鉸接的椎間盤植入體的制作方法

專利名稱：鉸接的椎間盤植入體的制作方法
技術領域：
本申請涉及一種植入體，具體地說涉及一種關節(jié)假體，更具體地說涉及一種椎間 植入體，甚至更具體地說涉及一種用于代替脊椎盤的關節(jié)假體。
背景技術：
由于通常的磨損和撕裂，脊椎盤可能受損或脫白，從而產(chǎn)生通常稱為“椎間盤膨 出”的問題。椎間的脊椎盤位于脊柱中的相鄰椎骨之間。各椎間盤形成軟骨關節(jié)，從而允 許椎骨稍微運動，并作為韌帶而將椎骨保持在一起。過去，受損的椎間盤通過除去椎間盤和 用骨片塞滿空間來治療，以便促進相鄰椎骨的熔合。不過，該方法導致病人下背的活動性受 損。用于治療受損的椎間盤的另一方案是用假體椎間盤植入體來代替損壞的椎間盤。不過， 當前的假體椎間盤植入體不能復制由健康的脊柱椎骨進行的運動范圍。因此，需要一種假 體椎間盤植入體，它能夠更接近和允許通常由健康脊柱段進行的運動范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種植入體，特別是涉及一種關節(jié)假體，更優(yōu)選地涉及用于代替脊椎 盤的椎間植入體或關節(jié)假體。椎間植入體或人造盤代替裝置可以特別用于脊柱的頸部區(qū) 域。在一個實施例中，椎間植入體包括第一部分和第二部分，其中，第一部分和第二部分可 以設置成關節(jié)假體，該關節(jié)假體優(yōu)選地用于脊柱，且第一部分可相對于第二部分運動，優(yōu)選 地在原位置運動。第一部分有用于使得第一椎骨的端板和第一鉸接表面接觸的表面，優(yōu)選地其具有 連續(xù)彎曲表面，該連續(xù)彎曲表面沒有平區(qū)域。第二部分包括用于使得第二椎骨的端板和第 二鉸接表面接觸的表面，優(yōu)選地其具有連續(xù)彎曲表面，該連續(xù)彎曲表面沒有平區(qū)域。第一 鉸接表面可以與第二鉸接表面接觸、支承在該第二鉸接表面和可相對于該第二鉸接表面運 動。第一鉸接表面可以為凹形，第二鉸接表面可以為凸形。優(yōu)選地，第一鉸接表面為與第二鉸接表面不同的形狀，使得兩個形狀并不匹配或 嵌套，且第一和第二鉸接表面優(yōu)選地并不在它們表面的主要部分或基本主要部分上接觸。 優(yōu)選地，第一鉸接表面為橢圓形形狀(即變平的圓形或卵形)，優(yōu)選地局部扁橢球形，并有 優(yōu)選地至少在中間-橫向方向沿它的長度變化(即改變)的曲率半徑，盡管它可以有沿其 它方向的橢圓形表面(該橢圓形表面具有變化的曲率半徑)。優(yōu)選地，第二鉸接表面為局部 球形形狀，具有沿所有方向都相同的恒定曲率半徑。第一鉸接表面沿中間-橫向方向(例 如第一方向)的曲率半徑盡管可以在它的長度上變化和改變，但優(yōu)選地具有與第二鉸接表面沿相同中間-橫向方向的曲率半徑不同的值。第一鉸接表面沿中間-橫向方向的第一曲 率半徑值(盡管它可以在它的長度上變化和改變)優(yōu)選地可以大于第二鉸接表面沿相同方 向的第一曲率半徑值。第一鉸接表面沿前-后方向(例如第二方向)的第二曲率半徑可以相對和基本恒 定。第一鉸接表面沿前-后方向(例如第二方向)的第二曲率半徑可以有與第二鉸接表面 沿相同前-后方向的第二曲率半徑基本相同的值。在該實施例中，當曲率半徑沿一個方向 并不相同但是沿第二方向相同時，第一鉸接表面可以大致有與第二鉸接表面的接觸線，或 者有限的接觸面積。也可選擇，第一鉸接表面的第二曲率半徑的值可以與第二鉸接表面沿 相同第二方向的第二曲率半徑的值不同。在該實施例中，當曲率半徑并不是沿所有方向相 同時，第一鉸接表面可以與第二鉸接表面大致有接觸點，或者有限的接觸面積。第一和第二鉸接表面可以構(gòu)成和布置成使得第一鉸接表面相對于第二鉸接表面 沿至少一個方向進行滾動運動，且優(yōu)選地沿至少一個方向在第二部分的鉸接表面上并沿該 鉸接表面滾動。在滾動運動過程中，第一部分可以軸向旋轉(zhuǎn)以及在第二彎曲鉸接表面上并 沿該第二彎曲鉸接表面滾動。在這種情況下，第一部分的瞬時旋轉(zhuǎn)點沿至少一個方向在第 二鉸接表面上并沿該第二鉸接表面運動。第一和第二鉸接表面的曲率半徑可以在大約Imm和大約IOOmm之間，更優(yōu)選地在 大約Imm和30mm之間。第一和第二鉸接表面可以有在大約1. 5mm至大約30mm之間的弧長度。第一鉸接表面可以有深度，該深度從第一鉸接表面的外邊緣或基點測量至第一鉸 接表面的頂點，凹入部分或槽開始于該外邊緣或基點。第一鉸接表面的深度可以在從大約 0.5mm至大約IOmm的范圍內(nèi)。第二鉸接表面可以有高度，該高度從第二鉸接表面的外邊緣 或基部測量至第二鉸接表面的頂點。第二鉸接表面的高度可以在從大約0. 5mm至大約IOmm 的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，第二鉸接表面的高度值大于第一鉸接表面的深度值。第一部分用于與第一椎骨的端板接觸的表面優(yōu)選地可以相對平，第二部分用于與 第二椎骨的端板接觸的表面可以彎曲。也可選擇，第一部分用于與椎骨的端板接觸的表面 可以彎曲，另外，第二部分用于與椎骨的端板接觸的表面可以相對平。第一部分和第二部分 可以由目前已知或以后發(fā)現(xiàn)的陶瓷或其它材料來制造。第一部分可以包括多個零件的組 件，第二部分也可以包括多個零件的組件。第一部分和第二部分可以被偏壓成使得第一彎曲鉸接表面的頂點將與第二彎曲 鉸接表面的頂點對齊和接觸。也就是，當肌肉不再在脊柱段上施加任何力時，槽(凹形表 面)的形狀和幾何結(jié)構(gòu)使得植入體的鉸接或支承表面能夠返回至最小能量狀態(tài)(頂點對頂 點)。在橫向或旋轉(zhuǎn)運動之后，植入體將返回它的正常位置，在該正常位置中，與凹形表面接 觸的凸形表面的部分位于該彎曲的凹形鉸接表面的頂點處。椎間植入體的另一實施例包括上部部分，該上部部分包括上表面，該上表面的尺 寸和結(jié)構(gòu)設置成與第一椎骨的端板接觸；以及下部部分，該下部部分包括下表面，該下表面 的尺寸和結(jié)構(gòu)設置成與第二椎骨的端板接觸。椎間植入體還包括與上部和下部部分中的一 個操作關聯(lián)的凸形鉸接表面。椎間植入體還包括與上部和下部部分中的另一個操作關聯(lián)的 凹形鉸接表面，使得上部部分可相對于下部部分運動。凸形鉸接表面可以形成為局部球形， 具有沿全部方向都相同的恒定曲率半徑。凹形鉸接表面優(yōu)選地可以形成為局部橢圓形或卵形，具有沿至少一個方向在彎曲的凹形鉸接表面的長度上變化的曲率半徑。凸形和凹形鉸 接表面可以連續(xù)彎曲，而沒有平的區(qū)域。凸形鉸接表面具有沿第一方向的第一曲率半徑，且凹形鉸接表面具有沿相同第一 方向的第一曲率半徑。凸形鉸接表面的第一曲率半徑優(yōu)選地與凹形鉸接表面沿相同第一方 向的第一曲率半徑不同。