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1、(10)申请公布号 CN 103179913 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103179913 A *CN103179913A* (21)申请号 201180046733.3 (22)申请日 2011.05.05 61/344,741 2010.09.27 US 61/457,335 2011.03.03 US A61B 17/80(2006.01) A61B 17/70(2006.01) (71)申请人 阿比菲克斯有限公司 地址 以色列米斯加 (72)发明人 乌里阿宁 (74)专利代理机构 中原信达知识产权代理有限 责任公司 11219 代理人 王伟 安翔 (54) 发。
2、明名称 防倒转脊椎装置 (57) 摘要 一种防倒转脊椎装置， 包括可变长度构件， 其 包括防倒转机构， 防倒转机构具有这样的运转构 造 ： 其允许可变长度构件在一个方向的长度发生 变化， 并且防止可变长度构件在相反方向上的长 度发生变化， 其中可变长度构件包括用于与骨附 接的万向接头附接构件， 万向接头附接构件允许 附接构件围绕多于一个枢轴进行枢转运动。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.03.27 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2011/035278 2011.05.05 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/044371 EN 2012.04。
3、.05 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图6页 (10)申请公布号 CN 103179913 A CN 103179913 A *CN103179913A* 1/1 页 2 1. 一种防倒转脊椎装置， 包括 ： 可变长度构件， 所述可变长度构件包括防倒转机构， 所述防倒转机构具有这样的运转 构造 ： 其允许所述可变长度构件在一个方向的长度发生变化， 并且防止所述可变长度构件 在相反方向上的长度发生变化， 其中， 所述可变长度构件包括用于与骨相连的万向接头附 接构件。
4、， 所述万向接头附接构件允许所述附接构件围绕多于一根的枢轴进行枢转。 2. 根据权利要求 1 所述的防倒转脊椎装置， 其中， 所述防倒转机构具有另一运转构造 ： 其中， 所述可变长度构件被锁定到位。 3. 根据权利要求 1 所述的防倒转脊椎装置， 其中， 所述防倒转机构具有另一运转构造 ： 其中， 所述防倒转机构不发生作用， 从而使所述可变长度构件在任一所述方向上的长度发 生自由变化。 4. 根据权利要求 1 所述的防倒转脊椎装置， 其中， 所述防倒转机构具有另一运转构造 ： 其中， 所述可变长度构件被锁定到位 ； 并且所述防倒转机构还具有又一可操作构造 ： 其中， 所述防倒转机构不发生作用，。
5、 从而使得所述可变长度构件在任一所述方向上的长度发生自 由变化 ； 并且所述防倒转机构还包括控制器， 所述控制器控制对所述可操作构造中的一个 可操作构造的选择。 5. 根据权利要求 4 所述的防倒转脊椎装置， 其中， 所述控制器可选择地使所述防倒转 机构的掣爪移动为与所述防倒转机构的齿有效对准， 或者使所述防倒转机构的掣爪从所述 有效对准移出 ； 并且所述控制器选择性地使锁定元件移动为与所述可变长度构件发生锁定 接合， 或者使所述锁定元件移动为脱离所述锁定接合。 6. 根据权利要求 5 所述的防倒转脊椎装置， 其中， 所述掣爪和锁定元件安装在由所述 控制器旋转的主轴上。 7. 根据权利要求 5。
