CN108013954A - 具有偏置尖端的可扩张的脊柱植入物系统及其使用方法 - Google Patents

具有偏置尖端的可扩张的脊柱植入物系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

一种可扩张的脊柱植入物，包含远端突出部，所述远端突出部仅从所述植入物的一侧延伸、在前部尖端中终止，前部部分和前部尖端限定比近端更宽的延长的远端钩。所述远端钩围绕脊髓旋转，使所述植入物与期望的路径对齐，接着插入到脊椎之间的椎间盘间隙中的位置。所述延长的加宽远端钩提供TLIF途径，分布负载，提供前部边缘接合，并且生成脊柱前凸。

Description

具有偏置尖端的可扩张的脊柱植入物系统及其使用方法
技术领域
本公开大体上涉及用于治疗肌肉骨胳病症的医疗装置，并且更具体地说涉及一种包含用于植入可扩张的脊柱植入物的可扩张的脊柱植入物系统的手术系统以及用于治疗脊柱的方法。
背景技术
脊柱病症(例如，椎间盘退行性疾病、椎间盘突出、骨质疏松、脊椎前移、狭窄症、脊柱侧凸和其它弯曲异常、脊柱后凸、肿瘤和骨折)可由以下因素引起，包含受伤和衰老所导致的外伤、疾病和退行性病症。脊柱病症通常导致以下症状，包含疼痛、神经损伤以及部分或完全丧失活动性。
例如药物治疗、康复和锻炼等非手术治疗可能有效，但可能无法减轻与这些病症相关联的症状。这些脊柱病症的手术治疗包含融合、固定、修复、椎间盘切除术、椎板切除术和可植入假体。作为这些手术治疗的一部分，脊柱构建物(例如骨骼紧固件、脊柱杆和椎体间装置)可用来为治疗区域提供稳定性。举例来说，在手术治疗期间，椎体间装置可引入到邻近脊椎体之间的间隙(椎体间间隙)中以恰当地隔开脊椎体并且为骨生长促进材料提供容器。
近年来，已经引入提供超出脊椎体的静态间隔的额外能力的椎体间装置。举例来说，一些装置具有扩张能力，使得植入物可在收缩状态下引入到椎体间间隙中并且接着扩张以产生额外间隔，并且在一些情况下通过仅在植入物的一端或一部分上选择性地扩张来引入或恢复脊柱的弯曲。然而，许多现有可扩张的椎体间设计利用可在植入物扩张之后防止外科医生将骨生长促进材料引入到椎体间植入物中的内部机构。
存在关于脊柱表面下沉的额外问题，所述下沉是由于现有椎体间装置具有大小设定不充分的承载表面所致。就可扩张的装置而言，承载表面上的负载(包含在植入物扩张期间生成的负载)常常是大量的。需要具有相对大的表面积的可扩张的植入物来承载所述负载(包含在植入物扩张期间生成的负载)，从而试图避免由于脊柱表面下沉而需要后继手术。
本发明力求解决现有技术中的此缺点和其它缺点。
发明内容
在一个实施例中，提供一种可扩张的脊柱植入物，其可在收缩位置与扩张位置之间部署在上部与下部脊椎体之间的椎间盘间隙中。所述植入物包含框架，所述框架包括近端壁、侧壁和远端壁，其中所述近端壁限定近端孔洞，而所述远端壁限定远端孔洞。所述植入物还包含：插塞，其可移动地设置在框架的远端孔洞中；以及第一和第二端板，其与框架可操作地接合并且被配置成当插塞相对于框架沿着远端方向移动时从框架向外扩张，第一和第二端板中的每一个包含相应的第一和第二侧壁以及相应的远端。
在一个替代实施例中，提供一种系统，其包含可扩张的脊柱植入物和插入器械。插入器械包括套管式外轴以及可移除且可旋转地设置在套管式外轴内的驱动器轴。可扩张的脊柱植入物包括具有近端壁和远端壁的框架，其中所述近端壁限定近端孔洞，而所述远端壁限定远端孔洞。框架的近端壁被配置成接纳套管式外轴的远端以便于操控可扩张的脊柱植入物。可扩张的脊柱植入物还包括设置在框架的远端孔洞中的可移动插塞，其中所述插塞包括接口，所述接口被配置成由驱动器轴的远端可操作地接合以使插塞相对于框架移动。可扩张的脊柱植入物还包括第一和第二端板，所述第一和第二与框架接合并且被配置成当插塞由插入器械的驱动器轴移动时相对于框架移动。驱动器轴还被配置成可从插入器械的套管式外轴移除，使得在插塞已经相对于框架向远端移动之后，骨生长促进材料可通过插入器械的套管式外轴引入到框架中。
在一个替代实施例中，第一和第二端板中的每一个包含从第一和第二侧壁上的相应远端处突出的前部部分。突出前部部分增大相应端板的表面积，并且在相应前部尖端中终止。当植入物处于收缩位置时，前部部分和前部尖端限定远端钩状部分。另外，当植入物处于收缩位置时，第一端板远端和第二端板远端限定远端斜面部分。远端钩状部分具有比植入物的近端更大的宽度。远端钩状部分被配置成在将植入物插入到椎间盘间隙中后至少部分地围绕椎孔钩住，由此避免干扰脊髓和位于椎孔内的其它神经元。远端钩状部分进一步被配置成在插入到椎间盘间隙中后旋转到TLIF/横向路径。植入物现在定位成插入到上部和下部脊椎体中的每一个的前部骨突边缘。在植入物扩张后，远端钩状末端部分和远端斜面末端部分基本上接合上部和下部椎骨中的每一个的整个前部骨突边缘。设置在第一端板和第二端板上的齿列防止植入物从前部骨突边缘无意退出。至少远端钩状部分的额外表面积和额外宽度使得端板能够承载上部和下部椎骨施加给植入物的显著更大的负载。远端钩状配置实现：单个植入物越过椎间盘间隙的中线定位，单个植入物关于椎间盘间隙的中线的一侧侧向隔开定位，或者第一植入物关于椎间盘间隙的中线的一侧侧向隔开定位，并且第二植入物关于椎间盘间隙的中线的相反侧侧向隔开定位。
在一个实施例中，远端斜面末端表面经由弯曲部分连接到端板的与远端钩状部分的位置相反的侧壁。弯曲部分允许植入物实现以下情况：与靠近前部骨突边缘的骨骼的侧向接触增大。
在一些实施例中，公开了各种其它植入物、系统和方法。
附图说明
本公开进一步得到具体说明伴随以下附图通知，在附图中：
图1是根据本公开的原理的处于关闭配置的可扩张的脊柱植入物系统的一个实施例的透视图；
图2是根据本公开的原理的处于打开配置的可扩张的脊柱植入物系统的一个实施例的透视图；
图3是根据本公开的原理的图1中所示出的组件的透视图，但是其中一个端板被移除以示出关闭的可扩张的脊柱植入物系统的内部结构；
图3A是根据本公开的原理的端板组件的透视图；
图4是根据本公开的原理的图1中所示出的组件的透视图，但是其中一个端板被移除以示出打开的可扩张的脊柱植入物系统的内部结构；
图5是根据本公开的原理的处于关闭配置的可扩张的脊柱植入物系统的一个实施例的透视图；
图6是根据本公开的原理的处于打开配置的可扩张的脊柱植入物系统的一个实施例的透视图；
图7是根据本公开的原理的图5中所示出的组件的透视图，但是其中一个端板被移除以示出关闭的可扩张的脊柱植入物系统的内部结构；
图8是根据本公开的原理的图6中所示出的组件的透视图，但是其中一个端板被移除以示出打开的可扩张的脊柱植入物系统的内部结构；
图9是根据本公开的原理的包含与可扩张的脊柱植入物接合的插入器械的可扩张的脊柱植入物系统的组件的透视图；
图10是图9中所示出的组件的透视图，还示出驱动器轴延伸通过套管并且与插塞接合；
图11是图9中所示出的组件的透视图，还示出驱动器轴延伸通过套管并且与插塞接合以使端板相对于框架扩张；
图12是图9中所示出的组件的透视图，还示出驱动器轴被从套管移除；
图13是根据本公开的原理的如用于PLIF手术操作的可扩张的脊柱植入物系统的一个实施例的俯视图；
图14是根据本公开的原理的如用于PLIF手术操作的图13中所示出的组件的透视图；
图15是根据本公开的原理的如用于TLIF手术操作的可扩张的脊柱植入物系统的一个实施例的俯视图；
图16是根据本公开的原理的如用于TLIF手术操作的图15中所示出的组件的透视图；
图17是根据本公开的原理的如用于手术操作的图15中所示出的组件的透视图；
图18是具有单个可移动端板并且其中框架可基本上与至少一个端板成一体的可扩张的脊柱植入物系统的一个实施例的透视图；
图19是具有前部突出部和限定远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的透视图；
图20是具有前部突出部和限定远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的俯视图；
图21和22是描绘通向具有前部突出部和限定远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的椎间盘间隙中的初始插入路径的透视图；
图23是描绘通向具有前部突出部和限定围绕椎骨体的椎孔钩住的远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的椎间盘间隙中的插入路径的透视图；
图24是描绘朝向具有前部突出部和限定远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的椎骨体的前部骨突边缘通向椎间盘间隙中的连续插入路径的透视图；