第一方向優(yōu)選地可以為中間-橫向方向，凹形鉸接表面優(yōu)選地可 以與上部部分相關聯(lián)。凸形鉸接表面可以有沿與第一方向垂直的第二方向的第二曲率半徑，優(yōu)選地沿 前-后方向，且凹形鉸接表面可以有沿相同第二方向的第二曲率半徑。凸形鉸接表面的第 二曲率半徑可以與凹形鉸接表面沿相同第二方向的第二曲率半徑相同。也可選擇，凸形鉸 接表面的第二曲率半徑可以與凹形鉸接表面沿相同第二方向的第二曲率半徑不同。凸形 鉸接表面可以有沿前-后方向和中間-橫向方向的、大約Imm至大約30mm的曲率半徑。凹 形鉸接表面可以有沿前-后方向的、大約Imm至大約IOOmm的第一曲率半徑，更優(yōu)選地大約 Imm至大約30mm，且可以有沿中間-橫向方向的、大約Imm至大約IOOmm的第二曲率半徑。凸形鉸接表面可以有沿它的中間-橫向方向和沿它的前-后方向的恒定曲率半 徑。優(yōu)選地，凹形鉸接表面可以有沿中間-橫向方向沿它的表面變化或改變的曲率半徑，且 優(yōu)選地有沿它的前-后方向的恒定曲率半徑。也可選擇，凹形鉸接表面可以有沿前-后方 向沿它的表面變化或改變的曲率半徑。凹形鉸接表面可以從它的基部至它的頂點凹入一定深度，凸形鉸接表面可以從它 的基部至它的頂點凸出一定高度。凹形鉸接表面的深度可以有與凸形鉸接表面的高度不同 的值。凹形鉸接表面的深度優(yōu)選地具有比凸形鉸接表面的高度值更小的值。凹形鉸接表面 的深度優(yōu)選地在大約1. 5mm和大約2mm之間，凸形鉸接表面的高度優(yōu)選地在大約2mm和大 約3mm之間。凸形鉸接表面可以有沿前-后方向和中間-橫向方向的、在大約1.5mm至大約 30mm的弧長度。凸形鉸接表面可以有沿中間-橫向方向和前-后方向的、在大約1. 5mm至 大約30mm的弧長度。凹形鉸接表面可以只在有限面積上與凸形鉸接表面接觸，優(yōu)選地比凹形鉸接表面 的面積的50%更小的面積，更優(yōu)選地比凹形鉸接表面的面積的25%更小的面積，更優(yōu)選地 比凹形鉸接表面的面積的10%更小的面積。凸形鉸接表面可以與凹形鉸接表面大致形成接 觸線，或者有限的線性接觸面積。也可選擇，凸形鉸接表面可以與凹形鉸接表面大致形成接 觸點或圓形的接觸面積，該接觸點或圓形的接觸面積優(yōu)選地小于具有接觸線或有限的線性 接觸面積的實施例的接觸面積。在另一實施例中，植入體包括上部部分，該上部部分包括上表面，該上表面的尺 寸和結(jié)構(gòu)設置成與骨、上部椎骨的端板接觸；下部部分，該下部部分包括下表面，該下表面 的尺寸和結(jié)構(gòu)設置成與骨接觸；凸形鉸接表面，該凸形鉸接表面與上部和下部部分中的一 個操作關聯(lián)；凹形鉸接表面，該凹形鉸接表面與上部和下部部分中的另一個操作關聯(lián)，使得 上部部分可相對于下部部分運動，其中，凹形和凸形鉸接表面中的一個為橢圓形形狀，具有 沿至少一個方向變化的曲率半徑，凹形和凸形表面中的另一個為局部球形形狀，具有沿相 同的至少一個方向的恒定曲率半徑。優(yōu)選地，凸形和凹形鉸接表面中的另一個為局部球形 形狀，具有沿全部方向都相同的恒定曲率半徑。
椎間植入體還可以包括第一關節(jié)元件，該第一關節(jié)元件包括凸形和凹形鉸接表面 中的一個。第一關節(jié)元件還可以包括第一凸起或第一凹口，用于與形成于下部部分中第一 凹口或第一凸起中的一個接合。椎間植入體還可以包括第二關節(jié)元件。該第二關節(jié)元件可 以包括凸形和凹形鉸接表面中的另一個，和第二凸起和第二凹口中的一個，用于與形成于 上部部件中第二凹口和第二凸起中的一個接合。


當結(jié)合附圖閱讀時，將更好地理解本申請的前述概括以及下面對優(yōu)選實施例的詳 細說明。為了表示本申請的優(yōu)選椎間植入體和/或脊柱假體，在圖中表示了優(yōu)選實施例。不 過應當知道，本申請并不局限于所示的確切布置、結(jié)構(gòu)、特征、實施例、方面和工具，且所示 的確切布置、結(jié)構(gòu)、特征、實施例、方面和工具可以單獨使用或者與其它布置、結(jié)構(gòu)、特征、實 施例、方面和工具組合使用。附圖中圖1示意性表示了在頸部區(qū)域的脊柱和相鄰椎骨的運動。圖2表示了頸椎骨繞圖1中的軸線1的運動路徑，該軸線1投影在軸向平面(圖 1的軸線2的平面)。圖3是附接在相鄰椎骨上的本發(fā)明椎間植入體的透視圖。圖4是圖3的椎間植入體的立體分解圖。圖5是圖3的椎間植入體沿前后-方向(縱分面)的剖視圖。圖6是圖3的椎間植入體沿中間-橫向方向(冠狀面)的剖視圖。圖7是椎間植入體的不同實施例沿前后-方向(縱分面)的剖視圖。圖8是圖7的植入體沿中間-橫向方向(冠狀面)的剖視圖。圖9是圖3的頂部部分的底視圖。圖10是圖3的底部部分的頂視圖。圖11是在脊柱的腰部區(qū)域中的、椎骨繞圖1的軸線1的運動路徑的視圖。圖12是椎間植入體的底部部分在沿圖11的路徑的不同位置處的示意圖。圖13是設計成植入脊柱的腰部區(qū)域中的椎間植入體的另一實施例的頂部部分 (以及底部部分的凸起)的底視圖。圖14是圖5的椎間植入體的視圖，其中，頂部部分沿前-后方向旋轉(zhuǎn)。圖15A是圖6的椎間植入體的剖視圖，其中，頂部部分沿中間-橫向方向定心。圖15B是圖6的椎間植入體的剖視圖，其中，頂部部分沿中間-橫向方向旋轉(zhuǎn)。圖15C是在圖3-6的椎間植入體100的頂部部分沿中間-橫向方向旋轉(zhuǎn)時圖15A-B 中的接觸點200采取的路徑的示意圖。
具體實施例方式下面的說明書中使用的某些術語只是為了方便，而不是限定。詞語“右”、“左”、 “下”、“上”、“底部”和“頂部”表示所參考的圖中的方向。詞語“內(nèi)側(cè)，，和“外側(cè)，，是指分別 朝向和遠離骨固定元件、儀器和所指部件的幾何中心的方向。詞語“前面”、“后面”、“上面”、 “下面”、“側(cè)面”、“中間”、“橫向，，和相關詞語和/或短語是指所參考的人體的優(yōu)選位置和方 位，而不是進行限制。術語包括上述詞語、衍生詞和類似意思的詞。
