椎间盘置换装置的制作方法

专利名称：椎间盘置换装置的制作方法
技术领域：
与
背景技术：
本发明涉及椎间盘置换装置，尤其是涉及一种允许在三个旋转轴上运动的椎间盘置换 装置，并提供了运动衰减功能以避免在所述轴的每个轴上的运动中发生末端运动碰撞。
许多常用的全椎间盘置换装置(Total Disc R印lacements， TDR)都是基于球窝 (ball-and-socket)类型的关节连接。虽然球窝对于在各个方向提供全范围的运动是有 效的，但是它不能提供运动衰减。尤其是，对于轴向旋转，球窝关节自身固有地允许以最 小阻力实现有效的不受限制的旋转。因此，椎骨部位依赖于周围软组织或者受到骨上小平 面的碰撞而使其运动受P艮，这样加速了这些骨上小平面和相邻软组织的衰退。在前部弯曲、 后部延展和侧部弯曲等运动中，典型地受到在彼此之上的所述TDR凸缘的边缘的碰撞的限 制，在日常使用中产生重复的撞击，这将导致所述TDR自身的衰退，或者周围组织的衰退。
更为特别的是，为了提供用于与本发明以下所述内容的比较的参考，

图11A至图11C 显示了一种基于球窝构型的TDR的在侧面弯曲的多个位置的横截面视图，而图IID和图11E 分别显示了从中间位置起的侧面弯曲的弯曲力矩和高度(对应于下面所定义的"椎间间 距")与角位移的函数关系线。关节运动的正常范围是从图IIA所示的中间位置到图11B 所示的凸缘-凸缘(flange-on-flange)接触位置，这里对应于约6度的偏转。在如图11D 所示的这个范围内，需要最小的弯曲力矩以产生运动，只需要能克服所述关节的任何摩擦 阻力。 一旦在这些凸缘之间发生接触，会对进一步偏转产生突发阻力，以致逐渐增加作用 力矩，不能产生任何进一步运动。只有当扭矩超过一定的极限，偏转才会继续进行，如图 11C所示的那样将球提升至远离窝，这样的状态通常是不会发生的。 一旦开始发生，该提 升运动将在不变的作用力矩下继续进行。在图IIE中显示了椎间间距与角位移的函数关系 的相应图。在通常的球窝中，操作范围是0-6度，不会发生提升。如果接着应用了足够的 力矩以启动将球提升至远离窝，椎间间距将开始急剧增加，最初如偏转角的大致线性函数。
人们已经进行了多种尝试以开发出用于TDR的关节装置，更为紧密地仿效天然椎间盘 的动力学的多个方面。这些装置包括大范围的装置，应用圆柱轴承或者类鞍状物的关节表 面。这样的装置的例子可在以下专利号的美国专利中找到6706068、 6908484、 6972037、
66972038、 6986789、 6989032、 6994727、 6994729、 6997955、 7048764和7048766，也可 在以下公开号的美国专利申请中找到2004/0225364和2004/0073311。
作为本发明的背景技术的特别方面，上面引述的一些文档介绍了牵引(distraction) 的概念，牵引与轴向旋转的角位移成函数关系，以便产生恢复(自定心)力。特别地，因 为脊椎柱的正常状态是用于负荷上体的重量的， 一个导致关节的牵引与轴向旋转成函数关 系的关节装置将对抗该负荷而进行工作，导致一个回复力，该回复力倾向于将该关节回复 到轴向旋转的中间位置。这样的技术的例子可以在前述的第6994727号美国专利中找到。
虽然在应用负荷下提供回复力的关节牵引的概念已经在前述的文档中有所讨论，但它 仅是应用在单一模式的运动中，主要是轴向旋转。而且，本发明目前所知的这些文档并不 能提供任何可采纳的解决方案以用于运动衰减，以便限制对于每种类型的运动的运动范 围，而不会导致碰撞或者其他对周围组织的危害。
因此，需要开发一种椎间盘置换装置，该装置应能允许对于三个旋转轴的运动，并能 提供运动衰减功能以避免在所述轴的每个轴上的运动中发生末端运动碰撞。

发明内容
本发明是一种椎间盘置换装置，该装置允许对于三个旋转轴的运动，并提供了运动衰 减功能以避免在所述轴的每个轴上的运动中发生末端运动碰撞。
根据本发明的教导，提供了一种用于在脊柱内在脊柱的第一椎体终板与脊柱的第二椎 体终板之间置换至少一部分椎间盘的装置，所述的装置包括(a)第一部件，具有第一椎 骨接触表面，用于接合第一椎体终板，并具有第一关节表面；以及(b)第二部件，具有 第二椎骨接触表面，用于接合第二椎体终板，并具有第二关节表面；其中，椎间间距被定 义为在所述第一椎骨接触表面的质心与所述第二椎骨接触表面的质心之间的线性延伸的 轴向成分；以及其中，所述的第一关节表面与所述的第二关节表面形成了一个关节装置的 至少一部分，以致当负荷轴向的压縮力时(i)所述第一椎骨接触表面与第二椎骨接触表 面都相对于压縮力而被支撑，以确保预定的最小的椎间间距；(ii)所述第二部件是相对 于所述第一部件不可替换的，对应于以下方式的运动轴旋转、前部弯曲和后部延展，以 及侧部弯曲，每个所述运动都具有相应的运动范围；以及(iii)所述椎间间距增加，作 为角位移的光滑函数，对于轴旋转、前部弯曲和后部延展，以及侧部弯曲运动的每个方向， 从中间位置直到在每个方向的至少部分的运动范围，因而提供了非碰撞的运动衰减。
7根据本发明的进一步特征，所述的关节装置被这样配置，以致椎间间距的第一导数作 为从中间位置增加的角位移的函数，实质上单纯关于所述角位移从所述中间位置直到大多 数的所述运动范围，对应于以下所述运动方式的每个方向轴旋转、前部弯曲和后部延展， 以及侧部弯曲。
根据本发明的进一步特征，所述的关节装置被这样配置以致所述第二部件是相对于所 述第一部件不可替换的，对应于以下方式的运动的组合轴旋转、前部弯曲和后部延展， 以及侧部弯曲。
根据本发明的进一步特征，所述的关节装置被这样配置以致该装置是在轴向负荷下自 定心，以致倾向于基本回复到预定的中间位置。
根据本发明的进一步特征，所述第一部件与所述第二部件是硬物体。
根据木发明的进一步特征，所述第一部件与所述第二部件初始是由金属材料形成的。
