本文中的教导总体上涉及医疗装置和方法，包括用于促进椎间融合的装置和方法，例如可以以收缩状态通过小的手术通道插入到受试者中的装置，并且仅头至尾扩张、仅横向扩张或在两个方向上扩张，其中如果需要，在插入之后也可以独立地获得扩张方向。
背景技术：
1、本文提供的教导包括用于在受试者上执行脊柱植入程序的方法、装置和系统。通常采用脊柱融合术来消除由退化的椎间盘材料的运动引起的疼痛。在成功融合后，融合装置永久固定在椎间盘间隙内。用于处理与由于诸如外伤或老化的各种因素而退化的椎间盘相关的疼痛的常见方法是使用椎间融合装置来融合一个或更多个相邻的椎体。通常，为了融合相邻的椎体，椎间盘首先被部分或完全去除。然后，通常将椎间融合装置插入相邻椎骨之间以保持正常的盘间隔并恢复脊柱稳定性，从而促进椎间融合。
2、在本领域中有许多已知的传统融合装置和方法用于完成椎间融合。这些包括螺钉和杆布置、实心骨植入物、和包括笼或其它植入物机构的融合装置，笼或其它植入物机构通常填充有骨和/或骨生长诱导物质。这些装置被植入相邻的椎体之间，以便将椎体融合在一起，从而减轻相关的疼痛。
3、然而，存在与已知的传统融合装置和方法相关联的挑战。例如，用于安装传统融合装置的现有方法可能要求在植入融合装置之前，将相邻的椎体分离，以将患病的盘空间恢复到其正常或健康的高度。为了一旦插入融合装置之后就保持这个高度，融合装置通常在高度上被定尺寸为大于初始分离高度。这种高度差可能使外科医生难以将融合装置安装在分离的椎间空间中。
4、因此，需要一种能够以最小至无分散高度的、被安装在椎间盘空间内的融合装置，并且需要一种在被植入时能够保持相邻椎体之间正常距离的融合装置。
5、椎间融合手术的最常见的术后并发症之一是椎间植入物或椎间笼下陷，这种术后并发症可通过使用更大覆盖区的椎间笼或植入物而被最小化或减轻。这通常是困难的，因为为了使与脊柱手术相关的创伤和发病率最小化，利用可能的最小手术通道来实现手术目标通常是有利的。因此，需要一种融合装置，其能够插入通过相对小的手术通道，并且能够随后扩张到适于抵抗下沉的更大的覆盖区。
6、应当理解，例如，脊柱融合是一种可用于消除疼痛的手术。例如，这种疼痛可以由退化的椎间盘材料的运动引起。在成功融合后，融合装置永久固定在椎间盘间隙内。很遗憾，本领域中使用的装置和程序仍然存在若干问题，包括以上讨论的那些问题。然而，本领域技术人员将理解，本文所述的发明解决了这些问题中的几个，这些问题至少包括：例如(i)通过使用最小到极小的椎间分离或者可能无椎间分离，降低了外科手术的复杂性和装置插入的风险；(ii)通过小的外科手术通道降低了外科手术的复杂性和装置插入的风险；(iii)通过在单个装置中的可变横向扩张系统进行在装置的扩张中所需的宽度控制，该单个装置提供所需覆盖区的即时选择，该覆盖区可以是较大的或者可能是偏压的覆盖区以用于实现所需的对准或者可能用于避免在使用期间装置的下沉；(iv)通过装置的逐步头至尾扩张对高度扩张进行所需的控制，该扩张经由驱动系统以所需的量和速度逐渐增加，以获得所需的椎间高度和/或压力，从而可控地解压神经元件并达到所需的椎间高度，并且由于对施加于周围组织的扩张速度、扩张量和扩张压力的增量式控制而该扩张具有增加的安全性；(v)通过以下设计提供的控制并且获取独立于渐进的高度控制的所需宽度来对相邻椎体的对准进行所需的控制，所述设计提供了自由选择所需的任何扩张宽度；以及(vi)例如，使用相互交叉的端板系统，实现对装置与上下椎骨端板之间所需接触面积的所需控制。
技术实现思路
