专利名称：可扩展植入物、器械和方法
可扩展植入物、器械和方法
背景技术：
有时响应多种病理必需从人脊柱去除一块或更多块椎骨或椎骨部分。例如，由于肿瘤生长，椎骨中的一块或更多块可损伤，或通过创伤或其它事件损伤。椎骨的去除或切除可称为椎骨切除术(vertebrectomy)。椎骨的通常前部或椎体的切除可称为椎体次全切除 (corpectomy)。植入物通常放置在剩余椎骨之间，从而作为椎体次全切除的部分为脊柱提供结构支撑。图1图解典型腰椎的四块椎骨V1-V4和三块椎间盘D1-D315如图解的，V3是受损椎骨，并且V3的全部或部分可去除从而帮助稳定脊柱。如果与椎间盘D2和D3 —起去除， 那么植入物可放置在椎骨V2和V4之间。最一般地，插入椎骨之间的植入物被设计为促进剩余椎骨之间的融合。有时植入物被设计成替换切除的椎骨或椎间盘的功能。多于一块椎骨的全部或部分可被损伤并在一些环境下需要去除或替换。在一些环境下，在融合过程中仅去除例如椎间盘D1-D3中的一块或一块的部分，并用可扩展植入物替换椎间盘或椎间盘的部分也可以是临床上合适的。用于椎体次全切除或融合过程的许多植入物在本领域是已知的。一类植入物大小适合于直接替换正被替换的椎骨或多块椎骨。另一类植入物以收缩状态(collapsed state)插入人体并然后在适当地安置后扩展。可扩展植入物可辅助恢复对解剖的合适负载，并实现植入物更稳固的固定。可扩展植入物可以是有利的，这是因为其考虑当适当地安置植入物时的较小切口。从相对小的高度扩展到相对高的高度同时提供优良结构强度的植入物可更特别有利于最小化切口尺寸。包括狭窄配置的插入和扩展机构的植入物也可提供临床优点。有效植入物也包括稳固地锁定在期望位置中，并在一些状况下能够收缩的机构。 在一些实施方式中，在其末端或接近其末端具有开孔的植入物也可以是有利的，这是因为其考虑血管形成和骨生长进入或通过植入物。可扩展植入物也可在替换附肢例如腿和臂或肋骨或通常长于其宽度的其它骨骼的长骨或部分中有用。例子包括但不限于股骨、胫骨、腓骨、肱骨、桡骨、尺骨、指骨(趾骨， phalanges)、锁骨，以及肋骨中的任何。
发明内容
本发明的一个实施方式是支撑骨骼结构的可扩展医疗植入物。可扩展医疗植入物可包括底座，该底座具有第一末端、第二末端和沿底座长度在第一和第二末端之间延伸的套管。可扩展医疗植入物也可包括第一支柱和第二支柱，所述第一支柱具有在套管内行进的近端和延伸越过底座第一末端的远端，所述第二支柱具有在套管内行进的近端和延伸越过底座第二末端的远端。一些实施方式的第一支柱的近端被配置为沿底座长度的至少一部分在套管内与第二支柱的近端嵌合(交错，interdigitate)。本发明的实施方式是间隔开椎体的方法。该方法实施方式包括提供可扩展医疗植入物。可扩展医疗植入物可包括底座，该底座具有第一末端、第二末端和沿底座长度在第一和第二末端之间延伸的套管。提供的可扩展医疗植入物也可包括第一支柱和第二支柱，所述第一支柱具有在套管内行进的近端和延伸越过底座第一末端的远端，所述第二支柱具有在套管内行进的近端和延伸越过底座第二末端的远端。提供的可扩展医疗植入物能够在第一支柱的远端和第二支柱的远端之间具有第一高度，并能够在第一支柱的远端和第二支柱的远端之间扩展到大于第一高度的第二高度。该方法包括通过在套管中以相反方向移动第一和第二支柱，相对于底座扩展第一支柱并相对于底座扩展第二支柱，以便医疗植入物具有大于第一高度两倍的第二高度。 本发明的另一实施方式是间隔开椎骨结构的可扩展医疗植入物工具。该实施方式包括底座，该底座具有第一末端、第二末端和沿底座的长度在第一和第二末端之间延伸的套管。该实施方式也包括第一支柱和第二支柱，所述第一支柱具有在套管内行进的近端和延伸越过底座第一末端的远端，第二支柱具有在套管内行进的近端和延伸越过底座第二末端的远端。该实施方式另外包括扩展工具，用于在套管中以相反方向相对于底座延伸第一支柱并相对于底座延伸第二支柱，以便通过第一支柱远端和第二支柱远端之间距离限定的第二高度大于通过第一支柱远端和第二支柱远端之间距离限定的第一高度两倍。
图1是腰椎片段的正视图。
图2是部分扩展状态的可扩展医疗植入物的透视图。
图3是图2的可扩展医疗植入物的横截面图。
图4是图2的可扩展医疗植入物的透视图，其中为图解目的去除一些组件。
图5是图4的可扩展医疗植入物的横截面图。
图6是图2的可扩展医疗植入物的透视图，其中为图解目的去除一些组件。
图7是图2的可扩展医疗植入物的透视图的横截面图，其中为图解目的去除-组件。
