脊椎杆系统及其使用方法

专利名称：脊椎杆系统及其使用方法
脊椎杆系统及其使用方法
背景技术：
包括外伤、疾病和由损伤和老化引起的退变性疾病等原因均可造成诸如退变性椎 间盘疾病、椎间盘突出、骨质疏松、脊椎前移、狭窄症、脊柱侧凸及其它曲度异常、脊柱后凸、 肿瘤和骨折等脊椎病。脊椎病一般会导致包括疼痛、神经受损、部分或完全丧失活动能力等症状。诸如药物、康复、锻炼等非手术治疗方法可能有效，但可能不能缓解这些疾病的相 关症状。这些脊椎病的手术治疗方法包括椎间盘切除、椎板切除、融合与植入假体。作为手 术治疗的一部分，连接诸如脊椎杆元件通常用于提供治疗区域的稳定性。手术治疗期间，可 连接一个或多个脊椎杆到两个或多个脊椎构件外部。当治疗恢复同轴度的恢复期间，脊椎杆重导压力远离受损或缺陷区域，并基本支 撑脊椎构件。一些应用中，脊椎杆与脊椎构件的连接无需使用植入物或脊柱融合。还已知 挠性连接元件，其允许脊柱运动节的有限脊柱运动。此种挠性连接元件可提供动态脊柱支 撑。尽管先有连接元件已尝试提供有效的脊柱稳定性，但仍需要提供动态稳定抵抗力的连 接元件，以压迫和允许脊柱节弯曲和伸展运动，同时有效稳定脊柱节，并保持连接元件的结 构完整性。因此，理想的是提供一种动态脊椎杆系统，具有弯曲和伸展能力，提供稳定性并减 少脊柱元件所受压力。理想地，脊椎杆系统包括抗力构件，其抵抗脊椎杆的运动和所受压 力。脊椎杆系统如果包括抵抗运动和压力的张力元件将更为理想。如果脊椎杆系统的硬度、 运动范围和疲劳强度等特征可调将最为理想。

发明内容
因此，本发明提供了一种动态脊椎杆系统，其具有弯曲和伸展能力，提供稳定性， 同时减少脊柱元件所受压力。理想地，脊椎杆系统包括抗力构件，抵抗脊椎杆的运动和所受 压力。可设想，脊椎杆系统包括抵抗运动和压力的张力元件。可进一步设想，脊椎杆系统的 硬度、运动范围和疲劳强度等特征可调。预想本文公开的系统可用作前、后和/或侧向动态 稳定装置。脊椎杆系统的部件可容易制造并组装。在一个实施例中，脊椎杆系统包括一种具有弯曲和伸展能力的动态脊椎杆及其使 用方法。脊椎杆包括上下段，上下段通过相对挠性的中间段分隔。中间段可包括一个或多 个构件，且可具有多种配置/结构，以提供比上下段更大的挠性。弹性抗力构件可定位于中 间段内。在上下段运动期间，中间段和/或弹性抗力构件提供可变抗力。在可替换实施例中，抗力随着上下段从第一方位移至第二方位增加，该抗力可包 括弯曲和/或伸展时应用于各段的负载或力。在另一个实施例中，上下段的运动程度受限。 脊椎杆可由多种材料制成，包括金属、聚合物、陶瓷和/或其复合材料。弹性抗力构件可由 多种聚合物制成，包括硅、聚氨酯、硅-聚氨酯、聚合橡胶和水凝胶。在另一个实施例中，脊椎杆由诸如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、碳-PEEK复合 材料、PEEK-BaSO4等热塑树脂制成，且具有包覆聚氨酯缓冲器的弯曲挠性中间段。PEEK杆的上下段可为椭圆或圆形横截面。中间段为C形，上下段连至中间段的开口端附近，使得脊 椎杆的总长在脊柱弯曲时增加，并在脊柱伸展时减少。在另一个实施例中，缆线、系链、套管和/或护罩等带可用于连接上下段，以限制 脊柱伸展时中间段的运动与压力。脊椎杆硬度、运动范围和疲劳强度可调。也可设想通过 其它不同的脊椎杆配置和材料实现相同的弯曲伸展能力。在一个实施例中，脊椎杆可通过使用PEEK材料注射成型制造，并使用聚氨酯材料 注射成型缓冲器。组装包括将缓冲器插入脊椎杆。在可替换实施例中，脊椎杆可以被调整以调节或改变其硬度或柔度，相应改变脊 椎杆的类似特征。此调整可包括调整脊椎杆的剖面厚度；调整脊椎杆特定剖面形状或轮廓； 限定脊椎杆表面的具体图案，如波浪(或峰/谷)、沟槽、隆起、肋、脊等；应用热处理于脊椎 杆；通过带、系链或缆线增加脊椎杆的抗力加固。可设想，缓冲器可具有不同尺寸和形状，如 圆柱形、球形、矩形或其它规则或不规则形状。可进一步设想，缓冲器可由包括聚合物、弹性 体、金属、陶瓷或其组合等材料制成。或者，缓冲器可为实心、多孔的，并且可设计为包括图 案(pattern)，以调整模数、硬度或柔度。也可设想多种结构以固定缓冲器与脊椎杆，如非锁 定螺钉或其它部件。可替换地，脊椎杆系统可包括非锁定多轴螺钉和各段具有端部挡块的脊椎杆，其 允许弯曲伸展运动时脊椎杆在螺钉内滑动，以顺应脊椎杆的弯曲/伸展。非锁定螺钉防止 脊椎杆脱离或滑脱螺钉。也可设想其它防脱离配置，如较长端盖、端部缓冲器或止动块，以 限制脊椎杆的滑动，或阻止脊椎杆滑脱螺钉。