CN103211669A - 椎间盘假体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种椎间盘假体，其包括上平台（16），该上平台（16）具有支承在上椎骨上的外表面（16a）和朝着假体内部定向的表面（16b），下平台（18），该下平台（18）具有支承在下椎骨上的外表面（18a）和朝着假体内部定向的表面（18b），和在上平台和下平台之间的球窝接头，该球窝接头包括与印痕配合的凸圆顶部分（27），所述印痕与所述凸圆顶部分（27）互补并且与所述凸圆顶部分（27）接触，所述凸圆顶部分（27）包括至少一个允许它变形的内腔（24，25，26，28）。

Description

椎间盘假体

本申请是2007年3月13日递交的专利申请号为200780009282.X的分案申请。

技术领域

本发明涉及椎间盘假体。

背景技术

变性过程由于创伤、疾病或衰老常常导致椎间盘的置换。

这些变性过程可以涉及两椎骨之间的自然间隙的变化。该自然间隙的收缩可以导致作用于某些神经上的压力，并因此会发生疼痛。

可以使用椎间盘假体以保持两椎骨之间的自然间隙。

椎间盘假体也必须允许椎骨随着自然运动而相对于彼此移动。特别地它必须允许：轴向旋转运动，其部分对应于人体的躯干或颈部在颈部区域内的部分的旋转运动；前后运动，其对应于弯曲或延伸身体的上部或头部在颈部区域内的部分的运动；和侧向运动，其对应于身体的上部或颈部在颈部区域内的部分的倾斜。

椎间盘假体的上平台和下平台支承在椎骨上并且由于它们通常所带有的表面处理和粗糙度而随时间固定于那里。

EP-A1-1344508描述了一种椎间盘假体，其包括上平台，具有支承表面的下平台，包括下表面和具有球形部分的上表面的中间部分，所述上平台具有印痕，所述印痕与所述球形部分互补并且与所述球形部分接触以限定所述上平台和所述中间部分之间的球窝接头，所述中间部分的下表面与所述支承表面接触。

所述中间部分可以在所述下平台的支承表面上前后移动。

然而，该类型的假体并不提供理想的舒适性和稳固性，特别是在猛烈撞击期间。

WO2004/016247描述了椎间盘假体。各种各样的构造被提出。这些构造中的一种提供了下平台、上平台和中间部分，所述中间部分包括上凸表面以与上平台中产生的腔配合。所述中间部分包括窄长水平槽口。

然而，为了提供足够的冲击吸收，该类型的假体必须有产生疲劳断裂裂缝的很深槽口，而所述槽口将显著弱化假体，特别是将不会提供理想的稳固性，尤其在猛烈撞击或旋转期间。

发明内容

本发明的一个目的尤其是克服这些缺陷。

为此，本申请的主题是一种椎间盘假体，其包括：

-上平台，其具有支承在上椎骨上的外表面和朝着假体内部定向的表面，

-下平台，其具有支承在下椎骨上的外表面和朝着假体内部定向的表面，和

-在上平台和下平台之间的球窝接头，其包括与印痕配合的凸圆顶部分，所述凸圆顶部分优选为球形、所述印痕与所述凸圆顶部分互补并且与所述凸圆顶部分接触，所述凸圆顶部分包括至少一个内腔，所述内腔允许所述凸圆顶部分在日常生活中的突然运动或震动运动期间变形，特别是在垂直撞击的情况下。

在日常生活中的突然运动或震动运动（撞击，跳跃，意外，跌倒，使劲，应激性运动（滑雪，骑马等））时，圆顶部分的变形将基本由所述凸圆顶部分的展平所组成，即其高度的减小。优选地，在日常生活的正常运动（例如行走）期间将不发生所述圆顶部分的变形。

