本發(fā)明屬于一種頸椎椎體次全切除術(shù)后進(jìn)行頸椎重建的裝置，具體涉及一種雙動(dòng)關(guān)節(jié)頸椎假體。

背景技術(shù)：

自1911年脊柱融合技術(shù)首次應(yīng)用于脊柱外科以來，脊柱融合術(shù)已經(jīng)逐漸成為脊柱外科最常用的手術(shù)治療方法。其理論依據(jù)是：通過堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定，限制脊柱節(jié)段間異常活動(dòng)，緩解由此帶來的相關(guān)癥狀。但隨著對脊柱生理功能研究的不斷深入，人們逐漸認(rèn)識(shí)到脊柱融合后發(fā)生的運(yùn)動(dòng)功能喪失同樣會(huì)影響脊柱的正常功能。融合節(jié)段相鄰節(jié)段退變或加速原有退變、融合部位假關(guān)節(jié)形成、供骨區(qū)域疼痛等并發(fā)癥依然困擾著脊柱外科醫(yī)生。這些問題提示脊柱融合術(shù)并非是最理想的選擇，為了避免上述并發(fā)癥，非融合動(dòng)態(tài)固定的理念和方法應(yīng)運(yùn)而生。

非融合技術(shù)的設(shè)計(jì)初衷是通過模擬脊柱正常的生物力學(xué)功能，在消除脊柱病變的同時(shí)，防止出現(xiàn)脊柱融合技術(shù)所帶來的并發(fā)癥。該技術(shù)與脊柱正常解剖結(jié)構(gòu)一起發(fā)揮作用，協(xié)助正常結(jié)構(gòu)、分擔(dān)脊柱應(yīng)力，具有保留運(yùn)動(dòng)節(jié)段功能、改善載荷傳遞和防止相鄰節(jié)段應(yīng)力集中的優(yōu)勢。目前，非融合技術(shù)主要分為：人工髓核置換、人工全椎間盤置換、經(jīng)椎弓根固定的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)、棘突間撐開裝置以及縣關(guān)節(jié)成形裝置等5種類型。

對于頸椎病變，如椎體感染、腫瘤或退行性病變，往往需要進(jìn)行頸椎椎體次全切除，并且需要對切除的節(jié)段進(jìn)行重建。目前，臨床上常見的重建方法主要有兩種：融合手術(shù)和人工椎體置換。融合手術(shù)主要包括前路椎間盤切除植骨融合術(shù)及前路椎體次全切除植骨融合術(shù)。融合手術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了對椎管的徹底減壓、也能很好地重建頸椎穩(wěn)定性。然而，融合手術(shù)屬于非生理性的固定方式，降低了相應(yīng)節(jié)段的活動(dòng)度，導(dǎo)致術(shù)后頸椎活動(dòng)度受限；同時(shí)融合手術(shù)還可能會(huì)引發(fā)相鄰節(jié)段負(fù)荷增加、椎間盤退變加速。人工椎體至今已有多種設(shè)計(jì)，但需要通過植骨融合、自固定或者附加內(nèi)固定的方式，來重建頸椎的穩(wěn)定性，這同樣會(huì)造成相關(guān)節(jié)段活動(dòng)喪失，相鄰節(jié)段脊柱退變，都不是真正意義上的生理性重建。少數(shù)體現(xiàn)生理性重建理念的人工椎體，皆因?yàn)槠溥\(yùn)動(dòng)方式與脊椎生理情況下的運(yùn)動(dòng)方式不同，或者穩(wěn)定性差而最終失敗。對于頸椎次全切除術(shù)后的非融合重建，目前還沒有特別令人滿意的產(chǎn)品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種雙動(dòng)關(guān)節(jié)頸椎假體，該雙動(dòng)關(guān)節(jié)頸椎假體既能夠恢復(fù)頸椎解剖序列和穩(wěn)定性，又保留了頸椎的生理活動(dòng)度，實(shí)現(xiàn)了頸椎的生理性重建。同時(shí)解決了伴隨頸椎融合而來的相鄰節(jié)段病變、融合部位假關(guān)節(jié)形成、供骨區(qū)疼痛等現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種雙動(dòng)關(guān)節(jié)頸椎假體，包括椎體部件、兩個(gè)下上對稱設(shè)置的固定部件和兩個(gè)連接桿，所述的椎體部件的兩端通過連接桿分別與固定部件連接，還包括支撐座、套環(huán)、椎體墊和卡環(huán)；

