專利名稱：用于脊柱關(guān)節(jié)重建的修復(fù)器件的制作方法
用于脊柱關(guān)節(jié)重建的修復(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。通常用螺絲釘作為固件將這些保持活動的脊椎間盤結(jié)合到鄰近 的椎骨上。有時，螺絲釘?shù)奈恢每赡艿陀谄谕赡軐?dǎo)致椎骨的一些 弱化，和可能不充分地將保持活動的脊椎間盤固定在適當(dāng)?shù)奈恢?。這 樣的低于期望的結(jié)合能夠限定保持活動性的脊椎盤的可操作性。
所需要的是修復(fù)器件，用于插入椎骨空間之間，其可以被較好地 固定在脊柱上或更有效地提供期望的特性。此處公開的后關(guān)節(jié)取代器 件克服了先有技術(shù)的一個或多個問題。
發(fā)明概述
在一個示例性的方面，本公開是關(guān)于修復(fù)器件，其用于在上邊椎 骨和下邊椎骨之間限定的椎骨空間的取代，以提供上邊椎骨和下邊椎 骨的關(guān)節(jié)活動。所述修復(fù)器件可以包含上邊關(guān)節(jié)部分，其被配置為至 少部分地放置于椎骨間空間中，和下邊關(guān)節(jié)部分，其被配置為至少部 分地放置于椎骨間空間中。下邊的關(guān)節(jié)部分可以被配置為與上邊的關(guān) 節(jié)部分配合，以提供上邊和下邊的椎骨的咬合活動。
在另一個方面，結(jié)合元件可以從上邊關(guān)節(jié)部分和下邊關(guān)節(jié)部分中 的一個上，按照脊柱的總體方向延伸出來。結(jié)合元件可以被配置為固 定到上邊椎骨和下邊椎骨的至少一個上，以至少部分地，將所述上邊 關(guān)節(jié)部分和下邊關(guān)節(jié)部分的至少一個緊固在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 在另一個示例性方面，該公開內(nèi)容針對保持活動的修復(fù)器件部件， 用于取代限定在上邊椎骨和下邊椎骨之間的脊椎空間。所述修復(fù)器件 可以包括被配置為至少部分地放置在椎骨空間的關(guān)節(jié)部分。所述關(guān)節(jié)部分可以被配置為與配對部分協(xié)作，以提供上邊椎骨和下邊椎骨的咬 合活動。所述關(guān)節(jié)部分可以包括主體和結(jié)合元件。
在另一個方面，所述主體可以被配置為相對于所述上邊和下邊的 椎骨之一個而被固定。所述結(jié)合元件可以被配置為將所述上邊和下邊 椎骨之所述一個固定在椎骨空間外、并且與椎骨空間隔開的位置。
在另一個方面，結(jié)合元件可以是撓性的。所述主體可以被配置為 相對于上邊和下邊椎骨中的一個而被固定，并且所述撓性結(jié)合元件可 以被配置為結(jié)合到所述上邊和下邊椎骨的另一個上。
在另一個示例性的方面，該公開內(nèi)容針對修復(fù)器件，用于取代在 上邊和下邊椎骨之間所限定的椎骨空間。所述器件可以包括保持活動 的修復(fù)器件部件，作為第一關(guān)節(jié)部分。第二關(guān)節(jié)部分可以被配置為與 第一關(guān)節(jié)部分配合，以提供上邊和下邊椎骨的結(jié)合關(guān)節(jié)活動。第二個 關(guān)節(jié)部分可以被配置為相對于所述上邊和下邊椎骨的另外一個而被固 定。
在另一個示例性的方面，該公開內(nèi)容針對在上邊和下邊椎骨之間 限定的脊椎空間中移植修復(fù)器件、以提供上邊和下邊椎骨的結(jié)合關(guān)節(jié) 活動的方法。所述方法可以包括將上邊的關(guān)節(jié)部分至少部分地放在椎 骨間的空間和將下邊的關(guān)節(jié)部分至少部分地放在椎骨間的空間中。所 述下邊的關(guān)節(jié)部分可以配合上邊的關(guān)節(jié)部分，以提供上邊和下邊椎骨 的結(jié)合關(guān)節(jié)運動。從上邊和下邊的關(guān)節(jié)部分之一個上，在脊柱的總體 方向上，延伸出來的結(jié)合元件可以被固定到處于椎骨間空間之外的所 述上邊和下邊椎骨的至少一個上，以至少部分地將上邊和下邊的關(guān)節(jié) 部分的所述一個固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 在一些示例性的方面，此處公開的所述關(guān)節(jié)取代器件可以包括在 以下先前專利申請中所公開的一個或者多個特征，通過引用將它們的 全部內(nèi)容包含在此
2005年1月7日提交的美國發(fā)明專利申請序列號11/031,602,標 題為"Spinal Arthroplasty Device and Method;"
2005年1月7日提交的美國發(fā)明專利申請序列號11/031,603，標 題為"Dual Articulating Spinal Device and Method;"
2005年1月7日提交的美國發(fā)明專利申請序列號11/031,780，標
題為"Split Spinal Device and Method;"
2005年1月7日提交的美國發(fā)明專利申請序列號11/031,904，標 題為"Interconnected Spinal Device and Method;"
2005年1月7日提交的美國發(fā)明專利申請序列號11/031,700，標 題為"Support Structure Device and Method;"
2005年1月7日提交的美國發(fā)明專利申請序列號11/031,783，標 題為"Mobile Bearing Spinal Device and Method;"
2005年1月7日提交的美國發(fā)明專利申請序列號11/031,781,標 題為"Centrally Articulating Spinal Device and Method;"禾口
2005年1月7日提交的美國發(fā)明專利申請序列號11/031,903，標 題為"Posterior Spinal Device and Method。"
附圖簡要說明


