CN103561689A - 脊椎植入物、制备仪器以及使用方法 - Google Patents

Abstract

本披露涉及脊椎盘植入物的领域。所披露的脊椎盘植入物的示例性实施例有利地并且最终使得与椎体融合并且使得脊椎稳定在例如颈部、胸部和/或腰部区域的解剖学正确的5个位置上。更具体地说，本披露是针对一种盘植入物，该盘植入物通过提供相对于彼此可移动地偶联并且适于允许随时间骨长入的第一和第二椎间元件来解决和克服现有植入物的缺点。

Description

脊椎植入物、制备仪器以及使用方法

背景

1.相关申请的交叉引用

本申请要求2011年3月11日提交美国专利商标局（U.S.Patent andTrademark Office）并且指定序列号61/451,840的名称为“脊椎植入物、制备仪器以及使用方法（Spinal Implant,Instrument for Preparation and Methodof Use）”的共同未决的临时专利申请的优先权益。上述临时专利申请的全部内容通过引用结合在此。

2.技术领域

本披露涉及椎盘植入物，即适用于整个脊柱的盘植入物的领域。所披露的椎盘植入物的示例性实施例有利地并且最终使得与椎体融合并且使得脊椎（例如颈部、胸部和/或腰部脊椎区域）稳定在解剖学正确的位置上。更具体地说，本披露是针对一种盘植入物，该盘植入物通过提供相对于彼此可移动地偶联并且适于允许随时间骨长入的第一和第二椎间元件来解决和克服现有植入物的缺点。因此，所披露的脊椎盘植入物在植入时和在患者移动后允许该第一与第二椎间元件之间的相对移动，由此允许在初始植入后时段内该植入物基于该患者的特定和独特脊椎平衡呈现所希望的位置，但随后该第一和第二椎间元件变得相对于彼此固定（即融合）。本披露还提供用于将一个脊椎盘植入物安置在一个所希望的解剖学位置上的有利的仪器和相关方法。

3.背景技术

背痛伴有或不伴有腿痛在成年人群中是一个主要问题。这种疼痛可以具有多种原因并且在某些情况下可能需要手术来减轻这种疼痛。下背痛可能是由脊椎腰部区域中的椎体和/或中间盘的错位引起。脊椎的L4-L5和L5-S1区域尤其易受伤。对于对保守治疗不起反应的严重疼痛患者来说，融合手术目前被视为一种切实可行的选择。经常进行脊椎融合手术（使一个椎骨与另一个融合）来减少疼痛运动节段的运动，由此减少那个节段的相关疼痛。这种异常和疼痛的运动现象可以是由盘相关问题（例如椎间盘源性疼痛和/或退化性盘疾病）、椎骨的异常滑动和运动（例如脊椎滑脱和/或椎骨脱离）或其他退化性脊椎病状（包括但不限于小关节退化）引起。另外，脊椎融合可以适用于治疗引起脊椎的过度不稳的任何病状，如某些断裂、感染、肿瘤和/或脊椎变形（如脊柱侧凸）。

可以从患者的正面或从背面进行椎体间手术并且示例性程序被描述为“后路腰椎椎体间融合”（PLIF）、“经椎间孔腰椎椎体间融合”（TLIF）、“外侧腰椎椎体间融合”（XLIF）、“前路椎体间融合”（AIF）、“前路腰椎椎体间融合”（ALIF）以及“前路颈椎椎间盘切除和融合”（ACDF）。总的来说，所指出的融合程序总体上被称为“环状融合”。所指出的环状融合程序中的每一者总体上涉及从两个相邻椎骨之间去除盘并且将例如骨的结构插入两个椎体之间所形成的间隙中。在常规的后外侧脊椎融合（PLF）手术期间，总体上将一个移植物安排在脊椎的后外侧部分中。已显示出后路手术得到可接受的临床结果并且要求通过添加前柱支撑物来进一步改良成果。然而，仅仅与前路手术相比，后路手术程序令人遗憾地与长时间恢复有关。

总体而言，在手术期间确定盘植入物的位置。该位置受如外科医生所用的固定方式的多种因素和/或所用植入物的设计影响。因为融合需要稳定直到已发生骨生长，这经常可能要花数月（例如3-6个月），所以该位置对于实现融合是重要的。如果位置不正确，那么手术可能会导致不连（无法实现融合）或甚至可能会导致由对邻近盘施加的应力所引起的继发效应。必要时，将后续手术与先前手术合并。

已知三种一般类型的“全盘置换”（TDR）植入物。一个第一TDR植入物可以被表征为无限制性设计并且这种设计似乎具有一些优点，因为无限制性设计更有可能提供一个生理学上可移动的瞬时旋转轴（IAR），由此显示出更大范围的体内运动。此类无限制性设计的限制性缺乏可以防止在最大程度的屈和伸时的过度小关节或关节囊韧带负荷。此外，因为IAR可移动，所以这些无限制性设计可以对植入物放置（例如Charite总盘置换）的小差错的敏感性更小。一个第二TDR植入物可以被表征为一种限制性设计并且限制性装置似乎具有保护后部元件以免受剪切负荷影响的优点，例如FLEXICORE植入物（新泽西州艾伦代尔的史崔克脊柱产品公司（Stryker Spine,Allendale,NJ））。在每天生活的活动期间发生相当大量的脊椎剪切负荷。第三组TDR植入物可以被表征为半限制性植入物并且包括可商购的产品，如PRODISC植入物（宾夕法尼亚州西切斯特的辛迪斯脊柱产品公司（Synthes Spine,West Chester,PA））。

专利文献反映了努力解决与背痛和/或腿痛和/或脊椎不稳有关的问题。因此，举例来说，拉夫（Ralph）等人的美国专利公开号2006/0235529（“拉夫'529公开”）是针对一种被特意设计成确保不发生融合的盘植入物。这种拉夫植入物的特征是相对于彼此可移动地偶联的相对的第一和第二板状物。拉夫'529公开的示例性实施例包括展现“模拟正常人类椎间盘的轴向生物机械性能的长循环寿命”的“蛛形簧片（spider spring）”。[拉夫'529公开第0030段]拉夫植入物的外表面包括协助骨长入以便解剖学地固定植入物，即“将假体永久紧固于椎间间隙中”的一个凸面筛网和一个多孔环。[拉夫'529公开；第0019段]因此，拉夫'529公开涵盖了相对于第一椎体固定第一板状物的骨长入以及相对于第二椎体固定第二板状物的骨长入，同时维持该第一与第二板状物之间的相对运动。因此，拉夫'529公开被清楚地设计成确保第一与第二板状物之间的骨长入被避免。拉夫'529公开将常规的融合器技术明确地鉴定为较差，因为根据拉夫等人，不希望有骨融合，而且骨融合对患者有害。

瓦格纳（Wagner）等人的美国专利第6,641,614号（“瓦格纳'614专利”）提供了一种融合装置，该融合装置包括一对啮合板和一个安置在它们之间的对齐装置。该对齐装置适于调节啮合板之间的高度，由此允许为一个特定患者定制该融合装置。值得注意的是，瓦格纳融合装置的高度总体上适于从前部末端至后部末端不同。瓦格纳'614专利的对齐装置必需依靠外科医生在获得啮合板之间“经过调节”的相对位置方面的判断。在运用这种判断时，外科医生需要使用专门仪器与调节装置相互作用。因此，通过瓦格纳融合装置能够实现的“可调节性”最多取决于外科医生在获得啮合板之间“经过调节”的高度方面的临床经验，这种临床经验可能或可能不利于该特定患者。实际上，目前未获得用于在手术时逐个可靠地选择正确脊椎位置的一种或多种方法。

如同常规的融合装置一样，瓦格纳'614专利的啮合板包括“允许穿过啮合板发生骨生长的多个开口”，例如具有啮合板的总表面积的约60%到80%的总面积的开口。[瓦格纳'614专利第2栏第37-42行]一旦植入并调节高度，瓦格纳融合装置就被固定在相对于相邻椎骨的适当位置上。因此，不同于拉夫'529公开的盘植入物，瓦格纳融合装置并不适于和/或打算“模拟健康天然椎间盘的功能性”。[拉夫'529公开第0118段]

因此，如拉夫'529公开和瓦格纳'614专利所说明的，专利文献中的传授内容总体上分成两（2）个不同的类别：一个以拉夫'529公开为代表的第一类别，它们被设计成确保在植入后相对板状物之间的持续相对移动；和一个以瓦格纳'614专利为代表的第二类别，它们被设计成在植入后实现相邻椎骨之间的迅速融合。

在这种背景下，一种用于脊椎稳定的创新方法披露于克里斯滕森（Christensen）的美国专利号8,007,536中，该专利披露了一种盘植入物，它包括通过偶联装置灵活地连接的两个椎间元件。在手术后，两个椎间元件的相对可移动性随时间降低，因为在植入物周围和特别是穿过骨整合部分发生的骨长入降低了这些元件相对于彼此的可移动性。在骨长入后，植入物元件的相对可移动性被这些元件的相对固定所代替。脊椎植入物的固定有利地在受患者移动和患者脊椎的负荷影响的位置上进行，并由此更为患者所接受。克里斯滕森'536专利的全部内容通过引用结合在此。

本披露的一个目的是在能够实现将脊椎区域（例如颈部、胸部和/或腰部脊椎区域）固定在受患者移动和患者脊椎的负荷影响的位置上的方面进一步改良克里斯滕森的先前工作。另外，本披露提供了允许/协助将植入物放在所希望的取向/位置上（例如通过协作特征）的仪器和一种或多种植入物。这些和其他需求是通过在此所披露的脊椎植入物来满足。

发明内容

本披露提供了一种用于脊椎手术的盘植入物和使用所述盘植入物的多种脊椎手术方法。所披露的盘植入物具有广泛范围的临床应用，例如用于脊椎的颈部、胸部和/或腰部区域。所披露的盘植入物总体上包括一对相对的元件，这些元件起初相对于彼此自由移动，但随时间变得相对于彼此固定。因此，这些相对的元件说明了因骨长入而随时间损失的植入后初始相对运动，这最终导致了相对的盘元件相对于彼此固定，即融合。

相信本披露的脊椎盘植入物解决了导致可能归因于将植入物融合/固定在次佳位置上的现有手术程序不成功的问题。现有技术植入物的次佳安置可能是归因于以下事实：在手术期间确定融合/固定的位置，其中背部处于不同于在患者主要处于站姿/负重姿势或坐姿的清醒时间期间所用的位置的位置。

所披露的脊椎盘植入物通过有利地允许盘植入物的元件相对运动持续植入后的一段时间而克服了现有手术植入物的上述局限性。更具体地说，所披露的脊椎盘植入物包括彼此可移动地偶联持续手术植入后的一段时间的相对的元件，但此类相对的元件在植入后的一段时间后基于用来将元件固定在所希望的相对位置上的骨生长呈现相对于彼此的固定位置。值得注意的是，相对元件的最终固定位置并不是外科医生在植入期间确定的，而是独特地通过与患者和植入后患者所经历的脊椎移动相关的解剖学因素来确定。相对元件之间的植入后可移动期有利地允许由在受患者的独特负荷/运动所影响的位置上发生骨长入而使得最终固定，由此确保固定位置将更接近于患者的天然位置并且提高成功恢复、增强脊椎稳定性和/或减少背痛和/或腿痛以及相邻盘疾病的可能性。

