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KR101547321B1 - 팽창가능한 추간 스페이서 장치 - Google Patents

팽창가능한 추간 스페이서 장치 Download PDF

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KR101547321B1
KR101547321B1 KR1020107020278A KR20107020278A KR101547321B1 KR 101547321 B1 KR101547321 B1 KR 101547321B1 KR 1020107020278 A KR1020107020278 A KR 1020107020278A KR 20107020278 A KR20107020278 A KR 20107020278A KR 101547321 B1 KR101547321 B1 KR 101547321B1
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조슈아 맥매누스
윌리암 우드번
발터 비트머
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신세스 게엠바하
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Abstract

한 쌍의 대향하는 종판들(20)(40), 및 종판들의 하나로부터 내부로 돌출하는 하나 또는 그 이상의 보스들(bosses)(30)을 방사상으로 둘러싸는, 배열된 C-클립 부재들(70)의 하나 또는 그 이상의 수직으로 연장하는 스택을 구비하는 내부 요소를 포함하는 팽창가능한 추간 스페이서(10)가 제공되며, 보스들 및 C-클립 부재들은 팽창가능한 추간 스페이서의 점증적인 팽창을 허용하는 크기 및 구성을 갖는다.

Description

팽창가능한 추간 스페이서 장치 {EXPANDABLE INTERBODY SPACER DEVICE}
본 발명은 2008년 3월 7일자로 "팽창가능한 추간 스페이서 장치"이라는 발명의 명칭으로 제출된 미국 가출원 61/034,713의 우선권을 주장하고, 상기 출원의 내용은 인용에 의하여 전체로서 본 명세서에 합체된다.
추간 융합 스페이서는 2개의 인접한 척추골 사이의 생리적 공간을 복원하고 인접한 척추골 사이에 융합이 발생하는 동안 공간을 유지하기 위해 사용된다. 그러한 스페이서를 위치시키는데 이용되는 외과수술은 환자에게 고통스러울 수 있으며 절개 크기와 접근 경로에 어려움이 있다. 스페이서의 이식에 필요한 절개의 크기를 최소화하면서 융합을 촉진시키는 추간 스페이서를 개발할 필요가 있다. 디스크 공간에서 수축된 구조를 취하고 이후 팽창된 구조로 전개되는 추간 스페이서는 필요한 외과적 절개의 크기를 줄이면서 융합을 가능하게 할 수 있다. 또한, 그러한 스페이서로 사용되는 외과 수술은, 신장(distraction)을 위해 다수의 별도의 도구를 사용하는 것과 대조적으로, 외과의사가 스페이서 자체로 디스크 공간을 신장하고 그 크기를 맞추도록 허용할 수 있다. 비교적 작은 개구를 통해 비교적 작은 스페이서를 삽입하고 디스크 공간, 또는 디스크와 척추골 공간에 적합하도록 스페이서를 팽창시키는 것이 유리할 수 있다. 이러한 방식으로, 척주(spine)의 전주(anterior column) 높이를 복원하는 동안, 외과적 절개는 비교적 작을 수 있다.
본 발명의 하나의 양상에 따르면, 척추골 사이에 이식을 위한 팽창가능한 추간 임플란트, 스페이서 또는 척추체 제거(corpectomy) 장치(스페이서, 임플란트 또는 척추체 제거 장치로 혼용)는 수축 상태 및 팽창 상태를 포함한다. 스페이서는 하나의 척추골의 적어도 일부분과 접촉하기 위한 외부면을 구비하는 상부 또는 정상 요소, 및 다른 하나의 척추골의 적어도 일부분과 접촉하기 위한 외부면을 구비하는 하부 또는 바닥 요소를 포함할 수 있다. 스페이서가 수축 상태와 팽창 상태 사이를 이동할 수 있도록, 상부 및 하부 요소들은 바람직하게 서로에 대해 이동가능하다. 바람직하게, 적어도 하나의 보스 부재는 상부 요소와 하부 요소 사이에 위치되고 상부 요소와 하부 요소의 적어도 하나에 대해 이동가능하다. 보스 부재는 측면 및 원위단 표면을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 팽창가능한 클립 부재는 바람직하게 하나의 정상에 다른 하나가 적층되어 적어도 하나의 클립 스택(stack)을 형성하고, 각각의 클립 부재는 바람직하게 정상면, 해제 위치 및 변형 위치를 구비하고 공간을 구획한다.
바람직하게, 클립 부재가 변형 위치에 있을 때 보스 부재는 클립 부재의 공간을 통해 지나가고, 바람직하게 클립 부재가 해제 위치에 있을 때 클립 부재는 보스 부재의 이동을 간섭하고 보스 부재가 공간을 통해 지나가는 것을 허용하지 않는다. 바람직하게, 스페이서가 팽창할 때 보스 부재의 원위단 표면이 클립 부재들의 각각의 정상면을 지나면서 스택의 각각의 클립 부재들이 순차적으로 해제 위치까지 변형함으로써, 스페이서는 소정의 증가량으로 팽창할 수 있다.
바람직하게, 스페이서가 수축 위치에 있을 때, 클립 부재들은 모두 변형 위치에 있다. 클립 부재들은, 힘이 가해지면 이동하는, 일체형의 탄성적인 그리고 탄력적으로 변형가능한 아암들을 구비할 수 있다. 클립 부재들은 단일 물질편으로 형성되고 일체로 연결될 수 있다. 스페이서는 1개를 초과하는 클립 부재 스택을 구비할 수 있고, 각각의 스택은 바람직하게 다수의 클립 부재들을 포함한다.
스페이서의 상부 요소는 바람직하게 하부 요소를 향해 연장하는 적어도 하나의 보스 부재를 포함하고, 하부 요소는 바람직하게 하부 요소로부터 상부 요소를 향해 연장하는 적어도 하나의 포스트 부재를 포함하며, 그 반대도 가능하다. 바람직하게, 포스트 부재는 임플란트가 팽창 및 수축할 때 보스 부재에 대해 신연(telescope)할 수 있도록 보스 부재와 결합된다. 스페이서는 하나 또는 그 이상의 보스 부재들, 하나 또는 그 이상의 포스트 부재들 및 하나 또는 그 이상의 클립 부재 스택들을 구비할 수 있다. 보스 부재(들)은 하나의 리세스(recess)를 구비하고, 임플란트가 수축 상태와 팽창 상태 사이를 이동할 때 포스트 부재(들)은 리세스 안에서 이동할 수 있다. 클립 부재들은 힘이 가해질 때 팽창 또는 수축하는 탄성 아암을 구비할 수 있다. 탄성 클립 부재들의 아암들은 원형, C-형, U-형, Y-형 또는 V-형이거나 다른 형상일 수 있다. 클립 부재들은 하부 요소에 고정되거나, 그와 연결되거나, 그와 일체로 형성되거나, 그와 연결되지 않을 수 있다.
다수의 클립 부재 스택들은 다수의 보스 부재들 사이에 위치되는 중앙 부재에 의해 연결될 수 있다. 다수의 적층된 탄성 클립들은 하나 또는 그 이상의 개별적인 탄성 클립 부재 스택을 형성할 수 있고, 각각의 클립 부재 스택은 서로 다른 보스 부재와 결합된다. 클립 부재들은 실질적으로 편평(flat)하고 두께가 비교적 일정할 수 있다. 대안적으로, 클립 부재들은, 예컨대, 웨지 형상처럼 일정하지 않은 두께를 가질 수 있고, 대안적으로 또는 부가적으로 만곡 표면을 구비할 수 있다. 클립 부재들은 척추 전만증의 굴곡 각도를 제공하거나 척추 후만증 또는 후굴증의 굴곡 각도를 제공하는 식으로 형상을 갖거나 다른 식으로 구성되고 연결될 수 있다. 상하부 요소들은 자신의 외주(perimeter)를 따라 가장자리들(edges)을 포함하고, 개별적으로 적층된 클립 부재들은 보스 부재들과 상하부 요소들의 외주 가장자리들 사이에 위치될 수 있다. 보스 부재들과 포스트 부재들은 바람직하게 원통형이다.