圖1是椎骨柱部分的側(cè)面圖的繪圖顯示；
圖2是限定椎骨間空間的一對鄰近椎骨體的側(cè)視圖的繪圖顯示。 圖3是示例性椎骨間修復(fù)器件的等角視圖的繪圖顯示。 圖4是示例性椎骨間修復(fù)器件的俯視圖的繪圖顯示。 圖5是示例性椎骨間修復(fù)器件的側(cè)視圖的繪圖顯示。 圖6是示例性椎骨間修復(fù)器件的端視圖的繪圖顯示。 圖7是表明椎骨間修復(fù)器件的內(nèi)部特征的繪圖顯示。 圖8A和8B是處于椎骨間空間中的椎骨間修復(fù)器件的繪圖顯示。 圖9是在下邊椎骨上放置的椎骨間修復(fù)器件的繪圖顯示。 圖10是等角視圖的繪圖顯示，其圖示了根據(jù)本公開內(nèi)容另一個方 面所述的示例性椎骨間修復(fù)器件，其中緊固件是分解的。 圖示了示例性椎骨間修復(fù)器件的側(cè)視圖。 圖12圖示了在椎骨間盤空間內(nèi)的示例性椎骨間修復(fù)器件。
發(fā)明詳述
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 植的椎骨間修復(fù)器件。為了促進理解本發(fā)明的原理，現(xiàn)在將參考在附 圖中說明的實施方式或者實例，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)明的范圍不因此受限制。所述的實施方式的 任何變化和進一步的改良，和此處所述的發(fā)明原理的進一步應(yīng)用，正 如對本發(fā)明所述技術(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的部分的側(cè)視圖，說明了被天然的椎間盤D1、 D2、 D3隔開的由相鄰的上邊和下邊脊椎VI、 V2、 V3、 V4構(gòu)成的群。 四個椎骨的說明僅被意欲作為例子。另一個例子是骶骨和一個椎骨。
為了進一步的實施例，通過參照圖2敘述兩個椎骨。所述兩個椎 骨形成脊柱節(jié)段12，其包括上椎骨14和下椎骨16。 一些類型的椎間 盤關(guān)節(jié)成形術(shù)，需要將已經(jīng)位于所述兩個椎骨14、 16之間的一些或所 有的天然椎間盤經(jīng)過椎間盤切除術(shù)或類似的手術(shù)方法去除。去除患病 的或者退化的椎間盤導(dǎo)致在上椎骨和下椎骨14、 16之間形成椎間空間 S。雖然圖2的說明一般地描述了作為腰椎關(guān)節(jié)的脊柱節(jié)段12，但是可 以理解的是，本公開內(nèi)容的所述器件、系統(tǒng)和方法也可以被用于脊柱 的所有區(qū)域，包括頸部和胸部區(qū)域。應(yīng)理解的是，在本公開內(nèi)容的說 明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語上邊和下邊椎骨也包括不直接形成椎間隙 S、但是位于分別高于或低于直接形成椎間隙S的椎骨之位置的椎骨。
一些常規(guī)的脊柱修復(fù)器件用前路手術(shù)(anteriorprocedure)安裝， 需要醫(yī)師使用令人痛苦的和有時有創(chuàng)傷的手術(shù)進入脊柱。 一旦假體用 前路手術(shù)安裝后，瘢痕組織可以在敏感的血管上生成。如果需要第二 個手術(shù)，醫(yī)師可以被要求將瘢痕組織除去，以接近以前放置的假體。 這個敏感的手術(shù)可以導(dǎo)致患者附加的痛苦。此處公開的椎骨間修復(fù)器 件可以比現(xiàn)有的器件優(yōu)越，因為它可以用后路手術(shù)安裝。因此，醫(yī)師 不必接近或破壞存在于脊柱前邊的重要血管。而且，如果第二個手術(shù) 是必需的，醫(yī)師容易接近先前放置的假體，不用將瘢痕組織從敏感的 血管上除去。
因此，所述程序可能被簡化并可能對患者導(dǎo)致較小的痛苦。 一些移植手術(shù)需要放置將修復(fù)器件固定在適當(dāng)位置的固件。在一 些常規(guī)的系統(tǒng)中，這些固件一般被打入椎骨體。然而， 一些患者，包 括年老患者的椎骨體，可能變得脆弱，并變成用于錨定的較差期望位 置。由于這個原因，隨著時間的過去，椎骨體中的固件可能變得松動 和開始搖晃，風(fēng)險是移植的修復(fù)器件的移位。所述固件也可能出現(xiàn)另
外的問題。例如，固件一般被打入椎骨體的側(cè)面，僅僅高于或低于椎 骨空間。
因此，固件可能淺淺地位于椎骨的表面，很接近終板。這個淺位 置可能潛在地減慢骨頭在終板處的生長速度，因為骨頭與修復(fù)器件的 表面緊密配合。另外，固件的淺位置可能使椎骨的終板脆弱，并且如 果遭受極限負荷，椎骨可能劈開，潛在地需要附加的外科手術(shù)和更換 修復(fù)器件。此處公開的椎骨間修復(fù)器件可以允許將器件固件導(dǎo)入與椎 骨終板隔開的位置的椎骨中，在一些情況下，導(dǎo)入椎弓根，而不是椎 骨體中。
圖3-7顯示了可植入圖2中椎間隙S的修復(fù)器件20的幾個視圖。 圖8A和8B顯示了在椎骨空間S就位的修復(fù)器件20。所述修復(fù)器件 20允許椎骨14相對于椎骨16具有結(jié)合關(guān)節(jié)，以提供脊柱關(guān)節(jié)的活動。 以類似于天然椎間盤如椎間盤Dl-D4中的任意一個的方式，進行尺寸 變化以便適合椎骨間空間的高度，修復(fù)器件20對椎骨提供支持和穩(wěn)定。 圖3是修復(fù)器件20的等角側(cè)視圖，圖4是俯視圖。圖5是側(cè)視圖，圖 6是端視圖。圖7顯示了修復(fù)器件20的部分，其分別顯示了內(nèi)部特征。 參照圖3-7，修復(fù)器件20包括上邊關(guān)節(jié)部分22和下邊關(guān)節(jié)部分24。所 述上邊關(guān)節(jié)部分22包括由椎間盤段26形成的上邊主體，后段28，以 及在椎間盤與后端26、 28之間延伸的橋30。同樣地，下邊關(guān)節(jié)部分 24包括由椎間盤段32形成的下邊主體，后段34，以及在椎間盤與后 端32、 34之間延伸的橋36。
