CN101909535A - 脊椎骨接合术装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式包括由板形件(1、13)组成的脊椎骨接合术装置和用来定位前面的脊椎骨接合术装置的器械(19)，板形件(1、13)通过锚固机构固定在患者的至少两块椎骨上，其特征在于所述板形件在静止时在其纵向(XX)方向和/或横向(YY)方向上呈现弯曲，且在安装板形件(1、13)时，它所展现的弹性使得所述弯曲能够伸直。

Description

脊椎骨接合术装置
本发明涉及矫形外科，更具体地，涉及由板形件组成的脊椎骨接合术装置，该板形件被设计为植入脊柱以固定两块或更多块连续椎骨的相对位置。
在一种情形中，病人患有使一个或多个椎间盘的功能性恶化的疾病，通常借助于安装金属板，用螺钉将金属板固定到受损椎间盘(一个或多个)周围的椎骨上。通过将他们牢固地结合在一起，起到固定涉及的椎骨的相对位置的作用。这些板被特别用在颈部区域，并且通过前路(anterior pathway)或后路(posterior pathway)安装。重要的是，这些板牢固地固定到椎骨且不能与椎骨逐步脱离，因而通常使用螺钉来固定它们。
将这些板固定到椎骨的螺钉是独立的部件，因此必须和板分开制造。有必要为所述板提供抗卸装置(anti-withdrawal device)，以防止螺钉脱离它们的外壳，例如部分覆盖螺钉头部的椎间盘。植入螺钉与抗卸板的必要性也是延长装备(installation)持续时间的原因(source)。
本发明的目的是提出采用新设计的板形件，其使得能够省去通常与螺钉关联的抗卸装置，螺钉也同样省去。
为此，本发明目标是提供由板形件组成的脊椎骨接合术装置，该板形件被设计成用锚定机构进行固定，叠盖患者的至少两块椎骨，其特征在于所述板形件，在静止状态下，在其纵向和/或其横向呈现弯曲，并且在安装板形件时，它表现出的弹性能使所述弯曲变直。
板形件可以在其纵向及横向方向均呈现出弯曲。
所述锚定机构可以是牢固地贴到板上的锚固钉。
板形件的侧边可具有至少一个凹槽(concavity)。
锚固钉可具有抗返回边(anti-return edge)或抗返回倒钩(anti-return barb)。
该板形件可设计成与两块椎骨重叠放置，并包含有四个锚固钉，其中两个所述锚固钉被设计成穿入其中一块椎骨，并且另外两个所述的锚固钉被设计成穿入另外一块椎骨。
该板形件可设计成与三块椎骨重叠放置，并包含有五个锚固钉，其中一个锚固钉被设计成穿入中间椎骨。
该板形件包含凹陷(depression)或孔口，设置在椎骨之间且被板形件压紧的骨移植物可以渗透其中。
本发明又一个目的是提供用于定位前面的脊椎骨接合术装置的器械，其特征在于包括：
装配有把手的管状杆，在其前端有确保板形件的预紧机构；
伸直杆，其可以在管状杆内移动，并能够对该板形件施加推力或牵引力从而使其伸直。
用于板形件预拉伸的所述机构可以由可在同一平面内旋转的两个叉钳组成，该器械包括确保所述叉钳会合的机构。
确保叉钳会合的所述机构可以包括一块套在所述叉钳上的滑块。
已经理解，本发明在于板形件的使用，板形件在静止状态下，在其纵向和横向至少一个方向上是弯曲的，并且在安装的时候能够弹性伸直，例如利用特别适用于下面将会说明的目的的器械。优选地，板形件在其纵向与横向上均弯曲。优选地，装配有锚固到牢固固定到其的椎骨的机构，并使得相应椎骨与板形件间能够易于安装和可靠地结合。圆形或扁形横截面的锚固钉特别用于该目的，该锚固钉可包括抗返回边或钩。通过作用于伸直的板形件，外科医生将这些锚固钉穿入椎骨上事先制成的孔口中。板形件在安装之后恢复到其初始弯曲形状的趋势，使得锚固钉对孔口壁施加推力，这防止它们自行拔出。在这样的情形中，板形件在静止状态下在其纵向上是纵向弯曲的，也观察到在安装区域与椎骨接合或分离的倾向(一方面是根据板形件在正常状态下的纵向弯曲倾向于使锚固钉相集中或是相分离，另一方面根据板形件在脊柱上的前路设置或后路设置)，外科医生也可利用压紧植入物来加快骨融合，或局部伸直脊柱弯曲。
