ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ СЖАТИЯ ПОЗВОНОЧНЫХ ИМПЛАНТАТОВ
PREVENTION OF VERTEBRAL IMPLANT COMPRESSION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к позвоночному имплантату.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящее время известны различные протезы для замены межпозвонкового диска. Дисковые имплантаты с сохранением функции используются, чтобы избежать фузионной хирургии, то есть для поддержания или восстановления подвижности в пространстве межпозвонкового диска. Такие протезы содержат, по крайней мере, верхнюю и нижнюю пластины для надежной фиксации с верхним и нижним позвонками рядом с межпозвонковым пространством, в которое должны быть установлены протезы. Эти две пластины не только представляют собой так называемые концевые пластины, но также могут содержать, по крайней мере, одну область скольжения или область сочленения, образованную их внутренними поверхностями. В протезе должна быть, по крайней мере, одна область скольжения, чтобы обеспечить возможность перемещения соседних частей и, таким образом, позвонка, соединенного с направляющими пластинами протеза.
Протез межпозвонкового диска также может служить другой цели, а именно, сохранять межпозвоночный промежуток, образованный в результате удаления дегенерированного или поврежденного межпозвонкового диска. Из уровня техники известно несколько решений для достижения этой цели, таких как расширяемые остовы или другие, по крайней мере, частично полые устройства, которые могут быть заполнены костным цементом для их стабилизации.
Помимо протезов межпозвонкового диска известны позвоночные имплантаты. Такие имплантаты используются для замены тела позвонка. Это означает, что имплантат должен перекрывать пространство между соседними телами того позвонка, который должен быть заменен.
В документе US 8,721,723 В2 описан расширяемый эндопротез для сочленения позвонков. Данный имплантат состоит из двух элементов, подвижно сочлененных относительно друг друга по продольной оси. Чтобы избежать непреднамеренного перемещения двух элементов, предусмотрен блокирующий узел, в состав которого входит гибкий элемент, расположенный между внутренним элементом и внешним элементом, и который перемещается между первым положением и вторым положением, при этом в первом положении один конец гибкого элемента входит в зацепление с одной из множества насечек, выполненных на внутренней поверхности зубчатого элемента, чтобы блокировать перемещение зубчатого элемента, а во втором положении гибкий элемент отсоединяется от одной из множества насечек и обеспечивает относительное перемещение зубчатого элемента между внутренним элементом и внешним элементом.
Опубликованная патентная заявка US 2007/0191954 А1 относится к расширяемому эндопротезу для сочленения позвонков, в состав которого обычно входит внутренний элемент, внешний элемент и зубчатый элемент, расположенные коаксиально относительно друг друга, так что внутренний и внешний элементы подвижны относительно друг друга по оси. Зубчатый элемент крепится к внешнему элементу в осевом направлении и может свободно вращаться относительно внешнего элемента, а зубчатый элемент с помощью резьбы соединяется с внутренним элементом для перемещения внутреннего элемента вдоль оси. Имплантат выполнен с возможностью сочленения позвонков в заданном положении, и зубчатый элемент включает в свой состав зубья сочленения, открытые наружу и расположенные таким образом, чтобы обеспечить доступ инструмента из множества угловых положений по периметру имплантата. Перемещение блокируется с помощью запирающего элемента, расположенного по периферии внешнего элемента, причем блокирующий элемент входит в вертикальные пазы внутреннего элемента. К недостаткам запирающего элемента устройства по заявке US 2007/0191954 А1 относится то, что он делает конструкцию эндопротеза более сложной, требующей дополнительных элементов, к которым относятся запирающий элемент и вертикальные пазы внутри внутреннего элемента.
