МЕЖПОЗВОНКОВАЯ ВСТАВКА И СЦЕПЛЕННАЯ С НЕЙ ПЛАСТИНА В СБОРЕ
INTERVERTEBRAL INSERT AND COUPLED PLATE ASSEMBLY

Уровень техники
Межпозвонковые имплантаты, включая межпозвонковые вставки и механически сцепленные с ними пластины, известны в данной области техники и используются для восстановления высоты диска, позволяя осуществить сращивание тел соседних позвонков, обеспечивая устойчивую фиксацию в процессе заживления.
Желательно сконструировать имплантат с нулевым профилем, в котором элементы фиксации костей, которыми имплантат крепится к телам позвонков, заблокированы от обратного выдвижения (вывинчивания) из костей и/или из пластины.
Кроме того, желательно сконструировать имплантат с нулевым профилем, который включает в себя сцепления с использованием многоосных элементов для фиксации костей, а также средства, предотвращающие слишком глубокое внедрение имплантата в подготовленное межпозвоночное пространство. Как вывинчивание винта, так и слишком глубокое внедрение имплантата в подготовленное межпозвоночное пространство могут оказать негативное влияние на работу имплантата.
Краткое изложение сущности изобретения
Настоящее изобретение относится, в общем, к спинальному имплантату. Более конкретно настоящее изобретение относится к сборочной единице с нулевым профилем, состоящей из межпозвонковой вставки и сцепленной с ней пластины для вставки в межпозвоночное пространство между телами позвонков, расположенных выше и ниже данного межпозвоночного пространства («верхним» и «нижним» позвонками). Имплантат предпочтительно включает в себя вставку (участок распорки), пластину, сцепленную с вставкой, множество элементов фиксации костей для зацепления с телами позвонков и удерживающий механизм для предотвращения выхода элементов фиксации костей из сцепления с имплантатом после операции.
Согласно одному из примеров вариантов осуществления имплантат включает в себя первый и второй элементы фиксации костей, вставку, пластину, сцепленную с вставкой, а также первую и вторую подпружиненные защелки для предотвращения обратного выдвижения первого и второго элементов фиксации костей из отверстий для фиксации костей, выполненных в пластине (например, от выхода из сцепления с имплантатом после операции). Вставка предпочтительно включает в себя верхнюю поверхность для контакта с телом верхнего позвонка, нижнюю поверхность для контакта с телом нижнего позвонка, первую боковую поверхность, вторую боковую поверхность, переднюю поверхность и заднюю поверхности.
Пластина включает в себя верхнюю поверхность, нижнюю поверхность, первую боковую поверхность, вторую боковую поверхность, переднюю поверхность, заднюю поверхность, первое и второе отверстия для фиксации костей и первое и второе гнезда. Первое и второе отверстия для фиксации костей имеют размер и форму, подходящие для размещения первого и второго элементов фиксации костей соответственно. Первое отверстие для фиксации костей расположено под таким углом, что первый элемент фиксации костей зацепляется с телом верхнего позвонка, в то время как второе отверстие для фиксации костей расположено под таким углом, что второй элемент фиксации костей зацепляется с телом нижнего позвонка. Первое гнездо сообщается с первым отверстием для фиксации костей, а второе гнездо сообщается со вторым отверстием для фиксации костей.
Первая и вторая подпружиненные защелки расположены в первом и втором гнездах соответственно. Первая и вторая подпружиненные защелки перемещаются из первого положения во второе положение. В первом положении, по меньшей мере, участки первой и второй защелок выступают в первое и второе отверстия для фиксации костей соответственно, так что как только первый и второй элементы фиксации костей вставлены в первое и второе отверстия для фиксации костей соответственно, первая и вторая защелки, по меньшей мере, частично закрывают первый и второй элементы фиксации костей соответственно, препятствуя их обратному выдвижению. Первая и вторая подпружиненные защелки предпочтительно смещаются пружиной в первое положение.
Вставка первого и второго элементов фиксации костей предпочтительно вызывает введение головок первого и второго элементов фиксации костей в контакт с первой и второй подпружиненными защелками соответственно, заставляя первую и вторую подпружиненные защелки отскакивать из первого положения во второе положение. Затем дальнейшая вставка первого и второго элементов фиксации костей вызывает дистальное перемещение головок первого и второго элементов фиксации костей относительно первой и второй подпружиненных защелок, в результате чего первая и вторая подпружиненные защелки автоматически перемещаются из второго положения в первое положение.
Имплантат предпочтительно также включает в себя первый и второй упоры для предотвращения излишнего внедрения имплантата во время имплантации, также помогающие зафиксировать положение имплантата во время вставки первого и второго элементов фиксации костей. Первый упор предпочтительно продолжается вверх относительно верхней поверхности пластины и контактирует с телом верхнего позвонка, в то время как второй упор продолжается вниз от нижней поверхности пластины и контактирует с телом нижнего позвонка. Первый и второй упоры предпочтительно выполнены как одно целое с пластиной.
Согласно другому варианту осуществления имплантат предпочтительно включает в себя первый и второй элементы фиксации костей, вставку, пластину, сцепленную с вставкой, и вертушку для предотвращения обратного выдвижения первого и второго элементов фиксации костей из отверстий или чрезмерного внедрения пластины. Вставка включает в себя верхнюю поверхность для контакта с телом верхнего позвонка, нижнюю поверхность для контакта с телом нижнего позвонка, первую боковую поверхность, вторую боковую поверхность, переднюю поверхность и заднюю поверхность.
Пластина включает в себя верхнюю поверхность, нижнюю поверхность, первую боковую поверхность, вторую боковую поверхность, переднюю поверхность, заднюю поверхность и первое и второе отверстия для фиксации костей. Первое и второе отверстия для фиксации костей имеют размер и форму, подходящие для размещения первого и второго элементов фиксации костей соответственно. Первое отверстие для фиксации костей расположено под таким углом, что первый элемент фиксации костей зацепляется с телом верхнего позвонка, в то время как второе отверстие для фиксации костей расположено под таким углом, что второй элемент фиксации костей зацепляется с телом нижнего позвонка.
Вертушка предпочтительно имеет продольную ось, продолжающуюся от первого конца до второго конца. Вертушка сцеплена с пластиной между первым и вторым отверстиями для фиксации костей. В процессе эксплуатации вертушка поворачивается между первым положением, в котором она не взаимодействует с первым и вторым отверстиями для фиксации костей, так что первый и второй элементы фиксации костей можно вставить в первое и второе отверстия для фиксации костей соответственно, и вторым положением, в котором первый конец вертушки, по меньшей мере, частично закрывает, по меньшей мере, участок первого отверстия для фиксации костей, а второй конец вертушки, по меньшей мере, частично закрывает, по меньшей мере, участок второго отверстия для фиксации костей, препятствуя обратному выдвижению (вывинчиванию) первого и второго элементов фиксации костей. Вертушка предпочтительно поворачивается из первого положения во второе положение в диапазоне приблизительно девяноста градусов (90°). Вертушка предпочтительно включает в себя резьбовой винт для зацепления с резьбовым отверстием, выполненным в пластине. В процессе эксплуатации, в первом положении, продольная ось вертушки предпочтительно ориентирована параллельно оси имплантата и параллельно продольной оси тел позвонков, так что первый конец вертушки продолжается над верхней поверхностью пластины, а второй конец вертушки продолжается под нижней поверхностью пластины, таким образом, что во время имплантации имплантата вертушка действует как упор, препятствуя чрезмерному внедрению имплантата, а также способствуя фиксации положения имплантата во время вставки первого и второго элементов фиксации костей.
Согласно еще одному варианту осуществления имплантат имеет размер и конструкцию, подходящие для вставки в межпозвоночное пространство между телами верхнего и нижнего позвонков и включает в себя: (а) первый и второй элементы фиксации костей; (в) вставку, включающую в себя верхнюю поверхность для контакта с телом верхнего позвонка, нижнюю поверхность для контакта с телом нижнего позвонка, первую боковую поверхность, вторую боковую поверхность, переднюю поверхность и заднюю поверхность; и (с) пластину, сцепленную с вставкой. Вставка включает в себя верхнюю поверхность, нижнюю поверхность, первую боковую поверхность, вторую боковую поверхность, переднюю поверхность и заднюю поверхность. Пластина также включает в себя первое и второе отверстия для фиксации костей и первое и второе гнезда, причем первое и второе отверстия для фиксации костей имеют размер и форму, подходящие для размещения первого и второго элементов фиксации костей соответственно. Первое отверстие для фиксации костей расположено под таким углом, что первый элемент фиксации костей зацепляется с телом верхнего позвонка, в то время как второе отверстие для фиксации костей расположено под таким углом, что второй элемент фиксации костей зацепляется с телом нижнего позвонка. Первое гнездо сообщается с первым отверстием для фиксации костей, а второе гнездо сообщается со вторым отверстием для фиксации костей. Имплантат также включает в себя первую и вторую подпружиненные защелки, препятствующие обратному выдвижению первого и второго элементов фиксации костей соответственно. Первая подпружиненная защелка расположена в первом гнезде, а вторая подпружиненная защелка расположена во втором гнезде. Первая и вторая подпружиненные защелки перемещаются из первого положения во второе положение, и в первом положении, по меньшей мере, участки первой и второй защелок выступают в первое и второе отверстия для фиксации костей соответственно, так что как только первый и второй элементы фиксации костей вставляют в первое и второе отверстия для фиксации костей соответственно, первая и вторая защелки, по меньшей мере, частично закрывают первый и второй элементы фиксации костей соответственно, препятствуя их обратному выдвижению, при этом первая и вторая подпружиненные защелки сдвигаются в первое положение пружиной.
