专利名称：椎间盘假体的制作方法
技术领域：
本发明涉及椎间盘假体，所述椎间盘假体用于插入在第一和第二椎骨之间形成的 椎间盘腔隙(intervertebral disc compartment)中。更具体地,本发明涉及恢复脊柱的自然挠性的椎间盘假体。
背景技术：
椎间盘假体一般包括两个构成元件，所述两个构成元件各具有一支承板，当假体插入椎间盘腔隙中时，上述支承板用对接面靠在相邻的椎骨上。相应支承板的另ー侧边支承一联接部件(joint member),所述联接部件允许两个支承板之间的相对运动。美国专利No. 6，936，071与W001/07893A1相对应，公开了ー种椎间盘假体，在所述椎间盘假体中，上部支承板包括ー帽形凹槽。下部支承板具有一开成凹槽的腔隙，所述腔隙容纳一具有帽形突起的可更换的滑入插件。上部支承板中的帽形凹槽和插件的帽形突起形成球窝联接，使得所述两个支承板在空间所有方向上都能相对彼此傾斜。在椎间盘假体插入颈椎间盘腔隙之前，颈椎间盘腔隙通常都是用磨耗材料的方式进行机加工。在这个手术期间，用铣刀磨耗骨材料，以在相邻椎骨上适当地形成用干支承板的对接面的大而平坦的相对表面。在支承板的对接面上所形成的翅片防止另外平坦的对接面在相邻的椎骨上滑移。各翅片都与沟槽接合，所述沟槽事先已通过切凿凹入到相邻的椎骨中。然而，沟槽的精密研磨是比较麻烦的过程。由于这个原因，所以难以正确地将假体定位在椎间盘腔隙中。W02005/004756A1公开了ー种椎间盘假体，所述椎间盘假体在对接面上不包括翅片。相反，对接面以适合于椎间盘假体的解剖学要求的方式稍呈凸形弯曲。健康的椎间盘腔隙的几何数据，尤其是它的高度，通过对在患病的脊柱段上进行的三维(3D)扫描测量所得到的数据进行推断来确定。据说对接面的凸形弯曲导致在椎间盘腔隙内产生支承板的自定心作用。对接面涂有羟基磷灰石(HAK)，陶瓷或磷酸三钙(TCP)材料。这些涂层通常是多孔而粗糙，这样能保证支承板不在椎间盘腔隙内滑动。采用这种对接面，难以得到所希望的自定心作用和假体在椎间盘腔隙中的持久固定。如果对接面具有带光滑表面的涂层，则支承板在椎间盘腔隙内滑动。如果对接面具有带粗糙表面的涂层，则磨擦作用太大，以致不能得到自定心作用。
EP0754018B1公开了ー种类似的椎间盘假体。这里假体的活动中心，亦即非球形球窝联接的曲率中心，位于假体的后面部分处，但仍位干支承板之间。 W003/090648A1公开了另ー种假体，在所述假体中，每个支承板都配置成容纳ー个插件。每个插件都具有ー帽形凹槽。两个凹槽通常都容纳ー球状物，所述球状物允许在支承板之间进行铰接运动。各支承板都具有圆筒式弯曲的对接面和平坦的翼片，所述翼片安装在支承板的侧边处。在可以插入假体之前，相邻的椎骨必须通过在骨材料中形成细长的凹槽来制备。凹槽的形状与支承板的对接面的圆筒形状相对应。为了防止支承板沿着圆筒体轴线相对于椎骨滑动，各翼片都具有齿，所述齿有利于将翼片夹紧在骨材料上。另外，在采用这种假体情况下，假体在椎间盘腔隙中的定位仅由制备容纳支承板的对接面的圆筒形凹槽的外科医生的技术決定。
发明内容
本发明的第一目的是提供ー种椎间盘假体，所述椎间盘假体很容易植入椎间盘腔隙中，且仍然固定地保持在它的植入位置中。按照本发明的第一方面，这个目的是通过椎间盘假体达到，所述椎间盘假体用于插入形成在第一椎骨和第二椎骨之间的椎间盘腔隙。该假体包括第一支承板，所述第一支承板在ー侧具有第一联接件，而在另ー侧具有第一对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第一对接面压靠在第一椎骨上。第二支承板在ー侧具有第二联接件，而在另ー侧具有第二对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第二对接面压紧第二椎骨。第一和第二对接面中的至少ー个具有一凸状非球形弯曲的区域。按照本发明，所述弯曲的区域完全被环形平坦区域包围，所述环形平坦区域具有比所述弯曲的区域粗糙的表面。所述凸弯区域具有比较光滑的表面使得能在椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，假体通过滑动相对于拱顶调节自身。如果光滑的表面不是旋转对称，而是在正交方向上有长的和短的尺寸，则这种光滑的表面甚至使得椎间盘假体能穿过侧向入口插入。侧向入口常常是优选的，这是因为它不需要推开挡住前侧入口通道(ventral access canal)的大而敏感的血管。在插入期间，椎间盘假体优选的是用它的长尺寸平行于通道轴线穿过入口通道插入。在椎间盘假体到达位于相邻的椎骨之间的位置之后，由椎骨施加在经过抛光的表面上的压カ使假体能在椎间盘间隙中旋转约45°到90° (视入口通道的方向而定)，直至它最后用其侧向上延伸的长尺寸达到它所希望的位置。可选择地，利用连接到假体上的操纵机构来使假体在椎间盘腔隙内旋转。所述弯曲的区域这样形成，使得它在从前侧或侧向入口通道插入椎间盘腔隙之后，进ー步刺入较硬骨头(骨密质)的管体之间的多孔和较软的骨组织(骨松质)中几毫米。这种硬质管体的环形端部下文将称之为椎骨的“骨突环(apophyseal ring)”。当包围凸弯区域的平坦和优选粗糙的区域靠在相邻椎骨的骨突环上时，停止刺入。这保证了椎间盘假体与相邻椎骨的紧密而可靠的连接。在一有利的实施例中，至少ー个对接面的弯曲区域形成具有顶点或顶点区域，所述预点或顶点区域这样配置，使得当弯曲区域的顶点接触拱顶的顶点时，构成元件能在相邻的拱顶内旋转至少10°，优选地旋转至少25°。在对接面精确地具有拱顶的形状情况下，对外科医生来说，相对于相邻椎骨手动旋转构成元件很困难，这是因为大的弯曲面处于直接接触。然而，如果对接面具有这种顶点，则在对接面已压入拱顶内的软骨材料之后，达到更紧密连接之前，只有对接面和拱顶二者的顶点相互接触。所述凸弯区域的形状可能要求在椎间盘假体插入椎间盘腔隙之前用生物统计学方法确定拱顶的形状。这可以通过计算机处理椎骨的高分辨率图像来完成。然后按照得到的拱顶的生物统计学形状数据将弯曲区域进行机加工或模制。然而，因为弯曲区域的形状优选与骨突环内拱顶的几何形状类似而不是相同，所以对患者的这种特定几何形状的适配在许多情况下可能不需要。而是可以使用根据对许多患者的受影响的椎骨得到的统计数据制造的支承板。为得到弯曲区域的光滑表面有许多途径。例如，表面可以进行抛光或设置ー涂层，所述涂层具有所希望的表面性能。优选的是该表面具有ー小于ΙΟμπι，优选的是小于Ιμπι的算木粗糙度Ra，这样保证相对于骨材料的动摩擦系数小于O. I。
这些性能用涂布该技术已知的类钻碳涂层(DLC)可以很容易实现。这类涂层可在生物上相客、很硬并具有低摩擦。另ー方面，平坦区域可以相对于骨突环的骨材料具有大于I. O的动磨擦系数。当然，两个支承板也可以用上述方式形成。按照本发明的另一方面，上述目的通过椎间盘假体达到，所述椎间盘假体用于插入形成在第一和第二椎骨之间的椎间盘腔隙。该假体包括第一支承板，所述第一支承板在ー侧具有第一联接件，而在另ー侧具有第一对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第一对接面压紧第一椎骨。该假体还包括第二支承板，所述第二支承板在ー侧具有第二联接件，而在另ー侧具有第二对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第二对接面压紧第二椎骨。第一和第二对接面中的至少ー个具有凸弯区域。按照本发明，所述凸弯区域可具有(至少基本上具有)一斜面。现已发现，如果植入带有弯曲区域的支承板，则这种形状类似于容纳弯曲区域的拱顶的几何形状。因为斜面不是旋转式对称，所以如果有施加在椎骨和支承板之间的压缩力，则产生自定心式转矩。在植入外科手术期间，这个力由沿着脊柱延伸的韧带产生。当支承板旋转到这些压缩カ对称的位置时，转矩消失并因此停止旋转。如果仍进一歩施加压缩力，则斜面形的弯曲区域将压入骨突环内的骨材料(骨松质)，因而造成拱顶材料的部分变形。这保证骨材料和弯曲区域之间很紧密的接触。即使在已实施植入椎间盘假体而没有任何并发症的情况下，但是有时也可能需要改变确定活动中心的位置的联接件。通常假体是通过前侧入口植入。