用可降解材料與自體骨彈性模量接近，在臨床應(yīng)用中不會形成應(yīng)力遮擋，有利于椎間形成骨融合。同時，在手術(shù)過程中，也可以通過頸前路固定板2在頸椎前部的位置準(zhǔn)確地將融合器主體I定位在椎間隙的中間位置。
[0046]下面對本發(fā)明的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器中融合器主體I和頸前路固定板2的具體結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行說明。
[0047]在本發(fā)明中，融合器主體I的方位定義為:植入體內(nèi)后，位于患者頸椎前方與頸前路固定板2相連、朝向食管的面為該融合器主體I的前面，朝向患者椎管的面為該融合器主體I的后面，朝向患者左、右頸總動脈的面分別為該融合器主體I的左側(cè)和右側(cè)，朝向患者顱骨的面為該融合器主體I的上端面，朝向患者胸椎的面為該融合器主體I的下端面。前后面之間的距離為該融合器主體I的長度，左右側(cè)面之間的距離為該融合器主體I的寬度，上端面和下端面之間的距離為該融合器主體I的高度。上端面和下端面中心連線的方向?yàn)樵撊诤掀髦黧wI的軸向。
[0048]該融合器主體I的尺寸與成年人頸椎椎間隙的尺寸相匹配，其長度為14.0-16.0mm,寬度為12.0-14.0mm,高度為6.0-9.0mm0其中，融合器主體I前部的高度略高于后部，其高度差為Imm以上，且楔形前部的高度和后部的高度均在6.0-9.0mm的數(shù)值范圍內(nèi)。優(yōu)選地，在該融合器主體I的上端面和下端面設(shè)有深度為0.3-0.8mm、間距為1.5-2.5mm的齒狀結(jié)構(gòu)11。
[0049]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該融合器主體I設(shè)有穿透上端面和下端面的垂直通孔12。該垂直通孔12大致沿融合器主體I的軸向設(shè)置，優(yōu)選為左右居中并靠近融合器主體I的后端。該垂直通孔12為直徑3-6mm的圓柱形或者為邊長3_6mm的方形，并且該垂直通孔12的邊緣到融合器主體I后端面的距離不小于3_。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該融合器主體I還設(shè)有穿透左右側(cè)面并與垂直通孔12連通的水平通孔13，該水平通孔13為直徑3-4mm的圓柱形。該垂直通孔12和水平通孔13均可用于裝填自體骨或其它植骨材料，植入體內(nèi)后參與新骨的形成，加速椎間融合?，F(xiàn)有可降解生物材料制成的椎間融合器由于形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的問題，不能有效地保障其力學(xué)性能的穩(wěn)定性，例如抗彎強(qiáng)度等，而本發(fā)明中垂直通孔12和水平通孔13的尺寸和位置設(shè)計(jì)，有效地保障了融合器主體I的力學(xué)強(qiáng)度符合手術(shù)的需求。
[0050]頸前路固定板2連接于融合器主體I部分的前端，其方位定義為:植入體內(nèi)后，朝向患者食管的面為該頸前路固定板2的前面，朝向患者椎管、與融合器主體I的前端相連接的面為該頸前路固定板2的后面，朝向患者左、右頸總動脈的面分別為該頸前路固定板2的左側(cè)和右側(cè)，朝向患者顱骨的部分為該頸前路固定板2的上端，朝向患者胸椎的部分為該頸前路固定板2的下端。前后面之間的距離為該頸前路固定板2的厚度，左右側(cè)之間的距離為該頸前路固定板2的寬度，上下端距離最遠(yuǎn)的兩點(diǎn)之間的距離為該頸前路固定板2的高度。
[0051]該頸前路固定板2的高度為20.0-28.0mm,寬度為8.0-12.0mm,厚度為1.5-3.0mm。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該頸前路固定板2的上下兩端為圓弧形或方形，并且其上下兩端還分別設(shè)有一個用于與頸椎固定的固定孔21。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，每一端也可以分別沿高度方向或者寬度方向設(shè)置兩個或者以上的固定孔21。這些固定孔21可以在融合器主體I從前至后插入頸椎椎間時通過可吸收螺釘固定在上、下椎體的前部。
[0052]本發(fā)明中融合器主體I由采用以下方法制備的礦化膠原材料制成:
[0053]步驟S1、將膠原溶于鹽酸、硝酸或醋酸中的任何一種，配制成膠原的酸溶液，其中膠原濃度為 5.0 X 10^-5.0X10 VmL ；
[0054]步驟S2、持續(xù)攪拌步驟SI所得溶液，緩慢滴加含鈣離子的溶液，鈣離子的加入量為每克膠原對應(yīng)加入鈣離子0.01-0.16mol ；
[0055]步驟S3、持續(xù)攪拌步驟S2所得溶液，緩慢滴加含磷酸根離子的溶液，磷酸根離子的加入量與步驟S2中鈣離子加入量的摩爾比為Ca/P = 1/1-2/1 ；
