JP2018528844A - Expandable intervertebral cage device with living hinge, system, and methods of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
3D印刷を使用して製造される、リビングヒンジを備えた拡張可能な椎間ケージ。椎間ケージは、非拡張形態から拡張形態に拡張するように構成される。椎間ケージは、椎間ケージを展開させるために椎間ケージに力を加えるための、容積可変パウチまたは展開ケーブルなどの展開システムを含むことができる。 An expandable intervertebral cage with a living hinge manufactured using 3D printing. The intervertebral cage is configured to expand from an unexpanded configuration to an expanded configuration. The intervertebral cage can include a deployment system, such as a variable volume pouch or deployment cable, for applying a force to the intervertebral cage to deploy the intervertebral cage.
Description
関連出願の相互参照
本出願は、米国仮特許出願第61/389986号明細書に対する優先権を主張する、「INTERVERTEBRAL DEVICE AND METHODS OF USE」という名称の2011年9月29日に出願された米国特許出願公開第13/248747号明細書、2012年8月27日に出願された米国仮特許出願第61/693738号明細書および2013年3月12日に出願された米国仮特許出願第61/778271号明細書に対する優先権を主張する、2013年8月23日に出願されたPCT出願PCT/米国特許出願公開第2013/056500号明細書の米国特許法第371条に基づく国内段階出願である、「INTERVERTEBRAL CAGE APPARATUS AND SYSTEM AND METHODS OF USING THE SAME」という名称の2015年2月20日に出願された米国特許出願公開第14/422750号明細書、ならびに2013年3月12日に出願された米国仮特許出願第61/778220号明細書に対する優先権を主張する、「VERTICALLY EXPANDABLE INTERVERTEBRAL CAGE,DEPLOYMENT DEVICES,AND METHODS OF USING THE SAME」という名称の2014年2月26日に出願されたPCT出願PCT/米国特許出願公開第2014/018772号明細書に関連し、全ての出願の内容全体が参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application is a U.S. patent filed on September 29, 2011, entitled "INTERVERTEBRAL DEVICE AND METHODS OF USE," which claims priority to US Provisional Patent Application No. 61 / 389,986. Published application 13/248747, US provisional patent application 61/693738 filed on August 27, 2012, and US provisional patent application 61/778271 filed March 12, 2013. PCT application PCT / U.S. Patent Application Publication No. 2013/056500, filed on August 23, 2013, which is a national phase application under 35 U.S. Patent Law Section 371. "INTERVERTEBRAL CAGE APPARATUS AND SYSTE U.S. Patent Application Publication No. 14/422750 filed on February 20, 2015, entitled "MAND METHODS OF USING THE SAME", and U.S. Provisional Patent Application No. 61 filed on March 12, 2013. PCT application PCT / US application filed on Feb. 26, 2014, entitled “VERTICALLY EXPANDABLE INTERVERTEBRAGE CAGE, DEPLOYMENT DEVICES, AND METHODS OF USING THE SAME”, claiming priority to the US Pat. In relation to the 2014/018772 specification, the entire contents of all applications are expressly incorporated herein by reference.
本発明は、概して、脊椎融合処置で使用される拡張可能な椎間ケージまたはインプラントに関し、より具体的には、3D印刷方法を使用して拡張可能な椎間ケージを製造するための装置、システムおよび方法に関する。 The present invention relates generally to expandable intervertebral cages or implants for use in spinal fusion procedures, and more specifically to an apparatus and system for manufacturing expandable intervertebral cages using 3D printing methods. And the method.
椎骨は、脊柱を構成する個々の不規則骨である。通常、人間には33個の椎骨があり、融合されて仙骨を形成する5個(他の椎骨は椎間板により隔てられている)と、尾骨を形成する4個の尾椎とを含む。上側の3つの領域は、残りの24個を含み、それらの椎骨が占める領域によって頸椎(7個の椎骨)、胸椎(12個の椎骨)、および腰椎(5個の椎骨)という名称で分類される。この数は、場合によりある領域では追加の椎骨により増加し、ある領域では減少し、別の領域での不足分は、多くの場合、追加の椎骨により供給される。しかしながら、頚椎の数が増加または減少することは極めて稀である。 The vertebrae are the individual irregular bones that make up the spinal column. Humans typically have 33 vertebrae, including 5 that fuse to form the sacrum (the other vertebrae are separated by an intervertebral disc) and 4 tail vertebrae that form the coccyx. The upper three regions include the remaining 24, and are classified by the names of the cervical vertebra (7 vertebrae), the thoracic vertebra (12 vertebrae), and the lumbar vertebra (5 vertebrae) according to the region occupied by those vertebrae The This number may increase in some areas with additional vertebrae, decrease in some areas, and the shortage in other areas is often provided by additional vertebrae. However, it is very rare for the number of cervical vertebrae to increase or decrease.
典型的な椎骨は、2つの要部、すなわち、椎体である前方(前)部分と、椎孔を囲む椎(神経)弓である後方部とからなる。椎弓は、茎の対と薄板の対とにより形成され、かつ7つの突起、すなわち、4つの関節突起、2つの横突起、1つの棘突起を支持し、1つの棘突起は神経棘としても知られている。 A typical vertebra consists of two main parts: an anterior (anterior) portion that is the vertebral body and a posterior portion that is the vertebral (neural) arch that surrounds the vertebral foramen. A vertebral arch is formed by a pair of stems and a pair of thin plates, and supports seven processes, ie, four articular processes, two transverse processes, one spinous process, and one spinous process is also a nerve spine Are known.
椎骨が互いに関節接合されると、本体が頭と胴体とを支持する強固な柱を形成し、かつ椎孔が脊髄(medulla spinalis)(脊髄(spinal cord))の保護のための管を構成し、一方で椎骨の各対間には、2つの開口、すなわち、脊椎神経および血管の伝送のための椎間孔が片側に1つずつある。 When the vertebrae are articulated together, the body forms a rigid column that supports the head and torso, and the vertebral foramen constitutes a tube for the protection of the spinal cord (spinal cord). On the other hand, between each pair of vertebrae, there are two openings, one intervertebral hole for transmission of spinal nerves and blood vessels, one side.
従来の脊椎ケージ組立体は、椎骨を安定させる脊椎融合処置で使用される。脊椎融合術は、典型的には、隣接する椎骨を離間させて互いに融合させるケージ組立体の使用を採用する。脊椎融合技術は、椎骨を隔てる椎間板材料を除去し、椎間板領域に骨を詰め込むことを含む。これらのケージ組立体は、概して中空であり、かつ骨が成長するためのアクセスを提供するためにケージ組立体の側部に開口部を含む。これらのケージは、多くの場合にチタンで形成され、かつ様々な形状および大きさで利用可能である。 Conventional spine cage assemblies are used in spinal fusion procedures that stabilize vertebrae. Spinal fusion typically employs the use of cage assemblies that cause adjacent vertebrae to be spaced apart and fused together. The spinal fusion technique involves removing the disc material that separates the vertebrae and packing the bone into the disc region. These cage assemblies are generally hollow and include openings on the sides of the cage assemblies to provide access for bone growth. These cages are often made of titanium and are available in various shapes and sizes.
現在の椎間または椎体間ケージは、3大原則、すなわち、外科手術的アプローチの解剖学的制限と、骨の融合を促進する骨移植体積の最適化と、沈下を防ぐ椎骨終板に接触する装置の最適化とに基づいて設計されている。現在のケージは、概して、形状または体積を変化させることができない点で静的であるため、これらのケージは、解剖学および技術により制限されており、そのため、最適な骨移植体積または表面接触をもたらさない。 Current intervertebral or interbody cages come in contact with three major principles: anatomical limitations of surgical approach, optimization of bone graft volume to promote bone fusion, and vertebral endplate to prevent settlement It is designed based on the optimization of the equipment. Because current cages are generally static in that they cannot change shape or volume, these cages are limited by anatomy and technology, so that optimal bone graft volume or surface contact is achieved. Will not bring.
多くの従来の脊椎ケージ組立体は、インプラントを配置する前の対向する椎骨の平行な伸延を利用する。しかしながら、全ての椎骨が平行に対向しているわけではない。正常かつ健全な脊椎は、脊椎前弯と呼ばれる自然な湾曲を有する。湾曲の結果として、対向する椎骨は、脊椎における位置によっては椎骨の終板が非平行に並んだ状態で位置決めされる。 Many conventional spinal cage assemblies utilize parallel distraction of opposing vertebrae prior to placement of the implant. However, not all vertebrae face each other in parallel. A normal and healthy spine has a natural curvature called the lordosis. As a result of the curvature, the opposing vertebrae are positioned with the endplates of the vertebrae arranged non-parallel, depending on their position in the spine.
最適な骨移植体積または表面接触をもたらして、対向する椎骨間に所望の脊椎前弯を維持または達成するために、形状および/または体積を変化させるように拡張することができる椎間ケージまたはインプラントの必要性が存在する。本発明は、これらの問題および他の問題を解決することを試みる。 Intervertebral cages or implants that can be expanded to change shape and / or volume to provide optimal bone graft volume or surface contact to maintain or achieve the desired vertebral lordosis between opposing vertebrae There is a need for. The present invention attempts to solve these and other problems.
本出願のある実施形態は、拡張可能な椎間ケージ、ならびに拡張可能な椎間ケージを作製および使用する方法に関する。いくつかの実施形態は、2つの椎骨間に、具体的には、限定されるものではないが、患者固有の椎間ケージを含む2つの椎骨終板間に位置決めされるように構成できる椎間ケージに関する。 Certain embodiments of the present application relate to expandable intervertebral cages and methods of making and using expandable intervertebral cages. Some embodiments can be configured to be positioned between two vertebrae, specifically, between two vertebral endplates, including but not limited to a patient-specific intervertebral cage. Regarding cages.
3D印刷としても知られる、積層造形により拡張可能な椎間ケージを製造する方法が本明細書に開示されている。拡張可能な椎間ケージは、単一の一体部片として成形することができ、かつ構成要素がリビングヒンジによって一体的に接続されるように層毎に底部から上部まで構築することができる。 Disclosed herein is a method of manufacturing an intervertebral cage expandable by additive manufacturing, also known as 3D printing. The expandable intervertebral cage can be molded as a single integral piece and can be constructed from bottom to top layer by layer so that the components are connected together by a living hinge.
本発明の一態様では、隣接する椎骨間に配置するために3D印刷可能材料を使用する、リビングヒンジを備えた拡張可能な椎間ケージを作製するための方法であって、拡張可能な椎間ケージの3Dデータを3Dプリンタに提供することであって、拡張可能な椎間ケージが、環状本体であって、非拡張形態から拡張形態への環状本体の移行中に屈曲または変形するように構成された一体型リビングヒンジによって回転可能に取り付けられた複数の側部セグメントを有する環状本体を含む、提供することと、1つ以上の3D印刷可能材料を使用して、環状本体の複数の側部セグメントおよび一体型リビングヒンジを印刷することとを含む、方法である。 In one aspect of the invention, a method for making an expandable intervertebral cage with a living hinge using a 3D printable material for placement between adjacent vertebrae, the expandable intervertebral Providing 3D data of a cage to a 3D printer, wherein the expandable intervertebral cage is an annular body configured to bend or deform during transition of the annular body from an unexpanded configuration to an expanded configuration Providing an annular body having a plurality of side segments rotatably attached by an integrated living hinge, and using one or more 3D printable materials to provide a plurality of sides of the annular body Printing the segment and the integral living hinge.
いくつかの実施形態において、1つ以上の3D材料は、熱可塑性プラスチック、フォトポリマー、金属粉末、共晶金属、チタン合金、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態において、1つ以上の3D材料は、天然生体適合性材料、合成生体適合性材料、金属生体適合性材料、適応性材料、4D印刷、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態において、1つ以上の3D材料は、ポリエーテルケトン(PEK)、Ultemなどのポリエーテルイミド(PEI)、超高分子量ポリエチレン(UHMPE)、ポリフェニレン、例えばPEEK Alteraなどの記憶PEEK材料を含むポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態において、比較的軟質の3D印刷可能材料は非金属材料を含み、かつ比較的硬質の3D印刷可能材料は金属材料を含む。 In some embodiments, the one or more 3D materials are selected from the group consisting of thermoplastics, photopolymers, metal powders, eutectic metals, titanium alloys, and combinations thereof. In some embodiments, the one or more 3D materials are selected from the group consisting of natural biocompatible materials, synthetic biocompatible materials, metal biocompatible materials, adaptive materials, 4D printing, and combinations thereof. The In some embodiments, the one or more 3D materials include polyetherketone (PEK), polyetherimide (PEI) such as Ultem, ultra high molecular weight polyethylene (UHMPE), polyphenylene, eg, memory PEEK material such as PEEK Altera. Selected from the group consisting of polyetheretherketone (PEEK), and combinations thereof. In some embodiments, the relatively soft 3D printable material comprises a non-metallic material and the relatively rigid 3D printable material comprises a metallic material.
いくつかの実施形態において、椎間ケージは、プラズマ溶射、ヒドロキシアパタイト被覆、生物製剤、抗生物質、薬剤または遺伝子治療、ナノテクノロジープラットフォーム、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される外部被覆を含む。 In some embodiments, the intervertebral cage includes an outer coating selected from the group consisting of plasma spraying, hydroxyapatite coatings, biologics, antibiotics, drug or gene therapy, nanotechnology platforms, and combinations thereof.
いくつかの実施形態において、一体型リビングヒンジは比較的軟質の3D印刷可能材料を含み、かつ側部セグメントは比較的硬質の3D印刷可能材料を含む。 In some embodiments, the integral living hinge includes a relatively soft 3D printable material and the side segments include a relatively rigid 3D printable material.
いくつかの実施形態において、3Dデータは、標準的ケージサイズの予め定義されたデータである。いくつかの実施形態において、3Dデータは3D撮像データであり、方法は、3D撮像データを生成するために患者の隣接する椎骨を術前に撮像することを更に含む。 In some embodiments, the 3D data is standard cage size predefined data. In some embodiments, the 3D data is 3D imaging data, and the method further includes pre-imaging the patient's adjacent vertebrae to generate 3D imaging data.