然而，再次形成这种前侧入口常常会由于前一次外科手术所产生的伤疤而増加危险。因此，本发明的另ー个目的是提供一种减少这类危险的椎间盘假体。按照本发明，这个目的是通过椎间盘假体达到，所述椎间盘假体用于插入形成在第一和第二椎骨之间的椎间盘腔隙中。该假体包括第一支承板，所述第一支承板具有纵向边和转移边；第一滑入腔隙，所述第一滑入式腔隙位于第一支承板上；第一联接件，所述第一联接件分开地连接到第一支承板上，并包括第一滑入板，所述第一滑入板能插入第一滑入腔隙中。该假体还包括第二支承板，所述第二支承板支承第二联接件。按照本发明，第一滑入板和第一滑入腔隙这样配置，使得第一滑入板能从第一支承板的纵向侧边和从转移侧边插入第一滑入腔隙。这使得能从侧向入口通道更换第一联接件。因此避免了与提供再次用的前侧入口通道有关的任何危险。本发明人发现，在常规椎间盘假体情况下所遭遇的许多问题都是一方面椎骨的解剖学上可能的运动与可能由假体所形成的运动之间失配的結果。如果这种失配显著，则支承脊柱的肌肉和韧带自然变形，这样造成张紧并最終造成疼痛。因此，本发明的另ー个目的是提供一显著减小这种失配的椎间盘假体。按照本发明，这个目的是通过椎间盘假体达到，所述椎间盘假体用于插入形成在上部和下部椎骨之间的椎间盘腔隙。所述假体包括第一联接件，所述第一联接件与上部椎骨有夫。第二联接件与下部椎骨有夫，并且这样配置，使得该第二联接件能相对于第一联接件绕旋转点或旋转轴线旋转。按照本发明，旋转点或旋转轴线设置在第二联接件的上方，优 选的是设置在第一联接件的上方。在许多情况下，将该旋转点或旋转轴线设置在支承板的上方甚至也可能是有利的，上述支承板在一侧上支承第一联接件，而在另ー侧具有第一对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第一对接面压紧第一椎骨。在常规假体中，旋转点设置在下部联接件内或下部联接件的下方。然而，现已发现，活动中心不是在下部联接件的下方，而是(远)在下部联接件的上方。例如，在腰椎骨的情况下，活动中心是在被上部椎骨的骨突环包围的拱顶的顶点中。只有在假体的旋转点或旋转轴线与解剖学活动中心基本上一致吋，假体的元件才旋转到一定程度，正如自然而健康的椎间盘处在椎间盘腔隙中的情况那样。因此，避免了韧带和肌肉的不自然变形，并且不会发生假体的加固。为了能使旋转点或旋转轴线尽可能靠近相邻椎骨的自然活动中心设置，必须认真选择联接元件的位置和曲率。由于这个原因，可以用个多同种但具有不同尺寸或曲率的部件来像配套构造工具(construction kit)那样装配假体。这样，使得当外科医生能确定必须从相邻的椎骨中去除多少材料时外科医生能在植入外科手术期间装配假体。当然，如果像腰椎骨经常的情况那样没有或只有少量骨材料必须除去，或者如果事先清楚必须除去多少骨材料，则用各种不同的部件装配假体也是有利的。在这些情况下，各部件根据外科手术前的3D扫描来确定，以使旋转点或旋转轴线尽可能接近相邻椎骨的自然活动中心。这种配套构造工具可包括第一和第二联接件，所述第一和第二联接件具有不同的形状(曲率和/或距基底表面的间距)、和/或不同的支承板和/或ー组不同的空间，所述ー组不同的空间具有可插在支承板和相邻椎骨之间的圆盘或楔状物形状。在上述已知椎间盘假体情况下的另ー个问题是，万一椎骨绕平行于支承板的横向侧的倾斜轴线侧向傾斜，则支承板的移动性在较大倾斜角的情况下仅受支承板边缘的相互撞击来限制。有吋，也希望能选择性地限制支承板朝前和/或朝后的倾斜角。由于这个原因，本发明的另ー个目的是提供ー种椎间盘假体，其中倾斜角可以用直截了当的方式限制。按照本发明，这个目的通过椎间盘假体达到，所述椎间盘假体用于插入形成在第一和第二椎骨之间的椎间盘腔隙。该假体包括第一支承板和第二支承板，上述第一支承板支承第一联接件，上述第二支承板支承第二联接件。第二联接件与第一联接件配合，以便能在第一和第二支承板之间进行倾斜或旋转运动。在第一支承板上布置突起，所述突起用作限制第一和第二支承板之间相对倾斜或旋转运动的止动件。按照本发明，所述突起布置在可更换的导板上，所述导板能插入设置在第一支承板上的导板滑入腔隙。通过在导板上设置ー个或多个突起，能够通过仅取出一个导板和插入另ー个具有不同突起的导板，就能很容易更换所述突起。因为插进滑入腔隙只需要平移运动，所以如果相对于入口通道可能的方向合适地选定滑入腔隙的方向，则这种更换可以通过很小的入口通道进行。一旦植入了椎间盘假体，则常常优选侧向入口。由于这个原因，滑入腔隙应这样取向，使得支承突起的导入板可以在侧向运动情况下从滑入腔隙拉出。如果第一突起布置在第一联接件和第一支承板的横向侧之间，则实现对侧向倾斜角的限制。如果要限制支承板朝前和/或朝后的倾斜角，则突起应布置在第一联接件和第一支承板的纵向侧边之间。用已知椎间盘假体的另ー个问题是，必须制备较大的前侧入口通道以用于插入支承板。 由于这个原因，本发明的另ー个目的是提供ー种可以穿过较小的前侧入ロ通道插入椎间盘腔隙的椎间盘假体。这个目的通过下述椎间盘假体达到，所述椎间盘假体包括第一支承板和第二支承板，上述第一支承板支承第一联接件，上述第二支承板支承第二联接件。按照本发明，所述第一支承板包括用于将第一支承板可分开地连接到操纵机构上的连接元件，通过所述操纵机构可以使第一支承板绕一基本上垂直于第一支承板的轴线旋转。这样，所述第一支承板在其短的横向侧边朝前的情况下，可以穿过较狭窄的前侧入口通道插入，所述前侧入口通道具有一直径，该直径不是根据支承板的长侧边的长度，而是根据其短而窄的横向侧边的长度来指定。所述支承板首先借助于操纵机构旋转到椎间盘腔隙中或椎间盘腔隙附近的ー确定位置。入口通道的直径越小，则在形成前侧入口通道时损坏必须移位的血管的危险越低。在本发明的第一方面中，提供一种用于插入椎间盘腔隙中的椎间盘假体，所述椎间盘腔隙形成在第一椎骨和第二椎骨之间，上述椎间盘假体包括a)第一构成元件，所述第一构成元件-在一侧设置有第一联接件，和-在另ー侧具有第一对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第一对接面压靠在第一椎骨上；b)第二构成元件，所述第二构成元件-在一侧设置有第二联接件，和-在另ー侧具有第二对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第二对接面压靠在第二椎骨上，其中所述第一和第二对接面中的至少ー个具有一凸状非球形弯曲的区域，其特征在于，所述弯曲的区域完全被环形平坦区域包围，所述环形平坦区域具有比上述弯曲的区域更粗糙的表面。有利地，所述弯曲的区域的表面被抛光。有利地，所述弯曲的区域的表面相对于骨材料的动磨擦系数小于O. I。有利地，所述弯曲的区域的表面的算木粗糙度Ra小于ΙΟμπι，优选小于Ιμπι。
有利地，所述弯曲的区域的表面由类钻碳涂层形成。有利地，所述弯曲的区域的表面比平坦区域的表面硬。有利地，所述平坦区域相对于骨材料的动磨擦系数大于I. O。有利地，所述弯曲的区域至少具有基本上是斜面的形状。在本发明的第二方面中，提供一种用于插入椎间盘腔隙中的椎间盘假体，所述椎间盘腔隙形成在第一椎骨和第二椎骨之间，上述椎间盘假体包括a)第一构成元件，所述第一构成元件-在一侧设置有第一联接件，和
-在另ー则具有第一对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第一对接面压靠在第一椎骨上；b)第二构成元件，所述第二构成元件-在一侧设置有第二联接件，和-在另ー侧具有第二对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第二对接面压靠在第二椎骨上，其中，第一和第二对接面中的至少ー个具有ー凸弯区域，其特征在于，所述凸弯区域至少具有基本上是斜面的形状。有利地，所述斜面包括a)主侧面，所述主侧面相对于基底区域倾斜；和b)相对侧面，所述相对侧面与主侧面邻接，并且相对于基底区域比主侧面更陡峭地倾斜。有利地，所述主侧面与基底区域形成一角度，所述角度是在5°和20°之间的范围内。有利地，所述相对侧面与基底区域形成一角度，所述角度是在25°和50°之间的范围内。有利地，在所述主侧面和所述相对侧面之间具有光滑的无边棱的过渡区域。有利地，所述主侧面和所述相对侧面具有侧向边，所述侧向边平滑地向下朝基底区域傾斜。有利地，所述凸弯区域的表面相对于骨材料的动磨擦系数小于O. I。有利地，所述凸弯区域被平坦区域包围。在本发明的第三方面中，提供一种用于插入椎间盘腔隙中的椎间盘假体，所述椎间盘腔隙形成在第一椎骨和第二椎骨之间，上述椎间盘假体包括a)第一构成元件，所述第一构成元件
