椎間假體關節的製作方法
2023-10-04 17:21:59
專利名稱：椎間假體關節的製作方法
技術領域：
本發明總的涉及脊柱植入物，更具體的是涉及用於全部或部分地替代自然椎間盤。
背景技術：
在對影響脊柱運動部分的疾病、損傷或畸形、特別是那些影響椎間盤組織的疾病、損傷或畸形的治療中，已知可去除一些或全部的變性、斷裂或以其它方式發生損壞的椎間盤。在椎間盤組織從脊柱運動部分被去除或者以其它方式缺失的情況下，必須採取矯正措施，以保證先前由所去除的椎間盤組織所分隔的脊骨適當間隔。
在一些情況中，利用移植的骨組織、人造的融合件、或者其它的合成物或裝置來將相鄰的兩脊骨融合在一起。不過，脊柱融合術引起了醫學團體的注意，椎間融合的生物機械學剛度可能易於使相鄰的脊柱運動部分快速地惡化。更具體地說，不是像自然的椎間盤，脊柱的融合部分使融合的脊骨不能相對相對彼此樞轉和轉動。這樣的可動性缺乏將會使相鄰脊柱運動部分上的應力增加。此外，在相鄰的脊柱運動部分內可能會發生若干種情況，包括椎間盤變性、椎間盤脫出、不穩定性、脊柱狹窄、脊椎關節強硬以及關節面關節炎(facetjoint arthritis)。因此，在脊柱融合之後，許多病人可能會需要在進行椎間盤去除和/或其它類型的外科手術。因此，人們希望有可替代脊柱融合的方法。
人們已經提出了若干種不同類型的椎間盤關節成形術裝置，以防止相鄰脊骨間的椎間間隙塌陷，並且同時保持相鄰脊骨之間一定程度的穩定性以及樞轉和轉動運動範圍。這樣的裝置通常包括兩個或多個關節元件，它們附接在相應的上、下脊骨上。諸關節元件可通過多種方法來固定在上、下脊骨上，包括使用穿過各元件上的相應開孔並旋入脊椎骨中的接骨螺釘，和/或通過採用刺入脊骨端板(vertebral endplate)的骨釘或齒。關節元件通常構造成允許這些元件、並因而允許相鄰的脊骨相對彼此樞轉和/或轉動。
如上所述，現有技術的椎間盤關節成形裝置相對較難植入相鄰的脊骨之間。為了植入這樣的裝置，要將相鄰的脊骨張開一定的距離，該距離稍稍大於分隔脊骨的正常距離，以使該裝置可以在脊骨間操作，並可將固定件接合到脊骨端板上。這樣的一種手術會發生由於固定件對脊骨端板或其它組織的錯位或刮擦而導致脊骨損傷的危險。這樣的一種手術還會發生由於過度牽引椎間間隙而導致損傷的危險。也如上所述，其它類型的現有技術關節成形裝置需要將接骨螺釘或其它類型的緊固件旋入相鄰的脊骨。不過，這種類型的固定方法需要精確地放置和定向接骨螺釘，以提供足夠強的錨固，並避免對相鄰的組織或脊骨結構造成損傷。此外，如果其碎片或顆粒物質聚集在關節元件之間，則現有技術的關節成形裝置的磨損或可能的畸形就更易於發生。
因此，在本行業中需要提供一種改進的椎間假體關節。本發明滿足了這樣的需求，並以新穎和非顯然的方式提供其它的益處和優點。
發明內容
本發明總的涉及一種椎間假體關節。儘管這裡所揭示的本發明真實性質可僅參照所附的權利要求書來確定，但仍將這裡所揭示的、表徵本發明特徵的較佳實施例的某些形式簡述如下。
本發明的一種形式涉及一種椎間假體關節，它包括適於接合一第一脊骨並包括一第一關節表面的一第一件和適於接合一第二脊骨並包括一第二關節表面的一第二件，並且第一和第二關節表面協作以允許第一和第二件之間的關節運動，以及，第一和第二關節表面中的至少一個包括至少一個表面凹陷部，所述表面凹陷部構造成可便於去除位於其間的物體。
本發明的另一形式涉及一種椎間假體關節，它包括適於接合一第一脊骨並包括一凸部的一第一關節件和適於接合一第二脊骨並包括一凹進部的一第二關節件，並且凸部的至少一部分放置在凹進部內，以允許第一和第二件之間的關節運動，以及，凸部和凹進部中的至少一個形成至少一個通道，所述通道構造成可便於去除位於其間的物體。
本發明的另一形式涉及一種椎間假體關節，它包括具有適於接合一第一脊骨的一承載表面的一第一關節件和具有適於接合一第二脊骨的一承載表面的一第二關節件，並且第一和第二關節件各包括一凸緣，所述凸緣從承載表面伸出，並適於穿入第一和第二脊骨中的相應一個，其中，凸緣形成穿過其延伸的至少一個開孔，以允許骨穿過生長。
本發明的一個目的是提供一種改進的椎間假體關節。從這裡所包含的附圖和描述中，本發明的其它目的、特徵、優點、益處以及方面會變得明白。
附圖簡述
圖1是根據本發明一種形式的椎間假體關節的立體圖。
圖2是圖1所示椎間假體關節的剖視圖。
圖3是根據本發明一實施例的、與圖1所示椎間假體關節一起使用的球形件的前視圖。
圖4是圖2所示球形件的側視圖。
圖5是圖3所示球形件的俯視圖。
圖6是圖3所示球形件的仰視圖。
圖7是圖5所示球形件、沿著圖5的線7-7截取的剖視圖。
圖8是圖5所示球形件、沿著圖5的線8-8截取的剖視圖。
圖9是根據本發明一實施例的、與圖1所示椎間假體關節一起使用的一承窩件的前視圖。
圖10是圖9所示承窩件的側視圖。
