專利名稱：椎間盤假體的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種不論是脊椎的哪個部分都能夠完全或部分代替使兩個脊柱椎骨 相連的天然椎間盤的椎間盤假體。
背景技術(shù)：
每個脊柱的椎間盤包括稱為髓核的中央元件，髓核被稱為環(huán)帶的纖維卷包圍。椎 間盤互連兩個椎體并控制脊柱屈曲、傾斜和旋轉(zhuǎn)等運動。隨著時間流逝，由于勞作，或是某 些可能導致盤塌陷和/或功能變差的變性疾病 ，可能導致椎間盤受損。這又可導致各種類 型的病變，引起強度或高或低的多重疼痛以及嚴重程度不一的殘障。這種類型的疾病可通過切除病變的盤并代之以可動或可變形的元件或者是使兩 個所關(guān)注的椎骨之間剛性互連的元件來進行治療。已經(jīng)提出一些類型的假體用于代替椎間盤，但它們僅取得部分成功。它們保留了 椎間盤的運動性并使椎骨間距離恢復至接近健康盤所確保的數(shù)值。然而，在所述運動性方 面，它們強加了與兩個椎骨間的天然相對運動性不相容、或者僅僅部分相容的特殊動力學。 在大多數(shù)情況下，假體施加其所特有的動力學，旋轉(zhuǎn)中心及各種面對面指向不可避免地干 擾了兩個椎骨間其余的天然關(guān)節(jié)元件，尤其是后關(guān)節(jié)面。因此，在植入假體時應非常當心， 因為其定位過程中的任何不正確都可能增加假體動力學和天然動力學之間的沖突嚴重性。 這種非生理學運動性可能導致不良臨床結(jié)局。恐怕甚至會存在組件遷移或假體關(guān)節(jié)脫位的 風險。此外，大多數(shù)已知的假體不適合恢復正常頸椎或腰椎的曲率?；謴妥甸g盤距離并 未考慮一個椎骨相對于堆疊中另一個椎骨產(chǎn)生這種曲率所需的傾斜度，而這種曲率的存在 對于整個脊椎，尤其是相鄰級的正常生物力學是有用的。而且，已知的假體不適于吸收碰撞。這種不適應，結(jié)合天然動力學與關(guān)節(jié)動力學之 間的沖突，可能導致天然元件以及假體元件過早磨損，從而導致患者臨床狀況發(fā)生惡化的 風險。一種已知的椎間盤假體具體參見W02007/057555，其包括剛性頂板；剛性底板；和位于兩塊板內(nèi)表面之間的彈性可壓縮中間緩沖墊，所述組件具有以下特征沿厚 度方向可細分成兩個單元，一個單元與另一個單元通過互補的接觸面相疊置。該結(jié)構(gòu)是這 樣一種零件的形式，其在其所連接到一起的兩個椎骨之間并不施加任何約束性連接(對于 對應于天然相對運動的幅度自然也是如此)。因此，這種相對運動的天然導向仍然占優(yōu)勢 (尤其是后關(guān)節(jié)面)，其整體性被保留。此外，通過適當選擇接觸面的形狀和狀態(tài)，可控制所 述面上存在的應力和變形的性質(zhì)和集中程度。發(fā)明目的本發(fā)明尋求彌補常規(guī)假體缺陷的補救措施，構(gòu)建與上述文件中所述假體互補的假體同時保留其結(jié)構(gòu)簡單性和植入方便性。發(fā)明概述為此，本發(fā)明提供了一種椎間盤假體，其包括剛性頂板；剛性底板；和
