TWI407938B

TWI407938B - Artificial vertebral implants

Info

Publication number: TWI407938B
Application number: TW99106704A
Authority: TW
Inventors: Jung Tung Liu
Original assignee: Jung Tung Liu
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2013-09-11
Also published as: TW201130459A

Description

人工脊椎植入物

本發明係隸屬於人工植入物之領域，特別係針對人工椎間盤之植入結構加以改良之發明。

按，脊椎(Vertebra)亦有人稱之為脊柱(Spine)，其主要係用以支撐人體直立的主幹，就結構上作分類，其由上而下總共包括了七個頸椎(Cervical vertebrae)、十二個胸椎(Thoracic vertebrae)、五個腰椎(Lumbar vertebrae)、薦骨(Sacrum)及尾骨(Coccyx)，其具有支撐身體、保護脊髓之功能，在各節之間又以椎間盤(Intervertebral disc)作緩衝，該椎間盤提供了脊椎避震及可供彎曲的功能。

在許多臨床病例中可以瞭解到，脊椎本身受損及發生病變的機會相當高，故而在國內外已發展出了多種不同型式的脊椎內固定器，當脊椎因跌傷或其他因素發生傷害時，可藉由外科手術將脊椎內固定器植入人體的脊椎側，而可提供患者適切的支撐作用，雖然患者在加裝了固定器後雖無法如同一般健康的人般蹦蹦跳跳，但已解決了早期脊椎受傷後即必須長期臥床的問題，該類脊椎內固定器確為外科醫學上的一大進步，對患者而言亦是一大福音。但對於一些椎間盤退化或受損的患者而言，脊椎固定器並無法完全解決患者之問題，因為一般腰椎間的椎間盤病變屬於脊椎病變中較常見的一種，其椎間盤被壓扁時，會使得椎管(Spinal canal)變窄而壓迫神經，習知之脊椎固定器的安裝雖然提供了患者脊椎的一份支撐力量，但其手術後的剛性固定構造反而破壞人體脊椎整體的活動性，往往未能完全解決患者的痛苦與不便。

近年來，人工椎間盤(Artificial Disc)已經開始進行臨床使用，用以治療椎間盤退化性疾病(Degenerative Disc Disease)。目前市面上可見的人工椎間盤有遇水可凝固的(Hydraulic)型式、彈性的(Elastic)型式、液動的(Hydrostatic)型式與磨耗的(Wear)型式等。此類的人工椎間盤不僅可以達到重建塌陷椎間盤高度的治療目的，同時也可以使受治療區椎間盤的活動度不致於減少。

有關習知技術則請參閱第一圖所示，一種傳統人工椎間盤之組成包括一上盤、一下盤及一核體，該核體之頂部及底部分別具有一球狀凸起部，用以分別接觸於上盤底部的凹槽及下盤頂部的凹槽。上盤的頂部表面及下盤的底部分別設有齒狀物，使其嵌入鄰近之椎骨內，以增加人工椎間盤的穩定度。由於習用該核體的頂部及底部與上盤的底部及下盤的頂部分別為近球面關節的接觸形式，因此具有可屈曲、伸展、側彎及扭轉的運動模式，但是於該核體的頂部與該上盤的底部之間，以及該核體的底部與該下盤的頂部之間無任何限制的機構設計，因此無法有效的限制該上盤及該下盤過度的作屈曲及側彎的脊椎運動模式，且該上盤的底部與該核體的頂部之間，以及該下盤的頂部及該核體的底部之間無任何擋止結構，該上、下盤與該核體之間容易因過大的脊椎運動或磨耗變薄而導致彼此脫位。

另外，亦有US7465317號美國專利，以及台灣第577318號專利案所揭露之人工椎間盤結構等前案，不論上述那一習用創作，其在植入人體脊椎之間時，因為受限於單一的結構型態，必須由人體的前方植入，然而此種方式不僅安全性低且難度高，因此如何設計出結構精巧，符合安全植入需求之人工椎間盤，便成為本案發明人思及之方向。

