CN102046107A - 后脊柱紧固器及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于插入哺乳动物体的脊椎中的后脊柱紧固器，该脊椎具有椎体和后部结构。该后脊柱紧固器包括适于插入脊椎中的伸长元件。所述伸长元件具有前部分和后部分。所述前部分的形状为弓形以用于放置到椎体中。所述后部分的长度使得当所述前部分被布置在椎体中时能够在所述后部结构处接近所述后部分。本发明还公开了该后脊柱紧固器的使用方法，该方法包括：在所述后部结构处将所述后脊柱紧固器引入脊椎中，以及使所述紧固器弓形地延伸到椎体中。

Description

后脊柱紧固器及其使用方法
相关申请的相互参照
本申请要求于2008年4月21日提交的美国临时专利申请No.61/046,762的优先权，上述申请通过引用并入在此。
技术领域
本发明涉及外科紧固器，尤其涉及后脊柱紧固器。
背景技术
公知地，当有脊柱的畸形、脊柱的不稳定、脊柱的椎间盘损伤、创伤、肿瘤、疼痛、感染和/或变性时需要脊柱融合。许多后脊柱固定方法可用于为了稳定目的为脊柱提供器械并且允许发生融合。通常使用的装置包括经椎弓根和小面螺钉。稳定脊柱的许多经椎弓根螺钉系统依赖于用于固定稳定性的非弯曲经椎弓根螺钉的拔出强度。不幸的是，经椎弓根螺钉通常通过在经椎弓根螺钉和它所附连的组件之间的连接处断裂，或通过经椎弓根螺钉到骨接口的故障而失灵。经椎弓根螺钉可能由于多种原因在骨内失灵，包括骨的骨质疏松性质、椎弓根内缺少填充、融合体的感染和/或假关节。直螺钉依赖于由螺钉的螺纹产生的剪切阻力和由螺钉相对于椎弓根的内径的尺寸产生的径向力。为了获得更好的固定，有时使用较大的经椎弓根螺钉，这可能导致椎弓根的折断或穿孔，导致神经根或脊髓损伤。在带器械的结构的上端，多数经椎弓根螺钉不得不侵犯正常小面关节，这可能导致相邻椎间盘的变性的风险增加。在带器械的结构的上端，传统的经椎弓根螺钉技术可能侵犯边缘小面关节，对相邻节段产生附加的机械驱动力，导致疾病并且有可能随着时间在该相邻节段还要进行手术。
小面螺钉也是公知的并且依靠螺钉的拔出强度来获得稳定性。类似于经椎弓根螺钉，小面螺钉典型地是直的并且依靠螺纹几何形状和螺钉的厚度来增加螺钉-骨结构失灵所需的力的大小。这在骨质疏松性、病理性或低密度骨中是不利的，在这些骨中螺钉不太好锚固并且螺钉的拔出强度(尤其是剪切)减小。此外，插入经椎弓根或经小面螺钉时，直螺钉会由于插入角而穿刺椎体的侧面或前面。经椎弓根螺钉也可能穿刺椎弓根壁，可能损伤传出神经根。该穿刺可能为神经或脉管结构带来相当大的风险。
在椎弓根螺钉的后端，提供允许椎弓根螺钉连接到横向杆并且常常为郁金香形部件(tulip)的连杆，其沿着脊柱竖向延伸。竖向杆附连到各种螺钉的每一个的郁金香形部件，将若干椎体连接在一起。由于许多原因，包括背痛、神经问题、骨折、脊柱弯曲、脊柱变性和/或肿瘤，杆优选地稳定椎管和脊柱，常常获得脊柱的融合。因此，螺钉以及郁金香形部件和杆是在通过骨移植物将椎体融合在一起时常常用于将椎体保持在相对于彼此的大体固定位置的机构。脊柱固定系统在分段脊柱解剖结构中形成带有多个固定点的支架。这样产生的有时带有横向连接的竖向组件设法在生理负荷下保持脊柱构造，同时生物材料在该支架的范围内的节段之间形成最终联合。
目前的装置的另一个问题是安全。脊髓在椎体后面移动。神经在各个椎体的每一个之间伸出脊髓并且在椎弓根之下或每一个椎弓根之下延伸。例如在胸椎中，脊髓占据椎体范围内的很小空间。所以，当用固定到每个胸椎段位的椎弓根螺钉形成脊柱器械的支架功能时在解剖学上存在很小的误差容限。在腰椎中，神经在存在于每个脊椎段位的脊髓液囊中浮动以执行下肢中的紧急肌肉运动和/或感觉功能并且用于肠和膀胱的正常控制和功能。由于螺钉必须紧密地适合椎弓根的直径以占据它的体积并且因此具有生物机械强度，因此误差容限很小。换句话说，将椎弓根螺钉输送到胸和腰椎中的技术本身给椎弓根螺钉的设计的几何形状和放置到脊椎中的向量带来风险。当医生在腰椎中执行脊柱手术时，椎弓根螺钉会穿孔于或延伸通过椎弓根的侧面并且接触神经，从而导致神经损伤。该特定问题常常出现在椎弓根的内侧和/或下象限，在那里神经线路最接近地接触椎弓根。当放置胸部椎弓根螺钉时，内侧偏差会刺穿脊髓并且不精确的放置可能撞击前脉管结构，带来灾难性后果。
因此，需要一种用于安全地稳定哺乳动物脊椎中的相邻脊椎的装置和方法。
发明内容
公开了一种后脊柱紧固器及其使用方法。公开了一种用于插入哺乳动物体的脊椎中的后脊柱紧固器，所述脊椎具有后部结构和椎体。所述紧固器包括适于插入脊椎中的伸长元件。伸长主体具有前部分和后部分。所述前部分的形状为弓形以用于放置到椎体中。所述后部分的长度使得当所述前部分被布置在椎体中时可在脊椎的后部结构处接近。也公开了一种使用后脊柱紧固器的方法，其中后脊柱紧固器在后部结构处被引入脊椎中并且弓形地延伸到椎体中。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的后脊柱紧固器的侧视立视横截面图。
图2是图1的后脊柱紧固器的分解侧视立视横截面图，显示了具有从伸长元件的后部分拆卸的螺纹袖套的伸长元件。
图3是图1的后脊柱紧固器的分解侧视立视横截面图，缺少螺纹袖套并且显示了从伸长主体的前部分拆卸的弯曲袖套。
图4是立视图，显示了图1的后脊柱紧固器的伸长元件定位在第一位置以用于根据后脊柱紧固器的使用方法经椎弓根插入脊椎中。
图5是立视图，显示了插入脊椎中的图4的伸长元件定位到在图4的第一位置前面的第二位置。
图6是立视图，显示了插入脊椎中的图4的伸长元件定位到在图5的第二位置前面的第三插入位置。
图7是立视图，显示了图4的伸长元件的定位，以及图1的第二后脊柱紧固器在脊椎中定位到在图4的伸长元件的侧向的位置，所述装置通过脊椎的左和右椎弓根被插入。
图8是图7的立视图，显示了在其上具有后袖套的图4的伸长元件，以及图7的第二后脊柱紧固器，每个被插入脊椎中。
图9是图8的立视图，显示了连接图8的后脊柱紧固器的后部分的后脊柱紧固器附连装置。
图10是沿着图9的线10-10获得的立视图，并且显示了串联连接到相邻脊椎并且由后脊柱紧固器附连装置互连的图1的附加后脊柱紧固器。
图11是立视图，显示了图1的后脊柱紧固器的伸长元件定位在第一位置以用于根据本发明的后脊柱紧固器的备选使用方法沿椎板椎弓根方向插入脊椎中。
图12是立视图，显示了插入脊椎中的图11的伸长元件定位到在图11的第一位置前面的第二位置。
图13是立视图，显示了插入脊椎中的图12的本发明的伸长元件定位到在图12的第二位置前面的第三、插入位置，以及平行插入附加脊椎中的图1的后脊柱紧固器的第二伸长元件。
图14是立视图，显示了在其上安装有螺纹袖套的图13的插入伸长元件。
图15是沿着图13的线15-15获得的图13的插入伸长元件的横截面图。
图16是本发明的后脊柱紧固器的伸长元件的备选实施例的侧视立视图，显示了刚性元件。
图17是沿着图16的线17-17获得的图16的伸长元件的顶视平面图。
图18是后脊柱紧固器的伸长元件的备选实施例的侧视立视横截面图，显示了管状伸长元件。
