专利名称：椎间植入物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种椎间植入物，所述椎间植入物包括中空主体，所述中空主体整体地被制造，并且具有被构造成接合第一椎骨终板的上壁，被构造成接合第二椎骨终板的下壁，分别连接所述上壁和所述下壁的两个相对侧壁，以及被构造成在所述上壁和所述下壁之间传递负荷的负荷传递部。所述植入物可以呈压缩状态和膨胀状态，在所述压缩状态下它具有第一高度和第一宽度，在所述膨胀状态下它具有大于所述第一高度的第二高度。所述植入物由具有形状记忆性质的材料制造使得当加热所述植入物时植入物可以呈所述膨胀状态。
背景技术：
US2003/0105631A1描述了由形状记忆材料制造的间隔器，所述间隔器用于容易插入椎间盘内隙中。适合于人工椎间盘置换手术的已知间隔器包括一块形状记忆材料，所述形状记忆材料在插入之前被展平或以另外方式收缩并且在它定位之后呈期望的两面凸形状。使用形状记忆金属的性质的其它椎间盘假体是已知的。例如，US2009/0076613A1描述了一种椎间盘假体，所述椎间盘假体包括底板、顶板以及布置在底板和顶板之间的至少两个弹簧，其中弹簧均具有环状部分和分别连接到底板和顶板的两个端部。弹簧可以由形状记忆合金制造。
发明内容
本发明的目的是提供一种椎间植入物，其例如可以用于椎间盘置换，并且具有部件不多的简单设计并且提供方便的操作。该目的由根据权利要求1所述的椎间植入物实现。在从属权利要求中给出了更多的改进。该椎间植入物是在压缩状态下具有小尺寸并且允许在至少一个空间方向上的膨胀的整体植入物。在膨胀状态下，它被构造成将负荷从一个椎骨传递到另一个椎骨。在膨胀状态下的植入物的形状可以预变形使得可以当植入物被插入并且呈身体温度时自动地实现膨胀状态。在压缩状态下的该植入物的小设计便于椎间植入物的插入。可以通过提供旨在首先引入椎间隙中的圆形壁部分而附加地便于插入。在压缩状态下，可以保护椎间终板免于与植入物上的接合部分接合，这允许安全和方便的操作。在膨胀状态下，椎间植入物通过与椎骨终板接合被固定。
本发明的更多特征和优点将借助于附图从实施例的描述变得明显。在附图中:
图1示出了压缩状态下的椎间植入物的第一实施例的透视图。图2示出了图1的椎间植入物的侧视图。图3示出了图1的椎间植入物的俯视图。图4示出了图1的椎间植入物的另一个侧视图。图5示出了中间状态下的根据第一实施例的椎间植入物的透视图。图6示出了图5的椎间植入物的侧视图。图7示出了图5的椎间植入物的俯视图。图8示出了图5的椎间植入物的另一个侧视图。图9示出了膨胀状态下的根据第一实施例的椎间植入物的透视图。图10示出了图9的椎间植入物的侧视图。图11示出了图9的椎间植入物的俯视图。图12示出了图9的椎间植入物的另一个侧视图。图13示出了具有在膨胀状态下插入其中的椎间植入物的用于压缩椎间植入物的装置的透视图。图14示出了根据图13的具有植入物的装置的侧视图。图15示出了图13 的具有植入物的装置的另一个侧视图。图16示出了具有插入并且压缩的椎间植入物的用于压缩椎间植入物的装置的透视图。图17示出了图16的具有植入物的装置的侧视图。图18示出了图16的具有植入物的装置的另一个侧视图。图19示出了用于插入椎间植入物的装置的第一实施例的透视图。图20示出了图19的放大部分，其中装置处于第一状态。图21示出了图19的放大部分，其中装置处于第二状态。图22至27示意性地示出了椎间植入物插入两个椎骨之间的步骤。图28a)示出了膨胀状态下的插入椎间隙中的椎间植入物的前视图。图28b)和28c)示出了图28a)的细节的放大图。图29示出了膨胀状态下的插入椎间隙中的椎间植入物的侧视图。图30至32分别示出了膨胀状态下的椎间植入物和用于插入的装置的第二实施例的透视图、侧视图和俯视图。图33至35分别示出了压缩状态下的椎间植入物和与其附连的用于插入的装置的第二实施例的透视图、侧视图和俯视图。图36至38分别示出了膨胀状态下的根据第二实施例的椎间植入物和根据第三实施例的用于插入的装置的透视图、侧视图和俯视图。图39至41分别示出了压缩状态下的根据第二实施例的椎间植入物和与其附连的根据第三实施例的用于插入的装置的透视图、侧视图和俯视图。图42显示椎间植入物的第三实施例的侧视图。
