CN103547228A - 在椎骨处理中使用的方法和器械 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例包括用于通过外科手术处理椎骨的小面关节的器械、植入物和方法。器械可被推进到一个或多个小面关节中，一直到一个或两个单独的椎骨处，并从一个或多个关节突去除组织。器械上的止挡件可用来通过接触椎骨而终止器械的推进，并且一个或多个植入物可置于一个或多个小面关节中。

Description

在椎骨处理中使用的方法和器械

背景技术

设置在椎骨构件之间的小面关节和椎间盘允许各个椎骨构件之间的运动。每个椎骨包括前主体和后弓。后弓包括连接在一起以形成棘突的两个椎弓根和两个椎板。横突侧向地定位在从椎弓根到椎板的过渡处。棘突和横突都提供诸如韧带和肌肉的纤维组织的附连。两个下关节突从椎板和横突的连接处向下延伸。此外，两个上关节突从连接处向上延伸。相邻椎骨的关节突形成小面关节。一个椎骨的下关节突与下一椎骨的上关节突关节连接。小面关节因为上下关节表面相互滑动而被称为滑动关节。如图1所示，相邻椎骨V1、V2具有在其前主体之间的椎间盘D和在关节突之间的小面关节FJ。在图1的侧视图中，仅示出两个两侧小面关节FJ中的一个。所示脊柱节段是颈椎节段，但是本发明不限于对颈椎的处理。相邻椎骨V1、V2之间的孔F或开口通常由从脊髓发出的神经所占据。

椎骨操纵和植入物经常用于诸如退变性椎间盘疾病、椎间盘突出、曲率异常和创伤的脊柱病变的外科手术处理。图2示出这样一段脊柱节段，其中，由于某种脊柱病变而在椎骨V1、V2之间出现不适当的间距。椎间盘D和小面关节FJ示出为处于压缩状态并延伸超出其正常边界。孔F由于椎骨V1、V2的移动以及椎间盘和小面关节材料的侵占而尺寸减小。孔F的尺寸减小会引起神经压迫以及所导致的疼痛和神经功能缺失。在一些情况下，示出脊柱融合，以在椎骨之间形成适当的间距并且抑制椎骨之间的相对运动，从而减轻神经压迫。脊柱融合经常涉及椎间盘的去除和椎体间植入物的插入，以便在一对椎体之间形成融合连接。小面关节可结合前椎体融合，包括与间隔件的融合，以完成椎骨之间的融合。小面关节还可通过融合单独地处理。脊柱融合在本文中将被统称为包括前柱椎体融合和小面关节融合中的一者或两者。小面关节融合可通过剥去相对的关节连接表面并将骨生长促进物质填充到或将植入物插入到关节突之间的间隙中而开始。小面关节成形装置还可在制备小面关节之后植入在小面关节中。外科医生可能难以确定每一个关节突中的所需的外形修整和成形的量。当外科医生从一个或两个表面去除第一量的材料并确定间距是否足够接纳融合物质或装置时，可执行试误法例程。对于制备关节连接的表面以接纳植入物或骨生长促进物质，期望有增加的精确量。在一些实施例中，这样的精度会使产生过度创伤和从小面关节移除过量的骨的可能性最小化，同时使改善或保持适当的孔区域并实现成功的关节固定术的可能性得到优化。

椎间盘材料经常结合诸如椎间盘切除术、脊柱融合术和椎间盘置换术之类的脊柱手术来分离和去除。在这些和其它脊柱手术中，小面关节或椎间盘软组织已使用诸如骨钳、刮匙、锉刀、骨刀、刮刀、钻或矢状锯的抓取、夹持、切割和刮削的器械传统地分离和去除。许多传统器械的缺点是无法对器械的移动和有效切割区提供限制。改进的器械和方法可通过加入对器械的移动和有效切割区的限制来增加对患者的安全性和操作准确性。

改进的方法和器械还可为器械中的一个或多个提供构造成牵开其所插入的骨之间的间隙的前缘以及反映要置于患者体内的植入物的尺寸和形状的尺寸和形状。牵开器械可用于适当地隔开和对齐待处理的骨。同样反映要置于患者体内的植入物的尺寸和形状的牵开器械提供了合适的植入物选择而无需额外的定尺寸器械或模板。

