脊椎桿系統及其使用方法

專利名稱：脊椎桿系統及其使用方法
脊椎桿系統及其使用方法
背景技術：
包括外傷、疾病和由損傷和老化引起的退變性疾病等原因均可造成諸如退變性椎 間盤疾病、椎間盤突出、骨質疏松、脊椎前移、狹窄癥、脊柱側凸及其它曲度異常、脊柱后凸、 腫瘤和骨折等脊椎病。脊椎病一般會導致包括疼痛、神經受損、部分或完全喪失活動能力等癥狀。諸如藥物、康復、鍛煉等非手術治療方法可能有效，但可能不能緩解這些疾病的相 關癥狀。這些脊椎病的手術治療方法包括椎間盤切除、椎板切除、融合與植入假體。作為手 術治療的一部分，連接諸如脊椎桿元件通常用于提供治療區域的穩定性。手術治療期間，可 連接一個或多個脊椎桿到兩個或多個脊椎構件外部。當治療恢復同軸度的恢復期間，脊椎桿重導壓力遠離受損或缺陷區域，并基本支 撐脊椎構件。一些應用中，脊椎桿與脊椎構件的連接無需使用植入物或脊柱融合。還已知 撓性連接元件，其允許脊柱運動節的有限脊柱運動。此種撓性連接元件可提供動態脊柱支 撐。盡管先有連接元件已嘗試提供有效的脊柱穩定性，但仍需要提供動態穩定抵抗力的連 接元件，以壓迫和允許脊柱節彎曲和伸展運動，同時有效穩定脊柱節，并保持連接元件的結 構完整性。因此，理想的是提供一種動態脊椎桿系統，具有彎曲和伸展能力，提供穩定性并減 少脊柱元件所受壓力。理想地，脊椎桿系統包括抗力構件，其抵抗脊椎桿的運動和所受壓 力。脊椎桿系統如果包括抵抗運動和壓力的張力元件將更為理想。如果脊椎桿系統的硬度、 運動范圍和疲勞強度等特征可調將最為理想。

發明內容
因此，本發明提供了一種動態脊椎桿系統，其具有彎曲和伸展能力，提供穩定性， 同時減少脊柱元件所受壓力。理想地，脊椎桿系統包括抗力構件，抵抗脊椎桿的運動和所受 壓力。可設想，脊椎桿系統包括抵抗運動和壓力的張力元件。可進一步設想，脊椎桿系統的 硬度、運動范圍和疲勞強度等特征可調。預想本文公開的系統可用作前、后和/或側向動態 穩定裝置。脊椎桿系統的部件可容易制造并組裝。在一個實施例中，脊椎桿系統包括一種具有彎曲和伸展能力的動態脊椎桿及其使 用方法。脊椎桿包括上下段，上下段通過相對撓性的中間段分隔。中間段可包括一個或多 個構件，且可具有多種配置/結構，以提供比上下段更大的撓性。彈性抗力構件可定位于中 間段內。在上下段運動期間，中間段和/或彈性抗力構件提供可變抗力。在可替換實施例中，抗力隨著上下段從第一方位移至第二方位增加，該抗力可包 括彎曲和/或伸展時應用于各段的負載或力。在另一個實施例中，上下段的運動程度受限。 脊椎桿可由多種材料制成，包括金屬、聚合物、陶瓷和/或其復合材料。彈性抗力構件可由 多種聚合物制成，包括硅、聚氨酯、硅-聚氨酯、聚合橡膠和水凝膠。在另一個實施例中，脊椎桿由諸如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、碳-PEEK復合 材料、PEEK-BaSO4等熱塑樹脂制成，且具有包覆聚氨酯緩沖器的彎曲撓性中間段。PEEK桿的上下段可為橢圓或圓形橫截面。中間段為C形，上下段連至中間段的開口端附近，使得脊 椎桿的總長在脊柱彎曲時增加，并在脊柱伸展時減少。在另一個實施例中，纜線、系鏈、套管和/或護罩等帶可用于連接上下段，以限制 脊柱伸展時中間段的運動與壓力。脊椎桿硬度、運動范圍和疲勞強度可調。也可設想通過 其它不同的脊椎桿配置和材料實現相同的彎曲伸展能力。在一個實施例中，脊椎桿可通過使用PEEK材料注射成型制造，并使用聚氨酯材料 注射成型緩沖器。組裝包括將緩沖器插入脊椎桿。在可替換實施例中，脊椎桿可以被調整以調節或改變其硬度或柔度，相應改變脊 椎桿的類似特征。此調整可包括調整脊椎桿的剖面厚度；調整脊椎桿特定剖面形狀或輪廓； 限定脊椎桿表面的具體圖案，如波浪(或峰/谷)、溝槽、隆起、肋、脊等；應用熱處理于脊椎 桿；通過帶、系鏈或纜線增加脊椎桿的抗力加固。可設想，緩沖器可具有不同尺寸和形狀，如 圓柱形、球形、矩形或其它規則或不規則形狀。可進一步設想，緩沖器可由包括聚合物、彈性 體、金屬、陶瓷或其組合等材料制成。或者，緩沖器可為實心、多孔的，并且可設計為包括圖 案(pattern)，以調整模數、硬度或柔度。也可設想多種結構以固定緩沖器與脊椎桿，如非鎖 定螺釘或其它部件。可替換地，脊椎桿系統可包括非鎖定多軸螺釘和各段具有端部擋塊的脊椎桿，其 允許彎曲伸展運動時脊椎桿在螺釘內滑動，以順應脊椎桿的彎曲/伸展。非鎖定螺釘防止 脊椎桿脫離或滑脫螺釘。也可設想其它防脫離配置，如較長端蓋、端部緩沖器或止動塊，以 限制脊椎桿的滑動，或阻止脊椎桿滑脫螺釘。