CN101355916A - 假体椎间盘 - Google Patents

Abstract

描述了假体椎间盘，包括这样的假体椎间盘的系统，和盘与系统的使用方法。作为对象的假体盘包括由可压缩的核心构件分开的上端板和下端板。作为对象的假体盘具有在垂直方向上的刚度、扭转刚度、在矢状平面内的弯曲刚度、和在前平面内的弯曲刚度，其中这些特征的程度可以通过调节盘的部件、构造和其他特征而单独地控制。

Description

假体椎间盘

背景技术

椎间盘是解剖上的和功能性的复杂关节。椎间盘包括如下三个部件结构：(1)髓核；(2)纤维环；和(3)椎骨端板。这三个部件结构内的生物医学组成和解剖布置涉及盘的生物力学功能。

椎间盘可能因为损伤或疾病过程而移位或损坏。如果发生移位或损坏，则髓核可能突出且突入到椎管或椎间隙内。这样的变形已知为突出的或滑动的盘。突出的或滑动的盘可能压迫脊神经，脊神经通过部分地阻塞的椎间隙离开椎管，从而导致在其分布区内的疼痛或麻痹。

为减轻此情况，可能需要外科地移除相关的盘，且将两个邻近的椎骨融合。在此过程中，定间隔器插入到原来由盘占据的位置内，且可以添加例如板和杆的另外的固定设备以提供增加的稳定性。尽管这样的“脊椎融合”对于损伤和退化的脊椎疾病具有良好的短期效果，但长期研究显示对生物力学环境的改变导致邻近的可移动高度处的退化性改变。邻近的盘由于融合段的增加的刚度而具有增加的运动和应力。在长期中，脊椎的运行的机械改变导致这些邻近的盘退化。

为回避此问题，已建议了人工椎间盘替换作为对脊椎融合的替代。虽然已开发了多种类型的人工椎间盘来恢复自然椎间盘的正常运动学特性和载荷分担特性，但它们可以分为如下两个类别：球座关节型盘和弹性体型盘。

球座型人工盘通常包括金属板，一个金属板接附到上侧椎骨且另一个金属板接附到下侧椎骨，还包括聚乙烯或金属承载表面而作为球工作。金属板可以具有凹入区以容纳承载表面。球座型盘允许椎骨之间的自由旋转或移动，在该椎骨之间安装了盘，且因此球座型盘无抵抗弯曲和平移的载荷分担能力。(一些球座型人工盘具有旋转限制特征，这仍不解决对于自然盘的合适的转矩。)此类型的人工盘在垂直方向上具有非常高的刚度；它们不能复制自然盘的正常的压缩刚度。在这些类型的盘中缺少载荷承载能力也导致邻近的盘承载了额外的载荷，从而导致邻近的盘和小面的最终的退化。这些类型的盘也不能复制自然盘的可瞬时旋转性(IAR)，其直接原因是缺乏自然可压缩性。

在弹性体型人工盘中，弹性聚合物位于金属板之间且这些金属板固定到上侧和下侧椎骨。弹性聚合物可以通过使得金属板界面表面是粗糙且多孔的而结合到金属板。此类型的盘可以吸收垂直方向上的冲击且具有载荷承载能力。然而，此结构具有的问题是在弹性聚合物和金属板之间的界面。即使金属板的界面表面可以被处理以用于更好地结合，但在长期使用后仍可能生成聚合物碎片。此外，弹性体到金属基板的结合倾向于在长期使用后失效，因为它们的剪切疲劳强度不足。

因为以上所述的与球座型盘或弹性体型盘相关的缺点，存在持续的对新型假体设备的需要。数个这样的新型假体设备在如下的美国专利申请中描述：2003年8月1日提交的美国专利申请No.10/632,538和2004年7月30日提交的美国专利申请No.10/903,276，这些申请的每个在此通过参考合并。前述的申请还描述了假体椎间盘，该椎间盘包括上端板、下端板和布置在两个端板之间的可压缩的核构件。描述了数个假体盘的实施例，包括单件结构、两件结构、三件结构和四件结构。

虽然这样的假体椎间盘和它们的使用方法显示了很大的希望，但存在对于改进的假体盘及其使用方法的需要。

相关文献

美国专利：No.3,867,728；4,911,718；5,039,549；5,171,281；5,221,431；5,221,432；5,370,697；5,545,229；5,674,296；6,162,252；6,264,695；6,533,818；6,582,466；6,582,468；6,626,943；6,645,248。所关心的内容也在如下的美国专利申请中公开：Nos.2002/0107575，2003/0040800，2003/0045939和2003/0045940。也参考：Masahikio Takahata，UasuoShikinami，Akio Minami，″Bone Ingrowth Fixation of ArtificialIntervertebral Disc Consisting of Bioceramic-Coated Three-dimensionalFabric″，SPINE，Vol.28，No 7，pp 637-44(2003)。

发明内容

提供了假体椎间盘及其使用方法。对象假体盘典型地包括上端板、下端板和布置在两个端板之间的可压缩核心构件。

在数个实施例中，对象假体盘的特征在于包括由可压缩元件分开的顶端板和底端板。两个板由至少一个纤维保持在一起，该纤维缠绕顶端板的至少一个区域和底端板的至少一个区域。纤维一般地是高抗拉强度纤维，带有高的弹性模量和高的耐磨性。纤维的弹性特性以及例如所使用的纤维的个数、纤维粗细、纤维绕组的层数、施加到每个层的张力和纤维绕组的交叉图案的因素使得假体盘结构能模拟正常工作的自然盘的功能特征和生物力学特性。替代地，两个板通过接合机构保持在一起，接合机构将每个板连接到可压缩元件。对象盘可以与分开的椎骨体固定元件一起使用，或可以包括整体式椎骨体固定元件。

数个可选择的核心材料和结构可以合并在在此所描述的假体盘实施例的每个内。例如，核心构件可以由刚性合适的材料形成，例如聚氨酯或硅树脂，且典型地通过注模或压缩模制制造。在其他例子中，核心构件可以由以纤维织造的织物层形成。在再进一步的实施例中，核心构件可以包括这些材料的组合，例如纤维强化的聚氨酯或硅树脂。作为附加的选择，一个或多个弹簧构件可以放置在上端板和下端板之间与核心构件组合，例如以同轴关系组合，其中核心构件具有一般地圆柱形或螺旋管形的形状，且弹簧位于其中心处。

在其他实施例中，核心结构包括两个或多个核心构件，核心构件具有不同的载荷承载特性且具有改变核心结构的旋转中心的能力。核心构件的变化的特性可以通过选择材料、构造或其他特征而提供。在再进一步的实施例中，核心结构包括一个或多个核心构件，核心构件由材料形成或另外地构造为提供变化的刚度或其他材料特性，以容许不同的载荷或加载形式。这些核心结构的例子包括具有由不同材料形成的分立部分的核心，核心具有形成在核心构件的部分上的沟槽或其他特征以用于其他目的(例如消毒)，且核心具有接附到核心构件的或与核心构件整体地形成的环绕件或联接件。

在再进一步的实施例中，核心结构提供有一个或多个机构，该机构适合于调节核心构件的尺寸，形状，定向或其他特征或特征组合。例如，核心构件可以包括螺纹，缝和片，或其他提供了调节核心高度或调节核心的其他特性的能力的机构。

数个特别地优选的核心结构包括空心构件，空心构件合适于在假体盘植入后膨胀。以此方式，假体盘提供有收缩状态(核心未膨胀)以将盘输送和植入，且提供有适合于由患者在植入后使用的张开状态(核心膨胀)。这些核心结构可以提供有流体口，流体口适合于便于核心的膨胀。替代地，可以提供从空心核心构件延伸的流体连通内腔，且流体连通内腔提供了通过它可将膨胀介质注入核心内的内腔。空心核心可以提供有两个或多个隔间，隔间的每个可以是独立的或可以相互流体连通。

数个选择的端板和相关的机构可以合并于在此描述的假体盘实施例内。例如，端板可以是弯曲的或菜豆形的以便于盘在椎间空隙空间内旋转。替代地，端板可以是适合于接合和保持大体上圆柱形的核心构件的部分地圆柱形形状的。

其他的和另外的设备、器械、结构和方法通过如下的参考附图和详细描述来描述。

附图说明

在此所包括的附图不必需地按比例绘制，其中一些部件和特征为清晰而被夸大。

图1A和图1B提供了根据本发明的两个不同的假体盘的三维视图。

图2提供了纤维可压缩元件的三维视图，该可压缩元件包括根据本发明的一个实施例的聚合物核和纤维环。

图3提供了假体盘的三维截面视图。

图4A至图4B提供了核心构件的两个实施例的三维视图。

图4C提供了位于端板对之间的核心构件的端视图。

图5A至图5B提供了具有由多个核心构件形成的核心的假体盘的侧视图。

图6A至图6N和图6P至图6T提供了适合于使用于在此描述的假体盘内的核心构件的数个实施例的图示。

图7至图10提供了可调节的核心结构的数个实施例的图示。

图11提供了端板的顶视图。

图12A至图12B提供了用于具有例如在图11中示出的端板的假体盘的植入方法的图示。

图13提供了具有一般地延长管状核心构件的假体盘的透视图。

图14A至图14D提供了可选择地可张开的假体盘及其部件的图示。

图15A至图15B提供了具有延长的管状核心构件的假体盘的图示。

图16A至图16C、图17A至图17B、图18A至图18C和图19A至图19C提供了构造为模拟自然的功能性脊椎单元的生理机能的假体盘的图示。

图20和图21A至图21B提供了包括内端板和外端板的两件端板的图示。

图22A至图22D提供了在其外表面上具有多个固定的锚定鳍部的假体盘的图示。

图23A至图23B提供了部分地圆柱形的端板和可移除龙骨的图示。

图24A至图24B和图25A至图25C提供了选择地可展开的固定螺钉和相关的机构的图示。

图26A至图26C提供了另一个假体盘固定机构的图示。

图27A至图27C提供了可插入龙骨结构的图示。

图28提供了用于接附假体盘的上端板和下端板的纤维缠绕构造的图示。

图29A至图29B提供了用于在植入过程期间将假体盘维持为低外形状态的系统的图示。

图30提供了适合于使用在假体盘内的核心结构的图示。

图31A至图31D提供了脊椎运动维持系统的图示。

图32A至图32B提供了盘互锁机构的图示。

图33A至图33C提供了适合于展开为近似地为X形构造的假体盘的图示。

图34A至图34B提供了示出用于植入假体盘的外科方法的图示。

图35A至图35D提供了示出用于植入假体盘的另一个外科方法的图示。

图36A至图36I提供了用于接附一对邻近的假体盘的机构的图示。

图37A至图37F提供了示出用于植入假体盘的另一个外科方法的图示。

图38A至图38F提供了数个一般地“J”形的假体盘的实施例的图示。

图39提供了封装的弹簧盘替换系统的图示。

具体实施方式

在描述本发明前，应理解的是本发明不限制于所描述的特定的实施例，而是当然可以变化。也应理解的是在此使用的措辞仅用于描述特定的实施例的目的，且不意图于是限制性的，因为本发明的范围将仅由附带的权利要求书限制。

在提供了值的范围时，应理解的是在范围的上限和下限之间的每个介于其间的到至少下限单位的十分之一(除非在上下文中明确地指出)的值，和在此所陈述的范围内的任何其他的陈述的或介于期间的值包括在本发明的范围内。这些较小的范围的上限和下限可以独立地包括在较小的范围内，也可以包括在本发明内，服从于在所陈述的范围内的任何特定的排除极限。在陈述的范围包括一个或两个极限时，排除了任一个或两个这些包括极限的范围也包括在本发明内。

除非另外地限定，在此所使用的任何技术和科学术语具有与本发明所隶属的本领域一般技术人员所通常理解的意义相同的意义。虽然类似于或等价于在此所描述的方法和材料的任何方法和材料也可以在实践或测试本发明中使用，但现在描述了优选的方法和材料。所有提及的公布在此通过参考合并以披露和描述与所引用的公布相结合的方法和/或材料。

应注意的是如在此和在权利要求中所使用，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数参考，除非在上下文中明确地另外指出。

在此论述的公布仅为其披露在本发明的提交日期前提供。在此无任何文字解释为允许本发明根据现有的发明不没有权早于这样的公布。此外，所提供的公布日期可以与实际公布日期不同，该实际公布日期可能需要单独地确认。