附图说明
在阅读了下面参照附图的说明后，能更好地理解本发明。
·图1示出了根据本发明的板形件的实例的轮廓图；
·图2示出了该同一板形件的透视图；
·图3示出了该同一板形件的俯视图；
·图4示出了根据本发明的板形件另一实例的透视图；
·图5和图6示出了根据本发明板形件另一实例的两个表面的透视图；
图7示出了用于安装根据本发明的板形件的器械的透视图；
·图8示出了该器械与放置在其叉钳之间的板形件的细节透视图；
·图9示出在图8中的位置时见到的该器械与板形件的轮廓；
·图10示出在板形件正准备安装的位置时见到的器械与板形件的轮廓；
具体实施例
如图1和图2所示，根据本发明的板形件1的实例被设计成与两块连续椎骨重叠安装。板形件1包括上边缘2，下边缘3和两个侧边4和5。侧边4和5各有一个凹槽，这样板形件1的中部比其上部和下部窄，这促进其弹性变形。优选地，如图所示，上边缘2和下边缘3呈现弯曲，这赋予了板形件1在横向方向(YY)的弯曲形状，使得在前路安装时，板形件1的后表面6与其安装在其上的椎骨的形状大致符合。
根据本发明，板形件1在纵向(XX)上呈现弯曲，这在静止状态时赋予板1弯曲形状。
还根据本发明，板形件1可以利用适当器械进行弹性变形，通过这种方式来减小甚至消除板形件安装时的弯曲，稍后将予以解释。
在所示的例子中，板形件1也在其横向方向(YY)呈现弯曲，在安装的时候在板形件弹性变形时也减小或消除该弯曲。
在所示例子中，在板形件1的后表面6上包含四颗锚固钉7、8、9、28(图1至3中有3颗可见)。这些锚固钉7、8、9、28和板形件1一体形成，因此无需提供单独的部件，如将板形件1固定到椎骨上的螺钉，这简化了板形件1的安装和部件库存的管理。在图1、2、3、8、9、10所示的例子中，锚固钉7、8、9、28有一个近似圆形的横截面。它可以是扁平的以优化对松质骨的支撑，如在图5和图6所示的替换中的锚固钉28。在图1、2、3、8、9、10所示的例子中，锚固钉7、8、9、28每个都在靠近板形件1的后表面6的位置包含具有边缘12的局部凸起11。该边缘具有抗返回钩的作用，并倾向于防止板形件定位后的自行拔出。作为一种替代方案，可以为锚固钉7、8、9、28提供一个或多个真实钩子从而构成抗返回装置。对图5和图6的替换中示出了这种钩子35。显然，所有锚固钉7、8、9、28不必相同。这是图5和图6的替换例中的情况，其中锚固钉28的横截面近似为正方形，只是要确保锚固钉28远端穿入椎骨。
优选地，板形件1由具有良好机械特性的碳或生物相容的聚合物制成，如PEEK(聚醚-醚-酮)，其具有放射透明的优点。该放射透明性使得借助简单的X射线便能够清楚骨融合的实际特点。如果外科医生接受缺乏放射可透性，则生物相容的金属(钛、不锈钢、超弹性形式的记忆合金等等)也可使用。对图5和图6的替换，在板形件1的外表面和锚固钉7、8、9、28的末端局部提供非放射透明的标记36，这样，板形件8的主点可用X射线检测，即使板形件1由放射-透明性材料制成。
各种尺寸的板形件1被选择，作为涉及到的椎骨的尺寸、板形件1将来的定位以及材料的机械特性的函数。板形件1必须有足够的弹性，以便在安装的过程中，可以大大减少甚至消除其纵向(XX)及横向(YY)的至少一个方向上的弯曲。以该方式，板形件1在安装之后有恢复其初始形状的倾向，这样，如果板形件1在安装时不可弹性变形，锚固钉7、8、9、28将针对所发生的对各孔口的壁施加增加的力。因此，板形件1抗拔出的能力增加。
