EA001334B1

EA001334B1 - Сращиваемое имплантируемое устройство и способ его применения

Info

Publication number: EA001334B1
Application number: EA200000326A
Authority: EA
Inventors: Нельсон Скарбораф; Джон В. Моррис
Original assignee: Остеотек, Инк.
Priority date: 1997-09-17
Filing date: 1997-09-17
Publication date: 2001-02-26
Also published as: NZ503429A; HUP0004039A2; JP2001516618A; BR9714897A; IL135132A0; AU4420797A; NO20001386L; CA2301952A1; NO20001386D0; EP1014900A1; HUP0004039A3; KR20010024069A; EA200000326A1; WO1999013805A1

Abstract

Межпозвоночный протез представляет собой костный пересаживаемый имплантируемый элемент, имеющий нужные размеры для вставления в межпозвоночное пространство, образованное между смежными позвонками, и содержащий, по меньшей мере, первую и вторую продольные секции с соответствующими первым и вторым размером поперечного сечения. Первый размер поперечного сечения первой секции имплантата больше второго размера поперечного сечения второго имплантата, в результате чего образуется ступенчатая область, имеющая стопорную поверхность. Следовательно, после постановки имплантируемого элемента в приемном ложе соответствующих размеров, сформированном между смежными позвонками, стопорная поверхность облегчает его фиксацию в этом месте за счет соответствующего контакта с поверхностями приемного ложа. Предложен также способ сращивания смежных позвонков с помощью протеза.

Description

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к костеобразующему промежуточному сращиваемому имплантируемому устройству, в частности к нерезьбовому межпозвоночному костному имплантату, имеющему ступенчатую форму, которая облегчает закрепление имплантата в межпозвоночной области.

Описание предшествующего уровня техники

Позвоночник представляет собой гибкий столб, образованный рядом костей, называемых позвонками. Позвонки полые и располагаются один над другим, образуя прочный полый столб для поддержки черепа и туловища. Полый сердечник позвоночника размещает в себе нервы спинного мозга и защищает их. Разные позвонки соединены между собой суставными отростками и межпозвоночными волокнистохрящевыми пространствами.

Межпозвоночные волокнистые хрящи также называются межпозвоночными дисками, и они состоят из волокнистого кольца, заполненного мясистым материалом. Диски выполняют функцию позвоночных амортизаторов, а также взаимодействуют с синовиальными суставами, облегчая движения и поддерживая гибкость позвоночника. При деградации одного или нескольких дисков в результате травмы или заболевания проходящие через поврежденную область нервы могут сдавливаться и тем самым раздражаться. В результате возникает хроническая и/или ослабляющая боль в спине. Для лечения такой боли в спине были разработаны разные методы и устройства, как хирургические, так и не хирургические.

Один из способов, а именно, промежуточное сращивание, заключается в том, что позвоночник растягивают в его естественное положение, чтобы увеличить размеры каналов нервных корешков и ослабить или прекратить раздражение нервов. Пространство между позвонками удерживается за счет сращивания позвонков в поврежденной области на фиксированном расстоянии. Для заполнения пустоты между позвонками были предложены многочисленные протезирующие имплантаты. Например, в патенте США 4936848 описан имплантат в форме сферической камеры, выполненной из металла или керамики, которую вставляют между смежными позвонками. Камера имеет внутреннюю полость, в которую вставляются костные фрагменты. Эти костные фрагменты могут быть автогенными и предназначены для стимуляции последующего роста кости и сращивания позвонков.

Другой способ предотвращения контакта позвонков предложен в патенте США 5011484, согласно которому между двумя позвонками в продольном направлении вставляют шпилькообразную вставку и закрепляют ее там с помощью фиксатора. В патенте США 4309777 описан искусственный межпозвоночный диск, состоящий из верхнего и нижнего дисков, соединенных между собой пружинами. Искусственный диск закрепляется между позвонками с помощью шипов, которые выступают из диска в позвонки. В патенте США 4743256 описан жесткий пористый вкладыш, который можно вставлять между позвонками и закреплять на месте с помощью штифтов или винтиков. Предполагается, что пористая структура вкладыша облегчит врастание в него костной ткани.

