專利名稱:用于脊柱關(guān)節(jié)成形術(shù)的修復(fù)器件的制作方法
用于脊柱關(guān)節(jié)成形術(shù)的修復(fù)器件
背景技術(shù):
椎間盤關(guān)節(jié)成形術(shù)(Disc arthroplasty)是治療受傷的、退化的或者 患病的脊柱關(guān)節(jié)的一種方法。 一些椎間盤關(guān)節(jié)成形術(shù)治療包括用保持 活動(dòng)性的脊椎間盤取代受傷的關(guān)節(jié)椎間盤,這能允許脊柱關(guān)節(jié)咬合或 活動(dòng)。雖然插入的椎間盤可以給患者提供關(guān)節(jié)咬合,但是插入脊柱椎 間盤可能是侵入型的和精工細(xì)作的過程。例如,傳統(tǒng)的脊柱椎間盤相 當(dāng)?shù)拇?,因此,可以典型地通過前路過程安裝,因?yàn)榍奥愤^程經(jīng)常需 要移動(dòng)血管,例如大動(dòng)脈和腔靜脈,它們必須非常小心地操作。更進(jìn) 一步,因?yàn)榘毯劢M織可以在手術(shù)的位置周圍生長(zhǎng),任何需要第二次的 治療可能更困難,而且可以對(duì)患者帶來額外的痛苦。
所需要的是修復(fù)器件,用于插入椎骨空間之間,其可以比傳統(tǒng)的 椎間盤具有更小的幾何形狀,給醫(yī)師提供手術(shù)選擇。本公開克服了在 先前領(lǐng)域中的一個(gè)或多個(gè)問題。
發(fā)明概述
在一個(gè)示例性的方面,本公開是關(guān)于修復(fù)器件,其用于插入到通 過鄰近椎骨所限定的椎骨間空間。 一方面,修復(fù)器件包括可擴(kuò)大的支 撐件。例如,修復(fù)器件可以包括第一關(guān)節(jié)元件,其具有第一關(guān)節(jié)表面 和第一連接表面。它還可以包括第二關(guān)節(jié)元件,其具有第二關(guān)節(jié)表面 和第二連接表面。該第二關(guān)節(jié)表面可以被配置為與第一關(guān)節(jié)表面共同 操作,以允許關(guān)節(jié)型活動(dòng)。連接機(jī)構(gòu)可以被設(shè)置,選擇性地將第一關(guān) 節(jié)元件相對(duì)于第二關(guān)節(jié)元件進(jìn)行系著??蓴U(kuò)大元件可以被連接到第一 關(guān)節(jié)元件,并且可以被設(shè)置成在椎骨間空間內(nèi)支撐和定位第一關(guān)節(jié)元 件。
在另一個(gè)示例性地方面,本公開是關(guān)于將修復(fù)器件插入到椎骨間
空間的方法,椎骨間空間由鄰近的椎骨所限定。該方法可以包括用 第一工具在椎骨間空間內(nèi)放置第一關(guān)節(jié)元件,第一關(guān)節(jié)元件具有第一
關(guān)節(jié)表面和第一連接表面。第二關(guān)節(jié)元件具有第二關(guān)節(jié)表面和第二連 接表面,其也可以用第二工具放置在椎骨間空間內(nèi)。可擴(kuò)大元件連接 到第一關(guān)節(jié)元件以支撐和定位第一關(guān)節(jié)元件,其可以是被擴(kuò)展的,以 致第一關(guān)節(jié)表面和第二關(guān)節(jié)表面共同作用,以允許關(guān)節(jié)式運(yùn)動(dòng)。
簡(jiǎn)圖描述
圖1是椎骨柱的部分的側(cè)面圖的繪圖顯示。
圖2是限定椎骨間空間的一對(duì)鄰近椎骨體的側(cè)面圖的繪圖顯示。 圖3是放置在鄰近椎骨體之間的椎骨間修復(fù)器件的繪圖顯示。 圖4是圖3的椎骨間修復(fù)器件的關(guān)節(jié)元件的部分橫截面視圖的繪 圖顯示。
圖5是在較低椎骨體上的圖3的椎骨間修復(fù)器件的部分俯視圖的 繪圖顯示。
圖6A和6B是放置在鄰近椎骨體之間的椎骨間修復(fù)器件的繪圖顯
圖7是圖6的椎骨間修復(fù)器件的部分俯視圖的繪圖顯示。 圖8到圖10是用于擴(kuò)展椎骨間修復(fù)器件的系統(tǒng)的繪圖顯示。 圖11到圖15是椎骨間修復(fù)器件的示例性實(shí)施方式的繪圖顯示 圖16和圖17是用于放置椎骨間修復(fù)器件的系統(tǒng)的繪圖展示。 圖18是通過連接器材連接起來的關(guān)節(jié)元件的繪圖顯示。 圖19、 20A、 20B和21是用于移植椎骨間修復(fù)器件的工具的繪圖 顯示。
詳細(xì)描述
本發(fā)明一般涉及椎骨重建器件,以及,更具體地說,涉及用于移 植的關(guān)節(jié)間盤器件。為了促進(jìn)理解本發(fā)明的原理,現(xiàn)在將參考在附圖 中說明的實(shí)施方式或者實(shí)例,特定的語言將被用于說明同一事物。然 而,可以理解的是,發(fā)明的范圍不因此意欲受到限制。所述的實(shí)施方 式的任何變化和進(jìn)一步的改良,和此處所述的發(fā)明原理的進(jìn)一步應(yīng)用, 正如對(duì)本發(fā)明所有關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言那樣,是可以想 到的。
圖1顯示了脊柱10的一部分的側(cè)視圖,說明了被天然的椎間盤
Dl、 D2、 D3隔開的,由相鄰的上邊和下邊脊椎骨V1,V2,V3,V4構(gòu)成
的組。圖解出四個(gè)脊椎骨僅僅意欲作為一個(gè)例子。另一個(gè)實(shí)施例是骶 骨和一個(gè)椎骨。
為了說明另一實(shí)施例,椎骨中的兩個(gè)將在圖2討論。該兩個(gè)椎骨 形成了脊柱運(yùn)動(dòng)節(jié)段12,其包括下邊的椎骨Vt和上邊的椎骨Vu。 一 些類型的椎間盤關(guān)節(jié)成形術(shù)需要已經(jīng)位于兩個(gè)椎骨VL、 Vu之間的一 些或所有的天然椎間盤,通過椎間盤切除術(shù)或相似的外科過程被去除。 受傷的或退化的椎間盤的去除,產(chǎn)生了在上邊和下邊Vu、 Vl之間的 椎骨間空間S的形成。盡管圖2的示例大體上描述了椎骨關(guān)節(jié)12為腰 椎關(guān)節(jié),但是可以理解為本公開的器件、系統(tǒng)和方法還可以被應(yīng)用于 脊椎骨的所有區(qū)域,包括頸椎和胸椎。而且,該器件、系統(tǒng)和方法可 以被用于脊柱的其它區(qū)域,例如小關(guān)節(jié)。在本公開中,術(shù)語椎骨間椎 間盤空間的使用還可以包括小關(guān)節(jié)。
