專利名稱：聯(lián)結(jié)的椎間盤假體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脊柱植入物領(lǐng)域，特別地是，容許有不同程度聯(lián)結(jié)的椎間盤假體。
背景技術(shù)：
脊柱是包含多種解剖學(xué)組件的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體，其具有極強(qiáng)的柔韌性，構(gòu)成軀體結(jié)構(gòu)并提供穩(wěn)定性。脊柱由椎骨組成，每一個(gè)椎骨都具有大體上呈圓柱形的腹體。相鄰椎骨的上下表面被由纖維軟骨材料組成的椎間盤(或椎盤)分隔且相互連接在一起。同時(shí)椎骨還靠可協(xié)同運(yùn)動(dòng)的排列復(fù)雜的韌帶彼此連接，以限制過度運(yùn)動(dòng)并提供穩(wěn)定性。椎盤的主要作用是承載(包括負(fù)載分布和減震)和運(yùn)動(dòng)。通過它們的負(fù)重功能， 椎盤能夠把負(fù)重從一個(gè)椎骨傳遞到緊鄰的椎骨上，同時(shí)在相鄰椎骨間提供緩沖區(qū)。椎盤還容許在相鄰椎骨間發(fā)生有限范圍內(nèi)的位移，從而保持脊柱的結(jié)構(gòu)和硬度。這種位移包括正負(fù)雙方向的平移和旋轉(zhuǎn)以及它們眾多的組合。因此，椎間盤使相鄰椎骨間能夠發(fā)生各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)或接合。由于諸如年齡、受傷、疾病等很多因素，椎間盤往往會(huì)失去它們的形穩(wěn)定性并發(fā)生塌陷、萎縮、被移位，或者其它損傷。通常患病的或受損的椎盤可以被假體所替代，而且本領(lǐng)域已經(jīng)存在各種各樣的這種假體或植入物。一個(gè)已知的方法是用填充塊取代受損的椎盤填充進(jìn)椎盤原先占據(jù)的空間。然而，這種填充物也會(huì)與相鄰椎骨融合在一起，從而妨礙了椎骨間的任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)。近來，能夠容許相鄰椎骨運(yùn)動(dòng)的椎盤置換植入物已經(jīng)被提出。以下是一些植入物的現(xiàn)有技術(shù)中美國(guó)專利的示例美國(guó)專利US5，562，738(Boyd et al.);美國(guó)專利US 6，179，874 (Cauthen)；和美國(guó)專利 US 6，572，653 (Simonson)。除了以上所述的人工椎盤，本發(fā)明人還提出了多種改進(jìn)的椎盤假體，其可提供多種椎間運(yùn)動(dòng)以及模擬在正常脊柱結(jié)構(gòu)中可見的對(duì)正常運(yùn)動(dòng)限制的裝置。以下是本發(fā)明人的現(xiàn)有的椎盤假體的實(shí)施例美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?1/978，804 ；11/978, 872 ；和60/934，277。這些在先申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用方式結(jié)合于此。正在發(fā)展中的人工椎間盤，期望可以容許椎盤具有更廣泛的連接，同時(shí)防止椎盤組件的分離或在任何給定的方向上的過度運(yùn)動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于取代椎間盤的植入物。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種人工椎間盤，可容許相鄰椎骨在多個(gè)平面運(yùn)動(dòng)。 這些運(yùn)動(dòng)可能被限制在一個(gè)預(yù)定的范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)相鄰椎骨的移動(dòng)不會(huì)導(dǎo)致鄰近脊椎結(jié)構(gòu)部件的退化。在另一個(gè)方面，上述所述的有關(guān)各軸向的運(yùn)動(dòng)能更緊密地耦合到模擬自然的運(yùn)動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種人工椎間盤，其中包括預(yù)防形成椎盤的兩個(gè)主要部件分離的裝置。因此，在一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種在相鄰的上下脊椎椎骨之間人工椎間盤的植入物，椎盤包含
-上殼，下殼，以及一個(gè)用于將所述上殼和下殼偏壓分離的裝置； -上下殼相對(duì)于彼此，在兩個(gè)或更多的聯(lián)結(jié)面上是可移動(dòng)的； -下殼具有上表面，所述上表面包括位于后部的凸部；
-上殼具有與所述的下殼的所述的上表面相對(duì)的下表面，并包含與所述凸部相對(duì)的位于后部的凹部；
-所述凸部和凹部協(xié)同聯(lián)結(jié)作用形成球窩關(guān)節(jié)；
-所述的凸部或凹部中至少一個(gè)具有至少一個(gè)陽(yáng)性部，而所述的凸部或凹部另一個(gè)具有對(duì)應(yīng)數(shù)量的協(xié)同作用的陰性部，其適于容納和主動(dòng)嚙合所述的至少一個(gè)陽(yáng)性部。


通過下面附圖中引用的詳述能夠更加明顯地體現(xiàn)本發(fā)明的特點(diǎn)圖1是椎骨運(yùn)動(dòng)范圍的示意圖。圖2是一個(gè)基于本發(fā)明實(shí)施例的人工椎間盤的側(cè)視圖。圖3是圖2的椎盤的頂視圖。圖4是圖2的椎盤沿圖5所示矢狀面IV-IV的側(cè)向剖視圖。圖5是圖2的椎盤沿圖6所示的軸面V-V的下殼的頂視剖視圖。圖6是圖2的椎盤沿圖5所示的冠狀面VI-VI的前視剖視圖。圖7和圖8是圖2的植入脊柱的椎盤的剖視圖，分別顯示了椎盤在伸展和屈曲的位置。圖9是基于本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中的椎盤沿圖10所示的矢狀面IX-IX的側(cè)向剖視圖。圖10是圖9的椎盤下殼沿圖11所示的軸面X-X的頂視剖視圖。圖11是圖2的椎盤沿圖10所示的冠狀面XI-XI的前視剖視圖。圖12是基于本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例中的椎盤的側(cè)向透視圖。圖13是圖12的椎盤的上下殼彼此分離時(shí)的側(cè)向透視圖。圖14是圖12的下殼的頂視透視圖。圖15是圖12的椎盤在屈曲狀態(tài)時(shí)的側(cè)向透視圖。圖16是圖15的椎盤的側(cè)向剖視圖。圖17是圖12的椎盤在伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)的側(cè)向透視圖。圖18是圖17的椎盤的側(cè)向剖視圖。
圖19是圖12的椎盤在側(cè)向伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)的后視剖視圖。圖20和21是本發(fā)明的核體的側(cè)視圖。圖22是基于本發(fā)明再一實(shí)施例中的椎盤的側(cè)向剖視圖。圖23是圖22的椎盤的尾部剖視圖。圖M是圖22的椎盤的上殼的頂部透視圖。圖25-27及31是圖22的椎盤的進(jìn)一步的變形體的側(cè)向剖視圖。圖28和四是圖22的椎盤的進(jìn)一步的變形體的尾部剖視圖。圖30是圖22的椎盤的進(jìn)一步的變形體的側(cè)向剖視圖。
