СИСТЕМА ДЛЯ ЗАДНЕЙ ФИКСАЦИИ ПОЗВОНОЧНИКА ПЛАСТИНОЙ
SYSTEM FOR POSTERIOR SPINAL FIXATION WITH PLATE

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА СМЕЖНЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящая заявка притязает на преимущества согласно 35 U.S.С. § 119(e) дополнительной патентной заявки США №61/470,821, поданной 1 апреля 2011 года, которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Позвоночный столб имеет очень сложное строение и состоит более чем из 20 костей, соединенных друг с другом, выполняя функции вместилища и защиты важнейших элементов нервной системы. Кроме того, позвоночник очень гибок, способен значительно искривляться и сгибаться в нескольких направлениях. Самым гибким из всех отделов позвоночного столба является шейный.
Кости и соединительные ткани позвоночного столба взрослых последовательно связаны друг с другом тройным комплексом суставов, состоящих из переднего диска и двух задних дугоотросчатых суставов. Передние диски соседних костей разделены и амортизированы хрящевыми разделителями, называемыми межпозвонковыми дисками. Позвонки, составляющие позвоночный столб, подразделяют на шейные, грудные, поясничные и крестцовые. На шейный отдел позвоночника, к которому относится верхняя часть до основания черепа, приходятся первые семь позвонков. 12 промежуточных позвонков относятся к грудному отделу, а нижняя часть позвоночника включает 5 поясничных позвонков. Основанием позвоночника служат крестцовые кости (включая копчик). Позвонки, составляющие шейную часть позвоночника, обычно меньше грудных и поясничных.
Генетические причины или нарушения развития, травмы, хроническое напряжение, опухоли и заболевания - лишь немногие из причин патологий позвоночника, при которых может потребоваться постоянная иммобилизация. В настоящее время создан ряд систем, обеспечивающих такую иммобилизацию за счет имплантации искусственных деталей внутрь или на поверхность позвоночного столба. Их можно классифицировать как задние, передние или боковые имплантаты. Как предполагает классификация, задние имплантаты прикрепляются к задней поверхности позвоночного столба, обычно закрепляясь под пластинками дуг позвонков и входя в центральный канал, присоединяясь к поперечным отросткам или стыкуясь через ножку позвонка. Боковые и передние системы соединяются с костями позвонков.
Соответствующий хирургический протокол и строение системы для имплантации определяются областью позвоночника, требующей иммобилизации, а также индивидуальными различиями анатомии. Известно применение задних пластин для стабилизации и иммобилизации шейного отдела позвоночника. Задняя пластина представляет собой узкую продолговатую пластину с серией отверстий, находящихся на расстоянии друг от друга, через которые можно вставить винты для фиксации пластины к позвонку. Пара задних пластин помещается на заднебоковые поверхности ряда последовательных шейных костей и фиксируется к кости винтами, по одному на каждый позвонок, тем самым препятствуя движению костей друг относительно друга в вертикальной или горизонтальной плоскости.
Так как позвоночник часто подвергается высоким компрессионным и торсионным нагрузкам при движении, одной из основных проблем при установке позвоночных имплантатов, как для хирурга, так и для пациента, является риск выпадения винта. Винт может выпасть при ослаблении прочности цилиндрического фрагмента кости, окружающего винт. Костный винт, введенный перпендикулярно пластине, будет особенно слабым, так как для его выпадения достаточно повреждения зоны кости, равной по диаметру внешнему диаметру резьбы винта. Обнаружено, что для выпадения винтов, введенных в кость под углом к пластине, необходимо повреждение значительно большего объема кости, чем для выпадения винтов, установленных перпендикулярно.
Дополнительной проблемой имплантации винтов с задней стороны шейного отдела позвоночника является наличие чувствительных и важных структур в непосредственной близости от костей, например латеральных масс и пластинок позвонков, которые, находясь в непосредственной близости к имплантату, могут повредиться при его установке или смещении. В шейном отделе позвоночника позвоночные артерии расположены медиально под латеральными массами или пластинками позвонка и представляют собой жизненно важные структуры, повреждение которых недопустимо. Кроме того, дугоотростчатые суставы, служащие естественным соединением последовательных костей, также следует по возможности сохранять. Сохранение этих структур имеет решающее значение, и их повреждение при установке винтов в заднюю поверхность позвоночника служит источником проблем. Задние пластины старой конструкции не позволяют обеспечить правильное введение винта либо дают очень мало приемлемых или осуществимых возможностей сделать это.
Задние пластины обязательно устанавливаются в сочетании с множеством винтов, вводящихся сквозь пластину. Однако при ослаблении удерживания одного винта в окружающей его костной ткани фиксация пластины ослабевает, что может привести к неблагоприятным неврологическим последствиям.
Одним из способов избежать недостатков применяющихся в настоящее время пластин являются системы фиксации многоосными винтами, стержнями и крючками. Многоосные винты дают хирургу возможность подобрать их оптимальное расположение; однако чтобы быть способным сделать это, необходимы значительные навыки и опыт. Кроме того, чтобы гарантировать правильное положение многоосных винтов, хирурги обычно используют рентгеноскопию в течение длительного времени, что подвергает пациентов нежелательному облучению.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1А показано схематическое изображение шейных позвонков сверху.
На фиг. 1В показано схематическое изображение двух соседних шейных позвонков сбоку.
На фиг. 2 показано схематическое изображение шейного отдела позвоночника сзади, видны латеральные массы и пластинки дуг шейных позвонков.
На фиг. 3 показано перспективное изображение задней пластины для фиксации позвонков, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрывающегося в данной заявке.
На фиг. 4А показан вид сверху костной пластины из системы, изображенной на фиг. 3.
На фиг. 4В представлен нижний вид в плане костной пластины, изображенной на фиг. 3, снизу.
На фиг. 5А показано увеличенное перспективное изображение части костной пластины, изображенной на фиг. 3.
На фиг. 5В представлен вид пластины, показанной на фиг. 5А, в разрезе по линии 5В-5В.
На фиг. 6 показано перспективное изображение костной пластины, изображенной на фиг. 3, сбоку, в изогнутом состоянии.
На фиг. 7А показано перспективное изображение пары костных пластин, изображенных на фиг. 3, сзади, соединенных с задними поверхностями нескольких позвонков.
На фиг. 7В показано перспективное изображение одной из костных пластин, соединенных с задними поверхностями нескольких позвонков, сбоку.
На фиг. 8 показан верхний вид в плане сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 9 показан перспективный вид части костной пластины, изображенной на фиг. 8.
На фиг. 10 представлен вид в разрезе по линии 10-10 пластины, изображенной на Фиг. 9.
На фиг. 11А показан верхний вид в плане части костной пластины, изображенной на фиг. 8 с частичным срезом.
На фиг. 11В показан верхний вид в плане с частичным срезом другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 12 показано перспективное изображение костной пластины, показанной на фиг. 8, сзади, при этом пластина соединена с множеством позвонков, закрепляясь на их задних поверхностях.
На фиг. 13А показан вид в плане сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 13В показан вид в плане сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 14 показан вид в плане сверху костной пластины, показанной на фиг. 12, закрепленной в костной ткани, показанной на фиг. 13.
На фиг. 15 показан вид в плане сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 16 показан вид в плане сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 17 показан вид в плане сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 18 показан перспективный вид сбоку другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 19 показан перспективный вид сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 20 показан перспективный вид сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 21 показан перспективный вид сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 22А показан вид в плане сверху еще одного варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в данной заявке, с встроенной стержневой частью.
На фиг. 22В показан перспективный вид костной пластины, изображенной на фиг. 22А.
На фиг. 23А показан перспективный вид пары костных пластин, изображенных на фиг. 22А, закрепленных на задней поверхности множества позвонков и соединенных друг с другом поперечным соединителем, на котором видна часть, закрепляющаяся на пластинке дуги позвонка, соединенная с одной из костных пластин.
На фиг. 23А показан перспективный вид другого варианта осуществления костных пластин, закрепленных на задней поверхности множества позвонков и соединенных друг с другом поперечным соединителем, с другим вариантом осуществления части, закрепляющейся на пластинке дуги позвонка, соединенной с одной из костных пластин.
На фиг. 23С показан перспективный вид части костной пластины, изображенной на фиг. 8, с прикрепленным к ней соединителем.
На фиг. 23D показан перспективный вид поперечного соединителя, изображенного на фиг. 23С, в соединении с костной пластиной, изображенной на фиг. 8.