所述的椎體部件為方形結(jié)構(gòu)，椎體部件兩端設(shè)有第一凹槽，所述的第一凹槽沿椎體部件軸線中心方向，所述的套環(huán)設(shè)于第一凹槽內(nèi)，所述的第一凹槽壁上加工有定位孔，所述的套環(huán)上也加工有定位孔，定位孔中設(shè)有定位銷，通過定位銷將套環(huán)固定在第一凹槽內(nèi)；所述的椎體墊置于第一凹槽底部，所述的椎體墊的一端面設(shè)有弧形凸起；

所述的固定部件為方形結(jié)構(gòu)，所述的固定部件上設(shè)有第二凹槽，所述的支撐座置于第二凹槽中，沿第二凹槽周向設(shè)有環(huán)形槽，所述的卡壞置于環(huán)形槽中；

所述的支撐座為多邊形柱體結(jié)構(gòu)，所述的支撐座內(nèi)腔為球臼型結(jié)構(gòu)，所述的支撐座腔壁上均布有多個(gè)槽；

所述的連接桿一端呈球形，連接桿另一端設(shè)有球形凹面，所述的連接桿的球形端置于支撐座的球臼型內(nèi)腔中形成球臼關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述的球形凹面與椎體墊的弧形凸起接觸；

所述的固定部件上設(shè)有兩個(gè)第一螺紋孔，所述的兩個(gè)第一螺紋孔貫通固定部件，所述的兩個(gè)第一螺紋孔的軸線在固定部件的一側(cè)面上相交；所述的椎體部件的兩對應(yīng)側(cè)面上分別設(shè)有兩個(gè)凸起，每個(gè)凸起上均加工有第二螺紋孔，第二螺紋孔從凸起的一端面貫通至另一端面。

本發(fā)明還具有如下區(qū)別技術(shù)特征：

所述的椎體部件和固定部件表面為均為多孔結(jié)構(gòu)，孔隙率為60％～80％，孔的直徑大小0.2～0.8mm；所述的多孔結(jié)構(gòu)的椎體部件和固定部件采用鈦合金3d打印加工完成。

所述的套環(huán)為空心圓柱結(jié)構(gòu)，所述的套環(huán)壁的開口處設(shè)有第四凹槽，所述的連接桿的另一端沿連接桿徑向設(shè)有突起結(jié)構(gòu)，所述的第四凹槽與連接桿的突起結(jié)構(gòu)的形狀匹配。

所述的兩個(gè)第一螺紋孔從固定部件側(cè)面的中心位置沿兩個(gè)不同的方向貫通，兩個(gè)第一螺紋孔對稱，第一螺紋孔的軸線與第二凹槽軸線的夾角為10°～35°，第一螺紋孔的軸線與第二凹槽橫截面的夾角為5°～35°。

所述的連接桿置于支撐座的球臼型內(nèi)腔中形成球臼關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述的連接桿與椎體墊之間也形成球臼關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述的球臼關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)可繞球心做任意方向偏擺，偏擺角度為±8°，優(yōu)選偏擺角度為±4°。

所述的球形凹面與椎體墊的接觸弧面對應(yīng)的圓心角為60°，所述的球形端與支撐座的接觸弧面對應(yīng)的圓心角為250°。

所述的固定部件和連接桿之間可繞假體縱軸旋轉(zhuǎn)，所述的連接桿和椎體部件之間可繞假體縱軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度范圍均為0～360°。

所述的椎體部件設(shè)有第二螺紋孔的側(cè)面上還設(shè)有第三螺紋孔，所述的第三螺紋孔位于該側(cè)面的中心位置；所述的椎體部件上設(shè)有夾持槽，所述的夾持槽位于第三螺紋孔的兩側(cè)。

