CN103118637A

CN103118637A - 顺性植入物

Info

Publication number: CN103118637A
Application number: CN2011800444026A
Authority: CN
Inventors: A·哈塞; L·F·坎帕尼勒; T·奥韦雷斯; C·瓦萨尔; E·M·维斯
Original assignee: Synthes AG Chur
Current assignee: AO Technology AG; Synthes GmbH
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2011-08-19
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2031-08-19
Also published as: CN103118637B; US9066810B2; US20120078313A1; TW201221108A; CA2809416A1; JP5909234B2; WO2012039865A1; EP2618785A1; BR112013005941A2; EP2618785B1; JP2013540485A; KR20130097206A

Abstract

一种植入物沿一条中央轴线延伸并且包括沿该中央轴线间隔开的第一构件和第二构件。这种植入物可以包括一个顺性界面。该顺性界面包括多个弹簧构件，该多个弹簧构件被安排成将该第一构件与该第二构件沿该中央轴线间隔开。

Description

顺性植入物

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年9月20日提交的美国专利申请序列号61/384,399的权益，该申请的披露特此通过引用结合，就如同在此以其全部内容来阐述一般。

技术领域

本披露总体上涉及一种矫形植入物，并且更具体来说涉及一种顺性矫形植入物。

背景技术

健康关节的运动模式是复杂的并且涉及旋转和平移，有时以单独的方式并且有时以组合的方式。因此，旋转的瞬时中心或轴线随同该关节一起移动。典型的常规关节置换术植入物在其实现复杂运动（这些复杂运动将更好地复制完整解剖结构的生理运动）的能力方面典型地受到了限制，并且因此不会准确地对解剖负载作出响应。

例如，常规的球窝状铰接限于旋转，仅提供数量有限的侧向平移并且不提供任何轴向阻尼。此外，这些植入物往往会产生多个磨损性颗粒，这些磨损性颗粒可能会在相邻的骨性结构中引起骨溶解或在有毒物质的情况下诱发免疫反应。基于两个刚性板之间的一个软质核心的所谓的人工椎间盘提供了更多的运动，然而，所涉及聚合物的长期稳定性仍然没有得到很好的理解。仍有其他植入物被发现旋转、平移或经历其他不希望的运动，例如，当被放置处于压缩下时。因此，常规的关节置换术植入某些常规的植入物。

发明内容

根据一个实施例，矫形外科植入物是沿一条中央轴线可压缩的。该矫形外科植入物包括一个第一构件、一个第二构件以及连接在该第一构件与该第二构件之间的一个顺性界面。该顺性界面包括支撑连接在一起的至少一对弹簧构件。这些弹簧构件将该第一构件与该第二构件沿该中央轴线间隔开。

附图说明

前述概述内容以及以下对本申请的各种实施例的详细说明将在结合附图阅读时得到更好的理解。出于图示本披露的各种实施例的目的，参考这些图式。然而，应理解，本申请并不限于这些图中所图示的精确的安排和仪器，在附图中：

