专利名称：椎间盘植入体的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于治疗脊柱的创伤和疾病的装置和方法。更具体而言，本发明涉及椎间盘代替物。
背景技术：
已经知道，多种状况如椎骨脱离、椎间盘突出、脊髓神经根受压、变质性椎间盘疾病以及创伤会导致严重不适，需要得到医治。当前用于缓解这些状况的疗法中的一种是脊柱融合术，例如椎间的和后外侧的融合或关节固定术。在这些疗法中，两个邻接的椎体被融合在一起。首先切除受感染的椎间盘，然后插入植入体，其可适应两个椎体之间的骨生长，以便有效地将取出椎间盘所留下的间隙搭接起来。已经采用了许多不同的植入体材料和植入体设计来不同程度地成功用于融合。尽管椎间的和后外侧的融合技术已被广泛使用，但它们的使用缺点包括生理运动范围减小以及与融合有关的其它并发症，例如相邻椎间盘的退化和机能性脊椎单元的不稳定。结果，需要有另外的并发症较少而疗效与融合术类似的治疗方法。脊柱融合的一种这样的另选方案是关节成形术以及使用假体的或人造的椎间盘。
通常来说，关节成形术用于患病关节的替换中。关节成形术包括一组用于保持关节运动的疗法，从而保持其完整性并保持相邻的运动部分免于恶化，这种情况倾向于在融合之后出现。根据受感染关节的位置和状况，可以采用特定的关节成形术疗法。例如，通常在肘、肩、踝和指关节上使用插入式再造手术，其对关节进行整形并在形成关节的两块骨头之间加入椎间盘假体。整个关节替换术或整个关节成形术用人造假体来替换整个患病关节，并且在近年来已经成为大多数膝盖和髋部问题的手术选择。
髋部和膝盖替换尤其被广泛使用，2001年在美国进行了接近300000宗髋部替换和大约与此一样多的膝盖替换。就膝和髋关节替换手术而言，可以使用若干种植入体或假体。对于髋关节假体而言，在一种示例性的设计中设有两个部件，一个是与装配到股骨中的金属柄相连的金属球，第二个是植入到骨盆中的相配的塑料球窝。金属件通常由不锈钢、钴和铬的合金、钛及钛合金形成；塑料件通常由高密度聚乙烯形成。对于膝盖假体而言，在一个示例性实施例中，同样可使用金属和塑料部件来替换受损的骨头端和软骨。金属件通常由不锈钢、钴和铬的合金、钛及钛合金形成；塑料件通常由高密度聚乙烯形成。
虽然脊椎关节成形术的进展以及假体在脊柱中的使用类似于体内的其它关节，然而，从融合关节到替换机能性关节的进展、脊椎关节成形术的出现已经比体内其它主要关节的关节成形术要慢。脊椎关节成形术已经后延的一些可能的原因是，与椎间盘退化有关的脊柱问题很难诊断，脊柱治疗通常是因病危所驱使而使得保守治疗方案如融合才是可接受的，以及脊柱解剖学比较复杂。
在过去的40年里脊椎关节成形术一直处于发展之中，在过去的10年里脊椎关节成形术已经赢得了一流的外科医生和植入体制造商的关注。脊椎关节成形术的进展大致始于二十世纪五十年代，其中一个出现的概念就是椎间盘假体的球形概念。球形概念是在已经进行了椎间盘切除术步骤之后，仅仅将大致圆形的球放入到髓核腔中。将椎间盘环保持就位，并且该球用作核的替换装置。已经为该球形概念试验了多种材料。例如，在二十世纪六十年代早期已将采用硅酮球轴承的植入体植入到病人的颈部中，但其结果是不确定的。在二十世纪六十年代中期已将不锈钢(球轴承)假体植入到病人体内。该疗法的结果最初是有前景的，但随着时间的推移椎间盘间隙因钢球下沉到椎体中而丧失了高度。现在仍继续采用不同的材料来研究球形假体的概念，最新的材料是改性碳纤维。
另一出现的概念是机械概念设计。机械概念设计基本上是整体椎间盘替换的产物，其旨在恢复脊椎运动段单元的运动范围。这些装置通常包括通过稳定机构固定在相邻椎体上的金属终板，以及由聚乙烯或其它聚合物材料形成的芯体。作为另选，也可以使用支承面而非芯体，该支承面的材料可以是陶瓷-陶瓷、金属-金属或金属-聚乙烯。机械设计概念基于与关节再造产品如膝盖和髋部替换物相同的原理，已经提出了并将会继续提出多种机械设计假体的概念。
另一概念是生理概念。生理概念采用水凝胶、弹性体或基于聚氨酯的芯体，其旨在通过于病人的脊椎终板之间吸收和放出流体同时还保持椎间盘的自然吸震或缓冲性能来恢复椎间盘的功能。生理概念的装置通常仅被视为部分的解决方案，这是因为它们设计成仅更换椎间盘的核或一部分。
椎间盘更换的所有方法旨在实现下述中的一些或全部缓解椎间盘性疼痛，恢复运动范围，保持椎间盘的自然吸震功能，恢复自然形状或椎间盘高度，以及恢复生理运动机能。一般而言，已经发展出四种示例性类型的人造椎间盘来替换被切除椎间盘的一部分或全部弹性体/流体填充型椎间盘，球和球窝型椎间盘，机械弹簧型椎间盘和混合型椎间盘。
弹性体/流体填充型椎间盘通常包括设置在下部和上部刚性终板之间的弹性体垫片或流体填充的腔室。这些植入体的垫片和腔室可在机械性能方面起到与所去除的椎间盘组织相类似的功能。
球和球窝型椎间盘通常包括具有相互配合在一起的内部球体和球窝部分的两个板件，其可允许板件在脊柱运动过程中的关节联接运动。
机械弹簧型椎间盘通常包括设置在金属终板之间的一个或多个盘簧。盘簧限定了累积弹簧常数，其设计成足以保持相邻椎骨之间的间隙设置，同时允许椎骨在脊椎于任何方向上的屈曲和伸长期间的正常运动。
第四种类型的人造椎间盘即混合型椎间盘涉及到上述设计原理中的两种或多种。例如，一种已知的混合型椎间盘设置包括被弹性体环所包围的球和球窝关节。
尽管上述各种假体均可解决与椎间盘替换有关的一些问题，然而各植入体都存在显著的缺点。因此，需要一种椎间植入体，其可适应要被填充的椎间间隙的解剖结构和几何形状以及相邻椎体端部的解剖结构和几何形状，同时提供设计上的可靠性和简便性。更具体地说，需要一种椎间盘的植入体，其可提供用于支撑施加在椎骨上的高负荷的稳定性，允许充分的灵活性以使病人具有大致正常的运动范围，提供相邻椎骨之间的轴向压缩，并且具有吸震性能。
发明内容
本发明涉及一种椎间盘，其优选设计成可恢复椎间盘高度和脊柱前凸，允许自然的运动范围，吸收震动以及提供对运动和轴向压缩的阻力。另外，椎间盘可用于脊柱的颈部、胸部或腰部区域中。
椎间盘包括主体，其具有优选在尺寸和形状上与相邻椎骨末端的至少一部分相符的轮廓(footprint)。椎间盘的形状包括但不限于圆形、椭圆形、椭球形、菜豆形、环形、C形、D形等等。
在一个实施例中，椎间盘的主体包括上终板、下终板以及设置在上下终板之间的弹性膜。或者，弹性膜可围绕和密封终板。弹性膜限定了内部，其至少部分地填充了流体。流体优选选自气体、液体、凝胶或任何其组合。另外，流体是可压缩的，并且可选自例如气体、液体或水凝胶，或者是不可压缩的，并且可选自例如盐水。
椎间盘还优选包括用于允许流体进入到椎间盘的内部中的阀。该阀可设置在弹性膜上，然而作为另选，该阀可位于椎间盘的上、下终板中。
