KR101531273B1 - 층간-가시간 척추골 안정화 시스템 - Google Patents

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랄프 라징거
그레이 엘. 로리
마크 알. 비스코그리오시
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패러다임 스파인, 엘엘씨
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Abstract

이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템이 제공된다. 시스템은 하위 영역, 상위 영역, 및 상기 영역들 사이에서 연장하는 중간 영역, 및 척추골의 가시돌기들을 결합하기 위한 한 쌍의 측면 벽들을 가지는 U자 형상의 이식 가능한 디바이스를 포함하며, 각각의 측면 벽들은 뼈 체결구를 수용하기 위한 카운터싱크를 구비한 입구를 포함한다. 시스템은 또한 가시돌기에 상기 이식 가능한 디바이스를 고정하기 위한 나사 볼트와 너트를 구비하는 뼈 체결구를 포함한다. 삽입 공구는 이식 가능한 디바이스의 입구를 통해 나사 볼트와 너트를 정렬하기 위하여 제공될 수 있다.
안정화, 척추골, 가시돌기, 뼈 체결구, 볼트, 너트, 삽입 공구, 이식

Description

층간-가시간 척추골 안정화 시스템{INTERLAMINAR-INTERSPINOUS VERTEBRAL STABILIZATION SYSTEM}
본 출원은 그 내용이 전체에 있어서 본원에 통합되는 2006년 11월 30일자 출원된 미국 특허 가출원 제60/868,080호에 대해 우선권을 주장한다.
본 발명은 층간-가시간 척추골 안정화 디바이스 및 인접한 척추의 안정화를 위해 이러한 디바이스를 사용하는 방법을 포함하는, 척추 상태를 치료하기 위한 디바이스 및 방법에 관한 것이다.
척추의 질병은 상당한 병적 성질을 유발한다. 이러한 질병은 척추, 척추간 디스크, 액돌기관절(facet joint), 및 척추 주위의 연결 조직의 기형을 포함한다. 이러한 기형은 기계적인 상해 또는 퇴행성 디스크 질병을 포함하는 다수의 원인들에 기인할 수 있다. 이러한 기형은 척추에 불안정성을 유발하여, 척주(vertebral column)를 오정렬시켜, 인접한 척추골 사이에 미세 움직임을 만든다. 척추 오정렬 및 미세 움직임은 척추뼈에 대한 마모를 초래하고, 궁극적으로 심각한 고통을 유발한다. 또한, 이러한 상태들은 종종 만성적이고 진행형의 문제들이다.
척추 장애를 위한 치료는 장기간의 의료 관리 또는 수술을 포함할 수 있다. 의료 관리는 일반적으로 근원적인 문제를 고치기 보다는 오히려 고통과 같은 징후를 제어하는 것에 관한 것이다. 일부 환자들에 대해, 이러한 것은 진통제의 만성적인 사용을 요구할 수 있으며, 이러한 것은 환자의 심적 상태를 변하게 할 수 있거나, 또는 다른 부정적인 부작용을 유발할 수 있다.
최근에, 다양한 가시간(interspinous) 안정화 디바이스가 이용 가능하게 되었다. 이러한 디바이스들은 2개 이상의 인접한 척추골의 가시돌기(spinous process)들 사이에 이식될 수 있다. 이러한 방식으로 가시돌기들을 안정화하는 것에 의해, 상당한 응력이 질병 진행을 방지하거나 또는 척추관 협착증과 같은 상태를 개선하도록 척추골간 디스크(intervertebral disc)들을 떼어낼 수 있다. 부가하여, 척추골 운동은 척추의 해부학적 구조를 심하게 변경함이 없이 제어될 수 있다.
현재 이용 가능한 가시간 안정화 시스템은 다수의 상이한 메커니즘을 사용하여 인접한 가시돌기들 사이에 고정될 수 있다. 예를 들어, 이러한 디바이스들은 가시돌기의 뼈 표면을 결합하는 예리한 미늘 또는 다른 표면 돌기들을 포함할 수 있다. 부가하여, 가요성 인대 또는 봉합사들이 이식물 주위에서 뼈에 인접하여 배치될 수 있다. 그러나, 가시돌기에 대해 보다 견고하고 고정적인 부착을 제공하는 것이 필요할 수 있다. 예를 들어, 견고한 부착은 가시간 디바이스가 위치로부터 이동 또는 슬립핑하는 것을 방지하도록 필요할 수 있다. 부가하여, 견고한 부착은 움직임을 제한하고 선택된 척추골 레벨에서의 융합을 촉진하도록 필요할 수 있다. 더욱이, 인접한 척추골 사이에서 층간에(interlaminarly) 끼워져, 이에 의해 그 영역의 안정성을 향상시킬 수 있는 디바이스를 제공하는 것이 필요할 수 있다.
본 발명은 용이하게 이식되고 가시돌기에 고정적으로 부착될 수 있는 한편 층간에 안치될 수 있는 층간-가시간 척추골 안정화 시스템을 개시한다.