축방향 압축을 받을 때 보스 부재의 원위단이 탄성 클립 부재의 정상면을 지나고 상부 요소를 지지함에 따라, 클립 부재들은 바람직하게 보스 부재 밑에서 해제 위치로 이동한다. 바람직하게, 클립 부재들은 스페이서에 축방향 하중이 가해질 때 압축되도록 구성 및 배열된다. 또한, 클립 부재들에 전단하중 및 굴곡하중을 가하는 것도 가능하다. 클립 부재들이 변형 위치로 전환되어 자신에 의해 구획된 공간이 더 커질 때, 클립 부재들은 팽창하여 서로에 대해 이격되게 이동하는 아암들을 구비할 수 있다. 대안적으로, 클립 부재들이 변형 위치로 전환되어 아암들이 해제 위치로 팽창할 때 클립 부재들은 내부로 변형하는 아암들을 구비할 수 있다.
다른 실시예에서, 팽창가능한 추간 스페이서는 한 쌍의 대향하는 종판들(endplates), 및 종판들의 하나로부터 내부로 돌출하는 하나 또는 그 이상의 보스 부재들을 방사상으로 둘러싸는, 배열된 C-클립 부재들의 하나 또는 그 이상의 수직으로 연장하는 스택을 구비하는 내부 요소를 포함한다. 보스 부재들 및 C-클립 부재들은 바람직하게 팽창가능한 추간 스페이서의 점증적인 팽창을 허용하는 구성을 갖는다.
스페이서의 팽창을 제한하기 위하여, 스페이서는 멈춤 메카니즘을 더 포함할 수 있다. 다른 특징 및 구성들이 고려될 수 있으며, 당업자에게 자명할 것이다.
전술한 발명의 내용뿐만 아니라 본 출원의 바람직한 실시예에 대한 아래의 상세한 설명은 첨부된 도면들과 함께 참조하면 더 잘 이해될 것이다. 본 명세서에 설명된 도면, 예 및 실시예들은 바람직한 팽창가능한 추간 스페이서 및 본 발명의 팽창가능한 추간 스페이서를 이식하는 바람직한 방법의 최적의 모드를 설명하고 실시하기 위한 목적으로, 본 발명의 구조, 특징, 양상들 및 사용 방법을 예시하고 예증하기 위함이지 본 발명의 범위를 한정하기 위함이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 본 출원은 도시된 장치 및 구성에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 팽창가능한 추간 스페이서, 임플란트 또는 척추체 제거 장치의 부분 분해 정면(top) 사시도이다.
도 2는 수축 구성에 있는 도 1의 팽창가능한 추간 스페이서의 정면 사시도이다.
도 3은 부분적으로 팽창 구성에 있는 도 1의 팽창가능한 추간 스페이서의 정면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 팽창가능한 추간 스페이서의 측면 사시도를 나타낸다.
도 5는 도 4의 팽창가능한 추간 스페이서의 하부 및 중간 요소들의 정면 사시도를 나타낸다.
도 6은 도 4의 팽창가능한 추간 스페이서의 상부 요소의 저면 사시도를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 팽창가능한 추간 스페이서의 제3 실시예의 정면 사시도를 나타낸다.
도 8은 도 7의 팽창가능한 추간 스페이서의 측면 사시도를 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 팽창가능한 척추체 제거 장치의 제4 실시예의 전면(front) 사시도로, 명확성을 위해 일부는 점선으로 표시되었다.
도 10은 수축 상태에 있는 도 9의 팽창가능한 척추체 제거 장치의 전면 사시도를 나타낸다.
도 11은 부분적으로 팽창 상태에 있는 도 10의 팽창가능한 척추체 제거 장치의 전면 사시도를 나타낸다.
도 12는 도 9의 팽창가능한 척추체 제거 장치에 사용하기 위한 클립 부재 스택(stack)의 측면도를 나타낸다.
도 13은 도 12의 클립 부재 스택의 정면 사시도를 나타낸다.
도 14는 도 12의 클립 부재 스택의 전면 사시도를 나타낸다.
도 15는 클립 부재 스택의 다른 실시예의 정면도를 나타낸다.
도 16은 도 1의 팽창가능한 추간 스페이서와 함께 사용하기 위한 보스 부재의 다른 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 17은 도 16의 보스 부재와 상호작용하는 도 15의 클립 부재 스택을 나타낸다.
도 18은 클랩 부재 스택과 보스 부재의 다른 실시예를 나타낸다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기계적 톱니바퀴형 팽창가능한 추간 스페이서 또는 팽창가능한 척추체 제거 장치의 부분 분해 정면 사시도를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 기계적으로 팽창가능한 추간 스페이서의 측면도를 나타낸다.
도 21은 도 20의 21-21 선을 따라 절취된, 수축 위치에 있는 도 20의 팽창가능한 추간 스페이서의 단면도를 나타낸다.
도 22는 도 20의 21-21 선을 따라 절취된, 팽창 위치에 있는 도 20의 팽창가능한 추간 스페이서의 단면도를 나타낸다.
도 23은 수축 위치에 있는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기계적 톱니바퀴형 팽창가능한 추간 스페이서의 정면 사시도를 나타낸다.
도 24는 팽창 위치에 있는, 도 23의 팽창가능한 추간 스페이서의 정면 사시도를 나타낸다.
도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 기계적으로 팽창가능한 추간 스페이서의 정면 사시도로, 명확성을 위해 상부 요소는 제거되었다.
도 26은 수축 위치에 있는, 도 25의 팽창가능한 추간 스페이서의 측면도를 나타낸다.
도 27은 팽창 위치에 있는, 도 25의 팽창가능한 추간 스페이서의 측면도를 나타낸다.
