椎間盤假體或人造椎骨體的製作方法
2023-05-28 19:18:26 1
專利名稱：椎間盤假體或人造椎骨體的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求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元件，它可以通過一開口裝灌液體，這時波紋管被動地膨脹。因此在這種已知裝置中缺少一種主動的彈性元件，它可以彈性地承受所出現的負載力。此外這種已知椎骨體-假體的另一個缺點是，它必須後續裝灌液體，例如裝灌甲基丙烯酸酯(特別是甲基丙烯酸甲酯MMA)，這帶來相當大的風險。
對此本發明要提供一種解決方法。本發明的目的是，創造一種椎間盤假體或人造椎骨體，其具有一軸向緩衝元件，使得可以以確定的方式承擔和傳導平移、扭轉和角度偏轉。
本發明用具有權利要求1特徵的椎間盤假體或人造椎骨體實現所提出的目的。
通過本發明達到的優點主要在於，由於本發明的椎間盤假體或人造椎骨體可以達到非常接近於天然椎間盤或天然椎骨體的功能和作用。
本發明其他優良的結構在從屬權利要求中表示。
各個實施形式的論述大多藉助於一椎間盤假體進行；而總體結構形式可以是一種作為人造椎骨體的可能結構。
彈性元件確定的彈性係數最少應該至少為50N/mm，尤其是至少為100N/mm。但是彈性係數最好至少為150N/mm，尤其是至少為400N/mm。彈性係數向上同樣應該是有限制的，最高為800N/mm，尤其是最高為2000N/m。通常彈性係數為600N/mm。
彈性元件的彈性行程在負荷為1000N時優選在1至2mm範圍內，尤其是在1.3至1.7mm範圍內。通常在這種負荷時彈性行程為1.5mm。
在本發明的一種實施形式中，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量優選在3-10尤其是4-5的範圍內。在這種數量時既在製造工藝方面又在所用材料的希望的延伸率方面產生優點。
在本發明的一種實施形式中，外殼由許多單層組成，從而使波紋管的剛性根據意願控制在一定限度內。
在一種特殊結構中，各單層相互離開一定距離。通過這種結構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時用於角度偏轉、平移、扭轉和緩衝，而內波紋管可以用來承受約2500N的大負荷，從而保護外波紋管。
在另一種特殊實施形式中，各單層無中間層地相互放在一起。從而達到剛性的提高。
在另一種實施形式中，外殼包括多個相互套接的波紋管。外殼也可以配備槽，它們應該基本上平行於縱軸分布。由此達到波紋管扭轉剛性的減小。
外殼的扭轉剛性優選這樣選擇，使它允許外殼扭轉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-應該優選在1.0至2.5mm的範圍內，尤其是在1.30-1.75mm的範圍內。
在本發明的一種實施形式中，兩個對合板(Appositionsplatten)軸向固定但是可扭轉地固定在基體的上、下端上。在一種可供選擇的實施形式中，兩個對合板軸向牢固地固定在基體上、下端上，並且其繞縱軸的扭轉最好限制在不超過5°的角度範圍內。在另一種可供選擇的實施形式中，兩個對合板軸向和扭轉固定地固定在基體的上、下端上。
在一種特殊實施形式中，做成波紋管的外殼的扭轉剛性這樣選擇，使得兩個對合板可繞縱軸相互相對旋轉1°-5°、尤其是2°-3°的角度。
在另一種實施形式中，兩個對合板可從垂直於縱軸的平面內翻轉一4°-8°、尤其是5°-7°的角度。
在本發明的一種特殊實施形式中，空心圓柱形基體至少部分填充起緩衝元件作用的固體，尤其是塑料。通過這種結構得到更高的剛度並更好地承受大的衝擊載荷，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。
在本發明一種特殊實施形式中外殼由一碟形彈簧組(Tellerfedersule)組成。
下面藉助於多個實施例的部分示意圖較詳細地說明本發明和本發明的改進結構。
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上垂直於縱軸5設置一上對合板6，它適合於貼合在椎骨體的底板上。在基體1的下端4上垂直於縱軸5設置一下對合板7，它適合於貼合在椎骨體的頂板上。
兩塊對合板6、7具有朝外的成形有構造結構的表面8，它由許多稜錐臺形小齒組成，以達到在相鄰椎骨體底板和頂板上更好的貼合。成形有構造結構的表面8也可以以表面輕微腐蝕的形式或以促進骨組織生長的表面構造的形式實現。
做成外波紋管的外殼2具有總共3至6個折皺(波紋)。
根據實施形式的不同，椎間盤假體的高度為5-15mm，直徑在10至35mm範圍內，外殼厚度約為0.1mm。
兩個對合板6、7具有朝向內部的軸向榫軸12和13，它們可以做成緩衝元件。
在圖4所示的方案中，兩塊對合板6、7以朝向內部的軸向榫軸12和13作為支承軸頸可迴轉地支承在殼體14中，其中迴轉(扭轉)可以通過圖中未畫出的止擋在數值大小上加以限制。
圖5-7中所示的椎間盤假體的實施形式製造得和圖1至3中的一樣。其區別在於，兩個對合板6、7做成圓環，使得形成一軸向通孔9。另一個區別在於，在這種實施形式中做成波紋管的外殼2隻具有一個折皺(波紋)。
圖8特別直觀地表示椎間盤假體的功能。在這種實施形式中，外殼2由一外波紋管21和一內波紋管22組成。外波紋管21具有五個折皺，內波紋管22有九個折皺。外波紋管21固定在上對合板6上，內波紋管22固定在下對合板7上。根據材料情況，波紋管也可以焊接、壓制或衝壓在對合板5、6上。在所示實施形式中，兩個波紋管21，22放入圓形槽10和11內，圓形槽在兩塊對合板6，7的內側上加工出來。兩塊對合板5，6分別固定在一個波紋管21和22上，可以-如圖8中所示-套插在一起成一盒子。因此兩塊對合板5，6可以相互相對旋轉。通過一圖中未畫出的止擋可以將扭轉限制在一定數值內，例如2°-3°。
權利要求
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)一垂直於縱軸(5)設置在基體(1)上端(3)上的上對合板(6)，它適於貼合在椎骨體的底板上；和C)一垂直於縱軸(5)設置在基體(1)下端(4)上的下對合板(7)，它適於貼合在椎骨體的頂板上，其特徵為D)做成波紋管的外殼(2)設計成具有一確定的彈性係數的彈性元件。