본 발명은 층간-가시간 척추골 안정화 시스템과, 척주의 불안정 상태를 치료하기 위하여 이러한 시스템을 사용하는 방법을 개시한다. 상기 시스템은 인접한 척추골의 가시돌기들 사이에 배치하는데 적합한 층간-가시간 척추골 안정화 디바이스와, 가시돌기들에 상기 디바이스를 고정하기 위한 뼈 체결구를 포함한다. 또한, 삽입 공구와 이러한 시스템을 사용하는 방법이 제공된다.
본 발명의 한 양태는 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 하위 영역, 상위 영역, 상기 영역들 사이에서 연장하는 중간 영역, 및 척추골의 가시돌기들을 결합하기 위한 측면 벽들의 쌍을 가지는 U자 형상의 이식 가능한 디바이스를 포함하며, 각각의 측면 벽들은 뼈 체결구를 수용하기 위한 카운터싱크를 구비한 입구(aperture)를 포함한다. 상기 시스템은 또한 가시돌기에 이식 가능한 디바이스를 고정하기 위한 나사 스크루와 너트를 포함하는 뼈 체결구를 포함할 수 있다. 또한, 삽입 공구는 이식 가능한 디바이스의 입구를 통한 뼈 체결구의 조립 동안 나사 스크루와 너트를 적절하게 정렬하기 위하여 제공될 수 있다.
본 발명의 제 2 양태는 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템을 포함한다. 시스템은 하위 영역, 상위 영역, 및 척추골의 가시돌기를 결합하기 위하여 하위 영역과 상위 영역 중 적어도 하나로부터 연장하는 측면 벽들의 쌍을 가지는 이식 가능한 디바이스를 포함할 수 있다. 하위 영역과 상위 영역 사이에서 연장하는 U자 형상의 중간 영역은 2개의 인접한 척추골 사이의 층간에 디바이스가 위치되는 것을 가능하게 한다. 각각의 측면 벽들은 뼈 체결구를 수용하기 위한 입구를 포함할 수 있다. 시스템은 가시돌기에 이식 가능한 디바이스를 고정하기 위한 나사 볼트와 나사 너트를 구비하는 뼈 체결구와, 이식 가능한 디바이스의 입구를 통하여 나사 볼트와 너트를 정렬하기 위한 삽입 공구를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태는 척추의 안정화 방법을 포함한다. 상기 방법은 치료될 척추골 레벨을 선택하는 단계와, 선택된 척추골 레벨의 2개의 가시돌기들 사이에 U자 형상의 이식물을 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 이식물은 하위 영역, 상위 영역, 층간에 안치되도록 구성되고 상기 영역들 사이에서 연장하는 중간 영역, 및 하위 영역과 상위 영역 중 적어도 하나로부터 연장하는 제 1 쌍의 측면 벽들을 포함할 수 있다. 측면 벽들은 선택된 척추골 레벨의 가시돌기들 중 하나의 양쪽 측부 상에 위치된다. 또한, 각각의 측면 벽들은 뼈 체결구를 수용하기 위한 입구를 포함할 수 있으며, 이식물은, 너트와 나사 볼트가 가시돌기를 통과하여 나사 연결부에 연결되도록, 상기 측면 벽들 중 적어도 하나의 입구에 나사 볼트를 통과시키고 가시돌기들 중 반대편에 위치된 측면 벽의 입구를 통해 너트를 통과시키는 것에 의해 가시돌기들 중 적어도 하나에 고정될 수 있다.
이전의 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명이 예시적이고 단지 설명적이며, 청구된 바와 같은 본 발명의 제한이 아니라는 것을 이해하여야 한다.
본 명세서에 통합되고 일부를 구성하는 첨부된 도면은 상세한 설명과 함께 단지 본 발명의 몇 개의 실시예를 예시하며, 본 발명의 원리를 설명하도록 작용한다.
본 발명의 추가의 목적 및 이점들은 다음의 상세한 설명에서 부분적으로 설정되거나, 또는 본 발명의 실시에 의해 얻어질 수 있다. 본 발명의 목적들과 이점들은 첨부된 특허청구범위에서 특정하게 지적되는 요소 및 조합에 의해 실현 및 달성된다.
도 1은 층간-가시간 척추골 안정화 시스템의 예시적인 실시예의 사시도.
도 2a는 도 1에 도시된 시스템의 이식 가능한 디바이스의 측면도.
도 2b는 선 A-A를 따르는 도 2a의 디바이스의 단면도.
도 2c는 도 2b의 상세를 도시한 확대도.
도 3은 도 1에 도시된 층간-가시간 척추골 안정화 시스템의 뼈 체결구의 사시도.
도 4a는 하나의 예시적인 실시예에 따른 층간-가시간 척추골 안정화 시스템과 함께 사용될 수 있는 삽입 공구의 측면도.
도 4b는 도 4a의 삽입 공구의 평면도.
도 5a는 도 3의 뼈 체결구와 도 4a 및 도 4b의 삽입 공구의 측면도.
도 5b는 도 5a의 삽입 공구의 일부분과 뼈 체결구의 일부분의 확대도.
도 5c는 도 5a의 삽입 공구의 다른 부분과 뼈 체결구의 다른 부분의 다른 확대도.
도 6a는 도 1의 층간-가시간 척추골 안정화 시스템과 함께 사용될 수 있는 조임 기구(tightening instrument)의 측면도.
도 6b는 도 6a의 조임 기구의 단부의 확대도.