본 명세서에 설명된 실시예, 임플란트, 시스템, 키트, 방법 및 예들은 본 발명의 임플란트, 시스템, 키트 및 방법의 구조, 특징 및 양상을 예증하고 예시하기 위함이지 본 발명의 범위를 한정하기 위함이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 임플란트, 시스템 및 방법의 특징, 구조, 양상 및 단계들은 바람직하게 또는 적절하게 단독으로, 대안적으로, 또는 함께 사용될 수 있다. 아래의 설명에 특정 용어가 사용되지만, 이는 편의를 위함일 뿐이며, 제한적인 방식으로 사용되거나 본질적으로 제한적이지는 않다. "상", "하", "좌", "우"라는 용어는 참조하는 도면에서의 방향을 나타낸다. "내측", "외측"이라는 용어는 추간 스페이서, 임플란트, 척추체 제거 장치 및 그의 지명된 부품들의 기하학적 중심을 향하는 방향과 그로부터 멀어지는 방향을 말한다. "전방", "후방", "상부", "하부"라는 용어, 및 관련 용어 및/또는 구문들은 참조하는 인체에서의 바람직한 위치 및 방향을 나타내지만, 제한하기 위함이 아니다. 용어는 상기한 단어들, 파생어들 및 유사한 외래어들을 포함한다. 실시예에서 팽창가능한 스페이서는 척추에, 더욱 상세하게는, 척추골 사이의 척추 디스크 공간에 위치되거나, 척추골과 척추 디스크 모두에 대한 대체물로 설명될 수 있지만, 적절하고 원하는 대로 스페이서는, 예를 들면, 장골, 다른 뼈들, 연조직과 같은 척추 이외의 영역에 그리고 비의료적인 적용에서도 추가적으로 적용될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 팽창가능한 추간 스페이서(10)의 제1 실시예는 상부 요소(20) 및 하부 요소(40)를 포함하고, 각 요소는 이식된 위치에서 인접하는 척추골(V)과 결합하기 위한 접촉면(24)(44)을 제공하는 종판(endplate)(22)(42)을 포함한다. 바람직하게, 팽창가능한 추간 스페이서(10)는 인접하는 척추골들(V) 사이에 장착되고 손상된 디스크 분절에서 디스크 높이를 복구하기 위해 팽창된다. 제1 실시예에서, 상부 요소(20) 및 하부 요소(40)의 종판들(22)(42)은 일반적으로 (26)(46)으로 표시되는 일련의 치차(teeth), 릿지(ridges), 스파이크(spikes), 용골(keels) 및/또는 표면 요철(surface texturing)을 포함하여 팽창가능한 추간 스페이서(10)의 종판들(22)(42)과 인접하는 척추골(V) 사이의 마찰 계수를 증가시키거나, 그렇지 않으면 종판들(22)(42)을 척추골(V)과 결합시키기 위한 메카니즘을 제공함으로써, 인접하는 척추골(V) 사이에 삽입될 때 추간 스페이서(10)의 움직임을 방지할 수 있다. 또한, 스페이서(10)를 적소에 더욱 고정시키기 위하여, 종판들(22)(42)은 척추골 종판들과 임플란트 종판들(22)(42) 사이의 골내 성장을 돕거나 촉진시키는 표면 요철 또는 코팅을 포함할 수 있다.
제1 실시예의 상부 요소(20)는 2개의 보스 부재들(30)을 포함하지만, 이에 한정되지 않으며 하나 또는 2개를 초과하는 보스 부재들(30)을 포함할 수 있고, 보스 부재(30)는 조립된 구성에서 하부 요소(40)를 향해 하부면(28)으로부터 돌출한다. 보스 부재들(30)은 측면(32) 및 원위단 표면(34)을 포함한다. 하부 요소(40)는 바람직하게 2개의 포스트 부재들(50)을 포함하지만, 이에 한정되지 않으며 하나 또는 2개를 초과하는 포스트 부재들(50)을 포함할 수 있고, 포스트 부재(50)는 조립된 구성에서 상부 요소(20)를 향해 상부면(48)으로부터 연장한다. 각각의 포스트 부재들(50)은 보스 부재들(30)과 작동적으로 결합되어, 보스 부재들(30)은 조립된 구성에서 포스트 부재들(50)에 대해 축방향으로 평행 이동가능하다. 보스 부재들(30) 및 포스트 부재들(50)은 설명되고 도시된 식으로 배열되는 것으로 한정되지 않으며 반대로 배열되거나 그렇지 않으면 하부 요소(40)를 향하는 및/또는 그로부터 멀어지는 상부 요소(20)의 선형 또는 축방향 이동을 허용하도록 구성될 수 있다. 부가적으로, 보스 부재들(30) 및 포스트 부재들(50)은 상부 및 하부 요소들(20)(40)이 외과의사 또는 사용자의 방향에서 서로를 향하거나 서로로부터 이격되게 이동하도록 상부 및 하부 요소들(20)(40)의 서로에 대한 각 이동 또는 회전 이동을 허용하는 식으로 배열될 수 있다.
제1 실시예의 팽창가능한 추간 스페이서(10)는 하나 또는 그 이상의 클립들(70)을 더 포함한다. 클립들(70)은 바람직하게 조립된 구성에서 상부 및 하부 요소들(20)(40) 사이에서 하나의 정상에 다른 하나가 적층된다. 클립들(70)은 바람직하게 탄성 물질로 구성되고, 그 사이에 공간(75)을 구획하는 플렉시블한 탄성 아암들(74)(76)을 포함한다. 탄성 아암들(74)(76)은 원위단들(77)(79) 사이의 개구(78)도 구획한다. 공간(75) 및 개구(77)가 확대 또는 축소될 수 있도록 아암들(74)(76)은 탄성적으로 굴곡하거나 이동할 수 있다. 적층된 클립들(70)은 적어도 하나의 연결부(72)가 적층된 클립들(70)의 전체와 연속으로 결합하도록 일체로 형성될 수 있고, 클립들(70)은 동일한 물질편으로부터 제조될 수 있다. 대안적으로, 적층된 클립들(70)은 수 개의 물질편들로부터 제조되거나, 독립적으로 형성되고 하나의 정상에 다른 하나가 배치 또는 고정될 수 있다. 제1 실시예의 적층된 클립들(70)은 포스트 부재들(50) 사이에 독립적으로 적층된 개별 클립 부재들(70a)(70b)(70c)(70d)로 구성된다. 바람직하게, 각각의 클립 부재(70a)(70b)(70c)(70d)는 해제 위치라고도 하는 비-변형 상태를 구비하고(도 1), 이 상태에서 각각의 클립 부재(70a)(70b)(70c)(70d)가 변형 위치라고도 하는 변형 상태(도 2)로 이동했을 때와는 상이하다. 제1 실시예에서, 변형 상태에 있는 클립들(70)은 공간(75)의 크기가 해제 위치에서보다 더 크도록 팽창된다. 클립들(70)은 보스 부재들(30)의 측면들(32)과의 상호작용을 통해 팽창될 수 있다. 대안적으로, 클립들(70)은 변형 상태에서의 공간(75)의 크기가 해제 위치에서보다 더 작도록 내부로 변형될 수 있다.
적층된 클립들(70)은, 바람직하게, 조립된 구성에서(도 2 및 도 3) 클립 부재들(70a)(70b)(70c)(70d)이 보스 부재들(30)과 포스트 부재들(50) 모두에 근접하도록 하부 요소(40)에 배치 또는 고정된다. 대안적으로, 적층된 클립들(70)은 상부 요소(20) 또는 하부 요소(40) 중 어느 하나에 연결되지 않을 수 있다. 팽창가능한 추간 스페이서(10)가 완전히 수축된 상태에 있을 때(도 2), 보스 부재들(30)은 클립 부재들(70a)(70b)(70c)(70d)의 내부에 그리고 그들의 공간(75)에 배치되고, 클립들(70)은 보스 부재들(30)에 의해 외부로 변형되기 때문에 변형되거나 팽창된 상태를 취한다. 상부 및 하부 요소들(20)(40)을 파지하여 이들이 서로로부터 이격하도록 하부 요소(40)에 대해 상부 요소(20)를 이동시키는데 스프레더(spreader)와 같은 도구(미도시)가 사용될 수 있다. 상부 요소(20)가 하부 요소(40)로부터 이격되게 이동될 때, 원위단 표면(34)이 각각의 개별 클립 부재(70a)(70b)(70c)(70d)의 상부면으로부터 보스 부재들(30) 아래의 위치까지 이동하면서 클립 부재들(70a)(70b)(70c)(70d)은 순차적으로 내부로 변형한다. 개별 클립 부재들(70a)(70b)(70c)(70d)의 수에 따라, 팽창가능한 추간 스페이서(10)는 수축된 디스크-공간을 신장하고 그의 높이를 복구하도록 점진적으로 팽창하는 크기의 범위 안에서 위치될 수 있다. 보스 부재(30)의 원위단 표면(34)이 위치되는 곳에 따라, 보스 부재들(30)의 바닥면 또는 원위단 표면(34)을 통해 최상위 클립 부재들(70a)(70b)(70c)(70d)에 축방향 압축이 가해지거나 하부 요소(40)에 직접적으로 축방향 압축이 가해짐에 따라, 팽창가능한 추간 스페이서(10)에 생리적 하중이 가해진다.
