專利名稱：彈性植入物的制作方法
技術領域：
本發明涉及權利要求1或權利要求3前序部分對應的植入物和權利要求19前序部分對應的制造植入物的方法。
背景技術：
在現代醫學中，使用植入物可以彌補或最大程度降低人體或動物體缺陷的影響。例如，椎骨或椎間盤的間隔支撐器可以用來替代椎骨體或椎間盤。又如，脊柱加強或穩定系統可以是通過將椎弓根螺釘固定于椎骨并通過連接桿相互連接，以便椎骨相互間的距離、排列能得到調整和固定。
對所有植入物來說，植入物材料能與人或動物機體相容是很重要的，也就是說，不引起排斥反應或者不會由于其分解現象而導致機體負擔。因此，植入物的材料選擇實質上是受限制的。
此外，最好以盡可能簡單特別是以很少部件的方式制成植入物，因為部件的組合需要增加裝入植入物的手術費用，另一方面，在各種部件相互連接的地方更容易出錯從而更可能發生故障。因此，特別推薦制成一體化的植入物。
然而，與之相反的是，植入物必須實現多種功能，這又希望使用不同的材料和/或由不同部件組成植入物。比如，對于間隔物希望它們都不但實現填充空間并保持椎骨相鄰間的一定距離的功能，而且它們還有利于各椎骨之間一定的相互運動，即在一定的狹窄范圍內起著類似關節的作用。為此，可以采用比如根據DE 10056977 C2所述的間隔支撐器，其中在與椎體相鄰的支撐件之間，布置有由緊密的機織物或編織物材料制成的、在植入物的縱向上可拉伸的波紋管形的管件。但這帶來了前面所述的缺點需要使用必須相互連接在一起的幾種不同材料，而這就增加了出錯的可能性。而且，雖然已經有了一定彈性即具體的說是可拉伸性、可壓縮性和可彎曲性是其優點的植入物，但由于上面所述的有關連接技術或材料選擇的問題，到目前為止還是沒被列入考慮范圍。
從EP0669109 B1中可以知道這樣一種穩定相鄰椎骨的穩固裝置它包括2個單軸椎弓根螺釘和一條帶狀物，該帶狀物分別由一個緊固螺釘固定在椎弓根螺釘的接收部位，該所述裝置還包含幾個支撐元件，為套在帶狀物上的耐壓體。然而，除了各種部件很多的缺點外，該穩固裝置還有一個問題，即當套上支撐元件時它就不再有彈性。使用單軸椎弓根螺釘進一步限制了該穩固裝置的應用。從EP 1188416A1中可以知道另一種類似的穩固裝置，其中使用多軸椎弓根螺釘而不是單軸椎弓根螺釘。
從US2003/0109880A1中可以知道這樣一種動態椎骨穩固裝置該裝置包括錨定在椎骨上的第一螺釘和第二螺釘，每個螺釘都有用于插入一個把螺釘連接起來的彈簧的接收部位和一個這樣的彈簧。彈簧自身作為一個整體以拉伸彈簧形式形成為線圈緊密相鄰的螺旋彈簧的形狀并通過緊固螺釘固定在接收部位。但該裝置也存在風險，即由于彈簧對緊固螺釘壓力的彈性屈服，因而骨螺釘和彈簧之間的固定松弛。
發明內容
因此本發明的目的是提供這樣的植入物，其由盡可能簡單的部件組成，特別是由一件或容易連接的幾件組成；而且其中除了其他功能以外，要保證植入物或者其一些區域具有一定的彈性和活動性。除此以外，該裝置應易于制造、植入，使用安全，經久耐用且應用廣泛。
上述目的通過具有權利要求1或權利要求3技術特征的植入物以及具有權利要求19技術特征的植入物制造方法來實現。優選的實施方式如從屬權利要求所述。
本發明建立于以下認識關于用于人體和動物體的植入物，形狀基本上是根據其對植入物在機體實現的一項或者多項功能來選擇的。這些功能可能也包括植入物具有一定程度的活動性或者彈性。而在其它一些情況下，植入物內的活動性或者彈性基本上不是必要的，但可能是最好能有的或者是有了會更有利的。關于這點，在下面的說明中，活動性和彈性功能將被稱為次要功能，而所有其余功能稱為首要功能。
在第一組情況中，現有技術是通過附加部件和/或不同類型的材料來獲得活動性或彈性的。這項發明采用了另一途徑，其中活動性或彈性不是通過另外的材料或附加的單獨部件來實現，而是在形成為一體的植入物或者植入物部件中，通過對材料凹陷的設計進行規定來實現具有彈性或活動性的區域的。
在第二組情況中，活動性或彈性不是絕對必要的功能，根據本發明，也通過在所需功能規定的形狀上附加設置相應區域中的相應材料凹陷實現此附加功能。
通過這種方式，就能避免采用附加彈性材料和相應連接部件或附加獨立部件，而以簡單的方式獲得植入物或其部件的彈性和活動性。關于這方面，彈性或活動性功能可以是植入物必要功能之外附加設置的，或者作為必要功能的組成部分。特別是，這樣就能以簡單而可靠的方式，特別是在形成一體的植入物或其部件中，產生壓縮和/或拉伸區并在一定的限制內，形成彎曲關節或扭轉元件等。
相應地，對于最好形成一體的植入物可以使用穩定、堅硬，特別是在特定應用條件下，使用剛性的、最好是有彈性的剛性材料如鈦、鈦合金、塑料等等。一般來說，所有不會引起排斥反應或出現給機體帶來負擔的分解現象的生物相容性材料都可以是候選材料。
材料凹陷最好是在植入物或者植入物部件的壁上形成的凹槽狀凹陷或開孔。材料凹陷的形狀、數量和排列可依具體情況進行調整以符合負載要求。
作為滿足多種要求的一種通用形狀，材料凹陷特別適合于形成圍繞植入物主體延伸的螺旋狀，從而特別形成螺旋彈簧類型的形狀，而且特別適合于通過材料凹陷而在螺旋彈簧元件中的相鄰螺旋條之間形成自由空間。除了容易生產、相關材料選擇面更廣以外，它還利于實現更大的彈性。
特別有利的是，兩個材料凹陷可形成為成對并行或者雙飛的螺旋形。這樣，可特別形成相互嵌含布置的兩個螺旋彈簧。如果這種螺旋狀凹陷區域的高度相同，那么雙螺距的雙螺旋狀凹陷可取代低螺距的單螺旋狀凹陷。
彈性的植入物特別適合于，也特別明顯適合于作為一個系統一起使用的，椎骨和/或椎間盤的間隔支撐器和椎弓根螺釘裝置的連接桿，以使患者的脊柱保持相對穩定的同時又有適度的活動性。
間隔支撐和重力傳遞功能是椎骨和/或椎間盤間隔支撐器的首要功能，而阻尼效應和活動性是作為第二功能的附加功能。
支撐和連接功能對于連接桿來說是其首要功能。
對于植入物或間隔支撐器或連接桿來說，已證實最好使其形成為具有中間管狀體以及在端部有連接元件的管狀體，并且用于獲得彈性的材料凹陷最好形成為管狀體中的一個或兩個螺旋形孔的形式，從而使該部件基本上形成一個或兩個相互嵌含布置的螺旋彈簧形狀。間隔支撐器的連接元件最好有連接相鄰機體部位如椎骨的裝置，如在端部的鉤狀突起和/或在外層表面的凹陷、凹槽和開口，以便間隔支撐器能長入組織并與其交織在一起。但在這點上，不要把該連接元件的孔洞或者凹陷與管狀體中用于獲得間隔支撐器的彈性和活動性的材料凹陷相混淆。由于連接元件完全與相鄰機體部位比如椎骨交織在一起，它們不對椎骨的彈性或活動性作出貢獻。
