可扩张的、角度可调整的椎间笼的制作方法

本申请要求2016年6月28日提交的美国临时申请62/355,577的权益，该申请的全部内容以引用方式并入本文。

本公开涉及矫形植入式装置，并且更具体地，涉及用于稳定脊柱的植入式装置。甚至更具体地，本公开涉及可扩张的、角度可调整的椎间笼，这些椎间笼允许从具有减小尺寸的第一插入构型扩张到具有扩张尺寸的第二植入构型。这些椎间笼被构造成调整并适于脊柱前凸角度、特别是较大的脊柱前凸角度，同时恢复脊柱的矢状面平衡和排列。

背景技术：

作为治疗某些脊柱病症或疾病的护理标准，使用通常称为笼或间隔件的融合促进椎体间植入式装置是众所周知的。例如，在一种类型的脊髓病症中，椎间盘由于急性损伤或创伤、盘疾病或仅仅是由于自然老化过程而恶化或受损。健康的椎间盘用于稳定脊柱并将力分布在椎骨之间，并且对椎体起缓冲作用。因此，弱化或受损的盘导致力的不平衡和脊柱的不稳定性，从而导致不适和疼痛。典型的治疗可涉及在分别称为部分或完全椎间盘切除术的过程中外科手术切除部分或全部的患病或受损椎间盘。椎间盘切除术之后通常是插入笼或间隔件以稳定此弱化或受损的脊柱区域。此笼或间隔件用于减少或抑制在所治疗区域中的移动，以便避免损坏进一步发展和/或减轻或缓解损坏或损伤造成的疼痛。此外，这些类型的笼或间隔件用作恢复和维持正常盘高度的机械或结构支架，并且在一些情况下，还可促进相邻椎骨之间的骨融合。

然而，这些类型的规程的当前挑战之一是：可供外科医生进行操纵并将笼插入到待治疗椎间区域中的工作空间非常有效。进入椎间空间要求在留下非常狭窄的通路以供进入的回缩相邻血管和组织、诸如主动脉、腔静脉、硬脑膜和神经根周围进行导航。通向盘内空间的开口本身也是相对小。因此，对可插入而不显著破坏周围组织或椎体本身的笼的实际尺寸存在物理限制。

正常脊柱中的椎体并不平行定位的事实使问题更加复杂。由于椎体相对于彼此的角度关系，脊柱存在自然曲率。理想的笼必须能够适应这种椎体角度关系，否则当处于椎间空间内时，笼将不能适当地坐置。配合不当的笼将会移位或从适当位置迁移出来，并随着时间推移而失效，或者更糟地，进一步损害已经弱化的区域。

因此，希望提供以下椎间笼或间隔件，这些椎间笼或间隔件不仅具有恢复待治疗脊柱区段的盘高度或椎骨排列的机械强度或结构完整性，而且还被构造成容易地穿过狭窄的进入通路而进入椎间空间中，然后适应此空间的角度约束，特别是适应较大的脊柱前凸角度。

技术实现要素：

本公开描述了解决前述挑战并满足期望目标的脊柱植入式装置。这些脊柱植入式装置，或更具体地，椎间笼或间隔件，被构造成可扩展的并且角度可调整的。这些笼可具有允许笼毫不费力地根据需要改变尺寸和角度的扩张或调整机构。这些笼可具有第一插入构型，该第一插入构型的特征在于在这些笼的插入端中的每一个处的减小尺寸，以有利于插入穿过狭窄的进入通道并进入椎间空间中。这些笼可在第一减小尺寸下插入，然后一旦植入，就扩张到第二扩张尺寸。在这些笼的第二构型中，它们能够维持适当的盘高度并通过恢复矢状面平衡和排列来稳定脊柱。预期在一些实施方案中，椎间笼还可被设计成允许笼以可自由选择(或无级)的方式扩张以达到其第二扩张构型。这些椎间笼被构造成能够调整脊柱前凸角度，并且可在其第二扩张构型中适应较大的脊柱前凸角度。此外，这些笼可通过固定相邻椎体来促进融合以进一步增强脊柱稳定性。