图19是图18的伸长元件的侧视立视横截面图，显示了插入管状后脊柱紧固器的中心腔孔内的管心针。
图20是立视图，显示了图19的伸长元件和管心针定位在第一位置以用于根据后脊柱紧固器的使用方法经椎弓根插入脊椎中。
图21是立视图，显示了插入脊椎中的图20的伸长元件和管心针定位到在图20的第一位置前面的第二、插入位置。
图22是立视图，显示了图21的伸长元件的定位，管心针被去除，如图18的伸长元件中所示。
图23是立视图，显示了输送装置附连到图22的伸长元件以用于将材料输送到脊椎的内部中。
图24是立视图，显示了输送装置附连到图22的伸长元件，其中材料通过图23的输送装置和伸长元件被输送，材料设在进入脊椎的内部的第一部分注射位置。
图25是立视图，显示了输送装置附连到图22的伸长元件，其中材料通过图23的输送装置和伸长元件被输送到进入脊椎的内部的第二位置。
图26是立视图，显示了图22的伸长元件，输送装置从伸长元件被去除并且管心针被再插入，其中材料在脊椎的内部中。
图27是立视图，显示了从图26的伸长元件去除的管心针。
图28是立视图，显示了在其上具有后袖套的图18的伸长元件，以及在其上具有后袖套的图18的第二伸长元件，每个被插入脊椎中并且材料在脊椎的内部中。
图29是沿着图28的线29-29获得的立视图，显示了处于椎板-椎弓根位置在其上安装有螺纹袖套的图28的插入伸长元件和在相邻脊椎中的附加后脊柱紧固器。
图30是立视图，显示了在其上具有后袖套的图18的伸长元件和在其上具有后袖套的图18的第二伸长元件，每个在经椎弓根位置被插入脊椎中并且材料在脊椎的内部中。
具体实施方式
本发明总体上涉及后脊柱紧固器，和用于稳定哺乳动物脊柱中的相邻脊椎的系统。作为非限定性例子，本发明可以与骨移植物结合使用。硬部件被放置在脊柱中，其将固定脊柱，同时骨固化或者变为一个大骨块。所述系统包括弯曲紧固器或柱，其可以作为经椎弓根、经小面或椎板椎弓根紧固装置被插入脊柱的后部分，并且优选地在脊椎中找到的后脊柱结构处或附近。
更优选地，提供了一种用于插入具有后部结构34和椎体36的哺乳动物体的脊椎32中的后脊柱紧固器30(参见图1-15)。后脊柱紧固器30通常包括适于插入脊椎32中的伸长元件38。伸长元件38具有前部分40和后部分42，前部分40优选地在形状上为弓形、拱形、弧形或弓状以用于放置到椎体36中并且后部分42具有一定长度，从而当前部分40被布置在椎体36中时可在后部结构34处接近。在一个优选实施例中，伸长元件38具有范围从10到200毫米、并且更优选从20到60毫米的长度，和2到20毫米、并且更优选3.5到10毫米的直径。更具体地，紧固器是用于脊柱的内固定的装置。该装置包括组件，所述组件具有从椎板通过小面关节和/或通过椎弓根插入椎体36中的至少一个弯曲脊柱紧固器30。
为了解释目的，并且如图4中所示，将简要介绍脊椎32的相关部分。应当注意为了参考和解释，图4以及图5-13是示意性的，原因在于伸长主体的部分(例如前部分)可以通过弯曲袖套可见。脊椎32包括具有椎体36的前部分或前面和具有后部结构34的后部分或后面，所述后部结构例如包括椎弓或神经弓、横突(一个或多个)46、关节突(一个或多个)48、椎弓根50、棘突52、椎板54以及包括上小面56和下小面58的小面(一个或多个)。脊髓60大致位于脊椎的前和后部分之间并且包括从其延伸的神经根62。
本发明的实施例的装置包括组件，所述组件具有通过椎弓根50插入椎体36中的至少一个弯曲脊柱紧固器30。如图1-3中所示的弯曲椎弓根螺钉组件包括由柄形成的无螺纹内元件或伸长主体64，所述柄具有直的后部分66和弓形前部分40，在至少一个实施例中，所述柄终止于头部68。尽管该系统或装置具体地被描述为包括具有在前部分40或前端的曲率和直的后部分42的紧固器或柱，也可以预见该装置包括在后部分42或后端的曲率。
伸长元件38可以由柄或中心伸长主体或伸长元件64和可拆卸袖套70形成。通常，伸长元件38的柄具有范围可以从1到20毫米，并且更优选2到10毫米的直径。伸长元件64由范围从10到100毫米并且更优选从15到60毫米的长度形成。无螺纹内元件或中心伸长主体64的前部分86从内部分72延伸到伸长主体64的前端76，所述内部分与中心伸长主体64的后端74间隔一定距离。前部分86的长度范围可以从5到100毫米并且更优选从10到30毫米。前部分可以具有等于或不同于后部分66的直径。前部分86的柄的外表面78可以是平滑的或带螺纹或者可以包括沿着它的至少一部分的糙化表面。前部分具有基本恒定的外圆柱表面和范围从1到20毫米并且更优选从2到10毫米的直径。在一个实施例中，头部68由伸长主体64的前端76承载。头部68可以包括直径朝着远侧末端80减小的圆锥形状。
头部68具有大于伸长主体64的柄的基本恒定直径的最大外径，并具有优选窄于伸长主体64的柄的直径的最小直径的尖端或前端80。优选地，头部从它的最大外径渐缩到它的前端以形成圆锥形布置。头部的最大直径范围可以从1到20毫米并且更优选从2到10毫米。然而，头部尺寸的变化将不脱离本发明的总体范围。头部68也可以包括在其上用于螺纹螺钉式插入的外螺纹82，或者可以由基本平滑或糙化圆柱表面组成。头部68也可以具有任何其他合适形状。
在图2中可以看到，紧固器或柱或柄或伸长主体64的后部分66从中心伸长主体64的内部分72延伸到伸长主体64或无螺纹内元件的后端74。后部分66包括基本恒定的外径或最大直径，其可以等于或不同于前部分86的直径。伸长元件38或无螺纹元件的前部分86的柄的直径范围可以从1到20毫米，并且更优选从2到10毫米。后部分42、66具有一定长度，从而当前部分40和后部分42、66被布置在椎体36中时可在后部结构34处接近。后部分的长度范围可以从5到100毫米并且更优选从10到30毫米。另外，后部分66的外表面84可以是平滑的或带螺纹或者可以包括沿着它的至少一部分的糙化表面。
在一个优选实施例中，无螺纹内部分或中心伸长主体64优选是挠性的，或沿着它的一部分或它的整个长度是挠性的，并且更优选地，该柄至少沿着它的前部分86是弹性的，从而通过弯曲袖套70的附连而弯曲或在形状上变为弓形。挠性或弹性伸长主体64可以具有具有直构造的休止位置或初始位置(参见图3)。备选地，可以预见伸长主体64可以是刚性的并且沿着它的至少一部分，更优选地在它的前部分86为弓形。
伸长主体64可以由固体材料形成，并且在一个实施例中包括圆柱形横截面。使用的材料可以是形状记忆材料，例如形状记忆合金，或者可以是非记忆材料或合金，例如钛、不锈钢或适合于脊柱的固定的任何其他材料。当使用记忆合金时，可以设计弯曲元件以允许整体或部分的扩展或允许形状的变化，以增加预期发生植入物、骨或两者的故障所需的力的大小。使用的材料也可以再吸收或者可以不再吸收。
如图所示，伸长元件具有中心轴线88以及前部分40和后部分42，前部分86包括弹性体。弯曲袖套70可以布置在前部分86上以用于将伸长元件40的前部分弓形地引导到椎体36中。前部分86还可以围绕中心轴线88在弯曲袖套70内旋转以允许前部分40螺接到椎体36中。