脊椎杆可以具有成角方位或弯曲和具有多种/可变脊椎杆长度，以提供手术期间 的加装(topping-off)或修整。可设想诸如脊椎杆硬度脊椎杆系统的参数可通过调整脊椎 杆和/或缓冲器的材料、材料模数、厚度、轮廓、部件设计和孔隙率等参数改变。因此，脊椎 杆系统可模块化和/或通过提供不同的脊椎杆硬度和/或缓冲器硬度而可调。可设想，脊 椎杆的静态剪切强度可抵抗应用于脊椎杆的至少100牛顿(N)的力，优选至少200N，最优 选至少400N，在不断裂的情况下，脊椎杆偏转至少2毫米(mm)，优选至少5mm，最优选至少 IOmm0在一个特定实施例中，根据本发明的原理，提供了一种脊椎杆系统。脊椎杆系统包 括脊椎杆，其具有第一细长段、第二细长段与位于第一段和第一段之间的中间段。中间段具 有限定第一锁定部分的内表面。抗力构件限定具有限定第二锁定部分的外表面，第二锁定 部分被配置为啮合第一锁定部分，使得抗力构件与至少部分内表面固定并啮合。第一段可 以限定纵轴，其限定与第二段限定的纵轴夹角小于180度。中间段相对第一段和第二段更具挠性，且配置为对第一和第二段的运动提供可变 抗力。抗力构件可具弹性，且配置为对第一和第二段的运动提供可变抗力。中间段可限定 弓形内表面，抗力构件配置为啮合基本所有内表面。中间段可具有C形配置，其限定相应形 状的内表面和开口端，抗力构件配置为阻止并抵抗开口端的闭合。第一锁定部分可为从内表面突出的支柱，第二锁定部分为开口，使得支柱配置为 安装连接开口。中间段可限定弓形形状，包括绕其圆周设置的多个沟槽。第一段具有第一 尺寸长度，第二段具有更大的第二尺寸长度。可替换地，脊椎杆系统包括绕第一段和第二段设置的用于其间连接的张力元件，其配置限制第一和第二段的运动。张力元件具有细长带结构，其包括绕第一段设置的第一 环部和绕第二段设置的第二环部。在可替换实施例中，脊椎杆包括限定第一纵轴的第一细长段。第二细长段限定第 二纵轴，且其至少部分具有弓形结构，其限定的曲率半径介于20-400mm范围内。挠性中间 段设置于第一段和第二段之间。中间段具有弓形内表面，其限定内腔，并包括锁定部分。缓 冲器安装连接锁定部分，且设置于内腔内，以啮合内表面，对第一和第二段从第一方位的运 动提供增加的抗力。在另一个可替换实施例中，提供了一种用于连至椎骨的脊椎杆系统。脊椎杆系统 包括脊椎杆，其具有第一细长段、第二细长段与位于第一段和第一段之间的挠性中间段。中 间段具有内表面，该内表面限定内腔且包括第一锁定部分。抗力构件设置于内腔内，内腔具 有外表面，其设置用于啮合内表面。外表面限定了第二锁定部分，其配置用于啮合第一锁定 部分，使得抗力构件与内表面固定。第一紧固元件配置为连接第一段至椎骨，第二紧固元件 配置为连接第二段至相邻椎骨。脊椎杆配置为椎骨从第一方位弯曲和伸展期间对第一和第 二段的运动提供增加的抗力。第一紧固元件可限定配置用于活动支撑第一段的内腔。第一段包括配置为阻止 第一段脱离第一紧固元件的挡块。第二段延伸长度可大于第一段，使得第二段延伸穿过与 椎骨相关联的至少两个椎间级，因而第二紧固元件和第三紧固元件配置为连接第二段至椎 骨。脊椎杆系统可包括绕各段设置的细长带，且包括绕第一段设置的第一环部和绕第 二段设置的第二环部，其配置为限制各段从第一方位的运动。


根据具体描述并结合以下附图，本发明将更为显而易见，其中图1是根据本发明原理的脊椎杆系统的一个特定实施例的透视图；图2是图1所示脊椎杆系统的脊椎杆的透视图；图3是图2所示脊椎杆的侧视俯视图；图4是图1所示脊椎杆系统的抗力构件的透视图；图5是抗力构件沿图4线5-5的侧视横剖视图；图6是连至椎骨的本发明的脊椎杆系统的透视图；图7是连至椎骨的本发明的脊椎杆系统的横剖视图，其示出了脊椎杆的运动；图8是图2所示脊椎杆的可替换实施例的侧视图；图9是图2所示脊椎杆的另一个可替换实施例的正视图；图10是图2所示脊椎杆的另一个可替换实施例的侧视图；图11是使用连至椎骨的图10所示脊椎杆的脊椎杆系统的可替换实施例的横剖视 图；图12是图2所示脊椎杆的另一个可替换实施例的侧视图；图13是图11所示脊椎杆的另一个可替换实施例的正视图；图14是图2所示脊椎杆的另一个可替换实施例的侧视图；图15是图2所示脊椎杆的另一个可替换实施例的侧视图16是图2所示脊椎杆的另一个可替换实施例的侧视图；图17是图2所示脊椎杆的另一个可替换实施例的透视图；图18是图4所示抗力构件的可替换实施例的透视图；图19是图4所示抗力构件的另一个可替换实施例的透视图；图20是图4所示抗力构件的另一个可替换实施例的透视图；图21是图4所示抗力构件的另一个可替换实施例的透视图；图22是连至椎骨的脊椎杆系统的可替换实施例的横剖视图；图23是使用图8所示脊椎杆的脊椎杆系统的可替换实施例的侧视图；图M是图23所示脊椎杆系统的正视图；图25是使用图8所示脊椎杆的脊椎杆系统的可替换实施例的侧视图；图沈是图25所示脊椎杆系统的正视图；图27是使用图8所示脊椎杆的脊椎杆系统的可替换实施例的侧视图；图观是图27所示脊椎杆系统的正视图；以及图四-43是根据本发明原理的脊椎杆系统的锁定部分的可替换实施例的侧视图。附图中相同参照数字指相同部件。
