专利类型 | 发明授权 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 申请权转移; 授权; |
专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
申请号 | CN202011445783.6 | 申请日 | 2020-12-11 |
公开(公告)号 | CN112569022B | 公开(公告)日 | 2023-06-16 |
申请人 | 四川图灵医谷科技有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
发明人 | 刘浩; 杨毅; 王型金; | 第一发明人 | 刘浩 |
权利人 | 四川图灵医谷科技有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
当前权利人 | 四川图灵医谷科技有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
省份 | 当前专利权人所在省份:四川省 | 城市 | 当前专利权人所在城市:四川省成都市 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:四川省成都市中国(四川)自由贸易试验区成都高新区和民街128号9号楼2层202号 | 邮编 | 当前专利权人邮编:610000 |
主IPC国际分类 | A61F2/44 | 所有IPC国际分类 | A61F2/44 ; A61F2/28 |
专利引用数量 | 13 | 专利被引用数量 | 0 |
专利权利要求数量 | 15 | 专利文献类型 | B |
专利代理机构 | 成都熠邦鼎立专利代理有限公司 | 专利代理人 | 李晓英; |
摘要 | 本 发明 涉及钩椎关节植骨网兜、融合部件及制作方法、植骨封装工具,该钩椎关节植骨网兜包括具有植骨空间的兜体,兜体外设有植骨口,所述植骨口与植骨空间相通;所述兜体包括可打开的硬质 外壳 和可 变形 的内囊,内囊置于硬质外壳内,内囊为多孔结构,硬质外壳内壁具有与钩椎关节匹配的轮廓。本发明可与患者钩椎关节间隙个性化匹配,界面贴服更加紧密,可提高植骨区域的骨融合率;本发明在体外通过封装工具将骨植入网兜中,再直接将内囊植入钩椎关节区域,简化了碎骨处理和植骨操作的过程,利于术者在手术过程进行更充分和精确的植骨操作,避免连续填充过程带来的潜在 风 险,提高了手术的安全性,并缩短了手术时间,有益于 加速 患者康复。 | ||
权利要求 | 1.钩椎关节植骨网兜,其特征在于:包括具有植骨空间的兜体(1),兜体(1)外设有植骨口(10),所述植骨口(10)与植骨空间相通; |
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说明书全文 | 钩椎关节植骨网兜、融合部件及制作方法、植骨封装工具技术领域[0001] 本发明涉及医疗器械技术领域,尤其涉及钩椎关节植骨网兜、融合部件及制作方法、植骨封装工具。 背景技术[0002] 颈椎病是一种与年龄相关、以椎间盘退变为基础的疾病,严重时可导致患者肢体瘫痪。随着我国人口老龄化速度的加快和现代社会生产生活方式的改变,颈椎病发病率急剧增加,随之带来了沉重的社会和经济负担。颈前路减压植骨融合术(Anterior Cervical Decompression and Fusion, ACDF)是目前治疗颈椎病最常用的手术方式,被认为是治疗退行性颈椎病的“金标准”,其椎间融合情况与手术效果密切相关。 [0003] 钩椎关节(Uncovertebral Joint)是颈椎区别于胸腰椎所特有的解剖结构:由第3颈椎至第7颈椎下位椎体后外侧上方凸起形成的钩突(Uncinate Process)与上位椎体斜下方形成的斜坡吻合以及周围软组织连接包裹形成的“类似关节结构”。钩椎关节植骨区域骨愈合率和骨愈合评分均显著高于终板间植骨区域。钩椎关节植骨可大幅度缩短术后骨愈合时间,提高骨愈合质量,并加速了患者的康复过程;即“钩椎关节融合”较传统的“椎间融合”更为高效。 [0004] 专利文献CN111700716A公开了组配式颈椎钩椎关节融合器,该组配式颈椎钩椎关节融合器在临床中,需要术者通过手术镊将减压的碎骨和人工骨颗粒植入到植骨腔220内,以实现钩椎关节部位的植骨融合,完成钩椎关节植骨的过程。这种方式具有以下缺陷: [0005] 一、植骨时,由于钩椎关节间隙周围有椎间孔、脊髓等结构,因此很容易因为术者操作时手抖、放置植骨颗粒位置不恰当或其他不可控因素,使得植骨颗粒掉落至椎间孔、脊髓或周围其他结构中,造成神经刺激、脊髓压迫或其他不良并发症,影响了手术效果和患者的生活质量; [0007] 三、由于碎骨的形态和大小不均匀,需要专人进行处理,从而获得合适大小和形态的植骨颗粒,该过程非常费时,影响手术进度; [0008] 四、在颈椎部位进行植骨操作,手术区域狭窄,植骨颗粒细小,术者需在手术过程中保持注意力的高度集中,对术者的手术操作技巧和体力要求较高,可能会因术者手术操作不熟练、手术过程中生理或心理上的不可控因素,影响了植骨的效果。 发明内容[0009] 本发明为了解决上述技术问题提供钩椎关节植骨网兜、融合部件及制作方法、植骨封装工具。 [0010] 本发明通过下述技术方案实现: [0011] 钩椎关节植骨网兜,包括具有植骨空间的兜体,兜体外设有植骨口,所述植骨口与植骨空间相通; [0013] 优选地,所述内囊为金属材质或可吸收高分子生物材料。 [0014] 进一步的,所述硬质外壳的侧壁设有出气口。 [0015] 钩椎关节融合部件,包括所述的内囊以及填充在所述内囊中的植骨颗粒,所述内囊有与钩椎关节匹配的面型轮廓。 [0016] 进一步的,钩椎关节融合部件还包括可打开的硬质外壳,所述硬质外壳用于包裹所述内囊,硬质外壳内壁具有与钩椎关节匹配的轮廓。 [0017] 钩椎关节融合部件的制作方法,包括以下步骤: [0019] S2,采用3D打印技术制作内囊以及用于包裹内囊的硬质外壳,内囊置于可打开的硬质外壳内部; [0020] S3,通过高压注射方式向内囊中填入植骨颗粒。 [0022] 所述高压注射装置有与所述第一接口匹配的第三接口。 [0023] 进一步的,植骨封装工具还包括可打开的封装外壳,所述封装外壳有与所述兜体的面型轮廓相适配的内腔壁以及与所述植骨口适配的开口。 [0024] 进一步的,所述植骨颗粒容器中横向设有网筛。 [0025] 进一步的,所述植骨颗粒容器为漏斗状,所述出料口设于漏斗底部。 [0027] 优选地,所述高压注射装置为高压喷气装置。 [0028] 进一步的,所述高压注射装置包括筒体、设于筒体中的活塞和用于使活塞往复移动的操作机构; [0029] 筒体一端有出气接口,所述筒体侧壁设有进气口,所述出气接口和进气口处均安装有单向阀。 [0032] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果: [0033] 1,本发明的植骨网兜采用内外分离式设计,坚硬的外壳设计保证了在植骨颗粒封装时能够压实紧密成形,柔软的内囊将植骨颗粒包裹其中,手术时将硬质外壳剥开,取出内囊,植入钩椎关节间隙,操作简便; [0034] 2,内囊采用多孔设计,可将植骨颗粒包裹在网兜内,防止植骨颗粒脱入椎间孔或椎管内,避免了对脊髓神经及椎动脉的刺激和压迫,减少了手术并发症发生风险,手术更安全; [0035] 3,本发明的钩椎关节融合部件具有与钩椎关节匹配的面型轮廓,可与患者钩椎关节间隙个性化匹配,界面贴服更加紧密,可提高植骨区域的骨融合率,利于术后植骨区域的愈合; [0036] 4,本发明的钩椎关节融合部件预先将植骨颗粒集中盛装在植骨网兜中,可避免植骨颗粒掉落至椎间孔、脊髓以及其他部位的风险,利于提高患者手术治疗效果,降低了术后因植骨颗粒脱落带来的一系列并发症; [0037] 5,本发明将传统植骨的连续填充过程,转化为在体外通过封装工具将骨植入网兜中,再直接将内囊植入钩椎关节区域,简化了碎骨处理和植骨操作的过程,利于术者在手术过程进行更充分和精确的植骨操作,避免连续填充过程带来的潜在风险,提高了手术的安全性,并缩短了手术时间,有益于加速患者康复; [0038] 6,将植骨颗粒封装进植骨网兜再植入,利于ACDF术后钩椎关节区域骨的融合,可提高手术治疗效果; [0041] 图1是钩椎关节植骨网兜的三维图; [0042] 图2是第一半壳的三维图; [0043] 图3是内囊的三维图; [0044] 图4是钩椎关节融合部件的剖面图; [0045] 图5是植骨封装工具的结构示意图; [0046] 图6是封装外壳的结构示意图; [0047] 图7是图6中A‑A处的截面图; [0048] 图8中(a)是出料口张开时植骨颗粒容器的示意图,(b)是出料口收缩时植骨颗粒容器的结构示意图; [0049] 图9中(a)是出料口张开时的示意图,(b)是出料口收缩时的示意图; [0050] 图10是植骨颗粒容器与封装外壳连接时的结构示意图; [0051] 图11是按压式高压注射装置的结构示意图; [0052] 图12是电动式高压注射装置的结构示意图; [0053] 图13中(a)是勾形‑凸缘式卡扣结构卡入时的示意图,(b)是勾形‑凸缘式卡扣结构卡入中的示意图,(c)是勾形‑凸缘式卡扣结构卡接完成时的示意图; [0054] 图14是导入角‑导出角式卡扣结构的示意图; [0055] 图15是永久式环型扣的示意图; [0056] 图16是可拆卸式环型扣的示意图; [0057] 图17中(a)是第一种需另一外力启动的可拆卸式环型扣,(b)是第二种需另一外力启动的可拆卸式环型扣; [0058] 图18中(a)是永久式单边卡扣卡入时的示意图,(b)是永久式单边卡扣卡入中的示意图,(c)是永久式单边卡扣卡接完成时的示意图; [0059] 图19中(a)是可拆卸式单边卡扣卡入时的示意图,(b)是可拆卸式单边卡扣卡入中的示意图,(c)是可拆卸式单边卡扣卡接完成时的示意图; [0060] 图20中(a)是需另一外力启动的可拆卸式单边卡扣卡入时的示意图,(b)是需另一外力启动的可拆卸式单边卡扣卡入中的示意图,(c)是需另一外力启动的可拆卸式单边卡扣卡接完成时的示意图; [0061] 图21是膨胀头式卡扣结构的示意图。 具体实施方式[0062] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。 [0063] 如图1、2、3所示,本发明公开的钩椎关节植骨网兜,包括具有植骨空间的兜体1,兜体1外设有植骨口10,植骨口10与植骨空间相通。 [0064] 本实施方式中,兜体1包括可打开的硬质外壳11和可变形的内囊12。植骨网兜采用内外分离式设计,坚硬的外壳设计保证了在植骨颗粒封装时能够压实紧密成形。 [0065] 如图1、2所示,硬质外壳11对开分为第一半壳111和第二半壳112,第一半壳111和第二半壳112可扣合形成整体。