いくつかの実施形態において、リビングヒンジは、環状本体の局所的な屈曲または変形を可能にするように構成された環状本体の狭窄部分および/または環状本体への切り欠きを含む。 In some embodiments, the living hinge includes a constricted portion of the annular body and / or a notch to the annular body configured to allow local bending or deformation of the annular body.
いくつかの実施形態において、環状本体は、短手方向軸線に沿って対向配置された近位端部および遠位端部を含み、および非拡張形態では、近位端部と遠位端部とが最大限離間しており、かつ拡張形態では、近位端部と遠位端部とが互いにより近接しており、拡張可能な椎間ケージは、隣接する椎骨間において非拡張形態から拡張形態に水平方向に拡張するように構成される。 In some embodiments, the annular body includes a proximal end and a distal end opposed to each other along the short axis, and in an unexpanded form, the proximal end and the distal end. Are spaced apart to the maximum, and in the expanded configuration, the proximal and distal ends are closer together, and the expandable intervertebral cage is in a non-expanded configuration to an expanded configuration between adjacent vertebrae. Configured to expand horizontally.
いくつかの実施形態において、環状本体は、上部パネルと底部パネルとを含み、各上部パネルおよび底部パネルは、一体型リビングヒンジによって1つ以上の側部セグメントに回転可能に取り付けられ、拡張可能な椎間ケージは、隣接する椎骨間において非拡張形態から拡張形態に垂直方向に拡張するように構成される。 In some embodiments, the annular body includes a top panel and a bottom panel, each top panel and bottom panel being rotatably attached to one or more side segments by an integral living hinge and expandable. The intervertebral cage is configured to expand vertically from an unexpanded configuration to an expanded configuration between adjacent vertebrae.
いくつかの実施形態において、拡張可能な椎間ケージは、椎間ケージの内部容積内に位置決め可能な容積可変パウチを更に含む。 In some embodiments, the expandable intervertebral cage further includes a variable volume pouch that is positionable within the internal volume of the intervertebral cage.
いくつかの実施形態において、拡張可能な椎間ケージは、環状本体に連結された展開ケーブルを更に含み、かつ環状本体を非拡張形態から拡張形態に移行させるために環状本体に力を加えるように構成される。 In some embodiments, the expandable intervertebral cage further includes a deployment cable coupled to the annular body and applies force to the annular body to transition the annular body from the unexpanded configuration to the expanded configuration. Composed.
いくつかの実施形態において、拡張可能な椎間ケージは、環状本体に連結された展開具を更に含み、かつ環状本体を非拡張形態から拡張形態に移行させるために環状本体に力を加えるように構成される。 In some embodiments, the expandable intervertebral cage further includes a deployer coupled to the annular body and applies force to the annular body to transition the annular body from the unexpanded configuration to the expanded configuration. Composed.
いくつかの実施形態において、拡張可能な椎間ケージは、2つの椎骨の終板間に位置決めされるように構成され、および非拡張形態から、拡張可能な椎間ケージの寸法および形状の変化をもたらし、かつ拡張可能な椎間ケージの変更可能な内部容積を増加させる拡張形態に移行するように更に構成される。 In some embodiments, the expandable intervertebral cage is configured to be positioned between the endplates of two vertebrae, and changes in size and shape of the expandable intervertebral cage from an unexpanded configuration. And is further configured to transition to an expanded configuration that increases the alterable internal volume of the expandable intervertebral cage.
本発明の別の態様では、隣接する椎骨間に配置するために3D印刷可能材料を使用する、リビングヒンジを備えた患者固有の拡張可能な椎間ケージを作製および使用するための方法であって、3D撮像データを生成するために患者の隣接する椎骨を術前に撮像することと、3Dデータを3Dプリンタに提供することと、1つ以上の3D印刷可能材料を使用して拡張可能な椎間ケージを印刷することであって、拡張可能な椎間ケージが、環状本体であって、非拡張形態から拡張形態への環状本体の移行中に屈曲または変形するように構成された一体型リビングヒンジによって回転可能に取り付けられた複数の側部セグメントを有する環状本体を含む、印刷することと、隣接する椎骨間に拡張可能な椎間ケージを外科的に位置決めすることと、隣接する椎骨間において非拡張形態から拡張形態に拡張可能な椎間ケージを拡張させることとを含む、方法である。 In another aspect of the invention, a method for making and using a patient-specific expandable intervertebral cage with a living hinge that uses a 3D printable material for placement between adjacent vertebrae. Pre-imaging the patient's adjacent vertebrae to generate 3D imaging data, providing 3D data to a 3D printer, and expandable vertebrae using one or more 3D printable materials An interstitial living body for printing an intercage, wherein the expandable intervertebral cage is an annular body and is configured to bend or deform during transition of the annular body from a non-expanded configuration to an expanded configuration Printing, including surgically positioning an expandable intervertebral cage between adjacent vertebrae, including an annular body having a plurality of side segments rotatably attached by hinges; From the non-expanded configuration between vertebrae and a thereby expanding the expandable intervertebral cage expanded configuration, is a method.
いくつかの実施形態において、1つ以上の3D材料は、熱可塑性プラスチック、フォトポリマー、金属粉末、共晶金属、チタン合金、天然生体適合性材料、合成生体適合性材料、金属生体適合性材料、適応性材料、4D印刷、ポリエーテルケトン(PEK)、Ultemなどのポリエーテルイミド(PEI)、超高分子量ポリエチレン(UHMPE)、ポリフェニレン、例えばPEEK Alteraなどの記憶PEEK材料を含むポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。 In some embodiments, the one or more 3D materials are thermoplastic, photopolymer, metal powder, eutectic metal, titanium alloy, natural biocompatible material, synthetic biocompatible material, metal biocompatible material, Adaptable materials, polyetheretherketone (PEEK), including 4D printing, polyetherketone (PEK), polyetherimide (PEI) such as Ultem, ultra high molecular weight polyethylene (UHMPE), polyphenylene, for example memory PEEK materials such as PEEK Altera ), And combinations thereof.
本発明の更なる態様では、隣接する椎骨間に配置するために3D印刷可能材料を使用する、リビングヒンジを備えた拡張可能な椎間ケージを展開させるためのシステムであって、非拡張形態から拡張形態に移行するように構成されている、1つ以上の3D印刷可能材料で作製された拡張可能な椎間ケージであって、、近位端部と遠位端部とを有し、環状本体であって、非拡張形態から拡張形態への環状本体の移行中に屈曲または変形するように構成された一体型リビングヒンジによって回転可能に取り付けられた複数の側部セグメントを有する環状本体を含む、拡張可能な椎間ケージと、椎間ケージ内に位置決め可能な容積可変パウチであって、拡張可能な椎間ケージを非拡張形態から拡張形態に移動させるように構成される容積可変パウチとを含む、システムである。 In a further aspect of the invention, a system for deploying an expandable intervertebral cage with a living hinge that uses a 3D printable material for placement between adjacent vertebrae, from an unexpanded configuration An expandable intervertebral cage made of one or more 3D printable materials configured to transition to an expanded configuration, having a proximal end and a distal end, and annular A body comprising an annular body having a plurality of side segments rotatably attached by an integral living hinge configured to bend or deform during transition of the annular body from a non-expanded configuration to an expanded configuration An expandable intervertebral cage and a variable volume pouch positionable within the intervertebral cage, wherein the expandable intervertebral cage is configured to move the expandable intervertebral cage from an unexpanded configuration to an expanded configuration Including a system.
本開示の前述および他の特徴は、添付図面と併せて解釈される、以下の説明および添付の特許請求の範囲からより詳細に明らかになるであろう。これらの図面が単に本開示に従う複数の実施形態を描いているに過ぎず、本開示の範囲を限定するものと見なされるべきではないという理解の下で、本開示は、添付の図面を用いて更に具体的かつ詳細に説明される。 The foregoing and other features of the present disclosure will become more fully apparent from the following description and appended claims, taken in conjunction with the accompanying drawings. With the understanding that these drawings merely depict a plurality of embodiments in accordance with the present disclosure and should not be considered as limiting the scope of the present disclosure, the present disclosure uses the accompanying drawings. More specifically and in detail.
「近位」および「遠位」という単語は、本明細書で説明する本発明の構成要素の特定の端部を示すために利用される。近位端部とは、構成要素が移植されたときの医療専門家に近い側の構成要素の端部を指す。遠位端部とは、構成要素が移植されたときの医療専門家から遠い側の構成要素の端部を指す。 The words “proximal” and “distal” are used to indicate specific ends of the components of the invention described herein. The proximal end refers to the end of the component that is closer to the medical professional when the component is implanted. The distal end refers to the end of the component that is remote from the medical professional when the component is implanted.
拡張可能な椎間ケージのいくつかの詳細が本明細書において提供されるが、更なる詳細は、「Intervertebral Device and Methods of Use」という名称の2012年4月5日に公開された米国特許出願公開第2012/0083887号明細書、「Intervertebral Device and Methods of Use」という名称の2012年4月5日に公開された米国特許出願公開第2012/0083889号明細書、および「Vertically Expandable Intervertebral Cage,Deployment Devices,And Methods Of Using The Same」という名称の2014年10月2日に公開された国際公開第2014/158619号パンフレットに見出すことができ、これらの全ては、参照により全体が本明細書に組み込まれる。 Some details of the expandable intervertebral cage are provided herein, but further details are available from the US patent application published on April 5, 2012 entitled “Intervertive Devices and Methods of Use”. Published 2012/0083887, United States Patent Application Publication 2012/0083889 published on April 5, 2012, entitled “Intervertible Devices and Methods of Use”, and “Vertical Expandable Intervertebrate Intervertebrate Intervertebrate Intervertebrate. "International Devices, And Methods Of Using The Same" published on October 2, 2014 It can be found in No. 2014/158619 pamphlet, all of which incorporated by reference in its entirety herein.
本出願は、3次元印刷または3D印刷としても知られる、積層造形により製造できる拡張可能な椎間ケージの実施形態を開示する。3D印刷は、粉末状、液状、または粒状の種々の種類の材料をプリンタのような方式で堆積させることができる高速積層造形技術である。堆積層は層毎に硬化させることができ、または代替的に粒状堆積では、介在する接着ステップを使用して粒床に層状粒を互いに確実に固定することができ、その後、例えば、レーザ硬化または光硬化により複数の層を一緒に硬化させることができる。 The present application discloses an embodiment of an expandable intervertebral cage that can be manufactured by additive manufacturing, also known as three-dimensional printing or 3D printing. 3D printing is a high-speed additive manufacturing technique capable of depositing various types of powder, liquid, or granular materials in a printer-like manner. The deposited layer can be cured layer by layer, or alternatively in granular deposition, an intervening adhesion step can be used to ensure that the layered grains are fixed together in a grain bed, for example, laser curing or Multiple layers can be cured together by photocuring.
本明細書で使用される場合、3D印刷は、積層造形、ラピッドマニュファクチャリング、積層製造、ラピッドプロトタイピング、レーザ焼結、電子ビーム溶融(EBM)などの多くの種類の印刷技術を含む。3D印刷はまた、適応性材料および4D印刷を含む。いくつかの実施形態において、4D印刷は、積層造形により印刷される椎間ケージの長さ、幅、および高さに時間を追加する。時間の経過に伴って、椎間ケージは、適応可能な変化構造、すなわち自己進化型構造となり得る。 As used herein, 3D printing includes many types of printing techniques such as additive manufacturing, rapid manufacturing, additive manufacturing, rapid prototyping, laser sintering, electron beam melting (EBM), and the like. 3D printing also includes adaptive materials and 4D printing. In some embodiments, 4D printing adds time to the length, width, and height of the intervertebral cage printed by additive manufacturing. Over time, the intervertebral cage can become an adaptive change structure, ie a self-evolving structure.
3D印刷工程を使用する1つの特徴は、拡張可能な椎間ケージが、従来の機械加工方法または鋳造方法により課される制約などの従来の製造上の制約に制限される必要がないことである。拡張可能な椎間ケージの3D印刷工程は、熱可塑性プラスチック、フォトポリマー、金属粉末、共晶金属、チタン合金およびその他の材料を含む種々の材料を使用することができる。 One feature of using a 3D printing process is that the expandable intervertebral cage need not be limited to conventional manufacturing constraints, such as those imposed by conventional machining or casting methods. . The expandable intervertebral cage 3D printing process can use a variety of materials including thermoplastics, photopolymers, metal powders, eutectic metals, titanium alloys and other materials.
拡張可能な椎間ケージの3D印刷工程は、熱可塑性プラスチック、フォトポリマー、金属粉末、共晶金属、チタン合金およびその他の材料を含む種々の材料を使用することができる。拡張可能な椎間ケージは体内に埋め込まれるため、好ましい材料は、生体適合性材料、例えば、天然生体適合性材料、合成生体適合性材料、金属生体適合性材料、適応性材料、および/または任意の他の所望の生体適合性材料である。インプラントは、ポリエーテルケトン(PEK)、Ultemなどのポリエーテルイミド(PEI)、超高分子量ポリエチレン(UHMPE)、ポリフェニレン、例えばPEEK Alteraなどの記憶PEEK材料を含むポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、または任意の他の所望の生体適合性材料で作製することができる。3D印刷工程はまた、ハイブリッド材料設計、すなわちPEEKおよびチタンを含み得る。 The expandable intervertebral cage 3D printing process can use a variety of materials including thermoplastics, photopolymers, metal powders, eutectic metals, titanium alloys and other materials. Since the expandable intervertebral cage is implanted in the body, preferred materials are biocompatible materials, such as natural biocompatible materials, synthetic biocompatible materials, metal biocompatible materials, adaptable materials, and / or any Other desired biocompatible materials. The implant can be polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide (PEI) such as Ultem, polyetheretherketone (PEEK) containing a memory PEEK material such as ultra high molecular weight polyethylene (UHMPE), polyphenylene, eg PEEK Altera, or any It can be made of other desired biocompatible materials. The 3D printing process may also include a hybrid material design, ie PEEK and titanium.