제1 실시예의 보스 부재들(30)은 원통형이고 중공형이다. 각각의 보스 부재(30)는 포스트 부재들(50)을 수용하기 위해 개구(33)와 함께 내부에 형성된 리세스 또는 캐비티(35)를 포함하고, 상부 종판(22)에 노출된 개구(36)를 포함한다.
제1 실시예의 포스트 부재들(50)은 원통형이고, 중공형 또는 중실형일 수 있다. 포스트 부재들(50)이 보스 부재들(30) 안에 미끄러지게 수용되도록, 포스트 부재들(50)의 외경은 바람직하게 보스 부재들(30)의 캐비티(35)의 직경 보다 약간 더 작다. 따라서, 보스 부재들(30)은 원통형 포스트 부재들(50)에 대해 축방향으로 상하 평행이동가능하다. 스페이서(10)가 높이 면에서 팽창하면, 상부 요소(20)는 하부 요소(40)로부터 이격되게 이동하고 보스 부재들(30)은 포스트 부재들(50)에 대해 이동한다.
제1 실시예에서, 적층된 탄성 클립들(70)은 연결부(72)에 의해 함께 결합되는 한 쌍의 대향하는 C-형 클립들(70)로 이루어진다. 클립들(70)은 바람직하게 하부 요소(40)에 고정되고 각각의 클립 부재(70a)(70b)(70c)(70d)는 포스트 부재들(50)의 어느 하나의 적어도 일부분을 둘러싼다. 더 상세하게, 포스트 부재들(50)은 클립(70)의 아암들(74)(76) 사이를 그리고 공간(75)을 통해 연장한다. 탄성 C-클립들(70)은 하부 요소(40)와 일체로 형성될 수 있고, 간극(gap) 또는 공간(85)이 바람직하게 포스트 부재(50)의 외부면과 탄성 클립 아암들(74)(76)의 내부면 사이에 형성된다.
상세하게, 제1 실시예에서, 적층된 C-클립들(70)은 하부 요소(14)에 적층된 4개의 C-클립들(70a)(70b)(70c)(70d)로 구성된다. 도 2에 도시된 바와 같이 수축 위치에 있는 임플란트의 경우, 보스 부재들(30)은 포스트 부재들(50) 위로 미끄러져 내려간다. 보스 부재(30)가 포스트 부재들(50) 위로 미끄러져 내려가는 것을 허용하기 위하여 각 쌍의 4개의 탄성 클립 부재들(70a)(70b)(70c)(70d)의 아암들(74)(76)은 보스 부재들(30)이 관통하는 것을 허용하는 팽창 상태(변형 상태) 또는 팽창 위치(변형 위치)까지 팽창되도록, 클립 부재들이 해제 위치에 있을 때 보스 부재들(30)의 외경, 형상, 크기 및/또는 구성은 공간(75) 보다 약간 더 크다. 임플란트는, 바람직하게, 완전히 수축된 위치에 있는 동안, 뼈의 원하는 위치에 위치된다. 임플란트가 적소에 있을 때, 임플란트를 팽창시키는데 바람직하게 신장기가 사용된다. 사용시, 신장기는 상부 요소(20)를 하부 요소(40)로부터 이격되게 이동시키고, 그에 따라 보스 부재들(30)을 포스트 부재들(50)에 대해 이동시킨다. 보스 부재들(30)이 제1 클립(70a)의 정상 가장자리(71a)를 지나 이동할 때, 탄성 아암들(74a)(76a)은 더 이상 팽창 위치에 있지 않고 탄성 클립(70a)의 정상면(73a)이 보스 부재(30)의 원위단 표면(34) 밑에 위치하는 해제 위치로 이동한다. 임플란트의 팽창이 계속되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 보스 부재(30)는 그의 원위단(34)이 제2 클립(70b)의 정상 가장자리(71b)를 지나 이동할 때까지 포스트 부재(50)에 대해 계속 이동하고, 이에 탄성 아암들(74b)(76b)은 탄성 클립(70b)의 정상면(73b)이 보스 부재(30)의 원위단 표면(34) 밑에 위치하는 해제 위치까지 이동한다. 도 3에서, 제3 및 제4 클립들(70c)(70d)은 보스 부재들(30)의 외측면들(32)에 대해 압박하는 팽창 상태에 있는 반면, 제1 및 제2 클립들(70a)(70b)은 보스 부재(30)와 상부 요소(20)가 하부 요소(40)를 향해 이동하는 것을 방해하는 비팽창 상태, 즉 해제 위치에 있으므로, 적층된 C-클립들(70)은 팽창가능한 추간 스페이서(10)가 그 사이에 위치하는 인접한 척추골들 중 임의의 척추골과 종판들(22)(42) 사이에 적어도 설명된 거리를 유지하도록 배열된다.
종판들(22)(42)에 가해지는 임의의 압축력은 보스 부재들(30)에 전달되고, 보스 부재들(30) 밑에 위치하는 탄성 클립들(70)에 전달되며, 하부 요소(40)에 전달되기 때문에, 팽창가능한 임플란트(10)는 그의 높이를 유지할 것이다. 바람직하게, 클립 부재들 및 임플란트는 임플란트의 설계 요소에 축방향 하중이 가해질 때 클립 부재들이 순수한 압축 상태에 있도록 구성되고 배열된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 클립 부재들에 전단 응력, 굴곡 또는 모두에 대한 하중이 가해질 수 있다.
도 1 내지 도 3의 실시예는 4개의 적층된 탄성 클립들을 보여주지만, 완전히 팽창된 위치와 완전히 수축된 위치 사이에 어느 정도의 높이 차이를 허용하기 위하여 그 이상 또는 그 이하의 탄성 클립들이 포함될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들면, 임플란트는 하나의 클립만을 사용하거나, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 클립들을 사용할 수 있다. 클립 부재들은 비교적 편평하고, 그 두께는 비교적 일정하다. 대안적으로 또는 부가적으로, 클립 부재들은 예를 들면, 웨지(wedge) 형상과 같은 일정하지 않은 두께를 가질 수 있고, 대안적으로 또는 부가적으로 만곡된 표면을 가질 수 있다. 클립 부재들은 척추 전만증의 굴곡 각도를 제공하거나 척추 후만증 또는 후굴증의 굴곡 각도를 제공하는 식으로 형상을 갖거나 다른 식으로 구성되고 연결될 수 있다.