圖1表示了兩個相鄰的頸椎骨，即椎骨101和椎骨201，它們位于脊椎中。椎骨101 和201通常有位于它們之間的脊椎盤(未示出)，該椎骨101和201形成脊柱段，該脊柱段 允許和方便椎骨彼此相對運動。當人們使得他們的身體運動時，肌肉在椎骨101和201上 施加壓力，從而使得它們運動。在頸部區(qū)域中，當椎骨101和201彼此相對運動時，它們基 本繞軸線1、軸線2或者軸線1和2旋轉(zhuǎn)。參考圖1，軸線9是脊柱的中心軸線，并對應于中 間-橫向平面和前后平面的相交部。在頸部區(qū)域中，旋轉(zhuǎn)軸線1在包括軸線2的軸向平面 的相交部處產(chǎn)生角度X。根據(jù)椎骨在脊柱的頸部區(qū)域中的位置，角度X的值可以在大約10 度和大約60度之間。例如，頸椎骨C5繞頸椎骨C6旋轉(zhuǎn)的軸線1相對于軸向平面傾斜大約 45 度(X = 45 度)。當人們使得他們的頭部向前彎(例如看他們的腳趾)或向后彎(例如看天空)時， 脊柱分別進行稱為彎曲和伸展的運動。當頸部脊柱進行純彎曲和純伸展時，椎骨101和201 繞軸線2旋轉(zhuǎn)，并在縱分面中運動。當人們使得他們的頭部從一側(cè)向另一側(cè)彎曲時，頸部脊柱進行稱為橫向彎曲的運 動。為了解釋該運動，我們需要固定的參考系。這時，我們選擇運動段的下部椎骨(包括下 側(cè)椎骨、上側(cè)椎骨和椎間盤)。由于頸椎骨與軸向平面形成的角度X，當人們使得他們的頭 部從一側(cè)向另一側(cè)彎曲時，脊柱將進行在軸向運動和橫向彎曲之間的組合運動。也就是，在 橫向彎曲過程中，在相鄰椎骨中引起軸向旋轉(zhuǎn)。因此，當頭部橫向運動時，將在椎骨中引起 軸向旋轉(zhuǎn)。當頸椎骨101和201進行純橫向彎曲時，椎骨繞軸線1和軸線2旋轉(zhuǎn)，以便在冠 狀面中運動。最后，當人們使得他們的身體或身體的一部分扭轉(zhuǎn)時(例如使得他們的頭部由左 向右轉(zhuǎn))，脊柱進行稱為軸向旋轉(zhuǎn)的運動。由于頸椎骨與軸向平面形成的角度X，當人們扭 轉(zhuǎn)他們的頭部時，脊柱進行在軸向旋轉(zhuǎn)和橫向彎曲之間的組合運動。例如，在軸向旋轉(zhuǎn)過程 中，在相鄰椎骨中引起橫向彎曲。當頭部進行純軸向旋轉(zhuǎn)時，頸椎骨101和201繞軸線1和 軸線2運動，從而頭部將在軸向平面中運動，就象繞參考軸線9旋轉(zhuǎn)。圖2表示了圖1的椎骨101和201在脊柱橫向彎曲時進行的運動。如圖1中所示， 在橫向彎曲過程中，椎骨101和201繞軸線1旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生運動路徑5。當該運動路徑5 投影在軸向平面3 (與軸線2的平面相對應)上時，產(chǎn)生彎曲線6。該彎曲線6對應于健康 的椎骨101和201彼此相對運動所沿的路徑在投影于軸向平面3上時的情況。該線或路徑 6為橢圓形形狀，具有變化或改變的曲率半徑。圖3示出位于圖1的椎骨101和201之間的假體椎間植入體100。盡管椎間植入 體100表示為用于脊柱，但是椎間植入體100也可以有其它用途，并可以用作其它關節(jié)的假 體，例如肩、肘、腕、臀、膝蓋、踝、腳趾和手指。椎間植入體100優(yōu)選地用于脊柱的頸部區(qū)域。 當用于頸部區(qū)域中時，如上所述，椎間植入體100優(yōu)選地允許相鄰椎骨(植入體位于該相鄰 椎骨之間)進行以下范圍的運動(i)在彎曲和伸展過程中大約士 10度；(ii)在橫向彎曲 過程中大約士7度；以及(iii)在軸向旋轉(zhuǎn)過程中大約士7度。也可選擇，椎間植入體100 可以設計成用于脊柱的其它區(qū)域，例如腰部或胸部區(qū)域。當椎間植入體100設計成用于腰 部區(qū)域時，椎間植入體100優(yōu)選地允許脊柱進行以下范圍的運動(i)在彎曲和伸展過程中 大約士 10度；(ii)在橫向彎曲過程中大約士7度；以及(iii)在軸向旋轉(zhuǎn)過程中大約士 10 度。植入體也可以允許其它運動范圍。
圖3-10和13-15表示了椎間植入體的示例實施例，特別是用于代替脊椎盤的關節(jié) 假體。總的來說，這些實施例涉及椎間植入體100、100' ,100"，作為非限定示例，椎間植入 體100、100'、100"用于代替位于相鄰椎骨之間的椎間盤或椎間纖維軟骨。盡管椎間植入 體100、100' ,100"描述為并可以基本用于脊柱區(qū)域(例如腰部、胸部、頸部)，但是本領域 技術人員應當知道，椎間植入體100、100' ,100"可以用于身體的其它部位。本發(fā)明可以有 其它用途和使用，且本發(fā)明并不局限于所述和所示的結(jié)構(gòu)或用途。通常，在整個申請中相同 參考標號用于描述椎間植入體的各不同實施例的類似或相同部件，且說明書大致將集中在 各實施例的、使得該特定實施例與其它實施例區(qū)分的特定特征。圖4表示了本發(fā)明的椎間植入體的一個實施例。如圖4中所示，椎間植入體100 優(yōu)選地包括第一部分10和第二部分20。椎間植入體100設計成使得第一部分10可在原 位置相對于第二部分20運動。第一部分10和第二部分20設置為形成關節(jié)假體，以便局部 或完全代替關節(jié)，例如代替在兩相鄰椎骨之間的椎間盤。在圖4-6所示的實施例中，椎間植 入體100將代替脊椎盤，優(yōu)選地將允許大致由健康的相鄰頸椎骨進行的運動類型和運動程 度。植入體100特別設計成用于脊柱的頸部區(qū)域中。第一部分10和第二部分20各自有用 于抵靠并優(yōu)選地用于接合相鄰椎骨的端板的表面。第一部分10和第二部分20還各自有鉸 接或支承表面，該鉸接或支承表面優(yōu)選地彼此相對、接觸、相互支承和相對運動。盡管第一部分10和第二部分20各自表示為單件組件，但是第一部分10和第二部 分20中的每一個可以包括多部件的組件。而且，如本領域普通技術人員通常理解地，第一 部分10和第二部分20可以由任意數(shù)目的可生物相容材料來制造，這些材料包括但不局限 于目前已知或以后發(fā)現(xiàn)的陶瓷、CoCr、PEEK(特別是多孔的PEEK部件)、聚合物、同種異體 移植骨、自體移植骨、金屬和合金和/或它們的組合。如圖3中所示，優(yōu)選地，第一部分10是植入體的頂部或上部部分，并與上側(cè)椎骨接 合。更具體地說，第一部分10有用于與椎骨101接觸的第一表面15，該第一表面15相對較 平。在可選實施例中，第一表面15可以稍微彎曲或基本彎曲。第一部分10還可以包括一 個或多個龍骨17，該龍骨17優(yōu)選地沿前-后方向布置，以便將第一部分10固定在椎骨101 上。盡管在該實施例中，龍骨17表示為用于將第一部分10固定在椎骨101上的裝置，但是 也可以使用附加或可選的固定裝置或元件，例如齒、脊、向內(nèi)生長區(qū)域或螺釘。如圖4和9中所示，第一部分10還包括第一鉸接表面16，該第一鉸接表面16優(yōu) 選地為連續(xù)彎曲表面，而沒有平的部分。第一鉸接表面16優(yōu)選地凹形，并優(yōu)選地具有局部 扁橢球形的三維形狀。在可選實施例中，第一鉸接表面16可以為局部球形和/或拋物面形 狀。凹形鉸接表面的凹入部分或槽沿前-后方向(縱分面)的優(yōu)選形狀為局部圓形或球形， 具有恒定的曲率半徑。第一部分10的凹形鉸接表面16的凹入部分或槽沿中間-橫向方向 (冠狀面)的優(yōu)選形狀為橢圓形(卵形)，優(yōu)選地與圖2中的虛線6相對應。也就是，在第 一鉸接表面16的優(yōu)選形狀中，曲率半徑在中間-橫向方向沿表面變化(例如改變)。如圖4中所示，第二部分20還包括第二鉸接表面沈，該第二鉸接表面沈優(yōu)選地為 連續(xù)彎曲表面，而沒有平的部分。