圖11是圖9所示承窩件的俯視圖。
圖12是圖9所示承窩件的仰視圖。
圖13是圖12所示承窩件、沿著圖12的線13-13截取的剖視圖。
圖14是本發明另一實施例的球形件的俯視圖。
圖15是根據本發明另一實施例的椎間假體關節的剖視圖。
圖16是根據本發明再一實施例的椎間假體關節的剖視圖。
圖17是脊柱一部分的橫向視圖，示出由一自然的椎間盤分隔開的一對相鄰的上和下脊骨。
圖18是圖17所示的那部分脊柱的前方視圖，示出去除上和下脊骨的一部分，以適於在其間插入圖1所示的椎間假體關節。
圖19是圖18所示的那部分脊柱的橫向視圖。
圖20是圖18所示的那部分脊柱的前方視圖，示出在上和下椎骨之間植入椎間假體關節的情況。
圖21是圖18所示的那部分脊柱的局部剖視圖，示出在上和下脊骨之間植入椎間假體關節的情況。
具體實施例方式
為了增進對本發明原理的理解，請參見示於附圖中的諸實施例，並且將使用特定的言辭來對它們進行描述。儘管如此，應予理解的是，並不藉此來限定本發明的保護範圍，所示裝置的某種替代方式以及其它的修改變型、以及如本文所述的本發明原理的其它應用應被認為是本發明所屬技術領域的人員通常可設想的。
請參見圖1-2，圖中示出了根據本發明一形式的一個椎間假體關節30。該關節聯接關節大體沿著一縱向軸線L延伸，並包括一第一關節件32和一第二關節件34。關節件32、34協作以形成一關節聯接關節30，所述關節的尺寸和結構構造成可放置在相鄰椎體的椎間間隙內。
關節聯接關節30使相鄰椎體之間能樞轉和轉動，以保持或恢復與自然椎間盤所提供的正常生物機械學運動相似的運動。更具體地說，允許關節件32、34繞多根軸線相對彼此樞轉，這些軸線包括繞縱向軸線L的橫向或側至側樞轉運動，以及繞一橫向軸線T的前一後運動。應予理解的是，在本發明的一較佳實施例中，允許關節件32、34相對彼此繞位於縱向軸線L和橫向軸線T相交叉的一平面內的任何軸線樞轉。此外，較佳的是允許關節件32、34相對彼此繞一軸線R轉動。儘管關節聯接關節30已所述和所示為提供一特定的關節運動組合，但應予理解的是，也可以有其它的關節運動組合，並且它們被認為是落入本發明的保護範圍之內的。應予理解的是，也可設計其它類型的關節運動，例如相對的平移或直線運動。
儘管假體關節30的關節件32、34可用各種材料製成，但在本發明的一個實施例中，關節件32、34是由鈷-鉻-鉬合金(ASTM F-799或F-75)製成。不過，在本發明的另一實施例中，關節件32、34可用諸如鈦或不鏽鋼的其它金屬材料、諸如聚乙烯之類的聚合材料、或者任何對本技術領域的普通技術人員來說顯而易見的生物相容材料製成。關節件32、34直接與脊椎骨接觸的表面較佳的是塗覆有一促進骨生長的物質，例如為磷酸鈣製成的羥基磷灰石塗層。此外，較佳的是塗覆促進骨生成的物質之前將關節件32、34直接與脊椎骨接觸的表面弄粗糙，以進一步加強骨的面上生長(on-growth)。這樣的表面粗糙例如可以藉助於酸蝕刻、壓紋、塗邊、或者其它本技術領域的普通技術人員可想到的粗糙方法來實現。
請參見圖3-8，其中示出了有關關節件32的各種細節。關節件32包括一支承板50，該板具有一關節表面52和一相對的承載表面54。較佳的是，支承板50的尺寸和形狀構造成大致與相鄰脊骨的脊骨端板的尺寸和形狀相應。關節表面52和承載表面54被一對橫向表面56a、56b和一對軸向表面58a、58b分隔開。較佳的是，橫向表面56a、56b各形成一溝槽57，所述溝槽至少沿著支承板50長度的一部分延伸。溝槽57構造成與外科手術器械(未示出)的一相應部分接合，以幫助操作假體關節30並將其插入相鄰脊骨之間的椎間間隙內。外科手術器械(未示出)較佳的是構造成，在操作和插入假體關節30的過程中，將關節件32、34保持成相對彼此處於一預定的定向和空間關係，並一旦在相鄰脊骨之間正確地定位了關節件32、34時，就釋放兩關節件。
在本發明的一較佳實施例中，關節表面52包括被基本為平面的表面62包圍的一凸部60。在本發明的一個實施例中，凸部60呈凸狀，並較佳的是構造成一半球形的球部。在本發明的另一實施例中，凸起的半球形表面具有足夠大的曲率半徑，以使關節件32、34相對彼此繞其樞轉軸線位於平面表面62處或其下方(亦即，曲率中心位於平面表面62上或其下方)。不過，應予理解的是，樞轉軸線也可定位在平面表面62上方。還應予理解的是，凸部60還可設計成其它的結構，例如為圓柱形、橢圓形或其它弧形形狀、或者可能是非弧形形狀。還應予理解的是，平面表面62可以呈非平面的形狀，例如為圍繞凸部60延伸的傾斜或者圓錐形狀。
在本發明的一較佳實施例中，沿著凸部60延伸的一表面凹陷部或凹腔70將凸部60的凸起關節表面打斷。在本發明的一個實施例中，表面凹陷部70構造成一凹槽。不過，如下文將更加詳細的描述的，應予理解的是，也可以設計其它類型的表面凹陷部。凹槽70的一個目的是便於取出位於關節件32、34的鄰接部分之間的物體。更具體地說，凹槽70形成一種可清除諸如顆粒材料之類的、位於關節件32、34的鄰接表面之間的物體的結構。