具体实施例方式如图1至4中所示，根据第一实施例的椎间植入物10是整体中空主体，包括上壁1、下壁2以及连接上壁和下壁2的侧壁3、4。上壁I和下壁2的长度I使得椎间植入物可以完全容纳在两个椎骨之间的椎间隙中。上壁I和下壁2的宽度W1小于长度I。壁的厚度和尺寸使得植入物大致具有由平带条制造的封闭环的形状，例如如图2中所示。特别地，尺寸使得植入物具有呈如图1至4中所示的压缩状态和图9至12中所示的膨胀状态的能力，在压缩状态下上壁和下壁之间的距离最小并且限定植入物的第一高度Ii1，在膨胀状态下上壁I和下壁2之间的距离最大并且限定植入物的第二高度h2。侧壁3、4向外弯曲使得它们具有圆形以便于将植入物插入椎间隙中。多个接合部分5设在上壁I和下壁2处。接合部分5成形为具有基本尖锐的自由边缘5a的肋，所述自由边缘向外弯曲到侧壁的方向中。肋跨越椎间植入物的整个宽度延伸。在所示的实施例中，肋成组地布置成从长度方向上的椎间植入物的中心偏移。在侧壁
3、4和肋5之间，在宽度方向上跨越壁延伸的隆起6设在上壁I和下壁2中。隆起6相对于接合部分5具有的高度使得在压缩状态下，如图2中最佳地所示，在插入步骤期间隆起6防止接合部分5与椎骨的终板接合。椎间植入物还包括两个相对的狭缝7，所述狭缝延伸通过侧壁3、4以及上壁I和下壁2直到离长度方向上的植入物的中心一定距离处。在俯视图中狭缝7的长度大于狭缝之间的距离，如图3中所见。因此，椎间植入物在如图3中所示的俯视图中具有大致H形。借助于狭缝7植入物的每个半部分叉并且形成第一和第二上壁部分la、lb以及第一和第二下壁部分2a、2b，如图3和4中所示。在长度方向上的植入物的中心设有撑杆8，所述撑杆具有第一端部8a和第二端部8bο第一端部8a与上壁I形成一体。第二端部8b是自由的。撑杆8在宽度方向上具有的厚度使得它可变形。如图1和2中所示，撑杆8以这样的方式可变形使得在如图8中所示的植入物的压缩状态下，它用位于第一端部8a和第二端部Sb之间的一部分接触下壁2并且限定高度方向上的上壁I离下壁2的最小距离，所述最小距离限定植入物的第一高度4。参考图9和10，在膨胀状态下，撑杆大致竖直地或相对于高度方向成小角度延伸。当植入物处于膨胀状态时，撑杆 的自由端部8b由下壁2支撑。可以在下壁2的内侧为撑杆8提供止挡件或锁定棘齿部分20，例如如图28c)中所示。这样的止挡件20例如可以是止挡撑杆8的自由端部8b的浅凹痕或凹陷。此外，狭缝8c在朝着第一端部8a的方向上从自由端部Sb延伸通过撑杆使得撑杆也分叉，如图9和12中最佳地所见。椎间植入物被构造成呈两个终极状态和其间的中间状态；如图1至4中所示的压缩状态，其中在高度方向上的上壁I和下壁2之间的距离最小，和如图9至12中所示的膨胀状态，其中上壁I和下壁2之间的距离最大。图5至8示出了中间状态，其中上壁I和下壁2之间的距离还不是高度方向上的完整距离。参考图5至12，在中间和膨胀状态下，上壁I和下壁2之间的距离增加使得植入物的高度增加。而且，狭缝7膨胀以呈V形，具有朝着侧壁增加的宽度。这导致上壁部分la、Ib和下壁部分2a、2b分别在远离植入物的中心的方向上的彼此之间的距离增加。因此，如图12中最佳地所示，在俯视图中椎间植入物略呈X形。所以，在中间和膨胀状态下的植入物的宽度相比于压缩状态增加。因此，椎间植入物被构造成在两个空间方向上三维地膨胀。在膨胀状态下，在如图10中所示的侧视图中，邻近侧壁的部分包括大致V形横截面。