KR20090008386A - 척추 안정화 요소 배치로 척추운동분절을 제어하는 수술도구 및 방법 - Google Patents

척추 안정화 요소 배치로 척추운동분절을 제어하는 수술도구 및 방법 Download PDF

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워쏘우 오르쏘페딕 인코포레이티드
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Abstract

연장 연결요소 (10)는 제1 휨축 (15) 주위로 제1 관성모멘트 및 제1 휨축 (15) 에 횡단하는 제2 휨축 (16) 주위로 제2 관성모멘트를 정의하는 이방성 단면형상을 가지는 몸체를 포함한다. 연결요소 (10)는 하나 또는 그 이상의 척추운동분절을 따라, 제1 및 제2 휨축 (15, 16)이 척추운동분절에 대하여 원하는 방향에 있도록 앵커 (100)로 척추뼈와 체결되도록 배치된다.
척추안정화 시스템, 척추운동분절, 연결요소, 연장봄체, 내강, 관성모우멘트, 척추뼈 몸체

Description

척추 안정화 요소 배치로 척추운동분절을 제어하는 수술도구 및 방법{SURGICAL INSTRUMENTS AND TECHNIQUES FOR CONTROLLING SPINAL MOTION SEGMENTS WITH POSITIONING OF SPINAL STABILIZATION ELEMENTS}
본 발명은 척추 안정화 요소 배치로 척추운동분절을 제어하는 수술도구 및 방법에 관한 것이다.
수년간 뼈 구조체를 안정화하기 위한 다양한 기구 및 방법이 사용되었다. 예를 들면, 안정화의 한 방법은 뼈 구조체에 고정되어 상호 구성들을 안정화시키는 뼈 구조체 구성들 사이에 연장된 연장로드를 사용하는 것이다. 뼈 구조체 구성들은 노출되고 하나 또는 그 이상의 뼈 체결 파스너는 각각의 구성들 내에 배치된다. 이후 연장로드가 뼈 체결 파스너에 고정되어 뼈 구조체 구성들을 안정화시킨다.
상기 안정화 구조체와 관련된 하나의 문제는 안정화 구조체가 척추운동분절의 모든 운동 면(planes of motion)에 동일한 안정화 효과를 제공할 수 있다는 것이다. 또한, 시술자가 안정화 도구가 장착되어야 하는 위치로 도달하기 위하여는, 수술부위 주위의 피부 및 조직들은 절단, 제거 및/또는 재배치되어야 한다는 것이다. 이러한 조직 재배치는 외상, 손상 및 조직에 흉터를 유발시킨다. 또한 조직 감염의 위험 및 수술 후 조직 회복에 상당한 회복기간이 요구된다. 하나 또는 그 이상의 척주의 운동분절을 안정화시키기 위한 도구 및 방법에 대한 개선이 필요하다.
기다란 연결요소들은 제1 휨축에 대한 제1 관성모멘트 및 제1 휨축에 횡단된 제2 휨축에 대한 제2 관성모멘트를 정의하는 이방성 단면형상을 가지는 몸체를 포함한다. 연결요소들은 하나 또는 그 이상의 척추운동분절에 배치되고 제1 및 제2 휨축들이 척추운동분절에 대하여 원하는 배향에 있도록 앵커로 척추뼈에 체결된다. 일 측면에 의하면, 척추 안정화를 위한 시스템은 제1 체결축을 따라 제1 척추뼈 몸체에 체결되는 뼈 체결부를 포함하는, 제1 척추뼈 몸체에 체결될 수 있는 제1 앵커 및 제2 체결축을 따라 제2 척추뼈 몸체에 체결되는 뼈 체결부를 포함하는, 제2 척추뼈 몸체에 체결될 수 있는 제2 앵커를 포함한다. 연결요소는 마주보는 제1 및 제2 단(opposite first and second ends) 사이에 연장되고 이들 사이에 배치되며 상기 제1 및 제2 앵커 각각과 체결될 수 있는 연장 몸체를 포함한다. 상기 연장몸체는 제1 휨축 및 상기 제1 휨축에 횡단하는 제2 휨축을 정의하는 이방성 단면형상을 포함한다. 몸체는 상기 제1휨축 주위에 제1 관성모멘트 및 상기 제1 관성모멘트와는 다른 상기 제2 휨축 주위에 제2 관성모멘트를 포함한다. 제1 및 제2 휨축의 선택된 하나는 상기 제1 및 제2 체결축 방향에 정렬되며, 상기 연결요소는 상기 제1 및 제2 앵커와 상기 정렬 방향으로 체결된다.
다른 측면에 의하면, 척추 안정화를 위한 시스템은 제1 체결축을 따라 제1 척추뼈 몸체에 체결되는 뼈 체결부를 포함하는, 제1 척추뼈 몸체에 체결될 수 있는 제1 앵커 및 제2 체결축을 따라 제2 척추뼈 몸체에 체결되는 뼈 체결부를 포함하는, 제2 척추뼈 몸체에 체결될 수 있는 제2 앵커를 포함한다. 시스템은 제1 앵커에 풀릴 수 있도록 체결되는 원단을 포함하고, 원단에서 근단까지 가까이 연장된 연장몸체를 포함하는, 제1 앵커 연장부를 포함한다. 또한, 시스템은 제2 앵커에 풀릴 수 있도록 체결되는 원단을 포함하고, 원단에서 근단까지 가까이 연장된 연장몸체를 포함하는, 제2 앵커 연장부를 포함한다. 시스템은 삽입기 도구 및 삽입기 도구와 풀릴 수 있도록 체결되는 연결요소를 더욱 포함한다. 연결요소는 제1 및 제2 앵커 사이에 배치되고 각각과 체결될 수 있는 연장 몸체를 포함한다. 연결요소의 연장몸체는 제1 휨축 및 상기 제1 휨축에 횡단하는 제2 휨축을 정의하는 이방성 단면형상을 포함한다. 연결요소의 몸체는 제1휨축 주위에 제1 관성모멘트 및 제1 관성모멘트와는 다른 제2 휨축 주위에 제2 관성모멘트를 포함한다. 삽입기 도구는, 제1 및 제2 휨축의 선택된 하나가 제1 및 제2 앵커의 상기 제1 및 제2 체결축에 대하여 소정의 방향에 있도록 연결요소와 체결된다. 삽입기 도구는, 제1 및 제2 앵커의 먼 위치에서부터 상기 제1 및 제2 앵커에 인접한 위치까지 소정의 방향을 유지하면서, 연결요소를 제1 및 제2 앵커로 소정의 방향으로 체결하기 위하여 연결요소를 이동시키도록 작동될 수 있다.
다른 측면에 의하면, 최소한 하나의 척추운동분절을 안정화시키는 방법은, 제1앵커를 제1 척추뼈 몸체에 체결하는 단계; 제2앵커를 제2 척추뼈 몸체에 체결하는 단계; 제1 휨축 주위에 제1 관성모멘트 및 제1 휨축에 횡단되고 제2 휨축 주위에 제2 관성모멘트를 정의하는 단면형상의 연장몸체를 포함하는 연결요소를 제공하는 단계; 제1 및 제2 척추뼈 몸체에 대하여 제1 및 제2 휨축 배향을 선택하는 단계; 제1 및 제2 앵커 사이에 선택된 방향으로 연결요소를 배치하는 단계; 및 연결요소는 그 방향에 배치하도록 제1 및 제2 앵커에 연결요소를 체결하는 단계를 포함하여 구성된다.