图1是根据一个实施例构造而成的一种矫形植入物的截面侧视图，其中图1的截面是沿图3的线1-1获得的；

图2是图1中所图示的矫形外科植入物的示意性俯视图；

图3是一种矫形外科植入物的示意性俯视图，该矫形外科植入物与图1中所图示的矫形外科植入物类似但包括相交的一对具有角度偏移的弹簧构件34；

图4是一种矫形外科植入物的示意性俯视图，该矫形外科植入物与图1中所图示的矫形外科植入物类似但包括相交的两对垂直定向的弹簧构件；

图5是一种矫形外科植入物的示意性俯视图，该矫形外科植入物与图1中所图示的矫形外科植入物类似但包括等距地成角度位移且相交的三个弹簧构件；

图6是一种矫形外科植入物的示意性俯视图，该矫形外科植入物与图1中所图示的矫形外科植入物类似但包括等距地成角度位移且相交的多个弹簧构件；

图7A是图3中所图示的一种矫形植入物的第一侧视图，但该矫形植入物是根据一个替代性实施例构造而成，包括两对相对的弹簧构件和多个相应的压缩停止构件；

图7B是图7A中所图示的矫形植入物的第二侧视图，该矫形植入物是相对于图7A中所图示的侧视图正交获得的；

图8是呈现挠性杆的形式的一种植入物组件的侧视图，该植入物组件包括交替地安排在多个刚性元件之间的多个矫形植入物；并且

图9是根据一个替代性实施例构造而成的一种植入物组件的侧视图，该植入物组件包括一个椎弓根螺钉（pedicle screw）和一个矫形植入物。

具体实施方式

参照图1至图2，顺性矫形植入物20可以被配置为一个椎间盘植入物，该椎间盘植入物可以根据希望置换脊柱的腰椎节或颈椎节中的或该脊柱中的任何替代性位置处的一个自然椎间盘，或可以根据需要被配置为任何人工关节，例如，指关节、髋关节、肘关节、肩关节、腕关节、膝关节或类似物。植入物20沿一条中央轴线22竖直地延伸，并且包括一个第一构件，例如，一个第一端构件24，该第一端构件被配置成与一个第一邻近的骨骼相对接；一个第二构件，例如，一个第二端构件26，该第二端构件与该第一端构件24沿中央轴线22竖直地间隔开并且被配置成与一个第二邻近的骨骼相对接；以及一个顺性中间界面32，该顺性中间界面被耦连在第一端构件24与第二端构件26之间并且可以被连接到该第一端构件和该第二端构件上，该第一端构件和该第二端构件可以被配置成围绕中央轴线22旋转，这样使得中央轴线22可以为第一端构件24和第二端构件26界定一条旋转轴线。例如，第一端构件24和第二端构件26之一或两者都可以围绕矫形植入物20的中央轴线22而相对于另一个端构件旋转。

第一端构件24可以是一个刚性板，例如，一个端板，该端板可以根据希望来确定大小并定型。第一端构件24可以界定一个骨骼接合面28，该骨骼接合面可以是平的或以其他方式被定型，以便接触到一个相邻的第一骨骼结构，例如，一个第一脊椎体。第二端构件26可以是一个刚性板，例如，一个端板，该端板可以根据希望来确定大小并定型。第二端构件26可以界定一个骨骼接合面30，该骨骼接合面可以是平的或以其他方式被定型，以便接触到一个相邻的第一骨骼结构，例如，一个第一脊椎体。尽管植入物20可以在使用过程中根据希望进行定向，但第二端构件26被图示为一个下端构件，而第一端构件24被图示为一个上端构件。顺性中间界面32可以沿一条中央轴线延伸，该中央轴线与矫形植入物20的中央轴线22重合或平行。在一个实施例中，顺性中间界面32是围绕其中央轴线对称的。顺性中间界面32被配置成既为植入物20提供抵抗沿中央轴线22的压缩和延伸的、所希望的刚度水平，但同时又允许植入物20对抗界面32的刚度而有所希望的变形量（例如，竖直压缩以及围绕与中央轴线22相交的一条轴线的枢转），并且可能与中央轴线22基本上垂直。顺性中间界面32还具有一个刚度，这个刚度提供抵抗端构件24和26之一或两者围绕中央轴线22旋转的一个弹簧力，但同时允许第一端构件24和第二端构件26对抗中间界面32的弹簧力而围绕中央轴线22旋转。

植入物20被图示为一个单件式整体结构，然而应了解，植入物20的各种部件可以根据希望单独地彼此连接。中间顺性界面32被安排在第一端构件24与第二端构件26之间并且包括至少一个弹簧构件34（例如，至少一对弹簧构件），这些弹簧构件被安排成将第一端构件24与第二端构件26间隔开。这些弹簧构件34根据一个实施例可能是凹形的，例如，多个C形的叶片式弹簧（根据希望）。这些弹簧构件34各自都可以界定一个第一端或座36以及一个相对的第二端或座38，该第一端或座被连接到第一端构件24上，该第二端或座被连接到第二端构件26上。这些弹簧构件34各自界定一个基本上C形的凹弧，该凹弧是沿其长度由一个曲率半径R界定的，并且进一步包括指向植入物20的中央轴线22的一个顶点40。曲率半径R可能沿其长度发生变化，并且可能在大于大约1mm的一个范围内，例如，大于2mm并且小于大约20mm，然而曲率半径R可以根据希望界定任何合适的替代性距离。这些弹簧34被配置成使得曲率半径R在顶点40中时最小，然而应了解，最小曲率半径R可以根据希望被布置在沿弹簧构件34的长度的任何位置。另外，这些弹簧构件34彼此间隔开并且沿对应的竖直平面延伸，这些竖直平面中的至少一些可能与其他弹簧构件34中的一个或多个、最高达所有弹簧构件的平面是基本上共面的，如图2中所图示。此外，并且这些平面中的至少一些、最高达所有平面都在与中央轴线22重合的一条公共轴线处相交，如图3中所图示。

