胸腰椎椎间融合器设计要点
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腰椎滑脱椎间融合器(cage大减压)教程以下是手术所需要的器械:
具体的步骤:
定位——上钉——减压——放cage——上棒——撑开扭紧最关键的是合理的摆台(器械真的是很多)
然后就是提前选钉子
以下是选钉子的小重点(比较重要)
1:钉子大致分两种万向钉和固定钉
固定钉用于胸腰椎骨折放在近端(头侧),其余椎体使用万向钉。
伤椎的万向钉一般选择比较短的钉子。
腰椎滑脱的手术全部钉子选用万向钉,有时为了提拉作用要选用长尾钉。
2:钉子型号
国产钉直径分为4.5 5.0 5.5 6.0 6.5
进口钉分为4.5 5.5 6.5
胸椎一般选用4.5——5.5 腰椎选用5.5——6.5
长度一般为35——50
3:主棒长度
四钉=60 六钉=90
加一个阶段大约添加30
胸椎主棒稍长一些
4:椎间
腰四五是滑脱特别常见的阶段
一般钉子为6.5 45万向钉
主棒长为45——60
以下是王老师的视频。
附件6椎间融合器注册技术审查指导原则一、前言椎间融合器作为骨科植入性医疗器械,就是实现脊柱相邻椎间隙融合得主要植入物之一,其安全性与有效性直接影响相邻椎体骨性融合得效果。
本指导原则旨在指导注册申请人对椎间融合器得产品注册申报资料得准备及撰写,同时也为技术审评部门审评注册申报资料提供参考。
本指导原则系对椎间融合器得一般要求,申请人应依据具体产品特性确定其中内容就是否适用,若不适用,需具体阐述理由及相应得科学依据,并依据产品得具体特性对注册申报资料得内容进行充实与细化。
本指导原则就是对申请人与审查人员得指导性文件,不涉及注册审批等行政事项,亦不作为法规强制执行,如有能满足相关法规要求得其她方法,也可以采用,但应提供详细得研究资料与验证资料。
应在遵循相关法规与技术标准得前提下使用本指导原则。
本指导原则就是在现行法规与标准体系以及当前认知水平下制定得,随着法规、标准体系得不断完善与科学技术得不断发展,本指导原则相关内容也将适时进行调整。
二、适用范围本指导原则涵盖得产品系植入于椎间隙并联合脊柱内固定植入物使用得预定形得非可降解椎间融合器。
椎体切除术(次全切及全切)中得椎体替代植入物,与特殊设计得产品如自稳定型、自撑开型、分体组合式、可吸收型等椎间融合器,可以参考本文得技术分析原理来制定适用得具体性能要求、试验方法、临床试验资料与使用说明书等相关注册资料。
三、技术审查要点(一)注册单元得划分椎间融合器临床预期用途较为统一,颈椎、胸腰椎产品可作为同一注册单元,不考虑微创、开放、前路、后路等脊柱减压手术术式区别。
椎间融合器产品组件可包括主体、端盖(若有)、组件紧固螺钉(若有。
不包括发挥脊柱内固定作用得椎弓根或椎体钉)等,各组件相互配套地使用于临床,且不同尺寸规格间配合关系较确定,故单一组件一般不作为独立注册单元进行申报。
(二)产品得研究资料1、产品得基本信息(1)产品各型号规格、各组件、各关键部位得结构图与几何尺寸参数(包括允差)。