도 7은 도 6b의 조임 기구와 함께 사용 중인 도 5a의 삽입 공구와 도 5b의 뼈 체결구의 사시도.
도 8은 도 5a의 삽입 공구와 도 3의 뼈 체결구의 사시도.
도 9는 본 발명의 삽입 공구와 조임 기구를 사용하는 안정화 시스템의 이식의 사시도.
도 10은 하나의 예시적인 실시예에 따른 부분적으로 조립된 가시간 시스템의 사시도.
도 11a는 본 발명의 층간-가시간 척추골 안정화 시스템의 이식 동안 사용될 수 있는 구멍 펀칭 공구의 사시도.
도 11b는 도 11a의 구멍 펀칭 공구의 확대도.
도 12는 본 발명의 층간-가시간 척추골 안정화 시스템의 이식 동안 사용될 수 있는 압축 펜치 쌍을 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 층간-가시간 척추골 안정화 시스템의 이식 동안의 도 12의 압축 펜치 쌍을 도시한 도면.
도 1은 인접한 척추골을 안정화하기 위한 이식 가능한 층간-가시간 척추골 안정화 시스템(10)을 도시한다. 시스템(10)은 인접한 척추골의 가시돌기들 사이에 배치하기 위하여 구성되는 이식 가능한 디바이스(20)를 포함한다. 디바이스는 가시 돌기들에 디바이스를 고정하기 위한 하나 이상의 뼈 앵커를 포함할 수 있다. 또한, 하나의 실시예에서, 뼈 앵커는 가시돌기에 대해 디바이스를 견고하게 고정할 수 있으며, 이에 의해, 선택된 척추골 레벨에서의 움직임을 제한하고 그 레벨에서 융합을 촉진한다.
디바이스(20)는 스페이서 보디를 포함할 수 있다. 스페이서 보디(20)는 다양한 형상 및 두께를 가질 수 있으며, 다양한 물질로 제조될 수 있다. 한 실시예에서, 스페이서 보디(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 하위 영역(32)과 상위 영역(34) 사이에서 연장하는 중간 영역(30)을 포함할 수 있다. 환자에 이식될 때, 상위 영역(34)은 제 1 가시돌기의 일부분을 접촉하도록 구성되는 한편, 하위 영역(32)은 인접한 제 2 가시돌기의 일부분을 접촉하도록 구성된다. 한 실시예에서, 중간 영역(30), 하위 영역(32), 및 상위 영역(34)은 도시된 바와 같이 실질적으로 U자 형상의 스페이서 보디(20)를 함께 형성할 수 있다. 스페이서 보디(20)는 예를 들어 신장 및/또는 압축 가능한 중간 영역(30)을 제공하는 것과 같이, 가요성 및/또는 굽힘 가능하도록 구성될 수 있다. 중간 영역(30)은 가요성 힌지로서 작용할 수 있으며, 상위 영역(34)과 하위 영역(32)이 서로를 향하거나 또는 서로로부터 멀리 움직이도록 허용한다. 또한, U자 형상의 스페이서 보디는 이식 후에 간헐적으로 디바이스(10)가 위치되거나 또는 끼워지는 것을 가능하게 하고, 이에 의해 인접한 척추골의 안정화를 향상시킨다.
인접한 척추골의 가시돌기들을 결합하도록, 스페이서 보디(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 하위 영역(32)과 상위 영역(34)으로부터 연장하는 한 쌍의 측면 벽 또는 브래킷(36)을 구비할 수 있다. 상기 쌍의 측면 벽(36)들 각각은 가시돌기를 수용하기 위한 등자(38, stirrup)를 한정한다. 스페이서 보디(20)는 환자의 해부학적 구조에서 변화를 수용하도록 다양한 크기 또는 높이의 측면 벽(36)을 구비할 수 있다. 마찬가지로, 다른 스페이서 보디(20)의 측면 벽(36)들은 하위 영역(32) 또는 상위 영역(34)의 길이를 따르는 상이한 위치에 제공될 수 있다. 그러므로, 의사는 지지될 특정의 척추골 레벨과 환자의 해부학적 구조에 따라 적절한 형상 및 크기의 스페이서 보디(20)를 선택할 수 있다.
아울러, 측면 벽(36)들은 또한 스페이서 보디(20)에 대해 조정 가능할 수 있다. 예를 들어, 한 실시예에서, 측면 벽(36)들은, 이식 후에 측면 벽(36)들 사이의 간극을 감소시키도록 의사가 측면 벽(36)들을 함께 압축하여, 간극에 위치된 가시돌기에 스페이서 보디(20)를 견고하게 고정할 수 있도록 유순한 물질로 형성될 수 있다. 부가하여, 측면 벽(36)들은 도 1의 하위에 위치된 측면 벽(36)으로 도시된 바와 같이 삽입을 용이하게 하도록 벌어질 수 있다. 측면 벽(36)들은 예를 들어 수술 펜치(pliers) 또는 집게(forceps)를 사용하여 압축되거나 벌어질 수 있다.
