專利名稱：動(dòng)態(tài)固定裝置及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及固定裝置，更具體地，涉及一種能夠把推骨柔性 固定在一起的裝置。
背景技術(shù)：
在正?；顒?dòng)中，腰推承受大量的壓力和運(yùn)動(dòng)。對(duì)于大部分人來說， 人體愈合反應(yīng)能夠超過受傷、磨損和老化的累積作用，并仍維持合理 功能的穩(wěn)定性。但是，有時(shí)候，創(chuàng)傷或壓力超過人體的愈合能力，這 導(dǎo)致局部損傷和過度磨損并經(jīng)常也導(dǎo)致局部不穩(wěn)定。因而，在一些患 者中，由于老化作用于腰推基礎(chǔ)解剖結(jié)構(gòu)的退行性改變引起諸如不穩(wěn) 定、疼痛及神經(jīng)損傷的問題。有時(shí)候，局部的解剖結(jié)構(gòu)不能對(duì)運(yùn)動(dòng)節(jié) 段提供相同的保護(hù)，從而加重?fù)p傷。雖然修復(fù)、訓(xùn)練、限制壓力以及 時(shí)間恢復(fù)對(duì)大部分患者是有效的治療方法，但是具有很高的失敗率， 出現(xiàn)持續(xù)疼痛、殘疾以及潛在的神經(jīng)缺失。現(xiàn)參見圖1和圖2，示出了一對(duì)相鄰?fù)企w的兩幅側(cè)視圖。圖l示 出了在中立位的脊柱的兩個(gè)推骨Vi和V2。如圖2所示，當(dāng)人向前傾斜 時(shí)，脊柱進(jìn)行前屈。脊柱的前部包括一組基本圓筒狀的一個(gè)在另一上 堆疊的骨頭。推骨的這些部分被稱作推體VB!和VB2,并且各自被推間 盤D相互隔開。推弓根P!和P2包括把每個(gè)推骨的前面的推體VB和該 推骨的后部連接起來的骨橋。在每個(gè)推間關(guān)節(jié)或推間盤D處，前屈包括 一個(gè)向前的矢狀面的轉(zhuǎn)動(dòng)和小幅度向前平移的組合。推間關(guān)節(jié)是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，包括前面推間盤和后面成對(duì)的關(guān)節(jié) 突關(guān)節(jié)。推間盤起推間彈性支撐和連接的作用，且允許脊柱的前屈和 后伸以及有限的轉(zhuǎn)動(dòng)和平移。雖然對(duì)平移和轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行限制，關(guān)節(jié)突關(guān) 節(jié)及相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)明顯的前屈和后伸。腰推主要的彎曲運(yùn)動(dòng)是在前/后平面上的前屈和后伸。這種運(yùn)動(dòng)發(fā) 生在前屈和后伸約10-15度的范圍內(nèi)。在年青或正常的腰推中，這種 運(yùn)動(dòng)發(fā)生在位于推間盤后部中間的軸附近。這與面關(guān)節(jié)或后部單元的10-15毫米的分離或半脫位有關(guān)。這種運(yùn)動(dòng)不是發(fā)生在一個(gè)純軸附近, 而是發(fā)生在一個(gè)中性區(qū)或者與腰推間盤相關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)心附近。推間盤、 關(guān)節(jié)和韌帶的正常彈性，以及與這些關(guān)節(jié)相關(guān)的活動(dòng)度或自由度，還 有施加到脊柱上栽荷的性質(zhì)一起決定該轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域的大小。在某些情況 下，推間盤上反復(fù)出現(xiàn)的載荷和運(yùn)動(dòng)以及與推間盤和運(yùn)動(dòng)節(jié)段相關(guān)的 損傷超過了人體愈合或修復(fù)的自然速度。這種情況下，對(duì)運(yùn)動(dòng)節(jié)段造 成損傷，該運(yùn)動(dòng)節(jié)段失去正常轉(zhuǎn)動(dòng)軸。隨著節(jié)段運(yùn)動(dòng)中不斷增加的半 脫位發(fā)生，轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)生巨大的移動(dòng)，在推間盤空間內(nèi)產(chǎn)生位移或者經(jīng) 常位移到推間盤外某點(diǎn)。因而，在運(yùn)動(dòng)節(jié)段損傷的情況下，由于相關(guān) 的推骨節(jié)段的平移，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)心產(chǎn)生損傷。推間盤出現(xiàn)的損傷以及與 關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的磨損和退化相關(guān)的不穩(wěn)定都能夠產(chǎn)生該平移。運(yùn)動(dòng)節(jié)段 和關(guān)節(jié)的基本解剖結(jié)構(gòu)能夠讓更大的壓力作用于推間盤，并促使推間 盤和關(guān)節(jié)退化。傳統(tǒng)上，手術(shù)治療已經(jīng)用于治療神經(jīng)損傷，或者如果充分考慮到 疼痛、不穩(wěn)定性、或者不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)，可考慮節(jié)段融合。最近，在過 去的幾年中已經(jīng)嘗試多種穩(wěn)定方法，包括人造推間盤和人造韌帶以及 保護(hù)脊柱的彈性構(gòu)造。充分發(fā)揮功能并減少對(duì)相鄰關(guān)節(jié)的動(dòng)態(tài)作用的關(guān)節(jié)成形術(shù)技術(shù)是較新的一種方法，關(guān)于長期效果的追蹤報(bào)道較少。 設(shè)計(jì)此系統(tǒng)的一個(gè)難題是把運(yùn)動(dòng)約束在正常的生理范圍內(nèi)。脊柱融合手術(shù)是一種融合至少兩個(gè)脊柱的活動(dòng)節(jié)段以使它們緊密 結(jié)合成一體并消除節(jié)段間運(yùn)動(dòng)的方法。目前的脊柱固定系統(tǒng)存在一些 缺點(diǎn)。剛性融合構(gòu)造不允許使用構(gòu)造融合的推骨間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該構(gòu) 造包括推弓根螺釘、連接機(jī)構(gòu)以及剛性桿。另外，已知?jiǎng)傂灾踩胛飳?duì) 該構(gòu)造的部件，以及骨結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生很大的壓力，該構(gòu)造的部件包括 推弓根螺釘和桿。這些壓力甚至可能引起剛性桿斷裂。另外，傳遞到 推弓根螺釘?shù)膲毫赡芤鹇葆斔蓜?dòng)或者甚至從推骨中脫出，從而導(dǎo) 致額外的骨損傷。人造推間盤可替代損壞的推間盤并且接近正常的轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)心或軸； 但是，放置這種裝置技術(shù)要求很高，用機(jī)械替換物來代替正常的推間 盤，長期效果不明。由于沒有人體自愈的愈合能力，人造推間盤會(huì)受 到磨損。一些患者希望得到使得脊柱能夠在身體重量作用下自然穩(wěn)定的脊 柱植入系統(tǒng)。人骨在壓力下更易愈合。在剛性脊柱植入系統(tǒng)中，患者 的脊柱可能被植入結(jié)構(gòu)非自然地分離。該推骨相對(duì)于另一個(gè)推骨的分 離可能導(dǎo)致該骨頭的延遲或不完全愈合。用推弓根固定的后部裝置可提供穩(wěn)定，但是這些裝置的自然運(yùn)動(dòng) 未必產(chǎn)生模仿正常的生理機(jī)能的效果。在健康腰推中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸或運(yùn)動(dòng) 的中性區(qū)位于第三推間盤的下后部附近。理想的人造系統(tǒng)應(yīng)十分接近 生理運(yùn)動(dòng)。然而，到目前為止，人造系統(tǒng)還沒能解決這些問題。一些現(xiàn)有專利公開了融合裝置。例如，美國專利No. 5，415，661公 開了一種裝置，該裝置包括一根曲桿，以使得植入物大概恢復(fù)裝入植 入物的脊柱的推骨的正常生物力學(xué)功能。但是，該'661專利除了公開 具有曲線形狀的結(jié)構(gòu)的裝置以外，沒有公開具有其他形狀的結(jié)構(gòu)的裝 置，所述曲線形狀具有0到180度之間的曲率半徑。另外，該'661專 利沒有公開通過使用一個(gè)結(jié)構(gòu)來提供一個(gè)向前突出的樞軸點(diǎn)的概念， 該結(jié)構(gòu)能提供一個(gè)與患者稚骨提供的轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)幾乎完全相同的虛擬轉(zhuǎn)動(dòng) 區(qū)，該樞軸點(diǎn)模仿所述推骨正常的關(guān)節(jié)連接。另外，正如'661專利的 圖3所示的那樣，'661專利公開的裝置采用一個(gè)本體4，該本體包括 一個(gè)相對(duì)于其兩端6a和6b朝前定向的中心部分10。美國專利No. 6， 293， 949也公開一種脊柱穩(wěn)定裝置，設(shè)計(jì)用于沿著 頸推使用，并且設(shè)計(jì)用于沿推骨的前側(cè)安裝。美國專利No. 6, 440, 169公開一種裝置，其與兩個(gè)推骨的棘突連接 并且有一個(gè)能允許該裝置壓縮并在壓力終止后自動(dòng)恢復(fù)的板簧。但是， 該'169專利沒有提出包括一個(gè)向前突出的樞軸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)當(dāng)脊 柱前屈時(shí)允許推骨以關(guān)節(jié)連接。綜上所述，迫切需要一種方法和系統(tǒng)，其避免現(xiàn)有技術(shù)的上述缺 陷并且提供一種有效的、使用相對(duì)簡便的以及僅需少量身體組織移動(dòng) 或切除的系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種裝置，其可植入體內(nèi)并且提供特定量的向前彎曲 運(yùn)動(dòng)，由此允許接受植入的推骨間向前的矢狀面轉(zhuǎn)動(dòng)。為了引入由Nikolai Bogduk編著，Churchill Livingstone于1999年出版的《C7/w/ca/ j/ atom_y o//7ze丄wm6w a/ d iSWcTww》,第三版，中提出的運(yùn)動(dòng)的習(xí)慣描述術(shù)語和其他內(nèi)容，在此作了引用。雖然推骨間向前的矢狀面 轉(zhuǎn)動(dòng)或前屈是正常的，但是推骨間明顯的向前的矢狀面平移或滑動(dòng)運(yùn) 動(dòng)是不正常的。因此，通過允許一定量的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)同時(shí)阻止平移，能 夠保護(hù)患者的狀態(tài)或損傷，因此促進(jìn)愈合過程，同時(shí)隨后提供使一個(gè) 推骨相對(duì)于相鄰?fù)乒寝D(zhuǎn)動(dòng)的能力，因而允許在手術(shù)和恢復(fù)后改善脊柱 運(yùn)動(dòng)。所以，如本說明書所述，各種包括大量的具有柔性部分的桿構(gòu) 型植入物被表述為提供了能伸長和彎曲的裝置。因此，本發(fā)明的第一 個(gè)方面就是提供一種可伸長的裝置，本發(fā)明的第二個(gè)方面就是提供一 種可彎曲的裝置。更具體地，本發(fā)明是一種動(dòng)態(tài)固定裝置，其包括一 個(gè)柔性桿部，其中該柔性桿部可包括一個(gè)幾何形狀和/或一個(gè)鉸鏈部 分。這些動(dòng)態(tài)固定裝置由具有合適尺寸，幾何形狀的材料制成并具有 多種機(jī)械特性，以致它們能彎曲，因此允許與植入物相關(guān)的推骨能相 對(duì)于另一塊推骨轉(zhuǎn)動(dòng)，與正常脊柱的轉(zhuǎn)動(dòng)相似。動(dòng)態(tài)固定裝置是一個(gè)準(zhǔn)柔性、半剛性的固定構(gòu)造，其允許在與動(dòng) 態(tài)固定裝置連接的推骨之間有一定程度運(yùn)動(dòng)。腰推的動(dòng)態(tài)固定提供保 護(hù)腰部組織的機(jī)構(gòu)，并且允許不用進(jìn)行腰推融合手術(shù)就能愈合。此類^:、' ' " ' 5 ':'''目前，推弓根固定是一種公認(rèn)的固定到脊柱的方法。在腰推融合 的情況下，相對(duì)剛性的構(gòu)造適合于穩(wěn)定脊柱，并使得骨結(jié)構(gòu)愈合。在 給腰部結(jié)構(gòu)提供保護(hù)的情況下，柔性系統(tǒng)適合于限制但不阻止腰部單 元的運(yùn)動(dòng)。此系統(tǒng)中的柔性元件需要實(shí)現(xiàn)幾個(gè)目的。首要目的就是允 許脊柱的生理運(yùn)動(dòng)，同時(shí)阻止過度或非生理運(yùn)動(dòng)。第二個(gè)考慮就是防止推弓根固定承受能松開在其骨結(jié)合處固定的過度壓力。腰推正常的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線通常出現(xiàn)在第三推間盤下后部附近。