KR20090118909A - 최소 침습 모듈형 척추체간 융합 디바이스용 방법 및 장치 - Google Patents

최소 침습 모듈형 척추체간 융합 디바이스용 방법 및 장치 Download PDF

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KR20090118909A
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마크 라이델
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버터브럴 테크놀로지스, 인크.
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Abstract

본 발명은 인접하는 척추를 융합하기 위한 최소 침습 척추체간 유압 디바이스에 관한 것이다. 상기 디바이스는 폭을 갖고, 폭의 일측을 따라 그리고 제1 모듈형 세그먼트의 몸체부 주연 위로 연장하는 제1 레일을 포함하는 제1 모듈형 세그먼트를 포함한다. 제2 모듈형 세그먼트는 폭의 일측 상에서 제1 레일에 활주식으로 연결되고, 제2 모듈형 세그먼트의 몸체부 주연 위로 그리고 폭의 다른 측을 따라 적어도 부분적으로 연장하는 제2 레일을 갖는다. 제3 모듈형 세그먼트는 일측 상에서 제2 레일에 활주식으로 연결된다. 모듈형 세그먼트는 연장될 수 있고, 척추의 평면 형상과 닮은 단일 몸체를 형성하는 일반적으로 나란한 구성으로 위치되어 디바이스는 척추와 접촉 및 지지된다.
유압 디바이스, 최소 침습, 모듈형 세그먼트, 레일, 척추

Description

최소 침습 모듈형 척추체간 융합 디바이스용 방법 및 장치 {METHODS AND APPARATUS FOR MINIMALLY INVASIVE MODULAR INTERBODY FUSION DEVICES}
본 발명은 일반적으로 척추체간 융합 디바이스와 같이 환자의 관절을 융합하기 위한 이식 가능한 정형 융합 디바이스에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 소정 크기 및 형상의 레일 기반 모듈형 척추체간 융합 디바이스에 관한 것이다.
관절 융합 또는 관절 고정은 약화되고/되거나 관절염에 걸린 관절로 인한 통증을 완화하기 위한 일반적인 접근법이다. 관절 융합은 관절을 고정하고 안정화함으로써 통증을 완화하는, 관절 내의 2개의 이동성 뼈 사이의 뼈 성장 유도를 포함한다. 관절은 일반적으로 가장 기능적인 위치에서 융합된다. 발목, 손목, 손가락, 발가락, 무릎 및 척추 관절은 불안정하고 약화된 관절과 관련된 통증을 완화하기 위해 융합될 수 있는 관절의 모든 예이다.
척추 운동 세그먼트는 2개의 인접한 척추체, 개재된 추간판뿐 아니라 부착된 인대, 근육, 뼈 돌기 및 돌기 사이 관절(facet joint)로 이루어진다. 디스크는 척추골의 표면에서의 종판, 수핵으로 불리는 연성 내부 중핵, 및 핵을 원주상으로 둘러싸고 척추를 서로 연결하는 섬유륜 인대로 이루어진다. 정상 디스크에서, 핵은 가해진 하중을 흡수하여 척추 운동 세그먼트의 다른 요소를 보호한다. 정상 디스크의 핵은 척추 종판 및 섬유륜에 대해 외측으로 벌징함으로써 압축력에 반응한다. 륜은 콜라겐 섬유 및 더 적은 양의 탄성 섬유로 이루어지고, 이 모두는 인장력을 견디는데 효과적이다. 그러나, 륜 자체는 압축력 및 전단력을 견디는데에는 그다지 효과적이지 않다.
사람들이 나이를 먹으면서, 추간판은 종종 자연적으로 약화된다. 추간판의 약화는 또한 퇴행성 디스크 질환의 결과로서 사람들에게 생길 수 있다. 척추의 퇴행성 디스크 질환은 우리 인구 중에 허리 통증 및 장애를 유발하는 가장 일반적인 증상의 하나이다. 디스크가 퇴행될 때, 핵은 탈수된다. 핵이 탈수될 때, 쿠션으로서 작용하는 능력은 감소된다. 탈수된 핵이 더 이상 하중을 견딜 수 없기 때문에, 하중은 륜 및 돌기 사이 관절로 전달된다. 륜 및 돌기 사이 관절은 증가된 분량의 가해진 압축 및 비틀림 하중을 견딜 수 없고, 이에 따라 그것들은 점차적으로 약화된다. 륜 및 돌기 사이 관절이 약화하면, 사이 공간의 협소화, 골극 형성, 륜의 분열, 연골성 종판의 골절 및 약화, 및 돌기 사이 관절의 연골의 약화를 비롯한 많은 다른 영향이 수반된다. 륜 및 돌기 사이 관절은 그 구조적 안정성을 잃고, 미약하지만 병리학적 운동이 척추골 사이에서 발생한다.
륜이 안정성을 잃을 때, 외측으로 벌징되는 경향이 있고 파열이 전개되어 핵 물질이 분출될 수 있다. 거시적 파편, 미시적 입자 및 유해성 생화학 물질을 비롯한 디스크의 파단 산물이 쌓인다. 입자 및 파편은 좌골 신경통을 일으킬 수 있고, 유해성 생화학 물질은 디스크 내부 및 주위의 민감한 신경 단부를 자극하여 허리 통증을 일으킬 수 있다. 영향을 받은 개인은 근육 경련, 허리 유연성의 감소, 및 몸통의 통상적인 움직임의 시도 시에 통증을 경험한다.
디스크의 약화는 비가역적이다. 일부 경우에, 인체는 결국 운동 세그먼트의 관절을 경직시켜, 디스크를 효과적으로 재안정화시킬 것이다. 재안정화가 발생한 경우에도, 과정은 오랜 세월이 걸릴 수 있고 종종 환자는 무기력화 통증의 경험을 지속한다. 3개월 이상의 연장된 고통의 경력은 종종 환자를 그 통증에 대한 수술적 해결책을 찾도록 한다.
