CN110475584B - 脊柱植入系统和方法 - Google Patents

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Abstract

脊柱植入物包括可与脊柱构造物连接的具有第一表面和第二表面的连接件。脊柱构造物可与一个或多个椎骨级连接。多个电极包括布置在第一表面上的至少一个电极和布置在第二表面上的至少一个电极，以使所述电极传导电流以刺激脊柱构造物附近的组织生长。公开了系统、手术器械和方法。

Description

脊柱植入系统和方法
技术领域
本公开一般涉及用于肌肉骨骼病症的治疗的医疗装置，且更具体地说涉及用于治疗脊柱的手术系统和方法。
背景技术
脊柱病理和病症如退行性椎间盘疾病、椎间盘突出症、骨质疏松症、脊椎滑脱、狭窄、肿瘤、脊柱侧凸和其它弯曲异常、脊柱后凸和骨折可能由包括创伤、疾病和由损伤和衰老引起的退行性病状的因素造成。脊柱病症通常导致包括畸形、疼痛、神经损伤和部分或完全丧失活动能力的症状。
非外科手术治疗，如药物、康复和运动可以是有效的，然而可能无法缓解与这些病症相关联的症状。这些脊柱病症的外科手术治疗包含融合术、固定术、矫正术、部分或完全椎间盘切除术、椎体切除术以及椎板切除术和植入式假肢。作为这些外科手术治疗的一部分，可以使用诸如骨紧固件、脊柱杆和椎体间装置之类的脊柱构造物来为治疗区域提供稳定性。例如，在外科治疗期间，可以将接骨螺钉、杆和椎间植入物递送到外科手术部位，以与骨头固定以固定关节。这种脊柱构造物可以与骨生长促进材料一起使用，以增强植入物与骨的固定。本公开描述了对这些技术的改进。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种脊柱植入物。脊柱植入物包括可与脊柱构造物连接的具有第一表面和第二表面的连接件。脊柱构造物可与一个或多个椎骨级连接。多个电极包括布置在第一表面上的至少一个电极和布置在第二表面上的至少一个电极，以使所述电极传导电流以刺激脊柱构造物附近的组织生长。在一些实施例中，公开了系统、脊柱构造物、手术器械和方法。
在一个实施例中，提供了一种脊柱构造物。脊柱构造物包括第一脊柱杆，该第一脊柱杆经由多个骨紧固件附接多个椎骨级。第二脊柱杆通过多个骨紧固件附接多个椎骨级。脊柱杆以与椎骨级成双边方向布置。横向连接器在与第一脊柱杆连接的第一端和与第二脊柱杆连接的第二端之间延伸。连接器包括阳极和阴极，其被电隔离并定向成在邻近杆和紧固件的骨骼生长刺激路径中传导电流。
在一个实施例中，提供了一种脊柱植入系统。脊柱植入系统包括可附接一个或多个椎骨级的脊柱构造物。连接件与脊柱构造物连接，并且包括阳极和阴极，其被电隔离并且定向成在邻近脊柱构造物的骨生长刺激路径中传导电流。椎间植入物与一个或多个椎骨级放置。
附图说明
根据伴随着下列附图的具体描述，本公开将变得更加清楚，其中：
图1是根据本公开的原理的手术系统的一个实施例的组件的透视图；
图2是根据本公开的原理的手术系统的一个实施例的组件的透视图；
图3是根据安置有椎骨的本公开的原理的手术系统的一个实施例的组件的透视图；
图4是根据安置有椎骨的本公开的原理的手术系统的一个实施例的组件的透视图；和
图5是根据安置有椎骨的本公开的原理的手术系统的一个实施例的组件的透视图。
具体实施方式
所公开的手术系统和相关使用方法的示例性实施例在用于治疗肌肉骨骼病症的医疗装置方面进行了讨论，并且更具体地说，在用于治疗脊柱的包括脊柱植入物的手术系统和方法方面进行了讨论。在一些实施例中，本公开的手术系统和方法与脊柱关节融合术一起使用，例如与脊柱的颈椎、胸廓、腰椎和/或骶骨区一起使用。
在一些实施例中，本手术系统包括植入物，诸如，例如，骨刺激器。在一些实施例中，本手术系统包括脊柱构造物，其包括具有集成骨生长刺激器的连接构件。在一些实施例中，本手术系统包括横向连接件，稳定的脊柱构造物，其提供用于电子骨生长刺激的递送装置。在一些实施例中，脊柱构造物在单个或多个融合级上提供了双边骨生长刺激。在一些实施例中，本手术系统包括外部电源/通信源，例如带。在一些实施例中，本手术系统与通过允许将植入物放置在平行于患者的外部并且放置得更靠近皮肤的精确的固定位置上而对准外部电源/通信源的方法一起使用。
在一些实施例中，脊柱构造物可以被实现为一个独立的装置。在一些实施例中，脊柱构造物可以与获取电子传感器数据并分析融合过程的方法一起使用。在一些实施例中，脊柱构造物的一个或多个组件可以包括传感器，例如以监测温度、进程和/或活动。在一些实施例中，传感器可以与嵌入在椎间植入物中的传感器通信。在一些实施例中，脊柱构造物包括通向椎间植入物的动力和通信枢纽。在一些实施例中，脊柱构造物提供了用于治疗的骨生长刺激路径。在一些实施例中，脊柱构造物包括置于交叉连接构件上的阳极，其将刺激脊柱杆和骨螺钉以选择性地靶向骨生长。
在一些实施例中，脊柱构造物提供阳极的选择性定位，以选择性地定向骨生长刺激路径。在一些实施例中，脊柱构造物包括单个阳极，其在双边刺激单个或多个融合级。在一些实施例中，脊柱构造物与一种治疗方法一起使用，该治疗方法可以通过在椎间植入物中添加引线(lead)而直接引到椎间植入物中。在一些实施例中，脊柱构造物提供电力并捕获来自交叉连接植入物和/或椎间植入物的传感器数据。在一些实施例中，脊柱构造物包括与其他植入装置通信的集线器。在一些实施例中，脊柱构造物通过选择性定位并减少与皮肤的距离，促进与本手术系统的一个或多个组件的通电和通信。在一些实施例中，脊柱构造物包括非导电材料。在一些实施例中，脊柱构造物包括非导电材料，其被布置成选择性地将疗法直接地递送到目标区域的构造。在一些实施例中，脊柱构造物递送靶向疗法并捕获与融合进程有关的量化数据。
在一些实施例中，脊柱构造物包括具有嵌入式电子器件的连接构件。在一些实施例中，脊柱构造物包括固定在空间中并与设置在身体中的椎间植入物间隔开的正阳极。在一些实施例中，脊柱构造物包括负阴极，其连接到一个或多个脊柱杆以使一个或多个脊柱杆带电。在一些实施例中，脊柱构造物包括提供从阳极到骨螺钉的骨生长刺激路径的交叉连接件。在一些实施例中，脊柱构造物包括提供跨一个或多个脊柱杆和一个或多个骨螺钉的双边骨生长刺激路径的交叉连接件。在一些实施例中，脊柱构造物可以与身体定位，以与嵌入在与身体设置的椎间笼内的传感器通信。在一些实施例中，本手术系统包括脊柱构造物和外部电力线圈。在一些实施例中，手术系统包括植入物，例如，椎间植入物。在一些实施例中，椎间植入物包括骨生长刺激椎间装置。在一些实施例中，椎间植入物包括启用电子骨生长刺激器的椎间笼。参见，例如，在美国专利申请序列号14/792,256中示出和描述的系统、植入物和方法的实例和公开内容，该申请由Stevenson等人提交于2015年7月6日，并于2017年1月12日公开为美国专利申请公开号2017/0007420，其全部内容通过引用合并于此。
在一些实施例中，连接构件包括在上表面上的钛涂覆表面和在下表面上的钛涂覆表面。在一些实施例中，连接构件包括阳极和阴极，以在脊柱构造物中和周围产生选定的电场，以促进对脊柱构造物周围和通过脊柱构造物的骨生长的选择性刺激。在一些实施例中，阳极和阴极可以被嵌入、卡合和/或涂覆有连接构件的一个或多个表面。在一些实施例中，连接构件包括嵌入侧壁的阳极和阴极窗口。
