專利名稱：椎間盤假體或人造椎骨體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分的椎間盤假體或人造椎骨體。
由US-A-4 932 975 MAIN ET AL.已知一種脊椎假體，它包括一可膨脹的波紋管作為基體。波紋管由柔性材料組成，它允許波紋管膨脹。但是此外這種波紋管牽涉到一種被動(dòng)元件，它可以通過一開口裝灌液體，這時(shí)波紋管被動(dòng)地膨脹。因此在這種已知裝置中缺少一種主動(dòng)的彈性元件，它可以彈性地承受所出現(xiàn)的負(fù)載力。此外這種已知椎骨體-假體的另一個(gè)缺點(diǎn)是，它必須后續(xù)裝灌液體，例如裝灌甲基丙烯酸酯(特別是甲基丙烯酸甲酯MMA)，這帶來相當(dāng)大的風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)此本發(fā)明要提供一種解決方法。本發(fā)明的目的是，創(chuàng)造一種椎間盤假體或人造椎骨體，其具有一軸向緩沖元件，使得可以以確定的方式承擔(dān)和傳導(dǎo)平移、扭轉(zhuǎn)和角度偏轉(zhuǎn)。
本發(fā)明用具有權(quán)利要求1特征的椎間盤假體或人造椎骨體實(shí)現(xiàn)所提出的目的。
通過本發(fā)明達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)主要在于，由于本發(fā)明的椎間盤假體或人造椎骨體可以達(dá)到非常接近于天然椎間盤或天然椎骨體的功能和作用。
本發(fā)明其他優(yōu)良的結(jié)構(gòu)在從屬權(quán)利要求中表示。
各個(gè)實(shí)施形式的論述大多借助于一椎間盤假體進(jìn)行；而總體結(jié)構(gòu)形式可以是一種作為人造椎骨體的可能結(jié)構(gòu)。
彈性元件確定的彈性系數(shù)最少應(yīng)該至少為50N/mm，尤其是至少為100N/mm。但是彈性系數(shù)最好至少為150N/mm，尤其是至少為400N/mm。彈性系數(shù)向上同樣應(yīng)該是有限制的，最高為800N/mm，尤其是最高為2000N/m。通常彈性系數(shù)為600N/mm。
彈性元件的彈性行程在負(fù)荷為1000N時(shí)優(yōu)選在1至2mm范圍內(nèi)，尤其是在1.3至1.7mm范圍內(nèi)。通常在這種負(fù)荷時(shí)彈性行程為1.5mm。
在本發(fā)明的一種實(shí)施形式中，彈性元件既做成拉簧又做成壓簧。
做成波紋管的外殼的折皺數(shù)量優(yōu)選在3-10尤其是4-5的范圍內(nèi)。在這種數(shù)量時(shí)既在制造工藝方面又在所用材料的希望的延伸率方面產(chǎn)生優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明的一種實(shí)施形式中，外殼由許多單層組成，從而使波紋管的剛性根據(jù)意愿控制在一定限度內(nèi)。
在一種特殊結(jié)構(gòu)中，各單層相互離開一定距離。通過這種結(jié)構(gòu)方式可以使不同的波紋管相互連接，它們可以承受不同的載荷，例如外波紋管在例如載荷為800N時(shí)用于角度偏轉(zhuǎn)、平移、扭轉(zhuǎn)和緩沖，而內(nèi)波紋管可以用來承受約2500N的大負(fù)荷，從而保護(hù)外波紋管。
在另一種特殊實(shí)施形式中，各單層無中間層地相互放在一起。從而達(dá)到剛性的提高。
在另一種實(shí)施形式中，外殼包括多個(gè)相互套接的波紋管。外殼也可以配備槽，它們應(yīng)該基本上平行于縱軸分布。由此達(dá)到波紋管扭轉(zhuǎn)剛性的減小。
外殼的扭轉(zhuǎn)剛性優(yōu)選這樣選擇，使它允許外殼扭轉(zhuǎn)1°至3°，尤其是1.5°至2.5°。外殼的軸向行程-在使用800N的軸向力時(shí)-應(yīng)該優(yōu)選在1.0至2.5mm的范圍內(nèi)，尤其是在1.30-1.75mm的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的一種實(shí)施形式中，兩個(gè)對(duì)合板(Appositionsplatten)軸向固定但是可扭轉(zhuǎn)地固定在基體的上、下端上。在一種可供選擇的實(shí)施形式中，兩個(gè)對(duì)合板軸向牢固地固定在基體上、下端上，并且其繞縱軸的扭轉(zhuǎn)最好限制在不超過5°的角度范圍內(nèi)。在另一種可供選擇的實(shí)施形式中，兩個(gè)對(duì)合板軸向和扭轉(zhuǎn)固定地固定在基體的上、下端上。
在一種特殊實(shí)施形式中，做成波紋管的外殼的扭轉(zhuǎn)剛性這樣選擇，使得兩個(gè)對(duì)合板可繞縱軸相互相對(duì)旋轉(zhuǎn)1°-5°、尤其是2°-3°的角度。
在另一種實(shí)施形式中，兩個(gè)對(duì)合板可從垂直于縱軸的平面內(nèi)翻轉(zhuǎn)一4°-8°、尤其是5°-7°的角度。
在本發(fā)明的一種特殊實(shí)施形式中，空心圓柱形基體至少部分填充起緩沖元件作用的固體，尤其是塑料。通過這種結(jié)構(gòu)得到更高的剛度并更好地承受大的沖擊載荷，例如2500N。
椎間盤假體的外殼可以由金屬，例如鈦或金屬合金，尤其是以鈦為基的合金組成。外殼材料最好具有一至少30％尤其是至少38％的極限延伸率。但是外殼也可以由塑料尤其是彈性體組成。