Костный имплантируемый вкладыш для постановки между позвонками также описан в патенте США 4878915, в котором согласно одному конструктивному решению снаружи вкладыша выполнена внешняя резьба, которая при вращении вкладыша будет продвигать его в подготовленные участки между позвонками. Часть вкладыша снабжена канавкой, в которую входит конец ключа, используемого для вращения вкладыша. В патенте США 5105255 описан способ формирования канала между двумя смежными позвонками и постановки трансплантируемой среды, например, мелкой костной стружки из кортикальной или губчатой кости. В патенте США 4961740 предложена практически открытая сращиваемая камера, которая вставляется между смежными поверхностями кости между позвонками посредством ввинчивания камеры на место. Камера может быть заполнена костной стружкой или другими вызывающими рост кости веществами, и при постановке в межпозвоночном пространстве возникает немедленный контакт через внешнюю поверхность камеры между вызывающим рост кости материалом, содержащимся в камере, и природной костью.

В идеале, сращиваемый трансплантат должен стабилизировать межпозвоночное пространство и сращиваться со смежными позвонками. Кроме того, пока идет сращивание, трансплантат должен иметь достаточную структурную целостность, чтобы выдержать напряжение, направленное на сохранение пространства, без существенного ухудшения или деформации, а также иметь достаточную устойчивость, чтобы надежно оставаться на месте, пока не произойдет действительное врастание кости. Следовательно, сращиваемый трансплантат должен иметь какой-то вид крепления, а также материал, вызывающий быстрый рост кости и быстрое сращивание имплантата со смежными позвонками. Кроме того, материал, из которого выполняется сращиваемый трансплантат, должен обладать биологической совместимостью и близко имитировать природные костные ткани организма.

Все описанные выше имплантаты предназначены для поддержки и сохранения соответствующего межпозвоночного пространства. К сожалению, эти имплантаты могут не отвечать определенным идеальным критериям для промежуточного сращиваемого имплантата. На3 пример, многие из этих имплантатов, в частности, описанный в патенте США 4936848, выполнены из металла и керамики и поэтому не обладают биологической совместимостью и не обеспечивают близкой имитации природной костной ткани организма. В патенте США 5015255 описан трансплантат в форме костной стружки, которая может в конечном итоге врастать между позвонками. В случае адекватного срастания костной стружки конечный сросшийся трансплантат может близко имитировать природные костные ткани организма. Однако костная стружка после ее введения ничем не ограничена и не может оставаться заключенной между позвонками в течение времени, достаточного для соответствующего срастания между собой и со смежными позвонками. Костный вкладыш, описанный в патенте США 4878915, имеет резьбовую внешнюю поверхность, чтобы помочь размещению имплантата между смежными позвонками. Однако внешняя резьба ставит под угрозу прочность имплантата. Кроме того, резьбовой костный имплантат имеет тенденцию выдвигаться из подготовленной кости в обратном направлении.

Следовательно, существует потребность в усовершенствованных промежуточных сращиваемых имплантатах, которые бы ближе соответствовали идеальному позвоночному сращиваемому имплантату.

Сущность изобретения

Таким образом, в основу настоящего технического решения положена задача создания межпозвоночного протеза. Этот протез представляет собой имплантируемый элемент (предпочтительно кость), имеющий нужные размеры для постановки в межпозвоночное пространство, образованное между смежными позвонками, и имеющий, по меньшей мере, первую и вторую продольные секции с соответствующими первым и вторым размерами поперечного сечения. Первый размер поперечного сечения первой секции имплантата больше второго размера поперечного сечения второй секции имплантата, за счет чего образуется ступенчатая область, имеющая стопорную поверхность. Следовательно, после постановки имплантируемого элемента в приемном ложе соответствующих размеров, сформированном в смежных позвонках, стопорная поверхность облегчает закрепление в нем за счет соответствующего контактного взаимодействия с поверхностями приемного ложа.

Имплантируемый элемент предпочтительно имеет круглое поперечное сечение, при этом диаметр второй продольной секции составляет от около 50 до около 95% диаметра первой продольной секции. Предпочтительным является одноступенчатый имплантат, но возможен также и многоступенчатый вариант. Имплантируемый элемент может также образовывать внутреннюю полость для размещения в ней мате риала, вызывающего рост кости. Через наружную стенку имплантируемого элемента может проходить, по меньшей мере, одно отверстие, чтобы обеспечить сообщение с материалом, вызывающим рост кости, расположенным внутри полости, для облегчения процесса сращивания.

