專利名稱：用于矯形用途的受約束的人造植入體的制作方法
背景在過(guò)去的三十年中，大型關(guān)節(jié)再造裝置的設(shè)計(jì)中的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)使對(duì)關(guān)節(jié)變性病的治療發(fā)生了革命性的變化，使護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)從關(guān)節(jié)固定術(shù)發(fā)展到了關(guān)節(jié)成形術(shù)。用功能性關(guān)節(jié)假體重建受損的關(guān)節(jié)，以提供運(yùn)動(dòng)和降低鄰接的骨頭和鄰接的關(guān)節(jié)的損傷成為了許多患者愿意接受的一種治療選擇。然而，目前的假體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尚不能提供達(dá)到所希望的結(jié)果所需要的穩(wěn)定性。
概述在一個(gè)實(shí)施例中，關(guān)節(jié)假體包括用來(lái)嚙合于第一骨部分的第一構(gòu)件和嚙合于第二骨部分的第二構(gòu)件。第一構(gòu)件包括具有第一曲面的第一表面，以及第二構(gòu)件包括具有第二曲面的第二表面。第一構(gòu)件可相對(duì)于第二構(gòu)件平移運(yùn)動(dòng)，第二曲面是定位在第一曲面內(nèi)，使得第一曲面和第二曲面有沿著通過(guò)第一骨部分和第二骨部分的第一軸線達(dá)到對(duì)齊的傾向。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是人體解剖圖。
圖2是人體關(guān)節(jié)的框圖。
圖3是有受損的椎間盤的脊柱的縱分圖(sagittal view)。
圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施例的椎間組件的分解立體圖。
圖5是按照本發(fā)明的第一實(shí)施例組裝起來(lái)的椎間組件。
圖6是植入了本發(fā)明的第一實(shí)施例的椎間組件的脊柱的縱分圖。
圖7是本發(fā)明的第一實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)的剖視圖。
圖8是本發(fā)明的第一實(shí)施例的椎間組件的移位狀態(tài)的剖視圖。
圖9是本發(fā)明的第二實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)的剖視圖。
圖10是本發(fā)明的第三實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)的剖視圖。
圖11是本發(fā)明的第四實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)的剖視圖。
圖12是本發(fā)明的第五實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)的剖視圖。
圖13是本發(fā)明的第六實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)的剖視圖。
圖14是本發(fā)明的第七實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)的剖視圖。
圖15是本發(fā)明的第八實(shí)施例的椎間組件的分解狀態(tài)。
圖16是本發(fā)明的第八實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)。
圖17是本發(fā)明的第八實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)的剖視圖。
圖18是本發(fā)明的第九實(shí)施例的椎間組件的分解狀態(tài)。
圖19是本發(fā)明的第九實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)。
圖20是本發(fā)明的第九實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)的剖視圖。
圖21是本發(fā)明的第十實(shí)施例的椎間組件的分解狀態(tài)。
圖22是本發(fā)明的第十實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)。
圖23是本發(fā)明的第十實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)的剖視圖。
圖24是本發(fā)明的第十一實(shí)施例的椎間組件的分解狀態(tài)。
圖25是本發(fā)明的第十一實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)。
圖26是本發(fā)明的第十二實(shí)施例的椎間組件的分解狀態(tài)。
圖27是本發(fā)明的第十二實(shí)施例的椎間組件的分解狀態(tài)。
圖28是本發(fā)明的第十二實(shí)施例的椎間組件的裝配狀態(tài)。
圖29是本發(fā)明的第十二實(shí)施例的椎間組件的剖視圖。
圖30是本發(fā)明的第十二實(shí)施例的椎間組件處在一個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)位置的剖視圖。
詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明總地涉及矯形外科領(lǐng)域，更具體地涉及采用功能性椎間假體進(jìn)行椎骨再造的設(shè)備和方法。為了便于理解本發(fā)明的原理，下面將參照附圖中所表示的實(shí)施例或例子進(jìn)行本發(fā)明的具體說(shuō)明。但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的范圍并非僅限于此。可以對(duì)所述的實(shí)施例進(jìn)行任何改變和進(jìn)一步的變型，本發(fā)明領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本文所述的本發(fā)明的原理進(jìn)行任何進(jìn)一步的應(yīng)用。
