KR20090043472A - Specialized cutter blades for preparing intervertebral disc spaces - Google Patents
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Abstract
커터 블레이드는 형상 기억 재료로 이루어진다. 추간판 공간 내에서 커터 조립체의 부분으로서의 커터 블레이드를 회전시켜서 상기 추간판 공간으로부터 존재하는 물질을 제거하기 위해 컷팅한다. (동작 범위 구간, 커터 블레이드 각, 블레이드 에지의 타입 및 위치와 같은) 다른 특성을 갖는 커터 블레이드가 상기 추간판 공간 내에서 다른 목적을 달성하기 위하여 적용된다. 블레이드 에지의 컷팅 작용을 강화하기 위하여 오목한 연마부의 이용은 커터 블레이드의 생성과 관련해서 설명되어 있다. (인접한 척추체의 종판 사이에서 감소된 거리를 갖는) 얇은 추간 디스크 내부에서 이용될 수 있는 다양한 얇은 커터 블레이드에 대해서 설명되어 있다.
커터 블레이드, 추간판 공간, 동작 범위 구간, 블레이드 에지
The cutter blade is made of a shape memory material. The cutter blade as part of the cutter assembly in the intervertebral disc space is rotated to cut to remove material present from the intervertebral disc space. Cutter blades with other characteristics (such as operating range section, cutter blade angle, type and position of blade edge) are applied to achieve other purposes within the intervertebral disc space. The use of concave polishes to enhance the cutting action of the blade edges has been described in connection with the creation of cutter blades. Various thin cutter blades that can be used inside thin intervertebral discs (with reduced distance between end plates of adjacent vertebral bodies) are described.
Cutter Blade, Intervertebral Space, Range of Motion, Blade Edge
Description
본 발명은 일반적으로, 척추 내에 운동 보존 장치를 이식하기 위한 요법과 같은 두 인접한 척추체의 융합(fusion)이 요구되지 않는 요법을 포함하는 이후의 치료 시술을 위해 이러한 두 인접한 척추체 사이의 추간 공간에서 척추 내에 치료 부위를 마련하기 위한 방법 및 개선된 커터에 관한 것이다.The present invention generally relates to the spine in the intervertebral space between these two adjacent vertebral bodies for subsequent therapeutic procedures, including therapies that do not require fusion of two adjacent vertebral bodies, such as therapies for implanting an exercise preservation device into the spine. An improved cutter and a method for preparing a treatment site within.
본 출원은 양수인을 대표하여 출원된 일련의 출원에 기초한 것이다. 특히, 본 출원은 함께 계류중이며 통상적으로 양도된 척추에서의 재료를 조작하기 위한 방법 및 장치로 2004년 10월 22일자에 출원된 미국 특허출원 제10/972,077호와 이후 공개된 미국 특허출원 US 2005/0149034 A1 및 2006년 02월 28일자에 조직 조작과 추출을 위한 방법 및 장치로 출원된 미국 가출원 제60/778,035호에 제안된 척추에서의 재료를 조작하기 위한 영역에서 혁신적인 방법을 확장한다. 본 출원은 '035 출원에 대한 우선권주장 출원으로서 '077 출원 및 '035 출원 모두를 참조로서 통합한다.This application is based on a series of applications filed on behalf of the assignee. In particular, the present application discloses US patent application Ser. No. 10 / 972,077 filed on Oct. 22, 2004 and later published US patent application US 2005, which discloses a method and apparatus for manipulating materials in a spine that is pending and commonly assigned. / 0149034 A1 and February 28, 2006 extends innovative methods in the area for manipulating materials in the spine proposed in US Provisional Application No. 60 / 778,035, filed as a method and apparatus for tissue manipulation and extraction. This application incorporates by reference both the '077 application and the' 035 application as a priority claim application for the '035 application.
본 출원은 함께 계류중이며 통상적으로 양도된 척추 운동 보존 조립체로 2006년 10월 24일자에 출원된 미국 특허출원 제11/586,338호 및 2006년 10월 24일자에 척추 운동 보존 조립체의 전달용 도구 및 방법으로 출원된 미국 특허출원 제11/586,486호에 제안된 척추 운동 보존 조립체의 영역에서 혁신적인 방법을 확장한다. 본 출원은 우선권주장 출원으로서 '338 출원 및 '486 출원 모두를 참조로서 통합한다.This application is pending US patent application Ser. No. 11 / 586,338, filed Oct. 24, 2006, and commonly assigned spinal motion preservation assembly, and tools and methods for delivery of the spinal motion preservation assembly on October 24, 2006. It extends an innovative method in the area of spinal motion preservation assembly proposed in US patent application Ser. No. 11 / 586,486, filed with. This application incorporates by reference both the '338 application and the' 486 application as priority claims applications.
다수의 출원이 추가적인 상세함을 제공하기 위해 참조로서 통합되었지만, 이전의 다른 출원(이후 등록된 특허를 포함)이 선출원시에 기재되었고 본 출원과 다른 관점을 가질 수 있다. 따라서, 본 출원으로부터 통합된 임의의 출원과 다른 기술의 이용이나 기술의 정도까지는 본 출원이 제어한다.Although many applications have been incorporated by reference to provide additional details, previous other applications (including later registered patents) have been described at the time of filing and may have a different viewpoint than the present application. Accordingly, this application controls the extent to which any application incorporated herein differs from the use of any technology or technology.
[개요][summary]
본 발명은 통상적인 양수인과 함께 일련의 특허출원(일부는 현재 등록된 특허)에서 방법을 확장한 것이다. 상기 방법 중 많은 부분이 본 출원에 참조로서 통합되고 상기 참조된 많은 출원에 상세히 기재되어 있다. 따라서, 본원에서 제공된 발명의 배경기술은 선출원에 기재된 모든 상세한 설명을 반복하지 않지만, 그 대신 본 발명이 이러한 방법에 어떻게 부가되는지를 강조한다.The present invention extends the method in a series of patent applications (some currently registered patents) with conventional assignees. Many of these methods are incorporated herein by reference and are described in detail in the many applications referenced above. Thus, the background of the invention provided herein does not repeat all the details described in the prior application, but instead highlights how the invention is added to this method.
척주(spinal column)는 추간 공간(intervertebral space)(천골은 제외됨)의 디스크에 의해 서로 대부분의 경우에 분리되어 있는 뼈 세그먼트(척추체와 다른 뼈 세그먼트)의 복합 시스템이다. 도 1은 측면에서 본 경우로서 인간 척주의 여러 세 그먼트를 나타낸 것이다. 본 발명의 설명(문맥)에 있어서, "운동 세그먼트(motion segment)"는 인접한 척추, 즉 하부와 상부 척추체 및 상기 두 척추체를 핵이 제거된 공간이든지 손상되지 않았거나 손상된 척추 디스크로 분리하는 추간판 공간(추간 디스크 공간)을 포함한다. 미리 융합되지(또는 손상되지) 않는 한, 각 운동 세그먼트는 척추의 전체 유연성에 기여하고, 몸통(trunk)과 머리의 움직임에 대한 지지를 제공하도록 척추의 전체 굽힘성에 기여한다.The spinal column is a complex system of bone segments (vertebral bodies and other bone segments) that are separated from each other in most cases by disks in the intervertebral space (excluding the sacrum). 1 illustrates several segments of the human spinal column as viewed from the side. In the context of the present invention, the "motion segment" refers to the intervertebral space, which separates the adjacent vertebrae, i.e., the lower and upper vertebral bodies and the two vertebral bodies into spaces in which the nucleus has been removed or intact or damaged vertebral discs. (Interpolated disk space). Unless pre-fused (or damaged), each segment of motion contributes to the overall flexibility of the spine and contributes to the overall bendability of the spine to provide support for the movement of the trunk and head.
척수(spinal cord)의 척추는 일반적으로 몇 개의 섹션으로 다시 나누어진다. 머리부터 꼬리뼈로 이동하면서 본 경우, 상기 섹션은 경추(104), 흉추(108), 요추(112), 천골(엉치뼈)(116) 및 꼬리뼈(120)이다. 상기 섹션 내의 개별 척추체는 머리에서 가장 가까운 척추체에서 시작하여 숫자로 확인된다. 트랜스-천골 접근법(trans-sacral approach)이 요추 섹션과 천골 섹션의 척추체에 접근하는데 상당히 적합하다. 상기 천골 섹션의 다양한 척추체는 성인에 있어서 통상 서로 융합되기 때문에, 개개의 엉치 구성요소(sacral component) 보다는 오히려 단지 천골(sacrum)로 나타내는 것이 더 충분하게 설명된다.The spinal cord of the spinal cord is generally subdivided into several sections. When viewed from head to tailbone, the sections are
본 발명의 배경기술을 더욱 상세히 설명하기에 앞서 표준 의학 용어의 일부를 설명하는 것이 유용하다. 본 설명의 문맥에 있어서: 전방(anterior)은 척주의 앞을 나타내고; (복부)와 후방은 척주 뒷쪽(등쪽)을 나타내고; 두부측(cephalad)은 환자의 머리를 향하는 것(때때로, "상방")을 나타내고; 꼬리측(caudal)(때때로, "하방")은 발 부분과 가까운 방향이나 위치를 나타낸다. 본 발명은 천골로부터 들어가서 머리를 향해 이동해가는 바람직한 접근을 통해 다양한 척추체와 추간 공간으 로 접근하는 것을 착안하고 있기 때문에 근위(proximal)와 원위(distal)는 접근 채널의 관계에서 정의된다. 따라서, 근위는 채널의 시작 부위에 가까워서 발이나 외과의사를 향하고, 원위는 채널의 시작 부위로부터 멀어져서 머리 부위를 향하거나 외과의사로부터 더 멀리 이격되어 있다. 커터를 포함하는 도구와 관련해서, 원위는 접근 채널로 삽입하기 위해 의도된 단부이며, 근위는 다른 단부, 대체로 도구용 핸들에 가까운 단부를 나타낸다.It is useful to explain some of the standard medical terms before describing the background of the invention in more detail. In the context of this description: the anterior represents the front of the spinal column; (Abdomen) and posterior represent spinal column posterior (dorsal); The cephalad indicates towards the head of the patient (sometimes "upward"); The caudal (sometimes "down") represents a direction or position close to the foot. Since the present invention contemplates access to various vertebral bodies and intervertebral spaces through the preferred approach of moving from the sacrum towards the head, the proximal and distal are defined in relation to the access channel. Thus, the proximal is close to the beginning of the channel towards the foot or the surgeon, and the distal away from the beginning of the channel toward the head or further away from the surgeon. In the context of a tool comprising a cutter, the distal is the end intended for insertion into the access channel and the proximal represents the other end, generally the end close to the handle for the tool.
상기 척주 내의 각각의 운동 세그먼트는 제한된 한계 내에서 이동하고, 척수를 보호하는 역할을 한다. 상기 디스크는 사람이 걷고, 구부리고, 들어올리고 또는 그 밖의 운동을 할 때 척주를 통과하는 큰 힘을 완화하고 분산시키는데 중요하다. 유감스럽게도, 후술될 여러 이유로 인하여, 일부 사람에 대해 척주에서의 하나 이상의 디스크는 의도하는 바대로 작동하지 않을 것이다. 디스크 문제에 대한 그 이유는 선천적 결함, 질병, 상처 또는 노화에 기인될 수 있는 퇴화 등의 범위에 걸쳐있다. 때때로 상기 디스크가 적절하게 작동하지 않을 경우, 인접한 척추체 사이의 갭이 감소되고, 이는 통증을 수반하는 부가적인 문제를 일으킨다.Each motor segment in the spinal column moves within limited limits and serves to protect the spinal cord. The disc is important for relieving and distributing the great force through the spinal column when a person walks, bends, lifts or otherwise exercises. Unfortunately, for several reasons to be described later, for some people one or more discs in the spinal column will not work as intended. The reasons for disc problems range from degeneratives that can be attributed to birth defects, diseases, wounds, or aging. Sometimes when the disc does not work properly, the gaps between adjacent vertebral bodies are reduced, which causes additional problems with pain.
상기 디스크 문제와 관련된 통증을 완화시키기 위해 치료법이 계속 개발되어 왔다. 그 해결책 중의 한 부류는 손상된 디스크를 제거한 후 두 인접한 척추체를 영구적이지만 비 유연성 공간으로 서로 융합하는 것이며, 이는 정적 안정화로서 나타내기도 한다. 전세계에 걸쳐 2004년에 대략 300,000 융합술(유합술; fusion operation)이 행해진 것으로 추정된다. 한 섹션을 서로 융합하면 그 운동 세그먼트에서 유연(굽힘성)성이 있게 된다. 운동 세그먼트의 융합을 통해 운동 세그먼트에 대한 정상의 생리적인 디스크 기능을 손실시키는 것이 지속적으로 통증을 받는 것보다 나을 수 있지만, 통증을 경감시키면서 더 나아가 건강한 운동 세그먼트의 전부 또는 상당 부분의 정상 기능을 유지시키는 것이 바람직할 것이다.Therapies continue to be developed to alleviate the pain associated with the disc problem. One class of solutions is to remove the damaged disc and then fuse two adjacent vertebral bodies together into a permanent but inflexible space, also referred to as static stabilization. It is estimated that approximately 300,000 fusion operations were performed in 2004 around the world. Fusion of one section with each other results in flexible (bendability) in the movement segment. Loss of normal physiological disc function to the motor segment through fusion of the motor segment may be better than sustained pain, but alleviates the pain and further maintains normal function of all or a substantial portion of the healthy motor segment. It would be desirable to.
[척추의 작동][Spine works]
요추, 흉추 및 경추의 연속적인 몸체는 서로 분절되어 있고, 추간 척추 디스크에 의해 분리된다. 각 척추 디스크는 중앙 매스(mass)를 둘러싸는 섬유성 연골 쉘(shell)을 포함하고, 상기 척주에 대한 압축력을 완충 및 완화시키기 위해 "속질핵(nucleus pulposus)"(또는, 여기에서 "핵")이 제공된다. 상기 핵을 둘러싸는 쉘은 두부측과 꼬리측 척추체의 대향 피질뼈 종판(종말판; endplate)에 부착된 연골 종판을 포함하고, "섬유테(annulus fibrosus)"(또는, 여기에서 "고리(테)")는 상기 속질핵 주위를 원주방향으로 둘러싸며 상기 연골 종판을 연결하는 대향하는 콜라겐 섬유의 다중층을 포함한다. 천연적이며 생리학적인 핵은 친수성(물 흡인) 무코폴리사카라이드(mucopolysacharide)와 섬유성 스트랜드(fibrous strand)(단백질 폴리머)를 포함한다. 상기 핵은 비교적 비탄성이지만, 상기 고리는 외부방향으로 약간 팽창되어 척추 운동 세그먼트에 축방향으로 가해지는 하중을 수용할 수 있다.The continuous bodies of the lumbar, thoracic and cervical vertebrae are segmented from each other and separated by intervertebral vertebral discs. Each vertebral disc includes a fibrous cartilage shell surrounding a central mass and "nucleus pulposus" (or "nucleus" herein) to buffer and relieve compressive forces on the spinal column. ) Is provided. The shell surrounding the nucleus comprises a cartilage end plate attached to the opposing cortical end plates (endplates) of the head and tail vertebral bodies and includes "annulus fibrosus" (or, herein, "rings"). ") Comprises multiple layers of opposing collagen fibers circumferentially surrounding said nucleus pulposus and connecting said cartilage end plates. Natural and physiological nuclei include hydrophilic (water aspirated) mucopolysacharides and fibrous strands (protein polymers). The nucleus is relatively inelastic, but the ring may expand slightly outward to accommodate the axial load on the spinal motion segment.