На фиг. 24 показан перспективный вид сверху еще одного варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрываемого в данной заявке, с встроенной стержневой частью.
На фиг. 25А показан перспективный вид другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 25В показан перспективный вид костной пластины, изображенной на фиг. 25А.
На фиг. 25С показан перспективный вид части костной пластины, изображенной на фиг. 8, с гребнем для закрепления костного трансплантата.
На фиг. 26 показан перспективный вид концевой части другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 27 показан перспективный вид снизу другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке, с выступами для сцепления с соседней костной пластиной.
На фиг. 28 показан перспективный вид другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 29А показано перспективное изображение еще одного варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 29В показано перспективное изображение части еще одной версии костной пластины, изображенной на фиг. 29А.
На фиг. 30 показан перспективный вид части другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 31А показан перспективный вид части другого варианта осуществления пары костных пластин, сконструированных в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 31В показано перспективное изображение костных пластин, изображенных на фиг. 29А, соединенных с позвонками С1 и С2.
На фиг. 32А показан перспективный вид другого варианта осуществления пары костных пластин, сконструированных в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 32В показано перспективное изображение костных пластин, изображенных на фиг. 30A, соединенных с позвонками С1 и С2.
На фиг. 33А показан перспективный вид другого варианта осуществления пары костных пластин, сконструированных в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 33В показано перспективное изображение костных пластин, изображенных на фиг. 31А, соединенных с позвонками С1 и С2.
На фиг. 34А показан перспективный вид компонентов другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
На фиг. 34В представлен перспективный вид костной пластины, изображенной на фиг. 34А.
На фиг. 34С представлен вид костной пластины, изображенной на Фиг. 34В, в разрезе.
На фиг. 35А показано перспективное изображение варианта осуществления штифта.
На фиг. 35В показано перспективное изображение еще одного варианта осуществления штифта.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Перед тем как переходить к подробному описанию, по меньшей мере, одного варианта осуществления изобретения, раскрытого в настоящей заявке, следует понимать, что изложенные в настоящей заявке концепции не ограничиваются их применимостью к деталям конструкции, экспериментам, примерным данным и/или расположению компонентов, как описано в следующих описаниях или показано на чертежах. Изложенные в настоящей заявке концепции допускают другие варианты осуществления или использование/выполнение различными способами. Кроме того, следует понимать, что используемая здесь фразеология и терминология служит для описания и удобства и не ограничивает изобретения.
Обратимся теперь к чертежам, конкретнее, к фиг. 1А, 1В и 2; на фиг. 1А показан типичный шейный позвонок 10; на фиг. 1В показаны два соседних шейных позвонка; а на фиг. 2 показаны шейные позвонки сзади. Спинной мозг (не показан) расположен в центральном канале 12, проходящем по всей длине позвоночного столба, и защищен с задней стороны костной дугой, или крышей, образованной парой пластинок дуг позвонков 14 и частью, выступающей назад (дорсально) и вниз, называемой остистым отростком 16 и расположенным между двумя пластинками позвонков 14. Две массивные структуры, выступающие латерально с каждой стороны каждой пластинки, называются латеральными массами 18. Части позвонка 10, образующие заднюю часть позвоночника, включают костные фрагменты цилиндрической формы, каждая из которых опирается на верхушку предыдущей. Эти части позвонков 10 называются телами позвонков 20 и отделены друг от друга межпозвонковыми дисками 22, служащими амортизаторами между позвонками 10. Латеральные массы 18 включают пару костных мостиков, соединяющих заднюю часть тела позвонка 20 с пластинкой 14 этого же позвонка 10.
На фиг. 3-7В показана пластина для задней фиксации позвонков 30, сконструированная в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке. Хотя пластина предназначена преимущественно для фиксации шейного отдела позвоночника, следует понимать, что система задней фиксации с помощью пластины 30 может использоваться для любых костных структур позвоночника, включая поясничный, грудной и крестцовый отдел, и устанавливаться с любой стороны, например задней, передней или боковой.
Система задней фиксации позвоночника пластиной 30 состоит из костной пластины 32 и множества соединительных элементов 34. Термин "соединительный элемент", использующийся в настоящей заявке, относится к любому элементу, который может использоваться для прикрепления костной пластины к поверхности позвоночных костей, включая, без ограничений, винты, зажимы, проволоку, компрессионные винты, фиксирующие винты, кнопки, штифты, стержни, гвозди, заклепки, зажимы и другие подобные устройства, известные специалистам в этой области.
Костная пластина 32 предназначена для стабилизации множественных позвонков. Для этого костная пластина 32 имеет такую длину, чтобы покрывать, по меньшей мере, два позвонка с их задней поверхности. Следует понимать, что длина пластины 32 может изменяться в зависимости от числа позвонков, требующих стабилизации. В связи с тем что костная пластина 32 предназначена для фиксации к костным структурам с задней поверхности позвонков (латеральным массам, пластинкам дуг), пластина 32 имеет ширину и форму, позволяющую расположить ее над костными поверхностями соседних позвонков с задней стороны. В одном варианте осуществления костная пластина 32 может иметь общую длину в пределах от приблизительно 8 мм до приблизительно 14 мм, но желательно менее 12 мм. Ширина костной пластины 32 может изменяться, а пластина может быть изогнутой или иметь фигурные контуры с одной стороны, таким образом, костная пластина 32 имеет множество выступов 36, между которыми расположены углубления 38, для уменьшения внешнего контура и размера костной пластины 32. Таким образом, костная пластина 32 может иметь по меньшей мере, одну наименьшую ширину 40 в самой узкой части и по меньшей мере одну наибольшую ширину 42 в самой широкой части. В одном варианте осуществления наименьшая ширина 40 может составлять примерно 5 мм, а наибольшая ширина 42 примерно от 9 до 12 мм. Уменьшенная ширина между выступами 36 создает зону с меньшим объемом материала, позволяющую сгибание костной пластины 32 в соответствии с анатомией позвоночника, а также обеспечивает лучшую видимость костных поверхностей под пластиной 32. Костная пластина 32 обладает шириной 44, которая может быть в пределах, включающих, без ограничений, диапазон от примерно 1 мм до примерно 4 мм.
Костная пластина 32 имеет верхнюю поверхность 46 и нижнюю поверхность 48. Костная пластина 32 может иметь закругленный верхний край 50 для снижения раздражения окружающих тканей. Закругленный верхний край 50 уменьшает травмирование или раздражение окружающих мягких тканей. Нижняя поверхность 48 костной пластины 32 может иметь такую конфигурацию, чтобы соответствовать контурам тел позвонков на каждом уровне позвоночника. В некоторых вариантах осуществления нижняя поверхность 48 может быть текстурированной 52 (фиг. 4В) и включать различные геометрические формы и/или выступы, например шипы, гребни, штыри, карманы, или подвергаться обработке, усиливающей сцепление с телами позвонков, например струйной обработке или кислотному травлению. Костная пластина 32 также может иметь продольный и/или поперечный изгиб, повторяющий соответствующую поверхность прикрепления (например, изгиб позвоночника).
Кроме того, костная пластина 32 имеет множество отверстий 56, продолжающихся через пластину от ее верхней поверхности 49 до нижней поверхности 48. Отверстия 56 имеют такие размеры и ориентированы друг относительно друга таким образом, что над задней костной поверхностью, например латеральной массой позвонка или пластинкой каждого позвонка, можно расположить более одного отверстия, которые будут определять множество точек фиксации на позвонках. Отверстия 56 могут располагаться различными способами, чтобы создать множество точек фиксации при сохранении структурной прочности и жесткости костной пластины 32. На фиг. 4А и 4В показан один из примеров осуществления пластины с отверстиями, на которой отверстия 56 расположены в виде множества групп отверстий 58а-58е (соответствующих одному из выступов 36) таким образом, что, по меньшей мере, два из трех отверстий 56 могут располагаться над одним позвонком, создавая множество точек фиксации на позвонке. Отверстия 56 показаны организованными в группы по 3 отверстия 58а-58е, при этом отверстия в каждой группе располагаются в форме треугольника. В одной из версий отверстия 56 могут располагаться, по меньшей мере, в виде двух продольных рядов 56 по длине костной пластины 32, при этом отверстия 56 одного продольного ряда располагаются в шахматном порядке и сгруппированы по отношению к отверстиям 56 другого продольного ряда отверстий 56.