Предложен также способ сращивания смежных позвонков с использованием предложенного протеза.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов его воплощения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 изображает общий вид спереди ступенчатого костного сращиваемого имплантата согласно изобретению;

фиг. 2 - общий вид сзади сращиваемого имплантата, изображенного на фиг. 1 ;

фиг. 3 - общий вид предложенного инструмента для вырезки имплантата, изображенного на фиг. 1 -2;

фиг. 4 - вид бокового поперечного сечения инструмента для вырезки имплантата, изображенного на фиг. 3;

фиг. 5 - вид инструмента для вырезки имплантата в разрезе по линии 5-5 на фиг. 4;

фиг. 6 - общий вид с вырванными частями альтернативного варианта инструмента для вырезки имплантата по фиг. 3;

фиг. 7 - боковой вид поперечного сечения инструмента для вырезки имплантата по фиг. 6;

фиг. 8 - вид инструмента для вырезки имплантата в разрезе по линии 8-8 на фиг. 7;

фиг. 9 - общий вид удаленной от центра части режущего инструмента с установленным на ней инструментом для вырезки имплантата, изображенным на фиг. 3-5;

фиг. 1 0 - вид сбоку режущего инструмента с инструментом для вырезки имплантата, показанным в поперечном сечении, иллюстрирующий позиционирование инструмента рядом с костной массой с проникновением направляющего сверла инструмента в массу;

фиг. 11 - вид, подобный виду на фиг. 1 0, иллюстрирующий проникновение цилиндрического ножа инструмента для вырезки имплантата в костную массу;

фиг. 1 2 - вид сбоку режущего инструмента с удаленными частями инструмента для вырезки имплантата, иллюстрирующий полностью выдвинутый цилиндрический нож для образования ступенчатого сращиваемого имплантата;

фиг. 1 3 - вид, подобный виду на фиг. 1 2, иллюстрирующий извлечение инструмента для вырезки имплантата со сформированным ступенчатым сращиваемым имплантатом из костной массы;

фиг. 1 4 - общий вид части позвоночного столба, иллюстрирующий приемное ложе для имплантата, сформированное в смежных по звонках для приема ступенчатого сращиваемого имплантата;

фиг. 15 - вид, иллюстрирующий поясничный расширитель, установленный на смежных позвонках, для разведения позвонков в целях облегчения постановки сращиваемого имплантата;

фиг. 16 - вид, подобный виду на фиг. 15, иллюстрирующий смежные позвонки, разведенные с помощью поясничного расширителя;

фиг. 17 - вид, иллюстрирующий постановку сращиваемого имплантата между разведенными позвонками в приемное ложе для имплантата;

фиг. 18 - вид, иллюстрирующий сращиваемый имплантат, установленный в приемном ложе для имплантата;

фиг. 19 - сечение позвоночного столба, иллюстрирующее размещение двух сращиваемых имплантатов в позвоночном столбе посредством заднего доступа;

фиг. 19А - сечение позвоночного столба, иллюстрирующее размещение двух сращиваемых имплантатов в позвоночном столбе посредством переднего доступа;

фиг. 20-25 - общие виды альтернативных вариантов сращиваемого имплантата по фиг. 1 2;

фиг. 26 - перспективный вид альтернативного сращиваемого имплантата в виде металлического вкладыша;

фиг. 27 - вид поперечного сечения сращиваемого имплантата в виде металлического вкладыша по линии 27-27 на фиг. 26;

фиг. 28-29 - виды сбоку и сверху другого альтернативного варианта сращиваемого имплантата, имеющего клиновидную форму; и фиг. 30 - общий вид сращиваемого имплантата, показанного на фиг. 28-29.

Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения Предложенное промежуточное сращиваемое устройство для позвоночника предназначено для размещения между смежными позвонками, чтобы скорректировать ослабляющую дегенерацию структуры позвоночника. У людей данное устройство можно использовать в основном в поясничной области позвоночника, однако, оно может быть также приспособлено для использования в грудной и шейной областях. Будучи установленным на месте, устройство сохраняет и поддерживает соответствующее расстояние между позвонками и вызывает формирование костной ткани и ее объединение в единое целое с устройством. Следовательно, межпозвоночное пространство заполняется собственной костной тканью и образует единое жесткое костное соединение между смежными позвонками.

