专利名称：椎间盘假体或人造椎骨体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的椎间盘假体或人造椎骨体。
由US-A-4 932 975 MAIN ET AL.已知一种脊椎假体，它包括一可膨胀的波纹管作为基体。波纹管由柔性材料组成，它允许波纹管膨胀。但是此外这种波纹管牵涉到一种被动元件，它可以通过一开口装灌液体，这时波纹管被动地膨胀。因此在这种已知装置中缺少一种主动的弹性元件，它可以弹性地承受所出现的负载力。此外这种已知椎骨体-假体的另一个缺点是，它必须后续装灌液体，例如装灌甲基丙烯酸酯(特别是甲基丙烯酸甲酯MMA)，这带来相当大的风险。
对此本发明要提供一种解决方法。本发明的目的是，创造一种椎间盘假体或人造椎骨体，其具有一轴向缓冲元件，使得可以以确定的方式承担和传导平移、扭转和角度偏转。
本发明用具有权利要求1特征的椎间盘假体或人造椎骨体实现所提出的目的。
通过本发明达到的优点主要在于，由于本发明的椎间盘假体或人造椎骨体可以达到非常接近于天然椎间盘或天然椎骨体的功能和作用。
本发明其他优良的结构在从属权利要求中表示。
各个实施形式的论述大多借助于一椎间盘假体进行；而总体结构形式可以是一种作为人造椎骨体的可能结构。
弹性元件确定的弹性系数最少应该至少为50N/mm，尤其是至少为100N/mm。但是弹性系数最好至少为150N/mm，尤其是至少为400N/mm。弹性系数向上同样应该是有限制的，最高为800N/mm，尤其是最高为2000N/m。通常弹性系数为600N/mm。
弹性元件的弹性行程在负荷为1000N时优选在1至2mm范围内，尤其是在1.3至1.7mm范围内。通常在这种负荷时弹性行程为1.5mm。
在本发明的一种实施形式中，弹性元件既做成拉簧又做成压簧。
做成波纹管的外壳的折皱数量优选在3-10尤其是4-5的范围内。在这种数量时既在制造工艺方面又在所用材料的希望的延伸率方面产生优点。
在本发明的一种实施形式中，外壳由许多单层组成，从而使波纹管的刚性根据意愿控制在一定限度内。
在一种特殊结构中，各单层相互离开一定距离。通过这种结构方式可以使不同的波纹管相互连接，它们可以承受不同的载荷，例如外波纹管在例如载荷为800N时用于角度偏转、平移、扭转和缓冲，而内波纹管可以用来承受约2500N的大负荷，从而保护外波纹管。
在另一种特殊实施形式中，各单层无中间层地相互放在一起。从而达到刚性的提高。
在另一种实施形式中，外壳包括多个相互套接的波纹管。外壳也可以配备槽，它们应该基本上平行于纵轴分布。由此达到波纹管扭转刚性的减小。
外壳的扭转刚性优选这样选择，使它允许外壳扭转1°至3°，尤其是1.5°至2.5°。外壳的轴向行程-在使用800N的轴向力时-应该优选在1.0至2.5mm的范围内，尤其是在1.30-1.75mm的范围内。
在本发明的一种实施形式中，两个对合板(Appositionsplatten)轴向固定但是可扭转地固定在基体的上、下端上。在一种可供选择的实施形式中，两个对合板轴向牢固地固定在基体上、下端上，并且其绕纵轴的扭转最好限制在不超过5°的角度范围内。在另一种可供选择的实施形式中，两个对合板轴向和扭转固定地固定在基体的上、下端上。
在一种特殊实施形式中，做成波纹管的外壳的扭转刚性这样选择，使得两个对合板可绕纵轴相互相对旋转1°-5°、尤其是2°-3°的角度。
在另一种实施形式中，两个对合板可从垂直于纵轴的平面内翻转一4°-8°、尤其是5°-7°的角度。
在本发明的一种特殊实施形式中，空心圆柱形基体至少部分填充起缓冲元件作用的固体，尤其是塑料。通过这种结构得到更高的刚度并更好地承受大的冲击载荷，例如2500N。
椎间盘假体的外壳可以由金属，例如钛或金属合金，尤其是以钛为基的合金组成。外壳材料最好具有一至少30％尤其是至少38％的极限延伸率。但是外壳也可以由塑料尤其是弹性体组成。
在本发明一种特殊实施形式中外壳由一碟形弹簧组(Tellerfedersule)组成。
下面借助于多个实施例的部分示意图较详细地说明本发明和本发明的改进结构。
附图表示
图1一椎间盘假体的透视图；图2按图1的椎间盘假体的俯视图；图3沿图2中B-B线的纵剖视；图4以纵剖视表示按图1的椎间盘假体的一种变型方案；图5带中央孔的椎间盘假体的透视图；图6按图5的椎间盘假体的俯视图；图7沿图6中B-B线的纵剖视；图8局部剖开的带两个相互套接的波纹管的椎间盘假体的透视图。