首先來(lái)看圖1，標(biāo)號(hào)10表示有一個(gè)或多個(gè)關(guān)節(jié)部位12的人體解剖圖，這些關(guān)節(jié)部位可能由于受傷或疾病而受損。如圖2所示，在一種典型的關(guān)節(jié)成形術(shù)過(guò)程中，可能除去關(guān)節(jié)12的全部或一部分，在兩塊完好的骨頭14和16之間形成一個(gè)空隙。然后可將植入體18插入骨頭14和16之間，以至少部分地填充該空隙。
下面來(lái)看圖3，可得益于本發(fā)明的關(guān)節(jié)的一個(gè)例子是椎骨關(guān)節(jié)12a，在此關(guān)節(jié)中，在分別對(duì)應(yīng)于完好的骨頭14和16的椎骨14a、16a之間插入了植入體18。在典型的外科椎間盤切除術(shù)中，在兩塊完好的椎骨14a和16a之間產(chǎn)生一個(gè)空隙。該過(guò)程可采用前部法、前部側(cè)面法、側(cè)部法或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它方法進(jìn)行。然后可置入按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的植入體18，來(lái)填充兩個(gè)完好的椎骨14a和16a之間的空隙。
可得益于本發(fā)明的關(guān)節(jié)的其他例子包括在肩部、膝部或髖部關(guān)節(jié)再造中的矯形應(yīng)用。應(yīng)當(dāng)理解，其他關(guān)節(jié)可能需要不同的尺寸、材料和/或形狀來(lái)滿足具體的關(guān)節(jié)要求，這是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員眾所周知的。尺寸的確定和材料的選擇可能需要例如考慮髖關(guān)節(jié)或膝關(guān)節(jié)承受重負(fù)荷的要求。頸椎關(guān)節(jié)之類的其他關(guān)節(jié)可能需要根據(jù)希望這類關(guān)節(jié)能作大范圍的運(yùn)動(dòng)來(lái)選擇材料和確定尺寸。
所揭示的各椎骨實(shí)施例可用于頸椎、胸椎或腰椎，或用于脊柱的其它區(qū)域。盡管下面將要描述的各實(shí)施例總地是針對(duì)截除單個(gè)椎間盤進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以用一個(gè)以上所揭示的裝置進(jìn)行多級(jí)椎間盤更換，例如更換兩個(gè)或更多個(gè)椎間盤。本發(fā)明的方法和設(shè)備還可用于在椎體切除(去除了至少一節(jié)椎體)之后，在兩節(jié)椎骨之間插入一個(gè)椎體替代裝置。另外，所述方法和設(shè)備可用于任何需要或希望運(yùn)動(dòng)保持的情況。
下面來(lái)看圖4，在這一實(shí)施例中可以是椎間盤假體的關(guān)節(jié)假體20包括置于兩個(gè)端板組件(endplate assembly)24和26之間的中間構(gòu)件22。端板組件24可具有外表面28和內(nèi)表面30?？梢詮膬?nèi)表面30延伸出一個(gè)凸起32之類的關(guān)節(jié)連接機(jī)構(gòu)。在這一實(shí)施例中，這個(gè)凸起可以是半球形的，但是可以設(shè)置各種形狀的凸起，其中的幾種將在其他各實(shí)施例中描述。表面28和30可以是平的、有角度的或彎曲的。在這一實(shí)施例中，外表面28可以是相對(duì)平的，或者可以構(gòu)形為與鄰接的椎骨端板表面相匹配。內(nèi)表面30可以是向著凸起32逐漸上升或下降的錐面。
端板組件26可包括內(nèi)表面34和外表面36。表面34和36可以是平的、有角度的或彎曲的。在此實(shí)施方式中，表面36可以是大致平的，或者可以構(gòu)形為與鄰接的椎骨端板表面相匹配。該表面可具有翅片或脊棱之類的其他結(jié)構(gòu)(圖中未表示)，以將外表面36緊固于骨頭。內(nèi)表面34可以是大致凹形的并可作為關(guān)節(jié)連接機(jī)構(gòu)。
中間構(gòu)件22，可根據(jù)要采用這一植入體的具體關(guān)節(jié)或假體20用于矯正的具體畸形，在形狀、尺寸、組成成份和物理性質(zhì)上有某些變化。中間構(gòu)件22的形狀可以與端板組件24和26的內(nèi)表面30和34的形狀互補(bǔ)，以允許被更換的特定關(guān)節(jié)能夠作適當(dāng)范圍的平移、彎曲、伸展、旋轉(zhuǎn)和側(cè)向彎曲運(yùn)動(dòng)。在此實(shí)施方式中，中間構(gòu)件22可包括具有與凸起32的形狀大體相匹配的凹腔40的表面38。中間構(gòu)件22還可具有表面42，在此實(shí)施方式中，表面42的形狀可與內(nèi)表面34大體一致。
端板組件24、26和中間構(gòu)件22可用任何適當(dāng)?shù)纳锵嗳莶牧现瞥?，包括?鉻合金、不銹鋼、鈦合金、氧化鋁、氧化鋯、多晶金剛石、熱解碳、聚醚醚酮(PEEK)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、交聯(lián)UHMWPE和/或其他合適的材料。表面28、36可包括能夠增強(qiáng)植入假體的固著力的結(jié)構(gòu)或涂層。例如，可以將羥基磷灰石(HA)之類的生物相容性和骨傳導(dǎo)性(osteoconductive)材料涂敷在表面28的全部或一部分上。其他合適的涂層或處理可包括多孔珠粒涂層、多孔網(wǎng)目涂層、生骨肽涂層、生長(zhǎng)因子涂層、rh-BMP涂層和/或噴砂處理。其他合適的結(jié)構(gòu)可包括鋸齒狀、銷釘狀、凸脊?fàn)?、翅片狀?或其他表面紋理。
