PT1504732E

PT1504732E - Implantes de fusão vertebral e instrumentos para a sua inserção e revisão.

Info

Publication number: PT1504732E
Application number: PT04077759T
Authority: PT
Inventors: Thomas A Zdeblick; William F Mckay; Lawrence M Boyd; Eddie F Ray Iii; Thomas Mcgahan
Original assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 2007-08-30
Also published as: ES2236792T3; DE69737756D1; DE69732226D1; WO1997031517A2; JP2001508319A; JP3808103B2; DE69732226T2; EP1504732B1; ES2287636T3; DE69737756T2; JP3997239B2; WO1997031517A3; ATE362740T1; ATE286696T1; EP1504732A1; JP2006006963A; EP0888099B1; US6613091B1; US20050192669A1; EP0888099A2

Description

ΡΕ1504732 1

DESCRIÇÃO "IMPLANTES DE FUSÃO VERTEBRAL E INSTRUMENTOS PARA A SUA INSERÇÃO E REVISÃO" O presente invento diz respeito a um implante artificial próprio para ser colocado no espaço interverte-bral que se forma após a remoção de um disco espinal danificado. Especificamente, o invento diz respeito a um implante que facilita a artrodese ou fusão entre vértebras adjacentes ao mesmo tempo que mantém ou restabelece a anatomia espinal normal no nivel vertebral em questão. O número de cirurgias espinais para corrigir as causas da dor lombo-sagrada tem aumentado constantemente ao longo dos últimos anos. Na maior parte das vezes, a dor lombo-sagrada tem origem em danos ou defeitos no disco espinal entre vértebras adjacentes. O disco pode estar her-niado ou sofrer de uma série de condições degenerativas, de maneira que em qualquer dos casos a função anatómica do disco espinal é interrompida. O tratamento cirúrgico mais corrente para este tipo de condições tem consistido na fusão das duas vértebras adjacentes ao disco afectado. Na maior parte dos casos, o disco é completamente removido, com excepção do anel, por meio de um processo de discecto-mia. Depois do material discai danificado ter sido removido, alguma coisa deverá ser posicionada no interior do 2 ΡΕ1504732 espaço intradiscal, senão o espaço poderá entrar em colapso, dando origem a danos nos nervos que se estendem ao longo da coluna espinal. A fim de impedir que este espaço discai possa entrar em colapso e de estabilizar a coluna vertebral, o espaço intradiscal é cheio com osso ou com um substituto de osso, a fim de promover a fusão entre as duas vértebras adjacentes. Nas técnicas primitivas, era simplesmente disposto material ósseo entre as vértebras adjacentes, tipicamente no lado posterior das vértebras, e a coluna espinal era estabilizada por meio de uma placa ou de um bastonete que abarcava as vértebras afectadas. Com esta técnica, após ter ocorrido a fusão, o material utilizado para manter a estabilidade do segmento tornava-se supérfluo. Além disso, os processos cirúrgicos necessários para implantar um bastonete ou uma placa para estabilizar o nível durante a fusão eram frequentemente demorados e complicados.

Por conseguinte foi determinado que uma melhor solução para a estabilização do espaço de um disco excisado consistia em fusionar as vértebras entre as respectivas placas terminais, de preferência sem necessidade de aplicação de placas anterior e posterior. Tem havido um grande número de tentativas para desenvolver um implante intradiscal aceitável que possa ser usado para substituir um disco danificado e mesmo assim manter a estabilidade do intervalo discai existente entre as vértebras adjacentes, pelo menos até ser obtida uma completa artrodese. Estes "dispositivos 3 ΡΕ1504732 de fusão intercorporal" têm assumido muitas formas. Por exemplo, uma das concepções mais correntes assume a forma de um implante cilíndrico. Estes tipos de implantes são representados pelas patentes No. 4.501.269 de Bagby, No. 4.878.915 de Brantigan, Nos. 4.961.740 e 5.055.104 de Ray e No. 5.015.247 de Michelson. Nestes implantes cilíndricos, a porção exterior do cilindro pode ser roscada para facilitar a inserção do dispositivo de fusão intercorporal, conforme representado pelas patentes de Ray, Brantigan e Michelson. Em alternativa, alguns dos implantes de fusão são concebidos para ser metidos por impacto no interior do espaço intradiscal e das placas terminais vertebrais. Estes tipos de dispositivos são representados pelas patentes Nos. 4.743.259, 4.834.757 e 5.192.327 de Brantigan.

Em cada uma das patentes anteriormente referidas, a secção transversal do implante é constante ao longo de todo o seu comprimento e o implante apresenta-se sob a forma de um cilindro circular recto. Há outros implantes que têm sido desenvolvidos para fusão intercorporal e que não têm uma secção transversal constante. Por exemplo, a patente No. 4.714.469 de McKenna mostra um implante semiesférico com protuberâncias alongadas que se projectam para o interior da placa terminal vertebral. A patente No. 4.714.469 de Kuntz mostra uma prótese em forma de bala configurada para optimizar uma montagem por atrito entre a prótese e os corpos vertebrais adjacentes. Finalmente, o implante de Bagby, patente No. 4.936.848, tem a forma de uma esfera que é de preferência posicionada entre os centros das vértebras adjacentes. 4 ΡΕ1504732

Os dispositivos de fusão intercorporal podem ser geralmente divididos em duas categorias básicas, a saber, implantes maciços e implantes que são concebidos para permitir o crescimento ósseo para o interior. Os implantes maciços são representados pelas patentes US Nos. 4.878.915, 4.743.256, 4.349.921 e 4.714.469. As restantes patentes aqui anteriormente referidas incluem alguma caracteristica que permite o crescimento ósseo através do implante. Descobriu-se que os dispositivos que promovem o crescimento ósseo natural conseguem atingir mais rapidamente uma artro-dese mais estável. O dispositivo divulgado na patente de Michelson é representativo deste tipo de implante oco que é tipicamente cheio com osso antes da inserção no interior do espaço intradiscal. Este implante inclui uma pluralidade de aberturas circulares que comunicam com o interior oco do implante, indo desse modo proporcionar uma via para o crescimento de tecido entre as placas terminais vertebrais e o osso ou o substituto de osso no interior do implante. Na preparação do espaço intradiscal, as placas terminais vertebrais são de preferência reduzidas a osso sangrante para facilitar este crescimento tissular para o interior. Durante a fusão, a estrutura metálica proporcionada pelo implante de Michelson ajuda a manter a desobstrução e a estabilidade do segmento móvel destinado a ser fusionado. Além disso, após ter ocorrido a artrodese, o próprio implante serve como uma espécie de âncora ou armação de suporte para a massa óssea maciça. 5 ΡΕ1504732

Os muitos dispositivos de fusão intercorporal actualmente disponíveis ainda apresentam uma série de dificuldades. Enquanto que se reconhece que os implantes ocos que permitem o crescimento ósseo para o interior do osso ou do substituto de osso no interior do implante constituem uma óptima técnica para se obter a fusão, a maior parte dos dispositivos da técnica anterior têm dificuldade em conseguir obter esta fusão, pelo menos sem a ajuda de algum dispositivo de estabilização adicional, como por exemplo um bastonete ou uma placa. Além disso, alguns destes dispositivos não são suficientemente fortes sob o ponto de vista estrutural para poderem suportar as grandes cargas e os grandes momentos de dobragem aplicados aos níveis vertebrais mais frequentemente fusionados, nomeadamente os que se encontram na região lombo-sagrada da coluna vertebral.

Tem havido a necessidade de proporcionar um dispositivo de fusão intercorporal oco que optimize a capacidade de crescimento ósseo para o interior, mas que ao mesmo tempo seja suficientemente forte para suportar o segmento espinal até que ocorra a artrodese. Os inventores do presente invento descobriram que as aberturas para o crescimento ósseo desempenham um papel importante para evitar da osteopenia do osso autólogo provocada por impacto no interior do implante. Por outras palavras, se as aberturas de crescimento para o interior forem incorrectamente dimensionadas ou configuradas, o osso autólogo não será capaz de resistir às cargas que tipicamente se considera como sendo as necessárias para se assegurar uma rápida e completa 6 ΡΕ1504732 fusão. Nesse caso, o osso introduzido por impacto no interior do implante pode reabsorver ou converter-se simplesmente em tecido fibroso, em vez de numa massa de fusão óssea, o que dá origem a uma construção geralmente instável. Por outro lado, as aberturas de crescimento ósseo para o interior não devem ser tão extensas até ao ponto de fazerem com que a área de suporte proporcionada pela gaiola seja insuficiente para evitar o afundamento para o interior das vértebras adjacentes. A utilização de materiais de enxerto ósseo nos antigos dispositivos de fusão de gaiola metálica apresentava vários inconvenientes. O autoenxerto é indesejável porque as estruturas existentes podem não produzir uma quantidade suficiente de material de enxerto. A cirurgia complementar para extrair o autoenxerto também faz aumentar o risco de infecção e pode reduzir a integridade estrutural no sítio dador. Além disso, muitos pacientes queixam-se de dores consideráveis durante vários anos após a cirurgia de doação. Apesar de não apresentar limitações tão grandes, o material de aloenxerto também é inconveniente por causa do risco de transmissão de doenças e de reacções imunológicas. Além disso, o osso alogénico não tem o potencial osteogéni-co do osso autógeno, e por conseguinte irá incorporar mais lentamente e de uma maneira menos extensiva.

Estes inconvenientes deram origem à investigação de substâncias bioactivas que regulam a complexa cascata de eventos celulares da reparação óssea. Essas substâncias 7 ΡΕ1504732 incluem proteínas morfogenéticas ósseas destinadas a ser usadas como materiais de enxerto alternativos ou auxiliares. As proteínas morfogenéticas ósseas (BMPs), que constituem uma classe de factores osteoindutores da matriz óssea, são capazes de induzir a formação óssea quando implantados numa fractura ou num sítio ósseo cirúrgico. A proteína mor-fogenética óssea humana tipo 2 produzida por via recombi-nante (rhBMP-2) mostrou em vários modelos animais ser eficaz na regeneração óssea em defeitos esqueléticos. A utilização dessas proteínas deu origem à necessidade de se dispor de adequados veículos e concepções de dispositivos de fusão. A publicação PCT No. WO 96/39988 que recai no âmbito do Art. 54(3) EPC, divulga um dispositivo de fusão espinal compreendendo um corpo alongado oco definindo uma câmara, e um material osteogénico, como por exemplo BMP, colocado no interior da referida câmara. Neste documento não se descreve se e como o BMP é misturado com ou adicionado a qualquer um dos outros materiais mencionados neste mesmo documento.

Em resposta às necessidades ainda deixadas por resolver pelos dispositivos da técnica anterior, o presente invento contempla a utilização de um dispositivo de fusão próprio para facilitar a artrodese no espaço discai entre vértebras adjacentes, compreendendo: um corpo de suporte de cargas oco tendo um comprimento e uma superfície interna definindo uma câmara e uma abertura em comunicação com a ΡΕ1504732 referida câmara, a referida câmara estendendo-se substancialmente ao longo de todo o comprimento do referido corpo; e um material osteogénico colocado no interior da referida câmara, o referido material osteogénico incluindo uma proteína morfogenética óssea num veículo adequado para formar um material osteogénico moldável, o referido material sendo moldável para se poder adaptar à forma da referida câmara.

De preferência, a referida proteina morfogenética óssea é rhBMP-2, rhBMP-7 ou uma mistura destas.

Num modo de realização preferido do presente invento, o referido corpo é alongado, tendo um comprimento, um primeiro diâmetro numa primeira extremidade e um segundo diâmetro maior numa segunda extremidade oposta à referida primeira extremidade, os referidos primeiro e segundo diâmetros sendo dimensionados de maneira a serem maiores do que o espaço existente entre as vértebras adjacentes; e o referido corpo tendo uma superfície exterior que é afilada de uma maneira substancialmente contínua entre a referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade, com filetes de rosca externos definidos na referida superfície exterior e estendendo-se substancialmente ao longo de todo o referido comprimento do referido corpo.

Num outro modo de realização preferido do presente invento, o referido corpo é alongado, tendo um comprimento entre uma primeira extremidade e uma segunda extremidade do referido corpo, e um primeiro diâmetro na referida 9 ΡΕ1504732 primeira extremidade dimensionado de maneira a ser maior do que o espaço existente entre as vértebras adjacentes, o referido corpo tendo uma superfície exterior com um par de porções cilíndricas opostas estendendo-se substancialmente ao longo de todo o comprimento do referido corpo e definindo o referido primeiro diâmetro, e um par de paredes laterais opostas substancialmente planas ligadas entre as referidas porções cilíndricas opostas, as referidas paredes laterais estendendo-se ao longo de uma porção substancial do referido comprimento do referido corpo. O dispositivo pode ainda compreender filetes de rosca externos definidos no referido par de porções cilíndricas opostas da referida superfície exterior e estendendo-se substancialmente ao longo de todo o comprimento do referido corpo. De preferência, as referidas porções cilíndricas são afiladas ao longo de uma substancial porção do referido comprimento e definem um segundo diâmetro numa segunda extremidade das porções cilíndricas que é maior do que o referido primeiro diâmetro.

Noutro modo de realização, é proporcionada a existência de uma tampa, a referida tampa tendo um corpo de oclusão configurado para contactar com a abertura e uma âncora alongada que se projecta a partir do referido corpo de oclusão, a referida âncora incluindo uma primeira extremidade ligada ao referido corpo de oclusão e uma segunda extremidade oposta dotada de uns meios de fixação próprios para encaixar no referido corpo de suporte de cargas. 10 ΡΕ1504732

De preferência, os referidos meios de fixação são constituídos por uma unha definida na referida segunda extremidade, indo a referida unha estender-se pelo menos parcialmente no interior da referida segunda abertura. 0 referido corpo de oclusão pode ainda incluir uma abertura de fixação de um instrumento. A referida abertura de fixação de um instrumento pode definir uma rosca interna. O referido corpo de oclusão pode incluir pelo menos uma abertura que o atravessa de lado a lado e que é própria para estabelecer comunicação fluídica com a referida câmara.

