TWI635842B

TWI635842B - 椎間融合器

Info

Publication number: TWI635842B
Application number: TW106123043A
Authority: TW
Inventors: 王兆麟; 賴達明
Original assignee: 國立臺灣大學
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2018-09-21
Also published as: TW201907876A

Abstract

本發明提供一種椎間融合器，包括：第一定位件及第二定位件；複數個支撐件，分別連接該第一定位件及該第二定位件；第一桿件，其一端樞接於該複數個支撐件之其中一者；第二桿件，樞接於該第二定位件上；以及第三桿件，其二端分別耦接該第一桿件及該第二桿件；其中，透過該第三桿件能縮短或增加該第一桿件與該第二桿件之間的距離，而能縮短或增加該第一定位件及該第二定位件之間的距離，以控制該複數個支撐件之彎曲程度。

Description

椎間融合器

本發明係有關一種椎間融合器，尤指一種同時具有高度及水平擴張功能並可轉向植入椎間盤位置之椎間融合器。

目前常見的脊椎疾病，如骨質疏鬆導致椎骨塌陷、因癌細胞腫瘤轉移至椎骨、脊椎間關節與其周圍相連組織異常等等症狀，使得人們在進行活動時，常常伴隨著嚴重的疼痛。此類患者常常需要進行脊椎體置換手術，將有問題的椎節取出，並植入椎間融合器(spinal cage)來取代之。

習知的椎間融合器通常體積過大，在手術過程中往往需要開創較大的傷口，以方便植入椎間融合器。此種開放式手術對於病患而言並非有利，病患必須承受身體上大範圍的肌肉及組織傷害，造成手術後的恢復時間相當漫長，容易對病患產生不利的影響。

又，針對第5腰椎-第1骶椎(L5-S1)之腰椎椎間盤融合手術，由於L5-S1之兩側有骨盆包覆，因此習知的椎間融合器如欲植入，仍有必要除去小面關節，此種手術方式對病患而言仍有上述不利之影響。

因此，如何設計出一種椎間融合器，可改善上述開放式手術所帶來的大傷口、復原慢的情況，且能具備結構變形機制，以減少手術時間、降低手術困難度，為目前急迫解決課題之一。

本發明之主要目的在於提供一種椎間融合器，包括：第一定位件及第二定位件；複數個支撐件，各具有連接該第一定位件之第一端及連接該第二定位件之第二端；第一桿件，其一端內部具有凹部，且其另一端係樞接於該複數個支撐件之其中一者靠近該第一端之處；第二桿件，樞接於該第二定位件上，並具有軸向貫通該第二桿件之中空槽；以及第三桿件，其一端設於該第一桿件之該凹部中，且其另一端設於該第二桿件之該中空槽中；其中，透過該第三桿件能縮短或增加該第一桿件與該第二桿件之間的距離，而能縮短或增加該第一定位件及該第二定位件之間的距離，以控制該複數個支撐件之彎曲程度。

本發明之椎間融合器可與微創手術方法結合，以縮小傳統開放式手術必須開創一個相當於椎間融合器尺寸大小的傷口。本發明之椎間融合器可通過微創手術用的管型擴張器達到目標位置後，透過本發明之椎間融合器中第三桿件縮短或增加第一桿件和第二桿件之間的距離，進而能縮短或增加第一定位件及第二定位件之間的距離，而能控制複數個支撐件的彎曲程度。藉由複數個支撐件的彎曲程度，使本發明之椎間融合器產生結構上的變形，而可擴張本發明之椎間融合器在高度或水平上的體積，進而具備高度或水平擴張功能。此外，本發明之椎間融合器係在植入後才產生結構上的變形，故在植入時可視情況調整植入角度，故具備縮短手術時間、降低手術困難度及增加手術便利性等功效。