1、提供了可扩张的脊柱融合装置、系统及其使用方法，并且它们可以以收缩状态通过小的外科手术通道插入到受试者中，并且仅头至尾扩张、仅横向扩张或在两个方向上扩张，如果需要，在插入之后，也可以独立地获得扩张方向。这些发明在降低风险和外科手术复杂性方面是有价值的，允许即时选择所需的覆盖区宽度，通过逐步的头至尾扩张对高度扩张进行所需的控制，以及对相邻椎体的对准进行所需的控制。还提供了装置、系统和方法，以提供对装置与上下椎骨端板之间所需的接触面积的所需控制，例如使用相互交叉的端板系统实现。
2、在一些实施例中，可扩张融合装置包括第一端板、第二端板、第三端板和第四端板，第一端板、第二端板、第三端板和第四端板中的两个端板形成上部端板组件，而第一端板、第二端板、第三端板和第四端板中其余两个端板形成下部端板组件。该装置还可包括头至尾扩张组件，头至尾扩张组件被配置成在上部端板组件和下部端板组件之间造成头至尾的扩张。此外，该装置还可包括横向扩张组件，横向扩张组件被配置成在上部端板组件和下部端板组件引起成横向扩张。在一些实施例中，头至尾扩张组件可以选自下列之一，并且横向扩张组件选自下列的另一种，
3、(a)驱动系统，所述驱动系统具有致动器，所述致动器包括传动结构和纵向轴线；楔形件组件，所述楔形件组件被耦接到所述致动器；以及，斜坡组件，所述斜坡组件与所述楔形件组件可滑动地耦接；其中，所述第一端板、所述第二端板、所述第三端板和所述第四端板中的每一个与所述斜坡组件可滑动地耦接；
4、以及，
5、(b)间隔件系统，所述间隔件系统具有至少第一间隔件，所述第一间隔件被配置成用于插入在第一对相邻端板之间，所述第一对相邻端板选自由所述第一端板、所述第二端板、所述第三端板和所述第四端板组成的组合。
6、应当理解，间隔件系统可具有单个间隔件或多个间隔件。在一些实施例中，例如，间隔件系统可具有任何所需的配置，例如，像间隔件系统可具有一对相同或不同宽度和/或长度的间隔件。在一些实施例中，一对间隔件可独立地或作为组合的间隔件单元的一部分插入。例如，这种组合的间隔件单元可以例如是分叉的，并且在体内建立所需的间隔之后，它可以作为工具被移除，或者它可以在手术期间作为植入物被留在受试者体内的适当位置。本领域技术人员将理解，即时选择间隔件尺寸以获得所需的宽度方面的通用性，例如，由于所需的扩张量可以变化，并且可以在手术期间改变。此外，本领域技术人员还将高度理解，使用驱动系统的装置的扩张独立于使用间隔件系统的装置的扩张而操作，从而在手术室中提供改进的通用性。
7、在一些实施例中，使用一对间隔件。这样，在第一间隔件插入第一对相邻端板之间之后，间隔件系统可以包括第二间隔件，第二间隔件被配置成插入剩余的一对相邻端板之间，剩余的一对相邻端板选自第一端板、第二端板、第三端板和第四端板；其中，第二间隔件被选择为用于所需的扩张量。第二间隔件的插入可以独立于第一间隔件的插入，或者它可以同时插入。
8、在一些实施例中，上部端板组件包括第一端板和第二端板；并且，下部端板组件包括第三端板和第四端板。在这样的实施例中，头至尾扩张组件可以包括驱动系统；其中，上部端板组件与斜坡组件可滑动地耦接；下部端板组件与斜坡组件可滑动地耦接；并且，头至尾扩张组件被配置成在激活致动器时在上部端板组件和下部端板组件之间引起头至尾的扩张。并且，在一些实施例中，横向扩张组件包括用于横向扩张的间隔件系统，第一间隔件被配置成插入在第三端板和第四端板之间，并且第二间隔件被配置成插入在第三端板和第四端板之间。
