背景技术
本发明一般涉及用于植入的脊椎体间植入结构和方法。虽然这里覆盖的本 发明的实际种类只能参考附后的权利要求书确定，本发明的一个方面包括将融 合装置插入在相邻的椎骨本体之间的空间，椎间盘的至少一部分借助于盘切除 手术从该相邻的椎骨本体之间的空间移除。本发明的另一方面包括在椎骨间空 隙中转动融合装置，以便在相邻的椎骨本体的相对的终板以及该装置和/或包 含在该装置里的骨生长增进材料之间建立和保持控制的压缩。本发明的还有一 个方面包括在植入后防止融合装置的位置和定向的不是故意的变化。工业上的 需求是提供用于植入的改进的脊椎植入结构和方法。本发明的解决了这种需 要，并提供了在新颖性和非显而易见方面的其它利益和优点。
附图说明
图1是按照本发明一种形式的装置的前视图，在第一种操作状态下插入在 相邻的椎骨本体的盘空间里。
图2是图1所示的装置在第一种操作状态下的侧视图。
图3是图1所示的装置在转换至第二种操作状态下时的前视图。
图4是图3所示的装置在第二种操作状态下时的侧视图。
具体实施方式
为了促进对本发明原理的理解的目的，现在将参考附图所示的实施例，并 使用特殊的语言来描述该实施例。这只是为了理解，而并不企图限制本发明的 范围，在所述的装置中的这种变更和进一步的改进、以及这里所述的本发明的 原理的其它用途对于本发明相关的技术领域里的技术人员来说将正常地发生。
参看图1-4，其中所示的是脊柱的一部分的示意性视图，其中两相邻的椎 骨本体11和12通过一撑开牵引工具13保持成撑开牵引，以便在移除至少一 部分天然的椎间盘(未画出)后提供在椎骨本体之间的椎骨间空隙14。然而， 应该知道，通过撑开牵引工具13的椎骨本体的这种撑开牵引对于实施本发明 并非必要，并在某些情况下可能避免。
在本发明的较佳实施例里，理想的是在椎骨本体11和12之间建立融合。 为此目的，按照本发明的一种形式提供一融合结构或组件。在所示的实施例里， 融合结构16通常包括一笼部分17和一细长的板部分26。然而，应该知道，其 它形状的融合结构16也可考虑，并落入本发明的范围。例如，在本发明的其 它实施例里，笼部分17可是隔离物类型的装置或任何其它类型的椎骨间植入 物。此外，在本发明的其它实施例中，细长的板部分26可是一杆、U形钉、 缆索、系链或任何其它类型的细长件的形状。融合结构16的成分可由任何生 物相容的材料、例如钛、不锈钢或任何其它合适的材料形成。
在本发明的一个实施例里，融合结构16的笼部分17沿纵向轴线18延伸， 并具有大致方形的平行六面体结构，包括前和后部分17F、17R，左和右侧面 部分17L、17P(也作为主要部分涉及)，以及顶和底部分17T、17B(也作为 次要部分涉及)。然而，应该知道，融合笼17的其它形状和结构也可考虑， 并落入本发明的范围内。例如，融合笼17可采用椭圆形或半椭圆形结构、凸 轮形结构、多边形结构、或其它任何合适的结构。笼17在顶和底部分17T和 17B之间的整个高度(图1所示的横向尺寸A)小于在左和右侧面部分17L和 17P之间的整个宽度(图1所示的横向尺寸B)。这种尺寸结构通过简单地沿 箭头21的方向(图2)推动笼17而便于笼17插入在上椎骨本体11的下终板 11P和上终板12P之间的椎骨间空隙14。
在笼17的所示实施例里，主要侧面部分17L和17P基本上互相平行布置。 然而，在替换的实施例里，主要侧面部分17L和17P可以相对彼此成角度偏离， 从而形成一锥形，以适应在上和下椎骨终板11P和12P之间的偏离角(例如， 适应与被治疗的脊柱的部分相关的特殊的脊柱前凸的角度)。此外，在笼17 的该所述的实施例里，次要侧面部分17T和17B基本上互相平行布置。然而， 在替换的实施例里，次要侧面部分17T和17B可以相对彼此成角度偏离，从而 形成一锥形，以便于笼17轴向插入椎骨间空隙14。
