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KR20030044047A - 수핵을 충진 및 유지시키는 장치 및 방법 - Google Patents

수핵을 충진 및 유지시키는 장치 및 방법 Download PDF

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KR20030044047A
KR20030044047A KR10-2003-7005817A KR20037005817A KR20030044047A KR 20030044047 A KR20030044047 A KR 20030044047A KR 20037005817 A KR20037005817 A KR 20037005817A KR 20030044047 A KR20030044047 A KR 20030044047A
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disk
nucleus
disc
filling
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그레고리에이치 램브레체트
로버트 케빈 무어
제이콥 아인호른
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인트린식 오르토페딕스 인코포레이티드
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Abstract

침습력(invasiveness)이 최소화된 디스크충진시스템은 섬유륜충진 구성요소(12) 및 수핵충진 구성요소(7)을 포함한다. 전기 두 구성요소는 침습력이 최소화된 배치를 위해 적용된다. 수핵충진 구성요소(7)은 디스크 높이를 복구 및/또는 손실된 수핵(nucleus pulposus)을 대체한다. 섬유륜충진 구성요소(12)는 섬유륜(anulus fibrosis)의 약화된 부위를 보호 및/또는 자연상태의 수핵 및/또는 수핵충진 구성요소(7)의 이탈을 저지한다. 방법 및 배치기구가 또한 개시되어 있다.

Description

수핵을 충진 및 유지시키는 장치 및 방법{Devices and Method for Nucleus Pulposus Augmentation and Retention}
디스크는 기계적인 하중을 흡수하여 척추의 유연성을 갖게 하는 중요한 역할을 담당한다. 디스크는 부드럽고 중심부에 위치한 수핵(nucleus pulposus: NP)로 구성되고, 수핵은 거칠고, 실로 짜인 듯한 섬유륜(anulus fibrosis: AF)으로 둘러싸여 있다. 헤르니아는 섬유륜이 약해진 결과이다. 헤르니아 증상은 섬유륜이 약해지면서 수핵이 등쪽으로 팽융되거나 새어나와 척수 및 중추신경근을 압박할 때 일어난다. 결과적으로 발생하는 가장 일반적인 증상은 압박을 받은 신경을 따라 퍼지는 통증 및 아래등의 통증이고, 모두 환자에게는 장애가 될 수 있다. 문제의 심각성은 평균발병나이가 감소하고 있다는 점으로서, 미국에서 환자의 80%이상이 59세 이하이다.
1934년 Mixter와 Barr에 의해 처음 설명된 이래, 디스크절제술(discectomy)는 추간판 헤르니아 치료를 위한 가장 흔한 외과수술방법이 되었다. 이러한 방법은 디스크 외부로, 주로 등쪽으로, 신경근 또는 척수를 압박하는 디스크 물질을 제거하는 것을 포함한다. 외과의사의 기호에 따라, 디스크 공간내로부터 다양한 양의 수핵이 헤르니아 부위를 통하여 또는 섬유륜에서의 절단을 통하여 제거된다. 이러한 여분의 수핵을 제거하는 것은 자주 발생하는 헤르니아의 위험을 최소화하기 위해 보통 행해진다.
그럼에도, 디스크절제술(discectomy)의 가장 심각한 단점은 헤르니아의 재발, 척추신경근통(radicular symptom)의 재발 및 허리통증의 증가이다. 헤르니아 재발은 전체 케이스의 21%까지 발생할 수 있다. 헤르니아가 재발하는 장소는 대부분 공통적으로 이전에 발생한 헤르니아와 같은 정도 및 측면이고, 섬유륜의 많은 약화된 부위를 통하여 일어날 수 있다. 척추신경근통 증상의 지속 또는 재발은 많은 환자에게서 발생하고, 재발과 관련이 없을 때는 수술 후 디스크 높이 감소에 의해 발생하는 신경소공(neural foramina)의 협착증으로 연결되는 경향이 있다. 아래등의 통증완화는 환자의 약 14%에서 발생한다. 이 모든 실패는 수핵물질의 손실 및 섬유륜의 수용능력(AF competence)과 직접적으로 관련이 있고, 헤르니아 및 수술에서 그 원인을 찾을 수 있다.
수핵물질의 손실은 디스크의 양을 감소시켜, 디스크 높이을 감소시킨다. 디스크 높이가 심각하게 감소하는 현상은 수술을 받은 환자의 98%에까지 이른다. 디스크 높이의 감소는 소관절면위로의 하중을 증가시킨다. 이것은 소관절면 연골(facet cartilage)을 퇴행시켜 결과적으로 관절에 관절염 및 통증을 유발한다.관절의 틈이 감소함에 따라, 아래 및 위 척추 육경(肉莖)에 의해 형성된 신경소공(neural foramina) 또한 폐쇄된다. 이것은 신경소공의 협착을 유발하고 관통하는 신경근을 압박하여 근상부 고통의 재발을 유발한다. 수핵의 손실은 또한 남아있는 섬유륜에 하중을 증가시켜, 통증을 발생시킬 수 있는 부분적으로 자극을 받는 구조를 증가시키게 된다. 결론적으로, 수핵의 손실은 하중을 받을 때 섬유륜이 더 크게 팽융(bulging)된다. 이런 현상의 결과로 섬유륜은 디스크 후단부의 신경 구조에 새로운 압박을 가하게 된다.
헤르니아 또는 수술절제(surgical incision)의 결과 발생하는 섬유륜에서의 지속된 열리(tear)는 또한 디스크절제술의 나쁜 결과에 기여한다. 섬유륜은 가장 좋은 치료는 섬유륜의 외부경계에서 일어나므로 치료용량을 제한한다. 치료는 얇은 섬유막의 형태를 취하는데, 이것은 손상을 입지 않은 디스크의 강도에는 미치지 못한다. 섬유륜의 수술절제는 섬유륜의 단단한 정도(특히 비틀림하중(torsional load)에 대하여)에 있어 즉각적이고 오래 동안 지속적으로 감소시키는 것으로 알려져 왔다. 이것은 척추관절면에 과도한 스트레스를 가하여 척추관절면의 퇴행에 기여한다. 나아가, 케이스의 30%에서, 섬유륜은 결코 폐쇄되지 않는다. 이러한 경우에, 헤르니아의 재발의 위험뿐 아니라 수핵 내부로터 수액 또는 고형물이 경질막바깥공간(epidural space)으로 새어나올 수 있다. 이러한 현상은 국부통증, 척추신경근의 손상, 신경전달속도의 감소를 유발하는 것으로 알려져 있고, 경질막바깥공간에서 수술 후 손상을 입은 조직(post surgical scar tissue)의 형성에 기여할 수 있다.
관절에서 연조직의 제거를 포함하는 다른 정형외과 수술은 심각하고 오래 지속되는 결과를 발생시켰다. 무릅의 반월판(meniscus)의 일부 또는 전부의 제거는 하나의 예이다. 부분 및 전부의 반월판절제술은 무릅에서의 퇴행성 관절염을 증가시킨다. 열리(tear)된 반월판을 다시 절제하기보다 치료하기위해 외과의사들 사이의 노력은 더 오래 지속되는 결과 및 관절의 퇴행을 감소시켰다.
연조직 열리(tear)를 치료하는 시스템 및 방법은 선행기술에서 알려져 있다. 하나의 시스템은 무릅의 반월판의 치료와 관련이 있고, 가시돋힌 조직 앵커(anchor), 부착된 봉합선 및 봉합부위 유지부재에 한정되고, 전기 봉합부위 유지부재는 봉합부위에 고정될 수 있고 열리부위의 양측면을 끌어와 한곳에 고정되도록 하는데 사용된다. 이 방법의 단점은 연조직 열리의 치료에 한정된다는 점이다. 추간판(intervertebral disc)에서, 섬유륜 열리의 봉합은 반드시 디스크 분절(segment)이 후단부 신경근쪽으로 팽융(bulging)되는 것을 방지하지 못한다. 나아가, 헤르니아가 발행할 때 신경륜의 열리가 명확히 나타나지 않는 경우가 자주 있다. 헤르니아는 섬유륜의 구조가 전반적으로 약해진 결과이고, 그 결과 파열되지는 않지만 등쪽으로 팽융된다. 열리(tear)가 발생할 때는 흔히 방사상으로 일어난다.