いくつかの実施形態において、拡張可能な椎間ケージは、比較的高い密度を有する金属材料を、比較的低い密度を有するポリマー基板内に堆積させる3D印刷工程を使用して製造されてもよい。いくつかの実施形態において、拡張可能な椎間ケージは、比較的硬質の3D印刷可能材料から作製された側部セグメントおよび比較的軟質の3D印刷可能材料から作製された一体型リビングヒンジと共に製造されてもよい。他の組み合わせは、側部セグメントおよび一体型リビングヒンジのための、金属、ポリマー、セラミック、または複合材料の任意の組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態において、拡張可能な椎間ケージは、従来の製造工程と3D印刷工程との組み合わせを使用して製造されてもよい。 In some embodiments, the expandable intervertebral cage may be manufactured using a 3D printing process in which a metallic material having a relatively high density is deposited in a polymer substrate having a relatively low density. In some embodiments, the expandable intervertebral cage is manufactured with side segments made from a relatively rigid 3D printable material and an integral living hinge made from a relatively soft 3D printable material. May be. Other combinations may include any combination of metal, polymer, ceramic, or composite material for the side segments and the integral living hinge. In some embodiments, the expandable intervertebral cage may be manufactured using a combination of conventional manufacturing processes and 3D printing processes.
椎間ケージはまた、外部被覆、例えば、プラズマ溶射、ヒドロキシアパタイト被覆、生物製剤、抗生物質、薬剤または遺伝子治療、ナノテクノロジープラットフォームなどを含み得る。被覆は、3D印刷工程の一部であってもよく、またはインプラントに2次的に施されるかもしくは一体化されてもよい。 The intervertebral cage can also include external coatings such as plasma spraying, hydroxyapatite coatings, biologics, antibiotics, drugs or gene therapy, nanotechnology platforms, and the like. The coating may be part of the 3D printing process, or may be applied secondarily to or integrated with the implant.
拡張可能な椎間ケージの3D印刷工程はまた、患者固有のインプラントおよび/または患者工学インプラントを対象とし得る。そのようなシステムに関して、拡張可能な椎間ケージは、手術処置を受ける患者を術前に写した非侵襲的撮像データから設計され、かつ患者の個々の解剖学的構造に対応するその解剖学的情報を使用して製造されてもよい。こうすることにより、現在行われているように、手術前に複数の大きさの在庫品ケージを備蓄しておく必要がなく、時間および経費が節約される。 The expandable intervertebral cage 3D printing process may also be directed to patient-specific and / or patient engineering implants. For such a system, the expandable intervertebral cage is designed from non-invasive imaging data of a patient undergoing a surgical procedure pre-operatively and its anatomical structure corresponds to the individual anatomy of the patient. It may be manufactured using information. This saves time and money by eliminating the need to stock multiple sized inventory cages prior to surgery, as is currently done.
本明細書で説明する椎間ケージは、前方進入腰椎椎体間融合術(ALIF)、後方進入腰椎椎体間融合術(PLIF)、経椎間孔腰椎椎体間融合術(TLIF)、側方進入腰椎椎体間融合術(XLIF)を含む複数の脊椎融合技術に対して椎間ケージを使用できるか、または経骨を含む任意の方向から椎間ケージを適用できる意味において、「空間的制約にとらわれない」ものとすることができる。 The intervertebral cages described herein include anterior lumbar interbody fusion (ALIF), posterior approach lumbar interbody fusion (PLIF), transforaminal lumbar interbody fusion (TLIF), side In the sense that an intervertebral cage can be used for multiple spinal fusion techniques, including one-way lumbar interbody fusion (XLIF), or can be applied from any direction, including transbone It is possible to be "independent of constraints".
本発明は、概して、椎体間脊椎融合インプラントに関し、特に、脊椎の2つの隣接する椎骨を正確な解剖学的角度関係で修復および維持するように構成された椎間ケージに関する。椎間ケージは、2つの椎骨の終板間に非拡張形態で位置決めされ、次いで椎間ケージの寸法および形状の変化をもたらす拡張形態に拡張するように構成される。椎間ケージは、脊椎前弯を維持しながら対向する椎骨を融合させるのに役立つ。 The present invention relates generally to an interbody spinal fusion implant and, more particularly, to an intervertebral cage configured to repair and maintain two adjacent vertebrae of the spine in a precise anatomical angular relationship. The intervertebral cage is configured to be positioned in an unexpanded configuration between the endplates of the two vertebrae and then expanded to an expanded configuration that results in a change in the size and shape of the intervertebral cage. The intervertebral cage serves to fuse opposing vertebrae while maintaining the lordosis.
図1Aおよび図1Bならびに図2Aおよび図2Bは、拡張可能な椎間ケージ100の一実施形態を示している。椎間ケージ100は、2つの椎骨間に位置決めされるように、具体的には、対向する椎骨を融合させるために2つの椎骨の終板間に位置決めされるように構成することができる。椎間ケージ100は、図1Aおよび図1Bに描かれている非拡張形態で位置決めすることができ、かつ図2Aおよび図2Bに描かれている拡張形態で位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、図1Aおよび図1Bならびに図2Aおよび図2Bに描かれているように、非拡張形態から拡張形態への椎間ケージ100の変化により、椎間ケージ100の寸法および形状の変化をもたらすことができる。
FIGS. 1A and 1B and FIGS. 2A and 2B illustrate one embodiment of an expandable
椎間ケージ100は、周縁と内部容積とを画定する環状本体102を含むことができる。本体102は、椎間ケージ100が間に位置決めされる2つの椎骨に接触するようにかつ/または椎間ケージ100が間に位置決めされる2つの椎骨の一方から椎間ケージが間に位置決めされる2つの椎骨の他方に力を伝達するように構成することができる。本体102は、2つの椎骨間の寸法に近似する様々な形状および大きさを含むことができ、かつ種々の材料から作製することができる。
The
図1Aおよび図1Bならびに図2Aおよび図2Bに見られるように、本体102の実施形態は、変更可能な内部容積126を形成するために一体型軟質コネクタまたはリビングヒンジ118によって互いに回転可能に接続されたセグメント116を含むことができる。リビングヒンジ118は、何回も屈曲させることが可能である必要はないが、代わりに非拡張形態から拡張形態に1回湾曲するのに十分に頑丈であればよい点において、真のヒンジである必要はない。
As seen in FIGS. 1A and 1B and FIGS. 2A and 2B, embodiments of the
いくつかの実施形態では、リビングヒンジ118が、内部容積126に近接する本体102の内面に位置することができ、いくつかの実施形態では、リビングヒンジ118が本体102の外面に位置することができる。いくつかの実施形態において、リビングヒンジ118は、湾曲するように構成される本体102の部分を含むことができる。いくつかの実施形態では、リビングヒンジ118は、湾曲が本体102における1つまたは複数の位置に局在化され得る点において別体の要素とすることができ、いくつかの実施形態では、リビングヒンジ118は、湾曲が局在化されず、むしろ本体102の全体または大部分にわたって生じ得る点において別体ではない要素であってもよい。リビングヒンジ118が別体の要素を含むいくつかの実施形態において、軟質コネクタは、形状、特徴、材料特性、または応力および/もしくは変形を集中させる任意の他の態様を含むことができる。図1Aおよび図1Bならびに図2Aおよび図2Bに具体的に描かれているように、いくつかの実施形態では、リビングヒンジ118は、本体102を非拡張形態から拡張形態に移動させたときに本体102の局所的な変形を可能にするための本体102の狭窄部分および/または本体102への切り欠きを含むことができる。
In some embodiments, the living
本体102は、近位端部110と遠位端部112とを有することができる。いくつかの実施形態において、近位端部110および/または遠位端部112は、本体102の一体部とすることができ、かつ本体102の内部容積を部分的に画定することができる。いくつかの実施形態では、図2Aに見られるように、本体102の近位端部110は、近位開口124を含むことができる。いくつかの実施形態において、例えば、近位開口124は、本体102の近位端部110を貫通して本体102の内部容積126内に延びることができる。有利には、近位開口124が本体102の近位端部110を貫通して本体102の内部容積126内に延びる実施形態では、近位開口124は、内部容積126および/または内部容積126内に位置する椎間ケージ装置の構成要素もしくは特徴部へのアクセスを提供することができる。近位端部110は、様々な形状および大きさを含むことができる。同様に、近位開口124は、様々な形状および大きさを含むことができる。
The
本体102の遠位端部112は、椎骨間への椎間ケージ100の挿入を容易にするように構成することができる。いくつかの実施形態において、例えば、本体102の遠位端部112は、椎骨間の空間への本体102の挿入を容易にするために先細り形状および/または尖った形状を含むことができる。有利には、本体102の遠位端部のこのような先細り形状および/または尖った形状は、椎骨間の適切な分離を達成するのを容易にすることができ、かつ/または椎間ケージ100の本体102を椎骨間の空間に挿入するのに必要な挿入力を最小限に抑えることができる。
The
図1Aに見られるように、本体102の長手方向軸線104は、本体の近位端部110と遠位端部112との間に延びることができる。更に図1Aに見られるように、本体102は、上部120と底部122とを含むことができる。いくつかの実施形態において、上部120および底部122は、それぞれ椎間ケージ100がその間に位置決めされる2つの椎骨の一方と相互作用するように構成され、具体的には、椎間ケージ100がその間に位置決めされる2つの椎骨の一方の終板の1つと相互作用するように構成することができる。また、図1Aに見られるように、本体102は、長手方向軸線104に直交して本体102の上部120と底部122との間に延びる垂直軸線108を画定することができる。更に図1Aに見られるように、本体102は、長手方向軸線104と垂直軸線108との両方に直交して延びる短手方向軸線106を画定することができる。
As seen in FIG. 1A, the
図1Aおよび図1Bならびに図2Aおよび図2Bに見られるように、セグメント116とリビングヒンジ118との組み合わせは、椎間ケージ100の本体102の展開を可能にし、この展開により、近位端部110と遠位端部112との間の距離が減少し、かつ短手方向軸線106に沿って測定される本体102の幅が増加する。
As seen in FIGS. 1A and 1B and FIGS. 2A and 2B, the combination of the
セグメント116およびリビングヒンジ118は、様々な形状および大きさを含むことができる。いくつかの実施形態において、例えば、セグメント116および/またはリビングヒンジ118の形状および大きさは、椎間ケージ100の所望の大きさ、所望の展開力、結果として生じる所望の拡張形状、所望の非拡張形状、および/または多くの他の考慮事項により決定することができる。
The
本体102は、既知の積層造形または3D印刷方法を使用して製造されてもよい。例えば、本体102は、セグメント116がリビングヒンジ118により一体的に接続されるように層毎に底部から上部まで生体適合性材料から構築されてもよい。本体102は、本体を分割しないと分解することができない単一の一体部片として製造することができる。単一部片は、3D印刷工程により製造することができる。同様の製作工程が、積層造形、ラピッドマニュファクチャリング、積層製造、ラピッドプロトタイピング、レーザ焼結、電子ビーム溶融(EBM)などの名称で知られている。これらの製作工程の全ては、構成要素全体が完成するまで、材料の精密パターンを固化させ各層を形成するために材料の浴にわたってエネルギービームを走査する同様の動作原理を利用する。
The
いくつかの実施形態において、椎間ケージ100は、椎間ケージ100を非拡張形態から拡張形態に移動させたときに椎間ケージ100の寸法が軸線104、106、108の1つ、2つ、または3つに沿って異なる寸法となるように構成することができる。
In some embodiments, the
図3は、3D印刷工程のフローチャートの一実施形態を示している。ケージを製造する際に使用されるデータは、標準的ケージサイズの予め定義されたデータを使用してもよく、または手術処置を受ける患者を写した撮像データを使用してもよい。データは、3Dプリンタでサポートされるデータ形式で3D物理モデルの幾何学的表現を生成して3D物理モデルを作るために、幾何学的表現を3Dプリンタに送るソフトウェアプログラムからのものであってもよい。 FIG. 3 shows an embodiment of a flowchart of the 3D printing process. The data used in manufacturing the cage may be pre-defined data of standard cage size, or may be imaging data depicting a patient undergoing a surgical procedure. The data may be from a software program that sends the geometric representation to the 3D printer to generate a geometric representation of the 3D physical model in a data format supported by the 3D printer to create a 3D physical model. Good.
3Dプリンタは、3D物理モデルの作成に必要な幾何学的形状を製作するために対象物の幾何学的表現を必要とする。対象物の典型的な幾何学的表現は、以下の形式(すなわち、各3D点において画定された位置情報および材料情報を伴う対象物本体全体の3D点のリスト、各画像面上で対象物の形状を画定する3D輪郭の群、または対象物本体の輪郭を描く三角形もしくは多角形もしくは曲面パッチからなる表面モデル)の1つまたは組み合わせを含み得る。 A 3D printer requires a geometric representation of an object to produce the geometric shapes necessary to create a 3D physical model. A typical geometric representation of an object has the following form (ie, a list of 3D points for the entire object body with location information and material information defined at each 3D point, One or a combination of a group of 3D contours defining a shape, or a surface model consisting of triangles or polygons or curved patches that outline the body of the object.