脊椎桿可以具有成角方位或彎曲和具有多種/可變脊椎桿長度，以提供手術期間 的加裝(topping-off)或修整。可設想諸如脊椎桿硬度脊椎桿系統的參數可通過調整脊椎 桿和/或緩沖器的材料、材料模數、厚度、輪廓、部件設計和孔隙率等參數改變。因此，脊椎 桿系統可模塊化和/或通過提供不同的脊椎桿硬度和/或緩沖器硬度而可調。可設想，脊 椎桿的靜態剪切強度可抵抗應用于脊椎桿的至少100牛頓(N)的力，優選至少200N，最優 選至少400N，在不斷裂的情況下，脊椎桿偏轉至少2毫米(mm)，優選至少5mm，最優選至少 IOmm0在一個特定實施例中，根據本發明的原理，提供了一種脊椎桿系統。脊椎桿系統包 括脊椎桿，其具有第一細長段、第二細長段與位于第一段和第一段之間的中間段。中間段具 有限定第一鎖定部分的內表面。抗力構件限定具有限定第二鎖定部分的外表面，第二鎖定 部分被配置為嚙合第一鎖定部分，使得抗力構件與至少部分內表面固定并嚙合。第一段可 以限定縱軸，其限定與第二段限定的縱軸夾角小于180度。中間段相對第一段和第二段更具撓性，且配置為對第一和第二段的運動提供可變 抗力。抗力構件可具彈性，且配置為對第一和第二段的運動提供可變抗力。中間段可限定 弓形內表面，抗力構件配置為嚙合基本所有內表面。中間段可具有C形配置，其限定相應形 狀的內表面和開口端，抗力構件配置為阻止并抵抗開口端的閉合。第一鎖定部分可為從內表面突出的支柱，第二鎖定部分為開口，使得支柱配置為 安裝連接開口。中間段可限定弓形形狀，包括繞其圓周設置的多個溝槽。第一段具有第一 尺寸長度，第二段具有更大的第二尺寸長度。可替換地，脊椎桿系統包括繞第一段和第二段設置的用于其間連接的張力元件，其配置限制第一和第二段的運動。張力元件具有細長帶結構，其包括繞第一段設置的第一 環部和繞第二段設置的第二環部。在可替換實施例中，脊椎桿包括限定第一縱軸的第一細長段。第二細長段限定第 二縱軸，且其至少部分具有弓形結構，其限定的曲率半徑介于20-400mm范圍內。撓性中間 段設置于第一段和第二段之間。中間段具有弓形內表面，其限定內腔，并包括鎖定部分。緩 沖器安裝連接鎖定部分，且設置于內腔內，以嚙合內表面，對第一和第二段從第一方位的運 動提供增加的抗力。在另一個可替換實施例中，提供了一種用于連至椎骨的脊椎桿系統。脊椎桿系統 包括脊椎桿，其具有第一細長段、第二細長段與位于第一段和第一段之間的撓性中間段。中 間段具有內表面，該內表面限定內腔且包括第一鎖定部分。抗力構件設置于內腔內，內腔具 有外表面，其設置用于嚙合內表面。外表面限定了第二鎖定部分，其配置用于嚙合第一鎖定 部分，使得抗力構件與內表面固定。第一緊固元件配置為連接第一段至椎骨，第二緊固元件 配置為連接第二段至相鄰椎骨。脊椎桿配置為椎骨從第一方位彎曲和伸展期間對第一和第 二段的運動提供增加的抗力。第一緊固元件可限定配置用于活動支撐第一段的內腔。第一段包括配置為阻止 第一段脫離第一緊固元件的擋塊。第二段延伸長度可大于第一段，使得第二段延伸穿過與 椎骨相關聯的至少兩個椎間級，因而第二緊固元件和第三緊固元件配置為連接第二段至椎 骨。脊椎桿系統可包括繞各段設置的細長帶，且包括繞第一段設置的第一環部和繞第 二段設置的第二環部，其配置為限制各段從第一方位的運動。


根據具體描述并結合以下附圖，本發明將更為顯而易見，其中圖1是根據本發明原理的脊椎桿系統的一個特定實施例的透視圖；圖2是圖1所示脊椎桿系統的脊椎桿的透視圖；圖3是圖2所示脊椎桿的側視俯視圖；圖4是圖1所示脊椎桿系統的抗力構件的透視圖；圖5是抗力構件沿圖4線5-5的側視橫剖視圖；圖6是連至椎骨的本發明的脊椎桿系統的透視圖；圖7是連至椎骨的本發明的脊椎桿系統的橫剖視圖，其示出了脊椎桿的運動；圖8是圖2所示脊椎桿的可替換實施例的側視圖；圖9是圖2所示脊椎桿的另一個可替換實施例的正視圖；圖10是圖2所示脊椎桿的另一個可替換實施例的側視圖；圖11是使用連至椎骨的圖10所示脊椎桿的脊椎桿系統的可替換實施例的橫剖視 圖；圖12是圖2所示脊椎桿的另一個可替換實施例的側視圖；圖13是圖11所示脊椎桿的另一個可替換實施例的正視圖；圖14是圖2所示脊椎桿的另一個可替換實施例的側視圖；圖15是圖2所示脊椎桿的另一個可替換實施例的側視圖16是圖2所示脊椎桿的另一個可替換實施例的側視圖；圖17是圖2所示脊椎桿的另一個可替換實施例的透視圖；圖18是圖4所示抗力構件的可替換實施例的透視圖；圖19是圖4所示抗力構件的另一個可替換實施例的透視圖；圖20是圖4所示抗力構件的另一個可替換實施例的透視圖；圖21是圖4所示抗力構件的另一個可替換實施例的透視圖；圖22是連至椎骨的脊椎桿系統的可替換實施例的橫剖視圖；圖23是使用圖8所示脊椎桿的脊椎桿系統的可替換實施例的側視圖；圖M是圖23所示脊椎桿系統的正視圖；圖25是使用圖8所示脊椎桿的脊椎桿系統的可替換實施例的側視圖；圖沈是圖25所示脊椎桿系統的正視圖；圖27是使用圖8所示脊椎桿的脊椎桿系統的可替換實施例的側視圖；圖觀是圖27所示脊椎桿系統的正視圖；以及圖四-43是根據本發明原理的脊椎桿系統的鎖定部分的可替換實施例的側視圖。附圖中相同參照數字指相同部件。