Высота пластины предпочтительно по существу равна высоте вставки, а ширина пластины предпочтительно по существу равна ширине вставки. Вставка предпочтительно включает в себя первую и вторую выемки, выполненные в первой и второй боковых поверхностях соответственно, а пластина включает в себя первый и второй выступы, продолжающиеся из пластины и зацепляющиеся с упомянутыми первой и второй выемками.
Каждая из подпружиненных защелок, первая и вторая, предпочтительно включает в себя пружину и защелкивающийся элемент. Защелкивающийся элемент предпочтительно включает в себя сужающийся первый конец, который выступает в первое и второе отверстия для фиксации костей с целью взаимодействия с первым и вторым элементом фиксации костей соответственно, и второй конец, взаимодействующий с пружиной. Первая и вторая подпружиненные защелки предпочтительно закреплены внутри первого и второго гнезд соответственно, посредством первого и второго штырей соответственно.
В процессе использования вставка первого и второго элементов фиксации костей предпочтительно вызывает перемещение первой и второй подпружиненных защелок из соответствующего первого положения в соответствующее второе положение. Вставка первого и второго элементов фиксации костей предпочтительно вызывает вступление головок первого и второго элементов фиксации костей в контакт с первой и второй подпружиненными защелками соответственно, заставляя первую и вторую подпружиненные защелки отскакивать из первого положения во второе положение. Дальнейшая вставка первого и второго элементов фиксации костей заставляет головки первого и второго элементов фиксации костей перемещаться в дистальном направлении относительно первой и второй подпружиненных защелок, в результате чего первая и вторая защелки автоматически перемещаются из второго положения в первое.
Имплантат предпочтительно также включает в себя первый и второй упоры для предотвращения чрезмерного внедрения имплантата во время имплантации, также помогающие зафиксировать положение имплантата во время вставки первого и второго элементов фиксации костей, причем первый упор выступает над верхней поверхностью пластины для контакта с телом верхнего позвонка, а второй упор выступает вниз из нижней поверхности пластины для контакта с телом нижнего позвонка. Первый и второй упоры предпочтительно выполнены как одно целое с пластиной.
Согласно еще одному примеру осуществления имплантат имеет размер и конструкцию, подходящие для вставки в межпозвоночное пространство между телами верхнего и нижнего позвонков и включает в себя: (а) первый и второй элементы фиксации костей; (б) вставку, включающую в себя верхнюю поверхность для контакта с телом верхнего позвонка, нижнюю поверхность для контакта с телом нижнего позвонка, первую боковую поверхность, вторую боковую поверхность, переднюю поверхность и заднюю поверхность; и (в) пластину, сцепленную с вставкой. Пластина включает в себя верхнюю поверхность, нижнюю поверхность, первую боковую поверхность, вторую боковую поверхность, переднюю поверхность, заднюю поверхность и первое и второе отверстия для фиксации костей. Первое и второе отверстия для фиксации костей имеют размер и форму, подходящие для размещения первого и второго элементов фиксации костей соответственно. Первое отверстие для фиксации костей расположено под таким углом, что первый элемент фиксации костей зацепляется с телом верхнего позвонка, а второе отверстие для фиксации костей расположено под таким углом, что второй элемент фиксации костей зацепляется с телом нижнего позвонка. Имплантат также содержит: (г) вертушку, продольная ось которой продолжается от первого конца до второго конца. Вертушка сцеплена с пластиной между первым и вторым отверстиями для фиксации костей. Вертушка поворачивается между первым положением, в котором она не взаимодействует с первым и вторым отверстиями для фиксации костей, так что первый и второй элементы фиксации костей можно вставить в первое и второе отверстия для фиксации костей соответственно, и вторым положением, в котором первый конец вертушки хотя бы частично закрывает, по меньшей мере, участок первого отверстия для фиксации костей, а второй конец вертушки хотя бы частично закрывает, по меньшей мере, участок второго отверстия для фиксации костей, препятствуя обратному выдвижению первого и второго элементов фиксации костей после имплантации. В первом положении продольная ось вертушки предпочтительно ориентирована параллельно оси имплантата, так что первый конец вертушки продолжается над верхней поверхностью пластины, а второй конец вертушки продолжается под нижней поверхностью пластины таким образом, что во время имплантации имплантата вертушка действует как упор, препятствуя чрезмерному внедрению имплантата, а также способствуя фиксации положения имплантата во время вставки первого и второго элементов фиксации костей.
Вертушка предпочтительно поворачивается из первого положения во второе положение в диапазоне приблизительно девяносто градусов (90°). Вертушка предпочтительно включает в себя резьбовой винт для зацепления с резьбовым отверстием, выполненным в пластине. Задняя поверхность пластины предпочтительно включает в себя клиновидные выемки, образующие направляющие уклоны для первого и второго концов вертушки во время поворота вертушки из первого положения во второе положение, таким образом, что во втором положении вертушка расположена заподлицо с задней поверхностью пластины.
Краткое описание нескольких чертежей
Приведенное выше краткое изложение сущности изобретения, равно как и последующее подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения, станет более понятным при прочтении совместно с прилагаемыми чертежами. Из соображений иллюстрации имплантата, представленного в настоящей заявке, на чертежах представлены предпочтительные варианты осуществления. Однако следует понимать, что заявленное изобретение не ограничено представленными устройствами и средствами. На чертежах:
Фиг. 1А иллюстрирует вид спереди в перспективе имплантата по первому предпочтительному варианту осуществления настоящей заявки;
Фиг. 1В иллюстрирует вертикальный вид сбоку имплантата, представленного на Фиг. 1А;
Фиг. 1С иллюстрирует вид сверху в плане имплантата, представленного на Фиг. 1А;
Фиг. 1D иллюстрирует вертикальный вид спереди имплантата, представленного на Фиг. 1А;
Фиг. 1Е иллюстрирует вид имплантата, представленного на Фиг. 1А, в разрезе по линии 1Е-1Е на Фиг. 1С;
Фиг. 1F иллюстрирует вид имплантата, представленного на Фиг. 1А, в разрезе по линии 1F-1F на Фиг. 1А;
Фиг. 2А иллюстрирует вид спереди в перспективе пластины имплантата, представленного на Фиг. 1А;
Фиг. 2B иллюстрирует вид пластины, представленной на Фиг. 2А, в разрезе по линии 2B-2B на Фиг. 2А;
Фиг. 2C иллюстрирует увеличенный вид в разрезе удерживающего механизма, который используют вместе с имплантатом, представленным на Фиг. 1А;
Фиг. 2D иллюстрирует вид в перспективе удерживающего механизма, представленного на Фиг. 2С;
Фиг. 2Е-2J иллюстрируют различные альтернативные виды имплантата, представленного на Фиг. 1А, включающего в себя различные альтернативные конструкции стопорного элемента, предназначенного, по меньшей мере, для частичного внедрения в тела позвонков во время установки;
Фиг. 3А иллюстрирует вид сверху в плане примера инструмента для извлечения, который контактирует с удерживающим механизмом, представленным на Фиг. 2D, и отводит его, позволяя извлечь элементы для фиксации костей из имплантата;
Фиг. 3B иллюстрирует увеличенный вид инструмента для извлечения, представленного на Фиг. 3А, в разрезе по линии 3B-3B на Фиг. 3А;
Фиг. 4А иллюстрирует вид спереди в перспективе имплантата по второму предпочтительному варианту осуществления настоящей заявки, причем удерживающий механизм находится в первом положении;
Фиг. 4В иллюстрирует вертикальный вид сбоку имплантата, представленного на Фиг. 4А, причем удерживающий механизм находится в первом положении;
Фиг. 4С иллюстрирует вид спереди в перспективе имплантата, представленного на Фиг. 4А, причем удерживающий механизм находится во втором положении;