Далее будет описан предложенный сращиваемый имплантат со ссылками на фиг. 1-2. Имплантат 1 0 представляет собой продолговатое тело 12, выполненное из кортикальной и/или губчатой кости. Эта кость может быть аутогенного, аллогенного или ксеногенного происхождения и предпочтительно извлекается из плечевой, большеберцовой, бедренной кости и т.п., как известно специалистам. Как видно на чертеже, продолговатое тело 1 2 образует продольную ось а и состоит из первой и второй продольных секций 14 и 16 соответственно. Первая и вторая продольные секции 14 и 16 имеют предпочтительно цилиндрическую форму и расположены концентрично вдоль продольной оси а.

Размер поперечного сечения первой продольной секции 1 4 больше размера поперечного сечения второй продольной секции 1 6, в результате чего образуется ступенчатая область 1 8 в месте соединения двух секций 1 4 и 1 6. Как будет понятно из следующего описания, ступенчатая область 1 8 образует стопорную поверхность 20, которая облегчает фиксацию сращиваемого имплантата 1 0 между смежными позвонками, например, в специально подготовленном ложе, созданном в смежных позвонках, и тем самым гарантирует, что имплантат 1 0 не сместится в процессе лечения. В предпочтительном варианте воплощения изобретения первая продольная секция 1 4 имеет диаметр, составляющий приблизительно от 8 до 20 миллиметров (мм), предпочтительно от 1 2 до 1 6 мм. Вторая продольная секция 1 6 имеет диаметр предпочтительно на 2 мм меньше, чем диаметр первой секции 1 4. Длина продолговатого тела 1 2 составляет около 10-35 мм, предпочтительно около 15-30 мм.

В предпочтительном варианте изобретения вторая секция 1 6 имеет более высокую плотность, чем первая часть 14. Поэтому меньший диаметр второй части 1 6 не поставит под угрозу общую прочность имплантата 1 0. Более высокая плотность второй части 1 6 достигается во время отбора и формирования имплантата. Как будет более подробно поясняться ниже, при извлечении имплантата из большеберцовой кости (например, в случае губчатых вкладышей) вторую секцию 1 6 извлекают из более твердой и более плотной проксимальной подхрящевой кости, а первую секцию 1 4 - из области губчатого вещества кости.

На фиг. 3-5 проиллюстрирован предложенный инструмент для вырезки имплантата, предназначенный для формирования ступенчатого имплантата 1 0 согласно изобретению. Инструмент 1 00 для вырезки имплантата выполнен с возможностью установки в обычную вращающуюся дрель, как будет описано ниже. Инструмент 1 00 для вырезки имплантата содержит наружную полую просверливающую часть 1 02 с режущими зубьями 1 04 и внутреннюю полую просверливающую часть 106 с режущими зубьями 108. Обычно наружная просверливающая часть 1 02 служит для формирования первой продольной секции 14 имплантата 10, а внутренняя просверливающая часть 106 - для формирования второй продольной секции 16. Внутренняя просверливающая часть 106 расположена ближе относительно наружной просверливающей части 102, так что зубцы 108 внутренней просверливающей части выступают к внутренней стенке наружной просверливающей части 102, как показано на фиг. 4-5.

Как лучше видно на фиг. 5, инструмент 1 00 для вырезки имплантата содержит близко расположенную внутреннюю резьбовую часть 110, которая сочленяется с соответствующей конструкцией дрели, чтобы можно было установить инструмент 1 00 на дрели для вырезки имплантата. Инструмент 100 для вырезки имплантата также содержит ближний фланец 112 для облегчения работы с инструментом и его установки на дрели.

На фиг. 6-8 показан альтернативный вариант выполнения инструмента для вырезки имплантата, изображенного на фиг. 3-5. Инструмент 1 20 для вырезки имплантата подобен инструменту 1 00, но имеет внутреннюю высверливающую часть 1 22 с двумя диаметрально противоположными осевыми зубьями 124. Диаметрально противоположные зубья 1 24 имеют поперечные режущие кромки 1 26, которые разрезают кость для образования второй продольной секции 16 имплантата. Во всех других отношениях инструмент 200 для вырезки имплантата идентичен инструменту, изображенному на фиг. 3-5.