把管狀體連接到相鄰機體部位的裝置可以布置成，或者是與管狀體形成一體特別是通過在管狀體端部延伸的方式，或者是端部可分離例如能被旋入到管狀體端部上的端板。
采用這種可分離的端板或與管狀體連接成一體的端板時，最好在帶有材料凹陷的管狀體周圍至少設置一個彈性材料制成的套筒以實現彈性或活動性；或在管狀體內至少設置一個彈性芯部。這種最好是由人工橡膠制成的彈性芯部或者彈性套筒具有能準確調節管狀體或間隔支撐器的彈性或剛性的好處。通過帶相應凹陷的管狀體和芯部和/或套筒的模塊狀排列，使用不同剛度的不同組件就能以簡單的方式獲得以阻尼意義準確限定剛度的植入物。這里，帶有可獲得彈性的材料凹陷的植入物部件與由一件能調整限定剛度的彈性材料組成的植入物部件的結合是本發明很基本的目的。為獲得變更的剛度，只要改變部件的組合，即比如只要用不同剛度的另一芯部或另一套筒與彈性管狀體一起用。雖然能想到套筒和芯部可以同時與彈性管狀體一起使用，但為了簡單起見，通常只使用管狀體與芯部或管狀體與套筒的一種組合。這里，套筒還具有保護帶有最好是螺旋形凹陷的管狀體不受外部影響的優點，然而與此相反，當使用芯部時，芯部受管狀體的保護。
芯部和套筒最好都能通過在管狀體端部布置端板來固定，在使用套筒的情況下，端板最好從管狀體突出因此比管狀體形成更大的直徑。端板至少可部分地即在一側與管狀體連成一體，從而在此形成燒杯狀。此外，端板還可以在一端或兩端與管狀體可分離地連接，比如通過螺釘或者螺紋連接。這里，外螺紋既能設在端板上，也能設在管狀體上。
優選地，該植入物或帶有用來獲得彈性和活動性的材料凹陷的管狀體在縱向方向上沿著間隔支撐器縱向軸可拉伸或壓縮0.5％到20％，特別是1％到15％，并可關于與間隔支撐器的縱向軸相垂直的徑向軸彎曲使鄰近機體部位能相對于縱向軸偏轉大約0.5到10度，特別是1到6度。此外，在優選的實施例中，可以繞縱軸扭動0.5到2.5度。
在彈性植入物的又一種有利應用中，在椎弓根螺釘裝置之間的區域內單軸或多軸椎弓根螺釘裝置之間的連接桿可通過布置相應的材料凹陷而具有一定的彈性和活動性，而這彈性和活動性特別又可通過至少連接桿的部分結構是中空體而得到增強。桿狀元件特別適用于在各種程度的椎間盤缺陷情況中相鄰椎骨的穩固和活動性限制。在制造過程中，通過改變桿狀元件尺寸的簡單方式來獲得這些特性。
比如，這樣一種植入物能用一種簡單的方式由一件物體制成，使一個或多個材料凹陷通過機械或化學加工，放電加工(EDM)，激光處理或任何其它方式形成在物體的壁上。特別是一個或最好是兩個材料凹陷可以螺旋形在物體周圍或沿著壁設置。
在物體是實心體比如實心圓柱體時，可以在前面或者后面的輔助步驟中形成特別是與材料凹陷同軸的膛孔，從而優選地在彈性區域形成螺旋彈簧狀。當使用管件材料時，就不必要鉆中心部分。
較理想的是，通過管狀體的激光處理來制成材料凹陷，因為在那種情況下，兩個凹陷可在同一處理步驟中形成。借助激光，通過鉆透管狀體(例如，也可以是方形管)即可同時在兩側形成膛孔。同時旋轉和推進管狀體形成雙飛螺旋。
在另一方面，本發明涉及一種桿狀元件，此元件用于連接至少兩個骨錨固元件(bone-anchoring element)，各個骨錨固元件有用于錨入骨的錨固區段和用于與桿狀元件連接的接受部分，而該桿狀元件包有由一件材料形成的至少一個剛性區段和一個彈性區段，并且彈性區段特別是形成為螺旋彈簧，和/或其中在彈性區段與剛性區段鄰接的另一端上有第二剛性區段與彈性區段鄰接，和/或其中彈性區段的外直徑至少在一個位置與剛性區段的外直徑不同，和/或其中該彈性區段至少某部分在與該桿軸線相垂直的某個方向上具有的外直徑比另一方向上的小，和/或其中彈性區段的外直徑是有變化的，和/或其中彈性區段有一個芯，和/或其中設有一個同軸膛孔貫穿該桿狀元件。
而且，在另一方面，該發明涉及一種骨穩固裝置，含有至少兩骨錨固元件以及如上面所述用于連接骨錨固元件的桿狀元件，每個骨錨固元件都有用于錨入骨的骨錨固區段和接受區段，特別是骨錨固元件可以是單軸或多軸的骨螺釘。
此外，該發明涉及一種制造桿狀元件的方法，包含以下步驟
準備一個剛性桿；最好用去除材料的方法在離該桿自由端的預定距離內至少一個縱向區段上形成螺旋彈簧區段，并且其中心部分可在軸向鉆出或者留出，和/或在彈性區段的縱向上除去一限定的材料區域以在彈性區段的至少一個區域產生非圓形橫截面，和/或剛性區段直徑相對于彈性區段設置得較小。
該發明特別涉及用于骨或椎骨穩固裝置中的彈性元件，它大致是一個含有第一端及與其相反的第二端的圓柱體，所述圓柱體的相反各端都含有一個同軸孔且這些端中至少一端含有內螺紋用于連接到骨螺釘的螺帽和/或螺桿或者用于連接到桿區段或板，其中特別是兩端的每端都有內螺紋。
該發明還涉及用于骨和椎骨穩固裝置中的彈性元件，它大致是一個含有第一端及與其相反的第二端的圓柱體，所述圓柱體第一端含有帶有外螺紋的圓柱形突出物用于連接到骨螺釘的螺帽或螺桿、用于連接到桿區段或者用于連接到板。
所述圓柱體第二端含有一個帶有外螺紋的圓柱形突出物用于連接到骨螺釘的螺帽或螺桿、用于連接到桿區段或者用于連接到板。
根據又一優選的實施例，所述彈性元件包含有與第二端相鄰的一個同軸膛孔和/或至少在同軸膛孔與第二端相鄰的區段處包含有內螺紋用于連接到骨螺釘的螺帽或螺桿、用于連接到桿區段或者用于連接到板。
根據又一優選的實施例，所述彈性元件的特征是膛孔貫穿全長，和/或所述圓柱體為帶有連續性同軸膛孔的管狀并具有在圓柱體軸線方向上以螺旋形式延伸的壁內凹陷，其中所述凹陷在徑向上止于膛孔處。
根據又一優選的實施例，所述彈性元件的特征是膛孔內設置有芯和/或者彈性元件形成為螺旋形彈簧。
根據又一優選的實施例，所述彈性元件用生物相容性材料特別是鈦制成。
該發明特別涉及帶有如前面所述的彈性元件的骨錨固元件，包含了與彈性元件一端連接的帶有骨螺紋的螺桿和與彈性元件另一端連接的骨螺釘的端片最好是螺帽。
該發明特別涉及用于連接兩個骨錨固元件的桿狀元件，該桿狀元件帶有一個彈性元件和與彈性元件一端相連的第一剛性桿區段，其中特別是有第二剛性桿區段與彈性元件另一端相連。
該發明特別涉及一種板，它至少在其一端有一個帶有外螺紋的圓柱形突出物或者有一個帶有內螺紋狀的膛孔，用于連接上面所述的柔性或彈性元件。