다수의 생체 친화성 물질들이 본 발명의 스페이서 보디(20)를 형성하는데 적합하다. 예를 들어, 한 실시예에서, 스페이서 보디(20)는 티타늄 또는 티타늄 합금과 같은 의료 등급 금속으로 형성될 수 있다. 스페이서 보디(20)는 또한 단독 또는 다른 적절한 물질과 조합하여, 스테인리스강, 코발트 크롬, 세라믹, 및/또는 초고분자 폴리에틸렌(UHMWPE) 및 폴리에테르에테르케톤(PEEK)과 같은 중합 물질과 같은 다양한 다른 물질들로 형성될 수 있다.
주위의 뼈와 연질 조직에 고정되는 디바이스(10)의 능력을 더욱 향상시키도록, 디바이스(10)는 다수의 표면 변형물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스페이서 보디(20)는 조직 부착, 접착 또는 고정을 용이하게 할 수 있는 표면 변경을 포함할 수 있다. 이러한 표면 변경은 디바이스(10)의 하나 이상의 영역에 대한 치형(teeth), 미늘, 비드, 표면 조면화(surface roughening), 또는 생체 작용제의 추가를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(10)는 뼈 및/또는 연질 조직에 디바이스(10)를 고정하기 위하여 하나 이상의 미늘(40)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 미늘(40)은 하위 영역(32) 및/또는 상위 영역(34)의 외부면과 같은 스페이서 보디(20) 상에 위치될 수 있다. 대안적으로 또는 부가하여, 미늘(40)은 측면 벽(36)의 내부면에 위치될 수 있다. 미늘(40)은 척추골의 가시돌기와 같은 척추골의 연결 조직 또는 뼈 표면을 스페이서 보디(20)가 고정적으로 결합하는 것을 도울 수 있다.
아울러, 디바이스(10)는 또한 조면화 또는 다공성 표면을 포함할 수 있다. 조면화 또는 다공성 표면은 이식 표면과 뼈 사이의 부착을 향상시킬 수 있다. 부가하여, 일부 다공성 표면은 디바이스(10)의 영역들과 주위 뼈 및/또는 연질 조직 사이에 생물학적 결합을 형성하도록 조직 내 성장(tissue ingrowth)을 촉진할 수 있다. 조면화 또는 다공성 표면은 디바이스(10)의 임의의 부분에 포함될 수 있다.
디바이스(10)의 표면은 또한 생물학적 작용제를 포함할 수 있다. 이러한 작용제는 디바이스(10)의 부품들과 주위 뼈 및/또는 연질 조직 사이의 결합을 더욱 촉진하는 골조직 재생 인자(osteogenic factor)를 포함할 수 있다. 아울러, 디바이 스(10)는 항생제, 스테로이드, 항혈전제, 항소염제, 및/또는 진통제와 같은 치료제를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 생물학적 작용제는 디바이스 상의 코팅에 함유될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 디바이스는 다공성이며, 생물학적 작용제는 디바이스의 기공에 수용될 수 있다. 생물학적 작용제는 예를 들어 연골 또는 뼈 성장을 조절하기 위한 뼈 형성 단백질(BMP, bone morphogenic protein)일 수 있다.
본 발명의 측면 벽 또는 브래킷(36)들은 가시돌기에 브래킷(36)을 고정하는 뼈 체결구를 수용하기 위한 입구(50)를 또한 포함할 수 있다. 이러한 체결 부재들은 브래킷(36)들이 돌기들에 대한 브래킷(36)의 어떠한 유격도 피하기 위하여 가시돌기에 대해 평탄하게 및/또는 고정적으로 가압되는 것을 보장할 수 있다. 또한, 시스템(10)은 이식 가능한 디바이스(20)가 이러한 방식으로 가시돌기에 체결될 때 융합 촉진 디바이스로서 작용할 수 있다.
입구는 일정 범위의 크기와 형상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입구(50)는 측면 벽(36)에 대해 뼈 체결구(60)의 보다 양호한 정착을 허용하도록 도 2c에 도시된 바와 같이 카운터싱크(52)를 포함할 수 있다. 또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 하위 영역(32)과 상위 영역(34)들의 입구(50)는 상위 영역(34)이 하위 영역(32)보다 길이가 짧을 수 있음에 따라서 길이 방향 축을 따라서 엇갈릴 수 있다. 이러한 특징은 다수의 이식 가능한 디바이스(20)가 척추를 따라서 적층되거나, 또는 이식되는 것을 허용한다.
도 3을 참조하여, 뼈 체결구(60)는 헤드(72)와 세장형 나사체(74)를 구비하는 볼트(70)를 포함할 수 있다. 입구(50) 내에 볼트(70)를 고정하도록, 헤드(82), 보디 부분(84), 및 볼트(70)의 세장형 나사체(74)를 수용하기 위한 내부 나사 캐비티(cavity)(86)를 가지는 너트(80)가 제공된다. 너트(80)가 볼트(70) 상에 나사 결합됨으로써, 측면 벽(36)은 도 1에 도시된 바와 같이 서로 당겨질 수 있다. 그러므로, 뼈 체결구(60)와 스페이서 보디(20)는 가시돌기와의 조임 고정 연결을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 보디(20)와 인접한 가시돌기들 사이의 조임 고정 연결은 선택된 척추골 레벨에서의 움직임을 제한하고, 이에 의해 상기 척추골 레벨에서의 융합을 촉진한다. 다른 실시예에서, 너트(80)와 볼트(70)는 스페이서 보디(20)가 가시돌기들 사이의 위치로부터 움직이는 것을 방지하도록 충분하게 조여질 수 있지만, 융합을 촉진하지 않거나 또는 융합이 보다 느리게 발생하도록 스페이서 보디(20)와 가시돌기들 사이에 일정량의 유격을 허용하기 위해 충분히 느슨하게 될 수도 있다. 또한, 일부 실시예에서, 시스템(10)은 2개의 뼈 체결구(60)를 포함할 수 있어서, 하위 및 상위 측면 벽(36)들 모두는 다음의 도 10에 도시된 바와 같이 가시돌기들에 고정적으로 체결될 수 있다. 그러므로, 2개의 인접한 척추골의 가시돌기들 사이에 위치될 때, 디바이스(20)가 하나의 가시돌기에 고정되고 다른 가시돌기 또는 두 인접한 가시돌기 모두에 고정되지 않는다는 것이 예측된다.
