具有横向弓形弯曲柱形接合表面的腰椎和颈椎用椎间盘内用假体制造技术

技术编号:523541 阅读:330 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及椎间盘内用假体,用于完全替换腰椎和颈椎区域的椎间盘,包括关节接合滑块。上滑块具有固定结合上椎体的装置,下滑块具有固定结合下椎体的装置,在滑块之间还设有至少一个滑动表面。提供了功能性2-构件和3-构件假体,两种假体的相同之处在于,由于侧侧向的柱形凸面和相应的凹面,只允许一个背腹向和旋转运动,该柱形凸面朝向腹向区域以横向弓形方式弯曲,但是滑块不在侧向倾斜。在另一个实施例中,柱形关节接合表面不弯曲,由此滑块仅能够在腹背向运动。本发明专利技术的椎间盘内用假体还适于侧向和腹侧向植入,特别是在修复手术中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及完全替换腰椎和颈椎的椎间盘用的椎间盘假体。保留功能的人造椎间盘替换思想要晚于人造四肢关节替换,但也有大约50年了。这起因于生物力学考虑、融合手术的不满意效果、邻近融合部位的失调和更长寿命新材料的研发。通过保留功能的盘植入手段,可以避免融合手术,即维持或者恢复椎间盘空间内的灵活性。在一个离体实验中,通过在髓核切除以后植入人造椎间盘还可以获得很大程度的运动部位的生物力学特性的正常化。完全椎间盘替换的植入物不同于核切除替换的植入物。相应地,完全椎间盘替换的植入物体积大,它们通过腹侧进入而植入。因此在标准的髓核切除以后不能立即进行完全椎间盘替换的假体植入。除了痛苦的椎间盘病以外,作为外科融合替代物的保留功能的椎间盘替换的适应症还包括具有所谓椎间盘切除后综合症的术前病人,具有在相同部位内椎间盘周期性突出的病人,以及作为融合后果的在邻近的椎间盘内具有病变的病人。目前,共有十多种不同的假体在临床上用于椎间盘的完全替换。对于腰椎,Charite Artificial Disc,Prodisc,Maverick,FlexiCore和Mobidisc(见ClinicalReports,PJB Publications Ltd.,June 2004)特别为人所知,对于颈椎是Bryan假体、Prestige LP假体、Prodisc-C和PCM假体,这些会在下面描述。腰椎用的Prodisc假体是自1999年起被植入,其进一步研发了Prodisc II。虽然构成为3-构件椎间盘假体,但在功能上是2-构件假体,其滑块由金属和聚乙烯制成。Prodisc植入腰椎,具有改进模型的假体Prodisc-C植入颈椎。可以获得脊柱前凸的不同尺寸、高度(通过聚乙烯核获得)和角度(通过金属端板获得)。前后弯曲和左右弯曲的运动程度可以相同,轴向旋转不受结构限制。这同样适用于2-构件颈椎用假体,包括滑块为金属和聚乙烯的PCM假体和滑块为金属-金属的Prestige LP假体。作为Prestige LP假体结构的特殊特征,由于水平腹侧延伸的凹形在正面部分上具有与凸形相同的半径,因此其具有在身体前后平移的可能性。腰椎用的Maverick和FlexCore为功能上的2-构件假体,都具有金属-金属制成的球形凸-凹滑块。相比之下,Mobidisc为功能上的3-构件假体,具有金属-聚乙烯滑块和两个关节表面。一个区域是球部件,如同在3个前述假体中那样,关节部件具有相同直径的凸和凹表面,Mobidisc的其它区域为平面。虽然轴向旋转被限制在平面部分内,但在关节的凸-凹区域内并不受限制。与其相比,FlexCore在球形滑动表面内具有小的制动区域,用于限制旋转运动。Bryan假体在临床上用作完全替换颈椎的椎间盘的小型假体。其通过具有多孔表面的凸面钛板固定于椎体,并通过聚氨酯核获得其生物力学特性。存在时间最长的是Charite假体,DE3529761C2和US5401269公开了这种假体。这种假体由Dr.Schellnack和Dr.Buttner-Janz于1 982年在柏林的Charite所研发,并在此后命名为SB Charite假体。在1984年进行了第一次手术。该椎间盘假体得到进一步研发,并且自1987年以后植入了目前类型的这种假体,III型,在全世界超过了10000例(DE3529761C2,US5401269)。该假体在功能上是3-构件的,其金属和聚乙烯滑块具有两个相同的球形滑动表面。一方面,其具有横向运动的聚乙烯核,另一方面,相应适配的凹形杯在两个金属端板内。为了适配椎间空间,Charite假体提供了不同尺寸的金属板和不同高度的尺寸适配的滑动核以及倾斜的修复端板,当反过来在径向植入时,其还可以用来替换椎体。Charite假体的基本固定由6个齿来完成,其以每组3个分布,轻微朝向邻近各修复板前后边缘的中部。其它假体具有朝向椎间体导向表面,例如径向龙骨、构造表面、具有例如交叉槽的凸面形状及其组合的其它基本固定,还具有位置不同的齿。