在本發明的一個實施例中，凹槽70沿著半球形球部60的凸起表面延伸，且將球部60分割成兩個基本對稱的部分60a、60b，且使各個部分在球部60的整個圓周或周緣上延伸約大致180℃。不過，應予理解的是，凹槽70也可以採用其它的結構。例如，凹槽70無需將球部60均勻地分割成對稱的兩半，而是可以定位在沿球部60的其它位置處，以及相對球部60定位在其它的角度方向處。還應予理解的是，凹槽70無需延伸橫整個球部60，而是可以僅延伸過球部60的一部分。例如，凹槽70可以延伸過球部60，而形成為僅有凹槽70的一部分在關節30的關節運動中的某位置處延伸超過關節件32、34的鄰接部分。此外，應予理解的是，凹槽70無需具有直線形狀，而是可以成任何成角度的形狀或非直線形狀，例如圖14中所示的曲線形狀。還應予理解的是，可以沿著球部60的周緣形成任何數量的凹槽70，諸如以均勻分布的方式、或者是以隨機或半隨機圖案設置兩條或多條凹槽70，也如圖14所示。在本發明的一個特定實施例中，凹槽70大致為0.75毫米深，並大致為0.4毫米寬，並具有一成圓角的底表面。不過，應予理解的是，凹槽70也可以設計出其它的尺寸和結構，它們都落入本發明的保護範圍之內。
在本發明的一個實施例中，承載表面54基本成平面狀，並定向成相對平面表面62成一角度α，以形成從軸向表面58a朝向軸向表面58b延伸的一向外的錐度。在一個實施例中，角度α在0度至約10度的範圍之內。在一特定的實施例中，角度α約為3度。在另一特定的實施例中，角度α約為6度。不過，應予理解的是，角度α可選取其它與假體關節30所用於的那部分脊柱的特定脊柱前凸角度或形態相應的值。還應予理解的是，承載表面54可以構造成可適應諸如脊柱側凸之類的脊柱異常狀態。在這樣的情況下，承載表面54可以相對平面表面62傾斜，以形成在側向表面56a、56b之間延伸的一錐度。還應予理解的是，承載表面54可選取其它的形狀，例如與相鄰脊骨端板的具體形狀相應的一彎曲的或弧形的形狀。同樣應予理解的是，可以將承載表面54弄粗糙，和/或在承載表面54上形成多個表面凸起，以幫助抓牢脊骨端板，並抑制假體關節30相對相鄰脊骨的移動。
從承載表面54伸出一凸緣件或龍骨80，該龍骨構造成放置在相鄰脊骨端板的一預先形成的開口中。在一個實施例中，龍骨80從承載表面54垂直伸出，並基本位於沿著承載表面54的中心處。不過，應予理解的是，也可設想龍骨80有其它的位置和定向。還應予理解的是，關節件32可以包括兩個或多個從承載表面54伸出的龍骨80。
龍骨80從軸向表面58a附近的一位置、沿著支承板50的一較大的部分、朝向軸向表面58b延伸。較佳的是，龍骨80基本沿著支承板50的整個長度延伸。如圖6中所示，龍骨80較佳的是楔形的，並且，龍骨80在從一前端或插入端80a朝向一後端80b延伸時形成一向外的錐度。在一個特定的實施例中，該向外的錐度約為4度。不過，也可以設想出其它的錐度。還應予理解的是，龍骨80不一定是沿著其長度成錐度的。如將會變得明白的那樣，向外的錐度可幫助將龍骨80插入相鄰脊骨中的預先形成的開口。此外，龍骨80的插入端80a包括一斜角表面82，以進一步幫助假體關節30的植入。
在本發明的另一實施例中，龍骨80也可在橫向表面56a、56b之間、沿著支承板50的一較大的部分延伸。這樣的一個實施例將適於利用一橫向的途徑來插入假體關節30，這與圖20和21中所示的前向方法不同。在本發明的另一實施例中，龍骨80可以沿著其高度成錐度，或者是從承載表面54向內成錐度以形成一楔形，或者是從承載表面54向外成錐度以形成一鳩尾的形狀。在還有一個實施例中，龍骨80可以構造成一帶翼的龍骨，它包括橫穿龍骨80主體部分延伸的一橫向部分。
龍骨80還包括一對延伸穿過其的開孔86，以方便骨穿過生長，以加強對相鄰脊骨的固定。不過，應予理解的是，可以穿過龍骨80形成任意數量的開孔86，包括單個開孔或者三個或更多的開孔。還應予理解的是，開孔86不一定要完全延伸穿透龍骨80，而是可以僅部分地延伸穿入龍骨。還應予理解的是，龍骨80不一定要形成任何部分穿過或者完全穿透其延伸的開孔86。此外，儘管開孔86所示為呈圓形，但應予理解的是，也可以設計出其它的開孔86尺寸和形狀。如上所述，關節件32與脊椎骨直接接觸的表面較佳的是塗覆有一促進骨生長的物質。具體地說，承載表面54和龍骨80的表面較佳的是塗覆有羥基磷灰石，以促進與相鄰脊骨的骨接合。也如上所述，較佳的是在塗覆羥基磷灰石塗層之前將承載表面54和龍骨80的表面弄粗糙。