第二鉸接表面優(yōu)選地凸形，具有局部球形的三維形狀。第 二鉸接表面的曲率半徑優(yōu)選地沿所有方向都恒定和相同。因此，第一鉸接表面16優(yōu)選地并不與第二鉸接表面沈匹配或相對應，從而第一彎 曲鉸接表面并不在它的整個表面上或第二鉸接表面的整個表面上與第二鉸接表面接觸。也就是，對于圖4-6的實施例，由于第一鉸接表面的局部橢圓形或卵形形狀以及第二鉸接表 面的局部球形形狀，兩個表面并不匹配、對應或者在各鉸接、支承表面的整個區(qū)域或基本整 個區(qū)域上接觸。圖5表示了椎間植入體100沿前-后方向沿縱分面的剖視圖。第一鉸接表面16優(yōu) 選地凹入并形成在第一部分10的水平平面中的槽，該槽沿邊緣或線1001開始。第一鉸接 表面16具有沿前-后方向的第一弧12，該第一弧12從邊緣1001前側(cè)的基點1000測量至 邊緣1001后側(cè)的基點1010?；c1000和1010是第一鉸接表面16沿前-后方向的端點， 且該表面優(yōu)選地在它們之間連續(xù)彎曲，而沒有平的部分。第一鉸接表面16的第一弧12優(yōu) 選地長度在大約3mm至大約30mm之間，更優(yōu)選地大約8mm至大約15mm，更優(yōu)選地大約IOmm 至大約14mm。如圖5中所示，第一鉸接表面16有沿前-后方向的第一曲率半徑18，該第一曲率 半徑18優(yōu)選地在大約Imm和大約30mm之間，更優(yōu)選地在大約5mm和大約IOmm之間，更優(yōu) 選地大約7. 5mm。優(yōu)選地，第一鉸接表面16的第一曲率半徑18沿第一弧12基本恒定，該第 一弧12沿前-后方向形成局部圓形或球形表面。第一部分10還有第一深度13，該第一深度13從基點1000、1010 (在該基點1000、 1010處，凹形鉸接表面16的凹入部分或槽在邊緣1001處開始)測量至第一鉸接表面16的 頂點1090。第一深度13優(yōu)選地有在大約0. 5mm至大約5mm之間的值，更優(yōu)選地大約Imm至 大約2mm，更優(yōu)選地大約1. 8mm。圖6表示了椎間植入體100沿中間-橫向方向的剖視圖。第一鉸接表面16有沿 中間-橫向方向的第二弧32，該第二弧32從邊緣1041的中間側(cè)上的基點1040測量至在邊 緣1051的橫向側(cè)上的基點1050?；c1040、1050是在第一鉸接表面16沿中間-橫向方向 的相對端上的端點，且第一鉸接表面在它們之間優(yōu)選地連續(xù)彎曲，而沒有平的部分。第一鉸 接表面16的第二弧32優(yōu)選地長度在大約3mm至大約30mm之間，更優(yōu)選地大約IOmm至大 約20mm，更優(yōu)選地大約IOmm至大約15mm。如圖6中所示，第一鉸接表面16優(yōu)選地有沿中間-橫向方向的第二曲率半徑38。 第一鉸接表面16的第二曲率半徑38優(yōu)選地在大約Imm和大約IOOmm之間。在該實施例 中，第二曲率半徑38沿第一鉸接表面16在中間-橫向方向變化或改變。第一鉸接表面16 沿第二弧32的第二曲率半徑38優(yōu)選地在大約Imm和大約IOOmm之間變化，更優(yōu)選地大約 7. 5mm至大約50mm，更優(yōu)選地大約7. 5mm至大約30mm。而且，第一部分10還有第二深度43，該第二深度43從基點1040、1050 (在該基點 1040、1050處，凹形鉸接表面16的凹入部分或槽在邊緣1001處開始)測量至第一鉸接表面 16的頂點1090。第二深度43優(yōu)選地有在大約0. 5mm至大約5mm之間的值，更優(yōu)選地大約 Imm至大約2mm，更優(yōu)選地大約1. 8mm。優(yōu)選地，第一深度13和第二深度43相等，頂點1090 位于凹形表面16的中心處。也可選擇，第一深度13可以與第二深度43不同，或者凹入部 分16的頂點1090或最深部分可以定位成與凹入部分的幾何中心偏心。參考圖5-6，第一鉸接表面16的第一曲率半徑18的值恒定，而第一鉸接表面16的 第二曲率半徑38的值在中間-橫向方向沿表面長度變化或改變。當?shù)谝汇q接表面16沿第 二中間-橫向方向的曲率半徑的值可以變化時，第一鉸接表面16的第一曲率半徑18的值 可以與第一鉸接表面16的第二曲率半徑38的值不同，優(yōu)選地小于第二曲率半徑38的值，如圖6中所示。也可選擇，第一鉸接表面16的第一曲率半徑18的值可以大于或等于第一 鉸接表面16的第二曲率半徑38的值。優(yōu)選地，第一鉸接表面16的第一弧12的長度小于 第一鉸接表面16的第二弧32的值。也可選擇，第一鉸接表面16的第一弧12的值可以大 于或等于第一鉸接表面16的第二弧32的值。優(yōu)選地，第一深度13的值等于第二深度43 的值。也可選擇，第一深度13的值可以大于或小于第二深度43的值。如圖3-4中所示，優(yōu)選地，第二部分20是植入體的下部或底部部分，并與下部椎骨 接合。優(yōu)選地，第二部分20有用于與椎骨201接觸的第一表面25，該第一表面25相對較 平。也可選擇，第一表面25可以稍微彎曲或基本彎曲。第二部分20還可以包括一個或多 個龍骨27，該龍骨27沿前-后方向布置，以便將第二部分20固定在椎骨201上。盡管在 該實施例中，龍骨27表示為用于將第二部分20固定在椎骨201上的裝置，但是也可以使用 目前已知或以后發(fā)現(xiàn)的附加或可選的固定裝置或元件，例如齒、脊、骨的向內(nèi)生長區(qū)域或螺 釘。如圖4中所示，第二部分20包括第二鉸接表面沈，該第二鉸接表面沈優(yōu)選地從第 二部分20向外凸出，為凸形，具有局部球形的三維形狀。圖10表示了圖3的第二部分20 的俯視圖，特別是凸形的第二彎曲鉸接表面26，而圖4、5、6分別表示了透視側(cè)視圖、前-后 方向的剖視圖(縱分面)和中間-橫向的剖視圖(冠狀面)。如圖5中所示，第二鉸接表面沈有沿前-后方向的第一曲率半徑觀，該第一曲率 半徑28優(yōu)選地恒定，并優(yōu)選地在大約Imm和大約30mm之間，更優(yōu)選地在大約5mm和大約 IOmm之間，更優(yōu)選地大約7. 5mm。也可選擇，第一曲率半徑28沿第二鉸接表面沈沿前-后 方向變化。第二彎曲鉸接表面沈有沿前-后方向的第一弧22，該第一弧22從邊緣1021在前 側(cè)上的基點1020測量至在邊緣1021的后側(cè)上的基點1030?；c1020和1030是第二鉸接 表面26沿前-后方向的端點，且第二鉸接表面在它們之間優(yōu)選地連續(xù)彎曲，而沒有平的部 分。第二鉸接表面沈的第一弧22優(yōu)選地長度在大約3. Omm至大約30mm之間，更優(yōu)選地大 約IOmm至大約15mm，更優(yōu)選地大約13mm至大約14mm。