KR20120065351A

KR20120065351A - 뼈를 보강하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20120065351A
Application number: KR1020127006872A
Authority: KR
Inventors: 자크 타이센
Original assignee: 신세스 게엠바하
Priority date: 2009-08-19
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2012-06-20
Also published as: US20110046737A1; KR101721279B1; US20150245857A1; US20180256216A1; WO2011041038A2; US10413340B2; US11576704B2; EP2467099B1; US9247970B2; US20230149058A1; CA2771386A1; EP2467099A2; CN102548511B; CN102548511A; US20200000500A1; WO2011041038A3; US9987055B2; JP2013502282A; JP5636051B2

Abstract

본 발명에 따른 확장 가능한 임플란트 시스템은, 예를 들어 압축 골절을 입은 목표 골의 높이를 증가시키도록 구성된다. 확장 가능한 임플란트 시스템은 목표 골 내로 삽입되어, 이후에 목표 골의 높이를 증가시키도록 확장될 수 있는 임플란트 조립체를 포함한다. 확장 가능한 임플란트 시스템은 목표 골 내로 삽입 채널을 생성하도록 구성되는 삽입 조립체를 더 포함함으로써, 임플란트 조립체는 삽입 채널을 따라 목표 골 내로 좌굴 구성으로 삽입되어 이후에 확장될 수 있다.

Description

뼈를 보강하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR AUGMENTING BONE}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2009년 8월 19일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/235,196호에 기초하여 우선권을 주장하고, 이의 내용은 본 명세서에 전체적으로 설명되어 참조로 통합되었다.

본 발명은 대체로 뼈를 보강 또는 지지하기 위한 임플란트에 관한 것이고, 특히 확장 가능한 임플란트에 관한 것이다.

척추 압축 골절("VCF")은 일반적인 척추 손상을 대표하고, 장기간 장애를 일으킬 수 있다. 대체로, VCF는 척추 내의 하나 이상의 척추체의 좌굴(collapse)을 수반한다. VCF는 보통 흉추의 하부 척추 또는 요추의 상부 척추에서 발생한다. VCF는 대체로 영향을 받은 척추체의 전방 부분의 골절을 수반한다. VCF는 척추의 영향을 받은 영역 내의 척추체의 정상 정렬 또는 곡률의 변형, 예컨대 척추 전만증(lordosis)을 일으킬 수 있다. VCF 및/또는 관련된 척추 변형은, 예를 들어, 척추의 전이성 질병, 외상으로부터 생성될 수 있거나, 골다공증과 관련될 수 있다. 최근까지, 의사들은 VCF 및 관련 변형을 치료할 수 있는 방법에 있어서 제한되었다.

최근에, VCF를 치료하기 위한 최소 침습적 외과 시술이 개발되었다. 이러한 시술은 대체로, 보통 척추경을 통해, 목표 척추체의 후방부 내로 삽입되는 캐뉼라 또는 다른 접근 도구의 사용을 수반한다.

하나의 그러한 시술에서, 캐뉼라 또는 뼈 바늘이 환자의 등의 연조직을 통과한다. 적절하게 위치되면, 소량의 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 또는 다른 정형외과용 뼈 시멘트가 바늘을 통해 목표 척추체 내로 밀어 넣어진다. 이러한 기술은 골절 통증의 감소 또는 제거, 추가 좌굴의 방지, 및 환자의 운동능 회복에 있어서 효과적일 수 있다. 그러나, 이러한 기술은 전형적으로 골절된 뼈를 그의 원래의 크기 및/또는 형상으로 복원시키지 않고, 그러므로 골절로 인한 척추 변형의 문제점을 해결할 수 없다.

VCF에 대한 다른 치료법은 대체로 2개의 단계를 수반한다: (1) 척추체의 원래의 높이의 복원 또는 회복과 이후의 척추 곡률의 전만 교정; 및 (2) 골절되거나 좌굴된 척추체를 지지 또는 강화하기 위한 재료의 보강 또는 추가.

하나의 그러한 치료법은 캐뉼라를 통해, 확장 가능한 부재를 갖는 카테터를 골절된 척추체의 내부 체적 내로 삽입하는 것을 수반하고, 내부 체적은 그 안에서 골절된 피질골에 의해 둘러싸인 비교적 연질인 해면골을 갖는다. 확장 가능한 부재는 척추체를 그의 원래의 높이를 향해 회복시키기 위한 시도로 내부 체적 내에서 확장된다. 확장 가능한 부재는 내부 체적으로부터 제거되어, 척추체 내에 공극을 남긴다. PMMA 또는 다른 골 충진 재료가 척추체를 안정화하기 위해 캐뉼라를 통해 공극 내로 주입된다. 그 다음, 캐뉼라는 제거되고, 시멘트가 경화되어 척추체를 보강, 충진, 또는 고정시킨다.

VCF를 치료하기 위한 다른 접근법은 목표 척추체 내로 확장 가능한 메시 이식편 주머니(mesh graft bladder) 또는 수용 장치를 삽입하는 것을 수반한다. 이식편 주머니는 그가 PMMA 또는 동종 이식편 제품으로 팽창된 후에 척추체 내부에 잔류한다.

골절되거나 달리 손상된 척추체 및 다른 뼈를 보조 및/또는 보강하기 위한 안전하고 효과적인 장치 및 방법을 제공하는 것이 본 기술 분야에서 바람직하다.

일 실시예에 따르면, 확장 가능한 임플란트 시스템은 골절된 목표 골의 높이를 증가시키도록 구성된다. 확장 가능한 임플란트 시스템은 1차 임플란트 및 보조 임플란트를 포함한다. 1차 임플란트는 좌굴 구성으로부터 확장 구성으로 이동하도록 구성된 1차 임플란트 본체를 포함한다. 1차 임플란트는 내부 공극을 형성한다. 보조 임플란트는 1차 임플란트 본체의 내부 공극 내에 배치되어 좌굴 구성으로부터 확장 구성으로 확장되도록 구성된다. 보조 임플란트는 중심 본체 부분 및 중심 본체 부분으로부터 외부로 연장하는 적어도 한 쌍의 노드를 형성한다. 노드는 보조 임플란트가 1차 임플란트 내에 배치된 동안 확장 구성에 있을 때, 적어도 하나의 포켓을 적어도 부분적으로 형성한다.

상기 과제의 해결 수단과, 본 출원의 예시적인 실시예의 다음의 상세한 설명은 첨부된 도면과 관련하여 읽힐 때 더 잘 이해될 것이고, 예시의 목적으로 예시적인 실시예가 도면에 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배열 및 구현예로 제한되지 않음을 이해하여야 한다.
도 1a는 척추체가 압축된 목표 척추를 포함하는 일련의 척추의 개략적인 측면도이다.
도 1b는 압축 삽입 구성으로 목표 척추의 척추체 내에 배치된 1차 확장 가능 임플란트를 도시하는, 도 1a에 도시된 일련의 척추의 개략적인 측면도이다.
도 1c는 목표 척추의 척추체에 대한 높이를 회복하기 위한 확장 구성의 1차 임플란트를 도시하는, 도 1b에 도시된 일련의 척추의 개략적인 측면도이다.
도 1d는 확장 구성의 1차 임플란트 조립체를 도시하는, 도 1c에 도시된 1차 임플란트 및 1차 임플란트 내에 배치된 보조 임플란트를 포함하는, 임플란트 시스템의 사시도이다.
도 2a는 좌굴 구성으로 도시된, 도 1d에 도시된 1차 임플란트의 사시도이다.
도 2b는 확장 구성으로 도시된, 도 2a에 도시된 1차 임플란트의 사시도이다.
도 2c는 도 2b에 도시된 1차 임플란트의 측면도이다.
도 2d는 도 2b에 도시된 1차 임플란트의 단부도이다.
도 3a는 대안적인 실시예에 따라 구성된 1차 임플란트의 제1 링크의 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 1차 임플란트의 제2 링크의 사시도이다.
도 3c는 일 실시예에 따른 목표 골 내로 삽입된 1차 임플란트의 평면도이다.
도 3d는 대안적인 실시예에 따른 목표 골 내로 삽입된 임플란트 시스템의 평면도이다.
도 4a는 1차 임플란트 및 1차 임플란트 내에 배치된 보조 임플란트를 각각 포함하는 한 쌍의 임플란트 조립체를 포함하며, 확장 구성으로 도시되어 있는, 목표 골 내로 삽입된 임플란트 시스템의 사시도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 임플란트 시스템의 평면도이다.
도 4c는 도 4a에 도시된 임플란트 조립체들 중 하나의 사시도이다.
도 4d는 도 4c에 도시된 임플란트 조립체의 평면도이다.
도 4e는 1차 및 보조 임플란트 사이에 배치된 포켓 내로 주입된 골 자극 재료를 도시하는, 도 4d에 도시된 임플란트 조립체의 단부도이다.
도 4f는 접힘 또는 좌굴 삽입 구성으로 도시된, 도 4a에 도시된 보조 임플란트의 단부도이다.
도 4g는 대안적인 실시예에 따른 채널을 포함하는, 도 4a에 도시된 보조 임플란트의 사시도이다.
도 4h는 도 4g에 도시된 보조 임플란트의 단면 단부도이다.
도 5a는 1차 임플란트 및 1차 임플란트 내에 배치된 보조 임플란트를 각각 포함하는 한 쌍의 임플란트 조립체를 포함하며, 확장 구성으로 도시되어 있는, 목표 골 내로 삽입된 대안적인 실시예에 따라 구성된 임플란트 시스템의 사시도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 임플란트 시스템의 평면도이다.
도 5c는 도 5a에 도시된 임플란트 시스템의 임플란트 조립체들 중 하나의 측면도이다.
도 5d는 도 5c에 도시된 임플란트 조립체들 중 하나의 사시도이다.
도 5e는 도 5c에 도시된 임플란트 조립체의 평면도이다.
도 5f는 1차 및 보조 임플란트 사이에 배치된 포켓 내로 주입된 골 자극 재료를 도시하는, 도 5e에 도시된 임플란트 조립체의 단부도이다.
도 5g는 접힘 또는 좌굴 삽입 구성으로 도시된, 도 5a에 도시된 보조 임플란트의 단부도이다.
도 6a는 1차 임플란트 및 1차 임플란트 내에 배치된 보조 임플란트를 각각 포함하는 한 쌍의 임플란트 조립체를 포함하며, 확장 구성으로 도시되어 있는, 목표 골 내로 삽입된 대안적인 실시예에 따라 구성된 임플란트 시스템의 사시도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 임플란트 시스템의 평면도이다.
도 6c는 도 6a에 도시된 임플란트 시스템의 임플란트 조립체들 중 하나의 측면도이다.
도 6d는 도 6c에 도시된 임플란트 조립체들 중 하나의 사시도이다.
도 6e는 도 6c에 도시된 임플란트 조립체의 평면도이다.
도 6f는 1차 및 보조 임플란트 사이에 배치된 포켓 내로 주입된 골 자극 재료를 도시하는, 도 6e에 도시된 임플란트 조립체의 단부도이다.
도 6g는 접힘 또는 좌굴 삽입 구성으로 도시된, 도 6a에 도시된 보조 임플란트의 단부도이다.
도 6h는 도 6f에 도시된 임플란트 조립체와 유사하지만, 대안적인 실시예에 따라 구성된, 임플란트 조립체의 단부도이다.
도 7a는 확장 구성의 임플란트 조립체를 도시하는, 대안적인 실시예에 따라 구성된 1차 임플란트 및 보조 임플란트를 포함하는 임플란트 조립체이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 보조 임플란트의 사시도이다.
도 7c는 좌굴 구성으로 지지 슬리브 내로 삽입된 주머니를 도시하는, 도 7b에 도시된 보조 임플란트의 사시도이다.
도 7d는 선 7D-7D를 따라 취한, 도 7a에 도시된 임플란트 조립체의 단면 단부도이다.
도 7e는 도 7d와 유사하지만, 대안적인 실시예에 따라 구성된 보조 임플란트의 단면 단부도이다.
도 7f는 도 7e에 도시된 보조 임플란트 조립체와 유사하지만, 다른 대안적인 실시예에 따라 구성된 보조 임플란트 조립체의 단면 단부도이다.
도 8a는 대안적인 실시예에 따라 구성된 지지 슬리브의 사시도이다.
도 8b는 다른 대안적인 실시예에 따라 구성된 지지 슬리브의 사시도이다.
도 8c는 대안적인 실시예에 따라 구성된 임플란트 슬리브의 확대된 평면도이다.
도 8d는 다른 대안적인 실시예에 따라 구성된 임플란트 슬리브의 확대된 평면도이다.
도 9는 도 7e에 도시된 보조 임플란트 조립체와 유사하지만, 슬리브가 대안적인 실시예에 따라 순응성(compliant)이며 확장 가능한, 보조 임플란트 조립체의 단면 단부도이다.
도 10a는 캐뉼라형 본체 및 캐뉼라형 본체 내에 수납되는 개방 장치를 포함하는, 임플란트 삽입 조립체의 개방 조립체의 사시도이다.
도 10b는 도 10a에 도시된 개방 장치의 사시도이다.
도 10c는 도 10a에 도시된 캐뉼라형 본체의 사시도이다.
도 10d는 척추경을 통해 목표 척추체 내에 설치된 삽입 조립체의 평면도이다.
도 10e는 도 10d에 도시된 삽입 조립체에 의해 목표 척추체 내로 삽입된 1차 임플란트 및 확장 본체의 평면도이다.
도 10f는 도 10e와 유사하지만, 1차 임플란트를 확장 구성으로 편위시키는 확장 구성의 확장 본체를 도시하는 평면도이다.
도 10g는 도 10f와 유사하지만, 확장 구성으로 유지되는 1차 임플란트로부터 수축되어 제거된 확장 본체를 도시하는 평면도이다.
도 10h는 도 10g와 유사하지만, 삽입 조립체를 거쳐 좌굴 구성으로 확장된 1차 임플란트 내로 삽입된 보조 임플란트를 도시하는 평면도이다.
도 10i는 도 10h와 유사하지만, 1차 임플란트 내부에서 확장 구성으로 확장된 보조 임플란트를 도시하는 평면도이다.
도 10j는 도 10i와 유사하지만, 목표 척추로부터 제거된 삽입 조립체를 도시하는 평면도이다.
도 11a는 도 10a에 도시된 바와 같지만, 개방 장치가 만곡된 말단 단부를 갖는, 개방 조립체의 사시도이다.
도 11b는 도 11a에 도시된 개방 장치의 사시도이다.
도 11c는 도 10a에 도시된 캐뉼라형 본체의 사시도이다.
도 11d는 척추경을 통해 목표 척추체 내에 설치된 삽입 조립체의 평면도이다.
도 11e는 도 11d에 도시된 삽입 조립체에 의해 목표 척추체 내로 삽입된 1차 임플란트 및 확장 본체의 평면도이다.
도 11f는 도 11e와 유사하지만, 1차 임플란트를 확장 구성으로 편의시키는 확장 구성의 확장 본체를 도시하는 평면도이다.
도 11g는 선 11G-11G를 따라 취한, 도 11f에 도시된 확장 본체의 단면 단부도이다.
도 11h는 도 11g와 유사하지만, 삽입 조립체를 거쳐 좌굴 구성으로 확장된 1차 임플란트 내로 삽입된 보조 임플란트를 도시하는 평면도이다.
도 11i는 선 11I-11I를 따라 취한, 도 11h에 도시된 보조 임플란트의 개략적인 단면 단부도이다.
도 11j는 도 11h와 유사하지만, 1차 임플란트 내부에서 확장 구성으로 확장된 보조 임플란트를 도시하며 목표 척추로부터 제거된 삽입 조립체를 도시하는 평면도이다.
도 12a는 측방 또는 요근 관통(trans-psoas) 접근에 의해 목표 척추체 내에 설치된 삽입 조립체의 평면도이다.
도 12b는 도 12a와 유사하지만, 척추체 내의 1차 임플란트 내부에서 확장된 확장 본체를 도시하는 평면도이다.
도 12c는 도 12b와 유사하지만, 1차 임플란트로부터 제거된 확장 본체 및 삽입 조립체를 거쳐 1차 임플란트 내로 삽입된 보조 임플란트를 도시하는 평면도이다.