优选地，锚固钉7、8、9、28在静止状态下不是平行的，而是会合在一起，这使得板形件1在安装后更难以拔出。这种会合用锚固钉7、8、9、28的轴之间的角度α表示，并在相应锚固钉7、8、9、28的起点处垂直于后表面6。
此外，在所示的例子中，板形件1的弯曲被构造在其纵向(XX)方向，板形件1返回到其初始形状的倾向具有使安装有板形件1的椎骨倾向于靠拢的作用。以该方式，实现事先插在椎骨之间以取代病变椎间盘的骨植入物的永久限制。由于这个原因，椎骨的融合被加速。根据板形件1的位置是前路还是后路，以及锚固钉7、8、9、28插入椎骨的深度，椎骨可以在其前路区域或后路区域或是中部区域实现靠拢，从而使得它们在大致与所考虑区域中的脊柱的取向平行的方向上靠拢。本发明发现，在颈部区域优先但不唯一的应用实例，提供前路板形件的安装，和足够长的锚固钉7、8、9、28通常是有利的，以便使椎骨在其后部发生靠拢。通过该方式，考虑区域中的脊柱的自然弯曲得到恢复。
板形件1的安装如下：
外科医生设法在所涉及的椎骨上形成孔口，所述孔口使得能够开始插入锚固钉7、8、9、28。孔口轴线的中心距离相应于板形件1处于伸直状态时锚固钉7、8、9、28之间的距离。
然后，如果前面没有做，则医生将骨植入物插入椎骨之间，这将能够实现椎骨终板的融合。这种骨植入物可以单独插入，或者，也可以如大家熟知的，被限制在椎间笼(intervertebral cage)，椎间笼确保其保持在适当位置和有助于在骨融合后形成锥间距离。
然后，利用诸如下面说明的器械，外科医生抓紧板形件1并对其施力以减小或消除沿(XX)的纵向弯曲，从而赋予锚固钉7、8、9、28末端以相应于孔口中心距离的中心距离。在该位置，优选地发现锚固钉7、8、9、28处在大致平行的取向，以便促进他们的导入。
然后，外科医生将锚固钉7、8、9、28置于椎骨的孔口内，并压紧板形件1，例如用锤子敲打器械，使板形件伸直并保持，用这种方法将锚固钉7、8、9、28向下推入孔口，并在孔口内放大从而堵塞在里面。因而板形件1的后表面6和椎骨接触。
然后，在伸直板形件1上的伸直力突然中断，如器械与板形件1脱开。因此，板形件1倾向于恢复其初始弯曲形状，这样使板形件1更加难以抽出，原因在前面已提到。而且，板形件1施力使椎骨靠拢并压紧骨植入物。与没有发生压缩的情况相比，增加了椎体终板融合的可能性和速度。该压缩的局部化和强度是通过选择板形件的材料和尺寸控制的。
如在图5和图6所示的实例中，无论其在其它方面的构造，可在板形件1上提供凹槽或孔口37，其中骨植入物可以在其受挤压时刺入。通过固化，这些骨植入物有助于将板形件1维持在适当位置。优选地，如所示的，这些孔口穿过板形件1。
通过非限制性实例，由PEEK制成的板形件——其被设计成通过后路植入，与两块颈椎重叠，长22毫米，最宽处16毫米，厚1.8毫米——能够赋予纵向弯曲的半径为170毫米，和侧凹槽的半径为14.5毫米。锚固钉7、8、9的长度为13毫米，直径为3.5毫米，其中卯入边缘12处4毫米，α为60。
也能够赋予板形件1纵向弯曲，与前面描述和所示的方向相反。因此，锚固钉7、8、9、28在植入后倾向于相互分开而非相互聚拢。以该方式，如果被植入例如在前胸区或后腰区，板形件1可以用来局部伸直脊柱弯曲。
当板形件1延伸与两块连续椎骨重叠时，通常建议用四个锚固钉7、8、9、28。特别是如果板形件1被设计为植入再最小的颈椎骨上，则只提供其中的两个锚固钉。当板形件1被设计为植入在脊柱中最大的椎骨上时，也可用更多数目的锚固钉7、8、9、28。