常見的脊柱推弓根固定一般把固定桿或板放置在關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的背面或該關(guān)節(jié)的后面。因此，考慮一個(gè)有效地把此轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)向前朝向生理軸線移動(dòng)的裝置是合適的。有一系列幾何結(jié)構(gòu)，如果這些幾何結(jié)構(gòu)施用到后面的裝置，這些幾何結(jié)構(gòu)會(huì)限制節(jié)段的半脫位，并把轉(zhuǎn)動(dòng)維持在正常的轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)或軸線 內(nèi)或附近。使用結(jié)果是把壓力和運(yùn)動(dòng)約束在一定的范圍內(nèi)，該范圍會(huì) 使人體正常的愈合反應(yīng)在運(yùn)動(dòng)節(jié)段中保持適當(dāng)?shù)哪芰?，以避免不穩(wěn)定 的發(fā)展或神經(jīng)損傷，并且減小疼痛或避免關(guān)節(jié)炎。這些重要的特征能 夠保持生理運(yùn)動(dòng)，而沒有與退化的推間盤有關(guān)或能導(dǎo)致進(jìn)一步退化的 異常的半脫位或平移。因此，本發(fā)明的不同之處就是提供一個(gè)限制過 度半脫位或平移的構(gòu)造。雖然與可能施加的壓力的范圍有關(guān)的運(yùn)動(dòng)是復(fù)雜的，但是仍然可以提供一種裝置，以使得當(dāng)壓縮時(shí)運(yùn)動(dòng)是軸向的或者伴隨著輕微的背 側(cè)平移，并且使得當(dāng)前屈時(shí)允許后面單元分離和輕微的腹側(cè)平移，同 時(shí)允許繞推間盤后部轉(zhuǎn)動(dòng)。于是，本發(fā)明一方面提供一種允許一些有限運(yùn)動(dòng)的裝置，因此減 小作用于植入物不同組成部分以及受影響的推骨上的壓力。本發(fā)明另 一方面提供一種裝置，該裝置的運(yùn)動(dòng)用來模仿脊柱的彎曲運(yùn)動(dòng)。本發(fā) 明的幾個(gè)不同的實(shí)施方案實(shí)現(xiàn)了這些任務(wù)。本發(fā)明的一個(gè)不同方面就是提供一個(gè)幾何結(jié)構(gòu)上可適應(yīng)人體脊柱 解剖結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，同時(shí)提供一個(gè)可提供向前突出的轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)的結(jié)構(gòu)件。在第一個(gè)實(shí)施方案中，可使用可植入的彈性材料，或者使用外科 用的可植入的合金，它包括一個(gè)具有多個(gè)臂(例如，四個(gè)臂)且臂間 有內(nèi)部中空區(qū)域的幾何形狀。在此實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)例中，該幾何形狀是矩形的，以致幾何形狀的臂相互成90度角定位。 一旦因脊柱前屈 而變形時(shí)，該幾何形狀變形，且臂間的90度角改變以致幾何形狀伸展 并變成一個(gè)平行四邊形。本發(fā)明的一個(gè)不同方面，臂的會(huì)合節(jié)段包括 不完全圓形拐角?？商娲兀煌耆珗A形拐角可以是不同形狀的，例 如不完全三角。在本實(shí)施方案的一個(gè)不同方面中，幾何形狀的臂的內(nèi) 側(cè)壁的內(nèi)表面具有與幾何形狀的平面成90度角的內(nèi)表面。兩個(gè)桿臂靠 近兩個(gè)相對(duì)的拐角連接到在該幾何形狀的外面。桿臂使得該裝置連接 到連接器，該連接器將裝置連接到推弓根螺釘。在本實(shí)施方案的一個(gè) 不同方面，每個(gè)桿臂可沿該幾何形狀以不同角度和在不同位置定位， 因而當(dāng)脊柱前屈時(shí)影響幾何形狀平面上突出的樞軸點(diǎn)的位置。在又一個(gè)不同的實(shí)施方案中，動(dòng)態(tài)固定裝置采用至少兩個(gè)相鄰幾何形狀，所述幾何形狀以可折疊的方式作用，但是該實(shí)施方案有助于 把有效樞軸點(diǎn)相對(duì)于該裝置向前突出。因而，該突出樞軸點(diǎn)模仿該裝 置連接的推骨的自然轉(zhuǎn)動(dòng)軸線。在本實(shí)施方案的一個(gè)變體中，多于兩 個(gè)的相鄰幾何形狀組合形成該裝置的柔性部分。本實(shí)施方案和它的變 體的一個(gè)方面在于，在增加更多的幾何形狀的同時(shí)可以使用更小的幾 何形狀。因此，能夠提供輪廓更小的動(dòng)態(tài)固定裝置，而同時(shí)具有有效 的樞軸點(diǎn)，該樞軸點(diǎn)向前突出一段充足的距離以模仿該裝置連接的推 骨的自然轉(zhuǎn)動(dòng)軸線。在又一個(gè)不同的實(shí)施方案中，提供一個(gè)動(dòng)態(tài)固定裝置，其包括一 個(gè)作為該裝置的柔性部分的改進(jìn)的幾何形狀。該改進(jìn)的幾何形狀包含 一個(gè)開孔或空隙區(qū)域，以允許該裝置為適應(yīng)脊柱的前屈而伸長和變形。在本發(fā)明又一個(gè)不同的實(shí)施方案中，動(dòng)態(tài)融合裝置包括一個(gè)具有 內(nèi)部中空區(qū)域的幾何形狀，優(yōu)選地該中空區(qū)域有傾斜的內(nèi)側(cè)壁。該特 征允許裝置沿著幾何形狀平面橫向的方向彎曲。內(nèi)側(cè)壁角度能根據(jù)要 求的樞軸點(diǎn)突出距離而變化，該樞軸點(diǎn)充當(dāng)該裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的虛擬軸線。本發(fā)明的其他實(shí)施方案包括柔性前-后節(jié)段、被一個(gè)或多個(gè)區(qū)域使 用桿部中關(guān)節(jié)限制的前-后節(jié)段、柔性可折疊的節(jié)段和/或鉸鏈部分。雖然本說明書中描述的動(dòng)態(tài)固定裝置起到自然調(diào)控制在該裝置內(nèi) 的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線或轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域的作用，但把推間盤設(shè)想作為該裝置的組成部 分也是有利的。如果假定推間盤能夠承受與平移栽荷相反的軸向載荷， 可使用這種承受能力控制推間盤厚度，以及同時(shí)控制該植入物和推骨 構(gòu)造的前部。因而，在又一個(gè)不同實(shí)施方案中，這允許一個(gè)具有可轉(zhuǎn) 動(dòng)的前-后節(jié)段的后部構(gòu)造來把平移有效控制在該分節(jié)構(gòu)造的特定運(yùn) 動(dòng)范圍內(nèi)。雖然允許輕微平移，但平移完全是在自然轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)。該 實(shí)施方案優(yōu)選地包括帶銷的鉸接的部分。如果前-后節(jié)段或鉸接的臂被 設(shè)計(jì)為彈性節(jié)段，它的功能取決于小于使該節(jié)段彎曲所需的力的平移 力。控制該節(jié)段的橫截面的形狀能使得脊柱向前彎曲，而仍能保持在 植入狀況下所受力的范圍內(nèi)的壓縮承受能力。對(duì)于上述裝置，第一和第二桿臂連接到該柔性構(gòu)造的任一端，桿 臂的另 一端連接到連接器，這些連接器又連接到插入到脊柱推骨中的 推弓根螺釘。在前屈和后伸過程中，每塊稚骨相對(duì)于下方的椎骨做弧形運(yùn)動(dòng)。弧形的中心位于運(yùn)動(dòng)推骨的之下。動(dòng)態(tài)融合裝置提供一種能 允許推骨運(yùn)動(dòng)的裝置，具有向前或前面突出的樞軸位置，該樞軸位置 模仿并基本上與該裝置連接的推骨的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)樞軸點(diǎn)對(duì)齊。因此，本 發(fā)明的動(dòng)態(tài)融合裝置提供一個(gè)能模仿脊柱推骨運(yùn)動(dòng)的用于融合的可彎 曲桿。本發(fā)明各種實(shí)施方案的動(dòng)態(tài)部分當(dāng)它們被拉伸時(shí)伸長，當(dāng)它們被 壓縮時(shí)縮短。該特性使得該裝置能夠用推弓根螺釘系統(tǒng)植入到脊柱中， 并且當(dāng)實(shí)際的構(gòu)造被定位在脊柱背側(cè)時(shí)，它使得脊柱起作用好像在脊 柱的前柱內(nèi)有一個(gè)柔性構(gòu)造。應(yīng)用中，最初由內(nèi)科醫(yī)生確認(rèn)有問題的推間盤。手術(shù)過程中，穿 過覆蓋于脊柱植入位置的皮膚和肌肉開一切口。然后第一推弓根螺釘 插入第一塊推骨，第二推弓根螺釘插入第二塊推骨。然后使用可調(diào)節(jié) 連接器或者使用被整體上制成動(dòng)態(tài)固定裝置一部分的端部連接器，外 科醫(yī)生把動(dòng)態(tài)固定裝置與推弓根螺釘連接。在本發(fā)明內(nèi)容中描述了不同的實(shí)施方案，但這些實(shí)施方案絕不旨 在限制"本發(fā)明"，應(yīng)參考具體實(shí)施方式
、附圖以及權(quán)利要求書，從 整體上確定本發(fā)明真正的范圍和內(nèi)涵。應(yīng)該明白，本發(fā)明內(nèi)容不可能 包括本發(fā)明的所有方面和實(shí)施方案，也不意味以任何方式的限制和約 束，并且應(yīng)該明白，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解本說明書所描述的 發(fā)明包括對(duì)其進(jìn)行明顯的改進(jìn)和變體。另外，雖然上面大部分的論述 集中在裝置和特定構(gòu)造上，但是本發(fā)明的涉及手術(shù)方法，制造這些裝 置的方法以及使用方法的許多方面也應(yīng)被理解為是本發(fā)明的一部分。通過下面的論述，特別是當(dāng)與附圖放在一起時(shí)，本發(fā)明的其他優(yōu) 點(diǎn)會(huì)變得十分明顯。
圖1是在中立位的兩塊推骨的側(cè)視立體圖； 圖2是圖1所示的兩塊推骨在屈曲情況下的側(cè)視立體圖； 圖3a是與推弓根螺釘一起使用的動(dòng)態(tài)固定裝置第一實(shí)施方案的 側(cè)^L圖；圖3b是圖3a所示的裝置固定到中立位兩塊推骨的側(cè)視立體圖；圖3c是圖3a所示的裝置固定到屈曲位兩塊推骨的側(cè)視立體圖； 圖4a是與推弓根螺釘一起使用的動(dòng)態(tài)固定裝置的一個(gè)不同的實(shí)施方案的側(cè)視圖；圖4b是圖4a所示的裝置固定到中立位兩塊推骨的側(cè)視立體圖； 圖4c是圖4a所示的裝置固定到屈曲位兩塊堆骨的側(cè)視立體圖； 圖5a是與推弓根螺釘一起使用的如圖4a所示的動(dòng)態(tài)固定裝置的改進(jìn)的側(cè)視圖；圖6a是動(dòng)態(tài)固定裝置一個(gè)不同的實(shí)施方案的前視立體圖； 圖6b是圖6a所示裝置的前視圖； 圖6c是圖6a所示裝置的后視圖； 圖6d是圖6a所示裝置的側(cè)視圖；圖6e是圖6a所示的裝置固定到中立位兩塊推骨的側(cè)視立體圖； 圖6f是圖6a所示的裝置固定到屈曲位兩塊推骨的側(cè)視立體圖； 圖7a是與推弓根螺釘一起使用的動(dòng)態(tài)固定裝置的一個(gè)不同的實(shí)施方案的側(cè)視圖；圖7b是圖7a所示的裝置固定到中立位兩塊推骨的側(cè)視立體圖； 圖7c是圖7a所示的裝置固定到屈曲位兩塊推骨的側(cè)視立體圖； 圖8a是與推弓根螺釘一起使用的動(dòng)態(tài)固定裝置的一個(gè)不同實(shí)施方案的側(cè)^L圖；圖9a是與推弓根螺釘一起使用的動(dòng)態(tài)固定裝置的一個(gè)不同實(shí)施 方案的側(cè)視圖；圖9b是圖9a所示的裝置固定到中立位兩塊推骨的側(cè)視立體圖； 圖9c是圖9a所示的裝置固定到屈曲位兩塊推骨的側(cè)立體圖； 圖10a是與推弓根螺釘一起使用的動(dòng)態(tài)固定裝置的一個(gè)不同實(shí)施 方案的側(cè)^L圖；圖10b是圖10a所示的裝置的一部分的側(cè)視圖；圖10c是圖10a所示的裝置固定到中立位兩塊推骨的側(cè)視立體圖；圖10d是圖10a所示的裝置固定到屈曲位兩塊推骨的側(cè)視立體圖；圖lla-lld顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的另一種裝置；圖12a-12d顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的又一種裝置；圖13a和13d仍顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的又一種裝置；圖14a-14d顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的另一種裝置；和 圖15a-15c顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的另一種裝置。 以上所列附圖不必成比例。另外，附圖也可能為了圖解裝置的運(yùn) 動(dòng)和/或圖解結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)而被放大。