Nas reivindicações dependentes são definidos outros modos de realização. A Fig. 1 é uma vista em alçado lateral no plano sagi-tal de um dispositivo de fusão da técnica anterior. A Fig. 2 é uma vista em perspectiva e a escala aumentada de um corpo de suporte de cargas oco de um dispositivo de fusão intercorporal de acordo com um dos modos de realização do presente invento. A Fig. 3 é uma vista em corte do dispositivo de fusão intercorporal representado na Fig. 2, tendo o corte sido feito segundo a linha 3-3 no sentido das setas. A Fig. 4 é uma vista de topo, pela extremidade anterior, do corpo de suporte de cargas representado na Fig. 2. 11 ΡΕ1504732 A Fig. 5 é uma vista em planta do corpo de suporte de cargas representado na Fig. 2. A Fig. 6 é uma vista anteroposterior da face anterior da coluna vertebral mostrando dois corpos de suporte de cargas de acordo com a Fig. 2 implantados no interior do espaço intercorporal entre as vértebras L4 e L5. A Fig. 7 é uma vista no plano sagital do corpo de suporte de cargas implantado entre as vértebras L4 e L5 representado na Fig. 6. A Fig. 8 é uma vista em perspectiva de um modo de realização alternativo do corpo de suporte de cargas de acordo com o presente invento. A Fig. 8A é uma vista em perspectiva de um corpo de suporte de cargas não incluído no âmbito do dispositivo de fusão intercorporal do presente invento. A Fig. 9 é uma vista em planta de um introdutor de implantes próprio para utilizar com o presente invento . A Fig. 10 é uma vista em perspectiva e a escala aumentada da extremidade do introdutor de implantes encaixada num dispositivo de fusão intercorporal tal como o que se acha representado na Fig. 2. 12 ΡΕ1504732 A Fig. 11 é uma vista parcial, em corte e a escala aumentada, mostrando o introdutor de implantes encaixado no dispositivo de fusão intercorporal, conforme representado na Fig. 10. A Fig. 12 é uma vista parcial, em corte e a escala aumentada, mostrando um introdutor de implantes próprio para encaixar no dispositivo de fusão intercorporal 10.

As Figs. 13(a) - 13(d) mostram quatro etapas de um método próprio para a implantação do dispositivo de fusão intercorporal, tal como o dispositivo representado na Fig. 2.

As Figs. 14(a) - 14(d) mostram etapas de um método alternativo próprio para a implantação do dispositivo de fusão intercorporal, tal como o dispositivo representado na Fig. 2. A Fig. 15 é uma vista em perspectiva e a escala aumentada de um dispositivo de fusão intercorporal tendo um material osteogénico no interior oco, de acordo com um modo de realização do presente invento. A Fig. 16 é uma vista de topo do dispositivo de fusão intercorporal representado na Fig. 15. 13 ΡΕ1504732 A Fig. 17 é uma vista em perspectiva de uma tampa de acordo com um modo de realização do presente invento. A Fig. 18 é uma vista em perspectiva de um corpo de suporte de cargas do dispositivo de fusão deste inven- to com a tampa representada na Fig. 17. A Fig. 19 é uma vista em alçado principal de um ins- trumento de manipulação de tampas. A Fig. 20 é uma vista em alçado lateral do instrumento representado na Fig. 19. A Fig. 21 é uma vista a escala aumentada de uma porção da Fig. . 19. A Fig. 22 é uma vista em alçado principal do instru- mento da Fig. 19 ligado a uma tampa. A Fig. 23 é uma vista em alçado lateral do instrumento da Fig. , 19 numa posição retraida. A Fig. 24 é uma vista em alçado lateral do instrumento da Fig. , 19 numa posição estendida. A Fig. 25 é uma vista em corte do instrumento da

Fig. 19.

Com o propósito de promover uma melhor compreen- 14 ΡΕ1504732 são dos princípios do invento irá a seguir ser feita referência aos modos de realização ilustrados nos desenhos e irá ser utilizada linguagem específica para descrever os mesmos. No entanto chama-se desde já a atenção para o facto de que não se pretende com isso limitar o âmbito do invento, devendo todas as alterações e modificações adicionais do dispositivo ilustrado e todas as aplicações adicionais dos princípios do invento, tal como este é aqui ilustrado, ser consideradas como as que iriam normalmente ocorrer a um especialista na matéria a que o invento diz respeito.

Nas Figs. 2-5 acha-se representado um dispositivo de fusão intercorporal 10 de acordo com um aspecto do presente invento. O dispositivo é formado por um corpo de suporte de cargas 11, maciço e cónico, que é de preferência formado por um material biocompatível ou inerte. Por exemplo, o corpo 11 pode ser feito de titânio ou de um aço inoxidável de qualidade médica, ou de qualquer material adequado tendo as adequadas características de resistência que aqui irão ser indicadas. O dispositivo também pode ser composto de um material biocompatível poroso, como por exemplo um compósito de tântalo poroso comercializado pela firma Implex Corp. Para efeitos de referência, o dispositivo 10 tem uma extremidade anterior 12 e uma extremidade posterior 13, que correspondem à posição anatómica do dispositivo 10 quando implantado no espaço intradiscal. O corpo cónico 11 define uma câmara ou interior oco 15 que é delimitado por uma parede 16 do corpo e fechado na extremidade posterior 13 por uma parede terminal 17 (ver Fig. 3). O interior oco 15 ΡΕ1504732 15 do dispositivo 10 é configurado de maneira a receber material osteogénico próprio para promover uma sólida fusão entre vértebras adjacentes e através do espaço intradiscal.

Neste modo de realização do invento, o dispositivo de fusão intercorporal 10 é um dispositivo dotado de filetes de rosca configurado para ser enroscado nas placas terminais das vértebras adjacentes. O corpo cónico 11 também pode definir uma série de filetes de rosca externos interrompidos 18 e um filete de rosca completo 19 na extremidade de ataque do implante. O filete de rosca completo 19 serve de filete de rosca "iniciador" para enroscar o implante nas placas vertebrais terminais presentes no espaço intradiscal. Os filetes de rosca 18 e 19 podem assumir várias formas conhecidas na técnica para se irem "cravar" no osso vertebral. Por exemplo, os filetes de rosca podem ter um perfil triangular ou um perfil triangular truncado. De preferência, os filetes de rosca têm uma altura de 1,0 mm (0,039 polegadas), a fim de proporcionarem uma adequada preensão ao osso vertebral, de maneira a que o dispositivo de fusão 10 não vá ser arrastado para fora do espaço intradiscal pelas elevadas cargas a que a coluna vertebral é submetida. Em certos modos de realização específicos, o passo da rosca pode ser 2,3 mm (0,091 polegadas) ou 3,0 mm (0,118 polegadas), dependendo do nível intervertebral a que o dispositivo 10 vai ser implantado e da força de preensão necessária para manter o implante em posição.

Num modo de realização do invento, o corpo cónico 16 ΡΕ1504732 11, e em particular a parede 16 do corpo, inclui paredes laterais paralelas truncadas 22, conforme se acha mais claramente representado na Fig. 4. As paredes laterais são de preferência planas para facilitar a inserção do dispositivo de fusão entre as placas terminais de vértebras adjacentes e para proporcionarem entre elas área suficiente para a fusão óssea. As paredes laterais truncadas estendem-se desde a extremidade anterior 12 do dispositivo até ao filete de rosca completo 19 na extremidade posterior 13. Por conseguinte, com as paredes laterais truncadas 22, o dispositivo 10 tem o aspecto, quando visto de topo pelo lado da frente, de um circulo incompleto em que os lados são cortados segundo uma corda do circulo. Num exemplo específico, o dispositivo de fusão intercorporal 10 tem um diâmetro na sua extremidade anterior de 16,0 mm (0,630 polegadas). Neste modo de realização específico, as paredes laterais truncadas 22 são formadas ao longo de linhas de corda paralelas situadas a uma distância de aproximadamente 12,0 mm (0,472 polegadas), de maneira que a porção de arco removida do círculo abarca um ângulo de aproximadamente 90° em cada lado do dispositivo. Outros benefícios e vantagens proporcionados pelas paredes laterais truncadas 22 do dispositivo de fusão 10 irão aqui ser mais adiante descritos de uma maneira mais pormenorizada.

Para promover a fusão, os dispositivos do presente invento podem ser dotados de aberturas definidas através da parede 16 do corpo. O dispositivo 10 representado nas Figs. 2-5 inclui dois tipos de aberturas na parede do cor- 17 ΡΕ1504732 po, as aberturas de vascularização 24, 25 e os rasgos 27 de crescimento ósseo para o interior, conforme irá ser descrito mais adiante. O corpo cónico 11 do dispositivo 10 inclui um par de aberturas de vascularização 24 e 25 definidas através de cada uma das paredes laterais truncadas 22. Estas aberturas 24 e 25 são próprias para serem orientadas numa direcção lateral, ou direcção apontada para o plano digital, quando o dispositivo de fusão é implantado no interior do espaço intradiscal. As aberturas destinam-se a proporcionar uma passagem para que a vascularização ocorra entre o material de implante ósseo situado no interior do interior oco 15 e o tecido circundante. Além disso, através destas aberturas também pode ocorrer algum crescimento ósseo para o interior. As aberturas 24 e 25 foram dimensionadas para proporcionar uma óptima passagem para que a vascularização possa ocorrer, indo apesar disso no corpo cónico 11 conservar-se uma significativa quantidade de estrutura capaz de fazer com que este seja capaz de suportar as elevadas cargas axiais que passam através do espaço intradiscal entre vértebras adjacentes. O corpo cónico 11 também define uns rasgos opostos de crescimento ósseo para o interior 27, cada um dos quais se acha orientado a 90° com respeito às paredes laterais truncadas 22. De preferência, estes rasgos 27 ficam situados numa posição directamente adjacente às placas vertebrais terminais quando o dispositivo 10 é implantado. 18 ΡΕ1504732

Mais particularmente, à medida que os filetes de rosca 18 e 19 do dispositivo vão sendo enroscados nas placas vertebrais terminais, o osso vertebral irá estender-se parcialmente para dentro dos rasgos 27 para entrar em contacto com o material de implante ósseo contido no interior do interior oco 15 do dispositivo 10. Conforme se acha mais claramente representado na Fig. 5, os rasgos 27 de crescimento ósseo para o interior são configurados de maneira a proporcionar uma máxima abertura para o crescimento ósseo para o interior, a fim de assegurar uma completa artrodese e uma sólida fusão. De preferência, os rasgos têm uma largura lateral que é aproximadamente igual à largura efectiva das porções do corpo dotadas de filetes de rosca.

Larguras mais pequenas podem dar origem a pseu-doartrose e à geração de tecido fibroso. Uma vez que ficam directamente colocados defronte das vértebras, os rasgos 27 de crescimento ósseo para o interior característicos do presente invento não ficam situados numa porção do dispositivo que tem que suportar cargas elevadas. Em vez disso, irão ser as paredes laterais truncadas 22 que irão suportar a maior parte da carga que passa entre as placas vertebrais terminais através dos filetes de rosca interrompidos 18 e através do espaço intradiscal.

De acordo com outra caracteristica, a extremidade anterior 12 da parede 16 do corpo pode definir um par de entalhes diametralmente opostos 29, que são configurados de maneira a neles ir encaixar um instrumento de introdução de 19 ΡΕ1504732 implantes como o aqui descrito. Além disso, a parede terminal 17 na extremidade posterior 13 do implante pode ser dotada de um sistema (não representado) de acoplamento com o instrumento. Por exemplo, pode ser proporcionado um recesso hexagonal para acomodar um instrumento introdutor hexagonal, conforme irá ser aqui descrito. O corpo 11 pode incluir uma forma afilada ou cónica. Por outras palavras, o diâmetro exterior do dispositivo na sua extremidade anterior 12 é maior do que o diâmetro exterior na extremidade posterior 13. Conforme se acha representado na Fig. 3, a parede 16 do corpo tem uma conicidade de ângulo A em torno da linha de centros CL do dispositivo 10. A conicidade da parede 16 do corpo é própria para restabelecer o ângulo relativo normal entre vértebras adjacentes. Por exemplo, na região lombar, o ângulo A é próprio para restabelecer o ângulo lordótico normal e a curvatura da coluna vertebral nessa região. Num exemplo específico, o ângulo A é 8,794°. Chama-se a atenção para o facto de que o implante pode ter porções não cónicas desde que essas porções não interfiram com a função do corpo cónico. O ângulo de conicidade A do implante associado ao diâmetro exterior nas extremidades anterior e posterior do dispositivo de fusão 10, define o grau de abertura angular que irá ocorrer entre as vértebras adjacentes quando o implante é colocado ou enroscado em posição. Esta caracte-rística acha-se mais claramente representada nas Figs. 6 e 20 ΡΕ1504732 7 nas quais se encontra ilustrada uma forma de construção preferida que utiliza um par de dispositivos de fusão. Na forma de construção representada, os dispositivos 10 são dispostos entre as vértebras lombares L4 e L5, com os filetes de rosca 18 e 19 enroscados nas placas terminais E das duas vértebras. Conforme se acha representado na Fig. 7, à medida que vai sendo enroscado nas placas terminais E, o dispositivo 10 vai avançando, na direcção da seta I, em direcção ao eixo de articulação P do nivel vertebral. O eixo de articulação P é nominalmente o centro do movimento de rotação relativo entre as vértebras adjacentes segmento móvel. À medida que o dispositivo de fusão cónico 10 vai avançando, na direcção da seta I, em direcção ao eixo de articulação P, as vértebras adjacentes L4 e L5 vão-se afastando angularmente na direcção das setas S. A profundidade de inserção do dispositivo de fusão 10 irá determinar o ângulo lordótico final L entre as duas vértebras.

Em modos de realização específicos do implante 10, o diâmetro exterior, ou diâmetro das arestas exteriores, dos filetes de rosca na extremidade anterior 12 pode ser 16, 18 ou 20 mm e o comprimento total do dispositivo 26 mm. O dimensionamento do dispositivo é condicionado pelo nível vertebral a que o dispositivo é implantado e pelo valor do ângulo que deve ser formado.

Noutro modo de realização do invento, o dispositivo 10 é dimensionado de maneira a que dois desses corpos cilíndricos 11 possam ser implantados num só espaço discai, 21 ΡΕ1504732 conforme se acha representado na Fig. 6. Isto permite a colocação de material de enxerto ósseo adicional in situ entre os dispositivos 10 e em torno destes mesmos dispositivos. Este aspecto promove ainda a fusão através do espaço intradiscal e serve também para fixar mais firmemente os dispositivos entre as vértebras adjacentes para impedir a expulsão devido às grandes cargas axiais no nivel vertebral em questão.