在本发明的所述的实施例里，笼17包括用于接合板26的特征。例如，笼 17形成一大致沿纵向轴线18定位的螺纹孔22，它朝向前端部分17F前表面开 口。此外，笼17包括从前端部分17F轴向突出和径向偏离纵向轴线18和位于 纵向轴线18直径方向相对侧的第一对柱23和24。然而，应该知道，柱23和 24的其它位置和布置也可考虑，并落入本发明的范围内。在本发明的一个实施 例里，细长板26通过紧固件27与笼17可选择地接合。然而，应该知道，在 本发明的其它实施例里，板16不是必须与笼17接合。在一个特殊的实施例里， 细长板26上设置中心通道32，以便延伸通过紧固件27的螺杆28。螺杆28然 后螺纹啮合在笼17的孔22里，如图2所示，从而将板26牢固地接合在笼17 上。在本发明的另一个实施例里，板26沿纵向轴线33延伸，并形成在其相对 端部的附近设置的一对孔34和36，它们构造成接纳通过它们的各紧固件，其 细节将在下面讨论。
细长板26还形成一对通道37和38，它们与纵向轴线18径向偏离并位于 纵向轴线18的直径方向的相对侧。通道37和38的尺寸和位置能接纳从笼17 延伸的各柱23和24。应该知道，在笼17定位在如图1和2所示的第一操作状 态下时，从笼17延伸的柱23和24成角度的定向开始与在板26上的通道37 和38的成角度的定向偏离90°。然而，当笼17转动至如图3和4所示的第二 操作状态下时，柱23和24与通道37和38对齐。一旦转动至第二操作状态， 将紧固件27固定在笼17的螺纹孔22里导致笼17朝向板26平移和将柱23和 24定位在通道37和38里。然而，应该知道，在其它的实施例里，将紧固件固 定在笼17的螺纹孔22里可能导致板26朝向笼17平移，以便将柱23和24定 位在通道37和38里。
将柱23和24定位在通道37和38里进而防止笼17相当于板26的进一步 转动和/或横向平移。然而，应该知道，笼17和板26可形成其它的元件或特征， 以便使它们互锁，从而有选择地防止它们之间的转动和/或横向平移。例如， 在本发明的另一个实施例里，笼17和板26可具有花键结构，其中笼17和板 26形成许多花键，它们可定位在对应数量的槽里，以便有选择地防止它们之间 的转动和/或横向平移。其它的互锁元件或特征也可考虑，例如包括舌和槽结 构或适合于有选择地防止笼17和板26之间的转动和/或横向平移的任何其它 的互锁结构。
细长板26还形成一对弯曲的或弧形的狭槽39和41，它们从板26的相对 边缘42和43逐渐地向内朝向板16的中心延伸至纵向轴线33的附近。在所示 的实施例里，弧形槽39和41沿共同的半径延伸；然而，其它的狭槽结构和布 置延伸也可考虑，并落入本发明的范围内。如图1所示，笼17的前端部分17F 形成一对工具接纳通道44和46。通道44和46径向偏离纵向轴线18和位于纵 向轴线18的直径方向的相对侧面，并大致沿弧形槽39和41的半径定位。工 具接纳通道44和46的尺寸和位置能接纳工具51的各部分52和53在其中(图 4)。应该知道，当笼17定位在如图1和2所示的第一操作状态时，在笼17 里的工具接纳通道44和46的成角度的定向与板26的纵向轴线33开始偏离 90°。然而，当笼17转动至如图3和4所示的第二操作状态时，工具接纳通道 44和46和接纳在其中的工具51的各部分52和53沿着在板26上的弧形槽39 和41移动，从而避免工具51和板26之间的互相干扰。一旦转动至第二操作 状态，工具51可脱离通道44和46，板从手术部位移去。
