專利名稱：一種整體式人工椎間盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于植入脊柱相鄰椎骨間的人工椎間盤，并且更具體涉及具有彈性體髓核和剛性終板固接為一個(gè)整體的人工椎間盤。
背景技術(shù)：
椎間盤退變性疾病是非常常見且發(fā)病率逐年升高的疾病。對(duì)于初期退變患者，可采用局部制動(dòng)、牽引、理療、服用活性通絡(luò)藥物等保守治療方法緩解癥狀，而對(duì)于嚴(yán)重且迅速發(fā)展的椎間盤疾病，必須進(jìn)行手術(shù)治療?，F(xiàn)有的手術(shù)治療方式有同種異體間盤移植、融合減壓植骨融合術(shù)、髓核置換、全人工間盤置換四種。同種異體椎間盤取于死亡捐獻(xiàn)者脊柱，在無菌技術(shù)下，將椎間盤分解成多個(gè)兩端帶終板下骨和椎間盤節(jié)段，直接植入受體代替退變的間盤。它能充分滿足頸椎穩(wěn)定性和活動(dòng)度的要求，但不能完全恢復(fù)局部解剖結(jié)構(gòu)，也往往受到間盤來源的限制，并且非常容易引起免疫排斥反應(yīng)，應(yīng)用有限。脊柱減壓植骨融合術(shù)首先切除退變間盤，然后在椎間植骨，使兩個(gè)相鄰椎體融合在一起。它是目前臨床經(jīng)典的手術(shù)治療方法，它的近期效果不錯(cuò)，在解除神經(jīng)系統(tǒng)壓迫癥狀方面具有持久、穩(wěn)定的療效，但在維持脊椎功能方面卻存在著明顯的問題。因?yàn)槿诤虾笫中g(shù)節(jié)段雖獲得了長(zhǎng)期的穩(wěn)定，但為非生理狀態(tài)穩(wěn)定，脊椎失去了相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)節(jié)段、總活動(dòng)度減少，且有代償性的異常應(yīng)力作用于鄰近節(jié)段，因此出現(xiàn)加速相鄰節(jié)段出現(xiàn)退變等問題。人工髓核置換是設(shè)計(jì)為僅更換椎間盤的一部分。人體正常椎間盤是主要由位于中央的髓核和位于周圍的纖維環(huán)兩部分組成。人工髓核置換是將退變間盤的中央髓核切除術(shù)后植入填充物。此法的前提條件是纖維環(huán)未受破壞，或具備一定程度的愈合能力，只適用于早、中期椎間盤退化者?；趥鹘y(tǒng)治療方法的缺陷，全人工間盤置換應(yīng)運(yùn)而生。其設(shè)計(jì)理念是在椎間盤切除后通過在椎間隙植入一個(gè)可以活動(dòng)的人工椎間盤，代替退變的椎間盤并行使其功能，以達(dá)到可實(shí)現(xiàn)保留頸椎運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)功能、防止和延緩相鄰階段退變的發(fā)生和發(fā)展的目的。人工椎間盤置換旨在實(shí)現(xiàn)下述的一些或全部緩解椎間盤性疼痛，能夠吸收震蕩， 恢復(fù)運(yùn)動(dòng)范圍，重建椎間隙高度，可翻修，生物相容性和安全性、穩(wěn)定性等。一般而言，已經(jīng)發(fā)展了剛性型、塑料型、機(jī)械彈簧型、流體填充型、彈性體型、混合型等多種椎間盤。剛性型間盤是指整個(gè)間盤由不銹鋼、鈦合金、鈷合金類金屬及氧化鋁和氧化鋯類陶瓷等剛性材料制造而成，一般為上下兩部分構(gòu)件，兩者間通過球-窩或類似球-窩的滑動(dòng)關(guān)節(jié)來實(shí)現(xiàn)脊椎的屈曲、伸展、側(cè)彎、軸向旋轉(zhuǎn)等的運(yùn)動(dòng)。此類間盤構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，但是剛性-剛性材料不具備彈性、不能吸收震蕩，且球窩關(guān)節(jié)存在因滑動(dòng)摩擦造成金屬磨屑外泄而引起臨床炎癥反應(yīng)隱患的缺點(diǎn)。