第一部分10的第一弧12沿前-后 方向的長度優(yōu)選地小于第二部分20的第一弧22沿前-后方向的長度。第二部分20還有第一高度23，該第一高度23從基點1020、1030 (在該基點1020、 1030處，凸形鉸接表面沈在邊緣1021處開始凸出)測量至第二鉸接表面沈的頂點1091。 第一高度23優(yōu)選地有在大約2mm至大約5mm之間的值，更優(yōu)選地大約2mm至大約3mm，更優(yōu) 選地大約2. 5mm。如圖6所示，第二鉸接表面沈有沿中間-橫向方向的第二弧42，該第二弧42從邊 緣1021的中間側(cè)上的基點1060測量至在邊緣1021的橫向側(cè)上的基點1070?；c1060、 1070是第二鉸接表面沈沿中間-橫向方向的相對端上的端點，且第二鉸接表面在它們之間 優(yōu)選地連續(xù)彎曲，而沒有平的部分。第二鉸接表面沈的第二弧42優(yōu)選地長度在大約3. Omm 至大約30mm之間，更優(yōu)選地大約IOmm至大約15mm，更優(yōu)選地大約12mm至大約14mm。如圖6中所示，第二鉸接表面沈優(yōu)選地有沿中間-橫向方向的第二曲率半徑48。 第二鉸接表面沈的第二曲率半徑48優(yōu)選地在大約Imm和大約30mm之間，更優(yōu)選地大約 5mm至大約10mm，更優(yōu)選地大約7. 5mm。優(yōu)選地，第二鉸接表面沈的第二曲率半徑48沿中 間-橫向方向恒定或基本恒定。也可選擇，第二曲率半徑48可以沿第二鉸接表面沈沿中間-橫向方向變化。而且，第二部分20還有第二高度53，該第二高度53從基點1060、1070 (在該基點 1060、1070處，凸形鉸接表面沈開始凸出)測量至第二鉸接表面沈的頂點1091。第二高 度53優(yōu)選地有在大約2mm至大約5mm之間的值，更優(yōu)選地大約2mm至大約3mm，更優(yōu)選地大 約 2. 5mmο參考圖5-6，第二鉸接表面沈的第一曲率半徑28的值優(yōu)選地與第二鉸接表面沈 的第二曲率半徑48的值相同。第二鉸接表面沈的第一弧22的長度可以與第二鉸接表面 26的第二弧42的長度相同。也可選擇，第二鉸接表面沈的第一弧22的長度可以大于或小 于第二鉸接表面26的第二弧42的長度。優(yōu)選地，第一高度23的值等于第二高度53的值。 也可選擇，第一高度23的值可以大于或小于第二高度53的值。優(yōu)選地，第二部分20的第一高度23的值大于第一部分10的第一深度13。另外， 第二高度53優(yōu)選地大于第一部分10的第二深度43。更優(yōu)選地，第一高度23等于第二高度 53，其大于第一深度13和第二深度43。而且，參考圖5-6，第一鉸接表面16并不與第二鉸接表面沈匹配、相應或嵌套，從 而第一鉸接表面16并不與第二鉸接表面沈在基本第一鉸接表面16或第二鉸接表面沈上 進行接觸。更具體地說，第一鉸接表面16的第一曲率半徑18優(yōu)選地恒定，并優(yōu)選地具有與 第二鉸接表面沈的第一曲率半徑觀相同的值，使得第一鉸接表面16沿前-后方向與第二 鉸接表面沈基本匹配和嵌套至該第二鉸接表面沈中。不過，第一鉸接表面16的第二曲率 半徑38沿它的長度變化，從而形成橢圓形形狀，并有與第二鉸接表面沈的第二曲率半徑48 不同的值，使得第一鉸接表面16優(yōu)選地沿中間-橫向方向并不與第二鉸接表面沈匹配。優(yōu) 選地，第一鉸接表面16的第二曲率半徑38大于第二鉸接表面沈的第二曲率半徑48。在優(yōu)選實施例中，凸形的下部部分20有沿全部方向的大約7. 5mm的恒定曲率半徑 和大約2. 5mm的高度23、53，并有沿全部方向的大約Ilmm的弧長度。在優(yōu)選實施例中，凹形 的上部部分10沿前-后方向有大約7. 5mm的恒定曲率半徑、大約Ilmm的弧長度12以及大 約1. 8mm的深度，而沿中間-橫向方向有沿弧32的長度變化的曲率半徑38、大約13mm的弧 長度32以及大約1.8mm的深度。優(yōu)選地，弧32為局部橢圓形，具有沿中間-橫向方向在大 約Imm和大約IOOmm之間變化的曲率半徑38。凸形的第二鉸接表面沈可以只在比第一鉸接表面16或第二鉸接表面沈的面積 更小的有限面積上與凹形的第一鉸接表面16接觸。該接觸面積的值優(yōu)選地可以包括小于 第一鉸接表面16或第二鉸接表面沈的面積的50%。該面積的值更優(yōu)選地可以包括小于第 一或第二鉸接表面的25%，甚至更優(yōu)選地小于第一或第二鉸接表面的10%。參考圖5-6， 第一彎曲鉸接表面16大致有沿前-后方向與第二鉸接表面沈有限接觸的線或線性區(qū)域。 優(yōu)選地，第一鉸接表面16大致沿中間-橫向方向沿有限長度的線或區(qū)域而與第二鉸接表面 26接觸，但是沿前-后方向接觸更大長度。也就是，接觸長度優(yōu)選地沿前-后方向大于沿中 間-橫向方向的接觸長度。沿中間-橫向方向的有限接觸長度在圖6中表示，其中，當椎骨 處于它們的中性位置，且沒有力從肌肉骨骼框架作用在它們上面時，凸形鉸接表面26沿有 限長度的條帶與凹形鉸接表面16接觸，優(yōu)選地在頂點1090、1091處接觸。當人從一側(cè)運動至另一側(cè)，從而引起橫向彎曲時，肌肉使得圖3的椎骨101和201 繞圖1的軸線1運動。再有，在椎間植入體100插入相鄰椎骨101和201之間的情況下，椎骨的運動使得第一部分10和第二部分20(如圖3-6中所示)彼此相對運動。在圖5-6的 實施例中(其中，凸形第二鉸接表面26沿前-后方向與凹形第一鉸接表面16基本匹配，且 由于第一鉸接表面的橢圓形形狀和變化的曲率半徑，凸形第二鉸接表面沈沿中間-橫向方 向并不與凹形第一鉸接表面16匹配)，第一部分10將在進行彎曲和伸展時繞軸線1900有 角度地旋轉(zhuǎn)。參考圖14，當?shù)谝汇q接表面16的第一曲率半徑18等于第二鉸接表面沈的第一曲 率半徑38，且脊柱進行彎曲時，上部或頂部的第一部分10繞點1900旋轉(zhuǎn)，該點1900是形成 于第二部分20中的第二鉸接表面沈上的曲率半徑觀的中心。沿前-后方向，凸形第二部 分20的第一曲率半徑觀可以位于第二部分20的外部(如圖5和14中所示)，使得凹形第 一部分10繞旋轉(zhuǎn)軸線1900旋轉(zhuǎn)。根據(jù)幾何形狀，旋轉(zhuǎn)軸線也可以位于植入體中和第二部 分20中。如圖14中進一步所示，當?shù)谝徊糠?0繞第二部分20向前方旋轉(zhuǎn)時，這導致引起 平移，因此，第一部分10在第二鉸接表面沈上滑動，并相對于第二部分20從位置1101向 位置1102橫向朝前方移動。參考圖6，第一鉸接表面16的形狀沿中間-橫向方向為橢圓形或卵形，第一鉸接 表面16的第二曲率半徑38在該表面上變化或改變，且并不等于第二鉸接表面沈的第二曲 率半徑48。因此，當脊柱進行橫向彎曲，且第一部分10沿冠狀面(中間-橫向方向)相對 于第二部分20運動時，凹形的第一鉸接表面16在凸形的第二鉸接表面沈上滾動。