먼저 도 1a-d를 참조하면, 확장 가능한 임플란트 시스템(18)은 도시된 바와 같이 척추(17)일 수 있는 목표 골 내로 삽입되도록 구성된 한 쌍의 임플란트 조립체(19)와 같은 적어도 하나의 임플란트 조립체(19)를 포함한다. 특히, 각각의 임플란트 조립체(19)는 외상 이전의 해부학적 정상 높이에 대해 감소된 전방 높이(H1) 및 증가된 후만 각도(도 1a-b)를 갖는 척추 압축 골절("VCF")과 같은 외상을 받은 척추(17)의 척추체 부분(21) 내에 이식될 수 있다. 임플란트 조립체(19)는, 예를 들어, 하나 이상의 캐뉼라, 미리 형성된 구멍을 통해 또는 경피적으로와 같이, 최소 침습적 외과적 기술에 의해 척추체 부분(21) 내로 이식될 수 있는 스텐트(stent)일 수 있는 1차 확장 가능 임플란트(20)를 포함한다. 이식되면, 확장 가능한 임플란트(20)는 구조적 완결성을 재확립하고 통증성 미세 운동을 감소 또는 제거하기 위해 목표 골을 복원시키거나 안정화하도록 구성된다.

본 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 바와 같이, 확장 가능한 임플란트 조립체(19)가 척추(예를 들어, 요추, 흉추, 또는 경추 영역) 내의 목표 척추체 부분(21)의 내부 체적 내에서 사용 가능한 것으로 도시되어 있지만, 확장 가능한 임플란트 시스템(18)은, 예를 들어, 케이지(cage), 수핵 교체 등을 위해 추간판 공간 내에서, 조직과 뼈 사이에서, 대퇴골 근위부 및 경골 근위부와 같은 장골 또는 손, 얼굴, 발, 팔다리, 두개골과 같은 뼈 내에서, 또는 체내의 거의 모든 뼈 내에서, 또는 추간 공간 높이를 복원하기 위해 퇴행된 추간판 내에 이식되는 추간 스페이서로서, 또는 추간 공간 내에서의 추간판의 제거 후와 같이, 신체의 다른 부위에서 사용될 수 있는 것으로 이해하여야 한다.

따라서, 1차 임플란트(20)는 1차 임플란트(20)가 목표 골의 내부 체적 내로 삽입되는 것을 허용하도록 구성된 대응하는 제1 삽입 크기를 갖는 제1 삽입 구성을 갖는다. 목표 골 내로 삽입되면, 확장 가능한 임플란트는 현장에서 삽입 구성으로부터 삽입 크기보다 더 큰 대응하는 제2 확장 크기를 갖는 제2 확장 구성으로 확장될 수 있다. 확장 구성에 있을 때, 1차 임플란트(20)는 대체로 척추체 부분(21)의 내부 체적 내에서 공동을 생성하고, 척추체 부분(21)을 안정화하고, 척추체 부분(21)의 내부 체적의 일부를 점유하거나 내부 체적을 보강할 수 있다. 따라서, 1차 임플란트(20)는 척추체 부분의 높이를 제1 전방 높이(H1)보다 더 큰 제2 전방 높이(H2), 및 도 1a-b에 도시된 것에 대해 감소되거나 제거된 후만 각도로 복원하는 확장 구성으로 확장 가능하다. 제2 높이(H2)는, 예를 들어, 해부학적으로 바람직한 높이일 수 있다. 임플란트 조립체(19)는 수축 구성에서 예를 들어 캐뉼라를 통해 1차 임플란트(20) 내로 삽입되고, 이후에 확장 가능한 임플란트 시스템(18)이 정상 해부학적 기능 중에 척추(17)에 가해지는 수술후 해부학적 힘을 흡수하여 구조적 완결성을 유지할 수 있도록 1차 임플란트를 확장 구성에서 지지하기 위해 1차 임플란트 내부에서 확장되도록 구성된, 보조 임플란트(110)를 추가로 포함한다. 임플란트(20, 110)는 임의의 적합한 강화된 생체 친화성 재료로부터 만들어질 수 있고, 티타늄, 티타늄 합금, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤케톤(PEKK) 등을 포함할 수 있다.

이제 도 2a-d를 참조하면, 1차 임플란트(20)는 축방향(A)으로 연장하는 중심 축(24)에 대해 배치된 실질적으로 환상인 임플란트 본체(22)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 임플란트(20)는 방향성 섬유를 구비한 중합체 재료로부터 만들어질 수 있고, 감염을 방지하기 위해 하나 이상의 항생제로 필요에 따라 코팅될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 임플란트(20)는 파이녹스(Phynox)(예컨대, L605 합금, 또는 CoCrWNi 합금) 재료로부터 만들어지지만, 임플란트(20)는 대안적으로 스테인리스강, 엘질로이(Elgiloy)(CoCrMo), 티타늄, Ti-6Al-7Nb(TAN), Ti-6Al-4V(TAV), 폴리에테르에테르케톤(PEEK)과 같은 임의의 적합한 대안적인 재료, 또는 PEEK, PET, PUR, PCU, 실리콘 등과 같은 임의의 생체 친화성 플라스틱으로부터 만들어질 수 있다. 임플란트(20)는 분사된 하이드록시아파타이트 또는 다른 Ca 및 P 조성물과 같은 골전달 층(osteoconductive layer)으로 추가로 코팅될 수 있다. 임플란트(20)는 기하학적 특성을 원하는 대로 변화시키기 위해 선택적 레이저 절삭 공정에 의해 제조될 수 있다.

임플란트 본체(22)는 내부 공극(23)을 형성하는 내측 표면(22a) 및 대향된 외측 표면(22b)을 포함한다. 임플란트 본체(22)는 복수의 연결된 링크(26)를 포함한다. 각각의 링크(26)는 각각 제1 및 제2의 대향된 가요성이며 소성 변형 가능한 측면 부분(28, 30)과, 각각 측면 부분(28, 30)들 사이에 연결된 가요성이며 소성 변형 가능한 힌지를 제공하는 제1 및 제2의 대향된 가요성 단부 부분(32, 34)을 포함한다. 단부 부분(32, 34)은 만곡되거나 원하는 대로 달리 성형되고, 도시된 실시예에 따르면 곡률 반경을 형성할 수 있다. 유사하게, 측면 부분(28, 30)은 임플란트(20)가 삽입 구성에 있을 때 실질적으로 직선이며 축 방향을 따라 평행하지만, 측면 부분(28, 30)은 임의의 적합한 형상 및 공간적 관계를 원하는 대로 형성할 수 있음을 이해하여야 한다.