另外，植入式装置可使用选择性激光熔化(slm)技术，即一种增材制造形式来制造。这些装置也可通过其它能与之相比的技术制造，诸如例如3d打印、电子束熔化(ebm)、层沉积以及快速制造。通过这些生产技术，可以形成可具有互连且可移动的零件而不另外需要外部固定或附接元件来将部件保持在一起的一体式多部件装置。因此，本公开的椎间笼由不需要另外的外部固定元件来保持在一起的多个互连零件形成。

甚至更贴切地，以这种方式制造的装置不会有连接接缝，而以传统方式制造的装置会加入接缝来将一个部件连接到另一个部件。这些连接接缝通常可表示植入式装置的弱化区域，特别是当这些接缝的结合因反复使用或在应力下随着时间推移而磨损或断裂时。通过使用增材制造来制造所公开的植入式装置，优点之一在于：完全避免了连接接缝，因此避免了该问题。

本发明装置的另一个优点在于：通过使用增材制造工艺来制造这些装置，装置的所有部件(即，椎间笼和用于扩张和阻塞的销两者)在插入过程以及扩张过程两者期间保持是完整的构建体。即，将多个部件一起提供作为集合的单个单元，使得将集合的单个单元插入到患者体内、致动以允许扩张、然后允许原位保持为集合的单个单元。相比需要外部扩张螺钉或楔子以用于扩张的其它笼，在本发明实施方案中，在过程期间的任何阶段都不需要将扩张和阻塞元件插入到笼中，也不需要将扩张和阻塞元件从笼移除。这是因为这些部件被制造成被捕获在笼内部，并且同时可在笼内移动，是已经容纳在笼内的，使得另外的插入或移除不是必要的。

在一些实施方案中，笼可被制造成具有工程化蜂窝结构，该蜂窝结构包括孔、微结构和纳米结构的网络以有利于骨拼合。例如，工程化蜂窝结构可包括呈现网格状外观的孔和其它微米和纳米尺寸的结构的互连网络。这些工程化蜂窝结构可通过在纳米级上改变装置的表面的蚀刻或喷砂来提供。一种类型的蚀刻工艺可利用例如hf酸处理。此外，这些笼还可包括内部成像标记，这些内部成像标记允许使用者正确地对准装置，并且大体上通过导航期间的可视化而有利于插入。成像标记在例如x射线、荧光镜透视检查或ct扫描下在网格之间显示为实心体。

本公开的植入式装置所提供的另一个有益效果在于：它们能够根据患者的需要专门定制。植入式装置的定制与在植入装置与待治疗骨的各种质量和类型之间提供优选模量匹配相关，待治疗骨诸如例如致密骨对疏松骨、骨突骨对中央骨、以及骨质硬化骨对骨质疏松骨，它们各自具有其自己的压缩至结构故障数据。同样地，也可针对各种植入设计生成类似的数据，诸如例如多孔的对实心的、松质的对非松质的等。此类数据可以是尸体的，或计算机有限元生成的。与例如dexa数据的临床相关性还可允许专门设计植入式装置以用于与骨质硬化骨、正常骨或骨质疏松骨一起使用。因此，提供定制的植入式装置、诸如本文提供的植入式装置的能力允许匹配复杂结构弹性模量(emocs)，这使得能够对植入式装置进行工程设计以最小化失配、减轻沉降并优化愈合，从而提供更好的临床结果。