因此，本披露涉及用于提供脊椎运动节段（例如颈部、胸部和/或腰部节段）的可调节椎体间融合的植入物以及用于人工盘的植入物、制备相邻于植入物的骨的仪器以及植入物上的相关特征以及使用这些仪器和植入物的方法。

本披露的一个目的是在手术后能够实现某些运动以使得患者因解剖学、肌力以及总体上姿势和脊椎平衡可以确定用于脊椎融合的适当位置。虽然允许运动，但本披露的器具和相关方法有利地对运动提供某些限制，而且还对某些其他运动提供阻力。

本披露的另一个目的是提供一种脊椎植入物，它的特征在于一种整体形状，它能够实现以使融合量达到最大的方式结合该植入物的植入将大量骨移植物、一个或多个骨替代物和/或一种或多种扩补骨材放在该脊椎植入物的前方，包括将多种骨材料与该植入物连接或以其他方式结合的装置。

本披露的一个另外的目的是提供用于一个两片式人工盘的接合几何结构，它具有在屈/伸、侧向弯曲以及轴向旋转时接纳自由（或实质上自由）运动的能力。然而，虽然允许这些自由/实质上自由运动，但所披露的脊椎盘对某些其他运动提供某些限制和/或对某些其他运动提供阻力。

本披露的再另一个目的是描述用于在相邻于植入物的所希望的位置的骨中形成空腔的一种或多种仪器、装配在该空腔中的植入物特征以及使用这些仪器和植入物的方法。具体来说，本披露有利地提供对植入物与骨之间的相对运动、尤其是植入物相对于骨的前向运动的抵抗。

在本披露的示例性实施例中，所披露的盘植入物可以起一个融合植入物装置或一个人工盘装置的作用。所披露的植入物总体上包括界定一个第一内面和一个第一外面的一个第一椎间元件和界定一个第二内面和一个第二内面的一个第二椎间元件。各个椎间元件的该第一内面和该第二内面典型地包括界定接合几何结构的结构特征。该接合几何结构接纳第一与第二椎间元件之间的相对运动，例如这种接合几何结构的至少部分特征为不同的内外和前后轮廓。第一和第二椎间元件的内外和前后轮廓中的至少一者可以在至少一个方向上实质上相同。另外，第一和第二椎间元件可以包括一个或多个抵抗但不防止轴向旋转和前后平移的结构特征。

所披露的植入物的第一和第二椎间元件还可以包括一个或多个限制侧向弯曲的结构特征。

至少一个融合块可以被提供用于与第一和第二椎间元件中的至少一者结合。一个或多个融合块可以相对于第一和/或第二椎间元件安装。一个或多个融合块总体上被安置在第一和第二椎间元件的前方。另外，一个或多个融合块总体上包括一个主体和一个连接杆，该连接杆适于相对于第一和第二椎间元件中的一者中所形成的一个孔安装。

根据本披露的示例性盘植入物包括第一和第二椎间元件，它们各自界定一个中心区域、在一个第一方向上相对于该中心区域侧向伸出的一个第一翼状物、以及在一个第二方向上相对于该中心区域侧向伸出的一个第二翼状物。第一椎间元件的中心区域和第二椎间元件的中心区域总体上适于被放置成毗邻关系并且这些中心区域的毗邻啮合至少部分形成其接合几何结构。

协作结构典型地被界定在第一和第二椎间元件的各自的翼状物上。这些协作结构有利地接纳第一与第二椎间元件之间的相对运动。在本披露的示例性植入中，协作结构包括多个直立隆起和多个狭槽。每一个协作的直立隆起和狭槽典型地界定一个前间隙、一个后间隙以及一个远侧间隙。

第一和第二椎间元件的翼状物可以界定接纳骨长入的开口。因此，第一和第二椎间元件可以在初始植入时相对于彼此可移动地偶联，并且可以在植入后的一段时间后变得相对于彼此固定或融合。固定或融合总体上因骨长入而实现，例如通过在第一和第二椎间元件中和/或在第一和第二椎间元件的前方所形成的开口。另外，第一和/或第二椎间元件的外表面可以包括促进相对于相邻解剖学结构（例如倒钩、金字塔形元件、涂层以及其组合）固定的表面特征。第一和第二椎间元件还可以包括沿其一个或多个边缘的多个前向开口，这多个开口起接纳以下至少一者的作用：（i）安装一个或多个融合块，和（ii）与一个用于临床放置它们的仪器相互作用。

第一和第二椎间元件总体上可移动地偶联以便界定一个在植入后自动可复位的旋转中心。在示例性实施例中，两个椎间元件之间的接触点或接触区域可以在一个区或区域中自动可复位，该区或区域包括在前后和内外方向上以及基于元件的曲率在上下方向上的两种位移。还应了解，通过两个椎间元件的接触点/区域和相对位置与取向的移动，两个组件的旋转中心也在三个维度（前后、内外、以及上下）上发生位移。

本披露进一步提供了一种或多种手术仪器，这种或这些手术仪器包括（i）一个轴、（ii）一个安置在该轴上的操作工具、以及（iii）界定在里面安置该操作工具的一个空腔的一个试验植入物。该试验植入物总体上被配置并将尺寸确定为装配在盘间隙中。另外，操作工具典型地适于在两个相邻骨结构中形成一个空腔。操作工具还总体上适于在至少两个位置之间移动，这些位置中的至少一者安置操作工具的至少一部分从试验植入物向外伸出。该试验植入物可以在其一个第一面和一个第二面上界定多个开口，并且该操作工具可以适于移动到至少部分延伸穿过这些第一和第二开口的一个操作位置中。一个隆起可以被界定在轴的远端并且一个协作孔可以被界定在试验植入物中以用于接收该隆起。

本披露进一步提供了一种脊椎植入物，该脊椎植入物界定用于与界定在骨结构中的一个空腔协作以防止该植入物的前向运动的一个凸起特征。

在与本披露相关的示例性方法中，该方法包括以下步骤：

将一个手术仪器的一个操作部分安置到一个盘间隙中，该手术仪器包括一个细长轴和至少一个骨切割元件；

旋转该骨切割仪器的该轴以启动至少一个骨切割元件以在一个骨的端板中形成一个空腔；

从盘间隙中移出手术仪器的操作部分；并且

插入具有一个凸起特征的一个植入物以与由至少一个骨切割元件所形成的该空腔配合。

另外，所披露的方法可以包括（i）将手术仪器的操作部分安置在盘间隙中，其中至少一个骨切割元件处于一个关闭或防护位置；和（ii）在该盘间隙中将该至少一个骨切割元件从该关闭或防护位置移动到一个打开或操作位置。骨切割仪器的骨切割元件可以适于在盘间隙中在一个试验植入物的两面上操作。可以收集从椎骨端板收集的骨材料并且用于分析目的，例如活组织检查，和/或协助骨移植操作。在本披露的示例性实施例中，一个仪器和/或仪器配件可以被提供用于捕获和保留所收集的骨，例如当形成一个用于植入物插入的所希望的空腔时所产生的骨刨花。

通过随后的描述，尤其是当结合附图阅读时，所披露的脊椎盘植入物的另外的特征、功能以及益处将是清楚的。

附图说明

为帮助本领域的普通技术人员制备和使用所披露的脊椎盘植入物，参考附图，在这些图中：

图1是根据本披露的一个示例性植入物的一个等距视图；

图2是图1的示例性植入物的一个第一组件/椎间元件的一个俯视图；

图3是图1的示例性植入物的一个第二组件/椎间元件的一个斜视图；

图4是图1和2的示例性植入物的第一组件/椎间元件的一个斜视图，展示了当相对于第二组件/椎间元件装配时面向该第二组件/椎间元件的这种组件/元件的几何结构；

图5是图1-4的示例性植入物的处于装配位置的第一和第二组件/元件的一个俯视图；

图6是沿图5中的线B-B得到的处于装配位置的第一和第二组件/元件的一个正视图；

图7是沿图5中的线A-A得到的处于装配位置的第一和第二组件/元件的一个侧视图；

图8是图1-7的处于装配位置的示例性植入物的第一和第二组件/元件的一个侧视图；

图9是用于结合根据本披露的植入物使用的一个示例性融合块的一个俯视图；

图10是图9的示例性融合块的一个正视图；

图11是图9和10的示例性融合块的一个斜视图；

图12是用于结合根据本披露的植入物使用的一个替代性融合块的一个俯视图；

图13是根据本披露的一个另外的植入物的一个替代性组件/椎间元件的一个斜视图；

图14是用于与图13中所描绘的组件/椎间元件一起使用的一个替代性第二组件/椎间元件的一个斜视图，展示了将面向图13的组件/椎间元件的面/几何结构；

图15是根据本披露的一个示例性试验植入物和骨切割仪器的一个组合件的一个斜视图，其中该切割仪器处于非切割位置；

图16是根据图15的一个试验植入物和骨切割仪器的该组合件的一个斜视图，其中该切割仪器处于切割位置；

图17是与图15和16的组合件相关的示例性骨切割仪器的一个斜视图；

图18是与图15和16的组合件相关的一个试验植入物的一个斜视图；

图19是被配置并将尺寸确定为与由根据本披露的一个骨切割仪器形成的间隙配合的一个示例性植入物的一个斜视图；

图20是示意性描绘一个示例性接触点/区域的根据本披露的一个示例性植入物的一个等距视图；并且

图21是一个替代性示例性试验植入物和骨切割仪器的一个部分分解图，其中该切割仪器处于非切割位置。

具体实施方式

本披露是针对用于例如颈部、胸部和/或腰部程序的脊椎程序的脊椎盘植入物。所披露的脊椎盘植入物有利地能够稳定脊椎并且解决相关脊椎问题。所披露的盘植入物刺激与邻近椎体融合并且基于所披露的盘植入物的设计和操作协助该盘植入物随时间固定在生理学位置。因此，在本披露的示例性实施例中，该盘植入物可以被用于插入一个或多个腰部、胸部和/或颈部脊椎区域中。

1.盘植入物

根据本披露的示例性盘植入物适于临床插入椎体之间。该植入物总体上包括两个元件，这两个元件偶联在一起，形成盘植入物。当如安置在一个站立个体中所观测时，植入物的顶表面和底表面被称为第一和第二外部融合表面。两个元件的相对表面被描述为内部偶联表面并且包括特征/协作机构，它们有利地起着在所披露的脊椎植入物的初始植入时将这些元件相对于彼此可移动地偶联的作用。因此，偶联装置/机构用来将第一和第二椎间元件相对于彼此连接和/或对齐。椎间元件的偶联可调节所述第一和第二椎间元件相对于彼此的移动，即，在第一和第二椎间元件基于骨长入而相对于彼此固定之前。因此，所述两个椎间元件的偶联并不相对于彼此固定地安置这些元件。当所述元件根据本披露进行偶联时，总体上允许这些元件相对于彼此在至少一个方向上的微小移动。