다른 측면에 의하면, 척주를 따라 배치하기 위한 연결요소는 제1단 및 마주보는 제2 단 사이에 길이축을 따라 연장되는 연장몸체를 포함한다. 몸체는 길이축을 따라 연장되며 길이축에 직교하는 비-원형 단면을 가지는 최소한 하나의 안정부를 포함한다. 연장몸체는 또한 길이축을 따라 연장되며 상기 길이축에 직교하는 원형 단면을 가지는 최소한 하나의 연결부를 포함한다. 연결부는 척주에 체결될 수 있는 척추앵커에 체결되는 사이즈의 길이를 가지며, 안정부는 척주의 최소한 두 개의 척추뼈 사이에 연장되는 사이즈의 길이를 가진다.
또 다른 측면에 따르면, 척주를 따라 배치시키기 위한 연결요소는 제1 단 및 반대측 제2 단 사이에서 길이축을 따라 연장되는 연장몸체를 포함한다. 몸체는 척주의 최소한 두 개의 척추뼈 사이로 연장되는 사이즈의 길이를 가지며 상기 길이축에 직교하여 취한 면에서 원형단면을 포함한다. 또한 몸체는 몸체의 길이를 따라 최소한 부분적으로 연장되는 내강을 더욱 포함한다. 몸체는 상기 단면을 따라 제1휨축 주위에 제1 관성모멘트 및 상기 제1 휨축에 직교하며 상기 단면을 따라 제2 휨축 주위에 제2 관성모멘트를 포함한다.
본 발명의 관련된 특징, 측면, 예, 목적 및 장점은 하기 기재로부터 명백할 것이다.
도 1A, 1B, 및 1C은 척추분절을 따라 앵커로 연결요소를 고정하기 위한 여러 부착배열을 보이는 개략도이다.
도 1D 및 1E는 각각 제1 및 제2 이식 방향에 있는 연결요소 사시도이다.
도 2A 및 2B는 각각 제1 및 제2 이식 방향에 있는 다른 연결요소 사시도이다.
도 3A 및 3B는 각각 제1 및 제2 이식 방향에 있는 다른 연결요소 사시도이다.
도 4A 및 4B는 각각 제1 및 제2 이식 방향에 있는 다른 연결요소 사시도이다.
도 5A, 5B 및 5C는 제1 이식 방향에 있는 추가적인 연결요소 사시도이다.
도 6A 및 6B는 각각 제1 및 제2 이식 방향에 있는 다른 연결요소 사시도이다.
도 7A 및 7B는 각각 제1 및 제2 이식 방향에 있는 다른 연결요소 사시도이다.
도 8A 및 8B는 각각 제1 및 제2 이식 방향에 있는 다른 연결요소 사시도이다.
도 9는 다른 연결요소 사시도이다.
도 10은 다른 연결요소 사시도이다.
도 11A 다른 연결요소 사시도이다.
도 11B-11G는 연결요소의 다양한 단면들의 예이다.
도 12는 최소 침습(invasive) 수술에서 척주를 따라 소정 방향으로 연결요소를 배치하기 위한 시스템의 일 예이다.
도 13은 최소 침습(invasive) 수술에서 척주를 따라 소정 방향으로 연결요소 를 배치하기 위한 시스템의 다른 예이다.
도 14는 최소 침습(invasive) 수술에서 척주를 따라 소정 방향으로 연결요소를 배치하기 위한 시스템의 다른 예이다.
도 15는 화살표 15-15 방향에서 보이는 도 14 시스템 도면이다.
본 발명의 원리에 대한 이해를 목적으로 도면에 도시된 예들을 참조하고 소정 용어가 이들을 기술하는데 사용될 것이다. 그러나 이에 의해 청구범위를 제한하는 것은 아니며, 본 발명과 관련된 분야의 기술자에게 통상 착상될 수 있는 여기에 기술된 기구 및 본 발명 원리의 또 다른 용도에 대한 어떠한 변경 및 변형도 고려되는 것으로 이해되어야 한다.
하나 또는 그 이상의 척추뼈에 체결된 앵커로 연결하기 위한, 연결요소 몸체 길이를 전부 또는 실질적인 부분을 따라 연장되는 이방성 단면을 가지는 연결요소가 제공된다. 이방성 단면은 제2 방향보다 제1 방향에서 더 큰 휨 저항을 제공할 수 있다. 연결요소는 하나 또는 그 이상의 척추운동분절을 따라 고정될 때 척추뼈 몸체에 상대적으로 제1 방향으로 연장된 단면을 따르는 제1 휨축 주위에 관성모멘트를 포함할 수 있다. 또한, 연결요소는 하나 또는 그 이상의 척추운동분절을 따라 고정될 때 척추뼈 몸체에 상대적으로 제2 방향으로 연장된 단면을 따르는 제2 휨축 주위에 관성모멘트를 포함할 수 있다. 관성모멘트들은 서로 달라, 척추운동분절의 다른 운동면(plane of motion)에 대하여 연결요소 몸체에 다른 강성 특성을 제공한 다. 동일하거나 또는 제1 및 제2 관성모멘트들과는 다른 기타 휨축 주위의 기타 관성모멘트들이 고려될 수 있다.
일 구현예에서, 연결요소는 척주를 따라 배치될 수 있으며, 이때 하나 또는 그 이상의 척주 운동분절의 횡측 휨에 저항하도록 제1 휨축이 배향되고, 하나 또는 그 이상의 척주 운동분절의 신장 및 굽힘(flexion)에 저항하도록 제2 휨축이 배치될 수 있다. 다른 예에서, 연결요소는 척주를 따라 배치될 수 있으며, 이때 하나 또는 그 이상의 척주 운동관절의 신장 및 굽힘(flexion)에 저항하도록 제1 휨축이 배향되고, 하나 또는 그 이상의 척주 운동관절의 횡측 휨에 저항하도록 제2 휨축이 배치될 수 있다. 척추운동분절 또는 분절들 면들에 상대적으로 휨축들의 기타 배향들도 고려된다.
연결요소는 최소 침습 수술에서, 연결요소를 최소 침습 삽입경로를 따라 하나 또는 그 이상의 앵커로 제1 및 제2 휨축들을 척추운동분절에 상대적인 소정의 방향으로 경피적(percutaneously)으로 안내하는 시스템으로, 환자에게 배치될 수 있다. 연결요소가 삽입되고 척추운동분절에 체결된 앵커로 소정 방향으로 척추운동분절과 체결 고정된 소정 방향으로 유지될 수 있다. 연결요소가 환자에게 삽입되고 이후 척추운동분절에 상대적인 소정의 방향을 제공하도록 정렬되는 기타 예를 고려한다.
도 1A에 도시된 바와 같이, 연장 연결요소(10)는 하나 또는 그 이상의 척추운동분절을 따라 하나 또는 그 이상의 앵커(100)로 척추뼈 몸체 V1에 고정될 수 있다. 연결요소(10)는 주위에 제1 관성모멘트를 정의하는 제1 휨축(15)를 포함하는 이방성 단면을 가지는 여기에서 논의되는 연결요소 구현예의 어떠한 것일 수 있다. 또한 연결요소(10)는 제1 관성모멘트와는 다른, 주위에 제2 관성모멘트를 정의하는 제1 휨축에 횡단하는 제2 휨축(16)을 포함할 수 있다.
앵커(100)는 안에 연결요소(10)를 수용하기 위한 리시버(104), 및 척추뼈 몸체 V1을 체결하는 뼈 체결부(106)를 포함한다. 뼈 체결부(106)는 척추뼈 몸체 V1의 뼈 구조체내로 연장되며 체결하는 나사식 나사-유사 부재일 수 있다. 앵커(100)가 훅, 스테플, 볼트, 케이블 또는 기타 적합한 뼈 체결기구 형상의 뼈 체결부를 포함할 수 있는 다른 구현예를 고려할 수 있다. 리시버(104)는 연결요소를 수용하기 위하여 이들 사이에 통로를 정의하는 한 쌍의 암(arm)을 포함할 수 있다. 암들은 도시된 바와 같이 상부-로딩일 수 있으며 내부 및/또는 외부에 나사산 처리되어 고정나사 또는 기타 체결부재를 체결할 수 있다. 측면-로딩, 바닥 로드, 끝-로딩, 클램프 부재, 또는 기타 연결요소(10)를 척주를 따라 고정하는 배열을 다른 구현예로 고려할 수 있다.