在一个示例性实施方案中，提供了一种可扩张脊柱植入物。该可扩张脊柱植入物可包括主体，该主体具有由可弹性变形的铰链连接在一起的上板和下板，这些板中的每一个包括内倾斜表面，该植入物还具有用于接收杆销的通道。该植入物还可包括杆销，该杆销包括轴，该轴在一端处具有键接表面，该杆销还在相对端处具有扩大的成型头部，该成型头部还包括外部调整表面，该外部调整表面在旋转时与这些板的这些倾斜表面配合以迫使这些板分开。该主体和该销可通过增材生产技术制造，其中该杆销被制造成驻留在该笼的该主体内，但仍可在该主体内旋转。该杆销的该扩大的成型头部可具有长圆形的横截面。另外，该上板和该下板可在第一前端处渐缩。在一些实施方案中，该可扩张脊柱植入物可以是plif笼。该可扩张脊柱植入物可具有其中这些板彼此平行的第一构型，以及其中这些板锁定在一起并相对于彼此成角度的第二构型。在该第二构型中，该植入物调整脊柱前凸角度，并且恢复脊柱的矢状面平衡和排列。

在另一个示例性实施方案中，提供了一种可扩张脊柱植入物。该脊柱植入物可包括主体，该主体具有由可弹性变形的铰链连接在一起的上板和下板，这些板中的每一个包括内调整表面和腔体，该植入物还具有用于接收致动器销的通道。该致动器销包括轴，该轴在一端处具有键接表面并且延伸到相对端处的销尖端中，该销具有位于该尖端处的凹口以及外部调整表面，该外部调整表面在旋转时与这些板的这些内调整表面配合以迫使这些板分开。该主体和该致动器销可通过增材生产技术制造，其中该致动器销被制造成驻留在该笼的该主体内，但仍可在该主体内旋转。该销尖端被构成成嵌套在该上板和该下板的这些腔体内，而该销尖端的该凹口可被构造成与该上板和该下板的这些腔体配合。在一些实施方案中，该可扩张脊柱植入物可以是plif笼，并且该内调整表面可包括倾斜表面。该可扩张脊柱植入物可具有其中这些板相对于彼此成角度的休止状态构型、其中这些板彼此平行的插入构型、以及其中这些板锁定在一起并相对于彼此成角度的扩张构型。在该第二构型中，该植入物调整脊柱前凸角度，并且恢复脊柱的矢状面平衡和排列。

尽管以下讨论聚焦在脊柱植入物上，但应当理解，许多原理同样可应用于人体或动物体内需要骨修复或骨融合的其它结构身体部分，包括其它关节，诸如膝关节、肩关节、踝关节或手指关节。

应当理解，以上一般性描述和以下详细描述都仅是示例性的和说明性的，并且不限制本公开。本公开的另外的特征将部分地陈述于以下描述中，或者可通过实践本公开获知。

附图说明

并入本说明书并构成其一部分的附图示出本公开的若干实施方案，并且连同描述内容一起用于解释本公开的原理。

图1示出了根据本公开的可扩张椎间笼的示例性实施方案的透视图。

图2a示出了图1的椎间笼的前视图。

图2b示出了图1的椎间笼的侧视图。

图2c示出了图1的椎间笼的后视图。

图2d示出了图1的椎间笼的从头到尾视图。

图2e示出了图1的椎间笼的等轴视图。

图3示出了图1的椎间笼和相关联杆销的分解图。

图4示出了处于其制造位置的图1的椎间笼和相关联杆销的剖视图。

图5a和图5b示出了图1的椎间笼的剖视图，其中图5a示出了侧面剖视图，并且图5b示出了透视剖视图。

图6a-6h示出了扩张图1的椎间笼的方法，其中图6a、图6c和图6f示出了在扩张过程中的笼的侧视图，并且图6b、图6d和图6g示出了在扩张中的笼的剖视图，并且图6e和图6h示出了在扩张过程中的笼的前视图。

图7示出了根据本公开的可扩张椎间笼和相关联内致动器销的另一示例性实施方案的透视图。

图8a示出了图7的可扩张椎间笼和致动器销的前视图。

图8b示出了图7的可扩张椎间笼和致动器销的侧视图。

图8c示出了图7的可扩张椎间笼和致动器销的后视图。

图8d示出了图7的可扩张椎间笼和致动器销的从头到尾视图。

图8e示出了图7的可扩张椎间笼和致动器销的等轴视图。

图9示出了图7的可扩张椎间笼和内致动器销的分解图。

图10a示出了处于其制造位置的图7的椎间笼与致动器销。

图10b示出了图10a的椎间笼和致动器销的局部剖视图。

图11a和图11b示出了图7的椎间笼的局部剖视图，其中图11a示出了侧面剖视图，并且图11b示出了透视剖视图。

图12a和图12b分别示出了图9的内致动器销的平面图和透视图。

图13a-13l示出了压缩和扩张图7的椎间笼的方法，其中图13a、图13c、图13e、图13g、图13i和图13k示出了在扩张过程中的笼的侧视图，而图13b、图13d、图13f、图13h、图13j和图13l示出了在扩张过程中的笼的剖视图。