图25是描绘具有前部突出部和限定远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的透视图，所述可扩张的脊柱植入物定位在上部与下部脊椎体之间、朝向扩张位置扩张；
图26是描绘具有前部突出部和限定远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的透视图，所述可扩张的脊柱植入物定位在下部椎骨体上、朝向扩张位置扩张；
图27是处于收缩位置的具有前部突出部和限定远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的透视图，所述可扩张的脊柱植入物包含限定在上部端板上的防退出部分；
图28是处于收缩位置的具有前部突出部和限定远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的俯视图，所述可扩张的脊柱植入物包含限定在上部端板上的防退出部分；
图29是处于扩张位置的具有前部突出部和限定远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的透视图，所述可扩张的脊柱植入物包含限定在上部端板上的防退出部分；
图30是具有前部突出部、限定远端钩状部分的前部尖端以及位于与远端钩状部分相反的远端处的弓形部分的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的透视图；
图31是具有前部突出部和限定远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的俯视图；
图32是具有前部突出部和限定远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的透视图；
图33是具有前部突出部和限定插入到椎间盘间隙中的远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的俯视图，其中远端钩状部分邻近前部骨突边缘，而植入物的近端邻近椎孔；
图34是具有前部突出部和限定插入到椎间盘间隙中的远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的俯视图；
图35是具有前部突出部和限定插入到椎间盘间隙中的远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的俯视图，其中远端钩状部分围绕椎孔钩住，由此避免与至少脊髓接触；
图36是具有前部突出部和限定插入到椎间盘间隙中的远端的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的俯视图，其中远端钩状部分旋转到TLIF/横向路径；
图37是具有前部突出部和前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的俯视图，所述前部尖端将插入到椎间盘间隙中的远端钩状部分限定到邻近骨突边缘并且交叉椎间盘间隙的中线的位置；
图38是具有前部突出部和限定远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的俯视图，所述远端钩状部分插入到椎间盘间隙中并且远离椎间盘间隙的中线侧向隔开；
图39是插入到椎间盘间隙中的两个可扩张的脊柱植入物的俯视图，每个植入物具有前部突出部和限定插入到椎间盘间隙中并且远离椎间盘间隙的中线侧向隔开的远端钩状部分的前部尖端；
图40是具有前部突出部和限定与先前实施例中所描绘的定向反向定向的远端钩状部分的前部尖端的可扩张的脊柱植入物的一个实施例的透视图；并且
图41是朝向骨突边缘插入到椎间盘间隙中的图40的可扩张的脊柱植入物的俯视图。
具体实施方式
所公开的手术系统和相关使用方法的示范性实施例关于以下各项进行论述：用于肌肉骨胳病症的治疗的医疗装置、并且更具体地说关于可包含可扩张的脊柱植入物、插入器械的可扩张的手术植入物系统和/或用于治疗脊柱的方法。
在一些实施例中，本发明的系统包含适合于成对或单个从正背侧插入(有时被称为PLIF操作)、并且接着可在远端处扩张以便赋予和/或加强脊柱的脊柱前凸弯曲的可扩张的脊柱植入物系统。在本文所示出的一些实施例中，可扩张的脊柱植入物系统还可被配置成用于斜面后侧操作和/或椎间孔腰椎椎体间融合(有时被称为TLIF操作)。另外，各种实施例中所公开的框架可被配置成将脊柱植入物的可移动插塞放置在脊柱植入物内的基本远端位置，以便在已使用本文所描述的各种技术插入和/或扩张植入物之后清除植入物内的近端体积以填充骨生长促进材料。框架和其它各种脊柱植入物组件还可被配置成具有一个或多个侧壁和/或开口，用于在插入和/或部署脊柱植入物之后将骨生长促进材料引入到椎间或椎体间间隙的选定区域中。在一些实施例中，脊柱植入物系统还可配备有渐缩远侧尖端(如从上方或顶表面观察)，使得植入物被成型用于从斜面途径和位置以越过椎间或椎体间间隙的对角线插入。
在一些实施例中，脊柱植入物系统还可用来通过以插入脊柱植入物并使其扩张的选定等级增大和/或恢复脊椎体之间的适当脊柱前凸角来恢复和/或赋予患者的矢状平衡。在一些实施例中，可根据双侧PLIF途径采用一对此类脊柱植入物并使其扩张到不同高度以赋予和/或恢复脊柱前凸角以及使脊柱在冠状面中对齐(以便治疗例如脊柱侧凸弯曲)。在一些实施例中，可根据后侧TLIF途径采用单个此类脊柱植入物并使其扩张到不同高度以赋予和/或恢复脊柱前凸角以及使脊柱在冠状面中对齐(以便治疗例如脊柱侧凸弯曲)。在所描述的各种实施例中，脊柱植入物系统可用于治疗超出一级融合的脊柱症状的多种复杂的脊柱操作。此外，所附实施例中所描述的脊柱植入物系统还可用作具有一定可扩张的高度的融合装置，用于使植入物适应特定椎体间椎间盘间隙，从而恢复邻近脊椎体之间的间隔并且促进邻近脊椎体之间的脊柱融合。
在一些实施例中，并且如上文所提及，本公开可用来治疗脊柱病症，例如椎间盘退行性疾病、椎间盘突出、骨质疏松、脊椎前移、狭窄症、脊柱侧凸和其它弯曲异常、脊柱后凸、肿瘤和骨折。在一些实施例中，本公开可用于其它骨和骨骼相关的应用，包含与诊断和疗法相关联的那些应用。在一些实施例中，所公开的脊柱植入物系统可替换地可用于对处于俯卧或仰卧位置的患者进行手术治疗，和/或对脊柱和在其它身体区域中采用各种手术途径，包含前部、背侧、背侧中线、正侧面、后侧斜面和/或前侧斜面途径。本公开可替代地还可用于治疗脊柱的腰椎、颈、胸、骶骨和骨盆区的操作。本公开的脊柱植入物系统还可用于动物、骨骼模型和其它非生命基物，例如用于培训、检验和演示。
通过参考结合形成本公开的一部分的附图图式进行的实施例的以下详细描述可更容易地理解本公开。应理解，本申请不限于本文中描述和/或示出的特定装置、方法、条件或参数，并且本文中所使用的术语出于仅借助于实例描述特定实施例的目的而不意图进行限制。在一些实施例中，如说明书中所使用且包含所附权利要求书，单数形式“一(a、an)”和“所述(the)”包含复数，且参考特定值包含至少所述特定值，除非上下文另外明确规定。本文中范围可表述为“约”或“基本”一个特定值和/或到“约”或“基本”另一特定值。当表述这种范围时，另一实施例包含从所述一个特定值和/或到所述另一个特定值。类似地，当值通过使用前置词“约”表述为近似值时，应理解，特定值形成另一实施例。还应理解，所有空间参考(例如水平、垂直、顶部、上部、下部、底部、左和右)仅出于说明性目的，且可在本公开的范围内变化。举例来说，参考“上部”和“下部”是相对的，且仅用于相对于其它的上下文中，且不必为“上方”和“下方”。
如说明书中所使用且包含所附权利要求书，疾病或病症的“治疗(treating)”或“治疗(treatment)”是指进行以下操作，所述操作可包含：向患者(正常人或其它人或者其它哺乳动物)施用一种或多种药物、生物制剂、移植骨(包含例如同种移植、自体移植、异种移植)或骨生长促进材料；采用可植入装置和/或采用治疗疾病的器械，例如用来移除椎间盘凸出或突出部分和/或骨刺部分从而致力于缓解疾病或病症的病征或症状的微椎间盘切除器械。缓解可能出现在疾病或病症的病征或症状出现之前以及出现之后。因此，治疗包含预防疾病或或令人不期望的病症(例如，预防疾病发生于可能易患所述疾病但尚未被诊断已患疾病的患者身上)。另外，治疗不需要完全缓解病征或症状，不需要治愈，且具体地包含对患者仅有边际效应的操作。治疗可包含抑制疾病，例如遏制其发展或缓解疾病，例如导致病退。例如，治疗可包含减少急性或慢性发炎；缓解疼痛及减轻及诱发新韧带、骨骼和其它组织的再生长；作为手术的辅助；和/或任何修复操作。并且，如说明书中所使用且包含所附权利要求书，术语“组织”包含软组织、韧带、肌腱、软骨和/或骨骼，除非另外明确提及。如本文中所使用的术语“骨生长促进材料”可包含但不限于：呈多种形式的移植骨(自体移植、同种移植、异种移植)和组合物(包含但不限于颗粒移植骨)；骨诱导材料，例如骨形态发生蛋白(BMP)(包含但不限于可购自美敦力公共有限公司(Medtronic plc)的)和替代的小分子骨诱导物质；骨传导性材料，例如呈多种形式的脱矿骨基质(DBM)和组合物(袋装油灰、切片(包含但不限于可购自美敦力公共有限公司的产品系列))；胶原海绵；骨油灰；基于陶瓷的空腔填料；陶瓷粉末；和/或适合于诱发、传导或促进现有骨结构的骨生长和/或骨融合的其它物质。此类骨生长促进材料(在本文的一些附图中指示为“BG”)可以多种固体、油灰、液体、胶体、溶液或者适合于装填到或置于本文所描述的实施例的各种植入物10、20之中或周围的其它制剂提供。