參考 圖15A、15B和15C，當?shù)诙q接表面沈滾動時，接觸點200和第一部分的旋轉(zhuǎn)軸線運動并 遵循著凸形鉸接表面26的路徑，從而使得凹形的第一鉸接表面16在凸形的第二鉸接表面 26上面滾動。參考圖15A，當沒有力施加在第一部分10和第二部分20上，使得第一鉸接表 面16和第二鉸接表面沈處于平衡狀態(tài)，且脊柱處于豎直位置而沒有彎曲、伸展、橫向彎曲 或軸向旋轉(zhuǎn)，第一部分10定心和對齊，如圖5-6和15A中所示。如圖15A中所示，當?shù)谝徊?分10和第二部分20處于平衡狀態(tài)時，第一部分10與第二部分20自我對齊，這意味著沿中 間-橫向方向的接觸點200對應于頂點1090、1091，且第一部分10的頂點1090與第二部分 20的頂點1091重合。不過，當在橫向彎曲過程中將力施加在第一部分10和第二部分20上 時，第一部分10和第二部分20沿中間-橫向方向運動，如圖15B中所示，接觸點200和第 一部分10的旋轉(zhuǎn)中心運動至圖15C中所示的路徑點404。這樣，第一部分10相對于第二部 分20旋轉(zhuǎn)，并沿第二部分的鉸接表面在該鉸接表面上滾動。由于上部凹形部分10沿中間-橫向方向沿第二部分20的下部、第二鉸接表面沈 在該第二鉸接表面26上滾動，使得瞬時旋轉(zhuǎn)軸線沿中間-橫向方向沿表面沈運動，因此不 會引起第一部分的平移，使得上部凹形部分10在它與鉤突部(uncinate process)接觸之 前進行較大的角運動。因此，植入體100在上部部分與鉤突部接觸之前允許進行大約9. 2 度的角運動，與由Synthes USA出售的標準ftx)Disc-C不同，該標準ftx)Disc-C在與鉤突部 碰撞之前基本允許在冠狀面中進行大約2度的角運動。植入體100的另一附加益處是，當肌肉不再在脊柱段上施加任何力時，槽(凹形部 分)的形狀和幾何結(jié)構(gòu)使得植入體的支承表面能夠在橫向或旋轉(zhuǎn)運動后返回最小能量狀 態(tài)(頂點對頂點)。也就是，當肌肉不再在脊柱段上施加力時，植入體100將返回它的正常 位置，其中，凸形表面的、與凹形表面接觸的部分位于彎曲的凹形鉸接表面的頂點處。圖7-8表示了椎間植入體100'的第二實施例。椎間植入體100'與椎間植入體100類似，除了這里介紹的區(qū)別。優(yōu)選地，第一鉸接表面16'為凹形和連續(xù)彎曲，而沒有平 的部位，且沿前-后方向和中間-橫向方向都為橢圓形或卵形形狀，并有沿全部方向在表面 上變化的曲率半徑。優(yōu)選地，第二鉸接表面26'為凸形和連續(xù)彎曲，而沒有平的部位，且為 局部球形，沿全部方向都具有相同的恒定曲率半徑。優(yōu)選地，第一鉸接表面的曲率半徑(盡 管在它的表面上變化和改變)大于第二鉸接表面的曲率半徑。凹形鉸接表面16'沿前-后 方向和中間-橫向方向的曲率半徑可以在大約Imm和IOOmm之間，優(yōu)選地在Imm和IOOmm 之間變化。凹形鉸接表面沿前-后方向的曲率半徑18'和形狀可以與凹形鉸接表面沿中 間-橫向方向的曲率半徑38'和形狀相同。圖7表示了椎間植入體100'沿前-后方向的剖視圖，而圖8表示了椎間植入體 100'沿中間-橫向方向的剖視圖。圖7與圖5相對應，除了與圖5中所示的實施例不同， 在圖7的實施例中的第一鉸接表面16'沿前-后方向的第一曲率半徑18'并不等于第二 鉸接表面沈‘的第一曲率半徑觀‘。圖8中的椎間植入體100'基本與圖6中的椎間植入 體100類似，其中，第一鉸接表面16'沿中間-橫向方向的第二曲率半徑38'并不等于第 二鉸接表面沈‘的第二曲率半徑48'。參考圖7-8，優(yōu)選地，第二鉸接表面沈‘的第一曲率半徑觀‘的值等于第二鉸接 表面沈‘的第二曲率半徑48'的值。也可選擇，第二鉸接表面沈‘的第一曲率半徑觀‘ 的值可以小于或大于第二鉸接表面26'的第二曲率半徑48'的值。第一部分10'相對于第二部分20'沿中間-橫向方向進行的運動與由椎間植入 體100沿中間-橫向方向進行的運動類似。凹形的第一部分10'將沿中間-橫向方向沿 凸形的第二部分20'滾動(當脊柱進行橫向旋轉(zhuǎn)時)，且第一部分10'的旋轉(zhuǎn)軸線將是在 第一部分10'和第二部分20'之間的接觸點。優(yōu)選地，第一鉸接表面16'為凹形，且沿 前-后方向和中間-橫向方向都具有橢圓形或卵形形狀，曲率半徑18'和38'沿第一鉸接 表面16'的長度變化。優(yōu)選地，第二鉸接表面沈‘為凸形，并沿前-后方向和中間-橫向 方向都有恒定的曲率半徑觀‘和48'。優(yōu)選地，沿任意方向(包括前-后方向或中間-橫向方向)，第一鉸接表面16' 的半徑都不與第二鉸接表面26'的曲率半徑匹配。優(yōu)選地，圖7-8中所示的實施例的凹形 第一鉸接表面16'在有限面積上與凸形的第二鉸接表面沈‘接觸，且優(yōu)選地在小于圖5-6 中所示的實施例的接觸面積的接觸面積上接觸。優(yōu)選地，第一鉸接表面16'與第二鉸接表 面26'的接觸面積小于凸形的第二鉸接表面沈‘的50%，優(yōu)選地小于25%，更優(yōu)選地小于 10%。優(yōu)選地，第一鉸接表面16'與第二鉸接表面沈‘大致在有限的接觸點或接觸區(qū)域處 接觸，該接觸點或接觸區(qū)域為大致圓形或局部球形，且面積比第二鉸接表面26'的面積更 小。而且，與椎間植入體100不同，椎間植入體100'在第二部分20中有凸起或凸臺 33'，如圖7-8中所示。凸起33'從基點1080'測量至端點1030'。凸起33'的值可以在 大約Omm至大約5mm之間。凸起33'提供了能夠通過改變凸起33'的長度來產(chǎn)生不同椎間 植入體的能力。通過提供不同高度33'的第二部分20'，可以裝配不同尺寸的植入體。例 如，植入體100、100'可以通過提供具有一個或多個第一部分10、10'和第二部分20、20' 的成套工具而裝配成所需高度，該第二部分20、20'有不同尺寸的凸起33、33'，這些凸起 33,33'以Imm的增量來變化。因此，例如第一部分10、10'可以提供有0. 5mm、1. 5mm、2. 5mm等的凸起33、33'。圖11表示了當椎骨101和201位于脊椎的腰部區(qū)域中時圖1的椎骨101和201 進行的運動路徑。曲線6"表示健康的腰椎相對彼此將進行的運動。與頸部區(qū)域不同，在腰 部區(qū)域中，腰椎在軸向平面中的路徑6'沿圓的周邊，而不是橢圓。更具體地說，彎曲路徑 6〃表示上部的腰椎101〃沿下部的腰椎201〃在該下部的腰椎201〃上面的瞬時旋轉(zhuǎn)軸線 的路徑。豆形形狀16"表示沿路徑6"在腰椎上并在腰椎內(nèi)投影的加寬表面區(qū)域。圖12表示了第二部分20的凸形鉸接表面立于脊柱的腰部區(qū)域中以便包含上 部相鄰腰椎的瞬時旋轉(zhuǎn)軸線。