另外,可以用螺纹固定,自腹侧或自椎间空间内进入椎间体。为了使修复端板长期固定于椎间体并因此与骨产生牢固结合,类似于无粘结剂的髋和膝假体而产生一个表面,其使铬-钴、钛和磷酸钙结合,从而可以使骨直接生长在端板上。这种假体和骨之间的直接结合不需要形成结合组织,从而可以形成人造椎间盘的长期固定,并减少假体松动或移动和材料泄漏的危险。保留功能的椎间盘替代的一个主要目的是使假体与健康椎间盘的运动紧密适配。与此直接相关的是小关节面的运动和压力,在不合适的生物力学压力下,其本身有可能失调。如果充分发展下去,会有小关节面磨损(关节炎、椎关节炎)并形成骨赘。作为这些骨赘的结果以及椎间盘自身的病理运动过程,神经组织有可能发炎。健康的椎间盘为,在与其它运动体节的构件相互作用时,仅能允许特定程度的运动。例如,在椎间盘内,前后运动与旋转运动结合,侧向运动也与其它运动结合。相对于伸展(下垂)和弯曲(前曲)以及侧向弯曲(左右)和旋转运动,健康椎间盘的动作幅度明显不同。虽然基本特性相同,但是腰椎和颈椎的动作幅度有所不同。在椎间盘的运动过程中,旋转中心会变化,即椎间盘的运动不围绕一个固定中心进行。由于相邻椎骨同时平移,中心位置经常变化(易变的旋转中心)。根据DE3529761 C2的假体示出了一种结构,其不同于其它市售类型的假体,其它市售类型的假体构造得如同球座关节,因此它们只能围绕固定的旋转中心运动。根据DE3529761C2的3-构件组件假体具有两个金属端板和内置的自由运动的聚乙烯滑动核,从而尽可能地模仿了人类脊柱的健康椎间盘的运动过程,但是在特定运动方向上动作幅度不精确。健康椎间盘的另一个重要特征是其梯形形状,这主要用于使腰和颈椎前凸。椎体自身对脊柱前凸的影响程度很小。在椎间盘的修复替换过程中,必须维持或重建脊柱前凸。Charite盘假体提供了4个不倾斜同角度的端板,彼此可以相互结合。但是在手术过程中,如果必须完全移除假体,手术会很困难并有损坏椎端板的风险,并伴有假体沉入椎体的危险,因为不能获得良好的脊柱前凸调节和聚乙烯核中心的最佳设置。为了避免中间滑块滑动或滑出端板,DE3529761C2公开了具有两侧部分球形表面(两面凸)的滑动核,带有平面引导边缘并在外部具有环形凸面,其在极限运动过程中会锁在形状适配的端板之间。DE10242329A1公开了一种类似的椎间盘假体,具有围绕接触表面的槽,其中埋置有与相对接触区域接触的弹性环以使过程更好。EP0560141B1描述了一种3-构件椎间盘假体,其也由两个端板和内置的假体核组成。在该文献中描述的椎间盘假体,在其端板在反方向围绕垂直旋转轴的旋转过程中,提供了阻力而不使端板接触。这通过在旋转过程中由重力施加给假体核来柔性限制端板而获得,其作为生物力学负载在脊柱内的转移而作用在板上,因为相应的曲率半径在中部径向和正面横向上不同。上述模型作为植入物永久固定在椎间空间内。特别是由于在非常小的表面区域上的负载转移,在长期使用中会产生端板迁移进椎体并因此使整个植入物移动,对椎体和相邻神经以及最后是整个运动体节产生人为压力,引起病人的新疾病。必须讨论聚乙烯的长期稳定性和由于在椎间空间内对聚乙烯的不合适的负载而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种椎间盘假体,用于完全替换腰椎和颈椎内的椎间盘,包括关节接合滑块和设在滑块之间的滑动区域,其中上滑块具有固定结合上椎体的装置,下滑块具有固定结合下椎体的装置,其特征在于:    a)第一滑块(11、12)设置成,使与椎体结合一侧的相对侧具有凸的曲面(凸面16),凸面(16)的几何形状与柱面的一部分相关,沿其纵轴从右到左在侧向具有横向腹侧朝向的弓形曲面,其中凸面(16)在背侧、腹侧和两侧边被边缘(14)包围,    b)第二滑块(11、12)设置成,使与椎体结合一侧的相对侧具有凹的关节接合区域(凹面17),凹面(17)的几何形状为,具有与第一滑块(11、12)的凸面(16)相应的凹进部分,并且凹面(17)在背侧、腹侧和两侧边被边缘(14)包围,    c)两个滑块(11、12)的边缘(14)相互具有向外的开度角(孔径角21),其中    a.滑块(11、12)相互之间在侧向不会倾斜,    b.滑块(11、12)在背腹方向的最大可能运动受到两个滑块(11、12)的边缘(14)的间隙闭合的限制,    d)滑块(11、12)相互之间的旋转受到横向弯曲柱形关节接合区域的左右侧向凸面(16)和凹面(17)之间的公差的限制。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:卡林巴特纳扬茨
申请(专利权)人:卡林巴特纳扬茨
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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