В документе US 2015/0018957 А1 описаны имплантаты с отделением ткани (tissue spacer implants) и хирургические способы введения таких имплантатов. Имплантаты по этому документу включают в свой состав первый цилиндрический корпус с наружной поверхностью, проходящим в осевом направлении отверстием и первым концом, второй цилиндрический корпус с наружной поверхностью и проходящим в осевом направлении отверстием, а также регулировочный элемент с наружной поверхностью, осевым отверстием и, по крайней мере, одним винтовым пазом. Осевое отверстие регулировочного элемента может принимать первый цилиндрический корпус, при этом регулировочный элемент может быть выполнен с возможностью вставки в проходящее в осевом направлении отверстие второго цилиндрического корпуса. Имплантаты также могут включать в свой состав механизм перемещения для сочленения первого цилиндрического корпуса, регулировочного элемента и второго цилиндрического корпуса вдоль, по крайней мере, одного винтового паза, чтобы обеспечивать зазор между тканями. Непреднамеренное перемещение промежуточного регулировочного элемента предотвращается путем затягивания гайки. Описанный запирающий механизм для непреднамеренного перемещения частей имплантата имеет недостаток, заключающийся в том, что он очень сложен в обращении, например, во время операции, даже если принять во внимание необходимые корректировки высоты имплантата после того, как имплантат уже вставлен.
Важно избегать непреднамеренных изменений высоты протеза. По этой причине должны быть предусмотрены средства, которые позволяют адаптировать высоту протеза к соответствующему межпозвонковому пространству, но при этом блокируют любое непреднамеренное перемещение частей, которое может изменить высоту протеза. В частности, следует избегать любого сжатия имплантата вследствие изменения или увеличения нагрузки на протез.
Таким образом, существует потребность в протезе межпозвонкового диска для шейного и поясничного отделов позвоночника, который позволяет легко адаптировать высоту протеза, в то же время обеспечивает средства для предотвращения сжатия или любого непреднамеренного изменения высоты.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Описан предохранительный элемент для имплантата, расположенный между внешней и внутренней частями имплантата; данный предохранительный элемент входит в зацепление с соответствующим зубчатым венцом расширительного кольца для обеспечения привода расширительного кольца, при этом между наружной частью и внутренней частью имплантата предусмотрена полость для выхода из зацепления, обеспечивающая радиальное перемещение предохранительного элемента для обеспечения возможности поворота расширительного кольца.
Настоящее изобретение обеспечивает крепление имплантата между позвонками, при этом в состав имплантата входит наружная часть, внутри которой размещается внутренняя часть, причем наружная часть и внутренняя часть могут перемещаться относительно друг друга; на внутренней стороне расширительного кольца выполнена резьба, посредством которой оно сопрягается с резьбой на внешней стороне внутренней части, расширительное кольцо установлено соосно относительно наружной части и в его состав также входит зубчатый венец на его верхней или нижней стороне для обеспечения привода расширительного кольца; предохранительный элемент, который представляет собой плоскую пружину, расположен между упомянутыми наружной и внутренней частями и сопрягается с соответствующим зубчатым венцом расширительного кольца, которое используется для обеспечения привода расширительного кольца, при этом полость для выхода из зацепления между наружной частью и внутренней частью имплантата выполнена с возможностью радиального перемещения предохранительного элемента для обеспечения возможности поворота расширительного кольца.
Доступ к предохранительному элементу может быть обеспечен снаружи через отверстие в наружной части.
Профиль части предохранительного элемента, которая может входить в зацепление, соответствует профилю зубчатого зацепления расширительного кольца.
Предохранительный элемент может крепиться к внутренней поверхности наружной части.
Наружная часть имплантата может представлять собой полый цилиндр. Расширительное кольцо может поворачиваться во втулке наружного элемента, причем втулка расположена на верхнем конце наружной части.
Наружная часть имплантата может иметь углубление для размещения профиля держателя инструмента для расширения.
В состав имплантата также может входить верхняя концевая пластина для крепления к верхнему позвонку, которая крепится к верхнему концу внутренней части, а нижний конец наружной части служит для крепления к нижнему позвонку или в его состав входит нижняя концевая пластина.
На имплантате может быть установлена, по крайней мере, одна рентгенопрозрачная метка.
Верхняя концевая пластина имплантата может жестко крепится к внутренней части с возможностью демонтажа.
Еще одной целью настоящего изобретения является система имплантата для полной замены межпозвонкового диска, в состав которой, как описано выше, помимо инструмента для расширения входит расширяемый имплантат с профилем держателя для сопряжения с внешним углублением наружной части расширяемого протеза, причем в состав инструмента для расширения входит центральный вал внутри профиля держателя для радиального перемещения предохранительного элемента в полость между наружной и внутренней частями протеза, на внешней поверхности вала предусмотрен зубчатый венец, который сопрягается с зацеплением расширительного кольца, чтобы можно было поворачивать расширительное кольцо при повороте вала внутри инструмента для расширения.
