专利名称：多元复合椎间盘假体的制作方法
技术领域：
本发明大体而言涉及一种用于修复受损的椎间盘的可植入的假体。更具体而 言，本发明涉及一种包含一多部件复合椎间盘假体的人造髓核置换假体 (artificial nucleus r印lacement prosthesis)，所述多部件复合椎间盘假体 包括第一较软的外侧生物材料以及第二较硬的内侧生物材料。
背景技术：
脊柱运动节段是由通过两个椎体限界的脊柱解剖单元组成，包括这两个锥体、 夹在中间的椎间盘、以及所附连的韧带、及椎小关节(facetjoint)。椎间盘则由位 于椎骨顶部及底部的终板(end plate)、软的内核(称作髓核)以及围绕髓核沿圆 周延伸的纤维环(annulus fibrosis)组成。在正常的椎间盘中，髓核对所施加的载 荷进行缓冲，从而保护脊柱运动节段的其他要素。正常的椎间盘是通过贴靠脊椎终板及纤维环向外凸出而对压力作出反应。纤维环是由胶原纤维及较少量的弹性纤维 组成，二者均能有效地抵抗张力。然而，纤维环自身并不能非常有效地承受压力及 剪切力。随着人的衰老，椎间盘常常自然而然地退化。退化性椎间盘疾病也会使人的椎 间盘出现退化。脊柱的退化性椎间盘疾病是造成人们疼痛及残疾的最常见的疾病之 一。当椎间盘退化时，髓核会脱水。而当髓核脱水时，其进行缓冲的能力便会减弱。 由于脱水后的髓核不再能够承受载荷，因而载荷会传递到纤维环以及椎小关节。纤 维环及椎小关节不能承受增大份额的所施加压力及扭转载荷，因而会逐渐地退化。 随着纤维环及椎小关节的退化，许多其他效应便随之而来，包括间隙变窄、形成骨 刺、纤维环破碎、软骨终板断裂及退化、以及椎小关节的软骨退化。纤维环及椎小 关节会丧失其结构稳定性，并且在脊椎骨之间出现微小但病态的运动。随着纤维环丧失稳定性，其往往向外凸出并可能形成破裂，从而使髓核材料外 凸。椎间盘破碎而形成的产物，包括宏观的碎屑、微观的粒子、以及有害的生物化 学物质会逐渐积聚。这些破碎产物会刺激椎间盘中及周围的敏感的神经末梢，造成下背疼痛且有时造成坐骨神经痛(sciatica)。患者会出现肌肉痉挛、下背灵活性降 低、且在试图使躯干进行正常运动时感到疼痛。椎间盘退化是不可逆转的。在某些情形中，身体将最终使运动节段的关节变得 僵硬，从而有效地使椎间盘重新恢复稳定。即使在重新恢复稳定的情形中，所述过 程可能需要许多年，且患者常常持续感到使生活不便的疼痛。而在持续的疼痛超过 三个月时，常常导致患者寻求手术治疗其疼痛。人们已发明了数种使脊柱运动节段达到稳定的方法。某些此等方法包括对纤 维环区域进行加热，以破坏神经末梢并加强纤维环；在运动节段侧面或椎间盘空间 内应用刚性或半刚性的支撑部件;移除整个椎间盘并代之以大致呈刚性的活节式塑 料人造装置；移除并取代髓核；以及进行脊柱融合，涉及到永久性地融合患病椎间 盘附近的脊椎。一直到最近，脊柱融合一般被视为是用于缓解因椎间盘退化而引起的后备疼痛 的最有效的手术治疗。尽管此种治疗常常能有效地减轻后备疼痛，然而融合的脊柱 运动节段会丧失所有的椎间盘运动。患病的脊柱节段丧失运动必然会限制患者的总 体脊柱活动性。最终，由于靠近融合节段的运动节段力图补偿融合节段所失去的运动，脊柱融合会对邻近融合节段的椎间盘造成更大的应力，从而常常导致这些相邻 的脊柱节段过早退化。当前的开发是着重于能保留患病脊柱节段的某些或所有运动的治疗方案。此等 使脊柱运动节段达到稳定而不具有脊柱融合的缺点的方法中的一种是全椎间盘置换术(total disc replacement)。