該發明特別涉及一種用于骨、骨部件或脊柱的動態穩定的穩固裝置，帶有通過如前所述的桿狀元件互相連接的至少兩個骨錨固元件。
該發明特別涉及彈性元件的一種制作方法，包括以下幾個步驟(a)準備一個管狀體或(b)準備一個圓柱形的物體；(c)通過從外側沿延伸方向與圓柱體或管狀體的主軸同軸的螺旋形以金屬切削方式去除材料的方法形成螺旋形凹陷；(d)沿著圓柱體的主軸形成一個膛孔；(e)在管狀體或者膛孔的兩個端部區段中的一個內形成內螺紋；其中步驟(d)中膛孔的內直徑選擇成使步驟(c)中利用金屬切削形成的圓柱體外側壁上的螺旋形凹陷在徑向上止于膛孔，特別是在膛孔的另外一個端部區段中形成內螺紋。
該發明特別涉及彈性元件的一種制作方法，包括以下幾個步驟(a)準備一個圓柱體；(b)用金屬旋轉切削的方法在圓柱體兩端的每一端形成帶有外螺紋的圓柱形突出物；(c)通過從外側沿延伸方向與圓柱體主軸同軸的螺旋形以金屬切削方式去除材料的方法形成螺旋形凹陷；(d)沿圓柱體主軸方向形成一個膛孔，特別是還包括以下步驟(f)在形成膛孔后通過磨削精加工螺旋形凹陷的尾部，以除去在膛孔內側上的尖銳邊緣；和(g)為這樣制成的彈性元件清理毛刺。
該發明特別涉及彈性元件的一種制作方法，包括以下幾個步驟(a)準備一個帶有第一和第二端的管狀體；(b)準備一個帶有第一和第二端的圓柱體并形成與圓柱體的主軸同軸的膛孔，所述膛孔至少應與圓柱體第一端相鄰；(c)沿延伸方向與圓柱體主軸同軸的螺旋采用線切割放電加工、激光處理或水刀處理切削出凹陷；(d)或者在圓柱體的第一端采用金屬旋轉切削形成一個直徑小于步驟(a)中管狀體或(b)中圓柱體的預定外徑的圓柱形突出物，并且在該圓柱形突出物表面形成外螺紋，或者在鄰近圓柱體或管狀體第一端區段的膛孔內形成內螺紋，其中特別是步驟(b)中形成的膛孔從圓柱體的第一端延伸到第二端。
根據再一個優選的實施例，該方法還包括在鄰近圓柱體第二端區段的膛孔內形成內螺紋的步驟。
根據再一個優選的實施例，上述方法還包括下面的步驟在圓柱體或管狀體的第二端，通過金屬旋轉切削形成直徑小于圓柱體或管狀體預定外直徑的第二圓柱形突出物，并且在該第二圓柱形突出物表面形成外螺紋。
該發明特別涉及彈性元件的一種制作方法，包括以下幾個步驟(a)準備一個帶有第一端和第二端的圓柱體或管狀體；(b)在圓柱體上的第一端和第二端，通過金屬旋轉切削形成一個直徑小于步驟(a)中圓柱體或管狀體的預定外直徑的圓柱形突出物，并且在該圓柱形突出物表面形成外螺紋；以及(c)沿延伸方向與該圓柱體主軸同軸的螺旋，通過線切割放電加工、激光處理或水刀處理切削出凹陷，其中特別是螺旋形凹陷的兩個尾部為1/4圓的形式。
通過下面結合附圖對兩個具體實施例的詳細描述，本發明進一步的優點、特性和特征將變得更明顯。附圖的顯示純粹是示意性的。
圖1 椎骨或椎間盤的間隔支撐器的三維視圖；圖2 圖1中的間隔支撐器的側視圖；圖3 圖1和圖2中的間隔支撐器的詳細側視圖；圖4a)-c) 另一種間隔支撐器的視圖；圖5a)-c) 第三種間隔支撐器的視圖；圖6a)-c) 本發明的物體的制造階段；圖7帶有一連接桿的兩個椎弓根螺釘裝置和間隔支撐器的三維視圖；圖8其間布置有間隔支撐器并且通過帶彈性連接桿的椎弓根螺釘裝置進行側向固定的相鄰椎骨的三維視圖；圖9本發明中帶有桿狀部件的穩固裝置的三維示意圖；圖10 圖9中桿狀部件的三維圖；圖11a 圖9中桿狀部件的側視圖；圖11b 圖9中桿狀部件的剖視圖；圖12a 桿狀部件和骨錨固部件之間連接的三維視圖；圖12b 桿狀部件和骨錨固部件之間連接的剖視圖；圖13 另一種實施例中的桿狀部件的側視圖；圖14 又一種實施例中的桿狀部件的側視圖；圖15 圖14中桿狀元件旋轉90度后的側視圖；圖16 再一種實施例中的桿狀元件的三維視圖；圖17 圖16中桿狀部件的側視圖；圖18 還一種實施例中的桿狀部件的剖視圖；圖19 本發明中帶有一個桿狀部件的穩固裝置的使用；圖20 圖19中桿狀部件的側視圖；圖21 圖19中帶有一個桿狀部件的穩固裝置的另一種使用狀態的三維視圖；圖22 圖21中桿狀部件的側視圖；圖23 穩固裝置的另一種應用；圖24 穩固裝置的又一種應用示例；圖25a 彈性桿狀部件又一種實施例的側視圖；圖25b 圖25a中彈性桿狀部件的剖視圖；圖26a 彈性桿狀部件的第一種應用示例；圖26b 圖26a中桿狀部件的修改形式；圖27 帶有圖25a和25b中彈性桿狀部件的骨錨固部件；圖28 一個由兩個三件式骨錨固部件和一個桿狀部件組成的穩固裝置，其中每個部件都包含一個彈性部件；圖29 彈性桿狀部件又一種實施例的側視圖；圖30 彈性桿狀部件再一種實施例的側視圖；圖31a 彈性桿狀部件還一種實施例的側視圖；圖31b 圖31a中彈性桿狀部件旋轉90度后的側視圖；圖32 彈性桿狀部件的剖視圖；圖33 本發明又一實施例中的彈性桿狀部件；圖34 本發明再一實施例中的彈性桿狀部件；圖35a 包含一個桿狀部件、一個本發明中的彈性部件和一個板的結合部件的分解圖；圖35b 圖35a中的板沿A-A線的剖視圖；圖36 圖35a和圖35b中板的應用示例，其中所述板和通過彈性部件連接到該板的桿狀部件通過骨錨固部件錨固在椎骨上。
圖37a 本發明的彈性桿狀部件在用于髖骨的動態穩固裝置中的應用；圖37b 應用在圖37a中的穩固裝置上的骨錨固部件的剖視圖；圖38 本發明中用線切割放電加工、激光處理或水刀處理制成的彈簧部件。
具體實施例方式
圖1所示為一個本發明植入物第一種實施例的三維圖示，該植入物作為一個間隔支撐器，用于椎骨或椎間盤。間隔支撐器10具有一個圓柱體1和兩個位于該圓柱體1端部的連接部件2，該連接部件用于把間隔支撐器10連接到其相鄰機體部位，例如在比如人體中的骨頭或軟骨。
在圖示的舉例性實施例中布置在圓柱體1各個端部的連接部件2具有同樣的形狀，但也可以是不同的形狀。連接部件2在端部的各個自由端上具有鋸齒狀突起3，該突起能夠在植入位置與相鄰的機體組織相嵌合。
間隔支撐器10兩端的鋸齒狀突起3通過三角形凹陷5形成，從而使梯形的鋸齒狀突起3能嵌合固定在相鄰機體組織內。
此外，連接部件2具有菱形鏤空4(見圖2)，并設置成使它們在連接部件2的整個圓柱體外表面彼此相鄰。結果，各個連接部件自身又通過許多的菱形互連框條6形成，且框條6形成的菱形末端切掉而形成了梯形的鋸齒狀突起3。