一个第三元件可以有利地被安置于在此所述的第一与第二元件之间。因此，举例来说，一个非金属组件可以被安置在第一与第二元件之间以便被安置在其接触区域之间。该非金属组件可以由一种聚合材料制成，例如聚乙烯、聚醚酮酮（PEKK）和/或聚醚醚酮（PEEK）。该非金属组件可以采用一个薄片、相对薄的块状物或表面处理的形式，并且有利地起防止金属与金属接触的作用，由此降低金属失效的可能性。实际上，所披露的聚合材料的一个薄片和/或块状物在原位引入第一与第二元件之间时可以起楔样结构的作用。在示例性实施例中，所披露的聚合材料可以被安置和/或应用于所披露的椎间元件的第一和/或第二元件的一个或多个“公”部分。

第一和第二椎间元件中的每一者在通过合适的装置（例如一个或多个倒钩伸出部分）插入后可以被稳定在相邻椎骨，直到获得/实现所披露的脊椎植入物与相邻椎骨的融合。因此，一个植入物与邻近/相邻骨（两者皆用于所披露的脊椎植入物和常规脊椎植入物）的融合/固定是在盘植入物的一个或多个外表面上进行。

为了本披露的目的，一个“固定的植入物”描述或指代一个植入物，其中所述植入物的椎间元件并不相对于彼此可移动，即，第一和第二椎间元件基于骨长入而实质上相对于彼此固定，该骨长入补偿了存在于第一与第二椎间元件之间的初始可移动偶联。相反，一个植入物与邻近椎骨的融合是在盘植入物的一个或多个外表面上进行。

如下文所述，所披露的脊椎植入物有利地受益于第一和第二椎间元件相对于彼此的可移动性的短暂性质，这在临床上是基于所披露的盘植入物的结构设计和操作来实现的。因此，所披露的植入物的第一和第二椎间元件保持相对可移动持续植入后的第一段时间，例如插入后至少一（1）天，接着在该第一段时间后，例如在插入后不到十二（12）到十八（18）个月，第一和第二椎间元件变得实质上相对于彼此固定，由此使所披露的脊椎植入物转变成一个固定的植入物。

因此，本披露的示例性盘植入物包括具有一个第一外部融合表面和一个第一内部偶联表面的一个第一椎间元件、具有一个第二外部融合表面和一个第二内部偶联表面的一个第二椎间元件、一个用于将该第一和第二椎间元件相对于彼此可移动地连接/偶联的偶联装置/机构。另外，每一个椎间元件总体上包括一个或多个能够实现/协助第一和第二元件随时间相对于彼此固定的骨整合部分，其中该植入物的第一和第二元件保持相对可移动持续插入后至少一（1）天并且在临床插入/植入后不到十二（12）到十八（18）个月该植入物被转变成一个固定的植入物。

本披露的脊椎盘植入物通过参考在此下文的附图而更详细地描述。然而，在解决这些示例性实施之前，本披露提供了与形状、偶联装置/机构、大小、材料、涂层、涂布材料、一个或多个骨整合部分/开口、切口/环形插入区域、短暂可移动性以及与在此所披露的有利脊椎盘植入物相关的治疗方法有关的概述信息。

a.形状

根据本发明的盘植入物可以具有通过融合和骨长入能够实现短暂稳定并且刺激长期固定的任何形状。

如从顶部来看，盘植入物的形状可以包括如圆形、环形、椭圆形、扁圆形或肾形形状的几何结构。盘植入物可以被设计成用于后路或前路手术，但优选地被设计成用于前路手术，它可以使得手术后的恢复期更短。可替代地，所披露的植入物可以被设计成用于经椎间孔腰椎椎体间融合或外侧腰椎椎体间融合。

b.偶联装置/机构

第一和第二椎间元件的偶联装置/机构应允许第一和第二椎间元件相对于彼此的微小移动，例如在植入后的初始时段内。该偶联装置/机构优选地位于第一和第二椎间元件的内部偶联表面上。由椎间元件的内部偶联表面所形成的区域/体积可以被称为植入物的偶联区。为获得盘植入物的短暂可移动性，第一和第二椎间元件的偶联并不引起一个刚性植入物的形成。如上文所述，一个非金属组件（例如一个聚合薄片、块状物和/或表面处理）可以被安置在偶联装置/机构之间，由此限制了它们之间的金属与金属接触。如在此呈现的图中所示，内表面的示例性偶联留下用于第一和第二元件在至少一个方向上相对于彼此移动的一定空间。

c.大小

盘植入物的周长可以小于原体的周长。具体地说，所披露的脊椎盘植入物的几何结构可以被界定成使得原体的基部相对于在其前面的植入物突出。举例来说，原体可以相对于植入物突出至少0.2mm，并且任选地超过植入物的边缘多达0.4mm或0.6mm。在本披露的另外的示例性实施例中，从植入物的外边缘到原体的边缘的距离被界定成使得该距离为约5mm或更大。

这种尺寸安排可以有利地提供和/或允许刺激盘植入物的面上或沿盘植入物的面的骨生长，并且在椎间元件相对于相邻椎体固定后，骨组织可以在所披露的椎间元件的外边缘处或沿这些外边缘接合，由此在植入后的一段时间后进一步使椎间元件相对于彼此固定。

d.材料

根据本发明的盘植入物可以由适于植入的任何一种或多种材料制成。因此，所披露的植入物可以由一种或多种选自但不限于下组的材料构建，该组由以下各项组成：陶瓷、聚合物、骨以及金属。优选的是金属、聚合物以及陶瓷。一种或多种材料在加工成植入物之前和/或之后可以呈玻璃状、橡胶状、半结晶或结晶状态。

在本披露的示例性实施例中，所披露的脊椎植入物可以由选自下组的金属或金属合金构建，该组由以下各项组成：不锈钢、钴-铬、钛（Ti）、钛合金、记形合金（例如NiTi）、钽（Ta）、铌（Nb）、锆（Zr）以及铂（Pt）。优选的金属和金属合金是钛、钽、钛合金、以及钴-铬以及其合金。根据本披露使用的示例性钴-铬材料包括CoCrMo合金。根据本披露使用的示例性钛合金包括Ti6AI4V。根据本披露使用的示例性不锈钢材料包括奥氏体不锈钢，尤其是316和316L型，以及无镍不锈钢。

如过渡金属的金属可以被用于制造根据本披露的盘植入物。举例来说，可以使用钽（Ta），一种耐腐蚀材料。实际上，钽可以适用于根据本披露的植入物制造，因为它总体上不受体液作用并且无刺激性。钛是第二种耐腐蚀的过渡金属，提供高硬度并且在生理学上具有惰性，由此提高了它根据本披露的适用性。钛和钽具有独特的骨整合能力。此外，由这些金属制成的盘植入物的解剖学位置可以容易通过常规的成像方法来分析。

根据本披露使用的示例性陶瓷材料包括但不限于生物惰性陶瓷（氧化铝（Al₂O₃）、部分稳定氧化锆（ZrO₂）、氮化硅（Si₃N₄）、生物活性陶瓷（羟基磷灰石（Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂）和生物玻璃）、以及可再吸收陶瓷（例如磷酸钙陶瓷，如磷酸三钙Ca₃(PO₄)₂）。磷灰石是指一组磷酸盐矿物质，通常称为羟磷灰石、氟磷灰石以及氯磷灰石，分别是对晶格中高浓度的OH-、F-或Cl-离子进行命名。羟磷灰石是牙齿釉质的主要组分和骨材料的较大组分。羟磷灰石是具有式Ca₅(PO₄)₃(OH)的钙磷灰石的一种天然存在的形式，但通常写成Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂以表示包含两个分子的晶体单位晶胞。羟磷石灰容易被接受者认可并且提供对骨长入的显著刺激。

大部分磷酸钙陶瓷是结晶物质。使晶体在高温下经受热处理，并且进行烧结以产生一种生物陶瓷材料。在化学上，它们是羟磷灰石、磷酸三钙或两者的混合物。它们总体上是以粉末、颗粒或多孔或无孔块状物形式供应。

磷酸三钙比羟磷灰石更加多孔，并且生物降解更快十到二十倍。烧结温度也对最终产物的性质有影响。取决于制造条件，磷酸三钙将在几个月内完全再吸收，或通过生物再吸收花上数年来去除。在体内，它部分转化为羟磷灰石，羟磷灰石的生物降解更慢。在本披露的示例性实施例中，使用人工骨材料，如可再吸收的陶瓷颗粒和可再吸收的磷酸三钙（TCP）陶瓷颗粒。

所披露的脊椎植入物可以另外整体或部分使用对于刺激骨融合高度有效的玻璃状和热解碳来制造。

整体或部分用于制造根据本披露的脊椎植入物的示例性聚合物可以选自但不限于下组：聚丙交酯（PLA）、聚乙交酯（PGA）、聚酸酐、聚原酸酯、聚（D,L-乳酸）、聚（丙交酯-共-乙交酯）（PLGA）、聚-D,L-乳酸-聚（乙二醇）、聚磷酸酯、聚（甲基丙烯酸2-羟基乙酯）、聚（N-乙烯基吡咯烷酮）、聚（甲基丙烯酸甲酯）、聚（乙烯基醇）、聚（丙烯酸）、聚丙烯酰胺、聚（乙烯-共-乙酸乙烯酯）、聚（甲基丙烯酸）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、聚醚醚酮（PEEK）以及聚醚酮酮（PEKK）。根据本披露的优选聚合物包括PEEK和PEKK。根据示例性实施例，一个聚合元件（例如薄片、块状物和/或表面处理）可以被安置在根据本披露的相对的金属表面之间。

整体或部分用于制造根据本披露的脊椎植入物的示例性骨可以选自下组：异种移植物、同种异体移植物以及自体移植物。根据本披露的优选骨包括异种移植物和同种异体移植物。

所披露的植入物可以由一种或多种合适的材料制成。因此，在示例性实施例中，所披露的脊椎植入物由上文所提及的多种材料中的至少一者制成。在其他实施例中，所披露的植入物由至少两种不同的材料制成。任意材料可以占整个植入物的总体积的如在1百分比与90百分比之间。因此，一种材料可以占整个植入物的总体积的1%-10%、10%-20%、20%-30%、30%-40%、40%-50%、50%-60%、60%-70%、70%-80%或80%-90%。该植入物的多个元件可以包括由一个可再吸收的陶瓷材料层包围的一个金属中心核心。在其他实施例中，所披露的植入物由至少三种不同的材料制成。

盘植入物的材料的回弹性优选地大约类似于骨的回弹性。另外，一个或多个元件或元件的一部分可以被一种特定材料的一个涂布层覆盖以优化功能。

e.涂布

可以进行植入物的涂布以保护植入物免受体液（包括在植入时以及在植入后的时段内的血液）影响。一个涂层可以可替代地或另外被用于通过包含合适的化合物来控制植入物附近的骨生长。

