脊柱的医学治疗往往涉及椎间盘、两个相邻椎骨之间的纤维软骨性关节的损伤或病变。频繁地，治疗涉及移除自然椎间盘并且融合两个相邻椎骨。融合器频繁地被用来促进两个相邻椎骨的融合。一个或多个锚固件可以被用来将融合器固定到相邻椎骨中的一个或两个。在一些情况下，代替融合两个相邻椎骨的是，如同人工椎间盘关节的椎间假体可以被使用。利用这样的假体，一个或多个锚固件可以被用来将板或其他部件固定到相邻椎骨中的一个或两个。
通常被用来将椎间植入物(诸如融合器或椎间假体或其他植入物或部件)固定到椎骨的锚固件可以采取许多形式。例如，螺钉可以穿入椎骨，其中螺钉的头部将治疗装置保持在椎骨上。钉和其他形式的销也可以被使用。一般地，这样的紧固件的使用需要相对大的切口来适应足够插入螺钉、钉或销通过治疗装置并进入椎骨所需的接近角度。
技术实现要素：
本申请的申请人已经开发并且确立了通过低创切口将椎间植入物(诸如融合器、体切除术植入物或椎间假体或其他植入物或部件)固定到相邻椎骨的各种装置、方法和系统。在美国专利号6447546、8343219、8617245、8932359、9039774和9044337以及美国专利申请公开号20130150968、20140114413、20150045893、20150051702、20150127109和20150209089中公开了这样的装置、方法和系统的示例，上述专利和专利申请中的每一个以引用方式被并入本文。如在各种这样的公开中描述的，例如，锚固件(优选弧形的和板状的)能够被插入通过相对狭窄的切口，并且然后曲线地通过治疗装置以将锚固件的尖端突出到相邻椎骨内并将治疗装置固定到椎骨。然而，具有各种形状和截面的锚固件能够被植入以用于保持各种植入物。
在一些情况下，驱动这样的锚固件的尖端进入椎骨会需要显著的力。各种装置和方法可以被用来供应该力。例如，冲压机可以被用来通过切口将来自手动摆动的锤子的冲击传输到锚固件的端部。可替代地，本公开中描述的各种装置、方法或系统可以被使用。
本申请描述了可以被用来植入用于椎间假体、融合器和其他治疗装置的锚固件的装置、方法和系统的各种实施例。例如，锚固件植入可以利用器械组件和冲击器组件来完成。在一些实施例中，器械组件可以包含具有头部、轴和手柄的主体。器械组件可以包括保持器以将椎间假体或椎间装置固定到器械头部。器械组件还可以包含用于插入深度止动件的调节器。
冲击器组件可以采取若干形式，并且每种形式可以具有若干选项。一般地，冲击器组件的各种实施例将产生用于将锚固件冲击到骨段内的脉冲。例如，冲击器组件可以由马达提供动力。马达可以例如被电动地、气动地或手动地激励。马达可以包含用于激励马达的开关、阀或其他机构。冲击器组件可以包含用于产生脉冲的传动装置，所述传动装置可以与马达一体或分离。可替代地或此外，马达可以直接产生脉冲。冲击器组件可以具有钻头以接合锚固件。钻头可以是可移除的，并且也可以是可从适于不同外科手术情况的不同配置的钻头的分类中选择的。
冲击器组件可以使用各种技术和被配置为实施这些技术的各种结构来驱动锚固件。例如，锚固件的尖端可以使用利用冲击器组件施加到锚固件的尾端的一系列前向脉冲(或冲击)被推进到椎骨内。这样的技术的若干变体可以被使用。例如，冲击器钻头的头部可以单向地前向前进。
可替代地，冲击器钻头的头部可以振荡，从而在前向行程撞击锚固件的尾端，并且在后向行程从锚固件的尾端缩回。在另一替代选择中，锚固件也可以随着冲击器钻头的头部振荡，其中锚固件的尖端在前向行程中推进到椎骨内并且在后向行程中稍微撤回，但是具有锚固件尖端到椎骨内的总体前进。然而，前向单向脉冲有时对于要被植入在椎骨中的锚固件、尤其对于弧形的板状锚固件是优选的。阻尼器可以被用来缓和脉冲。冲击器组件部件的其他移动可以被抑制。被施加于锚固件的力的范围可以从单纯的振动到显著平移的脉冲。
冲击器组件可以具有若干类型的控制装置。例如，冲击器组件可以提供向锚固件递送的脉冲的频率、移位和力的调节。冲击器组件可以被配置用于手动激活，或可替代地用于当压在物体(诸如锚固件)上时的激活。
在一些情况下，外科医生可能想要穿孔、刻痕或以其他方式切割椎骨以便为锚固件在椎骨中的植入作准备。为此，本文中描述的各种装置、系统和替代选择可以被各种方法使用。例如，弧形刀可以代替锚固件来使用。可替代地，被配置有铰接的锋利头部的钻头可以被使用。切割服务可以是笔直的、锯齿状的、尖的或圆的。在一些情况下，锯齿状的切割边缘或粗糙表面可以是有利的。在一些情况下，切割引导件可以在切割程序期间代替植入物来使用。切割引导件可以沿着切割工具路径装备有硬化表面。此外，各种方法可以包括优选地在根据本申请的装置或系统的远侧尖端处的切割工具的使用。该切割工具优选具有(至少近似)相同的形状和至少接近锚固件的尺寸的尺寸，以便将骨准备好用于锚固件的冲击。