ケージの3D物理モデルは、1つ以上の部片および1つまたは複数の色を有し得、かつ1つまたは複数の材料で作成されてもよい。入力画像データセットから3Dプリンタにより理解される幾何学的表現への変換工程は、画像診断法もしくは任意の他の画像情報に依存するか、またはそれとは無関係であるかのいずれかであってもよい。工程は、コンピュータ、コンピュータ処理基板、または3Dプリンタの制御基板におけるソフトウェアプログラムとして実行されてもよい。工程は、限定されるものではないが、処理命令とパラメータとを有するプログラムのスクリプトファイル、処理命令とパラメータとを有するバイナリ実行可能プログラム、動的リンクライブラリ(DLL)、アプリケーションプラグイン、またはプリンタ用デバイスドライバとして実行されてもよい。印刷データプログラムは、3Dプリンタのコンピュータ上にローカルにロードされるか、またはコンピュータネットワークを通じて接続されたリモートサーバ上に常駐してもよい。 The 3D physical model of the cage may have one or more pieces and one or more colors, and may be made of one or more materials. The conversion process from the input image data set to the geometric representation understood by the 3D printer may either depend on the image diagnostic method or any other image information, or be independent of it. Good. The process may be executed as a software program on a computer, a computer processing board, or a control board of a 3D printer. The process is not limited, but for a script file of a program having processing instructions and parameters, a binary executable program having processing instructions and parameters, a dynamic link library (DLL), an application plug-in, or a printer It may be executed as a device driver. The print data program may be loaded locally on the computer of the 3D printer or may reside on a remote server connected through a computer network.
データが受信されると、3Dプリンタがケージを印刷し、その後、ケージは、患者に移植されるように手術室に送られてもよい。 Once the data is received, the 3D printer prints the cage and then the cage may be sent to the operating room for implantation into the patient.
容積可変パウチ
椎間ケージ装置のいくつかの実施形態は、容積可変パウチを含むことができる。図4Aは、非拡張状態にある容積可変パウチ400の一実施形態の斜視図を描いており、かつ図4Bは、拡張状態にある容積可変パウチ400の一実施形態を描いている。容積可変パウチ400は、容積可変パウチ400の内部部分内への材料の受け入れに応じて拡張するように構成することができる。いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400は、容積可変パウチ400が材料で満たされたときに圧縮力に抗するように構成することができる。容積可変パウチの一例は、Spineology,Inc.から入手可能なOptiMesh(登録商標)展開可能な移植システムである。容積可変パウチ400および使用方法のいくつかの詳細が本明細書において提供されるが、更なる詳細は、「Expandable Fabric Implant For Stabilizing the Spinal Motion Segment」という名称の1995年3月1日に公開された米国特許第5549679号明細書、および「Expandable Fabric Implant For Stabilizing the Spinal Motion Segment」という名称の1996年11月5日に公開された米国特許第5571189号明細書に見出すことができ、これらの両方は、参照により全体が本明細書に組み込まれる。
Variable Volume Pouch Some embodiments of the intervertebral cage device can include a variable volume pouch. 4A depicts a perspective view of one embodiment of a
容積可変パウチは、様々な形状および大きさを含むことができる。いくつかの実施形態において、例えば、容積可変パウチ400は、材料が容積可変パウチ400の内部部分内に加えられたときに容積可変パウチ400の均一な拡張を可能にするような形状とすることができる。いくつかの実施形態において、例えば、容積可変パウチは、略球形、卵形、長尺状、円筒形、矩形とするか、または任意の他の所望の形状を有することができる。図4Aおよび図4Bに描かれている実施形態において、容積可変パウチ400は、略バルーン形状である。また、図4Aおよび図4Bに見られるように、容積可変パウチ400は、第1端部402と、第1端部402と対向して位置決めされた第2端部404とを含む。図4Aおよび図4Bに見られるように、容積可変パウチ400は、第1端部402に位置する単一の開口部406を更に含む。
The variable volume pouch can include a variety of shapes and sizes. In some embodiments, for example, the
いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400は、開口部406の選択可能な密封および/または閉鎖を可能にするように構成された特徴部を含むことができる。これらの特徴部は、例えば、1つもしくは複数の紐帯、1つもしくは複数の引き紐、1つもしくは複数の栓、または開口部406の密封および/または閉鎖を可能にするように構成された任意の他の機械的特徴部または他の特徴部を含むことができる。
In some embodiments, the
容積可変パウチ400は、様々な材料を含むことができる。いくつかの実施形態において、容積可変パウチは、天然材料、合成材料、人工材料、ポリマー、複合材料、弾性材料、非弾性材料および/または任意の他の所望の材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、図4Aおよび図4Bに描かれているように、容積可変パウチ400は、織布材料を含むことができる。有利には、織布材料は、所望の最大の大きさへの容積可変パウチ400の拡張を可能にすることができる。
The
容積可変パウチ400は、様々な大きさを含むことができる。いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400は、2つの椎骨間の配置を可能にするような大きさとすることができる。具体的には、いくつかの実施形態では、容積可変パウチ400は、2つの椎骨間に、具体的には2つの椎骨の終板間に嵌合するような大きさとすることができる。
The
椎間ケージ装置
図5Aは、椎間ケージ装置500の一実施形態の斜視図を描いている。椎間ケージ装置500は、椎間ケージ100と、椎間ケージ100の内部容積126内に位置する容積可変パウチ400とを含む。いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400は、椎間ケージ100の全体または部分に固定することができる。いくつかの実施形態において、例えば、容積可変パウチ400は、容積可変パウチ400の第2端部404が椎間ケージ100の遠位端部112に近接し、かつ第1端部402が椎間ケージ100の近位端部110に近接するように椎間ケージ100の内部容積126に挿入することができる。第1端部402が椎間ケージ100の近位端部110に近接するいくつかの有利な実施形態において、容積可変パウチ400の開口部406は、椎間ケージ100の本体102の近位開口124に近接して位置する。したがって、いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400は、近位開口124を通して椎間ケージ100の本体102の内部容積126に挿入することができる。このような実施形態では、容積可変パウチ400が近位開口124を介して本体102の内部容積126に挿入された後、容積可変パウチ400を椎間ケージ100の本体102に部分的にまたは完全に固定することができる。いくつかの実施形態では、容積可変パウチ400は、容積可変パウチ400の拡張が椎間ケージ100の本体102の展開をもたらすことができるように椎間ケージ100の本体102に固定することができ、いくつかの実施形態では、椎間ケージ100の本体102への容積可変パウチ400の固定は、椎間ケージ100の本体102が拡張されたときに容積可変パウチ400の拡張をもたらすことができる。
Intervertebral Cage Device FIG. 5A depicts a perspective view of one embodiment of an
いくつかの実施形態において、椎間ケージ装置500は、栓502を更に含むことができる。栓502は、近位開口を密封するために、容積可変パウチ400の第1端部402を椎間ケージ100の近位端部110に確実に固定するために、かつ容積可変パウチの開口部406を密封するために、近位開口124内に密封嵌合するように構成することができる。いくつかの実施形態において、栓502は、椎間ケージ100の展開を容易にするように更に構成することができる。栓502は、様々な形状および大きさを含むことができ、かつ例えば、椎間ケージ100を作製できる材料の全てを含む様々な材料から作製することができる。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態において、栓502は、近位シャフト504と遠位ヘッド506とを含むことができる。近位シャフト504は、様々な形状および大きさを含むことができる。いくつかの実施形態において、近位シャフト504は、近位開口124を密封するような大きさおよび形状とすることができ、具体的には、近位開口124よりも大きい寸法を有する大きさおよび形状とすることができる。いくつかの実施形態において、近位開口124の寸法よりも大きい寸法を備えた近位シャフト504の構成は、近位開口124内での栓502の保持を容易にすることができる。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態において、遠位ヘッド506は、様々な形状および大きさを含むことができる。いくつかの実施形態において、遠位ヘッド506は、遠位基部508を有し、かつ頂点に向かって近位シャフト504の方向に延びる円錐形状とすることができる。遠位ヘッド506は、いくつかの実施形態では、椎間ケージ100の展開を容易にするような形状とすることができる。
In some embodiments, the
図6Aは、椎間ケージ100の本体102が拡張されかつ容積可変パウチ400が拡張形態にある、拡張形態にある椎間ケージ装置500の一実施形態を描いている。図6Aに見られるように、拡張形態にある容積可変パウチ400は、椎間ケージ100の内部容積126を満たすおよび/または実質的に満たす。
FIG. 6A depicts one embodiment of an
図6Bは、拡張形態にある椎間ケージ装置500の切り欠き上面図である。図6Bに見られるように、栓502の近位シャフト504は、椎間ケージ100の本体102の近位開口124内に位置する。また、図6Bに見られるように、栓の近位シャフト504は、近位開口124の直径が拡大しており、それにより近位開口124内に確実に固定される。また、図6Bに見られるように、栓502は、容積可変パウチ400の第1端部402の一部分が近位シャフト504と近位開口の壁との間に位置するように近位開口124内に位置決めされ、それにより容積可変パウチ400を確実に固定する。
6B is a cutaway top view of the
図6Bは、椎間ケージ100の内部容積126内に延びる栓502の遠位ヘッド506を更に描いている。図6Bに見られるように、遠位ヘッド506は、本体102の一部分に係合しており、それにより拡張形態になるように椎間ケージ100の本体102を付勢する。
6B further depicts the
栓502が椎間ケージ装置500との関連で使用されるいくつかの実施形態では、容積可変パウチ400を、近位開口124を通して椎間ケージ100に挿入し、容積可変パウチ400の第1端部402および開口部406が近位開口124に近接するように位置決めすることができる。いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400は、椎間ケージ100に少なくとも部分的に固定することができる。容積可変パウチ400が椎間ケージ100に挿入され、位置決めされ、かつ必要に応じて椎間ケージ100に少なくとも部分的に固定された後、容積可変パウチを満たすことができ、かつ/または椎間ケージ100を拡張させることができる。
In some embodiments where the
図7は、椎間ケージ装置500の代替的な実施形態を描いている。具体的には、図7は、この図に拡張状態で示す容積可変パウチ400と、完全拡張形態で示す側部割れ目302を含む椎間ケージ300とを含む椎間ケージ装置500の実施形態を描いている。図7に見られるように、椎間ケージ300は、短手方向軸線106に沿って測定される短手方向106でも拡張され、垂直軸線108に沿って測定される垂直方向でも拡張される。図7に見られるように、容積可変パウチ400は、椎間ケージ300の内部容積126を実質的に満たすおよび/または満たす。
FIG. 7 depicts an alternative embodiment of the
展開システム
いくつかの実施形態は、(図11に関して更に説明する)椎間ケージ装置500および/または椎間ケージ100、300の挿入および展開のためのシステムおよび装置に関する。図8は、挿入展開システム800の一実施形態を描いている。図8に見られるように、展開システム800は、展開具802を含むことができる。展開具802は、椎間ケージ装置500および/または椎間ケージ100、300の挿入を容易にするように、かつ椎間ケージ装置500および/または椎間ケージ100、300の展開を制御するように構成することができる。
Deployment System Some embodiments relate to a system and device for insertion and deployment of the
展開具802は、様々な形状および大きさを含むことができ、かつ様々な特徴部を含むことができる。いくつかの実施形態において、例えば、展開具802は、機械装置、電気機械装置および/または電気装置とすることができる。いくつかの実施形態において、例えば、展開具802は、手動で操作することができ、電気的に制御することができ、かつ/または任意の他の所望の制御技術を使用して制御することができる。図8に描かれているように、展開具802は、制御インターフェース804を含む。制御インターフェース804は、使用者が展開具802と椎間ケージ装置500および/または椎間ケージ100、300の挿入および/または展開とを制御することを可能にするように構成することができる。いくつかの実施形態において、例えば、制御インターフェースは、椎間ケージ装置500および/または椎間ケージ100、300の展開を生じさせるために使用者の入力を受け取り、かつその入力を使用するように構成された任意の特徴部、システム、および/またはモジュールを含むことができる。図8に描かれているように、制御インターフェース804は、展開ケーブル806の一端部に力を加えるように構成された簡単な手動制御部を含むことができる。
The
いくつかの実施形において、展開具802は、椎間ケージ100、300を挿入するために他の特徴部との関連で使用することができる。このような実施形態において、展開具802は、硬質シャフトと共に使用することができる。一実施形態において、硬質シャフトは、展開具802に固定される近位端部と、椎間ケージ100、300と係合するように構成された遠位端部とを含むことができる。いくつかの実施形態において、椎間ケージ100、300と係合するように構成されかつ硬質シャフトの遠位端部に位置するこれらの特徴部は、椎間ケージ100、300の部分に係合するように構成された1つまたは複数の突起(図示せず)を含むことができる。いくつかの実施形態において、椎間ケージ100、300を展開具802に選択的に固定するように構成された特徴部は、椎間ケージ100、300の軸線104、106、108のいずれかに沿ったおよび/またはそれらのいずれかを中心とした椎間ケージ100、300の操作および移動を可能にすることができる。
In some implementations, the
いくつかの実施形態において、硬質シャフトは、展開具802から椎間ケージ100、300への展開ケーブル806の通過を可能にするように構成することができる。いくつかの実施形態において、展開ケーブル806は、展開具802から椎間ケージ100、300へと硬質シャフトに沿っておよび/または硬質シャフトを通って通過することができる。展開具802から椎間ケージ100、300への展開ケーブル806の通過は、硬質シャフト内に位置する1つまたは複数の通路により容易にすることができる。いくつかの実施形態において、これらの硬質通路は、硬質シャフトの外面に位置することができ、かつ/または硬質シャフト内に位置することができる。いくつかの実施形態において、通路は、硬質シャフトの全長にわたってかつ/または硬質シャフトの部分に沿って延びることができる。