在一些实施例中，所述连接构件包括产生电流以刺激骨生长的电子组件。在一些实施例中，电子组件包括提供诊断反馈和/或测量至少一种诊断状况的诊断。在一些实施例中，诊断包括例如用于应变、应力和/或温度的嵌入式传感器。在一些实施例中，电子组件包括使用遥测的远程功率选项，例如，近场通信(NFC)。在一些实施例中，电子组件包括位于患者外部的线圈，用于为电子组件供电。在一些实施例中，电子组件包括NFC集电集成电路。在一些实施例中，电子组件包括模拟前端集成电路。在一些实施例中，电子组件包括微处理器集成电路。在一些实施例中，电子组件包括诊断，该诊断提供诊断反馈以引导和/或确定用于向电子组件供电的外部线圈的最佳位置。在一些实施例中，电子组件包括谐振电路，该谐振电路提供自动调谐特征以优化电子组件与远程电源和/或手术系统的其他组件之间的通信。在某些情况下，各种因素可能有助于使谐振电路失谐，例如，植入深度、体内和体外附近的金属和/或其他因素。在一些实施例中，电子组件具有自动调谐特征和/或方法，其包括在相对于所选频率的范围内改变调谐电容器值和/或将工作频率+/-移位。在一些实施例中，外部线圈和相关联的电路包括自动调谐特征，以优化电子组件与远程电源和/或手术系统的其他组件之间的通信。
在一些实施例中，连接构件包括产生相邻的电场并且涵盖脊柱组织的选定区域以刺激骨生长的电子组件。在一些实施例中，电子组件包括一个或多个电极，其设置成在脊柱组织的选定区域上产生电场以刺激骨生长的配置。在一些实施例中，电子组件包括两个电极，其被配置为在脊柱组织的选定区域上产生电场以刺激骨骼生长。在一些实施例中，电子组件包括一个或多个外部设备，例如，诸如平板电脑、计算机和/或医疗保健数据库，其与连接构件远程通信，例如无线技术、NFC技术和/或射频(RF)信号的发送/接收。在一些实施例中，电子组件包括微电子系统，其可以包括微电子基板、放置在连接构件中的无引线刺激器和/或气密密封的压力传感器。
在一些实施例中，所述连接构件包括集成电子组件入连接构件以监测患者的恢复，并且可以包括加速度计、温度传感器、应变仪和/或磁力计。在一些实施例中，连接构件通过将连接构件植入小电路和电极来提供电骨生长刺激；该电路通过遥测(例如NFC)由外部设备供电。在一些实施例中，连接构件包括生物可吸收或部分生物可吸收的骨生长刺激器。
在一些实施例中，脊柱构造物包括带有具有可变功率设置的电子组件的连接构件。在一些实施例中，脊柱构造物包括带有电子组件的连接构件，该电子组件感测或检测阻抗和/或收集阻抗测量值作为融合术的代表/指示。在一些实施例中，脊柱构造物包括具有电子组件的连接构件，该电子组件从脊柱构造物和/或椎间笼的一个或多个组件的机载传感器获取诊断测量。在一些实施例中，电子组件监测阻抗的诊断测量结果或将这种阻抗测量结果解释为通过/在/围绕脊柱构造物的骨生长/融合的指示。
在一些实施例中，脊柱构造物包括具有电骨生长刺激器的连接构件，该电骨生长刺激器通过在期望脊柱融合的区域在两个电极上施加电刺激而具有增加的融合速率。在一些实施例中，电刺激产生电场，在一些实施例中，由于骨组织的压阻特性，该电场在整个骨上引起机械负荷。在一些实施例中，骨对负荷作出响应以生长。在一些实施例中，连接构件被模制在电子组件上方或以其他方式封装电子组件。在一些实施例中，连接构件包括诊断程序，该诊断程序对电极进行阻抗测量，并使用该测量结果来确定骨是否开始生长或融合/生长或融合得如何。在一些实施例中，连接构件包括具有阻抗测量电路的电子组件以提供指示骨生长的可查询阻抗测量值。
在一些实施例中，手术系统包括治疗阶段，使得当骨生长开始时，在界面处发生血管的增加，并产生邻近脊柱构造物的骨组织。在一些实施例中，这些治疗阶段可以包括可检测的诊断，其通过阻抗测量来检测。在一些实施例中，该配置允许外科医生从连接构件请求与融合状态有关的信息，而无需诸如X射线或磁共振成像(MRI)的医学成像。在一些实施例中，手术系统包括用电势刺激骨组织并引起骨生长的连接构件。
在一些实施例中，手术系统包括印刷电路板组装件插入件，其包括最多两个或三个单独的板。在一些实施例中，在将PEEK模具模制到电子组件上之前，将各个板以期望的形状连接在一起。在一些实施例中，本系统配置成适应各种植入物尺寸。在一些实施例中，手术系统包括单个电子组装件，其通过诸如挠性电路之类的柔性材料连接。在一些实施例中，挠性电路有助于连接构件的制造和模制过程。
通过参考以下结合形成本公开的一部分的附图的实施例的详细描述，可更容易地理解本公开。应理解，本申请不限于本文描述和/或示出的具体装置、方法、条件或参数，并且本文使用的术语仅出于通过实例描述特定实施例的目的，并不旨在是限制性的。在一些实施例中，如在说明书中使用并且包括所附权利要求书，单数形式“一个/种(a)”、“一个/种(an)”和“所述(the)”包括复数，并且除非上下文另有明确规定，否则对特定数值的引用至少包含那个特定值。范围在本文中可以表达为从“约”或“近似”一个特定值和/或到“约”或“近似”另一个特定值。当表达这类范围时，另一个实施例包括从一个特定值和/或到其它特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表达为近似值时，将理解特定值形成另一个实施例。还应理解，所有空间参考，例如水平、竖直、顶部、上部、下部、底部、左侧和右侧，仅用于说明目的，并且可以在本公开的范围内变化。例如，引用“上部”和“下部”是相对的并且仅在上下文中用于另一个，并且不一定是“上级”和“下级”。
如在说明书中使用并且包括所附权利要求书，疾病或病状的“治疗(treating)”或“治疗(treatment)”是指执行手术，所述手术可以包括向患者(正常的或非正常的人类或其它哺乳动物)施用一种或多种药物、采用植入式装置和/或采用治疗疾病的器械，例如用于去除凸出部分或患疝气脊椎盘和/或骨刺的微型椎间盘切除术器械，以缓解疾病或病状的体征或症状。缓解可以在出现疾病或病状的体征或症状之前以及其出现之后发生。因此，治疗或治疗包括防止或预防疾病或不良状况(例如，预防疾病在患者身上发生，所述患者可能易患所述疾病但尚未被诊断为患有所述疾病)。此外，治疗或治疗不需要完全缓解体征或症状，不需要治愈，并且具体地包括对患者仅具有边际效果的程序。治疗可以包括抑制疾病，例如阻止其发展，或缓解疾病，例如引起疾病消退。例如，治疗可以包括减少急性或慢性炎症；缓解疼痛，并减轻和诱导新韧带、骨和其它组织的再生；作为外科手术中的辅助手段；和/或任何修复程序。同样，除非明确指示其它含义，否则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、肌肉、韧带、肌腱、软骨和/或骨。
以下讨论包括手术系统和采用根据本公开原理的手术系统的相关方法的描述。还公开了替代实施例。详细地参考本公开的示例性实施例，其在附图中示出。转向图1和图2，示出了手术系统的组件，例如脊柱植入系统10。
脊柱植入系统10的组件可由适合于医疗应用的生物可接受的材料制成，包括金属、合成聚合物、陶瓷和骨材料和/或它们的复合材料，除非具体地另外指出。例如，脊柱植入系统10的组件可以单独地或共同地由诸如以下的材料制造：不锈钢合金、商业纯钛、钛合金、5级钛、超弹性钛合金、钴铬合金、银合金、铜合金、金合金、超弹性金属合金(例如镍钛诺、超弹塑性金属，例如