上、下终板优选由金属如钛、不锈钢、钛合金、钴-铬合金或非晶态合金形成。然而作为另选，上、下终板可由陶瓷，复合材料，聚合物如聚醚醚酮(即PEEK)或超高分子量聚乙烯(即UHMWPE)，包括坚质骨、松质骨、同种移植骨、自体移植骨、异种移植骨、脱矿质或部分脱矿质的骨在内的骨，或者能用作承载支撑的任何其它材料来形成。终板所用的材料连同所需的流体一起优选选择成可降低磨损量，并因此提高了关节的寿命。
上、下终板的外表面可以是大致平面的、楔形的，等等。上、下终板的外表面还可以是拱顶形的，其半径被限定在矢状面和冠状面中，以便与相邻椎骨末端的那些形状大致相配。拱顶形允许上、下终板更好地与相邻椎骨的末端相符，以便提供更好的原位装配。
椎间盘还优选包括可阻止移动的结构，其设置在至少一个或两个终板的外表面上，以便阻止终板从相邻椎骨末端上的运动、移位或逐出或者进入其中。可阻止移动的结构包括但不限于翼片、长钉、齿、翅片、可伸缩的(deployable)长钉、可伸缩的齿、柔性长钉、柔性齿、异形齿、可插入或可膨胀的翅片、螺钉、钩子、锯齿结构、肋条以及纹饰表面。
另外，上、下终板还优选包覆有骨质生长诱导或引导物质以便促进骨质向内生长，从而将椎间盘永久性地固定到相邻椎骨上。或者，上、下终板可具有粗糙表面；多孔表面；激光处理过的终板层；结合有骨引导/骨诱导支架；或者可设有骨引导和/或骨诱导材料或由其制成以促进骨质的向内生长。终板还可包括膜和/或屏障，以便限制骨质向内生长的量和/或深度。
上、下终板还可具有植入器械连接、引导和固定结构。例如，终板可具有孔、槽、螺纹或燕尾接头，以用于植入该植入体和/或牵张相邻的椎骨。例如，椎间盘可包括形成于上和/或下终板中的槽，该槽构造成可容纳植入体的插入装置、牵张装置或这两者。
上、下终板还可优选包括关节联接面，从而为椎间盘提供了更大的灵活性。关节联接面优选包括经抛光或类似的可减少磨损的精加工如金刚石、钛镍精加工等的表面，以便降低磨损、减少颗粒的产生和提高椎间盘的寿命。
在一些实施例中，除了流体之外或作为流体的替代，可包括有另外的结构以提供额外的刚度。该结构包括但不限于弹簧、弹性体、波纹管、气球、封闭容器、中空体、生物相容性纤维和缆索。
在一些实施例中，椎间盘还优选具有关节联接机构，以便允许终板相互间枢轴转动，使得终板的相关部分可在压力下更紧密地靠在一起，而终板的不同的相关部分可在拉力下分开。关节联接机构可以是中心枢轴线或支点的形式。椎间盘优选还允许和提供了一种机构，或构造成允许枢轴线在椎间盘内的位置可响应于承载状况而变化，从而提供了可动的瞬时旋转轴线。椎间盘还优选包括一种机构，例如可提供流体、弹性体、弹簧、缆索等，以便吸收轴向压力和提供吸震效果。
在一些实施例中，椎间盘包括上端、下端以及设置在这两者之间的外侧壁。椎间盘可具有形成在上、下端与外侧壁之间的内部体积，该内部体积优选包括中心枢轴和至少一个腔室，该腔室处于中心枢轴的外周并围绕着中心枢轴。中心枢轴优选包括限定了中心腔室的中心壁，所述至少一个外周腔室设置在外侧壁与中心壁之间。第一流体可设置在所述至少一个外周腔室中。第二流体可设置在中心腔室中。第一和第二流体可以是相同的或不同的。椎间盘可包括另外的外周腔室，它们可与中心腔室以及相互之间流体连通或不连通。另外，侧壁可由第一材料形成，而中心壁可由第二材料形成，其中第一材料具有与第二材料不同的刚度。优选的是，中心枢轴和/或中心腔室可允许上、下端相互间枢轴转动，并且可包括弹性件如弹簧。
在另一实施例中，椎间盘包括主体，其具有与相对的下表面间隔开的上表面。上表面与下表面之间的间距是可选择的。主体还包括形成了外壁的外侧壁和形成了内壁的通孔，其中内壁限定了开口。另外，主体可以是大致C形的。还可在主体内设置腔室。另外，至少有一个从主体中延伸出来的部分用于与椎骨接触，该部分限定了用于容纳固定器的孔。
椎间盘可以模块的形式而植入，如果可能的话，它也可预先组装起来而植入。可采用前路、前侧路或侧路手术进路来植入椎间盘。另外，根据待植入的椎间盘，可以采用最小侵袭性的手术方法或同时牵张和植入的手术方法。同样，根据待植入的椎间盘，前纵韧带可直接连接到椎间盘上或相邻的椎体上。前纵韧带可由部分脱矿质的或脱矿质的自体移植体、同种移植体或异种移植体形成。作为另选，前纵韧带可由生物相容性材料如弹性体或编织聚合物来形成。为了帮助椎间盘的植入，椎间盘可包括对准标记。
附图简介为了有助于理解和出于说明本发明的目的，在附图中公开了示例性的和优选的特征和实施例，然而可以理解，本发明并不限于所示的精确装置和器械，其中在所有的视图中类似的标号表示类似的部件，在附图中
图1是根据本发明的人造椎间盘的第一实施例的透视图；图2是沿着线A-A的图1所示人造椎间盘的剖视图；图2a是沿着线A-A的图1所示人造椎间盘的另一剖视图；图3a是根据本发明的可伸缩长钉的侧视图；图3b是根据本发明的另一可伸缩长钉的侧视图；图3c是根据本发明的柔性长钉的侧视图；图3d是根据本发明的异形齿的侧视图；图3e是根据本发明的锚固件的侧视图；图4是根据本发明的椎间盘的第二实施例的透视图；图5是沿着线B-B的图4所示椎间盘的剖视图；
图6是图4所示椎间盘的另一实施例的透视图；图7是根据本发明的椎间盘的第三实施例的透视图；图8是沿着线C-C的图7所示椎间盘的剖视图；图9是沿着线D-D的图7所示椎间盘的另一实施例的剖视图；图10是根据本发明椎间盘的第四实施例的透视图；图11是图12所示椎间盘的第四实施例的侧视图；图12是根据本发明的椎间盘的第五实施例的示意图。
优选实施例的详细介绍可以根据本文所公开的椎间盘的示例性例子所示的内容来制备多种不同的植入体结构中的任一种。本发明的椎间盘优选设计成可恢复脊柱前凸、椎间盘高度，以便允许自然的运动范围、吸收震动和提供对运动和轴向压缩的阻力。
椎间盘优选大小制成并适于用在脊柱的颈部、胸部或腰部区域中。另外，椎间盘可为各个病人定制，以允许适合于各个病人的椎间盘特性。例如，椎间盘的芯体可包括不同的组件、不同的部件和/或各种类型的材料，以便为各个病人形成所需的特性。
另外，椎间盘可允许屈曲、伸长、侧向弯曲、旋转和平移。屈曲是使关节或主体的两个部分进入到弯曲位置的运动；在脊柱中，屈曲是使脊柱开始挺直然后运动至向前弯曲的运动。伸长是将两个部分相互间拉开的运动；在脊柱中，伸长是使脊柱开始挺直然后运动至向后弯曲的运动。侧向弯曲是朝向侧面的弯曲运动；在脊柱中，该运动大致包含弯曲(侧向)和联在一起的旋转。旋转是导致脊柱的一部分相对于脊椎轴线扭曲、旋转或转动的运动。平移是大致横向于脊椎轴线的有限运动。
另外，与自然椎间盘相似，人造椎间盘优选允许可动的瞬时旋转轴线。对于主体在平面运动中的每个瞬时而言，在主体中存在着不会移动的直线或该直线的假想延伸线。瞬时旋转轴线就是该直线。可动的瞬时旋转轴线指的是瞬时旋转轴线能够在不同承载状况下运动(即平移)的能力；换句话说，瞬时旋转轴线的位置相对于椎间盘是运动的。脊柱腰部区域的可动瞬时旋转轴线的优选平均位置优选处于椎间盘间隙的后半部分中，或者接近于相邻的(上部或下部的)终板，并优选接近于下/尾终板，脊柱胸部区域的可动瞬时旋转轴线的优选平均位置优选处于椎间盘间隙的下部部分中，并接近于向后延伸到脊椎管中的尾椎体，而脊柱颈部区域的可动瞬时旋转轴线的优选平均位置优选处于尾椎体的后半部分中。