图8是本发明一些实施方式的轴环(collar)实施方式的透视图。
图9是本发明一些实施方式的支柱实施方式的透视图。
图10是图2的可扩展医疗植入物的透视图的横截面图，其中为图解目的去除-组件。
图11是本发明一些实施方式的轴环实施方式的透视图。
图12是图11的轴环的平面图。
图13是器械实施方式的正视图。
图14是图13的器械末端的正视图。
图15是器械实施方式的正视图。
图16是图15的器械末端的正视图，其中为图解目的去除末端部分。
图17在是图15的器械末端上的正视图。
图18是部分扩展状态的可扩展医疗植入物的透视图。
图19是图18的可扩展医疗植入物的透视图，其中为图解目的去除一些组件。
具体实施例方式
在图2_12、18和19中，支撑椎骨结构的可扩展医疗植入物在不同视图中图解并具有某些变化。在图2中示出的可扩展医疗植入物1包括底座10、第一支柱100和第二支柱200。图解底座10具有核心20、第一轴环21和第二轴环22。底座10具有第一末端11和第二末端12。套管13沿底座10的长度在底座10的第一末端11和底座10的第二末端12 之间延伸。在图2-7中图解的核心20是圆柱体。其它实施方式的核心可具有圆形之外的横截面形状。例如，核心可以是椭圆形、三角形、矩形、正方形、其它多边形或曲线形状，或所述形状的结合或其它功能形状。如在图3-7中可见，底座10的核心20包括划分底座10的横截面的分离器15，以使第一支柱100的一个或更多个部分与第二支柱200的一个或更多个部分分开。在图解的实施方式中，分离器15将底座10的横截面划分为基本上四开断面。在一些实施方式中划分为四开断面可以是有利的，因为其运行第一支柱100和第二支柱200中的每个具有占据底座相对四等分(quarter)的一对对称腿形件。对称腿形件良好安置，从而接收施加到支柱100、200的负载而没有在支柱100、200材料引入特别的偏心率。另外，该配置在每个腿形件中提供接近支柱100、200每个的外围的相对大量的材料。接近外围的材料有助于支柱100、200作为柱状物抵抗负载的能力。在其它实施方式中，底座10的横截面可仅划分为两个断面，因此每个支柱都可在单独元件中包括最大量的材料。这样的安排最小化分离器占据的横截面面积的量，并因此考虑每个支柱的横截面尽可能大。在其它实施方式中，每个支柱的腿形件的数量可增加，从而围绕底座10的外围更优分布支柱承担的负载，并且如上面提到，减少偏心率，并因此减少支柱材料中的负载。除了如图3和5中示出的圆形的近楔形断面之外，支柱的腿形件还可具有任何功能形状，并且分离器15可被配置为插入(intervene)支柱的全部或部分之间。例如并且没有限制地，可形成在一个腿形件或支柱上具有榫舌(tongue)，并在另一腿形件或支柱上具有凹槽的支柱腿形件，或可形成具有沿其长度允许支柱互连的公母鸠尾榫连接(male and female dovetail connection) 的支柱。在一些实施方式中，分离器可以不完全延伸穿过底座10的内部，但可仅是最靠近底座10的壁的分离器15的部分。这些实施方式可包括安装在两个或更多个支柱的部分之间的组件，或组件可安装在沿一个或更多个支柱的侧面的一个或更多槽口中，从而相对于底座导引支柱。在一些实施方式中，分离器15与支柱100、200中的一个或两个紧公差，从而相对于底座10稳定支柱100、200。公差“T”在图3和5中注释。该紧公差可提供支柱100、200 动态操作中的导引和向底座10的套管13中的支柱100、200提供横向或其它结构稳定性中的一个或两个。例如并且没有限制地，分离器15可大小适合于在支柱100、200和分离器15 之间提供从0. 02mm到Imm的缝隙或公差。在多种实施方式中，可在支柱100、200和分离器 15之间、在支柱100、200的部分之间或在支柱100、200和器件的其它组件之间，规定公差。在图2、4、6和7中示出的底座10具有开孔17用于接收致动器械。在一些实施方式中，开孔17包括螺纹用于接收致动器械的部分的螺纹。如图解的，开孔17是单孔。单孔开孔与图13和14的致动器械一起运行。然而，在其它实施方式中，开孔17可包括两个或更多个孔。例如，接收在图15-17中示出的致动器械的开孔包括一组三个孔。底座10可在底座10的一个或更多个侧面中包括孔。如在图7中示出，开孔17经过底座10的中心，从而在底座10的相反侧面中提供开孔17。在其它实施方式中，底座10可包括突出件而不是孔。器械可配合突出件，以使致动器械在可扩展医疗植入物1上对准。