상기 추간판(추간 디스크)은 척추관보다 전방에 있고, 두부측의 종판이나 대향 단부면과 꼬리 척추체 사이에 위치된다. 하부 관절 프로세스는 꼬리측(즉, 발 또는 하부) 방향으로 그 다음 연속하는 척추의 상부 관절 프로세스와 분절되어 있다. 다수의 인대(가시위(supraspinous), 가시 사이(interspinous), 전방과 후방 길 이방향 및 인대 플라바(ligamenta flava))는 적절하게 척추를 유지하고 제한된 정도의 움직임만을 허용한다. 두 척추체의 조립체, 삽입된, 추간, 척추 디스크와 부착 인대, 근육 및 후관절은 "척추 운동 세그먼트"로 나타낸다.The intervertebral disc (intervertebral disc) is located in front of the spinal canal and is located between the end plate or the opposite end face on the head side and the tail vertebral body. The lower articulation process is segmented with the upper articulation process of the next continuous spine in the tail side (ie foot or lower) direction. Multiple ligaments (supraspinous, interspinous, anterior and posterior longitudinal and ligamenta flava) properly maintain the spine and allow only a limited degree of movement. The assembly of the two vertebral bodies, the inserted, intervertebral, intervertebral discs and attached ligaments, the muscles and the facet joints are referred to as "spine movement segments".
상기 추간판과 척추의 전방 부위에 위치된 비교적 큰 척추체는 척주의 지지를 견디는 대다수의 웨이트(weight)를 제공한다. 각 척추체는 종판을 포함하는 노출된 몸체의 외면을 형성하는 비교적 강한 피질뼈 층 및 척추체의 중심에서 약한 해면뼈를 갖는다.The relatively large vertebral body located at the anterior portion of the intervertebral disc and the spine provides the majority of weight to withstand the support of the spinal column. Each vertebral body has a relatively strong cortical bone layer that forms the outer surface of the exposed body, including the end plates, and a weak spongy bone at the center of the vertebral body.
추간판의 중심 부위를 형성하는 속질핵은 건강한 성인 척추의 프로테오글리칸스(proteoglycans)에 의해 흡수되는 80%의 물로 이루어진다. 노화가 될수록, 상기 핵은 유동성이 약해지고, 더욱 점성이 높아지며, 종종 심지어 탈수와 수축화(때때로, "고립된 디스크 재흡수(isolated disc resorption)"로 나타냄)되어 여러 경우에 심한 통증을 발생시킨다. 상기 척추 디스크는 척주의 이동의 충격을 최소화하는 각 척추체 사이에서 "완충장치"로 역할을 하고, 핵 내에서의 수분량의 감소로 표현되는 디스크 퇴화는 하중을 고리층(annulus layer)으로 전달하는데에 있어서 상기 디스크가 비효율적이 되게 한다. 또한, 상기 고리는 두꺼워지고 건조되는 경향이 있어 더 단단해지고 하중 하에서 탄성 변형 능력을 감소시켜 파열 또는 분쇄되기 쉽고, 상기 고리가 파열되거나 찢어질 경우 디스크의 퇴화의 한 형태가 발생한다. 상기 파열은 핵 물질을 상기 고리 내외로 분출시킴으로써 수반할 수도 있고, 수반하지 않을 수도 있다. 상기 파열 그 자체는 디스크의 연결 조직에 있어서 일반화된 퇴행적인 변화를 넘어서 단지 형태적 변화일 수 있고, 그럼에도 불구하고 디 스크 파열은 통증을 수반하고 쇠약하게 할 수 있다. 상기 핵 내에 포함된 생화학 물질은 파열을 통해 탈출될 수 있고 그 부근의 구조를 자극한다.The nucleus pulposus, which forms the central part of the intervertebral disc, consists of 80% of water absorbed by the proteoglycans of the healthy adult spine. As aging develops, the nucleus becomes less fluid, more viscous, and often even dehydrates and contracts (sometimes referred to as "isolated disc resorption"), causing severe pain in many cases. The vertebral disc acts as a "buffer" between each vertebral body, which minimizes the impact of spinal movement, and disc degeneration, expressed as a decrease in the amount of water in the nucleus, transfers the load to the annulus layer. This makes the disk inefficient. In addition, the rings tend to be thick and dry, making them harder and less susceptible to breakage by reducing the ability of elastic deformation under load, and when the rings rupture or tear, a form of disc degeneration occurs. The rupture may or may not be accompanied by ejecting nuclear material into and out of the ring. The rupture itself may be just a morphological change beyond the generalized degenerative changes in the connective tissue of the disc, and nevertheless the rupture of the disc may be painful and debilitating. Biochemicals contained within the nucleus can escape through rupture and stimulate structures near them.
상기 추간 척추 디스크를 보존하고 통증을 간단히 경감시키는 다양한 다른 외과적 치료는 대다수 또는 일부의 내부 핵을 제거하여 상기 고리에서의 외부 압력을 감소시키고 줄이는 "추간판 절제술(discectomy)" 또는 "디스크 감압술(disc decompression)"을 포함한다. "미소요추 추간판 절제술(microlumbar discectomy)" 및 "자동 경피적 요추 추간판 절제술(automated percutaneous lumbar discectomy)"로 알려진 적은 침습의 미세외과(microsurgical) 시술에 있어서, 상기 고리를 통해 측방향으로 연장된 바늘을 통한 흡입에 의해 상기 핵이 제거된다. 상기 시술이 개방된 외과수술보다는 침습이 더 적지만, 그럼에도 불구하고 이는 과도한 뼈 제거에 의한 불안정성, 신경 뿌리와 경질막낭, 신경 주위 상처 형성 및 외과수술 부위의 재이탈에 대하여 손상을 받을 가능성이 있다. 또한, 이는 대체로 고리의 천공을 포함하게 된다.Various other surgical treatments that preserve the intervertebral vertebral discs and simply relieve pain may involve removing a majority or a portion of internal nuclei to reduce and reduce external pressure in the annulus, such as "discectomy" or "disc disc decompression." decompression) ". In a less invasive microsurgical procedure known as "microlumbar discectomy" and "automated percutaneous lumbar discectomy", the needles extend laterally through the ring. The nucleus is removed by suction. Although the procedure is less invasive than open surgery, it is nevertheless likely to be injured by instability due to excessive bone removal, nerve roots and dura sac, wound formation around the nerve and relocation of the surgical site. . In addition, this will generally include the perforation of the ring.
손상된 디스크와 척추체는 정교한 진단 화상진찰로 확인될 수 있지만, 기존 외과 시술과 임상결과는 일관되게 만족스럽지 못하다. 또한, 이러한 융합 수술을 받는 환자는 상당한 합병증과 불편함, 장기간의 요양을 경험하게 된다. 예를 들면, 외과적인 합병증으로는 디스크 공간 감염; 신경 뿌리 손상; 혈종 형성; 인접 척추의 불안정성, 및 근육, 힘줄과 인대 파열을 포함한다.Damaged discs and vertebral bodies can be identified by sophisticated diagnostic imaging, but existing surgical procedures and clinical results are consistently unsatisfactory. In addition, patients undergoing this fusion surgery experience significant complications, discomfort, and long-term care. For example, surgical complications include disk space infection; Nerve root damage; Hematoma formation; Proximal spinal instability, and muscle, tendon and ligament rupture.
전술한 바와 같이, 정상적인 핵은 핵을 원주방향으로 둘러싸는 섬유테와 상기 핵의 상부와 하부에 뼈 척추에 의해 경계지어진 공간 이내에 포함되어 있다. 이 러한 방법으로, 상기 핵은 종판으로 알려진 척추와 함께 뼈 경계를 통해 발생하는 유체 교환이 몸체에 최적의 전달에 의해 밀봉되어 완전히 캡슐화된다.As described above, a normal nucleus is contained within a fibrous frame circumferentially surrounding the nucleus and within a space bounded by bone vertebrae at the top and bottom of the nucleus. In this way, the nucleus, together with the spinal column known as the endplate, is completely encapsulated with the fluid exchange occurring through the bone boundary by optimal delivery to the body.
정상적인 활동으로 디스크를 가로질러서 운반되는 충분한 생리학적 하중에도 불구하고, 상기 생리학적인 핵에 존재하는 흡습성(hydroscopic) 물질은 추간판 공간을 디스트랙션(즉, 흥분시키거나 "팽창시키는")하기에 충분히 강한 수분에 대한 친화성(및 체적의 팽창)을 갖는다. 약 체중의 0.4배에서 1.8배 범위인 이들 하중은 정상 혈압 이상으로 국소 압력을 발생시키고, 실제로 핵과 내부 고리 조직은 무혈관(avascular)으로 된다.Despite sufficient physiological loads carried across the disk in normal activity, the hydroscopic material present in the physiological nucleus is strong enough to distort (ie, excite or "expand" the intervertebral disc space). Affinity for moisture (and volume expansion). These loads, ranging from 0.4 to 1.8 times the body weight, generate local pressure above normal blood pressure, and in fact the nucleus and internal ring tissue become avascular.
운동 보존 장치를 이식하기 위한 방법을 포함하는 구체적인 운동 보존 장치 및 장점에 대한 상세한 설명은 전술한 제11/586,338호 및 제11/586,486호를 포함하는 여러 계류중인 출원에 제안되어 있다. 이러한 상세한 설명을 나타내기 위해 선택할 수 있지만 여기에서 전체적으로 그러한 자료를 반복할 필요는 없을 것이다.Detailed descriptions of specific exercise preservation devices and advantages, including methods for implanting exercise preservation devices, have been proposed in various pending applications including the aforementioned 11 / 586,338 and 11 / 586,486. You may choose to present these details, but you will not need to repeat them here.
한편, 후술될 커터는 축방향 접근을 통해서 추간 공간에 접근시키는 것이 아니라 전방이나 후방 접근을 통해 상기 추간 공간에 이르게 하는 척추 수술을 포함하는 다른 외과 시술에서 이용될 수 있다. 상기 커터는 부분적인 또는 완전한 누클레토미(핵절개; nucleectomy)를 따라 천골에 대하여 도크된(docked) 캐뉼러(cannula)를 통해 처리 영역을 가로질러 접근 지점으로부터 외과적으로 핵이 제거된 디스크 공간에 상기 척추 내의 축방향으로 삽입되는 운동 보존 장치와 함께 외과 시술에서 이용될 수 있다. 이와 같은 시술에 있어서, 본 설명의 척추 운동 보존 조립체의 도입은 디스크의 섬유테에 존재하는 홀을 외과적으로 생성하거나 유해 하게 확장시킬 필요없이 달성된다.On the other hand, the cutter to be described later can be used in other surgical procedures, including spinal surgery to reach the intervertebral space through the front or rear access, rather than to access the intervertebral space through the axial approach. The cutter is disk space surgically denuclearized from an access point across the treatment area via a cannula docked against the sacrum along a partial or complete nucleectomy. Can be used in surgical procedures with an axially inserted motion preservation device in the spine. In such a procedure, the introduction of the spinal motion preservation assembly of the present description is accomplished without the need to surgically create or deleteriously expand the holes present in the fiber frame of the disc.
커터 블레이드(cutter blade)가 컷팅(베어냄(slicing), 찢음(tearing) 또는 이들의 일부 조합)으로 제거하기 위해 상기 핵 물질을 준비하는 여러 경우에 효율적으로 되도록 상기 커터 블레이드의 형상은 고려된다. 수술팀과 그 의료원과 같은 고 비용의 인력을 줄이는 이익과 환자가 마취 상태에서 지속되는 시간을 감소시키기 위해 외과의사는 수술 시간을 효율적으로 감소시키면서 빠른 시술을 하는 것이 대체로 바람직하다.The shape of the cutter blade is considered such that the cutter blade is efficient in many cases of preparing the nuclear material for removal by cutting (slicing, tearing or some combination thereof). In order to reduce the cost of manpower, such as surgical teams and their medical centers, and to reduce the duration of patient anesthesia, it is generally desirable for a surgeon to perform a procedure quickly while efficiently reducing the length of the procedure.
자주 교체될 수 있는 커터 블레이드는 보다 내구성이 있어서 교체할 필요 없이 장기간 사용될 수 있는 비슷한 특징을 갖는 커터 블레이드보다 덜 바람직할 수 있다.Cutter blades, which can be replaced frequently, may be less desirable than cutter blades with similar characteristics that are more durable and can be used for a long time without having to be replaced.
고장난 커터 블레이드의 모든 부분이 추간판 공간과 환자 신체에서 쉽게 제거될 수 있는 모드에서 작동하지 않는 커터 블레이드는 이러한 특징을 갖지 않는 유사한 커터 블레이드에 비해 바람직할 수 있다.Cutter blades that do not operate in a mode where all parts of a broken cutter blade can be easily removed from the intervertebral space and the patient body may be desirable over similar cutter blades that do not have this feature.
본 명세서에 설명된 것은 형상 기억 재료로 이루어진 커터 블레이드와 함께 이용하기 위한 커터 조립체이다. 상기 커터 블레이드는 추간판 공간의 내부에서 전개될 수 있고 축방향 채널의 중심선과 대략 정렬되는 커터 조립체의 중심축에 대하여 회전될 수 있다. 추간판 공간 내에서 커터 조립체의 부분으로서의 커터 블레이드를 회전시켜서 상기 추간판 공간으로부터 존재하는 물질을 제거한다. (동작 범위 구간, 커터 블레이드 각, 블레이드 에지의 타입 및 위치와 같은) 다른 특성을 갖는 커터 블레이드가 상기 추간판 공간 내에서 다른 목적을 달성하기 위하여 적용된다. 일부의 커터 블레이드는 척추체 종판 및 연골의 출혈을 촉진시키기 위하여 적용되고, 일부의 커터 블레이드는 다른 치료 시술을 추구함으로써 상기와 같은 출혈의 발생을 피하거나 또는 이러한 출혈을 피할 수 있도록 적용된다.Described herein is a cutter assembly for use with a cutter blade made of shape memory material. The cutter blade may be developed inside the intervertebral disc space and may be rotated about the central axis of the cutter assembly approximately aligned with the centerline of the axial channel. The cutter blade as part of the cutter assembly in the intervertebral disc space is rotated to remove material present from the intervertebral disc space. Cutter blades with other characteristics (such as operating range section, cutter blade angle, type and position of blade edge) are applied to achieve other purposes within the intervertebral disc space. Some cutter blades are applied to facilitate bleeding of the vertebral endplates and cartilage, and some cutter blades are applied to avoid the occurrence of such bleeding or to avoid such bleeding by pursuing other treatment procedures.
블레이드 에지의 컷팅 작용을 강화하기 위하여 오목한 연마부의 이용은 커터 블레이드의 생성과 관련해서 설명되어 있다.The use of concave polishes to enhance the cutting action of the blade edges has been described in connection with the creation of cutter blades.
(인접한 척추체의 종판 사이에서 감소된 거리를 갖는) 얇은 추간 디스크 내부에서 이용될 수 있는 다양한 얇은 커터 블레이드에 대해서 설명되어 있다.Various thin cutter blades that can be used inside thin intervertebral discs (with reduced distance between end plates of adjacent vertebral bodies) are described.