位于這些板的兩內(nèi)表面之間的彈性可變形中間緩沖墊，該緩沖墊在閑置時為楔 形，該楔形具有至少一個朝楔形較大端開口的前側(cè)缺口和一個朝楔形較窄端開口的后側(cè)缺 口，這些缺口的底部相互間隔開并且位于所述假體的較窄半部中，各缺口從其底部由相互 面對地延伸的表面來限定，這些表面的接觸面積根據(jù)施加在緩沖墊上的壓縮負荷的強度和 方向而變化。采用這種結(jié)構(gòu)，兩椎骨間的連接為以下兩種類型缺口間保持完整的緩沖墊部分較小，因而顯著限制了相對運動期間椎骨間傳遞的 應力，同時仍確保至少在緩沖墊壓縮過程中的粘著性；和緩沖墊的帶缺口部分可根據(jù)椎骨相互間的定位以及根據(jù)施加在緩沖墊上產(chǎn)生的 壓縮作用來提供各種大小的接觸面積。這些帶缺口的部分構(gòu)成使緩沖墊的變形行為根據(jù)所 涉及椎骨上的負荷和位置“可變化”的裝置。通過接觸而產(chǎn)生協(xié)配的這些缺口各面的形狀 和性質(zhì)成為緩沖墊制造(例如通過模塑)期間能夠采取行動從而調(diào)節(jié)緩沖墊行為以滿足患 者需要的因素。此外，該結(jié)構(gòu)的楔形形狀使得能夠恢復由于盤變性而導致顯著減退的脊柱曲率。例如，緩沖墊可基于高密度聚乙烯、高密度聚氨酯、硅酮、或者這些材料的復合物。根據(jù)一個實施方式的特征，各缺口由張開面限定，使得緩沖墊中涉及的接觸面積 取決于其變平的程度，因而取決于兩個所關(guān)注的椎骨之間的位置和負荷。在本發(fā)明一個具 體的實施方式，前側(cè)缺口在其開口(其邊緣)和其底部之間具有兩個面對的面，這些面對的 面限定相互交錯的凹凸部分。這些凹凸部分是相互穿插的齒或相互交叉的剛毛或刺針。這 就增加了協(xié)配表面積的大小，并且提高了其根據(jù)椎骨上的位置和負荷的狀況而變化的可變 性。這種特殊構(gòu)型也使得能夠作用在大于接觸面積的大小上，這是因為在假體使用過程中 凹凸部分或多或少地交錯的情況下，緩沖墊中所涉及部分具有一定厚度。所涉及的特性是 缺口的任一側(cè)的材料層的特性，這些特性可根據(jù)交錯程度而變化。在一優(yōu)選方式中，假體包括固定于板的緩沖墊包容(contention)膜。所述包容 膜用于避免假體被生物侵襲和移殖。雖然使用的所有材料都是生物相容的，膜也可用于將 緩沖墊與相鄰生物基質(zhì)完全隔開，形成屏障層從而對抗從緩沖墊遷移進入生物體的任何顆 粒。膜可以是固定于板的環(huán)(使緩沖墊與板直接接觸)，或者膜可以是包裹緩沖墊的 密封密閉袋，例如通過粘合劑粘結(jié)于板，或者事實上膜可以夾在各板和鉚接于其的較小的 板之間，所述較小板的另一面與緩沖墊相接觸。通過閱讀以下內(nèi)容將明白其他結(jié)構(gòu)設置。特別提及的是，假體兩塊板之間存在系 帶，能使假體保持在壓縮狀態(tài)，因而更便于植入。該假體的優(yōu)點之一在于，無需很高的精度 即可容易植入，因為它不要求其自由度與兩椎骨間存在的天然自由度相匹配。


通過以下對一些實施方式的描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將顯而易見。參考附圖，其中圖1是設置在兩個頸部椎骨之間的本發(fā)明假體的示意性剖視圖。圖2是假體類似的分解示意圖。
圖3是圖2所示假體閉合并通過可斷裂系帶保持受壓縮的視圖。圖4-6是本發(fā)明假體中使用的三個不同實施方式的可變形緩沖墊的前_后剖視 圖。圖7是沿圖4中VII-VII得到的剖視圖。圖8是腰椎間半假體的外部視圖。圖9顯示了在兩個腰部椎體之間的植入物。