2.按權利要求1的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為所述確定的彈性係數至少為50N/mm，尤其是至少為100N/mm。
3.按權利要求2的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為彈性係數至少為150N/mm，尤其是至少為400N/mm。
4.按權利要求1至3之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為彈性係數最高為800N/mm，尤其是最高為2000N/m。
5.按權利要求1至4之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為在負荷為1000N時，彈性元件的彈性行程在1至2mm的範圍內，尤其是在1.3至1.7mm的範圍內。
6.按權利要求1至5之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為彈性元件既是拉簧又是壓簧。
7.按權利要求1至6之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為做成波紋管的外殼(2)的折皺數量在3-10、尤其是4-5的範圍內。
8.按權利要求1至7之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為外殼(2)由多個單層組成。
9.按權利要求8的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為各單層相互離開距離。
10.按權利要求8的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為各單層相互無中間層地貼合。
11.按權利要求1至10之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為外殼(2)包括多個相互套接的波紋管。
12.按權利要求1至11之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為外殼配備有基本上平行於縱軸(5)分布的槽。
13.按權利要求1至12之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為外殼(2)的扭轉剛性允許外殼(2)扭轉1°至3°，尤其是1.5°至2.5°。
14.按權利要求1至13之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為在使用800N的軸向力時，外殼的軸向行程在1.0至2.5mm範圍內，尤其是在1.30-1.75mm範圍內。
15.按權利要求1至14之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為兩個對合板(6，7)軸向固定但是可扭轉地固定在基體(1)的上、下端(3，4)上。
16.按權利要求1至15之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為兩個對合板(6，7)軸向固定在基體(1)的上、下端(3，4)上並且其繞縱軸(5)的扭轉限制在尤其是不超過5°的角度範圍內。
17.按權利要求1至15之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為兩個對合板(6，7)軸向和扭轉固定地固定在基體(1)的上、下端(3，4)上。
18.按權利要求17的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為做成波紋管的外殼(2)的扭轉剛性這樣選擇，使得兩塊對合板(6，7)可相互繞縱軸(5)相對扭轉一1°-5°尤其是2°-3°的角度。
19.按權利權利要求1至18之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為兩塊對合板(6，7)可從垂直於縱軸(5)的平面翻轉一4°-8°尤其是5°-7°的角度。
20.按權利要求1至19之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為空心圓柱形基體(1)至少部分用一種起緩衝元件作用的固體填充。
21.按權利要求20的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為所述固體是一種塑料，尤其是一種彈性體。
22.按權利要求1至21之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為外殼(2)由金屬或金屬合金尤其是鈦基合金組成。
23.按權利要求1至22之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為外殼(2)的材料具有至少30％尤其是至少38％的極限延伸率。
24.按權利要求1至21之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為外殼(2)由一種塑料尤其是一種彈性體組成。
25.按權利要求1至24之任一項的椎間盤假體或人造椎骨體，其特徵為外殼(2)由一碟形彈簧組組成。
全文摘要
本發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)；一垂直於縱軸(5)設置在基體(1)上端(3)的、適於貼合在椎骨體底板上的上對合板(6)；和一垂直於縱軸(5)設置在基體(1)下端(4)上的、適於貼合在椎骨體頂板上的下對合板(7)。其中做成波紋管的外殼(2)設計成具有確定的彈性係數的彈性元件。由這種結構達到完全接近於天然椎間盤的功能和作用。
文檔編號A61F2/00GK1694659SQ02829820
公開日2005年11月9日 申請日期2002年10月28日 優先權日2002年10月28日
發明者A·施圖德, J·特拉赫塞爾, M·維曼 申請人:馬斯醫藥技術股份公司