在示例性实施例中，所披露的植入物可以被涂布在元件的外部融合表面、内部偶联表面或开口的内表面或每一表面的任何一部分或这些表面的任何组合上。在一个优选实施例中，开口的内表面被涂布。

该涂层总体上包括涂布材料的至少一个层。该涂布材料可以选自任何合适的材料。因此，该涂层可以包含如此处下文所述的一种或多种骨诱导剂和/或成骨剂。涂层也可以采用一种合适的聚合材料的形式，例如将第一和第二椎间元件的金属与金属接触减到最小的一种材料。涂层可以进一步包含一种或多种抗生素。

“被涂布”意指涂布材料可以仅处于被涂布表面的外面。涂层的厚度总体上是基于涂层的所希望的功能和性质来选择，并且可以具有小于1mm、小于0.5mm、或小于0.25mm的厚度。涂层的厚度还可以沿所披露的植入物的表面不同，例如在植入物的不同的表面点处。所披露的盘植入物的涂布可以通过任何合适的涂布方法来进行，例如通过将元件浸渍在涂布材料溶液中持续预定的时间。涂布材料还可以被喷洒在植入物上；另一种可能性是通过刷涂来施加所述涂层。

f.涂布材料

在本披露的示例性实施例中，一个或多个保护涂层可以被提供在所披露的脊椎植入物上，用于这个或这些保护涂层的材料选自但不限于下组，该组由以下各项组成：聚丙交酯（PLA）、聚乙交酯（PGA）、聚酸酐、聚原酸酯、聚（D,L-乳酸）、聚（丙交酯-共-乙交酯）（PLGA）、聚-D,L-乳酸-聚乙二醇、聚磷酸酯、与明胶海绵复合的聚（丙交酯-共-乙交酯）、聚（甲基丙烯酸2-羟基乙酯）、聚（N-乙烯基吡咯烷酮）、乙烯乙酸乙烯酯（EVA）、聚（甲基丙烯酸甲酯）、聚（乙烯基醇）、聚（丙烯酸）、聚丙烯酰胺、聚（乙烯-共-乙酸乙烯酯）、聚（乙二醇）、聚（甲基丙烯酸）、L-PLA与聚-己内酯（PCL）的均聚物、聚（原酸酯）、如聚（酸酐）以及拟聚（氨基酸）。所披露的聚合材料可以有利地限制和/或消除根据本披露的第一与第二椎间元件之间的金属与金属接触。

在其他示例性实施例中，一个或多个涂层可以包含生物活性组分，例如一种或多种骨诱导剂和/或成骨剂（如羟磷灰石和/或磷酸三钙）或抗生素。作为实例，涂层中包含骨诱导剂和/或成骨剂可以诱导早期成骨过程，例如特殊细胞种类的趋化性，而包含抗生素可以减少或防止微生物感染。

还可以称为和/或包括“生长因子”的骨诱导剂和/或成骨剂总体上是结合于细胞表面上的受体的蛋白质，其中初步结果是活化细胞迁移、细胞增殖和/或分化。许多骨诱导剂和/或成骨剂是相当通用的，刺激许多不同细胞类型的细胞分裂，而其他骨诱导剂和/或成骨剂对一种特定细胞类型具有特异性。

视为骨诱导材料的材料总体上包含成形素，如骨形态生成蛋白。成形素通过刺激未分化的细胞表型地进行转化来启动组织和器官系统发育。根据本披露可以使用的合适的生长因子包括但不限于组织生长增强物质，如生长和分化因子，包括血小板衍生生长因子（PDGF）、转化生长因子（TGF）、酸性和碱性纤维母细胞生长因子（FGF）、胰岛素样生长因子（IGF）、骨形态生成蛋白（BMP）以及其组合。

在本披露的示例性实施例中，骨诱导剂和/或成骨剂可以选自骨生长因子的组：血小板衍生生长因子（PDGF）（PDGF-AA、-AB、-BB）、胰岛素样生长因子I和II（IGF-I、IGF-II）、纤维母细胞生长因子（FGF）（酸性FGF-aFGF、碱性FGF-bFGF）、转化生长因子β（TGF-B）（TGF-B（TGF-B1、2、3、4以及5））、骨诱导和骨形态生成蛋白（BMP）（BMP-1、BMP-2、BMP-3、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-8、BMP-9、BMP-10、BMP-11、BMP-12）、表皮生长因子（EGF）、牙骨质衍生生长因子（CGF）、甲状旁腺激素相关蛋白（PTHrP）。优选的生长因子或骨诱导剂和/或成骨剂包括骨形态生成蛋白（BMP-1、BMP-2、BMP-3、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-8、BMP-9、BMP-10、BMP-11、BMP-12）和血小板衍生生长因子（PDGF）（PDGF-AA、-AB、-BB）。

根据本披露使用的涂层可以包含至少一种骨诱导剂和/或成骨剂，和任选地一种以上此类药剂，例如2种药剂、3种药剂、4种药剂、5种药剂、6种药剂、7种药剂、8种药剂、9种药剂、10种药剂或更多种药剂。本披露的示例性实施包括1、2或3种骨诱导剂和/或成骨剂。更优选实施包括1或2种骨诱导剂和/或成骨剂。

涂布材料的一个或多个层可以被放在所披露的植入物上或施加到所披露的植入物上。在放置/施加两个或更多个层的实施中，这些层的组成可以等同或不同并且一个或多个层可以包含一种或多种骨诱导剂和/或成骨剂或其他生物活性组分。

可替代地，这些骨诱导剂和/或成骨剂可以包含形成所披露的盘植入物的元件的一种或多种材料。因此，该植入物可以被设计成用于分泌一种或多种骨诱导剂和/或成骨剂，由此骨生长的刺激通过盘植入物的元件引导或通过盘植入物的元件以其他方式启动/支持。所披露的盘植入物优选地促使骨形成。

g.一个或多个骨整合部分/一个或多个开口

所披露的盘植入物的第一和第二椎间元件总体上包括和/或界定骨整合部分。这些部分总体上具有刺激和引导骨生长的能力。举例来说，椎间元件可以适于刺激骨生长以使每一个这种椎间元件相对于一个或多个邻近的椎骨元件融合。所披露的椎间元件还总体上适于进一步引导骨长入以使椎间元件相对于彼此随时间固定。因此，盘植入物的第一和第二椎间元件的短暂可移动性在插入/植入后的一段时间内被第一和第二椎间元件的固定所代替。因此，包括骨整合部分还能够实现和/或协助第一和第二椎间元件相对于彼此随时间固定。

第一和第二椎间元件的内表面和外表面可以包括和/或界定被设计成用于优化根据本披露的骨长入的骨整合部分。如此处下文所描述，这些骨整合部分可以整体或部分被开口界定，如椎间元件的表面中提供骨长入进入点的孔和/或切口。这些骨整合部分还可以包含合适的骨诱导剂和/或成骨剂，和/或骨诱导材料和/或成骨材料。椎间元件中所形成的开口在这些开口中包含骨诱导剂和/或成骨剂、和/或骨诱导材料和/或成骨材料的本披露的实施被称为“被填充”的开口。

在本披露的示例性实施例中，所披露的椎间元件包括或界定一个或多个适于骨长入的开口，这些开口足够大以（i）允许骨母细胞和成骨细胞进入以及（ii）维持这些骨母细胞和成骨细胞的存活力。这些开口总体上前进或延伸穿过所披露的椎间元件并且允许骨穿过这些元件长入。这些开口可以具有与盘植入物的椎间元件的设计/几何结构相容的任何形状或大小。举例来说，这些开口可以构成或界定延伸穿过一个或多个椎间元件的直线形（或实质上直线形）通道。在示例性实施例中，一个或多个开口的一个或多个直径可以随通道延伸穿过椎间元件而变化，例如开口通道的直径可以因元件中的内部空隙而扩大。

被开口占据的椎间元件的表面积总体上足以支持所希望的骨长入的程度以实现第一和第二椎间元件相对于彼此随时间固定。然而，应指出，这种骨长入总体上不限于穿过这些开口的骨生长，但由沿椎间元件的外边缘或围绕椎间元件的外边缘延伸的骨长入补充。在本披露的示例性实施例中，开口占据第一和/或第二椎间元件的表面积的至少5%，并且在其他示例性实施例中，这个表面的至少10%或至少15%是为了允许/刺激足够的骨长入。在其他示例性实施例中，被开口/孔占据的第一和/或第二椎间元件的表面积是这个表面积的10%-40%，例如其20%-35%。开口和内部空隙体积可以占所披露的盘植入物的椎间元件的总体积的10%-90%，例如椎间元件的总体积的20-80%、30%-70%、40%-60%和/或30-60%。

当提及椎间元件的总体积时，偶联区的体积不包括在内，而仅仅是单独的椎间元件的近似体积，包括开口的体积和内部空隙体积（如果存在的话）。

在本披露的示例性实施例中，当椎间元件通过偶联装置/机构彼此啮合时，第一和第二椎间元件的一个或多个开口彼此相对，即实质上对齐。这些开口的相对/对齐的安排提供了用于通过两个椎间元件促进骨长入以实现本披露所希望的目的的最佳条件，例如当在由椎间元件的内表面形成/界定的偶联区中形成骨组织时，盘植入物在相对于相邻椎体的每一外表面上融合和盘植入物元件的第一和第二椎间元件相对于彼此固定。

一个或两个椎间元件的表面上的微小开口可以被称为“孔隙”，它们影响植入物在表面上刺激骨生长的能力。植入物的孔隙率水平、孔径分布、孔隙形态以及孔隙连通性程度显著影响骨生长的程度。促使骨诱导的第一和/或第二椎间体的外表面上的示例性孔隙体积是150-500mm³。另外，一个或两个椎间元件的外表面可以另外是粗糙的、不平的或颗粒状的以进一步促进相对于相邻椎体的融合。

h.切口/环形插入区域

替代如上文所述的开口或与这些开口组合，一个或多个所披露的椎间元件可以包括或界定不同形状/几何结构的切口或环形插入区域以协助骨长入以及第一和第二椎间元件随时间的固定。因此，在本披露的示例性实施例中，椎间元件中和穿过椎间元件的开口可以与切口/环形插入区域组合以促进/协助所希望的骨长入程度。举例来说，所披露的开口和切口/环形插入区域可以通过提供用于细胞移动到骨中并形成新骨的一个骨架来刺激骨诱导。

