一種防脫位式非融合人工頸椎及椎間盤系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種防脫位式非融合人工頸椎及椎間盤系統，包括椎體部件以及分別通過圓頂關節結構和前后側L型防脫位結構連接于椎體部件上下端的兩個終板部件；所述兩個終板部件上分別設有終板固定螺釘。本發明能夠在頸椎椎體次全切除術后即刻發揮支撐作用，并通過自帶椎間連接部分替代正常頸椎的運動功能，能夠分散頸椎活動時的應力，降低鄰近節段椎間盤及關節突關節內壓力，有效防止融合術所致的相鄰節段退變。此外，能夠通過植骨和本系統表面的羥基磷灰石涂層實現骨性融合和才能夠其穩定。手術難度較小，創傷小，便于推廣。由于本系統的防脫位裝置的存在，可以獲得術后長期穩定。
【專利說明】一種防脫位式非融合人工頸椎及椎間盤系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于醫用假體制造【技術領域】，涉及一種人工頸椎及椎間盤系統，尤其是一種防脫位式非融合人工頸椎及椎間盤系統。
【背景技術】
[0002]目前頸椎椎體次全切除減壓融合術(anterior cervical corpectomy withfusion, ACCF)是治療頸椎病、頸椎椎體骨折伴脊髓壓迫者或陳舊性骨折脫位合并不完全性脊髓損傷等較常用的手術方式。該術式采取經前路顯露相應椎體及椎間盤，在擬切除之椎體相鄰上下2個椎體分別安放椎體釘，切除兩端病變椎間盤，然后在雙側鉤椎關節(Luschka s joint)內側行椎體次全切除該椎的大部椎體及后縱韌帶，在脊髓及神經根得到保護的情況下充分減壓，在減壓槽內植入合適長度的移植骨塊(自體/異體)或鈦籠(填充松質骨)，選擇合適頸前路鋼板固定與上下椎體。該術式的優點在于能獲得術后即刻穩定性，為神經功能的恢復提供穩定的生物力學環境，大量臨床研究已證實其具有較好的手術療效。但長期的隨訪研究發現部分患者術后存在移植骨塊吸收塌陷、松動、脫落、鈦籠下沉等問題。生物力學研究表明，融合術后相應椎體單元運動功能喪失，鄰近節段椎間盤內、關節突關節內壓力增加及應力轉移。影像學上部分患者表現為椎間盤變性或突出，椎間隙高度丟失、鄰近椎體或小關節骨贅形成、脊柱序列變化、節段性失穩或滑脫，嚴重者可出現椎管狹窄，造成脊髓壓迫，導致嚴重的神經癥狀。Hilibrand等報道了 374例因頸椎病行頸前路融合術的長期隨訪，最長隨訪21年，發現鄰近節段病變出現癥狀的年發生率為2.9%，術后 10 年有 25.6% 的病例出現鄰近節段病變。(Hilibrand AS, Carlson GD, Palumbo MA, etal.Radiculopathy and myelopathy at segments adjacent to the site of a previousanterior cervical arthrodesis[J].Journal of Bone and Joint Surgery-AmericanVolume, 1999，81A (4):519-528.)
[0003]為有效避免植入物塌陷、松動等問題，有學者開始在部分患者中植入人工椎體來維持或重建脊柱的穩定性，以獲得長期穩定的生物力學環境。1969年Hamdi首先報道在腰椎腫瘤患者植入人工椎體(Hamdi FA.Prosthesis for an excised lumbar vertebra:apreliminary report[J].Canadian Medical Association Journal, 1969, 100(12):576.X隨后對人們對人工椎體不斷改進，逐漸出現了與人體組織相容性更加良好的金屬材料、新型復合材料等，固定方式也由原來的鋼板或釘棒輔助融合固定發展到目前的單純自鎖人工椎體植入融合固定，并且對人工椎體表面進行生物活性材料涂層處理，以達到與周圍骨性結更加良好融合的目的，同時由早期的單純支撐型發展到可撐開固定型人工椎體，現在還出現了適用于不同人群的高度可調式的人工椎體。針對人工椎體臨床隨訪觀察發現，假體植入后能獲得良好的穩定性、脊柱序列、椎體高度等。呂超亮、宋躍明等對84例下頸椎骨折脫位患者行前路椎體次全切除、椎管減壓，以n-HA / PA66椎體支撐體支撐植骨、鋼板螺釘內固定治療，進行為期6-24個月的隨訪發現影像學檢查顯示所有患者植骨融合，頸椎序列、椎問高度、頸椎穩定性以及支撐體的位置維持良好，支撐體無下沉、移位。(呂超亮，宋躍明，劉浩等.納米羥基磷灰石/聚酰胺66椎體支撐體在下頸椎骨折脫位前路手術重建中的應用[J].中華外科雜志，2012，50 (4): 338-341.)