在一些實(shí)施方式中，中間構(gòu)件22可以用上述相對(duì)剛性的材料制成，而在其它實(shí)施方式中，中間構(gòu)件22可允許具有一定程度的彈性或緩沖性，因此可將彈性材料用于這種中間構(gòu)件。盡管中間構(gòu)件22可以有一定的柔性，但其也應(yīng)足夠硬，以便能與端板組件有效地協(xié)同，以限制運(yùn)動(dòng)不超出所容許的范圍。中間構(gòu)件22的表面還應(yīng)是足夠耐久的，以提供可接受的耐磨性。在一個(gè)實(shí)施方式中，可以通過(guò)使中間構(gòu)件22的表面區(qū)域的硬度大于接近其芯部的中心體材料的硬度，來(lái)達(dá)到這些性質(zhì)的組合。因此，這一構(gòu)件22可包括具有硬化的表面的生物相容復(fù)合材料或彈性材料。
下面來(lái)看圖5，可通過(guò)使凸起32嚙合于凹腔40以及將中間構(gòu)件22的表面42定位在端板組件26的表面34上，來(lái)將椎間盤假體20的各構(gòu)件裝配起來(lái)?？蓪?gòu)件26、22、24沿縱向軸線44對(duì)中地對(duì)齊。
下面來(lái)看圖6，可將椎間盤假體20用作植入體18并插入椎間盤截除手術(shù)(discectomy)所產(chǎn)生的脊柱12a的空隙里(圖3)。在一個(gè)實(shí)施方式中，表面36可與椎骨14a的端板接觸，而表面28可與椎骨16a的端板接觸。在其它實(shí)施方式中，可將假體倒置。
如圖7的剖視圖所示，當(dāng)構(gòu)件26、22和24沿縱向軸線44對(duì)中地對(duì)齊時(shí)，椎間盤假體20可處于中位(neutral position)。凸起32可具有曲面50，在這一實(shí)施方式中，曲面50可以是有相對(duì)不變的半徑52和中心點(diǎn)54的弧。表面34可具有曲面56，在這一實(shí)施方式中，曲面56可以是有相對(duì)不變的半徑58和中心點(diǎn)60的弧?？梢詼y(cè)量中心點(diǎn)54和60之間的距離55。在這一實(shí)施例中，半徑52小于半徑58，因此弧50比弧56更為彎曲(tighter)。在中位時(shí)，中心點(diǎn)54和60可沿縱向軸線44對(duì)齊，以及較小的弧50可位于弧56之內(nèi)，在這一實(shí)施例中，可以是位于半徑58所掃過(guò)的區(qū)域57內(nèi)。
圖8表示出椎間盤假體20處于沿著例如前-后軸線(anterior-posterior axis)62移動(dòng)了的一個(gè)位置。移動(dòng)可以是例如由彎曲-伸展運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生。當(dāng)端板組件24和26運(yùn)動(dòng)成不再相對(duì)于軸線44對(duì)齊時(shí)，中間構(gòu)件22可在端板組件的內(nèi)表面30和34之間作關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。在患者的體重作為沿著縱向軸線44的負(fù)荷64并且較小的曲面50是位于較大曲面56之內(nèi)的情況下，假體20可能發(fā)生位移而返回到更穩(wěn)定的中位，在這一位置，曲面50和56沿縱向軸線44對(duì)齊。在此實(shí)施方式中，當(dāng)中心點(diǎn)54，60沿縱向軸線44排列時(shí)便是對(duì)齊了。在這一實(shí)施例中，當(dāng)中心點(diǎn)54和60沿縱向軸線44對(duì)準(zhǔn)時(shí)就是對(duì)齊了。該實(shí)施方式描述了乃是圓弧的曲面，但在其他實(shí)施方式中，這些曲面可以是其他曲面的一部分，例如一個(gè)橢圓球面的一塊弧面。在這些替換實(shí)施例中，例如以橢圓形為例，當(dāng)焦點(diǎn)對(duì)齊時(shí)或者當(dāng)平分曲面的中心線對(duì)齊時(shí)，即為對(duì)齊了。
假體20的這種自校正脊椎前移或其他移位的趨勢(shì)使得關(guān)節(jié)可以更自由更自然地運(yùn)動(dòng)，同時(shí)能夠防止可能導(dǎo)致假體20不穩(wěn)定的過(guò)度移動(dòng)。不穩(wěn)定會(huì)在相鄰的關(guān)節(jié)上帶來(lái)無(wú)法承受的負(fù)荷，或可能會(huì)造成假體20解體。假體20的這種對(duì)準(zhǔn)傾向性可減輕鄰接的關(guān)節(jié)處由于端板組件24和26的長(zhǎng)時(shí)間過(guò)分位移而可能形成的過(guò)度的負(fù)荷。盡管在此實(shí)施方式的取向中，是把較平緩(wider)的弧置于較彎曲的弧的上面，但是在另一實(shí)施方式中，可把這一取向倒過(guò)來(lái)，就是把較彎曲的弧放在較平緩的弧的上面，但是使較彎曲的弧仍然處在較平緩的弧之內(nèi)。
應(yīng)能理解，可把對(duì)準(zhǔn)傾向的程度，與中心點(diǎn)54和60之間的距離55關(guān)聯(lián)起來(lái)，因而穩(wěn)定性的大小也與中點(diǎn)54、60之間的距離55相關(guān)。隨著距離55增大(例如一個(gè)球體在一個(gè)平面上)，穩(wěn)定性、假體20內(nèi)的約束能力、以及自對(duì)準(zhǔn)趨勢(shì)都可能降低。隨著距離55減小(例如一個(gè)球體在一個(gè)半徑很小的凹坑里)，穩(wěn)定性、假體20內(nèi)的約束能力、以及自對(duì)準(zhǔn)趨勢(shì)都會(huì)增大。盡管該實(shí)施方式是針對(duì)在前-后方向62的移位進(jìn)行說(shuō)明的，但是采用本發(fā)明的其他實(shí)施方式還可矯正在其他方向或方向組合中由移動(dòng)、彎曲和/或旋轉(zhuǎn)引起的移位。例如，端板組件26在側(cè)向相對(duì)于端板24的側(cè)向移位也可產(chǎn)生約束力，這個(gè)力會(huì)驅(qū)使中心點(diǎn)54和60返回到對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)。各構(gòu)件22-26可選自使得外科醫(yī)生能夠?yàn)榛颊咴O(shè)計(jì)具有適合患者的約束力和傾向性的特定假體的一整套元件。