如上文所指出，所披露的盘植入物的椎间元件可以由一种或多种不同的材料制成。在本披露的示例性实施例中，一种填料可以位于盘植入物的椎间元件的开口和/或切口/环形插入区域中，由此获得一个被填充的植入物。该填料可以包括一种或多种适于引导和/或刺激成骨活性和或抑制骨吸收的材料。举例来说，骨的自体和/或同种异体移植物或去矿化骨基质（DBM）可以被用作一种填充材料。也可以使用人工骨材料，如陶瓷材料。也可以利用可再吸收材料，如可再吸收陶瓷颗粒，从而允许和/或协助在适合的时间内在开口和/或切口/环形插入区域内形成骨。因此，所披露的脊椎植入物可以被如可再吸收陶瓷颗粒的可再吸收材料填充，这些材料通过合适的封装可以辅助骨长入的时序和/或程度。在其他示例性实施例中，如关于涂层所述，该填料可以包含一种或多种骨诱导剂和/或成骨剂。

i.短暂可移动性

根据本披露的脊椎盘植入物有利地与周围椎骨融合。具体来说，第一和第二椎间元件的外部融合表面适合于与邻近骨/椎体融合。

除所指出的相对于相邻骨/椎体的融合外，所披露的第一和第二椎间元件的特性和安排有利地提供了这些元件在植入后相对于彼此的短暂可移动性。然而，所披露的盘植入物的元件被构建成刺激骨诱导，即，穿过植入物的椎间元件形成骨生长通道。这种骨长入引起第一和第二椎间元件相对于彼此随时间固定并且由此代替/补偿盘植入物的第一和第二椎间元件的短暂可移动性。

第一和第二椎间元件的短暂可移动性有利地被盘植入物在生理学上可接受位置上的固定所代替/补偿。所披露的植入物的这种生理学上可接受位置是在插入/植入后数天到数周期间而非在植入时实现。更具体地说，植入物的第一和第二椎间元件的相对位置将基于它们之间的可移动偶联而适于受接受者的负荷、姿势以及脊椎移动影响和/或对接受者的负荷、姿势以及脊椎移动作出反应的位置。因此，第一和第二椎间元件相对于彼此的固定将在植入后的一段时间内通过穿过植入物和/或在植入物周围的骨长入而发生。所披露的植入物的天然和患者特异性固定（而非形成在结合插入/植入植入物的手术程序期间所确定的固定位置）是非常有利的。

在本披露的一个示例性实施例中，引起形成一个固定的植入物的第一和第二椎间元件相对于彼此的固定是由骨长入引起，这种骨长入主要穿过盘植入物的椎间元件的一个或多个骨整合部分来发生。

在本披露的示例性实施例中，盘植入物的第一和第二椎间元件保持相对可移动持续植入后的时段，例如大于8小时、大于16小时和/或大于24小时。在其他示例性实施例中，盘植入物的第一和第二椎间元件保持相对可移动持续植入后的时段，延续至少1天、至少2天、至少3天和/或大于4或5天。在本披露的实施例中，盘植入物元件的第一和第二椎间元件保持可移动性持续插入后（即植入后）1到90天、3-30天和/或20-25天。

在本披露的其他示例性实施例中，所披露的盘植入物被转变成一个固定的植入物，其中在插入/植入后不到18个月、或不到12个月、或不到8个月、或不到6个月内，盘植入物的第一和第二椎间元件的相对可移动性相对于彼此固定。在示例性实施例中，在插入/植入后的3-12个月、在5-10个月和/或在6-9个月内所披露的椎间元件相对于彼此固定。

因为所披露的盘植入物的固定是一个基于进行中的骨长入的渐进过程，所以可以在植入后评估固定或可移动性的程度。进一步涵盖了，该固定过程将在不同受试者中以不同的动力学进行。在示例性实施例中，所披露的盘植入物可以预期在植入后最初数周内至少65%固定、或在植入后最初数周内至少70%固定、或在植入后最初数周内至少75%固定、或在植入后最初数周内至少80%固定、或在植入后最初数周内至少85%固定。在示例性实施例中，所披露的盘植入物在植入后一（1）个月至少90%固定、或在植入后一（1）个月至少92%固定、或在植入后一（1）个月至少95%固定。最终，所披露的盘植入物实现100%固定。

j.治疗方法

一个遭受由脊椎损伤或其他疾病引起的下背痛和/或腿痛的个体可以通过插入一个盘植入物而获得减轻。本披露的一个方面涉及一种或多种治疗对其有需要的个体的方法，其中该方法包括插入一个盘植入物，这种盘植入物包括保持相对可移动持续植入后的一段时间（例如插入/植入后至少1天）的第一和第二椎间元件，并且该植入物在一段时间后（例如在插入后不到18个月）被转变成一个固定的植入物。一种或多种所披露的方法可以通过前部、外侧、后部和或经椎间孔插入来实现。另外，一种或多种所披露的方法可以与插入/植入（或原有的）后部稳定装置/装置组合。后部稳定可以呈柔性（动态）、半刚性或刚性植入物的形式，如短茎螺杆、棘突间间隔器或小关节螺杆或本领域已知或后续开发的任何其他固定/稳定方法。

第一和第二椎间元件可以同时引入，即以“预装配”配置。可替代地，第一和第二椎间元件可以依次引入，其中在原位进行和/或实现第一和第二椎间元件的并排装配/安置。就一个第三元件（例如一个聚合薄片或块状物）被安置在第一与第二椎间元件之间来说，这种中间第三元件可以在将植入物解剖学地安置在所希望的脊椎位置之前相对于第一和/或第二椎间元件安置，或可以依次引入，例如在将第一和/或第二椎间元件引入解剖学位置后。

2.一种或多种示例性盘植入物

在本披露的示例性实施例中，所披露的脊椎盘植入物包括具有一个第一外部融合表面和一个内部偶联表面的一个第一椎间元件、具有一个第二外部融合表面和一个内部偶联表面的一个第二椎间元件、以及一个用于连接该第一和第二椎间元件的偶联装置/机构。每一椎间元件总体上包括一个或多个协助第一和第二元件随时间相对于彼此固定的骨整合部分。另外，所披露的脊椎盘的示例性实施包括一个或多个适于相对于第一和/或第二椎间元件接合的融合块。所披露的盘植入物的第一和第二椎间元件总体上保持相对可移动持续插入/植入后至少一（1）天，即，相对于偶联装置/机构可移动，并且在植入后的一段时间后，例如在插入/植入后不到18个月，该植入物被转变成一个固定的植入物。可以提供一个中间聚合元件（或多个中间聚合元件）以减小和/或消除与第一和第二椎间元件相关的潜在金属与金属接触。

参考图1-11，示意性描绘了一个初始示例性盘植入物10（和其相关组件）。因此，起初参考图1，提供盘植入物10的一个等距视图，这种植入物在植入后的一段时间后起一个“融合植入物”的作用。盘植入物10包括相对于彼此偶联的一个第一椎间元件12和一个第二椎间元件14，即，经过装配以使得其内表面是以面向对齐方式并置。盘植入物10进一步包括一个第一融合块16和一个第二融合块18，它们相对于第一和第二椎间元件12、14安装。更具体地说，第一和第二融合块16、18被安置在盘植入物10的对应的角区域中。

第二椎间元件14的外面20在图1中可见并且包括协助相对于一个或多个相邻解剖学结构（例如一个相邻椎体）固定盘植入物10的结构特征和/或功能属性。明确地涵盖了，如下文参考根据本披露的第二椎间元件14的外表面20所述，第一椎间元件12的外表面（它在图1中不可见）可以包括相同或不同的表面特征、属性和/或处理。

因此，举例来说，外面20（和/或第一椎间元件12的外面）可以包括和/或界定多个总体上金字塔形的构造22，它们实质上覆盖第二椎间元件的外面20。取决于材料，金字塔形构造22可以具有用于接触相邻骨的一个尖点或一个圆点。进一步涵盖了，尖/圆点的组合可以被用于协助与相邻骨相互作用和/或固定于相邻骨上。另外和/或替代性表面几何结构可以被用于外表面20上，例如一个等离子体喷雾的外表面20、一个均一或不规则粗糙外表面20、一个弯曲外表面20或一个平坦外表面20可以整个或部分被使用。在任一这些情况下，外表面20的骨固定行为可以通过使各种骨友好材料（如羟磷灰石、磷酸三钙以及其混合物）沉积在外表面20上来增强。另外，外表面20的固定性能可以通过选择构造的适当材料（例如钛、钛合金和/或钽）来增强。再进一步地，化学物质和/或涂层可以被施用于外表面20以增强相邻于第二椎间元件14的骨的形成。如上文所述，在此参考第二椎间元件14的外表面20所述的表面特征、属性和/或处理中的每一者以相等的力施加于第一椎间元件12的外表面（它在图1中不可见）。

除增强固定的表面几何结构以外，许多特征可以被添加到第一和/或第二椎间元件12、14的一个或多个外表面上以增强固定。举例来说，在不偏离本披露的精神或范围的情况下，如美国专利号5,314,477中所披露的一个龙骨或如美国专利号5,556,431中所披露的多个螺杆（其中一个或多个螺杆穿过一个组件进入骨中并由此保持该组件固定于骨上）可以被用于第一和/或第二椎间元件12、14的一个或多个外表面。所提到的'477专利和'431专利的相关内容通过引用结合在此。

在图1的盘植入物10的组合件方面，应指出第一和第二椎间元件12、14总体上相对于彼此偶联并且解剖学地同时插入/植入所希望的解剖学位置上。然而，在替代性实施中，第一和第二椎间元件12、14可以依次被引入所希望的解剖学位置并且原位进行装配。随后，如下文更详细描述，融合块16、18可以被引入解剖学区域并且相对于第一和第二椎间元件12、14安装。

参考图1-8，应指出第一和第二椎间元件12、14中的每一者界定多个开口，这些开口延伸穿过其各自的主体，这些开口起第一和第二椎间元件12、14的骨整合部分的作用。因此，第一椎间元件12界定开口24、26，而第二椎间元件14界定开口28、30。图1-5中所描绘的盘植入物10的示例性开口24、26、28、30的几何结构实质上不规则，它界定了可以被称为“耳朵”形状的结构，但本披露不受图1-5中所描绘的示例性开口几何结构限制或限于这些几何结构。值得注意的是，如图1中所示，当第一和第二椎间元件12、14进行装配时，与第一椎间元件12相关的开口（开口24、26）总体上被配置并将尺寸确定为和与第二椎间元件14相关的开口（开口28、30）实质上对齐。

在图1的示例性实施例中，与第一和第二椎间元件12、14中的每一者相关的开口涵盖了这些元件的相对面的表面积的相当一部分，例如大于这些表面积的50%。以此方式，促使骨长入盘植入物10中以便将第一和第二椎间元件12、14相对于彼此“固定”。然而，应了解，本披露不受这些开口以显著水平占据开口的实施限制或限于这些实施。举例来说，这些开口可以占表面积的更小百分比，例如约10%，或中等水平，例如介于10%与50%之间。再进一步地，这些开口可以占表面积的更大百分比，例如大于50%。另外应指出，在表面积中不提供开口的示例性实施例中可以实现骨长入，例如其中通过至少部分在第一和第二椎间元件的前方的骨生长进行融合。