同样，与自然椎间盘类似，人造椎间盘的响应特性优选是非线性的。例如，响应于连续的轴向压缩，人造椎间盘优选承受初始较大的压缩量，随后其压缩量非线性地减小。
参见附图，现在将详细地介绍人造椎间盘的优选实施例和特征。然而应当注意到，对具体实施例和特征的这些描述仅仅是示例性的。可以设想，不同实施例的一个或多个特征可组合起来或单独地使用，对各种实施例的修改以及其它的实施例对于本领域的技术人员而言是可以构思出的和显而易见的。
首先参见图1和2，图中显示了人造椎间盘10的示例性第一实施例的透视图。如图所示，椎间盘10具有大致菜豆形的轮廓，其包括前面11、后面13以及第一侧面15和第二侧面17。前面11和侧面15、17的形状均为大致凸出的，而后面13的形状为大致下凹的。然而，椎间盘10可采用优选在几何学上和解剖学上与相邻椎体相符的其它形状，包括但不限于圆形、椭圆形、椭球形、环形、D形、C形，等等。
如图所示，椎间盘10包括上终板12、下终板14和弹性膜16，弹性膜16大致从上终板12延伸至下终板14，并优选设置在椎间盘10外周的附近。作为另选，弹性膜16可围绕和/或封闭上终板12和下终板14。弹性膜16与上终板12和下终板14一起限定了一个内部体积，其中可至少部分地填充有流体22。弹性膜16优选由弹性体如聚氨酯、硅酮、编织聚合物或本领域中已知的任何其它合适的弹性材料形成。弹性膜可以是不可渗透的。或者，弹性膜16可以是可渗透的或半渗透的，以便允许流体流入到椎间盘的内部和从中流出(如以下更详细地介绍)。弹性膜16优选可阻止上终板12和下终板14之间的平移运动，还可防止软组织在终板12，14之间向内生长，以及包容任何在内部体积中产生的磨损颗粒。弹性膜16可通过本领域中已知的任何固定方法而连接到上终板12和下终板14上，这些方法包括但不限于粘合剂、超声波焊接、螺钉、钉子、机械楔入和销钉。
或者，弹性膜16可以是波纹管的形式，波纹管呈“可折叠的”形状，使得它可在不同承载状况下膨胀和收缩。波纹管可通过本领域中已知的任何方法而刚性地连接到上终板12和下终板14上，这些方法包括但不限于形成于各终板12，14中的圆形凹槽、粘合剂、超声波焊接、螺钉、钉子、机械楔入和销钉。波纹管优选由金属制成，然而也可以使用其它材料如弹性体或聚合物。
椎间盘10还可包括阀20，阀20提供了进入椎间盘10的内部19的途径，使得流体可注入到椎间盘10的内部19中或从中流出。阀20优选为本领域的技术人员已知的单向阀，使得流体一旦注入就无法从椎间盘10的内部19逸出。如图1和2所示，阀20优选设置在弹性膜16中，但阀20也可设置在上终板12和/或下终板14中，如图2a所示。当阀设置在上终板12和/或下终板14中时，优选在终板中包括有通道30，以便将阀20与椎间盘10的内部19互连起来。
设置在内部体积中的流体22可以是气体、液体、凝胶或任何其组合。在气体提供为用于内部体积的填充介质或者提供了气体与液体的组合的情况下，内部体积中的最终气压应被选择成可在椎间盘10的轴向压缩期间提供适当的减震。流体还可允许上终板12和上终板14相互之间作有限的关节联接或运动。流体优选是不可压缩的液体，例如盐溶液。在使用中，流体22可在将椎间盘10插入到相邻椎骨之间之前被注入到椎间盘10的内部19中。或者，流体22可以就地注入，以便促进椎间盘10的插入以及随后的相邻椎骨之间的牵张。椎间盘10的刚性和牵张能力可以是注入椎间盘10的内部19中的流体22的量和/或膜16的弹性特性的函数。一般而言，提供到椎间盘10的内部19中的流体22越多，则椎间盘10的刚性越好，并且牵张能力越强。另外，可以通过仅仅填充椎间盘10的一部分内部体积19来实现柔韧性和增强的关节联接性能。最后，用流体22来可变化地填充椎间盘10的内部19允许可根据各个病人的需要来必要地改变椎间盘10的整体高度H。
如图2a所示，上终板12可具有设有弧形球窝32的内表面，而下终板14可具有设有弧形突起34的内表面，或者与之相反。球窝32和突起34的构造和尺寸设置成可相互间大致相配或相符。所需关节联接的类型和数量可指定所提供的球窝32和突起34的曲率。例如，如果突起34具有与球窝32相同的半径，则椎间盘10可提供更大的支撑，但会提供受更多约束的运动。或者，如果球窝32具有比突起34更大的半径，则椎间盘将提供增强的关节联接。另外，突起34和/或球窝32还可包含有展平部分，其可允许上终板12相对于下终板14作平移运动。通过允许进行平移运动，椎间盘10便可提供如上所述的可动瞬时旋转轴线。
球窝32和突起34还可采取与上述不同的轮廓，以便实现所需的关节联接。另外，尽管球窝32和突起34显示为具有通常允许使它们的表面相配的轮廓，然而也可为球窝32和突起34提供不相配的轮廓，以便实现所需的关节联接。
流体填充的内部体积19连同关节联接面的使用可允许球窝32和突起34通过降低滑动面之间的摩擦来更容易地相互间平移。
作为另选，在流体为压缩气体时，关节联接面可不必恒定地接合，而是可仅仅在由相邻椎骨于椎间盘上施加了足够压力时才会形成接合。因此，该实施例的椎间盘将具有双重性能，在一种承载场合下执行与填充有流体的椎间盘类似的功能，而在第二场合下执行与机械突起/球窝关节联接型椎间盘类似的功能。
根据椎间盘10植入到脊柱中的位置，椎间盘10优选可恢复从约4毫米(mm)至约26毫米的范围内的高度。另外，椎间盘10优选可恢复从约0°至约20°范围内的脊柱前凸。椎间盘优选还可恢复在轴向旋转中的从约1牛顿米每度(Nm/deg)至约11Nm/deg范围内的刚度，在屈曲/伸长中的约0Nm/deg至约7Nm/deg范围内的刚度，以及在侧向弯曲中的约0Nm/deg至约5Nm/deg范围内的刚度。另外，椎间盘10优选提供了从约100牛/毫米至约5000牛/毫米的压缩刚度，以及从约50牛/毫米至约1000牛/毫米的拉伸刚度。另外，根据椎间盘10植入到脊柱中的位置，椎间盘10优选允许在屈曲/伸长中从约5°至约45°的运动范围，在侧向弯曲中从约3°至约33°的运动范围，在轴向旋转中从约1°至约60°的运动范围。椎间盘10优选还允许在约0.2毫米至约2毫米范围内的轴向压缩。
上终板12和下终板14优选由金属如钛、不锈钢、钛合金、钴-铬合金或非晶态合金形成。然而作为另选，上终板12和下终板14可由陶瓷，复合材料，聚合物如PEEK或UHMWPE，包括坚质骨、松质骨、同种移植骨、自体移植骨、异种移植骨、脱矿质或部分脱矿质的骨在内的骨，或者能用作承载支撑的任何其它合适的材料来形成。更优选的是，终板所选用的材料连同流体一起选择成可降低磨损。