以下论述包含对根据本公开的原理的包含一个或多个脊柱植入物的手术系统、相关组件以及采用所述手术系统的方法的描述。公开了各种替代实施例并且每个实施例的个别组件可与其它实施例一起使用。详细参考本公开的示范性实施例，所述实施例在附图中加以说明。转向图1到12，示出手术系统(例如可扩张的脊柱植入物10、20)以及包含插入器械30的相关联系统的组件。
可扩张的脊柱植入物系统10、20、30的组件可由适合于医学应用的生物上可接受的材料制得，包含金属、合成聚合物、陶瓷和骨材料和/或其复合物。举例来说，可扩张的脊柱植入物系统(包含但不限于植入物10、植入物20、插入器械30)的组件，单独地或共同地可由以下材料构造：例如不锈钢合金、市售纯钛、钛合金、等级5的钛、超弹钛合金、钴-铬合金、不锈钢合金、超弹金属合金(例如镍钛诺、超弹塑料金属，如GUM 陶瓷及其复合物，例如磷酸钙(例如SKELITETM)、热塑性塑料，例如聚芳基醚酮(PAEK)，包含聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)和聚醚酮(PEK)、碳-PEEK复合物、PEEK-BaSO4聚合物橡胶、聚对苯二甲酸亚乙酯(PET)、织物、硅氧烷、聚氨基甲酸酯、硅氧烷-聚氨基甲酸酯共聚物、聚合物橡胶、聚烯烃橡胶、水凝胶、半硬质的和硬质的材料、弹性体、橡胶、热塑性弹性体、热固性弹性体、弹性复合物、硬质聚合物，包含聚苯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚乙烯、环氧树脂、骨材料，包含自体移植、同种移植、异种移植或转殖基因皮层和/或皮质网状骨，和组织生长或分化因素、部分再吸收材料，例如金属和钙基陶瓷的复合物、PEEK和钙基陶瓷的复合物、PEEK与再吸收聚合物的复合物、全部再吸收材料，例如钙基陶瓷，如磷酸钙、磷酸三钙(TCP)、羟基磷灰石(HA)-TCP、硫酸钙，或其它再吸收聚合物，如聚酰胺、聚乙交酯、聚酪氨酸碳酸酯、聚己内酯及其组合。
脊柱植入物系统10的各种组件可由包含以上材料的材料复合物形成或构造而成以实现各种期望的特性，例如强度、硬度、弹性、顺应性、生物机械学性能、耐久性和射线可透性或成像偏好。可扩张的脊柱植入物系统10、20、30的组件单独地或共同地还可由例如上述材料中的两种或更多种的组合等异构材料制成。可扩张的脊柱植入物系统10、20、30的组件可单块形成、一体地连接或包含紧固元件和/或器械，如本文所描述。举例来说，在一些实施例中，可扩张的脊柱植入物系统10、20、30可包括可扩张的脊柱植入物10、20，所述可扩张的脊柱植入物10、20包括PEEK和/或钛结构，其中射线可透过标记(例如钽销和/或长钉)选择性地放置在植入物中，从而当外科医生将可扩张的脊柱植入物10、20置于脊柱中时为其提供定位和/或尺寸信息。可扩张的脊柱植入物系统10、20、30的组件可使用多种减材和增材制造技术而形成，包含但不限于机械加工、碾磨、挤出、成型、3D打印、熔结、涂布、气相沉积和激光/电子束熔融。此外，可扩张的脊柱植入物系统10、20、30的各种组件可由多种添加剂或涂层进行涂布或处理以提高生物相容性、骨生长促进或其他特征。举例来说，端板140、150、240、250可选择性地涂覆有骨生长促进或骨向上生长促进表面处理物，可包含但不限于钛涂层(固态、多孔或纹理化)、羟基磷灰石涂层或钛板(固态、多孔或纹理化)。
可扩张的脊柱植入物系统10、20、30可用于例如微创操作(包含经皮技术、迷你开放和开放手术技术)以在患者身体内的手术部位(举例来说，脊柱的区段)递送并引入器械和/或一个或多个脊柱植入物。在一些实施例中，可扩张的脊柱植入物系统10、20 30可用于手术操作，如本文所描述，和/或例如椎体切除术、椎间盘切除术、融合和/或采用脊柱植入物恢复椎骨的机械支撑功能的固定治疗。在一些实施例中，可扩张的脊柱植入物系统10、20、30可用于手术途径，包含但不限于：背侧腰椎椎体间融合(PLIF)、斜面腰椎椎体间融合、椎间孔腰椎椎体间融合(TLIF)、各种类型的前部融合操作以及脊柱的何任部分(举例来说，骶骨、腰椎、胸和颈)中的任何融合操作。可扩张的脊柱植入物系统10、20、30在PLIF和TLIF技术中的示范性使用大体上在图13到17中示出。
如图1到8大体上示出，示出可扩张的脊柱植入物10、20的两个示范性实施例(示范性图1到4中突出植入物10，而示范性图5到8中突出植入物20)。参考图1和2，可扩张的脊柱植入物10可包括框架100，所述框架100包括近端壁110和远端壁120。框架100可提供一种机构，所述机构用于将扩张机构放置在植入物10远端，使得在植入物10扩张时提供更靠近植入物的近端的充分空间(例如至少部分地框架100内)以便于骨生长促进材料的以后装填。举例来说，框架100的近端壁110可限定近端孔洞111，所述近端孔洞111可适合于接纳插入器械30的至少一部分，骨生长促进材料可通过所述近端孔洞111引入到植入物10的近端部分中。此外，框架的远端壁120可限定适于接纳插塞130的远端孔洞121(例如参见图2)。如本文中进一步描述，插塞130可以是可移动地设置在框架的远端孔洞121中。
柱塞、针筒、夯具、漏斗、手枪式握把或液压装置可任选地用来向下推进材料到达插入器械30并且推入植入物10和/或椎间盘间隙中。另一替代方案可包含向下传递套管到达插入器械30。在一个优选实施例中，套管可以是柔性的并且由塑料或橡胶制成。套管可预填充有植骨或其它材料，并且在一个实施例中具有附接在套管末端的针筒，或者可替代地包含向下推进植骨或其它材料到达套管的手枪式握把、漏斗或其它装置。针筒可预填充有材料。套管可在远端处渐缩以促进对接植入物10。套管和或插入器械30可在近端处张开以充当漏斗或以促进接纳漏斗、针筒、手枪式握把或其它器械提供并递送材料。植骨还可负载到椎间盘间隙中，其中在用套管插入植入物10之前椎间盘材料已被移除，所述套管例如公开于属于麦凯的美国专利案号8,092,464中，所述专利以全文引用的方式并入本文中。此处和下文所描述的植骨负载过程未必受限于仅用于所公开的可扩张的植入物，而相反，可用于任何融合操作或用于任何椎间植入物的使用(侧向、斜面、ALIF、PLIF等)。
可扩张的脊柱植入物10可进一步包括第一端板140，所述第一端板140与框架100可操作地接合并且被配置成当插塞130沿着远端方向D(参见图3到4)移动时从框架100向外扩张。此外，在一些实施例中，可扩张的脊柱植入物10可包括相对的第一和第二端板140、150，如图1和2大体上示出。在可扩张的脊柱植入物10的一些此类实施例中，第二端板150可与框架100可操作地接合并且被配置成当插塞130沿着远端方向D移动时从框架100向外扩张。此外，如图1中所示出，第二端板150可围绕框架100和相对的第一端板140设置，其中所述第一端板140和所述第二端板150从植入物10的近端延伸到植入物10的远端(沿着植入物10的长度L)并且至少部分地包围框架100。类似结构还示出于图5到8的植入物20中，其中端板240、250协作来至少部分地包围框架200(例如参见图5)。各种端板140、150、240、250在多个平面中可具备凸表面以符合邻近椎骨体端板(参见如图14和16中所示出的V1、V2)。应理解，各种端板140、150、240、250的表面还可由仅一个平面上的凸面构造而成或不含任何凸面。此外，接触端板140、150、240、250的表面的椎骨体V1、V2可具备各种防迁移和/或骨融合特征，包含但不限于：脊、齿、孔和涂层(包含但不限于多孔钛涂层，例如设置在可购自美敦力公共有限公司的卡帕斯通PTCTM植入物上的那些)。
