一种串并联型形状记忆合金椎体支架
阅读说明：本技术 一种串并联型形状记忆合金椎体支架 (Series-parallel connection type shape memory alloy vertebral body support ) 是由 王荣 杨波 左宏 李群 韩旭 于 2020-12-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种串并联型形状记忆合金椎体支架,属于医疗器械技术领域,包括多个串联连接的并联单体,所述并联单体包括多个支架单体,所述支架单体交叉并联形成一个所述并联单体,所述并联单体由符合生物相容性要求的形状记忆合金材料制成,使得所述并联单体在不同温度时能够呈现收缩状态或扩张状态。本发明结构简单,操作使用方便,能够与现有的通用外套管椎体成形器械搭配使用,明显降低了经济成本,本发明仅使用支架就能达到支撑椎体的作用,不需要填充骨水泥,从而避免了骨水泥的渗漏问题,有效防止了骨水泥对神经等组织的灼伤破坏,能够有效减轻病人手术痛苦,减少患者术后并发症。(The invention provides a series-parallel connection type shape memory alloy vertebral body support, which belongs to the technical field of medical instruments and comprises a plurality of series-connected parallel-connection monomers, wherein each parallel-connection monomer comprises a plurality of support monomers, the support monomers are connected in a cross-parallel mode to form one parallel-connection monomer, and the parallel-connection monomer is made of a shape memory alloy material meeting the biocompatibility requirement, so that the parallel-connection monomers can be in a contraction state or an expansion state at different temperatures. The invention has simple structure and convenient operation and use, can be matched with the existing universal outer sleeve centrum forming instrument for use, and obviously reduces the economic cost.)
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，尤其是涉及一种串并联型形状记忆合金椎体支架。
背景技术
随着老龄化社会的到来，骨质疏松性骨折的发病率逐年增加，椎体为骨质疏松最易发生骨折的部位。美国报道，每年约有150万因骨质疏松而发生骨折的患者，其中有70万例椎体压缩性骨折，而且还有继续增加的趋势，其中1/3的病人有慢性疼痛，且大多数为老年妇女。按照人口比例，我国每年约有400万人口出现骨质疏松压缩性骨折，其中170万以上的人口伴有疼痛发生，70万人需要入院治疗。长期以来，对老年骨质疏松所致椎体压缩性骨折患者，传统治疗原则是卧床休息、口服药物止痛、外部支撑等，但只能使部分病人疼痛症状暂时缓解，且长期卧床又会导致骨质疏松程度加重，椎体进一步压缩、疼痛及后凸畸形进一步加重，导致胸腔容积减小，通气障碍、缺氧，心肺功能障碍，患者生活质量急剧下降，严重时还会导致死亡率上升。外科手术由于骨质疏松的存在而变得更为复杂，并可出现危险的继发性病变，除非合并神经压迫症状需要减压者，现已很少采用。1987年Galibert等，首次报道了骨水泥注入椎体的经皮椎体成型术(percutaneous vertebroplasty，PVP)，1990年这一技术被应用于治疗骨质疏松性椎体骨折(osteoporotie vertebral compressionfractures，OVCF)。1998年美国的Reiley等，设计了经皮椎体后凸成形术(pereutaneouskyphoplasty，PKP)。我国自1999年开展椎体成形术，迄今已20余年，已成为老年骨质疏松性椎体压缩骨折的有效治疗方法，其创伤小，止疼效果可靠，现已被广大骨科医生和患者所接受。但目前最常用的填充剂骨水泥聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA）具有单体毒性、发热及渗漏、不能应用于年轻人等固有缺点。寻找或优化设计一种低损伤性及更好的组织相容的替代材料，是近年来力学、材料学、医学等交叉学科的研究热点。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种串并联型形状记忆合金椎体支架，结构简单，操作使用方便，仅使用支架就能达到支撑椎体的作用，不需要填充骨水泥，从而避免了骨水泥的渗漏问题，有效防止了骨水泥对神经等组织的灼伤破坏，能够有效减轻病人手术痛苦，减少患者术后并发症。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种串并联型形状记忆合金椎体支架，包括多个串联连接的并联单体，所述并联单体包括多个支架单体，所述支架单体交叉并联形成一个所述并联单体，所述并联单体由符合生物相容性要求的形状记忆合金材料制成，使得所述并联单体在不同温度时能够呈现收缩状态或扩张状态。
进一步的，多个所述并联单体通过连接筋串联连接。