具体地，弯曲椎弓根紧固器组件或伸长元件38包括位于无螺纹内元件或伸长主体64上的弯曲袖套70。优选地，弯曲袖套70设置在挠性或弓形部分86上(参见图2)。更具体地，无螺纹内元件64接收在弯曲袖套70内。弯曲袖套70因此可以由具有外圆柱表面和沿着它的长度延伸的中心腔孔90的柄或元件64形成，其优选地具有由中心腔孔90形成并且对应于伸长主体64的外径的内径(参见图3)。优选地，弯曲袖套的内径是基本恒定的内径并且范围从1到20毫米、并且更优选从1.5到10毫米。腔孔90因此适于接收无螺纹内元件或伸长主体。弯曲袖套70优选地具有范围从2毫米到4米、并且更优选从10毫米到2米、并且最优选10厘米的曲率半径。曲率半径可以在紧固装置的弯曲部分的整个长度上是一致的或不一致的。因此，弯曲袖套70形成伸长元件的弓形前部分。弯曲袖套70的外圆柱直径大于伸长主体64的直径。优选地，弯曲袖套70具有对应于由伸长主体64承载的头部68的最大直径的类似外径。优选地，弯曲袖套70的外径范围从1到20毫米并且更优选从2到10毫米，并且最优选为大约3.5毫米。
弯曲袖套70具有后端92和与其间隔的前端94。弯曲袖套70具有的长度接近伸长主体64的前部分86的长度。更优选地，弯曲袖套70具有范围从5到100毫米的长度，并且更优选从10到45毫米的长度。弯曲袖套70可以包括围绕后部分66的至少一部分的外螺纹，并且优选地形成围绕弯曲袖套70的后部分92延伸的螺纹部分96。前部分94或前端提供适于邻接由伸长主体64承载的头部68的表面98。
弯曲袖套70的外圆柱表面100可以具有由可以允许骨生长的平滑表面或糙化表面组成的表面或表面的一部分。弯曲袖套70优选为刚性并且可以由适合用于哺乳动物体和脊柱中的材料形成，例如不锈钢、钛或其他合适的材料，尽管其他材料不脱离本发明的总体范围。
优选实施例的弯曲椎弓根螺钉组件或伸长元件38也可以包括带外螺纹的后部分42。在图1-3所示的实施例中，后部分42包括可拆卸第二或螺纹袖套102。伸长主体64的后部分66承载可拆卸螺纹袖套102，或更具体地，螺纹袖套102定位在无螺纹内元件或伸长主体64上。螺纹袖套102也可以可拆卸地与定位在伸长主体64的前部分86上的第一或弯曲袖套70接合。
螺纹袖套102具有后端104和与其间隔的前端106。螺纹袖套102是具有沿着它的长度从它的后端延伸到它的前端的中心腔孔108的柄，其优选地具有对应于无螺纹内元件或伸长主体64的外径的内径。优选地，螺纹袖套102具有范围从5到105毫米，并且更优选从10到45毫米的长度。中心腔孔具有基本圆柱形横截面，其直径或内径范围从1到30毫米，并且更优选从1.5到15毫米。腔孔108因此适于接收伸长主体64。螺纹袖套102优选地具有在它的前端106的内螺纹110，所述内螺纹适于可拆卸地接合弯曲袖套70的后部分92上的外螺纹96。优选地，螺纹袖套102的内部或内螺纹110的螺距与弯曲袖套70的外螺纹96上的螺距相同，使得螺纹袖套102可以在弯曲袖套70的后部分92上被推进。因此，弯曲袖套70的后部分92也可以接收在螺纹袖套102的腔孔内。螺纹袖套102也可以部分或全部带螺纹。具体地，螺纹袖套102的外径由围绕它的一部分的外螺纹112形成，并且优选地基本上沿着螺纹袖套102的柄的长度延伸。螺纹袖套102的外径大于伸长主体64的外径。优选地，螺纹袖套的外径范围从2到35毫米，并且更优选从2.5到15毫米。螺纹袖套102可以或不可以可变地带有螺纹以允许小面关节的压缩。在一个实施例中，螺纹袖套102在它的后端承载工具接合部分或头部114，其被显示为球型或在形状上为球形，但是也可以是任何其他合适的形状。优选地，该球形部分114通过颈部116与外螺纹112间隔。球形部分114适于接收工具和/或插座或锚固器或其他紧固元件。例如，在一个优选实施例中，球形部分114适于接收郁金香形部件118。
尽管在上文中描述了螺纹袖套102，但是弯曲椎弓根螺钉组件或伸长元件38可以在其上具有或不具有螺纹袖套。
提供了一种将后脊柱紧固器30插入具有椎体36和后部结构34的哺乳动物体的脊椎32中的方法，所述方法通常包括在后部结构34处将紧固器30引入脊椎32中并且将紧固器弓形地延伸到椎体36中。
在图4-8中显示了经椎弓根插入根据图1-3的实施例的后脊柱紧固器30的伸长元件38的优选方法，其中紧固器30延伸通过椎弓根50以用于进入椎体36中。更具体地，首先以本领域中已知的传统方式准备椎弓根50或椎弓根壁以用于插入。例如，定位椎弓根50的入口。这可以包括从上椎弓根去除一块或一部分脊柱小面以获得进入椎弓根50的通路。随后，使用钻头(未显示)在椎弓根50的后部分(最常见，但不限定于此)中钻出贯通外部的小孔以便穿透椎弓根50的硬外部。然后通过冲击工具通过钻孔部分并且然后进入椎体36中的松质骨材料中插入例如具有尖锐或镐形、或扁平弯曲或直端的工具，有时也被称为变速杆(未显示)，从而产生通过松质材料的腔孔122。优选地产生具有对应于后脊柱紧固器30的至少一部分的长度的腔孔122。腔孔122也被成形为在它的前端124朝着椎体36的中心部分120弯曲。
变速杆通常具有范围从2.5到3.5毫米的直径，但是当插入骶骨或髂骨中时，它可以具有2.5到15毫米的直径，并且可以包括弓形远端和直近端。优选地，仅仅弓形远端被插入椎弓根50中。由于变速杆具有大约2.5到3.5毫米的直径，因此由变速杆产生的开孔或通道112小于或等于带有弯曲袖套70的伸长元件38的无螺纹元件或伸长主体64(其优选具有大约3.5毫米的直径)。更通常地，弯曲腔孔或通道122在宽度上大约等于或窄于变速杆的弯曲部分的一部分并且具有对应于该部分的长度，因此在椎弓根50中产生后脊柱紧固器。
一旦通道122开始形成，使用探针或球端探头(未显示)触诊椎弓根50中的成形通道的内壁，以确定医生是否打穿椎弓根50。
然后将弯曲组件或伸长元件38插入触诊通道122中。优选地，包括定位在伸长主体64的挠性前部分86上的弯曲刚性袖套70的伸长元件38从第一位置(图4中所示)移动或插入由变速杆和钻头产生的椎弓根50中的腔孔122中。具体地，位于脊柱紧固器的前端的头部68首先被插入椎弓根50中的腔孔中。紧固器然后延伸通过椎弓根50以用于进入椎体36中。