腰椎间融合器结构与材料李朝春;廖振华;祝佳;刘伟强【摘要】结构设计和材料设计是腰椎间融合器的2个重要方面.结构设计可细分为足印面设计、矢状面轮廓设计和固定设计.足印面设计决定腰椎间融合器与上下椎体终板的接触面积,直接影响融合效果;矢状面轮廓设计影响腰椎间融合器的沉降率、稳定性及手术节段前凸曲率恢复度;固定设计能使腰椎间融合器在置入椎间隙后获得即刻稳定性和长期稳定性.钛合金、钽、聚醚醚酮(PEEK)和可吸收材料是应用于腰椎间融合器的主要材料.钛合金和钽逐步向3D打印方向发展;PEEK目前在临床上应用最为广泛;可吸收材料作为理想材料有待进一步研究.腰椎间融合器在面向种群设计、无损操作的结构开发、优化性能的表面活性涂层研究方面仍有较大提升发展空间.该文就腰椎间融合器的结构设计、材料设计以及未来发展趋势作一综述.【期刊名称】《国际骨科学杂志》【年(卷),期】2017(038)006【总页数】4页(P360-363)【关键词】腰椎间融合器;结构设计;钛合金;聚醚醚酮【作者】李朝春;廖振华;祝佳;刘伟强【作者单位】100084北京,清华大学机械工程系;518055,清华大学深圳研究生院先进制造学部;518057,深圳清华大学研究院生物医用材料及植入器械重点实验室;518057,深圳清华大学研究院生物医用材料及植入器械重点实验室;100084北京,清华大学机械工程系;518057,深圳清华大学研究院生物医用材料及植入器械重点实验室【正文语种】中文传统腰椎间融合术普遍采取单纯自体骨移植融合方式,但该术式不仅会在供骨区引起并发症,而且在手术节段也时有发生融合节段不稳、植骨块脱位、椎间隙塌陷、骨块吸收及假关节形成等不良反应,且愈合时间较长[1-2]。
腰椎间融合器由此应运而生,利用腰椎间融合器包裹移植骨能显著改善传统植骨融合术的缺陷,提升手术融合效果[1]。
腰椎间融合器设计理念涉及2方面。
一方面,需重建椎间盘高度,维持纤维环张力,扩大神经根面积及恢复脊柱自然生理弯曲度;另一方面,需保证脊柱初期稳定性和长期稳定性,初期稳定性要求腰椎间融合器承受压力、弯曲及剪切所产生的三维空间载荷,长期稳定性则要求腰椎间融合器能与上下相邻椎体实现牢固骨整合。
经椎间孔腰椎椎体间融合术8个必须掌握的要点经椎间孔腰椎椎体间融合术(transforaminallumbar interbodyfusion,TLIF)通过后方入路,切除单侧关节突关节来显露神经根及硬膜等椎管内结构,使得损伤神经并发症的风险降低。
TLIF 可以提供椎间融合,通过椎间隙置入Cage来维持椎间隙的高度,同时也维持了椎间孔的高度,因此改善或解除了椎间孔狭窄。
采用旁正中小切口入路是经骶棘肌直接暴露小关节突及横突,所以对骶棘肌的剥离损伤很小,有利于患者的术后康复。
此外,术中打入椎弓根螺钉时定位也更方便,更容易沿着椎弓根的解剖方向打入螺钉。
适应证和禁忌证适应证:•不合并神经症状或合并单侧神经症状的Ⅰ度、Ⅱ度腰椎滑脱。
•不合并椎管内病理改变的椎间盘造影阳性的腰椎退变性疾病。
•腰椎再次手术或曾经感染者。
•椎体间的假关节的形成等情况。
•尤其适用于:单节段腰椎间盘突出症;伴有节段不稳或超外侧间盘突出须行融合术。
禁忌证:•椎间隙变窄较正常椎间隙相比大于5mm。
•伴有邻近节段间盘退变的病例。
•伴有后纵韧带骨化的病例。
(4)•伴有发育性椎管狭窄的病例。
优缺点优点:TLIF术治疗腰椎间盘突出症手术创伤小,对患者的损伤小,对脊柱结构破坏少,可早期下床活动。
缺点:无法完成椎管内神经减压与神经松解等操作,往往因椎管减压不彻底而导致临床疗效欠佳;术中X线暴露时间较长。
麻醉与准备•麻醉:全麻。
•体位:俯卧位。