탄성 클립들의 두께는 바람직하게 임플란트의 높이 조정 증가량을 결정한다. 예를 들면, 2mm의 일정한 두께의 4개의 클립들이 사용될 경우, 임플란트 스페이서는 2mm 증가량으로 8mm의 총 높이 조정 범위를 갖는다. 탄성 클립들은 모두 동일한 두께 또는 상이한 두께를 가질 수 있거나, 일부 클립들은 동일한 두께를 갖고 다른 클립들은 그렇지 않은 동일한 두께와 상이한 두께와의 조합을 가질 수 있다. 도 1 내지 도 3의 실시예의 탄성 클립들은 클립들의 중앙부에서 연결되고 임플란트의 중앙에 위치된다. 클립들은 임플란트의 다른 영역에 위치될 수 있고 다른 구성을 가질 수 있다. 게다가, 도 1 내지 도 3의 클립들은 C-형상이므로 C-클립(서로 등을 마주하고(back to back) 정렬되어 도그-본(dog-bone) 형상을 형성함)으로 지칭되지만, 클립들은 다른 형상, 예를 들면, U-형, Y-형, V-형, 원형 또는 기타 형상을 가질 수 있다.
부가적으로, 도 1 내지 도 3의 실시예에 도시된 바와 같이, 상부 요소(20) 또는 하부 요소(40)에 하나 또는 그 이상의 돌기들(protrusions)이 포함될 수 있으며, 돌기들은 팽창가능한 추간 스페이서(10)가 과도하게 팽창하여 분리되는 것을 방지하는 기계적 멈춤 장치로서 역할을 한다. 예를 들면, 제1 실시예의 상부 요소(20)는 기계적 멈춤 장치(25)를 포함하고, 적층된 C-클립들(90)의 최상측 C-클립(70d)은, 완전히 팽창된 위치에서 기계적 멈춤 장치(25)와 서로 결합하여 팽창가능한 추간 스페이서(10)가 과도하게 팽창하여 분리되는 것을 방지하는 오버행(overhang)(80)을 포함한다. 추간 스페이서(10)는 상기한 기계적 멈춤 장치(25) 및 오버행(80)을 포함하는 것으로 한정되지 않으며, 팽창시 스페이서의 분리(disassembly)를 방지하는 다른 메카니즘을 포함하거나, 스페이서의 작동에 크게 영향을 미치지 않으면 그러한 과팽창(overextension) 방지 장치 또는 분리 메카니즘을 포함하지 않을 수 있다.
적층된 C-클립들(70)은 하부 요소(40)에 위치하는 것으로 한정되지 않으며, 하부 요소(40)와 적층된 C-클립들(70)이 하나의 요소가 되도록 하부 요소(40)와 일체로 형성될 수 있다. 적층된 C-클립들(70)은 상부 요소(20)나 하부 요소(40) 중 어느 하나와 연결되지 않거나, 상부 요소(20)와 연결 또는 그에 고정되거나 상부 요소(20)와 일체로 형성될 수 있다. 또한, 보스 부재들(30)은 중공형이 아니라, 중실형(solid)일 수 있고, 적층된 C-클립들(70)은 하부 요소(40)와 일체로 형성되거나 그렇지 않다면 그에 고정될 수 있으며, 포스트 부재들(50)은 불필요할 수 있다. 보스 부재들(30)은 중공형으로, 포스트 부재들(50)이 중공 캐비티에 삽입되는 것으로 도시되었지만, 보스 부재들(30) 및 포스트 부재들(50)은 서로에 대해 평행이동하고 상호 연결되거나 연결되지 않을 수 있는 옆으로 나란히 위치하는(side by side) 돌기들로 배열될 수 있다.
도 1 내지 도 3의 실시예는 길이가 너비의 2배이고 임플란트가 가시돌기(spinous process)의 각 측면에 삽입되는 후방 추간 융합 수술을 위해 구성된 종판들을 구비하지만, 다른 형상과 구성의 스페이서들에도 동일한 원리가 적용될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 팽창가능한 추간 스페이서(110)의 제2 실시예는 C-형 클립들(170)의 2개의 별개의 내향하는 단일 스택들(192)(194), 및 이식 물질 충진을 위해 종판들(122)(124)에 형성된 적어도 하나의 축 보어(123)을 포함한다. 부분적으로는 클립들(170)이 2개의 별개의 단일 스택들(192)(194)로 분리되고 제1 실시예의 중앙 연결부들(72)이 제거되었기 때문에, 축 보어(123)는 추간 스페이서(110)를 통해 연장한다. 제2 실시예의 팽창가능한 추간 스페이서(110)에 포함되는 클립들(170)은 약간 덜 원형이고, 탄성 아암들(174)(176)은 V-형을 갖는다. 도 4 내지 도 6의 실시예에서, 각각의 스택(192)(194)에는 3개의 클립들(170a)(170b)(170c)이 있다. 각 스택(192)(194)의 클립들은 일체형이고, 연결부(172) 및 연결부(172)로부터 연장하는 탄성의 플렉시블 아암들(174)(176)을 포함한다. 2개의 클립 스택들(192)(194)은 아암들(174)(176)이 보스 부재들(130)을 적어도 부분적으로 둘러싸고 포스트 부재들(170)이 아암들(174)(176)에 의해 구획된 공간(175)을 통해 지나가도록 배치된다. 클립 스택들(192)(194)은 바람직하게 하부 요소(140)에 고정된다. 개별적인 스택들(192)(194)은 종판(122)(142)의 외주 가장자리와 포스트 부재들(150) 사이에 위치된다.
도 6에 도시된 상부 요소(120)는 단일의 일체형 보스 부재(130)를 구비한다. 비-방사형 팽창 상태 또는 해제 위치에 있는 클립들(170)의 아암들(174)(176)에 의해 구획된 공간(175)은 과도하게 작아 보스 부재(130)의 통과를 허용하지 않으며, 해제 위치에 있는 아암들(174)(176)은 보스 부재(130)가 공간(175)을 통해 이동하는 것을 간섭한다. 임플란트를 조립하기 위하여, 클립들(170), 특히 플렉시블한 탄성 아암들(174)(176)은 팽창 위치까지 팽창되어 보스 부재(130)가 공간(175)을 통해 포스트 부재들(150) 위로 미끄러져 이동하는 것을 허용한다. 사용시, 상부 요소(120)가 하부 요소(140)에 대해 이동함에 따라, 보스 부재(130) 또한 이동한다. 보스 부재(130)의 원위단 표면(134)이 클립들(170)의 정상면(173)을 지나 이동할 때, 탄성 아암들(174)(176)은 보스 부재(130) 밑에서 내부로 이동한다. 스페이서(110)에 축방향 압축력이 가해지면, 보스 부재(130)는 클립(170)에 의해 지지되고 원래의 크기로 수축되지 않을 것이다. 클립 스택들(192)(194)의 개별 클립들(170a)(170b)(170c)은 원형, C-형, V-형, U-형, Y-형, 또는 보스 부재(130)와 상호작용하고, 바람직하게는 스페이서(110)를 통해 연장하는 축 보어(123)를 수용하는 거의 모든 형상일 수 있다.
또한, 추간 스페이서(110)의 제2 실시예의 종판들(122)(142)은 팽창가능한 추간 스페이서(110)의 각각의 측면에, 바람직하게 과팽창을 방지하는 핀/슬롯 메카니즘(185)을 포함한다. 더욱 상세하게, 하부 요소(140)는 각각의 측면에 하나씩 탭들(tabs)(190)을 포함하며, 탭(190)은 하부 요소(140)로부터 상부 요소(120)를 향해 상향 연장한다. 탭들(190)은 슬롯(192)을 포함한다. 보스 부재(130)는 바람직하게 2개의 보어들(194)을 구비하는 중앙부를 포함한다. 하부 요소(140) 및 상부 요소(120)가 조립될 때, 보어(194)는 슬롯(192)과 정렬하고 핀(195)은 보어(194)와 슬롯(192)을 통해 삽입된다. 상부 및 하부 요소들(120)(140)이 서로에 대해 이동할 때, 핀(195)은 슬롯(192)의 끝단들과 접하고 스페이서(110)가 분리되는 것을 방지하는 멈춤 메카니즘으로 기능할 때까지 슬롯(192)에 미끄러져 들어가게 허용된다. 스페이서(110)는 슬롯을 구비한 하나 또는 그 이상의 탭들, 및 상응하는 보어들과 핀들을 구비할 수 있다.