上邊和下邊的關(guān)節(jié)部分22、 24可以由任何合適的生物相容的材料 組成，其包括金屬，如鈷-鉻合金、鈦合金、鎳鈦合金和/或不銹鋼合金。 陶瓷材料如鋁氧化物或氧化鋁、鋯氧化物或氧化鋯、致密金剛石顆粒 和/或熱解碳也是可以適合的。聚合物材料也可以使用，包括聚芳醚酮 (PAEK)家族的任何成員，如聚醚醚酮(PEEK)、碳強化PEEK或聚醚酮 酮(PEKK);聚砜；聚醚酰亞胺；聚酰亞胺、超高分子量聚乙烯(UHMWPE) 和/或交聯(lián)的UHMWPE。包括上邊關(guān)節(jié)部分22和下邊關(guān)節(jié)部分24的 各段可以由不同的材料組成，由此允許金屬對金屬、金屬對陶瓷、金 屬對聚合物、陶瓷對陶瓷、陶瓷對聚合物或聚合物對聚合物的構(gòu)造。
在所示的示例性的實施方式中，每個上邊和下邊的關(guān)節(jié)部分22、
24是由單件材料完整地形成或者模制的。在其它的實施方式中，上邊 或下邊關(guān)節(jié)部分22、 24任一個的一個或多個的椎間盤段、后段和橋段 可以單獨形成并結(jié)合到其它段的一個或多個。這些實施方式中的結(jié)合 可以用本技術(shù)領(lǐng)域己知的任何固定機制完成，包括，在其他方式中， 例如，螺紋連接、螺栓連接或者鎖存器連接。在那些實施方式中，所 述椎間盤段、后段和橋段也可以由不同的材料組成。
上邊關(guān)節(jié)部分22的椎間盤段可以包括骨頭接觸表面38和與骨頭 接觸表面38相對的內(nèi)表面44。第一個關(guān)節(jié)部分42可以形成內(nèi)表面44 (圖7)之一部分。在所示的實施方式中，第一個關(guān)節(jié)表面42是隱窩。 同樣地，下邊關(guān)節(jié)部分24的椎間盤段32可以包括與內(nèi)表面48相對的 骨頭接觸表面40，其中第二個關(guān)節(jié)部分表面46形成內(nèi)表面48 (圖7)之 一部分并被配置為與第一個關(guān)節(jié)表面42緊密配合。在所示的實施方式 中，第二個關(guān)節(jié)表面46是突出面。
第一個關(guān)節(jié)表面和第二個關(guān)節(jié)表面42、46—起可以形成咬合關(guān)節(jié)， 其允許上邊和下邊的關(guān)節(jié)部分22、 24彼此相對咬合。該咬合依次可以 允許上邊椎骨14相對于下邊椎骨16的咬合運動，并且在一些實施方 式中，可以允許與天然椎間盤所提供的活動相似的活動。在所示的實 施方式中，第二個關(guān)節(jié)表面46是部分球體，其可以在第一個關(guān)節(jié)表面 42內(nèi)旋轉(zhuǎn)或平移，形成松散限制的球和窩型關(guān)節(jié)。雖然顯示為球和窩 關(guān)節(jié)，但是第一個和第二個關(guān)節(jié)表面42和46可以是任何形狀或設(shè)計， 其允許上邊和下邊關(guān)節(jié)部分22、 24中的一個相對于上邊和下邊關(guān)節(jié)部 分22、 24的另一個活動。例如，第一個和第二個關(guān)節(jié)表面42、 46可 以包括槽和隱窩、球和碟或其它形狀的特征。在一些實施方式中，第 一個和第二個關(guān)節(jié)表面42、 46由不同于椎間盤段26、 32的剩余一個 的材料構(gòu)成，以提供合適的咬合。
上邊和下邊關(guān)節(jié)部分22、 24的骨頭接觸表面38、 40可以包括增 強移植的修復(fù)器件20之固定作用的特征或涂層。例如，表面38、 40 可以被粗糙化，如通過化學(xué)蝕刻、噴丸處理、砂磨、碾磨、使成鋸齒 狀和/或金剛石切刻變得粗糙化。上邊和下邊關(guān)節(jié)部分22、 24的所有或 部分骨頭接觸表面38、 40涂有生物相容的和骨傳導(dǎo)的材料，如羥基磷 灰石(HA)、磷酸三鈣(TCP)和/或碳酸鈣，以促進骨頭的生長和固定。
可選地，骨誘導(dǎo)性涂層，如來自轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)p超家族的蛋白， 或骨形態(tài)發(fā)生蛋白，如BMP2或BMP7，可以被使用。其它合適的特 征可以包括穗、脊和/或其它表面質(zhì)地和特征。
在所示的示例性實施方式中，任選的上邊和下邊骨頭連接器50、 52分別在骨頭連接表面38、 40上形成。這些骨頭連接器50、 52，以 有助于將上邊和下邊關(guān)節(jié)部分22、 24固定在適當(dāng)位置的方式向上邊和 下邊椎骨14、 16延伸。在所示的實施例中，骨頭連接器50、 52是龍 骨脊，其被配置為延伸進入在椎骨蜂板內(nèi)形成的凹口或槽內(nèi)。所述骨 頭連接器也可以是系列的脊、突出或其它的表面特征，其幫助于將修 復(fù)器件20固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 所述橋段30、 36分別從椎間盤間段26、 32向后延伸。在所示的 實施方式中，所述橋段30、 36基本上沿著修復(fù)器件20的縱向中心線 58(圖4)延伸。在其它的實施方式中，橋段沒有與椎間盤段的縱向中心 線對齊，但是可以彎曲或成角度離開該縱向中心線。
后段28、 34可被置于橋段30、 36的末端，并且在一些實施方式 中，其可被設(shè)置以適合于鄰近椎骨14、 16的突起。下邊關(guān)節(jié)部分24 的后段34可包括尾60，其通常在沿脊柱的方向延伸；并且通過上邊關(guān) 節(jié)部分22的后段28。
尾60可連接到橋段36，并且在示出的實例中，其通過橋段36中 的彎曲形成。向上延伸，尾60可至少部分安排在高于橋段36的位置。 尾60的一部分可形成運動制動器66 (圖5)，其被設(shè)置以限定上邊和下 邊關(guān)節(jié)部分22、 24之間的結(jié)合關(guān)節(jié)的范圍。在所示的實施方式中，運 動制動器66在具有一定長度的尾60中的一個彎曲設(shè)定該長度以與 上邊關(guān)節(jié)部分22 —起工作以限制上邊和下邊關(guān)節(jié)部分22、 24的關(guān)節(jié) 旋轉(zhuǎn)的可行范圍。應(yīng)該注意尾60可以是基本上直的或者可以是彎曲的、 有角度的或者其它方式形成的。在一示例性實施方式中，尾60可包括 具有與突出的關(guān)節(jié)面46的彎曲同心的曲線。