进一步的，所述支架单体为对称闭合圆环结构，所述圆环结构具有凸起部分和下凹部分，同时所述圆环结构展开后为M型结构。
进一步的，所述形状记忆合金材料为符合生物相容性要求的镍钛记忆合金。
进一步的，所述并联单体在收缩状态时沿着所述并联单体的轴线方向伸长收缩，最终的收缩状态为细管状结构；所述并联单体在扩张状态时上、下端口均呈开口状，同时其圆周侧面为网状结构。
进一步的，所述并联单体沿其中心轴左右对称。
进一步的，所述并联单体的横截面为圆形，同时所述并联单体的圆周侧面为网状孔洞结构。
进一步的，所述并联单体在扩张网状时不同横截面的直径均相等；所述并联单体在收缩管状时不同横截面的直径均相等。
进一步的，所述并联单体的表面进行了降低表面粗糙度的处理。
相对于现有技术，本发明所述的一种串并联型形状记忆合金椎体支架具有以下优势：
（1）通过本发明仅使用支架就能达到支撑椎体的作用，不需要填充骨水泥，从而避免了骨水泥的渗漏问题，有效防止了骨水泥对神经等组织的灼伤破坏；
（2）本发明在植入人体后扩张开即可用较小的扩张半径获得较大支撑力，从而起到支撑骨折椎体的作用，结构简单，操作易行；
（3）椎体支架圆周的网状孔洞结构为后续骨组织的再生长创造了良好的条件，且可以保证椎体支架与周边的骨组织产生连接，将椎体支架与椎体进行良好地固定；
（4）镍钛形状记忆合金具有良好的生物相容性、强度高、耐疲劳、无磁性、无毒副作用等优点，适用于长期的椎体支架植入；
（5）由串并联方式排列的椎体支架能够提供较大的支撑力，支撑力大小接近于椎段压缩破坏的强度；
（6）椎体支架表面光滑，有效避免了椎体支架的植入对周围骨组织产生破坏；
（7）通过微创通道植入到压缩椎体内，有效减轻了病人手术痛苦，减少了术后并发症，显著提高了患者生存质量，使得微创手术操作简捷方便，可控性强；
（8）本发明能够与现有的通用外套管椎体成形器械搭配使用，能够明显降低经济成本。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的串并联型形状记忆合金椎体支架的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的串并联型形状记忆合金椎体支架的主视图；
图3为本发明实施例所述的串并联型形状记忆合金椎体支架的左视图；
图4为图3绕着所述椎体支架的中心轴逆时针或者顺时针旋转45°后示意图；
图5为图4在收缩状态时的示意图；
图6为本发明实施例所述的并联单体的结构示意图；
图7为本发明实施例所述的并联单体的主视图；
图8为本发明实施例所述的并联单体的俯视图；
图9为本发明实施例所述的支架单体的结构示意图；
图10为本发明实施例所述的支架单体的展开示意图。
附图标记说明：
1、并联单体；2、连接筋；3、支架单体。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-图10所示，本发明为一种串并联型形状记忆合金椎体支架，包括多个串联连接的并联单体1，根据不同患者的实际需要选择数量不同的所述并联单体1进行串联连接，提高了实用性，所述并联单体1包括多个支架单体3，所述支架单体3交叉并联形成一个所述并联单体1，所述并联单体1由符合生物相容性要求的形状记忆合金材料制成，使得所述并联单体1在不同温度时能够呈现收缩状态或扩张状态，具体为在低温（0-5℃）时呈收缩状态，在人体温度（30-37℃）时恢复为记忆的扩张状态。基于记忆合金的材料特性，椎体支架在低温（0-5℃）时呈收缩管状，能够置入与通用的椎体成形器械搭配使用的外套管中，在人体温度（30-37℃）时恢复为记忆的扩张网状，由串并联方式排列的椎体支架能够提供较大的支撑力，当椎体压缩位移为5mm时，椎体支架所能提供的支撑力约为1000N，接近于椎段压缩破坏的强度，因此在植入人体后扩张开即可用较小的扩张半径获得较大支撑力，起到支撑骨折椎体的作用，结构简单，操作易行，满足临床要求。通过本发明仅使用椎体支架就能达到支撑椎体的作用，不需要填充骨水泥，从而避免了骨水泥的渗漏问题，有效防止了骨水泥对神经等组织的灼伤破坏，在可控的温度条件下，通过微创通道植入到压缩椎体内，使得微创手术操作简捷方便，可控性强。
多个所述并联单体1通过连接筋2串联连接。
所述支架单体3为对称闭合圆环结构，所述圆环结构具有凸起部分和下凹部分，同时所述圆环结构展开后为M型结构。
所述形状记忆合金材料为符合生物相容性要求的镍钛记忆合金，镍钛形状记忆合金具有良好的生物相容性、强度高、耐疲劳、无磁性、无毒副作用等优点，适用于长期的椎体支架植入。
所述并联单体1在收缩状态时沿着所述并联单体1的轴线方向伸长收缩，最终的收缩状态为细管状结构；所述并联单体1在扩张状态时上、下端口均呈开口状，同时其圆周侧面为网状结构。
所述并联单体1沿其中心轴左右对称。
所述并联单体1的横截面为圆形，同时所述并联单体1的圆周侧面为网状孔洞结构，网状孔洞结构的存在为后续骨组织的再生长创造了良好的条件，且可以保证椎体支架与周边的骨组织产生连接，将椎体支架与椎体进行良好地固定。
所述并联单体1在扩张网状时不同横截面的直径均相等；所述并联单体1在收缩管状时不同横截面的直径均相等，从而确保椎体支架在椎体空腔内上支撑力能够均匀分布，保证了压缩骨折复位后的支撑需要，进而达到正常的椎体高度。
所述并联单体1的表面进行了降低表面粗糙度的处理，有效避免了椎体支架的植入对周围骨组织产生破坏。
在椎体成形术中，将椎体支架与通用的现有椎体成形器械搭配使用，将处于收缩状态的椎体支架放入外套管的一端，同时将内套管放置在外套管远离椎体支架的另一端，通过微创口，推动内套管将椎体支架输送到需要撑开的病椎中，然后将椎体支架的内套管和外套管依次撤出，随着温度的上升，当椎体支架达到人体温度（30-37℃）时，椎体支架慢慢撑开成网状，提供支撑力将骨折的椎体撑开，从而达到治疗椎体压缩性骨折的目的，外套管和内套管分别为现有基础。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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