本领域一般技术人员在阅读了本说明书时将清楚，在此描述和图示的单独的实施例的每个具有分立的部件和特征，它们可以容易地与其他数个实施例的任何实施例的特征分开或组合而不偏离本发明的范围或精神。

所述的假体椎间盘的概述

在此描述了假体椎间盘、该盘的使用方法、用于植入该盘的器械和用于植入该盘的方法。应理解的是假体椎间盘、植入器械和方法不限制于所述的特定的实施例，而是它们当然可以变化。也应理解的是在此所使用的措辞仅用于描述特定的实施例的目的，且不意图于是限制性的，因为本发明的范围将仅由附带的权利要求书限制。

假体椎间盘优选地是人工的或人造的设备，它们构造为或成形为使得它们可以作为对例如哺乳动物(例如人)的脊椎生物的脊椎内的椎间盘的替换物。对象假体椎间盘的尺寸允许它们大体上占据两个邻近的椎骨体之间的空间，当两个邻近的体之间自然存在的盘被移除时存在该空间，即盘空隙空间。大体上占据意味着假体盘占据了两个邻近的椎骨体之间的空间内的足够的体积，使得盘可以进行由以该盘作为替换物的自然盘所进行的功能的一些或全部。在某些实施例中，对象假体盘可以具有类似于自然存在的椎间体盘的大致上豆形形状的结构。在一些实施例中，假体盘的长度范围从大约5mm至大约40mm，优选地从大约10mm至大约25mm，假体盘的宽度范围从大约2mm至大约50mm，优选地从大约10mm至大约35mm，且假体盘的高度范围从大约2mm至大约15mm，优选地从大约5mm至大约12mm。

对象盘的特征在于它们典型地包括上端板(或顶端板)和下端板(或底端板)或骨界面结构(例如，邻接板、中断板、钉、龙骨、多孔表面等)，其中上端板和下端板通过可压缩元件相互分开，其中端板和可压缩元件的组合结构提供了在功能上接近地模拟真实的盘的假体盘。对象假体盘的一些的特征是顶端板和底端板通过至少一个纤维保持在一起，纤维例如是纤维可压缩元件，围绕顶端板和底端板的每个的至少一个部分缠绕。这样，在这些实施例中，两个端板(基板)通过一个或多个纤维相互保持，纤维绕上端板和下端板的至少一个范围/部分/区盘绕，使得板相互连结。

也提供了对象假体椎间盘的使用方法。对象假体椎间盘用于替换脊椎生物体内损坏的或失效的椎间盘。一般地，脊椎生物是“哺乳动物”，其中这些术语用于广泛地描述哺乳动物纲内的生物，包括食肉目(例如犬和猫)、啮齿目(例如小鼠、豚鼠和大鼠)、兔目(例如，兔)和灵长目(例如人、黑猩猩和猴)。在许多实施例中，对象将是人。

一般地，首先通过移除自然盘的部分或全部来使用设备，以根据典型的外科技术技术从对象或患者替换来产生盘空隙空间。然后，对象假体盘植入或定位在盘空隙空间内，从而导致以假体盘替换被移除的盘。此植入步骤可以包括椎骨体固定元件植入子步骤，椎骨体植入后固定子步骤，或其他变化，这取决于所使用的假体设备的特定的构造。另外，以上所述的植入步骤可以包括使用一个或多个植入设备(或盘输送设备)，以将系统部件植入到植入位置处。

两个不同的代表性椎间盘在图1A和图1B中示出。这些盘和其他盘也更完整地在2003年8月1日提交的美国专利申请No 10/632,538(“′538申请”)和2004年7月30日提交的美国专利申请No 10/903,276(“′276申请”)中描述，这些描述的每个在此通过参考合并。此概述描述的主要部分，包括图1A至图1B、图2和图3从′276申请的部分中改造。

如在图1A和图1B中可见，假体盘10每个包括顶端板11和下端板12。顶端板11和底端板12大体上是平面的基板，其中这些板的长度典型地从大约5mm至大约40mm，例如从大约10mm至大约25mm，假体盘的宽度从大约2mm至大约50mm，例如从大约10mm至大约35mm，且假体盘的厚度从大约0.25mm至大约6mm，优选地从大约1mm至大约4mm。顶端板和底端板或等价物可以由生物可相容材料制造，该材料也提供了必需的机械特性，其中可由其制造端板的代表性材料对于本领域一般技术人员是已知的，且可以包括但不限制于：钛、钛合金、不锈钢、钴/铬/钼合金、例如MP-35N的多相合金；等；塑料，例如超高摩尔量(分子量)聚乙烯(UHMWPE)，聚醚醚酮(PEEK)等；陶瓷；石墨；等。如在图1A和图1B中示出，可压缩元件17将顶端板和底端板分离。可压缩元件的厚度可以变化，但在许多实施例中其范围从大约1mm至大约15mm，包括从大约2mm至大约10mm。

盘的特征进一步在于盘包括环形区域13(即，环)，环是围绕盘的外周延伸的区域、范围或区，还包括核区域(即，核)14，核是在盘的中心内的区域、范围或区，且由环围绕。

如在图1A和图1B中示出，板包括单个的区域，纤维围绕该区域缠绕以将板保持在一起，但在许多实施例中板具有多个这样的区域。如在图1A和图1B中示出，端板11和12包括多个缝15，例如纤维可压缩元件的纤维可以经该缝通过或缠绕，如所示出。在许多实施例中，在设备的外周内的不同的缝的个数的范围从大约4个至大约36个，例如从大约5个到大约25个。如在图1A和图1B中示出，形成了可压缩元件的部分的至少一个纤维16围绕顶板和底板的区域例如通过经顶板和底板内的缝通过而盘绕，以将板保持在一起。

可压缩元件17典型地由一个或多个纤维制成，其中纤维一般地是高韧性纤维，具有高的弹性模量和高的耐磨性。纤维的高的韧性意味着纤维可以抵抗纵向应力而在至少大约50Mpa下不撕碎，例如在至少大约250Mpa下不撕碎。因为纤维具有高的弹性模量，它们的弹性模量典型地至少为大约100Mpa，通常至少为大约500Mpa。纤维一般地是延长的纤维，其直径的范围从大约0.1mm至大约5mm，例如大约0.2mm至大约2mm，其中形成了纤维部件的每个单独的纤维的长度的范围可以从大约0.1m至大约20m，例如从大约0.3m至大约3m。

形成纤维可压缩元件的纤维可以由任何合适的材料制造，其中感兴趣的代表性材料包括但不限制于：金属，包括合金，聚合物，包括聚酯(例如，Dacron)，聚乙烯，聚芳酰胺，聚四氟乙烯，碳纤维或玻璃纤维，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚丙烯酸酯，甲基丙烯酸聚酯，聚氨酯，聚脲，聚烯烃，卤化聚烯烃，聚糖，乙烯基聚合物，聚磷腈，聚硅氧烷，尼龙等。

由围绕顶板或底板的一个或多个区域缠绕的一个或多个纤维制成的纤维可压缩元件可以形成多种不同的构造。例如，纤维可以缠绕为具有倾斜的定向的图案以模拟完好的盘的环，其中代表性倾斜纤维构造或定向在图1A中示出。纤维绕组的层数可以变化以实现与完好的盘类似的机械特性。当希望时，结构的顺性可以通过包括水平的绕组构造而降低，如在图1B中示出。

在某些实施例中，纤维可压缩元件20具有纤维部件21，纤维部件21限制于盘22的环形区域，例如限制于沿盘的外周的区域。图2提供了此实施例的表示，其中纤维部件仅限制于盘的环形区域，且包括倾斜和水平的绕组。也示出了在核内存在的分开的聚合物部件23。多种纤维层的纤维绕组可以相互之间成变化的角度，其中对于每个层的特别的角度可以选择为提供最好地模拟了自然盘的构造。另外，施加在每层的纤维上的张力可以是相同的或变化的。

在再另一个实施例中，纤维可压缩元件的纤维部件可以延伸超过盘的环形区域到核的即使不是全部也至少大约一部分内。

在某些实施例中，纤维可压缩元件进一步包括一个或多个聚合物部件。聚合物部件(多个部件)当存在时可以由多种不同的生理学可接受的材料制造。感兴趣的代表性的材料包括但不限制于：弹性体材料，例如聚二甲基硅氧烷，聚碳酸酯-聚氨酯，芳香族聚氨酯和脂肪族聚氨酯，聚(乙烯丙烯)共聚物，聚氯乙烯，聚四氟乙烯和共聚物，水凝胶等。

聚合物部件可以限制于特定的范围，例如环和/或核区域，或在定位在两个端板之间的纤维可压缩元件的整个区域内延伸。这样，在某些实施例中，聚合物部件是限制于盘的核区域的部件，如在图2中示出。在图2中，纤维可压缩元件20包括截然不同的纤维部件21，它们位于盘22的环区域内，而聚合物部件23位于盘的核区域内。在其他实施例中，聚合物部件位于环区域和核区域内。在再其他的实施例中，聚合物部件可以仅位于环区域内。

取决于希望的构造和机械特性，聚合物部件可以与纤维部件整合，使得纤维部件的纤维的至少部分嵌入在聚合物部件的至少部分内，例如与聚合物部件的至少部分络合。换言之，纤维部件的至少部分渗透有聚合物部件的至少部分。例如，堆叠的二维纤维部件的层可以存在于聚合物部件内侧，使得纤维部件渗透有聚合物部件。

在其中纤维部件和聚合物部件以组合格式出现的那些构造中，纤维部件的纤维可以被处理以提供与聚合物部件的改进的结合。感兴趣的代表性纤维处理包括但不限制于：电晕放电，O2等离子处理，强酸氧化(HNO3，H2SO4)。另外，可以使用表面联接剂，和/或聚合物的单体混合物可以在表面修改的纤维存在时聚合以产生复合的纤维/聚合物结构。另外，纤维可以具有复合构造，带有包括为表面联接而优化的材料的外层。复合结构也可以包括外套，外套提供了与聚合物部件的结合但允许纤维部件在套内的相对运动。

如上所指出，设备可以包括一个或多个不同的聚合物部件。在其中存在两个或多个不同的聚合物部件的那些实施例中，任何两个给定的聚合物部件如果相互之间在至少一个方面上不同则被考虑为是不同的，例如成分、交联密度等。这样，两个或多个不同的聚合物部件可以由相同的聚合物分子制造，但相互之间在如下的一个或多个方面不同：交联密度；填充物；等。例如，相同的聚合物材料可以存在于盘的环和核内，但环聚合物部件的交联密度可以高于核区域的交联密度。在再其他的实施例中，可以使用相互之间关于由其形成了聚合物材料的聚合物分子不同的聚合物材料。

通过选择特定的纤维部件和聚合物部件材料和构造，例如从以上所述的不同的代表性格式中选择，可以生产带有例如模拟了自然存在的盘的功能性特征的希望的功能性特征的盘。

感兴趣的代表性的特定组合包括但不限制于如下：

1.生物可相容聚氨酯，例如Ethicon Biomer，以Dacron聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维强化，或以Spectra聚乙烯纤维强化，或以Kevlar聚芳酰胺纤维强化，或以碳纤维强化。

2.生物可相容聚硅氧烷修改的苯乙烯-乙烯丁烯嵌段共聚物，以C-Flex的商品名称销售，以Dacron聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维强化，或以Spectra聚乙烯纤维强化，或以Kevlar聚芳酰胺纤维强化，或以碳纤维强化。

3.生物可相容硅橡胶硅树脂橡胶，以Dacron聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维强化，或以Spectra聚乙烯纤维强化，或以Kevlar聚芳酰胺纤维强化，或以碳纤维强化。

在使用对象盘时，假体盘固定到椎骨体，假体盘放置在此椎骨体之间。更特定地，对象盘的上板和下板固定到它们邻近的椎骨体。这样，对象盘在使用期间与椎骨体固定元件一起利用。在某些实施例中，椎骨体固定元件整合到盘结构，而在其他的实施例中，椎骨体固定元件与盘结构分离。