在涉及截除多級(jí)椎間盤的實(shí)施方式中，可通過(guò)外科手術(shù)去除或損失掉韌帶和其他軟組織支撐結(jié)構(gòu)。在這些實(shí)施方式中，用假體20之類的組件替代椎間盤，可至少在某種程度上彌補(bǔ)因除去軟組織而喪失的穩(wěn)定性。這種恢復(fù)的穩(wěn)定性可以防止鄰接的關(guān)節(jié)受到過(guò)度的負(fù)荷和磨損，還可鼓勵(lì)患者作運(yùn)動(dòng)學(xué)上更準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)。
下面來(lái)看圖9，在此實(shí)施方式中，椎間盤假體70可包括置于兩個(gè)端板組件74和76之間的中間構(gòu)件72。端板組件74可包括一個(gè)具有曲面80的凸起78。在此實(shí)施方式中，曲面80可以是具有中心點(diǎn)81和恒定半徑的弧。端板組件76可包括具有曲面84的內(nèi)表面82。在此實(shí)施方式中，曲面84可以是具有中心點(diǎn)86和恒定半徑的弧。
下面來(lái)看圖10，在此實(shí)施方式中，椎間盤假體90可包括置于兩個(gè)端板組件94和96之間的中間構(gòu)件92。端板組件94可包括具有曲面100的凸起98。在此實(shí)施方式中，曲面100可以是具有中心點(diǎn)101和恒定半徑的弧。端板組件96可包括具有弧面104的內(nèi)表面102。在此實(shí)施方式中，曲面104可以是具有中心點(diǎn)104和恒定半徑的弧。
假體90的材料、裝配和作用與假體20的類似，因此不再詳細(xì)說(shuō)明。凸起的形狀相對(duì)于所接觸的內(nèi)表面的形狀可對(duì)應(yīng)于假體內(nèi)的約束的程度。例如，在圖9中，與相對(duì)彎曲度大的曲面104相比，弧形曲面84很平緩，而圖10中，弧形曲面104更緊密地匹配于曲面100，與圖10的假體90相比，圖9的假體70可受到更大程度的約束。約束的增大可使假體更加傾向于返回中位而使中心點(diǎn)沿縱向軸線44對(duì)中地對(duì)齊。
下面來(lái)看圖11，在此實(shí)施方式中，椎間盤假體110可包括置于兩個(gè)端板組件114和116之間的中間構(gòu)件112。端板組件114可包括具有曲面120的凸起118。在此實(shí)施方式中，曲面120可以是有焦點(diǎn)121和變化的半徑的半橢圓球面或其他類型的曲面。端板組件116可包括內(nèi)表面122，而內(nèi)表面122又可具有曲面124。在此實(shí)施方式中，曲面124可以是具有焦點(diǎn)126、變化的半徑、有角度的平的部分和/或平行的平的部分的U形表面。假體110的材料、裝配和作用可與假體20類似，因此不再詳細(xì)說(shuō)明。在使用中，可使假體110傾向于使焦點(diǎn)121、126沿縱向軸線44對(duì)齊。
下面來(lái)看圖12，在此實(shí)施方式中，椎間盤假體130可包括置于兩個(gè)端板組件134和136之間的中間構(gòu)件132。端板組件134可包括具有曲面140的凸起138。在此實(shí)施方式中，曲面140可以是具有焦點(diǎn)141和變化的半徑的半橢圓球面。端板組件136可包括可具有曲面144的內(nèi)表面142。在此實(shí)施方式中，曲面144可以是具有焦點(diǎn)126、變化的半徑、有角度的平的部分和/或平行的平的部分的U形表面。
假體110、130的材料和裝配可與假體20類似，因此不再詳細(xì)說(shuō)明。在使用中，可使假體130傾向于使焦點(diǎn)141和146沿縱向軸線44對(duì)齊。如圖11和12所示，在一些實(shí)施方式中，曲面124、144的形狀可以不是對(duì)應(yīng)于恒定半徑的圓弧，而是曲面的形狀可以是例如U形的、半橢圓球形的或橢圓球形的曲面。圖11中的U形曲面124比圖12中的U形曲面144平緩，因此假體110受約束的程度比假體130的小，在假體130中，U形曲面154相對(duì)地更加彎曲，因而更緊密地匹配于曲面140。應(yīng)當(dāng)理解，由于U形壁可使假體110返回中位的傾向性增大，所以假體110(圖11)受約束的程度比假體70(圖9)的大。
下面來(lái)看圖13，在此實(shí)施方式中，椎間盤假體150可包括置于兩個(gè)端板組件154和156之間的中間構(gòu)件152。端板組件154可包括具有曲面160的凸起158。在此實(shí)施方式中，曲面160可包括彎曲表面和平的表面的組合，并可具有平分曲面160的中心線161。端板組件156可包括可具有曲面164的內(nèi)表面162。在此實(shí)施方式中，曲面164可包括彎曲表面和平的表面的組合，并可具有平分曲面164的中心線166。假體150的材料和裝配可與假體20類似，因此不再詳細(xì)說(shuō)明。在使用中，可使假體150傾向于使中線161、166沿軸線44對(duì)齊。
下面來(lái)看圖14，在此實(shí)施方式中，椎間盤假體170可包括置于兩個(gè)端板組件174和176之間的中間構(gòu)件172。端板組件174可包括具有曲面180的凸起178。在此實(shí)施方式中，曲面180可包括彎曲表面和平的表面的組合，并可具有平分曲面180的中心線181。端板組件176可包括可具有曲面184的內(nèi)表面182。在此實(shí)施方式中，曲面184可包括彎曲表面和平的表面的組合，并可具有平分曲面180的中心線186。假體170的材料、裝配和作用可與假體20類似，因此不再詳細(xì)說(shuō)明。