9、应当理解，端板是装置的结构部件，并且装置被设计成支撑存在于受试者的椎骨间隙中的显著的力。在一些实施例中，第一端板、第二端板、第三端板和第四端板均是具有纵向轴线并根据其刚度选择的梁。然而，应当理解，在一些实施例中，可能选择该设计以提供一些柔性，使得第一端板、第二端板、第三端板和第四端板均选择为具有所需的柔性量，以可能符合椎骨端板并提供有限的顺应性，例如，该顺应性可降低椎骨端板上的点压力以降低下沉的风险。在一些实施例中，应当理解，第一端板、第二端板、第三端板和第四端板可以均设计成刚性的、柔性的或刚性和柔性的组合。在一些实施例中，例如，第一端板、第二端板、第三端板和第四端板中的每一个都可以由材料的组合形成，或许每一个材料都被设计成具有第一刚性材料以赋予刚性特性，从而保持每个梁的纵向轴线的笔直配置，并且第二柔性材料足够柔顺以使梁表面接触椎骨端板，第二材料符合椎骨端板并且提供有限的顺应性，例如，该有限的顺应性可以减小椎骨端板上的点压力，从而减小下沉的风险。端板均可被设计成具有这些结构中的任何一个或任意组合，使得任何组的端板可在设计上具有很大的柔性。例如，顶部端板组件可具有与其相应椎骨端板接触的柔性表面，底部端板组件可具有与其相应椎骨端板接触的刚性表面等。相反，所有端板可具有柔性接触表面，并且所有端板可具有刚性接触表面。此外，端板的尺寸可单独或组合地变化。在一些实施例中，第二端板和第四端板中的至少一个大于第一端板和第三端板中的至少一个。
10、驱动系统可用在竖直扩张或横向扩张的装置中，可以单独使用间隔件系统，也可以与间隔件系统组合使用，间隔件系统也可用于竖直扩张或横向扩张的装置中。驱动系统的致动器可以被配置成具有远端部和近端部，其中远端部的至少一部分包括第一螺纹结构，近端部的至少一部分包括第二螺纹结构，并且近端部包括传动结构，该传动结构可以被配置成附接到驱动设备的相应驱动元件。驱动系统的楔形件组件提供使装置扩张的力，并且在一些实施例中，楔形件组件包括远侧楔形件和近侧楔形件。斜坡组件将力从楔形件组件变更导向至端板，并且在一些实施例中，斜坡组件包括第一远端斜坡、第二远端斜坡、第一近端斜坡和第二近端斜坡。
11、由于本领域技术人员可能想要抑制或防止装置从其在体内的扩张状态退化，因此可以在驱动系统和/或间隔件系统中设置扩张锁。在一些实施例中，所述扩张锁包括摩擦锁，所述摩擦锁被配置成锁定所述楔形件组件与所述斜坡组件之间的接触。并且，在一些实施例中，扩张锁包括卡扣锁，卡扣锁在第一间隔件和第一对相邻端板之间、在第二间隔件和剩余的一对相邻端板之间、或者同时在第一间隔件和第一对相邻端板之间以及在第二间隔件和剩余的一对相邻端板之间，这取决于是使用单个间隔件还是多个间隔件。在一些实施例中，致动器具有“中间”位置和“接合”位置，在“中间”位置，间隔件系统自由地使装置扩张，在“接合”位置，间隔件系统被锁定并且不再扩张或收缩。接合位置例如可以是摩擦锁，或者它可以是互补齿、狭槽中的键等的接合。鉴于本文所述的装置，扩张锁还可包括用于将第一对相邻端板、剩余一对相邻端板或这两者的扩张锁定就位的任何装置。
12、还提供了融合椎骨间隙的方法。在一些实施例中，融合受试者的椎骨间隙的方法可以包括用插入工具将本文教导的任何装置插入受试者的椎骨间隙中，并且通过(i)致动驱动系统和(ii)将间隔件系统插入装置来执行头至尾扩张和横向扩张，所述致动和所述插入是独立地并且在分开的步骤中执行。本领域技术人员将理解，使用驱动系统操作的扩张可以独立于使用间隔件系统的扩张来操作，这提供了手术室中的大量所需的通用性和控制性。