另一个代表性的假体椎间盘100在图3中示出，且也在′276申请中更完整地描述。假体盘100具有整体式结构，结构包括上端板110、下端板120和保持在上端板110和下端板120之间的核心构件130。一个或多个纤维140围绕上端板和下端板缠绕以将端板相互接附。纤维140的绕组允许了一定程度的通过端板和在端板之间的轴向旋转、折弯、弯曲和延伸。核心构件130可以提供为未压缩的状态或预先压缩的状态。环形封装件150选择地提供在上端板和下端板之间的空间内，围绕核心构件130和纤维140。上端板110和下端板120一般地是平的、平面的构件，且由生物可相容材料制造，该材料提供了相当的刚性。适合于用于制造上端板110和下端板120的材料包括钛、钛合金、不锈钢、钴/铬/钼合金等，这些材料通过机加工、锻造、铸造或金属注模制造；塑料，例如超高摩尔量(分子量)聚乙烯(UHMWPE)，聚醚醚酮(PEEK)等，这些材料通过注模或压缩模制制造；陶瓷；石墨；等。选择地，端板可以涂敷以羟磷灰石、钛等离子喷射或其他涂层，以提高骨长入。

如上所述，上端板和下端板的长度从大约5mm至大约40mm，优选地从大约10mm至大约25mm，宽度从大约2mm至大约50mm，优选地从大约10mm至大约35mm，且厚度从大约0.25mm至大约6mm，优选地从大约1mm至大约4mm。上端板和下端板的尺寸主要地基于由假体盘占据的邻近的椎骨体之间的空隙的尺寸选择。因此，虽然端板的长度和宽度在以上所列出的范围外是可能的，但它们不是典型的。上端板110的上表面和下端板120的下表面优选每个提供有用于将端板固定到上侧椎骨体和下侧椎骨体的各相对表面的机构，假体盘安装在该上侧椎骨体和下侧椎骨体之间。例如，如在图3中示出，上端板110包括多个锚定鳍片111a至111b。锚定鳍片111a至111b意图于接合匹配的槽，该槽形成在上侧椎骨体和下侧椎骨体的表面上，以因此将端板固定到其各椎骨体。锚定鳍片111a至111b一般地与上端板110的一般地平面的外表面垂直地延伸，即从端板的上侧向上延伸，如在图3中示出。在图3的实施例中，上端板110包括三个锚定鳍片111a至111c，但仅在截面视图中示出了两个锚定鳍片。锚定鳍片的第一个111a布置在上端板的外表面的外边沿附近，且其长度近似于上端板110的宽度。第二锚定鳍片111b布置在上端板的外表面的中心处且具有相对地较短的长度，长度大体上小于上端板110的宽度。锚定鳍片111a至111b的每个具有多个定位在锚定鳍片的顶边沿上的锯齿112。锯齿112意图于提高锚定鳍片接合椎骨体的能力且因此将上端板110固定到脊椎。

类似地，下端板120的下表面包括多个锚定鳍片121a至121b。在下端板120的下表面上的锚定鳍片121a至121b在结构和功能上与上端板110的上表面上的锚定鳍片111a至111b相同，不同在于它们位于假体盘上的位置。上锚定鳍片和下锚定鳍片不必需是相同的或类似的；它们可以在几何形状、尺寸或位置上相互不同。这样的差异用于适应上部椎骨体和下部椎骨体之间的解剖差异。在下端板120上的锚定鳍片121a至121b意图于接合形成在下椎骨体上的匹配沟槽，而上端板110上的锚定鳍片111a至111b意图于接合上椎骨体上的匹配沟槽。因此，假体盘100在邻近的椎骨体之间保持到位。

锚定鳍片111、121可以选择地提供有一个或多个孔或缝115、125。孔或缝帮助促进骨长入，这有助于将假体盘100锚定到椎骨体。

上端板110包含多个缝114，纤维140可经缝通过或缠绕，如所示出。端板上包含的缝114的实际个数是可变的。缝个数的增加将导致将端板保持在一起的纤维的周向密度的增加。另外，缝的形状可以选择为提供沿缝的长度的可变宽度。例如，缝的宽度可以从较宽的内端向窄的外端渐缩，或反之。另外，纤维可以在同一个缝内多次缠绕，因此增加纤维的径向密度。在每个情况中，这改进了耐磨性且增加了假体盘的扭转和弯曲刚度，因此进一步接近了自然盘刚度。另外，纤维140可以通过或缠绕每个缝，或仅如需要地在选中的缝上通过或缠绕。

如上所述，纤维140的目的是将上端板110和下端板120保持在一起，且限制运动范围以模拟自然盘的运动范围和扭转和弯曲阻力。因此，纤维优选地包括高韧性纤维，该高韧性纤维带有高的弹性模量，例如至少大约100Mpa，且优选地至少大约500Mpa。高韧性纤维意味着纤维可以抵抗至少50Mpa的纵向应力，且优选地至少250Mpa，而不撕裂。纤维140一般地是延长的纤维，其直径的范围从大约100μm至大约1000μm，优选地从大约200μm至大约500μm。选择地，纤维可以被处理(例如注模或挤压)，以弹性体封装纤维，因此提供防止组织长入的保护且改进扭转和弯曲刚度，或纤维可以涂敷以一种或多种其他的材料，以改进纤维的刚度和耐磨性。另外，核心可以注射以湿润剂，例如盐水，以使得纤维湿润且便于模拟自然盘的粘弹性特性。

纤维140可以由任何合适的材料制造。合适的材料的例子包括聚酯(例如，

)，聚乙烯，聚芳酰胺，聚对苯二甲酰对苯二胺(例如，

)，碳纤维或玻璃纤维，聚对苯二甲酸乙二醇酯，丙烯酸聚合物，甲基丙酸烯聚合物，聚氨酯，聚脲，聚烯烃，卤化聚烯烃，聚糖，乙烯基聚合物，聚磷腈，聚硅氧烷，等。

纤维140可以通过在端板的上表面上在纤维内系结而终止在端板上。替代地，纤维140可以通过将其终端滑动到端板的边缘上的缝内而终止在端板上，类似于其中将线保持在线轴上的方式。缝可以以缝结构自身的压接件而保持纤维，或通过另外的例如金属箍压接件的保持器而保持纤维。作为进一步的替代，片状压接件以机加工到端板结构内或焊接到端板结构上以固定纤维的终端。纤维然后可以封闭在压接件内以将纤维固定。作为再进一步的替代，聚合物可以用于通过焊接将纤维固定到端板。聚合物优选地是与纤维相同的材料(例如，PE、PET或其他以上列出的材料)。再进一步地，可以通过将横构件压接到纤维而造成T形接头，或通过将球压接到纤维以造成球接头而可将纤维保持在端板上。

核心构件130意图于提供对上端板110和下端板120的支持且维持二者之间的相对间距。核心构件130由相对地顺性的材料制成，例如聚氨酯或硅树脂，且典型地通过注模制造。用于核心构件的优选的构造包括由水凝胶形成的核和弹性体强化纤维环。例如，核，即核心构件130的中心部分，可以包括水凝胶材料，例如吸水的聚氨酯，聚乙烯醇(PVA)，聚环氧乙烷(PEO)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚丙烯酰胺，硅树脂或PEO基聚氨酯。环可以包括弹性体，例如硅树脂，聚氨酯或聚酯(例如，)，以纤维强化，例如聚乙烯(例如超高分子量聚乙烯UHMWPE)，聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酰对苯二胺(例如，

)。

核心构件130的形状典型地一般是圆柱形或豆形的，但形状(以及形成核心构件的材料和核心构件的尺寸)可以改变以获得希望的物理或性能特性。例如，核心构件130的形状、尺寸和材料将直接地影响假体盘的弯曲、延伸、侧向折弯和轴向旋转的程度。

环形封装件150优选地由聚氨酯或硅树脂制成，且可以通过注模、两部分部件混合或将端板-核心-纤维组件浸入到聚合物溶液内而制造。环形封装件的功能是起到屏障的作用，该屏障将盘材料(例如纤维束)保持在盘的主体内，且将自然长入保持在盘的外侧。

II核心结构

如下描述了数个替代的核心结构。这些核心结构优选地合并在根据以上描述构造的假体椎间盘的一个或多个内，或可以用于其他已知的假体盘或适合于与其他已知的假体盘一起使用。

转到图4A至图4C，图中示出了第一替代核心结构。核心结构包括大体上圆柱形的核心构件150，核心构件150构造为位于假体椎间盘内的一对端板110、120之间。如在图4C中示出，端板110、120的尺寸、形状和制造材料例如在本文中其他位置处所描述。核心构件150是实心的圆柱形结构，其长度和宽度适合于大体上占据上端板和下端板之间的假体盘的内部体积。核心150可以包括以上所述的材料中的任何一种或多种，包括：水凝胶，聚氨酯，聚乙烯醇(PVA)，聚环氧乙烷(PEO)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚丙烯酰胺，硅树脂，PEO基聚氨酯，弹性体，例如硅树脂，聚氨酯或聚酯(例如，)，以纤维强化，例如聚乙烯(例如超高分子量聚乙烯UHMWPE)，聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酰对苯二胺(例如，

)。

在一些优选的实施例中，核心构件150包括内核心构件152和外核心构件154，如在图4B中示出。内核心构件152和外核心构件154可以由单一的材料构造，或可以由不同的材料构造，或它们可以由具有不同材料特性的相同的材料构造。当使用不同的材料或不同的材料特性时，核心150的性能可以改变以获得希望的结果。例如，相对地较硬的材料(即较高的硬度测量值)可以用于构造内核心构件152，而相对地较软的材料(即较低的硬度测量值)用于构造外核心构件154。以此方式，内核心构件152适合于提供核心构件150的主要的支承源，且外核心构件154提供用于复合核心结构的顺性。

由于核心构件150的大体上圆柱形的形状，端板110、120每个在沿核心构件的上表面和下表面的有限的接触区上接合核心构件150。施加到端板的每个的压缩载荷垂直于圆柱形核心构件的纵向轴线施加。另外，当上端板110和下端板120上的载荷增加时，载荷承载接触区将由于一般地圆柱形的核心构件150的压扁而放大。核心构件的此压扁有助于维持核心构件的完整性和其在高压缩载荷下的性能，且提供了逐渐变大的抵抗两个端板的压缩力的阻力。

核心构件150的圆柱形形状也允许上端板和下端板绕核心构件的纵向轴线的相对地较大的旋转量，例如在图4C中由箭头“R”示出，该旋转量大于由其他类似的具有更常规形状的核心构件所允许的旋转量。端板110、120绕核心结构150的纵向轴线的此旋转意图于模拟由自然盘提供的旋转，或产生其他希望的效果。假体盘100优选地定向在上侧椎骨体和下侧椎骨体之间的空间内，使得绕核心构件的纵向轴线的旋转可用于希望的效果。

上端板110和下端板120每个直接连接到核心构件150，或端板由纤维相互连接，该纤维通过端板织造或连接到端板，如在本文的其他位置处描述。也可以利用另外的用于连接盘部件的机构，如本领域一般技术人员将认识到。另外，选择的环封装件可以以以上所述的方式接附到假体盘。

转到图5A和图5B，图中示出了另一个替代的核心结构。核心结构包括多个核心构件160，核心构件160具有不同的性能特性，该性能特性提供了变化的载荷承载特性和改变核心构件的旋转中心的能力。例如，图5A示出了具有两个核心构件160a、160b的核心结构。前核心构件160a由一种或多种材料形成，或另外地以提供具有相对地低的刚度的核心构件的方式构造。后核心构件160b由一种或多种材料形成，或另外地以提供具有相对地高的刚度的核心构件的方式构造。以此方式，相对地较硬的后核心构件160b所支承的载荷量大于相对地软的柔性的前核心构件160a所支承的载荷量，且前核心构件160a将具有相对地大的移动，因为它位于远离旋转轴线。另外，通过改变前核心构件160a和后核心构件160b的每个的刚度，核心结构的旋转轴线能移动以因此提供前核心构件和后核心构件的每个的不同的运动范围。

另一个例子在图5B中示出。相对地硬的中心核心构件160a位于第一相对地较软的外周核心构件160b和第二相对地较软的外周核心构件160a之间。此构造使相对地较软的更可移动的核心构件位于核心结构的外周上以提供对于核心结构的增加的运动范围，同时相对地较硬的核心构件位于靠近核心结构的中心以提供核心结构的主要轴向载荷的承载部分。

