專利名稱：椎間盤系統(tǒng)的制作方法
背景在過去三十年間，大關(guān)節(jié)重建裝置中的技術(shù)進(jìn)步徹底改變了關(guān)節(jié)變性疾病的治療，推動(dòng)治療標(biāo)準(zhǔn)從關(guān)節(jié)融合術(shù)向關(guān)節(jié)成形術(shù)轉(zhuǎn)變。但是，椎間盤疾病治療領(lǐng)域卻進(jìn)展緩慢。目前，椎間盤疾病的標(biāo)準(zhǔn)治療仍然是椎間盤切除術(shù)然后再是椎體融合。雖然該方法可緩解或者現(xiàn)有癥狀，但是，由于融合引起的運(yùn)動(dòng)和力的增加，常常導(dǎo)致相鄰的椎間盤加速退變。因此，對于許多患者來說，用功能性盤假體重建變性椎間盤以提供運(yùn)動(dòng)和減少相鄰盤的衰退會(huì)是更加理想的治療手段。
發(fā)明概述在一個(gè)實(shí)施方式中，將椎體植入物插入到兩個(gè)椎骨終板之間，椎體植入物包括第一終板組合件，它具有從第一外表面延伸的用于嚙合第一椎骨終板的第一限制機(jī)構(gòu)。植入物還包括第二終板組合件和中間體，第二終板組合件具有從第二外表面延伸的用于嚙合第二椎骨終板的第二限制機(jī)構(gòu)，中間體關(guān)節(jié)聯(lián)接在第一和第二終板組合件之間。該第一限制機(jī)構(gòu)的形狀精確匹配第一椎骨終板的輪廓。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供了椎體植入物，它包括關(guān)節(jié)聯(lián)接在第一和第二終板組合件之間的中間體，并提供了將椎體植入物植入到兩個(gè)椎骨終板之間的方法，該方法包括將一可旋轉(zhuǎn)的毛刺磨具定位在第一椎骨終板和第二椎骨終板之間。可旋轉(zhuǎn)毛刺磨具可沿橫向運(yùn)動(dòng)，從第一椎骨終板除去骨質(zhì)以形成第一輪廓。將植入物插入到第一和第二終板組合件之間，第一終板組合件接觸第一輪廓定位。第一終板組合件的形狀匹配第一輪廓的形狀。
附圖簡要說明

圖1是具有受損椎間盤的脊柱側(cè)視圖。
圖2具有椎間盤假體的脊柱側(cè)視圖。
圖3是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方式的假體的立體圖。
圖4是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方式的假體的剖面圖。
圖5是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方式的假體的剖面圖。
圖6是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方式的假體的立體圖。
圖7是本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施方式的假體的剖面圖。
圖8是本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施方式的假體的立體圖。
圖9是本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施方式的假體的剖面圖。
圖10是本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施方式的假體的立體圖。
圖11是本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施方式的假體的剖面圖。
圖12A是本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施方式的假體的立體圖。
圖12B是本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施方式的假體的立體圖。
圖12C是本發(fā)明第六個(gè)實(shí)施方式的假體的立體圖。
圖12D是本發(fā)明第七個(gè)實(shí)施方式的假體的立體圖。
圖13是用于植入假體的工具的立體圖。
圖14是用于插入椎間盤假體的固定機(jī)構(gòu)的立體圖。
圖15-18用于輾磨骨的工具的視圖。
圖19-21是用于控制骨的輾磨的工具的視圖。
圖22是用于插入假體的工具的立體圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明一般涉及椎體重建裝置，更具體地涉及功能性椎間盤假體。為了促進(jìn)對本發(fā)明原理的理解，現(xiàn)在將參考附圖所示實(shí)施方式或?qū)嵤├⒂镁唧w語言來描述內(nèi)容。但是應(yīng)理解，這不是對本發(fā)明范圍的限制。包括所示實(shí)施方式中的任何改變和進(jìn)一步改進(jìn)，以及本文所述本發(fā)明原理的進(jìn)一步應(yīng)用，如本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員通常所明白的那樣。