도시된 실시예에 따르면, 링크(26)는 복수와 같은 적어도 하나의 행(27) 및 복수와 같은 적어도 하나의 열(29)로 배열된다. 행(27)은 도시된 실시예에서 축 방향(A)과 일치하는 행 방향을 따라 연장한다. 열(29)은 도시된 실시예에서 환(annulus)을 형성하도록 원주방향인 열 방향을 따라 연장한다. 링크(26)의 단부들은 도시된 바와 같이 행 방향을 따라 서로 일체로 또는 직접 연결되지만, 링크(26)는 대안적으로 연결 부재를 거쳐 서로 간접 연결될 수 있음을 이해하여야 한다. 링크(26)의 측면들은 대응하는 원주방향 아암(36)을 거쳐 서로 간접 연결되지만, 링크(26)의 측면들은 대안적으로 서로 직접 연결될 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 링크(26)들은 각각의 행(27) 및 열(29)을 형성하도록 행 및 열 방향을 따라, 직접 또는 간접으로 서로 연결되는 것으로 말할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 측면 부분(28, 30)은 축방향으로 연장하고, 즉 이들은 축방향 성분을 갖는 방향을 따라 연장한다. 달리 말하자면, 측면 부분(28, 30)들은 중심 축(24)에 대해 직교하는 방향을 따라 연장하는 방사상 방향(R)에 대해 각도 오프셋된 방향을 따라 연장한다. 따라서, 아래의 설명으로부터 이해될 바와 같이, 측면 부분(32, 34)들은 방사상 외향력이 임플란트 본체(22)에 인가될 때 확장하여 소성 변형하도록 구성되고, 이에 의해 내부 공극(23)의 크기를 확장시킨다. 임플란트(20)는 재료가 공극(23)을 충진하여 링크(26)에 대해 방사상 외향 확장력(F)을 인가하도록, 임플란트(20)의 내부 공극(23) 내로 충분한 체적의 열경화성 골 충진 재료를 삽입함으로써 삽입 구성으로부터 확장 구성으로 확장될 수 있다. 예를 들어, 아래에서 더 상세하게 설명될 바와 같이, 임플란트 조립체(19)는 임플란트 본체(22) 내부에 일시적으로 위치되어, 임플란트 본체(22)가 확장 구성에서 소성 변형되도록 임플란트 본체(22)를 확장시키도록 확장되는, 확장 가능한 주머니(69)(도 10e-f 참조)와 같은 확장 장치(58)를 포함할 수 있다. 주머니는 그 다음 수축되어 임플란트 본체(22)로부터 제거될 수 있고, 보조 임플란트(110)가 1차 임플란트 내에 이식되고, 이후에 1차 임플란트(20)를 보강, 지지, 및 안정화하도록 확장될 수 있다.

도 2a에 도시된 실시예에 따르면, 1차 임플란트(20)가 압축 또는 좌굴 삽입 구성에 있을 때, 각각의 주어진 링크는 대향된 단부 부분(32, 34)들 사이에서 연장하는 길이(L1)를 형성한다. 또한, 임플란트(20)가 삽입 구성에 있을 때, 측면 부분(28, 30)들은 서로에 대해 실질적으로 평행하게 연장하고, 도시된 실시예에 따르면 원주방향으로 연장하는 제1 또는 삽입 거리(D1)만큼 서로로부터 분리된다. 달리 말하자면, 측면 부분(28, 30)들은 측면 부분(28, 30)들의 길이를 따라 선택 위치에서 제1 거리(D1)만큼 분리된다. 따라서, 임플란트 본체(22)의 원주는 제1 거리(D1)에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 임플란트(20)가 삽입 구성에 있을 때, 임플란트 본체(22)는, 예를 들어 임플란트가 도시된 바와 같이 원통형 표면을 형성할 때, 직경일 수 있는 제1 단면 거리(CS1)를 형성한다. 제1 단면 거리(CS1), 및 제1 거리(D1)는 임플란트(20)가 목표 골의 내부 체적 내로 삽입되는 것을 허용하도록 구성된 제1 삽입 크기를 임플란트(20)에 제공한다.

확장 가능한 임플란트(20)는 도 2a에 도시된 삽입 구성으로부터 도 2b-d에 도시된 확장 구성으로 확장하도록 구성된다. 각각의 링크(26)는 실질적으로 동일하게 구성될 수 있고, 따라서 다른 링크(26)와 실질적으로 동일한 초기 길이(L1) 및 거리(D1)를 형성한다. 방사상 외향 확장력(F)이 링크 본체(22)의 내측 표면, 특히 링크(26)에 인가될 때, 링크(26)는 원주방향으로 확장한다. 예를 들어, 링크(26)들 중 전부까지의 적어도 하나의 측면 부분(28, 30)들 사이에서 연장하는 초기 거리는 제1 삽입 거리(D1)로부터 제1 삽입 거리(D1)보다 더 큰 제2 확장 거리(D2)로 증가한다. 동시에, 링크(26)들 중 전부까지의 적어도 하나의 길이는 제1 길이(L1)로부터 제1 삽입 길이(L2)보다 더 작은 제2 확장 길이(L2)로 감소된다. 확장력(F)이 임플란트 본체(22)에 대해 균일하게 분포된다고 가정하면, 동일하게 구성된 링크(26)들은 실질적으로 균일하게 확장할 것이고, 임플란트 본체(22)는 제1 삽입 단면 거리 또는 직경(CS1)보다 더 큰 제2 확장 단면 거리 또는 직경(CS2)으로 확장할 것이다.

링크(26)들이 모두 도 2a-d에 대해 위에서 설명된 바와 같이 실질적으로 동일하게 구성될 수 있지만, 링크(26)들 중 제1 복수와 같은 적어도 하나가 링크(26)들 중 제2 복수와 같은 적어도 하나와 상이하게 구성될 수 있음이 이해된다. 예를 들어, 도 3a-b를 참조하면, 임플란트(20)는 제1 복수의 요소 또는 링크(26a) 및 제2 복수의 요소 또는 링크(26b)를 포함할 수 있다. 링크(26a)는 링크(26b)로부터 원주방향으로 이격될 수 있어서, 이들은 서로에 대해 임플란트 본체(22)의 원주방향으로 대향된 측면 상에 있다. 달리 말하자면, 제1 선택 개수의 행(27), 특히 인접한 행(27)들은 링크(26a)를 포함할 수 있고, 제2 선택 개수의 행(27), 특히 인접한 행(27)들은 링크(26b)를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 링크(26a)는 링크(26b)로부터 축방향으로 이격될 수 있어서, 제1 선택 개수의 열(29), 특히 인접한 열(29)들은 링크(26a)를 포함할 수 있고, 제2 선택 개수의 열(29), 특히 인접한 열(29)들은 링크(26b)를 포함할 수 있다.

도시된 실시예에 따르면, 제1 복수의 링크(26a)의 축방향 삽입 길이(L1)는 임플란트(20)가 삽입 구성에 있을 때, 제2 복수의 링크(26b)의 축방향 삽입 길이(L1)보다 더 커서, [원주방향 거리들은 원하는 대로 링크(26a)와 링크(26b) 사이에서 상이할 수 있지만] 제1 복수의 링크(26a)의 원주방향 거리는 제2 복수의 링크(26b)의 원주방향 거리와 실질적으로 동일하다. 또한, 링크(26a)는 링크(26b)의 벽 두께(T1)보다 더 큰 벽 두께(T1)를 가질 수 있다. 따라서, 제1 복수의 링크(26a)의 원주방향 거리는 제2 복수의 링크(26b)의 원주방향 거리보다 더 크게 확장하도록 구성됨을 이해하여야 한다. 일 실시예에 따르면, 제1 복수의 링크(26a)는 제2 복수의 링크(26b)와 실질적으로 동일한 확장력을 받을 때, 제2 복수의 링크(26b)보다 더 큰 속도로 확장한다.

각각의 임플란트 조립체(19)는 따라서 척추(17)의 척추체 부분(21)과 같은 목표 골 내로 삽입되도록 구성된 1차 임플란트(20) 및 보조 확장 가능 임플란트(110)를 포함할 수 있다. 확장 가능한 임플란트 시스템(18)이 도시된 바와 같이 척추체 부분(21) 내로 이식되는 한 쌍의 임플란트 조립체(19)를 포함할 수 있지만, 이는 적어도 하나의 임플란트 조립체(19)를 포함할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 하나의 임플란트 조립체(19)가 척추체 부분(21) 내로 삽입되는 실시예에서, 임플란트 조립체는 가압된 인접한 추간판으로부터 또는 파단된 단부판을 통해 척추체 부분(21) 내로의 디스크 물질의 침입을 방지하기 위해 척추체 부분(21)에서 중심에 배치될 수 있다.

목표 골 내로 이식될 때, 임플란트(20)는 도 3c에 도시된 바와 같이 균일한 확장력 하에서 대칭 원통형 형상을 생성하도록 구성될 수 있거나, 임플란트(20)는 도 3d에 도시된 바와 같이, 균일한 확장력 하에서 바나나 형상과 유사한 비대칭 만곡 형상을 생성하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 임플란트(20)는 확장될 때 임의의 형상을 취할 수 있다. 예를 들어, 도 3e에 도시된 바와 같이, 임플란트(20)의 대칭 형상은 시가(cigar) 형상일 수 있고, 여기서 임플란트(20)는 그의 확장 및 신장의 축 방향을 따라 볼록형과 같이 만곡된 대향된 외측 표면(35)들을 형성한다. 확장 가능한 임플란트 시스템(18)은 한 쌍의 임플란트 조립체(19), 또는 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 골절된 척추체(21) 내로의 인접한 추간판의 침입을 방지하기 위해 척추체(21) 내로 중심에 이식되는 단일 임플란트 조립체를 포함할 수 있음이 또한 이해된다.

일 실시예에 따르면, 임플란트(20)는 그의 삽입 구성에서 목표 골 내로 삽입되고, 이때 링크(26)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 임플란트(20)가 캐뉼라를 통해, 척추경 내에 형성된 개방부를 통해 또는 척추체 부분(21) 내로 연장하는 측방향 개방부 내에서, 그리고 척추체 부분(21)의 내부 공동 내로 통과될 수 있도록, 도시된 바와 같이 접힐 수 있는 압축 또는 좌굴 구성에 있는 것으로 지칭될 수 있다. 임플란트(20)는 일 실시예에 따르면 안내 와이어의 안내 경로를 따를 수 있다. 안내 경로는 직선 또는 곡선일 수 있고, 따라서 임플란트(20)는 만곡된 안내 경로를 따르도록 가요성일 수 있다. 목표 골이 척추체 부분(21)일 때, 1차 임플란트(20)의 소성 변형은 임플란트(20)가 척추체 부분(21)의 전방 부분 내에서 보강을 제공할 수 있다.

1차 임플란트(20)가 제1 복수의 링크(26a) 및 제2 복수의 링크(26b)를 포함할 때, 후크의 법칙은 임플란트 본체(22)가 탄성적으로 확장될 때, 임플란트 본체(22)가 비대칭 또는 구부러진 형상을 취할 수 있음을 보여준다. 그러나, 링크(26a, 26b)의 확장은 탄성 변형 한도를 넘어서 발생하여, 임플란트 본체(22)가 소성 변형을 겪는 것을 이해하여야 한다. 보조 임플란트(110)의 팽창 및 확장으로 인해, 1차 임플란트(20)는 실질적으로 그의 확장 구성에 있을 수 있다.