1‧‧‧椎間融合器

11‧‧‧第一定位件

111‧‧‧第一T形件

112‧‧‧開孔

12‧‧‧第二定位件

121‧‧‧第二T形件

122‧‧‧圓柱件

123‧‧‧平台

13‧‧‧支撐件

131‧‧‧第一端

132‧‧‧第二端

133、134‧‧‧支撐部

135‧‧‧第一樞接件

136‧‧‧第二樞接件

14‧‧‧第一桿件

141‧‧‧凹部

142‧‧‧孔洞

143‧‧‧內螺紋

15‧‧‧第二桿件

150‧‧‧中空槽

151‧‧‧第一中空部

152‧‧‧第二中空部

153‧‧‧抵接部

154‧‧‧外螺紋

16‧‧‧第三桿件

161‧‧‧圓柱件

162‧‧‧本體

163‧‧‧外螺紋

164‧‧‧凹部

17‧‧‧桿體

18‧‧‧外轉桿

19‧‧‧內轉桿

20‧‧‧承載件

201‧‧‧第一滑軌

2011‧‧‧開口處

2012‧‧‧末端處

202‧‧‧第二滑軌

2021‧‧‧開口處

2022‧‧‧末端處

203‧‧‧平面

21‧‧‧第5腰椎

22‧‧‧第1骶椎

θ‧‧‧角度

H1、H2‧‧‧高度

第1圖為本發明之椎間融合器之一視角之示意圖。

第2圖為本發明之椎間融合器之另一視角之示意圖。

第3圖為本發明之椎間融合器之剖面圖。

第4圖為本發明之椎間融合器於變形後之剖面圖。

第5圖為運用本發明之椎間融合器於變形前之示意圖。

第6圖為運用本發明之椎間融合器於變形後之示意圖。

第7圖為本發明之椎間融合器之另一實施例之示意圖。

第8圖為本發明第7圖之椎間融合器之部份元件連結關係之示意圖。

第9圖為本發明第7圖之椎間融合器於變形前之示意圖。

第10圖為本發明第7圖之椎間融合器於變形後之示意圖。

以下藉由特定之具體實施例加以說明本發明之實施方式，而熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點和功效，亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。

請同時參閱第1、2及3圖，本發明之椎間融合器1包括第一定位件11、第二定位件12、複數個支撐件13、第一桿件14、第二桿件15以及第三桿件16。

複數個支撐件13各具有第一端131及第二端132，支撐件13之第一端131連接第一定位件11，而支撐件13之第二端132則連接第二定位件12。

於一實施例中，支撐件13更包括二支撐部133、134，各該二支撐部133、134之間係以一第一樞接件135彼此樞接。如第1及2圖所示，支撐件13之數目可為五組，每一組支撐件13各具有二支撐部133、134，共計有10個支撐部133、134。每一組支撐件13亦可具有三個支撐部，且各支撐部之間可分別以一第一樞接件135來彼此樞接。本發明並不限制支撐件13之組數及支撐部133、134之個數。

於一實施例中，各該二支撐部133、134係分別以一第二樞接件136樞接於第一定位件11或第二定位件12。如第1及2圖所示，支撐部133以一第二樞接件136樞接於第一定位件11，支撐部134以另一第二樞接件136樞接於第二定位件12。

第一桿件14具有二端，其一端內部具有凹部141，其另一端係樞接於複數個支撐件13之其中一者靠近第一端131之處。在本實施例中，第一桿件14之另一端係具有孔洞142，而孔洞142之開孔方向係與第一桿件14之軸向垂直，因此第一桿件14可透過一桿體17穿設於孔洞142中，進而樞接於複數個支撐件13之其中一者靠近第一端131之處。本發明並不限定第一桿件14必須樞接於特定之支撐件13。

第二桿件15係樞接於第二定位件12上，其內部具有軸向貫通第二桿件15之中空槽150。第三桿件16具有二端，其一端設於第一桿件14之凹部141中，其另一端設於第二桿件15之中空槽150中。

在本實施例中，第二桿件15之中空槽150之表面上形成有抵接部153。具體而言，第二桿件15之中空槽150可包括第一中空部151及鄰接第一中空部151之第二中空部152，第一中空部151及第二中空部152可呈現圓柱孔狀，且第一中空部151之徑向長度係小於第二中空部152之徑向長度(即第一中空部151的直徑小於第二中空部152的直徑)。因此，第一中空部151鄰接於第二中空部152之處可形成抵接部153。