当板形件1延伸超过三块连续椎骨时，如图4所示，可使用板形件13，其装配有两个敲入上椎骨的锚固钉14，15，两个敲入下椎骨的锚固钉16，17，和一个敲入中间椎骨的锚固钉18。从外形上看，板形件13像是图1至3中两块板形件1的接头，其中一块板形件的上边缘和另一块板形件的下边缘结合。中间椎骨上锚固钉18构成中心点，在板形件13发生变形时，其两个半部相对于中心点连接。
也可以考虑不是将锚固元件和板形件1、13合并在一起，而是根据确保板形件施加的力适当传递到锚固元件的条件，通过例如穿过在板形件1，13中加工的孔口的螺钉进行该固定，该力倾向于通过与螺钉——特别是与螺杆——充分接触的表面，使板形件返回到其初始弯曲构造。板形件1返回到弯曲构造的倾向能够增加螺钉杆与孔口壁之间的摩擦，这使得螺钉更加难以撤出，并能够消除通常与板形件关联的抗卸设备。
必须理解，图1至6中所示的构造绝不是对本发明的限制。具体地，如果没有明显的不相容，可以结合各种特征，每种特征只在一个所示替换例中存在。
现在说明根据本发明特别设计来操纵和定位板形件1，13的器械的实例。其在图7到10中示出。
器械19包括装配有把手21的管状杆20，其使得外科医生能够握住并操纵该器械。在管状杆20的前端有两个叉钳22，23，其能够在围绕着两条平行轴的同一平面内转动(图示中不可见)。在它们的自由端各自具有钳爪24、25、26、27，使得板形件1能够通过锚固钉7、8、9、28而抓紧并且令其自由伸直。滑块29套在叉钳22、23的后部。滑块29的推进由套管30控制，该套管30被牢固地固定在滑块29上并套住杆20。当外科医生移动套管30以便将其向器械19的前端推进时，滑块29是沿套管30携带的并倾向于使叉钳22、23相互靠近。如果板形件1设置在钳爪24、25、26、27之间，则钳爪靠拢，以便实现板形件1的夹持，因此板形件1被牢固地保持在钳爪之间，如图8所示。
器械19还包括插入管状杆20的伸直杆31，当外科医生旋转设置在伸直杆31后端33的调整轮32时，通过其表面上加工的螺纹，伸直杆31可旋进管状杆20。
当板形件1已经设置并夹持在叉钳22、23的钳爪24、25、26、27之间时，外科医生旋转调整轮32，以便将伸直杆31的前端34与板形件1接触。然后器械19处于图8与图9中所示的位置，其中板形件1保持在弯曲的状态。然后外科医生继续旋转调整轮32，以便通过继续前进的伸直杆31对板形件1施加推力。在该推力作用下，板形件1弹性变形，并在不再有明显弯曲且锚固钉7，8，9，28优选地基本平行的状态下结束，如图10所示。此时，板形件1定位就绪。然后，外科医生使其靠近患者椎骨，将锚固钉7，8，9，28插入事先在椎骨中形成的孔口中，并利用锤子冲击器械19后端，使得锚固钉7，8，9，28深深刺入椎骨。一旦实现刺入，外科医生旋转调整轮32从而执行伸直杆的撤出，然后旋转套管30以执行叉钳22，23的松开。板形件1因此从器械19释放并可以起到固定植入到其上的椎骨的作用。
器械19也适用于这样的情形，其中板形件1在静止时呈现与图示相反的弯曲，如上面设想的那样。在这样的情形中，伸直是通过使伸直杆31的前端34牢固固定到板形件1实现的(如，利用螺纹或卡口组装件)，并且通过直杆31向器械19的后部逐步推进使其对板形件1施加牵引力。如果提供这样的可能性，即伸直杆端部34的部分作为板形件1的构构造函数而改变，同一器械19可用于两种用途。也可提供这样的可能性，即叉钳22，23作为要植入板形件1的构构造和尺寸的函数而改变。特别地，可以以本领域技术人员显然的方式，这些叉钳适用于抓紧能够在两个以上的椎骨上延伸的板形件13。