通过将组件38从第一位置移动到第二或完全插入位置进行弯曲组件的继续插入，如图4-6的进展中所示。为了将后脊柱紧固器30进一步插入触诊通道122中，医生优选地将插入工具(未显示)附连到伸长主体64的后端66，所述插入工具允许医生将弯曲组件移动到脊椎32中。在一个实施例中，医生可以围绕中心轴线88并且相对于刚性弯曲袖套70旋转伸长主体64，因此导致伸长主体64的螺纹端或末端(具体地是头部68或螺纹头部)进一步将承载弯曲袖套70的伸长主体64拉入椎体36中。袖套70和头部68可以被推入腔孔122中，或者头部68可以在进入腔孔122并且从其超出期间相对于袖套70旋转以便以弓形方式将整个紧固装置移动到椎体的主体中。优选地，袖套70和头部68略微被推入腔孔122中。然后，头部68被螺接到袖套70内以用于从其超出移动到腔孔中，并且更优选地螺钉可以移动超出腔孔进入椎体中。在一个例子中，这可以在当将组件插入良质骨中时发生。备选地，在松质骨中整个组件可以被推入腔孔和椎体中。伸长主体64优选是挠性的并且具有呈直构造的初始或休止位置，允许在刚性弯曲袖套70内弯曲和旋转，并且优选地允许伸长主体围绕它的中心轴线在弯曲袖套内旋转而不绑定。如上所述，无螺纹元件64的后部分66的外圆柱直径例如可以为大约2.5毫米并且因此在直径上小于刚性弯曲袖套70的内圆柱直径，所述刚性弯曲袖套可以具有大约3.5毫米的直径。因此，当无螺纹元件被推进到椎体36中时，无螺纹内元件64的直后部分66可以推进到直径较大的椎弓根50中的螺纹腔孔中。另外，如上所述，刚性袖套70的基本恒定的外径可以大约等于或大于由变速杆的弓形远端在椎弓根50中产生的腔孔122的内径。因此，后脊柱紧固器30紧密地或贴合地装配在椎弓根50中。
推进螺纹头部68，将弯曲组件移动到插入位置。优选地，插入螺纹头部68超出由变速杆产生的弓形腔孔或通道122，由此将伸长元件38的前部分40或前端牢固地嵌入椎体36中。
在一个备选实施例中，内伸长主体64的前端86可以包括无螺纹头部。基本如关于螺纹头部所述的那样进行插入。然而，在插入过程期间，不同于将螺钉拧入腔孔122中和超出由变速杆产生的弓形腔孔，医生仅仅将整个组件或伸长元件38推入弓形腔孔和/或超出弓形腔孔以将伸长元件38嵌入椎体36中。
在任一实施例中，最终结果是弯曲组件或伸长元件38被插入椎体36中，如图6中所示，使得紧固器的弓形前部分40在椎体36中并且紧固器的直后部分42在椎弓根50中初始形成的腔孔122中。优选地，在该插入位置，弯曲袖套70的至少一部分被定位在由钻头和变速杆初始形成的腔孔122内，并且一部分被定位在椎体36内，优选是中心部分120。另外，伸长主体64的后部分66的至少一部分延伸到在脊椎32的后部结构34处的椎弓根50中形成的开口之外或附近。
螺纹袖套102也可以被螺接或螺纹连接到内伸长主体64的后方或部分66并且被推进到椎弓根50中的弓形腔孔中。具体地，当前部分40被布置在椎体36内时通过将后部分42螺纹地或可旋转地插入椎弓根50内将具有前部分40和后部分42的后脊柱紧固器30螺纹固定在椎体36中。通过将螺纹袖套102的前端106放置在伸长主体64的后端66上使得伸长主体64接收在螺纹袖套102的内腔孔108或通道内而将脊柱紧固器的后部分42螺纹固定在脊椎内。
螺纹袖套102的外螺纹112然后可旋转地接合椎弓根50中的弓形腔孔的内壁126。螺纹袖套102上的外螺纹112对应于螺纹头部68在形成于椎弓根50中的通道122上所形成的螺距，从而不弄坏在椎弓根50中新形成的螺纹腔孔，提供了牢固附连。当旋转螺纹袖套102时，螺纹的接合导致螺纹袖套102在中心伸长主体64上推进到椎弓根50内的腔孔或通道122中。因此，螺纹袖套102从基本在脊椎32的外部的第一位置被推进到第二完全接合位置(参见图7)。
当螺纹袖套102在伸长主体64的后部分66和伸长元件38上几乎完全被推进时，在螺纹袖套102的前端106的内螺纹110接合在弯曲袖套70的后部分92上的外螺纹96。旋转继续使得螺纹袖套102最终螺纹连接到弯曲袖套70的后部分92。在它的完全插入位置，螺纹袖套102使它的前部分106和前端定位在形成于椎弓根50中的通道122内，并且使承载球形部分114的它的后端104的一部分延伸到椎弓根50之外并且可从该位置接近。
可以使用前述方法将一个以上的后脊柱紧固器30插入脊椎32中。例如，如图7-8中所示，可以使用如关于图4-6所述的插入方法将第一后脊柱紧固器30插入右侧椎弓根50中，并且可以使用相同方法将第二后脊柱紧固器30’插入左侧椎弓根51中。第一和第二紧固器30，31可以被插入椎弓根50中使得它们的弓形端40、41朝着彼此弯曲。
第一和第二后或弯曲脊柱紧固器30、31也可以通过本领域中已知的各种机构彼此连接，或连接到其他紧固器。连接第一和第二紧固器的一个优选实施例包括将锚固元件118附连到后脊柱紧固器30、31的后端42，所述锚固元件优选是接收螺纹袖套102的球形端114的锚固元件。纵向、倾斜或横向元件128、130也可以附连到锚固元件118。在一个优选实施例中，如图9-10中所示，包括将作为锚固元件的郁金香形部件118附连到螺纹元件(一个或多个)或伸长元件(一个或多个)38的后端42。也就是说，螺纹元件102的球形端114可以接收在郁金香形部件118的表面中的接收器中。郁金香形部件118然后可以用于连接相邻的后脊柱紧固器30、31。例如，横向连杆128可以接合两个郁金香形部件118或其延伸部，例如棒或杆130(如图10中所见)，从而连接第一和第二或左和右椎弓根紧固器30、31。也可以连接相邻脊椎32、33。例如，棒或杆130可以从在第一脊椎32中的紧固器上的郁金香形部件118延伸到由定位在第二、相邻脊椎33中的紧固器35承载的郁金香形部件119。第三和附加脊椎37以及左和右椎弓根紧固器30、31可以以该方式互连。弯曲紧固元件也可以通过螺栓、螺钉、狭槽和/或其他装置附连到杆或板装置。
在图11-15中显示了后脊柱紧固器30的插入方法的一个备选实施例。在所示实施例中，沿椎板-椎弓根、椎板椎弓根或经小面方向插入图1-3的后脊柱紧固装置，其中通过椎板54和椎弓根136将后紧固装置插入椎体138中。具体地，从图11可以看出，伸长元件38通过第一脊椎32的椎板54被插入相邻脊椎33的椎弓根136中，使得伸长元件38的弓形部分40被定位在第二脊椎33的椎体138中，延伸通过第二脊椎33的椎弓根136，并且直后部分42有一部分保留在第一脊椎32的椎板54中。在椎板椎弓根方法中，基本如关于图4-8中所述的经椎弓根实施例所述，并且如图11-12中所示，准备第一脊椎32的椎板54以用于插入，这可以包括或不包括去除后部结构34(棘突)的一部分以从其获得通路。随后，使用钻头(未显示)钻出通过第一脊椎32的椎板54的外部并且进入第二脊椎33的椎弓根136的小孔。然后如先前所述用经椎弓根插入方法插入变速杆以产生通过第二脊椎33中的松质材料的弓形或弯曲腔孔132。
接着如上所述使用探针触诊成形通道132的内壁134以确定医生是否打穿第二脊椎33的椎弓根136。在该优选实施例中，然后基本如关于图4-10的实施例所述将弯曲组件或伸长元件38插入触诊通道中。然而在椎板椎弓根方法中，伸长元件38从在腔孔132的外部的第一位置移动到形成于第一脊椎32的椎板54和第二脊椎33的相邻椎弓根136中的腔孔中，所述腔孔由变速杆和钻头产生(参见图11-12)。因此在插入期间，伸长元件38被插入并穿过第一脊椎32的椎板54并且穿过第二脊椎33的椎弓根136进入椎体138中。伸长元件38被插入，从而朝着椎体36的中心部分120向内弯曲。在它的完全插入位置，伸长元件38被插入第二脊椎33的椎体138中，如图13-15中所示，并且使它的第二或后端42可在第一脊椎32的椎板54处或外部接近，弓形部分被定位在第二脊椎33内并且直部分至少部分被定位在第一脊椎32中。