-在一侧设置有第一联接件，和-在另ー侧具有第一对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙吋，上述第一对接面压靠在第一椎骨上；b)第二构成元件，所述第二构成元件-在ー侧具有第二联接件，和-在另ー侧具有第二对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第二对接面压靠在第二椎骨上，
其特征在于，所述第一和第二对接面中的至少ー个具有ー凸弯区域，该凸弯区域在第一方向上具有长尺寸和在第二方向上具有短尺寸，上述第二方向与第一方向垂直，所述凸弯区域在垂直于第一方向的横截面中包括第一倾斜部分和第二倾斜部分，上述第一倾斜部分具有第一斜度，而上述第二倾斜部分具有比第一斜度小的第二斜度，所述凸弯区域在垂直于第二方向的横截面中具有一至少基本上是水平的部分，该水平的部分居中地位于两个倾斜的第三部分之间。在本发明的第四方面中，提供一种制造椎间盘假体的方法，所述椎间盘假体用于插入形成在第一和第二椎骨之间的椎间盘腔隙，上述方法包括以下步骤a)用生物统计学方法确定形成在第一椎骨的骨突环内的第一拱顶的形状；b)提供第一构成元件，所述第一构成元件在一侧设置有第一联接件，在另ー侧具有第一对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第一对接面压靠在第一椎骨上，其中所述第一对接面具有下述形状， -所述形状不具有旋转对称性,和-所述形状具有ー顶点，该顶点如此配置，使得当第一对接面的顶点接触拱顶的顶点时，第一构成元件能在第一拱顶内旋转至少10°。有利地，所述第一对接面的形状如此确定，使得在施加力使对接面压靠在第一顶点上之后，第一拱顶变形，直至其形状至少基本上补充第一对接面的形状。有利地，包括以下步骤在第一对接面的顶点接触第一拱顶的顶点之后，但在第一拱顶变形至其形状至少基本上补充第一对接面的形状之前，利用操纵机构使第一构成元件旋转。在本发明的第五方面中，提供一种将椎间盘假体插入椎间盘腔隙的方法，所述椎间盘腔隙形成在第一和第二椎骨之间，上述方法包括以下步骤a)提供第一构成元件，所述第一构成元件在一侧设置有第一联接件，在另ー侧具有第一对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第一对接面压靠在第一椎骨上，其中第一对接面具有下述形状，所述形状旋转非対称，并且不补充第一拱顶；b)提供第二构成元件，所述第二构成元件在一侧设置有第二联接件，在另ー侧具有第二对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第二对接面压靠在第二椎骨上，其中第二对接面具有下述形状，所述形状旋转非対称，并且不补充第二拱顶；c)通过提取装置克服由韧带所产生的カ将第一椎骨和第二椎骨拉开；d)将第一构成元件和第二构成元件插入椎间盘腔隙；e)除去提取装置，由此释放第一和第二椎骨，因而由韧带所产生的力使第一和第ニ构成元件旋转。在本发明的第六方面中，提供一种用于插入椎间盘腔隙中的椎间盘假体，所述椎间盘腔隙形成在第一和第二椎骨之间，上述椎间盘假体包括a)第一支承板,所述第一支承板具有纵向侧边和横向侧边；b)第一滑入腔隙，所述第一滑入腔隙形成在第一支承板上；c)第一联接件，所述第一联接件可分开地连接到第一支承板上，并包括第一滑入板，所述第一滑入板能插入第一滑入腔隙中；d)第二支承板，所述第二支承板支承第二联接件，
其特征在干，所述第一滑入板和第一滑入腔隙这样配置，使得第一滑入板能从第一支承板的纵向侧和从横向侧插入第一滑入腔隙。有利地，具有第一导板，该第一导板用作第一滑入板的导向装置，并可分开地紧固到第一支承板上。有利地，所述第一导板能从第一支承板的横向侧插入第一导板滑入腔隙。有利地，所述第一导板具有用作止动件的突起。 有利地，所述第二联接件包括第二滑入板，所述第二滑入板能插入形成在第二支承板上的第二滑入腔隙；所述第二滑入板和所述第二滑入腔隙这样配置，使得第二滑入板能从第一支承板的纵向侧和横向侧插入第二滑入腔隙。有利地，具有第二导板，该第二导板用作第二滑入板的导向装置，并可分开地紧固到第二支承板上。有利地，所述第二导板能从第二支承板的横向侧插入第二导板滑入腔隙。有利地，所述第二导板具有用作止动件的突起。有利地，a)所述第一联接件包括球形帽状突起，所述第二联接件包括球形帽状凹槽，b)所述第二支承板配置成在插入椎间盘腔隙时靠近下部椎骨，和c)所述球形帽状突起和所述球形帽状凹槽的曲率中心定位成与第二支承板相比更靠近第一支承板。在本发明的第七方面中，提供一种用于插入椎间盘腔隙中的椎间盘假体，所述椎间盘腔隙形成在上部和下部椎骨之间，上述椎间盘假体包括a)第一联接件，所述第一联接件与上部椎骨相连；b)第二联接件，所述第二联接件与下部椎骨相连，并这样配置，使得该第二联接件能绕旋转点或旋转轴线相对于第一联接件旋转，其特征在于，上述旋转点或旋转轴线定位在所述第二联接件上方。有利地，上述旋转点或旋转轴线定位在第一联接件上方。有利地,上述旋转点或旋转轴线定位在构成元件上方,所述构成元件在一侧支承第一联接件，而在另ー侧具有第一对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第一对接面压靠在第一椎骨上。有利地，所述第一联接件和所述第二联接件形成球窝联接，其中第一联接件设置为球，而第二联接件设置为用于放入球的承窝，所述旋转点与所述球和所述承窝的共用曲
率中心一致。 有利地，所述球和所述承窝的曲率半径在6mm和25mm之间，优选地，所述球和所述承窝的曲率半径在12mm和18mm之间。根据本发明的第八方面，提供一种用于装配不同椎间盘假体的系统，包括a)第一支承板，所述第一支承板具有用于可拆卸地紧固第一联接件的承窝；b)第二支承板，所述第二支承板具有用于可拆卸地紧固第二联接件的承窝；c)至少两个第一联接件，所述至少两个第一联接件具有不同的形状；d)至少两个第二联接件，所述至少两个第二联接件具有不同的形状。有利地，所述第一联接件各包括一球形帽状突起，所述第二联接件各包括一球形帽状凹槽，所述第一联接件的球形帽状突起具有不同的曲率半径，所述不同的曲率半径与第二联接件的球形帽状凹槽的不同曲率半径相对应。
有利地，a)所述第一联接件各包括第一基底表面,所述第一基底表面用于将第一联接件附接到第一支承板上；和b)所述第一联接件的球形帽状突起距离第一联接件的第一基底表面具有不同的间距。有利地，a)所述第二联接件各包括第二基底表面，所述第二基底表面用于将第二联接件附接到第二支承板上；和b)所述第二联接件的球形帽状凹槽距离第二联接件的第ニ基底表面具有不同的间距。在本发明的第九方面中，提供一种用于装配不同椎间盘假体的系统，包括a)第一联接件；b)第二联接件；