척추 운동 세그먼트를 안정화시키기 위한 시도로 여러 방법들이 고안되어 왔다. 이들 방법 중 일부는 강성 또는 반강성 지지 부재를 운동 세그먼트의 측부에 적용하고, 전체 디스크를 제거 및 인공 관절 디바이스로 교체하고, 핵을 제거 및 교체하며, 영향을 받은 디스크에 인접한 척추를 영구적으로 융합하는 것을 포함하는 척추 융합을 포함한다.
척추 융합은 일반적으로 디스크의 약화로 인한 허리 통증을 완화시키기 위한 효과적인 수술적 치료로서 간주된다. 융합 과정은 척추 종판이 출혈을 촉진하고 뼈 성장 인자를 배출하도록 존재하는 척추골의 표면을 스크레이핑(scraping)하고 준비된 표면 상에 추가의 뼈 또는 적합한 뼈 대용물을 위치시킴으로써 준비될 것을 요구한다. (티타늄 및 탄탈륨을 비롯한) 금속, (폴리에테르에테르케톤(PEEK) 또는 카본 섬유 충전 PEEK를 비롯한) 일부 플라스틱 및 (주로 도너 대퇴골로부터의) 동종 이식 뼈와 같은 강성 재료로 이루어진 적절한 크기의 디바이스가 보통 척추체간 융합 과정의 일부로서 준비된 디스크 공동 내로 삽입되어, 디스크 공간의 안락 화(distraction) 및 안정화를 돕고 뼈 성장 과정이 진행하는 동안 척추가 적절한 위치에 있게 한다. 척추체간 융합 과정은 전방, 외측방(transforaminal) 또는 후방 수술적 접근법으로부터 달성될 수 있다.
척추체간 척추 융합에 사용된 대부분의 디바이스는 삽입될 강성 및 단일 융합 디바이스 또는 케이지의 치수보다 통상적으로 더 큰, 비교적 큰 개구를 필요로 하고, 이러한 디바이스의 예는 레이(Ray) 등에 허여된 미국 특허 제5,026,373호, 쿠슬리히(Kuslich) 등에 허여된 미국 특허 제5,458,638호 및 알파텍(Alphatec)으로부터 입수 가능한 NOVELTM PEEK 스페이서이다. 사실, 많은 척추체간 융합 방법, 예를 들어 브란티간(Brantigan)에 허여된 미국 특허 제5,192,327호에 서술된 방법 및 디바이스는 꽤 큰 수술 개구를 통해 단일 디바이스의 양측 배치를 필요로 한다. 임의의 수술 과정에서, 필요한 수술 부위가 더 클수록 주변 해부학적 부위의 외상 및 감염의 위험이 더 높다.
쿠슬리히에 허여된 미국 특허 제5,549,679호 및 만지(Manzi) 등에 허여된 미국 특허 제6,997,929호에 서술된 바와 같은 최소 침습 척추 융합 디바이스가 있다. 제5,549,679호 특허에 서술된 디바이스는 제위치에서 충전되는 다공성 메시 백이다. 제6,997,929호 특허는 척추 종판의 안락화 및 지지를 위해 수직으로 적재된 일련의 웨이퍼에 관한 것이다. 바움가트너(Baumgartner)에 허여된 미국 특허 제5,702,454호에는 가요성 스트링 상의 척추간 공간 내에 한번에 하나씩 삽입될 수 있는 플라스틱 비드가 서술되어 있다. 또한, 바오(Bao)에 허여된 미국 특허 제 5,192,326호에는 반투과성 막으로 둘러싸인 히드로겔 비드가 서술되어 있다.
이러한 최소 침습 기술이 륜을 통해 더 작은 접근 절개(즉 섬유륜 절개술)를 융합 과정에 사용될 수 있게 하지만, 결과적인 융합 디바이스는 전통적인 수술 접근법에 사용되는 더 강성인 단일 융합 디바이스의 기계적이고 치수적인 특징을 갖지 못하고 디스크 공간의 안락화 및 안정화가 덜 가능하다. 따라서, 강성의 단일 융합 디바이스의 기계적이고 구조적인 특징을 더 모방할 수 있는 최소 침습 척추 융합 임플란트가 필요하다.
본 발명은 제위치에 조립될 때 소정 크기 및 형상을 갖는 레일 기반 모듈형 척추체간 융합 디바이스를 위한 방법 및 장치를 제공한다. 일 실시양태에서, 모듈형 척추체간 융합 디바이스는 일반적으로 인접하는 모듈형 세그먼트를 작동식으로 연결하는 레일을 갖는 고체 모듈형 세그먼트를 포함한다. 이 구성은 척추체간 스페이서가 후방 또는 측방 접근을 비롯한 다양한 수술적 접근을 통해 작은 접근 절개 또는 섬유륜 절개술을 통해 이식하도록 구성되게 한다. 일 실시양태에서, 레일은 인접한 모듈형 세그먼트를 연결 및 상호 체결하도록 활주 기구와 함께 작동한다. 보형물의 몸체의 주연 위로 연장하는 레일의 스템부는 모듈형 세그먼트가 조합되어 제위치에 조립될 때 비교적 매끄러운 외주연을 갖는 단일 디바이스를 형성하도록 이식 후에 제거 가능하다. 모듈형 융합 디바이스는 최대의 현존하는 강성 및 단일 융합 디바이스의 기능성을 더 밀접하게 닮도록 융합될 관절의 표면과 전체 접촉하고 그 형상과 많이 닮게 구성될 수 있다.