В состав инструмента для расширения системы может входить захват, соединенный посредством зубчатого венца с валом, так что вращение захвата приводит к повороту вала.
В состав системы может также входить захват инструмента для расширения, соединенный посредством зубчатого венца с валом, так что вращение захвата приводит к повороту вала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже настоящее изобретение будет описано с помощью фигур и примеров. Для специалиста в данной области техники очевидно, что объем изобретения не ограничен раскрытыми вариантами осуществления.
Фиг. 1 Внешний вид имплантата.
Фиг. 2 Вид на имплантат с расширительным кольцом и предохранительным элементом.
Фиг. 3 Вид сбоку на имплантат.
Фиг. 4 Вид на имплантат с предохранительным элементом с пространственным разделением деталей.
Фиг. 5 Внешний вид системы имплантата с инструментом для расширения.
Фиг. 6 Вид сбоку на систему имплантата с инструментом для расширения.
Фиг. 7 Имплантат с инструментом для расширения с пространственным разделением деталей.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предложенный в настоящем изобретении протез предназначен для первичной полной замены диска, что позволяет регулировать высоту протеза.
В настоящем описании термины протез или имплантат следует понимать как синонимы.
Три пространственные оси должны быть определены как «сагиттальная ось вращения» для функции разгибания и сгибания внутри дискового пространства, проходящего от передней части к задней части через тело или наоборот. Вращение вокруг сагиттальной оси происходит в дорсальном и вентральном (дорсо-вентральном) направлении. Функция изгиба вправо и влево от дискового пространства выполняется вокруг «фронтальной оси вращения», идущей справа налево от тела или наоборот.«Продольная ось» служит для осевого вращения вправо/влево, что означает вращение вокруг вертикальной оси, проходящей в кранио-каудальном направлении тела. Это вращение также определяется как «осевое вращение».
Термин «фронтальный» является синонимом слов «вентральный» и «антериальный», а термин «задний» означает «дорсальный» и «постериальный». «Фронтальный разрез» или «вид спереди» представляет собой вертикальный разрез от правой боковой стороны к левой боковой стороне тела или наоборот.
Зубчатый венец в значении настоящего изобретения обозначает зубчатая передача, которая используется для обеспечения привода детали, например, зубчатый венец расширительного кольца.
Имплантат по настоящему изобретению может разворачиваться путем развинчивания внутренней части относительно наружной части с прикрепленным расширительным кольцом. Чтобы избежать непреднамеренного перемещения внутренней части относительно расширительного кольца, предусмотрен предохранительный элемент, который сопрягается с зубчатым венцом расширительного кольца, которое также используется для обеспечения привода расширительного кольца. Таким образом, зубчатая передача расширительного кольца выполняет двойную функцию: используется для обеспечения привода расширительного кольца и для блокирования перемещения расширительного кольца.
Предохранительный элемент имплантата подпружинен, и поэтому без его активного перемещения в положение расцепления он будет находиться в положении блокировки. По этой причине предохранительный элемент представляет собой плоскую пружину, которая крепится к внешнему элементу.
Пространство между внутренней и внешней частями регулируется в соответствии с толщиной или толщиной материала предохранительного элемента. Также в объем настоящего изобретения входит то, что во внутренней части выполнен круглый паз, образующий полость для выхода из зацепления предохранительного элемента.
Поскольку для изменения высоты протеза по настоящему изобретению необходимо вращение, наиболее приемлемой является цилиндрическая форма внешней и внутренней частей.
Для того, чтобы оказаться в положении расцепления, предохранительный элемент имплантата должен активно перемещаться в радиальном направлении. Таким образом, должно быть предусмотрено отверстие, обеспечивающее доступ к предохранительному элементу в его положении блокировки. Для специалиста в данной области техники очевидно, что использование зубчатого венца на верхней или нижней стороне расширительного кольца сулит явные преимущества, поскольку сила, которая будет прикладываться к блокирующему элементу, соответственно, к расширительному кольцу, направлена вдоль радиальной оси перемещения расширительного кольца.