在一些实施方式中，底座10包括第一轴环21和第二轴环22。在图解实施方式中的第一轴环21和第二轴环22被配置为分别调节第一支柱100和第二支柱200沿底座10 长度的运动。图解实施方式的第一轴环21通过固定在孔23中(图2和10)，并经过凹槽 27 (图4、6和7)的插针(未示出)耦联到底座10的核心20。第一轴环21可通过任何有效器件耦联到核心20，其包括但不限于通过扣环(through retaining ring)、紧定螺钉或凹槽27中的铆接。随着插针在凹槽27中行进，允许第一轴环21绕核心20旋转。图解的第一轴环21包括围绕其周长的齿形件25，齿形件25被配置为接收使第一轴环21相对于底座10的部分，例如核心20旋转的器械。例如并且没有限制地，齿形件25可接收在图13-17 中示出的致动器械中的一个。图解实施方式的第二轴环22通过固定在孔M中(图2、8和10)，并经过凹槽观(图4、6和7)的插针(未示出)耦联到底座10的核心20。随着插针在凹槽观中行进， 允许第二轴环22绕核心20旋转。第二轴环22可通过任何有效器件耦联到核心20，其包括但不限于通过扣环、紧定螺钉或凹槽观中的铆接。图解的第二轴环22包括围绕其周长的齿形件沈，齿形件沈被配置为接收使第二轴环22相对于底座10的部分，例如核心20旋转的器械。例如并且没有限制地，齿形件沈可接收在图13-17中示出的致动器械中的一个。对于图解的实施方式，第一轴环21和第二轴环22可用器械同时转动。例如，图13 和图14的器械或图15-17的器械可连接到核心20，从而同时转动第一轴环21和第二轴环 22。在图解的配置中，第一轴环21和第二轴环22通过图13-17的器械中任意一个以相反方向转动。然而，因为第一轴环21和第二轴环22具有同样的螺纹图案，但从近端到远端转动，使其以相反方向旋转导致第一支柱100和第二支柱200同时一起移动和同时移动分开。 也在本发明的实施方式下也考虑螺纹图案和齿轮的任何其它可操作结合。例如并且没有限制地，致动器械可仅具有两个相互咬合齿轮，因此在上面和下面的轴环以相同而不是相反的旋转方向移动。该配置可连同具有相反螺纹图案的轴环进行操作，例如一个具有右旋螺纹的轴环，和一个具有左旋螺纹的轴环。第一支柱100和第二支柱200的实施方式在图2、4、9和10中图解。第一支柱100 具有近端101和远端102。近端101在套管13内行进，并且远端102延伸越过底座10的第一末端11。如图解的，第一轴环21通过螺纹121耦联到第一支柱100(图7和10)，以使通过第一轴环21的旋转引起第一支柱100沿底座10的长度运动。第二支柱200具有近端201和远端202。近端201在套管13内行进，并且远端 202延伸越过底座10的第二末端12。如图解，第二轴环21通过螺纹122耦联到第二支柱 200 (图7、8和10)，以使通过第二轴环22的旋转引起第二支柱200沿底座10的长度运动。一些实施方式的分离器15也有助于防止轴环的螺纹121、122与各自的支柱100、 200脱离。沿螺纹产生功的转动力可生成合力，当力施加到螺纹时，该合力趋向于向底座10 的中心推动支柱100、200。分离器15可接触各自的支柱100、200通常相反侧，从而抵消合力并允许轴环的螺纹121、122保持与支柱100、200啮合。图9和10图解与第二支柱200的近端201嵌合的第一支柱100的近端101。在一些实施方式中，第一支柱100的近端101与第二支柱200的近端201沿底座10长度的至少一部分在套管13内嵌合。在此使用的术语嵌合与该术语的变化指咬合在一起、混合或沿其长度交迭的组件。考虑将组件配置为在组件具有允许组件的部分相互经过并沿组件长度占据共同横截面平面的形状时嵌合。如应用于在图9和10中图解的实施方式，第一支柱100 被配置为与第二支柱200嵌合，因为第一支柱100的腿形件111、112被成形为沿第一和第二支柱100、200的长度与在第二支柱200的腿形件211、212 —起安装在共同的横截面平面中。更特别地，对于图解的实施方式，第一支柱100和第二支柱200每个都包括两个相反的、 嵌合的腿形件111、112和211、212。每个图解的腿形件111、112、211、212都基本设置在底座10横截面的四分点(quarter point)处。在其它实施方式中，可仅具有两个腿形件，以使排除分离器组件，每个支柱100、200包括最大量的材料，如上面提到的。支柱的一些实施方式可包括多于两对的嵌合腿形件，其围绕底座的外围分布支柱承担的负载，从而减少负载偏心率，并因此减少支柱材料中的应力。