在本發(fā)明一種特殊實(shí)施形式中外殼由一碟形彈簧組(Tellerfedersule)組成。
下面借助于多個(gè)實(shí)施例的部分示意圖較詳細(xì)地說明本發(fā)明和本發(fā)明的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。
附圖表示

圖1一椎間盤假體的透視圖；圖2按圖1的椎間盤假體的俯視圖；圖3沿圖2中B-B線的縱剖視；圖4以縱剖視表示按圖1的椎間盤假體的一種變型方案；圖5帶中央孔的椎間盤假體的透視圖；圖6按圖5的椎間盤假體的俯視圖；圖7沿圖6中B-B線的縱剖視；圖8局部剖開的帶兩個(gè)相互套接的波紋管的椎間盤假體的透視圖。
在圖1-3中所示的椎間盤假體主要包括一空心圓柱形基體1，它帶有一做成波紋管的外殼2、一上端3、一下端4和一中心縱軸5。在基體1的上端3上垂直于縱軸5設(shè)置一上對(duì)合板6，它適合于貼合在椎骨體的底板上。在基體1的下端4上垂直于縱軸5設(shè)置一下對(duì)合板7，它適合于貼合在椎骨體的頂板上。
兩塊對(duì)合板6、7具有朝外的成形有構(gòu)造結(jié)構(gòu)的表面8，它由許多棱錐臺(tái)形小齒組成，以達(dá)到在相鄰椎骨體底板和頂板上更好的貼合。成形有構(gòu)造結(jié)構(gòu)的表面8也可以以表面輕微腐蝕的形式或以促進(jìn)骨組織生長的表面構(gòu)造的形式實(shí)現(xiàn)。
做成外波紋管的外殼2具有總共3至6個(gè)折皺(波紋)。
根據(jù)實(shí)施形式的不同，椎間盤假體的高度為5-15mm，直徑在10至35mm范圍內(nèi)，外殼厚度約為0.1mm。
兩個(gè)對(duì)合板6、7具有朝向內(nèi)部的軸向榫軸12和13，它們可以做成緩沖元件。
在圖4所示的方案中，兩塊對(duì)合板6、7以朝向內(nèi)部的軸向榫軸12和13作為支承軸頸可回轉(zhuǎn)地支承在殼體14中，其中回轉(zhuǎn)(扭轉(zhuǎn))可以通過圖中未畫出的止擋在數(shù)值大小上加以限制。
圖5-7中所示的椎間盤假體的實(shí)施形式制造得和圖1至3中的一樣。其區(qū)別在于，兩個(gè)對(duì)合板6、7做成圓環(huán)，使得形成一軸向通孔9。另一個(gè)區(qū)別在于，在這種實(shí)施形式中做成波紋管的外殼2只具有一個(gè)折皺(波紋)。
圖8特別直觀地表示椎間盤假體的功能。在這種實(shí)施形式中，外殼2由一外波紋管21和一內(nèi)波紋管22組成。外波紋管21具有五個(gè)折皺，內(nèi)波紋管22有九個(gè)折皺。外波紋管21固定在上對(duì)合板6上，內(nèi)波紋管22固定在下對(duì)合板7上。根據(jù)材料情況，波紋管也可以焊接、壓制或沖壓在對(duì)合板5、6上。在所示實(shí)施形式中，兩個(gè)波紋管21，22放入圓形槽10和11內(nèi)，圓形槽在兩塊對(duì)合板6，7的內(nèi)側(cè)上加工出來。兩塊對(duì)合板5，6分別固定在一個(gè)波紋管21和22上，可以-如圖8中所示-套插在一起成一盒子。因此兩塊對(duì)合板5，6可以相互相對(duì)旋轉(zhuǎn)。通過一圖中未畫出的止擋可以將扭轉(zhuǎn)限制在一定數(shù)值內(nèi)，例如2°-3°。
權(quán)利要求
1.椎間盤假體或人造椎骨體，包括A)一基本上空心圓柱形的基體(1)，具有一做成波紋管的外殼(2)、一上端(3)、一下端(4)和一中心縱軸(5)；B)一垂直于縱軸(5)設(shè)置在基體(1)上端(3)上的上對(duì)合板(6)，它適于貼合在椎骨體的底板上；和C)一垂直于縱軸(5)設(shè)置在基體(1)下端(4)上的下對(duì)合板(7)，它適于貼合在椎骨體的頂板上，其特征為D)做成波紋管的外殼(2)設(shè)計(jì)成具有一確定的彈性系數(shù)的彈性元件。
2.按權(quán)利要求1的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為所述確定的彈性系數(shù)至少為50N/mm，尤其是至少為100N/mm。
3.按權(quán)利要求2的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為彈性系數(shù)至少為150N/mm，尤其是至少為400N/mm。
4.按權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為彈性系數(shù)最高為800N/mm，尤其是最高為2000N/m。
5.按權(quán)利要求1至4之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為在負(fù)荷為1000N時(shí)，彈性元件的彈性行程在1至2mm的范圍內(nèi)，尤其是在1.3至1.7mm的范圍內(nèi)。
6.按權(quán)利要求1至5之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為彈性元件既是拉簧又是壓簧。
7.按權(quán)利要求1至6之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為做成波紋管的外殼(2)的折皺數(shù)量在3-10、尤其是4-5的范圍內(nèi)。
8.按權(quán)利要求1至7之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為外殼(2)由多個(gè)單層組成。