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)、陶瓷及其复合材料例如磷酸钙(例如SKELITETM)、热塑性塑料(例如聚芳基醚酮(PAEK)(包括PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)和聚醚酮(PEK))、碳-PEEK复合材料、PEEK-BaSO4聚合橡胶、聚对苯二甲酸乙酯(PET)、织物、硅酮、聚氨酯、硅酮-聚氨酯共聚物、聚合橡胶、聚烯烃橡胶、水凝胶、半刚性和刚性材料、弹性体、橡胶、热塑性弹性体、热固性弹性体、弹性体复合材料、刚性聚合物(包括聚苯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚乙烯、环氧树脂)、骨材料(包括自体移植、同种异体移植、异种移植或转基因皮质和/或皮质骨)，以及组织生长或分化因子、部分可吸收的材料(例如金属和钙基陶瓷的复合材料、PEEK和钙基陶瓷的复合材料、PEEK与可再吸收聚合物的复合材料)、完全可再吸收的材料(例如钙基陶瓷，例如磷酸钙(例如羟基磷灰石(HA)、corraline HA、双相磷酸钙、氟磷灰石、磷酸三钙(TCP)、HA-TCP、硫酸钙)，或其他可吸收的聚合物，例如聚酮(polyaetide)、聚乙交酯、聚酪氨酸碳酸酯、聚己内酯(polycaroplaetohe)及其组合)，生物相容性陶瓷，矿化胶原蛋白，生物活性玻璃，多孔金属，骨颗粒，骨纤维，碎骨蛋白，骨形态发生蛋白(BMP)(例如BMP-2、BMP-4、BMP-7、rhBMP-2或rhBMP-7)，去矿质骨基质(DBM)，转化生长因子(TGF，例如TGF-j3)，成骨细胞，生长和分化因子(GDF)，胰岛素样生长因子1，血小板衍生的生长因子，成纤维细胞生长因子或其任意组合。
脊柱植入系统10的各种组件可以具有材料复合材料，包括以上材料，以实现各种期望特性，如导电性，绝缘性和/或电隔离、强度、刚度、弹性、顺从性、生物力学性能、耐久性和射线可透性或成像偏好。单独地或共同地，脊柱植入系统10的组件也可以由异质材料制成，如上述材料中的两种或更多种的组合。脊柱植入系统10的组件可以被整体地形成、一体地连接或包括紧固元件和/或器械，如本文所述。在一个实施例中，如本文所述，脊柱植入物可以基本上由生物相容性金属例如钛形成并且选择性地涂覆有骨生长促进材料例如HA。在一个实施例中，如本文所述，脊柱植入物可以基本上由生物相容性聚合物例如PEEK形成，并选择性地涂覆有生物相容性金属例如钛或骨生长促进材料例如HA。在一些实施例中，钛可以被等离子喷涂到脊柱植入物的表面上以通过施加多孔或半多孔的钛涂层来改变脊柱植入物的放射线照相特征和/或改善至脊柱植入物的骨生长。
例如可以以最小侵入性程序来使用脊柱植入系统10，包括经皮技术、微型开放手术技术和/或开放手术技术，以将一个或多个脊柱植入物递送并引入到包括例如一个或多个椎骨的患者的受试者身体的手术部位处。在一些实施例中，一个或多个脊柱植入物可包括脊柱构造物，该脊柱构造物包括一个或多个骨紧固件、脊柱杆、椎间装置、连接器和/或板。在一些实施例中，脊柱植入系统10包括一个或多个用于特定外科手术的选定植入物。在一些实施例中，脊柱植入系统10包括选择性地针对患者个性化的一个或多个植入物。
脊柱植入系统10包括脊柱构造物100。脊柱构造物100包括可与一个或多个椎骨级附接的骨紧固件110。如图3所示，骨紧固件110与椎骨级沿着侧面和对侧放置。脊柱杆102、104在沿椎骨级的两侧方向上与骨紧固件110附接。诸如连接器12之类的连接件与脊柱杆102、104接合以传导电流以刺激邻近脊柱构造物100的组织。
如本文所述，连接器12配置为与脊柱构造物100的脊柱杆102、104横向附接。在一些实施例中，连接器12被配置用于以各种取向，例如垂直、平行和/或其他角取向，例如锐角或钝角，与脊柱杆102和/或脊柱杆104附接，和/或可以是偏移的。连接器12包括在端部16和端部18之间延伸的部件14。在一些实施例中，部件14包括基本矩形的构造。在一些实施例中，部件14可以具有各种构造，例如，圆形、椭圆形、多边形、不规则、锥形、偏移、交错、均匀和不均匀。
部件14包括表面20和表面22。在一些实施例中，连接器12附接有脊柱杆102、104，使得表面22定向成相对于身体B(如图3中的箭头A所示)以及身体B的一个或多个椎骨级面向前方。在一些实施例中，连接器12附接有脊柱杆102、104，使得表面20定向成相对于身体B面向后方，如图3中的箭头B所示，并且远离身体B的一个或多个椎骨级。在一些实施例中，表面20在向后方向上的定向便于与远程电源200(图4)进行联通，如本文所述。
表面20包括从其延伸的电极30。电极30包括脊柱植入系统10的电子组件和/或电路的阳极。电极30具有盘状构造。在一些实施例中，电极30可以具有替代构造，例如，圆形、椭圆形、正方形、矩形、多边形、不规则、锥形、偏移、交错、均匀和不均匀。电极30包括导电材料。在一些实施例中，电极30由钛制成。在一些实施例中，电极30的导电材料可以由各种材料制成，例如，诸如，本文所述金属、电解质、超导体、半导体、等离子体和非金属导体，例如石墨和导电聚合物。在一些实施例中，电极30沿表面20的长度居中设置。在一些实施例中，电极30沿着表面20设置在各个位置，例如偏置或交错。在一些实施例中，电极30包括阴极电极。
带有脊柱杆102、104的连接器12的放置使阳极电极30相对于身体B定位。在一些实施例中，阳极电极30平行于身体B并邻近身体B定位，以优化骨生长刺激的效率。阳极电极30与脊柱构造物100和/或椎骨组织的取向可以被定位成优化选择的刺激路径和/或传导电流通过椎骨组织。在一些实施例中，阳极电极30被定位成邻近身体B的椎骨组织的后部，以通过减小阳极电极30与远程电源200之间通过身体B的皮肤的距离来促进阳极电极30与远程电源200之间的通信。在一些实施例中，阳极电极30以双向构造沿着椎骨组织传导电流，以进行单级融合或多级融合。在一些实施例中，如本文所述，连接器12包括通信集线器和/或包括或连接到相关联的电子设备和电路系统以与其他植入设备通信。
如本文所述，将直流电流供应至阳极电极30，使得阳极电极30传导电流通过脊柱构造物100的一种或多种组件、椎骨组织、药剂、间质组织和/或邻近脊柱构造物100设置的流体。如本文所述，阳极电极30将电流通过脊柱构造物100的一个或多个组件(例如，连接器12、骨紧固件110和/或杆102、104)传导至表面22，如本文所述，其配置为在连接器12中、四周、周围、穿过和/或附近产生选定的电场，以选择性地刺激脊柱构造物100中、四周、周围、穿过和/或附近的椎骨组织中的骨生长。在一些实施例中，连接器12电耦合至脊柱构造物100的一个或多个组件。在一些实施例中，连接器12与脊柱构造物100的一个或多个组件电绝缘。在一些实施例中，连接器12的全部或一部分由诸如钛的导电材料制成，该导电材料可以是实心、多孔、半多孔和/或与另一种材料异质的。在一些实施例中，阳极电极30可以可移除地附接到连接器12或可以永久地附接到连接器12。