所述的第二凹槽為多邊形凹槽，與支撐座的外部形狀相匹配。

所述的連接桿、支撐座、套環(huán)、卡環(huán)和定位銷均采用鈷鉻鉬材料加工；所述的椎體墊采用超高分子量聚乙烯材料加工。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明的連接桿的球形端與支撐座的球臼型內(nèi)腔之間形成球臼關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，連接桿與椎體墊之間也形成球臼關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，各球臼關(guān)節(jié)可繞球心做任意方向偏擺，偏擺角度為±8°，這樣的設(shè)計(jì)便可以在雙動(dòng)關(guān)節(jié)的基礎(chǔ)上允許各相鄰節(jié)段間實(shí)現(xiàn)±16°的活動(dòng)度，實(shí)現(xiàn)了最大限度的接近頸椎各相鄰節(jié)段間的生理活動(dòng)度。

(2)本發(fā)明的固定部件與椎體部件表面的多孔結(jié)構(gòu)通過3d打印技術(shù)形成，第一可以增加摩擦力，增加即時(shí)固定的穩(wěn)定效果；第二有利于新生骨組織的長入，提升長期穩(wěn)定效果；第三可減輕假體的重量；實(shí)現(xiàn)假體與人體的良好生物相容性。

(3)本發(fā)明在重建頸椎穩(wěn)定性的同時(shí)，保留了頸椎的生理活動(dòng)度，實(shí)現(xiàn)了頸椎的生理性重建，避免了傳統(tǒng)融合固定方式的缺點(diǎn)和弊端，是頸椎非融合固定手術(shù)領(lǐng)域的一次創(chuàng)新性突破。

附圖說明

圖1是發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)矢狀剖面圖。

圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的椎體部件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明的固定部件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明的支撐座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明的連接桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明的套環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明的椎體墊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本發(fā)明的卡環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各標(biāo)號(hào)表示為：1-椎體部件，2-固定部件，3-連接桿，4-支撐座，5-套環(huán)，6-椎體墊，7-卡環(huán)；

(1-1)-第一凹槽，(1-2)-定位孔，(1-3)-第二螺紋孔，(1-4)-第三螺紋孔，(1-5)-夾持槽，(1-6)-凸起；

(2-1)-第二凹槽，(2-2)-環(huán)形槽，(2-3)-第一螺紋孔；

(3-1)-球形端，(3-2)-突起結(jié)構(gòu)，(3-3)-球形凹面；

(4-1)-槽，(5-1)-第四凹槽，(6-1)-弧形凸起。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)解釋說明。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明在假體植入時(shí)，通過固定部件上的第一螺紋孔向相鄰正常椎體內(nèi)植入螺釘，使固定部件2與上下相鄰正常椎體穩(wěn)固固定；通過椎體部件1上的四個(gè)第二螺紋孔1-3向次全切的椎體內(nèi)植入螺釘，使椎體部件1與次全切的椎體穩(wěn)固固定。這樣既實(shí)現(xiàn)了對椎間盤和椎體的解剖性重建、恢復(fù)了頸椎的穩(wěn)定性，又保留了椎間關(guān)節(jié)的活動(dòng)度，從而達(dá)到模擬正常頸椎的運(yùn)動(dòng)模式的效果。

本發(fā)明的椎體部件的第一凹槽1-1壁上加工有定位孔1-2，套環(huán)5上也對應(yīng)加工有定位孔1-2，定位孔中設(shè)有銷子，套環(huán)5和銷子用于固定連接桿3，防止連接桿3從椎體部件中脫出。

本發(fā)明的椎體部件1和固定部件2，表面為多孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為實(shí)體結(jié)構(gòu)，采用鈦合金3d打印加工完成。支撐座4、卡環(huán)7、連接桿3、銷子和套環(huán)5均采用鈷鉻鉬材料加工，椎體墊6采用超高分子量聚乙烯材料加工，均采用3d打印技術(shù)加工完成。

本發(fā)明的支撐座4和連接桿3、連接桿3和椎體墊6之間形成球臼關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，由于鈷鉻鉬合金、超高分子量聚乙烯材料等人工關(guān)節(jié)材料的使用，上述球臼關(guān)節(jié)面具有有力的承載效果以及良好的耐磨性；同時(shí)，椎體墊6所采用超高分子量聚乙烯材料具有良好的彈力性能，這就使本發(fā)明具有良好的減震效果，實(shí)現(xiàn)了頸椎的生理重建。