具體實施例方式本發明的脊椎桿系統及其使用方法的示例性實施例將以脊椎病治療用醫療裝置 進行描述，更具體地，以具有彎曲和伸展能力的動態脊椎桿系統進行描述。可設想，公開的 脊椎桿系統及其使用方法提供了穩定性、保持結構完整性，同時減小脊柱元件所受壓力。可 設想，本發明可用于治療例如退變性椎間盤疾病、椎間盤突出、骨質疏松、脊椎前移、狹窄 癥、脊柱側凸及其它曲度異常、脊柱后凸、腫瘤和骨折等脊椎病。可進一步設想，本發明可用 于這些疾病的手術治療，包括開放手術和微創手術，例如椎間盤切除術、椎板切除術、融合 術、骨骼移植和植入假體。可預期，本發明可用于其它骨骼或骨骼相關應用，包括診斷與治 療相關應用。可進一步預期，公開的脊椎桿系統可用于使用前、側或后入路法對俯臥或仰臥 姿勢的病人進行的手術治療。本發明可用于治療腰、頸、胸和骨盆區域脊柱的手術過程。參照以下本發明的詳細描述，并結合屬于本發明一部分的附圖，將更容易理解本 發明。應理解，本發明不限于本文所述和/或所示具體裝置、方法、條件或參數，且本文所用 術語僅為通過示例說明特定實施例，無意限制權利要求的發明。同樣，如本說明所用包括 所附權利要求，單數形式“一”、“一個”也包括其復數形式，引用的特定數值至少包括該特定 值，除非文章另有明確說明。本文中范圍可表述為自“約”或“近似”某特定值和/或至“約” 或“近似”另一特定值。當表述此范圍時，另一個實施例包括自一特定值和/或至另一特定 值。同樣，數值前使用先行詞“約”而表述為近似值時，應理解，該特定值形成另一個實施例。下述討論包括脊椎桿系統、相關部件和使用根據本發明原理的脊椎桿系統的示例 性方法的描述。還公開了可替換實施例。現將參照附圖所示本發明的示例性實施例。參照 圖1-5，示出了根據本發明原理的脊椎桿系統的部件。脊椎桿系統的部件由適用于醫療應用的材料制造，包括金屬、聚合物、陶瓷、生物 相容材料和/或其復合材料，其取決于特定應用和/或醫療從業者的喜好。例如，脊椎桿系 統的脊椎桿的制造材料可包括鈦等材料；包括PEEK和PEKJI -PEEK復合材料、PEEK-BaSO4聚合橡膠等聚芳醚酮的熱塑材料；包括塑料、金屬、陶瓷及其復合材料等聚合物和包括聚亞 苯基、聚酰胺、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚乙烯、環氧樹脂等剛性聚合物的生物相容材料；且 脊椎桿的不同段可具有可替換材料復合物，以實現多種所需特征，諸如強度、剛度、彈性、柔 度、生物相容性、耐久性和射線可透性或成像選擇(imaging preference)。作為進一步示 例，脊椎桿系統的抗力構件可由硅、聚氨酯、硅-聚氨酯、共聚物、聚合橡膠、聚烯烴橡膠、水 凝膠等材料、半剛性和剛性材料以及彈性體、橡膠、熱塑彈性體、熱固彈性體、彈性體復合材 料和塑料等生物相容材料制成。但是本領域技術人員應了解，根據本發明，適于組裝和制造 這些材料和加工方法將是適用的。脊椎桿系統被配置用于脊椎病手術治療期間連至脊椎(如圖6所示)，其示例如下 所述。脊椎桿系統具有脊椎桿30，其包括第一細長段，例如限定縱軸a的上段32 ；第二細長 段，如限定了縱軸b的下段34。中間段36與上下段32、34連接，并作為脊椎桿30部件的接合段設置于其間。可 設想，脊椎桿30的部件可整體形成、使用連接元件整體連接或設置。中間段36相對上下段 32、34更具撓性，且配置為對上下段32、34的運動提供抗力。可設想，中間段36可提供增 加、可變、恒定和/或減少的抗力。可預期，各段32、34、36可具有不同尺寸，例如，長度、寬 度、直徑和厚度。可進一步預期，各段32、34、36的各橫截面可具有不同結構，例如，圓形、橢 圓形、矩形、不規則形狀、一致或不一致形狀。上段32可具有與下段34不同的橫截面積、幾 何結構、材料或強度、模數或撓性等材料屬性。中間段36可按照特定應用的要求具有不同厚度t (圖幻。可設想，中間段36的厚 度t可介于I-IOmm的范圍內，優選介于2-8mm的范圍內，最優選介于3_5mm的范圍內。可 進一步設想，中間段36的橫截面幾何結構或面積可一致、不一致、恒定或可變。