[0056]步驟S4、持續(xù)攪拌步驟S3所得溶液，緩慢滴加NaOH溶液至混合體系pH = 6_8，當(dāng)pH = 5-6時,混合體系開始出現(xiàn)沉淀，當(dāng)pH = 7時,混合體系出現(xiàn)白色懸池液；
[0057]步驟S5、將步驟S4所得混合體系靜置24-120小時，分離出沉淀并洗去雜質(zhì)離子，隨后進(jìn)行冷凍干燥至恒重；
[0058]步驟S6、將步驟S5的冷凍干燥產(chǎn)物研磨后過篩，篩選出粒徑〈200 μ m的礦化膠原粉體備用。
[0059]本發(fā)明中頸前路固定板2可以由以下一種或者多種醫(yī)用可降解聚合物材料制成:聚乳酸(PLA)、聚羥基乙酸(PGA)和乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)。這些醫(yī)用可降解聚合物材料的分子量為50，000-800, 000。
[0060]本發(fā)明的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器通過上述結(jié)構(gòu)和材料的設(shè)計(jì)，可以達(dá)到以下降解時間及力學(xué)強(qiáng)度。其中，本發(fā)明中融合器主體1的降解時間為6-24個月。具體地，融合器主體1植入體內(nèi)后6-8個月開始降解，并逐漸被機(jī)體代謝吸收，完全降解時間為12-18個月。頸前路固定板2的降解時間為3-12個月。具體地，頸前路固定板2于植入體內(nèi)后3-6個月后開始降解，并逐漸被機(jī)體代謝吸收，完全降解時間為6-12個月。就力學(xué)強(qiáng)度而言，本發(fā)明中融合器主體1沿高度方向即前述軸向的抗壓強(qiáng)度為80-140MPa。頸前路固定板2的抗彎強(qiáng)度為40-70MPa。
[0061]人體天然骨組織主要由以膠原為主的有機(jī)成分和以羥基磷灰石為主的無機(jī)成分構(gòu)成，其中膠原呈現(xiàn)規(guī)則排列的多級結(jié)構(gòu)，并為羥基磷灰石提供了礦化模板，從而形成有序排列的膠原/納米羥基磷灰石復(fù)合體。模仿天然骨的成分及結(jié)構(gòu)制造生物活性骨修復(fù)材料，將為修復(fù)部位提供與天然骨相似的微環(huán)境，有利于骨細(xì)胞的貼附、增殖，促進(jìn)骨缺損的修復(fù)。
[0062]礦化膠原(mineralized collagen)材料是基于體外仿生礦化技術(shù),在仿生礦化溶液中利用膠原分子調(diào)控鈣、磷離子自組裝成納米羥基磷灰石而構(gòu)建的一種微觀結(jié)構(gòu)有序排列的膠原/納米鈣磷鹽復(fù)合材料。該復(fù)合材料具有與人體天然骨組織一致的化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)，具有良好的生物相容性和成骨活性，并可在體內(nèi)被降解吸收。礦化膠原材料在大量科學(xué)研究中被證明具有良好的骨缺損修復(fù)作用，材料的降解速率也和新骨的生成相匹配。近年來，國內(nèi)外已有相關(guān)醫(yī)療器械企業(yè)研發(fā)出礦化膠原材料的人工骨產(chǎn)品，并在臨床展開應(yīng)用，獲得了良好的骨缺損修復(fù)效果。
[0063]使用礦化膠原材料制造自穩(wěn)型頸椎椎間融合器，并使用醫(yī)用可降解吸收聚合材料在礦化膠原融合器主體1上通過一體化成型工藝制造頸前路固定板2，將獲得一種自穩(wěn)型可吸收頸椎椎間融合器。該自穩(wěn)型頸椎椎間融合器能夠避免目前臨床使用材料和產(chǎn)品的不足，并獲得現(xiàn)有金屬、聚醚醚酮(PEEK)等生物惰性材料所不具備的體內(nèi)降解吸收能力和成骨活性，有利于椎間融合的形成；同時頸前路固定板可在患者體內(nèi)被降解吸收，避免了二次手術(shù)取出，減輕了患者痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
[0064]圖4-圖8所示為本實(shí)施例自穩(wěn)型頸椎椎間融合器的制造模具，整套制造模具主要包括用于融合器主體成型的第一模具組件，以及用于頸前路固定板成型的第二模具組件兩個部分。其中，圖4所示為融合器主體成型時的豎直剖面的示意圖，圖5所示為圖4中A-A處的水平剖視圖，圖6為頸前路固定板成型時的豎直剖面示意圖，圖7為圖6中移除第二壓柱的俯視圖，圖8為第二壓柱的俯視圖。下面結(jié)合本發(fā)明的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器的制造過程，對該制造模具進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0065](一)按照圖4所示組裝本發(fā)明的用于融合器主體成型的第一模具組件。
