CN1882294A - 假体椎间盘以及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种假体椎间盘和使用这些盘的方法。本发明的假体盘包括被一个可压缩的芯件分开的上和下端板。该假体盘包括一单件、两件、三件和四件结构。本发明的假体盘呈现出在竖直方向上的刚硬度、扭曲刚硬度、在弧矢平面中的弯曲刚硬度以及在前平面中的弯曲刚硬度，其中可以通过调节盘的部件独立地控制这些特点的程度。这些假体盘的几个实施例的端板与芯件之间的对接机构使得植入的外科手术可以非常容易进行。

Description

假体椎间盘以及其使用方法

技术领域与背景技术

椎间盘是一种在解剖学上和在功能上很复杂的关节。椎间盘由三部件结构组成：(1)髓核(the nucleus pulposus)；(2)纤维环(the annulus fibrosus)；以及(3)脊椎端板(the vertebralendplates)。生物医学组成和在这些部件结构内的解剖学布局与椎间盘的生物医学功能有关。

由于外伤或者疾病过程脊椎盘可能被移位或者被损坏。如果出现移位或损坏，髓核可能会突出，并且伸进椎管(the vertebral canal)或者椎间孔(intervertebral foramen)中。这样的变形被称为突出的椎间盘或者滑移的椎间盘。突出或者滑移的椎间盘可能压在脊神经上，该脊神经穿过被部分地阻塞的椎间孔由椎管伸出，在它的分布区域中引起疼痛或麻痹。

为了减缓这种状态，通过外科手术除去所涉及的椎间盘、并且将两个相邻的脊椎骨融合起来可能是必须的。在这个过程中，在原来被椎间盘占据的空间中插入一个间隔装置，并且用螺丝和装接到脊椎骨上的板/杆把该间隔装置固定到相邻的脊椎骨上。尽管这样的“脊柱融合”手术对于外伤和退化性脊柱疾病的短期效果极好，但是，长期研究已经证明生物力学环境的变化在相邻的可移动的段造成退化性改变。由于被融合的段的刚硬度增加，相邻的椎间盘要增加运动和应力。长时间以后，脊柱运动的力学状态的这种变化造成这些相邻的椎间盘退化。

围绕着这个问题，已经提出了人造椎间盘替换作为对于脊柱融合的一种替代途径。虽然已经发展出多种类型的人造椎间盘、恢复天然椎间盘正常的动力学和分散负载的性能，但是，可以将它们分成两组，即，球窝关节类型的盘和弹性橡胶类型的盘。

人造的球窝类型的盘常常由金属板构成，一个板装接到上脊椎骨上，而另一个板装接到下脊椎骨上，并且一个聚乙烯芯用做一个球。金属板有中凹的区域，以装放聚乙烯芯。球窝类型使得在其间安装该盘的脊椎骨之间可以自由地旋转，因此没有任何分散负载的能力适应弯曲。这种类型的人造盘在竖直方向上有非常高的刚硬度，它们不能复制出天然盘的正常的压缩刚度。另外，在这些类型的盘中缺乏分散负载的能力使得相邻的盘承受过大的负载，使得相邻的盘逐渐地退化。

在弹性橡胶类型的人造盘中，把弹性的聚合物嵌在金属板之间，并且把这些金属板固定到上和下脊椎骨上。通过使得金属板的交接(或对接)表面成为粗糙的和多孔的，把弹性的聚合物粘接到金属板上。这种类型的盘可以吸收在竖直方向上的冲击，并且有承受负载的能力。然而，这种结构在弹性的聚合物与金属板之间的交接面有问题。即使为了更好进行粘接对金属板的交接表面进行了处理，但是，在长时间使用之后仍会产生聚合物碎片。进而，在长时间使用之后由于它没有足够的抗剪切疲劳的强度，弹性体会发生破裂。

由于上面描述过的与球/窝类型或者弹性橡胶类型的盘相关的缺点，对于发展新的假体装置有持续的需求。

相关的文献

美国专利Nos.3867728；4911718；5039549；5171281；5221431；5221432；5370697；5545229；5674296；6162252；6264695；6533818；6582466；6582468；6626943；6645248。已经公开的美国专利申请No.2002/0107575，2003/0040800，2003/0045939，以及2003/0045940也有意义。也参见Masahikio Takahata，UasuoShikinami，Aiko Minami，“Bone Ingrowth Fixation of ArtificialIntervertebral Disc Consisting of Bioceramic-Coated Three-dimensional Fabric，”SPINE，Vol.28，No.7，pp.637-44(2003).

发明内容

提供了假体椎间盘和使用这些盘的方法。本发明的假体盘包括上端板，下端板，以及设置在这两个端板之间的一个可压缩的芯件。

在一个实施例中，本发明的假体盘的特征在于：包括被一个纤维质(或纤维制成)的可压缩的件分开的顶部和底部端板，该可压缩的件包括一个环形区域和一个核区域。围绕顶部端板的至少一个区域和底部端板的至少一个区域缠绕的至少一个纤维把两个板保持在一起。本发明的盘可以与分开的脊椎骨本体固定件一起使用，或者它们可以包括集成的脊椎骨本体固定件。也提供了成套的工具和系统，这些成套工具和系统包括本发明的假体盘。

在其它实施例中，假体盘包括一种集成的单件结构。在另一个实施例中，假体盘包括两件结构，它包括一个下端板和一个可分开的上端板组件，此组件包括芯件。两件结构可以是一种受限制的结构，其中以一种防止相对转动的方式把上端板组件装接到下端板上，或者是一种部分地受限制或半受限制的结构，或者是一种不受限制的结构，其中以一种容许相对转动的方式把上端板组件装接到下端板上。在另外一个实施例中，假体盘包括一种三件结构，它包括上和下端板，以及可分开的芯件，一个保持机构把该芯件保持在上与下端板之间。最后，在又一个实施例中，假体盘包括一种四件结构，它包括上和下端板，以及两个可分开的芯组件，这两个芯组件一起形成芯件。

在这里描述的假体盘实施例的每个实施例中可以包括几种可选的芯材料和结构。例如，芯件可以由一种相当柔顺的材料例如聚胺酯或硅酮制成，并且典型地通过注模模制成。在其它示例中，芯件可以由纤维织成的织物层构成。在另外一些示例中，芯件可以包括这些材料的组合，比如纤维增强的聚胺酯或硅酮。作为另一种可选方案，与芯件相结合可以在上与下端板之间设置一个或多个弹簧件，这种结合比如以一种共轴的关系，在这种关系中，芯件有大致圆柱形或者圆环的形状，并且弹簧位于它的中心。

在多种实施例中，围绕上端板的至少一个区域和下端板的至少一个区域缠绕的至少一个纤维把盘的结构保持在一起。这些纤维一般是高韧性的纤维，有高的弹性模量。纤维的弹性性能，以及一些因素比如所使用的纤维的数量，纤维的厚度，纤维缠绕件的层数，对每一层施加的张力，以及纤维缠绕件的交叉图案(crossing pattern)使得假体盘的结构可以模仿功能正常的天然盘的功能特点和生物力学性能。

也提供了用来植入假体椎间盘的装置和方法。在第一实施例中，该装置包括三个植入工具，使用这些工具对要进行植入的两个相邻的脊椎骨本体进行准备，随后将假体盘植入。第一工具是一个间隔装置，它适宜于被插入到两个相邻的脊椎骨本体之间，并且把这两个本体分开，以产生足够的空间，用来植入假体盘。第二工具是一个凿形件，它包括设置在它的上表面和/或下表面上的一个或多个楔形的切割刀片，这些刀片适宜于在两个相邻的脊椎骨本体的面向内的表面中产生沟槽。第三工具是一个保持装置，它包括一个接合机构，适宜于正在植入该假体盘时把假体盘保持在其位置，并且一旦已经把盘植入之后松开该盘。

在另一个实施例中，植入装置包括一个引导件，它与下端板接合，并且在把盘植入的一部分过程中它保持在其位置。一个下推动件可滑动地与该引导件接合，并且使用此下推动件使下端板向前移动，进入病人脊柱的两个相邻的脊椎骨之间的位置。一个上推动件最好与此下推动件耦合起来，并且使用此上推动件使第一凿形件向前移动，进入两个相邻的脊椎骨之间与下端板相对的位置。一旦处于其位置之后，把一个向上的作用力施加到上推动件上，使得第一凿形件与上脊椎骨本体接合，并且在它的下表面上产生一个或多个沟槽。也把一个向下的作用力施加到下推动件上，使得下端板与下脊椎骨本体接合，并且将下端板植入。随后移出上推动件和第一凿形件，同样也移出下推动件。最好，随后沿着引导件向前移动第二凿形件，使用此第二凿形件对上脊椎骨本体进行附加的准备。在完成第一凿形件以及最好第二凿形件的准备之后，采用沿着引导件向前移动的上端板保持装置把假体盘的上端板和芯件植入。在植入之后，移出上端板保持装置和引导件。

也提供了采用侵入最少的外科手术植入假体椎间盘的装置和方法。在一个实施例中，装置包括一对插管，把它们从后面并排地插入，在盘的空间获得进入脊柱的途径。借助于位于脊柱中的两个脊椎骨本体之间的插管将一对假体盘植入。在另一个实施例中，采用单一的选择性可膨胀的盘。在未膨胀的状态下，该盘的形状相当小，从而使把它送到盘的空间变得容易。一旦通过操作将它设置好之后，随后可以使它选择性地膨胀到适当的尺寸，以适当地占据盘的空间。单一盘的植入包括使用单个的插管和一个可作关节活动的凿形件或者一个凿形件，把此凿形件的构形另外地做成可以建立弯曲的或者直角的输送盘的路径，从而基本上在中心处将该盘设置在盘的空间。最好，假体盘的尺寸和形状特别适宜于通过侵入最少的手术植入。

将参考着图和下面的详细描述说明其它的和附加的装置，设备，结构和方法。

附图说明

这里所包含的附图不一定是按照比例示出的，为了清楚起见，某些部件和特点放大了，其中：

图1A和1B提供了按照本发明的两个不同的假体盘的三维视图；

图2提供了纤维质(或纤维构成)的可压缩件的三维视图，该压缩件包括按照本发明的一个实施例的聚合物的核和纤维质的环；

图3A到3C提供了按照本发明的一个实施例的纤维质的可压缩件的纤维质(或纤维构成的)部件的不同视图；图3C示出了把在图3B中的二维织物缝合在一起的方式；

图4A提供了按照本发明的一个实施例的假体盘的三维顶视图，其中固定件与盘成为一体，而图4B示出了使用骨螺丝植入的图4A的盘；

图5A和5B示出了在盘的顶部端板与按照本发明的一个实施例的上脊椎骨本体固定件之间的配合界面；

图6A和6B示出了在盘的顶部端板与按照本发明的另一个实施例的上脊椎骨本体固定件之间的配合界面；利用通过一个弹簧连接到上脊椎骨本体固定件上的一个夹紧件把顶部端板夹紧；

图7提供了按照本发明的一个实施例的盘系统的部件分解图，该系统包括椎间盘和脊椎骨本体固定件；

图8和9提供了保持在按照本发明的一个实施例的植入体内的装置中的脊椎骨本体固定件的视图；

图10提供了按照本发明的一个实施例的将盘植入体内的装置和盘的视图；

图11提供了按照本发明的一种方法用假体盘替换椎间盘的顺序视图；

图12提供了具有一单件结构的假体盘的剖面图；

图13A提供具有一单件结构的假体盘的三维视图，该结构包括在上和下端板的每个端板上的单一的固定鳍状件；

图13B提供了具有一单件结构的假体盘的三维视图，该结构包括在上和下端板的每个端板上的三个固定鳍状件；

图13C提供了具有一单件结构的假体盘的三维视图，该结构包括在上和下端板的每个端板上的一个锯齿形表面；

图13D提供了具有一单件结构的假体盘的三维视图，该结构包括一个上拱顶；

图13E提供了有图13D所示的一单件结构的假体盘的三维视图，该结构没有上拱顶；

图13F提供了有图13D所示的一单件结构的假体盘的三维剖面图；

图13G提供了具有不带垫圈保持环的一单件结构设计的假体盘的三维视图；

图13H提供了具有图13G所示的一单件结构的假体盘的三维剖面图；

图13I提供了具有不带垫圈保持环的一单件结构设计的假体盘的上端板的剖面图；

图13J提供了在图13I中所示的上端板的一部分的插图；

图13K提供了具有带中心弹簧的一单件结构设计的假体盘的剖面图；

图13L提供了具有图13K所示的一单件结构的假体盘的三维剖面图；

图14A和B提供了单向和双向纤维缠绕图样的视图；

图15A-C提供了一个环形封壳的视图；

图16提供了具有一个两件结构的假体盘的三维视图；

图17提供了图16中示出的假体盘的外下端板的三维视图；

图18提供了具有一个两件受限制的结构的假体盘的剖面图；

图19提供了具有一个两件不受限制的结构的假体盘的三维视图；

图20提供了具有一个两件不受限制的结构的假体盘的剖面图；

图21提供了具有一个三件结构的假体盘的三维视图；

图22提供了图21中示出的假体盘的下端板的三维视图；

图23提供了具有一个三件结构的假体盘的剖面图；

图24A提供了用于具有一个三件结构的假体盘的一个芯组件的三维视图；

图24B提供了用于具有一个三件结构的假体盘的另一个芯组件的三维视图；

图24C提供了用于具有一个三件结构的假体盘的另一个芯组件的三维视图；

图25A提供了一个纤维增强的芯组件的剖面图；

图25B提供了另一个纤维增强的芯组件的剖面图；

图25C提供了另一个纤维增强的芯组件的剖面图；

图26提供了一个重叠的纤维芯组件的三维视图；

图27提供了一个重叠的纤维芯组件的剖面图；

图28A提供了一个重叠的纤维芯组件的三维视图；

图28B提供了另一个重叠的纤维芯组件的三维视图；

图28C提供了另一个重叠的纤维芯组件的三维视图；

图29提供了具有一个四件结构的假体盘的三维视图；

图30提供了具有一个四件结构的假体盘的剖面图；

图31提供了用于具有一个四件结构的假体盘的一个芯组件的展开视图；

图32提供了具有一个四件结构的假体盘的三维视图；

图33提供了具有一个四件结构的假体盘的剖面图；

图34提供了具有一个四件结构的假体盘的三维视图；

图35提供了用于具有一个四件结构的假体盘的一个芯组件的展开视图；

图36A提供了一个间隔装置的透视图；

图36B提供了图36A中示出的间隔装置的头部的透视图；

图37A提供了一个双侧面凿形件的透视图；

图37B提供了图37A中示出的双侧面凿形件的头部的顶视图；

图38A提供了一个保持装置的透视图；

图38B提供了图38A中示出的保持装置的头部的顶视图；

图39提供了一个引导件的透视图；

图40提供了第一凿形件和下端板插入装置的透视图；

图41提供了上端板保持装置的透视图；

图42提供了第二凿形件的透视图；

图43A提供了向前推进第一凿形件和外下端板的方法步骤图；

图43B提供的表示在植入过程中一对相邻的脊椎骨的视图；

图44A提供了施加把第一凿形件和外下端板分开的作用力的方法步骤图；

图44B提供了图44A中所示的方法步骤过程中一对相邻的脊椎骨的视图；

图45A提供了引导件和外下端板的视图；

图45B提供了一对脊椎骨的视图，一个外下端板植入到下脊椎骨上；

图46A提供了向前推进第二凿形件的方法步骤图；

图46B提供了图46A中所示的方法步骤过程中一对相邻的脊椎骨的视图；

图47A提供了引导件和外下端板的视图；

图47B提供了一对脊椎骨的视图，一个外下端板植入到下脊椎骨上；

图48A提供了向前推进假体盘的上子组件的方法步骤图；

图48B提供了图48A中所示的方法步骤过程中一对相邻的脊椎骨的视图；

图49A提供了抽出上端板保持装置和引导件的方法步骤图；

图49B提供了一对脊椎骨的视图，已经把一个假体盘植入在其间；

图50A提供了用来与最小侵入外科手术一起使用的优选的假体盘的三维视图；

图50B提供了用来与最小侵入外科手术一起使用的另一种优选的假体盘的三维视图；

图51提供了用来将一对假体盘植入的最小侵入外科手术的视图；

图52A提供了用来将一个假体盘植入的另一种最小侵入外科手术的视图；

图52B提供了一个双假体盘的示意图，该盘具有在植入后把盘分开的机构；

图53提供了防蠕变压缩件的示意性剖面图；以及

图54提供了用来展开和缩回位于假体盘的端板上的鳍形件和/或销钉的机构的剖面图。

具体实施方式

在描述本发明之前，应当理解，本发明不限于所描述的具体实施例，当然，这些实施例可以改变。也应当理解，在这里使用的术语仅只是为了描述具体实施例的目的，而不希望有限制作用，因为本发明的范围将仅只由所附的权利要求书来限定。

在提供数值范围的情况下，应当理解，除非在本文中另外清楚地说明，在该数值范围的上限与下限之间在下限的单位的十分之一以内的每个介于中间的数值和在本说明的范围中任何其它说明的数值或者介于中间的数值都包括在本发明中。可以将这些较小的范围的上限和下限独立地包括在本发明内较小的范围中，属于在所说明的范围中任何专门排除的界限。在所说明的范围包括该界限中的一个或两个界限的情况下，排除这些所包括的界限中的任何一个界限或两个界限的范围也被包括在本发明中。

除非另外加以限定，在这里使用的所有技术和科学术语与对于本发明所属的技术领域内的普通技术人员通常理解的有相同的含义。虽然在实现或者检验本发明的过程中也可以使用与在这里描述的那些方法和材料类似或等价的方法和材料，但是，在此描述的是优选的方法和材料。参照与出版物被引用的内容联系起来公开和描述方法和/或材料，把在这里提到的所有出版物结合在这里作为参考。

应当注意到，如在这里和在所附的权利要求书中使用的那样，除非在本文中另外明确地说明的以外，单数形式也包括复数的含义。

仅只对于在本申请提交日之前它们的公开内容提供在这里讨论的出版物。在这里没有任何内容被认为是承认本发明不能先于现有发明的这类出版物。进而，所提供的出版物的日期可能与实际的出版日期不同，这可能需要独立地核实。

如本领域技术人员通过阅读本文件将会清楚的那样，在这里描述和说明的每个个别的实施例有分立的部件和装置，这些部件和装置可以很容易地与其它几个实施例中的任何一个实施例的装置分开或结合起来，而不偏离本发明的精神和范围。