6、 所述的防倒转脊椎装置， 其中， 所述掣爪和锁定元件安装在由所述 控制器旋转的偏心机构上。 8. 根据权利要求 1 所述的防倒转脊椎装置， 其中， 所述万向接头附接构件中的一个万 向接头附接构件位于所述可变长度构件的端部或所述可变长度构件的端部附近。 9. 根据权利要求 1 所述的防倒转脊椎装置， 还包括偏压装置， 所述偏压装置能够被操 作成在所述可变长度构件上施加推力。 10. 根据权利要求 1 所述的防倒转脊椎装置， 其中， 所述可变长度构件包括具有不同刚 度的两个部分。 11. 根据权利要求 1 所述的防倒转脊椎装置， 其中， 所述万向接头附接构件中的至少一 个万向接头附接构件包括球窝式。
7、接头。 12. 根据权利要求 1 所述的防倒转脊椎装置， 其中， 所述万向接头附接构件中的至少一 个万向接头附接构件包括钩。 13. 根据权利要求 1 所述的防倒转脊椎装置， 其中， 所述防倒转机构不具有齿。 权 利 要 求 书 CN 103179913 A 2 1/5 页 3 防倒转脊椎装置 技术领域 0001 本发明总体涉及一种脊椎植入物和假体， 并且具体地， 本发明涉及一种具有防倒 转机构且还具有锁定位置和释放位置的脊椎杆。 背景技术 0002 脊柱侧凸是一种影响很多人的脊柱畸形。 当前的手术治疗包括通过椎弓根螺钉将 长的融合杆固定至脊椎。杆系统的目的在于迫使畸形脊椎进入更为健康的位置。。
8、 0003 不幸的是， 这一过程具有多个严重缺陷 ； 畸形很少被完全纠正， 终生的长期融合不 是所期望的临床表现并且失效是常见的。 发明内容 0004 本发明意于提供一种改进的防倒转脊椎装置， 其可利用防倒转机构而伸长或缩 短。该装置具有可变长度构件， 可变长度构件可使用合适的连接器连接至标准椎弓根螺钉 以及连接至其它的脊椎杆。可变长度构件还可直接连接至脊椎的骨元件或由其支撑。 0005 在本发明的一个实施例中， 该装置可设定为三种不同的构造 ： 0006 a. 防倒转机构发生作用， 并且可变长度构件在一个方向上长度可变 ( 伸长或缩 短 )。 0007 b. 防倒转机构不发生作用， 且可变长。
9、度构件可在与伸长和缩短方向对应的相反方 向上移动。 0008 c. 锁定位置， 其中可变长度构件的长度固定。 0009 在本发明的实施例中， 对这些构造的选择可通过旋转组件的内部元件来完成。例 如， 内部元件的旋转可利用蜗轮机构来完成。 该蜗轮可通过经皮过程由蜗杆触发， 或由可植 入的机构， 诸如电动马达、 磁性装置或本领域技术人员公知的其它方式来触发。 0010 在本发明的另一实施例中， 可变长度构件可设置具有不同刚度的两个部分。 例如， 可变长度构件可具有韧性部 ( 例如， 当防倒转被构造成使得杆仅能缩短时 )， 例如软性缆、 绳、 韧性机械接头和本领域技术人员公知的其它装置。 0011 。
10、在本发明的另一实施例中， 有用的是当杆直接由脊椎的骨结构支撑时， 保持在骨 上的钩可具有第二钩， 以将所述钩固定在最优位置。 0012 因此， 根据本发明的实施例， 提供了一种防倒转脊椎装置， 其包括可变长度构件， 可变长度构件包括防倒转机构， 该防倒转机构具有允许可变长度构件在一个方向上的长度 变化、 而防止可变长度构件在相反方向上的长度变化的可操作构造， 其中可变长度构件包 括用于与骨附接的万向接头附接构件， 万向接头附接构件允许附接构件绕多于一个枢轴的 枢转运动。 0013 根据本发明的实施例， 防倒转机构具有 ： 另一个可操作构造， 其中可变长度构件锁 定就位 ； 以及又一个可操作构造。
11、， 其中防倒转机构不发生作用， 从而使可变长度构件在任意 方向上长度自由变化 ； 以及控制器， 其控制对可操作构造中的一个进行选择。 说 明 书 CN 103179913 A 3 2/5 页 4 0014 根据本发明的实施例， 控制器选择性地使防倒转机构的掣爪移入或移出与防倒转 机构的齿的可操作的对准， 并选择性地使锁定元件移入和移出与可变长度构件的锁定接 合。掣爪和锁定元件可安装在由控制器旋转的主轴上。可替代地， 掣爪和锁定元件可安装 在由控制器旋转的偏心机构上。 0015 根据本发明的实施例， 万向接头附接构件位于可变长度构件的相反端或相反端附 近。 0016 根据本发明的实施例， 偏压装。