일 실시양태에서, 척추체간 모듈형 융합 디바이스는 준비된 척추간 공간에 이식되도록 구성되고, 각각이 폭을 갖는 적어도 3개의 모듈형 세그먼트를 포함한다. 제1 모듈형 세그먼트는 제1 모듈형 세그먼트의 주연 위로 그리고 폭의 일측을 따라 적어도 부분적으로 연장하는 제1 레일을 갖는다. 제2 모듈형 세그먼트는 폭의 일측 상에서 제1 레일에 활주식으로 연결되고, 제2 모듈형 세그먼트의 주연 위로 그리고 폭의 다른 측을 따라 적어도 부분적으로 연장하는 제2 레일을 갖는다. 제3 모듈형 세그먼트는 폭의 일측 상에서 제2 레일에 활주식으로 연결된다. 척추체간 융합 디바이스는 모듈형 세그먼트가 제1 및 제2 레일을 따라 연장되고 이식 전에 레일에 의해 멀리 이격되는, 일반적으로 단부 대 단부(end to end) 구성으로 위치되는 확장 위치를 갖는다. 척추체간 융합 디바이스는 또한 모듈형 세그먼트가 일반적으로 륜의 내경계에 상응하는 일반적으로 연속의 주연을 갖는 단일 조립 몸체를 형성하는 일반적으로 나란한(side by side) 구성으로 위치되는 이식 위치를 갖는다.
일 실시양태에서, 각각의 모듈형 세그먼트는 척추체간 융합 디바이스의 압축 계수가 일반적으로 둘러싸는 피질골의 압축 계수에 상응하도록 우등 내지 열등 방향으로 약 0.5 내지 15 GPa의 압축 계수를 갖는다.
일 실시양태에서, 삽입 전후에 모듈형 척추체간 스페이서가 단일 디바이스임을 보장하도록 체결 특징부가 제공된다. 디바이스가 삽입 전에 분리되는 것을 방지하기 위해, 체결 특징부는 모듈형 세그먼트가 레일을 벗어나 후방으로 활주하는 것을 방지하기 위해 강성 레일 상에 제공될 수 있다. 이는 각각의 모듈형 세그먼트가 적절한 위치 및 적절한 순서로 연결됨을 보장한다. 추가적으로, 체결 특징부는 모듈형 세그먼트 상에 제공되어 삽입 시에 그와 서로 체결될 수 있다. 이는 개별 세그먼트가 조립된 보형물로부터 이탈하여 륜의 외측으로 이동되는 것을 방지한다. 또한, 척추체간 융합 디바이스는 둘러싸는 뼈와 접촉하도록 그 외면 상에 그루브, 릿지 또는 다른 구조물을 포함할 수 있고, 척추간 공간의 전방 한계 위로 디바이스가 이동되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 척추체간 스페이서를 이식하기 위한 방법을 포함한다. 모듈형 척추체간 스페이서가 한번에 하나의 세그먼트를 이식시킬 수 있기 때문에, 보형물의 이식을 위해 륜 내에 형성된 구멍은 최종 조립 형태에서 디바이스의 크기에 비해 미소한 크기일 수 있다. 제1 모듈형 세그먼트는 륜 내의 작은 구멍을 통해 척추간 공간 내로 삽입된다. 그 후, 제2 모듈형 세그먼트는 제2 모듈형 세그먼트가 제1 모듈형 세그먼트와 상호 체결될 때까지 제1 강성 레일 위로 그리고 척추간 공간 내로 활주된다. 그 후, 제1 강성 레일의 후단 스템은 디바이로부터 분리된다. 이 분리는 디바이스에서 벗어나게 레일을 단순히 스냅핑함으로서 실현될 수 있다. 대안적으로, 후단 스템은 나사, 바요넷(bayonet) 기구, 비틀림 체결구 등에 의해 디바이스에 부착될 수 있다. 따라서, 레일은 나사 결합 해제 또는 바요넷 등을 해제시킴으로써 디바이스로부터 제거될 수 있다. 다음의 모듈형 세그먼트는 척추체간 공간 내로 인접하는 강성 레일 위로 활주되어 유사한 방식으로 이전에 삽입된 모듈형 세그먼트와 상호 체결된다. 모든 모듈형 세그먼트가 삽입되고 모든 후단 스템이 분리되면, 모듈형 척추체간 스페이서는 환자의 척추체간 공간 내로 완전히 삽입된다.
본 발명의 또 다른 양태는 모듈형 척추체간 스페이서의 삽입, 위치 및 레일 제거 시에 보조로 사용될 수 있는 삽입 공구를 제공한다. 공구의 인접 단부는 레일이 관통 삽입될 수 있는 공구의 말단 단부에서 연장된 튜브의 내부 루멘에 부착되고 그를 따른 밀봉식 래칫 또는 롤러 기구를 갖는 핸들을 갖는다. 밀봉식 튜브는 튜브 내로의 레일의 나사 결합을 보조하도록 튜브의 길이를 따른 슬릿 또는 다른 개구를 가질 수 있다. 삽입 공구에는 그것들이 완전히 삽입되면 모듈형 세그먼트로부터 레일을 제거하기 위한 절삭 기구가 제공될 수 있다.
본 발명은 첨부 도면과 연관하여 본 발명의 다양한 실시양태의 이하의 상세한 설명을 참조하여 더 완전히 이해될 수 있다.
도 1은 삽입 구성 시의 본 발명의 일 실시양태에 따른 모듈형 척추체간 스페이서의 평면도이다.
도 2는 삽입의 제1 단계에서 본 발명의 일 실시양태에 따른 모듈형 척추체간 스페이서의 사시도이다.
도 3은 삽입의 제2 단계에서 본 발명의 일 실시양태에 따른 모듈형 척추체간 스페이서의 사시도이다.
도 4는 삽입의 최종 단계에서 본 발명의 일 실시양태에 따른 모듈형 척추체간 스페이서의 사시도이다.