在本发明优选的实现方式的情况下，上述椎间盘假体被分成三个部分制造。

于是包括凸圆顶部分的假体的部分是插入两个平台之间的中间部件。

例如，所述假体组件可以包括：下平台，其具有支承在下椎骨上的外表面和朝着假体内部定向的表面，所述表面充当中间部分的支承表面，所述中间部分包括下表面和具有优选为球形的圆顶部分的上表面；和上平台，其具有支承在上椎骨上的外表面和朝着所述假体内部定向的表面，所述表面具有印痕，所述印痕与所述圆顶部分互补并且与所述圆顶部分接触以限定所述上平台和所述中间部分之间的球窝接头。

所述中间部分也可以仅仅对应于凸圆顶部分，所述凸圆顶部分然后被插入设在下平台中的凹窝中。于是所述凸圆顶部分将具有短圆柱的一般形状，其顶部为特别是球形的圆顶帽。

在本发明其他优选的实现方式的情况下，上述椎间盘假体被分成两个部分制造。

例如，所述假体组件可以包括：下平台，其具有支承在下椎骨上的外表面和朝着假体的内部定向的表面，所述表面具有圆顶部分；和上平台，其具有印痕，所述印痕与所述圆顶部分互补并且与所述圆顶部分接触以限定所述上平台和所述下平台之间的球窝接头，所述两个向内定向的表面彼此接触。

设在所述凸圆顶部分中的凹窝包括至少一个内腔。这可以具有任何形状，优选是规则的，并且包括至少一个对称轴，例如为立方体或平行六面体、球形、椭圆形等。应当注意的是，在本发明的构架内，内腔是闭合腔，其与通向外部的槽口有所不同。

可以有一个或多个内腔，下文中有时也称为凹窝。这些优选地关于所述圆顶部分的对称轴规则地被插入。然而，例如，将优选不对称插入以执行校正或提供特殊效果。

由横截面可见，一个内腔或多个内腔可以采用以下形式：水平狭缝，在多个狭缝的情况下是交替的或堆叠的或倾斜的；连接孔或间隔孔，特别是对准或不对准的平行六面体形状或圆形；或由纵向狭缝连接的孔。

用于制造具有圆顶部分的所述部分的材料的性质决定实现的凹窝的结构和尺寸。

凹窝的形状和数量将根据期望的冲击吸收来选择。假设使用相同的材料，凹窝的尺寸越大，凸圆顶部分将越可变形。类似地，凹窝的数量和/或体积越大，所述凸圆顶部分将越可变形。

本领域的技术人员可以借助于少许简单实验确定内腔的形状、尺寸以及用于实现期望的可变形性的材料。

所述凹窝在所述圆顶部分的内部实现而不出现在它的外部。

所述凹窝可以具有凸面，例如采用帽的形式，或者具有基本球形或椭圆形。

在分成三个部分制造的上述椎间盘假体的情况下，假体优选地为：

-所述中间部分的下表面具有通向外部的凹部分，

-所述中间部分的下表面具有通向外部的凹部分并且包括围绕所述凹部分的平坦部分，所述凹部分和所述平坦部分之间的表面积比例如包括在1/5至9/10之间，有利地包括在1/4至9/10之间，特别地包括在1/4至4/5之间，尤其包括在1/4至3/4之间，更特别地包括在1/3至3/4之间。

-所述支承表面具有凹部分，在该情况下所述内腔由该凹形构成，其由如下面图1所示的中间部分闭合。

-所述支承表面包括围绕所述凹部分的平坦部分并且所述凹部分和所述平坦部分之间的表面积比例如包括在1/5至9/10之间，有利地包括在1/4至9/10之间，特别地包括在1/4至4/5之间，尤其包括在1/4至3/4之间，更特别地包括在1/3至3/4之间。

-所述下平台包括界定所述支承表面的边缘。

由于所述凹部分构成的腔可以很薄（十分之几毫米），在平环周围没有所述凹部分的实现方式将以相同方式起作用；实际上，一施加负荷，该环就将自然形成。在该情况下所述环的表面将不是完全平坦的。例如带有大曲率半径的球形凹窝就是这种情况。