예시적인 실시예 - 후크의 법칙의 적용

정의:

ε 변형율

σ 인장 강도

A 바아(bar)의 단면적

A_i 0.4 mm²

A₀ 0.2 mm²

l 바아의 길이

l_i 8 mm

l_o 10 mm

E 탄성 계수 파이녹스: 203-400 Mpa

신장율: Δl = ε?l

변형율: ε = σ/E

Δl = σ?l/E

가정, 여기서 "i"는 [임플란트 본체(22)의 원주방향 내측 단부에 위치될 수 있는] 제2 복수의 링크(26b)를 갖는 임플란트 본체(22)의 영역을 표시하고, "o"는 [임플란트 본체(22)의 원주방향 외측 단부에 위치될 수 있는] 제1 복수의 링크(26a)를 갖는 임플란트 본체(22)의 영역을 표시하고, 확장은 실질적으로 균일한 확장력 (또는 인장력) 하에 있다. 제2 복수의 링크(26b) 및 제1 복수의 링크(26a)의 결과적인 인장 강도는 각각 다음과 같다:

σ_i = F/A_i = 120N/0.2mm² = 600[N/mm²]

σ_o = F/A_o = 120N/0.4mm² = 300[N/mm²]

제2 복수의 링크(26b) 및 제1 복수의 링크(26a)의 결과적인 신장율은 각각 다음과 같다:

Δl_i = σ_i?l_i/Ε = 300MPa?8mm/203,400MPa = 0.011mm

Δl_o = σ_o?l_o/Ε = 600MPa?10mm/203,400MPa = 0.030mm

이러한 분석에 기초하여, 임플란트(20)는 링크(26b)의 영역에서보다 링크(26a)의 영역에서 상당히 더 확장한다 (전술한 예에서 대략 3배). 결과적으로, 임플란트(20)는 제2 복수의 링크(26b)가 제1 복수의 링크(26a)에 비해 더 작은 신장율을 가지므로, 확장 중에 구부러진다. 상기 예의 숫자는 확장 임플란트(20)의 상이한 링크 크기에 기초한 굽힘 효과를 보여주기 위해 사용되는 가정일 뿐이고, 실제 시험 데이터를 나타내지 않음을 이해하여야 한다.

이제 도 1d 및 4a-f를 참조하면, 보조 확장 가능 임플란트(110)는 1차 임플란트(30)가 확장 구성에 있을 때, 1차 임플란트(30)의 내부 공극(23) 내로 삽입되도록 구성된다. 특히, 보조 임플란트(110)는 압축 또는 좌굴 삽입 구성(도 4f 참조)에서 내부 공극(23) 내로 삽입되고, 이후에 내부 공극(23) 내부에서 현장에서 확장 구성으로 확장된다. 보조 임플란트(110)는 1차 임플란트(20)를 그의 확장 구성에서 지지하기 위해, 임플란트 본체(22)의 내측 표면과 접촉하여 지지하는 복수의 접촉 표면(114)과 같은 적어도 하나의 접촉 표면(114)을 포함하는 임플란트 본체(112)를 형성한다. 보조 임플란트(110)가 삽입 구성에 있을 때, 접촉 표면(114)은 1차 임플란트 본체(22)로부터 만입되어 이격된다. 보조 임플란트 본체(112)가 확장 구성을 확장될 때, 접촉 표면(114)은 1차 임플란트 본체(22)의 내측 표면과 접촉한다. 접촉 표면(114)은 임플란트 본체(22) 상으로 방사상 외향 지지력을 제공할 수 있다. 도 4f에 도시된 바와 같이, 보조 임플란트(110)는 슬리브(116) 내부에서 압축 또는 좌굴 삽입 구성으로 1차 임플란트(20)의 내부 공극(23) 내로 삽입될 수 있고, 슬리브(116)는 이후에 제거될 수 있고, 보조 임플란트(110)는 이후에 확장될 수 있다.

보조 임플란트(110)는 임플란트 본체(112)를 통해 연장하는 포트(125)를 거쳐 임플란트 본체(112)의 내부(115) 내로 (예컨대, 도 4h 참조), 예를 들어 생체 친화성 뼈 시멘트와 같은 경질화 골 충진 재료(123)의 현장 주입에 의해 삽입 구성으로부터 확장 구성으로 확장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 뼈 시멘트는 자가 경질화(예컨대, 자가 경화)되는 하중 지지 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)이지만, 골 충진 재료는 임의의 적합한 골 충진 재료로부터 원하는 대로 선택될 수 있음을 이해하여야 한다. 뼈 시멘트는 또한 시멘트 형성을 시각화하고 보조 임플란트(110) 내의 누출의 경우에 임의의 잠재적인 시멘트 누출을 관리하기 위해 황산바륨 및/또는 산화지르코늄(ZrO₂)과 같은 방사선 불투과제(radiopacifier)를 함유할 수 있다. 그러나, 뼈 시멘트는 정상 작동 조건 하에서 척추(21)로부터 차폐되므로, 생리학적 구성요소가 없을 수 있다.

확장 구성에 있을 때, 보조 임플란트(110)는 임의의 적합한 형상을 원하는 대로 형성할 수 있다. 예를 들어, 임플란트 본체(112)는 그리스 문자 "델타(delta)"의 형상을 형성하도록, 실질적으로 이등변 삼각형일 수 있다. 임플란트 본체(112)의 삼각형 형상은 임의의 기하학적 구성을 원하는 대로 취할 수 있음을 이해하여야 한다. 도시된 실시예에 따르면, 임플란트 본체(112)는 곡선(예컨대, 오목) 또는 실질적인 직선과 같이, 원하는 대로 성형될 수 있는 측표면(119)을 갖는 실질적인 삼각형의 중심 본체 부분(118)과, 임플란트 본체(112)의 꼭짓점으로부터 방사상 외부로 연장하는 복수의 노드(120)를 형성한다. 도시된 실시예에 따르면, 3개의 노드(120)가 원주방향으로 등거리로 이격되지만, 이들은 임플란트 본체(112)에 대해 일관되거나 가변적인 간격으로 이격될 수 있다. 또한, 보조 임플란트(110)는 임의의 개수의 노드(120)를 원하는 대로 포함할 수 있다. 각각의 노드(120)는 목부(122) 및 목부(122)보다 더 큰 원주방향 치수를 형성하는 안정화 지지 풋(124)을 포함할 수 있다. 지지 풋(124)은 위에서 설명된 방식으로 1차 임플란트 본체(22)와 접촉하도록 구성된 각각의 방사상 외측 접촉 표면(114)을 형성한다. 접촉 표면(114)은 원하는 대로 성형될 수 있다. 예를 들어, 접촉 표면(114)은 곡선(예컨대, 볼록) 또는 실질적인 직선일 수 있다.

확장 구성은 보조 임플란트 본체(112)를 펼치는 것을 포함할 수 있고, 보조 임플란트 본체(112)는 골 충진 재료(123)가 도 4f에 도시된 접힘 삽입 구성으로부터 임플란트 본체(112)를 펼치지만 펼침 구성으로부터 임플란트 본체(112)를 실질적으로 연신시키지 않도록, 골 충진 재료(123)로 주입될 때 비순응성일 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 임플란트 본체(112)는 접힘 또는 좌굴 구성 및 펼침 또는 확장 구성 모두에서 실질적으로 일정한 표면을 유지한다. 대안적으로, 임플란트 본체(112)는 순응성이어서, 임플란트 본체(112)가 삽입 구성에 대해 펼쳐진 후에 현장에서 반연신 또는 연신 가능할 수 있고, 이에 의해 좌굴 또는 접힘 구성에 대해 확장 구성에서 보조 임플란트(110)의 외측 표면적을 증가시킨다. 따라서, 임플란트 본체가 삽입 구성으로부터 펼쳐져서 이후에 펼침 구성에 대해 탄성적으로 또는 소성으로 연신되게 하는 충분한 양의 골 충진 재료(123)가 임플란트 본체(112) 내로 주입될 수 있다. 따라서, 보조 임플란트(110)의 확장 구성은 펼침 구성 및 연신 구성 모두를 포함할 수 있다.

이제 도 4e를 참조하면, 임플란트 조립체(19)는 임플란트 본체(112)와 1차 임플란트(20) 사이의 내부 공극(23) 내에 배치되는 복수의 포켓(126)을 형성할 수 있다. 특히, 각각의 포켓(126)은 인접한 노드(120)들 사이에서 원주방향으로 그리고 중심 본체 부분(118)과 1차 임플란트(20) 사이에서 방사상으로 배치된다. 따라서, 임플란트 조립체(19)는 도시된 바와 같이 3개의 포켓(126)을 형성할 수 있거나, 적어도 하나의 포켓(126)과 같이, 임의의 대안적인 개수의 포켓(126)을 원하는 대로 형성할 수 있다. 따라서, 골 자극 재료 또는 골 성장 재료(128)가 임플란트 조립체(19) 내로의 골 성장을 촉진하기 위해 포켓(126) 내로 삽입될 수 있다. 골 자극 재료(128)는, 예를 들어, 인산칼슘, 환자로부터 채취한 뼈 조각, (사체로부터 채취한) 동종 이식편, 하이드록시아파타이트(HA)계 과립과 같은 세라믹 과립, 인산칼슘(CaP)계 시멘트 등일 수 있다. 사용 시에, 골 자극 재료(128)는 골 내생(in-growth) 및 두부측 및 미부측 척추 단부판 사이에서의 영양분의 교환과 같은, 생리학적 작용을 증진시킬 수 있다.

위에서 설명된 포켓(126)이 유체 연통에 대해 서로로부터 별개이며 분리될 수 있지만, 임플란트 조립체(19)는 포켓(126)들이 서로 유체 연통하도록 구성될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 도 4g-h를 참조하면, 보조 확장 가능 임플란트 본체(112)는 포켓(126)들 중 둘 이상을 유체 연통하도록 위치시키기 위해, 측벽(119)들 사이에서 이들을 통해 연장하는 복수의 채널(130)과 같은 적어도 하나의 채널(130)을 추가로 형성할 수 있다. 또한, 채널(130)은 관련 포켓(126)들이 유체 연통하도록 서로 유체 연통할 수 있다. 채널(130)은 골 충진 재료(123)가 포켓(126)에 대해 격리되도록 임플란트 본체(112)의 내부(115)로부터 격리될 수 있다. 채널(130)은 포켓(126)들 사이에서의 골 자극 재료(128)의 전달을 촉진시킨다. 예를 들어, 골 자극 재료는 하나의 포켓(126) 내로 삽입될 수 있고, 압력 하에서 채널(130)을 통해 다른 포켓(126) 내로 이동할 수 있다. 또한, 채널(130)은, 예를 들어, 더 양호한 회전 안정성을 제공하기 위해 채널(130)을 통한 골 내생과 같은 생리학적 작용을 촉진시킨다. 채널(130)은 수평 방향, 수직 방향, 및 수평 및 수직 방향에 대해 기울어진 각도로 신장될 수 있다. 채널(130)은 내부(115)로 주입된 골 자극 재료가 임플란트(110)를 확장시키고 나아가 포켓(126) 내로 골 자극 재료를 추가로 도입하도록, 임플란트 본체(112)의 내부(115)와 유체 연통할 수 있음을 또한 이해하여야 한다. 대안적으로, 접촉 표면(114)은 포켓(126)들을 서로 유체 연통하도록 위치시키는 채널을 형성하도록 1차 임플란트(20)와 불균등한 접촉을 형성할 수 있다.

보조 임플란트(110)가 삼각형 형상을 갖는 것으로 설명되었지만, 임플란트(110)는 환자의 정상 해부학적 기능 중에 1차 임플란트(20)를 지지하기에 적합한 임의의 대안적인 형상을 원하는 대로 형성할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 이제 도 5a-g를 참조하면, 보조 확장 가능 임플란트 본체(112)는 실질적으로 X-형상일 수 있다. 도시된 실시예에 따르면, 임플란트 본체(112)는 곡선(예컨대, 오목) 또는 실질적인 직선과 같이, 원하는 대로 성형될 수 있는 측표면(119)을 갖는 실질적인 정사각형 또는 직사각형 중심 본체 부분(118)과, 임플란트 본체(112)의 코너로부터 방사상 외부로 연장하는 복수의 노드(120)를 형성한다. 도시된 실시예에 따르면, 4개의 노드(120)가 원주방향으로 등거리로 이격되지만, 이들은 임플란트 본체(112)에 대해 일관되거나 가변적인 간격으로 이격될 수 있다. 또한, 보조 임플란트(110)는 임의의 개수의 노드(120)를 원하는 대로 포함할 수 있다. 임플란트(110)는 도 5g에 도시된 압축 또는 좌굴 구성으로부터 예를 들어 도 5a에 도시된 바와 같은 확장 위치로 확장 가능하다.