图18示出仅包括第一端板140的可扩张的脊柱植入物10的实施例，所述第一端板140与框架100可操作地接合并且被配置成当插塞130沿着远端方向D(参见图3到4)移动时从框架100向外扩张。在图18的实施例中，第二端板150可与框架100一体地形成和/或相对于框架100不可移动，使得当插塞130向远端移动时，只有第一端板140(经由销154铰合到框架100)。在此类实施例中，远端头部分135可被修改来接合可移动第一端板140和静态第二端板150。举例来说，如图3A大体上示出，可移动第一或第二端板150(和/或互补端板140)可包括斜坡表面153，在植入物10扩张时，所述斜坡表面153上可承受远端头部分135的斜坡表面136。坡道136/153机构可与成对侧向柱137和追踪145系统(参见图18)协作以优化植入物10的打开和/或扩张。
大体上参考图1到4，端板140、150可经由靠近或位于框架100的近端壁110上的铰链机构与框架100可操作地接合。举例来说，销154可设置成接合限定在框架100中的对应销孔洞112，使得端板与框架100可操作地接合和/或相对于所述框架100铰合，从而使得在插塞130相对于植入物10的框架100向远端D移动时，端板140、150可借助销154和销孔洞112的联动而相对于框架100扩张。类似的铰链机构还相对于图7和8的实施例示出，所述铰链机构包括与销孔洞212接合以将框架200与端板240、250连接成处于铰合关系的销154。虽然多零件机械铰链示出于所描绘的实施例中的一些中，但是应理解，其它类型的铰链和/或连接机构也可用来将框架100与植入物的可扩张的端板140、150可操作地接合。举例来说，在一些实施例中，可利用“活动铰链”，其中端板140、150至少部分地在铰接点处与框架100一体地形成，但是具有允许端板140、150围绕铰链连接件旋转的切口或挠曲点。综上所述，框架100和端板140、150可以多种不同的方式可操作地接合，包含但不限于：一体式连接、可分离连接、使用紧固件或粘合剂的机械固定连接、可释放连接(包含但不限于键槽和部分打开的铰链)和其它连接类型。在一些实施例中，框架100和端板140、150可使用增材制造技术而一体地形成，例如3D打印或熔结激光/电子束熔融、铸造、挤出或使用根据一种或多种库存材料的减材制造技术以一体式形式进行的机加工。
在一些实施例中，可扩张的脊柱植入物10的框架100进一步包括与近端壁110和远端壁120接合的至少一个侧壁102。如图3大体上示出，侧壁102或壁102、104可被配置成使近端壁110与远端壁120沿着可扩张的脊柱植入物10的纵向轴线(基本上平行于和/或几乎平行于长度L延伸)隔开。侧壁102、104还可被配置成在植入物10的近端部分中包含骨生长促进材料，所述骨生长促进材料可经由近端孔洞111预装填或以后装填到植入物10中。侧壁102、104可与近端壁110和远端壁120协作来生成四边框架100(其可限定侧孔洞，如图3到4中所示出)。在一些此类实施例中，框架可限定内部螺纹103，所述内部螺纹103被配置成用于当插塞130相对于框架100的远端壁120大体上定位在近侧时与插塞130的外部带螺纹表面131协作。
框架100尤其在用于以下事项的一些实施例中可用：将插塞130相对于植入物10的总长度L放置在基本远端位置，使得植入物的远端部分(举例来说基本上由框架100涵盖的体积)可打开并且自由填充(或在已经将植入物置于脊椎体之间的椎间盘间隙中(例如参见将植入物10置于脊椎体V1与V2之间，图14和16所示出)之后“以后装填”有骨生长促进材料)。如本文参考图1、3、5和7所描述，植入物10、20可包括或限定沿着其中心纵向轴线CL(所述中心纵向轴线CL从植入物10、20的近端110延伸到远端144)的长度L。在一些此类实施例中，框架的远端壁120可设置为长度L的至少三分之一(1/3)(即，设置在从近端110向远端隔开距离W的位置处，如图3和7大体上示出)。在其它实施例中，框架的远端壁120可设置在长度L的其它分数处(即，设置在从近端110向远端隔开距离W的位置处，如图3和7大体上示出)，包含但不限于至少1/10、1/8、1/5、1/4、2/5、3/4、7/8、和9/10。在其它实施例中，框架的远端壁120可设置在从近端110向远端隔开距离W的位置处，如图3和7大体上示出，其中距离W在距离L的0到100％的范围内，但是在一些情况下，距离W是距离L的至少1/4以在植入物10的近端部分中提供间隙，从而当插塞130向远端移动时供骨生长促进材料充分地以后装填到至少部分地由距离W限定的区域中。因此，植入物10的近端部分(例如至少部分地由框架100限定的内部体积)可基本上保持打开并且与框架100的近端孔洞111流体连通，使得在插塞130沿着远端方向D移动之后(参见图3示出插塞处于初始位置，而图4示出插塞向远端移动以展现框架100体积保持打开并且与近端孔洞111流体连通)可通过框架100的近端孔洞111放置骨生长促进材料。
在其它实施例中，如相对于图5到8中的植入物20示出，单个侧壁204可替换图1到4的双壁实施例以使框架100的远端壁120与框架的近端壁110隔开。在具有单个侧壁204的一些此类实施例中，框架200可基本上在植入物10的一侧上打开以允许经由框架200的打开侧对骨生长促进材料进行以后插入包装。框架200的“打开”或少壁侧(其可大体上与侧壁204相对定位)也可用来引导和/或包含可通过植入物20的框架200的近端孔洞211引入到植入物植入部位中的骨生长促进材料。至于具有两个侧壁102、104的“关闭的”实施例，单个侧壁204实施例也可限定内部螺纹203，所述内部螺纹203被配置成当插塞230相对于框架200的远端壁220大体上定位在近端时与插塞230的外部带螺纹表面231协作。
在各种实施例中，设置于可扩张的脊柱植入物10、20中的插塞130、230可包括带螺纹外表面131(例如参见图1)，并且远端孔洞121可包括与插塞130的带螺纹外表面131可操作地接合的互补带螺纹内表面。插塞的带螺纹外表面131可设置在插塞130的近端上，使得当插塞130相对于框架100的远端壁120旋转时，插塞130向远端D移动，如图4中所示出。在一些实施例中，如图4和8大体上示出，框架100可包括连接远端壁120和近端壁110的侧壁104，其中侧壁104包括侧壁带螺纹表面103，所述侧壁带螺纹表面103被配置成与插塞130的带螺纹外表面131可操作地接合(尤其当插塞相对于框架100仍定位在近端时)。侧壁带螺纹表面203的替代实施例也在图8中示出。此外，插塞130还可包括远端头部分135，所述远端头部分135被配置成促使端板140远离框架100，同时插塞130沿着远端方向D移动。远端头部分135在一些实施例中(如图1到4大体上示出)可配置有独立结构，所述独立结构具有斜坡式表面136，所述斜坡式表面136可被配置成与端板140、150上的互补斜坡式表面对接。举例来说，如图3A中所示出，端板150(和互补端板140)可包括斜坡式表面153，当植入物10扩张时所述斜坡式表面153上可承受远端头部分135的斜坡式表面136。坡道136/153机构可与侧向柱137和追踪155系统协作以便优化植入物10的打开和/或扩张。举例来说，坡道136/153机构可提供前向扩张机构，当插塞130移动时，所述前向扩张机构随后由侧向柱137和追踪155系统辅助以扩张植入物。此外，侧向柱137和追踪155系统还可呈现植入物10的扩张，所述扩张通过沿着由坡道136/153机构提供的相对平滑的斜坡式斜面朝向框架100向内拉动端板140、150而是可逆的。此外，插塞130可包括独立连接元件132、133，使得插塞的远端头部分135可以是可在不旋转的情况下相对于框架100向远端移动，而插塞130的近端部分(例如限定带螺纹外表面131的所述部分)能够在框架100的远端壁120的远端孔洞121中自由旋转。
在其它实施例中，如图5到8大体上示出，插塞230可包含包括渐缩圆柱体的远端头部分235。在一些此类实施例中,远端头部分235可被配置成在近端部分(例如限定外部带螺纹表面231)相对于框架100旋转以沿着远端方向D驱动插塞230时与插塞230一起旋转和/或仅相对于框架100向远端D移动。根据一些此类实施例，远端头部分235可被配置成与限定在端板240、250的内表面上的轮廓承载表面253(在一些情况下包括坡道和/或截头圆锥形凹表面)协作。
