用于恢复脊柱运动能力的移动笼式系统的制作方法

交叉引用

本申请要求于2017年4月4日提交的美国专利申请no.62/481,258和2018年1月5日提交的美国专利申请no.15/863,426的优先权，其说明书在此通过引用将其全部并入本文中。

本发明涉及用于恢复或保持脊柱的运动能力的方法和装置，例如用于定位在椎间盘间隙中的装置(例如，通过从后部或侧向插入)，更具体地涉及移动笼式系统，用于提供足够的支持以消除对融合技术的需要以及用于恢复或保留脊柱的运动能力。

背景技术：

脊柱为骨架提供了坚固但可移动的中心轴。脊柱由一系列称为椎骨的31节独立骨组成：七节颈椎(cervicalvertebrae)或颈椎(neckvertebrae)、十二节胸椎、五节腰椎、组成骶骨的五节融合椎骨，以及两节尾椎。每个椎骨由前面的主体和后面的神经弓组成。所述弓包围开口，即椎孔，其有助于形成容纳脊髓的管道。从每个神经弓的后部末端突出的是棘突，从每个弓的侧边缘延伸的是横突。这些骨元素是深背部肌肉的重要附着部位。棘突和横突之间的神经弓的部分被称为椎板，并且横突和身体之间的弓的部分是椎弓根。在椎板和椎弓根相交的位置，每个椎骨包含两个上关节面和两个下关节面。上关节面形成关节，其为滑膜关节，具有紧邻上方的椎骨的两个下关节面(或在第一颈椎的情况下为颅骨)。每个椎骨的椎弓根在其上边缘和下边缘处有缺口。来自两个连续椎骨的凹口一起形成一个开口，即椎间孔，脊神经通过该开口。在不同的脊柱区域之间存在椎骨结构的差异。例如，大块的主体和强健的棘突和横突是腰椎的特征。腰椎在其主体上还包含小的乳突和附属突突。这些骨突起是深背部肌肉附着的部位。

除了各种类型的韧带，例如棘上韧带、棘突间韧带、横突间韧带和黄韧带之外，相邻椎骨的身体通过称为椎间盘的软骨关节连接。椎间盘是脊柱运动节段的基本组成部分，提供缓冲和灵活性。每个椎间盘由凝胶材料形成的中心核心(称为髓核)和周围的一系列纤维状环(称为纤维环)组成。在一些个体中，髓核被迫离开椎间盘，或突出，然后影响脊神经。两条韧带将椎体前后连接：前纵韧带，整体结实而强健；后纵韧带，在腰椎区域变薄变窄。后部纵向韧带结构的这种变化是大部分椎间盘突出症发生在腰椎区域后部的原因之一。

脊髓开始于颅骨大孔的水平，并结束于l1-l2椎间关节的水平。那里逐渐变细成圆锥形的末端，称为脊髓圆椎。从l2到最低尾神经的所有脊神经根都从尾通过脊髓圆椎，在各自的椎间孔处离开。脊椎管内(蛛网膜下腔内)的这种脊柱根块被称为马尾(caudaequina)。

椎间盘退变性疾病、脊椎狭窄和下腰椎间盘突出症是可压迫腰神经根，引起严重疼痛和/或身体机能障碍的疾病或状况。

对于诸如退行性椎间盘疾病的状况，脊柱融合术是一种外科手术，旨在固定疼痛的椎骨节段的运动，并期望减轻与退行性椎间盘疾病相关的疼痛。脊柱融合可能涉及从两个椎骨之间的空间中取出椎间盘，然后将笼子(例如刚性笼)并入该空间。在某些情况下，刚性笼是空心的，或者将骨移植物(例如，自体骨、合成骨)和/或其他部件结合到笼中。骨移植物允许骨骼在两个椎骨之间生长(并穿过笼)，从而形成骨融合以抑制运动。这些刚性笼需要支撑。因此，脊柱融合术通常还需要插入椎弓根螺钉和金属棒或金属板。对于椎管狭窄，可以使用减压椎板切除术(其特征在于去除造成椎管变窄或挤压脊神经根的骨或组织)来减轻疼痛。减压椎板切开术后，可用脊柱融合术作为稳定手术。

最常用的脊柱融合手术技术包括：(i)后路腰椎椎间融合术(plif)、经椎间孔椎体间融合术(tlif)、极外侧椎体间融合术(xlif)和前路腰椎椎间融合术(alif)。plfi是从背面完成的手术，包括移除两个椎骨之间的椎间盘，并将骨骼插入两个椎体之间形成的空间。当前，作为融合手术的一部分以及在大多数外科手术中，骨头被装进称为笼子的小金属或碳纤维容器中，该笼子充当移植物或椎体的额外支撑。tlif与plif相似，因为该手术也从脊柱的背面完成。但是，外科医生会在与孔和背部中央对齐的地方作出切口(与plif手术相同)。xlif是一种椎间融合，方法是从侧面进行。alif是从正面完成的，包括移除两个椎骨之间的椎间盘，并将骨骼插入两个椎体之间形成的空间。

虽然融合术是在腰部区域执行的最常见手术类型，但这种方法存在一些风险：通过固定实现运动方式的不自然改变；相邻节段退行的频率增加；相邻节段的代偿性运动过度；以及相邻节段的椎骨脱离(应力性骨折)和脊椎前移(不稳定性)的发生率增加。

目前唯一批准的用于腰椎区域的运动保护解决方案是人工间盘置换(椎间盘置换术)。椎间盘置换术面临的挑战是，该手术必须采用前入路手术，这既危险又复杂。此外，椎间盘置换术可解决很少部分腰椎疼痛患者的疼痛源。在进行椎间盘置换手术之前，医生通常会使用各种工具(例如x射线、mri和椎间盘造影)来尝试确认疼痛的根源实际上是由于椎间盘引起的，而不是由于脊柱的其他某些因素引起的。确认椎间盘的疼痛源是至关重要的指征，因为椎间盘置换术所需的前路手术由于手术本身的广泛性而给患者带来额外的风险。假如患者的脊柱疼痛实际上是由于椎间盘病变引起的，这是具有挑战性的，也是有争议的，因此，外科医生通常会选择其他风险较低的手术来减轻患者的疼痛。

本发明的特征在于一种用于恢复脊柱的运动能力的移动笼式系统，该系统可以通过后入路或侧入路植入。本发明的移动笼式系统提供了足够的支撑，从而消除了为了结合金属板或棒和椎弓根螺钉以增强稳定性的需要。本发明的移动笼式系统还防止了椎骨的垂直塌陷和完全的骨融合；因此，移动笼式系统有助于保持脊椎的椎间运动。在不希望将本发明限制于任何理论或机理的情况下，据信保持脊椎的椎间运动是有益的，因为诸如融合的运动限制方法经常导致相邻椎骨区域的退化性关节炎或骨质疏松性骨(例如，相邻节段疾病)。本发明还消除了对骨移植物收集的需要。与脊柱融合手术相比，使用本发明的移动笼式系统的手术过程可能更容易和更快。

技术实现要素：

本发明提供了用于恢复脊柱运动能力的移动笼式系统。在某些实施方案中，本文的移动笼式系统可以用于椎间盘间隙中的后入路。在某些实施方案中，本文的移动笼式系统可以用于椎间盘间隙中的侧入路。

在某些实施方案中，移动笼式系统包括第一帽和相对的第二帽。第一帽具有第一帽第一端、与第一帽第一端相对的第一帽第二端、第一帽内表面和第一帽外表面。第一帽凹入凹口设置在第一帽内表面，并且第一帽装载凹口设置在第一帽第二端处的第一帽内表面。第二帽具有第二帽第一端、与第二帽第一端相对的第二帽第二端、第二帽内表面(面向第一帽的第一帽内表面)、以及第二帽外表面。第二帽凹入凹口设置在第二帽内表面，第二帽装载凹口设置在第二帽第二端处的第二帽内表面。第一帽的第一帽外表面的至少一部分和第二帽的第二帽外表面的至少一部分是多孔的。

