[实用新型]一种基于3D打印的脊柱假体

说明书

本实用新型公开了一种基于3D打印的脊柱假体，包括支撑框体、镂空结构和固定位；所述支撑框体是由若干横梁和纵梁组成的空腔型的主体受力结构，所述的横梁包括上承梁、下承梁和中间横梁，上承梁、下承梁分别与相接触的椎体表面解剖形状相匹配，上承梁、下承梁之间分布有若干纵梁，中间横梁连接在纵梁之间；所述镂空结构是分布在支撑框体之间的非主受力部位。本实用新型的上承梁与下承梁要求参照紧邻的上下椎体表面解剖形状设计，安装时完全贴附，且均匀排布锥形固定刺结构，加强了把持力，使固定更加稳固；主体结构为收腰结构，利于载荷的有效传导与应力的扩散。支撑框体内部为空腔设计及开孔设计，用于填充骨组织，促进上下椎体达到骨性融合。

技术领域

本实用新型属于医疗植入假体技术领域，涉及一种基于3D打印的脊柱假体。

背景技术

脊柱肿瘤(spinal tumor)指发生于脊柱的原发性及继发性肿瘤。原发性脊柱肿瘤的总体发生率约为0.4％。绝大多数青少年脊柱肿瘤为良性，而中青年患者恶性肿瘤可能性大。良性肿瘤多累及后方结构，恶性肿瘤则多累及椎体。原发性良性脊柱肿瘤一般进展慢，病程长；恶性脊柱肿瘤则进展较快，病程短，临床症状出现较快，约占每年新增恶性骨肿瘤的10％。针对影响脊柱稳定性的恶性脊柱肿瘤，一般采用手术行肿瘤切除及脊柱内固定，达到缓解症状及维持脊柱稳定的目的，传统的脊柱内固定一般采用钛笼代替原病变椎体，但由于钛笼制造工艺与规格的限制，其并不能完全匹配于患者受用部位，造成钛笼滑脱、位移、甚至椎体塌陷，尤其在代替腰椎等受力较大部位椎体时更是加大了使用风险，给患者造成二次伤害与病痛。

但相关术后随访研究发现部分患者出现钛笼下沉塌陷情况，影响患者术后疗效。YuChen等对300例实施颈椎椎体次全切除减压联合钛笼植骨融合术的患者进行术后随访。随访结果发现182(60.7％)位患者出现轻度钛笼塌陷(1-3mm)，57位患者出现重度钛笼塌陷(＞3mm)。与术后未出现钛笼塌陷的患者相比，存在钛笼塌陷的患者神经功能恢复情况明显低于钛笼为塌陷患者。严重的钛笼塌陷会导致颈部疼痛、神经功能受损、固定失败等并发症的出现。(ChenY,ChenDY,GuoYF,etal.SubsidenceofTitaniumMesh CageAStudyBasedon300Cases[J].JournalofSpinalDisorders&Techniques,2008,21(7):489-492.)引起钛笼术后塌陷一个重要的原因是钛笼与椎体终板的接触面积小。传统钛笼植入过程中，需要将钛笼的长度修剪至骨槽长度。钛笼未经裁剪一面为光滑结构，有6个平整的接触点，裁剪的一端多数情况下为12个锐利的接触点。这种点接触方式造成其椎体终板表面压力负荷较大，容易引起椎体终板结构破坏导致钛笼刺入椎体中，引起钛笼塌陷(徐建伟,贾连顺,陈德玉,etal.颈椎前路椎体次全切除钛网植骨早期塌陷的探讨[J].中国矫形外科杂志,2002,10(z1):1267-1269.)。

3D打印技术是一种以数字模型为基础，运用粉末状金属或塑料等粘合材料通过逐层打印的方式来构造物体的技术。与传统的制造技术相比，3D打印技术具有以下优点：(1)节约材料和制造成本。(2)无需大型锻压设备和制作专门模具，节省制造时间，提高制作效率。(3)可制作结构复杂、难加工的产品。(4)可用于个性化的定制。凭借以上优点，3D打印技术在人体植入物的制造中有巨大的应用价值。

实用新型内容

本实用新型解决的问题在于提供一种基于3D打印的脊柱假体，依据3D打印技术提出更加符合椎体表面解剖及人体力学的脊柱假体，使得植入假体能够更好的匹配于患者受用部位，而且可以考虑个性化的设计和修正。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种基于3D打印的脊柱假体，包括支撑框体、镂空结构和固定位；

所述支撑框体是由横梁和纵梁组成的空腔型的主体受力结构，所述的横梁包括上承梁、下承梁和中间横梁，上承梁、下承梁分别与相接触的椎体表面解剖形状相匹配，上承梁、下承梁之间分布有若干纵梁，中间横梁连接在纵梁之间；