本文中描述的各种装置、系统和替代选择可以被各种方法使用。例如，外科手术程序可以使用以下步骤中的一个或多个：在正在被治疗的椎间区域附近制作切口；移除椎间盘中的一些或全部；为要被植入的椎间装置确定适当的尺寸和配置；为要被用来将椎间装置固定到相邻椎骨中的一个或两个的一个或多个锚固件确定适当的尺寸和配置；将椎间装置附接到插入器械；调节器械以实现用于椎间装置的插入的适当深度；将椎间装置插入到椎间空间内；将锚固件放置在插入器械的头部中；调节要通过冲击器递送的脉冲的频率、移位和力；选择适合于驱动锚固件进入相邻椎骨中的一个的冲击器钻头；将冲击器钻头附接到冲击器组件；将钻头的头部连接到锚固件的尾端；接合冲击器组件以驱动锚固件的尖端进入椎骨中；移除冲击器组件；断开插入器械与椎间装置；从切口移除插入器械；以及闭合切口。本申请因此还涉及制备本申请的系统的方法，以用于使用根据权利要求1所述的系统治疗骨段之间的关节，所述方法包括以下步骤：获取根据权利要求1所述的系统的部件；使用植入物保持器将植入物附接到插入器械的头部；沿着插入器械的头部的第二端将锚固件放置到通路中；在耦接器处将脉冲发生器连接到冲击器钻头；将脉冲发生器连接到电源；沿着所述头部的第二端将冲击器钻头的头部放置到引导件中。
如果外科医生想要穿孔、刻痕、或以其他方式切割椎骨以便为锚固件在椎骨中的植入作准备，则外科手术程序可以在锚固件的插入之前使用以下步骤中的一个或多个：选择具有适当尺寸和配置的刀或切割头；为切割程序选择钻头；将刀或切割头附接到钻头；调节要通过冲击器向刀或切割头递送的脉冲的频率、移位和力；将切割引导件附接到插入器械；将切割引导件放置到椎间空间内；将刀或切割头放置在切割引导件的路径中；接合冲击器组件以穿孔、刻痕或以其他方式切割椎骨表面；以及从切割引导件或植入物移除钻头和刀或切割头。
附图说明
图1描绘了被放置在上椎骨与下椎骨之间的椎间空间中的椎间植入物锚固件中的椎间植入物的实施例。
图2描绘了椎间植入物锚固件的实施例。
图3描绘了图2的锚固件的透视图，图3示出了沿着图2的指示线3-3获取的剖视图。
图4描绘了椎间植入物的实施例。
图5描绘了图4的椎间植入物的另一视图。
图6描绘了图4和图5的椎间植入物的透视图，图6示出了沿着图4的指示线6-6获取的剖视图。
图7描绘了图4和图5的椎间植入物的透视图，图7示出了沿着图5的指示线7-7获取的剖视图。
图8描绘了椎间植入物的实施例和椎间植入物锚固件的实施例。
图9描绘了在图8中示出的植入物和锚固件，其中锚固件被插入在植入物中。
图10-图15描绘了椎间植入物、锚固件、插入器械和锚固件冲击器的各种实施例。
图16-图20描绘了插入器械和其部件的实施例。
图21和图22描绘了插入止动件组件和其部件的实施例。
图23和图24描绘了植入物保持器组件和其部件的实施例。
图25-图27描绘了冲击器钻头的各种实施例。
图28-图32描绘了冲击器传动装置组件和其各种部件的实施例。
图33-图40描绘了冲击器传动装置组件和其各种部件的实施例。
图41-图47描绘了冲击器传动装置组件和其各种部件的实施例。
图48-图50描绘了各种锚固件冲击器实施例的各种示意性表示。
图51-图53描绘了冲击器传动装置组件和其各种部件的实施例。
图54描绘了用于为冲击器传动装置提供动力的马达的实施例。
图55描绘了马达与传动装置组合的实施例。
图56-图58描绘了冲击器传动装置部件的各种实施例。
图59-图61描绘了锚固件冲击器钻头和其各种部件的实施例。
图62描绘了锚固件冲击器组件的实施例的各种部件的示意性表示。
具体实施方式
本申请涉及用于将治疗植入物植入在两个骨段之间的关节中的设备或装置。各种实施例可以例如包含锚固件冲击器，该锚固件冲击器包含机动化的脉冲发生器，该脉冲发生器被耦接到包含头部的冲击器钻头；以及细长的插入器械，该细长的插入器械包含手柄和头部，所述手柄被设置在所述器械的第一端处，所述头部被设置在所述器械的第二端处，所述头部包含引导件，所述引导件被配置为接收所述冲击器钻头的所述头部。本申请还涉及一种系统，该系统包括这种设备以及植入物以及用于保持这种植入物的至少一个锚固件。并且，本申请涉及用于在治疗之前制备所述系统而且还用于植入所述植入物并且用于冲击所述锚固件通过所述植入物两者的设备的使用。图1描绘了在涉及融合器的植入的治疗之后相邻椎骨之间的椎间空间的示例性描绘。在该描绘中，纤维软骨性关节已经从上椎骨10与下椎骨11之间的椎间空间12中被移除。融合器40已经被植入在椎间空间12中。融合器40通过锚固件70被附接到上椎骨10，所述锚固件70被驱动通过融合器40中的通道41。融合器40通过锚固件71被附接到下椎骨11，所述锚固件71被驱动通过融合器40中的通道42。
所使用的锚固件可以具有各种形状和尺寸，唯一限制是它们被配置用于冲击到骨段(例如，椎骨)内。锚固件因此优选是刚性的并且是可靠的，以便也刺入到皮层质骨内并保持植入物。锚固件也优选是板状且弧形的，如在本申请的之前应用中解释的。图2和图3描绘了可以被用来将椎间装置固定到相邻椎骨的锚固件的示例性描绘。在该示例中，锚固件71具有一对尖端72、尾端73、一对保持爪74、一对插入止动件75、以及附接孔76。
