一种仿生人工椎间盘的制作方法

1.本发明涉及医疗器械设备技术领域，特别是涉及一种仿生人工椎间盘。

背景技术：

2.脊柱在人体内起着载荷传导、运动和保护脊髓神经根以及前方脏器的重要作用，分为颈椎、胸椎、腰椎及骶骨等，其中颈椎的结构复杂且较胸椎、腰椎的活动度大得多，在人们的日常生活中起着极其重要的作用。作为一个复杂的力学系统，包含了椎体、椎间盘和关节突关节，韧带及肌肉组织。椎间盘是椎体间的主要连结结构，上、下软骨终板与纤维环一起将髓核密封起来形成一个整体，极富有弹性，起到缓冲外力、保护脊柱以及减少脊髓损伤的作用。纤维环的纤维束相互斜行交叉重叠，使纤维环成为坚实的组织，能承受较大的弯曲和扭转负荷；尤其是颈椎间盘，由于颈部的活动范围远大于胸部和腰部，所以颈椎间盘所承受的弯曲和扭转负荷也是远大于胸椎间盘和腰椎间盘。
3.随着现代工业的发展、生活与工作方式的改变以及人口老龄化，颈椎病的发病率呈逐年上升趋势，若没有及时得到，将会出现头晕、颈部疼痛、无法行走、无法持物等症状，给日常生活带来了极大的不便。颈椎间盘退变及突出是导致颈椎病频发的最主要原因之一。通过手术用颈椎间盘假体替换损坏的颈椎间盘是常用的方法。
4.第一代假体来源于膝关节和髋关节植入物，采用金属对金属或金属对聚合物承载表面的关节球和关节窝设计。然而第一代假体是基于滑动运动，只能提供很少的阻尼和能量储存。因此这些第一代假体是正常颈椎间盘功能的简化版本，无法模拟正常椎间盘的生理运动功能，这会造成一个不稳定的环境，韧带、肌肉、钩关节和小关节处于异常的负荷模式下，可导致置换节段的关节突关节和钩椎关节进行性退变。
5.为了解决上述问题，现有椎间盘假体通常会设置相应的阻尼缓冲装置，如申请号为“200980110047.0”，名称为“特别用于颈椎的椎间盘假体”的发明专利，其在第二部件与圆柱状凹形关节面处设置有垫圈，当椎体活动时，垫圈能够被压缩产生缓冲能力；申请号为“201911292622.5”，名称为“人工颈椎间盘假体”的发明专利中，其采用具有一定弹性形变能力的金属环体连接顶板和底板，当椎体活动时，环体曲率发生变化，便于椎体活动。但是上述两技术方案中不具备对顶板进行限位的装置，结构稳定性较差。

技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种仿生人工椎间盘，以解决现有技术存在的问题，使得仿生人工椎间盘的整体结构更加稳定，弹性部能够起到阻尼作用，能够避免上固定部过度运动造成颈椎损伤，更真实地模拟颈椎椎间盘的作用。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种仿生人工椎间盘，包括用于分别连接在上椎体、下椎体上的上固定部及下固定部，所述上固定部的下表面中部具有弧形凹槽，所述下固定部的上表面中部设置球形凸起，所述球形凸起的球面与所述弧形凹槽的形状相匹配，所述上固定部通过所述弧形凹槽扣合在所述球形面上，扣合后所述上
固定部的下表面边缘与所述下固定部的上表面边缘之间具有间隙，所述间隙中设置有用于连接所述上固定部、所述下固定部的弹性部。
8.优选的，所述弹性部包括环形的弹性垫圈，所述弹性垫圈的内表面与所述球形凸起的底端贴合。
9.优选的，所述弹性垫圈的材料为硅胶；所述球形凸起的结构为硬质聚乙烯。
10.优选的，所述上固定部的上表面与所述下固定部的下表面之间具有夹角，所述夹角与正常椎间盘的夹角相匹配。
11.优选的，所述上固定部的上表面中部还设置有与上椎体终板形状相匹配的上凸起。
12.优选的，所述上固定部的上表面设置有倒齿，所述倒齿沿椎体的径向向外倾斜设置。
13.优选的，所述下固定部的底部中心位置还设置有与下椎体形状匹配的下凸起。
14.优选的，所述下固定部的下表面上也设置有所述倒齿。
15.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.1、本发明中上固定部通过弧形凹槽与下固定部上的球形凸起配合，可以实现上固定部相对于下固定部的旋转、侧弯，便于上椎体进行活动；同时球形凸起能够限制上固定部在横向方向上移动，使得仿生人工椎间盘的整体结构更加稳定，保证患者颈部活动更加安全自如；
17.2、本发明中上固定部上的环形边缘与下固定部的环形边缘之间形成缝隙，缝隙中设置有连接两环形边缘的弹性部，当上固定部进行侧弯时，弹性部能够起到阻尼作用，能够避免上固定部过度运动造成颈椎损伤，更真实地模拟颈椎椎间盘的作用。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明中上固定部的结构示意图；
20.图2为本发明中下固定部的结构示意图；
21.图3为弹性垫圈的结构示意图；
22.其中，1、上固定部；11、弧形凹槽；12、上凸起；13、倒齿；2、下固定部；21、球形凸起；3、弹性垫圈。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.本发明的目的是提供一种仿生人工椎间盘，以解决现有技术存在的问题，使得仿
生人工椎间盘的整体结构更加稳定，弹性部能够起到阻尼作用，能够避免上固定部过度运动造成颈椎损伤，更真实地模拟颈椎椎间盘的作用。
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
26.本实施例提供一种仿生人工椎间盘，包括用于分别连接在上椎体、下椎体上的上固定部1及下固定部2，上固定部1的下表面中部具有弧形凹槽11，弧形凹槽11边缘形成环形结构，下固定部2的上表面中部设置球形凸起21，球形凸起21的球面与弧形凹槽11的形状相匹配，安装时，上固定部1通过弧形凹槽11扣合在球形凸起21上。
27.使用时，将本实施例中的仿生人工椎间盘固定在两椎体上，当颈椎产生动作时，上椎体带动上固定部1沿球形凸起21的球形面滑动，可以实现上固定部1相对于下固定部2的旋转、侧弯，便于上椎体进行活动；同时球形凸起21能够限制上固定部1在横向方向上移动，使得仿生人工椎间盘的整体结构更加稳定，保证患者颈部活动更加安全自如。
28.在上固定部1中，围绕弧形凹槽11的边缘部位为环形形状，下固定部2中，围绕球形凸起21的边缘部位同样为环形形状，当上固定部1扣合在下固定部2上后，上固定部1上的环形边缘与下固定部2的环形边缘之间形成缝隙，缝隙中设置有连接两环形边缘的弹性部，当上固定部1进行侧弯时，弹性部能够起到阻尼作用，从而本实施例中的仿生人工椎间盘能够避免上固定部1过度运动造成颈椎损伤，更真实地模拟颈椎椎间盘的作用。
29.具体的，本实施例中弹性部包括环形的弹性垫圈3，弹性垫圈3的上下两表面与上固定部1的下表面、下固定部2的上表面贴合或者粘接；当弹性垫圈3不采用粘接在上固定部1、下固定部2上的方式，也不采用其他形式进行固定时，为了避免弹性垫圈3移动，弹性垫圈3的内表面与球形凸起21的底端贴合，通过与球形凸起21进行配合实现自身限位。但是，本领域技术人员应当得知，本发明中的弹性部并不仅限于弹性垫圈3，其他适宜植入的弹性结构也是可行的。
30.进一步的，本实施例中上固定部1采用医用可植入人体的金属材料制成，并在表面涂覆钴铬钼涂层，使上固定部1具有良好的防磨损性能；弹性垫圈3的材料为硅胶；球形凸起21的结构为硬质聚乙烯。
31.由于正常颈椎具有一定的弧度，而相邻椎体的终板也具有一定夹角而并非平行，因此，本实施例中上固定部1的上表面与下固定部2的下表面之间具有夹角，夹角与正常椎间盘的夹角相匹配；具体的，可以将弹性垫圈3设置成一端高一端低的结构，来实现安装后的上固定部1的上固定面相对于下固定部2的下表面倾斜设置的目的。
32.进一步的，本实施例中上固定部1的上表面中部还设置有与上椎体终板形状相匹配的上凸起12，并且上固定部1的上表面设置有倒齿13，倒齿13沿椎体的径向向外倾斜设置，更便于上固定部1固定在上椎体上；需要说明的是，仅设置在上凸起12边缘的平面上，而不设置在上凸起12的表面。
33.相应的，本实施例中下固定部2的底部中心位置还设置有与下椎体形状匹配的下凸起，下固定部2的下表面上也设置有倒齿13。
34.根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
35.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本
发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：