这里将描述假体椎间盘，使用这些盘的方法，用来将这些盘植入的装置，以及植入这些盘的方法。应当理解，假体椎间盘，植入体内的装置，以及方法不限于所描述的具体实施例，当然，所有这些都可以变化。也应当理解，在这里使用的术语仅只是为了描述具体的实施例的目的，不希望有限制作用，因为本发明的范围将仅只由所附的权利要求书限定。

下面的描述包括三个部分。部分A包含对本发明的假体椎间盘的第一组实施例的描述，对使用该假体盘的代表性方法的评述，以及对包括本发明的假体盘的系统和全套工具的评述。在部分A中描述的实施例为在图1-11中示出的实施例。部分B包含对本发明的假体椎间盘的第二组实施例，使用这些盘的方法，以及用来将这些盘植入的装置和方法的描述。在部分B中描述的实施例为在图12-54中示出的实施例。在部分A和B中所包含的描述中的每个描述将被理解为在它自己的范围内是完全的和综合性的，并且描述的结构、特点和方法适宜于与在另一部分中描述的内容一起使用。部分C包括关于在这里包含的描述的附加信息。

部分A

I.假体椎间盘

如上面概述的那样，本发明针对一种假体椎间盘。假体椎间盘意味着一种假的或者人造的装置，把它的构形或者形状做成它可以做为脊椎有机体即哺乳动物比如人的脊柱中的椎间盘的替代品。本发明的假体椎间盘的尺寸使得它可以基本上占据两个相邻的脊椎骨本体之间的空间，当把在两个相邻的本体之间的天然存在的椎间盘除去时将出现这一空间，即，空的椎间盘空间。基本上占据意味着假体盘占据至少大约75％的体积，比如至少占据体积的80％或者更多。本发明的椎间盘可以有大致豆形的结构，与设计它们用来进行替换的天然存在的椎间盘相类似。在许多实施例中，盘的长度的范围由大约15厘米到大约50厘米，比如由大约18厘米到大约46厘米，盘的宽度的范围由大约12厘米到大约30厘米，比如由大约14厘米到大约25厘米，而盘的高度的范围由大约3厘米到大约13厘米，比如由大约5厘米到大约12厘米。

本发明的盘的特征在于：它们既包括上(顶部)端板又包括下(底部)端板，其中，用一个纤维质的可压缩件把上和下端板彼此分开，端板和纤维质的可压缩件的组合结构提供一个假体盘，该假体盘在功能上非常好地模仿真实的盘。本发明的假体盘的一个特点是通过至少一种纤维，例如纤维质的可压缩件的至少一种纤维围绕顶部和底部端板中的每个端板的至少一部分缠绕，把顶部和底部端板保持在一起。这样，通过围绕上端板和下端板的至少一个区域/部分/面积包绕的一个或多个纤维把两个端板(或平面基底)彼此保持在一起，从而将这些板彼此连接起来。

在图1A和1B中示出了两个不同的代表性的椎间盘。如可以在图1A和1B中看到的那样，每个假体盘10包括顶部端板11和底部端板12。顶部和底部端板11和12是平面的基底，其中，这些板典型的长度由大约12毫米到大约45毫米，比如由大约13毫米到大约44毫米，宽度由大约11毫米到大约28毫米，比如由大约12毫米到大约25毫米，并且厚度由大约0.5毫米到大约4毫米，比如由大约1毫米到大约3毫米。顶部和底部端板由一种生理学上可接受的材料制成，它能够提供必需的力学性能，本领域技术人员已经知道可以制作端板的代表性材料，且这些材料包括、但是不限于：钛，钛合金，不锈钢，钴/铬，等等；塑料，比如超高克分子质量(分子重量)的聚乙烯(UHMW-PE)，聚醚醚酮(PEEK)，等等；陶瓷；石墨；等。如在图1A和1B中所示出的那样，一个纤维质的可压缩件17将底部端板与底部端板分开。纤维质的可压缩件的厚度可以变化，但是在许多实施例中厚度的范围由大约2毫米到大约10毫米，包括由大约3毫米到大约8毫米。

该盘的特征进一步在于，它包括一个环形区域13(即，环形件)，这是围绕盘的周边伸展的区域、范围或面积，它还包括一个核区域(即，核)14，这是在盘的中心的区域、范围或面积，并且被环形件围绕着。

尽管在广义上说板可以包括单一的区域，为了将板保持在一起，一个纤维围绕该区域缠绕，但是，在许多实施例中板有多个这样的区域。如在图1A和1B中所示出的那样，端板11和12包括多个狭缝15，例如纤维质的可压缩件的纤维可以穿过这些狭缝，或者可以缠绕在这些狭缝上，如图所示。在许多实施例中，在装置的周边有不同数目的狭缝，范围由大约4个到大约36个狭缝，比如由大约5个到大约25个狭缝。如在图1A和1B中所示出的那样，将纤维质的可压缩件的至少一个纤维围绕着顶部和底部端板的一个区域缠绕，例如穿过在顶部和底部端板的狭缝缠绕，为的是把这些板保持在一起。

纤维质的可压缩件17典型地由一个或多个纤维构成，其中纤维一般是高韧性的纤维，有高的弹性模量。高韧性纤维意味着这些纤维可以经受至少大约50MPa的纵向应力而不会撕断开，比如至少250MPa。因为纤维有很高的弹性模量，它们的弹性模量典型地至少大约为100MPa。纤维一般是细长的纤维，直径的范围由大约3毫米到大约8毫米，比如由大约4毫米到大约7毫米，组成纤维质部件的每个单根纤维的长度范围由大约1米到大约20米，比如由大约2米到大约15米。

组成纤维质的可压缩件的纤维可以由任何适当的材料制成，其中感兴趣的代表性材料包括、但不限于：聚酯(例如Dacron)，聚乙烯，聚芳酰胺(polyaramid)，碳纤维或玻璃纤维，聚对苯二甲酸乙二醇酯，丙烯酸类聚合物，甲基丙烯酸类聚合物，聚胺酯，聚脲，聚烯烃，卤化聚烯烃，多糖，乙烯聚合物，聚磷腈(polyphosphazene)，聚硅氧烷，以及类似物。

由围绕着顶部或底部端板的一个或多个区域缠绕的一个或多个纤维构成的纤维质的可压缩件可以组成多种不同的构形。例如，可以将纤维以一种图案缠绕，该图案有斜交的取向，以模拟未受损伤的盘的环形件，在图1A中示出了一种代表性的斜交纤维构形或取向。纤维缠绕的层数可以改变，以便获得与未受损伤的盘类似的机械性能。在想要这样做的情况下，可以通过包括一种水平缠绕件的构形降低结构的柔顺性，如在图1B中所示出的那样。

在某些实施例中，纤维质的可压缩件20具有一个限制到达盘22的环形区域例如到达沿着盘的周边的区域的纤维质部件21。图2示出了这样的实施例，其中仅只限制纤维质部件到达盘的环形区域，并且该部件既包括斜交的缠绕也包括水平的缠绕。在图中也示出了在环形件中存在的一个分开的聚合物部件23。各种纤维层的纤维缠绕可以是彼此不同的角度，其中可以将每一层的特定角度选择成提供最好地模仿天然盘的构形。此外，位于每一层的纤维上的张力可以相同或者不同。

在其它的实施例中，纤维质的可压缩件的纤维质部件可以越过盘的环形区域伸展进入核的，如果不是全部的话，也是至少一部分周围。图3A提供了一种既占据盘的环形区域又占据盘的核区域的纤维质部件30的视图，其中盘的环形区域由既斜交又水平伸展的纤维缠绕组成，如上面描述过的那样，而织造成占据核心空间的三维网络的纤维占据盘的核区域。代替三维的网络结构，可以有多层二维的在彼此的顶部上重叠的相互编织起来的纤维的层，如在图3B中所示出的那样，其中可以把多层重叠的层彼此缝合起来，如在图3C中示出的那样。通过调节纤维质部件的一个或多个参数比如纤维的密度、层的数目、每个纤维层的缠绕角度以及类似参数，可以如所想要的那样调整纤维质部件的机械性能，例如模仿天然椎间盘的机械性能。在图3B和3C中也示出了其中嵌入有纤维质部件30的聚合物部件32的轮廓。

在某些实施例中，纤维质的可压缩件进一步包括一个或多个聚合物部件。这些聚合物部件当存在时可以由多种不同的生理学上可接受的材料制成。感兴趣的代表性材料包括、但不限于：弹性材料，比如聚硅氧烷，聚胺酯，聚乙烯与聚丙烯共聚物，聚氯乙烯，聚四氟乙烯和共聚物，水凝胶，以及类似物。

可以将聚合物部件限制在特定的区域，例如环形的区域和/或核区域，或者在位于两个端板之间的纤维质的可压缩件的整个区域内伸展。这样，在某些实施例中，聚合物部件被限制在盘的核区域，如在图2中所示出的那样。在图2中，纤维质的可压缩件20包括一个性质不同的纤维质部件21，此部件位于盘22的环形区域中，而聚合物部件23位于盘的核区域中。在其它的实施例中，聚合物部件既位于环形区域中又位于核区域中。在另外的实施例中，聚合物部件可以仅只位于环形区域中。

取决于所想要的构形和机械性能，可以使聚合物部件与纤维质部件构成为一体，从而把纤维质部件的纤维的至少一部分嵌入在聚合物部件的至少一部分中，例如把纤维的一部分与聚合物部件的一部分复合在一起。换句话说，聚合物部件的至少一部分与纤维质部件的至少一部分浸渍在一起。例如，如在图3B中所示，纤维质部件30的重叠的二维层在聚合物部件32的里面，从而纤维质部件与聚合物部件浸渍在一起。

在纤维质部件和聚合物部件以一种结合起来的模式存在的那些构形中，如在图3B中所示出的那样，可以对纤维质部件的纤维进行处理，以便实现与聚合物部件更好的粘接。感兴趣的代表性纤维处理方法包括、但不限于：电晕放电，O2等离子体处理，用强酸(HNO3，H2SO4)氧化。此外，可以采用表面耦合剂，和/或在存在表面改性的纤维的条件下使聚合物的单体混合物聚合，以产生出复合的纤维/聚合物结构。

如上面指出的那样，装置可以包括一个或多个聚合物部件。在存在两个或者更多个不同的聚合物部件的那些实施例中，如果它们至少在一个方面例如组成，交联密度以及类似方面彼此不同，就认为任何两个给定的聚合物部件是不同的。这样，两个或更多个不同的聚合物部件可以由相同的聚合物分子制成，但是它们彼此可以在下列方面中的一个或多个方面不同：交联密度；填充剂；等。例如，在盘的环和核中可以有相同的聚合物材料，但是，环形聚合物部件的交联密度可以比核区域的交联密度高。在其它的实施例中，可以采用与制成这些聚合物材料的聚合物分子彼此不同的聚合物材料。

通过选择特定的纤维质部件和聚合物部件的材料和构形，例如由上面描述过的不同的代表性模式中选择，可以生产出有想要的功能特点的盘，例如可以模仿天然存在的盘的功能特点。

感兴趣的代表性特定组合包括、但不限于下列组合：

1.用Dacron聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，或者Spectra聚乙烯纤维，或者Kevlar聚芳酰胺(polyaramide)纤维，或者碳纤维增强的生物相容的聚乙烯比如Ethicon Biomer。

2.用Dacron聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，或者Spectra聚乙烯纤维，或者Kevlar聚芳酰胺(polyaramide)纤维，或者碳纤维增强的生物相容的聚硅氧烷改性的以C-Flex商标销售的苯乙烯-乙烯-丁烯块状共聚物。

3.用Dacron聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，或者Spectra聚乙烯纤维，或者Kevlar聚芳酰胺(polyaramide)纤维，或者碳纤维增强的生物相容的硅橡胶。

在使用本发明的盘时，把假体盘固定到要被放置其间的脊椎骨本体上。更具体地说，把本发明的盘的上和下端板固定到这些端板邻近的脊椎骨本体上。这样，在使用过程中与脊椎骨本体固定件一起使用本发明的盘。在某些实施例中，脊椎骨本体固定件与盘结构成为一体，而在其它实施例中，脊椎骨本体固定件与盘结构分开。

在图4A和4B中示出了脊椎骨本体固定件与盘结构成为一体的装置的一个代表性实施例。图4A示出了由顶部和底部端板41和42构成的装置40。脊椎骨本体固定件43和44与顶部和底部端板41和42构成为一体。脊椎骨本体固定件包括孔，可以将骨螺丝穿过这些孔，用来在植入时把盘固定到上和下脊椎骨本体47和48上，如在图4B中表示的那样。

在一个替代的实施例中，盘不包括集成在一起的脊椎骨本体固定件，而是把它设计成与分开的脊椎骨本体固定件相互配合，例如，如在图7中示出的那样。换句话说，把盘的结构做成在使用时与分开的脊椎骨本体固定件对接。在这些实施例中可以采用任何方便的分开的脊椎骨本体固定件，只要它能够稳定地把假体盘定位在两个相邻的脊椎骨本体之间就可以。

在图5A和5B中示出了按照这个实施例的一种代表性的非集成在一起的脊椎骨本体固定件。图5A表示与脊椎骨本体固定件51相互配合的假体盘的上板50，如在植入时将会出现的结构那样。脊椎骨本体固定件51为马蹄形的结构，在与脊椎骨的皮层骨对应的位置有销钉55，并且有为了增强骨固定的多孔涂层。固定件51也有齿轮齿52，使得盘的上板50的相应的齿轮齿53可以通过齿轮接触滑动，实现假体盘相对于固定件的正确定位。齿轮齿的形状使得在植入时仅只上板的向内运动是可能的。在带销钉的固定件中邻接齿轮齿还存在有狭缝56，此狭缝在植入时使得整个齿区域可以发生弹性变形，并且使得在配合的盘的齿轮齿与固定件之间有希望的间隙，从而使得进入的盘的齿轮齿可以容易地滑入到固定件中。

在图5A示出的实施例中，当把盘推进固定件中时，在盘上的突出轨57沿着固定件上的对应的中凹的轨道58滑动，直到把在最前面的突出轨推进固定件上的对应的中凹的轨道中为止，如在图5B中所示出的那样。设计出这种轨对接是为了防止盘的顶部端板和底部端板相对于对应的固定件上/下运动。在固定件与盘的顶部和底部端板之间的这种对接使得可以容易地进行外科手术。具体地说，用一种器械将固定件一起转移到盘替换区域(盘的空隙空间)中，并且在相反的方向上朝向脊椎骨推这些固定件，直到把这些固定件固定到脊椎骨上为止，随后用该器械把假体盘转移到固定件之间，并且简单地向内推假体盘，直到止动件与对应的止动件配合为止。在长时间使用之后也可以方便地将假体盘移出。为了移出假体盘，推动在固定件上的齿轮齿，以减小狭缝的间隙，从而释放盘的端板与固定件之间的齿接合。

在图6A和6B中示出了一个替代的实施例。在图6A和6B示出的实施例中，固定件61和端板62具有与在图5A和5B中示出的实施例不同的配合对接。如在图6A和6B中所示，使得在端板中的齿轮齿与夹紧件63的对应的齿轮齿接触，通过一个弹簧64把对应的齿轮齿装接到固定件61上。在这个机构中，通过装接到固定件上的一个弹簧带替图5A和5B中示出的实施例中所示的邻接齿轮齿的狭缝，并且这个弹簧的变形使得当植入时把盘的端板推入时夹紧件有必要的凹口。在端板与夹紧件之间的齿轮齿接触使得可以做单向的滑动。盘的端板和固定件具有如在图5A和5B中那样的轨对接，以防止在竖直方向上的运动。

II.系统

如上面描述过的那样，还提供了包括本发明的假体盘的至少一个部件的系统。本发明的系统典型地包括为了如上面描述过的那样用一个假体盘替代椎间盘可能是必需的和/或希望的所有部件。这样，本发明的系统最少包括按照本发明的一个假体盘，如上面描述过的那样。此外，在某些实施例中的系统包括一个脊椎骨本体固定件或者它的部件，例如在图5A到6B中示出的固定件，用来固定如在图4A和4B中所示的集成的固定件的骨螺丝，以及类似件。本发明的系统也可以包括特殊的传送装置，例如，如下面将更详细地描述的那样。

在图7中示出了特别有兴趣的一个具体的代表性系统。以部件分解视图示出了图7的系统70，该系统包括上和下固定件71A和71B，由顶部和底部端板72A和72B以及纤维质的可压缩件75构成的盘74，纤维质的可压缩件75由假体盘的纤维质部件73和聚合物部件76构成。

III.使用方法

也提供了使用本发明的假体椎间盘和它们的系统的方法。本发明的假体椎间盘和它们的系统在替代脊柱有机体中损伤的或者失效的椎间盘方面找到用途。一般说来，脊柱有机体是“哺乳动物”或“温血动物”，其中这些术语被广泛地用于描写在温血动物类中的有机体，包括食肉动物(例如狗和猫)，啮齿动物(例如老鼠、豚鼠以及大白鼠)，兔形目(例如兔子)以及灵长目动物(例如人类，黑猩猩，以及猴子)。在许多实施例中，目标将是人类。

一般说来，使用这些装置时首先按照标准的方案把要替代的椎间盘由目标或病人移出，以产生出盘的空隙空间。接着，把本发明的假体盘植入或者定位在该盘的空隙空间中，用假体盘替代移出的盘。这个植入的步骤可以包括一个将脊椎骨本体固定件植入的子步骤，在植入后将脊椎骨本体紧固的步骤，或者其它的变化的步骤，这取决于所采用的假体装置的特定构形。此外，上面描述的植入步骤可以包括使用一种或多种植入装置(或者传送盘的装置)，用来将系统部件植入到要植入的部位。

现在提供用来把图7中示出的装置植入的一种代表性的植入方案。首先，在消毒准备之后通过一个腹膜后的途径将目标的脊椎骨暴露出来。将损伤状态的椎间盘移出，并且也将盘上方和下面的软骨端板移出，到达骨质的端板，以获得出血表面，用来使骨骼向内生长进入带销钉的固定件71A和72A中的多孔腔室中。测量由这些移出操作所形成的间隙的大小，按照测量结果选定适当的人造盘组件。

把带销钉的固定件装载到如在图8和9中示出的一个传送器械装备80上，使得将上面的带销钉的固定件板与下面的带销钉的固定件板之间的相对位置和取向保持成一种想要的构形。这种构形可以通过在器械上设置适当的配合构造(或部件)和在带销钉的板上设置对应的配合构造(或部件)来实现。可能的配合构造中的一种是器械的袋囊和如在图8中所示的带销钉的板的对应的外表面。袋囊具有与带销钉的板的外表面相同的内表面，但是有稍微小一点的尺寸，使得带销钉的板可以紧密地配装到器械的袋囊中。把器械与带销钉的固定板一起传送到已经将椎间盘移出的区域，并且利用如在图9中所示的器械的转移运动，对着脊椎骨推带销钉的板。