На фиг. 9 изображен инструмент 100 для вырезки имплантата, показанный на фиг. 3-5, который установлен на дальнем конце обычной хирургической дрели 1 000 с канюлей. Инструмент 1 00 для вырезки имплантата показан установленным с помощью крепежного узла 200, который служит для установки инструмента 1 00 для вырезки имплантата на дрели 1000. Этот крепежный узел раскрыт в совместно переуступленной заявке на патент США 08/404255, поданной 15 марта 1995 г., которая упоминается здесь для сведения. Крепежный или режущий узел 200, описанный в упомянутой заявке 08/404255, состоит из крепежного элемента 202, упорного стержня 204 (фиг. 10) и резьбового прижимного элемента 206. Крепежный элемент 202 имеет ближний конец, форма которого позволяет устанавливать его в патрон дрели 1 000, и дальний резьбовой хвостовик 208, который ввинчивается во внутреннюю резьбу 110 инструмента 1 00 для вырезки имплантата, показанного на фиг. 1 0, для установки инструмента 1 00. Упорный стержень 204 проходит через осевой канал, расположенный в крепежном элементе 202, и проходит в сторону к дрели через соответствующий канал инструмента (как показано сквозным изображением на фиг. 1 0) и от дрели через инструмент 1 00 для вырезки имплантата. Упорный стержень 204 имеет направляющее сверло 210, предусмотренное на его дальнем конце, которое формирует контрольное отверстие, помогающее направлять инструмент 1 00 для вырезки имплантата в костную массу. Резьбовой прижимной элемент 206 проходит через крепежный элемент 202 и служит для выборочной фиксации упорного стержня 204 в желаемых продольных положениях относительно крепежного элемента 202. Дополнительную информацию о крепежном узле 200 можно найти в заявке '255.

Формирование костного имплантата

Теперь будет описано формирование костного имплантата 1 0 с помощью инструмента 1 00 для вырезки имплантата во взаимодействии с крепежным узлом 200 и дрелью 1 000 с канюлей.

На фиг. 1 0-1 3 последовательно проиллюстрирован предпочтительный способ формирования костного сращиваемого имплантата 1 0, изображенного на фиг. 1-3. Сначала, как показано на фиг. 9, инструмент 100 для вырезки имплантата устанавливают с помощью крепежного узла 200 на дрели 1 000, как было описано выше. Как видно на фиг. 1 0, после прижатия резьбового прижимного элемента 206 крепежного узла к упорному стержню 204 направляющее сверло 210 вводится в костную массу Ь, чтобы образовать контрольное отверстие, как показано на чертеже. Костная масса Ь может представлять собой большеберцовую кость или подвздошный гребень. Затем приводится в действие дрель 1 000, чтобы передать вращательное движение инструменту 1 00 для вырезки имплантата. Инструмент 100 продвигается в костную массу Ь так, что режущая кромка 1 04 наружной высверливающей части 1 02 проникает в костную массу Ь. После проникновения режущей кромки 104 в костную массу Ь (как показано на фиг. 11) дрель 1 000 выключают. Резьбовой прижимной элемент 206 ослабляют, чтобы освободить упорный стержень 204 и тем самым дать ему возможность скользить к центру по мере формирования имплантата, т.е. по мере того, как инструмент 1 00 для вырезки имплантата продвигается в костную массу Ь.

На фиг. 1 2 дрель 1 000 снова приведена в действие и продолжает движение инструмента 1 00 для вырезки имплантата в костную массу Ь. По мере продвижения вперед режущие зубья 1 04 наружной высверливающей части 1 02 вырезают колонку или режут костную массу Ь, формируя первую продольную секцию 14 имплантата. Дальнейшее выдвижение инструмента 1 00 для вырезки имплантата приводит к тому, что режущие зубья 1 04 внутренней высверливающей части 1 08 вырезают колонку или режут костный материал, принятый в инструмент 1 00 для вырезки имплантата, образуя вторую продольную секцию 1 6 имплантата. Инструмент 1 00 для вырезки имплантата продвигается в костную массу Ь до тех пор, пока фла нец инструмента 100 для вырезки имплантата не упрется в костную массу Ь. При высверливании большеберцовой кости до самого нижнего имплантата 10, наружная высверливающая часть 102 вырезает колонку лежащей ниже губчатой кости, образуя менее плотную первую продольную секцию 14 имплантата, в то время как внутренняя высверливающая секция 108 вырезает колонку более плотной подхрящевой кости для формирования более плотной второй продольной части 16 имплантата 10.