表面22包括电极，例如，脊柱植入系统10的电子组件和/或电路的阴极电极。表面22在端部16、18之间延伸。如本文所述，表面22与阳极电极30间隔开以使直流电流通过脊柱构造物100的一种或多种组件、椎骨组织、药剂、间质组织和/或邻近脊柱构造物100设置的流体，如本文所述。如本文所述，端部16构造成与脊柱杆102接合。如上所述，端部18构造成与脊柱杆104接合。端部16包括附接机构，例如钩42，以促进与脊柱杆102的配合接合。端部18包括附接机构，例如钩44，以促进与脊柱杆104的配合接合。在一些实施例中，端部16、18夹紧和/或卡扣配合在杆102、104上，使得表面22与杆102、104的表面接触以促进与脊柱构造物100的一个或多个组件的传导。在一些实施例中，附接机构可以包括夹子、按扣、钥匙/钥匙槽、燕尾连接器、锁、夹具、倒钩、穿透构件、柔性构件、可延展构件，系绳和/或粘合剂。
表面22包括导电材料46。在一些实施例中，表面22的材料46由钛制成。在一些实施例中，表面22的导电材料46可以由各种材料制成，例如本文所述金属、电解质、超导体、半导体、等离子体和非金属导体，例如石墨和导电聚合物。在一些实施例中，阴极电极可以包括脊柱构造物100的一个或多个组件，例如，杆102、104和/或骨紧固件110。在一些实施例中，阴极电极可以包括脊柱构造物100的一种或多种组件，其被选择性地构造和/或布置成抵抗和/或防止在选定位置和/或脊柱植入系统10的组件和/或椎骨组织的选定部分附近的骨生长。在一些实施例中，阴极电极的一个或多个组件可包括非导电材料，例如硅树脂或环氧树脂，以抵抗和/或防止邻近脊柱植入系统10的选定位置和/或组件和/或椎骨组织的选定部分的骨骼生长。
表面22传导电流通过脊柱构造物100的一种或多种组件、椎骨组织、药剂、间质组织和/或邻近脊柱构造物100设置的流体。如本文所述，表面22从阳极电极30通过连接器12和/或骨紧固件110和杆102、104传导电流，如图2所示在脊柱构造物100中、四周、周围、穿过和/或附近产生选定的电场EF，以选择性地刺激脊柱构造物100中、四周、周围、穿过和/或附近的椎骨组织中的骨生长。电极30包括阳极电极，而表面22包括阴极电极，其与连接器12选择性地定向，以如图2所示在脊柱构造物100中、四周、周围、穿过和/或附近产生电场EF，以在一个或多个脊椎级处选择性地刺激脊柱构造物100中、四周、周围、穿过和/或附近的骨生长。
在一些实施例中，连接器12的电极被选择性地布置成在连接器12中、四周、周围、穿过和/或附近产生选定的电场，以选择性地刺激在椎骨组织中的组织生长，如本文所述。在一些实施例中，阳极电极30布置成远离骨生长位置。在一些实施例中，连接器12包括多个阳极电极和多个阴极电极，它们与连接器12选择性地配置以在脊柱构造物100中、四周、周围、穿过和/或附近产生选择性配置的电场，以选择性地刺激椎骨组织中的骨生长，如本文所述。在一些实施例中，如本文所述，在用于产生连接器12的制造和/或制作方法期间，与电子组件一起模制连接器12。在一些实施例中，如本文所述，连接器12与印刷电路板组装件和电极一起模制。在一些实施例中，连接器12包括以选定配置布置的电子组件并且PEEK材料与电子组件一起、在电子组件上或电子组件周围模制以形成连接器12和/或用连接器12封装电子组件。
连接器12包括电子组件，例如印刷电路板组装件50，其包括一个或多个用于向电极输送电流、为连接器12供电和/或检测/感测诊断的组件，并且适合植入。电路板组装件50包括非导电组件，例如基板。基板与导电电路和/或线圈连接，该导电电路和/或线圈被配置为将电流传导至阳极电极30和/或表面22，以在连接器12附近产生电场EF，以选择性地刺激脊柱构造物100附近的组织生长。在一些实施例中，电路板组装件50是柔性印刷电路。在一些实施例中，基板包括导电垫和从导电金属片蚀刻并层压到基板上的其他特征。在一些实施例中，连接器12的一个或多个组件可以包括非铁材料，以最小化对与连接器12的远程供电和/或数据通信的干扰。在一些实施例中，非铁材料包括2级钛。
基板与电路和一个或多个集成电路或微电子芯片和/或包括它们，用于将电流传送到电极、为连接器12供电和/或检测/感测诊断。在一些实施例中，设置有电路板组装件50的一个或多个集成电路可以与设置在患者体外或体外部的脊柱植入系统10的电子组件远程通信。在一些实施例中，如本文所述，电路板组装件50可以与这样的外部电子组件远程通信以给连接器12供电和/或传送、传输和/或接收与连接器12有关的数据，包括治疗和/或诊断。在一些实施例中，远程通信可以包括无线链路，例如，蓝牙、NFC、WiFi、MICS和/或Goedeke等人的美国专利第5,683,432号“Adaptive Performance-OptimizingCommunication System for Communicating with an Implantable Medical Device”中描述的远程通信系统和方法，其内容通过引用整体结合于此。
例如，在一些实施例中，脊柱植入系统10包括远程电源200，如图4所示。在一些实施例中，电源200包括围绕身体B穿戴的带，以将电源200设置在身体B和电路板组装件50的外面或外部。电源200包括NFC集成电路器件，用于为连接器12供电并通过阳极电极30和表面22传导电流。NFC设备配置为与远程电源200进行感应式通信，以收集用于为连接器12供电的通信信号的功率。NFC设备可以包括各种可商购的集成电路设备，例如，但不限于，由德州仪器RF430发布的RF430微控制器。在一些实施例中，远程电源200包括计算机，蜂窝电话，PDA，膝上型计算机，手术器械，衣物，诸如包、钱包、皮夹、背包等附件，或安装在身体B上的其他设备，其包括用于与NFC设备通信的电子组件，如本文所述。在一些实施例中，NFC设备在13.56MHz的射频带内，以大约2MHz的带宽，操作和/或与远程电源200通信。
NFC设备利用例如设置有连接器12和电源200的读取器进行磁感应。NFC设备包括集电集成电路，其使连接器12能够在短距离建立无线通信以提供电源来向电路板组装件50充电。基板包括磁性接收天线，例如，多个串联设置的天线。在一些实施例中，天线包括线圈和/或螺线管。天线与NFC设备连接以将附近的磁场转换成能量，使得阳极电极30和表面22传导电流以选择性地刺激邻近脊柱构造物100的组织生长，如本文所述。
电源200发射小电流以产生磁场，该磁场桥接电源200和植入到身体B内的连接器12之间的物理空间。NFC设备与电路板组装件50的电子组件电连接以通过相对于身体B设置在外部的电源200对与连接器12设置的电路板组装件50进行充电。电源200通过皮肤屏障例如身体B的皮肤向邻近的连接器12辐射能量。由电源200内的发射线圈产生电磁场，以将功率跨皮肤发射到设置有连接器12的多个天线。多个天线将接收到的功率传输到连接器12以进行充电/供电。在一些实施例中，NFC设备被布置为邻近身体的背部位置。
在一些实施例中，NFC设备远程地与设备进行通信，诸如，例如，设置在身体B外面或外部的计算机，以传送、发送和/或接收与连接器12相关的数据，其包括治疗数据和/或从连接器12获得的诊断信息。连接器12包括诊断传感器电子设备，其与一个或多个围绕脊柱构造物100、阳极电极30和/或表面22设置的传感器连接，以及与诊断传感器电子设备和NFC设备连接的模拟集成电路设备，以获取并存储从连接器12和周围的组织接收的数据。诊断传感器电子设备可以包括各种可商购的集成电路设备，例如但不限于Analog Devices发布的AD5933阻抗转换器网络分析仪。集成电路设备可以包括各种可商购的集成电路设备，例如，但不限于，由德州仪器RF430发布的RF430微控制器。