[0004]然而，上述的人工椎體并沒有突破融合術所致鄰近節段退變這一局限。脊柱可動固定技術的出現在理念上解決了融合術后鄰近節段退變的問題。它既能保持脊柱的運動運動功能和生物力學特征，還能恢復椎間隙高度和脊柱序列。目前人工頸椎間盤置換術已在國內外廣泛應用，大量的臨床觀察發現人工頸椎間盤置換治療頸椎病能取得滿意效果。由于人工頸椎間盤置的手術適應癥較局限:單節段或雙節段頸椎間盤突出壓迫脊髓或神經根，其他類型的頸椎融合術如頸椎椎體次全切除減壓融合術仍無法被人工頸椎間盤置換術替代。
[0005]綜上所述，目前現有技術不能避免頸椎椎體次全切除減壓融合術后運動功能喪失的弊端及所致的鄰近節段退變加速的問題。
[0006]為有效恢復椎間隙高度和相應節段運動功能，延緩鄰近節段退變的發生，同時避免植入物塌陷、松動等問題，我們設計了一種新的防脫位式人工頸椎及椎間盤系統。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種防脫位式非融合人工頸椎及椎間盤系統，該系統同時具備人工椎體的支撐功能和人工椎間盤的非融合特征，椎體和椎間盤之間通過特殊結構實現兩者的防脫位功能，該系統能獲得頸前路術后椎體次全切假體置換后的即刻穩定性，使其活動性與正常頸椎高度仿生。
[0008]本發明的目的是通過以下 技術方案來實現的:
[0009]這種防脫位式非融合人工頸椎及椎間盤系統，包括椎體部件以及分別通過圓頂關節結構和前后側L型防脫位結構連接于椎體部件上下端的兩個終板部件；所述兩個終板部件上分別設有終板固定螺釘；
[0010]所述椎體部件上下面設有圓形關節窩，兩端部設有環形凹槽，兩端部前后側設有向前、向后的弧形平板；所述椎體部件側面設有若干左右貫通孔；
[0011]所述圓頂關節結構包括設置在終板部件上的圓頂關節面以及設置在椎體部件的上下面與所述圓頂關節面相適應的圓形關節窩，該圓頂關節結構將圓頂關節面包在圓形關節窩內；
[0012]所述L型防脫位結構包括設置在終板部件前后側的L型結構、設置在椎體部件端部的環形凹槽、設置在椎體部件端部前后側的弧形平板，該L型防脫位結構將L型結構與環形凹槽相配合，弧形平板限制L型結構在終板部件相對椎體部件進行運動，防止終板部件與椎體部件發生脫位。
[0013]進一步，上述終板部件包括圓板，在圓板的下面中部設有圓柱及圓頂關節面結構，圓板上面設有鋸齒結構；所述圓板下部的前、后側設有L型防脫位結構，所述圓板上部的前側設有豎直弧形板結構，所述豎直弧形板結構通過兩個內帶螺紋的螺孔固定兩枚終板部件固定螺釘；所述終板固定螺釘與所述圓板呈20°角。
[0014]進一步，以上所述圓板上有鋸齒結構；所述鋸齒結構的高度在中心處為1mm，向四周遞減。
[0015]進一步，以上所述鋸齒結構的表面設有生物用羥基磷灰石涂層，所述羥基磷灰石涂層厚度為20 μ m。
[0016]進一步，以上所述椎體部件的左右側面設有經過等離子氧化技術處理的厚度為20 μ m的生物用羥基磷灰石涂層。
[0017]進一步，以上所述終板固定螺釘的前端為尖頭，所述終板固定螺釘后端為螺帽，該終板固定螺釘的近螺帽端比近尖端粗。
[0018]本發明具有以下有益效果:
