[发明专利]3D打印自锁式解剖型人工椎体及制作工艺

说明书

本发明公开了一种3D打印自锁式解剖型人工椎体，包括上椎体和下椎体；所述上椎体和下椎体通过凸起与凹槽配合连接；所述上椎体和下椎体的表面设置有蜂窝状的骨小梁结构。上椎体和下椎体的接触面设置有与椎体接触位置符合脊柱的生理弧度。骨小梁结构为不规则立体网状结构。本发明提供的人工椎体是将分体的两件3D打印的产品组合到一起使用，不会出现滑脱的现象，组合使用更方便。长度可根据患者的病变高度、椎体接触位置进行加工，并且能控制椎体与椎体间角度大小，降低了沉降的发生率，增强稳定性，恢复脊柱前凸。通过蜂窝状的微孔结构，促进骨融合，提供最佳的脊柱生理机构稳定和承载能力，最终实现骨融合。

技术领域

本发明涉及人工椎体结构技术领域，特别是一种3D打印自锁式解剖型人工椎体。

背景技术

在原有的脊柱椎体的切除手术中，医生通过植入机加工其原材料为金属或其他材料的人工椎体代替人体脊柱，恢复脊柱的重建，来获得患者脊柱功能的恢复。脊椎人工椎体主要用于椎体结核、椎体肿瘤的病变。脊柱人工椎体见图1，图1为脊柱人工椎体示意图；包括上椎体和下椎体；常见的产品由锻造钛合金材料加工完成，现有的人工椎体和钛笼产品多为锻造钛合金机加工，经零散件组装使用，这些产品的手术入路方式为前路手术，会造成患者内脏组织结构发生改变，不能使患者术后更好的恢复造成很大的困扰；植入人体后虽然恢复了稳定性，但骨和骨不能完全融合，强度和刚度上表现不佳，容易滑脱导致治疗失败，相邻节段出现代偿性运动增加，导致该部位的应力集中，椎间盘退变加速、椎间关节应力增加，进而造成融合节段或相邻节段的椎管狭窄，继发性脊椎滑脱和假关节形成，特别在多节段脊椎融合固定中更明显。

现有的产品都是医生、厂家根据手术经验把产品分为适用于大部分患者的产品型号，如在使用中发现产品与患者的病变不相符，医生会按照假体的型号对患者脊柱进行破坏，这样会是患者脊柱功能下降。

发明内容

本发明的目的是提出一种3D打印自锁式解剖型人工椎体；本人工椎体是通过3D打印人工椎体结构来代替原有脊柱人工椎体结构。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的3D打印自锁式解剖型人工椎体，包括上椎体和下椎体；所述上椎体和下椎体通过凸起与凹槽配合连接；所述上椎体和下椎体的表面设置有蜂窝状的骨小梁结构。

进一步，所述上椎体和下椎体的接触面设置有与椎体接触位置符合脊柱的生理弧度。

进一步，所述骨小梁结构为不规则立体网状结构。

进一步，所述上椎体和下椎体为通过运用3D打印技术将钛合金粉末经过激光高温烧结形成的一种蜂窝状的骨小梁型式的分体组合式人工椎体。

进一步，所述上椎体和下椎体中间设置有一个通孔。

进一步，所述上椎体和下椎体之间采用消防栓倒钩锁死结构，所述消防栓倒钩锁死结构包括上端帽和下端帽；

所述上端帽的端面设置有凸起的圆柱，所述下端帽的端面设置有与圆柱匹配的凹槽，所述上端面的圆柱用于插入下端帽的凹槽中并旋转固定。

本发明还提供了一种3D打印自锁式解剖型人工椎体制作工艺，具体包括以下步骤：

1)通过患者的CT数据进行三维成像，对患者病变椎体及邻近节段解剖结构进行连续断层扫描获得医学放射诊疗诊断设备Docom的医学数字标准数据；

2)将CT扫描断层数据以Docom的格式导出，输入Mimics10.01的软件，经图像定位，阈值分割，动态分割，每层图像经过选择性编辑和漏洞处理，去除冗余数据，平滑处理，最后经3D计算建立包含病椎邻近解剖结构的三维模型，结果以STL格式输出；

3)计算病变椎体的高度、周径、前后缘骨皮质的厚度、内部的空隙结构、上下相邻椎体的椎弓根宽度、高度、椎弓根轴线与椎体矢状面、横截面的夹角；