移动笼式系统还包括用于定位在第一帽和第二帽之间的核心(由第一帽的第一帽凹入凹口和第二帽的第二帽凹入凹口支撑)。该系统允许至少一个帽(第一帽、第二帽)相对于核心发生运动。骨骼的生长不会通过核心从第一帽扩展到第二帽(核心阻止骨骼从第一帽到第二帽的生长)。每个帽可以与一个椎骨端板融合。

移动笼式系统的组件可以构造成各种形状和尺寸。在某些实施方案中，核心是球形的。在某些实施方案中，核心是椭圆形的。在某些实施方案中，第一帽凹入凹口和第二帽凹入凹口的形状为半椭圆形。在某些实施方案中，装载凹口(第一帽装载凹口和第二帽装载凹口)的形状为部分椭圆形、部分半球形或部分锥形。在某些实施方案中，从它们各自的第一端(第一帽第一端、第二帽第一端)或第二端(第一帽第二端、第二帽第二端)观察时，第一帽和第二帽是半圆柱状的。在某些实施方案中，从它们各自的第一端(第一帽第一端、第二帽第一端)或第二端(第一帽第二端、第二帽第二端)观察时，第一帽和第二帽是盒形的。在某些实施方案中，从它们各自的第一端(第一帽第一端、第二帽第一端)或第二端(第一帽第二端、第二帽第二端)观察时，第一帽和第二帽是楔形的。在某些实施方案中，第一帽第一端和第二帽第一端是平的。在某些实施方案中，第一帽第一端和第二帽第一端是弯曲的。

第一帽和第二帽可以在折叠位置与分离位置之间移动，其中在折叠位置时，第一帽内表面和第二帽内表面接触，并且第一帽凹入凹口和第二帽凹入凹口对齐，在分离位置时，其中第一帽和第二帽相互隔开一定距离。在某些实施方案中，该系统还包括用于将第一帽和第二帽临时固定在折叠位置的附接机构。例如，在某种实施方案中，附接机构包括设置在第一帽的第一帽内表面上的栓钉和设置在第二帽的第二帽内表面上的相对的孔，其中当第一帽和第二帽处于折叠位置时，栓钉和孔相接合。在一些实施方案中，附接机构包括设置在第一帽内表面和第二帽内表面上的骨蜡。在某些实施方案中，附接机构包括设置在第一帽的第一帽内表面上的第一凹槽和设置在第二帽的第二帽内表面上的相对的第二凹槽，其中，当所述帽处于折叠位置时这些凹槽接合。

该系统可以进一步包括接合手术工具的连接部件，该手术工具能够在折叠位置将所述帽保持在一起(例如，在插入期间)。在一些实施方案中，连接部件设置在第一帽第二端和第二帽第二端上。在某些实施方案中，连接部件包括第一帽第二端和第二帽第二端的延伸部或突出部。

该系统可以进一步包括一个或多个帽脊，用于帮助防止所述帽的下沉。在某些实施方案中，沿着第一帽的第一帽外表面的至少一部分设置第一帽脊，并且沿着第二帽的第二帽外表面的至少一部分设置第二帽脊。在某些实施方案中，第一帽脊设置在第一帽内表面附近或与第一帽的第一帽内表面对齐，第二帽脊设置在第二帽附近内表面或与第二帽的第二帽内表面对齐。在某些实施方案中，第一帽脊沿第一帽的侧面间歇地设置。在某些实施方案中，第二帽脊沿着第二帽的侧面间歇地设置。

移动笼式系统的组件可以由多种材料构成。例如，在一些实施方案中，第一帽内表面和第二帽内表面的至少一部分由包含钛或钴铬的材料构成。在一些实施方案中，核心是由包含高密度聚乙烯(hdp)或超高分子量聚乙烯(uhmpe)的材料制成的。在一些实施方案中，核心的至少一部分外表面与维生素e交联。

本发明还提供了包括移动笼式系统的一个或多个组件的套件。例如，套件可以包括第一帽和第二帽。在某些实施方案中，该套件包含核心。在某些实施方案中，该套件包括第一帽、第二帽和核心。在某些实施方案中，该套件还包括一个或多个外科手术工具，例如用于将帽插入椎间隙的工具、用于将核心插入帽之间内腔的工具、扩孔钻、专门用于扩展椎骨和将多孔涂层的帽嵌入松质骨等应用的工具(例如，扩展器/撞击器)，等等。

本发明还提供了本文的移动笼式系统的插入或植入方法。本发明还提供了本文的移动笼式系统的使用方法。例如，本发明提供了治疗退行性椎间盘疾病或脊椎狭窄的方法。在某些实施方案中，该方法包括收缩马尾的一部分并将第一椎骨与第二椎骨分开。在一些实施方案中，该方法包括去除第一椎骨和第二椎骨之间椎间盘的一部分。在一些实施方案中，该方法包括对第一椎骨的端板和第二椎骨的端板进行扩孔，其中扩孔保留了第一椎骨的端板和第二椎骨的端板的至少一部分。在某些实施方案中，该方法包括插入移动笼式系统的第一帽和第二帽；将第一帽和第二帽分开；将核心插入由第一帽凹入凹口和第二帽凹入凹口形成的腔中。第一帽和第二帽可以在处于折叠位置的状态下一起插入。在某些实施方案中，两个移动笼被植入(双向)，并且该方法还包括将第二移动笼式系统的第一帽和第二帽平行于第一移动笼式系统插入，分离帽，然后将核心插入第二个移动笼式系统的腔中。

注意，可用于符合本发明的用于植入的外科手术不限于本文具体描述的手术和方法。例如，在某种实施方案中，以类似于经椎间孔入路术中使用的手术方法的方式来插入移动笼式系统，例如，本发明的移动笼可以从侧面插入、可以倾斜地插入，等等。在不希望将本发明限制于任何理论或机理的情况下，据信在某些情况下(例如，具有球形核心的系统)，帽不一定要在前后方向上与椎骨对齐(例如，如上所述，在某些实施方案中，帽可以倾斜植入)。

在某些实施方案中，该方法还包括消除通过将第一帽和第二帽分开而施加的张力。将第一帽与第二帽分开的过程(在插入帽之后)可能有助于将帽推入椎骨端帽。

扩孔后保留至少一部分椎骨端板。例如，在一些实施方案中，扩孔保留了5％至50％的椎骨端板。在一些实施方案中，扩孔保留了椎骨端板的20％至60％。在一些实施方案中，扩孔保留了椎骨端板的25％至75％。在一些实施方案中，扩孔保留了椎骨端板的30％至90％。

本发明还提供了恢复脊柱运动能力的方法。本发明还提供了更换椎间盘的方法。在某些实施方案中，该方法包括收缩马尾的一部分并将第一椎骨与第二椎骨分开。在一些实施方案中，该方法包括去除第一椎骨和第二椎骨之间的一部分椎间盘物质。在一些实施方案中，该方法包括将第一椎骨的端板和第二椎骨的端板扩孔，其中扩孔保留第一椎骨的端板和第二椎骨的端板的至少一部分。在某些实施方案中，该方法包括插入移动笼式系统的第一帽和第二帽；将第一帽和第二帽分开；将核心插入由第一帽凹入凹口和第二帽凹入凹口形成的腔中。在某些实施方案中，两个移动笼被植入(双向)，并且该方法还包括将第二移动笼式系统的第一帽和第二帽平行于第一移动笼式系统插入，分开帽，然后将核心插入第二个移动笼式系统的腔中。