在图5A和图5B中示出的结构的其他变化也是可以的。例如，可以提供另外的核心构件，例如四个、五个或六个更多的分立的核心构件。核心构件的每个可以具有圆柱形截面形状，例如在图5A至图5B中示出的核心构件，或它们可以具有不同的截面形状，例如椭圆形、肾脏形、矩形或其他几何形状或不规则形状。核心构件的每个可以由材料形成或另外地构造为使得它相对地硬，相对地软和具有柔性，或具有一些其他希望的物理特性。单独的核心构件然后可以放置在核心结构的两个端板之间的希望的位置处，以获得希望的物理效果，例如通过改变由每个分立的核心构件的运动范围或其所承受的载荷程度。

另外，在其中核心结构使用如上所述的纤维绕组形成时，纤维绕组的位置适合于与位于上端板和下端板之间的分立的核心构件的位置协作。例如，在一个实施例中，纤维绕组仅围绕端板自身的外周定位。在替代的实施例中，绕组围绕单独的核心构件的每个的外周定位。在再其他的实施例中，纤维绕组形成为连续的曲折图案，或形成为一个或多个数字8的图案，每个围绕核心构件的每个。可以实施绕组图案的其他变化以获得核心结构的希望的物理特性。

转到图6A至图6T，图中示出了数个另外的替代的核心构件。典型的核心构件由材料形成或另外地构造为提供变化的刚度或其他材料特性，以适应不同的载荷或加载形式。作为第一个例子，如在图6A中示出，一般地圆柱形的核心构件170包括后侧172和前侧174。在优选的实施例中，前侧174的刚性低于后侧172。刚度差异可以是逐渐的，例如通过经由核心构件170从前侧174向后侧172形成刚度梯度。替代地，刚度差异可以是明显的，例如通过形成包含前侧174的核心构件170的部分的材料与包含后侧172的核心构件的部分的材料不同，或以另外的不同的方式形成。也可以构思其他变化和方法以获得核心构件170的前侧174和后侧172的刚度差异或其他材料特性差异。

其他核心构件的例子在图6B至图6D中示出。这些典型的核心构件的每个一般是圆柱形的。转到图6B中示出的核心构件，核心构件180包括位于中间部分186的任一侧上的上部分182和下部分184。上部分182和下部分184优选地由相对地硬的聚合物材料形成，或由其他具有相对地高的刚度程度的材料形成。中间部分186优选地由相对地较软的材料形成，该材料具有相对地低的刚度程度。此构造提供了相对于不具有较软的中间部分的可比较的核心具有相对地较大的扭转运动程度的核心结构180。类似地，在图6C中示出的核心构件188是由聚合物材料或其他材料形成的整体式结构且具有多个围绕核心构件的外周形成的沟槽190。沟槽的每个的深度和宽度选择为获得希望的性能特征，例如增加的或降低的扭转阻力和载荷承载能力。最后，在图6D中示出的核心构件192是复合结构，它包括多个部分194a至194n。每个部分由材料形成或另外地构造为具有希望的物理特性，且复合结构形成为使得整个核心构件192具有这样的物理特性的希望的组合，以获得希望的性能。例如，核心构件192可以由交替的刚性部分与柔性的柔软部分形成。虽然图中示出了四个这样的部分194a至194d，但核心构件可以提供有更多或更少的部分以获得希望的结果。

核心构件的另一个例子在图6E至图6G中示出。核心构件196包括一般地圆柱形的中心部分197，中心部分197典型地由聚合物材料或其他合适的核心构件材料形成。环绕构件198围绕中心部分197的外周定位。环绕构件198可以具有压缩弹簧形式或其他合适的构件的形式。在示出的实施例中，环绕构件198当受到载荷时提供了大体上防止中心部分的径向膨胀的约束。例如，图6F示出了处于未加载、未压缩状态的核心构件196，其中环绕构件198不被压缩且围绕中心部分的外周延伸。当施加载荷“L”时，如在图6G中示出，中心部分197和环绕构件198被压缩。环绕构件196大体上防止了核心构件的中心部分197的径向膨胀或凸出。在未示出的替代实施例中，环绕构件可以由薄的外层替换，该外层是波状的或另外地成形以允许中心部分的加载和卸载同时大体上防止核心构件的中心部分的径向膨胀。

核心构件的另一个例子在图6H中示出，一般地圆柱形的核心构件200包括上部分202和下部分204，其中联接件部分206位于上部分202和下部分204之间。上部分202和下部分204的每个优选地由聚合物材料或其他具有相对地高的刚度的合适的材料形成。联接件部分206优选地由充分地软且柔性的材料形成，以允许轴向压缩和相对地高的旋转自由度。

核心构件的另外的例子在图6I至图6K中图示。这些典型的核心构件包括适合于增加核心构件的高度的机构。在数个优选实施例中，核心构件的高度可以在原位调节，例如当核心构件在两个椎骨体之间展开后调节。首先转到图6I，核心构件208包括顶部分210和分开的底部分216。顶部分包括上端212和一般地圆柱形的上侧壁214。底部分216包括底端218和一般地圆柱形的底侧壁220。上侧壁的内部分222和底侧壁的外部分224每个包括匹配构件，例如匹配螺纹、凹槽和片，或其他类似的机构。顶部分210的匹配构件和底部分216的匹配构件适合于选择地将顶部分连接到底部分，且允许调节连接位置，使得核心构件208的高度可以被调节。例如，在匹配螺纹的情况中，核心构件208的高度可以通过将顶部分210相对于底部分216旋转而调节，以将顶部分向下旋转或将顶部分相对于底部分提升。在匹配凹槽和片的情况中，顶部分210可以相对于底部分216提升或降低以将核心构件放置为希望的总高度。

在图6J中示出了具有通过匹配构件连接的顶部分210和底部分216的核心构件208的例子。匹配构件包括一对形成在底侧壁的外部外周上的片230和形成在上侧壁的内部外周上的凹槽232。在此构造中，顶部分210可以放置为处于相对于底部分216的第一位置，其中顶部分凹槽232接合底部分的下片230。第一位置对应于核心构件208的相对地较低的总高度。替代地，顶部分210可以放置为处于相对于底部分216的第二位置，其中顶部分凹槽232接合底部分的上片230。第二位置对应于核心构件的相对地较高的总高度。

在图6K中示出了具有通过匹配构件连接的顶部分和底部分的核心构件208的另一个例子。匹配构件包括形成在底侧壁220的外部外周上和上侧壁214的内部外周上的匹配螺纹236。在此构造中，顶部分210相对于底部分216旋转(或底部分相对于顶部分旋转)，以导致顶部分相对于底部分提升或降低，因此调节了核心构件208的总高度。

图6L至图6N图示了形成复合核心构件208的方法。在第一步骤中，如在图6L中示出，核心构件208的中心部分240由相对地硬的材料形成，例如聚合物材料或其他合适的材料。中心部分可以挤压、模制或以本领域一般技术人员已知的任何其他合适的方式形成。编织物242然后施加到或放置在中心部分240上，例如在图6M中示出。编织物242优选地由具有为核心构件208提供了希望的扭转阻力的量以获得用于核心结构的希望的性能特征的特性的材料形成。优选的用作编织物的材料是聚合物，例如聚酯、聚乙烯或Kevlar。可以使用的其他材料包括金属，例如不锈钢或合适的金属合金。一旦施加了编织物，则外层244施加在编织物242和中心部分240上以完成核心构件208。外层244优选地包括相对地软的柔性的材料以提高核心构件的折弯、弯曲和延伸。

图6P至图6T图示了数个核心构造和适合于便于对核心消毒的方法。首先转到图6P、图6Q和图6R，核心构件208示出为具有多个形成在其上(上方)表面和下(下方)表面上的脊250。如在图中图示，核心构件208一般地是圆柱形的，但也可以构思其他的核心构件形状和尺寸。例如，核心构件208可以提供为具有根据在此描述的其他实施例中的任何实施例的构造或由根据在此描述的其他实施例中的任何实施例的方式由材料形成。形成在上表面和下表面上的脊250包括第一多个凸起的半圆形部分，该半圆形部分形成了一般地径向图案252，其中第一多个凸起的半圆形部分的每个从靠近表面的中心的位置径向延伸到外部边沿。脊250包括第二多个凸起的半圆形部分，该半圆形部分形成了一般地圆形的图案254，其中第二多个凸起的半圆形部分的每个以一般地圆形的图案靠近核心构件的表面的边沿延伸。由第一多个凸起的半圆形部分形成的一般地径向图案252因此与由第二多个凸起的半圆形部分形成的一般地圆形的图案254相交。

形成在核心构件的上表面和下表面上的脊250的目的是将核心构件208的主要部分与上端板和下端板的每个分开。这提供了在核心构件208和上端板与下端板之间的相对地小的未占据空间的体积。未占据的空间便于消毒介质在核心构件和各端板之间通过，因此提高了消毒过程的效果。

如所述，在图6P至图6R中示出的实施例内图示的脊250一般地具有从核心构件的上表面和下表面向外延伸的凸起的半圆形部分的形状。凸起的半圆形部分的每个一般是延长的，且以一般地径向图案或一般地圆形图案延伸。也可以构思脊的其他图案和其他形状。例如，脊可以由多个一般地对齐的凸起部分形成，由多个同心圆凸起部分形成或由任何其他的几何形状或非几何形状的图案形成。

另一个核心构件实施例在图6S中示出。在此，核心构件208包括多个形成在其上表面和下表面(下表面在图6S中未示出)上的凸起的凸块260。凸起的凸块260也通过将核心构件208的主要部分与上端板和下端板分开而起作用，因此提供了在核心构件和端板的每个之间的相对地小的未占据空间的体积。如上所述，此未占据空间的体积通过提高消毒介质在核心构件和端板的每个之间的通过能力而便于消毒。

再另一个核心构件实施例在图6T中示出。在此实施例中，核心构件208包括由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成的整体式网270。整体式网270包括多个非几何形状的凸起部分，它们起作用以在核心构件的主要部分和上端板和下端板的每个之间造成未占据的空间。如上所述，此未占据的空间通过提高消毒介质在核心构件208和端板的每个之间的通过能力而便于得到的假体盘的消毒。

转到图7至图10，在图中示出了可调节核心结构的数个实施例。在这些优选的实施例中，核心结构构造为使得它们可以在现场调节，例如在一对椎骨体之间展开后调节。在图7中，假体盘280植入在一对邻近的椎骨体296、298之间。假体盘280包括上端板282、下端板284和位于上端板和下端板之间的核心构件286。上端板282和下端板284优选地以关于在此描述的其他典型盘结构的以上所述的方式固定到各椎骨体。核心构件286包括适合于通过膨胀口288接收膨胀介质的空心构件，以因此调节核心构件286的有效体积。包含在空心构件内的膨胀介质的量将确定核心构件286的物理特性。例如，当核心构件286的空心部分充满膨胀介质时，核心构件286将相对地坚硬且其体积将处于或接近最大体积。当核心构件的空心部分内的膨胀介质的量降低时，核心构件286将逐渐地软化且变得更具有柔性，且其体积将降低。因此，使用者可以通过调节包含在核心的空心部分内的膨胀介质的量来调节核心构件的物理特性和尺寸。

核心构件286可以提供为实现希望的临床结果所需的任何尺寸或形状。例如，核心构件可以占据上端板282和下端板284之间的整个空间，或可以仅占据空间的部分，使得一个或多个具有不同构造的其他核心构件部分占据剩余空间。核心构件286可以一般地是圆柱形的、肾脏形的或任何其他的适合于特定应用的几何形状或不规则形状的。

图7图示了调节核心构件286的体积的方法。针290插入到脊椎区域内以提供到核心构件的空心部分的入路。针290插入过膨胀口288到核心构件的空心部分内。膨胀介质然后通过膨胀针290添加到空心部分或从空心部分取出。优选地，辐射不透明的标记292或其他类似的指示器在膨胀口288的位置处固定到核心构件286上以便于通过荧光透视法来定位膨胀口。

图8图示了核心构件的替代结构，该结构包括流体连通的内腔294。流体连通的内腔294包括延伸的管状构件，该管状构件限定了内部内腔，内部内腔将核心构件286的空心部分的内部连接到位于流体连通内腔的近端端部处的口296。流体连通内腔294从核心构件286的后部部分向外延伸。优选地，当假体盘280植入时，流体连通内腔294定向为使得可获得到通道的近端端部处的口296的入路而不必需要获得到脊柱的内部的入路。例如，流体连通内腔294的近端端部可以位于患者的皮肤表面正下方的提供了容易的调节核心构件286的入路的位置。因此，口296可以通过膨胀针或其他构件在皮肤表面的正下方入路，且膨胀介质通过流体连通内腔294注入核心构件的空心部分或从空心部分移除。