有鑑於此，本發明人乃針對前述習用創作問題深入探討，並藉由多年從事相關產業之研發與製造經驗，積極尋求解決之道，經過長期努力之研究與發展，終於成功的開發出本發明『人工脊椎植入物』，以改善習用創作之問題。

本發明之主要目的，在於解決上述的問題而提供一種人工脊椎植入物之改良，其係令人工椎間盤的組成能有利於安全性高的植入手術的進行，同時本發明之人工脊椎植入物結構的設計，亦能使人工椎間盤的受力作動更能達到穩定順暢且具彈性緩衝之效能者。

本發明之一主要特徵為提供一種人工脊椎植入物，包括：一上定位部，包括一定位板體；一下定位部，包括一定位板體，其與該上定位部之定位板體平行對稱；及一彈性部，包括二對向彎折成型之彈性件，其位於該上定位部與該下定位部之間且各該彈性件之二端係分別固定於該二定位板體。

本發明之另一主要特徵為提供一種人工脊椎植入物，包括：一上定位部，包括一定位板體，該定位板體外表面凸設複數個錐尖體；一下定位部，包括一定位板體，其與該上定位部之定位板體平行對稱且其外表面凸設複數個錐尖體；及至少一彈性部，在該二定位板體之間，各該彈性部包括二彈性件，各彈性件之相對上下二腳位呈θ夾角，二夾角θ係相對設置，且在該夾角θ處具有一樞軸，再利用該腳位之末端結合、固設於該等定位板體之內表面處，進而利用該上及下定位部之錐尖體裝刺進裝設部位內層作為固定之手段。

藉此，利用二個或二個以上之植入物組成人工椎間盤之結構設計，令人工椎間盤能以安全性的手法植入脊椎與脊椎之間，再透過上及下定位部及彈性部之樞軸部位產生減緩、吸收震動之彈性力，令其受力作動更為穩定、順暢。

有關本發明所採用之技術、手段及其功效，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明於後，相信本發明上述之目的、構造及特徵，當可由之得一深入而具體的瞭解。

請先參閱圖2～圖5所示，其顯示根據本發明第一實施例的人工脊椎植入物(1)，其係概呈框架彈性體狀，且其材質為鈦合金，其包括一上定位部(10A)，一下定位部(10B)，及一彈性部(30A)，其中：該上、下定位部(10A，10B)，係各包括一定位板體(11)且呈對稱平行狀，於各該定位板體(11)外表面凸設有複數個錐尖體(12)。

該彈性部(30A)，係由二對向彎折之彈性件(31A、31B)所組成，各該彈性件(31A、31B)係屬鈦合金線材彎折構造，且其係經由捲繞彎折成型有一夾角θ為銳角的彈性構造，而且二夾角θ係相對設置的。各該彈性件(31A、31B)之上下二側為相對稱之腳位(32)，於各該彈性件(31A、31B)之中段則分別形成一樞軸(33)。而該彈性件(31A)之上下二側對稱之腳位(32)係與另一彈性件(31B)之上下二側對稱之腳位(32)對向結合，且該等腳位(32)末端係固定於二該定位板體(11)內表面，而令該上、下定位部(10A，10B)及彈性部(30A)結合成一體結構者。

請再參閱圖4及圖5所示，本發明以該二植入物(1)構成人工椎間盤時，係令該二植入物(1)由人體後方二側依序植入二節脊椎體之間，如此不僅能在進行植入手術時避開主要神經組織，且能夠提供均衡而穩定的脊椎支撐效果，即本發明能透過該彈性部(30A)吸收上下及扭轉之作用力者。

如圖6所示，有關該彈性部(30A)亦係可設計為單一彎折成型有一夾角θ為銳角的彈性件(31B)，或者如圖7所示，有關該彈性部(30A)亦係可設計為一圈形彈簧，而藉以吸收上下及扭轉之作用力者。