도 4a 및 도 4b는 이식 동안 뼈 체결구(60)를 조립하는데 유용한 삽입 공구(100)를 도시한다. 삽입 공구(100)는 파지 부분(112) 내로 연장하는 한 쌍의 핸들(110)을 포함할 수 있다. 파지 부분(112)은 사용자를 위한 고정 파지 표면을 제공하는 상승 부분(114)과 같은 표면 변경부를 포함할 수 있다. 핸들(110)은 본 발 명의 기술 분야에서 통상적으로 공지된 바와 같은, 펜치 또는 가위와 유사한 방식으로 선회 가능한 힌지(120)에 의해 서로 연결된다. 뼈 체결구 홀딩 부분(140A, 140B)을 포함하는 아암(115)은 각각의 핸들(110)로부터 원위로(distally) 연장한다. 아암(115)은 선회 가능한 힌지 연결부(122)에 의해 핸들(110)에 연결된다. 판 스프링(130)은 개방 위치를 향해 홀딩 부분(140A, 140B)을 편향시키도록 핸들(110)들 사이에 위치될 수 있다.
도 5b 및 도 5c에 보다 상세하게 도시된 바와 같이, 뼈 체결구 홀딩 부분(140A)은 이식 공정 동안 뼈 체결구(60)의 볼트(70)의 헤드(72)를 고정적으로 홀딩하도록 구성된 캐비티를 포함할 수 있으며, 뼈 체결구 홀딩 부분(140B)은 도 8에 도시된 바와 같이 너트(80)의 헤드(82)를 고정적으로 홀딩하도록 구성된 제 2 캐비티를 포함할 수 있다. 더욱이, 이러한 뼈 체결구 홀딩 부분(140B)은 또한 도 5c에 도시된 바와 같이 기어 메커니즘(150)을 포함할 수 있다. 기어 메커니즘(150)은 뼈 체결구 홀딩 부분(140B)으로부터 연장하는 포트(160)를 포함한다. 포트(160)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 조임 기구(200)를 수용하도록 구성된 보어(162)를 포함할 수 있다. 조임 기구(200)는 파지 부분(204) 내로 근위로(proximally), 그리고 도 7에 도시된 바와 같이 포트(160)의 보어(162) 내에서 보완적으로 끼워지는 형상 및 구성의 팁(206) 내로 원위로 연장하는 샤프트(202)를 포함할 수 있다.
시스템(10)을 조립하도록, 이식 가능한 디바이스(20)는 도 9에 도시된 바와 같이 인접한 척추골의 가시돌기들 사이에 삽입된다. 임의의 적절한 수술 접근은 가시돌기들을 노출/가시화하도록 사용될 수 있다. 가시돌기들이 디바이스(20)의 등 자(38) 내에 고정적으로 안치되도록 이식 가능한 디바이스(20)가 적절하게 정렬된 후에, 한 쌍의 측면 벽(36)의 입구(50)를 통하여 구멍이 펀칭될 수 있으며, 입구는 가시돌기들을 통한 구멍의 배치를 위한 가이드로서 작용하고, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이 뼈 체결구(60)가 구멍에 위치되는 것을 허용한다. 구멍들은 예를 들어 구멍 펀치(300)를 사용하여 형성될 수 있다. 구멍 펀치(300)들은 판 스프링(320)과 선회 가능한 힌지(322)에 의해 연결되는 한 쌍의 아암(312)들을 포함할 수 있다. 아암(312)들은 파지 부분(314) 내로 근위로, 그리고 집게발(316, claw) 내로 원위로 연장한다. 뼈를 통한 절단에 적절한 예리한 커팅 에지(318)는 각각의 집게발(316)로부터 연장한다.
도시된 바와 같이, 예리한 커팅 에지(318)는 실린더처럼 형상화되고, 이식 가능한 디바이스의 입구(50)의 지름에 일치할 수 있다. 예리한 커팅 에지(318)는 뼈가 절단될 때 그 뼈를 수용하고 제거하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 원통의 예리한 커팅 에지(318)는 뼈가 절단될 때 그 뼈를 수용하는 중공의 내부 영역을 포함할 수 있다. 이에 의해 절단된 뼈는 구멍 펀치(300)에 의해 홀딩되며, 구멍이 만들어진 후에 제거될 수 있다. 과잉의 뼈 물질이 남아있지 않는 것을 보장하도록, 의사는 필요로 하는 바와 같은 하나 이상의 반복 단계들에서 구멍과 동일한 지름을 가지는 원통형 팁을 구비한 임의의 적절한 공구를 삽입하는 것에 의해 절단 구멍을 세척하도록 선택할 수 있다. 구멍이 만들어지고 세척되었으면, 뼈 체결구(60)는 그런 다음 측면 벽(36)의 입구(50)를 통해 삽입될 수 있다.