도 5는 디바이스의 대안적인 실시양태의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 인체 내로 삽입되면 구성된 바와 같이 본 발명의 일 실시양태에 따른 모듈형 척추체간 스페이서(100)의 평면도가 도시되어 있다. 이 실시양태에서, 모듈형 디스크 보형물(100)은 제1 모듈형 세그먼트(102), 제2 모듈형 세그먼트(104), 제3 모듈형 세그먼트(106) 및 제4 모듈형 세그먼트(108)를 포함한다. 척추체간 스페이서(100)는 임의의 적합한 바이오재료, 예를 들어 PEEK와 같은 중합체, 티타늄과 같은 금속, 섬유주 금속, 뼈 또는 새로운 뼈 성장용 골격(scaffold) 및/또는 줄기 세포용 캐리어로서 작용할 수 있는 흡수 가능한 재료로 이루어질 수 있다.
모듈형 세그먼트(102, 104, 106, 108)는 작은 섬유륜 절개술을 통해 후방 또는 측방 접근으로부터 삽입될 수 있다. 그 후, 척추체간 스페이서(100)는 척추체간 공간 내로 모듈형 세그먼트(102)를 먼저 삽입한 후 일련의 레일을 따라 모듈형 세그먼트(104, 106, 108)를 활주시킴으로써 척추체간 공간 내에 구성될 수 있고, 각각의 세그먼트는 이전의 세그먼트와 체결되어 척추 종판과 완전히 접촉하고 지지하는 최종 조립 표면적을 갖는 척추체간 스페이서(100)를 생성한다.
척추체간 스페이서(100)는 개별 유닛이 스페이서의 전방 한계를 벗어나 철회되거나 그 위로 연장하는 것을 방지하는 체결 가시(barb)를 포함할 수 있다. 스페이서(100)는 주위의 뼈와 결합하거나 그렇지 않으면 스페이서(100)가 척추간 공간을 벗어나 철회되는 것을 방지하기 위해 그루브, 릿지(142) 또는 다른 구조체를 추가로 포함할 수 있다.
바람직한 일 실시양태에서, 척추체간 스페이서(100)는 조직 내부 성장으로 뼈 융합을 촉진하는 관통 구멍을 갖는 PEEK로 이루어질 수 있다. 구멍(140)은 다양한 크기 및 형상일 수 있다. 구멍(140)은 스페이서(100)의 압축 계수가 일반적으로 인접 뼈의 압축 계수에 상응하도록 임의의 방식으로 스페이서(100)로부터 멀리 이격될 수 있다. 스페이서(100)는 또한 L5-S1 융합을 위한 척추 전만 구성과 같은 특정 척추간 공간의 소정 지지 및/또는 융합을 달성하기 위해 다양한 두께일 수 있다.
일 실시양태에서, 삽입 전에, 척수체간 스페이서(100)의 구멍(140)은, 예를 들어 자기 조직 뼈이식편, 석회화 또는 탈석회화 뼈 유도물, 하이드록시아파타이트와 같은 뼈이식편 대용물, 뼈형성 단백 또는 골원성 단백-1과 같은 뼈 성장 촉진제, 항생제, 항암제, 줄기 세포, 생물학적 활성 사이토카인, 사이토카인 억제제, 섬유아세포 성장 인자, 다른 골유도성 및/또는 골전도성 물질 또는 척추 운동 세그먼트의 융합 및/또는 안정화를 촉진시키기 위한 임의의 다른 물질 및 그의 조합으로 채우거나 또는 패킹될 수 있다.
다른 실시양태에서, 척추체간 스페이서(100)는 표면 변형을 포함하여 약물(medicant)의 용리를 위해 제공될 수 있다. 이러한 약물은 진통제, 항생제, 항염증제, 혈액응고방지제, 항종양제, 또는 뼈성장제와 같은 생체 골형성제(bioosteologic)를 포함할 수 있다. 대안적인 일 실시양태에서, 스페이서(100)는, 예를 들어 흡수된 약물을 용출할 수 있는 다공성 PEEK와 같은 물질로 이루어질 수 있다. 또 다른 대안적인 실시양태에서, 스페이서(100)의 내부는 일 물질로 이 루질 수 있는 반면, 외부는 다른 물질로 이루어진다. 예를 들어, 내부는 고체 PEEK로 이루어질 수 있는 반면, 외부는 다공성 PEEK로 이루어진다. 다공성 PEEK의 표면은 생체 활성제 또는 약물로 코팅될 수 있다. 스페이서(100)는 임플란트의 x선 투시를 허용하도록 탄탈륨 또는 티타늄 비드와 같은 방사선 불투과성 물질로 매립될 수 있다.
다른 실시양태에서, 레일은 충전 물질이 주입될 수 있거나 또는 그렇지 않으면 구멍(140) 내로 삽입될 수 있도록 충전 튜브로서 사용될 수 있다. 스페이서(100)는 또한 충전 물질이 레일을 통해 삽입될 수 있는 채널 또는 덕트를 포함하도록 제조될 수 있다.
도 2를 참조하면, 척추간 공간 내로의 삽입 전에 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 모듈형 척추체간 스페이서(100)의 일부를 도시하고 있다. 대안적인 실시양태에서, 모듈형 척추체간 스페이서는 더 많거나 더 적은 수의 모듈형 세그먼트 및 레일을 포함할 수 있다.