После того как костный имплантат 1 0 полностью сформирован, дрель 1 000 выключают. Резьбовой прижимной элемент 206 снова затягивают на упорном стержне 204, и инструмент 1 00 для вырезки имплантата с находящимся в нем сформированным имплантатом извлекают из костной массы Ь, как показано на фиг. 13. После этого извлекают костный имплантат 1 0 из инструмента 1 00 для вырезки имплантата посредством ослабления резьбового прижимного элемента 206 и перемещения упорного стержня 204 к дальнему концу для выброса имплантата 10 из инструмента 100. В некоторых случаях костный имплантат невозможно удалить из инструмента 100. Тогда его можно удалить посредством поперечной резки, используя стандартную возвратно-поступательную пилу или другое режущее устройство.

Процедура сращивания с позвоночником

Теперь будет описан процесс постановки сращиваемого имплантата посредством заднего доступа для поясничного разреза и сращивания с позвоночником. Понятно, что можно использовать и другие оперативные доступы, например, передний, заднебоковой и т.п. для выполнения разреза и постановки имплантата 1 00.

Вначале подходят к позвоночному столбу посредством заднего доступа с использованием соответствующих ретракторов для отвода соседних мышечных тканей, кровеносных сосудов и/или нервной ткани. После этого, по меньшей мере, часть перерожденного диска извлекается соответствующими костными кусачками или режущим инструментарием. Как показано на фиг. 14, формируется приемное ложе г, соответствующее по форме сращиваемому имплантату 1 0, в противоположных поверхностях смежных позвонков ν₁, ν₂. Приемное ложе г можно подготовить путем высверливания или вскрытия долотом. Эти методы хорошо известны в области хирургии. Подготовленные места должны предпочтительно иметь достаточные размеры, чтобы распространиться на центральный мягкий губчатый материал кости, включая также твердую кортикальную кость смежных позвонков VI, ν₂.

Как показано на фиг. 15, на передних поверхностях позвонков VI и ν₂ устанавливается ретрактор с. Одним из пригодных для данной цели ретракторов может быть ретрактор марки С1о\\агб ЬитЬаг Ьатша 8ргеабег, производимый компанией Собтап. Ретрактор с имеет два рычага, которые могут устанавливаться на задних поверхностях позвонков с помощью винтов, как показано на чертеже. После соответствующей установки ретрактора с его рычаги раздвигаются для того, чтобы развести смежные позвонки, как показано на фиг. 1 6, и обеспечить соответствующий зазор для введения сращиваемого имплантата 100 в приемное ложе г. После этого сращиваемый имплантат 1 00 вставляется в раздвинутое пространство с помощью соответствующего инструментария (не показан), где он входит в приемное ложе г, как показано на фиг. 17. После соответствующего позиционирования сращиваемого имплантата 1 0 в приемном ложе г ретрактор с снимается, чтобы возвратить смежные позвонки VI, ν₂ в нормальное положение.

Как показано на фиг. 18, сращиваемый имплантат 1 0 образует распорку, поддерживающую и сохраняющую смежные позвонки ν₁, ν₂в желаемом удаленном относительном положении. Оптимальные размеры сращиваемого имплантата 1 00 определяются на практике, частично, размерами приемного ложа г между смежными позвонками. Ступенчатая область 18, образованная в месте соединения первой и второй продольных секций 1 4, 1 6, предотвращает обратное выдвижение или смещение установленного имплантата благодаря контакту удерживающей поверхности 20 с поверхностями 5 позвонков, образованными приемным ложем. Таким образом, сращиваемый имплантат 1 0 постоянно фиксируется в межпозвоночном пространстве. Как показано на чертеже, вторая секция 1 6 имплантата 1 0, имеющая меньший диаметр, позволяет располагать ее между концевыми пластинками позвонка. Как отмечалось выше, вторая секция 1 6 имплантата относительно плотная, что обеспечивает соответствующую жесткость для поддержки позвонков. В течение времени тела смежных позвонков прорастают в имплантат 1 0, срастаясь с ним в сплошное соединение. На фиг. 19 показано два сращиваемых имплантата 1 0, расположенных в межпозвоночном пространстве.

На фиг. 19А показаны два сращиваемых имплантата 1 0, расположенных в межпозвоночном пространстве с помощью обычного переднего доступа. Понятно, что передний доступ можно легко использовать для расположения имплантатов 1 0.