在一些实施例中，诊断传感器电子设备和/或模拟设备收集与脊柱构造物100的一个或多个组件、邻近脊柱构造物100的椎骨组织或骨生长和/或治疗相关的信息，诸如，例如，负载信息、压力信息、张力信息、运动信息、对准或不对准的信息和/或温度，如本文所述。如本文所述，计算机与NFC设备远程通信，以经由诊断传感器电子设备从连接器12收集数据。在一些实施例中，读取器设置在身体B上，与计算机通信。在一些实施例中，如本文所述，电源200包括读取器。读取器发出小的电流，该电流产生磁场以桥接读取器和椎间植入物250之间的物理空间。NFC设备接收到电场并将其转换为电脉冲以将与连接器12和/或治疗有关的数据和诊断传达给计算机，如本文所述。
诊断传感器电子设备提供反馈和/或测量一个或多个诊断条件。在一些实施例中，诊断包括例如用于应变、应力和/或温度的嵌入式传感器。诊断传感器电子设备感测各种诊断标记并将其传送到计算机，并且在一些实施例中，例如在脊柱植入手术的背景下，诊断并响应于这些测量。在一些实施例中，外科医生可以在手术后监视患者，并且对包括连接器12的脊柱构造物100的一个或多个组件和/或治疗进行调整，以避免随后的手术。在一些实施例中，该构造允许基于手术后发生的变化和/或针对身体B内诊断条件的选定的和远程的变化来校正或修改包括连接器12的脊柱构造物100的一个或多个组件和/或治疗。在一些实施例中，诊断传感器电子设备指示脊柱构造物100与椎骨的融合速率。在一些实施例中，诊断传感器电子设备提供诊断反馈以引导和/或确定用于向电子组件供电的外部线圈的最佳位置。在一些实施例中，诊断传感器电子设备包括谐振电路，该谐振电路提供自动调谐特征以优化连接器12的电子组件与电源200之间的通信。在一些实施例中，自动调谐特征包括在相对于所选频率的范围内改变调谐电容器值和/或将工作频率+/-移动。
在一些实施例中，诊断传感器电子设备感测或检测阻抗和/或收集阻抗测量作为基于组织的结构的融合的指代/指示。在一些实施例中，诊断传感器电子设备监测阻抗的诊断测量或解释这样的阻抗测量作为脊柱构造物100中、四周、周围、穿过和/或附近的骨生长/融合的指示。例如，在一些实施例中，诊断传感器电子设备基于诸如脂肪、肌肉、骨骼和血液的组织的构造来感测或检测阻抗和/或收集阻抗测量值。
在一些实施例中，脊椎植入物系统10的组件可以基于一个或多个标准被选择用于特定的外科手术和/或选自脊柱植入物试剂盒的备用组件。在一些实施例中，一个或多个标准包括例如本文所述的解剖学参数、植入物参数和/或外科手术参数。在一些实施例中，解剖参数可以包括选定解剖结构的状况、质量、构造和/或尺寸，例如，一个或多个椎间盘空间尺寸、椎间盘高度、椎间盘组织和/或一个或多个椎骨尺寸、椎骨/椎骨高度和/或椎骨组织，和/或与包括椎骨和椎间盘的椎骨组织相关的所占面积。在一些实施例中，所占面积可以包括由椎骨组织限定的区域，例如一个或多个椎骨的终板表面。
骨紧固件110包括轴120和配置用于处置脊柱杆102、104的植入物接收器122。在一些实施例中，脊柱植入系统10包括一个或多个骨紧固件，其包括多轴螺钉、单轴螺钉、固定轴螺钉、矢状调节螺钉、横向矢状调节螺钉、椎弓根螺钉、单平面螺钉、小平面螺钉、组织穿透螺钉、常规螺钉、膨胀螺钉和/或立柱。在一些实施例中，脊柱构造物100的一个或多个组件，例如，脊柱杆102、104，骨紧固件110和/或椎间植入物250，可以包括诊断传感器电子设备，类似于本文所述的连接器12的诊断传感器电子设备。在一些实施例中，类似于本文所述，连接器12的诊断传感器电子设备与脊柱构造物100的一个或多个组件例如脊柱杆102、104，骨紧固件110和/或椎间
植入物250的诊断传感器电子设备通信。
在组装、操作和使用中，如图3至图5所示，与本文所述的系统和方法相似，将脊柱植入系统10与组织(例如，患者身体B的椎骨V)一起布置，以治疗影响患者脊柱的一部分的脊柱病症，例如本文所述的那些。在一些实施例中，外科手术参数可以包括椎骨、单侧治疗、双侧治疗、PLIF、TLIF、DLIF、ACDF、OLIF和/或ALIF的一个或多个。在一些实施例中，可以在手术前选择椎间植入物12的组件。例如，如本文所述，外科医生可以使用医学成像来进行成像诊断和/或术前计划，以测量用于确定植入物参数的解剖学参数。
在患者的身体中形成切口和切割器械(未示出)在包括椎骨V的手术部位附近创建用于脊柱植入系统10的组件的植入的外科手术途径。制备器械(未示出)可用于制备椎骨V的组织表面，以及用于手术区域的抽吸和冲洗。
将脊柱构造物100的组件递送至外科手术部位，以与椎骨V一起与手术治疗有关地设置。在椎骨V1和V2中制有用于容纳骨紧固件110的引孔等。驱动器(未示出)在外科手术部位处邻近椎骨V设置，并且被操纵以驱动、扭转、插入或以其它方式连接骨紧固件110与椎骨V1和V2。骨紧固件110沿着椎骨V的侧面L和对侧CL以双侧定向与椎骨V接合。脊柱杆102的轮廓形成为并且布置在侧面L上的接收器122内，并且脊柱杆104布置在对侧CL的接收器122内。
连接器12附接有脊柱杆102、104，使得钩42、44被放置在杆102、104上以促进与表面22的传导。如图3中的箭头A所示，表面22定向成相对于身体B面向前方向和表面20被定向为相对于身体B面向后方向，如图3中箭头B所示，并且远离椎骨V。连接器12以脊柱杆102、104定向，以使阳极电极30平行且邻近身体B的皮肤定位，其配置为优化包括电场EF(图2)的选定刺激路径，例如，双向从阳极电极30到骨紧固件110的路径。阳极电极30位于椎骨V的后部附近，以与远程电源200通信，如本文所述。如本文所述，电源200与身体B连接。
如本文所述，连接器12由远程电源200供电，用于对椎骨V施加电刺激以使骨生长以促进融合。如本文所述，表面22从阳极电极30传导直流电流通过脊柱构造物100的一个或多个组件，脊椎组织，邻近脊柱构造物100设置的药剂、间质组织和/或流体，以在椎骨V的组织中产生选定的电场EF(图2)。电场EF提供横跨脊柱杆102、104和骨紧固件110的双侧刺激路径，以选择性地刺激在脊柱构造物100中、四周、周围、穿过和/或邻近的组织中的骨生长。这种构造导致横跨脊柱构造物100附近的骨、组织、药剂、间质组织和/或流体的机械负载，并且骨骼和组织以骨骼生长对负载作出响应，以促进脊柱构造物100与椎骨V的组织的融合。在一些实施例中，诊断传感器电子设备提供反馈和/或测量椎骨V的诊断条件，如本文所述。
在一些实施例中，插入件(未示出)与椎间植入物250相连。插入件通过切口将椎间植入物250输送到手术部位，以植入端板表面E1、E2之间的椎间空间，使得椎间植入物250与椎骨V1、V2一起放置以治疗脊椎疾病。在一些实施例中，在锤入到椎间空间内之前，通过荧光检查使椎间植入物250可视化并定向。