本领域的技术人员将容易理解，例如，如果所述中间部分的下表面具有通向外部的凹部分并且支承在朝着假体的内部定向的所述下平台的平表面上，可以获得相同的冲击吸收效果（图2）。类似地，通过提供朝着假体的内部定向的下平台的表面中的凹腔，而中间部分不具有凹窝，可以获得相同的冲击吸收效果（图1）。这样的等效变化实施例被包括在本发明的范围内。也将容易理解形容词“下”和“上”具有相对含义，原因是本发明的假体可以沿一个方向或另一个方向被植入。因此，在分成两个部分制造的上述椎间盘假体的情况下，可以发现具有圆顶部分的“下”平台朝向它所植入的个体的脚，或者相反地朝向头。

在分成2个或3个部分（或以上）制造的腰部假体的情况下，圆顶球形部分例如将具有0.5至10cm，优选地1至8cm，特别地1.5至7cm，更特别地2至5cm的外径。

在分成2个或3个部分（或以上）制造的颈部假体的情况下，圆顶球形部分例如将具有0.3至8cm，优选地0.5至7cm，特别地0.8至5cm，更特别地1至3cm的外径。

不同部分可以由不同材料或相同材料制造。优选地，包括了凸圆顶部分的所述部分，特别是包括了三个部分的上述椎间盘假体中的中间部分是由热塑性树脂或诸如由BioProfile公司（法国格勒诺布尔市）以名称

销售的高温碳制造。热塑性树脂例如是具有高分子量的聚乙烯，优选是用玻璃或碳纤维增强的，但是优选是纯的聚醚醚酮（PEEK）。

在上述提及的分成三个部分制造的椎间盘假体的情况下，

-上平台可以由铬-钴或钛或不锈钢类型的材料制造。所述上平台也可以由聚醚醚酮（PEEK）制造，优选地在其上面具有钛的表面涂层。所述上平台也可以由铬－钴或钛或不锈钢类型的材料制造并且具有硬化表面处理（特别是由法国Le Mée sur Seine的IonBond或Innonative Coatings公司销售的

类型）或高温碳嵌入物以便提高它的摩擦和磨损性质。

-中间部分可以由高密度聚乙烯类型的塑料材料制造，具有很好的滑动特性，

-中间部分也可以由诸如聚醚醚酮（PEEK）或高温碳的材料制造，所述材料具有大约24Mpa的杨氏模量，这在撞击的情况下为该材料提供了一定程度的弹性。

-下平台可以由铬－钴或钛或不锈钢类型的材料制造。所述下平台也可以由聚醚醚酮（PEEK）制造，在其上面具有钛的表面涂层。所述上平台也可以由铬－钴或钛或不锈钢类型的材料制造并且具有硬化表面处理（特别是由IonBond公司销售的

类型）或高温碳嵌入物以便提高它的摩擦和磨损性质。

在本发明优选的实现方式的情况下，以上椎间盘假体被分成三个部分制造并且上平台在它们的内面具有硬化表面涂层。在本发明的其他优选实施例中，所述下和上平台在它们的内面具有高温碳嵌入物。

