一种椎间融合器的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种椎间融合器的制备方法，属于医疗器械技术领域，解决了现有技术中椎间融合器与不同骨质量的椎体终板在生物力学上不匹配，容易导致终板塌陷，椎间融合器下沉的问题。本发明专利技术的步骤：获得患者术前脊柱CT三维重建图像文件，对图像进行三维重建，筛选手术区域；提取计划行椎间融合术的椎间隙内与融合器可能直接接触的术者ROI，计算该ROI内的平均CT值；将平均CT值换算成体积骨密度；判断患者所属骨密度区间；由术者选择合适的椎间融合器类型和尺寸范围；设计不同点阵结构椎间融合器。本发明专利技术提高了术区局部骨密度评估准确性，针对不同的术区骨质条件，制备与之生物力学匹配的融合器，使得制备的椎间融合器具有更高的安全性和有效性。性和有效性。性和有效性。

【技术实现步骤摘要】
一种椎间融合器的制备方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种椎间融合器的制备方法。

技术介绍

[0002]脊柱椎间融合术是目前脊柱外科最常见的脊柱融合技术。该技术在切除病变节段的椎间盘后，通过在椎间隙内植入椎间融合器提供支撑，同时促进椎间隙的上下终板间形成植骨融合结构，将上下方的椎体稳固的连接在一起，实现融合。
[0003]目前人口老龄化形势严峻，超过50％的脊柱融合术患者同时合并有骨质疏松症。骨质疏松患者的骨密度和骨弹性模量明显低于骨代谢正常的患者。然而，传统椎间融合器都是参考骨代谢正常的患者进行设计，当将其应用于骨质疏松患者时就会出现融合器的生物力学特性与患者骨质的生物力学特性不匹配的情况，进而导致应力遮挡、局部应力过大、融合器嵌入终板骨质、融合器下沉移位等问题，严重时甚至需要二次手术翻修。