发明内容

本发明的一个实施例是通过外科手术处理椎骨的方法。该方法可包括：在椎骨的关节突之间的一个或多个小面关节处分离椎骨；将器械引入到一个或多个小面关节中的至少一个中以从一个或多个关节突去除组织；以及推进器械，直到器械上的止挡件通过接触椎骨而终止器械的推进。该方法还可包括将植入物置于一个或多个小面关节中。

本发明的另一个实施例是通过外科手术处理椎骨的方法。该方法可包括在椎骨的关节突之间的一个或多个小面关节处用单个器械从椎骨分离和去除组织。通过将单个器械引入到一个或多个小面关节中并推进该器械直到器械上的止挡件通过接触椎骨而终止器械的推进，可使用单个器械从一个或多个关节突去除组织。该方法还可包括将植入物置于一个或多个小面关节中。

本发明的又一个实施例是构造成从小面关节去除组织的器械。一些实施例包括主体和第一切割面，该主体用于控制器械的放置，该第一切割面联接到主体并被构造成朝向小面关节的第一关节突地取向。一些实施例包括止挡件，该止挡件延伸自器械，使得止挡件至少部分地通过接触椎骨的一部分来限制器械向小面关节中的推进。

附图说明

图1是脊柱节段的侧视图。

图2是描绘出脊柱病变的脊柱节段侧视图。

图3是引入到脊柱节段中的器械的侧视图。

图4是引入到脊柱节段中的器械的侧视图。

图5是引入到脊柱节段中的器械的侧视图。

图6是用来将植入物推进到脊柱节段中的器械的侧视图。

图7是用来将植入物推进到脊柱节段中的器械的侧视图。

图8是脊柱制备器械的立体图。

图9是图8的脊柱制备器械的更详细的立体图。

图10是图8的脊柱制备器械的更详细的立体图。

图11是图8的脊柱制备器械的更详细的立体图。

图12是脊柱植入物推杆器械的立体图。

图13是图12的脊柱植入物推杆器械的更详细的立体图。

图14是脊柱植入物的立体图。

图15是图14的脊柱植入物的俯视图。

图16是图14的脊柱植入物的侧视图。

具体实施方式

图3-7示出了通过外科手术处理椎骨的方法的实施例。为清楚起见，图1和图2的椎间盘D和小面关节FJ未在图3-7中绘出。在一些实施例中，椎间盘和小面关节材料的全部或一部分可在执行方法的动作时存在。例如，由在方法的过程中使用的器械进行的组织去除可用来去除滑膜小面关节的组织的全部或部分或者椎间盘材料（包括但不限于环、髓核和韧带）的全部或部分。可在使用结合所描述的方法实施例描述的器械之前去除椎间盘和小面关节材料的全部或部分。脊柱病变的状态在图2中示出。图2中示出了椎骨V1、V2之间的不适当的间距。相比之下，图1所示的脊柱节段呈现了椎骨V1、V2之间的适当间距。通过椎骨V1、V2的移动，椎间盘与小面关节间距减小并且孔F尺寸减小。孔F的尺寸减小会引起神经压迫以及所导致的疼痛和神经功能的缺失。

图3和图4示出了对椎骨V1、V2的分离动作。分离是用第一器械10实施。所示第一器械10包括自牵开前端17。自牵开前端17被构造成配合到椎骨V1、V2之间的较小空间中并包括有利于在小面关节处推开椎骨V1、V2的弯曲斜面。与图2所示的椎骨V1、V2的状态相比，自牵开前端17在图3中已插入到小面关节中，并已用来在椎骨V1、V2的关节突AP1、AP2处推开椎骨V1、V2。第一器械10的自牵开前端17在图4中示出为进一步插入小面关节FJ中。因此，图4中的椎骨V1、V2已恢复至适当的间距。在图示实施例中，这种分离示出为单独使用第一器械10在单侧完成，但是在其它实施例中，将椎骨恢复至适当的间距可能需要多个、依次更大的器械。椎骨的分离可通过任何有效的技术或利用任何有效的装置来完成。例如但不限于，椎骨的分离可用楔形或子弹形器械来完成，包括在诸如第一器械10之类的器械上的楔形或子弹形顶端。分离可使用类似椎板扩张器或棘突扩张器的单独的扩张器械来完成。任何有效类型的扩张器可与待分离的椎骨中的一者或两者联接，并可被操作以移开椎骨。椎骨的分离可通过牵开诸如但不限于椎弓根螺钉构造的其它器械来完成，该器械中的一些可包括脊柱杆。分离可通过小面关节的对侧牵开而完成。