在一些实施例中，椎间植入物250包括启用电子骨生长刺激器的椎间笼。参见，例如，在美国专利申请公开号2017/0007420中示出和描述的启用了电子骨生长刺激器的椎间笼的实施例和公开内容，其全部内容通过引用并入本文。例如，连接器12包括与椎间植入物250通信的通信和供电集线器。如本文所述，连接器12包括或连接到传感器，所述传感器与嵌入在椎间植入物250内的诊断传感器通信。设置有椎间植入物250的传感器提供反馈和/或测量椎骨V的诊断条件，类似于本文关于连接器12所描述的。在一些实施例中，连接器12提供远程电源和/或采用远程电源200，类似于本文所述的阳极电极30，用于为椎间植入物250供电以将电刺激施加到骨骼、组织、药剂、间质组织和/或与端板E1、E2和椎间植入物250相邻的流体以使骨骼生长以促进融合，类似于本文所述的。
在完成手术后，如本文所述，移除脊柱植入系统10的外科器械、组件和非植入组件，并且闭合切口。脊柱植入系统10的组件中的一个或多个可由射线可透过的材料(如聚合物)制成。可包括放射性标记物用于在x射线、荧光透视、CT、MRI或其它成像技术下进行识别。在一些实施例中，借助于脊柱植入系统10，可使用外科导航、显微外科手术和图像引导技术来接近、观察和修复脊柱退化或损伤。在一些实施例中，脊柱植入系统10可包括一个或多个板、连接器和/或骨紧固件，用于单个椎骨级或多个椎骨级。
在一些实施例中，脊柱植入系统10包括药剂，所述药剂可在脊柱植入系统10的组件和/或表面内、上或周围安置、包装、涂覆或分层。在一些实施例中，药剂可包括骨生长促进材料，例如骨移植物，以增强用椎骨固定脊柱植入系统10的组件和/或表面。在一些实施例中，药剂可包括一种或多种治疗剂和/或药理学药剂，用于释放，包括持续释放，以治疗例如疼痛、炎症和退化。
应理解，可以对本文公开的实施例作各种修改。因此，以上说明不应该被解释为限制性的，但是仅作为各种实施例的例证。本领域的技术人员将构想出在所附权利要求书的范围和精神内的其它修改。

Claims (19)

1.一种脊柱植入系统，包括：
包括第一表面和第二表面的连接件，所述第一表面和第二表面可与脊柱构造物连接，所述脊柱构造物可与一个或多个椎骨级连接，所述连接件在第一端和相对的第二端之间延伸，所述第二端与所述第一端一体地形成，所述第一端和所述第二端各自包括附接机构，所述附接机构被配置为与所述脊柱构造物配合地接合；
多个电极，所述多个电极包括布置在第一表面上的至少一个电极和布置在第二表面上的至少一个电极，所述电极被配置为传导电流以刺激所述脊柱构造物附近的组织生长；和
椎间植入物，
其中，所述连接件被配置为用作所述椎间植入物的供电集线器，以允许所述椎间植入物施加电刺激。
2.根据权利要求1所述的脊柱植入系统，其中所述第一表面包括阳极，所述第二表面包括阴极，所述阳极与所述阴极电隔离并且布置成传导电流以刺激邻近所述脊柱构造物的组织生长。
3.根据权利要求1所述的脊柱植入系统，其中所述连接件包括将所述第一端与所述第二端相连接的横向连接器。
4.根据权利要求1所述的脊柱植入系统，其中所述附接机构各自包括钩。
5.根据权利要求1所述的脊柱植入系统，其中所述第一端的所述附接机构包括可与所述脊柱构造物的第一脊柱杆接合的第一钩，并且所述第二端的所述附接机构包括可与所述脊柱构造物的第二脊柱杆接合的第二钩。
6.根据权利要求1所述的脊柱植入系统，其中所述连接件包括将所述第一端与所述第二端相连接的横向连接器，所述第一表面的至少一个电极与所述连接器居中设置。
7.根据权利要求1所述的脊柱植入系统，其中所述第二表面的至少一个电极定向为面向所述一个或多个椎骨级。
8.根据权利要求1所述的脊柱植入系统，其中所述第二表面的所述至少一个电极设置有末端。
9.根据权利要求1所述的脊柱植入系统，其中所述电极相对于所述脊柱构造物以选定的配置布置，以将电流传导通过包括至少一个骨紧固件的所述脊柱构造物。
10.根据权利要求1所述的脊柱植入系统，其中所述连接件包括用于与外部电源进行无线通信的集成电路。
11.根据权利要求1所述的脊柱植入系统，其中所述连接件包括用于与所述脊柱构造物进行无线通信的集成电路。
12.根据权利要求1所述的脊柱植入系统，其中所述连接件包括至少一个诊断传感器，所述至少一个诊断传感器被配置为与设置有所述脊柱构造物的至少一个诊断传感器通信。
13.一种脊柱植入系统，包括：
脊柱构造物，所述脊柱构造物包括：
第一脊柱杆，所述第一脊柱杆被配置为通过多个骨紧固件附接有多个椎骨级；
第二脊柱杆，所述第二脊柱杆被配置为通过多个骨紧固件附接有所述多个椎骨级，所述第一脊柱杆和所述第二脊柱杆被配置为用于布置在与所述椎骨级成双侧方向上，和
横向连接器，所述横向连接器在与第一脊柱杆连接的第一端和与第二脊柱杆连接的第二端之间延伸，所述第二端与所述第一端一体地形成，所述连接器包括阳极和阴极，所述阳极和所述阴极被电隔离并定向成将电流传导通过所述第一脊柱杆和所述第二脊柱杆和紧固件以刺激组织生长；以及
椎间植入物，
其中，所述连接器被配置为用作所述椎间植入物的供电集线器，以允许所述椎间植入物施加电刺激。
14.根据权利要求13所述的脊柱植入系统，其中所述第一端包括附接机构，该附接机构包括可与所述第一脊柱杆接合的所述阴极的一部分，并且所述第二端包括附接机构，该附接机构包括可与所述第二脊柱杆接合的所述阴极的一部分。
15.根据权利要求13所述的脊柱植入系统，其中所述连接器包括用于与外部电源进行无线通信的集成电路。
16.一种脊柱植入系统，包括：
可附接一个或多个椎骨级的脊柱构造物；
连接件，所述连接件与所述脊柱构造物连接并且包括阳极和阴极，所述阳极和所述阴极被电隔离并且定向成在邻近所述脊柱构造物的骨生长刺激路径中传导电流，所述连接件在第一端和相对的第二端之间延伸，所述第二端与所述第一端一体地形成，所述第一端和所述第二端各自包括附接机构，所述附接机构被配置为与所述脊柱构造物配合地接合；和
椎间植入物，所述椎间植入物被配置为与所述一个或多个椎骨级放置，所述椎间植入物包括被配置为与所述连接件通信的传感器，
其中，所述连接件被配置为用作所述椎间植入物的供电集线器，以允许所述椎间植入物施加电刺激。
17.根据权利要求16所述的脊柱植入系统，其中所述连接件包括用于与外部电源进行无线通信的集成电路。
18.根据权利要求16所述的脊柱植入系统，其中所述连接件包括用于与所述脊柱构造物进行无线通信的集成电路。
19.根据权利要求16所述的脊柱植入系统，其中所述连接件与所述椎间植入物通信。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3271006B1 (en) 2015-03-20 2020-07-15 Intelligent Implants Limited System for dynamically stimulating bone growth
US10617880B2 (en) 2015-12-08 2020-04-14 Intelligent Implants Limited System and method for an electrical implant device with increased patient compliance
US11576789B2 (en) 2018-10-03 2023-02-14 Intelligent Implants Limited System and method to alter bone growth in a targeted spatial region for the use with implants