在植入物的中心部分中，上壁I和下壁2具有彼此之间的最大距离。隆起6不再突出到接合部分5之上。所以，接合部分5突出到上壁和下壁之外以能够接合椎骨的终板。椎间植入物由形状记忆材料制造。这样的形状记忆材料例如可以是形状记忆合金，例如具有形状记忆性质的某些镍钛合金，特别是镍钛诺(Nitinol )。而且，材料可以是形状记忆聚合物材料。形状记忆材料的形状记忆效应由在转变温度(transition temperature)下的材料内的相变产生。椎间植入物可以被制造成使得它在大致体温下或在低于体温的预定温度下呈如图9至12中所示的预变形膨胀状态。然后，冷却并且压缩植入物以呈压缩状态。例如可以用图13至18中所示的装置执行压缩。用于压缩植入物的装置50包括容纳植入物10的保持器51并且包括例如用于支撑植入物的上壁I的支撑表面52。提供压板53，所述压板被构造成压靠在相对壁(在所示的例子中为植入物的下壁2)上。压板包括在压板的每一端部朝着支撑表面延伸的突起54。在高度方向上的压缩期间突起54用作防止植入物在宽度方向上进一步膨胀的侧向限制器。进一步提供了用于向下移动压板53的致动器。可以在冷却状态下进行植入物的压缩以将植入物冷却到转变温度之下。植入物保持在压缩状态下，除非它被加热到转变温度之上。参考图19至21说明用于插入椎间植入物10的工具的第一实施例。工具60包括具有第一端部61a和相对的第二端部61b的套筒61。夹持部分62可以设在套筒上，例如靠近第二端部61b。在套筒内设有用于夹具63的致动部分(未显示)。夹具63在第一端部61a延伸到套筒之外。夹具为叉状并且具有两个臂63a、63b，所述臂可以呈图20中所示的打开状态和图21中所示的闭合状态，在所述打开状态下臂63a、63b彼此之间的距离大于植入物的宽度，在所述闭合状态下臂63a、63b具有彼此之间的更小距离，并且其中在臂63a、63b的端部的、指向叉的内部的销64可以接合植入物。可以提供连接到致动器的手柄65。手柄在一个方向上的旋 转将夹具牵引到套筒61中，如图20中所示，使得臂63a、63b闭合，如图21中所示。臂的长度大致对应于压缩状态下的植入物的长度，使得如图23中所示，当植入物10在一个侧壁3处由销64接合时，另一个侧壁4抵靠臂的端部。将参考图22至29说明椎间植入物10的使用。如图22中所示，在使用用于插入的装置60拿起椎间植入物之前，椎间植入物处于压缩状态。如图23中所示，植入物被夹持在夹具63的臂63a、63b之间使得销64接合植入物的一侧并且相对侧抵靠叉状夹具的底部。因此，椎间植入物由夹具牢固地保持。然后，使用外侧进路(lateral approach)将椎间植入物引入椎间隙中，如图24至26中所见。如图24中所示，臂63a、63b的圆形边缘和圆形侧壁3、4用于平滑地插入植入物。在图25中可以看到，植入物的压缩状态下的隆起6具有与接合部分5的顶峰5a相同的高度或略高于所述顶峰使得在插入期间隆起的圆形保护椎骨终板免于受到接合部分5损伤。在最后插入状态下，如图26中所示，由夹具的臂保持的植入物10完全被引入。然后，打开夹具63的臂63a、63b并且小心地移除用于插入的装置。如图27中最佳地所见，植入物仍然处于压缩状态。通过体热的作用，植入物开始膨胀，如图28a中所示，由此扩大椎间隙。在膨胀状态下，接合部分5接合椎间终板以防止椎间植入物的运动。撑杆8最后大致竖直地延伸并且可能止挡在止挡件20中，如图28b)和28c)中所示。在膨胀状态下，撑杆附加地支承作用于上壁的负荷并且将它传递到下壁。在膨胀期间，椎间植入物也在宽度方向上膨胀，如图29中所示，由此允许在更大宽度上的负荷转移，这使植入物更稳定。