Num modo de realização especifico do dispositivo de fusão intercorporal 10, a abertura de vascularização 24 é geralmente de forma rectangular tendo dimensões de 6,0 mm (0,236 polegadas) por 7,0 mm (0,276 polegadas). De modo semelhante, a abertura de vascularização 25 é rectangular com dimensões de 4,0 mm (0,157 polegadas) por 5,0 mm (0,197 polegadas). Naturalmente que esta abertura é mais pequena por causa de se encontrar disposta na extremidade posterior menor 13 do dispositivo 10. Os rasgos 27 de crescimento ósseo para o interior também são de forma rectangular com um comprimento de 20,0 mm (0,787 polegadas) e uma largura de 6,0 mm (0,236 polegadas). Descobriu-se que estas dimensões das aberturas de vascularização 24, 25 e dos rasgos 27 proporcionavam um óptimo crescimento ósseo para o interior e uma óptima vascularização. Além disso, estas aberturas não são tão grandes a ponto de comprometerem a integridade estrutural do dispositivo ou de permitir que o material de enxerto contido no interior do interior oco 15 possa ser facilmente expelido durante e implantação. 22 ΡΕ1504732

Conforme se pode ver na Fig. 7, quando o dispositivo se encontra em posição entre as vértebras L4 e L5, as aberturas de vascularização 24 e 25 estão voltadas para os lados para ficarem em contacto com o tecido altamente vas-cularizado que circunda as vértebras. Além disso, conforme se pode ver na Fig. 6, os rasgos 27 de crescimento ósseo para o interior estão dirigidos axialmente, de maneira a ficarem em contacto com as placas vertebrais terminais E.

Num modo de realização alternativo do invento, representado na Fig. 8, um dispositivo de fusão intercorpo-ral 30 é formado com um corpo de suporte de cargas cónico 31. A parede 34 do corpo define uma câmara ou interior oco 33 tal como no caso do dispositivo de fusão 10 do modo de realização anterior. No entanto, neste modo de realização, a parede lateral truncada 38 não inclui quaisquer aberturas de vascularização. Além disso, os rasgos de crescimento ósseo para o interior 39 formados em lados opostos do dispositivo 30 são mais pequenos. Isto quer dizer que os filetes de rosca interrompidos 36 formados no exterior do dispositivo 30 se estendem ao longo de um maior comprimento em torno do implante. Esta forma de concepção poderia ser utilizada se para proporcionar uma área superficial adicional para o crescimento de tecido para o interior e a ancoragem ao osso adjacente fosse utilizado um material poroso (por exemplo um compósito de tântalo poroso) ou se para aumentar o grau de fusão fosse utilizada uma proteína de promoção de crescimento ósseo. Do mesmo modo, este dispositivo de fusão intercorporal 30 do modo de realização representado na 23 ΡΕ1504732

Fig. 8 pode ter aplicação a certos níveis vertebrais onde seja mais elevado o risco de expulsão do dispositivo. Por conseguinte, o grau de contacto dos filetes de rosca é aumentado para impedir essa expulsão. Antes de se proceder à inserção, o interior oco 15 do dispositivo de fusão 10 é completamente cheio com osso ou substituto de osso para facilitar esta pré-carga.

Como exemplo comparativo para a utilização de um material poroso, o dispositivo de fusão intercorporal 110 da Fig. 8A mantém a configuração cónica dos modos de realização anteriores, mas é maciço em vez de oco. O dispositivo 110 compreende um corpo de suporte de cargas cónico 111 tendo um diâmetro exterior maior na sua extremidade anterior 112 do que na sua extremidade posterior 113. Todo o corpo 111 é maciço deixando uma superfície fechada, como a superfície 115, em ambas as extremidades do implante. O dispositivo 110 inclui os filetes de rosca interrompidos 118, os filetes de rosca iniciadores 119 e as paredes laterais truncadas 122 dos modos de realização anteriores. Na superfície terminal 115 também pode ser definido um entalhe 129 para o instrumento introdutor. Em alternativa, os filetes de rosca iniciadores 119 podem ser eliminados, deixando na extremidade posterior do implante uma porção cilíndrica destituída de filetes de rosca. De modo semelhante, o entalhe 129 para o instrumento introdutor pode assumir muitas configurações diferentes em função do desenho do instrumento utilizado para inserir o dispositivo 110 no espaço intradiscal. 24 ΡΕ1504732

As vantagens do dispositivo de fusão representado na Fig. 8A são especialmente apreciadas quando para formar o corpo maciço 111 é utilizado um material poroso, de elevada resistência. Este material é um compósito de tântalo-carbono poroso comercializado pela firma Implex Corp. sob o nome comercial de HEDROCEL® e descrito na patente US No. 5.282.861 de Kaplan. Devido à natureza do material HEDROCEL®, toda a superfície exterior do corpo maciço 111 inclui poros 130 que se acham interligados através de todo o corpo. 0 substrato do compósito de tântalo-carbono HEDROCEL® é um esqueleto de carbono vítreo, ou uma espuma de carbono reticulada de célula aberta que define uma rede de poros interligados. O substrato é infiltrado com uma fina película de um material metálico depositada em fase vapor. O material metálico é de preferência um metal de transição do Grupo VB, como por exemplo tântalo, nióbio ou respectivas ligas. 0 HEDROCEL® é preferido porque proporciona as vantagens dos implantes tanto metálicos como cerâmicos sem os correspondentes inconvenientes. O HEDROCEL® é perfeitamente adequado para ser utilizado na formação do dispositivo de fusão intercorporal do presente invento porque imita a estrutura do osso e tem um módulo de elasticidade que é aproximadamente igual ao do osso humano. A porosidade interligada favorece o crescimento ósseo e elimina as extremidades cegas, isto é, sem saída, que limitam a vascularização do osso. A película metálica infiltrada confere 25 ΡΕ1504732 resistência e rigidez sem provocar um significativo aumento de peso. Um implante de HEDROCEL® é suficientemente resistente para manter o espaço intervertebral e a curvatura normal da coluna vertebral no segmento móvel intervencionado. Ao mesmo tempo é evitada a osteopenia. Este material compósito também é vantajoso porque elimina a necessidade de aloenxertos ou autoenxertos.

Uma vantagem adicional deste material é a que consiste no facto de não serem reabsorvidos. Isto impede a degradação prematura que pode inibir a regeneração óssea. Um implante que não pode ser reabsorvido também é vantajoso no caso de não se conseguir obter um completo crescimento ósseo para o interior. De qualquer modo, graças às excelentes capacidades de biocompatibilidade e de osteocondutivi-dade do compósito, evitam-se os inconvenientes dos implantes permanentes que não podem ser reabsorvidos.

Apesar do HEDROCEL® ser preferido, é contemplada a possibilidade de ser utilizado qualquer adequado material poroso de alta resistência. Por exemplo, podem ser utilizadas cerâmicas tais como cerâmicas de alumina, zircónia, nitreto de silicone, carbono, vidro, coral, hidroxiapatite, sulfato de cálcio, óxido férrico-cálcico-fosforoso, óxido de zinco-cálcico-fosforoso, fosfato de cálcio e aluminato de cálcio. É possível serem utilizadas composições de fosfato de cálcio, tais como hidroxiapatite, fosfato tricálci-co e respectivas cerâmicas bifásicas, se o material puder ser fabricado de maneira a ser capaz de suportar as elevadas cargas espinais. 26 ΡΕ1504732

Também é possível serem utilizados outros compósitos de metal e substrato de célula aberta. Por exemplo, o substrato pode ser constituído por outros materiais carbo-nados, tais como grafite, ou cerâmicas, tais como fosfato tricálcico ou aluminato cálcico. É possível ser utilizado qualquer metal adequado, mas são preferidos elementos do grupo VB, tais como tântalo e nióbio, e respectivas ligas. 0 tântalo é particularmente preferido devido às suas boas propriedades mecânicas e à sua boa biocompatibilidade.

De acordo com um aspecto do invento, os dispositivos de fusão intercorporal do presente invento podem ser implantados utilizando um introdutor de implantes 50, representado na Fig. 9. 0 introdutor de implantes 50 é constituído por uma haste 51 e por uma manga 52 disposta concentricamente em torno da haste. Numa extremidade da haste encontram-se formadas umas pinças próprias para segurar no dispositivo de fusão intercorporal 10 com vista à sua implantação. As pinças incluem uma superfície exterior afilada 55 e uma superfície interior plana oposta 56 própria para entrar em contacto com as paredes laterais truncadas 22 do dispositivo de fusão intercorporal. A superfície exterior afilada 55 ajusta-se à forma do diâmetro da raiz dos filetes de rosca interrompidos 18, de maneira que as pinças 54 completam essencialmente a forma cilíndrica da parede 16 do corpo. A adaptação da superfície exterior afilada 55 das pinças facilita a inserção do dispositivo de fusão intercorporal 10, uma vez que a superfície exterior 27 ΡΕ1504732 55 irá deslizar no interior do furo roscado aberto nas placas vertebrais terminais pelos filetes de rosca do dispositivo .

Cada uma das pinças acha-se dotada de uns dedos de interligação 58 e de uma projecção de condução 59 que se estendem a partir da superfície interior 56. A função destes componentes é mostrada mais claramente com referência à Fig. 11. Fazendo em primeiro lugar referência à Fig. 9, vemos que a haste 51 define um rasgo de articulação 62 que suporta cada um dos braços do par de pinças 54. O rasgo de articulação 62 é configurado de maneira a que as pinças vão assumir uma posição naturalmente solicitada em que se acham afastadas uma da outra uma distância suficiente para receberem entre si o dispositivo de fusão intercorporal cónico 10. A haste 51 define uma parte cónica 63 entre o rasgo de articulação 62 e cada uma das pinças 54. Esta parte cónica casa com um chanfro cónico 67 definido na parede interior da manga 52. Por conseguinte, quando se faz avançar a manga 52 em direcção às pinças 54, o chanfro cónico 67 vai encostar contra a parte cónica 63 de maneira a fechar ou apertar o rasgo de articulação 62. Desta maneira, as pinças 54 vão ser empurradas uma contra a outra e obrigadas a entrar em contacto de preensão com o dispositivo de fusão intercorporal situado entre as pinças. A haste 51 e manga 52 acham-se dotadas de uma interface roscada 65 que permite que a manga 52 se desloque ao longo da haste por meio de enroscamento e desenroscamen- 28 ΡΕ1504732 to. Especificamente, a interface roscada 65 inclui filetes de rosca externos na haste 51 e filetes de rosca internos na manga 52 tendo o mesmo passo, de maneira que a manga pode deslocar-se facilmente num e noutro sentido ao longo do introdutor de implantes 50. A haste 51 também se acha dotada de um par de batentes 69 que limitam o movimento de recuo da manga 52 apenas até ao ponto necessário para permitir que as pinças se possam separar uma distância suficiente para receber o dispositivo de fusão intercorporal 10. A utilização do introdutor de implantes 50 é representada com referência às Figs. 10 e 11. Conforme se pode ver na Fig. 10, a superfície exterior 55 das pinças 54 acha-se geralmente à face com o diâmetro da raiz dos filetes de rosca interrompidos 18. Conforme se pode ver na Fig. 11, dedos de interligação 58 podem ser dispostos de maneira a irem encaixar no interior das aberturas de vascularização 24 formadas em cada uma das paredes laterais truncadas 22. De uma maneira semelhante, as projecções de condução 59 vão encaixar nos entalhes 29 para o instrumento introdutor que se acham formados na extremidade anterior 12 do corpo cónico 11. A combinação dos dedos de interligação 58 e das projecções de condução 59 vai fazer com que o dispositivo de fusão intercorporal 10 vá ficar firmemente encaixado, de maneira que o dispositivo possa ser enroscado numa abertura roscada ou não roscada praticada no osso vertebral . 29 ΡΕ1504732

Na Fig. 12 acha-se representado um modo de realização alternativo do introdutor de implantes. O introdutor 90 inclui uma haste 91 tendo um comprimento suficiente para chegar ao espaço intradiscal a partir do exterior do paciente. À extremidade da haste 91 encontra-se ligada uma cabeça que define um par de pinças opostas 93, cada uma das quais é configurada para ficar directamente em contacto com as paredes laterais truncadas planas 22 do dispositivo de fusão 10. À semelhança do que acontece no caso das pinças 54 do introdutor de implantes 50 anteriormente descrito, a superfície exterior das pinças é cilíndrica para corresponder à porção roscada cilíndrica do dispositivo.

Ao contrário do que acontece no caso do introdutor de implantes 50, o introdutor do modo de realização da Fig. 12 utiliza um conjunto de bucha expansível para agarrar firmemente o dispositivo de fusão 10 para proceder à inserção do dispositivo no interior do corpo. Especifica-mente, a cabeça 92 define uma bucha 94 tendo um furo central 95 formado através da bucha. A bucha 94 termina numa saliência anular 96 que pelo menos inicialmente tem um diâmetro ligeiramente menor do que o diâmetro interior do dispositivo de fusão 10 na sua extremidade 12. Uma haste expansora 97 passa de forma deslizante através do furo da bucha e inclui uma ponta alargada 98 situada numa posição adjacente à saliência anular 96 e estendendo-se um pouco mais para além desta saliência anular 96. A ponta alargada 98 da haste expansora 97 tem no início um diâmetro próprio para deslizar no interior do furo 95 da bucha, mas que vai 30 ΡΕ1504732 depois aumentando gradualmente até um diâmetro maior do que o do furo. O introdutor de implantes 90 inclui uma haste de tracção 99 disposta de forma deslizante no interior de um furo 100 definido na haste 91. A haste de tracção 99 tem na sua extremidade uma câmara de bloqueamento 101 na qual vai encaixar um cubo de bloqueamento 102 formado na extremidade da haste expansora 97. A haste de tracção 99 projecta-se para além da extremidade da haste 91, a fim de que o cirurgião possa ter acesso à mesma. Quando se exerce uma força de tracção sobre a haste de tracção 99, esta vai puxar a haste expansora 97, fazendo com que esta se vá afastar da saliência anular 96 da bucha 94, de maneira que a ponta alargada 98 vai entrando progressivamente no interior do furo 95 da bucha. À medida que a ponta 98 vai avançando cada vez mais para o interior do furo 95, a saliência anular 96 vai-se expandindo progressivamente, passando do seu diâmetro inicial para um segundo diâmetro que é maior do que o inicial e que é suficiente para estabelecer um firme contacto de preensão com o interior do dispositivo de fusão 10. A partir do momento em que o dispositivo de fusão 10 se acha assim preso, o introdutor de implantes pode ser utilizado para inserir o dispositivo 10 no sitio cirúrgico, após o que se pode fazer avançar a haste expansora para além do furo da bucha para libertar a ponta alargada, e por conseguinte o dispositivo de fusão. São contemplados dois métodos para implantação do 31 ΡΕ1504732 dispositivo de fusão intercorporal 10. Em primeiro lugar, com referência às Figs. 13(a) - 13(d), é representada uma abordagem anterior. Como etapa preliminar é necessário proceder à localização dos apropriados pontos de partida para se proceder à implantação do dispositivo de fusão, de preferência bilateralmente. Na primeira etapa da abordagem anterior, entre as placas vertebrais terminais E é disposto um dilatador 75 próprio para dilatar o espaço discai entre as vértebras L4 e L5 (é evidentemente fácil de perceber que este processo pode ser aplicado a outros níveis vertebrais) . Na segunda etapa, representada na Fig. 13(b), em torno do espaço discai é disposta uma manga exterior 76. A manga exterior 76 pode ser de um desenho conhecido que é configurado de maneira a ir estabelecer um contacto activo com a face anterior dos corpos vertebrais, a fim de fixar firmemente, mas temporariamente, a manga exterior 76 em posição. Em essência, esta manga exterior 76 funciona como um canal de trabalho para esta abordagem do tipo laparoscó-pico. Nesta etapa da Fig. 13(b), através da manga exterior faz-se passar uma broca 77 de desenho conhecido que é utilizada para praticar umas aberturas circulares nos corpos vertebrais adjacentes. As aberturas podem ser roscadas para facilitar a inserção das roscas do dispositivo de fusão, apesar desta etapa não ser necessária.