삽입 전에, 모듈형 척추체간 스페이서(100)는 제1 레일(110), 제2 레일(112) 및 제3 레일(114)을 추가로 포함한다. 제1 모듈형 세그먼트(102)는 제1 세그먼트 상호 체결부(116)에서 제1 레일(110)에 고정식으로(rigidly) 부착된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 모듈형 세그먼트(104)는 제1 슬롯(128)에서 제1 세그먼트 상호 체결부(116)에 활주식으로 부착되고, 제2 세그먼트 상호 체결부(118)에서 제2 레일(112)에 고정식으로 부착된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제3 모듈형 세그먼트(106)는 제2 슬롯(130)에서 제2 상호 체결부(118)에 활주식으로 부착되고, 제3 세그먼트 상호 체결부(120)에서 제3 레일(114)에 고정식으로 부착된다. 제4 모듈형 세그먼트(108)는 제4 슬롯(133)에서 제3 레일(114)에 활주식으로 부착된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 레일(110, 112, 114)은 스페이서(100)의 몸체 주연 위로 각각 연장하는 스템부를 포함한다. 바람직하게는, 이들 스템부는 하나의 모듈형 세그먼트가 척추간 공간 내측에 위치될 수 있는 한편 레일 상의 다음의 모듈형 세그먼트가 여전히 몸체의 외측에 있도록 척추간 공간 내로의 접근을 허용하기에 충분히 길다. 예시적인 일 실시양태에서, 스템부의 길이는 6 cm 내지 20 cm의 범위이다. 각각의 레일(110, 112, 114)은 삽입 전에 디바이스가 분리되는 것을 방지하도록 보유부를 추가로 포함할 수 있다. 보유부는 상응하는 모듈형 세그먼트가 레일을 벗어나 활주하는 것을 방지하도록 구성된다. 보유부는 레일 내에 형성될 수 있거나 또는 디바이스의 제조 시에 추가된 레일의 변형 또는 분리편일 수 있다. 레일(110, 112, 114)은 모듈형 세그먼트(102, 104, 106, 108)가 척추간 공간 내에 연결되고 측방향으로 이동될 수 있기 때문에 임플란트로부터 연속적으로 제거될 수 있다.
바람직한 실시양태는 수술 부위에 이식을 위해 패키징되고 살균되고 준비되는 척추체간 스페이서이다. 패키지는 소정 개수의 모듈형 세그먼트를 포함할 수 있다. 바람직한 일 실시양태에서, 패키지는 5개의 개별 모듈형 세그먼트를 포함할 것이다. 의사가 원하는 만큼의 많은 세그먼트가 사용될 수 있도록 단일의 모듈형 패키지도 사용될 수 있다. 디바이스가 단일 임플란트로서 충분히 수행되고 전달되기 때문에, 디바이스는 척추체간 스페이서가 완전히 형성될 때까지 직접적인 의사 의 제어 하에 있다. 이 단일 설계는 척추간 공간 내의 스페이서의 가장 효과적인 배치를 허용하도록 스페이서를 어떻게 구성할지 여부를 판별하기 위한 의사에 대한 필요를 감소시키고, 구성요소의 삽입 및 연결 순서가 적절히 달성됨을 보장한다. 모듈형 척추체간 스페이서의 크기 및 형상은 척추 종판을 완전히 접촉시키고 지지하여 척추 유닛을 안정화하는 최종 조립 표면적을 제공한다. 이와 관련하여, 본 발명의 모듈형 척추체간 스페이서(100)가 상이한 크기의 상이한 척추간 공간에 상응하도록 다양한 상이한 최종 조립 크기로 제공될 수 있음은 이해될 것이다.
도 5에 도시된 바와 같은 대안적인 실시양태에서, 분리식 안내 로드(150) 및 안내 기구(152)는 모듈형 세그먼트의 삽입 및 정렬을 보조하는데 사용될 수 있다. 로드(150)는 각각의 모듈형 세그먼트의 인접 단부에 부착될 수 있다. 로드(150)는 제1 모듈형 세그먼트를 위치 내로 삽입하는데 사용될 수 있다. 제2 안내 로드는 제2 모듈형 세그먼트에 부착될 수 있고, 제 모듈형 세그먼트와 정합 및 상호 체결하도록 제2 모듈형 세그먼트를 제위치에 위치시키는데 사용될 수 있다. 그 후, 제1 로드는 분리될 수 있다. 후속하는 세그먼트는 공정을 반복함으로써 삽입될 수 있다.
일 실시양태에서, 모듈형 세그먼트는 로드(150)가 구멍(154) 내에 나사 결합될 수 있도록 태핑된 구멍(154)을 포함할 수 있다. 로드(150)는 모듈형 세그먼트의 상호 체결 메커니즘에 참여하지 않는다. 일 실시양태에서, 로드(150)는 모듈형 세그먼트와 동일한 물질로 이루어질 수 있거나 또는 로드(150)는 PEEK와 같은 플라스틱, 또는 스테인리스강 또는 티타늄과 같은 금속을 비롯하지만 이에 제한되지 않 는 상이한 물질로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 로드(150)는 모듈형 세그먼트와 일체일 수 있다. 예를 들어, 로드(150)는 플라스틱으로 사출 성형될 수 있거나 또는 플라스틱 또는 금속으로 기계 가공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 로드(150)는 모듈형 세그먼트로부터 분리 형성된 후, 정합 나사, 비틀림 체결, 스냅 체결 등의 기계적 방법에 의하거나, 또는 접착제 또는 열 및 초음파 용접과 같은 다른 물질 결합 방법을 이용함으로써 모듈형 세그먼트에 결합될 수 있다. 모듈형 세그먼트에 로드(150)를 결합하는데 기계적 방법을 사용하는 하나의 이점은 필요한 경우 디스크 공간으로부터 제거하기 위해 모듈형 세그먼트를 재결합하는 포텐셜이다. 디스크 공간 내의 모듈형 세그먼트의 이식 이후의 모듈형 세그먼트로부터 로드(150)의 제거 순서는 상호 체결 레일에서와 동일하다.