본 발명의 다른 시스템, 방법, 특징 및 장점은 첨부한 도면과 상세한 설명에 의해 보다 명백해 질 것이다. 이러한 모든 부가적인 시스템, 방법, 특징 및 장점은 이러한 설명 내에 포함되어 있고, 본 발명의 범위 내에 포함되며, 첨부한 클레임에 보호될 것이다.Other systems, methods, features and advantages of the present invention will become more apparent from the accompanying drawings and the description. All such additional systems, methods, features, and advantages are included within this description, are included within the scope of the invention, and will be covered by the appended claims.
도 1은 인간 척추의 단면을 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view of the human spine.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명과 함께 이용하기 위하여 척추에 축방향 채널을 마련하는데 이용될 수 있는 척추의 축방향 채널을 형성하는 전방 트랜스-천골 축방향 접근 방법을 나타낸 도면이다.2A-2C illustrate an anterior trans-sacral axial approach method of forming an axial channel of the spine that can be used to provide an axial channel in the spine for use with the present invention.
도 3은 연장된 위치에서 축방향 채널에 삽입되는 커터 블레이드를 갖는 커터 조립체를 나타낸 도면이다.3 shows a cutter assembly with a cutter blade inserted into an axial channel in an extended position.
도 4a 및 도 4b는 커터 조립체를 나타낸 도면이다.4A and 4B show a cutter assembly.
도 5a 및 도 5b는 커터 블레이드를 커터 샤프트에 연결하는 하나의 방법을 나타낸 도면이다.5A and 5B illustrate one method of connecting a cutter blade to a cutter shaft.
도 6a 내지 도 6d는 커터 덮개의 왕복 범위를 제한하는 스톱부를 포함하는 커터 조립체의 부가적인 도면이다.6A-6D are additional views of the cutter assembly including stops that limit the reciprocating range of the cutter cover.
도 7은 추간판 공간 내에서 일련의 커터 블레이드의 서로 다른 동작 범위의 구간에 대한 개념을 나타낸 도면이다.FIG. 7 illustrates the concept of sections of different operating ranges of a series of cutter blades in an intervertebral disc space. FIG.
도 8a 내지 도 8d는 출혈을 발생시키기 위하여 연골 종판을 긁어서 혈관 척추체가 거칠게 되게 한 폐쇄된 루프 커터 블레이드를 여러 방향에서 본 형태로 나타낸 도면이다.8A-8D are views of the closed loop cutter blade viewed from various directions to scrape the cartilage end plates to roughen the vascular vertebral body to cause bleeding.
도 9a 내지 도 9d는 오목한 연마부를 갖는 도 8에 나타낸 커터 블레이드의 4가지 형태를 나타낸 도면이다.9A to 9D show four forms of the cutter blade shown in FIG. 8 having a concave abrasive portion.
도 10은 인간 척추 부분의 측방향 도면이다.10 is a lateral view of the human spine portion.
도 11은 얇은 디스크와 같은 경우에 이용하기 위한 얇은 커터 블레이드를 상측에서 본 사시도이다.11 is a perspective view from above of a thin cutter blade for use in the case of a thin disk.
도 12a 내지 도 12d는 도 11의 얇은 커터 블레이드의 부가적인 도면이다.12A-12D are additional views of the thin cutter blade of FIG.
도 13은 도 11에 나타낸 얇은 커터 블레이드의 분해 사시도이다.FIG. 13 is an exploded perspective view of the thin cutter blade shown in FIG. 11.
도 14는 근위 암의 블레이드 암부와 근위 암의 길이방향 부분 사이가 45도 각도인 얇은 커터 블레이드의 측면도이다.14 is a side view of the thin cutter blade at a 45 degree angle between the blade arm portion of the proximal arm and the longitudinal portion of the proximal arm.
도 15는 원위 암 및 근위 암으로부터 인접한 블레이드 에지를 가짐으로써 얇은 커터 블레이드의 외면으로부터 리세스된 컷팅 에지를 갖는 얇은 커터 블레이드를 나타낸 도면이다.15 shows a thin cutter blade with cutting edges recessed from the outer surface of the thin cutter blade by having adjacent blade edges from the distal and proximal arms.
도 16은 한 쌍의 암보다 단일 암을 이용한 "L" 커터 블레이드를 나타낸 도면이다.16 shows an "L" cutter blade using a single arm rather than a pair of arms.
도 17은 컷팅 에지가 "L" 커터 블레이드의 근위측에 있는 것을 제외한 "L" 커터 블레이드와 유사한 "L" 커터 블레이드의 여러 형태를 나타낸 도면이다.FIG. 17 shows various forms of an "L" cutter blade similar to an "L" cutter blade except that the cutting edge is on the proximal side of the "L" cutter blade.
도 18 및 도 19는 커터 샤프트 및 커터 샤프트 연장부의 이용에 초점을 맞춰서 나타낸 도면이다.18 and 19 show focusing on the use of the cutter shaft and the cutter shaft extension.
도 20은 커터 샤프트의 원위단을 나타낸 도면이다.20 shows the distal end of the cutter shaft.
도 21은 도 20의 확대 상세도이다.21 is an enlarged detailed view of FIG. 20.
도 22는 도 20에 나타낸 커터 샤프트의 원위단의 단면도이다.22 is a cross-sectional view of the distal end of the cutter shaft shown in FIG. 20.
도 23은 커터 샤프트의 원위단을 나타낸 도면이다.23 is a view showing the distal end of the cutter shaft.
도 24는 도 23의 확대 상세도이다.24 is an enlarged detailed view of FIG. 23.
도 25는 도 23에 나타낸 커터 샤프트의 원위단의 단면도이다.25 is a cross-sectional view of the distal end of the cutter shaft shown in FIG. 23.
도 26a 및 도 26b는 리벳에 의해 커터 샤프트에 부착된 커터 블레이드를 나타낸 도면이다.26A and 26B show a cutter blade attached to a cutter shaft by rivets.
도 26c는 커터 샤프트가 커터 샤프트 연장부를 갖는 경우에 리벳으로 커터 샤프트에 부착된 커터 블레이드를 나타낸 도면이다.FIG. 26C shows a cutter blade attached to the cutter shaft by rivets when the cutter shaft has a cutter shaft extension. FIG.
전술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. 도면의 구성요소를 비율에 따라 나타내지 않고, 본 발명의 원리를 설명함에 따른 중요 부분을 나타낸다. 또한, 도면에 있어서, 같은 도면 부호는 전체의 다른 도면에서 대응하는 부분을 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.The foregoing objects, features, and advantages will become more apparent from the following examples taken in conjunction with the accompanying drawings. The components of the drawings are not drawn to scale, but rather represent important parts of the principles of the invention. In the drawings, like reference numerals designate corresponding parts in different drawings throughout. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
후술될 본 발명의 커터가 다른 외과 시술에 이용될 수 있는 경우에도, 이러한 커터가 트랜스-천골 접근에서 어떻게 이용될 수 있는지를 본 명세서에서 설명하는 것은 유용하다. 전술한 바와 같이, 최소 침습, 적은 외상의 트랜스-천골 축방향 접근과 관련해서는 여러 이점이 있다. 상기 트랜스-천골 축방향 접근(통상적으로 양도된 미국 특허 제6,558,386호; 제6,558,390호; 제6,575,979호; 제6,921,403호; 제7,014,633호 및 제7,087,058호에 기재 및 제안됨)은 운동 세그먼트에 치료 장치를 전달하기 위한 다른 경로에 걸쳐서 다수의 이점을 갖지만, 축방향 접근 채널을 통해 추간판 공간을 마련하는데에는 논리적인 문제가 있다. 이러한 문제를 처리하는 과정에서는 상기와 같이 이용하기 위해 의도된 커터의 소정의 양태와 부딪치게 된다.Even if the cutter of the present invention to be described below can be used for other surgical procedures, it is useful to describe here how such a cutter can be used in a trans-sacral approach. As noted above, there are several advantages with regard to minimally invasive, less traumatic trans-sacral axial approach. The trans-sacral axial approach (commonly assigned U.S. Pat. While there are a number of advantages over other paths for transmission, there are logical problems in providing intervertebral disc space through axial access channels. In dealing with this problem, one encounters certain aspects of the cutter intended for use as described above.
[트랜스-천골 축방향 접근(Trans-Sacral Axial Access)][Trans-Sacral Axial Access]
도 2에 나타낸 트랜스-천골 축방향 접근 방법은 시술에서의 치료 과정에 걸쳐서 안정화, 운동 보존 및 고착 장치/융합 시스템을 포함하는 치료 시술과 새롭게 향상된 기구의 형상과 상기 기구를 전개(배치)하는 동안에 전통적인 척추 수술과 관련된 다른 침습 단계 및 근육 절개의 필요성이 없다.The trans-sacral axial approach shown in FIG. 2 provides for the treatment procedure including stabilization, exercise preservation, and fixation device / fusion system over the course of treatment in the procedure and during the deployment (deployment) of the newly improved instrument shape and There is no need for other invasive steps and muscle incisions associated with traditional spinal surgery.
도 2는 하나 이상의 형광투시경(미도시)으로 모니터링하는 동안에 블런트 팁 탐침(blunt tip stylet)(204)을 천골(116)의 전방면 위로 천골(sacrum)(116)의 의도된 위치까지 "보행(walking)"하는 과정을 나타낸 도 2a와 도 2b와 함께 과정의 전체적인 개관을 제공하기 위한 것이다. 이러한 과정은 직선 경로가 다음의 단계를 위해 수립되도록 직장(rectum)(208)을 방해가 되지 않게(벗어나게) 이동시킨다. 도 2c는 천골(116), L5/천골 추간 공간(intervertebral space)을 통해 L5 척추(216)에 형성된 대표적인 트랜스-천골 축방향 채널(212)을 나타낸다. 치료 요법이 L4/L5 운동 세그먼트에 제공되면, 상기 채널은 L5 척추(216)와 L4/L5 추간 공간을 통해 L4 척추(220)로 연장될 것이다.2 shows the
도 2에 대한 설명은 본 발명에 대한 정황을 제공한다. 통상적인 양수인을 갖는 이전의 출원(현재 일부는 미국 특허로 등록됨)에는 전방 트랜스-천골 축방향 척추 접근보다는 오히려 후방 트랜스-천골 축방향 척추 접근인 다른 접근 방법의 설명이 포함되어 있다. (예를 들면, 도 2에 나타낸 전방 트랜스-천골 축방향 접근을 설명한 특허로서 척주의 척추 내에 축방향 척추 임플란트를 이식하기 위한 장치와 방법 및 축방향 척추 임플란트에 대한 미국 특허 제6,558,386호가 있고, 이에 대한 전체는 참조로서 통합되어 있음을 참고)The description of FIG. 2 provides a context for the present invention. Previous applications with conventional assignees (now part of which are registered in the US patent) include a description of another approach that is a posterior trans-sacral axial vertebral approach rather than an anterior trans-sacral axial vertebral approach. (For example, US Pat. No. 6,558,386 for an axial spinal implant and apparatus and method for implanting an axial spinal implant into the spinal column as a patent describing the anterior trans-sacral axial approach shown in FIG. Note that the whole is incorporated by reference)
도 3에 나타낸 바와 같이, 확장기 덮개(dilator sheath)(380)가 천골(116)을 통과하는 경우에 상기 확장기 덮개(380)가 대략 축방향 채널(212)을 채우기 때문에 육안으로 보기가 어려운 축방향 채널(212)과 확장기 덮개(380)의 루멘(lumen)에 의해 형성되는 축방향으로 정렬된 전방관(anterior tract)(372)을 통해 커터(400)가 삽입된다. (축방향 관이 부가적인 척추체나 추간판 공간을 포함할 수 있도록 하나의 도면에 나타낸 축방향 채널의 길이가 다른 도면에 나타낸 것과 다를 수 있게 하기 위해서 상기 축방향 채널(212)은 이후의 단계에 의해 축방향으로 연장될 수 있음을 본 기술분야에서 통상적으로 숙련된 보통의 사람(이하, "당업자"라 함)은 인식할 수 있을 것이다.) 해부학적 차이로 인하여 약간의 치료를 위해 축방향 채널이 천골에서 벗어날 수 있고 척추의 다른 부분을 통해 들어갈 수 있음을 당업자는 알 수 있을 것이다.As shown in FIG. 3, the axial direction, which is difficult to see with the naked eye because the
도 3에 나타낸 바와 같이, 운동 세그먼트(316)는 근위 척추(proximal vertebra)(308)(천골(116)), 추간 공간(312)(이 경우, 디스크(330), 섬유테(334) 및 핵(338)을 갖는 L5-S1 공간), 원위 척추(distal vertebra)(304)(이 경우, L5(216))를 포함한다. 상기 커터(400)는 원격으로 조작가능한 컷팅 블레이드(예를 들면, 임의의 블레이드 구성을 총괄하여 나타낸 커터 블레이드(453))를 포함한다. 상기 커터 블레이드(453)의 조작에는 커터 블레이드(453)를 커터 조립체(400) 내로 리트랙팅하는 것을 포함할 수 있고, 이에 따라 상기 커터 조립체(400)의 최대 반경은 감소되고, 상기 리트랙팅된 블레이드(453)를 갖는 커터 조립체는 축방향 채널(212)을 통해 전진될 수 있다. 상기 커터 블레이드(453)가 작동될 위치에 도달한 후, 상기 커터 블레이드(453)는 연장될 수 있다.As shown in FIG. 3, the
도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 확장기 덮개(380) 내에 커터(400)를 끼우고 상기 축방향 채널(212)에 확장기 덮개(380)를 끼우기 때문에 상기 커터(400)의 중심선(262)은 축방향 채널(212)의 중심선과 매우 가깝다. 상기 커터 블레이드(453)가 도 3에 나타낸 바와 같이 연장되는 경우, 상기 커터 블레이드는 커터(400)의 중심선(262)에 대해 대략 가로지르게 된다(횡단한다). 상기 연장된 커터 블레이드(453)는 척추 디스크(330)의 핵(338)에 측방향으로 연장된다.As shown in FIG. 3, the