一旦把带销钉的固定板牢固地固定到脊椎骨上之后，用一个不同的工具保持住假体盘75，并且把该假体盘插进已经植入的带销钉的固定板中，使得它的齿轮齿通过带销钉的固定板上的相配的齿轮齿。图10示出了保持盘的工具。当它处于夹紧位置时，图10中的夹紧装置保持住盘的纤维区域。与夹紧装置相适应的盘具有与盘接触的圆形中凹区域，并且通过这种接触把盘推推入到带销钉的固定板中。当把盘完全插入带销钉的板中时，在盘上在它最前面的突出的轨与带销钉的固定板的凹的轨道接触，并且把盘固定在带销钉的固定板之间，且因此固定在脊椎骨上。

在图11中示出了上面描述的方案。

上面具体地描述的方案仅只是可以用于按照本发明的植入装置的方案的代表示例。

IV.成套工具

也提供了在实现本发明的方法中使用的成套工具，其中成套工具典型地包括上面的假体椎间盘装置(例如尺寸不同的多个这样的装置)和/或本发明的系统的部件的一种或多种：例如固定件或它们的部件，传送装置，等等，如上面描述过的那样。成套工具还可以包括可以在实现本发明的方法中使用的其它部件，例如部位准备部件，等等。

除了上面提到的部件以外，本发明的成套工具典型地还包括使用成套工具的部件以便实现本发明的方法的说明书。一般将用来实现本发明的方法的说明书记录在适当的记录介质上。例如，可以将说明书印在基底比如纸或塑料等上。这样，说明书可以作为包装插入件放在成套工具中，在成套工具或者它的部件的容器的标签上(即，与包装箱或者子包装箱相关联)，等等。在其它实施例中，说明书作为存在适当的计算机可读的储存介质例如CD-ROM，软盘等上的电子储存数据文件。在另一些实施例中，实际的说明书不在成套工具中，但是提供了由远距离的源获得说明书的手段(或装置)，例如通过互联网。这样的实施例的一个示例是成套工具包括一个网址，在该网址可以阅读和/或可以由该网址下载说明书。当使用这样的说明书时，在适当的基底上记录着用来获得说明书的这种手段。

由上面的讨论和结果很明显知道，本发明提供了一种显著改进的假体椎间盘。重要的是，本发明盘很好地模仿了功能完好的天然椎间盘的机械性能，把本发明的盘设计成替换这些天然盘。本发明的盘在竖直方向上展示出刚硬度，扭转刚硬度，在弧矢平面(saggitalplane)中的弯曲刚硬度，以及在前平面中的弯曲刚硬度，其中，这些特点的程度可以独立地通过调节盘的部件来控制，例如调整纤维缠绕的层数，纤维缠绕的图案，浸渍聚合物的分布，以及浸渍聚合物的类型，等等。本发明的盘的纤维增强的结构防止了里面的聚合物的疲劳损坏，并且，对某些实施例的纤维的表面处理消除了碎片问题，这两个问题是某些“橡胶类型”的人造盘会遇到的主要缺点。本发明的某些实施例的固定板与盘的端板之间的交界(或对接)机构例如在图7中所示的机构使得可以非常容易地进行外科手术。外科医生在把带销钉的固定板固定到脊椎骨上之后只需要简单地向内推盘。这些实施例也使得在外科手术带来不好效果的情况下可以容易地除去该盘。很容易把固定件上的齿轮齿由外面向里推，从而释放盘的端板与固定件之间的齿轮接合，并且把盘的端板由带销钉的板中拉出。由于本发明提供的上述和其它好处和特点，很清楚，本发明代表了对本领域状态的一种显著的贡献。

部分B

参考在图12-54中示出的实施例，此假体盘包括被一个芯件分开的上和下端板。在一个实施例中，假体盘包括一个集成的单件结构。在另一个实施例中，假体盘包括一种两件结构，它包括一个下端板，以及一个下端板和芯件。芯可以与任何一个端板或者与两个端板组装在一起或者集成在一起。两件结构可以是一种受限制的结构，其中把上端板组件以一种方式装接到下端板上，该方式防止它们相对转动。替代地，该结构可以是一种半受限制的结构或者是一种不受限制的结构，其中把上端板组件以一种方式装接到下端板上，该方式容许它们相对转动。在另一些实施例中，假体盘包括一种三件结构，它包括上和下端板，以及一个可分开的芯件，一个保持机构把该芯件保持在上端板与下端板之间。最后，在另一些实施例中，假体盘包括一种四件结构，它包括上和下端板，以及两个可分开的芯组件，这两个芯组件一起形成一个芯件。本领域技术人员将会认识到，通过进一步把芯件和/或上和下端板分开，或者通过将附加的部件设置到结构上可以构造出五件，六件，或者其它的多件结构。

植入装置和方法适宜于把假体盘植入到病人的两个相邻的脊椎骨本体之间。在第一实施例中，该装置包括三个植入工具，使用它们用来准备用于植入的两个相邻的脊椎骨本体和随后植入假体盘。第一工具是一个间隔装置，它适宜于插入到两个相邻的脊椎骨本体之间，并且将这两个本体分开，以产生足够大的空间用来将假体盘植入。第二个工具是一个凿形件，它包括一个或多个位于它的上和/或下表面上的楔形的切割刀片，这些刀片适宜于在两个脊椎骨本体的面向内的表面中产生沟槽。第三工具是一个保持装置，它包括一个接合机构，该机构适宜于在把假体盘植入时将假体盘保持在其位置，并且一旦已经将假体盘植入之后释放该盘。

在另一个实施例中，植入装置包括一个引导件，它与下端板接合，并且在将盘植入的一部分过程中它保持就位。下推进件可滑动地与该引导件接合，并且使用该下推进件把下端板向前推，进入到病人脊柱的两个相邻的脊椎骨本体之间的位置。最好把一个上推进件与下推进件耦合起来，并且使用该上推进件把第一凿形件向前推进到在两个相邻的脊椎骨本体之间与下端板相对的位置。一旦处于其位置，将一个向上的作用力施加到上推进件上，以使第一凿形件与上脊椎骨本体接合，并且把一个或多个沟槽凿进它的下表面中。也将一个向下的作用力施加到下推进件上，以使下端板与下脊椎骨本体接合，并且把下端板植入。随后移出上推进件和第一凿形件，同样移出下推进件。最好，随后沿着引导件向前推进第二凿形件，并且使用该第二凿形件对上脊椎骨本体进行附加的准备。在完成第一凿形件的准备并且最好也完成第二凿形件的准备之后，使用沿着引导件向前推进的上端板保持装置将假体盘的上端板和芯件植入。在植入之后，移出上端板保持装置和引导件。

如本领域技术人员通过阅读本文件将会清楚了解的那样，在这里描述和示出的个别实施例中的每个实施例有分立的部件和特点，这些部件和特点可以很容易地与其它几个实施例中的任何实施例的特点分开或者相结合，而不偏离本发明的范围和精神。

I.假体椎间盘

假体椎间盘最好是假的或者人造的装置，把它的构形或者形状做成使得它可以做为脊椎有机体例如哺乳动物比如人的脊柱中的椎间盘的替代品。本发明的假体椎间盘的尺寸使得它们基本上占据两个相邻的脊椎骨本体之间的空间，当把在两个相邻的本体之间的天然存在的椎间盘除去时将出现这一空间，即，空的椎间盘空间。基本上占据意味着假体盘占据两个相邻的脊椎骨本体之间的空间的足够大的体积，该假体盘能够执行用做其替代品的天然盘所执行的功能中的某些功能或全部功能。在某些实施例中，本发明的椎间盘可以有大致豆形的结构，与设计它们用来进行替换的天然存在的椎间盘类似。在许多实施例中，假体盘的长度的范围由大约15厘米到大约50厘米，比如由大约18厘米到大约46厘米，假体盘的宽度的范围由大约12厘米到大约30厘米，比如由大约14厘米到大约25厘米，而假体盘的高度的范围由大约3厘米到大约15厘米，比如由大约5厘米到大约14厘米。

假体盘包括被一个芯件分开的上和下端板。所形成的结构提供一个假体盘，该假体盘在功能上非常好地模仿天然盘。

A.一单件结构

在图12到15中示出了具有一单件结构的代表性的假体椎间盘100。假体盘包括上端板110，下端板120，以及一个保持在上端板110与下端板120之间的芯件130。围绕上和下端板缠绕一个或多个纤维140，以把端板彼此安装起来。(为了清楚起见，在所有的视图中没有示出纤维140。尽管如此，如例如在图12中示出的那样，纤维140在这里所描述的每个实施例中存在，并且在每个实施例中起着类似的作用。)最好不要非常紧地缠绕纤维140，从而容许通过端板和端板以及在它们之间有一定程度的轴向旋转，弯曲，挠曲，以及伸展。可以以未压缩的状态或者预压缩的状态设置芯件130。在上与下端板之间的空间中可选地设置一个环形的封壳150，围绕着芯件130和纤维140。上端板110和下端板120一般是平的平板件，并且由一种生理学上可接受的材料制成，该材料能够提供相当大的刚硬度。适用于在制作上端板110和下端板120中使用的材料的示例包括：钛，钛合金，不锈钢，钴/铬，等等，这些材料可以通过机械加工或者金属注模铸造制造；塑料，比如超高克分子质量(分子重量)的聚乙烯(UHMW-PE)，聚醚醚酮(PEEK)，等等，这些材料可以通过注模模制或者压缩模制制造；陶瓷；石墨；以及其它材料。可选地，可以用羟磷灰石，钛等离子体喷涂，或者其它涂层对端板进行涂布，以便增强骨向内生长。

如上面说明的那样，上和下端板典型的长度为由大约12毫米到大约45毫米，最好由大约13毫米到大约44毫米，宽度由大约11毫米到大约28毫米，最好由大约12毫米到大约25毫米，并且厚度由大约0.5毫米到大约4毫米，最好由大约1毫米到大约3毫米。主要以将要被假体盘占据的相邻的脊椎骨本体之间空出来的尺寸为基础选定上和下端板的尺寸。因此，尽管超出上面列出的范围的端板长度和宽度是可能的，但是它们不是典型的。

上端板110的上表面和下端板120的下表面最好每个表面都设有用来把端板固定到假体盘要被装接到其间的上和下脊椎骨本体的各自相对的表面上的一个机构。例如，在图12中，上端板110包括多个固定鳍状件111a-b。固定鳍状件111a-b将与在上和下脊椎骨本体的表面上形成的配合沟槽接合，从而把端板固定到它各自的脊椎骨本体上。固定鳍状件111a-b一般与上端板110的大致平面的外表面垂直地伸展，即，由端板的上侧面向上伸展，如在图12中所示出的那样。在图12的实施例中，上端板110包括三个固定鳍状件111a-c，但是在剖面图中仅只示出了两个鳍状件。固定鳍状件中的第一个111a设置在上端板的外表面的外边缘附近，并且其长度大约与上端板110的宽度相等。固定鳍状件中的第二个111b设置在上端板的外表面的中心，并且有相对较短的长度，比上端板110的宽度明显地小。固定鳍状件111a-b中的每一个有设置在该固定鳍状件上的顶部边缘上的多个齿112。这些齿112是用来增强固定鳍状件与脊椎骨本体接合的能力的，从而把上端板110固定到脊柱上。

类似地，下端板120的下表面包括多个固定鳍状件121a-b。在下端板120的下表面上的固定鳍状件121a-b在结构和功能上与在上端板110的上表面上的固定鳍状件111a-b相同，区别只是它们在假体盘上的位置不同。在下端板120上的固定鳍状件121a-b将与在下脊椎骨本体上形成的配合沟槽接合，而在上端板110上的固定鳍状件111a-b将与上脊椎骨本体上的配合沟槽接合。因此，把假体盘保持在相邻的脊椎骨本体之间的位置。

固定鳍状件111，121可选地设有一个或多个孔或狭缝115，125。这些孔或狭缝帮助促进骨向内生长，从而把假体盘100结合到脊椎骨本体上。

转到图13A-C，这些图示出了用来把端板固定到其间要安装假体盘的上和下脊椎骨本体的各自相对的表面上的几个替代的机构。在图13A中，上端板110和下端板120中的每个端板设有单一的固定鳍状件111，121。固定鳍状件111，121沿着相应的端板的中心线设置，并且每个固定鳍状件在它的上边缘设有多个齿112，122。单一的固定鳍状件111，121将与在上和下脊椎骨本体的相对表面上形成的沟槽接合，如上面描述过的那样。在图13B中，上端板110和下端板120中的每个端板设有三个固定鳍状件111a-c，121a-c。图13B的假体盘与在图12中所示的假体盘相同，只是它是以透视图示出而不是以剖面图示出。因此，固定鳍状件111a-c，121a-c的结构和功能与上面关于图12描述过的一样。最后，在图13C中，上端板110和下端板120中的每个端板在相应的端板的暴露的外表面的一部分上设有多个齿113，123。这些齿113，123将与相邻的脊椎骨本体的相对表面接合，从而把端板固定在脊椎骨本体之间的位置。可以在上端板和下端板的每个端板的整个外表面上设置齿113，123，或者这些齿可以仅只设置在这些表面的一部分上。例如，在图13C中，将上端板110的上表面上的齿113设置在三个主要区域上，第一区域113a靠近上端板110的第一边缘，第二区域113b靠近上端板110的中心，而第三区域113c靠近端板的第二边缘。

转到图54，在一个可选的实施例中，通过设置一个展开机构160可以选择性地使固定鳍状件111缩回和伸展，该机构与上端板110相关联。在下端板120上可以使用一个类似的机构。展开机构包括一个滑动件161，它在上端板110上形成的一个通道162内滑动。通道162包括一个带螺纹的区域163，并且滑动件161包括相配的螺纹164，从而提供一个机构，用来在通道162内向前推进滑动件161。当在通道162内向前推进滑动件161时，倾斜的区域165与可展开的鳍状件166的底表面接合。滑动件161的进一步向前推进使得可展开的鳍状件166在上端板110的上表面上的狭缝167内向上升高。展开机构160的反向运动使得鳍状件166缩回。也可以与销钉，齿，或者其它的固定装置联系起来使用展开机构160。在一个替代的实施例中，可以用一个定位销替代展开机构的带螺纹的滑动件161，向前推动该定位销会使鳍状件166展开。其它的向前推进的机构也是可能的。

返回到图12，上端板110包含多个狭缝114，纤维140可以通过这些狭缝，或者可以通过这些狭缝缠绕纤维140，如图所示出的那样。在端板上包含的狭缝114的实际数目是可变的。增加狭缝的数目将使得把端板保持在一起的纤维的周向上的密度增加。此外，可以将狭缝的形状选择成使得沿着狭缝的长度提供可变的宽度。例如，狭缝的宽度可以由较宽的内端到较窄的外端倾斜，或者相反。此外，在同一狭缝中纤维可以缠绕多次，从而提高纤维在径向上的密度。在每种情况下，这样改进了耐磨损能力，并且提高了假体盘的扭转和挠曲刚硬度，从而更接近天然盘的刚硬度。此外，纤维140可以穿过每个狭缝、并且在每个狭缝上缠绕，或者仅只在选定的狭缝上缠绕，如所需要的那样。在图14A和14B中示出了两种示例性的缠绕图案。在图14A中，以单一方向的方式缠绕纤维140，这精密地模仿了在天然盘中出现的天然的环形纤维。在图14B中，双方向地缠绕纤维140。其它的缠绕图案，或者是单一方向的或者是多方向的，也是可能的。

如上面描述过的那样，纤维140的目的是把上端板110与下端板120保持在一起，并且限制运动的范围，以模仿天然盘的运动范围。因此，纤维最好是高韧性的纤维，有高的弹性模量，例如至少大约100MPa，并且最好至少大约500MPa。高韧性纤维意味着这些纤维可以经受至少大约50MPa的纵向应力并且最好至少250MPa而不会撕断开。纤维一般是细长的纤维，其直径的范围由大约100微米到大约500微米，并且最好由大约200微米到大约400微米。可选地，可以用一种弹性体对纤维进行注模模制，以包住纤维，从而提供对组织向内生长的保护，并且改进扭转和挠曲刚硬度，或者可以用一种或多种其它的材料对纤维进行涂布，以改进纤维的刚硬度和耐磨性能。此外，可以用一种潮湿的物质比如盐水注入芯，以使纤维变湿，并且使模仿天然盘的粘弹性性质变得容易。

纤维140可以由任何适当的材料制成。适用的材料包括、但不限于：聚酯(例如Dacron)，聚乙烯，聚芳酰胺，聚-对苯二甲酰对苯二胺(例如，Kevlar)，碳纤维或玻璃纤维，聚对苯二甲酸乙二醇酯，丙烯酸类聚合物，甲基丙烯酸类聚合物，聚胺酯，聚脲，聚烯烃，卤化聚烯烃，多糖，乙烯聚合物，聚磷腈，聚硅氧烷，以及类似物。

通过在端板的上表面上在纤维中系一个结可以使纤维140在端板上终止。替代地，通过将纤维的终止端滑入到端板的边缘上的一个狭缝中也可以将纤维140终止在端板上，与把线保持在一个线轴上的方式类似。狭缝可以用一个狭缝结构自身的一个束缚装置将纤维保持住，或者可以用一个附加的保持装置比如一个箍式束缚装置将纤维保持住。作为另一个替代方案，可以通过机械加工把突起状的束缚装置加工到端板结构中，或者把突起状的束缚装置焊接到端板结构上，以固定纤维的终止端。随后可以把纤维封闭在束缚装置中，以把它固定。作为另一种替代方案，可以通过焊接使用聚合物把纤维固定到端板上。聚合物最好为与纤维相同的材料(例如，PE，PET，或者上面列出的其它材料)。还有，可以通过把一个叉形件束缚到纤维上产生一个T形接头或者通过把一个球束缚到纤维上产生一个球状接头，将纤维保持在端板上。

想让芯件130提供支承，并且用它保持上端板110与下端板120之间的相对间隔。芯件130由一种相当柔顺的材料例如聚胺酯或硅酮制成，并且典型地通过注模制成。芯件的优选结构包括由一种水凝胶形成的核和用弹性体增强的纤维环。例如，核，芯件130的中心部分，可以包括一种水凝胶材料比如吸水的聚胺酯，聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯氧化物(PEO)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚丙烯酰胺，硅酮，或者以PEO为基础的聚胺酯。环可以包括一种弹性体，比如硅酮，纤维增强的聚胺酯或聚酯(例如Hytrel)，比如聚乙烯(例如超高分子重量的聚乙烯，UHMWPE)，聚对苯二甲酸乙二醇酯，或者聚-对苯二甲酰对苯二胺(例如，Kevlar)。