具体实施例方式本发明的脊椎杆系统及其使用方法的示例性实施例将以脊椎病治疗用医疗装置 进行描述，更具体地，以具有弯曲和伸展能力的动态脊椎杆系统进行描述。可设想，公开的 脊椎杆系统及其使用方法提供了稳定性、保持结构完整性，同时减小脊柱元件所受压力。可 设想，本发明可用于治疗例如退变性椎间盘疾病、椎间盘突出、骨质疏松、脊椎前移、狭窄 症、脊柱侧凸及其它曲度异常、脊柱后凸、肿瘤和骨折等脊椎病。可进一步设想，本发明可用 于这些疾病的手术治疗，包括开放手术和微创手术，例如椎间盘切除术、椎板切除术、融合 术、骨骼移植和植入假体。可预期，本发明可用于其它骨骼或骨骼相关应用，包括诊断与治 疗相关应用。可进一步预期，公开的脊椎杆系统可用于使用前、侧或后入路法对俯卧或仰卧 姿势的病人进行的手术治疗。本发明可用于治疗腰、颈、胸和骨盆区域脊柱的手术过程。参照以下本发明的详细描述，并结合属于本发明一部分的附图，将更容易理解本 发明。应理解，本发明不限于本文所述和/或所示具体装置、方法、条件或参数，且本文所用 术语仅为通过示例说明特定实施例，无意限制权利要求的发明。同样，如本说明所用包括 所附权利要求，单数形式“一”、“一个”也包括其复数形式，引用的特定数值至少包括该特定 值，除非文章另有明确说明。本文中范围可表述为自“约”或“近似”某特定值和/或至“约” 或“近似”另一特定值。当表述此范围时，另一个实施例包括自一特定值和/或至另一特定 值。同样，数值前使用先行词“约”而表述为近似值时，应理解，该特定值形成另一个实施例。下述讨论包括脊椎杆系统、相关部件和使用根据本发明原理的脊椎杆系统的示例 性方法的描述。还公开了可替换实施例。现将参照附图所示本发明的示例性实施例。参照 图1-5，示出了根据本发明原理的脊椎杆系统的部件。脊椎杆系统的部件由适用于医疗应用的材料制造，包括金属、聚合物、陶瓷、生物 相容材料和/或其复合材料，其取决于特定应用和/或医疗从业者的喜好。例如，脊椎杆系 统的脊椎杆的制造材料可包括钛等材料；包括PEEK和PEKJI -PEEK复合材料、PEEK-BaSO4聚合橡胶等聚芳醚酮的热塑材料；包括塑料、金属、陶瓷及其复合材料等聚合物和包括聚亚 苯基、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚乙烯、环氧树脂等刚性聚合物的生物相容材料；且 脊椎杆的不同段可具有可替换材料复合物，以实现多种所需特征，诸如强度、刚度、弹性、柔 度、生物相容性、耐久性和射线可透性或成像选择(imaging preference)。作为进一步示 例，脊椎杆系统的抗力构件可由硅、聚氨酯、硅-聚氨酯、共聚物、聚合橡胶、聚烯烃橡胶、水 凝胶等材料、半刚性和刚性材料以及弹性体、橡胶、热塑弹性体、热固弹性体、弹性体复合材 料和塑料等生物相容材料制成。但是本领域技术人员应了解，根据本发明，适于组装和制造 这些材料和加工方法将是适用的。脊椎杆系统被配置用于脊椎病手术治疗期间连至脊椎(如图6所示)，其示例如下 所述。脊椎杆系统具有脊椎杆30，其包括第一细长段，例如限定纵轴a的上段32 ；第二细长 段，如限定了纵轴b的下段34。中间段36与上下段32、34连接，并作为脊椎杆30部件的接合段设置于其间。可 设想，脊椎杆30的部件可整体形成、使用连接元件整体连接或设置。中间段36相对上下段 32、34更具挠性，且配置为对上下段32、34的运动提供抗力。可设想，中间段36可提供增 加、可变、恒定和/或减少的抗力。可预期，各段32、34、36可具有不同尺寸，例如，长度、宽 度、直径和厚度。可进一步预期，各段32、34、36的各横截面可具有不同结构，例如，圆形、椭 圆形、矩形、不规则形状、一致或不一致形状。上段32可具有与下段34不同的横截面积、几 何结构、材料或强度、模数或挠性等材料属性。中间段36可按照特定应用的要求具有不同厚度t (图幻。可设想，中间段36的厚 度t可介于I-IOmm的范围内，优选介于2-8mm的范围内，最优选介于3_5mm的范围内。可 进一步设想，中间段36的横截面几何结构或面积可一致、不一致、恒定或可变。