CN110025371A - 椎体骨填充支撑装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种椎体骨填充支撑装置,包括:植入件,其包括一中央管部和多个周围突起部,所述的中央管部一端为盲端,另一端为注入口;所述的周围突起部设置在中央管部主体上,且多个周围突起部沿中央管部外壁周向呈发散状分布;周围突起部内腔与中央管部内腔连通;所述中央管部的中心线为直线或弧线;所述的中央管部主体和周围突起部的材质均为软质弹性材料,向中央管部内腔施加压力时,周围突起部能够膨胀伸展形成支撑结构。从而解决了现有产品很难将骨折部位向各个方向均匀撑开进行复位的弊端。本发明使得骨水泥的渗漏率降低为零,减少因骨水泥为团块的灌注出现热损伤所致的骨坏死的发生,并且能最为有效定向恢复上终板塌陷的椎体高度。
Description
技术领域
本发明涉及骨水泥装置技术领域,特别涉及一种椎体骨填充支撑装置。
背景技术
当前我国正处于经济发展的盛世,人口的日益老龄化及人们对生活质量的重视,骨质疏松症已备受关注,同时已经成为全球公共健康问题。骨质疏松性椎体压缩性骨折(osteoporotic vertebral compression fractures,OVCF)是骨质疏松性最常见的并发症之一,同时也是导致老年人残疾及死亡的重要原因。对于椎体压缩性骨折,传统治疗仍以保守为主,包括卧床、止痛、佩戴胸腰部支具等,84%的患者将遗留急慢性胸腰部疼痛、脊柱畸形等,限制日常生活,影响脊柱功能,降低生活质量。而选择手术治疗,以往的椎弓根螺钉固定因患者骨质疏松导致把持力不足,极容易出现螺钉的松动及内固定失败,尽管近些年来多数学者研发了骨水泥螺钉治疗骨质疏松性脊柱骨折,给患者带来了新的希望,但是多数患者因合并内科疾病无法耐受麻醉,而被迫放弃了内固定的手术治疗。
针对此类病人,局麻下行经皮椎体成形术(PVP)和椎体后凸成形术(PKP)是目前最为公认有效治疗OVCF的微创方法,然而这2种术式均存在较高的骨水泥渗漏率,据文献报道分别前者渗漏率为11%~76%,后者约为4.8%~39.0%。为进一步降低骨水泥的渗漏率发生,提高手术安全性,推入骨水泥前往往先进行成形器的扩张后形成囊腔,将骨水泥低压注入,最早从Kyphon球囊后凸成形术(Balloon-kyphoplasty,BKP)1994年Mark Reiley发明,1998年FDA批准其临床应用通过液压***间接作用扩张,复位压缩塌陷的椎体,制造空腔,属软膨胀,扩张不易定向。2004年以色列Disc-O-Tech公司发明采用高分子材料制成Sky骨膨胀器后凸成形术(Sky-bone expander kyphoplasty,EKP),装入圆柱形扩张器的前部术中折皱叠出进行扩张,为刚性扩张,可以定向,缺点是:扩张高度有限扩张后的位置不能改变,高度不可调节,扩张后形呈“桑椹”,故对椎体中部高度恢复略高,而后凸Cobb角改善不佳。2007年A-Spine公司发明了新型骨囊袋填充椎体成型(Vesselplasty)技术,2013年正式获得我国食品药品监督局的认证后引入我国。该技术采用的Vessel-X囊袋填充器是由高分子材料相互交错编织成网袋状结构,通过直接灌注粘稠的骨水泥即可达到膨胀的目的,其致密的高分子网层结构能够包裹大部分骨水泥,仅仅允许少量的骨水泥渗到网层之外,这样可以有效的控制了骨水泥渗漏的发生,据文献报道其渗漏率仍为1.7%~54.5%,而且由于网袋的限制水泥向外渗出,阻碍骨水泥与骨小梁之间微观绞锁,术后及文献报道出现网袋骨水泥团的松动并游离于椎体外,其次网袋骨水泥在椎体内仍然以团块的状态存在,局部强度及聚合反应时温度过高,据研究骨水泥的聚合放热反应温度高达47℃-100℃,高温导致椎体骨细胞坏死,骨水泥聚合放热与骨水泥的厚度存在一定关系,骨水泥越厚,释放的热量越多。