根据木发明的进一步特征，所述第一部件与所述第二部件初始是由陶瓷材料形成的。
根据本发明的进一步特征，所述第一关节表面与所述第二关节表面是配置为直接接触 的以提供所述的关节装置。
根据本发明的进一步特征，所述第一关节表面以凸起为特征，所述第二关节表面以对 应的凹进为特征，其中，在矢状横截面，所述凸起被设定为这样的形状以致所述凸起的外 部形状的特征是(a)中凸地弯曲的冠状区，具有变动的曲率，在所述冠状区的顶部为局 部曲率最小处；以及(b)凹入地弯曲的过渡区，位于所述凸起的基部。
根据本发明的进一步特征，在冠状截面，所述凸起还设为这样的形状以致所述凸起的 外部形状的特征是:(a)-中凸地弯曲的冠状区，具有变动的曲率，在所述冠状区的顶部为 局部曲率最小处；以及(b)凹入地弯曲的过渡区，位于所述凸起的基部。
根据木发明的进一步特征，所述凸起还设为这样的形状以致所述凸起在所述冠状横截 面的宽度比所述凸起在所述矢状横截面的宽度大。
根据本发明的进一步特征，在轴向横截面，所述的凸起还设为这样的形状以致所述凸 起的外部形状是基本上椭圆的。
根据本发明的进一步特征，所述对应的凹进是实质上由一个椭圆曲面所形成的，具有 中凸地弯曲的过渡区，连接到所述第二关节表面的周围区域。
根据本发明的进一步特征，所述的凸起呈现出多个凹进的侧面区域，而且，所述对应 的凹进包括相应的多个皱脊区域。
8根据本发明的进一步特征，所述第一关节表面是以凸起为特征，包括多个皱脊，而且， 所述第二关节表面是以对应的凹进为特征，包括多个用于接纳所述皱脊的沟槽，其中，所 述沟槽与所述沟槽的相邻表面相互作用，以产生所述的椎间间距的增大。
根据本发明的进一步特征，所述第一关节表面是以多个凸起为特征，而所述第二关节 表面是以对应的凹进为特征。
根据本发明的进一步特征，所述第一关节表面是以多个凹进为特征，而所述第二关节 表面是以对应的多个凹进为特征，所述关节装置还包括相应得多个支承元件，每个所述的 支承元件被陷在所述第一关节表面与所述第一关节表面的一对凹进之间。
根据本发明的进一步特征，所述的支承元件是滚球轴承的方式。
根据本发明的进一步特征，所述第一关节表面与第二关节表面的多个凹进是曲面半径 比所述滚球轴承更大的部分球形的凹进方式，所述第一关节表面的凹进的位置相对于所述 第二关节表面的凹进是相抵的。
根据木发明的进一步特征，所述关节装置是以四个所述滚球轴承和在每个所述第一关 节表面与所述第二关节表面上的四个所述凹进来实现的。
附图简要说明
在这里，仅通过与实施例的方式来描述本发明的内容，与以下的附图有关
图1A是根据本发明的教导所构造和操作的一种椎间盘置换装置的等比例视图，显示
分离的第一部件和第二部件；
图1B是图1A所示的椎间盘置换装置的倒转的等比例视图； 图1C是图1A所组装的椎间盘置换装置的背视图； 图1D是图1A所组装的椎间盘置换装置的侧视图2A是图1A轴向旋转的椎间盘置换装置的等比例视图； 图2B是图1A轴向旋转的椎间盘置换装置的平面视图2C是穿过图1A的椎间盘置换装置的部分剖视图，显示了在轴旋转期间在所述两个
接合部件之间的接触点的位置；
图2D是图表，显示了在轴向负荷的条件下，对于图1A的椎间盘置换装置从中间位置 的轴向旋转的作用力矩与对应的轴向旋转的角偏转；
图2E是图表，显示了对于图1A的椎间盘置换装置从中间位置的轴向旋转的轴向提升(增加椎间间距)与角偏转成函数关系；
图3A是图1A的椎间盘置换装置在受到侧面弯曲时的背视图3B是图1A的椎间盘置换装置在受到侧面弯曲时的冠状横截面视图3C是图表，显示了在轴向负荷的条件下，对于图1A的椎间盘置换装置从中间位置
的侧部弯曲的作用力矩以及对应的角偏转；
图3D是图表，显示了对于图1A的椎间盘置换装置从中间位置的侧面弯曲的轴向提升 (增加椎间间距)与角偏转成函数关系；
图4A是图1A的椎间盘置换装置在受到后部延展时的侧视图； 图4B是图1A的椎间盘置换装置在受到前部弯曲时的冠状横截面视图； 图4C是图表，显示了在轴向负荷的条件下，对于图1A的椎间盘置换装置从中间位置
的弯曲或延展的作用力矩以及对应的弯曲或延展的角偏转；
图4D是图表，显示了对于图1A的椎间盘置换装置从中间位置的弯曲或延展的轴向提
升(增加椎间间距)与角偏转成函数关系；
图5A和图5B是图1A的椎间盘置换装置的第一等比例部分剖视图和第二等比例部分
剖视图，显示了由5度的弯曲、4度的侧面弯曲和4度的轴向旋转组合的从中间位置的替
换，这些视图显示了在第一体的关节表面与第二体的关节表面之间的三个接触点的位置； 图5C是图1A的椎间盘置换装置的完全等比例视图，显示了图5A和图5B的替换状态； 图6A是图1A的椎间盘置换装置附着到传送系统的等比例视图； 图6B是图6A的传送系统的末端部位结合图1A的椎间盘置换装置一起的放大视图； 图6C是通过图6A的传送系统和椎间盘置换装置的纵向横截面视图； 图6D是图6C的末端部位的放大视图7A是根据本发明的教导所构造和操作的椎间盘置换装置的另一种可选实施方式的 等比例视图，显示了分离的第一部件和第二部件以及在其间一定数量的附加的滚球轴承； 图7B是图7A的椎间盘置换装置的倒转的等比例视图； 图7C是在中间位置穿过组装的图7A的椎间盘置换装置的轴向横截面视图； 图7D是在轴向旋转下穿过组装的图7A的椎间盘置换装置的轴向横截面视图； 图7E是在中间位置的穿过组装的图7A的椎间盘置换装置的冠状横截面视图； 图7F是在侧面弯曲下穿过组装的图7A的椎间盘置换装置的冠状横截面视图； 图7G是图7A的椎间盘置换装置的变化实施方式的分解等比例视图，在该图中，所述滚球轴承被从其中一个部件上凸起的圆形凸出物所代替； 图7H是图7G的椎间盘置换装置的倒转的等比例视图71是在中间位置的穿过组装的图7G的椎间盘置换装置的轴向横截面视图7J是在轴向旋转下的穿过组装的图7G的椎间盘置换装置的轴向横截面视图7K是在侧面弯曲下的组装的图7G的椎间盘置换装置的部分剖开的背视图8A是根据本发明的教导所构造和操作的椎间盘置换装置的另一种可选实施方式的