支柱100、200的一个或两个远端102、202可包括与各自的邻近椎体连接的尾端件或鞋形件。鞋形件可包括对远端102、102添加成角配置的零件，因此植入物匹配或改变脊柱前凸、脊柱后凸的脊柱弯曲，或脊柱侧凸导致的弯曲。可选地或另外地，鞋形件可包括增强与椎骨连接的零件。例如并且没有限制地，鞋形件可包括齿形件、长钉、紧固件、开孔、滚花、粗糙表面，或有效增强与椎骨连接的任何表面处理或另外材料。轴环的另一实施方式在图11和12中图解。示出可在核心20的任一或两个末端上被替代的轴环222。轴环222可通过固定在孔224中，并经过凹槽27、28(图4、6和7)中任意一个的插针(未示出)耦联到底座10的核心20。随着插针在凹槽27J8中行进，允许轴环222绕核心20旋转。轴环222可通过任何有效器件耦联到核心20，包括但不限于通过扣环、紧定螺钉或凹槽27、28中的铆接。图解的轴环222包括围绕其周长的齿形件226，齿形件2 被配置为接收使轴环222相对于底座10的部分旋转的器械。例如并且没有限制地，齿形件2 可接收在图13-17中示出的致动器械中的一个。具有远端102和在套管13内行进的近端101的第一支柱100可被配置为通过啮合机构250与轴环222耦联。啮合机构250围绕轴环222内径的一个或更多个片段布置。 当轴环222在啮合机构250不与第一支柱100上的螺纹相互作用的第一旋转位置时，允许第一支柱100沿底座10移动。当轴环222在啮合机构250与第一支柱100上的螺纹耦联的第二旋转位置时，约束第一支柱100沿底座10的移动。对于图解的轴环222，在第一旋转位置和第二旋转位置之间的旋转移动为大约90度。轴环222和啮合机构250可在结合第二支柱200的底座10的第二末端12处相似采用。在支柱或啮合机构250的片段的螺纹中的一个或两个尺寸不同的其它实施方式中，在第一和第二旋转位置之间的旋转移动按比例地改变。图解实施方式的啮合机构250是与各自支柱的螺纹啮合的螺纹。在其它实施方式中，医疗植入物的扩展和收缩可通过棘轮齿或任何其它功能机构调节。具有合适啮合机构 250的轴环222的实施方式与这些其它机构同样有效，并在本发明的实施方式下考虑。可扩展医疗植入物的另一实施方式在图18和19中图解。示出的可扩展医疗植入物1001包括底座1010、第一支柱1100和第二支柱1200。图解底座1010具有核心1020、第一轴环1021和第二轴环1022。底座1010具有第一末端1011和第二末端1012。图解的核心1020是大体圆柱形的，并包括开孔，用于第一和第二支柱1100、1200中的一个或两个经过核心1020。套管1013沿底座1010的长度在底座1010的第一末端1011和底座1010的第二末端1012之间延伸。在图18中，套管1013由第一和第二支柱1100、1200占据。示出的底座1010具有用于接收致动器械的开孔1017。开孔1017的配置和功能以及相关结构基本相似于上面关于开孔17描述的配置和功能以及相关结构。在图解实施方式中的第一轴环1021和第二轴环1022被配置为分别调节第一支柱 1100和第二支柱1200沿底座1010长度的运动。第一支柱1021通过固定在孔1023中(图 18)，并经过核心1020中凹槽(未示出)的插针(未示出)耦联到底座1010的核心1020。 随着插针在凹槽中行进，允许第一轴环1021绕核心1020旋转。第一轴环1021可通过任何有效器件耦联到核心1020，其包括但不限于通过扣环、紧定螺钉或凹槽中的铆接。图解的第一轴环1021包括围绕其周长的齿形件1025，齿形件1025被配置为接收使第一轴环1021相对于底座1010的部分，例如核心1020旋转的器械。例如并且没有限制地，齿形件1025可接收在图13-17中示出的致动器械中的一个。第二轴环22通过固定在孔IOM中(图18和19)，并经过核心1020中凹槽(未示出)的插针(未示出)耦联到底座1010的核心1020。随着插针在凹槽中行进，允许第二轴环1022绕核心1020旋转。第二轴环1022可通过任何有效器件耦联到核心1020，其包括但不限于通过扣环、紧定螺钉或凹槽中的铆接。图解的第二轴环1022包括围绕其周长的齿形件10 ,齿形件10 被配置为接收使第二轴环1022相对于底座1010的部分，例如核心1020旋转的器械。例如并且没有限制地，齿形件10 可接收在图13-17中示出的致动器械中的一个。