椎間盤假體或椎間假體的製作方法
2023-05-24 15:34:46
專利名稱：椎間盤假體或椎間假體的製作方法
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椎間假體。這些假體可以做成核置換物、柔性的護圈(籠)或內部的椎間盤假體，它們可以從後面裝入(PLIF技術)。作為動力植入物，它們也可以固定在相鄰椎骨體的棘突之間。
背景技術：
由US-A-5458642 BEER ETAL已知一種椎間盤假體，帶一上、下腰子形板，它們在其外圍(圍繞一中央芯部)通過大量相同的螺旋彈簧相互連接。螺旋彈簧相互按規則間距設置，並允許兩塊板在一定限度內作三維運動。這種已知椎間盤假體的缺點是這樣的情況，即植入物在每個半徑方向的剛性—在離植入物中心相同的距離時—是相同的，亦即植入物具有對稱的剛性。
發明內容
這裡本發明將提出解決辦法。本發明的目的是，創造一種椎間盤假體，它具有非對稱的剛性，這有這樣的優點，即椎間盤假體可以用結構方法調整到一種生理性能，使得例如在脊柱向後伸展時植入物存在比在向側前方側向運動時大的剛性。
本發明用具有權利要求1特徵的椎間盤假體實現所提出的目的。
通過本發明達到的優點主要是，由於本發明的椎間盤假體在脊柱受力時可以達到一種生理性能，特別是通過非對稱的剛性變化可以控制植入物的迴轉點。
在一種優選實施形式中彈性元件的數量在4至12個，尤其是6至10個的範圍內。
在另一種實施形式中彈性元件相互一樣，但是徑向不均勻地設置在椎間盤假體的外圍區域內。由此可以達到這樣的優點，即通過外圍每度上相同彈性元件的可變數量或者通過相同彈性元件不規則的(亦即較密或不太密的)布局，可以可選擇地在生產時調整椎間盤假體的剛性，使得根據半徑方向產生椎間盤假體不同的剛性，因此它比在具有對稱剛性的普通椎間盤假體的情況下更好地適應人體構造狀況。
在另一種實施形式中彈性元件的至少一部分設計得相互不同，這時彈性元件最好徑向均勻地設置在椎間盤假體的外圍區域內。
在又一種實施形式中彈性元件的至少一部分設計得相互不同，這時彈性元件徑向不均勻地設置在椎間盤假體的外圍區域內。
在另一種實施形式中椎間盤假體至少在90°外圍圓弧的一部分區域內具有比互補的90°外圍圓弧內高的剛性。
在另一種實施形式中彈性元件的至少一部分由不同剛性的不同材料組成。
所有已知的金屬和聚合的天然植入物材料適合於作為植入物材料。植入物也可帶HAC塗層。
植入物的優選材料是鈦、Nitinel、鈦合金和鋼。優選材料組合如下—對於對合板鈦/鈦合金—對於中間板鈦/鈦合金—對於螺釘鈦—對於環Nitinel、鈦或鋼對合板的幾何形狀和表面適宜於與椎骨體的自然端板匹配，這兩塊對合板在不同的實施形式中可以設計成圓環形、矩形、腰子形、橢圓形或螺旋形。
在另一種實施形式中彈性元件設計成環或部分環，其中設計成這樣的彈性元件的環平面的布局可以這樣進行，—環平面與椎間盤假體的中心線相交；—環平面與椎間盤假體的中心線不相交；—環平面基本上垂直於兩個對合板分布；或—環平面傾斜於兩個對合板。
在另一種實施形式中至少一部分環具有不同的剛性，其中環的布局最好順序地以越來越大或越來越小的剛性進行。
在另一種實施形式中環設置在外圍，由此可以達到這樣的優點，由此使外圍部分區域具有較高的剛性，部分區域具有較低的剛性。