在圖示的實施例中，圓柱體各端的連接部件2之間的管狀體1具有螺旋形材料凹陷7，所以壁11(見圖3)本身形成為螺旋形。由于間隔支撐器10在整體上形成為中空圓柱體，所以即便間隔支撐器10自身是由本來剛硬的材料諸如鈦或者鈦合金構成的，連接部件2之間帶有材料凹陷7的管狀體1成為一個彈性區域或者活動區域。間隔支撐器10通過材料凹陷7在管狀體1區域就獲得了一種設計相關的彈性，這樣就可能無需在這個區域里使用單獨的彈性材料而獲得單獨的彈性或活動性。特別是，這可以避免不得不以多個需要組合在一起的部件來制造間隔支撐器。
通過螺旋形材料凹陷7，方便地獲得了管狀體1在間隔支撐器10沿縱向軸線9上的可延展性和可壓縮性以及繞比如軸線8所示(圖2)的、垂直于長軸9的旋轉軸上的可彎曲性。這里，特別是材料凹陷7的螺旋形狀發揮了作用，它便于在最可能多的方向上獲得平穩勻衡的彈性或者活動性。然而，自然能夠想到并且也可以根據個案所采用的解決方案或可能的負載情況采用其他形狀的材料凹陷以及不同數量和排列的這類材料凹陷。
圖4的子圖a)到c)是帶有管狀體101的間隔支撐器100的第二種實施例的三個不同的圖即三維分解圖(a)、(c)及三維截面圖(b)，該管狀體101在下側用與管狀體101連成整體的端板125封住，從而形成一個燒杯狀。
管狀體101在其壁111上具有根據本發明帶給該管狀體101一定彈性的螺旋狀凹陷107。
為了能準確調整間隔支撐器100的剛度，在管狀體101的內部提供了一種由彈性材料制成的可替換的芯部件130，該芯部件通過端板125從下部、端板126從上部固定在管狀體101中。
間隔支撐器上側的端板126有外螺紋127，通過該外螺紋它可以旋入到管狀體101內側上端處管狀體101的內螺紋128，端板126還有一個肩部使它緊蓋在壁111上。鋸齒狀突起103設置在壁111端部的整個圓周上并伸過端板125和端板126從而能與相鄰組織相嵌合，以便使間隔支撐器能在那牢固定位。
端板126上有連接孔129，以便能把端板126擰入管狀體101中。
圖5在子圖a)到c)中所示為間隔支撐器的第三種實施例；其中子圖a)和c)是三維分解圖，而子圖b)所示為三維剖視圖。在圖5的實施例中，管狀體201在壁211上也具有螺旋形凹陷207。
管狀體201在下側處也由一個形成一體的端板225封住，這樣又形成了燒杯裝的管狀體201。誠然，端板225的外徑做得比其中設置有螺旋狀材料凹陷207的管狀體201的大。因此形成了一個肩部，使由彈性材料制成的管狀套筒230有了一個端座。彈性套筒230套在管狀體201上并完全環繞它。在上端，端板226通過螺紋連接旋到管狀體201上。這里，端板226的外螺紋227與管狀體201的內螺紋228嚙合，從而使套筒230緊緊固定在端板225和端板226之間。套筒230也用于調整整體的剛性，其中通過類似于更換芯部130(見圖4)的方式簡單地更換套筒230，來簡單地改變植入物100和200整體的剛性。
端板225及端板226上設有角錐形的鋸齒狀突起203用來與周圍組織相嵌合并牢固錨定間隔支撐器。
蓋226同樣也有連接孔229，用來將端板226旋到管狀體201上。
圖6所示為激光束331如何能通過激光處理簡單地在管件301上形成材料凹陷307和337的例子。
從圖6的子圖a)可見，而且從平面圖中看特別明顯，首先用激光束331鉆穿管件301以形成332和333兩個開口；接著，如圖6b)所示，在旋轉管件301的同時沿箭頭方向推進，就能形成從開口332開始的凹陷307和從開口333開始的凹陷337。結果形成了兩道平行的材料凹陷，從而形成了布置成相互嵌含、成對并行、雙螺距的螺旋狀彈簧或者螺旋彈簧區域。
圖7所示為本發明中彈性植入物的又一實施例。圖7中用三維圖顯示了通過連接桿20相互連接、帶有對應的椎弓根螺釘13、15的兩個椎弓根螺釘裝置12和14。連接桿20，更準確的說是在位于固定區域16、17之間的彈性或活動區域18位置，被設計成彈性植入物，其中連接桿通過椎弓根螺釘裝置支撐。
連接桿20的彈性區域18中設有螺旋形材料凹陷19，該凹陷圍繞連接桿20的縱向軸21延伸。
由于連接桿20設計為中空圓柱體，彈性區域18實際上也就成螺旋形。
為了制作出如圖7中所示的本發明連接桿，可以使用由生物相容性材料如鈦合金構成的實心圓柱形或桿狀。首要的步驟是在特定區域即彈性區域18內通過機械加工或化學蝕刻或者通過激光處理在這個實心桿中形成材料凹陷19。這種連接桿就會在彈性區域18有更大的彈性并能這樣使用。
通過機械或化學方法在連接桿20的縱向軸21上形成膛孔并使連接桿20形成中空圓柱體狀或管狀，可以進一步提高區域18的彈性或活動性。
如果膛孔的直徑選成使連接桿桿所留壁的厚度小于原先形成的材料凹陷19的深度，那么在彈性區域18中的就不是槽狀凹陷而是開孔，這實際上也就成螺旋形。雖然最后提到的這種形狀是優選實施例，但先前提到的僅僅帶有材料凹陷的形狀即中空體的槽狀凹陷或其它結構也是可以作為替代。
圖8所示為這兩個實施方式例子的應用，即在兩個椎骨22、23之間布置間隔支撐器10以及在位于人體脊柱上的椎弓根螺釘裝置12、14之間設置彈性連接桿20。從這個圖中可以容易地看到，特別是在聯合應用的情況下，植入物的彈性結構使脊柱相應區域具有了一定的活動性，這將明顯增加患者的舒適感。
圖19到38顯示了彈性植入物，特別是脊柱穩固裝置中的連接桿的更多實施例和應用范圍。
從圖9中可見，所示應用中的這個穩固裝置包括一個桿狀部件401和通過該桿狀部件相互連接的兩個椎弓根螺釘402、403。椎弓根螺釘402、403錨固在其間椎間盤406受損的兩個相鄰椎骨404、405的椎弓根中。
本發明中的桿狀部件401形成為一體。根據如圖10、11a和11b所示的第一個實施例，它包括從桿狀部件第一端開始、具有預定長度的第一剛性區段407，從桿狀部件的第二端開始、具有預定長度的第二剛性區段408，以及在剛性區段407、408之間具有預定長度的彈性區段409，且所有區段的外直徑是相同的。此外，具有預定直徑的同軸膛孔410貫穿桿狀部件。彈性區段409形成為一個帶有預定螺距的螺紋411的螺旋彈簧。彈性區段409的螺紋411沿桿狀部件縱向軸A方向的高度、決定螺紋411徑向厚度的同軸膛孔410直徑以及螺距選擇成使桿狀部件411對在受到軸向力、彎曲力、扭矩力具有所需的剛性。