12、置可操作成在可变长度构件上施加推力。 0017 根据本发明的实施例， 至少一个万向接头附接构件包括球窝式接头。另外的或可 替代地， 至少一个万向接头附接构件包括钩。 0018 根据本发明的另一实施例， 防倒转机构是无齿的。 附图说明 0019 结合附图， 根据下面的详述将会更加充分地理解和领会本发明， 其中 ： 0020 图 1 是根据本发明的实施例构造和操作的脊椎装置的纵向截面的简化视图 ； 0021 图 2 是垂直于图 1 的截面的简化视图 ； 0022 图 3 是根据本发明的另一实施例构造和操作的脊椎装置的纵向截面的另一简化 视图， 其中脊椎装置包括偏压装置 ； 0023 图 4A、 图。
13、 4B 和图 4C 是图 1 的防倒转机构的三个控制位置的简化视图 ； 0024 图 5 是根据本发明的另一实施例构造和操作的脊椎装置的简化图示， 其中脊椎装 置具有韧性部并设计为仅可缩短 ； 0025 图 6A 和图 6B 是根据本发明的实施例、 可与用于最优畸形矫正的装置一起使用的 附加装置的简化图示 ； 0026 图 7、 图 8、 图 9A 和图 9B 是根据本发明的实施例、 直接抵靠脊椎的骨元件放置的脊 椎杆支撑元件的简化图示 ； 0027 图 10 是根据本发明的另一实施例构造和操作的脊椎装置的简示化图， 其中脊椎 装置与两个骨螺钉连接 ； 0028 图 11 是图 10 的脊椎装。
14、置的截面的简化图示 ； 0029 图 12 是图 10 的脊椎装置的控制机构的简化放大图解 ； 0030 图 13 是将图 10 的装置连接到骨螺钉的铰链连接的简化图示 ； 0031 图 14 和图 15 是根据本发明的实施例的脊椎装置的无齿型防倒转机构的简化图 示。 具体实施方式 0032 现参照图 1， 其示出了根据本发明的非限制性实施例构造以及操作的防倒转脊椎 装置 10。 0033 防倒转脊椎装置10包括可变长度构件12。 在所示意的实施例中， 可变长度构件12 为杆。术语 “杆” 包含任意尺寸和横截面形状的任何细长元件， 诸如但不限于杆、 棒、 线等。 0034 防倒转脊椎装置 10。
15、 包括防倒转机构 14， 如下所详述， 所述防倒转机构具有如下运 转构造 ： 其允许可变长度构件 12 在一个方向上的长度发生变化， 并且防止可变长度构件 12 说 明 书 CN 103179913 A 4 3/5 页 5 在相反方向上的长度发生变化。 0035 在图 1 所示的实施例中， 防倒转脊椎装置 10 包括防倒转机构 14， 该防倒转机构 14 具有防倒转齿 16 以及掣爪 18， 所述防倒转齿 16 沿着可变长度构件 12 的轴向部分形成， 所 述掣爪 18 布置成卡合在所述防倒转齿 16 中的一个上。掣爪 18 安装在联接至主轴 22 的筒 部20上， 主轴22由控制器旋转， 控。
16、制器可以是蜗轮传动装置24， 其与形成在主轴22的端部 的齿轮齿 26 啮合。 0036 可变长度构件 12 的一端 23 布置为线性移动穿过形成在外壳 30 中的孔 28。可变 长度构件 12 包括两个万向接头附接构件 32。在所示实施例中， 一个万向接头附接构件 32 位于可变长度构件 12 的端部 23 或其附近， 并且另一万向接头附接构件 32 位于外壳 30 上。 可替代地， 可变长度构件 12 可构造为使得第二万向接头附接构件 32 在端部 23 的相反端处 或其附近安装于该可变长度构件 12 上。两个万向接头附接构件 32 用于将装置 10 附接到 脊椎的可用骨结构上 ( 诸如借。
17、助于穿过构件 32 的椎弓根螺钉， 如图 10 中所示 )。万向接头 附接构件 32 允许围绕多于一根的枢轴、 诸如围绕轴 33( 其垂直于图 1 的图纸 ) 以及轴 34 和 / 或 35 进行枢转运动。在图 1 的实施例中， 万向接头附接构件 32 中的一个或两者具有 球窝式接头。另外的或可替代地， 如图 3 中所示， 万向接头附接构件 32 中的一个或两者包 括钩 36。 0037 在通常的治疗计划中， 在将装置 10 安装在患者中后， 会要求患者沿着如下方向进 行弯曲 ： 在所述方向上， 可变长度构件 12 的端部 23 进一步从外壳 30 移出， 直到防倒转齿 16 越过掣爪 18 。