Na etapa seguinte, representada na Fig. 13(c), o dispositivo de fusão 10 é agarrado pelo introdutor de implantes 50 e introduzido através da manga exterior 76 até que o filete de rosca iniciador 19 vá entrar em contacto 32 ΡΕ1504732 com a abertura praticada no osso. O introdutor de implantes 50 pode então ser utilizado para enroscar o dispositivo de fusão na abertura roscada formada na placa vertebral terminal E. Evidentemente que nesta etapa podem ser utilizados outros instrumentos introdutores adequados, como por exemplo um dispositivo do tipo chave de fendas, para encaixar nos entalhes 29 para o instrumento introdutor que se acham formados na extremidade anterior 12 do dispositivo 10. Conforme aqui foi anteriormente referido, o grau de inserção do dispositivo de fusão 10 determina o grau de lordose adicionado ou restabelecido ao nível vertebral. Na etapa final procede-se à remoção do introdutor de implantes, deixando o dispositivo de fusão 10 em posição. Pode-se ver que depois do dispositivo ter sido implantado, a parede terminal fechada 17 fica apontada em direcção à face posterior das vértebras. O interior oco 15 é aberto na sua extremidade anterior, mas pode ser fechado por um material plástico ou metálico, se isso for necessário.

Num segundo método, conforme representado nas Figs. 14(a) - 14(d), é implementada uma abordagem posterior. As duas primeiras etapas da abordagem posterior são semelhantes às da antecedente abordagem anterior, com excepção de que o dilatador 75, a manga exterior 76 e a broca 77 são introduzidos pelo lado de trás na região intervencionada. Esta abordagem pode requerer descorticação e remoção do osso vertebral para aceitar a manga exterior 76. Na terceira etapa deste método, o dispositivo de fusão 10 é inserido no interior do espaço discai dilatado através 33 ΡΕ1504732 da manga exterior 76. Evidentemente que o espaço discai é dilatado apenas o valor necessário para receber o implante com as paredes laterais truncadas 22 voltadas directamente para as placas vertebrais terminais E. Por conseguinte, conforme se acha representado na Fig. 14 (c), o rasgo 27 de crescimento ósseo para o interior fica dirigido lateralmente, em vez de coronalmente, como está previsto para a sua posição implantada final. Pode ser proporcionado um adequado instrumento introdutor 80 para projectar o dispositivo de fusão 10 através da manga exterior 76 e para o interior do espaço intradiscal. Num modo de realização, o instrumento introdutor 80 inclui uma projecção 81 que é configurada para encaixar num entalhe formado na parede terminal 17 na extremidade posterior 13 do dispositivo de fusão 10. Pode ser usada uma rosca interior (não representada) para fixar o dispositivo 10 ao introdutor 80.

Depois de se ter feito avançar o dispositivo de fusão 10 para o interior do espaço intradiscal uma profundidade apropriada em relação ao eixo de articulação P das vértebras, o instrumento introdutor 80 é utilizado para fazer rodar o implante no sentido da seta R na Fig. 14(c). À medida que se vai fazendo rodar o instrumento introdutor 80, o próprio dispositivo também vai rodando, de maneira que os filetes de rosca interrompidos 18 começam a cortar o osso vertebral nas placas terminais E. Desta maneira, o implante funciona como uma carne para separar as vértebras adjacentes no sentido das setas S na Fig. 14 (c). Esta abordagem com uso do efeito de carne constitui um processo de 34 ΡΕ1504732 inserção um pouco mais fácil na medida em que é requerido apenas um único movimento de rotação para fixar o implante no osso vertebral. Pelo contrário, a técnica de inserção anteriormente referida requer uma acção de enroscamento contínuo do dispositivo até que este vá ficar colocado em posição.

Com qualquer uma das técnicas, a posição do dispositivo de fusão 10 com respeito às vértebras adjacentes pode ser verificada por radioqrafia ou quaisquer outras técnicas adequadas para estabelecer a relação angular entre as vértebras. Em alternativa, a profundidade preferida de inserção do implante pode ser determinada antecipadamente e medida a partir do exterior do paciente quando o implante é posicionado entre as vértebras. É possível constatar que o dispositivo de fusão intercorporal 10, o introdutor de implantes 50 e as técnicas de implantação proporcionam significativas vantagens em comparação com os dispositivos e as técnicas anteriores. Especificamente, o dispositivo de fusão 10 proporciona um implante roscado e oco que maximiza o potencial de fusão óssea entre vértebras adjacentes, ao mesmo tempo que mantém a integridade do próprio implante. Evidentemente que a coluna vertebral suporta significativas cargas ao longo do seu comprimento axial, cargas essas que devem ser suportadas pelo dispositivo de fusão 10 pelo menos até se conseguir obter uma firme fusão. O dispositivo 10 também proporciona meios próprios para promover a ocorrência de vascula- 35 ΡΕ1504732 rização e de crescimento tissular para o interior, o que vai fazer aumentar a velocidade de fusão e aumentar a resistência da resultante massa fusionada.

Uma outra vantagem alcançada pelo dispositivo e pelo seu introdutor de implantes é a sua capacidade de inserção de uma maneira anterior ou posterior utilizando uma abordagem laparoscópica. Dependendo do nivel vertebral, pode ser preferida uma ou outra das abordagens, portanto é importante que o implante seja adequado para inserção em qualquer uma das direcções. A inserção controlada do dispositivo é proporcionada pela técnica de enroscamento usada para a inserção anterior (em oposição à introdução por impacto) e para o método de deslizamento e de uso do efeito de carne utilizado no caso da técnica de inserção posterior.

Durante o processo de implantação cirúrgica, o cirurgião aplica um material osteogénico no corpo de suporte de cargas de um dispositivo de fusão 10 ou 30 enchendo o interior oco 15 com o material osteogénico. As composições osteogénicas compreendem uma quantidade terapeuticamente eficaz de um factor osteoindutor, como por exemplo uma proteína morfogenética óssea num veículo farmaceuticamente aceitável.

Para as composições osteogénicas pode ser utilizado qualquer veículo adequado que seja próprio para a introdução do material osteogénico nos poros do material de crescimento ósseo para o interior ou no interior oco do 36 ΡΕ1504732 dispositivo. Esses veículos são bem conhecidos e encontram-se disponíveis no mercado. A escolha do material de que será constituído o veículo baseia-se na biocompatibilidade, na biodegradabilidade, nas propriedades mecânicas e nas propriedades de interface. A aplicação específica das composições do invento irá definir a formulação apropriada. O veículo pode ser qualquer veículo adequado capaz de fornecer as proteínas ao implante. De modo mais preferível, o veículo é capaz de ser reabsorvido no interior do corpo. Um veículo preferido é uma esponja de colagénio que pode ser absorvida, que é comercializada pela firma Integra LifeS-ciences Corporation sob o nome comercial Heliostat® Absor-bable Collagen Hemostatic Agent. Outro veículo preferido é um polímero de ácido poliláctico de célula aberta (OPLA). Outras potenciais matrizes para as composições podem ser sulfato de cálcio, fosfato tricálcico (TCP), hidroxiapatite (HA), cerâmica bifásica TCP/HA, ácidos polilácticos e polianidros. Outros potenciais materiais são biodegradáveis e biologicamente bem definidos, como por exemplo colagénio ósseo ou dérmico. Outras matrizes são constituídas por proteínas puras ou componentes de matriz extracelular. O material osteoindutor também pode ser uma mistura da citoquina osteoindutora e de um veículo de éster acrílico polimérico. O éster acrílico polimérico pode ser polimetilmetacrílico.

Para os dispositivos de fusão ocos, como por exemplo o dispositivo 101, os veículos podem ser proporcionados sob a forma de tiras ou de folhas que podem ser dobradas de maneira a ajustarem-se ao interior oco 15, con- 37 ΡΕ1504732 forme representado nas Figs. 15 e 16. Pode ser preferível que o veículo saia através das aberturas dos dispositivos, como por exemplo através das aberturas de vascularização 24, 25, para facilitar o contacto do material osteogénico com o tecido altamente vascularizado que circunda as vértebras. Num modo de realização, o material osteogénico 100 inclui um polímero de ácido poliláctico que actua como um veículo para uma proteína morfogenética óssea, como por exemplo BMP-2. Neste modo de realização específico, o material osteogénico 100 apresenta-se sob a forma de uma folha 101 que se sobrepõe sobre si própria, mediante pregas 102, no interior do interior oco 15 do dispositivo 10. De preferência, a folha 101 tem um comprimento suficiente para, quando é dobrada no interior do dispositivo 10, ir encher completamente o interior oco e estender-se pelo menos parcialmente para o interior das aberturas de vascularização 24 e 25.

Conforme se acha representado nas Figs. 15 e 16, a folha 101 é de uma maneira geral dobrada paralelamente às paredes laterais truncadas 22, de modo que as pregas 102 da folha 101 ficam dispostas junto aos rasgos 27 na porção do dispositivo que se acha dotada de filetes de rosca. Em alternativa, a folha 101 pode ser dobrada de maneira a que as camadas entre as pregas fiquem geralmente perpendiculares às paredes laterais 22. Neste caso, a folha 101 pode estender-se pelo menos parcialmente para o interior dos rasgos 27. 38 ΡΕ1504732 O material osteogénico 100 também pode apresentar-se sob a forma de várias tiras dimensionadas de maneira a poderem encaixar no interior do interior oco 15 do dispositivo de fusão 10. As tiras (não representadas) podem ser colocadas umas contra as outras de maneira a encherem o interior. Tal como acontecia no caso da folha dobrada 101, as tiras podem ser dispostas no interior do dispositivo 10 segundo várias orientações, como por exemplo com a superfície das tiras voltada para as aberturas de vascularização 24, 25 ou para os rasgos 27. De preferência, o material osteogénico 100, tanto no caso de se apresentar sob a forma de uma única folha dobrada como no caso de se apresentar sob a forma de várias tiras sobrepostas, tem um comprimento correspondente ao comprimento do interior oco 15 do dispositivo 10 e uma largura correspondente à largura do dispositivo numa direcção transversal ao seu eixo longitudinal.

Conforme referido no caso da patente de Kaplan, o material de tântalo de célula aberta proporciona uma porosidade tridimensional altamente interligada que favorece o crescimento ósseo para o interior em todo o dispositivo para que se produza uma fusão completa e tem a resistência do metal sem ter os inconvenientes do metal, como por exemplo a osteopenia e a fusão incompleta. Uma vantagem adicional da porosidade destes materiais é a que consiste no facto de poder ser introduzida nos poros uma composição indutora do crescimento ósseo. Por exemplo, num modo de realização, a composição inclui uma proteína morfogenética óssea num veículo líquido que pode ser introduzido nos poros para 39 ΡΕ1504732 promover a fusão. Descobriu-se que as BMPs reduziam significativamente o tempo necessário para se obter a artrodese e a fusão através de um espaço discai intervencionado. De uma maneira mais preferível, a proteína morfogenética óssea é BMP-2, como por exemplo BMP-2 humana recombinante. Pode no entanto ser utilizada qualquer proteína morfogenética óssea, incluindo as proteínas morfogenéticas ósseas designadas por BMP-1 até BMP-13. As BMPs são comercializadas pela firma Genetics Institute, Inc., Cambridge, Massachu-setts, e também pode ser preparada por especialistas na matéria, conforme descrito nas patentes U.S. Nos. 5.187.076 de Wozney et al., 4.877.864 de Wang et al., 5.108.922 de Wang et al., 5.116.738 de Wang et al., 5.013.649 de Wang et al., 5.106.748 de Wozney et al. e nas patentes PCT Nos. WO 93/00432 de Wozney et al., WO 94/26893 de Celeste et al. e WO 94/26892 de Celeste et al. A BMP pode ser fornecida na forma seca por congelação e ser reconstituída em água estéril ou noutro meio ou veículo adequado. O veículo pode ser qualquer meio adequado capaz de fornecer as proteínas ao implante. De preferência, o meio é suplementado com uma solução tampão, como é sabido na técnica. A composição indutora do crescimento ósseo pode ser introduzida nos poros por meio de qualquer processo adequado. Por exemplo, a composição pode ser injectada nos poros do implante. Noutros exemplos, a composição é vertida gota a gota sobre o material biocompatível ou o material biocompatível é embebido na composição. Num exemplo específico, rhBMP-2 é posta em suspensão ou misturada num veículo 40 ΡΕ1504732 líquido, como por exemplo água ou colagénio líquido. O líquido pode ser vertido gota a gota sobre o dispositivo ou o dispositivo pode ser imerso numa adequada quantidade do líquido, em qualquer dos casos durante um período de tempo suficiente para permitir que o liquido possa invadir todos os poros interligados dentro de todo o material poroso do dispositivo.