骨水泥渗漏是微创治疗脊柱压缩性骨折最常见且后果最严重的并发症之一,骨水泥拉丝期和团块期推入减少了渗漏,但是出现骨水泥的弥散不均匀,使得术后灌注节段局部形成力学梯度差,易出现未灌注节段骨皮质以及邻近节段椎体再次发生骨折,并且骨水泥在椎体内形成团块出现骨水泥再次移位屡见不鲜。其次骨水泥的毒性反应,过敏及休克等。
迄今为止,当前市场上所有的成形***均使注入骨水泥渗漏、成团状不均匀分布,热损伤、毒性反应以及后期骨水泥移位等是当前脊柱椎体成形手术存在主要迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种椎体骨填充支撑装置,该装置能完全解决了骨水泥渗漏及毒性反应,并且减少其移位,而且使得灌注浆料分布均匀,减少因骨水泥为团块的灌注出现热损伤所致的骨坏死的发生,并能最为有效定向恢复上终板塌陷的椎体高度,且骨水泥形成类似骨小梁柱状支撑受力均匀的良好装置***。
为了实现上述任务,本发明采取如下的技术解决方案:
一种椎体骨填充支撑装置,包括:
植入件,其包括一中央管部和多个周围突起部,所述的中央管部一端为盲端,另一端为注入口;所述的周围突起部设置在中央管部主体上,且多个周围突起部沿中央管部外壁周向呈发散状分布;周围突起部内腔与中央管部内腔连通;
所述的中央管部主体材质和周围突起部的材质均为软质弹性材料,向中央管部内腔施加压力时,周围突起部能够膨胀伸展形成支撑结构。
作为本发明的进一步改进,所述注入口经注射填充灌注浆料于所述中央管部内时,灌注浆料推挤所述周围突起部膨胀后伸入并固化到骨骼组织中。
作为本发明的进一步改进,所述中央管部为柱状结构,所述周围突起部为圆台结构,周围突起部一端为盲端,另一端为开口端,开口端与中央管部连接。
作为本发明的进一步改进,所述周围突起部沿所述中央管部的周向均匀布置成环状,环状的周围突起部沿所述中央管部的轴向均匀布置。
作为本发明的进一步改进,相邻环状的周围突起部错位布置。
作为本发明的进一步改进,所述中央管部的中心线为直线;所述中央管部置于未骨折组织一侧的周围突起部的壁厚大于置于骨折裂隙空腔处一侧周围突起部的壁厚。
作为本发明的进一步改进,所述中央管部的中心线为弧线;其中,周围突起部包括外弯曲部和内弯曲部,外弯曲部的周围突起部壁厚小于内弯曲部的周围突起部壁厚。
作为本发明的进一步改进,还包括:
辅助定位件,其包括定位芯部和卡紧部,卡紧部设置在定位芯部端部;所述的盲端内壁设置有卡槽,辅助定位件伸入中央管部内腔后,卡紧部与盲端内部接触,旋转定位芯部,卡紧部能够与卡槽锁紧固定。
作为本发明的进一步改进,所述植入件还包括:显影卡环,显影卡环设置在所述中央管部外壁前、中、后端。
作为本发明的进一步改进,所述注入口内壁设置有内螺纹。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明的椎体骨填充支撑装置,植入件的周围突起部为空心结构,与中央管部内面连接,围绕中央管部设置多圈周围突起部,所述的中央管部主体和周围突起部的软质弹性材料可膨胀扩张,向中央管部内腔施加压力时,周围突起部能够膨胀伸展形成支撑结构。当置入椎体时,植入件经通道能轻易的置入病变的椎体中,水泥会经侧方开口的周围突起部进入,由于后方的灌注压力逐渐增加,围绕中央管周围逐渐膨胀伸展形成类骨小梁的柱状延伸与骨骼组织中;随后骨水泥骨化后形成均匀的梯形柱状支撑。植入件的发散状的周围突起部解决骨水泥灌注时的渗漏发生,使得骨水泥的渗漏率降低为零;同时解决了现有成形***注入椎体的骨水泥成团状不均匀分布的缺点,类骨小梁形成使得灌注浆料分布均匀,其下、后端壁部增厚使得灌注浆料向周围突起部的前、上端流动,对骨折的椎体前中部塌陷逐渐均匀柱状支撑进行有效复位矫正后凸畸形;通过骨水泥均匀的分布减少病变椎体的局部力学梯度的存在,大大降低了术后病变椎体再次发生骨折及高度的丢失,以及邻近节段椎体发生骨折的风险。现有的团块状的骨水泥将被发散状的周围突起部所取代,解决了骨水泥团块分布时聚合反应出现的热损伤,减少了骨水泥团块引发的热损伤。