全椎间盘置换术是一种具有高度侵入性且对技术要 求非常高的手术，其通过前入路或额入路手术而取出椎间盘，并包括分割前部纵向 韧带、移除脊椎骨与椎间盘之间的软骨终板、外侧纤维环的较大部分以及整个内侧 髓核。然后，将人造的全椎间盘假体小心地放入被清空的椎间盘空间中。目前所具 有的许多人造全椎间盘假体是由用作髓核的大致呈刚性的塑料(例如超高分子量聚 乙烯(ultra high molecular weight polyethelyene; "UHMWPE"))夹置于两个金 属板之间所组成，其中这两个金属板被锚固或附连至脊椎终板上。在Ray所著的 "The Artificial Disc: Introduction, History and Socioecononics"第21章Clinical Efficacy and Outcome in the Diagnosis of Low Back Pain第205~225页(Raven出版 社，1992年)中对人造椎间盘的早期开发及设计历史进行了总结。这些分层式全 椎间盘置换装置的实例例如显示于美国专利第4,911,718号、第5,458,643号、第 5,545,229号、以及第6,533,818号中。这些类型的人造全椎间盘具有几种缺点。首先，由于人造椎间盘假体相对较大， 因而其需要相对较大的手术暴露以便将其插入。手术暴露越大，造成感染、出血甚 至病状的几率就越高。此外，为植入假体，必须移除纤维环的一大部分。移除纤维 环的一大部分会至少在人造椎间盘周围愈合之前降低运动节段的稳定性。况且，由 于这些装置是由刚性材料制成，因而假如其从椎间盘空间中移位并接触到所在位置 的神经或血管组织，就会造成严重损害。另一缺点在于，刚性的人造椎间盘置换体 不会重新形成自然的椎间盘机械性能。全椎间盘置换术的一种替代方法是髓核置换术(nucleus replacement)。像人 造椎间盘假体一样，这些髓核置换体也是惰性的非生物假体。髓核置换体植入手术 的侵入性小于全椎间盘置换术手术，且一般包括只移除髓核并使用假体来置换髓 核，所述假体有韧性并提供缓冲来模拟自然的椎间盘髓核。用于髓核置换的假体的 实例包括美国专利第4,772,287号、第4,904,260号、第5,192,326号、第5,919,236 号及第6,726,721号。髓核置换术旨在更接近地模拟自然的椎间盘力学。为此，某些髓核置换体利用 水凝胶，因为其具有吸水特性，从而使这些置换体能够在原位膨胀而允许更完整地 填充被清空的髓核腔。然而，通常存在如下折衷水凝胶所获得的膨胀越大，最终 产品所能提供的结构支撑就越小。因此，许多水凝胶髓核椎间盘置换体一般是利用某种形式的囊或织物来限制水凝胶材料。例如，在美国专利第4,772,287号及第 4,904,260号中所述的植入体是由囊封于塑料织物壳体中的水凝胶块组成。在美国 专利第5,192,326号中所述的植入体则是由织物壳体所包封的水凝胶珠组成。如果 没有囊或其他形式的限制物，由于水凝胶具有较滑的性质，因而水凝胶容易出现移位。遗憾的是，所述囊或织物壳体将存在长期磨损问题，此可导致囊或壳体不能再 限制水凝胶并从而使水凝胶出现移位。另一种髓核置换方法涉及到在髓核中植入气囊或其他容器，然后在其中填充能 在原位固化的生物相容性材料。此种进行髓核置换的原位方法的实例包括美国专利 第6,443,988号以及第7,001,431号。所述方法的其中一个问题在于，化学硬化过程 是放热性的，可产生大量的热而导致组织受损。此外，气囊在膨胀期间存在破裂的 可能性，导致材料泄漏入椎间盘腔及周围组织中，此可能造成意外的并发症。