[0019]本發明能夠在頸椎椎體次全切除術后即刻發揮支撐作用，并通過自帶椎間連接部分替代正常頸椎的運動功能，能夠分散頸椎活動時的應力，降低鄰近節段椎間盤及關節突關節內壓力，有效防止融合術所致的相鄰節段退變。此外，能夠通過植骨和本系統表面的羥基磷灰石涂層實現骨性融合和才能夠其穩定。手術難度較小，創傷小，便于推廣。由于本系統的防脫位裝置的存在，可以獲得術后長期穩定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的整體結構示意圖；
[0021]圖2是本發明的椎體部件結構示意圖；
[0022]圖3是圖2的俯視圖；
[0023]圖4是圖3的剖面圖；
[0024]圖5是本發明的終板結構示意圖；
[0025]圖6是圖5的俯視圖；
[0026]圖7是圖5的前視圖；
[0027]圖8是圖5的等軸側視圖；
[0028]其中:1為椎體部件；2為終板部件；3為終板固定螺釘；4為環形凹槽結構；5為弧形平板；6為左右貫通孔；7為圓形關節窩；8為圓板；9為圓頂關節面；10為L型防脫位結構；11為豎直弧形板結構；12為鋸齒結構；13為螺孔。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述:
[0030]參見圖1，本發明的防脫位式非融合人工頸椎及椎間盤系統，包括椎體部件I以及分別通過圓頂關節結構連接于椎體部件I上下端的兩個終板部件2 ;在椎體部件側壁設有若干貫通孔6 ;兩個終板部件2上分別設有終板部件固定螺釘3。以下結合附圖對組成本發明的各部件進行詳細描述:
[0031]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，椎體部件I設有上下面的圓形關節窩結構7、兩端的環形凹槽結構4、中部的若干左右貫通孔結構6。
[0032]在本發明的最佳實施例中:椎體部件I上下面各有一與終板部件2下部圓頂關節面相配合的深度為2.5mm的圓形關節窩結構7,立體地看,該圓形關節窩結構為直徑為20mm的球體的下2.5/20部分，該結構包住終板部件2下部圓頂關節面9，與之形成圓頂關節；椎體部件I兩端各有一環形凹槽結構4，該結構在靠近椎體上下面前、后側分別有向前、向后突出的弧形平板5 ;椎體部件I左右側面中部設有若干左右貫通孔6 ;左右側面及所有貫通孔內表面均為磨砂樣結構，表面有羥基磷灰石涂層，以實現良好的骨性融合，獲得良好的穩定性和支撐能力。
[0033]參見圖1、圖5、圖6，以上所述圓頂關節結構包括終板部件2上的圓頂關節面9以及設置在椎體部件I端部的與圓頂關節面9相適應的圓形關節窩7。圓頂關節面9與圓形關節窩7相互配合，實現椎間連接各個方向的活動功能。
[0034]在本發明的最佳實施例中:圓頂關節面由直徑20mm的圓球的2/20和與之匹配的圓柱結構相連。該圓頂關節面9分別與椎體的上下端的圓形關節窩7相吻合。上下圓形關節窩7在前后左右側面與圓頂關節面9完全吻合(即直徑為20mm)。這樣的椎間連接有大范圍的接觸面積，保證該假體在脊柱軸向應力條件下能起到穩定的支撐作用，同時能減輕關節面的摩擦；該圓頂關節結構可實現椎體的正常運動。目前臨床上現有的人工椎體有支撐功能但不具備運動功能，而人工椎間盤運動功能僅適用于椎間隙運動的保留且不具備支撐功能。因此，通過獨特設計的圓頂關節而形成的椎間連接既能實現人工椎體的支撐功能，又能保留椎間隙的運動功能，從而減緩因融合術后應力增加所致鄰近節段退變的進展。