进一步,该装置中央管道壁部前中后有三条金属线经透视确定位于椎体中线偏前位置时,经中央管部直接灌注骨水泥时,便于定位和仪器追踪观察。
进一步,该装置在接近椎体下端及后方的骨小梁形成部梯形柱状的壁部厚度为前端和上端的1倍,本设计的意义在于推注骨水泥时,位于前端和上端的周围突起部易于膨胀,压力高于下端和后方,因椎体的压缩骨折往往发生在椎体前中部及上终板的塌陷,导致骨折椎体上方及前方的骨皮质的密度高于残余椎体未骨折部,周围突起部形成部的扩张根据椎体内部压力分布,有向低于区域扩张的趋势,下端及后端壁部增厚迫使骨水泥流向易于扩张的上端及前端周围突起部,从而解决了目前市场上所有产品很难将骨折部位向各个方向均匀撑开进行定向复位的弊端。
进一步,周围突起部交错分布形成间隙,有利于椎体内残存的骨小梁沉降在间隙内,骨折愈合后将椎体骨填充支撑装置稳定到椎体中,减少后期因患者活动挤压引发骨水泥的松动以及移位的发生。
附图说明
图1为本发明椎体骨填充支撑装置剖面示意图;
图2为本发明椎体骨填充支撑装置膨胀伸展后的示意图(直线型);
图3为本发明椎体骨填充支撑装置膨胀伸展后的示意图(弯曲型);
图4为本发明椎体骨填充支撑装置膨胀伸展后局部剖视图(弯曲型);
图5为本发明椎体骨填充支撑装置膨胀伸展后端部示意图(盲端);
图6为本发明椎体骨填充支撑装置膨胀伸展后局部剖视图(尺寸标注);
图7为本发明椎体骨填充支撑装置植入椎体手术状态图;
图8为本发明椎体骨填充支撑装置植入椎体内部示意图(单个直线型);
图9为本发明椎体骨填充支撑装置植入椎体内部示意图(两个直线型);
图10为本发明椎体骨填充支撑装置植入椎体内部示意图(单个弯曲型);
其中,100为植入件,101为周围突起部,102为中央管部,103为显影卡环,104为注入口,105为盲端,106为卡槽;1011为外弯曲部,1012为内弯曲部;200为辅助定位件,201为定位芯部,202为卡紧部;300为灌注浆料,400为椎体,401为骨折裂隙空腔处,402未骨折组织,500为骨水泥推注器件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1至图6所示,本发明一种椎体骨填充支撑装置,包括:
植入件100,其包括一中央管部102和多个周围突起部101,所述的中央管部102一端为盲端105,另一端为注入口104;所述的周围突起部101设置在中央管部102主体上,且多个周围突起部101沿中央管部102外壁周向呈发散状分布;周围突起部101内腔与中央管部102内腔连通;所述中央管部102的中心线为直线或弧线;
所述的中央管部102主体和周围突起部101的材质均为软质弹性材料,向中央管部102内腔施加压力时,周围突起部101能够膨胀伸展形成支撑结构。所述注入口104经注射填充灌注浆料300于所述中央管部102内时,灌注浆料300推挤所述周围突起部101膨胀后伸入并固化到骨骼组织中。植入件的发散状的周围突起部解决骨水泥灌注时的渗漏发生,使得骨水泥的渗漏率降低为零;同时解决了现有成形***注入椎体的骨水泥成团状不均匀分布的缺点,周围突起部101为类骨小梁结构使得灌注浆料分布均匀。
优选地,所述中央管部102为柱状结构,所述周围突起部101为圆台结构,周围突起部101一端为盲端,另一端为开口端,开口端与中央管部102连接。水泥从圆台结构的底部向顶部扩散,便于流动和扩张。