在保留基本功能的同时，可以对本发明器械做出改动。例如，叉钳22、23和/或钳爪24、25、26、27可以由适当且与所用板形件1、13相容的其它任何抓紧机构代替，且滑块29可用使叉钳22，23靠拢的任何其它机构代替。

Claims (12)

1.脊椎骨接合术装置，其由以锚固机构骑跨固定在患者至少两个椎骨上的板形件(1，13)组成，其特征在于，所述板形件在未受应力时沿其纵向方向(XX)上具有弯曲，所述弯曲在所述板形件(1，13)的后表面6上沿其纵向方向(XX)形成凹槽和/或沿其横向方向(YY)上产生弯曲，和所述板形件具有弹性，所述弹性在安装板形件(1，13)期间允许所述弯曲伸直。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述板形件(1，13)在未受应力时，沿其横向(YY)方向上具有弯曲，所述弯曲在所述板形件(1，13)的后表面6上沿其横向(YY)方向形成凹槽。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述板形件(1，13)沿其纵向(XX)和横向(YY)方向上都呈现弯曲。
4.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于所述锚固机构是由和所述板形件(1，13)一体形成的锚固钉(7、8、9、28；14、15、16、17、18)。
5.根据权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于所述板形件(1，13)的侧边(4，5)具有至少一个凹槽。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于所述锚固钉(7、8、9、28；14、15、16、17、18)具有抗返回边(12)或抗返回钩(35)。
7.根据权利要求4至6之一所述的装置，其特征在于所述板形件(1)倾向于骑跨在两块椎骨上，并具有四个锚固钉(7、8、9、28)，其中两个锚固钉(7、9)倾向于刺入所述椎骨之一，而另外两个锚固钉(8、28)倾向于刺入另外一块所述椎骨。
8.根据权利要求4至6之一所述的装置，其特征在于所述板形件(13)倾向于骑跨在三块椎骨上，并具有五个锚固钉(14、15、16、17、18)，其中一个锚固钉(18)倾向于刺入所述中间椎骨。
9.根据权利要求1至8之一所述的装置，其特征在于所述板形件(1、13)具有凹槽或是孔口(37)，设置在所述椎骨之间且由所述板形件(1，13)作用压缩的骨植入物可以穿入其中。
10.用于安装根据权利要求1至9之一所述的脊椎骨接合术装置的器械(19)，其特征在于包括：
管状杆(20)，其设有把手(21)并在其近端携带所述板形件(1，13)预紧机构；
伸直杆(31)，其能够在所述管状杆(21)内移动，并能够对所述板形件(1、13)施加推力或牵引力使其伸直。
11.根据权利要求10所述的器械(19)，其特征在于所述板形件(1、13)的预紧机构由能够在同一平面内旋转的两个钳爪(22、23)组成，且器械(19)具有使所述钳爪(22、23)相互靠近的机构。
12.根据权利要求11所述的器械(19)，其特征在于使所述钳爪(22、23)相互靠近的机构包括套在所述钳爪上的滑块(29)。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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