팽창가능한 추간 스페이서들(10)(110)(210)의 하부 요소(140) 및/또는 상부 요소(120)의 발판(footprint)은, 도 1 내지 도 6의 제1 및 제2 실시예에 도시된 바와 같이, 다소 직사각형이거나, 도 7 및 도 8의 추간 스페이서(210)의 제3 실시예에 도시된 바와 같이, 만곡될 수 있다. 팽창가능한 스페이서의 형상, 구성 및 크기 뿐만 아니라 상하부 요소들의 다른 형상, 구성 및 크기도 고려된다. 상이한 형상 및 크기에 부가적으로, 스페이서들의 상하부 요소들은 척추골들 사이에 뼈를 융합하는 것을 돕는 이식 물질을 수용하기 위해 스페이서를 부분적으로 또는 전체적으로 관통 연장할 수 있는 하나 또는 그 이상의 개구들을 구비할 수 있다. 더구나, 스페이서들은 클립 부재들, 보스 또는 보스 요소들 및 포스트 부재들의 많은 다양한 구성 및 배열을 이용할 수 있다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 팽창가능한 추간 제거 장치(310)의 하나의 실시예는 클립들(370)의 단일 스택(390), 단일 보스(330) 및 단일 원통형 돌기(350)를 포함한다. 또한, 팽창가능한 추간 제거 장치(310)는 수축 위치에 있는 장치(310)의 움직이는 부분들을 덮는 하우징(360)(도 9에 점선으로 도시)을 포함하며, 하우징(360)은 장치(310)의 작동을 위한 접근을 제공하는 윈도우(365)(도 10)를 포함한다.
척추체 제거 장치(310)는 상부 요소(320) 및 하부 요소(340)를 구비한다. 하부 요소(340)는 하우징(360) 및/또는 돌기(350)의 일부분을 포함할 수 있다. 돌기(350)는 하부 요소(340)로부터 별개이거나 그와 일체일 수 있고, 하부 요소(340)에 고정되거나 고정되지 않을 수 있다. 하우징(360), 돌기(350) 및 하부 요소(340)는 일체형 부분이거나 모두 개별 부분들, 또는 일체형 부분과 개별 부분의 조합일 수 있다. 상하부 요소들의 단면들, 즉 종판들(322)(342)은 도시된 바와 같이 평활하거나, 척추체 제거 장치(310)를 척추골 사이의 적소에 고정하는 것을 돕기 위해 치차, 릿지, 스파이크, 용골 또는 표면 요철을 포함할 수 있다.
척추체 제거 장치(310)는 도시된 바와 같은 원형 종판들(322)(342)을 구비한 원통형이거나, 척추체 제거 장치(310) 및 종판들(322)(342)은, 예를 들면, 도 1 내지 도 8에 도시된 형상과 같은 임의의 바람직한 형상 또는 다른 형상을 취할 수 있다. 종판들(322)(342)은 또한 개구들(323)(343)(미도시)을 포함할 수 있고, 척추체 제거 장치(310)는 뼈 형성을 돕는 수술시 뼈 이식 물질로 충진하기 위하여 중공형 내부를 구비할 수 있다. 임플란트, 스페이서 또는 척추체 제거 장치를 뼈 이식 물질로 충진하는 것을 돕기 위해, 윈도우(365)는 임플란트의 중공형 내부 및 개구들(323)(343)과 통할 수 있다.
돌기(350) 및 보스(330)는, 도 9 내지 도 11에 모두 원통형으로 도시되었지만, 도 12 내지 도 14에 도시된 형상 및 구성에 한정되지 않지만 이를 포함하는 임의의 바람직한 형상을 가질 수 있다. 도 9 내지 도 11의 실시예의 클립 스택(390)은 5개의 클립들(370a)(370b)(370c)(370d)(370e)를 구비하지만, 원하는 결과에 따라 그 이상 또는 그 이하의 클립들을 구비할 수 있다. 클립들(370)은 연결 부재에 의해 일체형이거나 개별 클립일 수 있다. 도 9 내지 도 11의 실시예의 클립들은 O-링처럼 슬롯을 구비한 원형이지만 임의의 소망하는 형상일 수도 있다.
척추체 제거 장치(310)는 도 1 내지 도 8의 실시예와 유사한 방식으로 작동된다. 완전히 팽창된 상태에서 보스(330)의 원위단은 클립(370e)의 정상면의 정상에 위치된다. 척추골로부터 척추체 제거 장치(310)의 상부면(322)까지 전달된 어떤 힘이나 축방향 압축이 보스(330)에 전달된다. 보스(330)는 그 힘을 클립들(370)의 스택(390)까지 전달하고, 그 힘을 척추체 제거 장치(310)의 하부 요소(340)까지 그리고 하부 척추골까지 전달한다. 척추체 제거 장치(310)는 바람직하게 수축 상태에서 이식될 수 있다. 수축 상태에서, 돌기(350)는 보스(330)의 중공 공간 또는 리세스에 삽입되고, 클립들(370)은 보스(330)의 외측면을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 보스(330)가 클립(370)의 아암들에 의해 구획된 공간으로 삽입되는 것을 허용하기 위해, 보스(330)를 둘러싸는 클립들(370)은 바람직하게 클립의 아암들이 팽창하거나 외향 굴곡하는 팽창 상태에 있다.
척추체 제거 장치가 팽창됨에 따라, 보스(330)는 클립들(370)에 대해 이동한다. 보스(330)의 원위단(334)이 제1 클립(370a)의 정상면(371a)을 지나 이동할 때, 제1 클립(370a)은 해제 위치로 되돌아 가고 클립(370a)의 아암들(374a)(376a)은 비-팽창, 비-굴곡 위치(해제 위치)로 돌아가 보스(330) 밑에서 이동한다. 그런 후, 보스(330)는 제1 클립(370a)에 의해 지지되고 척추체 제거 장치(310)는 클립(370a)의 두께만큼 증가된 새로운 높이를 유지할 것이다. 추가적인 높이 조정을 원할 경우, 종판들은 팽창되어, 보스(330)의 원위단 표면(334)이 클립(370b)의 정상면(371b)을 지나 이동할 때까지 보스(330)를 클립들(370)에 대해 이동시키고, 그에 따라 제2 클립(370b)이 해제된 위치로 돌아가고 클립(370b)의 아암들이 보스 밑에서 이동하여, 클립(370b)이 보스에 가해진 하중을 지지한다. 원하는 높이에 도달할 때까지 임플란트의 팽창은 계속될 수 있으며, 이러한 식으로 척추체 제거 장치(310)는 척추골 스페이서들(10)(110)(210)처럼, 계단식으로 점진적으로 소정의 증가량으로 상이한 크기로 조정가능하다.