另外，本发明椎间盘中的任何关节联接面包括经抛光或类似的减轻磨损的精加工如金刚石精加工、钛镍精加工等的表面，以便降低磨损、减少颗粒的产生和提高椎间盘的寿命。
上、下终板的外表面可以是大致平面的、楔形的，等等。上终板12和下终板14的外表面还可以是拱顶形的，其半径被限定在矢状面和冠状面中，以便与相邻椎骨末端的形状大致相配，从而提供了更好的原位装配。
另外，如图1至图2a所示，椎间盘10还包括可阻止移动的特征，例如设置在上终板12和下终板14的外表面上的长钉状结构18。可阻止移动的特征可促进椎间盘10与相邻椎骨末端的接合，这是通过提供因相邻椎骨的末端被穿透和/或变形而产生的机械互锁来实现的。由长钉18所提供的初始机械稳定性例如降低了椎间盘10的术后不稳定、运动、移位或脱开的风险。其它可阻止移动的特征可包括但不限于位于上终板12和下终板14的外表面上的翼片、齿、可伸缩的齿、可伸缩的长钉、柔性长钉、柔性齿、可插入或可膨胀的翅片、锚固件、螺钉、凸脊、锯齿结构或者其它类似纹饰。如图3a所示，可设置可伸缩的长钉21，并且采用凸轮机构23来使长钉21伸缩。作为另选，如图3b所示，可采用工具来使长钉21伸缩。分别如图3c至3e所示，图中显示了柔性长钉24、成形齿25以及锚固件26的示例。作为另选或附加，可采用粘合剂如磷酸钙粘合剂等来将椎间盘10固定在相邻的椎骨上。
另外，上终板12和下终板14还可包覆有骨质生长诱导物质如羟磷灰石，以便促进骨质向内生长而将椎间盘10永久性地固定到相邻椎骨上。或者，上终板12和下终板14可具有粗糙的表面或多孔的表面，以便促进骨质向内生长。作为另选，上终板12和下终板14可具有经激光处理的终板层以形成多孔结构，或者可结合有骨引导和/或骨诱导支架。终板12，14还可由骨引导和/或骨诱导材料制成，以便促进骨质向内生长。终板12，14还可包括膜片和/或屏障，以便限制所允许的骨质向内生长的深度。
上终板12和下终板14还可具有植入器械连接、引导和固定结构。例如，终板12，14可具有孔、槽、螺纹或燕尾接头，以便接受用来植入椎间盘10和/或牵张相邻椎骨的工具。例如，椎间盘可包括形成于上终板12和/或下终板14中的槽，该槽构造成可容纳植入体的插入装置、牵张装置或这两者。
作为所使用的材料和结构件的结果，椎间盘10可根据施加在椎间盘上的负载而允许屈曲/伸长、侧向弯曲、轴向旋转以及平移。另外，在因脊柱运动所造成的不同脊柱承载状况下，流体22可在内部体积内移动，在弹性膜膨胀时压缩(在气体的情况下)或径向向外运动，从而允许终板相互间运动。流体22的这种可变化的运动或位移提供了可动的瞬时旋转轴线。
如图4和5所示，提供了人造椎间盘的第二示例性实施例。椎间盘100通常具有环形形状，并包括上表面102、下表面104、形成了外壁的外侧壁106以及限定了开口108(即通孔)的内侧壁107。然而，椎间盘100可采用优选在几何学上和解剖学上与相邻椎体相符的其它形状，包括但不限于菜豆形、圆形、椭圆形、椭球形、C形、D形等等。椎间盘100优选由弹性体材料制成，其形成了具有内部体积103的封闭容器。椎间盘100还可包括阀118，用于将流体120引入到椎间盘100的内部体积103中或使其从中排出，如上所述。阀118优选包括单向阀并设置在外侧壁106上，如图5所示，然而，阀118也可设置在上表面102、下表面104或内侧壁107上。
如图5最佳地示出，椎间盘10还可包括模制在或以其它方式固定在上表面102和/或下表面104上的金属网105。金属网105可为椎间盘100提供额外的强度和刚度。金属网105还可以是柔性的，以便适应于相邻椎体末端的凹面，从而有助于与椎间盘形成较高程度的表面接触。金属网105还可以是具有纹饰的，其表面可以是多孔的，它可连同骨质生长诱导或引导物质一起使用，以便进一步增强与相邻椎骨部分的接合和融合。
通孔108优选填充有弹性体材料(未示出)。弹性体材料可具有与椎间盘100不同的刚度。弹性体材料优选具有比椎间盘100的刚度更高的刚度，从而允许通孔108更加刚硬，并因此用作上表面102和下表面104围绕其而作关节运动的中心枢轴或中心支柱。中心枢轴可允许椎间盘100的一部分或一侧压缩，同时允许椎间盘100的另一部分膨胀。在一个备选实施例中，弹性体材料可具有比椎间盘100的刚度更低的刚度。作为另选，通孔108可填充有水凝胶。
另外，椎间盘100的上表面102和下表面104可包括在上文中针对图1至3中的椎间盘10所述的可阻止移动的特征、永久性固定装置和/或植入器械连接、引导和固定结构。椎间盘100优选可设有至少一个固定特征(即翼片)110，以便有助于椎间盘100与相邻椎骨的椎体的接合。如图4所示，优选设置了两个翼片110，一个翼片110用于上表面102，另一翼片110用于下表面104。翼片110可设置为延伸到上表面102和下表面104以外的单个部件，或者翼片110可设置成两个或多个部件。翼片110优选从侧面106分别延伸到表面102，104之上和之下，并且其大小制成为与相邻椎骨的椎体的一部分外表面对接。翼片110可包括通孔114，其用于接受固定器如固定螺钉(未示出)。固定螺钉可用于将椎间盘100固定到相邻椎骨的椎体上。
作为另选，如图6所示，椎间盘100还可在其周边上包括缺口126，其产生了赋予椎间盘100大致C形外观的相对端面122，124。端面122，124优选构造成可被弹性地偏压分开，然而，端面122，124可自然地设置成相互间隔开，不需要弹性偏压作用。形成于端面122，124之间的缺口126为椎间盘100提供了增大的挠性，从而有助于将椎间盘100插入和放置在椎骨之间。缺口126允许通过将端面122，124压在一起来减小椎间盘100的直径。缺口126还可允许通过将端面122，124拉开而使椎间盘展开。因此，缺口126允许椎间盘100构造成与其静止状态相比具有至少一个更小的外部尺寸，这又可允许椎间盘100通过比椎间盘100的未受压(即静止)尺寸更小的空腔或其它开口而被插入到解剖区域中，从而可以实现后路插入。
根据椎间盘100植入在脊柱中的位置，椎间盘100优选可恢复高度、脊柱前凸、刚度，提供抗压刚度，并允许与上述实施例中所述相类似的运动范围。
作为所使用的材料、几何形状和部件的结果，椎间盘100可根据施加在椎间盘上的负载而允许屈曲/伸长、侧向弯曲、轴向旋转以及平移。与图1至2a所示的实施例相类似，在因脊柱运动所造成的不同脊柱承载状况下，流体22可在内部体积内移动，在弹性膜膨胀时压缩(在气体的情况下)或径向向外运动，从而允许终板相互之间运动。流体22的这种可变化的运动或位移提供了可动的瞬时旋转轴线。
现在将参考图7至9来介绍人造椎间盘的第三示例性实施例。椎间盘150优选具有带圆形轮廓的大致圆柱体形状，并具有上端152、下端154和设置在这两者之间的外侧壁156。椎间盘还包括限定在上端152、下端154与外侧壁156之间的内部体积。尽管显示为圆柱体形，然而椎间盘150可采取优选在几何学和解剖学上与相邻椎体相符的任何其它形状，包括但不限于菜豆形、环形、椭圆形、椭球形、D形、C形等等。
