专利名称：用于置换椎盘的系统和方法
技术领域：
本发明涉及整形外科医学，且更具体而言，本发明涉及利用人工盘置换对盘疾病 (disc disease)和脊骨畸形进行治疗的方法和装置。
背景技术：
脊骨关节成形术是一个新兴领域，这项技术为病患回复和/或保持正常的脊骨运 动带来了希望。脊骨关节成形术的目的是通过将正常的脊骨生物力学保持在手术水平上而 减轻或消除邻近节段病(ASD)。为了实现这一目的，必须使复制的人工颈部假体尽可能地接 近天然脊骨的生物力学，这包括保持盘的轴向高度以及在天然脊骨的全运动范围内施加角 度调节。脊骨在神经保护、载荷承载和运动方面扮演着一体的角色。脊柱为骨骼提供了强 有力但仍可移动的中央轴线且包括二十四个椎体以及七十五个稳定关节。椎间盘是脊骨运 动节段的基础部件，提供了缓冲和柔性。相邻的椎骨通过以下三个关节被联接在一起a) 椎体和盘，所述椎体和盘传送压缩和剪切载荷且提供柔性，和b)两个小关节，所述小关节 保护盘不受平移剪切应力作用且限制旋转。该“三关节复合体”使得脊骨可进行屈曲、伸展、 侧向弯曲和旋转。椎间盘包括被称作髓核的内部凝胶状基体和被称作纤维环的外部环绕纤维带。当 压缩性载荷被置于脊骨上时，髓核上承受的压力会增大，该压力被传送至纤维环，导致该纤 维环外凸。椎间盘的退行性病变级联过程起初涉及髓核的失水。随着髓核弹性和湿润度的 降低，被传送至纤维环和小关节的载荷随之增加。纤维环承受应力的增加会导致其胶原纤 维产生裂缝和径向撕裂。随着进一步的退变，这会导致盘出现周部凸出、包容性或非包容性 盘凸出、和盘的完全脱水。这种退行性病变级联过程会由于刺激了纤维环中的痛感纤维而 带来轴向疼痛、或者会压缩脊骨神经根和/或脊髓。如果在臂部或腿部或既在臂部又在腿 部中出现肌肉萎缩、疼痛和/或麻木的话，这种疼痛会放大。盘的结构和功能会在多种因素的影响下产生改变，这包括重复的应力、外伤、感 染、赘生物、畸形、节段不稳定和发炎的情况。椎间盘的退行性病变是脊骨最常见的病原学 临床症状。人们在老化时普遍会伴随着脊骨的退行性病变。据估计，在颈椎中，神经根压缩 带来的颈部和臂部疼痛对51 %的成年人都产生了影响。脊骨的椎关节强硬和年龄的老化密 切相关，且椎关节强硬的普遍程度和严重性都随着年龄的老化而加重。幸运的是，大多数病 人无需手术就可改善。在约10-15%的病例中，椎关节强硬与宿存的神经根和脊髓压缩和/ 或脊骨疼痛相关，且只有较小的一部分人最终需要手术。在美国，最常见的治疗脊柱的退行性机能失调(椎关节强硬)的外科手术是脊 骨融合术。在体间融合过程中，病变的盘被移除且来自病人臀部的楔形骨、同种异体移植 物或金属间隔件被置于椎骨之间，所述椎骨之间的盘已被移除。这固定了功能性脊骨单 元。尽管这种手术成功地消除了运动，但其仍存在缺点。通过将活动的功能性脊骨单元转化成固定的非功能性单元，融合导致位于与融合节段相邻的水平高度处的应变图像增 加了。当脊骨节段进行融合时，在实施外科手术的水平高度处没有运动。因此，在手术现 场通常会被盘吸收的应力现在被传递到相邻节段上。这会导致与受影响水平高度相邻的 一个或多个脊骨单元产生邻近节段病(ASD)。ASD可被定义为在邻近先前融合的运动节 段的位置处出现的症状性退行性变化的临床综合症状。根据以往研究的预估，颈椎中出 现ASD的比率高达每年2.9%，预计10年后，幸免于这种疾患的比率为26% (Hilibrand AS, Carlson GD, PalumboM, Jones PK, Bohlman HH Radiculopathy and myelopathy at segmentsadjacent to the site of a previous anterior cervical arthrodesis. J Bone Joint Surg(Am)81 519-528,1999) 在颈椎方面，每年有数以千计的北美人要接受颈椎关节强硬的手术治疗。这些手 术过程中的大多数都涉及前侧椎间盘切除，且脊髓和/或神经根会被减压。在颈椎关节强 硬管理中实施手术的主要标志是神经根病、脊髓病和/或颈部疼痛。在实施了椎间盘切除 之后，通常会实施前侧体间融合。盘的移除会导致形成空间，最常用的填充该空间的物质是 来自髂崤的自体固有骨或者尸骨。技术人员也提出了多种其它解决方案，这包括使用金属 装置如融合器或其它类型的间隔件、异种移植物如牛骨、和生物学策略如使用生长因子。用 于体间融合的移植物可被成形以便矫正颈椎的底层畸形。通过对移植物进行轮廓塑造，脊 柱前凸可回复至直的脊骨或后凸的脊骨。代替脊骨融合的一种更新的技术是用运动保留装置置换受损的盘，这包括椎间盘 髓核置换术或全椎间盘置换(TDR)。对人工盘进行改进的原理是防止出现邻接节段病。人 工盘装置在广义上可被分成两类，一类人工盘仅置换髓核，而保持纤维环和椎体端板的完 好，而另一类则涉及置换盘并加入假体端板。这两种人工盘关注的都是椎间盘功能的回 复。例如，在美国专利Nos. 5，047，055和5，192, 326中描述了假体髓核。美国专利申请US 2002/0183848也披露了一种假体脊骨盘髓核，该髓核具有被限制性鞘套围绕的水凝胶芯 体。对于被设计用于TDR的脊骨的颈椎节段或腰椎节段而言，有多种不同类型的假体 装置可用于其中。例如，Prodisc 和Charite 盘是钴铬端板以及聚乙烯芯体的复合物。美 国专利No. 5，314，477中描述了 Prodisc 且美国专利Nos. 5，401，269和5，556，431中描述 了 Charite 盘。Prestige 盘是另一种人工盘，该盘包括金属设计上的金属，所述金属设 计具有球窝关节。颈椎中普遍采用的另一种人工盘是Bryan 盘，参见以下美国专利申请 2004/0098131 ；2004/00544411 ；和 2002/0128715。Bryan 盘是一种具有低摩擦、耐磨损 的弹性髓核的复合人工盘，所述髓核与两个圆形金属板进行关节连接。目前有至少四种人工颈椎盘置换系统正在全球范围内进行临床试验。这些系统包 括无限制装置，如PCM颈椎盘。这些无限制装置并不具有限制其运动范围的机械止挡器。 Bryan 颈椎盘、prodisc c和PrestigeTMLP颈椎盘都限制了运动范围以便改变程度。这 些系统可被认为是半限制性的，原因在于在正常运动范围之外设置了机械止挡器。在所属领域中，已经采用了植入人工脊骨盘的方式来管理退行性盘疾病，这种疾 病带来了神经根型、脊髓型和/或轴向脊骨疼痛。更新的技术采用人工盘治疗外伤。TDR的 目的是复制天然盘的生物力学。早期针对在单一水平高度和多水平高度下进行的盘置换开 展的临床和生物力学研究报称带来了有利的临床结果且在外科手术的水平上保留了运动
12范围。然而，尽管运动范围的保留是人工盘的重要特征，但该特征仅是脊骨生物力学的单一 衡量标准。盘对于操作水平上的角度的影响、平均的盘空间高度和总的脊骨序列(矢状与 冠状平衡)都需要被考虑在内。尽管人工盘的引入带来了许多成功的外科手术，但目前的盘仍存在一些问题。 例如，所有目前的人工颈椎盘在整个盘范围上的高度都是固定的。目前可获得的人工盘 在病人术后重新呈现直立位置之后的胸椎脊柱后凸或者脊骨的相邻节段处的脊柱后凸 方面会存在问题，所述节段用来支撑头部和身体的重量。例如，对于Bryan 盘而言，端 板可围绕所有旋转轴自由地移动，这使得端板会由于头部和颈部施加在植入物上的力而 呈现出一定的位置。有时，该位置与盘在术中的定位可能存在很大差别。研究人员针对 Bryan 颈椎盘置换系统开展了多项研究，这些已公开的研究报称，假体的端板和颈椎的 序列在术后有发生脊柱后凸的倾向[Pickett GE, Mitsis DK, Sekhon LH等.Effects of a cervical disc prosthesis onsegmental and cervical spine alignment. Neurosurg Focus2004 ； 17 (E5) :30_35 ；Johnson JP,Lauryssen C,Cambron HO 等·Sagittalalignment and the Bryan cervical disc. Neurosurg Focus2004 ； 17(E14) 1-4 ；Sekhon LHS. Cervical arthroplasty in themanagement of spondylotic myelopathy :18month resul ts. NeurosurgFocus 2004 ； 17(E8) =55-61] 0假体的这种产生脊柱后凸的角度变化要归因 于植入物的被动设计(活动的髓核带来的无限制运动，以及可变的瞬间旋转轴线)。目前的 TDR系统没能解决这一主要的并发症。大量罹患脊骨盘疾病的病人会由于退行性过程而使脊骨损失矢状序列。此外，还 会出现不同程度的冠状不平衡。目前可得的人工盘置换系统都不是为了使直的脊骨回复正 常序列而设计的，这种直的脊骨具有局灶性/全身性脊柱后凸或冠状畸形。被插入直的、脊 柱后凸的或呈一定角度的节段内的现有人工盘置换系统所呈现出来的角度和局部生物力 学可能取决于小关节、韧带和肌肉力。因而，术前具有直的脊骨的病人在术后可能会产生脊 柱后凸，而术前脊柱后凸的病人的畸形情况在术后可能会更加严重。脊骨的脊柱后凸已经 影响到了节段的不稳定性和临床有意义的退行性疾病的发展。多种临床研究表明脊骨的 矢状或冠状平衡的变化会导致脊骨产生临床意义的轴向疼痛，并导致ASD开始出现和/或 力口速发展。[Kawakami M，Tamaki TiYoshida M 等.Axial symptoms and cervicalalignment after anterior spinal fusion for patients with cervicalmyelopathy. J Spinal Disord 1999 ；12 50-60 ；Harrison DD, HarrisonDE, Janik TJ 等.Modeling of the sagittal cervical spine as a methodto discriminate hypolordosis :results of elliptical and circularmodeling in 72asymptomatic subjects,52acute necck pain subjects，and 70chronic neck pain subjects. Spine 2004；29 2485~2492 ；Katsuura A， Hukuda S,Saruhashi Y等.Kyphotic malalignment afteranterior cervical fusion is one of the factors promoting thedegenerative process in adjacent intervertebral levels. Eur SpineJ 2001 ；10 320-324 ；Ferch RD，Shad A，Cadoux-Hudson TA，Teddy PJ. Anterior correction of cervical kyphotic deformity :effects onmyelopathy, necck pain，and sagittal alignment. J Neurosurg 2004 ；100 :S13_S19 ；Katsuura A， Hukuda S，Imanaka T，Miyamoto K，KanemotoM. Anterior cervical plate used in degenerative disease canmaintain cervical lordos is.J Spinal Disord 1996 ；9 470-476.]技术人员也尝试通过简单地改变人工盘的端板或髓核，同时仍保持约所有运动轴 的自由移动的方式，来提供对畸形的矫正，但由于头部和身体施加在人工盘上的力会抵消 所需的矫正，因此这种方式无法持久。为了提供持久的矫正，就需要对旋转轴进行一些限 制。从设计的角度来看，目标是使设计出的人工盘能够矫正畸形(冠状和矢状)、具有处在 正常运动范围以外的机械止挡器(半限制性的)、且优选具有可变的瞬间旋转轴线(IAR)。旋转轴的限制可分成两类。一类是用轴线的永久旋转或平移支承矫正的方式来提 供矫正。这是利用芯体和端板本身的几何形状来实现的且被称作几何形状约束(Geometric Constraint) 0第二类是保持围绕所有轴的自由运动范围，但使用机械支承件来提供矫正。 这种设计通过将可变形的材料施加在矫正平面中以便在该平面中进行正常旋转的方式来 提供矫正。这种设计是所谓材料约束(Material Constraint) 0退行性盘疾病是当今社会中一项主要的发病来源。这种疾病会给受疾病折磨的人 带来严重的经济和情感问题。因此，需要提供一种既能缓解脊骨的症状又能矫正脊骨的畸 形(矢状或冠状或既有矢状又有冠状)的人工盘。