[0066]如圖所示，第一模具組件包括:第一成型模31、第一套模32、第一壓柱33、裝料模34、底柱35和底座36。
[0067]底座36用于支撐整個制作模具，并安放在壓力機(jī)上。
[0068]第一成型模31置于底座36上，并且具有連通的第一型腔311和第一通孔312。第一型腔311的形狀與融合器主體I的形狀相同且上寬下窄，該第一型腔311位于第一成型模31的上部且貫通其上端面；第一通孔312為截面形狀與融合器主體I的后端面相同的柱狀通孔，該第一通孔312位于第一成型模31的下部且貫通其下端面，用于容納底柱35。
[0069]底柱35的截面形狀與融合器主體I的后端面的形狀一致，即底柱4的截面為一長方形，長為融合器主體I的寬度，寬為融合器主體I后端的高度。
[0070]裝料模34置于第一成型模31上，并且具有第二通孔341。該第二通孔341為與融合器主體I的前端面相同的柱狀通孔，用于容納第一壓柱33。
[0071]第一壓柱33的截面形狀與融合器主體I的前端面的形狀一致，即第一壓柱33的截面為一長方形，長為融合器主體I的寬度，寬為融合器主體I前端的高度。第一壓柱33的高度大于裝料模34的高度至少5mm，用于后續(xù)制造過程中礦化膠原材料的壓制成型。
[0072]第一套模32套設(shè)在第一成型模31和裝料模34交接處的外圍用于對齊第一成型模31和裝料模34。第一成型模31和裝料模34的外徑相等且均為圓柱體。第一套模32內(nèi)部具有圓柱形的豎直通孔，直徑與第一成型模31和裝料模34的外徑相等，高度(h3)不低于第一成型模31的高度Qi1)加上裝料模34高度(h2)的一半，即h3 ^ h1+h2/20第一套模32用于對齊模第一成型模31和裝料模34，并在后續(xù)制造過程中對第一成型模31和裝料模34起到加固作用。
[0073]上述第一模具組件組裝完成后，第一成型模31和裝料模34之間構(gòu)成用于礦化膠原材料冷壓成型形成融合器主體I的封閉的第一型腔311。沿圖4的A-A面的剖視圖如圖5所示，其中裝料模34、底座36和第一壓柱33不可視。本發(fā)明的實(shí)施例中第一成型模31采用了 4瓣開模，便于產(chǎn)品脫模。
[0074]( 二)根據(jù)待制造的融合器主體的體積計(jì)算需要使用的礦化膠原的質(zhì)量，準(zhǔn)確稱取粒徑〈200 μ m的礦化膠原材料粉末，裝入第一成型模31內(nèi)部的第一型腔311中和裝料模34的第二通孔341內(nèi)。礦化膠原材料粉末裝填過程中可以通過壓力機(jī)手動將粉末壓緊，以便于粉末的裝填。
[0075](三)完成礦化膠原材料粉末的裝填后，將第一壓柱33放入裝料模34的第二通孔341里，將整套制造模具放入壓力機(jī)中，向制造模具施加壓力，使施加在礦化膠原材料粉末上的壓強(qiáng)達(dá)到800-1200MPa，保壓30-300秒后卸去壓力。
[0076](四)取出第一壓柱33，卸去第一套模32和裝料模34，然后按照圖6所示組裝本發(fā)明的用于頸前路固定板成型的第二模具組件，該第二模具組件是在原有的第一成型模31、底柱35和底座36的基礎(chǔ)上還包括了以下組件:第二成型模41、第二套模42、第二壓柱43、加熱套筒44、加熱棒45、第一隔熱硅膠片46和第二隔熱硅膠片47。
[0077]其中，第二成型模41通過第一隔熱娃膠片46置于第一成型模31上,且具有第三通孔412，該第三通孔412為截面形狀與頸前路固定板2的前端面相同的豎直的柱狀通孔，用于容納第二壓柱43。第二成型模41的外形為圓柱形，外徑與第一成型模31相等。
[0078]第二壓柱43的截面形狀與頸前路固定板2的前端面的形狀一致，即第二壓柱43的截面為一長方形，長為頸前路固定板2的高度，寬為頸前路固定板2的寬度。第二壓柱43用于后續(xù)制造過程中頸前路固定板2的壓制，當(dāng)?shù)诙褐?3被完全壓入第二成型模41中以后，其底部與第二成型模41和第一成型模31共同構(gòu)成了與頸前路固定板形狀相匹配的封閉的第二型腔411。該第二壓柱43的中心還有直徑0.5-1.0mm的細(xì)通孔431，第二壓柱43的上表面還有一道從圓心通往其邊緣的寬度為0.5-1.0mm、深度為0.5-1.0mm的槽432，其中，細(xì)通孔431的直徑和槽432的寬度相同，槽432的深度不小于其寬度，細(xì)通孔431和槽432在第二壓柱4的上表面圓心處連接，構(gòu)成了安裝熱電偶的通道。第二壓柱43的俯視圖如圖8所示。
[0079]第二套模42套設(shè)在第一成型模31和第二成型模41交接處的外圍，用于對齊第一成型模31和第二成型模41。第二套模42內(nèi)部具有圓柱形的豎直通孔，直徑與第一成型模31和裝料模34的外徑相等，高度低于前述第一套模323，比第一成型模31高2_5mm。
[0080]加熱套筒44套設(shè)在第二成型模41外圍并通過第二隔熱硅膠片13置于第二套模42上。加熱棒45設(shè)置在加熱套筒10中，優(yōu)選安裝3-8個加熱棒45，加熱棒45在加熱套筒44上對稱分布，后續(xù)制造過程中加熱棒45的熱量通過加熱套筒44傳遞到第二成型模41上，再傳遞到制造頸前路固定板2的醫(yī)用可降解聚合物材料上，使材料熔融并與融合器主體1結(jié)合在一起。