再一种方法揭示于颁予Bryan等人的美国专利第5,865,846号中，其中在较硬 的外壳中容纳较软的内侧材料。Bryan的专利揭示利用由两种或更多种生物相容性 材料制成的弹性体，其中弹性体的较软的内侧部分的邵氏D硬度(ShoreD hardness) 为30，而较硬的外侧部分的邵氏D硬度为90。在颁予Williams的美国专利公开申 请案第2005/0119752A1号中阐述一种使用弹性体的类似方法，其揭示一种由水凝 胶、聚氨基甲酸酯、热塑性弹性体或其他生物相容性材料制成的人造椎间盘，其中 较软的内侧髓核部分的邵氏A硬度介于20-70范围内，而较硬的外侧部分的邵氏A 硬度则介于35-90范围内。尽管看上去类似于椎间盘髓核及纤维环的自然的软一硬 组合，然而这些植入体仍具有与夹层式金属及聚合物植入体相同的方法及问题。因此，需要一种能解决当前方法的缺点的髓核椎间盘置换体。发明内容本发明是一种多元复合椎间盘假体，其适合植入于人脊柱中的被清空椎间盘 髓核空间的环内。所述椎间盘假体具有大体实心的整体式本体，其尺寸及形状适合放置于被清空的椎间盘髓核空间的环内。所述本体具有由第一生物材料构成的外侧 部分及由第二生物材料构成的内侧部分。第二生物材料的压縮模量硬于第一材料的 压縮模量，且第一与第二生物材料可结合于一起而形成多元复合材料，从而形成所 述实心本体。本发明用于替代全椎间盘置换体。本发明的装置利用生物相容性材料来置换 椎间盘髓核。本发明具有许多优于现有髓核置换体的优点。 一个此种优点是在某些 实施例中，本发明的髓核置换体可通过具有很小侵入性的手术而插穿过后环中的小 孔，从而使所述环及周围脊椎软骨的许多部分保持完好。此外，本发明的装置将重新拉紧所述环，从而提供缓冲效应并在所述环与髓 核之间恢复更正常的压力分布，以减轻疼痛。在本发明装置的一个实施例中，髓核 置换体是由至少两种生物相容性材料组成，包括由硬模量的生物材料形成的内层以 及由较软模量生物材料形成的周围外层。在本发明的一个方面中，植入体可包括外侧的软模量生物材料以及内侧的硬 模量生物材料。在本发明的另一方面中，外侧的软模量生物材料及内侧的硬模量生 物材料可通过化学方式结合于一起。在本发明的另一方面中，所述植入体包括两种生物材料的复合系统，其中所 述生物材料可由基于二异氰酸酯及多元醇的生物相容性聚氨基甲酸酯所组成。在本发明的一个方面中，所述植入体可由能沿由硬模量材料形成的轨道滑动 的几个互连节段组成，将每一节段依序插入椎间盘空间中并连接至其他节段而形成 整体的装置。
图1为根据本发明的模块化椎间盘假体的剖视图；图2为根据本发明的模块化椎间盘假体在第一插入阶段的视图；以及图3为根据本发明的模块化椎间盘假体在最终插入阶段的视图。
具体实施方式
与传统的椎间盘或髓核置换体相比，本发明包括一种复合系统，其中外侧部分 是由模仿自然椎间盘的软模量材料组成，而内侧部分则由能提供支撑及稳定性的较硬模量材料组成。两种生物相容性聚合物可以化学方式结合于一起而形成本发明的 复合系统。许多传统的全椎间盘置换体包括上部与下部刚性板与夹置于其间的非刚 性材料，而其他现有的髓核置换体则由一块不具有稳定性硬质内核的软材料组成。本发明的复合系统提供多种优于现有装置的优点软的外侧部分提供缓冲，同时不 会如其他椎间盘髓核置换体的较硬材料一样侵蚀终板。此外，软的外侧部分可因应 约30至300磅的正常生理力而变形，以对应于所需的模量。由于具有此种可变形 性，所述假体会在椎间盘终板上形成在生理上适当大小的载荷。因此，不会如在更 刚硬的椎间盘髓核置换植入体情形中一样使终板随时间的进行而过度变形并最终 贴合植入体的轮廓。