椎间盘150可由本领域中已知的能用作承载支撑的任何材料制成，包括但不限于弹性体、聚合物、陶瓷、复合材料等。椎间盘150还可包括阀(未示出)，用于将流体158引入到椎间盘内部中，如上述其它实施例中所述。
椎间盘150还可包括如上述其它实施例中所述的上终板和下终板(未示出)。作为另选，椎间盘150可包括如上述其它实施例中所述的模制在或以其它方式固定在上表面152和/或下表面154上的金属网。另外，椎间盘150还可包括如上述其它实施例中所述的可阻止移动的特征、永久性固定装置，和/或植入器械连接、引导和固定结构。
根据椎间盘150植入在脊柱中的位置，椎间盘150优选可恢复高度、脊柱前凸、刚度，提供抗压刚度，并允许与上述实施例中所述相类似的运动范围。
参见图8，图中显示了椎间盘150的内部。椎间盘150的内部优选包括多个互连的外周腔室160和单独的中心腔室162。椎间盘150的多腔室型内部允许流体在椎间盘150内受控地流动，使得在承载状况下允许受控的关节联接或运动。外周腔室160可通过敞开通道、多孔中心壁165和渗透膜等而与中心腔室162流体连通。然而，外周腔室160优选通过挡板和/或阀而与中心腔室162流体连通。更优选的是，挡板和/或阀构造成可提供选择性的流体交换，使得来自外周腔室160的流体158与流体158流出中心腔室162相比可以更容易地或更快速地流入到中心腔室162中。或者，中心腔室162可相对于外周腔室160密封住。在这种情况下，外周腔室160和中心腔室162可填充有相同的或不同的流体。
外周腔室160由壁163限定，而中心腔室162通过中心壁164与外周腔室160分隔开。除了限定了腔室160，162的几何形状之外，壁163，165还通过可在使用中抵抗作用于椎间盘150上的负载而用作表面152，154之间的支撑。
中心腔室162和外周腔室160优选设置成使得中心腔室162比外周腔室160的刚度更高(例如通过完全地填充不可压缩的流体来实现)，从而允许中心腔室162用作上表面152和下表面154可围绕其作关节运动的中心枢轴或中心支柱。中心枢轴允许可允许椎间盘150的一部分或一侧压缩，同时允许椎间盘150的另一部分膨胀。外周腔室160的壁163可由比用于制造中心壁165的材料刚度更低的材料来制成，从而允许中心腔室162更刚硬并用作中心枢轴。作为另选，外周腔室160的壁163可由与中心壁165相同的材料形成，但其几何形状提供了比中心腔室162的中心壁165的几何形状更低的刚度，从而允许中心腔室162用作椎间盘150的中心枢轴。另外，腔室壁163，165的材料和几何特性的组合可选择成使得中心腔室162比外周腔室160更刚硬，从而中心腔室162可用作椎间盘150可围绕其枢轴转动的中心枢轴。
腔室160，162的几何形状、壁163，165的几何形状和材料连同设置在其中的流体应选择成能够得到椎间盘的所需特性，包括所需的刚度、高度、柔韧性，以及优选得到中心腔室162相对于外周腔室162的相对刚度，以便在上端152和下端154之间提供所需的关节联接。因此，椎间盘150可根据施加在椎间盘上的负载而在屈曲/伸长、侧向弯曲、轴向旋转和平移动中运动、变形或延伸，这是因为在各种脊柱承载状况下，流体可在外周腔室160和/或中心腔室162之间移动。腔室相互间的这种运动以及流体在腔室中和在腔室之间的运动使得椎间盘50具有可动的瞬时旋转轴线。应当注意，中心腔室162不必位于椎间盘的中心，而是可位于椎间盘中的适合于使终板产生相互间的所需运动的任何其它位置中。
作为另选，如图9所示，中心腔室162可容纳弹簧167。弹簧167用作椎间盘150的额外支撑，以进一步使中心腔室162用作中心枢轴和/或支柱。当弹簧167设在中心腔室162中时，可以提供或不提供流体。弹簧167可由本领域中已知的任何材料来形成，例如钴-铬合金、钛合金、不锈钢、非晶态合金、聚合物或复合材料。
作为另选，中心腔室162可容纳有气囊。气囊可整体地形成有末端152，154或与其相连。作为另选，气囊可与末端152，154分开。该气囊可在中心腔室162作关节运动、压缩和/或平移，为椎间盘提供了可动的瞬时旋转轴线，其在各种承载状况下均可允许椎间盘150作较大程度的关节联接运动或活动。另外，中心气囊可用作椎间盘150的附加支撑，使得中心腔室162可用作中心枢轴，并且还可允许所需的运动。
参考图10和11，下面将介绍人造椎间盘的第四实施例。椎间盘250具有大致菜豆形的轮廓，其具有上终板252、下终板254以及至少一个缆索件256，258。尽管椎间盘250显示为具有菜豆形的轮廓，然而椎间盘250可采取在几何学上和解剖学上与相邻椎体大致相符的任何其它形状，包括但不限于圆形、环形、椭圆形、椭球形、D形、C形，等等。另外，终板252，254优选包括如关于上述实施例所述的可阻止移动的特征、永久性固定装置，和/或植入器械连接、引导和固定结构。
上终板252和下终板254优选由金属如钛、不锈钢、钛合金、钴-铬合金或非晶态合金形成。作为另选，上终板252和下终板254可由陶瓷，复合材料，聚合物如PEEK或UHMWPE，包括坚质骨、松质骨、同种移植骨、自体移植骨、异种移植骨、脱矿质或部分脱矿质的骨在内的骨，或者适合于用作承载支撑的任何其它合适的材料来形成。
上、下终板的外表面可以是大致平面的、楔形的，等等。或者，上终板252和下终板254的外表面可以是拱顶形的，其半径被限定在矢状面和冠状面中以与相邻椎骨的末端形状大致相配，从而提供了更好的原位装配。
椎间盘250还可包括弹性膜，弹性膜大致从上终板252延伸至下终板254，如上述实施例所述。椎间盘250还可包括阀，阀提供了进入椎间盘250内部的途径，使得流体可至少部分地注入到椎间盘的内部中，如上述实施例所述。
根据椎间盘250植入在脊柱中的位置，椎间盘250优选可恢复高度、脊柱前凸、刚度，提供抗压刚度，并允许与上述实施例中所述相类似的运动范围。
如图所示，椎间盘250包括多个外周缆索件256和中心缆索件258。外周缆索件256可设在椎间盘250周边的附近，而中心缆索件258优选设在椎间盘中心的附近。外周缆索件256和中心缆索件258通过本领域中已知的任何固定方式连接到上终板252和下终板254上，这些方式包括但不限于粘合剂、超声波焊接、螺钉、钉子、机械楔入和销钉。然而，缆索件256，258优选通过形成于上终板252和下终板254中的钻孔260而与上终板252和下终板254接合。缆索件256，258的末端在其穿透上终板252和下终板254的外表面之处进行压接。这允许外科医生可正好在进行植入之前通过将适当尺寸的缆索压接/连接到终板上来对椎间盘250适当地定尺寸。外周缆索件256和中心缆索件258可以由金属、聚合物、复合材料或本领域中已知的任何其它合适的材料来制成。