芯件130的形状典型地大致为圆柱形或者豆形状，但是可以改变形状(以及制成芯件的材料和芯件的尺寸)，以便得到想要的物理性质和性能。例如，芯件130的形状，尺寸，以及材料将直接影响假体盘的挠曲，伸展，横向的弯曲，以及轴向转动的程度。

环形的封壳150最好由聚胺酯或硅酮制成，并且可以通过注模模制，两部分成分的混合，或者把端板-芯-纤维组件浸在聚合物溶液中制造出来。在图15A-C中示出了优选的环形封壳150。如所示出的那样，环形封壳大致为圆柱形，其有上圆形边缘153，下圆形边缘154，以及大致圆柱形的本体155。在图中所示的实施例中，本体155有两个在其中形成的波纹部分156a-b。替代的实施例没有任何的波纹部分，有一个波纹部分，或者有三个或更多的波纹部分。环形封壳的功能是用来起一个屏蔽装置作用，它将盘材料(例如纤维的股线)保持在盘的本体内，并且它保持在盘的外面的自然的内向生长。

在图13D-F中示出了假体盘的单件结构实施例的另几个示例。这些实施例中的每个实施例包括一个上端板110，一个下端板120和一个芯件130，如上面描述的那样。上端板110包括一个外部110a和一个内部110b，并且下端板120包括一个外部120a和一个内部120b。用本领域技术人员已知的方法把每个端板的内部和外部彼此粘接起来。端板110，120中的每个端板还包括在上端板110的上表面上和在下端板120的下表面上的固定鳍状件111a-c，121a-c，如也在上面描述过的那样。此外，参见图13D，在上端板110的上表面上设置了一个上拱顶116。上拱顶116是一个大致中凸的部分，这部分由上端板110的上表面向上伸展。上拱顶116是可选的，且它的功能是在植入时填充上端板110与脊椎骨本体之间的空间，以帮助使上端板110与天然的人体构造近似。上拱顶116的尺寸和形状可以根据需要而变化。如在图13D中所示，上拱顶116大致为中凸的，且其最大的高度(上端板的大致平的上表面部分上方的距离)近似等于固定鳍状件111b的高度的一半。上拱顶116可以以上端板110的中间为中心，如在图2D中所示出的那样，或者，它可以移到一侧或另一侧，这取决于需要。

特别地参考图13F，将聚合物薄膜170夹置在上端板110的外部110a与内部110b之间，并且将另一个聚合物薄膜170夹置在下端板120的外部120a与内部120b之间。适宜于把聚合物薄膜170或者用机械的方法或者用化学的方法牢固地粘接到通过在上端板110和下端板120中形成的狭缝114，124缠绕的纤维140上。

图13D-F提供了关于环形封壳150的另外细节。如在这些图中所示，环形封壳150将上与下端板之间的内部空间密封起来。一对保持环151将环形封壳150保持在盘上，该对保持环与在上和下端板上的一对配合的面向外的沟槽152接合(见图13F)。虽然保持环可以有任何适当的截面(例如，圆形，三角形，正方形，等等)，但是在图13F中示出的实施例具有长方形截面。相信长方形实现了相对而言更好的垫圈保持，并且更容易制作。

图13G和13H示出了假体盘的一单件结构实施例的另一个实例。在这些图中示出的示例中，上端板110包括一个外部110a和一个内部110b。类似地，下端板120包括一个外部120a和一个内部120b。上和下端板的每个端板的两部分110a-b，120a-b配合在一起，以形成集成的上端板110和下端板120。最好，通过焊接例如激光焊接或某种类似的过程把上和下端板110，120的两部分110a-b，120a-b连接在一起。用这种结构可以获得的一个优点是能够保持住环形封壳150(在图13G-H中未示出)，而不需要一个分开的保持环。例如，当把上端板110的外部110a与内部110b彼此安装起来时，可以卡住环形封壳的上边缘，并且将该上边缘保持在上端板110的外部110a与内部110b之间。类似地，当把下端板120的外部120a与内部120b彼此安装起来时，可以卡住环形封壳的下边缘，并且将该下边缘保持在下端板120的外部120a与内部120b之间。以这种方式，由保持环形封壳的上和下边缘的压缩作用力把环形封壳保持在上和下端板之间的位置。

在图13I-J中示出了一种用于保持环形封壳150的可选结构。在这些图中，所示出的上端板110包括一个外部110a和一个内部110b。上端板110的内部110b的上表面设有一个环形沟槽117，该沟槽关于内部110b的周边伸展。环形凹槽117与上端板110的外部110a的底表面协同工作，以产生一个环形空间118。在下端板120上可以设置一个类似的结构，在图中未示出该结构。可以有利地把环形封壳150(在图13I-J中未示出)做成有一个小球，即关于它的上和下边缘的一个球形的终端(在图中也未示出)，该小球占据在上和下端板110，120上形成的环形空间118。该环形空间118与在环形封壳150上形成的小球的协同工作产生更强的并且更牢固的保持作用力，为的是通过上和下端板110，120保持住环形封壳150的上和下边缘。替代地，可以用粘结剂带有或者没有已经描述过的端板压缩作用力保持住该环形封壳。

本发明的另一个可选特点是在制造时以一种拉伸疲劳的状态设置纤维，从而将长期的磨损减到最少。例如，在图13I-J的实施例中，可以把材料131比如一个金属板或者聚合物薄膜定位在端板的上部110a的空间119内并且位于纤维127与端板的表面之间。该材料的初始形式可以例如为凝胶或乳剂，从而可以对纤维进行涂布和浸渍。用这种材料使得纤维紧贴在端板上，从而在使用该盘的过程中降低纤维对运动的敏感度。作为一种附加的可选特点，每个端板可以由两个板构成，它们可以相对于彼此选择性地旋转移动。在这种结构中，这些板中的其中一个板相对于另一个板稍微旋转会改变在组合的端板上形成的狭缝的尺寸和/或形状。因此，使用者可以挑选想要的一组狭缝尺寸。

图13K-L示出了可以包括在假体盘的一单件结构实施例中的另一种可选的特点。在这些图示出的示例中，在上端板110和下端板120之间与芯件130同轴地设置一个弹簧180。在这个示例中，芯件130的形式为一个圆环，因此在它的中心有一个空间。弹簧180设置在芯件130的中心处的空间中，并且把它保持在上端板110与下端板120之间。弹簧180提供了将两个端板偏置分离开的作用力，并且具有与由芯件130提供的不同的性能特点和性质。通过例如选择弹簧180有不同的尺寸，材料，或者不同的弹簧常数可以改变这些特点。以这样的方式，弹簧180提供了一种附加的机构，为了与天然盘的性能近似通过该机构可以改变假体盘的性能。

转到图50A-B，这些图示出了假体盘的一单件结构实施例的另外的示例。图50A-B所示的盘在尺寸和形状上特别适宜于通过侵入最少的外科手术把它们植入，如下面将描述的那样。除了它们的尺寸和形状以外，图50A-B中所示的示例的结构与上面描述过的类似，它包括一个上端板110，一个下端板120，一个芯件130，以及一个环形封壳150。上和下端板110，120中的每个端板设有固定鳍状件111，121，它们由端板的表面在端板的大部分长度上方伸展。虽然在图中没有示出，这些示例最好也包括在上端板110与下端板120之间缠绕，并且把上端板110连接到下端板120上的纤维140。

在图50A所示的示例中，提供了单一的细长的芯件，而在图50B中所示的示例性结构有双芯，它包括两个大致圆柱形的芯件130a，130b。可以理解，双芯结构(图50B)更好地模拟天然盘的性能特点。此外，可以理解，双芯结构相对于单芯结构(图50A)在纤维140上有较小的应力。在图50A-B中所示的示例性假体盘中的每个盘的长度比宽度大。提供这种相对尺寸的示例性形状包括长方形，椭圆形，子弹形，或者其它形状。这种形状使得通过下面将描述的侵入最少的手术把盘植入变得容易。

通过一种外科手术把假体盘的单件结构实施例植入体内。在除去天然盘之后，在假体盘要植入其间的上面的和下面的脊椎骨中形成沟槽。随后把假体盘插入空出来的空隙中，同时使固定鳍状件111，121与在脊椎骨上形成的沟槽对准。固定鳍状件使假体盘被固定在相邻的脊椎骨本体之间的位置。

与先有技术的人造盘相比，以及与替代的医疗手术比如脊柱融合相比，假体盘具有多个优点。例如，在这里描述的假体盘提供了与天然的脊椎盘类似的压缩柔顺性。此外，也可以以与天然盘相关的运动接近或相同的方式限制挠曲，伸展，横向弯曲，以及轴向旋转的运动。

B.两件结构

在图16到20中示出了有两件结构的代表性假体椎间盘200。在两件结构假体盘中包括的部件和特点与上面描述过的一单件的盘非常类似。在装置之间的主要差别是：两件假体盘包含两个分开的部件，而一单件的假体盘包含单一的集成的结构。特别是，并且如下面将更充分地描述的那样，把两件的假体盘的下端板分成一个内部下端板220a和一个外部下端板220b(见图16-20)，而在一单件的假体盘中仅只有单一的下端板120(见图12和13A-C)。

转到图16-20，两件的假体盘包括两个主要的可分开的部件：外部下端板220b，以及一个上子组件205。在图16-18所示的两件的假体盘的第一实施例中，上子组件205受到限制，即，它不能相对于外部下端板220b自由旋转。在图19-20所示的两件的假体盘的第二实施例中，上子组件205不受限制，即，它能够相对于外部下端板220b基本上自由地旋转。

上子组件包括内部下端板220a，上端板210，以及保持在上端板210与内部下端板220a之间的芯件230。围绕上端板和内部下端板缠绕一个或多个纤维240，以把端板彼此安装起来。最好不要非常紧地缠绕纤维240，从而容许端板以及端板和端板之间可以有一定程度的轴向旋转，弯曲，挠曲，以及伸展。最好对芯件230进行预压缩。在上端板与内部下端板之间的空间中可选地设置一个环形封壳250，围绕着芯件230和纤维240。替代地，在环形封壳250的位置可选地设置一个外部的环或者垫圈(在图中未示出)。

上端板210和外部下端板220b一般是平的平面件，并且由一种生理学上可接受的材料制成，该材料能够提供相当大的刚硬度。适用于在制作上端板210和外部下端板220b中使用的材料的示例包括：钛，钛合金，不锈钢，钴/铬，等等，这些材料可以通过机械加工或者金属注模铸造制造；塑料，比如超高克分子质量(分子重量)的聚乙烯(UHMW-PE)，聚醚醚酮(PEEK)，等等，这些材料可以通过注模模制或者压缩模制制造；陶瓷；石墨；以及其它材料。可选地，可以用羟磷灰石，钛等离子体喷涂，或者其它涂层对端板进行涂布，以便增强骨向内生长。

如上面说明的那样，上和下端板典型的长度为由大约12毫米到大约45毫米，最好由大约13毫米到大约44毫米，宽度由大约11毫米到大约28毫米，最好由大约12毫米到大约25毫米，并且厚度由大约0.5毫米到大约4毫米，最好由大约1毫米到大约3毫米。主要以要被假体盘占据的相邻的脊椎骨本体之间空出来的尺寸为基础选定上和下端板的尺寸。因此，尽管超出上面列出的范围的端板长度和宽度是可能的，但是它们不是典型的。

上端板210的上表面和外部下端板220b的下表面最好每个表面都设有一个用来把端板固定到假体盘要植入其间的上和下脊椎骨本体的各自相对的表面上的机构。例如，在图16和18-20中，上端板210包括多个固定鳍状件211a-c。固定鳍状件211a-c将与在上和下脊椎骨本体的表面上形成的配合沟槽接合，从而把端板固定到它相应的脊椎骨本体上。固定鳍状件211a-c一般与上端板210的大致平面的外表面垂直地伸展，即，由端板的上侧面向上伸展，如在图16中所示出的那样。在图16的实施例中，上端板210包括三个固定鳍状件211a-c。固定鳍状件中的第一和第三个鳍状件211a和211c设置在靠近上端板210的外表面的外边缘，并且其长度大约与上端板210的宽度相等。固定鳍状件中的第二个鳍状件211b设置在靠近上端板的外表面的中心，并且有相对较短的长度，比上端板210的宽度明显地小。固定鳍状件211a-c中的每一个具有设置在该固定鳍状件上的顶部边缘上的多个齿212。这些齿212是用来增强固定鳍状件与脊椎骨本体接合的能力的，从而把上端板210固定到脊柱上。

外部下端板220b的下表面包括多个固定销钉221。在外部下端板220b的下表面上的固定销钉221将与在下脊椎骨本体的表面接合，而在上端板210上的固定鳍状件211a-c将与上脊椎骨本体上的配合沟槽接合。因此，把假体盘200保持在相邻的脊椎骨本体之间的位置。

替代地，两件的假体盘的上端板210和外部下端板220b可以采用在图13A-C中示出的替代的固定机构之一。如在上面描述过的那样，在图13A中，上端板110和下端板120中的每个端板设有单一的固定鳍状件111，121。固定鳍状件111，121沿着相应的端板的中心线设置，并且每个固定鳍状件在它的上边缘设有多个齿112，122。单一的固定鳍状件111，121将与在上和下脊椎骨本体的相对表面上形成的沟槽接合，如上面描述过的那样。在图13B中，上端板110和下端板120中的每个端板设有三个固定鳍状件111a-c，121a-c。图13B的假体盘与在图12中所示的假体盘相同，只是它是以透视图示出而不是以剖面图示出。因此，固定鳍状件111a-c，121a-c的结构和功能与上面关于图12描述过的一样。最后，在图13C中，上端板110和下端板120中的每个端板在相应的端板的暴露的外表面的一部分上设有多个齿113，123。这些齿113，123将与相邻的脊椎骨本体的相对的表面接合，从而把端板固定在脊椎骨本体之间的位置。可以在上端板和下端板的每个端板的整个外表面上设置齿113，123，或者这些齿可以仅只设置在这些表面的一部分上。例如，在图13C中，将上端板110的上表面上的齿113设置在三个主要区域上，第一区域113a靠近上端板110的第一边缘，第二区域113b靠近上端板110的中心，而第三区域113c靠近端板的第二边缘。

转到图54，在一个可选的实施例中，通过设置一个展开机构160可以选择性地使固定鳍状件111缩回和伸展，该机构与上端板110相关联。在下端板120上可以使用一个类似的机构。展开机构包括一个滑动件161，它在上端板110中形成的一个通道162内滑动。通道162包括一个带螺纹的区域163，并且滑动件161包括相配的螺纹164，从而提供一个机构，用来在通道162内向前推进滑动件161。当在通道162内向前推进滑动件161时，倾斜的区域165与可展开的鳍状件166的底表面接合。滑动件161的进一步向前推进使得可展开的鳍状件166在上端板110的上表面上的狭缝167内向上升高。展开机构160的反向运动使得鳍状件166缩回。也可以与销钉，齿，或者其它的固定装置联系起来使用展开机构160。在一个替代的实施例中，可以用一个定位销替代展开机构的带螺纹的滑动件161，向前推动该定位销会使鳍状件166展开。其它的向前推进的机构也是可能的。

返回到图18，上端板210包含多个狭缝214，纤维240可以通过这些狭缝，或者可以通过这些狭缝缠绕纤维240，如图所示出的那样。在端板上包含的狭缝214的实际数目是可变的。增加狭缝的数目将使得把端板保持在一起的纤维的周向上的密度增加。此外，在同一狭缝中纤维可以缠绕多次，从而提高纤维在径向上的密度。在每种情况下，这样改进了耐磨损能力，并且提高了假体盘的扭转和挠曲刚硬度，从而更接近天然盘的刚硬度。此外，纤维240可以穿过每个狭缝、并且在每个狭缝上缠绕，或者仅只在选定的狭缝上缠绕，如所需要的那样。

如上面描述过的那样，纤维240的目的是把上端板210与下端板220保持在一起，并且限制运动的范围，以模仿天然盘的运动范围。因此，纤维最好是高韧性的纤维，有高的弹性模量，例如至少大约100MPa，并且最好至少大约500MPa。高韧性纤维意味着这些纤维可以经受至少大约50MPa的纵向应力并且最好至少250MPa而不会撕断开。纤维240一般是细长的纤维，直径的范围由大约100微米到大约500微米，并且最好由大约200微米到大约400微米。可选地，可以用一种弹性体对纤维进行注模模制，包住纤维，从而提供对于组织向内生长的保护，并且改进扭转和挠曲刚硬度。

纤维240可以由任何适当的材料制成。适用的材料的示例包括：聚酯(例如Dacron)，聚乙烯，聚芳酰胺，聚-对苯二甲酰对苯二胺(例如，Kevlar)，碳纤维或玻璃纤维，聚对苯二甲酸乙二醇酯，丙烯酸类聚合物，甲基丙烯酸类聚合物，聚胺酯，聚脲，聚烯烃，卤化聚烯烃，多糖，乙烯聚合物，聚磷腈，聚硅氧烷，以及类似物。

通过在端板的上表面上在纤维中系一个结可以使纤维240在端板上终止。替代地，通过将纤维的终止端滑入到端板的边缘上的一个狭缝中也可以将纤维240终止在端板上，与把线保持在一个线轴上的方式类似。狭缝可以用一个狭缝结构自身的一个束缚装置将纤维保持住，或者可以用一个附加的保持装置比如一个箍式束缚装置将纤维保持住。作为另一个替代方案，可以通过机械加工把突起状的束缚装置加工到端板结构中，或者把突起状的束缚装置焊接到端板结构上，以固定纤维的终止端。随后可以把纤维封闭在束缚装置中，以把它固定。作为另一种替代方案，可以通过焊接使用聚合物把纤维固定到端板上。聚合物最好为与纤维相同的材料(例如，PE，PET，或者上面列出的其它材料)。还有，可以通过把一个叉形件束缚到纤维上产生一个T形接头或者通过把一个球束缚到纤维上产生一个球状接头，将纤维保持在端板上。