远端头部分135、235以各种方式配置成提供导入或渐进渐缩以便允许插塞130、230与端板140、150或240、250之间更容易交互。举例来说，如图3部分地拆分视图大体上示出(其中第一端板140被移除)，远端头部分135包括坡道136或楔形件，所述坡道136或楔形件适合于促使端板140、150的内部上的互补斜坡式或轮廓表面153(参见图3A，示出具有形成在其中的示范性坡道153的一个端板150的隔离视图)以便当插塞130沿着植入物10的长度L向远端推进时使端板140逐渐远离框架100移动。类似地，在图5到8中所示出的实施例中，远端头部分235可渐缩以提供导入或截头圆锥体形状，所述导入或截头圆锥体形状可被优化成具有渐缩以允许当促使端板240、250远离框架200时实现机械优点。所得植入物20的打开配置例如在图6中示出。此外，应理解，多种坡道和/或渐缩配置可用来优化插塞130、230与端板140、150或240、250的交互。此类配置可包含但不限于：具有不同角度的连续坡道或渐缩截头圆锥体表面；通向更大角度连续坡道或渐缩截头圆锥体表面的小角度连续坡道或渐缩截头圆锥体表面(当植入物10的初始扩张已经实现时增加机械优点)以及其它打开机构(例如图2到4大体上示出的侧向柱137和追踪155系统，其可合并来辅助坡道136(和153，参见图3A)扩张植入物20)。
如图2到4中所示出，在可扩张的脊柱植入物10的一些实施例中，远端头部分135可包括侧向柱137，所述侧向柱137从插塞130的远端头部分135延伸并且被配置成用于与限定在端板140、150中的对应通道145、155协作。通道可成角度或部分地成角度以在沿着植入物10的长度L向远端推进插塞130时提供额外的机构来辅助植入物10的扩张。更具体地参考图2，第一端板140可限定至少一个侧向通道145，所述至少一个侧向通道145被配置成接纳侧向柱137，使得当插塞130沿着沿长度L的远端方向移动时，远端头部分135的侧向柱137在侧向通道145中沿着第一方向移动，以使第一端板从框架100向外扩张。柱131和通道145机构还可辅助使得植入物10扩张基本上可逆，使得当插塞130沿着近端方向移动(即，朝向框架100的远端壁110)时，远端头部分135的侧向柱137在侧向通道145中沿着第二方向移动，以使第一端板140朝向框架100收缩(这可导致植入物10返回到图1大体上示出的关闭或未扩张配置)。插塞130的此可逆特征以及带螺纹机构呈现植入物10能够通过由植入物10的端板限定的基本上无限可调节的运动范围(仅通过插塞130的长度和对应承载表面(例如参见图6的253)界定)逐渐扩张或收缩。
在一些实施例中，可扩张的脊柱植入物系统10、20可被配置成可与插入器械30一起操作和/或由插入器械30插入(例如大体上参见图17)。在一些此类实施例中，如图9中所示出，可扩张的脊柱植入物10可包括框架100，所述框架100包括近端壁110和远端壁120。近端壁110可进一步限定近端孔洞111，而远端壁110可进一步限定远端孔洞121。如本文所描述，近端孔洞111和远端孔洞121中的一个或两个可内部螺接以接纳其它带螺纹组件。在一些实施例中，近端壁110可适于接纳插入器械30(或在一些情况下插入器械30的内部套管320，如图9中所示出)。
如本文所描述，可扩张的脊柱植入物10还可包括可移动地设置在远端孔洞121中的插塞130，其中所述插塞130包括适于由插入器械30的至少一部分可操作地接合以移动插塞130的接口134。举例来说，在一些实施例中，插入器械30可包括驱动器轴330，其中驱动器位于所述驱动器轴330的远端(例如内六角驱动器尖端)上。驱动器轴330的远端可与插塞130的接口134接合以使插塞在框架100的远端孔洞121中旋转，从而扩张植入物10。如本文所描述，植入物10的扩张可通过移动端板140、150来实现，所述端板140、150由框架100可操作地接合并且被配置成当插塞130由插入器械30(或其驱动器轴330)移动时相对于框架100移动。
如图17大体上示出，驱动器轴330可以共轴方式设置在插入器械30的内部套管320内部。此外，驱动器轴330和内部套管320都可以共轴方式设置在插入器械30的套管330内部。驱动器轴330、内部套管320和套管310中的每一个可进一步分别配备有各种操纵组件330'、320'和310'，从而使得插入器械30的各种组件可彼此独立操作和/或选择性操控以相对于植入物10进行各种功能(如本文进一步描述)。
如本文所描述以及图3和7的实施例中所示出，框架100、200可进一步包括与框架100的近端壁110和远端壁120接合的至少一个侧壁104、204。侧壁104、204可被配置成使框架100的近端壁110和远端壁120沿着植入物10、20的纵向轴线(平行于长度L延伸)隔开。在一些实施例中，如图3中所示出，框架100包括一对侧壁102、104，所述一对侧壁102、104侧向隔开并且与框架100的近端壁110和远端壁120接合以形成基本闭合的区域，所述基本闭合的区域适于接纳和/或包含可通过框架100的近端孔洞111放置的骨生长促进材料。在一些实施例中，插入器械30的套管310或内部套管320可被配置成当植入物10处于扩张位置时(例如参见图2，其示出插塞130向远端向前移动并且移出由框架100限定的植入物10的近端区域)传达骨生长促进材料通过插入器械30并且传入由框架100限定的区域中。
在一些实施例中，框架100可基本上由侧壁“闭合”，如图9到12大体上示出。在其它实施例中，框架100可包括具有侧向孔洞的一对侧壁102、104，如图1到4大体上示出。在其它实施例中，如图5到8大体上示出，框架200可包括单侧或单个侧壁204，从而形成具有一个“打开”侧面的框架200。在如图8中所示出的一些此类实施例中，框架200可适于至少部分地包含可通过框架200的近端孔洞211放置的骨生长促进材料BG和/或沿着框架200的近端壁210与远端壁220之间的侧向方向将骨生长促进材料BG导出可扩张的脊柱植入物20。
图9到12示出根据一个实施例的与插入器械30一起使用来形成可扩张的脊柱植入物系统植入物10实施例的各种配置。如图9大体上示出，所述系统可包括插入器械30，所述插入器械30包括套管310(所述套管310可包含如本文所描述的内部套管320和外部套管310)以及可移除且可旋转地设置在套管310内的驱动器轴330(参见图10和图17)。所述系统还可进一步包括被配置成使用多种机构与插入器械30可操作地接合的可扩张的脊柱植入物10。如本文所描述，植入物10包括框架100，所述框架100包括近端壁110和远端壁120，其中所述近端壁110限定近端孔洞111，而所述远端壁120限定远端孔洞。近端壁110可被配置成接纳套管310(或中间套管320)的远端以便于操纵可扩张的脊柱植入物10。举例来说，如图9中所示出，套管310可包括叉尖311，所述叉尖311被配置成用于插入到由框架100的近端壁110限定的互补插孔114中。在其它实施例中，叉尖311可与由端板140、150限定的接头或狭槽交互。叉尖311可与插孔114交互以使得在植入物10与插入器械的远端接合时外科医生能够对所述植入物10进行有效地操纵。此外，在一些实施例中，内部套管320可包括带螺纹尖端321，所述带螺纹尖端321被配置成用于与框架100的近端孔洞111的带螺纹内表面可操作地接合。在一些此类实施例中，当内部套管320旋转来接合框架100的近端孔洞111时，外部套管的叉尖311可充当有效反向转矩装置(防止植入物10相对于插入器械30旋转)。图17示出相对于包含插入器械的操纵组件330'、320'和310'的植入物10的插入器械30。举例来说，外部套管310的把手310'可用来即使在内部套管320的旋钮320'在外部套管310内旋转时稳定和/或操纵植入物10，使得带螺纹尖端321可与框架100的近端孔洞111接合而不会使植入物100旋转。
如本文所描述，植入物10可被配置成用于借助可移动地设置在框架100的远端孔洞120中的插塞130而扩张。在一些实施例中，插塞包括带螺纹外表面131，所述带螺纹外表面131被配置成与远端孔洞120的互补内部带螺纹表面接合。在一些实施例中，如图9中所示出，插塞130可包括接口134，所述接口134被配置成通过驱动器轴330的远端可操作地接合以使(例如通过带螺纹旋转)插塞130相对于框架移动。驱动器轴330可以共轴方式放置在套管310和/或内部套管310内并且可使用驱动器轴330的驱动器近端330'在其中旋转。驱动器近端330'可包括楔形表面或小表面，所述楔形表面或小表面被配置成用于与快速释放把手(未示出)或电动驱动器(未示出)接合以旋转驱动器轴330。此外，插塞接口134可包括驱动容器，所述驱动容器被配置成与驱动器轴的远端协作。驱动器轴330与插塞接口134之间的驱动连接可包括多种驱动接口，包含但不限于：多叶驱动器；内六角驱动器；十字形或菲利浦式头驱动器；笔直或“平头”驱动器；正方形或其它多边形驱动器；和/或其组合。