現(xiàn)在參考圖1，參考數(shù)字10表示脊柱，它具有在兩個(gè)完整椎骨14和16間延伸的受損椎間盤12。在一個(gè)典型的外科椎間盤切除術(shù)中，除去受損盤12，在兩個(gè)完整椎骨14和16間形成空隙?？刹捎们奥?、前外側(cè)、側(cè)路或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它路徑進(jìn)行上述操作?，F(xiàn)在參考圖2，提供假體18，充填椎骨14和16間的空隙。假體18的尺寸和形狀可在廣泛的范圍顯著變化，這種變化取決于關(guān)節(jié)幾何結(jié)構(gòu)。而且，特定形狀的假體18可生產(chǎn)一系列的尺寸，使外科醫(yī)生能夠根據(jù)他對患者關(guān)節(jié)幾何結(jié)構(gòu)的估計(jì)，典型地通過采用CT、MRI、透視或其它成像技術(shù)進(jìn)行關(guān)節(jié)估計(jì)，在術(shù)前或術(shù)中選擇合適的尺寸。在下述實(shí)施方式中，假體18可關(guān)節(jié)聯(lián)接，恢復(fù)受累脊柱關(guān)節(jié)一定的運(yùn)動(dòng)。但是，當(dāng)不需要關(guān)節(jié)聯(lián)接時(shí)，假體18可被配置成能夠融合。假體18可與現(xiàn)存的關(guān)節(jié)面、纖維環(huán)、韌帶和肌肉軟組織協(xié)同作用，以實(shí)現(xiàn)各脊柱區(qū)域、包括腰椎區(qū)域典型的運(yùn)動(dòng)學(xué)。
現(xiàn)在參考圖3-4，可使用椎間盤假體20作為圖2的假體18。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，椎間盤假體20包括終板組合件22、24，它們之間延伸有中間體26。柔性鞘27可在終板組合件22、24間延伸，包封中間體26。
終板組合件22、24可分別包括外表面28、30和內(nèi)表面32、34。外表面28、30可相對平面，如圖3-4所示，在在其它實(shí)施方式中，外表面可彎曲或拱形形狀。外表面28、30可精確匹配經(jīng)輾磨的椎骨終板，如下所述。至少一部分內(nèi)表面32、34可光滑且具有一定形狀，例如凹形或凸形，補(bǔ)償且關(guān)節(jié)聯(lián)接至少一部分中間體26的形狀。內(nèi)表面32、34的關(guān)節(jié)聯(lián)接部分可偏移，使得一旦植入，中間體26可位于后側(cè)位置中，以實(shí)現(xiàn)更自然的脊柱運(yùn)動(dòng)學(xué)。這種形狀的光滑性和對應(yīng)性可提供終板組合件22、24相對于中間體26不受約束的運(yùn)動(dòng)，只要該運(yùn)動(dòng)在允許的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)發(fā)生。
相互作用以使運(yùn)動(dòng)限制在允許范圍內(nèi)的內(nèi)表面32、34和中間體26的形狀的結(jié)構(gòu)特征在一定程度上可變化，取決于需使用植入物的關(guān)節(jié)。終板組合件22、24可以相同以便于生產(chǎn)，或者可以是不同的設(shè)計(jì)(形狀、尺寸和/或材料)以實(shí)現(xiàn)不同的機(jī)械結(jié)果。例如，可采用不同的終板組合件，從而更精密調(diào)整植入物的尺寸以配合患者解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，或者使旋轉(zhuǎn)中心向頭部或尾部方向轉(zhuǎn)移。如圖4的實(shí)施方式所示，終板組合件22、24和中間體26可包含用作排斥止動(dòng)機(jī)構(gòu)的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)，從而在終板組合件在最大范圍內(nèi)屈/伸運(yùn)動(dòng)時(shí)中間體26不會(huì)從終板組合件22、24間排出。這種結(jié)構(gòu)也可用于將中間體26部分地約束在允許運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)。如圖4所示，這種結(jié)構(gòu)的例子包括分別從內(nèi)表面32、34延伸的支柱36、38。中間體26中的對應(yīng)凹陷40、42可分別收納支柱36、38。凹陷40、42的尺寸足夠大，以使終板組合件和中間體之間的相對運(yùn)動(dòng)在允許的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)不受約束，但是在它受到極端壓縮、屈、伸或平移而從植入物中排出之前使支柱36、38制動(dòng)中間體。