具體實施例方式圖1顯示了兩個連續(xù)的頸部椎骨1和2以及后關(guān)節(jié)面3，兩個椎骨各自具有椎體Ia 和2a。椎體之間示意性地顯示了假體4，假體4包括兩個終板5和6以及彈性可變形、尤其 是可受壓縮變形的緩沖墊形式的中間體7，所述中間體呈楔形，頂端或邊緣(較窄末端)向 后，圖的右手側(cè)顯示了脊柱前區(qū)。假體終板5和6通過在切除受損天然盤之后經(jīng)預先制備好的椎體Ia和2a上的表 面與所述椎體相接觸。這些板的外表面可包括錨定機構(gòu)，例如凹凸部分，以改善與骨的固定 作用；固定也可涉及螺釘或任何等價元件。脊椎曲率通過由假體施加在這兩個椎骨之間的 相對取向上的角度A表示。在圖2中可見，板5和6各自具有內(nèi)表面5a、6a，這里顯示為平面，但也可以是大 致球形圓柱凹面形狀?？蓧嚎s的緩沖墊7固定于板。壓縮膜8包裹緩沖墊并將緩沖墊與患 者身體的其余部分生物學隔開。膜可通過任何合適的方式固定于假體的其余部分。例如， “圓柱形”膜可固定于各個板的邊緣(具體是通過卷邊)；膜也可以是邊緣夾在各個板的內(nèi) 表面與例如通過鉚接裝配于各個板的小板之間；膜可以是完全封閉的袋的形式而板粘結(jié)在 其上。圖3顯示了準備好插入兩個椎骨之間的假體，該狀態(tài)對應于可壓縮緩沖墊7被位 于假體4前側(cè)面的系帶10保持壓縮，所述系帶在假體已在兩個椎體Ia和2a之間放置到位 之后斷裂。該系帶也可以設置成圍繞整個假體，由外科醫(yī)生從后方切割之后(如果需要的 話)使其斷裂并去除。圖中可觀察到，板5和6的尺寸使得在假體的后部，它們從緩沖墊縮進而緩沖墊在 楔形邊緣之外部分9上延伸超出板。圖4是本發(fā)明緩沖墊7第一個實施方式20的剖視圖。未顯示板。類似于緩沖墊7， 該緩沖墊為楔形，其前側(cè)面21比后側(cè)面22大。沿其厚度設置前側(cè)缺口 23和后側(cè)缺口 24， 前側(cè)缺口 23朝楔形較大端開口而后側(cè)缺口 24朝較窄端開口，缺口底部23a和24a相互間 隔距離D并且位于假體較窄半部25中，即其后側(cè)半部中。各缺口由面23b、23c和24b、24c 限定，當緩沖墊不處于應力下時，各面相互隔開，且朝其進入假體前側(cè)面或后側(cè)面的開口端 逐漸增大地張開。這種形狀構(gòu)建了增加或降低各缺口閉合程度的一種裝置，因此接觸面的大小根據(jù)在該位置緩沖墊的受壓縮程度而變化。這提供了確定在相鄰椎骨間的負荷或運動 作用下緩沖墊的行為(變平和/或變形)的裝置。圖5顯示了緩沖墊另一種實施方式30的相應視圖，圖中顯示了兩個前側(cè)缺口 31 和32而非一個。該圖中相同附圖標記表示的元件與圖4所示元件相同。在圖6中，緩沖墊40具有前側(cè)狹槽41，狹槽41沿其通往底部41a的整個路徑在其 邊緣41b和41c之間存在扭曲的輪廓。在這種構(gòu)型中，所述輪廓限定了一系列以位于缺口 41上方的緩沖墊部分為其根部的凹陷42和在緩沖墊底部形成的凹陷43，這些凹陷相互交 錯，間隙大小取決于緩沖墊的壓縮變形程度。這里還可見，這種狀態(tài)構(gòu)成了賦予緩沖墊用來 改變其變形行為的方式的關(guān)系的裝置。最后，圖7顯示了圖4所示緩沖墊前側(cè)缺口形狀的剖視圖 。由圖可見，在這種彎曲 輪廓平面中，缺口具有指向上方的凸起側(cè)以及張開的側(cè)唇23d、23e和23f、23g。圖8和9顯示了大部分類似形式的上述元件。這里，假體由兩個半假體50和51 構(gòu)成，用于通過后側(cè)進入，即箭頭P所示方向插入兩個腰部椎體52和53之間。根據(jù)本發(fā)明，這些半假體各自包括具有缺口 61和62的緩沖墊60、交錯的凹陷63、 缺口 61和62底部之間限定的連接區(qū)64、以及板64和65，這些板的外表面帶有紋理結(jié)構(gòu) 64a，從而有利于植入物錨定到椎體中。本發(fā)明并不限于上述以舉例方式給出的描述。因此，在未顯示的變體中，凹陷是彎 曲，例如作為以植入物后側(cè)為中心的圓弧形。此外，凹陷可以被力度或高或低的類似地相互 交錯的剛毛(bristle)或刺針(spike)所代替，從而抗壓彎性例如根據(jù)交錯程度而不同。