此外，本发明的较硬的内核能提供由水凝胶块或组块制成的植 入体所缺乏的支撑及稳定性。在本发明的一实施例中，髓核置换体10可包括数个组件，其依序插入被清空 的椎间盘髓核空间中。由于所述装置是每次插入一个组件，因而如此依序插入能允 许具有小的手术暴露，此与某些整个插入、因而需要具有较大手术暴露的问题性装置相反。如在图l中所示，每一组件20可由硬模量生物材料制成的内侧连接轨道 22及较软模量生物材料制成的外侧环绕层24构成。在插入期间，第一组件可沿由 高模量生物材料组成的轨道滑动至椎间盘环内的定位上。在一实施例中，所述装置 通过侵入性非常小的手术插穿入后环中的小开口。每一组件可与相邻组件机械联 锁，以便当所有组件均完全插入后，使联锁的组件包含单个单元。在一实施例中，本发明的装置可由具有不同硬度的两种生物相容性材料组成。 在所述装置的一实施例中，这些生物相容性材料可由基于二异氰酸酯及多元醇的生 物相容性聚氨基甲酸酯组成。在一实施例中，异氰酸酯组分可为4,4'-二苯甲烷二 异氰酸酯(4,4，-diphenylmethanediisocyanate; "MDI")，而多元醇组分可为聚四 亚甲基醚(polytetramethyleneoxide; "PTMO" ) 1000及PTMO 2000的组合。这 些聚合物也可包含扩链剂(chain extender)、交联剂及催化剂。在一实施例中，扩 链剂可为1,4-丁二醇(butanediol; "BDO");交联剂可为三甲基丙垸 (trimethylpr叩ane; "TMP");而催化剂可为双(十二垸基硫基)-二甲基锡 (bis-(dodecylthio)-dimethylstannane; "Fomrez催化齐U UL22")。这两种生物材 料可结合于一起而形成复合系统。例如，此种结合可为化学结合或物理结合。在本 发明的一个方面中，此种结合可包括氨基甲酸酯键。所属领域的技术人员将知，还涵盖适合于本髓核假体的复合物的其他生物材料 以及生物材料组分，此亦属于本发明的范围内。其他可用于本发明范围内的生物材 料包括但不限于水凝胶，橡胶，硅树脂，热塑性弹性体，丙烯酸酯单体，可固化 的环氧树脂，可固化的单体，及其任一组合。在所述装置的一实施例中，所述装置的外侧环绕涂层可由较软聚合物所组成的 第一生物材料构成，所述较软聚合物能提供缓冲及支撑，以模仿自然椎间盘髓核的 特性。在所述装置的一实施例中，外侧聚合物可经过改性，以便能够提供流出例如 止痛剂、抗生素、抗肿瘤物质、或生物骨骼剂(例如骨骼生长剂)等药物、抑或任 何其他所需材料。尽管保持活动性通常是髓核置换中的主要目标，然而在某些情形 中，可能希望促进一定的骨骼融合。此种情形可包括颈部脊柱的髓核置换。所述模块化椎间盘髓核假体的实心聚合物外壳可提供比某些水凝胶材料更好 且更可控的洗脱率。在一替代实施例中，所述模块化椎间盘髓核假体中，每一聚合 物材料可包括不同的洗脱速率。此将允许不同的药物具有不同的洗脱率。较软的生物材料可由重量百分比介于约15 %至25 %范围内的较硬段含量组 成。所属领域的一般技术人员将知，其亦涵盖处于所述明确范围内的其他硬段重量 百分比范围，此仍归属于本发明的范围内。所述较软生物材料的压缩模量可介于约 10-20MPa范围内。例如，所述较软生物材料可具有不大于80的邵氏A硬度以及 不大于40的邵氏D硬度。所述较软生物材料的拉伸强度可介于10-30MPa范围内。 在本装置的一实施例中，所述较软生物材料可具有l-1.5MPa的屈服强度。所述较 软生物材料的弹性模量可介于6-8MPa范围内。