終板組合件22、24可由任何剛性可生物相容的材料構(gòu)成，包括可生物相容的金屬，例如不銹鋼、鈷鉻合金、陶瓷例如Al2O3或Zr2O3、或鈦合金如ASTMF-136鈦合金。外表面28、30可粗糙，以限制終板組合件相對于與板接觸的骨表面的運(yùn)動(dòng)。可由非球形燒結(jié)珠形成的粗糙或多孔涂層(未示出)可在終板組合件外表面28、30與相鄰骨之間提供非常高的摩擦，并提供與關(guān)節(jié)松質(zhì)骨合適的相互作用，增加骨向內(nèi)生長的可能。合適的非球形燒結(jié)珠涂層的一個(gè)例子是由純鈦如ASTM F-67構(gòu)成的涂層。該涂層可通過真空燒結(jié)形成。其它合適的處理包括羥基磷灰石、成骨肽涂層、生長因子涂層、rh-BMP涂層和噴砂處理。
也如圖3-4所示，終板組合件22、24可包括用作限制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，以助于將組合件固定于相鄰的骨。例如，翼片44、46可分別從外表面28、30伸出。翼片44、46可以是任何構(gòu)型，包括如圖4的實(shí)施方式所示，在至少一部分外表面28上沿軸線48橫向延伸的單角度突出部分。翼片44、46沿橫軸線48比沿前-后方向上的軸線49要長，可沿軸線方向50從外表面28、30向外伸出。翼片44可具有表面52，以垂直或傾斜角度從外表面28延伸。翼片44還可具有在表面52和外表面28間延伸的表面54。翼片46結(jié)構(gòu)類似或相同，因而不再詳細(xì)說明再參考圖3-4，終板組合件22、24可傾斜以實(shí)現(xiàn)所需的脊柱前凸或脊柱后凸負(fù)荷。終板組合件22的外表面28與前-后軸線50之間形成角度35。在一些實(shí)施方式中，角度35在8到20度之間。終板組合件24的構(gòu)造類似。
如圖5-10所示，其它實(shí)施方式可包括不同數(shù)量和形狀的伸出部分。伸出部分可匹配相鄰骨結(jié)構(gòu)如椎骨14、16的終板中精確輾磨的凹槽。如圖5-6的實(shí)施方式所示，可用作圖2假體18的假體60可包括從外表面64、66延伸的多個(gè)伸出部分62。各個(gè)伸出部分62的構(gòu)造類似于上述翼片44。在另一個(gè)實(shí)施方式中，如圖7-8所示，可用作圖2假體18的假體70可包括從外表面74延伸的翼片72。各個(gè)翼片72可包括表面76，表面76以垂直或傾斜角度從外表面74延伸。翼片72還可具有在表面76與外表面74之間延伸的表面78。表面78可以彎曲和/或D-形。對應(yīng)的翼片可位于相對終板組合件的外表面上。表面78可沿軸線49從表面76向后方延伸，以防止植入的假體70向前方滑動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，如圖9-10所示，可用作圖2假體18的假體80可包括從外表面84延伸的翼片82。各個(gè)翼片82可包括表面86，表面86以垂直或傾斜角度從外表面84延伸。翼片82還可具有在表面86和外表面84間延伸的表面88。表面88可彎曲和/或D-形。對應(yīng)的翼片可位于相對終板組合件的外表面上。表面88可沿軸線49從表面86向前方延伸，以防止植入的假體80向后方滑動(dòng)。
中間體26可具有各種形狀、尺寸、組成和物理性質(zhì)，取決于需要植入物的特定關(guān)節(jié)。中間體26的形狀可與終板組合件內(nèi)表面的形狀互補(bǔ)，以實(shí)現(xiàn)對替代的特定關(guān)節(jié)合適的一定范圍的平移、屈、伸和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及側(cè)向彎曲。
中間體26的厚度和物理性質(zhì)可提供所需程度彈性或阻尼性。因此，中間體可采用彈性材料。雖然可彎曲，中間體26可具有足夠的硬度以有效配合終板組合件22、24，從而限制超出允許范圍的運(yùn)動(dòng)。中間體26的表面也足夠耐磨，以提供可接受的磨損特性。在一個(gè)實(shí)施方式中，這種性質(zhì)組合可通過以下方式實(shí)現(xiàn)，即中間體26的表面區(qū)域比接近其核心的中間體材料要硬。因此，中間體26可包括具有硬化表面的生物相容彈性材料。含聚氨酯的彈性體共聚物，例如聚碳酸酯-聚氨酯彈性體共聚物和聚醚-聚氨酯彈性體共聚物，通常具有硬度計(jì)范圍約80A到約65D(基于原始未造型樹脂)，可適用于椎體應(yīng)用。