具體實(shí)施例在下面的說明中，將會(huì)使用術(shù)語(yǔ)“上方”、“下方”、“前側(cè)”、“后側(cè)”以及“側(cè)向”。這些術(shù)語(yǔ)是為了描述本發(fā)明的植入物在置于脊柱時(shí)的定位。因此，“上方”是指頂側(cè)的部分， 而“后側(cè)”是指當(dāng)脊柱處于直立位置時(shí)，該植入物的部分(或其他脊柱組件)朝向患者的后背方向。類似地，術(shù)語(yǔ)“下方”用來指植入物的底部，而“前側(cè)”用來指當(dāng)脊柱處于直立位置時(shí)，該部分朝向患者的身體的前方方向。在附圖中所示的視圖中，術(shù)語(yǔ)“冠狀”應(yīng)被理解為表示在側(cè)向末端之間延伸的平面，從而將身體分為前部和后部。術(shù)語(yǔ)“矢狀”應(yīng)被理解為表示為前后延伸的平面，從而將身體分出側(cè)向的部分。術(shù)語(yǔ)“軸”應(yīng)被理解為表示將身體分為上部和下部的平面。這些位置和方向不是為了限制本發(fā)明的任何特定的方向，而只是用來方便下面的說明。本發(fā)明提供了用作受損的或功能不全的椎間盤替代物的人工椎盤或植入物。本發(fā)明的植入物被設(shè)計(jì)成可容許相鄰椎骨之間在可接受的限度內(nèi)的不同程度的運(yùn)動(dòng)。圖1通過闡明與椎骨運(yùn)動(dòng)相關(guān)的不同程度的可能性圖解了椎骨運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性。在正常生理的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，椎骨可在“中性區(qū)”和“彈性區(qū)”之間伸展。中性區(qū)是指支撐脊柱結(jié)構(gòu)的韌帶的全部運(yùn)動(dòng)范圍是相對(duì)無阻抗的區(qū)域，也就是說，韌帶只對(duì)運(yùn)動(dòng)起到相對(duì)小的阻力。彈性區(qū)出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)發(fā)生在或接近運(yùn)動(dòng)范圍的極限時(shí)。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，韌帶黏彈性對(duì)運(yùn)動(dòng)開始產(chǎn)生阻力，從而限制該運(yùn)動(dòng)。大部分“日常的”或通常的運(yùn)動(dòng)發(fā)生在中性區(qū)，只有偶爾在彈性區(qū)內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行。被控制在中性區(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)不會(huì)對(duì)軟組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生壓力，而進(jìn)入到彈性區(qū)的運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致不同程度的彈性反應(yīng)。因此，在人工植入物，尤其是脊柱領(lǐng)域，是提供假體，使椎骨及其相鄰椎骨的運(yùn)動(dòng)限制在中性區(qū)內(nèi)。這樣的限制最大限度地減少對(duì)鄰近骨及軟組織結(jié)構(gòu)的壓力。舉例來說，這種運(yùn)動(dòng)的限制將有助于減少或降低小關(guān)節(jié)的退行性變?？傮w而言，本發(fā)明提供了用于替代椎間盤的可植入的脊椎假體。本發(fā)明的植入物一般包含協(xié)同運(yùn)動(dòng)的下部和上部，或殼，其相對(duì)對(duì)方來說是可移動(dòng)的并且沿其至少一部分由有彈性的力吸收核體分離。本發(fā)明的椎盤各組件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)包括不同程度的自主性， 但一般僅限于在特定的范圍內(nèi)。也就是說，假體包含多個(gè)“軟”和“硬”的阻隔以限制椎骨及其相鄰椎骨的活動(dòng)。特別是，本發(fā)明的人工椎盤可以提供與在中性區(qū)和彈性區(qū)的正常運(yùn)動(dòng)相近的旋轉(zhuǎn)、前屈、后伸和側(cè)展運(yùn)動(dòng)(例如與正常或完整椎盤相關(guān)的運(yùn)動(dòng))。此外，本發(fā)明的裝置還可進(jìn)行這些運(yùn)動(dòng)或耦合的運(yùn)動(dòng)的組合運(yùn)動(dòng)。例如，本發(fā)明的椎盤可承受屈伸移位、 側(cè)向移位或屈曲旋轉(zhuǎn)。根據(jù)現(xiàn)有的已披露的內(nèi)容，其他各種運(yùn)動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員也是顯而易見的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖2和圖3顯示了人工椎間盤10。如圖所示，椎盤10 包括上殼12和下殼14，同時(shí)還包含前末端16和尾末端18。分別標(biāo)記是13和15的殼12和 14的外部的上表面和下表面，設(shè)有所需的表面結(jié)構(gòu)或形狀以便于在相鄰椎骨結(jié)構(gòu)的空間內(nèi)方便地植入。例如，在所示實(shí)施例中，上殼的上外表面13可被塑成凸形。此外，表面13和 15可設(shè)有任何已知的涂層或表面處理，以方便和/或引發(fā)骨增長(zhǎng)和/或以其它方式促進(jìn)黏附至鄰近骨結(jié)構(gòu)。這些涂層等等是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。此外，殼12和14的外表面可進(jìn)一步設(shè)有固定裝置以將椎盤10固定在鄰近的骨結(jié)構(gòu)上。這種結(jié)構(gòu)可能包括，例如，螺絲、 釘、孔或栓(未顯示)以促進(jìn)或加強(qiáng)本發(fā)明的在相鄰椎骨間的植入。此外，本發(fā)明的椎盤10可適用與人工椎骨協(xié)同使用。在這種情況下，本發(fā)明的椎盤10可提供例如脊和類似物(未顯示)的多種固定手段用于人工椎骨的固定。本申請(qǐng)人的PCT系列申請(qǐng)W02006/116850提供了這樣的一個(gè)人工椎骨的實(shí)施例，其全部?jī)?nèi)容以引用方式結(jié)合于此。在一般情況下，本發(fā)明的椎盤10可提供當(dāng)兩個(gè)結(jié)構(gòu)處于結(jié)合時(shí)，便于連接物連接至人工椎骨的相鄰表面的任何外部表面或表面。該連接物可容許在人工椎盤和人工椎骨間的某些程度的運(yùn)動(dòng)。因此，雖然在實(shí)施例中(如圖2和圖3所示)，外下表面15是彎曲的幾何形狀以適應(yīng)天然存在的椎骨，它可能同樣可以提供不同的結(jié)構(gòu)以適用于連接或與人工椎骨的表面協(xié)同作用。無論是人工椎盤還是人工椎骨，均可被設(shè)計(jì)用來容許兩者之間的這種協(xié)同布置。如圖3和圖5所示，從頂部(上方)或底部(下方)看，本發(fā)明的椎盤10優(yōu)選提供了大體上長(zhǎng)圓形、卵圓形或橢圓形的造型。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠明白椎盤的這種形狀是使得表面最大限度地與毗鄰椎骨接觸的首選。但是，其他的各種形狀、大小和比例也是可行的。同樣所示的，椎盤10可以優(yōu)選被提供為有著不同上方和下方的特定的外部形狀。例如， 在附圖中所示的外部的美學(xué)上的特征通過反映鄰近椎骨結(jié)構(gòu)的本來的形狀，可以便于已存在的骨結(jié)構(gòu)的植入。但是，要認(rèn)識(shí)到本發(fā)明不限于任何的形狀和大小。此外，還要認(rèn)識(shí)到， 附圖中所示的椎盤的外形，可能在人工椎骨的用途中并不需要或并不適用。圖4顯示了椎盤10的矢狀斷面。如圖所示，下殼和上殼12和14以協(xié)同作用的方式被安置以形成椎盤10。在殼12和14之間，有具有彈性的核體20。如圖4至圖6所示， 下殼14的內(nèi)(或上)表面包括從向上凸起的部分22，其靠近尾末端18。凸部22與上殼12 的內(nèi)(或下)表面的凹部或表面M彼此作用形成球窩聯(lián)結(jié)，就像下面進(jìn)一步討論的那樣。 正如應(yīng)被理解的是，這種聯(lián)結(jié)可容許殼12和14的聯(lián)合作用，從而容許不同方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如圖4和圖5所示，在一個(gè)實(shí)施例中，凸部或球22可位于下殼的尾末端18。球22的尾末端和前末端19和21，優(yōu)選是截頂?shù)幕蚍叫蔚摹＞拖癖绢I(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解的和接下來描述的那樣，凸部22和/或凹部M的形狀、位置和尺寸都可以根據(jù)需要的范圍或運(yùn)動(dòng)的程度、或旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行調(diào)整。下殼還包括向上延伸的外壁沈，從而在凸部或球22和外壁沈之間形成了井28， 核體20在其中。如圖5所示，實(shí)施例所示的井觀一般具有U形結(jié)構(gòu)，其U形臂向后延伸。 核體20優(yōu)選設(shè)有相似結(jié)構(gòu)，核體部符合井觀的形狀，并容納于其中。然而，就像公知的和如下所述的，井觀和/或核體20可以其他的形狀被提供來達(dá)到同樣的功能。如圖4和圖6，上殼12有向下延伸至包含上述的凹面M或窩槽的下表面的后部 30。如上所述，上殼的凹面或窩槽M適用或被設(shè)計(jì)成與下殼的球22的凸部互相作用，以形