따라서, 도 5f를 참조하면, 임플란트 조립체(19)는 임플란트 본체(112)와 1차 임플란트(20) 사이의 내부 공극(23) 내에 배치된 4개의 포켓(126)을 형성할 수 있다. 특히, 각각의 포켓(126)은 인접한 노드(120)들 사이에서 원주방향으로 그리고 중심 본체 부분(118)과 1차 임플란트(20) 사이에서 방사상으로 배치된다. 포켓(126)들은 임플란트 본체(112)를 거쳐 서로로부터 분리되고 격리될 수 있거나, 위에서 설명된 방식으로 서로 유체 연통하도록 위치될 수 있다. 따라서, 골 자극 재료(128)가 임플란트 조립체(19) 내로의 골 성장을 촉진하기 위해 포켓(126) 내로 삽입될 수 있다. 골 자극 재료(128)는, 예를 들어, 인산칼슘, 하이드록시아파타이트, 동종 이식편 등일 수 있다. 사용 시에, 골 자극 재료(128)는 골 내생 및 두부측 및 미부측 척추 단부판들 사이에서의 영양분의 교환과 같은 생리학적 작용을 증진시킨다.

이제 도 6a-g를 참조하면, 보조 확장 가능 임플란트 본체(112)는 실질적으로 I-형상일 수 있다. 도시된 실시예에 따르면, 임플란트 본체(112)는 곡선(예컨대, 오목) 또는 실질적인 직선과 같이, 원하는 대로 성형될 수 있는 측표면(119)을 갖는 실질적인 직사각형의 신장된 중심 본체 부분(118)과, 임플란트 본체(112)의 외측 단부로부터 방사상 및 원주방향 외부로 연장하는 한 쌍의 노드(120)를 형성한다. 도시된 실시예에 따르면, 2개의 노드(120)가 원주방향으로 등거리로 180° 이격되지만, 이들은 임플란트 본체(112)에 대해 일관되거나 가변적인 간격으로 이격될 수 있다. 또한, 보조 임플란트(110)는 임의의 개수의 노드(120)를 원하는 대로 포함할 수 있다. 임플란트(110)는 도 6g에 도시된 압축 또는 좌굴 구성으로부터 예를 들어 도 6a에 도시된 바와 같은 확장 위치로 확장 가능하다.

따라서, 도 6f를 참조하면, 임플란트 조립체(19)는 임플란트 본체(112)와 1차 임플란트(20) 사이의 내부 공극(23) 내에 배치된 한 쌍의 포켓(126)을 형성할 수 있다. 특히, 각각의 포켓(126)은 인접한 노드(120)들 사이에서 원주방향으로 그리고 중심 본체 부분(118)과 1차 임플란트(20) 사이에서 방사상으로 배치된다. 포켓(126)들은 임플란트 본체(112)를 통해 서로로부터 분리되고 격리될 수 있거나, 위에서 설명된 방식으로 서로 유체 연통하도록 위치될 수 있다. 따라서, 골 자극 재료(128)는 임플란트 조립체(19) 내로의 골 성장을 용이하게 하도록 포켓(126) 내로 삽입될 수 있다. 골 자극 재료(128)는, 예를 들어, 인산칼슘, 하이드록시아파타이트, 동종 이식편 등일 수 있다. 사용 시에, 골 자극 재료(128)는 골 내생 및 두부측 및 미부측 척추 단부판들 사이에서의 영양분의 교환과 같은 생리학적 작용을 증진시킨다.

이제 도 6h를 참조하면, 보조 확장 가능 임플란트 본체(112)는 실질적으로 이중 I-빔 형상일 수 있다. 도시된 실시예에 따르면, 임플란트 본체(112)의 중심 본체 부분(118)은 곡선(예컨대, 오목) 또는 실질적인 직선과 같이, 원하는 대로 성형될 수 있는 측표면(119)을 각각 갖는 한 쌍의 평행하게 이격된 신장된 레그(118a, 118b)와, 레그(118a, 118)의 외측 단부로부터 방사상 및 원주방향 외부로 연장하는 한 쌍의 노드(120)를 형성한다. 도시된 실시예에 따르면, 2개의 노드(120)가 원주방향으로 등거리로 180° 이격되지만, 이들은 임플란트 본체(112)에 대해 일관되거나 가변적인 간격으로 이격될 수 있다. 또한, 보조 임플란트(110)는 임의의 개수의 노드(120)를 원하는 대로 포함할 수 있다.

확장 가능한 보조 임플란트(110)는 임의의 바람직한 제조 기술을 사용하여 원하는 대로 제조될 수 있다. 예를 들어, (예를 들어, 중합체 재료의) 복수의 생체 친화성 및 팽창 가능한 박벽 시트가 골 충진 재료(123)로 충진될 때 전술한 구성으로 확장되는 임플란트 본체(112)를 형성하도록 초음파로 또는 광선에 의해 함께 용접될 수 있다. 예를 들어, 확장 가능한 임플란트(110)는 PEEK의 (또는 팽창 가능하거나 펼침 가능한 다른 생체 친화성 재료의) 둘 이상의 시트를 결합함으로써 제조될 수 있다.

이제 도 7a-d를 참조하면, 임플란트 조립체(19)는 대안적인 실시예에 따라 구성된 확장 가능한 1차 임플란트(20) 및 확장 가능한 보조 임플란트(110)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보조 임플란트(110)는 중심 본체 부분(118), 및 좌굴 구성에서 중심 본체 부분(118) 내로 삽입되어 주머니(140)를 확장 구성으로 확장시키는 골 충진 재료(123)로 압력 하에서 주입될 수 있는 확장 가능한 풍선 또는 주머니(140)를 포함하는 임플란트 본체(112)를 포함할 수 있다. 주머니(140)는 폴리우레탄계 중합체, 예를 들어 바이오네이트(Bionate)와 같은 PCU(폴리카보네이트-우레탄)와 같은 임의의 적합한 확장 가능한 재료로부터 만들어질 수 있다. 중심 본체 부분(118)은 유사하게 주머니(140)를 국소적으로 구속하고 주머니가 1차 임플란트(20)와 접촉하는 노드(120)를 형성하도록 허용하기 위해, 금속 또는 PEEK와 같은 강성 중합체와 같은 (확장 가능하거나 강성일 수 있는) 임의의 적합한 재료로부터 만들어질 수 있다.

도시된 실시예에 따르면, 중심 본체 부분(118)은 환상 슬리브로서, 1차 임플란트(20)의 중심 축(24)과 동연(coextensive)일 수 있는 중심 축(142)을 따라 신장되는 것으로 도시되어 있다. 중심 본체 부분(118)은 원통형이거나 대안적으로 원하는 대로 성형될 수 있는 내부(115)를 형성한다. 보조 임플란트(110)는 중심 본체 부분(118)을 통해 연장하는 복수의 슬롯(144)과 같은 슬롯(144)으로서 도시된 적어도 하나의 개방부를 추가로 형성한다. 대안적으로, 보조 임플란트(110)는 1차 임플란트(20)에 대해 위에서 설명된 바와 같이 복수의 링크(26)를 포함할 수 있다 (도 2a-d 참조). 중심 본체 부분(118)은 원주방향 및/또는 축방향으로 이격된 임의의 개수의 슬롯 또는 개방부(144)를 원하는 대로 포함할 수 있다. 아래의 설명으로부터 이해될 바와 같이, 슬롯(144)은 보조 임플란트 본체(112)에 대한 노드 위치를 형성할 수 있다. 따라서, 슬롯(144)은 도시된 바와 같이 원주방향으로 등거리로 이격될 수 있거나, 그들 사이에서 가변적인 원주방향 거리를 원하는 대로 형성할 수 있다.

작동 중에, 확장 가능한 주머니(140)는 좌굴 구성(도 7c 참조)에서 중심 본체 부분(118)의 내부(115) 내에 위치될 수 있다. 보조 임플란트(110)는 그의 좌굴 구성에서, 그 다음 보조 임플란트(110)의 삽입 이전에 확장될 수 있는 1차 임플란트(20) 내부에 위치될 수 있다. 대안적으로, 중심 본체 부분(118)이 먼저 1차 임플란트(20) 내부에 삽입될 수 있고, 확장 가능한 주머니(140)가 그의 좌굴 구성에서, 이후에 중심 본체 부분(118)의 내부로 삽입될 수 있다. 주머니(140)는 주머니(140)의 내부 공극(145) 내로 골 충진 재료(123)를 전달하도록 구성된 결합/분리 메커니즘에 결합될 수 있는 포트(146)를 기부 단부(proximal end)에서 포함할 수 있다. 주머니(140)는 골 충진 재료(123)가 내부 공극(145) 내에서 양압을 생성하기 위해 포트(146)를 통해 삽입될 때, 순응성이며 연신 가능하다. 예를 들어, 액체 뼈 시멘트와 같은 액체가 포트(146) 내로 주입되어, 주머니(140)가 확장되게 할 수 있고, 이는 결국 주머니(140)의 일부가 중심 본체 부분(118)으로부터 외부로 연장하는 노드(120)를 형성하도록 개방부(144)를 통해 연장하게 한다. 주머니(140)가 현장에서 연신하기 때문에, 주머니(140)는 그가 현장에서 확장할 때 외측 표면적이 증가한다. 뼈 시멘트가 그 다음 시멘트가 완전히 중합되면, 전형적으로 30분 이내에, 경질화한다.

주머니(140)가 중심 본체 부분(118) 내부에서 확장할 때, 주머니(140)의 일부는 슬롯(144)을 통해 연장하는 목부(122) 및 목부(122)보다 더 큰 원주방향 치수를 형성하는 슬롯(144)으로부터 외부로 연장하는 안정화 지지 풋(124)을 각각 형성하는 버섯형 노드(120)를 생성하도록 슬롯(144)을 통해 연장한다. 지지 풋(124)은 위에서 설명된 방식으로 1차 임플란트 본체(22)와 접촉하도록 구성된 각각의 방사상 외측 접촉 표면(114)을 형성한다. 따라서, 골 충진 재료(123)는 주머니(140)가 접촉 표면(114)이 1차 임플란트 본체(22)의 내측 표면과 맞닿는 지점으로 확장할 때까지 주머니(140) 내로 삽입될 수 있다. 도 7d에 도시된 바와 같이, 보조 임플란트(110)는 서로로부터 180° 이격되어, 한 쌍의 노드(120)를 형성하는 한 쌍의 슬롯(144)을 포함할 수 있다. 따라서, 보조 임플란트(110)는 도 7d에 도시된 바와 같이 실질적으로 I-형상일 수 있다. 도 7e에 도시된 바와 같이, 보조 임플란트(110)는 서로로부터 120° 이격되어, 3개의 노드(120)를 형성하는 3개의 슬롯(144)을 포함할 수 있다. 따라서, 보조 임플란트(110)는 도 7e에 도시된 바와 같이 실질적으로 삼각형일 수 있다. 도 7f에 도시된 바와 같이, 보조 임플란트(110)는 서로로부터 90° 이격되어, 4개의 노드(120)를 형성하는 4개의 슬롯(144)을 포함할 수 있다. 따라서, 보조 임플란트(110)는 실질적으로 X-형상일 수 있다. 따라서, 보조 임플란트(112)[예를 들어, 주머니(140)]는 순응성이며 골 충진 재료(123)의 도입에 응답하여 연신 가능할 수 있지만, 도 4-6에 도시된 유형의 보조 임플란트(112)는 비순응성이며 강성으로 구성될 수 있음을 이해하여야 한다. 보조 임플란트(112)의 노드(120) 및 1차 임플란트(20)는 도 4e에 대해 위에서 설명된 방식으로 골 자극 재료로 충진될 수 있는 포켓을 형성할 수 있다.