[0081]第一隔熱硅膠片46和第二隔熱硅膠片47，分別放置在第一成型模31與第二成型模41之間，和第二套模42與加熱套筒44之間，阻隔加熱棒45的熱量向第二套模42和通過第二成型模41向第一成型模31傳遞，以免高溫對第一成型模31內(nèi)部的礦化膠原材料的活性產(chǎn)生影響。
[0082]上述第二模具組件組裝完成后，第二成型模41和具有融合器主體1的第一成型模31之間構(gòu)成用于醫(yī)用可降解聚合物材料熔融成型形成頸前路固定板2的封閉的第二型腔411。組裝完成后的俯視圖如圖7所示，其中未示出底座36、第二套模42、第二壓柱43、第一隔熱硅膠片46和第二隔熱硅膠片47。本發(fā)明的實(shí)施例在加熱套筒44上安裝了 4個加熱棒45。
[0083](五)根據(jù)待制造的頸前路固定板的尺寸，準(zhǔn)確稱量粒徑〈200μ m的醫(yī)用可降解聚合物材料粉末，裝入第二成型模41的第三通孔412中，并平鋪均勻。該醫(yī)用可降解聚合物材料包括聚乳酸(PLA)、聚羥基乙酸(PGA)、乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)，分子量為50，000-800，000。
[0084](六)完成醫(yī)用可降解聚合物材料粉末的裝填后，將直徑與第二壓柱43上熱電偶通道的寬度和直徑相匹配的熱電偶沿槽432和細(xì)通孔431伸到第二壓柱43的下表面，然后第二壓柱43放入第二成型模41的第三通孔412中，將整套制造模具放入壓力機(jī)中，手動向制造模具施加壓力，使醫(yī)用可降解聚合物材料粉末被壓緊。其中，熱電偶的直徑與第二壓柱43上細(xì)通孔431的直徑差不超過0.2mm。
[0085](七)對加熱棒45通電，升溫速率>40°C/min,當(dāng)熱電偶所反饋的溫度達(dá)到所裝填醫(yī)用可降解聚合物材料的熔點(diǎn)時，立即斷開加熱棒45的電源，并將加熱套筒44取下，待模具剩余部分自然冷卻。所述加熱套筒44被取下后，可以向模具剩余部分噴灑水或者酒精，以便加速冷卻。所裝填醫(yī)用可降解聚合物材料的熔點(diǎn)，典型地，PLA的熔點(diǎn)為160-180°C，PGA的熔點(diǎn)為225-230°C。然而，PLGA的熔點(diǎn)受乳酸/羥基乙酸比例及共聚類型的影響很大，例如，根據(jù)羥基乙酸在PLGA中的百分含量不同(0-22.6% )，PLGA的熔點(diǎn)范圍可在80-156°C的較大范圍內(nèi)變化。因此，如果使用PLGA制造本發(fā)明的頸前路固定板，加工前應(yīng)準(zhǔn)確測量其熔點(diǎn)。
[0086](八)待制造模具冷卻到室溫后，將產(chǎn)品脫模，進(jìn)行切削、表面齒狀結(jié)構(gòu)的加工、鉆孔、倒角、表面清洗等后處理，得到本發(fā)明的自穩(wěn)型可吸收礦化膠原頸椎椎間融合器。
[0087]因此，本發(fā)明相應(yīng)地提供了一種自穩(wěn)型頸椎椎間融合器的制造方法，包括以下步驟:
[0088]首先，在制造模具中使用粉末狀的礦化膠原材料進(jìn)行融合器主體的冷壓成型，并在800-1200MPa壓力的條件下進(jìn)行30-300秒保壓；
[0089]其次，在前述成型的融合器主體的基礎(chǔ)上填充醫(yī)用可降解聚合物材料，并以不低于40°C /min的升溫速率加熱至醫(yī)用可降解聚合物材料的熔點(diǎn)，進(jìn)行頸前路固定板的熔融成型；
[0090]最后，待模具冷卻至室溫，取出成型的物，進(jìn)行后處理獲得自穩(wěn)型頸椎椎間融合器。該后處理包括切削、表面齒狀結(jié)構(gòu)的加工、鉆孔、倒角、表面清洗等步驟。
[0091]該制造方法采用一體化成型加工工藝，在一定的靜壓力和加工溫度作用下，使用不同材料在特定模具中制造出該自穩(wěn)型可吸收的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器。
[0092]綜上所述，本發(fā)明的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0093]1.一體化的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器在頸前路椎間融合手術(shù)中無需植入椎間融合器后再植入頸前路固定裝置，大大簡化了手術(shù)操作；
[0094]2.頸前路固定板2在植入一定時間后可降解并被機(jī)體代謝吸收，無需通過二次手術(shù)取出，減輕了患者的痛苦，降低了醫(yī)療成本；
[0095]3.融合器主體I的材料是具有良好生物相容性和成骨活性的礦化膠原材料，可隨著患者自體骨的生長和爬行替代而逐步被降解，并最終被機(jī)體代謝吸收，椎間隙里完全是患者自身的骨組織，沒有異物留存，從而達(dá)到理想的椎間融合效果；