•准备:C臂机透视下定位,标记须要减压侧的椎弓根位置。
手术要点1.定位:首先在前后位(AP位)X线透视引导下,将穿刺针置于椎弓根的外上缘,然后向外侧平移1cm后经皮穿入至小关节突和横突的交点。
并经侧位X线透视下调整和确定正确的进针方向。
(图5-21)图5-21 体表定位2.穿刺:轻轻锤击PAK钨钢针穿入椎弓根后,取出PAK针内芯,置入导丝,并取出PAK针管。
经导丝插入攻丝,对椎弓根进行攻丝。
(图5-22)图5-22 置入导丝3.置入螺钉:中空万向螺钉安装在螺钉延长杆的远端,在导丝和透视引导下旋入椎弓根后,去除导丝。
椎间融合器加工工艺改进牟宗平【摘要】本文主要介绍医疗器械中的椎间融合器制造工艺改进、工艺创新等,通过实践和改进,产品制造技术和制造水平都取得了较大提升.【期刊名称】《金属加工:冷加工》【年(卷),期】2017(000)015【总页数】4页(P2-5)【作者】牟宗平【作者单位】上海三友医疗器械股份有限公司 201807【正文语种】中文目前,国内外医疗器械生产厂家竞争比较激烈,虽然各自都有各自擅长的领域或知名度,但大多数常规骨科器械产品材料、形状、规格,以及使用功能大同小异,产品在生产过程中如何控制好质量稳定性至关重要。
要想在众多医疗器械厂家脱颖而出,价格不是关键,研发创新能力、加工技术水平以及产品质量的稳定性才是生产制造企业在市场中生存和发展的决定因素。
近几年,国家颁布的与医疗器械行业相关的政策中,涉及最主要的是医疗体制改革以及医疗器械安全监管。
医疗体制改革将有力拉动医疗器械的需求,而医疗器械安全监管更加严格对行业的生产、技术水平提出了更高的要求,也使医疗器械行业向更加规范的方向发展。
因此,每种产品在研发试制阶段、工艺改进阶段、批量生产都要进行严格验证来降低产品存在的风险。
例如,某型号TLIF椎间融合器是我公司自主研发、制造的脊柱Ⅲ类植入物产品,此产品采用脊柱外科中经椎间孔椎体间融合技术(TLIF),通过恢复椎间隙的高度,以恢复脊柱的应力及稳定、恢复、维持、稳定腰椎固有生理凸起,扩大椎间孔,缓解神经根的受压。
目前已经被广泛应用于脊柱退行性疾病、脊柱不稳、椎间盘摘除术后翻修、假关节形成,或者融合手术失败,以及推行性滑脱和峡部裂性滑脱等病变中,从其发明至今得到了较快的发展。
椎间融合器种类很多,根据融合技术可分为前路腰椎椎体间融合术(ALIF)、后路椎体间融合术(PLIF)、椎间孔入路腰椎体间融合术(TLIF)。
根据其材料可分为:金属类融合器,大多为钛合金融合器;非金属类融合器,有碳纤维融合器、高分子聚醚醚酮(PEEK)、可吸收的-DL-乳酸(PDLLA)融合器等。
椎间融合器指导原则附件6椎间融合器注册技术审查指导原则一、前言椎间融合器作为骨科植入性医疗器械,是实现脊柱相邻椎间隙融合的主要植入物之一,其安全性和有效性直接影响相邻椎体骨性融合的效果。
本指导原则旨在指导注册申请人对椎间融合器的产品注册申报资料的准备及撰写,同时也为技术审评部门审评注册申报资料提供参考。
本指导原则系对椎间融合器的一般要求,申请人应依据具体产品特性确定其中内容是否适用,若不适用,需具体阐述理由及相应的科学依据,并依据产品的具体特性对注册申报资料的内容进行充实和细化。
本指导原则是对申请人和审查人员的指导性文件,不涉及注册审批等行政事项,亦不作为法规强制执行,如有能满足相关法规要求的其他方法,也可以采用,但应提供详细的研究资料和验证资料。