螺纹袖套102也可以基本如关于图4-10的实施例所述被螺接或螺纹连接到伸长元件38的后方或部分42并且被推进到在第一脊椎32的椎板54，第二脊椎33的椎弓根136和第二脊椎33的椎体138中的弓形腔孔132中。因此，在它的完全插入位置，螺纹袖套102使它的前端106定位在形成于第二脊椎33的椎弓根136中的通道132内，并且使它的具有工具接合部分114的后端104延伸到第一脊椎32的椎板54之外并且可接近。
相邻或多个紧固器可以插入相邻定位的脊椎32、33、37中，如图13-14中所示。可以基本如关于图11-13所述插入相邻紧固器。作为具体的和非限定性的例子，第一后脊柱紧固器30可以被插入穿过第一脊椎32的椎板54并且进入第二脊椎33的椎弓根136和椎体138中。第二后脊柱紧固器31可以被插入穿过第二脊椎33的椎板140并且进入第三脊椎37的椎弓根142和椎体144中。第一和第二后脊柱紧固器30、31可以基本如关于图9-10所述通过各种机构彼此连接，或连接到其他紧固器。
公知地，脊椎具有形成脊椎的后部结构的上小面和下小面。根据紧固器的插入方法的一个附加备选实施例，关于图1-3所述的紧固器可以备选地延伸通过上小面以用于进入椎弓根中。基本如关于图4-15的实施例所述进行插入。类似于图11-15的实施例，引入的方法包括将伸长元件插入通过脊椎的上小面、通过椎弓根并且进入椎体中。在一个备选实施例中，可以通过将紧固器延伸通过第一脊椎的下小面并且进入第二脊椎的上小面和椎弓根中而将紧固器插入第一脊椎中。根据一个优选实施例，可以基于患者的特定解剖结构需要去除或不去除棘突。在经小面插入方法中，可以使用小钻头产生从上脊椎的下突通过下脊椎的上突、解剖学小面关节进入椎弓根自身中到达下脊椎的椎弓根和椎体的接合处的通路。在用钻头产生计划路径之后，然后用适合该解剖结构的几何形状和紧固器的计划线性路线的变速杆准备该部位。弯曲伸长元件被几何构造为通过该入口到达椎体。因此，弯曲脊柱紧固器如本文中关于图4-6的方法所述被插入腔孔中并且从其超出。在到达椎弓根的底部并且延伸超出椎弓根的底部一小段距离(优选距离范围从3到15毫米)之后，弯曲组件开始它与椎体曲率的几何匹配，逐渐沿内侧方向导向。
前述几何形状大大增强了组件的拔出强度。另外，紧固器组件可以提供不同程度的曲率，允许在一侧朝着脊椎的中心更逐步地弯曲并且从相对侧更完全(radical)和更简短地最终放置到脊椎中。这在不同深度的椎体中的“内侧化”或“中心化”方面便于技术变化。
本发明和方法具有胜过传统椎弓根螺钉的若干优点。提供了一种可以作为经椎弓根、经小面或椎板椎弓根紧固装置被插入的弯曲紧固器或柱，其提高了稳定性而不依赖于螺钉的拔出强度。本发明的后紧固装置30或螺钉的直径可以小于目前使用的螺钉的外径。因此，后紧固装置将穿刺椎弓根50的侧壁并且接触神经的风险较小。另外，由于后紧固装置是弯曲的或具有定位在椎体36内的弓形部分，因此它不直接依赖于与螺钉的拔出强度相关的骨的密度，所述拔出强度依赖于常规椎弓根螺钉的螺纹。相反地，与拔出力更相关的是克服由椎体36内的弯曲元件施加于椎体内的骨的压缩力。因此，不同于易受可以拔出螺钉的剪切力的影响，所述实施例的后紧固装置需要压缩力以便拔出装置。公知地，骨的压缩远远强于剪切。因此，本发明用压缩拔出力代替传统椎弓根螺钉的剪切拔出力以利用骨的压缩强度。换句话说，螺钉的弯曲前端将不被直接拔出，原因是当施加这样的力时它将接合组织。有利地，当多个后紧固装置连接在一起时，例如脊椎32的每一侧有一个紧固装置或者一个紧固装置在左椎弓根50上并且一个在右椎弓根51上，组合紧固装置在椎体36内形成“爪”。因此，为了拔出所述爪，椎体36内的所有骨必须被压缩。此外，螺钉的每个后端在后端刚性地彼此连接，并且因此当它们被拔出时它们不能弯曲或沿着插入路径向后移动。本发明还利用在螺纹袖套102上的外螺纹，所述外螺纹类似于标准椎弓根螺钉工作并且增加了由接合椎弓根50的内部分的那些螺纹导致的拔出阻力。
根据图16-17中所示的备选实施例的弯曲椎弓根螺钉组件或伸长元件由具有柄的刚性伸长元件230形成，所述柄带有直的后部分232和弓形前部分234。在该备选实施例中，图1-3的实施例的刚性弯曲袖套和刚性伸长主体可以是一个元件，也就是一个整体的或一体的刚性元件。该整体元件优选地具有范围从10到300毫米，并且更优选20到150毫米的长度。
刚性元件230的前部分234在形状上为弓形或是弯曲的，并且从刚性元件230的内部分236延伸到刚性元件230的前端238。前部分具有范围从5到200毫米并且更优选从10到30毫米的长度。前部分234的曲率半径范围可以从2毫米到4米，并且更优选从10毫米到2米。曲率半径可以在紧固装置的弯曲部分的整个长度上是一致的或不一致的。优选地，优选为圆柱形的前部分234的柄的外表面240的一部分或全部是平滑的或者可以包括糙化表面。刚性元件230的前部分234的柄的直径优选地宽于后部分232的柄的直径。基本圆柱形前部分的直径范围从1到20毫米并且更优选从2到10毫米。
头部242由前端承载，并且可以是圆形的或具有在直径上朝着远侧末端减小的圆锥形状。头部242具有优选大约等于刚性元件230的前部分234的柄的外圆柱直径的外径或最大直径。因此，紧固器230的刚性元件230的末端或头部242在它的最宽点具有的直径与紧固器230的直径相同，但是圆锥地、带或不带螺纹地、钝地、球形地或以可以适合于插入的任何其他形状渐缩。头部242可以由基本平滑或糙化表面组成。
刚性元件230的紧固器或柱或柄的后部分232是直的，或沿线性方向延伸，并且优选地从刚性元件230的内部分236延伸到刚性元件230的后端244。后部分232的长度范围可以从5到100毫米并且更优选从10到45毫米。后部分232可以具有如上所述直径窄于前部分234的外表面直径的外圆柱表面。具体地，后部分232的外径范围从1到20毫米并且更优选范围从2到15毫米，并且更加优选大约为2.5毫米。后部分232的外表面246可以是平滑的或带螺纹或者可以包括沿着它的至少一部分的糙化表面。
刚性伸长元件230的内部分或颈部236与元件的端部238、244间隔一定距离，并且具有围绕它的至少一部分的外螺纹248。除了外螺纹248以外，内部分236可以具有变化外径。具体地，连接刚性袖套的前部分234和后部分232的内部分可以包括优选是与前部分234的近似直径对应的最大直径的第一直径和优选是与后部分232的近似直径对应的最小直径的第二直径。更具体地，内部分是渐缩的，或在形状上为圆锥形，并且在这方面内部分的外径从第一直径缩窄到第二直径。
刚性元件230可以由固体材料形成，并且在一个实施例中包括圆柱形横截面，并且具有可以是平滑的或糙化以用于骨生长的表面40、46。使用的材料可以是钛、不锈钢或适合于脊柱的固定的任何其他材料。使用的材料也可以再吸收或者可以不再吸收。