Фиг. 4D иллюстрирует вертикальный вид сбоку имплантата, представленного на Фиг. 4А, причем удерживающий механизм находится во втором положении;
Фиг. 5А иллюстрирует вид спереди в перспективе имплантата, представленного на Фиг. 4А, вставленного в межпозвоночное пространство между телами соседних позвонков, причем удерживающий механизм находится в первом положении и действует как упор, предотвращающий чрезмерное внедрение имплантата в межпозвоночное пространство;
Фиг. 5B иллюстрирует вид спереди в перспективе имплантата, представленного на Фиг. 4А, вставленного в межпозвоночное пространство между телами соседних позвонков, причем удерживающий механизм находится во втором положении;
Фиг. 6А иллюстрирует вид сверху в перспективе имплантата, представленного на Фиг. 4А, причем пластина включает в себя используемый по усмотрению механизм блокировки резьбы;
Фиг. 6B иллюстрирует альтернативный вид сверху в перспективе имплантата, представленного на Фиг. 6А, на котором используемый по усмотрению механизм блокировки резьбы контактирует с имплантированным элементом фиксации костей;
Фиг. 7А иллюстрирует альтернативный вид спереди в перспективе, с пространственным разделением деталей, пластины, используемой в соединении с имплантатом, представленным на Фиг. 4А, причем удерживающий механизм включает в себя второй пример механизма сцепления для зацепления с пластиной;
Фиг. 7B иллюстрирует вид пластины и удерживающего механизма, представленных на Фиг. 7А, в разрезе по линии 7B-7B на Фиг. 7А;
Фиг. 8 иллюстрирует местный вид в разрезе пластины, используемой в соединении с имплантатом, представленным на Фиг. 4А, причем удерживающий механизм включает в себя третий пример механизма сцепления для зацепления с пластиной;
Фиг. 9А иллюстрирует вид спереди в перспективе имплантата, представленного на Фиг. 4А, причем имплантат включает в себя второй пример вставки;
Фиг. 9В иллюстрирует вид сверху в перспективе имплантата, представленного на Фиг. 9А, в котором отсутствует используемый по усмотрению пористый участок из полиэфирэфиркетона;
Фиг. 9С иллюстрирует вид имплантата, представленного на Фиг. 9А, в разрезе по линии 9С-9С на Фиг. 9А, в котором отсутствует используемый по усмотрению пористый участок из полиэфирэфиркетона;
Фиг. 10А-10Е иллюстрируют различные виды примера инструмента для вставки и способа вставки имплантата, представленного на Фиг. 4А; и
Фиг. 11А-11С иллюстрируют различные виды примера инструмента для вставки и для направления сверла, предназначенного для вставки имплантата.
Подробное описание изобретения
Определенная терминология используется в нижеследующем описании исключительно из соображений удобства, но не ограничения. Слова «левый», «правый», «нижний» и «верхний» обозначают направления на чертежах, на которые делается ссылка. Слова «внутрь» или «дистально», «наружу» или «проксимально» относятся к направлениям «к» и «от» геометрического центра имплантата и связанных с ним деталей соответственно. Слова «передний» («антериальный»), «задний» («постериальный»), «верхний», «нижний» и связанные с ними слова и/или фразы обозначают предпочтительные положения и ориентации в теле человека, на которые делается ссылка, но не носят ограничительного характера. Терминология включает вышеперечисленные слова, их производные и слова со сходными значениями.
Одинаковые номера ссылочных позиций будут использованы на протяжении всей заявки для описания аналогичных или одинаковых элементов каждого из предпочтительных вариантов осуществления описанного в данном документе имплантата, и описания будут сосредоточены на конкретных признаках отдельных вариантов осуществления, которые отличают данный конкретный вариант осуществления от других.
Предпочтительные варианты осуществления настоящей заявки направлены на имплантат 10,200 («10-200»). Следует понимать, что, хотя различные варианты осуществления имплантата 10-200 будут описаны в связи со спинальной хирургией, специалисты в данной области техники поймут, что имплантат 10-200 и его элементы могут быть использованы для имплантации в другие части тела, включая, например, трубчатые кости или кости колена, бедра, плеча, а также для замены других суставов или для наращивания костей.
Различные варианты осуществления имплантата 10-200 предпочтительно имеют размеры и геометрическую форму, позволяющие имплантировать их между телами соседних позвонков. Размер и геометрическая форма имплантата 10-200 могут быть такими, что позволяют заполнить все или почти все межпозвоночное пространство D между телами V соседних позвонков, заменяя межпозвоночный диск, или лишь часть межпозвоночного пространства D. В дополнение к этому, предпочтительный имплантат 10-200 может иметь конструкцию, позволяющую заменить все тело V позвонка и связанные с ним межпозвоночные пространства D или множество межпозвоночных пространств D в позвоночнике пациента, что станет очевидным для специалиста в данной области техники, имеющего среднюю квалификацию, после изучения настоящей заявки. Имплантат 10-200 может быть предназначен для использования при вставке в позвоночник антериальным, антериально-латеральным, непосредственно латеральным, экстрафораминальным, трансфораминальным и постериальным способами.
Имплантат 10-200 каждого из предпочтительных вариантов осуществления включает в себя межпозвонковую вставку 20, 220, 220' («20-220») и пластину 50, 250, 250', 250", 250"' («50-250»). Вставка 20-220 предпочтительно имеет размер и форму, подходящие для имплантации в межпозвоночное пространство D между телами V соседних позвонков. Вставка 20-200 каждого из предпочтительных вариантов осуществления включает в себя верхнюю поверхность 22, нижнюю поверхность 24, первую боковую поверхность 26, вторую боковую поверхность 28, переднюю поверхность 30 и заднюю поверхность 32. Верхняя и нижняя поверхности 22, 24 подходят для контакта и предназначены для крепления к замыкательным пластинкам тел V соседних позвонков. Вставка 20-220 предпочтительно имеет размер и геометрическую форму, позволяющие поддерживать и/или восстанавливать нужную высоту межпозвоночного диска между телами V соседних позвонков. Соответственно, верхняя и нижняя поверхности 22, 24 могут включать в себя ряд зубцов, гребней, шипов или других аналогичных выступов 25, содействующих креплению имплантата 10-200 к замыкательным пластинкам тел V соседних позвонков.
Верхняя и нижняя поверхности 22, 24 также могут включать в себя криволинейную или сужающуюся поверхность, помогающую обеспечить анатомическую форму для сопряжения с позвоночником пациента или желаемую ориентацию замыкательных пластинок тел V соседних позвонков. Конкретная площадь и кривизна поверхности, сужение или другая альтернативная особенность формы поверхности в антериально-постериальном направлении, а также конкретная площадь и кривизна поверхности, сужение или другая альтернативная особенность формы поверхности в медиально-латеральном направлении зависят от места, в которое должен быть имплантирован имплантат 10-200, и/или от решения хирурга, или от того, используется ли имплантат 10-200 в другой области тела.
Вставка 20-220 также может включать в себя одно или более гнезд, отверстий, окошек или каналов 34 для размещения трансплантируемой костной ткани. Например, имплантат 10-200 может включать в себя одно или более отверстие, окошко или канал, продолжающиеся через вставку 20-220 от верхней поверхности 22 до нижней поверхности 24, для вставки трансплантируемой костной ткани таким образом, что оказывается содействие росту костей через вертикальные отверстия, окошки или каналы 34 после имплантации имплантата 10-200. Наличие одного или более гнезд, отверстий, окошек или каналов 34 особенно предпочтительно, если вставка 20-200 выполнена из материала, не являющегося алогенным трансплантатом и не обеспечивающего рост костей, такого как полиэфирэфиркетон («PEEK»).
Пластина 50-250 предпочтительно сцеплена с вставкой 20-220, чтобы обеспечить повышенную устойчивость имплантата во время заживления, а также оптимальным образом ориентировать траекторию элементов 70 фиксации костей во время имплантации.