所属领域的一般技术人员将知，其 亦涵盖处于上述明确范围内的其他范围，此仍归属于本发明的范围内。所述装置的一实施例可进一步包括第二生物材料。第二生物材料可由高硬度的 较硬聚合物组成，较佳由邵氏D硬度至少为55的聚合物组成。第二生物材料的硬 度能为插入轨道及联锁机构提供结构支撑。在一替代实施例中，第二生物材料可由 热塑性聚醚聚氨酯或聚碳酸酯聚氨酯(例如Pellethar^、 Tecothai^或Bionate ) 组成。在一实施例中，第二生物材料可由聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone; PEEK) 或具有类似刚度的另一聚合物组成。在另一替代实施例中，第二生物材料可由基于 MDI、 PTMO的聚氨基甲酸酯组成，其经过处理后具有介于约50%至70%范围内 的硬段重量含量、在预聚物中具有较小的均匀分子量链长度、且具有最佳的硬段与软段组分微相分离，以在固化的聚合物中提供宏观上均匀的分布。所属领域的一般 技术人员将知，其亦涵盖处于所述明确范围内的其他硬段重量百分比范围，且此仍 归属于本发明的范围内。
所述较硬生物材料的拉伸强度可介于40-75MPa范围内。所述较硬生物材料的 屈服强度可介于20-45MPa范围内。所述较硬生物材料的弹性模量可介于 400-700MPa范围内。所述较硬生物材料的压縮模量可介于200-400MPa范围内。 所属领域的一般技术人员将知，其亦涵盖处于上文明确范围内的其他范围，此仍归 属于本发明的范围内。
在第一较软生物材料的一个方面中，MDI的重量百分比可介于总固化聚合物 的5%至35%重量百分比范围内。在第一较软生物材料的一替代实施例中，MDI 的重量百分比可介于总固化聚合物的15%至25%重量百分比范围内。在一实施例 中，MDI的重量百分比可介于总固化聚合物的约18%至20。％重量百分比范围内。 所属领域的一般技术人员将知，其亦涵盖使MDI占总固化聚合物的重量百分比处 于上述明确范围内的其他范围，此仍归属于本发明的范围内。
第一较软生物材料中PTMO 1000的重量百分比可介于总固化聚合物的0%至 40%重量百分比范围内。在一替代实施例中，PTMO 1000的重量百分比可介于总 固化聚合物的10%至30%重量百分比范围内。在一实施例中，PTMO 1000的重量 百分比可介于总固化聚合物的25%至27%重量百分比范围内。所属领域的一般技 术人员将知，其亦涵盖使PTMO 1000占总固化聚合物的重量百分比处于上述明确 范围内的其他范围，此仍归属于本发明的范围内。
第一较软生物材料中PTMO 2000的重量百分比可介于总固化聚合物的0%至 80%重量百分比范围内。在一替代实施例中，PTMO2000的重量百分比可介于总 固化聚合物的40%至60%重量百分比范围内。在一实施例中，PTMO2000的重量 百分比可介于总固化聚合物的52%至54%重量百分比范围内。所属领域的一般技 术人员将知，其亦涵盖使PTMO 2000占总固化聚合物的重量百分比处于上述明确 范围内的其他范围，此仍归属于本发明的范围内。
第一较软生物材料中BDO的重量百分比可介于总固化聚合物的0%至10%重 量百分比范围内。在一替代实施例中，BDO的重量百分比可介于总固化聚合物的 0%至5%重量百分比范围内。在一实施例中，BDO的重量百分比可介于总固化聚合物的1%至2%重量百分比范围内。所属领域的一般技术人员将知，其亦涵盖使 BDO占总固化聚合物的重量百分比处于上述明确范围内的其他范围，此仍归属于 本发明的范围内。
