假体椎间盘以及其使用方法技术

一种假体椎间盘和使用这些盘的方法。本发明专利技术的假体盘包括被一个可压缩的芯件分开的上和下端板。该假体盘包括一单件、两件、三件和四件结构。本发明专利技术的假体盘呈现出在竖直方向上的刚硬度、扭曲刚硬度、在弧矢平面中的弯曲刚硬度以及在前平面中的弯曲刚硬度，其中可以通过调节盘的部件独立地控制这些特点的程度。这些假体盘的几个实施例的端板与芯件之间的对接机构使得植入的外科手术可以非常容易进行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】假体椎间盘以及其使用方法
本专利技术涉及一种用于植入在人的脊椎的相邻脊椎骨之间的假体椎间盘，特别是涉及包括多个狭缝的基本上刚硬的第一端板，包括多个狭缝的基本上刚硬的第二端板，以及定位于所述第一端板和所述第二端板之间的可压缩的芯件，且基本上模仿了天然的椎间盘的功能特点的假体椎间盘，以及一种用来把假体椎间盘植入两个相邻的脊椎骨本体之间的系统。
技术介绍
椎间盘是一种在解剖学上和在功能上很复杂的关节。椎间盘由三部件结构组成：(1)髓核(thenucleuspulposus)；(2)纤维环(theannulusfibrosus)；以及(3)脊椎端板(thevertebralendplates)。生物医学组成和在这些部件结构内的解剖学布局与椎间盘的生物医学功能有关。由于外伤或者疾病过程脊椎盘可能被移位或者被损坏。如果出现移位或损坏，髓核可能会突出，并且伸进椎管(thevertebralcanal)或者椎间孔(intervertebralforamen)中。这样的变形被称为突出的椎间盘或者滑移的椎间盘。突出或者滑移的椎间盘可能压在脊神经上，该脊神经穿过被部分地阻塞的椎间孔由椎管伸出，在它的分布区域中引起疼痛或麻痹。为了减缓这种状态，通过外科手术除去所涉及的椎间盘、并且将两个相邻的脊椎骨融合起来可能是必须的。在这个过程中，在原来被椎间盘占据的空间中插入一个间隔装置，并且用螺丝和装接到脊椎骨上的板/杆把该间隔装置固定到相邻的脊椎骨上。尽管这样的“脊柱融合”手术对于外伤和退化性脊柱疾病的短期效果极好，但是，长期研究已经证明生物力学环境的变化在相邻的可移动的段造成退化性改变。由于被融合的段的刚硬度增加，相邻的椎间盘要增加运动和应力。长时间以后，脊柱运动的力学状态的这种变化造成这些相邻的椎间盘退化。围绕着这个问题，已经提出了人造椎间盘替换作为对于脊柱融合的一种替代途径。虽然已经发展出多种类型的人造椎间盘、恢复天然椎间盘正常的动力学和分散负载的性能，但是，可以将它们分成两组，即，球窝关节类型的盘和弹性橡胶类型的盘。人造的球窝类型的盘常常由金属板构成，一个板装接到上脊椎骨上，而另一个板装接到下脊椎骨上，并且一个聚乙烯芯用做一个球。金属板有中凹的区域，以装放聚乙烯芯。球窝类型使得在其间安装该盘的脊椎骨之间可以自由地旋转，因此没有任何分散负载的能力适应弯曲。这种类型的人造盘在竖直方向上有非常高的刚硬度，它们不能复制出天然盘的正常的压缩刚度。另外，在这些类型的盘中缺乏分散负载的能力使得相邻的盘承受过大的负载，使得相邻的盘逐渐地退化。在弹性橡胶类型的人造盘中，把弹性的聚合物嵌在金属板之间，并且把这些金属板固定到上和下脊椎骨上。通过使得金属板的交接(或对接)表面成为粗糙的和多孔的，把弹性的聚合物粘接到金属板上。这种类型的盘可以吸收在竖直方向上的冲击，并且有承受负载的能力。然而，这种结构在弹性的聚合物与金属板之间的交接面有问题。即使为了更好进行粘接对金属板的交接表面进行了处理，但是，在长时间使用之后仍会产生聚合物碎片。进而，在长时间使用之后由于它没有足够的抗剪切疲劳的强度，弹性体会发生破裂。由于上面描述过的与球/窝类型或者弹性橡胶类型的盘相关的缺点，对于发展新的假体装置有持续的需求。相关的文献美国专利Nos.3867728；4911718；5039549；5171281；5221431；5221432；5370697；5545229；5674296；6162252；6264695；6533818；6582466；6582468；6626943；6645248。已经公开的美国专利申请No.2002/0107575，2003/0040800，2003/0045939，以及2003/0045940也有意义。也参见MasahikioTakahata，UasuoShikinami，AikoMinami，“BoneIngrowthFixationofArtificialIntervertebralDiscConsistingofBioceramic-CoatedThree-dimensionalFabric，”SPINE，Vol.28，No.7，pp.637-44(2003).