等比例视图，显示了分离的第一部件与第二部件；
图8B是图8A的椎间盘置换装置的倒转的等比例视图8C是穿过图8A的椎间盘置换装置的轴向横截面视图8D是图8A的椎间盘置换装置的上部件的关节表面的平面视图8E是在图8D中X-X线矢状平面的横截面的视图8F是穿过所组装的图8A的椎间盘置换装置的矢状横截面视图9A是根据本发明的教导所构造和操作的椎间盘置换装置的另一种可选实施方式的
等比例视图，显示了分离的第一部件与第二部件；
图9B是图9A的椎间盘置换装置的倒转的等比例视图9C是图9A的椎间盘置换装置的下部件的关节表面的平面视图9D和图9E分别是在图9C中的沿X-X线和W-W线的横截面视图9F是图9A的椎间盘置换装置的上部件的关节表面的平面视图9G和图9H分别是在图9 F中的沿Z-Z线和Y-Y线的横截面视图10A是根据本发明的教导所构造和操作的椎间盘置换装置的另一种可选实施方式的
等比例视图，显示了分离的第一部件与第二部件；
图10B是图10A的椎间盘置换装置的倒转的等比例视图11A至图11C，如上所述，是穿过传统的球窝接合在侧面弯曲的不同阶段的冠状横 截面视图UD是图表，显示了对于图UA的球窝接合从中间位置的侧面弯曲的作用力矩和相 应的侧面弯曲的角偏转；以及
图11E是图表，显示了对于图IIA的球窝接合从中间位置的侧面弯曲的轴向提升(增 加椎间间距)的变量与角偏转成函数关系。
11最优实施方式详述
本发明是一种椎间盘置换装置，该装置允许对于三个旋转轴的运动，并提供了运动衰 减功能以避免在所述轴的每个轴上的运动中发生末端运动碰撞。
根据本发明所述的椎间盘置换装置的原理和操作，将通过附图和相应的描述得到更好 的理解。
现在转到附图，图1A至图5C显示了根据本发明的教导所构造和操作的椎间盘置换装 置的第一优选实施方式，用于在脊柱内在脊柱的第一椎体终板与脊柱的第二椎体终板之间 置换至少一部分椎间盘。
总的来说，所述装置的这个实施例和其他实施例都具有第一部件100，该部件具有第 一椎骨接触表面22，用于接合第一椎体终板，以及第二部件102，具有第二椎骨接触表面 10，用于接合第二椎体终板。第一部件100和第二部件102都分别以关节表面104和106 来形成的，这些关节表面至少形成了一个关节装置的至少一部分。当负荷轴向的压縮力时， 所述的关节装置是这样构造的以致(i)所述第一椎骨接触表面与第二椎骨接触表面都相 对于压縮力而被支撑，以确保预定的最小的椎间间距;(ii)所述第二部件是相对于所述 第一部件不可替换的，对应于以下方式的运动轴旋转、前部弯曲和后部延展，以及侧部 弯曲，每个所述运动都具有相应的运动范围；以及(iii)所述椎间间距增加，作为角位 移的光滑函数，对于轴旋转、前部弯曲和后部延展，以及侧部弯曲运动的每个方向，从中 间位置直到在每个方向的至少部分的运动范围，因而提供非碰撞的运动衰减。
换言之，本发明的其他变化实施例提供了一些椎间盘置换装置，这些装置可提供对于 轴向负荷的支撑，这允许围绕三个轴的运动范围类似于天然椎间盘的运动范围，并对于围 绕所述轴的每个轴的运动产生在椎间间距的显著增加，以致对于所有类型的运动获得运动 衰减。可应用宽范围的几何结构，以便获得一定的特性。通过以下实施例(但不限于这些 例子)，展示了六个特定的优选实施例。
在这个阶段，值得重视的是，与现有的椎间盘置换装置相比较，本发明提供了许多特 别的优点。特别地，在运动的每个方向上通过提供带有机械衰减的运动，提供了类似于天 然椎间盘运动范围的完全运动范围，同时避免了由于现有装置的末端运动碰撞导致的加速 组织衰退的问题。
对于给出的从中间位置的角偏转，想得到的椎间间距增加的量值可由下面导出。能量 守恒(不考虑摩擦力)需要<formula>formula see original document page 13</formula>
其中，M是指作用力矩，用于产生关于给出的轴的旋转；
a是角偏转，由作用力矩所产生；
F是作用在轴承装置上的轴向负荷力；以及
x是在椎间间距的增加值。
这样，如果在作用力矩与角偏转之间的想得到的关系是由预定的函数M-f(a)所给出， 且假定作用负荷是一个预先设定的常数重量F，则所需的在椎间间距的增加可通过角偏转 的函数来表达如下
这里所定义的函数关系可用于运动的每个方向。为了避免运动过程中的碰撞，函数f(a) 优选为一个连续函数，例如，当在角度上有小变动时，相应地在所需的作用力上有小改变 (这里也指"不需任何步骤")，因而将本发明的技术方案与在图11D中所示的传统的球窝 装置相区别。更优选地，函数f(a)优选为单一地增加，以角偏转的增加值(正方向与反方 向)直到运动的至少部分范围，其中，运动衰减是需要的。这保证了椎间间距的斜率与 角偏转成函数关系，斜度随着偏转值的增加而增加，因而提供了特殊的有效的运动衰减。
一旦对于每个轴的运动己经定义了想得到的在椎间间距与角偏转之间的关系，关节表 面是设计为可提供所需要的运动。 一个附带的考虑是在各个主要方向的运动应该是组合
的，并保持非碰撞的运动衰减特性。此外，必须小心确保旋转的有效中心(在运动过程
中可能移动)是与椎骨的运动学一致的，尤其是，避免在椎骨小平面之间的碰撞。在下面 所示的例子中，曲面的中心在侧面弯曲和弯曲/延展等方向的运动过程中是动态地移动的， 但优选地是保持总在椎间隙中。 一些小范围的线形置换也可被容纳，以模仿天然椎间盘的
生理学动作，典型地是不超过约0.5毫米的运动范围。
必须注意的是，所需要的几何属性可由不同关节表面的几何学构造的宽范围来提供， 这些几何学构造具有增加的提升度与角偏转成函数关系得总的特性。合适的关节装置的一 定数量的特定的例子(但不限于这些例子)将在下面进行描述。用于每种类型的几何学设
