脊柱杆延伸器以及使用方法

专利名称：脊柱杆延伸器以及使用方法
脊柱杆延伸器以及使用方法
背景技术：
脊柱杆经常在脊柱疾病，例如退变椎间盘疾病、椎间盘突出、脊柱侧弯或 其他弯曲异常，和骨折的外科手术处理中被使用。不同类型的外科手术处理被 使用。在一些情况下，脊柱融合术显示可以阻止椎骨体之间的相对运动。对于 每种类型的外科手术处理来说，脊柱杆可以被连接到两个或多个椎骨的外侧， 不管是在椎骨的后边、前边、或侧边。在其他实施方式中，脊柱杆被连接到椎 骨，而没有使用动态移植或脊柱融合术。
脊柱杆可以提供稳定的、刚性的柱，其支持骨头在脊柱融合外科手术之后 融合。而且，该棒可以在更广泛的区域使压力改变方向，远离受伤的或有缺陷 的区域。而且，该刚性杆可以再次将脊柱按它自己的正确排列方式安置。在一 些情况下，柔软杆可以是适当的。柔软杆对于刚性杆来说可以提供一些优点， 例如增加在椎骨间结构上的负荷，当植骨愈合发生时，降低转移到临近椎骨元 件的压力，以及通常用柔软性平衡强度。
在一些情况下，例如退变性疾病下，临近先前移植脊柱杆的椎骨水平可能 开始恶化。在其他情况下，例如脊柱校正，外科医生可以选择阶段性地插入脊 柱杆。在任何一种情况下，翻修术可以显示为用更长的脊柱杆固定额外的椎骨 水平。这些类型的外科手术通常需要原始移植棒的分开和移除，以及将更长的 棒插入到存在的固根内。但是，外科医生优选地将原始移植物保持完整以便保 护融合点和/或移植物几何形状。因此，传统的脊柱杆系统没有允许将附加的 脊柱杆可扩展地连接到先前移植的脊柱杆上。

发明内容
本文公开的示例性实施方式关于脊柱杆成套部件，其可以通过将延伸部分 连接到沿纵轴延伸的脊柱杆而形成。该延伸部分可以在原位被装配到脊柱杆， 该脊柱杆已经先前被固定到患者体内的椎骨体上。该延伸部分可以在被插入到 患者体内之前被装配到脊柱杆上。对于每种方法，该延伸部分可以包括棒联接， 其用第一联接结合到脊柱杆，当将棒联接相对于脊柱杆沿纵轴放置时，第一联接包括第一转动自由度和第一平移自由度。该棒联接可以包括在第一和第二壁 之间形成的开口通道，该通道大小为在第一和第二壁之间以侧向接受该脊柱 杆。该壁之一或全部可以包括固定器，其延伸到通道内。该棒联接可以如希望 般相对于脊柱杆被放置和被固定。该延伸部分可以进一步包括延长杆，其包括 细长的杆主体，其可以使用第二联接一一其包括至少第二转动自由度一一在 延伸杆相对于杆联接以基本垂直于纵轴的轴向上放置时，被固定到杆联接上。 在一个实施方式中，在建立杆延伸相对于脊柱杆的偏移量时，第二联接包括第 二平移自由度。


图1是根据一个实施方式，杆成套部件一一其被固定到椎骨构件一一的俯 视图，包括有棒延伸器；
图2是根据--个实施方式，脊柱杆延伸器的剖视图3是根据一-个实施方式，脊柱杆延伸器连接器的剖视图4是根据一-个实施方式，脊柱杆延伸器连接器的侧视图5是根据一-个实施方式，脊柱杆延伸器连接器的俯视图6是根据--个实施方式，脊柱杆延伸器连接器的俯视图7是根据一-个实施方式，延伸棒的俯视图8是根据_-个实施方式，延伸棒的剖视图9是根据一-个实施方式，脊柱杆延伸器的俯视图io是根据-一个实施方式，分解的脊柱杆延伸器成套部件的剖视图
图11是根据-一个实施方式，脊柱杆延伸器联接区域的前视图12是根据-一个实施方式，脊柱杆延伸器联接区域的侧视图13是根据-一个实施方式，脊柱杆延伸器成套部件的轴向视图14是根据-一个实施方式，脊柱杆延伸器成套部件的侧视具体实施例方式
本文公开的多种实施方式是关于脊柱杆延伸器，其允许联接多个棒部分， 因此提供了可延伸的、模块式的棒系统。通常，该脊柱杆延伸器在被移植到患