在图7和图8中示出的实施例的任一个内，假体盘280可以植入同时核心构件286处于其未膨胀状态，对应于其最低的外形。这将提供将假体盘280通过相对地较小的植入窗植入的能力，该植入窗小于如果假体盘将展开为其完全膨胀状态所需的窗。替代地，如果假体盘280需在拆卸状态下展开，则核心构件286仍可以在其最低外形状态植入，且然后在展开后在现场膨胀。在任一个情况中，将核心构件286以其未膨胀状态输送的能力允许外科医生通过相对地较小的植入窗植入设备。

优选地，膨胀介质包括盐水或其他不可压缩的惰性流体。可以为希望的效果使用其他材料。膨胀介质可以在术后任何时间添加到核心构件286或从核心构件286移除，以调节假体盘280的性能。也构思的是核心构件的空心部分可以包括多个独立的或相互依赖的室，室的每个可以是可调节的以改变核心构件的一个或多个部分的高度、尺寸或物理特性。例如，四个室的系统提供了调节核心构件定向的能力以调节脊柱侧凸、脊柱后弯和脊柱前弯。

多室核心构件的例子在图9A至图9B中示出。核心构件302位于上端板304和下端板306之间，且包括第一流体室308，第二流体室310和将第一流体室和第二流体室相互连接的流体连通通道312。核心构件302也选择地包括膨胀口和(也选择地)包括流体膨胀内腔，以提供用于使核心构件在现场膨胀或收缩的机构，如以上关于图7和图8中所述。两个流体室308、310提供了假体盘300的核心构件要求的压缩刚度。两个流体室308、310形成为适合于提供希望的物理性能的任何希望的形状，例如一般地圆柱形形状，肾脏形截面或其他几何形状或不规则形状。

图9A图示了在其中第一流体室308和第二流体室310的每个处于一般地相等的尺寸和形状的情况下的核心构件302。例如盐水的膨胀流体占据了流体室的每个的内部空间，且可以通过流体连通通道312从第一流体室308流动到第二流体室310。图9B图示了处于弯曲状态的核心构件。流体已由于上端板304和下端板306的弯曲载荷而从第一流体室308流到第二流体室310。核心构件允许此运动范围，同时通过提供使一个或多个流体室膨胀以适应提供运动范围所要求的流体流动的能力而提供了在压缩中的生理学刚度。

虽然在图9A至图9B中图示的实施例中示出了两个流体室，但也构思了包含多于两个流体室的其他实施例。例如，可以提供具有三个或更多的分开的流体室的单一的核心构件。在这样的情况中，流体连通通道可以提供在流体室的每个之间，或仅提供用于在选中的室。另外，可以提供分开的核心构件，且可以通过连接了两个或多个分开的核心构件的流体连通构件而提供在分开的核心构件之间的流体流动。

图10示出了具有连接到椎间稳定设备324的流体连通通道322的假体盘320。假体盘320优选地具有与以上关于图7、图8和图9A至图9B中描述的那些假体盘的一个相同的或类似的构造，假体盘320具有接附到上侧椎骨体的上端板，接附到下侧椎骨体的下端板，和位于两个端板之间的核心构件。核心构件包括至少一个流体室。椎间稳定设备324包括接附到上横突332的上固定构件326，接附到下横突334的下固定构件328，和在上固定构件326和下固定构件328之间延伸且接附到它们的每个的流体室330。流体室330通过提供对椎间稳定设备324接附到其上的椎骨体的压缩、弯曲和旋转的抵抗而起作用。

流体连通通道322提供了假体盘320的核心构件和椎间稳定设备324的流体室330之间的流体流动。因此，当脊椎弯曲或延伸时，流体将在假体盘320和椎间稳定设备324之间流动，因此增加了部件的一个的体积且降低了部件的另一个的体积。取决于椎间稳定设备的流体室和假体盘的核心构件的流体室的相对尺寸控制了脊椎的运动和运动范围。

将理解的是，假体盘320的核心构件可以选择地包括以上关于在图7、图8和图9A至图9B中示出的核心所描述的特征的一个或多个。例如，核心构件的尺寸(例如高度、体积)可以通过提供膨胀口和在使用者和核心构件之间提供了流体连通的流体连通内腔而调节。也构思了特征的其他组合，如本领域一般技术人员将理解。

III端板和相关机构

如下描述了数个替代的端板结构和固定机构。这些端板结构和固定机构优选地合并在根据以上的描述构造的假体椎间盘的一个或多个内，或它们可以用于其他已知的假体盘或适合于与其他已知假体盘一起使用。

图11图示了用于假体盘的端板110且构造为通过最小化侵入后部植入途径而植入的替代构造，例如在′276申请中描述。端板110具有弯曲的形状或菜豆形形状，带有两个平行的龙骨111a、111b，龙骨111a、111b的曲率类似于端板110的曲率。也可以使用具有类似的龙骨构造的凿(未示出)。假体盘336(和凿)的弯曲形状便于盘在椎间空隙空间内旋转，因为它更接近地符合了椎骨体的解剖结构的截面，因此有助于避开沿着如在图12A中图示的在后部植入途径期间使用的植入路径340或邻近植入路径340的神经、血管和其他骨结构。虽然示出了两个平行的植入路径340(每个盘336一个路径340)，但可以使用单一的植入路径340来植入两个盘。本发明的最小化侵入盘也可以从后外侧或外侧途径而植入，如在图12B中图示。在此，通过在横突前方定位的植入路径342已植入了单一的盘336。图示的盘的曲率也便于通过此途径植入。

图13示出了包括上端板352、下端板354和一般地圆柱形的核心构件356的假体盘350。圆柱形的核心构件356优选地由空心材料构造，使得核心构件可以选择地收缩以提供用于展开的较低的外形，然后在现场膨胀到其运行尺寸和体积。替代地，核心构件可以是与例如关于图4A至图4C所描述的构造相同的或类似的构造。

上端板352和下端板354优选地每个具有部分地圆柱形形状，使得端板的每个的面向内的表面一般地是凹入的，且端板的每个的面向外的表面一般地是凸出的。面向内的表面因此适合于接合且保持一般地圆柱形的核心构件356。在特别地优选的实施例中，上端板352和下端板354每个分别具有形成在或接附到其上表面和下表面上的龙骨358。龙骨358适合于接合各椎骨体以将端板固定而防止在植入时的移动。

这样描述的假体盘可以以分开的部分植入，或作为整体单元植入。在任一情况中，圆柱形的核心构件356优选地在植入前收缩或被压缩，然后在植入后膨胀或张开。膨胀的程度将确定核心构件356的物理特性，例如核心构件的高度、刚度和载荷承载能力。核心构件的可选择的膨胀提供了假体盘350，该假体盘350具有最小化的展开外形，同时在展开时膨胀后也具有需要的高度、体积和尺寸。

图14A至图14D图示了另一个替代的假体盘360，该假体盘360具有在设备展开时使用的第一低外形位置，和在展开后使用的第二完全张开状态。低外形位置对于展开过程是优选的，因为它在后方最小化侵入植入过程期间要求移除较少的骨结构。从椎骨移除过多的骨结构可能导致脊椎不稳定，在可能时应避免如此。一方面，在展开后优选地使假体盘具有相对地大的横截面积。例如，如果人造盘提供有具有相对地小的表面积的上表面和下表面，则盘具有沉降或下沉到上侧和下侧椎骨体的骨内的倾向。

在图14A至图14D中示出的假体盘360通过升起邻近的上部表面和下部表面提供了在植入后增加端板与椎骨体的形成界面的表面积的能力。参考图14A，上端板362包括中心部分364，中心部分364具有一对在上表面的至少部分上延伸的锚定鳍部366。活动翻板368可枢转地沿中心部分364的长度接附到中心部分364的每侧。每个活动翻板368可以通过铰链接附到中心部分，例如标准的钢琴铰链，活动铰链370或其他合适的机构。每个活动翻板368具有第一输送位置(在图14A中示出)，其中活动翻板368从中心部分364的边沿向下延伸。每个活动翻板也具有第二展开位置(在图14B中示出)，其中活动翻板368升起为与中心部分364共平面，因此形成了上端板的部分。活动翻板378也形成在下端板372上，该下端板372也具有中心部分374。下端板活动翻板378也具有第一输送位置(在图14A中示出)和第二展开位置(在图14B中示出)。

图14C至图14D图示了用于在活动翻板放置在展开位置后支承和稳定活动翻板的机构。图14D示出了上活动翻板368，上活动翻板368定位在下活动翻板378上方，每个活动翻板都处于其展开位置。为清晰起见，在图14D中未示出假体盘360的剩余部分。上活动翻板368和下活动翻板378的每个包括在其面对的表面上延伸的弹簧缝380。分离弹簧382在图14C中示出。分离弹簧382包括第一平的端部384a、弯曲的弹簧部分386和第二平的端部384b。弹簧382适合于在假体盘植入后活动翻板已移动到展开位置后放置在上活动翻板和下活动翻板的相对的对的弹簧缝380内。一旦到位则分离弹簧382维持了上活动翻板和下活动翻板之间的间距，以因此为上端板和下端板的每个提供相对地较大的表面积。

图15A至图15B图示了假体盘390，该假体盘390具有延长的管状核心构件392和部分地为圆柱形的上端板394与部分地为圆柱形的下端板396。端板的每个在其前端和后端的每个上包括起伏部分398。起伏部分包括部分地切去部，该切去部从各端板的前沿或后沿延伸，因此形成了一般地弯曲的起伏部分。起伏部分一起协作以提供这样地构造的假体盘的相对于类似地构造的不具有这样的起伏部分的假体盘的提高的弯曲和延伸。

参考图15B，纤维400通过一系列形成在上端板394和下端板396的每个的边沿上的缝402织造，以将端板固定在一起。缝402沿端板的边沿均匀地分开，但可以提供不均匀地分开的缝作为替代的选择。可以使用一个或多个纤维层400，且每个纤维层可以由不同的材料形成和/或具有不同的材料特性的范围，例如刚度。在一些实施例中，纤维400在核心构件的上方和下方缠绕且在核心和端板之间缠绕。

参考在图16A至图16C、图17A至图17B、图18A至图18C和图19A至图19C中示出的假体盘，作为对象的假体盘的构造方式允许替换盘以近似地模拟自然的功能性脊椎单元的生理学特征。脊椎包括运动段，运动段的每个包括三个关节，三个关节一起组成了功能性脊椎单元。椎间盘和两个小面关节造成了脊椎的稳定性和运动。假体盘将用于替换自然的椎间盘。但在许多情况中，现有的假体盘不充分地补偿自然盘，因为假体盘不与小面关节以与自然盘相同的方式协作。另外，在其中假体盘通过后部途径输送到脊椎的情况中，途径可能要求部分地或完全地移除小面关节以获得对椎间空间的入路。这造成了关于脊椎稳定性和潜在的生物力学破裂的担心，假体盘自身不能完全地修正。在图16A至图16C、图17A至图17B、图18A至图18C和图19A至图19C中示出的假体盘设计且构造为提供自然椎间盘的替换功能性，但也提供了小面的替换功能性。以此方式，作为对象的假体盘提供了近似地可与整个功能性脊椎单元相比较的合适的刚度和活动性。

在图16A的顶视图中示出了一对假体盘410。假体盘410的每个包括一般地子弹形的上端板412和一般地子弹形的下端板414，每个端板具有前端A和后端P。每个假体盘410也包括位于上端板和下端板之间且支承它们的前核心构件416和后核心构件418。前核心构件416和后核心构件418优选地一般地是圆柱形的，且可以由任何材料形成且具有在前述部分中或在′276申请中描述的核心构件的任何构造，然而，规定前核心构件416相对地大于后核心构件418且比后核心构件418在轴向上刚性更大。前核心构件的较大的尺寸和刚度可以通过材料选择、构造形式、提供纤维盘绕或其他在此处另外地描述的或对于本领域一般技术人员另外地已知的机构而提供。以此方式，前核心构件416提供了自然盘的许多生理功能，且后核心构件418提供了小面的许多生理功能。例如，如在图16B中图示，施加到前核心构件416的纤维盘绕420a包括与围绕后核心构件418缠绕的纤维420b的图案相比以相对地更垂直的图案缠绕的纤维。以此方式，盘的前核心构件部分在旋转上比后核心构件部分以自然盘的方式更具有顺性。另一方面，后核心构件部分相对地在旋转上以自然小面的方式更具有刚性。