技术实现思路
提供了假体椎间盘和使用这些盘的方法。本专利技术的假体盘包括上端板，下端板，以及设置在这两个端板之间的一个可压缩的芯件。在一个实施例中，本专利技术的假体盘的特征在于：包括被一个纤维质(或纤维制成)的可压缩的件分开的顶部和底部端板，该可压缩的件包括一个环形区域和一个核区域。围绕顶部端板的至少一个区域和底部端板的至少一个区域缠绕的至少一个纤维把两个板保持在一起。本专利技术的盘可以与分开的脊椎骨本体固定件一起使用，或者它们可以包括集成的脊椎骨本体固定件。也提供了成套的工具和系统，这些成套工具和系统包括本专利技术的假体盘。在其它实施例中，假体盘包括一种集成的单件结构。在另一个实施例中，假体盘包括两件结构，它包括一个下端板和一个可分开的上端板组件，此组件包括芯件。两件结构可以是一种受限制的结构，其中以一种防止相对转动的方式把上端板组件装接到下端板上，或者是一种部分地受限制或半受限制的结构，或者是一种不受限制的结构，其中以一种容许相对转动的方式把上端板组件装接到下端板上。在另外一个实施例中，假体盘包括一种三件结构，它包括上和下端板，以及可分开的芯件，一个保持机构把该芯件保持在上与下端板之间。最后，在又一个实施例中，假体盘包括一种四件结构，它包括上和下端板，以及两个可分开的芯组件，这两个芯组件一起形成芯件。在这里描述的假体盘实施例的每个实施例中可以包括几种可选的芯材料和结构。例如，芯件可以由一种相当柔顺的材料例如聚胺酯或硅酮制成，并且典型地通过注模模制成。在其它示例中，芯件可以由纤维织成的织物层构成。在另外一些示例中，芯件可以包括这些材料的组合，比如纤维增强的聚胺酯或硅酮。作为另一种可选方案，与芯件相结合可以在上与下端板之间设置一个或多个弹簧件，这种结合比如以一种共轴的关系，在这种关系中，芯件有大致圆柱形或者圆环的形状，并且弹簧位于它的中心。在多种实施例中，围绕上端板的至少一个区域和下端板的至少一个区域缠绕的至少一个纤维把盘的结构保持在一起。这些纤维一般是高韧性的纤维，有高的弹性模量。纤维的弹性性能，以及一些因素比如所使用的纤维的数量，纤维的厚度，纤维缠绕件的层数，对每一层施加的张力，以及纤维缠绕件的交叉图案(crossingpattern)使得假体盘的结构可以模仿功能正常的天然盘的功能特点和生物力学性能。也提供了用来植入假体椎间盘的装置和方法。在第一实施例中，该装置包括三个植入工具，使用这些工具对要进行植入的两个相邻的脊椎骨本体进行准备，随后将假体盘植入。第一工具是一个间隔装置，它适宜于被插入到两个相邻的脊椎骨本体之间，并且把这两个本体分开，以产生足够的空间，用来植入假体盘。第二工具是一个凿形件，它包括设置在它的上表面和/或下表面上的一个或多个楔形的切割刀片，这些刀片适宜于在两个相邻的脊椎骨本体的面向内的表面中产生沟槽。第三工具是一个保持装置，它包括一个接合机构，适宜于正在植入该假体盘时把假体盘保持在其位置，并且一旦已经把盘植入之后松开该盘。在另一个实施例中，植入装置包括一个引导件，它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种假体椎间盘，它包括：　　　　第一端板；　　　　第二端板；　　　　定位于所述第一与第二端板之间的可压缩的芯件，所述芯件包括至少一个在所述第一和第二端板之间伸展，并与它们接合的纤维，其中，以一种方式把所述端板和所述芯件保持在一起，所述方式基本上模仿了天然的椎间盘的功能特点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-8-1 10/632,5381.一种用于植入在人的脊椎的相邻脊椎骨之间的假体椎间盘，它包括：基本上刚硬的第一端板，所述第一端板由钛，钛合金，不锈钢，或钴铬合金制成，且包括经过所述第一端板的多个狭缝，所述第一端板可固定地连接到第一脊椎骨上；基本上刚硬的第二端板，所述第二端板由钛，钛合金，不锈钢，或钴铬合金制成，且包括经过所述第二端板的多个狭缝，所述第二端板可固定地连接到与所述第一脊椎骨相邻的第二脊椎骨上；定位于所述第一端板和所述第二端板之间的可压缩的芯件，所述可压缩的芯件包括至少一个纤维，所述至少一个纤维通过延伸经过所述第一端板上的多个狭缝和所述第二端板上的多个狭缝，在所述第一端板和所述第二端板之间伸展，并与所述第一端板和所述第二端板接合，由此，以这样一种方式把所述端板和所述可压缩的芯件保持在一起，所述方式是所述假体椎间盘在植入在人的脊椎的相邻脊椎骨之间之后基本上模仿了天然的椎间盘的功能特点。