參見圖9-13，其中示出了有關關節件34的各種細節。關節件34包括一支承板100，該板具有一關節表面102和一相對的承載表面104。較佳的是，支承板100的尺寸和形狀構造成大致與相鄰脊骨的脊骨端板的尺寸和形狀相應。關節表面102和承載表面104被一對橫向表面106a、106b和一對軸向表面108a、108b分隔開。較佳的是，橫向表面106a、106b各形成一溝槽107，所述溝槽至少沿著支承板100長度的一部分延伸。與關節件32的溝槽57相似，溝槽107也構造成與外科手術器械(未示出)的一相應部分接合，以幫助操作和插入假體關節30。
在本發明的一較佳實施例中，關節表面102包括被基本為平面的表面112包圍的一凹進部110。在本發明的一個實施例中，凹進部110呈凹狀，並較佳的是構造成一半球形的承窩。不過，應予理解的是，凹進部110也可以設計出其它形狀，例如為圓柱形、橢圓形或其它弧形形狀、或者可能是非弧形形狀。圓錐表面112相對於與關節件32的平面表面52平行定向的一平面成一角度θ的錐度，且形成整個地圍繞凹狀的凹進部10延伸的一均勻的錐度。以這種方式，關節件32、34之間的相對樞轉就限制在大致+/-角度θ的範圍內。在一個實施例中，角度θ在約10度至約20度的一範圍內，從而將關節件32、34之間總的相對樞轉運動限制在稍稍超過20度至稍稍超過40度的範圍內。在一個特定的實施例中，角度θ約16度，從而將關節件32、34之間總的樞轉運動限制在稍稍超過32度。如將會變得明白的那樣，角度θ可以選取與關節件32、34之間的所需相對樞轉運動量相應其它值。還應予理解的是，平面表面112可以呈非平面的形狀，例如為圍繞凹入凹進部110延伸的傾斜形狀。還應予理解的是，平面112可構造成與承載表面104平行定向的一平面表面，且關節件32的表面52可構造成錐度為角度θ的一圓錐或傾斜表面，或者表面52、112兩者都可構造成錐度為預定角度θ的圓錐或傾斜表面。在表面52、112都成以預定角度θ為錐度的一個實施例中，角度θ較佳的是約8度，從而將關節件32、34之間總的樞轉運動限制在稍稍超過32度。
儘管凹入凹進部110所示為大體成一平滑、未被打斷的關節表面，但應予理解的是，可以沿著凹進部110的一部分形成一表面凹陷部或凹腔，以形成一種可清除位於關節件32、34的鄰接關節表面之間的諸如顆粒碎屑之類的物體的結構。在這樣的情況下，球部60的凸出關節表面可以形成一大體平滑、不中斷的關節表面。在本發明的另一實施例中，凸起凸部60和凹入凹進部110各形成一表面凹陷部，以便於取出取出位於相鄰關節表面之間的顆粒。
在本發明的一個實施例中，承載表面104基本成平面狀，並與關節件32的承載表面54相似，定向成一角度α，以形成從軸向表面108a朝向軸向表面108b延伸的一向外的錐度。不過，應予理解的是，承載表面104可選取其它的形狀，例如與表面104所鄰靠的相鄰脊骨端板的特定形狀相應的一彎曲的或弧形的形狀。還應予理解的是，承載表面104可以構造成可適應諸如脊柱側凸之類脊柱異常情況。在這種情況下，承載表面104可傾斜，以形成在橫向表面106a、106b之間延伸的一錐度。此外，還應予理解的是，可以將承載表面104弄粗糙，和/或在承載表面104上形成多個表面凸起，以幫助抓牢脊骨端板，並抑制假體關節30相對相鄰脊骨的移動。
與關節件32的龍骨80相似，從承載表面104伸出一凸緣件或龍骨120。在一個實施例中，龍骨120從承載表面104垂直伸出，並基本位於沿著承載表面104的中心處。不過，應予理解的是，也可設想龍骨120有其它位置和定向。還應予理解的是，關節件32可以包括兩個或多個從承載表面104伸出的龍骨120。
龍骨120從軸向表面108a附近的一位置、較佳的是沿著支承板100的一較大的部分、朝向軸向表面108b延伸。如圖11中所示，龍骨120較佳的是楔形的，並且，龍骨120在從一前端或插入端120a朝向一後隨端120b延伸時形成一向外的錐度。此外，龍骨120的插入端120a包括一斜角表面122，以進一步幫助假體關節30的植入。在本發明的另一實施例中，龍骨120也可在橫向表面106a、106b之間、沿著支承板100的一較大的部分延伸，以適於利用橫向途徑來將假體關節30插入在相鄰椎體之間。在本發明的另一實施例中，龍骨120可以沿著其高度成錐度，或者是從承載表面104向內成錐度以形成一楔形，或者是從承載表面104向外成錐度以形成一鳩尾的形狀。在還有一個實施例中，龍骨120可以構造成一帶翼的龍骨，它包括橫穿龍骨120主體部分延伸的一橫向部分。
龍骨120還包括一對延伸穿過其的開孔126，以便於骨穿過生長，以加強對相鄰脊骨的固定。不過，應予理解的是，也可穿過龍骨120形成任意數量的開孔126，包括單個開孔或者三個或更多的開孔。還應予理解的是，開孔126不一定要完全延伸穿透龍骨120，而是可以僅部分地延伸穿入龍骨。還應予理解的是，龍骨120不一定要形成任何部分穿過或者完全穿透其延伸的開孔126。如上所述，關節件34與脊椎骨直接接觸的表面較佳的是塗覆有一促進骨生長的物質，例如一羥基磷灰石塗層。也如上所述，較佳的是在塗覆羥基磷灰石塗層之前將關節件34與脊椎骨直接接觸的表面弄粗糙。