In some embodiments, the rigid shaft can be configured to allow passage of the
展開具802が椎間ケージ100、300の展開にのみ使用されるいくつかの実施形態では、別個の挿入具および/または器具を椎間ケージ100、300の挿入に使用することができる。かかる挿入具および/または移植具のいくつかの実施形態は、2012年4月5日に公開された米国特許出願公開第2012/0083887号明細書に見出すことができ、この明細書は、参照により全体が本明細書に組み込まれる。
In some embodiments where the
展開ケーブル806は、展開具802から椎間ケージ装置500および/または椎間ケージ100、300に力を伝達するように構成することができる。いくつかの実施形態において、展開ケーブル806は、椎間ケージ装置500および/もしくは椎間ケージ100、300の展開を容易にするように、かつ/または椎間ケージ装置500および/もしくは椎間ケージ100、300を拡張形態に維持するのを容易にするように構成することができる。いくつかの実施形態において、展開ケーブル806は、マーカーとして使用されるように構成することができ、具体的には、椎間ケージ100、300の位置を表すための、ならびに/または椎間ケージ100、300を拡張させるかどうかおよび/もしくは椎間ケージ100、300をどの程度拡張させるかを決定するためのマーカーとして使用することができる。いくつかの実施形態において、例えば、展開ケーブル806は、椎間ケージ100、300内の展開ケーブル806の長さの決定を可能にすることにより、椎間ケージ100、300を拡張させるかどうかおよび/または椎間ケージ100、300をどの程度拡張させるかの決定を可能にできる規則的に離間された特徴部を含むことができる。椎間ケージ100、300の展開が、いつくかの実施形態では、椎間ケージ100、300の寸法を変化させ得るため、椎間ケージ内に位置する展開ケーブル806の部分の長さの決定により、椎間ケージ100、300を拡張させるかどうかおよび/または椎間ケージ100、300をどの程度拡張させるかを決定するのを容易にすることができる。
The
展開ケーブル806は、様々な形状および大きさを含むことができ、かつ様々な材料から作製することができる。展開具の全体または一部は、3D印刷により製造されてもよい。いくつかの実施形態において、展開ケーブル806は、任意の形状および大きさを含むことができ、ならびに椎間ケージ装置500および/または椎間ケージ100、300を展開させるのに必要な力を加えかつその力に耐えることが可能な任意の材料から作製することができる。
図8に描かれているように、展開ケーブル806は、第1端部808と第2端部810とを含む。いくつかの実施形態において、第1端部808は、取付特徴部812を含むことができる。取付特徴部812は、椎間ケージ100、300の一部分への展開ケーブル806の取り付けを可能にするように、かつ/または椎間ケージ100、300に対する1つもしくは複数の指定方向への展開ケーブル806の移動を防止するように構成された任意の特徴部とすることができる。
As depicted in FIG. 8, the
取付特徴部812は、様々な形状および大きさを含むことができ、かつ様々な材料から作製することができる。一実施形態において、例えば、取付特徴部812は、取付特徴部812が椎間ケージ100、300の一部分に係合し、それにより椎間ケージ100、300に対する展開ケーブル806の移動を制限することを可能にする形状および/または大きさを含むことができる。具体的には、図8に見られるように、いくつかの実施形態では、取付特徴部は、展開ケーブル806の第1端部808に位置する球状特徴部を含むことができる。
The
いくつかの実施形態において、展開ケーブル806は、破断点(図示せず)を含むことができる。いくつかの実施形態において、破断点は、力閾値を超えたときに分裂、破断および/または分離するように構成される展開ケーブル806の一部分とすることができる。いくつかの実施形態において、破断点の力閾値は、例えば、展開ケーブル806の取付特徴部812および/または係止特徴部814などの他の部分および/または特徴部を破断または破損させる力閾値未満とすることができる。いくつかの実施形態において、破断点は、例えば、係止特徴部814と展開ケーブル806の第2端部810との間に位置決めすることができる。有利には、力閾値を超える力を加えることにより破断点における展開ケーブル806の破断がもたらされるため、このような破断点の位置決めにより、椎間ケージ100、300が拡張されたときに展開ケーブル806を切断する必要性を排除することができる。
In some embodiments, the
また、図8に見られるように、展開ケーブル806の第2端部810を展開具802の一部分に接続することができる。更に図8に見られるように、いくつかの実施形態では、展開ケーブル806は、例えば、展開ケーブルに沿った任意の位置に位置することができ、いくつかの実施形態では、取付特徴部812と展開ケーブル806の第2端部810との間に位置することができる係止特徴部814を更に含む。係止特徴部814は、使用者が椎間ケージ100、300を拡張形態で係止および/または確実に固定することを可能にするように構成することができる。いくつかの実施形態において、係止特徴部814は、椎間ケージ100、300の一部分と相互作用するように構成された大きさおよび/または形状を含むことができ、それにより椎間ケージ100、300が拡張された後に椎間ケージ100、300が非拡張形態に戻るのを防止する。
Also, as seen in FIG. 8, the
いくつかの実施形態において、例えば、取付特徴部812と係止特徴部814との間の距離は異なる距離とすることができる。具体的には、例えば、取付特徴部812と係止特徴部814との間の距離は、椎間ケージ100、300の大きさ、椎間ケージ100、300が展開する前に展開ケーブル806を移動させなければならない距離、および/または任意の他の所望のパラメータに基づいて異なる距離とすることができる。
In some embodiments, for example, the distance between the
図9、図10Aおよび図10Bは、椎間ケージ装置900の一実施形態の斜視図を描いている。具体的には、図9は、非拡張形態にある椎間ケージ装置900の一実施形態を描いており、かつ図10Aおよび図10Bは、拡張形態にある椎間ケージ装置900の一実施形態の斜視図を描いている。図9、図10Aおよび図10Bに見られるように、椎間ケージ100は、展開ケーブル806と共に使用されるように構成することができる。いくつかの実施形態において、例えば、椎間ケージ100は、展開ケーブルの一部分を受け入れ、導き、かつ/または保持するように構成された1つもしくは複数の開口部および/または1つもしくは複数の通路を含むことができる。これらの開口部は、様々な形状および大きさを含むことができ、かつ椎間ケージの任意の所望の部分に位置することができる。いくつかの実施形態において、開口部の大きさおよび形状は、例えば、展開ケーブル806、取付特徴部812、および/または係止特徴部814など、開口部に収容される特徴部の大きさおよび形状により決定することができる。具体的には、例えば、椎間ケージ100は、椎間ケージ100の本体102の遠位端部112に近接して位置する1つまたは複数の遠位開口部902と、椎間ケージ100の近位端部110に近接して位置する第1および/または第2近位開口部906、908とを含むことができる。
9, 10A and 10B depict perspective views of one embodiment of an
遠位開口部902、第1近位開口部906、および第2近位開口部908は、展開ケーブル806の一部分を受け入れるように構成することができる。いくつかの実施形態において、例えば、遠位開口部902、第1近位開口部906および/または第2近位開口部908の全てまたはいくつかは、展開ケーブル806を椎間ケージ100の一部分の内外に案内することができる。いくつかの実施形態では、これらの開口部902、906、908を、椎間ケージ100の全体または部分を通過する1つまたは複数の通路に接続することができる。したがって、いくつかの実施形態において、展開ケーブルは、第1近位開口部906から椎間ケージ100内に入り、次いで、展開ケーブル806は、椎間ケージ100の全体または一部分を通過した後、例えば、遠位開口部902および/または第2近位開口部908などの別の開口部を介して椎間ケージ100内部の通路から出てもよい。
更に図9に見られるように、いくつかの実施形態では、展開ケーブル806は、椎間ケージ100の本体102の内部容積126を通過することができる。具体的には、いくつかの実施形態では、展開ケーブル806の全体または部分は、ケージ100の内面に沿って第1近位開口部906から遠位開口部902までおよび/または遠位開口部902から第2近位開口部908まで延びることができる。
As further seen in FIG. 9, in some embodiments, the
いくつかの実施形態において、複数の展開ケーブル806は、単一の椎間ケージ100、300との関連で使用することができる。いくつかの実施形態において、展開ケーブル806の数は、所望の種類の展開により決定することができる。したがって、いくつかの実施形態において、より多くの展開ケーブル806は、より複雑な展開動作を達成するために使用することができる。
In some embodiments,
図11は、複数の展開ケーブルを使用する一実施形態を描いている。具体的には、図11は、椎間ケージ装置1100の更なる実施形態を描いている。図11に見られるように、椎間ケージ装置1100は、近位端部110と遠位端部112とを有する本体102を含む椎間ケージ300を含む。本体102は、本体102の中心に沿って近位端部110と遠位端部112との間に延びる長手方向軸線104を画定する。椎間ケージ300の本体102は、リビングヒンジ118により接合された複数のセグメント116を更に含み、本体の内部容積126と、上部120および底部122とを画定し、かつ上部120と底部122との間に長手方向軸線104に直交して延びる垂直軸線108を画定する。椎間ケージ300の本体102は、長手方向軸線104と垂直軸線108との両方に直交して延びる短手方向軸線106を更に画定する。
FIG. 11 depicts one embodiment using multiple deployment cables. Specifically, FIG. 11 depicts a further embodiment of the
また、図11に見られるように、椎間ケージ300の本体102は、側部割れ目302を含む。側部割れ目302は、椎間ケージ300の本体102の拡張を可能にするように構成することができる。いくつかの実施形態において、例えば、側部割れ目302は、側部割れ目302に直交する方向への椎間ケージ300の本体102の全体または一部分の拡張を可能にするように構成することができる。側部割れ目302は、第1端部304と第2端部306とを含む。側部割れ目302の第1端部304は、本体102の遠位端部112に近接して位置し、かつ側部割れ目302の第2端部306は、本体102の略中央に位置する。側部割れ目302は、本体102を少なくとも部分的に上部分308と底部分310とに分割する。有利には、側部割れ目302により本体102を上部分308と底部分310に分割にすることにより、椎間ケージ300の本体102の拡張が可能となる。いくつかの実施形態では、例えば、椎間ケージ300の本体102のこの拡張は、側部割れ目302に直交するものとすることができ、いくつかの実施形態では、本体102のこの拡張は、側部割れ目302に直交しないものとすることができる。本体102の上部分308および底部分310は、側部割れ目302の拡張により短手方向軸線106に平行な方向への本体102の拡張を可能にする。
Also, as seen in FIG. 11, the
更に図11に見られるように、椎間ケージ300は、下側第1近位開口部1102と、下側第2近位開口部1104と、上側第1近位開口部1106と、上側第2近位開口部1108と、下側遠位開口部1110と、上側遠位開口部1112とを含む。
As further seen in FIG. 11, the intervertebral cage 300 includes a lower first
また、図11に見られるように、椎間ケージ装置1100は、2つの展開ケーブル806を含む。図11に描かれている展開ケーブル806の一方は、下側第1近位開口部1102に挿通され、次いで容積可変パウチ400を通過し、ここで、展開ケーブル806の一方は、容積可変パウチを再び通過して下側第2近位開口部1104に至る前に少なくとも1つの下側遠位開口部1110の1つから出る。展開ケーブル806のこの経路は、容積可変パウチ400の一部分を椎間ケージ300に、具体的には椎間ケージ300の底部分310に確実に固定する。
Also, as seen in FIG. 11, the
また、図11に見られるように、他方の展開ケーブル806は、上側第1近位開口部1106を通過し、次いで容積可変パウチを再び通過して上側第2近位開口部1108に至る前に容積可変パウチを通過して上側遠位開口部1112の少なくとも1つに至る。下側開口部1102、1104、1110を通過する展開ケーブル806と同様に、上側開口部1106、1108、1112を通過する展開ケーブル806は、容積可変パウチ400の一部分を椎間ケージ300に、具体的には椎間ケージ300の上部分308に確実に固定する。有利には、容積可変パウチ400を上部分308と底部分310とに確実に固定することにより、容積可変パウチ400の内部部分を満たすことによって椎間ケージ300を垂直軸線108に対して少なくとも部分的に垂直方向に展開させる容積可変パウチ400の使用を可能にする。
Also, as seen in FIG. 11, the
図11は、2つの展開ケーブル806が使用されかつ開口部1102、1104、1106、1108、1110、1112の特定の位置を示す実施形態を描いているが、当業者であれば、任意の数の展開ケーブル806を椎間ケージ300との関連で使用できることと、開口部に関して広範囲の位置を使用できることとを認識するであろう。
FIG. 11 depicts an embodiment in which two
椎間ケージ装置の使用方法
図12は、椎間ケージ100、300および/または椎間ケージ装置500、1100を使用するための工程1200の一実施形態を図示するフローチャートである。工程は、例えば、線維環の一部分を除去し、核を排除し、次いで軟骨終板を除去することにより椎間板空間が準備されるブロック1210から開始する。
Method of Using Intervertebral Cage Device FIG. 12 is a flowchart illustrating one embodiment of a
椎間板空間が準備された後、工程1200は、椎間ケージ100、300が椎間板空間内に配置されるブロック1212に進む。一実施形態では、椎間ケージ100、300の本体102の垂直軸線108が椎骨終板に平行になるように、椎間ケージ100、300の長手方向軸線104を中心に椎間ケージ100、300を回転させて椎間板空間内に配置する。
After the disc space is prepared, the
工程1200は、椎間ケージ100、300の長手方向軸線104を中心に椎間ケージ100、300を90度回転させるブロック1214に進む。椎間ケージ100、300の回転後、上部120および底部122は、椎骨終板に接触する。椎間ケージ100、300の本体102の上部120と底部122との間の距離が、短手方向軸線106に平行に測定される椎間ケージ100、300の本体102の幅よりも大きい、いくつかの実施形態では、本体102の長手方向軸線104に沿った本体102の90度回転が椎間板空間の高さを増加させる。
椎間ケージ100、300の長手方向軸線104を中心に椎間ケージ100、300を90度回転させた後、工程1200は、椎間ケージ100、300が、本体102により、いくつかの実施形態では本体102を形成するセグメント116とリビングヒンジ118とにより画定された内部容積126を増加させるために拡張される、ブロック1216に進む。いくつかの実施形態において、椎間ケージ100、300の拡張は、図14に描かれているステップ1406で概説したように進むことができる。
After rotating the
いくつかの実施形態において、本体102は、本体102が拡張形態になるまで拡張される。例えば、椎間ケージ100、300が展開具802との関連で使用されるいくつかの実施形態では、展開具802の作動が椎間ケージ100、300の展開を生じさせ、それにより椎間ケージ100、300の拡張および椎間ケージ100、300の内部容積126の拡張を生じさせることができる。椎間ケージ100、300が、例えばPEEK Altera(商標)などの記憶材料で作製された本体102を含むいくつかの実施形態では、椎間ケージ100、300は、椎間ケージ100、300が非拡張位置(第2位置)から拡張位置(第1位置)に変形するように記憶材料の作動を誘発することにより拡張させることができる。いくつかの実施形態では、トリガを温度誘発し、応力誘発し、電気的および/もしくは機械的に誘発し、化学的に誘発し、ならびに/または他のトリガ機構により誘発することができる。いくつかの特定の実施形態では、椎間ケージ100、300の閾値温度を超えたとき、または椎間ケージ100、300の応力閾値を上回ったときにトリガを誘発することができる。
In some embodiments, the
本体102により画定された内部容積126を増加させるために椎間装置を拡張させた後、工程1200は、いくつかの実施形態では、椎間装置が、例えば、展開ケーブル806などの係止機構により拡張形態で係止されるブロック1218に進むことができる。いくつかの実施形態では、工程1200がブロック1218を含むことができるが、このブロックのステップを省略することができ、工程1200は、ブロック1220に進むことができる。