傳統(tǒng)的修復(fù)器件具有固定的幾何形狀。因此,在椎骨間空間S中 插入傳統(tǒng)器件需要足夠的空間以插入修復(fù)器件,以及有足夠的空間位 置來操作它。因此,需要相對(duì)大的開口和侵入式程序以用于插入傳統(tǒng)的 修復(fù)椎間盤。但是,本文公開的關(guān)節(jié)器件可以需要更小的開口和更少 的侵入程序,因?yàn)樾迯?fù)器件的幾何形狀在移植之前沒有完全地固定。 代替的是,關(guān)節(jié)器件至少并入一個(gè)可擴(kuò)展元件,例如,大袋或袋子, 可以以小的、緊縮的狀態(tài)被導(dǎo)入到椎骨間空間S內(nèi)。 一旦被放入,袋 子可以在原位擴(kuò)展以形成關(guān)節(jié)器件。因?yàn)橹钡叫迯?fù)器件被放置到椎骨 空間S內(nèi),幾何形狀才固定,所以修復(fù)器件可以具有比傳統(tǒng)盤更小的 輪廓形狀。更進(jìn)一步,因?yàn)樾迯?fù)器件的形狀沒有固定,如果在插入期 間有需要,修復(fù)器件的形狀可以被操作。更小的、有延展性的形狀可 以允許手術(shù)醫(yī)師使用更少侵入安裝技術(shù)來安裝修復(fù)器件。例如,取代 于需要前路安裝椎間盤,醫(yī)師可以選擇通過替代方向,例如從后路、 前斜路或側(cè)面的方式,將椎間盤安裝到脊柱。這可以給醫(yī)師在安裝上 更多的選擇,并且可以允許醫(yī)師進(jìn)行更少侵入和更少痛苦的程序。
更進(jìn)一步,因?yàn)楸疚墓_的關(guān)節(jié)器件可以允許外科醫(yī)生在椎間盤 空間內(nèi)操作關(guān)節(jié)耦合器件的定位。例如,外科醫(yī)生可以被允許確定關(guān)
節(jié)耦合的位置,甚至在準(zhǔn)備和放置器件之后。因此,外科醫(yī)生可以更 容易地在理想的旋轉(zhuǎn)中心用關(guān)節(jié)耦合放置器件,因?yàn)殛P(guān)節(jié)表面沒有被 連接到剛性終板上。
圖3顯示了放置在椎骨間椎間盤空間S內(nèi)的修復(fù)器件100的一個(gè) 代表性實(shí)施方式。在圖3中,上邊和下邊的椎骨Vu、 Vl被顯示隔開 一個(gè)夸大的量,以更詳細(xì)地顯示修復(fù)器件100的組件。修復(fù)器件100 包括頂部102和底部104。頂部102可以包括頂部關(guān)節(jié)元件106和頂部 可擴(kuò)大元件108。相似地,底部104可以包括底部關(guān)節(jié)元件110和底部 可擴(kuò)大元件112。
圖4顯示了獨(dú)立于可擴(kuò)展元件108、 112的關(guān)節(jié)元件106、 110的 部分截面視圖。頂部和底部關(guān)節(jié)元件106、 110可以被設(shè)置成共同一齊 操作,以對(duì)修復(fù)器件100提供關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng),并且允許相對(duì)于下邊椎骨 的上邊Vu的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。圖3和4顯示上邊和下邊的VL 、 Vu以及修 復(fù)器件100是隔開的。盡管沒有在圖3和4中顯示,頂部關(guān)節(jié)元件106 意欲與底部關(guān)節(jié)元件110共同作用,以形成咬合關(guān)節(jié)。在一個(gè)代表性 的實(shí)施方式中,頂部關(guān)節(jié)元件106包括球形的凹進(jìn)處,以形成窩,而 底部關(guān)節(jié)元件110包括凸起承載表面,以形成球, 一同形成球和窩的 關(guān)節(jié)。
頂部和底部關(guān)節(jié)元件106、 110可以是通過,例如由成形或模制過 程制備的可執(zhí)行元件,且可以由任意硬性材料形成,以允許在相應(yīng)的 元件之間咬合。在一個(gè)代表性的實(shí)施方式中,頂部和底部關(guān)節(jié)元件106、 IIO由生物相容金屬形成,例如,不銹鋼、鈷鉻或鈦,以及其它。在另 一個(gè)實(shí)施方式中,頂部和底部關(guān)節(jié)元件106、 IIO可以由生物相容陶瓷 材料或聚合物材料形成,例如聚乙烯和碳纖維加強(qiáng)PEEK,其可以選擇 性地與金屬或陶瓷組合。還可以使用其它適合的材料。
參考圖4的橫截面視圖,每個(gè)關(guān)節(jié)元件106、 IIO包括關(guān)節(jié)表面, 分別為114、 118,和連接表面分別為116、 120。關(guān)節(jié)表面114、 118 可以共同作用以提供關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)代表性的實(shí)施方式中,關(guān)節(jié)表 面114、 118可以是圓滑的或打磨過的,以引起低摩擦關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。關(guān)節(jié) 元件106、 110的連接表面116、 120可以被設(shè)置成嚙合,并分別連接 于頂部可擴(kuò)大元件108和底部可擴(kuò)大元件112。
如圖3和5中所示,頂部可擴(kuò)大元件和底部可擴(kuò)大元件可以分別 連接于頂部和底部關(guān)節(jié)元件106, 110。這種連接可以以任何適合的方式 進(jìn)行。在一個(gè)代表性的實(shí)施方式中,使用粘合劑,關(guān)節(jié)元件106, 110 分別粘附于可擴(kuò)展元件108, 112。在另一個(gè)代表性的實(shí)施方式中,使 用機(jī)織的方法,關(guān)節(jié)元件106、 110分別附于可擴(kuò)展元件108、 112上, 其中縫合線連接關(guān)節(jié)元件106、 110和可擴(kuò)展元件108、 112。在又一個(gè) 代表性的實(shí)施方式中,使用大頭釘或銷系統(tǒng),關(guān)節(jié)元件106、 IIO可以 分別固著于可擴(kuò)展元件108、 112。在這個(gè)代表性的實(shí)施方式中,大頭 釘(未顯示)可以固定到關(guān)節(jié)元件上或在關(guān)節(jié)元件上形成。大頭釘隨 后可以延伸穿過可擴(kuò)展元件且可以固著在可擴(kuò)展元件內(nèi),以使關(guān)節(jié)元 件和可擴(kuò)展元件連接。還可以使用其它的方法。
