CN106137471A - 应力分散式人工椎间盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应力分散式人工椎间盘，提供一负载人体脊椎的生物力学的作用；包括一可结合在相邻脊椎骨之间的第一假体和第二假体。第一假体和第二假体分别具有一盘和设置在盘上的多个突出物；第一假体和第二假体的每一突出物之间分别界定出一空间。第一假体突出物和第二假体突出物彼此交错相插，使第一假体的突出物位在第二假体的空间范围内，第二假体的突出物位在第一假体的空间范围内；并且，容许第一假体突出物、第二假体突出物响应人体脊椎运动而相对产生位移、弯曲运动，达到分散应力、应力分布符合人体工学的作用。

Description

应力分散式人工椎间盘

技术领域

本发明涉及一种应力分散式人工椎间盘的结构设计；特别是指一种人工椎间盘设置有多个彼此交错相插、相邻接的突出物，以及容许它们相互位移的技术。

背景技术

应用人工椎间盘置换手术来改善或解决因为骨质疏松塌陷、外力撞击或长期姿势不正确，造成人体椎间盘或其髓核被压溃突出的情形，属公知技术。例如，US 4759769号《ARTIFICIAL SPINAL DISC》、在人工椎间盘上设置弹簧装置的US 4309777号《ARTIFICIALINTERVERTEBRAL DISC》专利案等，提供了典型的实施例。

现有技艺也已经揭示一种应用金属材料制成略凸球体结构组合浅凹槽结构，使凸球体和凹槽结构可相对移动的技术，来配合人体脊椎运动；例如，US 5676701号《LOW WEARARTIFICIAL SPINAL DISC》专利案，提供了一个可行的实施例。不过，就像那些熟习此技艺的人所知悉，所述实施例受限于每一节脊椎骨之间的(椎间盘)高度限制，因此略凸球体和浅凹槽结构的组合，容易因为外力或运动而发生移位或脱离的情形。

现有技术也已揭示一种在两金属盘之间，应用氮化硅聚合物、二氧化硅聚合物或其类似材料，制成弹性人工椎间盘的手段；这类人工椎间盘的软性或弹性特质企图配合或模拟人体椎间盘的运动特性。例如，US 4863477《SYNTHETIC INTERVERTEBRAL DISCPROSTHESIS》、US 5071437《ARTIFICIAL DISC》专利案等，提供了典型的实施例。

就像那些熟习此技艺的人所知悉，两个金属盘之间的弹性体是一个整体结构，因此这类具有弹性的人工椎间盘随脊椎运动，而一边受到挤压力量时，另一边相对产生伸张状态；其反映出该人工椎间盘会本能的产生反作用力，企图回复成初始状态。所述作用力、反作用力运动不仅会干扰人体脊椎活动的自然度，也会因为无法立即响应人体运动，而有迟缓或时间延迟、灵活度较差的情形；而这种情形并不是我们所期望的。

代表性的来说，上述的参考资料揭示了不同的人工椎间盘装置应用在人体脊椎方面的先前技术。如果重行设计考量人工椎间盘配合人体脊椎骨的结构组合，使其构造不同于现有技术，将可改变它的使用形态，而有别于现有技术。例如，使人工椎间盘的两个金属盘之间分别形成有多个彼此交错相插的突出物，并且容许该突出物响应人体脊椎运动而产生位移、弯曲运动，使习知整个弹性体因作用力-反作用力传递，干扰人体脊椎运动的自然度、时间延迟和灵活度较差等情形，被尽可能的降到最低；或进一步改善现有技术应用凸球体、凹槽结构组合，容易因外力而移位或脱离的情形。而这些课题在上述的参考资料中均未被教示或具体揭露。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种应力分散式人工椎间盘，提供一负载人体脊椎的生物力学的作用；包括一可结合在相邻脊椎骨之间的第一假体和第二假体。第一假体和第二假体分别具有一盘和设置在盘上的多个突出物；第一假体和第二假体的每一突出物之间分别界定出一空间。第一假体突出物和第二假体突出物彼此交错相插，使第一假体的突出物位在第二假体的空间范围内，第二假体的突出物位在第一假体的空间范围内；并且，容许第一假体突出物、第二假体突出物响应人体脊椎运动而相对产生位移、弯曲运动，达到分散应力(即，应力被尽可能的分散到每一个突出物)，降低应力集中情形，而使应力分布更符合人体工学的作用。