应认识到，椎间盘置换植入物（例如，在腰脊柱中）在操作过程中经历了大的力，例如，高达2000牛顿的轴向压缩力（例如，沿平行于中央轴线（例如，与中央轴线重合）的一个方向）。顺性界面32进一步包括一个轮毂33，该轮毂被连接在弹簧构件34中的一个或多个、最高达所有弹簧构件之间。轮毂33以及因此顺性界面32可以包括呈现支架42的形式的至少一个加强构件，该支架被连接在至少一对弹簧构件34之间并且可以被连接到该至少一对弹簧构件上。如所图示，支架42沿一个方向延伸，该方向具有横向于中央轴线22的一个有向部件。根据一个实施例，支架42在基本上横向于中央轴线22的一个方向上延伸，然而支架42可以在相对于中央轴线22成角度地偏移的任何方向上延伸。横向支架42可以如所图示彼此平行地延伸，这样使得三个横向支架42中的中间一个与这两个弹簧构件34的顶点40相连接。横向支架42在横向于中央轴线22的截面上可以是环形的，可以是棒形的并且可以根据希望具有一个圆柱形的、棱柱形的或任何合适的替代性截面形状。支架42可能具有的截面积可以在大约4mm²与大约6mm²的范围内。当顺性界面包括三个或更多个弹簧构件34时，该一个或多个支架42的环形配置是特别合适的。

从平行于中央轴线22的角度来看，第一端构件24和第二端构件26可以界定一个矩形的、圆形的或椭圆形的足迹，或可以根据希望可替代地界定任何合适形状的足迹。沿基本上横向于中央轴线22的一个平面，端构件24和26可能是狭长的。上骨骼接合面28和下骨骼接合面30可以被涂覆或根据希望以其他方式被处理以促进骨结合。优选的涂层是纯钛或磷酸钙。此外，第一端构件24和第二端构件26可以包括多种三维结构（例如像，齿、刺突或骨脊或类似物），这些三维结构从对应的骨接合面28和30延伸，以便增强初期固定。

顺性界面32可以包括至少一个弹簧构件34，例如，多个弹簧构件34。根据图2中所图示的实施例，顺性界面32包括一对弹簧构件34，这对弹簧构件各自相对于彼此圆周地等距间隔开，然而应了解，这些弹簧构件34可能是可变地间隔开的。此外，如以下将更详细描述，顺性界面32可以根据希望包括任何数量的弹簧构件，这些弹簧构件根据希望以任何方式被安排和定向。根据所图示的实施例，这些弹簧构件34各自都可能在竖直方向上是基本上平面的，并且沿在第一端构件24与第二端构件26之间的一个平面延伸。例如，沿一个包括植入物20的中央轴线22的竖直平面，这些弹簧构件各自都可能是狭长的。因此，由弹簧构件34界定的多个相应的平面各自都可能包括中央轴线22。弹簧构件34可以根据希望彼此间隔开。由于弹簧构件34根据所图示的实施例是等距间隔的，因此这些弹簧构件34的平面是相等地或围绕大约180°的一个角度而成角度地偏移。因此，应了解，顺性界面32可以包括一对共面的弹簧构件34，这些共面的弹簧构件是以大约180°的一个角度相对的。

根据所图示的实施例，顺性界面32包括在这些弹簧构件34之间延伸的多个支架42，并且因此可以横跨中央轴线32，例如，沿基本上横向于中央轴线22的一个方向。根据一个实施例，一个或多个第一支架42可以被连接在这些弹簧构件34的顶点之间，并且一个或多个第二支架42可以在与这些顶点偏移的多个位置处被连接到弹簧构件34上。例如，一个第一或内部支架42a被连接在这些弹簧构件34的顶点40之间，而一对第二或外部支架42b在相对于这些顶点40偏移的一个位置处被连接在这些弹簧构件34之间。因此可以说，顺性界面32可以包括至少一对支撑地连接在一起的弹簧构件，这些弹簧构件将第一端构件24与第二端构件27沿中央轴线22间隔开。例如，可以被配置为一个第一外部支架42b的一个第二支架在顶点40上方的一个位置处被连接在这些弹簧构件34之间，以及可以被配置为一个第二外部支架42b的一个第三支架在顶点40下方的一个位置处被连接在这些弹簧构件34之间。

因此，当第一端构件24和第二端构件26被彼此相对压缩时，例如，沿中央轴线22，这些顶点被偏置，以便朝向彼此平移（例如，当这些弹簧构件34成180°相对时），这由此使得这些第一支架42a受压缩。此外，当端构件24和26被彼此相对压缩时，相对的弹簧构件34的、从这些顶点偏移的位置被偏置，以便远离彼此平移，并且由此使得第二支架42b和第三支架42c受拉伸。因此，由于弹簧构件34的凹形形状，中间顺性界面32的多个不同部分可以在基本上横向于中央轴线22的一个方向上被压缩和挠曲，这样使得顺性中间构件32的刚度显著增强，而矫形外科植入物20仍是顺性的。