可设想，中间段36可配置为具有宽、窄、圆形或不规则配置的挠性接头。可设想， 中间段36可具有多种配置和尺寸，如大小、形状、厚度、几何结构和材料。中间段36也可具 有一个或多个元件连接段32、34，诸如隔开部分、交错排列图案和网孔(mesh)。中间段36 可由与上下段32、34相同或不同材料制造。中间段36可具有与上下段32、34不同的横截 面积、几何形状或强度、模数或挠性等材料属性。中间段36可使用多种方法和结构连至上 下段32、34，包括模制连续部件、机械紧固、粘合剂粘结及其组合。可设想，中间段36具有挠 性铰链配置，可相对脊椎杆30的中心轴前或后偏移，以调整脊椎杆系统的挠性或硬度。可 进一步设想，可替换择特定参数以调节脊椎杆系统的挠性或硬度，包括中间段36的横截面 积(或厚度)；与下述缓冲器50的硬度相关的材料模数；1-30%范围内的孔隙率调整，可包 括在10微米-Imm范围内调整孔隙容积；以及脊椎杆材料属性。这些参数允许为特定应用 调整强度、耐久性、挠性(或硬度)、总轮廓和使用经皮进路的能力等脊椎杆系统的属性或 性能。中间段36包括挠性接头构件37，其具有C形结构，且限定相应形状的弓形内表面 38和开口端40。可预期，接头构件37可具有诸如U形、V形、W形的可替换结构。可进一步 预期，脊椎杆30可包括沿脊椎杆30长度方向隔开的一个或多个中间段36。在包括多个中 间段36的实施例中，多个中间段36可以以相同或不同方位设置，诸如对齐、不对齐、偏移、 开口端面向或不面向椎骨与交替的角度方位。上段32被设置成邻近开口端40的上部42，过渡部分(the transition)限定正面43。下段34被设置成邻近下部44，过渡部分限定正面45。内表面38限定内腔46和第一 锁定部分，诸如，例如支柱48。支柱48具有圆柱形的第一部分49a和直径随支柱48向表面 38过渡而增加的第二部分49b，如图3所示。内腔46被配置用于设置抗力构件，诸如，例如缓冲器50，如图4和5所示。缓冲器 50具有外表面52，其限定第二锁定部分，诸如，例如开口 M。开口 M具有配置为接收部分 49a的第一部分5 和具有渐增直径且配置为接收部分49b的第二部分55b。开口 M接收 支柱48，以固定安装缓冲器50与脊椎杆30，以锁定脊椎杆系统的这些部件到合适位置。可 预期，部分49a、49b可具有多种配置和尺寸，且部分55a、55b具有相应配置和尺寸，以接收 部分49a、49b。部分49a、49b的配置和尺寸可一致。可设想，第一锁定部分可包括一个或多 个元件，可绕中间段36以不同方式设置，或使用紧固元件和粘合剂，第二锁定部分具有相 应配置以与其啮合。缓冲器50是弹性的，且配置为对各段32、34、36的运动提供可变抗力。可预期，缓 冲器50可提供增力Π、可变、恒定和/或减少的抗力。缓冲器50置于内腔46内，且紧密配合 地啮合表面38。缓冲器50可配置为不同的尺寸和形状，如圆形、椭圆形、矩形、三角形、球形 和不规则形状。可设想，缓冲器50的硬度介于20邵氏(Shore)A至55邵氏D范围内，优选 介于70至90邵氏A范围内。缓冲器50的材料可为实心或多孔、均质或异质、单聚合物或 多于一种聚合物的混合/复合。可预期，缓冲器50的弹性可避免蠕动，并增进脊椎杆系统 的形状恢复。可设想，缓冲器50配置为阻止和/或抵抗开口端40的闭合。缓冲器50可插 入内腔46以供组装，或通过例如将具有缓冲器配置的囊、袋或气球插入内腔46并注入可固 化材料就地形成。在脊椎杆30的第一方位，纵轴a与纵轴b绕接头构件37成夹角X，如图3所示。 夹角χ理想地介于135度至小于180度的范围内，且优选介于150度至160度范围内。夹 角χ可等于180度。可设想，在第一方位，没有弯曲或伸展力应用于脊椎杆30。当各段32、 34,36从第一方位移至第二方位时，弯曲和/或伸展力应用于脊椎杆30。同样地，缓冲器50 与中间段36啮合地相互作用，对上下段32、34从第一方位至第二方位的运动提供增加的抗 力。可预期脊椎杆系统的部件在一个或多个方位间的运动，且可包括脊椎杆系统的部件的 抗力级增加和减少范围。在组装、操作和使用中，脊椎杆系统用于治疗影响病人脊柱段的脊椎病手术过程 中，如下所述。脊椎杆系统也可用于其它手术过程。特别地，脊椎杆系统用于治疗包括椎骨 V的患病段疾病或损伤的手术过程，如图6和7所示。可预期，脊椎杆系统连至椎骨V，以动 态稳定脊柱的患病段，有助于恢复和治疗，同时提供弯曲和伸展能力。在使用中，为治疗脊柱的患病段，医疗从业者以适当方式接近包括椎骨V的手术 部位，如通过组织切开和回缩。