需要時(shí)，這些材料可涂覆或浸漬有增加其硬度或潤滑性或兩者的物質(zhì)?？赏ㄟ^任何合適的技術(shù)如浸涂進(jìn)行涂覆，涂覆液可包含一種或多種聚合物，包括下文中間體中所述的物質(zhì)。涂層聚合物可與用于形成中間體26的聚合物相同或不同，可具有與中間體中所用材料不同的硬度。涂層厚度可大于約1密耳，在一些實(shí)施方式中，涂層厚度約為2-5密耳。合適的材料的例子包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，聚氨酯，例如聚碳酸酯和聚醚，例如Chronothane P 75A或P 55D (P-eth-PU芳香性，CT Biomaterials)；Chronoflex C 55D，C 65D，C 80A或C 93A(PC-PU芳香性，CT Biomaterials)；Elast-Eon II 80A(Si-PU芳香性，Elastomedic)；Bionate 55D/S或80A-80A/S(PC-PU芳香性with S-SME，PTG)；CarboSil-10 90A(PC-Si-PU芳香性，PTG)；Tecothane TT-1055D或TT-1065D(P-eth-PU芳香性，Thermedics)；Tecoflex EG-93A(P-eth-PU aliphatic，Thermedics)；和Carbothane PC 3585A或PC 3555D(PC-PU aliphatic，Thermedics)。如圖4所示，鞘27可以是管狀結(jié)構(gòu)，由柔性材料構(gòu)成。用于制備鞘的材料可以是生物相容和彈性的，例如片段化(segmented)聚氨酯，厚度約為5-30密耳，更具體地約為10-11密耳。合適的材料的例子包括BIOSPAN-S(具有表面修飾末端基團(tuán)的芳族聚醚氨基甲酸酯脲，Polymer Technology Group)、CHRONOFLEX AR/LT(具有低粘性質(zhì)的芳族聚碳酸酯聚氨酯，CardioTechInternational)、CHRONOTHANE B(芳族聚醚聚氨酯，CardioTech International)、CARBOTHANE PC(脂族聚碳酸酯聚氨酯，Thermedics)。
仍然參考圖3-4，該實(shí)施方式的主要組件的各種幾何特征可配合以使組件共同參與形成整體結(jié)構(gòu)。一般來說，鞘27的末端附連于終板組合件22、24，中間體26被包封在終板組合件和鞘之間。更具體地說，參考圖4，保持環(huán)100、102可設(shè)置在鞘27的邊緣上并進(jìn)入一系列外周凹槽94，96，從而保持柔性鞘27就位并使其附連于終板組合件。保持環(huán)中可使用任何合適的生物相容材料，包括鈦和鈦合金如鎳鈦合金(nitinol)。例如通過焊接保持環(huán)末端間重疊的區(qū)域，可將保持環(huán)固定在適當(dāng)位置。附連鞘27之后，可引入液體潤滑劑(未示出)如鹽水，以至少部分充填中間體26周圍的空間。
現(xiàn)在參考圖11、12A、12B，椎間盤假體100可用作圖2的假體18。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，椎間盤假體100包括終板組合件102、104和在它們之間延伸的中間體106。
終板組合件102、104可分別包括外表面108、110和內(nèi)表面112、114。外表面108、110可相對平面、錐形、彎曲、拱形或任何其它便于植入、匹配椎骨終板或修整的形狀。外表面108、110可精確匹配經(jīng)輾磨的椎骨終板。至少一部分內(nèi)表面112、114光滑且具有一定形狀如凹形，補(bǔ)償且關(guān)節(jié)聯(lián)接至少一部分中間體106的形狀。內(nèi)表面112、114的關(guān)節(jié)聯(lián)接部分可偏移，使得一旦植入，中間體106可位于后方位置中，以實(shí)現(xiàn)更自然的脊柱運(yùn)動(dòng)學(xué)。在其它實(shí)施方式中，中間體可中間體106位于相對前方位置中。形狀的光滑性和對應(yīng)性可提供終板組合件102、104相對于中間體106不受約束的運(yùn)動(dòng)，只要該運(yùn)動(dòng)在允許的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)發(fā)生。
相互作用以使運(yùn)動(dòng)限制在允許范圍內(nèi)的內(nèi)表面112、114和中間體106的形狀的結(jié)構(gòu)特征在一定程度上可變化，取決于需使用植入物的關(guān)節(jié)。終板組合件102、104可以相同以便于生產(chǎn)，或者可以是不同的設(shè)計(jì)(形狀、尺寸和/或材料)以實(shí)現(xiàn)不同的機(jī)械結(jié)果。例如，可采用不同的終板組合件，從而更精密調(diào)整植入物的尺寸以配合患者解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，或者使旋轉(zhuǎn)中心向頭部或尾部方向轉(zhuǎn)移。