想让芯件230提供支承，并且用它保持上端板210与内部下端板220a之间的相对间隔。芯件230由一种相当柔顺的材料例如聚胺酯或硅酮制成，并且典型地通过注模模制成。芯件230的优选结构包括由一种水凝胶形成的核和用弹性体增强的纤维环。例如，核，芯件230的中心部分，可以包括一种水凝胶材料比如吸收了水的聚胺酯，聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯氧化物(PEO)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚丙烯酰胺，硅酮，或者以PEO为基础的聚胺酯。环可以包括一种弹性体，比如硅酮，纤维增强的聚胺酯或聚酯(例如Hytrel)，比如聚乙烯(例如超高分子重量的聚乙烯，UHMWPE)，聚对苯二甲酸乙二醇酯，或者聚-对苯二甲酰对苯二胺(例如，Kevlar)。

芯件230的形状典型地大致为圆柱形或者豆形状，但是可以改变形状(以及制成芯件的材料和芯件的尺寸)，以便得到想要的物理性质和性能。例如，芯件230的形状，尺寸，以及材料将直接影响假体盘的挠曲，伸展，横向的弯曲，以及轴向转动的程度。

环形的封壳250最好由聚胺酯或硅酮制成，并且可以通过注模模制，两部分成分的混合，或者把端板-芯-纤维组件浸在聚合物溶液中制造出来。替代地，在环形封壳250的位置可选地设置一个外面的环或者垫圈(在图中未示出)。

将上子组件205的构形做成可以选择性地装接到外部下端板220b上。如例如在图3和6中所示出的那样，内部下端板220a的边缘225的尺寸和形状适宜于与在外部下端板220b的上表面上形成的狭缝226接合。因此，上子组件205将滑到外部下端板220b上，同时内部下端板的边缘225与外部下端板的狭缝226接合。

现在，将描述两件的假体盘的受限制的、半受限制的以及不受限制的实施例之间的差别。首先转到在图16-18中示出的受限制的实施例，一旦把上子组件205充分向前推到外部下端板220b上之后，即，一旦内部下端板220a的前边缘225与外部下端板220b的狭缝226的后部接合之后，在内部下端板220a的底表面上的一个突起261与外部下端板220b的顶表面上的一个缺口262接合(见图18)，从而把上子组件205锁定到外部下端板220b上。突起261和缺口262是正方形的表面，从而可以防止内部下端板220a与外部下端板220b之间的相对转动。此外，内部下端板220a的边缘225和外部下端板220b的配合狭缝226分别包括配合的直的部分227和228，这些部分也会阻止内部下端板220a相对于外部下端板220b的转动。

接着转到在图19-20中示出的不受限制的实施例，外部下端板220b设有一个升高的唇部271。此升高的唇部271可稍微向下位移，即当把作用力施加到它上时，升高的唇部271将向下偏转。因此，当正在把上子组件装接到外部下端板220b上时，升高的唇部将向下位移，以容许内部下端板220a的边缘225与外部下端板220b的狭缝226接合。一旦把上子组件205充分向前推到外部下端板220b上之后，即，一旦内部下端板220a的前边缘225与外部下端板220b的狭缝226的后部分接合之后，升高的唇部271向后卡合入位，如在图20中所示出的那样，从而把上子组件205锁定到外部下端板220b上。要注意到，升高的唇部271和内部下端板220a包括圆形的表面，从而容许内部下端板220a与外部下端板220b之间的相对转动。此外，内部下端板220a的边缘225和外部下端板220b的配合狭缝226不包括受限制的实施例的配合的直的部分227，228。因此，在两件的假体盘的不受限制的实施例中，上子组件205相对于外部下端板220b可以基本上自由地转动。

通过一种外科手术把假体盘的两件结构实施例植入体内。在除去天然盘之后，把外部下端板220b放置到先前由天然盘占据的、在两个相邻的脊椎骨本体之间的空隙的下脊椎骨本体上，并且把该外部下端板锚固在下脊椎骨本体中。接着，在上面的脊椎骨本体中形成沟槽。随后把假体盘的上子组件205插入该空隙中，同时使固定鳍状件211与在上脊椎骨本体上形成的沟槽对准，并同时把内部下端板220a滑入到外部下端板220b中，滑入的方式使得内部下端板220a的边缘225与外部下端板220b的狭缝226接合。固定鳍状件使假体盘被固定在相邻的脊椎骨本体之间的位置。

与先有技术的人造盘相比，以及与替代的医疗手术比如脊柱融合相比，两件的假体盘具有几个优点。例如，在这里描述的两件假体盘提供了与天然的脊椎盘类似的压缩柔顺性。此外，也可以以与天然盘相关联的运动接近或相同的方式限制挠曲，伸展，横向弯曲，以及轴向旋转的运动。

C.三件结构

在图21到23中示出了具有三件结构的代表性假体椎间盘300。该假体盘包括一个上端板310，一个下端板320，以及保持在上端板310与下端板320之间的一个芯组件330。

上端板310和下端板320一般是平的平面件，并且由一种生理学上可接受的材料制成，该材料能够提供相当大的刚硬度。适用于在制作上端板310和下端板320中使用的材料的示例包括：钛，钛合金，不锈钢，钴/铬，等等，这些材料可以通过机械加工或者金属注模铸造制造；塑料，比如超高克分子质量(分子重量)的聚乙烯(UHMW-PE)，聚醚醚酮(PEEK)，等等，这些材料可以通过注模模制或者压缩模制制造；陶瓷；石墨；以及其它材料。可选地，可以用羟磷灰石，钛等离子体喷涂，或者其它涂层对端板进行涂布，以便增强骨向内生长。

如上面说明的那样，上和下端板典型的长度为由大约12毫米到大约45毫米，最好由大约13毫米到大约44毫米，宽度由大约11毫米到大约28毫米，最好由大约12毫米到大约25毫米，并且厚度由大约0.5毫米到大约4毫米，最好由大约1毫米到大约3毫米。主要以将要被假体盘占据的相邻的脊椎骨本体之间的空隙的尺寸为基础选定上和下端板的尺寸。因此，尽管超出上面列出的范围的端板长度和宽度是可能的，但是它们不是典型的。上端板310的上表面和下端板320的下表面最好每个表面都设有用来把端板固定到假体盘要被植入其间的上和下脊椎骨本体的各自相对的表面上的一个机构。例如，在图21和23中，上端板310包括固定鳍状件311。固定鳍状件311将与在上脊椎骨本体的表面上形成的配合沟槽接合，从而把端板固定到脊椎骨本体上。固定鳍状件311一般与上端板310的大致平面的外表面垂直地伸展，即，由端板的上侧面向上伸展，如在图21和23中所示出的那样。如在这些图中所示，固定鳍状件311设置在上端板310的外表面的中心处，并且其长度比上端板310的宽度稍微短一点。虽然在这些图中没有示出，固定鳍状件311可以设有在该固定鳍状件上的顶部边缘上的多个齿。这些齿212用来增强固定鳍状件与脊椎骨本体接合的能力，从而把上端板310固定到脊柱上。

类似地，下端板320的下表面包括固定鳍状件321。在下端板320的下表面上的固定鳍状件321在结构和功能上与在上端板310的上表面上的固定鳍状件311相同，区别只是它在假体盘上的位置不同。在下端板320的下表面上的固定鳍状件321将与在下脊椎骨本体上形成的配合沟槽接合，而在上端板310上的固定鳍状件311将与上脊椎骨本体上的配合沟槽接合。因此，把假体盘300保持在相邻的脊椎骨本体之间的位置。

替代地，三件的假体盘的上端板310和下端板320可以采用在图13A-C中示出的替代的固定机构之一。如在上面关于在图13A中示出的一单件假体装置描述过的那样，上端板110和下端板120中的每个端板设有单一的固定鳍状件111，121。固定鳍状件111，121沿着相应的端板的中心线设置，并且每个固定鳍状件在它的上边缘设有多个齿112，122。单一的固定鳍状件111，121将与在上和下脊椎骨本体的相对表面上形成的沟槽接合，如上面描述过的那样。在图13B中，上端板110和下端板120中的每个端板设有三个固定鳍状件111a-c，121a-c。图13B的假体盘与在图12中所示的假体盘相同，只是它是以透视图示出而不是以剖面图示出。因此，固定鳍状件111a-c，121a-c的结构和功能与上面关于图12描述过的一样。最后，在图13C中，上端板110和下端板120中的每个端板在相应的端板的暴露的外表面的一部分上设有多个齿113，123。这些齿113，123将与相邻的脊椎骨本体的相对的表面接合，从而把端板固定在脊椎骨本体之间的位置。可以在上端板和下端板的每个端板的整个外表面上设置齿113，123，或者这些齿可以仅只设置在这些表面的一部分上。例如，在图13C中，将上端板110的上表面上的齿113设置在三个主要区域上，第一区域113a靠近上端板110的第一边缘，第二区域113b靠近上端板110的中心，而第三区域113c靠近端板的第二边缘。

转到图54，在一个可选的实施例中，通过设置一个展开机构160可以选择性地使固定鳍状件111缩回和伸展，该机构与上端板110相关联。在下端板120上可以使用一个类似的机构。展开机构包括一个滑动件161，它在上端板110中形成的一个通道162内滑动。通道162包括一个带螺纹的区域163，并且滑动件161包括相配的螺纹164，从而提供一个机构，用来在通道162内向前推进滑动件161。当在通道162内向前推进滑动件161时，倾斜的区域165与可展开的鳍状件166的底表面接合。滑动件161的进一步向前推进使得可展开的鳍状件166在上端板110的上表面上的狭缝167内向上升高。展开机构160的反向运动使得鳍状件166缩回。也可以与销钉，齿，或者其它的固定装置联系起来使用展开机构160。在一个替代的实施例中，可以用一个定位销替代展开机构的带螺纹的滑动件161，向前推动该定位销会使鳍状件166展开。其它的向前推进的机构也是可能的。

想让芯组件330提供支承，并且用它保持上端板310与下端板320之间的相对间隔。芯组件330对于三件的假体盘提供了压缩柔顺性，并且提供了由上端板310和下端板320和在它们之间的有限的平移，挠曲，伸展，以及横向的弯曲。芯组件330还提供了由上端板310和下端板320和在它们之间的基本上没有限制的转动。

芯组件330包括一个顶部帽盖331，一个底部帽盖332，一个侧壁333，以及由顶部帽盖331，底部帽盖332和侧壁333和在它们之间保持的一个芯中心部分334。顶部帽盖331和底部帽盖332一般是平面的，并且由一种生理学上可接受的材料制成，该材料能够提供相当大的刚硬度。适用于在制作顶部帽盖331和底部帽盖332中使用的材料的示例包括：钛，钛合金，不锈钢，钴/铬，等等，这些材料可以通过机械加工或者金属注模铸造制造；塑料，比如超高克分子质量(分子重量)的聚乙烯(UHMW-PE)，聚醚醚酮(PEEK)，等等，这些材料可以通过注模模制或者压缩模制制造；陶瓷；石墨；以及其它材料。芯的中心部分334由一种相当柔顺的材料例如聚胺酯或硅酮制成，并且典型地通过注模模制成。芯的中心部分334的形状典型地大致为圆柱形或者豆形状，但是可以改变形状(以及制成芯件的材料和芯件的尺寸)，以便得到想要的物理性质和性能。例如，芯件334的形状，尺寸，以及材料将直接影响假体盘的挠曲，伸展，横向的弯曲，以及轴向转动的程度。

顶部帽盖331和底部帽盖332最好每一个都包括在帽盖的中心点形成的一个一般为中凹的凹进部分336。该凹进部分336将与在端板的内表面上形成的一对保持装置协同工作，把芯组件330保持在保持装置之间的位置，如下面将更充分地描述的那样。

顶部帽盖331和底部帽盖332最好包含关于每个帽盖的表面在径向上间隔开的多个狭缝335。围绕顶部帽盖331和底部帽盖332穿过狭缝335缠绕一个或多个纤维340，以把端板彼此安装起来。最好不要非常紧地缠绕纤维340，从而容许顶部帽盖331和底部帽盖332以及它们之间可以有一定程度的轴向旋转，弯曲，挠曲，以及伸展。最好对芯的中心部分334进行预压缩。在顶部帽盖331和底部帽盖332中的每个帽盖上包含的狭缝335的实际数目是可变的。增加狭缝的数目将导致把端板保持在一起的纤维的周向上的密度增加。此外，在同一狭缝中纤维可以缠绕多次，从而提高纤维在径向上的密度。在每种情况下，这样改进了耐磨损能力，并且提高了假体盘的扭转和挠曲刚硬度，从而更接近天然盘的刚硬度。此外，纤维340可以穿过每个狭缝、并且在每个狭缝上缠绕，或者仅只在选定的狭缝上缠绕，如所需要的那样。

纤维340的目的是把顶部帽盖331和底部帽盖332保持在一起，并且限制运动的范围，以模仿天然盘的运动范围。因此，纤维最好是高韧性的纤维，有高的弹性模量，例如至少大约100MPa，并且最好至少大约500MPa。高韧性纤维意味着这些纤维可以经受至少大约50MPa的纵向应力并且最好至少250MPa而不会撕断开。纤维340一般是细长的纤维，直径的范围由大约100微米到大约500微米，并且最好由大约200微米到大约400微米。可选地，可以用一种弹性体对纤维进行注模模制，以包住纤维，从而提供对于组织向内生长的保护，并且改进扭转和挠曲刚硬度。

纤维340可以由任何适当的材料制成。适用的材料的示例包括：聚酯(例如Dacron)，聚乙烯，聚芳酰胺，聚-对苯二甲酰对苯二胺(例如，Kevlar)，碳纤维或玻璃纤维，聚对苯二甲酸乙二醇酯，丙烯酸类聚合物，甲基丙烯酸类聚合物，聚胺酯，聚脲，聚烯烃，卤化聚烯烃，多糖，乙烯聚合物，聚磷腈，聚硅氧烷，以及类似物。

通过在端板的上表面上在纤维中系一个结可以使纤维340在端板上终止。替代地，通过将纤维的终止端滑入到端板的边缘上的一个狭缝中也可以将纤维340终止在端板上，与把线保持在一个线轴上的方式类似。狭缝可以用一个狭缝结构自身的一个束缚装置将纤维保持住，或者可以用一个附加的保持装置比如一个箍式束缚装置将纤维保持住。作为另一个替代方案，可以通过机械加工把突起状的束缚装置加工到端板结构中，或者把突起状的束缚装置焊接到端板结构上，固定纤维的终止端。随后可以把纤维封闭在束缚装置中，以把它固定。作为另一种替代方案，可以通过焊接使用聚合物把纤维固定到端板上。聚合物最好为与纤维相同的材料(例如，PE，PET，或者上面列出的其它材料)。还有，可以通过把一个叉形件束缚到纤维上产生一个T形接头或者通过把一个球束缚到纤维上产生一个球状接头，将纤维保持在端板上。

侧壁333最好由聚胺酯或硅酮制成，并且可以通过注模模制，两部分成分的混合，或者把芯组件浸在聚合物溶液中制造出来。替代地，在侧壁333的位置可选地设置一个外面的环或者垫圈(在图中未示出)。

如上面说明的那样，把芯组件330选择性地保持在上端板310与下端板320之间。在图21到23中示出了用来把芯组件330保持在两个端板之间的一种优选机构。例如，上端板310设有在上端板310的内表面上形成的一个保持装置313。该保持装置313是在上端板310的内表面的中心处形成的一个中凸的本体，当把端板植入病人身体中时，该中凸的本体伸展进入上端板310与下端板320之间的空隙中。在下端板320的相对的内表面上形成一个类似的保持装置323。保持装置313，323中的每个装置最好为大致半球形的形状，并且每个装置最好由用来制作上和下端板310，320的相同的材料制成。

如例如在图23中所示，在端板的内表面上形成的保持装置313，323与在芯组件330的顶部帽盖331和底部332的外表面上形成的凹进部分336协同工作，把芯组件保持在端板之间的位置。把芯组件330保持在其位置的保持作用力的大小将取决于几个因素，包括用来形成端板和芯组件的材料，芯组件的尺寸和形状，两个端板分离开的距离，保持装置和凹进部分的尺寸和形状，以及其它因素。可以改变这些因素中的任何一个因素或全部因素，以便获得所想要的结果。典型地，保持作用力将足以把芯组件保持在其位置，同时仍然容许每个端板相对于芯组件基本上自由地旋转。

转到图24A-C，这些图示出了芯组件330的三个实施例。在图24A所示的第一实施例中，芯组件330设有一个通孔337，即，芯组件330的中心部分是中空的。在这个实施例中，虽然没有凹进部分336，但是通孔337在顶部帽盖331和底部帽盖332的每个帽盖上产生一个肩部338。这些肩部338的尺寸选择成与在端板上形成的保持装置313，323适当地接合。在第二实施例中，芯组件330设有凹进部分336，并且芯的中心部分334在芯组件的整个内部体积上伸展。最后，在第三实施例中，芯组件330设有凹进部分336，但是芯的中心部分334仅只占据芯组件330的内部体积的中心部分。

转到图25A-C，芯组件可选地包括在芯组件的整个本体上分布的多个增强纤维360。这些纤维360可以由任何适当的材料制成。适当的材料的示例包括：聚酯(例如Dacron)，聚乙烯，聚芳酰胺，碳纤维或玻璃纤维，聚对苯二甲酸乙二醇酯，丙烯酸类聚合物，甲基丙烯酸类聚合物，聚胺酯，聚脲，聚烯烃，卤化聚烯烃，多糖，乙烯聚合物，聚磷腈，聚硅氧烷，以及类似物。增强的纤维360对于芯组件提供了附加的强度。通过围绕以芯的中心部分的形状形成的纤维注入芯中心部分的材料实现纤维增强。在图25A-C中示出了示例性的芯形状，它们包括有通孔337的芯组件330(图25A)在顶表面和底表面的每个表面上有凹进部分336的芯组件330(图25B)，以及有圆环形状的芯组件330(图25C)。

通过在端板的上表面上在纤维中系一个结可以使纤维360在端板上终止。替代地，通过将纤维的终止端滑入到端板的边缘上的一个狭缝中也可以将纤维360终止在端板上，与把线保持在一个线轴上的方式类似。狭缝可以用一个狭缝结构自身的一个束缚装置将纤维保持住，或者可以用一个附加的保持装置比如一个箍式束缚装置将纤维保持住。作为另一个替代方案，可以通过机械加工把突起状的束缚装置加工到端板结构中，或者把突起状的束缚装置焊接到端板结构上，以固定纤维的终止端。随后可以把纤维封闭在束缚装置中，以把它固定。作为另一种替代方案，可以通过焊接使用聚合物把纤维固定到端板上。聚合物最好为与纤维相同的材料(例如，PE，PET，或者上面列出的其它材料)。还有，可以通过把一个叉形件束缚到纤维上产生一个T形接头或者通过把一个球束缚到纤维上产生一个球状接头，将纤维保持在端板上。

