脊柱稳定设备的元件.pdf

用于稳定脊骨的设备的元件，为了允许所述椎骨(V1、V2)在所有空间方向内有限幅度的相对运动，其被设计成被植入在一组至少两个椎骨(V1、V2)上，该元件包括刚性弹性板(1)，该刚性弹性板(1)在它的每一端具有用于将它固定到所述椎骨(V1、V2)中之一的装置，并且在它的中心部分(4)内具有带有前侧壁与后侧壁的至少两个横贯的隔室(5、6、7)以及至少一个纵向孔口(8)，每一个隔室(5、6、7)在它的壁中的一个壁上具有切口(9、10、11)，该切口(9、10、11)从所述壁的一端延伸到另一端并与纵向孔口(8)交叉。用于稳定脊骨的设备，其特征在于它包括一对这样的元件以及用于将它们固定到至少两个脊骨(V1、V2)的装置。

1.  一种用于稳定脊骨的设备的元件，为了允许所述椎骨(V1、V2)在所有空间方向内有限幅度的相对运动，其被设计成被植入到一组至少两个椎骨(V1、V2)上，该元件的特征在于它包括刚性弹性材料的板(1)，所述刚性弹性材料的板(1)在它的每一端具有用于将它固定到所述椎骨(V1、V2)中的一个椎骨的装置，并且，在它的中心部分(4)内具有带有前侧壁与后侧壁、至少两个限定横贯横向孔口的隔室(5、6、7)以及至少一个纵向孔口(8)，所述隔室(5、6、7)与纵向孔口(8)正好穿过所述板，每一个隔室(5、6、7)在它的一个壁上具有切口(9、10、11)，所述切口(9、10、11)从所述壁的一端延伸到另一端并与纵向孔口(8)交叉。