權(quán)利要求
一種椎間盤假體(4)，所述假體包括剛性頂板(5)；剛性底板(6)；和位于所述板(5、6)的兩內(nèi)表面之間的彈性可變形中間緩沖墊(7)，所述假體的特征在于，所述緩沖墊(20)在閑置時為楔形，所述楔形具有至少一個朝所述楔形的較大端開口的前側(cè)缺口(23)和一個朝所述楔形的較窄端開口的后側(cè)缺口(24)，所述缺口的各面通過在一定大小的面積上接觸而協(xié)配，所述面積的大小根據(jù)假體所經(jīng)受的負荷強度和/或方向而變化，所述缺口的底部(23a、24a)相互間隔開(D)并且位于所述假體的較窄半部(25)中。
2.如權(quán)利要求1所述的假體，其特征在于，每個缺口(23、24)具有張開面(23b、23c、 24b,24c)。
3.如前述權(quán)利要求中任一項所述的假體，其特征在于，所述前側(cè)缺口(41)在其邊緣 (41b,41c)及其底部(41a)之間具有兩個面對的面，所述面限定相互交錯的凹凸部分(42、 43)。
4.如權(quán)利要求3所述的假體，其特征在于，所述凹凸部分是相互穿插的齒。
5.如權(quán)利要求3所述的假體，其特征在于，所述凹凸部分是相互交錯的剛毛或刺針。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的假體，其特征在于，所述假體包括用于所述緩沖墊 (7)的壓縮膜(8)，所述膜連接于所述板(5、6)。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的假體，其特征在于，所述假體包括用于使所述緩沖 墊保持在壓縮狀態(tài)的系帶(10)，所述系帶適于在所述假體放置到位后被切斷。
8.如權(quán)利要求1所述的假體，其特征在于，所述假體具有兩個基本平行的前側(cè)缺口 (31,32)。
9.如前述權(quán)利要求中任一項所述的假體，其特征在于，在前視圖中，至少一個前側(cè)缺口 (23)具有其凸起側(cè)指向上方的大體曲率，并具有張開的側(cè)唇(23d、23e、23f、23g)。
10.如前述權(quán)利要求中任一項所述的假體，其特征在于，在腰椎應用中，所述假體包括 兩個相同的半假體，所述兩個半假體能相互平行地插入兩個相鄰椎體之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種椎間盤假體，所述假體包括剛性頂板；剛性底板；和位于這些板的兩內(nèi)表面之間的彈性可變形中間緩沖墊，其特征在于，所述緩沖墊(20)在閑置時為楔形，該楔形具有至少一個朝楔形較大端開口的前側(cè)缺口(23)和一個朝楔形較窄端開口的后側(cè)缺口(24)，這些缺口的各面通過在一定大小的面積上接觸而協(xié)配，該面積的大小根據(jù)假體所經(jīng)受的負荷強度和/或方向而變化，這些缺口的底部(23a、24a)相互間隔開(D)并且位于假體的較窄半部(25)中。
文檔編號A61F2/44GK101815486SQ200880110425
公開日2010年8月25日 申請日期2008年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月5日
發(fā)明者樊尚·玻緹拉忒, 理查德·阿薩克 申請人:樊尚·玻緹拉忒;理查德·阿薩克