상기 커터 블레이드(453)를 커터 덮개 내로 리트랙팅시킨 후에 필요한 경우 상기 커터 블레이드(453)를 커터 덮개의 원위단으로부터 연장시키기 위하여 상기 커터 블레이드(453)와 커터 샤프트(410)가 "밀고-당김(pushed-pulled)"이 가능하도록 부착되게 상기 커터 샤프트(410), 커터 덮개(430)(도 4에 도시함) 및 핸들 구성요소는 함께 구성되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 상기 커터 블레이드(453)의 커터 블레이드 에지(cutter blade edge)는 추간판 공간(추간 디스크 공간)(312)으로 전달하기 위한 커터 덮개(430)(도 4 참조)로 리트랙팅된다. 상기 커터(400)가 정위치(적절한 위치; in position)에 있게 되면, 상기 커터 블레이드(453)는 원위방향으로 연장되고 핸들을 이용하여 회전되어 상기 추간판 공간(312) 내에서 조직을 컷팅한다. 상기 컷팅의 임무가 완료된 후 또는 상기 커터 블레이드를 교체할 필요가 없는 경우, 상기 커터 블레이드(453)는 커터 조립체 유닛(400)을 제거하기 위하여 상기 축방향 채널(212)로부터 커터 덮개(430)로 다시 리트랙팅된다.After the
상기 커터 조립체(400), 커터 블레이드(453) 및 커터 조립체 샤프트(410)는 도 4a 및 도 4b에 개략적으로 도시되어 있고, 이는 서로에 대하여 또는 축방향 채 널(212)에 대하여 비율적으로 나타내지는 않았다.The
디스크 캐비티 안으로부터의 종판 및 하부와 상부의 뼈 종판 면으로부터 속질핵(nucleus pulposus)이나 연골(cartilage)을 삭제, 분해 및 다른 방법으로 완화하기 위하여 디스크 공간으로의 삽입을 통해 누클레토미(핵절개; nucleectomy)를 수행하는데 커터가 이용될 수 있다. 이러한 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 연골의 손상이나 연골의 제거는 추간판 공간(312) 내에서 출혈이 발생하기 쉽다. 출혈은 뼈 성장을 촉진시키기 쉽고, 이는 융합 타입의 치료 요법에서는 바람직할 수 있지만, 운동 세그먼트(316)에 운동 보존 장치를 이식하는데 필요한 치료 요법을 포함하는 다른 치료 요법에서는 바람직하지 않을 수 있다.Nucleotomy (nucleus) through insertion into the disc space to delete, disassemble and otherwise relieve nucleus pulposus or cartilage from the endplates from the disc cavity and from the lower and upper bone endplates. a cutter can be used to perform nucleectomy. As can be seen from this description, cartilage damage or cartilage removal tends to cause bleeding in the
도 4a 및 도 4b의 예시적인 실시예와 관련해서, 상기 커터 조립체(400)(또한 간단히 커터로 나타냄)는 원위단(distal end)(412)과 근위단(proximal end)(414)을 갖는 커터 샤프트(410); 상기 커터 샤프트(410)의 원위단(412)에 연결되는 커터 블레이드(453); 고정나사(set screw)나 핀과 같은 부착 방법으로 상기 커터 샤프트의 근위단(414)에 연결되는 핸들(416); 상기 샤프트(410) 위쪽에 같은 중심축으로 위치되는 커터 덮개(430); 및 샤프트 슬리브(418)(다음의 도면에 도시함)를 포함한다.In connection with the exemplary embodiment of FIGS. 4A and 4B, the cutter assembly 400 (also simply referred to as a cutter) is a cutter having a
도 5a 및 도 5b는 커터 블레이드(453)를 커터 샤프트(410)에 연결하는 하나의 방법을 나타낸 것이다. 상기 핀(409)을 삽입하기 전에, 상기 커터 블레이드(453)의 길이방향 부분(longitudinal portion)(406)은 커터 샤프트(410)의 원위단(412)에 가까운 슬롯(413)에 위치된다. 상기 커터 블레이드 슬롯(427)은 샤프트 슬롯(413) 내의 커터 샤프트 홀(411)과 정렬될 수 있다. 핀(409)은 커터 블레이드 슬롯(427)(도 5a에 도시됨), 즉 상기 커터 블레이드(453)의 길이방향 부분(406)의 대향측의 커터 블레이드 홀(407)(도 10a에 최적으로 도시됨) 및 샤프트 슬리브(418)의 샤프트 슬리브 홀(419)을 통해 위치될 수 있다. 상기 핀은 커터 블레이드 홀(407)을 통과해서 커터 샤프트 슬롯(413)의 커터 샤프트 홀(411)로 들어간다.5A and 5B illustrate one method of connecting the
상기 샤프트 슬롯(413)은 커터 블레이드(453)를 수용할 수 있는 치수로 이루어진다. 상기 슬롯(413)의 폭은 커터 블레이드(453)의 길이방향 부분(406)의 폭과 거의 같다. 상기 슬롯(413)의 원위단에서의 만곡부(428)는 (커터 블레이드(453)가 미치는 범위 또는 커터 블레이드의 동작 범위(throw)를 형성하는) 연장될 수 있는 커터 블레이드의 부분(402)(또한 커터 블레이드 암(402)으로 알려짐)과 길이방향 부분(406) 사이의 커터 블레이드(453)의 만곡부를 수용한다. 상기 슬롯(413)의 원위단에서의 만곡부(428)가 커터 블레이드(453)를 보강하기 위하여 커터 블레이드 에지 구조와 관련해서 작용하는 커터 블레이드 암(402)에 대한 축방향 지지를 제공하는 동안, 상기 슬롯(413)은 커터 블레이드 암(402)에 대한 비틀림 지지를 제공한다. 조직에서 회전되는 경우에 커터 블레이드가 굽혀지는 성향을 감소시키기 위하여 보다 상세히 후술될 커터 샤프트 연장부(480)는 상기 커터 블레이드(453)에 대한 부가적인 지지를 제공한다.The
핀으로 고정될 때의 샤프트 슬리브(418)는 샤프트(410)와 커터 블레이드(453)의 길이방향 부분(406)을 정렬해서 고정시키는데 효과적인 역할을 한다. 이를 위해, 상기 샤프트(410)에 커터 블레이드(453)를 고정하는 핀(409)은 대략 0.06 인치(1.5mm)의 직경일 수 있다.The
상기 커터 블레이드 홀(407)이 커터 블레이드 샤프트(410)에 고정되는 경우, 상기 커터 블레이드(453)는 커터 블레이드 샤프트(410)에 부착된다. 상기 커터 블레이드가 덮혀진 상태에서 연장된 상태로 되고 다시 덮혀지게 되는 경우에 상기 커터 블레이드(453)의 형상 변화를 수용하도록 상기 커터 블레이드 슬롯(427)은 길이방향 부분(406)의 고정되는 부분에 대한 상기 길이방향 부분(406)의 슬롯된 부분(홈이 파인 부분)의 상대 운동을 어느 정도 가능하게 한다.When the
상기 커터(400)의 나머지 구성요소는 공지된 소정의 적합한 고정 기구를 이용하여 서로에 대하여 안정적으로 고정될 수 있다.The remaining components of the
도 6a 내지 도 6d는 일련의 커터 조립체(400)를 나타낸 것이다. 도 6a는 커터 조립체(400)의 평면도이다. 도 6b는 커터 조립체(400)의 배면도이다. 도 6c는 도 6b의 단면도이다. 도 6d는 도 6c의 확장된 부분을 나타낸 확대도이다.6A-6D illustrate a series of
도 6a 및 도 6d에 나타낸 바와 같이, 상기 핸들(416)이 (연장되는 경우) 블레이드 암(402)과 정렬되도록 상기 커터 샤프트(410)에서의 슬롯은 특정 위치에 놓일 수 있다. 필요하지는 않더라도, 상기 핸들과 블레이드 사이의 관계는 외과의사가 상기 핸들(416)의 회전 위치를 알아서 연장된 블레이드 암(402)의 위치 궤도를 지속시키는데 있어서 유용한 방법이다.As shown in FIGS. 6A and 6D, the slots in the
도 6d에 나타낸 바와 같이, 상기 커터 덮개(430)의 왕복 범위(이동 범위)(440)는 상기 커터 샤프트(410)에 부착된 근위단 스톱부(444)에 의해 근위단에서 제한된다. 상기 커터 덮개(430)의 왕복 범위(440)는 커터 샤프트(410)의 쇼울 더(448)에 의해 원위단에서 제한된다.As shown in FIG. 6D, the reciprocating range (movement range) 440 of the
상기 커터 블레이드(453)가 단 한명의 환자에게 이용된 후에 처리되는 경우라도 상기 핸들(416), 커터 샤프트(410) 및 커터 덮개(430)와 같은 소정의 구성요소가 재이용될 수 있음을 당업자라면 인식할 수 있을 것이다. 상기 핸들과 커터 샤프트는 하나의 일체의 구성요소로서 이루어질 수 있다.Those skilled in the art will appreciate that certain components, such as the
슬리브나 내부 덮개 라이너(미도시)는 마찰을 감소시키기 위해 커터 덮개의 내부에 삽입될 수 있다. 상기 커터 블레이드(453)는 니티놀TM(NitinolTM)과 같은 니켈-티타늄 형상 기억 합금을 포함하는 형상 기억 합금으로 형성될 수 있다. 상기 커터 덮개(430)는 적합한 등급의 스테인리스 스틸로 이루어질 수 있다. 상기 커터 블레이드(453)와 커터 덮개(430)의 내면 사이의 마찰을 감소시키기 위하여, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE; polytetrafluoroethylene)과 같은 건조 윤활유가 이용될 수 있다. 또한, 상기 슬리브나 내부 덮개 라이너는 커터 블레이드보다 낮은 마찰계수를 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 이러한 구성요소가 재이용되는 경우, 상기 구성요소는 다수의 살균 사이클을 견딜 수 있는 성질을 갖게 선택될 수 있다. 이러한 재료 중의 하나는 초 고분자 중량 폴리에틸렌(UHMWPE; ultra-high molecular weight polyethylene)이다.A sleeve or inner cover liner (not shown) may be inserted inside the cutter cover to reduce friction. The
이와 같이 커터와 커터의 구성요소를 소개한 후에 추간판 공간(312)의 내부를 마련하는 동안에 연속적으로 커터가 왜 이용될 수 있는지를 설명하는 것이 유용하다. 도 7은 제1예를 나타낸 것이다. 도 7에는 원위 척추체(304), 추간판 공 간(312)(섬유테(334) 및 속질핵(338)을 포함하며 종판에 의해 접합되는 추간 디스크(추간판)(330)를 포함함) 및 근위 척추체(308)를 포함하는 운동 세그먼트(316)가 도시되어 있다. 이러한 예를 위해, 척추체가 인접한 척추체로 될 필요한 정도를 넘어서 관계되는 것은 중요하지 않다.It is useful to explain why the cutter can be used continuously during the preparation of the interior of the
도 7에는 원위 척추체(304)의 종판(342)을 포함하며 추간판 공간(312)의 일부를 형성하는 종판(342)에 위치되는 연골층(346)이 도시되어 있다. 접근 경로가 추간판 공간(312)의 기준점(point of reference)으로부터의 트랜스-천골 축방향 접근이면, 종판(342)은 상부 종판일 수 있다. 또한, 도 7에는 근위 척추체(308)의 종판(352)을 포함하며 추간판 공간(312)의 일부를 형성하는 종판(352)에 위치되는 연골층(356)이 도시되어 있다. 접근 경로가 추간판 공간(312)의 기준점으로부터의 트랜스-천골 축방향 접근이면, 종판(352)은 하부 종판일 수 있다.7 shows the
상기 연골층(346, 356)을 포함시킨 것은 커터의 이용을 설명하기 위한 것이고, 이는 해부학적으로 정확한 것을 의도하는 것은 아니며 연골의 적절한 치수를 나타낸 것도 아님을 당업자라면 인식할 수 있을 것이다.Inclusion of the cartilage layers 346 and 356 is intended to illustrate the use of cutters, which will be appreciated by those skilled in the art that are not intended to be anatomically accurate and do not represent the proper dimensions of cartilage.
상기 추간판 공간내에서 커터의 위치는 실시간 형광투시경 화상진찰(전방/후방 및 측방향 화상진찰이 모두 가능함) 하에서 외과의사에게 보여질 수 있다.The position of the cutter in the intervertebral disc space can be seen by the surgeon under real-time fluoroscopy imaging (both front / rear and lateral imaging are possible).
특징을 설명하기 위하여, 도 7에는 3개의 다른 커터 블레이드(504, 508, 512)의 다른 동작 범위 구간(throw length)을 나타낸 것을 포함한다. 상기 핵(338)을 컷팅하기 위한 하나의 방법으로는 상기 핵(338)을 점진적으로 컷팅하기 위하여 일련의 커터 블레이드(504, 508, 512 및 가능한 다른 긴 블레이드)를 이용할 수 있 음을 당업자라면 인식할 수 있을 것이다. 이러한 3개의 블레이드의 다른 동작 범위의 구간(때로는 미치는 범위(reach)라 불리움)은 짧은 상태부터 긴 상태까지 연속해서 이용될 수 있고, 이는 3개의 다른 블레이드의 구간이 도 7에 동시에 나타낸 것을 단지 특징적으로 설명하기 위한 것임을 당업자라면 알 수 있을 것이다. 이러한 관계를 설명하기 위해, 특정 시술에서 이용되는 일련의 커터 블레이드가 미치는 범위(reach)는 작은 커터 블레이드에 대하여 0.40인치부터 긴 커터 블레이드에 대하여 0.70인치까지이다. 이러한 범위는 예시적인 것으로 달라질 수 있음을 당업자라면 인식할 수 있을 것이다. 환자의 해부학적 구조와 디스크 공간으로의 (축방향) 입구 지점, 또한 척추 디스크의 시상 대칭(sagittal symmetry)과 관련된 문제를 포함하는 몇가지의 요인에 따라 커터 블레이드에 대한 최적의 동작 범위가 좌우된다. 또한, 안전성의 이유로 인하여, 상기 디스크 에지에 너무 가까운 동작 범위를 제외하도록 커터 블레이드의 길이를 제한하는 것이, 즉 상기 섬유테를 손상시키는 것을 배제하도록 상기 커터 블레이드와 섬유테 사이의 접촉을 방지하는 것이 바람직할 수 있다.To illustrate the features, FIG. 7 includes showing different throw lengths of three
연장된 경우의 커터 블레이드(504, 508, 512)는 커터의 중심선(262)에 대해 가로지르고, 상기 커터 블레이드 중심선(262)에 수직한 축(266)에 대하여 평행하다. 상기 커터 블레이드는 또한 종판(342, 352) 및 연골층(346, 356)과의 평행에 가깝다.The
이러한 예에 있어서, 연속적으로 긴 커터 블레이드(504, 508, 512)는 상기 중심선(262) 주위로 360도 이상 회전될 수 있다. 상기 커터 핸들을 360도 중 소정 각도(대략 90도)로 회전시킨 후에 상기 커터에 의해 점유된 위치로 복귀시키기 위하여 반대방향으로 상기 커터 핸들을 회전시킴으로써 한번에 하나의 세그먼트에 작용시키는 것이 일부 외과의사에게는 바람직할 수 있다. 따라서, 4분의 1 반경(radial quadrants)에서 작동하는 동안에 이러한 과정이 진행된다. 때때로 이러한 짧은 움직임은 차량의 전방유리 와이퍼의 움직임에 비유된다.In this example, the continuously elongated
또한, 순차적으로 증가하는 동작 범위를 갖는 일련의 커터 블레이드를 이용하는 것 외에, 상기 커터 블레이드가 원위 척추체(304)의 종판(342)에서의 연골(346)에 계속해서 더 가까워지게 이동하도록 외과의사는 운동 세그먼트에 대하여 상기 커터를 전방(원위를 향하는 방향)으로 슬라이딩시킴으로써 상기 커터 블레이드의 축방향 위치를 조정할 필요가 있을 것이다. 연속적으로 커터의 증가하는 동작 범위를 이용하고 상기 커터가 핵으로 더 연장되는 과정을 반복(및 연속적으로 블레이드의 증가하는 동작 범위를 반복)시킴으로써 외과의사는 근위 척추체에 비교적 가까운 제1공간을 생성하도록 선택할 수 있다.In addition to using a series of cutter blades with a sequentially increasing range of motion, the surgeon may also move the cutter blade to move further closer to the
또한, 외과의사는 두 연골층 사이 공간의 대략적인 높이 및 제1블레이드 동작 범위와 대략 같은 반경인 실린더를 접근시키는 공간을 생성하기 위하여 제1동작 범위를 갖는 하나 이상의 커터를 이용하도록 선택할 수 있다. 이러한 과정은 주어진 동작 범위의 구간을 갖는 방사형 커터 블레이드(radial cutter blade)를 이용하고, 이어서 상기와 같은 동작 범위의 구간 외에 다른 블레이드 각도(예를 들면, 45도)에서의 하나 이상의 커터 블레이드를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 주어진 동작 범위의 구간에 대해 컷팅이 완료되면, 외과의사는 상기 방사형 커터 블레이드로 다시 시작하기 위하여 긴 동작 범위 구간의 커터 블레이드로 이동한다. 이러한 과정은 필요한 공간의 양이 생성될 때까지 증가하는 블레이드 동작 범위의 커터 블레이드와 함께 반복될 수 있다.In addition, the surgeon may choose to use one or more cutters having a first operating range to create a space that approaches a cylinder that is approximately the same height as the first blade operating range and the approximate height of the space between the two cartilage layers. This process uses a radial cutter blade with a section of the given operating range, followed by one or more cutter blades at a different blade angle (eg 45 degrees) in addition to the section of the range of operation as described above. It may include. When the cut is complete for a given range of motion, the surgeon moves to the cutter blade for a longer range of motion to start over with the radial cutter blade. This process can be repeated with cutter blades of increasing blade operating range until the required amount of space is created.