2.  根据权利要求1所述的元件，其特征在于两个连续隔室的所述切口(9、10、11)被可替换地设置在对应隔室的所述前侧壁上与所述后侧壁上。

3.  根据权利要求1或2所述的元件，其特征在于所述板(1)的至少一个所述端是被用于骨锚螺杆的通路的孔口(3、3’)横贯的平坦区域(2、2’)。

4.  根据权利要求1至3中一项权利要求所述的元件，其特征在于所述板(1)的至少一个所述端是杆(19、19’)。

5.  根据权利要求1至4中一项权利要求所述的元件，其特征在于它包括至少三个隔室(5、6、7)以及三个切口(9、10、11)。

6.  根据权利要求1至5中一项权利要求所述的元件，其特征在于它由聚醚醚酮制成。

7.  根据权利要求1至5中一项权利要求所述的元件，其特征在于它由碳纤维制成。

8.  根据权利要求1至5中一项权利要求所述的元件，其特征在于它由聚乙烯制成。

9.  根据权利要求1至5中一项权利要求所述的元件，其特征在于它由超弹形状记忆金属合金制成。

10.  根据权利要求1至5中一项权利要求所述的元件，其特征在于它由钛制成。

11.  根据权利要求1至5中一项权利要求所述的元件，其特征在于它由不锈钢制成。

12.  一种用于稳定脊骨的设备，其特征在于它包括一对根据权利要求1至11中一项权利要求所述的元件，以及用于将它们固定在至少两个椎骨(V1、V2)上的所述装置。

脊柱稳定设备的元件
背景技术
当椎间盘已开始磨损或已经历了相当退化，则它们可能无力防止在椎骨弯曲(向前运动)或延伸(向后运动)期间两个连续椎骨过于闭合在一起。这样的闭合在一起可导致脊骨神经的压迫，这使得病人极为疼痛。在最严重的情况下，在极端运动期间，这样的闭合在一起甚至可导致椎骨之间的接触。
用于解决这个问题的第一个公知的方法包括将受影响的脊骨彼此连接从而在它们之间维持永久基础上的足够间隙。可通过以板或椎间盘植入物形式的各种设备来实现这样连接到一起。然而，由于它禁止在受影响区域内脊骨的任何弯曲或延伸，所以它使病人的运动性显著丧失。
同样公知的是通过人造韧带来捆绑受影响椎骨的棘突。这样保持了椎骨延伸运动的自由度，但限制了所允许的弯曲运动的幅度，关键是禁止了椎骨前侧之间的接触。然而，这样并不防止在椎骨后侧处的接触，并且正是在这个区域内更有可能发生脊骨神经的压迫。
同样公知的是在棘突之间插入楔形块，正如文件EP-A-0392124中所述。这些楔形块由诸如PTFE的刚性材料制成并在脊骨延伸期间防止独立棘突之间的任何接触。楔形块优选地通过穿过它们并绕棘突缠绕的人造韧带而被保持就位。通过这些韧带的帮助，同样可能限制在受影响区域内脊骨弯曲运动的幅度。
然而，在棘突之间放置刚性元件导致在该区域内脊骨延伸运动实质上的抑制或至少导致当棘突与楔形块开始接触时突然打断这样的运动。
发明内容
期望能利用一种设备，该设备更为切实地复制椎骨-盘-椎骨组件(功能单元)的正常行为，其中阻碍脊骨运动的动作仅逐渐地并在所有空间方向被正常施加。
本发明的目的是制造一种满足这样需要的可用的设备。
为此目的，本发明的主题是一种用于稳定脊骨的设备，为了允许在所有空间方向上所述椎骨的有限幅度的相对运动，该设备被设计成植入在一组至少两个椎骨上，该设备的特征在于它包括刚性弹性材料的板，所述刚性弹性材料的板在它的每一端具有用于将它固定到所述椎骨中的一个椎骨的装置，并且，在它的中心部分，具有带有前侧壁与后侧壁的至少两个限定横贯横向孔口的隔室以及至少一个纵向孔口，所述隔室与纵向孔口正好穿过所述板，每一个隔室在它的一个壁上具有切口，所述切口从所述壁的一端延伸到另一端并与纵向孔口交叉。
两个连续隔室的切口优选地可替换地排列在对应隔室的前壁上与后壁上。
板的至少一个端部是平坦区域，用于骨锚螺杆的通路的孔口横贯该平坦区域。
板的至少一端可以是杆。
设备优选地包括至少三个隔室与三个切口。
设备可由聚醚醚酮、碳纤维、聚乙烯、超弹形状记忆金属合金、钛或不锈钢制成。