在上述提及的分成三个部分制造的椎间盘假体的情况下，

-上平台和下平台可以由铬－钴或钛或不锈钢类型的材料制造或者由铬－钴或钛或不锈钢类型的材料制造并且具有硬化表面处理（特别是由IonBond公司销售的

类型）或高温碳嵌入物以便提高它的摩擦和磨损性质，或者由PEEK制造。

作为本发明主题的假体具有很有用的性质和质量。

设在所述凸圆顶部分中的凹窝使得有可能通过所述圆顶部分的变形来吸收假体受到的撞击。

因此它们与现有技术的假体相比提供了使用的舒适性和提高的稳固性。特别地，它们使得有可能通过所述圆顶部分的材料的变形来吸收撞击，并且因此防止假体松脱。

这些性质在下面在实验部分中说明。它们证明上述假体在置换在创伤、疾病或衰老之后受到变性过程的椎间盘中的应用。

为此，它们可以被植入个体中使得凸面向下或优选地向上被定向。

因此本申请的进一步目的在于一种用于置换诸如在创伤、疾病或衰老之后受到变性过程的椎间盘的方法，其中至少一个上述假体被植入两个相邻椎骨之间。

有利地，具有与圆顶部分互补的印痕的平台被植入包括圆顶部分的平台之上。

上述椎间假体优选的实现方式的情况也适用于本发明的其他上述主题，特别适合于置换椎间盘的方法。

附图说明

参考附图将更好地理解本发明，其中：

图1表示根据分成三个部分（示出两个）的第一实施例的椎间盘假体的一部分的示意性侧视图，

图2和3表示沿着根据分成三个部分的第二和第三实施例的椎间盘假体的垂直平面剖开的透视图，

图4表示根据分成三个部分的第四实施例的椎间盘假体的截面侧视图，

图5表示定位在两椎骨之间的分成三个部分的椎间盘假体的侧视图，和

图6、7和8表示根据分成两个部分的实施例的椎间盘假体的截面侧视图。

不同附图中的相同参考数字表示相同或相似的部分。

意图将椎间盘假体10定位于脊柱的两椎骨12，14之间。例如图5示出了脊柱的两椎骨12，14的侧视图，根据本发明的假体10定位在所述椎骨之间。

椎间盘假体10包括上平台16和下平台18，每个平台均具有分别朝着上椎骨和下椎骨定向的外面16a，18a。未显示的例如锯齿型式的凸纹布置在每个外面16a，18a上，所述凸纹允许平台16，18锚固到椎骨中。

上平台16和下平台18也各自包括内表面16b，18b。内表面沿着第一前后轴侧向地延伸并且沿着垂直于第一轴的第二轴纵向地延伸，所述内表面彼此面对并且它们与中间部分20接触。

中间部分20包括具有球形凸圆顶部分27的上表面。它也包括支承在下平台18的内表面18b（其在下文中将被称为“支承表面18b”）上的下表面。所述上表面的球形凸圆顶部分27与上平台16的内表面16b接触。球形凸圆顶部分27使得有可能获得“球窝”型接头以允许中间部分20相对于上平台16沿所有方向移动，从而提供更大的灵活性。

中间部分20活动地安装在下平台18的支承表面18b上。而且，下平台包括界定支承表面18b的边缘19。

在随着时间固定到上椎骨12的上平台16和自身通过下平台18联接到下椎骨14的中间部分20之间的球窝接头使得有可能重现脊柱的两椎骨12，14之间的弯曲和伸展运动以及倾斜运动。

如图1中所示，为了形成凹窝25，下平台18在它的支承面18b上包括凹部分22和平坦部分23，它们整体面对中间部分20的下部分。该凹部分22具有的表面尺寸小于中间部分20的下表面的表面尺寸，使得中间部分20可以在下平台18的支承表面18b的平坦部分23上移动。这里所示的凹部分和中间部分的下表面之间的表面积比大约为3/4。而且在该实施例中，凹部分22产生根据本发明的内腔（25）。

在一个变型中，由凹部分构成的腔很薄（十分之几毫米）。下平台18并不具有平坦部分23。一施加负荷，就将在下平台的圆周上自然地形成相当于上述平坦部分23的环。在该情况下所述环的表面将并非完全平坦的。例如具有大曲率半径（根据它是颈部或是腰部装置，半径例如为5或25cm）的球形凹窝就是这种情况。

当椎间盘假体受到基本上沿垂直方向定向的撞击时，例如跌坐在地或在跳跃期间，力倾向于使上平台16更靠近下平台18，并且中间部分20因此被挤压在两个平台之间。在撞击期间中间部分20在由脊柱施加的力的作用下变形并且倾向于填充凹窝25的空余空间，于是撞击通过中间部分20的变形被吸收。从而减小了椎骨骨折或松脱的风险。