塑料型間盤是在剛性型兩個(gè)剛性終板間引入一個(gè)塑料核，三者間通過球-窩或類似球-窩的滑動(dòng)關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。塑料核一般為超高分子量聚乙烯或聚氨酯塑料材料。此類間盤改善了剛性型間盤不能吸收震蕩的缺點(diǎn)，但是剛性板與塑料核之間的球窩滑動(dòng)摩擦使得容易產(chǎn)生塑料磨屑，仍存在磨屑外泄引起炎癥的隱患。機(jī)械彈簧型椎間盤是在兩個(gè)剛性終板間設(shè)置一個(gè)或多個(gè)機(jī)械彈簧，通過限定彈簧彈性系數(shù)，用以維持椎間高度及實(shí)現(xiàn)活動(dòng)性。此類間盤可恢復(fù)一定的活動(dòng)性，但是難以實(shí)現(xiàn)正常間盤多角度、多方位復(fù)雜的仿生運(yùn)動(dòng)性能。流體填充型椎間盤通常是在上下剛性終板間設(shè)置一個(gè)流體填充腔室，通過填充不可壓縮流體或通過流體反應(yīng)固化得固體。流體填充型較易實(shí)現(xiàn)較大的活動(dòng)度，但操作相對(duì)較復(fù)雜。彈性體型椎間盤是在上下剛性終板間引入一個(gè)彈性體核，而通過彈性體核的變形來實(shí)現(xiàn)椎間盤的活動(dòng)性。此類間盤難點(diǎn)在于將彈性體固定在剛性終板上。剛性終板與彈性體核間的連接方式有機(jī)械嵌合凹部、多孔表面、多孔連接結(jié)構(gòu)等。這些連接方式實(shí)現(xiàn)了一定的連接，然而嵌合或多孔處存在大量摩擦面，在長(zhǎng)期植入使用過程中，仍存在因反復(fù)摩擦使得材料磨損、生熱改變微環(huán)境、連接件彎曲、脫離等可能?；旌闲烷g盤是涉及到上述原理中的兩種或多種的組合。例如將一彈性體包覆膜包覆剛性球窩關(guān)節(jié)的組合體引入上下終板間。上述各種類型的人工間盤均可解決與椎間盤置換設(shè)計(jì)有關(guān)的一些問題，但是各種人工間盤都存在顯著的缺點(diǎn)，如幾乎所有間盤都有滑動(dòng)摩擦界面而存在磨屑隱患。因此，需要一種人工椎間盤，其避免滑動(dòng)摩擦界面而減少或消除磨屑隱患，更具體的說，它是一種整體式人工間盤，具有仿生的、符合解剖學(xué)的外觀結(jié)構(gòu)，能吸收震蕩且無磨屑隱患，具有長(zhǎng)期的安全性和穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，提供一種人工椎間盤，具有仿生的、符合解剖學(xué)的、與相鄰骨性終板相接觸的上下剛性終板結(jié)構(gòu)，可吸收震蕩和實(shí)現(xiàn)接近正常間盤的活動(dòng)范圍彈性體髓核構(gòu)造，以及可減少或消除磨屑隱患的整體式固定方式。所述上下剛性終板具有與相接觸上下骨性終板相匹配且可覆蓋骨性終板面積60%以上的形狀特征。所述上下剛性終板與彈性體髓核間固接為一體，基本無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，減少或消除了磨屑隱患。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，彈性體髓核與上下剛性終板間軸中心處采用凸臺(tái)形鎖合、周邊采用銷釘或螺釘及墊圈的方式固接。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，彈性體髓核與上下剛性終板間采用中心凸臺(tái)加周邊彈性體包覆剛性終板的方式固接。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種可與骨性終板較好匹配，可覆蓋骨性終板絕大部分的仿生人工椎間盤，以改善假體下沉等缺陷，并可以保留盡可能多的骨性終板，可翻修。又一目地是提供一種在運(yùn)動(dòng)中各部件間無相對(duì)滑動(dòng)摩擦、可減少或消除磨屑隱患的整體式的間盤假體。再一目地是提供一種及時(shí)和長(zhǎng)期穩(wěn)定的，可長(zhǎng)期使用的綜合性能優(yōu)異的人工椎間盤。