本发明还涉及用于稳定脊骨的设备，其特征在于它包括一对以上类型的元件以及用于将它们固定到至少两个椎骨上的装置。
正如所理解地，本发明首先包括一个板，该板被设计成被跨骑地固定到两个或更多个椎骨并由刚性材料制成，不过该板被设计成在所有空间方向内具有限定的变形性。这样的板成对使用，且具有两种可能类型的植入：
一种植入，其中每一个板的端部均被连接到椎弓根；
一种植入，其中每一个板的端部均被连接到棘突面；两个板彼此相对由棘突分离开。
这样的结构使板具有非线性变形行为。在第一阶段，伴随在板的一部分上的相对适中的抵抗力，变形发生。然后，当至少一个切口的边缘开始邻接时，板针对其变形提供了更大抵抗力。因此板具有多个连续水平的刚度。
附图说明
通过参照附图，阅读以下作出的说明将更好地理解本发明，其中：
图1示出根据本发明用于稳定脊骨的板的示例；
图2示出根据本发明的板的第一模式的植入；
图3示出根据本发明的板的第二模式的植入；
图4示出根据本发明的板的改型以及它被固定的方式的示例。
具体实施方式
根据本发明用于稳定脊骨的板1被设计成跨骑两个连续的椎骨V1、V2而被植入，该两个连续的椎骨V1、V2被盘D分离开，该盘D经历损伤或疾病而退化从而不允许它实现吸收椎骨V1与V2的相对运动的功能。这个板1由刚性材料制成，但该刚性材料仍具有有限可能的弹性变形。为此目的，具体的可使用PEEK(聚醚醚酮)、碳纤维、聚乙烯、超弹形状记忆金属合金、钛或不锈钢。有利的是，但不是本质的，这样的材料是可透射线的。板1具有例如40至50mm的总长度以及10至15mm的宽度。
在它的每一个端部，板1具有允许它被固定到椎骨V1、V2中之一的结构。正如所示出的，可通过如下方式来实现：即将这些端部的每一个端部成型为具有相对薄厚度(例如3至5mm)的平坦区域2、2’，且该平坦区域2、2’被孔口3、3’横贯，该孔口3、3’用作穿入椎骨V1、V2的骨锚螺杆的通路。将板1的端部成型的另一种方式是使它们具有杆19、19’的形状，例如圆柱形杆，该杆19、19’均被设计成适配在对应的凹陷处内，该凹陷处形成在骨锚螺杆的头部内或者在连接件20的孔口内，该连接件20本身被固定到骨锚螺杆17上(参见图4)。可以想象到板1的两个端部被不同地构造，例如它们中一个是平坦的，而另一个定型为类似杆状。端部也可被构造成允许使用其他锚定装置例如钩。
板1具有相对大厚度(例如10mm的等级)的中心部分4从而允许形成多个横贯横向孔口(优选地，如所示至少三个孔口)，所述多个横贯横向孔口正好延伸穿过板1并限定隔室5、6、7。中心部分4也具有同样正好延伸穿过板1的至少一个纵向孔口8。隔室5、6、7的壁可具有例如1至2mm等级的厚度且这个厚度可以是非均匀的以便为板1提供在更薄区域内的具体变形性。这些隔室5、6、7均具有前侧面(当板1就位时将面向脊骨)以及背对前侧面平铺的后侧面。
每一个隔室5、6、7在它的前侧壁与后侧壁之一上具有从所述壁的一端向另一端延伸的切口9、10、11。这些切口具有例如1mm等级的宽度。两个连续隔室5、6、7的切口9、10、11优选地可替换地排列在对应隔室5、6、7的前侧壁与后侧壁上。切口9、10、11必须都与纵向孔口8(或者如果有多个这样的纵向孔口则与这样的纵向孔口中的一个)交叉。
在脊骨运动期间，切口9、10、11与纵向孔口8的存在与相对排列意味着板1能在所有空间方向上变形。然而，这些变形在每一个方向内的幅度都被板1的尺寸特征与机械性质所限制。
图2示出根据本发明用于稳定脊骨的设备的第一模式植入，其包括根据本发明的一对板1、1’。板1的上侧平坦区域2通过椎弓根螺杆17与螺母18被固定到椎骨V1的左手椎弓根P1，并且板1的下侧平坦区域2’通过椎弓根螺杆17’与螺母18’被固定到椎骨V2的左手椎弓根P2。另一个板1’在椎骨V1、V2的右手椎弓根P’1、P’2上相对于板1对称地被固定。
现在将描述板1的变形方式。