第一半壳111、第二半壳112的盖合面上有缺口112,当第一半壳111与第二半壳112扣合在一起时,两个缺口112共同构成植骨口10 [0066] 如图1、3所示,内囊12上有植骨口10,内囊12可操作地置于硬质外壳11内。 [0067] 兜体1为填充植骨颗粒、并植入钩椎关节间隙的部分。硬质外壳11可由金属材料制成,如钛合金或其他合金。内囊12为多孔结构,可采用柔性材质制作。例如可吸收的高分子生物材料,也可是由薄的金属制成的网状结构,如钛合金或其他合金。 [0068] 为使钩椎关节植骨网兜在植入后能够完美贴服患者的钩椎关节间隙,因此硬质外壳11内壁具有与钩椎关节匹配的轮廓,使得填充植骨颗粒后的内囊12具有与钩椎关节匹配的面型轮廓,其界面贴服更加紧密,可提高植骨区域的骨融合率,利于术后植骨区域的愈合。 [0069] 本实施方式中硬质外壳11和可变形的内囊12均采用3D打印技术制作而成。 [0070] 如图4所示,本发明公开的钩椎关节融合部件,包括内囊12以及填充在所述内囊12中的植骨颗粒13,内囊12有与钩椎关节匹配的面型轮廓。 [0071] 为了便于制作和保护装有植骨颗粒13的内囊12,钩椎关节融合部件还包括上述硬质外壳11。使用时,打开硬质外壳11,取出内囊12即可。 [0072] 钩椎关节融合部件的制作方法,包括以下步骤: [0073] S1,根据医学影像数据进行三维建模,具体为: [0074] S1.1获取患者术前的CT、MRI等图像的DICOM格式数据,将这些数据导入医学影像三维重建软件如Mimics或3DMed等,提取骨骼,处理颈椎模型,提高精细度,找到对应颈椎节段的钩椎关节区域,确定有无狭窄及增生等; [0075] S1.2确定数据正常无误后,测量双侧钩椎关节间隙宽度。 [0076] S1.3设计一个圆柱形特征模型,减去相应椎体后进行轮廓修建,使其符合钩椎关节形状及范围; [0077] S1.4对模型进行细化及光滑,选择生成合适的网格类型及密集度,完成三维建模后,输出为stl格式,再输入切片软件进行处理。 [0078] S1.5三维建模在切片软件中被以合适姿态放置于虚拟底面内,并进行沿Z轴方向进行连续分割,将三维模型分割为平行于虚拟底面的二维平面图形,每个二维平面图形在3D打印过程中将被定义为材料堆叠的一层,其层高可以由切片软件根据打印精度要求和实际机械结构灵活设定。 [0079] 随后,切片软件将记录所有二维平面图形的位置信息及所在二维平面的三维位置信息作为打印蓝图。同时,通过切片软件的参数设置,3D打印相关参数如打印速度、温度控制信息、挤出速度信息、填充比例及模式等也将集中写入蓝图。切片后的所有信息被封装保存于Gcode语言文件中,该文件的内容也可称为G代码。 [0080] S2,采用3D打印技术制作兜体1: [0081] G代码设计完成后将输入金属3D打印机,由控制板识别为数控程序指令,并控制挤出头在三维空间内进行动态挤出行为,从而实现挤出材料的连续堆叠并形成三维结构。就可获得符合患者钩椎关节间隙的钩椎关节植骨网兜。 [0082] S3,通过高压注射方式,经植骨口10向兜体1的内囊12中填入植骨颗粒13。这种方式填满植骨颗粒13的内囊12将具有与钩椎关节匹配的面型轮廓。使用时,打开硬质外壳11,取出内囊12即可。 [0083] 为确保植骨颗粒13的顺利注入,硬质外壳11的侧壁设有出气口111。 [0084] 为便于向钩椎关节植骨网兜中填充植骨颗粒,本发明还公开了植骨封装工具。如图5、6所示,该植骨封装工具包括植骨颗粒容器3、高压注射装置4和可打开的封装外壳2。