具有致动器械的第一和第二轴环1021和1022的操作与上面描述的第一和第二轴环21和22的操作基本相似。第一支柱1100和第二支柱1200的实施方式在图18和19中图解。第一支柱1100 具有近端1101和远端1102。近端1101在套管1013内行进，并且远端1102延伸越过底座 1010的第一末端1011。如图解的，第一轴环1021通过螺纹耦联到第一支柱1100，以使通过第一轴环1021的旋转引起第一支柱1100沿底座1010的长度运动。第二支柱1200具有近端1201和远端1202。近端1201在套管1013内行进，并且远端1202延伸越过底座1020的第二末端1012。如图解，第二轴环1022通过螺纹耦联到第二支柱1200，以使通过第二轴环1022的旋转引起第二支柱1200沿底座1010的长度运动。 因为第二支柱1200具有小于第一支柱1100的直径，所以第二轴环1022中的带螺纹开孔 1922(图19)小于第一轴环1021中的带螺纹开孔1911(图18)。带螺纹开孔1911和1922 的螺距可以是相同螺距或不同螺距。不同螺距可在一些实施方式中有用，以响应共有致动使第一和第二支柱1100、1200以不同速率行进。由于更长的第二支柱能够嵌套通过第一支柱的中心并一直延伸到第一支柱的远端，因此不同速率行进也可通过使第二支柱比第一支柱更长容许更大的总扩展能力。更长的第二支柱可在其全部长度上以更快速率扩展，并由此给予植入物更大的总扩展距离。如在图19中示出，第一支柱1100的近端1101与第二支柱1200的近端1201嵌合。 如应用于在图18和19中图解的实施方式，第一支柱1100被配置为通过在第一支柱1100 的内径里面接收第二支柱1200与第二支柱1200嵌合。图解实施方式的第一和第二支柱 1100、1200是管状、圆形横截面并有螺纹的。然而在其它实施方式中，支柱可以是椭圆形、三角形、矩形、正方形、其它多边形或曲线形状，或所述形状的结合或其它功能形状。各种实施方式可以具有或可以不具有螺纹，并可以可选地或另外地具有棘轮、槽口，或可被啮合或抓握以移动或把持第一和第二支柱的其它表面。中心孔1190在图18和19中示出。中心孔1190可完全或部分扩展通过第一和第二支柱1100、1200中的一个或两个。中心孔1190可完全或部分填充有骨生长促进物质，例如下面描述的物质。骨生长促进物质可在植入之前、在植入物的扩展过程期间、在植入物植入并完全扩展之后，或在列出时间的任何结合，添加到中心孔1190。在一些实施方式下的可扩展医疗植入物是间隔开椎骨结构的工具。可扩展医疗植入物可包括底座，该底座具有第一末端、第二末端和沿底座的长度在第一和第二末端之间延伸的套管；第一支柱，其具有在套管内行进的近端和延伸越过底座第一末端的远端；第二支柱，其具有在套管内行进的近端和延伸越过底座第二末端的远端。可扩展医疗植入物的实施方式可进一步包括扩展工具，用于在套管中以相反方向相对于底座延伸第一支柱并相对于底座延伸第二支柱，因此通过第一支柱远端和第二支柱远端之间距离限定的第二高度大于通过第一支柱远端和第二支柱远端之间距离限定的第一高度两倍。在图解实施方式中，第一支柱100是单独组件，并且第二支柱200是单独组件。因此，为使远端102、202之间扩展的第二高度大于第一高度两倍，第一支柱100和第二支柱200在底座10内嵌合。在一些实施方式中，例如但不限于在图18和19中图解的实施方式，第一和第二支柱可嵌合为从底座相反末端延伸的同心圆柱横截面。致动器械300、400在图13_17中图解。致动器械300、400被配置为与一些实施方式的一个或更多个轴环21、22、222、1021、1022中一起操作，以分别调节第一支柱100、1100 和第二支柱200、1200沿底座10长度的运动。如在图13和14中图解，致动器械300的实施方式包括具有齿轮齿310的单齿轮301，齿轮齿310被配置为与轴环21、22、222、1021、1022 中的一个或更多的齿形件25、26、226、1025、1026啮合。致动器械300包括其中轴330可旋转耦联的管320。抓握表面325可应用于管320的外部部分。把手335可包括在轴330的近端上用于抓取，以使轴330相对于管320转动。轴330耦联到齿轮301。键形物(tab)317 可在开孔17中可旋转耦联，以将致动器械300固定到底座10，同时允许齿轮301相对于底座10转动。一些实施方式的键形物317可包括带螺纹的部分，以连接开孔17的带螺纹区， 其中带螺纹的部分相对于轴330旋转。