팽창가능한 척추체 제거 장치들 및 설계 요소들은 도 12 내지 도 14에 추가적으로 도시된다. 구체적으로, 도 12 내지 도 14는 개별 클립들과 결합하는 일체형 지주(spine)(72')를 구비한 클립 스택(70')을 개시한다. 클립 스택(70')은 단일 물질편으로 형성되며 이 물질에 슬롯들 또는 홈들(grooves)(97)이 형성되어 일체로 연결된 채 유지되는 별개의 클립들을 형성한다. 홈들(97)은 또한 그의 끝단에 요홈반경부들(relief radius sections)(98)을 포함할 수 있다. 스택(70')은 클립들의 유연성에 도움을 주기 위해 리세스(99)를 더 포함할 수 있다.
클립들은 도 1 내지 도 14에 도시된 것 이외의 형상 및 구성을 취할 수 있다. 예를 들면, 클립들은 아암들(74''')(76''')이 도 15에 도시된 해제 위치와 도 18에 도시된 팽창 위치 사이에서 팽창 또는 굴곡할 수 있는, 기본적으로 개방 끝단형 직사각형 또는 U-형인, 도 15에 도시된 형상을 취할 수 있다. 도 16 및 도 17에 도시된 보스(30')는 또한, 아암들(74''')(76''')이 팽창 위치에 있을 때, 연장부들(31')이 아암들(74''')(76''')에 의해 형성된 공간(75''')에 꼭 맞는 개방 끝단형 직사각형 또는 U-형일 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 임플란트, 스페이서 또는 척추체 제거 장치가 수축 위치에 있을 때 또는 완전히 팽창된 위치에 있지 않을 때, 임플란트, 스페이서 또는 척추체 제거 장치의 보스 부재(430)는 클립 부재들(470) 또는 클립 스택(490)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 구성될 수 있다. 해제 상태에 있는 도 18의 클립들(470)은 보스(430)의 이동을 간섭하는 크기를 갖는다. 즉, 해제 상태에 있을 때, 보스(430)는 클립 부재들과 또는 그 둘레에 꼭 맞을 수 없다. 도 18의 실시예에서, 클립들(470b)(470c)(470d)이 수축되어 클립의 아암들(474)(476)이 서로 가까워지면 보스(430)가 클립 부재 위로 이동하여 그 주위를 부분적으로 둘러싸거나 그 위에 중첩되는 것을 허용한다. 보스(430)가 클립 부재에 대해 이동하고 보스(430)의 원위단 표면(434)이 클립 부재(470a)의 정상면(471a)을 지나서 이동할 때, 클립 부재의 아암들(474a)(476a)은 보스(430) 밑의 적소에서 보스(430)를 지지하며 팽창한다. 임플란트, 스페이서 또는 척추체 제거 장치는 클립 부재들이 보스의 이동을 간섭 또는 방해하지 않도록 클립 부재들이 팽창되거나 대안적으로 수축되는 방식으로 구성될 수 있다.
보스 부재들, 포스트 요소들 및 돌기들, 클립 부재들 및 클립 스택들은 일반적으로 축방향 직선 이동을 허용하는 직선으로 도시되었지만, 보스 부재들, 포스트 부재들 또는 돌기 부재들, 클립 부재들 및/또는 클립 스택들은 임플란트, 스페이서 또는 척추체 제거 장치의 종판들 또는 단면들이 서로에 대해 각을 이룰 수 있도록 만곡될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 클립 부재들은 임플란트의 종판들이 서로에 대해 각을 이룰 수 있도록 일정하지 않은 두께 또는 만곡을 가질 수 있다. 이러한 특징은 척추골의 적절한 정렬을 복구하고 척추전만 또는 척추측만 굴곡을 복원하는데 도움을 줄 수 있다.
도 19는 방사상 기계적 톱니바퀴형 팽창가능한 추간 스페이서 또는 팽창가능한 척추체 제거 장치(500)의 하나의 실시예를 도시한다.
도 20 내지 도 22는 기계적 팽창가능한 추간 스페이서 장치(510)의 하나의 실시예를 도시하며, 바람직하게 타원형의 캠동작 면(camming surface)(618)을 구비한 샤프트(616) 주위에 배치된 대향하는 상하 종판들(622)(642)을 포함한다. 샤프트(616)는 종판들(622)(642)의 하나 또는 모두로부터 연장하는 구성과 상호작용할 수 있는 기어(gear)(620)를 하나의 끝단에 더 포함한다. 샤프트(616)와 기어(620)가 회전함에 따라 캠동작 면(618)이 종판들(622)(642)을 두개(cranial)/미골(caudal) 방향으로 서로 멀어지게 밈으로써, 장치(610)는 도 20 및 도 21의 수축 위치로부터 도 22에 도시된 팽창 위치까지 이동한다. 장치(610)의 원하는 높이를 얻은 후, 기어(620)를 안쪽으로 눌러 인터페이스 구성(미도시)과 결합시켜, 예컨대, 6mm 내지 18mm 사이의 원하는 높이를 고정시킨다. 6mm 내지 18mm 사이의 원하는 높이 범위는 제한적이지 않으며, 임플란트/장치(610)를 받아들이는 환자의 해부 구조, 외과의사의 선호도 및 관련 요소들에 따라 장치(610)는 다양한 높이까지 팽창될 수 있다.
도 23 및 도 24는 한 쌍의 대향하는 종판들(722)(742)을 포함하는 팽창가능한 추간 스페이스(710)의 다른 실시예를 도시하며, 각각의 종판(722)(742)은 두개/미골 방향으로 연장하는 릿지형 랙(ridged rack)(756)을 더 포함한다. 종판들(722)(742)은 바람직하게 다수의 원통형 보스들(760)을 통해 본체(758) 내부에 배치된다. 본체(758) 내부에는 바람직하게 샤프트(782)가 포함되며, 샤프트(782)는 각각의 끝단에 기어들(762)을 더 포함하고 팽창가능한 추간 스페이서의 중앙에 배치된다. 각각의 기어들(762)에는, 도구(미도시)를 통해 샤프트(782)에 토크를 가할 수 있는 요부(depression)(762a)가 형성된다. 완전히 수축된 상태에서, 각각의 기어(762)는 제1 방향으로 가능하면 멀리 회전하도록 작동되어 스페이서(710)를 수축 위치(도 23)로부터 팽창 위치(도 24)까지 이동시킨다. 중앙 기어(763)는 팽창가능한 추간 스페이서(710)의 중앙에 배치되고 샤프트(782)에 장착된다. 바람직하게, 어떤 기구가 기어들(762) 중 하나 또는 모두를 통해 샤프트(782)와 접속하고 샤프트(782)에 토크를 가할 때, 중앙 기어(763)는 릿지형 랙(756)과 접속한다. 도구가 샤프트(782)를 제2 방향으로 회전시킬 때, 중앙 기어(783)는 릿지형 기어를 평행이동시킴으로써 종판들(722)(742)이 두개/미골 방향으로 팽창하게 한다. 원하는 높이를 얻으면, 기어들(762) 중 하나는 바람직하게 임플란트 본체(758)의 하나의 구성과 결합하여 샤프트(782)가 더 회전하지 못하도록 고정시킨다. 예를 들면, 스프링 장착된 멈춤 장치들(764)이 본체(758)에 장착되어 샤프트(782)와 기어들(762)을 적소에 고정시켜 원하는 높이를 확보할 수 있다.