应在遵循相关法规和技术标准的前提下使用本指导原则。
本指导原则是在现行法规和标准体系以及当前认知水平下制定的,随着法规、标准体系的不断完善和科学技术的不断发展,本指导原则相关内容也将适时进行调整。
二、适用范围本指导原则涵盖的产品系植入于椎间隙并联合脊柱内固定植入物使用的预定形的非可降解椎间融合器。
椎体切除术(次全切及全切)中的椎体替代植入物,和特殊设计的产品如自稳定型、自撑开型、分体组合式、可吸收型等椎间融合器,可以参考本文的技术分析原理来制定适用的具体性能要求、试验方法、临床试验资料和使用说明书等相关注册资料。
三、技术审查要点(一)注册单元的划分椎间融合器临床预期用途较为统一,颈椎、胸腰椎产品可作为同一注册单元,不考虑微创、开放、前路、后路等脊柱减压手术术式区别。
椎间融合器产品组件可包括主体、端盖(若有)、组件紧固螺钉(若有。
不包括发挥脊柱内固定作用的椎弓根或椎体钉)等,各组件相互配套地使用于临床,且不同尺寸规格间配合关系较确定,故单一组件一般不作为独立注册单元进行申报。
(二)产品的研究资料1. 产品的基本信息(1)产品各型号规格、各组件、各关键部位的结构图和几何尺寸参数(包括允差)。
【⼿术技巧】胸腰椎后外侧融合内固定术(下)接上期:【⼿术技巧】胸腰椎后外侧融合内固定术(上)⾻盆固定1、在长节段畸形重建、肿瘤和外伤影响到下腰、骶椎时可能需要⽤到骶⾻、⾻盆固定。
2、现在,应⽤髂⾻螺钉能很容易地完成⾻盆固定。
3、切除髂后上棘后,在髂结节远端1.5mm确定⼊钉点。
4、⽤磨钻或咬⾻钳在髂⾻上做⼀个凹槽,以⽅便螺钉头可以沉⼊髂后上棘。
5、将“变速杆”插⼊⼊钉点,在⾻盆外内、外板之间,贴着内壁开路。
*钉道通常指向髖关节。
*由于内侧⽪质较外侧厚,所以外壁较易穿破。
6、⽤球头探针探查髂⾻内外侧壁是否穿破。
7、测量钉道深度并置⼊髂⾻螺钉,螺钉直径通常7.5~85mm,长度通常60~80mm(技术图5)。
技术图5 融合到⾻盆(使⽤髂⾻螺钉)。
横连接1、在多节段固定中,横连接可显著提⾼抗旋转和抗屈曲强度。
2、根据固定长度可选择1、2或3个横连接,如果选择应⽤多个横连接,尽量增⼤每个横连之间的距离,以最⼤程度增加内固定系统的强度。
钩⼦置⼊1、在椎⼸根、横突或椎板均可放置钩⼦。
2、置⼊的钩⼦可增加内固定的稳定性。
3、⼀个钩⼦系统通常由两个相对的、分布于⼀或两个节段的钩⼦组成,其主要应⽤于内固定系统的末端(技术图6A)。
4、在各种钩⼦中,椎⼸根钩固定强度最⼤,椎⼸根钩刃⼝朝向头侧,置⼊下位椎体上关节突和上位椎体椎板之间,其U形头卡在椎⼸根上增加稳定性(技术图6B)。
*⽤⾻凿凿除部分下关节突显露椎管外缘,以免置⼊钩⼦时损伤。
⽤刮匙刮除上关节突软⾻,椎⼸根钩成型器置⼊椎间关节,处理后置⼊椎⼸根钩(技术图6C)。
5、根据需要,椎板钩可置⼊上椎板(⽅向朝下)或下椎板(⽅向朝上)(技术图6D)。
由于椎板钩部分需要放⼊椎管,所以要谨慎使⽤。
通常,在同⼀节段应尽量避免同时置⼊两个椎板钩(例如,两个刃⼝向上或向下的椎板钩置⼊同⼀椎板)以避免占据过⼤的椎管容积,除⾮椎管容积⾜够宽敞。
*切除椎板上的黄韧带,并⽤枪钳咬除椎板钩与椎板接触⾯的部分⾻⾯以增加椎板钩与椎板的贴合度。
胸腰椎椎间融合器设计要点