[0035]如圖5、圖6、圖7、圖8所示，終板部件2包括圓板8，在圓板8的下部中心有垂直固定的圓頂關節面9，圓板8的前后側各有一個L型防脫位結構，圓板8前側上方豎直向上的弧形板結構11上有兩個方向與圓板8呈一定角度的內帶螺紋的螺孔13固定有兩個終板固定螺釘3 ;圓板8上面設有鋸齒結構12。
[0036]在本發明的最佳實施例中:終板部件2的L型防脫位結構與椎體部件I端部的環形凹槽4、兩端前后側的弧形平板5形成限制性關聯。L型結構10嵌入凹槽結構4內，弧形平板結構5被L型結構10包圍，防止該系統終板和椎體相對運動時發生脫位。當椎體部件植入術后，患者需要在早期進行頸部活動性鍛煉，但由于椎體部件尚未與周圍組織形成穩定的骨性融合，該L型防脫位結構便能限制由于椎體部件的過度活動而形成脫位，避免脊髓受壓的風險。
[0037]在圓板8的前側豎直向上的弧形板中間靠邊線處有兩個用以螺釘固定的螺孔13，這兩個螺孔13內帶螺紋，與終板固定螺釘3配合。本發明的終板部件螺釘3是自攻螺釘，其后端為螺帽，該終板固定螺釘3的近端螺帽端比其近尖頭端略粗。終板固定螺釘3可以與圓板呈20°角方向植入相應椎體，終板固定螺釘3與內帶螺紋的螺孔13相配合，由于螺孔13的內螺紋結構，配合較長的終板部件螺釘3，可以獲得較大把持力，實現終板與鄰近椎體緊密固定。
[0038]圓板8的上部為鋸齒結構12，高度在中心處為1mm，并向四周遞減，更加適應鄰近椎體上下終板的解剖形態，可實現鄰近椎體更好的配合，所述鋸齒結構12表面有利用等離子體氧化技術處理而形成的生物用羥基磷灰石涂層，涂層厚度約20 μ m,所有的上表面處理，都可以加速終板結構與鄰近椎體的早期融合，有利于實現生物融合和長期的穩定。
[0039]綜上所述，本發明的防脫位式非融合人工頸椎及椎間盤系統適用于前路頸椎椎體次全切術資料的疾病，例如:相鄰兩節段頸椎間盤突出癥、椎體腫瘤、椎體結核、非神經功能受損的頸椎體爆裂性骨折、壓縮性骨折等。此外，對于人工頸椎間盤術后翻修、頸椎融合術后鄰近節段退變嚴重的其他類型頸椎疾病也可使用本系統。以下就椎間盤摘除、椎體次全切、本系統置換術來說明手術中的【具體實施方式】:
[0040]對具備該術式適應癥的患者行常規術前檢查，并行推移氣管和食管、床上排尿、排便練習；取患者仰臥位，雙肩墊以軟枕，頭頸自然向后仰伸，頸后部放置沙袋或軟木枕，后枕部墊以軟頭圈，頭兩側各放置小沙袋防止術中旋轉；采用頸前路橫切口，切口長度一般為3~5cm ;準確確定頸動脈鞘和頸內臟鞘，以示指沿已分開的間隙做鈍性松解，再輕輕向深部分離抵達椎體和椎間盤前部；用拉鉤將氣管、食管向中線牽拉，頸動脈鞘稍向右側牽拉，即可抵達椎體和椎間盤前間隙；用長鑷子提起椎前筋膜后逐層剪開，然后縱行分離此層筋膜，向上下逐漸擴大暴露椎體和椎間隙；于病椎上下位椎體中央分別擰入撐開器螺釘，在撐開螺釘上套入撐開器，向上下兩端撐開；確定相應椎體的上下方椎間盤，用尖刀切開纖維環，髓核鉗取出破碎的椎間盤組織；用三關節咬骨鉗咬除骨折椎體的前皮質骨和大部分松質骨。