第一较软生物材料中TMP的重量百分比可介于总固化聚合物的0%至5。％重 量百分比范围内。在一替代实施例中，TMP的重量百分比可介于总固化聚合物的 0%至0.1%重量百分比范围内。在一实施例中，TMP的重量百分比可介于总固化 聚合物的0.06%至0.08%重量百分比范围内。所属领域的一般技术人员将知，其亦 涵盖使TMP占总固化聚合物的重量百分比处于上述明确范围内的其他范围，此仍 归属于本发明的范围内。
第一较软生物材料中UL22的重量百分比可介于总固化聚合物的0%至2%重 量百分比范围内。在一替代实施例中，UL22的重量百分比可介于总固化聚合物的 0。％至1%重量百分比范围内。在一实施例中，UL22的重量百分比可介于总固化聚 合物的0.0001%至0.0030%重量百分比范围内。所属领域的一般技术人员将知，其 亦涵盖使UL22占总固化聚合物的重量百分比处于上述明确范围内的其他范围，此 仍归属于本发明的范围内。
在第一较软生物材料的一个方面中，MDI与BDO的组合重量一般与固化聚合 物的硬段含量及硬度相关联。在第一较软生物材料的一实施例中，MDI与BDO的 组合重量百分比可介于总固化聚合物的约15%至25%重量百分比范围内。在第一 较软生物材料的一实施例中，MDI与BDO的组合重量百分比可介于总固化聚合物 的约20%至22%重量百分比范围内。所属领域的一般技术人员将知，其亦涵盖使 MDI与BDO占总固化聚合物的组合重量百分比处于上述明确范围内的其他范围， 此仍归属于本发明的范围内。
第一较软生物材料可包含两种单独的预聚物一A部分及B部分，其混合于一 起而形成固化的聚合物。在一实施例中，A部分是通过将MDI及PTMO2000 —同 进行处理而形成，B部分则是通过将PTMOIOOO、 BDO、 TMP及UL22—同进行 处理而形成。可对MDI、 PTMO 1000、 PTM0 2000、 BDO、 TMP、 UL22及/或其 他适宜组分的任一组合进行处理而形成这些预聚物一A部分及B部分。在其中将A 部分及B部分混合于一起而形成固化聚合物的第一较软生物材料的一实施例中， 可将A部分及B部分混合成使总异氰酸酯对多元醇的比率介于约0.96至1.04范围内。在一实施例中，可将A部分及B部分混合成使总异氰酸酯对多元醇的比率介
于约1.01至1.03范围内。所属领域的一般技术人员将知，其亦涵盖使总异氰酸酯
对多元醇的比率处于上述明确范围内的其他范围，此仍归属于本发明的范围内。
第二较硬生物材料中MDI的重量百分比可介于总固化聚合物的30X至70X重 量百分比范围内。在第二较硬生物材料的一替代实施例中，MDI的重量百分比可 介于总固化聚合物的40%至60%重量百分比范围内。在第二较硬生物材料的一实 施例中，MDI的重量百分比可介于总固化聚合物的约47X至49X重量百分比范围 内。所属领域的一般技术人员将知，其亦涵盖使MDI占总固化聚合物的重量百分 比处于上述明确范围内的其他范围，此仍归属于本发明的范围内。
第二较硬生物材料中PTMO 1000的重量百分比可介于总固化聚合物的0%至 40%重量百分比范围内。在第二较硬生物材料的一替代实施例中，PTMO1000的 重量百分比可介于总固化聚合物的10%至30%重量百分比范围内。在第二较硬生 物材料的一实施例中，PTMO 1000的重量百分比可介于总固化聚合物的20%至22 %重量百分比范围内。所属领域的一般技术人员将知，其亦涵盖使PTMO 1000占 总固化聚合物的重量百分比处于上述明确范围内的其他范围，此仍归属于本发明的 范围内。