优选地,所述周围突起部101沿所述中央管部102的周向均匀布置成环状,环状的周围突起部沿所述中央管部102的轴向均匀布置。
优选地,相邻环状的周围突起部错位布置。
优选地,所述中央管部102置于未骨折组织402一侧的周围突起部的壁厚大于置于骨折裂隙空腔处401一侧周围突起部的壁厚。推注骨水泥时,位于前端和上端的周围突起部101易于膨胀,压力高于下端和后方。周围突起部101的扩张根据椎体内部压力分布,有向低于区域扩张的趋势,下端及后端壁部增厚迫使骨水泥流向易于扩张的上端及前端形成部进行撑开复位,从而解决了现有产品很难将骨折部位向各个方向均匀撑开进行复位的弊端。
优选地,还包括:
辅助定位件200,其包括定位芯部201和卡紧部202,卡紧部202设置在定位芯部201端部;所述的盲端105内壁设置有卡槽106,辅助定位件200伸入中央管部102内腔后,卡紧部202与盲端105内部接触,旋转定位芯部201,卡紧部202能够与卡槽106锁紧固定。送至预设位置后,旋转定位芯部201,卡紧部202能够与卡槽106解锁,退出辅助定位件20。
优选地,所述植入件100还包括:显影卡环103,显影卡环103设置在所述中央管部102外壁前、中、后端。以确保植入该装置的最佳位置。
优选地,所述注入口104内壁设置有内螺纹。便于和骨水泥推注器件进行螺纹连接。
实施例1
如图1、图2和图5所示,一种椎体骨填充支撑装置,包括弹性的植入件100和辅助定位件200;中央管部102整体外部结构为直径约5.0mm圆柱状空心结构;周围突起部101为梯形柱状空心结构(圆台结构),其一端为盲端,另一端开口与中央管部102内面连接,围绕中央管部102周向圈设置有10个周围突起部101,总共有7圈总长度为25cm左右,置入时椎体骨填充支撑装置空心皱折于内口处,经手术开扩的通道能轻易的置入病变的椎体中;该装置中央管部102外壁前、中、后有三条金属线做成的显影卡环103。显影卡环103经透视确定位于椎体中线偏前位置时,经中央管部102的注入口104直接灌注灌注浆料300(如骨水泥)时,其远端为盲端105,灌注浆料300会进入侧方开口的周围突起部101,由于后方的灌注压力逐渐增加,围绕中央管部102周围的70条周围突起部101逐渐膨胀伸展形成类骨小梁伸入到骨骼组织中;随后骨水泥固化后形成均匀的圆台状支撑。
辅助定位件200包括定位芯部201和卡紧部202,卡紧部202设置在定位芯部201端部,盲端105侧壁设置有卡槽106,辅助定位件200伸入中央管部102内腔后,卡紧部202与中央管部102的盲端105内部接触,旋转定位芯部201,卡紧部202能够与卡槽106锁紧固定。通过辅助定位件200可以使得植入件100准确的送入病变的椎体400中。卡紧部202主体为圆盘结构,圆盘设置有与卡槽106配合的卡扣。
因椎体的压缩骨折往往发生在椎体前中部及上终板的塌陷,导致骨折椎体上方及前方的骨皮质的密度高于残余椎体未骨折部,因此该装置在接近椎体下端及后方的周围突起部101的壁厚为前端和上端的1倍,该结构的特点在于推注骨水泥时,位于前端和上端的周围突起部101易于膨胀,压力高于下端和后方。本发明设计的周围突起部101的扩张根据椎体内部压力分布,有向低于区域扩张的趋势,下端及后端壁部增厚迫使骨水泥流向易于扩张的上端及前端形成部进行撑开复位,从而解决了现有产品很难将骨折部位向各个方向均匀撑开进行复位的弊端。
圆台状的设计使得形成的周围突起部101类似“千斤顶”的原理,底部大直径为3.5mm顶端小直径为1.5mm,将发挥最大的支撑力进行复位。围绕中央管部1021圈有10个周围突起部101向四周发散延伸,有7圈总长度为27mm左右。