封装外壳2用于包裹兜体1。 [0085] 如图6、7所示,封装外壳2可直接拆分为两部分,两部分通过卡扣连接,便于放置和取出兜体1。 [0086] 为使兜体1在高压气流下和封装外壳2紧密贴合,封装外壳2有与兜体1的面型轮廓匹配的内腔壁21。封装外壳2有与植骨口10适配的开口22,开口22内有用于与植骨颗粒容器3连接的卡扣接口。 [0087] 封装外壳2对应硬质外壳11的出气口111位置也设有出气孔23。 [0088] 封装外壳2由金属材料制成。本实施方式中封装外壳2根据医学影像数据,采用3D打印技术制作,其制作方法与钩椎关节植骨网兜的制作方法相等。 [0089] 如图8所示,植骨颗粒容器3的一端设有出料口31,植骨颗粒容器3另一端设有用于与高压注射装置4连接的第一接口32;出料口31处设有用于与封装外壳2连接的卡扣结构33。 [0090] 植骨颗粒容器3包括用于盛装植骨颗粒的漏斗体34和盖板35,盖板35与漏斗体34顶部连接。网筛5的网格间隙不宜过大,2‑3mm左右为宜。 [0091] 漏斗体34和盖板35均由金属材料制成,二者螺纹连接或者卡扣连接。与高压注射装置4连接的第一接口32设于盖板35中央,出料口31设于漏斗体34底部。 [0092] 网筛5设于漏斗体34中,使植骨颗粒在封装进植骨网兜之前在漏斗体34中保持稳定。取下盖板35,可向漏斗体34中装入植骨颗粒。 [0093] 漏斗体34底部的出料口31通过卡扣结构33与封装外壳2采用卡扣式连接。当然,出料口31也可与封装外壳2的开口22螺纹连接。出料口31大小与兜体1的植骨口10大小相匹配。 [0094] 如图8、9、10所示,以出料口31与封装外壳2卡扣连接为例,为方便卡扣结构33的卡入,本实施方式中,漏斗体34下端的出料口31可收缩。出料口31处还设有撑开弹簧36。 [0095] 以兜体1的植骨口10为矩形口为例,出料口31也同为矩形。如图9所示,出料口31包括四面侧板310,四面侧板310的侧边接触配合,四面侧板310的定边与漏斗体34相连。其中两面相对的侧板310上安装有卡扣结构33,这两面侧板310之间设有撑开弹簧36(图9中未示处撑开弹簧36);在无外力作用下,撑开弹簧36使这两面侧板310保持平行。 [0096] 在无外力作用下,出料口31在撑开弹簧36作用下保持张开状态;经挤压、收缩后可伸入植骨网兜内;伸入后,出料口31在撑开弹簧36的作用下撑开,通过卡扣结构33与封装外壳2连接,使植骨颗粒经出料口31直接进入植骨网兜内,同时可避免植骨颗粒进入其他间隙。 [0097] 出料口31除采用上述结构外,还可设计为其余任何可回缩结构。 [0098] 如图11、12所示,高压注射装置4为高压注气装置4,包括筒体42、设于筒体42中的活塞43和用于使活塞43往复移动的操作机构。 [0099] 筒体42一端有出气接口44,出气接口44与植骨颗粒容器3的第三接口41匹配。出气接口44与第三接口41可为任何连接方式。为方便连接,可采用螺纹连接或卡扣连接。 [0100] 筒体42侧壁设有进气口45,出气接口44和进气口45处均安装有单向阀6。 [0101] 为过滤进入筒体42的气体,在进气口45处安装有活性炭7。 [0102] 操作机构可为手动方式或自动方式。 [0103] 手动方式采用手动按压式。如图11所示,操作机构包括手柄和复位弹簧47,手柄的杆部46的一端伸进筒体42中与活塞43连接,杆部46的另一端连接按压头48。复位弹簧47设于活塞43与筒体42之间,或者设于按压头48与筒体42之间。 [0104] 为防止误操作,在操作机构上设有保险栓44。 [0105] 手动按压式的工作原理: [0106] 先调节保险栓44,使高压注射装置4处于工作状态;再按压按压头48,可推动下方的活塞43向下运动并压缩筒体42内的气体;当气体压力达到一定压力时,出气接口44的单向阀6打开,高压气体喷出。由于开始按压时,置于筒体42与活塞43间的复位弹簧47,处于被拉伸状态,当失去外力后,复位弹簧47释放弹性势能,使活塞43复位,复位过程中活塞43下方的空间形成负压,压差达到一定程度,进气口45的单向阀6打开,空气经进气口45进入筒体42内,进而进行下一次按压。 [0107] 在另一个实施方式中,保险栓44可采用电动保险栓。当装置处于静止状态超过30s时,保险栓44自动关闭,锁住装置,此时装置处于静止状态,防止误触产生高压气体。 [0108] 自动方式可为气动、液动、电动等方式。若采用电动方式,如图12所示,操作机构包括电机49和传动机构。传动机构将电机49的选择运动转为活塞43的直线运动。可采用任何可将旋转运动转化为直线运动的传动机构,包括但不限于滚珠丝杠、齿轮齿条等传动机构。 [0110] 电动式的工作原理: [0111] 电动式的喷气和进气原理与手动按压式相同。电机驱动的高压喷气装置,由电机49驱动活塞43进行往复运动,产生的高压空气压力更高。使用时,先通过电源开关接通高压喷气装置的电源,使装置进入工作状态;再按下工作按钮,装置进入准备状态;再按下启动按钮,活塞43开始移动并产生高压气体。当装置处于静止状态超过30s时,装置自动上锁,需再次按下工作按钮才能启动装置产生高压气体,防止误触产生高压气体。 [0113] 若采用液动方式,操作机构包括液压缸。 [0114] 气体压力由出气口单向阀门压力控制,可选择不同阀门压力调节喷出气体的压力。 [0115] 本文中卡扣连接方式包括但不限于采用如图13所示的勾形‑凸缘结构;如图14所示的导入角‑导出角结构;如图15所示的永久式环型扣;如图16所示的可拆卸式环型扣;如图17所示的需加上另一外力启动才能分离的可拆卸式环型扣;如图18所示的永久式卡扣;如图19所示的可拆卸式卡扣;如图20所示的需加上另一外力启动才可分离的可拆卸式卡扣;如图21所示的可拆卸式卡扣。 [0116] 本发明的使用方法: [0117] 高压注射装置4和植骨颗粒容器3术前制造完成,封装外壳2以及兜体1均由3D打印技术制成。 [0118] 操作时,先将需要植入的骨组织放入植骨颗粒容器3的网筛5上,再依次连接好各部分组件。 [0119] 组装好完成之后,再进行植骨颗粒的封装。高压注射装置4产生高压气体,植骨颗粒高压气体的作用下穿过网筛5的网孔,穿过网筛5的植骨颗粒随高压气体一并经出料口31直接进入植骨网兜的内囊12内;进入内囊12内的植骨颗粒被内囊12拦截而保留在内囊12中,进入内囊12的气体经硬质外壳11侧壁的出气口111、封装外壳2的出气孔23排出。出气口111、出气孔23的尺寸、数量、位置不作限定,根据需要合理设置即可。 [0120] 封装之后取下封装外壳2,打开封装外壳2后取出兜体1,再打开兜体1的硬质外壳11,观察内囊12结构是否完整,内部植骨颗粒是否已压实成形,无其他问题后,将内囊12植入钩椎关节间隙,完成手术。 [0121] 本发明将传统植骨的连续填充过程,转化为在体外通过封装工具将骨植入网兜中,再直接将内囊植入钩椎关节区域,简化了碎骨处理和植骨操作的过程,利于术者在手术过程进行更充分和精确的进行植骨操作,避免连续填充过程带来的潜在风险,提高了手术的安全性,并缩短了手术时间,有益于加速患者康复。 [0122] 以上的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。 |