在本发明的一个较佳实施例里，骨生长促进材料可堆放在笼17的中空内 部，以便促进与相邻的椎骨终板11P和12P融合。在一个实施例里，笼17的 主要侧面部分17L和17P形成许多相当小直径的融合孔47，孔47延伸通过侧 面部分而与笼17的中空内部连通。然而，应该知道，可提供各种形状和尺寸 的孔，以使骨生长促进材料暴露于椎骨终板11P和12P，例如包括延伸通过笼 17的主要侧面部分17L和17P的相当大缝槽的开口或窗口的各种尺寸和形状 的穿孔或开口。在本发明的另一个实施例里，至少笼17的主要侧面部分17L 和17P可由相当多孔材料形成，以促进骨生长。此外，虽然没有在本发明的所 示的实施例中特别显示，笼17的次要侧面17T和17B也可提供许多融合孔和/ 或由多孔材料形成，以便进一步促进相邻椎骨终板11P和12P与笼17的次要 侧面部分17T和17B之间的融合。
在本发明的一个实施例里，骨生长促进材料包括骨移植物、骨形态成形蛋 白质(BMP)、或任何其它合适的骨生长促进材料或物质，包括但不限于骨片、 骨髓、去矿物质的骨基质(DBM)、间充质干细胞和/或一LIM矿化蛋白质 (LMP)。应该知道，骨生长促进材料可与或不与适当的载体一起使用。在本 发明的又一实施例里，骨生长促进材料在笼17插入相邻椎骨本体11和12之 间的空间之前定位在笼17的中空内部。然而，在另一实施例里，骨生长促进 材料可在插入椎骨间空隙14后定位在笼17的中空内部。
已经显示和描述了与融合结构16有关的各种元件和特征，现在将描述按照 本发明的实施例将融合结构16与相邻的椎骨本体11和12接合的技术。然而， 应该知道，其它的技术和处理也可考虑，并且下面的技术决不限制本发明的范 围。
准备治疗的椎骨高度最初是通过借助于总体或部分盘切除术移去天然椎间 盘的至少一部分而被识别的。然后使用已知的外科器械和技术(例如，转动刀 具、刮器、凿子等)修整上和下椎骨本体11和12的终板11P和12P。在某些 情况下，可能需要从椎骨终板11P和12P上移去大量的皮层骨，以便当笼环绕 着纵向轴线18转动时笼17的前导角通过。如上面讨论的，上和下椎骨本体11 和12可借助于撑开牵引工具13在撑开情况下被保持，以便提供在撑开牵引术 之后的椎骨本体之间的敞开空间14。根据外科医生的偏好，撑开牵引工具13 可以移去或在外科手术的其余时间留在原位。
用于治疗脊柱的笼17这样选择：次要侧面部分17T和17B之间的横向尺 寸允许笼17插入在椎骨终板11P和12P之间的椎骨间空隙14，同时在图1和 2所示的第一操作状态。此外，选择主要侧面部分17L和17P之间的横向尺寸， 以便提供在椎骨终板11P和12P之间的椎骨间空隙14的选择高度，并在将笼 17转动至如图3和4所示的第二操作状态时提供需要数量的压缩给笼17和/ 或包含在其中的骨生长促进材料。
在选择了适当尺寸的笼17后，笼17被插入椎骨间空隙14，较佳的是通过 前侧外科方法，而次要侧面部分17T和17B面向椎骨终板11P和12P和基本 与椎骨终板11P和12P平行放置。然而，在其它的实施例里，笼17可通过其 它的外科方法、诸如通过背侧外科方法插入椎骨间空隙14。在笼17插入椎骨 间空隙14之后，细长板26通过一对被接纳在延伸通过板26端部的孔34和36 的紧固件或骨螺钉48和49(图3和4)附连在上和下椎骨本体11和12上。 板26在椎骨本体11和12上的附连较佳的是发生在通过螺旋紧固件27(图2) 将板26接合在笼17之后。然而，应该知道，在其它的实施例里，细长板26 可在与笼17接合之前附连在椎骨本体11和12上。如图3和4所示，细长板 26在椎骨本体11和12之间延伸并跨越椎骨间空隙14。