在其它实施方式中，键形物317可包括扩展或另外改变形状的器件，以可旋转或固定地与开孔17或底座10的其它部分连接。如在图14中通过箭头305示出，齿轮301的旋转导致在齿轮顶部相对于齿轮301以第一方向的运动，以及在齿轮底部以与第一方向相反的第二方向的运动。该配置可与器件例如可扩展医疗植入物 1 一起使用，其中该动作导致第一轴环21和第二轴环22反方向旋转，以及支柱100、200同时向收缩或扩展状态移动。在多种实施方式中，齿轮301的直径可被更改以配合在齿轮之间具有不同距离G的植入物(图2)。如在图15-17中示出，致动器械400的实施方式包括具有齿轮齿411、412、413的三个齿轮401,402,403ο齿轮齿412,413被配置为与轴环21、22、222、1021、1022中的一个或更多的齿形件25、26、226、1025、1026啮合。致动器械400包括其中轴430可旋转耦联的管420。抓握表面425可应用于管420的外部部分。在示出的实施方式中，外壳450耦联到管420。键形物417被耦联到外壳450。把手435可包括在轴430的近端上用于抓取，以使轴430相对于管420转动。轴430耦联到齿轮401。键形物417在图解实施方式中具有三个尖头(prong)，并可插入相似于底座10的底座中的开孔，以将致动器械400固定到底座， 同时允许齿轮401相对于底座转动。其中在图解实施方式中致动器械400插入的开孔相似于开孔17的一些实施方式，但包括至少用于三个尖头的孔。一些实施方式的键形物417的尖头中一个或更多个可包括带螺纹的部分，以连接到开孔的带螺纹区。键形物417可包括扩展、改变取向或另外改变形状的器件，以与底座或植入物的另一部分连接。在图16中，为图解目的，示出外壳450的末端部分去除。如在图16中通过箭头405示出的，齿轮401的旋转导致在齿轮401顶部相对于齿轮401以第一方向的运动，以及在齿轮401底部以与第一方向相反的第二方向的运动。齿轮401在其顶部以通过箭头406示出的旋转方向咬合并转动齿轮402。齿轮401在其底部以通过箭头407示出的旋转方向咬合并转动齿轮403。该配置可与器件例如可扩展医疗植入物1 一起使用，其中该动作导致第一轴环21和第二轴环 22反方向旋转，以及支柱100、200同时向收缩或扩展状态移动。在多种实施方式中，齿轮 401,402,403的直径可被更改以配合在齿轮之间具有不同距离G的植入物(图2)，或生成不同量的机械利益或相对转动速率。例如并且没有限制地，轴环21、22、222、1021、1022在一些实施方式中可从顶部到底部更狭窄，并在轴环的齿轮之间产生更大的距离G。与致动器械300的把手335的相似旋转相比，致动器械400的把手435的旋转导致轴环21、22、222、 1021,1022的相反旋转。在另一实施方式中，致动器械(未示出)可包括两个齿轮，因此该器械上下部分的旋转在共有方向上。这样的旋转对于植入物的上下轴环具有相反螺纹方向可以是有用的，或可用于各种其它植入物实施方式。本发明的实施方式是间隔开椎体的方法。该方法可包括提供可扩展医疗植入物和扩展该植入物，以便该医疗植入物具有大于在未扩展状态的植入物或植入物组件的高度两倍的扩展高度。例如，本方法的可扩展医疗植入物能够具有在第一支柱的远端和第二支柱的远端之间的第一高度，并能够扩展到在第一支柱的远端和第二支柱的远端之间的大于第一高度的第二高度。该方法也可包括通过在套管中以相反方向移动第一和第二支柱，相对于底座扩展第一支柱并相对于底座扩展第二支柱，以便第二高度大于第一高度两倍。参考非限制例子，可扩展医疗植入物具有底座10，底座10具有第一末端11、第二末端12和沿底座10的长度在底座10的第一末端11和底座10的第二末端12之间延伸的套管13。图解的第一支柱100具有在套管13内行进的近端101和延伸越过底座10的第一末端11的远端102。图解的第二支柱200具有在套管13内行进的近端201和延伸越过底座10的第二末端12的远端202。在该例子中，在第一支柱100的远端102和第二支柱200 的远端202之间限定第一高度。可扩展医疗植入物1可以能够扩展到在第一支柱100的远端102和第二支柱200的远端202之间的大于第一高度的第二高度。图解实施方式的第一支柱100是不伸缩、折叠或具有另外组件以任何方式扩展越过其远端102的单一件。同样， 图解实施方式的第二支柱200是不伸缩、折叠或具有另外组件以任何方式扩展越过其远端 202的单一件。