本發(fā)明的球形凹面3-3與椎體墊6的接觸弧面對應(yīng)的圓心角為60°，球形端3-1與支撐座4的接觸弧面對應(yīng)的圓心角為250°。各球臼關(guān)節(jié)能繞球心做任意方向偏擺±8°，進(jìn)一步的，偏擺角度優(yōu)選±4°，這樣的設(shè)計(jì)便可以在雙動(dòng)關(guān)節(jié)的基礎(chǔ)上允許各相鄰節(jié)段間實(shí)現(xiàn)±16°的活動(dòng)度，±8°的最佳活動(dòng)度。

本發(fā)明的固定部件2和連接桿3之間可繞假體縱軸旋轉(zhuǎn)，連接桿3和椎體部件1之間也可繞假體縱軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度范圍均為0～360°，但兩者之間不能上下竄動(dòng)，使得其運(yùn)動(dòng)軌跡與頸椎的前屈、后伸、左右側(cè)彎、旋轉(zhuǎn)等生理運(yùn)動(dòng)形式相近，活動(dòng)中心與頸椎的活動(dòng)中心相近，活動(dòng)范圍與頸椎的活動(dòng)范圍相近。

本發(fā)明的固定部件2的上設(shè)有兩個(gè)貫通的第一螺紋孔2-3，第一螺紋孔2-3從固定部件2側(cè)面的中心位置沿兩個(gè)不同的方向貫通，兩個(gè)第一螺紋孔2-3左右對稱，兩個(gè)第一螺紋孔的軸線在固定部件2的一側(cè)面上相交，每個(gè)第一螺紋孔2-3與第二凹槽2-1軸線的夾角為10°～35°，與第二凹槽2-1橫截面的夾角為5°～35°，具體根據(jù)人體脊椎確定，第一螺紋孔2-3用于安裝螺釘，通過螺釘將本裝置的固定部件2固定在人體正常上下相鄰椎體上；椎體部件1的兩對應(yīng)側(cè)面上分別設(shè)有兩個(gè)凸起1-6，每個(gè)凸起1-6上均加工有第二螺紋孔1-3，第二螺紋孔1-3從凸起1-6的一端面貫通至另一端面，如圖1至圖3所示，第二螺紋孔1-3中安裝螺釘，通過第二螺紋孔將部分螺釘植入人體次全切的椎體上，進(jìn)而將本裝置的椎體部件1穩(wěn)固固定在次全切的椎體上。

本發(fā)明的椎體部件中央的第三螺紋孔1-4及其夾持槽1-5的設(shè)計(jì)，可與植入工具相匹配，便于安裝，本發(fā)明的定位孔1-2、第二螺紋孔1-3和第三螺紋孔1-4位于椎體部件的同一側(cè)面上。

本發(fā)明在兼顧頸椎穩(wěn)定性、活動(dòng)度的基礎(chǔ)上，融合3d打印技術(shù)設(shè)計(jì)了一種雙動(dòng)關(guān)節(jié)頸椎假體，從而真正實(shí)現(xiàn)頸椎生理性重建。

椎體在生長發(fā)育過程中，椎體上下面的骨骺板骨化停止后形成骨板，呈輕度凹陷，即為骨性終板。

以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，需要說明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實(shí)施例，凡在本申請技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

如圖1至圖9所示，本實(shí)施例給出一種雙動(dòng)關(guān)節(jié)頸椎假體，由椎體部件1、兩個(gè)下上對稱設(shè)置的固定部件2和兩個(gè)連接桿3組成，椎體部件1的兩端通過連接桿3分別與固定部件2連接，還包括支撐座4、套環(huán)5、椎體墊6和卡環(huán)7；