图3-5和图8-11所示的第一器械10被引入到小面关节FJ中，以从关节突AP1、AP2去除组织。所示第一器械10包括在第一切割面11和第二切割面12上的锉齿15（图9-11）。将器械10引入到小面关节FJ中的动作造成组织被从关节突去除，包括但不限于从关节突的表面去除软骨和结缔组织。器械10的引入可包括有效去除额外的组织的往复运动或其它运动。在一些实施例中，切割面可包括其它类型的刀片、磨料或切割器。例如但不限于，切割面可包括磨齿、单个刀片、多个刀片、相对于该切割面成共同角度和取向的刀片、相对于该切割面成不同角度和取向的刀片、长钉、切割线和其它研磨表面。所去除的组织可包括存在的骨或诸如小面关节软组织之类的软组织。

其它实施例可使用在器械的仅一个面上具有诸如第一切割面11和第二切割面12的切割区域的器械。这样的器械可用于去除材料或使关节突中所选的一个成形，同时继续引导其它关节突并相对于其它关节突间隔开。

在图5中示出了推进第一器械10直到第一器械10上的止挡件16（图5和图9-11）通过接触椎骨V1而终止第一器械10的推进的动作。所示止挡件16从第一切割面11基本上垂直地延伸并且被构造成接触椎骨V1的一部分，椎骨V1是所示脊柱节段中的上椎骨。在其它实施例中，止挡件可被构造成接触诸如V2之类的下椎骨、椎骨的多个部分、多个椎骨或其它解剖结构，以终止器械的推进。止挡件可具有任何有效的几何形状以终止器械的推进。

所示实施例的第一器械10是用于既分离椎骨V1、V2又从关节突中的一个或多个去除组织的单个器械。对于一些方法实施例来说，可提供既分离椎骨又从关节突去除组织的一套两个或更多个逐渐增大的器械。对单个器械的描述旨在描述既进行分离又去除组织的一个器械，而并非意图限制成套的器械的供应。在一些实施例中，可使用分开的器械来分离椎骨和去除组织。在一些实施例中，可使用成套的具有不同尺寸的分开的器械。分离器械和组织去除器械中的一者或两者还可为用于要置于一个或多个小面关节中的植入物的定尺寸器械。通过使分离器械和组织去除器械也为定尺寸器械，可确定植入物的合适尺寸和位置而无需放置单独的定尺寸试配件、模板或其它测量装置。例如但不限于，图5所示的第一器械10具有与图6和图7所示的器械30相同的尺寸和形状。替代性的实施例可包括使用更传统的一套分开的定尺寸器。

一些方法实施例包括将植入物置于小面关节FJ中的一个或多个中。图6和图7中示出了植入物30的插入。在图6中，作为推杆器械的第二器械20被显示为接触植入物30并将植入物30推进到小面关节FJ中。椎骨V1、V2在图6和7中示出为保持在牵开状态。可通过任何有效的方法来完成牵开，包括用第一器械10对侧牵开。在其它实施例中，植入物30可以是自牵开的，并且被插入到没有被保持在牵开状态的小面关节中。例如，一些实施例的植入物30可单独使用或与器械结合使用，以使椎骨V1、V2从收缩状态完全或部分地转变到牵开状态，如在图2至图4中的椎骨V1、V2的椎骨位置所示。第二器械20包括在第二器械20上的推杆止挡件26，该止挡件至少部分地通过接触椎骨V1的一部分来终止推进，如图7所示。所示推杆止挡件26从第二器械20的芯部基本上垂直地延伸并且被构造成接触椎骨V1的一部分，椎骨V1为所示脊柱节段中的上椎骨。在其它实施例中，推杆止挡件可被构造成接触诸如椎骨V2之类的上椎骨、椎骨的多个部分、多个椎骨或其它解剖结构，以终止器械的推进。推杆止挡件可以是任何有效的几何形状，以终止器械的推进。