2.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维穿过所述第一端板的所述多个狭缝，并且穿过所述第二端板的所述多个狭缝。3.按照权利要求2所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维穿过所述第一端板的所述多个狭缝中的每一个狭缝，并且穿过所述第二端板的所述多个狭缝中的每一个狭缝延伸。4.按照权利要求3所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维通过所述端板的所述狭缝，从而确定一种单方向缠绕的图案。5.按照权利要求3所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维通过所述端板的所述狭缝，从而确定一种双方向缠绕的图案。6.按照权利要求2所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维包括多个纤维，其中，所述多个纤维的每一个穿过所述第一端板的所述多个狭缝中的每一个狭缝，并且穿过所述第二端板的所述多个狭缝中的每一个狭缝延伸。7.按照权利要求6所述的假体椎间盘，其特征在于，所述多个纤维通过所述端板的所述狭缝，由此确定一种单方向缠绕的图案。8.按照权利要求6所述的假体椎间盘，其特征在于，所述多个纤维通过所述端板的所述狭缝，由此确定一种双方向缠绕的图案。9.按照权利要求6所述的假体椎间盘，其特征在于，所述多个纤维通过所述端板的所述狭缝，由此确定一种多方向缠绕的图案。10.按照权利要求6所述的假体椎间盘，其特征在于，所述多个纤维确定所述可压缩的芯件的两层以上的纤维。11.按照权利要求10所述的假体椎间盘，其特征在于，所述多个纤维包括第一层纤维和第二层纤维，且其中所述第一层纤维和所述第二层纤维被施以相同的张力。12.按照权利要求10所述的假体椎间盘，其特征在于，所述多个纤维包括第一层纤维和第二层纤维，且其中所述第一层纤维和所述第二层纤维被施以不同的张力。13.按照权利要求10所述的假体椎间盘，其特征在于，所述多个纤维包括第一层纤维和第二层纤维，且其中所述第一层纤维以第一角度延伸，并且所述第二层纤维以第二角度延伸，其中，所述第一角度与所述第二角度不同，且其中，将所述角度选择成使得所述多个纤维模仿天然盘的纤维。14.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维处于拉伸疲劳状态。15.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述可压缩的芯件处于预压缩状态。16.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述纤维是潮湿的。17.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述可压缩的芯件有一种环形的构形，形成从中穿过的孔，所述假体椎间盘还包括定位于所述孔内的止动机构，用来防止所述可压缩的芯件的压缩超过一个选定的轴向距离。18.按照权利要求17所述的假体椎间盘，其特征在于，所述止动机构包括弹簧件。19.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述可压缩的芯件包括一种水凝胶材料。20.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述可压缩的芯件包括聚胺酯或者硅酮中的一种。21.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维包括一种弹性体。22.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维包括一种金属。23.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维包括一种塑料。24.按照权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：DH金，TA阿夫扎尔，ML勒奥，UH奇，IH曹，KW李，CW弗兰克，SK哈，
申请(专利权)人：脊椎动力学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]