c)至少两个第一支承板，所述第一支承板包括安装在一侧用于固定第一联接件的固定机构，并且当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时所述第一支承板与第一椎骨相连；d)至少ー个第二支承板，所述第二支承板包括安装在一侧用于固定第二联接件的固定机构，并且当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时所述第二支承板与第二椎骨相连，其特征在于，所述至少两个第一支承板具有不同的厚度。在本发明的第十方面中，提供一种用于插入椎间盘腔隙中的椎间盘假体，所述椎间盘腔隙形成在第一和第二椎骨之间，上述椎间盘假体包括a)第一支承板，所述第一支承板支承第一联接件；b)第二支承板，所述第二支承板支承第二联接件，该第二联接件与第一联接件配合，以便允许在第一和第二支承板之间进行倾斜或旋转运动；c)突起，所述突起布置在第一支承板上，上述突起用作限制第一和第二支承板之间的相对倾斜或旋转运动的止动件，其特征在于，所述突起布置在可更换的导板上，所述导板能插入设置在第一支承板上的导板滑入腔隙中。有利地，所述突起布置在第一联接件和第一支承板的横向侧之间。在本发明的第十一方面中，提供一种用于插入椎间盘腔隙中的椎间盘假体，所述椎间盘腔隙形成在第一和第二椎骨之间，上述椎间盘假体包括a)第一支承板，所述第一支承板支承第一联接件；b)第二支承板，所述第二支承板承载第二联接件，其特征在干，c)所述第一支承板包括连接元件，所述连接元件用于可分开地将第一支承板连接到操作机构上，通过上述操作机构，第一支承板能够绕一基本上垂直于第一支承板的轴线旋转。有利地，连接元件布置在第一支承板上两个相対的横向侧边中的每ー个上。有利地，所述连接元件是联接元件，所述联接元件在横向侧边上彼此相对布置，操纵杆能够可分开地铰接到上述联接元件中的每ー个。有利地，所述联接元件彼此成对角地相对设置。在本发明的第十二方面中，提供一种用于插入椎间盘腔隙中的椎间盘假体，所述椎间盘腔隙形成在第一和第二椎骨之间，上述椎间盘假体包括a)第一构成元件，所述第一构成元件
-包括第一支承板-在一侧设置有第一联接件，和-在另ー侧具有第一对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第一对接面压靠在第一椎骨上；a)第二构成元件，所述第二构成元件-包括第二支承板-在一侧设置有第二联接件，和 -在另ー侧具有第二对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第二对接面压靠在第二椎骨上，其特征在干，-所述第一构成元件包括ー插件，该插件容纳在形成于第一支承板内的凹槽中，-凸弯区域，该区域形成在上述插件中，-所述第一支承板具有环形平坦区域，所述环形平坦区域这样包围所述凹槽，以使凸弯区域完全被所述环形平坦区域包围。有利地，所述凹槽由设置在第一支承板中的开ロ形成。在本发明的第十三方面中，提供一种用于将椎间盘假体的支承板插入两个相邻的椎骨之间的椎间盘腔隙的方法，其特征在于，包括下列步骤a)露出进入椎间盘腔隙的腹外侧入口 ；b)露出椎间盘腔隙；c)将承载联接件的支承板用这种方式插入椎间盘腔隙中，使得支承板的纵向侧边基本上平行于前侧入口的纵向轴线延伸；d)借助于可分开地连接到支承板上的操纵机构使支承板在椎间盘腔隙内旋转约90。。有利地，为了按照步骤d)旋转，将支承板连接到两个操纵杆上，所述两个操纵杆与支承板的对置的横向侧边接合。
參照下面结合附图所作的详细说明可以更容易理解本发明的各种不同特征和优点，其中图I是按照本发明的椎间盘假体的上部构成元件的俯视图；图2是沿着图I所示的上部构成元件的线II-II的剖视图；图3是图I中所示的上部构成元件的仰视图；图4是沿着图I所示的上部构成元件的线IV-IV的剖视图；图5是沿着图I所示的上部构成元件的线V-V的剖视图；图6a_6c示出在装配上部构成元件期间处于几种状态的上部支承板的下侧；图7是按照本发明所述的椎间盘假体的下部构成元件的俯视图；图8是沿着图7所示的下部构成元件的线VIII-VIII的剖视图；图9是图7所示的下部构成元件的仰视图；图10是椎间盘假体处于插入状态的侧视图11是椎间盘假体的与图10相对应但构成元件彼此相对倾斜的侧视图；图12是椎间盘假体的侧视图，所述椎间盘假体与图10相对应，并且已经固定以便抵消侧向倾斜运动；图13是与图2相对应的示图，其中没有用作止动件的突起；图14是上部和下部腰椎骨的示意简化剖视图；图15示出在第一配置中两个构成元件的联接件；图16示出在第二配置中两个构成元件的联接件；图17示出在第三配置中两个构成元件的联接件； 图18示出在第四配置中两个构成元件的联接件；图19示出在第五配置中两个构成元件的联接件；图20示出在第六配置中两个构成元件的联接件；图21是按照另ー个实施例所述插在两个腰椎骨之间的椎间盘假体的侧视图；图22a_22d示出在更换联接件期间处于几种状态的上部支承板的下侧；图23a_23c是在插入前侧入口通道期间借助于操纵杆旋转的上部支承板的俯视图；图24是用于操纵杆的连接元件的示意透视图；图25是按照另ー实施例所述的插在两个腰椎骨之间的椎间盘假体处在第一状态的侧视图；图26示出图25的假体，但处在下部构成元件相对于上部构成元件旋转之后的第ニ状态；图27是按照另ー实施例所述的椎间盘假体插在两个腰椎骨之间处于第一状态的侧视图；和图28示出图27的假体，但处于在下部构成元件相对于第二构成元件旋转之后的第二状态；图29是按照本发明的另ー实施例所述的椎间盘假体的上部构成元件的俯视图；图30是沿着图29所示的上部构成元件的线XXX-XXX的剖视图；图31是穿过图29和30所示的上部构成元件的帽形插入元件的放大剖视图；图32是沿着线XXXII-XXXII穿过图31所示的帽形插件的剖视图；图33是按照另ー实施例所述穿过帽状插入元件的放大剖视图；图34是沿着线XXXIV-XXXIV穿过图33所示的帽状插件的剖视图；图35a_35c是穿过图33所示的帽状插件的剖视图和在植入手术期间处于不同构型的相邻椎骨；图36a_36c是穿过图34所示的帽状插件的剖视图和在植入手术期间处于不同构型的相邻椎骨；图37是穿过按照另一实施例所述的帽状插入元件的放大剖视图。
具体实施例方式图1-5分别用俯视图、沿着线II-II的剖视图、仰视图、沿着线IV-IV的剖视图、和沿着线V-V的剖视图示出椎间盘假体的上部构成元件。
整体用标号10表示的上部构成元件包括上部支承板12,所述上部支承板12具有一近似肾形的周边。一球形帽状插件16插入位于上部支承板12上侧的中心凹槽14 (见图2)中，并通过自锁式环18固定在那儿，所述自锁式环18在球形帽状插件16上形成。在所示的示例性实施例中，球形帽状插件16的用标号20表示的朝外的外表面以球形凸面的方式弯曲。然而，具有非球形凸面帽的插件同样可以使用，如下面參照图24-27进ー步说明的。球形帽状插件16的外表面20支承具有高粗糙度的涂层22。在所示的示例性实施例中，球形帽状插件16由较软而有弹性的材料例如弾性体构成，而周围的上部支承板12用较硬材料例如金属如钛制造。在上部构成元件插入椎间盘腔隙之后，球形帽状插件16以其粗糙涂层22坐靠在较软的材料上，所述较软材料位于相邻椎骨的骨突环内。在上部支承板12的朝外侧上用标号23表示的周围较硬区域支承在相邻椎骨的骨突环上。
在上部支承板12的位于球形帽状插件16对面的下侧上有一联接元件24，所述联接元件24包括一滑入板26，所述滑入板26具有一体模制于其上的凸面球形帽状联接部28。导肋30、32平行于上部支承板12的横向侧延伸，上述导肋30、32模制在滑入板26上。由于球形帽状联接部28的凸面曲率，所以运动重心位于该联接部的上方。这至少对插入腰椎间腔隙的假体来说有显著的优点，对此下面将更详细地加以说明。在朝向上部支承板12的横向侧的方向上，联接元件24邻接第一导板34和第二导板36。原则上具有相同构造的两个导板34、36分别具有第一和第二突起38、40，所述第一和第二突起38、40是平行六面体设计，并用作止动件以用于限制所述联接部运动的目的。在朝向联接元件24的方向上，导板34、36具有导槽42、44，所述导槽42、44与联接元件24的滑入板26的导肋30、32接合。从图5所示的沿着线V-V的剖视图可看出，在朝向上部支承板12的纵向侧边的方向上，两个导板34、36同样具有导槽46、48，所述导槽46、48具有与在上部支承板12上形成的导肋50、52互补的设计。在图5中，还可以看出，第二导板36容纳在第二导板滑入腔隙54中，所述第二导板滑入腔隙54只是在朝向上部支承板12的中部的方向上打开。因此第二导板36可从侧面插入第二导板滑入腔隙54中，同时第二导板36的导槽46、48与上部支承板12的导肋50、52接合。其上形成有导槽44的第二导板36的前侧最后碰到在上部支承板12上形成的止动件55(见图3)。这样，第二导板36在第二导板滑入腔隙54中的位置由除了滑入方向的所有方向上的靠接来限定。为了防止第二导板36无意滑出第二导板滑入腔隙54，第二导板36优选由ー种具有弾性性能的材料制造。例如，可以设想聚氯こ烯用于这个目的。