利用这样的锚固件固定的椎间植入物能够具有任何类型，包括例如融合器或体切除术器具(corpectomycage)或椎间假体或其他植入物或部件。这样的植入物包含至少一个通道41，其用于优选紧紧地接收锚固件，使得后者抵靠椎骨保持植入物。图4-图7提供了融合器的示例性描绘。在该示例中，植入物40被描绘为具有侧壁44。一般地，例如，在如图1示出地将装置放置在椎间空间12中之后，侧壁44优选将朝向切口取向，植入物40在其放置在椎间空间12中期间穿过所述切口。在该示例中，植入物40被配置有上锚固件通道41和下锚固件通道42。如在该示例中描绘的，上锚固件通道41从侧壁44延伸到植入物40的顶部，并且下锚固件通道42从侧壁44延伸到植入物40的底部。对于该实施例，止动表面45被提供为紧邻锚固件71上的插入止动件75，所述插入止动件75限制了锚固件71被传送通过下通道42。当锚固件71的尖端72如图1所示被完全驱动到下椎骨11内时，插入止动件75抵靠止动表面45的紧邻性将植入物40保持抵靠下椎骨11。该示例性描绘示出了被设置在侧壁44上的附接螺母43，在诸如该示例的实施例中，附接螺母43可以被部署为被配置为与螺杆配合以将植入物保持到插入器械的螺纹孔，例如如在图10和图12的实施例中描绘的。
图8和图9描绘了可以被用来将植入物附接到椎骨(例如如图1所示将植入物40附接到椎骨11)的一些步骤的示例性描绘。在图8中，锚固件71被描绘为接近下通道42沿着侧壁44的入口。图9描绘了在下通道42的其曲线传送完成时的锚固件71，例如如在图1中示出的。在该示例中，锚固件71装备有两个保持爪74，所述两个保持爪74可以包含沿着锚固件71的侧面部署的柔性凸耳。在通过示例性植入物40的下通道42的示例性锚固件71的传送期间，爪74被抵靠锚固件71的主体压缩，并且当这样的传送完成时，爪74弹回到延伸位置并且阻止锚固件71从下通道42退出来。
图10-图15描绘了用于治疗脊柱的系统的示例性实施例。在这些实施例中，该系统可以包含植入物40、锚固件70、插入器械组件100和冲击器组件500。在图10-图11中描绘的冲击器组件500是电激励的，在图12-图15中描绘的冲击器组件500是气动激励的，并且在图15中描绘的冲击器组件500是电激励或气动激励的。如在图14-图15的实施例中示出的，冲击器500可以被部署有可容易改变的钻头600。
图16-图24描绘了器械组件的一些示例性实施例和器械组件的各种部件。在图16-图24中描绘的器械组件100的实施例可以包含主体组件120(例如如在图18和图19中描绘的)、插入止动件组件160(例如如在图21-图22中描绘的)，以及保持器组件190(例如如在图23-图24中描绘的)。图17描绘了器械组件100和其子组件的各种部件的分解图。对于在图16-图24中描绘的实施例，轴130、保持器轴孔131、保持器轴191和保持器轴孔124的纵向中心轴线一般将是基本同轴的，并且将基本上平行于插入止动件轴161的纵向中心轴线和参考轴线li(在图11、图13、图16和图70中图示了其示例)。
图18-图20描绘了在图16-图17中图示的实施例的主体组件120的一些示例性实施例。在该实施例中，主体组件120可以包含头部121、轴130和手柄140。该头部121可以包含上通路122、下通路123、保持器轴孔124、保持器125、具有偏移凹陷128的插入止动件孔126、以及被设置尺寸并且被布置为在锚固件的植入期间允许并引导冲击器钻头的头部的狭槽127。该轴130可以包含保持器轴孔131、手柄附接件132和头部附接件133。该手柄140可以包含冲击器钻头引导件141、插入止动件轴孔142、插入止动件旋钮凹陷143和保持器轴孔144。头部121在手柄附接件132处被附接到轴130，并且手柄140在头部附接件133处被附接到轴130。附接件132和133可以以许多方式进行配置，例如分别压配合到手柄140和头部121的对应凹陷内的肩部、分别接合手柄140和头部121的对应螺纹孔的螺纹、或分别接合手柄140和头部121中的对应通路的夹头(dog)。
如在图18-图20中描绘的，头部121被配置并且被布置为在其插入到椎间空间12内期间以及插入锚固件70和71期间保持植入物40。在该实施例中，头部121还被配置为引导锚固件71通过头部121的下通路123进入并通过植入物40的下通道42并进入下椎骨11，并且引导锚固件72通过头部121的上通路122进入并通过植入物40的上通道41并进入上椎骨10。在这些实施例中，头部121可以包含保持器125和保持器轴孔124，在这些示例中，保持器125可以包含被布置以配置为接合植入物40中的凹陷的挂钩，并且在这些示例中，所述保持器轴孔124允许保持器193通过头部121并进入植入物40的协作结构(例如，在图4、图6、图8和图9中描绘的附接螺母43)中，其中保持器轴191经过轴130的保持器轴孔131和手柄140的保持器轴孔144。在所描绘的实施例中，头部121还可以包含具有偏移凹陷128的插入止动件孔126，所述插入止动件孔126保持并引导插入止动件组件160。