计参数的良好调整，可采用计算机辅助设计(CAD)工具来实现，以获得对于每个偏转值 的所需要的提升。在涉及本发明的更优选实施方式的进一步细节之前，有必要定义一些使用在本说明书 和权利要求书中的术语。首先，提及椎间盘置换装置的"中间位置(neutralposition)"。这 是所述装置移植入脊柱中时，该装置的正常的未弯曲状态的一个位置。在这些实施例中， 所述上部件和下部件的关节表面包括基本上平的外围区域，所述的中间位置优选是对应于 与所述平的区域基本平行的状态。在大多数优选实施例中，所述装置是在轴向负荷下自偏 置的，以致向所述中间位置回复。
对于大多数部分，当描述本发明的装置的几何学时，所采用的术语是医学术语，但是 这个术语有时也可采用可选的机械术语来替换。这个机械术语是根据预期的位置和方向的 内容而解释，在预期的位置和方向上，所述装置被设置在体内，虽然该术语是用于指所述 装置，当孤立时。这样，从前到后穿过所述装置的一个中心垂直平面称为"矢状的(sagittal)"， 而从一侧到另一侧穿过所述装置的一个横截垂直平面称为"冠状的(coronal)"，平行平面 称为"轴向的(axial)"。类似地，前视图称为"腹部的(ventral)",后视图称为"背部的 (dorsal)"，侧视图称为"侧面的(lateral)",以及顶视图称为"轴向的(axial)"。
考虑到运动的类型，这里给出了太多的参考以至不能仅将常规医学术语用于相应得身 体运动。这样，向前弯曲称为"前部弯曲(anterior flexion)",向后弯曲称为"后部延展 (posterior extension)",向侧面弯曲称为"侧面弯曲(lateral bending)",向侧面扭曲称为 "轴向旋转(axial rotation)"。为方便描述，提及偏转或旋转的"轴(axes)"，这些轴是从 侧到侧地(side-to-side)用于弯曲和延展，从前到后地(front-to-back)用于侧面弯曲，以 及垂直地用于轴向旋转。然而，必须注意的是，这些运动都是典型的，而不是单纯关于一 个固定轴的旋转，而可以是更为复杂的运动，在这些运动的过程中，旋转的有效中心是转 移的。
也必须注意的是，这里所指的运动通常是在所述装置的第一部件和第二部件之间的相 对运动，对应于上部椎骨和下部椎骨的运动，这些各自的部件是固定的。为方便表述，这 里可将所述运动指为如果较低的部件是固定在一个平行的平面内，则较高的部件是可移 动的。显然，当所述装置被移植入体内时，这些部件的真正方向将会是相关椎骨段的局部 方向，所述装置与其他椎骨段(根据本发明所述的天然椎间盘或者附属装置)相协调地工 作，以提供脊柱所需的全部运动属性。
当提及"第一"部件和"第二"部件时，除非另外说明，它应被假定为可采用上级
的(上部的)部件和下级的(下部的)部件来替代描述其特征。尽管一般来说，在这些实施例中， 一个元件带有一个或多个凸出物，其他元件带有一个或多个凹进处，总体上优选 的是在所述上部件中所形成的凹进处面朝下，以致避免任何机械碎片的积累，这些机械 碎片会设法定位。
采用在椎体的背景技术中，这里在说明书和权利要求书中所采用的术语"第一"和"第 二"是作为不特定的标志来指任意一对邻近的椎体，在这对椎体之间插入本发明所述的装 置。实际上，对尺寸和几何学的合适的选择，使得本发明可具有这样的优势，即可应用于 一个位置或者多个位置，遍及颈椎、胸椎和腰椎等脊柱的区域，从颈椎骨C2/C3的接合处 直到底腰椎L5/S1的接合处。
这里提及术语"椎间间距(intervertebral spacing)"。这个参数是用作为发生在所述装 置的运动过程中提升的测量。在轴向负荷下带有角偏转的提升的改变率对应于偏置向中间 位置的回复力，将在下面作更详细的描述。对于纯轴向旋转，此时上部件与下部件保持大 致平行，在椎间间距的变化可被直观地理解为在所述椎体接触表面的距离的变化。然而， 在前部弯曲、后部延展和侧部弯曲时，椎间间距必须是更容易定义的，因为一个元件的倾 斜度相对于所述部件的其他必需发生区域是越来越接近的，而这些区域则变得更远离。因 此，椎间间距被定义为在所述两个椎骨接触表面的中心区域之间的分离程度。用更精确的 术语，该参数可被定义为在第一椎骨接触表面的质心与第二椎骨接触表面的质心之间的线 性延展的轴向成分。在这个背景下，所用的"质心(centroid)"是指均一厚度的薄平片的 质量中心，该均一厚度具有完整椎骨接触区域的通常的轮廓，但忽略了垂直特征，例如多 种固有皱脊以及其他表面特征。所述的"轴向成分(axial component)"是指平行于在所述 装置的中间位置的纯轴向旋转的轴的成分。对于大多数应用，在偏转的每个方向的运动范 围是在单一度数，所述角度是足够小的以致在上面所给出的定义和所述质心之间的简单距 离之间的差异是不大的。
所述椎间间距的变化在这里被描述为从中间位置的角置换的一个"光滑函数(smooth ftmction)"。这里所采用的术语"光滑函数"是指任何能在相关范围内区分所有点的函数。 换言之，带有角置换的椎间间距的变化是"光滑"的，在此处，它没有在斜度上的任何突 然改变。结果，对应于与角度有关的所述椎间间距的导数，轴向负荷造成的回复力矩不会 有任何突然的台阶，因此所述运动衰减是非碰撞的衰减。
最后，关于这些定义，变化的特征将被称为"凹进(recesses)"或"凸出(projections)"。 应当注意的是，这里所用的术语"凹进"是指可由加上一个单一平面来封住一定体积。这样，所定义的凹进包括其中有局部凸起或中凸地弯曲特征的凹进，但不包括类鞍状的形式。 相反地，从一表面上的"凸出"或"突出"被定义为可从下面的平面凸起的体的一部分， 通过沿单一平面剖切，取决于所述无论凸出或者突出的表面，包括局部性的凹进或者凹进 的曲面特征。