對(duì)于假體150、170，與曲面80(圖9)相比，曲面164、184相對(duì)地較為尖陡。圖13中的尖陡的曲面164比圖12中的較為彎曲的曲面184平緩，因此假體150受約束的程度可比假體170的小，在假體170中，U形曲面184相對(duì)地更為彎曲，因而更緊密地匹配于曲面180。
下面來(lái)看圖15，椎間盤假體190可包括兩個(gè)端板組件192、194，這兩個(gè)組件可與端板組件24、26(圖4)相同或基本上類似，因此不再詳細(xì)說(shuō)明，其不同之處僅在于形成了一個(gè)對(duì)應(yīng)于假體20的凸起32的凸起196，以及一個(gè)對(duì)應(yīng)于表面34的表面198。如圖16所示，可通過(guò)將凸起196定位在表面198上來(lái)裝配假體190?？蓪?gòu)件192、194沿縱向軸線62對(duì)齊。本實(shí)施方式的假體190是相對(duì)地不受約束的關(guān)節(jié)(例如與圖10相比)的一個(gè)例子。當(dāng)患者運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，凸起196可被允許在表面198上不受約束地運(yùn)動(dòng)。在所示的一些實(shí)施方式中，表面198可以有在其周邊上的輕薄的唇緣198a，以提供一種最小程度的約束。圖17表示出椎間盤假體190處于沿著例如前-后軸線62平移了的位置。該實(shí)施方式中可省略襯層、中心關(guān)節(jié)連接部分或其他減少摩擦的裝置，例如當(dāng)接觸表面是用能夠承受點(diǎn)接觸的耐久性極高的材料形成的時(shí)，這一實(shí)施例是適用的。該實(shí)施方式還可使作用在鄰接的椎骨端板上的應(yīng)力為最小。
下面來(lái)看圖18，在這一實(shí)施方式中可以是椎間盤假體的關(guān)節(jié)假體200包括置于兩個(gè)端板組件204和206之間的中間構(gòu)件202。端板組件204可包括外表面208和內(nèi)表面210。凸起212可從內(nèi)表面210延伸出來(lái)。在此實(shí)施方式中，凸起212可以是沿軸線66的方向延伸的半圓柱體，然而，如上所述，凸起可以是各種形狀的，只要其適用于在脊柱中的特定用途或特定部位。表面208和210可以是平的、有角度的或彎曲的。在此實(shí)施方式中，外表面208可以是相對(duì)平的或可以構(gòu)形為能夠與鄰接的椎骨端板的表面相匹配。內(nèi)表面210可以從凸起212開始成為錐面。端板組件206可包括內(nèi)表面214和外表面216。表面214和216可以是平的、有角度的或彎曲的。在此實(shí)施方式中，表面216可以是大致平的或可構(gòu)形為能夠與鄰接的椎骨端板的表面相匹配。內(nèi)表面214可以是大致凹形的。
根據(jù)要應(yīng)用植入體的具體關(guān)節(jié)，中間構(gòu)件202的形狀、尺寸、組成成份和物理性質(zhì)可略有變化。中間構(gòu)件202的形狀可分別與端板組件204、206的內(nèi)表面210、214互補(bǔ)，以允許被替換的具體關(guān)節(jié)能夠作適當(dāng)范圍的移動(dòng)、彎曲、伸展、旋轉(zhuǎn)和側(cè)向彎曲運(yùn)動(dòng)。在這一實(shí)施例中，中間構(gòu)件202可包括表面218，表面218具有大致匹配于凸起212的形狀的凹腔220。中間構(gòu)件202還可有表面222，在此實(shí)施方式中，表面222可與內(nèi)表面214的形狀大致匹配。
構(gòu)件202、204、206可分別用以上針對(duì)構(gòu)件22、24、26所述的那些材料來(lái)成形。下面來(lái)看圖19和20，可以通過(guò)使凸起212嚙合于凹腔220以及將中間構(gòu)件202的表面222定位在表面214上，來(lái)把椎間盤假體200的各個(gè)構(gòu)件裝配起來(lái)?？蓪⒏鳂?gòu)件202-206沿縱向軸線44對(duì)中地對(duì)齊。可將椎間盤假體200插入切除手術(shù)形成的(圖3的)脊柱12a的空隙里。假體200的定位和功能可與假體20類似，因此將不再詳細(xì)說(shuō)明。如上文對(duì)假體20的說(shuō)明，假體200也傾向于返回沿軸線44對(duì)中地對(duì)齊的中位。另外，在此實(shí)施方式中，凸起212在側(cè)向66的延伸使關(guān)節(jié)能夠作更穩(wěn)定更可控制的側(cè)向移動(dòng)，同時(shí)可降低中間構(gòu)件202發(fā)生錯(cuò)位的危險(xiǎn)。
下面來(lái)看圖21，椎間盤假體230可包括兩個(gè)端板組件232、234，這些組件可與端板組件204、206(圖18-20)相同或基本上類似，因此將不再詳細(xì)說(shuō)明，其不同之處僅在于形成了與假體200的凸起212類似的凸起236，以及與表面214類似的表面238。如圖22和23所示，可以通過(guò)將凸起236定位在表面238上來(lái)把假體230裝配起來(lái)?？蓪?gòu)件232、234沿縱向軸線44對(duì)中地對(duì)齊。曲面238和凸起236的曲面可提供在方向62上的約束，但是幾乎不提供在方向66上的約束。如圖所示，這一凸起可以是沿軸線66相對(duì)直線性的，但是在其他例子中，凸起可以是沿軸線66彎曲的，而形成能夠同時(shí)在62、66方向上提供約束的橢圓形拱頂。假體230中可省去襯層、中心關(guān)節(jié)連接部分或其他減少摩擦的裝置，例如當(dāng)接觸表面是用能夠承受線接觸的耐久性極高的材料形成的時(shí)，假體230是適用的。