도 1A에서, 앵커(100)는 후방 P에서 전방 A 방향으로 척추뼈 몸체 V1를 향하여 연장되는 체결축(109)을 포함할 수 있다. 뼈 체결부(106)는 척추뼈 몸체 V1과 체결하기 위하여 체결축(109) 방향으로 연장된다. 뼈 체결부(106)는 척추뼈 몸체 V1 뿌리를 통하여 체결되는 것으로 도시된다. 연결요소(10)가 리시버(104) 내에 배치될 때, 제1 휨축(15)는 체결축(109)과 같은 방향에서 척추뼈 몸체 V1을 향하여 연장된다. 제2 휨축(16)은 제1 휨축(15)에 횡단되어 배향되고 척추뼈 몸체 V1 뿌리에 접하여 또는 따라서 연장된다.
도 1B에서, 연결요소(10)는 척추뼈 몸체 V1 내로 중앙-횡측 방향으로 연장되 는 체결축(109)을 가지는 앵커(100)에 의해 척추뼈 몸체 V1와 횡측에서 체결된다. 제1 휨축(15)은 체결축(109)를 따라 연장되고, 제2 휨축(16)은 측면을 따라 척추뼈 몸체 V1에 접하여 연장된다. 도 1C에서, 연결요소(10)는 전-후 방향에서 척추뼈 몸체 V1 내로 연장되는 체결축(109)을 가지는 앵커(100)에 의해 척추뼈 몸체 V1을 따라 전방에서 체결된다. 제1 휨축(15)은 체결축(109)을 따라 연장되고, 제2 휨축(16)은 전면을 따라 척추뼈 V1에 접하여 연장된다. 연결요소가 척추뼈 몸체의 경사면을 따라 또는 척추뼈 몸체 후방 요소들에 체결되는 기타 예를 고려할 수 있다.
도 1D는 하나 또는 그 이상의 앵커들(100)로 하나 또는 그 이상의 척추운동분절을 따라 체결되는 연결요소(20a) 형상의 연결요소(10)의 일 구현예이다. 연결요소(20a)는 비-원형 외주에 의해 제공되는 이방성 단면을 가진다. 연결요소(20a)는 제1 단(22a) 및 반대측 제2 단(24a) 사이의 길이축(29a)를 따라 연장되는 연장 몸체(21a)를 포함한다. 몸체(21a)는 이를 관통하여 길이방향으로 연장되고 양끝에 개구부(22a, 24a)를 가지며 솔리드(solid)하고 균일한 몸체에 의해 연장된 중앙강 (central lumen, 23a)을 정의할 수 있다. 중앙 내강 또는 기타 통로 또는 통로들이 포함되는 않은 솔리드, 균일 몸체를 가지는 기타 예들도 고려될 수 있다. 몸체(21a)는 길이축(29a)에 횡단되는 단면을 포함하며, 길이축(29a)을 통과하고 몸체(21a) 길이에 횡단되어 연장되는 제1 휨축(25a)을 포함한다. 또한, 몸체(21a)는, 길이축(29a)을 통과하고 몸체(21a) 길이에 횡단되고 제1 휨축(25a)과 직교하여 연장되는 제2 휨축(26a)을 포함한다. 몸체(21a) 단면은 타원형상이며, 타원형상의 긴 부는 제1 휨축(25a)을 따라 연장된다. 이것은 타원형상의 더 짧은 면들 사이에 연 장되는 제2 휨축(26a) 주위에 제공되는 것 보다 더 큰 관성모멘트 따라서 더 큰 휨에 대한 저항을 제공한다. 타원-형상 단면은 제1 및 제2 단(22a, 24a) 사이에서 연결요소(20a)의 실질적인 전 길이를 따라 전개될 수 있다.
연결요소(20a)는 제1 휨축(25a)이 앵커의 체결축을 따라 또는 거의 같은 방향으로 연장되도록 척추뼈 몸체에 앵커로 체결될 수 있다. 이것은 휨축(25a)을 포함한 운동면에서 척추운동분절의 휨에 대한 저항을 제공한다. 예를 들면, 연결요소(20a)가 도 1A에서의 연결요소(10)와 같은 위치에서 척추운동분절에 고정된다면, 제1 휨축(25a)을 포함한 운동면은 척추운동분절의 신장 및 굴곡을 포함하고, 제2 휨축(26a)을 포함한 운동면은 척추운동분절의 횡측 휨을 포함한다. 연결요소(20a)는 휨축(25a) 방향에서보다 휨축(26a) 방향에서 더 작은 관성모멘트를 가지므로, 연결요소(20a)는 척추 신장 굴곡에서보다 횡측 휨에서 척주분절의 운동을 허용한다.
다른 예에서, 도 1E에 도시된 연결요소(20b)는 길이축(29b)을 따라 연장되는 몸체(21b)를 포함한다. 몸체(21b)는 연결요소(20a)와 같이 타원형상 단면을 포함하지만, 제2 휨축(26b)이 체결축(109) 방향을 따라 또는 거의 같은 방향에서 연장된다. 제1 휨축(25b)은 연결부재(20b)가 부착된 척추운동분절의 척추뼈 몸체에 접하거나 이를 따라서 배향된다. 따라서, 연결요소(20b)가 척추를 따라 도 1A에 도시된 바와 같은 연결요소(10)의 위치에 후방에서 체결되면, 제2 휨축(26b)은 체결축(109) 방향으로 연장될 것이다. 체결축(25b)은 척추뼈 몸체 V1을 따라 연장될 것이고, 척추운동분절의 신장 및 굴곡에 대하여 체결축(26b)에 대하여 제공되는 것보 다 횡측 휨에 더 큰 저항을 제공할 것이다.
도 2A 및 2B는 각각 제1 및 제2 이식 방향에서 다른 예의 연결요소를 도시한 것이다. 연결요소(30a)는 제1단(32a) 및 반대측 제2단(34a) 사이의 길이축(39a)을 따라 연장되는 육각형상 단면을 가지는 몸체(31a)를 포함한다. 몸체(31a)는 길이축 (39a) 및 육각형상의 반대측 꼭지점을 통과하여 연장되는 제1 휨축(35a), 및 길이축 39a 및 육각형상의 반대측 평면(37a)을 통과하여 연장되는 제2 휨축(36a)을 포함한다. 제1 및 제2 축(35a, 36a)은 상호 직교한다. 제1 휨축(35a) 주위에 더 큰 관성모멘트가 정의되므로, 휨축(36a)을 포함하는 운동면보다 휨축(35a)를 포함하는 운동면에 대하여 더 큰 휨에 대한 저항이 제공된다. 연결요소(30a)는, 체결축(109) 방향을 따라 또는 거의 같은 방향으로 제1휨축(35a)이 연장되도록 척추운동분절에 고정될 수 있다.
도 2B에서, 유사한 형상의 연결요소(30b)는 육각형상의 단면이 제1 단(32b) 및 제2단(34b) 사이의 길이축(39b)을 따라 연장되는 몸체(31b)를 포함한다. 척추운동분절에 고정될 때, 몸체(31b)는, 길이축(39b) 및 반대측 평면 표면(37b)을 통과하여 연장되는 제2 휨축(36b)이 앵커의 척추뼈 몸체로의 체결축(109) 방향으로 배향되어 놓일 수 있다. 길이축(39b) 및 단면 반대측 꼭지점을 통과하여 연장되는 제1 휨축(35b)은 척추운동분절에 접한 또는 따르는 방향에서 배향되고, 휨축(36b)이 연장되는 방향에서보다 이 방향에서의 척추운동에 대한 더 큰 저항을 제공한다.