具体实施方式

本公开提供用于插入在相邻椎骨之间的各种脊柱植入装置，诸如椎体间融合间隔件或笼。这些装置可被构造成在脊柱的颈部区域或腰部区域中使用。在一些实施方案中，这些装置被构造为plif笼或后路腰椎椎体间融合笼。这些笼可恢复和维持脊柱区段的椎间高度，并且通过恢复矢状面平衡和排列来稳定脊柱。这些笼可具有第一插入构型，该第一插入构型的特征在于在这些笼的插入端中的每一个处的减小尺寸，以有利于插入穿过狭窄的进入通道并进入椎间空间中。这些笼可在第一减小尺寸下插入，然后一旦植入，就扩张到第二扩张尺寸。在这些笼的第二构型中，它们能够维持适当的盘高度并通过恢复矢状面平衡和排列来稳定脊柱。预期在一些实施方案中，椎间笼还可被设计成允许笼以可自由选择(或无级)的方式扩张以达到其第二扩张构型。这些椎间笼被构造成能够调整脊柱前凸角度，并且可在其第二扩张构型中适应较大的脊柱前凸角度。此外，这些笼可通过固定相邻椎体来促进融合以进一步增强脊柱稳定性。

另外，植入式装置可使用选择性激光熔化(slm)技术，即一种增材制造形式来制造。这些装置也可通过其它能与之相比的技术制造，诸如例如3d打印、电子束熔化(ebm)、层沉积以及快速制造。通过这些生产技术，可以形成可具有互连且可移动的零件而不另外需要外部固定或附接元件来将部件保持在一起的一体式多部件装置。因此，本公开的椎间笼由不需要另外的外部固定元件来保持在一起的多个互连零件形成。

甚至更贴切地，以这种方式制造的装置不会有连接接缝，而以传统方式制造的装置会加入接缝来将一个部件连接到另一个部件。这些连接接缝通常可表示植入式装置的弱化区域，特别是当这些接缝的结合因反复使用或在应力下随着时间推移而磨损或断裂时。通过使用增材制造来制造所公开的植入式装置，完全避免了连接接缝，因此避免了该问题。

本发明装置的另一个优点在于：通过使用增材制造工艺来制造这些装置，装置的所有部件(即，椎间笼和用于扩张和阻塞的销两者)在插入过程以及扩张过程两者期间保持是完整的构建体。即，将多个部件一起作为集合的单个单元提供，使得将集合的单个单元插入到患者体内、致动以允许扩张、然后允许原位保持为集合的单个单元。相比需要外部扩张螺钉或楔子以用于扩张的其它笼，在本发明实施方案中，在过程期间的任何阶段都不需要将扩张和阻塞元件插入到笼中，也不需要将扩张和阻塞元件从笼移除。这是因为这些部件被制造成被捕获在笼内部，并且同时可在笼内移动，是已经容纳在笼内的，使得另外的插入或移除不是必要的。

在一些实施方案中，笼可部分地或完全地被制造成具有工程化蜂窝结构，该蜂窝结构包括孔、微结构和纳米结构的网络以有利于骨拼合。例如，工程化蜂窝结构可包括呈现网格状外观的孔和其它微米和纳米尺寸的结构的互连网络。这些工程化蜂窝结构可通过在纳米级上改变装置的表面的蚀刻或喷砂来提供。一种类型的蚀刻工艺可利用例如hf酸处理。此外，这些笼还可包括内部成像标记，这些内部成像标记允许使用者通过导航期间的可视化正确地对准笼并且大体上有利于插入。成像标记在例如x射线、荧光镜透视检查或ct扫描下在网格之间显示为实心体。