第二较硬生物材料中PTMO 2000的重量百分比可介于总固化聚合物的0%至 40%重量百分比范围内。在第二较硬生物材料的一替代实施例中，PTMO2000的 重量百分比可介于总固化聚合物的10%至30%重量百分比范围内。在第二较硬生 物材料的一实施例中，PTMO2000的重量百分比可介于总固化聚合物的15%至17 %重量百分比范围内。所属领域的一般技术人员将知，其亦涵盖使PTM0 2000占 总固化聚合物的重量百分比处于上述明确范围内的其他范围，此仍归属于本发明的 范围内。
第二较硬生物材料中BDO的重量百分比可介于总固化聚合物的0%至35%重 量百分比范围内。在第二较硬生物材料的一替代实施例中，BDO的重量百分比可 介于总固化聚合物的5%至25%重量百分比范围内。在第二较硬生物材料的一实施 例中，BDO的重量百分比可介于总固化聚氨基甲酸酯的约14%至16%重量百分比 范围内。所属领域的一般技术人员将知，其亦涵盖使BDO占总固化聚合物的重量 百分比处于上述明确范围内的其他范围，此仍归属于本发明的范围内。第二较硬生物材料中TMP的重量百分比可介于总固化聚氨基甲酸酯的0%至
5%重量百分比范围内。在第二较硬生物材料的一替代实施例中，TMP的重量百分 比可介于总固化聚氨基甲酸酯的0%至1%重量百分比范围内。在第二较硬生物材 料的一实施例中，TMP的重量百分比可介于总固化聚氨基甲酸酯的0.1。^至0.3X 重量百分比范围内。所属领域的一般技术人员将知，其亦涵盖使TMP占总固化聚 合物的重量百分比处于上述明确范围内的其他范围，此仍归属于本发明的范围内。
第二较硬生物材料中UL22的重量百分比可介于总固化聚氨基甲酸酯的0%至 2%重量百分比范围内。在第二较硬生物材料的一替代实施例中，UL22的重量百 分比可介于总固化聚氨基甲酸酯的0%至1%重量百分比范围内。在一实施例中， UL22的重量百分比可介于总固化聚氨基甲酸酯的0.0001 %至0.002%重量百分比 范围内。所属领域的一般技术人员将知，其亦涵盖使UL22占总固化聚合物的重量 百分比处于上述明确范围内的其他范围，此仍归属于本发明的范围内。
在第二较硬生物材料的一实施例中，MDI与BDO的组合重量一般与固化聚合 物的硬段含量及硬度相关联。MDI与BDO的组合重量可介于固化聚合物总重量的 约50%至70%重量百分比范围内。在一实施例中，MDI与BDO的组合重量可介 于固化聚合物总重量的约62%至64%重量百分比范围内。所属领域的一般技术人 员将知，其亦涵盖使MDI与BDO占总固化聚合物的组合重量百分比处于上述明 确范围内的其他范围，此仍归属于本发明的范围内。
关于本发明图2及3的一个追踪实施例的更详细说明，请参见前述名称为 "RAIL-BASED MODULAR DISC PROTHESIS"的共同未决申请案，其揭示内容
以引用方式并入本文中。
在本发明植入体的一个方面中，第二较硬生物材料可由两种单独的预聚物一A 部分及B部分构成。A部分及B部分可选自由MDI、TDI、PTMO 1000、PTMO 2000、 BDO、 TMP、 UL22及/或适宜组分的任一其他组合所组成的群组。此外，可将A 部分处理成使预聚物所包含的一或两种聚合物群体的分子量链长度小于B部分所 包含的聚合物群体的分子量链长度。在一实施例中，将MDI、 PTMO 1000及PTMO 2000 —同处理而形成A部分。较佳地，将BDO、 TMP及UL22—同处理而形成B 部分。可将A部分及B部分混合成使总异氰酸酯对多元醇的比率介于约0.96至1.04 范围内。在一实施例中，可使异氰酸酯对多元醇的比率介于约1.01至1.03范围内。所属领域的一般技术人员将知，其亦涵盖使异氰酸酯对多元醇的比率处于上述明确 范围内的其他范围，此仍归属于本发明的范围内。所属领域的技术人员在阅读本揭 示内容后可对所揭示装置及方法的各种修改方式一目了然。上文内容并非打算限定 本发明的范围，本发明的范围仅受权利要求书限定。