现在转到所述第一实施例的特征的更多细节，图1A至图5C显示了第一实施方式，在 该实施例中，以分离的关节表面104和106形成第一部件100和第二部件102，以直接接 触方式设置，以提供所述关节装置。在这个实施方式中，所述关节表面的几何学是基于改 变的椭圆形轮廓。
通过引入这个几何学，应当注意的是椭圆形取决于它的"侧(side)"，也就是，以 它的短轴正交于且接触一个下面的平面，固有这样的属性质量的中心是随任意角度的倾 斜而提升的。同样的原理可用于倾斜的两个正交轴，例如扁圆的球体。结果，采用椭圆或 近椭圆的几何学构型，提供了对于本发明所述的特定实施例的好的起点。
在这里所示的本发明的第一实施例中，所述第一关节表面104以凸起32为特征，所 述第二关节表面106以对应的凹进30为特征。在矢状横截面(图4B),所述凸起32被设 定为这样的形状以致所述凸起的外部形状的特征是中凸地弯曲的冠状区108，具有变动 的曲率，在所述冠状区的顶部110为局部曲率最小处。这提供了类似于前面所提到的椭圆 几何学的功能。此外，凸起32是优选地由位于所述凸起的基部的凹入地弯曲的过渡区112 所形成的。凸起32的侧表面，也就是，所述凸起区接合所述凹入过渡区的地方，优选地 相对于关节表面104的在下面的平面达到最大的倾斜度(陡度)，低于90度，典型的范围 是从约60度到约80度。
在冠状截面(图3B)，凸起32还设为这样的形状以致凸起32的外部形状的特征类似 于中凸地弯曲的冠状区108，具有变动的曲率，在所述冠状区的顶部110为局部曲率最小 处，以及一个凹入地弯曲的过渡区112，位于所述凸起的基部。正如这些图所示，凸起32 的宽度在这两个方向上是不同的，在所述冠状横截面的宽度比在所述矢状横截面的宽度 大。
在关节表面104的平面视图中，或者在轴向横截面中，凸起32优选地具有一个基本 上椭圆形的外部形状。换言之，前面所述的在矢状的和冠状平面的横截面形状都是优选地 圆滑连接的，穿过一个基本上椭圆形的轮廓。总体结果是一个圆的，但有些平顶的，在它 的基部特别地向外凸出，正如图1A所示的那样。在这里所示的优选实施例中，所述对应的凹进30是实质上由一个椭圆曲面所形成的， 也就是，是一个椭圆体的一部分，改动以提供一个中凸地弯曲的过渡区114，连接到所述 第二关节表面106的周围区域。
由关节表面104和106的协调所形成的关节装置的操作，将通过图1C到图5C来进 行说明。首先转到图1C和图1D，在所述椎间盘置换装置的中间位置或者附近，所述凸起 32的拉平的顶部110设在凹进30的基部，以给出的最小椎间间距提供了负荷轴承支持。
图2A至图2C显示了在部件100和部件102之间的轴向旋转。当凸起32和凹进30 的椭圆形状的长轴逐渐变得不成一直线时，凸起32和凹进30的倾斜的侧表面相对于彼此 而升高，导致椎间间距的增加。在这个运动的过程中，在关节表面104和106的恒定压力 从所述冠状区的顶部移开，典型地在两个接触点38之间分开，正如图2C的切面视图所示。 在图2D中显示了在150N的轴向负荷下，对应于每个角偏转的轴向转动的作用力矩，而在 图2E中显示了对于每个角偏转在椎间间距的相应增加。应当注意的是，如上所述，作用 力矩单一地和持续地增加，与角偏转成函数关系，而椎间间距的爬升非常陡(近似于抛物 线)。
图3A和图3B显示了在部件100和部件102之间的侧面弯曲。当这些元件倾斜时，接 触压力是从凸起32的冠部的顶部传递的，并在两个接触点之间分开，这两个接触点逐渐 移动穿过较高的曲面区域。当该运动持续时，其中一个接触点移动到所述凹入过渡区(如 在图3B中所示的接触点40)，便于持续的非碰撞的偏转。在图3C中显示了在150N的轴 向负荷下，对应于每个角偏转的侧面弯曲的作用力矩，而在图3D中显示了对于每个角偏 转在椎间间距的相应增加。这里也应当注意的是，作用力矩单一地和持续地增加，与角偏 转成函数关系，而椎间间距的爬升非常陡。
图4A和图4B显示了在部件100和部件102之间的后部延展。这里的运动非常近似于 图3A和图3B所示的侧面弯曲，图4B显示了接触点42。在图4C中显示了在150N的轴 向负荷下，对应于每个角偏转的后部延展的作用力矩，而在图4D中显示了对于每个角偏 转在椎间间距的相应增加。这里再次表明，作用力矩单一地和持续地增加，与角偏转成函 数关系。在这个实施例中，椎间间距保持低的直到接近中间位置的相对大的运动范围，继 而爬升非常陡，以提供对于所述运动范围的预期限制的非碰撞的运动衰减。
附加说明，应当注意的是尽管以作用力矩与角偏转的函数关系的形式上有相当多的 变化，已经在实验上获得了可接受的运动衰减结果。实际上，多个图表指出了上面相应的
17实验结果，表现为由试验获得的拓扑图，采用参数化定义的前述的总体形式的关节表面， 以及变换参数结合用于固体的试验，在基础CAD软件中重叠以获得对于轴向旋转的所需 的提升的轮廓。与侧面弯曲和弯曲/延展相关的参数是最优化的，只用于凹入过渡区112的 表面和对应的凸起曲面过渡区114的表面，再次由试验调整和误差校正。可以发现，尽管 在作用力矩与角偏转的函数关系中有相当多的不一致，但是所得的结构在运动衰减和在运 动的所有方向上的自定心特性都是非常有效的。如果想得到更好的结果，可采用更多的复 杂的CAD工具和/或一些方法，以使对于不同类型的运动分别有优化的参数。
现在转到图5A至图5C，如前面所述，本发明所述的关节装置优选地允许部件102和 部件104在运动中的相对置换，对应于以下运动的组合轴向旋转、前部弯曲或者后部延 展，以及侧部弯曲。为了说明，图5A至图5C显示了所述带有部件的椎间盘置换装置，从 中间位置起移位，包括5度的弯曲、4度的侧面弯曲和4度的轴向旋转。总的来说，混 合运动，诸如在三个接触点的结果，这里如在图5A和图5B的切面视图中所示的点44。 这些装置同时展示出非碰撞的运动衰减和在每个运动平面的回复力。