具體實(shí)施方式
雖然本發(fā)明在下文結(jié)合附圖會(huì)更詳細(xì)地描述，附圖中顯示了具體 的實(shí)施方案和植入方法，但是開始就應(yīng)理解，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可 以修改本文描述的發(fā)明，同時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能和效果。因此，下面 的說明內(nèi)容可理解為在本發(fā)明廣闊的范圍內(nèi)的具體結(jié)構(gòu)、方面和特征 的說明和示例，而不能看作此范圍的限制。如上所述，在每個(gè)推間關(guān)節(jié)或堆間盤D處，前屈包括一個(gè)向前的 矢狀面的轉(zhuǎn)動(dòng)和小幅度前移的組合。本發(fā)明的不同實(shí)施方案允許受控 轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)把平移限制在可接受的正常的生理范圍內(nèi)。現(xiàn)在參見圖3a，顯示了動(dòng)態(tài)固定裝置10的第一個(gè)實(shí)施方案的側(cè) 視圖。動(dòng)態(tài)固定裝置10包括一個(gè)與第一桿端14和第二桿端16連接的 幾何形狀12。第一桿端14和第二桿端16優(yōu)選地連接到連接器18a和 18b，這些連接器依次連接到推弓根螺釘20。當(dāng)該裝置固定到患者推 骨的時(shí)候，推弓根螺釘20插入到推骨的推弓根。連接器18a和18b可 以是這種形式的，它們可被分別整體成形為第一桿端14和第二桿端 16的一部分。替代地，連接器中的一個(gè)或兩個(gè)可以是不同形式的連接 器，它們能分別可選擇地定位在第一桿端14或第二桿端16的長度上， 以致在擰緊連接器來固定連接裝置10和推弓根螺釘20之前，第一桿 端14和第二桿端16在連接器內(nèi)是可調(diào)節(jié)的(例如，可滑動(dòng)地調(diào)節(jié))。仍參見圖3a，顯示了在中立位的動(dòng)態(tài)固定裝置10。如上所述，動(dòng) 態(tài)固定裝置10包括位于第一桿端14和第二桿端16之間的一個(gè)幾何形 狀12。更具體地，在一個(gè)實(shí)施方案中動(dòng)態(tài)固定裝置10包括一個(gè)基本 矩形或基本菱形的幾何形狀12，該幾何形狀有4個(gè)臂22a， 22b, 22c 及22d。臂22a, 22b， 22c及22d的內(nèi)部是中空區(qū)域或孔24。為了替 代開口區(qū)域，孔24可由柔韌的或彈性的織物(未示出)制成和/或覆 蓋。在動(dòng)態(tài)固定裝置10的一個(gè)不同方面，幾何形狀12的中心線偏離 于動(dòng)態(tài)固定裝置10的縱軸線。更具體地，如圖3a所示，動(dòng)態(tài)固定裝置 IO有一根貫穿第一桿端14和第二桿端16的中心線的縱軸線L-L。然 而，幾何形狀12的中心線CL-CL相對(duì)于動(dòng)態(tài)固定裝置10的縱軸線L-L 向后偏移。該偏移便于動(dòng)態(tài)固定裝置IO前屈中的彎曲，但阻止后伸中 的彎曲。該實(shí)施方案的一個(gè)方面，當(dāng)裝置10處于中立位時(shí)，幾何形狀12 的臂22a，22b，22c和22d相互成預(yù)期的角度(例如，約成90度角)定 位。例如，臂22a位于相對(duì)臂22b和22d約成90度角的位置。同樣地， 臂22c位于相對(duì)臂22b和22d約成90度角的位置。 一旦幾何形狀12 由于脊柱前屈而變形，幾何形狀12變形并且臂間角發(fā)生改變。仍參見圖3a,在動(dòng)態(tài)固定裝置10的又一個(gè)不同方面，臂間的會(huì) 合節(jié)段26包括縮減的尺寸。更具體地，臂22a和22b的尺寸在臂22a 與臂22b相交的附近較小。同樣地，臂22b和22c的尺寸在臂22b與 臂22c相交的附近也較小。臂22c和22d之間，臂22d和22a之間的 會(huì)合節(jié)段也是相同情況。在會(huì)合節(jié)段26處臂22a， 22b， 22c和22d 縮減的尺寸允許更多的臂間柔韌性。如圖3a所示，會(huì)合節(jié)段26包括 臂間的不完全圓形拐角。可替代地，該不完全圓形拐角可以是不同的 形狀，例如是不完全三角(未示出)。因此，動(dòng)態(tài)固定裝置10優(yōu)選地 在會(huì)合節(jié)段26附近包括變窄或變薄的臂。進(jìn)一步說明的是，會(huì)合節(jié)段 26用作幾何形狀12的彈性鉸鏈。如圖3b和圖3c中示出的實(shí)例所示，顯示出第一桿端14基本保持 不動(dòng)。第二桿端16在圖3b所示的中立位或第一位28和圖3c所示的 屈曲位或第二位30之間移動(dòng)。在第一位28和第二位30之間移動(dòng)時(shí)， 動(dòng)態(tài)固定裝置IO伸長并且還繞有效樞軸點(diǎn)32轉(zhuǎn)動(dòng)。幾何形狀12提供 一個(gè)有效樞軸點(diǎn)32，該樞軸點(diǎn)位于第一桿端14和第二桿端16的縱軸 線L-L的前面或前部。在第一位28和第二位30之間移動(dòng)過程中，動(dòng) 態(tài)固定裝置10發(fā)生變形，因此它會(huì)彎曲并且伸長。使用中，外科醫(yī)生首先開個(gè)切口，然后插入推弓根螺釘20。隨后， 優(yōu)選地，用連接器18a和18b將動(dòng)態(tài)固定裝置10的第一桿端14和第 二桿端16連接到插入脊柱推骨Vi和V2中的推弓根螺釘20。在前屈和后伸過程中，每塊推骨相對(duì)于下面的推骨呈現(xiàn)弧形運(yùn)動(dòng)。弧的中心位于運(yùn)動(dòng)推骨的下方。動(dòng)態(tài)固定裝置IO設(shè)有一個(gè)允許上面的推骨Vi運(yùn) 動(dòng)到屈曲位或第二位30的裝置，具有相比于裝置IO處于中立位時(shí)它 的縱軸線L-L的位置向前或前面突出的樞軸位置32。在圖3a所示實(shí)施方案的改進(jìn)中，與一個(gè)大矩形不同，幾何形狀 U可再分成四個(gè)較小的矩形(未示出)。依據(jù)它的有效樞軸點(diǎn)，用四 個(gè)較小的矩形來構(gòu)成幾何形狀的改進(jìn)方案仍起一個(gè)較大的矩形的作 用。在本實(shí)施方案的另一個(gè)替代性改進(jìn)中，幾何形狀12可采取菱形的 形式(未示出)。在這種改進(jìn)中，有效樞軸點(diǎn)會(huì)突出在動(dòng)態(tài)固定裝置 前方(或前面) 一定距離處。因而，根據(jù)它的結(jié)構(gòu)，幾何形狀12使得 樞軸點(diǎn)能夠延伸出該裝置的范圍。當(dāng)動(dòng)態(tài)固定裝置IO植入到稚骨后方 時(shí)，該裝置仍然會(huì)允許一個(gè)基本位于該裝置之前的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)。因此，根 據(jù)動(dòng)態(tài)固定裝置的幾何結(jié)構(gòu)，更具體地，根據(jù)幾何形狀12的幾何結(jié)構(gòu)， 本發(fā)明能夠產(chǎn)生大致相當(dāng)于患者脊柱的自然樞軸點(diǎn)的有效樞軸點(diǎn)32?，F(xiàn)參見圖4a,顯示了動(dòng)態(tài)固定裝置34—個(gè)不同實(shí)施方案的側(cè)視 圖。圖4a中的動(dòng)態(tài)固定裝置34采用兩個(gè)相鄰且連接的基本幾何形狀 36a和36b?；編缀涡螤?6a和36b充當(dāng)兩個(gè)可折疊的形狀，該可折 疊的形狀隨著脊柱彎曲期間動(dòng)態(tài)固定裝置34伸長和轉(zhuǎn)動(dòng)而伸展和柔 性向前彎曲。箭頭A示出了當(dāng)動(dòng)態(tài)固定裝置34轉(zhuǎn)動(dòng)和伸長時(shí)第二桿端 16的大體運(yùn)動(dòng)方向。仍參見圖4a，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，基本幾何形狀36a和36b 包括若干個(gè)臂?；編缀涡螤?6a包括前臂38a和后臂40a。相似地， 基本幾何形狀36b包括前臂38b和后臂40b。優(yōu)選地，前臂38a通過 交叉臂"與后臂40b相連。相似地，前臂38b通過交叉臂44與后臂 40a相連。雖然不是必需的，但使用位于交叉臂42和交叉臂44上的 銷46，交叉臂42可鉸接地連接交叉臂44。如同上述的動(dòng)態(tài)固定裝置 10 —樣，優(yōu)選地，在會(huì)合節(jié)段46附近臂變窄或變薄。在基本幾何形 狀36a的交叉臂42，前臂38a和后臂40a之間存在一個(gè)孔24a，并且 在基本幾何形狀36b的交叉臂44,前臂38b和后臂40b之間存在另一 個(gè)孔24b。為替代開口區(qū)域，孔24a和24b可被成形為柔韌的或彈性 的織物(未示出)。圖4b和圖4c分別顯示處于中立位和屈曲位的動(dòng)態(tài)固定裝置34。 基本幾何形狀36a和36b的作用是產(chǎn)生一個(gè)向前突出的有效樞軸點(diǎn) 32，該樞軸點(diǎn)基本與它所連接的推骨的轉(zhuǎn)動(dòng)樞軸點(diǎn)相匹配。因此，圖 4a-4c中的裝置基本限制了它所連接的推骨的平移，但仍允許一定量 的前屈。通常，伴隨前屈發(fā)生的彎曲等于該構(gòu)造伸長時(shí)前臂38a與前 臂38b之間夾角的變化。優(yōu)選地，第一桿端14與前臂38a之間是剛性 連接，第二桿臂16與前臂38b之間也是剛性連接。在動(dòng)態(tài)固定裝置34的一個(gè)不同方面中，基本幾何形狀36a和36b 的中心線相對(duì)于動(dòng)態(tài)固定裝置34的縱軸線向后偏移。更具體地，如圖 4a所示，動(dòng)態(tài)固定裝置34有一根穿過第一桿端14和第二桿端16的 中心線的縱軸線L-L。但是，基本幾何形狀36a和36b的中心線CL-CL 相對(duì)于動(dòng)態(tài)固定裝置34的縱軸線L-L向后偏移。該偏移提供第一桿端 14成為前臂38a的延伸的自然固定，并且提供第二桿端16成為前臂 38b的延伸的自然固定?，F(xiàn)參見圖5a，在圖4a所示實(shí)施方案的改型中，兩個(gè)以上的基本 幾何形狀可包含在動(dòng)態(tài)固定裝置34'中。更具體地，具有基本幾何形狀 36a和36b的動(dòng)態(tài)固定裝置34可被改型為包括第三、第四、第五或任 意數(shù)目的附加的基本幾何形狀。例如，圖4a所示裝置的基本幾何形狀 36a和36b分別示出了兩個(gè)基本菱形形狀特征。然而，如圖5a所示， 第三個(gè)基本菱形36c可增加到幾何形狀36a和36b。在不同的基本幾 何形狀之間，可使用可選銷46。替代地，四個(gè)(未示出)、五個(gè)(未 示出)或者更多的幾何形狀可集中在一起以構(gòu)成動(dòng)態(tài)固定裝置。多個(gè) 基本幾何結(jié)構(gòu)在尺寸和/或整體形狀構(gòu)形上可有所差別，這可以根據(jù)所 使用的數(shù)量變化。例如，如在動(dòng)態(tài)固定裝置34'中，使用三個(gè)基本幾何 形狀36a， 36b和36c時(shí)，優(yōu)選地，每個(gè)幾何形狀的外形尺寸小于如圖 4a所示的動(dòng)態(tài)固定裝置34中示出的兩個(gè)基本幾何形狀36a和36b。增 加基本幾何形狀使樞軸點(diǎn)32與使用的基本幾何形狀的數(shù)量成比例地 向前突出?，F(xiàn)參見圖6a-6f，在本發(fā)明的一個(gè)不同實(shí)施方案中，動(dòng)態(tài)固定裝 置50包括帶內(nèi)部中空區(qū)域24的幾何形狀12，其中該裝置50沿著橫 切幾何形狀12的平面52的方向彎曲。內(nèi)部中空區(qū)域24優(yōu)選地包括傾斜的內(nèi)表面54。那就是說，內(nèi)側(cè)壁56擁有與幾何形狀12的平面52 成角6的內(nèi)表面54。內(nèi)表面54的角e可以是固定值，或者在裝置中 它能改變。作為非限制性的實(shí)例，6在裝置50的頂部可以是60度， 在裝置50的底部變化到約90度。現(xiàn)參見圖6a-6c，內(nèi)部中空區(qū)域24優(yōu)選地包括四個(gè)不完全圓形拐 角或會(huì)合節(jié)段26。第一桿端14和第二桿端16連接到兩個(gè)相對(duì)的不完 全圓形拐角或會(huì)合節(jié)段26。每一桿端14和16與幾何形狀12的每個(gè) 相鄰邊約成135度角定位。然而，在本實(shí)施方案的一個(gè)替換的方面， 每一桿端14和16可與幾何形狀12的臂成不同角度的定位。如同裝置 IO—樣，不完全圓形拐角或會(huì)合節(jié)段26可以是不同的形狀，如不完 全三角。同樣地，機(jī)械鉸鏈而不是彈性鉸鏈可被包含在會(huì)合節(jié)段26。如圖6d所示，推弓根螺釘20垂直于幾何形狀12的平面52取向。 連接器18a， 18b用來將推弓根螺釘20連接到動(dòng)態(tài)固定裝置50的第一 桿端14以及第二桿端16。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，連接器18a, 18b可被制成動(dòng)態(tài)固定裝置50的一個(gè)組成部分，或者連接器18a， 18b 可以是單獨(dú)的裝置。