[0096]4.連接為一體的融合器主體I和頸前路固定板2在手術(shù)植入中不會產(chǎn)生定位不準(zhǔn)確的問題，頸前路固定板可保證嚴(yán)格位于融合器主體的正前方，同時可保證融合器主體的植入深度恰到好處；
[0097]5.具有同樣或近似材料組成的融合器主體I部分和頸前路固定板2部分具有相似的彈性模量，避免了使用彈性模量過高的頸前路鈦板/不銹鋼板而帶來的應(yīng)力遮擋問題；
[0098]6.一體化的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器植入體內(nèi)后，頸前路固定板2通過螺釘固定在上下椎體上，不僅可以防止融合器主體I向前脫出，還可以有效防止融合器主體I向后滑動而壓迫中樞神經(jīng)，傳統(tǒng)的頸前路鈦板/不銹鋼板則不具備這樣的功能；
[0099]7.本發(fā)明通過一體化成型加工工藝獲得一體化的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器，其中融合器主體I通過高壓在室溫下進(jìn)行冷壓成型，礦化膠原材料的活性得到良好保持；頸前路固定板2在高溫成型時，加熱棒產(chǎn)生的熱量通過模具傳遞到壓緊的醫(yī)用可降解聚合物材料粉末上，使得粉末熔融并很容易地結(jié)合在一起；同時通過控制加熱時間，使得通過連接部位傳遞到融合器主體上的熱量有限，對融合器主體I的礦化膠原材料活性基本不產(chǎn)生影響；
[0100]8.本發(fā)明的加工模具采用分體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，針對不同融合器主體和頸前路固定板的組合，只需在融合器主體I冷壓成型的基礎(chǔ)上采用不同的第二模具組件進(jìn)行頸前路固定板2的熔融成型，方便了產(chǎn)品的制作加工，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
[0101]實(shí)施例1
[0102]融合器主體1為礦化膠原材料制造；融合器主體1的尺寸為長14.0mm,寬12.5mm,前端高度為7.0mm,后端高度為6.0mm ;融合器主體1的上下端面具有深度為0.35mm、間距為2.0mm的齒狀結(jié)構(gòu)；融合器主體1的左右居中靠近后面具有直徑4.6mm的圓柱形垂直通孔12，垂直通孔12的圓心到融合器主體1后端面的距離為6.3mm。制造過程中，需準(zhǔn)確稱量1.93g(精確到0.0lg)礦化膠原粉末，裝入第一成型模31內(nèi)，在lOOOMPa壓強(qiáng)下保壓90秒，進(jìn)行融合器主體的冷壓成型。經(jīng)測試，本實(shí)施例的融合器主體1的材料密度為1.70g/cm3，沿軸向的抗壓強(qiáng)度為108.4MPa。
[0103]頸前路固定板2為純外消旋聚乳酸(PDLLA，分子量為30萬)材料熔融成型制造；頸前路固定板2的上下兩端均為圓弧形，上端和下端均設(shè)有1個固定孔；頸前路固定板2的高度為22.0mm，寬度為9.0mm，厚度為1.8mm。制造過程中，需準(zhǔn)確稱量0.48g(精確到0.01g)PDLLA，裝入第二成型模41內(nèi)，以45°C /min的升溫速率快速升溫，當(dāng)熱電偶指示達(dá)到170°C時立即停止加熱，并取下加熱套筒44，待模具自然冷卻到室溫后，將產(chǎn)品脫模，進(jìn)行切肖IJ、表面齒狀結(jié)構(gòu)的加工、鉆孔、倒角、表面清洗等后處理，得到本發(fā)明的自穩(wěn)型可吸收礦化膠原頸椎椎間融合器。經(jīng)測試，本實(shí)施例的頸前路固定板2的材料密度為1.34g/cm3，抗彎強(qiáng)度為56.9MPa。
[0104]將本實(shí)施例的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器植入健康山羊的頸3/4椎間隙，用聚乳酸螺釘進(jìn)行固定。術(shù)后正常飼養(yǎng)，觀察自穩(wěn)型頸椎椎間融合器的降解和手術(shù)部位的骨融合效果。結(jié)果表明:頸前路固定板2于3個月時開始降解，7個月時完全降解；融合器主體1于7個月時開始降解，15個月時完全降解；椎間隙高度保持良好，材料隨著自體骨的生長逐漸降解；15個月后，椎間隙完全是自體骨組織，達(dá)到理想的椎間融合。
[0105]實(shí)施例2
[0106]融合器主體1為礦化膠原材料制造；融合器主體1的尺寸為長15.0mm,寬12.0mm,前端高度為8.0mm,后端高度為7.0mm ;融合器主體1的上下端面具有深度為0.5mm、間距為2.0mm的齒狀結(jié)構(gòu)；融合器主體1的左右居中靠近后面具有邊長5.5mm的正方形垂直通孔12，垂直通孔12的中心到融合器主體1后端面的距離為7.0_。制造過程中，需準(zhǔn)確稱量