이제 도 8a를 참조하면, 보조 임플란트 본체(112)는 축방향으로 정렬된 양분된 슬롯(144)을 형성할 수 있다. 또한, 슬롯(144)들은 도 8b에 도시된 바와 같이 원주방향으로 서로 중첩하는 행으로 배열될 수 있다. 따라서, 슬롯(144)들은 임의의 배향 및 구성으로 원하는 대로 중심 본체 부분(118) 내에 배열될 수 있다. 또한, 슬롯(144)은 원하는 대로 성형될 수 있다. 예를 들어, 슬롯(144)은 도 7c에 도시된 바와 같이, 직사각형이며 중심 축(142)에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 신장될 수 있다. 대안적으로, 도 8c에 도시된 바와 같이, 슬롯(144)은 외측 부분(144a) 및 외측 부분(144a)들 사이에 배치되며 외측 부분(144a)보다 더 넓은 중간 부분(144b)을 갖는 열쇠 구멍 형상(keyhole-shaped)일 수 있다. 대안적으로, 외측 부분(144a)들 중 하나 또는 모두가 중간 부분(144b)보다 더 넓을 수 있다. 대안적으로, 도 8d에 도시된 바와 같이, 슬롯(144)은 다이아몬드 형상일 수 있다. 슬롯(144)의 크기 및 형상은 슬롯(144)을 통해 연장하는 노드(120)의 크기 및 형상을 적어도 부분적으로 결정할 수 있음이 이해된다.

중심 본체 부분(118)이 도 7a-7f에 도시된 바와 같이 주머니(140)가 좌굴 구성으로부터 확장 구성으로 확장할 때 실질적으로 강성으로 유지될 수 있지만, 중심 본체 부분(118)은 대안적으로 순응성일 수 있고, 중심 본체 부분(118)의 일부 또는 전부가 확장하는 주머니(140)로부터 중심 본체 부분(118) 상으로 가해지는 외향 확장력에 응답하여 확장됨이 이해된다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 중심 본체 부분(118)은 주머니(140)가 슬롯(144)을 통해 확장할 때 슬롯(144)에 인접한 위치에서 방사상 외측으로 확장할 수 있다.

보조 임플란트(112)가 1차 임플란트(20) 내부에 위치되어 도 7a에 도시된 실시예에 따라 확장되지만, 보조 임플란트(112)는 좌굴 구성에서 척추의 척추체 부분과 같은 목표 골 내로 삽입되고, 이후에 척추체 부분으로 높이를 복원시키도록 확장되는 독립형 임플란트를 형성할 수 있음을 이해하여야 한다.

이제 10a-d를 또한 참조하면, 임플란트 시스템(18)은 목표 골 내에서의 1차 및 보조 임플란트(20, 110)의 삽입 및 확장을 용이하게 하는 임플란트 삽입 조립체(50)와 함께, 위에서 설명된 바와 같은 적어도 하나의 확장 가능한 임플란트 조립체(19)를 포함할 수 있다. 확장 가능한 임플란트 조립체(19)는, 예를 들어, 전방 접근, 단축(mono-axial) 또는 양측 접근, 척추경 관통 접근, 척추경 측방 접근, 척추경 외부 접근, 요근 관통 접근 등을 포함한 본 기술 분야에 현재 또는 이후에 공지되는 임의의 접근을 거쳐 척추체 부분(21) 내로 이식될 수 있다.

도 10a-j에 도시된 실시예에 따르면, 임플란트 조립체(19)는 양측, 척추경 관통 접근을 통해 삽입된다. 삽입 조립체(50)는 임플란트 조립체(19)가 이식되는 안내 경로를 제공하는 목표 골을 통한 개방부를 생성하도록 구성된 개방 조립체(52)를 포함할 수 있다. 개방 조립체(52)는 캐뉼라형 본체(62a), 캐뉼라형 본체(62a) 내부에 수납되는 개방 장치(62b), 및 개방 조립체(52)를 지지하는 조준 장치(54)를 포함한다.

신장된 캐뉼라형 본체(62a)는 기부 단부(64a) 및 대향된 말단 단부(66a)를 형성하고, 캐뉼라(68a)는 신장 방향을 따라 캐뉼라형 본체(62a)를 통해 기부 단부(64a)로부터 말단 단부(66a)로 연장한다. 캐뉼라형 본체(62a)는 실질적으로 직선이고, 기부 단부(64a)에서 손잡이(67a)에 연결된다. 캐뉼라(68a)는 각각의 손잡이(67a)를 통해 연장할 수 있다. 개방 장치(62b)는 캐뉼라(68a) 내에 수납되는 크기이고, 기부 단부(64b) 및 대향된 말단 단부(66b)를 형성한다. 개방 장치(62b)는 기부 단부(64b)에 결합된 손잡이(67b)를 포함한다. 말단 단부(66b)는 목표 골을 통해 절단하도록 구성된 절단날 또는 대안적으로 구성된 개방 부재로서 도시된 절단 블레이드(65)를 제공할 수 있다. 개방 장치(62b)는 손잡이(67b)를 통해 기부 단부(64b)로부터 말단 단부(66b)로 연장하는 캐뉼라(68b)를 추가로 형성할 수 있다. 대안적으로, 개방 장치(62b)는 중실체일 수 있다. 삽입 조립체(50)는, 예를 들어, 한 한 쌍의 확장 가능한 임플란트 조립체(19)를 이식할 때, 목표 척추체 부분(21) 내로 삽입될 수 있는 한 쌍의 대칭으로 형성된 개방 조립체(52)를 포함할 수 있다.

작동 중에, 개방 장치(62b)는 절단 블레이드(65)가 캐뉼라형 본체(62a)의 말단 단부(66a)로부터 외부로 연장하도록, 캐뉼라형 본체(62a)의 기부 단부(64a) 내로 삽입될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 개방 장치(62b)는 척추경 관통 접근을 따라 척추(70) 내로 삽입될 수 있다. 소형 구멍이 수술중 방사선 관찰 하에서, 목표 척추(17)의 척추경(72)에 접근하기 위해 사용될 수 있다. 목표 척추(17)의 양 척추경(72)은 개방 장치(62b)가 대응하는 척추경(72)의 피질골을 관통하도록, 각각의 척추경(72) 내로 말단 절단 블레이드(65)를 구동함으로써 개방될 수 있다. 개방 장치(62b)는 그 다음 척추체 부분(21) 내의 해면골을 통해 아치형 채널을 천공하도록, 척추경 축을 따라 병진 이동될 수 있다.

조준 장치(54)는 본체(78), 및 캐뉼라형 본체(62a)의 대응하는 쌍을 수납하는 크기인 본체(78)를 통해 연장하는 한 쌍의 이격된 개구(80)를 포함한다. 개구(80)는 척추체 부분(21) 내에서 삽입 채널(73)을 생성하기 위해 척추(17)의 척추체 부분(21) 내로의 원하는 삽입 경로를 따라 캐뉼라형 본체(62a) 및 개방 장치(62b)를 척추경(72)과 조준하도록 배향된다.

개방 장치(52)가 척추(70) 내로 삽입되면, 확장 가능한 임플란트 조립체(19)의 구성요소는 척추체 부분(21) 내에 형성된 채널(73) 내로 삽입될 수 있다. 특히, 임플란트 조립체 구성요소는 개방 장치(62b)의 캐뉼라(68b)를 통해 삽입될 수 있거나, 개방 장치(62b)는 캐뉼라형 본체(62a)로부터 제거될 수 있고, 임플란트 조립체 구성요소는 캐뉼라형 본체(62a)의 캐뉼라(68a)를 통해 삽입될 수 있다. 예를 들어, 개방 장치(62b)는 중실체로서 구성될 수 있다. 그러나, 개방 장치(62b)가 캐뉼라형이더라도, 임플란트 조립체 구성요소는 개방 장치(62b)의 캐뉼라(68b)를 통해 삽입되고, 여전히 임플란트 조립체 구성요소는 캐뉼라(68a) 내에 형성된 안내 경로를 통해 목표 골 내로 이식되는 것으로 말할 수 있다. 안내 경로는 아울러 소정의 실시예에 따르면 캐뉼라(68b)에 의해 형성될 수 있다. 예시의 목적으로, 개방 장치(62b)는 채널(73)이 형성된 후에 캐뉼라형 본체(62a)로부터 제거되어 도시되어 있다.

이제 도 10e를 또한 참조하면, 삽입 조립체(50)는 고무, 플라스틱, 또는 임플란트 본체(22)의 내부 공극(23)을 점유하도록 구성된 확장 가능한 주머니 또는 다른 가요성 부재를 제공하는 다른 적합한 재료로부터 만들어질 수 있는 확장 본체(69)를 추가로 포함한다. 확장 본체(69)는 캐뉼라형 본체(62a)를 통해, 척추(17)의 척추체 부분(21) 내에 이식된 1차 임플란트(20) 내로 삽입된다. 예를 들어, 1차 임플란트(20)는 채널(73)과 정렬된 안내 와이어를 따라 캐뉼라형 본체(62a) 내부에서 이동할 수 있다. 대안적으로, 확장 가능한 본체(69)는 임플란트(20) 내로 미리 삽입될 수 있고, 확장 본체(69) 및 임플란트(20)는 일체로 함께 채널(73) 내로 삽입될 수 있다.

확장 본체(69)는 말단 단부(105)에서 폐쇄되고, 도 10f에 도시된 바와 같이, 확장 매체가 캐뉼라형 본체(62a) 및 기부 포트를 통해 1차 임플란트(20) 내부에서 확장하는 풍선일 수 있는 확장 본체(69) 내로 삽입될 수 있도록, 대향된 기부 단부에서 포트를 형성한다. 확장 매체는 공기, 생리식염수, 물 등과 같이, 원하는 대로 임의의 유체일 수 있다. 확장 본체(69)가 확장할 때, 이는 1차 임플란트(20)의 본체 상에 방사상 외향력을 가하고, 이는 위에서 설명된 바와 같이 1차 임플란트(20)가 그의 확장 구성으로 확장하도록 압박한다. 1차 임플란트(20)가 확장하면, 확장 매체는 확장 본체(69)로부터 제거될 수 있고, 이로써 확장 본체(69)가 수축하게 된다. 예를 들어, 결합 및 분리 메커니즘이 확장 매체를 확장 본체(69) 내로 도입하고 그로부터 제거하기 위해 확장 본체(69)의 포트에 결합될 수 있다. 확장 본체(69)는 그 다음 도 10g에 도시된 바와 같이 캐뉼라형 본체(62a)로부터 제거될 수 있다. 따라서, 확장 본체(69)는 목표 척추체(21) 내에 일시적으로 이식되는 것으로 말할 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 1차 임플란트는 도 10g에 도시된 확장 구성으로 소성 확장한다. 따라서, 확장 본체(69)가 제거된 후에, 소성 변형된 1차 임플란트(20)는 척추체 부분(21)의 내부 체적 내에 잔류하고, 수술대 상에서 복와위 또는 앙와위로 누운 환자의 척추가 경험하는 (대략 100N과 대략 200N 사이일 수 있는) 수술중의 일시적인 힘에 견디도록 구성된다.