В каждой группе 58а-58е из трех отверстий 56 последние могут быть разнесены таким образом, что каждая смежная пара отверстий в группе разнесена по существу на равное расстояние и каждая смежная пара отверстий в группе расположена под углом друг к другу в пределах от примерно 30 градусов до примерно 50 градусов к продольной оси костной пластины 32, таким образом, чтобы смежные отверстия 56 по продольной оси перекрывались не более чем примерно на 20% (например, приблизительно на 10%) в зоне отверстий 56, чтобы смежные отверстия 56 по продольной оси оставались разделенными для выравнивания относительно латеральной массы позвонка. Соответственно, должно быть, очевидно, что каждая пара продольно смежных отверстий разнесена на большее расстояние, чем отверстия в группе. Например, отверстия 56 могут иметь такой диаметр, чтобы вмещать винт с внешним диаметром от примерно 1,5 мм до примерно 3,0 мм (например, приблизительно 2,7 мм), каждая смежная пара отверстий может быть разделена косым расстоянием (от центра до центра) от примерно 2,0 мм до примерно 4,0 мм (например, приблизительно 2,9 мм) и продольным расстоянием (от центра до центра) от примерно 3,0 мм до примерно 5,0 мм (например, приблизительно 3,5 мм), и каждая продольная пара отверстий может располагаться на расстоянии (от центра до центра) от примерно 6,0 мм до примерно 8,0 мм (например, приблизительно 7,0 мм), таким образом, костная пластина с шириной менее 10 мм и расположение отверстий по три обеспечивают соотношение площадей отверстий и пластины (площадь основания) от примерно 40 до примерно 60% (например, примерно 47%).
Костная пластина 32, изображенная на фиг. 6А и 6В, имеет пять выступов и пять групп отверстий, и костная пластина 32 имеет такую длину, чтобы перекрывать пять шейных позвонков. Однако костная пластина 32 может иметь такую конфигурацию, чтобы фиксировать любое число позвонков в зависимости от длины костной пластины 32 и числа и расположения соединительных элементов.
В одном примерном варианте осуществления костной пластины 32 каждая группа отверстий 58а-58е отделена пространством от соседней группы отверстий, и расстояние между ними обычно больше расстояния между смежными отверстиями в группе 56. Такое расположение способствует изгибу костной пластины 32 в нужную конфигурацию, например, как показано на фиг. 6. Для лучшего сгибания костной пластины 32 в костной пластине могут быть сделаны поперечные бороздки 60 на верхней поверхности 46 или нижней поверхности 48, либо на обеих поверхностях.
Отверстия 56 могут быть полностью перпендикулярными плоскости костной пластины 32, либо смещены в направлении желательного наклона винта для максимального снижения риска повреждения сосудов и нервов. Например, отверстия 56 могут быть наклонены под углом наружу, в частности под углом примерно 10-30 градусов наружу.
Как показано на фиг. 4А, 5А и 5В, каждое отверстие 56 имеет резьбу, чтобы принимать один из соединительных элементов 34. Специалистам в этой области будет понятно, что может использоваться резьба любой конфигурации, либо отверстия 56 могут даже быть гладкими или не иметь резьбы. На фиг. 4А, 5А и 5В каждое отверстие 56 показано с резьбой для приема соединительного элемента 34 в форме фиксирующего винта 34а, могущего располагаться под разным углом. Отверстия 56 имеют множество столбиков с резьбой, между которыми находятся углубления без резьбы 64. В показанном варианте осуществления каждое из отверстий 56 имеет четыре столбика с резьбой 62. Столбики с резьбой 62 расположены вокруг внутренней поверхности каждого из отверстий 56 для заворачивания головок фиксирующих костных винтов и костных винтов с вариабельным углом установки. Традиционные фиксирующие винты входят в костную пластину 32 по одной оси с центральной осью отверстия в костной пластине 32. Фиксирующие винты, устанавливающиеся под разным углом, могут входить в костную пластину 32 под выбранным углом в определенном диапазоне углов по отношению к центральной оси отверстия в костной пластине 32. Пример винта 34а с переменным углом установки показан на фиг. 3. Винт с переменным углом установки 34а имеет головку 34b с по меньшей мере частично сферической формой и резьбу 34 с, профиль которой соответствует дугообразному радиусу кривизны сферической части головки 34b. Фиксирующие винты с переменным углом установки хорошо известны, например, они описаны в патентной заявке США 2008/0140130, поданной Chan et al., на которую приведена ссылка в настоящей заявке.
Во время имплантации возможность расположить фиксирующий винт 34а под разным углом позволяет хирургу разместить винт 34а в позвонке под любым углом в заданном диапазоне. Таким образом, винт 34а с переменным углом установки обеспечивает большую гибкость, чем фиксированный винт.
Как лучше показано на фиг. 5А и 5В, во фланце 66 могут быть отверстия 56, располагающиеся между смежными столбиками с резьбой 62 вблизи нижней поверхности 48 костной пластины 32 таким образом, что фланец 66 препятствует слишком глубокому введению соединительного элемента 34, например винта с переменным углом установки 34а, в позвонок и, следовательно, ограничивает риск травмы пациента. В одном варианте осуществления фланцы 66 имеют одинаковую протяженность с нижнем краем резьбы столбиков 62, чтобы входить в зацепление с резьбой 34 с головки 43b винта с переменным углом установки 34а, когда головка 34b винта с переменным углом установки 34а полностью входит в отверстие 56, тем самым застопорив фиксирующий винт 34а с переменным углом установки. Следует учитывать, что соединительный элемент 34 может, альтернативно или дополнительно, иметь фланцевый элемент или стопорный элемент, контактирующий с частью костной пластинки 32 для ограничения глубины проникновения соединительного элемента 34 в кость.
Из-за относительно малой ширины костной пластины 32 и включения множества групп отверстий отверстия 56 обязательно расположены относительно близко друг к другу. Таким образом, прочность костной пластины 32 вдоль самых узких участков 32 может быть ниже. Как описано выше, один из этих узких участков обычно расположен между смежными отверстиями 56 в группе. Для упрочнения этих областей по меньшей мере один столбик с резьбой 62а в одном из отверстий 56 из пары смежных отверстий пересекает линию 68 (фиг. 4А), соединяющую оси отверстий 56 пары смежных отверстий в группе 56. Кроме того, в определенных вариантах осуществления, как показано на фиг. 4А, каждый из столбиков с резьбой 62а каждого отверстия 56 пары смежных отверстий в группе пересекается и находится на одной оси с линией 68, соединяющей оси пары смежных отверстий 56 в группе, таким образом, что столбики с резьбой 62 создают более толстую область между двумя смежными отверстиями в группе, чем было бы, если бы на одной линии располагались углубления без резьбы. Более толстая зона усиливает прочность костной пластины 32.
На фиг. 7А и 7В показана система задней фиксации позвоночника 30, закрепленная на задней поверхности множества позвонков 10, при этом костные пластины 32 располагаются вдоль задней поверхности позвонков 10 смежно латеральным массам 18 каждого позвонка 10, и отверстия 56 располагаются таким образом, что множество отверстий 56 находится над латеральной массой 18 каждого позвонка 10, создавая множество точек фиксации каждого позвонка 10. Соединительные элементы 34 вставляются через избранные отверстия 56 в латеральную массу 18 соответствующих позвонков 10 для фиксации костной пластины 32 на позвонках 10. Следует понимать, что вставлять соединительные элементы именно в эти отверстия необязательно.
На фиг. 8-11 показан другой вариант осуществления костной пластины 32а. Костная пластина 32а по строению и функции сходна с пластиной 32, описанной выше. Костная пластина 32а предназначена для стабилизации нескольких позвонков. Для этого костная пластина 32а имеет такую длину, чтобы покрывать по меньшей мере два позвонка с их задней поверхности. Следует понимать, что длина пластины 32а может изменяться в зависимости от числа позвонков, требующих стабилизации. В связи с тем что костная пластина 32а предназначена для фиксации к костным структурам с задней поверхности позвонков (боковым частям, пластинкам), пластина имеет ширину и форму, позволяющую расположить ее над костными поверхностями соседних позвонков с задней стороны. В одном варианте осуществления костная пластина 32а может иметь общую длину менее приблизительно 15 мм, но желательно менее 12 мм.