者体内之前或之后可以被固定到传统的棒上。传统的棒与在CD Horizon 棒系 统中使用的那些棒相似，CD Horizon 棒可以从位于Memphis, TN， USA处的Medtronic, Spinal & Biologies Division获得。该延长杆可以在相同的时间 被移植且与传统杆相联合。但是，该延长杆还有利地可以连接到传统杆上，传 统杆已经被固定到患者的椎骨体上。因此，该延长杆可以在传统杆被移植之后 的一些时间被移植，例如在校正术中。脊柱杆延长器的多种实施方式，可以以 在由图l和2中的数字20大体上所显示类型的脊柱杆成套部件中，被实现。 显示类型的脊柱杆成套部件20可以在多个位置，包括后面、侧面和前面位置 被连接到脊柱。脊柱杆成套部件20还可以在脊柱的多个区域，包括头骨的底 部被连接，以及被连接到在颈部、胸部、腰部和骶骨部区域的椎骨上。使用通 常熟知的连接固定件Al、 A2、 A3例如弓根螺钉或其他螺纹固定件，以及其他 通常熟知的器件，包括例如钩和板，脊柱杆成套部件20可以被固定到脊柱。 因此，脊柱杆成套部件20可以包括多种长度、直径、和构造。因此，在图1 和2中提供的的示例仅仅作为脊柱杆成套部件20的一个应用的代表性实施例。 图1显示了脊柱杆成套部件20的俯视图，而图2显示了脊柱杆成套部件20的 剖视图，其中传统的脊柱杆R被连接到延长元件，该延长元件包括延长连接器 22和延长杆24。
在图1中，脊柱杆成套部件被显示为相对于代表性椎骨体V1、 V2、 V3，简 单地如虚线区域所示。在该脊柱杆成套部件20的代表性应用中，该传统脊柱 杆R已经先被移植到患者体内且使用适当的固定器Al、 A2固定到椎骨体VI、 V2。多种类型的固定器，包括例如，固定的和多轴的弓根螺钉，其还可以从CD Horizon 杆系统家族设备中获得。在某一后面部分时间点，该延长连接器22 和延长杆24可以被加到存在的杆R上，而没有移除杆R或分离固定件Al， A2。相反，该杆连接器22和延长杆24在原位被连接到杆R以及使用第三个固 定件A3，该延长杆24被固定到第三个椎骨体V3。在可替代的方法中，整个杆 成套部件20可以被装配在一起，且在实质上相同的时间被固定到椎骨体VI、 V2、 V3。
该延长连接器22和延长杆24通常由生物适合性材料构成。这些材料包括 例如不锈钢，钴-铬，钛，和形状记忆合金，例如镍钛诺。非金属成分，包括 由材料，例如PEEK和UH丽PE制备的聚合物，也可以考虑。在本领域的技术人 员将认识到由不同材料选择提供的多种优点和特征。通过适合材料的选择，完 全刚性结构或半刚性结构可以被制备。
传统脊柱杆R通常包括具有圆形截面的细长体。但是，在本文公开的实施方式中，非圆形截面被同等应用。在大约3mm和大约8mra之间的截面宽度是熟 知的，尽管可以使用其他的尺寸。不考虑棒R的几何体，该延长连接器22包 括接受区域26，其被构造成接受棒R。延长连接器22的一个实施方式在图3 提供的剖视图中更详细地被显示。图4显示这个相同延长连接器22的侧视图。 图5显示这个相同延长连接器22的俯视图。
在示例性的实施方式中，该接受区域26包括通道28，其大小为接受杆R。 该通道28在上壁30和下壁32之间形成且支撑面34延伸穿过其间。在一个实 施方式中，该上壁30比下壁32更长。在另一个实施方式中，该上下两壁30， 32包括完全相似的长度。相似地，该下壁32可以比上壁30更长。在任何情况 下，该下壁32可以包括固定特征36，以便将插入到通道28内的杆R保留。该 固位特征36形成为突出物，其朝上壁30轻微地延伸到通道28内。 一旦杆R被 固定到通道28，该固位特征36防止该杆R横向脱离通道28。而且，在显示的 实施方式中，该通道28是横向开口，而连接器接头38以相反于通道28开口 端的方向横向延伸。在一个实施方式中，该通道28朝延伸连接器22的顶部和 底部开口。并不明确需要该通道28和连接器接头38以相反的方向横向延伸。