通过以下详细描述并结合附图，所属领域技术人员将易于理解被视作本发明在组 织和操作方法方面特征的新颖特性，以及进一步的目的和优点。然而，应该明确指出的是 每幅图的目的仅仅是图示和说明且并不旨在限制本发明。结合以下详细描述并结合附图将 更易于理解本发明的这些和其他特征，其中图1示出了在人工盘假体被植入椎骨之间的情况下的两节颈椎的前视图，该人工 盘假体包括上侧端板、提供了六度的脊柱前凸矫正的髓核、和下侧端板。图2示出了图1所示上侧端板、髓核和下侧端板的分解顶部透视图；图3示出了图1所示上侧端板、髓核和下侧端板的分解底部透视图；图4A示出了图1所示上侧端板的顶部透视图，且图4B示出了图1所示上侧端板 的侧向视图；图5A示出了图1所示髓核的顶视图，且图5B示出了图1所示髓核的底视图；图6示出了图1所示髓核的侧向剖视图；图7示出了图1所示髓核的后侧剖视图，且图7B示出了图1所示髓核的后侧剖视 图；图8示出了处于优选取向的图1所示人工盘假体的侧向视图；图9A示出了提供了 0度的脊柱前凸矫正的人工盘髓核的侧向视图，图9B示出了 提供了 3度的脊柱前凸矫正的人工盘髓核的侧向视图，且图9C示出了提供了 6度的脊柱前 凸矫正的人工盘髓核的侧向视图；图IOA示出了在屈曲-伸展自由度方面处于优选取向下的图1所示人工盘假体的 矢状剖视图，且图IOB示出了伸展过程中的图1所示人工盘假体的矢状剖视图；图IlA示出了在侧向弯曲自由度方面处于优选取向下的图1所示人工盘假体的后 侧剖视图，且图IlB示出了侧向弯曲过程中的图1所示人工盘假体的后侧剖视图；图12A示出了屈曲和侧向弯曲过程中的图1所示人工盘假体的侧向视图，且图12B
14示出了屈曲和侧向弯曲过程中的图1所示人工盘假体的前侧视图；图13A示出了相对于围绕头部-尾部轴线的旋转而言处在中立(neutral)取向下 的图1所示髓核和下侧端板的顶视图，且图13B示出了处在轴向旋转取向下的图1所示髓 核和下侧端板的顶视图；图14示出了包括上侧端板、髓核和下侧端板在内的人工盘假体的另一可选实施 例的前侧透视图；图15示出了图14所示上侧端板、髓核和下侧端板的分解底部透视图；图16示出了图14所示上侧端板、髓核和下侧端板的分解顶部透视图；图17A示出了图14所示人工盘假体的矢状剖视图，所述人工盘假体在屈曲-伸展 自由度方面处在中立的低能量取向下，图17B示出了屈曲过程中的图14所示人工盘假体的 矢状剖视图，且图17C示出了伸展过程中的图14所示人工盘假体的矢状剖视图；图18示出了包括上侧端板、髓核、保持元件和下侧端板在内的另一可选的人工盘 假体的前侧透视图；图19示出了图18所示上侧端板、髓核、保持元件和下侧端板的分解顶部透视图；图20示出了图18所示上侧端板、髓核、保持元件和下侧端板的分解底部透视图；图21示出了介于两节颈椎之间的进行了部分椎间盘切除的脊骨的一部分；图22示出了与图21所示脊骨部分的中线对齐的导引工具；图23A示出了图22所示导引工具的透视图，图23B示出了图22所示导引工具的 头部的侧向视图，且图23C示出了头部的透视侧向视图；图24示出了被插置穿过图22所示导引工具的锥；图25示出了图24所示锥的透视图；图26示出了图22所示导引工具和脊骨部分的矢状剖视图，且驱动器工具驱动销 进入椎体内；图27示出了图21所示脊骨部分，且两个销被驱动进入相邻椎体内；图28示出了被紧固到图27所示销上的可调节保持器；图29A示出了图28所示可调节保持器的齿条齿轮系统，且棘爪处于中立位置，图 29B示出了该齿条齿轮系统，且棘爪处于使得仅可进行压缩的位置，图29C示出了该齿条齿 轮系统，且棘爪处于使得仅可进行牵引的位置。图30示出了图28所示可调节保持器和独立的牵引器工具；图31示出了可与图28所示可调节保持器一起使用的粗挫工具；图32示出了导引刨器工具的图28所示可调节保持器；图33示出了图28所示可调节保持器和探针工具；图34示出了试验件；图35示出了图34所示试验件的分解视图；图36示出了被图28所示可调节保持器导引的图34所示试验件；图37示出了握持着图1所示植入物的植入物插入器；图38A示出了图37所示植入物插入器的远端的侧向视图，图38B示出了植入物插 入器的远端的顶视图，图38C示出了植入物插入器的远端的端视图，且图38D示出了处在打 开构型下的植入物插入器的远端的透视图39示出了图37所示植入物插入器和植入物的远端的顶部剖视图；图40A示出了夯具，且图40B示出了夯具的远端的放大视图；图41是被装配到图1所示植入物上的图40所示夯具的剖视图；图42示出了握持着图1所示植入物的移除器工具；图43是移除器工具的远端和图42所示植入物的放大视图；和图44是图42所示移除器工具的远端的分解视图。
具体实施例方式本发明涉及用人工盘置换技术治疗盘疾病和脊骨畸形的系统和方法。所属领域技 术人员应该认识到下面的详细描述仅示出了本发明的原理，这些原理可以多种方式被应 用以便提供多种不同的可选实施例。该详细描述仅为了说明本发明的一般原理且并不旨在 限制所附权利要求书中的发明概念。在脊骨序列正常且健康的情况下，脊骨会沿循天然曲线，这种天然的曲线促进了 适当的矢状和冠状平衡(柔性)且使得可在椎骨之间实现平衡的载荷分布。这些曲线包括 脊骨的颈椎区域、胸椎区域、腰椎区域和骶椎区域。自然，为了适应该曲线，功能性脊柱单元 之间的关节连接角度和椎间盘空间的高度必须产生一些变化。颈椎和腰椎区域是天然脊柱 前凸的，或者沿前侧方向进行凸起式弯曲。在沿脊骨的不同节段处，椎体和椎间盘空间通常 具有不同的高度。此外，不同人的椎间盘空间和椎体高度也可能是不同的。每个间盘空间都具有前侧区域和后侧区域。如果人工盘的颈椎、胸椎和腰椎区域 从前侧到后侧都保持相同的高度，则会促进异常序列的出现，从而导致在相邻盘的前侧或 后侧部分处出现附加的应力。这还会导致装置上的载荷分布不均勻并导致产生过量的相对 运动、磨损碎屑和早期失效。正如本文所使用地那样，术语髓核(nucleus)和芯体(core)可互换地用于表示用 来置换受损天然脊骨盘的人工椎间装置。人工芯体可被单独地设置或与上侧端板相结合地 被设置以便附接到上侧椎骨或者与下侧端板相结合地被设置以便附接到下侧椎骨上，或者 既与上侧端板又与下侧端板相结合地被设置以便附接到上侧椎骨和下侧椎骨上。本文使用的术语“上部(upper) ”和“下部(lower) ”指的是位于将被置换的盘的 任一侧上的椎骨，或者位于附图所示位置处的部分上的表面。“上侧(superior)”板被附固 到上部椎骨上且“下侧(inferior) ”板被附固到功能性脊骨单元的下部椎骨上。本文所使用的术语垂直和水平是相对于处于解剖位置的直立人类而言的。术语 “前侧(anterior) ”指的是朝向前部的区域且术语“后侧(posterior) ”指的是朝向后部的 区域。术语“矢状(sagittal)”指的是位于直立人类的中央中线轴线(central midline axis)的任一侧上的区域。本文使用的术语“矢状平面(sagittal plane) ”指的是沿脊骨的 椎体的中央中线轴线延伸的垂直平面，该平面将身体分成左侧区域和右侧区域。术语“冠状 平面(coronal plane) ”指的是沿脊骨的椎体的中央中线轴线延伸的垂直平面，该平面通过 椎体的中心将身体分成前侧区域和后侧区域，术语“头部_尾部轴线(头部-尾部axis)，， 指的是沿脊骨的椎体的中央中线轴线延伸的垂直轴线。本文使用的术语“不对称(asymmetrical) ”指的是最大高度的轴线并未被置于中 心的情况或者指的是髓核或全椎间盘置换(TDR)的最大垂直轴线并未被置于中心的情况。换句话说，最大高度并未位于对称中心线处或者在该中心线处枢转，从而使得TDR包括这 样的区域，该区域的形状或尺寸并不与对称线的另一侧上的其它区域相同。承载最大载荷 的位置位于非中心的位置处。该术语类似地可应用于关节假体，其中最大高度的轴线并未 位于大体上凸出的承载表面上的中心位置处，或者最大凹进深度的轴线并未位于大体上凹 进的承载表面上的中心位置处。本文所使用的术语“正常序列(normal alignment) ”指的是健康关节的功能部件 相对于彼此和/或周围组织的天然定位。正常序列可以表示静止的关节的静态位置，其中 在关节上并未施加应力或压力，且其也可表示处在天然机械应力下，如在屈曲或伸展过程 中，的关节的动力位置。正常序列也可表示天然、健康或适当的序列。本文使用的“优选” 或“所需”序列表示这样的关节序列，该系列可以是天然的或矫正的，但将关节部件置于功 能位置或所需位置处。本文所使用的术语“优选的取向”或“优选的相对取向”还用来表示 这样的部件序列，所述部件序列可以是天然的，或矫正的，其中关节部件处于功能位置或所 需位置处。短语“优选的相对取向(preferred relative orientation) ”可表示围绕单个轴 线，或围绕多条轴，的取向。例如，人工盘植入物可被设计以便围绕从中心向侧向延伸的轴 线建立优选的相对取向从而提供优选的前侧_后侧角度，以便维持关节运动节段的适当的 脊柱前凸或脊柱后凸。另一种可选方式是，人工盘植入物可被设计以便围绕大体上进行前 侧-后侧延伸的轴线建立优选的相对取向，以便提供优选的中心-侧向角度，从而提供所需 的侧向弯曲程度。这种侧向弯曲可以是零度，表示健康脊骨的直度，或者可以向左或向右弯 曲非零度，以便为包括脊柱侧凸在内的各种病状提供矫正。作为另一种可选方式，人工盘植 入物可被设计以便既围绕中心_侧向轴又围绕前侧_后侧轴提供优选的相对取向，从而在 支持适当的脊柱前凸或脊柱后凸的同时仍能支持所需的侧向弯曲。优选的相对取向还可以 是低能量位置，在所述位置处，关节以天然方式被支持以便保持该天然状态，这与阻力点如 运动止挡器是相反的。“取向特征(orientation feature) ”是存在于一个或多个关节部件上以便帮助所 述部件建立优选的相对取向的特征。例如，处在关节部件上的相对的承载表面可包括平化 (flattened)部段，所述部段协同作用以便向着获得优选的相对取向的方向促动所述部件。 沿优选的相对取向更好地对齐的彼此匹配的弯曲表面也可以是取向特征。除了平的表面和 弯曲表面以外，取向特征的其它构型也是可能的。技术人员已经发现对于具有完全圆形表面(并不一定是球形)的核体设计而言， 当其经受来自头部和颈部的可变力时，其在可靠地保持矫正方面存在问题。为了解决这一 问题，可在核体中形成一个或多个节段或部段，所述节段或部段是平的或者具有不同于相 邻表面的轮廓。该部段将被称作平化部段，旨在表示不同于髓核的相邻表面(一个或多个) 的任何轮廓。这种平化表面可呈平面或其可具有其它形状或略微凸出或凹进的形状，且曲 率半径不同于相邻表面。这种平化表面还可具有复合曲线的形状或其它复杂形状。平化部 段还可被称作具有二维形状的直线部分。在提供脊柱前凸矫正的实例中，该平化节段可相 对于下侧椎体的上侧端板成一定角度，且前侧部分的高度大于后侧部分的高度。核体的整 体形状仍是不对称的，但该平化节段被包括以便提供对畸形的可靠矫正。该平化节段提供 了稳定以便抵抗作用穿过髓核的力矩，即，如果该平的节段并不具有足够的尺寸，则可能存
17在这样的倾向在存在前侧载荷的情况下使矫正作用倾向于消失，或者在存在后侧载荷的 情况下(在脊柱前凸矫正的过程中)倾向于出现过度的脊柱前凸过矫正。在髓核中引入平 化节段所带来的附加优点是在围绕装置的静止的中立位置进行较小运动的过程中在该区 域上提供表面接触，这可有助于降低装置的应力和潜在磨损。该平化表面可相对于下侧椎体的上侧端板成一定角度(或反之亦然，或二者皆 有)，且当进行脊柱前凸矫正时，前侧端部的高度大于后侧端部的高度。芯体的总形状仍可 以是不对称的，但该平化表面可被引入以便为畸形提供可靠的矫正。另一种可选方式是，芯 体可具有平化部段但仍是对称的，且端板可以是不对称的或成一定角度的以便提供脊柱前 凸矫正。本发明包括一种新颖的人工盘，所述人工盘提供了天然椎间盘的正常运动范围， 且能够矫正脊骨的畸形。本发明提出的盘使得功能性脊骨单元具有半限制的运动范围。其 复制了术前正常脊骨在所有运动中的运动学。特别地，本发明提出的盘使得可在屈曲-伸 展和侧向弯曲运动中存在独立&活动的旋转中心，这是该装置所特有的，但却是天然脊骨 的固有特性。该盘将持久性和生物相容性最大化，且具有将其本身整合在脊骨结构内以便 保持长期稳定的手段。该盘的插入既安全又简易，且与目前的过程相比，手术时间不会受到 影响。与现有盘置换系统相反地，本发明的盘还将使得外科医生可矫正畸形，同时保持脊骨 的天然运动学。在本发明的至少一个实施例中，一种人工盘包括髓核，所述髓核具有不对称的几 何形状。所述盘可具有并不位于所述盘的几何中心处的最大垂直轴线。所述最大垂直轴线 可位于朝向所述盘的前部的位置处、朝向所述盘的后部的位置处和/或位于所述盘的一侧 上。所述最大垂直高度的定位和载荷承载能力是根据需要矫正的畸形的类型选择的。本发 明还提供了用不对称人工盘治疗盘/椎体疾病、脊柱前凸、脊柱后凸和脊柱侧凸的方法。本发明的一个优点在于“髓核”或芯体在手术过程中和手术后可以互换和修正。 可使用器具来测量所需的校正量且随后可插入适合的植入物。通过将矫正引入髓核内，外 科医生可有利地获得现有系统无法提供的柔性、易于插入和可修正性。本发明的人工盘可设有多个畸形矫正度。对于本发明的该方面而言，外科医生可 选择适于对病人实施矫正的盘。因此，本发明提供了一种治疗脊骨畸形的方法。该方法包括 对脊骨节段进行制备以便植入人工盘、确定椎间空间的所需角度、选择具有所需尺寸的人 工髓核、将上侧端板固定到上部椎骨上、将下侧端板固定到下部椎骨上、并且将所选择的髓 核插置在所述上侧端板与所述下侧端板之间。另一种可选方式是，端板_髓核_端板的组 装单元可一体地被插入。该预装构造中的髓核构型可取决于手术过程中使用的测量工具， 或通过术前计算的方式确定。