After dilating the intervertebral device to increase the
次いで、工程1200は、隣接する椎骨間の骨融合を可能にするために椎間ケージ100、300の本体102の内部容積126が骨移植材料で満たされるブロック1220に進むことができる。いくつかの実施形態において、椎間ケージ100、300の本体102の内部容積126は、椎間ケージ100、300の本体102の近位端部110に位置する近位開口124を介して満たすことができる。
The
当業者であれば、前述の工程のステップを同じ順序または異なる順序で実行できることを認識するであろう。当業者であれば、工程1200が上記で概説したステップよりも多いまたは少ないステップを含み得ることを更に認識するであろう。
One skilled in the art will recognize that the steps of the foregoing process can be performed in the same or different orders. One skilled in the art will further recognize that
図13は、椎間ケージ装置500を使用するための工程1300の一実施形態を図示するフローチャートである。いくつかの実施形態では、椎間空間への椎間ケージ装置500の挿入前に工程1300の部分を実行することができ、いくつかの実施形態では、椎間空間への椎間ケージ装置の挿入後に工程1300の部分を実行することができる。
FIG. 13 is a flowchart illustrating one embodiment of a
工程1300は、容積可変パウチ400が椎間ケージ100、300に挿入されるブロック1302から開始する。いくつかの実施形態において、例えば、椎間ケージ100、300への容積可変パウチ400の挿入は、様々な器具および技術を使用して実行することができる。いくつかの実施形態において、例えば、容積可変パウチは、椎間ケージ100、300の本体102の近位端部110における近位開口124を介して椎間ケージ100、300に挿入することができる。いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400は、椎間ケージ100、300の近位端部110に位置する近位開口124を介して椎間ケージ100、300の内部容積126に挿入することができる。いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400は、椎間ケージ100、300に予め挿入することができ、かつ工程1300は、ブロック1302以外のブロックから開始することができる。
容積可変パウチ400が椎間ケージ100、300に挿入された後、工程1300は、容積可変パウチ400の開口部406が椎間ケージ100、300の近位開口124に近接して位置決めされるブロック1304に進む。いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400の開口部406を椎間ケージ100、300の近位開口124に近接して位置決めすることは、例えば、容積可変パウチ400の第1端部402を近位開口124に挿通する前に容積可変パウチ400の第2端部404を近位開口124に挿通することにより達成することができる。この挿入処置に従い、それにより最初に容積可変パウチ400の第2端部404を近位開口124に挿通することにより、容積可変パウチ400の第1端部402に位置する容積可変パウチ400の開口部406を椎間ケージ100、300の近位開口124に近接して容易に位置決めすることができる。容積可変パウチ400が椎間ケージ100、300に予め挿入されるいくつかの実施形態において、工程1300は、ブロック1304から開始することができる。いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400の開口部406は、椎間ケージ100、300の近位端部124に近接して予め位置決めすることができ、かつ工程1300は、ブロック1304以外のブロックから開始することができる。
After the
容積可変パウチ400の開口部406が椎間ケージ100、300の近位開口124に近接して位置決めされた後、工程1300は、容積可変パウチ400が椎間ケージ100、300に固定されるブロック1306に進む。いくつかの実施形態において、例えば、容積可変パウチ400は、椎間ケージ100、300の全体または部分に、具体的には、椎間ケージ100、300の本体102の全体または部分に固定することができる。いくつかの実施形態において、例えば、容積可変パウチ400は、内部容積126を画定する本体102の部分に沿って椎間ケージ100、300の本体102に固定することができる。具体的には、容積可変パウチ400の部分は、本体102を構成するセグメント116およびリビングヒンジ118に固定することができる。
After the
いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400は、例えば、1つもしくは複数の留め具、1つもしくは複数のフック、1つもしくは複数のスナップ、1つもしくは複数の接着領域、および/または容積可変パウチ400と椎間ケージ100、300の本体102のいずれか一方もしくは両方に位置する任意の他の所望の特徴部など、椎間ケージ100、300の本体102に位置する特徴部を備えた椎間ケージ100、300の本体102に固定することができる。いくつかの実施形態において、例えば、容積可変パウチ400は、容積可変パウチ400または椎間ケージ100、300の本体102のいずれか一方の一体部ではない追加の特徴部により椎間ケージ100、300に固定することができる。いくつかの実施形態において、これらの特徴部は、例えば、1つまたは複数の展開ケーブル806を含むことができる。いくつかの実施形態では、例えば、容積可変パウチ400を椎間ケージ100、300に固定するために展開ケーブル806を融着することができる。いくつかの特定の実施形態では、展開ケーブル806を、例えば、本体102などの椎間ケージ100、300の一部分に挿通し、容積可変パウチ400の一部分に通し、次いで椎間ケージ100、300の一部分に再び挿通することができる。いくつかの実施形態では、椎間ケージ100、300の部分および容積可変パウチ400の部分を通る展開ケーブル806の通過により、容積可変パウチ400を椎間ケージ100、300に確実に固定することができる。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態では、容積可変パウチ400を内部容積126の周縁全体に沿って椎間ケージ100、300に接続することができ、いくつかの実施形態では、容積可変パウチ400を椎間ケージ100、300に不連続点で接続することができる。いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400は、1点、2点、3点、4点、5点、6点、8点、10点、20点、50点、または任意の他のもしくは中間数の点で椎間ケージ100に接続することができる。容積可変パウチ400が椎間ケージ100、300に予め挿入されかつ容積可変パウチ400の開口部406が椎間ケージ100、300の近位開口124に近接して予め位置決めされているいくつかの実施形態では、工程1300は、ブロック1306から開始することができる。いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400は、椎間ケージ100、300に予め固定することができ、かつ工程1300は、ブロック1306以外のブロックから開始することができる。椎間ケージ装置500の組み立てが椎間ケージ装置500の使用から時間的に切り離されるいくつかの実施形態では、工程1300は、ブロック1306で終了することができる。
In some embodiments, the
椎間ケージ装置500の組み立てが椎間ケージ装置500の使用に時間的に近接する工程1300のいくつかの実施形態では、容積可変パウチ400が椎間ケージ100、300に固定された後、工程1300は、椎間ケージ100、300が拡張されるブロック1308に進むことができる。いくつかの実施形態において、ブロック1308は、椎間空間を準備し椎間ケージ装置500を挿入するための工程を先行させることができる。いくつかの実施形態において、これらの工程は、例えば、図12に描かれている工程1200のステップのいくつかまたは全てを含むことができる。
In some embodiments of the
いくつかの実施形態において、椎間ケージ100、300は、任意の所望の展開技術および/または展開装置を使用して拡張させることができる。いくつかの特定の実施形態において、例えば、椎間ケージは、展開具802と展開ケーブル806とを含む展開システム800を使用して拡張させることができる。いくつかの実施形態において、椎間ケージ100、300の展開は、長手方向軸線104、短手方向軸線106、および/または垂直軸線108の1つ以上に沿って測定される椎間ケージ100、300の寸法に変化をもたらすことができる。
In some embodiments, the
椎間ケージ100、300が拡張された後、工程1300は、容積可変パウチ400が満たされるブロック1310に進む。いくつかの実施形態において、例えば、容積可変パウチ400は、容積可変パウチ400における開口部406を介して満たすことができる。いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400は、容積可変パウチの開口部406と、椎間ケージ100、300の近位端部110に位置する近位開口126とを介して満たすことができる。いくつかの実施形態において、容積可変パウチは、例えば、ガス材料、液体材料および/または固体材料で満たすことができる。いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400は、例えば、固体材料、具体的には複数の固体材料片を含むことができるグラフ材料で満たすことができる。いくつかの実施形態において、これらの材料は、骨断片および/もしくは骨片、ならびに/または任意の生体適合性材料を含むことができる。
After the
いくつかの実施形態において、容積可変パウチ400は、所望の量の膜材料で満たすことができる。いくつかの実施形態において、膜材料の所望の量は、拡張状態にある容積可変パウチ400に所望の大きさの基づくことができる。したがって、いくつかの実施形態において、拡張状態の容積可変パウチ400の所望の大きさは、膜材料の量を決定することができる。容積可変パウチ400が満たされた後、充填材料を容積可変パウチ400内に維持するステップを行うことができる。いくつかの実施形態において、これらのステップは、例えば、開口部406を密封すること、開口部406を閉鎖すること、開口部406を塞ぐこと、または膜材料が抜けて容積可変パウチ400が空になるのを防止する任意の他の作用を含むことができる。
In some embodiments, the
図14は、容積可変パウチ400を有しても有さなくてもよい椎間ケージ装置900、1100を準備および/または使用するための工程1400の一実施形態を図示するフローチャートである。いくつかの実施形態では、椎間空間への椎間ケージ装置900、1100の挿入前に工程1400を実行することができ、いくつかの実施形態では、椎間空間への椎間ケージ装置の挿入後に工程1400を実行することができる。
FIG. 14 is a flow chart illustrating one embodiment of a
工程1400は、展開ケーブル806が椎間ケージ100、300の近位端部110に挿通されるブロック1402から開始する。いくつかの実施形態において、例えば、展開ケーブル806は、展開ケーブル806を第1近位開口部906、1104、1108に挿通することにより椎間ケージ100、300の近位端部110に挿通される。いくつかの実施形態において、第1近位開口部906、1104、1108に挿通される展開ケーブル806は、椎間ケージ100、300の近位端部110を通過して椎間ケージ100、300の内部容積126内に入る。いくつかの実施形態において、第1近位開口部906、1104、1108に挿入される展開ケーブル806は、通路内に入って椎間ケージ100、300の全体または部分を通過する。いくつかの実施形態において、展開ケーブル806は、椎間ケージ100、300の近位端部110に予め挿通することができ、かつ工程1400は、ブロック1402以外のブロックから開始することができる。いくつかの実施形態において、展開ケーブル806は、椎間ケージ100、300の近位端部110に挿通される必要はなく、むしろ椎間ケージ100、300の近位端部110にまたはその近傍に単に取り付けまたは固定される。
展開ケーブル806が椎間ケージ100、300の近位端部110に挿通または固定された後、工程1300がブロック1304に移り、展開ケーブル806が椎間ケージ100、300の遠位端部112に挿通される。いくつかの実施形態において、展開ケーブル806は、展開ケーブル806を遠位開口部902、1110、1112に挿入および/または挿通することにより椎間ケージ100、300の遠位端部112に挿入することができる。展開ケーブル806が椎間ケージ100、300の近位端部1110を通過して内部容積126内に入るいくつかの実施形態では、展開ケーブル806は、内部容積126から遠位開口部902、1110、1112を介して遠位端部112に挿入することができる。展開ケーブル806が第1近位開口部906、1104、1108から通路を通過するいくつかの実施形態において、展開ケーブル806は、椎間ケージの遠位端部を通る通路を通過することにより椎間ケージ100、300の遠位端部1112に挿通されてもよい。展開ケーブル806が椎間ケージ100、300の近位端部110に予め挿通されているいくつかの実施形態では、工程1400は、ブロック1404から開始することができる。いくつかの実施形態において、展開ケーブル806は、椎間ケージ100、300の遠位端部112に予め挿通することができ、かつ工程1400は、ブロック1404以外のブロックから開始することができる。椎間ケージ装置900、1100の組み立てが椎間ケージ装置900、1100の使用から時間的に切り離されるいくつかの実施形態では、工程1400は、ブロック1404で終了することができる。
After
いくつかの実施形態では、展開ケーブル806が椎間ケージ100、300の遠位端部112に挿通された後、展開ケーブル806を椎間ケージ100、300の近位端部110に戻すことができる。いくつかの実施形態において、展開ケーブル806は、展開ケーブル806を第2遠位開口部902、1110、1112に挿入および/または挿通することにより椎間ケージ100、300の近位端部110に戻ることができる。展開ケーブル806が第2遠位開口部902、1110、1112に挿入および/または挿通された後、展開ケーブル806は、椎間ケージ100、300の遠位端部112を通過して椎間ケージ100、300の内部容積126内に入る。いくつかの実施形態において、遠位開口部902、1110、1112に挿入される展開ケーブル806は、通路内に入って椎間ケージ100、300の全体または部分を通過する。
In some embodiments, the
展開ケーブル806が椎間ケージ100、300の近位端部110に戻った後、展開ケーブル806は、展開ケーブル806を第2近位開口部908、1102、1106に挿通することにより椎間ケージ100、300の近位端部110に挿通することができる。いくつかの実施形態において、第2近位開口部908、1102、1106に挿通される展開ケーブル806は、椎間ケージ100、300の内部容積126から椎間ケージ100、300の近位端部110へと通過する。いくつかの実施形態において、展開ケーブル806は、椎間ケージ100、300の近位端部110に予め挿通することができる。いくつかの実施形態において、展開ケーブル806は、椎間ケージ100、300の近位端部110に挿通される必要はなく、むしろ椎間ケージ100、300の近位端部110にまたはその近傍に単に取り付けまたは固定することができる。
After the
展開ケーブル806が椎間ケージ100、300の近位端部110に挿通または固定された後、椎間ケージ100、300を展開させるために使用できる展開具802に展開ケーブル806を接続することができる。
After the
椎間ケージ装置900、1100の組み立てが椎間ケージ装置900、1100の使用に時間的に近接する工程1400のいくつかの実施形態では、工程1400は、展開ケーブル806を介して椎間ケージ100、300に力を加えることにより椎間ケージ100、300が拡張されるブロック1406に進む。展開ケーブル806を介して椎間ケージ100、300に加えられる力は、様々な器具および/または技術を使用して発生させることができる。例えば、展開ケーブル806が、展開具802を含む挿入システム800の一部であるいくつかの実施形態では、制御インターフェース804を使用して展開ケーブル806に張力を付与することにより展開ケーブル806を介して椎間ケージ100、300に力を加えることができる。いくつかの実施形態では、展開ケーブル806を介して椎間ケージ100、300に力が加えられたときに、使用者には、使用者が展開の状況を理解することを可能にするために展開具802を介してフィードバックが与えられる。具体的には、いくつかの実施形態では、展開具802は、椎間ケージ100、300に力を更に加えることにより拡張形態での椎間ケージ100、300の係止がもたらされることを表すフィードバックを使用者に与えるように構成することができる。いくつかの実施形態において、例えば、このフィードバックは、椎間ケージ100、300が係止および/または拡張形態になる直前であることを表す可聴信号、視覚信号および/または触覚信号を含むことができる。いくつかの実施形態において、ブロック1406は、椎間空間を準備し椎間ケージ装置900、1100を挿入するための工程を先行させることができる。いくつかの実施形態において、これらの工程は、例えば、図12に描かれている工程1200のステップのいくつかまたは全てを含むことができる。
In some embodiments of