根据图2-4中所示的其他实施例，所述凹窝在中间部分上实现。

在图2中，凹窝24在中间部分20的下表面上实现。为此，中间部分的下表面具有面对平坦支承表面18b的凹部分21。该凹内腔由下平台18堵塞。因此当向假体施加力时，中间部分20变形并且倾向于占据凹部分21和支承表面18b之间所形成的空间。中间部分的下表面也包括围绕凹部分21的平坦部分33，并且这里所示的凹部分21和平坦部分33之间的表面积比大约为1.5。平坦部分与下平台18的支承表面18b接触，并且因此保证中间部分20在支承表面18b上的滑动运动。所述凹窝通向圆顶部分的外部，当中间部分20变形时允许凹窝24的内容物被排出，而不管是否被下平台18堵塞。

在图3中，凹窝26作为中间部分20的球形部分27中的包含物实现并且形成腔。中间部分20也包括通道32，该通道允许腔26与中间部分20的外部连通。该通道32尽管由下平台18堵塞，然而当中间部分20变形时允许腔的内容物被排出，并且因此通过增加中间部分的变形能力和通过当中间部分返回到它的初始形状时防止回弹而允许更好的冲击吸收。同样在该变型中，所述凹窝通向圆顶部分的外部。

在图4中，中间部分20的圆顶部分27包括若干内腔或凹窝28，所述内腔或凹窝在横截面上是椭圆形的并且被布置为与垂直轴Z的垂直方向大致平行，这使得有可能在垂直力的作用下更容易地变形中间部分20。这些凹窝并不联接到诸如先前所述的空气排出通道，并且不通向它的外部。

图6、7、8示出了椎间盘假体10，该假体包括上平台16和下平台18，后者整体地包括球形凸圆顶部分27，该圆顶部分与布置在上平台16中的互补印痕配合。

Claims (8)

1.一种椎间盘假体，其包括：

-上平台（16），其具有支承在上椎骨上的外表面（16a）和朝着假体内部定向的表面（16b），

-下平台（18），其具有支承在下椎骨上的外表面（18a）和朝着假体内部定向并由边缘（19）所界定的表面（18b），和

-在上平台和下平台之间的球窝接头，其包括设有凸圆顶部分（27）的中间部分（20），所述凸圆顶部分（27）与印痕配合，所述印痕与所述凸圆顶部分（27）互补并且与所述凸圆顶部分（27）接触，所述凸圆顶部分（27）包括下表面，

其中或者是朝着假体内部定向的表面（18b）设有凹部分（22），或者是凸圆顶部分（27）设有凹部分（21），由此在凸圆顶部分（27）的下表面和下平台（18）朝着假体内部定向的表面之间设有内腔（24，25），所述内腔（24，25）允许所述椎间盘假体在日常生活中的突然运动或震动运动时变形，例如在垂直撞击的情况下，

并且其中所述椎间盘假体被分成三个部分来制造。

2.根据权利要求1所述的假体，其特征在于，下平台（18）朝着假体内部定向的表面（18b）设有凹部分（22），由此内腔（25）设在下平台（18）和中间部分（20）之间。

3.根据权利要求1和2之一所述的假体，其特征在于，在所述凸圆顶部分（27）和所述边缘（19）之间留有空间，以便所述凸圆顶部分（27）能够在下平台的支承表面（18b）的平坦部分（23）上移动。

4.根据权利要求1和3之一所述的假体，其特征在于，所述凸圆顶部分（27）设有凹部分（21），由此内腔（24）设在所述凸圆顶部分（27）和下平台（18）朝着假体内部定向的表面之间。

5.根据权利要求1-4之一所述的假体，其特征在于，所述凸圆顶部分（27）由聚醚醚酮制造。

6.根据权利要求1-5之一所述的假体，其特征在于，所述下平台和上平台在它们的内面（16b和18b）上具有硬化表面涂层。

7.根据权利要求1-5之一所述的假体，其特征在于，所述下平台和上平台在它们的内面（16b和18b）上具有高温碳嵌入物。

8.根据权利要求1-7之一所述的假体，其特征在于，所述假体的部件由聚醚醚酮制造。

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