Костная пластина 32а имеет верхнюю поверхность 70 и нижнюю поверхность 72. Костная пластина 32 может включать закругленный верхний край 74 для снижения раздражения окружающих тканей. Закругленный верхний край 74 уменьшает травмирование или раздражение окружающих мягких тканей. Нижняя поверхность 72 костной пластины 32а может иметь конфигурацию, соответствующую контурам тел позвонков на каждом уровне позвоночника. В некоторых вариантах осуществления нижняя поверхность 48 может быть текстурированной, как описано выше и показано на фиг. 4В, при этом текстура может включать ряд геометрических форм и/или выступов, например шипов, или других форм, таких как гребни, выступы, карманы, либо поверхность может подвергаться струйной обработке или кислотному травлению для усиления сцепления с телом позвонка. Костная пластина 32а также может иметь продольный и/или поперечный изгиб, повторяющий соответствующую поверхность прикрепления (например, изгиб позвоночника).
Кроме того, костная пластина 32а имеет множество отверстий 76, проходящих от верхней поверхности пластины 32а до нижней поверхности 72. Отверстия 76 могут быть полностью перпендикулярными плоскости костной пластины 32а, либо смещены в направлении желательного наклона винта для максимального снижения риска повреждения сосудов и нервов. Например, отверстия 76 могут быть наклонены под углом наружу, в частности под углом примерно 10-30 градусов наружу.
Отверстия 76 имеют такие размеры и ориентированы друг относительно друга таким образом, что над задней костной поверхностью, например латеральной массой каждого позвонка, может быть расположено более одного отверстия 76, определяя множество точек фиксации на позвонках. Отверстия 76 могут располагаться различными способами, чтобы создать множество точек фиксации при сохранении структурной прочности и жесткости костной пластины 32а. На фиг. 8, 9 и 11А показан вариант расположения отверстий 76 в виде двух продольных рядов отверстий 76 по всей длине костной пластины 32а, при этом отверстия 76 одного продольного ряда отверстий 76 располагаются в шахматном порядке по отношению к отверстиям 76 другого ряда. Каждое из отверстий 76 может располагаться таким образом, что каждая соседняя пара отверстий 76 по косой оси существенно удалена на первое расстояние, а каждая пара отверстий по продольной оси существенно удалена на второе расстояние и каждая соседняя пара отверстий по косой оси выровнена друг относительно друга и располагается под углом от примерно 45 градусов до примерно 65 градусов (например, приблизительно 57 градусов) к продольной оси костной пластины 32а.
Для увеличения числа отверстий на единицу длины отверстия 76, расположенные в шахматном порядке, не перекрываются друг с другом по продольной оси. Однако самая внутренняя точка каждого отверстия 76 может располагаться на продольной оси 77 для максимального уменьшения ширины пластины. Например, отверстия 56 могут иметь такой диаметр, чтобы вмещать винт с внутренним диаметром в диапазоне от примерно 1,5 мм до примерно 3,0 мм (например, приблизительно 2,7 мм), каждая смежная пара отверстий может быть разделена боковым расстоянием (от центра до центра) от примерно 3,0 мм до примерно 5,0 мм (например, приблизительно 4,2 мм) и продольным расстоянием от центра до центра от примерно 2,0 мм до примерно 5,0 мм (например, приблизительно 2,8 мм), и каждая продольно расположенная пара отверстий может располагаться на расстоянии от центра до центра от примерно 4,0 мм до примерно 7,0 мм (например, приблизительно 5,5 мм), таким образом, костная пластина с шириной менее 12 мм и расположение отверстий по четыре обеспечивают соотношение площадей отверстий и пластины (площадь основания) от примерно 40 до примерно 60% (например, примерно 49%).
Костная пластина 32а может иметь такую конфигурацию, чтобы фиксировать несколько позвонков в зависимости от размера/длины костной пластины 32а и числа и расположения соединительных элементов. Например, костная пластина 32а, изображенная на фиг. 8, имеет девять отверстий 76 в каждом продольном ряду, и костная пластина 32а имеет такую длину, чтобы фиксироваться на пяти шейных позвонках.
Как и отверстия 56, описанные выше, отверстия 76 имеют резьбу для вставки одного из соединительных элементов 34. Специалистам в этой области будет понятно, что может использоваться резьба любой конфигурации, либо отверстия 76 могут даже быть гладкими или не иметь резьбы. Как лучше всего показано на фиг. 9 и 10, каждое отверстие 56 имеет резьбу для закрепления соединительного элемента 34 в форме фиксирующего винта с переменным углом установки 34а (фиг. 3). Отверстия 76 имеют множество столбиков с резьбой 82, между которыми находятся углубления без резьбы 84. В показанном варианте осуществления каждое из отверстий 76 имеет четыре столбика с резьбой 82. Столбики с резьбой 82 расположены по кругу на внутренней поверхности каждого из отверстий 76 и предназначены для заворачивания головок фиксирующих костных винтов и костных винтов с переменным углом установки. Традиционные фиксирующие винты входят в костную пластину 32а по одной оси с центральной осью отверстия в костной пластине 32а. Фиксирующие винты, устанавливающиеся под переменным углом, могут входить в костную пластину 32а под выбранным углом в диапазоне углов по отношению к центральной оси отверстия в костной пластине 32а.
Как лучше показано на фиг. 9 и 10, во фланце 86 могут быть отверстия 56, располагающиеся между смежными столбиками с резьбой 82 рядом с нижней поверхностью 72 костной пластины 32а таким образом, что фланец 86 препятствует слишком глубокому введению соединительного элемента 34, например винта с переменным углом установки 34а, в позвонок и, следовательно, ограничивает риск травмы пациента. В одном варианте осуществления фланцы 86 имеют одинаковую протяженность с нижнем краем резьбы столбиков 82, чтобы входить в зацепление с резьбой 34с головки 34b винта с переменным углом установки 34а, когда головка 34b винта с переменным углом установки 34а полностью входит в отверстие 76, тем самым застопорив фиксирующий винт 34а с переменным углом установки.
Из-за относительно малой ширины костной пластины 32а и наличия множества групп отверстий отверстия 76 должны располагаться относительно близко друг к другу. Таким образом, прочность костной пластины 32а вдоль самых узких участков может быть ниже. Как описано выше, одна из этих узких частей обычно расположена между латерально смежными отверстиями 76. Для упрочнения этих областей по меньшей мере один столбик с резьбой 82а в одном из отверстий 76 из пары смежных отверстий пересекает линию 88 (фиг. 11А), соединяющую оси пары латерально смежных отверстий 76 таким образом, что столбики с резьбой 62 создают более толстую зону между двумя латерально смежными отверстиями, чем было бы при расположении двух углублений без резьбы на одной линии. Более толстая зона усиливает прочность костной пластины 32а.
На фиг. 11В показана модифицированная версия костной пластины 32а с отверстиями 76, расположенными так, что пространство между смежными отверстиями минимально, а противоположные пары столбиков с резьбой 82 образуют структуру между каждой соседней парой отверстий 76, расположенных по косой оси.
На фиг. 12 показана костная пластина 32а, установленная на задней поверхности множества позвонков 10, при этом костные пластины 32а располагаются вдоль задней поверхности позвонков 10 смежно латеральным массам 18 каждого позвонка 10, и отверстия 76 располагаются таким образом, что множество отверстий 76 находится над латеральной массой 18 каждого позвонка 10, создавая множество точек фиксации каждого позвонка 10. Соединительные элементы 34 вставляются через избранные отверстия 76 в латеральную массу 18 соответствующих позвонков 10 для фиксации костной пластины 32а на позвонках 10.
На фиг. 13А показан еще один вариант осуществления костной пластины 32b, сконструированной в соответствии с описанными здесь концепциями изобретения. Костная пластина 32b сходна с костной пластиной 32а, за исключением того, что костная пластина 32b имеет множество отверстий 90, расположенных в виде двух продольных рядов, и отверстия 90 одного ряда расположены непосредственно напротив отверстий 90 другого ряда. Отверстия 90 имеют такой размер и находятся на таком расстоянии друг от друга, чтобы два или более отверстий 90 можно было разместить или совместить с латеральной массой одного позвонка для создания множества точек фиксации на позвонке. Кроме того, на фигуре костная пластина 32b имеет край 92, располагающийся между верхней поверхностью и нижней поверхностью, который имеет конфигурацию, по существу соответствующую отверстиям 90 костной пластины 32b и образующую множество выступов и углублений.