Nalguns casos, antes de se proceder à introdução da BMP, é aplicado um agente de ligação de BMP ao material biocompatível poroso do implante, a fim de que o agente possa revestir os poros do dispositivo. O agente pode ser uma composição de fosfato de cálcio. Descobriu-se que a taxa de fornecimento das proteínas morfogenéticas ósseas ao sítio de fusão pode ser controlada através da utilização desses agentes. Supõe-se que as composições de fosfato de cálcio se vão ligar à proteína morfogenética óssea e impedir que a BMP se dissipe prematuramente do dispositivo antes que possa ocorrer a fusão. Acredita-se ainda que a retenção da BMP por parte do agente permite que a BMP seja removida do dispositivo por lixiviação a uma taxa que dá origem a uma completa e rápida formação de osso e, em última instância, à fusão através do espaço discai. Pode ser utilizada qualquer adequada composição de fosfato de cálcio biocompatível. Num modo de realização preferido, no material de Kaplan é aplicada uma camada de hidroxiapatite com uma espessura de vários mícrones. A hidroxiapatite cobre os ligamentos cobertos com a película de tântalo, ao mesmo tempo que deixa os poros abertos. Também podem ser utiliza- 41 ΡΕ1504732 das as cerâmicas de fosfato tricálcico e as cerâmicas de hidroxiapatite/fosfato tricálcico. A composição de fosfato de cálcio pode ser aplicada ao material biocompatível poroso do implante por meio de qualquer maneira adequada, como por exemplo por meio de pulverização de plasma ou imersão química em que o material poroso é mergulhado numa pasta fluida de composição de fosfato de cálcio. Os métodos de aplicação de um revestimento de composições de fosfato de cálcio são descritos nos seguintes documentos: patente U.S. No. 5.164.187 de Cons-tanz et al., patente U.S. No. 5.030.474 de Saita et ai., patente U.S. No. 5.330.826 de Taylor et al., patente U.S. No. 5.128.169 de Saita et al., Re. 34.037 de Inoue et al., patente U.S. No. 5.068.122 de Kokubo et al. e patentes U.S. No. 5.188.670 e 5.279.831 de Constanz.

No que diz respeito aos espaçadores ocos de acordo com o invento, como o que se acha representado na Fig. 2, alguns modos de realização proporcionam uma tampa 300 (Fig. 17) própria para bloquear a abertura 15a, a fim de impedir a expulsão do material de enxerto que se acha situado no interior da câmara 15 (ver Fig. 18). Em modos de realização preferidos, a tampa 300 inclui um corpo de oclusão 301 com dimensões e formas próprias para contactar com a abertura 15a e fechar essa mesma abertura e uma âncora ou garra alongada 310 que se projecta a partir do corpo 301.

No modo de realização representado na Fig. 17, o 42 ΡΕ1504732 corpo de oclusão 301 inclui uma parede exterior 304, uma superfície interior oposta 306 e uma aba 307 em comunicação com a parede exterior 304 e ligada a esta última. A aba 307 define uma superfície de encosto 308 própria para contactar com a superfície interior da parede 16 do corpo de suporte de cargas 11'. A aba 307 também impede que a tampa 300 se possa deslocar para o interior do dispositivo de fusão. A âncora 310 inclui uma primeira extremidade 311 fixada ao corpo de oclusão 301 e uma segunda extremidade oposta 312 dotada de uns meios de fixação próprios para encaixar no referido corpo de suporte de cargas 11', a fim de fazer com que o corpo de oclusão 301 se vá manter no interior da abertura 15a. Num modo de realização, os meios de fixação são constituídos por uma unha 315 que se projec-ta a partir da segunda extremidade 312 e que contacta com a superfície interna do corpo de suporte de cargas 11'. De preferência, a âncora 310 tem um comprimento i que vai desde o corpo de oclusão 301 até uma abertura na parede do corpo quando a tampa 300 é inserida na abertura 15a. Na Fig. 18, a unha 315 acha-se encaixada numa abertura de vascularização 24'. Nalguns modos de realização, a parede exterior 304 da tampa 300 irá de preferência ficar à face, ou aproximadamente à face, com a abertura 15a, conforme representado na Fig. 18, a fim de se obter um dispositivo de baixo perfil. A tampa 300 representada na Fig. 17 também inclui uma segunda âncora alongada oposta 325 que se projecta a 43 ΡΕ1504732 partir do corpo de oclusão 301. Evidentemente que pode ser utilizado qualquer número de âncoras. As âncoras são de preferência feitas num material resiliente, particularmente quando é proporcionada a existência de mais do que uma âncora. 0 material resiliente permite que as âncoras 310, 325 possam deflectir ligeiramente por acção de uma força F dirigida no sentido de fora para dentro para promover a inserção. Depois da tampa 300 ter sido inserida no interior da abertura 15a, a força que actuava sobre as âncoras 310, 325 deixa de ser aplicada, permitindo que as âncoras 310, 325 regressem à sua configuração normal em que as âncoras 310 se acham encaixadas no corpo de suporte de cargas 11'.

Para as tampas do presente invento pode ser utilizado qualquer material adequado, como por exemplo metais biocompativeis e polímeros biocompatíveis. Num modo de realização preferido, a tampa é feita de titânio. Noutro modo de realização preferido, a tampa é de polímero, como por exemplo polietileno, cloreto de polivinilo, polipropileno, metacrilato de polimetilo, poliestireno e respectivos copo-límeros, poliésteres, poliamidas, polímeros de fluorocarbo-neto, borrachas, poliuretanos, poliacetais, polissulfonas e policarbonatos. Para a tampa também podem ser utilizados polímeros biodegradáveis, incluindo, por exemplo, polímeros à base de glicolido, lactido e policarbonato. Esses polímeros poderiam ser fabricados de maneira a degradarem-se após a prevista incorporação/degradação do material de enxerto ou substituto de enxerto. O polietileno é particularmente preferido por ser inerte e proporcionar uma superfície 44 ΡΕ1504732 lisa, não irritativa. Outra vantagem é a do polietileno ser radiolucente e não interferir com a visualização radiológi-ca. Outros materiais adequados incluem aço inoxidável e HEDROCEL®. A tampa também inclui de preferência aberturas osteogénicas 305 definidas através da parede exterior 304, que são dimensionadas para permitir o crescimento ósseo para o interior e a saida de proteínas. As aberturas osteogénicas 305 são particularmente preferidas quando para a capa é escolhido um material tal como polietileno. Esses polimeros biocompativeis não são conhecidos como sendo materiais capazes de permitir aderências ósseas como fazem outros materiais tais como o titânio. Por conseguinte, uma tampa de plástico maciça poderia dificultar a formação de osso na zona da tampa. As aberturas osteogénicas também são vantajosas porque facilitam a difusão controlada de proteínas de crescimento ósseo implantadas no interior da câmara para facilitar a formação de pontes ósseas e a fusão em torno do dispositivo. A resultante fusão em torno do dispositivo suplementa a massa de fusão formada no interior do dispositivo por crescimento ósseo para o interior do dispositivo, proporcionando assim uma fusão global mais firme. A formação de pontes ósseas em torno de um dispositivo também é vantajosa porque serve como um melhor indicador do sucesso do processo. O crescimento ósseo para o interior no interior de um dispositivo é difícil de avaliar utilizando simples radiografias, mas a formação de pontes ósseas no lado de fora de um dispositivo pode ser facilmente visualizada. 45 ΡΕ1504732

Pode ser utilizada qualquer tampa adequadamente dimensionada. As dimensões das tampas irão variar de acordo com as necessidades, de maneira a bloquear de uma maneira eficaz as aberturas dos dispositivos de fusão. Fazendo ago-ra referência à Fig. 17, vemos que uma tampa tem um comprimento L (do corpo de oclusão, incluindo a aba) de 0.548 polegadas (13,7 mm), um comprimento L' (do corpo de oclusão sem a aba) de 0.488 polegadas (12 mm), uma largura W de 0.330 polegadas (8,25 mm) e uma altura H de 0.377 polegadas (9,4 mm) .

Para manipular as tampas para os dispositivos de fusão intercorporal podem ser utilizados instrumentos. Os instrumentos incluem meios próprios para agarrar a tampa e meios próprios para agarrar o dispositivo de fusão para inserir e remover uma tampa. Durante o processo cirúrgico, a tampa 300 poderia ser inserida na abertura 15a depois do dispositivo de fusão oco 10' ter sido implantado e da câmara ter sido cheia com material osteogénico. Nalguns casos poderá ser necessário remover uma tampa durante ou após a cirurgia para substituir ou remover o material osteogénico presente na câmara ou para se poder ter acesso ao dispositivo de fusão para efeitos de revisão. A tampa 300 representada na Fig. 17 inclui um furo 320 próprio para receber um instrumento de inserção ou remoção. O furo 320 é de preferência roscado, mas pode ser utilizada qualquer superfície de acoplamento adequada, como por exemplo um sextavado interior ou semelhante. 46 ΡΕ1504732

Nas Figs. 19 e 20 acha-se representado um exemplo de um instrumento 400. O instrumento 400 inclui um par de pinças 401, cada uma das quais tendo uma extremidade proxi-mal 402 definindo uns primeiros meios de acoplamento próprios para agarrar o dispositivo de fusão e uma haste 410 tendo uma primeira extremidade 411 definindo uns segundos meios de acoplamento próprios para agarrar uma tampa. O instrumento também inclui uns meios próprios para suportar a haste 410 de uma maneira deslizante entre as pinças 401. Num exemplo, o instrumento inclui um corpo ou invólucro 420 definindo uma passagem 421 que o atravessa de lado a lado. A extremidade distai 403 das pinças 401 acha-se ligada ao invólucro 420. Conforme se acha representado na Fig. 20, as pinças 401 podem ser ligadas ao invólucro 420 por meio de parafusos 404. Evidentemente que podem ser utilizados quaisquer meios de fixação adequados.

As pinças 401 podem ser utilizadas para firmar o dispositivo de fusão para efeitos de inserção da tampa ou podem ser utilizadas para agarrar o dispositivo de fusão e/ou a tampa para efeitos de remoção da tampa. No exemplo representado na Fig. 19, a extremidade proximal 402 das pinças 401 inclui umas superfícies de acoplamento 404 que se acham voltadas uma para a outra e que são próprias para estabelecer o acoplamento com o dispositivo de fusão. Num exemplo particular, em cada uma das superfícies de acoplamento 404 que se acham voltadas uma para a outra acha-se disposto um dos elementos constitutivos de um par de ele- 47 ΡΕ1504732 mentos de libertação 405. Fazendo agora referência em particular à Fig. 21, vemos que os elementos de libertação 405 têm uma altura h e uma largura w próprias para poderem ser inseridos nas aberturas 24' de um dispositivo de fusão 10'. 0 instrumento das Figs. 19 - 21 pode ser usado para remover uma tampa 300 que se ache inserida na abertura 15a de um dispositivo de fusão 10', conforme representado na Fig. 18. Os elementos de libertação 405 podem ser inseridos nas aberturas 24' para irem aplicar nos braços ou âncoras alongadas 310 a força F própria para fazer com que as âncoras 310 vão deflectir no sentido de fora para dentro de maneira a fazer com que a tampa 300 se vá libertar do dispositivo de fusão intercorporal 10'. Em modos de realização em que as âncoras 310 incluem uma unha 315, ou quaisquer outros meios de enganche, os elementos de libertação 405 podem ser inseridos nas aberturas 24' de maneira a fazer com que as unhas 315 vão sair para fora das aberturas. A distância d entre as extremidades proximais 402 das pinças 401 é de preferência regulável para facilitar o acoplamento com porções do dispositivo de fusão e/ou da tampa. Num modo de realização preferido isso é conseguido fazendo com que as pinças 401 sejam feitas de um material resiliente, como por exemplo aço inoxidável. A caracterís-tica de regulação poderia ser obtida por outros meios tais como proporcionando a existência de uma articulação na extremidade distai 403 das pinças 401. É possível serem utilizados quaisquer outros meios adequados de regulação da distância d. 48 ΡΕ1504732

Fazendo novamente referência à Fig. 19, vemos que a primeira extremidade 411 da haste 410 define uma ponta 415 própria para ser acoplada à tampa e que é configurada de maneira a trabalhar em conjugação com um furo que se acha formado na tampa e que também é próprio para receber um instrumento. No exemplo que se acha representado na Fig. 19, na ponta 415 própria para ser acoplada à tampa acham-se formados uns filetes de rosca próprios para irem enroscar no furo roscado formado numa tampa 300, conforme representado na Fig. 22. É possível serem utilizados quaisquer meios adequados de acoplamento ao instrumento, tais como, por exemplo, um sextavado próprio para encaixar num sextavado interior formada numa tampa.

No exemplo representado nas Figs. 19 - 22, a haste 410 é disposta de forma deslizante no interior da passagem 421 do invólucro 420. A haste 410 pode deslizar entre uma posição retraída (Fig. 23) e uma posição estendida (Fig. 24) em que a primeira extremidade 411 fica junto às extremidades proximais 402 das pinças 401 e entre estas. Para se inserir uma tampa num dispositivo de fusão, as pinças 401 podem ser usadas para agarrar e prender o dispositivo de fusão. A extremidade de acoplamento 415 vai engatar no furo da tampa próprio para receber um instrumento e a tampa é aplicada no dispositivo de fusão fazendo com que a haste 410 vá deslizar para a sua posição estendida (Fig. 24). Quando a extremidade de acoplamento 415 é roscada, a haste 410 é desenroscada da tampa fazendo rodar a 49 ΡΕ1504732 haste 410 no interior do invólucro 420 depois da tampa ter sido inserida no dispositivo de fusão. Para se remover uma tampa, as pinças 401 são primeiro acopladas ao dispositivo de fusão. As pinças 401 podem ser aplicadas contra a parede do corpo do dispositivo. Quando é utilizada uma tampa tal como a que se acha representada nas Figs. 17 e 18, os elementos de libertação 405 são inseridos nas aberturas 24' de maneira a desacoplar as unhas 315 e fazer com que as âncoras 310, 325 vão deflectir no sentido de fora para dentro. A haste 410 é então movida da posição retraída (Fig. 23) para a posição estendida (Fig. 24) e depois obrigada a rodar para estabelecer o acoplamento com o furo 320 da tampa 300 que é próprio para receber um instrumento. A haste é então obrigada a regressar à posição retraída (Fig. 23) com a tampa 300 acoplada à extremidade de acoplamento 415.

No exemplo representado na Fig. 19, a primeira extremidade 411 da haste 410 é uma vareta metálica 412 ligada a um varão central 413 de material plástico autocla-vável. O material plástico autoclavável é escolhido para utilizar nos dispositivos leves e reutilizáveis. Num exemplo, a vareta metálica 412 é metida à pressão no varão central de plástico e fixada adicionalmente por uma cavilha 414.