치료 시술의 본질과 환자의 해부학적 구조는 필요로 하는 최대의 커터 블레이드의 동작 범위 구간을 결정할 것이다. 어떤 시술에서는 동작 범위의 구간을 작은 증분씩 증가시키기 위하여 다수의 커터 블레이드 동작 범위의 구간을 이용하기도 한다. 다른 시술에서는 작은 동작 범위 구간을 간단하게 이용하고 상기 추간판 공간을 마련하는데 필요한 최대 동작 범위 구간으로 이동한다.The nature of the treatment procedure and the anatomical structure of the patient will determine the maximum operating range of the cutter blade required. In some procedures, multiple cutter blade operating ranges are used to increase the range of operating ranges in small increments. In other procedures, a small range of motion range is simply utilized and moved to the maximum range of motion range required to provide the intervertebral disc space.
상기 핵 물질이 컷팅되는 경우, 외과의사는 축방향 채널로부터 커터를 정기적으로 제거하고 임의의 적절한 조직 추출 도구를 이용할 수 있다. 이를 위해 이용될 수 있는 리트랙팅 가능한 수개의 조직 추출기가 미국 특허출원 제10/972,077호(전술한 내용 참조)에 제안되어 있다.When the nuclear material is cut, the surgeon may periodically remove the cutter from the axial channel and use any suitable tissue extraction tool. Several retractable tissue extractors that can be used for this purpose are proposed in US patent application Ser. No. 10 / 972,077 (see above).
미국 특허출원 제10/972,077호(전술한 내용 참조)에는 융합 시술을 위해 추간판 공간을 마련하는 경우에 뼈의 성장을 용이하게 하며 관련된 운동 세그먼트의 척추체의 융합을 촉진시키는데 바람직할 수 있는 출혈(bleeding)을 일으키기 위하여 연골 종판을 긁어서(scrape) 혈관 척추체가 거칠게 되도록 상기 커터를 이용하는 것은 이점이 있을 수 있다고 제안되어 있다.US patent application Ser. No. 10 / 972,077 (see above) describes bleeding which may be desirable for facilitating bone growth and facilitating fusion of the vertebral bodies of related motor segments when arranging intervertebral space for fusion procedures. It is proposed that using such a cutter to scrape the cartilage end plates to coarse the vascular vertebral body to produce coarse) may be advantageous.
그러나, 모든 치료 시술이 융합을 촉진시키기 위하여 상기와 같은 출혈을 얻으려고 하지는 않는다. 상기 축방향 채널이 종판(352)을 통해 생성되는 경우에 상기 근위 척추체의 종판(352) 부분이 어지럽혀지는 것(동요되는 것)을 피할 수 없 고, 마찬가지로 상기 축방향 채널의 인접한 근처에서의 연골(356) 부분(또한, 상기 축방향 채널(212)(도 2c 참조)이 원위 척추체(304)로 연장되는 경우에 상기 원위 척추체(304)의 연골(346) 및 종판(342))이 어지럽혀지는 것(동요되는 것)을 피할 수 없다. 그러나, 종판 및 연골의 작은 부분의 피할 수 없는 동요(혼란; disturbance)는 상기 연골 및 종판의 다른 부분의 손상을 피하기 위한 어떤 시술 내에서의 이점을 제거하지는 않는다.However, not all treatment procedures attempt to obtain such bleeding to promote fusion. When the axial channel is created through the
도 8은 출혈을 발생시키기 위하여 연골 종판을 긁어서 혈관 척추체가 거칠게 되게 한 폐쇄된 루프 커터 블레이드를 여러 방향에서 본 형태로 나타낸 것이다. 상기 커터 블레이드 홀(407)과 커터 블레이드 슬롯(427)이 보일 수 있게 도시되어 있다. 상기 커터 블레이드 암(402)은 한 쌍의 변이부(transitional section)(470)에 의해 길이방향 부분(406)에 접합된다. 상기 두 변이부(470)가 두 길이방향 부분(406)과 만나는 영역에서의 정확한 위치는 특별히 연관되어 있지는 않지만, 상기 커터 블레이드의 두 단부는 만나게 된다. 이러한 접촉 지점은 루프(loop)가 폐쇄되는 위치로 간주될 수 있다. 그러나, 상기 커터 블레이드가 블레이드 샤프트에서의 커터 조립체에 부착되는 경우에 상기 커터 블레이드의 두 단부는 접합되므로(도 5 참조), 상기 커터 블레이드 홀(407)과 상기 커터 블레이드 슬롯(427)의 현재 인접한 부분에 위치되는 지점(500)에서 상기 루프가 폐쇄되는 것은 더 간단하게 될 수 있다. 상기 폐쇄된 루프는 추간판 공간에 삽입되는 동안에 커터 블레이드(500)에서 파손이 발생하는 경우에 대비하여 여분의 층을 포함하고, 상기 커터 블레이드(500)는 슬롯(427)을 갖는 커터 블레이드의 부분(이 경우, 커터 블레이드(500)의 원위 암(560)) 또는 홀(407)을 갖는 커터 블레이드의 부분(이 경우, 커터 블레이드(500)의 근위 암(564))을 통해 상기 커터 샤프트에 연결되어 유지될 것이다. (상기 원위 암(560)이 블레이드 팁부(548)에서 근위 암(564)과 만나는 것을 당업자라면 인식할 수 있을 것이다.) 상기 커터 블레이드의 모든 부분은 커터 블레이드에서 파손이 발생하는 경우에 대비하여 상기 커터 샤프트에 연결되어 있기 때문에, 상기 커터 블레이드의 모든 부분은 커터 조립체의 즉각적인 제거에 의해 추간판 공간으로부터 제거될 수 있다.FIG. 8 shows a closed loop cutter blade viewed from various directions in which cartilage end plates are scraped to roughen the vascular vertebral body to cause bleeding. The
상기 커터의 작동에서 느낄 수 있는 변화 및 실시간 형광투시경 화상진찰에서 표시되는 것으로 육안으로 알 수 있는 커터 블레이드의 변화에 의해 외과의사는 커터 블레이드에서 파손이 발생한 것을 알 수 있다. 커터 블레이드와 상기 커터 블레이드를 이용하기 위한 공정이 환자의 신체 내에서 커터 블레이드의 파손을 회피하도록 형성될 경우에도, 척추체와 접촉하는 커터 블레이드의 이용에서 안전한 특징적으로 주어진 원래의 특성을 제공하는 것이 유용할 수 있다.The surgeon can see that a break has occurred in the cutter blade due to the change of the cutter blade, which can be seen by the naked eye as indicated by the change in the operation of the cutter and the real-time fluoroscopy imaging. Even when the cutter blade and the process for using the cutter blade are formed to avoid breakage of the cutter blade in the patient's body, it is useful to provide the characteristic features given in the safe use of the cutter blade in contact with the vertebral body. can do.
커터 블레이드(500)는 6개의 다른 컷팅 에지(504, 508, 512, 516, 520, 524)를 가질 수 있다. 일측에 3개의 컷팅 에지(504, 508, 512)가 있고, 다른 측에 3개의 컷팅 에지(516, 520, 524)가 있다. 에지(504, 516)는 커터 블레이드(500)의 블레이드 암(402)의 근위부(536), 즉 상기 블레이드 암(402)의 원위부(542)인 폐쇄된 루프의 다른 부분보다 상기 핸들(416)(도 4a 참조)에 가까운 블레이드 암의 부분에 있다.The
상기 추간판 공간에 삽입되는 경우, (상기 근위부가 종판에 평행하든지 아니 든지 간에) 상기 근위부(536)의 외부는 대체로 근위 척추체의 종판을 향할 것이다. 에지(508, 520)는 블레이드 암(402)의 원위부(542)에 있다. 상기 추간판 공간에 삽입되는 경우, (상기 원위부(542)가 종판에 평행하든지 아니든지 간에) 상기 원위부(542)의 외부는 대체로 원위 척추체의 종판을 향할 것이다. 에지(512, 524)는 원위 암(560)과 근위 암(564)을 연결하며 상기 블레이드 암(402)의 근위부(536)와 원위부(542) 사이의 커터 블레이드의 팁부(548)에 있다.When inserted into the intervertebral disc space, the outside of the proximal portion 536 (whether or not the proximal portion is parallel to the end plate) will generally face the end plate of the proximal vertebral body.
상기 블레이드 암(402)의 원위부(542) 및 근위부(536)를 따르는 상기 컷팅 에지는 전체의 블레이드 암(402)에 걸쳐 연장되지 않는다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 커터 블레이드 에지가 이전의 커터 블레이드에 의해 미리 컷팅되어 있는 전체 범위에 걸쳐 연장될 필요가 없도록 증가한 길이의 일련의 커터 블레이드가 이용될 것이라는 것을 생각할 수 있다.The cutting edge along the
커터 블레이드의 측부가 평평할 필요는 없다. 상기 측부(때때로 면이라 불리움)는 (한 쌍의 다이(die)로부터 단일 다이의 6면 중 하나에 형성된 톱니 형상이 다이의 면이나 측부를 주시하는 경우에 볼 수 있는 것과 마찬가지로) 그 측부나 대상체의 면을 주시하는 경우에 볼 수 있는 특징을 갖는다.The sides of the cutter blade need not be flat. The side (sometimes called a face) is the side or object (as is seen when a sawtooth formed from a pair of die on one of the six faces of a single die looks at the face or side of the die). If you look at the surface of the feature you can see.
각각의 경우, 상기 외주연(556)은 종판의 연골을 접촉시키기 위하여 에지 배치를 위한 나은 선택이기 때문에, 6개의 컷팅 에지는 내주연(552)에서보다 폐쇄된 루프의 외주연(556)에 있다. 상기 폐쇄된 루프의 외주연(556)에 컷팅 에지를 위치시킴으로써, 상기 커터 블레이드(500)는 (추간판 공간(312)의 관계에서 본 경우에 하부 종판으로 될 것 같은) 근위 종판(352)의 연골(356)(도 7 참조) 또는 (추간판 공간(312)의 관계에서 본 경우에 상부 종판으로 될 것 같은) 원위 종판(342)의 연골(346)(도 7 참조)을 컷팅해서 상기 커터 블레이드의 유효성을 최대화시키게 된다.In each case, the six cutting edges are at the
상기 커터 블레이드(500)의 양측에 컷팅 에지가 구비됨으로써, 상기 커터 블레이드가 시계방향으로 회전하는 동안 및 상기 커터 블레이드가 반시계방향으로 회전하는 동안에도 외과의사는 핵 물질을 컷팅할 수 있다. (시계방향 및 반시계방향은 방위에 따라 좌우된다. 시계방향을 정의하는 하나의 방법은 상기 커터 조립체의 근위단으로부터 원위단을 향해 주시하는 경우에 상기 커터에서 본 것일 수 있다. 이는 외과의사가 커터 핸들의 회전을 본 경우와 일치한다.)By having cutting edges on both sides of the
양 방향성으로 되어 있는 것은 유용한 특징이지만, 모든 커터 블레이드가 양측에 컷팅 에지를 구비해야 하는 것은 아니다. 일부의 커터 블레이드는 일측에 하나의 타입의 컷팅 에지 및 보조 측에 보조 타입의 커터 블레이드를 가질 수 있다. 일부의 커터 블레이드가 커터 블레이드의 팁부에 블레이드 에지를 갖는 것은 이점이 있을 수 있지만, 일부의 커터 블레이드는 상기 팁부에 블레이드 에지를 가질 수 없거나 또는 원위부(542)와 근위부(536)에서 보다는 팁부(548)에 다른 블레이드 에지를 가질 수 있다.Being bidirectional is a useful feature, but not all cutter blades need to have cutting edges on both sides. Some cutter blades may have one type of cutting edge on one side and an auxiliary type cutter blade on the secondary side. It may be beneficial for some cutter blades to have blade edges at the tip of the cutter blade, but some cutter blades may not have blade edges at the tip or
상기 커터 블레이드(500)가 추간판 공간(312) 내에서 회전되는 동안에 물질이 갭을 통과할 수 있게 상기 커터 블레이드(500)는 폐쇄된 루프 내에 갭(528)을 갖는다. 이는 상기 추간판 공간(312)을 통해 이동하는 커터 블레이드(500)에 대한 저항을 감소시키므로 상기 컷팅 작용에 대한 다른 양상을 포함할 수 있다. 다른 커 터 블레이드는 원위부와 근위부 사이에 보다 작은 갭을 갖거나 갭이 전혀 없을 수 있다.The