如本文所描述，由驱动器轴310促进的插塞130在套管310内(并且在一些情况下在内部套管320内)的移动可当插塞130由插入器械30移动时进一步致使与植入物10的框架100可操作地接合的端板140、150相对于框架100移动。因此，插入器械30(或驱动器轴330和驱动器近端330')可用来相对于框架100扩张端板140、150以便选择性地扩张植入物10和/或赋予邻近脊椎体V1、V2脊柱前凸移动，如图14和16大体上示出。可调节驱动器轴330的长度以适应框架100的远端壁120相对于植入物10的长度L的远端定位。举例来说，驱动器轴330可具备基本上超出套管310和/或内部套管320的长度的长度，从而使得驱动器近端330'保持可由把手或电动驱动器进入并接合，甚至当植入物处于完全扩张状态时(参见图14和16)驱动器轴330保持与植入物10的插塞130接合时也同样如此。此特征在以下情况下可能是重要的：外科医生期望如本文参照特定植入物10实施例的柱131和通道145机构进一步描述的使植入物10的扩张反向。
根据各种实施例，驱动器轴330还可被配置成可从套管310(和/或内部套管(如果采用的话))移除，使得在植入物10的插塞130已经相对于框架100向远端移动之后，骨生长促进材料BG可通过套管310(和/或通过同心内部套管320，当使用时)引入到可扩张的脊柱植入物10的框架100中。骨生长促进材料BG可使用驱动器轴330或设定大小以便于通过套管310和/或内部套管310可滑动插入的其它装填器和/或柱(未示出)通过套管310或内部套管310而装填或推进。漏斗(未示出)或其它附接件也可(例如在靠近内部套管320的旋钮320'的近端的点处，如图17中所示出)插入到套管310或内部套管320的近端中以促进骨生长促进材料BG引入到套管310和/或内部套管320中。
图9到12描绘在一个实施例中使用植入物系统的示范性操作步骤。举例来说，图9示出使用套管310的叉尖311和内部套管320的远端321附接到插入装置30的未扩张的植入物10。插塞130示出为与框架的远端壁120的远端孔洞接合并且插塞接口134可见。在图10中，驱动器轴330示出为延伸穿过套管310和内部套管320并且与插塞接口134接合。参考图17，驱动器近端330'可在此步骤中旋转以向前驱动插塞130从而使端板140、150相对于框架100扩张。图11示出驱动器轴330与插塞130的交互以及插塞130相对于框架100的远端壁120的远端移动，以使端板140、150相对于植入物10的框架100扩张的结果。图12示出插入装置30仍与植入物10接合，但是其中驱动器轴330被从套管310和内部套管320移除，使得插管打开以便于引入骨生长促进材料BG通过插入器械30并且引入到大体上由框架100的现在打开的内部限定的植入物10的近端部分中。
参考示范性图13到16，脊柱植入物系统10、30可用于手术关节融合术操作，例如用于治疗脊柱和体内相邻区域(例如椎骨V1与椎骨V2之间的椎间盘间隙)的受感染区段的适用病症或受伤的椎体间融合。在一些实施例中，脊柱植入物系统10、30可包含椎间植入物，所述椎间植入物可插入椎间盘间隙以隔开关节接合表面、提供支撑并最大化椎骨V1、V2的稳定。在一些实施例中，脊柱植入物系统10、30可用于一个或多个椎骨。
医疗人员能够例如通过切开和收缩组织而进入手术部位(包含椎骨V1、V2)。脊柱植入物系统10、30可用于任何现有手术方法或技术，包括开放手术、迷你开放手术、微创手术和经皮手术植入，由此通过迷你切割、缩回器或为区域提供保护通道的套管或套筒进入椎骨V1、V2。在一个实施例中，脊柱植入物系统10、30的组件递送通过手术路径到达手术部位、沿着手术途径进入椎骨V1、V2之间的椎间盘间隙中。可使用各种手术途径和路径。图13示出使用脊柱植入物系统10、30的典型背侧腰椎椎体间融合(PLIF)途径的实例，其中可递送一对植入物10并使其扩张以赋予或恢复脊柱前凸弯曲(大体上参见图14)，并且接着在从插入器械30移除驱动器轴330之后后填充有骨生长促进材料BG。如图15中所示出，例如椎间孔腰椎椎体间融合(TLIF)途径等单侧途径还可用来相对于椎骨V1、V2将植入物置于基本斜面位置。在此类操作中，端板140、150的远端144可被成型，从而使得植入物10配合在由椎骨体V2的范围限定的椎间间隙中，如图15中所示出。此外，在斜面放置应用中，植入物10的端板140、150还可具备互补斜面接触表面，所述互补斜面接触表面被成型以在植入物10如图16大体上示出的扩张时更好地赋予和/或恢复脊柱前凸弯曲。此外，植入物的端板140、150可配备有多种脊、齿、涂层或适合于与邻近椎骨V1、V2交互和/或相对于所述邻近椎骨V1、V2紧固的其它表面处理物。
如所属领域的技术人员应了解，可采用准备器械(未示出)来移除椎间盘组织、流体、相邻组织和/或骨，并且从椎骨V1的端板表面和/或椎骨V2的端板表面擦除和/或移除组织以准备利用系统10、30进行操作。在一些实施例中，在使用可估计系统10、30的大小和配置的试验器械(未示出)进行试验之后选择植入物10的大小(例如如图17中所示出)。在一些实施例中，此类试验可能大小固定和/或可配备有类似于本文所描述的各种植入物10、20实施例的扩张机构。在一些实施例中，可通过透视而观测到植入物10并且在引入到椎间盘间隙中之前对其进行定向。此外，插入器械30和植入物10可配备有基准标记以使得能够在操作之前和/或期间使用图像引导手术导航。
在如图13和15大体上示出的一些实施例中，植入物10提供提高稳定性并降低下沉到组织中的风险的覆盖面积。在如图14和16大体上示出的一些实施例中，植入物10提供脊椎体之间的角度纠正、高度恢复、矢状和/或冠状平衡的减压、恢复和/或下沉到椎骨端板中的阻力。在一些实施例中，植入物10接合椎骨V1、V2的相对的端板表面并且隔开所述相对的端板表面，并且紧固在椎骨间隙内以稳定并固定椎骨V1、V2的部分以及用于融合并固定椎骨V1、V2的骨生长。
包含植入物10的脊柱植入物系统10、30的组件可递送或植入作为预组装装置或者可现场组装。包含植入物10的脊柱植入物系统10、30的组件可现场扩张、收缩、完全或部分修正、移除或替换。在一些实施例中，脊柱植入物系统10、30的组件中的一个或全部可经由机械操纵和/或脱手技术而递送到手术部位。
在一个实施例中，脊柱植入物系统10、30包含多个植入物10(针对一个实例而参见图13)。在一些实施例中，采用多个植入物10可优化椎骨V1、V2之间的角度纠正和/或高度恢复。多个植入物10可以并排接合、隔开和/或错开定向。
在一些实施例中，脊柱植入物系统10、30包含试剂，包含但不限于本文所描述的骨生长促进材料BG，所述试剂可设置、装填、涂布或层压在脊柱植入物系统10、30的组件和/或表面内、其上或其周围。在一些实施例中，试剂可包含骨生长促进材料以增强植入物10与骨结构的固定。在一些实施例中，所述试剂可包含用于释放(包含缓释)的一或多个治疗剂和/或药剂，以治疗例如疼痛、发炎和退化。
在一个实施例中，植入物10、20可包含紧固元件，所述紧固元件可包含锁定结构，所述锁定结构被配置成用于与椎骨V1、V2固定以紧固接合表面并且向椎骨区域提供互补稳定性和不移动性。在一些实施例中，锁定结构可包含紧固元件，例如柱、板、夹具、钩、粘合剂和/或凸缘。在一些实施例中，脊柱植入物系统10、30的组件可与螺钉一起使用来增强固定。脊柱植入物系统10的组件可由例如聚合物等射线可透过材料制成。可包含不透射线标记用于x射线、荧光检查、CT或其它成像技术的识别。插入器械30单独或与上述用于穿过其插入的套管一起可以是射线可透过的并且可任选地包含在远侧尖端处和/或沿着插入器械30和套管中的一个或两个的长度添加的标记以容许其在推进到患者中的同时在荧光检查/x射线上被看到。如果植入物10包含靠近近端放置的射线可透过标记，那么这可容许朝向植入物10的近端移动的套管的尖端的接近度的视觉显示。
在本发明的一个实施例中，端板140和150包含前部部分400，所述前部部分400在端板140和150的相应远端处仅从相应侧表面的一侧延伸到植入物的一侧。前部部分400沿着轴线1-1延伸，所述轴线1-1横向于中心纵向轴线CL延伸。前部部分400在前部尖端402中终止。如图19到23和27到32中所描绘，当植入物处于收缩位置时，前部部分400和前部尖端402限定远端钩状部分404。当植入物处于收缩位置时，第一端板140的远端与第二端板150的远端组合以限定远端斜面部分406。远端钩状部分404为端板140/150中的每一个提供增大的表面积，从而使得所述端板140/150在植入物扩张期间能够耐受更大的负载并且形成脊柱前凸。
在本发明的一个实施例中，如图23和35中所描绘，至少远端钩状部分404被配置成在将植入物10插入到上部椎骨体与下部椎骨体之间的椎间盘间隙中后围绕椎孔VF钩住，由此避免干扰位于椎孔中的神经元、具体地说脊髓。
在本发明的一个实施例中，如图36中所描绘，至少远端钩状部分404进一步被配置成在将植入物插入到椎间盘间隙中后从侧向发散路径旋转到TLIF/横向路径。