在另一个替代的构造中，假体盘410的对在图16C中示出。假体盘的每个包括上端板412和下端板414，上端板412和下端板414每个具有一般地弯曲的形状，使得假体盘410的每个的后端P一般地平行对齐，但盘的每个的前端A相互面向的邻靠。在此定向中，前核心构件416位于比后核心构件418更靠近矢状中线。两个假体盘的组合的前部分因此与自然盘相比在旋转上更具有顺性且在侧向折弯上更具有顺性。另一方面，两个假体盘的组合的后部分与自然盘相比更具有刚性且在旋转上顺性更小。

转到图17A至图17B，图中示出了假体盘410的另一个实施例。假体盘包括上端板412、下端板414和一对位于端板对之间的且支承了端板对的核心构件416、418。上端板412提供有锚定鳍片422，且下端板也提供有锚定鳍片424。第一纤维绕组420a位于围绕前核心构件416，且第二纤维绕组420b位于围绕后核心构件418。

上端板在其后端处包括向下延伸的面426。类似地，下端板在其后端处包括向上延伸的面428。上部面426和下部面428一起形成了匹配面的对，该对模拟了自然小面的平移限制功能。例如，在图17A中示出的实施例中，上部面426具有在后方成角度的表面427，且下部面428具有在前侧成角度的表面429。在图17B中图示的实施例中，上部面426和下部面428具有垂直的表面。由于其空间关系，两个面向的表面防止上端板412向前平移，且防止下端板414向后平移。

优选地在上部面的底部部分和下端板之间且在下部面的顶部部分和上端板之间维持了缝隙430。缝隙430将确定假体盘可利用的间隙以由于所施加的力而弯曲和延伸。在图17A中示出的成角度的构造中，当上端板和下端板更重地受载时匹配面将以较大的力接合，且假体盘发生压缩位移。因此，匹配面优选地由高耐磨的材料构造。

在图17B中图示的实施例中示出了选择的垫圈432。垫圈432通过防止组织长入到假体盘410的内部内而起作用，且另外地密封了假体盘的内部空间。

转到图18A至图18C，图中示出了假体盘410的其他实施例。假体盘每个包括上端板412、下端板414和位于上端板和下端板之间且支撑其的一对核心构件(在图18A至图18C的任何图中未示出)。上端板412提供有向下延伸的匹配面426，且下端板414也提供了向上延伸的匹配面428。在这些实施例中，匹配面以偏置的方式提供在两个假体盘的每个的外部后侧角部上。这些匹配面另外地与关于图17A至图17B在以上描述的那些匹配面相同。匹配面的偏置位置提供了模拟由自然小面提供的扭转阻力的机构。

例如，如在图18B中示出的后侧视图中示出，位于图的右侧上的假体盘410的匹配面426、428的界面抵抗了上端板412向左且向前地相对于下端板414的移动。类似地，位于图的左侧上的假体盘的匹配面426、428的界面抵抗了上端板412的向右且向前地相对于下端板414的移动。通过将匹配面的相对定向翻转获得了相对的侧向阻力定向，如在图18C中示出。

可以通过假体盘的材料、构造和核心结构的定向模拟另外地由自然小面进行的前后阻力和扭转(侧向)阻力的生理学功能。转到图19A至图19C，描述了数个替代地结构以实现这些功能。例如，图19A示出了一对相互之间处于平行关系的假体盘410。每个假体盘包括上端板412、下端板414、前核心构件416和后核心构件418。如在图19A中示出，两个假体盘的后核心构件418每个在各盘的后端处定中心，且每个相对地大于其各自的前核心构件416。前核心构件416每个靠近端板的内边沿定位，因此将前核心构件416的中心比后核心构件418的中心更相对地相互靠近地放置。在此定向中，相对地更相互靠近地定位的相对地较小的前核心构件416提供了相对地较大的扭转量，该扭转量大于由进一步相对于前核心构件分开地间隔开的相对地较大的后核心构件418所允许的扭转量。以此方式，图示的定向产生了平移和扭转阻力，意图模拟由功能性脊椎单元所施加的自然生理学力。

类似地，在图19B中图示的假体盘410中，纤维420a、420b以围绕假体盘对的前核心构件416和后核心构件418的每个的图案缠绕。在图中左侧上的盘中，后核心构件418以比围绕前核心构件416的纤维绕组420a相对地较多的纤维420缠绕。这将在盘的后端P处提供比在盘的前端A处所允许的对扭转和平移移动的限制相对地更大的限制。在图的右侧上的盘内，纤维绕组420a、420b在假体盘的前边缘和后边缘处是集中的，因此抵抗了相对于侧向平移的前后平移。

最后，在图19C中图示的假体盘410中，前核心构件416相对地高于后核心构件418。每个核心构件提供有围绕其外周的纤维绕组层420a、420b。相对地较高的前核心构件416比较矮的后核心构件418允许相对地更大的平移和旋转自由度的量。

有利地，以上关于在图16A至图16C、图17A至图17B、图18A至图18C和图19A至图19C中示出的假体盘所描述的数个特征可以组合在其他的组合中以获得功能性脊椎单元的希望的生物力学复现。

现在转到图20至图21，其中图示了端板430，端板430包括外端板432和内端板434。端板的一般设计和构造在′276申请中描述。内端板434包括延伸通过外端板432内的匹配孔438的柱436，且内端板的外周边沿440安放在形成在外端板432的内表面上的凹陷422内。内端板434然后在柱436处且在外周接合表面440处焊接到外端板432。在现有的设计中，在将内端板和外端板保持在一起的焊接接头处造成了很大的应力。在图20至图21中图示的设计中，内端板提供有四个外周翼部444，翼部444径向向外地在等间距位置围绕内端板434的外周延伸。类似地，外端板432提供有四个匹配凹陷446，匹配凹陷446适合于接收且保持形成在内端板上的翼部444。内端板434然后在延伸部444和凹陷446之间的界面位置处焊接到外端板432，因此将应力在较大的面积上分配。

用于将上端板和下端板接附的替代构造在图28中示出。假体盘410包括上端板412、下端板414和核心构件416。此一般的构造可以包括以上所述的、在′276申请中描述的或其他本领域中已知的特定实施例的任何实施例。多个纤维420围绕核心构件416的外周在上端板412和下端板414之间延伸且连接到上端板412和下端板414的每个。纤维420提供了对于假体盘410的结构完整性，且在核心构件416的相对侧上将端板保持在一起。

为更好地模拟自然盘的生理学功能，在图28中示出的假体盘410包括从外部外周向核心构件416向内延伸的五层纤维420。最外侧的纤维层412优选地使用相对地硬而无弹性的纤维形成。另一方面，最内部的纤维层423优选地使用更具有柔性的且顺性的纤维形成。中间的纤维层优选地由具有中间范围的硬度和弹性的纤维形成。

构思的是在结构中可以包括更多或更少的纤维层420，同时通过在外部外周上提供更硬的纤维且过渡到假体盘内部上的相对地柔性的纤维而获得了相同的或类似的性能。替代地，刚度范围可以翻转，使得较硬的纤维提供在盘的靠近核心构件的内部上，且将逐渐地刚度更小的纤维向盘的外部外周提供。也构思了其他变化。

IV端板固定机构

现在将描述多个适合于将端板固定到椎骨体的机构。这些固定机构典型地适合于与合并在在此处和其他处描述的假体盘内的端板一起使用。这些固定机构的其他使用也将从如下描述的考虑中显见。

现在转到图22A至图22D，使用在假体盘内的端板450包括多个在其外表面上的固定的锚定鳍部452。固定的锚定鳍部452适合于接合在椎骨体的面向内的表面内切割的沟槽，例如在′276申请中描述。虽然这些锚定鳍部452意图于固定地将端板接合到椎骨体，但通常发生的是锚定鳍部452能在沟槽内迁移。在这样的过程中，假体盘将从其优选的位置移动。

为修正此情况，可收回或可移动的钉454或鳍部456以允许它们选择地接合的方式放置在端板450上。可收回或可移动的鳍部456提供了对椎骨体的附加的固定。有利地，可收回或可移动的鳍部456相对于位于端板的外表面上的固定的锚定鳍部452成角度地(优选地成直角地)定向。以此方式，一旦它们接合，则可收回或可移动的鳍部456防止端板450的且因此假体盘的有害迁移。图22A例如图示了顶视图，顶视图中示出了固定的锚定鳍部452和多个可收回的鳍部456，每个鳍部处于其延伸状态。图22B是图示了固定的锚定鳍部452和也处于延伸状态的可收回的鳍部456的截面视图。

可收回鳍部456可以通过许多合适的机构的一个从未展开状态移动到展开状态。例如，张开球囊458可以在展开后在上端板450和下端板460之间展开。例如，见图22D。张开球囊可以张开以导致可收回鳍部456从未展开状态移动到展开状态，从而从端板450、460的面向外的表面向外延伸。其他机械定间隔器或螺钉型设备462可以替代地使用以实现展开功能。例如，见图22C。

然后转到图23A至图23B，图中示出了部分地圆柱形的端板470和可移除的龙骨472。部分地圆柱形的端板470一般地类似于关于图13和图15A至图15B所描述的端板。可移除龙骨472是具有一般地三角形截面的延长构件。龙骨472的三角形截面的底474适合于接合形成在端板的上表面上的延长的梯形缝476。因此，端板470可以最初地展开而不具有可移除龙骨472以最小化端板的外形以用于植入。一旦植入，则龙骨472可以通过将其底部部分474纵向滑动到梯形缝476内而接附到端板470。龙骨472然后到位以接合椎骨体的表面，以在假体盘展开时将端板相对于椎骨体固定到位。

选择地可展开的固定螺钉及其相关的机构在图24A至图24B和图25A至图25C中示出。固定螺钉480适合于使用在具有由内端板部分484和外端板部分486形成的端板482的假体盘内，其中内端板部分484能相对于外端板部分486旋转。螺纹固定螺钉480位于形成在假体盘的内端板部分484内的缝488内。固定螺钉480保持在缝488内使得螺钉能轴向地在缝内行进而不能相对于内端板484旋转。外端板486包括螺纹孔490，固定螺钉480通过该螺纹孔490延伸。因此，内端板484相对于外端板486的旋转导致固定螺钉480通过在内端板内的缝488前进且出离外端板内的孔490。

图24B图示了如上所述的适合于执行内端板484相对于外端板486的旋转的机构492。机构492包括延长的促动器494，促动器494具有多个沿其边沿形成的齿496。内端板484也提供有适合于与促动器齿496匹配的齿485。当齿接合时，促动器494的前进导致内端板484相对于外端板486旋转，因此导致可收回的固定螺钉480向外延伸且接合椎骨体。促动器494的收回(同时齿接合)将导致固定螺钉的收回。

图25A至图25C图示了具有类似的可收回固定机构结构的假体盘500。假体盘500包括上端板502、下端板504和三个位于上端板和下端板之间的核心构件506。每个核心构件506包括可压缩的可以选择地由弹簧加载的内构件508，和上固定构件510与下固定构件512。固定组件构造为使得与三个核心构件506的每个相关的内端板构件(未示出)的旋转(见图25B)导致各固定构件510、512向外延伸通过各外端板的外表面内的孔514(见图25C)。

这样地描述的可收回固定螺钉结构提供了例如在最小化侵入植入过程期间以相对地低的外形状态输送假体盘的能力。如在图25A中示出，在固定螺钉510、512延伸前假体盘500具有相对地较矮的高度。当假体盘以此状态输送时，为提供对椎间盘空间的入路而必须移除的脊椎骨质更少。另外，在插入期间，发生对例如神经的邻近组织的损坏的可能性降低。在插入后，可收回固定螺钉510、512延伸，例如在图25A至图25B中示出，以将假体盘固定到邻近的椎骨体。