椎间融合器作为骨科手术中的椎间替代物,经过了多年的发展,已经趋于成熟。
笔者从事骨科产品研发多年,在融合器设计方面积累了一些经验心得。
本文将针对胸腰椎椎间融合器,从材料选择、外形轮廓、内部结构、显影性能、力学性能方面的设计要点进行介绍和分享。
在材料方面,常用有钛合金、PEEK、碳纤维加强PEEK、钽合金、可吸收高分子、同种/自体骨等,各种材料在应用上各具有优缺点。
钛合金机械强度高力学性能稳定,但透光性能不佳,与人体骨弹性模量相差较大而容易引起应力遮挡。
PEEK是目前应用最广泛材料,它能很好的解决钛合金上述的缺点,但同时也存在融合器松动、塌陷,椎间高度减小、不融合等问题。
碳纤维加强PEEK,是将短切的碳纤维分散在PEEK-OPTIMA基体中制成;与PEEK相比,这种材料弹性模量与人体骨更为类似,能更好的解决应力遮挡问题,但是根据以往在人工关节和韧带重建方面的经验,碳纤维组织结构能分离造成关节内感染、滑膜炎、淋巴扩散,且材料脆性大,容易造成融合器装置破坏,引起组织学反应。
Zimmer公司最先将钽合金应用于颈椎融合器,这是一种钽含量为75%~85%的多孔金属材料。
材料具备良好的生物相容性,类似松质骨的多孔结构方便骨的长入,但钽合金对X射线有一定阻挡作用,并不利于术后观察植骨生成情况。
可吸收高分子材料主要是指聚乳酸类材料,复合型居多。
这类材料可以在人体内被降解吸收,可能更利于临床应用,但同时也存在力学强度低,内在脆性使其容易在手术过程中破裂,高浓度降解产物(如酸类和晶体成分)有导
致严重的组织反应,如感染、骨质溶解等的可能。
同种/自体骨,这类材料制成的融合器由于承重能力差,在椎间高度及生理曲度的维持并不理想,同时也存在融合时间长等问题。
而除上述材料外,Invibio公司即将推出PEEK-OPTIMA HA复合物,该材料是将20%的HA均匀混合至PEEK-OPTIMA中,除具备常规PEEK材料的优点外,HA材料更方便骨长入,很好的解决了不融合的问题,远期不易松动脱出。
融合器材料各式各样,但必须满足如下要求:①材料的机械强度应该高于椎间盘的压应力;②具备良好的生物相容性、生物力学性能和骨传导性;③材料在传导外力时无明显移位,并保证植入后的即可稳定性,促进骨愈合。
以下内容,是关于外形轮廓、结构、显影性能等方面的描述,为方便理解,请结合图1考虑。
图1 融合器图解
外形轮廓融合器在外形轮廓方面也存在多种设计方案。
从横断面方向考虑,直形和月牙形是目前两种流行的设计。
直形的设计,用料较省,加工检测也相对简单,通常情况下会成对使用。
月牙形,通常也称为香蕉形,应用力学性能方面的解释是和椎间盘的外形轮廓更为接近,能更好的分担应力。
短长度的月牙形融合器和直形在使用上基本相同,但如果较长规格的月牙形融合器,则可采用单枚斜放的方式,常用于TLIF手术中。
从矢状面方向考虑,融合器与上下终板贴合的表面形状主要有楔形和弧形两种。
楔形是指前高后低的形状,这样融合器植入后可以有效恢复腰椎部分的生理曲度,但这种形状也会在植入中造成较大的阻力,植入操作相对
困难。
楔形的融合器主要用于已经发生退变或病变的椎间盘。
弧形形状轮廓类似于终板面的生理曲度,但实际中也会同时设置有类似楔形的前倾角度,使其更贴合终板的形状。
弧形的融合器常用于健康的椎间盘,结构这部分设计要点主要从植骨仓、齿形、侧孔、头部、夹持部进行考虑。