术前规划技术和器具还可具有确定该装置的尺寸和取向以便 插入的性能。本系统的主要优点在于所述人工盘可更简易且更迅速地被插入且所述髓核可根 据被矫正畸形的大小而产生变化或被修正。这对于那些脊骨序列还要随时间产生变化的儿 童和年轻人而言是特别有用的。在至少一个实施例中，提供了一种用于矫正颈椎的脊柱前凸的不对称髓核。外科 医生可使脊柱前凸回复颈椎，同时保持运动。所述髓核可包括低摩擦弹性体如聚氨酯、聚碳 酸酯_聚氨酯、聚合物如聚乙烯(特别是超高分子量聚乙烯或UHMWPE)、适合的陶瓷、金属、金属基体复合物如碳化钛、或金属合金如钛或钛合金、钴-铬-钼(CoCrMo)、钴铬、不锈钢或 其它适合材料。其具有大体上呈梯形的几何设计，且通过使最大高度轴线位于所述髓核的 几何中心前侧的方式而引入了使脊柱前凸具有不同角度的性能。所述髓核的前侧高度随着 所需矫正的脊柱前凸程度而改变。所述髓核可具有不同的脊柱前凸角度，例如O度、3度和 6度，以及不同的高度(例如，4mm、6mm和8mm)。在决定最终的髓核尺寸之前，可插入一组器具以确证脊柱前凸矫正，但这些器具 也可用于确证其它类型的手术前规划技术和器具。另一种可选方式是，可使用术中器具来 确证其它类型的术前规划技术和器具。在一个实施例中，所述植入物包括三个部件上侧端板、下侧端板和所述髓核。所 述端板将被制成不同尺寸以便适应不同的解剖学特征。这些端板可由钛、碳化钛、或钛合 金、钴-铬-钼(CoCrMo)、钴铬、不锈钢、金属基体复合物或适用于脊骨假体插入物的其它材 料制成。这些端板还可主要由一种或多种材料制成，并施加独立的涂层表面或材料层来优 化机械和耐磨性能。涂层可为关节连接的关节带来润滑性、低摩擦性、提高硬度、低表面能、 粗糙度或其它所需特性。所述端板可具有两个截然不同的表面。每个端板的平表面与所述椎体端板接触， 能够适应骨的向内生长且包括适合的涂层如多孔钛、磷酸钙，或者包括能够促进骨的向内 生长以便获得长期稳定性的其它类型的已公知表面。所述端板还可具有一个或多个旁矢状 脊棱或齿部以便提供直接固定。尽管下文所述的实施例包括三件式假体，即两个端板和髓核，但应该意识到本文 披露的任何髓核都可与邻接端板中的一个端板整合在一起以便提供两件式实施例。对于剩 余的关节连接表面(articular surface)中的至少一个表面而言，可通过对其进行重新塑 形以便补偿由于整合带来的运动损失的方式对其进行扩增。图1示出了被植入介于位于脊骨的一部分中的两个相邻椎骨之间的椎间空间中 的人工盘置换件的一个实施例。人工盘假体100包括被紧固到上侧椎体2上的上侧端板 102、被紧固到下侧椎体4上的下侧端板104、和被定位在该上侧端板与下侧端板之间的髓 核106。将端板紧固到椎体上包括将端板联接至椎体从而使其至少在足以保证发生骨向 内生长的长期时间里保持就位。盘假体100包括形成关节连接关节的多个关节连接表面 (articulating surface)，从而使得可回复端板之间的椎间运动，这包括屈曲/伸展、前侧 /后侧平移、侧向弯曲和轴向旋转。盘假体100进一步包括取向特征，所述取向特征使得关 节可相对于一条或多条轴保持优选的取向，该取向可以是中立的低能量位置，该位置使得 关节以天然方式受到支持以保持天然状态。图2和图3示出了盘置换件100的分解透视图，图2是从头部-侧向角度观察到的 视图且图3是从尾部-侧向角度观察到的视图。在这些视图中可以看到端板102、104的多 个特征。每个端板102、104大体上呈梯形形状，但对于本发明的其它实施例而言，也可预想 其它可选形状，尤其例如矩形、圆形、椭圆形或肾形。上侧端板102包括端板本体110，所述 端板本体具有前侧端部112、后侧端部114、左侧向侧部116、右侧向侧部118、上侧侧部120 和下侧侧部122。上侧侧部120具有骨接合表面124，所述骨接合表面是基本上平的，从而使 得其易于与天然椎骨端板的表面接触。使用平的骨接合表面可省去为了将椎骨制备成适当 形状以便适应端板而额外需要的外科手术时间。然而，应该意识到本发明的其它实施例可
19包括这样的端板，所述端板并不具有平的骨接合表面，而是具有可大体上凹进或凸出的异 形表面。该骨接合表面可以是多孔的且进行了适当的处理，如多孔钛、磷酸钙或进行了其它 类型的已公知的处理，如施加涂层、等离子喷涂和对表面进行的结构性改变，从而促进骨的 向内生长或在上面生长，以便实现长期稳定性。端板102的前侧部分126可并不进行为促 进骨向内生长的处理，从而使得可易于插入器具和进行握持。该本体的成一定角度的后侧 部分128从本体120的其余部分以锐角的角度向尾部倾斜，从而使得在植入过程中易于将 假体插入椎间空间内。多个第一齿部130和第二齿部131可从骨接合表面124向外突出。上侧端板102的下侧侧部122包括大体上呈平面的关节连接表面132。两个凸缘， 左凸缘134和右凸缘135从该关节连接表面向尾部伸出，沿端板的侧向侧部116、118被定 位在中心位置处。凸缘134、135被定位以便装配在由形成于髓核106中的切口形成的间隙 内。其它实施例可包括被定位在端板的角部处的凸缘，或者沿侧向侧部被定位在其它位置 处的凸缘。在左凸缘134的下侧侧部上形成了倾斜表面136，且在右凸缘135的下侧侧部上 形成了倾斜表面137。在植入假体之后且在侧向弯曲的过程中，倾斜表面136或137并不与 下侧端板的上侧表面接触，取而代之的是，作为下侧表面，髓核与下侧端板的上侧表面接触 以便柔软地止挡侧向弯曲运动。凸缘134、135的高度可产生变化，且倾斜表面136、137的 倾斜度可产生变化。凸缘134、135的前侧-后侧尺寸可小于髓核106中的间隙的前侧-后 侧尺寸，从而使得端板102可相对于髓核进行有限的前侧-后侧平移。当包括例如UHMWPE 的材料的第一部件，如髓核，与包括更硬的材料如钛或其它金属的第二部件，如端板，以防 止第一部件沿相同方向进行进一步运动的方式相接触时，会出现柔软的止挡。相反地，移动 的第一部件可包括更硬的材料，且第二部件可包括相对较软的材料。沿端板102的前侧侧部形成了前侧保持构件140，所述保持构件朝向下侧端板104 而向尾部伸出。当前侧保持构件140被定位在髓核106的前侧边缘的前侧时，该构件可有 助于防止髓核在端板之间产生位移。构件140的内边缘142成一定角度以使得髓核可相对 于端板102进行有限旋转从而适应装置的轴向旋转。该内边缘142还用作轴向旋转止挡器 以便限制轴向旋转量。内边缘142还被制成楔形榫以便与假体插入工具的握持臂接合。在 构件140的前侧部分内形成了凹穴144且该凹穴在假体的植入、修正或移除过程中被用作 器具的接收器。在植入假体之后且在脊骨的屈曲过程中，当髓核与下侧端板接触时，前侧构 件140并不与下侧端板102接触，以便在构件140能够与下侧端板接触之前提供运动止挡。 本发明的其它实施例可包括在上侧端板上形成的多个前侧构件，或者在上侧端板上并不形 成前侧构件。下侧端板104包括端板本体150，所述本体具有前侧端部152、后侧端部154、左侧 向侧部156、右侧向侧部158、上侧侧部160和下侧侧部162。大体上呈平面的上侧关节连接 表面164在端板本体150上进行延伸。在后侧端部154处形成了后侧保持构件166，所述 后侧保持构件从上侧侧部160伸出。该后侧保持构件的边界由内边缘168和上侧表面169 限定，所述内边缘被制成一定角度以便使得髓核106可相对于端板104进行有限的轴向旋 转，所述上侧表面可向侧向和后侧被制成一定角度，从而使得在伸展过程中可进行侧向弯 曲。具有成一定角度的内边缘172的前侧保持构件170沿前侧端部152被设置，从上侧侧 部160朝向上侧端板102伸出。在保持构件179中形成了凹穴174，所述凹穴可在假体的植 入、修正或移除过程中接收器具。保持构件170的上侧表面176可向侧向和前侧被制成一定角度，从而使得在屈曲过程中可进行侧向弯曲。销或杆柱180从上侧侧部160沿头部方向朝向上侧端板102伸出。杆柱180可位 于下侧端板104的几何中心处，或其可从该几何中心产生位移。杆柱180的位置和髓核中 相应的凹穴，决定了头部-尾部轴线，髓核和相对的端板可围绕所述头部-尾部轴线相对于 下侧端板102进行旋转。杆柱180具有大体上呈圆柱形的形状以使得可围绕头部_尾部轴 线进行旋转，该杆柱包括周壁182，所述周壁具有半球形肩部183，所述肩部可与髓核凹穴 的壁部进行关节连接。为了防止或限制围绕头部-尾部轴线进行的旋转，该杆柱可具有非 圆柱形形状，尤其例如方形或三角形。杆柱180还与髓核凹穴协同作用以使得可与轴向旋 转同时地进行侧向弯曲。下侧端板104的下侧侧部162包括呈平面的骨接合表面186，在所述骨接合表面 上可形成一个或多个齿部130、131。对前侧部分188可不进行骨向内生长或在上面生长的 处理，从而使得可与器具接合。该本体的成一定角度的后侧部分190从骨接合表面186的 其余部分以锐角的角度向尾部倾斜，从而同样使得在植入过程中易于将假体插入椎间空间 内。参见图4A和图4B，在上侧端板和下侧端板的骨接合表面124、186上可形成多个骨 接合特征，这包括自切割式的第一齿部130和第二齿部131。齿部130、131具有尖锐的导 缘，所述导缘在插入过程中切入椎体内且使得可省去额外的制备步骤，例如在椎体的表面 内预切割出沟槽或对沟槽进行扩孔。每个第二齿部131可被直接定位在第一齿部130后面 或前侧。每个第一齿部130具有成狭窄角度的切割点202，且被定位而使得该点具有朝向端 板102的后侧端部114的取向。当端板被插入椎体之间时，位于每个第一齿部130上的尖 锐切割点202在椎体的表面内切出轨迹。当端板进一步滑入时，第二齿部131沿循着由第 一齿部130切出的轨迹，且第二齿部上的更宽的切割点204对该轨迹进行扩宽。每个第一齿部130具有位于齿部顶上的尖锐顶点206，该顶点由一对支承壁208和 端壁210支承。支承壁208从骨接合表面124或186向顶点206而朝向彼此成一定角度。 该角度有利地使得当齿部穿透椎体时，可实现坚固的压力配合，从而立即提供锚固。成一 定角度的壁部208还使得端板102可在植入之后在某种程度上陷入椎体内，而不会有从椎 体松脱的风险。端壁210可以是垂直或近似垂直的，从而促进在椎体中的保持，并防止无意 中从椎体中被抽出。在本发明的其它实施例中，壁部208可并不被制成一定角度，而是彼此 平行。每个第二齿部131包括宽的切割点204、两个成一定角度的支承壁212和端壁 216，所述支承壁和端壁支承尖锐顶点214。第二齿部131的构型与第一齿部130相似；然 而，特定的尺寸，例如壁高和切割点和角度和宽度可产生变化。例如，如图4A所示，第二齿 部131在侧向上比第一齿部130更宽，而第一齿部130的切割点202比第二齿部131的切 割点204更窄。观察图4B，第二齿部131的支承壁212和顶点214更高，提供了比第一齿 部130的支承壁208和顶点206更大的垂直尺寸。第一齿部130的后侧导缘218比第二齿 部131的后侧导缘220的倾斜度要更为缓和，这可有助于插入。所有的第一齿部130和第 二齿部131都可包括相同的骨向内生长或在上面生长处理，例如骨接合表面124、186。两种端板102、104都是大体上侧向对称的；然而，在其它可选实施例中，其中一种 端板或者两种端板都可具有位于一个侧向侧部上的最大垂直尺寸以便提供脊柱侧凸矫正。相似地，其中一种端板或者两种端板都可具有位于前侧的最大垂直尺寸以便提供脊柱前凸 矫正，或者位于后侧的最大垂直尺寸以便提供脊柱后凸矫正。但应该意识到端板的特定特 征，这包括但不限于骨接合特征、运动止挡器、器具凹部和杆柱，可相互交换、翻转、倒转， 从而使得在上侧端板上形成的特征也可替代地位于下侧端板上，且反之亦然。此外，在其它 可选实施例中，在端板上形成的特征可替代地位于髓核上，且反之亦然。图5A、图5B、图6、图7A和图7B示出了盘髓核106的多个视图。与端板102、104 类似地，髓核具有大体上呈圆梯形的形状，但其它可选实施例可具有其它形状。髓核106包 括上侧侧部250、下侧侧部252、前侧端部254、后侧端部256、左侧向侧部258和右侧向侧部 260。上侧侧部250包括髓核上侧关节连接表面262，所述表面进一步包括三个呈平面的部 分前侧平面部分264、中间平面部分266和后侧平面部分268。第一弯曲过渡部分270位 于前侧平面部分264与中间平面部分266之间，而第二弯曲过渡部分272位于中间平面部 分266与后侧平面部分268之间。当植入物被适当地植入椎间空间中时，三个平面部分垂 直于椎体的矢状平面。平面部分彼此并不共面，但本发明的其它可选实施例可包括一个或 多个共面的平面部分。角度al是前侧平面部分264与中间平面部分266之间的角度，该角 度是锐角，角度a2是中间平面部分266与后侧平面部分268之间的角度，且角度al可不等 于角度a2。在其它实施例中，角度al和角度a2可以是相等的。髓核的下侧侧部252包括 下侧关节连接表面280，而与上侧关节连接表面类似地，所述下侧关节连接表面也包括三个 平面表面，这三个平面表面通过两个弯曲过渡部分分开。右平面部分284通过第一弯曲过 渡部分290与中心平面部分286分开，且中心平面部分286通过第二弯曲过渡部分292与 左平面部分288分开。三个平面部分并不是共面的。当假体被适当地植入椎间空间中时， 该平面部分垂直于椎体的冠状平面。角度bl是右侧平面部分264与中间平面部分286之 间的角度，该角度是锐角，角度b2是中间平面部分286与左侧平面部分288之间的角度，该 角度是锐角，且角度bl等于角度b2。在其它可选实施例中，角度bl与b2可不相等以便提 供脊柱侧凸矫正。在髓核的侧向侧部中形成了两个切口，左切口 300和右切口 302。左切口 300限 定出左间隙304，当髓核被定位在端板102与104之间时，左凸缘延伸通过所述左间隙。右 切口 302限定出右间隙306，右凸缘135可延伸通过所述右间隙。每个间隙304、306的前 侧-后侧尺寸比其相应的运动止挡器更宽，从而使得上侧端板102可相对于髓核106和下 侧端板进行平移。图8是假体的左侧部的侧向视图，图中示出了当假体在围绕前侧-后侧 轴线和中心(medial)-侧向轴线进行旋转方面位于低能量中立位置处时，左凸缘134与左 切口 300的关系。箭头表示上侧端板102进行的前侧-后侧平移。如图5A所示的凹部296 可形成于前侧端部254中而朝向髓核的上侧侧部250。凹部被制成一定形状以便在上侧端 板的平移过程中接收上侧端板102的前侧保持构件140。参见图5B，在髓核106的下侧侧部252内形成了作为凹部的凹穴310，且所述凹穴 被制成一定形状以便接收杆柱180。凹穴310被成形为渐细的凹槽，且其中心-侧向最大开 口尺寸312大于前侧-后侧最大开口尺寸314。限定出凹穴314的边界的支承壁316从凹 穴的端壁318朝向其开口 319渐细。支承壁316可与杆柱180的周壁182形成关节连接。 卵形的倾斜支承壁使得髓核106和上侧端板102在侧向弯曲过程中可自由地相对于杆柱 180进行移动。