另一个替代的固定机构在图26A至图26C中示出。此机构也意图于在植入过程期间提供较低的外形结构。较低的外形将降低固定机构导致的损坏组织或神经的可能性，且在后部植入的情况中将降低容许植入所要求的颈后路椎板间开窗和关节突关节切除的尺寸。

转到附图，图26A图示了在后部最小化侵入植入后的一对假体盘520。假体盘520的每个一般地是菱形形状的，且假体盘对以平行地定向提供在椎间盘空间内。多个锚定钉522从假体盘的每个的侧面径向向外延伸。钉延伸到自然盘的剩余部分内且接合剩余部分，该剩余部分在假体盘植入后保持在椎间盘空间内。优选地，钉522提供有弹簧机构(未示出)，该弹簧机构导致在假体盘已植入后每个钉从收回的输送位置(图26B)向外弯曲到延伸的展开位置(图26C)。也构思了其他促动机构。例如，替代的促动机构包括由使用者在每个假体盘的后端处可接近的螺钉机构。螺钉机构的旋转通过连杆转换以导致每个钉延伸到展开位置。

在图26A至图26C中示出的锚定钉522的侧向定向可以提供充分的保持力以进行将假体盘锚定到位的功能。如果要求另外的锚定力，则更多的侧向钉可以添加到结构。替代地或另外地，锚定鳍部也可以包括在上端板和下端板的外表面上以接合椎骨体的内表面。可通过将盘缝合或外科钉到剩余的自然盘而提供另外的固定。

选择地可移除的固定构件的另一个实施例在图27A至图27C中示出。固定构件包括适合于选择地接附到假体盘端板的外表面的可插入龙骨结构530，例如那些在本文中、在′276申请和在其他处描述的端板。龙骨530包括基部部分532和从基部部分的上表面向上延伸的锚定鳍部534。接附构件536形成在基部部分532的底表面上。在示出的实施例中，接附构件536一般地是梯形的延伸部，它适合于滑动到形成在端板的外表面上的匹配的梯形缝内，因此将龙骨530接附到端板。锚定鳍部包括三个峰538a至538c，但可以提供更多或更少的峰。锚定鳍部534适合于物理上接合椎骨体的内面以因此将假体盘保持到位。

有利地，可移除龙骨的基部部分532具有一般地楔形构件的形状，该楔形构件具有位于相对于基部部分的下表面的平面成锐角β的平面内的上表面。可移除龙骨的楔形形状的目的是提供脊柱前凸角以适应椎骨体之间的角度，特别是在腰部假体盘植入的情况中。以此方式，假体盘的端板可以提供为使得它们相互具有平行关系，且可移除龙骨提供了用于假体盘结构的优选的脊柱前凸角。

V假体盘系统

现在将描述可以合并到假体盘内或与假体盘合并的多个系统和选择性特征。

首先，转到图29A至图29B，图中示出了用于在植入过程期间将假体盘维持在低外形状态的系统。系统包括假体盘550，具有上端板552、下端板554和位于上端板和下端板之间且接附到到它们的核心构件556。保持机构558在上端板552、核心构件556和下端板554之间延伸。优选地，保持机构558为此目的延伸通过形成在上端板552和下端板554的每个内的孔，且延伸通过经过核心构件556的通道。

保持机构558起作用以选择地将假体盘550维持在压缩的低外形状态。特别地，保持机构558包括延伸通过假体盘的轴560、将轴560接附到上端板552的上接附机构562和将轴560接附到下端板554的下接附机构564。接附机构的一个例子在图29B中示出，其中轴560的端部提供有凹槽561，凹槽561接合形成在锁定板568内的键孔566。锁定板568可滑动地接附到上端板552和下端板554的一个或两个，且在轴560的端部处的凹槽561接合键孔566，从而将轴560相对于锁定板568锁定到位。当锁定板568滑动时，允许轴560通过键孔566从而释放保持机构。也构思了其他的接附机构。

特别地，在植入前，假体盘550压缩到相对于运行高度降低的高度。保持机构562、564然后接合，从而有效地约束了压缩的盘扩张到其运行高度。然后将压缩的盘植入，优选地通过最小化侵入外科过程植入。一旦盘已放置到椎间空间内，则保持机构562、564例如通过将锁定板568滑动而分离以释放轴560端部通过键孔566。未约束的假体盘然后返回到其运行高度，且处于运行状态。

现在转到图30，图中示出了使用在脊椎植入设备内的核心结构。核心结构适合于提供调节脊椎植入设备的扭转刚度的方法。例如，核心结构包括一般地圆柱形的核心构件570，该核心构件570由以上所述的材料和方式形成。核心构件包括多个一般地圆柱形的凹陷572，凹陷572从核心构件的上表面向下延伸且从核心构件的底表面向上延伸。核心构件570因此构造为接合具有匹配的多个一般地圆柱形销的上端板，该销从上端板的内表面向下延伸。核心构件570也构造为接合具有匹配的多个一般地圆柱形销的下端板，该销从下端板的内表面向上延伸。形成在核心构件内的凹陷与形成在上端板和下端板的内表面上的销的相互作用导致核心构件在旋转上固定到两个端板。

有利地，核心构件凹陷572和匹配的端板销的个数、尺寸、形状、材料和材料特性由设计选择，以获得希望的性能。例如，凹陷572可以提供为相对地浅，且销提供为相对地短，以获得在核心构件和端板之间的相对地较低的扭转刚度的程度。凹陷572和端板销的延长将趋向于增加旋转刚度的程度。也构思了其他变化，包括将销(和凹陷)关于端板的中心轴线定位。凹陷572也可以形成在端板上且匹配销形成在核心构件的上表面和下表面上，以实现其他希望的结果。

现在转到图31A至图31D，图中示出了脊椎运动维持设备的优选的系统。脊椎运动维持设备用于处理脊椎不适或疾病。该维持设备的两种类型是全人工盘和动态稳定设备。这些设备例如用于处理退化性盘疾病和脊椎前移。虽然这样的设备已单独地使用，但它们尚未以在此描述的方式相互结合使用。

例如，图31A示出了接附到邻近的椎骨体586、588的对的横突582、584的动态稳定设备580。动态稳定设备580包括提供了到上侧椎骨体586的接附的上接附构件590(例如椎弓根螺钉)，提供了到下侧椎骨体588的接附的下接附构件592(例如椎弓根螺钉)，和在上接附构件590和下接附构件592的每个之间延伸且连接到它们的每个的稳定器594。动态稳定设备580的构造和功能细节超出了本说明的范围。大多数动态稳定设备对于本领域一般技术人员是已知的，且一般地在工业文献中可获得。

假体盘600位于两个椎骨体586、588之间的椎间空间内。自然盘610位于假体盘600上方和下方的椎间空间内。假体盘600包括上端板602、下端板604和在上端板602和下端板604的每个之间延伸且接附到它们的每个的核心构件606。假体盘600可以根据在本文中、在′276申请中或其他处描述的任何实施例构造。

一个或多个运动维持设备(包括假体盘、动态稳定设备、椎间定间隔器等)也可以与例如小面或椎骨体替换物的替换设备组合。

“菱形”形状的假体盘620在图31B中示出。假体盘620类似于在上文中和在′276申请中描述的假体盘，假体盘620包括具有多个锚定鳍部623的上端板622，具有多个锚定鳍部625的下端板624，和一对在上端板和下端板的每个之间延伸且接附到它们的每个的核心构件626a、626b。“菱形”形状的假体盘620特别地适合于由使用后方入路的最小化侵入外科过程植入。这样地描述的假体盘620适合于以以上所述的方式与一个或多个动态稳定设备580组合使用。

替代地，如在图31C至图31D中示出，假体盘620和动态稳定设备850可以合并到整体式结构内。图31C图示了这样的设备的包括假体盘620的第一实施例，假体盘620具有上端板622、下端板624和一对在上端板和下端板的每个之间延伸的且接附到它们的每个的核心构件626a至626b。假体盘具有类似于以上结合图31B所述的“菱形”形状。如在图31D中示出，在替代实施例中，假体盘630包括上端板632和下端板634，上端板632和下端板634成角度以便于在最小化侵入外科过程中插入设备。动态稳定设备850接附到假体盘630的后侧。动态稳定设备580可以约束它所接附到的椎骨体在轴向方向和侧向方向的一个或两个上的移动，以适应变化的解剖结构。

现在转到图32A和图32B，其中两个或更多假体盘植入物使用在一个盘空间内，盘可以定位为相互分开或相互接合。在盘相互接合的情况中，接合可以是端部对端部、侧对侧或侧对端部的接合。为便于两个或更多盘相互的定位和对齐，一个或多个部件或部件部分可以构造为相互互锁。例如，一个或多个端板的外周边沿或垫圈的侧可以被键合上，以维持盘之间的锁定的接合。图32A示出了具有环形舌和沟槽构造640的互锁盘端板110。类似地，图32B的盘垫圈132构造为带有互锁的波纹管650。这些互锁机构的每个便于邻近的假体盘相互之间的定位和对齐。

图33A至图33C图示了适合于展开为大致X形的构造的假体盘机构。大致X形的构造被认为提供了自然的旋转中心的更好的对齐，且提供了对于侧向折弯、弯曲和延伸的支承。如在图33A中示出，大致X形的构造可以通过提供一对弯曲的假体盘660而获得，该假体盘660定向为使得每个盘的弯曲的顶点662相互指向，且位于靠近椎间盘空间的中心664。

替代地，如在图33B至图33C中示出，假体盘的每个可以提供有上端板和下端板，上端板和下端板每个具有中心(或偏心)连杆670。核心构件位于上端板和下端板的每个之间且接附到上端板和下端板的每个，优选地在连杆的任一侧上。如在图33B中示出，假体盘可以当处于直的定向时植入，因此最小化了植入外形。然后，在植入后假体盘可以通过由连杆670枢转盘的端部而弯曲，因此形成了如在图33A中示出的弯曲的假体盘。

图34A至图34B图示了用于使用单个的植入物单侧后方途径地植入假体盘的外科方法。如在图34A中示出，造成到椎间盘空间682的后方入路680，且将套管684插入以维持入路。一般地菱形的假体盘686插入通过套管684到椎间盘空间682，使得纵向轴线在与套管相同的轴线上延伸。具有抓握端部690的插入工具688便于插入假体盘686。如在图34A中示出，当最初插入时，假体盘686在盘空间682内与希望的对齐呈90度的不对齐。

转到图34B，假体盘的不对齐通过使用插入工具688抓握盘且将盘旋转90度直至假体盘的纵向轴线位于垂直于插入路径而修正。在旋转后，假体盘686在盘空间682内处于正确的对齐。

图35A至图35D图示了用于植入一个或多个假体盘的替代的最小化侵入外科过程。图示的过程使用了侧向途径，这避免了在后方途径或前方途径的任一个中固有的数个缺点。如在图35A中示出，套管700侧向地插入通过患者的身体侧部以提供到椎间盘空间702的入路。一对一般地菱形的假体盘704a至704b被对齐用于插入通过套管到盘空间内。

转到图35B，当引导的假体盘704a离开套管700到盘空间702内时，跟随的假体盘704b的远端边沿以角度接触引导的假体盘704a的近端边沿。角向接触导致引导的假体盘704a在盘空间702内向后移动，同时跟随的假体盘704向前移动。(见图35C)。在跟随的假体盘704b的进一步前进之后，引导的假体盘704a和跟随的假体盘704b达到最终的平行定向，如在图35D中示出。

图36A至图36J图示了适合于将例如结合图35D在以上所述的一对邻近的假体盘710互锁的互锁机构的数个实施例。首先转到图36A至图36B，这些图分别图示了具有第一接附机构712的第一假体盘710的侧视图和顶视图。第一接附机构712具有多个从假体的上端板714和下端板716的侧面突出的销的形式。如在图示的例子中示出，两个销从上端板714和下端板716的每个的侧面突出。更多或更少的销可以是合适的。

然后转到图36C至图36D，这些图分别图示了具有第二接附机构722的第二假体盘720的侧视图和顶视图，其中第二接附机构722与在图36A至图36B中图示的第一接附机构712互补。第二接附机构722具有匹配的多个从假体的上端板724和下端板726的每个的侧突出的成角度的斜面的形式。

然后转到图36E至图36F，这些图分别图示了具有第三接附机构732的第三假体盘730的侧视图和顶视图，第三接附机构732也与在图36A至图36B中图示的第一接附机构712互补。第三接附机构732具有匹配的多个从假体的上端板734和下端板736的每个的侧突出的C形的夹的形式。