参照图2至图6，应了解，弹簧构件34和支架42可以根据希望根据任何合适的替代性实施例被构造、定型和定向。例如，图2是图1中所图示的植入物20的示意性俯视图。在图4中所图示的安排中，顺性界面32包括两个弹簧构件34，这两个弹簧构件各自沿一个竖直平面延伸。然而，与图1中所图示的实施例不同，图4中所图示的平面基本上不是共面的，并且因此界定小于180°（例如，在90°与180°之间）的一个角度，然而这个角度根据希望可能小于90°。由这些弹簧构件34界定的平面在一条公共轴线处相交，该公共轴线可能与中央轴线22重合，或可能相对于中央轴线22偏移。此外，由相对的弹簧构件34界定的平面可能是共面的，而由成角度地偏移的弹簧构件34界定的平面可能在矫形外科植入物的中央轴线处相交。进一步来说，这些支架42被安排成与由这两个弹簧构件34的平面界定的角的中线正交。

参照图3，每个弹簧构件34沿包括植入物20的中央轴线22的一个平面都是狭长的。因此，由这些弹簧构件34界定的相应的四个平面各自在与中央轴线22重合的一条公共轴线处相交。因为这四个弹簧构件34是等距间隔的，所以这四个平面是相等地或围绕大约90°的一个角度而成角度地偏移的。因此，应了解，这些弹簧构件34和相应的平面包括两对共面的弹簧构件34，这两对共面的弹簧构件是以大约180°的一个角度相对的。

根据所图示的实施例，第一组和第二组支架42在第一对和第二对相对的弹簧构件34之间延伸。因此，第一组支架42因而相对于第二组支架42成角度地偏移（例如，如所图示基本上垂直）。每一组支架42中的一个或多个、最高达所有支架都可以与另一组支架42相交，或可以替代性地相对于另一组支架42竖直地偏移。彼此相交的支架42也可以彼此呈整体并且可以与弹簧构件34呈整体，这些弹簧构件进而可以与第一端构件24和/或第二端构件26呈整体，这样使得这些端构件26和26、这些支架42以及这些弹簧构件34可以被构造为一个单一的整体结构。可替代地，矫形外科植入物20的这些部件中的一个或多个可以单独地彼此连接。

根据一个实施例，顺性中间界面32可以由具有的弹性模量在范围10GPa至120GPa内的一种材料制成。例如，该界面可以由具有的弹性模量为大约110GPa的钛、具有的弹性模量为大约30GPa的钛合金、具有的弹性模量为大约20GPa的一种玻璃纤维增强复合材料制成。可替代地，应了解，顺性中间界面32可以根据希望由具有任何合适的替代弹性模量的一种材料制成。例如，热塑性塑料具有的弹性模量小于大约10GPa并且聚醚醚酮具有的弹性模量为大约4GPa。

矫形外科植入物20可以由一种金属或金属合金制成，例如以下合金之一：不锈钢316L、Ti6Al7Nb、Ti6Al4V、Ti15Mo、Ti23Nb2Ta0.7Zr或Zr22Cu8Fe12Al。可替代地，该植入物可以由一种聚合物或一种增强聚合物制成，优选地包括PEEK或碳增强PEEK。当矫形外科植入物20是由一种聚合物制成时，第一构件和第二构件的聚合物可以被形成为一个聚合物基体，在该聚合物基体之间嵌入有顺性界面。该聚合物基体可能具有减少长入顺性界面中的骨骼的性质。根据一个实施例，矫形外科植入物20可以界定一个最大尺寸，该最大尺寸是由以下各项界定的：沿垂直于中央轴线22的一个第一方向的长度；沿垂直于该第一方向和中央轴线22两者的一个第二方向的宽度；或该植入物沿中央轴线22的高度。该最大尺寸可能大于8mm（例如，大于10mm），并且可能小于12cm（例如，小于10cm）。

在图5中所图示的安排中，顺性界面32包括三个弹簧构件34，这三个弹簧构件相对彼此以120°成角度地等距位移。因此，这些弹簧构件34各自沿一个对应的竖直平面都是狭长的，这样使得这些平面均在与中央轴线22重合的一条公共轴线处相交。另外，轮毂33界定一个三角形，该三角形可能是等边的，其每条边都是由一组横向支架42界定的。因此，等边三角形的顶点或角可能各自被连接到这些弹簧构件34之一上。由轮毂33界定的等边三角形的中心可以位于中央轴线22上。