参考图30至35，示出了用于插入的装置的第二实施例。用于插入的装置60’包括具有前部分67a的夹具67，销68在垂直于夹具67的纵轴线A的方向上从所述前部分延伸到离前部分67a —定距离处。销68的长度小于狭缝7的宽度，如图32中所示，使得在植入物的膨胀状态下销68可以被引入植入物中并且从其移除。销68的外表面和夹具67的圆形前部分67a之间的距离大致对应于侧壁3、4的厚度使得当销接合植入物时，例如如图34中所示，夹具可以牢固地保持植入物。在使用中，用于插入的装置60’联接到膨胀状态下的植入物。然后，使用与其附连的用于插入的装置压缩植入物。在压缩状态下，夹具和植入物彼此连接。然后，将植入物插入椎间隙中。在植入物的膨胀之后，可以移除夹具，原因是销68的长度比狭缝7的宽度短。参考图36至41，将说明椎间植入物的第二实施例和插入装置的第三实施例。根据第二实施例的椎间植入物10’在一个侧壁3处附加地具有远离侧壁3侧向延伸的肋形突起9。由于狭缝7，每个上壁部分la、lb和每个下壁部分2a、2b与侧向突起9关联。突起的外端部具有大致圆形横截面。根据第三实施例的用于插入的装置60"与根据第一实施例的用于插入的装置60的类似之处在于它包括套筒61和 从套筒的第一端部61a伸出的夹具63’。夹具63’包括臂63a’、63b’，所述臂具有离它们的自由端部一定距离处的圆柱形凹陷69，所述圆柱形凹陷匹配植入物的侧向突起9的形状。夹具63’可以呈打开位置，其中臂彼此之间具有距离并且允许引入植入物的侧向突起9。夹具63’然后可以呈如图39至41中所示的闭合位置，其中侧向突起9由臂夹持并且牢固地保持在凹陷69中。夹具的宽度使得当植入物处于压缩状态时在宽度方向上的大致整个侧向突起9容纳在夹具的臂之间，如图39中所示。植入物和用于插入的装置的使用类似于第一实施例中的植入物和装置的使用。当植入物处于压缩状态时植入物由用于插入的装置接纳。当植入物被弓I入两个椎骨之间时，不具有侧向突起9的相对侧壁4是待引入的第一部分。由于圆形侧壁，可以轻柔地执行引入。在图42中示出了椎间植入物的第三实施例。植入物10"与先前实施例的植入物的区别在于它包括两个撑杆80、81。撑杆均具有在突起5和隆起6之间的位置与上壁形成一体的第一端部80a、80b。撑杆80、81的第二端部80b、81b是自由的并且靠置于下壁2的内侧处的凹窝6a中，当植入物处于膨胀状态时所述凹窝对应于隆起6。在压缩状态下，撑杆朝着侧壁3、4变形。撑杆80、81也具有狭缝(未显示)。植入物的其它部分与第一或第二实施例中的相同。上述实施例的修改是可想到的。可以提供两个以上撑杆。撑杆可以具有允许传递负荷的另一个形状。撑杆可以与上壁或下壁形成一体。可以提供两个以上狭缝7，因此赋予植入物更复杂的结构。例如，可以提供允许附加膨胀的附加狭缝。也可想到不提供狭缝。在该情况下植入物的膨胀仅仅在一个方向(例如高度方向)上发生。上壁和下壁的宽度不需要在长度上是恒定的。例如宽度可以在一个端部相比于另一个端部更大。
权利要求
1.一种椎间植入物，其包括: 整体的中空主体，所述中空主体具有被构造成接合第一椎骨终板的上壁(I)和被构造成接合第二椎骨终板的下壁(2)，所述中空主体具有分别连接所述上壁和所述下壁的两个相对侧壁(3、4)，并且具有被构造成在所述上壁和所述下壁之间传递负荷的负荷传递部(8 ;80、81)； 其中所述主体被构造成呈压缩状态和膨胀状态，在所述压缩状态中所述上壁(I)和所述下壁(2)之间的距离限定所述植入物的第一高度(hP，在所述膨胀状态中所述上壁(I)和所述下壁(2)之间的距离限定所述植入物的第二高度(h2)，所述第二高度大于所述第一高度(4);并且 其中所述植入物由具有形状记忆性质的材料制造。
2.根据权利要求1所述的椎间植入物，其中所述负荷传递部(8;80、81)包括至少一个撑杆(8 ;80、81)，所述撑杆具有连接到所述上壁(I)或所述下壁(2)的第一端部(8a、80a、81a)，和第二端部(8b、80b、81b)，并且其中所述撑杆可变形使得它在所述压缩状态下变形并且在所述膨胀状态下不变形。