도 3A 및 3B는 각각 제 1 및 제 2방향에서의 다른 구현예의 연결요소를 도시한다. 연결요소(40a)는 제 1단(42a) 및 반대의 제 2단(44a) 사이에서 연장되는 I- 빔 형상단면을 가지는 몸체(41a)를 포함한다. 몸체(41a)는 몸체(41a)의 웹(47a)을 따르고 반대측 플랜지(48a, 49a)를 통과하는 제 1휨축(45a)를 포함한다. 제 2휨축(46a)은 웹(47a)에 횡단하고 플랜지(48a, 49a)에 평행하게 연장된다. 제 1 및 제 2축(45a, 46a)은 상호 직교하게 배향된다. 플랜지의 더 큰 높이 및 면적으로 인하여 제 1휨축(45a) 주위에 더 큰 관성모멘트가 정의되고, 따라서 휨축(46a)을 포함한 운동면보다 휨축(45a)을 포함한 운동면에 대하여 더 큰 휨에 대한 저항이 제공된다. 제 1휨축(45a)은, 척추운동분절에 체결될 때, 체결축(109) 방향으로 연장될 수 있고, 제 2휨축(46a)은 척추운동분절의 척추뼈 몸체에 접하거나 또는 따라서 연장된다.
도 3B에서 연결요소(40b)는 연결요소(40a)와 같이 I-빔 형상의 단면을 가지는 몸체(41b)를 포함하나, 몸체(41b)는 플랜지에 평행하게 연장되는 제 2휨축(46b)이 척추운동분절에 체결될 때, 체결축(109)을 따르는 방향으로 배향되도록 놓인다. 웹을 따라 연장되는 제 1휨축(45b)은 척추운동분절의 척추뼈 몸체를 따라서 또는 접하게 배향되어, 휨축(46b)을 따라 척주분절을 향하여 연장된 운동면보다 휨축(45b)을 포함하는 운동면에서 척추운동분절의 휨에 대한 더 큰 저항을 제공한다.
도 4A는 다른 구형예의 연결요소(50a)를 도시한다. 연결요소(50a)는 제 1단(52a) 및 제 2단(54a) 사이의 길이축(59a)을 따라 연장되는 다이아몬드 형상의 단면을 가지는 몸체(51a)를 포함한다.　 몸체(51a)는, 다이아몬드 형상의 반대측 꼭지점들 및 길이축(59a)을 통과하여 연장되는 제 1휨축(55a), 및 다이아몬드 형상의 다른 반대측 꼭지점들 및 길이축(59a)을 통과하여 연장되는 제 2휨축(56a)을 포함 한다. 제 1 및 제 2 휨축들(55a, 56a)은 상호 직교한다. 이식될 때, 제 1휨축(55a)은 연결요소(50a)가 부착된 척추운동분절 쪽으로 연장되고, 제 2휨축(56a)은 척추운동분절을 따라서 연장된다. 동일한 정도의 관성모멘트가 제 1휨축(55a) 및 제 2휨축(56a) 주위에 정의되므로, 휨축(55a)을 포함한 운동면 및 휨축(56a)을 포함한 운동면에 대하여 동일한 휨 저항을 제공한다. 그러나 꼭지점 사이에서 연장되는 평면(57a)은 이를 통과하여 연장되는 휨축을 포함하는 운동면에 작은 저항을 제공한다. 따라서, 연결요소(50a)는, 휨축(55a, 56a)을 포함한 운동면에 경사지게 배향된 운동면에서 덜 단단한 몸체(51a)를 제공한다.
도 4B에서, 연결요소(50b)는 도 4A의 다이아몬드-형상 단면과 유사한 그러나 도4A 배향에 대하여 길이축(59b)에 대하여 90°회전된 직사각 형상 단면을 가지는 몸체(51b)를 포함한다. 제 1휨축(55b) 및 제 2휨축(56b)은 상호 직교하며, 길이축(59b) 및 몸체(51b)의 평면(57b)을 통과하여 연장된다. 연결요소(50b)는 도 4A에 도시된 방향에서 길이축(59b)에 대하여 45°회전되어 척추운동분절에 고정될 수 있다. 축(55b, 56b)에 대한 관성모멘트는 축(55a, 56a)에 대한 관성모멘트보다 작으므로, 연결요소(50b)는 축(55b, 56b)을 포함하는 운동면에서 휘는 힘에 덜 저항하는 강성(stiffness)을 제공한다. 강성은 휨축(55b, 56b)에 경사 배향되는 축으로부터 단면 형상의 꼭지점들을 통과하여 연결되는 축 주위에서 최대 강성으로 증가된다.
도 5A에서, 제 1단(62a) 및 제 2단(64a) 사이의 길이축(69a)을 따라 연장되는 삼각형상의 단면을 정의하는 몸체(61a)를 가지는 다른 예의 연결요소(60a)가 도시 된다. 몸체(61a)는 제 1꼭지점에서 만나는 한 쌍의 동일한 긴　측면들(67a) 및 긴 측면들(67a) 사이로 제 1꼭지점 반대측에서 연장되는 짧은 측면(68a)를 가지는 이등변 삼각형상을 포함한다. 제 1휨축(65a)은 제 1꼭지점, 길이축(69a) 및 짧은 측면(68a)을 통과하여 연장된다. 연결요소(60a)가 부착된 척추운동분절을 향하여 휨축(65a)가 앵커의 체결축(209)을 따라 연장되도록, 몸체(61a)는 척추뼈 몸체에 체결될 수 있다. 휨축(65a)에 횡단하는 축들에 대한 방향에서 보다 제 1휨축(65a) 주위에 더 큰 관성모멘트가 제공된다.
연결요소 단면형상에 대한 다른 삼각형 배열들도 다른 예에서 고려된다. 예를 들면, 도 5B는 제 1단(62b) 및 제 2단(64b) 사이의 길이축(69b)을 따라 정삼각형 배열의 몸체(61b)를 가지는 연결요소(60b)를 보인다. 몸체(61b)는 길이축(69b) 주위의 꼭지점들 사이에 동일 길이를 가진다. 제 1휨축(65b)은 몸체(61b)의 일 꼭지점, 길이축(69b) 및 반대 측면(67b)을 통과하여 연장된다. 휨축(65b)은 앵커의 체결축(109)을 따라서 또는 같은 방향으로 연결요소(65b)가 부착되는 척추운동분절을 향하여 연장될 수 있다.
도 5C에서, 길이축(69c)을 따라 삼각형상의 단면의 몸체(61c)를 가지는 다른 예의 연결요소(60c)가 도시된다. 몸체(61c)는 삼각형상의 꼭지점들 사이로 연장되는 볼록 곡선들(67c)을 가진다. 휨축(65c)은 하나의 꼭지점 및 반대 볼록 곡면(67c)을 통과하여 연결요소(60c)가 부착된 척추운동분절을 향하여 연장된다. 다른 예들은 부등변 삼각형상, 한 쌍의 동일 짧은 측면들 및 짧은 측면들 사이로 연장되는 긴 측면을 가지는 이등변 삼각형상, 및 몸체 단면 주위로 연장되는 오목 벽 면들을 가지는 삼각형상을 포함한 다른 삼각형상을 고려할 수 있다.