基本如关于图1-3实施例所述，螺纹袖套102也可以被螺接或可拆卸地螺纹连接到刚性元件230的后方或部分232上。更具体地，在本实施例中刚性元件230的后部分232可以承载螺纹袖套102。螺纹袖套102因此具有沿着它的长度延伸的中心腔孔108，所述中心腔孔优选地具有对应于刚性元件230的后部分的外径的内径。所以腔孔108适于接收刚性元件230。螺纹袖套102也优选地具有在它的前端106的内螺纹110，所述内螺纹适于接合刚性元件230的内部分236上的外螺纹248，从而允许螺纹袖套102可拆卸地固定到刚性元件230。尽管在上文中描述了螺纹袖套102，也可以使用不带有螺纹袖套102的刚性弯曲椎弓根紧固器230。
刚性元件230的插入和使用与关于图4-15的实施例所述的基本类似。因此，可以基本如上所述沿经椎弓根、椎板椎弓根或经小面方向插入伸长刚性元件230。然而，由于图16-17的本发明的实施例是弯曲刚性元件，因此该备选实施例的前端238优选承载无螺纹头部242。因此，在插入过程期间，不同于螺纹连接伸长元件的螺钉式头部和前部分超出弓形腔孔，医生仅仅将整个刚性伸长元件230推入在脊椎32和后部结构34中的弓形腔孔122中，并且更具体地推动该元件进一步超出椎弓根50中的弓形腔孔以将后端232、244嵌入椎体36中。最终结果是单一刚性元件230被插入椎体36中使得刚性紧固器的弓形前部分234位于椎体36中并且直部分或后部分232位于椎弓根50中的初始形成腔孔122中，并且基本如关于图4-15的实施例所述可在它的后端接近。
多个刚性紧固器可以如先前关于第一实施例所述被插入和互连。
类似于图1-15的实施例，刚性紧固器230及其插入或使用方法具有胜过传统椎弓根螺钉的若干优点。也就是说，本发明的后紧固装置的直径可以小于目前使用的螺钉的外径。因此，后紧固装置将穿刺椎弓根50的侧壁并且接触神经的风险较小。刚性后紧固装置230类似地具有定位在椎体36内的弯曲或弓形部分，并且因此不同于易受可以拔出螺钉的剪切力的影响，所述实施例的后紧固装置需要压缩力以便拔出装置。类似地，当多个后紧固装置连接在一起时，例如脊椎32的每一侧有一个紧固装置或者一个紧固装置在左椎弓根50上并且一个在右椎弓根51上，组合紧固装置在椎体36内形成“爪”。此外，多个刚性元件的每个后端在后端刚性地彼此连接，并且因此当它们被拔出时它们不能弯曲。而且，与先前的实施例相同，本发明还利用在螺纹袖套102上的外螺纹，当使用时所述外螺纹增加了由接合椎弓根50的内部分的那些螺纹导致的拔出阻力。
根据图18-19中所示的备选实施例的弯曲后脊柱紧固器330或伸长元件可以是管状的。更具体地，后脊柱紧固器的伸长元件332带有纵向延伸通过其中的通道或腔孔334。伸长或管状元件可以由刚性或弹性或部分挠性材料形成，具有直的后部分336和弓形前部分338。管状元件332可以是有孔的或无孔的。
弹性管状伸长元件332可以具有含有伸长或纵向延伸腔孔334的弹性伸长主体340，和刚性弯曲袖套70。弹性管状伸长元件332具有范围可以从5到200毫米、并且更优选从20到60毫米的长度。类似于图1-3的实施例，内伸长管状主体340的前部分342从伸长主体340的内部分344延伸，所述内部分与伸长主体340的后端346和前端348间隔一定距离。前部分342具有范围从5到100毫米、并且更优选从10到30毫米的长度。伸长主体340在它的前部分142的外表面350优选为圆柱形并且可以是平滑的或带螺纹或者可以包括沿着它的至少一部分的糙化表面。伸长主体340的基本圆柱形柄的外径范围可以从1到25毫米并且更优选从2到15毫米。中心腔孔334具有圆柱形横截面并且沿着元件的长度从伸长主体340的后端46延伸到前端48。中心腔孔的圆柱形内径范围可以从1mm到25mm，并且更优选从1.5mm到14mm。在该实施例中，基本如关于图1-3的实施例所述，伸长主体340优选沿着它的一部分是弹性的或挠性的，并且更优选地，柄至少沿着它的前部分42是挠性的，从而通过弯曲袖套70的附连而弯曲并且在形状上变为弓形。伸长管状主体340因此可以由诸如形状记忆材料或合金的材料形成。然而，也可以使用非记忆材料或合金，例如钛、不锈钢或适合于脊柱的固定的任何其他合适材料。所使用的材料可以再吸收或不再吸收。如上所述，前部分342承载在弯曲袖套70内。为此，弯曲袖套70可以是螺纹袖套，其具有沿着它的长度延伸的中心腔孔108，所述中心腔孔优选地具有对应于刚性元件230的后部分的外径的内径。所以腔孔108适于接收前部分342。在前端106的内螺纹110可以接合元件342上的外螺纹343，从而允许可拆卸地固定螺纹袖套102。
在图18中可以看到，管状伸长元件332的后部分336从伸长主体340的内部分344延伸到后端46。优选地，后部分336具有范围从5到100毫米并且更优选从10到30毫米的长度。后部分336具有由外圆柱表面形成的外径，所述外径可以等于或不同于伸长主体340的前部分342的外径。为此，后部分336的外径范围可以从1到25毫米并且更优选从2到15毫米。另外，后部分336的外表面352可以是平滑的或带螺纹或者可以包括沿着它的至少一部分的糙化表面。
优选地，伸长元件332的后部分336具有带有螺纹或平滑连接器的端部，所述连接器可以附连在外侧或内侧以适于接收例如注射器366。注射器可以具有一个端部，所述端部是平滑的或备选地可以包括螺纹，因此可以提供干涉配合或通过连接到连接器或直接连接到后部分而螺接到伸长元件332的端部。引入装置或注射器366具有相应开口，因此所述开口被放置为与管状元件332的中心腔孔334连通以用于固化剂364或任何合适的材料输送进入和通过伸长管状元件。
备选地，基本如关于图16-17的实施例所述，伸长管状元件的整体组合(即，伸长主体340和弯曲袖套70)可以是单一刚性装置(未显示)。然而，刚性管状元件可以包括沿着元件的长度从后端延伸到前端的中心腔孔。
基本如关于图1-3和16-17的实施例所述，每个前述伸长管状元件可以承载螺纹袖套102，所述螺纹袖套优选地承载在或螺纹附连到伸长元件332的后方或部分336。尽管描述了螺纹袖套102，也可以使用不带有螺纹袖套102的伸长管状元件。
一个或多个开孔，例如腔孔、气孔、小孔、狭槽和/或狭缝可以可选地设在紧固器或柱中。优选地，管状元件的前部分338是有孔的。多个开孔或小孔356可以沿着管状元件332的柄定位并且可以根据需要纵向地和/或周向地间隔。另外，管状伸长元件332可以包括在周边的一个或多个开孔356以允许插入附件，例如用于将紧固元件进一步锚固在椎体36中的箭头状附件。例如，可以提供用于通过管状元件插入的附件，其中箭头状突出面向后，使得当附件被插入并且然后被后拉时，它将箭头部署到小孔之外。在另一个备选实施例中，可以通过管状腔孔插入被部署到椎体中的网或网状物并且然后插入固化剂。网可以用于增强固化剂。