假体100包括关节连接表面和运动止挡器的组合。这使得可在第一关节上实现 屈曲-伸展旋转自由度和前侧-后侧的平移，且可在第二关节上实现侧向弯曲和轴向旋转 自由度。各个单独的旋转自由度可共用旋转中心，或者每个旋转自由度可具有不同的旋转 中心。第一关节包括介于髓核上侧关节连接表面(articulation surface) 262与上侧端 板102的下侧关节连接表面132之间的界面。在屈曲_伸展过程中，髓核上侧关节连接表 面262与下侧关节连接表面132进行关节连接。当前侧平面部分264与下侧关节连接表面 132接触时，屈曲受到限制，且相反地，当后侧平面部分268与下侧关节连接表面132接触 时，伸展受到限制。第一关节还使得上侧端板102可相对于髓核106和下侧端板104进行 前侧-后侧平移。第二关节包括介于髓核下侧关节连接表面280与下侧端板104的上侧关节连接表 面164之间的界面。在侧向弯曲过程中，髓核下侧关节连接表面280与上侧关节连接表面 164进行关节连接。当左平面部分288与上侧关节连接表面164接触时，左侧向弯曲运动受 到限制，且当右平面部分284与上侧关节连接表面164接触时，右侧向弯曲运动受到限制。 当髓核下侧关节连接表面280围绕杆柱180的轴线相对于上侧关节连接表面164进行旋转 时，在第二关节上也会出现轴向旋转。该轴向旋转运动可受到下侧端板104上的前侧保持 构件170和后侧保持构件166的成一定角度的内边缘的限制。参见图9A、图9B和图9C，图中示出了人工盘髓核的其它可选实施例的侧向剖视 图。图9A示出了髓核350，其中上部表面352与下部表面354彼此平行，且它们之间的角度 是0度。在该髓核中，最大高度的轴线356落入盘的中心中。图9B示出了提供了 3度的脊 柱前凸矫正的髓核360。图9C示出了具有6度的脊柱前凸矫正的另一人工盘髓核370。当 提供如图9B和图9C所示的畸形矫正时，最大高度的轴线356可移位至偏离髓核的几何中 心的位置。如果前侧/后侧方向被倒转，则提供了脊柱后凸矫正。显然，髓核可被调节以便 提供各种矫正程度，且，在特定情况下，即使不需要矫正程度也可。髓核350、360、370可与 端板102、104或其它端板组合以便形成人工盘假体。髓核106包括6度的脊柱前凸矫正。处在每个髓核关节连接表面上的中间平面部分可为每个关节提供优选的取向或 稳定的低能量位置。低能量位置与运动受限位置不同，在所述运动受限位置处，关节沿特定 方向的运动在特定点之后，即在越过运动止挡器后，受到禁止。代替地，低能量位置则是这 样的关节取向，关节倾向于安置在该取向下，要想使关节移出该低能量位置就必须要耗费 能量。图IOA是在屈曲-伸展自由度方面处于低能量位置处的假体100的矢状剖视图，且 关节位于上侧端板102与髓核106之间。下侧关节连接表面132与中间平面部分266形成 表面接触，从而在上侧端板102和下侧端板104的冠状平面上提供了假体的优选取向和低 能量位置。为了使关节移出低能量位置，则必须将足够的能量施加到上侧端板102上才能 克服阻力，才能使其在屈曲过程中在冠状平面上向前侧旋转越过第一弯曲过渡部分270，或 在伸展过程中向后侧旋转越过第二弯曲过渡部分272。图IOB示出了关节处于伸展过程中 的图IOA所示假体。上侧端板102向后倾斜，从而使得下侧关节连接表面132与后侧平面 部分268，即伸展运动止挡器，接触。图IlA和图IlB示出了从后侧角度观察到的假体100的冠状剖视图，图中相应地 示出了在侧向弯曲自由度方面处于低能量位置处的假体和处于侧向弯曲位置处的假体。在 图IlA中，髓核的下侧关节连接表面处于优选取向下，与围绕杆柱180的下侧端板104的上
23侧关节连接表面164形成连续接触。为了使假体移出该优选取向，必须施加足够的能量才 能使髓核在矢状平面上进行侧向旋转达到足够程度，以使一个侧部被提升而与上侧关节连 接表面164脱离接触。该位置可见于图IlB中，处在侧向弯曲止挡器处。图12A和图12B 示出了在屈曲结合侧向弯曲过程中的假体100。图12A是左侧向视图，图中示出了上侧端 板102，该上侧端板在屈曲过程中向前倾斜，且此外在平移过程中向前移位，且髓核106处 在右侧向弯曲过程中。图12B是前侧视图，图中示出了屈曲和前侧平移过程中的上侧端板 102，且髓核106在侧向弯曲过程中向右倾斜。在该位置处，髓核的前侧平面部分264与上 侧端板102的下侧关节连接表面132接触，从而为屈曲提供了柔软的止挡。髓核的右平面 部分284与下侧端板104的上侧关节连接表面164接触，从而为侧向弯曲提供了柔软的止 挡。图13A和图13B示出了髓核106相对于下侧端板104的轴向旋转。为说明清晰起 见，图中并未示出上侧端板102。图13A示出了处于中心的非旋转位置处的髓核106，且图 13B示出了向左旋转的髓核106。运动止挡器170、166的成一定角度的内边缘172、168限 制了旋转运动。尽管这些图中并未示出，但应该意识到本发明使得轴向旋转与屈曲-伸展 和/或侧向弯曲和/或前侧_后侧平移可相结合地进行。应该意识到本发明的其它实施例可对这些组合和/或旋转自由度的位置进行交 换或重新分布。例如，一个可选实施例可包括在一个关节中进行的屈曲-伸展和侧向弯曲 和在另一关节中进行的轴向旋转。另一实施例可包括在一个关节中进行的屈曲-伸展和轴 向旋转和在另一关节中进行的侧向弯曲。图14示出了本发明的另一可选实施例，人工盘假体400包括上侧端板402、下侧端 板104和芯体或髓核406。上侧端板包括适于进行骨接触的上侧表面和位于下侧表面上的 至少部分地呈圆柱形的表面以便与髓核的上侧表面进行关节连接。髓核包括至少部分地呈 圆柱形的上侧表面和呈平面的下侧表面和圆柱形外表面。下侧端板包括与髓核的下侧表面 进行关节连接的呈平面的上侧表面，和适于进行骨接触的下侧表面，以及圆柱形内表面。假 体的第一关节使得可具有屈曲-伸展和侧向弯曲自由度，且第二关节使得可具有轴向旋转 自由度。图15示出了从前侧-下侧角度观察到的假体400的分解视图，且图16示出了从后 侧-上侧角度观察到的假体的分解视图。上侧端板402包括前侧端部410、后侧端部412、左 侧向侧部414和右侧向侧部416。握持凹部417可位于任一侧向侧部上或位于两个侧向侧 部上。上侧骨接合表面418适于进行骨接触，且多个自切割齿部410和/或421可被分布 在骨接合表面418上。骨接合表面和齿部可都弓I入如前所述的骨向内生长或在上面生长处 理。下侧关节连接表面424包括被成形为部分圆柱体的平化部分。杆柱430从下侧关节连 接表面向尾部延伸，所述下侧关节连接表面包括杆柱关节连接表面432，所述杆柱关节连接 表面可包括平化节段部分。可呈平面的平化侧向部分426、428位于下侧关节连接表面424 的侧面。下侧端板404包括前侧端部440、后侧端部442、左侧向侧部444和右侧向侧部 446。握持凹部417可位于侧向侧部上。下侧骨接合表面450可呈平面，该表面位于下侧侧 部448上，且可包括多个自切割齿部420、421。齿部和骨接合表面可包括这样的区域，所述 区域引入了骨向内生长或骨在上面生长处理。参见图16，呈平面的上侧关节连接表面456位于端板的上侧侧部452上。前侧运动止挡器460沿前侧端部440延伸且朝向上侧端板 402向头部延伸。内表面462呈圆柱形，以便对应于髓核406的圆柱形外边缘，且上部表面 464被成形为圆柱体的一部分以便在屈曲过程中与上侧端板402的下侧关节连接表面424 相匹配。后侧运动止挡器46相似地包括圆柱形上部表面468以便在伸展过程中与下侧关 节连接表面424相匹配。后侧运动止挡器466进一步包括圆柱形内表面470和底切部472， 所述底切部被制成一定形状以便接收髓核406上的突部。包括成一定角度的上部表面的右 侧向运动止挡器474和左侧向运动止挡器476朝向上侧端板402延伸。位于右止挡器474 和左止挡器476上的楔形榫状内表面478、480使得髓核可相对于下侧端板404进行有限的 轴向旋转。髓核406包括具有多个圆柱形上侧关节连接表面492的上侧侧部490，和具有呈 平面的下侧关节连接表面496的下侧侧部494。前侧端部497是圆柱形的以便对应于下侧 端板404的前侧运动止挡器460。圆柱形后侧端部499包括突部498，所述突部被制成一定 形状以便装配在位于下侧端板404上的底切部472中。突部498进行运转，以便通过防止 髓核被“提升离开(lift off)”下侧端板且防止髓核出现可能的脱位的方式，来抵抗髓核朝 向脊椎管进行的后侧迁移(即被排出)。如图所示，突部498可呈圆形、被倒角或被制成斜 角，以便有利于髓核起初的插入以及术中或术后的置换。上侧关节连接表面492包括三个平化节段，每个节段被成形为圆柱体的一部分。 位于中心的平化节段500在髓核上沿中心-侧向的方向进行延伸，穿过假体的矢状平面。 第一弯曲过渡部分502位于中心部段500与前侧平化部分504之间，而第二弯曲过渡部分 506位于中心部段500与后侧平化部分508之间。大体上位于中心的凹穴510向尾部延伸 进入髓核内，且可被构造以便沿中心-侧向方向和前侧-后侧方向都大于杆柱，从而使得上 侧端板402在屈曲-伸展和侧向弯曲过程中可进行有限平移。在本发明的另一可选实施例 中，凹穴510可更小，从而使其与杆柱430接触从而形成屈曲/伸展和/或侧向弯曲的运动 止挡器。另一可选实施例可包括两件式假体，其中髓核406与下侧端板404联接，且上侧关 节连接表面492与上侧端板402的下侧关节连接表面424进行关节连接。图17A示出了处于优选的取向位置处的假体400的矢状剖视图，图17B示出了屈 曲过程中的假体，且图17C示出了伸展过程中的假体。图18-图20示出了本发明的另一可选实施例，一种人工盘假体600。假体600使 得在第一上部关节上可具有侧向弯曲自由度，且在第二下部关节上可具有屈曲-伸展和轴 向旋转自由度。假体包括上侧端板602和下侧端板604，以及被定位在端板之间并与端板进 行关节连接的芯体或髓核606。图19示出了从上侧角度观察到的假体600的分解视图，且图20示出了从下侧侧 向角度观察到的分解视图。上侧端板602包括呈平面的骨接合表面608，且在骨接合表面上 可形成多个自切割齿部610、611。在端板602的下侧侧部上形成了部分呈圆柱形的下侧关 节连接表面612。在前侧端部上形成了前侧保持构件614，且所述前侧保持构件具有成一定 角度的表面616，所述表面沿中心-侧向方向成一定角度从而使得在屈曲过程中可进行侧 向弯曲，在保持构件614后面形成了握持凹槽618，以便在假体的植入、修正和/或移除过程 中作为器具的握持特征。在保持构件614的前侧部分内形成了凹穴620且该凹穴用作器具 的接收器。端板602的后侧端部可略成一定角度以便帮助插入椎间空间内。
25