根据本发明的应力分散式人工椎间盘，该第一假体的突出物和第二假体的突出物分别成圆锥体结构，使第一假体突出物和第二假体突出物交错相插后，彼此形成摩擦干涉状态。

根据本发明的应力分散式人工椎间盘，该盘包括第一表面和第二表面；第一表面和第二表面形成粗糙面或微孔结构，用以增加第一假体、第二假体和脊椎骨结合的稳定度。

附图说明

图1是本发明的外观结构示意图。

图2是图1的分解结构示意图。

图3是图1的结构剖视示意图。

图4是本发明和脊椎骨组合的结构示意图；图中描绘了固定部嵌入脊椎骨的情形。

图5是本发明的一操作实施例示意图；图中显示第一假体突出物和第二假体突出物响应人体脊椎运动的结构情形。

附图标记说明

10第一假体

11、21盘

11a、21a第一面

11b、21b第二面

13、23微孔组织

14、24固定部

15、25突出物

16、26根部

17、27自由端

18、28空间

20第二假体

30脊椎骨

m、n距离

具体实施方式

请参阅图1、2及3，本发明的应力分散式人工椎间盘包括第一假体和第二假体的组合；概分别以参考编号10、20表示。第一假体10和第二假体20可分别结合在每一节相邻脊椎骨30之间的位置；例如，图4所描绘的情形。第一假体10和第二假体20分别具有一(刚性)盘11、21和设置在盘11、21上的多个突出物12、22。

详细来说，第一假体10的盘11、第二假体20的盘21分别有第一面11a、21a和第二面11b、21b。第一面11a、21a设置有粗糙结构或微孔组织13、23和固定部14、24；固定部14、24形成圆弧轮廓的锥体结构，供嵌入脊椎骨30里面，如上述的将第一假体10和第二假体20固定在每一节相邻脊椎骨30之间的位置；微孔组织13、23提供人体组织穿越、附着生长，辅助固定部14、24，构成较佳的固定效果。

图中也显示了第一假体10的盘第二面11b和第二假体20的盘第二面21b形成彼此相对的形态(即，第一假体10的盘第二面11b朝向第二假体20的盘第二面21b)；以及，盘11、21的第二面11b、21b也设有粗糙结构或微孔组织13、23。

在所采较佳的实施例中，盘11、21的第二面11b、21b分别设置有垂直凸出的多个突出物15、25。每一个突出物15(或25)选择硅胶或其类似材料制成，而具有一弹性运动范围或弹性作用；包括相连接的根部16(或26)，设置在盘11的第二面11b(或盘21的第二面21b)上；以及，连接根部16(或26)朝另一端突出的自由端17(或27)。突出物15(或25)的根部16(或26)宽度或直径朝自由端17(或27)递减，使突出物15(或25)形成(圆)锥体结构。

可了解的是，上述根部16(或26)可和盘11、21第二面11b、21b的微孔组织13、23相嵌合，达到更稳定结合的作用。

请参考图1、2及3，第一假体10和第二假体20的每一突出物15、25之间分别界定出一空间18、28。第一假体突出物15和第二假体突出物25彼此交错相插，形成摩擦干涉状态。以及，使第一假体10的突出物15位在第二假体20的空间28范围内，第一假体突出物15的自由端17到第二假体突出物25的根部26，形成一距离m；第二假体20的突出物25位在第一假体10的空间18范围内，第二假体突出物25的自由端27到第一假体突出物15的根部16，形成一距离n；并且，所述空间18、28和距离m、n容许第一假体突出物15、第二假体突出物25响应人体脊椎运动而相对产生位移、弯曲运动，来抵销脊椎运动产生的应力或作用力情形。

在一个可行的实施例中，第一假体突出物15和第二假体突出物25的数量比例范围是1:2～1:5，形成第二假体突出物25包围第一假体突出物15的形态。

请参阅图4、5，当第一假体10、第二假体20响应人体脊椎运动时，第一假体突出物15和第二假体突出物25会相对产生位移、弯曲运动，来负载、分散脊椎运动产生的应力或作用力。也就是说，脊椎运动产生的应力或作用力(或动能)藉第一假体突出物15和第二假体突出物25的相对位移、弯曲运动(或转换成位能)，达到抵消或分散应力，使应力被尽可能的分散到每一个突出物15、25的作用，降低应力集中情形，而使应力分布更符合人体工学的作用。

代表性的来说，这应力分散式人工椎间盘在符合稳定的固定作用的条件下，包括了下列的优点和考量：

1.该第一假体10、第二假体20的组合结构是被重行设计考量，而使其构造不同于现有，也相异于常规应用弹簧、金属材料制成凸球体和浅凹槽结构的组合、金属盘之间应用氮化硅聚合物、二氧化硅聚合物制成一整个弹性体的结构形态。例如，第一假体10、第二假体20分别设置突出物15、25，交错相插的位在空间18、28的范围内，形成摩擦干涉形态；突出物15、25具有根部16、26和自由端17、27；第一假体突出物15的自由端17到第二假体突出物25的根部26的距离m，第二假体突出物25的自由端27到第一假体突出物15的根部16的距离n等部份，明显改变了它的使用和操作形态，而有别于现有技术。