이제 도 10h를 또한 참조하면, 확장 본체가 제거되면, 보조 임플란트(110)는 캐뉼라형 본체(62a)를 통해 1차 임플란트(20)의 내부 공극(23) 내로 삽입될 수 있다. 보조 임플란트(110)는 도 1d 및 4a-f를 참조하여 위에서 설명된 삼각형 임플란트로서 도시되어 있지만, 임의의 적합한 형상을 갖는 보조 임플란트(110)가 좌굴 또는 삽입 구성으로 1차 임플란트(20) 내부에 삽입될 수 있음을 이해하여야 한다. 보조 임플란트(110)는 임플란트(110)를 좌굴 구성으로 유지하는 슬리브(116)(도 4f)에 의해 둘러싸인 캐뉼라형 본체(62a) 내로 삽입될 수 있다. 슬리브(116)는 임플란트(110)가 캐뉼라형 본체(62a) 내로 삽입되면 제거될 수 있거나, 임플란트(110)가 1차 임플란트(20) 내로 삽입되면 제거될 수 있다.

도 4h 및 10i를 참조하면, 보조 임플란트(110)가 1차 임플란트(20)의 내부 공극 내에 배치되면, 보조 임플란트(110)의 기부 단부는, 예를 들어 생체 친화성 뼈 시멘트와 같은 골 충진 재료(123)의 공급원에 결합될 수 있다. 예를 들어, 2차 캐뉼라가 캐뉼라형 본체(62a) 내로 삽입되어, 일 단부에서 내부(115)로의 임플란트 본체(112) 상의 입구에 그리고 타 단부에서 골 충진 재료(123)의 가압 공급원에 결합될 수 있다. 따라서, 골 충진 재료(123)는 임플란트 본체(112)의 내부(115) 내로 주입될 수 있고, 이에 의해 임플란트 본체(112)가 1차 임플란트(20) 내부에서 접촉 표면(114)이 임플란트(20)와 맞닿게 하는 크기로 확장하게 한다. 접촉 표면(114)은 원하는 대로 배향되어, 척추체(21) 상으로 가해지는 압축력을 흡수하도록 일 실시예에 따르면 두부측으로 그리고 미부측으로 연장할 수 있다. 골 충진 재료가 경질화되면, 2차 캐뉼라 및 캐뉼라형 본체(62a)가 도 10j에 도시된 바와 같이, 확장된 보조 임플란트(110)로부터 파단되어 목표 척추(17)로부터 제거되도록 꼬이거나, 비틀리거나, 달리 작동될 수 있다. 임플란트 조립체(19)는 환자의 정상 수술후 해부학적 기능(예컨대, 서기, 걷기, 앉기, 뛰기 등) 중에 척추가 경험하는 (대략 500N과 대략 5,000N 사이일 수 있는) 수술후 "영구적인" 힘에 견디도록 구성된다. 예를 들어, PMMA계 뼈 시멘트가 전형적으로 정적 또는 피로 부하 모드 하에서 10,000N을 초과하는 부하를 견딜 수 있다. 따라서, 보조 임플란트(110)는 1차 임플란트(20)보다 더 높은 힘을 견딜 수 있다.

1차 임플란트(20)가 도시된 실시예에 따르면 보조 임플란트(110)의 삽입 이전에 확장되지만, 보조 임플란트(110)가 척추체 부분(21) 내에서의 1차 임플란트(20)의 이식 이전에 압축 또는 좌굴 구성에서 1차 임플란트(20) 내부에 미리 설치될 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 1차 및 보조 임플란트(20, 110)는 보조 임플란트(110)의 확장이 1차 임플란트(20)를 확장시키도록 척추체(21) 내로 일체로 삽입될 수 있다. 대안적으로, 보조 임플란트(110)는 1차 임플란트(20)가 없이 압축 또는 좌굴 구성에서 척추체(21) 내로 이식된 후에 척추체(21)로의 높이를 복원하도록 확장될 수 있다.

다시 도 4e를 또한 참조하면, 임플란트 조립체(19)가 도시된 실시예에 따라 목표 척추체(21) 내부에서 확장되면, 골 자극 재료(128)가 이후에 포켓(126)들 중 전부까지의 포켓(126)들 중 적어도 하나 내로 삽입될 수 있다. 예를 들어, 골 자극 재료(128)는 골 자극 재료(128)가 포켓(126) 내로 유동하게 하는 압력 하에서 (도 10d에 대해 설명된 바와 같이 생성된) 채널(73) 내로 도입될 수 있다. 대안적으로, 골 자극 재료(128)는 임의의 방식으로 원하는 대로 포켓(126) 내로 유도될 수 있다. 삽입 조립체(50)가 척추체 부분(21)의 대향된 측면들 상에 한 쌍의 임플란트 조립체(19)를 이식하는 것으로 도시되었지만, 단일 임플란트 조립체(19)만이 대안적으로 원하는 대로 이식될 수 있음을 이해하여야 한다.

이제 도 11a-c를 참조하면, 개방 장치(62b)는 말단 단부(66b)에 근접한 위치에서 만곡될 수 있고, 아울러 말단 단부(66b)가 캐뉼라(68a) 내에 배치될 때 실질적인 직선 구성으로 연장하지만 캐뉼라(68a)의 외부에 배치될 때 구부러지도록 가요성이다. 개방 장치(62b)는 니티놀 (또는 니켈-티타늄 합금)과 같은 임의의 적합한 탄성 굽힘 재료로부터 형성될 수 있다. 따라서, 도 11d에 도시된 바와 같이, 개방 조립체(52)가 목표 척추(17)의 척추경 내로 삽입되고, 개방 장치(62b)가 말단 단부(66b)가 캐뉼라형 본체(62a)로부터 외부로 이동하도록 전방으로 병진 이동될 때, 말단 단부(66b)는 그가 해면골을 통해 구동될 때 만곡되어, 만곡되거나 아치형인 채널(73)을 생성한다. 말단 단부(66b)는 측방향 중간선(77)이 채널(73)과 교차하도록, 만곡된 채널(73)이 척추체 부분(21)의 측방향 중간선(77)을 통과하기에 충분한 길이를 가질 수 있다.

다음으로, 도 11e에 도시된 바와 같이, 확장 본체(69)는 캐뉼라형 본체(62a)를 통해 1차 임플란트(20) 내로 삽입되고, 확장 본체(69) 및 1차 임플란트(20)는 채널(73) 내로 삽입된다. 확장 본체(69) 및 임플란트(20)는 일체로 함께 이식될 수 있거나, 임플란트(20)가 먼저 삽입될 수 있고, 이후에 확장 본체가 임플란트(20) 내로 삽입될 수 있다. 1차 임플란트(20)는 임플란트(20)가 만곡된 채널(73)의 곡률과 실질적으로 동일한 곡률을 형성하도록, 도 3d를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 비대칭 또는 바나나 형상일 수 있다. 임플란트(20) 및 안내 와이어, 예를 들어 임플란트(20)의 채널(73) 내로의 삽입 경로를 형성하는 대안적인 구조물이 임플란트(20)가 소정의 배향으로 채널 내로 삽입되도록 키이 결합될 수 있고, 이때 임플란트(20)의 곡률은 채널(73)의 곡률로 배향될 것이다.

도 11f를 참조하면, 확장 본체(69)가 1차 임플란트(20) 내부에서 확장하게 하는 확장 매체가 캐뉼라형 본체(62a)를 통해 확장 본체(69) 내로 삽입될 수 있다. 확장 매체는 조영제, 생리식염수, 물, 이들의 혼합물 등과 같은 액체를 포함하여, 원하는 대로 임의의 유체일 수 있다. 확장 본체(69)가 확장할 때, 이는 1차 임플란트(20)의 본체 상에 방사상 외향력을 가하고, 이는 1차 임플란트(20)가 위에서 설명된 바와 같이 확장 구성으로 확장하도록 압박한다. 도 11g에 도시된 바와 같이, 확장 가능한 본체(69)는 본체(69)가 확장 시에 만곡되거나 바나나 형상이 되도록, 일 측면 상에서 타 측면에서보다 더 두꺼울 수 있다. 확장 가능한 본체(69)의 확장은 1차 임플란트(20)가 척추체 부분(21)의 측방향 중간선(77)에 대해 실질적으로 중심인 위치에서 확장하게 한다.

이제 도 11h를 또한 참조하면, 확장 본체(69)가 수축되어 제거되면, 보조 임플란트(110)는 캐뉼라형 본체(62a)를 통해 1차 임플란트(20)의 내부 공극(23) 내로 삽입될 수 있다. 도 11i에 개략적으로 도시된 바와 같이, 보조 임플란트(110)는 임플란트(110)가 1차 임플란트(20) 내부에서의 확장 시에, 만곡되거나 바나나 형상이 될 수 있도록, 일 측면에서 타 측면에서보다 더 두꺼울 수 있다. 대안적으로, 복수의 "직선" 보조 임플란트(110)가 서로로부터 이격된 위치에서 1차 임플란트 내부에 이식될 수 있다.

도 11j에 도시된 바와 같이, 보조 임플란트(110)(들)이 1차 임플란트(20)의 내부 공극 내에 배치되면, 보조 임플란트(110)(들)의 기부 단부는, 예를 들어 생체 친화성 뼈 시멘트와 같은 골 충진 재료(123)의 공급원에 결합될 수 있다. 예를 들어, 2차 캐뉼라가 캐뉼라형 본체(62a) 내로 삽입되어, 일 단부에서 임플란트(110)로의 입구에 그리고 타 단부에서 골 충진 재료의 가압 공급원에 결합될 수 있다. 따라서, 골 충진 재료는 임플란트(110) 내로 주입될 수 있고, 이에 의해 임플란트(110)가 위에서 설명된 방식으로 1차 임플란트(20) 내부에서 확장하게 한다. 골 충진 재료가 경질화되면, 2차 캐뉼라 및 캐뉼라형 본체(62a)는 도 11j에 도시된 바와 같이, 확장된 보조 임플란트(110)로부터 파단되어 목표 척추(17)로부터 제거되도록, 꼬이거나, 비틀리거나, 달리 작동될 수 있다. 결과적인 임플란트 조립체(19)는 측방향 중간선(77)이 두미 축에 대해 만곡될 수 있는 임플란트 조립체(19)와 교차하도록 위치된다. 따라서, 임플란트 조립체(19)는 척추체(21) 내에서 측방향으로 중심 설정되거나 적어도 부분적으로 측방향으로 중심 설정되는 것으로 말할 수 있다. 또한, 임플란트 조립체(19)는 측방향 중간선(77)과 정렬되거나 적어도 부분적으로 정렬되는 것으로 말할 수 있다. 도시된 실시예에 따르면, 임플란트 조립체(19)는 목표 척추(21)에 대해 인접하며 두부측 및 미부측인 추간판에 대해 실질적으로 중심 설정된다. 따라서, 임플란트 조립체(19)는 최대 부하 지지의 영역에서 척추체(21) 내에 위치되어, 인접한 가압된 추간판들에 의해 척추체(21)에 인가되는 힘에 저항할 수 있고, 따라서 인접한 추간판들의 골절된 척추체(21)의 파단된 단부판 내로의 또는 그를 통한 침입을 제한하거나 방지할 수 있다.

대안적으로, 한 쌍의 바나나형 임플란트 조립체(19)가 도 10d-j에 대해 위에서 설명된 바와 같이 삽입 조립체의 대응하는 쌍을 거쳐 측방향 중간선(도 3d 참조)의 대향된 측면들 상에서 척추체 내로 삽입될 수 있다. 대안적으로, 임플란트 조립체(19)는 추간판이 척추체 부분(21) 내로 돌출하는 것을 제한하거나 방지하는 구조적 안정성을 제공하도록 측방향 중간선(77)에서 서로 맞닿도록 위치되거나 (매우 근접하도록 위치)될 수 있다.