具体参考图2，提供盘植入物10的一个俯视图，它主要描绘了第二椎间元件12的外表面20。如从图1-5的不同视图易于清楚，第一和第二椎间元件12、14的外轮廓相同（或实质上相同），以使得当进行偶联/装配时，界定一个实质上均一的外边缘/轮廓。因此，盘植入物10的第一和第二椎间元件的组合/装配的轮廓界定一个前边缘32和一个后边缘34。出于描述目的，前边缘32可以分成三（3）个子区域：前外侧边缘36a和前外侧边缘36b，它们在中心前边缘38周围。相对于中心边缘38与前外侧边缘36a、36b相关的凹入几何结构允许将在盘植入物10的前方的骨材料和/或其他所希望的材料放在可以协助和/或诱导骨融合的位置上。相邻于前外侧边缘36a、36b的这种凹入区域有利地接纳如下文更详细描述的融合块16、18的放置/偶联。

参考示例性盘植入物10的偶联机构，应指出，第一和第二椎间元件12、14界定协作内面40、42，这些协作内面协助第一与第二椎间元件12、14之间的相对移动持续脊椎盘10植入后的最初一段时间。因此，在图1-5的示例性实施例中并且如最佳在图3中可见，第一椎间元件12的内面40界定一个中心区域44和两个翼状区域46、48。中心区域44和翼状区域46一起形成或围成开口24，而中心区域44和翼状区域48形成或围成开口26。一对狭槽50、52分别在外部翼状区域46、48中形成。另外，插入孔54、56、58在第一椎间元件12的前面60中形成。插入孔54、56、58可以被用于协助与用于临床递送盘植入物10到所希望的解剖学位置的一个放置工具（未描绘）相互作用。另外，插入孔54、56被安置成分别接纳融合块16、18的安装。根据本披露涵盖了替代性融合块几何结构和/或设计。举例来说，一个或多个融合块可以包括协助骨长入的表面特征和/或几何结构。因此，如本领域的普通技术人员将易于清楚的，本披露涵盖了实质上任何设计/几何结构的一个或多个融合块，其条件是将这种或这些融合块的尺寸进行确定并配置成用于放置在可供使用的前间隙中。

图4提供了第二椎间元件14的内面42的一个斜视图。第二椎间元件14的内面42界定一个中心区域62和两个翼状区域64、66。中心区域62和翼状区域64一起形成或围成开口28，而中心区域62和翼状区域66形成或围成开口30。一对直立隆起68、70分别在外部翼状区域64、66中形成。另外，插入孔72、74、76在第二椎间元件14的前面78中形成。插入孔72、74、76可以被用于协助与用于临床递送盘植入物10到所希望的解剖学位置的一个放置工具（未描绘）相互作用。另外，插入孔72、74被安置成分别接纳融合块16、18的安装。

当使第一椎间元件12的内面40与第二椎间元件的内面42毗邻啮合时，盘植入物10的第一和第二椎间元件相对于彼此有利地可移动地偶联。当进行所指出的毗邻啮合时，第一椎间元件12的开口24与第二椎间元件14的开口28实质上对齐，并且第一椎间元件12的开口26与第二椎间元件14的开口30实质上对齐。另外，第二椎间元件14的直立隆起68与第一椎间元件12的狭槽50对齐/协作，并且第二椎间元件14的直立隆起70与第一椎间元件12的狭槽52对齐/协作。直立隆起70与狭槽52的对齐/协作示意性描绘于图8的侧视图中。再进一步地，第一椎间元件12的中心区域44与第二椎间元件14的中心区域62呈毗邻关系以在它们之间界定一个接合区域90（参见图6）。

总体上，接合区域90提供第一与第二椎间元件12、14之间的初步接触。第一椎间元件12的翼状区域46、48中所形成的开口24、26以及第二椎间元件14的翼状区域64、66中所形成的开口28、30可以容纳骨材料（或其他材料）以协助通过这些开口进行骨长入。另外，第一和第二椎间元件12、14的各自的翼状区域的相互作用/接触有利地起限制它们之间的侧向弯曲的作用。此外，第二椎间元件14的隆起68、70与第一椎间元件12的狭槽50、52之间的相互作用尤其用来抵抗或限制第一或第二椎间元件12、14相对于彼此的前后平移，以及抵抗或限制第一或第二椎间元件12、14相对于彼此的轴向旋转。在本披露的示例性实施例中，盘植入物10关于一个穿过中心插入孔58、76的前后平面，即沿由接合区域90界定的平面对称（或实质上对称）。

图6和7展示了穿过示例性盘植入物10的第一和第二椎间元件12、14的一个对齐组合件的截面。具体参考图5，指明了图6和7的截面图所沿的平面。因此，图6的截面图是沿由图5中的线B-B界定的平面得到，并且图7的截面图是沿图5中的线A-A得到。第一椎间元件12的中心区域44总体上被界定为在内外方向上具有一个第一轮廓92（参见图6）和在前后方向上具有一个第二轮廓94（参见图7）的一个扫掠曲面。总体上优选的是在内外方向上第一轮廓92是单一弧形。总体上还优选的是在前后方向上的轮廓94由至少两个弧形形成。这种弧形组合有利地允许患者在屈伸时的正常解剖学运动，同时控制第一与第二椎间元件12、14之间的接触力。然而，本披露不受参考图1-8的示例性第一椎间元件12所述的基于弧形的实施限制或限于这些实施。

第二椎间元件的中心区域62也总体上被界定为在内外方向上具有一个第一轮廓96（参见图6）和在前后方向上具有一个第二轮廓98（参见图7）的一个扫掠曲面。总体上优选的是第一轮廓96是单一弧形。总体上还优选的是第二轮廓98由线形成。然而，如同第一椎间元件12一样，本披露不受参考图1-8的示例性第二椎间元件14所述的基于弧形的实施限制或限于这些实施。

为了降低接触应力，总体上优选的是在内外方向上配合的弧形92、96的半径具有类似（而非相同）值，由此降低第一与第二椎间元件12、14之间的接触应力。同时，第一椎间元件12的轮廓的范围总体上大于第二椎间元件14以能够实现/协助在第一椎间元件12的翼状物46、48与第二椎间元件14的毗邻翼状物64、66之间接触之前第二椎间元件14相对于第一椎间元件12的旋转。

如图7中所见，在本披露的示例性第一和第二椎间元件12、14在前后方向上的轮廓之间还存在有利的关系。与内外轮廓相反，前后曲线总体上并不紧密地配合。举例来说，第一椎间元件12的轮廓94典型地与第二椎间元件14的前后轮廓98配合。前后轮廓的这种配合能够实现患者的必要和/或所希望的屈伸运动并且协助在植入后的初始时段内所披露的盘植入物的位置适应。值得注意的是，第一和第二椎间元件12、14的中心区域44、62在对齐位置下界定一个接触区域100（参见图7）。

虽然已参考盘植入物10描述了示例性轮廓，但还涵盖各种替代性轮廓。举例来说，内外轮廓92、96可以由几何结构形成/界定，这些几何结构包括圆角形相对面、椭圆形相对面、花键形相对面或其他总体上弯曲元件。同样，前后轮廓94、98可以由几何结构形成/界定，这些几何结构包括圆角形相对面、椭圆形相对面、花键形相对面或其他总体上弯曲元件。进一步涵盖了，接合几何结构可以反转/颠倒，以使得参考图1-8的示例性实施例所述的第一椎间元件12的所披露的几何特征和功能可以改为与第二椎间元件14相关，并且反之亦然。因此，可以用轮廓92、94的几何特征/功能换取轮廓96、98的几何特征/功能。然而，应指出，在此所述的轮廓特征的反转可能不是优选的，因为第一和第二椎间元件12、14的旋转中心将可能会从脊椎节段的天然旋转中心移开，相信这个中心是在脊椎节段的下部主体的后半部分中。

轴向旋转运动可以在植入后的初始时段内至少部分基于第一和第二椎间元件12、14的相对轮廓92、96的内外半径的微小失配而在第一与第二椎间元件12、14之间实现。然而，对过度轴向旋转的抵抗是通过第一椎间元件12的狭槽50、52和第二椎间元件14的协作的隆起68、70的相互作用来提供。如图3中所示，狭槽50、52可以有利地界定一种实质上V形几何结构。狭槽50、52还可以界定一个总体上平行于第一椎间元件12的外表面的平坦底部。因此，该V形几何结构可以由延伸到该平坦底部的相对的有角度壁形成/界定。

与第二椎间元件14的翼状物64、66结合并且从它们伸出的直立隆起68、70总体上在其上部范围内界定圆形几何特征。在第一和第二椎间元件12、14的中间对齐时，直立隆起68、70总体上装配在第一椎间元件12中所界定的狭槽50、52中。如图8中所示，隆起68、70与狭槽50、52之间的相互作用总体上界定一个前间隙（例如前间隙102）、一个后间隙（例如后间隙104）以及一个在该隆起与该狭槽之间的远侧间隙（例如远侧间隙106）。在轴向旋转时，在植入物10的一侧，后间隙104随着前间隙102增加而减小，而在第二侧，后间隙104增加并且前间隙102减小。在持续轴向旋转时，在一侧，一个前间隙被封闭/消除，而在植入物的另一侧，后间隙被封闭。由于狭槽50、52与隆起68、70的相对形状，持续轴向旋转（除初始接触以外）将迫使隆起68、70向上拱狭槽50、52的面。随着隆起68、70向上拱狭槽50、52的面，尺寸被确定为图8中的“H”的第一和第二椎间元件12、14的装配高度将会增加。“H”的增加将会增加穿过盘间隙的软组织的张力以便提供对抗进一步轴向旋转的阻力。

第一和第二椎间元件12、14以及确切地说是协作的狭槽50、52和隆起68、70的设计总体上被实现以使得前和后间隙102、104相等，而远侧间隙106可以相对于前和后间隙102、104不同。值得注意的是，前和后间隙102、104总体上起限制第二椎间元件14相对于第一椎间元件12的自由轴向旋转的作用。远侧间隙106总体上起提供允许第二椎间元件14相对于第一椎间元件12侧向弯曲而隆起68、70不与相应的狭槽50、52接触的空隙的作用。

狭槽50、52和隆起68、70以及确切地说是前间隙102和后间隙104总体上确定了（i）第一与第二椎间元件12、14之间的自由相对前后平移以及（ii）对盘植入物10所展现出的过度前后平移的抵抗的量。参考图8，应指出，当第二椎间元件14相对于第一椎间元件12前向移动时，在装配的盘植入物10的两侧，前间隙102封闭。当前间隙102完全被封闭时，另外的前部平移需要隆起68、70向上拱狭槽50、52的面，从而如先前关于轴向旋转所述，增加了装配的高度“H”。

根据本披露还涵盖了隆起68、70和狭槽50、52的替代性几何结构。举例来说，可以使用包括总体上平行于狭槽的有角度壁的缓坡面的隆起。同样，可以使用具有弯曲壁的狭槽和/或具有与隆起配合的总体上垂直于第一和第二椎间元件12、14的顶部和底部的壁的狭槽，这些隆起具有总体上圆形特征或具有平行于狭槽壁的缓坡面。

在屈伸和侧向弯曲两者时，所披露的盘植入物10的接合几何结构有利地允许在植入后的初始时段内实质上自由移动。在初始植入时段内的这种自由移动允许第一和第二椎间元件12、14呈现所希望的相对取向，例如基于脊椎的软组织所施加的影响和/或力。通过骨长入，这种所希望的相对取向变得固定，因为这种骨长入起初抑制并且最终防止第一与第二椎间元件12、14之间的相对运动，即在它们之间形成了融合。