請參閱圖8～圖12，係本發明第二實施例，其與第一實施例之差異在於彈性部(30B)之彈性件(31C、31D)構造，即第二實施例之彈性部(30B)係由複數個分離且平行的彈性件(31C、31D)所對向組成。各該彈性件(31C、31D)係中段位置捲繞一圈後形成一樞軸(33)，使其上、下二端橫設有相對且具有夾角θ為銳角之腳位(32)構造，而各該彈性件(31C、31D)之夾角θ係相對設置。於各該腳位(32)末端彎折一結合段(321)，再利用各該結合段(321)與該上、下定位部(10A、10B)之定位板體(11)內表面固定結合。

如此，如圖11、圖12所示，同樣令二植入物(1)依序植入二節脊椎體之間，提供安全的植入手術，以及提供均衡而穩定的支撐效果。

再者，請參閱圖13、圖14，係本發明第三實施例，本實施例的彈性部(30C)之彈性件(31E、31F)係分別由一彈性板材所一體彎折捲繞而成，其包括各側具有二相對之腳位(32)，其二相對腳位(32)的夾角θ是銳角，及位於該二相對腳位(32)間之捲繞形成之樞軸(33)，於二側之腳位(32)間係延伸接設一結合段(321)。而該位於上下端之結合段(321)與該上、下定位部(10A、10B)之定位板體(11)內表面固定結合。

再者，請參閱圖15、圖16，係本發明第四實施例，本實施例的彈性部(30D)在結構設計上係因應當人工植入物尺寸較大時，則該彈性部(30D)亦可由複數組(至少2組)分離且平行之彈性部(30C)所組成，藉以於該上、下定位部(10A、10B)之二該定位板體(11)間固設有複數組彈性部(30C)，以期增加人工脊椎植入物(1)整體結構強度，及增進其使用效能者

據此，由於本發明之植入物之彈性部係由二側呈對稱之彈性線材或單一彈性板材所組成，且其係組設於該二定位部之間，因此該植入物能吸收及承受大幅度的震動力量，而當本發明藉由植入二對稱之該植入物以作為人工椎間盤時，則該人工脊椎植入物能平衡及穩定的承受脊椎支撐壓力者。

綜上所述，本發明在同類產品中實有其極佳之進步性，同時遍查國內外關於此類結構之技術資料、文獻中亦未發現有相同的構造，是以，本發明實已具備發明專利要件，爰依法提出申請。上述實施例，僅用以舉例說明本發明，據以在不離本發明精神之範圍，熟習此項技藝者憑之而作之各種變形、修飾與應用，均應包括於本發明之範疇者。

(1)．．．植入物

(10A)．．．上定位部

(10B)．．．下定位部

(11)．．．定位板體

(12)．．．錐尖體

(30A)．．．彈性部

(30B)．．．彈性部

(30C)．．．彈性部

(30D)．．．彈性部

(31A、31B)．．．彈性件

(31C、31D)．．．彈性件

(31E、31F)．．．彈性件

(32)．．．腳位

(321)．．．結合段

(33)．．．樞軸

圖1：係習知專利案之立體分解圖。

圖2：係本發明第一實施例之側視圖。

圖3：係本發明第一實施例之前視圖。

圖4：係本發明第一實施例植入二節脊椎骨間之側視示意圖。

圖5：係本發明第一實施例植入二節脊椎骨間之前視示意圖。

圖6：其係顯示該彈性部為單一彎折成型之彈性件。

圖7：其係顯示該彈性部為一圈形彈簧元件。

圖8：係本發明第二實施例之立體外觀圖。

圖9：係本發明第二實施例之側視圖。

圖10：係本發明第二實施例之前視圖。

圖11：係本發明第二實施例植入二節脊椎骨間之前視示意圖。

圖12：係本發明第二實施例植入二節脊椎骨間之側視示意圖。

圖13：係本發明第三實施例之側視圖。

圖14：係本發明第三實施例之X-X剖面圖。

圖15：係本發明第四實施例之側視圖。

圖16：係本發明第四實施例之Y-Y剖面圖。