应了解，顺性界面32可以根据希望包括任何数量的弹簧构件34，这些弹簧构件各自等距或可变地间隔开。例如，参照图6，顺性界面34包括十二个弹簧构件34，这些弹簧构件对应地沿成角度等距位移的平面延伸，这样使得这十二个平面相对彼此以30°的一个角度安排。因此，这十二个弹簧构件34被组织为六对弹簧构件34，这样使得相应的六组至少一个支架42可以对应地被连接在这六对弹簧构件34之间。这些支架42平行于附接有这些支架42的对应的弹簧构件34并且在这些弹簧构件34之间延伸，并且可以在中央轴线22处整体地或单独地相交。因此，当顺性界面32包括越来越多的弹簧构件34时，轮毂33可以呈现更接近于圆形形状的任何规则或不规则的多边形形状。轮毂33可以包括由这些支架42界定的多个轮辐，这些支架可能与中央轴线22相交。

应进一步了解，顺性界面32可以被构造成具有比弹簧构件34对更少组的支架42，这样使得这些弹簧构件34中的至少一个弹簧构件最高达所有弹簧构件34都可能被一组至少一个支架42连接，并且这些弹簧构件34中的至少一个弹簧构件最高达所有弹簧构件34都可能没有经由任何支架就附接到任何其他弹簧构件34上。因此，顺性界面32可以包括以任何所希望的方式安排的任何数量的弹簧元件34，以及连接在这些弹簧元件34之间的任何相应数量的支架42。

现参照图7A至图7B，植入物20可以包括如以上相对于图3所描述的四个弹簧构件34。此外，顺性界面32可以包括至少一个停止构件44，该至少一个停止构件被配置成限制第一端构件24和第二端构件26相对彼此沿中央轴线的压缩量和/或这些端构件24和26围绕一条轴线的枢转运动的量，该轴线可能与中央轴线22重合或偏移。根据所图示的实施例，一个或多个、最高达所有弹簧构件34都可以各自包括一个停止构件44。每个停止构件44都可以从弹簧构件34的下座36沿基本上平行于中央轴线22的一个竖直方向朝向上座36和端构件24延伸，或可以在与弹簧构件34的座36间隔开的一个位置处从端构件26延伸。因此可以说，这些停止构件44是由端构件26支撑的。应进一步了解，每个停止构件44都可以沿从上端构件24朝向下端构件26的一个方向延伸。

这些停止构件44被图示为多个立柱，这些立柱可以在其近端处与相应的端构件26和弹簧构件34之一或两者呈整体，并且在其远端处界定呈现停止面46的形式的对应的接触面，这些远端在正常操作过程中是与相对的端构件24间隔开的。根据所图示的实施例，停止构件44被连接到第二端构件26上并且朝向第一端构件24延伸。当弹簧构件34处于其对应的中性位置时，这些停止构件44界定小于顺性界面32的高度H1的一个高度H2。因此，这些停止面46是与上端构件24间隔开的。此外，这些停止构件44可以被布置成邻近这些弹簧构件34的侧向外端或在其外围，或布置在由这些弹簧构件34的凹度界定的开口部分的出口处。可替代地，停止面46可以在与这些弹簧构件34间隔开的一个位置处从端构件26延伸。应了解，这些停止构件44可以单独的方式或以与这些弹簧构件34组合的方式被提供在这些弹簧构件的座上，这些座被连接到接触构件上。这些停止构件44中的一个或多个也可以由这些弹簧构件34中的一个或多个提供。例如，这些弹簧构件34中的一个或多个最高达所有弹簧构件都可以包括一个停止构件44，该停止构件沿从这些端构件之一朝向另一个端构件的一个方向延伸。因此，该停止构件44或这些停止构件44沿基本上平行于矫形植入物20的中央轴线22的一个方向延伸。

矫形植入物20可以进一步界定一个支座48，当相应的弹簧构件34已从其中性位置沿中央轴线22压缩到最大的可允许压缩量时，该支座被配置成接纳停止面46并与其对接。应了解，弹簧构件34可以响应于一个压缩力，或响应于端构件22和24围绕一条枢轴线的枢转移动而从这些弹簧构件的中性位置进行压缩，该枢轴线是相对于中央轴线22成角度地偏移的（例如，与该中央轴线垂直）。根据所图示的实施例，支座48可以作为一个接触构件被提供，例如，由弹簧构件34的座36界定的、与座36或端构件26相对的一个弯曲的接触面50，该端构件支撑停止构件44的近端。接触面50可以是凹形的，并且相应的停止面46可以是凸形的并因此被定型，以便接触接触面50并叠套在该接触面之中。

停止面46和接触面50可以沿平行于中央轴线22的一个方向（例如，弯曲地）成锥形，这样使得接触面50可以在停止面46上沿相对于中央轴线22成角度地偏移的一个方向滑动。因此，在进行植入物20的同轴压缩时，当顺性界面32的一条边被压缩成直到停止构件44的高度H2时，端构件24和26的停止面46可以相对彼此侧向地平移，和/或围绕相对于中央轴线22成角度地偏移的一条枢轴线枢转。此外，取决于这些弹簧构件34的构造和刚度，这些端构件24和26可以围绕中央轴线22旋转。如果整个植入物20被完全压缩，那么这些接触面46和50围绕植入物20的接合防止了进一步的压缩、侧向平移以及枢转运动。