연결요소의 길이축을 따라 연장되는 다른 단면형상을 가지는 다른 예들이 또한 고려된다. 예를 들면, 도 6A에서, 제 1단 및 제 2단(72a, 74a) 사이에 연장되는 오브롱(oblong) 또는 레이스-트랙 형상 단면의 연장몸체(71a)를 가지는 연결요소 (70a)가 도시된다. 몸체(71a)는 주위로 제 1관성모멘트를 정의하는 제 1휨축(75a)을 가지며, 이것은 제 1휨축(75a)에 직교하여 연장되는 제 2휨축(76a) 주위의 관성모멘트보다 더 크다. 제 1휨축(75a)는 몸체(71a) 단면의 오브롱 또는 긴 측면들 (77a) 방향으로 앵커 체결축을 따라, 부착된 척추운동분절을 향하여 연장된다. 제 2휨축(76a)는 측면(77a)에 횡단되는 몸체(71a) 단면의 짧은 방향으로, 부착된 인접 척추뼈 몸체를 따라 연장된다. 연결요소(70a)는, 제1 휨축(75a)이 앵커의 체결축(109) 방향으로 연장되도록 척추운동분절에 고정될 수 있다.
도 6B에서, 연결요소(70b)는 몸체(71a)와 형상이 유사한, 그러나 도 6A 배향에 대한 길이축에 90°회전된 단면을 가진다. 몸체(71b)는 도 6A에서 각각의 방향에 직교하여 연장되도록 배향되는 제 1휨축(75b) 및 제 2휨축(76b)를 포함한다. 제 2휨축(76b)은 앵커의 체결축(109)을 따라, 부착된 척추운동분절을 향하여 연장되며, 제 1휨축(75b)은, 부착된 인접 척추뼈 몸체를 따라 연장된다.
다른 예에서, 도 7A에서, 제 1 및 제 2단(82a, 84a) 사이에 연장되는 팔각형상 단면의 연장몸체(81a)를 가지는 연장요소(80a)가 도시된다. 몸체(81a)는 주위에 제 1 관성모멘트를 정의하는 제 1휨축(85a)를 가지며, 이것은 제 1휨축(85a)에 직교하여 연장되는 제 2휨축(86a) 주위의 관성모멘트와 동일하다. 제 1휨축(85a)은 팔각형상의 반대측 꼭지점들을 통과하여 연장되며, 제 2휨축(86a)은 제 1휨축(85a)과 직교하고, 팔각형상의 반대측 꼭지점들을 통과하여 연장된다. 따라서, 휨축들 (81a, 86a) 각각 주위의 관성모멘트는 동일하다. 인접 꼭지점들 사이의 반대 평면 벽면들 (87a) 사이의 높이는 반대측 꼭지점들 간의 높이보다 작아서 더 작은 관성모멘트 및 반대 평면 벽면들(87a)을 통과하는 축을 포함한 면들에서의 운동에 더 작은 저항을 제공한다.
도 7B에서, 연결요소(80b)는 연결요소(80a)와 유사한, 그러나 도 7A에 도시된 몸체(81a)의 방향에 대하여 길이축으로 몸체(81b)가 회전된 단면형상을 포함한다. 몸체(81b)는 제 1단 및 제 2단(82b, 84b) 사이에서 연장되며, 팔각형상의 반대 평면 벽면들(87b)을 통과하여 연장되는 제 1 및 제 2휨축(85b, 86b)을 포함한다. 따라서, 이들 휨축 주위의 관성모멘트는 동일하다. 그러나, 팔각형상의 반대측 꼭지점들을 통하여 연장되는 축들은 더 큰 관성모멘트를 가지고, 이들 축을 포함한 운동면들에서 휨에 대한 더 큰 저항을 제공한다.
도 8A에서, 제 1단 및 제 2단(92a, 94a) 사이에 연장되는 직사각형 형상 단면의 연장 몸체(91a)를 가지는 연결부재(90a)가 도시된다. 몸체(91a)는 몸체(91a) 단면의 긴 측면들(97a) 방향으로 연장되는 제 1휨축(95a), 및 몸체(91a) 단면의 짧은 측면들(98a) 방향으로 연장되는 제 2휨축(96a)을 가진다. 몸체(91a)는, 주위에 제 1 관성모멘트를 정의하는 제 1 휨축(95a)을 가지며, 이것은 제 1휨축(95a)에 직교 연장되는 제 2 휨축(96a) 주위의 관성모멘트보다 더 크다.　 연결요소(90a)는, 제 1휨축(95a)가 앵커 체결축(109) 방향으로 연결요소(90a)가 부착된 척추뼈 몸체를 향 하도록 척추운동분절에 고정될 수 있다.
도 8B에서, 연결요소(90b)는 도 8A에서의 몸체(91a)와 유사한 단면형상을 가지는 몸체(91b)를 포함한다. 그러나, 몸체(91b)의 단면형상은 도8A에 도시된 몸체(91a)의 방향에 대하여 길이축으로 90° 회전된 것이다. 몸체(91b)는 짧은 측면들(98b)에 평행하게 연장된 제 2휨축(96b)을 포함하고, 연결요소(90b)가 부착된 척추운동분절을 향하여 앵커 체결축(109)을 따라 연장되도록 배향된다. 제 1휨축(95b)은 제 2휨축(96b)에 직교하여 배향되고, 더 긴 측면들(98b)에 평행하게 연장된다.
도 9에서, 제 1단면 형상을 가지는 제 1부재(302) 및 제 2단면 형상을 가지는 제 2부재(304)를 포함하는 다른 예의 연결요소(300)가 도시된다. 제 1부재(302)는 제2부재(304)와 전이영역(310)에서 연결된다. 제 1부재(302)는 전이영역(310)에서부터 제 1단 306으로 연장되며 제 2부재(304)는 전이영역(310)에서부터 제 2단(308)으로 연장된다. 도시된 구현예에서, 제 1부재(302)는 길이를 따라 타원형 단면 형상을 포함하고 제 2부재(304)는 길이를 따라 직사각형 단면형상을 포함한다. 여기에서 논의된 둘 또는 그 이상의 단면들의 어떠한 결합도 이들 사이에 전이영역을 가지는 단일한 일체의 연결요소로서 고려된다.
연결요소(300)의 부재(302, 304) 각각은 척추운동분절의 척추뼈들 사이에서 연장될 수 있는 길이를 가질 수 있어, 연결부재(300)는 셋 또는 그 이상의 척추뼈에 체결될 수 있다. 전이영역에서 연장되는 길이가 척추운동분절의 척추뼈들 사이의 거리 약 절반에 걸치는 사이즈인 부재들의 다른 예도 고려할 수 있다.
도 10을 참조하면, 길이축(402)를 따라 연장되는 연장몸체(404)를 포함하는 다른 예의 연결요소(400)가 도시된다. 몸체(404)는, 길이축(402)에 횡단되는 비-원형 단면형상을 가지고 길이를 따르는 다수의 안정화 부재(406a, 406a)를 포함한다. 여기서 논의되는 비-원형단면 형상의 어떠한 결합도 안정화 부재(406a, 406b)의 하나 또는 양쪽을 따라 제공될 수 있다. 안정화 부재(406a, 406b)는 하나 또는 그 이상의 길이축(402)에 직교하는 원형 단면형상의 중간 연결부(410)로 서로 연결될 수 있다. 중간 연결부(410)에 더하여 또는 선택적으로 연결요소(400)는 길이축(402)에 교차하는 원형 단면형상을 가지는 단 연결부(end connecting portion, 408a, 408b)를 포함한다.
단 연결부(408a, 408b) 및/또는 중간연결부(402)는 연결요소(400)를 척추를 따라 고정되는 앵커로 체결하기 위하여 배치될 수 있다. 원형 단면 영역은 척주를 따라 원형 단면의 척추로드를 체결하기 위하여 전형적으로 사용되는 앵커링 시스템을 위한 체결 플랫폼을 제공할 수 있고, 안정화 부재(406a, 406b)로 앵커 사이로 제어된 휨 특성을 제공할 수 있다.