На фиг. 13В показана версия костной пластины 32с, сконструированной в соответствии с описанными здесь концепциями изобретения. Костная пластина 32с сходна с костной пластиной 32b, за исключением того, что костная пластина 32b имеет один продольный ряд отверстий 94. Отверстия 94 имеют такой размер и находятся на таком расстоянии друг от друга, чтобы по меньшей мере два или более отверстий 94 можно было разместить или совместить с латеральной массой одного позвонка для создания множества точек фиксации на позвонке. Кроме того, костная пластина 32с имеет край 96, располагающийся между верхней поверхностью и нижней поверхностью, который имеет конфигурацию, по существу соответствующую отверстиям 94 костной пластины 32с с множеством выступов и углублений.
На фиг. 14 показана костная пластина 32b, прижатая или сцепленная с костной пластиной 32с одной стороной соответствующих краев пластин 32b и 32с. В таком варианте осуществления парных пластин 32b и 32с костная пластина 32b может быть закреплена на латеральных массах, а костная пластина 32с - на соответствующих пластинках дуг позвонков.
На фиг. 15 показан еще один вариант осуществления костной пластины 32d, сконструированной в соответствии с описанными здесь концепциями изобретения. Костная пластина 32d сходна с пластиной 32b. В частности, костная пластина 32d имеет множество отверстий 98, расположенных в виде двух продольных рядов, и отверстия 98 одного ряда расположены непосредственно напротив отверстий 98 другого ряда. Отверстия 98 имеют такой размер и находятся на таком расстоянии друг от друга, чтобы по меньшей мере два или более отверстий 98 можно было разместить или выровнять над латеральной массой одного позвонка для создания множества точек фиксации на позвонке. Однако костная пластина 32d имеет край 200, располагающийся между верхней поверхностью и нижней поверхностью, который по существу прямой и не имеет закругленных контуров.
На фиг. 16 показан еще один вариант осуществления костной пластины 32е, сконструированной в соответствии с описанными здесь концепциями изобретения. Костная пластина 32е сходна с костной пластиной 32, показанной на фиг. 3, за исключением того, что костная пластина 32е имеет вертикально ориентированные желобки 202 вдоль одного или обоих внешних краев, располагающихся между верхней и нижней поверхностями, для уменьшения площади поверхности и облегчения сгибания костной пластины 32е во фронтальной плоскости.
На фиг. 17 показан еще один вариант осуществления костной пластины 32f, сконструированной в соответствии с описанными здесь концепциями изобретения. Костная пластина 32f сходна с костной пластиной 32, показанной на фиг. 3, за исключением того, что костная пластина 32f имеет множество групп отверстий 204а-204f, и расстояние между соседними группами отверстий 204a-204f возрастает от одного конца пластины 32f до другого. Например, при измерении от выступа к выступу группы отверстий 204a-204f могут располагаться на расстоянии 13 мм, 14 мм, 15 мм, 16 мм и 17 мм друг от друга.
На фиг. 18 показан еще один вариант осуществления костной пластины 32g, сконструированной в соответствии с описанными здесь концепциями изобретения. Костная пластина 32g сходна с костной пластиной 32, показанной на фиг. 3, за исключением того, что костная пластина 32g сужается по продольной оси таким образом, что один конец костной пластины 32g имеет меньшую толщину 206, а второй конец пластины имеет большую толщину 208. Например, меньшая толщина 206 может составлять 1,85 мм, а большая толщина может составлять 2,65 мм.
На фиг. 19-21 показаны костные пластины 32h, 32i и 32j, сконструированные в соответствии с концепциями раскрытого в данной заявке изобретения. Костные пластины 32h, 32i и 32j имеют такую конфигурацию, чтобы сгибаться по продольной оси. Костная пластина 32h имеет продольный желоб 210, способствующий изгибу костной пластины 32h, образуя часть пластины 212, накладывающуюся на латеральную массу, и часть пластины 214, накладывающуюся на пластинку дуги позвонка. Часть пластины, накладывающаяся на латеральную массу 212, и часть пластины, накладывающаяся на пластинку дуги позвонка 214, имеют множество отверстий 216, расположенных в виде двух продольных рядов, таким образом, что часть пластины, располагающаяся на латеральной массе 212, закрепляется на латеральных массах соответствующих позвонков, а часть пластины, располагающаяся на пластинке дуги позвонка 214, закрепляется на пластинках соответствующих позвонков с помощью соответствующих элементов для закрепления.
Костная пластина 32i сходна с костной пластиной 32h, за исключением того, что костная пластина 32i имеет часть 218, располагающуюся над пластинкой дуги позвонка, в которой сделано множество язычков 219, способных сгибаться независимо друг от друга. Каждый язычок 219 имеет два отверстия 220 для вставки соединительных элементов.
Костная пластина 32j сходна с костной пластиной 32i, за исключением того, что костная пластина 32j имеет часть 221, располагающуюся на латеральной массе позвонков, с множеством отверстий 222, расположенных в один ряд и предназначенных для вставки соединительных элементов.
На фиг. 22А, 22В и 23А показан еще один вариант осуществления костной пластины 32k, сконструированной в соответствии с концепциями настоящего изобретения. Костная пластина 32k сходна с костной пластиной 32а, описанной выше, за исключением того, что костная пластина 32k имеет продольный край 224 и стержневую часть 226, сформированную вдоль внутреннего продольного края 224. Кроме дополнительной прочности и жесткости костной пластины 32k, стержневая часть 226 может служить точкой прикрепления дополнительных компонентов. Например, как показано на фиг. 23А, стержневая часть 226 может использоваться для прикрепления поперечного соединителя 228. Поперечный соединитель 228 может включать стержневую часть 230 и часть для зацепления со стержнем пластины 232 на каждом конце стержневой части 230. Зацепляющиеся части 232 могут иметь форму С-образных зажимов, соответствующих стержневой части 230 костной пластины 32k, и фиксирующего элемента, например стопорного винта 233. Стержневая часть 230 имеет такую длину (или может иметь регулируемую конфигурацию), чтобы располагаться в промежутке от одной стороны позвонка до противоположной стороны позвонка, когда одна из зацепляющихся частей 232 находится в зацеплении со стержневой частью 226 костной пластины 32k и костная пластина 32k закреплена на латеральных массах множества позвонков, а другие зацепляющиеся части 232 находятся в зацеплении со стержневой частью 226 другой костной пластины 32k, и другая костная пластина 32k закреплена на противоположных латеральных массах позвонков.
Стержневая часть 226 также может использоваться как место прикрепления части 234, располагающейся на пластинке дуги позвонка, для фиксации дуги во время ляминопластики. Как показано на фиг. 23А, часть, закрепляющаяся на пластинке дуги позвонка 234, может иметь пластинчатую часть 236 и часть для соединения со стержнем 238. Часть для соединения со стержнем 238 может иметь форму С-образного зажима, соответствующего стержневой части 230 костной пластины 32k, и фиксирующего элемента, например стопорного винта 233. Пластинчатая часть 236 имеет отверстие для вставки соединительного элемента, например винта 242. Пластинчатая часть 236 может иметь такую конфигурацию, чтобы изменять свою форму способами, известными технике. Пластинчатая часть 236 располагается над пластинкой дуги позвонка, а часть для закрепления на стержне 238 входит в зацепление со стержневой частью 236 костной пластины 32k, при этом костная пластина 32k закреплена на латеральных массах множества позвонков.
На фиг. 23В показан альтернативный вариант осуществления поперечного соединителя 228а и пластинчатой части 234а, который сходен с поперечным соединителем 228 и пластинчатой частью 234 соответственно, за исключением того, что поперечный соединитель 228а и пластинчатая часть 234а имеют такую конфигурацию, чтобы прикрепляться к костной пластине, например костной пластине 32а, с помощью отверстий 76 костной пластины 32а, которые используются для фиксации костной пластины 32а на позвонках, или альтернативных отверстий (не показаны), которые могут быть предусмотрены в костной пластине для прикрепления дополнительных элементов.
Поперечный соединитель 228а включает в себя стержневую часть 241 и пластинчатую часть 242 на каждом конце стержневой части 241. Пластинчатые части 242 имеют множество отверстий, которые совмещаются с множеством отверстий 76 на костной пластине 32а таким образом, что пластинчатые части 244 могут прикрепляться к верхней поверхности костных пластин 32а с помощью множества соединительных элементов, например винтов 246.