可設想，中間段36可配置為具有寬、窄、圓形或不規則配置的撓性接頭。可設想， 中間段36可具有多種配置和尺寸，如大小、形狀、厚度、幾何結構和材料。中間段36也可具 有一個或多個元件連接段32、34，諸如隔開部分、交錯排列圖案和網孔(mesh)。中間段36 可由與上下段32、34相同或不同材料制造。中間段36可具有與上下段32、34不同的橫截 面積、幾何形狀或強度、模數或撓性等材料屬性。中間段36可使用多種方法和結構連至上 下段32、34，包括模制連續部件、機械緊固、粘合劑粘結及其組合。可設想，中間段36具有撓 性鉸鏈配置，可相對脊椎桿30的中心軸前或后偏移，以調整脊椎桿系統的撓性或硬度。可 進一步設想，可替換擇特定參數以調節脊椎桿系統的撓性或硬度，包括中間段36的橫截面 積(或厚度)；與下述緩沖器50的硬度相關的材料模數；1-30%范圍內的孔隙率調整，可包 括在10微米-Imm范圍內調整孔隙容積；以及脊椎桿材料屬性。這些參數允許為特定應用 調整強度、耐久性、撓性(或硬度)、總輪廓和使用經皮進路的能力等脊椎桿系統的屬性或 性能。中間段36包括撓性接頭構件37，其具有C形結構，且限定相應形狀的弓形內表面 38和開口端40。可預期，接頭構件37可具有諸如U形、V形、W形的可替換結構。可進一步 預期，脊椎桿30可包括沿脊椎桿30長度方向隔開的一個或多個中間段36。在包括多個中 間段36的實施例中，多個中間段36可以以相同或不同方位設置，諸如對齊、不對齊、偏移、 開口端面向或不面向椎骨與交替的角度方位。上段32被設置成鄰近開口端40的上部42，過渡部分(the transition)限定正面43。下段34被設置成鄰近下部44，過渡部分限定正面45。內表面38限定內腔46和第一 鎖定部分，諸如，例如支柱48。支柱48具有圓柱形的第一部分49a和直徑隨支柱48向表面 38過渡而增加的第二部分49b，如圖3所示。內腔46被配置用于設置抗力構件，諸如，例如緩沖器50，如圖4和5所示。緩沖器 50具有外表面52，其限定第二鎖定部分，諸如，例如開口 M。開口 M具有配置為接收部分 49a的第一部分5 和具有漸增直徑且配置為接收部分49b的第二部分55b。開口 M接收 支柱48，以固定安裝緩沖器50與脊椎桿30，以鎖定脊椎桿系統的這些部件到合適位置。可 預期，部分49a、49b可具有多種配置和尺寸，且部分55a、55b具有相應配置和尺寸，以接收 部分49a、49b。部分49a、49b的配置和尺寸可一致。可設想，第一鎖定部分可包括一個或多 個元件，可繞中間段36以不同方式設置，或使用緊固元件和粘合劑，第二鎖定部分具有相 應配置以與其嚙合。緩沖器50是彈性的，且配置為對各段32、34、36的運動提供可變抗力。可預期，緩 沖器50可提供增力Π、可變、恒定和/或減少的抗力。緩沖器50置于內腔46內，且緊密配合 地嚙合表面38。緩沖器50可配置為不同的尺寸和形狀，如圓形、橢圓形、矩形、三角形、球形 和不規則形狀。可設想，緩沖器50的硬度介于20邵氏(Shore)A至55邵氏D范圍內，優選 介于70至90邵氏A范圍內。緩沖器50的材料可為實心或多孔、均質或異質、單聚合物或 多于一種聚合物的混合/復合。可預期，緩沖器50的彈性可避免蠕動，并增進脊椎桿系統 的形狀恢復。可設想，緩沖器50配置為阻止和/或抵抗開口端40的閉合。緩沖器50可插 入內腔46以供組裝，或通過例如將具有緩沖器配置的囊、袋或氣球插入內腔46并注入可固 化材料就地形成。在脊椎桿30的第一方位，縱軸a與縱軸b繞接頭構件37成夾角X，如圖3所示。 夾角χ理想地介于135度至小于180度的范圍內，且優選介于150度至160度范圍內。夾 角χ可等于180度。可設想，在第一方位，沒有彎曲或伸展力應用于脊椎桿30。當各段32、 34,36從第一方位移至第二方位時，彎曲和/或伸展力應用于脊椎桿30。同樣地，緩沖器50 與中間段36嚙合地相互作用，對上下段32、34從第一方位至第二方位的運動提供增加的抗 力。可預期脊椎桿系統的部件在一個或多個方位間的運動，且可包括脊椎桿系統的部件的 抗力級增加和減少范圍。在組裝、操作和使用中，脊椎桿系統用于治療影響病人脊柱段的脊椎病手術過程 中，如下所述。脊椎桿系統也可用于其它手術過程。特別地，脊椎桿系統用于治療包括椎骨 V的患病段疾病或損傷的手術過程，如圖6和7所示。可預期，脊椎桿系統連至椎骨V，以動 態穩定脊柱的患病段，有助于恢復和治療，同時提供彎曲和伸展能力。在使用中，為治療脊柱的患病段，醫療從業者以適當方式接近包括椎骨V的手術 部位，如通過組織切開和回縮。