在使用中，當(dāng)動(dòng)態(tài)固定裝置50連接到兩個(gè)前屈的 推骨時(shí)，隨著該裝置轉(zhuǎn)動(dòng)和/或彎曲，該裝置膨脹。現(xiàn)參見圖7a-7c,顯示了動(dòng)態(tài)固定裝置的又一不同的實(shí)施方案。 動(dòng)態(tài)固定裝置58包括四根基本筆直的剛性臂節(jié)段。這些剛性臂節(jié)段包 括下臂60a，第一中臂60b，第二中臂60c，以及上臂60d。下臂60a 和上臂60d分別與連接器18a和18b相連，連接器然后與推弓根螺釘 20連接。利用銷46，下臂60a鉸接地連接到各中臂60b和60c的一端。 上臂60d鉸接地連接到各中臂60b和60c的另一端。四個(gè)鉸接點(diǎn)之間 是四邊形的孔24。在前屈過程中，上臂60d朝上和朝前移動(dòng)，因此迫 使中臂60b和60c向下轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，中臂60b和60c與上臂60d的鉸 接連接使得上臂能夠向上移動(dòng)，而中臂60b和60c與下臂60a的鉸接 連接阻止過分平移或過度轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)態(tài)固定裝置58使得上部推骨朝上和 朝前移動(dòng)，也阻止它所連接的推骨過分平移?，F(xiàn)參見圖8a,顯示了動(dòng)態(tài)固定裝置又一個(gè)不同的實(shí)施方案。圖8a 所示的動(dòng)態(tài)固定裝置 62是一個(gè)以一個(gè)前-后節(jié)段 (anterior-posterior segment ) 64定裝置62包括第一桿端14,其有一個(gè)以角度oc朝向一前-后節(jié)段64 延伸的桿臂65。通過桿臂65和下推弓根螺釘20之間的剛性連接，角 oc相對(duì)于推弓根螺釘20是固定的。相似地，桿臂73通過剛性連接固 定到上推弓根螺釘20。第一桿端14的桿臂65在彎66處連接該前-后 節(jié)段64。更具體地，形成桿臂65和前-后節(jié)段64間連接的彎66可以 是連續(xù)結(jié)構(gòu)件，這樣桿臂65和前-后節(jié)段64可基本上是一個(gè)包括彎 66的連續(xù)整體件。替代地，彎66可以是一帶有銷的鉸接連接，其連 接桿臂65和前-后節(jié)段64。前-后節(jié)段64與桿臂65之間的間隔為角0 。仍參見圖8a，在彎66處，前-后節(jié)段64向后延伸到彎68。中間 桿節(jié)段70從位于前-后節(jié)段64后部的彎68延伸到彎72,彎72形成 到第二桿端16的桿臂73的連接。彎72形成中間桿節(jié)段70和桿臂73 之間的交叉和連接。彎72可以是一個(gè)連續(xù)結(jié)構(gòu)件，這樣中間桿段70 和桿臂73可基本上是一個(gè)包括彎72的連續(xù)整體件，或者彎72可以是 一個(gè)連接中間桿節(jié)段70和桿臂73的連接器。中間桿節(jié)段70與前-后 節(jié)段64之間的間隔為角d)。第一桿端14和第二桿端16優(yōu)選地分別使用連接器18a和18b連 接到推弓才艮螺釘20。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，連接器18a， 18b 可被制成動(dòng)態(tài)固定裝置62末端的一個(gè)組成部分，或者它們可以是單獨(dú) 的裝置。仍參見圖8a所示的本實(shí)施方案的實(shí)例，動(dòng)態(tài)固定裝置62也有一 個(gè)由連接器18a和18b的中心確定的縱軸線L-L。桿臂65 —般位于縱 軸線L-L之前，中間桿段70—般位于縱軸線L-L之后，前-后節(jié)段64 在縱軸線L-L的前后兩側(cè)均有部分。本實(shí)施方案的一個(gè)方面，優(yōu)選地，彎68用作鉸鏈，并且如果動(dòng)態(tài) 固定裝置62連接的稚骨受到壓縮，彎68能向下移動(dòng)。另外，彎68能 向上移動(dòng)以適應(yīng)推骨前屈。彎68和前-后節(jié)段64的這一運(yùn)動(dòng)十分接近 人體推骨正常的運(yùn)動(dòng)弧形。壓縮時(shí)，彎68沿下弧路線74向下移動(dòng)。 下弧路線74產(chǎn)生于動(dòng)態(tài)固定裝置62受到壓縮并且前-后節(jié)段64朝向 桿臂65移動(dòng)，因此減小了角P。在典型患者中，隨著彎68沿下弧形 74移動(dòng)，角P可以減小高達(dá)30度。為實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)，動(dòng)態(tài)固定裝置62的彎68優(yōu)選地包括一個(gè)允許其作為鉸鏈的結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地，彎68可包 括銷75。如圖8a所示，銷75顯示在中立位。然而，在壓縮過程中， 銷75'顯示在下部位置。當(dāng)推骨前屈時(shí)，彎68沿著上弧路線76向上 移動(dòng)。上弧路線76產(chǎn)生于動(dòng)態(tài)固定裝置62伸長并且前-后節(jié)段64向 上移動(dòng)時(shí)，因此增大了角P。在典型患者中，隨著彎68沿上弧形76 移動(dòng)，角P可以增加高達(dá)30度。對(duì)于不少患者，前-后節(jié)段64的中立 位自水平面向下傾斜，彎68定位低于彎66。因而，相對(duì)于前屈延伸 量，角P具有較小的可允許的壓縮量。在伸長狀態(tài)下，銷75'，顯示在 上部位置。壓縮時(shí)角cj)會(huì)減小，并且當(dāng)動(dòng)態(tài)固定裝置在前屈過程伸長 時(shí)角小會(huì)增大。本發(fā)明不同的實(shí)施方案允許推骨微量平移運(yùn)動(dòng)，但允許的平移的 量是在人體推骨正常運(yùn)動(dòng)的生理限制范圍內(nèi)。例如，對(duì)于圖8a所示的 實(shí)施方案，隨著銷75沿著下弧形路線74和上弧形路線76向前移動(dòng)時(shí)， 推骨會(huì)輕微平移，正如從中立位稍微向前移動(dòng)的銷75'和銷75"的位置 所證明的。現(xiàn)參見圖9a-9c,顯示了動(dòng)態(tài)固定裝置又一個(gè)不同的實(shí)施方案。 動(dòng)態(tài)固定裝置78包括三個(gè)基本筆直的臂節(jié)段。這些節(jié)段包括下臂80a, 第一中臂80b和上臂80c。下臂80a和上臂80c分別連接到連接器18a 和18b，然后連接器連接到推弓根螺釘20。使用銷46,下臂80a鉸接 地連接到中臂80b的一端。中臂80b的另一端鉸接地連接到(例如，用 銷46)上臂80c。前屈過程中，上臂80c向上和向前移動(dòng)，由此迫使中 臂80b向下轉(zhuǎn)動(dòng)。因而，中臂80b與上臂80c的鉸接連接允許中臂80b 向上和向前轉(zhuǎn)動(dòng)，而中臂80b和下臂80a之間的連接阻止過分平移或 過度轉(zhuǎn)動(dòng)。與裝置62中前-后節(jié)段的作用相似，本實(shí)施方案中的中臂 80b充當(dāng)前-后節(jié)段，其允許前屈時(shí)一定范圍的運(yùn)動(dòng)，但阻止推骨過度 平移。因此，動(dòng)態(tài)固定裝置78允許上推骨向上和微量向前移動(dòng)，但阻 止它所連接的推骨過分平移?，F(xiàn)參見圖10a，顯示了動(dòng)態(tài)固定裝置又一個(gè)不同的實(shí)施方案。動(dòng) 態(tài)固定裝置82包括連接第一桿端14的第一桿件84和連接第二桿端 16的第二桿件86,其中第一桿端14和第二桿端16分別用連接器18a 和18b連接到推弓根螺釘20。第一桿件84和第二桿件86從前面和從后面限制一個(gè)彈簧88。另外，橫桿90在側(cè)面限制彈簧88，并且橫桿 90也把第一桿件84連接到第二桿件86。動(dòng)態(tài)固定裝置82的結(jié)構(gòu)提供 一個(gè)也能伸長的鉸接裝置，因此適應(yīng)前屈時(shí)兩相鄰?fù)乒钦５纳磉\(yùn) 動(dòng)。這些部件的結(jié)構(gòu)和功能將在下文詳細(xì)描述。仍參見圖10a，第一桿件84優(yōu)選地包括一個(gè)沿其后側(cè)的凹面92， 其中第一桿件84的凹面92幫助提供彈簧88的前面限制。第二桿件 86優(yōu)選地包括一個(gè)沿其前側(cè)的凹面94,其中第二桿件86的凹面94幫 助提供彈簧88的后面限制。如上所述，橫桿90 (虛線表示)連接第一桿件84和第二桿件86。 優(yōu)選地，橫桿90包括一塊帶有鉸鏈銷46的板96，該銷貫穿板96的 兩端定位。板96顯示在圖10b中。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，第一桿 件84包括用來容納第一鉸鏈銷46的第一凹口 98。相似地，第二桿件 86包括用來容納第二鉸鏈銷46的第二凹口 98。板96跨越彈簧88的 限制區(qū)100,并且連接第一桿件84和第二桿件86，同時(shí)從側(cè)面限制桿 件84和86之間的彈簧88以及阻止彈簧88跑出限制區(qū)100。在本實(shí) 施方案的一個(gè)不同方面，橫桿90可以用一個(gè)件制成。即，板96和鉸 鏈銷46結(jié)構(gòu)可由一個(gè)件機(jī)械加工而成或者通過其他方式制造。例如但不限于，優(yōu)選地，彈簧88是一個(gè)對(duì)于動(dòng)態(tài)固定裝置82有 適當(dāng)彈簧系數(shù)的圓柱形彈簧。另外，彈簧88也可采取彈性材料的形式， 如合適大小的形狀諸如盤形或球形的硅樹脂插入物。在脊柱的前屈運(yùn) 動(dòng)過程中，第二桿件86向上向前移動(dòng)。在該移動(dòng)過程中，彈簧88在 第一桿件84和第二桿件86之間滾動(dòng)。因?yàn)閺椈?8滾動(dòng)，所以第一桿 件84和第二桿件86之間的摩擦最小。因而，通過調(diào)整彈簧的形狀以 及限制區(qū)100內(nèi)壁的形狀和紋理，能夠改變彈簧的滾動(dòng)能力。更具體 地可以分別改變第一桿件84和第二桿件86的凹面92和"的形狀和 表面紋理，以調(diào)整第二桿件86相對(duì)于第一桿件84的伸長過程中運(yùn)動(dòng) 的幅度和難易。由于彈簧88能被壓縮，所以它可變形，因此允許彎曲。 除了受限制區(qū)100的形狀以及凹面92和94的紋理的控制，壓縮量還 受彈簧特性控制，如彈簧材料類型，直徑和壁厚。關(guān)于限制區(qū)100的 形狀，對(duì)于彈簧88，凹面92和94用作限制區(qū)100的壓縮面。可以改 變凹面92和94的曲面形狀來控制該構(gòu)造伸長時(shí)彈簧的壓縮程度。例如，參見圖10a，凹面92和94的彎曲部分可以是平坦的，由此影響 前屈后伸過程中限制區(qū)100內(nèi)彈簧88的反應(yīng)?，F(xiàn)參見圖10c和10d，分別顯示了中立位和屈曲位的動(dòng)態(tài)固定裝 置82。為了清晰起見，橫桿90在圖10c和10d中以虛線示出。與圖 10c所示的中立位對(duì)比，圖10d的伸長位置顯示了彈簧88向上滾動(dòng)并 且也被輕微壓縮。選擇彈簧88的特性，以致在前屈過程中允許彈簧預(yù) 期的壓縮量；不過，彈簧88要足夠堅(jiān)硬以阻止脊推的過量平移。因?yàn)榈诙U件86鉸接地連接到第一桿件84，動(dòng)態(tài)固定裝置82能 夠伸長，由此允許第二桿件86相對(duì)于第一桿件84的垂直運(yùn)動(dòng)。因此， 動(dòng)態(tài)固定裝置82的結(jié)構(gòu)提供一個(gè)能伸長的鉸接裝置，因此適應(yīng)脊柱正 常的生理運(yùn)動(dòng)。動(dòng)態(tài)固定裝置82應(yīng)用于提供脊柱的分段實(shí)施的運(yùn)動(dòng)控制，因?yàn)槊?個(gè)指定接受植入物的運(yùn)動(dòng)節(jié)段能夠擁有一個(gè)通過尺寸和彈簧常數(shù)定做 的動(dòng)態(tài)固定裝置，由此提供患者在希望的正常生理范圍內(nèi)受控的運(yùn)動(dòng)。在跨越兩塊推骨的典型使用中，動(dòng)態(tài)固定裝置IO， 34, 34', 50, 58， 62， 78和82的總長約為15到35毫米。動(dòng)態(tài)固定裝置的幾何形 狀或鉸鏈結(jié)構(gòu)優(yōu)選地占據(jù)植入物的中央?yún)^(qū)域，該植入物橋接兩塊推骨。 即，該幾何形狀或鉸鏈結(jié)構(gòu)僅占了植入物的一部分，因此允許第一桿 端14和第二桿端16成為整體的桿件，這些桿件使用連接器與推弓根 螺釘連接。對(duì)于那些包括幾何形狀或鉸鏈結(jié)構(gòu)的裝置，這些結(jié)構(gòu)一般 會(huì)占總長的約15到20毫米?，F(xiàn)參見圖lla-lld，顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的動(dòng)態(tài)固定裝置 102。該裝置包括前-后節(jié)段104，該節(jié)段包括位于脊柱橫向和/或基本 位于脊柱的前-后方向?qū)?zhǔn)的弧形鼓起形狀(contoured shape) 106。 相比另一方向(后伸)，前-后節(jié)段104能相對(duì)容易地沿一個(gè)方向(前 屈)彎曲。另外，前-后節(jié)段104阻止在該節(jié)段的平面上的運(yùn)動(dòng)，這相 當(dāng)于阻止了平移。