일 실시양태에서, 모듈형 척추체간 스페이서(100)는 척추간 공간 내로 부분적으로 삽입되는 접근 튜브를 통해 유입될 수 있다. 접근 튜브는 적어도 3 인치(약 7.62 cm)의 길이, 바람직하게는 약 6 인치(약 15.24 cm)의 길이이다. 모듈형 척추간 스페이서(100)가 4-세그먼트 실시양태와 관련되어 서술되었지만, 소정의 다른 개수의 세그먼트를 갖는 실시양태가 유사한 방식으로 삽입될 것임을 주지해야 한다.
삽입 동안, 슬롯(128, 130, 133)은 레일(110, 112, 114)의 스템부를 따라 그리고 세그먼트 상호 체결부(116, 118, 120) 상으로 활주하고, 세그먼트 상호 체결부(116, 118, 120)에는 모듈형 세그먼트(102, 104, 106, 108)의 분리를 방지하기 위해 체결 특징부가 제공될 수 있다. 가시 또는 스터드 또는 일련의 가시 또는 스터드와 같은 체결 특징부는 슬롯이 세그먼트 상호 체결부 상으로 활주되면 그를 벗어나 역으로 활주될 수 없도록 제공될 수 있다. 모듈형 세그먼트를 서로 체결하는데 래칫 및 폴(pawl)이 또한 사용될 수 있다. 래칫 해제 공구는 또한 그것들이 서로 체결되면 모듈형 세그먼트의 분리가 요구되는 경우에 제공될 수 있다.
본 개시 내용을 읽을 때 당업자에게는 서술된 장치 및 방법에 대한 다양한 변형은 명백할 수 있다. 상기 내용을 본 발명의 범주에 제한하려는 것은 아니고, 이는 이하의 청구항에 의해서만 제한된다.

Claims (31)

  1. 폭을 갖고, 제1 레일을 포함하는 제1 모듈형 세그먼트 - 제1 레일은 제1 모듈형 세그먼트의 몸체부의 주연 위로 그리고 폭의 일측을 따라 적어도 부분적으로 연장됨 -,
    폭을 갖고, 폭의 일측 상에서 제1 레일에 활주식으로 연결되며 제2 레일을 갖는 제2 모듈형 세그먼트 - 제2 레일은 제2 모듈형 세그먼트의 몸체부의 주연 위로 그리고 폭의 다른 측을 따라 적어도 부분적으로 연장됨 -, 및
    폭을 갖고, 폭의 일측 상에서 제2 레일에 활주식으로 연결되는 제3 모듈형 세그먼트를 포함하고,
    제2 및 제3 모듈형 세그먼트가 제1 및 제2 레일을 따라 연장되고 이식 전에 레일에 의해 멀리 이격되는 일반적으로 단부 대 단부(end to end) 구성으로 위치되는 확장 위치, 및 모듈형 세그먼트가 디바이스가 인접 척추와 접촉하여 지지하도록 척추의 평면 형상을 닮은 단일 몸체를 형성하는, 일반적으로 나란한(side by side) 구성으로 위치되는 이식 위치를 갖는, 준비된 척추체간 공간 내에 이식되도록 구성되는 인접 척추 융합을 위한 모듈형 척추체간 융합 디바이스,.
  2. 제1항에 있어서, 제3 모듈형 세그먼트는 제3 레일을 갖고, 모듈형 디스크 보형물은 폭을 갖고 폭의 일측 상에서 제3 레일에 활주식으로 연결되는 제4 모듈형 세그먼트를 추가로 포함하는 모듈형 척추체간 융합 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 제4 모듈형 세그먼트는 제4 레일을 갖고, 모듈형 디스크 보형물은 폭을 갖고 폭의 일측 상에서 제4 레일에 활주식으로 연결되는 제5 모듈형 세그먼트를 추가로 포함하는 모듈형 척추체간 융합 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 각각의 모듈형 세그먼트는 우등 내지 열등 방향으로 약 0.5 내지 15 GPa의 범위의 압축 계수를 갖는 모듈형 척추체간 융합 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 약물을 용출하는 모듈형 척추체간 융합 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 조직 내부 성장을 위한 관통 구멍을 포함하는 모듈형 척추체간 융합 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 구멍은 충전 물질로 패킹될 수 있는 모듈형 척추체간 융합 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 충전 물질은 뼈이식편, 뼈이식편 대용물, 뼈 성장 촉진제, 항생제, 항암제, 줄기 세포, 섬유아세포 성장 인자, 뼈 유도물, 생물학적 활성 사이토카인, 사이토카인 억제제, 골전도성 물질, 골유도성 물질 및 그의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 모듈형 척추체간 융합 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 모듈형 세그먼트는 이식 위치에서 모듈형 세그먼트 중 인접한 것을 상호 체결하는 수단을 추가로 포함하는 모듈형 척추체간 융합 디바이스.
  10. 폭을 갖고, 폭의 일측을 따라 적어도 부분적으로 연장하는 정합면을 포함하는 제1 모듈형 세그먼트,
    폭을 갖고, 폭의 일측을 따라 적어도 부분적으로 연장하고 제1 세그먼트의 정합면과 상호 체결되도록 구성되는 정합면을 포함하는 제2 모듈형 세그먼트,
    폭을 갖고, 폭을 따라 적어도 부분적으로 연장하고 제2 세그먼트의 정합면과 상호 체결되도록 구성되는 정합면을 포함하는 제3 모듈형 세그먼트,
    제1 모듈형 세그먼트에 해제 가능하게 부착되도록 구성된 제1 안내 로드,
    제2 모듈형 세그먼트에 해제 가능하게 부착되도록 구성된 제2 안내 로드, 및
    제3 모듈형 세그먼트에 해제 가능하게 부착되도록 구성된 제3 안내 로드를 포함하고,
    모듈형 세그먼트는 디바이스가 인접하는 척추와 접촉 및 지지하도록 척추의 평면 형상을 닮은 단일 몸체를 형성하는 일반적으로 나란한 구성으로 모듈형 세그먼트가 위치되는 이식 위치를 형성하도록 구성되는, 준비된 척추체간 공간에 이식되도록 구성되는 모듈형 인접 척추 융합 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 조직 내부 성장을 위한 관통 구멍을 포함하는 모듈형 인접 척추 융합 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 구멍은 충전 물질로 패킹될 수 있는 모듈형 인접 척추 융합 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 충전 물질은 뼈이식편, 뼈이식편 대용물, 뼈 성장 촉진제, 항생제, 항암제, 줄기 세포, 섬유아세포 성장 인자, 뼈 유도물, 생물학적 활성 사이토카인, 사이토카인 억제제, 골전도성 물질, 골유도성 물질 및 그의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 모듈형 인접 척추 융합 디바이스.