可設想，脊椎桿系統可用于任一現有手術方法或技術，包括 開放式手術、小切口手術、微創手術和經皮手術移植，通過小切口或提供保護通道至該部位 的套管接近椎骨V。一旦獲得接近手術部位，則執行特定手術過程以治療脊椎病。讓后使 用脊椎桿系統增進手術治療。脊椎桿系統可作為預組裝的裝置遞送或移植，或可就地組裝。 脊椎桿系統可完全或部分修改、移除或更換，例如，僅更換緩沖器50、更換脊椎桿30和緩沖 器50，并使用合適的緊固元件。第一緊固元件，諸如。例如固定螺釘組件70，配置為連接上段32至椎骨義。第二緊固元件，諸如，例如固定螺釘組件71，配置為連接下段34至椎骨\。椎骨V1J2中制造導 引孔，以接收固定螺釘組件70、71。固定螺釘組件70、71包括螺紋骨骼嚙合部分72，其根據 手術治療的特定要求插入或其他方式連至椎骨A、V2。固定螺釘組件70、71各自具有有孔 或通孔的螺釘頭74和旋至上下段32、34以連接脊椎桿30與椎骨V到位的緊定螺釘76，如 下所述。如圖6所示，脊椎桿系統包括兩個軸向對齊并隔開的脊椎桿30，上下段32、34部分 穿過螺釘頭74的孔。各螺釘頭74的緊定螺釘76旋至脊椎桿30的端部，以牢固連接脊椎 桿30和椎骨\、\。一旦脊椎桿系統與椎骨V固定，則脊椎桿30被配置為在脊柱彎曲和伸 展期間對上下段32、34的運動提供增加的抗力。例如，如圖7A所示，脊椎桿30處于空載狀 態，其對應上述第一方位，椎骨A、V2上無可感知的拉伸或壓縮負載。在病人相應運動引起 椎骨V彎曲和/或伸展時，在脊椎桿30向第二、第三或更多方位運動期間，脊椎桿30與增 加的抗力相互作用。在彎曲時，如圖7B所示，上段32相對下段34沿箭頭F所指方向移動。接頭構件 37繞緩沖器50圓周撓性展開，使得中間段36壓縮緩沖器50。該配置增加了彎曲期間的抗 力。在伸展時，如圖7C所示，上段32相對下段34沿箭頭E所指方向移動。接頭構件37繞 緩沖器50圓周撓性壓縮。鄰近緩沖器50的內表面38處于拉伸狀態，接頭構件37的相對 邊處于壓縮狀態，使得接頭構件37不會大幅壓縮緩沖器50。伸展期間抗力增加。彎曲和伸 展期間抗力的增加限制了椎骨V的運動，以動態穩定脊柱接受治療的區域。脊椎桿系統可使用脊柱手術使用的多種骨釘、椎弓根釘或多軸螺釘(MAQ。可預 期，脊椎桿系統可使用包覆羥磷灰石等骨傳導材料和/或骨成形蛋白等骨誘導劑的椎弓根 釘，有助于骨骼固定，以促進接受治療的脊柱區域的運動。脊椎桿30和緩沖器50可由聚合 物等射線可透射材料制成。χ光、熒光檢查、CT或其它成像技術中可使用無線電指示標進行 識別。可使用鉭珠、鉭銷、鈦銷、鈦端蓋等金屬或陶瓷無線電指示標，諸如被置于脊椎桿30 的端部和/或沿其長度鄰近接頭構件37或與緩沖器50 —起設置。參照圖8所示脊椎桿30的可替換實施例，與圖1-3所示相似，上段32和下段34 所處方位使得縱軸a與縱軸b繞開口端40成夾角ζ。夾角ζ理想地介于135度至小于180 度的范圍內，且優選介于150度至160度范圍內。夾角ζ可等于180度。參照圖9所示脊 椎桿30的另一個可替換實施例，與上述相似，上段32和下段34處于側向偏移方位，使得縱 軸a與縱軸b繞中間段36側成夾角y。夾角y理想地介于135度至小于180度的范圍內， 且優選介于150度至160度范圍內。夾角y可等于180度。可預期，脊椎桿系統可按照特 定夾角ζ和夾角y的角度方位設置，使得脊椎桿30可軸向和側向偏移。參照圖10，可替換實施例的脊椎桿系統包括脊椎桿130，與圖1-3所述脊椎桿30 相似。脊椎桿130包括上段132、中間段136和下段134，與上述各段相似。上段132具有 第一長度，下段134具有較長的第二長度。脊椎桿130處于第一方位時，縱軸a與縱軸b繞 開口端140成180度夾角。可預期，縱軸a與縱軸b可以以其它角度方位設置，包括上述角 度方位。下段134具有弓形結構，且長度較大，提供了伸展跨過兩個或多個椎間元件的能 力。可預期，脊椎桿系統的配置可提供多個椎間級的動態或撓性穩定性，包括治療或未治療 椎骨和椎間級。可進一步預期，與上段132和中間段136相比，下段134提供的穩定撓性較小或剛性較大。可設想，下段134可連至跨L5-S1級等下腰椎級的椎骨。下段134可在手 術過程期間切割或修整，使得脊椎桿130的尺寸可按照病人需要或手術治療或醫療從業者 的特定要求調整。下段134的弓形結構具有曲率半徑rr。理想地，曲率半徑rr介于20_400mm的范 圍內，優選介于50-200mm范圍內，且最優選介于100_150mm范圍內。在可替換實施例中，上 段132可具有弓形結構和/或增大的長度，與上述相似。弓形結構的上段132的曲率半徑 包括上述范圍。