По этой причине использование зубчатого венца на верхней или нижней стороне расширительного кольца сулит преимущества по сравнению с мерами, раскрытыми в патенте US 8,721,723 В2, где усилие для блокирования перемещения зубчатого элемента прикладывается под прямым углом к упомянутым насечкам. Блокировочная нагрузка на зубчатое колесо по патенту US 8,721,723 В2 прилагается к насечкам, а не к самому зубчатому элементу. Еще одно преимущество настоящего изобретения состоит в том, что для обеспечения привода и блокирования перемещения расширительного кольца требуется только один зубчатый венец, без дополнительного зубчатого венца для блокировки его перемещения.
Профили зубчатого венца или зубьев зубчатого венца и конца предохранительного элемента, входящего в зацепление, соответствуют друг другу, что обеспечивает оптимизацию распределения силы блокировки.
Крепление расширительного кольца к наружной части просто должно обеспечивать вращение расширительного кольца, и предотвращать его перемещения наружу наружной части. В объем настоящего изобретения также входит вариант, когда расширительное кольцо расположено не на верхнем конце наружной части, а внутри наружной части.
Верхний конец внутренней части может иметь концевую пластину, которая может быть адаптирована к форме и размеру верхнего позвонка, к которому она должна крепиться. В состав верхней поверхности концевой пластины может входить средство для жесткого крепления внутри позвонка, например, зубья или биологически активное покрытие. Соответственно, на нижнем конце наружной части должно быть средство для фиксации на нижнем позвонке.
В наружной части расширяемого протеза могут быть предусмотрены такие средства, как отверстия или углубления, чтобы дать возможность инструменту для расширения обеспечить надежное зацепление с протезом. Углубление или отверстие могут быть круглыми или прямоугольными или их комбинацией для обеспечения безопасного контакта между обоими элементами без лишних допусков.
На концевой пластине, соединенной с верхним концом внутренней части, может быть выполнено подвижное соединение, обеспечивающее дорсовентральное и/или боковое перемещение одной части протеза относительно другой. Такие меры позволяют сохранить перемещение присоединенного позвонка в пространстве позвонка, в которое будет имплантирован протез. Соответствующие меры предназначены для нижнего конца наружной части.
Крепление концевых пластин также может обеспечивать вращательное перемещение частей протеза и, следовательно, присоединенного позвонка. В случае, если будет допущено перемещение частей протеза, могут быть предусмотрены кромки, чтобы избежать точечных контактов между частями протеза.
Концевая пластина может быть закреплена жестко, но с возможностью демонтажа, так чтобы расширяемая часть протеза могла бы заменяться во время операции замены.
Расширяемый протез по настоящему изобретению также может быть частью системы имплантата, как описано выше. В системе предусмотрен инструмент для расширения, который служит для перемещения предохранительного элемента в положение расцепления путем вставки вала, надавливающего на предохранительный элемент в радиальном направлении, в сторону полости, предусмотренной между внешней и внутренней частями.
Кроме того, на внешней поверхности вала выполнен зубчатый венец, который входит в зацепление с зубчатым венцом расширительного кольца и соответствует его зубчатому зацеплению. При вращении вала расширительное кольцо будет вращаться вокруг своего центра. Благодаря резьбе расширительного кольца, которая сопрягается с резьбой на внешней поверхности внутренней части, высота протеза будет изменяться.
В соответствии с настоящим изобретением наружная часть, внутренняя часть, расширительное кольцо и предохранительный элемент образуют расширяемую часть протеза.
Вал инструмента для расширения может поворачиваться посредством зубчатого венца, соединенного с захватом инструмента для расширения. Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что для манипулирования предохранительными деталями, необходимыми для блокировки протеза от непреднамеренного перемещения, не требуется никакого дополнительного инструмента.
На фиг. 1 показан общий вид имплантата с внутренней частью 2, расположенной внутри наружной части 1. Расширительное кольцо 3 защищено от радиального перемещения благодаря наличию предохранительного элемента 4, который входит в зацепление с зубчатым венцом расширительного кольца 3.