如图19中所示，在一个优选实施例中，管状元件的中心腔孔334适于在其中接收管心针358或类似装置，例如杆、钉、长钉或螺钉，所述管心针具有包括在其上的末端360的前端和具有止挡或凸缘362的后端。优选地，管心针358具有外圆柱表面，所述外圆柱表面的外径尺寸被确定为适配在管状元件的中心腔孔334内，并且因此所述管心针优选地具有范围从0.1mm到24mm并且更优选从1mm到15mm的直径。管心针358具有大于管状元件332的长度，使得前尖端360延伸超出管状元件的前端348并且头部362邻近或邻接管状元件的后端346定位。优选地，管心针358的长度范围可以从5到300毫米并且更优选从10到200毫米。可以预见前部末端360可以包括用于组件的螺纹插入的外螺纹。凸缘362优选地具有大于管状元件的中心腔孔334的内径的外径，使得凸缘362充当止挡，防止管心针358进一步插入管状元件332中。为此，凸缘362具有范围从2到30毫米并且更优选从3到20毫米的外径。管心针358可以包括适合用于哺乳动物体内的材料，并且优选是挠性或弹性材料，从而允许通过管状元件的弯曲前部分338引入和从其去除而不绑定。
参考示出沿经椎弓根方向插入的图20-22描述了图18-19中所述的后脊柱紧固器或管状伸长元件332的优选使用方法。应当注意图20-28是示意性的，其中中心腔孔和/或管心针通过伸长元件和/或袖套可见。因此，基本如关于图4-8所述插入后脊柱紧固器330。然而，在管状伸长组件330的使用方法中，管心针358在插入椎弓根50中之前首先被插入管状伸长元件332的腔孔334中。组合管状元件332和管心针358形成伸长元件，所述伸长元件然后基本如上文中所述被插入，将组件从其中管状元件332初始被插入脊椎中的第一位置(未显示)移动到图21中所示的第二或完全插入位置。与先前所述的实施例相同，在插入位置，前端348被插入超出在椎弓根50中产生的弓形腔孔或通道122，由此将脊柱紧固器330的端部牢固地嵌入脊椎32中。也可以如关于图4-15的实施例所述可选地附连可拆卸螺纹袖套102。
在该位置中，管状组件被定位在椎体36中，如图21中所示，使得紧固器的弓形前部分338在椎体36中并且紧固器的直部分336在椎弓根50中的初始形成腔孔122中。优选地，在该插入位置，弯曲部分338的至少一部分被定位在初始形成腔孔122内并且一部分被定位在椎体36内。另外，伸长元件332的后部分336的至少一部分延伸到在椎弓根50中形成的开口之外或附近，并且因此其中的伸长管状元件或腔孔334可从椎体36的外部接近。优选地，后脊柱紧固器30插入其中的脊椎部分具有在横截面中的半径并且脊椎的中心部分120具有在横截面中的半径，该半径不大于所述脊椎部分的半径的四分之三(3/4)。更优选地，中心部分120的半径不大于所述脊椎部分的半径的三分之二(2/3)。更加优选地，中心部分120的半径不大于所述脊椎部分的半径的三分之一(1/3)并且甚至可以小至所述脊椎部分的半径的四分之一(1/4)。
尽管具体描述了借助于经椎弓根插入的插入方法，也可以以基本如本文中所述的方式沿椎板椎弓根或经小面方向插入伸长管状元件。
一旦管状组件处于它的插入位置，从伸长管状元件去除管心针358(参见图22)，使得腔孔334形成进入椎体36的内部的通道。
在插入管状组件和去除管心针358之后，注射器或储存器或输送装置装载用于输送到脊椎中的材料。可接受的引入装置包括注射器、喷嘴、储器或适合于所述目的的任何输送装置。任何合适的技术可以用于输送材料，包括使用液压注射器加压、振动、手压或前述的任何组合。
具体地，注射器或储器或输送装置可以装载骨接合剂、抗生素、骨愈合化合物、网状装置或可以有助于脊柱的解剖结构的重建、可以有助于结构稳定性、可以有助于减小感染率和/或可以有助于脊柱的愈合的其他材料。作为非限定性例子，固化材料或固化剂364可以被装载到注射器中以用于引入脊椎32中，从而抑制后脊柱紧固器的意外拔出，例如但不限于固化剂364。可接受的固化剂包括骨接合剂、硫酸钙、磷酸钙、聚甲基丙烯酸甲酯或可从多个厂家获得的任何其他合适的可吸收或不可吸收试剂。
在其中具有固化剂364或其他材料或能够接收它们的引入装置366然后可以附连到管状后脊柱紧固器或伸长元件332的后端346，如图23中所示。引入装置或它的开口被放置为与管状元件的中心腔孔334连通以用于固化剂364或材料输送进入和通过伸长管状元件。
如上所述，管状元件(具体地，腔孔334)允许各种药物、材料、物质和/或工具的施用。例如，其他装置或工具可以通过腔孔334直接被插入脊椎的内部中。备选地，材料或药物可以通过管状元件，例如通过使用附连到管状元件的注射器或输送装置被引入脊椎中。例如，接合剂或固化材料365的粘合剂可以被引入椎体36中。作为非限定性例子，固化材料或固化剂364可以如图23-27中所示使用管状紧固器330被引入脊椎32中，并且优选地引入脊椎32的中心部分120中，从而抑制后脊柱紧固器的意外拔出。具体地，该方法包括通过紧固器中的腔孔334将固化剂364引入椎体36中以抑制紧固器的意外拔出。
材料364从注射器366通过管状元件的中心腔孔334(如图24中所示)被传送到椎体中。传送可以通过与选择的引入装置366相关的合适手段实现，例如使用在其上具有活塞的注射器，所述活塞可以被使用或按压或振动以促使材料传送。材料364或力的继续引入导致材料从注射器366移动到管状元件的后端中并且通过由管状元件332的前端中的腔孔334形成的开口进入椎体36中(图25)。如果有的话，材料364也可以通过沿着伸长管状元件332的柄间隔开的附加或备选开孔或小孔356(参见图18)被引入椎体中。优选地，适合于锚固伸长元件332的一定量的接合剂材料被放置在椎体内。引入材料的量的范围可以从0.01cc到150cc并且更优选从1cc到30cc。
在椎体36中，固化剂364硬化并且形成用于伸长元件332的前部分338以及后脊柱紧固器330的锚固器，所述后脊柱紧固器与引入椎体36中的固化剂364接触或至少由其部分围绕。固化剂也可以增加椎体的密度并且有助于填充空隙、增加结构稳定性和重建椎体的解剖结构，如果由于骨折、肿瘤或其他病理状况而塌缩的话。
一旦完成固化剂364的引入，从管状元件332拆卸引入装置366。然后可以将管心针358再插入管状元件的中心腔孔334中，如图26中所示，以清洁腔孔334的内部。更具体地，管心针358迫使腔孔334中的任何残余固化剂364或其他材料离开腔孔。然后可以再次去除管心针358，如图27中所示。
可以使用前述方法在脊椎32中插入一个以上后脊柱紧固器330，如图28-30中所示。基本如先前关于图4-27的实施例所述进行插入。基本如关于图23-27所述，在该实施例中固化剂364也可以通过附加脊柱紧固器331被引入椎体36的中心部分120中使得通过第一脊柱紧固器330引入的固化剂364与通过附加脊柱紧固器331引入的固化剂364组合并且因此在椎体36内将第一脊柱紧固器联接到附加脊柱紧固器。
在图28-30中可以看到，螺纹袖套102也可以基本如关于图4-15的实施例所述可选地被螺接或螺纹连接到伸长管状元件332的后方或部分336并且被推进到椎弓根50中的弓形腔孔中。如关于前述实施例所述，在它的完全插入位置，螺纹袖套102使它的前端106定位在形成于椎弓根50中的通道122内，并且使它的具有球形部分114的后端104延伸到椎弓根50之外并且可接近。
多个后或弯曲脊柱紧固器330、331也可以通过本领域中已知的各种机构并且基本如本文中所述彼此连接。附加紧固器可以联接到第一紧固器，从而增强紧固器的连接和/或增强第一脊椎32与相邻脊椎33的连接。