3.根据权利要求2所述的椎间植入物，其中在变形状态下，所述撑杆(8;80、81)的至少一部分大致平行于所述上壁或所述下壁延伸。
4.根据权利要求2或3所述的椎间植入物，其中在不变形状态下，所述撑杆(8;80、81)的至少一部分大致垂直于所述上壁或所述下壁延伸。
5.根据权利要求2至4之一所述的椎间植入物，其中在变形状态下所述撑杆(8;80、81)的所述第二端部(8b、80b、81b)是自由的。
6.根据权利要求2至5之一所述的椎间植入物，其中在所述膨胀状态下所述撑杆(8；80,81)的所述第二端部(8b、80b、81b)止挡在止挡件(20、6a)中。
7.根据权利要求2至6之一所述的椎间植入物，其中所述撑杆(8;80、81)跨越所述上壁(I)或所述下壁(2)的大致整个宽度延伸。
8.根据权利要求1至7之一所述的椎间植入物，其中在所述膨胀状态下的所述植入物(10、10’、10")的形状被预成形，并且其中通过在低于所述材料的转变温度的温度下变形预成形的植入物而获得在所述压缩状态下的所述植入物(10、10’、10")的形状。
9.根据权利要求1至8之一所述的椎间植入物，其中所述上壁(I)、所述下壁(2)和所述侧壁(3、4)形成封闭的环。
10.根据权利要求1至9之一所述的椎间植入物，其中在所述压缩状态下的所述上壁或所述下壁的宽度限定所述植入物的第一宽度W1,并且其中在所述膨胀状态下的所述上壁或所述下壁的宽度限定所述植入物的第二宽度《2，所述第二宽度W2大于所述第一宽度。
11.根据权利要求1至10之一所述的椎间植入物，其中提供完全通过所述侧壁(3、4)延伸到所述上壁(I)和所述下壁(2)中的至少一个狭缝(7)，并且其中所述狭缝(7)的宽度在所述压缩状态下大致相同，并且在所述膨胀状态下朝着所述侧壁增加。
12.根据权利要求11所述的椎间植入物，其中提供彼此相对地从所述侧壁(3、4)朝着所述上壁(I)和所述下壁(2)的中心延伸的两个狭缝(7)，并且其中所述狭缝的长度大于所述狭缝的最大宽度。
13.根据权利要求1至12之一所述的椎间植入物，其中所述侧壁(3、4)中的至少一个朝着外侧变圆。
14.根据权利要求1至13之一所述的椎间植入物，其中所述上壁(I)和所述下壁(2)包括被构造成接合椎骨终板的突起(5)，例如齿，并且其中所述上壁(I)和所述下壁(2)包括朝着外侧变圆的隆起(6)，所述隆起布置在所述侧壁(3、4)和所述突起(5)之间，在所述压缩状态下所述隆起比所述突起向外突出更远或者处于相同高度。
15.根据权利要求1至13之一所述的椎间植入物，其还包括从所述侧壁(3、4)中的至少一个侧向地延伸以用于与插入装置接合的突起(9)。
16.根据权利要求1至15之一所述的椎间植入物，其中在俯视图或仰视图中所述植入物(10、10’、10")在所述压缩状态下具有大致H形轮廓并且在所述膨胀状态下具有大致X形轮廓。
全文摘要
提供一种椎间植入物，其包括整体中空主体，所述中空主体具有被构造成接合第一椎骨终板的上壁(1)和被构造成接合第二椎骨终板的下壁(2)，具有分别连接所述上壁和所述下壁的两个相对侧壁(3、4)，并且具有被构造成在所述上壁和所述下壁之间传递负荷的负荷传递部；其中所述主体被构造成呈压缩状态和膨胀状态，在所述压缩状态下所述上壁(1)和所述下壁(2)之间的距离限定所述植入物的第一高度(h1)，在所述膨胀状态下所述上壁(1)和所述下壁(2)之间的距离限定所述植入物的第二高度(h2)，所述第二高度大于所述第一高度(h1)；并且其中所述植入物由具有形状记忆性质的材料制造。
文档编号A61F2/44GK103169552SQ20121055462
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月19日 优先权日2011年12月22日
发明者L·比德尔曼, W·马蒂斯 申请人:比德尔曼技术有限责任两合公司