权利要求
1.一种椎间盘假体，其适合植入于人脊柱中被清空的椎间盘髓核空间的环内，所述椎间盘假体包括大体实心的整体式本体，其尺寸及形状适合放置于所述被清空的椎间盘髓核空间的环内，所述本体具有由第一生物材料构成的外侧部分；以及由第二生物材料构成的内侧部分，其中所述第二生物材料的压缩模量硬于所述第一材料的压缩模量，且所述第一与第二生物材料结合于一起而形成多元复合材料，从而构成所述实心本体。
2. 如权利要求1所述的椎间盘假体，其特征在于，所述第一生物材料与所述第二生物材料以化学方式进行结合。
3. 如权利要求1所述的椎间盘假体 第二生物材料以物理方式进行结合。
4. 如权利要求1所述的椎间盘假体 第二生物材料分别为聚合物。
5. 如权利要求4所述的椎间盘假体 第二生物材料分别为聚氨基甲酸酯。
6. 如权利要求4所述的椎间盘假体
7.如权利要求4所述的椎间盘假体
8. 如权利要求5所述的椎间盘假体 异氰酸酯及多元醇构成。
9. 如权利要求5所述的椎间盘假体其特征在于，所述第一生物材料与所述其特征在于，所述第一生物材料与所述其特征在于，所述第一生物材料与所述其特征在于，所述第二生物材料是选自由下列组成的群组热塑性的聚醚-氨基甲酸酯，聚碳酸酯-氨基甲酸酯及聚醚醚酮。其特征在于，所述第一生物材料是选自由下列组成的群组热塑性的聚醚-氨基甲酸酯，聚碳酸酯-氨基甲酸酯及聚醚醚酮,其特征在于，所述聚氨基甲酸酯是由-其特征在于，所述聚氨基甲酸酯的所述组分是选自由下列组成的群组二异氰酸酯，多元醇，催化剂，扩链剂及交联剂。
10. 如权利要求5所述的椎间盘假体，其特征在于，所述第一生物材料的所述 聚氨基甲酸酯具有介于约15%至25%重量百分比范围内的硬段含量。
11. 如权利要求5所述的椎间盘假体，其特征在于，所述第二生物材料的所述聚氨基甲酸酯具有介于约50%至70%重量百分比范围内的硬段含量。
12. 如权利要求1所述的椎间盘假体，其特征在于，所述第一生物材料的压縮 模量介于约10-20MPa范围内。
13. 如权利要求l所述的椎间盘假体，其特征在于，所述第二生物材料具有至 少为55的邵氏D硬度。
14. 如权利要求1所述的椎间盘假体，其特征在于，所述实心整体式本体是由 多个互连的段构成，所述多个互连的段在所述清空的椎间盘空间内原位放置，以形 成所述实心整体式本体的所述尺寸及所述形状。
15. 如权利要求1所述的椎间盘假体，其特征在于，所述外侧部分的至少一最 外层还包含至少一种药物，所述至少一种药物由所述第一生物材料可操作地携带， 以在所述假体被植入之后洗脱。
全文摘要
本发明提供一种多元复合椎间盘假体，其适合植入于人脊柱中被清空的椎间盘髓核空间的环内。所述椎间盘假体具有大体实心的整体式本体，其尺寸及形状适合放置于被清空的椎间盘髓核空间的环内。所述本体具有由第一生物材料构成的外侧部分及由第二生物材料构成的内侧部分。第二生物材料的压缩模量硬于第一材料的压缩模量，且第一与第二生物材料以化学或物理方式结合于一起而形成多元复合材料，从而形成所述实心本体。
文档编号A61F2/44GK101267783SQ200680034261
公开日2008年9月17日 申请日期2006年7月19日 优先权日2005年7月19日
发明者A·谢弗, E·E·帕尔姆, J·C·策尔特, J·热罗尼 申请人:脊椎科技股份有限公司