本公开的植入式装置所提供的另一个有益效果在于：它们能够根据患者的需要专门定制。植入式装置的定制与在植入装置与待治疗骨的各种质量和类型之间提供优选模量匹配相关，待治疗骨诸如例如致密骨对疏松骨、骨突骨对中央骨、以及骨质硬化骨对骨质疏松骨，它们各自具有其自己的压缩至结构故障数据。同样地，也可针对各种植入设计生成类似的数据，诸如例如多孔的对实心的、松质的对非松质的等。此类数据可以是尸体的，或计算机有限元生成的。与例如dexa数据的临床相关性还可允许专门设计植入式装置以用于与骨质硬化骨、正常骨或骨质疏松骨一起使用。因此，提供定制的植入式装置、诸如本文提供的植入式装置的能力允许匹配复杂结构弹性模量(emocs)，这使得能够对植入式装置进行工程设计以最小化失配、减轻沉降并优化愈合，从而提供更好的临床结果。

现在转到附图，图1示出了本公开的可扩张的、可调整的椎间笼10的示例性实施方案。笼10可包括整体式主体或外壳16，该整体式主体或外壳16具有一对板：一个上板20和一个下板22，该上板20和下板22可在它们位于笼10的第一前端12处的自由端处渐缩。这些板20、22在这些板位于笼的第二后端14附近的终端处由可弹性变形的铰链26连接，并且可如图1所示扩张。铰链26由弹性塑性接头区域28限定，这些弹性塑性接头区域28可使用第二后端14处的选择性切口形成。

如图2a-2e所示，在第一减小尺寸构型中，板20、22彼此平行。如图3所示，椎间笼10的主体16与杆销40配合以使上板20和下板22张开以及阻止其扩张。如以上所提及，本公开的装置可以使得通过再生/增材生产技术(例如，如以上所提及的选择性激光熔化(slm)或其它类似技术)在一个步骤中将所有部件处理成最终组装装置的方式来制造。图4示出了示例性制造构型，该示例性制造构型示出了可在这种技术下将笼10和杆销40制造成嵌套在一起的方式。销40可包括轴46，该轴46有键接特征部48，该键接特征部48起作用以旋转和锁定杆销40。销40延伸到扩大的成型尖端50中，该尖端50还包括外部调整表面54。这个尖端50可被构造成具有椭圆形或长圆形的横截面形状。

图5a和图5b示出椎间笼10的主体16的内部。通向通道30的开口32设置在第二后端14处以用于接收杆销40。另外，板20、22具有上调整表面34和下调整表面36，该上调整表面34和下调整表面36与杆销40的调整表面54相互作用，如下文将更详细地描述。

图6a-6f示出了在植入期间调整可扩张椎间笼10的过程。在可扩张笼10的初始插入阶段中，可扩张笼10可具有压缩的减小尺寸，由此上板20和下板22彼此平行。这产生最渐缩且细长的轮廓以有利于插入，这对穿越狭窄的进入路径以到达植入位点是特别有益的。在一些实施方案中，如果需要，板20、22在第一前端12附近的终端也可包括斜面或渐缩部。板20、22可各自包括平坦的外表面以接触椎体的端板并抵靠这些端板进行按压。

可被制造成驻留在笼10的主体16内的杆销40在第一插入构型中并不干涉板20、22，并且在此时可被认为是处于非启用状态。在已经将笼10正确地插入到椎间空间或盘内空间之后，可通过启用杆销40来调整/扩张笼10。在使用中，板20、22的移动通过以杠杆方式将椎间笼10打开、从而导致主体16弹性地且部分地塑性变形来实现。