Альтернативные варианты выполнения изобретения

На фиг. 20-25 проиллюстрированы альтернативные варианты выполнения ступенчатого сращиваемого имплантата согласно настоящему изобретению. Сращиваемый имплантат 40 на фиг. 20 имеет многоступенчатую форму, образованную множеством чередующихся секций 42, 44 с разными размерами поперечного сечения. В частности, секция 42 имплантата имеет первый диаметр, который меньше диаметра второй секции 44 имплантата. Места соединения первой и второй секций 42, 44 образуют ступенчатые области со стопорными поверхностями 46, которые контактируют с соответствующей структурой, образованной приемным ложем в смежных позвонках. На фиг. 21 изображен другой многоступенчатый имплантат 50, в котором секции 52, 54, 56, 58 имеют последовательно возрастающий размер поперечного сечения от одного конца имплантата к другому концу так, что образуется множество стопорных поверхностей 53, 55, 57. На фиг. 22 показан одноступенчатый сращиваемый имплантат 60, подобный имплантату на фиг. 1-3. Однако в этом конструктивном решении ведущим концом будет меньшая секция 62, т. е. во время вставления в смежные позвонки ν₁, ν₂ секция имплантата с меньшим диаметром будет первой вводиться в межпозвоночное пространство, а секция 64 большего размера будет следовать за ней. Секции 62, 64 имплантата образуют стопорную поверхность 66. На фиг. 23 показано другое конструктивное выполнение, в котором имплантат имеет много ступеней с секциями 72, 74, 76, расположенными эксцентрично относительно оси а тела имплантата.

На фиг. 24-25 изображено еще одно конструктивное выполнение предложенного сращиваемого имплантата. Этот имплантат 80 подобен имплантату на фиг. 1-3, но содержит внутренний канал или полость 82 для размещения в ней вызывающих рост кости материалов 8. Наружная стенка имплантата 80 содержит множество отверстий 84, которые сообщаются с внутренним каналом 82. Когда имплантат установлен в межпозвоночном пространстве, кость проходит через наружную поверхность камеры во внутреннюю полость 82 и вступает в контакт с находящимся в ней материалом ₈, вызывающим рост кости. Материалы, вызывающие рост кости, можно брать из подвздошного гребня, как известно в области хирургии. Одна из форм вызывающего рост кости материала, которую можно использовать в совокупности с предложенным сращиваемым имплантатом, раскрыта в совместно переуступленной заявке на патент США 08/191624, поданной 4 февраля 1994 г., которая упоминается здесь для сведения. Вызывающие рост кости материалы, раскрытые в заявке '624, включают в себя текучий состав, представляющий собой остеогенный костный порошок, доведенный до нужных размеров, в текучем биологически совместимом носителе.

На фиг. 26-27 проиллюстрирован еще один вариант выполнения настоящего изобретения. Имплантат 90 выполнен из металлического материала, такого как титан, его сплав или хирургическая сталь. Альтернативно, имплантат 90 может быть выполнен из керамики или подходящего жесткого полимерного материала, или как еще один альтернативный вариант, из кости, как было описано выше. Форма имплантата 90 подобна форме имплантата 1 0 на фиг. 1 -2, но он дополнительно содержит множество чередующихся кольцевых выемок и ребер 92, 94 со ступенчатой областью 95. Выемки и ребра 92, 94 облегчают фиксацию в межпозвоночном пространстве за счет увеличения области контакта поверхности имплантата 90 с телами позвонков.

На фиг. 28-29 проиллюстрированы виды сбоку и сверху, соответственно, другого альтернативного варианта сращиваемого имплантата. На фиг. 30 показан общий вид альтернативного варианта выполнения. Имплантат 96 имеет практически клиновидную форму и состоит из первой и второй секций 97, 98 и ступенчатых областей 99, образованных в месте соединения продольных секций. Ступенчатые области 99 предпочтительно образованы за счет удаления противоположных периферийных частей 99а (показаны пунктиром) второй секции 98. Также можно сформировать только одну ступенчатую область 99 вместо показанных двух. Имплантат 96 вставляется в канал соответствующих размеров, выполненный в смежных позвонках, так что ступенчатые области 99 контактируют с поверхностью позвонков, образованной предварительно сформированным приемным ложем, аналогично тому, как было описано в связи с вариантом, изображенным на фиг. 1 -2.