在本實施例中，第三桿件16包括本體162及圓柱件161。圓柱件161之徑向長度大於本體162之徑向長度。又，圓柱件161之徑向長度略小於第二中空部152之徑向長度，本體162之徑向長度略小於第一中空部151之徑向長度。因此，第三桿件16設於第二桿件15之中空槽150時，可令第三桿件16相對於第二桿件15移動，且能在移動過程中使第三桿件16之圓柱件161抵靠第二桿件15之抵接部153。圓柱件161及本體162各自之徑向長度略小於第二中空部152及第一中空部151，此徑向長度略小的程度僅需使圓柱件161及本體162可穿設於第二桿件15中即可，且圓柱件161之徑向長度不可小於第一中空部151之徑向長度，以避免圓柱件161無法抵靠抵接部153。

於一實施例中，第一桿件14之凹部141之表面上具有內螺紋143，而第三桿件16之本體162的表面則具有對應該內螺紋143之外螺紋163。因此，當第三桿件16之一端設於第一桿件14之凹部141中時，可透過第三桿件16之本體162表面上的外螺紋163螺合第一桿件14之凹部141表面上的內螺紋143，俾在旋轉第三桿件16時，第三桿件16可相對於第一桿件14移動。

由於本發明之椎間融合器1之第三桿件16及第一桿件14分別具有相對應之外螺紋163及內螺紋143，且第三桿件16之圓柱件161可抵靠第二桿件15之抵接部153。因此，在旋轉第三桿件16時，例如旋入第一桿件14之凹部141中，由於第二桿件15之抵接部153供第三桿件16之圓柱件161抵靠之作用，第一桿件14與第二桿件15之間的距離可實質上縮短，例如，透過第三桿件16所旋入第一桿件14之凹部141的螺紋圈數來控制第一桿件14與第二桿件15之間的距離。又例如在旋轉第三桿件16以旋出第一桿件14之凹部141時，由於第二桿件15之抵接部153供第三桿件16之圓柱件161抵靠之作用，第一桿件14與第二桿件15之間的距離可實質上增加。

在第一桿件14與第二桿件15之間的距離縮短時，可連帶使複數個支撐件13彎曲，例如透過二支撐部133、134之間的第一樞接件135使二支撐部133、134相對樞轉，如第4圖所示。因此，本發明可透過第三桿件16實質上控制複數個支撐件13之彎曲程度。

於一實施例中，第一定位件11、第二定位件12及複數個支撐件13之材質為醫療級樹脂材料。

於另一實施例中，複數個支撐件13與第一定位件11、第二定位件12之間不需要第二樞接件136，可將第一定位件11、第二定位件12及複數個支撐件13以一體成形之方式製成。此時複數個支撐件13亦不具支撐部133、134及第一樞接件135。在透過第三桿件16連帶使複數個支撐件13彎曲時，即是透過支撐件13的材料性質(例如具備彈性之醫療級樹脂材料)來提供彎曲功能。

本發明之椎間融合器1在運用上，請參閱第5圖，可透過一外轉桿18連接第二桿件15之外螺紋154(如第1圖所示)後，即可通過微創手術用的管型擴張器，將本發明之椎間融合器1植入病患之第5腰椎21及第1骶椎22之間的目標位置。接著，將外轉桿18卸下，以一內轉桿19接合於第三桿件16之凹部164中(如第1圖所示，內轉桿19及凹部164可為例如為相對應的六角柱形)。如此一來，請參閱第6圖，可透過旋轉內轉桿19旋轉第三桿件16，進而控制第一桿件14及第二桿件15之間的距離，使複數個支撐件13彎曲，而可擴張本發明之椎間融合器1 在高度或水平上的體積，使本發明之椎間融合器1能夠抵接於病患之第5腰椎21及第1骶椎22之間。

請參閱第7及8圖，說明本發明之椎間融合器1之另一實施例。在本實施例中，僅第一定位件11、第二定位件12及承載件20與前述實施例之間具有差異，以下僅說明差異處，相同技術內容於此不再贅述。