一種整體式人工椎間盤，其特征在于，包括與椎骨間上骨性終板相接觸的上剛性終板；與椎骨間下骨性終板相接觸的下剛性終板；[0022]位于上下剛性終板之間的彈性體髓核；所述彈性體髓核與所述上下剛性終板固接為一體。所述上下剛性終板具有與相接觸的椎骨間上下骨性終板相匹配吻合的輪廓形狀， 所述上下剛性終板大小覆蓋相接觸的上下骨性終板面積的60%以上。所述上下剛性終板與彈性體髓核采用中心凸臺(tái)、周邊銷釘或螺釘之一及墊圈的方式固接。所述彈性體髓核具有位于軸心的柱狀主體結(jié)構(gòu)及從所述主體結(jié)構(gòu)與剛性終板接觸表面向外延伸至上下剛性終板輪廓邊緣的薄膜附件結(jié)構(gòu)。所述中心凸臺(tái)位于上下剛性終板軸心處，嵌入到所述彈性體髓核柱狀主體結(jié)構(gòu)中，為沿上下剛性終板表面朝向彈性體髓核方向尺寸逐漸增大的斜凸臺(tái)，斜凸臺(tái)水平截面為圓形、矩形或梯形。所述中心凸臺(tái)位于上下剛性終板軸心處，嵌入到所述彈性體髓核柱狀主體結(jié)構(gòu)中，為由兩個(gè)尺寸不同、沿上下剛性終板表面朝向彈性體髓核方向尺寸增大的棱柱組成的雙層凸臺(tái)，凸臺(tái)水平截面為圓形、矩形或梯形。所述上下剛性終板外周處及所述墊圈、所述彈性體髓核薄膜附加結(jié)構(gòu)上均開有銷釘或螺釘孔，所述銷釘或螺釘依次穿過上下剛性終板、彈性體髓核薄膜附加結(jié)構(gòu)、墊圈上的銷釘或螺釘孔。所述上下剛性終板與彈性體髓核采用中心凸臺(tái)加周邊彈性體包覆剛性終板的方式固接。所述上下剛性終板軸心處有中心凸臺(tái)，與上下骨性終板接觸的上下剛性終板表面周邊處有一環(huán)形的、從上下剛性終板表面向上下剛性終板內(nèi)部截面積逐漸增大的內(nèi)開槽; 所述彈性體髓核具有位于軸心的柱狀主體結(jié)構(gòu)及從所述主體結(jié)構(gòu)與剛性終板接觸表面向外延伸、包過上下剛性終板邊緣嵌入上下剛性終板周邊內(nèi)開槽中的周邊結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的主要方面之一，本發(fā)明提供一種用于植入脊柱相鄰椎骨間的人工椎間盤，包括與椎骨間上、下骨性終板分別相鄰接觸的上、下剛性終板及位于終板之間的彈性體髓核結(jié)構(gòu)；所述彈性體髓核結(jié)構(gòu)與所述剛性終板間通過牢固固定或連接為一體，使得彈性體髓核與剛性終板間基本無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的特征，上下剛性終板具有與所述剛性終板相鄰接觸骨性終板相匹配的輪廓形狀，其可覆蓋與所述剛性終板相鄰接觸骨性終板面積的60%以上，優(yōu)選覆蓋面積為70% -90%。所述剛性終板表面噴覆有涂層以利于骨的長(zhǎng)入，實(shí)現(xiàn)及時(shí)和長(zhǎng)期穩(wěn)定，涂層粒徑在50-500 μ m,涂層厚度為10-200 μ m。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的特征，所述上下剛性終板與彈性體髓核采用中心凸臺(tái)加周邊銷釘或螺釘及墊圈的方式固接。彈性體髓核具有位于軸心的柱狀主體結(jié)構(gòu)及從所述主體結(jié)構(gòu)與剛性終板接觸表面向外延伸至上下剛性終板輪廓邊緣的薄膜附件結(jié)構(gòu)。中心凸臺(tái)位于上下剛性終板軸心處，嵌入到所述彈性體髓核柱狀主體結(jié)構(gòu)中，為沿上下剛性終板表面朝向彈性體髓核方向尺寸逐漸增大的，水平截面可為圓形、矩形、梯形斜凸臺(tái)，或?yàn)橛蓛蓚€(gè)尺寸不同、沿上下剛性終板表面朝向彈性體髓核方向尺寸增大的棱柱組成的雙層凸臺(tái)。，所述彈性體髓核軸心處有向內(nèi)凹入的斜向凹槽，所述凹槽與所述剛性終板凸臺(tái)向匹配，形成形鎖合。