從圖9、12a和12b中可見，穩固裝置的椎弓根螺釘402、403如已知的那樣有一個帶有骨螺紋的螺桿412和一個帶有用來插入桿狀部件的U形凹陷415、基本上呈圓柱形的端座413。如已知的那樣設置能旋入端座的內置螺釘414以把剛性區段407、408固定在端座413上。椎弓根螺釘最好制成多軸螺釘。桿狀部件401剛性區段407、408的軸向長度和直徑的尺寸確定成使帶有剛性區段407、408的桿狀部件401能連接到椎弓根螺釘402、403上。所以剛性區段407、408的長度與用來固定桿狀部件的內置螺釘414的直徑至少大致相當。對于椎弓根螺釘420的端座413′來說，由于桿狀部件不是從上部插入而是在開口421處橫向推入，所以剛性區段的長度也要與在端座413處固定桿狀部件的內置螺釘414的直徑至少大致相當。
在圖9所示的穩固裝置的例子中，桿狀部件401的彈性區段409的長度選擇成與在椎間盤406無負載狀態下椎弓根螺釘402、403的間距大致相當，但彈性區段409也可是更長或者更短。
桿狀部件401由生物相容性材料制成，比如鈦或生物相容性塑料，然而這類材料沒有或僅有少許彈性。
在手術過程中，首先將椎弓根螺釘402、403、420旋入與椎弓根相鄰的椎骨中，然后桿狀部件401及其剛性區段407、408分別插入椎弓根螺釘402、403、420的端座(接收部件)413、413′之一內。在確定椎骨404、405的相對位置以及調整椎弓根螺釘402、403、420與桿狀部件的相對位置后，將剛性區段407、408固定在端座413、413′內。椎骨404、405的相對位置確定成桿狀部件401的彈性區段409在椎間盤406無負載狀態下處于松弛狀態。當有負載時，受力經由椎骨和椎間盤裝置后作用在椎間盤406上。桿狀部件401通過彈性區段409限制了椎骨相互之間的多軸運動，由此避免了椎間盤的過大受力。這樣就能防止輕度或中度缺陷椎間盤的情況惡化。作為另一種選擇，可根據需要在脊柱無負載狀態下通過穩固裝置實行預設的椎骨牽引，以通過這種方法減輕椎間盤負載。作為再一種選擇，還可根據需要直接把骨螺釘從側向錨入椎骨中。
在圖13所示的實施例中，與前面的實施例一樣，一個桿狀部件500包含剛性區段507、508和一個與它們連成一體的、螺旋彈簧形式的彈性區段590，其中彈性區段590在剛性區段507、508之間。它與第一個實施例不同的是，彈性區段590的直徑比剛性區段507、508的直徑大。這樣一來，獲得的剛性也比第一個實施例中桿狀部件的剛性要大。手術過程如第一個實施例中所述。
圖14和15所示為再一個實施例中的桿狀部件501。與前面實施例中的桿狀部件401、500不同的是，設置在剛性區段507、508之間的彈性區段591具有兩個區域592，這兩個592區域互相偏離180度并凹向桿軸線。區域592在桿軸線方向上的長度L最大為彈性區段592的長度，并且曲率半徑設置成使螺旋彈簧的螺紋不至于被中斷。結果這種結構使得彈性區段591在與桿軸線A相垂直的軸方向B上形成較窄的腰部從而在該方向上剛度較小。結果就獲得對于某些應用來說是有利的定向剛性。
手術過程如前述實施例情況所述，唯一的不同是桿狀部件501能以在圓周方向上定向的方式連接到椎弓根螺釘內。通過選擇彈性區段的尺寸可以準確地選擇、設定所需的剛度。
圖16、17中所示的又一實施例中，桿狀部件502具有一個貫穿其彈性區段593的同軸圓柱形芯511，所述芯具有一定的彎曲彈性。芯511的直徑設置成使芯在推入膛孔510后能恰當地卡住而固定。芯最好采用與桿狀部件相同的材料，但也可以采用彈性塑料。
在一種設計變體中，芯511與到剛性區段507、508以及彈性區段593的螺旋彈簧的螺紋連接成一體。
與前面的實施例相比，芯511使桿狀部件502具有更大的彎曲剛度。所以，在這個實施例中，能獲得與具有更大彈性區段直徑的桿狀部件500類似的剛性。通過芯的直徑和/或材料的選擇能進一步調整彎曲剛度。
手術過程如前面實施例情況下一樣進行。但與前面實施例不同的是，彈性區段593在軸向上的壓縮或延展以及扭矩在尺寸上都變小。特別是只允許彎曲運動，這對于某些應用來說是有利的。
在圖18所示的另一種實施例中，桿狀部件503同前面實施例一樣有剛性區段507、508和一個彈性區段590。在同軸膛孔510中設有一個通過固定部件如夾緊螺釘513以拉緊狀態固定在剛性區段507、508上的可拉伸部件512例如金屬絲。在手術中，這可以在彈性區段590上加上預應力。
所述各個實施例的技術特征可以相互結合。比如，桿狀部件501也能有芯和/或用來獲得定向剛性的特定形狀區段。在實施例502的一個設計變體中，彈性區段在一個位置形成均勻較窄的腰部或者在圓周上設置間隔均勻的幾個凹陷區域，以在限定的方向上獲得一定的剛性。
在另一個實施例中，桿狀部件有與若于個彈性區段對應的若于個剛性區段，并且每個彈性區段都位于剛性區段之間，使得許多的椎弓根螺釘都能部分剛性部分彈性地互相連接。
在還一個實施例中，彈性區段的周圍設置由生物相容性材料制成的覆蓋層或保護性外套，以防止組織、血管或其他機體材料夾入螺紋中而導致受傷或者桿狀部件功能的損壞。
而另一個實施例中，采用單軸螺釘來代替多軸螺釘，或者在穩固裝置中使用一個單軸螺釘與一個多軸螺釘的組合或多個這些螺釘的組合。同樣可以想到用鉤來代替骨螺釘。在又一實施例中，剛性區段和/或彈性區段是彎曲的。
圖19到24所示為帶有桿狀部件的穩固裝置的幾種優選應用方式。在圖19到22的穩固裝置中，使用帶有芯511的桿狀部件502。這種穩固裝置用于比如輕度或中度缺陷的椎間盤506需要支撐并且需要通過限制椎骨活動來避免有害作用力作用在椎間盤上時。桿狀部件502在軸向上是剛性的，在軸向上既不允許拉長或也不允許壓縮。但與桿軸呈α角比如最大為8度的彎曲運動是可以的。
圖23所示為帶有桿狀部件的穩固裝置在取走原生的椎間盤后用剛性部件450比如鈦圓柱體連接兩個椎骨404、405的情況中的應用。這里，桿需要有更大的剛度以便能獲得足夠的運動限制。但與完全剛性連接相比，椎體間的輕微相對運動是有好處的；因為增加循環的局部負載能刺激骨質生長并加速骨化過程。