由于细长板26固定在椎骨本体11和12上以及笼17与板26接合(但仍可 相对于其转动)，包括轴向叉子52和53(图4)的工具51沿着箭头54的方 向前进，直至工具叉子52和53插入笼17的相应的工具接纳孔44和46。然后， 工具51沿顺时针方向(图1中的箭头56的方向)转动，从而相应地转动笼17 至90°，从图1和2所示的第一操作状态/定向至图3和4所示的第二操作状态 /定向。一旦转动至第二操作状态/定向，主要侧面部分17L和17P密切地接合 上和下椎骨本体11和12的椎骨终板11P和12P，而次要侧面部分17T和17B 垂直于椎骨终板11P和12P布置。
如上面讨论的，当笼17从第一操作状态转动至第二操作状态时，工具叉子 52和53移动通过在板26上的弧形槽39和41，以避免工具51和板26的边缘 42和43之间的互相干扰。然而，在本发明的一个替换的实施例里，通过将工 具接纳孔44和46重新定位至图1中虚线所示的另外的位置44A和46A而从 板26上省略弧形槽39和41。应该知道：由于工具接纳孔44和46定位在位置 44A和46A处，将笼17转动至图3所示的第二操作状态将避免工具叉子52和 53与板26的横向边缘42和43之间的任何互相干扰。
如上面讨论的，选择主要侧面部分17L和17P之间的横向尺寸B，以便在 转动笼17至第二操作状态之后将所需数量的压缩传递给笼17和/或包含在其 中的骨生长促进材料。在椎骨本体11和12之间延伸的板26用来防止椎骨本 体11和12在笼17转动至第二操作状态过程中转移或分离，由此控制施加在 笼17和/或包含在其中的骨生长促进材料的压缩量。应该知道，在板26上的螺 钉接纳孔34和36之间的距离控制在椎骨终板11P和12P之间形成的椎骨间空 隙的高度，并且也用来控制通过椎骨终板11P和12P施加在笼17和包含在其 中的骨生长促进材料上的压缩量。因此，板26起类似撑杆的作用，以控制施 加在笼17和骨生长促进材料上的压缩量。此外，板26还在随后的病人活动过 程中(例如，在相邻手术部位的椎骨本体11和12的扩展过程中)起抵抗拉伸 载荷和/或限制在手术位置处的椎骨本体11和12的扩展或分离。
在将笼17转动至图3和4所示的第二操作状态之后，工具57可从笼17 中的通道44和46移去。此外，紧固件27进一步旋入在笼17中的通道22里， 由此导致笼27沿着箭头57的方向(图2和4)朝向板26位移。笼17沿箭头 57的方向的位移再导致从笼17延伸的销钉23和24定位在形成于板26的通道 37和38里。销钉23和24在通道37和38里的定位用来防止笼17相对于板 26的进一步转动和横向移动。此外，由于板26通过骨螺钉48和49固定地接 合椎骨本体11和12，销钉23和24定位在通道37和38里也可用来防止笼17 相对于椎骨本体11和12的转动和/或横向移动。
在本发明的一个实施例里，笼17在主要侧面部分17L和17P及次要侧面 部分17T和17P之间设置有过渡特征，从而有助于笼17在第一和第二操作状 态之间的转动。在所示的实施例里，过渡特征包括形成凸起的外表面的圆角61 (图1和3)。事实上，圆角61在主要侧面部分17L和17P及次要侧面部分 17T和17B之间提供光滑的过渡。圆角61由此用来消除与矩形笼17有关的尖 角或边缘，由此允许笼17在第一和第二操作状态之间转动，而没有通过相邻 的椎骨本体的不适当的干扰或相邻椎骨本体的骚动。在所示的实施例里，过渡 表面61是半圆柱形表面，并从前部分17F至17R在笼17的整个长度上延伸。 然而，过渡表面的其它形状和结构也可考虑，就象发生在本技术领域的一般技 术人员身上。此外，虽然笼17的所示的实施例包括在其四个角处的过渡表面， 但应该知道，在其它的实施例里，只有在转动笼17过程中直接接触椎骨终板 11P和12P的笼17的相对的角需要提供过渡表面61。
虽然在附图和上述介绍中显示和详细地描述了本发明，它们被认为是示例 性的而非限制性的，应该知道，只是显示和描述了较佳的实施例，希望保护落 入本发明精神内的所有的改变和改进。