再次參見圖2，關節件32的凸部或球部60至少部分地設置在關節件34的凹進部或承窩110中。球部60和承窩110的凹入和凸出的關節表面彼此接觸，且使關節部分32、34之間可進行相對關節運動。具體地說，關節部分32、34可相對彼此樞轉和轉動，以保持或恢復與自然的椎間盤所提供的正常生物機械學運動基本相同的運動。由關節件34的圓錐形表面112在關節件32的平面表面62上的鄰靠來對關節部分32、34之間的相對樞轉運動加以限制。在關節運動的過程中，沿著球部60形成的凹槽70提供用於去除可能聚集在關節部分32、34的鄰接關節表面之間的、任何諸如顆粒碎屑之類的物體的通道。凹槽70引導任何這樣的碎屑以從假體關節30的接觸關節表面上清除掉，以防止或至少減少如果雜質顆粒和/或聚集的磨損碎屑殘留在關節表面的鄰接部分之間就會發生的磨損。
請參見圖15和16，圖中示出了根據本發明其它實施例椎間假體關節。關於圖15，圖中示出了包括一第一關節元件132和一第二關節元件134的一假體關節130。關節元件132、134在許多方面與關節件32、34相似，只是關節件132的凸出球部160包括沿著球部160的一部分延伸的一扁平部分170。扁平部分170基本上起到與沿著球部60延伸的凹槽70相同的功用；亦即，用來形成可去除可能聚集在關節件132、134的鄰接關節表面之間的任何顆粒碎屑的結構。儘管扁平部分170設置在球部160的大致中心處，但應予理解的是，扁平部分170可以沿著球部160設置在任何位置上。還應予理解的是，可以沿著球部160形成任意數量的扁平部分170，球部160也可以包括凹槽70和扁平部分160的組合，以便於去除位於鄰接關節表面之間的物體。
關於圖16，圖中示出了包括一第一關節元件232和一第二關節元件234的一假體關節230。關節元件232、234在許多方面與關節件32、34相似，只是關節件234的凹入凹進部240包括形成在其中的一開口270。開口270基本上起到與沿著球部60延伸的凹槽70相同的功用；亦即，用來形成可去除可能聚集在關節件232、234的鄰接關節表面之間的任何顆粒碎屑的結構。較佳的是，開口270延伸穿過關節件234的支承板100，以將可能聚集在鄰接關節表面之間的任何顆粒碎屑引導離開球部-承窩式關節。儘管開口270也可以延伸穿過關節件234的龍骨120，但應予理解的是，開口270可以沿著承窩240設置在任何位置，並可相對承窩240成任何定向。還應予理解的是，可以沿著承窩240形成任意數量的開口270，並且承窩240也可以包括凹槽70和開口270的組合，以便於去除位於鄰接關節表面之間的物體。
在本發明的再一實施例中，關節件32、34的凸出和凹入關節表面之一或兩者可以形成其它類型和結構的表面凹陷部。例如，表面凹陷部可以構造成沿著關節表面之一或兩個延伸的多個凹痕或陷窩。在一特定的實施例中，凸出關節表面可以包括多個表面凹陷部，如高爾夫球的外表面上所形成的那樣。不過，應予理解的是，可以適用許多類型和結構的表面凹陷部。
請參見圖17，圖中示出了脊柱一部分的橫向視圖，示出了被一自然椎間盤D間隔開的一對相鄰的上和下脊骨VU、VL。如上所述，在自然椎間盤D發生疾病或變性時，通常通過椎間盤切除術或一類似的外科手術來去除該自然椎間盤，所述手術的細節是為本技術另一的普通技術人員所知的。
如圖18和19所述，去除發生疾病或變性的椎間盤D導致在上和下脊骨VU、VL之間形成椎間間隙S。為了適於將假體關節30插入該椎間間隙S內，需要對上和下脊骨VU、VL進行一定的準備工作，以在其間接收假體關節30。具體地說，沿著上和下脊骨VU、VL的脊骨端板形成細長的開口或狹槽300，且成一預定的寬度w和一預定的深度d。在本發明的一個實施例中，細長狹槽300是矩形的，並從脊骨VU、VL的前方側302朝向脊骨VU、VL的後方側304延伸。在一特定的實施例中，狹槽300是通過開鑿或刮挖來形成的。不過，也可以設想有其它形成狹槽300的方法，如本技術領域的普通技術人員會想到的那樣，例如通過鑽鑿或鉸孔。在本發明的一個實施例中，狹槽300的寬度w等於或少小於關節件32、34龍骨80、120的相應寬度。此外，狹槽300的深度d較佳的是大致等於或稍大於龍骨80、120的長度。
請參見圖20和21，在準備好椎間間隙S之後，就可將關節件32、34插入上和下脊骨VU、VL之間。首先，較佳的是通過插入器械(未示出)或適於接合沿著支承板50、100形成的溝槽57、107的等效工具，將關節件32、34放置成彼此成一預定關係。插入器械(未示出)將關節件32、34保持成相對彼此成一預定的空間關係和一預定定向。大體沿縱向軸線L的方向將假體關節30插入到上和下脊骨VU、VL之間且使關節件32、34的龍骨80、120沿著狹槽300軸向移動。應予注意的是，由於龍骨80、120是軸向移動穿過預先形成的狹槽300的，所以上和下脊骨VU、VL為了適應假體關節30的插入而進行的牽引分開如果不是完全消除的話，也應是最小的。