杆R可以用固定器40被固定到通道28内，如图1和2所示。该固定器 40可以如所显示被作为固定螺丝钉，尽管可以使用其他类型的紧固件。代表性 的固定器40可以包括钉，栓，销，直角弯紧固件，夹子，环形物，和其他本 领域的技术人员可接受的紧固件。显示的固定螺丝钉固定器40可以提供完全 的夹紧力，以便将杆R固定到通道28内。在显示的实施方式中，固定螺丝钉 固定器40被插入到在接受区域26的上壁30内的螺纹孔42中。在一个实施方 式中，该接受区域26包括单螺纹孔42，以便接受固定螺丝钉固定器40。在另 一个实施方式中，例如在图6中所示，该接受区域26包括多重螺纹孔42，以 便接受多重固定螺丝钉固定器40，以额外固定到杆R上。该延长连接器22可 以通过使用固定器40，通过将杆R夹紧在通道28内，被插入到杆R之上和固 定到杆R上。
图2显示了在将延长连接器22链接到杆R上时存在一些灵活性。具体地， 图2分别显示了两组标记C和P的箭头。这些箭头显示相对于X-Y-Z的坐标系。 杆R大体上与X轴对齐排列。通常熟知杆R可以弯曲，以便适应于患者解剖学 或取得希望的脊柱排列。但是，为了描述和简洁的目的，在图1和2中显示的 杆R被描述为以直线延伸。对于弯曲的杆R，该X-Y-Z坐标系通过将坐标系的X轴与杆R的纵轴在延长连接器22被连接到杆R的点上对齐排列而保持关联。 使用每种惯例，该延长连接器22可以位于沿杆R纵轴长的多个位置。这种灵 活性可以由P标记的箭头所确认，其沿着X轴或者杆R轴。而且，该延长连接 器22可以位于由标记C的箭头所确认的多个转动方向上，箭头C其围绕X轴 或围绕R轴转动。也就是，该延长连接器22可以转动且被固定到Y-Z平面内 的多个位置(由解剖学所潜在地限定)。这些箭头代表在将延长连接器22放 置位于杆R时，单平移自由度和单转动自由度。
如所显示，该连接器接头38从接受区域26处延伸。在一个实施方式中， 该连接器接头38包括齿条44，其围绕连接器接头38的外表面纵向延伸。该伸 长杆24以在图1和2中示例的方式被连接到连接器接头38。根据一个实施方 式，图7和8分别示例延长杆24的俯视图和侧视图。该延长杆24包括细长杆 部分46，其以基本相似于传统杆R被形成。也就是，该杆部分46包括直径在 大约3mm和大约8mm之间的圆形截面。当然，不同直径和不同材料将具有不同 的弯曲和扭转刚度。在本领域的技术人员将理解适合的直径，以便取得希望的 杆强度。在其他的实施方式中，该杆部分46可以包括非圆形以及甚至非对称 的截面。
该延长杆24包括连接部分48，在显示的实施方式中，其被放在在延长杆 24之一端。在显示的实施方式中，该连接部分48相比较于杆部分46被放大。 但是，取决于杆部分46和连接器接头38的尺寸，该连接部分48可以包括如 杆部分46的相似尺寸和宽度。该连接部分48包括孔50，其接合延长连接器 22的连接器接头38。也就是，孔50的大小为接受连接器接头38。该孔50可 以延伸穿过连接部分48或可以延伸到预先决定的深度。该孔50可以包括一个 或多个伸出物52，包括例如多个齿条，其将相应构造的齿条44结合到连接器 接头38上。该孔50可以包括比连接器接头38稍微更大的宽度。以这种方式， 该连接器接头38可以在孔50内转动(如在图2中标记的箭头所示)，以便取 得希望的方向。而且，该延长杆24可以以距离杆R多种偏移距离被固定，如 箭头S所示。在这种偏移距S中的调整量由连接器接头38的长度所限定。