因而，動(dòng)態(tài)固定裝置102至少適應(yīng)了前屈的推骨的 一些轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)也阻止推骨的平移。前-后節(jié)段104可以具有約為20毫米的前后尺寸，約為10毫米的 側(cè)寬；然而，前-后節(jié)段的尺寸預(yù)期可以根據(jù)許多因素變化，這些因素 包括要求的活動(dòng)量，接受該植入物的患者的身材，以及制造該裝置所使用的尺寸和材料類型。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，動(dòng)態(tài)固定裝置102 在前屈時(shí)提供約IO度左右的轉(zhuǎn)動(dòng)，在后伸時(shí)提供約負(fù)2度左右的轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)參見圖lla，整體上顯示了以包含弧形鼓起形狀106的前-后節(jié) 段104為特征的動(dòng)態(tài)固定裝置102。當(dāng)裝置102在前屈中伸長時(shí)，弧 形鼓起形狀106允許動(dòng)態(tài)固定裝置102繞有效樞軸點(diǎn)32轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)態(tài)固 定裝置102包括與第一桿端14連接或與其是一整體的第一桿件108, 以及與第二桿端16連接或與其是一整體的第二桿件110，其中第一桿 端14和第二桿端16分別用連接器18a和18b與推弓4艮螺釘20連接。 第一桿件108和第二桿件110前后連接前-后節(jié)段104或與該前-后節(jié) 段104是一整體。根據(jù)本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施方案，前-后節(jié)段104和桿 件108和IIO之間的連接，互連或連接部分可包括柔性連接，例如活 動(dòng)鉸鏈或銷連接。至少動(dòng)態(tài)固定裝置102的某些部分可以是由一種或多種的材料制 成，這些材料在醫(yī)用時(shí)具有適當(dāng)?shù)某惺軄碜匀梭w栽荷所必需的強(qiáng)度特 性。另外，可以選擇這些材料以提供預(yù)期的柔性特性。根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)施方案，可用來制造動(dòng)態(tài)固定裝置102的至少一些部分的材料實(shí)例 包括，但不限于，聚醚醚塑料(polyether ether plastics)，如聚 醚醚酮(PEEK)，聚醚酮酮(PEKK)，高強(qiáng)高模聚乙烯(UHMWPE)以及 聚曱基丙烯酸甲酯(PMMA);金屬，如鈦和不銹鋼；復(fù)合材料；以及 其他組織相容的材料。仍參見圖lla所示本實(shí)施方案的實(shí)例，動(dòng)態(tài)固定裝置102也有由 連接器18a和18b的中心確定的縱軸線L-L。桿件108 —般位于縱軸 線L-L的前面，桿件110 —般基本位于縱軸線L-L的位置或位于縱軸 線L-L后面。根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案，前-后節(jié)段104有位于 縱軸線L-L的前側(cè)和后側(cè)的部分。另外，動(dòng)態(tài)固定裝置所植入的患者 身體決定了上和下的方向。更具體地，向上或朝患者頭部的方向確定 為上方，向下或朝患者腳部的方向確定為下方。在本發(fā)明的至少一個(gè) 實(shí)施方案中，桿件108取向?yàn)橄路剑瑮U件110取向?yàn)樯戏健，F(xiàn)參見圖llb，顯示前-后節(jié)段的放大圖。根據(jù)本發(fā)明的至少一些 實(shí)施方案，前-后節(jié)段包括弧形鼓起形狀106以幫助使得能夠朝一個(gè)與 另一方向相反的方向上運(yùn)動(dòng)，其中該弧形鼓起可包括如一個(gè)或多個(gè)的凹坑112的形狀。在圖llb所示的實(shí)施方案中，前-后節(jié)段104的特征 在于，基本位于縱軸線L-L后面、或者至少位于第二凹坑112b后面的 第一凹坑112a。另外，在圖llb所示的實(shí)施方案中，第二凹坑112b 基本位于縱軸線L-L前面。第一凹坑112a包括一凹面，該凹面,皮定向 為凹面朝下。第二凹坑112b包括一凹面，該凹面4皮定向?yàn)榘济娉稀?可替換地，內(nèi)-后節(jié)段104可包括除凹坑112以外的形狀。例如，弧形 鼓起形狀106可包括具有多種朝向凹陷的橢圓形輪廓，例如朝上和朝 下。其他形狀的前-后節(jié)段104也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。包括凹坑112的 前-后節(jié)段104是由能允許預(yù)定彎曲量的材料制成的。帶凹坑的反向形 狀106允許優(yōu)選地在特定位置朝一個(gè)方向上而不是另一個(gè)方向上彎 曲。特別地，凹坑112朝向凹面具有較小的抗彎能力，而背向凹面有 較大的抗彎能力。正如圖llc和圖lld所示實(shí)例，顯示了第一桿端14基本保持不動(dòng)。 第二桿端16在圖llc所示的中立位或第一位114和圖lld所示屈曲位 或第二位116之間移動(dòng)。在第一位114和第二位116之間移動(dòng)中，動(dòng) 態(tài)固定裝置102伸長或適應(yīng)伸長，并且它也在繞生理轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域或繞有 效樞軸點(diǎn)32轉(zhuǎn)動(dòng)。于是反向形狀106提供一個(gè)位于縱軸線L-L之前或 前面的有效樞軸點(diǎn)32。在第一位114和第二位116之間移動(dòng)的過程中， 動(dòng)態(tài)固定裝置102發(fā)生變形，由此它彎曲和伸長以適應(yīng)在它所連接的 推骨前屈中的至少一些運(yùn)動(dòng)。有效樞軸點(diǎn)32是由裝置102的幾何結(jié)構(gòu) 提供的，包括在脊柱前屈和后伸過程中反向形狀106的運(yùn)動(dòng)。圖lld 所示的脊柱運(yùn)動(dòng)是朝向凹坑112b彎曲且與凹坑112a彎曲相反。因而， 凹坑112b提供較小的運(yùn)動(dòng)阻力，凹坑112a提供了較大的運(yùn)動(dòng)阻力。 弧形鼓起形狀106的這一反應(yīng)允許一個(gè)大致位于前-后節(jié)段104中心的 點(diǎn)大致沿圖lla所示的路徑113運(yùn)動(dòng)并且繞有效樞軸點(diǎn)32轉(zhuǎn)動(dòng)。相似 的運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)在脊柱后伸的過程中，其中動(dòng)態(tài)固定裝置102受到輕微地 壓縮。這一運(yùn)動(dòng)與凹坑112b的彎曲相反且朝向凹坑112a的彎曲。因 而，凹坑112b提供了較大的運(yùn)動(dòng)阻力，凹坑112a提供較小的運(yùn)動(dòng)阻 力。前-后節(jié)段104的該運(yùn)動(dòng)允許動(dòng)態(tài)固定裝置102以十分近似人體推 骨正常生理運(yùn)動(dòng)的方式移動(dòng)。現(xiàn)參見圖12a-12d,顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的動(dòng)態(tài)固定裝置118。該裝置包括柔性桿件120和122，以及與脊柱橫向?qū)?zhǔn)和/或 基本位于相對(duì)脊柱成前-后方向的前-后節(jié)段124。動(dòng)態(tài)固定裝置118 能沿一個(gè)方向(前屈)比另一個(gè)方向(后伸)相對(duì)容易地彎曲。另外， 動(dòng)態(tài)固定裝置118阻止在前-后節(jié)段平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，這相當(dāng)于阻止了平 移運(yùn)動(dòng)。因而，動(dòng)態(tài)固定裝置118適應(yīng)了前屈的推骨的至少一些轉(zhuǎn)動(dòng)， 而也阻止了推骨的平移。前-后節(jié)段124的可以具有約為20毫米的前-后尺寸以及約為10 毫米的側(cè)寬；但是前-后節(jié)段的尺寸預(yù)期可以根據(jù)許多因素改變，這些 因素包括要求的運(yùn)動(dòng)量，接受植入物的患者身材以及制造裝置所用的 的尺寸和材料類型。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，動(dòng)態(tài)固定裝置118提供 在前屈中約IO度左右的轉(zhuǎn)動(dòng)，后伸中約負(fù)2度的轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)參見圖12a，總體上顯示了以第一柔性桿件120,第二柔性桿件 122以及前-后節(jié)段124為特征的動(dòng)態(tài)固定裝置118。當(dāng)動(dòng)態(tài)固定裝置 118在前屈中延伸時(shí)，柔性桿件120和122允許動(dòng)態(tài)固定裝置118繞 有效樞軸點(diǎn)32轉(zhuǎn)動(dòng)。第一柔性桿件120連接第一桿端14,該第一桿 端通過連接器18a又連接推弓根螺釘20。第二柔性桿件122連接第二 桿端16，該第二桿端通過連接器18b又連接推弓根螺釘20。第一桿件 120和第二桿件122分別在前面和后面連接前-后節(jié)段124。根據(jù)本發(fā) 明的至少一個(gè)實(shí)施方案，在前-后節(jié)段124和桿件120和122之間的連 接，互連或連接部分可包括柔性連接，例如活動(dòng)鉸鏈或銷連接。至少動(dòng)態(tài)固定裝置118的某些部分可由一種或多種材料制成，這 些材料在醫(yī)用時(shí)具有適當(dāng)?shù)某惺軄碜匀梭w栽荷所必需的強(qiáng)度特性。另 外，可以選擇這些材料以提供預(yù)期的柔性特性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方 案，可用來制造動(dòng)態(tài)固定裝置118的至少一些部分的材料實(shí)例包括， 但不限于，聚醚醚塑料，如聚醚醚酮(PEEK)，聚醚酮酮(PEKK), 高強(qiáng)高模聚乙烯(UHMWPE)以及聚曱基丙烯酸曱酯(P醒A);金屬， 如鈦和不銹鋼；復(fù)合材料；以及其他組織相容的材料。仍參見圖12a所示本實(shí)施方案的實(shí)例，動(dòng)態(tài)固定裝置118也有由 連接器18a和18b的中心確定的縱軸線L-L。桿件120 —般位于縱軸 線L-L的前面，桿件122 —般基本位于縱軸線L-L的位置或位于縱軸 線L-L后面。根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案，前-后節(jié)段124有位于縱軸線L-L的前側(cè)和后側(cè)的部分。柔性桿件120和122設(shè)有允許桿件 彎曲的關(guān)節(jié)。圖12a顯示了桿件120的關(guān)節(jié)126a,以及桿件122的關(guān) 節(jié)126b。為了更清楚地說明關(guān)節(jié)的功能，下面的描述參照桿件120的 關(guān)節(jié)126a。正如所理解的那樣，桿件122的關(guān)節(jié)126b以相似的方式 起作用。關(guān)節(jié)126a連接下面的柔性桿部120a和上面的柔性桿部120b。 關(guān)節(jié)126a允許柔性桿件120在定義在下面的柔性桿部120a和前-后節(jié) 段124之間的角入之間彎曲。相似地，角m限定關(guān)節(jié)126b的運(yùn)動(dòng)范圍。
圖12b顯示了柔性桿件120的關(guān)節(jié)126a的細(xì)節(jié)視圖。根據(jù)本發(fā)明 至少一個(gè)實(shí)施方案，關(guān)節(jié)126a由軸向以兩個(gè)節(jié)段130為邊緣的節(jié)段 128組成。節(jié)段130包括一系列凹入部分132。根據(jù)本發(fā)明至少一個(gè)實(shí) 施方案，凹入部分132或者朝向桿件120的前側(cè)，或者朝向桿件120 的后側(cè)。因此，改進(jìn)的節(jié)段130包括一系列在朝后的凹入部分132a和 朝前的凹入部分132b之間交替的凹入部分132。凹入部分132可使用 本領(lǐng)域已知的技術(shù)制造，例如，去除材料，在桿上開槽或者通過噴射 模塑法制成凹入部分132。另外，在關(guān)節(jié)126a和126b處提供柔性的 其他結(jié)構(gòu)在本發(fā)明的范圍內(nèi)，例如變薄部分，新月形節(jié)段等等。