下侧端板604包括呈平面的骨接合表面624，在所述表面上可形成多个自切割齿 部610、611。与上侧端板602相似地，端板的后侧端部可略成一定角度，从而使得在插入椎 间空间内的过程中，端板的后侧端部形成了逐渐缩减的头部-尾部轮廓。下侧端板604的 上侧侧部包括上侧关节连接表面626，所述表面进一步包括通过弯曲的过渡部分分开的三 个平化部分。所述平化部分，即前侧平面部分628、中间平面部分630和后侧平面部分632 彼此并不共面，且当假体600被适当地植入椎间空间中时，所述平化部分垂直于椎体的矢 状平面。中间平面部分630与髓核的平面下侧表面协同作用以便在屈曲-伸展自由度方面 为假体提供中立的低能量位置或优选取向。当前侧平面部分628在屈曲过程中与髓核的平 面下侧表面接触时，该前侧平面部分形成了柔软的运动止挡，且当后侧平面部分632在伸 展过程中与髓核的平面下侧表面接触时，该后侧平面部分形成了柔软的运动止挡。杆柱634 从上侧关节连接表面626伸出且与髓核中的凹穴协同作用从而使得在屈曲-伸展过程中可 进行前侧_后侧平移。前侧保持构件636从端板604朝向相对的端板602伸出，且在位于 前侧保持构件下侧的端板的前侧端部中形成了凹穴621。在端板的侧向边缘上形成了左侧 向运动止挡器638和右侧向运动止挡器640。左侧向运动止挡器和右侧向运动止挡器中的 每个运动止挡器都包括三层坡度的上部表面，从而使得在侧向弯曲过程中可进行屈曲-伸 展，且反之亦然。前侧运动止挡器636、左运动止挡器638和右运动止挡器640的内边缘也 被制成一定角度以便使得髓核可围绕杆柱的轴线634进行轴向旋转。下侧端板604的其它 可选实施例可包括脊柱前凸矫正或脊柱后凸矫正，从而使得端板的最大垂直轴线可从端板 的中心向前侧或后侧位移。髓核包括呈平面的下侧关节连接表面642和半圆柱形的上侧关节连接表面644。 呈平面的下侧关节连接表面642与下侧端板的上侧关节连接表面626进行关节连接以便提 供屈曲_伸展和轴向旋转，且上侧关节连接表面644与上侧端板602的下侧关节连接表面 612进行关节连接以便提供侧向弯曲。在髓核的下侧侧部内以凹入的方式形成了细长的凹 穴646，且所述凹穴被制成一定形状以便接收杆柱634。弯曲的突部648从髓核向后侧突出， 且在突片的下面形成了底切部649。通过焊接或其它手段被联接至上侧端板602的独立成形的保持元件650可与髓核 606接触以便将髓核606保持在假体中且还用作运动止挡器。保持元件650包括本体652、 一对臂部654和突出部656。突出部656装配在髓核上的底切部649内，且臂部654装配在 弯曲突部648上。在脊骨运动过程中，保持元件随着上侧端板进行移动。本体652的下侧 表面和突出部656被制成一定角度从而使得既可进行侧向弯曲又可进行伸展。图1-图20所示的椎间盘植入物可由生物相容材料，如生物相容金属或其它适合 的坚固材料制成。植入物可由一种生物相容材料制成，而承载表面则包括另一种生物相容 材料。植入物可被构造成多种覆盖尺寸和多种形状以便适应病人椎骨尺寸和椎骨形状的各 种变化。特别是，每种植入物都可具有三种覆盖尺寸小、中和大；且具有三种矫正脊柱前 凸角度0度、3度和6度。植入物部件可完全或部分地由任何生物相容金属制成，尤其例如是不锈钢、钛、钛 合金、钴铬、CCM(钴铬钼)、铝、锆、镍钛(NiTi/镍钛诺)、形状记忆合金、超弹性金属、金属 基体复合物如碳化钛、碳化钨、钽或铬。植入物部件可完全或部分地由生物相容性陶瓷材 料制成，例如氧化铝、氧化锆、氧化铝_氧化锆混合物或其它陶瓷复合物。植入物部件可完全或部分地由生物相容性聚合物制成，尤其是例如PEEK、碳或玻璃纤维增强聚合物、ABS、聚 碳酸酯、聚乙烯、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、尼龙、聚合物复合物、聚氨酯、聚碳酸酯-聚 氨酯复合物、乙缩醛、聚酯、聚丙烯、PTFE、ePTFE、可吸收聚合物如聚1-乳酸(PLLA)、聚乳酸 (PLA)、聚乙醇酸(PGA)、TCP、乙交酯、丙交酯、水凝胶、弹性体如硅酮、腈、丁基橡胶、热塑性 弹性体(TPB’ s)或乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)。植入物部件可全部或部分地由另一种生物相容材料制成，这尤其包括钻石或类钻 石材料、碳、水凝胶、高温碳、热解碳、同种异体移植骨、脱矿骨、胶原质、软骨、磷酸三钙、磷 酸钙、羟磷灰石、PMMA-骨接合剂、蛋白质、氨基酸、核酸或糖。植入物部件还可全部或部分地涂覆有专用涂层，尤其是例如氮化钛、溴化钛、碳化 钛、离子基涂层、陶瓷涂层、氧化物涂层、等离子体、PTFE涂层、低摩擦涂层、疏水性或亲水性 涂层或蒸气沉积涂层。植入物部件的骨接触部分可包括多孔的或非多孔的骨向内生长表 面。在本发明的另一方面中，假体的所有关节连接表面可都由聚合物形成。如上所述， 髓核可完全由聚合物形成，如超高分子量聚乙烯(“^1^^^”)、交联^^^^、陶瓷、聚醚醚酮 (“PEEK”)或其它类型的适合聚合物。骨向内生长表面可由等离子体涂覆金属、羟磷灰石 或相似的类骨涂层制成，且可包括骨生长因子的涂层。端板的关节连接表面可被形成而具 有由适合聚合物、陶瓷或类似物形成的插入件。剩余的与骨存在界面的端板外表面可被形 成而具有上述类型的骨向内生长表面。图21-图41示出了用于将人工盘假体如假体100植入脊骨的一部分内的器具和 方法。包括各种尺寸的植入物试验件的工具套件可被提供。参见图21，病人被置于中立姿 势位置，且脊骨的目标盘水平高度从前侧被暴露出来。在介于上侧椎体2与下侧椎体4之 间的目标椎间盘空间中实施了部分椎间盘切除术。尽管颈椎椎体2和4在图中被示作位于 C4水平高度和C5水平高度处的椎骨，但应该意识到该过程可被实施于介于上侧椎体2与 下侧椎体4之间的目标椎间盘空间中。尽管如图所示颈椎椎体2和4为位于C4水平高度 和C5水平高度处的椎骨，但应该意识到，该过程可被实施于脊骨中的其它椎骨对上。参见图22，椎体的矢状中线6取决于暴露出来的椎体且可被标记在该椎体上。导 引件700被定位在椎体上，使矢状标记702、704、706与矢状中线6对齐。图23A示出了完整 的导引件700，且图23B示出了导引件头部710的放大侧视图，且图23C示出了导引件头部 的放大透视图。导引件700包括柄部712，所述柄部包括近端握持部分714和远端轴杆部分 716。轴杆716被焊接到头部710上。导引件头部710被成形为细长环路且包括周壁718， 所述周壁限定出导引腔体719。导引件710具有第一侧部720和第二侧部722，端口 724和 侧向对齐孔726通过所述侧部而形成开口。包括矢状标示706的导引突部728向远端突出 且被连接至第一侧部720和第二侧部722。如图22所示，导引件700被定位，以使得导引 突部728伸入由部分椎间盘切除术形成的空间内，且矢状标示与矢状中线6对齐。导引件 700被进一步操纵，从而使得侧部720上的侧向对齐孔726与侧部722上的侧向对齐孔726 对齐。可利用荧光透视法确定并引导对齐过程。参见图24和图25，可使用锥具750在椎体中形成导向孔。锥具750的远端752和 尖端754被制成一定形状以便装配穿过导引腔体719。锥具的尖端754可用于沿中线且大 约沿中间体穿透每个椎体2、4，形成用于导引销的导引孔。
参见图26和图27，导引销762被驱动进入矢状中线上的椎体2内，且导引销764 被驱动进入矢状中心线上的相邻椎体4内，如果有必要的话，则可使用导引孔实施驱动过 程。导引销762和764可以是相同的，或可具有不同长度。导引销762、764分别包括带螺 纹的穿透尖端770、远端轴杆部分772、中间轴杆部分774和近端轴杆部分776。驱动器接合 界面778被构造以便与驱动器工具780上相应的驱动特征782接合，所述驱动器工具进行 旋转以便驱动每个销762、764进入其相应的椎体内。界面778和相应的驱动特征782可被 成形为六边形或另一种形状。导引销762和764被座置于矢状中心线上，大约处于中间体 处，且平行于目标盘空间。一旦导引销被紧固，则导引件700可被移除。参见图28和图29，保持器800被置于销762、764上。保持器800是可调节的支 架系统，所述系统可被设置而与销762、764接合，从而调节销与椎体之间的距离并保持该 距离，销被紧固在该距离中，由此在目标椎体之间的椎间空间中提供可接近的工作区域。齿 条齿轮系统提供了压缩力或牵引力，以便将销且因此将椎体，推置在一起或使其分开。保持 器800还为附加的器具提供了导引框架，从而使得器具和假体可相对于椎体的矢状中心线 被置于优选取向下。参见图28，保持器800包括第一支架802、第二支架804、齿条齿轮系统 806和两个板808、810，所述板被构造以便装配在销762、764上并与所述销接合。板808可 被装配在销762上且通过与锁809接合而锁定到销上，且板810可被装配在销764上且通 过与锁811接合而锁定到销上。一对联接件812、814将板808、810铰接地连接到支架802、 804上。在板810与第二支架804之间设置了附加的联接件816和枢转销817，板810可围 绕所述枢转销进行枢转从而使得板810和销762在假体植入、修正和/或移除过程中可进 行成一定角度的移动。轴环818可在第一位置与第二位置之间移动，第一位置如图28所示， 在所述第一位置处，该轴环防止了板810围绕枢转销进行枢转，在所述第二位置处，板810 可自由地枢转。当板810可进行枢转时，板810、销762和相关的椎体2的角度可被调节而 离开相对于板808、销764和相关椎体4的平行位置。该可调节性在将试验件插入椎间空间 内的过程中或者在植入过程的其它步骤过程中可能是有用或必要的。图29A-图29C示出了支架802、804和齿条齿轮系统806的剖视图。齿条齿轮系 统806被罩在支架壳体805内部，但齿条可延伸出壳体之外。齿条齿轮系统806包括齿条 820，所述齿条具有一排齿条齿部822。齿条820通过焊接或其它手段被刚性地连接至第一 支架802，并穿过壳体805。齿轮824包括齿轮齿部826且可通过齿轮翼828 (参见图28)进 行转动。棘爪830的位置控制了保持器为销762和764提供的是棘轮压缩力还是牵引力，且 该棘爪可在第一位置、第二位置与中立位置之间移动。棘爪830包括第一棘爪齿部832、第 二棘爪齿部834，且可围绕枢转销836进行枢转。肘节838可在第一位置、中立位置与第二 位置之间切换，对弹簧840和柱塞842进行控制，所述弹簧和柱塞与棘爪830接合，使其在 第一位置、中立位置与第二位置之间移动。图29A示出了位于中立位置处的肘节838和棘 爪830。在中立位置处，棘爪并未与齿条齿部822接合，且齿条820可通过转动齿轮824以 便与齿条接合的方式而沿任一方向相对于第二支架804移动。为了保持第一或牵引位置， 使肘节838沿第一方向850移动，以使得柱塞842可压下第一棘爪齿部832而使其与齿条 820进行接合，如图29C所示。在棘爪位于该第一位置处的情况下，当齿轮824被转动而与 齿条接合时，齿条820仅可沿方向850相对于第二支架804移动。由于齿条820被连接至 第一支架802，因此第一支架802也沿方向850相对于第二支架804移动，从而使支架802、804移动远离彼此。由于支架802、804被联接至锁定到销762、764上的板808、810，因此齿 条沿方向850的移动导致销762、764和椎体2、4受到牵引。参见图29B，当肘节838沿第二方向852移动越过中立位置时，柱塞842可压下第 二棘爪齿部834使其与齿条820形成接合，将棘爪830置于第二或压缩位置。在棘爪位于 该第二位置处时，当齿轮824进行转动以便与齿条接合时，齿条820仅可沿方向852相对于 第二支架804进行移动，由此使支架802、804更紧密地移至一起。支架802、804更紧密地 移至一起导致销762、764和椎体2、4被压缩。在保持器被置于销762、764上之前，棘爪830 可被置于中立位置处，从而使得齿条可沿任一方向自由移动，且使得支架与板之间的距离 可被调节以便与销之间的距离相匹配。板810、808被置于销762、764上，且锁809、811与 所述板进行接合以便将板锁定到销上。驱动器工具780可用来与锁810、811接合。随后， 可通过上述方法实现牵引或压缩，即，使肘节838移至第一位置，并转动齿轮以便仅提供牵 引，使肘节838移至第二位置并转动齿轮以便仅提供压缩。另一种可选方式是，肘节838可 被置于中立位置处以便使得可进行无限牵引和/或压缩。应该意识到保持器800可沿任 一方向被置于销762、764上，S卩，板808可被置于销764上，且板810被置于销762上，或另 一种可选方式是，板810可被置于销764上，且板808被置于销762上。还应该意识到在 本发明的另一可选实施例中，每个支架可都包括可调节特征如齿条齿轮系统，以便在支架、 销与相关椎体之间提供牵引和压缩。此外，枢转特征如枢转销817和轴环818可被设置在 任一板上或者被设置在两块板上。如图28所示，联接件812使板808与支架802相连，且联接件814和816使板810 与支架804相连。联接件和支架可被铰接，从而使它们可围绕椎骨的头部_尾部轴线朝向 一个侧向侧部或另一侧向侧部进行旋转，从而使得在特定的外科手术位置处可获得优化的 可见性且易于接近。如图30所示，如有必要或者需要的话，牵引器900可与保持器800 —起使用以便 帮助在椎体2、4之间提供足够的牵引。牵引器900的叉尖902、904可被插入椎间空间内， 且杠杆906、908被压缩在一起以便提供牵引。棘齿机构910使得杠杆可被锁定在固定位置 处，且片簧910为牵引提供了阻力。这种牵引可在保持器棘爪830位于中立位置处时或者 位于第一位置处时被提供。一旦椎体被充分牵引，则如果保持器棘爪830尚未处于第一位 置处的话，该保持器棘爪可移至第一位置，以便保持椎体之间的间隔。牵引器900可包括锁 定特征以便将杠杆906、908和叉尖902、904保持在固定位置处，直至被释放。在椎体被充分牵引之后，可使用所属领域已公知的器具，如凯里森咬骨钳、刮治器 和骨凿实施椎间盘切除术和减压。可使用凯里森咬骨钳、刨器、粗挫、钻孔锥工具或其它器 具在椎骨端板上制备出平的表面，这是因为平的表面可确保在假体端板与椎骨端板之间获 得最佳的界面。