所述上下剛性終板外周處及所述墊圈、所述彈性體髓核薄膜附加結(jié)構(gòu)上均開有銷釘或螺釘孔，所述銷釘或螺釘依次穿過上下剛性終板、彈性體髓核薄膜附加結(jié)構(gòu)、墊圈上的銷釘或螺釘孔。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的特征，所述上下剛性終板與彈性體髓核采用中心凸臺(tái)加周邊彈性體包覆剛性終板的方式固接。述上下剛性終板軸心處有中心凸臺(tái)，與上下骨性終板接觸的上下剛性終板表面周邊處有一環(huán)形的、從上下剛性終板表面向上下剛性終板內(nèi)部截面積逐漸增大的內(nèi)開槽。所述彈性體髓核具有位于軸心的柱狀主體結(jié)構(gòu)及從所述主體結(jié)構(gòu)與剛性終板接觸表面向外延伸、包過上下剛性終板邊緣嵌入上下剛性終板周邊內(nèi)開槽中的周邊結(jié)構(gòu)。通過本發(fā)明的以下說明，本發(fā)明的其他目的、方面和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。

[0037]圖1是一個(gè)優(yōu)選的人工椎間盤終板外形輪廓圖[0038]圖Ia是一個(gè)優(yōu)選的人工椎間盤上終板外形輪廓仰視圖[0039]圖Ib是圖Ia中A-A截面的剖視圖[0040]圖Ic是一個(gè)優(yōu)選的人工椎間盤下終板外形輪廓俯視圖[0041]圖Id是圖Ic中B-B截面的剖視圖[0042]圖2是一種優(yōu)選的剛性終板與彈性體髓核的機(jī)械配合方式示意圖[0043]圖2a是一種優(yōu)選配合方式的俯視圖[0044]圖2b是圖加的A-A截面的剖視圖[0045]圖2c是圖加的B-B截面的剖視圖[0046]圖2d是圖加的凸臺(tái)多種實(shí)施方式示意圖[0047]圖3是另一種優(yōu)選的剛性終板與彈性體髓核的機(jī)械配合方式示意圖[0048]圖3a是一種優(yōu)選配合方式的俯視圖[0049]圖3b是圖3a的A-A截面的剖視圖
具體實(shí)施方式本發(fā)明提供一種人工椎間盤，其具有與相鄰椎骨相匹配的輪廓形狀與大小的、符合解剖學(xué)的仿生的上剛性終板3、下剛性終板4，以及具有位于山下剛性終板間的彈性體髓核18結(jié)構(gòu)。上下剛性終板和彈性體髓核間通過固接為一體，避免產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦界面而從根本上減少或消除磨屑隱患，以具有長(zhǎng)期的安全性和穩(wěn)定性。 結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例與技術(shù)內(nèi)容來解釋和討論本發(fā)明。 圖1顯示的一個(gè)優(yōu)選的人工椎間盤終板外形輪廓圖。圖la、lb是上終板，圖lc、 Id是下終板。在人工間盤植入過程中需對(duì)與植入節(jié)段上下骨性終板加以磨削，以與相接觸的人工椎間盤的上下剛性終板相匹配，以實(shí)現(xiàn)對(duì)人工間盤的積極固定，避免松動(dòng)與滑出。上下骨性終板的磨削量取決于人工椎間盤剛性終板的形狀和輪廓與骨性終板初始形狀和輪廓的匹配程度，匹配程度越高，磨削量越少。在患者進(jìn)行不適當(dāng)運(yùn)動(dòng)、感染等導(dǎo)致置換失敗時(shí)，人工椎間盤應(yīng)易于翻修，而且在翻修后仍可以保留脊椎的節(jié)段性運(yùn)動(dòng)及穩(wěn)定性，避免采用減壓植骨融合術(shù)，因此人工椎間盤終板設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能與骨性終板相匹配，以使得置換手術(shù)時(shí)盡可能多地保留椎體骨量，為可能進(jìn)行的翻修留有余地。從另一個(gè)角度說，大量的解剖