可设想，脊椎杆系统可用于任一现有手术方法或技术，包括 开放式手术、小切口手术、微创手术和经皮手术移植，通过小切口或提供保护通道至该部位 的套管接近椎骨V。一旦获得接近手术部位，则执行特定手术过程以治疗脊椎病。让后使 用脊椎杆系统增进手术治疗。脊椎杆系统可作为预组装的装置递送或移植，或可就地组装。 脊椎杆系统可完全或部分修改、移除或更换，例如，仅更换缓冲器50、更换脊椎杆30和缓冲 器50，并使用合适的紧固元件。第一紧固元件，诸如。例如固定螺钉组件70，配置为连接上段32至椎骨义。第二紧固元件，诸如，例如固定螺钉组件71，配置为连接下段34至椎骨\。椎骨V1J2中制造导 引孔，以接收固定螺钉组件70、71。固定螺钉组件70、71包括螺纹骨骼啮合部分72，其根据 手术治疗的特定要求插入或其他方式连至椎骨A、V2。固定螺钉组件70、71各自具有有孔 或通孔的螺钉头74和旋至上下段32、34以连接脊椎杆30与椎骨V到位的紧定螺钉76，如 下所述。如图6所示，脊椎杆系统包括两个轴向对齐并隔开的脊椎杆30，上下段32、34部分 穿过螺钉头74的孔。各螺钉头74的紧定螺钉76旋至脊椎杆30的端部，以牢固连接脊椎 杆30和椎骨\、\。一旦脊椎杆系统与椎骨V固定，则脊椎杆30被配置为在脊柱弯曲和伸 展期间对上下段32、34的运动提供增加的抗力。例如，如图7A所示，脊椎杆30处于空载状 态，其对应上述第一方位，椎骨A、V2上无可感知的拉伸或压缩负载。在病人相应运动引起 椎骨V弯曲和/或伸展时，在脊椎杆30向第二、第三或更多方位运动期间，脊椎杆30与增 加的抗力相互作用。在弯曲时，如图7B所示，上段32相对下段34沿箭头F所指方向移动。接头构件 37绕缓冲器50圆周挠性展开，使得中间段36压缩缓冲器50。该配置增加了弯曲期间的抗 力。在伸展时，如图7C所示，上段32相对下段34沿箭头E所指方向移动。接头构件37绕 缓冲器50圆周挠性压缩。邻近缓冲器50的内表面38处于拉伸状态，接头构件37的相对 边处于压缩状态，使得接头构件37不会大幅压缩缓冲器50。伸展期间抗力增加。弯曲和伸 展期间抗力的增加限制了椎骨V的运动，以动态稳定脊柱接受治疗的区域。脊椎杆系统可使用脊柱手术使用的多种骨钉、椎弓根钉或多轴螺钉(MAQ。可预 期，脊椎杆系统可使用包覆羟磷灰石等骨传导材料和/或骨成形蛋白等骨诱导剂的椎弓根 钉，有助于骨骼固定，以促进接受治疗的脊柱区域的运动。脊椎杆30和缓冲器50可由聚合 物等射线可透射材料制成。χ光、荧光检查、CT或其它成像技术中可使用无线电指示标进行 识别。可使用钽珠、钽销、钛销、钛端盖等金属或陶瓷无线电指示标，诸如被置于脊椎杆30 的端部和/或沿其长度邻近接头构件37或与缓冲器50 —起设置。参照图8所示脊椎杆30的可替换实施例，与图1-3所示相似，上段32和下段34 所处方位使得纵轴a与纵轴b绕开口端40成夹角ζ。夹角ζ理想地介于135度至小于180 度的范围内，且优选介于150度至160度范围内。夹角ζ可等于180度。参照图9所示脊 椎杆30的另一个可替换实施例，与上述相似，上段32和下段34处于侧向偏移方位，使得纵 轴a与纵轴b绕中间段36侧成夹角y。夹角y理想地介于135度至小于180度的范围内， 且优选介于150度至160度范围内。夹角y可等于180度。可预期，脊椎杆系统可按照特 定夹角ζ和夹角y的角度方位设置，使得脊椎杆30可轴向和侧向偏移。参照图10，可替换实施例的脊椎杆系统包括脊椎杆130，与图1-3所述脊椎杆30 相似。脊椎杆130包括上段132、中间段136和下段134，与上述各段相似。上段132具有 第一长度，下段134具有较长的第二长度。脊椎杆130处于第一方位时，纵轴a与纵轴b绕 开口端140成180度夹角。可预期，纵轴a与纵轴b可以以其它角度方位设置，包括上述角 度方位。下段134具有弓形结构，且长度较大，提供了伸展跨过两个或多个椎间元件的能 力。可预期，脊椎杆系统的配置可提供多个椎间级的动态或挠性稳定性，包括治疗或未治疗 椎骨和椎间级。可进一步预期，与上段132和中间段136相比，下段134提供的稳定挠性较小或刚性较大。可设想，下段134可连至跨L5-S1级等下腰椎级的椎骨。下段134可在手 术过程期间切割或修整，使得脊椎杆130的尺寸可按照病人需要或手术治疗或医疗从业者 的特定要求调整。下段134的弓形结构具有曲率半径rr。理想地，曲率半径rr介于20_400mm的范 围内，优选介于50-200mm范围内，且最优选介于100_150mm范围内。在可替换实施例中，上 段132可具有弓形结构和/或增大的长度，与上述相似。弓形结构的上段132的曲率半径 包括上述范围。