如圖12c和12d示出的實(shí)例所示，第一桿端14顯示為基本保持不 動(dòng)。第二桿端16在圖12c所示的中立位或第一位134和圖12d所示屈 曲位或第二位136之間移動(dòng)。在第一位134和第二位136之間移動(dòng)中， 動(dòng)態(tài)固定裝置118伸長并且它也繞生理轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域或繞有效樞軸點(diǎn)32轉(zhuǎn) 動(dòng)。具有一個(gè)或多個(gè)關(guān)節(jié)126a和126b的柔性桿件120和122，以及 前-后節(jié)段124 —起提供了 一個(gè)位于縱軸線L-L之前或前面的有效樞軸 點(diǎn)32。在第一位134和第二位136之間移動(dòng)的過程中，動(dòng)態(tài)固定裝置 118發(fā)生變形，由此它彎曲和伸長，以適應(yīng)在它所連接的推骨的前屈 中的至少一些運(yùn)動(dòng)。有效樞軸點(diǎn)32是由裝置118的幾何結(jié)構(gòu)提供的， 包括關(guān)節(jié)126a和126b的彎曲。當(dāng)動(dòng)態(tài)固定裝置118伸長時(shí)，關(guān)節(jié)126a 彎曲以致角入增大。相似地，關(guān)節(jié)126b彎曲以致角iu增大。這使得裝 置如圖12d所示彎曲。當(dāng)關(guān)節(jié)126a和關(guān)節(jié)126b彎曲時(shí)，允許動(dòng)態(tài)固 定裝置118繞有效樞軸點(diǎn)32轉(zhuǎn)動(dòng)。該運(yùn)動(dòng)允許動(dòng)態(tài)固定裝置118以十 分近似人體推骨正常生理運(yùn)動(dòng)的方式運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)參見圖13a-13d,顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的動(dòng)態(tài)固定裝置136。該裝置包括部分折疊的桿節(jié)段138。該部分折疊的桿節(jié)段138可 以比另一個(gè)方向(后伸)相對(duì)容易地朝一個(gè)方向(前屈)彎曲。另外， 部分折疊的節(jié)段138阻止在該節(jié)段平面上的運(yùn)動(dòng)，這相當(dāng)于阻止平移 運(yùn)動(dòng)。因而，動(dòng)態(tài)固定裝置136至少適應(yīng)推骨前屈中的一些轉(zhuǎn)動(dòng)，同 時(shí)也阻止推骨的平移。
部分折疊的節(jié)段138可具有約為20毫米前-后尺寸；但是該部分 折疊的桿節(jié)段138的尺寸預(yù)期可根據(jù)許多因素改變，包括要求的運(yùn)動(dòng) 量，接受植入物的患者身材以及制造裝置所用的尺寸和材料類型。根 據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，動(dòng)態(tài)固定裝置136提供前屈中約IO度左右的轉(zhuǎn) 動(dòng)，后伸中約負(fù)2度的轉(zhuǎn)動(dòng)。
現(xiàn)參見圖13a，總體上顯示了以一個(gè)部分折疊的節(jié)段138為特征 的動(dòng)態(tài)固定裝置136。當(dāng)動(dòng)態(tài)固定裝置136在前屈中伸長時(shí)，該部分 折疊的節(jié)段138允許動(dòng)態(tài)固定裝置136繞有效樞軸點(diǎn)32轉(zhuǎn)動(dòng)。該折疊 節(jié)段與第一桿端14和第二桿端16相連。分別通過連接器18a和18b， 第一桿端14和第二桿端16又連接到推弓# 螺釘20。動(dòng)態(tài)固定裝置136 也有由連接器18a和18b的中心確定的縱軸線L-L。
至少動(dòng)態(tài)固定裝置136的某些部分可由一種或多種材料制成，這 些材料在醫(yī)用時(shí)具有適當(dāng)?shù)某惺軄碜匀梭w載荷所必需的強(qiáng)度特性。另 外，可以選擇這些材料以提供預(yù)期的柔性特性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方 案，可用來制造動(dòng)態(tài)固定裝置136的至少一些部分的材料實(shí)例包括， 但不限于，聚醚醚塑料，如聚醚醚酮(PEEK),聚醚酮酮(PEKK), 高強(qiáng)高模聚乙烯(UHMWPE)以及聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA);金屬， 如鈦和不銹鋼；復(fù)合材料；以及其他組織相容的材料。
仍參見圖13a所示本實(shí)施方案的實(shí)例，部分折疊的節(jié)段138包括 一系列基本平面的節(jié)段140。部分折疊的節(jié)段138可以由互連的元件 制成，或者，可替代地，由一單塊材料機(jī)械加工而成。柔性關(guān)節(jié)，例 如活動(dòng)絞鏈141，連接相鄰的平面節(jié)段140。根據(jù)本發(fā)明的至少一些實(shí) 施方案，該平面節(jié)段140具有四邊形的形狀。每個(gè)平面節(jié)段有兩條基 本以前-后方向取向的邊142a和142b，并且有兩條基本以上-下方向 取向的邊144a和144b。根據(jù)本發(fā)明至少一些實(shí)施方案，位于縱軸線 L-L之后的邊144a的長度長于位于縱軸線L-L之前的邊144b的長度。該長度差別允許折疊的節(jié)段138以類似于日本扇的方式展開。圖13b 顯示折疊的節(jié)段138從后面至前面方向上的局部視圖，。
如圖13c和13d示出的實(shí)例所示，第一桿端14顯示為基本保持不 動(dòng)。第二桿端16在圖13c所示的中立位或第一位146和圖13d所示屈 曲位或第二位148之間移動(dòng)。在第一位146和第二位148之間移動(dòng)中， 動(dòng)態(tài)固定裝置136伸長或適應(yīng)伸長，并且它也繞生理轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域或繞有 效樞軸點(diǎn)32轉(zhuǎn)動(dòng)。部分折疊的節(jié)段138從而提供一個(gè)位于縱軸線L-L 之前或前面的有效樞軸點(diǎn)32。在第一位146和第二位148之間移動(dòng)的 過程中，動(dòng)態(tài)固定裝置136發(fā)生變形，由此它彎曲和伸長，以適應(yīng)在 它連接的推骨的前屈中的至少一些運(yùn)動(dòng)。
折疊的節(jié)段138允許動(dòng)態(tài)固定裝置136伸長以及繞有效樞軸點(diǎn)32 轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖13a和13b所示，平面節(jié)段140都在朝向脊柱的方向上成 角度。特別地，平面節(jié)段140都位于在動(dòng)態(tài)固定裝置136前面的一點(diǎn) 匯合的多條直線上。該點(diǎn)提供動(dòng)態(tài)固定裝置136有效樞軸點(diǎn)近似的位 置。當(dāng)動(dòng)態(tài)固定裝置136伸長時(shí)，折疊的節(jié)段138展開并能繞有效樞 軸點(diǎn)32轉(zhuǎn)動(dòng)。這允許裝置如圖13d所示一樣彎曲。該運(yùn)動(dòng)允許動(dòng)態(tài)固 定裝置118以十分近似人體推骨正常生理運(yùn)動(dòng)的方式運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也阻 止生理上異常的平移運(yùn)動(dòng)量。
現(xiàn)參見圖14a-14d，顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的動(dòng)態(tài)固定裝置 150。該裝置包括一個(gè)部分折疊的桿節(jié)段152。該部分折疊的桿節(jié)段152 可以比另一個(gè)方向(后伸)相對(duì)容易地朝一個(gè)方向(前屈)彎曲。另 外，部分折疊的節(jié)段152阻止在該節(jié)段平面上的運(yùn)動(dòng)，這相當(dāng)于阻止 平移運(yùn)動(dòng)。因而，動(dòng)態(tài)固定裝置150至少適應(yīng)推骨前屈中的一些轉(zhuǎn)動(dòng)， 同時(shí)也阻止推骨的平移。
部分折疊的節(jié)段152可以具有約為20毫米的前-后尺寸；但是該 部分折疊的節(jié)段152的尺寸預(yù)期可根據(jù)許多因素改變，包括要求的運(yùn) 動(dòng)量，接受植入物的患者身材以及制造裝置所用的尺寸和材料類型。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，動(dòng)態(tài)固定裝置150提供前屈中約IO度左右的 轉(zhuǎn)動(dòng)，后伸中約負(fù)2度的轉(zhuǎn)動(dòng)。
現(xiàn)參見圖14a，總體上顯示了以一個(gè)部分折疊的節(jié)段152為特征 的動(dòng)態(tài)固定裝置150。當(dāng)動(dòng)態(tài)固定裝置150在前屈中伸長時(shí)，該部分折疊的節(jié)段152允許動(dòng)態(tài)固定裝置150繞有效樞軸點(diǎn)32轉(zhuǎn)動(dòng)。該部分 折疊的節(jié)段152連接到第一桿端14和第二桿端16。第一桿端14和第 二桿端16通過連接器18a和18b又分別連接推弓根螺釘20。
至少動(dòng)態(tài)固定裝置150的某些部分可由一種或多種材料制成，這 些材料在醫(yī)用時(shí)具有適當(dāng)?shù)某惺軄碜匀梭w載荷所必需的強(qiáng)度特性。另 外，可以選擇這些材料以提供預(yù)期的柔性特性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方 案，可用來制造動(dòng)態(tài)固定裝置150的至少一些部分的材料實(shí)例包括， 但不限于，聚醚醚塑料，如聚醚醚酮(PEEK)，聚醚酮酮(PEKK)， 高強(qiáng)高模聚乙烯(UHMWPE)以及聚甲基丙烯酸曱酯(PMMA);金屬， 如鈦和不銹鋼；復(fù)合材料；以及其他組織相容的材料。
部分折疊的節(jié)段152包括一系列平面節(jié)段154。柔性關(guān)節(jié)，諸如 活動(dòng)鉸鏈156，連接相鄰的平面節(jié)段154。部分折疊的節(jié)段152可由互 連的元件制成，或者，可替代地，由一單塊材料機(jī)械加工而成。根據(jù) 本發(fā)明的至少一些實(shí)施方案，該平面節(jié)段154具有矩形的形狀。每個(gè) 平面節(jié)段154有兩條基本以前-后方向取向的邊156a和156b,并且有 兩條基本以上-下方向取向的邊158a和158b。如圖14a所示，動(dòng)態(tài)固 定裝置150也有由連接器18a和18b的中心確定的縱軸線L-L。根據(jù) 本發(fā)明至少一些實(shí)施方案，位于縱軸線L-L后面的邊158a的長度與 位于縱軸線L-L前面的邊158b的長度一樣。雖然平面節(jié)段154的這 兩條邊長度相同，但如果該部分折疊的節(jié)段154由足夠彈性的材料制 成的話，它會(huì)適應(yīng)動(dòng)態(tài)固定裝置150的轉(zhuǎn)動(dòng)。圖14b顯示折疊的節(jié)段 152從后面至前面方向上的局部視圖，。
如圖14c和14d示出的實(shí)例所示，第一桿端14顯示為基本保持不 動(dòng)。第二桿端16在圖14c所示的中立位或第一位160和圖14d所示屈 曲位或第二位162之間移動(dòng)。在第一位160和第二位162之間移動(dòng)中， 動(dòng)態(tài)固定裝置150伸長或適應(yīng)伸長，并且它也繞生理轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域或繞有 效樞軸點(diǎn)32轉(zhuǎn)動(dòng)。部分折疊的節(jié)段138提供一個(gè)位于縱軸線L-L之前 或前面的有效樞軸點(diǎn)32。在第一位160和第二位162之間移動(dòng)的過程 中，動(dòng)態(tài)固定裝置160發(fā)生變形，由此它彎曲和伸長，以適應(yīng)在它連 接的推骨的前屈中的至少一些運(yùn)動(dòng)。
折疊的節(jié)段152允許動(dòng)態(tài)固定裝置150伸長以及繞有效樞軸點(diǎn)32轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)脊柱從圖14c所示的中立位移動(dòng)到圖14d所示的屈曲位，動(dòng) 態(tài)固定裝置150伸長。這一伸長使折疊的節(jié)段150展開。這使得裝置 能夠如圖14d—樣彎曲。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，繞有效樞軸點(diǎn)32的 轉(zhuǎn)動(dòng)是由于平面節(jié)段和部分折疊的節(jié)段的柔性關(guān)節(jié)是由具有足夠強(qiáng) 度和允許所述運(yùn)動(dòng)的柔性的材料制成。這些材料可包括，但不限于PEEK 和PEKK。該運(yùn)動(dòng)允許動(dòng)態(tài)固定裝置150以十分近似人體推骨正常生理 運(yùn)動(dòng)的方式運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)參見圖15a-15c，顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的動(dòng)態(tài)固定裝置 170。該裝置包括多個(gè)由鉸鏈174連接的節(jié)段172。這些鉸接的節(jié)段172 能比朝另一個(gè)方向(后伸)相對(duì)容易地朝一個(gè)方向(前屈)彎曲。另 外，這些鉸接的節(jié)段172阻止在該節(jié)段平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，這相當(dāng)于阻止 了平移運(yùn)動(dòng)。因而動(dòng)態(tài)固定裝置170至少適應(yīng)推骨的前屈中的一些轉(zhuǎn) 動(dòng)，同時(shí)也阻止推骨的平移。