18、一个增量 ( 或根据医嘱， 多于一个增量 )。这使得可变长度构件 12 的长度 延长。在增量长度变化后， 掣爪 18 将可变长度构件 12 保持就位。以此方式， 可变长度构件 12 能够逐渐增加长度， 而不给患者带来创伤。 0038 可替代地， 如果特殊的治疗计划需要缩短长度的话， 防倒转机构 14 可设定为允许 可变长度构件 12 的端部 23 以防倒转的方式进入外壳 30， 从而针对患者每个递增的弯曲来 缩短可变长度构件 12 的长度。 0039 根据本发明的实施例， 防倒转机构 14 具有另一个运转构造， 其中， 可变长度构件 12 被锁定到位。如图 2 中所示， 这可通过例如以 90远。
19、离掣爪 18 的方式位于筒部 20 上的 锁定元件38来实现。 控制器(蜗轮传动装置24)能够使得筒部20/主轴22旋转， 从而使掣 爪 18 移离防倒转齿 16， 且脱离与防倒转齿 16 的接合， 而与此同时， 锁定元件 38( 其可为类 似于掣爪 18 的形状 ) 移动为与防倒转齿 16 中的一个或更多个齿相接合 ( 图 4B 中所示 )。 0040 根据本发明的实施例， 防倒转机构 14 还具有另一个运转构造， 其中， 防倒转机构 14不发生作用， 从而使可变长度构件12在任意方向上的长度均可自由改变。 这可通过控制 器(蜗轮传动装置24)旋转主轴22来实现， 从而掣爪18和锁定元件都移。
20、离防倒转齿16， 且 脱离与防倒转齿 16 的接合 ( 图 4C 中所示 )。蜗轮传动装置 24 可通过经皮穿刺过程由蜗轮 杆 40 触发， 或由可植入的机构， 诸如电动马达、 磁性装置或本领域技术人员公知的其它装 置来触发。 0041 现参照图3。 根据本发明的实施例， 偏压装置42可操作成在可变长度构件12上施 加推力。偏压装置 42 可以是金属弹簧、 塑料弹簧、 弹性体或气体致动的可伸长杆或减震器。 偏压装置 42 迫使可变长度构件 12 遵循由防倒转机构 14 确定的移动方向。 0042 现参照图 5。在该实施例中， 可变长度构件 12 包括刚性部 44 和韧性部 46。韧性 说 明 。
21、书 CN 103179913 A 5 4/5 页 6 部 46 可为缆、 绳、 塑料线、 韧性机械接头或转移牵引力但不将力矩从附接元件 32 转移至刚 性部 44 的任何其它装置。 0043 现参照图6A和图6B， 其示出了可连同装置10一起使用、 以使脊椎畸形校正最优化 的装置。在图 6A 中， 屈曲限制元件 48 围绕两节或更多节椎骨 49 部署， 以限制在脊椎的该 部分处、 患者能够弯曲的弯曲量或屈曲量。屈曲限制元件 48 可为韧性带、 线、 细绳或阻止脊 柱棘突屈曲太多的任意其它方式。 0044 在图 6B 中， 一个或更多个屈曲限制元件 50 定位在两节或更多节椎骨 49 之间， 以。
22、 限制在脊椎的该部分处、 患者能够弯曲的弯曲量或屈曲量。屈曲限制元件 50( 其还可用在 图 6A 中 ) 可由金属、 塑料或任何其它刚性或半刚性材料制成， 并且可具有长方形、 圆形、 或 椭圆形横截面， 或者与骨骼配合的任何其它横截面。 0045 现参照图7和图9A， 其示出了用于直接抵靠脊椎的骨元件支撑或保持装置10的一 些支撑元件。支撑元件可以是附加的， 或者替代图 3 中所示意的简单的钩。附图标记 700 是脊椎椎骨的俯视横截面图。支撑元件 52 牢固地连接至装置 10( 此处未示出 )。支撑元件 52可位于横突的上方或下方。 通常， 杆的一端会具有位于一个横突上方的支撑元件， 而第二。
23、 端会具有位于第二横突下方的支撑元件。钩 54 保持相同椎骨的椎板， 并且连接元件 56 将 支撑元件 52 固定至钩 54。这样的布置使支撑元件 52 能够被尽可能近地固定至横突的起 点， 即横突的最强点。 0046 现参照图 8 和图 9B， 其示出了当直接抵靠脊椎的骨元件保持脊椎杆时的另一种支 撑装置。 附图标记800是脊椎椎骨的俯视横截面图。 支撑元件58牢固地连接至装置10(此 处未示出 )。支撑元件 58 可位于横突的上方或下方。通常， 杆的一端会具有位于一个横突 上方的支撑元件， 而第二端会具有位于第二横突下方的支撑元件。支撑元件 60 位于相同椎 骨的棘突的相对侧上， 并且连接。
