[发明专利]一种轻型椎间融合器

说明书

技术领域

本发明涉及椎间固定装置，尤其涉及一种轻型椎间融合器。

背景技术

针对脊柱退变引起的椎间盘突出和椎体间不稳，临床上常采用植入人工椎间融合器的手术方式，来提高椎间融合的效果。虽然这种手术方式可获得较为满意的短期疗效，但是目前普遍采用的椎间融合器仍存在以下缺陷：产品笨重，结构设计复杂；产品弹性模量较高，与椎体弹性模量差距过大，后期产生应力遮挡，导致骨吸收、骨退化和上下椎体异常运动或退变；植入后无法轻易调节融合器在椎间的位置和方向，容易导致融合器上下骨性终板应力分布不均，连接不稳。此外，现有的椎间融合器产品在植入后，人体生物组织无法均匀、有序地长入其结构内部，导致其达不到良好的骨整合、结合强度低，生物相容性差，也无法满足血液、组织液的浸润、传输，实现蛋白质降解产物及新陈代谢产物的排出，导致其自身无法实现生物再生。

目前，现有技术中已有采用多孔结构设置的椎间融合器，通过诱导成骨作用，使得骨组织长入，来增加生物相容性和结合强度，并通过控制孔径和孔隙率等参数来调节弹性模量，以避免产生应力遮挡等报道，但是现有的多孔材料结构简单，多为单一分布孔隙，不能满足多种功能需求，如其孔径大小和连通性难以控制，这将使材料不能充分、准确地完成所需功能。正因为如此，新型多级孔材料，因其同时具有各级孔的优势，又兼具单一孔材料所不具备的优势这一独特的性能，已成为目前研究的热点。

作为仿生人工骨的多级孔材料，在应用中需要材料本身均匀，即孔径大小、孔的分布均匀，使得性能均匀一致，但实际上，现有的多级孔材料达不到该要求，其多级孔的布置随意性大，孔径大小尺寸和连通性不可控，孔隙分布也不均匀，存在内部缺陷，不能满足作为仿生骨修复体的功能要求。例如，尽管有的材料自称达到了较高的均匀性，但其均匀性仍是大体积尺度下的均匀性，若用小体积尺度进行衡量比较，比如在材料上任取多块体积不大于一立方厘米的三维体，分别测其质量，其不均匀程度差异仍然非常大，因此造成多级孔材料的各种性能如强度、弹性模量等的不均匀，从而严重影响其功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻型椎间融合器，其结构简易、轻量化，弹性模量适宜，可轻易地调节其自身在椎间的位置和方向。

本发明目的通过如下技术方案来实现：

一种轻型椎间融合器，包括融合器主体，其特征在于：所述融合器主体分为上部、中部和下部三层；所述上部和所述下部均由多孔金属材料制成；所述中部为镂空结构，四个侧面中仅有两个相对的实体侧面，且中部的正中心处设置有一圆柱齿轮；所述圆柱齿轮的上下两端分别与所述上部的下端面和所述下部的上端面直接接触，且所述圆柱齿轮的内部设有连通所述上部和所述下部的空腔。

作为进一步优化，上述上部的上端面和上述下部的下端面均为凸型弧面。

作为进一步优化，上述中部的两个相对的实体侧面上，均设置有夹持孔。所述夹持孔共为四个，每一实体侧面上均设有两个夹持孔。

作为进一步优化，上述空腔设为与上述圆柱齿轮同轴心的圆柱体，且空腔的体积为圆柱齿轮体积的三分之一至二分之一。

作为更进一步优化，为了使得该轻型椎间融合器具有优异的生物相容性，使其在植入人体组织后，有序地引导生物组织均匀长入，增强二者间的结合强度，并满足血液、组织液的浸润、传输，实现蛋白质降解产物及新陈代谢产物的排出，使其正真实现生物再生，上述多孔金属材料优选采用多级多孔金属材料，具有三级孔，其材料本体是以材料孔径大小进行分级的孔腔，及围绕形成孔腔的腔壁构成；其中，均匀分布、相互贯通的第一级孔腔的腔壁上有均匀分布、相互贯通的第二级孔腔，第二级孔腔的腔壁上有均匀分布、相互贯通的第三级孔腔；且各级孔腔相互间也彼此贯通，所述的贯通为三维贯通；每级多孔材料自为一连续结构体，每一级多孔材料的最大外边界与整个材料本体的空间边界相当，且每级多孔材料具有独自的物化性能。这样的结构可使得各级多孔材料的物化性能有所差异，在相对固定的材料整个空间中具有不同的物化性能，满足了多方面的独特功能需求。

作为再进一步优化，上述多级多孔金属材料，同一级孔腔的一特定尺寸范围的孔的数量占该级孔总数的85％以上，从而可以使同一级孔腔的孔径大小尺寸在一特定尺寸范围高度集中，使其满足需要一特定尺寸孔腔的特别要求。