图解实施方式的支柱100、200的近端101、201的直径或横向外周近似相等， 因此给予支柱100、200近似相同的结构特性和负载能力。继续本例子，扩展医疗植入物1包括相对于底座10扩展第一支柱100并相对于底座10扩展第二支柱200。示出的实施方式的扩展包括在套管13中以相反方向移动第一和第二支柱100、200，以便医疗植入物1具有大于第一高度两倍的第二高度。在一些实施方式中，扩展距离也可定义为扩展到大于底座10高度两倍的总高度。对于示出的器件，通过使与支柱100、200上的螺纹啮合的轴环21、22旋转，第一支柱10和第二支柱20相对于底座10移动。特别地，通过插入器械的尖端，例如致动器械300、400的键形物317、417中的任意一个，至底座10中，并使器械各自的把手335、435旋转以转动与轴环21、22的齿形件25、沈咬合的一个或更多个齿轮，旋转轴环21、22。在其它实施方式中，轴环21、22的任意一个可独立地转动以选择性控制从底座10的任一末端扩展。在可选的实施方式中，通过附联扩展器械到第一支柱的远端和第二支柱的远端， 使可扩展医疗植入物扩展。扩展器械可具有能够移动远端相互远离的任何种类。例如并且没有限制地，具有对散布或压缩邻近组件、螺钉传动器件、棘轮器件、液压、电或其它动力的器件反应的机械联动的扩展器械可用来移动支柱的远端分开。方法实施方式包括操作这样的器械以使可扩展医疗植入物扩展。在扩展后，可扩展医疗植入物可通过任何有效机构锁定到适当位置。非限制例子包括用插针、紧定螺钉或其它紧固件、锁环、夹具、干涉配合与轴环锁定。轴环的更具体例子在轴环222中体现。方法实施方式可进一步包括在啮合机构250 不与支柱100、200上的螺纹相互作用，同时支柱100、200相对于底座10移动的第一旋转位置，安置轴环。在支柱100、200移动到可接受位置时，轴环222可移动到啮合机构250与各自支柱100、200上的螺纹耦联，因此约束支柱100、200沿底座10移动的第二旋转位置。如图解的，在第一旋转位置和第二旋转位置之间的旋转移动为大约90度。在支柱100、200或啮合机构250的片段的螺纹中的一个或两个尺寸不同的其它实施方式中，在第一和第二旋转位置之间的旋转移动按比例地改变。一些实施方式也可包括作为可扩展医疗植入物的部分的补充固定器件，用于进一步稳定解剖。例如并且没有限制地，棒杆和螺钉固定系统、前部或横向镀覆系统(plating system)、小面稳定系统、棘突稳定系统，以及补充稳定的任何器件可用作可扩展医疗植入物的一部分。在一些实施方式中，可扩展医疗植入物也可包括骨生长促进物质作为可扩展医疗植入物的一部分或与其结合。植入物内部和/或外围的全部或部分可用合适的骨生长促进物质或治疗组分包裹。例如并且没有限制地，末端腔室105、205中的一个或两个(图2) 可填充有骨生长促进物质例如成骨材料以促进骨生长入可扩展医疗植入物1的各自远端 102、202。在其它实施方式中，腔室可以以鞋形件产生以放置在支柱的末端，或腔室可延伸可在扩展期间或之后填充的可扩展医疗植入物的全部长度。在图18和19中示出的中心孔 1190可整体或部分地填充有骨生长促进物质。骨生长促进物质包括而不限于自体移植物、 异体移植物、异种移植物、脱钙骨、人造或天然骨移植替代物，例如生物陶瓷和聚合物，以及骨诱导因子。也可使用在器件内保持材料的分离载体。这些载体可包括基于胶原的载体、 生物陶瓷材料例如BI0GLASS 、羟磷灰石和磷酸钙组分。载体材料可以以海绵体、块体、折叠
片、油灰、糊剂、移植材料的形式或其它合适形式提供。成骨组分可分离地或保持在合适载体材料内地包括有效量的骨形态发生蛋白(BMP)、转化生长因子β 1、胰岛素样生长因子、 血小板源性生长因子、成纤维细胞生长因子、LIM矿化蛋白(LMP)及其结合，或其它治疗或抗感染剂。放置可直接实现或借助于任何有效类型的注射或传递器件(transfer device) 实现。植入物的实施方式可整体或部分由各种类型的生物相容材料构造。植入物材料的例子包括但不限于非增强聚合物、增强的聚合物复合材料、PEEK和PEEK复合材料、形状记忆合金、钛、钛合金、钴铬合金、不锈钢、陶瓷及其结合。增强材料可包括碳、玻璃纤维、金属片或任何其它有效的增强材料。如果试验器械或植入物由射线可透材料制作，那么放射照相标记可设置在试验器械或植入物上，以提供射线照相地和荧光地监控和确定椎间盘空间中椎体位置的能力。在一些实施方式中，植入物或植入物的单独组件可由骨骼或其它组织的固体段构造。在其它实施方式中，植入物由装配成最终配置的骨骼支架构造。