Сходным образом, часть, соединяющаяся с пластинкой дуги позвонка 234а, может включать первую пластинчатую часть 248 и вторую пластинчатую часть 250, при этом вторая пластинчатая часть 250 по конструкции сходна с пластинчатой частью 242, описанной для поперечного соединителя 228а.
На фиг. 23С и 23D показан вариант осуществления поперечного соединителя 228b, сходного с поперечным соединителем 228а, за исключением того, что поперечный соединитель 228b включает пластинчатую часть 241а и стержневую часть 242а. Пластинчатая часть 241а имеет множество отверстий, которые совмещаются с парой отверстий 76 на костной пластине 32а таким образом, что пластинчатая часть 241а может прикрепляться к верхней поверхности костной пластины 32а с помощью множества соединительных элементов, например винтов 246.
Когда пластинчатая часть 241а соединена с костной пластиной 32а, элемент для вставки стержня 242а ориентирован таким образом, чтобы принимать стержень 244, располагающийся вдоль позвоночника и могущий соединяться с другими элементами, имплантированными в другие позвонки, к которым костная пластина 32а не присоединена напрямую, например один или более многоосных винтов. Стержень 244 может закрепляться в элементе для вставки стержня 241 с соединительным элементом, например стопорным винтом 249.
На фиг. 24 показан еще один вариант осуществления костной пластины 32j, сконструированной в соответствии с описанными здесь концепциями изобретения. Костная пластина 32j сходна с костной пластиной 32k, описанной выше, за исключением того, что костная пластина 32j имеет стержневую часть 226а, сформированную вдоль продольного края костной пластины 32j, таким образом, что стержневая часть 226а может служить точкой прикрепления дополнительных компонентов. Стержневая часть 226а дополнительно имеет удлиненную часть 252, выступающую за, по меньшей мере, один край костной пластины 32k таким образом, что может соединяться с другими компонентами, имплантированными в другие позвонки, к которым костная пластина 32j не присоединена непосредственно, например один или более многоосных винтов. С этой целью стержневая часть 252 может иметь такую конфигурацию, чтобы располагаться в головке многоосного винта для вставки стержня, что сходно с расположением спинального стержня (не показан) в головке многоосного винта для вставки стержня. Следует учитывать, удлиненная часть стержня 252 может производиться разной длины, либо длина может изменяться перед имплантацией пациенту.
На фиг. 25А и 25В показан еще один вариант осуществления костной пластины 32m, сконструированной в соответствии с концепциями настоящего изобретения. Костная пластина 32m сходна по конструкции с пластиной 32а, описанной выше, за исключением того, что костная пластина 32m имеет внешний продольный край 254 с гребнем для вставки костного трансплантата 256, выступающим вверх и наружу от внешнего продольного края 254 костной пластины 32m. Гребень 256 формирует карман или полость 258 вместе с поверхностью позвонка, таким образом, в карман 258 можно поместить биологический материал, способствующий формированию трансплантата между двумя позвонками. Такой биологический материал может включать, без ограничений, лекарства, человеческие ткани, ткани животных, синтетические ткани, человеческие клетки, животные клетки, синтетические клетки и т.п.
На фиг. 25С показана еще одна версия гребня для формирования костного трансплантата 256а, сформированного как отдельный фрагмент, который может присоединяться к костной пластине, например костной пластине 32а, любым подходящим способом, например с помощью винтов (не показаны).
На фиг. 26 показан еще один вариант осуществления костной пластины 32n, сконструированной в соответствии с описанными здесь концепциями изобретения. Костная пластина 32n сходна с костными пластинами, описанными выше, за исключением того, что костная пластина 32n имеет пару кромок 260а и 260b, выступающих вниз от нижней поверхности и идущих вдоль внутреннего продольного края 262 и внешнего продольного края 264, образуя карман 266, в который можно поместить биологический материал, способствующий формированию трансплантата между двумя позвонками.
На фиг. 27 показан еще один вариант осуществления костной пластины 32о, сходной с костными пластинами, описанными выше, за исключением того, что в костной пластине 32о имеется множество выступов 267, выступающих с нижней стороны 268 костной пластины 32о вблизи одного конца. Выступы 267 имеют такую конфигурацию и расположение, чтобы совмещаться с группой отверстий другой костной пластины и соответствовать им таким образом, что две пластины можно сцепить друг с другом. Костная пластина 32о может иметь контуры, позволяющие расположить пластину 32о на другой костной пластине с перекрыванием, одновременно прикрепив костную пластину 32о к позвонкам вышеописанным способом с помощью соединительных элементов 34.
На фиг. 28 показан еще один вариант осуществления костной пластины 32q, сконструированной в соответствии с описанными здесь концепциями изобретения. Костная пластина 32q состоит из первой части 270 и второй части 272. Например, первая часть 270 и вторая часть 272 по конфигурации сходны с костной пластиной 32а, описанной выше. Первая часть 270 расположена на одной продольной линии со второй частью 272, и первая часть 270 шарнирно соединена со второй частью 272. В одном варианте осуществления первая часть пластины 270 может быть шарнирно соединена со второй частью 272 с помощью фиксирующей петли 274, чтобы первая часть 272 и вторая часть 274 могли фиксироваться под требуемым углом одна к другой.
На фиг. 29А показано перспективное изображение снизу еще одного варианта осуществления костной пластины 32r, сконструированной в соответствии с концепциями настоящего изобретения. Костная пластина 32r по конструкции сходна с пластиной 32а, за исключением того, что костная пластина 32r имеет крючок 276, значительно выступающий под прямым углом к продольной оси костной пластины 32r. Крючок 276 имеет такую конфигурацию, чтобы входить в заднюю дугу позвонка С1 при соединении костной пластины 32r с соседними позвонками, как описано выше. Для этой цели крючок 276 может формироваться под разными углами по отношению к продольной оси костной пластины 32r, чтобы входить в определенные части дуги позвонка С1. Как показано на фиг. 29В, костная пластина 32r может дополнительно иметь удерживающий желоб 278 на внешней поверхности крючка 276, предназначенный для удерживания провода или проволоки (не показана), которую можно протянуть через крючок 276 и дугу позвонка С1 для дополнительного удерживания крючка 276 на дуге.
На фиг. 30 показана еще одна версия костной пластины 32s, сходной с костной пластиной 32r, за исключением того, что костная пластина 32s имеет платформу 280, значительно выступающую под прямым углом к продольной оси костной пластины 32s. Платформа 280 имеет такую конфигурацию, чтобы располагаться на дуге позвонка С1 при соединении костной пластины с соседними позвонками, как описано выше. Для этой цели крючкообразная платформа 280 может формироваться под разными углами по отношению к продольной оси костной пластины, чтобы входить в определенные части дуги позвонка С1. Платформа 280 может иметь удерживающий желоб 282 и отверстие 284 для удерживания провода (не показан), который можно протянуть через отверстие 284, платформу 280 вдоль удерживающего желоба 282 и через дугу позвонка С1 для удерживания платформы 280 на дуге.
На фиг. 31А и 31В показан один вариант осуществления пары костных пластин 32t и 32tt, сконструированной в соответствии с концепциями настоящего изобретения. Костные пластины 32t и 32tt идентичны по конструкции, за исключением того, что пластина 32tt является зеркальным отражением пластины 32t. Таким образом, ниже будет подробно описана только пластина 32t. Костная пластина 32t предназначена для спондилодеза или стабилизации нескольких позвонков, конкретнее, позвонков С1 и С2. Костная пластина 32t имеет такую конфигурацию и размеры, чтобы покрывать заднюю поверхность, по меньшей мере, позвонка С1 и позвонка С2, и, в частности, костная пластина 32r имеет такую конфигурацию, чтобы выступать из заднего края дуги 290 позвонка С1 292 до пластинки 294 позвонка С2 296. Следует понимать, что длина пластины 32е может изменяться в зависимости от числа позвонков, требующих стабилизации, после позвонка С2.
Костная пластина 32t имеет верхнюю поверхность 298 и нижнюю поверхность 300. Как и у костных пластин, описанных выше, нижняя поверхность 300 может быть текстурированной, как описано выше и показано на фиг. 4В, при этом текстура может включать ряд геометрических форм и/или выступов, например шипов, или других форм, таких как гребни, выступы, карманы, либо поверхность может подвергаться струйной обработке или кислотному травлению для усиления сцепления с телом позвонка.
Костная пластина 32t имеет разделительную часть 302 с первым концом 304 и вторым концом 306. Продольная длина разделительной части 302 обычно соответствует расстоянию между дугой 290 позвонка С1 292 и пластинкой 294 дуги позвонка С2 296.