6成兩者之間的聯(lián)結(jié)。上殼12同時(shí)還包括至少沿著前末端向下延伸的緣32。緣32的尺寸適于置于下殼的壁26的前側(cè)或前面。正如下文進(jìn)一步的討論，這一布置旨在提供一個(gè)用于屈伸運(yùn)動(dòng)的“硬阻隔”，即上殼移動(dòng)到了下殼的前面或后面。圖4所示的椎盤說明了上殼12 處于的緣32與下殼的壁沈接觸時(shí)的位置從而防止上殼12的進(jìn)一步的向后方的運(yùn)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解的是，緣32和殼壁沈不需要是一直延續(xù)的或延伸至各自殼的整個(gè)外周。如圖4和圖6所示，上殼包括一個(gè)包繞著后側(cè)的窩槽部分M的凹槽四。凹槽四通常具有與下部的井觀相同的形狀，借以凹槽和井觀結(jié)合形成核體的外框。如圖6所示，上殼12可優(yōu)選具有一對(duì)位于側(cè)末端由此向下伸出的扣環(huán)34，36?？郗h(huán)34和36各自地適于被容納于插槽38和40，插槽被置于下殼14的側(cè)末端。如本申請(qǐng)人的PCT系列申請(qǐng)公開號(hào)為W02006/116850的實(shí)施例的教導(dǎo)，這種扣環(huán)和插槽的安置，旨在為側(cè)彎運(yùn)動(dòng)以及軸向運(yùn)動(dòng)提供“硬阻隔”。更具體地說，在側(cè)向運(yùn)動(dòng)情況下，就像在圖6中所看到的，插槽38和40延伸至下殼14的深度比扣環(huán)34和36的長(zhǎng)度更深。因此，在上殼和下殼之間的側(cè)向的或側(cè)對(duì)側(cè)的運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致扣環(huán)的末端與各自相對(duì)的插槽接觸，從而防止在這個(gè)方向上的進(jìn)一步的運(yùn)動(dòng)。在軸向運(yùn)動(dòng)情況下，插槽38和40要比扣環(huán)34和36的大小更寬，從而容許上殼和下殼沿著球 22和窩槽M的兩者之間的聯(lián)結(jié)旋轉(zhuǎn)，直到扣環(huán)34和36的側(cè)邊與插槽38和40的側(cè)壁接觸。有關(guān)這些扣環(huán)和插槽的進(jìn)一步詳情記載于前述的本發(fā)明人的系列申請(qǐng)中。會(huì)被理解的是，椎盤的卵圓外形本身也可提供任何必要的“阻隔”，不需要扣環(huán)(34.36)和插槽。同時(shí)也應(yīng)被理解的是，椎盤10相對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不受限制，或者也可以被設(shè)計(jì)成阻止任何旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。椎盤的旋轉(zhuǎn)程度將取決于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種因素。如圖4和圖6所示，彈性核體20旨在提供上下殼12和14的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的限制。例如，如圖4所示，核體20彈性地偏壓殼12和14的前末端使其彼此分離，其中由于核體的彈性，作用于椎盤的前部的壓縮力導(dǎo)致殼的前部被緊密聯(lián)結(jié)在一起。舉例來說，這種殼的運(yùn)動(dòng)的會(huì)在屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生(即上殼12移動(dòng)到下殼14的前方)。圖6顯示了可選的結(jié)構(gòu)，其中在上殼12和下殼14上提供了外成角邊緣，主要是在各自的側(cè)末端。如圖所示，在相反的側(cè)末端上，上殼12包括向下的成角邊緣37a和37b，下殼14包括向上的成角邊緣39a和39b。邊緣37a和37b分別被安置在邊緣39a和39b的相反的位置上。如圖所示，邊緣37a，b和39a，b的排列在椎盤10被側(cè)向壓縮時(shí)(即沿冠狀面)會(huì)導(dǎo)致鉗狀效應(yīng)。這種布置旨在剪切當(dāng)植入或受到正?；顒?dòng)時(shí)可能在椎盤周圍形成的任何疤痕組織。圖7和圖8給出了本發(fā)明的屈伸運(yùn)動(dòng)。如圖所示，椎盤10說明了在切除受損或病變的椎間盤后創(chuàng)造出的空間其植入時(shí)的狀態(tài)。椎盤10的伸展時(shí)的位置如圖7所示，在屈曲時(shí)的位置如圖8所示?？梢钥吹剑趫D7的伸展位置時(shí)，上殼12和下殼14在之前圖4所示的位置，而核體20容納于井觀和凹槽四形成的框中。然而，由于上椎骨在屈曲運(yùn)動(dòng)中向前移動(dòng)，上殼12的窩槽30滑出下殼14的球22。如圖8所示，在這樣的屈曲運(yùn)動(dòng)中，窩槽部分30的前壁撞上了彈性核體20，而彈性核體20又撞上了下殼14的壁26。如圖所示，在前屈運(yùn)動(dòng)的過程中，由于上殼12的窩槽30滑出了下殼的球22，容納核體20的框的體積減小。如圖所示，在這種方式下，上殼的前末端垂直下降，從而壓縮空間四的體積。就像大家都理解的那樣，這樣的屈曲運(yùn)動(dòng)可以一直持續(xù)到核體不再能夠被壓縮，此時(shí)更進(jìn)一步地屈曲運(yùn)動(dòng)就會(huì)被阻止。在殼間的各自的運(yùn)動(dòng)中，核體的這樣的壓縮應(yīng)被認(rèn)為“軟”阻隔。在本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施例中，椎盤10也可以利用之前被稱作“硬阻隔”的扣環(huán)34，36和插槽38，40進(jìn)行屈曲運(yùn)動(dòng)。也就是說，為了限制前屈，扣環(huán)和插槽的大小只可容許某一定程度的運(yùn)動(dòng)，直到扣環(huán)34，36的前邊緣與插槽38，40的前壁相接觸，此時(shí)，進(jìn)一步的屈曲運(yùn)動(dòng)就會(huì)被阻止。在上面探討的屈曲運(yùn)動(dòng)，在核體20和凹槽四內(nèi)壁之間的接觸表面可能會(huì)受到摩擦力。因此，本發(fā)明提供凹槽四的內(nèi)壁可被任意已知方式地外處理以盡量減少這種摩擦力，從而最小化對(duì)核體20產(chǎn)生損害。圖8同時(shí)還解釋了球或凸部22的曲率。如圖所示，球22優(yōu)選包含具有始發(fā)于下椎骨的點(diǎn)P的半徑r的球面。如圖所示，決定了椎盤10的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)軸的P點(diǎn)位于下椎骨后部。這個(gè)位置是由向后定位點(diǎn)或球22和窩槽M組成的聯(lián)結(jié)所導(dǎo)致的。在某些情況下，人工椎盤的植入可能還需要調(diào)整相鄰的椎骨以緩解特定的病理。 舉例來說，脊椎骨可能需要調(diào)整以恢復(fù)前凸。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明將容許椎盤的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)軸可視需要被定位。例如，對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的重定位可以通過改變本發(fā)明的椎盤10的球22的幾何形狀和位置來實(shí)現(xiàn)。也就是說，改變球22的外形，瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)軸可向前或向后移動(dòng)。