뼈 체결구(60)를 안치된 디바이스(20)에 고정하도록, 뼈 체결구(60)의 볼트(70)와 너트(80)는 삽입 공구(100)의 뼈 체결구 홀딩 부분(140A, 140B) 내로 각각 배치될 수 있다. 삽입 공구(100)는 그런 다음 디바이스(20)의 입구(50)와 볼트(70) 및 너트(80)를 정렬하도록 위치된다. 볼트(70)와 너트(80)의 각도와 위치가 정확하다는 것이 결정되었을 때, 조임 기구(200)는 포트(160) 내로 배치될 수 있다. 파지 부분(204)을 돌리면, 기어 메커니즘(150)과 너트(80)가 회전하고, 이에 의해, 볼트(70) 상으로 너트(80)가 나사 결합한다.
삽입 공구는 볼트(70)와 너트(80)의 정렬 및 나사 결합을 촉진한다. 예를 들어, 벽(36)들의 측면 측벽 상에서의 이용 가능한 공간이 제한될 수 있기 때문에, 의사가 가시돌기를 통해 볼트(70)와 너트(80)를 위치시키는 것이 어려울 수 있다. 삽입 공구(100)는 조립 동안 볼트와 너트가 서로 용이하게 나사 결합되는 것을 보장하도록 적절하게 정렬된 위치에서 볼트(70)와 너트(80)를 유지한다. 또한, 삽입 공구(100), 및 수반하는 조임 기구(200)는 서로에 대해 부품들을 고정하도록 너트(80)의 용이한 회전을 허용한다.
볼트(70)와 너트(80)가 삽입 공구(100)에 부착되기 전후에 조임 기구(200)가 삽입 공구(100)에 연결될 수도 있고, 뼈 체결구(60)가 먼저 스페이서 보디(20)의 상위 영역(34)을 통해 나사 결합되고, 그런 다음, 추가의 뼈 체결구(60)가 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 하위 영역(32)을 통해 나사 결합될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 부가적으로, 조임 기구(200)는 사용자가 파지 부분(204)의 시계 및/또는 반시계 방향 회전수를 조정하는 것에 의해 필요한 조임을 용이하게 제어하는 것을 가능하게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 추가의 도구들이 치료될 척추골의 가시돌기들을 위치시키는 것을 돕도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 요추의 가시돌기들 사이에 디바이스(20)를 적절하게 이식하도록, 일정 정도의 척추 전만(lordosis)으로 환자를 위치시키는 것이 필요할 수 있다. 그러나, 수술 동안, 환자는 이상적으로 위치될 수 없다. 그러므로, 필요한 정도의 척추 전만을 만드는 것으로 의사를 돕도록, 도 12에 도시된 바와 같은 한 쌍의 압축 펜치(350)가 제공될 수 있다.
압축 펜치(350)는 2개의 원위 파지 부분(354, 358)들을 포함할 수 있다. 파지 부분(354, 358)은 치료될 척추골 레벨의 가시돌기(366, 370)들에 대해 상위 및 하위에 위치된 가시간 인대를 통해 가압될 수 있다. 파지 부분(354, 358)들은 그런 다음 층간-가시간 디바이스(20)의 등자(38) 내에 끼워지도록 서로를 향하여 가시돌기(336)들을 가압하도록 압축될 수 있다.
적절하게 위치되면, 디바이스(20)는 이전에 기술된 뼈 체결구(60)와 삽입 공구(100)를 사용하여 가시돌기(366, 370)들에 고정될 수 있다. 또한, 뼈 체결구(60)의 삽입 동안 압축된 위치에서 가시돌기(366, 370)들을 유지하는 것을 돕도록, 압축 펜치(350)는 록킹 메커니즘(362)을 포함할 수 있다. 록킹 메커니즘은 예를 들어 압축 펜치 핸들의 근위 부분에 위치된 래칫(ratchet) 시스템을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 삽입 공구(100), 조임 기구(200), 구멍 펀치(300), 및 압축 펜치(350)는 하나 이상의 디바이스(20)와 함께 사용되는 도구 세트로서 제공될 수 있다. 따라서, 삽입 공구(100)와 구멍 펀치는 구멍 펀치(300)에 의해 만들어진 구멍이 삽입 공구(100)에 의해 제공되는 볼트(70)와 너트(80)와 적절하게 정렬될 수 있는 크기 및 형상일 수 있다.
뼈 체결구(60)에 의해 가시돌기에 이식 가능한 디바이스(20)를 확실하게 고정하는 것에 의하여, 뼈 조직의 융합이 촉진될 수 있다. 또한, 필요하다면, 뼈 그라프트와 같은 추가의 뼈 성장 물질이 뼈 성장 및 융합을 개선하도록 이식 가능한 디바이스(20)의 중간 영역(30) 내에 배치될 수 있다. 물론, 예를 들어, 기공 및 구멍들과 같은 다른 성장 촉진 표면 변경이 이전에 기술된 바와 같은 이러한 성장을 실행하도록 이식 가능한 디바이스(20)의 표면에 제공될 수 있다.