24、元件 62 将支撑元件 58 固定至支撑元件 60。这样的布置也 能够使支撑元件 58 被尽可能近地固定至横突的起点， 即横突的最强点。 0047 现参照图 10- 图 13， 其示意了根据本发明的另一非限制性实施例构造以及操作的 防倒转脊椎装置 100。 0048 类似于图 1 的实施例， 防倒转脊椎装置 100 包括防倒转机构 114， 其具有这样的运 转构造 ： 允许可变长度构件112在一个方向上的长度发生变化， 而防止可变长度构件112在 相反方向上的长度发生变化。 防倒转机构114具有防倒转齿116以及掣爪118， 所述防倒转 齿 116 沿着可变长度构件 112 的轴向部分形成， 。
25、所述掣爪 118 布置为卡合在防倒转齿 116 中的一个上。掣爪 118 从控制器元件 120 延伸， 控制器元件 120 围绕枢轴 122 安装， 并设有 偏心凸轮124。 偏心凸轮124的旋转使掣爪118移动至如下三个位置中的一个 ： a)与齿116 以防倒转的方式相接合， 从而使得可变长度构件 112 可递增地在第一方向上移动， b) 与齿 116 锁定接合， 使得可变长度构件 112 根本无法移动， 以及 c) 与齿 116 脱离接合， 从而使得 可变长度构件 112 可在两个方向上自由移动。 0049 可变长度构件 112 的一端 123 布置为线性移动穿过形成在外壳 130 中的孔。
26、 128。 可变长度构件 112 包括两个万向接头附接构件 132。类似前面所述， 两个万向接头附接构 件 132 都用于将装置 100 附接至脊椎的可用骨结构， 诸如通过穿过构件 132 的椎弓根螺 钉 133， 如图 10 中所示。图 13 示意了椎弓根螺钉 133 的头部 135 穿过万向接头附接构件 132( 例如铰链连接 )， 其中螺母 134 牢固地将椎弓根螺钉 133 保持到位， 同时使得能够进行 说 明 书 CN 103179913 A 6 5/5 页 7 万向旋转。 0050 在上述实施例中， 防倒转机构具有防倒转齿。 根据本发明的另一实施例， 防倒转机 构是无齿的 ( 连续。
27、的 “棘轮” )， 其提供了与离散增量阶梯相反的无限个位置。图 14 和 15 中 示出了两个实例。在图 14 中， 杆 140 布置用于在箭头 141 方向上线性移动。盘 142 绕枢轴 144 偏心安装。盘 142 在线 148 上方的点 146 处接触杆 140， 线 148 垂直于杆 140 并穿过枢 轴中心 144。由于杆 140 在点 146 处楔靠盘 142， 从而所述杆不能向下移动 ( 与箭头 141 相 反 )。 0051 在图 15 中， 楔形物 150 接触杆 140。由于杆 140 楔靠楔形物 150， 因此所述杆 140 无法向下移动 ( 与箭头 141 相反 )。 。
28、0052 可以使用其它无齿防倒转机构， 诸如但不限于US专利5152197中的无齿防倒转和 接合杆机构。 0053 本领域技术人员能够理解的是， 本发明不限于此前已经具体示出和描述的内容。 而本发明的范围包括此前描述的特征的组合和子组合， 以及本领域技术人员基于阅读前述 说明书而能够想到的、 并且不是现有技术的变型和修改。 说 明 书 CN 103179913 A 7 1/6 页 8 图 1 图 2 图 3 图 4A 说 明 书 附 图 CN 103179913 A 8 2/6 页 9 图 4B图 4C 图 5 图 6A 说 明 书 附 图 CN 103179913 A 9 3/6 页 10 图 6B 图 7 图 8 图 9A 说 明 书 附 图 CN 103179913 A 10 4/6 页 11 图 9B 图 10 说 明 书 附 图 CN 103179913 A 11 5/6 页 12 图 11 图 12 图 13 图 14 说 明 书 附 图 CN 103179913 A 12 6/6 页 13 图 15 说 明 书 附 图 CN 103179913 A 13 。