선행기술에서 알려진 다른 장치는 이전에 연속된 연조직의 열리를 치료하기 위한 것이다. dart 앵커는 열리부위를 가로질러 열리부위의 면에 대체로 직각을 이루는 방향으로 배치된다. 적어도 두개의 앵커 중 각각으로부터 끌어온 봉합선은 열리부위의 반대측면이 한곳에 모이도록 함께 묶는다. 그러나, 추간판 치료와 관련한 모든 한계는, 앞에서 언급한 대로, 이 장치와 관련이 있다.
또한, 연조직의 성장을 유도하기위해 장력(tension)을 이용하는 방법 및 장치가 선행기술에 알려져 있다. 알려진 실시예 및 방법은 추간판의 헤르니아에만 적용되는데, 이때 장력을 가하기 위해 스프링이 필요하다. 스프링을 추간판의 제한된 공간에 배치하는 것의 어려움과는 별도로, 스프링은 부착된 조직의 계속적인 치환을 유도하고, 이는 디스크의 구조 및 기능에 해로울 수 있다. 나아가, 스프링은 디스크에서의 후부팽융(posterior bulge)이 진행 되도록 하여, 디스크 내에서의 힘이 스프링에 의해 가해진 장력을 초과할 수 있다. 나아가, 그 공지장치는 일단 바람직한 조직성장이 이루어지면 제거되도록 설계되어 있다. 이것이 두 번째 공정을 요구하게 되는 단점을 가지고 있다.
추간판을 충진시키는 많은 방법들이 선행기술에 개시되어 있다. 그들 기술을 검토할 때, 두 가지의 일반적인 접근법이 두드러진다. 이는 섬유륜이 제자리에 자리잡도록 섬유륜에 의지하는 대신, 주위를 둘러싼 조직에 고정되는 및 고정되지 않은 이식물(implant)을 제공한다.
추간판을 충진시키는 첫 번째 유형은 대체로 디스크 전체를 교체하는 것을 포함한다. 이렇게 충진시키는 방법은 많은 면에서 제한적이다. 먼저, 전체 디스크를 교체함으로써, 디스크 공간을 통해 전달되는 모든 하중을 견뎌야 한다. 퇴행된 많은 디스크는 정상디스크에서의 하중을 초과하는 병리적 하중(pathologic load)에 민감하다. 따라서, 디자인은 극히 강해야 하지만 또한 유연성이 있어야 한다. 그러나, 아직 이러한 충진장치 중 어떤 것도 두 가지 성질을 모두 만족시키지는 못했다. 나아가, 전체 디스크를 교체하는 장치는 상대적으로 보통 정면진입지점(anterior approach)으로부터 침투하는 공정(invasive procedure)을 이용하여 이식된다. 이들은 또한 전단부 섬유륜을 포함하여 상당한 양의 온전한 디스크 물질의 제거가 요구된다. 나아가, 개시된 장치는 그것이 부착될 주위의 척추부위의 외곽선을 보호해야 한다. 각각의 환자마다 각각의 척추가 다르기 때문에, 이러한 다양한 이식물은 많은 모양과 크기에 이용될 수 있어야 한다.
두 번째 유형의 충진방법은 주위 조직에 직접적으로 고정되지 않은 이식물과 관련이 있다. 이러한 충진 장치는 섬유륜이 제자리에 고정되도록 하기 위해 대체로 손상을 입지 않은 섬유륜에 의지한다. 공지된 이식물은 대체로 섬유륜에 있는 구멍을 통해 삽입되고, 팽창하거나 또는 팽창하는 구성요소를 가하여, 종국에는 삽입되는 구멍보다 더 크게 되도록 한다. 이러한 개념의 한계는 디스크의 충진이 요구되는 경우, 보통 섬유륜이 손상받은 상태라는 것이다. 섬유륜에 파열이 있거나 구조적으로 약화되어 헤르니아 또는 개시된 이식물이 이동하도록 한다. 디스크 헤르니아의 경우, 섬유륜이 분명히 약화되고 이는 헤르니아가 일어나도록 한다. 수핵을 충진시키는 공지장치 중 어떤 것으로도 섬유륜 또는 이식물을 지지함이 없이는 보충물질의 헤르니아 재발생의 위험이 있다. 나아가, 배치될 수 있는 구성요소를 갖는 이러한 장치들은 섬유륜의 척추종판(vertebral endplate)에 손상을 입힐 위험이 있다. 이것은 이식물이 제자리에 위치하도록 하는데 도움이 될 수 있지만, 헤르니아는 섬유륜에서의 파열을 다시 요구하지 않는다. 섬유륜의 구조적 약화 또는 다중층의 박리(delamination)는 이식물이 후단부 신경요소로 팽융되도록 할 수있다. 추가로, 디스크가 계속 퇴행하면, 후단부 고리에서 파열이 원래 수술부위와는 다른 부위에서 일어날 수 있다. 이러한 개념의 추가 한계는 이식물을 삽입되도록 하기 위해 수핵의 대부분 또는 전부를 제거가 요구된다는 것이다. 이것은 디스크의 생리적 성질을 완성하고 영구적으로 전환하는 기술과 시간이 요구된다.
추간판의 특정위치에 인공삽입물을 이식하는 것 또한 어려운 일이다. 표준 후방척추수술(standard posterior spinal procedure)중 디스크 내부는 외과의사에게는 보이지 않는 부분이다. 디스크 외부의 매우 적은 부위만을 볼 수 있는데, 이는 의사가 디스크에 접근하기 위해 척추의 후방 요소에 만든 작은 창을 통해서이다. 외과의사는 디스크의 고리개창부위(anulus fenestration)의 크기를 최소화하려고 더 노력하는데, 이는 수술 후 헤르니아 및/또는 수술 후 불안정해지는 위험을 감소시키기 위해서이다. 외과의사는 보통 후방 섬유륜의 한 측면만을 개창하는데, 이는 경질막바깥공간(epidural space)의 양 측면에 흉터를 피하기 위해서 이다.
이러한 디스크에의 접근 및 가시화의 한계에 의해 제안되는 엄격한 요건은 현재 이용 가능한 디스크 내 인공삽입물의 이식시스템에 의해서는 잘 해결되지 않는다.
복벽을 통해 헤르니아와 같은 신체결합의 봉합과 관련이 있는 공지기술은 복벽 내부에 적용될 수 있는 플랜어 패치(planer patch)와 같은 기구 또는 결함부위내부로 직접 배치되는 플러그(plug)를 포함한다. 공지의 플랜어 패치는 디스크의 기하학적 외형에 의해 추간판에 적용하는데 한계가 있다. 섬유륜의 내부는 다중의 면으로 굽어있어, 평평한 패치는 그것이 봉합해야 하는 면에 적합하지 않다. 마지막으로, 선행기술은 강(腔)에 위치하고, 공기에 의해 팽창되거나 결함부위의 내벽이 내부기관으로부터 떨어져 잡혀있도록 지지된 패치를 개시한다. 디스크 내에서, 섬유륜의 내벽과 수핵 사이에 수핵물질을 제거하지 않고 이러한 빈 공간을 생성하는 것은 어려운 일이다. 그렇게 제거하는 것은 디스크 치료의 수술결과에 해로울 수도 있다.
선행기술에서 공지된 헤르니아 치료기구 중 하나는 전형적인 플러그이다. 이 플러그는 샅굴이탈(inguinal hernia)의 치료에 충분할 수 있다. 이는 그러한 결함부위를 가로질러 낮은 압력차이 때문이다. 그러나, 플러그를 매우 높은 압력을 견뎌야 하는 섬유륜 내에 끼우는 것은 플러그가 빠져나오도록 하거나 수핵에 의해 섬유륜의 내부층이 잘려나가게 될 수 있다. 어떠한 문제도 환자에게 과도한 통증 또는 기능의 상실을 유발할 수 있다. 나아가, 추간판에서의 헤르니아는 섬유륜이 점진적으로 약화될 때 확산될 수 있다. 그런 경우에, 플러그가 경질막바깥공간으로 빠져나갈 수 있다.
또 다른 헤르니아 치료기구는 샅굴이탈(inguinal hernia)에서 사용하기 위해 구부러진 인공이식 망사를 포함한다. 그 기구는 오목한 측면과 볼록한 측면을 갖는 소재를 포함하고 구형 및 원추형 구획 모두를 갖는 실시예를 추가로 포함한다. 이 장치는 샅굴이탈(inguinal hernia)에 매우 적합하지만, 개시된 실시예의 형상 및 견고함은 추간판의 헤르니아에 적용되기에는 덜 적합하다. 헤르니아는 높이{마주보는 추체(vertebra)사이의 거리}보다 더 넓은(디스크의 원주주위) 경향 즉, 그러한 원추형 또는 구형의 패치에 의해 봉합되기에 적합하지 않은 모양이다.