下面來(lái)看圖24，在此實(shí)施方式中可以是椎間盤假體的關(guān)節(jié)假體240包括置于兩個(gè)端板組件244和246之間的中間構(gòu)件242。端板組件244可包括外表面248和內(nèi)表面250。凸起252可從內(nèi)表面250延伸出來(lái)。在此實(shí)施方式中，凸起252可以是沿軸線66的方向延伸出來(lái)的半圓柱體?？梢栽谕蛊?52或表面250上成形一個(gè)約束構(gòu)件253，在此實(shí)施例中，其可以是一個(gè)凹坑。約束構(gòu)件253可以沿前-后方向62在凸起252上延伸，并可做成喇叭口形狀，以允許在側(cè)向66的有限運(yùn)動(dòng)。表面248和250可以是平的、有角度的或彎曲的。在此實(shí)施方式中，外表面248可以是相對(duì)平的或可構(gòu)形為與鄰接的椎骨端板的表面相匹配。內(nèi)表面250可以為向凸起部252逐漸升高的錐面。
端板組件246可包括內(nèi)表面254和外表面256。表面254和256可以是平的、有角度的或彎曲的。在此實(shí)施方式中，表面256可以是大致平的或可構(gòu)形為與鄰接的椎骨端板的表面相匹配。內(nèi)表面254可以是大致凹形的。
根據(jù)要采用植入體的具體關(guān)節(jié)，中間構(gòu)件242的形狀、尺寸、組成成份和物理性質(zhì)可略作改變。中間構(gòu)件242的形狀可以分別與端板組件244、246的內(nèi)表面250、254互補(bǔ)，以允許被替換的特定關(guān)節(jié)能夠作適當(dāng)范圍的移動(dòng)、彎曲、伸展、旋轉(zhuǎn)和側(cè)向彎曲運(yùn)動(dòng)。在此實(shí)施方式中，中間構(gòu)件242可包括一個(gè)表面258，表面258上有一個(gè)與凸起252的形狀大體相匹配的凹腔260。凹腔260可包括約束機(jī)構(gòu)261，在此實(shí)施例中可以是一個(gè)突塊(boss)?？刹捎靡粋€(gè)以上的約束機(jī)構(gòu)261(對(duì)應(yīng)于一個(gè)以上的約束機(jī)構(gòu)253)，并且一個(gè)或多個(gè)約束機(jī)構(gòu)261可定位在中間構(gòu)件242上的幾個(gè)交替的部位。突塊261可沿前-后方向62延伸過(guò)凹腔260，以限制沿軸線66的運(yùn)動(dòng)，但在其他實(shí)施例中，可設(shè)置一個(gè)約束機(jī)構(gòu)來(lái)限制沿軸線62的運(yùn)動(dòng)。中間構(gòu)件242還可具有一個(gè)表面262，在此實(shí)施方式中，表面262可大體上與內(nèi)表面254的形狀相匹配。
構(gòu)件242、244、246可分別用以上針對(duì)構(gòu)件22、24、26所述的那些材料來(lái)成形。下面來(lái)看圖25，可通過(guò)將凸起252嚙合于凹腔260以及進(jìn)一步使約束機(jī)構(gòu)261嚙合于約束構(gòu)件253來(lái)把椎間盤假體240的各構(gòu)件裝配起來(lái)。可將中間構(gòu)件242的表面262定位在表面254上?？墒垢鳂?gòu)件242-246沿縱向軸線44對(duì)中地對(duì)齊。
可將椎間盤假體240插入由于截除椎間盤12而形成的(圖3的)脊柱12a的空隙里。假體240的定位和功能可與假體200(圖18)類似，因此不再詳細(xì)說(shuō)明。與以上對(duì)假體20和200進(jìn)行的詳述一樣，假體240具有返回沿軸線44對(duì)齊的中位的傾向性。另外，在此實(shí)施方式中，凸起252沿側(cè)向66的延伸使得可以進(jìn)行更穩(wěn)定、更可控制的側(cè)向移動(dòng)，同時(shí)可降低中間構(gòu)件242錯(cuò)位的危險(xiǎn)。根據(jù)具體應(yīng)用的需要，約束機(jī)構(gòu)261和約束構(gòu)件253的嚙合可限制側(cè)向移動(dòng)?？筛淖兗s束構(gòu)件253的側(cè)向喇叭口形狀，使具有窄的喇叭口的那些實(shí)施例所能允許的側(cè)向移動(dòng)比具有寬的喇叭口的那些實(shí)施例所能允許的小。應(yīng)當(dāng)理解，可采用各種其它的約束機(jī)構(gòu)261/約束構(gòu)件253的結(jié)構(gòu)形狀，來(lái)限制側(cè)向移動(dòng)的程度。例如，可把約束構(gòu)件253做成是突出的而嚙合于溝槽形狀的約束機(jī)構(gòu)261。
下面來(lái)看圖26-30，在此實(shí)施方式中可以是椎間盤假體的關(guān)節(jié)假體270包括置于兩個(gè)端板組件274和276之間的中間構(gòu)件272。端板組件274可包括外表面278和內(nèi)表面280?？稍趦?nèi)表面280上成形一個(gè)凹坑282。在此實(shí)施方式中，凹坑282可成形為一個(gè)沿軸線66的側(cè)向方向延伸的凹槽。凹坑282也可以是沿軸線66彎曲的。表面278和280可以是平的、有角度的或彎曲的。在此實(shí)施方式中，外表面278可以是相對(duì)平的或可構(gòu)形為與鄰接的椎骨端板的表面相匹配。凹陷282周圍的內(nèi)表面280可以是大致平的。
端板組件276可包括內(nèi)表面284和外表面286。表面284和286可以是平的，有角度的或彎曲的。在此實(shí)施方式中，表面286可以是大致平的或可構(gòu)形為與鄰接的椎骨端板的表面相匹配。內(nèi)表面284可包括一個(gè)凹穴288。
根據(jù)要采用植入體的特定關(guān)節(jié)，中間構(gòu)件272的形狀、尺寸、組成成份和物理性質(zhì)可略作變化。中間構(gòu)件272的形狀可分別與端板組件274、276的內(nèi)表面280、284互補(bǔ)，以允許被替換的特定關(guān)節(jié)能夠作適當(dāng)范圍的移動(dòng)、彎曲、伸展、旋轉(zhuǎn)和側(cè)向彎曲運(yùn)動(dòng)。在此實(shí)施方式中，中間構(gòu)件272可包括一個(gè)與凹坑282的形狀大體相配的表面290。中間構(gòu)件272還可具有一個(gè)表面292，在此實(shí)施方式中，表面292可與凹穴288的形狀大體相配。