可预期，弓形结构的上段132的曲率半径与下段134可具有相等或不等的 半径、相同或不同的方位。可进一步预期，上段132可包括侧向偏移的方位，与参照图9和 16所述相似。参照图11，用于治疗脊椎病的手术过程的脊椎杆系统使用方法可替换实施例，与 参照图6和7所示相似，包括上述脊椎杆130。脊椎杆系统包括固定螺钉组件170、171和 173，包括的螺纹骨骼啮合部分172，其根据手术治疗的特定要求插入或其他方式连至椎骨 V1^V2和V3。固定螺钉组件170、171和173各自具有有通孔的螺钉头174和紧定螺钉176， 其被旋转至脊椎杆130，以合适地连接脊椎杆30和椎骨V。与下段134相比，上段132具有较短的脊椎杆长度。固定螺钉组件170旋转至上 段132，以与椎骨V1连接。下段134具有较长的脊椎杆长度，其延伸穿过椎间盘元件I1和 12。固定螺钉组件171、173旋转至下段134，以与椎骨％、％连接。保持运动，同时提供稳定 性至未治疗椎间级。可设想，上段132和中间段136用于L4-L5等腰椎级。可预期，下段1；34用于L5-S1 等下腰椎级。可预期，脊椎杆130的配置使得下段134可在手术过程期间按需要切割或修 整。可设想，手术期间可热处理脊椎杆，以获得最适合病人的曲率或形状。可进一步设想， 脊椎杆130可包括沿脊椎杆130长度隔开的一个或多个中间段136，例如，附加中间段136 被置于固定螺钉组件171和173之间。在包括多个中间段136的实施例中，多个中间段136 可以以相同或不同方位设置，诸如对齐、不对齐、偏移、开口端面向或不面向椎骨与其它角 度方位。参照图12所示的可替换实施例，脊椎杆130具有线性配置的下段234。在脊椎杆 130的第一方位，上段132限定的纵轴a与下段234的纵轴b绕中间段136的开口端140成 夹角XX。夹角XX理想地介于135度至小于180度的范围内，且优选介于150度至160度范 围内。夹角XX可等于180度。参照图13所示脊椎杆130的另一个可替换实施例，与参照图12所述相似，上段 132和下段234处于侧向偏移方位，使得纵轴a与纵轴b绕中间段136侧成夹角yy。夹角 yy理想地介于135度至小于180度的范围内，且优选介于150-160度范围内。夹角yy可等 于180度。可预期，脊椎杆系统可按照特定夹角xy和夹角yy的角度方位设置，使得脊椎杆 130可轴向和侧向偏移。参照图14所示，在脊椎杆130的可替换实施例中，与参照图11所述相似，下段334 具有弓形结构与相应的曲率半径r。理想地，曲率半径r介于20-400mm的范围内，优选介于 50-200mm范围内更佳，且最优选介于100_150mm范围内。参照图15，脊椎杆130的另一可替换实施例中，与上述相似，上段432具有弓形结 构与相应的曲率半径理想地，曲率半径T1介于20-400mm的范围内，优选介于50_200mm范围内，且最优选介于100-150mm范围内。下段434具有波浪形结构与相应的曲率半径r2、 r3。半径r2、r3理想地介于20_400mm的范围内，优选介于50_200mm范围内，且最优选介于 100-150mm范围内，且可为相等值、不等或零。参照图16，图15所示脊椎杆130的另一可替换实施例，下段434包括侧向弯曲与 相应曲率半径r4，其理想地介于20-400mm的范围内，优选介于50_200mm范围内，且最优选 介于100-150mm范围内。参照图17，在脊椎杆30的一个可替换实施例中，与参照图1-3所述，中间段536的 内表面538包括多个沟槽580。沟槽580绕内表面538的圆周横向设置。中间段538具有 外表面582，其包括多个沟槽584。沟槽584绕接头构件537横向设置。可预期，一个或多 个沟槽可限定于表面538、582。可进一步预期，沟槽580、584可纵向定位。沟槽580、84可 仅位于一个表面538或表面582。可设想，沟槽可交错排列或不连续。参照图18，在一个可替换实施例中，缓冲器50由多孔或泡沫材料制造。在另一个 可替换实施例中，缓冲器50具有齿轮表面配置，包括齿660，如图19所示。在另一个可替换 实施例中，缓冲器50具有哑铃配置，包括椭圆形表面760，如图20所示。在另一个可替换实 施例中，缓冲器50具有通孔360，如图21所示。参照图22，使用与上述部件相似部件的脊椎杆系统的可替换实施例中，固定螺钉 组件970、971，与上述组件70、71相似，用于连接类似上述脊椎杆30的脊椎杆930至椎骨 W固定螺钉组件970、97包括配置为允许脊椎杆930在其中相对运动的螺钉头974。