因此， 例如圖8所示，通過調(diào)整球22及其相關(guān)的窩槽M的位置，P點(diǎn)可向前或向后移動(dòng)。此外，也應(yīng)被理解的是，球22的曲率也可與位置一同調(diào)整或與位置單獨(dú)調(diào)整。因此P點(diǎn)的垂直位置也是多樣的。例如，上面討論過的減少半徑r，可被理解為瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)軸(即圖8中的P點(diǎn)) 將垂直升高，以更接近椎盤10的下殼14。在這樣的位置，可減少施加在相鄰椎骨間的小關(guān)節(jié)上的剪應(yīng)力。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，凸部22的曲率可以是各種非球面形狀。例如，通過更顯著地調(diào)整在前端的曲率，凸部22更適合于抑制屈曲運(yùn)動(dòng)。應(yīng)被理解的是，這種對(duì)凸部或球22 的調(diào)整，可以在仍然保持球和窩槽的排列的情況下，增加一次或多次的運(yùn)動(dòng)。如上所述，核體20提供了對(duì)屈曲運(yùn)動(dòng)的增加的阻力。由于這種阻力依賴于組成核體的材料的壓縮度，應(yīng)被理解的是，可通過選擇恰當(dāng)?shù)倪@種材料的特性使其適合于屈曲的程度。例如，用低壓縮性材料做成的核體或占據(jù)更大內(nèi)容空間的核體，其運(yùn)動(dòng)范圍就會(huì)減小。如上所述，核體20優(yōu)選具有大體上“U”形的結(jié)構(gòu)，使核體更容易與井觀的U形外形相一致。然而，就像會(huì)被理解的一樣，井觀和/或核體20也可以其他形狀來達(dá)到同樣效果。 例如，在一個(gè)實(shí)施例中，核體20單獨(dú)地被井包納而不包納在U形臂中。例如，核體可能會(huì)具有伸長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)(即圓形、卵圓形、橢圓形)。在這種情況下，可以被理解的是，井觀或外框 29可作為壁或其他此種阻礙物以阻止核體位移。在另一個(gè)實(shí)施例中，核體可具有大體上圓形的結(jié)構(gòu)，只位于椎盤的前部。在這種情況下，應(yīng)被理解的是由核體提供這個(gè)“軟”阻隔只在屈曲運(yùn)動(dòng)中才起作用。如上所述，核體一直被作為單一的個(gè)體。但是，在另一些實(shí)施例中，基于核體的彈性，其可被分成一塊或多塊，當(dāng)上殼被合并時(shí)呈現(xiàn)井的形狀(或井的特定的部分)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，核體被分成了三段，對(duì)應(yīng)于前部和兩個(gè)側(cè)部。在另一個(gè)實(shí)施例中，核體被分成兩部分，其中每個(gè)都位于椎盤的外殼的側(cè)面部分(例如U形井的兩臂)。 在這種情況下，應(yīng)被理解的是，核體僅會(huì)被作為“軟”阻隔在側(cè)彎運(yùn)動(dòng)中起作用。但是，如果兩個(gè)核體向椎盤的前部延長(zhǎng)，應(yīng)被理解的是，至少會(huì)對(duì)屈曲運(yùn)動(dòng)起到某種程度的軟阻隔。總的來說，本發(fā)明的核體優(yōu)選地提供了屈伸運(yùn)動(dòng)和側(cè)向壓縮運(yùn)動(dòng)的“軟”阻隔。因此，在此基礎(chǔ)上和本發(fā)明公開的內(nèi)容中，各種其他的核體和/或井的形狀和大小的變形對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是顯而易見的。盡管上述的討論主要集中在屈曲運(yùn)動(dòng)中，應(yīng)被理解的是，本發(fā)明的椎盤同時(shí)也可以容許其他的獨(dú)自地或耦合的運(yùn)動(dòng)。例如，如前所述，本發(fā)明容許椎盤10的相鄰椎骨的可控范圍內(nèi)的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。如圖6所示的實(shí)施例中，包括了 U形臂的具有大體上呈U形結(jié)構(gòu)的核體20位于由上殼12和下殼14形成的外框的側(cè)面。也就是說，大體上呈U形的核體的臂占據(jù)了井觀的側(cè)部。在這種排列下，應(yīng)被理解的是在側(cè)向(即一邊到另一邊)運(yùn)動(dòng)過程中， 椎盤的一個(gè)外側(cè)端將受到擠壓。圖19也對(duì)其進(jìn)行了說明。這一運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致核體的側(cè)部受壓，與受壓的一側(cè)向?qū)?yīng)。正如上面談?wù)摰挠嘘P(guān)的屈伸運(yùn)動(dòng)，核體的彈性有助于逐步限制側(cè)面壓縮量，直至核體壓縮的最大程度地發(fā)生。因此這里提供了用于側(cè)向運(yùn)動(dòng)的“軟”阻隔。 正如上文所述，通過選擇合適的核體的材料和/或在椎盤外殼內(nèi)的核體可容納的空間，這樣的運(yùn)動(dòng)是可以控制的。如上所述，雖然具有如前所述的U型結(jié)構(gòu)的核體是優(yōu)選的，本發(fā)明還提供了其他幾何形狀的核體的人工椎盤。在一個(gè)例子中，核體具有圓的、卵圓的或橢圓形結(jié)構(gòu)，能夠被理解的是，仍然會(huì)出現(xiàn)至少某些程度的側(cè)向壓縮，借以這樣的核體可以用“軟” 阻隔應(yīng)對(duì)側(cè)向運(yùn)動(dòng)。另外，核體可以被設(shè)計(jì)成提供只針對(duì)屈伸運(yùn)動(dòng)的“軟”阻隔。在本申請(qǐng)公開的基礎(chǔ)上，這樣的選擇對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。在另一方面，椎盤10的各種“硬阻隔”，如前所述，可根據(jù)病人的需要和根據(jù)有問題的椎骨的正常運(yùn)動(dòng)的需要，被剪裁成提供或多或少的運(yùn)動(dòng)范圍根據(jù)病人的需要和根據(jù)有問題的椎骨的正常運(yùn)動(dòng)的需要。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，如圖9-11所示，其中標(biāo)出的類似組件的參考編號(hào)與上述相同。類似的但是包括了變化體的組件，其引用編號(hào)相同但多了字母“a”使其明確區(qū)分。如圖9-11所示，椎盤IOa的大體結(jié)構(gòu)與之前所述相似。此外，上殼12包括上述提到的相同的結(jié)構(gòu)。但是，下殼14被修改成可提供不同的不斷變化的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)軸。具體而言， 如實(shí)施例所示，下殼Ha的固定的凸面或球部22被具有凸表面的可移動(dòng)的核心M所替代。 如圖9-11所示，下殼Ha具有凹槽50，在一個(gè)實(shí)施例中，該凹槽置于下殼14的末端18，并大體上在側(cè)末端的中間。然而，根據(jù)已公開的內(nèi)容，應(yīng)被理解的是，凹槽50可根據(jù)需要被置于任意位置。凹槽50包括大致平的基底52，且適于接收可移動(dòng)或浮游的核心M。核心M 具有一個(gè)大致平坦的下表面56，其可以滑出凹槽50的基底52。如圖9-11所示，核心M包含凸上表面58，與下殼12的凹槽或窩槽部30相適配。 因此，凸表面58可具有與之前所述的凸表面22相同的功能。在優(yōu)選的實(shí)施例中，核心M 的上凸表面或球58是一個(gè)球面，其上具有旋轉(zhuǎn)軸，就像之前所述的P點(diǎn)，當(dāng)植入時(shí)其靠近下方的鄰近椎骨。此外，如上述的實(shí)施例，核心的凸表面58可以設(shè)計(jì)成根據(jù)需要在任何位置放置瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)軸。然而，圖9-11的實(shí)施例進(jìn)一步通過包括一個(gè)或多個(gè)空間位置的凹槽50 且比核心M大的設(shè)計(jì)，使這樣的旋轉(zhuǎn)軸的位置更加多種多樣。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，凹槽 50在矢狀面上測(cè)量可以比核心大，從而使核心M可以前后滑動(dòng)，這里可被理解的是，將轉(zhuǎn)換在患者的正常運(yùn)動(dòng)中的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)軸。這種滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的程度可通過在核心M和凹槽50之間加入與需要相同或稍小的空隙而預(yù)先確定。如圖9-11所示的實(shí)施例中，橫穿冠狀面的凹槽50的大小與核心M非常接近，從而在仍然保持前后運(yùn)動(dòng)的同時(shí)防止任何側(cè)向的核心的移動(dòng)。盡管如此，在另一個(gè)實(shí)施例中，