在多个标准生理机械负载下，这些停止面46和相应的接触面50没有被配置成彼此相对接，由此与常规的植入物相比，显著地减少或消除了多个磨损面，这些常规的植入物包括在正常操作过程中彼此相接触并且相对彼此移动的多个表面。因此，矫形植入物20可以是一个单件式整体结构，这样使得与某些常规的植入物相比，一种整体式版本的关节置换术植入物减少或消除了多个磨损来源，这是因为该矫形植入物的移动面在正常操作过程中没有彼此相接触。此外，矫形植入物20的压缩刚度可以相对于矫形植入物20的枢转刚度和矫形植入物20的旋转刚度而被去耦。应了解，矫形外科植入物20的刚度可以根据希望而进行调整，例如，通过改变弹簧构件34中的一个或多个最高达所有弹簧构件和/或支架42中的一个或多个最高达所有支架的刚度。

即使在这些停止面46和这些接触面50彼此相对接时，这些端构件24和26也可能能够围绕矫形植入物20的中央轴线22相对彼此旋转。此外，如果矫形植入物20被枢转成使得一个或多个而不到所有相应的停止面46和接触面50相对接（例如，在矫形外科植入物20的一条边上），则矫形外科植入物20的另一条边可以进一步被压缩，由此使该植入物枢转，直到这些相应的接触面相对接。此外，这些端构件24和26可以相对于彼此侧向地平移，直到矫形外科植入物20的另一条边的相应的停止面46和接触面50相对接。

根据图1、图3和图7A至图7B中所图示的植入物20，支架42可以被配置成在沿与中央轴线22基本上平行或重合的一个方向上被对称地加载（例如，一个压缩轴向负载）时，选择性地既增加中间顺性界面32的刚度，又增加其强度，而同时不会显著地增加顺性界面32相对于这些端构件24和26围绕相对于中央轴线22成角度地偏移的一条枢轴线的枢转运动（例如，挠曲或侧向运动）或这些端构件24和26围绕中央轴线22的轴向旋转的刚度。例如，当矫形植入物20被对称地加载时（例如，在压缩下），弹簧构件34的顶点40被朝向彼此偏置，这使得中间支架42受压缩。同时，弹簧构件34的位置在与这些顶点偏移的多个位置处远离彼此偏置，这使得多个外部支架受拉伸。因此，这些支架42提供一个刚度，这个刚度将这些弹簧构件34基本上刚性地约束在其与这些支架42连接的位置处，由此增加顺性界面32相对于多个压缩负载的刚度和强度。

当一个非对称压缩负载和/或轴向旋转负载被施加到植入物20上时，支架42将这些弹簧构件34操作性地连接在一起，这样使得这些弹簧构件34响应于所施加的负载而一致挠曲。具体来说，这些支架42在这些弹簧构件34之间的连接没有提供或提供了可忽略不计的枢转运动阻力（这样使得一个弹簧构件34被压缩而另一个弹簧构件34被挠曲）和轴向旋转运动阻力，由此由这些支架12连接在一起的弹簧构件34两者均沿一个公共径向方向被挠曲。因此，顺性界面32以一种相对于非对称负载而言不同的方式对一个对称负载作出反应，这样使得压缩、枢转运动以及旋转运动基本上被去耦。

在一个负载被偏心地强加于顺性界面上的情况下，矫形植入物的第一端构件34和第二端构件36可以围绕一条枢轴线枢转，该枢轴线是沿横向于该植入物的中央轴线的一个方向可移动的。因此，矫形植入物20可以如所希望地沿其中央轴线22提供一个高的压缩刚度，而同时允许沿垂直的横向轴线的枢转运动（例如，以便适应侧向弯曲和挠曲/延伸）和围绕一条第三轴线的旋转，该第三轴线与中央轴线22成角度地偏移，例如，与该中央轴线垂直（例如，以便适应围绕矫形植入物的中央轴线的旋转）。矫形植入物20可以进一步提供抵抗枢转运动、压缩以及旋转的独立的刚度。这个刚度可以是去耦的或弱耦连的，并且耦连可以根据希望而通过设计进行修改。因此，矫形外科植入物20可以被配置成提供不同的轴向刚度、枢转刚度、旋转刚度以及平移刚度。矫形外科植入物20可以被配置成比常规的植入物更小且壁更薄。矫形外科植入物20也可以用于多种仪器，从而提供适用于大规模制造的一个简单的整体式设计。矫形外科植入物20可以被提供有与常规的植入物相比更少的摩擦状况。