頂部和底部可擴(kuò)展元件108、 112可以由生物相容袋子組成,袋子 能夠用填充材料填充。在一個(gè)代表性的實(shí)施方式中,頂部和底部可擴(kuò) 展元件108、 112可以用如美國(guó)專利第6,827,743中所描述的機(jī)織材料 所組成,在此引用它的全部以作參考。當(dāng)在未擴(kuò)展的狀態(tài)下時(shí),可擴(kuò) 展元件108、 112可以是順應(yīng)性的和有延展性的,以允許變形和操作。 因此,它們可以是巻起的或被折疊,以占據(jù)相對(duì)小的體積。因?yàn)榇耍?實(shí)質(zhì)上,使用任意外科技術(shù),包括前路的、經(jīng)腹膜的/腹膜后的、后路 的、經(jīng)-側(cè)面的、經(jīng)-骶骨的、前-側(cè)面的、經(jīng)神經(jīng)根孔,或其它,修復(fù) 器件IOO可以被介入到圖2的空間S中。在一個(gè)代表性的實(shí)施方式中, 因?yàn)樵诓迦肫陂g,可擴(kuò)展元件108、 112沒有固定幾何形狀,它們可以 巻起或折疊,并適合穿過小的套管安裝,以提供從后面方式到達(dá)到椎 骨空間S。因此,修復(fù)器件IOO可以通過比使用傳統(tǒng)的固定幾何形狀的 修復(fù)椎間盤更少侵入性的外科方法被安裝。
在插入之前,醫(yī)師可以使用試驗(yàn)以決定椎骨間空間的適合高度。 一旦決定了,設(shè)置為取得希望高度的修復(fù)器件IOO可以被選擇,用于 在椎骨間空間放置。因此,在一些實(shí)施方式中,許多不同尺寸的膨脹 元件可以提供,以用于進(jìn)行適合安裝的選擇。在一些實(shí)施方式中,擴(kuò) 展可擴(kuò)展元件108、 112可以轉(zhuǎn)移椎骨。而且,在一些這些實(shí)施方式中, 可擴(kuò)展元件可以僅僅在直到椎骨被轉(zhuǎn)移希望的量時(shí),再被填充。在一 些實(shí)施方式中,頂部和底部部分102、 104可以同時(shí)地被放置在上邊和
下邊椎骨Vu、 VL之間,而在其它實(shí)施方式中,頂部和底部部分102、 104在分別的時(shí)間被放置。當(dāng)被放置在一起時(shí),頂部和底部部分102, 104可以在放置過程期間被保持在一起,以限定任何相對(duì)的運(yùn)動(dòng)。移 植工具(未顯示)可以為這個(gè)目的被使用。在一些實(shí)施方式中,可以 再吸收的環(huán)可以放置在頂部和底部部分102、 104之間,以定位相互之 間的位置。
一旦修復(fù)器件100,包括頂部部分102和底部部分104,被放置在 臨近的椎骨之間,頂部和底部可擴(kuò)大元件108, 112可以被擴(kuò)展,以給 關(guān)節(jié)元件106, IIO提供支撐。頂部和底部可擴(kuò)大元件108, 112可以 被設(shè)計(jì)成具體的形狀和高度。例如,可擴(kuò)大元件108, 112可以是非 彈性的,因此, 一旦取得設(shè)計(jì)的形狀,則該形狀保持下去。另外,可 擴(kuò)大元件可以設(shè)計(jì)成僅僅擴(kuò)展到一定高度。在另外實(shí)施方式中,可擴(kuò) 大元件可以是彈性的,以允許袋子在擴(kuò)展期間伸展。
在一方面,填充材料,例如,生物相容接合劑,可以被注入,以 使可擴(kuò)大元件108, 112擴(kuò)展到它們的預(yù)先建立的尺寸和幾何形狀。在 另一個(gè)實(shí)施例,可擴(kuò)大元件108, 112至少部分地用粒狀材料填充,粒 狀材料可以提供一定水平的硬度。粒狀材料可以包括,例如,珠、顆 粒、骨泥、骨灰、其它。
圖6A、 6B、和7顯示修復(fù)器件IOO在可擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)下的一個(gè)代表 性的實(shí)施方式。當(dāng)擴(kuò)展時(shí),可擴(kuò)大元件108、 112在一定的位置綁住相 對(duì)的關(guān)節(jié)元件106、 110,該位置為允許上邊和下邊椎骨Vu、 VL之間 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的位置。如在圖3那樣,圖6A示出放大的椎骨間距,以提 供對(duì)于頂部和底部部分102, 104的清晰性。但是,圖6B更加傳統(tǒng)地 顯示與關(guān)節(jié)元件106、 110分離的椎骨,關(guān)節(jié)元件106、 IIO嚙合用于 提供關(guān)節(jié)活動(dòng)。在顯示的代表性的實(shí)施方式中,頂部和底部關(guān)節(jié)元件 106、 108形成球窩關(guān)節(jié)。但是,關(guān)節(jié)元件還可以形成球形和槽形,豌 豆和碟,或其它咬合關(guān)節(jié)。球窩關(guān)節(jié),球形和槽形,豌豆和碟,或其 它咬合關(guān)節(jié),都允許繞著任意軸的關(guān)節(jié)活動(dòng),以提供給患者更大的自 由程度。在另一個(gè)代表性的實(shí)施方式(未顯示)中,頂部和底部關(guān)節(jié) 元件106、 110通過使用釘住的關(guān)節(jié)被綁住,其形成鉸鏈,從而以允許 僅僅繞著單一軸的關(guān)節(jié)式運(yùn)動(dòng)。其它類型的關(guān)節(jié)還可以對(duì)椎骨提供咬
合動(dòng)作。