展開ケーブル806を介して椎間ケージ100、300に力を加えることにより椎間ケージ100、300が拡張された後、工程1400は、椎間ケージ100、300が拡張形態で係止されるブロック1408に進む。展開ケーブル806が係止特徴部814を含むいくつかの実施形態では、展開ケーブル806上の係止特徴部814を用いて椎間ケージ100、300を拡張形態に係止することができる。椎間ケージ100、300を拡張形態に係止するために椎間ケージ100、300との関連で係止特徴部814をどのように使用できるかについての1つの特定の実施形態では、係止特徴部は、展開ケーブル806の直径よりも大きい寸法および/または直径を有する部材を含むことができる。椎間ケージ100、300を展開させるために展開ケーブル806を第2近位開口部908、1104、1108から後退させるときに、係止特徴部814は、椎間ケージ100、300の近位端部110を通して第2近位開口部908、1104、1108から出るように移動させることができる。椎間ケージ100、300を拡張および/または係止形態で確実に固定するために係止特徴部814が使用されるいくつかの実施形態では、第2近位開口部908、1104、1108は、係止特徴部814が椎間ケージ100、300の近位端部110を通過して第2近位開口部908、1104、1108から出ることを可能にするが、係止特徴部814が第2近位開口部908、1104、1108を通って後退して椎間ケージ100、300の近位端部110内に戻るのを防止するように構成することができる。したがって、いくつかの実施形態において、係止特徴部が第2近位開口部908、1104、1108を介して椎間ケージ100、300の近位端部110から引かれると、係止特徴部は、椎間ケージ100、300を係止および/または拡張形態で確実に固定するために第2近位開口部908、1104、1108の部分と係合することができる。いくつかの実施形態では、椎間ケージ100、300が拡張形態で係止された後、力閾値を超えることができ、かつ展開ケーブル806が破断点で破断することができる。いくつかの実施形態において、椎間ケージ100、300が係止および/または拡張形態となった後、近位開口124を介して充填材料および/または移植材料を椎間ケージ100、300の本体102の内部容積126に挿入することができる。
After the
当業者であれば、工程1300、1400が、上記で概説したステップよりも多いまたは少ないステップを含み得ることを認識するであろう。当業者であれば、工程1300、1400の上記で概説したステップを任意の所望の順序で実行できかつこれらステップがサブステップまたはサブ工程を含み得ることを更に認識するであろう。当業者であれば、椎間ケージ100、300を拡張形態に係止する具体的な方法が、本明細書に列挙した特定の実施形態に限定されるものではなく、椎間ケージ100、300を拡張および/または係止形態で係止するために多様な技術および装置を使用できることを更に認識するであろう。当業者であれば、図12、図13、および図14に描かれている工程を組み合わせ得ることと、したがって椎間ケージ100、300を容積可変パウチ400と展開ケーブル806との両方と共に使用できることを更に認識するであろう。
One skilled in the art will recognize that
図15A〜図15Cは、本体102の遠位端部に位置する遠位開口1502を有する椎間ケージ装置1500の実施形態の図である。代替的な実施形態では、開口1502が軸線104からずらされ得るが、椎間ケージ装置1500の斜視図である図15Aを参照すると、遠位開口1502は、長手方向軸線104を中心とする。図示の実施形態において、遠位開口1502は、近位開口124の直径よりも小さい直径を有し、かつ遠位開口1502の内面に沿って連結機構が組み込まれる。ある実施形態において、連結機構は、バヨネットマウントの形態をとる。断面A−A(図15Aに示す)に沿った椎間ケージ装置1500の断面図である図15Bに示すように、遠位開口は、2つ以上のピン1618を受け入れるように構成された2つ以上のスロット1504を(図16A〜図16Cを参照して更に説明する)移植具1600の遠位端部に有し得る。
FIGS. 15A-15C are views of an embodiment of an
図示の実施形態において、スロット1504は、スロットの第1部分が遠位開口1502の近位端部から遠位側に開口1502の近位端部と遠位端部との間の位置まで延びるように遠位開口の内面に沿って形成された「L字形」スロットである。断面B−B(図15Bに示す)に沿った椎間ケージ装置1500の断面図である図15Cにより明確に示すように、スロット1504の第2部分は、遠位開口の内面の内周に沿って径方向に延びる。径方向の延在は、長手方向軸線104を中心に約45度〜約135度とすることができる。図示の実施形態において、周方向の延在は約90度である。いくつかの実施形態では、より少ないまたは多いスロット1504が使用されてもよい。追加的に、いくつかの実施形態において、スロット1504は、スロット1504の第1部分が軸線104、108により形成された平面の中心に位置するように配置されてもよい。これは、有利には、より大きいピン1618が使用されることを可能にすることができ、それにより装置を展開させたときの局所的な応力および歪みを低減する。
In the illustrated embodiment, the
他の実施形態において、遠位開口1502のスロット1504は、第1部分が開口1502の近位端部から開口1502の遠位端部まで完全に延在するように第2部分を有さず、ピン1618が開口1502を全体的に通過することを可能にする。このような実施形態では、椎間ケージ装置1500の遠位面1505に係合し当接するように移植具のピン1618を代わりに使用することができる。更に他の実施形態において、遠位開口1502は、近位開口124の直径と同等かまたはそれよりも大きい直径を有する。更にまた、他の実施形態では、他の種類の連結機構、限定されるものではないが、圧入、締まり嵌め、摩擦嵌め、ねじ山、および当技術分野で知られる他の連結機構などが、移植装置を本体102と連結させるために使用され得ることが考慮される。
In other embodiments, the
図15Bを参照すると、本体102の近位端部110は、図16A〜図16Cに示す移植具1600の嵌合部分1608を受け入れるように構成された切り欠き1506を有する。図示の実施形態において、2つの切り欠き1506は、近位端部110の外周縁に沿って位置する。他の実施形態では、異なる数の切り欠き1506を使用することができ、これらの切り欠きは、本体102の近位端部110の外周縁に沿った配置に限定されるものではない。
Referring to FIG. 15B, the
図16A〜図16Cは、椎間ケージ装置1500または本明細書で説明する他のケージ装置を非拡張位置から拡張位置に変換するために使用できる移植具1600の実施形態の図である。移植具1600の実施形態の部分断面図である図16Aを参照すると、移植具1600は、器具1600の近位端部と遠位端部との間に延びかつ光軸線1604を中心とする外側カニューレ1602を有する。外側カニューレ1602の遠位端部には、本体102の近位端部110に接触するように構成されたコネクタ1606がある。移植具1600の遠位端部の図である図16Cにより明確に示すように、一実施形態では、コネクタ1606は、コネクタ1606が近位端部110の全表面積にわたっていかなる接触圧も有利に分散させるように本体102の近位端部110の寸法と同等かまたはそれよりも大きい寸法を有する。いくつかの実施形態において、コネクタ1606は、本体102の近位端部110の切り欠き1506に挿入されてこれに係合するように構成される、コネクタ1606から遠位側に突出する歯などの2つの嵌合部分1608を有する。他の実施形態において、コネクタ1606は、本体102の近位端部110における切り欠き1506の量に応じてより少ないまたは多い嵌合部分1608を有し得る。嵌合部分1608は、係合させると本体102の回転を外側カニューレ1602の回転と直接連動させるように構成され、それにより移植処置中に移植具1600の使用者に本体102の回転の直接制御を行わせる。
16A-16C are views of an embodiment of an
外側カニューレ1602の近位端部には、移植具1600の使用者により保持されるように構成されたハンドル1610がある。ハンドル1610は、ハンドル1610の回転も外側カニューレ1602の回転を生じさせるように外側カニューレ1602に直接取り付けられる。そのようなものとして、移植具1600の使用者は、ハンドル1610を通じて本体102の回転を有利に制御することができる。移植具1600はまた、外側カニューレ1602内で摺動可能に並進可能でもあり摺動可能に回転可能でもある、管腔軸線1604を中心とする内部シャフト1612を有する。図示の実施形態において、内部シャフト1612は、制御部材1614の回転および並進が内部シャフト1612を回転および並進させるように制御部材1614に直接取り付けられる。この実施形態において、制御部材1614は、ハンドルにおける開口1616内に全体的に受け入れられる。他の実施形態において、開口は、制御部材1614がハンドルの外側に留まるように内部シャフト1612を受け入れるのみの大きさとされる。制御部材1614は、装置の使用者が制御部材1614を回転および並進させるのを補助するための隆起突条、突出部、シボ加工部、把持部、または他の機構を有し得る。
At the proximal end of the
いくつかの実施形態において、シャフトの遠位端部には、椎間ケージ装置1500の遠位開口1502に位置するスロット1504の形態の連結機構に対応するピン1618がある。シャフト1612は外側カニューレ1602内で摺動可能に並進可能でありかつ摺動可能に回転可能であるため、切り欠き1506との嵌合部分1608の係合により外側カニューレ1602を介して本体102に反力が加えられたままで、遠位開口1502の「L字形」スロット1504に係合するようにシャフト1612を並進のみならず回転もさせることができる。
In some embodiments, there is a
図17は、椎間ケージ装置1500または本明細書で説明する任意の他のかかる装置を非拡張位置から拡張位置に変換するために移植具1600を使用できる1つの方法を図示している。図示の実施形態では、ピン1618を備えたシャフト1612と、スロット1504を含む遠位開口1502を備えた椎間ケージ装置1500とが使用される。第1ステップ中、コネクタ1606が本体102の近位端部110に隣接かつ接触して配置されるように、非拡張形態にある椎間ケージ装置1500の近位端部110に向けて移植具1600を前進させる。この前進工程中、嵌合部分1608が同時に切り欠き1506に挿入されてこれに係合し、それにより本体102の回転を外側カニューレ1602の回転と連動させる。
FIG. 17 illustrates one way in which the
次に、第2ステップ中、シャフト1612は、外側カニューレ1602を通して椎間ケージ装置1500内へと遠位側に摺動自在に前進させる。シャフトは、最初に近位開口124を通り、次いで内部容積126を通って前進し、最終的に遠位開口1502の後縁部に隣接かつ接触して配置される。この実施形態では、遠位開口1502が、シャフト1612の遠位端部におけるピン1618に対応するスロット1504を有するため、シャフト1612は、スロット1504の外形への追従により遠位開口1502内に更に前進させることができる。次いで、シャフト1612は、シャフト1612が遠位開口1502と係合されるように回転させることができる。この係合位置において、シャフト1612および本体102は、シャフト1612の並進が本体1502の並進をもたらすように結合される。「第1」および「第2」のような上記ステップの表記が、椎間ケージ装置1500および本明細書で説明する他のケージ装置を展開させる1つの方法を単に説明するためにのみ使用されていることに留意されたい。他の実施形態において、この順番は、第2ステップが第1ステップの前に完了するように逆にすることができる。
Next, during the second step, the
遠位開口部1502の全長にわたって延びるスロット1504を有する椎間ケージ装置1500の実施形態では、シャフトは、全体的に遠位開口部1502を通して前進させる。ピン1618が本体102の遠位面1505の遠位側に位置した時点で、ピン1618が遠位面1505に当接するようにシャフト1612を回転させて後退させる。
In an embodiment of an
追加的に、上記で説明したステップは、椎間空間への椎間ケージ装置1500の挿入前または挿入後に実行することができる。上記で説明したステップが椎間空間に挿入される前に実行される実施形態では、移植具1600が装置を空間内に送達するために使用される。上記で説明したステップが椎間空間に挿入された後に実行される実施形態では、別個の器具が装置を空間内に送達するために使用されてもよい。
Additionally, the steps described above can be performed before or after insertion of the
第3ステップ中、シャフト1612が遠位開口1502と係合された後、シャフト1612が適所に保持されている間に本体102の近位端部110に力が遠位方向に加えられる。近位端部110に加えられた力は、リビングヒンジ118に沿った変形により本体102を非拡張位置から拡張位置に変換する。代替的な実施形態では、本体102を非拡張位置から拡張位置に変換するために外側カニューレ1602が適所に保持されている間に、遠位開口1502では本体102の遠位端部に近位方向に力が加えられる。
During the third step, after the
最終ステップ中、遠位開口1502の「L字形」スロットからピン1618を外すためにシャフト1612を回転させる。次に、シャフト1612は、シャフト1612が本体102から取り外されるように椎間ケージ装置1500から摺動自在に後退させてもよい。次いで、コネクタ1606は、嵌合部分1608が切り欠き1506から取り外されるように後退させてもよい。その後、器具が椎間空間および患者の身体から取り外されてもよい。
During the final step, the
垂直方向に拡張可能な椎間ケージ
図18は、拡張形態にある椎間ケージ1800の実施形態の図である。椎間ケージ1800は、前面パネル1802と環状本体1805との両方を有する。拡張形態において、前面パネル1802は、ケージ1800に支柱の形態の構造的支持を与えるように構成される。一実施形態において、前面パネル1802は、前面パネル1802を上部1816aと底部1816bとの両方に細分割する、上縁部1812および底縁部1814から等距離に位置決めされたリビングヒンジ1810を含む。他の実施形態において、リビングヒンジ1810は、非拡張形態および拡張形態に望ましい幾何学的形状に応じて上縁部1812のまたは底縁部1814のより近くに配置されてもよい。更にまた、更に他の実施形態では、2つ以上のリビングヒンジを前面パネル1802に含めることができる。
Vertically Expandable Intervertebral Cage FIG. 18 is an illustration of an embodiment of an
いくつかの実施形態において、上部1816aおよび底部1816bは、前面パネル102を形成するためにヒンジ110において回転可能に取り付けられる別個のユニットである。これらの実施形態において、上部1816aおよび底部1816bの回転可能な取り付けは、リビングヒンジ1810に沿った変形を可能にするように構成されるリビングヒンジ1810に沿った、厚さを薄くして形成されたヒンジまたは前面パネル1802のリビングヒンジなどの弾性変形を可能にする材料により達成することができる。
In some embodiments, the top 1816a and bottom 1816b are separate units that are rotatably mounted on the
図18に図示した実施形態などの一実施形態において、前面パネル1802は、前面パネル1802の実質的に中心に位置する開口1818を有する。他の実施形態において、前面パネル1802は、上部1816aと底部1816bとの両方に位置する複数の開口を有する。開口1818は、移植装置の遠位部が前面パネル1802の遠位側に位置するように移植装置の遠位部が椎間ケージ1800の後端部1808から入って開口1818を通過することを可能にするように構成することができる。上部1816aおよび底部1816bに複数の開口を備えた実施形態では、開口は、ガイドワイヤが第1開口を通して椎間ケージ1800の後端部1808に挿通され、第2開口を通して後端部1808に戻されることを可能にするように構成することができる。移植装置またはガイドワイヤは、力を加えて椎間ケージ1800を非拡張形態から拡張形態に変換するために使用することができる。
In one embodiment, such as the embodiment illustrated in FIG. 18, the
別の例として、膨張可能なブラダーなどの膨張可能な装置を内部容積内に配置することができる。膨張可能な装置は、膨張可能な装置が内部容積における容積を増加させるように膨張させることができる。膨張可能な装置は、椎間ケージ1800を展開させるために椎間ケージに力が加えられるように椎間ケージ1800の部分に接触することができる。このような方法および装置は、米国特許出願第14/422750号明細書で詳細に説明されており、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
As another example, an inflatable device, such as an inflatable bladder, can be placed in the interior volume. The inflatable device can be inflated such that the inflatable device increases the volume in the internal volume. The inflatable device can contact a portion of the