图21-图22描绘了在图16-图17中图示的实施例的插入止动件组件的一些示例性实施例。在这些实施例中，插入止动件组件160可以包含轴161、具有偏移键166的头部162、螺纹163、调节旋钮164和尾轴165。如在图16-图17中示出的，例如，组装的轴161可以在头部121的插入止动件轴孔126和在手柄140的插入止动件轴孔142中是可平移的，其中头部162被设置在轴161的一端处，并且尾轴165被设置在轴161的相对端处。在图16-图17中描绘的实施例中，例如，轴161的安装有头部162的一端可以被放置在头部121的插入止动件孔126中，其中偏移键166与头部121的偏移凹陷128接合，并且位于轴161的另一端处的尾轴165可以被放置在插入止动件轴孔142的一部分中，其中螺纹163与调节旋钮164的螺纹接合，所述调节旋钮164被捕获在插入止动件旋钮凹陷143中。头部162可以具有表面，该表面具有用于接触与植入物正在被插入在其中的椎间空间相邻的椎骨的表面的合适尺寸和形状。对于图示的实施例，例如，头部162将如图1所示紧邻上椎骨10。当被适当地调节时，头部162将在椎间空间12中递送植入物42适当的插入深度。在图示的实施例中，这样的调节能够通过在螺纹163上旋转旋钮164来实现。当器械组件100被组装时，旋钮164置于手柄140的插入止动件旋钮凹陷143中，并且在螺纹163上的旋转旋钮164沿着平行于轴130的方向平移头部162。在该调节期间，头部162上的沿着轴161的外部部分地延伸的凸缘166骑在头部121的插入止动件孔126的对应偏移128中，以防止轴161在插入止动件组件160的调节期间的旋转。轴161可以装备有头部162相对于头部121平移的指示器，例如装备有被放置在轴121上的线或其他标记。插入深度的调节可以被预先设置或通过参考指示标记167沿着刻度145的位置来记录。
图23-图24描绘了在图16-图17中图示的实施例的保持器组件的一些示例性实施例。在这些实施例中，保持器组件190可以包含轴191、被设置在轴191的一端处的致动器旋钮192，以及被设置在轴191的相对端处的保持器193。在这些实施例中，旋钮192可以被制作为与轴191一体形成，或可以通过螺纹、凸缘、粘合剂、融合、压配合或其他手段附接到轴191。保持器193可以例如包含与植入物40的附接螺母43的对应螺纹相容的螺纹、与植入物40的附接螺母43的对应凹陷相容的夹头、或将植入物40牢固地保持到头部121的其他装置。当所描绘的图16-图17的实施例被组装时，轴191延伸通过手柄140中的保持器轴孔144、轴130的保持器轴孔131和头部121的保持器轴孔124。为了将植入物40附接到图16-图17的实施例中的头部121，例如，植入物40利用被接合在植入物40的一侧上的凹陷中的保持器125被放置为抵靠头部121的出口表面，并且保持器193延伸通过孔124并延伸到植入物40的附接螺母43内。植入物40到头部121的附接然后可以通过旋转轴191来完成，如果保持器193被部署为螺纹尖端，所述轴191例如拧紧在附接螺母43的螺纹中，或如果保持器193被部署为夹头，所述轴191下拉以抵靠附接螺母43的凹陷。
在所描绘的实施例中的一些实施例中，在植入物40使用器械组件100被放置在椎间空间12中之后，锚固件70和71被引导通过通路122和123进入通道41和42，并且然后部分地进入椎骨10和11到达如例如在图1中描绘的最终位置。锚固件70和71可以手动地使用锤子和专门建造的冲压机或冲击器被驱动到最终位置，例如如在美国专利号8343219、9039774和9044337以及美国专利申请公开号20130150968、20140114413、20150051702和20150209089中描述的，上述专利和申请中的每一个以引用方式被并入本文。优选地，然而，锚固件70和71可以使用脉冲冲击器组件(例如使用在图10-图15中描绘的实施例中的一个实施例)被驱动到最终位置。例如如在图10-图15和图48-图49中描绘的，冲击器组件500可以包含钻头600(例如，如在图25中描绘的)和外壳510(其可以包含半外壳，例如在图48-图50中描绘的半壳体511和512)，所述外壳510容纳传动装置700(例如，如在图28、图33、图41或图48中描绘的)和马达1000(例如，如在图48中描绘的)。可替代地，可以被电动地或气动地激励的线性驱动马达1010可以在各种实施例中被使用，其中一些可以不使用传动装置并且改为使用由线性驱动马达产生的往复运动，例如如在图50中描绘的，所述线性驱动马达可以通过筒夹组件1040被耦接到冲击器钻头600。作为另一替代选择，外壳710的内部结构可以被直接形成在外壳510中，从而允许各种实施例免除外壳710。开关、阀或其他装置可以被用来激励马达，例如在图54中描绘的实施例中示出的开关或阀550。
在图25-图27中描绘的实施例中，冲击器钻头600将线性脉冲从插入器械100的手柄端近侧的区域传输到插入器械100的头部端近侧的区域。在所描绘的实施例中，钻头组件600可以包含头部640、轴660和耦接器680。头部640可以包含插入止动件641、驱动凹陷642和肩部643。在一些实施例中，耦接器680可以包含固定机构，例如，在图25中描绘的螺纹681、在图26中描绘的球锁销(balldetent)凹槽682、或在图27中描绘的扭锁突出部683。在一些实施例中，耦接器680可以通过松驰或摩擦配合、或通过与脉冲发生器的简单接触而接合脉冲发生器(例如，传动装置700或直接驱动马达1010的各种实施例)。冲击器钻头实际上能够与机动化的脉冲发生器一体形成，使得例如当锚固件优选利用其上的重复的脉冲或冲击(仅具有前向单向移动而非来回移动)被冲击时，驱动力被直接传输给锚固件，例如如在弧形锚固件的情况下可以是优选的。在这样的实施例中，耦接器可以被省略，并且冲击器钻头被直接耦接到脉冲发生器。一般地，冲击器钻头600的实施例(诸如在图11、图13、图15和图25-图27中描绘的那些)将在使用期间被部署，其中轴660的纵向中心轴线基本上平行于参考轴线l1(例如如图11、图13、和图15-图17中示出的)，其中头部640沿着轴660的穿过手柄140的冲击器钻头引导件141的相对端中的冲击器头部狭槽127穿过器械组件100的头部121。