2.27g(精確到0.0lg)礦化膠原粉末，裝入第一成型模31內(nèi)，在900MPa壓強(qiáng)下保壓120秒，進(jìn)行融合器主體的冷壓成型。經(jīng)測試，本實(shí)施例的融合器主體1的材料密度為1.69g/cm3，沿軸向的抗壓強(qiáng)度為102.5MPa。
[0107]頸前路固定板2為純左旋聚乳酸(PLLA，分子量為20萬)材料熔融成型制造；頸前路固定板2的上下兩端均為方形，上端和下端均設(shè)有沿寬度方向并排的2個固定孔；頸前路固定板2的高度為24.0mm，寬度為12.0mm，厚度為2.0mm。制造過程中，需準(zhǔn)確稱量
0.76g(精確到0.0lg) PLLA，裝入第二成型模41內(nèi)，以42°C /min的升溫速率快速升溫，當(dāng)熱電偶指示達(dá)到170°C時立即停止加熱，并取下加熱套筒44，待模具自然冷卻到室溫后，將產(chǎn)品脫模，進(jìn)行切削、表面齒狀結(jié)構(gòu)的加工、鉆孔、倒角、表面清洗等后處理，得到本發(fā)明的自穩(wěn)型可吸收礦化膠原頸椎椎間融合器。經(jīng)測試，本實(shí)施例的頸前路固定板2的材料密度為
1.32g/cm3,抗彎強(qiáng)度為 60.8MPa。
[0108]將本實(shí)施例的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器植入健康山羊的頸3/4椎間隙，用聚乳酸螺釘進(jìn)行固定。術(shù)后正常飼養(yǎng)，觀察自穩(wěn)型頸椎椎間融合器的降解和手術(shù)部位的骨融合效果。結(jié)果表明:頸前路固定板2于4個月時開始降解，10個月時完全降解；融合器主體1于6.5個月時開始降解，14個月時完全降解；椎間隙高度保持良好，材料隨著自體骨的生長逐漸降解；14個月后，椎間隙完全是自體骨組織，達(dá)到理想的椎間融合。
[0109]實(shí)施例3
[0110]融合器主體1為礦化膠原材料制造；融合器主體1的尺寸為長16.0mm,寬14.0mm,前端高度為9.0mm,后端高度為7.5mm ;融合器主體1的上下端面具有深度為0.6mm、間距為
2.2mm的齒狀結(jié)構(gòu)；融合器主體1的左右居中靠近后面具有直徑6.0mm的圓柱形垂直通孔12，垂直通孔12的圓心到融合器主體1后端面的距離為8.0_。制造過程中，需準(zhǔn)確稱量
3.18g(精確到0.0lg)礦化膠原粉末，裝入第一成型模31內(nèi)，在llOOMPa壓強(qiáng)下保壓80秒，進(jìn)行融合器主體的冷壓成型。經(jīng)測試，本實(shí)施例的融合器主體1的材料密度為1.72g/cm3,沿軸向的抗壓強(qiáng)度為116.0MPa。
[0111]頸前路固定板2為PLGA(LA/GA = 95/5，分子量為25萬)材料熔融成型制造；頸前路固定板2的上下兩端均為方形，上端和下端均設(shè)有沿寬度方向并排的2個固定孔；頸前路固定板2的高度為26.0mm，寬度為12.0mm，厚度為2.2mm。制造過程中，需準(zhǔn)確稱量
0.92g(精確到0.01g)PLGA，裝入第二成型模41內(nèi)，以45°C /min的升溫速率快速升溫，當(dāng)熱電偶指示達(dá)到140°C時立即停止加熱，并取下加熱套筒44，待模具自然冷卻到室溫后，將產(chǎn)品脫模，進(jìn)行切削、表面齒狀結(jié)構(gòu)的加工、鉆孔、倒角、表面清洗等后處理，得到本發(fā)明的自穩(wěn)型可吸收礦化膠原頸椎椎間融合器。經(jīng)測試，本實(shí)施例的頸前路固定板2材料密度為
1.34g/cm3,抗彎強(qiáng)度為 55.2MPa。
[0112]將本實(shí)施例的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器植入健康山羊的頸3/4椎間隙，用聚乳酸螺釘進(jìn)行固定。術(shù)后正常飼養(yǎng)，觀察自穩(wěn)型頸椎椎間融合器的降解和手術(shù)部位的骨融合效果。結(jié)果表明:頸前路固定板2于3個月時開始降解，8個月時完全降解；融合器主體1于7個月時開始降解，16.5個月時完全降解；椎間隙高度保持良好，材料隨著自體骨的生長逐漸降解；16.5個月后，椎間隙完全是自體骨組織，達(dá)到理想的椎間融合。
[0113]實(shí)施例4
[0114]該實(shí)施例用于制備一批自穩(wěn)型頸椎椎間融合器。其中，以礦化膠原為融合器主體1的材料，以聚乳酸為頸前路固定板2的材料，制造36個符合以下參數(shù)范圍的尺寸略有不同的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器。