9下殼1 的凹槽50的大小也可容許核心的這樣的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。因此，通過根據(jù)需要調(diào)整的凹槽50的大小，核心M可在矢狀面和/或冠狀面上具有活動(dòng)的自由度。本發(fā)明的椎盤可由多種材料制成，這些材料均是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。舉例來說，殼可由下述材料制成金屬(如不銹鋼、鈦、鈦合金、鈦鎳鈦合金，例如Nitinol ，鈷鉻合金等)、陶瓷、塑料和/或熱塑聚合物(如PEEK )或這些的任意組合。此外，應(yīng)被理解的是，下殼所述的“球”和/或上殼的“窩槽”可由與相應(yīng)的殼的相同或不同的材料制成。例如，“球”可能由鈦制成的而“窩槽”和兩個(gè)殼是由聚醚醚酮制成的。其他各種材料的組合對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是已知的。本發(fā)明的核體20—般已被描述成包含彈性材料。在一個(gè)實(shí)施例中，這種材料包括水凝膠這種本領(lǐng)域公知的材料。然而，替代材料也可以用于核體。舉例來說，核體可以包括機(jī)械彈簧(例如金屬制造的)、液壓活塞、水凝膠或硅酮囊、橡膠、聚合物或橡膠材料、或任何其他彈性材料或裝置。一個(gè)的用作核體的合適的聚合物的材料例子是carbothane (商品名)。通常來說，核體是用具有彈性可壓縮的材料制成，以用來如上所述的限制上殼12和下殼14，14a上面的之間的運(yùn)動(dòng)并提供使椎盤10，IOa返回中心位置的力。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例如圖12-21所示，其中各組件與之前所述的類似，用前綴 “1”加以區(qū)分。如圖所示，根據(jù)圖中實(shí)施例的椎盤110包括上殼112和下殼114。人工椎盤 110的外表面可具有任何可能需要的形狀或表面處理。舉例來說，如上所述，上殼112的上表面113可具有當(dāng)植入物植入時(shí)與椎盤110接觸的椎骨的外形相適合的外形。圖13顯示了在開啟狀態(tài)時(shí)的椎盤110，其中上殼112和下殼114是分開來的。在圖12和圖13中，椎盤的核體都沒有顯示?？蓮膱D12和13中看出，扣環(huán)134和136在上殼 112的側(cè)面上，其功能與之前所述的相類似。正如前面討論過的實(shí)施例一樣，椎盤110的下殼114具有一對(duì)插槽138和140，下殼114的每個(gè)側(cè)面上有一個(gè)插槽。如上所述，當(dāng)外殼112 和114結(jié)合形成椎盤110的時(shí)候，插槽138和140分別適于容納相應(yīng)的扣環(huán)134和136。在圖12和13的實(shí)施例中，可以看到插槽138和140的寬度顯然要比相應(yīng)的扣環(huán)134和136的寬度要大一些。如前所述，這樣的布置可以讓扣環(huán)Π4和136在相關(guān)的插槽138和140內(nèi)進(jìn)行某些程度的平移運(yùn)動(dòng)。這種在扣環(huán)和插槽之間的運(yùn)動(dòng)自由可以使上殼112和下殼114 相對(duì)彼此進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而容許當(dāng)椎盤110被植入的時(shí)候脊髓節(jié)段的某些程度的軸向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。應(yīng)被理解的是，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的程度可被扣環(huán)或插槽的大小所左右。盡管在椎盤每一側(cè)的單個(gè)的扣環(huán)已經(jīng)被描述過，應(yīng)被理解的是任意數(shù)量的扣環(huán)都可以達(dá)到同樣的結(jié)果。此外，在另一個(gè)實(shí)施例中，扣環(huán)和插槽的位置可以翻轉(zhuǎn)，其中扣環(huán)在下殼上而插槽在上殼上。圖13同時(shí)也顯示了由下殼114的外壁126所界定的、大致上呈U形的井128。如前所述，井1 可容納椎盤110的核體(在圖12和13中未顯示)。圖14顯示了下殼114， 其中核體120容納在圖13所示的井128中。圖13和14所示的下殼114包括凸表面或球122，其與上殼112的凸表面以前述的相同方式協(xié)同作用。如同之前相應(yīng)的實(shí)施例中描述的那樣，上殼112的前末端116上具有緣132。當(dāng)椎盤110處于組合和植入狀態(tài)時(shí)，緣132向下殼114的方向延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖 12-14所示，下殼的下部可以具有、或擴(kuò)展形成的向前延伸的唇緣202，其與緣132的下邊緣 201相配。如下面所描述的，唇緣202在椎盤110的屈曲運(yùn)動(dòng)中可作為另外的硬阻隔。
下殼的插槽138和140分別由的前壁203，205和后壁204，206所限定。如上所述， 插槽138和140和扣環(huán)134和136的具有相適應(yīng)的大小，以使當(dāng)椎盤110受到軸向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，扣環(huán)能在相應(yīng)的插槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。在這樣的運(yùn)動(dòng)中，可被理解的是，一個(gè)扣環(huán)的前緣將緊靠與其連接的插槽的前壁，同時(shí)另一個(gè)扣環(huán)的后緣會(huì)緊靠與其連接的插槽的后壁。當(dāng)椎盤向相反的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，可被理解的是，相對(duì)的邊緣和壁會(huì)互相緊靠。圖15和16顯示了在屈曲活動(dòng)(即從后至前)中的椎盤100。如前所示及所述， 在這樣的運(yùn)動(dòng)中，上殼和下殼在下殼114的凸面(或球)122和上殼112的凹面(或窩槽) 之間形成聯(lián)結(jié)球窩聯(lián)結(jié)。會(huì)被理解的是，在殼112和114之間的所有的平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都會(huì)發(fā)生這種聯(lián)結(jié)。如圖16所示，在屈曲運(yùn)動(dòng)中，上殼112與下殼113的接合，由此在椎骨的窩槽IM和下殼114的外壁1 之間的核體120上產(chǎn)生壓縮力。屈曲運(yùn)動(dòng)可以一直持續(xù)進(jìn)行，直到彈性核體120不能再被壓縮為止?？杀焕斫獾氖牵梭w120的壓縮可作為一種對(duì)這種屈曲運(yùn)動(dòng)的漸進(jìn)的或“軟”阻隔。然而，為了提供“硬”阻隔，圖15和16的實(shí)施例還具備其他特點(diǎn)。舉例來說，如前所述，下殼114可具有向前方延伸的唇緣202，其位于上殼112的緣132的下邊緣201的下方。如圖15和16所示，在這樣的布置下，椎盤110的屈曲運(yùn)動(dòng)可被下邊緣201和唇緣202的上表面的接觸所阻止。另外或組合，插槽138和140的前壁203 和205，與扣環(huán)134和136的前緣也分別大小相適以能夠互相緊靠，作為屈伸運(yùn)動(dòng)的硬阻隔。 