如圖29所示，當(dāng)各構(gòu)件272-276沿縱向軸線44對(duì)中地對(duì)齊時(shí)，椎間盤假體270可處于中位。表面292可包括具有半徑296和中心點(diǎn)298的弧294。表面290可包括一個(gè)具有半徑302和中心點(diǎn)304的弧300。在圖29所示的中位，中心點(diǎn)298、304沿縱向軸線44對(duì)齊。在此實(shí)施例中，半徑302小于半徑296，相應(yīng)地，弧300比弧294更加彎曲。距離306延伸于中心點(diǎn)298和304之間。
各構(gòu)件272、274、276可用以上分別針對(duì)構(gòu)件22、24、26所述的那些材料來(lái)成形。具體地參見圖28-30，可通過(guò)使表面290嚙合于凹坑282并進(jìn)一步使表面292嚙合于表面288，來(lái)將椎間盤假體270的各個(gè)構(gòu)件裝配起來(lái)?？墒垢鳂?gòu)件272-276沿縱向軸線44對(duì)中地對(duì)齊?？蓪⒆甸g盤假體270置入由于截除椎間盤12形成的(圖3的)脊柱12a的空隙里。表面278可與椎骨16的端板接觸，以及表面286可與椎骨14a的端板接觸。
下面來(lái)看圖30，椎間盤假體270可由于例如彎曲、伸展和/或平移運(yùn)動(dòng)而作關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。由于這種運(yùn)動(dòng)，中間構(gòu)件272可在端板組件的內(nèi)表面284和280之間作關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。由于是較彎的弧300處于較平緩的弧294之內(nèi)，作關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的假體270受到約束，并在承受諸如患者體重的負(fù)荷時(shí)傾向于返回到更為穩(wěn)定的沿縱向軸線44對(duì)齊的中位。假體270的這種自對(duì)齊傾向可允許更自然的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可防止可能會(huì)導(dǎo)致假體270解體的過(guò)度移動(dòng)。還有，這種對(duì)齊傾向可減輕如果沒有這種傾向就可能由于中心點(diǎn)298和304之間的長(zhǎng)期過(guò)度錯(cuò)位而在鄰接的關(guān)節(jié)中形成的過(guò)度負(fù)荷。凹坑282和凹穴288除使得中間構(gòu)件272能夠作平滑的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)之外，還可起限制或禁止沿著軸線66的側(cè)向運(yùn)動(dòng)的作用。表面282和290以及292和288之間互相匹配的曲率可以分布負(fù)荷并增強(qiáng)各構(gòu)件272、274、276的耐磨性。各構(gòu)件272、274、276可以是模件化的，這可允許選擇具有一定厚度的中間構(gòu)件272，從而將假體270調(diào)整至所需的高度。
盡管在上文中僅描述了本發(fā)明的幾個(gè)示例性實(shí)施例，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人很容易理解，可以對(duì)這些示例性的實(shí)施例進(jìn)行許多改變而在實(shí)質(zhì)上不會(huì)偏離本發(fā)明的新穎創(chuàng)意和優(yōu)點(diǎn)。因此，所有的這類改變都將被認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。在權(quán)利要求書中，裝置加功能(means-plus-function)的條款意在涵蓋本文描述的能夠執(zhí)行所述功能的那些結(jié)構(gòu)，不僅包括結(jié)構(gòu)等同物，而且還包括等同物的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種關(guān)節(jié)假體，它包括用來(lái)嚙合于第一骨部分的第一構(gòu)件，該第一構(gòu)件包括具有第一曲面的第一表面；用來(lái)嚙合于一個(gè)第二骨部分的第二構(gòu)件，該第二構(gòu)件包括具有第二曲面的第二表面；其中，所述第一構(gòu)件可相對(duì)于所述第二構(gòu)件移動(dòng)，并且所述第二曲面是被定位在所述第一曲面內(nèi)，使得所述第一曲面和第二曲面傾向于沿著通過(guò)所述第一骨部分和第二骨部分的第一軸線對(duì)齊。
2.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第一曲面具有第一恒定半徑和第一中心點(diǎn)，以及所述第二曲面具有第二恒定半徑和第二中心點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第一恒定半徑大于所述第二恒定半徑。
4.如權(quán)利要求2所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述對(duì)齊包括所述第一中心點(diǎn)和第二中心點(diǎn)沿著所述第一軸線對(duì)齊。
5.如權(quán)利要求2所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第一曲面具有由所述第一恒定半徑掃過(guò)形成的第一內(nèi)部區(qū)域，并且所述第二曲面是定位在該內(nèi)部區(qū)域中。
6.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第一曲面具有變化的半徑。
7.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第一曲面具有彎曲的部分和平的部分的組合。
8.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，它還包括置于所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間的中間構(gòu)件。