在本发明的一个实施例中，如图24到26中所描绘，植入物10被配置成插入到椎间盘间隙中，直到远端钩状部分404和远端斜面部分406接合上部和下部脊椎体中的每一个的前部骨突边缘的全部部分为止。如图33中所描绘，远端钩状部分404和远端斜面末端部分406接合前部骨突边缘，而近端拐角408接触背侧边缘。
在本发明的一个实施例中，如图29中所描绘，远端钩状部分404和远端斜面部分406随着植入物的扩张而继续沿着上部和下部脊椎体中的每一个的骨突边缘完全接合。
在本发明的一个实施例中，如图27到32中所描绘，框架100的上表面410包含第一平行齿列412。框架100的下表面414包含第二平行齿列416。如图27到32中所描绘，至少第一端板140的上表面418包含平行于第一齿列412限定的第三齿列420。第四齿列422以平行于第一齿列412的定向限定在至少第二端板150的下表面421上。
在本发明的一个实施例中，如图27到32中所描绘，第三齿列420'的替代实施例可以垂直于第一齿列412的定向设置在第一端板140的上表面418上。同样地，第四齿列422'的替代实施例可垂直于远端斜面部分406设置在第二端板150的下表面421上。当植入物10处于扩张位置时，垂直的第三齿列420'和第四齿列422'提供抵靠前部骨突边缘的椎骨的改进抓紧。另外，当植入物处于扩张位置时，第一齿列412、第二齿列416、第三齿列420、第四齿列422以及替代的第三齿列420'和第四齿列422'全部被配置成防止植入物10从上部和下部脊椎体的前部骨突边缘无意退出。尽管图27到32描绘端板的由齿列420、422、420'和422'完全覆盖的相应表面，这些齿列仅部分地覆盖端板的表面同样在本发明的范围内。
在本发明的一个实施例中，如图31中所描绘，植入物10在远端钩状部分404处的宽度W1大于植入物10在框架近端壁110处的宽度W2，由此在远端钩状部分404处提供增大的结构强度。
在一个实施例中，如图37中所描绘，远端钩状部分404被配置成定位在上部与下部脊椎体之间的椎间盘间隙中、位于交叉椎间盘间隙的中线ML的位置。
在本发明的一个实施例中，如图38中所描绘，远端钩状部分404被配置成定位在上部与下部脊椎体之间的椎间盘间隙中，位于与椎间盘间隙的中线ML的一侧侧向隔开的位置。
在本发明的一个实施例中，如图39中所描绘，一对可扩张的植入物10被配置成定位在上部与下部脊椎体之间的椎间盘间隙中，每个相应的植入物10定位在与椎间盘间隙的中线ML的相反侧侧向隔开的位置。
在本发明的一个实施例中，如图31中所描绘，端板包含相对的相应侧壁423/424。端板侧壁423/424与框架侧壁102/104和近端壁110一起限定闭合区域来固持经由近端孔洞111插入到植入物10中的骨生长材料。
在本发明的一个实施例中，如图29中所描绘，插塞130的远端头135抵靠远端楔形部分426。当远端楔形部分426被朝向植入物10的近端推进时，所述远端楔形部分426使第一端板140远离第二端板150枢转，从而使植入物10扩张到扩张位置。
在本发明的一个实施例中，如图31到39中所描绘，远端斜面部分406横断框架100的与远端钩状部分404相对的侧壁423/424中的一个，从而限定远端弓形部分428。远端弓形部分428和远端斜面部分406一起减小插入到植入物10的椎间盘间隙中的轮廓。
在本发明的一个实施例中，如图33中所描绘，远端弓形部分428允许植入物10更靠近更硬的侧向椎骨边缘获得更大的侧向骨接触，并且提供更大的中间植骨区域。
在本发明的一个实施例中，如图40和41中所描绘，远端钩状部分404的定向被反向以从植入物10的相反侧延伸。在此实施例中，如图41中所描绘，植入物10接触前部边缘和背侧边缘，从而实现邻近脊椎体的提高的稳定性。
在一些实施例中，可采用显微手术、微创和图像引导技术的使用来借助脊柱植入物系统10、30进入、查看并修复脊柱变坏或损伤。在结束操作后，可移除脊柱植入物系统10、30的非植入组件、手术器械和总成(例如插入器械30)并且缝合切口。在一些实施例中，所公开的各种器械(例如大体上在本文的图9和相关附图中所公开的插入器械)可配备有基准标记或适合与手术导航系统(包含但不限于可购自美敦力公共有限公司的导航系统)一起使用的其它元件，使得外科医生可实时和/或几乎实时地查看植入物10、20相对于病人的身体结构的投射轨迹或插入路径。
应理解，可扩张的脊柱植入物10、20的各种独立组件、本文所描述的系统和插入器械30可根据各种实施例以不同方式组合。作为非限制性实例，图5到8中参照植入物20所示出的凹槽114也可添加到图1到4中所示出的植入物10的近端。作为另外的非限制性实例，图5到8中参照植入物20的端板240、250所示出的双孔洞241a、241b、251a、251b也可添加到图1到4中所示出的植入物10的端板140、150。
应理解，可对本文所公开的实施例作出各种修改。通过考虑本文所公开的本发明的说明书以及实践，所属领域的技术人员将清楚本发明的其它实施例。期望本说明书和实例仅被视为示范性的，其中本发明的真实范围和精神由以下权利要求书指示。

Claims (31)

1.一种可扩张的脊柱植入物，其可在收缩位置与扩张位置之间部署在上部与下部脊椎体之间的椎间盘间隙中，所述可扩张的脊柱植入物包括：
框架，其包括上表面和下表面、具有近端壁的框架近端和具有远端壁的框架远端，所述框架近端具有近端宽度，并且所述框架限定中心纵向轴线，远端孔洞与所述中心纵向轴线共轴限定在所述远端壁中；
插塞，其可移动地设置在所述远端孔洞中；
第一端板，其与所述框架可枢转地接合并且被配置成当所述插塞沿着远端方向移动时从所述框架向外扩张，所述第一端板包含上表面、第一端板近端、第一端板远端、在所述第一端板近端与所述第一端板远端之间延伸的第一端板第一侧表面、在所述第一端板近端与所述第一端板远端之间延伸的相对的第一端板第二侧表面，所述第一端板第一侧表面和所述第一端板第二侧表面中的一个包含从所述第一端板远端突出的前部尖端；以及
第二端板，其与所述框架可枢转地接合并且被配置成当所述插塞沿着远端方向移动时从所述框架向外扩张，所述第二端板包含下表面、第二端板近端、第二端板远端、在所述第二端板近端与所述第二端板远端之间延伸的第二端板第一侧表面、以及在所述第二端板近端与所述第二端板远端之间延伸的相对的第二端板第二侧表面；
所述第一端板第一侧表面和所述第二端板第二侧表面包含沿着横向于所述中心纵向轴线的第二轴线从其突出的前部部分，所述前部部分延伸到前部尖端；
其中当所述植入物处于所述收缩位置时，所述前部部分和所述前部尖端限定远端钩状部分。
2.根据权利要求1所述的可扩张的脊柱植入物，其中当所述植入物处于所述收缩位置时，所述第一端板远端和所述第二端板远端进一步限定远端斜面部分。
3.根据权利要求2所述的可扩张的脊柱植入物，其中至少所述远端钩状部分被配置成在将所述植入物插入在所述上部与下部脊椎体之间的椎间盘间隙中后就至少部分地围绕椎孔钩住，由此避免干扰位于所述椎孔内的神经元。
4.根据权利要求3所述的可扩张的脊柱植入物，其中所述至少所述远端钩状部分避免干扰脊髓。
5.根据权利要求3所述的可扩张的脊柱植入物，其中至少所述远端钩状部分进一步被配置成在将所述植入物插入在所述上部与下部脊椎体之间的椎间盘间隙中后就旋转到TLIF/横向路径。
6.根据权利要求5所述的可扩张的脊柱植入物，其中所述植入物被配置成插入在所述上部与下部脊椎体之间的椎间盘间隙中直到所述远端钩状部分和所述远端斜面部分中的至少一个接合所述上部和下部脊椎体中的每一个的前部骨突边缘。
7.根据权利要求6所述的可扩张的脊柱植入物，其中所述远端钩状部分和所述远端斜面部分中的至少一个基本上接合所述上部和下部脊椎体中的每一个的所述前部骨突边缘的连续部分。
8.根据权利要求7所述的可扩张的脊柱植入物，其中在所述植入物扩张后，所述远端钩状部分和所述远端斜面部分中的至少一个继续基本上接合所述上部和下部脊椎体中的每一个的所述前部骨突边缘的连续部分。
9.根据权利要求2所述的可扩张的脊柱植入物，其中所述框架上表面进一步包括限定在其上的至少一个第一齿排，所述框架下表面进一步包括限定在其上的至少一个第二齿排，所述第一端板上表面包含限定在其上的至少一个第三齿排，所述至少一个第三齿排沿着横向于所述至少一个第一齿排的方向延伸，并且所述第二端板下表面包含限定在其上的至少一个第四齿排，所述至少一个第四齿排沿着横向于所述至少一个第二齿排的方向延伸。
10.根据权利要求9所述的可扩张的脊柱植入物，其中至少所述第三齿排被配置成防止所述远端钩状部分和所述远端斜面部分中的至少一个从所述上部和下部脊椎体退出。
11.根据权利要求10所述的可扩张的脊柱植入物，其中所述至少所述第三齿排被配置成防止所述远端钩状部分和所述远端斜面部分中的至少一个从所述上部和下部脊椎体的前部骨突边缘退出。