接着转到图26，27和28A-C，芯组件可选地由没有硅酮，聚胺酯，或者其它聚合物成分的增强纤维的重叠体形成。如在图26中所示，把织造(或编织)的纤维370做成织物薄片，把这些薄片压进一个重叠体中，以形成一个芯本体。织造的纤维370可以由下述材料制成，比如聚酯(例如Dacron)，聚乙烯，聚芳酰胺，碳纤维或玻璃纤维，聚对苯二甲酸乙二醇酯，丙烯酸类聚合物，甲基丙烯酸类聚合物，聚胺酯，聚脲，聚烯烃，卤化聚烯烃，多糖，乙烯聚合物，聚磷腈，聚硅氧烷，以及类似物。图27是编织的纤维芯本体的剖面图。图28A示出了一个织造的纤维芯本体330，它有一个通孔337，与前面描述的结构类似。类似地，图28B示出了一个织造的纤维芯本体330，在它的上和下表面上有凹进部分336。最后，图28c示出了一个织造的纤维芯本体330，它有圆环的形状。

通过一种外科手术把假体盘的三件结构实施例植入体内。在除去天然盘之后，在假体盘要植入其间的上面的和下面的脊椎骨中形成沟槽。随后把上端板310和下端板320的每个端板植入空隙(或空出来的)空间中，同时使固定鳍状件311、312与在脊椎骨本体上形成的沟槽对准。固定鳍状件使假体盘被固定在相邻的脊椎骨本体之间的位置。在把上端板310和下端板320植入之后，把芯组件330接合在端板之间，完成植入的手术。

与先有技术的人造盘相比，以及与替代的处理手术比如脊柱融合相比，三件的假体盘具有几个优点。例如，在这里描述的假体盘提供了与天然的脊椎盘类似的压缩柔顺性。此外，也可以以与天然盘相关的运动接近或相同的方式限制挠曲，伸展，横向弯曲，以及轴向旋转的运动。

D.四件结构

在图29到35中示出了具有一个四件结构的代表性假体椎间盘400。该假体盘包括一个上端板410，一个下端板420，以及保持在上端板410与下端板420之间的一个两件芯组件430。

上端板410和下端板420一般是平的平面件，并且由一种生理学上可接受的材料制成，该材料能够提供相当大的刚硬度。适用于在制作上端板410和下端板420中使用的材料的示例包括：钛，钛合金，不锈钢，钴/铬，等等，这些材料可以通过机械加工或者金属注模铸造制造；塑料，比如超高克分子质量(分子重量)的聚乙烯(UHMW-PE)，聚醚醚酮(PEEK)，等等，这些材料可以通过注模模制或者压缩模制制造；陶瓷；石墨；以及其它材料。可选地，可以用羟磷灰石，钛等离子体喷涂，或者其它涂层对端板进行涂布，以便增强骨向内生长。

如上面说明的那样，上和下端板典型的长度为由大约12毫米到大约45毫米，最好由大约13毫米到大约44毫米，宽度由大约11毫米到大约28毫米，最好由大约12毫米到大约25毫米，并且厚度由大约0.5毫米到大约4毫米，最好由大约1毫米到大约3毫米。主要以将要被假体盘占据的相邻的脊椎骨本体之间空隙的尺寸为基础选定上和下端板的尺寸。因此，尽管超出上面列出的范围的端板长度和宽度是可能的，但是它们不是典型的。

如上面说明的那样，上端板410的上表面和下端板420的下表面最好每个表面都设有用来把端板固定到假体盘要植入其间的上和下脊椎骨本体的各自相对的表面上的一个机构。例如，如在图30和32中所示，上端板410包括固定鳍状件411。固定鳍状件411将与在上脊椎骨本体的表面上形成的配合沟槽接合，从而把端板固定到脊椎骨本体上。固定鳍状件411一般与上端板410的大致平面的外表面垂直地伸展，即，由端板的上侧面向上伸展，如在图30和32中所示出的那样。如在这些图中所示，固定鳍状件411设置在上端板410的外表面的中心处，并且其长度比上端板410的宽度稍微短一点。虽然在这些图中没有示出，固定鳍状件411可以设有在该固定鳍状件上的顶部边缘上的多个齿。这些齿是用来增强固定鳍状件与脊椎骨本体接合的能力的，从而把上端板410固定到脊柱上。

类似地，下端板420的下表面包括固定鳍状件421。在下端板420的下表面上的固定鳍状件421在结构和功能上与在上端板410的上表面上的固定鳍状件411相同，区别只是它在假体盘上的位置不同。在下端板420上的固定鳍状件421将与在下脊椎骨本体上形成的配合沟槽接合，而在上端板410上的固定鳍状件411将与上脊椎骨本体上的配合沟槽接合。因此，把假体盘400保持在相邻的脊椎骨本体之间的位置。

替代地，四件的假体盘的上端板410和下端板420可以采用在图13A-C中示出的替代的固定机构之一。如在上面关于在图13A中示出的一单件假体装置描述过的那样，上端板110和下端板120中的每个端板设有单一的固定鳍状件111，121。固定鳍状件111，121沿着相应的端板的中心线设置，并且每个固定鳍状件在它的上边缘设有多个齿112，122。单一的固定鳍状件111，121将与在上和下脊椎骨本体的相对表面上形成的沟槽接合，如上面描述过的那样。在图13B中，上端板110和下端板120中的每个端板设有三个固定鳍状件111a-c，121a-c。图13B的假体盘与在图12中所示的假体盘相同，只是它是以透视图示出而不是以剖面图示出。因此，固定鳍状件111a-c，121a-c的结构和功能与上面关于图12描述过的一样。最后，在图13C中，上端板110和下端板120中的每个端板在相应的端板的暴露的外表面的一部分上设有多个齿113，123。这些齿113，123将与相邻的脊椎骨本体的相对的表面接合，从而把端板固定在脊椎骨本体之间的位置。可以在上端板和下端板的每个端板的整个外表面上设置齿113，123，或者这些齿可以仅只设置在这些表面的一部分上。例如，在图13C中，将上端板110的上表面上的齿113设置在三个主要区域上，第一区域113a靠近上端板110的第一边缘，第二区域113b靠近上端板110的中心，而第三区域113c靠近端板的第二边缘。

转到图54，在一个可选的实施例中，通过设置一个展开机构160可以选择性地使固定鳍状件111缩回和伸展，该机构与上端板110相关联。在下端板120上可以使用一个类似的机构。展开机构包括一个滑动件161，它在上端板110中形成的一个通道162内滑动。通道162包括一个带螺纹的区域163，并且滑动件161包括相配的螺纹164，从而提供一个机构，用来在通道162内向前推进滑动件161。当在通道162内向前推进滑动件161时，倾斜的区域165与可展开的鳍状件166的底表面接合。滑动件161的进一步向前推进使得可展开的鳍状件166在上端板110的上表面上的狭缝167内向上升高。展开机构160的反向运动使得鳍状件166缩回。也可以与销钉，齿，或者其它的固定装置联系起来使用展开机构160。在一个替代的实施例中，可以用一个定位销替代展开机构的带螺纹的滑动件161，向前推动该定位销会使鳍状件166展开。其它的向前推进的机构也是可能的。

图29示出了用来把上和下端板固定到脊椎骨本体上的另一种替代的机构。如在该图中所示，上端板410可以设有在端板的外表面上分离开的多个固定销钉419。这些固定销钉419适宜于与脊椎骨本体的内表面接合。虽然在图29中没有示出，下端板420的外表面可选地可以设有类似的固定销钉，把下端板固定到下面的脊椎骨本体的内表面上。

想让芯件430提供支承，并且用它保持上端板410与下端板420之间的相对间隔。芯组件430对于四件的假体盘提供了压缩柔顺性，并且提供了由上端板410和下端板420和在它们之间的有限的平移，挠曲，伸展，以及横向的弯曲。芯组件430还提供了由上端板410和下端板420和在它们之间的基本上没有限制的转动。

芯组件430包括一个上芯件430a，一个下芯件430b，430c。在图29到35中示出了四件假体盘的芯组件430的两个实施例。在图29到32所示的第一实施例中，上芯件430a和下芯件430b都包括一种芯结构，该结构具有顶部和底部帽盖，狭缝，纤维，芯的中心部分，以及一个环形封壳。在图33到35所示的第二实施例中，上芯件430a与第一实施例的上芯件相同，而下芯件430c为不同的一种实心结构。下面将更详细地描述这些结构。

上芯件430a包括一个顶部帽盖431a，一个底部帽盖432a，一个侧壁433a，以及由顶部帽盖431a，底部帽盖432a和侧壁433a保持并在其间的一个芯中心部分434a。顶部帽盖431a和底部帽盖432a一般是平面的，并且由一种生理学上可接受的材料制成，该材料能够提供相当大的刚硬度。适用于在制作顶部帽盖431a和底部帽盖432a中使用的材料的示例包括：钛，钛合金，不锈钢，钴/铬，等等，这些材料可以通过机械加工或者金属注模铸造制造；塑料，比如超高克分子质量(分子重量)的聚乙烯(UHMW-PE)，聚醚醚酮(PEEK)，等等，这些材料可以通过注模模制或者压缩模制制造；陶瓷；石墨；以及其它材料。芯的中心434a由一种相当柔顺的材料例如聚胺酯或硅酮制成，并且典型地通过注模模制成。芯的中心434a的形状典型地大致为圆柱形或者豆形状，但是可以改变形状(以及制成芯件的材料和芯件的尺寸)，以便得到想要的物理性质和性能。例如，芯件434a的形状，尺寸，以及材料将直接影响假体盘的挠曲，伸展，横向的弯曲，以及轴向转动的程度。

底部帽盖432a最好包括在底部帽盖432a的中心点形成的一个一般为中凸的保持装置437a。该保持装置437a将与在下芯件430b，430c的上表面上形成的一个凹进部分436b，436c协同工作，以实现上芯件430a与下芯件430b之间的接合，如下面将更充分地描述的那样。

顶部帽盖431a和底部帽盖432a最好包含关于每个帽盖的表面在径向上间隔开的多个狭缝435a。围绕顶部帽盖431a和底部帽盖432a穿过狭缝435a缠绕一个或多个纤维440，以把顶部帽盖与底部帽盖彼此安装起来。最好不要非常紧地缠绕纤维440，从而容许由顶部帽盖431a和底部帽盖432a以及在它们之间可以有一定程度的轴向旋转，弯曲，挠曲，以及伸展。最好对芯的中心部分434a进行预压缩。在顶部帽盖431a和底部帽盖432a中的每个帽盖上包含的狭缝435a的实际数目是可变的。增加狭缝的数目将导致把端板保持在一起的纤维的周向上的密度增加。此外，在同一狭缝中纤维可以缠绕多次，从而提高纤维在径向上的密度。在每种情况下，这样改进了耐磨损能力，并且提高了假体盘的扭转和挠曲刚硬度，从而更接近天然盘的刚硬度。此外，纤维440可以穿过每个狭缝、并且在每个狭缝上缠绕，或者仅只在选定的狭缝上缠绕，如所需要的那样。

纤维440的目的是把顶部帽盖431a和底部帽盖432a保持在一起，并且限制运动的范围，以模仿天然盘的运动范围。因此，纤维最好是高韧性的纤维，有高的弹性模量，例如至少大约100MPa，并且最好至少大约500MPa。高韧性纤维意味着这些纤维可以经受至少大约50MPa的纵向应力并且最好至少250MPa而不会撕断开。纤维340一般是细长的纤维，直径的范围由大约100微米到大约500微米，并且最好由大约200微米到大约400微米。可选地，可以用一种弹性体对纤维进行注模模制，以包住纤维，从而提供对于组织向内生长的保护，并且改进扭转和挠曲刚硬度。

纤维440可以由任何适当的材料制成。适用的材料的示例包括：聚酯(例如Dacron)，聚乙烯，聚芳酰胺，聚-对苯二甲酰对苯二胺(例如，Kevlar)，碳纤维或玻璃纤维，聚对苯二甲酸乙二醇酯，丙烯酸类聚合物，甲基丙烯酸类聚合物，聚胺酯，聚脲，聚烯烃，卤化聚烯烃，多糖，乙烯聚合物，聚磷腈，聚硅氧烷，以及类似物。

通过在端板的上表面上在纤维中系一个结可以使纤维440在端板上终止。替代地，通过将纤维的终止端滑入到端板的边缘上的一个狭缝中也可以将纤维440终止在端板上，与把线保持在一个线轴上的方式类似。狭缝可以用一个狭缝结构自身的一个束缚装置将纤维保持住，或者可以用一个附加的保持装置比如一个箍式束缚装置将纤维保持住。作为另一个替代方案，可以通过机械加工把突起状的束缚装置加工到端板结构中，或者把突起状的束缚装置焊接到端板结构上，以固定纤维的终止端。随后可以把纤维封闭在束缚装置中，以把它固定。作为另一种替代方案，可以通过焊接使用聚合物把纤维固定到端板上。聚合物最好为与纤维相同的材料(例如，PE，PET，或者上面列出的其它材料)。还有，可以通过把一个叉形件束缚到纤维上产生一个T形接头或者通过把一个球束缚到纤维上产生一个球状接头，将纤维保持在端板上。

侧壁433a最好由聚胺酯或硅酮制成，并且可以通过注模模制，两部分成分的混合，或者把芯组件浸在聚合物溶液中制造出来。替代地，在侧壁433a的位置可选地设置一个外面的环或者垫圈(在图中未示出)。

如例如在图29到35中所示，上芯件430a的顶部帽盖431a包括一个边缘件438a，此边缘件适宜于与在上端板410的内表面的周边上形成的一个沟槽416接合，以提供一个接合机构，用来把上芯件430a装接到上端板410上。例如，把上芯件430a滑入到上端板410中，如在图29中用箭头示出的那样。在把上端板430a充分向前推之后，即，一旦边缘件438a的前边缘与上端板410上的沟槽416的内部接触之后，在顶部帽盖431a的上表面上的一个突起461a与上端板410的下表面上的一个狭缝462a接合(见图30和33)，从而把上芯件430a锁定在上端板410内的位置上。

转到在图29到32中示出的下芯件的第一实施例430b，该下芯件430b包括一个顶部帽盖431b，一个底部帽盖432b，一个侧壁433b，以及由顶部帽盖431b，底部帽盖432b与侧壁433保持并在其间的一个芯中心部分434b。顶部帽盖431b和底部帽盖432b一般是平面的，并且由一种生理学上可接受的材料制成，该材料能够提供相当大的刚硬度。适用于在制作顶部帽盖431b和底部帽盖432b中使用的材料的示例包括：钛，钛合金，不锈钢，钴/铬，等等，这些材料可以通过机械加工或者金属注模铸造制造；塑料，比如超高克分子质量(分子重量)的聚乙烯(UHMW-PE)，聚醚醚酮(PEEK)，等等，这些材料可以通过注模模制或者压缩模制制造；陶瓷；石墨；以及其它材料。芯的中心434b由一种相当柔顺的材料例如聚胺酯或硅酮制成，并且典型地通过注模模制成。芯的中心部分434b的形状典型地大致为圆柱形或者豆形状，但是可以改变形状(以及制成芯件的材料和芯件的尺寸)，以便得到想要的物理性质和性能。例如，芯件434b的形状，尺寸，以及材料将直接影响假体盘的挠曲，伸展，横向的弯曲，以及轴向转动的程度。

顶部帽盖431b最好包括在顶部帽盖431b的中心点形成的一个一般为中凹的凹进部分436b。该凹进部分436b将与在上芯件430a的下表面上形成的保持装置437a协同工作，在上芯件430a与下芯件430b之间产生接合，如下面将更充分地描述的那样。

顶部帽盖431b和底部帽盖432b最好包含关于每个帽盖的表面在径向上间隔开的多个狭缝435b。围绕顶部帽盖431b和底部帽盖432b穿过狭缝435b缠绕一个或多个纤维440，以把顶部帽盖与底部帽盖彼此安装起来。最好不要非常紧地缠绕纤维440，从而容许由顶部帽盖431b和底部帽盖432b以及在它们之间可以有一定程度的轴向旋转，弯曲，挠曲，以及伸展。最好对芯的中心434b进行预压缩。在顶部帽盖431b和底部帽盖432b中的每个帽盖上包含的狭缝435b的实际数目是可变的。此外，纤维440可以穿过每个狭缝、并且在每个狭缝上缠绕，或者仅只在选定的狭缝上缠绕，如所需要的那样。

纤维440的目的是把顶部帽盖431b和底部帽盖432b保持在一起。因此，纤维最好是高韧性的纤维，有高的弹性模量，例如至少大约100MPa，并且最好至少大约500MPa。高韧性纤维意味着这些纤维可以经受至少大约50MPa的纵向应力并且最好至少250MPa而不会撕断开。纤维440一般是细长的纤维，直径的范围由大约100微米到大约500微米，并且最好由大约200微米到大约400微米。

纤维440可以由任何适当的材料制成。适用的材料的示例包括：聚酯(例如Dacron)，聚乙烯，聚芳酰胺，聚-对苯二甲酰对苯二胺(例如，Kevlar)，碳纤维或玻璃纤维，聚对苯二甲酸乙二醇酯，丙烯酸类聚合物，甲基丙烯酸类聚合物，聚胺酯，聚脲，聚烯烃，卤化聚烯烃，多糖，乙烯聚合物，聚磷腈，聚硅氧烷，以及类似物。

侧壁433b最好由聚胺酯或硅酮制成，并且可以通过注模模制，两部分成分的混合，或者把端板-芯-纤维组件浸在聚合物溶液中制造出来。替代地，在侧壁433b的位置可选地设置一个外面的环或者垫圈(在图中未示出)。

如例如在图29到32中所示，下芯件430b的底部帽盖432b包括一个边缘件438b，此边缘件适宜于与在下端板420的内表面的周边上形成的一个沟槽426接合，以提供一个接合机构，用来把下芯件430b装接到下端板420上。例如，把下芯件430b滑入到下端板420中，如在图29中用箭头示出的那样。在把下端板430b充分向前推之后，即，一旦边缘件438b的前边缘与下端板420上的沟槽426的内部接触之后，在底部帽盖432b的下表面上的一个突起461b与下端板420的上表面上的一个狭缝462b接合(见图30)，从而把下芯件430b锁定在下端板420内的位置上。

转到在图33到35中示出的下芯件的第二实施例430c，该下芯件430c被做成一种实心结构，没有在下芯件的第一实施例430b中包括的顶部和底部帽盖，侧壁，芯中心部分，或者纤维。下芯件430c的第二实施例有与下芯件430b的第一实施例相同的外部形状和尺寸，包括有与下端板420的内表面上的沟槽426接合的边缘件438c。把一个突起461c的构形做成可以选择性地与在下端板420的上内表面上形成的缺口462c接合。在下芯件430c的中心上表面上形成一个凹进部分436c，它适宜于与在上芯件430a上形成的保持装置437a接合。