技术实现思路

[0004]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种椎间融合器的制备方法，用以解决现有椎间融合器与不同骨质量的椎体终板在生物力学上不匹配，容易导致终板塌陷，椎间融合器下沉的问题。
[0005]本专利技术提供了一种椎间融合器的制备方法，步骤包括：
[0006]步骤S1：获得患者术前脊柱CT三维重建图像文件，对图像进行三维重建，筛选手术区域，并对图像进行优化，剔除干扰骨质量精准评价的病理结构；
[0007]步骤S2：提取计划行椎间融合术的椎间隙内与椎间融合器可能直接接触的术者ROI，计算该ROI内的平均CT值；
[0008]步骤S3：将步骤S2的平均CT值换算成体积骨密度；
[0009]步骤S4：依据步骤S3得到的体积骨密度判断患者所属骨密度区间，并将该区间弹性模量作为后续椎间融合器设计的目标弹性模量；
[0010]步骤S5：利用术区的三维CT重建图像，由术者选择合适的椎间融合器类型和尺寸范围；
[0011]步骤S6：根据步骤S4和步骤S5获得的目标弹性模量和初步尺寸，设计不同点阵结构椎间融合器，并达到预期的弹性模量。
[0012]进一步地，所述步骤S3中，平均CT值换算成体积骨密度前需要校准公式。
[0013]进一步地，所述步骤S4中，终板骨密度阈值具体为：骨量正常的椎体终板骨密度>400mg/cc；200mg/cc＜骨量减少的椎体终板骨密度≤400mg/cc；骨质疏松椎体终板骨密度≤200mg/cc。
[0014]进一步地，所述步骤S4中，终板弹性模量阈值具体为：骨量正常终板的局部模量>3GPa；1Ga＜骨量减少终板的局部模量≤3GPa；骨质疏松终板的局部模量≤1GPa。
[0015]进一步地，所述步骤S6中，当骨量正常椎体终板局部模量>3GPa时，椎间融合器采
用第一点阵结构；当1Ga＜骨量减少椎体终板局部模量≤3GPa时，椎间融合器采用第二点阵结构；当骨质疏松椎体终板局部模量≤1GPa时，椎间融合器采用第三点阵结构。
[0016]进一步地，所述步骤S6中，由第一点阵结构形成的椎间融合器的弹性模量为x，3GPa≤x≤20GPa；由第二点阵结构形成的椎间融合器的弹性模量为x，1GPa≤x≤3GPa；由第三点阵结构形成的椎间融合器的弹性模量为x，x≤1Gpa。
[0017]进一步地，其特征在于，所述椎间融合器包括多孔结构单元，所述多孔结构单元由点阵结构形成。
[0018]进一步地，所述点阵结构为第一点阵结构,所述第一点阵结构包括4个第一杆件，4个所述第一杆件的一端连接在一起形成第一节点，另一端以所述第一节点为中心向外辐射均布。
[0019]进一步地，所述点阵结构为第二点阵结构，所述第二点阵结构包括6个第二杆件，6个所述第二杆件的一端连接在一起形成第二节点，另一端以所述第二节点为中心向一侧辐射均布。
[0020]进一步地，所述点阵结构为第三点阵结构，所述第三点阵结构包第三杆件，所述第三杆件为弧形杆，相邻两所述第三杆件的首尾连接后并成列排布，多列形成一层簧形结构。
[0021]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0022](1)本专利技术直接测量老年患者椎间融合手术区域的CT值，从而可以获知该老年患者群体的术区骨质条件信息，以此为参考设计椎间融合器，与传统骨密度测量方法比，提高了骨密度评估准确性和与椎间融合术的相关性。
[0023](2)本专利技术通过设计不同的点阵结构单元，调控椎间融合器在受力时其应力应变曲线，实现了多孔结构钛合金椎间融合器的弹性模量与骨质匹配，达到植入后假体与骨组织的生物力学匹配。
[0024](3)本专利技术以患者的脊柱骨性终板CT值为参考，获得以CT值换算得到的骨密度和对应弹性模量参数信息，随后个性化定制与患者骨质弹性模量匹配的椎间融合器假体，植入后能够有效解决目前椎间融合器的弹性模量与患者骨质模量不匹配的问题。
[0025](4)本专利技术的不同点阵结构，能够实现多孔椎间融合器弹性模量的调控，改变了以往3D打印椎间融合器弹性模量，能够解决以往单一弹性模量的椎间融合器产品无法匹配不同骨质密度的问题，能够为不同年龄和不同骨质状态匹配特定的椎间融合器假体，从而减少椎体终板塌陷，提高假体的安全性和有效性。
[0026]本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0027]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0028]图1为具体实施例的椎间融合器的制备流程图；
[0029]图2为具体实施例的4个第一点阵结构连接示意图；
[0030]图3为具体实施例的第一点阵结构的节点受载示意图；
[0031]图4为具体实施例的包括第一点阵结构的椎间融合器示意图；
[0032]图5为具体实施例的2个第二点阵结构连接示意图；
[0033]图6为具体实施例的第二点阵结构的节点受载示意图；
[0034]图7为具体实施例的包括第二点阵结构的椎间融合器示意图；
[0035]图8为具体实施例的第三点阵结构连接示意图；
[0036]图9为具体实施例的第三点阵结构的节点受载示意图；
[0037]图10为具体实施例的包括第三点阵结构的椎间融合器示意图。
[0038]附图标记：
[0039]1‑
第一点阵结构；11
‑
第一杆件；2
‑
第二点阵结构；21
‑
第二杆件；3
‑
第三点阵结构；31
‑
第三杆件；4
‑
第一实体部分；5
‑
第一微孔；6
‑
第一光滑表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种椎间融合器的制备方法，其特征在于，步骤包括：步骤S1：获得患者术前脊柱CT三维重建图像文件，对图像进行三维重建，筛选手术区域，并对图像进行优化，剔除干扰骨质量精准评价的病理结构；步骤S2：提取计划行椎间融合术的椎间隙内与椎间融合器可能直接接触的术者ROI，并计算该ROI内的平均CT值；步骤S3：将步骤S2的平均CT值换算成体积骨密度；步骤S4：依据步骤S3得到的体积骨密度判断患者所属骨密度区间，并将该区间弹性模量作为后续椎间融合器设计的目标弹性模量；步骤S5：利用术区的三维CT重建图像，由术者选择合适的椎间融合器类型和尺寸范围；步骤S6：根据步骤S4和步骤S5获得的目标弹性模量和初步尺寸，设计不同点阵结构椎间融合器，并达到预期的弹性模量。2.根据权利要求1所述的椎间融合器的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，平均CT值换算成体积骨密度前需要校准公式。3.根据权利要求1所述的椎间融合器的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，终板骨密度阈值具体为：骨量正常的椎体终板骨密度>400mg/cc；200mg/cc＜骨量减少的椎体终板骨密度≤400mg/cc；骨质疏松椎体终板骨密度≤200mg/cc。4.根据权利要求1所述的椎间融合器的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，终板弹性模量阈值具体为：骨量正常终板的局部模量>3GPa；1Ga＜骨量减少终板的局部模量≤3GPa；骨质疏松终板的局部模量≤1GPa。5.根据权利要求1所述的椎间融合器的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中，当骨量正常椎体终板局部模量>3GP...

【专利技术属性】
技术研发人员：李危石，邹达，魏崇斌，马小林，李新宇，李健，
申请(专利权)人：北京大学第三医院北京大学第三临床医学院，
类型：发明
国别省市：