可預期，弓形結構的上段132的曲率半徑與下段134可具有相等或不等的 半徑、相同或不同的方位。可進一步預期，上段132可包括側向偏移的方位，與參照圖9和 16所述相似。參照圖11，用于治療脊椎病的手術過程的脊椎桿系統使用方法可替換實施例，與 參照圖6和7所示相似，包括上述脊椎桿130。脊椎桿系統包括固定螺釘組件170、171和 173，包括的螺紋骨骼嚙合部分172，其根據手術治療的特定要求插入或其他方式連至椎骨 V1^V2和V3。固定螺釘組件170、171和173各自具有有通孔的螺釘頭174和緊定螺釘176， 其被旋轉至脊椎桿130，以合適地連接脊椎桿30和椎骨V。與下段134相比，上段132具有較短的脊椎桿長度。固定螺釘組件170旋轉至上 段132，以與椎骨V1連接。下段134具有較長的脊椎桿長度，其延伸穿過椎間盤元件I1和 12。固定螺釘組件171、173旋轉至下段134，以與椎骨％、％連接。保持運動，同時提供穩定 性至未治療椎間級。可設想，上段132和中間段136用于L4-L5等腰椎級。可預期，下段1；34用于L5-S1 等下腰椎級。可預期，脊椎桿130的配置使得下段134可在手術過程期間按需要切割或修 整。可設想，手術期間可熱處理脊椎桿，以獲得最適合病人的曲率或形狀。可進一步設想， 脊椎桿130可包括沿脊椎桿130長度隔開的一個或多個中間段136，例如，附加中間段136 被置于固定螺釘組件171和173之間。在包括多個中間段136的實施例中，多個中間段136 可以以相同或不同方位設置，諸如對齊、不對齊、偏移、開口端面向或不面向椎骨與其它角 度方位。參照圖12所示的可替換實施例，脊椎桿130具有線性配置的下段234。在脊椎桿 130的第一方位，上段132限定的縱軸a與下段234的縱軸b繞中間段136的開口端140成 夾角XX。夾角XX理想地介于135度至小于180度的范圍內，且優選介于150度至160度范 圍內。夾角XX可等于180度。參照圖13所示脊椎桿130的另一個可替換實施例，與參照圖12所述相似，上段 132和下段234處于側向偏移方位，使得縱軸a與縱軸b繞中間段136側成夾角yy。夾角 yy理想地介于135度至小于180度的范圍內，且優選介于150-160度范圍內。夾角yy可等 于180度。可預期，脊椎桿系統可按照特定夾角xy和夾角yy的角度方位設置，使得脊椎桿 130可軸向和側向偏移。參照圖14所示，在脊椎桿130的可替換實施例中，與參照圖11所述相似，下段334 具有弓形結構與相應的曲率半徑r。理想地，曲率半徑r介于20-400mm的范圍內，優選介于 50-200mm范圍內更佳，且最優選介于100_150mm范圍內。參照圖15，脊椎桿130的另一可替換實施例中，與上述相似，上段432具有弓形結 構與相應的曲率半徑理想地，曲率半徑T1介于20-400mm的范圍內，優選介于50_200mm范圍內，且最優選介于100-150mm范圍內。下段434具有波浪形結構與相應的曲率半徑r2、 r3。半徑r2、r3理想地介于20_400mm的范圍內，優選介于50_200mm范圍內，且最優選介于 100-150mm范圍內，且可為相等值、不等或零。參照圖16，圖15所示脊椎桿130的另一可替換實施例，下段434包括側向彎曲與 相應曲率半徑r4，其理想地介于20-400mm的范圍內，優選介于50_200mm范圍內，且最優選 介于100-150mm范圍內。參照圖17，在脊椎桿30的一個可替換實施例中，與參照圖1-3所述，中間段536的 內表面538包括多個溝槽580。溝槽580繞內表面538的圓周橫向設置。中間段538具有 外表面582，其包括多個溝槽584。溝槽584繞接頭構件537橫向設置。可預期，一個或多 個溝槽可限定于表面538、582。可進一步預期，溝槽580、584可縱向定位。溝槽580、84可 僅位于一個表面538或表面582。可設想，溝槽可交錯排列或不連續。參照圖18，在一個可替換實施例中，緩沖器50由多孔或泡沫材料制造。在另一個 可替換實施例中，緩沖器50具有齒輪表面配置，包括齒660，如圖19所示。在另一個可替換 實施例中，緩沖器50具有啞鈴配置，包括橢圓形表面760，如圖20所示。在另一個可替換實 施例中，緩沖器50具有通孔360，如圖21所示。參照圖22，使用與上述部件相似部件的脊椎桿系統的可替換實施例中，固定螺釘 組件970、971，與上述組件70、71相似，用于連接類似上述脊椎桿30的脊椎桿930至椎骨 W固定螺釘組件970、97包括配置為允許脊椎桿930在其中相對運動的螺釘頭974。