Пластина 50-250 каждого из предпочтительных вариантов осуществления включает в себя верхнюю поверхность 52, нижнюю поверхность 54, первую боковую поверхность 56, вторую боковую поверхность 58, переднюю поверхность 60 и заднюю поверхность 62. Пластина 50-250 предпочтительно контактирует с задней поверхностью 32 вставки 20-220 и предпочтительно не продолжается за пределы вертикального или латерального периметра вставки 20-220 и не создает его значительного увеличения. Таким образом, имплантат 10-200 имеет низкий профиль. Кроме того, пластину 50-250 предпочтительно полностью имплантируют внутрь межпозвоночного пространства D, между телами V соседних позвонков таким образом, что внешний профиль пластины 50-250 очень мал или отсутствует (например, пластина 50-250 не выступает вперед за пределы края межпозвоночного дискового пространства D). Таким образом, конструкция не выступает или очень мало выступает за пределы межпозвоночного пространства D или контура тел V позвонков, тем самым ограничивая дисфазию и уровень дискомфорта для пациента. В процессе использования пластина 50-250 может иметь такие размеры и геометрическую форму, что верхние и нижние поверхности 52, 54 пластины 50-250 контактируют с замыкательными пластинками тел V соседних позвонков. В качестве альтернативы пластина 50-250 может иметь такие размеры и геометрическую форму, что с телами V соседних позвонков контактирует только вставка 20-200. Например, высота пластины 50-250 может быть достаточно мала, чтобы она не контактировала с телами V соседних позвонков, будучи соединена с вставкой 20-220 в имплантированном состоянии.
Пластина 50-250 может быть сцеплена с вставкой 20-200 посредством любого механизма сцепления, который известен в настоящее время или будет известен впоследствии. Например, вставка 20-200 может включать в себя одну или более выемок 36, выполненных в боковых или задних поверхностях, для зацепления с одним или более выступами 64, продолжающимися из вставки 50-250. Вставка 20 предпочтительно включает в себя выемку 36, выполненную в каждой из ее боковых поверхностей 26, 28, для зацепления с выступами 64, выступающими из пластины 50-250. Выемки 36 могут иметь протяженность по всему участку от верхней поверхности 22 до нижней поверхности вставки 22, а могут продолжаться лишь частично от верхней или нижней поверхностей 20, 22. Другие механизмы сцепления для сцепления пластины 50-250 с вставкой 20-220 раскрыты в международной заявке № PCT/US2008/082473, поданной 5 ноября 2008 года и озаглавленной «Низкопрофильный межпозвонковый имплантат» («Low-profile Intervertebral Implant»), содержание которой полностью включено в данный документ посредством ссылки.
Задняя поверхность 62 пластины 50-250 предпочтительно включает в себя элемент 80 для зацепления с инструментом, предназначенный для зацепления с одним или более инструментами для вставки. Элемент 80 для зацепления с инструментом может иметь любую форму, известную в настоящее время или впоследствии и подходящую для данной цели, включая одну или более выемок, выполненных в задней поверхности 62 пластины 50-250 и продолжающихся от верхней и нижней поверхностей 52, 54 соответственно, для зацепления с захватами инструмента для вставки. В качестве альтернативы элемент 80 для зацепления с инструментом может представлять собой резьбовое отверстие (не показано на чертеже), выполненное в задней поверхности 62 пластины 50-250, для зацепления с резьбовым стержнем, выступающим из инструмента для вставки, и т.д.
Имплантат 10-200 предпочтительно включает в себя одно или более отверстий 40 для фиксации костей, в котором размещают один или более элементов 70 фиксации костей, предпочтительно костные винты таким образом, что в процессе эксплуатации, после вставки имплантата 10-200 в межпозвоночное пространство D между телами V соседних позвонков, имплантат 10-200 может быть прикреплен к телам V соседних позвонков. Элементы 70 фиксации костей предпочтительно включают в себя резьбовой стержень 72 и головку 74 частично сферической формы, в общем случае гладкую в том месте, где она контактирует с отверстием 40 для фиксации костей. Резьбовой стержень 72 может быть самонарезающим, т.е. не требующим сверления направляющих отверстий, но может быть и другим. Элементы 70 фиксации костей не ограничиваются костными винтами 70 и могут представлять собой винтовой гвоздь, дистально расширяющийся гвоздь или винт и т.д. Отверстия 40 для фиксации костей предпочтительно имеют такой размер и геометрическую форму, что головка 74 элемента 70 фиксации костей не выступает в проксимальном направлении за пределы задней поверхности 62 пластины 50, когда элементы 70 фиксации костей полностью имплантированы.
Отверстия 40 для фиксации костей предпочтительно включают в себя криволинейную или в форме усеченной сферы поверхности для контакта с нижней стороной в общем случае гладкой или имеющей форму усеченной сферы поверхностью головки 74 элемента 70 фиксации костей, так что элементы 70 фиксации костей могут полиаксиально поворачиваться относительно пластины 50-250, и для элементов 70 фиксации костей может быть выбрано множество вариантов углов траектории в соответствии с предпочтениями или потребностями хирурга, а также с обеспечением возможности оседания имплантата 10-200 во время заживления.
Пластина 50-250 предпочтительно включает в себя первое и второе отверстия 40 для фиксации костей, предназначенные для размещения первого и второго элементов 70 фиксации костей, при этом первый элемент 70 фиксации костей приподнят под углом вверх для зацепления с телом V верхнего позвонка, а второй элемент 70 фиксации костей отклонен вниз для зацепления с телом V нижнего позвонка. То есть отверстия 40 для фиксации костей предпочтительно имеют продольную ось 41, которая ориентирована под наклоном относительно имплантата 10-200 таким образом, что элементы 70 фиксации костей образуют крепящий уголок по отношению к верхней и нижней поверхностям 22, 24 вставки 20, при этом угол фиксации костей может составлять от двадцати градусов (20°) до шестидесяти градусов (60°), а более предпочтительно - от тридцати градусов (30°) до пятидесяти градусов (50°). Угол фиксации костей может быть одинаковым для всех отверстий 40, а может быть различным для каждого из отверстий 40. В дополнение к этому отверстия 40 для фиксации костей могут быть направлены внутрь, к центру имплантата 10-200, или наружу, от центра имплантата 10-200, предпочтительно под латеральным углом фиксации костей таким образом, что элементы 70 фиксации костей продолжаются латерально внутрь, к центральной плоскостей имплантата 10-200, или латерально наружу, от центральной плоскостей имплантата 10-200. Латеральный угол фиксации костей α может находиться в диапазоне от плюс шестидесяти градусов (60°) до минус шестидесяти градусов (-60°), предпочтительно от нуля градусов (0) до плюс или минус тридцати градусов (30°), а еще более предпочтительно составляет приблизительно плюс или минус пятнадцать градусов (15°). Латеральный угол фиксации оси может быть как одинаковым для всех отверстий 40, так и различным. Однако, как должно быть понятно специалисту в данной области техники, имеющему среднюю квалификацию, после прочтения данного описания, возможно множество потенциальных величин углов, так как элементы 70 фиксации костей полиаксиальны, как будет более подробно описано далее.
Однако следует понимать, что имплантат 10-200 может включать в себя три, четыре, пять и более отверстий 40 для фиксации костей, предназначенных для размещения соответствующего количества элементов 70 фиксации костей, в любом количестве возможных конструкций. В дополнение к этому, количество элементов 70 фиксации костей, продолжающихся от верхней и нижней поверхностей 22, 24, может варьироваться, и количество элементов 70 фиксации костей, продолжающихся от верхней поверхности 22, не обязательно должно равняться числу элементов 70 фиксации костей, продолжающихся от нижней поверхности 24.
Выходные отверстия для отверстий 40 для фиксации костей предпочтительно выполнены, по меньшей мере частично, в верхней или нижней поверхности 52, 54 пластины 50-250. Выходные отверстия также могут быть выполнены, по меньшей мере, частично или полностью, в верхней или нижней поверхности 22, 24 вставки 20-220. Отверстия 40 для фиксации костей также могут включать в себя частично сферический внутренний объем для размещения частично сферической формы головки 74 элемента 70 фиксации костей, что позволяет выбирать из диапазона полиаксиальных ориентаций элементов 70 фиксации костей относительно тел V позвонков.
Имплантат 10-200 также предпочтительно включает в себя удерживающий механизм для снижения вероятности того, что элементы 70 фиксации костей в послеоперационном периоде выйдут из сцепления с имплантатом 10-200 и переместятся из межпозвоночного пространства D. В процессе эксплуатации удерживающий механизм предпочтительно закрывает, по меньшей мере, участок отверстий 40 для фиксации костей и, следовательно, также элементы 70 фиксации костей, что позволяет предотвратить вывинчивание элементов 70 фиксации костей, как будет более подробно описано далее.
Имплантат 10-200, включая вставку 20-220 и пластину 50-250, может быть выполнен из любого подходящего биосовместимого материала или сочетания материалов, включая следующие материалы: металлы, такие как титан, титановые сплавы, нержавеющую сталь, алюминий, алюминиевые сплавы, магний и т.д.; полимеры, такие как полиэфирэфиркетон, пористый полиэфирэфиркетон, полиэфирэфиркетон с углеродными волокнами, рассасываемые полимеры, полимолочная кислота и т.д., аллотрансплантат, синтетический заменитель аллотрансплантата, керамика в виде биостекла, тантал, Nitinol или альтернативные материалы для роста костей, какой-либо композиционный материал или сочетание данных материалов; но не ограничиваясь перечисленным.