도 11A를 참조하면, 제 1단(506) 및 제 2단(508) 사이의 길이축(502)을 따라 연장되는 연장몸체(504)를 가지는 연결요소(500)가 도시된다. 몸체(504)는 길이축 (502)에 직교되는 원형 단면을 포함한다. 또한 몸체(504)는 길이축(502)에 대하여 길이를 따라 관통 연장되는 내강(lumen)(510)을 포함한다. 내강(510)은 비-원형 단면형상을 포함하여 몸체(504)의 단면은 길이축(502)을 따라 이방성이다.
예를 들면, 도 11B에서 내강(510)은 제 1휨축(515)를 따라 연장되는 타원형의 긴 부분 및 제 2휨축(516)을 따라 연장되는 내강의 짧은 부분의 타원형 단면을 포함한다. 제 1휨축(515) 주위의 관성모멘트는 제 2휨축(516)주위의 관성모멘트보다 작고, 따라서 연결요소(500)는 휨축(516)보다 휨축(515)에 대하여 휘는 힘에 덜 저항한다. 이식 시, 제 1휨축(515)은 체결축(109)방향으로 연결요소(500)가 부착되는 척추운동분절을 향하여 연장될 수 있다.
도 11C에서, 연결요소(500a)는 도 11B에서의 배향에서 90° 회전된 몸체 (502a)를 포함한다. 몸체(502a)는, 제 1휨축(516a)이 타원 형상의 짧은 측면들 사이에 연장되고, 제 2휨축(515a)이 타원형상의 긴 방향으로 연장되는 내강(510a)을 포함한다. 제 1휨축(516a)은 연결요소(500a)가 체결되는 척추운동분절을 향하여 체결축(109)을 따르는 방향으로 배향될 수 있다.
도 11D 및 11E는 상기의 연결요소(500)과 유사한 연결요소(500c) 및 (500d)를 도시한다. 연결요소(500c)는 제 1배향에서의 직사각형 내강(510c)을 정의하는 몸체 (502c)를 포함하고, 도 11E에서 연결요소(500d)는 도 11D 배향에서 90°회전된 직사각형 내강(510d)를 정의하는 몸체(502d)를 포함한다. 직사각형 내강(510c, 510d)의 긴 형상은 척주에 대하여 배치될 수 있어, 원하는 안정화 효과 및 휨 하중에 대한 저항을 제공하는 휨축이 척주분절을 향하여 체결축을 따라 배향된다.
도 11F에서, 연결요소(500e)는 이것을 따라 연장되는 삼각 형상 단면의 내강(510e)을 정의하는 몸체(502e)를 포함한다. 도 11G에서, 연결요소(500f)는 십자형상 단면을 정의하는 내강(510f)을 가지는 몸체(502f)를 포함한다. 또한, 연결요소(500e, 500f)는 원하는 안정화 효과를 제공하기 위하여 척주에 대하여 원하는 위 치로 배향될 수 있다.
도 11D 및 11E에 도시된 바와 같이, 비-원형 내강들은 이식 시 초기강성을 시간 경과에 따라 약해지는 강성을 제공하기 위하여 생체 분해성 재료(520)를 포함하는 것을 고려할 수 있다. 생체 분해성성 재료는 연결요소 및 부착된 뼈 구조체에 강도 및 지지력을 제공할 수 있다. 사용에 있어서, 복합재료 및 이와 결합된 연결요소에 의해 지지되는 생체역학적 하중은 시간에 따라 변한다. 이는 정형외과적 기구가 역동적이게 하며, 또한 생체 내에서 물리적 특성을 변하도록 한다.
재료(520)가 생분해 되면, 연결요소(500)의 강도는 감소한다, 이러한 강도 감소는 시간에 따라 실질적으로 선형적이다. 재료(520)의 성질 및 조성은, 재료(520)가 몇 일, 몇 주, 몇 달 및 몇 년 사이의 주기를 포함한 다양한 시간주기 동안 분해되도록 변경될 수 있다.
생분해성 재료는 올리고머, 동종중합체, 공중합체 및 l, d, 또는 d/l 락티드 (락트산); 글리코리드 (글리콜산); 에테르; 아미노산; 무수물; 오르토에스테르; 히드록시 에스테르; 및 이들 모노머 반복 단위의 혼합물로부터 유도된 고분자성 모노머를 포함한 고분자 블랜드로 형성된 고분자성 재료를 포함한다. "공중합체"라는 용어의 사용은 본 발명의 범위 내에서, 둘 또는 그 이상의 단일 모노머 반복 단위로 형성되는 고분자를 포함하는 것으로 사용된다. 이러한 공중합체는 랜덤 공중합체; 그래프트 공중합체; 보디(body) 공중합체; 라디칼 체(body), 이체 및 삼체 공중합체; 교대 공중합체; 및 주기 공중합체를 포함할 수 있다. "고분자 블렌드"라는 용어는 고분자 합금, 반-상호침투 고분자망 (SIPN), 및 상호침투 고분자망(IPN)을 포함할 의도이다.
일 구현예에서, 생분해성 재료는 생분해성 고분자 재료: 폴리(아미노산), 폴리무수물, 폴리카프로락톤, 폴리(락트-글리콜산), 폴리히드록시부틸레이트, 폴리오르토에스테르, 및 폴리(d,l,-락티드)를 포함한다. 다른 예에서, 생분해성 재료는 생분해성 세라믹 재료 및 세라믹 시멘트를 포함할 수 있다. 생분해성 세라믹 재료의 예는 히드록시아파타이트, 히드록시아파타이트 카르보네이트, 콜라린, 칼슘포스페이트, 트리칼슘 포스파템 및 히드록시-아파테이트 입자들을 포함한다. 생분해성 세라믹 시멘트의 예는 칼슘포스페이트 시멘트를 포함한다.
다른 구현예에서, 생분해성 재료는 복합재료로 형성될 수 있다. 복합재료의 예는 베이스 재료 또는 기질(matrix)로써, 제한적이지 않지만 세라믹스, 재흡수성 시멘트, 및/또는 상기의 생분해성 고분자들을 포함한다. 각각의 베이스 재료는 파이버, 혈소판 및 입자성 보강재료와 상호 침투 또는 상호-산재될 수 있다. 일 형태에서, 생분해성 재료는 높은 온도에서 성형되고 이후 상온에서 경화된 재료로 설정될 수 있는 "BIOGLASS" 상표로 판매되는 재료와 같은 재흡수성 성형 재료로 구성된다.
또한, 생분해성 재료는 생분해 되도록 조성될 수 있거나 외부 자극을 적용하여 분해가 개시되도록 유도될 수 있다. 예를 들면, 생분해성 재료는 UV방사와 같은 방사, 열에너지 및/또는 중성, 염기성 또는 산성의 용매의 적용으로 생분해 될 수 있다.
내강(506) 주위의 연결요소(500) 일부 또는 여기에 논의된 연결요소 예의 어 떠한 재료도 비-생분해성 또는 생-안정성 재료로 구성될 수 있다. 이러한 재료는, 제한적이지는 않지만, 니티놀, 티타늄, 티타늄-바나듐-알루미늄 합금, 코발트-크롬 합금, 코발트-크롬-몰리브덴 합금, 코발트-니켈-크롬-몰리브덴 합금, 생체적합성 스테인리스 강, 탄탈, 니오브, 하프늄, 텅스텐 및 이들의 합금; 에틸렌, 프로필렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1, 스틸렌, 놀보넨 등과 같은 올레핀; 부타디엔; 아크릴레이트, 메타아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트와 같은 다기능성 모노머; 예를 들면 카프로탁톤 및 히드록시 에스테르와 같은 에스테르; 및 이들 모노머 반복 단위의 혼합물에서 유도된 고분자성 모노머를 포함한 고분자 재료와 같은 탄성재료를 포함할 수 있다. 특정 고분자는 카본 폴리(에테르, 에테르, 케톤)(PEEK), 폴리(아릴에테르, 케톤)(PAEK) 등을 포함한다.