6學(xué)研究已經(jīng)證明，脊椎骨性終板高礦化承載區(qū)主要位于邊緣區(qū)，因此人工椎間盤終板設(shè)計(jì)應(yīng)覆蓋骨性終板絕大部分，以充分利用高礦化承載區(qū)，避免因承載力不夠而在長(zhǎng)期使用過程中造成人工椎間盤下沉甚至失效。圖Ia是一個(gè)優(yōu)選為植入頸椎的人工椎間盤實(shí)施例，顯示的是上剛性終板3仰視圖。上剛性終板3外形輪廓為與相接觸上骨性終板1類似。上骨性終板1的外形輪廓為近似矩形，但有前后不對(duì)稱的弧度，前弧度6與后弧度8。椎間盤上剛性終板3具有與上骨性終板1相匹配的輪廓結(jié)構(gòu)，更具體的說，上剛性終板3的前弧度7與后弧度9分別與上骨性終板1的前弧度6與后弧度8弧度近似一致，包括但不限于近似矩形，也可適當(dāng)簡(jiǎn)化為橢圓形、豌豆形、花生型等。上剛性終板3尺寸大小為覆蓋相接觸上骨性終板1面積的60%以上，優(yōu)選覆蓋面積為70% -90%。圖Ib為終板圖Ia中A-A截面的剖視圖，進(jìn)一步顯示上剛性終板3與上骨性終板 1相接觸表面10具有一個(gè)類似于拱形的表面弧度11，這是與所植入節(jié)段的相接觸上骨性終板1相匹配特征的結(jié)果，表面弧度11弧度大小與上骨性終板1相接觸表面10弧度近似一致。圖Ic是一個(gè)優(yōu)選為植入頸椎的人工椎間盤實(shí)施例，顯示的是下剛性終板4的外形輪廓為與相接觸下骨性終板2類似，更具體的說，下終板4的前弧度13與后弧度15分別與相接觸下骨性終板2的前弧度12與后弧度14弧度近似一致，包括但不限于近似矩形，也可適當(dāng)簡(jiǎn)化為橢圓形、豌豆形、花生型等。下終板4尺寸大小為覆蓋相接觸下骨性終板2面積的60%以上，優(yōu)選覆蓋面積為70% -90%?；诩棺堤厥獾纳順?gòu)造，下骨性終板2與上骨性終板1表面形貌不盡相同，因此與下骨性終板相接觸的下剛性終板4設(shè)計(jì)為具有與上剛性終板3不同的結(jié)構(gòu)。圖Id顯示的終板圖Ic中B-B截面的剖視圖。與上剛性終板3的表面弧度11不同的是，下剛性終板4 與相接觸下骨性終板2相接觸表面16為近似水平，這是與所植入節(jié)段的相接觸下骨性終板 2的表面17相匹配特征的結(jié)果。上剛性終板3、下剛性終板4的輪廓、弧度、尺寸設(shè)計(jì)等可通過CT測(cè)量、三維建模等各種數(shù)學(xué)軟件及分析方法精確測(cè)量與實(shí)現(xiàn)。上剛性終板、下剛性終板表面噴可覆有涂層5，以利于骨的長(zhǎng)入，實(shí)現(xiàn)及時(shí)和長(zhǎng)期穩(wěn)定，涂層粒徑在50-500 μ m, 涂層厚度為10-200 μ m。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了的是，本實(shí)施例以植入頸椎的人工間盤為例，顯示出人工椎間盤上剛性終板3、下剛性終板4結(jié)構(gòu)為符合解剖學(xué)和幾何學(xué)上與所植入節(jié)段相接觸上骨性終板1、下骨性終板2相符的形狀，包括但不限于植入頸椎，亦可設(shè)計(jì)為與腰椎、胸椎等區(qū)域相接觸骨性終板相匹配吻合的形狀，植入腰椎、胸椎等脊柱的任意節(jié)段。本說明書中其他以植入頸椎的實(shí)施例，在基本設(shè)計(jì)原理和思路不變的情況下，也可進(jìn)行相應(yīng)的變通， 植入到腰椎、胸椎等任意節(jié)段。以往的剛性金屬或塑料髓核與剛性終板的球窩配合方式，金屬-金屬、金屬與塑料髓核滑動(dòng)摩擦運(yùn)動(dòng)易產(chǎn)生磨屑，存在遠(yuǎn)組織炎癥隱患。在髖和膝置換術(shù)中，假體磨損碎屑是造成手術(shù)失敗的重要原因之一，磨損碎屑引起的炎癥反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致骨質(zhì)溶解、假體松動(dòng)等， 在脊椎間盤置換中，也應(yīng)在磨損、磨屑方面給予高度的重視、研究和預(yù)防。目前，剛性終板與彈性體髓核間的連接方式有粘合、機(jī)械嵌合凹部、多孔表面、多孔連接結(jié)構(gòu)等。