3.融合块

如先前所提及，融合块16、18可以被用于增强在盘植入物的前方的骨融合。图9、10以及11提供示例性融合块16的俯视图、正视图和斜视图，该融合块总体上在所有重大方面均以镜像形式与融合块18对应。示例性融合块16总体上包括两个结构元件，即一个柱体110和一个连接杆112。如图10中所示，柱体110可以界定非圆形柱和高度“L”。柱体110的轮廓总体上与第一和第二椎间元件12、14的轮廓互补，并且（至少部分）填充相邻于盘植入物10的前外侧边缘36a、36b的前外侧间隙（参见图2）。示例性融合块16的高度“L”在高度上总体上类似于第一和第二椎间元件12、14的装配高度“H”。

与融合块16相关的连接杆112能够实现融合块16与第一或第二椎间元件12或14之间的偶联/连接。举例来说，连接杆112可以被第一椎间元件12的插入孔54或56和/或第二椎间元件14的插入孔72、74接收以便提供融合块相对于第一和第二椎间元件12、14的暂时对齐和固定。

一个替代性融合块120展示于图12中。融合块120由非圆形柱体122形成，该非圆形柱体界定从柱体122伸出的一个连接杆124的轮廓。这种替代性融合块120的轮廓使得单个块与两个前外侧边缘36a、36b协作，这与先前所述的两个融合块16、18形成对比。连接杆124适于分别被第一或第二椎间元件12、14的插入孔58或76接收并且与它们配合。块高度将总体上与图10中关于融合块16所示的高度“L”相当，从而实质上配合装配的盘植入物10的高度“H”。

因此，如在此所述，一个或多个融合块16、18、120可以被附接于第一或第二椎间元件12、14。可替代地，一个或多个融合块16、18、120可以通过将连接杆112、124的至少一部分安置在第一与第二椎间元件12、14之间而相对于第一和第二椎间元件12、14安装。另外，所披露的融合块16、18、120可以不提供一个连接杆并且可以通过以非紧固方式相对于第一和第二椎间元件12、14前部安置而与第一和第二椎间元件12、14结合。

所述融合块的一个示例性替代物涉及可延展的骨移植物材料的使用和将这种移植物材料放在盘植入物的前方。可延展的骨移植物材料在本领域中是充分确定的，并且可以由涂层部分中所述的材料以及骨（异种移植物、同种异体移植物、自体移植物）、骨产品（如去矿化骨基质）以及聚合物、以及这些材料的组合形成。

4.两片式人工盘

图13展示了如根据本披露的一种示例性两片式人工盘的一个替代性第一椎间元件130的一个斜视图。第一椎间元件130包括一个中心区域132，从中心区域132伸出的两个翼状物134、136，分别在翼状物134、136的外周形成的多个狭槽138、140，以及多个插入孔142、144、146。图14展示了所披露的两片式人工盘的一个替代性第二椎间元件150的一个斜视图。第二椎间元件150包括一个中心区域152，从中心区域152伸出的两个翼状物154、156，分别位于翼状物154、156的外周上的两个直立隆起158、160，以及多个插入孔162、164、166。总体上，第一椎间元件130的中心区域132（它与第二椎间元件150的中心区域152啮合接触）提供第一与第二椎间元件130、150之间的初步接触区域，并且这种啮合接触在它们之间界定一个接合区域。一个或多个聚合元件可以被安置在第一和第二椎间元件130、150之间以减小和/或消除它们之间的金属与金属接触。

总体上，在相对中心区域132、152之间所界定的接合区域提供所披露的两片式人工盘的第一或第二椎间元件130、150之间的初步接触。翼状物134、136通过配合第二椎间元件150上的几何结构来提供对侧向弯曲的限制。此外，翼状物134、136包含狭槽138、140，这些狭槽与第二椎间元件150的隆起158、160协力抵抗或限制第一或第二椎间元件130、150相对于彼此的前后平移，以及抵抗或限制第一或第二椎间元件130、150相对于彼此的轴向旋转。同样，翼状物154、156通过配合第一椎间元件130上的几何结构来提供对侧向弯曲的限制。此外，翼状物154、156具有狭槽158、160，这些狭槽与第一椎间元件130的狭槽138、140协力用来抵抗或限制第一或第二椎间元件130、150相对于彼此的前后平移，以及抵抗或限制第一或第二椎间元件130、150相对于彼此的轴向旋转。值得注意的是，所披露的椎间元件130、150关于穿过中心插入孔146、166的前后平面总体上对称。

第一和第二椎间元件130、150在其各自的翼状物中不包括协助骨长入的开口。然而，在所有其他重大方面，第一和第二椎间元件130、150完全类似于上述第一和第二椎间元件12、14。因此，为完全了解如在此所述的结合了第一和第二椎间元件130、150的两片式盘植入物的特征、功能以及益处，参考第一和第二椎间元件12、14的先前论述。

5.骨制备仪器和相关植入物

完全承认，重要的是确保一个植入物在盘间隙中的稳定性并且尤其重要的是该植入物抵抗相对于骨的前向运动（所谓前向半脱位或前向迁移）。较早所述的粗糙表面旨在防止发生前向运动。

一种防止发生前向运动的替代性方式是将一个特征机械加工到骨中（阴性），接着装配具有一个配合特征的一个植入物（阳性）。图15到19展示了实现这种“键型”植入的示例性仪器和植入物。

图15和16展示了一个试验植入物251与一个骨切割仪器252的一个组合件250。试验植入物251允许外科医生评估盘间隙并且特别是考虑一个植入物的适当大小（可能包括占据面积、高度以及脊柱前凸）。骨切割仪器252是与一个试验植入物251结合用来从相邻椎体选择性去除骨，由此在骨（阴性）中形成接纳一个植入物的一个特征。骨切割仪器252的切割部分253是在一个界定在试验植入物251中的凹穴254中。

如图15和16中另外所示，骨切割仪器251具有至少两个类型的位置。图15中所例示的第一类型的位置将骨切割部分253安置在试验植入物251的顶表面255与底表面256之间。这个第一位置允许使装配的切割仪器253和试验植入物251进入手术部位，同时将对如血管的相邻组织的潜在危险降到最小（“安全位置”）。在图16中，展示了一个第二类型的位置，其中骨切割部分253超出顶表面255和底表面256（“切割位置”）。如所示的，通过围绕仪器的轴257旋转而使骨切割仪器253在两个类型的位置之间移动。当骨切割仪器在试验植入物251中的同时完全围绕其轴257旋转时，它在相邻于试验植入物251的骨中机械加工出一个空腔。

骨切割仪器几何结构能够实现图15和16中所示的两个位置。如图17的分解视图中所示，骨切割仪器252具有一个骨切割部分253、一个轴257、一个隆起271以及位于该骨切割部分上的多个毗邻面272和273。当多个毗邻面之间的距离等于或小于试验植入物251的顶表面255与底表面256之间的距离（即试验植入物的高度）时，骨切割仪器252可以旋转到一个或多个“安全位置”。可替代地，对于能够切割骨的骨切割仪器252来说，从轴257的轴线到切割齿274的齿尖的距离必须超过试验植入物251的高度。这允许骨切割仪器252啮合相邻于试验植入物251的顶表面255和底表面256的组织。

在示例性实施例中，借助于总体上接收骨切割仪器252（参见图18）的中心狭槽281和孔282以及骨切割仪器252中与孔282配合的隆起271的定位，骨切割仪器252同时在试验植入物251上方的骨以及试验植入物251下方的骨中形成一个空腔。

可替代地，试验植入物251可以接纳两个孔282以接收骨切割仪器252，其中这两个孔离最接近面（即顶表面255和底表面256）的距离相等。在这个替代性实施例中，骨切割仪器252可以被装配到一个孔282中，旋转以在试验植入物251的一个面上形成一个骨空腔，接着被装配到第二孔中并且旋转以在试验植入物251的另一个面上形成一个骨空腔。

根据本披露的示例性实施例，通过例如使用所披露的骨切割仪器252形成骨空腔所产生的骨材料可以被捕获用于后续使用。举例来说，骨材料可以被用于分析目的，例如活组织检查，和/或促进骨生长/骨移植。用于捕获这些骨材料的装置在本领域中是已知的并且可以与骨切割仪器252结合用来捕获骨刨花、骨碎片以及类似物。

参考图21，根据本披露提供一个另外的示例性骨切割装置400的一个部分分解图。骨切割装置400包括在结构上对应于上述试验植入物251的一个试验植入物402。试验植入物402接纳骨切割仪器404，它在图21中以非切割取向展示。骨切割仪器404包括一协助骨切割仪器404在切割与非切割取向之间进行再取向的向外伸出轴406。一个手柄部件405适于可拆开地啮合轴406。手柄部件405包括协助使用者与它相互作用的第一和第二手柄伸出部分407a、407b。

手柄部件405还界定了一个实质上圆柱形伸出部分408，该伸出部分界定一个轴向狭槽410。一个滑销412被定大小以用于与圆柱形伸出部分408协作。滑销412界定了一个横向伸出钮状物414，该钮状物被定大小以使得靠在狭槽410上，其中滑销412被安置在圆柱形伸出部分408中。一个压缩弹簧416被安置在圆柱形伸出部分408中并且啮合滑销412的近端。压缩弹簧416使滑销412相对于手柄部件405偏移。

在使用时，可以使滑销412的远端与和骨切割仪器404相关的对应孔隙对齐，而圆柱形伸出部分408的远端与轴406对齐并且实质上包围轴406。一旦滑销412与骨切割仪器404啮合，就会防止骨切割仪器404旋转运动。因此，直到释放之前，滑销412以非切割取向锁住骨切割仪器。滑销412可以通过在近端方向上将其缩回（即与压缩弹簧416的偏移相反）来脱离骨切割仪器404。以此方式，骨切割仪器404可以被释放以便移动到切割取向中。

与根据本披露的一个盘植入物相关的一个示例性椎间元件291描绘于图19中。所披露的椎间元件包括一个配合特征，该配合特征被配置并将尺寸确定为与骨中所形成的一个空腔协作。椎间元件291因此包括特征292以与由骨切割仪器252形成的一个骨空腔配合。特征292具有一个面293和一个锥形导入杆294。面293适于与骨切割仪器252的尾随面275配合以提供一种抵抗椎间元件291相对于相邻骨运动的方式。锥形导杆294允许相对容易地将植入物插入盘间隙中。值得注意的是，如本领域的普通技术人员将清楚，特征292的取向将被调节成接纳所披露的植入物的侧面放置。