如图6c-6e所示，杆销40在箭头方向上的部分旋转导致杆销40的成型部分的调整表面54抵靠上板20和下板22的调整表面34、36进行按压。这使板20、22张开，并且将笼10的第一前端12扩张到中间位置中。当杆销40旋转完整的90度时，如图6f-6h所示，那么板20、22可完全地扩张，并且笼10可处于其第二扩张构型。铰链26的弹性塑性接头区域28在此阶段已经部分地塑性变形，并且笼10可被认为是完全调整的并且处于受阻位置。

如以上所提及，本公开的椎间笼被构造成能够允许插入穿过狭窄的进入路径，但能够进行扩张和角度调整，使得笼能够调整椎骨区段的脊柱前凸角度。通过能够在铰链26处部分地塑性变形，笼可适应并适于较大的脊柱前凸角度。另外，笼可恢复脊柱的矢状面平衡和排列，并且可促进融合以固定并稳定脊柱。

图7示出了本公开的可扩张椎间笼和相关联内致动销的另一示例性实施方案。如图8a-8e更详细所示，与前一笼10类似，这个笼110也可包括外壳或主体116，改外壳或主体116具有上板120和下板122，该上板120和下板122在它们的终端处在可弹性变形的铰链126处附接。这个可变形铰链126驻留在主体116的第二后端114处，而上板120和下板122的自由端位于笼110的主体116的第一前端112处。在一些实施方案中，板120、122的自由端可渐缩或带斜面以有利于插入。与前一实施方案一样，椎间笼110可在如先前所述的增材制造技术中与配合的内致动器销140一起形成。然而，与椎间笼10不同，本实施方案的椎间笼110在休止状态下偏置成处于打开或扩张构型。

如以上所提及，在椎间笼110中，笼110的休止状态可以是打开或扩张位置。换句话讲，笼110可被制造成使得板120、122偏置成处于打开/脊柱前凸位置。在插入之前，板120、122可使用致动器销140挤压在一起，该致动器销140可将板120、122按压在一起并将它们保持在这个第一减小尺寸构型中，以便有利于将笼110插入。当板120、122保持闭合时，板可弹性地且部分地塑性变形。在插入之后，可释放板120、122，并且板120、122由于在铰链126处所存储的弹性能量而自动地打开到一定量。最后，板120、122可主动地打开至其第二最终构型，并且可使用内致动器销140将其锁定在适当位置中。

图9示出了可扩张椎间笼110与内致动器销140。如所提及的，销140可起作用来保持上板120和下板122闭合，以便保持该笼110的第一插入端112处于减小尺寸以便易于插入。稍后，可致动销140以使板120、122张开并将它们锁定到适当位置中。

图10a和图10b示出了处于制造构型的椎间笼110及其相关联内致动器销140。类似于以上笼10和销40，将所有部件处理成最终组件可通过再生/增材生产技术(例如，选择性激光熔化slm)在一个步骤中实现。因此，内致动器销140可被制造以便驻留在本身是整体式主体116的椎间笼110的内部内，但是内致动器销140仍可相对于笼110移动和旋转。如所理解，通过增材生产技术，这是可能的，这些增材生产技术允许实现对多部件系统的制造，其方式为使得这些部件能够与彼此相互作用、进行关节运动、并且不需要外部固定元件。在这种情况下，内致动器销140可用于将笼110的板120、122保持在一起并防止它们张开来。同一销140也可用于在插入后使板120、122张开来，如下文将更详细地描述。

如以上所提及，本公开的植入式装置可以使得通过再生/增材生产技术(例如，如以上所提及的选择性激光熔化(slm)或其它类似技术)在一个步骤中将所有部件处理成最终组装装置的方式来制造。应当注意在这里可利用再生/增材生产技术的有益效果来提供具有相互作用的部件的多部件组件的方式，这些部件不需要任何另外的外部固定元件来维持这些子部件完整以及与彼此相互作用。如图所示，笼10、110加杆销40、140的整个组件整体地可被生产为具有活动内部零件的一个单元。