Вставка 20-200 может быть выполнена из материала, отличного от материала пластины 50-250. Например, пластина 50-250 может быть выполнена из металлического материала, такого как титан или титановый сплав, а вставка 20-220 может быть выполнена из неметаллического материала, например полимера, такого как полиэфирэфиркетон, аллотрансплантата, биорассасываемого материала, керамики и т. д. В качестве альтернативы пластина 50-250 и вставка 20-200 могут быть выполнены из одного и того же материала. Кроме того, пластина 50-250 и вставка 20-220 могут быть выполнены как единое целое, предварительно собраны или переданы хирургу по отдельности и собраны в операционной.
Как должно быть понятно среднему специалисту в данной области техники, имплантат 10-200 или его части также могут быть покрыты различными компаундами для усиления нарастания или врастания костной ткани, для ускорения заживления или для обеспечения возможности коррекции имплантата 10-200, включая гидроксиапатит, титано-никелевый сплав, нанесение титана методом осаждения паровой фазы с нанесением при помощи плазменной струи или плазменную обработку с целью сделать поверхность гидрофильной.
На Фиг. 1А-2J представлен межпозвонковый имплантат 10 согласно первому предпочтительному варианту осуществления, который включает в себя вставку 20, пластину 50, первый и второй элементы 70 фиксации костей и удерживающий механизм. Согласно первому предпочтительному варианту осуществления удерживающий механизм представляет собой подпружиненную защелку 110. Более предпочтительно, чтобы пластина 50 включала в себя гнездо 112, сообщающееся с каждым из отверстий 40 для фиксации костей, для размещения пружины 114 и защелки 116. Гнездо 112 образует продольную ось, пересекающую продольную ось 41 отверстия 40 для фиксации костей и, следовательно, элемента 70 фиксации костей. Угол пересечения может быть поперечным, перпендикулярным или острым.
Защелка 116 предпочтительно включает в себя первый конец 118 для контакта или взаимодействия с головкой 74 элемента 70 фиксации костей и второй конец 120 для размещения пружины 114, контакта или взаимодействия с ней. Пружина 114 предпочтительно имеет размеры и форму, позволяющие смещать защелку 116 таким образом, чтобы защелка 116 выступала в отверстие 40 для фиксации костей, поверх головки 74 элемента 70 фиксации костей, сразу после вставки элемента 70 фиксации костей в отверстие 40 для фиксации костей, чтобы предотвратить его вывинчивание. Подпружиненная защелка 116 предпочтительно закреплена внутри гнезда 112 посредством штифта или установочного винта 125. То есть защелка 116 может включать в себя канавку или выемку 126, выполненную для сопряжения со штырем или установочным винтом 125, расположенным внутри отверстия 125а. Взаимодействие штыря или установочного винта 125 и канавки, или выемки 126 предотвращает выпадение защелки 116 из гнезда 112. Например, защелка 116 предпочтительно включает в себя профрезерованный паз 126, а штырь или установочный винт 125 может быть резьбовым и предпочтительно имеет соответствующую форму, такую, что установочный винт 125 может быть размещен и зафиксирован в пазу 126, выполненном в защелке 116. Также может быть использован другой механизм для крепления подпружиненной защелки 116 к пластине 50.
Согласно первому предпочтительному варианту осуществления пластина 50 также включает в себя первый и второй упоры 65, при этом первый упор 65 выступает над верхней поверхностью 52 пластины 50 для контакта с телом V верхнего позвонка, а второй упор 65 выступает под нижней поверхностью 54 пластины 50 для контакта с телом V нижнего позвонка. Наличие большего или меньшего количества упоров 65 также предполагается. Наличие первого и второго упоров 65 облегчает полную посадку имплантата 10 относительно тел V соседних позвонков независимо от несимметричной анатомии позвоночника пациента, которая часто отличает наружные поверхности тел V позвонков. Упоры 65 предпочтительно выполнены как одно целое с пластиной 50.
В процессе эксплуатации упоры 65 упираются в антериальные поверхности тел V позвонков во время имплантации, однако упоры 65 также могут упираться в латеральные или антериально-латеральные поверхности тел V позвонков, в зависимости от процедуры хирургической операции и используемого способа вставки. Упоры 65 помогают предотвратить излишнее внедрение имплантата 10 в процессе имплантации, а также помогают зафиксировать положение имплантата 10 во время вставки элементов 70 фиксации костей, как будет более подробно описано ниже. Отчасти благодаря расположению упоров 65 имплантат 10 в общем случае имеет нулевой профиль, не выходящий за пределы межпозвоночного пространства, по меньшей мере, вдоль срединной линии, проходящей от основания черепа до нижнего поясничного позвонка, так как задняя поверхность 62 пластины 50 может быть вогнутой, сопрягаясь с межпозвоночным пространством D. На Фиг. 2Е-2J показано, что дистальная поверхность 65а упоров 65 может иметь форму, позволяющую, по меньшей мере, частично встраиваться в тела V позвонков во время вставки, чтобы еще сильнее уменьшить часть профиля пластины 50, выходящую за пределы межпозвоночного пространства D, если это требуется. Например, как показано на Фиг. 2Е, дистальная поверхность 65а упоров 65 может включать в себя пирамидальный выступ, или зубец, 66, продолжающийся от данной поверхности, который, по меньшей мере, частично встраивается в тело V позвонка во время установки имплантата. В качестве альтернативы дистальная поверхность 65а упоров 65 может включать в себя множество выступов, или зубцов, 67 (Фиг. 2F), вертикальный выступ 68 типа лопатки (Фиг. 2G и 2Н) или поперечный выступ 69 типа лопатки (показанный на Фиг. 2I и 2J), продолжающиеся от данной поверхности, которые во время установки имплантата, по меньшей мере, частично внедряются в тела V позвонков.
В процессе операции хирург подготавливает проход, или канал, к межпозвоночному пространству D, производит, по меньшей мере, частичную дискотомию и вставляет имплантат 10, включая вставку 20 и пластину 50, в межпозвоночное пространство D, пока упоры 65 не вступят в контакт с прилегающими телами V позвонков. После того как хирург выбрал нужный угол введения элементов 70 фиксации костей, он вводит первый и второй элементы 70 фиксации костей в отверстия 40 для фиксации костей и пропускает через них под выбранным углом, с предварительным формированием направляющих отверстий или без него. Введение элементов 70 фиксации костей в отверстия 40 для фиксации костей приводит головку 74 элемента 70 фиксации костей в контакт с внутренними сферическими участками отверстий 40 для фиксации костей, а также приводит к выравниванию тел V позвонков, но без избыточного внедрения имплантата 100, так как упоры 65 направляют движение тел V позвонков во время манипуляций, связанных с фиксацией костей. То есть, так как упоры 65 контактируют с прилегающими телами V позвонков и препятствуют слишком глубокому внедрению имплантата в межпозвоночное пространство D, введение элементов 70 фиксации костей приводит к стягиванию и/или репозиции тел V соседних позвонков, что способствует срастанию. Элементы 70 фиксации костей вводят, пока тела V позвонков не будут оптимальным образом выровнены, а затем вводят головки 74 элементов 70 фиксации костей в сферические участки отверстий 70 для фиксации костей.
По мере введения элементов 70 фиксации костей через отверстия 40 для фиксации костей нижняя сторона головки 74 элементов 70 фиксации костей контактирует с первым концом 118, а предпочтительно с сужающимся концевым участком 117, защелкивающихся элементов 116, выступающих в отверстия 40 для фиксации костей, побуждая тем самым защелки 116 отскакивать назад, нажимая на пружину 114, и отводя защелкивающиеся элементы 116 из отверстий 40 для фиксации костей, чтобы можно было имплантировать элементы 70 фиксации костей. Как только головки 74 элементов 70 фиксации костей проходят мимо сужающихся концевых участков 117 защелкивающихся элементов 116, пружина 114 выталкивает защелкивающиеся элементы 116 обратно, в исходное положение, в котором они выступают, по меньшей мере, частично, в отверстия 40 для фиксации костей. В этом положении первый конец 118 защелкивающегося элемента 116 должен закрыть, по меньшей мере, участок головки 74 элемента 70 фиксации костей, контактировать и/или взаимодействовать с ее верхней поверхностью, чтобы заблокировать головки 74 элементов 70 фиксации костей и ограничить возможность вывинчивания элементов 70 фиксации костей из отверстий 40 для фиксации костей. В частности, первый конец 118 защелки 110 предпочтительно входит в отверстие 40 для фиксации костей таким образом, что головка 74 элемента 70 фиксации костей не может выдвинуться из отверстия 40 для фиксации костей, не столкнувшись с первым концом 118.