第一帽和第二帽可以在处于折叠位置的状态下一起插入。在某些实施方案中，该方法还包括消除通过将第一帽和第二帽分开而施加的张力。将第一帽与第二帽分开的过程(在插入帽之后)可能有助于将帽推入椎骨端帽。

扩孔后保留至少一部分椎骨端板。例如，在一些实施方案中，扩孔保留了5％至50％的椎骨端板。在一些实施方案中，扩孔保留了椎骨端板的20％至60％。在一些实施方案中，扩孔保留了椎骨端板的25％至75％。在一些实施方案中，扩孔保留了椎骨端板的30％至90％。

本文描述的任何特征或特征的组合包括在本发明的范围内，只要是任何这样的组合中包括的特征不与在从上下文、本说明书和本领域普通技术人员的知识中显而易见的内容相互矛盾。在以下详细描述和权利要求中，本发明的其他优点和方面是显而易见的。

附图说明

考虑以下结合附图给出的详细描述，本发明的特征和优点将变得显而易见，其中：

图1示出了正常脊柱的侧视图。

图2示出了使用两个钛棒、两个椎弓根螺钉和填充有自体骨移植物的现有技术的纤维笼(刚性笼)的l4骶骨融合的侧视图，该纤维笼插入l4和l5之间以及l5和s1之间的椎间盘空间中。这是骨科和神经外科实践中的常见手术。

图3示出了图2的侧面，但是在l2-l3空间中有中等至严重的退行性椎间盘改变，并且在l3-l4间隙中有完整的椎间盘折叠，这可能是在图2所示的脊柱融合手术后的某个时间(例如5至7年)后预期发生的。

图4示出了本发明的移动笼式系统结合在l4-l5空间和l5-s1空间中的侧视图，以替代图2所示的融合手术。本发明的移动笼式系统提供了足够的支撑，以消除融合的需要(例如，棒、椎弓根螺钉等)。由于未进行融合，因此保留了正常的脊柱运动。

图5a示出了本发明的系统的第一帽和第二帽的透视图。第一帽的第一帽内表面是可见的。所述帽是铰接的，例如，所述帽可以对齐并且彼此接触和/或连接。帽可以分开，例如在将核心插入笼腔中的过程中。

图5b示出了本发明的系统的第一帽和第二帽的透视图。第二帽的第二帽内表面是可见的。所述帽是铰接的，例如，所述帽可以对齐并且彼此接触和/或连接。帽可以分开，例如在将核心插入笼腔中的过程中。

图5c示出了第一帽的侧视图。

图5d示出了第一帽的顶视图(从第一帽内表面观察)。

图5e示出了图5d的第一帽的侧视截面图。

图6a示出了帽的横截面图的非限制性实施例。帽可以具有半圆柱形或半椭圆形的形状。例如，帽有两个半轴。在一些实施方案中，半轴是相等的(例如，半圆柱状形状(中间图)。在一些实施方案中，帽的半轴(a)大于半轴(b)(右图)。在一些实施方案中，帽的半轴(a)小于半轴(b)(左图)。

图6b示出了帽的横截面的示意图，该帽的取向对齐内表面中的凹入凹口以形成腔。在该示例中，凹入凹口是半椭圆形的，并形成椭圆形的腔。

图7a示出了帽的一部分的横截面的示意图，其中帽由外层和内层构成。

图7b示出了帽的一部分的横截面的示意图，其中帽由外层、内层和中间层构成。

图8a示出了在折叠位置中的帽的横截面的示意图，其中第一凹槽接合第二凹槽。示意图未按比例绘制。

图8b示出了在折叠位置中的帽的横截面的示意图，其中第一凹槽接合第二凹槽。示意图未按比例绘制。

图9示出了处于分离位置的帽的示意图，其中，帽通过可拉伸的部件连接。

图10示出了球形核心的截面图。

图11a示出了本发明系统的前视图。

图11b示出了本发明系统的后视图。

图11c示出了没有核心的在折叠位置中的本发明系统的前视图。

图11d示出了本发明的系统的侧视图，其中，核心搁置在装载凹口中。

图12a示出了腰椎/骶椎的后视图，其示出了在l4-l5空间中的移动笼(两个移动笼)的后中线放置。移动笼具有带有外涂层的帽，其中外涂层的至少一部分是多孔的，用于骨骼向内生长，以及与核心接触的金属(例如，钛或钴铬等)层。

图12b示出了图12a的l4-5空间中的腰椎/骶椎和移动笼的侧视图。

图13示出了在l4-l5和l5-s1空间中插入单个移动笼(在插入核心之前)的横向tlif方法。在这种配置下，脊柱的弯曲伸展可能是由于滚桶侧倾运动而导致的。移动笼具有带有外涂层的帽，其中外涂层的至少一部分是多孔的，用于骨骼向内生长，以及与核心接触的金属(例如，钛或钴铬等)层。

图14a和图14b示出了涉及颈椎的前路手术方法。图14a示出了c5-c6的前后视图，其中在椎间盘空间中放置了单个移动笼。图14b示出(图14a的)c6-c6空间的侧视图，其中单个移动笼从前到后放置。

具体实施方式

本发明的特征是用于恢复或保持脊柱的运动能力的移动笼式系统(100)。在某些实施方案中，通过后入路插入移动笼式系统(100)。在某些实施方案中，通过侧入路插入移动笼式系统(100)。本发明不限于这些手术方法，例如，如上所述，在某些实施方案中，可将移动笼倾斜地植入(类似于经椎间孔入路)。本发明的移动笼式系统(100)提供了足够的支撑，从而消除了对脊柱融合技术的需求，例如图2和图3所示的那些具有金属杆和椎弓根螺钉以及笼子和允许椎骨之间完全骨融合的骨移植物。由于其强度和构造，本发明的移动笼式系统(100)保持或恢复了脊椎的椎间运动。这可能有助于消除在脊柱融合术后常见的相邻椎骨出现退行性椎间盘疾病。

简而言之，本发明的系统(100)包括设置在两个帽(110,210)之间的球形核心(105)。帽(110,210)设计为与接触的椎骨(例如，受损椎间盘上方或下方或要更换的椎间盘上的椎骨)的椎骨端板的骨头融合在一起。核心(105)不固定连接到一个或两个帽(110,210)上，并为相对运动的发生提供一个轴承。因此，帽(110,210)相对于球形核心(105)的运动是可能的。例如，移动笼式系统(100)被设计成允许将帽(110,210)附接到椎骨端板上，但是通过核心(105)阻止骨生长。

在某些实施方案中，例如，对于涉及腰椎间盘置换的情况，可通过先将帽折叠在一起(在“折叠位置”中)无核心插入以将系统植入患者体内。一旦放置在椎间空间中，即可将所述帽彼此分离，并且可以将核心插入帽之间。本发明不限于这些用于手术植入的步骤。例如，在涉及颈椎间盘置换的情况下，可将帽和核心同时植入。

图4示出了本发明的移动笼式系统结合在l4-l5空间和l5-s1空间中的侧视图，以替代图2所示的融合手术。本发明的移动笼式系统提供了足够的支撑，以消除融合的需要(例如，棒、椎弓根螺钉等)。由于未进行融合，因此保留了正常的脊柱运动。