在图1-3中所示的椎间盘假体主要包括一空心圆柱形基体1，它带有一做成波纹管的外壳2、一上端3、一下端4和一中心纵轴5。在基体1的上端3上垂直于纵轴5设置一上对合板6，它适合于贴合在椎骨体的底板上。在基体1的下端4上垂直于纵轴5设置一下对合板7，它适合于贴合在椎骨体的顶板上。
两块对合板6、7具有朝外的成形有构造结构的表面8，它由许多棱锥台形小齿组成，以达到在相邻椎骨体底板和顶板上更好的贴合。成形有构造结构的表面8也可以以表面轻微腐蚀的形式或以促进骨组织生长的表面构造的形式实现。
做成外波纹管的外壳2具有总共3至6个折皱(波纹)。
根据实施形式的不同，椎间盘假体的高度为5-15mm，直径在10至35mm范围内，外壳厚度约为0.1mm。
两个对合板6、7具有朝向内部的轴向榫轴12和13，它们可以做成缓冲元件。
在图4所示的方案中，两块对合板6、7以朝向内部的轴向榫轴12和13作为支承轴颈可回转地支承在壳体14中，其中回转(扭转)可以通过图中未画出的止挡在数值大小上加以限制。
图5-7中所示的椎间盘假体的实施形式制造得和图1至3中的一样。其区别在于，两个对合板6、7做成圆环，使得形成一轴向通孔9。另一个区别在于，在这种实施形式中做成波纹管的外壳2只具有一个折皱(波纹)。
图8特别直观地表示椎间盘假体的功能。在这种实施形式中，外壳2由一外波纹管21和一内波纹管22组成。外波纹管21具有五个折皱，内波纹管22有九个折皱。外波纹管21固定在上对合板6上，内波纹管22固定在下对合板7上。根据材料情况，波纹管也可以焊接、压制或冲压在对合板5、6上。在所示实施形式中，两个波纹管21，22放入圆形槽10和11内，圆形槽在两块对合板6，7的内侧上加工出来。两块对合板5，6分别固定在一个波纹管21和22上，可以-如图8中所示-套插在一起成一盒子。因此两块对合板5，6可以相互相对旋转。通过一图中未画出的止挡可以将扭转限制在一定数值内，例如2°-3°。
权利要求
1.椎间盘假体或人造椎骨体，包括A)一基本上空心圆柱形的基体(1)，具有一做成波纹管的外壳(2)、一上端(3)、一下端(4)和一中心纵轴(5)；B)一垂直于纵轴(5)设置在基体(1)上端(3)上的上对合板(6)，它适于贴合在椎骨体的底板上；和C)一垂直于纵轴(5)设置在基体(1)下端(4)上的下对合板(7)，它适于贴合在椎骨体的顶板上，其特征为D)做成波纹管的外壳(2)设计成具有一确定的弹性系数的弹性元件。
2.按权利要求1的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为所述确定的弹性系数至少为50N/mm，尤其是至少为100N/mm。
3.按权利要求2的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为弹性系数至少为150N/mm，尤其是至少为400N/mm。
4.按权利要求1至3之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为弹性系数最高为800N/mm，尤其是最高为2000N/m。
5.按权利要求1至4之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为在负荷为1000N时，弹性元件的弹性行程在1至2mm的范围内，尤其是在1.3至1.7mm的范围内。
6.按权利要求1至5之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为弹性元件既是拉簧又是压簧。
7.按权利要求1至6之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为做成波纹管的外壳(2)的折皱数量在3-10、尤其是4-5的范围内。
8.按权利要求1至7之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为外壳(2)由多个单层组成。
9.按权利要求8的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为各单层相互离开距离。
10.按权利要求8的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为各单层相互无中间层地贴合。