脊 椎杆930包括上段932和下段934，其可在螺钉头974的各通孔内相对移动。上段932包括 位于其端部的挡块935。下段934包括位于其端部的挡块937。挡块935、937配置为在椎 骨V1J2的弯曲和伸展的运动期间阻止脊椎杆930与固定螺钉组件970、971脱离。可设想， 组件970、971包括非锁定多轴螺钉，使得各段932、934在因脊椎杆930弯曲/伸展施加拉 伸和压缩负载时自由滑动。上下段932、934可包括细长挡块或端盖，以限制脊椎杆930的 滑动，或进一步阻止脊椎杆930滑脱固定螺钉组件970、971。上下段932、934也可与紧定螺 钉等旋转固定。参照图23和M，在包括脊椎杆30的脊椎杆系统的另一个可替换实施例中，与参照 图8所述相似，拉伸元件，诸如带1090被设置为绕上段32、下段34和中间段36，其配置为 限制上下段32、34从第一方位运动。带1090可通过卷边、所附锁盖、绕销扣环或系结固定 至上下段32、34端部。带1090可包括系链或缆线，且理想地由弹性材料制造。带1090关 于上下段32、34的弯曲/伸展运动增大脊椎杆30的抗力，如上所述。参照图25和沈，在图23和M所示脊椎杆系统的可替换实施例中，带1190包括 绕上段32设置的环1192和绕下段34设置的环1194。带1190的中部1196被设置成穿过 开口端40。参照图27和观，在图23和M所示脊椎杆系统的另一个可替换实施例中，带被 配置为编织网孔(woven mesh) 1290。编织网孔1290包括绕上段32设置的环1292和绕下 段；34设置的环1294。中部1296被设置成穿过开口端40。可预期，编织网孔1290由弹性 材料制造。参照图四-43，脊椎杆系统可以包括中间段36的锁定部件和缓冲器50的可替换 实施例，与参照图1-3所述相似。如图四所示，中间段36包括第一锁定部分，圆锥形支柱 1348，且缓冲器50包括第二锁定部分，开口 1354，其被配置为接收并锁定啮合缓冲器50与脊椎杆30。可替换地，如图30所示，中间段36包括第一锁定部分，具有倒刺1449的支柱 1448，且缓冲器50包括第二锁定部分，开口 1454，其被配置为接收并锁定啮合缓冲器50与 脊椎杆30。可替换地，如图31所示，中间段36包括第一锁定部分，楔形支柱巧48，且缓冲 器50包括第二锁定部分，开口 1554，其被配置为接收并锁定啮合缓冲器50与脊椎杆30。可替换地，如图32所示，中间段36包括第一锁定部分，圆锥形支柱1648，其设置 于接头构件37，且缓冲器50包括第二锁定部分，开口 1654，其被配置为接收并锁定啮合缓 冲器16M与脊椎杆50。可替换地，如图33所示，中间段36包括第一锁定部分，具有双钩 1749的支柱1748，其设置于接头构件37，且缓冲器50包括第二锁定部分，开口 1754，其被 配置为接收并锁定啮合缓冲器50与脊椎杆30。可替换地，如图34所示，中间段36包括第 一锁定部分，销形支柱1848，且缓冲器50包括第二锁定部分，开口 1854，其被配置为接收并 锁定啮合缓冲器50与脊椎杆30。可替换地，如图35所示，中间段36包括第一锁定部分，支柱1948，支柱1948从内 表面38伸出且穿过部分开口端40。缓冲器50包括第二锁定部分，外表面1952，其外表面 1952具有凹槽1953，其被配置为接收支柱1948，并锁定啮合缓冲器50和脊椎杆30。可替 换地，如图36所示，中间段36包括第一锁定部分，连接邻近两面43、45并穿过开口端40的 系链2048。缓冲器50包括外表面2052，其被配置为与系链2048啮合，使得缓冲器50与脊 椎杆30固定。可替换地，如图37所示，中间段36包括第一锁定部分，连接邻近侧部并穿过 内腔46侧向开口部分的系链2148。缓冲器50包括外表面2152，其被配置为与系链2148 啮合，使得缓冲器50与脊椎杆30固定。可替换地，如图38所示，中间段36包括第一锁定部分，连接邻近两面43、45并穿 过内腔46侧向开口部分的系链2248。缓冲器50包括外表面2252，其被配置为与系链2248 啮合，使得缓冲器50与脊椎杆30固定。可替换地，如图39所示，中间段36包括第一锁定 部分，设置下侧部分的系链连接2348。缓冲器50包括第二锁定部分，与中间段36系链配置 的系链连接23M，以锁定啮合缓冲器50与脊椎杆30。可替换地，如图40所示，中间段36 包括第一锁定部分，设置于下侧部分的系链连接对48。缓冲器50包括第二锁定部分，与中 间段36处于系链配置的系链连接2454，以锁定啮合缓冲器50与脊椎杆30。