更具體地說，范圍線300和302表示當投影在下部腰椎上時 瞬時旋轉(zhuǎn)軸線將進行的最大運動?；谛D(zhuǎn)軸線的該最大運動范圍，用于腰部椎間植入體 假體的第一鉸接表面16"的形狀如圖13中所示而產(chǎn)生。圖13表示了設計成植入脊柱的腰部區(qū)域中的椎間植入體100"的頂部部分10" 的底視圖。椎間植入體100"包括第一部分10〃，該第一部分10〃包括第一彎曲的凹形鉸 接表面16"，如圖13中所示。第一鉸接表面16"有豆形形狀，以便適應由位于脊柱的腰部 區(qū)域中的椎骨在椎間植入體100〃上施加的運動。在圖13中，第二部分20"的第二凸形鉸 接表面沈“在凹形的第一鉸接表面16"上投影為圓形截面。當腰椎運動時，第一彎曲的凹 形鉸接表面16"在凸形的第二鉸接表面沈“上運動。如圖9和13中所示，圖13的椎間植 入體100"的第一鉸接表面16"有比圖9中的第一鉸接表面16的面積大得多的面積，用于 包含腰部區(qū)域中的第二鉸接表面16"。因此，由于第一鉸接表面16"的該延伸豆形形狀， 椎間植入體100〃優(yōu)選地適應腰部區(qū)域中的、直到士 10度的軸向旋轉(zhuǎn)，與在脊柱的頸部區(qū) 域中的士7度不同。第一鉸接表面沿中間-橫向方向的形狀可以形成為圓形或球形，或者也可選擇形 成為具有變化的曲率半徑的橢圓形或卵形。第一(優(yōu)選地凹形的)鉸接表面的曲率半徑優(yōu) 選地在大約20mm和大約IOOmm之間。凹形表面16"將比凹形表面16或16'更長，并由于 它離旋轉(zhuǎn)軸線的距離將表現(xiàn)為更彎曲。第一(優(yōu)選地凹形的)鉸接表面沿中間-橫向方向 的曲率半徑大于沿前-后方向的曲率半徑，且優(yōu)選地大于第二(優(yōu)選地凸形的)鉸接表面 26"的曲率半徑。優(yōu)選地，第二鉸接表面沈“為球形形狀，并有沿全部方向的恒定曲率半 徑。第二(優(yōu)選地凸形的)鉸接表面沿中間-橫向方向的曲率半徑優(yōu)選地與第一(優(yōu)選地 凹形的)鉸接表面沿中間-橫向方向的曲率半徑不同，使得第一鉸接表面沿中間-橫向方 向并不與第二鉸接表面匹配、相對應或嵌套。優(yōu)選地，凹形鉸接表面將在凸形鉸接表面上沿 該凸形鉸接表面滾動，使得凹形部分繞凸形部分的瞬時旋轉(zhuǎn)軸線沿凸形部分的表面運動。應當知道，本申請并不局限于所示的精確布置、結(jié)構(gòu)、特征、實施例、方面和工具， 且所示的布置、結(jié)構(gòu)、特征和工具可以單獨使用或者與其它布置、結(jié)構(gòu)、特征、方面和工具組 合使用。例如，圖5-6的實施例中所示的椎間植入體100可以包括凸起33，以便增加椎間植 入體100的高度。另外，例如盡管凹形鉸接表面表示和介紹為與上側(cè)椎骨相連，且凸形鉸接 表面表示和介紹為與下側(cè)椎骨相連，但是本領域技術人員很容易知道，凹形和凸形表面可 以轉(zhuǎn)換，和/或凸形表面可以沿一個或多個方向為橢圓的拋物線形狀，而凹形表面為局部 球形。另外，盡管植入體表示和介紹為具有第一部分和第二部分，且第一部分和第二部分中 的每一個為單個零件，但是各第一或第二部分可以是裝配在一起的多個零件，如本領域公 知。因此，第一部分和/或第二部分可以包括用于與椎骨接觸、接合和固定的一個零件以及包括鉸接或支承表面的另一零件，兩個零件連接在一起以便形成第一或第二部分。本領域技術人員應當知道，這里所述的任意或全部部件可以成組或成套提供，使 得外科醫(yī)生可以選擇部件的不同組合，以便形成植入體和產(chǎn)生特別設置成用于病人的特殊 需要/解剖結(jié)構(gòu)的椎間盤代替系統(tǒng)。應當知道，各部件中的一個或多個可以成組或成套提 供。在一些成套工具或組中，相同部件或部分可以以不同形狀和/或尺寸提供。外科醫(yī)生或 工作人員可以混合和匹配第一和第二部分，以便在處理之前或在處理過程中產(chǎn)生植入體。盡管前面的說明和附圖表示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是應當知道，在不脫離如 附加權(quán)利要求中確定的本發(fā)明精神和范圍的情況下可以在優(yōu)選實施例中進行各種附加、改 變、組合和/或代替。特別是，本領域技術人員應當知道，本發(fā)明可以以其它特定形式、結(jié) 構(gòu)、布置和比例以及用其它元件、材料和部件來實施，而并不脫離本發(fā)明的精神或基本特 征。本領域技術人員應當知道，本發(fā)明可以在實施本發(fā)明時用于多種變化的結(jié)構(gòu)、布置、比 例、材料和部件等，這些特別適于特殊環(huán)境和外科手術需要，而并不脫離本發(fā)明的原理。此 外，這里所述的特征可以單獨使用或與其它特征組合使用。因此，這里所述的實施例在各種 方面都認為是示例和非限定，本發(fā)明的范圍由附加權(quán)利要求來表示，而并不局限于前述說 明書。
權(quán)利要求
1.一種用于插入第一椎骨和第二椎骨之間的椎間植入體，所述椎間植入體包括上部部分，所述上部部分包括上表面，所述上表面的尺寸和結(jié)構(gòu)設置成與所述第一椎 骨的端板接觸；下部部分，所述下部部分包括下表面，所述下表面的尺寸和結(jié)構(gòu)設置成與所述第二椎 骨的端板接觸；凸形鉸接表面，所述凸形鉸接表面與所述上部部分和下部部分中的一個操作關聯(lián)，并 具有沿第一方向的第一曲率半徑；以及凹形鉸接表面，所述凹形鉸接表面與所述上部部分和下部部分中的另一個操作關聯(lián)， 使得所述上部部分能夠相對于所述下部部分運動，并且所述凹形鉸接表面具有沿第一方向 的第一曲率半徑；其中，所述凸形鉸接表面的第一曲率半徑與所述凹形鉸接表面沿相同的第一方向的第 一曲率半徑不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述凸形鉸接表面具有沿與所述第一方 向垂直的第二方向的第二曲率半徑，所述凹形鉸接表面具有沿與所述第一方向垂直的第二 方向的第二曲率半徑，所述凸形鉸接表面的第二曲率半徑與所述凹形鉸接表面沿相同的第 二方向的第二曲率半徑相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述凸形鉸接表面具有沿與所述第一方 向垂直的第二方向的第二曲率半徑，所述凹形鉸接表面具有沿與所述第一方向垂直的第二 方向的第二曲率半徑，所述凸形鉸接表面的第二曲率半徑與所述凹形鉸接表面沿相同的第 二方向的第二曲率半徑不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的椎間植入體，其中所述第一方向為沿中間-橫向方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述凹形鉸接表面與上部部分相關聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述凸形鉸接表面具有沿第一方向的恒 