在不同實施形式中彈性元件可以由以下一些組中選取螺旋彈簧、彈性囊(Federbalg)、塑料柱(Kunststoffzylinder)、帶、鋼絲網編織物、環形纖維或塑料塗覆的鋼絲。由此與設計成環的彈性元件相比可達到如下優點—更高的柔性；—較簡單的生產專門知識；—較簡單的操作；以及—椎間盤假體的粘彈性性能。
在另一種實施形式中彈性元件由尤其是做成單絲的鋼絲繩組成。
在又一種實施形式中彈性元件包括至少一個彈簧件，它由設計如下的彈簧鋼絲組成—彈簧鋼絲具有蛇形曲線；和/或—彈簧鋼絲具有至少一個迴環。
在又一種實施形式中椎間盤假體包括一由塑料材料組成的芯部。由此可達到這樣的優點，即椎間盤假體具有粘彈性特性，並在相鄰椎骨體運動時進行更好的緩衝。
在另一種實施形式中椎間盤假體在外圍處的可壓縮性至少為0.7mm，尤其至少為1.0mm，最多為1.2mm，尤其最多為3.5mm。
彈性元件與對合板的連接可以設計成形鎖合或力鎖合的。
在另一種實施形式中兩塊對合板相互夾一10°至14°的角。
在又一種實施形式中彈性元件連接成一個單元，兩塊對合板可推到或卡扣到該單元上。
下面藉助於多個實施例的部分示意圖更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的椎間盤假體的側視圖；圖3 按圖1的椎間盤假體的俯視圖；圖4a 椎間盤假體另一實施形式的側視圖；圖4b 圖4a中所示的椎間盤假體的實施形式不帶上對合板的俯視圖；圖4c 在圖4a中所示的椎間盤假體的一種實施形式的透視圖；圖4d 在圖4a至4c中所示的椎間盤假體的實施形式的不帶上對合板的透視圖；圖5a 椎間盤假體的另一種實施形式的不帶上對合板的正視圖；圖5b 在圖5a中所示的椎間盤假體的實施形式的俯視圖；圖5c 在圖5a和5b中所示的椎間盤假體的實施形式的側視圖；圖5d 在圖5a至5c中所示的椎間盤假體的實施形式的透視圖；圖6a 椎間盤假體另一種實施形式的正視圖；圖6b 圖6a中所示的椎間盤假體的實施形式的B-B剖視圖；圖6c 在圖6a和6b中所示的椎間盤假體的不帶上對合板的實施形式的與下對合板連接的彈性元件的透視圖；圖6d 圖6a至6c中所示的椎間盤假體的實施形式的透視圖；圖7a 椎間盤假體另一種實施形式的俯視圖；圖7b 圖7a中所示的椎間盤假體的實施形式的B-B剖視圖；圖7c 圖7a和7b中所示的椎間盤假體的實施形式的側視圖；圖7d 在圖7a至7c中所示的椎間盤假體的實施形式的透視圖；圖8 兩個植入在兩個椎骨體之間的如圖7a至7d中所示的椎間盤假體的示意圖；圖9 帶有兩個如圖7a至7d中所示的椎間盤假體的椎骨體的蓋板平行於脊柱縱軸的俯視圖；圖10 兩個植入在兩個椎骨體之間的如圖7a至7d所示的椎間盤假體的腹向視圖；
圖11 本發明椎間盤假體的彈性元件的另一種實施形式的正視圖。
具體實施例方式
在圖1至3中所示的椎間盤假體由一適合於貼靠到椎骨體的底板上的圓環形上對合板1、一和它離開一定距離的適合於貼靠到椎骨體的蓋板上的圓環形下對合板2、兩個設置在這兩個對合板1、2之間的同樣做成圓環形的中間板6組成，其中所有板沿一共同中心線5與它正交地設置。
在兩個圓環形對合板1、2之間設置總共八個環3a-3h形狀的彈性元件3，它們徑向於中心線5設置，並且其中其環平面垂直於對合板1、2設置。
為了使椎間盤假體固定在一起，上對合板1與相鄰中間板6通過總共八個螺釘7連接，同樣下對合板2與相鄰中間板6通過總共八個螺釘7連接。為此對合板1、2具有用來容納螺釘頭的相應的孔9，中間板6具有用來安裝螺釘杆的相應螺紋孔。螺釘7這樣設置，使它們分別分布在兩個相鄰環之間。