상기 예에서, 연결요소들은 길이축을 따라서 굽어질 수 있다. 휨축들의 하나는 몸체의 볼록 곡면 및 오목 곡면 사이에서 연장될 수 있다. 하기 논의되는 바와 같이, 곡면 몸체는, 연결요소의 볼록 곡면 및 오목곡면 사이에 연장되는 선택된 휨축이 체결축(109) 방향으로 척추뼈 몸체를 향하여 배향되는 최소 침습 삽입 경로를 따라 환자의 신체 내로 연결요소를 배치하는 것을 용이하게 할 수 있다. 척추뼈 몸체에 체결된 앵커의 체결축 방향으로 연장되도록 선택된 휨축을 제 1 및 제 2앵커에 체결할 수 있다. 또한, 연결부재가 선형이거나 복합의 곡률을 포함하는 것을 고려할 수 있다. 연결요소는 금속 또는 금속합금, 플라스틱, 고분자 기타 적합한 생체 적합성재료로 재조될 수 있다.
연결요소가 부착되는 척추운동분절 또는 분절들에 대하여 연결요소를 원하는 방향으로 유지하면서 연결요소들을 최소 침습 수술기법으로 환자 내부로 배치하기 위한 여러 도구 및 시스템이 고려된다. 도 12에는, 다수의 앵커 연장부(130a, 130b, 130c)에 선회하게 장착된 삽입기(202)를 포함한 삽입기 도구(200)가 도시된다. 삽입기(202)는 장착부(204) 및 장착부(204)에서 연장되는 선회암(206)을 포함한다. 연결요소(10)는 선회암(206)의 원단(distal end, 208)에 풀릴 수 있도록 체결되는 말단을 포함한다. 연결요소(10)는 제 1휨축에 횡단하여 배향되는 제 2휨축 주위의 강도보다 제 1휨축 주위의 강도가 다른 여기서 논의된 어떠한 형상도 포함할 수 있다. 연결요소(10)는, 요구되지는 않지만, 환자 조직을 통하여 배치를 용이하게 하도록 테이퍼 된 선단(12)을 포함할 수 있다.
삽입기 도구(200)는 각각의 앵커들(100a, 100b, 100c)(집합적으로 개별적으로 앵커들(100)이라 칭함)에 풀릴 수 있도록 장착된 앵커 연장부(130a, 130b, 130c) (집합적으로 및 개별적으로 연장부 또는 연장부들(130)이라 칭함)를 더욱 포함한다. 앵커들(100)은 척추뼈 V1, V2, V3각각에 체결될 수 있는 체결부(106) 및 연결요소(10)를 수용하기 위한 가까운 리시버(104)를 포함한다. 고정나사 또는 기타 체결부재 (미 도시)는 연장부들(130)을 통하여 전달되어 각각의 리시버(104)에서 연결요소를 체결한다. 리시버(104)는 뼈 체결부(106)에 대하여 선회될 수 있어 뼈 체결부(106) 및 리시버(104)는 이들 사이에 다중-축을 포함한다. 다른 예에서, 리시버(104)는 뼈 체결부(106)에 대하여 고정될 수 있다.
앵커들(100) 및 앵커 연장부들(130)은 절개 길이 및 조직 뒷당김을 최소화하는 하나 또는 그 이상의 경피적 도달 포털(portals)을 통하여 각각의 척추뼈에 체 결될 수 있다. 앵커 연장부들(130)은 앵커들의 리시버에 장착되는 원단 (distal end) 및 앵커들에서 가까이 떨어져 있는 근단(proximal end) 사이에서 연장되는 연장 몸체를 포함할 수 있다. 삽입기(202)는 연장부들(130)의 근단에 선회하여 장착되며, 여기에서 상대적으로 선회 축 A2에 대하여 움직일 수 있어 선회암(206) 및 따라서 연결요소(10)를 아치형 삽입경로 P1을 따라 회전시킬 수 있다. 따라서, 곡선형 연결요소가 필요하지 않을지라도 연결요소(10)는 길이를 따라 굽어져서 경로 P1을 따라 배치를 용이하게 한다.
연결요소(10)는 선회암(206)에 장착될 수 있어 각각의 휨축들은 원하는 안정화 효과를 제공하기 위하여 척추뼈 V1, V2, V3에 의해 정의되는 척추운동분절에 대하여 소정의 방향으로 정렬될 수 있다. 연결요소(10)는, 앵커들(100)로부터 먼 위치에서 피부 및/또는 조직을 통하여 연결요소(10)가 앵커들(100)의 리시버들 사이에서 연장되는 위치까지 소정의 방향으로 안내될 수 있다. 연결요소(10)는, 척추분절운동에 원하는 안정화 효과를 제공하기 위하여 소정의 배향으로 앵커들의 리시버에 체결될 수 있다.
앵커 연장부들에 장착되는 삽입기도구를 이용하여 연결요소를 최소 침습 배치하는 시스템, 도구 및 기법들의 예는, 저스티스(Justis et al) 등의 미국특허번호 제6,530,929호, 림(Lim et al) 등의 미국특허공개번호 2005/0171540, 및 폴리(Foley et al) 등의 2002/0161368, 및 2005년 8월 26일 출원된 미국특허출원 시리얼번호 11/213,473 와 구별될 수 있으며, 이 모든 것들을 전체가 참고로써 여기에 결합된다.
도 13은 연결요소(10)에 결합된 삽입기도구(220)를 포함하는 다른 예의 삽입기 도구 및 안정화 시스템을 보인다. 다수의 앵커(100a, 100b, 100c, 100d)는 해당되는 다수의 각각의 척추뼈 V1, V2, V3, V4 에 체결된다. 앵커 연장부들(130a, 130b, 130c, 130d)은 풀릴 수 있게 각각의 앵커들(100a, 100b, 100c, 100d)에 가까이 인접되어 체결된다. 수용공간(108a, 108b, 108c, 108d)은 각각의 앵커들(100) 및 앵커연장부들(130) 사이에서 정의된다.
삽입기도구(220)는, 원단에 풀릴 수 있도록 연결요소(10)를 가지는 굴곡된 임(222) 및 근단에서 연장되는 핸들(224)을 포함한다. 핸들(224)은, 연결요소(10)이 연장되는 축 I 와 평행인 축 A1을 따라 연장될 수 있으나, 핸들 및 연결요소간 비-평행 배열도 고려될 수 있다. 연결요소(10)는 소정의 방향으로 삽입기도구(220)에 연결될 수 있고 삽입 동안 소정의 방향으로 유지될 수 있어, 주위에 다른 관성모멘트를 가지는 연결요소(10)의 휨축은 연결요소(10)가 체결되는 척추운동분절에 대하여 원하는 방향으로 배치된다. 수용공간(108)에 연결요소(10)를 배치하기 위하여 삽입기도구(220)와 함께 프리-핸드 기법, 이미지 안내 가시화법, 및/또는 수술 네비게이션 시스템을 이용하여, 연결요소(10)는 환자 내부로 소정의 방향으로 경피적으로 안내될 수 있고, 이에 따라 연결요소(10)는 앵커들(100) 사이에 연장된다. 중앙 내강을 포함한 연결요소에 대하여는, 연결요소는 안내와이어, 슈쳐(suture) 또는 기타 앵커들에 인접한 위치로 안내하는 구조체를 따라 안내될 수 있다.