這一特點(diǎn)顯示在圖15中，其中所示椎盤110處于完全屈曲狀態(tài)，其中扣環(huán)136的前邊緣接觸插槽140的前壁205(可以理解的是，扣環(huán)134也相似地接觸插槽138的前壁203)。圖17和18說明了實(shí)施例中的在伸展運(yùn)動(dòng)(即從前到后)中的椎盤110。在圖18 中，為了更清楚的顯示井128，核體120被省略了。如前所述，伸展運(yùn)動(dòng)的“硬”阻隔在緣132 的后表面與壁126的前表面接觸的時(shí)候產(chǎn)生作用。如圖18所示，這種接觸一般發(fā)生在壁 126的上邊緣，盡管如此，應(yīng)可被理解的是，這種接觸將取決于緣132和壁1 之間的空隙的程度。也就是說，如果緣132和壁1 之間的分離空間比圖中所示的小，在伸展中兩者之間的接觸區(qū)的位置將會(huì)更向下。圖17顯示了在伸展運(yùn)動(dòng)中的進(jìn)一步的硬阻隔，其包含扣環(huán) 134和136和相對(duì)應(yīng)的插槽138和140。也就是說，如上述所述的關(guān)于屈曲運(yùn)動(dòng)，扣環(huán)134 和136的后緣在伸展過程中向相應(yīng)的插槽138和140的后壁204和206移動(dòng)。因此，可以被理解的是，扣環(huán)134和136的后緣與后壁204和206接觸的過程(即形成硬阻隔)會(huì)阻止這樣的運(yùn)動(dòng)。圖19顯示了實(shí)施例中的椎盤110(沒有核體120)在上下殼112和114之間的側(cè)向運(yùn)動(dòng)(從一邊到另一邊)中的情況。如圖19所示，下殼112的相對(duì)于下殼114的從右側(cè)到左側(cè)的運(yùn)動(dòng)，涉及窩槽1 和球122的聯(lián)結(jié)。它會(huì)一直運(yùn)動(dòng)，直到扣環(huán)136的下邊緣207 與插槽140的基底208相接觸時(shí)，進(jìn)一步的側(cè)向運(yùn)動(dòng)將會(huì)被阻止。在圖19中還被指出的是， 在下殼114上的壁126為錐形向上的。將被理解的是，為了使扣環(huán)134在從右向左的運(yùn)動(dòng)中向上抬起同時(shí)不與壁126發(fā)生接觸，這樣的布置將會(huì)被優(yōu)選。以上的描述都集中在從右向左的運(yùn)動(dòng)上，然而，可以被理解的是，類似的阻隔同樣也會(huì)在從左向右的側(cè)向運(yùn)動(dòng)中起作用。同樣如圖19所示，在側(cè)向運(yùn)動(dòng)中，椎盤的一側(cè)被擠壓，導(dǎo)致可能存在于井1 或外殼中的核體(未顯示)的任意部位，也會(huì)受到擠壓從而也為這種運(yùn)動(dòng)提供“軟”阻隔。還應(yīng)該指出，盡管如上討論的椎盤110在單個(gè)平面內(nèi)的具體運(yùn)動(dòng)，但是多種運(yùn)動(dòng)的組合在本發(fā)明中也是可能的。
圖20和21顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多種替代的核體的實(shí)施例。為了清楚起見，兩個(gè)附圖中的實(shí)施例分別用120a和120b表示。如實(shí)施例所示，核體120a和120b 呈現(xiàn)具有大致呈U形的結(jié)構(gòu)，包括向椎盤(未顯示)的后端118延伸的U形臂。核體120a 和120b分別具有下表面210a和210b,以及上表面211a和211b。如所示，下表面210a和 210b大致上是平坦的，適于容納于椎盤的下殼的井(如上所述)中。在圖20和21所示的實(shí)施例中，核120a，120b的前部(即116的方向)是厚結(jié)構(gòu)，其中核體的上表面211a，211b 的前末端向上抬高并高于后部。在圖20中，上表面211a進(jìn)一步設(shè)有傾斜的形狀。根據(jù)圖 20和21所示的核體的結(jié)構(gòu)，可以被理解的是，核體可以提供更大的分隔力以使得上殼與下殼隔開。此外，通過在椎盤前末端(116)積聚這樣的分隔力，圖20和21的核體可使椎盤植入的脊柱節(jié)段到達(dá)身體直立位時(shí)的中性位置。也就是說，應(yīng)用在椎盤前末端的增加的分隔力可產(chǎn)生某種程度的壓縮(例如承受個(gè)體的頭部的重量)，并且仍會(huì)使節(jié)段安置在中性位置?？杀焕斫獾氖牵@種性質(zhì)對(duì)椎盤植入進(jìn)頸椎節(jié)段或由于承重的原因需要利用核的壓縮的地方具有很重要的影響。哪些情況下需要這樣的適應(yīng)得特定的情況對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。上述的人工椎盤(例如10，IOa等)包括各種特征。一方面，椎盤可以包括多種結(jié)構(gòu)性組件去順應(yīng)單獨(dú)的或耦合的運(yùn)動(dòng)，例如軸向運(yùn)動(dòng)、側(cè)向彎曲和屈伸運(yùn)動(dòng)。結(jié)果，本發(fā)明的椎盤假體一般會(huì)再造與天然完整椎盤相關(guān)的中性區(qū)和彈性區(qū)的運(yùn)動(dòng)。此外，本發(fā)明通過改變結(jié)束點(diǎn)容許無限制的和/或部分限制的耦合運(yùn)動(dòng)，以防止過度的或非生理性活動(dòng)。例如，完全限制的機(jī)制(例如硬阻隔)保證了該活動(dòng)不會(huì)伸出彈性區(qū)。在另一個(gè)方面，椎盤一般可在矢狀面內(nèi)被楔形化，以整合和促進(jìn)脊柱前凸的形態(tài)。 這種植入物可用于當(dāng)脊柱要尋求重排的時(shí)候。舉例來說，這種椎盤在前末端相比于后末端可具有較高的高度，以達(dá)到上述的楔形。類似的，這種高度上的不同也可在椎盤的側(cè)方，也就是管狀面上被體現(xiàn)。這種形態(tài)可用于，例如，糾正例如脊柱側(cè)凸的排列不齊。在另一方面，一個(gè)或兩個(gè)椎盤的殼可具有大致半球形的凸外表面，以為本發(fā)明的椎盤具有在冠狀面上卵圓形或半卵圓形的外形。這種結(jié)構(gòu)最大化了椎盤骨表面的區(qū)域，從而促進(jìn)骨骼的生長(zhǎng)。這種結(jié)構(gòu)也將使椎盤假體占據(jù)的空間最大化，可保持植入后椎盤相對(duì)于骨骼的穩(wěn)定性。多種“硬阻隔”被提供以用于限制兩殼之間過度的側(cè)向、旋轉(zhuǎn)和伸展運(yùn)動(dòng)在任何區(qū)域的脊柱，上下殼的外表面可以是彎曲的或是球形的(例如卵圓形，橢圓形)或徑直(即成方形的)插入雙凹的或長(zhǎng)方形的地方。外表面可以選擇性地設(shè)有錨定肋或脊以固定椎盤在臨近的骨結(jié)構(gòu)上或其它人工脊柱結(jié)構(gòu)上。在一個(gè)實(shí)施例中，在矢狀面上來看(即前-后方向)，上殼比下殼可具有較大的半徑，以使更接近正常的狀況。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)明的椎盤的外表面在X光下呈現(xiàn)相同的不透明的可有一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記或物理特征。如被理解的一樣，這些特征將有助于術(shù)后的校齊對(duì)準(zhǔn)和/或植入物的定位。椎盤的印跡優(yōu)選地在冠狀面和矢狀面上都最大化，以幫助消除下陷。正如被理解的一樣，本發(fā)明的椎盤的大小會(huì)有所不同，以順應(yīng)正常的脊柱的不同大小的椎盤。如上所述，在上下殼之間形成的球窩狀關(guān)節(jié)可容許兩者之間的復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