为了防止相邻圈上的周围突起部101之间距离过大,造成支撑力不均匀的情况,本发明设计的第2圈的周围突起部101相对于前一圈将整体顺时针旋转15°,填补第1圈周围突起部101之间的空隙,使得小梁与小梁间结构间隔跨度缩小,均匀分布。
实施例2
如图1、图3、图4和图5所示,本发明一种椎体骨填充支撑装置,整体结构与实施例1结构相同,区别在于:中央管部102全部撑开后呈微弧形结构,70个周围突起部101沿中央管部102轴向成弧形排布,中央管部102的轴线与周围突起部101外部冠状面平行。
其中,弧形结构的外弯曲部1011上周围突起部的壁厚是内弯曲部1012的周围突起部壁厚的一半。外弯曲部1011对应设置在骨折裂隙空腔处401处,内弯曲部1012设置在未骨折组织402处。
灌注浆料300可以为骨水泥、PMMA、CPC物等。
如图6所示,本发明的椎体骨填充支撑装置可以设置大中小三种型号,以适应不同对象的手术需求,以中号为例,尺寸大小如下:
A:总高度20mm;B:总长度27mm;C:中央管直径4.0mm;D:中央空心管直径2.4mm;E:周围突起部101基底直径3.5mm;F:周围突起部101盲端1.5mm;H:凸侧类第一圈骨小梁与第二圈骨小梁间距4.8mm;G:凹侧骨小梁间距3.0mm;J:同轴骨小梁间距为4.9mm。
如图7~10所示,本发明一种椎体骨填充支撑装置,其使用方法如下:
1.经目前临床使用椎体成形术所用的通道管能轻易的置入病变的椎体400中,该装置前中后分别有显影的钛合金的显影卡环103,以确保植入该装置的最佳位置,当中间的卡环在正位片上投影与棘突的投影位置重叠或相近后,旋转通道后方的螺母退出中央管部102的内芯200。
2.在配合骨水泥推注器件500,将准备好的骨水泥经中央管部102推注,骨水泥途径中央管部102上开口的周围突起部101时,逐渐将其皱折处打开缓慢膨胀,先膨胀的原理为软性材质,骨水泥灌注是为液态性,周围突起部101遇到硬性的未骨折组织402会绕开避让向其他软质组织或者空隙处延伸即骨折裂隙空腔处401蔓延,对周围未骨折的骨小梁切割较小,可膨胀后形成锥台状结构;
图8和图9为实施例1的直线型结构,根据手术需求放置一个椎体骨填充支撑装置(图8)或者两个椎体骨填充支撑装置(图9)。
图10为实施例2的弯曲型结构,植入件100的弯曲轮廓与椎体400弧形结构一致。
3.随着后方骨水泥的推注,其周围突起部101内的压力逐渐增加,因下方及后方的骨小梁结构囊壁的增厚,压力后向上方及前端的形成部集中,将骨折的终板及塌陷的椎体皮质支撑复位,逐步形成并固化的梯形圆柱状结构的镶嵌椎体骨组织中,类骨小梁柱之间的空隙将被残存的骨折的松质骨填充。骨折愈合后完全限制了该装置的活动。
4.其中采用灌注浆料300如骨水泥(bone cement),可以为聚甲代丙烯酸甲酯(PMMA,poly methyl methacrylate)、羟基磷灰石(HA,hydroxy apatite)或者可采用骨取代物(bone substitute),例如石膏、磷酸钙、硫酸钙系列等此处不作限制;
本发明解决了临床存在的几个问题,采用以上技术方案,与现有技术相比,具有以下的优点和积极效果:
1.完全解决骨水泥灌注时的渗漏发生,使得骨水泥的渗漏率降低为零;
2.解决了市场所有的成形***注入椎体的骨水泥成团状不均匀分布的缺点,类骨小梁形成使得灌注浆料分布均匀,其下、后端壁部增厚使得灌注浆料向形成部的前、上端形成部流动,对骨折的椎体前中部塌陷逐渐均匀柱状支撑进行有效复位矫正后凸畸形;
3.通过骨水泥均匀的分布减少病变椎体的局部力学梯度的存在,术后病变椎体再次发生骨折及高度的丢失,以及邻近节段椎体发生骨折的风险。