第二导板36和上部支承板12之间的磨擦阻カ应是这样，即第二导板36可以用手或者借助于工具插入第二导板滑入腔隙54中，但在椎间盘假体插入椎间盘腔隙之后，在没有借助工具的情况下，不能从第ニ导板滑入腔隙54上再次卸下。如图1-3所示，上部构成元件10相对于通过球形帽状插件16和球形帽状联接部28的中部的对称平面对称地形成。因此第一导板34用与第二导板36相同的方式制造，并因此上述描述相应地适用于第二导板36。两个导板34、36朝向中部的侧表面沿着上部支承板12的横向侧边限定用于联接元件24的滑入腔隙56。沿着上部支承板12的纵向侧，滑入腔隙56在ー侧由一形成在上部支承板12上的阶梯58 (见图3)界定，而在位于对面的纵向侧，由第三导板60界定。第三导板60插入形成在上部支承板12的下侧的第三导板滑入腔隙62中。如在图4中可以看到的，前导板60的朝向支承板12的中部的侧边同样具有导槽63，所述导槽63与具有互补形状的导肋65接合，所述导肋65附属于联接元件24的滑入板26。这样，联接元件24的滑入板26在三个侧边上压靠在导板34、36和60上，而在第四侧边上压靠在阶梯58上，并因此在所有方向上都固定在上部支承板12的下側。在图6a_6c中，用简化的示意图形式说明上部构成元件10在几个阶段中的装配。在图6a中，示出在没有导板34、36、60和联接元件24的情况下支承板12的下側。在这个视图中可以看到分别用于第一和第二导板34、36的侧向导板滑入腔隙64、66以及用 于第三导板60的第三导板滑入腔隙62。如箭头68、70所表示的，第一和第二导板34、36现在从侧面分别插入导板滑入腔隙64和66，直至它们碰到止动件55、59为止。这种状态在图6b中示出。现在侧向导板34、36与阶梯58—起，形成用于联接元件24的滑入板26的滑入腔隙56。滑入板26现在从前面插入滑入腔隙56中，如箭头72所表示的。为了将联接元件24固定防止无意滑出滑入腔隙56，现在也将第三导板60从前面插入滑入腔隙56，如图6C中箭头74所表示的。上述上部构成元件10的组件结构允许联接元件24与分别带有用作止动件的突起38,40的第一和第二导板34、36以配套构造工具的方式任意装配。而且，即使在椎间盘假体已通过外科手术插入椎间盘腔隙之后，导板34、36和联接元件24的更换也是可行的。这将在下面參照图12-19更详细地说明。图7-9用与图1-3类似的视图示出下部构成元件10’的俯视图、沿着线VIII-VIII的剖视图、和仰视图，所述下部构成元件10’与上部构成元件一起形成椎间盘假体。下部构成元件10’与上部构成元件10的不同之处仅在干，凸面球形帽状联接部28已用凹面球形帽状联接部28’代替。凸面球形帽状联接部28的曲率与凹面球形帽状联接部28’的曲率在数值上相等，因此两个球形帽状联接部28、28’ 一起形成球窝联接。因为两个构成元件10、10’另外具有相同构造，所以在此范围内可以參照上部构成元件10的说明。为了使上部构成元件10和下部构成元件10’相互对应的部件可以区別，下部构成元件10’的各部件用加ー撇的标号标示。图10示出由两个构成元件10、10’制成的椎间盘假体在它设置于椎间盘腔隙中之后的情況。在图10中，可以很容易看出，具有粗糙涂层22的较软而有弹性的球形帽状插件16压靠在位于上部椎骨Vl的骨突环内的同样的软材料上。这样，在球形帽状插件16和椎骨Vl的软材料之间获得很紧密的连接。涂层22的粗糙度具有下述效果，即上部构成元件不能在椎间盘腔隙内滑移。上部支承板12围绕球形帽状插件16的较硬区域支承在椎骨Vl的骨突环71上。通过较硬的区域，在椎骨Vl和上部构成元件10之间传递大的纵向力。对下部构成元件10’具有相应的描述，所述下部构成元件10’靠在下部椎骨V2上。在插入状态下，上部构成元件10的凸面球形帽状联接部28靠在下部构成元件10’的凹面球形帽状联接部28’上，因此两个构成元件10、10’可以绕ー旋转点80朝所有方向上彼此相对旋转，下面将更详细地说明其意义。因为椎骨VI、V2在侧向方向上的旋转一般规定仅在有限的范围内可行，所以在上部构成元件10的导板34、36上的突起38、40和另外在下部构成元件10’的导板34’、36’上的相应突起38’、40’这样制造，以使两个构成元件10、10’只能绕垂直于纸平面的轴线旋转几度角。在图11中，示出突起38、38’如何将旋转运动限制到最大旋转角为大约4°。应该注意，构成元件10、10’中只有ー个具有突起就可能足够了。如在图3和9中可以看出的，突起38、40和38’、40’都具有矩形底部断面面积，同时长边朝前后侧方向延伸。这种形状还保证限制向前和向后的旋转运动。长边的长度决定在这个方向上的最大旋转角，所述最大旋转角可以是在6°和12°之间的范围内。在突起38,40和38’、40’具有基本上是方形底部断面面积的情况下，对这类旋转运动不存在限制，这在某些情况下也许是希望的。如果要改变ー个或两个旋转轴线的最大旋转角，则将上部导板34、36，下部导板 34’、36’或者所有4个导板34、36、34’、36’更换为具有不同突起的导板就足够了。在这种情况下，突起38、40和38’、40’或是具有不同的高度、不同的底部断面面积，或者可以安装成例如更靠近联接元件24、24’或离联接元件24、24’更远。应该注意，旋转角的这种变化即使在椎间盘假体已插入椎间腔隙之后也是可行的。这是由于各导板34、36、34’、36’可以通过侧向入口更换，而不必取出整个假体。图12示出与图10和11相对应的视图，在图12中，导板134、136、134’、136’已分别插入上部和下部支承板12、12’，所述导板的突起138、140和138’、140’分别全部固定椎间盘假体。为此，各突起138、140、138’、140’可具有较大的面积以及平的承载面，以便达到力的良好分布。如果椎间盘假体仅是在侧向方向上固定，而向前和向后的旋转运动继续有可能，则各突起138、140、138’、140’可以采取横向坐落的半圆筒体的形状。各半圆筒体因而能在彼此之上滚动，因此两个构成元件10、10’绕在图12中用标号73表示的旋转轴线的旋转是可行的。为了限制在向前方向上旋转运动的最大旋转角，ー个或两个第三导板60、60 ’也可以具有用作止动件的突起。但是，如果突起可更换的话，则第三导板60、60’带有突起的措施不是优选的。这是由于导板60、60’只能穿过前侧入口通道更换，并且再次制备这种通道常常是困难而且有风险的过程。当然，限定可动性的止动件也可以全部省去。在这种情况下，利用没有突起的导板234、236。图13用类似于图2的剖视图示出这种实施例。应该理解，上述椎间盘假体也可以反过来插入椎间盘腔隙中，以便上部构成元件10接合下部椎骨V2和下部构成元件10’接合上部椎骨VI。因为两个构成元件10、10’的联接元件24、24’可以直截了当的方式互換，所以椎间盘假体可以在很宽范围内适合于椎间盘腔隙的相应形状，并适合于邻接假体的椎骨VI、V2的可能运动。椎间盘腔隙的形状通常随人脊柱中相邻椎骨的纵向位置不同而变动。然而，经常是，腔隙的尺寸必须通过例如用于清除一个或两个相邻椎骨的骨突环附近的病理变形的磨耗方法来显著放大。椎骨的可能的运动在解剖学上由沿着脊柱延伸的面关节(facet joint)、关节囊(joint capsulas)、环形纤维和韧带来预先确定。本发明人发现，与常规椎间盘假体发生冲突的许多问题一方面都是各椎骨解剖学上可能的运动和假体可能产生的运动之间失配的結果。如果这种失配很显著，则支承脊柱的肌肉和韧带不自然地产生应变，这样会产生张紧及最終的疼痛。另外，现已发现，一对相邻椎骨的运动可以至少非常接近地说成旋转运动，在所述旋转运动中，下椎骨绕一与上椎骨有关的旋转点旋转。为了说明可能的运动，利用下面的术语“活动中心”，所述活动中心代表这种运动的旋转点。对于颈柱骨来说，椎骨的活动中心远离界定椎间盘腔隙的上椎骨面几毫米。然而，本发明人最近进行的研究表明，这一般不适用于腰椎。由于这些，活动中心几乎精确地设置在上部腰椎的下部拱顶的顶点中。图14用示意的简化剖视图分别示出上部和下部腰椎LVl和LV2，所述上部和下部腰椎LVl和LV2都具有拱顶，所述拱顶在剖视图中通过由直线所形成的角近似示出。上部腰椎LVl的可能运动在图14中用不同的虚线表示。在这种表示图中，用标号8代表的活动 中心位于由上部腰椎LVl的下部角的两条直线所形成的角中。