1.一种仿生人工椎间盘，其特征在于，包括用于分别连接在上椎体、下椎体上的上固定部及下固定部，所述上固定部的下表面中部具有弧形凹槽，所述下固定部的上表面中部设置球形凸起，所述球形凸起的球面与所述弧形凹槽的形状相匹配，所述上固定部通过所述弧形凹槽扣合在所述球形凸起上，扣合后所述上固定部的下表面边缘与所述下固定部的上表面边缘之间具有间隙，所述间隙中设置有用于连接所述上固定部、所述下固定部的弹性部。2.根据权利要求1所述的仿生人工椎间盘，其特征在于，所述弹性部包括环形的弹性垫圈，所述弹性垫圈的内表面与所述球形凸起的底端贴合。3.根据权利要求2所述的仿生人工椎间盘，其特征在于，所述弹性垫圈的材料为硅胶；所述球形凸起的结构为硬质聚乙烯。4.根据权利要求1所述的仿生人工椎间盘，其特征在于，所述上固定部的上表面与所述下固定部的下表面之间具有夹角，所述夹角与正常椎间盘的夹角相匹配。5.根据权利要求1-4任意一项所述的仿生人工椎间盘，其特征在于，所述上固定部的上表面中部还设置有与上椎体终板形状相匹配的上凸起。6.根据权利要求5所述的仿生人工椎间盘，其特征在于，所述上固定部的上表面设置有倒齿，所述倒齿沿椎体的径向向外倾斜设置。7.根据权利要求6所述的仿生人工椎间盘，其特征在于，所述下固定部的底部中心位置还设置有与下椎体形状匹配的下凸起。8.根据权利要求7所述的仿生人工椎间盘，其特征在于，所述下固定部的下表面上也设置有所述倒齿。

技术总结

本发明公开一种仿生人工椎间盘，涉及医疗器械设备技术领域，包括用于分别连接在上椎体、下椎体上的上固定部及下固定部，上固定部的下表面中部具有弧形凹槽，下固定部的上表面中部设置球形凸起，球形凸起的球面与弧形凹槽的形状相匹配，上固定部通过弧形凹槽扣合在球形凸起上，扣合后上固定部的下表面边缘与下固定部的上表面边缘之间具有间隙，间隙中设置有用于连接上固定部、下固定部的弹性部；本发明中上固定部上的环形边缘与下固定部的环形边缘之间形成缝隙，缝隙中设置有连接两环形边缘的弹性部，当上固定部进行侧弯时，弹性部能够起到阻尼作用，能够避免上固定部过度运动造成颈椎损伤，更真实地模拟颈椎椎间盘的作用。更真实地模拟颈椎椎间盘的作用。更真实地模拟颈椎椎间盘的作用。