圖24中顯示的是動態穩固裝置作為擴展連接的彈性端部的應用，其中幾個在圖示例子中為3個椎骨405、405′、405″通過剛性部件450相互連接并隨后用剛性桿460連接。這里，與連接鏈的最后椎骨405和下一塊椎骨404相鄰接的原生椎間盤406承受了不相稱的負載導致椎間盤406磨損增大。為了保護該相鄰部分免受非正常運動及由此增長的負荷，穩固裝置用于限制運動。在這例舉的實施例中，桿狀部件460具有尺寸設計成使三個椎弓根螺釘402、402′、402″能與之相連的剛性區段458。彈性區段459設置成與其相鄰接，并且又在端部與一個用于連到椎弓根螺釘403的剛性區段457相鄰接。
在本發明的桿狀部件的制造方法中，準備好用機體相容性材料比如鈦構成、具有所需直徑的剛性桿。然后在桿狀部件各端之間的區段內加工制成螺旋彈簧形式的彈性區段409。如果需要，鉆去貫穿彈簧部件中的芯410，從而形成桿狀部件401。
制造桿狀部件502時，芯511留下或者隨后插入另一單獨的芯。
制造桿狀部件500時，準備好一個直徑符合彈性區段590直徑要求的桿作為原材料，然后采用例如銑工的方法制成螺旋彈簧，再把剛性端部區段507、508車成所需的直徑。
為制造桿狀部件501，在彈性區段上沿圓周方向互相偏離180度的位置的一個區域內除掉材料以便由此形成定向的腰部。
圖25a和25b中所示的彈性部件601包含了一個圓筒形管，該圓筒形管帶有一個連續的同軸膛孔602和以具有預定螺距的螺旋形的形式沿圓筒軸線方向在壁上延伸預定長度、在徑向止于孔602的凹陷603。由此就形成了一個螺旋彈簧。圓筒軸線方向上螺旋形凹陷的長度、凹陷的高度、螺旋的螺距以及同軸膛孔的直徑選擇成使螺旋彈簧相對于作用在該彈簧部件上的軸向力、彎曲力和扭轉力具有所需的強度。彈性部件601在其每個自由端附近都有預定長度的內螺紋604和604′。根據相應的應用選擇彈性部件的外徑。
在圖26所示的第一個應用例子中，彈簧部件601是彈性桿狀部件630的一個一體組成部分。彈性桿狀部件630包括一個彈性部件601和兩個圓柱形桿區段631、631′，每個桿區段631和631′的末端各有一個圓柱形突出物632、632′，這兩個突出物上分別有可與彈性部件601上的內螺紋604、604′配合的外螺紋633、633′。在這個實施例中，桿狀部件和彈性部件有基本相同的直徑。桿狀部件631、631′和彈簧部件601可以根據所需的應用獨立選擇各自的長度。例如，桿狀部件用于連接脊柱上的椎弓根螺釘。由于彈簧部件601的彈性，依此制成的桿狀部件630吸收壓縮力、張力、彎曲力和扭轉力到預定的程度。
圖26b中所示的彈性桿狀部件680與彈性桿狀部件630的不同之處在于，它的第一個剛性桿區段681的外直徑比彈性部件601的大而第二個剛性桿區段681′的外直徑比彈性部件601的小。作為另一種選擇，兩個桿區段的直徑可以都大于或都小于彈簧部件。
圖27所示的是彈性部件601的第二個應用實例。從圖上可以看出，彈性部件601是設置成多軸骨螺釘形式的骨錨固部件610的一個一體組成部分。該多軸骨螺釘包含一個由彈性部件601、帶有這里未示出的尖端的螺桿612和螺帽613組成的螺釘部件611。
螺桿612上有骨螺紋624和圓柱形突出物625，其中骨螺紋624用于旋入骨頭，圓柱形突出物625上有外螺紋與彈性部件601上的內螺紋604配合。
螺帽613包含圓柱形突出物627及與其相鄰的圓柱形突出物626，與螺桿612中相似，圓柱形突出物626帶有和彈性部件601上的內螺紋604′配合使用的外螺紋。
螺釘部件611嵌套于接受部位614中并可以在無負載狀態下旋轉。接受部位614外形大致是圓柱形的，且在它的一個末端有一個以軸對稱的方向設置的第一膛孔615，該膛孔的直徑比螺桿612的大但比螺帽613的小。此外，接受部位614還有一個設在與第一膛孔615相反的末端的同軸第二膛孔616，該膛孔的直徑設計成使螺釘部件可以通過開口端且連同其螺桿通過第一膛孔615直到螺帽613，與第一膛孔615的邊緣緊靠。接受部位614有一個T形凹陷614′，該凹陷由其自由端沿第一膛孔615方向延伸并形成兩個自由腿617、618。在它們的自由端附近區域，腿617、618上有內螺紋可以和內置螺釘619的外螺紋一起用以固定桿620。
此外，在接受部位614中還有一個壓力部件621用于固定螺帽613，該壓力部件621設計成在面向螺帽613的一側有一個球形凹陷622，該球形凹陷622的半徑大致等于螺帽613的球臺狀區段的半徑。壓力部件621的外直徑選擇成使壓力部件621可以在螺帽613方向置入接受部位614中。此外，壓力部件621上還有一個同軸膛孔623，以便使旋入工具能伸入而與螺帽613上的凹陷(圖上未畫出)接合。
在手術過程中，螺桿612通過其上的圓柱形突出物625旋入彈性部件601的內螺紋604，而螺帽613通過其圓柱形突出物626旋入內螺紋604′，這樣就形成了螺釘部件611。螺桿612朝前，將依此制成的螺釘部件611通過第二個開孔插入接受部位614直到螺帽613和第一膛孔615的邊緣緊靠。然后，壓力部件621以球形凹陷朝前通過第二膛孔616進入接受部位614。然后將螺釘部件611旋入骨或椎骨。最后，將桿620置于兩個腿617、618之間的接受部位614，調整接受部位相對于螺釘部件的角度位置并用內置螺釘619固定。彈性區段允許在松馳位置附近的有限度活動。
多軸螺釘并不限于以上描述的實施例，而可以是任何其他帶上面所述三段式螺釘部件的多軸螺釘。相應地，如果手術中在彈性部件601和螺桿612旋入螺帽613之前先把螺帽613以圓柱形突出物626朝前通過第二膛孔616進入接受部位614，則圖27所示的實施例中的第一膛孔615的直徑可以比螺桿612的小。在此種情況下，只要第一膛孔615直徑比圓柱形突出物626和圓柱形區段627的大就夠了。作為另一種選擇，螺帽613也可以沒有圓柱形區段627。在此情況下，第一膛孔的直徑只需足以讓突出物626通過即可。
但是，接受部位也可以設計成從下面插入螺釘部件并通過一個壓力部件將螺釘部件夾在接受部位當中。在這種情況下，圖27所示的膛孔615的直徑應該比螺帽613的直徑大。
桿的固定并不限于圖27所示的內置螺釘，而可以使用附加的外置螺帽或者其他任何已知類型的桿固定方法。
如果彈性部件601至少可以部分突出于骨表面，那么彈性部件601就可以吸收彎曲力以及張力和壓力。當彈簧部件沒有突出于骨的表面時，螺釘部件611仍可以對骨或者椎骨的運動以一定方式作出反應。這阻止了不利的緊張狀態的發展。