该角与实际的上部腰椎的弯曲拱顶的顶点相对应。从上述情况可以清楚地看出，用于腰椎椎间盘腔隙的椎间盘假体应这样配置，以使它的活动中心尽可能接近上部腰椎的下部拱顶的顶点定位。在上述假体的情况下，这可以通过插入具有所需形状的联接元件24、24’很容易达到目的。下面将參照图15-18更详细说明用上述假体如何能得到几乎是任何任意的活动中心。在图15中，用隔离的方式分别示出两个构成元件10、10’的两个联接元件24、24’。用标号80表示的活动中心是一虚线圆82的圆心，所述虚线圆82有一段与联接元件24的球形帽状联接部28的球形表面25 —致。尤其是在颈椎的情况下，可能需要清除在骨突环附近的病理变形。清除这类变形意味着外科医生必须清除较大部分邻近椎间盘腔隙的椎骨。这种清除増加椎间盘腔隙的高度。例如，如果必须清除上部椎骨Vl的下面部分的较大部分，则这可以通过用联接元件124代替上部构成元件10的联接元件24进行补偿，在上述联接元件124中，球形帽状表面125进ー步远离联接元件124的滑入板126。这种设计在图16中用与图15类似的示图示出。其中可以看出，两个联接元件124、124’的滑入板126、126’现在进一歩分开设置，以便考虑椎间盘腔隙的更大高度。然而，与图15所示的设计相比,下部构成元件10’的联接元件124’保持不变。从图16可以清楚地看出，尽管球形帽状表面125现在进一步远离滑入板126，但活动中心180的位置保持在相对于上部椎骨Vl固定的解剖学上预先确定的最佳位置处。通常，对外科医生来说，不能在植入外科手术之前精确估计相邻椎骨的骨材料必须去除到何种程度。这通常只是在外科手术期间得知。然后外科医生可以例如通过用一可调模板測量最終椎间盘腔隙的高度，接着决定支承板应在哪个位置贴紧椎骨。可以提供在椎骨和支承板之间设置的额外隔离件。如果支承板的位置确定，则外科医生选择ー对滑入板，所述ー对滑入板具有下述几何形状，即所述几何形状保证假体的活动中心与事先已根据三维(3D)生物统计学測量确定的解剖学活动中心的位置吻合。图17示出与图16所示不同的情况，其中必须去除的不是较大部分的上部椎骨VI，而是较大部分的下部椎骨V2。补偿这种情况的ー种方法是使用一种在滑入板226和球形表面225之间具有较大距离的上部联接元件224。为了使活动中心280的位置保持在它的最佳解剖学上确定的位置处，这还要求増加球形表面225的曲率半径。因而半径!·是滑入板226和球形表面225之间的距离a的指定的函数r = r (a)。在这种情况下，与图15中所示的情况相比，两个联接件224、224’都不同。图18示出联接件324、324’的组合，所述组合可以代替图17所示的联接件224、224’使用。此处球形表面325的曲率半径未増加，而只是増加了滑入板326’和下部联接件324’的球形表面325’之间的距离，与图16中对于上部联接件124所示的情况类似。另外，尽管相邻椎骨VI、V2的对接面位置移动，但活动中心380仍保持在解剖学上预先确定的位置处。作为更换联接件的可供选择的方案，通过更换具有不同厚度的支承板也可以得到 同样效果。这是由于以下原因对于活动中心的位置而言，最終起作用的不是使球形表面与滑入板间隔开，而是使球形表面与相邻椎骨V1、V2的对接面间隔开。因此，照这样如果在各支承板和相邻的椎骨的对接侧面之间插入额外的不同厚度的间隔件，则可能甚至不必更换假体的部件。间隔件可以具有圆盘或楔形形状。这类间隔件的缺点是它们必须保持在合适位置，除此之外，椎间盘腔隙经常太小以致不能插入额外的间隔件。通过改变球形帽状表面的曲率半径和/或球形帽状表面与支承板的间距，因此能使椎间盘假体适应椎间盘腔隙的几乎任何任意的几何形状，而同时保持解剖学上预先确定的活动中心。如果外科医生装备有ー种结构成套工具，所述结构成套工具包括两个支承板和ー组不同形状的联接元件，则通过外科医生的选择，可以通过合适地选择联接元件完成对于解剖学上预先确定的活动中心的适配。可选择地，插入的联接元件可以为特定患者专门机加工。这使得即使在椎骨例如由于意外事故而产生剧烈病理变形的情况下也能保持活动中心。在这种情况下，上部和下部构成元件各可以用整块合适材料比如钛机加工成整体元件。图19示出ー实施例，其中活动中心482已在纵向方向上移动。这是通过使滑入板426、426’的球形表面425、425’相对于这些板的底部区域移动来完成。通过使球形表面525、525’具有一并不是相对于滑入板526、526’的中心轴线旋转対称的形状，可以得到同样效果。这个实施例在图20中示出。图21用与图10类似的示图示出由两个构成元件210、210’制成的椎间盘假体，所述椎间盘假体处在两个腰椎骨LV1、LV2之间的位置。构成元件210、210’与图1_11所示的构成元件10、10’不同之处仅在于，球形帽状联接部628的球形表面625和凹槽625’的球形表面625’具有较大的曲率半径。结果，活动中心680精确地位于它的解剖学上最佳位置中，亦即位于在上部腰椎骨LVl的骨突环694内所形成的拱顶692的顶点690中。再返回到图1-11所示的第一实施例，应该注意，在上部构成元件10的横向侧边上的第一和第二导板34、36使得可以不仅从前面通过第三导板滑入腔隙62，而且能从侧面通过侧向导板滑入腔隙64、66中的ー个将上部支承板12的联接元件24转移到滑入腔隙56的中心位置。当然，相应的描述也适用于下部构成元件10’的联接元件24’上。尤其是，即使当椎间盘假体已经插入椎间盘腔隙中时，也能从侧面更换联接元件24。在这种情况下能从侧面更换联接元件24的可能性是有利的，这是因为由于前侧入口需要入口通道。但是，再次形成这种通道会增风险。例如，在第一次手术的过程中穿过前侧入ロ通道向外移位的血管可能结疤。由于结疤，血管失去一部分弾性，因而如果上述血管在第二次手术的过程中再次移位，则可能产生严重的并发症。为了能接近已经插入的椎间盘假体，唯一的可能性就是形成侧面入口通道。例如，如果证明椎间盘假体不是最佳地适合于活动中心和椎间盘腔隙的几何形状，则这种入口可能是必要的。而且，在罕见的情况下，可能产生由于联接元件的磨损和撕扯而引发的症状，这样削弱了椎间盘假体的活动性。下面将基于图22a_22d说明在这种情况下如何可以通过侧向入口更换上部构成元件10的联接元件24。当然，相应的描述也适用于下部构成元件10’的联接元件24’。图22a用基于图6a的示图示出上部支承板12的下侧指向下部构成元件10’。通过引向椎间盘腔隙的侧向入口通道，首先，将第二导板36从第二导板滑入腔隙66中抽出， 如图22a中箭头84所示。为此，可以例如将钢丝环绕导板36上的突起40放置，用上述钢丝环可以从第二导板滑入腔隙66中拉出第二导板36。现在露出的第二导板腔隙66显示联接元件24的侧向入口。现在同样通过第二导板滑入腔隙66拉出联接元件24，如图22b中箭头85所示。为此，联接元件24的滑入板26可设有一孔86。外科医生能将钩形器械插入孔86中，通过所述钩形器械侧向拉出联接元件24。现在再将另ー个联接元件424插进滑入腔隙56中，如图22c中箭头88所示。最后，再将第二导板36插入第二导板滑入腔隙66中，如图22d中箭头90所示。当然，也可以用上述方式，通过侧向入口不仅更换联接元件24，而且还更换ー个或两个导板34、36，例如为了使椎间盘假体如图12中所示在侧向方向上完全固定。为了在插入椎间盘假体时保持前侧入口通道的直径小，首先可以用支承板12、12’的横向侧朝前插进入口通道，并且只可以在椎间盘间隙内或其附近旋转到它们限定的位置。这将在下面參照图23a、23b和23c示出，上述图23a、23b和23c以示例性方式以俯视图示出上部支承板12。在支承板12的下侧安装有连接元件94、96，通过所述连接元件94,96可以分开地和以铰接方式将上部支承板12连接到操纵杆98、100上。所述连接元件94、96可以构造为简单的(小型)孔，可在该孔中插入操纵杆98、100。图24示出操纵杆98，所述操纵杆98在一端上弯成约90°角形成有ー短钉97。短钉97的直径适合于与设置在第一支承板12中的孔99实现松配合。这样，在上部支承板12和操纵杆98、100之间获得可很容易分开的铰接连接。连接元件94、96安装在上部支承板12的倾斜相対的角落。