因此，结合在图2中由箭头P和C所标示的允许运动，该延长杆系统20 在将杆延长元件22, 24装配到杆R上时，允许双角度转动自由度和双角度平 移自由度。随后，该连接器接头38可以用固定器40在孔50内被固定，如图1 和2所示。如上面所建议，该固定器40可以被作为所显示的固定螺丝钉，尽管其他类型的紧固件可以被使用。代表性的固定器40可以包括钉，栓，销， 直角弯紧固件，夹子，环形物，和其他本领域的技术人员可接受的紧固件。显
示的固定螺丝钉固定器40可以提供完全的夹紧力，以便将连接器接头38固定 到孔52内。而且，在固定器40被插入之后，齿条44、 52共同作用以防止延 长杆24相对于延长连接器22的转动。在显示的实施方式中，固定螺丝钉固定 器40被插入到在连接部分48中的螺纹孔54中。在一个实施方式中，该连接 部分48包括单螺纹孔54，以便接受固定螺丝钉固定器40。在另一个未示例的 实施方式中，该连接部分48包括多重螺纹孔54，以便接受多重固定螺丝钉固 定器40。
图1和2描述了杆成套部件20，其包括单延长连接器22和单延长杆24， 其被连接到传统的杆R上。因为该延长杆24包括杆部分46，其相似于传统的 杆R而被形成，在图9中显示的杆系统100可以使用多个延长连接器22和延 长杆24被形成。在示例的实施例中，该杆系统100包括传统的杆R和连接的 延长杆，其包括两个延长连接器22和两个延长杆24。附加的延长连接器22和 延长杆24可以如希望般被加入，以便得到希望的总长度。
图10描述了延长杆系统110的实施方式，其使用延长连接器22来连接 到传统的杆R上，如上面所描述。在本实施方式中，延长杆24A通过连接区段 56被连接到延长连接器22上。就其功能来说，该连接区段56将延长杆24A连 接到延长连接器22上。而且，该连接区段56以箭头F的方向可以旋转，因此 在将延长杆24A相对于传统杆R排列时提供了灵活性，该延长连接器22被连 接到传统杆R上。代表性连接区段56的具体特征在图11和12提供的前视图 和侧视图中更清晰的显现。该示例性的连接区段56大体上是矩形，但是其他 形状是当然允许的。例如，椭圆形，长方形，或泪珠形形状可以使用。该连接 区段56包括孔58，其结合延长连接器22的连接器接头38。也就是，孔58大 小为接受连接器接头38。该孔58可以延伸穿过结合区域56或可以延伸到预先 决定的深度。该孔58可以包括伸出物52，包括例如多个齿条，其将相应构造 的齿条44结合到连接器接头38上。该孔58可以包括比连接器接头38稍微更 大的宽度。以这种方式，该连接器接头38可以在孔58内转动(如标记F的箭 头所示)，以便取得希望的方向。随后，该连接器接头38可以用固定器40A 被固定到孔58内，例如本文所描述的固定螺丝钉或其他构件。
该连接区段56进一步包括孔60，其结合延长杆24A。也就是，孔60大小
9为接受延长杆24A的底部。在显示的实施方式中，该孔60被定为面向完全垂 直于延长器接头孔58的方向。在其他实施方式中，延长杆孔60可以面向不是 完全垂直于延长器接头孔58的方向。孔60可以延伸穿过连接区段56或可以 延伸到预先决定的深度。该孔60可以包括螺纹62，其结合在延长杆24A上的 相应结构的螺纹64。因此，该延长杆24A可以啮合到连接区段56中的孔60内。 随后，该延长杆24A可以使用固定器40A例如固定螺丝钉或本文所描述的其他 构件，被固定。在代替的实施方式中，传统的杆R可以连接到连接区段56，而 不是示例的延长杆24A。杆R可以被插入到孔60中(在结合区域56中可以包 括螺纹或没有包括螺纹)。随后，该杆R可以使用固定器40A例如固定螺丝 钉或本文所描述的其他构件，被固定。