本发明的移动笼式系统(100)的部件可以以各种尺寸(例如，以适应患者，例如成人、儿童的不同尺寸)构造，并且可以由多种材料或材料的组合构成。系统(100)的部件的尺寸和形状使得核心容纳在帽之间。在不希望将本发明限制于任何理论或机制的情况下，考虑到根据本领域普通技术人员所熟知的white和panjabi(1990)的脊柱生物力学研究，据信本发明的系统是稳定的。white和panjabi已发布了腰椎功能性脊柱单元(fsu)的节段运动的平均范围。例如，每个l1-l2、l2-l3、l3-l4和l4-l5fsu的轴向旋转为2°。l1-l2、l2-l3、l3-l4和l4-l5fsu中的每一个的侧屈在6°-8°之间。l1-l2、l2-l3、l3-l4和l4-l5fsu中每一个的屈曲/伸展度均为12°-16°。

本发明不限于本文公开的尺寸或材料。

移动笼式系统的组件

帽

参照图5a、图5b、图5c、图5d和图5e，本发明的移动笼式系统(100)包括一对相对的帽，例如，第一帽(110)和第二帽(210)。帽(110,210)是铰接的，例如，帽(110,210)可以临时连接在一起或彼此暂时接触但可以分开(例如，当核心插入在帽(110,210)之间时)。

第一帽(110)具有第一帽第一端(111)、与所述第一帽第一端(111)相对的第一帽第二端(112)、第一帽内表面(114)、以及与第一帽内表面(114)相对的第一帽外表面(115)。第二帽(210)具有第二帽第一端(211)、与第二帽第一端(211)相对的第二帽第二端(212)、第二帽内表面(214)和与第二帽内表面(214)相对的第二帽外表面(215)。为了定向的目的，帽(110,210)的第一端(111,211)首先插入椎间空间中的端部。本发明不限于本文所示系统的组件的形状和配置。例如，在某些实施方案中，帽(110,210)通常呈半圆筒状，例如如图5a和图5b所示。在某些实施方案中，帽(110,210)通常为矩形或盒形。在植入过程中，基于帽的形状选择特定形状的扩孔器(例如，用于圆柱系统的圆柱扩孔器，用于盒形系统的盒形扩孔器等)。在某些实施方案中，帽(110,210)是楔形的。在某些实施方案中，帽(110,210)的第一端(111,211)(第一帽第一端、第二帽第一端)是弯曲的，例如如图5c所示。在某些实施方案中，帽(110,210)的第一端(111,211)(第一帽第一端、第二帽第一端)通常是平的。

帽(110,210)的内表面(114,214)被定向为彼此面对，例如，第一帽内表面(114)面对第二帽内表面(214)。帽(110,210)的外表面(115,215)是弯曲的，例如如图5a和图5b所示。在某些实施方案中，帽(110,210)(例如，第一帽外表面，第二帽外表面)的横截面形状为半圆柱形或半椭圆形。例如，参照图6a，帽(110,210)的横截面具有两个半轴(a)和(b)。在某些实施方案中，两个半轴(a)和(b)相等(图6a的中间图，半圆柱状)。在某些实施方案中，半轴是长半轴和短半轴，例如，一个轴大于另一个轴。例如，半轴(a)可以小于半轴(b)(图6a中的左图，半椭圆形)；或者，半轴(a)可以大于半轴(b)(图6a中的右图，半椭圆形)。

第一帽(110)包括在第一帽内表面(114)中的第一帽凹入凹口(120)。第二帽(210)包括在第二帽内表面(214)中的第二帽凹入凹口(220)。当帽(110,210)连接或彼此接触时，第一帽凹入凹口(120)和第二帽凹口(220)可以对齐以形成腔(125)或巢(图6b，左图)。在不希望将本发明限制于任何理论或机制的情况下，尽管核心(105)可以是球形的，但是腔(125)或巢不限于球形腔(125)。在某些实施方案中，腔(125)或巢可以是椭圆形的，例如，第一帽凹入凹口(120)和第二帽凹入凹口(220)是半椭圆形。请注意，当帽(110,210)分开一定距离时(参见图6b，右图)，第一帽凹入凹口(120)和第二帽凹入凹口(220)形成一个空间，可以容纳球形核心(105)。

第一帽凹入凹口(120)和第二帽凹入凹口(220)具有长轴(c)和短轴(d)(见图6b)。长轴和短轴的尺寸取决于所用核心的尺寸。例如，在某些实施方案中，核心(105)半径为9mm。在某些实施方案中，核心(105)半径为8mm。在某些实施方案中，核心(105)半径为7mm。在某些实施方案中，核心(105)半径为6mm。例如，在核心(105)半径为8mm的情况下，在某些实施方案中，凹入凹口的长轴(c)小于8mm，例如从7到7.5mm，从6到7mm，从5到7mm，从4到7mm，从4到6mm，从4到5mm，等等。在某些实施方案中，凹入凹口的短轴(d)小于8mm，例如从7到7.5mm，从6到7mm，从5到7mm，从4到7mm，从4到6mm，从4到5mm等。在某些实施方案中，核心(105)半径为9mm。在某些实施方案中，凹入凹口的长轴(c)小于9mm，例如从6到8.5mm，从5到8mm，从5到7mm，从4到7mm，从4到6mm，从4到5mm，从3到6mm，等等。在某些实施方案中，凹入凹口的短轴(d)小于9mm，例如，从6至8.5mm，从5至8mm，从5至7mm，从4至7mm，从4至6mm，从4至5mm，从3至6mm等。本发明不限于上述尺寸。

在某些实施方案中，第一帽凹入凹口(120)和第二帽凹入凹口(220)的形状为半椭圆形，其中半椭圆形具有短轴(d)和两个长轴(c)和(c’)，其中(c)和(c’)不同。例如，在某些实施方案中，(c)为8mm，(c’)为9mm。在某些实施方案中，(c)为7mm，(c’)为8mm。本发明不限于上述(c)和(c’)的尺寸。

第一帽(110)还可包括在第一帽第二端(112)处的设置在第一帽内表面(115)中的第一帽装载凹口(160)。第二帽(210)可以进一步包括在第二帽第二端(212)处的设置在第二帽内表面(214)中的第二帽装载凹口(260)。第一帽装载凹口(160)和第二帽装载凹口(260)允许核心(105)例如在施加力时通过腔(125)。第一帽装载凹口(160)和第二帽装载凹口(260)设计用于为核心(105)提供光滑的表面，以使核心(105)在进入腔体(125)时不会被刮擦。例如，可以将装载凹口的一个或多个边缘进行平滑、斜切、倒角等操作。请注意，一旦通过手术植入了帽(110,210)并将核心(105)推入腔(125)中，核心(105)不能向后滑动通过第一帽装载凹口(160)和第二帽装载凹口(260)。在某些实施方案中，第一帽装载凹口(160)和第二帽装载凹口(260)的形状为部分半球形或部分椭圆形。

例如，在某些实施方案中，第一帽装载凹口(160)和第二帽装载凹口(260)占据的空间约为半球的四分之一。在某些实施方案中，第一帽装载凹口(160)和第二帽装载凹口(260)占据的空间约为椭圆体的四分之一。