在本實施例中，第一定位件11包括一第一T形件111，且第二定位件12包括一第二T形件121。另承載件20之二端則分別具有第一滑軌201及第二滑軌202。如第8圖所示，由於第一滑軌201與第一T形件111之外形相對應，因此第一滑軌201可容設第一T形件111並使第一T形件111可在第一滑軌201中進行滑動。由於第二滑軌202與第二T形件121之外形相對應，因此第二滑軌202可容設第二T形件121並使第二T形件121可在第二滑軌202中進行滑動。而T形之設計可有效防止變形。

又，如第8圖所示，第一定位件11更具有開孔112，第二定位件12則具有對應開孔112大小的圓柱件122，俾使圓柱件122可穿設於開孔112中並進行滑動。另第二定位件12包含一平台123，承載件20具有平面203。第二定位件12之平台123與承載件20之平面203係在運用本發明之椎間融合器1時，分別抵接第5腰椎21及第1骶椎22。

於一實施例中，如第9圖所示，第一T形件111於第一滑軌201中之滑動方向與承載件20之平面203係夾設有一角度θ，第二T形件121於第二滑軌202中之滑動方向與承載件20之平面203亦夾設有一角度θ。亦即，第一滑軌201與第二滑軌202並非以平行於平面203之方式來設置，而是夾設有角度θ。於一較佳實施例中，該角度θ可為30度，此角度θ之設計可使第一T形件111及第二T形件121容易滑入第一滑軌201及第二滑軌202，且不容易從第一滑軌201及第二滑軌202中滑出，但本發明並不以此為限。再於一較佳實施例中，角度θ可小於45度或以下。

請進一步同時參閱第9及10圖，本實施例之椎間融合器1在變形前，第三桿件16尚未完全旋入第一桿件14之凹部141中，此時第一定位件11之第一T形件111與第二定位件12之第二T形件121亦分別位於第一滑軌201與第二滑軌202之靠近承載件20之邊緣的開口處2011、2021(如第9圖所示)。在第三桿件16旋入第一桿件14之凹部141中後，第一桿件14與第二桿件15之間的距離縮短，帶動第一定位件11與第二定位件12之間的距離縮短，使第二定位件12之圓柱件122進一步於第一定位件11之開孔112中滑動外，更使第一定位件11之第一T形件111從承載件20之第一滑軌201之靠近承載件20之邊緣的開口處2011滑動至第一滑軌201之遠離承載件20之邊緣的末端處2012。相同地，第二定位件12之第二T形件121亦從承載件20之第二滑軌202之靠近承載件20之邊緣的開口處2021滑動至第二滑軌202之遠離承載件20之邊緣的末端處2022(如第10圖所示)。此一變形前後之作動，將使如第10圖所示之變形後之椎間融合器的高度H2，大於如第9圖所示之變形前之椎間融合器的高度H1，使本發明之椎間融合器1能夠垂直擴張而以第二定位件12之平台123及承載件20之平面203分別抵接於病患之第5腰椎21及第1骶椎22。

在角度θ設定小於45度時，第一T形件111及第二T形件121分別從開口處2021滑動至末端處2022，即第一定位件11與第二定位件12之間的距離縮短時，可容易使承載件20向外垂直擴張，且此時本發明之椎間融合器在高度或水平擴張時較為省力。在本發明之椎間融合器擴張後會抵接於病患之第5腰椎21及第1骶椎22之間而承受軸向力，由於角度θ設定小於45度，承載件20不易因該軸向力而減少擴張程度，即第一定位件11與第二定位件12之間的距離不易有任何變動。上述角度θ若設定更小時(例如20度)，此一擴張時省力、擴張後不易減少擴張程度的現象將會更為明顯。