如果现在通过连接元件94、96将上部支承板12连接到操纵杆98、100上，则由于移动操纵杆98、100，上部支承板12可以绕ー垂直于由上部支承板12限定的平面延伸的轴线旋转。如果将操纵元件98、100例如朝箭头104、106所指的方向移动，则上部支承板12朝箭头108所指的方向旋转。这种旋转将持续至例如上部支承板12到达如图23b所示方位的时刻为止。在这个方位上，上部支承板12需要一前侧入口通道，所述入口通道的直径必须仅相当于d’，此处d’是上部支承板12的最大宽度。在图23b中由d所表示的是如果上部支承板12不是用它的横向侧而是用它的纵向侧朝前插进入口通道时前侧入口通道必须具有的直径。一旦上部支承板12位于椎间盘腔隙的内部，它就再次转回到图23a中所示的位置。为此，使操纵杆104、106朝箭头110、112所指的方法移动，由于上述移动，上部支承板12朝箭头114所指的方向旋转到图23c所示的最終位置。现在可以将操纵元件98、100与连接元件94、96分开，并从前侧入口通道中拉出操纵元件98、100。图25用类似于图21的侧视图示出按照另一实施例所述的椎间盘假体。假体插入两个腰椎骨LV1、LV2之间的椎间盘腔隙中。与图21所示的实施例相比，假体在两个构成元件610、610’之间没有球窝联接，而是有一针状联接部，所述针状联接部包括凹槽728和具有圆形尖端的锥体728’。因此，锥体728’具有一类似于圆锥体塔糖的形状。凹槽728在上部构成元件710的帽状插件716中形成。上部支承板712具有一中心开ロ 713，锥体728’的尖端穿过上述中心开ロ 713到达凹槽728中。锥体728’的基底固定地容纳在形成于下部构成元件710’的滑入板726内的凹槽 717中。在锥体728’的基底和凹槽717的基底之间夹有一由弾性体或其它弹性材料制成的圆盘形阻尼元件715。所述针状联接部使得下部构成元件710’能绕ー旋转点旋转,上述旋转点位于上述构成元件710内所形成的凹槽728的顶点中。图26示出图25的椎间盘假体在下部构成元件710’旋转几度角后的状态。因为凹槽728形成在上部构成元件710的帽716内，所以旋转点直接邻近由点780所表示的解剖学上的活动中心。图25和26所示的实施例与上述实施例另外的不同之处在于，帽状插件716的外表面720不是球形的。而相反，这个外表面720专门适用于在上部腰椎骨LVl的骨突环771之间所形成的拱顶723的形状。更确切地说，外表面720形成为拱顶723的补充部分，并且在外表面720 —侧和拱顶723另ー侧之间没有显著的间隙。优选的是，这个间隙具有小于Imm的宽度,并至少超过拱顶723的内表面面积的一半。这种外表面720与拱顶的适配要求拱顶723的形状在椎间盘假体插入椎间盘腔隙中之前用生物统计学方法确定。为了确定拱顶723的形状，可以将上部椎骨LI的高分辨率图像用计算机处理。然后按照所得到的拱顶723的生物统计学形状数据机加工或模制外表面 720。使外表面720的形状适合于相邻的拱顶723具有如下优点上部构成元件710更坚固地附着到上部椎骨LI上。因为所述拱顶不仅是非球形的而且通常是非旋转对称的，所以，如果周围的韧带在椎间盘假体上施加有足够的压力，帽状插件716以及上部构成元件710整体不能在椎间盘腔隙内旋转。另外，如上述实施例中的情况那样，没有必要提供额外的粗糙涂层来保证帽状插件和拱顶723之间的更紧密的连接。更有甚者，将外表面720抛光以减小其粗糙度是有利的。这是由于当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，光滑的外表面720使得帽状插件716以及因此使整个上部构成元件710能通过滑动运动相对于拱顶723调节自身。通过施加轻微的纵向压力，构成元件710将绕腰椎骨VL1、VL2的纵向轴线轻微旋转，直至它们到达ー其中外表面720和拱顶723完美匹配的位置。当然，同样的考虑也适用于下面的帽状插件716’和其外表面720’。还应该理解，不仅在本实施例中，而且在其它实施例中，非常概括地，在具有至少ー个到达相邻椎骨的拱顶中的凸面突起部分的所有假体的实施例中，专门改变椎间盘假体的构成元件的凸面突起部分的形状是有利的。图27和28用类似于图25和26的示图示出椎间盘假体处于两种不同旋转状态的实施例。在这个实施例中，在上部和下部构成元件810、810’之间的空间中充填有一具有弹性性能的环形阻尼盘819。该阻尼盘819优选的是有足够刚度，以便承载相邻的椎骨LV1、LV2之间存在的相当大的カ的一部分。另ー方面，阻尼盘819必须有足够的弹性，以使得下部构成元件810’能相对于上部构成元件810做旋转运动。因此，阻尼盘819具有如下优点一方面，它减少了施加在锥体828’和凹槽828上的力，另ー方面，它能对旋转运动进行有效的限制。与前述实施例中用作止动件的突起738、738’相比，阻尼盘819保证平稳地限制旋转运动，这是因为弹性力随着旋转角增大而增加。另外从图26和27中可以看出，解剖学的活动中心880现在精确地位于凹槽828的顶点中。这通过将上部腰椎骨LVl的一部分磨耗到图27和28中用虚线821表示的程度而获得，所述虚线821表示上部腰椎骨LVl在磨耗之前的形状。清除的骨体积的高度至少 基本上与凹槽828的顶点的上方支承板812的厚度相对应。该高度可以是在Imm和5mm之间的范围内，优选的是在I. 5mm和2. 5mm之间的范围内。图29和30分别用俯视图和沿着线XXX-XXX的剖视图示出按照另一个实施例所述的椎间盘假体的上部构成元件910。上部构成元件910与上述其它上部构成元件主要不同之处在于，它包括帽状插件916，所述帽状插件916具有专门适合于相邻椎骨的骨突环内凹槽的形状。更确切地说，帽状插件916具有一至少基本与该凹槽互补的形状。这意味着帽状插件916与位于骨突环间的骨组织之间的间隙很小，优选的是不超过I或2_。优选的是，帽状插件916的凸形表面的最大部分与该骨组织直接接触。然而，这并不意味着帽状插件916必须承担由相邻的椎骨所施加的大力。而是相反,上部构成元件910包括一支承板912，所述支承板912具有一平坦的顶部环形区域923，相邻椎骨的骨突环靠在上述顶部环形区域923上。支承板912优选的是用具有粗糙表面的硬质材料制成。在所示的实施例中，上部构成元件910通过从下面将帽状插件916插入支承板912直至它贴紧环状突起913来进行装配。然后用一板915将帽状插件916固定，上述板915在其圆周上具有螺纹(未示出)，以便可以将它拧入支承板912中。在板915的下侧，用与图I和2所示类似的方式插入具有凸面球形帽状联接部的滑入板926。图31和32分别用放大图和沿着线XXXII-XXXII的剖视图示出帽状插件916。帽状插件916在沿着其纵向轴线的剖视图中具有一基本上是水平的部分931，所述水平的部分931居中地位于两个倾斜的部分933、935之间。帽状插件916在沿着其横向轴线的剖视图中，具有陡峭倾斜的第一部分937和具有较平缓倾斜的第二部分939。这种斜面的形状与在相邻椎骨的骨突环之间所形成的拱顶形状相对应。图33和34分别用类似于图31和32的示图示出按照另一个实施例所述的帽状插件1016。另外帽状插件1016的凸面区域具有类似于图31和32中所示的实施例的斜面的形状。然而，在这个实施例中，帽状插件1016的凸面区域的形状稍与相邻椎骨的骨突环之间的拱顶的形状不同。这将在下面进ー步參照图35a-35c和36a_36c更详细地加以说明。回头參见图33和34，帽状插件1016具有一主侧面1060，所述主侧面1060相对于基底区域1062倾斜ー主侧面角S1，所述主侧面角S1至少对于大多数椎骨来说，可以是在5°和20°之间的范围内。相对侧面1064与主侧面1060相对设置，并与基底区域1062形成相对侧面角δ2。相对侧面角δ2至少对于大多数椎骨来说，可以是在25°和50°之间的范围内。在所示的实施例中，主侧面1060和相对侧面1064之间有ー过渡区域1066，所述过渡区域1066不含任何边缘，并因此平滑地连接主侧面1060和对面的侧面1064。如从图33中可以看出的，帽状插件1016的斜面具有侧边1068、1070，所述侧边1068、1070平滑地向下朝基底区域1062傾斜。帽状插件1016的顶部表面具有顶部涂层1073。