上邊關(guān)節(jié)部分22的后段28包括在其中形成的孔70，其被設(shè)置為 接受下邊關(guān)節(jié)部分24的尾60。在所示的實施方式中，后段28的一部 分形成運動制動器69，其被設(shè)置為與尾60上的運動制動器66合作。 因此，當(dāng)上邊和下邊關(guān)節(jié)部分22、 24如圖5中所示進行裝配，運動制
動器66和運動制動器69合作限制修復(fù)器件20的結(jié)合關(guān)節(jié)的范圍。另 外，孔70被設(shè)置，以便當(dāng)關(guān)節(jié)面42、 46配對時，尾60以關(guān)節(jié)運動在 該范圍內(nèi)仍可以自由發(fā)生的方式延伸通過孔70。
因為運動制動器66、 69的結(jié)構(gòu)，當(dāng)處于圖2的椎間隙S的外面時， 可設(shè)置上邊和下邊關(guān)節(jié)部分22、 24進行組裝。此外，在椎間隙S內(nèi)， 上邊和下邊關(guān)節(jié)部分22、 24很難解開。因此，在植入后，上邊和下邊 關(guān)節(jié)部分22、 24變得不對齊的機會被減小。而且，尾60和孔70減少 上邊和下邊關(guān)節(jié)部分22、 24的一個繞上邊和下邊關(guān)節(jié)部分22、 24的 另一個發(fā)生軸旋轉(zhuǎn)的機會。因此，盡管形成球窩關(guān)節(jié)，但是上邊和下 邊關(guān)節(jié)部分22、 24被連接在一起，所以孔70和尾60限制軸向旋轉(zhuǎn)。
在所示的實施方式中，上關(guān)節(jié)部分包括結(jié)合元件(附著元件)—— 例如板72，從上關(guān)節(jié)部分22的上面主體向上延伸——和緊固件74。 設(shè)置板72連接緊固件74至上面的主體，并設(shè)置板72位于沿鄰近椎骨 的椎弓根，以便緊固件74延伸入椎弓根(圖8A和8B)。在所示的實施 方式中，板72具有比橋30更大的寬度，并且板72從所述橋延伸。孔 76使緊固件74通過板72進入鄰近椎骨?？?6包括扇形輪廓78，在 所示的實例中，所述扇形輪廓78由交疊孔形成，每個孔允許緊固件74 通過。在所示的實例中，扇形輪廓78由每一個示出兩個孔的單獨部分 形成，這為緊固件提供四個位置選擇。
因此，醫(yī)師植入修復(fù)器件20可選擇哪一個可用的選擇，以插入緊 固件74。應(yīng)該注意在其它實施方式中，可使用不同數(shù)量的孔或洞。
緊固件74可以是骨螺釘，其具有用于插入骨的螺紋部分80，以及 可操作地擠壓板72以將該板固定于骨的頭部82。緊固件74可以在基 本上通過縱軸形成的平面上插入骨中，并且在所示的實施方式中，緊 固件74基本上平行于縱軸。在所示實施方式中，頭部本身的直徑大于 板72的扇形輪廓78的孔的直徑，并且其與該板接觸。墊圈或其它硬 件可與緊固件74 —起使用，以將板固定于骨。適合用于板72的一個 示例性緊固件，在下面參考圖IO進一步描述。盡管被示出為螺絲釘， 但是緊固件74可以是可將板固定于適當(dāng)位置的任何其它緊固件。
接頭84可允許板72相對于上邊關(guān)節(jié)部分22的上面主體移動。在 所示的實例中，接頭84是一個鉸鏈，其提供板72相對于上面主體沿
縱向中心線58的方向移動。給板72提供自由度可使板72對椎弓根更 容易放置，并且可以彌補板和椎弓根之間的任何空間。在一些實施方 式中，在適當(dāng)位置將板72固定于椎弓根，并且安全地使上關(guān)節(jié)部分22 的椎間盤段26位于椎骨14的終板，在適當(dāng)位置有效地鎖住接頭84。
通過提供與椎間隙S間隔開的連接位置，板72和接頭84使修復(fù) 器件20被固定于椎弓根，而不是椎體。因此，修復(fù)器件20被連接到 脊柱中更強的骨頭，這提供另外的支持。這可減低隨時間緊固件松弛 或搖晃的機會。這也減少當(dāng)緊固件被置于非?？拷棺到K板時可能出 現(xiàn)的問題。這可以在椎體開始變得相對脆的患者中發(fā)現(xiàn)特別應(yīng)用。
圖8A和8B是在上和下椎骨14、 16之間的修復(fù)器件20的側(cè)視圖。 如所示，椎間盤段26可以位于沿上椎骨14的下表面，并且椎間盤段 32可以位于下椎骨16的上表面。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解 兩個椎間盤段26、 32不限于這樣的排列；與本文闡述的相比，其可位 于不同的位置和/或不同地成形。
圖8A示出當(dāng)脊柱在自然位置時的器件20，而圖8B示出當(dāng)脊柱在 彎曲狀態(tài)時的器件20。盡管沒有顯示，但是修復(fù)器件20也允許關(guān)節(jié)拉 伸。參考圖8B，但在彎曲狀態(tài)時，上邊關(guān)節(jié)部分22的后段28的運動 制動器69與下邊關(guān)節(jié)部分24的運動制動器66接觸。因此，修復(fù)器件 20的彎曲/拉伸和/或扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)范圍被限制于運動制動器66和69所允許 的量。圖8A示出連接到基本中心位的修復(fù)器件20，其中孔70被排列 在尾60的大約中部區(qū)域。當(dāng)處與拉伸時，在一些實施方式中，關(guān)節(jié)范 圍被橋段30、 36所限制，橋段30、 36可作為運動制動器限制上邊和 下邊關(guān)節(jié)部分22、 24之間的關(guān)節(jié)。在所示的實例中，修復(fù)器件20的 全部運動范圍可以大約為45度。然而，運動范圍與其相比可或多或少， 根據(jù)通過運動制動器所控制的。