类似于先前所述的实施例，管状后脊柱紧固器330具有胜过传统椎弓根螺钉的若干优点。例如，与先前实施例相同，由于与目前使用的螺钉相比该紧固装置的外径较小，因此后紧固装置将穿刺椎弓根50的侧壁并且接触神经的风险较小。类似地，弯曲后紧固装置不直接依赖于与螺钉的拔出强度相关的骨的密度，用压缩拔出力代替传统椎弓根螺钉的剪切拔出力。螺纹袖套102上的外螺纹也增加了由接合椎弓根50的内部分的那些螺纹导致的拔出阻力。另外，管状后脊柱紧固器330允许引入药物和/或装置，以及用于将紧固器进一步固定就位在脊椎32中的其他锚固材料，例如固化剂364。此外，每个紧固器可以被布置在组合组件中，提供相邻脊椎的增强连接的手段并且需要更大的力拔出爪或紧固装置。
尽管在本文中作为例子阐述了具体范围和尺寸，应当理解组件和单个部件可以适合于具体应用和用户偏好。为此可以以不同尺寸提供组件和单个部件以适合脊柱中的不同位置。类似地，也可以使用植入物将脊柱连接到骶骨和髂骨，在该位置，植入物通常可以大得多和长得多。作为一个例子，这样的植入物大小可以长度高达150mm并且直径可以至少为10到15毫米。
尽管在上面以一定的详细程度描述了本发明得各种典型实施例，本领域的技术人员可以对公开实施例进行许多变化而不脱离在说明书和权利要求中阐述的本发明的主题的精神或范围。连接用词(例如附连、联接、连接)应当作广义理解并且可以包括元件的连接之间的中间元件和元件之间的相对运动。因而，连接用词并不一定指的是两个元件直接连接并且彼此成固定关系。在一些情况下，在本文中直接或间接阐述的方法中，以一个可能的操作顺序描述了各种步骤和操作，但是本领域的技术人员应当认识到步骤和操作可以被再排列、替换或取消而不一定脱离本发明得精神和范围。包含在以上描述中或在附图中显示的所有内容应当被理解为仅仅是示例性的而非限定性的。可以进行细节或结构的变化而不脱离在附带权利要求中限定的本发明的精神。
尽管参考优选实施例描述了本发明，本领域的技术人员应当认识到可以在形式和细节上进行变化而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (28)

1.一种用于插入具有椎体和后部结构的哺乳动物体的脊椎中的后脊柱紧固器，该后脊柱紧固器包括适于插入脊椎中的伸长元件，所述伸长元件具有前部分和后部分，所述前部分的形状为弓形以用于放置到椎体中，并且所述后部分的长度使得当所述前部分被布置在椎体中时能够在所述后部结构处接近所述后部分。
2.根据权利要求1所述的紧固器，其中，所述后部分带有外螺纹。
3.根据权利要求2所述的紧固器，其中，所述后部分包括可拆卸的螺纹袖套。
4.根据权利要求1所述的紧固器，其中，所述伸长元件设置有沿纵向延伸通过其中的腔孔。
5.根据权利要求4所述的紧固器，其中，所述后部分具有一端部，所述端部设置有适于接收注射器的连接器。
6.根据权利要求4所述的紧固器，其中，所述前部分有孔。
7.根据权利要求1所述的紧固器，其中，所述伸长元件由伸长主体和位于所述伸长元件的所述后部分的可拆卸袖套形成。
8.根据权利要求7所述的紧固器，其中，所述可拆卸袖套具有弓形形状。
9.根据权利要求7所述的紧固器，其中，所述后部分具有附加的可拆卸袖套。
10.根据权利要求9所述的紧固器，其中，所述附加的可拆卸袖套可拆卸地与第一可拆卸袖套接合。
11.根据权利要求1所述的紧固器，其中，所述伸长元件是刚性的。
12.根据权利要求1所述的紧固器，其中，所述伸长元件由伸长主体和袖套形成，所述伸长主体是弹性的。
13.根据权利要求12所述的紧固器，其中，弹性的所述伸长主体由形状记忆材料形成。
14.一种用于插入具有椎体和后部结构的哺乳动物体的脊椎中的后脊柱紧固器，该后脊柱紧固器包括适于插入脊椎中的伸长元件，所述伸长元件具有中心轴线以及前部分和后部分，所述前部分是弹性的，弯曲袖套布置在所述前部分上以用于将所述前部分弓形地引导到椎体中，所述前部分能够围绕所述中心轴线在所述弯曲袖套内旋转以允许所述前部分螺接到椎体中，所述后部分的长度使得当所述后部分被布置在椎体中时能够在所述后部结构处接近所述后部分。
15.根据权利要求14所述的紧固器，其中，所述伸长元件的所述前部分具有带螺纹的末端。
16.一种将后脊柱紧固器插入具有椎体和后部结构的哺乳动物体的脊椎中的方法，该方法包括：在所述后部结构处将所述紧固器引入脊椎中，以及使所述紧固器弓形地延伸到椎体中。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述脊椎具有椎弓根，并且所述紧固器具有前部分和后部分，该方法还包括当所述前部分被布置在椎体中时将所述后部分螺纹固定在椎弓根内。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括通过所述紧固器将固化剂引入椎体中，以抑制所述紧固器的意外拔出。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，延伸步骤包括将所述紧固器推到椎体中。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，延伸步骤包括将所述紧固器螺接到椎体中。
21.根据权利要求16所述的方法，其中，所述脊椎具有椎弓根，该方法还包括使所述紧固器延伸通过椎弓根以进入椎体中。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述脊椎具有上小面，该方法还包括使所述紧固器延伸通过所述上小面以进入椎弓根。
23.根据权利要求22所述的方法，该方法用于具有下小面的附加脊椎，该方法还包括在进入第一脊椎的下小面和椎弓根之前使所述紧固器延伸通过所述附加脊椎的下小面。
24.一种将脊柱紧固器固定在具有椎弓根和带有中心部分的脊椎部分的哺乳动物体的脊椎中的方法，该方法包括：通过椎弓根将所述紧固器推进到椎体中，以及通过所述紧固器将固化剂引入椎体的中心部分中以抑制所述紧固器的意外拔出。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述脊椎部分在横截面中具有半径并且所述中心部分在横截面中的半径不大于所述脊椎部分的半径的四分之三。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述中心部分的半径不大于所述脊椎部分的半径的三分之二。
27.根据权利要求24所述的方法，还包括：将附加脊柱紧固器引入哺乳动物体的相邻脊椎中，以及将第一紧固器联接到附加紧固器，从而增强第一脊椎与相邻脊椎的连接。
28.根据权利要求24所述的方法，还包括：将附加脊柱紧固器推进到脊椎中，以及通过附加脊柱紧固器将固化剂引入椎体的中心部分中，使得通过第一脊柱紧固器引入的固化剂与通过附加脊柱紧固器引入的固化剂组合，从而在椎体内将所述第一脊柱紧固器联接到所述附加脊柱紧固器。
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