앵커 연장부들(130_은 연결요소(10)를 공간(108)에 접촉시키고 앵커(100)의 리시버로 안착하기 위하여 체결된 각각의 앵커들(100)을 향하여 이동될 수 있는 부 재를 포함할 수 있다. 다은 예로는 연결요소를 앵커들(100)에 안착시키기 위하여 앵커 연장부들(130)을 통하여 또는 옆에 축소도구들이 사용되는 것을 고려할 수 있다. 고정나사 또는 기타 체결부재가 연장부들(130)을 통하여 전달되어, 연결요소(10)의 휨축이 척추운동분절에 대하여 원하는 방향으로 연결요소(10)를 앵커들(100)의 리시버에 고정 시킨다. 삽입기 220의 예 및 앵커연장부 130의 예는 2006.2.7 출원된 미국특허출원 11/348,999 (대리인 서류번호:MSDI-670/P23670.00)에 제공되며, 이것은 전체로써 여기에 참조로 결합된다.
도 14는 앵커 연장부들(140a, 140b) (집합적으로 및 개별적으로 앵커연장부 140이라 칭함)가 각각의 앵커들(100a, 100b)에 풀릴 수 있도록 체결된 다른 예의 시스템을 도시한다. 앵커연장부(140)는, 원단이 각각의 앵커(100)에 장착되고, 근단(144a, 144b)이 절개 부위 외부의 환자 피부 S 가까이 위치하는 긴, 슬리브-유사 몸체(141a, 141b)를 포함한다. 통로(146a, 146b)는 몸체(141a, 141b)를 통하여 연장된다 (도 15).
앵커(100)에서 멀리 떨어진 위치로부터 앵커(100)에 인접한 위치로 최소한 하나의 연장부(140)를 따라 척추운동분절에 대하여 소정의 방향으로 연결요소(10)가 안내될 수 있다. 일 형태에서, 최소한 하나의 앵커연장부(140a, 140b)는 다른 앵커 연장부를 향하여 배향된 긴, 측면 개방 슬롯(148a, 148b)을 포함한다. 슬롯(148a, 148b)은 각각의 연장부(140)의 원단(142)에서 근단(144)을 향하여 연장될 수 있다. 연결요소(10)는 최소한 하나의 슬롯(148)을 통하여 연장부(140a, 140b) 사이에 연장될 수 있다. 연결요소(10)는 집게-유사 또는 기타 적합한 삽입기도구(150)로 파 지되어 최소한 하나의 연장부(140)를 따라 앵커(100)으로 안내될 수 있다. 연결요소(10) 및 연장부(140) 사이의 접촉을 통해 최소 침습 방식으로 앵커로 안내될 때 연결요소(10)를 소정의 방향으로 유지하도록 한다. 연결요소(10)가 앵커(100)에 인접하면, 고정나사 또는 기타 연장부(140)를 통하여 전달되는 체결부재로 소정의 방향으로 앵커(100)에 고정될 수 있다.
다른 예에서, 연결요소(10)는 연장부(140)의 하나에 끝-방식(end-wise manner)으로 배치되어 연장부의 먼, 측면-개방 슬롯(148)으로 관통하여 축 방향 조작된다. 연결요소가 앵커 연장부(140)에 대하여 횡단-방식으로 앵커들(100)사이에 연장될 때까지 연결요소(10)의 선단은 슬롯(148)에서 다른 앵커 연장부(140)로 빠져나가고 말단은 앵커 연장부에 멀리 배치된다.
최소 침습 수술기법에 더하여, 피부 및 조직들이 이식 위치 노출을 위하여 당겨지는 개방, 침습 수술기법에서 하나 또는 그 이상의 척추운동분절을 따라서 연결요소는 체결될 수 있다. 또한, 하나 또는 그 이상의 연결요소들이 동일 척추뼈 부위 또는 부위들을 따라 또는 기타 척추뼈 부위들을 따라 척추에 체결되는 것을 고려할 수 있다. 안정화 시술과 관련하여, 척추원반절제술, 체간 융합술, 인공디스크 대체, 뼈 제거, 조직 제거, 척추뼈 간 축소, 관절대체, 고리교정, 및/또는 기타 척추수술을 포함한 기타 수술을 고려할 수 있다.
본 발명은 도면 및 상기 기재에서 상게하게 도시되고 시술되었으나 이는 예시적인 것이고 본질을 제한하는 것은 아니며, 본 발명의 사상 내에 있는 모든 변경 및 변형은 보호되는 것이 바람직하다는 것이 이해하여야 한다.

Claims (14)

  1. 제1 체결축을 따라 제1 척추뼈 몸체에 체결되는 뼈 체결부를 포함하는, 제1 척추뼈 몸체에 체결될 수 있는 제1 앵커;
    제2 체결축을 따라 제2 척추뼈 몸체에 체결되는 뼈 체결부를 포함하는, 제2 척추뼈 몸체에 체결될 수 있는 제2 앵커; 및
    마주보는 제1 및 제2 단 사이에 연장되고 이들 사이에 배치되며 상기 제1 및 제2 앵커 각각과 체결될 수 있는 연장 몸체를 포함하는 연결요소를 포함하여 이루어지며,
    상기 연장 몸체는 제1 휨축 및 상기 제1 휨축에 횡단하는 제2 휨축을 정의하는 이방성 단면형상을 포함하고, 상기 몸체는 상기 제1휨축 주위에 제1 관성모멘트 및 상기 제1 관성모멘트와는 다른 상기 제2 휨축 주위에 제2 관성모멘트를 포함하고, 상기 제1 및 제2 휨축의 선택된 하나는 상기 제1 및 제2 체결축 방향에 정렬되며, 상기 연결요소는 상기 제1 및 제2 앵커에 상기 정렬 방향으로 체결되는, 척추 안정화 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 휨축은 상기 제1휨축과 직교하는, 척추 안정화 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 연결요소는 솔리드인, 척추 안정화를 위한 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 연결요소는 이를 따라 연장된 연장 내강(lumen)을 포함하고, 상기 내강은 상기 연장 몸체의 상기 제1 및 제2 단들에서 개방되는, 척추 안정화 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 앵커 각각은 제1 및 제2 척추뼈 몸체에 체결될 수 있는 나사식 샤프트 및 연결요소를 수용하기 위한 상기 나사식 샤프트의 근단에 있는 리시버를 포함하는, 척추 안정화 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 리시버는 상기 나사식 샤프트에 대하여 선회하는, 척추 안정화 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 연결요소의 상기 이방성 단면 형상은 타원형상, 사각형상, 다이아몬드 형상, 직사각 형상, 삼각형상, 육각형상, 및 팔각형상으로 이루어진 군에서 선택된 형상을 포함하는, 척추 안정화 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 이방성 단면형상은 삼각 형상 꼭지점 사이에 연장되는 볼록 곡면을 가지는, 척추 안정화 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 이방성 단면형상은 반대측 플랜지들 및 이들 플랜지 사 이에서 연장되는 중앙 웹을 가지는 I-빔 형상을 포함하는, 척추 안정화 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 연결요소는 상기 제1 앵커와 체결될 수 있는 제1부, 제2 앵커와 체결될 수 있는 제2부, 및 상기 제1 및 제2 부 사이에서 연장되는 전이영역을 포함하고, 상기 제1부는 제1 비-원형 단면형상을 가지고, 상기 제2부는 상기 제1 비-원형 단면형상과는 다른 제2 비-원형 단면형상을 가지는, 척추 안정화 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 관성모멘트는 상기 제2 관성모멘트보다 큰, 척추 안정화 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 관성모멘트는 상기 제2 관성모멘트보다 작은, 척추 안정화 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 연장몸체는 제1 및 제2 단들 사이의 길이를 따라 굽어있는, 척추 안정화 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 이방성 단면형상은 상기 연장몸체의 상기 제1 및 제2 단들 사이에 균일한, 척추 안정화 시스템.
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