Num exemplo, o varão central 413 da haste 410 entra de forma justa deslizante no interior da passagem 421 do invólucro 420. É de preferência proporcionada a existência de uns batentes proximal e distai próprios para impedir 50 ΡΕ1504732 que a haste 410 possa deslizar para fora do invólucro 420. No varão central 413 é de preferência disposto um batente proximal que vai ficar colocado junto da primeira extremidade 411 da haste 410 e que é próprio para impedir que a primeira extremidade 411 possa entrar para dentro da passagem 421. Conforme se acha representado na Fig. 19, o batente proximal é um anel tórico (O-ring) 430 acoplado ao varão central 413 da haste 410. Num exemplo, no varão central 413 acha-se formada uma ranhura 431 (Fig. 25) própria para nela ir encaixar o O-ring 430. A ranhura 431 é posicionada de maneira a que quando o O-ring 430 nela se encontra encaixado, a haste 410 não se pode mover para além da posição retraída que se acha representada na Fig. 23, a fim de impedir que a primeira extremidade 411 possa entrar para dentro da passagem 421.

Na segunda extremidade 416 da haste 410 pode ser fixado um batente distai 440 cujo perímetro é maior do que o perímetro da passagem, a fim de impedir que a segunda extremidade 416 possa entrar para dentro da passagem 421. Conforme se acha representado na Fig. 25, no caso do batente 440 e da passagem 421 serem circulares, o batente distai 440 tem um diâmetro Di que é maior do que o diâmetro D2 da passagem 421.

Os instrumentos também podem ser dotados de um elemento distai de manipulação da haste que se acha ligado à segunda extremidade 416 da haste 410 e que é próprio para fazer rodar e deslizar a haste 410 no interior da passagem 51 ΡΕ1504732 421. No exemplo representado na Fig. 19, o elemento de manipulação é uma roda recartilhada 441. A roda recartilha-da 441 tem uma dimensão ou um diâmetro Di que é maior do que o diâmetro D2, e por conseguinte o mesmo acontece em relação ao batente distai 440.

Para se poder ter uma melhor compreensão do invento e apreciar melhor o mesmo, serão apresentados a seguir exemplos específicos do presente invento. Estes exemplos são apresentados apenas a título ilustrativo, não devendo em caso algum ser considerados como limitativos do âmbito do invento. EXEMPLO 1 Técnica Cirúrgica

Neste estudo foram utilizadas vinte e uma cabras alpinas. As cabras pesavam entre 42 e 62 quilos. Todas as cabras foram submetidas a um processo cirúrgico com anestesia endotraqueal geral usando valium e cetamina intravenosos para indução da anestesia e halotano por inalação para manutenção da anestesia. 0 pescoço anterior foi preparado de uma maneira estéril e foi realizada uma abordagem ante-rolateral recta à coluna cervical através de uma incisão longitudinal na pele. Praticou-se uma incisão na linha mediana do bem desenvolvido músculo longus coli e deixaram-se expostos os espaços discais em C2-C3, C3-C4 e C4-C5. Foram realizadas discectomias cervicais anteriores a cada 52 ΡΕ1504732 nível excisando em primeiro lugar o disco mole. Um mandril de distracção de 8 mm centrado numa coluna foi então enroscado no espaço discai produzindo assim a distracção do espaço. Um tubo de trabalho foi então passado sobre a coluna e as pinças situadas na extremidade do tubo foram enroscadas nos corpos vertebrais acima e abaixo do espaço discai. Estas pinças mantiveram a distracção do espaço discai quando a coluna de centragem e o mandril de distracção foram removidos. O espaço discai e os corpos verte-brais/placas terminais foram então escareados com um esca-reador de 10 mm através do tubo de trabalho. As aparas de osso foram aproveitadas e usadas como material de enxerto. O canal escareado foi então roscado, após o que se procedeu à inserção de um dispositivo BAK de titânio com um diâmetro de 10 milímetros (Spine Tech, Minneapolis, Minnesota) . Não foi feita nenhuma tentativa para excisar o ligamento longitudinal posterior ou para expor o canal espinal.

As cabras foram divididas em três grupos de tratamento cada um deles constituído por sete cabras. Para o Grupo I foi utilizado um dispositivo cheio com enxerto de osso autógeno obtido a partir das aparas em cada nível discai. O Grupo II utilizou um implante revestido com hidro-xiapatite cheio com aparas de osso autógeno usadas como enxerto. O Grupo III utilizou um dispositivo cheio com uma esponja de colagénio impregnada com 200 pg de BMP-2 recom-binante (Genetics institute, Cambridge, Massachusetts). Antes de se proceder à instalação dos dispositivos, as feridas foram irrigadas com uma solução de soro fisiológi- 53 ΡΕ1504732 co, bacitracina (50 U/cc), polimixina B (0,05 U/cc) e neo-micina (0,5%). O músculo longus coli foi então fechado com uma sutura contínua. O tecido subcutâneo foi reaproximado com suturas interrompidas e a pele com uma sutura contínua.

No período pós-operatório, os animais foram mantidos sob observação até recuperarem completamente da anestesia geral. Os animais receberam duas doses de Naxcell (ceftiofur), 500 mg por via intravenosa no período pré-operatório e 500 mg por via intramuscular no período pós-operatório. No pescoço dos animais foi aplicada uma ligadura flexível e depois deixou-se que estes desenvolvessem uma actividade ad lib, sob observação diária, num estábulo, durante vários dias.

Foi realizada uma avaliação clínica de três em três semanas. Foram feitas radiografias laterais da coluna cervical imediatamente a seguir ao período pós-operatório e às três, seis e nove semanas. Foram administrados marcadores de fluorocromo às três, seis e nove semanas. Estes marcadores eram constituídos por oxitetraciclina (30 mg/kg por via intravenosa) às três semanas, complexona alizarina (30 mg/kg por via intravenosa) às seis semanas e DCAF (20 mg/kg por via intravenosa) às nove semanas. Às doze semanas as cabras foram submetidas a eutanásia por meio de uma injecção intravenosa de Beuthanasia. A coluna cervical foi então excisada e foram retirados da mesma todos os tecidos circundantes. A amostra foi então radiografada nos planos anteroposterior (AP) e lateral. 54 ΡΕ1504732

Testes Biomecânicos

As amostras de coluna foram levadas para o laboratório de biomecânica imediatamente após terem sido recolhidas, a fim de serem submetidas a testes biomecânicos. As colunas foram montadas em armações em C2 e C7 com uma resina poliéster (Lite Weight 3 Fiberglass-Evercoat, Cincinna-ti, Ohio). Os testes biomecânicos foram realizados numa máquina servo-hidráulica modificada, para teste de materiais, MTS Bionix 858 (MTS Corporation, Minneapolis, Minnesota) . A máquina MTS pode aplicar cargas de compressão axiais e de torção em torno do eixo longitudinal da coluna vertebral. Este sistema permite que um momento de dobragem constante possa ser aplicado uniformemente ao longo do comprimento da coluna vertebral, dando origem a uma carga de pura dobragem sagital e extensão, mantendo-se a carga axial e a torção com valores iguais a zero.

Foram realizados testes separados para compressão axial, torção, flexão-extensão e dobragem lateral. A carga axial variou ciclicamente entre 0 e 100 N em compressão. Foi permitido movimento conjugado em rotação ou dobragem sagital. A torção variou ciclicamente entre 5 N-m positivos e 5 N-m negativos com um pré-esforço de compressão de 50 N. Também neste caso foi permitido movimento conjugado deixando carga axial e dobragem sagital em controlo de carga. A dobragem sagital variou ciclicamente entre flexão e extensão com um momento de dobragem uniforme de 2 N-m com um 55 ΡΕ1504732 pré-esforço de tracção de 5 N-m. A dobragem lateral foi realizada da esquerda para a direita com um momento de dobragem uniforme de 2 N-m com uma pré-carga de tracção de 5 N-m. Cada teste consistiu em cinco ciclos de carga sinu-soidais a 0.1 Hz. As amostras foram pré-condicionadas nos quatro primeiros ciclos, sendo os dados do quinto ciclo utilizados para análises. A aquisição de dados foi continua ao longo de cada teste e os dados foram armazenados num ficheiro de dados de computador.

Os dados de compressão axial incluiam carga axial (N) e deslocamento axial (mm). Os dados de flexão-extensão, torção e dobragem lateral incluiam carga axial (N), binário (N-m) e deslocamento rotacional (graus). A medição do deslocamento axial, de flexão-extensão, de dobragem lateral e de torção foi efectuada simultaneamente utilizando extensí-metros aplicados através de cada um dos níveis discais intervencionados. A análise de dados consistiu no cálculo de rigidez através de cada um dos espaços discais para a carga axial, a flexão-extensão, a torção e a dobragem lateral .

Análise Radiográfica A análise foi realizada em todas as películas radiográficas feitas às três, seis, nove e doze semanas. As radiografias foram analisadas com respeito à migração das gaiolas e à ausência ou presença de linhas lucentes em torno de cada gaiola. Se na radiografia AP ou lateral era 56 ΡΕ1504732 detectada uma linha lucente, essa gaiola era assinalada como possuindo uma lucência.

Análise Histológica A seguir à realização dos testes biomecânicos procedeu-se à remoção das amostras dos mordentes e armações de montagem. As colunas vertebrais foram cortadas através da porção médio-axial dos corpos vertebrais C3, C4 e C6, indo desse modo proporcionar três amostras individuais contendo o implante num bloco "osso-espaço discal-osso". As amostras foram então cortadas em secções sagitais com inicio no lado lateral direito utilizando uma serra de precisão Isomet Plus (Buehler Instruments, Lake Bluff, Illinois) . Quando a fatia sagital revelou o primeiro sinal da gaiola, foram removidas duas fatias adicionais de 2,5 mm. Estas duas fatias foram então guardadas em álcool a 70 por cento aguardando análise microrradiográfica. Uma terceira fatia sagital foi então removida e posta de lado para análise fluorocromática. As restantes amostras foram guardadas em álcool a 70 por cento.

As duas primeiras fatias que continham a gaiola foram então processadas para a obtenção de microrradiogra-fias. Uma microrradiografia sagital foi obtida numa unidade Hewlett Packard Faxitron (Hewlett Packard, McMinnville, Oregon). Cada microrradiografia sagital continha duas interfaces "gaiola-corpo vertebral". Cada um destas interfaces foi classificada separadamente e indiciada como sendo 57 ΡΕ1504732 ou não possuidora de tecido ósseo ou fibroso circundando a gaiola. Cada interface foi então subclassifiçada em função de ter ou não havido crescimento ósseo para o interior da gaiola a partir da respectiva interface. Deste modo, cada união "interespaço discal-gaiola-placa terminal" pôde ser classificada de acordo com os seguintes critérios: (1) gaiola completamente circundada por tecido fibroso com crescimento ósseo para o interior (B-B); (2) gaiola completamente circundada por osso com ou sem crescimento ósseo para o interior (B-F/E); (3) gaiola circundada por tecido fibroso com crescimento fibroso para o interior (F-F); ou (4) gaiola circundada por tecido fibroso e vazia (F-E). A presença ou a ausência de uma artrodese realizada com sucesso foi determinada a partir das microrradio-grafias sagitais. Se ambas as interfaces "interespaço dis-cal-gaiola-placa terminal" estivessem completamente circundadas por osso e se existisse consolidação óssea através do interespaço, então considerava-se que o nível apresentava uma sólida artrodese. Se ambas as interfaces se achassem circundadas por tecido fibroso e a gaiola se encontrasse vazia, então considerava-se que o nível apresentava uma artrodese falhada. Se uma interface estivesse circundada por osso e a outra por tecido fibroso, ou se ambas as interfaces estivessem circundadas por tecido fibroso e a gaiola cheia de tecido fibroso, então considerava-se que o nível apresentava um resultado intermédio. A terceira fatia sagital foi montada em polime- 58 ΡΕ1504732 tilmetacrilato para análise de fluorocromo. Através da utilização da serra Isomet Plus foram obtidas fatias com uma espessura de 200 a 360 μιη. Essas fatias foram então desbastadas até ficarem reduzidas a uma espessura de 100 μιη utilizando para esse efeito uma máquina Maruto ML-512D Speed Lapping (Maruto Instruments, Tokyo, Japão). Foi obtida uma microrradiografia sagital da amostra com uma espessura de 100 pm para se estabelecer a correlação com a análise de fluorocromo. Após a obtenção desta microrradiografia, a fatia foi desbastada até ficar reduzida a uma espessura de 40 pm e montada numa lâmina para análise de fluorocromo. A presença ou a ausência de cada marcador em torno da gaiola e no interior da gaiola permitiu determinar o quadro de tempo relativo de vascularização óssea em torno da gaiola e no interior da gaiola.

RESULTADOS

Todas as 21 cabras resistiram à cirurgia e sobreviveram sem dificuldade durante a realização da experiência. Não ocorreu infecção das feridas da coluna cervical. Não se verificaram complicações neurológicas.

Resultados Radioqráficos Não se registaram deslocamentos das gaiolas em de nenhum dos grupos. No grupo I houve três gaiolas com lucên-cias. No grupo II houve quatro gaiolas com lucências. No grupo li nenhuma das gaiolas apresentou quaisquer lucên-cias. 59 ΡΕ1504732

Resultados Microrradiográficos

Os resultados da classificação de cada união individual "gaiola-placa terminal-interface" acham-se resumidos na Tabela I. As gaiolas cheias com BMP apresentaram um maior número de interfaces circundadas por osso e uma maior quantidade com crescimento ósseo para o interior do que qualquer um dos outros dois grupos. A taxa de artrodeses com sucesso foi maior para as gaiolas cheias a 95% com BMP, seguida pelos dispositivos revestidos com HA (62%) e pelos dispositivos Standard (48%). Esta diferença foi estatisticamente significativa (p-0,002). A taxa de artrodeses sem sucesso foi de 14% tanto para os grupos revestidos com HA como para os grupos Standard, e de zero para as gaiolas revestidas com BMP. Os resultados intermédios foram de 38% para a gaiola Standard, 14% para a gaiola de hidroxiapatite e de 5% para a gaiola cheia com BMP.