또 다른 기구는 팽창가능하고, 샅굴이탈의 봉합에 이용되는 가시돋힌 풍선 패치(barbed ballon patch)를 포함한다. 이 기구의 단점은 결함부위의 봉합을 확실시하도록 환자의 생존기간동안 풍선이 팽창된 상태로 유지되어야 한다는 점이다. 이식되고 팽창된 기구는 틈새가 없어도 거의 오래기간 지속되지 않는데, 이는 특히 높은 하중을 받는 때에 그렇다. 이것은 음경(penile) 인공삽입물, 가슴 삽입물 및 인공 괄약근(sphincter)에도 해당된다.
샅굴이탈을 봉합하는 또 다른 공지 방법은 헤르니아 주위의 플랜어 패치 및 복벽에 열과 압력 모두를 가하는 것은 포함한다. 이러한 방법은 패치를 제자리에 붙잡아두기 위해 결함부위 주위의 벽의 충실도에 전적으로 의지한다는 단점이 있다. 섬유륜은 결함부위의 주위에서 자주 약해지고 고정부위로서 적합하게 기능하지 않는다. 나아가, 패치의 평평한 성질로 인해 앞에서 논의된 모든 약함을 갖게 된다.
혈관구멍을 봉합하기 위한 다양한 기구와 테크닉이 추가로 개시되어 있다. 가장 관련이 있는 것은 지혈 구멍봉합 기구(hemostatic puncture-sealing device)로서, 이는 대체로 고정기구, 봉합사 및 봉합 플러그로 구성된다. 고정기구는 결함부위를 통하여 혈관내로 진해하여 결함부위를 통하여 다시나오지 않도록 배치된다. 고정기구로부터 결함부위를 통하여 이끌려 나온 봉합사는 플러그를 앞으로 이동시킬 때 고정기구 또는 보조기구의 위치를 확고히 하기위해 사용될 수 있다. 그러한 봉합사가, 디스크 외측까지 확장된다면, 신경근의 손상 및 경질막바깥공간에 흉터있는 조직의 형성을 이끌 수 있다. 이는 또는 결함부위 내에 남아있거나 디스크의 외부로 확장하는 어떤 플러그 물질에도 해당한다. 추가로, 혈관 시스템에서 사용하기 위한 그러한 기구 및 방법은 내부 고정기구를 배치하기 위한 고형물의 상대적으로 빈 공간을 요구한다. 이는 혈관의 내부에서 잘 작용하지만, 더 많은 상당한 수핵이 존재하는 경우 개시된 내부 고정기구는 그들의 발명에 개시된 대로 결함부위를 통하여 배열될 것 같지 않다.
앞에서 기술된 대로, 다양한 섬유륜 및 수핵 충진기구는 선행기술에 개시되어 있다. 그러나, 이러한 선행공지기구는 자연적인 디스크의 생물역학을 복구하기 위해 적합하게 작용하도록 하는 능력을 방해하는 많은 한계를 갖고 있다. 대부분의 수핵충진 인공이식물 또는 소재는 수핵처럼 기능을 수행하여 대부분의 수직축 하중을 종판(endplate)으로부터 섬유륜까지 전달한다. 따라서, 그러한 충진소재는 하중을 받을 때 종판으로부터 하중을 전달하도록 하는 섬유륜과 그 기능이 일치한다. 그러나, 이러한 유형의 중재(intervention)는 수핵용량 감소의 원인은 치료되지 않은채 남아있다. 퇴행된 섬유륜을 갖는 디스크 주변, 또는 초점성병변(focal lesion) 또는 확산병변(diffuse lesion)을 갖는 디스크는 원래의 수핵 또는 충진된 인공이식물로부터 하중전달(load transmission)을 지지할 압력을 유지할 수 없어 반드시 실패할 것이다. 이러한 경우에 있어, 그러한 충진 인공이식물은 결함부위를 통해 팽융될 수 있고, 디스크로부터 튀어나오거나, 섬유륜의 손상부위에 병리적으로 높은 하중을 가할 수 있다.
본 발명은 허리, 경부 및 가슴뼈의 추간판 외과치료와 관계가 있다. 이러한 질환은 섬유륜(anulus fibrosis)의 열리(tear), 수핵의 헤르니아형성(herniation) 및/또는 심각한 디스크 높이감소의 증상이 있다.
앞선 다른 목적, 본 발명의 특징 및 이점은 이하에서 기술될 본 발명의 바람직한 실시예의 자세한 설명으로부터 명확해질 것이다. 이는 첨부된 도면에 도시되어있고, 도면에서 같은 참조번호는 다른 도면에서도 같은 부위를 표시한다. 도면은 반드시 본 발명의 원리를 한정하는 것이 아니라, 대신 본 발명의 원리를 설명하는데 있다는 것을 강조한다.
도 1A는 척추의 기능단위부위의 횡단면(transverse section)을 보여주는 도면으로서, 추체와 추간판을 도시한다.
도 1B는 도1A에서 도시된 척추의 기능단위부위의 시상절단면(sagittal cross section)을 보여주는 도면으로서, 여기에는 두개의 요추골(lumber vertebrae)과 추간판을 도시한다.
도 1C는 섬유륜 내층의 부분적 파열을 도시한다.
도 2A는 헤르니아된 부위를 지지하기전에 본 발명의 한 양상의 횡단면을 도시한다.
도 2B는 헤르니아된 부위를 지지하는 도 2A 구성의 횡단면을 도시한다.
도 3A는 기구의 배치후 개시된 발명의 다른 실시예의 횡단면을 도시한다.
도 3B는 헤르니아된 부위를 지지하기 위해 장력이 가해진 후 그림 3A 구성의 횡단면을 도시한다.
도 4A는 본 발명의 또 다른 실시예의 횡단면을 도시한다.
도 4B는 도 4A에서 도시된 실시예의 시상절단면을 도시한다.
도 5A는 본 발명의 또다른 양상의 횡단면을 도시한다.
도 5B는 헤르니아된 부위를 그것의 헤르니아되기전 경계내로 배치하기위해 사용되고 있는 도 5A의 전달튜브(delivery tube)를 도시한다.
도 5C는 고정되고 지지되는 위치에서 본 발명의 하나의 연결된 실시예를 도시한다.
도 6은 약화된 후단부 섬유륜을 지탱하는 본방명의 일 실시예를 도시한다.
도 7A는 디스크의 연조직 증가와 관련된 두 개의 단계를 보여주는 본 발명의 또 다른 양상의 횡단면을 도시한다.
도 7B는 도 7A의 시상절단면을 도시한다.
도 8은 디스크의 연조직의 증가 및 섬유륜의 지탱/봉합과 관련된 본 발명의 한 양상의 횡단면을 도시한다.
도 9A는 전단부 측면 섬유륜에 고정된 유연성있는 충진물질로 디스크 연조식을 증가시키는 것과 관련된 본 발명의 한 양상의 횡단면을 도시한다.
도 9B는 섬유륜에 한 조각의 고정기구에 의해 고정된 유연성있는 충진물질로 연조식을 증가시키는 것과 관련된 본 발명의 한 양상의 횡단면을 도시한다.
도 10A는 디스크의 연조직 증가와 관련된 발명에서 개시된 한 양상의 횡단면을 도시한다.
도 10B는 충진물질이 디스크에 삽입된 후에 도 10A의 구성을 도시한다.
도 11은 섬유륜내에 장착된 간벽(barrier)의 횡단면을 도시한다.
도 12는 도 11의 간벽의 시상절단면을 도시한다.
도 13은 디스크내에 고정된 간벽의 횡단면을 도시한다.
도 14는 도 13내에 도시된 간벽의 시상절단면을 도시한다.
도 15는 디스크내에 장착된 간벽을 위한 두 번째 고정기구의 사용을 도시한다.
도 16A는 추간판의 횡단면을 도시한다.
도 16B는 추간판의 중심선을 따른 시상절단면을 도시한다.
도 17은 섬유륜에서 결함부위내부에 대하여 절개/전달 도구에 의해 배치된 간벽을 봉합하는 도구의 오른쪽 반을 가지고 있는 추간판 축단면(axial view)을 도시한다.
도 18은 섬유륜에서 결함부위내부에 장착되는 모든 봉합수단을 도시한다.