圖9示出在下椎骨16上適當(dāng)位置的修復(fù)器件20的俯視圖。在圖9 中，顯然地，可設(shè)置修復(fù)器件20以安置于盤間空間的一半上，而第二 修復(fù)器件20可被安置于盤間空間的另一半上。因此，在一些實施方式 中，完整的假體盤可包括一對修復(fù)器件20， 一個用于左邊，另一個用 于右邊，它們一起協(xié)作代替天然盤。應(yīng)該是十分明顯地，右和左修復(fù) 器件20在結(jié)構(gòu)和功能上可基本相似。 關(guān)節(jié)修復(fù)器件100的另一實施方式在圖10-12中示出。關(guān)節(jié)修復(fù)器 件100與前面描述的關(guān)節(jié)修復(fù)器件20具有很多相似特征。這里不再重 復(fù)這些特征的詳細描述。然而，應(yīng)該理解前面描述的關(guān)于器件20的任 何特征可被運用到器件100，反之亦然。
關(guān)節(jié)修復(fù)器件100包括上關(guān)節(jié)部分102和下關(guān)節(jié)部分104，每一個 分別具有椎間盤段106、 108，并且每一個分別具有后段IIO、 112。代 替前面描述的連接板72，修復(fù)器件100包括連接元件，如尾114，其 從下關(guān)節(jié)部分104延伸，通過上關(guān)節(jié)部分102中的孔，以連接到上椎 骨14。因此，在該實施方式中，下關(guān)節(jié)部分104連接上椎骨14。
健康的脊柱分配攜帶的載荷，以便大約80%的載荷被攜帶在椎骨 的前區(qū)，大約20°/。的載荷被攜帶在椎間關(guān)節(jié)面上。在通過后路手術(shù)操 作除去關(guān)節(jié)面后，椎骨的前區(qū)典型地攜帶全部100%的載荷。在圖10-12 的實施方式中，尾114將上椎骨14連接到下關(guān)節(jié)部分104，以便任何 被施加載荷的百分比再僅僅被椎骨的前面部分承載，而且被后面部分 承載。因此，通過在前面部分和后面部分之間分配所施加的載荷，修 復(fù)器件100具有比傳統(tǒng)修復(fù)器件更接近與天然脊柱相匹配的載荷分布。
而且，因為后路植入操作通常包括去除作為韌帶和肌肉的連接位 置的小面關(guān)節(jié)或突起，它們的去除可限制關(guān)節(jié)控制關(guān)節(jié)連接的范圍的 能力。因此，傳統(tǒng)通過后路操作植入的修復(fù)器件提供關(guān)節(jié)接合，但其 可在很大程度上不受控制。隨著除去肌肉和韌帶，修復(fù)的關(guān)節(jié)可變得 松弛。本文公開的椎間修復(fù)器件可使關(guān)節(jié)連接緩沖，從而對脊柱提供 更大的穩(wěn)定性和更多的控制。
尾114包括下尾部分120、上尾部分122和柔性的緩沖器124。下 尾部分120可相似于前面描述的尾60形成，并且可以是下關(guān)節(jié)部分 104的整個部分，或者可選地，可以通過連接器，如接頭、支架或其它 體系，連接到下關(guān)節(jié)部分104。上尾部分122適合于連接到緊固件126。 在所示的實例中，上尾部分122是直桿。然而，上尾部分122可以是 直的或彎曲的，以對下關(guān)節(jié)部分104提供杠桿作用和期望的載荷分布。 上和下尾部分122、 120可由適合于修復(fù)器件100的任何材料形成。在 一些實施方式中，上和下尾部分122、 120由同種材料形成，而在其它 實施方式中，它們可由不同材料形成。
柔性的緩沖器124可允許上和下尾部分122、120之間的相對移動。 這種移動性能使上和下椎骨14、 16在屈伸運動中移動，盡管下關(guān)節(jié)部 分104被連接到上和下椎骨14、 16兩者之上。柔性的緩沖器124可由 任何適合的生物相容性材料形成；在其它材料中，所述生物相容性材 料包括例如彈性材料和聚合物。在所示的實例中，柔性的緩沖器124 與上和下尾部分122、 120共線。然而，在其它實施方式中，柔性的緩 沖器124的直徑和厚度可大于或小于上和下尾部分122、 120的直徑和 厚度。在一些實例中，柔性的緩沖器124超模壓在上和下尾部分122、 120上。在其它實例中，上和下尾部分122、 120可以通過能從上尾部 分延伸到下尾部分的金屬索——并且提供彈性墊以轉(zhuǎn)移載荷——來固 定在脊柱后部。在一個實施方式中，索可被固定在每一端，例如在上 和下尾部分122、 120內(nèi)，并可限制伸展度的范圍，而柔性的緩沖器124 可控制彎曲的量。在其它實施方式中，不能固定該索以限制彎屈或伸 展的范圍，而僅僅是將各個尾部分固定在一起。
如在圖10中所示，緊固件126可被設(shè)置以可調(diào)節(jié)地連接到椎骨14 和上尾部分122。這里，緊固件126包括骨部分128和頭部分130。骨 部分128可包括螺紋，并且可被設(shè)置以本領(lǐng)域已知的方式連接到骨。 在該示例性實施方式中，頭部分130形成有U-型，其被設(shè)置接受上尾 部分122。固定螺絲釘132可被釘入所述U-型，將上尾部分122固定 在固定螺絲釘132和所述U-型的基底之間的適當(dāng)位置。在所示的實例 中，固定螺絲釘132包括外部螺紋，其與U型的內(nèi)部螺紋相匹配。松 開固定螺絲釘132放出尾114，其然后可被調(diào)節(jié)或處理到預(yù)期的位置。 然后，擰緊固定螺絲釘132將尾114固定在適當(dāng)位置。
緊固件126可被在基本上平行于修復(fù)器件100的縱軸134的方向 上釘入椎骨。在一個實例中，緊固件126被釘入椎弓根，而在另一個 實例中，緊固件被釘入椎體。
修復(fù)器件20、 IOO可被植入椎骨14、 16之間，如將在下面描述的。 一般而言，如上面描述的，人造椎間修復(fù)器件20、 IOO可被植入錐體， 使用與已知的經(jīng)椎間孔腰椎椎體間融合術(shù)(transforaminal lumbar interbody flision (TLIF))或后路椎間盤融合術(shù)(posterior lumbar interbody fiision(PLIF))相似的經(jīng)椎間孔方法(transforaminal approach)。 PLIF方