如先前所提及的，以这种方式制造的装置不会有连接接缝，而以传统方式制造的装置会加入接缝来将一个部件连接到另一个部件。这些连接接缝通常可表示植入式装置的弱化区域，特别是当这些接缝的结合因反复使用或在应力下随着时间推移而磨损或断裂时。通过使用增材制造来制造所公开的植入式装置，这些装置的优点之一在于：完全避免了连接接缝，因此避免了该问题。

此外，通过使用增材制造工艺来制造这些装置，装置的所有部件(即，椎间笼和用于扩张和阻塞的销两者)在插入过程以及扩张过程两者期间保持是完整的构建体。即，将多个部件一起作为集合的单个单元提供，使得将集合的单个单元插入到患者体内、致动以允许扩张、然后允许原位保持为集合的单个单元。相比需要外部扩张螺钉或楔子以用于扩张的其它笼，在本发明实施方案中，在过程期间的任何阶段都不需要将扩张和阻塞元件插入到笼中，也不需要将扩张和阻塞元件从笼移除。这是因为这些部件被制造成被捕获在笼内部，并且同时可在笼内移动，是已经容纳在笼内的，使得另外的插入或移除不是必要的。

图11a和图11b更详细地示出了笼110和销140。如图所示，笼110可包括上板122，该上板122与下板120在其终端处由弹性塑性铰链126连接，该弹性塑性铰链126可由笼110的第二后端114处的弹性塑性接头区域128限定。笼110还可包括通向通道130的开口132，用于接收内致动器销140。上板120可在其下侧中具有倾斜表面或调整表面134，而下板122可在其内侧中具有倾斜表面或调整表面136。上板120还可包括腔体或凹口区域158，用于接收致动器销140以将板120、122保持在一起。同样地，下板122还可包括腔体或凹槽区域168，用于接收致动器销140以将板120、122保持在一起。

内致动器销140的细节可从图12a和图12b看到。内致动器销140可包括轴146，该轴46有键接特征部148，该键接特征部48起作用以旋转致动器销140。致动器销140还可包括与上板120和下板122的调整表面配合的外部调整表面154。致动器销140可终止于具有凹口或凹槽152的尖端150。这个销尖端150可被构造成干涉上板120的腔体158和下板122的腔体168以将板120、122保持在一起。凹口152可使得能够将板120、122相对于彼此进行锁定。

图13a-13h示出了调整可扩张椎间笼110的方法。在笼110的预插入阶段中，笼110可具有打开位置，其中板120、122相对于彼此成角度，并且由此内致动器销140不与板120、122的腔体158、168接合，如图13a和图13b所示。在图13c和图13d中，仍然是在预插入阶段中，板120、122现在可被按压到闭合位置中，使得板120、122彼此平行并且笼110的第一前端112处于减小尺寸，以便易于插入穿过椎间空间/盘内空间的狭窄进入路径。当销140在主体116内移动、使得销尖端150被插入这些板的腔体158、168中时，板120、122可完全闭合并保持在一起，如图13e和图13f所示。在这个压缩构型中，在板120、122紧紧保持在一起的情况下，然后可将笼110插入到椎间空间/盘内空间中。

在插入之后，可使用同一内部致动器销140来使笼110扩张。如图13g和图13h所示，通过将致动器销140从板120、122的腔体158、168抽出，可将板120、122从其压缩构型释放。由弹性接头区域128保持的残余弹性能量将迫使板120、122在部分打开位置中彼此远离。换句话讲，致动器销140的释放允许板120、122朝向其自然休止位置回弹，在该自然休止位置中，板120、122在它们的自由端处间隔开。然后，如图13i和图13j所示，致动器销140可旋转完整的90度，这然后将使板120、122相对于彼此扩张打开。销140的这个90度旋转导致销140和板120、122的调整表面彼此干涉并对抗，从而抵靠板120、122施加力并使它们张开来，如图所示。一旦板120、122已经完全扩张，就可通过将尖端150向前移动来将致动器销140完全插入，使得板120、122保持锁定在适当位置中。如图13k和图13l所示，致动器销140的凹口152可插入到板的腔体158、168中，以保持这些板120、122牢牢地锁定在其扩张位置中。因此，在椎间笼110内制造的内部致动器销140的致动可被制成干涉上板120和下板122的调整表面，从而导致铰链126的弹性接头区域128的部分塑性变形，并且导致笼110处于第二扩张构型。