[0115]融合器主體1為礦化膠原制造；融合器主體1的尺寸為長14.0-16.0mm,寬12.5-13.5mm,高6.0-8.0mm ;融合器主體1的上下端面具有深度為0.35mm、間距為2.0mm的齒狀結(jié)構(gòu)；融合器主體1的左右居中靠近后面具有直徑4.6-5.2mm的圓柱形垂直通孔21，垂直通孔21的圓心到融合器主體1后端面的距離為6.3-6.6mm。融合器主體1的制造過程中，按照所設(shè)計(jì)融合器主體1的尺寸計(jì)算礦化膠原(密度按1.70g/cm3計(jì)算)用量，并準(zhǔn)確稱量礦化膠原粉末(精確到0.0lg)，裝入第一成型模31內(nèi)，在lOOOMPa壓強(qiáng)下保壓90秒，進(jìn)行融合器主體的冷壓成型。經(jīng)測試，本實(shí)施例的融合器主體1材料沿軸向的抗壓強(qiáng)度為107.8 ±3.4MPa。
[0116]頸前路固定板2為純TOLLA(分子量為35萬)材料制造；頸前路固定板2的上下兩端均為圓弧形，上端和下端均有1個固定孔；頸前路固定板2的高度為22.0-26.0mm,寬度為9.0mm,厚度為1.8_。頸前路固定板2的制造過程中，按照所設(shè)計(jì)頸前路固定板2的尺寸計(jì)算TOLLA (密度按1.34g/cm3計(jì)算)用量，并準(zhǔn)確稱量TOLLA (精確到0.0lg)，裝入第二成型模41內(nèi)，以45°C /min的升溫速率快速升溫，當(dāng)熱電偶指示達(dá)到170°C時立即停止加熱，并取下加熱套筒44，待模具自然冷卻到室溫后，將產(chǎn)品脫模，進(jìn)行切削、表面齒狀結(jié)構(gòu)的加工、鉆孔、倒角、表面清洗等后處理，得到本發(fā)明的自穩(wěn)型可吸收礦化膠原頸椎椎間融合器。經(jīng)測試，本實(shí)施例的頸前路固定板2材料抗彎強(qiáng)度為54.4±3.1MPa0
[0117]將本實(shí)施例的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器分別植入36只健康山羊(雌雄各18只，年齡2-3歲，平均2.5歲)的頸3/4椎間隙，用聚乳酸螺釘進(jìn)行固定。術(shù)后正常飼養(yǎng)，觀察椎間融合器的降解和手術(shù)部位的骨融合效果。
[0118]觀察持續(xù)2年，期間沒有羊死亡或出現(xiàn)與植入的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器相關(guān)的疾病，所有羊均健康存活到觀察期結(jié)束。所有羊體內(nèi)植入的椎間融合器均未出現(xiàn)向前或者向后的滑脫。椎間隙高度相對于植入椎間融合器前沒有明顯變化。術(shù)后6個月、12個月和24個月的融合率分別為57%、88%和98%。頸前路固定板2的降解開始于術(shù)后3.1 ±0.1個月，完全降解時間為術(shù)后7.0±0.4個月；融合器主體I的降解開始于術(shù)后7.1 ±0.2個月，完全降解時間為術(shù)后15.0±0.9個月。所有羊體內(nèi)的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器均完全降解。
[0119]本發(fā)明是根據(jù)特定實(shí)施例進(jìn)行描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白在不脫離本發(fā)明范圍時，可進(jìn)行各種變化和等同替換。此外，為適應(yīng)本發(fā)明技術(shù)的特定場合，可對本發(fā)明進(jìn)行諸多修改而不脫離其保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明并不限于在此公開的特定實(shí)施例，而包括所有落入到權(quán)利要求保護(hù)范圍的實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種自穩(wěn)型頸椎椎間融合器，其特征在于，包括由礦化膠原材料制成的融合器主體以及由醫(yī)用可降解聚合物材料制成的頸前路固定板，所述融合器主體呈前高后低的楔形，所述頸前路固定板位于所述融合器主體前端且與所述融合器主體一體成型，所述頸前路固定板上下兩端還分別設(shè)有用于與頸椎固定的固定孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器，其特征在于，所述融合器主體長度為14.0-16.0mm,寬度為12.0-14.0mm,高度為6.0-9.0mm ;且所述融合器主體前端與后端的高度差為Imm以上；所述融合器主體的上端面和下端面設(shè)有深度為0.3-0.8mm、間距為1.5-2.5mm的齒狀結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器，其特征在于，所述融合器主體設(shè)有穿透所述上端面和下端面的垂直通孔；所述垂直通孔為直徑3-6mm的圓柱形或者為邊長3-6mm的方形；并且所述垂直通孔邊緣到所述融合器主體后端面的距離不小于3mm ;所述融合器主體還設(shè)有穿透左右側(cè)面并與所述垂直通孔連通的水平通孔；所述水平通孔為直徑3-4mm的圓柱形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器，其特征在于，所述頸前路固定板的高度為20.0-28.0mm,寬度為8.0-12.0mm,厚度為1.5-3.0mm ;所述頸前路固定板的上下兩端為圓弧形或方形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器，其特征在于，所述融合器主體沿高度方向的抗壓強(qiáng)度為70-120MPa ;所述頸前路固定板的抗彎強(qiáng)度為40_70MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器，其特征在于，所述融合器主體的降解時間為6-18個月，所述頸前路固定板的降解時間為3-12個月。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器，其特征在于，所述融合器主體由采用以下方法制備的礦化膠原材料制成: 步驟S1、將膠原溶于鹽酸、硝酸或醋酸中的任何一種，配制成膠原的酸溶液，其中膠原濃度為 5.0X 1(Γ5-5.0 X l(T3g/mL ； 步驟S2、持續(xù)攪拌步驟SI所得溶液，緩慢滴加含鈣離子的溶液，鈣離子的加入量為每克膠原對應(yīng)加入鈣離子0.01-0.16mol ； 步驟S3、持續(xù)攪拌步驟S2所得溶液，緩慢滴加含磷酸根離子的溶液，磷酸根離子的加入量與步驟S2中鈣離子加入量的摩爾比為Ca/P = 1/1-2/1 ； 步驟S4、持續(xù)攪拌步驟S3所得溶液，緩慢滴加NaOH溶液至混合體系pH = 6-8,當(dāng)pH=5-6時,混合體系開始出現(xiàn)沉淀，當(dāng)pH = 7時,混合體系出現(xiàn)白色懸池液； 步驟S5、將步驟S4所得混合體系靜置24-120小時，分離出沉淀并洗去雜質(zhì)離子，隨后進(jìn)行冷凍干燥至恒重； 步驟S6、將步驟S5的冷凍干燥產(chǎn)物研磨后過篩，篩選出粒徑〈200 μ m的礦化膠原粉體備用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器，其特征在于，所述頸前路固定板由以下一種或者多種醫(yī)用可降解聚合物材料制成:聚乳酸、聚羥基乙酸和乳酸-羥基乙酸共聚物；所述醫(yī)用可降解聚合物材料的分子量為50，000-800, 000。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的頸椎錐間融合器的制造模具，其特征在于，包括用于融合器主體成型的第一模具組件，以及用于頸前路固定板成型的第二模具組 件； 其中，所述第一模具組件包括:第一成型模、第一套模、第一壓柱、裝料模、底柱和底座；所述第一成型模置于所述底座上且下部容納有截面形狀與所述融合器主體的后端面相同的底柱，所述裝料模置于所述第一成型模上且上部容納有截面形狀與所述融合器主體的前端面相同的第一壓柱，所述第一套模套設(shè)在所述第一成型模和裝料模交接處的外圍用于對齊所述第一成型模和裝料模；所述第一成型模和裝料模之間構(gòu)成用于所述礦化膠原材料冷壓成型形成融合器主體的封閉的第一型腔； 所述第二模具組件包括:第二成型模、第二套模、第二壓柱、加熱套筒、加熱棒、第一隔熱硅膠片和第二隔熱硅膠片；所述第二成型模通過所述第一隔熱硅膠片置于所述第一成型模上，且上部容納有截面形狀與頸前路固定板的前端面相同的第二壓柱，所述第二套模套設(shè)在所述第一成型模和第二成型模交接處的外圍，用于對齊所述第一成型模和第二成型模；所述加熱套筒套設(shè)在所述第二成型模外圍并通過第二隔熱硅膠片置于所述第二套模上；所述加熱棒設(shè)置在所述加熱套筒中；所述第二成型模和具有融合器主體的第一成型模之間構(gòu)成用于醫(yī)用可降解聚合物材料熔融成型形成頸前路固定板的封閉的第二型腔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的自穩(wěn)型頸椎椎間融合器的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 在制造模具中使用粉末狀的礦化膠原材料進(jìn)行融合器主體的冷壓成型，并在800-1200MPa壓力的條件下進(jìn)行30-300秒保壓； 在成型的融合器主體的基礎(chǔ)上填充醫(yī)用可降解聚合物材料，并以不低于40°C /min的升溫速率加熱至醫(yī)用可降解聚合物材料的熔點(diǎn)，進(jìn)行頸前路固定板的熔融成型； 待制造模具冷卻至室溫，取出成型物進(jìn)行后處理，獲得自穩(wěn)型頸椎椎間融合器。
【文檔編號】A61B17/70GK104367402SQ201410637946
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】劉先哲, 楊述華, 崔福齋, 許偉華, 王晶, 仇志燁, 張自強(qiáng) 申請人:楊述華, 崔福齋