应了解，第一端构件24和第二端构件26之一或两者可以围绕横向于矫形植入物20的中央轴线22的一条枢轴线而相对于另一个端构件枢转，或包括一个有向部件，该有向部件横向于矫形植入物20的中央轴线22。因此，根据一个实施例构造而成的矫形外科植入物20具有使枢轴线移位的能力，从而提供了同时的平移和枢转。当端构件24和26彼此相对枢转时，顺性界面32允许瞬时枢轴线位移，由此当该端构件或这些端构件24和26枢转时，允许端构件24和26之一或两者的平移移动。矫形植入物20的中央轴线22可以在直立患者体中竖直地延伸，这样使得枢轴线横向于中央轴线22，并且因此在该直立患者体中是水平的。因此，该枢轴线可以在直立患者体中水平地移动。例如，该枢轴线可以在一个水平面上成角度地迁移。因此，顺性界面32可以允许该枢轴线沿一个方向进行移位，该方向具有的一个有向部件基本上横向于矫形外科植入物20的中央轴线22。

应了解，矫形外科植入物20的一条边沿基本上平行于中央轴线22的一个方向可能变得被压缩，而矫形外科植入物20的另一条边沿基本上平行于中央轴线22的一个方向可能是挠曲的/延伸的，而同时使这些端构件24和26之一或两者以及因此相关联的端板枢转和/或旋转。应了解，矫形植入物20可以实现三种运动模式：压缩、枢转以及旋转。一个或多个最高达所有运动模式可以进一步与其他运动模式之一或两者去耦。例如，矫形植入物20可以被构造成使得导致矫形外科植入物20压缩的力不会同样导致矫形外科植入物20枢转或旋转。然而，应了解，矫形外科植入物20能够同时经历压缩和枢转和/或旋转。

现参照图8，植入物组件30可以作为一个挠性杆52被提供，该挠性杆包括至少一对（例如，多个）基本上刚性的本体54和连接在这些刚性本体54中的邻近本体之间的矫形外科植入物20中的至少一个矫形外科植入物。这些矫形外科植入物20可以根据在此所描述的实施例中的任一个构造而成，并且可替代地相对于这些刚性本体54被安排为，使得矫形外科植入物20之一被布置在一对邻近刚性本体54之间并且一个刚性本体54被布置在一对矫形外科植入物20之间。这些刚性本体54可能呈现有待经由植入物组件30操作性地耦连的多个脊椎体或骨骼的形式，或可以是如上所述被植入在人体中任何地方的多个合成刚性本体。

现参看图9，植入物组件30可以作为一个椎弓根螺钉56被提供，该椎弓根螺钉56具有一个轴杆58和一个U形头60，该U形头具有的一个横向通道62可以接纳一个支撑杆（例如，连接到至少一对椎弓根螺钉上的一个脊柱固定杆64），并且将该支撑杆固定到椎弓根螺钉56上。植入物组件30进一步包括一个植入物20，该植入物根据在此所述的实施例中的任一个构造而成。植入物20被布置在头60中在轴杆58与横向通道62之间的一个位置处。支撑杆64可以通过一个固定元件66和一个螺母68固定在横向通道62中，该螺母将固定元件66压到支撑杆64上。

尽管已描述了各种实施例，但应理解，在此可以在不脱离本发明的（例如）由所附权利要求所定义的精神和范围的情况下作出多种改变、替代和修改。此外，本申请的范围并不旨在受限于说明书中所描述的工艺、机器、制造、物质的构成、方法以及步骤的这些具体实施例。如本领域的普通技术人员将从本发明的披露中很容易地了解，目前现有的或以后将要开发的执行基本上相同的功能或实现与在此所述的相应的实施例基本上相同的结果的工艺、机器、制造、物质的构成、方法或步骤可以根据本发明来使用。

Claims

1.一种沿一条中央轴线可压缩的顺性矫形外科植入物，该顺性矫形外科植入物包括：

一个第一构件，

一个第二构件；以及

连接在该第一构件与该第二构件之间的一个顺性界面，该顺性界面包括至少一对支撑地连接在一起的弹簧构件，其中这些弹簧构件将该第一构件与该第二构件沿该中央轴线间隔开。

2.根据权利要求1所述的顺性矫形外科植入物，其中至少一个支架被安排成与这对弹簧构件支撑地连接在一起。

3.根据权利要求2所述的顺性矫形外科植入物，其中该支架被连接在这对弹簧构件中的每一个之间。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的顺性矫形外科植入物，其中该支架具有的截面积在大约4mm²与大约6mm²的范围内。