在图8-11中提供了对第一器械10的更详细描述。第一器械10被构造成从小面关节去除组织。所示第一器械10包括用于控制第一器械10的放置的主体19。所示主体19包括轴和可被抓握以控制第一器械10的放置和定位的柄部。在一些实施例中，主体可包括用于联接到能够以可控方式移动器械或稳定器械的其它装置。

第一切割面11在图8、图9和图11中示出。这里被指定为第一切割面的切割面在其它实施例中可位于第一器械10的任一侧上。所示第一切割面11联接到主体19并被构造成朝着小面关节FJ（图3-5）的第一关节突AP1取向。第一切割面11包括锉齿15。所示锉齿15为棱锥形。锉齿可具有用来切割组织的任何有效的形状。锉齿可响应于在任何方向上的运动进行切割，或者可成角度以将其切割限制为仅在某些方向上移动。在一些实施例中，切割面可包括另一类型的切割机构。例如但不限于，切割面可包括一个或多个刀片、磨料、磨搓机构、长钉、线、固定切割器、旋转切割器、往复式切割器或其它能够切割的机构。

图8-11所示的第一器械10包括第二切割面12，第二切割面12连接到主体19，并在第一切割面11朝着第一关节突AP1取向时，朝小面关节FJ（图3-5）的第二关节突AP2取向。第二切割面12包括锉齿15。所示锉齿15为棱锥形。与第一切割面11一样，第二切割面12可包括有效切割组织的任何机构。

如图8-11所示，止挡件16从第一器械10延伸。止挡件16至少部分地通过接触第一椎骨V1的一部分来限制第一器械10向小面关节之中的推进（图5）。更具体地讲，所示止挡件16从第一切割面11基本上垂直地延伸。在其它实施例中，止挡件可从第二切割面12或该器械的一些其它部分延伸。多个止挡件可从器械的多个部分延伸。以非限制性示例的方式，止挡件可被构造成从第一切割面11和第二切割面12中的每一个延伸，使得第一器械10的推进将通过与第一椎骨V1和第二椎骨V2中的任一者或两者接触而停止。止挡件可以是任何有效的几何形状以终止器械的推进。

第一器械10的自牵开前端17在图3、图4以及图9-11中示出。所示自牵开前端17包括弯曲的斜面，该斜面在第一切割面11附近比在第二切割面12附近更弯曲。自牵开前端的其它实施例可包括允许器械进入并推开相对椎骨的部分的任何形状或机构。例如但不限于，自牵开前端可为子弹形、楔形，具有曲面、直表面或曲面与直表面的组合，包括具有不同曲率和弯曲方向的表面。自牵开前端17被构造成在前端17被引入到小面关节中时使椎骨彼此分离。作为非限制性示例，第一器械10的自牵开前端17示出为在自牵开前端17被引入到图3和图4中的小面关节FJ中时分离椎骨V1、V2。

第一器械10还可用作定尺寸器，以辅助选择将要置于会从其中去除组织的小面关节中的植入物。可提供一套两个或更多个逐渐增大的器械，例如第一器械10。通过使这样的器械成为定尺寸器械，可确定植入物的合适尺寸和位置而无需提供单独的定尺寸试配件、模板或其它测量装置。例如但不限于，图5所示第一器械10具有与图6和图7所示器械30相同的尺寸和形状。