可擴(kuò)展元件108、 112可以用填充的材料擴(kuò)展,填充材料最初至少 部分是易流動(dòng)的,但是可以變硬或被壓縮以形成完全剛性的和硬的成 分。在一些代表性的實(shí)施方式中,填充材料給關(guān)節(jié)元件106、 IIO提供 支撐并且將可擴(kuò)大元件108、 112固定為具體的方向和幾何形狀。
圖8到10顯示用于填充可擴(kuò)大元件108、 112的代表性系統(tǒng)。圖 8顯示在收縮狀態(tài)下的可擴(kuò)大元件108、 112。因此,盡管修復(fù)器件IOO 被放置在上邊和下邊Vu、 VL之間,但是上邊和下邊椎骨可以如顯示般 被壓縮在一起。因此,當(dāng)可擴(kuò)大元件108、 112在未擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)下時(shí),修 復(fù)椎間盤IOO,以及椎間盤空間S,可以具有由h,代表的高度。而且, 在下面,參考圖9,高度h,將與修復(fù)椎間盤IOO和椎骨間椎間盤空間 的高度h2相比較,其中可擴(kuò)大元件108、 112是在擴(kuò)展的狀態(tài)下。在 圖8所顯示的實(shí)施例中,具有把手132的注射器130可以被用于將填 充物注射到擴(kuò)展元件108、 112中。填充材料在注射期間可以是部分液 態(tài),且可以被設(shè)置成固化或變硬,以形成用于關(guān)節(jié)元件106、 110的基 礎(chǔ)。
在圖9中,物質(zhì)注射器134可以與擴(kuò)展元件108、 112使用,以用 于填充材料的簡(jiǎn)單插入。物質(zhì)注射器134在圖9中被顯示,且被描述 成僅僅與擴(kuò)展元件112連接,但是相似的注射器還可以連接并被用作 填充擴(kuò)展元件108。物質(zhì)注射器134可以被操作,且可以被連接到擴(kuò)展 元件112且從擴(kuò)展元件112延伸出來。因此,當(dāng)可擴(kuò)大元件108、 112被 放置在椎骨間空間S內(nèi)時(shí),物質(zhì)注射器134可以給醫(yī)師提供簡(jiǎn)單的入 口,醫(yī)師通過物質(zhì)注射器134將填充材料注入到一個(gè)或兩個(gè)可擴(kuò)大元 件108、 112中。
在一個(gè)代表性的實(shí)施方式中,物質(zhì)注射器134自身與擴(kuò)大元件112 構(gòu)成整體,而在另一代表性的實(shí)施方式中,由連接到擴(kuò)大元件112的材 料形成物質(zhì)注射器134。在又一代表性的實(shí)施方式中,在可擴(kuò)大元件 112已經(jīng)位于椎骨間空間S之后,物質(zhì)注射器134可以插入到可擴(kuò)大 元件112中。 一旦可擴(kuò)大元件112被充滿,物質(zhì)注射器134可能以不 影響器件100或脊柱咬合的方式,被移除或去除。在一些代表性的實(shí) 施方式中,包括當(dāng)物質(zhì)注射器134從可擴(kuò)大元件112中移出時(shí),物質(zhì)注 射器134可以被設(shè)置成從可擴(kuò)大元件112急速抽出并移出??纱娴?, 物質(zhì)注射器134可以被擰斷、切斷、或其它方式移出。在一個(gè)代表性 的實(shí)施方式中,物質(zhì)注射器134與可擴(kuò)大元件112連接,并與可擴(kuò)大 元件112留在外科手術(shù)位置??蓴U(kuò)大元件108可以被設(shè)置成與可擴(kuò)大 元件112相似。
圖9顯示了在擴(kuò)大狀態(tài)下的可擴(kuò)大元件108、 112。因此,修復(fù)椎 間盤100和椎骨間空間具有第二高度h2。圖9的第二高度比圖8的第 一高度h,更高,因?yàn)閳D9中的已經(jīng)擴(kuò)大的元件108、 112包括填充材料。 同樣地,第一高度h,可以相對(duì)地比第二高度h2更小,因?yàn)榭蓴U(kuò)大元 件108、 112沒有材料。在一些實(shí)施方式中,在天然的盤狀組織被移除
之后,與脊柱連接的肌肉和韌帶可以在上邊和下邊椎骨Vu、 VL之間壓
縮椎間盤空間, 一旦修復(fù)椎間盤100被放置在椎間盤空間之內(nèi),填充 可擴(kuò)大元件108、 112的過程可以部分地或全部地將上邊和下邊椎骨 Vu、VL轉(zhuǎn)移到希望的高度。因此,填充過程可以將上邊和下邊椎骨Vu、 Vl從第一高度特移到第二高度。
圖10顯示了鄰近關(guān)節(jié)元件110所放置的物質(zhì)注射器134的代表 性實(shí)施方式。在圖10中僅僅顯示底部部分104被填充。但是,可以理 解的是代表性的系統(tǒng)同樣用于頂部部分102。在這個(gè)代表性的實(shí)施方 式中,物質(zhì)注射器134可以被連接到或移動(dòng)地被連接到關(guān)節(jié)元件IIO。 因此,在將填充材料注入可擴(kuò)大元件112之前或之中,醫(yī)師可以使用 物質(zhì)注射器134作為工具以操作關(guān)節(jié)元件110的位置。因此,醫(yī)師可 以能夠定位關(guān)節(jié)元件110在椎骨空間S內(nèi)的合適位置。用于將關(guān)節(jié)元 件110放置或移動(dòng)到它所被期望的位置的其它方法和系統(tǒng),也可以使 用。
被注入到可擴(kuò)大元件108、 112的填充材料可以是以下的任何物 質(zhì),其能夠被注入,但是對(duì)關(guān)節(jié)元件106、 IIO很難提供足夠的支撐并 且很難對(duì)椎骨自己提供支撐。在一些代表性的實(shí)施方式中,填充材料可 以是可硬化的材料,例如,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)接合劑或磷 酸鈣接合劑。填充材料還可以是可注射的彈性的或聚合的材料。填充 材料可以是未強(qiáng)化的,或者,采用例如碳或玻璃纖維或一些其它加固 結(jié)構(gòu)來強(qiáng)化。如果被注射的材料是彈性的或聚合材料,該材料可以對(duì)
器件100以及椎骨,提供緩沖和另外的減震作用。
在一些代表性的實(shí)施方式中,射線標(biāo)記物可以被引入到填充材料