2.特别是，第一假体突出物15和第二假体突出物25依据位置，产生不同程度的位移、弯曲运动，来响应人体脊椎运动的情形，不仅改善普通应用略凸球体和浅凹槽结构的组合，容易因为外力或运动而发生移位或脱离的情形；并且，旧法中应用一整个弹性体结构，产生作用力、反作用力，企图回复成初始状态，而干扰人体脊椎活动的自然度、无法立即响应人体运动，而有迟缓或时间延迟、灵活度较差等情形，也被尽可能的降到最低。

Claims (13)

1.一种应力分散式人工椎间盘，其特征在于：包括：

可结合在相邻脊椎骨之间的第一假体和第二假体；

第一假体、第二假体分别具有一盘和设置在盘上的多个突出物；第一假体的盘、第二假体的盘分别具有第一面和第二面；第一面设有固定部，可嵌入该脊椎骨；

第一假体的盘第二面朝向第二假体的盘第二面，使第一假体的盘第二面和第二假体的盘第二面形成彼此相对的形态；

第一假体的盘第二面、第二假体的盘第二面分别设置有凸出的多个突出物；

第一假体的每一突出物之间、第二假体的每一突出物之间，分别界定出一空间；以及

第一假体突出物和第二假体突出物彼此交错相插，使第一假体的突出物位在第二假体的空间范围内，第二假体的突出物位在第一假体的空间范围内；并且，容许第一假体突出物、第二假体突出物响应人体脊椎运动而相对产生运动。

2.如权利要求1所述的应力分散式人工椎间盘，其特征在于：

该第一假体突出物和第二假体突出物彼此交错相插，形成摩擦干涉状态；以及第一假体突出物、第二假体突出物响应人体脊椎运动而相对产生位移、弯曲运动。

3.如权利要求1或2所述的应力分散式人工椎间盘，其特征在于：所述第一假体突出物具有一弹性运动作用，垂直凸出于第一假体的盘第二面；第二假体突出物具有一弹性运动作用，垂直凸出于第二假体的盘第二面。

4.如权利要求1或2所述的应力分散式人工椎间盘，其特征在于：所述第一假体突出物、第二假体突出物分别包括相连接的根部、连接根部朝另一端突出的自由端；

第一假体突出物的根部设置在第一假体的盘第二面上；第二假体突出物的根部设置在第二假体的盘第二面上；以及突出物的根部宽度朝自由端递减，使突出物形成锥体结构。

5.如权利要求3所述的应力分散式人工椎间盘，其特征在于：所述第一假体突出物、第二假体突出物分别包括相连接的根部、连接根部朝另一端突出的自由端；第一假体突出物的根部设置在第一假体的盘第二面上；第二假体突出物的根部设置在第二假体的盘第二面上；以及突出物的根部宽度朝自由端递减，使突出物形成锥体结构。

6.如权利要求4所述的应力分散式人工椎间盘，其特征在于：所述第一假体突出物的自由端到第二假体突出物的根部，形成有一距离；第二假体突出物的自由端到第一假体突出物的根部，形成有一距离；以及该第一假体突出物和第二假体突出物的数量比例范围是1:2～1:5。

7.如权利要求5所述的应力分散式人工椎间盘，其特征在于：所述第一假体突出物的自由端到第二假体突出物的根部，形成有一距离；第二假体突出物的自由端到第一假体突出物的根部，形成有一距离；以及该第一假体突出物和第二假体突出物的数量比例范围是1:2～1:5。

8.如权利要求1或2所述的应力分散式人工椎间盘，其特征在于：所述第一假体的盘第一面、第二面设有微孔组织；第二假体的盘第一面、第二面设有微孔组织；以及第一假体的固定部、第二假体的固定部分别成圆弧轮廓的锥体结构。

9.如权利要求3所述的应力分散式人工椎间盘，其特征在于：所述第一假体的盘第一面、第二面设有微孔组织；第二假体的盘第一面、第二面设有微孔组织；以及第一假体的固定部、第二假体的固定部分别成圆弧轮廓的锥体结构。

10.如权利要求4所述的应力分散式人工椎间盘，其特征在于：所述第一假体的盘第一面、第二面设有微孔组织；第二假体的盘第一面、第二面设有微孔组织；以及第一假体的固定部、第二假体的固定部分别成圆弧轮廓的锥体结构。

11.如权利要求5所述的应力分散式人工椎间盘，其特征在于：所述第一假体的盘第一面、第二面设有微孔组织；第二假体的盘第一面、第二面设有微孔组织；以及第一假体的固定部、第二假体的固定部分别成圆弧轮廓的锥体结构。

12.如权利要求6所述的应力分散式人工椎间盘，其特征在于：所述第一假体的盘第一面、第二面设有微孔组织；第二假体的盘第一面、第二面设有微孔组织；以及第一假体的固定部、第二假体的固定部分别成圆弧轮廓的锥体结构。

13.如权利要求7所述的应力分散式人工椎间盘，其特征在于：所述第一假体的盘第一面、第二面设有微孔组织；第二假体的盘第一面、第二面设有微孔组织；以及第一假体的固定部、第二假体的固定部分别成圆弧轮廓的锥体结构。