부가하여, 비록 디바이스(20)가 상위 및 하위 측면 벽(36)들과 함께 기술되었을지라도, 디바이스(20)는 단일 쌍의 측면 벽(36)들을 구비한 U자 형상의 이식물을 포함할 수 있다. 이러한 디바이스는 예를 들어 L5-S1 척추골 레벨에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(20)는 L5 척추골의 가시돌기를 결합하도록 구성된 단일 쌍의 측면 벽(36)들을 포함할 수 있다. 또한, 디바이스(20)는 천골에 하위 영역(32)을 고정하기 위한 메커니즘을 포함할 수 있다. 상기된 바와 같이, 상위 측면 벽들은 뼈 앵커(60)에 의해 L5 척추골 가시돌기에 고정되고, 이에 의해, L5-S1 레벨에서의 움직임을 제한하고 그 레벨에서의 융합을 촉진할 수 있다. 천골에 디바이스(20)를 고정하기 위한 다양한 디바이스와 메커니즘은 2006년 4월 7일자 출원되어 그 전체에 있어서 참조에 의해 본원에 통합되는 동시 계류중인 미국특허 출원 제11/400,586호에 개시되어 있다.
본 발명의 다른 실시예들은 본원의 상세한 설명 및 발명의 실시로부터 당업 자아게 자명하게 된다. 명세서와 고려된 예들이 단지 예로서 고려되고, 본 발명의 범위 및 사상은 다음의 특허청구범위에 의해 지시된 것으로 고려된다.

Claims (62)

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  9. 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템으로서,
    하위 영역, 상위 영역, 상기 영역들 사이에서 연장하는 중간 영역, 및 척추골의 가시돌기들을 결합하기 위하여 상기 하위 영역 및 상위 영역 중 적어도 하나로부터 연장하는 한 쌍의 측면 벽들을 포함하는 U자 형상의 이식 가능한 디바이스로서, 상기 측면 벽들 각각은 뼈 체결구를 수용하기 위한 입구(aperture)를 포함하는, U자 형상의 이식 가능한 디바이스;
    상기 가시돌기에 상기 이식 가능한 디바이스를 고정하기 위한 뼈 체결구;
    상기 시스템의 이식 동안 상기 이식 가능한 디바이스의 입구를 통해 상기 뼈 체결구를 삽입하기 위한 삽입 공구; 및
    상기 삽입 공구와 협동하도록 구성된 조임 기구로서, 상기 조임 기구의 회전이 볼트와 너트의 나사 결합을 함께 실행하는, 조임 기구를 포함하는, 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 뼈 체결구는 나사 볼트와 나사 너트를 포함하는, 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 측면 벽들의 각각의 입구는 카운터싱크를 포함하는, 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 쌍의 측면 벽들은 상기 상위 영역으로부터 연장하며;
    상기 하위 영역으로부터 연장하는 제 2 쌍의 측면 벽들을 추가로 포함하고, 상기 제 2 쌍의 측면 벽들의 각각의 측면 벽은 뼈 체결구를 수용하기 위한 입구를 포함하는, 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 나사 볼트와 나사 너트를 구비하는 제 2 뼈 체결구를 추가로 포함하는, 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 쌍의 측면 벽들 사이에 각각 2개의 가시돌기들을 위치시키기 위한 한 쌍의 압축 펜치(pliers)를 추가로 포함하는, 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템.
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  16. 제 9 항에 있어서, 상기 뼈 체결구를 수용하도록 구성된 구멍을 형성하기 위해 상기 가시돌기의 뼈 조직을 통해 구멍을 펀칭하도록 구성된 구멍 펀치(hole puncher)를 추가로 포함하는, 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 구멍 펀치는 상기 가시돌기로부터 잘려진 뼈 조직을 제거하여 상기 구멍을 형성하는, 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템.
  18. 제 9 항에 있어서, 상기 중간 영역은 압축가능한, 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템.
  19. 제 9 항에 있어서, 상기 중간 영역은 가요성 힌지로서 작용하도록 구성되는, 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템.
  20. 제 9 항에 있어서, 상기 쌍들의 측면 벽들은 서로에 대해 움직일 수 있는, 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템.
  21. 제 9 항에 있어서, 상기 쌍들의 측면 벽들은 상기 측면 벽들이 연장하는 상기 하위 영역 또는 상위 영역에 대해 움직일 수 있는, 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템.
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  39. 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템으로서,
    하위 영역, 상위 영역, 상기 영역들 사이에서 연장하는 중간 영역, 및 척추골의 가시돌기를 결합하기 위해 상기 하위 영역과 상위 영역의 각각으로부터 연장하는 한 쌍의 측면 벽들을 포함하는 U자 형상의 이식 가능한 디바이스로서, 상기 측면 벽들 각각은 뼈 체결구를 수용하기 위한 입구를 포함하고, 상기 측면 벽들의 각각의 입구는 카운터싱크를 포함하는, U자 형상의 이식 가능한 디바이스;
    상기 가시돌기에 상기 이식 가능한 디바이스를 고정하기 위한 뼈 체결구;
    상기 시스템의 이식 동안 상기 이식 가능한 디바이스의 입구를 통해 상기 뼈 체결구를 삽입하기 위한 삽입 공구; 및
    각 쌍의 측면 벽들 사이에 가시돌기를 위치시키기 위한 한 쌍의 압축 펜치를 포함하는, 이식 가능한 층간-가시간 안정화 시스템.