图36G示出了分别在图36A至图36B和图36C至图36D中描绘的第一假体盘710和第二假体盘720部分地组装，其中如在图36A至图36B中示出的第一接附机构712销侧向地移动到右侧且略微向下移动以部分地接合如在图36C至图36D中示出的第二接附机构722斜面，斜面向左且略微向上移动。两个部件的假体盘在图36H中示出为完全地组装，其中销落入斜面背面后方，因此防止假体的销半部的向左移动和假体的斜面半部的向右移动。图36I示出了在图36E至图36F中描绘的替代的第三接附机构732与在图36A至图36B中描绘的第一假体盘710完全地组装，通过使用在图36A至图36B中描绘的第一接附机构712的突出的销完全地扣合到在图36E至图36F中描绘的第三接附机构732的突出夹内。本领域一般技术人员将认识到的是在图36I中示出为接合的接附机构防止了假体的两个半部相互之间在两个方向上的侧向移动和在两个方向上的垂向移动。

现在转到图37A至图37F，图中图示了用于输送一对假体盘植入物的最小化侵入外科过程的实施例。过程意图于提供植入的盘的可重复的定向。优选的是提供产生了相对地一致的植入物结果的方法，因为已植入的假体盘相互之间的且相对于椎骨体的最终定位的变化将造成已植入的盘的生物力学性能的变化。

过程适合于与例如在图37A中示出的实施例的假体盘740一起使用。盘740包括具有选择的锚定鳍部743的上端板742，具有选择的锚定鳍部745的下端板744，和在上端板和下端板的每个之间延伸且接附到它们的每个的核心构件746。导向通道748形成在上端板和下端板的每个内。导向通道748优选地延伸通过端板的每个的长度。在图37B中示出了导丝750。形成在假体盘740的上端板742和下端板744的每个内的导向通道748的尺寸足以允许导丝750通过。导丝750优选地由编织的盘绕的单丝材料形成。

为开始，外科过程必须造成到后部盘空间760的两侧的入路。一对套管762、764插入到切口内以提供入路。移除自然盘的核和侧部和前部环。(见图37C)。导丝750然后通入入路通道的一个内，通过清除的核腔且从相对的入路通道出来。一旦导丝750到位，则假体盘740a、740b螺旋在导丝750的端部的每个上，且一对假体盘740a至740b在导丝750上前进到清除的核腔760内，如在图37D中示出。在优选的实施例中，导丝750提供有一对固定的止动件752a至752b，它们防止了假体盘740沿导丝750的进一步前进。因此，如果导丝750已准确地定位在盘空间内，则假体盘的每个前进到盘空间内且相对于彼此的预先确定的位置。

在前述方法的特别优选的实施例中，假体盘740a至740b的每个形成为“J”形形状且每个包括一对核心构件746a至746b。见图37E。在此实施例中，盘的每个的远端端部在盘空间内在最后植入时相互对靠(见749处)，如在图37F中示出。

图38A至图38F图示了以上所述的一对“J”形形状的假体盘740a至740b的数个实施例。在这些图中示出的盘对包括接附机构，接附机构提供了在展开后将盘对740a至740b相互接附的能力。例如，在图38A至图38B中，第一假体盘740包括放大的延伸部770，延伸部770定尺寸为提供与形成在第二假体盘740b内的凹陷772的扣合接合。当促使盘的远端端部到一起时，延伸部770插入到凹陷772内且扣合到位，因此将第一盘740a接附到第二盘740b。类似地，在图38C至图38D中，第一假体盘740a在其远端端部处提供有钩延伸部780，钩延伸部780适合于接合且接附到形成在第二盘740b的远端端部处的匹配缝782。最后，在图38E至图38F中，将缝合线插入通过形成在第一假体盘740a和第二假体盘740b的每个内的导向通道748。在促使盘的远端端部到一起后，在缝合线790的每个端部处系结792以维持一对假体盘的相对位置。替代地，夹可应用于缝合线的每端。缝合线的端部然后可以修剪以移除任何过多的材料。另外，导丝可以具有接附在两端的压接件且切去不需要的部分。

转到图39，图中示出了封装的弹簧盘替换系统800。系统包括包含在弹性体封装件804内的内部弹簧元件802。弹簧元件802可以包括平的弹簧(例如椭圆弹簧或板簧)，螺旋弹簧，盘旋弹簧(例如盘簧)等。弹簧元件802可以由金属材料(例如不锈钢、金属合金)、弹性体材料或任何其他合适的材料形成。弹簧元件802优选地接附到上(上部)固定构件806和下(下部)固定构件808。上固定构件806和下固定构件808可以包括如示出的钉或鳍部、锚定件或任何其他适合于接合上部椎骨体和下部椎骨体的构件以大体上将盘替换系统固定到位。合适的固定构件的例子在上文中描述。弹性体封装件804可以一般地是球形的、立方形的、肾脏形的或任何其他适合于其意图中的使用的尺寸或形状的。

每个封装的弹簧系统800可以通过压缩弹簧元件802以降低系统800的外形而通过套管输送植入。然后，在输送后允许封装的弹簧系统800张开到其正常的状态。以此方式，封装的弹簧系统适合于在一对邻近的椎骨体之间展开且植入。单一的封装的弹簧系统或少数多个这样的系统可以作为部分盘替换物植入，或提供盘辅助或盘修复。替代地，可以植入相对地较多的多个封装的弹簧系统以提供全盘替换。

VI关于在此包含的描述的信息

应理解的是作为此专利申请的主题的本发明不限制于所述的特定实施例，而是当然可以变化。也应理解的是在此使用的术语仅用于描述特定的实施例的目的，且不意图于是限制性的，因为本发明的范围将仅通过附带的权利要求限制。

除非另外限定，在此使用的所有技术和科学术语具有与本发明所隶属的领域的一般技术人员所通常理解的相同的意义。虽然类似于或等价于在此所描述的方法和材料的任何方法和材料也可以在实践或测试本发明中使用，但在此描述了优选的方法和材料。

所有在此提及的专利、专利申请和其他公布在此通过参考完整地合并。在此论述的专利、专利申请和公布仅为其披露在本申请的提交日期前提供。在此无任何文字解释为允许本发明根据现有的发明不授权早于这样的公布。此外，所提供的公布日期可以与实际公布日期不同，该实际公布日期可能需要单独地确认。

本领域一般技术人员在阅读了本说明书时将清楚，在此描述和图示的单独的实施例的每个具有分立的部件和特征，它们可以容易地与其他数个实施例的任何实施例的特征分开或组合而不偏离本发明的范围或精神。

前文仅图示了本发明的原理。将认识到的是本领域一般技术人员将可以设计多种布置，这些布置在此未明确地描述或示出，它们实施了本发明的原理且包括在本发明的精神和范围内。此外，在此叙述的所有例子和条件性语言主要地意图于帮助读者理解本发明的原理和由发明人给出到深入本领域的构思，且解释为不限制于这样的特别地引用的例子和条件。此外，在此叙述了本发明的原理、方面和实施例以及其特定的例子的所有陈述意图于包括其结构等价物和功能等价物。另外，意图于这样的等价物包括当前已知的等价物和在未来开发的等价物，即任何开发的执行相同的功能的等价物而无论结构如何。本发明的范围因此不意图于限制于在此示出和描述的典型实施例。而是本发明的精神和范围通过附带的权利要求实施。

Claims (25)

1.一种假体椎间盘，包括：

第一端板；

以大体上与所述的第一端板平行的关系直接地或间接地接附到所述的第一端板的第二端板；和

定位在所述的第一端板和第二端板之间的核心构件；

其中所述的第一端板包括固定构件，该固定构件选择地可从未展开状态移动到展开状态。

2.根据权利要求1所述的假体椎间盘，其中所述的固定构件包括可滑动地与所述的第一端板可接合的龙骨。

3.根据权利要求2所述的假体椎间盘，其中所述的龙骨具有一般地三角形的截面形状，且所述的第一端板包括具有一般地梯形截面形状的用于接合所述的龙骨的缝。

4.根据权利要求2所述的假体椎间盘，其中所述的第一端板具有一般地弯曲的截面形状。

5.根据权利要求2所述的假体椎间盘，其中所述的龙骨包括基部部分，从所述的基部部分的外表面向外延伸的锚定鳍部，和在所述的基部部分的另一个表面上的接附构件，所述的接附构件构造为接合所述的第一端板。

6.根据权利要求5所述的假体椎间盘，其中所述的基部部分具有一般的楔形形状以容许在植入时的脊柱前凸角。

7.根据权利要求1所述的假体椎间盘，其中所述的固定构件在其展开状态从所述的第一端板的外表面向外延伸。

8.根据权利要求7所述的假体椎间盘，其中所述的固定构件包括可收回的锚定鳍部。

9.根据权利要求8所述的假体椎间盘，进一步包括从所述的第一端板的外表面向外延伸的固定的锚定鳍部。

10.根据权利要求9所述的假体椎间盘，其中所述的固定的锚定鳍部定向为一般地相对于所述的可收回锚定鳍部成直角。

11.根据权利要求7所述的假体椎间盘，其中所述的固定构件通过一般地位于所述的第一端板和所述的第二端板之间的可张开的构件从其未展开的状态移动到其展开的状态。

12.根据权利要求7所述的假体椎间盘，其中所述的固定构件通过一般地位于所述的第一端板和所述的第二端板之间的螺钉机构从其未展开的状态移动到其展开的状态。

13.一种假体椎间盘，包括：

第一端板，第一端板包括内构件和外构件，其中所述的内构件和所述的外构件能相对于彼此旋转；

以大体上与所述的第一端板平行的关系直接地或间接地接附到所述的第一端板的第二端板；和

定位在所述的第一端板和第二端板之间的核心构件；

其中所述的内构件相对于所述的外构件的旋转导致固定构件从所述的第一端板向外延伸。

14.根据权利要求13所述的假体椎间盘，其中所述的固定构件包括带螺纹的螺钉。

15.根据权利要求14所述的假体椎间盘，进一步包括形成在所述的内构件或所述的外构件的一个内的缝，所述的带螺纹的螺钉构造为在所述的缝内行进。

16.根据权利要求15所述的假体椎间盘，其中所述的缝形成在所述的第一端板的所述的内构件内。

17.根据权利要求16所述的假体椎间盘，其中所述的第一端板的所述的外构件包括螺纹孔，该螺纹孔适合于接合所述的带螺纹的螺钉的螺纹以便于所述的带螺纹的螺钉从所述的第一端板向外延伸。

18.根据权利要求17所述的假体椎间盘，进一步包括多个适合于从所述的第一端板向外延伸的固定构件。

19.根据权利要求18所述的假体椎间盘，进一步包括多个适合于从所述的第二端板向外延伸的固定构件。

20.一种假体椎间盘，包括：

第一端板；

以大体上与所述的第一端板平行的关系直接地或间接地接附到所述的第一端板的第二端板；和

定位在所述的第一端板和第二端板之间的核心构件；

其中所述的第一端板包括中心部分和第一侧部分，所述的第一侧部分具有其中它大体上位于与中心部分相同的平面内的第一位置，和其中它位于大体上与中心部分不同的平面内的第二位置。

21.根据权利要求20所述的假体椎间盘，其中所述的第一端板具有第一铰链，第一铰链将所述的中心部分和所述的第一侧部分连接。

22.根据权利要求21所述的假体椎间盘，其中所述的第一端板具有通过第二铰链接附到所述的中心部分的第二侧部分，所述的第二侧部分具有其中它大体上位于与中心部分相同的平面内的第一位置，和其中它位于大体上与中心部分不同的平面内的第二位置。

23.根据权利要求20所述的假体椎间盘，其中所述的第二端板包括中心部分和第一侧部分，所述的第一侧部分具有其中它大体上位于与中心部分相同的平面内的第一位置，和其中它位于大体上与中心部分不同的平面内的第二位置。

24.根据权利要求23所述的假体椎间盘，进一步包括在第一端板和第二端板的每个的第一侧部分之间延伸且接附到它们的弹簧。

25.根据权利要求24所述的假体椎间盘，其中所述的第一端板和所述的第二端板的第一侧部分每个具有形成在其内的缝，所述的缝的每个适合于接合所述的弹簧。

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