第一帽装载凹口(160)的顶部内边缘(161)可以与第一帽凹入凹口(120)的顶部边缘(121)接触。第二帽装载凹口(260)的顶部内边缘(261)可以与第二帽凹入凹口(220)的顶部边缘(221)接触。在某些实施方案中，装载凹口(160,260)的各个顶部内边缘(161,261)可以与凹入凹口(120)的各个顶部边缘(121,221)相距一定距离(220)。例如，在一些实施方案中，装载凹口(160,260)(第一帽装载凹口、第二帽装载凹口)的各个顶部内边缘(161,261)和凹入凹口(120,220)(第一帽凹入凹口，第二帽凹入凹口)的各个顶部边缘(121,221)之间的距离为0.01至0.1mm。在一些实施方案中，装载凹口(160,260)的各个顶部内边缘(161,261)和凹入凹口(120,220)的各个顶部边缘(121,221)相距0.1至1mm。在一些实施方案中，装载凹口(160,260)的各个顶部内边缘(161,261)和凹入凹口(120,220)的各个顶部边缘(121,221)相距0.5至2mm。在一些实施方案中，装载凹口(160,260)的各个顶部内边缘(161,261)和凹入凹口(120,220)的各个顶部边缘(121,221)相距1到3mm。在一些实施方案中，装载凹口(160,260)的各个顶部内边缘(161,261)和凹入凹口(120,220)的各个顶部边缘(121,221)相距2至4mm。在一些实施方案中，装载凹口(160,260)的各个顶部内边缘(161,261)和凹入凹口(120,220)的各个顶部边缘(121,221)相距1至5mm。在一些实施方案中，装载凹口(160,260)的各个顶部内边缘(161,261)和凹入凹口(120,220)的各个顶部边缘(121,221)相距3至5mm。在一些实施方案中，装载凹口(160,260)的各个顶部内边缘(161,261)和凹入凹口(120,220)的各个顶部边缘(121,221)相距0.1至6mm。在一些实施方案中，装载凹口(160,260)的各个顶部内边缘(161,261)和凹入凹口(120,220)的各个顶部边缘(121,221)来自0.5至7mm。

装载凹口(160,260)(第一帽装载凹口、第二帽装载凹口)和凹入凹口(120,220)(第一帽凹入凹口、第二帽凹入凹口)设计成于将核心(105)固定在帽(110,220)之间，以防止核心弹出。帽(110,210)的设计在手术植入过程中插入核心(105)时可防止破损或破裂。例如，装载凹口(160,260)和凹入凹口(120,220)之间的空间足够坚固，在将核心推入腔时足以抵抗破损或破裂，并且足够坚固以防止核心从腔中弹出。

第一帽(110)的第一帽外表面(115)和第二帽(210)的第二帽外表面(215)用于接触椎骨，例如椎骨的端板。帽(110,210)允许外表面(115,215)上的骨向内生长，以将帽(110,210)固定到椎骨端板上。

帽(110,210)可以由一种或多种材料构造。在一些实施方案中，帽(110,210)由多层材料构成。例如，图7a和图7b示出了帽的横截面的非限制性实施例。在一些实施方案中，第一帽(110)包括第一帽外层(115a)(例如，第一帽外表面(115))和第一帽内层(115b)(例如，第一帽内表面114))。在一些实施方案中，第二帽(210)包括第二帽外层(115a)(例如，第二帽外表面(215))和第二帽内层(115b)(例如，第二帽内表面214))。在一些实施方案中，该帽包括外层(115a)、内层(115b)以及夹在外层(115a)和内层(115b)之间的一个或多个中间层(115c)(请参见图7b)。在一些实施方案中，在外层(115a)和内层115b之间夹有一个以上的中间层(例如，第一中间层、第二中间层、第三中间层等)。

多孔涂层是目前骨科植入物固定的主要方法。第一帽外表面(115)和第二帽外表面(215)的至少一部分(例如，外层(115a))是多孔的(例如，包括多孔涂层)。在一些实施方案中，将帽(110,210)的多孔外表面(115,215)(例如外层(115a))喷涂或蚀刻到中间层(115c)或内层(115b)上。在一些实施方案中，帽(110,210)的多孔外表面(115,215)(例如，外层(115a))附接到或分层到中间层(115c)或内层(115b)上。在一些实施方案中，帽(110,210)的外表面(115,215)(例如外层(115a))包括齿或锯齿状边缘。帽(110,210)的外表面(115,215)(例如，外层(115a))的多孔和/或锯齿状和/或齿状性质可以在手术期间插入帽时帮助附接到椎骨端板上。外表面(115,215)(例如，外层(115a))的多孔和/或锯齿状和/或齿状性质可有助于骨向内生长，以将帽固定至椎骨端板。在某些实施方案中，外表面(115,215)(例如，外层(115a))包含钛、钛合金或其组合。trabeculite^tm(tecomet)是可考虑用于外表面(115,215)(例如，外层(115a))的商业多孔医用材料(网状材料)的非限制性实施例。porocoat@多孔涂层(depuysynthes)包括可将骨骼固定在多孔涂层中的钛烧结珠，是可考虑用于外表面的商业多孔材料的另一个非限制性实施例。用于生产钛多孔涂层(包括但不限于粉末冶金)的制造技术是本领域普通技术人员所熟知的。用于生产多孔涂层的材料(例如纯钛、ti-6al-7nb冶金棒等)也是本领域普通技术人员所熟知的。参见例如oliveira等，2002，《材料研究》(materialsresearch)5(3)：269-273。

如先前所讨论的，在某些实施方案中，第一帽外表面(115)的至少一部分和第二帽外表面(215)的至少一部分是多孔的。例如，在某些实施方案中，帽(110,210)的一部分是多孔的。例如，在一些实施方案中，帽(110,210)的外表面(115,215)设计成使得多孔部分恰好位于帽(110,210)上期望椎骨(端板)与帽(110,210)接触的部分。在一些实施方案中，多孔涂层的数量取决于帽(110,210)的形状。在某些实施方案中，第一帽第一端(111)和第二帽第一端(211)或其一部分是光滑的。在一些实施方案中，第一帽第一端(111)和第二帽第一端(211)或其一部分不包含多孔涂层。

在某些实施方案中，内表面(114,214)(例如，内层(115b))和/或中间层(140c)相对于多孔外表面(115,215)(例如，外层(115a))强劲而坚固。在某些实施方案中，外表面(115,215)(例如，外层(115a))(多孔涂层)的厚度相对于帽(110,210)其余部分的厚度薄，例如，相对于内表面(114,214)(例如，内层(115b))或内表面(114,214)(例如，内层(115b))和中间层(115c)的组合薄。

第一帽内表面(114)和第二帽内表面(214)或其一部分，例如凹入凹口(120,220)，可以是光滑的表面，例如没有洞或孔或大缺陷。在一些实施方案中，帽(110,210)的内表面(或其一部分)由包括钴铬、钛等或其组合的材料构成。第一帽内表面(114)和第二帽内表面(214)(例如，内层(115b))可以帮助阻止骨骼向核心(105)延伸的向内生长，从而允许帽相对于核心(105)内向的连续运动，从而允许脊柱运动。

帽(110,210)可以构造成各种尺寸，并且可以由多种材料(例如，诸如钴铬、钛金属，塑料等)构造。

在一些实施方案中，从第一端(111,211)到第二端(112,212)测得的帽(110,210)的长度为20到25mm，例如，帽(110,210)的长度为20mm，帽(110,210)的长度为21mm，帽(110,210)的长度为22mm，帽(110,210)的长度为23mm，帽(110,210)的长度为24mm，帽(110,210)的长度为25mm。在一些实施方案中，从第一端(111,211)到第二端(112,212)测得的帽(110,210)的长度为18到28mm，例如，帽(110,210)的长度为18mm，帽(110,210)的长度为19mm，帽(110,210)的长度为20mm，帽(110,210)的长度为26mm，帽(110,210)的长度为27mm，帽(110,210)的长度为28mm。在一些实施方案中，从第一端(111,211)到第二端(112,212)测得的帽(110,210)的长度为21至28mm。在一些实施方案中，从第一端(111,211)到第二端(112,212)测得的帽(110,210)的长度为22到30mm，例如，帽(110,210)的长度为28mm，帽(110,210)的长度为29mm，帽(110,210)的长度为30mm等。