端板制备还可包括形成与假体的齿部或脊棱相对应的沟槽、对表面进行粗 糙化或平滑化处理以便促进与假体的相容性或者促进假体的骨向内生长和稳定、和/或对 端板的形状进行轮廓塑造。图31示出了粗挫950，所述粗挫可被插入椎体2、4之间以便对 端板进行刮擦并使其平化。粗挫950包括握持部分952、轴杆954、一对翼956和粗挫头部 958。粗挫头部包括多个切割边缘964。翼部956包括翼板960、962，所述翼板位于轴杆954 的任一侧部的侧面且被布置而垂直于粗挫头部958。翼部956是导引特征，所述导引特征 使得粗挫950可被插入椎间空间内而与保持器800对齐。参见图28，粗挫950可被插入板808、810之间，从而使得翼板960、962在固定取向下在保持器板808、810上滑动。在粗挫 950因此对齐的情况下，粗挫头部958将沿平行于椎骨端板的取向进入椎间空间。应该意识 到本文披露的其它器具可具有导引特征，所述导引特征包括相似的翼板，使得可与保持器 板808、810对齐并矫正器具相对于矢状平面的取向。图32示出了刨器，在另一可选实施例 中，所述刨器也可用于端板的平化和制备过程中。刨器970包括握持部分972、轴杆974、一 对翼部976和具有切割边缘979的刨器头部978。参见图33，可使用探针980来评测椎间空间的构型、评估端板的平度并确定与该 空间适配的最佳的植入物覆盖尺寸。探针980包括操纵器982、轴杆984和具有平的侧部 的桨片986。探针可具有多种尺寸，如小、中和大，每个尺寸包括这样的桨片，所述桨片的覆 盖尺寸与假体，如假体100，是相当的。如图33所示，探针可被插入保持器的板808、810之 间，直至桨片986位于椎间空间中。可利用视觉观察或荧光透视的方式来观察桨片986相 对于椎骨端板的尺寸，从而确定适当的假体覆盖尺寸。桨片986可被压靠在制备好的椎骨 端板上或在所述端板上摩擦，以便评估端板的平度，和/或可利用荧光透视术观察端板的 轮廓与桨片轮廓的对比，从而评估平度。探针可具有多种尺寸，且探针的其它实施例可包括 翼部，如位于粗挫950上的那些翼部，从而使得保持器800可进行精确导引。一旦对椎体端 板的平度进行了评估，则如果有必要的话，可用粗挫、刨器、锤、钻孔锥和/或其它工具进行 附加的制备以适应端板表面上的凹进、凸出或其它不规则之处。这些评估步骤和制备步骤 可根据需要进行重复。参见图34-图36，一个或多个试验件可被插入制备好的椎间空间内以便确定所需 的脊柱前凸矫正(如果有的话)。试验件可具有多种覆盖尺寸，以便与探针和假体的覆盖尺 寸相匹配。图34示出了试验件1010，且图35示出了试验件的远端端部的部分分解视图。 试验件1010包括头部1000，所述头部具有第一试验板1002和第二试验板1004。试验板 1002具有钉1006 (图35中不可见)，所述钉将所述试验板联接至第一杠杆1012，且试验板 1004具有钉1007，所述钉将所述试验板联接至第二杠杆1014。板1002、1004可通过将每个 钉插置穿过位于每个杠杆的远端端部中相应的孔的方式被紧固到插入器上。另一种可选方 式是，所述板可被永久焊接到杠杆上。试验件1010进一步包括第一杠杆1012和第二杠杆1014。在其近端端部处，杠杆 1012、1014通过棘齿机构1016进行联接。在其远端端部附近，杠杆通过铆钉1015进行联 接。铆钉1015被联接至杠杆1012且被捕获在杠杆1014上的凹槽1017中，从而使得杠杆 可相对于彼此移动，但这种移动受到凹槽1017长度的限制。第一杠杆1012包括第一翼部 1018，且第二杠杆1014包括第二翼部1019，翼部被定位以使得该插入器可在保持器800的 板上滑动，相对于销762、764和目标椎间空间对插入器进行定位。枢转销1020在其远端端 部处联接杠杆1012、1014，从而使得杠杆可围绕销1020进行旋转并相对于彼此进行枢转。图36示出了将试验件1010插入介于制备好的端板之间的椎间空间内的情况。所 选定的试验件具有取决于所使用探针的适当的覆盖尺寸。杠杆的近端端部被定位，从而使 得远端端部大约彼此平行，从而使得试验板1002、1004也彼此平行。试验件1010被插置在 保持板808、810之间，且杠杆被定位以使得翼部1019、1018位于板808、810的侧面，由此相 对于矢状平面将头部1000定位在正确的取向下。头部1000被进一步插入椎间空间内。可 利用荧光透视术将头部放置在椎间空间内的所需深度处。
30
所需的脊柱前凸矫正程度可通过调节椎间空间内的试验板1002、1004的角度的 方式确定。杠杆1012、1014被棘齿逐渐带到一起，从而导致其远端端部围绕枢转轴1020枢 转分开，且导致试验板1002、1004枢转分开，直至达到所需的脊柱前凸矫正程度。这可通过 荧光透视术看到。试验件1010上的标记还可用于测量脊柱前凸矫正程度。一旦确定了脊 柱前凸矫正程度，则试验件插入器1010可被释放，从而使得试验板1002、1004可返回平行 位置以便移除，且试验件1000从椎间空间中被移除。可利用对覆盖尺寸和脊柱前凸矫正程 度的观察来选择适当构造的假体进行插入。图37-图41示出了将椎间盘假体100插入介于椎骨2与4之间的制备好的椎间 空间内的情况。应该意识到本文提出的方法和器具可用以植入假体400、600或其它相似 的人工盘假体。参见图37，图中示出了植入物插入器1050，所述植入物插入器握持着假体 100。植入物插入器包括可旋转的柄部部分1052、固定柄部部分1053、轴杆1054、翼部1056 和握持机构1058。轴杆1054包括外管1060和被定位在所述管内部的杆1062。外管1060 可包括多个清洗凹槽1061。可旋转的柄部部分1052被连接至杆1062，从而使得可旋转柄 部部分1052的转动会使杆1062向远端或近端移动。在其远端端部处，杆被连接至握持机 构1058。当杆1062向远端位移至第一位置时，其通过凸轮作用将握持机构1058带至打开 位置，且当杆向近端位移至第二位置时，握持机构在凸轮作用下被带至闭合位置，在所述闭 合位置处，假体100可被紧固地握持以便插入。翼部1056被构造以便在植入过程中在保持 板808、810上滑动并处在所述保持板的侧面，从而相对于矢状平面将器具和假体置于适当 的取向下。参见图38A-图38D，图中示出了插入器和握持机构的远端端部的放大视图。握持 机构包括第一对齐侧部1070和被定位在与该第一对齐侧部相对的位置处的第二对齐侧部 1072。对齐侧部1070、1072的取向垂直于翼部1056，以便在植入过程中将假体置于适当取 向下。每个对齐构件包括多个叉尖1074，所述叉尖延伸越过对齐侧部的端部，且当假体被 握持机构握持以便操控和插入时，所述假体被夹在所述叉尖之间。叉尖可被定位以便与处 在假体端板102、104上的齿部对齐，以便于插入。对齐侧部1070的远端侧部被成形以便对 假体端板102的前侧端部进行补充，对齐侧部1070包括第一键接件(key) 1076，所述第一 键接件被成形以便装配在位于端板102的前侧端部上的凹穴144中。对齐侧部1072包括 比第一键接件更大的第二键接件1078，所述第二键接件被制成一定形状以便装配在位于端 板104的前侧端部上的凹穴174中。键接件和凹穴被制成特定尺寸，从而使得假体可仅在 一个正确的位置处才可被安装在插入器1050上。应该意识到插入器1050的其它实施例 可包括键接特征，所述键接特征被成形以便与植入物400或600的握持凹部、凹穴或其它特 征相接合。握持机构进一步包括两个可枢转的相对臂部1080、1082。当内杆1062向远端位移 时，臂部1080、1082在凸轮作用下被带到打开位置以便接收假体100，如图38D所示。假体 被安装到插入器上，从而使得处在插入器上的键接件1076、1078被装配在处在假体100上 的凹穴144、174内。此外，参见图39，杆随后位移至第二位置以使臂部1080、1082闭合，所 述臂部与运动止挡器140、170的楔形榫状内边缘142、172接合，紧固地握持该假体。每个 臂部1080、1082具有对齐孔1084。该对齐孔可用荧光透视术进行观察以便在假体被插入椎 间空间内时对该假体进行监控、从而监控并确定植入的适当深度。
在所需假体被选择并被安装在插入器1050上之后，插入器被置于保持器800上， 且导引翼1056位于保持器的板808、810上。假体的导缘(后侧导缘)被插入制备好的椎间 空间内。在该点处，保持器800可被略微压缩以便有利于端板固定。插入器1050可被锤或 槌(未示出)敲击以便驱动假体更远地进入椎间空间内。随着假体被插入，该引导性自切割 齿部130可切割出进入椎骨端板内的轨迹，且更大的第二排齿部131会放大该轨迹。通过该 保持器可根据需要调节压缩和牵引以便确保齿部130、131被稳固地植入椎骨端板内。当植 入物充分就位时，插入器柄部1052产生扭转以便从植入物中释放插入器臂部1080、1082。 保持器800和销762、764被移除，且可根据需要利用荧光透视术来评估最终的植入物放置。如果需要，则可使用夯具来精确调节植入物直至其完全就位。图40A示出了夯具 1100，所述夯具包括柄部1102、轴杆1104和夯具头部1106。图40B是夯具头部1106的放 大视图，所述夯具头部包括本体1108、远端弯曲边缘1110，突部1112从所述弯曲边缘伸出。 本体1108可包括更宽的上部部分、渐细且较窄的下部部分。该渐细且较宽的上部部分可用 作阻挡元件以防止夯具和/或假体被推入椎间空间内过远的位置处。弯曲边缘1110被制 成一定形状以便补充端板102、104的前侧端部112、152的形状。如图41所示，突部1112 被制成一定形状以便与端板上的凹穴144、174相匹配。夯具1100可被装配到端板102、104 的前侧端部上，且突部1112位于凹穴中，以便确保端板相对于彼此实现适当的对齐，且夯 具被锤或槌(未示出)敲击以便将端板102、104精确地放置在椎体中。其它实施例可包括 单个端板夯具，所述夯具被构造以便对每个端板进行单独地放置。确保假体的适当安放和 对齐将使得病人可具有优化的运动范围。在植入物位于通过荧光透视术确证的所需位置处 之后，所有器具可被移除且外科手术部位被闭合。本文所述的每种植入物都可在同一过程或随后的过程中被修正或移除。对于植入 物的修正或移除而言，要再次对病人进行术前准备以使其位于中立姿势位置处，且脊骨的 目标盘水平高度从前侧被暴露出来。可选地，该可调节的保持器800和销或牵引器可被用 于牵引椎体。图42示出了在移除之前握持着植入物100的移除器工具1150。图43示出了 握持着植入物100的移除器工具1150的远端端部，且图44示出了移除器工具1150的远端 端部的分解视图。参见图42，移除器工具1150包括第一杠杆1152和第二杠杆1154，所述第一杠 杆和所述第二杠杆在近端端部处通过棘齿机构1156进行联接，且在远端端部处通过铆钉 1158进行联接。当植入物被握持时，杠杆在棘齿作用下移至一起，此时一对片簧1160、1161 会提供阻力。参见图43和图44，第一杠杆1152的远端端部包括本体1162，所述本体具有 位于最远端端部处的凹部1164。两个叉尖1166、1168从相对的侧部对该凹部进行了封围， 从而使得叉尖的尖端1170、1172彼此相对但并不相遇。尖端1170、1172被制成一定角度以 便与上侧端板102的前侧保持构件140的楔形榫状内边缘142接合(参见图3)。第二杠杆 1154的远端端部包括本体1176，所述本体具有楔形点或凿状点1178。在该本体的内面上， 唇缘1180和圆角1182在该本体上延伸。移除器工具1150可通过释放棘齿机构并使杠杆1152、1154在其近端端部处移动 分开，从而使得围绕铆钉1158旋转的远端端部同样移动分开，的方式被打开。第一杠杆 1152的本体1162与植入物接合，从而使得上侧端板102上的前侧保持构件1140装配在凹 部1164内，且叉尖1166、1168围绕着构件140且叉尖尖端1170、1172与楔形榫状内边缘142相匹配。第二杠杆1154上的楔形点1178被楔置在上侧端板102与椎体2之间，将它们 撬动开。另一种可选方式是，楔形点1178可在本体1162与上侧端板102接合之前被使用 或者在接合的同时被使用。移除器工具通过用棘齿作用将杠杆置于一起的方式被闭合，且 本体1162、1176移向彼此，以三明治的方式夹绕在上侧端板102的前侧端部112周围。当 构件140装配在凹部1164内，且圆角1182装配在端板的上侧前侧边缘周围时，端板102被 紧固地握持。作为植入物部件紧密交叠并置的结果，上侧端板102被向前侧拉出椎间空间， 且髓核和下侧端板与上侧端板一起被拉出。当上侧端板102向前侧被拉出时，其侧向运动 止挡器134、135与髓核106上的切口 300、302接合；髓核中的凹穴310与下侧端板104上 的杆柱180接合；因此髓核和下侧端板与上侧端板一起被拉出。在移除了植入物之后，可植 入置换假体，或者可用融合装置或其它系统置换该假体。另一种可选方式是，移除器工具可转动180度且用于握持下侧端板104，且端板的 前侧运动止挡器170装配在第一杠杆1152的凹部1164内，且楔形点1178被插置在下侧端 板104与椎体4之间。在其它可选的情况下，如果髓核并不存在或者假体已被牵引从而使 得部件不再处于紧密并置状态下，则每个端板102、104都可被单独移除。本发明可在不偏离其精神或关键特性的情况下被实施为其它特定形式。例如，上 面描述了人工盘假体的多个其它可选实例。应该意识到上述实例的多个特征可进行混合 和匹配以便形成多种其它可选方式，根据本发明，每种方式可具有不同的承载表面构型或 优选的相对取向。因而，所述实施例在所有方面中都应仅被视为是示例性而非限制性的。因 此，本发明的范围由所附权利要求书而不是前面的描述决定。处在权利要求书的意义和等 效范围内的所有变化应该被包括在其范围内。尽管前面已经对本发明及其优点进行了详细描述，但应该理解可在不偏离由所 附权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下做出多种变化。替代和改变。此外，本 申请的范围并不旨在限于本说明书中描述的过程、机器、制造、物质成分、手段、方法和步骤 的特定实施例。所属领域技术人员将易于从本发明的披露内容中意识到，根据本发明，与本 文所述的相应实施例具有大体上相同的功能或实现了大体上相同的结果的那些目前存在 或稍后将被开发出来的工艺、机器、制造、物质成分、手段、方法或步骤都是可以使用的。因 此，所附权利要求书的范围内旨在包括这种工艺、机器、制造、物质成分、手段、方法或步骤。