После имплантации элементы 70 фиксации костей предпочтительно могут свободно покачиваться, что дает возможность осадки в процессе заживления после операции. Как показано на Фиг. 3А и 3В, если хирург решит, что размещение имплантата 10 не является оптимальным, можно провести регулирование посредством сжатия защелкивающихся элементов 116 тупым инструментом или втулкой, что позволяет извлечь элементы 70 фиксации костей. Например, инструмент 1000 для извлечения может включать в себя внутренний стержень 1010 для зацепления с элементом 70 фиксации костей и наружный стержень 1020 для контакта с защелкивающимся элементом 116 и его отталкивания, таким образом, что элемент 70 фиксации костей может быть извлечен из пластины 50.
На Фиг. 4А-5B показано, что межпозвонковый имплантат 200 согласно второму предпочтительному варианту осуществления включает в себя вставку 220, пластину 250, первый и второй элементы 70 фиксации костей и удерживающий механизм. Согласно второму предпочтительному варианту осуществления удерживающий механизм представляет собой подвижную вертушку 310, которая перемещается, а более предпочтительно - поворачивается между первым положением (проиллюстрировано на Фиг. 4А, 4B и 5А) и вторым положением (проиллюстрировано на Фиг. 4С, 4D и 5В). В первом положении вертушка 310 не взаимодействует с первым и вторым отверстиями 40 для фиксации костей, так что первый и второй элемент 70 фиксации костей можно вставить в тела V соседних позвонков. Во втором положении вертушка 310 блокирует или закрывает, по меньшей мере, участки отверстий 40 для фиксации костей и, следовательно, по меньшей мере, участки имплантированных элементов 70 фиксации костей, препятствуя вывинчиванию.
Вертушку 310 предпочтительно подвергают предварительной сборке или заранее крепят к пластине 250. Вертушка 310 может быть прикреплена к пластине 250 любым механизмом сцепления, известным в настоящее время или впоследствии в данной области техники, включая описанные ниже. Согласно второму предпочтительному варианту осуществления вертушка 310 предварительно собрана вместе с пластиной 250 посредством удерживающего винта 320, который взаимодействует с резьбовым отверстием (не показано на чертеже), расположенным между отверстиями 40 для фиксации костей, выполненными в пластине 250. Удерживающий винт 320 может продолжаться вглубь вставки 220 и быть сцеплен с ней резьбовым соединением, но данный вариант не носит ограничительного характера. В качестве альтернативы удерживающий винт 320 может быть прочно сцеплен с пластиной 250 стержнем с крестовиной (поперечным штифтом), заклепкой, винтовым клином, прикрепленным к стержню удерживающего винта 320 и т. д. Вертушка 310 включает в себя первый и второй концы 312, 314, образующие продольную ось, которая в общем случае расположена поперек продольной оси удерживающего винта 320.
Вертушка 310 и удерживающий винт 320 предпочтительно поворачиваются из первого положения во второе положение в диапазоне приблизительно девяносто градусов (90°). В первом положении продольная ось вертушки 310 ориентирована, в общем случае, параллельно продольной оси имплантата 200 и параллельно оси позвоночника таким образом, что вертушка 310 не взаимодействует с отверстиями 40 для фиксации костей или элементами 70 фиксации костей, что позволяет вставлять элементы 70 фиксации костей в тела V соседних позвонков. Во втором положении продольная ось вертушки 310, в общем случае, ориентирована перпендикулярно оси позвоночника, таким образом, что вертушка 310 блокирует или перекрывает, по меньшей мере, участки отверстий 40 для фиксации костей и препятствует вывинчиванию элементов 70 фиксации костей. То есть во втором положении вертушка 310 закрывает, по меньшей мере, участки головок 74 элементов 70 фиксации костей, в то время как в первом положении вертушка 310 позволяет вставить элементы 70 фиксации костей в отверстия 40 для фиксации костей и в соответствующие тела V соседних позвонков.
Удерживающий винт 320 предпочтительно включает в себя элемент зацепления 321 для зацепления с инструментом 500 для вставки, как будет более подробно описано далее, позволяющий поворачивать удерживающий винт 320 и вертушку 310 между первым и вторым положениями. Удерживающий винт 320 и вертушка 310 сцеплены друг с другом посредством двухточечной посадки с натягом между наружным диаметром удерживающего винта 320 и диаметром расточки (не показана на чертеже) в вертушке 310.
Пластина 250 предпочтительно включает в себя клиновидную выемку 330, которая образует направляющий уклон, так что во втором положении вертушка 310 предпочтительно расположена заподлицо с задней поверхностью 62 пластины 250 (как лучше всего видно на Фиг. 4D). Соответственно, в первом положении (Фиг. 4А и 4B) вертушка 310 выступает относительно задней поверхности 62 пластины 250, а втором положении (Фиг. 4С и 4D) передняя поверхность вертушки 310 расположена практически заподлицо или даже слегка утоплена относительно задней поверхности 62. Следовательно, в имплантированной конструкции, когда вертушка 310 находится во втором положении, весь имплантат 200, включая вертушку 310, расположен в пределах позвоночника пациента или позади относительно передней стороны позвонков V.
В процессе операции хирург подготавливает проход, или канал, к межпозвоночному пространству D, производит, по меньшей мере, частичную дискотомию и вставляет имплантат 200, включая вставку 220 и пластину 250, в межпозвоночное пространство D, при этом вертушка 310 находится в первом положении. В первом положении размер вертушки 310 позволяет ей действовать в качестве упора во время имплантации имплантата 200, чтобы предотвратить чрезмерное внедрение имплантата 200, а также зафиксировать положение имплантата 200 во время вставки элементов 70 фиксации костей. В частности, концы 312, 314 вертушки 310 контактируют и/или зацепляются с примыкающими телами V позвонков, механически блокируя дальнейшее внедрение имплантата 200 в межпозвоночное пространство D (как лучше всего видно на Фиг. 5А).
После того как хирург выберет нужный угол введения для элементов 70 фиксации костей, он вводит первый и второй элементы 70 фиксации костей в отверстия 40 для фиксации костей и пропускает через них под выбранным углом, с предварительным формированием направляющих отверстий или без него. Внедрение элементов 70 фиксации костей в отверстия 40 для фиксации костей заставляет головки 74 элементов 70 фиксации костей контактировать с внутренними сферическими участками отверстий 40 для фиксации костей и приводит к выравниванию тел V позвонков, но не к чрезмерному внедрению имплантата 200, так как вертушка 310 предпочтительным образом направляет перемещение тел V позвонков во время манипуляций, связанных с фиксацией костей. Элементы 70 фиксации костей вводят, пока тела V позвонков не будут выровнены оптимальным образом, а затем вводят головки 74 элементов 70 фиксации костей в сферические участки отверстий 70 для фиксации костей. Затем удерживающий винт 320 и вертушка 310, направляемые выемками 330 в задней поверхности 62 пластины 250, поворачивают на девяносто градусов (90°), из первого положения во второе положение, при помощи сопряжения инструмента для вставки с выполненным на удерживающем винте 320 элементом 321 для зацепления с инструментом. По мере поворота удерживающего винта 320 из первого положения во второе положение удерживающий винт 320 предпочтительно продвигается в дистальном направлении в соответствии с шагом резьбы на его стержне, а вертушка 310 поворачивается, перемещаясь вниз по направляющему уклону, образованному выемками 330, и остается там, будучи расположена поверх головок 74 элементов 70 фиксации костей. Форма направляющего уклона, образованного выемками 330, предпочтительно удерживает вертушку 310 от избыточного поворота и выхода за пределы второго положения таким образом, что концы вертушки 310, по меньшей мере, частично покрывают головки 74 элементов 70 фиксации костей. По существу, это позволяет предотвратить вывинчивание элементов 70 фиксации костей из пластины 250 и вставки 220 с помощью вертушки 310.
После имплантации элементы 70 фиксации костей предпочтительно могут свободно покачиваться, что дает возможность осадки в процессе заживления после операции. Если хирург решит, что размещение имплантата 200 не является оптимальным, можно выполнить регулирование, повернув вертушку 310 обратно, в первое положение, разблокировав тем самым перемещение головок 74 элементов 70 фиксации костей и обеспечив возможность регулирования положения имплантата.