如上所述，龍骨80、120是成錐度或楔形的，以便於插入到狹槽300內。各支承板50、100所形成的錐度角度也利於將假體關節30插入到椎間間隙S內。由於狹槽300的寬度w等於或稍小於龍骨80、120的相應寬度，所以龍骨80、120有效地楔入在狹槽300內。因而形成在上和下脊骨VU、VL中的狹槽300的深度d控制了假體關節30在椎間間隙S中的定位。具體地說，當龍骨80、120的插入端80a、120a觸底在狹槽300的端面上時，假體關節30就完成了正確的定位。控制假體關節30的插入深度使定位更加精確，從而避免假體關節30的過度插入或者插入不足。如上所述，關節件32、34相對彼此的角度定位是由上和下脊骨VU、VL的幾何形狀以及位於脊柱內的特定位置所指定的。如應明白的那樣，支承板50、100之間的距離應接近等於所去除的椎間盤D的高度，以及支承板50、100的角度位置是由脊柱的特定曲率或脊柱前凸來指定的。
在本發明的所示實施例中，假體關節30是通過一前方方法來植入在椎間間隙S中的。不過，應予理解的是，狹槽300可以從脊骨VU、VL的後方側304朝向前方側302延伸、且深度為d，並且假體關節30可以通過一後方途徑來植入椎間間隙S中。還應予理解的是，狹槽300可以從脊骨VU、VL的一第一橫向側朝向脊骨的相對橫向側延伸、且深度為d，並且假體關節30可以通過一側向方法植入椎間間隙S。
一旦將假體關節30插入椎間間隙S內，就藉由將龍骨80、120放置在形成在脊骨VU、VL中的狹槽300中、以及通過由相鄰的脊骨端板施加在關節件32、34上的壓力，把關節件32、34初始地固定於上、下脊骨VU、VL。因此，龍骨80、120起到抵抗假體關節30相對相鄰脊骨VU、VL發生移動或移位的作用。在植入假體關節30之後，通過穿過龍骨80、120中的開孔86、126的骨生長和/或通過生長到關節件32、34與脊椎骨直接接觸的表面上的骨的面上生長，靠與關節件32、34進一步固定到上和下脊骨VU、VL上。骨的穿過生長和骨的面上生長進一步抵抗假體關節30發生移動或移位，並防止假體關節30被驅逐出椎間間隙S。應予理解的是，也可設想出其它將假體關節30接合至上、下脊骨VU、VL的結構，如通過接骨螺釘、骨釘、粘合劑，或者通過本技術領域的普通技術人員會想到的其它方法。
在使用中，關節件32、34彼此協作以提供一球部-承窩式關節，該關節允許在其間發生相對的樞轉和轉動運動，因而也允許上、下脊骨VU、VL之間的相對樞轉和轉動。結果，就可使被治療的脊柱部分恢復基本正常的生物機械學運動。儘管本發明的裝置和方法特別可應用於脊柱的腰部區域，但應予理解的是，本發明也可應用於脊柱的其它部分，包括脊柱的頸部和胸部區域。
儘管在附圖和前面的描述中詳細地圖示和描述了本發明，但是這樣所示和所述的內容應認為是說明性、而非限制性的，可以理解的是，所示和所述的僅是較佳的實施例，並且希望要求保護所有落入本發明精神之內的修改和變型。
權利要求
1.一種椎間假體關節，它包括；適於接合一第一脊骨並包括一第一關節表面的一第一件；和適於接合一第二脊骨並包括一第二關節表面的一第二件，所述第一和第二關節表面協作以允許所述第一和第二件之間的關節運動；以及，其中，所述第一和第二關節表面中的至少一個包括至少一個表面凹陷部，所述表面凹陷部構造成可便於去除位於所述第一和第二關節表面之間的物體。
2.如權利要求1所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述表面凹陷部包括一凹槽，所述凹槽在所述關節運動過程中的某位置處延伸超出所述第一和第二關節表面的鄰接部分。
3.如權利要求1所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述表面凹陷部包括在所述第一和第二關節表面中的至少一個與遠離所述第一和第二關節表面的鄰接部分的一表面之間連通的一開口。
4.如權利要求1所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述第一和第二關節表面之一包括一凸出表面，所述第一和第二關節表面中的另一個包括一凹入表面，所述凸出表面的至少一部分鄰接所述凹入表面的至少一部分，以允許進行所述關節運動。
5.如權利要求4所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凸出和凹入表面基本呈球形。