中,并且標(biāo)記物可以與填充材料同時(shí)被注入到可擴(kuò)大元件108、 112中。 例如,射線珠子或線可以被介入到填充材料中。這可以通過使器件在 被暴露給無線電波例如,X射線時(shí)可見,簡(jiǎn)化修復(fù)器件100的后續(xù)檢 査。在一個(gè)代表性的實(shí)施方式中,介入到可擴(kuò)大元件108、 112的填充 材料可以包括輻射透不過的材料,例如包括硫酸鋇的接合劑。在另一 個(gè)代表性的施方式中,填充材料包括用作輻射透不過標(biāo)記物的金屬 纖維。在又一個(gè)代表性的實(shí)施方式中,可擴(kuò)大元件108、 112它們自己 可以由輻射透不過的金屬形成和/或可以包括輻射透不過的金屬。例如, 可擴(kuò)大元件可以包括形成可擴(kuò)大元件的表面之一部分的金屬絲。因此, 在外科手術(shù)之后,如果需要,修復(fù)器件IOO可以被觀察和分析。
在一個(gè)代表性的實(shí)施方式中,在椎骨間空間S內(nèi)放置頂部和底部 部分102、 104之后,外科工具(未顯示)可以被應(yīng)用,以使關(guān)節(jié)元件 106、 110相對(duì)于彼此在它們的適合的位置,同時(shí),頂部和底部可擴(kuò)大 元件10S、 112被充滿了填充材料。隨后, 一旦填充材料固化,外科工 具可以被移除,以允許頂部和底部關(guān)節(jié)元件106、 IIO之間的關(guān)節(jié)活動(dòng)。
在一些代表性的實(shí)施方式中,關(guān)節(jié)元件106、 110可以包括附加的 硬性結(jié)構(gòu),例如,接頭或固定點(diǎn),其與外科工具共同操作。這些結(jié)構(gòu) 可以提供抓握能力,其能夠使醫(yī)師操作或排列關(guān)節(jié)元件106、 110并且 放置修復(fù)器件IOO全部的上邊和下邊部分102、 104。
圖16和17顯示了植入修復(fù)器件IOO的一個(gè)實(shí)施例。如所示,器 件100可以通過套管160被插入到椎間盤空間。連接器具,包括一個(gè) 或多個(gè)器械,例如,第一器械162和第二器械164,可以分別連接到頂 部部分102和連接到底部部分104。這可以允許頂部和底部部分102、 104分開地穿過套管160,因此,套管可以具有最小的直徑。當(dāng)放置時(shí), 器械可以被操作,以引導(dǎo)頂部和底部部分的方向。在一個(gè)實(shí)施例中, 為放置頂部和底部部分,器械彼此之間排列鄰近對(duì)齊。在另一實(shí)施例 中,頂部和底部部分102、 104可以連接并使用單一器械或多于一個(gè)器 械,例如器械162、 164 ,被一同插入。器械162、 164可以在附著位 置連接——附著位置在可擴(kuò)大的或關(guān)節(jié)元件上形成——,或可以緊抓
住可擴(kuò)大或關(guān)節(jié)元件。在一個(gè)實(shí)施例中,附著位置可以允許關(guān)節(jié)元件
106、 110吸住器械162、 164。 一旦被放置,器械162、 164可以以一 種方式彼此之間連接,該方式可以確保修復(fù)器件100的頂部102相 對(duì)于底部部分104的位置。這可以通過嚙合器械162、 164,例如通過 共同套入器械,或通過使它們共同吸住而完成。
在另一個(gè)實(shí)施例中,頂部和底部部分102、 104被同時(shí)放入。 圖18顯示了連接器具166的一個(gè)代表性的實(shí)施方式,該連接器具 被設(shè)置為將頂部和底部關(guān)節(jié)元件106、 IIO相對(duì)于彼此之間進(jìn)行固定。 這個(gè)連接器具166可以是夾子、連接器或其它系統(tǒng),該系統(tǒng)被設(shè)置為 使頂部關(guān)節(jié)元件106相對(duì)于底部關(guān)節(jié)元件110而被握持,而可擴(kuò)大元 件108、 112被填滿并在椎間盤空間被操縱。該連接器具166可以是硬 性的支撐物,以確定頂部和底部關(guān)節(jié)元件106、 110的放置。 一旦填充 材料被完全充完,且如果需要,任何硬化已經(jīng)開始,連接器具可以被 移出,以允許頂部和底部關(guān)節(jié)元件106、 110的關(guān)節(jié)活動(dòng)。連接器具166 可以被用作器械的代替物或與器械共同連接,以使頂部和底部部分 102、 104位于適合的位置。還可以使用相對(duì)于底部部分用于穩(wěn)定頂 部部分的其它系統(tǒng)。
在一些實(shí)施例中,頂部和底部部分102、 104被放置在位置中,直 到在可擴(kuò)大元件中的任何接合劑開始或完全硬化。在其它實(shí)施例中, 僅僅當(dāng)可擴(kuò)大元件被充滿時(shí),頂部和底部部分102、 104放置在位置中。 一旦充滿,頂部和底部部分可以在椎間盤空間被操縱,以到達(dá)希望的 最終位置。
在另一個(gè)代表性的實(shí)施方式中,頂部和底部部分102、 104可以被 它們自己的上邊和下邊椎骨體保持在椎間盤空間中的位置中,例如可 能在毀壞的椎間盤空間發(fā)生。因?yàn)榭蓴U(kuò)大元件108、 112被充滿,椎間 盤空間的高度可以增加。 一旦可擴(kuò)大元件108、 112被充分地充滿,關(guān) 節(jié)元件106、 110被操作到它們的最終位置內(nèi)。
除了連接關(guān)節(jié)元件106、 110之外,可擴(kuò)大元件108、 112還連接上 邊和下邊椎骨Vu、 Vl的終板表面108、 112。傳統(tǒng)的修復(fù)椎間盤典型 地引入平的頂部或底部表面,該表面并不總是平放或齊平于相應(yīng)的上 邊或下邊椎骨。但是,修復(fù)器件100,允許可擴(kuò)大元件108、 112在原
位配合適應(yīng)上邊和下邊椎骨Vu、 V!^的任意表面不規(guī)則狀況、突起或
高點(diǎn)。因此,從椎骨轉(zhuǎn)移到修復(fù)器件100的重量可以分配到椎骨的更 大的面積上,因此,降低了健康問題的機(jī)會(huì),例如再吸收級(jí)聯(lián)反應(yīng)、 以及應(yīng)力誘導(dǎo)和其它可以給患者帶來傷痛的其它不規(guī)則。