脊 椎桿930包括上段932和下段934，其可在螺釘頭974的各通孔內相對移動。上段932包括 位于其端部的擋塊935。下段934包括位于其端部的擋塊937。擋塊935、937配置為在椎 骨V1J2的彎曲和伸展的運動期間阻止脊椎桿930與固定螺釘組件970、971脫離。可設想， 組件970、971包括非鎖定多軸螺釘，使得各段932、934在因脊椎桿930彎曲/伸展施加拉 伸和壓縮負載時自由滑動。上下段932、934可包括細長擋塊或端蓋，以限制脊椎桿930的 滑動，或進一步阻止脊椎桿930滑脫固定螺釘組件970、971。上下段932、934也可與緊定螺 釘等旋轉固定。參照圖23和M，在包括脊椎桿30的脊椎桿系統的另一個可替換實施例中，與參照 圖8所述相似，拉伸元件，諸如帶1090被設置為繞上段32、下段34和中間段36，其配置為 限制上下段32、34從第一方位運動。帶1090可通過卷邊、所附鎖蓋、繞銷扣環或系結固定 至上下段32、34端部。帶1090可包括系鏈或纜線，且理想地由彈性材料制造。帶1090關 于上下段32、34的彎曲/伸展運動增大脊椎桿30的抗力，如上所述。參照圖25和沈，在圖23和M所示脊椎桿系統的可替換實施例中，帶1190包括 繞上段32設置的環1192和繞下段34設置的環1194。帶1190的中部1196被設置成穿過 開口端40。參照圖27和觀，在圖23和M所示脊椎桿系統的另一個可替換實施例中，帶被 配置為編織網孔(woven mesh) 1290。編織網孔1290包括繞上段32設置的環1292和繞下 段；34設置的環1294。中部1296被設置成穿過開口端40。可預期，編織網孔1290由彈性 材料制造。參照圖四-43，脊椎桿系統可以包括中間段36的鎖定部件和緩沖器50的可替換 實施例，與參照圖1-3所述相似。如圖四所示，中間段36包括第一鎖定部分，圓錐形支柱 1348，且緩沖器50包括第二鎖定部分，開口 1354，其被配置為接收并鎖定嚙合緩沖器50與脊椎桿30。可替換地，如圖30所示，中間段36包括第一鎖定部分，具有倒刺1449的支柱 1448，且緩沖器50包括第二鎖定部分，開口 1454，其被配置為接收并鎖定嚙合緩沖器50與 脊椎桿30。可替換地，如圖31所示，中間段36包括第一鎖定部分，楔形支柱巧48，且緩沖 器50包括第二鎖定部分，開口 1554，其被配置為接收并鎖定嚙合緩沖器50與脊椎桿30。可替換地，如圖32所示，中間段36包括第一鎖定部分，圓錐形支柱1648，其設置 于接頭構件37，且緩沖器50包括第二鎖定部分，開口 1654，其被配置為接收并鎖定嚙合緩 沖器16M與脊椎桿50。可替換地，如圖33所示，中間段36包括第一鎖定部分，具有雙鉤 1749的支柱1748，其設置于接頭構件37，且緩沖器50包括第二鎖定部分，開口 1754，其被 配置為接收并鎖定嚙合緩沖器50與脊椎桿30。可替換地，如圖34所示，中間段36包括第 一鎖定部分，銷形支柱1848，且緩沖器50包括第二鎖定部分，開口 1854，其被配置為接收并 鎖定嚙合緩沖器50與脊椎桿30。可替換地，如圖35所示，中間段36包括第一鎖定部分，支柱1948，支柱1948從內 表面38伸出且穿過部分開口端40。緩沖器50包括第二鎖定部分，外表面1952，其外表面 1952具有凹槽1953，其被配置為接收支柱1948，并鎖定嚙合緩沖器50和脊椎桿30。可替 換地，如圖36所示，中間段36包括第一鎖定部分，連接鄰近兩面43、45并穿過開口端40的 系鏈2048。緩沖器50包括外表面2052，其被配置為與系鏈2048嚙合，使得緩沖器50與脊 椎桿30固定。可替換地，如圖37所示，中間段36包括第一鎖定部分，連接鄰近側部并穿過 內腔46側向開口部分的系鏈2148。緩沖器50包括外表面2152，其被配置為與系鏈2148 嚙合，使得緩沖器50與脊椎桿30固定。可替換地，如圖38所示，中間段36包括第一鎖定部分，連接鄰近兩面43、45并穿 過內腔46側向開口部分的系鏈2248。緩沖器50包括外表面2252，其被配置為與系鏈2248 嚙合，使得緩沖器50與脊椎桿30固定。可替換地，如圖39所示，中間段36包括第一鎖定 部分，設置下側部分的系鏈連接2348。緩沖器50包括第二鎖定部分，與中間段36系鏈配置 的系鏈連接23M，以鎖定嚙合緩沖器50與脊椎桿30。可替換地，如圖40所示，中間段36 包括第一鎖定部分，設置于下側部分的系鏈連接對48。緩沖器50包括第二鎖定部分，與中 間段36處于系鏈配置的系鏈連接2454，以鎖定嚙合緩沖器50與脊椎桿30。