물질이 상기 폐쇄 루프의 내주연에서의 갭을 통과할 정도로 큰 갭을 갖고 있지 않은 커터 블레이드는 상기 커터 샤프트에 연결되는 폐쇄된 루프가 커터 블레이드용의 두 지점을 제공하고 상기 커터 블레이드에서 파손이 발생하는 경우에 상기 커터 블레이드의 각 부분으로부터 상기 커터 샤프트(410)에 연결되는 적어도 하나의 지점을 제공하는 것을 갖는 점에서 전술한 바에서 알 수 있는 것처럼 상기 폐쇄된 루프로부터 이득을 얻는다.Cutter blades that do not have a gap large enough to allow material to pass through the gap at the inner circumference of the closed loop have a closed loop connected to the cutter shaft providing two points for the cutter blade and breakage occurs at the cutter blade. In the case of gaining from the closed loop as can be seen above in that it provides at least one point from each part of the cutter blade to the
[오목한 연마부를 갖는 커터 블레이드][Cutter Blades with Concave Polishing]
도 9a 내지 도 9d는 전술한 커터 블레이드(500)와 유사한 커터 블레이드(560)의 4가지 형태를 나타낸 것이다. 커터 블레이드 홀 또는 커터 블레이드 슬롯은 이 도면에서는 중점이 아니기 때문에 상기 홀이나 슬롯을 도시하지 않는다. 일부의 커터 블레이드는 핀이나 리벳을 포함하지 않는 다른 방법으로 상기 커터 블레이드 홀이나 홀들 또는 상기 커터 블레이드 홀과 커터 블레이드 슬롯의 조합을 통해 상기 커터 샤프트에 연결될 수 있다.9A-9D illustrate four forms of
커터 블레이드(500)에 비해 새로운 커터 블레이드(560)에 있는 것은 상기 커터 블레이드(560)의 상측에 블레이드 에지(508, 520) 사이의 구성요소(564) 및 블레이드 에지(524, 512) 사이의 구성요소(568)로서 나타낼 수 있는 오목한 연마부(hollow ground)이다. 본 도면에서 보이지는 않지만, 상기 오목한 연마부는 블레이드 암(402)의 근위부(536)의 에지(516)와 에지(504)(여기서는 보이지 않음) 사이 에 부가될 수 있다.What is in the
도 9d는 도 9c의 A-A에 따른 상세 단면도이고, 일부의 커터 블레이드의 경사각(576)이 15도에서 60도의 범위에 있을 수 있음을 나타낸다. 도 9d는 또한 상기 오목한 연마부가 블레이드 스탁의 두께의 부분에 따라 예시적으로 0.001인치에서 0.020인치까지의 범위에 있을 수 있도록 제거되어 있는 제거된 물질(580)을 나타낸 것이고, 상기 오목한 연마부의 효과에 대해서는 블레이드 에지 근처의 컷팅 작용을 강화하여 얻게 된다. 상기 커터 블레이드의 표면이 블레이드 에지 근처에서 리세스(recess)되는 점에서, 상기 블레이드 에지는 연골이나 척추체의 종판과 같은 물질과 더 공격적인 상호작용을 하게 된다. 이러한 공격적인 상호작용은 상기 물질을 긁고/컷팅(scraping/cutting)하는 경우에 커터 블레이드의 효율성을 촉진시키고 출혈을 촉진시키기가 쉽게 된다.FIG. 9D is a detailed cross-sectional view according to A-A of FIG. 9C, showing that the
커터 블레이드를 강화하기 위하여 오목한 연마부를 이용하는 것은 직선의 경사 에지를 갖는 커터 블레이드(560)와 같은 커터 블레이드 외에 톱니 형상의 에지를 이용하여 커터 블레이드와 함께 이용될 수 있다.Using a concave abrasive portion to reinforce the cutter blade may be used with the cutter blade using serrated edges in addition to the cutter blade, such as the
[얇은 디스크 커터 블레이드][Thin disc cutter blade]
도 10은 인간 척추(700) 부분의 측방향을 나타낸 것이다. 디스크(704)는 정상의 건강한 디스크이다. 디스크(708)는 악화된 디스크이다. 디스크(712)는 팽창한 디스크이다. 디스크(716)는 헤르니아(herniated) 디스크이다. 디스크(720)는 얇은 디스크이고, 상기 종판(730, 734) 사이의 공간이 정상 디스크(704)와 비교해 볼 때 크게 감소되어 있다는 점에서 주목할 만하다. 마찬가지로, 골극층을 갖는 퇴보된 디스크인 디스크(724)도 또한 얇은 디스크이다. 도 3 및 도 5에 나타낸 커터 블레이드(453)와 같은 폐쇄된 루프 커터 블레이드는 얇은 디스크 내에서 작동하기에 충분히 얇지 않을 수 있다.10 shows the lateral direction of a portion of the
도 11은 얇은 디스크와 같은 경우에 이용하기 위한 얇은 커터 블레이드(800)를 상측에서 본 사시도이다. 상기 얇은 커터 블레이드(800)는 도 8에서 설명한 커터 블레이드(500)와 유사한 여러 특징을 갖는다. 상기 얇은 커터 블레이드(800)는 원위 암(860)에서의 블레이드 에지(808, 820) 및 근위 암(864)에서의 블레이드 에지(804, 816)(여기서는 보이지 않음)를 갖는다.11 is a perspective view from above of a
상기 폐쇄된 루프 커터 블레이드(500)와 달리, 상기 블레이드 에지 부근에서 상기 원위 암(860)과 근위 암(864) 사이에 갭이 없다. 따라서, 상기 커터 블레이드의 두께는 도 8의 커터 블레이드와 같은 폐쇄된 루프 커터 블레이드에 나타낸 것보다 상당히 작은 단지 0.050인치 정도의 크기이다.Unlike the closed
상기 원위 암(860)과 근위 암(864) 사이에 같은 면(같은 높이)의 관계를 유지하기 위하여 두개의 리벳(874)이 부가된다. 상기 리벳(874)이 눌려진 후, 상기 리벳(874)은 원위 암(860)의 표면과 근위 암(864)의 표면이 같은 면으로 되게 만든다(리벳의 하부측은 여기에서는 보이지 않음). 상기 팁부(848)는 컷팅 에지를 갖는 것이 아니라 둥글게 되거나 또는 경사지게 된다.Two
도 12a 내지 도 12d는 얇은 커터 블레이드(800)의 부가적인 형태를 나타낸 것이다. 도 12a는 도 11과 매우 유사한 얇은 커터 블레이드(800)를 상측에서 본 사시도이다. 도 12a에 전체의 얇은 커터 블레이드(800)를 나타낸 바와 같이, 상기 블 레이드(800)는 커터 블레이드 슬롯(427)을 포함한다. 도 12b는 얇은 커터 블레이드(800)의 정면도이고, 상기 커터 블레이드 슬롯(427)은 근위 암(864)에 있고, 상기 커터 블레이드 슬롯(427)을 통해 보이는 것은 원위 암(860)에 있는 커터 블레이드 홀(407)이다. 상기 얇은 커터 블레이드(800)는 커터 덮개에 의해 둘러싸여 있어서 도 12에 나타낸 형상으로부터 멀리 이동하는 것을 억제하기 때문에, 상기 슬롯과 홀의 조합을 이용하면 상기 근위 암(864)을 원위 암(860)에 대하여 이동시키는 것이 가능해진다. 상기 얇은 커터 블레이드(800)의 형상은 변화하기 때문에, 변이부(870)에서의 만곡부가 변경된다. 도 12c는 얇은 커터 블레이드(800)의 측면도이고, 도 12d는 얇은 커터 블레이드(800)의 평면도이다.12A-12D illustrate additional forms of the
도 13은 얇은 커터 블레이드(800)를 분해한 것을 상측에서 본 사시도이다. 리벳(874)은 삽입 및 가압되기 전에 보일 수 있다. 원위 암(860)과 커터 블레이드 홀(407)은 보일 수 있게 도시되어 있고, 근위 암(864)과 커터 블레이드 슬롯(427)도 도시되어 있다.13 is a perspective view of the disassembled
[유지 필름][Retaining film]
도 13은 또한 유지 필름(retaining film)인 선택적 요소(880)를 나타낸 것이다. 상기 유지 필름(880)은 근위 암(864)과 원위 암(860) 사이에 위치되고 각 암을 결합하기 위하여 부착된다. 상기 커터 샤프트에 얇은 커터 블레이드(800)를 부착하는 리벳(874)과 핀 또는 리벳은 유지 필름(880)의 슬릿(884)을 통과한다. 상기 얇은 커터 블레이드(880)가 근위 암(864)과 원위 암(860) 모두를 파손시키면, 상기 유지 필름(880)은 작동하기 시작한다. 의도한 대로 작동하는 경우에 유지 필름 9880)은 파손된 부분이 추간판 공간 및 축방향 채널(212)(도 2 참조)에서 제거될 수 있도록 상기 커터 블레이드(800)의 나머지 부분과 관련해서 상기 파손된 부분을 파괴시키지 않고 유지시킬 것이다.13 also shows an
상기 유지 필름(880)은 높은 인장 강도, 치수적 안정, 생체적합, 멸균가능한 폴리머 필름으로 이루어질 수 있다. 상기 유지 필름(880)은, 예를 들면 이축-지향의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(boPET) 폴리에스테르 필름으로 이루어질 수 있다. 어떤 경우, 니티놀TM과 같은 형상 기억 합금에 상기 유지 필름(880)을 적절하게 부착하는 것이 어려울 수 있다. 그러나, 상기 유지 필름(880)이 리벳(874)과 커터 샤프트로의 연결을 통해 원위 암(860)과 근위 암(864)에 기계적으로 연결되는 경우에, 상기 리벳(874)과 팁부(848) 사이에서 파손이 있지 않다면 유지 필름(880)은 상기 얇은 커터 블레이드(800)의 파손 부분을 유지하는데에 유용한 목적을 제공할 수 있다.The retaining
상기 유지 필름(880)의 두께는 약 0.08mm에서 약 0.40mm까지 사이의 범위에 있을 수 있다. 파손 부분을 유지하는 외에, 상기 유지 필름(880)은 근위 암(564)에 대하여 원위 암(560)의 전단방향 및/또는 측방향 이동을 배제하는 역할을 한다.The thickness of the retaining
도 14는 근위 암(564)의 블레이드 암부(402)와 근위 암(564)의 길이방향 부분(406) 사이가 45도 각도인 얇은 커터 블레이드(890)의 측면도이다. 각도 범위를 갖는 커터 블레이드는 상기 종판이 도 7의 경우와 같이 커터 조립체의 중심선(262)에 대략 수직하지 않은 경우에 상기 추간판 공간을 부분적으로 형성하는 종판(도 7 의 종판(342, 352) 참조)에서의 얇은 디스크에서 작업하는데 유용할 수 있다. 상기 각도는 25에서 155도까지의 범위에 있을 수 있지만, 40도에서 140도까지의 범위의 각도가 요구될 수 있다.14 is a side view of the
도 15는 원위 암(560) 및 근위 암(564)으로부터 인접한 블레이드 에지를 가짐으로써 얇은 커터 블레이드의 외면으로부터 리세스된 컷팅 에지를 갖는 얇은 커터 블레이드(904)를 나타낸 것이다. 대략 90도의 각도로 나타냈지만, 이러한 타입의 얇은 커터 블레이드는 30도에서 120도와 같은 각도의 범위에서 이루어질 수 있다.15 shows a
상기 커터 블레이드가 유한수(finite number)의 공칭 커터 블레이드 각도로 제조되는 점에서, 실제 측정한 정확한 각도는 상기 공칭 각도 값에서 몇 도(대략 5도)를 벗어날 수 있다. 이러한 실제의 각도는 덮혀진 위치에서 연장된 위치로 이동하는 사이클에 걸쳐 벗어날 수 있다.In that the cutter blade is made with a finite number of nominal cutter blade angles, the actual angle measured can deviate a few degrees (about 5 degrees) from the nominal angle value. This actual angle may deviate over a cycle of moving from the covered position to the extended position.
여러 경우에 있어서, 동작 범위 구간과 각도(45도, 90도 및 135도와 같은 각도)를 다양하게 조합한 한 세트의 커터 블레이드는 충분할 수 있다. 일부 외과의사는 90도 및 45도 커터 블레이드를 이용함으로써 일부의 치료에 대하여 적절한 결과를 얻을 수 있다고 느낄 수 있다. 60도 및 120도와 같이 90도로부터 적게 벗어난 각도 또는 25도 및 155도와 같이 90도에서 많이 벗어난 각도를 포함하는 다른 각도가 이용될 수 있다. 105도 정도의 각도와 같은 90도에 더 가까운 각도가 일부 적용에 있어서 유용할 수 있다. 키트(kit)는 커터 블레이드용의 3개의 각도 값 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 키트는 25, 45, 60, 90, 105, 120, 135 및 155도 각의 블레이드를 포함할 수 있다. 이러한 범위의 블레이드 각도와 관련해서, 상기 연장된 블레이드가 커터 조립체의 장축(long axis)에 대하여 가로지르는 넓은 범위의 변화가 있지만, 이러한 모든 경우에 상기 커터 블레이드는 커터 조립체의 장축 및 커터 블레이드의 길이방향 부분에 대하여 상당하게 가로지르게 된다.In many cases, a set of cutter blades with various combinations of range of motion and angles (such as 45 degrees, 90 degrees and 135 degrees) may be sufficient. Some surgeons may feel that using 90 and 45 degree cutter blades will yield adequate results for some treatments. Other angles may be used, including angles that deviate less from 90 degrees, such as 60 degrees and 120 degrees, or angles that deviate significantly from 90 degrees, such as 25 degrees and 155 degrees. An angle closer to 90 degrees, such as an angle of about 105 degrees, may be useful in some applications. The kit may comprise more than three angle values for the cutter blades. For example, the kit can include blades at 25, 45, 60, 90, 105, 120, 135 and 155 degree angles. With respect to this range of blade angles, there is a wide range of variation in which the extended blade traverses the long axis of the cutter assembly, but in all such cases the cutter blade is the long axis of the cutter assembly and the length of the cutter blade. It crosses substantially with respect to the direction part.