图13和14示例了延长杆系统120的实施方式，其中延长连接器22B结合 延长杆24B。该延长连接器22B包括接受部分26，其被构造成接受杆R，如上 面所描述。该延长连接器22B包括孔66，其在扩大的插入端68和狭窄的低端 70之间延伸。在这些端部68、 70之间，孔66包括形成的球面72，以便基本 匹配和结合延长杆24B的扩大端76的球面74。因此，在延长杆24B的扩大端 76的球面74和孔66的球面72处形成球和窝关节，其允许延长杆24B相对于 杆R的多轴运动。该延长杆24B的扩大端76可以包括嵴78，其可以被固定螺 丝钉固定器40B的顶端78被结合。固定螺丝钉固定器40B的顶端78如显示般 被加上尖锐突起。在其他实施方式中，顶端78可以是球形的、杯形的、圆锥 形的或本领域的技术人员可以想到的其他形状。而且，该顶端78可以被变形， 且包括相对柔软的材料，包括例如金属合金，包括银；或聚合物，例如尼龙， 其是可以变形的，以便进一步在延长连接器22B内的孔66中，将延长杆24B 的扩大端76结合和固定。
在延长杆24B和延长接合器22B之间包含球-和-窝连接，相对于前面描述 的实施方式(以在图2中用箭头标记S确定的转动自由度损失为代价)，其提 供了额外的转动自由度。具体地，该延长杆24B能够围绕在图13中标记J、 K、 L箭头所代表的多个轴转动或旋转。特别地，这些轴在延长接合器22B连接到 杆R的位置上基本垂直于杆R的纵轴。
空间相对术语，例如"下面"、"之下"、"低于"、"上面"、"之上" 和类似表达，被使用，以便易于描述解释一个元件相对于第二个元件的位置。 这些术语倾向于包含设备的不同方向，除了在附图中描述的那些不同方向。而且，术语，例如"第一"、"第二"和类似表达，还被用于描述多个元件、 地区、区域等，且也不倾向于被限定。类似的术语指代贯穿说明书的类似元件。 如本文所使用，术语，"具有"、"含有"、"包括"、"包含"和类似 表达，是开放式术语，其显示了所陈述元件或特征的存在，但是不排除附加的 元件或特征。冠词"一个""(一种)"(a)，"一个""一种"(an)和 "该"(the)倾向于包括复数和单数，除非上下文清楚地表明是其他情况。
本发明可以以不同于本文前面所描述的其他具体方式被进行，而不脱离 本发明的范围和本质特征。例如，上面所描述的实施方式考虑到在延长接合 器一一其在延长杆或接合器区域内结合孔一一上面的延长接头。在另一个实施 方式中，该接头可以放置在接合器区域或延长杆上，而该孔被放置在延长接合 器上。因此，该接合器区域或延长杆可以被插入到延长接合器中，和示例的构 造形成对比。因此，在所有方面，本实施方式被认为是示例性的且不是限定的， 以及在附属权利要求的含义和等价范围内的所有变化意图为包含在本文内。
权利要求
1. 脊柱杆成套部件，包括细长杆，其沿纵轴延伸，且包括第一端和第二端以及在其间延伸的外表面；连接器，其包括第一连接特征和第二连接特征，第一连接特征包括接受区域，其大小为接受细长杆——横向进入到接受区域中——的外表面；和延长杆，其包括细长杆主体和第三连接特征，第三连接特征被形成以便结合第二连接特征，当将连接器相对于纵轴放置时，第一连接包括第一转动自由度和第一平移自由度；以及，当将延长杆围绕基本垂直于纵轴的轴放置时，第二连接特征和第三连接特征共同操作以便包括至少第二转动自由度。
2. 如权利要求1所述的脊柱杆成套部件，其中所述第一连接特征和第二连接特 征被形成为单体连接器构件。
3. 如权利要求1所述的脊柱杆成套部件，其中所述第一连接特征和第二连接特 征被形成为分离的连接器构件。