圖ll到15公開了幾種可擴(kuò)大元件108、112的代表性的實(shí)施方式, 可擴(kuò)大元件108、 112被設(shè)置成連接到上邊和下邊椎骨Vu、 Vl。當(dāng)僅 僅上邊可擴(kuò)大元件108被顯示時(shí),下邊可擴(kuò)大元件112可以包括所描 述的任意特征。優(yōu)選地,下邊可擴(kuò)大元件112可以與上邊可擴(kuò)大元件 108具有相同的特征。
如在圖ll中所示,可擴(kuò)大元件108可以包括上邊表面140,其具 有在此內(nèi)形成的孔141。有孔的上表面141可以促進(jìn)骨內(nèi)生,隨著時(shí)間 的推移,允許骨長(zhǎng)成進(jìn)入且允許可擴(kuò)大元件108和修復(fù)椎間盤100保 持在原位。在一個(gè)代表性的實(shí)施方式中,全部的可擴(kuò)大元件108可以 由提供如圖11所顯示的孔結(jié)構(gòu)的材料組成。在另一個(gè)代表性的實(shí)施方 式中,孔141可以通過處理可擴(kuò)大元件108的上表面140而產(chǎn)生。例 如,在一個(gè)實(shí)施方式中,孔材料可以被縫制到或縫合到可擴(kuò)大元件108 的頂部,或者在第二個(gè)實(shí)施方式中,噴射或噴涂可以被應(yīng)用到可擴(kuò)大 元件108的頂部。
在一個(gè)代表性的實(shí)施方式中,有孔表面140可以是滲透的或半滲 透的結(jié)構(gòu),其允許部分填充材料注入到可擴(kuò)大元件108,并與可擴(kuò)大元 件108上的表面140有溝通,以支持與椎骨的連接。在一個(gè)這樣的實(shí) 施方式中,介入到可擴(kuò)大元件108的填充材料是可硬化的粘合劑。因 此,它可以通過可擴(kuò)大元件108的上表面140滲透,將可擴(kuò)大元件108 固定于椎骨。可取代地,骨頭和結(jié)締組織可以通過膜生長(zhǎng)、并且與填 充材料相互作用。
圖12顯示了對(duì)椎骨安全的可擴(kuò)大元件108的另一個(gè)實(shí)施方式。 在圖12中,凸出物142在可擴(kuò)大元件108的上表面140上被創(chuàng)建。當(dāng) 可擴(kuò)大元件108被填充材料充滿時(shí),這些凸出物142可以結(jié)合椎骨, 而填充材料提供力量使凸出物142進(jìn)入到椎骨中。凸出物142可以用 與擴(kuò)大元件108相同的材料、以可擴(kuò)大元件108整體形成;或,可取 代地,可以是使用粘合劑或接合劑,被固著到可擴(kuò)大元件108上。在
另一個(gè)代表性的實(shí)施方式中,142凸出物包括安全銷,其可以穿透可擴(kuò) 大元件108的上表面,并且可以連接到可擴(kuò)大元件108的內(nèi)部,因此, 確保了凸出物142在可擴(kuò)大元件108上的適當(dāng)位置處固著。在圖12 中,凸出物142被顯示為長(zhǎng)釘,其從可擴(kuò)大元件108的表面140延伸 出來。但是,凸出物142可以是任意形狀,其具有例如,尖的、錐 形的、或平的上表面,其與可擴(kuò)大元件108的上表面分離開,被設(shè)置 為接合椎骨。
圖13顯示了代表性的可擴(kuò)大元件108,其在它的上表面140上具 有涂層144,它可以促進(jìn)整合或骨頭生長(zhǎng)進(jìn)入可擴(kuò)大元件108。例如, 骨-生長(zhǎng)涂層可以是,例如,由磷酸鈣形成的羥基磷灰石涂層;生物物 質(zhì),例如成骨蛋白(BMP)或其它物質(zhì);或可以應(yīng)用于可擴(kuò)大元件108 上表面140的其它材料。在圖13中,頂部關(guān)節(jié)元件106是槽形,而 不是球窩。如上面所解釋,關(guān)節(jié)元件可以具有多種不同構(gòu)造中的任意 一種,以提供給椎骨關(guān)節(jié)的咬合運(yùn)動(dòng)。
圖14顯示將可擴(kuò)大元件108連接到椎骨V的另外一種代表性的系 統(tǒng)。在圖14中,可擴(kuò)大元件108包括在它的邊周圍的縫合線或隔膜 146。通過使用縫合線或隔膜146,則樁148,例如,螺絲釘、長(zhǎng)釘或 凸出物,可以被用于立樁,將可擴(kuò)大元件108對(duì)到椎骨Vu上??梢酝?過隔膜146,在可擴(kuò)大元件108的邊界周圍驅(qū)入樁148,并且進(jìn)入到椎 骨Vu內(nèi),使可擴(kuò)大元件108在正確位置固著到椎骨Vu。
圖15顯示了將可擴(kuò)大元件108連接于椎骨Vu的另一個(gè)代表性的 系統(tǒng)。在圖15中,在用填充材料填充可擴(kuò)大元件108之前,大頭釘或 長(zhǎng)釘150可以通過端口 152介入到可擴(kuò)大元件108的內(nèi)部。端口 152 可以與物質(zhì)注射器或其它套管相連。從可擴(kuò)大元件108的內(nèi)部,大頭 釘可以被驅(qū)動(dòng)穿過可擴(kuò)大元件108的上表面140,并進(jìn)入到椎骨Vu內(nèi)。 在一個(gè)代表性的實(shí)施方式中,大頭釘被插入穿過端口 152,進(jìn)入到內(nèi)部; 隨后旋轉(zhuǎn)90度以確定尖端的方向,隨后,驅(qū)入到椎骨Vu內(nèi)。大頭釘 150的頭部154可以將可擴(kuò)大元件108的上表面140對(duì)到椎骨Vu上。 一旦那些大頭釘150被放置在正確位置,用填充材料填充可擴(kuò)大元件 108就可以在頭部154上施加壓力,驅(qū)使大頭釘150更加進(jìn)入到椎骨 內(nèi)并使可擴(kuò)大元件108對(duì)著椎骨Vu進(jìn)行固著。圖19、 20A、 20B、和21