Dados Biomecânicos

Os dados de rigidez biomecânica média em compressão axial, torção, flexão, extensão e dobragem lateral acham-se resumidos por grupos na Tabela II. Não se registaram diferenças estatísticas por grupo em qualquer dos modos de carga testados. Apesar de não existirem significativas diferenças estatísticas em qualquer modo de carga dentro de 60 ΡΕ1504732 cada resultado de artrodese, constatou-se que havia uma tendência para que as gaiolas com uma artrodese bem sucedida tivessem uma maior rigidez, em termos de compressão axial, torção, flexão e extensão, do que as gaiolas das artrodeses falhadas.

Análise de Fluorocromo

Houve dez gaiolas no grupo I que apresentaram formação de osso completamente em torno da gaiola. Sete dessas gaiolas (70%) apresentaram revascularização óssea após a injecção às três semanas e três (30%) após a injec-ção às seis semanas. No grupo II, houve treze gaiolas que apresentaram formação de osso completamente em torno da gaiola. Qualquer uma destas gaiolas (62%) apresentou revascularização após a injecção às três semanas, três (23%) após a injecção às seis semanas e duas (15%) após a injecção às nove semanas. No grupo III, vinte gaiolas apresentaram formação de osso completamente em torno da gaiola. Dezanove destas (95%) apresentaram revascularização óssea após a injecção às três semanas e uma (5%) após a injecção às seis semanas.

Vinte e duas das sessenta e três gaiolas nos três grupos apresentaram crescimento ósseo no interior da gaiola. No grupo I, uma gaiola de seis (17%) apresentou revascularização óssea após a injecção às seis semanas e cinco gaiolas (83%) após a injecção às nove semanas. No grupo II todas as cinco gaiolas apresentaram revascularização óssea 61 ΡΕ1504732 após a injecção às nove semanas. No grupo III, três de onze gaiolas (27%) apresentaram revascularização óssea após a injecção às três semanas, seis (55%) após a injecção às seis semanas e duas (18%) após a injecção às nove semanas. Por conseguinte, de uma maneira geral, as gaiolas cheias com BMP apresentaram uma mais rápida revascularização de osso tanto em torno das gaiolas como no interior destas em comparação com os outros dois grupos.

CONCLUSÃO A utilização de uma gaiola de fusão interverte-bral cheia com BMP deu origem a uma muito mais alta taxa de artrodese e a uma acelerada revascularização óssea em comparação tanto com os dispositivos cheios com osso autógeno como com os enxertos ósseos intercorporais autógenos com ou sem estabilização com placas. EXEMPLO 2

Concepção

Doze ovelhas fêmea adultas foram submetidas a fusão intercorporal médio-lombar a um só nível. A seguir à preparação dos sítios de fusão anterior procedeu-se à inserção dos implantes. As ovelhas foram tratadas com um Dispositivo de Fusão Intercorporal Roscado (TIBFD) contendo rhBMP-2 veiculado num colagénio fibrilar do tipo I (Helis-tat) (n=6) numa orientação lateral de uma só gaiola median- 62 ΡΕ1504732 te uma abordagem retroperitoneal. Anteriores membros do estudo (todos os n=6) incluíam TIBFD com tacos ósseos autó-genos, apenas tacos ósseos autógenos ou falsos sítios de fusão (vazios). Deixou-se que as ovelhas pastassem imediatamente a seguir ao período pós-operatório e não foi usada imobilização externa. Todos os animais foram abatidos seis meses após ter sido feita a cirurgia. Obtiveram-se catorze colunas vertebrais adicionais de ovelhas mortas para se determinar as medições de rigidez mecânica intervertebral de referência.

Materiais

As gaiolas de fusão intercorporal, desenvolvidas e fabricadas pela firma Sofamor Danek, Inc., Memphis, Ten-nessee, eram feitas de liga TÍ-6A1-4V e desenhadas sob a forma de cilindros fechados. Os dispositivos tinham um diâmetro de 14 mm e continham uma tampa terminal de enroscar para permitir a colocação de materiais de enxerto. A porosidade do dispositivo, de acordo com a descrição do fabricante, era a de uma relação entre a quantidade total de orifícios e metal de 35%, sendo a porosidade maior nas zonas de contacto com os corpos intervertebrais. A carga mecânica de cedência, isto é, a carga correspondente ao limite elástico, foi referida como sendo de 80.000 Newtons (cargas fisiológicas humanas máximas - 10.000 Newtons). A aplicação de cargas de compressão cíclicas entre 800 e 9.680 Newtons a 15 Hz durante 5.000.000 de ciclos não deu origem a quaisquer danos ou deformações capazes de ser observadas ao microscópio. 63 ΡΕ1504732 A dose de rhBMP-2 foi de 0,43 mg/ml. A proteína, na sua solução tamponada, foi aplicada por gotejamento em colagénio do tipo I (Helistat) de qualidade comercial. O compósito foi então inserido na câmara da gaiola, após o que se procedeu à aplicação da tampa da gaiola. O dispositivo foi então inserido no sítio de fusão preparado.

Processo Cirúrgico

Uma incisão de 10 cm no flanco esquerdo, da região rostral à região caudal, foi feita em condições estéreis. A seguir à incisão da fáscia lateral da musculatura abdominal externa foi identificado o plano retroperi-toneal. Prosseguindo através deste plano, o disco interver-tebral entre os corpos vertebrais L4 e L5 foi limpo de tecido mole. Os vasos segmentais não foram ligados, a não ser que isso fosse necessário para exposição adicional. A aorta descendente foi retraída para expor o ligamento longitudinal anterior e o anel anterior. Um arame de guiamento de 2 mm foi colocado transversalmente através do disco intervertebral bissectando o disco no plano sagital. Sobre o arame foi então utilizado um trépano canulado para criar uma anulotomia lateral esquerda.

Sobre o mesmo arame foi usado um dilatador de 7 mm de diâmetro, em forma de "bala", de ponta romba, para expandir o espaço discai e colocar o anel sob tensão. Sobre o distractor foi colocada uma manga exterior de quatro gar- 64 ΡΕ1504732 ras que depois foi submetida a impactos para se fixar nos corpos vertebrais adjacentes. Garras laterais no espaço discai ajudaram a manter a distracção. 0 dilatador foi então removido. Um escareador para cortar osso foi colocado através da manga exterior e utilizado para criar um furo transversal através do espaço discai. Durante o processo foram removidos pelo menos 3 mm de placa terminal e de osso subcondral dos corpos vertebrais adjacentes. Nesse momento procedeu-se à preparação e implantação do dispositivo. Foi realizada o encerramento de rotina de feixes musculares abdominais externos, tecido subcutâneo e pele.

Testes Biomecânicos

Todas as ovelhas que foram submetidas a cirurgia foram testadas mecanicamente imediatamente depois de terem sido abatidas para se determinar a rigidez da fusão. Além disso foram também testadas colunas vertebrais de catorze ovelhas mortas não tratadas para se estabelecer parâmetros de referência para o segmento móvel L4-L5. Os segmentos intervertebrais L4-L5 (sítios de fusão) foram testados para se determinar a rigidez aos momentos de dobragem nos planos sagital e coronal (flexão, extensão, dobragem à direita, dobragem à esquerda) em todas as dezoito ovelhas. Para as medições de referência, as colunas vertebrais de catorze ovelhas mortas não tratadas também foram testadas para se determinar a rigidez no intersegmento L4-L5 nos mesmos planos de movimento. 65 ΡΕ1504732

Após o abate das ovelhas procedeu-se à explanta-ção das vértebras L3 a L6 das respectivas colunas vertebrais. Foram mantidos os tecidos ligamentosos intersegmen-tais. Os processos transversais foram reduzidos para facilitar a encapsulação das vértebras L3 e L6 em polimetilme-tacrilato (PMMA). As cápsulas de PMMA não incluiam os discos L3-L4 nem os discos L5-L6.

Testes mecânicos não destrutivos foram realizados com uma máquina de testes servo-hidráulica MTS 812. A amostra foi montada no aparelho de modo a ficar orientada perpendicularmente ao eixo de actuação. Uma extremidade da amostra ficou fixa, enquanto que a outra ficou com capacidade de se poder mover livremente e colocada por cima do actuador. Foram aplicados momentos de dobragem pura utilizando um sistema de cabos e polias. Transformadores diferenciais variáveis rotativos (RVDT) foram fixados ao corpo vertebral por intermédio de parafusos para osso para se medir a rotação no segmento móvel L4-L5 e à extremidade livre para se medir o seu ângulo com respeito à horizontal. Foram feitos registos de dados de carga-deslocamento. Para cada teste foram aplicadas cargas em três ciclos consistindo numa rampa de 5 segundos por ciclo com um momento máximo aplicado de aproximadamente 10 N-m. Os testes foram realizados sequencialmente nos modos de flexão, extensão, dobragem à direita e dobragem à esquerda. A rigidez foi calculada como sendo a inclinação da curva da força em função do deslocamento angular a 8 N-m para todos os grupos. 66 ΡΕ1504732

Avaliação Radioqráfica

Sob anestesia geral foram obtidas radiografias anteroposteriores e laterais imediatamente a seguir ao período pós-operatório e depois dois meses, quatro meses e seis meses a seguir à cirurgia. Foram feitas medições das alturas dos corpos vertebrais e das alturas dos discos ao longo da coluna lombar na linha médio-sagital utilizando um analisador de imagens fotográficas (monitor de pitch super-fino, lmage-1/Atsoftware. 1991). Todas as medições foram feitas sobre radiografias laterais verdadeiras. Uma vez que as medições das alturas dos discos intercorporais nos sitios de fusão foram perturbadas pelos materiais de implante, foi calculado um "índice de altura intercorporal" (índice IB) para reflectir a distracção intercorporal. Este índice foi calculado da seguinte maneira: a distância médio-sagital dos segmentos fusionados entre a placa terminal cefálica de L4 e a placa terminal caudal de L5 foi medida como a "altura de fusão". Uma vez que as vértebras tinham uma altura relativamente uniforme, a soma das alturas médio-sagitais das vértebras L3 e L6 foi usada para calcular a soma das alturas das vértebras L4 e L5 com exclusão do disco intervertebral interposto. A soma das alturas das vértebras L3 e L6 foi então subtraída da altura de fusão para se determinar a "altura intercorporal calculada" . A fim de se corrigir as diferenças de ampliação, este valor foi expresso sob a forma de uma relação com respeito à altura vertebral média e esse valor foi definido como sendo o índice IB. 67 ΡΕ1504732

Resultados

Os resultados dos testes mecânicos de uma amostra implantada com TIBFD + rhBMP-2 foram excluídos devido a erros do aparelho.

Resultados dos Dados dos Testes Mecânicos

Na Tabela III são apresentados os valores médios e os desvios padrão em função do grupo. Na Tabela IV são apresentados os resultados das comparações estatísticas globais e por pares. A rigidez média foi significativamente diferente entre os grupos (dois tratamentos e controlo sem operação) para cada modo de teste (P=0,005, P=0,0001, P=0,0001, P=0,0001) .

Todos os intersegmentos tratados cirurgicamente mostraram ser significativamente mais rígidos do que os intersegmentos não tratados. Isto é, os sítios implantados com TIBFD + rhBMP-2 ou TIBFD + autoenxerto mostraram ser, em comparação com os que haviam sido tratados, consideravelmente mais rígidos aos momentos de flexão (P=0,0001, P=0,005), de extensão (P=0,0001, P=0,0001), de dobragem à direita (P=0,0001, P=0,0001) e de dobragem à esquerda (P=0,0001, P=0,0001). Não houve diferença de rigidez entre os intersegmentos tratados com TIBFD + rhBMP-2 e os intersegmentos tratados com TIBFD + autoenxerto (as comparações para todos os modos de teste foram de P 0,05). 68 ΡΕ1504732

Resultados do índice de Altura Intercorporal

Na Tabela V são apresentados os valores médios, os desvios padrão e os resultados das comparações estatísticas globais e por pares. Não houve diferenças no índice de Altura Intercorporal entre TIBFD + rhBMP-2 e TIBFD + autoenxerto em cada uma das medições no tempo (F(4,40)=0,20, P=94). Ocorreu afundamento principalmente nos dois primeiros meses a seguir ao período pós-operatório em ambos os grupos (aproximadamente 20% da altura discai intercorporal inicial) apesar da diminuição da altura intercorporal não ser significativa (F(2,0)=0,19, P=0,83).

Conclusões Não foram notadas diferenças nem de natureza mecânica nem de natureza morfológica entre as fusões criadas com TIBFD + rhBMP-2 e as fusões criadas com TIBFD + autoenxerto. Houve tendência para um maior grau de rigidez à flexão com TIBFD + rhBMP-2, mas isso não foi significativo. Houve tendência para ocorrer afundamento em ambos os grupos nos primeiros dois meses. A utilização de enxerto ósseo autógeno não proporciona nenhuma vantagem em comparação com o uso de rhBMP-2 com colagénio fibrilar do tipo I neste modelo. EXEMPLO 3

Polímero de Ácido Poliláctico de Porosidade Aberta (OPLA) foi proporcionado em tiras de 12,0 mm x 6,5 mm x 69 ΡΕ1504732 30 mm embaladas em condições estéreis (duas tiras por embalagem) . 0 OPLA puro foi esterilizado por meio de radiação gama. A rhBMP-2 foi proporcionada sob a forma de pó seco por congelação e reconstituída intraoperatoriamente em água estéril e suplementada com uma solução veiculo tampão. A rhBMP-2 foi introduzida no seio do material que serve de veiculo e o veiculo foi colocado no interior do interior oco de um dispositivo de fusão metálico em forma de gaiola. 0 dispositivo foi então implantado no sitio de fusão. EXEMPLO 4

Um implante de rhBMP-2/colagénio foi preparado a partir de um Agente Hemostático de Colagénio Absorvível Helistat® (Integra LifeSciences Corporation) e de rhBMP-2. O veículo de colagénio foi colocado no interior do interior oco de um dispositivo de fusão metálico em forma de gaiola. O dispositivo foi implantado no sítio de fusão.