图28-图47描绘了传动装置组件和传动装置组件的各种部件的一些示例性实施例。在各种描绘的实施例中，传动装置组件700可以包含外壳710(例如包含第一壳体711和第二壳体712)、凸轮组件720、凸轮从动件组件730、筒夹组件740、心轴750、驱动轴760和致动器弹簧770。
图28-图32描绘了用于使冲击器振荡的传动装置的示例性实施例。在这些实施例中，外壳700可以包含共同限定腔室716的第一外壳壳体711和第二外壳壳体712，凸轮组件720和凸轮从动件组件730被部署在所述腔室716中。如在图28-图32的实施例中描绘的，凸轮组件720可以包含凸轮板725、凸角鼻部721、凸角跟部722、前向斜坡723和后向斜坡724。在图28-图32中描绘的凸轮组件720一般将被设置具有与驱动轴760的固定旋转关系。在图示的实施例中，凸轮组件720还可以被设置具有沿平行于参考轴线l1的方向与驱动轴760的固定平移关系，例如通过与驱动轴760一体形成地制作或通过被完全固定到驱动轴760(例如通过融合、粘附或机械紧固)。可替代地，凸轮组件720可以被部署为例如使用键或锁销允许沿着驱动轴760的有限平移。凸轮组件720在外壳组件710中的旋转可以通过一个或多个轴承(例如诸如轴承727)来促进，如所描绘的轴承被配置为减少轴向和径向负荷两者的摩擦。可替代地，单独的径向和推力轴承可以被提供，或可以被共同地或个别地省略。
在图28-图32中描绘的实施例可以进一步包含凸轮从动件组件730和筒夹组件740。凸轮从动件组件730可以包含凸轮从动件板731和挺杆732。一般地，传动装置组件将被部署有相等数量的挺杆和凸轮凸角，其中每个凸轮凸角部署有一个鼻部、一个跟部、一个前向斜坡和一个尾斜坡，但是其他部署对于某些应用会是有利的。在图28-图32中描绘的实施例中，凸轮从动件组件730和筒夹组件740关于旋转和平移移动被基本上固定在一起，例如通过被一体形成地制作或通过被完全固定(例如通过融合、粘附或机械紧固)。对于在图28-图32中描绘的实施例，筒夹740和凸轮从动件组件730在外壳710中的旋转通过定位器突起745而被基本防止，在所描绘的实施例中，定位器突起745被部署为被设置在第一壳体711形成的反旋转狭槽715中的销，所述定位器突起745防止筒夹740和凸轮从动件组件730旋转同时允许线性平移。
在图28-图32中描绘的实施例中，凸轮组件720被部署在腔室716的一端处，并且凸轮从动件组件730被部署在腔室716的相对端处。本文中公开的这些和各种其他实施例的替代性实施例可以具有在位置上颠倒的凸轮组件和凸轮从动件组件，其中驱动轴驱动凸轮从动件组件，而凸轮组件驱动筒夹。如针对图28-图32的实施例示出的，传动装置组件700包含单独的心轴750，在这些实施例中，所述心轴750被设置在心轴导向孔761和凸轮从动件板731或心轴740中的对应导向轴孔中。可替代地，心轴750可以与凸轮从动件组件730、筒夹组件740或凸轮组件720一体形成，只要凸轮组件720可以相对于凸轮从动件组件730旋转。替代性实施例可以省略心轴，但是心轴的使用一般将趋向于提高凸轮组件720、凸轮从动件组件730与外壳710之间的空间关系的完整性、以及那些部件的相对旋转和平移移动。
如针对在图28-图32中描绘的实施例示出的，凸轮组件720和驱动轴760被配置为围绕参考轴线l2旋转，同时相对于外壳710沿着轴线l2在平移方向上基本固定。对于这些实施例，凸轮从动件组件730和筒夹组件740沿着轴线l2平移地往复运动，同时由于定位器突起745在反旋转狭槽715中的部署而围绕轴线l2基本在旋转方向上固定。
致动器弹簧可以被用来偏置外壳内的凸轮从动件组件的纵向移位。对于在图28-图32中图示的示例，致动器弹簧770被设置在凸轮组件720与凸轮从动件组件730之间，并且偏置凸轮从动件组件730远离凸轮组件720。在图示的图28-图32的实施例中，当凸轮从动件组件730被偏置为完全远离凸轮组件720时，挺杆731与凸轮鼻部721完全(clear)间隔开，并且在该位置中，凸轮组件720的旋转将不引起凸轮从动件组件730的任何平移移动。当驱动轴760的暴露端朝向外壳710被按压时，凸轮组件720朝向凸轮从动件组件730移位，并且在足够的这样的移位的情况下，凸轮组件720的旋转将引起挺杆731与前向斜坡723、鼻部721和尾斜坡724接触并且沿着参考轴线l2被线性地移位。在这些实施例中，当外壳710相对于插入组件100被保持旋转地固定并且旋转的压力被施加到驱动轴760的端部时，由挺杆732与前向斜坡723的接触产生的沿着参考轴线l2的凸轮从动件组件730的线性脉冲将通过筒夹组件740被传输到钻头组件600，并且然后通过头部642被传输到锚固件的尾端73，直至头部640上的止动件641接触头部121的近端，因此驱动锚固件进入植入物40和相邻椎骨10或11中的该锚固件的最终位置中。