椎體部件1為近似長方體結(jié)構(gòu)，椎體部件1兩端設(shè)有第一凹槽1-1，第一凹槽1-1沿椎體部件1軸線中心方向，套環(huán)5設(shè)于第一凹槽1-1內(nèi)，第一凹槽1-1壁上加工有定位孔1-2，套環(huán)5上也加工有定位孔1-2，定位孔1-2中設(shè)有定位銷，通過定位銷將套環(huán)5固定在第一凹槽1-1內(nèi)；椎體墊6置于第一凹槽1-1底部，椎體墊6的一端面設(shè)有弧形凸起6-1；套環(huán)5為空心圓柱結(jié)構(gòu)，套環(huán)5壁的開口處設(shè)有第四凹槽5-1，第四凹槽5-1與連接桿的突起結(jié)構(gòu)3-2的形狀匹配。

固定部件2為近似正方體結(jié)構(gòu)，固定部件2上設(shè)有第二凹槽2-1，第二凹槽2-1為正多邊形狀凹槽，與支撐座4的外部形狀相匹配，支撐座4置于第二凹槽2-1中，沿第二凹槽2-1周向設(shè)有環(huán)形槽2-2；卡環(huán)7為不封閉的圓環(huán)，置于環(huán)形槽2-2中；

支撐座4為正多邊形柱狀體結(jié)構(gòu)，支撐座4內(nèi)腔為球臼型結(jié)構(gòu)，支撐座4腔壁上均布有多個(gè)槽4-1，可以膨脹后將連接桿3的球形端3-1安裝在支撐座4中；

連接桿3一端呈球形，連接桿3另一端設(shè)有球形凹面3-3，連接桿3的球形端3-1置于支撐座4的球臼型內(nèi)腔中，形成球臼關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，球形凹面3-3與椎體墊6的弧形凸起6-1接觸，也形成球臼關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)；

固定部件2上設(shè)有兩個(gè)第一螺紋孔2-3，兩個(gè)第一螺紋孔2-3從固定部件2側(cè)面的中心位置沿兩個(gè)不同的方向貫通固定部件2，兩個(gè)第一螺紋孔2-3左右對稱，兩個(gè)第一螺紋孔2-3的軸線在固定部件2的一側(cè)面上相交，在人體椎體中，每個(gè)第一螺紋孔2-3與椎體終板的夾角為10°～35°，與椎體正中矢狀面的夾角為5°～35°；椎體部件1的兩對應(yīng)側(cè)面上分別設(shè)有兩個(gè)凸起1-6，兩兩對稱布置，第二螺紋孔1-3從凸起1-6的一端面貫通至另一端面，第二螺紋孔1-3中安裝螺釘，通過第二螺紋孔將部分螺釘植入人體次全切的椎體上，進(jìn)而將本裝置的椎體部件1穩(wěn)固固定在次全切的椎體上。

連接桿3的球形端3-1置于支撐座4的球臼型內(nèi)腔中形成球臼關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，連接桿3與椎體墊6之間也形成球臼關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，球形凹面3-3與椎體墊6的接觸弧面對應(yīng)的圓心角為60°，球形端3-1與支撐座4的接觸弧面對應(yīng)的圓心角為250°。各球臼關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)可繞球心做任意方向偏擺，偏擺角度為±4°，這樣的設(shè)計(jì)便可以在雙動(dòng)關(guān)節(jié)的基礎(chǔ)上允許各相鄰節(jié)段間實(shí)現(xiàn)±8°的活動(dòng)度。固定部件2和連接桿3之間可繞假體縱軸旋轉(zhuǎn)，連接桿3和椎體部件1之間可繞假體縱軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度范圍均為0～360°。

另一個(gè)技術(shù)方案與實(shí)施例1的區(qū)別在于：椎體部件1和固定部件2表面為均為多孔結(jié)構(gòu)，孔隙率為60％～80％，孔的直徑大小0.2～0.8mm；椎體部件1和固定部件2采用鈦合金3d打印加工完成。

另一個(gè)技術(shù)方案與實(shí)施例1的區(qū)別在于：椎體部件1設(shè)有第二螺紋孔1-3的側(cè)面上還設(shè)有第三螺紋孔1-4，第三螺紋孔1-4位于該側(cè)面的中心位置，第三螺紋孔1-4用于與植入工具匹配。椎體部件1上設(shè)有夾持槽1-5，夾持槽1-5位于第三螺紋孔(1-4)的兩側(cè)，定位孔1-2、第二螺紋孔1-3和第三螺紋孔1-4位于椎體部件的同一側(cè)面上。