9.按權(quán)利要求8的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為各單層相互離開距離。
10.按權(quán)利要求8的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為各單層相互無中間層地貼合。
11.按權(quán)利要求1至10之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為外殼(2)包括多個(gè)相互套接的波紋管。
12.按權(quán)利要求1至11之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為外殼配備有基本上平行于縱軸(5)分布的槽。
13.按權(quán)利要求1至12之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為外殼(2)的扭轉(zhuǎn)剛性允許外殼(2)扭轉(zhuǎn)1°至3°，尤其是1.5°至2.5°。
14.按權(quán)利要求1至13之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為在使用800N的軸向力時(shí)，外殼的軸向行程在1.0至2.5mm范圍內(nèi)，尤其是在1.30-1.75mm范圍內(nèi)。
15.按權(quán)利要求1至14之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為兩個(gè)對(duì)合板(6，7)軸向固定但是可扭轉(zhuǎn)地固定在基體(1)的上、下端(3，4)上。
16.按權(quán)利要求1至15之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為兩個(gè)對(duì)合板(6，7)軸向固定在基體(1)的上、下端(3，4)上并且其繞縱軸(5)的扭轉(zhuǎn)限制在尤其是不超過5°的角度范圍內(nèi)。
17.按權(quán)利要求1至15之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為兩個(gè)對(duì)合板(6，7)軸向和扭轉(zhuǎn)固定地固定在基體(1)的上、下端(3，4)上。
18.按權(quán)利要求17的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為做成波紋管的外殼(2)的扭轉(zhuǎn)剛性這樣選擇，使得兩塊對(duì)合板(6，7)可相互繞縱軸(5)相對(duì)扭轉(zhuǎn)一1°-5°尤其是2°-3°的角度。
19.按權(quán)利權(quán)利要求1至18之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為兩塊對(duì)合板(6，7)可從垂直于縱軸(5)的平面翻轉(zhuǎn)一4°-8°尤其是5°-7°的角度。
20.按權(quán)利要求1至19之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為空心圓柱形基體(1)至少部分用一種起緩沖元件作用的固體填充。
21.按權(quán)利要求20的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為所述固體是一種塑料，尤其是一種彈性體。
22.按權(quán)利要求1至21之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為外殼(2)由金屬或金屬合金尤其是鈦基合金組成。
23.按權(quán)利要求1至22之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為外殼(2)的材料具有至少30％尤其是至少38％的極限延伸率。
24.按權(quán)利要求1至21之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為外殼(2)由一種塑料尤其是一種彈性體組成。
25.按權(quán)利要求1至24之任一項(xiàng)的椎間盤假體或人造椎骨體，其特征為外殼(2)由一碟形彈簧組組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種椎間盤假體或人造椎骨體。椎間盤假體具有一基本上空心圓柱形的基體(1)，帶有一做成波紋管的外殼(2)、一上端(3)、一下端(4)和一中心縱軸(5)；一垂直于縱軸(5)設(shè)置在基體(1)上端(3)的、適于貼合在椎骨體底板上的上對(duì)合板(6)；和一垂直于縱軸(5)設(shè)置在基體(1)下端(4)上的、適于貼合在椎骨體頂板上的下對(duì)合板(7)。其中做成波紋管的外殼(2)設(shè)計(jì)成具有確定的彈性系數(shù)的彈性元件。由這種結(jié)構(gòu)達(dá)到完全接近于天然椎間盤的功能和作用。
文檔編號(hào)A61F2/00GK1694659SQ02829820
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2002年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月28日
發(fā)明者A·施圖德, J·特拉赫塞爾, M·維曼 申請(qǐng)人:馬斯醫(yī)藥技術(shù)股份公司