图33-图40描绘了传动装置组件700的额外的可替代实施例。在这些实施例中，凸轮从动件组件730、筒夹组件740、心轴750和外壳710与在图28-图32中描绘的对应结构类似地进行配置和部署。图33-图40的实施例包含与凸轮组件720分离部署的驱动轴760。在图36中描绘的示例中，例如，驱动轴760包含凸轮保持器凸缘762、肩部765、以及被部署在驱动球外壳764的驱动球763。在这些实施例中，凸轮组件720可沿着肩部765平行于参考轴线l2可滑动地平移，其中肩部729抵靠凸轮保持器凸缘762的接触限制沿一个方向的平移，并且凸轮板725与壁713的接触限制沿另一个方向的平移。驱动球763在驱动球外壳764中被偏置，使得在驱动球763在偏置位置中的情况下驱动球763的一部分凸出于肩部765的表面。这样的偏置例如可以利用弹簧、弹性塑料或其他弹性结构来实现。在偏置位置中，驱动球763的突出部分安置在凸轮组件720的键槽(keyway)728中，使得凸轮组件720随着驱动轴760旋转。尽管所描绘的实施例图示了驱动球，但是任何形式的偏置键都可以被使用，并且偏置键和键槽的设置可以改为被颠倒，其中偏置键被设置在凸轮组件720上，而键槽被设置在驱动轴760的肩部765上。对于这些实施例，当凸轮组件720经历逆着凸轮从动件组件730的足够阻力时，驱动球763克服其偏置力并且被迫进入驱动球外壳764中，从而允许凸轮组件722围绕参考轴线l2相对于驱动轴760旋转，因此提供阻尼作用的形式。
在图33-图40中描绘的实施例还可以具有额外的阻尼结构。例如，所描绘的实施例包含被设置在凸轮组件720与外壳710的端壁713之间的阻尼弹簧780。在这些实施例中，偏置弹簧780一般将允许凸轮组件722沿着驱动轴760在参考轴线l2的方向上平移地振荡，同时维持鼻部721与挺杆732的接合。凸轮组件720的这样的振荡将抑制向筒夹组件740递送的脉冲。在这些实施例中，由阻尼弹簧780递送的偏置力和逆着驱动球763施加的偏置力能够协作以提供阻尼作用，使得向筒夹组件740递送期望的脉冲轮廓。
图41-图47描绘了传动装置组件700的额外的实施例。在这些实施例中，筒夹组件740和凸轮从动件组件730相对于外壳710基本在旋转方向上和平移方向上固定。例如，外壳组件710的第一壳体711中的反旋转狭槽715可以被配置有基本上符合定位器突起745的外部尺寸的内部尺寸，其中筒夹组件740例如如上所述在旋转方向和平移方向上固定到凸轮从动件组件730。在所描绘的实施例中，驱动轴760包含凸轮保持器凸缘762和肩部765，其中键槽728平行于参考轴线l2纵向地延伸。所描绘的驱动轴760还包含心轴750，所述心轴750可以与轴760一体形成地制作或被附接到轴760。在所描绘的实施例中，驱动轴760和心轴750沿着参考轴线l2相对于外壳组件710在平移方向上基本固定。
在图41-图47中描绘的示例性实施例中，凸轮组件720例如可以包含鼻部721、跟部722、前向斜坡723、后向斜坡724、凸轮板725、凸轮键726和肩部729。在这些实施例中，凸轮组件720可以沿着肩部765在参考轴线l2的方向上双向平移，并且这样的平移可以例如在一个方向上通过凸轮保持器凸缘762与肩部729的接触并且在另一个方向上通过凸轮板725与外壳710的壁713的接触而被限制。尽管在这些实施例中凸轮键726与键槽728的内部配合允许这样的平移，但是这样的内部配合充分防止了凸轮组件720在驱动轴760上围绕参考轴线l2的旋转。可替代地，键726可以沿着肩部765设置，并且键槽728可以被设置在凸轮组件720上。在这些实施例中，例如，致动器弹簧770帮助凸轮组件720在前向方向上的这样的平移，并且禁止凸轮组件720在后向方向上的这样的平移，因此提高了凸轮组件720的凸轮凸角与凸轮从动件组件730的挺杆732的接合。凸轮组件720上的凸轮凸角和挺杆732可以例如被配置为当前向斜坡723接触挺杆732时在筒夹组件740处产生脉冲。那些部件也可以例如被配置为在凸轮组件720相对于凸轮从动件组件730的相对旋转期间通过鼻部721与从动件板731的接触产生脉冲，或在这样的相对旋转期间通过挺杆732抵靠跟部722的接触产生脉冲，或通过两种这样的动作产生脉冲。不管如何，在所描绘的实施例中，鼻部721、跟部722、前向斜坡723、后向斜坡724和挺杆732的轮廓可以被调整以在筒夹组件740处产生期望的脉冲力。
通过传动装置组件700产生并递送的脉冲的轮廓可以以额外的方式被调节和调整。例如，液压挺杆可以被用来抑制挺杆向凸轮从动件板递送的脉冲。可替代地，弹性挺杆或鼻部可以被用来抑制脉冲。阻尼作用也可以通过腔室716中的粘性液压流体的使用来促进，其中脉冲力通过往复运动的内部部件(例如凸轮从动件组件730或凸轮组件720，这取决于实施例)到腔室的内壁的间隙的尺寸、通过往复运动的内部部件中的端口的尺寸、通过往复运动的内部部件中的阀、或通过允许液压流体通过或围绕往复运动的内部部件的流动的其他结构或布置来调整。当然，任何致动器或阻尼弹簧的弹簧系数也可以被选择以调整脉冲力。驱动轴的旋转速度一般也将影响脉冲轮廓。