在本文中还描述为推杆器械的第二器械20在图6、图7、图12和图13中示出。第二器械20包括主体29、联接到主体29的植入物接口21、以及从第二器械20的芯部基本上垂直地延伸的推杆止挡件26。图13所示植入物接口21包括齿25。所示齿25为棱锥形，以在植入物和第二器械20之间形成摩擦接合。植入物接口可包括设计成在植入物和器械之间形成摩擦或抓取力的任何表面或机构。例如但不限于，植入物接口可包括凹口、齿、螺钉、刀片、磨料、长钉和线中的一种或多种。所示推杆止挡件26被构造成接触椎骨V1的一部分，椎骨V1为所示脊柱节段（图7）的上椎骨。在其它实施例中，推杆止挡件可从器械的任何其它部分延伸。多个推杆可从器械的多个部分延伸。例如，在一些实施例中，第二器械的推进可通过与第一椎骨V1和第二椎骨V2中的任一者或两者的接触而停止。推杆止挡件可具有任何有效的几何形状，以终止器械的推进。

图6、图7和图14-16所示的植入物30包括弯曲的前端37和构造成由第二器械20推动的后端39。弯曲的前端37可有利于在椎骨之间的插入。所示弯曲的前端37从一侧到另一侧且在顶部表面31和底部表面32之间弯曲。弯曲的前端的一些实施例可仅在一个方向上弯曲或者可以复合方式弯曲。所示后端39被构造成匹配植入物接口21（图13）。可设想被有效推动就位的任何其它形状的后端。顶部表面31和底部表面32可包括表面准备特征，以在植入物30和植入物30所最终抵靠定位到的椎骨之间增加摩擦和减小运动。表面准备特征可包括任何涂层或改变，例如但不限于齿、脊、滚花、切口、开口、交叉影线和粗糙化。

植入物可具有任何有效的尺寸，以插入在小面关节处的椎骨之间并将其分离开。例如但不限于，顶部表面31和底部表面32可为大约8mm×8mm。植入物30可具有各种高度，例如但不限于2mm、3mm、4mm、5mm和6mm。可设想其它有效的尺寸、形状和构造。植入物可包括部分或完全地穿过植入物的一个或多个开口。在一些实施例中，植入物30由同种异体移植骨制成。植入物30还可由以下材料制成：自体移植物、或异种移植骨、陶瓷、形状记忆合金、钛、钛合金、钴铬合金、不锈钢、非增强聚合物、碳增强聚合复合材料、PEEK和PEEK复合材料、低密度聚乙烯、以及这些材料的组合。填充材料可与植入物相结合地在手术部位处引入。填充材料可以是糊剂、凝胶、液体、悬浮物、粒状混合物或类似物质。填充材料的非限制性示例包括骨泥、颗粒状同种异体移植物、自体移植物、或异种移植骨、陶瓷、或各种聚合物。填充材料可以是在植入后硬化的材料。不必为可硬化或可固化的一些填充材料可结合本发明使用。例如，填充材料可包括材料的小珠、或小颗粒或细粒，其中一些可由于互锁或压实而总体上实现更硬的坚固度。在一些实施例中，填充材料还可包括骨生长促进物质。成骨性或骨生长促进物质可包括但不限于自体移植物、同种异体移植物、异种移植物、脱矿骨、诸如生物陶瓷和聚合物的合成和天然骨移植替代品、以及骨诱导因子。也可使用将材料保持在装置内或附近的单独的载体。这些载体可包括胶原基载体、诸如

的生物陶瓷材料、羟基磷灰石和磷酸钙组合物。载体材料可以海绵体、块体、折叠片、腻子、糊剂、移植材料的形式或其它合适形式提供。成骨性组合物可包括单独地或保持在合适载体材料内的有效量的骨形态发生蛋白(BMP)、转化生长因子β1、胰岛素样生长因子、血小板衍生生长因子、成纤维细胞生长因子、LIM矿化蛋白(LMP)、以及它们的组合或其它治疗剂或抗感染剂。

本文所述器械的实施例可整体或部分地由各种类型的生物相容性材料构成。材料的示例包括但不限于：形状记忆合金、钛、钛合金、钴铬合金、不锈钢、非增强聚合物、碳增强聚合物复合材料、PEEK和PEEK复合材料、低密度聚乙烯、陶瓷以及它们的组合。

本文结合特定器械和植入物描述了本发明各种方法的实施例。然而，在一些情况下，每个所公开的方法实施例可适用于器械和植入物中的每一个，或适用于可如参照各种方法实施例所公开的那样操作的某种其它器械或植入物。