6.如權利要求5所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述表面凹陷部包括從所述凸出和凹入表面中的至少一個的圓周向內延伸的一凹槽。
7.如權利要求4所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凹陷部包括至少沿著所述凸出和凹入表面中的所述至少一個的一部分延伸的一凹槽。
8.如權利要求7所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凹槽從所述凸出和凹入表面中的所述至少一個的周緣向內延伸。
9.如權利要求7所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凹槽在所述關節運動過程中的某位置處延伸超出所述第一和第二關節表面的鄰接部分。
10.如權利要求7所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凹槽延伸橫穿所述凸出和凹入表面中的所述至少一個，以將所述凸出和凹入表面中的所述至少一個分成兩個分別的部分。
11.如權利要求10所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述分別的部分基本對稱。
12.如權利要求7所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凹槽以非直線的形狀沿著所述凸出和凹入表面中的所述至少一個延伸。
13.如權利要求12所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述非直線形狀是一曲線形狀。
14.如權利要求7所述的椎間假體關節，其特徵在於，多條所述凹槽沿著所述凸出和凹入表面中的所述至少一個延伸。
15.如權利要求7所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凹槽沿著所述凸出和凹入表面中的所述至少一個的外形延伸。
16.如權利要求7所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凹槽具有一長度和一寬度，所述長度大於所述寬度。
17.如權利要求4所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述表面凹陷部包括在所述凸出和凹入表面中的所述一個與遠離所述凸出和凹入表面的所述鄰接部分的一表面之間連通的一開口。
18.如權利要求15所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述遠離的表面是構造成與第一和第二脊骨中的相應的一個接合的一脊骨承載表面。
19.如權利要求4所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凸出表面的一部分是扁平的，以形成所述表面凹陷部。
20.如權利要求4所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凸出和凹入表面中的所述至少一個至少部分地被一成錐度的表面包圍，以將所述關節運動限制在一預定的運動範圍內。
21.如權利要求20所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述成錐度的表面是整個地圍繞所述凸出和凹入表面中的所述至少一個的一圓錐表面。
22.如權利要求1所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述第一和第二件各包括至少一條溝槽，所述溝槽構造成可在其中接納一插入工具的一相應部分，以在將假體關節插入在第一和第二脊骨之間時，把所述第一和第二件保持相對彼此的在一預定位置和一預定定向上。
23.如權利要求1所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述第一和第二件各包括一脊骨承載表面和從所述脊骨承載表面伸出的一凸緣，所述凸緣適於穿入第一和第二脊骨中的相應一個，且所述凸緣形成穿過其延伸的至少一個開孔，以允許骨穿過所述凸緣生長。
24.如權利要求1所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述物體包括顆粒材料。
25.一種椎間假體關節，它包括適於接合一第一脊骨並包括一凸部的一第一關節件；和適於接合一第二脊骨並包括一凹進部的一第二關節件，所述凸部的至少一部分放置在所述凹進部內，以允許所述第一和第二件之間的關節運動；以及，所述凸部和凹進部中的至少一個形成至少一個凹腔，所述凹腔構造成可便於去除位於所述凸部和所述凹部之間的物體。