圖28所示的是脊柱的穩固裝置690，其中包括兩個帶有螺釘部件693的骨錨固部件691、691′和用于連接兩個骨錨固部件的彈性桿狀部件692，這些彈性桿狀部件692有本發明的彈性部件601。彈性桿狀部件和螺釘部件的這種多件式設計允許只用一些基本部件的組合而獲得具有各種特性的穩固裝置690。這個穩固裝置也不一定必須包括帶彈性部件的骨錨固部件和帶有彈性部件的桿型部件。根據應用的領域，也可以只包含帶有彈簧部件的桿型部件和帶有剛性螺釘部件的骨錨固部件。
圖29所示的是彈性部件640，彈性部件640與彈性部件601的不同之處只在于長度貫穿了彈性部件全長的內螺紋641取代了兩個內螺紋604、604′。
圖30所示的是彈性部件650。與前述的實施例不同的是該部件包括剛性末端部分651和651′以及與前面的實施例相比較少的螺旋圈數。這可以使彈簧部件彈性的設計獨立于彈簧部件的長度。
圖31a和31b所示為彈簧部件660，與前述的實施例不同，其包括兩個區域661，這兩個區域相互偏離180度并都凹向中心軸。區域661在中心軸方向的長度L′不大于螺旋的長度L，并且區域661的曲率半徑設置成不至于使螺旋彈簧的螺圈中斷。由于這種設計，此彈簧部件在與中心軸相垂直的方向上有一個較窄的腰部形狀，因此在該方向上剛度較小。這使彈性部件的剛度有方向性，以適合某些應用的需要。
圖32所示的彈性部件672包含有一個插入孔內的桿狀芯671。一方面，此芯可以在彈性部件672受到壓力的時候起到止動器的作用。另一方面，芯671可以增強彈性部件672對于彎曲力的剛度。
圖33所示的彈簧部件760在其一端包含一個帶有外螺紋的圓柱形突出物761而不是如前面實施例中的帶有內螺紋的膛孔。相應的，與這個彈簧部件此端相連的部件具有帶相應內螺紋的膛孔。在該彈簧部件的另一端如上述實施例中一樣是一個袋狀膛孔762，其有內螺紋763在該彈簧部件的該端附近。
圖34所示是彈簧部件770，其每個末端分別有一個帶有外螺紋的圓柱形突出物771、772。
作為前述實施例的一種修改形式，彈性部件不包含連續的膛孔。
作為本發明的彈性部件601的又一個應用例子，圖35a所示分解圖中的是連接部件700，該連接部件含有桿形部件631、彈性部件601和板701。桿形部件631上有一個帶有外螺紋633的圓柱型突出物632，該外螺紋用于旋入彈性部件601一端附近的內螺紋604。板701也包括有帶有外螺紋703的圓柱型突出物702，該外螺紋用于旋入位于彈性部件601的另外一端附近的內螺紋604′。該板包括兩個區段704和704′，此兩區段在俯視圖中呈圓形并通過鰭片705相互相連。鰭片705的寬度B小于圓形區段704、704′的直徑D。用于放置埋頭螺釘的兩個穿過板的膛孔706、706′設置成與圓形區段共軸。如圖35b所示，板的第一面707有一個凸起的彎曲而板的第二面708有凹陷的彎曲，該凹陷的彎曲是用于使這面緊靠骨頭。板701的兩個面707、708的不同曲率半徑導致板701朝側邊709方向逐漸變薄。這使板既穩定又節省空間。如圖35b中所示，膛孔706、706′各包括孔706a、錐形第一區段706b和第二區段706c；其中孔706a鄰近板的第二面708，錐形第一區段706b鄰近該孔，第二區段706c鄰近第一區段和板的第一面707。它們的形狀使得膛孔706和706′適合接受埋頭螺釘。膛孔706和706′的形狀可以和上面描述的不同，只要它們適合接受埋頭螺釘即可。
圖36所示的是圖35a中的連接部件的一個應用實例。其中板701通過兩顆骨螺釘710從后側固定于位于頸段脊柱的兩個椎骨711，通過彈性部件601連到該板701的桿形部件631通過三個骨錨固螺釘部件715錨定于胸段脊柱的椎骨712上。
圖37a所示的是本發明中的彈簧部件601用在動態骨盆穩固裝置730中的再一個應用實例。該動態骨盆穩固裝置包括通過桿形部件631、631′和631″和彈簧部件601和601″相互連接的骨錨固部件728、728′和728″。
和其他兩個骨錨固部件728′和728″一樣，骨錨固部件728包括兩個半部725和731，這兩個半部是通過一個螺釘727相互連接起來的，螺釘727與第一半部725中的螺紋734和第二半部731中的螺紋735嚙合。在圖37a中的俯視圖只顯示上面的半部725。桿形部件631夾在前面所提到的兩個半部725、731之間，并在第一半部725上的凹陷732內和在第二半部731上的凹陷733內，這樣就將骨錨固部件728牢固地連接到桿形部件631上。此外，兩個半部725、731分別有膛孔736、737，在裝配的狀態下這兩個膛孔同軸排列。膛孔736附近的球形凹陷738和膛孔737附近的球形凹陷739用于容納骨螺釘726。骨螺釘726包括一個桿形區段751和一個球臺狀的螺帽區段753，其中桿型區段751上帶有用于旋入骨頭的外螺紋752，球臺狀螺帽753的半徑與球形凹陷738和739的半徑基本相等。
與骨錨固部件類似，連接部件724也有兩個半部722，在圖37a的俯視圖中只能看到一個。通過進入凹陷，桿形部件631夾在前面所述的兩個半部722中，從而使連接部件724牢固相接到桿形部件631上。
桿部件721包括一個球形頭區段721b和一個桿區段721a。頭區段721b被未示出的、兩個半部722之間的凹陷夾住從而與兩個半部722相連使得它被固定于一個樞軸位置。在與頭部721b相反的另一末端是桿狀部件721a，其包括一個帶有外螺紋的圓柱型突出物(圖中未示出)，其中外螺紋可以旋入彈性部件601′中的內螺紋(圖中未示出)。
彈性部件的制作可用銑工的方法，其所用的原材料是由具有生物相容性的材料如鈦構成、具有預定外直徑的圓柱體，然后使用薄片銑刀沿一個其主軸與圓柱體的主軸同一直線的螺旋線銑出凹陷。隨后，沿圓柱體的主軸形成膛孔，此孔貫穿圓柱體全長，并使螺旋形凹陷終止到膛孔上。為了保證彈性部件的穩定性，螺旋部分和彈性部件端側區段之間過渡的螺旋尾部是很重要的。因此有必要在螺旋的兩端部使用立銑刀修整螺旋尾部，以除去膛孔內部的銳利的邊緣。為了達到這個目的，螺旋尾部使用立銑刀沿螺旋輪廓的切線方向進行銑削。隨后，將整個組件的內外側毛刺清除。最后，在膛孔的兩個端部區段分別制作出內螺紋。