這裡各個環3a-3h被這樣形成的上板對1、6和下板對2、6徑向夾住，使得兩個板對1、6和2、6通過環3a-3h相互連接，並由於圓環3a-3h的彈性可以從在未受力狀態下的平行布置一在一定限度(在外圍處的可壓縮性為約1.0至1.5mm)內一相互傾斜。由此可以使兩塊對合板1、2相互夾一約12°的角。
為了使椎間盤假體的結構高度做得小，對合板1、2和中間板6在環3a-3h的通孔區域內可以具有相應於環3a-3h輪廓的孔8。
在外圍按45°的規則間距設置的彈性環3a-3h具有不同的彈性和剛性，它們可以通過圓環不同的材料、不同的幾何形狀或環不同的輪廓(實心、空心、圓形、矩形)達到。由此在具有環3b、3c和3d的區域內得到比具有環3f、3g和3h的區域內高的剛性。因此在垂直於對合板1施加一定的力時在圓環3c區域上產生比在使用同樣大的力時在圓環3g區域上小的壓縮量(兩塊對合板1、2靠近)。由於這種非對稱特性，可以通過這樣的方法達到椎間盤假體更好的生理特性，即在脊柱向前彎曲時圓環3f、3g和3h的壓縮量比在脊柱向後彎曲時更大，向後彎曲壓縮圓環3b、3c和3d。
各個圓環的彈性係數適宜於在50％至100％之間變化，按數值而言彈性係數可以在300N/mm至1000N/mm之間。
在圖4a至4d中表示一種實施形式，其中彈性元件3包括一螺旋彈簧10，其縱軸11在一與中心線5正交的平面內形成圓形，因此螺旋彈簧10以360°角圍繞植入物的中心線5。這裡螺旋彈簧10相對於圓形對合板1、2的外圍向外移出這麼遠，使它們略微突出於對合板1、2的外圍。螺旋彈簧10具有兩個具有相反導程的彈簧鋼絲繞圈的圓弧形部分。在兩個部分的連接部位螺旋彈簧10的繞圈分別通過一個迴環12；13相互連接。這裡迴環12；13設置在螺旋彈簧10的朝向上對合板1的圓弧段處。由於螺旋彈簧10的帶有兩個具有相反導程的圓弧形部分的結構可以控制植入物的扭轉剛性。在對合板1；2相互面對面的內表面上設有與中心線5同心的圓環形凸起19；20。彈簧鋼絲在各個繞圈穿過兩個圓環形凸起19；20之一上的孔各一次，使對合板1；2和螺旋彈簧10固定在一起。其次兩個迴環12；13在它們在兩個相互鄰接的彈簧鋼絲繞圈之間佔有的距離方面設計得各不相同。螺旋彈簧10的繞圈在螺旋彈簧10的兩個圓弧形部分上具有恆定的導程，因此植入物的彈性係數僅僅在螺旋彈簧10的兩個圓弧形部分的連接部位處具有不同的值。通過將螺旋彈簧10設計成帶具有相反導程的繞圈的兩個部分可以達到，植入物在兩個旋轉方向的扭轉剛性一樣大。
在圖5a至5d中所示的實施形式與在圖4a至4d中所示的實施形式的區別僅僅在於，對合板1；2(僅僅畫出一個對合板2)設計成橢圓形，因此彈性元件3包圍四個圓弧形的設置在一橢圓形縱軸14上的但是分開的螺旋彈簧件15；16；17；18。其中每兩個相互徑向面對面的螺旋彈簧件15；16；17；18設計得相互鏡像對稱，其中兩個鏡像對稱設置的螺旋彈簧件15；16具有帶相反導程的繞圈，另兩個鏡像對稱設置的螺旋彈簧件17；18分別在其中心具有一迴環12；13，以此改變繞圈的旋轉方向。其次面對鏡像對稱設置的螺旋彈簧件15；16；17；18的導程不同，因此彈性元件3的彈性係數根據轉軸的位置在兩個與兩對合板1；2的外表面相鄰的椎骨體34；35(圖8ff)之間是不同的。