诸如前、后、顶、底、侧、侧向等的术语已在本文中用来表示相对位置。然而，此类术语不限于特定的坐标取向，而是用来参照特定实施例描述相对位置。此类术语通常不限制本文所形成的权利要求书的范围。

虽然在本公开中已详细示出和描述了本发明的实施例，但是本公开在本质上应看作是说明性的而非限制性的。在本发明的精神内的所有变化和修改都应看作在本公开的范围内。

Claims (15)

1.一种通过外科手术处理椎骨的方法，所述方法包括：

在所述椎骨的关节突之间的一个或多个小面关节处分离椎骨；

将器械引入到所述一个或多个小面关节中的至少一个中，以从一个或多个关节突去除组织；

推进所述器械，直到所述器械上的止挡件通过接触椎骨而终止所述器械的推进；以及

将植入物置于所述小面关节中的一个或多个中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个或多个小面关节处分离椎骨的动作包括，通过在所述椎骨的关节突之间插入楔形件来分离椎骨。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个或多个小面关节处分离椎骨的动作包括通过在所述椎骨的关节突之间插入具有子弹形顶端的器械来分离椎骨。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个或多个小面关节处分离椎骨的动作包括通过用扩张器械与待分离的所述椎骨相联接并操作所述扩张器械以使所述椎骨移动来分离椎骨。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将器械引入到所述一个或多个小面关节中的至少一个中的动作包括当所述器械被引入到所述小面关节中时引入具有切割区域的器械，以从所述关节突中的一个去除组织。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将器械引入到所述一个或多个小面关节中的至少一个中的动作包括当所述器械被引入到所述小面关节中时引入具有切割区域的器械，以从所述关节突中的两个去除组织。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，推进所述器械直到所述器械上的止挡件终止推进的动作包括推进具有构造成接触上椎骨的、从切割区域延伸的止挡件的器械，其中所述器械上的所述止挡件至少部分地通过接触所述上椎骨的一部分来终止推进。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，推进所述器械直到所述器械上的止挡件终止推进的动作包括推进具有构造成接触上椎骨的、从所述切割区域基本上垂直地延伸的止挡件的器械。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将植入物置于一个或多个小面关节中的动作包括使用推杆器械将所述植入物推进到所述一个或多个小面关节中的至少一个中。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，使用推杆器械将植入物置于一个或多个小面关节中的动作包括使用在其上具有止挡件的推杆器械，所述止挡件至少部分地通过接触椎骨的一部分来终止推进。

11.一种通过外科手术处理椎骨的方法，所述方法包括：

用单个器械在所述椎骨的关节突之间的一个或多个小面关节处将组织从所述椎骨分离并去除，其中，所述单个器械用来通过将所述单个器械引入到所述一个或多个小面关节中的至少一个中而从一个或多个关节突去除组织；

推进所述器械，直到所述器械上的止挡件通过接触椎骨而终止所述器械的推进；以及

将植入物置于一个或多个小面关节中。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，用单个器械在所述椎骨的关节突之间的一个或多个小面关节处将组织从所述椎骨分离并去除的动作包括在所述关节突之间引入具有自牵开前端的单个器械。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，用单个器械在所述椎骨的关节突之间的一个或多个小面关节处将组织从所述椎骨分离并去除的动作包括在所述器械被引入到所述一个或多个小面关节中的至少一个中时引入具有切割区域的单个器械，以从所述关节突中的一个去除组织。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，用单个器械在所述椎骨的关节突之间的一个或多个小面关节处将组织从所述椎骨分离并去除的动作包括在所述器械被引入到所述一个或多个小面关节中的至少一个中时引入具有切割区域的单个器械，以从所述关节突中的两个去除组织。

15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，用单个器械在所述椎骨的关节突之间的一个或多个小面关节处将组织从所述椎骨分离并去除的动作包括推进具有构造成接触上椎骨的、从切割区域延伸的止挡件的器械，其中所述器械上的所述止挡件至少部分地通过接触所述上椎骨的一部分来终止推进。

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