在各种实施例中，传动装置组件700可以与马达1000分离地部署，例如代替将传动装置组件700和马达1000一起部署在外壳510中，其一些实施例在图48-图49中进行描绘。图51-图55例如描绘了独立部署传动装置组件700的系统的各种示例性实施例和相关的部件。在图51-图54中描绘的示例中，示出了被被部署以用于与可拆卸马达1000一起使用的传动装置组件700。在这些实施例中，例如，驱动轴760可以从外壳延伸足够的距离，使得利用钻夹盘(drillchuck)夹持驱动轴760是方便的。在这些示例中，驱动轴760相对于外壳710被旋转地驱动而不相对于外壳710平移。从动件板731可以在外壳710(在该示例中其包含半壳体711和712)中例如通过保持销733而保持静止。在这些实施例中，凸轮板725随着驱动轴760旋转，例如通过骑在凸轮板725的对应键槽728中的键726(其可以与驱动轴760一体形成或被附接到驱动轴760)而被驱动，并且凸轮板725沿着驱动轴760线性地往复运动。可替代地，从动件板731的结构可以被形成在外壳710中。
在图51-图53中描绘的各种实施例可以通过各种手段来驱动。例如，图54-图55描绘了传动装置组件700由外科手术钻1000激励的示例性实施例。在图55中示出的示例中，传动装置组件700相对于钻1000的旋转通过定位臂1110和1120被禁止，所述定位臂1110和1120可以以许多方式来进行部署。在所描绘的示例中，定位臂1110和1120包含被附接到外壳710和钻1000的弹簧钢带。在许多替代选择中的另一个中，定位臂可以与钻1000或外壳710以及其他部件上的内部配合的凹陷或附接件一体形成地制作。
在各种实施例中，外壳510或外壳710可以部署有允许冲击器组件省略筒夹组件740的用于钻头600的接口。例如，图51、图52和图55的实施例部署钻头接口718。这些示例，钻头接口718被配置为由肩部损伤(shoulderinjury)环绕的凹陷，当锚固件冲击操作在进行中时，所述凹陷可以定位钻头头部680。钻头可以松弛地或通过摩擦配合安置于界面718中。类似的结构也可以例如被部署在外壳510上。可替代地，筒夹组件740也可以部署有采用松弛或过盈配合以用于钻头600的钻头接口。
在各种替代选择中，钻头600可以通过各种替代选择被固定到筒夹740、外壳710或外壳510，其中一些在图56-图58中进行描绘。在图56中，例如，螺纹741可以被部署为与例如如在图25中描绘的钻头600的耦接器680上的螺纹681内部配合。在图57中，例如，球锁销742可以被部署为接合例如如在图26中描绘的钻头600的耦接器680上的锁销凹槽682。在图58上，例如，凹陷743可以被部署为接合例如如在图27中描绘的钻头600的耦接器680上的突出部683。突起和凹陷的部署当然可以被颠倒；例如，球锁销可以被部署在筒夹740、外壳710或外壳510上以接合被部署在耦接器组件680上的球锁销凹陷，或扭锁突出部可以被部署在筒夹740、外壳710或外壳510上以接合被部署在耦接器组件680上的对应凹陷。
钻头被连接到筒夹740、外壳710或外壳510的各种实施例可以在希望锚固件随着冲击器钻头的头部振荡的部署中被使用，其中锚固件的尖端在前向行程中推进到椎骨内并且在后向行程中稍微撤回，但是具有锚固件尖端到椎骨内的总体行进。可替代地，钻头可以具有与筒夹740、外壳710或外壳510的松弛或过盈配合，并且通过弹性力(例如弹簧、扭力杆或液压支柱)在与冲击方向相反的方向上被促动。在希望锚固件随着冲击器钻头的头部振荡的情况下，钻头600的各种配置可以被使用。例如，在图59-图61中描绘的实施例允许锚固件70或71被连接到钻头600并且接收双向振荡力。在该示例中，钻头600包含轴660，所述轴660具有被设置在一端处的耦接器680和被设置在另一端处的头部640。在该实施例中，头部640包含门644和锚固件锁645，在该示例中，所述门644被形成为凹陷产生销646，在该示例中，所述锚固件锁645被形成为平行于轴660延伸的杆。在该示例中，锚固件70或71(例如，如在图2-图3中描绘的)可以通过将锚固件放置在门644中而被耦接到钻头600，其中当锁645被缩回并且门644打开时，销646突出通过锚固件的附接孔76，紧接着当锁645被推进并且门644闭合时，将锚固件捕获在门644中。在该实施例中，锚固件的这样的附接将引起锚固件随着钻头600往复运动。各种结构可以被用来控制锁645的推进和缩回。例如，在图59中描绘的实施例包含旋钮646，当旋钮646被旋转到第一位置时，所述旋钮646缩回锁645，并且当旋钮646被旋转到第二位置时，所述旋钮646将锁645推进并锁定到闭合门644的适当位置。