法通常是更普通的，并且依賴更多的進入脊椎間隙的行走根(traversing root)和硬膜(dum)的縮回。TLIF方法典型地更間接，其需要更少的 出口根(exiting root)的縮回，并且更少的硬膜外出血(epidural bleeding) 以及更少的行走結(jié)構(gòu)的縮回。也可能使用遠外側(cè)方法(far lateral approach)進入間隙。在一些情況下，可能使用遠外側(cè)方法進入間隙而 沒有切除關(guān)節(jié)面。而且，已知通過腰肌的直接的外側(cè)方法(direct lateral approach)。該方法完全避免后神經(jīng)元件。預(yù)期修復(fù)器件20、 100的實 施方式可使用任何這些普通的方法。
根據(jù)這些方法的至少一個，切口例如中線切口可在患者背部進行， 一些或所有受侵襲的盤和周圍的組織可通過孔移除。椎骨14的上終板 表面可被碾磨、銼磨或其它方式切除，以與和上關(guān)節(jié)部分的骨接觸面 的輪廓相匹配，以便標準化在椎骨14的上終板表面上的壓力分布和/ 或在骨向內(nèi)生長前提供初始的固定。椎骨14的終板的準備可導(dǎo)致扁平 表面，或者導(dǎo)致如袋、溝或與骨接觸面38上相應(yīng)特征匹配的其它輪廓 的表面輪廓。椎骨16的下終板可被相似地制備為接受下關(guān)節(jié)部分至出 口神經(jīng)根和背根神經(jīng)節(jié)允許的程度。在一些方法中，椎骨14、 16的天 然小面關(guān)節(jié)可被修剪或除去，以為關(guān)節(jié)部分的后段騰出空間。
然后，修復(fù)器件的上邊和下邊關(guān)節(jié)部分可被定向，以便尾延伸通 過孔。然后，上邊和下邊關(guān)節(jié)部分可被同時引入經(jīng)椎間孔開口，并且 被置于上和下椎骨之間適當(dāng)?shù)募棺甸g盤空間。
在一些過程中，上邊和下邊關(guān)節(jié)部分可被通過插管引入。如果該 部件是模塊的，那么修復(fù)器件可以是一次植入的部件，并且最后引入 上邊和下邊關(guān)節(jié)部分的后段。
橋段可以在后面方向從盤間段上延伸和在后面方向從椎間隙S延 伸。后段被置于椎間盤間隙的后面方向，以取代或補充天然小面關(guān)節(jié) 的功能。
參考修復(fù)器件20，板72可繞其接頭84旋轉(zhuǎn)，以便其與骨接觸。 醫(yī)師在具有扇形輪廓78的孔76中可選擇適當(dāng)?shù)亩?，以引入緊固件74。 該選擇可基于位置，醫(yī)師相信該位置對于將緊固件74固定入骨是最理 想的?？赏ㄟ^孔將洞鉆入骨，并且緊固件74可被釘入該洞。應(yīng)該注意， 在一些實施方式中，板不與骨直接接觸，而是可將間隔器、墊圈或緩
沖器置于板和骨之間。
參考修復(fù)器件100，醫(yī)師可選擇適當(dāng)?shù)奈恢梅胖镁o固件126，優(yōu)選 在允許尾114上的柔性的緩沖器124被置于緊固件126和椎間隙S之 間的位置?？蓪⒍淬@入骨，并且可將緊固件126釘入該洞。然后，尾 114可被固定于盤間隙S外的緊固件126。
當(dāng)安裝時，關(guān)節(jié)面42、 46產(chǎn)生的球窩型關(guān)節(jié)可以是相對穩(wěn)定的， 并自身置于中心。前關(guān)節(jié)和后連接(通過尾和孔連接形成的)使修復(fù)器件 20抵抗剪切力，特別是前-后的力。此外，由圓柱體14、 16限定的繞 縱向中心線的旋轉(zhuǎn)運動可以被尾和孔連接中的限制，以及使用兩個修 復(fù)器件提供的聯(lián)合限制所限制。
前關(guān)節(jié)和尾和孔連接的堅實并寬容的結(jié)構(gòu)，允許在修復(fù)器件的安 置中存在失調(diào)和輕微的不精確。例如，關(guān)節(jié)的球窩結(jié)構(gòu)容忍兩個部分 之間的一定量的失調(diào)。尾和孔的相互作用也調(diào)節(jié)修復(fù)器件20、 21之間 的平行失調(diào)和/或前-后失調(diào)。在一些實施方式中，單一單側(cè)修復(fù)器件可 被植入，而在另一些實施方式中，形成右和左器件的兩個器件可被植 入。
在一些實施方式中，尾114由單一剛性部件和柔性緩沖器形成。 例如，尾可以包括從關(guān)節(jié)部分延伸的下尾部分。然后，柔性的緩沖器 可以從下部延伸并被固定在緊固件。因此，在這樣的實施方式中，上 尾部分可以從設(shè)計中除去。在又一實施方式中，尾部完全由柔性緩沖 器形成，所以整個尾是柔性的。也考慮包括多個柔性部分和多個剛性 部分的其它實施方式。
在一些實施方式中，上邊和下邊關(guān)節(jié)部分都包括具有至少一個柔 性部分的尾。在這些實施方式中，尾延伸經(jīng)過彼此，所以來自下關(guān)節(jié) 部分的尾延伸連接到上椎骨，而來自上關(guān)節(jié)部分的尾延伸連接到下椎 骨?？尚纬蛇@些尾具有相似或不同水平的柔性，以提供期望的緩沖和 載荷分布。上邊和下邊關(guān)節(jié)部分可以包括或可以不包括用于接收相對 尾的孔。
相似地，在一些實施方式中，上邊和下邊關(guān)節(jié)部分都包含板。這 些板可從關(guān)節(jié)部分的主體延伸，并且使每個關(guān)節(jié)部分被固定到各自的 椎骨。每一板可具有一個或多個孔，其可以是扇形的，這為緊固件提
供了一個以上的位置。應(yīng)該注意，在任何實施方式中，板在除橋段以 外的任何位置可被連接到關(guān)節(jié)部分的主體。例如，在一些實施方式中， 板從后面部分延伸。
在一些實施方式中，修復(fù)器件包括具有柔性緩沖器的板和尾。在 這些實施方式中的一些，板和尾可以使用相同的固定螺絲或者不同的 固定螺絲。