在一些实施方案中，帽(110,210)的长度为椎骨端板长度的50％至80％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度为椎骨端板长度的60％至80％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度为椎骨端板长度的60％至90％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度为椎骨端板长度的70％至80％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度为椎骨端板长度的70％至90％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度为椎骨端板长度的75％至95％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度为椎骨端板长度的70％至80％。

在一些实施方案中，帽(110,210)的长度是椎骨端板长度的40％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度为椎骨端板长度的45％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度是椎骨端板长度的50％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度是椎骨端板长度的55％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度是椎骨端板长度的60％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度为椎骨端板长度的65％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度是椎骨端板长度的70％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度是椎骨端板长度的75％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度是椎骨端板长度的80％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度是椎骨端板长度的85％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度是椎骨端板长度的90％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度是椎骨端板长度的95％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度是椎骨端板长度的98％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度是椎骨端板长度的99％。在一些实施方案中，帽(110,210)的长度是椎骨端板长度的100％。

在一些实施方案中，从内表面(114,214)到外表面(115,215)的顶部边缘测得的帽(110,210)的高度为5至10mm，例如高5mm,高6mm，高7mm，高8mm，高9mm，高10mm。在一些实施方案中，从内表面(114,214)到外表面(115,215)的顶部边缘测得的帽(110,210)的高度为6至10mm。在一些实施方案中，从内表面(114,214)到外表面(115,215)的顶部边缘测得的帽(110,210)的高度为7至9mm。

下表1提供了本发明系统的实施方案的尺寸的非限制性实施例。

表1

帽的附加功能

帽(110,210)可以折叠在一起(与凹入凹口(120,220)在“折叠位置”对齐(见图6b，左图)并在“分离位置”分开一定距离(见图6b，右图，图9)。当将帽(110,210)插入椎间空间时，帽(110,210)处于折叠位置。将帽(110,210)移动到分离位置，例如通过将核心(105)插入由凹入凹口(120,220)形成的腔(125)中。

在某些实施方案中，没有特别的附接机构用于将帽(110,210)临时连接或固定在折叠位置。在一些实施方案中，外部系统(例如，用于插入过程的外科手术工具)在将帽(110,210)插入椎间空间时将其保持在折叠位置。

在一些实施方案中，通过整合到帽(110,210)中的附接机构将帽(110,210)临时连接在折叠位置。例如，在一些实施方案中，如图5a和图5b所示，第一附接部件(140)设置在第一帽(110)的第一帽内表面(114)上，第二附接部件(240)设置在第二帽(210)的第二帽内表面(214)上，其中第一附接部件(140)适于接合并临时连接到第二附接部件(240)以固定处于折叠位置的帽(110,210)。图5a和图5b所示的实施方案示出了栓钉和孔的附接机构，其中第一附接部件(140)包括栓钉，第二附接部件(240)包括孔。

本发明不限于栓钉-孔附接机构。参照图8a和图8b，其示出了帽(110,210)的某些实施方案的截面图，在某些实施方案中，第一帽(110)包括设置在第一帽内表面(114)上的一个或多个第一凹槽(116)，第二帽(210)包括在设置在第二帽内表面(214)上的一个或多个相对的第二凹槽(216)，其中凹槽(116,216)有助于帽(110,210)适当地对齐(例如，与凹入凹口形成空腔)，并防止帽(110,210)滑动，和/或凹槽(116,216)有助于将帽(110,210)固定在折叠位置。在某些实施方案中，凹槽(116,216)呈锯齿状(jagged)和/或锯齿状(serrated)，例如，如图8b所示。在某些实施方案中，凹槽(116,216)是光滑的和/或弯曲的，例如，如图8a所示。

在一些实施方案中，附接机构包括涂覆在帽(110,210)之间的材料，例如骨蜡或其他生物材料。在一些实施方案中，可拉伸部件(119)设置在帽(110,210)上，该部件连接帽(110,210)，但允许帽(110,210)分开一定距离(见图9)。例如，可拉伸部件(119)可沿着帽(110,210)的侧面的全部或一部分设置。在某些实施方案中，可拉伸部件(119)沿帽(110,210)的第一端(111,211)的全部或一部分设置。在某些实施方案中，可拉伸部件(119)包括系绳或线。在某些实施方案中，可拉伸部件(119)包括膜或片。

在外科手术植入期间，操纵杆或其他外科手术工具被用于临时握住帽(110,210)(处于折叠状态)并将帽(110,210)引导至椎间空间中的适当位置。在某些实施方案中，第一帽(110)的第一帽第二端(112)的至少一部分包括第一帽连接部件(130)，第二帽(210)的第二帽第二端(112)一部分的至少一部分包括第二帽连接部件(230)，连接部件(130,230)可以(暂时)接合操纵杆或手术工具，用于将帽(110,210)插入椎间空间。第一帽连接部件(130)可以是第一帽第二端(112)的一部分的延伸，例如，第一帽第二端(112)的一部分向外延伸或突出(请参见图5c)。第二帽连接部件(230)可以是第二帽第二端(212)的一部分的延伸，例如第二帽第二端(212)的一部分向外延伸或突出(请参见图5c)。在一些实施方案中，连接部件(130,230)装配到手术工具内的凹口中，使得手术工具将帽(110,210)保持在一起。在某些实施方案中，将诸如骨蜡的生物材料用于外科手术工具的凹口中，以帮助将连接部件(130,230)临时固定在其中。

在某些实施方案中，可以在帽(装载凹口(160,260)外部)的第一端(111,211)(第一帽第一端，第二帽第一端)中布置一个或多个孔(例如，螺孔)。孔可用于接合插入工具。

在某些实施方案中，第一帽脊(150)沿着第一帽(110)的第一帽外表面(115)的至少一部分设置，例如，靠近第一帽内表面(114)或与第一帽内表面(114)对齐。第二帽脊(250)沿着第二帽(210)的第二帽外表面(215)的至少一部分设置，例如，靠近第二帽内表面(214)或与第二帽内表面(214)对齐，如图5a和图5b所示。第一帽脊(150)可以沿着第一帽(110)的侧面或第一帽(110)的侧面的一部分延伸。第二帽脊(250)可以沿着第二帽(210)的侧面或第二帽(210)的侧面的一部分延伸。在某些实施方案中，第一帽脊(150)围绕第一帽(110)的第一帽第一端(111)延伸。在某些实施方案中，第二帽脊(250)围绕第二帽(210)的第二帽第一端(211)延伸。在某些实施方案中，第一帽脊(150)沿第一帽(110)和/或第一帽(110)的第一帽第一端(111)的侧面间歇地设置。在某些实施方案中，第二帽脊(250)沿着第二帽(210)和/或第二帽(210)的第二帽第一端(211)的侧面间歇地设置。

在不希望将本发明限制于任何理论或机制的情况下，据信帽脊(150,250)可通过锚固至皮质端板来帮助防止帽(110,210)的下沉。例如，松质骨将与多孔涂层连接，但是帽脊防止帽(110,210)下沉。

在某些实施方案中，帽脊(150,250)有助于在椎间盘空间中的正确对准。

核心

核心(105)被容纳(夹在)帽(110,210)之间位于由帽(110,210)的凹口(120,220)形成的腔(125)中。核心(105)有助于提供稳定性和帮助实现运动性。参照图10，在某些实施方案中，核心(105)是球形的。在某些实施方案中，核心是椭圆形的(并且凹入凹口的形状适当地形成了椭圆形的腔)。

本发明的移动笼式系统(100)的核心(105)可以构造成各种尺寸(例如，以适应不同体形的患者)并且可以由各种材料制成。系统(100)的尺寸设计成允许将核心(105)容纳在腔(125)中。