図示の実施形態において、上部1816aおよび底部1816bは、開口1818にかかわらず略矩形状を有する。このような構成において、上縁部1812および底縁部1814は、略平行のままである。他の実施形態において、上部および底部は、矩形状ではなく、むしろ上縁部1812および底縁部1814が平行でないような楔形状である。これらの実施形態は、支持を必要とする2つの表面が傾斜しておりかつ異なる高さが必要である場合に使用することができる。他の形状は、限定されるものではないが、正方形、矩形、平行四辺形、および台形などの四角形を含み得る。形状はまた、5つ以上の側面を有する多角形、半円形などの部分楕円形、および当業者により選択され得る任意の他の形状を含み得る。
In the illustrated embodiment, the top 1816a and bottom 1816b have a generally rectangular shape regardless of the
椎間ケージ1800のパネルが、リビングヒンジを利用して隣接するパネルとの一体のユニットを形成することができ、または隣接するユニットとは別個のものとすることができ、かつ上記で説明した取付機構を介して回転可能に取り付け可能であることは当業者に明らかなはずである。装置のいくつかの実施形態では、リビングヒンジと他の取付特徴部との両方が同時に使用される。これは、製造後に装置が組み立てられることを可能にし、かつ潜在的にコストの削減をもたらすことができる。他の実施形態において、リビングヒンジは、装置全体にわたって使用される。
The panels of the
操作
上述したように、椎間ケージ1800のパネルおよび部分は、隣接するパネルおよび部分にリビングヒンジを介して回転可能に取り付けられる。そのようなものとして、椎間ケージ1800の別個のパネルは、非拡張形態から拡張形態に回転することができる。図19A〜図19Cは、椎間ケージ1800を非拡張形態から拡張形態に変換する1つの非限定的な方法を図示する、椎間ケージ1800の左側から見た図である。3つの別個の形態、すなわち、非拡張形態(図19Aに示す)、中間形態(図19Bに示す)、および拡張形態(図19Cに示す)が示されている。
Operation As described above, the panels and portions of the
図19Aを参照すると、非拡張形態にある間、前面パネル1802、楔の先端を形成するリビングヒンジ1810により上部1816aおよび底部1816bが楔の側部を形成するように折曲されている。他の実施形態において、側面パネルは内方に折曲される。図示の実施形態において、リビングヒンジ1810は、遠位方向に外方に延び、それにより椎間ケージ1800に楔状または先細り先端部1806を提供する。移植処置中において、前面パネル1802が、手術部位および椎骨内空間内に入る椎間ケージ1800の最初の部分であるため、この楔形形態または先細り形態は、移植処置中の患者への椎間ケージ1800の挿入を容易にする。第1に、楔形状のため、使用者は、ケージ1800を2つの椎骨終板により形成された空間内に前進させるときにこの空間内の中心にケージ1800を配置するのが補助される。第2に、椎間ケージ1800は非拡張形態では高さが低いため、上部パネル1850および/または底部パネル1860などのケージ1800の部分が終板に接触し、それにより処置中にケージ1800の前進を妨げる可能性が低い。
Referring to FIG. 19A, while in the unexpanded configuration, top 1816a and bottom 1816b are folded to form the sides of the wedge by
いくつかの実施形態において、装置の非拡張形態から拡張形態への変換は、前面パネル1802に後端部1808の方向の力を加えることにより実行することができる。この変換は、椎骨終板に平行な平面内での装置の並進を(例えば、上板1850および底板1860に反力を加えることにより)阻止しながら前面パネル1802を引っ張ることにより達成することができる。前面パネル1802にかかる力と上部1816aおよび底部1816bの回転可能な取り付けとの両方により、リビングヒンジ1810は後端部1808に向けて引っ張られる。この動作は、上部1816aと底部1816bとの間に形成される角度を増加させ、それによりケージ1800の垂直方向の拡張を生じさせる。
In some embodiments, conversion of the device from an unexpanded configuration to an expanded configuration can be performed by applying a force in the direction of the
他の方法を使用してケージ1800を開放することもできることに留意されたい。例えば、前面パネル1802またはより具体的にはリビングヒンジ1810が同じ方向に並進するのを阻止しながら、むしろ先端部1806に向けて環状本体1805に力をかけることができる。他の例では、そうではなく側面パネルが折曲される方向と逆の方向に側面パネルに力を加えてもよい。したがって、側面パネルが内部容積1890に向けて内向きに折曲される場合、内部容積1890から離れる方向に各側面パネルに別々の力を加えることができる。側面パネルが内部容積1890から離れる方向に外向きに折曲される場合、内部容積1890に向かう方向に各側面パネルに別々の力を加えることができる。別の例では、変換工程を開始するために、上向きの垂直力が上部パネルの底面に加えられてもよく、かつ下向きの垂直力が底部パネルの上面に加えられてもよい。上記で説明した方法のいくつかまたは全ては、ケージ100を非拡張形態から拡張形態に変換する工程において一緒に組み合わせることができる。
Note that the
変形形態、変更形態、および組み合わせ
本開示で説明した実装形態に対する種々の変更形態は、当業者に容易に明らかになり得、本明細書で定義した一般的原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実装形態にも適用され得る。その上、本明細書で説明したステップのいずれかを同時にまたは本明細書で順序付けられるステップと異なる順序で実行することができる。その上、当然明らかなように、本明細書に開示した特定の実施形態の特徴および属性は、追加の実施形態を形成するために異なる手法で組み合わされてもよく、それらの全てが本開示の範囲内に含まれる。したがって、本開示は、本明細書に示した実装形態に限定されるように意図されたものではなく、本明細書に開示した原理および特徴と矛盾しない最も広い範囲が許容されるべきである。
Variations, Modifications, and Combinations Various modifications to the implementations described in this disclosure can be readily apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein are within the spirit or scope of this disclosure. Other implementations can be applied without departing. Moreover, any of the steps described herein can be performed simultaneously or in a different order than the steps ordered herein. Moreover, it will be appreciated that the features and attributes of the specific embodiments disclosed herein may be combined in different ways to form additional embodiments, all of which are disclosed herein. Included in range. Accordingly, this disclosure is not intended to be limited to the implementations shown herein, but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and features disclosed herein.
特に「〜することができる」、「〜し得る」、「〜であり得る」、「〜してもよい」、「例えば」およびその他など、本明細書で使用される条件付き言語は、特段の指定のない限りまたは使用される文脈内で別様に理解されない限り、他の実施形態は含まないが、ある実施形態が、ある特徴、要素、および/または状態を含むことを伝えるように概して意図されている。したがって、そのような条件付き言語は、特徴、要素および/もしくは状態が1つ以上の実施形態に何らかの形式で必要であること、または著者入力もしくは入力要求の有無にかかわらず、これらの特徴、要素および/もしくは状態が任意の特定の実施形態において含まれるか、もしくは実施されるべきであるか否かを決定するための論理を1つ以上の実施形態が必然的に含むことを含意することは概して意図されていない。 In particular, conditional languages used herein, such as “can be”, “can be”, “can be”, “may”, “for example” and others, Unless otherwise specified or otherwise understood within the context in which it is used, other embodiments are not included, but generally to convey that an embodiment includes certain features, elements, and / or conditions. Is intended. Thus, such conditional languages are those features, elements and / or states that may require some form of one or more embodiments, or with or without author input or input requests. And / or implying that one or more embodiments necessarily include logic to determine whether a state is or should be implemented in any particular embodiment. Generally not intended.
Claims (20)
前記拡張可能な椎間ケージの3Dデータを3Dプリンタに提供することであって、前記拡張可能な椎間ケージが、環状本体であって、非拡張形態から拡張形態への前記環状本体の移行中に屈曲または変形するように構成された一体型リビングヒンジによって回転可能に取り付けられた複数の側部セグメントを有する環状本体を含む、提供することと、
1つ以上の3D印刷可能材料を使用して、前記環状本体の前記複数の側部セグメントおよび一体型リビングヒンジを印刷することと
を含む、方法。 A method for making an expandable intervertebral cage with a living hinge using a 3D printable material for placement between adjacent vertebrae, comprising:
Providing 3D data of the expandable intervertebral cage to a 3D printer, wherein the expandable intervertebral cage is an annular body and during the transition of the annular body from an unexpanded configuration to an expanded configuration Providing an annular body having a plurality of side segments rotatably mounted by an integral living hinge configured to bend or deform to
Printing the plurality of side segments and the integral living hinge of the annular body using one or more 3D printable materials.
3D撮像データを生成するために患者の隣接する椎骨を術前に撮像することと、
前記3Dデータを3Dプリンタに提供することと、
1つ以上の3D印刷可能材料を使用して拡張可能な椎間ケージを印刷することであって、前記拡張可能な椎間ケージが、環状本体であって、非拡張形態から拡張形態への前記環状本体の移行中に屈曲または変形するように構成された一体型リビングヒンジによって回転可能に取り付けられた複数の側部セグメントを有する環状本体を含む、印刷することと、
前記隣接する椎骨間に前記拡張可能な椎間ケージを外科的に位置決めすることと、
前記隣接する椎骨間において前記非拡張形態から前記拡張形態に前記拡張可能な椎間ケージを拡張させることと
を含む、方法。 A method for making and using a patient-specific expandable intervertebral cage with a living hinge that uses a 3D printable material for placement between adjacent vertebrae, comprising:
Imaging the patient's adjacent vertebrae preoperatively to generate 3D imaging data;
Providing the 3D data to a 3D printer;
Printing an expandable intervertebral cage using one or more 3D printable materials, wherein the expandable intervertebral cage is an annular body, from the unexpanded configuration to the expanded configuration Printing comprising an annular body having a plurality of side segments rotatably attached by an integral living hinge configured to bend or deform during transition of the annular body;
Surgically positioning the expandable intervertebral cage between the adjacent vertebrae;
Expanding the expandable intervertebral cage from the unexpanded configuration to the expanded configuration between the adjacent vertebrae.
非拡張形態から拡張形態に移行するように構成されている、1つ以上の3D印刷可能材料で作製された拡張可能な椎間ケージであって、近位端部と遠位端部とを有し、環状本体であって、前記非拡張形態から前記拡張形態への前記環状本体の移行中に屈曲または変形するように構成された一体型リビングヒンジによって回転可能に取り付けられた複数の側部セグメントを有する環状本体を含む、拡張可能な椎間ケージと、
前記椎間ケージ内に位置決め可能な容積可変パウチであって、前記拡張可能な椎間ケージを前記非拡張形態から前記拡張形態に移動させるように構成される容積可変パウチと
を含む、システム。 A system for deploying an expandable intervertebral cage with a living hinge using a 3D printable material for placement between adjacent vertebrae, comprising:
An expandable intervertebral cage made of one or more 3D printable materials configured to transition from a non-expanded configuration to an expanded configuration, having a proximal end and a distal end And a plurality of side segments rotatably attached by an integral living hinge configured to bend or deform during transition of the annular body from the non-expanded configuration to the expanded configuration An expandable intervertebral cage comprising an annular body having
A variable volume pouch positionable within the intervertebral cage, wherein the variable volume pouch is configured to move the expandable intervertebral cage from the unexpanded configuration to the expanded configuration.
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