适用于在制作下芯件430c的第二实施例中使用的材料的示例包括：钛，钛合金，不锈钢，钴/铬，等等，这些材料可以通过机械加工或者金属注模铸造制造；塑料，比如超高克分子质量(分子重量)的聚乙烯(UHMW-PE)，聚醚醚酮(PEEK)，等等，这些材料可以通过注模模制或者压缩模制制造；陶瓷；石墨；以及其它材料。

通过一种外科手术把假体盘的四件结构实施例植入体内。在除去天然盘之后，在假体盘要植入其间的上面的和下面的脊椎骨中形成凹槽(仅只在端板设有固定鳍状件的情况下)。随后把上端板410和下端板420的每个端板植入空隙中，同时使固定鳍状件411，421与在脊椎骨本体上形成的沟槽对准。固定鳍状件使假体盘被固定在相邻的脊椎骨本体之间的位置。在把上端板410和下端板420植入之后，把芯组件430接合在端板之间，完成植入的手术。

与先有技术的人造盘相比，以及与替代的处理手术比如脊柱融合相比，四件的假体盘具有几个优点。例如，在这里描述的假体盘提供了与天然的脊椎盘类似的压缩柔顺性。此外，也可以以与天然盘相关联的运动接近或相同的方式限制挠曲，伸展，横向弯曲，以及轴向旋转的运动。

E.纤维管

上面描述的假体盘的一单件，两件，三件，和四件结构包括上和下端板，围绕这些端板缠绕的纤维把它们彼此安装起来。在一个替代的实施例中，以织造形式或者编结形式的纤维圆柱体或管的形式提供纤维质部件，而不是作为单个的纤维。纤维管在上与下端板之间伸展，并且在结构上把上与下端板连接起来。

在第一示例中，在缠绕的纤维的位置可以设置单一的纤维管。可以把纤维管在它的上边缘装接到上端板上，并且在它的下边缘装接到下端板上。例如，在每个端板上可以设置通孔，以容许纤维管(或者单独织造的纤维)穿过，并且可以通过系结或者束缚在端板的外表面上把纤维管固定在端板上。替代地，可以通过固定到端板的内表面上的周边金属环或塑料环把纤维管装接到每个端板上。

在另一示例中，在彼此连接起来的上与下端板之间可以设置两个或多个纤维管。可以通过通孔如上面描述过的那样或者通过压配合，粘接，焊接，或者注模模制以带有周向上固定到其上的管状件集成到逐渐变小的金属或塑料环上，把两个或多个纤维管装接到端板上。这种结构产生一个有两层或多层纤维管状件的同心层的组件。替代地，可以通过把每个管状件的端部集合在一起，以及把它们束缚在一起或者缝在一起，随后把集合起来的端部固定到上和下端板上来终止同心的管。作为另一种替代方案，可以以一种方式制作出一个注模模制的盖，该方式使得在进行注模模制的过程中用盖卡住每个纤维管的终止端。

在一个特别优选的实施例中，设置多个同心的纤维管。每个纤维管由与另外的管不同的材料的纤维制成(例如PET，PE，PTFE，尼龙，等等)，或者由材料性质不同的纤维制成。这提供了构成有一定性能特征范围的假体盘的能力。

作为一种替代方案，管状件可以由纤维增强的弹性材料构成，而不是仅只由纤维制成。例如可以把聚胺酯，PDMS，聚酯，或者其它弹性体与纤维织物或者与单个纤维集成起来，以产生把上和下端板安装起来、并且彼此连接起来的管状件。

F.防蠕变压缩件

转到图53，该图示出了一种可选的防蠕变压缩件。防蠕变的件135将用来防止由于芯的竖直方向的压缩和横向膨胀造成的芯的“蠕变”，这是由于磨损而出现的。最好与假体盘的一单件，两件，三件或四件结构中任何一种结构的圆环形状的芯件130，230，330，430联系起来使用此防蠕变的件135。防蠕变的件135包括一个由上端板110，210，310，410向下伸展的立柱136，和一个由下端板120，220，320，420向上伸展的配合的容纳装置或杯形件137。替代地，立柱136可以由下端板向上伸展，而容纳装置137可以由上端板向下伸展。在容纳装置138中设置一个弹簧138。立柱136的形状稍微带一点锥形，并且容纳装置137的直径稍微比立柱136大一点，为的是将立柱136接纳在容纳装置137中。立柱136和杯形件137稍微带一点锥形的形状是优选的，为的是适应上和下端板相对于彼此的横向弯曲(侧面对侧面)，挠曲(向前)，以及延伸(向后)。对弹簧预先加载荷，以便提供使端板偏置分开的作用力。

G.本发明的假体椎间盘的优点

由上面的讨论和结果很明显看出，本发明提供了显著改进的假体椎间盘。重要的是，本发明的盘很好地模仿了功能完好的天然盘的机械性能，本发明的盘可替代这些天然盘。

更具体地说，可以将脊椎运动的模式的特征描述为压缩，冲击吸收(即，非常快速的压缩加载和卸载)，挠曲(向前)和延伸(向后)，横向弯曲(侧面到侧面)，扭曲(扭转)，以及平移和亚松弛(sublaxation)(轴线的运动)。在这里描述的假体盘对每种运动模式实现了半约束，而不是完全约束或者对模式没有约束。以这样的方式，本发明的假体盘精密地模仿了天然盘的性能。下面的表提供了相关数据，并且说明了这样的性能。

           表1一单件结构的腰椎假体盘与人的天然盘和

             球窝设计的假体盘压缩运动模式的比较

性能           人脊椎    球窝设计    仅只有芯    有芯和纤维的

                                     的假体盘    假体盘

刚硬度         约1288    非常大      800-1600    850-1650

(N/mm)

ROM(mm)        0.50      约为0       0.61        0.50

临界负载(N)    3952      大于5900    大于5900    大于5900

         表2一单件结构的颈椎假体盘与人的天然盘和

         球窝设计的假体盘压缩运动模式的比较

性能          人脊椎        球窝设计    仅只有芯    有芯和纤维

                                        的假体盘    的假体盘

刚硬度        约737         非常大      100-950     150-1000

(N/mm)

ROM(mm)       0.70+/-0.03   约为0       0.87        0.60

临界负载(N)   约1600        大于5900    大于9000    大于9000

本发明的盘呈现出在轴向上的刚硬度，扭曲刚硬度，在弧矢方向上的弯曲刚硬度，以及在前平面中的弯曲刚硬度，其中可以通过调节盘的部件独立地控制这些特点的程度。所描述的假体盘的几个实施例的端板与芯件之间的对接(或交界)机构使得外科手术可以非常容易。由于本发明所提供的上述和其它利益和特点，很清楚：本发明代表了对技术非常大的贡献。

II.植入装置和方法

A.传统的(非最少侵入的方法)

可以采用在这里描述的装置和方法把假体椎间盘植入病人的脊柱中。这个描述将集中在使用装置将一单件和两件的假体盘植入，但是在经过非常少的改变或者完全没有改变该装置也可以用来植入假体盘的其它实施例，如本领域技术人员将会理解的那样。此外，并且如下面将描述的那样，此方法可以包括比下面将描述的所有装置部件少的部件。

通过外科手术把假体盘植入病人脊柱中的两个相邻的脊椎骨，一个上脊椎骨和一个下脊椎骨，之间。采用传统的外科手术把要处理的脊椎骨暴露出来。在暴露之后，除去天然的椎间盘，在两个相邻的脊椎骨之间留下一个空隙(或空出来的)空间。随后采用下面描述的装置和方法植入假体椎间盘。

1.植入工具

在第一实施例中，并且参考图36-38，植入工具包括一个间隔装置(或间隔确定件)810，一个带两个侧面的凿形件830，以及一个保持装置850。

首先转到图36A-B，间隔装置810包括一个近端手把812，一个轴814，以及一个头部816。手把812适宜于在植入手术的过程中使用者可以很容易地抓住。轴814最好是圆柱形的，并且截面上最好比手把小。头部816的尺寸和形状适宜于实现把它插入两个相邻的脊椎骨本体之间，并且把它们分开的功能。在图中所示的实施例中，当由上面或下面看时，头部816有大致梯形的形状，前边缘817大致与后边缘818平行，但是前边缘的长度比后边缘的长度短。也可以采用其它的形状。头部有厚度“h”。该厚度“h”可以按照需要改变，即，厚度“h”将满足使用者能够把头部816插入两个脊椎骨本体之间的要求，并且头部816的大小将能够把两个脊椎骨本体分开。因此，取决于需要可以使用有相对较大或相对较小的厚度“h”的头部816的间隔装置810。头部816的边缘819一般是倒圆的，使得可以更容易地把头部816插进两个相邻的脊椎骨本体之间。

接着转到图37A-B，带两个侧面的凿形件830包括一个手把832，一个轴834，以及一个头部836。手把832适宜于在植入手术的过程中使用者可以很容易地抓住。轴834最好是圆柱形的，并且截面上最好比手把小。头部836的尺寸和形状适宜于实现把它插入两个相邻的脊椎骨本体之间、并且在两个相邻的脊椎骨本体上产生沟槽的功能。在图中所示的实施例中，当由上面或下面看时，头部836有大致梯形的形状，前边缘837大致与后边缘838平行，但是前边缘的长度比后边缘的长度短。也可以采用其它的形状。头部有厚度“h”。该厚度“h”可以按照需要改变，即，厚度“h”将满足使用者能够把头部836插入两个脊椎骨本体之间、并且在两个本体上切出沟槽的要求。因此，取决于需要可以使用有相对较大或相对较小的厚度“h”的头部836的凿形件830。

凿形件830包括在头部836的上和下表面上形成的多个楔形的刀片839。凿形件830的这些刀片839适宜于在要处理的上脊椎骨的下表面上和在下脊椎骨的上表面上产生沟槽。在图中所示的实施例中，凿形件830在上和下表面的每一个上包括三个刀片839。可以设置更多或更少的刀片。可选地，可以选择在凿形件830的表面上的刀片839的数目，形状和取向，与设置在要植入的假体盘的表面上的固定的鳍状件的数目，形状和取向相配。

接着转到图38A-B，保持装置850包括一个手把852，一个轴854，以及一个头部856。手把852适宜于在植入手术的过程中使用者可以很容易地抓住。轴854最好是圆柱形的，并且截面最好比手把小。头部856的尺寸和形状适宜于实现它的在它的一端上保持住假体盘以便把盘植入两个相邻的脊椎骨本体之间的功能。

保持装置850的头部856包括一个近端的本体部分857和由该本体部分857向远方伸展的两个臂858a-b。本体部分857具有大致正方形的形状，并且它的远端在它的中心包括一个稍微中凹的区段859，它提供了一个空间，用来容纳假体盘的一部分。每个臂858a-b包括一个稍微凹进的部分860a-b，它适宜于与假体盘的侧表面接合，为的是使在植入手术的过程中把假体盘保持在其位置变得容易。本体部分在它的远端表面上也包括一个接合销柱861，这些接合销柱861适宜于与设置在假体盘上的配合孔接合。

在一个替代的实施例中，并且参考图39-42，植入工具包括一个引导件500，一个连接到第一凿形件540上的下推动装置520，一个上端板保持装置560，以及第二凿形件580。

首先转到图39，引导件500的目的是：首先，把下端板220b定位在要处理的两个相邻的脊椎骨中下面的那一个的位置，并且保持在那里，其次，把其它的植入工具中的一单件或多件引导到它们适当的位置，为的是实现它们的功能。在优选实施例中，引导件500包括一个大致平的细长件501，此细长件具有第一端502，第二端503，以及一对升高的侧面504，505。每个升高的侧面504，505包括一个面向内的部分504a，505a，这些部分在比细长件的平面稍微高一点的一个平面中在细长件501上向后伸展。从而，该对升高的侧面504，505的每个面向内的部分504a，505a形成一个沟槽506，507，这些沟槽沿着引导件500的长度伸展。如下面将描述的那样，沟槽506，507可以用来与在那些其它的工具上设置的凸缘合作引导其它植入工具中的一个或多个工具。

一对下端板杆508，509由引导件500的第一端502伸展。每个下端板杆508，509是一个大致圆柱形的杆，其在细长件501的平面或与该平面平行的平面中由引导件500的第一端502向外伸展。下端板杆508，509的尺寸例如长度，圆柱直径并不严格，只要杆有足够的尺寸能够实现与下端板220b接合、并能够实施把它保持住的功能即可，如下面将更充分地描述的那样。

转到图40，在优选实施例中，间隔装置(或间隔确定装置)工具570包括下推动装置520与装接到底座件530上的第一凿形件540的组合。下推动装置520包括一对下推动杆521a，521b。在第一端把下推动杆521a，521b中的每个杆连接到底座530上。在第二端，一个叉形件522在该对下推动杆521a，521b之间伸展，并连接到每个杆上。因此将两个下推动杆521a，521b保持成相对于彼此大致平行，并且由底座530向外伸展。在与底座530相反的那一端，把下推动杆521a，521b中的每个杆装接到下端板插入件523上。下端板插入件523沿着它的边缘包括一个凸缘524，该凸缘适宜于与在比如在这里描述的两件的假体盘的外下端板220b上的匹配狭缝226接合。

在优选实施例中，下推动杆521a，521b和叉形件522中的每一个都是大致圆柱形的杆。这些杆的截面形状和尺寸并不严格，从而在植入手术的过程中下推动杆521a，521b能够把下端板向前推，如下面将更充分地描述的那样。

在图40中所示的优选实施例中，底座530包括一个块体形状的底部531。底座530的底部531是其上装接有下推动装置530的推动杆521a，521b的底座的一部分。在图40中所示的底部531有一个大致为块体形状的本体，但是该底部531的尺寸和形状并不严格。

两个凸缘由该底部的顶表面向上伸展，一个高的凸缘532和一个矮的凸缘533。在高的凸缘532的上端设置一个枢轴销534。该枢轴销534穿过在高的凸缘532的上端中形成的一个孔伸展，并且可以围绕它的枢转轴线旋转。把一对上推动杆541a，541b装接到枢轴销534上，把两个上推动杆之一541a装接到枢轴销534的第一端上，而把另一个上推动杆541b装接到枢轴销534的相反一端上。在上推动杆541a，541b与枢轴销534相反的那一端，把上推动杆541a，541b装接到第一凿形件540上。此外，叉形件542在靠近其上装接第一凿形件540的那一端装接到该对上推动杆541a，541b上，并且把它们彼此连接起来。

一个棘轮扳手(或棘轮键a ratchet key)535穿过矮的凸缘533中的一个孔伸展。该棘轮扳手535能够在矮的凸缘533的孔内围绕它的纵向轴线旋转。该棘轮扳手535包括一个由矮的凸缘533的一侧伸展的一个抓持部分536，以及由矮的凸缘533的相反侧面伸展的一个齿轮部分(在图中未示出)。一个细长的导轨537在棘轮扳手535的齿轮部分的下面、并且大致在该对上推动杆541a，541b与该对下推动杆521a，521b之间伸展。该导轨537包括在它的上侧面上形成的多个齿538，这些齿适宜于与棘轮扳手535的齿轮部分接合。因此，通过旋转棘轮扳手535，使用者能够向前推进或者抽出导轨537。

把一个分开装置515装接到导轨537的一端上。该分开装置515是一个大致平的部件，把它设置成大致与导轨537垂直。在该分开装置515的顶边缘上形成一对上沟槽516a，516b。这些上沟槽516a，516b有一定尺寸，并且将它们设置成使得可以滑动地与上推动杆541a，541b接合。类似地，在分开装置515的底边缘上形成一对下沟槽517a，517b。这些下沟槽517a，517b有一定尺寸，并且将它们设置成使得可以滑动地与下推动杆521a，521b接合。因此，如在图40中所示，通过旋转棘轮扳手535可以沿着上推动杆541a，541b与下推动杆521a，521b的长度把分开装置向前推或者抽出。旋转棘轮扳手535使得棘轮扳手535的齿轮部分与导轨537上的齿538接合。参考在图40中示出的透视图，顺时针方向旋转棘轮扳手将使得导轨537和分开装置515被抽出，即，被拉得更靠近底座530。替代地，逆时针方向旋转棘轮扳手将使得导轨537和分开装置515被向前推，即，使它移动离开底座530。

如最清楚地在图40中看到的那样，分开装置515有一个部分的高度h，把此高度定义为上沟槽516a，516b的底边缘与下沟槽517a，517b的顶边缘之间的距离。分开装置515的部分高度h比把上推动杆541a，541b与下推动杆521a，521b在把它们安装到底座530上的那一点分开的距离小。分开装置515的部分高度h比假体盘的高度大，或者换句话说，间隔装置的部分高度h比手术中把要处理的两个相邻的脊椎骨分开的距离大。因此，如下面将更充分地解释的那样，分开装置515有一个部分的高度h，该高度适用于在进行植入手术过程中向前推分开装置515时扩展把第一凿形件540与下端板插入件523分开的距离。

把第一凿形件540装接到上推动杆541a，541b中的每个杆与高的凸缘532相反的那一端上。第一凿形件540包括一个大致平的平板部分543，以及由该平板部分543向上伸展一个或多个楔形刀片544。第一凿形件的刀片544适宜于在处理中的上脊椎骨的下表面中产生沟槽。第一凿形件的平板部分543最好相对于假体盘的高度来说相当薄，从而在已经把天然盘移出之后可以把第一凿形件插入在两个相邻的脊椎骨之间。

转到图41，上端板保持装置560包括装接到一个推动杆563的端部上的一个推动块体561。该推动块体561有大致平的前表面562，此表面适宜于与假体盘的上端板的后表面接合，如下面将更充分地描述的那样。此外，上端板保持装置560包括由前表面562向外伸展的一对外接合销柱564，以及也由该前表面向外伸展的一个中心接合销柱565。外接合销柱564和中心接合销柱565中的每一个的形状都大致为圆柱形，并且在长度上相对于推动杆563的尺寸都相当短。在进行植入手术的过程中，接合销柱564，565将与假体盘的上端板接合，并且把上端板保持住，如下面将更充分地描述的那样。

转到图42，第二凿形件580包括装接到推动杆582的端部上的一个大致平的平板部分583。一个或多个楔形刀片584装接到平板部分583的顶表面上，以及由该顶表面向上伸展。与第一凿形件540的刀片544类似，第二凿形件的刀片584适宜于在要处理的上脊椎骨的下表面中产生沟槽。第二凿形件的平板部分583最好比第一凿形件540的平板部分543要厚，并且，一般为与假体盘的高度大约相同的厚度。一个凸缘585由第二凿形件580的底部向外伸展。该凸缘585有一定尺寸，并且它的取向使得在进行植入手术的过程中它将与引导件500上的凹槽506，507接合。