现在转到木发明所述的第一实施例的其余特征，图1A和图1B显示了一个优选的实施 方式，用于较高终板接触10和较低终板接触22，精心构造以获得在上椎骨终板与下椎骨 终板内的可靠固定，以骨整合方式随后接收以便进一步增强所述装置的紧握在骨上。所述 较高终板接触10的基本轮廓优选地在侧-侧(latero-lateral， LL)方向26上的具有轻微凹 度，并在前-后平面具有逐渐凸出的总线，分别由虛线28表示。这个特定形式将具有这样 的优点使相关较高椎骨终板的凹陷紧密配合，终板接触10附于所述椎骨终板。逐渐凸 出28赋予所述设备相对于它的后部有约1 - -1.5 mm的前部高度提升，因而有助于恢复所 述椎骨和它们的空隙的正常位置，包括在椎间隙和在整个部分的装置方面。这个构型也有 助于提供接合，该接合可降低在早期固定阶段的移动风险。所述LL凹陷26有助于使所述 颈椎骨的总体解剖上的较高终板轮廓适合，并避免在后培植过程的早期固定阶段的潜在的 小的侧面移动。较低的终板接触表面22被设计为避免在它的LL方向的凸出，以便在所述 较低颈椎椎骨表面地解剖平面内进行调整。所述装置的较低组件被设计为可在非共椎骨 (uncovertebral)之间植入，由这些骨结构对抗侧部移动的风险。除了终板接触表面10和 22的总体轮廓，这些表面以突出的皱脊为特征，以便增强所述装置在椎骨终板内的锚定位 点。在所述上表面10的后部锚定皱脊14被设计为侧-侧向，以插入在椎骨终板内，以便抵 抗任何前-后潜在移动。在所述末端和在皱脊14的中间间隙处形成了三角表面16，并作为抵抗潜在的不希望发生的侧面移植的表面。前部锚定突出物12被设计为可插入在椎骨终 板内，以便增强固定性。整个突出物是构造为梯形的，以便作为楔插入所述椎骨终板内。 该突出物12的基部是比它的上表面更大的，以便获得"压合(press-fit)"效果，这将固定 该移植物以获得快速骨整合。
对于腰椎，两个终板接合表面都是优选为双凸起的，以类似于前面所述的固定增强的 凸出物的模式。该双凸起形式是构造为"压合"进入总体上凹进的上腰椎骨凹面和下腰椎 骨凹面，因而有助于避免移动和增强在骨上的固定。
图1A的椎间盘置换装置是完全地，或者至少它的主要部分，移植入椎间隙的体内。 接着，它的整个上表面和下表面环境(足印)，又，它的整个测定体积的轮廓优选地不向 所述终板皮质边缘以外突出。所述用于容纳天然软骨盘的椎间隙将刚可容纳所述TDR (全 椎间盘置换装置)。这使得近距离接触所述椎骨终板，并能被移植入单个或多个椎间隙(包 括连续的椎间隙)。此外，或者作为前面所述的一些特征的替代，解除和固定可以由其他 技术来增强，这些技术包括但不限于采用螺钉用来将这些表面固定到所述椎骨终板；提 供毫米级或纳米级粗糙度的表面；以及应用骨传导或者骨引导的生物合成材料，例如陶瓷、 金属或者生物活性试剂，应用在终板接触表面上，以传导或者引导骨增殖，或者其他增强 最终的骨整合的技术。
颈椎移植的尺寸是根据将要移植位置的典型尺寸来选择的。对于颈椎的应用，对于较 高的终板和较低的终板，典型的前-后(anteroposterior, AP)尺寸是约15毫米。在所述 LL方向，对于所述椎间隙的下表面，典型的尺寸是在约18-24毫米的范围，而对于所述椎 间隙的上表面，典型的尺寸是在约17-22毫米的范围。对于腰椎的应用，在所述AP方向 典型采用的尺寸是约25毫米，而在所述LL方向典型采用的尺寸是30-38毫米。
一旦所述的装置被移植入所述椎间隙中，想得到的最小椎间间距，典型地是保持在6-8 毫米的范围。在特定优选的实施例中，特别是用于腰椎和颈椎的应用，脊柱前弯症 (Lordosis)的天然发生量(典型地约4-6度)可被恢复。在这里所述的优选实施方式中， 存在前部锚定突出物12和在第二椎骨接触表面10的相对低的后部区域， 一起给予倾斜的 全部的椎骨接触轮廓，因而给予整个椎间盘置换装置一个有效的楔状外形，以提供给前述 的脊柱前弯症。
优选的运动范围(ranges of motion, ROM)覆盖了前面所述的本发明所述装置的机械 属性，典型地是从中间位置在任一方向轴向旋转约9度，在任一方向侧面弯曲、前部弯曲和后部延展约8度。在组合超过一个方向的运动的过程中，这些值可以稍微减少，正如在 天然关节那样。然而，轴向旋转和侧面弯曲的范围通常可以在原范围上比提高4或5度， 足以容纳临床的相关运动范围。对于每个病人个体的真正运动范围是取决于一些因素，例 如骨上小平面关节和其他周围组织的状态。即使某处需要更小范围的运动，本发明仍可提 供非碰撞的运动衰减功能和在该运动范围内回复力的功能。
现在转到本发明所述的椎间盘置换装置的插入，图1A至图1C显示了上支撑槽18和 下支撑槽20，定位在所述移植物的前部边缘。这些槽是用来接合运送装置120 (图6A至 图6D)，在插入所述椎间隙的过程中，该运送装置被构造为握住所述置换装置，并将所述 第一部件和第二部件保留在它们的中间位置。该运送装置和外科技术的进一步细节是木领 域普通技术人员所应当清楚地，在这里不再详述。
第一部件100和第二部件102可由任何耐用的生物适应性材料制成。优选地，所述第 一部件和第二部件都是硬物体。优选的材料包括但不限于金属材料、陶瓷材料和聚合物
材料。适合于应用于本发明的金属材料的特别优选的例子包括但不限于不锈钢、钛、钛
合金，例如钛-钼-锆-铁(TMZF)，以及钴-铬合金，例如钴-铬-钼。可选地，这些元件的关 节表面可具有表面处理或者包衣以改善对磨损的抵抗力，或者减少摩擦力，或者提供任何 其他想得到的机械特性或医学特性。通过这些实施例(但不限于这些实施例)，适用于减 少摩擦力或者磨损的包被材料包括但不限于CrN (氮化铬)和其他铬基包被，TiN (氮化 钛)，钻石和类钻石材料。