9.如權(quán)利要求8所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，當(dāng)所述第一構(gòu)件相對(duì)于所述第二構(gòu)件移動(dòng)時(shí)，所述中間構(gòu)件在所述第一表面和第二表面之間進(jìn)行鉸接。
10.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第二表面具有一個(gè)沿側(cè)向軸線延伸的半圓柱形凸起。
11.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第二表面具有一個(gè)半球形的凸起。
12.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第一表面和第二表面都具有凹坑。
13.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，它還包括一個(gè)用來(lái)限制沿著與所述第一軸線正交的一條第二軸線的運(yùn)動(dòng)的約束機(jī)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第一構(gòu)件可以沿著一條與所述第一軸線和第二軸線正交的第三軸線相對(duì)于第二構(gòu)件移動(dòng)。
15.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，它還包括一個(gè)中位和一個(gè)第一位置，在處于所述第一位置時(shí)，這種植入體傾向于向所述中位移動(dòng)。
16.如權(quán)利要求15所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，在處于所述第一位置時(shí)，所述第一曲面更緊密地相配于所述第二曲面。
17.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第一曲面比所述第二曲面平緩。
18.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第一曲面是沿著所述第一軸線在所述第二曲面的上面。
19.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第一表面是凹形的，而所述第二表面是凸形的。
20.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第一和第二表面都是凹形的。
21.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第一和第二骨部分包括肩關(guān)節(jié)。
22.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第一和第二骨部分包括膝關(guān)節(jié)。
23.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)假體，其特征在于，所述第一和第二骨部分包括髖關(guān)節(jié)。
24.一種關(guān)節(jié)假體，它包括用來(lái)嚙合于第一骨部分的第一構(gòu)件，該第一構(gòu)件包括第一曲面；用來(lái)嚙合于第二骨部分的第二構(gòu)件，該第二構(gòu)件包括第二曲面；其中，隨著所述第一構(gòu)件相對(duì)于所述第二構(gòu)件移動(dòng)，所述第一曲面和第二曲面之間的一致性提高。
25.一種用來(lái)把關(guān)節(jié)假體裝置安裝在兩個(gè)骨部分之間的方法，該方法包括使中間構(gòu)件與第一構(gòu)件的第一曲面嚙合；使中間構(gòu)件與第二構(gòu)件的第二曲面嚙合；將所述第二曲面定位在所述第一曲面的內(nèi)部區(qū)域里；使所述第一構(gòu)件與第一骨部分嚙合；使所述第二構(gòu)件與第二骨部分嚙合；其中，所述第一構(gòu)件是可移動(dòng)的，并且其中，所述第一和第二曲面傾向于沿著通過(guò)所述第一和第二骨部分的軸線對(duì)齊。
26.一種關(guān)節(jié)假體，它包括用來(lái)嚙合于第一骨部分的第一構(gòu)件，該第一構(gòu)件包括第一相對(duì)平的表面，其中，該第一相對(duì)平的表面包括周邊唇緣；用來(lái)嚙合于第二骨部分的第二構(gòu)件，該第二構(gòu)件包括第二曲面；其中，所述第一構(gòu)件可相對(duì)于所述第二構(gòu)件移動(dòng)，所述第二曲面是定位在所述第一相對(duì)平的表面上，在所述周邊唇緣之內(nèi)，使得所述第二構(gòu)件可在所述周邊唇緣之內(nèi)不受約束地運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
一種關(guān)節(jié)假體(20)包括用來(lái)嚙合于第一骨部分的第一構(gòu)件(26)和用來(lái)嚙合于第二骨部分的第二構(gòu)件(24)。第一構(gòu)件包括具有第一曲面的第一表面(34)，以及第二構(gòu)件包括具有第二曲面的第二表面(30)。第一構(gòu)件可相對(duì)于第二構(gòu)件移動(dòng)，并且第二曲面是定位在第一曲面之內(nèi)，使得第一曲面和第二曲面傾向于沿著通過(guò)第一骨部分和第二骨部分的第一軸線(44)對(duì)齊。
文檔編號(hào)A61F2/44GK1976652SQ200580014423
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2005年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者G·C·馬利克, R·N·奧拉德, K·T·福雷, T·J·弗朗西斯 申請(qǐng)人:華沙整形外科股份有限公司