植骨仓融合器内部容纳植骨材料的区域,形状上比较简单。
在大小方面,国内外专家学者的意见并不统一;国外希望取得更好的融合效果,因此希望植骨仓在满足力学强度下尽可能的大;而国内则更追求安全可靠的使用效果,所以相对较大壁厚的融合器更受青睐。
但无论植骨仓采用何种形状和大小,力学性能上均应得到满足。
齿形指融合器与上下终板啮合的小齿形状。
融合器植入后,小齿会部分或全部嵌入终板或松质骨中(指除去终板的手术),它将帮助融合器植入后获得即时稳定性。
目前齿形设计种类繁多,有直形、人字形、金字塔形等,甚至还使用金属材质的尖端,以增加小齿的啮合能力。
但用于胸腰椎部的融合器,一般都需使用内固定装置以增强稳定性,融合器单独使用的情况非常少,因此脱出风险相对而言不会太高。
但需注意考虑的是,齿形过高及过于尖锐,小齿部分嵌入终板或松质骨部分较深,高度丢失加剧,从而引起椎体塌陷的风险。
侧孔指融合器侧面方向的小孔,可以为圆形,也可以为方形或其他形状,主要目的是有利于融合器内外的植骨生长在一起,帮助植骨融合。
主要的考虑点,在于满足融合器整体力学性能的前提下,侧孔尽可能的大,以促进融合效果。
头部融合器的头部一般采用方便植入、有导向性的设计,例如子弹型、长楔形等等。
需要注意的是,理论上头部导向部分越长越方便植入操
作,但过长的头部,会相应造成后部承载部分长度减少,植骨仓也随之减少,所以合理的头部长度设置也很重要。
夹持部指融合器后部与植入工具配合的部位。
这部分的设计要点为,除设置合适的形状尺寸实现与工具的良好配合外,还需设置有足够的强度,防止融合器在植入过程中,由于一些敲击、旋转动作而导致破裂,从而引起手术失败。
显影性能为方便术中和术后观察定位,需要在融合器上设置一些显影点。
显影点要能大致能标示出融合器的长、宽、高,以及放置位置,这样可以方便的评价融合器的选择、放置是否合适,植入后有无发生移位。
显影点的常用材质有纯钛、钛合金、钽等。
特别值得注意的是,同一材质的显影线,在颈椎和胸腰椎部位使用同一参数进行X射线检查时,显影效果会不一样。
因此设计阶段选材一定要十分谨慎和注意。
力学性能融合器方面的力学性能指标,国内注册目前只对静态压缩性能有要求。
实际上融合器的力学性能还应包括抗拔出力,沉降性能,静态压缩性能、动态压缩疲劳、静态剪切性能、动态剪切疲劳、静态扭转性能、动态扭转疲劳等。
国内虽尚无成熟的行业标准,但美国标准ASTM
F2267-04以及ASTM F2077-03均有明确要求。
标准一般情况下只提供测试方法,并不提供接收标准,所以接收指标还需要通过别的途径去制定。
举一简单例子,静态压缩性能衡量产品的整体的抗压性能。
在一定的轴向载荷下,融合器变形位移越小,说明发生的压缩形变量越小,表明产品的抗压性能越好,发生椎间高度丢失的几率减小。
根据文献资料,腰椎节段的平均变形屈服压力为5276N,则融合器的静态压力可以制定为
6000N,因为即使融合器再能承受比该值更大的力,但实际上腰椎骨已经
开始遭受损坏,制定更大的力学指标已无意义。
融合器虽然结构简单,但设计是也应当从多个方面进行全面综合的考虑。
融合器在中国属于Ⅲ类医疗器械,产品的安全性和有效性非常重要。
一直以来,由于各种原因,国内骨科产品以仿制为主。
笔者认为,知其然一定也要知其所以然,否则民族医疗器械产业也只能一直步他人后尘,不可能达到引领国际技术潮流的地位和水平。