外表面108、110可包括工具嚙合元件124、126，如凹陷、凸起、孔或其它結(jié)構(gòu)，它們可被插入、定位或修整工具使用以嚙合假體100。外表面108、110可向需植入方向逐漸變細(xì)，以助于植入。在該實(shí)施方式中，外表面108、110背對嚙合元件124、126的方向逐漸變細(xì)。在一些實(shí)施方式中(如圖12C更清楚所示)，終板組合件102、104可為梯形，以在植入使用假體100時(shí)維持松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨間的平衡。
如圖11的實(shí)施方式所示，終板組合件102、104和中間體106包括的用作排斥止動(dòng)機(jī)構(gòu)的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)，使得當(dāng)終板組合件在最大范圍內(nèi)屈/伸運(yùn)動(dòng)時(shí)中間體106不會(huì)從終板組合件102、104間排出。這種結(jié)構(gòu)也可用于將中間體106部分地約束在允許運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)。如圖11所示，這種結(jié)構(gòu)的例子包括分別從內(nèi)表面112、114延伸的支柱116、118。中間體106中的對應(yīng)凹陷120、122可分別接受支柱116、118。凹陷120、122的尺寸足夠大，以使終板組合件和中間體之間的相對運(yùn)動(dòng)在允許的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)不受約束，但是在它受到極端壓縮、屈、伸或平移而從植入物中排出之前使支柱36、38制動(dòng)中間體。
終板組合件102、104可由任何剛性可生物相容的材料構(gòu)成，包括可生物相容的金屬，例如不銹鋼、鈷鉻合金、陶瓷、例如Al2O3或Zr2O3、或鈦合金如ASTM F-136鈦合金。外表面108、110可粗糙，以限制終板組合件相對于與板接觸的骨表面的運(yùn)動(dòng)。由非球形燒結(jié)珠形成的粗糙或多孔涂層(未示出)可在終板組合件外表面108、110與相鄰骨之間提供非常高的摩擦，并提供與關(guān)節(jié)松質(zhì)骨合適的相互作用，增加骨向內(nèi)生長的可能。合適的非球形燒結(jié)珠涂層的一個(gè)例子是由純鈦如ASTM F-67構(gòu)成的涂層。該涂層可通過真空燒結(jié)形成。其它合適的處理包括羥基磷灰石、成骨肽涂層、生長因子涂層、rh-BMP涂層和噴砂處理。中間體106可包含上文中間體26中描述的任何材料。
也如圖11、12A、12B所示，終板組合件102、104可包括用作約束機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，以助于定位假體100，將終板組合件102、104固定于相鄰的骨，或修整假體100。例如，翼片128、130可分別從外表面108、110伸出。在一些實(shí)施方式中，只有一個(gè)終板組合件具有翼片。翼片128可為龍骨形，一旦插入可在前-后方向上沿軸線49延伸。翼片128沿軸線49的長度比翼片128沿橫軸線48的寬度要長。翼片128可具有錐形末端132，以便于假體100的插入。翼片128還可具有前傾角，以允許椎骨終板自切割和促進(jìn)定位。向前設(shè)置翼片128(在本實(shí)施方式中朝前方)可使安裝假體100所需的力最小，形成距后方更大安全邊緣，椎骨終板的機(jī)械加工最少，并提供定位的視覺提示。翼片128可為楔形或從遠(yuǎn)端邊向外表面108逐漸變細(xì)，以便加強(qiáng)假體100的定位支點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中，例如預(yù)計(jì)需要修整的實(shí)施方式中，可拋光翼片128或制成能夠抵抗骨向內(nèi)生長。在一些實(shí)施方式中，翼片128可具有孔(未示出)或其它表面涂層以允許骨向內(nèi)生長。翼片130的結(jié)構(gòu)類似或相同，因而不再詳細(xì)描述。
現(xiàn)在參考圖12C，椎間盤假體140可用作圖2的假體18。假體140可形成受約束的關(guān)節(jié)，例如題為“Constrained Artificial Spinal Disc”和“ConstrainedArtificial Implant for Orthopaedic Applications”的美國專利申請[代理人參考編號PC 1005.00和PC 1006.00]中所述，該申請參考包括在此。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，椎問盤假體140包括終板組合件142、144和在它們之間延伸的中間體146。終板142、144可分別包括內(nèi)表面148、150。終板組合件142、144被構(gòu)造成與圖11、12a、12b的終板組合件102、104相同或類似(除了如下所述的一些例外)，因此將不再詳細(xì)描述。