現(xiàn)參見圖15a，顯示了以多個(gè)鉸接的節(jié)段172為特征的動(dòng)態(tài)固定 裝置170。在本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施方案中，鉸鏈174包括銷176,這些 銷從動(dòng)態(tài)固定裝置170向前或前面取向。鉸鏈174的銷176的該取向 提供了向前或前面突出的樞軸點(diǎn)32，該樞軸點(diǎn)類似于脊柱前屈時(shí)第一 推骨相對(duì)于第二推骨的自然樞軸點(diǎn)。動(dòng)態(tài)固定裝置170以下鉸接的節(jié) 段172a，上鉸接的節(jié)段172b，以及內(nèi)鉸接的節(jié)段172c為特征。下和 上鉸接的節(jié)段172a和172b分別鉸接地連接于連接器18a和18b。內(nèi) 鉸接的節(jié)段172c置于下和上鉸接的節(jié)段172a和172b之間，并且鉸接 于下和上鉸接的節(jié)段172a和172b。連接器18a和18b各自連接推弓 根螺釘20。為了展示鉸鏈174的結(jié)構(gòu)，連接上鉸接的節(jié)段172b兩端 的鉸鏈174在圖15a中顯示為分開。
動(dòng)態(tài)固定裝置170可能是由一種或多種材料制成，這些材料在醫(yī) 用時(shí)具有適當(dāng)?shù)某惺軄碜匀梭w載荷所必需的強(qiáng)度特性。另外，可以選 擇這些材料以提供所需的柔性特性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，可用來 制造動(dòng)態(tài)固定裝置170的至少一部分的材料實(shí)例包括，但不限于塑 料，如聚醚醚酮(PEEK),聚醚酮酮(PEKK)，高強(qiáng)高模聚乙烯(UHMWPE) 以及聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA);更優(yōu)選地，金屬，如鈦和不銹鋼。 另外，該裝置170可由材料的組合，復(fù)合材料，以及其他組織相容的材料制成。
仍參見圖15a所示本實(shí)施方案的實(shí)例，動(dòng)態(tài)固定裝置170也有一 個(gè)由連接器18a和18b的中心確定的縱軸線L-L。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施 方案，下鉸接的節(jié)段172a，上鉸接的節(jié)段17b以及內(nèi)鉸接的節(jié)段17c 大致位于一個(gè)垂直于推弓根螺釘20的平面內(nèi)并且與縱軸線L-L成銳 角。
圖15b和圖15c示出了動(dòng)態(tài)固定裝置170的功能。圖15b示出了 處于中立位182的動(dòng)態(tài)固定裝置170，其中脊柱既不前屈也不后伸。 與連接器18a連接的推弓根螺釘20連接到下推骨。與連接器18b連接 的推弓根螺釘20連接到上推骨。圖15c表示處于屈曲位184的動(dòng)態(tài)固 定裝置170。在第一位182和第二位184之間移動(dòng)中，動(dòng)態(tài)固定裝置 170伸長并且它也繞有效樞軸點(diǎn)32轉(zhuǎn)動(dòng)。在此前屈運(yùn)動(dòng)過程中，該多 個(gè)鉸接的節(jié)段172以上下排成更直的方式轉(zhuǎn)動(dòng)，以致至少節(jié)段172和 l"b逐漸平行于縱軸線L-L排列，因此使動(dòng)態(tài)固定裝置170伸長并且 使上推骨相對(duì)于下推骨向前轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，用來制造該裝置的相對(duì)剛性 的材料阻止在前-后方向上的移動(dòng)，因而阻止兩塊相互連接的推骨的平 移。鉸接的節(jié)段172的該運(yùn)動(dòng)允許動(dòng)態(tài)固定裝置170以十分近似人體 推骨正常生理運(yùn)動(dòng)的方式運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，動(dòng)態(tài)固定裝 置170提供前屈中約IO度左右的轉(zhuǎn)動(dòng)，后伸中約負(fù)2度的轉(zhuǎn)動(dòng)。
對(duì)于跨越一個(gè)關(guān)節(jié)的動(dòng)態(tài)固定裝置170，它在長度上會(huì)伸展最高 達(dá)約5到10毫米，并且會(huì)向前轉(zhuǎn)動(dòng)最高達(dá)5到IO度以適應(yīng)脊柱的前 屈。很顯然，可用不同尺寸的動(dòng)態(tài)固定裝置170來滿足每個(gè)不同患者 的特別需要。更具體地，身材高大的人需要相對(duì)較大的動(dòng)態(tài)固定裝置， 而身材矮小的患者需要相對(duì)較小的動(dòng)態(tài)固定裝置，如兒童或嬌小的女 性。但是，有限數(shù)量的尺寸可以足夠覆蓋大部分患者。對(duì)任一給定的 裝置，與推骨運(yùn)動(dòng)節(jié)段所需的前屈和固定裝置平面相關(guān)的分離相一致 的動(dòng)態(tài)固定裝置可能的伸長量是可預(yù)期的。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，本說明書中描述的鉸鏈可以不包括銷。 更具體地，圖3a、 4a、 5a、 6a、 7a、 8a、 9a、 lla、 12a、 13a及14a 所示的本發(fā)明的實(shí)施方案可以包括柔性元件，例如活動(dòng)鉸鏈。
動(dòng)態(tài)固定裝置能用來柔性固定多個(gè)推骨?？商娲兀瑒?dòng)態(tài)固定裝置可被定位在推骨需要彎曲的特定位置，而剛性桿可用于醫(yī)生希望的 其他位置。使用中，剛性桿部分可能被弄彎，由此影響幾何形狀鉸接 的結(jié)構(gòu)的植入位置，從而影響有效樞軸點(diǎn)。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是由一種或多種材料制成，這些材料在醫(yī)用時(shí)具有 適當(dāng)?shù)某惺軄碜匀梭w載荷所必需的強(qiáng)度特性。另外，這些材料與人體 相容。優(yōu)選地，這些材料包括陶瓷、塑料、金屬或者碳纖維復(fù)合材料。 更優(yōu)選地，這些材料是由鈦、鈦合金或者不銹鋼制成的。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是由一種或多種材料制成，這些材料在醫(yī)用時(shí)具有 適當(dāng)?shù)某惺軄碜匀梭w載荷所必需的強(qiáng)度特性。另外，這些材料與人體 相容。優(yōu)選地，這些材料包括陶瓷、塑料、金屬或者碳纖維復(fù)合材料。 更優(yōu)選地，這些材料是由鈦、鈦合金或者不銹鋼制成的。
本發(fā)明范圍內(nèi)的塑料材料的實(shí)例包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚 酮酮(PEKK)、任意選自聚芳醚酮(PAEK)族的材料、高強(qiáng)高模聚乙 烯(UHMWPE)以及聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)、聚酯塑料(PET )、氟 化乙烯丙烯(FEP)、聚氨酯(PU)、聚酰亞胺(PI )、聚對(duì)苯二曱酸 丁二酯(PBT)、聚氨酯橡膠(PUR)。另外，硅和硅橡膠是可用的， 還有聚砜、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂以及聚氰酸酯。
固定裝置的元件可由射線可透的聚合物制成，使得一旦植入患者， 該裝置能夠通過射線成像的方法看到。這樣的射線可透材料的實(shí)例包 括聚醚醚酮和聚醚酮酮。
選擇的與人體相容的材料應(yīng)該對(duì)有機(jī)和無機(jī)化學(xué)物有抗耐性，有
合適的強(qiáng)度和剛度特性，對(duì)大的溫度范圍的影響有抗耐性，并且耐水 解和腐蝕。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，植入骨中的動(dòng)態(tài)固定裝置的元件能由骨 移植材料制成。這些材料可以是同種的，意味生長自相同種類的有機(jī) 體，或是異種的，意味著生長自不同種類的有機(jī)體。
下面的專利申請，它們的全部公開內(nèi)容通過引用并入本文中，包 含生物兼容材料的示例性應(yīng)用美國專利申請No.2005/0203519、美 國專利申請No. 2005/0203517、美國專利申請No. 2006/0041259、美國 專利申請2006/0064090以及美國專利申請No. 2003/0109880。
上文所述的替代構(gòu)型提供了不同的彎曲特性。根據(jù)特定患者所需的特殊設(shè)計(jì)，尺寸會(huì)變化。更具體地，與嬌小的女性所需的相比，高 大魁梧的男性所需的幾何形狀和鉸接的裝置的尺寸可能要大些。另夕卜, 本文中所描述的用來制造動(dòng)態(tài)固定裝置的材料類型也會(huì)影響所需的裝 置尺寸。本文中介紹的動(dòng)態(tài)固定裝置可用各種材料制成，優(yōu)選地由金 屬或者具有彈性特性的材料制成，更優(yōu)選地，由鈦合金或者外科用不 銹鋼制成。由于不同的材料具有不同的強(qiáng)度和彈性特性，因此所用材 料的類型會(huì)部分地決定需要在特定的患者中實(shí)現(xiàn)一定功能的桿部的尺 寸。
本說明書公開的裝置也能由熱記憶材料或在不同溫度下具有不同 彈性的材料制成。在本發(fā)明的這一方面，該部件可被加熱或冷卻到所 需的溫度，植入，然后允許被冷卻或加熱到在該裝置使用的期間所存 在的周圍環(huán)境的溫度，即正常的體溫。
可以理解，本發(fā)明可以應(yīng)用于除了脊柱植入物之外的醫(yī)療裝置。 例如，本發(fā)明可用在外部固定器系統(tǒng)。
另外，可以理解，本發(fā)明具有在醫(yī)療領(lǐng)域以外的應(yīng)用。本發(fā)明的 動(dòng)態(tài)固定裝置不限于醫(yī)用植入物。該裝置可用在減震應(yīng)用中。可替代 地，本發(fā)明也可用于固定任何兩個(gè)物體，例如在連接結(jié)構(gòu)中，以及應(yīng) 于于任何類型的帶活動(dòng)連接的機(jī)械裝置。其他非窮盡性的應(yīng)用可包括 連接任何有活節(jié)的裝置，例如農(nóng)具連接到拖拉機(jī)上。迄今它也可以用 在固定類型連接應(yīng)用中，例如連接天線到底座上。參閱本說明書提供 的指導(dǎo)(關(guān)于外科應(yīng)用)以及本說明中所描述的圖片，不同構(gòu)造領(lǐng)域 的技術(shù)人員會(huì)明白如何制造和使用本發(fā)明。
為了說明和描述的目的，呈現(xiàn)本發(fā)明的上述的敘述。上文內(nèi)容無 意于把本發(fā)明限制在本說明書所公開的形式內(nèi)。例如，在上文本發(fā)明 的詳細(xì)描述中，為了使描述流暢，本發(fā)明不同的特征被集中在一個(gè)或 多個(gè)的實(shí)施方案中。這種公開方式不應(yīng)被看作反映了所要求保護(hù)的發(fā) 明需要比在權(quán)利要求中所明確列出的特征更多的特征這一意圖。相反， 正如下面的權(quán)利要求所反映的，創(chuàng)造性方面存在于單個(gè)上文所公開的 實(shí)施方案的所有特征之內(nèi)。因此下面的權(quán)利要求在此已被包含在本發(fā) 明的此具體說明書中，每一個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求基于其自身作為本發(fā)明的 一個(gè)不同的優(yōu)選實(shí)施方案。盡管本發(fā)明不同的實(shí)施方案已詳細(xì)介紹，但顯而易見本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員將會(huì)想到這些實(shí)施方案的改進(jìn)和調(diào)整。但是，應(yīng)明確理解的 是，這些改進(jìn)和調(diào)整是在如下面的權(quán)利要求中所述的本發(fā)明的主旨和 范圍內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種用于使用兩個(gè)連接器和兩個(gè)椎弓根螺釘柔性連接患者脊柱中至少兩塊腰椎的植入裝置，包括用于向前突出樞軸點(diǎn)的機(jī)構(gòu)；其中該用于向前突出樞軸點(diǎn)的機(jī)構(gòu)允許該至少兩塊腰椎中的第一塊能相對(duì)于該至少兩塊腰椎中的第二塊轉(zhuǎn)動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入裝置，其中該用于向前突出的機(jī)構(gòu) 包括一個(gè)具有弧形鼓起形狀的前-后取向的節(jié)段。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入裝置，其中該用于向前突出的機(jī)構(gòu) 包括被一個(gè)或多個(gè)區(qū)域使用相鄰桿部中的關(guān)節(jié)限制的前-后節(jié)段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入裝置，其中該用于向前突出的機(jī)構(gòu) 包括柔性的扇形節(jié)段。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入裝置，其中該用于向前突出的機(jī)構(gòu) 包括多個(gè)鉸鏈部分，至少所述多個(gè)鉸鏈部分的第一個(gè)相對(duì)于脊柱的前-后軸線橫向取向。