除了可以使用銑削技術外，彈性部件800也可使用線切割放電加工、激光處理或水刀處理由圓柱體加工而成。如圖38所示，加工也可以從一個有預定外直徑D′的圓柱體開始，在隨后的步驟中沿圓柱體的主軸線A形成一個貫穿圓柱體全長的膛孔801。隨后依據壁的厚度選擇上述的一種加工方法，沿螺旋802切割依此制成的中空圓柱體壁。螺旋802的尾部803形成為一個1/4圓的形狀，從而使相對于銑削工序中通過額外的工序來完成尾部803變得不必要。而且，這些工序中也無需清理毛刺。尾部的形狀也不必一定是1/4圓，可以是任何其他形狀比如圓的另一區段的形狀，只要通過這些形狀使材料在使用過程中的最大負載能保持在低的水平即可。
最后，如采用銑工的制作工藝一樣，在膛孔兩端區段各自形成內螺紋。
在一種改進形式中，上述方法可修改成以在工序開始時在車床上車出帶有外螺紋的圓柱形突出物來取代至少一個內螺紋。在這個情況中，膛孔的直徑必須小于圓柱形突出物的直徑。
在又一種的改進制作工序中，彈簧部件制作成沒有連續的膛孔。
權利要求
1.一種暫時或者永久植入人或動物體內的植入物，由至少一種具有一定形狀的生物相容性材料構成，所述形狀適于執行一種或多種首要功能，其特征在于，所述形狀中有一個或多個提供作為第二功能的彈性或活動性的區域(1，18)，所述植入物在所述區域具有用于降低局部剛性且保持了首要功能所需形狀的材料凹陷(7，19)。
2.根據權利要求1所述的植入物，其特征在于，具有實現首要和第二功能的區域的所述植入物或者至少其部分是用一種材料一體制成的。
3.一種暫時或者永久植入人或動物體內的植入物，由至少一種具有一定形狀的生物相容性材料構成，所述形狀適于實現一種或多種首要功能而且至少在一個區域還具有作為第二功能的彈性或者活動性，其特征在于，包含有帶有和不帶有彈性或活動性功能(第二功能)的區域的所述植入物或者至少其部分是用一種材料一體制成的，并且所述實現第二功能的區域(1，18)具有用于局部減小剛性的材料凹陷(7，19)。
4.根據上述任一權利要求所述的植入物，其特征在于，在所述區域內彈性或者活動性功能(第二功能)附加于一種或者多種首要功能上。
5.根據上述任一權利要求所述的植入物，其特征在于，所述區域形成材料凹陷以作為壓縮或拉伸區、扭轉區和/或作為連接關節，特別是與其他功能區域連接成一體。
6.根據上述任一權利要求所述的植入物，其特征在于，所述的生物相容性材料是剛性的，特別是在特定應用條件下具有彎曲剛性的材料。
7.根據上述任一權利要求所述的植入物，其特征在于，所述生物相容性材料選自鈦及其合金以及塑料組成的組中。
8.根據上述任一權利要求所述的植入物，其特征在于，所述材料凹陷(7，19)，特別是以螺旋狀，形成為壁的開孔和/或凹槽狀凹陷。
9.根據上述任一權利要求所述的植入物，其特征在于，兩個材料凹陷形成為一種相互嵌含、成對并行的螺旋狀布置的凹槽狀凹陷和/或開孔。
10.根據上述任一權利要求所述的植入物，其特征在于，所述植入物包括由彈性材料，特別是高彈體制成的植入物部分，該部分與帶有材料凹陷的植入物部分一起用來獲得彈性，使整個植入物最后的剛性或者活動性得以確定。
11.根據上述任一權利要求所述的植入物，其特征在于，所述植入物是用于椎骨和/或椎間盤、具有間隔支撐和重量轉移功能作為首要功能的間隔支撐器，和/或具有支撐和連接功能作為首要功能、用于椎弓根螺釘裝置的連接桿(20)，特別還帶有由所述間隔支撐器和椎弓根螺釘連接構成的系統。
12.根據上述任一權利要求所述的植入物，其特征在于，所述植入物有管狀體(1)，且在該管狀體的端部有用于與相鄰的機體部分或者其它植入物或植入物部分相連的裝置(2)，且在管狀體上有材料凹陷，使得所述植入物在軸向上可壓縮和拉伸且對于端部連接(2)裝置可繞徑向旋轉軸(13)彎曲以及可繞軸向旋轉軸扭轉。
13.根據權利要求12所述的植入物，其特征在于，所述管狀體(1)用由生物相容性彈性材料構成的套筒包住和/或具有由生物相容性彈性材料構成的芯部。
14.根據權利要求13所述的植入物，其特征在于，所述套筒和/或芯部由一體地或者可分離地布置在管狀體上的端板固定，特別是通過螺釘或螺紋連接。
15.根據權利要求13或14所述的植入物，其特征在于，所述彈性材料是高彈體。
16.根據上述任一權利要求所述的植入物，其特征在于，所述植入物特別是管狀體，就其縱向而言，可彈性拉伸或者彈性壓縮0.5％到20％，特別是1％到15％。
17.根據上述任一權利要求所述的植入物，其特征在于，所述植入物特別是管狀體(1)可在徑向軸(3)上彈性彎曲，使設在端部的連接裝置(2)可以相對于管狀體的縱軸(12)偏轉大約0.5°到10°，特別是1°到6°。
18.根據上述任一權利要求所述的植入物，其特征在于，所述植入物特別是管狀體可以繞其軸向軸扭轉0.5°到10°，特別是1°到6°。
19.一種用有繞軸的壁的物體制作的由生物相容性材料構成的植入物、特別是根據上述任一權利要求所述的植入物的方法，其特征在于，沿繞軸的所述壁，用機械的、化學的或者任何其它方法特別是通過激光處理加工出至少一個凹槽狀或者狹縫狀的材料凹陷，特別是螺旋形的材料凹陷。
20.根據權利要求19所述的方法，其特征在于，兩個材料凹陷加工成凹槽狀或者狹縫狀凹陷并使它們布置成與所述軸同軸、相互嵌含、螺旋狀成對并行。
21.根據權利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述物體是實心體特別是實心圓柱體，其中在加工材料凹陷之前或者之后，沿其軸線形成膛孔以獲得中空體，特別是使所留的管壁的厚度小于凹槽狀凹陷的深度。
22.根據權利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述物體是管狀或者燒杯狀。
全文摘要
一種暫時或永久植入人體或動物體內的植入物，它由至少一種具有一定形狀的生物相容性材料制成，該形狀適于執行其一種或多種首要功能，其特征在于所述形狀具有一個或多個具有彈性或活動性作為第二功能的區域(1，18)，所述植入物在這個或者這些區域內具有用于局部降低植入物剛度又能保持首要功能所需形狀的材料凹陷(7，19)。
文檔編號A61B17/70GK1870952SQ200480030525
公開日2006年11月29日 申請日期2004年10月18日 優先權日2003年10月17日
發明者盧茨·比德爾曼, 維爾弗里德·馬蒂斯, 于爾根·哈姆斯 申請人:比德曼莫泰赫有限公司