现在转到图7A至图7F,这些图显示了根据本发明的原理所实施的另一种方式。这里 所显示的装置具有与图1A所示的实施例类似的功能，通过增加椎间间距，在运动的所有 方向上提供了非碰撞的逐渐运动衰减和回复力。本实施例与图1A所示的实施例的不同之 处，首先在于它的几何学结构。在本实施例中，两个关节表面104和106都是以多个凹进 130、 132为特征，所述关节装置还包括相应的多个轴承元件64，每个元件陷入在成对的 凹进130和132之间。在这里所显示的这个特殊优选实施例中，轴承元件64是以滚球轴 承的方式来实施的，因而在上部件和下部件之间提供了特别低摩擦力的滚动界面。
在这个实施例中，通过偏置凹进130相对于凹进132的位置，实现了在椎间间距的增 加。在这里所说明的特殊优选的实施例中，凹进130和132都是部分球形的凹进，其曲面 的半径比滚球轴承64更大，而凹进130伸展得比凹进132更远。结果，在如图7C和图7E 中所示的中间位置，滚球轴承64停在每个凹进的偏心处，穿过每个球的大小的接触的反向力表示在点62。在运动过程中，在每对对应的凹进130和132之间的相关偏移是改变的。 图7D显示了最终位置，而5度的轴向旋转产生新接触点58。图7F显示了对于4度的侧 面弯曲的类似结果。在每个例子中，至少一些滚球轴承64到达了这样的位置，在该位置 与所述凹进发生接触，接触点高于所述凹进130和132的壁，因而导致所需要的在椎间间 距的增加。
应当注意的是，在本实施例中，凹进的数量和滚球轴承可以变动。典型地，至少釆用 三个轴承和对应的三对凹进，以便提供稳定性。大量的轴承是可行的，但过多轴承可能会 限制每个轴承的尺寸，因而保证运动的范围是可行的。这里所示的四球轴承实施方式可以 认为是特别具有优势的，归因于运动范围沿主要轴的对称性。在本例中，所述凹进的轮廓 可以是四方形或者梯形，优选是对称的四方形，提供了在侧面弯曲和弯曲-延展的对称的运 动范围。这里所示的实施方式，所述四方形的边平行于侧面弯曲和弯曲-延展的主要轴，这 是特别优选的，虽然带有平行于这些轴的对角线的轮廓也是可行的。
这里所描述的这些部分球形的凹进可被认为是具有特别的优势，值得欣赏的是，凹进 130和132可以其他方式来实施，以获得多种不同的运动轮廓，包括伹不限于部分椭圆 形的凹进，或者部分对称的"蛋状"凹进。这些凹进都是优选的，虽然不是必需的，对于 所述滚球轴承的中心旋转180度而相关。
现在转到图7G至图7K，这些图显示了图7A所示的实施例的一个变化例，在该变化 例中，第二部件102是不变的，以凹进132为特征，而滚球轴承64和凹进130被部分球 形的突出48所代替，这些突出整合形成在第一部件100上。这个变化例的操作类似于图 7A至图7F的操作，虽然这里的运动是滑动接触，而不是滚动，而且对于给定尺寸的凹进 132而言，运动范围是减小的。显然，多种设计参数是可变动的，以便获得想得到的运动 范围。
在所有其他方面，这些实施方式的结构和操作都可通过与前面所述的图1A至图6D所 示的实施例进行类比来得到完全的理解。
现在转到图8A至图8F，这些图显示了本发明所述的进一步的实施方式，在概念上类 似于图7G至图7K所示的实施例。正如所提到的，在第二关节表面106的凹进的形式不限 于前面所述的部分球形的凹进。实际上，应当注意的是，最靠近所述关节装置的轴向轴的 凹进132的外表面区域在整个操作过程中通常并不接触凸起48。因此，正如这里所示的， 有可能改变所述凹进的形状，将这些凹进合并为一个单独的合适的形状。
21接着，只有凹进68的部分形状是重要的，这些部分靠近所述凸起处的X-状的末端， 这里标为66，产生接触。显然，这些接触区域可以是部分球形的、部分椭圆体形的，或者 其他任何可选择用来提供所想要的动力学的形式。
本实施例也区别于图7G至图7K所示的实施例，不同之处在于凸起48和对应的凹 进68都设置于比图7G至图7K所示的设计倾斜45度。在所有其他方面，本实施例的结构 和操作可以通过与前面所述的实施例进行类比来得到充分的理解。
现在转到图9A至图9H，这些图显示了另一个实施例，该例具有单一凸起，带有两个 垂直正交形状的皱脊80和82，还具有对应的单一形状的凹进70。在本实施例中，所述铍 脊80和82的主要外部邻接表面是基本上圆形的，如图9D和图犯所示，正如传统的球窝 关节的一部分。在木例的皱脊82中，圆形的外观轮廓对于邻接功能不是重要的，可以切 掉以便于制造。这里通过提供皱脊80和82的合适形状的正交区，获得了在椎间间距的想 得到的增加，也在凹进70内形成了对应的侧面相接的通道，如图9F至图9H所示。这样， 在弯曲-延展中，主要是侧-侧皱脊82与凹进70的相邻表面进行相互作用，这使得椎间间 距在侧面弯曲的过程中增加，而前-后铍脊80导致所述提升。在轴向旋转中，典型地有三 个或四个接触点共同促使椎间间距的增加。
最后转到图IOA和图IOB，这些图显示了一个实施例，该例在概念上是在图1A和图9A 所示的实施例之间的混合体。特别地，本实施例具有一个总体上椭圆的几何构型，如前面 图1A所述的那样。此外，在木实施例中，所述凸起也包括多个凹进侧面相接区域，而相 应的凹进包括对应的多个鮍脊区域，给出了类似于图9A所示那样的附加的接触表面。木 实施例的构造提供了大量的设计参数，这些参数可在具体情形下进行调整，达到想得到的 优化的椎间间距轮廓，同时应用于运动的所有方向。
必须注意的是，上面所描述的内容仅仅是作为一些范例，而更多的其他实施方式也应 当包括在本发明所附的权利要求所定义的保护范围之内。
权利要求