顶部涂层1073在相邻椎骨的骨突环内相对于软骨材料(骨松质)提供低磨擦作用。在一有利的实施例中，顶部涂层1073用类钻碳(DLC)制成。这种涂层可以用离子束沉积技术或溅射沉积技术涂布到帽状插件1016的表面上，并且不仅生物学上可相客，而且很硬，并且提供具有很低磨擦的光滑表面。用这种涂层1073可以很易达到算术粗糙度Ra为小于10 μ m或甚至小于I μ m，这种情况对相邻的骨材料产生很低的磨擦。代替将低磨擦作用的涂层涂布到帽状插件1016上，它的表面可以用常规方法抛光。例如，钛制的经过抛光的表面也能保证很低的磨擦值。 图35a用类似于图33的剖视图示出帽状插件1016，并在同一剖视图中示出相邻的上部椎骨Vl的下部拱顶D1。如从图35a可以很容易看出的，拱顶Dl的形状与帽状插件1016的形状稍有不同。如果帽状插件1016沿箭头1074所指的纵向方向插入上部构成元件910的拱顶D1，则只有在帽状插件1016的顶点附近的小区域与拱顶Dl的顶点接触。这种构型在图35b中示出。由于低磨擦作用的涂层1073涂布到帽状插件1016的表面上，帽状插件1016可很容易在拱顶Dl内旋转至少10°，优选的是至少25°，直至它到达其最終旋转位置为止。旋转能力在图35b中用双箭头1076表示。如果假体穿过窄的入口通道插入，而同时它的较长尺寸沿着管道轴线对准，则易旋转性尤其重要。这甚至对腹外侧入口通道(ventrolateralaccess canal)也有效，因为即使在那里假体的构成元件在它们到达其最后定位的植入物之前也必须旋转约20°。旋转可以通过图23a_23c中所示的杆98、100或者通过任何其它合适的机构实现，所述机构可分开连接到上部构成元件910上。在某些情况下,一点也不需要主动操纵,或者至少不需要手动细调，这是因为由于低磨擦作用涂层1073及拱顶Dl和帽状插件1016的旋转式不对称形状而发生自定心作用。术语“自定心作用”意思是指如果在支承板912和相邻椎骨之间施加压缩力，则帽状插件1016以及因此整个上部构成元件910旋转。在植入外科手术期间，这个力由沿着脊柱延伸的韧带产生。当支承板旋转到这些压缩カ对称的位置时，产生旋转的カ矩消失，并因此停止旋转。如果在涂层1073和拱顶Dl之间所观察到的动磨擦系数低达O. 1，则自定心作用变
得很显著。如果上部构成元件910沿着方向1074的运动由于韧带施加到相邻的椎骨VI、V2上的张カ而持续，则帽状插件1016的首先与拱顶Dl接触的顶点区域由于使一部分软骨组织(骨松质)移位而使拱顶Dl变形。这个过程持续至相邻椎骨Vl的硬质骨突环1079靠在支承板912的环形区域923上。这种最终的构型在图35c中不出，在上述最终的构型中，帽状插件1016的较大区域或甚至大部分与上部椎骨Vl的软骨组织(骨松质)密切接触。细的虚线1078表示拱顶Dl在它由于帽状插件1016而变形之前的形状。由于环形区域923的粗糙表面和大部分帽状插件1016与相邻的拱顶Dl之间的密切接触，上部构成元件刚性固定到上部椎骨Vi上，因此不需要另外的固定机构如螺钉来将上部构成元件910保持在它的最終位置。图36a_36c示出与图35a_35c类似的示图，除了如图34中所示的剖视图。尽管帽状插件1016的形状与拱顶Dl的形状稍有不同，但对于每个椎骨根据对特定患者所得到的生物统计学数据单独制造帽状插件1016可能是有利的。这ー方面保证最佳的可旋转性，而另一方面保证帽状插件1016和拱顶Dl之间的良好密切接触。然而，因为人的脊柱的相应椎骨常常具有类似的形状，所以向外科医生提供ー组不同的帽状构件可能就足够了，外科医生从上述ー组帽状构件中选出最适合拱顶形状的ー个，上述拱顶的形状已在此前用生物统计学方法确定。在上述实施例中，假定帽状插件是具有不同材料和/或表面性能的独立部件。然而，在制造単独适合于患者的生物统计学数据的帽状插件的情况下准备独立的帽状插件也可能是有利的。在这种情况下，只有単独制造的帽状插件可以插入ー个或多个不同的具有 用于放入帽状插件的相同标准凹槽的支承板。当然，把支承板和组合式帽一起制成整体部件也是可行的。图37用类似于图30的示图示出上部构成元件1110,所述上部构成元件1110具有带组合式帽1116的支承板1112。帽1116的表面1173进行抛光，使得算术粗糙度Ra小于10 μ m0. 1，同时相对于软骨材料(骨松质)产生小于O. I的动磨擦系数。在这个实施例中，带有凸面球形帽状联接部的滑入板1126放在具有弹性材料性能的板1115中。该材料可具有大于1500N/MM2的弹性模量，所述弹性模量产生很好的减震性能。除了弾性之外，板1115还允许滑入板1126的平移运动。结果，假体的各构成元件至少在小范围内可以相对彼此平移移动。由球窝联接所提供的平移运动和旋转运动的叠加最佳地再现脊柱的健康椎骨的运动。应该理解，在上述任何其它实施例中提供具有弾性材料性能的板1115也是有利的。上述优选实施例的说明当作例子给出，从所给出的公开内容中，本领域技术人员不仅理解了本发明及其附属优点，而且对所公开的结构和方法还可以找到明显不同的改变和修改。因此，申请人意图包括所有这些落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的改变和修改及其等效方案。
权利要求
1.用于插入椎间盘腔隙中的椎间盘假体，所述椎间盘腔隙形成在第一椎骨和第二椎骨(V1、V2)之间，上述椎间盘假体包括 a)第一构成元件(910)，所述第一构成元件(910) -在一侧设置有第一联接件(926 ; 1126)，和 -在另ー则具有第一对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第一对接面压靠在第一椎骨(Vl)上； b)第二构成元件，所述第二构成元件 -在一侧设置有第二联接件，和 -在另ー侧具有第二对接面，当椎间盘假体插入椎间盘腔隙中时，上述第二对接面压靠在第二椎骨(V2)上， 其中，第一和第二对接面中的至少ー个具有ー凸弯区域(916 ；1016 ;1116)， 其特征在于，所述凸弯区域至少具有基本上是斜面的形状。
2.按照权利要求I所述的椎间盘假体，其特征在于，所述斜面包括 a)主侧面(1060)，所述主侧面(1060)相对于基底区域(1062)傾斜；和 b)相对侧面(1064)，所述相对侧面(1064)与主侧面(1060)邻接，并且相对于基底区域(1062)比主侧面(1060)更陡峭地傾斜。
3.按照权利要求2所述的椎间盘假体，其特征在于，所述主侧面(1060)与基底区域(1062)形成一角度，所述角度是在5°和20°之间的范围内。
4.按照权利要求2或3所述的椎间盘假体，其特征在于，所述相对侧面(1064)与基底区域(1062)形成一角度，所述角度是在25°和50°之间的范围内。
5.按照权利要求1-4中任ー项所述的椎间盘假体，其特征在于，在所述主侧面(1060)和所述相对侧面(1064)之间具有光滑的无边棱的过渡区域(1066)。
6.按照权利要求1-5中任ー项所述的椎间盘假体，其特征在于，所述主侧面(1060)和所述相对侧面(1064)具有侧向边(1068、1070)，所述侧向边(1068、1070)平滑地向下朝基底区域(1062)傾斜。
7.按照权利要求1-6中任ー项所述的椎间盘假体，其特征在于，所述凸弯区域的表面(1073 ；1173)相对于骨材料的动磨擦系数小于O. I。
8.按照权利要求1-7中任ー项所述的椎间盘假体，其特征在于，所述凸弯区域被平坦区域(923 ；1123)包围。
全文摘要
用于插入椎间盘腔隙中的椎间盘假体具有第一和第二构成元件(10、10’)，所述第一和第二构成元件各在一侧具有联接件(28、28’)和在另一侧具有压靠在相邻椎骨上的对接面。该对接面具有凸弯区域，所述凸弯区域至少具有基本上是斜面的形状。优选的是上述区域被环形平坦区域包围，所述环形平坦区域具有比所述凸弯区域更大的粗糙度。所述凸弯区域可具有一顶点，该顶点与在相邻椎骨中所形成的拱顶的顶点接触。这有助于所述构成元件在椎间盘腔隙内旋转。
文档编号A61F2/46GK102670334SQ20121002513
公开日2012年9月19日 申请日期2006年7月6日 优先权日2005年7月6日
发明者弗朗茨·小科弗 申请人:弗朗茨·小科弗