在圖6a至6d中表示一種實施形式，其彈性元件3的結構與在圖4和5中所示的結構相比區別僅僅在於，它包括兩個與中心線5同心的彈簧件22；23，它們分別具有一具有多個蛇形曲線24的彈簧鋼絲25。彈簧件22、23具有部分環面形狀，其中在蛇形曲線24的迴環12；13之間的連接段傾斜於環面的經線分布。其中環面的經線和蛇形曲線24的迴環12；13之間的連接段之間的夾角對於兩個彈簧件22、23大小相同、方向相反。此外每個對合板1；2具有兩個與中心線5同心的凸起19』；19」；20』；20」。蛇形曲線24的各一個迴環12與按圖4的實施例相似穿過上對合板1上圓環形凸起19之一上的兩個孔，而蛇形曲線24的另一個迴環13穿過下對合板2上的圓環形凸起20之一上的兩個孔，使得兩塊對合板1；2和彈性元件3固定在一起。其中內彈簧件22的迴環12；13穿過內凸起19』、20』上的孔，外彈簧件23的迴環12；13穿過外凸起19」、20」上的孔。
在圖7a至7d中表示一種實施形式，它包括帶有與中心線5垂直的矩形表面的上、下各一個對合板1；2。兩個依次設置在對合板1；2之間的螺旋彈簧件15；16的縱軸11平行於矩形對合板1；2的長軸。兩個螺旋彈簧件15；16具有相互反向的繞圈導程。其次在兩個對合板1；2的位於內部的表面上設有與長軸平行的凸起19；20，它們具有橫向於長軸分布的孔。因此螺旋彈簧件15；16穿過孔的繞圈將兩塊對合板1；2固定在一起。
在圖8至10中表示如圖7a至7d中所示的兩個椎間盤假體的應用。兩個椎間盤假體這樣地插入兩個相互鄰接的椎骨體34；35的椎間腔內，使螺旋彈簧件15；16的縱軸11從前面到後面延伸，其中在脊柱縱軸側面各設置一個椎間盤假體。通過椎間盤假體的這種布局，對於脊柱的彎曲/伸展和側向彎曲得到彈性元件3的不同彈性係數。
在圖11中表示彈性元件3的實施形式，它包括一卷繞成迴環26的彈簧鋼絲25。彈簧鋼絲25上的迴環26一方面可以設計成這樣，即與圖1中所示的環類似迴環26是封閉的並形成單個彈簧件，它們以希望的形狀分布在對合板1；2之間。另一方面可以類似於在圖4中所示的實施形式將迴環26做成螺旋彈簧式彈簧件的繞圈。彈簧鋼絲25在對合板1；2上的固定可以按圖1至10中所示實施例的任一種進行。此外對合板1；2的結構以及彈性元件3的分布可以按圖1至10中所示的實施形式的任一種進行。
權利要求
1.椎間盤假體或椎間假體，具有A)一適合於貼靠到一椎骨體的底板上的上對合板(1)；B)一與它離開一定距離的、適合於貼靠到一椎骨體的頂板上的下對合板(2)；C)多個彈性元件(3)，它們設置在兩個對合板(1；2)之間其外圍區域(4)內，使這兩個對合板(1；2)可相對彈性運動；以及D)一中心線(5)，它基本上垂直於兩塊對合板(1；2)；其特徵在於彈性元件(3)設計成這樣，或這樣設置，使椎間盤假體總體上具有一非對稱的剛性。
2.按權利要求1的椎間盤假體，其特徵為彈性元件(3)的數量在4-12個，尤其是6-10個的範圍內。
3.按權利要求1或2的椎間盤假體，其特徵為彈性元件(3)相互相同、但徑向不均勻地設置在外圍區域(4)內。
4.按權利要求1或2的椎間盤假體，其特徵為所述彈性元件(3)的至少一部分各不相同，並最好徑向均勻地設置在外圍區域(4)內。
5.按權利要求1或2的椎間盤假體，其特徵為所述彈性元件(3)的至少一部分各不相同，並徑向不均勻地設置在外圍區域(4)內。