도 19는 결함부위 주변조직에 단단히 고정된 도 18의 봉합수단을 도시한다. 도 20은 고정수단이 주변조직에 침투된 후에 도 19의 봉합수단으 도시한다.
도 21A는 내부 공간에 삽입된 확장수단을 갖는 도 20의 봉합수단의 축단면을 도시한다.
도 21B는 시상절단면에서 도 21의 구성을 도시한다.
도 22A는 봉합수단 및 확장수단에 대한 선택적인 다른 고정설계안을 도시한다.
도 22B는 시상절단면에서 도 22A의 구성을 도시한다. 여기서, 결함부위 근처에 있는 상단 추체에 확장수단의 고정부위를 보호하는 고정기구를 갖는다.
도 23A는 고정수단을 사용하는 섬유륜에 단단히 고정된 본 발명의 간벽수단의 일 실시예를 도시한다.
도 23B는 두개의 고정 dart에 의해 섬유륜에 단단히 고정된 도 23A의 간벽수단의 일 실시예를 도시한다. 여기서 고정도구는 제거된다.
도 24A 24B는 결함부위의 양측면에 있는 섬유륜 층사이에 위치한 간벽수단을 도시한다.
도 25는 큰 버전의 간벽수단의 단면을 도시한다.
도 26은 두개의 증각기구의 삽입을 따라 결함부위를 가로질러 위치한 간벽수단의 축단면(axial cross section)을 도시한다.
도 27은 길게 늘어진 충진기구의 일부로서 간벽수단을 도시한다.
도 28A는 도 27의 충진기구의 다른 구성의 축단면을 도시한다.
도 28B는 도 27의 충진기구의 다른 구성의 시상절단면을 도시한다.
도 29A-D는 섬유륜의 결함부위로부터 멀리떨어진 입구로부터 간벽수단이 배치되는 것을 도시한다.
도 30A, 30B, 31A, 31B, 32A, 32B, 33A 및 33B는 각각 간벽수단의 다양한 실시예의 축단면도 및 단면도를 도시한다.
도 34A는 비-축대칭 확장수단 또는 프레임을 도시한다.
도 34B 및 34C는 추간판내에 장착된 프레임의 투시도를 도시한다.
도 35 및 36은 도 34에서 도시된 확장수단의 다른 실시예을 도시한다.
도 37A-C는 각각 도 34에서 도시된 확장수단의 다른 실시에의 정면도, 측면도 및 투시도을 도시한다.
도 38은 도 37A에서 도시된 다른 확장수단을 도시한다.
도 39A-D는 원형의 절단면을 갖는 관형 확장수단을 도시한다.
도 40A-D는 달걀모양의 단면을 갖는 관형 확장수단을 도시한다.
도 40E, 40F 및 40I는 섬유륜의 외부표면을 감싸는 봉합수단을 갖는, 도 40A에 도시된 각각 관형 확장수단의 정면도, 배면도 및 상면도를 도시한다.
도 40G 및 40H는 섬유륜의 내부표면을 감싸는 봉합수단을 갖는, 도 40A의 관형 확장수단을 도시하다.
도 41A-D는 계란모양의 절단면을 갖는 관형 확장수단을 도시한다.
도 42A-D는 봉합 및 확장수단의 바람직한 실시예의 단면을 도시한다.
도 43A 및 43B는 확장수단의 또 다른 구성을 도시한다.
도 44A 및 44B는 간벽수단의 또 다른 모양을 도시한다.
도 45는 봉합수단을 결함부위 주변 조직에 고정시키기위해 사용되는 기구의단면도이다.
도 46은 봉합수단을 결함부위 주변 조직에 열을 가하고 고착시키기 위한 열기구의 사용을 도시한다.
도 47은 봉합수단을 결함부위 주변 조직에 고착시키는데 사용될 수 있는 확장가능한 열발생 요소를 도시한다.
도 48은 도 46의 열기구에 대한 대체 실시예를 도시한다.
도 49A-G는 디스크내 이식물(intradiscal implant)을 이식하는 방법을 도시한다.
도 50A-F는 디스크내 이식물을 이식하는 대체 방법을 도시한다.
도 51A-C는 디스크내 이식물을 이식하는 또 다른 대체방법을 도시한다.
도 52A 및 52B는 디스크내 이식 시스템으로 사용되는 이식가이드를 도시한다.
도 53A는 견고화하는 보강판요소(stiffening plate element)를 갖는 간벽을 도시한다.
도 53B는 도 53A에서 도시된 간벽의 단면도이다.
도 54A는 보강판(stiffening plate)을 도시한다.
도 54B는 도 54A에서 도시된 보강판의 단면도이다.
도 55A는 보강 막대요소(stiffening rod element)를 갖는 간벽을 도시한다.
도 55B는 도 55A에서 도시된 간벽의 단면도이다.
도 56A는 보강막대(stiffening rod)를 도시한다.
도 56B는 도 56A에서 도시된 보강막대의 단면도이다.
도 57은 도 44A에서 도시된 간벽을 고정시키는 기구의 위치에 대한 또 다른 구성을 도시한다.
도 58A 및 58B는 추간판에 대한 절단기구를 도시한다.
도 59A 및 59B는 추간판에 대한 대체절단기구를 도시한다.
도 60A-C는 절단기 구성요소를 도시한다.
도 61A-D는 추간판내에 디스크 이식물을 삽입하는 방법을 도시한다.
도 62는 디스크내에 골층판(lamella)의 내부표면을 따라 이식되는 간벽기구의 횡단면도이다. 이식된 적합한 수핵충진 또한 간벽과 접촉되어 도시되어 있다.
도 63은 디스크내에 골층판(lamella)의 내부표면을 따라 이식되는 간벽기구의 횡단면도이다. 친수성이고 유연성이 있는 고체로 구성된 이식된 수핵충진물질 또한 도시되어 있다.
도 64는 디스크내에 골층판(lamella)의 내부표면을 따라 이식되는 간벽기구의 횡단면도이다. 고형의 기하학적 형상, 혼합고형물, 및 자유롭게 흐르는 액체을 포함하는 수핵이식충진물의 몇몇 유형이 또한 도시되어 있다.
도 65는 평창가능한 수핵충진기구에 연결된 간벽기구의 수상절단면을 도시한다.
도 66은 쇄기형의 수핵충진기구에 연결된 간벽기구단위를 포함하는 척추의 기능단위의 수상절단면을 도시한다.
본 발명의 다양한 실시예는 다양한 섬유륜 및 수핵 충진기구의 개개의 특성을 이용하여 추간판내에서 전기 두 가지의 역할수행을 최적화하기 위한 것이다. 섬유륜 충진기구의 주요기능은 보통 수핵 및 내부 섬유륜에 의해 채워져 있는 공간내부로부터 물질의 정출(extrusion)을 방지하거나 최소화하는 것이다. 수핵충진기구의 주요기능은 물질을 첨가하여 감소된 디스크 높이 및 압력을, 적어도 일시적이라도, 복구하는 것이다. 수핵충진기구는 또한 수핵공간 내에 물질의 충진 또는 형성을 유도할 수 있다. 따라서, 이러한 기구를 창조적으로 조합하면 상승효과를 이끌어낼 수 있는데, 여기서 섬유륜 및 수핵충진기구는 더 자연친화적인 방법으로(more natural biomimetic way) 생리적 활성을 복구하는 역할을 수행한다. 더 나아가, 본 발명에 따르면, 두 기구는 더 쉽게 운반될 수 있고 손상을 덜 입히면서 전달될 수 있다. 또한, 수핵충진물질의 첨가 및 섬유륜의 봉합을 통해 가능해진 압력이 가해진 환경은 수핵충진을 유지하고 충진된 섬유륜이 제자리에 고정되도록 하는 역할을 한다.
본 발명의 일 또는 그 이상의 실시예는 또한 섬유륜에서의 결함을 봉합하고 수핵을 충진시키기 위한 비영구적이고 손상을 최소화하며 제거될 수 있는 기구를 제공한다.
본 발명의 일 또는 그 이상의 실시예는 유동성있는 수핵충진물질로 사용하기위해서 섬유륜충진기구가 이식된 후에 유동성있는 물질이 빠져나오지 못하도록 적용된 섬유륜충진기구를 추가로 제공한다.