顯示將大頭釘150介入到可擴(kuò)大元件108內(nèi),以將可擴(kuò)大元件連接到 椎骨的一個(gè)實(shí)施例,如圖15所示。參考圖19,插入工具70通過插入 管72被引入到可擴(kuò)大元件108內(nèi)。如圖19A和19B所示,插入工具 70包括遠(yuǎn)端174,被設(shè)置成連接到大頭釘150上;和近端(未顯示), 被設(shè)置成通過外科醫(yī)生而操縱。插入工具70可以被設(shè)置具有旋轉(zhuǎn)機(jī)關(guān) 176,例如,樞軸、柔性元件或僥性元件,其允許遠(yuǎn)端174可以朝椎骨 終板旋轉(zhuǎn)大頭釘150。在顯示的實(shí)施例中,遠(yuǎn)端被設(shè)置成旋轉(zhuǎn)90度。 圖20A顯示插入工具170和大頭釘150通過插入管172被插到位置中, 且圖20B顯示插入工具170和大頭釘150旋轉(zhuǎn)以允許大頭釘150被驅(qū) 動(dòng)進(jìn)入椎骨內(nèi)。圖21顯示在可膨脹元件108內(nèi)的受操作大頭釘150和 插入工具170。一旦被放置,關(guān)節(jié)元件可以仍然在椎間盤空間內(nèi)被操縱, 因此,它們被定位,以便提供理想的旋轉(zhuǎn)中心。
因?yàn)樗谋憷匦?,修?fù)器件IOO的供應(yīng)者可以以整套工具賣出 該器件。試工具盒可以包括,例如,具有關(guān)節(jié)元件106、 108和它的可 擴(kuò)大元件IIO、 112的修復(fù)器件100。填充材料,如上面所述,也可以 是工具盒的組成部分。還可以使用其它的組合。
本文所描述的修復(fù)器件100可以,在未擴(kuò)大狀態(tài)下,被放置在和 安裝在椎骨間空間S內(nèi)。為了放置器件100,醫(yī)師可以給損傷的或退化 的椎間盤形成介入性的腔或入口。使用本領(lǐng)域熟知的方法,醫(yī)師可以 移出所有的或部分的椎間盤。隨后,醫(yī)師可以將修復(fù)器件100的頂部 和底部部分102、 104導(dǎo)入到椎間盤空間,或者一起,或者一次一個(gè)。
因?yàn)樯线吅拖逻叢糠?02、 104可以在未擴(kuò)大的狀態(tài)下被介入,上 邊和下邊部分102、 104可以比傳統(tǒng)的修復(fù)椎間盤具有更小的輪廓和幾 何形狀。因此,介入上邊和下邊部分102、 104,可以不僅僅從前面的 方向,還可以從其它的方向,例如后面或側(cè)面的方向被進(jìn)行。在一個(gè) 代表性的實(shí)施方式中,上邊和下邊部分102、 104的可擴(kuò)大元件108、 112被巻起以在介入其間形成小的輪廓形狀。當(dāng)上邊和下邊部分102、 104被放置到相鄰椎骨之間的椎骨空間S內(nèi)時(shí),可擴(kuò)大元件108、 112 可以被調(diào)整且被放置,因此,連接的關(guān)節(jié)元件106、 110被放置在合適 的位置。調(diào)整可擴(kuò)大元件108、 112可以包括巻開可擴(kuò)大元件108、 112,并通過操縱連接上的物質(zhì)注射器134對(duì)齊關(guān)節(jié)元件106、 110。在
一旦關(guān)節(jié)元件被排列,填充材料可以被引導(dǎo)入可擴(kuò)大元件108、 112,將它們擴(kuò)展到它們的預(yù)先建立的尺寸和形狀。在一個(gè)代表性的實(shí) 施方式,關(guān)節(jié)元件106、 110可以通過工具被放置在位置,而填充材料 被介入。在一些實(shí)施方式中,擴(kuò)大可擴(kuò)大元件108、 112可以將椎骨轉(zhuǎn) 移一個(gè)希望的距離,以提供合適尺寸的椎間盤空間。而且,在一些實(shí) 施方式中,擴(kuò)展可擴(kuò)大元件108、 112可以驅(qū)使凸出物或長(zhǎng)釘或其它連 接系統(tǒng)與椎骨連接。在一些實(shí)施方式中,其中填充材料硬化并且己經(jīng) 取得希望的硬度水平,在一些實(shí)施方式中,物質(zhì)注射器可以從可擴(kuò)大 元件中移出。
修復(fù)器件100的更小外形和可操作形狀,可以允許該器件從許多 不同的方向被插入。因此,外科手術(shù)過程可以是更少侵入性的和更不 復(fù)雜的。這可以減少恢復(fù)的時(shí)間、且可以簡(jiǎn)化后續(xù)的外科治療,如果 它們是必須的。
盡管在上面僅僅詳細(xì)地描述了很少的代表性的實(shí)施方式,但是在 本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將可以容易地意識(shí)到在代表性的實(shí)施方式中的 許多修改是可能的,而本質(zhì)上不脫離本公開的新的提示和優(yōu)點(diǎn)。因此, 所有這樣的修改和變動(dòng)意圖被包插在下面的權(quán)利要求中所限定的發(fā)明 范圍內(nèi)??梢岳斫鉃樗锌臻g的指代,例如"上邊"和"下邊",僅僅 是用于示例的目的,以及可以在本公開的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1. 用于插入到椎骨間空間—由相鄰椎骨限定——的修復(fù)器件,包括第一關(guān)節(jié)元件,其具有第一關(guān)節(jié)表面和第一連接表面;第二關(guān)節(jié)元件,其具有第二關(guān)節(jié)表面和第二連接表面,第二關(guān)節(jié)表面被設(shè)置為與第一關(guān)節(jié)表面共同作用,以允許關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng);連接機(jī)構(gòu),用于所述頂部和底部關(guān)節(jié)元件彼此之間的維系;和可擴(kuò)大元件,連接到第一關(guān)節(jié)元件并且被設(shè)置為在椎骨間空間內(nèi)支撐和定位第一關(guān)節(jié)元件。
2. 如權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件,其中所述連接機(jī)構(gòu)硬性地連接 第一關(guān)節(jié)元件和第二關(guān)節(jié)元件。
3. 如權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件,其中所述連接機(jī)構(gòu)可以移除地 連接第一關(guān)節(jié)元件和第二關(guān)節(jié)元件。