6.按權利要求1至5之任一項的椎間盤假體，其特徵為它至少在一90°圓弧的分區內具有比在互補的90°圓弧內高的剛性。
7.按權利要求1至6之任一項的椎間盤假體，其特徵為所述彈性元件(3)的至少一部分由不同剛性的不同材料組成。
8.按權利要求1至7之任一項的椎間盤假體，其特徵為所述兩個對合板(1；2)設計成圓環形。
9.按權利要求1至8之任一項的椎間盤假體，其特徵為彈性元件(3)是環或部分環。
10.按權利要求9的椎間盤假體，其特徵為做成環或部分環的彈性元件(3)的環平面與中心線(5)相交。
11.按權利要求9的椎間盤假體，其特徵為做成環或部分環的彈性元件(3)的環平面與中心線(5)不相交。
12.按權利要求9至11之任一項的椎間盤假體，其特徵為環平面基本上垂直於兩塊對合板(1；2)分布。
13.按權利要求9至11之任一項的椎間盤假體，其特徵為環平面基本上傾斜於兩塊對合板(1，2)分布。
14.按權利要求9至13之任一項的椎間盤假體，其特徵為所述環的至少一部分具有不同的剛性，尤其是按順序以逐漸增加或逐漸減小的剛性設置。
15.按權利要求14的椎間盤假體，其特徵為所述環設置在外圍上。
16.按權利要求1至8之任一項的椎間盤假體，其特徵為彈性元件(3)從以下組中選擇螺旋彈簧、彈性囊、塑料柱、帶、鋼絲網編織物、環形纖維和塑料塗覆的鋼絲。
17.按權利要求1至8之任一項的椎間盤假體，其特徵為彈性元件(3)由一鋼絲繩組成，它最好設計成單絲。
18.按權利要求1至8之任一項的椎間盤假體，其特徵為彈性元件(3)包括至少一個彈簧件(22、23)，它由一具有蛇形曲線(24)的彈簧鋼絲組成。
19.按權利要求1至8之任一項的椎間盤假體，其特徵為彈性元件(3)包括至少一個由一具有至少一個迴環(26)的彈簧鋼絲(25)組成的彈簧件。
20.按權利要求1至19之任一項的椎間盤假體，其特徵為它具有一由塑料材料組成的芯部。
21.按權利要求1至20之任一項的椎間盤假體，其特徵為所述兩塊對合板(1，2)設計成腰子形、橢圓形或螺旋形。
22.按權利要求1至21之任一項的椎間盤假體，其特徵為它在外圍處的壓縮性至少為0.7mm，尤其是至少為1.0mm。
23.按權利要求1至22之任一項的椎間盤假體，其特徵為它在外圍處的壓縮性至多為1.2mm，尤其是至多為3.5mm。
24.按權利要求1至23之任一項的椎間盤假體，其特徵為彈性元件(3)與兩個對合板(1，2)形鎖合或力鎖合連接。
25.按權利要求1至24之任一項的椎間盤假體，其特徵為所述兩塊對合板(1，2)相互夾一10°至14°的角。
26.按權利要求1至25之任一項的椎間盤假體，其特徵為彈性元件(3)連接成一個單元，兩塊對合板(1，2)可推到或卡扣到該單元上。
全文摘要
椎間盤假體或椎間假體，具有A)一適合於貼靠到一椎骨體的底板上的上對合板(1)；B)一離它一定距離的適合於貼靠到椎骨體的頂板上的下對合板(2)；C)多個設置在兩塊對合板(1，2)之間在其外圍區域(4)內的彈性元件(3)，使得兩塊對合板(1，2)可相互相對彈性運動；D)一基本上垂直於兩塊對合板(1，2)的中心線(5)；其中彈性元件(3)設計成這樣或這樣設置，使椎間盤假體總體具有非對稱的剛性。
文檔編號A61F2/44GK1758888SQ03826205
公開日2006年4月12日 申請日期2003年3月24日 優先權日2003年3月24日
發明者A·施圖德, J·特拉赫塞爾, M·維曼 申請人:斯恩蒂斯有限公司