綜上所述，本發明之椎間融合器可與微創手術方法結合，以縮小傳統開放式手術必須開創一個相當於椎間融合器尺寸大小的傷口。本發明之椎間融合器可通過微創手術用的管型擴張器達到目標位置後，透過本發明之椎間融合器中第三桿件縮短或增加第一桿件和第二桿件之間的距離，進而能縮短或增加第一定位件及第二定位件之間的距離，而能控制複數個支撐件的彎曲程度，或是使承載件與第二定位件之間的距離增加。藉此，本發明之椎間融合器可產生結構上的變形，而可擴張本發明之椎間融合器在高度或水平上的體積，進而具備高度或水平擴張功能。此外，本發明之椎間融合器係在植入後才產生結構上的變形，故在植入時可視情況調整植入角度，故具備縮短手術時間、降低手術困難度及增加手術便利性等功效。

上述實施形態僅為例示性說明本發明之技術原理、特點及其功效，並非用以限制本發明之可實施範疇，任何熟習此技術之人士均可在不違背本發明之精神與範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。然任何運用本發明所教示內容而完成之等效修飾及改變，均仍應為所附之申請專利範圍所涵蓋。而本發明之權利保護範圍，應如申請專利範圍所列。

Claims

一種椎間融合器，包括：第一定位件及第二定位件；複數個支撐件，各具有連接該第一定位件之第一端及連接該第二定位件之第二端；第一桿件，其一端內部具有凹部，且其另一端係樞接於該複數個支撐件之其中一者靠近該第一端之處；第二桿件，樞接於該第二定位件上，並具有軸向貫通該第二桿件之中空槽；以及第三桿件，其一端設於該第一桿件之該凹部中，且其另一端設於該第二桿件之該中空槽中；其中，該第一桿件之另一端具有孔洞，該孔洞之開孔方向與該第一桿件之軸向垂直，且該第一桿件係透過一桿體穿設於該孔洞中而直接樞接於該複數個支撐件之其中一者靠近該第一端之處；其中，透過該第三桿件能縮短或增加該第一桿件與該第二桿件之間的距離，而能縮短或增加該第一定位件及該第二定位件之間的距離，以控制該複數個支撐件之彎曲程度。
如申請專利範圍第1項所述之椎間融合器，其中，該第一定位件、該第二定位件及該複數個支撐件之材質為醫療級樹脂材料且為為一體成形。
如申請專利範圍第1項所述之椎間融合器，其中，該支撐件更包括至少二支撐部，各該至少二支撐部之間係以至少一第一樞接件彼此樞接，且其中，各該至少二支撐部係分別以至少一第二樞接件樞接於該第一定位件或該第二定位件。
如申請專利範圍第1項所述之椎間融合器，其中，該中空槽之表面上形成有抵接部。
如申請專利範圍第4項所述之椎間融合器，其中，該中空槽更包括第一中空部及鄰接於該第一中空部之第二中空部，該第一中空部之徑向長度係小於該第二中空部之徑向長度，以使該第一中空部鄰接該第二中空部之處形成該抵接部。
如申請專利範圍第5項所述之椎間融合器，其中，該第三桿件包括本體及圓柱件，該圓柱件之徑向長度大於該本體之徑向長度，且該圓柱件之徑向長度略小於該第二中空部之徑向長度，該本體之徑向長度略小於該第一中空部之徑向長度，以使該第三桿件設於該第二桿件之該中空槽中時能以該圓柱件抵靠該抵接部。
如申請專利範圍第6項所述之椎間融合器，其中，該第一桿件之該凹部之表面具有內螺紋，且該第三桿件之該本體的表面具有對應該內螺紋之外螺紋。
如申請專利範圍第1項所述之椎間融合器，其中，該第一定位件包括一第一T形件，該第二定位件包括一第二T形件。
如申請專利範圍第8項所述之椎間融合器，更包括一承載件，該承載件之二端分別具有第一滑軌及第二滑軌，其中，該第一滑軌與該第一T形件之外形相對應，而能使該第一T形件容設於該第一滑軌中並滑動，且該第二滑軌與該第二T形件之外形相對應，而能使該第二T形件容設於該第二滑軌中並滑動，且其中，該第一滑軌或該第二滑軌之滑動方向與該承載件之表面係夾設有一角度。