但是這些連接方式都在長(zhǎng)期使用的過程中，在粘結(jié)強(qiáng)度或磨屑或性能維持上存在著一些缺點(diǎn)。如粘合對(duì)于一些難粘金屬材料與模量、表面性能相差較大的彈性體間難以實(shí)現(xiàn)一種高強(qiáng)度的牢固固定；多孔連接結(jié)構(gòu)或構(gòu)件有結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，多孔面等存留大量摩擦面而在長(zhǎng)期植入過程中因反復(fù)摩擦使得材料磨損、產(chǎn)生磨屑隱患及摩擦生熱、改變微環(huán)境，在反復(fù)活動(dòng)中多孔連接結(jié)構(gòu)可能彎曲、充滿多孔間的材料因被分割為細(xì)小直徑而可能斷裂等。因此，存在結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、可減少或消除摩擦隱患、強(qiáng)度好的剛性終板和彈性體髓核間連接方式的需求。本發(fā)明中，彈性體髓核18和上剛性終板3、下剛性終板4間以一種牢固固定、避免相對(duì)滑動(dòng)摩擦的方式來消除磨屑隱患。圖2提供了一種剛性終板與彈性體髓核的連接方式。圖h、2b、2c為連接結(jié)構(gòu)的整體示意圖，2d為圖加的凸臺(tái)多種具體實(shí)施方式
示意圖。0為中心軸線。上剛性終板3、下剛性終板4與彈性體髓核18之間采用中心凸臺(tái)加周邊銷釘或螺釘及墊圈的方式固接。M 為上剛性終板3的凸臺(tái)，25為下剛性終板4的凸臺(tái)，26a-2^!為均勻分布在上剛性終板3上的銷釘或螺釘示意，278-2 為均勻分布在下剛性終板4上的銷釘或螺釘示意，21為墊圈。 螺釘或鉚釘數(shù)量為4-12個(gè)，優(yōu)選6-10個(gè)，圖中示出8個(gè)的優(yōu)選情況，螺釘或鉚釘均勻分布在墊圈21上，其中鉚釘形狀可為圓形或方形。此實(shí)施方式中，彈性體髓核具有位于軸心的柱狀主體結(jié)構(gòu)19及從所述主體結(jié)構(gòu)19與剛性終板接觸表面向外延伸至上下剛性終板輪廓邊緣的薄膜附件結(jié)構(gòu)20。中心凸臺(tái)均位于上下剛性終板軸心處，所述彈性體髓核柱狀主體結(jié)構(gòu)有向內(nèi)凹入的、上下剛性終板中心凸臺(tái)相匹配的凹槽，中心凸臺(tái)嵌入到所述彈性體髓核柱狀主體結(jié)構(gòu)中。中心凸臺(tái)優(yōu)選為沿上下剛性終板表面朝向彈性體髓核方向尺寸逐漸增大的斜凸臺(tái)，或?yàn)橛蓛蓚€(gè)尺寸不同、沿上下剛性終板表面朝向彈性體髓核方向尺寸增大的棱柱組成的雙層凸臺(tái)。圖加示出的一種優(yōu)選的的中心凸臺(tái)水平截面為圓形。然而，中心凸臺(tái)也水平截面也設(shè)計(jì)為可為方形、矩形、梯形等，優(yōu)選的具體實(shí)施情況見圖2d。圖2d中dl-d3是斜向凸臺(tái)的俯視圖及A-A向剖視圖，d4-d8是雙層凸臺(tái)俯視圖及A-A向剖視圖。中心凸臺(tái)的加入，一方面加大了固定面積，另一方面，斜向的、沿遠(yuǎn)離所述剛性終板3，4方向尺寸增大的形鎖合， 使得彈性體髓核18更不容易在拉伸、側(cè)彎、扭轉(zhuǎn)等勝利運(yùn)動(dòng)時(shí)從剛性終板3，4上脫離，增強(qiáng)了固定效果，還可以提供一定的軸向支撐。為提高上下剛性終板和彈性體髓核間固定強(qiáng)度，防止剝離，達(dá)到消除相對(duì)滑動(dòng)、避免磨屑隱患的目的，除了中心凸臺(tái)構(gòu)成的形鎖合，在本實(shí)施例中，一種優(yōu)選的方式是以周邊銷釘或螺釘及墊圈的方式輔助加強(qiáng)固定。其中鉚釘、螺絲釘在圖中未加以區(qū)分，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能非常容易明了和理解。