在一些实施例中，会希望控制通过冲击器组件递送的冲击的频率、移位或力。在图62中描绘的实施例中，例如，冲击器组件500包含频率调节件520、移位调节件530和力调节件540，所述频率调节件520、移位调节件530和力调节件540可以被用来调节通过冲击器组件递送的冲击的频率、移位或力。在各种实施例中，这些控制装置可以被省略、被独立地部署、或以任何组合来进行部署。移动的频率和振幅可以适于正在被治疗的具体骨段(诸如椎骨)，尤其适于骨的类型并且适于所使用的锚固件的形状和尺寸。
许多方法可以被用来使用上面描述的植入物、锚固件、器械组件和冲击器组件的各种实施例治疗脊柱。例如，治疗方法可以包含以下步骤中的一个或多个：在正在被治疗的椎间区域附近制作切口；移除椎间盘中的一些或全部；为要被植入的椎间装置确定适当的尺寸和配置；为要被用来将椎间装置固定到相邻椎骨中的一个或两个的一个或多个锚固件确定适当的尺寸和配置；将椎间装置附接到插入器械；调节器械以实现用于椎间装置的插入的适当深度；将椎间装置插入到椎间空间内；将锚固件放置在插入器械的头部中；调节要通过冲击器递送的脉冲的频率、移位和力；选择适合于驱动锚固件进入相邻椎骨中的一个的冲击器钻头；将冲击器钻头附接到冲击器组件；将钻头的头部连接到锚固件的尾端；接合冲击器组件以驱动锚固件的尖端进入椎骨；移除冲击器组件；断开插入器械与椎间装置；从切口移除插入器械；以及闭合切口。
如果外科医生想要穿孔、刻痕或以其他方式切割椎骨以便为锚固件在椎骨中的植入作准备，则外科手术程序可以在锚固件的插入之前使用以下步骤中的一个或多个：选择具有适当尺寸和配置的刀或切割头；为切割程序选择钻头；将刀或切割头附接到钻头；调节要通过冲击器向刀或切割头递送的脉冲的频率、移位和力；将切割引导件附接到插入器械；将切割引导件放置到椎间空间内；将刀或切割头放置在切割引导件的路径中；接合冲击器组件以穿孔、刻痕或以其他方式切割椎骨表面；以及从切割引导件或植入物移除钻头和刀或切割头。
这样的脊柱治疗方法的示例性实施例可以使用上面描述的各种装置和系统中的一些或全部。例如，在图4-图9中描绘的融合器(诸如植入物40)可以与锚固件70和锚固件71(诸如在图2、图3、图8和图9中描绘的实施例)一起使用。对于这样的实施例，植入物40通过将保持器125钩入植入物40的一侧并且将保持器193旋入附接螺母43中而被附接到器械100的头部121。插入止动件160可以使用旋钮164来调节，并且器械100被用来将植入物40插入到椎间空间12内，直至插入止动件头部162接触椎骨10。要通过冲击器组件500递送的脉冲的频率、移位和力可以使用频率调节件520、移位调节件530和力调节件540来调节。一般地，脉冲可以具有大于1赫兹、但是一般小于80赫兹并且优选在4.3赫兹与36.6赫兹之间的频率，其中冲击力在从0.2牛顿至100牛顿的范围内变化并且每次冲击的能量在从0.02至5焦耳的范围内变化。示例性气动实施例可以具有40-140psi、优选大约100psi的操作压力。各种气动实施例中的消耗可以在每分钟180升至400升之间。
冲击器钻头600可以被选择为使得钻头头部640的大小和布局(例如，止动件641、凹陷642、肩部643、门640和锁645的尺寸和方位)与器械头部121的大小和布局(例如，通路122和123以及冲击器头部狭槽127的尺寸和方位)以及锚固件70和71的大小和布局(例如，尾端73、爪74和附接孔76的尺寸和方位)相对应。耦接器680和筒夹740例如使用螺纹681和741、锁销凹槽682和球锁销742、或突出部683和凹陷743来进行连接。
继续该示例，锚固件70被放置在上通路122中，并且例如通过尾端73与凹陷642和肩部643的简单接触或通过使用门644、锁645和附接孔76的双向连接而被连接到冲击器钻头600的头部640。冲击器组件500可以被致动以从钻头600向锚固件70传输脉冲力，直至锚固件70的尖端被驱动通过下通道42到达椎骨10中的适当位置，其中插入止动件75邻接停止表面45。头部640可以与锚固件70分离。锚固件71被放置在下通路123中，并且例如通过尾端73与凹陷642和肩部643的简单接触或通过使用门644、锁645和附接孔76的双向连接而被连接到冲击器钻头600的头部640。冲击器组件500可以被致动以从钻头600向锚固件71传输脉冲力，直至锚固件71的尖端被驱动通过上通道41到达椎骨11中的适当位置，其中插入止动件75邻接停止表面45。头部640可以与锚固件71分离。冲击器组件500然后可以被移除，并且通过旋转旋钮192并从附接螺母43移除保持器193，插入器械100可以与椎间装置40断开。插入器械100可以从切口移除，并且切口被闭合。
在领会本公开后，本领域的技术人员将意识到本文所公开的各种方法、过程和其他技术的步骤不需要以任意特定的顺序执行，除非另有明确地说明或逻辑上需要满足明确说明的情况。此外，在领会本公开后，本领域技术人员将意识到本发明可以以装置和系统的多种不同形式体现并且可实现各种变化、置换和更替，而不偏离本发明的原理和范围。本文提及的表面或其他结构称为“上”、“顶部”、“下”和“底部”，一般是任意的并且仅是为了方便，以及在领会本公开后，本领域技术人员将意识到这些名称可在特定实施例中进行适当地调整。所述的实施例仅是说明性的而不是限制性的，并且各种本发明的范围由所附权利要求和本申请中的任何进一步的权利要求或要求本申请的优先权的任何申请中的权利要求唯一限定。