该植入物可由沿穿过植入物一个或更多个纵轴的水平或垂直平面装配的骨骼支架构造。组织材料包括但不限于人造或天然自体移植物、异体移植物或异种移植物，并可以是性质上可再吸收或不可再吸收的。其它组织材料的例子包括但不限于硬组织、结缔组织、脱钙骨基质及其结合。可使用的可再吸收材料的例子包括但不限于聚交酯、聚乙醇酸交酯、酪氨酸衍生聚碳酸酯、聚酐、聚原酸酯、聚磷腈、磷酸钙、羟磷灰石、生物活性玻璃及其结合。植入物可以是固体的、多孔的、海绵状的、穿孔的、钻孔的和/或打开的。图1图解典型腰椎的四块椎骨V1-V4和三块椎间盘D1-Dy尽管本发明的实施方式可应用于腰椎区，但实施方式也可应用于颈椎或胸椎或其它骨骼结构之间。尽管本发明的实施方式在本公开中详细说明和描述，但是应考虑本公开为说明性的并且不约束特性。考虑在本发明精神内的全部改变和修改在本公开的范畴之内。
权利要求
1.一种支撑骨骼结构的可扩展医疗植入物，包含底座，所述底座具有第一末端、第二末端和沿所述底座的长度在所述第一末端和所述第二末端之间延伸的套管；第一支柱，所述第一支柱具有在所述套管内行进的近端和延伸越过所述底座的第一末端的远端；以及第二支柱，所述第二支柱具有在所述套管内行进的近端和延伸越过所述底座的第二末端的远端；其中所述第一支柱的近端被配置为沿所述底座长度的至少一部分在所述套管内与所述第二支柱的近端嵌合。
2.根据权利要求1所述的可扩展医疗植入物，其中所述底座包括划分所述底座的横截面的分离器，以使所述第一支柱的一个或更多个部分与所述第二支柱的一个或更多个部分分开。
3.根据权利要求2所述的可扩展医疗植入物，其中所述分离器将所述横截面基本划分为四等分。
4.根据权利要求2所述的可扩展医疗植入物，其中所述分离器与所述第一支柱和所述第二支柱紧密公差，以相对于所述底座稳定所述第一支柱和所述第二支柱。
5.根据权利要求1所述的可扩展医疗植入物，其中所述底座包括用于接收致动器械的开孔。
6.根据权利要求1所述的可扩展医疗植入物，其中所述底座在其第一末端包括被配置为调节所述第一支柱沿所述底座长度的运动的第一轴环。
7.根据权利要求6所述的可扩展医疗植入物，其中所述第一轴环通过螺纹耦联到所述第一支柱，以使通过所述第一轴环的旋转引起所述第一支柱沿所述底座长度的运动。
8.根据权利要求6所述的可扩展医疗植入物，其中所述第一轴环包括围绕其内径的部分的啮合机构，当所述第一轴环在第一旋转位置时，所述啮合机构允许所述第一支柱沿所述底座的移动，并且当所述第一轴环在第二旋转位置时，所述啮合机构约束所述第一支柱沿所述底座的移动。
9.根据权利要求6所述的可扩展医疗植入物，其中所述第一轴环包括围绕其周长的齿形件，所述齿形件被配置为接收使所述第一轴环相对于所述底座的部分旋转的器械。
10.根据权利要求1所述的可扩展医疗植入物，其中所述底座在其第二末端包括被配置为调节所述第二支柱沿所述底座长度的运动的第二轴环。
11.根据权利要求10所述的可扩展医疗植入物，其中所述第二轴环通过螺纹耦联到所述第二支柱，以使通过所述第二轴环的旋转引起所述第二支柱沿所述底座长度的运动。
12.根据权利要求10所述的可扩展医疗植入物，其中所述第二轴环包括围绕其内径的部分的啮合机构，当所述第二轴环在第一旋转位置时，所述啮合机构允许所述第二支柱沿所述底座的移动，并且当所述第二轴环在第二旋转位置时，所述啮合机构约束所述第二支柱沿所述底座的移动。
13.根据权利要求10所述的可扩展医疗植入物，其中所述第二轴环包括围绕其周长的齿形件，所述齿形件被配置为接收使所述第二轴环相对于所述底座的部分旋转的器械。
14.根据权利要求1所述的可扩展医疗植入物，其中所述第一支柱和所述第二支柱每个都包括至少两个相反的、嵌合的腿形件。
15.根据权利要求14所述的可扩展医疗植入物，其中每条腿形件都基本设置在所述底座的横截面的四分点处。
16.根据权利要求1所述的可扩展医疗植入物，其中所述第一支柱是管状的，并且所述第二支柱在通过所述第一支柱内部的通道内行进。
全文摘要
本发明的实施方式包括可扩展的可植入器件和方法。器件线性扩展以在解剖学结构之间或之中提供稳固固定。一些实施方式的扩展高度大于器件未扩展高度两倍。在一些实施方式中，植入物替换脊柱的一块或更多块椎体。
文档编号A61F2/46GK102421391SQ201080017450
公开日2012年4月18日 申请日期2010年4月21日 优先权日2009年4月23日
发明者D·A·哈里森二世, J·M·德威, K·E·米勒, T·E·德罗切纳 申请人:华沙整形外科股份有限公司