在一个实施例中，中心缆索件258比外周缆索件256更短。这使得外周缆索件256可在终板252，254之间呈现弯曲的或弓起的形状。结果，中心缆索件258的长度确定了在拉力作用下的上终板252和下终板254之间的最大距离。另外，由于外周缆索件256比中心缆索件258更长，因此较短的中心缆索件258就使外周缆索件256保持在受压状态下。弓起的外周缆索件256的弹性为椎间盘250提供了吸震、轴向压缩和关节运动的特性。
作为所使用的材料、几何形状和部件的结果，椎间盘250可根据承载状况而允许屈曲/伸长、侧向弯曲、轴向旋转以及平移。另外，在因脊柱运动所造成的不同脊柱承载状况下，外周缆索件256可弯曲或压缩不同的量。这种可变的弯曲/压缩提供了所需的可动瞬时旋转轴线。
参考图12，现在将介绍一种示例性安装程序。一般而言，椎间盘300包括上终板302、下终板304以及芯体机构306，该芯体机构可以是任何上述的填充有缆索、弹性体、纤维或流体的盘。椎间盘300可以模块的形式植入，例如，椎间盘300的终板302，304可利用器械如牵张器和/或固定器械来插入到椎间腔中。椎间盘间隙可以采用与终板302，304相接合的标准脊柱牵张器来牵张。然后优选利用试用隔片来确定待插入最终椎间盘间隙中的芯体机构306的合适尺寸。在一个示例性实施例中，芯体机构306通过使用燕尾接头、槽或类似连接件来插入并连接到终板302，304上。该模块化插入技术避免了椎间盘间隙的过度牵张，这种过度牵张会损伤周围的组织和/或血管。
作为另选，椎间盘300可利用特定的插入工具来预装配式地插入。例如，可使用终板固定夹，其可允许终板302，304在插入到椎间盘间隙中时被保持和锁定成平行的和间隔开的关系。一旦植入，固定夹可被松开并从终板302，304上取下来。然后可从椎间盘间隙中取出固定夹。另外，椎间盘300可在受压状态下植入，以便防止过度牵张。可通过手术用插入器械或通过设置在椎间盘300中的内部机构来实现受压状态下的椎间盘300的引入。
椎间盘300可采用前路、侧路或前侧路手术进路。另外，根据待植入的椎间盘300，可以采用最小侵袭性的手术方法或同时牵张和植入的手术方法。例如，可在植入期间通过使用形成于终板302，304的外表面上的槽来朝向牵张器向下引导植入体，从而实现同时牵张和植入的手术方法。同样，根据待植入的椎间盘，可将人造前纵韧带或自然前纵韧带直接连接到椎间盘上或相邻的椎体上。前纵韧带的连接可帮助防止植入体的运动、移位或脱开。为了帮助椎间盘的植入，椎间盘可包括对准标记。
尽管在上文中已经介绍了本发明的各种描述，然而应当理解，各种特征可单独地或组合起来地使用。因此，本发明并不限于本文所描述的特定优选实施例。
另外，应当理解，本发明所属领域的技术人员可以想到属于本发明的精神和范围内的变化和修改。例如，本文所公开的植入体的某些部分可由骨如同种移植骨、自体移植骨和异种移植骨来形成，它们可以部分地或全部地脱矿质。另外，一些植入体可包括位于其内部或位于其终板上/中的骨质材料或其它骨质生长诱导材料。这些内部物质可被允许与周围的组织相互作用，这例如经由形成于植入体壁中的通道或其它孔来进行。另外，可采用手术中的或手术后的对准标记来帮助植入椎间盘。此外，椎间盘可在必须进行融合的位置处制作成比较刚硬。例如，可通过允许终板之间的融合、在终板之间插入隔片或通过在终板之间注入固化流体来将椎间盘制作成比较刚硬。因此，属于本发明的精神和范围内并可由本领域的技术人员从本文的上述描述中容易地实现的所有有利修改将被视为本发明的另选实施例。因此，本发明的范围由所附权利要求来限定。
权利要求
1.一种用于设置在第一和第二椎骨之间的椎间盘，包括具有第一内表面和第一外表面的上终板，所述第一外表面与第一椎骨接触；具有第二内表面和第二外表面的下终板，所述第二外表面与第二椎骨接触；在所述上终板和下终板之间延伸的膜；限定于所述终板与弹性膜之间的内部体积；和与所述内部体积连通以用于用流体来至少部分地填充所述体积的阀。
2.根据权利要求1所述的椎间盘，其特征在于，所述第一和第二内表面中的一个具有球窝，所述第一和第二内表面中的另一个具有突起，其中所述突起构造成可在所述球窝内作关节运动。
3.根据权利要求2所述的椎间盘，其特征在于，所述突起和球窝构造成允许所述上、下终板之间的平移运动。
4.根据上述权利要求1-3中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述阀的至少一部分设置在所述膜中。
5.根据上述权利要求1-4中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述膜的至少一部分设置在所述上、下终板之间。
6.根据上述权利要求1-5中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述膜封闭了所述上、下终板。
7.根据上述权利要求1-6中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述膜由弹性体材料形成。
8.根据上述权利要求1-7中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述膜包括波纹管。
9.根据上述权利要求1-8中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述流体是不可压缩的。
10.根据上述权利要求1-9中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述终板中的至少一个由选自金属、聚合物、陶瓷和复合材料的材料形成。
11.根据上述权利要求1-10中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述终板中的至少一个由选自坚质骨、松质骨、同种移植骨、自体移植骨、异种移植骨、脱矿质或部分脱矿质的骨的骨材料形成。
12.根据上述权利要求1-11中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括可阻止移动的结构，其设置在所述第一和第二外表面中的至少一个上。
13.根据上述权利要求1-12中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括永久性固定装置，其设置在所述第一和第二外表面中的至少一个上。
14.根据上述权利要求1-13中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括植入器械连接、引导或固定结构，其设置在所述第一和第二外表面中的至少一个上。