US11844706B2 (en) 2019-03-20 2023-12-19 Grabango Co. System and method for positioning and orienting an orthopedic implant
US20210101002A1 (en) * 2019-10-03 2021-04-08 University Of Washington Rods with electrical stimulation for promoting bone fusion
CN115135376A (zh) 2019-11-01 2022-09-30 智能植入有限公司 用于将电子元件嵌入在植入物内的系统和方法
US11382512B2 (en) 2020-01-03 2022-07-12 Warsaw Orthopedic, Inc. Energy transfer system for spinal implants
US11517398B2 (en) * 2020-01-03 2022-12-06 Warsaw Orthopedic, Inc. Energy transfer system for spinal implants
US11857346B2 (en) 2021-05-25 2024-01-02 Warsaw Orthopedic, Inc. Systems and methods for real-time monitoring of bone correction

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6120502A (en) 1988-06-13 2000-09-19 Michelson; Gary Karlin Apparatus and method for the delivery of electrical current for interbody spinal arthrodesis
US5304210A (en) * 1992-01-28 1994-04-19 Amei Technologies Inc. Apparatus for distributed bone growth stimulation
DE4330680A1 (de) 1993-09-10 1995-03-16 Michael Dr Zwicker Vorrichtung zur elektrischen Stimulierung von Zellen im Inneren eines lebenden Menschen oder Tieres
EP0874594B1 (en) 1995-06-06 2003-10-08 SDGI Holdings, Inc. Device for linking adjacent rods in spinal instrumentation
US5683432A (en) 1996-01-11 1997-11-04 Medtronic, Inc. Adaptive, performance-optimizing communication system for communicating with an implanted medical device
EP0975391B1 (en) 1997-04-18 2004-01-28 Exogen, Inc. Apparatus for ultrasonic bone treatment
US6037704A (en) 1997-10-08 2000-03-14 The Aerospace Corporation Ultrasonic power communication system
US6083226A (en) 1998-04-22 2000-07-04 Fiz; Daniel Bone fixation device and transverse linking bridge
IT1304052B1 (it) 1998-12-23 2001-03-07 Fabio Paolo Marchesi Apparecchiatura elettronica di stimolazione con unita' satellitesenza fili
US6231528B1 (en) 1999-01-15 2001-05-15 Jonathan J. Kaufman Ultrasonic and growth factor bone-therapy: apparatus and method
DE60037352T2 (de) 1999-03-30 2008-11-13 Howmedica Osteonics Corp. Apparat zur Stabilisierung der Wirbelsäule
US6283967B1 (en) 1999-12-17 2001-09-04 Synthes (U.S.A.) Transconnector for coupling spinal rods
FR2796828B1 (fr) 1999-07-27 2001-10-19 Dev Sed Soc Et Dispositif de liaison intervertebrale implantable
US6678562B1 (en) * 2000-01-12 2004-01-13 Amei Technologies Inc. Combined tissue/bone growth stimulator and external fixation device
US6432108B1 (en) 2000-01-24 2002-08-13 Depuy Orthopaedics, Inc. Transverse connector
US7794480B2 (en) * 2003-08-05 2010-09-14 Flexuspine, Inc. Artificial functional spinal unit system and method for use
BRPI0511838A (pt) * 2004-06-07 2008-01-15 Synthes Gmbh implante, placa óssea, método para emendar um osso quebrado, e, sistema de monitoramento
US20060265074A1 (en) 2004-10-21 2006-11-23 Manoj Krishna Posterior spinal arthroplasty-development of a new posteriorly inserted artificial disc, a new anteriorly inserted artifical disc and an artificial facet joint
WO2006069215A2 (en) 2004-12-21 2006-06-29 Ebr Systems, Inc. Leadless cardiac system for pacing and arrhythmia treatment