도 25 내지 도 27은 한 쌍의 대향하는 종판들(822)(842)을 포함하는 기계적 팽창가능한 추간 스페이서(810)의 추가 실시예를 나타내며, 각각의 종판들(822)(842)은 팽창가능한 추간 스페이서(810)의 각 측면의 링크(link)(806)에 핀(808)으로 부착된다. 팽창가능한 추간 스페이서(810)는 종판들(822)(842) 사이에, 바람직하게는 양단에 서로 이격되어 배치된 2개의 블록들(812)(815)을 더 포함한다. 블록들(812)(815)은 바람직하게 스크류(814)에 의해 서로 연결되지만, 이에 한정되지 않고, 블록들(812)(815)이 서로를 향하게 및/또는 서로로부터 이격되도록 허용하는 임의의 메카니즘으로 서로 연결될 수 있다. 바람직하게, 스프링(816)은 2개의 블록들(812)(815) 사이에서 스크류(814)의 샤프트를 둘러싼다. 완전히 수축된 위치(도 26)에서, 블록들(812)(815)은 서로에 대해 비교적 가까이 근접하여 위치된다. 도구는 스크류(814)와 결합하고 팽창가능한 추간 스페이서(810)의 후방 끝단에서 스크류(814)를 회전시키는데 사용된다. 스크류(814)가 회전됨에 따라, 블록들(812)(815)은 서로를 향해 이동하여 링크들(806)이 더욱 세로방향을 향하도록 하고 종판들(822)(842)이 서로로부터 이격되게 이동하도록 한다. 링크들(806)은 이동함에 따라, 종판들(822)(842)을 두개/미골 방향으로 민다.
상기한 실시예의 광의의 신규한 개념으로부터 벗어나지 않는 한, 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들면, 특징 및 구성들은 단독으로 또는 조합하여 적용될 수 있으며, 보스 부재들과 클립 부재들은 수많은 다양한 형상 및 구성을 취할 수 있고, 분리를 방지하기 위해 임플란트, 스페이서 또는 척추체 제거 장치는 선택적으로 포스트 부재들을 또는 선택적으로 멈춤 메카니즘을 포함할 수 있다. 개시된 실시예는 스페이서 또는 척추체 제거 장치를 설명하였지만, 본 발명에 그러한 임플란트 장치들에 한정되지 않으며 다양한 용어로 지칭될 수 있고, 척추 이외의 신체의 다른 부분들에도 사용될 수 있으며 비-의료적인 적용에도 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시예에 한정되지 않으며, 다만 첨부된 청구항에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 정신 및 범위 내의 모든 개량을 망라하는 것으로 이해되어야 한다.
10, 110, 210: 팽창가능한 추간 스페이서
20, 120, 320: 상부 요소
40, 140, 340: 하부 요소
30, 130, 330: 보스 부재
50, 150, 350: 포스트 부재
70, 170, 370: 클립 부재

Claims (22)

  1. 수축(collapsed) 상태 및 팽창 상태를 가지며 척추골들 사이에 이식을 위한 팽창가능한 추간 스페이서(expandable interbody spacer)에 있어서,
    하나의 척추골의 적어도 일부분과 접촉하기 위한 외부면을 구비하는 상부 요소;
    다른 하나의 척추골의 적어도 일부분과 접촉하기 위한 외부면을 구비하는 하부 요소를 포함하고, 상기 스페이서가 상기 수축 상태와 상기 팽창 상태 사이를 이동할 수 있도록 상기 상부 요소 및 상기 하부 요소는 서로에 대해 이동가능하고;
    상기 상부 요소와 상기 하부 요소 사이에 위치되고 그들 중 적어도 하나에 대해 이동가능하며 측면 및 원위단 표면을 포함하는 적어도 하나의 보스 부재; 및
    정상면, 해제(relaxed) 위치, 변형(deflected) 위치 및 공간을 각각 구비하 는 적어도 하나의 팽창가능한 클립 부재를 포함하고,
    상기 클립 부재가 상기 변형 위치에 있을 때, 상기 보스 부재는 상기 공간을 통해 지나가도록 배열 및 구성되며, 상기 클립 부재가 상기 해제 위치에 있을 때 상기 클립 부재는 상기 보스 부재의 이동을 간섭하고 상기 보스 부재가 상기 공간을 통해 지나가는 것을 허용하지 않으며, 상기 스페이서가 팽창 위치일 때 클립 부재들의 각각이 변형 위치에 있고, 스페이서가 팽창할 때 클립 부재들의 각각의 변형은 순차적으로 보스 부재의 상기 원위단 표면이 클립 부재들의 각각의 정상면을 지나면서 해제 위치까지 변형하여, 상기 스페이서가 소정의 증가량으로 팽창하도록 하는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  2. 제1항에 있어서,
    각각이 하나의 정상에 다른 하나가 적층되어 적어도 하나의 클립 부재 스택(stack)을 형성하는 다수의 클립 부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 클립 부재들은, 힘이 가해지면 이동하는, 일체형의 탄성적이고 탄력적으로 변형가능한 아암들을 구비하는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 클립 부재들은 단일 물질편으로 형성되고 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 클립 부재들은 편평(flat)하고 일정한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 클립 부재들은 웨지(wedge)형인 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  8. 제2항에 있어서,
    각각 다수의 클립 부재들을 포함하는 클립 부재 스택을 1개를 초과하여 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부 요소는 상기 상부 요소로부터 상기 하부 요소를 향해 연장하는 적어도 하나의 보스 부재를 포함하고, 상기 하부 요소는 상기 하부 요소로부터 상기 상부 요소를 향해 연장하는 하나의 포스트 부재를 포함하며, 상기 포스트 부재는 스페이서가 팽창 및 수축할 때 상기 보스 부재에 대해 신연(telescope)할 수 있도록 상기 보스 부재와 결합되는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  10. 제1항에 있어서,
    다수의 보스 부재들, 다수의 포스트 부재들, 및 다수의 클립 부재 스택들을 형성하는 다수의 클립 부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 클립 부재들은 힘이 가해질 때 팽창하는 탄성 아암을 구비하는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 클립 부재들의 아암들은 원형, C-형, U-형, Y-형 및 V-형으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 클립 부재들은 상기 하부 요소에 고정되는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 다수의 클립 부재 스택들은 상기 다수의 보스 부재들 사이에 위치되는 중앙 부재에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 다수의 클립 부재 스택들은 서로 다른 보스 부재와 결합되는 적어도 2개의 개별적인 탄성 클립 부재 스택을 형성하는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 상부 요소 및 상기 하부 요소는 자신의 외주(perimeter)를 따라 가장자리들(edges)을 포함하고, 상기 개별적인 탄성 클립 부재 스택은 상기 보스 부재들과 상부 요소와 하부 요소의 상기 외주 가장자리들 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 보스 부재들과 상기 포스트 부재들은 원통형인 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  18. 제1항에 있어서,
    축방향 압축을 받을 때 상기 보스 부재의 상기 원위단이 상기 클립 부재의 상기 정상면을 지나 상기 상부 요소를 지지함에 따라, 상기 클립 부재들은 상기 보스 부재 밑에서 해제 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 클립 부재들이 상기 변형 위치로 전환되어 자신에 의해 구획된 공간이 더 커질 때, 상기 클립 부재들은 팽창되어 서로에 대해 이격되게 이동하는 아암들을 구비하는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 클립 부재들은 상기 변형 위치로 전환될 때 내부로 변형하는 아암들을 구비하는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서의 팽창을 제한하는 멈춤(stop) 메커니즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
  22. 제10항에 있어서,
    상기 보스 부재는 리세스(recess)를 구비하고, 상기 스페이서가 상기 수축 상태와 상기 팽창 상태 사이를 이동할 때 상기 포스트 부재는 상기 리세스 안에서 이동하는 것을 특징으로 하는 팽창가능한 추간 스페이서.
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