11.按权利要求1至10之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为外壳(2)包括多个相互套接的波纹管。
12.按权利要求1至11之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为外壳配备有基本上平行于纵轴(5)分布的槽。
13.按权利要求1至12之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为外壳(2)的扭转刚性允许外壳(2)扭转1°至3°，尤其是1.5°至2.5°。
14.按权利要求1至13之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为在使用800N的轴向力时，外壳的轴向行程在1.0至2.5mm范围内，尤其是在1.30-1.75mm范围内。
15.按权利要求1至14之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为两个对合板(6，7)轴向固定但是可扭转地固定在基体(1)的上、下端(3，4)上。
16.按权利要求1至15之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为两个对合板(6，7)轴向固定在基体(1)的上、下端(3，4)上并且其绕纵轴(5)的扭转限制在尤其是不超过5°的角度范围内。
17.按权利要求1至15之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为两个对合板(6，7)轴向和扭转固定地固定在基体(1)的上、下端(3，4)上。
18.按权利要求17的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为做成波纹管的外壳(2)的扭转刚性这样选择，使得两块对合板(6，7)可相互绕纵轴(5)相对扭转一1°-5°尤其是2°-3°的角度。
19.按权利权利要求1至18之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为两块对合板(6，7)可从垂直于纵轴(5)的平面翻转一4°-8°尤其是5°-7°的角度。
20.按权利要求1至19之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为空心圆柱形基体(1)至少部分用一种起缓冲元件作用的固体填充。
21.按权利要求20的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为所述固体是一种塑料，尤其是一种弹性体。
22.按权利要求1至21之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为外壳(2)由金属或金属合金尤其是钛基合金组成。
23.按权利要求1至22之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为外壳(2)的材料具有至少30％尤其是至少38％的极限延伸率。
24.按权利要求1至21之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为外壳(2)由一种塑料尤其是一种弹性体组成。
25.按权利要求1至24之任一项的椎间盘假体或人造椎骨体，其特征为外壳(2)由一碟形弹簧组组成。
全文摘要
本发明涉及一种椎间盘假体或人造椎骨体。椎间盘假体具有一基本上空心圆柱形的基体(1)，带有一做成波纹管的外壳(2)、一上端(3)、一下端(4)和一中心纵轴(5)；一垂直于纵轴(5)设置在基体(1)上端(3)的、适于贴合在椎骨体底板上的上对合板(6)；和一垂直于纵轴(5)设置在基体(1)下端(4)上的、适于贴合在椎骨体顶板上的下对合板(7)。其中做成波纹管的外壳(2)设计成具有确定的弹性系数的弹性元件。由这种结构达到完全接近于天然椎间盘的功能和作用。
文档编号A61F2/00GK1694659SQ02829820
公开日2005年11月9日 申请日期2002年10月28日 优先权日2002年10月28日
发明者A·施图德, J·特拉赫塞尔, M·维曼 申请人:马斯医药技术股份公司