中間體146具有凸形頭部表面152和凸形尾部表面154，凸形頭部表面152的形狀可關(guān)節(jié)聯(lián)接內(nèi)表面148和凹陷部分，凸形尾部表面154的形狀可關(guān)節(jié)聯(lián)接內(nèi)表面150的凹陷部分。在該實(shí)施方式中，表面152的凸度比表面154淺，在假體140受到負(fù)荷時(shí)有利于假體140沿頭-尾軸線50自調(diào)整的趨勢。在該實(shí)施方式中，由止動(dòng)機(jī)構(gòu)156限制中間體146和終板組合件144之間的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。中間體146可由上文中間體26中所述的任何材料構(gòu)成。
現(xiàn)在參考圖12D，椎間盤假體160可用作圖2的假體18。該假體160也可形成受約束的關(guān)節(jié)，例如題為“Constrained Artificial Spinal Disc”和“ConstrainedArtificial Implant for Orthopaedic Applications”的美國專利申請[代理人參考編號PC 1005.00和PC 1006.00]中所述。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，椎間盤假體160包括終板組合件162、164和它們之間延伸的中間體166。終板162、164可分別包括內(nèi)表面168、170。終板組合件162、164可被構(gòu)造成與圖11、12a、12b的終板組合件102、104相同或類似(除了如下所述的一些例外)，因此將不再詳細(xì)描述。
中間體166可具有凸形頭部表面172和凹形尾部表面174，凸形頭部表面172的形狀可關(guān)節(jié)聯(lián)接內(nèi)表面147的凹陷部分，凹形尾部表面174的形狀可關(guān)節(jié)聯(lián)接內(nèi)表面170的凸出部分。在該實(shí)施方式中，表面172的曲率比表面174要淺，在假體160受到負(fù)荷時(shí)有利于假體160沿頭-尾軸線50自調(diào)整的趨勢。在該實(shí)施方式中，通過中間體166尾部表面174上的止動(dòng)伸出部分176與內(nèi)表面170凸出部分上的止動(dòng)凹陷178的匹配嚙合，限制中間體166和終板組合件164之間的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。中間體166可由上文中間體26中所述的任何材料構(gòu)成。
現(xiàn)在參考圖13-22，可采用一系列植入裝置在椎骨14、16間制備接受假體18的空間?？煞蛛x椎骨14、16間的間隙，將如圖13所示的深度測量器械210插入椎骨14、16之間，測量平均高度。深度測量器械210可包括在探頭214和手柄216之間延伸的軸212。探頭214可包括支點(diǎn)元件218。探頭214可插入到分離的椎骨14、16中間，支點(diǎn)元件218位于椎骨前表面上。支點(diǎn)元件218可樞轉(zhuǎn)，以進(jìn)行平均深度測量。
現(xiàn)在參考圖14，可用多個(gè)固定裝置222，例如可彎曲進(jìn)入和視線可及椎體間區(qū)域的柔性螺釘，將輾磨固定機(jī)構(gòu)220附連于椎體14、16。手柄224可從輾磨固定機(jī)構(gòu)220延伸，可包括鎖定元件226以將手柄224鎖定在剛性參比點(diǎn)。不使用時(shí)，通過激活快速連接裝置228可使手柄224從輾磨固定機(jī)構(gòu)220脫離?，F(xiàn)在參考圖15-16，輾磨裝置230可包括手柄232和一個(gè)或多個(gè)輾磨元件234，輾磨元件234可以是旋轉(zhuǎn)切割工具如軸線齒廓毛刺磨具。毛刺磨具可以是任何形狀，包括球根狀或錐形。如圖16所示，可使用輾磨固定機(jī)構(gòu)220和手柄224將輾磨元件234定位在椎骨24、26間分離的間隙中并對齊。
如圖17-18所示，輾磨元件234可旋轉(zhuǎn)，同時(shí)以線性運(yùn)動(dòng)240或弓形或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)242的方式沿橫向48移動(dòng)，以在椎骨14、16中產(chǎn)生精確輾磨輪廓244。輪廓244可對應(yīng)于假體18的形狀，包括假體18外表面和伸出部分的形狀。