본 발명의 한가지 양상에 따라 추간판 치료 또는 재활을 위해 구성된 디스크충진 시스템을 제공한다. 그 시스템은 적어도 하나의 수핵충진기구를 포함하고, 적어도 하나의 수핵충진물질을 포함한다. 섬유륜충진기구는 보통 수핵 및 내부섬유륜에 의해 차여있는 공간내로부터 물질의 정출을 방지하거나 최소화한다. 본 발명의 한가지 적용에 있어, 섬유륜충진기구는 손상을 최소화하는 이식 및 배치를 위해 구성된다. 그 섬유륜충진기구는 영구이식물이거나 또는 제거가능한 것일 수 있다.
수핵충진물질은 감소된 디스크 높이 및/또는 압력을 복구할 수 있다. 그것은 수핵공간내에 물질의 충진 또는 형성을 유도하기위한 인자(factor)를 포함한다. 그것은 영구적이거나 제거가능하거나 흡수가능한 것일 수 있다.
수핵충진물질은 액체, 젤, 고체 또는 기체의 형태일 수 있다. 그것은 스테로이드, 항생제, 조직괴사인자(tissue necrosis factor), 조직괴사인자 길항제(tissue necrosis factor antagonist), 진통제(analgesic), 성장인자(growth factor), 유전자, 유전자 벡터, 히알루론산(hyaluronic acid), 비교차결합 콜라겐(non-crosslinked collagen), 콜라겐, 피브린(fibrin), 액체 지질(liquid fat), 오일(oil), 합성 폴리머(synthetic polymer), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol), 액체 실리콘(liquid silicone), 합성 오일(synthetic oil), 식염(saline) 및 수화겔(hydrogel) 중에서 선택된 어떤 것 또는 이들의 조합을 포함한다. 수화겔은 아크릴로니트릴(acrylonitrile), 아크릴산(acrylic acid), 폴리아크릴이미드(polyacrylimide), 아크릴이미드(acrylimide), 아크릴이미딘(acrylimidine), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylnitrile) 및 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol)로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.
고형의 수핵충진물질은 정육면체, 구형체, 디스크 유사 구성체, 타원체, 마름모형체(rhombohedral), 원주형체 또는 부정형체와 같은 기하학적 모형일 수 있다. 고형물질은 가루형태일 수 있고, 티탄늄, 스테인레스 스틸(stainless steel), 니티놀(nitinol), 코발트(cobalt), 크롬(chrome), 재흡수 가능 물질, 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르(polyester), PEEK, PET, FEP, PTFE, ePTFE, PMMA, 나일론, 탄소섬유, 델린(Delrin), 폴리비닐알콜 겔(polyvinyl alcohol gel), 폴리글리코시딕 산(polyglycolic acid), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 실리콘 겔(silicone gel), 실리콘 러버(silicone rubber), 가황고무(vulcanized rubber), 가스찬 소포체(gas-filled vesicle), 뼈, 히드록시 아피타이트(hydroxy apatite), 교차결합 콜라겐과 유사한 콜라겐, 근육조직, 지방, 셀룰로오스, 케라틴, 연골, 단백질 폴리머, 이식된 수핵, 생물합성된 수핵, 이식된 섬유륜 및 생물합성된 섬유륜으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 팽창될 수 있는 풍선 또는 다른 팽창 가능한 용기 및 스프링에 근거한 구조가 또한 이용될 수 있다.
수핵충진물질은 생물학적으로 활성이 있는 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 그 화합물은 약물담체(drug carrier), 유전자 벡터, 유전자, 치료제(therapeutic agent), 성장재활인자(growth renewal agent), 성장저해인자(growth inhibitory agent), 진통제(analgesic), 항감염인자(anti-infectious agent) 및 항염증약(anti-inflammatory drug)로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 추간판을 치료하거나 재활하는 방법을 제공한다. 그 방법은 적어도 하나의 섬유륜충진기구를 디스크에 삽입하는 단계; 및 적어도 하나의 수핵충진물질을 삽입하여 섬유륜충진기구에 의해 디스크내부에 잡혀있도록 하는 단계를 포함한다. 수핵충진물질은 섬유륜의 첫 번째, 건강한 부위와 일치할 수 있으나, 섬유륜충진기구는 섬유륜의 두 번째, 약화된 부위와 일치한다.
본 발명의 추가 특징 및 이점은 첨부된 그림 및 청구의 범위와 함께 이하의 실시예의 상세한 설명에 의해 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명은 생체내에(in vivo) 충진된 척추기능단위(functional spine unit)를 위해 제공한다. 척추기능단위는 두개의 인접한 추체의 골구조, 추간판의 연조직(섬유륜 및 선택적으로 수핵), 인대, 근육계 및 추체에 연결된 연결조직을 포함한다. 추간판은 인접한 추체 사이에 형성된 추체 사이공간에 위치한다. 척추기능단위의 충진은 헤르니아된 디스크 분절의 치유, 약화·열리 또는 손상을 입은 섬유륜의 지탱, 또는 수핵의 일부 또는 전부의 교체 또는 물질의 추가를 포함할 수 있다. 척추기능단위의 충진은 추간판에 위치하는 헤르니아 형성 억제기구 및 디스크 충진기구에 의해 제공된다.
도 1A 및 1B는 척추기능단위 45의 일반적 해부도를 도시한다. 본 발명의 상세한 설명 및 뒤따른 특허청구범위에서, 용어 전방(anterior)및 후방(posterior) 상방(superior)및 하방(inferior)은 해부학에서 표준용법에 의해 정의된다. 예를 들어, 전방은 몸체 또는 기관의 앞면{배쪽(ventral)}을 향한 방향을 말하고, 후방은 몸체 또는 기관의 뒷면{등쪽(dorsal)}을 향한 방향을 말하며, 상방은 위쪽(머리쪽)을 말하며, 하방은 아래쪽(다리쪽)을 말한다.
도 1A는 추체 위쪽에 추간판 15을 가진 추체의 횡축 M을 따라 본 축방향 단면도이다. 축 M은 해부에서 척추기능단위의 전방(A) 및 후방(P) 배열을 보여준다. 추간판 15는 중심부의 수핵(NP) 20을 둘러싸고 있는 섬유륜(AF) 10을 포함한다. 헤르니아된 분절 30은 점선(dashed-line)으로 도시되어 있다. 헤르니아된 분절 30은 디스크의 헤르니아되기 전 후방경계 40을 넘어서 튀어나온다. 또한, 이 도면에는 외측 70 및 우측 70'의 가시돌기 그리고 후방의 가시돌리 80이 도시되어 있다.
도 1B는 두개의 인접 추체 50(상방부) 및 50(하방부)의 중심선을 통하여 시상축(sagittal axis) N을 따른 시상절단면(sagittal section)을 보여주는 도면이다. 추간판 공간 55는 두개의 추체 사이에서 형성되고 추간판 15을 포함한다. 추간판 15는 척추를 지탱하고 완충역할을 하며 두개의 추체가 서로 및 다른 인접 척추기능단위들과의 관계에서 움직일 수 있도록 한다.
추간판 15는 추간판 공간의 경계내부에 수핵 20이 온전히 제한되도록 둘러싸고 있는 외부 섬유륜 10 으로 이루어져 있다. 도 1A 및 1B에서, 헤르니아된 분절 30은 점선으로 표시되어 있고, 디스크 후방 섬유륜의 헤르니아전 경계 40 쪽 후방으로 이동한다. 축 M은 척추기능단위의 전방 및 후방사이에 뻗어있다. 추체는 또한 소관절면의 관절 60 및 상방부 90 및 하방부 90' 육경을 포함하고, 전기 육경은 신경공(neural foramen) 100을 형성한다. 디스크의 높이감소는 상방의 추체 50이 하방추체 50쪽으로 상대적으로 아래쪽으로 움직일 때 발생한다.