26.如權利要求25所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凸部包括一凸出表面，所述凹進部包括一凹入表面，所述凸出表面的至少一部分鄰接所述凹入凹進部的至少一部分，以允許進行所述關節運動。
27.如權利要求26所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凹腔包括沿著所述大體凸出的表面的至少一部分延伸的一扁平部分。
28.如權利要求26所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凹腔包括沿著所述凸出凹入表面中的至少一個的至少一部分延伸的一凹槽。
29.如權利要求26所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凹腔包括在所述凸出和凹入表面中的所述一個與遠離所述凸出和凹入表面中的所述至少一個的一表面之間連通的一開口。
30.一種椎間假體關節，它包括具有適於接合一第一脊骨的一承載表面的一第一關節件；和具有適於接合一第二脊骨的一承載表面的一第二關節件；以及其中，所述第一和第二關節件各包括一凸緣，所述凸緣從所述承載表面伸出，並構造成穿入第一和第二脊骨中的相應一個，所述凸緣形成穿過其延伸的至少一個開孔，以允許骨穿過所述凸緣生長。
31.如權利要求30所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凸緣定位在第一和第二脊骨中的所述相應一個的一預先形成的開口中。
32.如權利要求31所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凸緣具有一長度，並沿著所述長度的至少一部分成錐度，以便於將所述凸緣插入所述預先形成的開口中。
33.如權利要求31所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凸緣具有一前端，所述前端形成一斜角表面，以便於將所述凸緣插入所述預先形成的開口中。
34.如權利要求30所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述第一和第二關節件各包括設置成大體與所述承載表面相對的一關節表面，所述關節表面協作以允許所述第一和第二件之間的關節運動。
35.如權利要求34所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述關節表面中的至少一個包括至少一個表面凹陷部，以便於去除位於所述關節表面之間的物體。
36.如權利要求35所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述表面凹陷部是沿著所述關節表面中的所述至少一個延伸的一凹槽。
37.如權利要求36所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述第一和第二關節表面之一包括一凸出表面，所述第一和第二關節表面中的另一個包括一凹入表面，所述凸出表面的至少一部分鄰接所述凹入表面的至少一部分，以允許進行所述關節運動，所述凹槽在所述關節運動過程中的某位置處延伸超出所述凸出和凹入表面的所述鄰接部分。
38.如權利要求30所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凸緣塗覆有一促進骨生長的物質，以促使骨生長到所述凸緣上。
39.如權利要求30所述的椎間假體關節，其特徵在於，所述凸緣形成多個穿過其延伸的所述開孔。
40.一種椎間假體關節，它包括包括用以接合一第一脊骨的結構的一第一關節件；和包括用以接合一第二脊骨的結構的一第二關節件；以及其中，所述第一和第二關節件包括用以允許在其間進行關節運動的表面結構，所述表面結構包括用以去除位於所述第一和第二關節件的鄰接部分之間的物體的結構。
全文摘要
一種椎間假體關節，它包括適於接合一第一脊骨的一第一關節件和適於接合一第二脊骨的一第二關節件。所述關節件包括鄰接的凸出和凹入關節表面，所述表面協作以允許所述關節件之間的關節運動。凸出和凹入表面中的至少一個包括至少一個表面凹陷部，所述表面凹陷部構造成可便於去除位於關節表面的鄰接部分之間的物體。在假體關節的一個實施例中，各關節件具有一脊骨承載表面和從承載表面伸出的一凸緣，所述凸緣構造成穿入第一和第二脊骨中的相應一個，且凸緣形成延伸穿過其的至少一個開孔，以允許骨穿過其生長。
文檔編號A61F2/30GK1612718SQ03802044
公開日2005年5月4日 申請日期2003年1月8日 優先權日2002年1月9日
發明者E·F·雷三世, L·埃色曼 申請人:Sdgi控股股份有限公司