現(xiàn)在參考圖19-20，可通過任何與輾磨固定機(jī)構(gòu)220(圖14)相連的機(jī)構(gòu)來控制運(yùn)動(dòng)240或242。如圖19所示，運(yùn)動(dòng)控制裝置250可包括連接于輾磨裝置230的齒條252和可與齒條252嚙合的小齒輪254。當(dāng)小齒輪254在適當(dāng)位置中旋轉(zhuǎn)，齒條252可沿橫向48平移。如圖20所示，運(yùn)動(dòng)控制裝置260可以是樞轉(zhuǎn)軛系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括剛性連接于一個(gè)或多個(gè)軛裝置264的桿262。軛裝置264與輾磨裝置230可運(yùn)動(dòng)地嚙合。隨著桿252在適當(dāng)位置中的樞轉(zhuǎn)，輾磨裝置230可沿橫向228平移?？商峁┮粋€(gè)或多個(gè)開槽板266以引導(dǎo)輾磨裝置230的運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)在參考圖21，也可通過棘輪組合件270來控制椎骨14、16的輾磨，棘輪組合件270可包括用于容納棘輪機(jī)構(gòu)274的棘輪外殼272。棘輪機(jī)構(gòu)274可包括多個(gè)棘輪位置276和附連裝置278如銷，用于使輾磨裝置230與棘輪機(jī)構(gòu)274相嚙合。多個(gè)棘輪位置276使得可調(diào)節(jié)輾磨裝置230以適應(yīng)不同的輾磨深度。
現(xiàn)在參考圖22，設(shè)定插入叉290可與假體18嚙合，將假體傳遞通過輾磨固定機(jī)構(gòu)220，以使假體定位在椎體14、16的終板之間。為了定位假體18，假體18的外表面和伸出部分可與椎體14、16的精確輾磨輪廓244相嚙合。輾磨輪廓244與假體18的精確匹配可提供給植入的假體以前-后和橫向穩(wěn)定性。
植入的假體18可沿前-后軸線49平移。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，平移可達(dá)到約3毫米。植入的假體18也可響應(yīng)屈-伸運(yùn)動(dòng)和側(cè)向彎曲而偏斜。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，允許屈-伸運(yùn)動(dòng)約24度。可輾磨輪廓244以使植入的假體18可定位在屈或伸位置中，以允許最大范圍的脊柱運(yùn)動(dòng)。例如，可輾磨椎骨14、16的終板，從而在約伸4度設(shè)置假體，偏置假體18以實(shí)現(xiàn)屈運(yùn)動(dòng)。
上文所述實(shí)施方式可用作許多關(guān)節(jié)的假體植入物，包括髖、膝、肩等。以下說明著眼于植入物是脊柱盤假體的實(shí)施方式，但也可應(yīng)用類似的原理以使植入物適合其它關(guān)節(jié)應(yīng)用。從下文制備用于其它關(guān)節(jié)的植入物的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易明白，內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)可能需要改進(jìn)。但是，以下概念適用于任何關(guān)節(jié)植入即使用具有適合與相對的終板組合件的內(nèi)表面相互作用的幾何特征的核心主體以提供對應(yīng)表面相對不受約束的運(yùn)動(dòng)直到到達(dá)允許運(yùn)動(dòng)范圍，和將這些表面包封在由相對終板組合件和柔性鞘形成的流體填充包膜中。
雖然上文僅詳細(xì)描述了本發(fā)明一些示例性的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易明白，在示例性實(shí)施方式中許多改進(jìn)是可能的，而不實(shí)質(zhì)背離本發(fā)明的新穎公開和優(yōu)點(diǎn)。因此，所有這些改進(jìn)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)，如所附權(quán)利要求書所限定。在權(quán)利要求書中，方法加功能的語句將覆蓋進(jìn)行所述功能時(shí)的本文所述結(jié)構(gòu)，不僅是結(jié)構(gòu)等價(jià)形式而且是等價(jià)結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種插入到兩個(gè)椎骨終板之間的椎體植入物，所述植入物包括第一終板組合件，它包括從第一外表面延伸的用于嚙合第一椎骨終板的第一限制機(jī)構(gòu)；第二終板組合件，它包括從第二外表面延伸的用于嚙合第二椎骨終板的第二限制機(jī)構(gòu)；和可關(guān)節(jié)聯(lián)接在第一和第二終板組合件之間的中間體，其中，所述第一限制機(jī)構(gòu)具有能夠匹配第一椎骨終板中的輪廓的形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的椎體植入物，其特征在于，所述第二限制機(jī)構(gòu)具有能夠匹配第一椎骨終板中的精密切割輪廓的形狀。