Tabela I

Resultados do Crescimento Ósseo para o interior das Uniões Individuais "Gaiola-Interespaço-Placa Terminal" por Grupo de Gaiolas

Classificação por Microrradiografia Grupo B-B B-F/E F-F F-E I 33% 29% 14% 24% II 26% 43% 12% 19% III 53% 45% 0% 2% *Ver texto para a definição de cada resultado de classif icação 70 ΡΕ1504732

Tabela ιι

Dados de Rigidez Biomecânica por Grupo de Gaiolas

Compressão Axial Torção Flexão Extensão Dobragem Lateral Grupo (N/mm) (N-m/grau) (N-m/grau) (N-m/grau) (N-m/grau) I 187 (92) 8,4 (11,7) 0,99 (0,91) 5,0 (7,2) 1,4 (2,2) II 165 (70) 10,2 (12,5) 1,6 (2,7) 3,4 (2,8) 2,3 (3,9) III 313 (388) 6,7 (10,2) 0, 96 (0,84) 3,1 (2,4) 1,0 (0,66) Valor p 0,46 0,32 0,24 0, 82 0,72 Os valores entre par êntesis representam os desvios padrão Tabela III Resultados dos Testes Mecânicos Condições Flexão Extensão Dobragem Dir. Dobragem Esq. n Médio ± dp Médio ± dp Médio ± dp Médio ± dp TIBFD + rhBMP-2 5' L5,91 ± 6,90 25,19 ± 10,91 19,35 ± 5,82 15,40 ± 2,35 TIBFD + autoenxerto 6 11,00 ± 7,810 24,55 ± 10,51 9, 89 ± 4,04 19,47 ± 8,56 Não tratado 14 6,71 ± 1,40 6,03 ± 2,15 0,41 ± 0,11 4,04 ± 0,90 25 Tabela IV Resultados dos Testes Mecânicos Flexão Extensão Dobragem Dir. Dobragem Esg.

Média P Média P Média P Média P ± dp ± dp ± dp ± dp

Condições

Comparadas TIBFD + 15,91 (P=0,30) 25,19 (P=0,92) 19,35 (P=0,36) 15,40 (P=0,33) rhBMP-2 ± 6,90 ± 10,91 ± 5,82 ± 2,35 ΡΕ1504732 71 (continuação)

Flexão Extensão Dobragem Dir. Dobragem Esg. Média P Média P Média P Média P ± dp ± dp ± dp ± dp Condições Comparadas TIBFD + 11,00 24, 55 15,36 19,41 autoenxerto ± 7,81 ± 10,51 ± 9,89 ± 8,56 TIBFD + 15,91 (P=0,0001) 25,19 (P=0,0001) 19,35 (P=0,0001) O II Ct o LO rhBMP-2 ± 6,90 ± 10,91 ± 5,82 ± 2,35 Não tratado 6,71 6, 03 2,96 4, 04 ± 1,40 ± 2,15 ± 0, 41 ± 0,90 TIBFD + 11,00 (P=0,06) 24, 55 (P=0, 0 0 01 ) 15,58 (P=0,0001) (P=0, autoenxerto ± 7,81 ± 10,51 ± 9,89 19,47 ± 8,56 Não tratado 6,71 6, 03 2,98 0,04 ± 1,40 ± 2,15 ± 0, 41 ± 0,90

Tabela V

Resultados do índice de Altura Intercorporal: de 0 a 6 meses

Condições Pós-op. 2 meses 4 meses 6 meses n Médio ± dp Médio ± dp Médio ± dp Médio ± dp TIBFD +rhBMP-2 6 0,20 ± 0,04 0,14 ± 0,03 0,17 ± 0,04 0,15 ± 0,03 TIBFD +Autoenxerto 6 0,20 ± 0,03 0,15 ± 0,05 0,15 ± 0,05 0,16 ± 0,05

Total medidos 12 72 ΡΕ1504732 EXEMPLO 5

Análise Racional dos Testes

Foram realizados testes em tampas terminais para se medir a resistência da tampa terminal contra a expulsão por parte de uma esponja de colagénio impregnada com rhBMP-2 e comparar essa resistência com a de uma tampa terminal de polietileno.

TESTE A

Teste de Extracção de uma Tampa Terminal Encaixada à Pressão

Este teste foi realizado para se determinar se a força estática necessária para se desalojar de um dispositivo BAK® (Spine Tech, Minneapolis, MN) uma tampa terminal de polietileno encaixada à pressão. A tampa terminal foi montada à pressão no dispositivo BAK® e através da cavidade do dispositivo BAK® foi aplicada uma carga axial na tampa terminal. A carga de extracção para cinco (5) amostras apresentou valores compreendidos entre 53,4 e 165 N (12 e 37 libras força).

TESTE B

Preparação dos Testes e Métodos de Teste

Cinco (5) amostras de uma tampa terminal de titã- 73 ΡΕ1504732 nio de 12 mm (894-120, Sofamor Danek, USA) (894-XXX, Sofa-mor Danek, USA, Memphis, Tennessee) foram colocadas, cada uma delas, num implante de titânio de 12 mm NOVUS®LT (Sofamor Danek, USA) conforme se acha representado nas Figs. 18 e 19. O implante foi fixado rigidamente à mesa de uma máquina de testes servo-hidráulica de circuito fechado. O actuador da máquina de testes foi fixado à tampa terminal por meio de um adaptador que foi enroscado na tampa terminal. Foi aplicada uma carga axial para extrair por tracção a tampa terminal a uma velocidade de 25 mm/min até a tampa terminal ter sido completamente removida do implante de 12 mm. Os dados, incluindo a carga e o deslocamento máximos, foram registados e postos em forma de gráfico utilizando o software de aquisição de dados Superscope II.

Resultados

Todas as tampas terminais foram extraídas das duas garras de ancoragem por meio de deflexão elástica. A carga média de extracção por tracção foi de 187 N (41,99 libras força). Na Tabela 1 acham-se representados os dados não tratados dos testes de extracção por tracção.

TESTE C

Os métodos do teste B foram repetidos em nove (9) amostras, com excepção do facto de que a carga foi aplicada a uma velocidade de 12,5 mm/min. A carga média de extracção por tracção foi de 136 N (30,57 Força Média em Libras). 74 ΡΕ1504732 O valor de 30,57 confronta-se bem com o valor de 41,99 do Teste B. O número de amostras para a realização deste teste foi de 9, enquanto que o número de amostras para a realização do Teste B foi de 5.

Discussão e Conclusões

Os resultados dos testes mostram que a tampa terminal do presente invento é resistente à expulsão in vivo por duas razões. Em primeiro luqar, é bem sabido que o disco intervertebral se acha submetido a complexas cargas combinadas. No entanto, nenhuma das cargas que actuam sobre o espaço discai iria actuar directamente sobre a tampa terminal do implante de maneira a provocar a expulsão da tampa terminal. Em segundo lugar, é pouco provável que a esponja de colagénio impregnada com rhBMP-2 pudesse exercer uma força de 177 N (41,99 libras força) para expulsar a tampa terminal.

As tampas terminais com garras de ancoragem do presente invento foram facilmente inseridas à mão nos dispositivos. Num dos casos, a tampa terminal foi inserida por meio da máquina de testes servo-hidráulica. A carga de inserção foi medida e descobriu-se que esta tinha o valor de 14,2 N (3,2 libras força). Isto proporciona um suporte adicional para o firme acoplamento da tampa terminal. A força média de expulsão foi treze vezes superior à carga de inserção. 75 ΡΕ1504732 A comparação entre as tampas terminais com garras de ancoragem do presente invento e um conhecido desenho de tampa terminal de polietileno própria para ser montada à pressão mostrou ser favorável às primeiras. A força média para a tampa de montagem à pressão foi de 111 N (25 libras força) dentro de uma gama de valores compreendidos entre 53,4 e 165 N (12 e 37 libras). A tampa terminal com garras de ancoragem do presente invento ultrapassou esses valores, com uma força média de 136 N (30,57 libras) e uma gama de valores compreendidos entre 55,6 e 207 N (12,5 e 46,62 libras) para nove (9) amostras.

Apesar do invento ter sido descrito de uma maneira pormenorizada na descrição que aqui acaba de ser apresentada, a mesma deve ser considerada como sendo dotada apenas de carácter ilustrativo e não restritivo, devendo entender-se que aqui foram apenas representados e descritos os modos de realização preferidos, e que se deseja que sejam protegidas todas as alterações e modificações que recaiam no âmbito das reivindicações.

Lisboa, 20 de Agosto de 2007

Claims

ΡΕ1504732 1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de fusão (10) próprio para facilitar a artrodese no espaço discai entre vértebras adjacentes, compreendendo: um corpo de suporte de cargas oco (11) tendo um comprimento e uma superfície interna definindo uma câmara (15) e uma abertura (15a) em comunicação com a referida câmara, a referida câmara estendendo-se substancialmente ao longo de todo o comprimento do referido corpo; e um material osteogénico colocado no interior da referida câmara, o referido material osteogénico incluindo uma proteína morfogenética óssea num veículo adequado para formar um material osteogénico moldável, o referido material sendo moldável para se poder adaptar à forma da referida câmara.
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que a referida proteína morfogenética óssea é rhBMP-2, rhBMP-7 ou uma mistura destas.
3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que o referido veículo é uma esponja de colagénio.
4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que o referido veículo é uma cerâmica bifásica incluindo hidroxiapatite e fosfato tricálcico. 2 ΡΕ1504732
5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que o referido corpo de suporte de cargas compreende uma composição de fosfato de cálcio.
6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que o referido veiculo é uma folha (101) de polímero de ácido poliláctico.
7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que: o referido corpo (11) é alongado, tendo um comprimento, um primeiro diâmetro numa primeira extremidade (13) e um segundo diâmetro maior numa segunda extremidade (12) oposta à referida primeira extremidade, os referidos primeiro e segundo diâmetros sendo dimensionados de maneira a serem maiores do que o espaço existente entre as vértebras adjacentes; e o referido corpo tendo uma superfície exterior que é afilada de uma maneira substancialmente contínua entre a referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade, com filetes de rosca externos (18) definidos na referida superfície exterior e estendendo-se substancialmente ao longo de todo o referido comprimento do referido corpo.
8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que: 3 ΡΕ1504732 o referido corpo é alongado, tendo um comprimento entre uma primeira extremidade e uma segunda extremidade do referido corpo, e um primeiro diâmetro na referida primeira extremidade dimensionado de maneira a ser maior do que o espaço existente entre as vértebras adjacentes, o referido corpo tendo uma superfície exterior com um par de porções cilíndricas opostas estendendo-se substancialmente ao longo de todo o comprimento do referido corpo e definindo o referido primeiro diâmetro, e um par de paredes laterais opostas substancialmente planas (22) ligadas entre as referidas porções cilíndricas opostas, as referidas paredes laterais estendendo-se ao longo de uma porção substancial do referido comprimento do referido corpo.
9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, compreendendo ainda filetes de rosca externos (18) definidos no referido par de porções cilíndricas opostas da referida superfície exterior e estendendo-se substancialmente ao longo de todo o comprimento do referido corpo.
10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, em que as referidas porções cilíndricas são afiladas ao longo de uma substancial porção do referido comprimento e definem um segundo diâmetro numa segunda extremidade das porções cilíndricas que é maior do que o referido primeiro diâmetro. 4 ΡΕ1504732
11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, compreendendo ainda: uma tampa (300) própria para bloquear a referida abertura (15a), a referida tampa tendo um corpo de oclusão (301) com dimensões e formas próprias para contactar com a referida abertura e uma âncora alongada (310) que se projecta a partir do referido corpo de oclusão, a referida âncora incluindo uma primeira extremidade (311) liqada ao referido corpo de oclusão e uma segunda extremidade oposta (312) dotada de uns meios de fixação próprios para encaixar no referido corpo de suporte de cargas (11), a fim de fazer com que o referido corpo de oclusão se vá manter no interior da referida abertura.
12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, em que os referidos meios de fixação compreendem uma unha (315) que se projecta a partir da referida segunda extremidade.
13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 12, em que a referida superfície exterior do referido corpo (11) define um furo de passagem em comunicação com a referida câmara (15) e a referida âncora (310) tem um comprimento que vai desde o referido corpo de oclusão (301) até ao referido furo de passagem quando a referida tampa se acha inserida na referida abertura e a referida unha se acha encaixada no interior do referido furo de passagem. 5 ΡΕ1504732
14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, compreendendo ainda uma aba (307) que se projecta a partir de um perímetro do referido corpo de oclusão.
15. Dispositivo de acordo com a reivindicação 12, em que uma parede exterior (304) da tampa (300) se encontra à face com a referida abertura (15a) quando a referida unha (315) se acha encaixada no referido furo de passaqem.
16. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, em que o referido corpo de oclusão (301) define umas aberturas osteogénicas (305) que o atravessam de lado a lado e que são dimensionadas para permitir o crescimento ósseo para o interior e a saída de proteínas.
17. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, em que o referido corpo de oclusão (301) define um furo (320) próprio para receber um instrumento de introdução .
18. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, compreendendo ainda: uma tampa (300) própria para bloquear a referida a referida abertura (15a), a referida tampa tendo um corpo de oclusão (301) dimensões e formas próprias para contactar com a referida abertura e uma âncora 6 ΡΕ1504732 alongada (310) que se projecta a partir do referido corpo de oclusão, a referida âncora incluindo uma primeira extremidade (311) ligada ao referido corpo de oclusão e uma segunda extremidade oposta (312) dotada de uns meios de fixação próprios para encaixar no referido corpo de suporte de cargas (11), a fim de fazer com que o referido corpo de oclusão se vá manter no interior da referida abertura.
19. Dispositivo de acordo com a reivindicação 18, em que os referidos meios de fixação compreendem uma unha (315) que se projecta a partir da referida segunda extremidade.
20. Dispositivo de acordo com a reivindicação 19, em que a referida superfície exterior do referido corpo (11) define um furo de passagem em comunicação com a referida câmara (15) e a referida âncora (310) tem um comprimento que vai desde o referido corpo de oclusão (301) até ao referido furo de passagem quando a referida tampa se acha inserida na referida abertura e a referida unha se acha encaixada no interior do referido furo de passagem.
21. Dispositivo de acordo com a reivindicação 18, compreendendo ainda uma aba (307) que se projecta a partir de um perímetro do referido corpo de oclusão.
22. Dispositivo de acordo com a reivindicação 19, em que uma parede exterior (304) da tampa (300) se 7 ΡΕ1504732 encontra à face com a referida abertura (15a) quando a referida unha (315) se acha encaixada no referido furo de passagem.
23. Dispositivo de acordo com a reivindicação 18, em que o referido corpo de oclusão (301) define umas aberturas osteogénicas (305) que o atravessam de lado a lado e que são dimensionadas para permitir o crescimento ósseo para o interior e a saída de proteínas.
24. Dispositivo de acordo com a reivindicação 18, em que o referido corpo de oclusão define um furo (320) próprio para receber um instrumento de introdução. Lisboa, 20 de Agosto de 2007