3权利要求
一种椎间盘假体，所述椎间盘假体包括第一端板，所述第一端板包括可被紧固到第一椎体上的第一骨接合表面，所述第一端板进一步包括第一关节连接表面；第二端板，所述第二端板包括可被紧固到第二椎体上的第二骨接合表面，所述第二端板进一步包括第二关节连接表面；和被定位在所述第一端板与所述第二端板之间的髓核，所述髓核的形成与所述第一端板和所述第二端板的形成是彼此独立的，所述髓核包括第一取向特征，所述第一取向特征与所述第一关节连接表面或所述第二关节连接表面中的一个关节连接表面协同作用以便围绕所述第一端板的中心/侧向轴线相对于所述第二端板提供优选的取向，其中所述髓核进一步与所述第一关节连接表面或所述第二关节连接表面中的一个关节连接表面协同作用以便围绕所述第一端板的前侧/后侧轴线相对于所述第二端板提供优选的取向。
2.根据权利要求1所述的椎间盘假体，其中所述髓核进一步包括第三关节连接表面， 所述第三关节连接表面与所述第一关节连接表面进行关节连接，所述第三关节连接表面包 括所述第一取向特征；和第四关节连接表面，所述第四关节连接表面与所述第二关节连接 表面进行关节连接，所述第四关节连接表面包括所述第二取向特征，所述第二取向特征与 所述第二关节连接表面协同作用以便相对于所述第二端板提供所述第一端板的优选的侧 向取向。
3.根据权利要求1所述的椎间盘假体，其中所述第一关节连接表面和所述第二关节连 接表面中的每个关节连接表面整体上大体上呈平面。
4.根据权利要求1所述的椎间盘假体，其中所述第一取向特征是所述髓核的第三关节 连接表面的一部分，其中所述第三关节连接表面与所述第一关节连接表面进行关节连接， 所述第一取向特征在至少一个剖面中包括第一平化部段，所述第一平化部段被定位在所述 第三关节连接表面的第一弯曲部段与第二弯曲部段之间并与所述第一弯曲部段和所述第 二弯曲部段邻接。
5.根据权利要求4所述的椎间盘假体，其中所述髓核进一步包括第四关节连接表面， 所述第四关节连接表面与所述第二关节连接表面进行关节连接，其中所述第二取向特征是 所述第四关节连接表面的一部分，其中所述第二取向特征在至少一个剖面中包括第一平化 部段，所述第一平化部段被定位在所述第四关节连接表面的第一弯曲部段与第二弯曲部段 之间并与所述第一弯曲部段和所述第二弯曲部段邻接。
6.根据权利要求1所述的椎间盘假体，其中所述第一取向特征是所述髓核的第三关节 连接表面的一部分，其中所述第三关节连接表面与所述第一关节连接表面进行关节连接， 所述第一取向特征包括圆柱体的一部分。
7.根据权利要求6所述的椎间盘假体，其中所述髓核进一步包括第四关节连接表面， 所述第四关节连接表面与所述第二关节连接表面进行关节连接，其中所述第二取向特征是 所述第二关节连接表面的一部分，其中所述第二取向特征在至少一个剖面中包括第一平化 部段，所述第一平化部段被定位在所述第二关节连接表面的第一弯曲部段与第二弯曲部段 之间并与所述第一弯曲部段和所述第二弯曲部段邻接，其中所述第二取向特征垂直于所述 第一取向特征。
8.根据权利要求1所述的椎间盘假体，其中所述第一端板包括从所述第一骨接合表面伸出以便穿透骨的至少一个骨接合特征，其中所述第二端板包括从所述第二骨接合表面伸 出以便穿透骨的至少一个骨接合特征。
9.根据权利要求1所述的椎间盘假体，其中所述第一端板和所述第二端板中的一个端 板包括当所述椎间盘假体被适当地植入介于所述第一椎体与所述第二椎体之间的椎间空 间中时，大体上沿头部/尾部轴线伸出而穿过相应的关节连接表面的圆柱形杆柱，其中所 述髓核包括渐细凹槽，所述渐细凹槽被成形以便接收所述杆柱，其中所述杆柱与所述渐细 凹槽进行关节连接，以使得所述髓核可围绕所述头部/尾部轴线进行相对旋转，且使得所 述髓核可围绕所述端板的前侧_后侧轴线进行相对旋转。
10.根据权利要求1所述的椎间盘假体，其中所述第一端板、所述第二端板或所述髓核 包括至少一个止挡元件，所述至少一个止挡元件限制了当所述椎间盘假体被适当地植入介 于所述第一椎体与所述第二椎体之间的椎间空间中时，在所述第一端板与所述第二端板之 间围绕所述第一椎体和所述第二椎体的中心/侧向轴线或所述第一椎体和所述第二椎体 的前侧/后侧轴线的运动范围。
11.根据权利要求1所述的椎间盘假体，其中所述第一取向特征包括至少两个呈平面 的表面部分，所述至少两个呈平面的表面部分通过弯曲的过渡表面部分相连，所述弯曲的 过渡表面部分在所述平面表面部分之间限定出锐角。
12.—种人工盘假体，所述人工盘假体包括第一端板，所述第一端板包括可被紧固到第一椎体上的第一骨接合表面，所述第一端 板进一步包括第一关节连接表面；第二端板，所述第二端板包括可被紧固到第二椎体上的第二骨接合表面，所述第二端 板进一步包括第二关节连接表面；和被定位在所述第一端板与所述第二端板之间的髓核，所述髓核包括第三关节连接表面 和第四关节连接表面；其中所述第一关节连接表面与所述第三关节连接表面协同作用以便限定出第一关节 连接关节，所述第一关节连接关节包括当所述椎间盘假体被适当地植入介于所述第一椎 体与所述第二椎体之间的椎间空间中时，围绕所述第一椎体和所述第二椎体的前侧/后侧 轴线旋转的中立优选取向；其中所述第二关节连接表面与所述第四关节连接表面协同作用以便限定出第二关节 连接关节，所述第二关节连接关节包括当所述椎间盘假体被适当地植入所述椎间空间中 时，围绕所述第一椎体和所述第二椎体的中心/侧向轴线旋转的中立优选取向。
13.根据权利要求12所述的人工盘假体，其中所述第三关节连接表面被定位在所述髓 核的头部侧部上，且所述第四关节连接表面被定位在所述髓核的尾部侧部上。
14.根据权利要求12所述的人工盘假体，进一步包括在所述第一端板、所述第二端板和所述髓核中的一个上形成的第一止挡元件，以便限 制当所述椎间盘假体被适当地植入所述椎间空间中时，在所述第一端板与所述第二端板之 间围绕所述第一椎体和所述第二椎体的中心/侧向轴线的运动范围；在所述第一端板、所述第二端板和所述髓核中的一个上形成的第二止挡元件，以便限 制当所述椎间盘假体被适当地植入所述椎间空间中时，在所述第一端板与所述第二端板之 间围绕所述第一椎体和所述第二椎体的前侧/后侧轴线的运动范围；和从所述第一关节连接表面和所述第二关节连接表面中的至少一个关节连接表面中伸 出的第三止挡元件，以便限制当所述椎间盘假体被适当地植入所述椎间空间中时，所述髓 核围绕所述第一椎体和所述第二椎体的头部/尾部轴线的旋转运动范围。
15.根据权利要求12所述的人工盘假体，其中所述第一关节连接表面和所述第二关节 连接表面中的每个关节连接表面整体上大体上呈平面。
16.根据权利要求15所述的人工盘假体，其中所述第三关节连接表面在至少一个剖面 中包括第一平化部段，所述第一平化部段被定位在所述第三关节连接表面的第一弯曲部段 与第二弯曲部段之间并与所述第一弯曲部段和所述第二弯曲部段邻接，其中所述第一平化 部段与所述第一关节连接表面协同作用以便推动所述第一关节连接关节保持所述优选取 向，以便当所述椎间盘假体被适当地植入所述椎间空间中时，围绕所述第一椎体和所述第 二椎体的所述中心/侧向轴线进行旋转。
17.根据权利要求16所述的人工盘假体，其中所述第四关节连接表面在至少一个剖面 中包括第二平化部段，所述第二平化部段被定位在所述第四关节连接表面的第一弯曲部段 与第二弯曲部段之间并与所述第一弯曲部段和所述第二弯曲部段邻接，其中所述第二平化 部段与所述第二关节连接表面协同作用以便推动所述第二关节连接关节保持所述优选取 向，以便当所述椎间盘假体被适当地植入所述椎间空间中时，围绕所述第一椎体和所述第 二椎体的所述前侧/后侧轴线进行旋转。
18.根据权利要求12所述的人工盘假体，其中所述第一关节连接关节包括具有第一 曲率半径的第一弯曲表面，且所述第二关节连接关节包括具有第二曲率半径的第二弯曲表 面，其中所述第一曲率半径不等于所述第二曲率半径。
19.根据权利要求12所述的椎间盘假体，其中所述第一端板和所述第二端板中的一个 端板包括当所述椎间盘假体被适当地植入所述椎间空间中时，大体上沿头部/尾部轴线 伸出而穿过相应的关节连接表面的大体上呈圆柱形的杆柱，其中所述髓核包括渐细凹槽， 所述渐细凹槽被成形以便接收所述杆柱，其中所述杆柱与所述渐细凹槽进行关节连接，以 使得所述端板可围绕所述头部/尾部轴线进行相对旋转，且使得所述髓核可围绕所述端板 的前侧_后侧轴线和/或围绕所述端板的中心/侧向轴线进行相对旋转。
20.一种椎间盘假体，所述椎间盘假体包括第一端板，所述第一端板包括可被紧固到第一椎体上的第一骨接合表面，所述第一端 板包括整体上大体上呈平面的第一关节连接表面；第二端板，所述第二端板包括可被紧固到第二椎体上的第二骨接合表面，所述第二端 板包括整体上大体上呈平面的第二关节连接表面；和髓核，所述髓核的形成与所述第一端板和所述第二端板的形成是彼此独立的，所述髓 核包括第三关节连接表面和第四关节连接表面，其中所述髓核被定位在所述第一端板与所 述第二端板之间，从而使得所述第三关节连接表面与所述第一关节连接表面进行关节连接 且使得所述第四关节连接表面与所述第二关节连接表面进行关节连接。
21.根据权利要求20所述的椎间盘假体，其中所述第三关节连接表面包括至少两个呈 平面的部分，所述至少两个呈平面的部分通过弯曲的过渡表面部分相连，所述弯曲的过渡 表面部分在所述平面部分之间限定出锐角。
22.根据权利要求21所述的椎间盘假体，其中所述第三关节连接表面进一步包括第三平面部分，其中当所述椎间盘假体被适当地植入介于所述第一椎体与所述第二椎体之间的 椎间空间中时，每个平面部分并不与其它平面部分共面且在所述第一椎体和所述第二椎体 的矢状平面上延伸。
23.根据权利要求22所述的椎间盘假体，其中所述第四关节连接表面包括第一平面部 分、第二平面部分和第三平面部分，其中当所述椎间盘假体被适当地植入介于所述第一椎 体与所述第二椎体之间的椎间空间中时，每个平面部分并不与其它平面部分共面且在所述 第一椎体和所述第二椎体的冠状平面上延伸。
24.根据权利要求20所述的椎间盘假体，其中所述第一端板包括从所述第一骨接合表 面伸出以便穿透骨的至少一个骨接合特征，其中所述第二端板包括从所述第二骨接合表面 伸出以便穿透骨的至少一个骨接合特征。
25.根据权利要求20所述的椎间盘假体，其中所述第一骨接合表面和所述第二骨接合 表面中的至少一个骨接合表面包括提供了骨向内生长或骨在上面生长的多孔的或粗糙化 的表面。
26.根据权利要求20所述的椎间盘假体，其中所述第一端板和所述第二端板中的一个 端板包括当所述椎间盘假体被适当地植入介于所述第一椎体与所述第二椎体之间的椎间 空间中时，大体上沿头部/尾部轴线伸出而穿过相应的关节连接表面的圆柱形杆柱，其中 所述髓核包括渐细凹槽，所述渐细凹槽被成形以便接收所述杆柱，其中所述杆柱与所述渐 细凹槽进行关节连接，以使得所述端板可围绕所述头部/尾部轴线进行相对旋转，且使得 所述髓核可围绕所述端板的前侧_后侧轴线和/或围绕所述端板的中心/侧向轴线进行相 对旋转。
27.根据权利要求20所述的人工盘假体，进一步包括在所述第一端板、所述第二端板和所述髓核中的一个上形成的第一止挡元件，以便限 制当所述椎间盘假体被适当地植入介于所述第一椎体与所述第二椎体之间的椎间空间中 时，在所述第一端板与所述第二端板之间围绕所述第一椎体和所述第二椎体的中心/侧向 轴线的运动范围；在所述第一端板、所述第二端板和所述髓核中的一个上形成的第二止挡元件，以便限 制当所述椎间盘假体被适当地植入所述椎间空间中时，在所述第一端板与所述第二端板之 间围绕所述第一椎体和所述第二椎体的前侧/后侧轴线的运动范围；和从所述第一关节连接表面和所述第二关节连接表面中的至少一个关节连接表面中伸 出的第三止挡元件，以便限制当所述椎间盘假体被适当地植入所述椎间空间中时，所述髓 核围绕所述第一椎体和所述第二椎体的头部/尾部轴线的旋转运动范围。
28. 一种用于将椎间盘假体植入脊骨的一部分中的方法，所述方法包括将第一端板的第一骨接合表面紧固到第一椎体上，所述第一端板进一步包括第一关节 连接表面；将第二端板的第二骨接合表面紧固到第二椎体上，所述第二端板进一步包括第二关节 连接表面；通过将髓核定位在所述第一端板与所述第二端板之间的方式而围绕所述第一端板的 中心/侧向轴线相对于所述第二端板提供优选的取向，所述髓核的形成与所述第一端板和 所述第二端板的形成是彼此独立的，从而使得所述髓核的第一取向特征与所述第一关节连接表面和所述第二关节连接表面中的一个关节连接表面协同作用以便围绕所述中心/侧 向轴线提供所述优选取向；且其中将所述髓核定位在所述第一端板与所述第二端板之间的步骤进一步包括围绕所 述第一端板的前侧/后侧轴线相对于所述第二端板提供优选的取向。