1、一种用于在脊柱内在脊柱的第一椎体终板与脊柱的第二椎体终板之间置换至少一部分椎间盘的装置，所述的装置包括(a)第一部件，具有第一椎骨接触表面，用于接合第一椎体终板，并具有第一关节表面；以及(b)第二部件，具有第二椎骨接触表面，用于接合第二椎体终板，并具有第二关节表面；其中，椎间间距被定义为在所述第一椎骨接触表面的质心与所述第二椎骨接触表面的质心之间的线性延伸的轴向成分；以及其中，所述的第一关节表面与所述的第二关节表面形成了一个关节装置的至少一部分，以致当负荷轴向的压缩力时(i)所述第一椎骨接触表面与第二椎骨接触表面都相对于压缩力而被支撑，以确保预定的最小的椎间间距；(ii)所述第二部件是相对于所述第一部件不可替换的，对应于以下方式的运动轴旋转、前部弯曲和后部延展，以及侧部弯曲，每个所述运动都具有相应的运动范围；以及(iii)所述椎间间距增加，作为角位移的光滑函数，对于轴旋转、前部弯曲和后部延展，以及侧部弯曲运动的每个方向，从中间位置直到在每个方向的至少部分的运动范围，因而提供非碰撞的运动衰减。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的关节装置被这样配置，以致椎间间距的第一导数作为从中间位置增加的角位移的函数，实质上单纯关于所述角位移从所述中间位置直到大多数的所述运动范围，对应于以下所述运动方式的每个方向轴旋转、前部弯曲和后部延展，以及侧部弯曲。
3、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的关节装置被这样配置以致所述第二部件是相对于所述第一部件不可替换的，对应于以下方式的运动的组合轴旋转、前部弯曲和后部延展，以及侧部弯曲。
4、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的关节装置被这样配置以致该装置是在轴向负荷下自定心，以致倾向于基本回复到预定的中间位置。
5、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述第一部件与所述第二部件是硬物体。
6、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述第一部件与所述第二部件初始是由金属材料形成的。
7、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述第一部件与所述第二部件初始是由陶瓷材料形成的。
8、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述第一关节表面与所述第二关节表面是配置为直接接触的以提供所述的关节装置。
9、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述第一关节表面以凸起为特征，所述第二关节表面以对应的凹进为特征，其中，在矢状横截面，所述凸起被设定为这样的形状以致所述凸起的外部形状的特征是(a) 中凸地弯曲的冠状区，具有变动的曲率，在所述冠状区的顶部为局部曲率最小处；以及(b) 凹入地弯曲的过渡区，位于所述凸起的基部。
10、 根据权利要求9所述的装置，其特征在于在冠状截面，所述凸起还设为这样的形状以致所述凸起的外部形状的特征是(a) 中凸地弯曲的冠状区，具有变动的曲率，在所述冠状区的顶部为局部曲率最小处；以及(b) 凹入地弯曲的过渡区，位于所述凸起的基部。
11、 根据权利要求10所述的装置，其特征在于所述凸起还设为这样的形状以致所述凸起在所述冠状横截面的宽度比所述凸起在所述矢状横截面的宽度大。
12、 根据权利要求10所述的装置，其特征在于在轴向横截面，所述的凸起还设为这样的形状以致所述凸起的外部形状是基本上椭圆的。
13、 根据权利要求12所述的装置，其特征在于所述对应的凹进是实质上由一个椭圆曲面所形成的，具有中凸地弯曲的过渡区，连接到所述第二关节表面的周围区域。
14、 根据权利要求IO所述的装置，其特征在于所述的凸起呈现出多个凹进的侧面区域，而且，所述对应的凹进包括相应的多个皱脊区域。
15、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述第一关节表面是以凸起为特征，包括多个皱脊，而且，所述第二关节表面是以对应的凹进为特征，包括多个用于接纳所述皱脊的沟槽，其中，所述沟槽与所述沟槽的相邻表面相百.作用，以产生所述的椎间间距的增大。
16、 根据权利要求l所述的装置，其特征在于所述第一关节表面是以多个凸起为特征，而所述第二关节表面是以对应的凹进为特征。
17、 根据权利要求l所述的装置，其特征在于所述第一关节表面是以多个凹进为特征，而所述第二关节表面是以对应的多个凹进为特征，所述关节装置还包括相应得多个支承元件，每个所述的支承元件被陷在所述第一关节表面与所述第一关节表面的一对凹进之间。
18、 根据权利要求17所述的装置，其特征在于所述的支承元件是滚球轴承的方式。
19、 根据权利要求18所述的装置，其特征在于所述第一关节表面与第二关节表面的多个凹进是曲面半径比所述滚球轴承更大的部分球形的凹进方式，所述第一关节表面的凹进的位置相对于所述第二关节表面的凹进是相抵的。
20、 根据权利要求19所述的装置，其特征在于所述关节装置是以四个所述滚球轴承和在每个所述第一关节表面与所述第二关节表面上的四个所述凹进来实现的。
全文摘要
一种椎间盘置换装置，有两个部件，附着于两块相邻椎骨的椎体终板上。这两个部件是由各自的关节表面联接形成的，形成了关节装置的至少一部分。当负荷轴向的压缩力时，该关节装置支撑受到压缩力的脊椎接触表面，以确保预定的最小的椎间间距，并使得椎骨可在所有方向转动运动。所形成的这个关节装置可提供更大的椎间间距，作为角位移的光滑函数，对于运动的每个方向，从中间位置直到在每个方向的至少部分的运动范围，因而使运动衰减，并恢复力量。
文档编号A61F2/44GK101495066SQ200780006017
公开日2009年7月29日 申请日期2007年2月22日 优先权日2006年2月23日
发明者迈克尔·陶伯 申请人:范尼尤拉创新投资有限公司