섬유륜 10 내부층의 부분적인 붕괴 121은 또한 실제의 구멍이 나지 않더라도, 만성의 하부 등의 통증과 관련이 있다. 그러한 붕괴 4는 도 1C에 도시되어 있다. 이러한 내부층의 약함은 민감한 외부 섬유륜 골판층이 더 높은 압박을 견디도록 한다고 생각된다. 이러한 증가된 압박은 작은 신경섬유를 자극하여 외측 섬유륜을 관통하도록 하고, 결국 국소화되고 언급된 통증을 유발한다. 본 발명의 실시예에서, 디스크 헤르니아 제한기구 13은 헤르니아된 분절 30의 전부 또는 일부를 실질적으로 헤르니아 전의 경계 40 내부에 위치하도록 되돌리기 위한 지지물을 제공한다. 디스크 헤르니아 제한기구는 상부 또는 하부 추체 또는 전방중심 또는 전방측면의 섬유륜 같은 척추기능단위내 한 지점에 위치하는 앵커를 포함한다. 그 앵커는 헤르니아된 분절을 헤르니아전 경계로 되돌리도록 헤르니아된 분절의 전부 또는 일부에 장력을 가하기 위한 점으로써 사용된다. 따라서, 압박을 받고 있는 신경조직 및 구조물에 대한 압력을 완화하도록 한다. 지탱하도록 하는 부재는 헤르니아된 분절내 또는 후방에 위치하고, 연결 부재에 의해 앵커에 연결된다. 충분한 장력이 연결 부재에 가해져, 지탱하도록 하는 부재가 헤르니아된 분절이 원래위치로 환원하도록 한다. 다양한 실시예에서, 충진 물질은 추간판 공간내에 한정되어 있어, 수핵이 상방 및 하방 추체를 지탱하고 완충작용을 하도록 도와준다. 척추기능단위의 일부위에 한정되고 연결부재 및 충진물질에 부탁된 앵커는 충진 물질이 추간판 공간내에서만 움직이도록 제한한다. 지지부재(support member)는 앵커의 반대방향에 위치하여, 선택적으로 연결부재를 위한 두 번째 부착지점을 제공하고, 나아가 충진물질이 추간판 공간내에서 움직이는 것을 방해한다.
도 2A 및 2B는 기구 13의 한 실시예를 도시한다. 도 2A는 헤르니아된 분절을 교정하기 위해 자리잡은 제한기구의 구성요소를 도시한다. 앵커 1은 척추기능단위내부 위치에 도면에 도시된 대로 전방의 섬유륜과 같이 제한되어 위치한다. 지지부재(support member) 2는 헤르니아된 분절 30에 또는 후방에 위치한다. 연결부재 3은 앵커 1로터 시작되고 그것에 연결되어, 앵커 1과 지지부재 2을 연결하는 역할을 한다. 지지부재 2을 위해 선택된 위치에 의지하여 연결부재는 헤르니아된 분절의 전부 또는 일부를 통하여 횡단할 수 있다.
도 2B는 헤르니아 제한기구 13이 헤르니아된 분절을 지탱할 때 기구 13의 다양한 구성요소 위치를 도시한다. 연결부재 2를 팽팽하게 하는 것은 길이에 따른 신장력을 전달하도록 하여, 헤르니아된 분절 30이 전방으로, 즉 헤르니아전 경계쪽으로 이동하도록 한다. 일단 헤르니아된 분절 30이 원하는 위치에 이르면, 연결부재 3은 앵커 1 및 지지부재 2 사이에 영구적으로 위치하게 된다. 이것은 앵커 1 및 지지부재 2 사이에 장력을 유지하고, 헤르니아된 분절의 움직임을 디스크의 헤르니아전 경계내로 제한한다. 지지부재 2는 헤르니아된 분절 30에 고정하고 어떠한 가시적인 헤르니아의 증거가 없는 약화된 섬유륜을 지탱하기 위해 사용된다. 또한, 헤르니아된 분절 30의 주위에 있는 섬유륜의 결함을 봉합하는데 사용된다.
앵커 1은 대표적인 형태로 도시된다. 왜냐하면 많은 적당한 모양중 하나를 취할 수 있고, 다양한 생물적합성 물질중 하나로부터 제조될 수 있고, 단단함의 정도가 다양하도록 구성될 수 있다. 그것은 내구성있는 플라스틱 또는 금속으로 구성된 영구성 기구일 수 있고, 폴리락틱산(polylactic acid: PLA) 또는 폴리글리콜릭산(Polyglycolic acid: PGA)와 같은 재흡수가능 물질로 만들 수 있다. 구체적인 실시예는 나타나 있지 않지만, 많은 가능한 디자인이 당업자에게 자명할 것이다. 실시예는, 비록 제한되는 것은 아니지만, PLA 로 만든 가시돋힌 앵커 또는 전방 섬유륜 내로 나사로 죌 수 있는 금속 코일을 포함한다. 앵커 1은 척추기능단위의 한 부위내에 그러한 기구 및 위치에 대하여 보통의 그리고 관용적인 방법으로 안전하게 자리잡을 수 있다. 예를 들어, 뼈 속으로 나사를 죄거나, 조직 또는 뼈 속으로 봉합되도록 하거나, 시멘트 또는 다른 적당한 수술용 접착제와 같은 접착방법을 사용하여 조직 또는 뼈에 고정되도록 하는 것이 있다. 일단 뼈 또는 조직내에 자리잡으면, 앵커 1은 뼈 또는 조직내에 상대적으로 고정되어 있어야 한다.
지지부재 2는 또한 대표적인 포맷으로 도시되고 물질 및 디자인에서 앵커 1과 같은 유연성을 갖는다. 기구의 구성요소는 모두 같은 디자인일 수 있거나 다른 디자인을 가질 수 있는데, 다른 디자인인 경우 각각은 건강하고 병든 조직 각각에 더 적합하도록 디자인된다. 선택적으로, 다른 형태에서는, 지지부재 2는 모자 또는 구슬 모양일 수 있 수 있는데, 이것은 섬유륜에서 열리 또는 구멍을 막는 역할을 하고, 막대기 또는 판 모양일 수 있는데, 이는 헤르니아된 분절과의 확실한 접촉을 유지하기 위해 가시를 갖거나 아닐 수 있다. 지지부재 2는 헤르니아된 분절에, 내부에, 또는 후방에 확실히 자리잡을 수 있다.
앵커 및 지지부재는 봉합선, 뼈 앵커, 연조직 앵커, 조직 접착제, 및 다른 형태 및 물질이 가능함에도 조직의 내부성장을 지탱하는 물질을 포함할 수 있다. 그들은 영구적으로 사용되는 기구 또는 재흡수가능 물질일 수 있다. 그것들의 FSU 부위 및 헤르니아된 분절에의 부착은 헤르니아의 치유 및 일상생활중 발생하는 하중으로부터 발생하는 장력을 지탱할 수 있을 정도로 충분히 강해야 한다.
연결부재 3은 또는 대표적인 방법으로 도시된다. 부재 3은 단일 또는 다중 가닥의 봉합선, 와이어 또는 딱딱한 막대기 또는 넓은 밴드의 물질과 같은 유연성을 갖는 필라멘트의 형태일 수 있다. 연결부재는 봉합선, 와이어, 핀, 및 물질의 직물튜브(woven tube) 또는 그물을 추가로 포함할 수 있다. 그것은 다양한 물질(영구적이거나 재흡수 가능한 물질)로부터 만들 수 있고 추간판 공간의 제한한 공간에 적합한 모양을 가질 수 있다. 선택된 물질은 상대적으로 단단하고 모든 다른 하중에 대하여 상대적으로 유연하도록 적응되는 것이 바람직하다. 이것은 헤르니아된 분절이 앵커에 대하여 상대적으로 최대한 운동성을 갖도록 하는데, 지지된 분절이 디스크의 헤르니아전 경계의 외측으로 이동될 위험없이 운동성을 갖도록 한다. 연결부재는 앵커 또는 지지부재 또는 분리된 구성요소의 통합된 하나의 구성일 수 있다. 예를 들어, 연결부재 및 지지부재는 긴 비흡수성 봉합선일 수 있는데, 전기 봉합선은 앵커에 연결되어 있고, 앵커에 대하여 장력을 받으며, 헤르니아된 분절에 꿰매어진다.
도 3A 및 3B는 기구 13의 또 다른 실시예이다. 도 3A에서, 헤르니아억제기구의 구성요소는 헤르니아된 분절을 단단히 죄기 전의 위치가 되시되어 있다. 앵커 1은 섬유륜에 위치하고 연결부재 3은 앵커 1에 부착되어 있다. 지지부재 4는 헤르니아된 분절 30의 가장 후방부위의 바깥쪽(등쪽)에 위치한다. 이런 식으로, 지지부재 4는 헤르니아된 분절 30이 디스크의 헤르니아전 경계 40내로 이동하도록 하기위해 헤르니아된 분절 30에 고정될 필요는 없다. 지지부재 4는 디자인 및 물질에 있어서 앵커 1과 같은 유연성을 갖고, 추가로 유연성있는 조각 또는 단단한 판 또는 막대모양의 물질을 취할 수 있으며, 헤르니아된 분절 30의 후방부에 고정되거나 단순히 지지부재 4의 전방의 섬유륜에 있는 구멍보다 더 큰 형태일 수 있다. 도 3B는 장력이 앵커 1 및 지지부재 4사이에 연결부재 3을 따라 장력이 가해질 때 기구 구성요소의 위치를 도시한다. 헤르니아된 분절은 디스크의 헤르니아전 경계 40 내에서 전방으로 배치된다.