4. 如權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件,包括第二可擴(kuò)大元件,其連接 到第二關(guān)節(jié)元件、并且被設(shè)置為在椎骨間空間內(nèi)支撐和定位第二關(guān)節(jié) 元件。
5. 如權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件,其中所述可擴(kuò)大元件被設(shè)置為 至少部分被放置在第一關(guān)節(jié)元件的第一連接表面和相鄰椎骨的至少一 個(gè)之間。
6. 如權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件,其中所述第一關(guān)節(jié)元件是突出 體,且第二關(guān)節(jié)元件是凹進(jìn)處。
7. 如權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件,其中所述可擴(kuò)大元件是系到第 一關(guān)節(jié)元件上的袋子。
8. 如權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件,其中所述可擴(kuò)大元件由機(jī)織材 料形成。
9. 如權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件,包括填充材料,其被設(shè)置為將 被引入到可擴(kuò)大元件內(nèi)。
10. 如權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件,其中所述填充材料是聚甲基丙 烯酸甲酯(PMMA)。
11. 如權(quán)利要求9所述的修復(fù)器件,其中所述填充材料包括加強(qiáng)材料。
12. 如權(quán)利要求9所述的修復(fù)器件,其中所述填充材料包括射線照 相材料。
13. 如權(quán)利要求12所述的修復(fù)器件,其中所述射線照相材料包括 珠子或線中的至少一種。
14. 如權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件,其中所述第一和第二關(guān)節(jié)元件 是陶瓷的。
15. 如權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件,其中所述可擴(kuò)大元件包括-圍繞周邊延伸的皺邊;以及樁,其構(gòu)造成將皺邊連接于至少一個(gè)椎骨。
16. 如權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件,其中包括大頭釘,其構(gòu)造成延 伸穿過所述可擴(kuò)大元件的至少一部分,并將可擴(kuò)大元件連接于至少一 個(gè)椎骨。
17. 用于插入到椎骨間空間一由相鄰椎骨限定一的修復(fù)器件, 包括第一關(guān)節(jié)元件,其具有第一關(guān)節(jié)表面和第一連接表面; 第二關(guān)節(jié)元件,其具有第二關(guān)節(jié)表面和第二連接表面,第二關(guān)節(jié) 表面被設(shè)置為與第一關(guān)節(jié)表面共同作用,以允許關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng);可擴(kuò)大元件,其被連接到第一關(guān)節(jié)元件并被設(shè)置為在椎骨間空間內(nèi)支撐和定位第一關(guān)節(jié)元件; 和物質(zhì)注射器,其與第一和第二關(guān)節(jié)元件的至少之一有關(guān)聯(lián),且被 設(shè)置為將填充材料填充到可擴(kuò)大元件,以擴(kuò)大可擴(kuò)大元件。
18. 如權(quán)利要求20所述的修復(fù)器件,其中所述物質(zhì)噴射器與可擴(kuò) 大元件是整體的。
19. 如權(quán)利要求20所述的修復(fù)器件,其中所述物質(zhì)注射器是可以 移除地系到可擴(kuò)大元件上。
20. 用于減輕背痛的系統(tǒng),包括用于插入到椎骨間空間——由鄰近的椎骨限定一的修復(fù)器件, 包含第一關(guān)節(jié)元件,其具有第一關(guān)節(jié)表面和第一連接表面; 第二關(guān)節(jié)元件,其具有第二關(guān)節(jié)表面和第二連接表面,第二關(guān) 節(jié)表面被設(shè)置為與第一關(guān)節(jié)表面共同作用,以允許關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng); 和可擴(kuò)大元件,其連接到第一關(guān)節(jié)元件并被設(shè)置為在椎骨間空間 內(nèi)支撐和定位第一關(guān)節(jié)元件;以及,連接機(jī)構(gòu),其被設(shè)置為選 擇性地使第一關(guān)節(jié)元件相對(duì)于第二關(guān)節(jié)元件進(jìn)行系著。
全文摘要
用于插入到椎骨間空間——由鄰近的椎骨限定的修復(fù)器件,包括第一關(guān)節(jié)元件和第二關(guān)節(jié)元件,其被設(shè)置為共同作用,以允許關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)??蓴U(kuò)大元件可以被連接到第一關(guān)節(jié)元件上,并且可以被設(shè)置為在椎骨間空間內(nèi)支撐和定位第一關(guān)節(jié)元件。
文檔編號(hào)A61F2/44GK101394812SQ200780006705
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2007年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月27日
發(fā)明者L·G·艾爾瑟曼, S·M·威特 申請(qǐng)人:華沙整形外科股份有限公司