可替换地，如图41所示，脊椎杆系统包括连接邻近上下段32、34端部且穿过内腔 46侧向开口部分的系链2548。缓冲器50包括外表面2552，其被配置为与系链2548啮合， 使得缓冲器50与脊椎杆30固定。可替换地，如图42所示，中间段36包括第一锁定部分， 连接邻近接头构件37的上部和下部并穿过内腔46侧向开口部分的系链沈48。缓冲器50 包括外表面2652，其被配置为与系链沈48啮合，使得缓冲器50与脊椎杆30固定。可替换 地，如图43所示，中间段36包括第一锁定部分。绕其设置用于保持缓冲器50的网孔2748。 缓冲器50包括外表面2752，其被配置为与网孔2748啮合，使得缓冲器50与脊椎杆30固 定。应理解，可对本文公开的实施例进行多种修改。因此，上述说明不应视为限制性， 而仅是多种实施方式的例证。本领域技术人员可设想属于所附权利要求的范围和精神的其 它修改。
权利要求
1.一种脊椎杆，包括 第一细长段；第二细长段；位于所述第一段和所述第二段之间的中间段，所述中间段具有限定第一锁定部分的内 表面；以及抗力构件，其具有限定第二锁定部分的外表面，所述第二锁定部分被配置为啮合所述 第一锁定部分，使得所述抗力构件与至少部分所述内表面固定并啮合。
2.根据权利要求1所述的脊椎杆，其中所述中间段相对所述第一段和所述第二段更具 挠性，且配置为对所述第一和第二段的运动提供抗力。
3.根据权利要求1所述的脊椎杆，其中所述抗力构件是弹性的，且配置为对所述第一 和第二段的运动提供抗力。
4.根据权利要求1所述的脊椎杆，其中所述中间段具有C形结构，其限定相应形状的内 表面和开口端，因而所述抗力构件被配置为阻止所述开口端的闭合。
5.根据权利要求1所述的脊椎杆，进一步包括绕所述第一段和所述第二段设置的用于 其间连接的张力元件，其配置限制所述第一和第二段的运动。
6.根据权利要求5所述的脊椎杆，其中所述张力元件具有细长带结构，其包括绕所述 第一段设置的第一环部和绕所述第二段设置的第二环部。
7.根据权利要求1所述的脊椎杆，其中所述第一段限定纵轴，其与所述第二段限定的 纵轴夹角小于180度。
8.根据权利要求1所述的脊椎杆，其中所述第一锁定部分是从所述内表面突出的支 柱，所述第二锁定部分是开口，以便所述支柱配置为安装连接所述开口。
9.一种脊椎杆系统，包括 第一细长段；第二细长段，其包括至少一部分具有限定曲率半径介于20-400mm范围内的弓形结构； 位于所述第一段和所述第二段之间的挠性中间段，所述中间段具有弓形内表面，所述 弓形内表面限定内腔且包括锁定部分；以及缓冲器，其安装连接所述锁定部分且设置于所述内腔内以啮合所述内表面，其配置对 所述第一和第二段从第一方位的运动提供增加的抗力。
10.根据权利要求9所述的脊椎杆，其中缓冲器是弹性的。
11.根据权利要求9所述的脊椎杆，其中所述中间段具有C形结构，其包括与所述内腔 相通的开口端，因而所述缓冲器被配置为阻止所述开口端的闭合。
12.根据权利要求9所述的脊椎杆，其中所述中间段包括多个隔开的部分。
13.一种连接至椎骨的脊椎杆系统，该系统包括 脊椎杆，其包括第一细长段， 第二细长段，位于所述第一段和第二段之间的挠性中间段，所述中间段具有内表面，该内表面限定 内腔且包括第一锁定部分，以及位于所述内腔内的抗力构件，其具有设置成与所述内表面啮合的外表面，所述外表面限定第二锁定部分，所述第二锁定部分被配置为啮合第一锁定部分使得所述抗力构件与所 述内表面固定；以及配置为连接所述第一段至椎骨的第一紧固元件和配置为连接所述第二段至相邻椎骨 的第二紧固元件，其中所述脊椎杆被配置为在椎骨从第一方位弯曲或伸展期间对所述第一和第二段的 运动提供增加的抗力。
14.根据权利要求13所述的脊椎杆，其中所述第一紧固元件限定配置为活动支撑第一 段的内腔，所述第一段包括配置为阻止第一段脱离第一紧固元件的挡块。
15.根据权利要求13所述的脊椎杆，其中所述第二段延伸长度大于所述第一段，使得 所述第二段延伸穿过与所述椎骨相关联动至少两个椎间级，因而所述第二紧固元件和第三 紧固元件被配置为连接所述第二段至所述椎骨。
全文摘要
本发明涉及一种具有第一细长段和第二细长段的脊椎杆。挠性中间段位于第一段和第二段之间。中间段具有限定第一锁定部分的内表面。抗力构件具有限定第二锁定部分的外表面，第二锁定部分配置为啮合第一锁定部分，使得抗力构件与至少部分内表面固定并啮合。
文档编号A61B17/70GK102143716SQ200980135783
公开日2011年8月3日 申请日期2009年8月14日 优先权日2008年8月15日
发明者H·H·特里优 申请人:华沙整形外科股份有限公司