3.如權(quán)利要求1所述的椎體植入物，其特征在于，所述輪廓是在第一椎骨終板中的精密切割輪廓，所述精密切割輪廓由旋轉(zhuǎn)毛刺磨具形成。
4.如權(quán)利要求1所述的椎體植入物，其特征在于，所述第一限制機(jī)構(gòu)的形狀大致為D形。
5.如權(quán)利要求1所述的椎體植入物，其特征在于，所述第一限制機(jī)構(gòu)包括面向前方且基本垂直于第一外表面的第一限制表面，還包括在第一限制表面和第一外表面間延伸的第二曲面限制表面。
6.如權(quán)利要求5所述的椎體植入物，其特征在于，所述第一限制表面為平面。
7.如權(quán)利要求1所述的椎體植入物，其特征在于，所述第一限制機(jī)構(gòu)包括面向后方且基本垂直于第一外表面的第一限制表面，還包括在第一限制表面和第一外表面間延伸的第二曲面限制表面
8.如權(quán)利要求1所述的椎體植入物，其特征在于，所述第一終板組合件包括從第一外表面延伸的用于嚙合第一椎骨終板的第三限制機(jī)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1所述的椎體植入物，其特征在于，所述第一限制機(jī)構(gòu)具有橫向尺寸和前-后尺寸，其中，所述橫向尺寸比所述前-后尺寸要小。
10.如權(quán)利要求1所述的椎體植入物，其特征在于，所述第一限制機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)孔。
11.如權(quán)利要求1所述的椎體植入物，其特征在于，所述精密切割輪廓將植入物定位在伸位置中。
12.如權(quán)利要求10所述的椎體植入物，其特征在于，所述伸位置為約4度的伸位置。
13.一種用于插入到兩個(gè)椎骨終板之間的椎體植入物，所述植入物包括朝第一后緣逐漸變細(xì)的第一終板組合件，所述第一終板組合件包括從第一外表面延伸的用于嚙合第一椎骨終板的第一翼片；朝第二后緣逐漸變細(xì)的第二終板組合件，所述第二終板組合件包括從第二外表面延伸的用于嚙合第二椎骨終板的第二翼片；和可關(guān)節(jié)聯(lián)接在所述第一和第二終板組合件之間的中間體，其中，所述第一翼片具有橫向尺寸和前-后尺寸，并且，所述橫向尺寸比所述前-后尺寸要小。
14.如權(quán)利要求13所述的椎體植入物，其特征在于，所述第一翼片是包括錐形邊緣的自切割龍骨。
15.如權(quán)利要求13所述的椎體植入物，其特征在于，所述第一翼片與所述第一后緣間的后方距離比所述第一翼片與所述第一終板組合件的前緣間的前方距離要大。
16.如權(quán)利要求13所述的椎體植入物，其特征在于，所述第一翼片由拋光金屬形成。
17.如權(quán)利要求13所述的椎體植入物，其特征在于，所述第一終板組合件還包括用于匹配修整工具的嚙合元件。
18.如權(quán)利要求13所述的椎體植入物，其特征在于，所述第一翼片具有近端部分和遠(yuǎn)端部分，并且，所述遠(yuǎn)端部分比所述近端部分要寬。
19.如權(quán)利要求13所述的椎體植入物，其特征在于，所述中間體包括與第一終板組合件上的中央錨定支柱嚙合的中央錨定凹槽，以限制中間體和第一終板組合件間的運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
一種插入到兩個(gè)椎骨終板之間的椎體植入物(20)，該植入物包括第一終板組合件(22)，它具有從第一外表面(28)延伸的用于嚙合第一椎骨終板的第一限制機(jī)構(gòu)。植入物還包括第二終板組合件(24)和中間體，第二終板組合件(24)具有從第二外表面(30)延伸的用于嚙合第二椎骨終板的第二限制機(jī)構(gòu)(46)，中間體關(guān)節(jié)聯(lián)接在第一和第二終板組合件之間。第一限制機(jī)構(gòu)具有匹配第一椎骨終板中的輪廓的形狀。
文檔編號A61B17/16GK101052361SQ200580031997
公開日2007年10月10日 申請日期2005年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月19日
發(fā)明者R·N·奧拉德, R·J·布羅曼, D·M·洛斯勒, G·C·馬利克, A·J·費(fèi)納佐, L·G·艾爾瑟曼, K·T·福雷, K·米瑟, T·J·弗朗西斯, D·J·亞格爾, A·昆茨勒, L·小托柯希, E·D·馬歇爾 申請人:華沙整形外科股份有限公司