2.植入手术

a.第一实施例

优选的植入手术采用在图36-38中示出的间隔装置810，凿形件830，以及保持装置850。如上面讨论过的那样，在这里描述的手术是关于一单件假体盘的植入。这个描述是想说明在这里描述的装置和方法，然而，不希望它是限制性的。

手术的第一步骤是通过传统的外科手术暴露出要处理的两个相邻的脊椎骨，并且除去天然盘。一旦已经把天然盘移出之后，把间隔装置810向前推，并且把它的头部816放置在两个相邻的脊椎骨之间，为的是把它们分开。在把脊椎骨适当地分开之后，把间隔装置810抽出。

随后把带两个侧面的凿形件830向前推，并且把它的头部836放置在脊椎骨本体之间。由于该头部836相对于脊椎骨之间的轴向空间的尺寸，楔形刀片839与脊椎骨的面向内的表面接合，在这些表面上同时产生出沟槽。在如所需要的那样形成沟槽之后，把带两个侧面的凿形件抽出。

随后把一个假体盘安装在保持装置850的远端上。可选地，保持装置850的臂858a-b与假体盘的侧表面接合，并且，盘的近端侧面紧靠着保持装置850的本体部分857的远端表面。在这种状态下，保持装置能够保持住假体盘，并且把它保持在其位置。随后用保持装置把假体盘向前推，进入两个脊椎骨之间的盘空间中。可选地，当植入盘时，使假体盘的外表面上的固定鳍状件与在上和下脊椎骨中形成的沟槽对准。一旦已经把盘满意地定位之后，抽出保持装置850，把盘留在其位置。

b.第二实施例

在图43到49中示出了一个替代的植入手术。优选的植入手术采用上面关于图39-42描述过的植入工具。如上面讨论过的那样，在这里描述的手术是关于两件假体盘的植入。这个描述是想说明在这里描述的装置和方法，然而，不希望它是限制性的。

首先转到图43A-B，在通过传统的外科手术暴露出要处理的两个相邻的脊椎骨、并且移出天然盘之后，在箭头“A”的方向上朝向两个相邻的脊椎骨601，602之间空隙空间向前推引导件500，下推动装置520，和上推动杆541a，541b，直到外下端板220b和第一凿形件540位于两个相邻的脊椎骨601，602之间为止(见图43B)。

在手术的这一阶段，脊椎骨601，602之间的距离“d”不足以容纳假体盘。因此，如在图44A-B中所示，施加一个作用力，把第一凿形件540与外下端板220b分开，例如，如在图44A-B中的箭头“B”所表示的那样。通过用上面描述过的方法向前推分开装置515在图40中所示的装置中使它离开底座件，施加分开的作用力。第一凿形件540的向上作用力使得第一凿形件的楔形刀片544嵌入上脊椎骨601的下表面中，在该表面中产生沟槽。类似地，下端板插入件523和外下端板220b的向下作用力使得外下端板220b的下表面上的固定鳍状件221嵌入下脊椎骨602的上表面中。因此，通过在上推动杆541a，541b与下推动杆521a，521b之间向前推分开装置515，使用者能够把外下端板220b植入到下脊椎骨602上，并且在下脊椎骨602中产生一组沟槽，这些沟槽将容纳在假体盘的上端板上的固定鳍状件211。

在如上面描述过的那样施加分开作用力之后，把第一凿形件装置抽出，如在图45A-B中所示出的那样。更具体地说，把下推动装置520抽出，从而由外下端板220b抽出下端板插入件523，留下植入到下脊椎骨602上的外下端板220b。同样，抽出上推动杆541a，541b，从而抽出第一凿形件540，留下在上脊椎骨601中形成的一个或多个沟槽(见图45B)。引导件500仍保持在其位置，使下面将描述的另外步骤变得容易。

在把第一凿形件装置抽出之后，把第二凿形件580向前推，进入两个脊椎骨601，602之间的空间中，如在图46A-B中所示。最好，通过向前推推动杆583把第二凿形件向前推(见箭头“A”)进入空隙空间中。在进入空隙空间中之后，在第二凿形件的顶表面上的楔形刀片584与第一凿形件540在上脊椎骨601的下表面中形成的沟槽接合。有利的是，当正在把第二凿形件向前推时，在第二凿形件580的底表面上的凸缘585与在引导件500上的凹槽506，507接合，并且座在这些凹槽中，从而把第二凿形件580引导进入其位置。

如上面说明的那样，第二凿形件580的厚度最好与两件的假体盘的上端板组件的高度类似。因此，把第二凿形件580向前推入两个相邻的脊椎骨601，602之间空隙空间中将确保适当地准备出空隙空间，用来将假体盘的其余部分植入。此外，如果第二凿形件580在空隙空间中有一种密配合，这将进一步证实使用的是有适当尺寸和形状的假体盘。

在已经把第二凿形件580向前推，并且它与上脊椎骨601的下表面接合之后，把它抽出，再一次留下植入到下脊椎骨602上的外下端板220b和与外下端板220b接合的引导件500。(见图47A-B)

一旦已经适当地准备好该对脊椎骨601，602以便植入假体盘的其余部分之后，采用上端板保持装置560植入假体盘的上子组件205。(见图48A-B)用推动杆563在方向“A”上向前推上端板保持装置560，直到上子组件205与外下端板220b接合，并且被突起261和缺口(未示出)锁定在其位置为止。在这一阶段，在上子组件上的固定鳍状件211与在上脊椎骨601的下表面上形成的沟槽接合，从而帮助把假体盘保持在两个相邻的脊椎骨601，602之间的位置。转到图49A-B，随后把上端板保持装置560和引导件500抽出，留下假体盘在其位置。图49A提供了附加的细节，示出了上端板保持装置的接合销柱564，565与在上子组件205的后边缘中形成的一组配合孔206接合的方式。类似地，图49A示出了下端板杆508，509与在外下端板220b的后边缘中形成的配合孔215接合的方式。

在特别适宜于植入在这里描述的一单件结构的假体盘100的一种替代的方法中，不使用引导件500，通过仅使用第二凿形件580，间隔确定工具570，以及一个改进的上端板保持装置560’实现假体盘的植入。如上面描述过的那样，使用间隔确定工具570，把相邻的脊椎骨本体分开，以为假体盘提供空间。也以上面描述过的方式使用第二凿形件580，在脊椎骨本体的内表面上提供沟槽，以容纳在假体盘上的鳍状件。改进的上端板保持装置560’有与在图41中示出的端板保持装置560类似的结构，但是它设有一组附加的接合销柱564’，565’，用来与设置在一单件的假体盘100的下端板120上的配合孔接合。使用改进的上端板保持装置560’把假体盘100向前推，进入相邻的脊椎骨之间的位置，随后把该保持装置抽出。

B.侵入最少的植入

在图51中示出了一种侵入最少的外科植入方法。可以采用后面的途径而不是用于传统的腰椎间盘替换外科手术的前面的途径实现该侵入最少的外科植入方法。

转到图51，由后面把一对插管插入，以提供对于脊柱的入口。更具体地说，做成一个小的切口，在椎管的每一侧通过脊椎骨之一的薄层610产生一对进入窗口，接近要替换的天然椎间盘。避开脊髓605和神经根(nerve roots)606，或者移动脊髓和神经根，以提供入口。一旦获得入口之后，把每个插管700插入。可以使用插管700通过传统的手段移出天然盘。替代地，可以通过其它的手段在插入插管之前已经把天然盘移出。

一旦已经把天然盘移出，并且把插管700设置在其位置之后，把一对假体盘植入在相邻的脊椎骨本体之间。在优选的实施例中，假体盘的形状和尺寸适宜于侵入最少的手术，比如上面关于图50A-B描述过的细长的一单件假体盘100。通过两个插管700的每一个引导一个假体盘(见图51中的箭头“C”)，使得把每个假体盘植入在两个相邻的脊椎骨本体之间。在优选的方法中，并排地设置两个假体盘100，并且在两个脊椎骨之间稍微分离开一点。可选地，在植入之前，在脊椎骨本体中的一个或两个本体的内表面上产生沟槽，为的是与在假体盘100上设置的固定鳍状件接合。可以采用适宜于与侵入最少的手术一起使用的凿形件工具产生这些沟槽。

可选地，可以采用上面描述的方法植入第三个假体盘。最好在中心点、在图51中所示的两个假体盘100之间植入此第三假体盘。可以在图中所示的两个盘之前植入第三假体盘。最好，借助于插管中的任何一个把盘植入，随后旋转90度，到达在其它两个假体盘之间它最后的承载负载的位置。随后采用上面描述的方法把前面提到的两个假体盘100植入。

在图52A-B中示意性地示出了一种替代的侵入最少的外科植入方法和装置。在这种替代的植入方法中，使用单一的插管700。以上面描述过的方式在椎管的一侧插入该插管。一旦把插管插入之后，使用一个凿形件在两个相邻的脊椎骨本体的内表面上产生一个有90度弯曲的沟槽701。因此，该沟槽的终止部分702与插入的插管700所确定的轴线垂直。

转到图52B，此图示出了一个双假体盘710。此双盘710包括一对一单件结构的假体盘100a-b，它们与上面关于图50A-B描述过的那些盘在结构上相同。一个分开机构711把双盘710的两个假体盘100a-b连接起来。在已经把双盘710植入病人的脊柱中之后，外科医生从远处接近该分开机构711，并且，一旦把两个假体盘100a-b植入之后该分开机构适宜于驱动它们分离开。该分开机构711可以是一个丝杠装置，比如一个涡轮丝杠，一个棘轮机构，一个弹簧，或者适用于在双盘710的两个假体盘100a-b之间提供施加分开作用力的能力的任何其它机构。最好，仅只在假体盘之一100a上设置固定鳍状件111。因此，当把双盘710植入时，第一假体盘100a的固定鳍状件111将把第一盘100a保持在其位置，同时棘轮机构711使得第二盘100b在空间上与第一盘100a分开，如箭头“D”所示出的那样。

可以以用来实现本发明的方法的成套工具的方式提供本发明的装置和系统。成套工具可以包括使用各种装置和系统的说明书。

部分C

I.关于在这里所包含的描述的信息

应当理解，作为本专利申请的主题的本发明不限于所描述的具体实施例，因为当然这些实施例可以改变。也应当理解，在这里使用的术语仅只是为了描述具体的实施例的目的，而不希望是限定性的，因为本发明的范围仅只有所附的权利要求书限定。

除非另外定义，在这里使用的所有技术和科学术语的含义与对于本发明所属的技术本领域的普通技术人员通常理解的相同。虽然在实现或者检验本发明中也可以使用与在这里描述的那些类似或等价的任何方法和材料，但是，在这里描述了优选的方法和材料。

在这里提到的所有专利，专利申请，以及其他出版物都以它们的全文被结合在这里作为参考。仅只对于在本申请申请日期之前它们公开的内容提供了在这里讨论的专利，专利申请和出版物。在这里没有任何内容被认为是承认本发明不能先于现有发明的这类出版物。而且，所提供的公开日期可能与实际的公开日期不同，这可能需要独立地核实。

如本领域技术人员通过阅读本文件将很清楚的那样，在这里描述和说明的每个单个实施例有分立的部件和特点，它们可以很容易地与其它几个实施例中任何一个的特点分开或者结合起来，而不偏离本发明的范围或精神。

上面的内容仅只说明了本发明的原理。将会认识到，本领域技术人员将能够设想多种安排，虽然在这里没有明显地描述或示出，但是这些安排实现本发明的原理，并且被包括在它的精神和范围以内。进而，在这里提到的所有示例和带条件的语言在原则上是想帮助读者本发明的原理和本发明人为了推进技术发展贡献出的概念，并且设想对于这些具体提到的示例和条件没有限制。进而，希望在这里提到原理，方面和本发明的实施例以及它的具体示例时的所有说明包括它在结构上和功能上的等价物。此外，希望这些等价物包括现在已经知道的等价物和在将来发展出的等价物，即，发展出的实现相同功能的任何部件，不管其结构如何。因此，不希望将本发明的范围限制为在这里描述和示出的示例性实施例。而是，由所附的权利要求书限定本发明的范围和精神。

Claims (47)

1.一种假体椎间盘，它包括：

第一端板；

第二端板；

定位于所述第一与第二端板之间的可压缩的芯件，所述芯件包括至少一个在所述第一和第二端板之间伸展，并与它们接合的纤维，其中，以一种方式把所述端板和所述芯件保持在一起，所述方式基本上模仿了天然的椎间盘的功能特点。

2.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，每个所述端板包括多个狭缝，其中，所述至少一个纤维穿过所述第一端板的所述狭缝中的至少一个狭缝，并且穿过所述第二端板的所述狭缝中的至少一个狭缝延伸。

3.按照权利要求2所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维穿过所述第一端板的所述多个狭缝中的每一个狭缝，并且穿过所述第二端板的所述多个狭缝中的每一个狭缝延伸。

4.按照权利要求3所述的假体椎间盘，其特征在于，关于所述端板缠绕所述至少一个纤维，从而确定一种单方向缠绕的图案。

5.按照权利要求3所述的假体椎间盘，其特征在于，关于所述端板缠绕所述至少一个纤维，从而确定一种双方向缠绕的图案。

6.按照权利要求2所述的假体椎间盘，其特征在于，其还包括多个纤维，其中，所述多个纤维的每一个穿过所述第一端板的所述多个狭缝中的每一个狭缝，并且穿过所述第二端板的所述多个狭缝中的每一个狭缝延伸。

7.按照权利要求6所述的假体椎间盘，其特征在于，所述多个纤维确定一种单方向缠绕的图案。

8.按照权利要求6所述的假体椎间盘，其特征在于，所述多个纤维确定一种双方向缠绕的图案。

9.按照权利要求6所述的假体椎间盘，其特征在于，所述多个纤维确定一种多方向缠绕的图案。

10.按照权利要求6所述的假体椎间盘，其特征在于，所述多个纤维确定所述芯件的两层或多层纤维。

11.按照权利要求10所述的假体椎间盘，其特征在于，用相同的张力施加第一层的纤维和第二层的纤维。

12.按照权利要求10所述的假体椎间盘，其特征在于，用不同的张力施加第一层的纤维和第二层的纤维。

13.按照权利要求10所述的假体椎间盘，其特征在于，所述第一层的纤维以第一角度延伸，并且所述第二层的纤维以第二角度延伸，其中，所述第一角度与所述第二角度不同，且其中，将所述角度选择成模仿天然盘的纤维。

14.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维处于拉伸疲劳状态。

15.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述可压缩的芯件处于预压缩状态。

16.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述纤维是潮湿的。

17.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述可压缩的芯件有一种环形的构形，形成从中穿过的孔，所述盘还包括定位于所述孔内的止动机构，用来防止所述可压缩的芯件的压缩超过一个选定的轴向距离。

18.按照权利要求17所述的假体椎间盘，其特征在于，所述止动机构包括弹簧件。

19.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，以一种不受限制的构形把所述端板和所述可压缩的芯件保持在一起。

20.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，以一种半受限制的构形把所述端板和所述可压缩的芯件保持在一起。

21.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，以一种受限制的构形把所述端板和所述可压缩的芯件保持在一起。

22.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述可压缩的芯件包括一种水凝胶材料。

23.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述可压缩的芯件包括聚胺酯或者硅酮中的一种。

24.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维包括一种弹性体。

25.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维包括一种金属。

26.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维包括一种塑料。

27.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维是一种多丝纤维。

28.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述至少一个纤维是一种单丝纤维。

29.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，把所述至少一个纤维封装起来。

30.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，其还包括固定件，用来把所述第一端板固定到脊椎骨本体上，所述固定件由所述第一端板的外表面延伸。

31.按照权利要求30所述的假体椎间盘，其特征在于，其还包括固定件，用来把所述第二端板固定到脊椎骨本体上，所述固定件由所述第二端板的外表面伸展。

32.按照权利要求30所述的假体椎间盘，其特征在于，所述固定件包括至少一个固定鳍状件。

33.按照权利要求31所述的假体椎间盘，其特征在于，所述固定件包括至少一个固定鳍状件。

34.按照权利要求30所述的假体椎间盘，其特征在于，所述固定件包括至少一个固定销钉。

35.按照权利要求31所述的假体椎间盘，其特征在于，所述固定件包括至少一个固定销钉。

36.按照权利要求30所述的假体椎间盘，其特征在于，所述固定件包括在所述第一端板和所述第二端板中的至少一个端板的外表面上形成的多个齿。

37.按照权利要求31所述的假体椎间盘，其特征在于，所述固定件包括在所述第一端板和所述第二端板中的至少一个端板的外表面上形成的多个齿。

38.按照权利要求30所述的假体椎间盘，其特征在于，所述固定件可以由所述外表面内展开。

39.按照权利要求31所述的假体椎间盘，其特征在于，所述固定件可以由所述外表面内展开。

40.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，所述端板中的至少一个端板包括圆顶形的外表面。

41.按照权利要求1所述的假体椎间盘，其特征在于，其还包括包住所述可压缩芯件的垫圈。

42.按照权利要求41所述的假体椎间盘，其特征在于，所述垫圈是波纹状的。

43.一种用来把假体椎间盘植入两个相邻的脊椎骨本体之间的系统，它包括：

按照权利要求1所述的假体椎间盘，所述盘还包括由所述端板中的至少一个端板的外表面延伸的至少一个固定件；

用来在所述脊椎骨本体之间产生空间的工具，所述空间适用于插入所述盘；

凿形件，用来在所述脊椎骨本体中的至少一个的内表面上形成一个或多个凹进部分，用于容纳所述至少一个固定件；以及

用来把所述盘插入相邻的脊椎骨本体之间的工具，同时在所述端板之间保持基本上平行的关系。

44.按照权利要求43所述的系统，其特征在于，至少一个固定件由所述端板中的每一个端板的外表面延伸，并且其中，将所述凿形件的构形做成在两个所述脊椎骨本体的内表面上同时形成一个或多个凹进部分。

45.按照权利要求43所述的系统，其特征在于，所述产生空间的工具包括至少一个插管，把它的构形做成在后面放置在所述相邻的脊椎骨本体之间。

46.按照权利要求43所述的系统，其特征在于，所述凿形件可以做关节活动。

47.按照权利要求43所述的系统，其特征在于，其还包括按照权利要求1所述的第二假体椎间盘，所述盘有细长的构形。

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