12“球”的部分可以有幾種幾何形狀(如半徑的曲率)并存在于在下殼的上面的不同的位置， 以根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建不同的旋轉(zhuǎn)軸。應(yīng)被理解的是，上殼的窩槽部分也將隨之放置于此，以形成如上所述的球窩聯(lián)結(jié)。在另外的實(shí)施例中，球的部分可在有限空間內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)平面上進(jìn)行移動(dòng)，以使瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)軸更加動(dòng)態(tài)地可變以及容許由發(fā)明的椎盤帶來的更大的可變運(yùn)動(dòng)范圍。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，椎盤的“球窩”部分包括連鎖裝置或者陽(yáng)性和陰性設(shè)置以防止兩殼的分離，使兩者之間的聯(lián)結(jié)度達(dá)到理想的水平。一個(gè)這種設(shè)置的例子如圖22-24 所示，描繪了圖4或16所示的椎盤的變化。像在圖22-M所示的實(shí)施例一樣，“球”，或凸部 322設(shè)在下殼314的后末端318，其包括桿400，所述桿400在殼312和314處于結(jié)合狀態(tài)時(shí)從下殼314向上殼312方向延伸開去。桿400的另一端包括第二個(gè)凸部402，其具有凸上表面404。一方面，凸表面404的曲形可對(duì)應(yīng)于凸部322的曲形。然而，就像如下所述的可被理解的那樣，本發(fā)明不僅僅限于這種配置。如圖M所示的實(shí)施例，凸部402大致包含一個(gè)曲面的、圓盤狀組件。圖23從后側(cè)顯示了凸部402。如圖22- 所示，上殼312具有類似圖4所示的表面M的凹面324。凹面3 適于接觸并嚙合結(jié)球322的裸露表面406。這種在球322的表面406和凹面3M之間的配置可被理解成與例如圖4所示的實(shí)施例的球22和凹面M —樣。也就是說，這種配置容許在相應(yīng)的兩種組件的凸部的聯(lián)結(jié)。盡管如此，如圖22和23所示，發(fā)明的圖示的實(shí)施例提供了具有一對(duì)另外的聯(lián)結(jié)面的上殼312。具體來說，上殼312具有第二個(gè)凹面408，可適于與凸部402的凸表面404相聯(lián)接。應(yīng)被理解的是，表面408和404結(jié)合以為本發(fā)明的椎盤提供另一對(duì)聯(lián)結(jié)面。如圖22-M所示，優(yōu)選凸部402的寬度大于桿400。在圖22- 所示的實(shí)施例中， 凸部402是圓盤形的，并且其直徑要比桿400的直徑或?qū)挾纫?。反過來，上殼312可提供一個(gè)向下伸展的壁410和向內(nèi)延伸的徑向的法蘭412，該法蘭優(yōu)選包繞著凸部402的至少一部分。如圖22和23所示，壁410和法蘭412很好地嚙合凸部402。也就是說，如圖22和 23所示，壁410和法蘭412結(jié)合形成窩槽414與由桿400上的凸部402嚙合。通過這種方式，窩槽414形成陰性部，適于結(jié)合陽(yáng)性凸部402。桿400也可被視為陽(yáng)性部的一部分。因此，當(dāng)上殼312和下殼314結(jié)合到一起時(shí)，凸部402和窩槽414的聯(lián)結(jié)可防止超出預(yù)先設(shè)定的極限的殼分離。應(yīng)被理解的是，為了使凸部402和窩槽414接合，上殼312需要首先被提供為兩個(gè)部分以及組裝或連接在一起以形成包納凸部402的窩槽414。其他能夠達(dá)到同樣結(jié)果的多種的實(shí)施例也是可行的。例如，法蘭412可用可容許彎曲的彈性材料制成，從而容許凸部402與窩槽414形成卡扣。另外，窩槽414不必與凸部402的整個(gè)周邊都接合上，從而可容許殼312和314可以結(jié)合在一起形成椎盤。如圖22和23所示，窩槽414優(yōu)選具有可容許窩槽414和凸部402之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的大小。也就是說，窩槽414的直徑要大于凸部402的直徑?？杀焕斫獾氖牵@種配置容許了上殼312和下殼314之間的聯(lián)結(jié)。然而，根據(jù)需要調(diào)整窩槽414的大小，這種聯(lián)結(jié)可以被限定在一個(gè)或幾個(gè)方向上。還可被理解的是，當(dāng)凸部402的外緣接觸到壁410時(shí)，殼之間就發(fā)生各自的運(yùn)動(dòng)。可被理解為這種聯(lián)結(jié)可被調(diào)整為只在一個(gè)方向上進(jìn)行。例如，窩槽 414可以被設(shè)計(jì)成大致呈卵圓形的外型，從而容許在一個(gè)方向上比另一個(gè)方向更大程度的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這種配置會(huì)用于，例如，容許相對(duì)于側(cè)向運(yùn)動(dòng)更大程度的屈伸運(yùn)動(dòng)。類似的，窩槽414的大小可被調(diào)節(jié)以容許更多的相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，例如，相對(duì)于屈曲運(yùn)動(dòng)的伸展運(yùn)動(dòng)，反之亦然。同樣應(yīng)被理解的是，由窩槽414和凸部402的排列帶來的對(duì)運(yùn)動(dòng)的限制通常也可加入到之前所述的對(duì)運(yùn)動(dòng)限制的其他方法中。在發(fā)明的另一方面，凸部402的下表面416同樣也呈曲面，在本例中，呈凹面。法蘭412的上表面418同樣呈與之相配的凸面。如圖22和23所示，這種配置容許表面416和 418也能彼此接合從而在上殼312和下殼314的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中提供另一對(duì)聯(lián)結(jié)面。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，圖22和M中所示的椎盤可具有六對(duì)結(jié)合面。此外，在窩槽414和凸部402的配置下，殼312和314實(shí)實(shí)在在地咬合從而防止其軸向分離。圖22 (以及以下的其他討論)顯示了表面408和404的曲率大體上具有相同的半徑。這種配置可被認(rèn)為是優(yōu)選的但非限定。此外，表面404、408的曲率與表面406和3M 的曲率也是相同的。應(yīng)被理解的是，每對(duì)表面都可以具有不同的曲率半徑。然而，由于上下殼的相對(duì)運(yùn)動(dòng)一般都具有中心旋轉(zhuǎn)性質(zhì)，因此優(yōu)選每一對(duì)緊密聯(lián)結(jié)的表面都具有相同的曲率半徑。I相對(duì)于圖22-24，圖25-27進(jìn)一步說明了窩槽和凸部014和402)配置的實(shí)施例。在圖25-27中，與圖22-M所示的組件對(duì)應(yīng)的組件的引用編號(hào)是相同的。這些示于圖 25-27中的組件與具有相同引用編號(hào)的組件類似，但具有不同的形狀和功能，并分別加上字母“a”、“b”、“c”用以清楚地區(qū)分。如圖25所示，凸部40 是一個(gè)“球”，其可與窩槽41 接合，而窩槽41 是由凹面408a，壁410a和法蘭41 組合形成的。正如之前所述的實(shí)施例，窩槽41 可具有任何需要的形式的大小以容許在上殼312和下殼314之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的所需的量。圖沈體現(xiàn)了一個(gè)實(shí)施例，其中凸部402b包括與圖22-24中所示的類似的凸表面 404b。但是，在這個(gè)例子中，凸部402b包括一個(gè)大致上也是凸形的下表面416b。反過來，凸緣412b的上表面418b具有相對(duì)應(yīng)的凹面。圖27體現(xiàn)了另一實(shí)施例，其包括圖22和沈所示的椎盤的組合。具體來說，如圖所示，凸部402c的上表面4(Mc和上殼的下凹表面408c基本上與圖22和23所示的相同。但是，凸部402c的下表面416c，是由凸/凹部分組合而成的。具體來說，如圖27所示的實(shí)施例，下表面416c的后部(318)呈凸出狀，而下表面416c的前部(316)呈凹入狀。類似的， 上表面418c能適于在前部和后部收納這種不同曲率?？杀焕斫獾氖?，在互作用面的任何其他的曲率的組合都可根據(jù)需要和/或所期望的活動(dòng)需要和限制被使用于此。在上述有關(guān)圖22-27的描述中，多個(gè)聯(lián)結(jié)面被描述成具有一定的曲率。盡管如此， 可被理解的是，這些圖中的一個(gè)或多個(gè)表面，以及在此的其他附圖和描述，可具有平的或起伏的形狀。此外，相鄰表面可產(chǎn)生任意程度的相對(duì)摩擦。以促進(jìn)或限制兩者之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。圖觀提供了圖22和23所示的實(shí)施例的另一種變形體。于圖觀中所示的組件與圖22和23中相同的組件用相同的數(shù)字標(biāo)出。相似的但含有某些變化的組件其數(shù)字編號(hào)相同，而加上字母“e”以清楚地加以區(qū)分。如圖所示，圖觀所示的裝置與圖23的裝置相似， 但凸部40 和軌400e分成了兩部分，形成了兩個(gè)軌狀結(jié)構(gòu)。反過來，上殼312設(shè)有相應(yīng)的軌，其包括由加寬基底422所終止的向下延伸的桿420。如圖觀所示，桿420和其相應(yīng)的基底422組合形成了一對(duì)窩槽或凹槽4He以接納所述的凸部40 對(duì)。盡管圖28上顯示了