在某些实施方案中，核心(105)的直径为10mm(半径5mm)。在某些实施方案中，核心(105)的直径为11mm(半径5.5mm)。在某些实施方案中，核心(105)的直径为12mm(半径6mm)。在某些实施方案中，核心(105)的直径为13mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为14mm(半径7mm)。在某些实施方案中，核心(105)的直径为15mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为16mm(半径8mm)。在某些实施方案中，核心(105)的直径为17mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为18mm(半径9mm)。在某些实施方案中，核心(105)的直径为19mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为20mm(半径10mm)。在某些实施方案中，核心(105)的直径为21mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为22mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为23mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为24mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为25mm。在某些实施方案中，核心(105)直径小于10mm。在某些实施方案中，核心(105)直径大于10mm。

在某些实施方案中，核心(105)的直径为10至18mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为12至18mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为12至20mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为15至18mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为15至20mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为12至22mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为16至22mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为15至25mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为17至18mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为17至19mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为18至19mm。在某些实施方案中，核心(105)的直径为18至20mm。

在一些实施方案中，核心(105)由高密度材料制成，例如超高分子量聚乙烯(uhmpe)、高密度聚乙烯(hdp)等。本发明不限于uhmpe或hdp。在某些实施方案中，核心(105)由包括用于增加稳定性和/或减少磨损的材料的构成。在一些实施方案中，核心(105)包括涂层或外层以增加稳定性和/或减少磨损。在某些实施方案中，增加稳定性和/或减少磨损的材料(例如涂层或外层，注入核心的材料等)包括交联聚乙烯材料。在某些实施方案中，增加稳定性和/或减少磨损的材料(例如涂层或外层、注入核心的材料等)包含维生素e。例如，参见shareghi等(jbonejointsurgam，2017，99：1447-52)，该研究的特征是注入了维生素e的高交联聚乙烯。在某些实施方案中，该核心包含与生素e交联的成分(例如聚合物)。在某些实施方案中，该核心注入维生素e。在某些实施方案中，该核心由包含与维生素e交联的成分(例如聚合物)的材料构成。在某些实施方案中，核心层涂有与维生素e交联的成分(例如聚合物)。在某些实施方案中，核心内衬有与维生素e交联的成分(例如聚合物)等。在某些实施方案中，在固结之前，通过与诸如粉末的成分(例如聚合物、例如聚乙烯)混合，将维生素e引入聚乙烯中。在某些实施方案中，例如在照射后，通过扩散将维生素e引入到成分(例如聚合物，例如聚乙烯)中。

在一些实施方案中，将标记物放置在核心(105)的内部或上面(例如周围)，以便使用x射线或其他技术可视化核心(105)。标记物可以由多种材料构成，例如但不限于金属或金属合金。本发明不限于标记物的使用。例如，在植入之后，可以使用x射线测量两个帽之间的距离，以确定是否存在适当量的空间(该空间对应于核心的存在)。

如前所述，在某些实施方案中，帽(110,210)的内表面的全部或一部分，例如凹入凹口(120,220)，可以由包含金属(例如，钴铬、涂层钴铬、钛等)的材料构成。核心(105)由包含超高分子量聚乙烯(uhmpe)的材料制成。可选地，在某些实施方案中，帽(110,210)的内表面的全部或部分，例如凹入凹口(120,220)，可以由包括超高分子量聚乙烯(uhmpe)的材料构成，并且核心(105)由金属制成，例如钴铬、涂层钴铬、钛等。

在不希望将本发明限制于任何理论或机制的情况下，在某些实施方案中，在某些情况下可以使用两件式构造，例如颈椎间盘置换术。例如，在某些实施方案中，核心(105)与凹入凹口(120,220)之一融合。在某些实施方案中，核心(105)和帽(110或120)之一是一体的，其中相对的帽可以绕核心(105)旋转。

使用方法

本发明的移动笼式系统用于恢复脊柱的运动能力，并且可以通过后入路或侧入路插入到椎间盘空间中，例如，腰椎/骶椎中的椎间盘空间，颈椎的椎间盘空间等。

本发明的特征是使用本发明的移动笼式系统(100)治疗退行性椎间盘疾病、椎管狭窄或其他类似的脊柱疾病的方法。本发明的特征还有使用本文中的移动笼式系统恢复脊柱运动能力的方法。本发明的特征还有使用本发明的移动笼式系统(100)替换l1-l2椎间盘、l2-l3椎间盘、l3-l4椎间盘、l4-l5椎间盘和/或l5-s1椎间盘的方法。

例如，本发明的移动笼式系统(100)可以通过微创技术(例如，与需要进行大的从前面的经腹部手术的脊柱融合术相比)放置在后面。植入移动笼式系统的过程与plif手术相似，但更简单。它不像plif那样具有侵入性，并且还允许两个椎骨之间运动。

在某些实施方案中，更换椎间盘的方法(例如，用于治疗退行性椎间盘疾病、椎管狭窄等)的方法可包括马尾的回缩、椎骨的分离以及两个椎骨之间椎间盘的去除。

该方法可以进一步包括在椎间盘空间中使用扩孔器剃刮椎骨的椎骨端板。例如，剃除椎骨端板的一部分表层(例如，软骨)。(请注意，用于脊柱融合手术的刚性笼通常会去除所有椎骨端板。)保留至少一部分椎骨端板可能有益于骨骼生长。在一些实施方案中，扩孔保留了椎骨端板的1％到25％。在一些实施方案中，扩孔保留了椎骨端板的5％到25％。在一些实施方案中，扩孔可保留5％至50％的椎骨端板。在一些实施方案中，扩孔保留了椎端板的10％至50％。在一些实施方案中，扩孔保留了椎骨端板的20％至60％。在一些实施方案中，扩孔保留了椎骨端板的25％至75％。在一些实施方案中，扩孔保留了椎骨端板的50％至75％。在一些实施方案中，扩孔保留了椎骨端板的30％至90％。

在某些实施方案中，扩孔器可能会以管的方式刮削椎骨的端板。使用适当形状的扩孔器以允许系统(100)的插入。例如，圆柱形扩孔器用于圆柱形系统，盒形扩孔器用于盒形系统等。在一些实施方案中，使用静态扩孔器。在一些实施方案中，使用扩张扩孔器。在一些实施方案中，在一个或两个椎骨端板上刮掉0.25至0.5mm。在一些实施方案中，在一个或两个椎骨端板中刮掉0.5至1.0mm。在一些实施方案中，在一个或两个椎骨端板上刮掉0.5至1.5mm。在一些实施方案中，在一个或两个椎骨端板上刮掉1.0至1.5mm。在一些实施方案中，在一个或两个椎骨端板上刮掉0.5至2mm。在一些实施方案中，在一个或两个椎骨端板上刮掉1.5至2.5mm。

扩孔器的尺寸是根据系统的尺寸选择的。在某些实施方案中，扩孔器是16mm扩孔器，14mm扩孔器，12mm扩孔器，10mm扩孔器等。

该方法可以进一步包括将本发明的一个或两个移动笼式系统(100)插入椎间空间。在某些实施方案中，首先将帽(110,210)插入折叠位置，然后将核心(105)插入帽(110,210)之间。在某些实施方案中，帽(110,210)和核心(105)作为单件插入(多合一插入)。可以使用特定的手术工具将帽轻敲入椎间空间。在某些实施方案中，使用单个移动笼式系统。在某些实施方案中，使用了两个移动笼式系统(例如，参见图12a中的双侧植入)。