13、在一些实施例中，该方法包括将插入工具附接到用于插入的装置；以及，用驱动设备的驱动元件驱动致动器，驱动元件被配置成用于与致动器的传动结构接合。在一些实施例中，致动器具有远端部和近端部，远端部的至少一部分包括第一螺纹结构，近端部的至少一部分包括第二螺纹结构，并且近端部包括传动结构，并且传动结构被配置成能够附接到驱动设备的相应驱动元件。在一些实施例中，该方法还可以包括将插入工具附接到用于插入的装置；以及，使用驱动设备的驱动元件驱动致动器，驱动元件被配置成用于与致动器的传动结构接合并且用驱动设备旋转致动器。
14、在一些实施例中，融合受试者的椎骨间隙的方法包括将本文教导的任何装置插入受试者的椎骨间隙中，并使用间隔件系统执行横向扩张，所述执行包括将第一间隔件插入装置中用于所需的扩张量。在一些实施例中，第一间隔件的插入可以伴随第二间隔件在装置中的插入，并且这可以串联或同时发生。该方法还可以包括使用该驱动系统来执行头至尾扩张，该执行包括致动装置中的驱动系统；其中，在一些实施例中，间隔件的致动和插入是独立地且在分开的步骤中执行。同样，这种方法还可包括将插入工具附接到用于插入的装置；以及，使用驱动设备的驱动元件驱动致动器，驱动元件被配置成用于与致动器的传动结构接合。在一些实施例中，致动器具有远端部和近端部，远端部的至少一部分包括第一螺纹结构，近端部的至少一部分包括第二螺纹结构，并且近端部包括传动结构，并且传动结构被配置成能够附接到驱动设备的相对应驱动元件。在这样的实施例中，该方法还包括将插入工具附接到用于插入的装置；以及，使用驱动设备的驱动元件驱动致动器，驱动元件被配置成用于与致动器的传动结构接合并且使用驱动设备旋转致动器。
15、还提供了长度可扩张的装置。在一些实施例中，长度可扩张的可扩张融合装置可包括：第一可扩张装置，所述第一可扩张装置耦接到第二可扩张装置；第一致动器，所述第一致动器用于使所述第一可扩张装置和所述第二可扩张装置扩张；以及，第二致动器，所述第二致动器被配置成用于将所述第一可扩张装置耦接至所述第二可扩张装置。在一些实施例中，第一致动器是驱动系统的一部分，所述驱动系统具有用于第一可扩张装置的第一楔形件组件，所述第一楔形件组件耦接到第一致动器；以及，第一斜坡组件，所述第一斜坡组件与第一楔形件组件可滑动地耦接；以及，第二楔形件组件，所述第二楔形件组件用于第二可扩张装置耦接到第一致动器；以及，第二斜坡组件，所述第二斜坡组件与第二楔形件组件可滑动地耦接。在一些实施例中，第一可扩张装置和第二可扩张装置中的每一个包括第一端板、第二端板、第三端板和第四端板，其中的每一个端板与斜坡组件可滑动地耦接。
16、同样，在侧向扩张的装置被提供的同时，提供了椎骨端板接触的面积的显著增加。在一些实施例中，可侧向扩张的融合装置可包括上部端板组件以及下部端板组件，所述上部端板组件包括带有第一多个突出部的第一端板和带有第二多个突出部的第二端板；下部端板组件包括带有第三多个突出部的第三端板和带有第四多个突出部的第四端板。在一些实施例中，第一多个突出部与第二多个突出部互相交叉以在侧向扩张时缩叠并提供显著增加的表面积，以用于与椎骨间隙中的上部椎骨端板接触；第三多个突出部与第四多个突出部相互交叉在侧向扩张时缩叠并提供显著增加的表面积，以用于与椎骨间隙中的下部椎骨端板接触；并且，第一端板、第二端板、第三端板和第四端板中的每一个具有多个容置部，所述容置部用于(i)在装置收缩时接收相应的多个突出部中的每一个；以及(ii)在所述装置扩张时释放相应的多个突出部中的每一个。在这样的实施例中，一个端板上的每个突出部在相对的端板上具有配合表面，例如凹部、凹槽、通道或端口，以与相对的或相邻的端板配合或被接收。在一些实施例中，第一多个突出部和第二多个突出部以槽中舌的配置可滑动地平移，以在侧向扩张时向上部端板组件提供额外的刚度；并且，第三多个突出部和第四多个突出部以槽中舌的配置可滑动地平移，以在侧向扩张时对下部端板组件提供额外的刚度。