  14. 제10항에 있어서, 약물을 용출하는 모듈형 인접 척추 융합 디바이스.
  15. 제1항에 있어서, 각각의 레일은 확장 위치에서 레일 상에 활주식으로 부착된 모듈형 세그먼트를 보유하기 위한 수단을 추가로 포함하는 모듈형 인접 척추 융합 디바이스.
  16. 제1항에 있어서, 모듈형 세그먼트의 폭은 실질적으로 유사하고, 척추체간 공간 내로의 디바이스의 삽입을 위한 개구의 최소폭을 결정하는 확장 위치에서 디바이스의 폭을 형성하는 모듈형 인접 척추 융합 디바이스.
  17. 개구를 통해 척추체간 공간 내로 제1 모듈형 세그먼트를 삽입시키는 단계 - 제1 모듈형 세그먼트는 폭을 갖고, 제1 모듈형 세그먼트가 척추체간 공간 내에 위치될 때 척추체간 공간을 벗어나 연장하는 제1 레일을 가짐 -,
    제2 모듈형 세그먼트가 제1 모듈형 세그먼트와 상호 체결될 때까지 제2 모듈형 세그먼트를 개구를 통해 척추체간 공간 내로 제1 레일을 따라 활주시키는 단계 - 제2 모듈형 세그먼트는 폭을 갖고, 제2 모듈형 세그먼트가 척추체간 공간 내에 위치될 때 척추체간 공간을 벗어나 연장하는 제2 레일을 가짐 -,
    상호 체결된 제1 및 제2 모듈형 세그먼트로부터 연장하는 제1 레일의 일부를 제거하는 단계,
    폭을 갖는 제3 모듈형 세그먼트가 제2 모듈형 세그먼트와 상호 체결될 때까지 제3 모듈형 세그먼트를 개구를 통해 척추체간 공간 내로 제2 레일을 따라 활주시키는 단계, 및
    상호 체결된 제2 및 제3 모듈형 세그먼트로부터 연장하는 제2 레일의 일부를 제거하여, 일반적으로 융합될 관절의 형상에 상응하는 일반적으로 연속의 주연을 갖는 이식된 모듈형 융합 디바이스를 형성하는 단계를 포함하는, 척추 관절 융합을 위한 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
  18. 제17항에 있어서, 제3 모듈형 세그먼트는 제3 모듈형 세그먼트가 척추체간 공간 내에 위치될 때 척추체간 공간을 벗어나 연장하는 제3 레일을 갖고,
    폭을 갖는 제4 모듈형 세그먼트가 제3 모듈형 세그먼트와 상호 체결될 때까 지 제4 모듈형 세그먼트를 개구를 통해 척추체간 공간 내로 제3 레일을 따라 활주시키는 단계, 및
    상호 체결된 제3 및 제4 모듈형 세그먼트로부터 연장하는 제3 레일의 일부를 제거하는 단계를 추가로 포함하는 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
  19. 제18항에 있어서, 제4 모듈형 세그먼트는 제4 모듈형 세그먼트가 척추체간 공간 내에 위치될 때 척추체간 공간을 벗어나 연장하는 제4 레일을 갖고,
    폭을 갖는 제5 모듈형 세그먼트가 제4 모듈형 세그먼트와 상호 체결될 때까지 제5 모듈형 세그먼트를 개구를 통해 척추체간 공간 내로 제4 레일을 따라 활주시키는 단계, 및
    상호 체결된 제4 및 제5 모듈형 세그먼트로부터 연장하는 제4 레일의 일부를 제거하는 단계를 추가로 포함하는 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
  20. 제17항에 있어서, 제2 및 제3 모듈형 세그먼트를 활주시키는 단계는 삽입 공구를 이용하여 수행되고, 제1 및 제2 레일을 제거하는 단계는 삽입 공구의 말단 단부에 제공된 절삭 기구를 이용함으로써 수행되는 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
  21. 제17항에 있어서, 모듈형 융합 디바이스는 관통 구멍을 포함하는 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
  22. 제21항에 있어서, 이식 전에 충전 물질로 구멍을 패킹하는 단계를 추가로 포함하는 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
  23. 정합면을 갖는 제1 모듈형 세그먼트를 제공하는 단계,
    제1 모듈형 세그먼트의 정합면과 상호 체결되도록 구성된 정합면을 갖는 제2 모듈형 세그먼트를 제공하는 단계,
    제2 모듈형 세그먼트의 정합면과 상호 체결되도록 구성된 정합면을 갖는 제3 모듈형 세그먼트를 제공하는 단계,
    제1 모듈형 세그먼트에 해제 가능하게 부착되도록 구성된 제1 안내 로드를 제공하는 단계,
    제2 모듈형 세그먼트에 해제 가능하게 부착되도록 구성된 제2 안내 로드를 제공하는 단계,
    제3 모듈형 세그먼트에 해제 가능하게 부착되도록 구성된 제3 안내 로드를 제공하는 단계, 및
    제1 모듈형 세그먼트에 제1 안내 로드를 해제 가능하게 부착하는 단계,
    척추체간 공간 내에 제1 모듈형 세그먼트를 삽입하기 위해 제1 안내 로드를 이용하는 단계,
    제2 모듈형 세그먼트에 제2 안내 로드를 해제 가능하게 부착하는 단계,
    제2 모듈형 세그먼트가 제1 척추체간 세그먼트와 상호 체결하도록 척추체간 공간 내에 제2 모듈형 세그먼트를 삽입하기 위해 제2 안내 로드를 이용하는 단계,