상기 추간판 공간(312) 내에서 90도 커터 블레이드를 이용하여 안전하게 처리될 수 있을 만큼 많은 물질을 컷팅하기 위하여 초기에 짧은 90도 커터 블레이드를 이용한 후에 점차로 긴 90도 커터 블레이드(하나 이상의 긴 커터 블레이드)를 이용함으로써, 일부 외과의사는 도 8에 나타낸 바와 같은 경우에 작업할 수 있다. 이때, 외과의사는 90도 커터 블레이드를 이용하여 접근하기 어려울 수 있는 물질을 제거하기 위하여 짧은 45도 커터 블레이드로 작업한 후에 하나 이상의 긴 45도 커터 블레이드로 작업하기를 원할 수 있다. 결국, 일부의 경우에 있어서, 외과의사는 90도나 45도 커터 블레이드를 이용하여 접근하기 어려운 핵 물질을 컷팅하기 위하여 짧은 135도 커터 블레이드를 이용하고, 이어서 하나 이상의 긴 135도 커터 블레이드를 이용하는 것을 선택할 수 있다.Gradually longer 90 degree cutter blade (at least one long cutter blade) after initially using a short 90 degree cutter blade to cut a large amount of material that can be safely processed within the
도 16은 한 쌍의 암(도 15에 나타낸 것으로서 560, 564)보다 단일 암을 이용한 "L" 커터 블레이드(910)를 나타낸 도면이다. 도 16에 나타낸 "L" 커터 블레이드(910)는 "L" 블레이드(910)의 원위 표면(922)에서의 한 쌍의 컷팅 에지(914, 918)를 갖는다. 상기 컷팅 에지는 도 16d에 나타낸 바와 같이 약 25도에서 80도의 경사각으로 컷팅될 수 있다. 도 16의 "L" 커터 블레이드(910)는 원위 종판(730)의 종판 및 연골(도 10 참조)을 긁는데(scrape) 이용될 수 있다. 도 11에 나타낸 얇은 커터 블레이드(800)에 비해 "L" 커터 블레이드(910)의 이점은 상기 "L" 커터 블레이드가 두개의 더미(근위 암 및 원위 암) 대신에 하나의 암을 효과적으로 이용하기 때문에 상기 "L" 커터 블레이드의 높이가 얇은 커터 블레이드(800)의 높이의 대략 절반이라는 점이다. 따라서, "L" 커터 블레이드는 얇은 커터 블레이드보다 더욱 얇은 얇은 디스크에서 작업할 수 있다.FIG. 16 shows an “L”
도 17은 컷팅 에지(934, 938)가 "L" 커터 블레이드(930)의 근위측에 있는 것을 제외한 "L" 커터 블레이드와 유사한 "L" 커터 블레이드의 여러 형태를 나타낸 도면이다. 상기 "L" 커터 블레이드(930)는 보다 가까운 근위 척추체(도 2에 나타낸 트랜스-천골 접근을 나타냄)의 종판(734)을 긁는데 이용될 수 있다. "L" 커터 블레이드(930)에 대한 커터 블레이드 각도의 범위와 경사각은 "L" 커터 블레이드(910)와 같을 수 있다.FIG. 17 shows various forms of “L” cutter blades similar to “L” cutter blades except that the cutting edges 934, 938 are proximal to the “L”
도 18 및 도 19에서는 도 5a 및 도 5b에 나타낸 커터 샤프트(410)의 특징에 대한 설명을 참작한다. 커터 샤프트(610)는 커터 블레이드(600)의 길이방향 부분을 슬롯에 수용하고, 상기 커터 블레이드(600)는 도 5a 및 도 5b에 대하여 설명된 방법으로 상기 커터 샤프트(610)에 고정될 수 있다. 그러나, 상기 커터 샤프트(610)는 커터 샤프트 연장부(480)가 없다는 점에서 상기 커터 샤프트(410)와 다르다. 상기 커터 샤프트 연장부(480)(때때로 목표 포스트(goal post)라 칭함)는 커터 블레이드(500)에 대한 부가적인 지지를 제공한다. 이러한 부가적인 지지는 긴 동작 범위를 갖는 커터 블레이드에 대하여 특히 바람직할 수 있다.In FIG. 18 and FIG. 19, the description about the characteristic of the
얇은 커터 블레이드 또는 "L" 커터 블레이드와 함께 이용하기 위한 커터 조 립체를 생성해서 얻는 경우, 커터 블레이드의 높이를 제어하는 것 외에 상기 커터 샤프트의 높이를 최소화하기 위하여 커터 샤프트 연장부(480)가 없는 커터 샤프트를 이용하는 것이 바람직할 수 있다.When creating and obtaining cutter assemblies for use with thin cutter blades or "L" cutter blades, in addition to controlling the height of the cutter blades, there is no
커터 샤프트 연장부(480)가 없는 커터 샤프트(610)를 이용하는 두번째 이유는 짧은 동작 범위의 커터 블레이드를 이용하는 경우에 블레이드에서 더 큰 굽힘이 바람직하게 이루어질 수 있다는 것이다. 예를 들면, 짧은 동작 범위의 커터 블레이드에서의 부가적인 굽힘은 커터 블레이드가 보다 효율적으로 컷팅하는데 도움을 준다.A second reason for using the
도 20은 커터 샤프트(610)와 같은 커터 샤프트의 원위단을 나타낸 도면이다. 도 21은 도 20의 확대 상세도이다. 도 22는 커터 샤프트(610)의 원위단의 단면도이다. 도 23 내지 도 25에는 커터 샤프트 연장부(480)가 없는 커터 샤프트(410)가 도시되어 있다.20 shows a distal end of a cutter shaft, such as
[재료 선택 및 다른 설명][Material selection and other description]
본 발명의 설명에 있어서, "생체적합한(biocompatible)"이란 용어는 생화학 조직이 본 발명의 장치 및 재료와 접촉하거나 상기 장치 및 재료에 (예를 들면, 마모입자) 노출되면 또는 이렇게 되는 경우에 세포 독성이나 만성 염증 반응이 없는 것을 나타낸다. 생체적합성 외에, 본 발명의 다른 관점에 있어서, 기구를 포함하는 도구가 멸균가능하고; 시각화 및/또는 화상(imaging)이 가능한, 예를 들어 형광투시경적일 수 있는 것이 바람직하다.In the description of the present invention, the term "biocompatible" refers to a cell in which or when the biochemical tissue is in contact with, or exposed to (eg, abrasive particles) to, the device and material of the present invention. Indicates no toxicity or chronic inflammatory response. In addition to biocompatibility, in another aspect of the invention, a tool comprising an instrument is sterile; It is preferred that the visualization and / or imaging may be possible, for example fluoroscopy.
상기 커터 샤프트 및 커터 덮개는 일반적으로 금속이나 금속 합금, 예를 들어 스테인리스 스틸로 제조되고 기계가공이나 사출성형으로 될 수 있다.The cutter shaft and cutter cover are generally made of metal or metal alloys, for example stainless steel, and can be machined or injection molded.
어떤 환자의 제한된 디스크 높이로 인하여, 예를 들어 융합이 헤르니아 또는 허탈 디스크(herniated or collapsed disk) 때문에 나타난 경우, 커터 블레이드가 연장, 이용 및 리트랙션 동안에 낮은 프로파일을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.Due to the limited disk height of a patient, for example, if the fusion is due to a herniated or collapsed disk, it is desirable that the cutter blade is configured to have a low profile during extension, use and retraction.
본 발명의 일관점에서, 제1 및 제2컷팅 에지 사이의 분리 거리(떨어진 거리)는 제조 중에 제어가능하게 시각화된다(즉, 커터 블레이드의 형성 동안에 고정된 열처리를 통해 미리 결정됨, 바람직하게는 니켈-티타늄 형상 기억 합금, 예를 들면 니티놀TM). 상기 컷팅 에지 사이의 분리 거리는 약 2mm에서 8mm, 및 대개는 약 3mm에서 4mm까지 변화한다. 일부의 커터 블레이드는 눈물방울(tear drop) 형상을 갖는다. 상기 컷팅 에지 사이의 최대 분리 거리는 대략 총 블레이드 길이의 반경방향의 외측방향으로 최대 1/3 내에 위치될 수 있다. 또한, 상기 최대 분리 거리는 요구되는 전개 및 컷팅 특성에 따라 블레이드 길이의 최대 1/3 내 또는 상기 블레이드 길이의 중앙 영역 내에서 위치결정될 수 있다.In the sense of the present invention, the separation distance (distant distance) between the first and second cutting edges is visually controllable during manufacturing (i.e. predetermined through heat treatment fixed during the formation of the cutter blade, preferably nickel Titanium shape memory alloys such as Nitinol ™ . The separation distance between the cutting edges varies from about 2 mm to 8 mm, and usually from about 3 mm to 4 mm. Some cutter blades have a tear drop shape. The maximum separation distance between the cutting edges may be located within a maximum of one third in the radially outward direction of the total blade length. In addition, the maximum separation distance can be positioned within a
여기에서 설명한 실시예의 일관점에 따르면, 대체로 상기 커터 블레이드와 블레이드 암은 스트립(strip) 재료, 바람직하게는 상온 및 체온에서 초탄성(super-elastic)이나 오스테나이트 상이며 폭이 약 0.10인치(2.5mm)에서 약 0.20인치(5mm)이고 두께가 약 0.015인치(0.38mm)에서 약 0.050인치(1.3mm)인 형상 기억 합금으로 형성될 수 있다. 본 실시예에 따라 형성된 블레이드 암은 100사이클 이상에서도 현저한 형상의 변형 없이 굽힘성을 갖고, 파손 없이 최대 1과 1/2의 회전(약 540도)으로 비틀려진다. 이는 커터 블레이드의 다른 부분에 대한 커터 블레이드의 일단의 비틀림이다.According to the consistency of the embodiments described herein, the cutter blade and blade arm are generally super-elastic or austenite phases in strip material, preferably at room temperature and body temperature and are about 0.10 inch (2.5 in width). mm) at about 0.20 inch (5 mm) and a thickness of about 0.015 inch (0.38 mm) to about 0.050 inch (1.3 mm). The blade arm formed according to this embodiment has bendability without significant shape deformation even over 100 cycles, and is twisted at
형상 기억 특징은 상기 추간판 공간 내에서 회전되고 운동에 대한 일방적인 저항을 수용하는 동안에 변형된 후 의도한 형상으로 커터 블레이드를 재개하는데 도움을 주는 외에 형상 기억에 있는 연장된 위치로 커터 블레이드를 재개할 수 있는 모두에 있어서 유용하다.The shape memory feature is rotated within the intervertebral space and helps to resume the cutter blade to its intended shape after being deformed while receiving a unilateral resistance to movement, but also to resume the cutter blade to an extended position in shape memory. It is useful for everyone who can.
일실시예에 있어서, 상기 컷팅 블레이드와 커터 블레이드 에지는 초탄성, 생체적합성을 바람직하게 나타내는 형상 기억 합금 및 12%로 연신된 경우 실질적인 형상 복원을 갖게 형성된다. 커터 블레이드와 커터 블레이드 에지 및 블레이드 암용으로 바람직한 생체적합성의 특성에 가까운 적합한 재료로는, 예를 들어 캐나다 Fremont에 위치한 Nitinol Device and Components, Inc사로부터 입수가능한 니티놀 스트립 재료 #SE508와 같은 니켈과 티타늄의 합금(예를 들면, Ni56-Ti45 및 중량으로 다른 요소를 합금한 것)이다. 이러한 재료는 대체로 완전한 형상 복원을 나타낸다(즉, 약 6%-10%로부터 연신되는 경우에 복원되는 연신율, 이는 스테인리스 스틸의 연신 정도에서 복원되는 연신율보다 대략 더 양호함).In one embodiment, the cutting blade and the cutter blade edges are formed to have a shape memory alloy that preferably exhibits superelasticity, biocompatibility, and a substantial shape recovery when stretched to 12%. Suitable materials close to the desired biocompatibility properties for cutter blades and cutter blade edges and blade arms include, for example, nickel and titanium, such as nitinol strip material # SE508 available from Nitinol Device and Components, Inc. of Fremont, Canada. Alloys (eg, alloys of Ni 56- Ti 45 and other elements by weight). Such materials generally exhibit complete shape restoration (ie, elongation restored when elongated from about 6% -10%, which is approximately better than elongation restored at elongation of stainless steel).
형성된 커터 블레이드의 형상과 길이는 대체로 서로 다른 컷팅 모드에 대하여 변화한다. 합금 재료를 특정 형상 고정물에 고정하고, 이어서 상기 형상 고정물 에 (이미 연마(grinding)된 블레이드의 컷팅 에지와 함께) 니티놀 스트립을 위치시켜서 볼트로 고정하고; 약 15분에서 40분 사이의 시간 범위(예를 들어, 하나의 고정물에 대한 최적의 시간은 약 20분임)에 대해 약 500℃에서 약 550℃의 온도 범위(예를 들어, 하나의 고정물에 대한 최적의 온도는 약 525℃임)에서 오븐에 전체의 고정물을 위치시키는 열-설정, 시간-온도 공정에 의해 바람직한 커터 블레이드에 상기 형상 기억 재료가 형성될 수 있다. 이러한 방법으로 니티놀로 형성된 굽힘가능한(유연한) 커터 블레이드는 특히 샤프트 슬리브로 리트랙션하는데 적합하고, 상기 디스크 공간에 직각으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 커터 블레이드는 고장이 발생하기 전에 다수의 컷팅 "사이클"을 기계적으로 견딜 수 있다.The shape and length of the cutter blades formed will generally vary for different cutting modes. Securing the alloy material to a particular shape fixture, and then positioning and bolting the nitinol strip (with the cutting edge of the blade already ground) to the shape fixture; Temperature range of about 500 ° C. to about 550 ° C. (eg, for one fixture) for a time range between about 15 to 40 minutes (eg, the optimal time for one fixture is about 20 minutes). The shape memory material can be formed in the desired cutter blade by a heat-setting, time-temperature process that places the entire fixture in the oven at an optimum temperature of about 525 ° C.). In this way a bendable (flexible) cutter blade formed of nitinol is particularly suitable for retracting into a shaft sleeve and can extend perpendicular to the disk space. In addition, the cutter blade can mechanically withstand a number of cutting "cycles" before failure occurs.
상기 컷팅 블레이드 에지는 정확히 재생가능하게 연마되는 것이 바람직하다. 상기 블레이드의 평평한 측면에 대한 상기 블레이드의 경사면의 각의 약 5도에서 약 70도의 범위이고, 대개는 약 20도에서 약 50도의 범위이다. 일실시예에 있어서, 상기 블레이드 각은 블레이드의 측면에 대하여 약 30도이다.The cutting blade edges are preferably polished to be exactly reproducible. The range of about 5 degrees to about 70 degrees of the angle of the inclined surface of the blade relative to the flat side of the blade is usually in the range of about 20 degrees to about 50 degrees. In one embodiment, the blade angle is about 30 degrees with respect to the side of the blade.
본 발명의 일관점에서, 톱니 형상을 갖게 구성된 커터 블레이드는 형상 프로파일을 최적화하기 위하여 와이어 EDM(Electrical Discharge Machining) 공정으로 형성된다. 더 많이 제조하기 위하여, 커터 블레이드는 프로파일 연마; 점진적인 다이 스탬핑; 기계가공 또는 일반적인 EDM을 통해 형성된다.In a consistent aspect of the present invention, a cutter blade configured to have a sawtooth shape is formed by a wire electric discharge machining (EDM) process to optimize a shape profile. In order to manufacture more, the cutter blades are profile polished; Progressive die stamping; It is formed by machining or general EDM.
일실시예에 있어서, 상기 조립체의 샤프트는 솔리드 스테인리스 스틸이나 다른 공지된 적절한 재료로 형성된다. 일실시예에 있어서, 상기 샤프트는 약 0.25인치(6.3mm)의 직경을 갖는다. 상기 커터 샤프트 덮개는 스테인리스 스틸 로드나 바 또는 다른 공지된 적절한 관 재료로 형성될 수 있고, 약 0.7인치(17.8mm)의 길이를 갖는다.In one embodiment, the shaft of the assembly is formed of solid stainless steel or other known suitable material. In one embodiment, the shaft has a diameter of about 0.25 inches (6.3 mm). The cutter shaft cover may be formed of a stainless steel rod or bar or other known suitable tubing material and has a length of about 0.7 inches (17.8 mm).
당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 조립체의 소정의 구성요소나 서브 조립체는 또한 적절한(예를 들면, 생체적합하고; 멸균가능한) 폴리머 재료로 제조될 수 있고, 예를 들어 적합하거나 필요한 경우에 마찰을 감소시키기 위하여 (예를 들어, PTFE로) 코팅될 수 있다.As will be appreciated by those skilled in the art, certain components or subassemblies of the assembly of the present invention may also be made of a suitable (eg biocompatible; sterile) polymer material, for example where appropriate or necessary Can be coated (eg with PTFE) to reduce friction.
예를 들면, 상기 커터 덮개는 폴리머 재료, 스테인리스 스틸, 또는 UHMWPE, HDPE, PVDF, PTFE 로딩된 폴리머와 같은 낮은 마찰 폴리머 슬리브와 스테인리스 스틸의 조합으로 제조될 수 있다. 이러한 덮개는 약 0.31인치(7mm)에서 약 0.35인치(9mm)의 외경(O.D.)을 갖는다.For example, the cutter cover can be made of a polymer material, stainless steel, or a combination of stainless steel with a low friction polymer sleeve such as UHMWPE, HDPE, PVDF, PTFE loaded polymer. This cover has an outer diameter (O.D.) of about 0.31 inch (7 mm) to about 0.35 inch (9 mm).
