[发明专利]3D打印人工椎体内固定装置

说明书

本发明涉及脊柱稳定器，尤其是一种3D打印人工椎体内固定装置。包括可延长件和位于可延长件两端的3D打印件，所述可延长件包括外套筒和分别位于外套筒两端的支撑平台，3D打印件位于支撑平台的外侧，且与支撑平台固定连接；所述外套筒的筒壁包括套筒外壁和套筒内壁，套筒外壁呈多边形，套筒内壁设有螺纹，外套筒的筒壁上均匀间隔设置数个长条形孔，长条形孔相对于外套筒的轴线对称设置。该装置采用3D打印件和非3D打印件模块组配，并开发一种简单且力学稳定的可延长方式，3D打印部分和非3D打印部分均有不同型号，且不同型号间可模块化组配，利于节省打印材料，缩短打印时间，增加术中灵活性,减少人工椎体与骨界面的缝隙，促进融合，利于远期稳定性。

技术领域

本发明涉及脊柱稳定器，尤其是一种3D打印人工椎体内固定装置。

背景技术

脊柱椎体肿瘤、骨折、感染等病变是脊柱外科治疗的难点，以上疾病的治疗水平是各医疗单位脊柱外科水平高低的重要反映。近几年，随着我国脊柱外科水平的显著提升，脊柱椎体肿瘤、骨折、感染等病变的治疗也获得了飞速发展。同时，临床水平的提高也促进了科研创新的发展，尤其是随着3D打印技术在各领域的应用和开展，为传统疾病的治疗提供了新的思路和可能。

脊柱椎体肿瘤、骨折、感染等病变的外科治疗，主要步骤为减压和固定，在减压阶段主要通过医生的手术技巧去除肿瘤、病变骨骼、感染病灶，解除对脊髓、神经等周围器官的压迫，该部分手术技术及技巧已相对成熟，而固定阶段主要通过内植物维持脊柱的即刻及长期稳定性。在固定时所使用的内植物中，人工椎体应用较为广泛，作为一种椎体替代物，人工椎体可恢复脊柱的生理解剖结构，对脊柱重建较其他内植物效果突出。

随着脊柱椎体重建及融合技术的发展，越来越多的生物力学测试和临床应用显示，现有的人工椎体在治疗中仍然存在以下缺陷:(1)金属人工椎体与上下椎体骨之间无法形成可靠的融合，金属和骨的界面缝隙无法消除，导致植入物脱出、沉降、松动等，远期稳定性差； (2)匹配性差，因不同患者疾病及骨骼具有个体性差异(如肿瘤大小差异、骨骼长短的差异)，导致切除骨骼后需要重建的部分具有大小差异，需要个体化的人工椎体，而现有的人工椎体无法满足个体的差异，常发生术中人工椎体不符合患者需求的情况，影响手术效果；(3)现有的人工椎体长度不可控，无法兼顾放置方便和界面接触密切，若人工椎体与病变切除后留有的空间相同大小，则虽骨与人工椎体界面接触虽密切但放置不方便；若人工椎体小于病变切除后留有的空间，则虽放置方便但骨与人工椎体界面接触密会留有缝隙；若人工椎体稍大于病变切除后留有的空间，则放置后利于界面接触紧密但很难放入；(4)不能术中适当撑开，也就不能使骨与人工椎体间接触紧密。

部分学者认识到以上问题，并进行了积极的探索，如可延长人工椎体来实现椎体长度可控，但多存有延长机制复杂、力学强度低、稳定性差的不足，虽通关过延长人工椎体可保证与骨界面接触较紧密，但金属与骨界面相容性差，无法形成可靠的融合，远期稳定性差。

部分学者考虑3D打印骨小梁椎体来促进骨小梁的长入，可实现长期骨性融合，但目前的技术方案需要根据患者的骨骼长度临时设计并打印，所耗时间较长，患者术前等待时间长，而且一旦打印完成，大小就已经固定，术中无法调整，一旦术中肿瘤切除范围超过预期，则人工椎体和患者发生不匹配；同时，目前的3D打印骨小梁的椎体无法撑开及向两侧加压，导致放入困难以及和骨的界面接触不紧密，影响融合。

总结现有的人工椎体存在着无法实现3D打印与非打印模块化区别化制造，无法实现3D 打印定制和灵活的术中可延长调节的有机融合，无法个体化和标准化制造有机融合，对内植物的产品注册、规格划定、个体化使用带来困难，造成材料浪费、打印时间长、术中灵活性丧失等不足。

发明内容