盡管上面僅詳細描述了一些示例性實施方式，但是本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員將很容易理解在示例性實施方式中許多改變是可能的，而沒有 本質(zhì)上背離本公開內(nèi)容的新的教導(dǎo)和優(yōu)點。因此，所有這類變化和選 擇擬被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)，如在下面權(quán)利要求中所限定的。本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員應(yīng)該也意識到這類改變和等價構(gòu)建或方法沒有背離本 公開內(nèi)容的精神和范圍，他們可對本文進行各種變化、替代和選擇而 沒有背離本公開內(nèi)容的精神和范圍。應(yīng)該理解所有空間參考例如"水 平的"、"垂直的"、"頂部"、"上部"、"下部"、"底部"、"左邊"、"右 邊"、"頭的"、"尾的"、"上面"和"下面"僅僅是為了說明的目的， 并且在本公開的范圍內(nèi)可以改變。在權(quán)利要求書中，方法和功能項擬 包括本文描述的、實施引用的功能的元件，并且不但包括結(jié)構(gòu)等價物 而且包括等價元件。
權(quán)利要求
1. 修復(fù)器件，用于置于上椎骨和下椎骨之間限定的椎間隙，以提供所述上椎骨和下椎骨的關(guān)節(jié)運動，所述修復(fù)器件包括上關(guān)節(jié)部分，其被設(shè)置為至少部分置于所述椎間隙；下關(guān)節(jié)部分，其被設(shè)置為至少部分置于所述椎間隙，并且被設(shè)置為與所述上關(guān)節(jié)部分協(xié)作以便提供所述上椎骨和下椎骨的關(guān)節(jié)運動；和連接元件，其從所述上關(guān)節(jié)部分和下關(guān)節(jié)部分的一個起、在脊柱的通常方向延伸，所述連接元件被設(shè)置為固定到所述上和下椎骨的至少一個上，以便將所述上和下關(guān)節(jié)部分的一個至少部分牢固固定到適當(dāng)位置。
2. 權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件，其中所述上邊和下邊關(guān)節(jié)部分每 一個具有后段，其被設(shè)置排列在所述椎間隙后面的位置，所述連接元 件從后面部分延伸。
3. 權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件，其中所述連接元件包括柔性部分。
4. 權(quán)利要求3所述的修復(fù)器件，其中所述柔性部分被設(shè)置對所述 關(guān)節(jié)提供緩沖。
5. 權(quán)利要求4所述的修復(fù)器件，其中所述緩沖是在彎曲和延伸中 都緩沖。
6. 權(quán)利要求3所述的修復(fù)器件，其中所述連接元件包括剛性上部分。
7. 權(quán)利要求6所述的修復(fù)器件，其中所述連接元件包括剛性下部分。
8. 權(quán)利要求7所述的修復(fù)器件，其中所述柔性部分被排列在所述剛性上和下部分之間。
9. 權(quán)利要求3所述的修復(fù)器件，其中所述柔性部分由彈性材料形成。
10. 權(quán)利要求3所述的修復(fù)器件，其中所述柔性部分包括延伸通 過那里的索。
11. 權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件，其中所述上邊和下邊關(guān)節(jié)部分 的一個的另一個包括孔，孔至少部分繞所述連接元件延伸。
12. 權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件，包括緊固件，被設(shè)置以將所述 連接元件固定于所述上和下椎骨的至少一個。
13. 權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件，其中所述緊固件可調(diào)節(jié)地連接 到所述連接元件。
14. 權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件，其中所述緊固件可調(diào)節(jié)地連接 到所述連接元件的剛性部分。
15. 權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件，其中所述連接元件被設(shè)置從下 面之一延伸從所述上關(guān)節(jié)部分至所述下椎骨；和 從所述下關(guān)節(jié)部分至所述上椎骨。
16. 權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件，其中所述連接元件被設(shè)置為在 多個可選擇的位置接受緊固件。
17. 權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件，其中所述連接元件是剛性板。
18. 權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件，其中所述上邊和下邊關(guān)節(jié)部分 的一個包括后面部分和橋部分，所述連接元件從所述橋部分延伸。
19. 權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件，其中所述連接元件通過接頭被 連接到所述上邊和下邊關(guān)節(jié)部分的一個。
20. 權(quán)利要求19所述的修復(fù)器件，其中所述接頭提供對所述連 接元件的自由度。
21. 權(quán)利要求19所述的修復(fù)器件，其中所述接頭是鉸鏈。
22. 權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件，其中所述連接元件包括被設(shè)置 接受緊固件的至少一個孔。
23. 權(quán)利要求22所述的修復(fù)器件，其中所述至少一個孔是扇形 孔，并進一步包括設(shè)置被驅(qū)動通過所述扇形孔的緊固件。
24. 權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件，其中所述連接元件至少延伸至 所述上或下椎骨的椎弓根。