На Фиг. 6А и 6В проиллюстрирован второй предпочтительный вариант осуществления пластины 250', используемой в имплантате 200. Согласно второму предпочтительному варианту осуществления пластины 250' отверстия 40 для фиксации костей включают в себя выступающий механизм 350 блокировки резьбы, который расположен и устроен таким образом, чтобы давать возможность резьбового перемещения первого и второго элементов 70 фиксации костей относительно отверстия 40 для фиксации костей до тех пор, пока самый проксимальный виток резьбы 73, выполненный на стержне 72 элемента 70 фиксации костей, не пройдет в дистальном направлении мимо механизма 350 блокировки резьбы; в этом месте дистальная поверхность механизма блокировки резьбы 350 вступает в контакт с проксимальной стороной самого проксимального витка резьбы 73, предотвращая вывинчивание первого и второго элементов 70 фиксации костей из отверстий 40 для фиксации костей. Механизм блокировки резьбы 350 может принимать форму приподнятого гребня, неполного кольца или любого другого выступа, предназначенного для того, чтобы дать возможность самому проксимальному витку резьбы 73 элемента 70 фиксации костей переместиться до точки, в которой его перемещение в противоположном направлении будет задержано. В качестве альтернативы, механизм блокировки резьбы 350 может быть расположен внутри отверстий 40 для фиксации костей, чтобы блокировать проксимальную поверхность головок 74 элементов 70 фиксации костей, а не крайние в проксимальном направлении витки резьбы 73. В качестве альтернативы, механизм блокировки резьбы 350 может иметь конструкцию, позволяющую ему зацепляться с соответствующими углублениями (не показаны), выполненным в боковых сторонах головок 74 элементов 70 фиксации костей.
Элементы 70 фиксации костей могут дополнительно включать в себя поднутрение 75 между самым проксимальным витком 73 резьбы и дистальным участком головки 74, что позволяет элементу 70 фиксации костей, по существу, свободно вращаться после полной установки в отверстии 40 для фиксации костей, что дает возможность отставания перемещения тел V позвонков относительно имплантата 200 в процессе имплантации.
Во время операции имплантат 200 размещают между телами V соседних позвонков, а элементы 70 фиксации костей продвигают в отверстия 40 для фиксации костей до тех пор, пока самый проксимальный виток резьбы 73, выполненный на стержне 72 элемента 70 фиксации костей, не пройдет мимо выступающего механизма 350 блокировки резьбы. В этом положении элементы 70 фиксации резьбы полностью устанавливаются относительно пластины 250. Дистальная поверхность механизма блокировки резьбы 350 контактирует с проксимальной стороной самого проксимального витка резьбы 73, выполненного на стержнях 72 элементов 70 фиксации костей, ограничивая вывинчивание элементов 70 фиксации костей из отверстий 40 для фиксации костей. Элементы 70 фиксации костей в общем случае свободно вращаются после полной установки благодаря наличию поднутрений 75 между самым проксимальным витком 73 резьбы и дистальным участком головки 74 каждого элемента 70 фиксации костей, что дает возможность отставания перемещения тел V позвонков относительно имплантата 200 в процессе имплантации. Вертушка 310 может быть использована вместе с механизмом 350 блокировки резьбы для закрепления положения имплантата 200 во время вставки элементов 270 фиксации костей, а также для дополнительного предохранения от вывинчивания. В качестве альтернативы предусмотрено, что механизм блокировки резьбы 350 может быть встроен в имплантат 10 согласно первому предпочтительному варианту осуществления.
На Фиг. 7А и 7В проиллюстрирован третий предпочтительный вариант осуществления пластины 250", используемой в имплантате 200. Третий предпочтительный вариант осуществления пластины 250" включает в себя альтернативный механизм сцепления для сцепления вертушки 310" с пластиной 250". Согласно данному варианту осуществления вертушка 310" включает в себя множество пазов 317", продолжающихся от дистального конца 316" вертушки 310", таким образом, что вертушка 310" включает в себя множество пружиноподобных пальцев 315", ориентированных вдоль оси, продолжающейся в дистальном направлении, в общем случае перпендикулярно продольной оси концов 312", 314" вертушки 310". Пружинные пальцы 315" предпочтительно включают в себя продолжающиеся наружу фланцы 318" у дистального конца 316". Пластина 250" предпочтительно включает в себя безрезьбовое отверстие 263", расположенное между отверстиями 40 для фиксации костей. Безрезьбовое отверстие 263" предпочтительно включает в себя один или более уклонов 263а" и одну или более ступенек 263b" для взаимодействия с пружинными пальцами 315" с целью крепления вертушки 310" к пластине 250".
Используемый по усмотрению удерживающий фиксатор 340", такой как вильчатый фиксатор, выполненный, например, из элгилоя, может быть установлен в отверстии 263", дополнительно содействуя креплению вертушки 310" к пластине 250", позволяя вставку вертушки 310" в отверстие 263" и одновременно с этим обеспечивая дополнительную защиту от обратного выдвижения вертушки 310" из отверстия 263".
Во время операции вертушку 310" скрепляют с пластиной 250" посредством вставки пружинных пальцев 315" в отверстие 263" до тех пор, пока вертушка 310" не защелкнется в гнезде 263", после чего вертушка 310" удерживается внутри отверстия. То есть по мере введения пружинных пальцев 315" в отверстие 263" скошенные фланцы 318", выполненные на дистальном конце 316" вертушки 310", и пружинные пальцы 315" сжимаются таким образом, что пальцы 315" проходят сквозь используемый по усмотрению удерживающий фиксатор 340", после чего пружинные пальцы 315" частично отпружинивают наружу. Удерживающий зажим 340" может дополнительно слегка отгибаться наружу при прохождении сквозь фланца 318", после чего удерживающий зажим 340" отпружинивает в исходное положение. По мере того как пружинные пальцы 315" продолжают продвигаться в отверстие 263", пальцы 315" проходят поверх ступеньки 263b", а затем отгибаются наружу, в не отклоненное состояние, примыкая к уклону 263а". Таким образом, обратное выдвижение вертушки 310" из гнезда 263" предотвращается посредством взаимодействия между фланцами 318" и ступенькой 263b".
На Фиг. 8 проиллюстрирован четвертый предпочтительный вариант осуществления пластины 250"', используемой в имплантате 200. Четвертый предпочтительный вариант осуществления пластины 250"' включает в себя третий альтернативный механизм сцепления для сцепления вертушки 310"' с пластиной 250"'. Согласно данному варианту осуществления безрезьбовое отверстие 263"' включает в себя первый уклон 263а"', первую ступеньку 263b"', второй предпочтительный винтовой уклон 263с"' и вторую ступеньку 263d"' по мере продвижения от задней поверхности 62 пластины 250"'. Конструкция вертушки 310"', по существу, идентична вертушке 310" второго примера механизма сцепления, описанного выше.
Во время операции вертушку 310'" скрепляют с пластиной 250" посредством вставки пружинных пальцев 315"' в безрезьбовое отверстие 263"' до тех пор, пока вертушка 310'" не защелкнется в отверстии 263"', в результате чего вертушка 310" удерживается внутри него. По мере продвижения пружинных пальцев 315"' в отверстии 263"' пружинные пальцы 315"' сжимаются, когда скошенные фланцы 318"' проходят мимо первого уклона 263а"' и поверх первой ступеньки 263b"', а затем пружинные пальцы 315"' и фланцы 318"' частично отпружинивают наружу, закрепляя вертушку 310"' относительно пластины 250"'. Таким образом, обратное выдвижение вертушки 310"' из отверстия 263" предотвращается посредством взаимодействия между фланцами 318"' и первой ступенькой 263b"'. Кроме того, по мере перемещения вертушки 310"' из первого положения во второе положение пружинные пальцы 315"' продвигаются дальше в отверстие 263"', в котором фланец 318"' направляется предпочтительно имеющим винтовую форму вторым уклоном 263"' до тех пор, пока фланец 318"' не пройдет по второй ступеньке 263d"'. Пружинные пальцы 315"' и фланцы 318"' отгибаются наружу, в не отклоненное положение, блокируя выдвижение вертушки 310"' назад через отверстие 263"' посредством взаимодействия между фланцами 318"' и второй ступенькой 263d"'.
На Фиг. 9А-9С представлен альтернативный вариант осуществления вставки 220', используемой в первом и втором вариантах осуществления межпозвоночного имплантата 10-200 (проиллюстрирован второй предпочтительный вариант осуществления), который включает в себя центральную область 422 из пористого полиэфирэфиркетона, концентрично окруженную участком 420 из обычного полиэфирэфиркетона.