根据图1中箭头12当脊骨工作在弯曲状态下(也就是说当人前倾时)时，前侧切口或面向脊骨的切口10倾向于变窄而相对后侧切口9、11倾向于变宽。板1首先仅提供针对脊骨运动的轻微抵抗力直到前侧切口10的边缘开始相互接触，从而进行邻接。这时，脊骨的弯曲运动仍可能继续但取决于板1的弹性变形能力。由于由板1材料所提供的抵抗力因而这样的变形在其幅度与动力学上被限制。
根据在图1中箭头13当脊骨工作在拉伸状态下(也就是说当人后倾时)，变形与前者相反。正是后侧切口9、11的边缘进行邻接并限制了脊骨的随后延伸的幅度与动力学。
根据箭头14当人向右(或向左)倾斜时，切口9、10、11倾向于在左侧(或右侧)变宽而在右侧(或左侧)变窄直到切口的右手边缘(或左手边缘)开始相互接触。此后，正如以上所描述的运动，通过板1的材料变形能力来限制运动的继续。
根据箭头15当人做了脊骨旋转运动时，通过根据本发明板1材料的弹性变形能力来实质上限制运动的幅度与动力学。这主要是允许纵向孔口或孔口8所提供的这些旋转运动，而这增加了板1的扭转变形的可能性。
最后根据箭头16，板也可以工作在纯拉伸或纯压缩状态。
实际上，脊骨的运动是刚已被描述的各运动类型的组合，并且正如由它的机械与尺寸特征所允许的，根据本发明的设备在所有空间方向内变形。从这一观点，形成两个隔室是足够的，但对于板1通常优选地是包括至少三个隔室5、6、7以及与它们相关联的三个切口9、10、11。隔室与切口数量的增加通过邻接效果提高了限制运动幅度的能力而且没有加剧对于板1材料变形的抵抗力。
图3示出根据本发明用于稳定脊骨的设备的第二模式植入。这一次，板1的上侧平坦区域2通过螺杆17与螺母18被固定到椎骨V1的棘突E1的左侧面，并且板1的下侧平坦区域2’通过螺杆17’与螺母18’被固定到椎骨V2的棘突E2的左侧面。设备的另一个板1’(在图3中不可见)被对称地固定到棘突E1、E2的右于面。在这样的构造中，脊骨各种可能的运动导致不同于前面各种改形的板1、1’的变形，但尤其根据以上图1与关于图2的说明，它们可被简单地推演出。
具体取决于被允许或禁止的运动类型以及要将设备所植入的椎骨的状态而在已被描述的两种模式的植入之间作出选择。
图4示出根据本发明的板1，在该板1中，如同以上已展示的，板1的打孔的平坦区域2、2’由圆柱状杆19、19’代替。这些均被夹持在连接件20内，该连接件20设置有缝21并接合在椎弓根螺杆17上并由螺母18紧固(在图4中仅示出一个螺杆与连接件单元，且设备的另一个板1’，关于板1在脊骨上对称排列，同样没有示出)。当然，可以使用其他类型的连接件。要注意的是在示出的示例中，板1已被定向为与图3的情况相似而与图2的情况不同，也就是说具有指向棘突E1、E2的前侧面。因此，这样的改形为外科医生提供了附加可能性以针对给定类型的植入来允许或禁止脊骨的精确运动。
生产根据本发明的设备是尤其简单的。它的植入较之现有技术的韧带与楔形块的植入更为简单。它的尺寸更小。以上已经显示的尺寸可以取决于板的植入位置而被更改。如果板1将被植入到颈椎的区域内，则由于所涉及的椎骨尺寸，因此板1的尺寸必须小于如果将被植入胸椎或腰椎区域内的尺寸。
以上说明与附图涉及板1、1’被植入在一组两个连续椎骨V1、V2上的情况，但可能的是，将板1、1’制作得更长以使它们延伸过更多个椎骨。它们可被固定到每一个椎骨或仅固定到所涉及的椎骨单元的两个最末端椎骨。
本发明的重要优点是，通过制作板1所用材料的特征和隔室5、6、7、孔口8以及切口9、10、11的尺寸以及划定隔室5、6、7的壁厚，容易地在所有空间方向内设置板1的较为精确与可预测的变形能力。简单地通过在板1植入前将板1变形以及检查在不同方向内的这些变形的最大幅度不超过病人能忍受的幅度，可以证明真正可获得所期望的性质。利用韧带的现有技术的设备，更为困难地在允许幅度方面确保这样的精确度，且这样的精确度很大地依赖于植入设备的外科医生的技术。本发明因此提供了这种类型的设备至今未知的可靠性。