17、从下文提供的详细描述中，本公开的进一步的应用领域将变得显而易见。应当理解，详细说明和具体示例虽然指示了本公开的优选实施例或示例性实施例，但仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。
1.一种可扩张融合装置，包括：
2.根据权利要求1所述的可扩张融合装置，其中，所述第一多个突出部中的每个突出部被配置成接合所述第二端板上的配合表面，所述第二多个突出部中的每个突出部被配置成接合所述第一端板上的配合表面，所述第三多个突出部中的每个突出部被配置成接合所述第四端板上的配合表面，以及所述第四多个突出部中的每个突出部被配置成接合所述第三端板上的配合表面。
3.根据权利要求2所述的可扩张融合装置，其中，所述第一端板、所述第二端板、所述第三端板和所述第四端板上的配合表面中的每一个配合表面是凹部、凹槽、通道或端口。
4.根据权利要求2所述的可扩张融合装置，其中，所述第一端板的配合表面中的每一个配合表面定位在所述第一多个突出部的相邻突出部之间，以及所述第三端板的配合表面中的每一个配合表面定位在所述第三多个突出部的相邻突出部之间。
5.根据权利要求2所述的可扩张融合装置，其中，所述第二端板的多个所述配合表面定位在所述第二多个突出部的相邻突出部之间，以及所述第四端板的多个所述配合表面定位在所述第四多个突出部的相邻突出部之间。
6.根据权利要求1所述的可扩张融合装置，其中，
7.根据权利要求1所述的可扩张融合装置，其中，所述第二多个突出部从所述第二端板向中间延伸以嵌套在所述第一端板上的凹槽中，以及所述第四多个突出部从所述第四端板向中间延伸以嵌套在所述第三端板上的凹槽中。
8.根据权利要求1所述的可扩张融合装置，其中，所述第一多个突出部和所述第二多个突出部以槽中舌的配置可滑动地平移，以在侧向扩张时向所述上部端板组件提供额外的刚度；以及，所述第三多个突出部和所述第四多个突出部以槽中舌的配置可滑动地平移，以在侧向扩张时向所述下部端板组件提供额外的刚度。
9.根据权利要求1所述的可扩张融合装置，其中，所述第一端板、所述第二端板、所述第三端板以及所述第四端板各自包括具有纵向轴线的刚性梁。
10.根据权利要求1所述的可扩张融合装置，其中，所述远侧楔形件和所述近侧楔形件各自包括多个舌槽连接器和多个控制狭槽，每个舌槽连接器包括舌状物和凹槽，其中所述远侧楔形件的所述舌槽连接器和所述近侧楔形件的所述舌槽连接器分别与所述远侧斜坡和所述近侧斜坡上的舌槽连接器可滑动地匹配，并且所述远侧楔形件的所述控制狭槽和所述近侧楔形件的所述控制狭槽分别可滑动地接纳所述远侧斜坡上的突出部和所述近侧斜坡上的突出部。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被配置成使得在第一致动方向上通过第一数量的致动来致动所述致动器能够增加所述装置经过所述横向扩张的宽度而不增加所述装置经过所述头至尾扩张的高度。
12.根据权利要求1所述的可扩张融合装置，其中，所述斜坡组件包括第一远侧斜坡、第二远侧斜坡、第一近侧斜坡和第二近侧斜坡。
13.根据权利要求1所述的可扩张融合装置，其中，所述第二端板和所述第四端板中的至少一个大于所述第一端板和所述第三端板中的至少一个。
14.根据权利要求1所述的可扩张融合装置，其中，所述致动器包括螺纹结构。
15.根据权利要求1所述的可扩张融合装置，其中，所述装置进一步包括扩张锁。