墊圈21的加入使銷釘或鉚釘固定成一平面，平衡和減少由于鉚釘或螺釘配合帶入的應(yīng)力集中。墊圈21為具有橢圓形或方形或具有與所述相鄰接觸剛性終板相近的輪廓形狀的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述墊圈的外環(huán)23具有與所述彈性體髓核薄膜附件結(jié)構(gòu)20外周緣相同的不超出相鄰接觸上下剛性終板外周緣的外輪廓，內(nèi)環(huán)22具有相同或不超過所述彈性體髓核薄膜附件結(jié)構(gòu)20內(nèi)周緣的內(nèi)輪廓。上剛性終板3、下剛性終板4 上分別開有與鉚釘或螺釘相配合的鉚釘或螺釘孔。彈性體髓核與上下剛性終板相接觸的界面處亦可采用銷釘或螺絲釘、墊圈機(jī)械固定加粘合的混合固接，加強(qiáng)連接的固定效果。圖3提供了另一種上剛性終板3、下剛性終板4與彈性體髓核18的連接方式。圖 3a、3b為連接結(jié)構(gòu)的整體示意圖。0為中心軸線。上下剛性終板與彈性體髓核采用中心凸臺(tái)加周邊彈性體包覆剛性終板的方式固接。中心凸臺(tái)設(shè)計(jì)與構(gòu)造與圖2原理和方法相同， 兩種實(shí)施方式的差別在于周邊輔助固定的不同。圖3提供的周邊輔助固定沒有用銷釘或螺絲釘，也沒有用墊圈，而是采用一種彈性形髓核18周邊反包上剛性終板3、下剛性終板4的形式。所述上剛性終板3、下剛性終板4軸心處有分別有中心凸臺(tái)M和中心凸臺(tái)25，與上下骨性終板接觸的上下剛性終板表面周邊處有一環(huán)形的內(nèi)開槽34。內(nèi)開槽從剛性終板表面開口處向里截面積逐漸增大，即從內(nèi)塹槽表面開口 36向塹槽底面開口 35 口徑逐漸增大。 所述彈性體髓核18具有位于軸心的柱狀主體結(jié)構(gòu)32及從所述主體結(jié)構(gòu)32與剛性終板接觸表面向外延伸、包過上下剛性終板邊緣31的周邊薄膜33及嵌入上下剛性終板周邊內(nèi)開槽中的附件結(jié)構(gòu)30。上剛性終板3、下剛性終板4與上下骨性終板接觸表面周邊表面28比中心表面四弧面要低，彈性體髓核的附件結(jié)構(gòu)30填充到周邊嵌入刀上下剛性終板內(nèi)開槽34后，附件結(jié)構(gòu)30上表面與剛性終板中心表面四形成一個(gè)連續(xù)的過渡。彈性體髓核18的柱狀主體結(jié)構(gòu) 32輪廓具有與上剛性終板3、下剛性終板4相似的輪廓形狀，柱狀主體結(jié)構(gòu)32的尺寸比剛性終板邊緣31輪廓尺寸略小，以避免在椎間盤運(yùn)動(dòng)過程中，特別是側(cè)彎時(shí)，彈性體髓核18 凸出到上剛性終板3或下剛性終板4的邊緣31之外，造成上下剛性終板的擠壓和碰撞，形成應(yīng)力集中而造成間盤失穩(wěn)甚至失效。彈性體髓核18與上剛性終板3或下剛性終板4相接觸的界面處亦可采用反包固定加粘合的混合固接，加強(qiáng)連接的固定效果。以上已經(jīng)根據(jù)特定實(shí)施方案描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，在不背離本發(fā)明的精神和原則的情況下，可以進(jìn)行大量的變化和更改。
9
權(quán)利要求1.一種整體式人工椎間盤，其特征在于，包括與椎骨間上骨性終板相接觸的上剛性終板；與椎骨間下骨性終板相接觸的下剛性終板；位于上下剛性終板之間的彈性體髓核；所述彈性體髓核與所述上下剛性終板固接為一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的人工椎間盤，其特征在于所述上下剛性終板具有與相接觸的椎骨間上下骨性終板相匹配吻合的輪廓形狀，所述上下剛性終板大小覆蓋相接觸的上下骨性終板面積的60%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的人工椎間盤，其特征在于其中所述上下剛性終板與彈性體髓核采用中心凸臺(tái)、周邊銷釘或螺釘之一及墊圈的方式固接