Часть 308, закрепляющаяся на дуге, отходит от первого конца 304 разделительной части 308. Часть 308, закрепляющаяся на дуге, имеет такую конфигурацию, чтобы располагаться вдоль и соответствовать по меньшей мере части дуги 290 позвонка С1 292. Конкретнее, часть 308, закрепляющаяся на дуге, имеет дугообразный профиль, таким образом, что часть 308 по существу соответствует контуру дуги 290 позвонка С1 292. Часть 308, закрепляющаяся на дуге позвонка, имеет такую ширину, чтобы в ней можно было сформировать множество отверстий 310, таким образом, чтобы по меньшей мере два отверстия располагались над задней стороной дуги 290 позвонка С1 292. Отверстия 310 могут иметь резьбу или не иметь резьбы, сходно с отверстиями 56 и 76, обсуждавшимися выше, и быть предназначены для вставки соединительных элементов, например соединительных элементов 34.
Часть 312, закрепляющееся на пластинке дуги позвонка, отходит от второго конца 306 разделительной части 302. Закрепляющаяся на пластинке дуги позвонка часть имеет такую конфигурацию, чтобы располагаться вдоль и соответствовать части задней поверхности позвонка С2 296, то есть пластинке дуги позвонка, латеральной массе или обеим структурам. Как показано на фиг. 31А и 32В, часть 312, закрепляющаяся на пластинке дуги позвонка, имеет более плоский профиль, чем часть 308, закрепляющаяся на дуге, таким образом, часть 312, закрепляющаяся на пластинке, по существу соответствует контурам пластинки 294 позвонка С2 296. Часть 312, закрепляющаяся на пластинке позвонка, имеет такую ширину, чтобы в ней можно было сформировать множество отверстий 314, таким образом, чтобы по меньшей мере два отверстия располагались над пластинкой 294 дуги позвонка С2 296. Отверстия 312 могут иметь резьбу или не иметь резьбы, сходно с отверстиями 56 и 76, обсуждавшимися выше, и быть предназначены для вставки соединительных элементов, например соединительных элементов 34.
В одном примере осуществления разделительная часть 302 по ширине меньше, чем часть 308, закрепляющаяся на дуге, и часть 312, закрепляющаяся на пластинке, таким образом, формируется вырезка или окно 316 вдоль внутреннего края костной пластины 32t. Окно 316 позволяет непосредственно видеть центральный канал, а также различие между костными пластинами 32r и 32rr.
Отверстия 310 и 314 продолжаются от верхней поверхности 298 до нижней поверхности 300 пластины 32r. Отверстия 310 и 314 могут быть полностью перпендикулярными плоскости костной пластины 32t, либо смещены в направлении желательного наклона винта для максимального снижения риска повреждения сосудов и нервов. Например, отверстия 310 и 314 могут быть наклонены под углом наружу, в частности под углом примерно 10-30 градусов наружу.
Отверстия 310 имеют такие размеры и расположение друг относительно друга, что над дугой 290 позвонка С1 292 может располагаться более одного отверстия 310, создавая множество точек фиксации к позвонку С1 292, а отверстия 314 имеют такой размер и положение друг относительно друга, что над пластинкой 294 позвонка С2 296 может располагаться более одного отверстия, создавая множество точек фиксации к позвонку С2 296. Отверстия 310 и 314 могут быть расположены различными способами для создания множества точек фиксации.
Костная пластина 32t и отверстия 310 и 314 имеют такой размер и расстояние друг от друга, что по меньшей мере два из отверстий 310 и 314 могут располагаться над каждым позвонком, к которому прикрепляется костная пластина 32t (рассматривая только одну половину позвоночника и в зависимости от того, на какие позвонки устанавливается пластина). Специалистам в этой области будет понятно, что размер и расстояние между отверстиями 302 может изменяться в зависимости от требуемого числа точек фиксации. Например, отверстия 310 и 314 могут иметь такой диаметр, чтобы вмещать винт с внутренним диаметром в диапазоне от примерно 1,5 мм до примерно 3,0 мм.
Как и отверстия 56 и 76, описанные выше, отверстия 310 и 314 имеют резьбу, чтобы принимать один из соединительных элементов 34а. И снова, специалистам в этой области будет понятно, что может использоваться резьба любой конфигурации, включая резьбу для установки винтов под разным углом, либо отверстия 310 и 314 могут даже быть без резьбы или гладкими. Кроме того, отверстия 312 и 314 могут иметь фланцы, как описано выше, для ограничения глубины вставки соединительных элементов 34.
На фиг. 32А и 31В показан один вариант осуществления пары костных пластин 32u и 32uu, сконструированной в соответствии с концепциями настоящего изобретения. Костные пластины 32u и 32uu имеют одинаковую конструкцию, но пластина 32uu является зеркальным отражением пластины 32u. Таким образом, ниже будет подробно описана только пластина 32u. Костная пластина 32u предназначена для спондилодеза или стабилизации нескольких позвонков, конкретнее позвонков С1 и С2. С этой целью пластина 32u имеет такую конфигурацию и размеры, чтобы покрывать заднюю поверхность, по меньшей мере, позвонка С1 и позвонка С2. Конкретнее, костная пластина 32u имеет такую конфигурацию, чтобы выступать за заднюю дугу 290 позвонка С1 292 до соединения пластинки дуги 294 и остистого отростка 320 позвонка С2 296. Следует понимать, что длина костной пластины 32u может изменяться в зависимости от числа позвонков, требующих стабилизации.
Костная пластина 32u сходна с костной пластиной 32t по конструкции и функции, за исключением того, что пластина 32u включает трансламинарную часть 322 вместо части, закрепляющейся на пластинке дуги позвонка 312. Трансламинарная часть 322 имеет такую конфигурацию, чтобы располагаться вдоль и соответствовать по меньшей мере части пластинки дуги позвонка 296, соединению 324 пластинки позвонка 296 и остистого отростка 320. Трансламинарная часть 322 состоит из пластинчатой части 326 и части, располагающейся на остистом отростке 328, которые располагаются под углом друг к другу и образуют соединительную часть 330. Трансламинарная часть 322 имеет такую ширину, чтобы в ней можно было сформировать множество отверстий 332, при этом по меньшей мере два отверстия могут располагаться над поверхностью пластинки дуги позвонка 296 и остистого отростка 320. В одном варианте осуществления трансламинарная часть 322 имеет по меньшей мере одно отверстие 332а, пронизывающее костную пластину 32u в соединительной части 330 и ориентированное таким образом, что позволяет вставлять трансламинарный винт, когда часть 322 располагается на пластинке дуги позвонка 296 и остистом отростке 320.
На фиг. 33А и 33В показан еще один вариант осуществления костной пластины 32v, сконструированной в соответствии с концепциями настоящего изобретения. Костная пластина 32v предназначена для спондилодеза или стабилизации нескольких позвонков, конкретнее позвонков С1 и С2. С этой целью пластина 32v имеет такую конфигурацию и размеры, чтобы покрывать заднюю поверхность, по меньшей мере, позвонка С1 292 и позвонка С2 296. Конкретнее, костная пластина 32v имеет такую конфигурацию, чтобы выступать за заднюю дугу 290 позвонка С1 292 до каждой пластинки 294 дуги позвонка С2 292. Следует понимать, что длина пластины 32v может изменяться в зависимости от числа позвонков, требующих стабилизации.
Костная пластина 32v имеет верхнюю поверхность 338 и нижнюю поверхность 340. Как и у костных пластин, описанных выше, нижняя поверхность 338 может быть текстурированной, как описано выше и показано на фиг. 4В, при этом текстура может включать ряд геометрических форм и/или выступов, например шипов, или других форм, таких как гребни, выступы, карманы, либо поверхность может подвергаться струйной обработке или кислотному травлению для усиления сцепления с телом позвонка.
Костная пластина 32v имеет разделительную часть 342 с первым концом 344 и вторым концом 346. Продольная длина разделительной части 342 обычно соответствует расстоянию между дугой 290 позвонка С1 292 и пластинкой 294 дуги позвонка С2 296.