US20070233090A1 (en) * 2006-02-23 2007-10-04 Naifeh Bill R Aligning cross-connector
EP2308402A3 (en) * 2006-05-15 2011-04-27 Biomet Spain Orthopaedics S.L. Surgical screw system
US8078283B2 (en) 2006-06-20 2011-12-13 Ebr Systems, Inc. Systems and methods for implantable leadless bone stimulation
AU2007300144A1 (en) 2006-09-26 2008-04-03 Synthes Gmbh Transconnector
US8380319B2 (en) * 2007-04-11 2013-02-19 J. Lee Berger Electrical screw
WO2009089123A1 (en) 2008-01-04 2009-07-16 Life Spine, Inc. Spinal cross-connector with spinal extensor muscle curvature
US8197515B2 (en) 2008-02-18 2012-06-12 Expanding Orthopedics Inc. Cross-connector assembly
US20090228046A1 (en) 2008-03-04 2009-09-10 Laszlo Garamszegi Transverse vertebral connector
US20100049252A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 Southern Spine, Llc Transverse Connector Device for Extending an Existing Spinal Fixation System
US20100106192A1 (en) 2008-10-27 2010-04-29 Barry Mark A System and method for aligning vertebrae in the amelioration of aberrant spinal column deviation condition in patients requiring the accomodation of spinal column growth or elongation
US8147549B2 (en) * 2008-11-24 2012-04-03 Warsaw Orthopedic, Inc. Orthopedic implant with sensor communications antenna and associated diagnostics measuring, monitoring, and response system
US8292927B2 (en) 2009-04-24 2012-10-23 Warsaw Orthopedic, Inc. Flexible articulating spinal rod
US9211144B2 (en) * 2009-09-09 2015-12-15 Globus Medical, Inc. Spine surgery device and method
WO2011063093A1 (en) 2009-11-18 2011-05-26 Synthes Usa, Llc Piezoelectric implant
US20120271353A1 (en) 2010-08-16 2012-10-25 Mark Barry System and method for aligning vertebrae in the amelioration of aberrant spinal column deviation conditions in patients requiring the accomodation of spinal column growth or elongation
US20120203278A1 (en) 2011-02-04 2012-08-09 Warsaw Orthopedic, Inc. Crosslink Devices for a Growing Spinal Column Segment
WO2014040059A1 (en) 2012-09-10 2014-03-13 Kim Keun-Young Anthony Stimulating bone growth and controlling spinal cord pain
US9072547B2 (en) 2012-11-06 2015-07-07 Globus Medical, Inc. Polyaxial cross connector
US10548644B2 (en) 2013-03-05 2020-02-04 Globus Medical, Inc. Elastic member clamps
US10154861B2 (en) * 2013-03-15 2018-12-18 Jcbd, Llc Spinal stabilization system
US20150088203A1 (en) * 2013-09-25 2015-03-26 Robert Sloan Method and device for bone growth stimulation
US9918848B2 (en) * 2013-10-07 2018-03-20 Warsaw Orthopedic, Inc. Spinal implant system and method
EP3271006B1 (en) * 2015-03-20 2020-07-15 Intelligent Implants Limited System for dynamically stimulating bone growth
US10123882B2 (en) * 2015-07-06 2018-11-13 Warsaw Orthopedic, Inc. Spinal implant system and method
WO2018089795A1 (en) * 2016-11-10 2018-05-17 Qoravita LLC System and method for applying a low frequency magnetic field to biological tissues

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EP3615135A1 (en) 2020-03-04
US10362982B2 (en) 2019-07-30
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