4. 如权利要求1所述的脊柱杆成套部件，其中所述第一连接包括在第一壁和第二壁之间形成的开口通道，所述开口通道大小为在第一壁和第二壁之间以横向方向 接受细长棒，第一壁包括固定器，固定器延伸到通道中。
5. 如权利要求4所述的脊柱杆成套部件，其中所述固定器包括有螺纹的固定螺 丝钉。
6. 如权利要求4所述的脊柱杆成套部件，其中所述固定器包括伸出物，其从所 述壁延伸到所述通道中。
7. 如权利要求1所述的脊柱杆成套部件，其中所述第二连接包括在延长棒的端 部和在连接器中的凹陷处之间形成的球和窝关节。
8. 如权利要求1所述的脊柱杆成套部件，其中所述第二连接在孔和接头——其 大小适合配置在孔中——之间形成，孔和接头基本沿着垂直于纵轴的轴进行延伸。
9. 如权利要求8所述的脊柱杆成套部件，其中所述接头在连接器上形成，且孔 在延长杆中形成。
10. 如权利要求8所述的脊柱杆成套部件，其中所述接头和孔包括内部结合齿条， 当接头被固定到孔中时，以便在孔中限定接头的转动。
11. 如权利要求8所述的脊柱杆成套部件，其中所述接头在连接器的第一构件上形成以及孔在分离的连接器区段内形成，其包括大小为接受延长棒的第二孔。
12. 如权利要求1所述的脊柱杆成套部件，其中所述第二连接特征和第三连接特 征共同作用，以便在将延长杆沿以基本垂直于纵轴的轴放置时，包括至少第二平移自 由度。
13. 沿纵轴可以结合到脊柱杆的脊柱杆延长系统，所述系统包括连接器，包括在第一壁和第二壁之间形成的开口通道，该通道大小为在第一壁 和第二壁之间以横向方向接受细长杆，第一壁包括固定器，其延伸到通道中；和延长杆，其包括细长杆体以及形成的连接特征，以便以——允许围绕横向于所述 纵轴延伸的轴转动延长杆——的方式结合所述连接器。
14. 如权利要求13所述的脊柱杆成套部件，其中所述连接器被形成为单构件。
15. 如权利要求13所述的脊柱杆成套部件，其中所述连接器被形成为两个分离的构件，第一构件包括第一壁和第二壁，以及第二构件包括孔，以便接受伸长杆。
16. 如权利要求15所述的脊柱杆成套部件，其中所述连接特征包括延长杆的端 部，其被插入到孔内，所述第二构件包括第二孔，其大小为接受在第一构件上形成 的接头。
17. 如权利要求13所述的脊柱杆成套部件，其中所述连接特征是球形头部，其 结合在连接器上形成的球面。
18. 如权利要求13所述的脊柱杆成套部件，其中所述连接特征是在延长杆内形 成的孔，所述孔大小为接受在连接器上形成的接头。
19. 如权利要求18所述的脊柱杆成套部件，其中所述接头和孔包括内结合的齿 条，当所述接头被固定在孔中时，以便限定在孔内接头的转动。
20. 如权利要求13所述的脊柱杆成套部件，其中所述连接特征被形成，以便 以——允许沿着横向于所述纵轴延伸的轴平移延长杆——的方式结合所述连接器。
全文摘要
脊柱杆成套部件可以通过将延长部分结合到脊柱杆——其沿纵轴延伸——上被形成。该延长部分可以包括棒连接器，其用第一连接结合到脊柱杆，当沿纵轴将棒连接器相对于脊柱杆放置时，第一连接包括第一转动自由度和第一平移自由度。该延长部分可以进一步包括延长棒，其包括细长棒体，使用第二连接其可以被固定到棒连接器，当将延长棒以围绕基本垂直于纵轴的轴相对于杆连接器放置时，第二连接包括至少第二转动自由度。该延长部分可以在脊柱杆原位被装配，所述脊柱杆已经先前被固定到患者的椎骨体上。
文档编号A61B17/70GK101511289SQ200780032161
公开日2009年8月19日 申请日期2007年8月29日 优先权日2006年8月31日
发明者K·E·米勒 申请人:华沙整形外科股份有限公司