接近椎體后緣時暫停，先用刮匙將椎間盤和終板全部刮除，用神經剝離子分離出椎體后緣與后縱韌帶間的間隙，伸入薄型沖擊式咬骨鉗逐步將椎體后皮質骨咬除，此時形成一個長方形的減壓槽；小心地將減壓槽底邊擴大，徹底切除致壓物，完成減壓；在體外組裝該系統，將上下終板部件的圓頂關節面分別沿椎體側面放至椎體部件上下兩面的圓形凹槽內，并旋轉90°，使終板部件的豎直向上的弧形板位于前側，將所獲的椎體骨質咬碎植入椎體部件側面貫通的若干植骨孔內；調整椎體撐開器撐開的高度，使頸椎前柱的高度恢復正常，將本系統放至減壓槽內，并使上下終板與鄰近椎體的下面和上面相貼和；分別與鄰近椎體上下表面呈20°角植入上下4枚螺釘與鄰近上下椎體來固定上下終板；松開椎體撐開器，使本系統緊密嵌合，并在X光機下透視無誤后沖洗傷口，放置引流，逐層縫合。術后常規護理，術后I天 可正常活動頸部。
【權利要求】
1.一種防脫位式非融合人工頸椎及椎間盤系統，其特征在于，包括椎體部件(I)以及分別通過圓頂關節結構和前后側L型防脫位結構連接于椎體部件(I)上下端的兩個終板部件(2);所述兩個終板部件(2)上分別設有終板固定螺釘(3)； 所述椎體部件(I)上下面設有圓形關節窩(7)，兩端部設有環形凹槽(4)，兩端部前后側設有向前、向后的弧形平板(5);所述椎體部件(I)側面設有若干左右貫通孔(6)； 所述圓頂關節結構包括設置在終板部件(2)上的圓頂關節面(9)以及設置在椎體部件(1)的上下面與所述圓頂關節面(9)相適應的圓形關節窩(7)，該圓頂關節結構將圓頂關節面(9)包在圓形關節窩(7)內； 所述L型防脫位結構包括設置在終板部件(2)前后側的L型結構(10)、設置在椎體部件(I)端部的環形凹槽(4)、設置在椎體部件(I)端部前后側的弧形平板(5)，該L型防脫位結構將L型結構(10)與環形凹槽(4)相配合，弧形平板(5)限制L型結構(10)在終板部件(2)相對椎體部件(I)進行運動，防止終板部件(2)與椎體部件(I)發生脫位。
2.根據權利要求1所述的防脫位式非融合人工頸椎及椎間盤系統，其特征在于，終板部件(2)包括圓板(8)，在圓板(8)的下面中部設有圓柱及圓頂關節面結構(9)，圓板(8)上面設有鋸齒結構(12);所述圓板(8)下部的前、后側設有L型防脫位結構(10)，所述圓板(8)上部的前側設有豎直弧形板結構(11)，所述豎直弧形板結構(11)通過兩個內帶螺紋的螺孔(13)固定兩枚終板部件固定螺釘(3);所述終板固定螺釘(3)與所述圓板(8)呈20°角。
3.根據權利要求2所述的防脫位式非融合人工頸椎及椎間盤系統，其特征在于，所述圓板(8)上有鋸齒結構(12);所述鋸齒結構(12)的高度在中心處為1mm，向四周遞減。
4.根據權利要求3所述的防脫位式非融合人工頸椎及椎間盤系統，其特征在于，所述鋸齒結構(12)的表面設有生物用羥基磷灰石涂層，所述羥基磷灰石涂層厚度為20 μ m。
5.根據權利要求1所述的防脫位式非融合人工頸椎及椎間盤系統，其特征在于，所述椎體部件(I)的左右側面設有經過等離子氧化技術處理的厚度為20 μ m的生物用羥基磷灰石涂層。
6.根據權利要求1所述的防脫位式非融合人工頸椎及椎間盤系統，其特征在于，所述終板固定螺釘(3)的前端為尖頭，所述終板固定螺釘(3)后端為螺帽，該終板固定螺釘(3)的近螺帽端比近尖端粗。
【文檔編號】A61L27/32GK103800101SQ201410072192
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月28日 優先權日:2014年2月28日
【發明者】賀西京, 董軍, 賀高樂 申請人:西安交通大學