4.团块状的骨水泥将被70条厚度为3.5mm周围突起部101所取代,将解决了骨水泥团块分布时聚合反应出现的热损伤,有研究发现骨水泥的厚度影响聚合放热的温度,并且骨水泥在5mm厚时没有热损伤,超过5mm则会引起热损伤;
5.周围突起部101交错的分布存在间隙,有利于椎体内残存的骨小梁沉降在间隙内,骨折愈合后将椎体骨填充支撑装置稳定到椎体中,减少后期因患者活动挤压引发骨水泥的松动以及移位的发生;
6.类骨小梁的封闭式装置完全解决了骨水泥单体毒性、过敏、炎症、栓塞等与人体接触的不良反应;
7.该装置具有不渗漏的特性,打破了目前市场所有椎体成形***因椎体后壁破坏,不完整者使用的禁忌,该产品的出现扩大了其适应症;
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种椎体骨填充支撑装置,其特征在于,包括:
植入件(100),其包括一中央管部(102)和多个周围突起部(101),所述的中央管部(102)一端为盲端(105),另一端为注入口(104);所述的周围突起部(101)设置在中央管部(102)主体上,且多个周围突起部(101)沿中央管部(102)外壁周向呈发散状分布;周围突起部(101)内腔与中央管部(102)内腔连通;
所述的中央管部(102)主体材质和周围突起部(101)的材质均为软质弹性材料,向中央管部(102)内腔施加压力时,周围突起部(101)能够膨胀伸展形成支撑结构。
2.根据权利要求1所述的椎体骨填充支撑装置,其特征在于,所述注入口(104)经注射填充灌注浆料(300)于所述中央管部(102)内时,灌注浆料(300)推挤所述周围突起部(101)膨胀后伸入并固化到骨骼组织中。
3.根据权利要求1所述的椎体骨填充支撑装置,其特征在于,所述中央管部(102)为柱状结构,所述周围突起部(101)为圆台结构,周围突起部(101)一端为盲端,另一端为开口端,开口端与中央管部(102)连接。
4.根据权利要求1所述的椎体骨填充支撑装置,其特征在于,所述周围突起部(101)沿所述中央管部(102)的周向均匀布置成环状,环状的周围突起部沿所述中央管部(102)的轴向均匀布置。
5.根据权利要求4所述的椎体骨填充支撑装置,其特征在于,相邻环状的周围突起部错位布置。
6.根据权利要求1所述的椎体骨填充支撑装置,其特征在于,所述中央管部(102)的中心线为直线;所述中央管部(102)置于未骨折组织(402)一侧的周围突起部的壁厚大于置于骨折裂隙空腔处(401)一侧周围突起部的壁厚。
7.根据权利要求1所述的椎体骨填充支撑装置,其特征在于,所述中央管部(102)的中心线为弧线;其中,周围突起部(101)包括外弯曲部(1011)和内弯曲部(1012),外弯曲部(1011)的周围突起部壁厚小于内弯曲部(1012)的周围突起部壁厚。
8.根据权利要求1至7任一项所述的椎体骨填充支撑装置,其特征在于,还包括:
辅助定位件(200),其包括定位芯部(201)和卡紧部(202),卡紧部(202)设置在定位芯部(201)端部;所述的盲端(105)内壁设置有卡槽(106),辅助定位件(200)伸入中央管部(102)内腔后,卡紧部(202)与盲端(105)内部接触,旋转定位芯部(201),卡紧部(202)能够与卡槽(106)锁紧固定。
9.根据权利要求1至7任一项所述的椎体骨填充支撑装置,其特征在于,所述植入件(100)还包括:显影卡环(103),显影卡环(103)设置在所述中央管部(102)外壁前、中、后端。
10.根据权利要求至7任一项所述的椎体骨填充支撑装置,其特征在于,所述注入口(104)内壁设置有内螺纹。
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