На фиг. 2 показан вид на внутреннюю часть 2 и наружную часть 1 имплантата с расширительным кольцом 3 и предохранительным элементом 4. Предохранительный элемент крепится к наружной части 1 с помощью фиксатора 10, который вставляется в отверстие наружной части 1. По бокам наружной части 1 расположены направляющие пазы 11, в которые вставляется направляющая инструмента для расширения (не показаны).
На фиг. 3 показан вид сбоку на имплантат с наружной частью 1 и внутренней частью 2, расположенной внутри наружной части 1. Видно расположение расширительного кольца 3 с зубчатым венцом 13 между внутренней частью 2 и наружной частью 1. Видны направляющие штифты 5, входящие в направляющий паз 14. Взаимодействие направляющих штифтов 5 с направляющим пазом 14 предотвращает вращение внутренней части 2 во время извлечения.
На фиг. 4 показан вид на имплантат с предохранительным элементом 4 с пространственным разделением деталей. Во внутренней части 2 выполнена полость для выхода из зацепления 12 для приема предохранительного элемента 4 для обеспечения расцепления с расширительным кольцом 3, чтобы обеспечить его вращение в радиальном направлении. Полость для выхода из зацепления 12 может быть образована из уплощенной вентральной части внутренней части 2, так что поперечное сечение внутренней части не является полностью круглым. На нижней стороне расширительного кольца 3 выполнена зубчатая передача 13, с которой образует зацепление верхний конец предохранительного элемента 4. Профиль верхнего конца предохранительного элемента 4 соответствует профилю зубчатого венца 13 расширительного кольца.
С двух сторон наружной части 1 выполнены направляющие пазы 11. Направляющие штифты 5 расположены в пазах с обеих сторон наружной части 1. Предохранительный элемент крепится с помощью фиксатора 10, расположенного на нижнем конце предохранительного элемента 4, который входит в отверстие наружной части 1. Верхняя часть предохранительного элемента 4 отогнута наружу для обеспечения зацепления с зубчатым венцом 13 расширительного кольца 3, с целью блокировки радиального вращения.
На рисунке 5 показан общий вид системы имплантатов с инструментом для расширения 6. Имплантат показан с наружной частью 1 и внутренней частью 2. Направляющая инструмента для расширения входит в направляющие пазы наружной части 1. Зубчатый венец 8 вала 7 входит в зацепление с зубчатым венцом 13 расширительного кольца 3. Также показаны направляющие штифты 5.
На фиг. 6 показан вид сбоку на систему имплантата с инструментом для расширения 6. На этой фигуре показана установка инструмента для расширения посредством направляющих 9 инструмента для расширения 6, входящих в направляющие пазы 11 наружной части 1. Зубчатый венец 8 инструмента для расширения 6 входит в зацепление с зубчатым венцом 13 расширительного кольца 3. Предохранительный элемент 4 утапливается в полость для выхода из зацепления для обеспечения радиального перемещения расширительного кольца с целью расширения или сжатия имплантата путем перемещения внутренней части 2 (не показана).
На рисунке 7 показана система имплантата с пространственным разделением деталей. Инструмент для расширения 6 содержит вал 7 с зубчатым венцом 8 на конце, который утапливает предохранительный элемент 4 в полость для выхода из зацепления (не показано). Взаимодействие направляющей 9 с направляющими канавками 11 обеспечивает правильное позиционирование инструмента для расширения 6. Вал 7 с зубчатым венцом 8 выполняет две цели: (i) обеспечивает расцепление с расширительным кольцом 3, утапливая предохранительный элемент 4 в полость для выхода из зацепления, и радиально перемещает расширительное кольцо 3 посредством вращение вала 7.
НОМЕРА ПОЗИЦИЙ
1 наружная часть
2 внутренняя часть
3 расширительное кольцо
4 предохранительный элемент
5 направляющие штифты
6 инструмент для расширения
7 вал
8 зубчатый венец вала
9 направляющие инструмента для расширения
10 фиксатор предохранительного элемента
11 направляющий паз
12 полость для выхода из зацепления
13 зубчатый венец расширительного кольца