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  43. 척추 안정화 시스템으로서,
    척추골 사이에 배치하기 위해 형성된 스페이서 보디와 척추골의 가시돌기를 결합하기 위해 상기 스페이서 보디로부터 연장하는 한 쌍의 측면 벽들을 갖는 이식 가능한 디바이스로서, 상기 측면 벽들 각각은 뼈 체결구를 수용하기 위한 입구를 구비하는, 이식 가능한 디바이스;
    상기 가시돌기에 상기 이식 가능한 디바이스를 고정하기 위한 볼트와 너트를 포함하는 뼈 체결구; 및
    상기 측면 벽들의 입구들을 통해 상기 볼트와 너트를 함께 조립하기 위한 삽입 공구를 포함하고,
    상기 삽입 공구는 상기 볼트를 수용하기 위한 제 1 뼈 체결구 홀딩 부분을 구비하는 제 1 아암, 및 상기 너트를 수용하기 위한 제 2 뼈 체결구 홀딩 부분을 구비하는 제 2 아암을 포함하고, 조립 중에 상기 볼트와 너트를 서로에 대해 정렬 상태로 유지하도록 형성되며, 상기 삽입 공구는 상기 제 2 뼈 체결구 홀딩 부분과 연통하는 기어 메커니즘을 추가로 포함하고, 이에 의해 상기 기어 메커니즘의 회전이 상기 너트의 회전을 일으키는, 척추 안정화 시스템.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 스페이서 보디는 하위 영역과 상위 영역을 포함하고, 상기 한 쌍의 측면 벽들은 상기 하위 영역과 상위 영역 중 하나로부터 연장하는, 척추 안정화 시스템.
  45. 제 44 항에 있어서, 상기 스페이서 보디는 상기 하위 영역과 상위 영역 사이에서 연장하는 U자 형상의 중간 영역을 포함하는, 척추 안정화 시스템.
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 중간 영역은 가요성인, 척추 안정화 시스템.
  47. 제 43 항에 있어서, 상기 스페이서 보디는 뼈 조직에 대한 부착을 촉진하는 표면 변경을 포함하는, 척추 안정화 시스템.
  48. 제 47 항에 있어서, 상기 표면 변경은 치형(teeth), 미늘(barbs), 비드, 표면 조면화(surface roughening), 또는 생체 작용제를 포함하는, 척추 안정화 시스템.
  49. 제 43 항에 있어서, 상기 스페이서 보디는 그 내에 배치된 뼈 그라프트(graft) 물질을 추가로 포함하는, 척추 안정화 시스템.
  50. 제 43 항에 있어서, 상기 한 쌍의 측면 벽들은 서로에 대해 움직일 수 있는, 척추 안정화 시스템.
  51. 제 43 항에 있어서, 상기 볼트와 너트는 나사 결합되는, 척추 안정화 시스템.
  52. 제 43 항에 있어서, 상기 측면 벽들의 각 입구는 카운터싱크를 포함하는, 척추 안정화 시스템.
  53. 제 44 항에 있어서, 상기 하위 영역과 상위 영역의 다른 하나로부터 연장하는 제 2 쌍의 측면 벽들을 추가로 포함하고,
    상기 제 2 쌍의 측면 벽들을 통해 삽입하기 위한 볼트와 너트를 포함하는 제 2 뼈 체결구를 추가로 포함하는, 척추 안정화 시스템.
  54. 제 43 항에 있어서, 상기 뼈 체결구를 조립하기 위해 상기 삽입 공구의 기어 메커니즘과 협동하도록 구성된 조임 기구를 추가로 포함하는, 척추 안정화 시스템.
  55. 제 54 항에 있어서, 상기 조임 기구는 상기 삽입 공구의 기어 메커니즘에 부착가능하고 상기 볼트에 대해 상기 너트의 회전을 일으키는, 척추 안정화 시스템.
  56. 제 54 항에 있어서, 상기 조임 기구의 회전은 상기 볼트와 너트의 나사 결합을 함께 형성하는, 척추 안정화 시스템.
  57. 제 43 항에 있어서, 상기 한 쌍의 측면 벽들 사이에 상기 가시돌기를 위치시키기 위한 한 쌍의 압축 펜치를 추가로 포함하는, 척추 안정화 시스템.
  58. 제 43 항에 있어서, 상기 뼈 체결구를 수용하기 위한 구멍을 형성하기 위해 상기 가시돌기의 뼈 조직을 통해 구멍을 펀칭하도록 구성된 구멍 펀치를 추가로 포함하는, 척추 안정화 시스템.
  59. 제 58 항에 있어서, 상기 구멍 펀치는 상기 가시돌기로부터 잘려진 뼈 조직을 제거하여 상기 구멍을 형성하는, 척추 안정화 시스템.
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