Во время операции имплантат 200 имплантируют и закрепляют внутри межпозвоночного пространства D способом, аналогичным вышеописанному. Центральный участок 422 вставки 220', выполненный из пористого полиэфирэфиркетона, имеет пористость, обеспечивающую подходящий канал, через который может течь кровь, а кость может расти, что способствует сращиванию тел V соседних позвонков. Участок 422 из пористого полиэфирэфиркетона может продолжаться от верхней поверхности 22 до нижней поверхности 24 вставки 220'.
В качестве альтернативы, вставка 220' может включать в себя перемычку 424. Если вставка 220' включает в себя перемычку 424, то первое и второе глухие отверстия 426, 428 предпочтительно продолжаются от верхней и нижней поверхностей 22, 24 соответственно до перемычки 424. Глухие отверстия 426, 428 могут включать в себя скошенные боковые стенки 430, такие, что диаметр глухих отверстий 426, 428 увеличивается к центру вставки 220'. Перемычка 424 может быть выполнена из того же материала, что и остальная часть вставки 220', но предпочтительно выполнена из пористого полиэфирэфиркетона. В качестве альтернативы перемычка 424 может быть съемной, например, с возможностью вытаскивания из вставки 220', чтобы обеспечить сквозное осевое отверстие. Во время операции глухие отверстия 426, 428 предпочтительно заполняют костным трансплантатом или другим материалом, способствующим сращиванию, и имплантат 200' имплантируют в межпозвоночное пространство D между телами V соседних позвонков. Используемые по выбору скошенные стенки 430 глухих отверстий 426, 428 облегчают фиксацию имплантата 200' в нужном положении внутри межпозвоночного пространства в процессе врастания костей в глухие отверстия 426, 428.
На Фиг. 10А-10Е представлен пример инструмента 500 для вставки и способа вставки имплантата 200, которые будут описаны далее. В связи с примером способа вертушка 310 будет описана и проиллюстирована открепленной от пластины 250. Однако данный иллюстративный способ может быть легко адаптирован к работе с вертушкой 310, предварительно прикрепленной к пластине 250, или с первым предпочтительным вариантом осуществления имплантата 10, что станет очевидным специалисту в данной области техники, имеющему среднюю квалификацию, после изучения данной заявки.
Инструмент для вставки 500 предназначен для сцепления с вертушкой 310, сцепления с пластиной 250, по меньшей мере, частичной вставки имплантата 200 в межпозвоночное пространство D для того, чтобы позволить вставку элементов 70 фиксации костей в отверстия 40 для фиксации костей, для крепления вертушки 310 к пластине 250, если это необходимо, и для поворота вертушки 310 из первого положения во второе положение, если необходимо.
Инструмент для вставки 500 предпочтительно включает в себя внутренний стержень 520 и наружный трубчатый элемент 530. Внутренний стержень 520 предпочтительно включает в себя дистальный элемент 525 зацепления, такой как звездчатый привод, для взаимодействия с элементом 321 зацепления, выполненным на удерживающем винте 320. Наружный трубчатый элемент 530 предпочтительно включает в себя дистальный элемент 535 зацепления для взаимодействия с соответствующим элементом зацепления (не показанным на чертеже), выполненным на пластине 250. Соответственно, инструмент 500 удерживает вертушку 310 посредством крепления элемента 525 зацепления, выполненного на внутреннем стержне 520 инструмента 500, к вертушке 310. Инструмент 500 удерживает имплантат 200 путем захвата пластины 250 с помощью элемента 525 зацепления, выполненного на наружном трубчатом элементе 530.
Внутренний стержень 520 имеет конструкцию, позволяющую ему поступательно перемещаться внутри наружного трубчатого элемента 530 вдоль продольной оси 501 инструмента 500. Соответственно, внутренний стержень 520 и, следовательно, вертушка 310, могут быть поступательно перемещены в проксимальном направлении относительно наружного трубчатого элемента 530 и, следовательно, относительно имплантата 200. В вариантах осуществления, в которых вертушка 310 не прикреплена к пластине 250, и если пластина 250 не включает в себя ни одного упора, инструмент 500 может также включать в себя один или более упор (не показаны на чертежах) для предотвращения чрезмерного внедрения имплантата 200 в межпозвоночное пространство, а также для фиксации положения имплантата 200 относительно межпозвоночного пространства во время имплантации элементов 70 фиксации костей.
Во время операции хирург вставляет имплантат 200 в межпозвоночное пространство D, используя инструмент 500 для продвижения имплантата в межпозвоночное пространство D между телами V соседних позвонков, пока упомянутые упоры, один или более (не показанные на чертежах), не упрутся в передние (или латеральные, или переднелатеральные) стороны тел V соседних позвонков. Затем элементы 70 фиксации костей вставляют через отверстия 40 для фиксации костей в тела V соседних позвонков, при этом сдвиг имплантата 200 ограничен взаимодействием упоров с телами V соседних позвонков.
Если вертушка 310 не прикреплена к инструменту, то затем вертушку 310 и удерживающий винт 320 можно продвинуть в соответствующее отверстие 263, выполненное в пластине 250, поступательно перемещая внутренний стержень 520 в дистальном направлении относительно наружного трубчатого элемента 530. Затем внутренний стержень 250 поворачивают таким образом, что вертушка 310 перемещается из первого положения во второе положение, предотвращая обратное выдвижение имплантированных элементов 70 фиксации костей. Затем инструмент 500 выводят из сцепления с вертушкой 310 и удерживающим винтом 320.
На Фиг. 11А-11С представлен используемый по усмотрению инструмент 600 для вставки и для направления сверла, который может быть использован для вставки любого из описанных выше имплантатов 10-200 и для выравнивания траектории шила, сверла, отвертки и т.д., с целью формирования направляющего отверстия и/или вставки элемента фиксации костей. Инструмент 600 для вставки и направления сверла включает в себя пару рычагов 610, 615, продолжающихся от пары рукояток 620, 625, сцепленных на оси поворота 630. Данные рычаги 610, 615 включают в себя наводящие цилиндры 612, 616, расположенные на их на дистальных концах, соответственно для выравнивания траектории шила, сверла, элементов фиксации костей и т.д. Цилиндры 612, 616 включают в себя направляющие ребра 613, 617 соответственно, расположенные на их наружных поверхностях, для взаимодействия с фиксатором 625 в отверстиях 40 для фиксации костей в имплантате 200. Взаимодействующие направляющие ребра 613, 617 и фиксаторы 625 предназначены для ограничения вращения имплантата 10-200 относительно инструмента 600; это свойство особенно предпочтительно для имплантатов 10-200, имеющих только два отверстия 40 для фиксации костей.
В ходе операции рычаги инструмента 600 для вставки и для направления сверла открывают посредством сжатия рукояток 620, 625, и цилиндры 612, 616 вставляют в отверстия 40 для фиксации костей, выполненные в пластине 250, таким образом, что направляющие ребра 613, 617 взаимодействуют с фиксаторами 625. По достижении надежного захвата имплантата 10-200 рычаги 610, 615 фиксируют, и инструмент 600 можно использовать для вставки имплантата 10-200 в межпозвоночное пространство D между телами V соседних позвонков, которое, по меньшей мере, частично очищено. Затем цилиндры 612, 616 можно использовать для выравнивания траектории шила, сверла и т.д., чтобы образовать направляющие отверстия для элементов 70 фиксации костей или для выравнивания траектории элементов 70 фиксации костей в случае использования самонарезающих элементов 70 фиксации костей. После имплантации элементов 70 фиксации костей рычаги 610, 615 размыкают, и инструмент 600 для вставки и для направления сверла выводят из сцепления с имплантатом в сборе.
Хотя вышеизложенное описание и чертежи представляют предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что различные дополнения, модификации, сочетания и/или дополнения могут быть осуществления без отступления от сущности и объема настоящего изобретения, которые определены в прилагаемой формуле изобретения. В частности, специалисту в данной области техники должно быть ясно, что настоящее изобретение может быть осуществлено и в других конкретных формах, конструкциях, компоновках, пропорциях, с другими элементами, материалами и компонентами, без отступления от его сущности или существенных отличительных признаков. Специалист в данной области техники поймет, что изобретение может быть использовано с множеством модификаций конструкции, компоновки, пропорций, материалов, компонентов и т.д., используемых в практическом воплощении изобретения, которые особенно хорошо подходят для конкретной среды и конкретных условий операции, без отступления от принципов изобретения. Кроме того, признаки, описанные в данном документе, могут использоваться как по отдельности, так и в сочетании с другими признаками. Следовательно, раскрытые в настоящем документе варианты осуществления следует рассматривать во всех отношениях как иллюстративные и не носящие ограничительного характера, объем изобретения обозначен прилагаемой формулой изобретения и не ограничивается вышеизложенным описанием.