도 4A 및 4B는 앵커 1을 위한 FSU 내에서 적당한 고정부위의 5가지 예를 보여준다. 도 4A는 전방 및 측면 섬유륜내 다양한 위치에서 앵커 1의 축방향 단면을 보여준다. 도 4B는 비슷하게 앵커 1에 대한 다양한 적합한 고정위치의 시상절단면을 보여준다. 앵커 1은 상부추체 50, 하부추체 50' 또는 전방 섬유륜 10에 고정되는데, 비록 앵커 1 및 지지부재 2 사이에서 연결부재 3을 따라 발생하는 장력을 견딜 수 있는 어떤 위치도 수용할 수 있음에도 그렇다.
일반적으로, 하나 또는 그 이상의 앵커를 고정하기 위해 적합한 위치는 헤르니아된 분절 전방 위치로서, 연결부재 3을 따라 장력이 가해질 때, 헤르니아된 분절 30이 헤르니아전 경계 40 내부 지점으로 복귀도록 하기 위해서이다. 앵커를 위해 선택된 위치는 연결부재에 장력이 가해질 때 앵커에 가해진 신장력을 견딜 수 있어야 한다. 대부분의 헤르니아 증상은 후방 또는 후방측면 방향으로 일어나고, 앵커 배치를 위한 바람직한 위치는 헤르니아 발생부위의 전방위치이다. 관련된 FSU의 어떤 부위도 일반적으로 수용가능하지만, 전방, 전방중앙, 또는 전방측면 섬유륜이 바람직하다. 이러한 섬유륜 부위는 섬유륜의 후방 또는 후방측면보다 상당히 큰 힘 및 견고함을 갖는 것으로 알려져 있다. 도 4A 및 4B에 도시된 대로, 앵커 1은 도시된 위치 어떤 곳에서도 단일 앵커일 수 있고, 또는 다양한 위치에 고정되고 헤르니아된 분절을 지탱하기 위한 하나의 지지부재 2에 연결된 다중 앵커 1이 있을 수 있다. 연결부재 3은 고정된 앵커 및 지지부재를 통하여 연결된 하나의 선일 수 있고, 또는 하나 또는 그 이상의 앵커 그리고 하나 또는 그 이상의 지지부재 사이에의 몇 가닥의 재료일 수 있다.
본 발명의 다양한 형태에 있어, 앵커 및 연결부재는 연결부재가 장력이 걸려있는 채로 환자에 도입되고 이식될 수 있다. 선택적으로, 이러한 구성요소는 연결부재에 장력을 가하지 않고서 설치될 수 있지만, 이 때에는 환자가 비-수평 위치(예를 들어, 추간판에 하중을 가함으로서 발생하는)에 있을 때, 연결부재에 장력이 가해지도록 적용된다.
도 5A-C는 헤르니아억제기구 13A의 또 다른 실시예를 보여준다. 일견의 도면에서, 기구 13A는 실질적으로 한-조각으로 구성되고 전달튜브 6을 통하여 전달된다. 비록, 기구 13A가 손 또는 손으로 잡을 수 있는 기구에 의하는 것을 포함하는 다양한 방법으로 전달될 수 있다. 그러나, 이것에 제한되는 것은 아니다. 도 5A에서, 전달튜브 6에 있는 기구 13A는 헤르니아된 분절 30에 대하여 위치한다. 도 5B에서는, 헤르니아된 분절이 기구 13A 및/또는 전달튜브 6에 의해 헤르니아전 경계 40내에 배치된다. 이는 도 5C에서 기구 13A가 전달튜브 6를 통하여 전달되고 FSU의 일 부위내에 고정되었을 때, 그 기구는 튀어나온 헤르니아 분절을 헤르니아전 경계 40내에 지탱하도록 하기 위함이다. 헤르니아억제기구 13A는 다양한 물질로 이루어져 있고, 헤르니아된 분절 30이 디스크의 헤르니아형성전 경계 40내에 지탱되도록 하는 한 가능한 많은 형태 중 어느 하나를 갖는다. 기구 13A는 헤르니아된 분절 30을 척추기능단위내 어떤 적합한 고정위치에 고정시킬 수 있다. 이러한 고정위치는 상방추체, 하방추제 또는 전방 섬유륜을 포함하지만, 그것에 제한되지는 않는다. 기구 13A는 헤르니아된 분절 30의 섬유륜에 있는 결함을 봉합하는데도 추가로 이용될 수 있다. 선택적으로, 그러한 어떤 결합도 또다른 수단을 사용하여개방된 채로 유지되거나 봉합될 수 있다.
도 6은 후방 섬유륜 10'의 약화된 분절 30'을 지탱하는 실질적으로 한-조각의 기구 13A를 도시한다. 기구 13A는 약화된 분절 30' 또는 후방에 위치하고 척추기능단위의 일 부위(예를 들어, 도면에 도시된 상방추체 50, 하방추체 50'또는 전방, 전방측면 섬유륜 10)에 고정된다. 어떤 환자에서는, 수술시 발견되는 어떠한 명확한 헤르니아현상이 없을 수 있다. 그러나, 약화되거나 열리된 섬유륜은 디스크의 헤르니아발생전 경계를 넘어 돌출되지 않을 수 있지만, 여전히 외과의사로 하여금 헤르니아의 위험을 감소시키기 위해 수핵의 전부 또는 일부를 절단하도록 유도할 수 있다. 디스크절제술에 대한 대체방안으로서, 본 발명의 어떤 실시예도 섬유륜의 약화된 분절을 지탱하고 아마도 봉합하는데 이용될 수도 있다.
본 발명의 추가 실시예는 디스크 높이 손실을 피하거나 되돌리기 위해 추간판의 연조직의 충진을 포함한다. 도 7A 및 7B는 추간판 공간 55에 충진물질을 고정하는 기구 13의 한가지 실시예를 보여준다. 도 7B의 외쪽 측면에는, 앵커 1은 전방 섬유륜 10에 확립되어 있다. 충진물질 7은 연결부재 3을 따라 디스크 공간내에 삽입되는 과정에 있다. 이 실시예에서, 연결부재 3은 통로 9를 가진다. 지지부재 2' 일단 충진물질 7이 올바르게 위치하면, 연결부재 3에 부착될 준비가 되어 있음을 보여준다. 본 실시예에서, 지지부재 2' 연결부재 3에 연결하는 많은 방법들이 본 발명의 범위내에서 가능하에도 불구하고, 연결부재 3은 지지부재 2' 있는 틈새 11을 통하여 통과하고 있다.
충진물질 7은 하나의 통로, 틈새 또는 그 비슷한 것과 같은 통로 9를 가져연결부재 3을 따라 미끄러져 나가도록 하거나, 충진물질 7은 고형일 수 있고, 연결부재 3은 충진물질을 통하여 바늘 또는 다른 구멍뚫는 기구와 같은 수단에 의해 연결될 수 있다. 연결부재 3은 한쪽 끝에서 앵커 1에 고정되고 다른 쪽 끝에서는 지지부재 2'을 끝는데, 이것의 한 실시예가 모자같은 모양에서 도면에 나타나 있다. 지지부재 2'의 다양한 방법으로 연결부재 3에 고정될 수 있다. 이러한 방법에는 지지부재 2'의 연결부재 3에 맞추는 것을 포함하나 이에 제한되지은 않는다. 바람직한 실시예에서, 지지부재 2'을 선택적인 통로 9보다도 더 큰 차원(지름 또는 길이 및 폭)모자 모양을 하고 있어, 충진물질 7이 앵커 1과 관계에서 후방으로 빠져나가는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 도 7A(축방향 단면) 및 도 7B(시상절단면)는 충진물질 7을 보여준다. 여기서 충진물질 7은 연결부재 3을 따라서 디스크 공간 55에 이식되고, 따라서 추체 50 및 50'을 지탱한다. 도 7a는 지지부재 2', 연결부재 3에 고정되고 단지 충진물질 7이 연결부재 3으로부터 벗어나는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 충진기구는 디스크 공간내에서 자유롭게 움직일수 있다. 도 7B는 지지부재 2' 헤르니아된 분절 또는 후방 섬유륜과 같은 척추기능단위 한부위에서 고정되도록 하여 충진물질 7 또는 디스크 공간내 물질의 움직임이 디스크 공간내에 추가로 한정되도록 하는 또다른 실시예를 보여준다.