[대안(alternative)][Alternative]
상기 블레이드 샤프트에 블레이드를 부착하는 다른 방법Alternative method of attaching the blade to the blade shaft
도 26a 및 도 26b에서, 커터 블레이드(453)는 커터 블레이드 슬롯(427)과 커터 블레이드 홀(407, 여기서는 보이지 않음)을 통해 커터 샤프트 홀(411)로 들어가는 리벳(429)에 의해 커터 샤프트(410)의 원위단에서의 샤프트 슬롯(413)에 위치된다. 리벳을 이용하는 경우, 샤프트 슬리브(도 5a 및 도 5b의 구성요소(418)와 비교)는 필요하지 않다. 도 26c는 이러한 고정 방법이 전술한 목표 포스트(goal post)와 조합될 수 있음을 나타낸 것이다.In FIGS. 26A and 26B, the
전술한 상기 커터 블레이드는 근위 암의 커터 블레이드 홀(407) 및 상기 원 위 암의 커터 블레이드 슬롯(427)을 이용하였지만, 본 발명의 기술의 범위를 벗어남이 없이 상기 근위 암의 커터 블레이드 슬롯 및 상기 원위 암의 커터 블레이드 홀을 이용하기 위하여 상기 커터 블레이드와 커터 샤프트를 변형시킬 수 있음을 당업자라면 알 수 있을 것이다. 마찬가지로, 상기 근위 암의 커터 블레이드 슬롯과 원위 암의 커터 블레이드 홀을 나타낸 예는 홀과 슬롯을 바꿈으로써 변경될 수 있다.The cutter blade described above used the
마찬가지로, 일단 고정되면 다른 부분에 대한 하나의 길이방향 부분의 상대 운동이 없도록 적어도 일부 타입의 커터 블레이드가 양 길이방향 부분에 홀을 갖도록 전술한 커터 블레이드를 변경할 수 있다. 핀을 이용하지 않는 다른 부착 선택이 상대 운동을 허용하지 않도록 이용될 수 있다. 이러한 대안은 고정된 길이방향 부분이 변형에 기여하도록 서로에 대해 이동할 수 없기 때문에 주어진 형상을 재개하기 위하여 형상 기억 재료의 성능에 더 의존한다.Similarly, the cutter blades described above can be modified such that at least some types of cutter blades have holes in both longitudinal portions so that once fixed, there is no relative movement of one longitudinal portion relative to the other portion. Other attachment options that do not use pins may be used to not allow relative movement. This alternative is further dependent on the performance of the shape memory material to resume a given shape since the fixed longitudinal portions cannot move relative to each other to contribute to the deformation.
커터 샤프트는 특정 블레이드 각을 갖는 특정 커터 블레이드로 작업하기 위하여 구체화될 수 있다. 예를 들어, 상기 커터 샤프트와 여전히 접촉하고 있는 동안에 45도 블레이드가 하측방향의 각도에서 시작되게 45도 블레이용 커터 샤프트를 이용하는 것은 이점이 있을 수 있다. 또한, 표준 커터 블레이드는 커터 블레이드 각도의 범위에 대해 이용될 수 있고, 블레이드 각의 변화는 커터 블레이드가 커터 샤프트와 접촉한 상태로 된 후에 상기 커터 블레이드에서 처리될 수 있다. 양 방법의 조합은 커터 블레이드 각도의 확장된 범위를 제공하도록 커터 블레이드의 특성을 이용하여 45도 커터 샤프트와 90도 커터 샤프트 같은 수개의 다른 커터 샤프트 를 나타낼 수 있다.The cutter shaft can be embodied to work with a particular cutter blade having a particular blade angle. For example, it may be advantageous to use a cutter shaft for 45 degree blades such that the 45 degree blade starts at a downward angle while still in contact with the cutter shaft. Also, standard cutter blades can be used over a range of cutter blade angles, and changes in blade angle can be processed at the cutter blade after the cutter blade is in contact with the cutter shaft. The combination of both methods can represent several different cutter shafts, such as 45 degree cutter shafts and 90 degree cutter shafts, using the characteristics of the cutter blades to provide an extended range of cutter blade angles.
여기에서 설명한 커터 조립체는 부분적으로 수행하거나 누클레토미를 완료하기 위하여 또는 다른 조직 조작(예를 들면, 파쇄 및/또는 추출)을 용이하게 하기 위하여 두 가지 예로 나타낸 하이드로-절제술 또는 레이저 같은 다른 방법과 함께 이용될 수도 있다.The cutter assembly described herein may be combined with other methods, such as hydro-ablation or laser, as two examples to partially perform or complete nucleotomy or to facilitate other tissue manipulation (eg, crushing and / or extraction). Can also be used together.
[다른 핸들][Other handles]
여기에서 설명된 실시예의 일관점에 따르면, 예를 들어 상기 커터 샤프트의 근위단에 부착되는 피스톨 그립 또는 레버로서 구성된 핸들이 제공된다. 도 4b에 나타낸 바와 같이, 도시된 핸들(416)은 크로스-핀이나 고정나사에 의해 상기 커터 샤프트(410)의 근위단(414)에 부착되고, 이는 (컷팅 동안에 회전 조작에 의해 풀어져서) 상기 커터 샤프트(410)에서 핸들이 결합해제되는 위험을 감소시킨다. 전술한 바와 같이, 상기 핸들(416)은 블레이드 암과 회전 위치 정렬 상태에 있고 정방위(situ orientation)에서 블레이드 암에 대한 기준 마커(marker)로서 역할을 하도록 부착되는 것이 바람직하다.According to the consistency of the embodiments described herein, a handle is provided, for example as a pistol grip or lever attached to the proximal end of the cutter shaft. As shown in FIG. 4B, the illustrated
또한, 상기 커터 조립체의 핸들은, 예를 들어 ABS 폴리머 등과 같은 폴리머 재료로 제조된 회전 노브(미도시)로 구성되고, 상기 핸들은 사출 성형으로 될 수 있고 기계가공으로 될 수 있으며, 상기 커터 샤프트의 근위단에 대하여 나사나 다른 결합 수단에 의해 상기 커터 샤프트에 부착된다.In addition, the handle of the cutter assembly consists of a rotary knob (not shown) made of a polymer material such as, for example, ABS polymer, the handle can be injection molded and machined, and the cutter shaft It is attached to the cutter shaft by screws or other coupling means about its proximal end.
[회전 스톱부][Rotation stop part]
여기에서 설명된 실시예의 일관점에 따르면, 일방향(즉, 시계방향이나 반시 계방향)으로 회전되거나 이용될 수 있게 형성되는 블레이드 암과 커터가 제공되고, 즉 일방향만(즉, 시계방향)에서의 상기 블레이드 암의 회전 운동은 핵 물질의 제공을 시작할 것이다. 이러한 블레이드를 이용하는 동안에 의도된 운동은 전방유리 와이퍼의 좌우 움직임과 유사하고, 상기 커터와 관련한 절개는 시계방향인 범위에서 발생한다.According to the consistency of the embodiments described herein, there is provided a blade arm and a cutter which are formed to be able to rotate or be used in one direction (ie clockwise or counterclockwise), ie in one direction only (ie clockwise). The rotational movement of the blade arm will begin to provide nuclear material. The intended movement during the use of this blade is similar to the lateral movement of the windshield wiper and the incision relative to the cutter occurs in a clockwise range.
일실시예(미도시)에 있어서, 하나 이상의 스톱부가 운동의 범위 또는 블레이드 아크(arc)를 제어하기 위하여 상기 커터 샤프트 내에 위치된다. 다른 실시예(미도시)에 있어서, 하나 이상의 스톱부가 운동의 범위 또는 블레이드 아크를 제어하기 위하여 상기 커터 덮개에 끼워진다.In one embodiment (not shown), one or more stops are located within the cutter shaft to control the range of motion or blade arc. In another embodiment (not shown), one or more stops are fitted to the cutter cover to control the range of motion or blade arc.
[치형 높이의 다양성][Variation of tooth height]
상기에서 제공된 예는 균일한 높이의 치형 팁부를 만드는 패턴을 이용하였지만, 당업자라면 일부의 치형이 다른 치형보다 큰 경우에 패턴을 생성하기 위한 예로서 이용되는 패턴을 변형할 수 있을 것이다.The example provided above used a pattern to create a toothed tip of uniform height, but those skilled in the art will be able to modify the pattern used as an example to create a pattern when some teeth are larger than other teeth.
[키트(kit)][Kit]
전술한 장치 및 도구의 여러 조합은 키트를 형성하는데 제공될 수 있고, 이에 따라 특정 시술을 수행하는데 바람직한 모든 도구는 단일 팩키지에서 이용가능할 것이다. 본 발명에 따른 키트는 요구되는 처리 영역에 대한 준비 키트를 포함할 수 있고, 즉 디스크 준비를 위해 필요한 도구가 제공된다. 상기 시술이 하나 이상의 척추 레벨이나 운동 세그먼트의 치료에 대비되어 있는지에 따라 디스크 준비 키트는 다를 수 있다. 상기 디스크 준비 키트는 복수의 커터를 포함할 수 있다. 단일 레벨 키트에서는 대체로 3에서 7개의 커터가 제공되고, 일실시예에서는 5개의 커터가 제공된다. 두 레벨 키트에서는 대체로 5에서 14개의 커터가 제공될 수 있고, 일실시예에서는 10개의 커터가 제공된다. 상기 커터 조립체는 여러 종류의 커터 블레이드를 포함할 것이다. 상기 종류는 (필요한 커터 블레이드의 동작 범위 구간의 범위에 영향을 줄 수 있는) 환자의 해부학적 구조에 기초해서 가능하게 시행될 수 있는 특정 시술에 따라 다를 것이다.Various combinations of the aforementioned devices and tools may be provided to form a kit, such that all tools desired to perform a particular procedure will be available in a single package. The kit according to the invention may comprise a preparation kit for the required treatment area, ie the tools necessary for disc preparation are provided. The disc preparation kit may vary depending on whether the procedure is prepared for treatment of one or more spine levels or motor segments. The disk preparation kit may include a plurality of cutters. In a single level kit, generally three to seven cutters are provided, and in one embodiment five cutters are provided. Two level kits may generally be provided with 5 to 14 cutters, in one
일반적으로, 키트는 작은 방사형 커터 블레이드, 중간 방사형 커터 블레이드 및 큰 방사형 커터 블레이드를 갖는 커터 조립체를 포함할 것이다. 상기 키트는 또한 45도의 블레이드 각을 갖는 작고, 중간이며, 큰 커터 블레이드를 구비한 3개 이상의 커터 조립체를 포함할 것이다. 특정 시술용 키트는, 예를 들어 하부나 상부 종판에서 출혈을 일으키고 컷팅될 수 있도록 선택되는 커터 블레이드를 포함한 특별한 용도용의 특정 커터 블레이드를 갖는 다른 커터 조립체를 포함할 수 있다. 모든 커터 블레이드는 한번 이용, 즉 사용후 폐기한다. 상기 커터 조립체 내에 포함되는 소정의 다른 구성요소는 사용후 폐기되거나 재이용될 수 있다.In general, the kit will include a cutter assembly having a small radial cutter blade, an intermediate radial cutter blade and a large radial cutter blade. The kit will also include three or more cutter assemblies with small, medium and large cutter blades having a blade angle of 45 degrees. Certain surgical kits may include other cutter assemblies with specific cutter blades for special applications, including, for example, cutter blades selected to be capable of causing bleeding and cutting at the lower or upper endplates. All cutter blades are used once, ie discarded after use. Certain other components included within the cutter assembly may be discarded or reused after use.
상기 디스크 준비 키트는 핵의 파편을 제거하기 위한 하나 이상의 조직 추출 도구를 부가적(선택적)으로 포함할 수 있다. 하나의 레벨 키트에서는 3에서 8개의 조직 추출 도구가 제공되고, 일실시예에서는 6개의 조직 추출 도구가 제공된다. 두 레벨 키트에서는 대체로 약 8에서 14개의 조직 추출 도구가 제공되고, 일실시예에서는 12개의 조직 추출 도구가 제공된다. 상기 조직 추출 도구는 사용후 폐기될 수 있다.The disc preparation kit may additionally (optionally) comprise one or more tissue extraction tools for removing debris from the nucleus. In one level kit three to eight tissue extraction tools are provided, and in one embodiment six tissue extraction tools are provided. Two level kits are generally provided with about 8 to 14 tissue extraction tools, and in one embodiment 12 tissue extraction tools. The tissue extraction tool may be discarded after use.
상기와 같이 나타낸 두 암의 얇은 커터 블레이드는 블레이드 암에서 두개의 리벳 연결부를 포함한다. 두개의 리벳보다는 단일 리벳 또는 그 이상이 이용될 수 있음을 당업자라면 알 수 있을 것이다. 마찬가지로, 다른 기계적 연결부가 리벳과 대체될 수 있다.The two cutter thin cutter blades shown above comprise two rivet connections at the blade arm. It will be appreciated by those skilled in the art that a single rivet or more may be used rather than two rivets. Likewise, other mechanical connections can be replaced with rivets.
전술한 커터는 추간판 공간 내에서의 이용과 관련해서 설명되었다. 본 발명의 커터의 바람직한 특성은 상기 커터 블레이드가 형상 기억으로서 갖는 연장된 위치를 추정하기 전에 루멘을 통해 덮혀진 상태에서 상기 커터 블레이드의 전달에 의해 (이후의 치료 시술 전에 필히 제거해야할) 컷팅되도록 물질에 접근하는 다른 의료 시술 내에서 이용될 수 있음을 당업자라면 알 수 있을 것이다. 상기 커터 블레이드와 관련 구성요소의 치수는 접근을 제공하기 위해 이용되는 루멘의 치수와 관련 해부학적 구조의 치수와 대응되도록 조정할 필요가 있음을 당업자라면 알 수 있을 것이다. (요구되는 결과에 따라) 보존하거나 또는 긁기(벗겨내기; scrape) 위하여 척추체 종판을 커버하는 연골이 없을 수 있지만, 컷팅 에지로부터 보호될 필요가 있거나 또는 부위 마련의 일부로서 긁혀질 필요가 있는 다른 해부학적 구조가 있을 수 있고, 이에 따라 본 발명과 관련된 여러 특징적인 기술이 이루어질 수 있다.The cutters described above have been described in connection with their use in the intervertebral disc space. A desirable property of the cutter of the invention is that the material is to be cut (which must be removed before subsequent treatment) by the transfer of the cutter blade while covered through the lumen before estimating the extended position the cutter blade has as shape memory. It will be appreciated by those skilled in the art that the present invention can be used in other medical procedures to access. It will be appreciated by those skilled in the art that the dimensions of the cutter blades and associated components need to be adjusted to correspond with the dimensions of the lumen used to provide access and the dimensions of the associated anatomical structure. There may be no cartilage covering the vertebral endplate to preserve or scrape (depending on the desired result), but other anatomy that needs to be protected from the cutting edge or needs to be scraped as part of the site preparation. There may be a structure, and thus various characteristic techniques related to the present invention may be made.
전술한 몇몇 다른 구현 예가 보편적으로 상호 배타적이지 않고, 몇몇 경우에 전술한 둘 이상의 변경의 관점을 채용하는 부가적인 구현 예가 이루어질 수 있는 것임을 당업자라면 알 수 있을 것이다. 폐쇄된 루프 커터 블레이드와 관련해서 나타낸 동안에 블레이드 에지의 컷팅 성능을 강화하기 위하여 오목한 연마부를 처리 해서 얇은 커터 블레이드와 함께 이용될 수 있다. 마찬가지로, 본 설명은 본 설명의 여러 기술들의 이해를 증진시키기 위하여 제공되는 특정 예시 또는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 다음의 청구범위는 당업자에게 알려진 바와 같이 여기에서 설명되는 구성요소들에 대한 변경, 변형 및 치환의 범위를 보호한다.It will be appreciated by those skilled in the art that some of the other implementations described above are not universally mutually exclusive, and in some cases additional implementations may be made that employ the aspects of the two or more changes described above. While shown in the context of a closed loop cutter blade, it can be used with thin cutter blades by processing concave abrasives to enhance the cutting performance of the blade edges. Likewise, the description is not limited to the specific examples or specific embodiments provided to enhance understanding of the various techniques of this description. In addition, the following claims protect the scope of changes, modifications and substitutions for the components described herein, as known to those skilled in the art.
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