6. —種用于使用兩個(gè)連接器和兩個(gè)推弓根螺釘柔性連接患者脊 柱中至少兩塊推骨的植入裝置，包括具有第一端和第二端的桿，所述第一端用兩個(gè)連接器中的第一個(gè) 連接該推弓根螺釘中的第一個(gè)，所述第二端用兩個(gè)連接器中的第二個(gè) 連接該推弓根螺釘中的第二個(gè)；和用所述桿的第一桿臂連接第一桿端的前-后桿節(jié)段，所述前-后桿 節(jié)段用所述桿的第二桿臂連接所述第二桿端；其中該前-后桿節(jié)段向前突出一個(gè)樞軸點(diǎn)，該樞軸點(diǎn)允許該至少兩 塊推骨中的第一塊相對(duì)于該至少兩塊推骨中的第二塊轉(zhuǎn)動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的植入裝置，還包括 多個(gè)位于該前-后節(jié)段上的凹坑，其中該凹坑在朝向它們凹面方向具有小的抗彎能力并且在背向它們凹面方向具有很大的抗彎能力。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的植入裝置，其中所述多個(gè)凹坑包括 第一凹坑，被定向?yàn)槭沟迷摰谝话伎拥陌济娉蛳路剑缓?第二凹坑，被定向?yàn)槭沟迷摰诙伎拥陌济娉蛏戏剑?其中該第一凹坑位于該第二凹坑的后面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的植入裝置，還包括 與該第一桿臂成整體的第一關(guān)節(jié)，其中該第一關(guān)節(jié)允許該第一桿臂彎曲；和與該第二桿臂成整體的第二關(guān)節(jié)，其中該第二關(guān)節(jié)允許該第二桿 臂彎曲。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)態(tài)固定裝置，其中所述至少兩個(gè)桿 件中的至少一個(gè)由選自下面一組中的材料組成鈦，聚醚醚酮， 聚醚酮酮，高強(qiáng)高模聚乙烯，以及 聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)。
11. 一種用于使用兩個(gè)連接器和兩個(gè)推弓根螺釘柔性連接患者脊 柱中至少兩塊推骨的植入裝置，包括具有第一端和第二端的桿，所述第一端用該兩個(gè)連接器中的第一 個(gè)連接該推弓根螺釘中的第一個(gè)，所述第二端用該兩個(gè)連接器中的第 二個(gè)連接該推弓根螺釘中的第二個(gè)；和位于所述第一端和所述第二端之間的部分折疊的部分，其中在脊 柱前屈過程中該部分折疊的部分伸長。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的植入裝置，其中該部分折疊的部分包 括通過柔性關(guān)節(jié)互連的多個(gè)平面節(jié)段，其中該平面節(jié)段位于多條軸線 上，這些軸線會(huì)合在該部分折疊部分之前的一點(diǎn)上，和其中該平面節(jié) 段的取向向前突出 一個(gè)樞軸點(diǎn)，該樞軸點(diǎn)允許該至少兩塊推骨中的第 一塊相對(duì)于該至少兩塊推骨中的第二塊轉(zhuǎn)動(dòng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的植入裝置，其中該部分折疊的部分包 括通過柔性關(guān)節(jié)互連的多個(gè)平面節(jié)段，其中該互連的平面節(jié)段由具有 足夠強(qiáng)度和柔性的材料制成，以允許該植入裝置繞向前突出的樞軸點(diǎn) 轉(zhuǎn)動(dòng)，其中該植入裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)使得該至少兩塊推骨中的第一塊能夠相 對(duì)于該至少兩塊推骨中的第二塊轉(zhuǎn)動(dòng)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的動(dòng)態(tài)固定裝置，其中所述至少兩個(gè)桿 件中的至少一個(gè)由選自下面一組中的材料組成鈦，聚醚醚酮， 聚醚酮酮，以及 高強(qiáng)高模聚乙烯，聚甲基丙烯酸曱酯(PMMA)。
15. —種用于使用兩個(gè)連接器和兩個(gè)推弓根螺釘柔性連接患者脊 柱中至少兩塊推骨的植入裝置，包括具有第一端和第二端的桿，所述該第一端用該兩個(gè)連接器中的第 一個(gè)連接該推弓根螺釘中的第 一個(gè)，所述第二端用該兩個(gè)連接器中的 第二個(gè)連接該推弓根螺釘中的第二個(gè)；其中該桿還包括多個(gè)鉸接的部分，所述多個(gè)鉸接的部分中的至少 第一個(gè)橫向脊柱取向；和其中該多個(gè)鉸接的部分向前突出一個(gè)樞軸點(diǎn)，該樞軸點(diǎn)允許該至 少兩塊推骨中的第一塊相對(duì)于該至少兩塊推骨中的第二塊轉(zhuǎn)動(dòng)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的動(dòng)態(tài)固定裝置，其中所述至少兩個(gè)桿 件中的至少一個(gè)由選自下面一組中的材料組成鈦，聚醚醚酮， 聚醚酮酮，高強(qiáng)高模聚乙烯，以及 聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)。
17. —種用于柔性連接至少兩塊稚骨的植入裝置，該裝置包括 包括一個(gè)以上橫截面區(qū)域的塑料桿，其中該桿包括一個(gè)允許該桿隨該兩塊推骨的運(yùn)動(dòng)而彎曲的彈性鉸鏈。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的動(dòng)態(tài)固定裝置，其中所述至少兩個(gè)桿 件中的至少一個(gè)由選自下面一組中的材料組成鈦，聚醚醚酮， 聚醚酮酮，高強(qiáng)高模聚乙烯，以及 聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)。
19. 一種用于將至少第一推骨和第二推骨活動(dòng)互連的裝置，該裝 置包括第一和第二桿部；和至少一個(gè)基本前-后排列的與所述第一和第二桿部可操作地相關(guān) 聯(lián)的件；其中當(dāng)?shù)谝煌乒窍鄬?duì)于第二推骨前屈時(shí)所述第一桿部能相對(duì)于所 述第二桿部轉(zhuǎn)動(dòng)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的動(dòng)態(tài)固定裝置，其中所述至少兩個(gè)桿 件中的至少一個(gè)由選自下面一組中的材料組成鈦，聚醚醚酮， 聚醚酮酮，高強(qiáng)高模聚乙烯，以及 聚曱基丙烯酸甲酯(PMMA)。
21. —種用于柔性連接至少兩塊推骨的動(dòng)態(tài)固定裝置，該裝置包括包括塑料的桿，其中所述桿的至少一部分包括基本前-后的排列， 以及其中該桿適合于允許該桿隨著兩塊推骨的前屈運(yùn)動(dòng)而彎曲。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的動(dòng)態(tài)固定裝置，其中所述至少兩個(gè)桿 件中的至少一個(gè)由選自下面一組中的材料組成，包括鈦，聚醚醚酮， 聚醚酮酮，高強(qiáng)高模聚乙烯，以及 聚曱基丙烯酸曱酯(P匪A)。
23. —種用于柔性連接至少兩塊推骨的植入裝置，該裝置包括 包括至少一個(gè)彎曲部分的塑料桿，所述桿包括一個(gè)以上的橫截面區(qū)域，其中該桿向前突出一個(gè)樞軸點(diǎn)，其中該桿適于隨著該兩塊推骨 的前屈運(yùn)動(dòng)而彎曲。
24. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的動(dòng)態(tài)固定裝置，其中所述至少兩個(gè)桿 件中的至少一個(gè)由選自下面一組中的材料組成鈦，聚醚醚酮， 聚醚酮酮，高強(qiáng)高模聚乙烯，以及聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)。
25. —種用于植入患者的裝置，該裝置適于把患者中至少第一塊 推骨和第二塊推骨活動(dòng)互連，該裝置包括桿，其中所述桿的至少一部分包括塑料，所述桿具有柔性特性， 以使得一旦植入患者，該患者能通過至少一部分自然彎曲運(yùn)動(dòng)彎曲該 第一和第二推骨，其中當(dāng)彎曲所述桿的至少一個(gè)塑料部分時(shí)，該塑料 部分在至少一個(gè)平面內(nèi)彎曲，這相當(dāng)于自然前屈運(yùn)動(dòng)，其中該部分基 本被阻止在基本垂直于這一彎曲運(yùn)動(dòng)的主平面的平面內(nèi)的彎曲，其中 該基本約束是由于所述桿的特殊幾何結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的動(dòng)態(tài)固定裝置，其中所述至少兩個(gè)桿 件中的至少一個(gè)由選自下面一組中的材料組成鈦，聚醚醚酮， 聚醚酮酮，高強(qiáng)高模聚乙烯，以及 聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)。
27. —種用于人體脊柱動(dòng)態(tài)固定的具有桿軸線的桿狀元件，包括 連接第一骨固定元件的第一部分； 連接第二骨固定元件的第二部分；和第一柔性元件，當(dāng)力橫切該桿軸線作用于其上時(shí)，該第一柔性元 件能夠彈性變形，其中該第一部分和該第二部分能夠在該桿軸線的方向上彼此相對(duì) 不斷運(yùn)動(dòng)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的動(dòng)態(tài)固定裝置，其中所述至少兩個(gè)桿 件中的至少一個(gè)由選自下面一組中的材料組成鈦，聚醚醚酮，聚醚酮酮，高強(qiáng)高才莫聚乙烯，以及聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)。
29. —種動(dòng)態(tài)固定裝置，包括(a) 至少兩個(gè)推骨連接點(diǎn)；(b) 至少兩個(gè)桿件，所述桿件可操作地與所述連接點(diǎn)相關(guān)聯(lián)并且 還以某種方式可操作地互相關(guān)聯(lián)，以當(dāng)兩塊相鄰的推骨發(fā)生前屈時(shí)適 應(yīng)所述推骨正常的生理運(yùn)動(dòng)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的動(dòng)態(tài)固定裝置，其中所述連接點(diǎn)包括■Wt 7扭碌"
31. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的動(dòng)態(tài)固定裝置，其中所述桿件互相鉸 接地連接到一起。
32. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的動(dòng)態(tài)固定裝置，其中所述至少兩個(gè)桿 件中的至少一個(gè)由選自下面一組中的材料組成鈦，聚醚醚酮， 聚醚酮酮，高強(qiáng)高模聚乙烯，以及 聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)。
全文摘要
提供了一種動(dòng)態(tài)固定裝置，所述裝置允許其連接的椎骨當(dāng)前屈時(shí)在正常的生理運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)，同時(shí)也提供把平移運(yùn)動(dòng)限制在正常的生理范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)支撐。本發(fā)明包括柔性部分和適于連接椎弓根螺釘?shù)膬啥?。在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中，椎骨正常的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線基本能被該動(dòng)態(tài)固定裝置所復(fù)制。動(dòng)態(tài)固定裝置的柔性部分可包括柔性前-后節(jié)段、被一個(gè)或多個(gè)區(qū)域使用桿部中切口限制的前-后節(jié)段、彈性可折疊的節(jié)段和/或鉸鏈部分。
文檔編號(hào)A61F2/30GK101247764SQ200680030105
公開日2008年8月20日 申請日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者斯蒂芬·里特蘭德 申請人:斯蒂芬·里特蘭德