可替換地，如圖41所示，脊椎桿系統包括連接鄰近上下段32、34端部且穿過內腔 46側向開口部分的系鏈2548。緩沖器50包括外表面2552，其被配置為與系鏈2548嚙合， 使得緩沖器50與脊椎桿30固定。可替換地，如圖42所示，中間段36包括第一鎖定部分， 連接鄰近接頭構件37的上部和下部并穿過內腔46側向開口部分的系鏈沈48。緩沖器50 包括外表面2652，其被配置為與系鏈沈48嚙合，使得緩沖器50與脊椎桿30固定。可替換 地，如圖43所示，中間段36包括第一鎖定部分。繞其設置用于保持緩沖器50的網孔2748。 緩沖器50包括外表面2752，其被配置為與網孔2748嚙合，使得緩沖器50與脊椎桿30固 定。應理解，可對本文公開的實施例進行多種修改。因此，上述說明不應視為限制性， 而僅是多種實施方式的例證。本領域技術人員可設想屬于所附權利要求的范圍和精神的其 它修改。
權利要求
1.一種脊椎桿，包括 第一細長段；第二細長段；位于所述第一段和所述第二段之間的中間段，所述中間段具有限定第一鎖定部分的內 表面；以及抗力構件，其具有限定第二鎖定部分的外表面，所述第二鎖定部分被配置為嚙合所述 第一鎖定部分，使得所述抗力構件與至少部分所述內表面固定并嚙合。
2.根據權利要求1所述的脊椎桿，其中所述中間段相對所述第一段和所述第二段更具 撓性，且配置為對所述第一和第二段的運動提供抗力。
3.根據權利要求1所述的脊椎桿，其中所述抗力構件是彈性的，且配置為對所述第一 和第二段的運動提供抗力。
4.根據權利要求1所述的脊椎桿，其中所述中間段具有C形結構，其限定相應形狀的內 表面和開口端，因而所述抗力構件被配置為阻止所述開口端的閉合。
5.根據權利要求1所述的脊椎桿，進一步包括繞所述第一段和所述第二段設置的用于 其間連接的張力元件，其配置限制所述第一和第二段的運動。
6.根據權利要求5所述的脊椎桿，其中所述張力元件具有細長帶結構，其包括繞所述 第一段設置的第一環部和繞所述第二段設置的第二環部。
7.根據權利要求1所述的脊椎桿，其中所述第一段限定縱軸，其與所述第二段限定的 縱軸夾角小于180度。
8.根據權利要求1所述的脊椎桿，其中所述第一鎖定部分是從所述內表面突出的支 柱，所述第二鎖定部分是開口，以便所述支柱配置為安裝連接所述開口。
9.一種脊椎桿系統，包括 第一細長段；第二細長段，其包括至少一部分具有限定曲率半徑介于20-400mm范圍內的弓形結構； 位于所述第一段和所述第二段之間的撓性中間段，所述中間段具有弓形內表面，所述 弓形內表面限定內腔且包括鎖定部分；以及緩沖器，其安裝連接所述鎖定部分且設置于所述內腔內以嚙合所述內表面，其配置對 所述第一和第二段從第一方位的運動提供增加的抗力。
10.根據權利要求9所述的脊椎桿，其中緩沖器是彈性的。
11.根據權利要求9所述的脊椎桿，其中所述中間段具有C形結構，其包括與所述內腔 相通的開口端，因而所述緩沖器被配置為阻止所述開口端的閉合。
12.根據權利要求9所述的脊椎桿，其中所述中間段包括多個隔開的部分。
13.一種連接至椎骨的脊椎桿系統，該系統包括 脊椎桿，其包括第一細長段， 第二細長段，位于所述第一段和第二段之間的撓性中間段，所述中間段具有內表面，該內表面限定 內腔且包括第一鎖定部分，以及位于所述內腔內的抗力構件，其具有設置成與所述內表面嚙合的外表面，所述外表面限定第二鎖定部分，所述第二鎖定部分被配置為嚙合第一鎖定部分使得所述抗力構件與所 述內表面固定；以及配置為連接所述第一段至椎骨的第一緊固元件和配置為連接所述第二段至相鄰椎骨 的第二緊固元件，其中所述脊椎桿被配置為在椎骨從第一方位彎曲或伸展期間對所述第一和第二段的 運動提供增加的抗力。
14.根據權利要求13所述的脊椎桿，其中所述第一緊固元件限定配置為活動支撐第一 段的內腔，所述第一段包括配置為阻止第一段脫離第一緊固元件的擋塊。
15.根據權利要求13所述的脊椎桿，其中所述第二段延伸長度大于所述第一段，使得 所述第二段延伸穿過與所述椎骨相關聯動至少兩個椎間級，因而所述第二緊固元件和第三 緊固元件被配置為連接所述第二段至所述椎骨。
全文摘要
本發明涉及一種具有第一細長段和第二細長段的脊椎桿。撓性中間段位于第一段和第二段之間。中間段具有限定第一鎖定部分的內表面。抗力構件具有限定第二鎖定部分的外表面，第二鎖定部分配置為嚙合第一鎖定部分，使得抗力構件與至少部分內表面固定并嚙合。
文檔編號A61B17/70GK102143716SQ200980135783
公開日2011年8月3日 申請日期2009年8月14日 優先權日2008年8月15日
發明者H·H·特里優 申請人:華沙整形外科股份有限公司