12.根据权利要求6所述的可扩张的脊柱植入物，其中所述远端钩状部分和所述远端斜面部分中的至少一个被配置成交叉所述上部与下部脊椎体之间的所述椎间盘间隙的中线。
13.根据权利要求6所述的可扩的张脊柱植入物，其中所述远端钩状部分和所述远端斜面末端部分中的至少一个被配置成定位在与所述上部和下部脊椎体之间的椎间盘间隙的中线的一侧侧向隔开的位置。
14.根据权利要求1所述的可扩张的脊柱植入物，其中所述远端钩状部分具有大于所述近端宽度的远端宽度。
15.根据权利要求2所述的可扩张的脊柱植入物，其中所述框架进一步包括与所述近端壁和所述远端壁接合的至少一个侧壁，所述侧壁被配置成使所述近端壁和所述远端壁沿着所述可扩张的脊柱植入物的纵向轴线隔开。
16.根据权利要求1所述的可扩张的脊柱植入物，其中所述插塞包括带螺纹外表面，并且其中所述远端孔洞包括与所述插塞的所述带螺纹外表面可操作地接合的带螺纹内表面。
17.根据权利要求1所述的可扩张的脊柱植入物，其中所述插塞包括远端头部分，所述远端头部分被配置成促使至少所述第一端板远离所述框架，同时所述插塞沿着远端方向移动，从而使所述至少所述第一端板沿着远离所述纵向轴线的方向枢转。
18.根据权利要求1所述的可扩张的脊柱植入物，其中所述插塞包括远端楔形部分，所述远端楔形部分被配置成促使至少所述第一端板远离所述框架，同时所述插塞沿着远端方向移动，从而使所述至少所述第一端板沿着远离所述纵向轴线的方向枢转。
19.根据权利要求1所述的可扩张的脊柱植入物，所述第一端板限定至少一个侧向通道，所述至少一个侧向通道被配置成接收从所述插塞的远端延伸的侧向柱，其中当所述插塞沿着远端方向移动时，所述远端头部分的所述侧向柱沿着第一方向在所述侧向通道中移动，并且其中当所述插塞沿着近端方向移动时，所述远端头部分的所述侧向柱沿着第二方向在所述侧向通道中移动，以使所述第一端板朝向所述框架收缩。
20.根据权利要求1所述的可扩张的脊柱植入物，其中所述近端壁限定近端孔洞，所述近端孔洞被配置成用于由植入物扩张工具和骨生长促进材料通过其插入。
21.根据权利要求1所述的可扩张的脊柱植入物，其中所述端板进一步包括一对相应侧壁，所述一对相应侧壁侧向隔开并且与至少所述近端壁接合以形成基本闭合的区域，其适于接纳并包含可通过所述框架的所述近端孔洞放置的骨生长促进材料。
22.根据权利要求15所述的可扩张的脊柱植入物，其中所述远端斜面部分接合所述框架侧壁的与所述远端钩状部分相对的远端，以限定远端弓形部分。
23.根据权利要求22所述的可扩张的脊柱植入物，其中至少所述远端弓形部分被配置成减小所述植入物在所述上部与下部脊椎体之间插入的轮廓。
24.一种可扩张的脊柱植入物系统，包括：
插入器械，其包括套管以及可移除且可旋转地设置在所述套管内的驱动器轴；
可扩张的脊柱植入物，其可在收缩位置与扩张位置之间部署在上部与下部脊椎体之间的椎间盘间隙中，所述可扩张的脊柱植入物包括：
框架，其包括上表面和下表面、具有近端壁的框架近端和具有远端壁的框架远端，所述框架近端具有近端宽度，并且所述框架远端壁限定中心纵向轴线，远端孔洞与所述中心纵向轴线共轴限定在所述远端壁中；
插塞，其可移动地设置在所述远端孔洞中；
第一端板，其与所述框架可枢转地接合并且被配置成当所述插塞沿着远端方向移动时从所述框架向外扩张，所述第一端板包含上表面、第一端板近端、第一端板远端、在所述第一端板近端与所述第一端板远端之间延伸的第一端板第一侧表面、在所述第一端板近端与所述第一端板远端之间延伸的相对第一端板第二侧表面，所述第一端板第一侧表面和所述第一端板第二侧表面中的一个包含从所述第一端板远端突出的前部尖端；以及
第二端板，其与所述框架可枢转地接合并且被配置成当所述插塞沿着远端方向移动时从所述框架向外扩张，所述第二端板包含下表面、第二端板近端、第二端板远端、在所述第二端板近端与所述第二端板远端之间延伸的第二端板第一侧表面、以及在所述第二端板近端与所述第二端板远端之间延伸的相对第二端板第二侧表面；
所述第二端板第一侧表面和所述第二端板第二侧表面包含沿着横向于所述中心纵向轴线的第二轴线从其突出的前部部分，所述前部部分延伸到前部尖端；以及
端板，其与所述框架可操作地接合并且被配置成当所述插塞被所述插入器械移动时相对于所述框架移动；
其中所述驱动器轴被配置成可从所述套管移除，使得在已经相对于所述框架向远端移动所述插塞之后，骨生长促进材料可通过所述套管引入到所述可扩张的脊柱植入物的所述框架中；并且
其中当所述植入物处于所述收缩位置时，所述前部突出部和所述前部尖端限定远端钩状部分。
25.一种将可扩张的脊柱植入物部署在上部椎骨表面与下部椎骨表面之间的椎间盘间隙中的方法，所述方法包括：
利用所述可扩张的植入物，所述可扩张的植入物包括：
框架，其包括上表面和下表面、具有近端壁的框架近端和具有远端壁的框架远端，所述框架近端具有近端宽度，并且所述框架远端壁限定中心纵向轴线，远端孔洞与所述中心纵向轴线共轴限定在所述远端壁中；
插塞，其可移动地设置在所述远端孔洞中；
第一端板，其与所述框架可枢转地接合并且被配置成当所述插塞沿着远端方向移动时从所述框架向外扩张，所述第一端板包含上表面、第一端板近端、第一端板远端、在所述第一端板近端与所述第一端板远端之间延伸的第一端板第一侧表面、在所述第一端板近端与所述第一端板远端之间延伸的相对第一端板第二侧表面；
第二端板，其与所述框架可枢转地接合并且被配置成当所述插塞沿着远端方向移动时从所述框架向外扩张，所述第二端板包含下表面、第二端板近端、第二端板远端、在所述第二端板近端与所述第二端板远端之间延伸的第二端板第一侧表面、以及在所述第二端板近端与所述第二端板远端之间延伸的相对第二端板第二侧表面；并且
所述第一端板第一侧表面和所述第一端板第二侧表面包含沿着横向于所述中心纵向轴线的第二轴线从其突出的前部部分，所述前部部分延伸到所述第一端板远端的前部尖端；
其中当所述植入物处于所述收缩位置时，所述第一端板远端和所述第二端板远端限定远端斜面部分；并且
其中当所述植入物处于所述收缩位置时，从所述第一端板远端突出的所述前部尖端以及从所述第二端板远端突出的所述前部尖端限定远端钩状部分；
将处于收缩位置的所述植入物插入到所述上部与下部脊椎体之间的所述椎间盘间隙中，所述远端钩状部分至少部分地围绕椎孔钩住，由此避免干扰位于所述椎孔内的神经元，所述神经元包含至少脊髓；
将至少所述远端钩状部分旋转到TLIF/横向路径；
继续将所述TLIF/横向路径中的所述植入物插入到所述上部椎骨体与所述下部椎骨体之间的所述椎间盘间隙中，直到所述远端钩状部分和所述远端斜面部分中的至少一个基本上接合所述上部和下部脊椎体中的每一个的前部骨突边缘的连续部分；以及
扩张所述第一和第二端板。
26.根据权利要求25所述的方法，进一步包括通过限定在所述框架近端壁中的孔洞将骨生长材料插入到所述植入物中。
27.根据权利要求25所述的方法，其中继续将所述TLIF/横向路径中的所述可扩张的植入物插入到所述上部椎骨体与所述下部椎骨体之间的椎间盘间隙中直到所述远端钩状部分和所述远端斜面部分中的至少一个基本上接合所述上部和下部脊椎体中的每一个的所述前部骨突边缘的连续部分，包含使所述植入物越过所述上部与下部脊椎体之间的所述椎间盘间隙的中线定位。
28.根据权利要求25所述的方法，其中继续将所述TLIF/横向路径中的所述可扩张的植入物插入到所述上部椎骨体与所述下部椎骨体之间的椎间盘间隙中直到所述远端钩状部分和所述远端斜面部分中的至少一个基本上接合所述上部和下部脊椎体中的每一个的所述前部骨突边缘的连续部分，包含使所述植入物关于所述上部与下部脊椎体之间的椎间盘间隙的中线的一侧侧向定位。
29.根据权利要求28所述的方法，进一步包括将第二可扩张的脊柱植入物插入到所述上部椎骨体与所述下部椎骨体之间的所述椎间盘间隙中直到所述第二可扩张的植入物的所述远端钩状部分和所述远端斜面部分中的至少一个在与所述上部和下部脊椎体之间的所述椎间盘间隙的所述中线的另一侧侧向的位置基本上接合所述上部和下部脊椎体中的每一个的所述前部骨突边缘的连续部分。
30.根据权利要求29所述的方法，进一步包括将一个可扩张的脊柱植入物插入在所述上部与下部脊椎体之间的椎间盘间隙的所述中线的第一侧上，以及将所述第二可扩张的脊柱植入物插入在所述上部与下部脊椎体之间的椎间盘间隙的所述中线的另一侧上。
31.根据权利要求25所述的方法，其中所述远端斜面部分和所述远端钩状部分中的至少一个至少部分地覆盖有端板夹持特征，当所述远端钩状部分和所述远端斜面部分中的所述至少一个基本上接合所述上部和下部脊椎体中的每一个的所述前部骨突边缘的连续部分时，所述端板夹持特征接合所述上部和下部脊椎体。
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