15.一种用于设置在第一和第二椎骨之间的椎间盘，所述椎间盘包括可与第一和第二椎骨接触的第一和第二表面；设置在第一和第二部件之间的外侧壁和内侧壁，所述内侧壁限定了环体；其中所述环体至少部分地填充了流体。
16.根据权利要求15所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘至少部分地包括弹性体材料。
17.根据权利要求15或16所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括设置在所述环体中的弹性体材料。
18.根据权利要求15-17中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘的主体具有第一刚度，所述弹性体材料具有第二刚度，所述第一和第二刚度明显不相等。
19.根据权利要求15-18中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述第二刚度大于所述第一刚度。
20.根据权利要求15-19中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括与所述环体连通以用于用流体来至少部分地填充所述环体的阀。
21.根据权利要求20所述的椎间盘，其特征在于，所述阀的至少一部分设置在所述外侧壁中。
22.根据上述权利要求15-21中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括与所述表面中的至少一个相关联的金属网。
23.根据上述权利要求15-22中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括位于所述第一和第二表面与所述内、外侧壁之间的缺口，所述缺口由所述第一和第二表面来限定。
24.根据上述权利要求15-23中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述第一和第二表面被弹性地偏压分开。
25.根据上述权利要求15-24中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘构造成使得它可通过脊柱的后路进路而植入到椎间盘间隙中。
26.根据上述权利要求15-25中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述流体是不可压缩的。
27.根据上述权利要求15-26中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括可阻止移动的结构，其设置在所述第一和第二部件中的至少一个上。
28.根据权利要求27所述的椎间盘，其特征在于，所述可阻止移动的结构包括至少一个翼片，其延伸到所述上表面和下表面中的至少一个之外，并具有用于容纳固定器以便与第一和第二椎骨中的至少一个相接合的通孔。
29.根据上述权利要求15-28中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括永久性固定装置，其设置在所述第一和第二部件中的至少一个上。
30.根据上述权利要求15-29中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括植入器械连接、引导或固定结构，其设置在所述第一和第二部件中的至少一个上。
31.一种用于设置在第一和第二椎骨之间的椎间盘，包括用于与所述第一椎骨接触的上表面；用于与所述第二椎骨接触的下表面；和具有内表面和外表面的外壁，所述外壁在所述上表面与下表面之间延伸；和限定在所述上、下表面与所述外壁的内表面之间的内部体积，所述体积包括至少第一和第二腔室。
32.根据权利要求31所述的椎间盘，其特征在于，所述第一腔室由第一壁来限定，所述第二腔室设置在所述外壁与所述第一壁之间。
33.根据权利要求31或32所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括与所述第一腔室连通以用于用流体来至少部分地填充所述第一腔室的阀。
34.根据权利要求33所述的椎间盘，其特征在于，所述阀的至少一部分设置在所述外壁中。
35.根据上述权利要求31-34中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述第一壁由具有第一刚度的第一材料形成，所述外壁由具有第二刚度的第二材料形成，所述第一和第二刚度明显不相等。
36.根据上述权利要求31-35中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述第一壁具有第一刚度的第一构造，所述外壁具有第二刚度的第二构造，所述第一和第二刚度明显不相等。
37.根据上述权利要求31-36中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述第一腔室和第二腔室具有设置在其中的至少第一流体。
38.根据上述权利要求31-37中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述第二腔室与所述第一腔室流体连通。
39.根据权利要求37或38所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括设置在所述第一壁上并与所述第一和第二腔室连通的阀。
40.根据上述权利要求37-39中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述内部体积还包括与所述第二腔室流体连通的第三腔室。
41.根据上述权利要求31-40中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述第二腔室与所述第一腔室密封地隔开，所述第一腔室具有设置于其中的第一流体，所述第二腔室具有设置于其中的第二流体。
42.根据上述权利要求31-41中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述第一和第二腔室至少部分地填充有第一流体。
43.根据上述权利要求40-42中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括与所述第二和第三腔室连通以便用流体来至少部分地填充所述第二和第三腔室的阀。
44.根据上述权利要求33-43中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述阀的至少一部分设置在所述外壁中。
45.根据上述权利要求31-44中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述至少一个第二腔室包括至少两个相互间流体连通的腔室。