如所示的，骨切割仪器252的切割表面逐渐变小以配合植入物的锥形导杆294。还可以考虑用于这些配合几何结构的其他几何结构。

6.旋转中心

本披露的植入物无论用作融合装置还是人工盘均有利地提供关于由植入物界定的旋转中心的原位可变性。原位可变性意指第一和第二椎间元件偶联以使得由它们界定的旋转中心可以在某些限度内基于这些椎间元件与周围解剖学结构/特征之间的原位相互作用而界定在不同的位置上。在本披露的示例性实施例中，第一和第二椎间元件偶联以便在某些限度内在各个方向上接纳相对运动，即全范围运动自由度。在本披露的融合植入物实施中，在植入时和在随后一段时间内存在所指出的全范围运动自由度。然而，随着骨长入的推进，第一和第二椎间元件相对于彼此自由移动的程度逐渐减小直到实现融合状态。一旦处于融合状态，第一和第二椎间元件就不再在任何方向上相对于彼此自由移动，即第一和第二椎间元件相对于彼此固定。在本披露的替代性实施（例如人工盘实施）中，所指出的在某些限度内在各个方向上的运动自由度可以在植入后无限期地保存。

参考图20，示意性描绘了根据本披露的一个示例性椎间元件300。如易于清楚的，椎间元件300适于与一个第二椎间元件（未描绘）协作以形成根据本披露的一个完整植入物。为清楚起见，图20仅描绘了单一椎间元件300。值得注意的是，椎间元件300在结构方面与图3的椎间元件12对应，所以参考关于椎间元件12（和互补椎间元件14）的先前论述，特别包括植入物10和图1-8的论述，在此省去对椎间元件300的这些结构特征和相关功能性操作的详细论述。

示例性椎间元件300适于以参考植入物10的椎间元件12、14（参见图1-8）所述的方式相对于一个第二/互补椎间元件（未描绘）可移动地偶联。因此，植入物10的示例性偶联机构可以相对于椎间元件300使用以便在某些限度内允许椎间元件300和一个第二/互补椎间元件（未描绘）自身相对于彼此复位。这些限度是由它们之间的偶联性质来确定。因此，在一定限度内，在三种旋转（屈/伸、侧向弯曲、轴向旋转）以及两种平移（前后、内外）中允许两个椎间元件之间的相对运动。在上下方向上的平移是基于在其他方向上的移位来偶联。与元件相关的不同几何结构对元件之间的相对运动提供限制。

举例来说，参考图1-8的示例性第一和第二椎间元件12、14，前后平移运动受所披露的隆起/狭槽之间的相互作用限制。类似地，侧向平移运动受相对的中心区域44、62之间的相互作用限制。再进一步地，总体上采用相对于中心区域44、62摇摆/枢转运动形式的相对旋转运动受第一与第二椎间元件之间的结构性啮合限制。然而，在所指出的限度内，允许第一与第二椎间元件之间的相对运动，至少持续初始植入后时段。随着两个元件相对于彼此移动，它们之间的接触点/区域可以变化，并且在这种运动下，所披露的植入物（例如植入物10）的旋转中心相对于第一和第二椎间元件移动。

如图20中示意性描绘，椎间元件300相对于一个第二/互补椎间元件（未描绘）的接触点/区域在一个区域325中自由移动。值得注意的是，区域325不是在椎间元件300上或相对于它具有界限的一个“实体”区域。相反，如图20中示意性描绘的区域325仅出于说明目的。接触点/区域325的总尺寸总体上由与所披露的植入物相关的偶联机构界定。因此，第一与第二椎间元件之间的更大相对移动可以通过结合允许第一与第二椎间元件之间的更大平移和/或旋转/枢转运动的一个或多个偶联机构来接纳，由此在一个或多个方向上扩大接触点/区域325。相反地，一个更小尺寸的接触点/区域325可以通过进一步限制第一与第二椎间元件之间的相对运动范围来实现，例如通过结合限制第一与第二椎间元件之间的平移和/或旋转/枢转运动的偶联机构来实现。

通过提供一个接纳接触点/区域和因此植入后的旋转中心的自动复位的植入物，本披露大大改良了所披露的植入物的临床性能。更具体地说，所披露的植入物的旋转中心的自动复位（例如基于与一个特定患者相关的负荷和运动因素）允许该植入物对脊椎要求更好地起反应并且降低与所披露的植入物的原位操作相关的不平衡和/或剪切力。

尽管本披露已参考其示例性实施例来描述，但本披露不受这些示例性实施限制或限于这些示例性实施。相反，如本领域的普通技术人员将易于清楚，所披露的脊椎植入物和仪器易受不同的修改、改进和/或增强影响，这些修改、改进以及增强明确地涵盖在本披露的范围内。

Claims (36)

1.一种盘植入物，包括：

一个第一椎间元件，所述第一椎间元件界定一个第一内面和一个第一外面；以及

一个第二椎间元件，所述第二椎间元件界定一个第二内面和一个第二内面；

其中所述第一内面和所述第二内面包括界定至少部分特征为内外和前后轮廓不同的接合几何结构的结构特征。

2.根据权利要求1所述的盘植入物，其中所述第一和第二椎间元件的所述内外和前后轮廓中的至少一者在至少一个方向上是实质上相同的。

3.根据前述权利要求中任一项所述的盘植入物，其中所述第一和第二椎间元件包括一个或多个抵抗但不防止轴向旋转和前后平移的结构特征。

4.根据前述权利要求中任一项所述的盘植入物，其中所述第一和第二椎间元件包括一个或多个限制侧向弯曲的结构特征。

5.根据前述权利要求中任一项所述的盘植入物，进一步包括至少一个与所述第一和第二椎间元件中的至少一者结合的融合块。

6.根据权利要求5所述的盘植入物，其中所述至少一个融合块是相对于所述第一或第二椎间元件安装。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的盘植入物，其中所述至少一个融合块被安置在所述第一和第二椎间元件的前方。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的盘植入物，其中所述至少一个融合块包括一个主体和一个连接杆，所述连接杆适于相对于所述第一和第二椎间元件中的一者中所形成的一个孔安装。

9.根据前述权利要求中任一项所述的盘植入物，其中所述第一和第二椎间元件各自界定一个中心区域、在一个第一方向上相对于所述中心区域侧向伸出的一个第一翼状物、以及在一个第二方向上相对于所述中心区域侧向伸出的一个第二翼状物。

10.根据权利要求9所述的盘植入物，其中所述第一椎间元件的所述中心区域和所述第二椎间元件的所述中心区域适于被安置成毗邻关系，并且其中这样的中心区域的毗邻啮合至少部分形成其接合几何结构。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的盘植入物，其中协作结构被界定在所述第一和第二椎间元件的这些各自的翼状物上。

12.根据权利要求11所述的盘植入物，其中这些协作结构接纳所述第一与第二椎间元件之间的相对运动。

13.根据权利要求11或权利要求12所述的盘植入物，其中这些协作结构包括多个直立隆起和狭槽。

14.根据权利要求13所述的盘植入物，其中每一个协作的直立隆起和狭槽界定一个前间隙、一个后间隙以及一个远侧间隙。

15.根据权利要求9所述的盘植入物，其中这些翼状物界定了接纳骨长入的开口。

16.根据前述权利要求中任一项所述的盘植入物，其中所述第一和第二椎间元件相对于彼此能移动地偶联，并且其中在植入后的一段时间后所述第一和第二椎间元件变得相对于彼此固定或融合。

17.根据权利要求16所述的盘植入物，其中所述第一和第二椎间元件由于骨长入而变得固定或融合。

18.根据权利要求17所述的盘植入物，其中所述骨长入至少部分在所述第一和第二椎间元件的前方发生。

19.根据前述权利要求中任一项所述的盘植入物，其中所述第一和第二椎间元件中的至少一者的外表面包括促进了相对于相邻解剖学结构的固定的表面特征。

20.根据权利要求19所述的盘植入物，其中这些表面特征选自下组，所述组由以下各项组成：倒钩、金字塔形元件、涂层以及其组合。

21.根据前述权利要求中任一项所述的盘植入物，其中所述第一和第二椎间元件界定沿其一个或多个边缘的多个前向开口，这样的多个开口起接纳以下至少一者的作用：（i）安装一个或多个融合块，以及（ii）与一个用于临床放置它们的仪器相互作用。

22.根据前述权利要求中任一项所述的盘植入物，其中所述盘植入物在原位起一个融合装置的作用。

23.根据权利要求1至21中任一项所述的盘植入物，其中所述盘植入物在原位起一个人工盘的作用。

24.根据前述权利要求中任一项所述的盘植入物，其中所述第一和第二椎间元件能移动地偶联以便界定一个在植入后自动能复位的接触点/区域。

25.根据权利要求24所述的盘植入物，其中所述接触点/区域在一个区/区域中在前后方向以及内外方向两者上自动能复位。

26.根据前述权利要求中任一项所述的盘植入物，进一步包括被安置在所述第一与第二椎间元件之间的一个聚合部件。

27.根据权利要求26所述的盘植入物，其中所述第一和第二椎间元件中的每一者至少部分由金属制成，并且其中所述聚合部件能有效减小或消除所述第一与第二椎间元件之间的金属与金属接触。

28.一种手术仪器，包括：

一个轴；

一个操作工具，所述操作工具被安置在所述轴上；以及

一个试验植入物，所述试验植入物界定在里面安置所述操作工具的一个空腔；

其中所述试验植入物被配置并将尺寸确定为装配在一个盘间隙中并且其中所述操作工具适于在两个相邻骨结构中形成一个空腔。

29.根据权利要求28所述的手术仪器，其中所述操作工具适于在至少两个位置之间移动，并且其中在所述至少两个位置中的一者上所述操作工具的至少一部分从所述试验植入物向外伸出。

30.根据权利要求28或权利要求29所述的手术仪器，其中所述试验植入物在其一个第一面和一个第二面上界定了开口，并且其中所述操作工具适于移动到至少部分延伸穿过所述第一和第二开口的一个操作位置中。

31.根据权利要求28至30中任一项所述的手术仪器，进一步包括一个界定在所述轴的远端的隆起和一个界定在所述试验植入物中以用于接收所述隆起的协作孔。

32.一种脊椎植入物，界定了用于与被界定在一个骨结构中的一个空腔协作以防止所述植入物的前向运动的一个凸起特征。

33.一种手术方法，包括：

将一个手术仪器的一个操作部分安置到一个盘间隙中，所述手术仪器包括一个细长轴和至少一个骨切割元件；

旋转所述骨切割仪器的所述轴以启动所述至少一个骨切割元件，从而在一个骨的端板中形成一个空腔；

从所述盘间隙中移出所述手术仪器的所述操作部分；并且

插入具有一个凸起特征的一个植入物以与由所述至少一个骨切割元件所形成的所述空腔配合。

34.根据权利要求33所述的方法，进一步包括：

将所述手术仪器的所述操作部分安置在所述盘间隙中，其中所述至少一个骨切割元件处于一个关闭或防护位置；并且

在所述盘间隙中将所述至少一个骨切割元件从所述关闭或防护位置移动到一个打开或操作位置。

35.根据权利要求33或权利要求34所述的方法，其中所述骨切割仪器的所述骨切割元件适于在所述盘间隙中在一个试验植入物的两面上操作。

36.根据权利要求33至35中任一项所述的方法，进一步包括收集从所述骨的所述端板去除的骨材料以供后续使用。

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