    제2 모듈형 세그먼트가 제1 모듈형 세그먼트와 상호 체결된 후 제1 안내 로드를 해제하는 단계,
    제3 모듈형 세그먼트에 제3 안내 로드를 해제 가능하게 부착하는 단계,
    제3 모듈형 세그먼트가 제2 모듈형 세그먼트와 상호 체결되도록 척추체간 공간 내에 제3 모듈형 세그먼트를 삽입하기 위해 제3 안내 로드를 이용하는 단계 및
    디바이스가 인접 척추와 접촉 및 지지하도록 상호 체결된 세그먼트가 척추의 평면 형상을 닮은 단일 몸체를 형성하도록 제3 모듈형 세그먼트가 제2 모듈형 세그먼트와 상호 체결된 후 제2 및 제3 안내 로드를 해제하는 단계를 포함하는 지시를 제공하는 단계를 포함하는, 척추 관절의 융합을 위한 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
  24. 제23항에 있어서, 모듈형 융합 디바이스는 관통 구멍을 포함하는 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
  25. 제24항에 있어서, 이식 전에 충전 물질로 디바이스를 패킹하는 단계를 추가로 포함하는 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
  26. 제1 모듈형 세그먼트가 척추체간 공간 내에 위치될 때 척추체간 공간을 벗어나 연장하는 제1 레일을 갖고, 폭을 갖는 제1 모듈형 세그먼트를 제공하는 단계,
    제2 모듈형 세그먼트가 척추체간 공간 내에 위치될 때 척추체간 공간을 벗어나 연장하는 제2 레일을 갖고, 폭을 갖는 제2 모듈형 세그먼트를 제공하는 단계,
    폭을 갖는 제3 모듈형 세그먼트를 제공하는 단계, 및
    개구를 통해 척추체간 공간 내에 제1 모듈형 세그먼트를 삽입하는 단계,
    제2 모듈형 세그먼트가 제1 모듈형 세그먼트와 상호 체결될 때까지 제2 모듈형 세그먼트를 개구를 통해 척추체간 공간 내에 제1 레일을 따라 활주시키는 단계,
    상호 체결된 제1 및 제2 모듈형 세그먼트로부터 연장하는 제1 레일의 일부를 제거하는 단계,
    폭을 갖는 제3 모듈형 세그먼트가 제2 모듈형 세그먼트와 상호 체결할 때까지 제3 모듈형 세그먼트를 개구를 통해 척추체간 공간 내에 제2 레일을 따라 활주시키는 단계,
    상호 체결된 제2 및 제3 모듈형 세그먼트로부터 연장하는 제2 레일의 일부를 제거하여, 일반적으로 융합될 관절의 형상에 상응하는 일반적으로 연속의 주연을 갖는 이식된 모듈형 융합 디바이스를 형성하는 단계를 포함하는 지시를 제공하는 단계를 포함하는, 척추체간 공간 내에 척추 관절을 융합시키기 위한 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
  27. 제26항에 있어서, 모듈형 융합 디바이스는 관통 구멍을 포함하는 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
  28. 제27항에 있어서, 이식 전에 충전 물질로 구멍을 패킹하는 단계를 추가로 포함하는 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
  29. 제1 모듈형 세그먼트에 제1 안내 로드를 해제 가능하게 부착하는 단계,
    척추체간 공간 내에 제1 모듈형 세그먼트를 삽입하기 위해 제1 안내 로드를 이용하는 단계,
    제2 모듈형 세그먼트에 제2 안내 로드를 해제 가능하게 부착하는 단계,
    제2 모듈형 세그먼트가 제1 척추체간 세그먼트와 상호 체결되도록 척추체간 공간 내에 제2 모듈형 세그먼트를 삽입하기 위해 제2 안내 로드를 이용하는 단계,
    제2 모듈형 세그먼트가 제1 모듈형 세그먼트와 상호 체결된 후에 제1 안내 로드를 해제하는 단계,
    제3 모듈형 세그먼트에 제3 안내 로드를 해제 가능하게 부착하는 단계,
    제3 모듈형 세그먼트가 제2 모듈형 세그먼트와 상호 체결되도록 척추체간 공간 내에 제3 모듈형 세그먼트를 삽입하기 위해 제3 안내 로드를 이용하는 단계, 및
    디바이스가 인접 척추와 접촉 및 지지하도록 상호 체결된 세그먼트가 척추의 평면 형상을 닮은 단일 몸체를 형성하도록 제3 모듈형 세그먼트가 제2 모듈형 세그먼트와 상호 체결된 후 제2 및 제3 안내 로드를 해제하는 단계를 포함하는, 척추체간 공간 내에 척추 관절 융합을 위한 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
  30. 제26항에 있어서, 모듈형 융합 디바이스는 관통 구멍을 포함하는 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
  31. 제27항에 있어서, 이식 전에 충전 물질로 구멍을 패킹하는 단계를 추가로 포함하는 모듈형 융합 디바이스의 최소 침습 이식 방법.
KR1020097012647A 2006-11-21 2007-11-20 최소 침습 모듈형 척추체간 융합 디바이스용 방법 및 장치 KR20090118909A (ko)

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