Часть 348, закрепляющаяся на дуге, отходит от первого конца 344 разделительной части 348. Часть 348, закрепляющаяся на дуге, имеет такую конфигурацию, чтобы располагаться вдоль и соответствовать по меньшей мере части дуги 290 позвонка С1 292. Конкретнее, часть 348, закрепляющаяся на дуге, имеет дугообразный профиль, таким образом, что часть 348 по существу соответствует контуру дуги 290 позвонка С1 292. Часть 348, закрепляющаяся на дуге позвонка, имеет такую ширину, чтобы в ней можно было сформировать множество отверстий 348, таким образом, чтобы по меньшей мере два отверстия располагались над задней стороной дуги 290 позвонка С1 292. Отверстия 350 могут иметь резьбу или не иметь резьбы, сходно с отверстиями 56 и 76, обсуждавшимися выше, и быть предназначены для вставки соединительных элементов, например соединительных элементов 34.
Первая часть 352, закрепляющаяся на пластинке дуги позвонка, отходит от второго конца 346 разделительной части 342, а вторая часть 354, закрепляющаяся на пластинке дуги, отходит от второго конца 346 разделительной части 342. Первая и вторая части 352 и 354, закрепляющиеся на пластинке дуги позвонка, отходят от разделительной части 342, создавая вырезку 356, в которую входит остистый отросток 320 позвонка С2. Первая и вторая части 352 и 354, закрепляющиеся на пластинке дуги позвонка, имеют более плоский профиль, чем часть 348, закрепляющаяся на дуге, таким образом, что части 352 и 354 по существу соответствуют контурам соответствующих пластинок 294 дуги позвонка С2 296. Части 352 и 354, закрепляющиеся на пластинке дуги позвонка, имеют такую ширину, чтобы в них можно было сформировать множество отверстий 358, при этом по меньшей мере два отверстия могут располагаться над каждой из пластинок 294 дуги позвонка С2 296. Отверстия 358 могут иметь резьбу или не иметь резьбы, сходно с отверстиями 56 и 76, обсуждавшимися выше, и быть предназначены для вставки соединительных элементов, например соединительных элементов 34.
На фиг. 34А-34С показан еще один вариант осуществления костной пластины 32w, сконструированной в соответствии с концепциями настоящего изобретения. Костная пластина 32w включает пластинчатую часть 360 с верхней поверхностью 362, нижней поверхностью 364 и множеством отверстий 366, продолжающихся через пластину от верхней поверхности 362 до нижней поверхности 364 пластинчатой части 360. Пластинчатая часть 360 имеет такую конфигурацию, чтобы располагаться вдоль задней поверхности по меньшей мере одного позвонка вблизи латеральной массы или пластинки дуги позвонка, а отверстия 366 разнесены на такое расстояние, что множество отверстий может располагаться над позвонком, создавая множество точек фиксации на позвонке.
Костная пластина 32w дополнительно имеет штифт 368, отходящий от верхней поверхности 362 пластинчатой части 360. Штифт 368 имеет увеличенную сферическую головку 370, которая входит во втулку 372 таким образом, что штифт 368 может вращаться по нескольким осям по отношению к втулке 372. Втулка 372 расположена во внутренней сферической полости, образованной в головке, принимающей стержень 374. Альтернативно, штифт 368 может быть сформирован как составная часть головки 374, принимающей стержень, с образованием монолитной структуры. Кроме того, как показано на фиг. 35А и 35В, штифт может быть сформирован как отдельная структура для присоединения к пластинчатой части 362 или одной из других костных пластин, описанных в данной заявке. В одной версии штифт 368а (фиг. 35А) может включать резьбовой ствол 386 и сферическую головку 388 с резьбой с переменным углом, таким образом, что штифт 368а может соединяться с костной пластиной и вводиться в кость. В другой версии штифт 368b (фиг. 35В) может включать только сферическую головку 390 с резьбой с переменным углом, таким образом, штифт 368b предназначен только для соединения с костной пластиной без фиксации к кости.
Возвращаясь к фиг. 34А-34С, головка 374 для вставки стержня имеет центральный канал 376, в котором можно расположить продолговатый стержень 378, чтобы он поперечно проходил через центральный канал 376. Стержень 378 может располагаться в седле 380, располагающемся вблизи втулки 372 и закрепленном на головке 372 для вставки стержня с помощью резьбового фиксирующего колпачка 382, который навинчивается на головку 374 для вставки стержня, удерживая стержень 378 на месте.
Примеры осуществления многоосных винтов включают описанные в международной патентной заявке PCT/US2008/070670, поданной 21 июля 2008 года и озаглавленной "Многоосные элементы для фиксации костей", международной патентной заявке №PCT/US2006/015692, поданной 25 апреля 2006 года и озаглавленной "Костный фиксатор с фиксирующим колпачком и метод фиксации позвоночника", и международной патентной заявке №РСТ/СН1997/00236, поданной 16 июня 1997 года и озаглавленной "Устройство для соединения продольной опоры с транспедикулярным винтом", содержимое которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки. Однако следует понимать, что костная пластина 32u не ограничивается каким-либо конкретным типом фиксирующего колпачка или конфигурацией многоосных винтов.
Костные пластины, описанные выше, могут состоять из любого подходящего биосовместимого материала, достаточно прочного и надежного, чтобы выдерживать циклические нагрузки, связанные с долговременной фиксацией позвоночника. Материалы, подходящие для таких целей, включают, без ограничений, титан, титановые сплавы (например, ТАН), стальные сплавы, например нержавеющая сталь, тантал, полимеры, например ПЭЭК, усиленные пластики, костные аллотрансплантаты и другие материалы, подходящие для альтернативных вариантов осуществления изобретения, например композитные материалы. Если костные пластины сконструированы из полимерного материала, соединительные элементы могут быть изготовлены из подобного материала, при этом соединительные элементы могут прикрепляться к костной пластине после вставки путем сварки. Костные пластины могут дополнительно включать один или более элементов, способствующих росту или сращению кости, например кость, морфогенетический костный белок (МКБ), деминерализованный костный матрикс (ДКМ), белки с LIM-доменами, остеогенные пасты и т.п. Очевидно, что такие элементы, способствующие сращению кости, хорошо известны специалистам в этой области.
Хотя в данной заявке описаны костные пластины и другие компоненты системы задней фиксации пластиной, следует понимать, что костные пластины могут включать и другие характеристики. Например, костные пластины могут включать участки для удерживания инструментом на внешней поверхности или внешнем крае, облегчающие захват или стабилизацию костной пластины инструментами, например пинцетом. Любые описанные здесь костные пластины могут иметь ребра вдоль верхней поверхности, краев или нижней поверхности для укрепления костной пластины или придания ей жесткости. Костные пластины могут быть гибкими или иметь шарнирное соединение с целью минимально инвазивного операционного доступа при хирургических вмешательствах на позвоночнике. Костные пластины могут иметь такую конфигурацию, что одна часть костной пластины может смещаться относительно другой по продольной оси, чтобы регулировать длину костной пластины. Костные пластины могут быть изготовлены из сетчатого материала, чтобы придавать костным пластинам желаемую жесткость, и без отверстий, но с возможностью прикрепления костных пластин к выбранным позвонкам в нескольких определенных точках на каждом позвонке. Костные пластины могут укладываться друг на друга, чтобы пользователь мог определить жесткость и прочность, необходимую для конкретного пациента.
Возможно использование ряда комплектов, содержащих один или более компонентов любой из систем задней фиксации позвоночника пластиной, описанных в данной заявке. Компоненты комплектов могут иметь одинаковую или разную конфигурацию. Например, в одном комплекте могут присутствовать костные пластины разной длины, с разным радиусом кривизны, числом отверстий и конфигурациями, различной геометрией отверстий в сечении и т.п., в зависимости от типа процедуры, проводимой хирургом, или конкретных анатомических особенностей отдельных пациентов. Кроме того, комплекты могут иметь разный состав компонентов системы. Например, комплект для фиксации позвонка за латеральные массы может включать пластины разной длины, ширины, радиуса кривизны, контуров, с разным числом и расположением отверстий, углом расположения, формой и типом отверстий (например, для вставки фиксирующих и нефиксирующих винтов, много- или одноосных винтов).
Из вышеприведенного описания очевидно, что концепции изобретения, изложенные в данной заявке, также подходят для достижения целей и получения преимуществ, упомянутых в заявке, как и присущих концепциям изобретения. Хотя примеры вариантов осуществления концепций изобретения описаны в целях раскрытия этого изобретения, следует понимать, что возможны многочисленные изменения, легко понятные специалистам в этой области, которые соответствуют духу концепций изобретения и/или описанию прилагающихся пунктов патентной заявки.