29.根据权利要求28所述的方法，其中围绕所述第一端板的所述中心/侧向轴线相对 于所述第二端板提供所述优选的取向的所述步骤进一步包括对所述髓核的第三关节连接 表面进行定位以便与所述第一关节连接表面进行关节连接，所述第三关节连接表面包括所 述第一取向特征，其中围绕所述第一端板的所述前侧/后侧轴线相对于所述第二端板提供 所述优选的取向的所述步骤进一步包括对第四关节连接表面进行定位以便与所述第二关 节连接表面进行关节连接，从而使得所述第四关节连接表面的第二取向特征与所述第二关 节连接表面协同作用。
30.根据权利要求28所述的方法，其中所述第一关节连接表面和所述第二关节连接表 面中的每个关节连接表面整体上大体上呈平面。
31.根据权利要求28所述的方法，其中所述第一取向特征是所述髓核的第三关节连接 表面的一部分，所述第一取向特征在至少一个剖面中包括第一平化部段，所述第一平化部 段被定位在所述第三关节连接表面的第一弯曲部段与第二弯曲部段之间并与所述第一弯 曲部段和所述第二弯曲部段邻接，其中围绕所述第一端板的所述中心/侧向轴线相对于所 述第二端板提供所述优选的取向的所述步骤进一步包括对所述第三关节连接表面进行定 位以便与所述第一关节连接表面进行关节连接。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述髓核进一步包括第四关节连接表面，所述 第四关节连接表面包括所述第二取向特征，所述第二取向特征在至少一个剖面中包括第一 平化部段，所述第一平化部段被定位在所述第四关节连接表面的第一弯曲部段与第二弯曲 部段之间并与所述第一弯曲部段和所述第二弯曲部段邻接，其中围绕所述第一端板的所述 前侧/后侧轴线相对于所述第二端板提供所述优选的取向的所述步骤进一步包括对所述 第四关节连接表面进行定位以便与所述第二关节连接表面进行关节连接。
33.根据权利要求28所述的方法，其中所述第一取向特征是所述髓核的第三关节连接 表面的一部分，其中所述第一取向特征包括圆柱体的一部分，其中围绕所述第一端板的所 述中心/侧向轴线相对于所述第二端板提供所述优选的取向的所述步骤进一步包括对所 述第三关节连接表面进行定位以便与所述第一关节连接表面进行关节连接。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述第二取向特征是所述第二关节连接表面的 一部分，所述第二取向特征在至少一个剖面中包括第一平化部段，所述第一平化部段被定 位在所述第二关节连接表面的第一弯曲部段与第二弯曲部段之间并与所述第一弯曲部段 和所述第二弯曲部段邻接，其中所述第二取向特征垂直于所述第一取向特征，其中围绕所 述第一端板的所述前侧/后侧轴线相对于所述第二端板提供所述优选的取向的所述步骤 进一步包括对所述第四关节连接表面进行定位以便与所述第二关节连接表面进行关节连 接。
35.根据权利要求28所述的方法，其中将所述第一骨接合表面紧固到所述第一椎体上 的步骤进一步包括使从所述第一骨接合表面伸出的至少一个骨接合特征穿透骨，且其中将 所述第二骨接合表面紧固到所述第二椎体上的步骤进一步包括使从所述第二骨接合表面伸出的至少一个骨接合特征穿透骨。
36.根据权利要求28所述的方法，其中所述第一端板和所述第二端板中的一个端板包 括当所述椎间盘假体被适当地植入介于所述第一椎体与所述第二椎体之间的椎间空间中 时，大体上沿头部/尾部轴线伸出而穿过相应的关节连接表面的大体上呈圆柱形的杆柱， 其中所述髓核包括渐细凹槽，所述渐细凹槽被成形以便接收所述杆柱，其中将所述髓核定 位在所述第一端板与所述第二端板之间的步骤进一步包括对所述髓核进行定位以使得所 述杆柱与所述渐细凹槽进行关节连接，以使得所述髓核可围绕所述头部/尾部轴线进行旋 转，且使得所述髓核可围绕所述端板的前侧-后侧轴线和/或围绕所述端板的中心-侧向 轴线进行相对旋转。
37.根据权利要求28所述的方法，其中所述第一端板、所述第二端板或所述髓核包括 至少一个止挡元件，所述至少一个止挡元件限制了当所述椎间盘假体被适当地植入介于所 述第一椎体与所述第二椎体之间的椎间空间中时，在所述第一端板与所述第二端板之间围 绕所述第一椎体和所述第二椎体的中心/侧向轴线或所述第一椎体和所述第二椎体的前 侧/后侧轴线的运动范围。
38.根据权利要求28所述的方法，其中所述第一取向特征包括至少两个呈平面的表面 部分，所述至少两个呈平面的表面部分通过弯曲的过渡表面部分相连，所述弯曲的过渡表 面部分在所述平面表面部分之间限定出锐角。
39.一种用于将椎间盘假体植入脊骨的一部分中的方法，所述方法包括将第一端板的第一骨接合表面紧固到第一椎体上，所述第一端板进一步包括第一关节 连接表面；将第二端板的第二骨接合表面紧固到第二椎体上，所述第二端板进一步包括第二关节 连接表面；对髓核的第三关节连接表面进行定位以便与所述第一关节连接表面协同作用，从而限 定出第一关节连接关节，所述第一关节连接关节包括用于围绕所述第一椎体和所述第二椎 体的前侧/后侧轴线旋转的中立优选取向；以及对所述髓核的第四关节连接表面进行定位以便与所述第二关节连接表面协同作用，从 而限定出第二关节连接关节，所述第二关节连接关节包括用于围绕所述第一椎体和所述第 二椎体的中心/侧向轴线旋转的中立优选取向。
40.根据权利要求39所述的方法，其中对所述第三关节连接表面进行定位的步骤进一 步包括对所述髓核进行定位以使得所述第三关节连接表面位于所述髓核的头部侧部上，且 其中对所述第四关节连接表面进行定位的步骤进一步包括对所述髓核进行定位以使得所 述第四关节连接表面位于所述髓核的尾部侧部上。
41.根据权利要求39所述的方法，其中在所述第一端板、所述第二端板和所述髓核中的一个上形成第一止挡元件，以便限制 当所述椎间盘假体被适当地植入介于所述椎间空间中时，在所述第一端板与所述第二端板 之间围绕所述第一椎体和所述第二椎体的中心/侧向轴线的运动范围；在所述第一端板、所述第二端板和所述髓核中的一个上形成第二止挡元件，以便限制 当所述椎间盘假体被适当地植入所述椎间空间中时，在所述第一端板与所述第二端板之间 围绕所述第一椎体和所述第二椎体的前侧/后侧轴线的运动范围；和从所述第一关节连接表面和所述第二关节连接表面中的至少一个关节连接表面中伸 出的第三止挡元件，以便限制当所述椎间盘假体被适当地植入介于所述第一椎体与所述第 二椎体之间的椎间空间中时，所述髓核围绕所述第一椎体和所述第二椎体的头部/尾部轴 线的旋转运动范围。
42.根据权利要求39所述的方法，其中所述第一关节连接表面和所述第二关节连接表 面中的每个关节连接表面整体上大体上呈平面。
43.根据权利要求42所述的方法，其中所述第三关节连接表面在至少一个剖面中包括 第一平化部段，所述第一平化部段被定位在所述第三关节连接表面的第一弯曲部段与第二 弯曲部段之间并与所述第一弯曲部段和所述第二弯曲部段邻接，其中对所述第三关节连接 表面进行定位的步骤进一步包括对所述第一平化部段进行定位以便与所述第一关节连接 表面协同作用，以便推动所述第一关节连接关节保持所述优选取向，以便围绕所述第一椎 体和所述第二椎体的所述中心/侧向轴线进行旋转。
44.根据权利要求43所述的方法，其中所述第四关节连接表面在至少一个剖面中包括 第二平化部段，所述第二平化部段被定位在所述第四关节连接表面的第一弯曲部段与第二 弯曲部段之间并与所述第一弯曲部段和所述第二弯曲部段邻接，其中对所述第四关节连接 表面进行定位的步骤进一步包括对所述第二平化部段进行定位以便与所述第二关节连接 表面协同作用，以便推动所述第二关节连接关节保持所述优选取向，以便围绕所述第一椎 体和所述第二椎体的所述前侧/后侧轴线进行旋转。
45.根据权利要求39所述的方法，其中所述第一关节连接关节包括具有第一曲率半径 的第一弯曲表面，且所述第二关节连接关节包括具有第二曲率半径的第二弯曲表面，其中 所述第一曲率半径不等于所述第二曲率半径。
46.根据权利要求39所述的方法，其中所述第一端板和所述第二端板中的一个端板包 括当所述椎间盘假体被适当地植入介于所述第一椎体与所述第二椎体之间的椎间空间中 时，大体上沿头部/尾部轴线伸出而穿过相应的关节连接表面的圆柱形杆柱，其中所述髓 核包括渐细凹槽，所述渐细凹槽被成形以便接收所述杆柱，所述方法进一步包括对所述髓 核进行定位，以使得所述杆柱与所述渐细凹槽进行关节连接，以使得所述髓核可围绕所述 头部/尾部轴线进行相对旋转，且使得所述髓核可围绕所述端板的前侧_后侧轴线和/或 围绕所述端板的中心/侧向轴线进行相对旋转。
47.一种用于将椎间盘假体植入脊骨的一部分中的方法，所述方法包括将第一端板的第一骨接合表面紧固到第一椎体上，所述第一端板包括整体上大体上呈 平面的第一关节连接表面；将第二端板的第二骨接合表面紧固到第二椎体上，所述第二端板包括整体上大体上呈 平面的第二关节连接表面；并且将髓核定位在所述第一端板与所述第二端板之间，以使得所述髓核的第三关节连接表 面与所述第一关节连接表面进行关节连接且使得所述髓核的第四关节连接表面与所述第 二关节连接表面进行关节连接，其中所述髓核的形成与所述第一端板和所述第二端板的形 成是彼此独立的。
48.根据权利要求47所述的方法，其中所述第三关节连接表面包括至少两个呈平面的 部分，所述至少两个呈平面的部分通过弯曲的过渡表面部分相连，所述弯曲的过渡表面部分在所述平面部分之间限定出锐角。
49.根据权利要求48所述的方法，其中所述第三关节连接表面进一步包括第三平面部 分，其中每个平面部分并不与其它平面部分共面，其中对所述髓核进行定位的步骤进一步 包括对所述髓核进行定位以使得所述第三关节连接表面的每个平面部分在所述第一椎体 和所述第二椎体的矢状平面上延伸。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述第四关节连接表面包括第一平面部分、第 二平面部分和第三平面部分，其中每个平面部分并不与其它平面部分共面，其中对所述髓 核进行定位的步骤进一步包括对所述髓核进行定位以使得所述第四关节连接表面的每个 平面部分在所述第一椎体和所述第二椎体的冠状平面上延伸。
51.根据权利要求47所述的方法，其中将所述第一骨接合表面紧固到所述第一椎体上 的步骤进一步包括使从所述第一骨接合表面伸出的至少一个骨接合特征穿透骨，且其中将 所述第二骨接合表面紧固到所述第二椎体上的步骤进一步包括使从所述第二骨接合表面 伸出的至少一个骨接合特征穿透骨。
52.根据权利要求47所述的方法，其中所述第一端板和所述第二端板中的一个端板包 括当所述椎间盘假体被适当地植入介于所述第一椎体与所述第二椎体之间的椎间空间中 时，大体上沿头部/尾部轴线伸出而穿过相应的关节连接表面的圆柱形杆柱，其中所述髓 核包括渐细凹槽，所述渐细凹槽被成形以便接收所述杆柱，其中对所述髓核进行定位的步 骤包括对所述杆柱进行定位以便与所述渐细凹槽进行关节连接，以使得所述髓核可围绕 所述头部/尾部轴线进行相对旋转，且使得所述髓核可围绕所述端板的前侧_后侧轴线和 /或围绕所述端板的中心_侧向轴线进行相对旋转。
53.根据权利要求47所述的方法，其中在所述第一端板、所述第二端板和所述髓核中的一个上形成第一止挡元件，以便限制 当所述椎间盘假体被适当地植入介于所述第一椎体与所述第二椎体之间的椎间空间中时， 在所述第一端板与所述第二端板之间围绕所述第一椎体和所述第二椎体的中心/侧向轴 线的运动范围；在所述第一端板、所述第二端板和所述髓核中的一个上形成第二止挡元件，以便限制 当所述椎间盘假体被适当地植入所述椎间空间中时，在所述第一端板与所述第二端板之间 围绕所述第一椎体和所述第二椎体的前侧/后侧轴线的运动范围；和从所述第一关节连接表面和所述第二关节连接表面中的至少一个关节连接表面中伸 出的第三止挡元件，以便限制当所述椎间盘假体被适当地植入所述椎间空间中时，所述髓 核围绕所述第一椎体和所述第二椎体的头部/尾部轴线的运动范围。
全文摘要
本发明提供了人工盘假体和用于植入和修正的方法和器具。每个假体可包括上侧端板和下侧端板以及被定位在所述端板的关节连接表面之间的髓核。所述端板可具有呈平面的骨接合表面，所述骨接合表面具有多个自切割齿部。所述端板的所述关节连接表面可呈平面或包括平化部分。所述髓核包括上侧关节连接表面和下侧关节连接表面，所述关节连接表面可包括平化部分，以使得当所述髓核和所述端板的所述关节连接表面被置于优选取向下时，所述平化和/或呈平面的部分被对齐。每种假体可提供屈曲/伸展、前侧/后侧平移、侧向弯曲和/或轴向旋转的自由度。一个实施例包括一种假体，所述假体具有提供屈曲/伸展和前侧/后侧平移的第一关节和提供侧向弯曲和轴向旋转的第二关节。
文档编号A61F2/44GK101909549SQ200880122585
公开日2010年12月8日 申请日期2008年10月27日 优先权日2007年10月25日
发明者乔舒亚·A·巴特斯, 奈尔·杜加尔, 戴兰·赫什卡, 杰弗里·D·阿内特, 路易斯·C·雷蒙 申请人:奈尔·杜加尔;路易斯·C·雷蒙;乔舒亚·A·巴特斯;杰弗里·D·阿内特;戴兰·赫什卡