与前一笼一样，本公开的椎间笼110被构造成能够允许插入穿过狭窄的进入路径，但能够进行扩张和角度调整，使得笼能够调整椎骨区段的脊柱前凸角度。通过能够在铰链126处部分地塑性变形，笼可适应并适于较大的脊柱前凸角度。另外，笼可有效地恢复脊柱的矢状面平衡和排列，并且可促进融合以固定并稳定脊柱。

对于可扩张笼10、110促进融合的能力，关于骨愈合和融合的许多体外和体内研究已经表明：孔隙率是必须的，以便允许血管化，并且促进新骨生长所希望的基础结构应当具有表面特性针对细胞附着、迁移、增殖和分化优化的多孔的互连孔隙网络。同时，许多人认为植入物为新细胞活性提供足够的结构支撑或机械完整性的能力是获得临床成功的主要因素，而其他人则强调孔隙率作为关键特征的作用。不论一方面相较于另一方面的相对重要性，显而易见的是，用于稳定的结构完整性以及用于支持细胞生长的多孔结构两者都是适当且可持续的骨再生的关键部分。

因此，这些笼10、110可利用现有的增材制造技术，这些技术通过形成可在一体中具有实心特征和多孔特征的整体式主体而允许装置的更大程度的定制。在一些实施方案中，笼10、110可具有多孔结构，并且可被制造成具有工程化蜂窝结构，该蜂窝结构包括孔、微结构和纳米结构的网络以有利于骨拼合。例如，工程化蜂窝结构可包括呈现网格状外观的孔和其它微米和纳米尺寸的结构的互连网络。这些工程化蜂窝结构可通过在纳米级上改变装置的表面的蚀刻或喷砂来提供。一种类型的蚀刻工艺可利用例如hf酸处理。

这些相同的制造技术可采用来为这些笼提供内部成像标记。例如，这些笼还可包括内部成像标记，这些内部成像标记允许使用者正确地对准笼，并且大体上通过导航期间的可视化而有利于插入。笼可包括单个标记或多个标记。这些内部成像标记在很大程度上有利于植入这些笼的简易性和精确性，因为可以将这些笼制造成具有一个或多个嵌入在内部的标记以用于改进导航和植入期间的可视化。

本公开的植入式装置所提供的另一个有益效果在于：它们能够根据患者的需要专门定制。植入式装置的定制与在植入装置与待治疗骨的各种质量和类型之间提供优选模量匹配相关，待治疗骨诸如例如致密骨对疏松骨、骨突骨对中央骨、以及骨质硬化骨对骨质疏松骨，它们各自具有其自己的压缩至结构故障数据。同样地，也可针对各种植入设计生成类似的数据，诸如例如多孔的对实心的、松质的对非松质的等。此类数据可以是尸体的，或计算机有限元生成的。与例如dexa数据的临床相关性还可允许专门设计植入式装置以用于与骨质硬化骨、正常骨或骨质疏松骨一起使用。因此，提供定制的植入式装置、诸如本文提供的植入式装置的能力允许匹配复杂结构弹性模量(emocs)，这使得能够对植入式装置进行工程设计以最小化失配、减轻沉降并优化愈合，从而提供更好的临床结果。

本发明可提供多种脊柱植入物，包括用于在脊柱的颈部区域或腰部区域中使用的椎体间融合笼。尽管仅示出了后路腰椎椎体间融合(plif)装置，但预期相同原理可用于颈部椎体间融合(cif)装置、经椎间孔腰椎椎体间融合(tlif)装置、前路腰椎椎体间融合(alif)笼、侧腰椎椎体间融合(llif)笼、以及斜腰椎椎体间融合(olif)笼。

在考虑了本文所提供的本公开的说明书和实践的情况下，本公开的其它实施方案对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。本说明书和示例旨在仅被看作是示例性的。