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的人工椎間盤，其特征在于其中所述彈性體髓核具有位于軸心的柱狀主體結(jié)構(gòu)及從所述主體結(jié)構(gòu)與剛性終板接觸表面向外延伸至上下剛性終板輪廓邊緣的薄膜附件結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的人工椎間盤，其特征在于所述中心凸臺(tái)位于上下剛性終板軸心處，嵌入到所述彈性體髓核柱狀主體結(jié)構(gòu)中，為沿上下剛性終板表面朝向彈性體髓核方向尺寸逐漸增大的斜凸臺(tái)，斜凸臺(tái)水平截面為圓形、矩形或梯形。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的人工椎間盤，其特征在于所述中心凸臺(tái)位于上下剛性終板軸心處，嵌入到所述彈性體髓核柱狀主體結(jié)構(gòu)中，為由兩個(gè)尺寸不同、沿上下剛性終板表面朝向彈性體髓核方向尺寸增大的棱柱組成的雙層凸臺(tái)，凸臺(tái)水平截面為圓形、矩形或梯形。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的人工椎間盤，其特征在于所述上下剛性終板外周處及所述墊圈、 所述彈性體髓核薄膜附加結(jié)構(gòu)上均開有銷釘或螺釘孔，所述銷釘或螺釘依次穿過上下剛性終板、彈性體髓核薄膜附加結(jié)構(gòu)、墊圈上的銷釘或螺釘孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的人工椎間盤，其特征在于所述上下剛性終板與彈性體髓核采用中心凸臺(tái)加周邊彈性體包覆剛性終板的方式固接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的人工椎間盤，其特征在于所述上下剛性終板軸心處有中心凸臺(tái)， 與上下骨性終板接觸的上下剛性終板表面周邊處有一環(huán)形的、從上下剛性終板表面向上下剛性終板內(nèi)部截面積逐漸增大的內(nèi)開槽；所述彈性體髓核具有位于軸心的柱狀主體結(jié)構(gòu)及從所述主體結(jié)構(gòu)與剛性終板接觸表面向外延伸、包過上下剛性終板邊緣嵌入上下剛性終板周邊內(nèi)開槽中的周邊結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種整體式人工椎間盤，優(yōu)先設(shè)計(jì)為具有仿生的終板結(jié)構(gòu)、可恢復(fù)正常間盤性能的彈性體構(gòu)造并可減少或消除磨屑隱患固定為一體的優(yōu)勢(shì)特征。所述人工椎間盤由上剛性終板、下剛性終板和位于上下剛性終板之間的彈性體髓核組成。所述上剛性終板、下剛性終板具有與相鄰上骨性終板、下骨性終板相匹配且可覆蓋骨性終板面積60％以上的形狀特征。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，彈性體髓核與上下剛性終板間軸中心處采用凸臺(tái)形鎖合、周邊采用銷釘或螺釘及墊圈的方式固接。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，彈性體髓核與上下剛性終板間采用中心凸臺(tái)加周邊彈性體包覆剛性終板的方式固接。上下剛性終板與彈性體髓核間固接為一個(gè)基本無相對(duì)運(yùn)動(dòng)的整體，減少或消除了磨屑隱患。
文檔編號(hào)A61F2/44GK202027749SQ201120093860
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者伍社毛, 姜秀娟, 張立群, 楊海波, 田偉, 石銳, 行勇剛, 陳大福 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué), 北京市創(chuàng)傷骨科研究所, 北京積水潭醫(yī)院