46.根据上述权利要求31-45中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘具有一定的刚度，所述第一腔室适于并构造成具有比所述椎间盘的刚度更大的刚度。
47.根据上述权利要求31-46中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述第一腔室适于并构造成为可允许所述表面相互间枢轴转动的枢轴。
48.根据上述权利要求31-47中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述第一腔室具有设置于其中的弹性件。
49.根据上述权利要求31-48中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘具有一定的刚度，所述弹性件是弹簧，所述弹簧适于并构造成具有比所述第一刚度更大的第二刚度。
50.根据上述权利要求31-49中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述第一腔室具有设置于其中的气囊。
51.根据上述权利要求31-50中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘由弹性体、聚合物、陶瓷、复合材料或金属网形成。
52.根据上述权利要求31-51中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括与所述表面中的至少一个相关联的金属网。
53.根据上述权利要求31-52中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括与所述表面中的至少一个相关联的至少一个终板。
54.根据权利要求53所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括设置在所述终板中的至少一个上的可阻止移动的结构。
55.根据权利要求53或54所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括设置在所述终板中的至少一个上的永久性固定装置。
56.根据上述权利要求53-55中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括设置在所述终板中的至少一个上的植入器械连接、引导或固定结构。
57.根据上述权利要求31-56中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括设置在所述表面中的至少一个上的可阻止移动的结构。
58.根据权利要求57所述的椎间盘，其特征在于，所述可阻止移动的结构包括至少一个翼片，其延伸到所述上表面和下表面中的至少一个之外，并具有用于容纳固定器以便与所述第一和第二椎骨中的至少一个相接合的通孔。
59.一种用于设置在第一和第二椎骨之间的椎间盘，包括用于与所述第一椎骨接触的上终板；用于与所述第二椎骨接触的下终板；和设置在所述上、下终板之间的至少第一和第二缆索件；其中，所述第一和第二缆索件均具有一定的长度，所述第一缆索件的长度比所述第二缆索件的长度要短得多。
60.根据权利要求59所述的椎间盘，其特征在于，所述终板中的至少一个包括至少一个孔，所述至少一个缆索件与所述至少一个孔相关联。
61.根据权利要求59或60所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括设置在所述上、下终板之间的多个外周缆索件，各所述外周缆索件还具有一定的长度，其中所述第一缆索件包括中心缆索件，各所述外周缆索件的长度比所述中心缆索件的长度大得多。
62.根据上述权利要求59-61中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括设置在所述终板之间的膜。
63.根据权利要求62所述的椎间盘，其特征在于，所述膜封闭了所述终板。
64.根据权利要求62或63所述的椎间盘，其特征在于，所述膜包括波纹管。
65.根据上述权利要求59-64中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述终板中的至少一个由选自金属、聚合物、陶瓷和复合材料的材料形成。
66.根据上述权利要求59-65中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述终板中的至少一个由选自坚质骨、松质骨、同种移植骨、自体移植骨、异种移植骨、脱矿质或部分脱矿质的骨的骨材料形成。
67.根据上述权利要求59-66中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括可阻止移动的结构，其设置在所述上、下终板中的至少一个上。
68.根据上述权利要求59-67中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括永久性固定装置，其设置在所述上、下终板中的至少一个上。
69.根据上述权利要求59-68中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括植入器械连接、引导或固定结构，其设置在所述上、下终板中的至少一个上。
70.根据权利要求62-69中任一项所述的椎间盘，其特征在于，所述膜和所述上、下终板限定了内部体积。
71.根据权利要求70所述的椎间盘，其特征在于，所述膜由弹性体形成。
72.根据权利要求70或71所述的椎间盘，其特征在于，所述膜包括波纹管。
73.根据权利要求72所述的椎间盘，其特征在于，所述椎间盘还包括与所述体积连通以用于用流体来至少部分地填充所述内部体积的阀。
全文摘要
本发明涉及一种用于设置在相邻椎骨之间的人造椎间盘。该人造椎间盘优选设计成可恢复椎间盘的高度和脊柱前凸，允许自然的运动范围，吸收震动并且提供对运动和轴向压缩的阻力。另外，椎间盘(10)可用于脊柱的颈部、胸部或腰部区域中。该人造椎间盘可单独地或组合起来地包括至少部分地填充有流体(22)的内部(19)；用于将流体注入到椎间盘内部的阀(20)；中心区域，其具有优选比外部区域的刚度更大的刚度，从而使椎间盘可围绕中心区域枢轴转动。中心枢轴可由中心开口(108)、中心腔室(162)、内部芯体或中心缆索(258)形成。
文档编号A61F2/44GK1703177SQ03823946
公开日2005年11月30日 申请日期2003年8月15日 优先权日2002年8月15日
发明者贾斯廷·K·科珀斯, 大卫·格伯, 大卫·保罗, 安德鲁·李 申请人:新特斯(美国)公司