定曲率半徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的椎間植入體，其中所述凹形鉸接表面為基本連續(xù)，沒有平的 部位，并具有沿第一方向的曲率半徑，所述沿第一方向的曲率半徑在它的長度上變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述凹形鉸接表面呈部分扁橢球形的形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的椎間植入體，其中所述凸形表面呈部分球形形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述凹形鉸接表面只在比所述凸形鉸接 表面的面積的50%小的面積上與所述凸形鉸接表面接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的椎間植入體，其中所述凹形鉸接表面只與比所述凸形鉸 接表面的25%小的面積接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的椎間植入體，其中所述凹形鉸接表面只與比所述凸形鉸 接表面的10%小的面積接觸。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述凸形鉸接表面與所述凹形鉸接表面 形成近似線接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述凹形鉸接表面呈橢圓形形狀，所述 凹形鉸接表面沿第一方向的第一曲率半徑在所述凹形鉸接表面上變化，所述凹形鉸接表面沿與第一方向垂直的第二方向的第二曲率半徑在所述凹形鉸接表面上變化。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的椎間植入體，其中凸形鉸接表面與凹形鉸接表面形成近 似點接觸。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述上部部分包括多個零件的組件，所 述下部部分包括多個零件的組件。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述上部部分的第一曲率半徑在大約 Imm和大約IOOmm之間，所述上部部分的第二曲率半徑在大約Imm和大約30mm之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述上部鉸接表面具有在大約IOmm和 大約15mm之間的弧長度，所述下部鉸接表面具有在大約IOmm和大約15mm之間的弧長度。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述凹形鉸接表面具有一定深度，所述 凸形鉸接表面具有一定高度，所述凹形鉸接表面的深度具有與所述凸形鉸接表面的高度不 同的值。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述凹形鉸接表面沿至少第一方向在所 述凸形鉸接表面的至少一部分上并沿所述凸形鉸接表面的至少一部分滾動。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述凹形鉸接表面沿至少兩個方向在所 述凸形鉸接表面的至少一部分上并沿所述凸形鉸接表面的至少一部分滾動。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入體，其中所述凹形鉸接表面的深度具有凹形頂 點，所述凸形鉸接表面的高度具有凸形頂點，所述凹形鉸接表面和所述凸形鉸接表面的結(jié) 構(gòu)、尺寸和形狀設置成使得當沒有力施加在所述第一部分和第二部分上時，所述凹形頂點 與所述凸形頂點軸向?qū)R并相對。
23.一種用于插入第一椎骨和第二椎骨之間的椎間植入體，所述椎間植入體包括上部部分，所述上部部分包括上表面，所述上表面的尺寸和結(jié)構(gòu)設置成與所述第一椎 骨的端板接觸；下部部分，所述下部部分包括下表面，所述下表面的尺寸和結(jié)構(gòu)設置成與所述第二椎 骨的端板接觸；凸形鉸接表面，所述凸形鉸接表面與所述上部部分和下部部分中的一個操作關聯(lián)；以及凹形鉸接表面，所述凹形鉸接表面與所述上部部分和下部部分中的另一個操作關聯(lián)， 使得所述上部部分能夠相對于所述下部部分運動；其中，所述凹形鉸接表面具有與所述凸形鉸接表面不同的形狀且不與所述凸形鉸接表 面匹配，使得整個所述凹形鉸接表面不與所述凸形鉸接表面接觸，所述凹形鉸接表面沿至 少一個方向在所述凸形鉸接表面上滾動，由此，所述凹形鉸接表面的旋轉(zhuǎn)軸線沿所述凸形 鉸接表面運動。
24.—種椎間植入體，其包括上部部分，所述上部部分包括上表面，所述上表面的尺寸和結(jié)構(gòu)設置成與上部椎骨的 端板接觸；下部部分，所述下部部分包括下表面，所述下表面的尺寸和結(jié)構(gòu)設置成與下部椎骨的 端板接觸；凸形鉸接表面，所述凸形鉸接表面與所述上部部分和下部部分中的一個操作關聯(lián)；以及凹形鉸接表面，所述凹形鉸接表面與所述上部部分和下部部分中的另一個操作關聯(lián)， 使得所述上部部分能夠相對于所述下部部分運動；其中，所述凹形鉸接表面和凸形鉸接表面中的一個為橢圓形形狀，具有沿至少一個方 向變化的曲率半徑，所述凹形鉸接表面和凸形鉸接表面中的另一個為部分球形形狀，具有 沿相同的所述至少一個方向恒定的曲率半徑。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的椎間植入體，其中所述凸形鉸接表面和凹形鉸接表面中 的所述另一個為部分球形形狀，具有沿全部方向都相同的恒定的曲率半徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于脊柱中的椎間盤植入體，其包括第一部分(10)和第二部分(20)，其中，第一部分和第二部分構(gòu)成為用于脊柱的關節(jié)假體。第一部分包括凹形或凸形鉸接表面中的一個(16)，第二部分包括凹形或凸形鉸接表面中的另一個(26)。凹形或凸形鉸接表面中的一個優(yōu)選地沿至少一個方向為橢圓形形狀，與凹形或凸形鉸接表面中的另一個并不匹配和不同。
文檔編號A61F2/44GK102046111SQ200980119182
公開日2011年5月4日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者K·施穆拉, M·雷尚 申請人:斯恩蒂斯有限公司