Понятно, что можно осуществить разные модификации описанных выше конструктивных выполнений изобретения, не выходя за рамки объема притязаний. Представленное выше описание не имеет ограничительного характера, в нем только приведены примеры предпочтительных вариантов воплощения изобретения. Специалисты смогут предложить другие модификации в рамках объема притязаний, определенных в прилагаемой формуле изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Межпозвоночный протез, представляющий собой монолитный имплантируемый элемент, выполненный из кости и имеющий нужные размеры для постановки в межпозвоночном пространстве, образованном между смежными позвонками, причем имплантируемый элемент образует продольную ось и содержит, по меньшей мере, первую и вторую продольные секции с соответствующими первым и вторым размерами поперечного сечения, при этом первый размер поперечного сечения больше второго размера поперечного сечения, так что образуется стопорная поверхность имплантируемого элемента, которая после постановки имплантируемого элемента между позвонками облегчает его фиксацию в этом месте за счет соответствующего контакта с поверхностями смежных позвонков.
2. Межпозвоночный протез по п.1, в котором имплантируемый элемент имеет практически круглое поперечное сечение.
3. Межпозвоночный протез по п.2, в котором диаметр второй продольной секции составляет от около 50 до около 95% диаметра первой продольной секции.
4. Межпозвоночный протез по п.1, в котором имплантируемый элемент имеет практически клиновидную форму.
5. Межпозвоночный протез по п.1, в котором имплантируемый элемент образует одну ступенчатую область.
6. Межпозвоночный протез по п.1, в котором имплантируемый элемент образует множество ступенчатых областей.
7. Межпозвоночный протез по п.1, в котором имплантируемый элемент представляет собой костный пересаживаемый имплантат.
8. Межпозвоночный протез по п.1, в котором имплантируемый элемент содержит губчатую кость или кортикальную кость.
9. Межпозвоночный протез по п.1, в котором имплантируемый элемент образует внутреннюю полость для размещения в ней материала, вызывающего рост кости.
10. Межпозвоночный протез по п.9, в котором содержится материал, вызывающий рост кости, расположенный во внутренней полой полости, который включает в себя факторы роста кости, глицерин, деминерализованную матрицу кости (дмк), костный мозг, морфогенетический белок кости (МБК-4).
11. Межпозвоночный протез по п.9, в котором имплантируемый элемент имеет, по меньшей мере, одно отверстие, проходящее через наружную поверхность и сообщающееся с материалом, вызывающим рост кости, расположенным в полой полости.
1 2. Межпозвоночный протез, представляющий собой монолитный имплантируемый элемент из биологически совместимого костного материала, имеющий нужные размеры для размещения между смежными позвонками, причем имплантируемый элемент включает первую и вторую практически цилиндрические секции, диаметр первой цилиндрической секции больше диаметра второй цилиндрической секции, место ции, место соединения первой и второй цилиндрических секций образует стопорный выступ, который после постановки имплантируемого элемента между смежными позвонками предотвращает его перемещение относительно позвонков, облегчая тем самым его фиксацию на месте.
13. Межпозвоночный протез по п.12, в котором первая и вторая цилиндрические секции расположены концентрично вдоль продольной оси имплантируемого элемента.
14. Межпозвоночный протез по п.12, в котором имплантируемый элемент имеет нерезьбовую наружную поверхность.
15. Межпозвоночный протез по п.12, в котором имплантируемый элемент имеет множество кольцевых выемок, выполненных на части его наружной поверхности.
16. Межпозвоночный протез по п.13, в котором имплантируемый элемент образует передний и задний концы, при этом первая цилиндрическая секция расположена возле переднего конца.
17. Межпозвоночный протез по п.12, в котором имплантируемый элемент содержит кортикальную кость.
18. Межпозвоночный протез по п.12, в котором имплантируемый элемент содержит губчатую кость.
19. Позвоночное промежуточное сращиваемое устройство, представляющее собой прочный, монолитный, костный, пересаживаемый имплантируемый элемент, выполненный из кости и имеющий нужные размеры, чтобы охватить межпозвоночное пространство между смежными позвонками, причем имплантируемый элемент имеет нерезьбовую наружную поверхность и первую и вторую продольные секции с соответствующими первым и вторым размерами поперечного сечения, место соединения первой и второй продольных секций образует стопорную поверхность, облегчающую фиксацию имплантируемого элемента в межпозвоночном пространстве за счет совместного контакта с соответствующими поверхностями смежных позвонков.