25. 權(quán)利要求1所述的修復(fù)器件，其中所述緊固件被設(shè)置基本上 沿所述上邊和下邊關(guān)節(jié)部分的一個的中線排列。
26. 保持運動的修復(fù)器件元件，用于置于上椎骨和下椎骨之間限 定的椎間隙，所述修復(fù)器件包括被設(shè)置為至少部分置于所述椎間隙 的關(guān)節(jié)部分，所述關(guān)節(jié)部分被設(shè)置為相匹配的關(guān)節(jié)部分協(xié)作提供所述 上和下椎骨的關(guān)節(jié)運動，所述關(guān)節(jié)部分包括主體和連接元件，其中所述主體被設(shè)置為相對于所述上和下椎骨的一個而被固定， 所述連接元件被設(shè)置為在所述椎間隙外面和與所述椎間隙隔開的位置 固定于所述上和下椎骨的至少一個。
27. 權(quán)利要求26所述的修復(fù)器件，其中所述連接元件包括孔。
28. 權(quán)利要求27所述的修復(fù)器件，其中所述孔是扇形孔，所述 假肢并進一步包括設(shè)置被驅(qū)動通過所述扇形孔的緊固件。
29. 權(quán)利要求26所述的修復(fù)器件，其中所述連接元件被設(shè)置為 在多個可選擇的位置接受緊固件。
30. 權(quán)利要求26所述的修復(fù)器件，其中所述連接元件是剛性板。
31. 權(quán)利要求26所述的修復(fù)器件，其中所述上邊和下邊關(guān)節(jié)部 分的一個包括后面部分和橋部分，所述連接元件從所述橋部分延伸。
32. 權(quán)利要求26所述的修復(fù)器件，其中所述連接元件包括接頭。
33. 權(quán)利要求32所述的修復(fù)器件，其中所述接頭連接所述連接 元件和所述主體。
34. 權(quán)利要求32所述的修復(fù)器件，其中所述接頭提供對所述連 接元件的自由度。
35. 權(quán)利要求32所述的修復(fù)器件，其中所述接頭是鉸鏈。
36. 權(quán)利要求26所述的修復(fù)器件，其中所述連接元件至少延伸 至所述上或下椎骨的椎弓根。
37. 權(quán)利要求26所述的修復(fù)器件，包括緊固件，所述緊固件被 設(shè)置為連接到所述連接元件，并基本上沿所述上邊和下邊關(guān)節(jié)部分的 一個的中線排列。
38. 運動保持的修復(fù)器件元件，用于置于上椎骨和下椎骨之間限 定的椎間隙，包括被設(shè)置為至少部分置于所述椎間隙的關(guān)節(jié)部分， 所述關(guān)節(jié)部分被設(shè)置為相匹配的關(guān)節(jié)部分協(xié)作提供所述上和下椎骨的 關(guān)節(jié)運動，所述關(guān)節(jié)部分包括主體和柔性連接元件，其中所述主體被 設(shè)置為相對于所述上和下椎骨的一個而被固定，所述柔性連接元件被 設(shè)置為連接到所述上和下椎骨的另一個。
39. 權(quán)利要求38所述的修復(fù)器件，其中所述柔性連接元件被設(shè) 置為沿脊柱的總體方向延伸。
40. 權(quán)利要求38所述的修復(fù)器件，其中所述柔性連接元件被設(shè) 置為沿所述上和下椎骨的另一個的外部延伸。
41. 權(quán)利要求38所述的修復(fù)器件，其中所述柔性連接元件被設(shè) 置為排列于所述椎間隙后面的位置。
42. 權(quán)利要求38所述的修復(fù)器件，其中所述柔性部分被設(shè)置為 對關(guān)節(jié)運動提供緩沖。
43. 權(quán)利要求42所述的修復(fù)器件，其中所述柔性部分被設(shè)置為 在彎曲和延伸中都提供緩沖。
44. 權(quán)利要求38所述的修復(fù)器件，其中所述柔性連接元件包括 剛性上部分。
45. 權(quán)利要求44所述的修復(fù)器件，其中所述柔性連接元件包括 剛性下部分。
46. 權(quán)利要求45所述的修復(fù)器件，其中所述柔性連接元件包括 排列于所述上和下剛性部分之間的柔性部分。
47. 權(quán)利要求38所述的修復(fù)器件，其中所述柔性連接元件至少 部分由彈性材料形成。
48. 權(quán)利要求38所述的修復(fù)器件，其中所述柔性連接元件包括 延伸穿過那里的索。
49. 修復(fù)器件，用于置于上椎骨和下椎骨之間限定的椎間隙，所述修復(fù)器件包括權(quán)利要求40所述的運動保持的修復(fù)器件元件作為第一關(guān)節(jié)部分；和第二關(guān)節(jié)部分，其被設(shè)置與所述第一關(guān)節(jié)部分協(xié)作，以便給所述 上和下椎骨提供關(guān)節(jié)運動，其中所述第二關(guān)節(jié)部分被設(shè)置為相對于所 述上和下椎骨的另一個而被固定。
50. 權(quán)利要求49所述的修復(fù)器件，進一步包括緊固件，所述緊 固件被設(shè)置為連接所述柔性連接元件到所述上和下椎骨的另一個上。
全文摘要
修復(fù)器件，用于置于上椎骨和下椎骨之間所限定的椎間隙，以提供所述上和下椎骨的關(guān)節(jié)運動，所述修復(fù)器件包括上關(guān)節(jié)部分——其被設(shè)置為至少部分置于所述椎間隙，和下關(guān)節(jié)部分——其被設(shè)置為至少部分置于所述椎間隙。所述下關(guān)節(jié)部分可以被設(shè)置為與所述上關(guān)節(jié)部分協(xié)作，以便提供所述上和下椎骨的關(guān)節(jié)運動。連接元件可以在脊柱的通常方向延伸。所述連接元件被設(shè)置為被固定到所述上和下椎骨的至少一個上，以便至少部分牢固固定所述上邊關(guān)節(jié)部分和下邊關(guān)節(jié)部分的所述一個到適當(dāng)位置。
文檔編號A61F2/44GK101394813SQ200780007509
公開日2009年3月25日 申請日期2007年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月30日
發(fā)明者K·于, R·G·費斯勒 申請人:華沙整形外科股份有限公司