이제 도 12a-c를 참조하면, 임플란트 조립체(19)는 측방 또는 요근 관통 접근에 의해 척추체 부분 내로 삽입될 수 있다. 예를 들어, 개방 조립체(52)는 척추체 부분(21) 내로 측방으로 삽입될 수 있고, 개방 장치(62a)의 말단 단부(66b)는 측방향 중간선(77)을 횡단하거나 그와 교차하는 척추체(21) 내의 채널(73)을 생성하기 위해, 척추체(21)의 해면골 부분을 통한 측방향을 따라 캐뉼라형 본체(62a)로부터 외부로 병진 이동될 수 있다. 1차 임플란트(20) 및 확장 본체(69)는 채널(73) 내로 이식되어 확장될 수 있고, 확장 본체(69)는 위에서 설명된 방식으로 수축되어 척추(17)로부터 제거될 수 있다. 1차 임플란트(20)는 척추체(21)의 측방향 중간선(77)에 대해 실질적으로 중심 설정될 수 있다. 보조 임플란트(110)는 그 다음 임플란트(20) 내로 삽입되어 확장될 수 있고, 삽입 조립체(50)는 위에서 설명된 방식으로 제거될 수 있다. 보조 임플란트(110)는 대칭형, 예를 들어 도 3c에 도시된 바와 같은 원통형 또는 도 3e에 도시된 바와 같은 시가형일 수 있다. 따라서, 대칭형 임플란트 조립체(19)는 척추체(21) 내로 측방으로 이식되어, 인접한 추간판의 골절된 척추체 내로의 침투를 방지하거나 제한하기 위해 측방향 중간선(77)과 실질적으로 정렬된 위치에서 척추체(21) 내에서 실질적으로 측방향으로 연장할 수 있다.

소정의 예시적인 실시예가 목표 골의 내부 체적을 보강하여, 뼈의 높이를 증가 또는 복원하고, 뼈 내에 형성된 공동을 충진하고, 그리고/또는 뼈를 안정화, 보조, 및/또는 보강할 수 있는 확장 가능한 임플란트 조립체에 대해 설명되었다. 확장 가능한 임플란트 조립체(19)가 척추(예를 들어, 요추, 흉추, 또는 경추)로서 예시된 목표 골 내에서 사용되는 것으로 설명되었지만, 본 기술 분야의 당업자는 임플란트 조립체(19)가, 예를 들어 대퇴골 근위부 및 경골 근위부와 같은 장골 또는 손, 얼굴, 발, 말단부, 두개골 내의 뼈, 또는 신체 내의 거의 모든 뼈를 포함한, 예를 들어 대안적인 목표 골을 보강하기 위해, 신체의 다른 부위에서 위에서 설명된 방식으로 이식되어 이후에 확장될 수 있음을 이해할 것임을 이해하여야 한다. 또한, 임플란트 조립체(19)는 절개술이 추간판을 부분적으로 또는 완전히 제거한 후에, 퇴행된 디스크 또는 추간 공간 내에서 추간 스페이서로서 사용될 수 있다. 또한, 상이한 크기, 형상 및 구성의 구성요소를 포함하여, 본원에서 설명된 방식으로 적어도 하나의 확장 가능한 임플란트 조립체(19)를 삽입하여 확장시키기 위해 사용 가능한 임플란트 시스템의 모든 구성요소까지의, 임플란트 시스템(18)의 하나 이상의 구성요소를 포함하는 키트가 제공될 수 있음을 이해하여야 한다.

도면에 도시된 실시예의 도시 및 설명은 단지 예시적인 목적이며, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 함을 이해하여야 한다. 본 기술 분야의 당업자는 본 발명이 다양한 실시예를 고려함을 이해할 것이다. 아울러, 일 실시예에 따라 설명되고 도시된 특징 및 구조는 달리 제한되지 않으면, 본원에서 설명된 모든 실시예에 적용될 수 있음을 이해하여야 한다. 전술한 실시예에서 위에서 설명된 개념은 단독으로 또는 위에서 설명된 다른 실시예들 중 하나와 조합하여 채용될 수 있음을 이해하여야 한다. 본 명세서의 내용의 습득한 관련 기술 분야의 당업자는 본원에서 설명된 본 발명에 대해 많은 변형을 달성할 수 있고, 변화가, 예를 들어 첨부된 특허청구범위에 의해 설명되는 본 발명의 범주 및 사상으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다.

Claims

골절된 목표 골의 높이를 증가시키도록 구성된 확장 가능한 임플란트 시스템이며,
좌굴 구성으로부터 확장 구성으로 이동하도록 구성되며, 내부 공극을 형성하는 1차 임플란트 본체를 포함하는 1차 임플란트; 및
1차 임플란트 본체의 내부 공극 내에 배치되어 좌굴 구성으로부터 확장 구성으로 확장되도록 구성된 보조 임플란트를 포함하고,
보조 임플란트는 중심 본체 부분, 및 중심 본체 부분으로부터 외부로 연장하며, 보조 임플란트가 1차 임플란트 내에 배치되어 확장 구성에 있을 때 적어도 하나의 포켓을 적어도 부분적으로 형성하도록 구성된 적어도 한 쌍의 노드를 형성하는,
확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 1차 임플란트 본체는 적어도 하나의 환상 열을 형성하도록 복수의 링크를 포함하고, 링크는 대응하는 제1 및 제2 단부 부분에 의해 연결되는 제1 및 제2 대향된 측면 부분을 형성하고, 제1 및 제2 측면 부분은 그 사이에 거리를 형성하고, 거리는 제1 거리로부터 제2 거리까지 증가하고, 제2 거리는 링크가 본체가 확장 구성으로 확장하게 하는 확장력을 받을 때 제1 거리보다 더 커지는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제2항에 있어서, 복수의 링크는 적어도 제1 및 제2 링크를 포함하고, 제1 링크의 측면 부분은 제2 링크의 측면 부분보다 더 긴, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 1차 임플란트 본체는 1차 임플란트가 확장 구성에 있을 때 비대칭 형상인, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제4항에 있어서, 1차 임플란트 본체는 1차 임플란트 본체가 확장 구성에 있을 구부러지는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 1차 임플란트 본체는 1차 임플란트가 확장 구성에 있을 때 실질적으로 대칭 형상인, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제6항에 있어서, 1차 임플란트 본체는 1차 임플란트가 확장 구성에 있을 때 실질적으로 원통형인, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제6항에 있어서, 1차 임플란트 본체는 중심 축을 따라 축방향으로 연장하고, 축 방향을 따라 만곡되는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 포켓 내로 삽입되도록 구성된 골 자극 재료를 추가로 포함하는 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 제2 1차 임플란트, 및 다른 1차 임플란트 및 보조 임플란트에 인접한 위치의 목표 골 내에서 제2 1차 임플란트 내부에서 확장되도록 구성된 제2 보조 임플란트를 추가로 포함하는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 1차 임플란트의 내부 공극 내로 맞춰져서 확장될 수 있는 확장 본체를 추가로 포함하고, 확장 본체의 확장은 1차 임플란트가 확장 구성으로 확장하게 하는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제11항에 있어서, 보조 임플란트는 확장 본체가 내부 공극으로부터 제거된 후에, 1차 임플란트의 내부 공극 내로 삽입되어 그의 확장 구성으로 확장되는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 한 쌍의 포켓을 적어도 부분적으로 형성하는 적어도 한 쌍의 노드를 추가로 포함하고, 보조 임플란트는 서로 유체 연통하는 포켓의 쌍을 접합시키는 보조 임플란트 본체를 통해 연장하는 적어도 하나의 채널을 형성하는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 보조 임플란트는 실질적으로 I-형상인, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 보조 임플란트는 실질적으로 이중 I-형상인, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 보조 임플란트는 대응하는 꼭짓점을 형성하는 실질적으로 삼각형이고, 적어도 하나의 노드는 꼭짓점으로부터 외부로 연장하는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 보조 임플란트는 실질적으로 x-형상인, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 1차 임플란트 및 보조 임플란트를 목표 골 내로 삽입하도록 구성된 삽입 조립체를 추가로 포함하고, 삽입 조립체는 캐뉼라형 본체, 및 캐뉼라형 본체 내부에 맞춰지고 목표 골의 내부에 삽입 채널을 생성하기 위해 목표 골을 통해 절단하도록 구성된 절단날을 제시하는 개방 장치를 포함하는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제18항에 있어서, 개방 장치는 목표 골의 내부에 만곡된 삽입 채널을 생성하도록 구성된 만곡된 말단 단부를 형성하는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제18항에 있어서, 개방 장치는 목표 골의 내부에 실질적으로 직선인 삽입 채널을 생성하도록 구성된 실질적으로 직선인 말단 단부를 형성하는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 목표 골은 척추의 척추체 부분을 포함하는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 보조 임플란트는 적어도 한 쌍의 개방부를 형성하는 중심 본체 부분, 및 압축 구성에서 중심 본체 부분 내로 삽입되고, 이후에 확장되어 주머니의 일부가 개방부를 통해 확장하도록 구성된 주머니를 포함하고, 주머니의 일부는 노드를 형성하는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 보조 임플란트는 압축 구성으로부터 확장 구성으로 확장될 때 실질적으로 연신되지 않는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
제1항에 있어서, 보조 임플란트는 압축 구성으로부터 확장 구성으로 확장될 때 실질적으로 연신되는, 확장 가능한 임플란트 시스템.
목표 골 내로 임플란트 조립체를 삽입하는 방법이며,
뼈의 내부로 삽입 채널을 생성하는 단계;
1차 임플란트를 좌굴 구성으로 채널 내로 삽입하는 단계;
1차 임플란트를 뼈의 내부에서 확장시키는 단계;
보조 임플란트를 좌굴 구성으로 1차 임플란트 내로 삽입하는 단계; 및
보조 임플란트를 1차 임플란트 내부에서 확장시키는 단계를 포함하는
임플란트 조립체 삽입 방법.
제25항에 있어서, 보조 임플란트는 중심 본체 부분 및 중심 본체 부분으로부터 외부로 연장하는 적어도 한 쌍의 노드를 포함하고, 보조 임플란트를 확장시키는 단계는 노드가 1차 임플란트와 접촉하게 하는, 임플란트 조립체 삽입 방법.
제25항에 있어서, 노드는 포켓을 적어도 부분적으로 형성하고, 상기 방법은 보조 임플란트를 확장시키는 단계 후에 포켓 내로 골 자극 재료를 삽입하는 단계를 추가로 포함하는, 임플란트 조립체 삽입 방법.
제25항에 있어서, 목표 골은 척추의 척추체 부분이고, 생성 단계는 척추경 접근 및 요근 관통 접근 중 적어도 하나를 따라 척추체 부분 내로 개방 장치를 삽입하는 단계를 포함하는, 임플란트 조립체 삽입 방법.
제25항에 있어서, 생성 단계는 실질적으로 직선인 삽입 채널을 생성하는 단계를 추가로 포함하는, 임플란트 조립체 삽입 방법.
제25항에 있어서, 생성 단계는 실질적으로 만곡된 삽입 채널을 생성하는 단계를 추가로 포함하는, 임플란트 조립체 삽입 방법.
제25항에 있어서, 1차 임플란트를 확장시키는 단계는 확장 본체를 1차 임플란트 내로 삽입하고 확장 본체를 확장시키는 단계를 추가로 포함하는, 임플란트 조립체 삽입 방법.
제31항에 있어서, 확장 본체를 확장시키는 단계는 확장 본체를 팽창시키는 단계를 추가로 포함하는, 임플란트 조립체 삽입 방법.
제32항에 있어서, 보조 임플란트를 1차 임플란트 내로 삽입하는 단계 전에, 확장 본체를 수축시켜서 확장 본체를 1차 임플란트로부터 제거하는 단계를 추가로 포함하는, 임플란트 조립체 삽입 방법.