5.根据以上任一项权利要求所述的顺性矫形外科植入物，其中该第一端构件、该第二端构件以及该顺性界面界定了一个单一的整体结构。

6.根据以上任一项权利要求所述的顺性矫形外科植入物，其中这些弹簧构件各自界定了具有变化的曲率半径的一个弧。

7.根据权利要求6所述的顺性矫形外科植入物，其中这些弹簧构件各自包括指向该中央轴线的一个顶点，这样使得该曲率半径在该顶点中是最小的。

8.根据权利要求7所述的顺性矫形外科植入物，其中该曲率半径在大约1mm与大约2mm的范围之内。

9.根据以上任一项权利要求所述的顺性矫形外科植入物，其中每个弹簧构件都沿一个平面延伸，这样使得这些平面包括该中央轴线。

10.根据以上任一项权利要求所述的顺性矫形外科植入物，其中该顺性界面包括超过两个弹簧构件，这些弹簧构件各自界定一个平面，并且其中这些超过两个平面是成角度地等距间隔开的。

11.根据权利要求2至4中任一项所述的顺性矫形外科植入物，其中该横向支架被连接在这些弹簧构件的这些顶点之间。

12.根据以上任一项权利要求所述的顺性矫形外科植入物，该顺性矫形外科植入物进一步包括一个或多个停止件，该一个或多个停止件基本上平行于在该第一构件与该第二构件之间的该中央轴线延伸。

13.根据权利要求12所述的顺性矫形外科植入物，其中该停止件具有的高度小于该顺性界面在未压缩的状态下的高度。

14.根据权利要求12或权利要求13所述的顺性矫形外科植入物，其中该顺性界面具有一个或多个第一接触面并且该一个或多个停止件具有一个或多个第二接触面，该一个或多个第二接触面适用于在该顺性界面被压缩到这些停止件之一的高度时，与该顺性界面的这些第一接触面相接触。

15.根据权利要求14所述的顺性矫形外科植入物，其中该第一接触面和该第二接触面沿平行于该中央轴线的一个方向成锥形，这样使得在该顺性矫形外科植入物的非对称压缩时，该第一接触面可以在该第二接触面上倾斜地滑动至该中央轴线，以便允许以下各项中的至少一项：侧向平移、围绕一条相对于该中央轴线成角度地偏移的枢轴线的枢转移动、以及该第一构件和该第二构件相对于彼此围绕该中央轴线的旋转。

16.根据权利要求15所述的顺性矫形外科植入物，其中该第一接触面和该第二接触面沿该中央轴线互补性地成锥形。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的顺性矫形外科植入物，其中这些停止件与该第一构件和该第二构件之一呈整体。

18.根据以上任一项权利要求所述的顺性矫形外科植入物，其中该顺性界面是由具有的弹性模量在10GPa至120Gpa范围内的一种材料制成的。

19.根据以上任一项权利要求所述的顺性矫形外科植入物，其中该顺性矫形外科植入物具有的最大尺寸大于8mm。

20.根据权利要求19所述的顺性矫形外科植入物，其中该最大尺寸小于12cm。

21.根据权利要求19或20所述的顺性矫形外科植入物，其中该最大尺寸为该顺性矫形外科植入物的长度、宽度以及高度中的一个或多个。

22.根据以上任一项权利要求所述的顺性矫形外科植入物，其中该顺性矫形外科植入物被配置为一个人工关节。

23.根据以上任一项权利要求所述的顺性矫形外科植入物，其中该顺性矫形外科植入物包括一个人工椎间盘，该人工椎间盘被配置成用于置换一个自然椎间盘。

24.一种顺性矫形外科植入物，该顺性矫形外科植入物包括：

一个第一端构件，该第一端构件界定一个第一骨骼接合面；

一个第二构件，该第二构件界定一个第二骨骼接合面；以及

一个顺性界面，该顺性界面包括至少一对弹簧构件，这些弹簧构件被连接在该第一端构件与该第二端构件之间，这样使得该第一端构件与该第二端构件沿一条中央轴线间隔开，该顺性界面进一步包括至少一个加强构件，该加强构件被连接在这对弹簧构件中的每一个之间。

25.根据权利要求24所述的顺性矫形外科植入物，其中该加强构件与这对弹簧构件呈整体。

26.一种挠性杆，该挠性杆包括如权利要求1至24中任一项所述的至少一个顺性矫形外科植入物和至少一对刚性元件，这样使得该顺性矫形外科植入物被连接在这对刚性元件中的每一个之间。

27.一种椎弓根螺钉，该椎弓根螺钉包括：一个轴杆和一个U形头，该U形头具有一个横向通道，该横向通道被配置成用于接纳一个纵向杆；以及根据权利要求1至25中任一项所述的一个顺性矫形外科植入物，其中该顺性矫形外科植入物被布置在该轴杆与该横向通道之间。