在插入两个移动笼式系统的情况下，两个笼(例如，外边缘、帽脊的边缘等)分开一定的距离。出于定向的目的，例如，当(从上方，没有核心等)观察到均嵌入椎骨的一对第一帽(110)时，将两个第一帽分开以使在第一帽的帽脊(或外边缘)之间存在空间，以使两个第一帽不接触。在某些实施方案中，所述笼相互隔开2mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开3mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开4mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开5mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开6mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开7mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开8mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开9mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开10mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开11mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开12mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开13mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开14mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开15mm的距离。

在某些实施方案中，所述笼相互隔开5至8mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开6至8mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开3至10mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开5至10mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开7至10mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开5至15mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开7至15mm的距离。在某些实施方案中，所述笼相互隔开10至15mm的距离。

在一些实施方案中，该方法包括将系统(100)的帽(110,210)分开特定距离。这可以使用扩展器(例如，探条型扩展器)来实现。帽(110,210)的扩展可以帮助将帽(110,210)推入椎骨表面。帽(110,210)的扩展还可以使核心(105)更容易地插入帽(110,210)之间。

然后可以将核心(105)插入或敲击端板之间。如先前所讨论的，核心可以构造成各种形状和尺寸(例如，具有圆形横截面的球形、具有椭圆形横截面的椭圆形、具有锥形端部的圆形等)。可以根据患者的身高和体重选择特定的形状和/或大小。

可以使用特殊的工具来辅助帽(110,210)和/或核心(105)的插入。例如，如上所述，一旦帽(110,210)在椎间空间中就位，则帽可以由扩展器(串联扩展器)分开。扩展器可以设计成不会刮擦帽(110,210)或系统(100)的其他组件的材料。扩展器可以使帽(110,210)彼此平行扩展。在某些实施方案中，使用推动工具将核心(105)推入腔(125)中。在某些实施方案中，推动工具有一个凹入凹口，用于支撑核心。在某些实施方案中，将核心(105)插入帽之间后，消除了张力，并进行了x射线检查以检查系统的位置。

在一些实施方案中，本发明的系统(100)沉入到椎骨空间中，例如，该系统不与椎骨齐平并且不从椎骨向外延伸。在一些实施方案中，系统(100)的端部下沉1到5mm。在一些实施方案中，系统(100)的末端下沉2mm到4mm。在一些实施方案中，系统(100)的端部下沉2到6mm。在一些实施方案中，系统(100)的端部下沉从3mm到7mm。在一些实施方案中，系统(100)的端部下沉从4到6mm。

作为以本发明的系统为特征的后中线腰椎手术方法的一个例子，图12a示出了腰椎/骶椎的后-前视图，示出了两个活动笼在l4-5空间中的后中线放置。图12b示出了图12a中的脊椎的侧视图。

作为以本发明的系统为特征的外科手术方法的另一个例子，图13示出了横向tlif手术(例如，微创手术)，以将单个活动笼插入l4-l5和l5-s1空间中。图13中所示的视图是外科手术过程的中间阶段，例如，在将活动笼植入椎间空间之后，以及在将核心插入两个帽(110,210)之间之前。在这种配置下，脊柱的弯曲伸展可能是由于滚桶侧倾运动而导致的。

如先前所讨论的，在一些实施方案中，本发明的方法和系统用于颈椎。图14a和图14b显示了涉及颈椎的手术方法。图14a示出了c5-c6的前后视图，其中在椎间空间中放置了单个移动笼。图14b示出(图14a的)c6-c6空间的侧视图，其中单个移动笼从前到后放置。注意，所使用的移动笼的尺寸和形状可能取决于插入位置。例如，在一些实施方案中，用于颈椎插入的移动笼式系统的长度和直径可以是12-14mm。

在不希望将本发明限制于任何理论或机制的情况下，由于对于插入位置(例如，颈椎、腰椎/骶椎)和手术方法的类型(例如，图14a和图14b所示的将移动笼式系统从前向后插入颈椎空间的前入路；从所示的侧面进行微创脊柱外科手术(例如tlif/侧向)插入单个移动笼式系统，在图12a等所示的腰椎/骶椎空间中后面插入两个移动笼，等)有许多不同的选择，本发明的移动笼式系统可能存在许多尺寸(和形状)变化。

其他仪器可以用于本发明的方法。非限制性实施例包括剪式千斤顶牵引器和椎体撞击器。在一些实施方案中，本发明方法的特征是使用光系统，例如光纤灯，以可视化该过程的一个或多个步骤。例如，可以使用照明系统(例如，光纤光)来确定扩孔后保留了多少椎骨端板，或者是否已经适当地去除和清洁了椎间盘。

作为一个替代的实施方案，在某些实施方案中，可以改进移动笼式系统的帽，使得不存在装载凹口和凹入凹口的一部分缺失，从而当帽位于折叠位置时，存在空心通道，并且可以更容易地将核心(例如，球形核心)推入或滑入改进后的腔(例如，改进后的空腔是凹入凹口的剩余部分)。当核心(例如，球形核心)通过中空通道插入到改进的腔中时，帽分开的距离类似于前述实施方案中帽的分离方式。然后可以在每个帽上安装一个屏障，例如，防止核心退出笼形成的腔的屏障。替代实施方案的最终结果类似于前述实施方案，例如，帽被核心隔开，并且帽可绕核心旋转以恢复脊柱的运动能力。

实施例

以下实施例描述了可以由骨外科医生执行的用于植入本发明的移动笼式系统的外科手术过程。本发明不限于本文描述的方法。

外科医生进行减压。为此，患者俯卧在碳纤维甲板上。直接在棘突上方做中线切口。从两侧清除肌肉，必要时尽量向外侧。进行收缩以开始椎板切除术，即切除椎板(切除脊柱的“屋顶”)。椎板切除术可包括双侧半椎板切除术、双侧局部小平面切除术或双侧椎间孔切开术。

接下来，外科医生将椎弓根螺钉插入要安装活动笼的两个椎骨之间。然后，放入一个牵引器以打开折叠的椎间盘。外科医生根据需要进行部分或全部椎间盘切除术。

接下来，外科医生放松牵引器并为位于两个椎骨之间的界面中心的移动笼式系统(100)扩孔。

对于移动笼式系统(100)，不需要将骨头包装在笼中。移动笼式系统(100)涂有多孔涂层，可通过上下帽来促进骨骼生长，从而获得稳定性。使用插入工具将系统(100)放在扩孔中，形成干涉配合，从而在发生骨生长时将上下帽固定在适当的位置。放置两个移动笼之后，使用专用工具将移动笼的上半部分和下半部分牵引住，然后放置核心。移走牵引器，并通过人体骨骼结构产生的张力捕获核心。

接下来，移除椎弓根螺钉。然后，患者体腔闭合，手术完成。

根据本文的描述，除本文所述的内容外，本发明的各种变形对于本领域技术人员而言是显而易见的。这样的变形也意图落入所附权利要求的范围内。本申请中引用的每个参考文献通过引用将其整体并入本文中。

尽管已经示出并描述了本发明的优选实施方案，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以对其做出不超出所附权利要求的范围的修改。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限制。权利要求中引用的附图标记是示例性的，并且仅是为了便于专利局审查，而不以任何方式进行限定。在一些实施方案中，本专利申请中提出的附图是按比例绘制的，包括角度、尺寸比例等。在一些实施方案中，附图仅是代表性的，并且权利要求书不受其尺寸的限制。在一些实施方案中，在本说明书中使用短语“包括”包括可以被描述为“由……组成”的实施方案，并且因此，满足了使用短语“由...组成”要求保护本发明的一个或多个实施方案的书面描述要求。

所附权利要求书中所引用的附图标记仅是为了易于对该专利申请进行检查，并且是示例性的，并且不旨在以任何方式将权利要求书的范围限制为附图中具有相应附图标记的特定特征。