14一對(duì)凸部40 ，可被理解的是椎盤也可被設(shè)計(jì)成具有任意數(shù)目的此類部件。在這種情況下， 向下延伸的桿420和其相關(guān)的基底422的數(shù)量也同時(shí)被調(diào)整。進(jìn)一步來說，盡管顯示凸部 40 呈凸形的下表面，能夠被理解的是，如上所述，這樣的表面也可以是凹形的或兩者兼而有之。圖四顯示了圖觀的另一種變形體，與圖觀中一樣的組件用相同的數(shù)字標(biāo)出。相似的但含有某些變化的組件其數(shù)字編號(hào)相同，而加上字母“f”以清楚地加以區(qū)分。在這個(gè)變形體中，可以看到，其具有一對(duì)凸部402f，并且這個(gè)部分只向著相對(duì)于桿400f的外側(cè)延伸。這個(gè)實(shí)施例還顯示了沒有向外側(cè)寬出的但基本上是整體造型的基底部分的向下延伸的桿420f。也就是說，在圖四中，桿420和基底422合為一體。桿420f的下表面由凹面構(gòu)成，以容許與下殼314上的凸起322的凸表面406的聯(lián)結(jié)。圖30顯示了圖22的實(shí)施例的進(jìn)一步的變化體，其中與圖28中一樣的組件用相同的數(shù)字標(biāo)出，相似的但含有某些變化的組件其數(shù)字編號(hào)相同，而加上字母“g”以清楚地加以區(qū)分。在圖30中，凸部402g與桿400沒有整合在一起，但與之緊密固定。如實(shí)施例所示， 達(dá)到這種效果的方法是在下殼314的下表面沿著桿400插入螺釘?？杀焕斫獾氖?，這種固定的手段優(yōu)選在椎盤植入前進(jìn)行操作。同樣可被理解的是，任何形式的固定手段都可用于將凸部402g和桿400固定。圖31顯示了另一個(gè)實(shí)施例，其中如上所述的凸部被固定到了上殼312上。如圖31 所示，下殼314包括具有如前所述的凸形上表面406的凸部322，上殼312包括適于與上述的凸面406接合的下凹聯(lián)結(jié)面324。但是，圖31的實(shí)施例區(qū)別于圖22的實(shí)施例的地方在于，附加的“球”部是從上向下延伸而不是之前所述的相反的方向。也就是說，上殼的窩槽后部(318)包括向下延伸的桿430，其下末端具有擴(kuò)部432。擴(kuò)部432包含凹進(jìn)的下表面，該表面形成與下殼314的球部322的上凸表面406接合的凹面324。如圖31所示，下殼的球部322包含適于容納擴(kuò)部432的插槽436。插槽436由凹面324，向上延展的壁438和在壁 438的上末端上的向內(nèi)延伸的法蘭440形成。如之前圖22中所述的同樣的方式，插槽436 適于容納擴(kuò)部432。類似的，法蘭440可被容納于相應(yīng)的由擴(kuò)部432的上表面和上殼的下部形成的凹槽442。因此，擴(kuò)部432和插槽436的積極的結(jié)合與法蘭440和凹槽442的結(jié)合的組合可防止當(dāng)容許上下殼之間任何程度的聯(lián)結(jié)時(shí)殼312和314的分離。在以上有關(guān)圖22-31的描述中，由于組件與之前所述的相同或相近，本發(fā)明的椎盤的許多其它的方面并沒有被探討。例如，圖22-31所示的椎盤可優(yōu)選包含在之前相關(guān)的實(shí)施例中提及的多種吸收力和運(yùn)動(dòng)限制裝置?？杀焕斫獾氖牵@些其它沒有在圖中顯示的組件只是為了便于說明。類似地，如上所述，本發(fā)明的殼的外表面或骨結(jié)合面可以是任意形式的骨接合或錨定裝置，涂層或表面處置。例如，所述的外表面可以具有多個(gè)刺突或脊等本領(lǐng)域公知的方式。雖然已就本發(fā)明的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在不背離本發(fā)明所闡述的范圍的情況下，對(duì)其的變化和修改是顯而易見的。以上提及的全部公開內(nèi)容都通過引用結(jié)合在此。
權(quán)利要求
1.用于在脊柱的相鄰上下椎骨間植入的人工椎間盤，所述的椎間盤包括-上殼，下殼，以及將所述上殼和下殼偏壓分離的裝置；-所述上下殼相對(duì)于彼此在兩個(gè)或更多的聯(lián)結(jié)面上移動(dòng)；-所述下殼具有上表面，所述上表面包括位于后部的凸部；-所述上殼具有與所述下殼的所述上表面相對(duì)的下表面，并包含與所述凸部相對(duì)的位于后部的凹部；-所述凸部和凹部協(xié)同聯(lián)結(jié)作用形成球窩關(guān)節(jié)；-所述的凸部或凹部中至少一個(gè)具有至少一個(gè)陽(yáng)性部，而所述的凸部或凹部另一個(gè)具有對(duì)應(yīng)數(shù)量的協(xié)同作用的陰性部，其適于容納和主動(dòng)嚙合所述的至少一個(gè)陽(yáng)性部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間盤，其中所述的陽(yáng)性部和陰性部具有對(duì)應(yīng)的曲面已形成兩者之間的進(jìn)一步的聯(lián)結(jié)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的椎間盤，其中所述的陽(yáng)性部和陰性部以鎖扣裝置接合以防止所述上下殼分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的椎間盤，其中所述陰性部具有比所述陽(yáng)性部大的尺寸以容許所述上下殼的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的椎間盤，其具有復(fù)數(shù)個(gè)陽(yáng)性部和相應(yīng)的陰性部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的椎間盤，其中所述陽(yáng)性部包括盤形結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的椎間盤，其中所述陽(yáng)性部包括球形結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的椎間盤，其中所述陽(yáng)性部包括軌形結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的椎間盤，其中所述陽(yáng)性部和陰性部具有復(fù)數(shù)個(gè)聯(lián)結(jié)面。
全文摘要
用于在脊柱的相鄰上下椎骨間植入的人工椎間盤包括能連接組成球窩聯(lián)結(jié)的上殼和下殼。下殼優(yōu)選包括一個(gè)凸部，其與上殼的凹部協(xié)同作用。位于殼相對(duì)內(nèi)表面所界定的外框內(nèi)的彈性核體偏壓對(duì)抗所述殼。所述球部為固定或滑動(dòng)設(shè)置。上殼和下殼還設(shè)有協(xié)同作用的陽(yáng)性部和陰性部，從而殼很好地相互聯(lián)結(jié)，在容許彼此間任何需要聯(lián)結(jié)的同時(shí)防止分離。本發(fā)明的人工椎間盤還包括多個(gè)為了限制兩殼之間的旋轉(zhuǎn)和平移運(yùn)動(dòng)范圍的阻隔裝置。
文檔編號(hào)A61F2/44GK102215787SQ200980145921
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者R·約翰·赫爾伯特, 拉利·塞科, 斯特凡·J·迪普萊西 申請(qǐng)人:活動(dòng)脊柱技術(shù)有限公司