충진 또는 충진물질은 생적합성, 바람직하게는 유연성이 있는 물질로 만들 수 있다. 그러한 생적합성 물질은 셀룰로오스, 소 또는 자가 콜라겐과 같은 섬유성인 것이 바람직하다. 충진물질은 플러그 또는 디스크 모양일 수 있다. 모양은 추가적으로 정육면체, 타원체, 구형체 또는 어떤 다른 적합한 모양일 수 있다. 충진물질은 다양한 방법으로 추간판 공간내에 고정될 수 있는데, 이러한 방법들이 특별히 제한되는 것은 아니지만, 충질물질에, 주위에, 또는 관통하여 부탁된 봉합선 루프를 사용함이 바람직하고, 이것은 앵커 및 지지부재로 연결된다.
도 8, 9A, 9B, 10A 및 10B는 연조직, 특히 추간판 공간내의 조직을 충진시키기 위해 사용되는 디스크 헤르니아억제기구 13B의 추가 실시예를 도시한다. 도 8 및 9A에 도시된 실시예에서, 기구 13B는 수핵 20을 추가적으로 지탱하기 위해 추간판 공간내에 고정된다. 앵커 1은 척추기능단위의 일 부위에 안전하게 고정된다(본 도면에서는 전방 섬유륜 10). 연결부재 3은 지지부재 2에서 종결되어, 충진물질 7이 앵커 1과 관련하여 일반적으로 후방으로 이동하는 것을 방지한다. 지지부재 2는 본 도면에서 마치 도 8에 후방 섬유륜 10'에서처럼 다양한 장소에 고정되는 것으로 도시되어 있으나, 지지부재 2는 전에 기술된대로 척추기능단위내에 어떤 적합한 장소에 고정될 수 있다. 지지부재 2는 후방 섬유륜의 결함부위를 봉합하는데도 사용될 수 있다. 그것은 연결부재 3을 따라 고정수단 1 및 2사이에 장력을 가함으로써 헤르니아된 분절을 디스크의 헤르니아형성전 경계내부로 이동시키는데에도 또한 사용될 수 있다.
도 9A는 유일한 구성으로서 삽입되고 하방 또는 상방 추체와 같은 디스크 공간내부 한 지점에 고정된 앵커 1, 연결부재 3, 충진물질 7 및 지지부재 2' 모자형 구성으로 도시되어 있음)을 도시한다. 이러한 구성은 이식을 수행하는 단계를 감소시킴으로써 도 7 및 8에서 도시된 실시예의 추가를 단순화한다. 연결부재 3은 장력에서 있어서 상대적으로 팽팽하지만, 모든 다른 하중에 대해서는 유연성이 있는 것이 바람직하다. 지지부재 2'은 적어도 한 평면에 있어 통로 9보다 더 큰 빗장 구성요소로서 도시되어 있다.
도 9B는 도 9A에 도시되어 있는 실시예에대한 다양한 변형을 도시한다. 도 9B는 실질적으로 한-조각의 디스크충진기구 13C을 도시하는데, 추간판 공간내에 고정된다. 기구 13C는 앵커 1, 연결부재 3 및 충진물질 7을 갖는다. 충진물질 7 및 앵커 1은 하나의 구성물로서 디스크 공간 55내로 삽입되기 전에 미리 합체될 수 있다. 선택적으로, 충진물질 7은 먼저 디스크 공간에 삽입되고 그 다음 앵커 1에 의해 척추기능단위의 일 부위에 고정될 수 있다.
도 10A 및 10B는 개시된 발명의 또 다른 실시예인 13D를 보여준다. 도 10A에서, 두개의 연결부재 3 및 3'은 앵커 1에 부탁되어 있다. 두 플러그의 충진물질 7 및 7', 연결부재 3 및 3'을 따라 디스크 공간내로 삽입된다. 그리고 나서, 연결부재 3 및 3'을 함께 결합(예를 들어, 함께 매듭을 만들거나, 융합시키거나, 또는 그 비슷한 방법으로)된다. 이것은 루프 3"을 형성하여 충진물질 7 및 7' 후방으로 튀어나오는 것을 방지하는 역할을 한다. 도 10B는 루프 3' 및 앵커 1에 의해 고정된 후 충진물질 7의 위치를 보여준다. 충진물질, 연결부재 및 앵커의 다양한 조합이 본 실시예에서 사용될 수 있는데, 예를 들어 하나의 충질물질 플러그를 사용하는 경우, 또는 앵커 1로부터 시작되어 두개의 연결부재가 서로 적어도 하나의 다른 연결부재와 연결된 경우 등이 있다. 하나 이상의 앵커 및 각각의 앵커로부터 시작된 적어도 하나의 연결부재로 추가로 구성될 수 있는데, 각각의 연결부재는 적어도 하나의 다른 연결부재와 결합되어 있다.
여기에 기술된 어떤 기구도 섬유륜의 결함을 봉합하는데 사용될 수 있는데, 이러한 결함이 수술에 의해 발생하였든 해르니아형성 중에 발생하였든 관계없다. 그러한 방법은 또한 섬유륜 또는 수핵에 생적합성 물질의 첨가를 포함한다. 이러한 물질은 디스크의 헤르니아형성전 경계외부에서 발견되는 수핵의 버려지거나 튀어나온 분절을 포함한다.
도 11 내지 15는 섬유륜의 결함을 봉합하는데 및 봉합하는 방법에서 사용되는 기구를 도시한다. 하나의 방법은 간벽 또는 간벽수단 12를 디스크 15내로 삽입하는 것을 포함한다. 이러한 방법은 디스크절제수술을 수반할 수 있고, 디스크 15의 어떤 부위도 제거하지 않고, 충진물질 또는 기구를 디스크 15내부로 삽입하는 것을 추가로 조합하여 행할 수도 있다.
전기 방법은 간벽수단 12를 디스크 15의 내부로 삽입하고, 섬유륜 결함부위 16의 내부면에 밀착시키는 것으로 구성된다. 전기 간벽수단은 결함부위 16의 크기보다 면적이 상당히 더 크게 하는 것이 바람직한데, 적어도 전기 간벽수단 12의 일정부위가 건강한 섬유륜 10에 인접할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 그 기구는 섬유륜 결함부위 16을 봉합하여 건강한 수핵 20의 패쇠된 등압환경을 형성하도록 기능한다. 이러한 봉합은 결함부위 16의 크기에 비하여 이식물의 크기를 더 크게 함으로써 달성할 수 있고, 또한 간벽수단 12를 척추기능단위내의 조직에 고정시킴으로써 가능하다. 본 발명의 바람직한 모양은, 간벽수단 12가 섬유륜 결함부위 16을 둘러싸고 있는 섬유륜에 고정시키는 것이다. 이것은 봉합선, 스테이플, 풀 등 다른 적합한 고정수단 또는 고정기구 14를 이용하여 달성할 수 있다. 간벽수단 12는 또한 결함부위 16보다 면적이 더 클 수 있고 결함부위 16 반대위치의 조직 또는 구조(예를 들어, 후방 결함의 경우 전방조직)에 결합될 수 있다.
간벽수단 12는 유연성 있는 물질인 것이 바람직하다. 전기 간벽수단은 예를 들어, DarconTM 또는 NylonTM 과 같은 직물, 합성 폴리아미드 또는 폴리에스테르, 폴리에틸렌으로 구성될 수 있고, 신축성 있는 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene: e-PTFE)과 같은 신축성 물질로 구성될 수 있고, 또한 교차결합된 콜라겐 또는 셀룰로오스와 같은 생물학적 물질일 수도 있다.
간벽수단 12는 원피스의 물질일 수 있고, 신장될 수 있는 수단 또는 구성요소를 가져, 디스크 15의 내부로 삽입된 후에는 압축된 상태에서 신장될 수 있도록 한다. 전기 신축가능수단은 풍선처럼 능동적일 수도 있고, 친수성 물질처럼 피동적일 수도 있다. 전기 신축가능수단은 예를 들어, 탄성에 의해 스스로 팽창하는 변형물질일 수도 있다.
도 11 및 12는 유륜 10 내부에 장착되어 섬유륜 결함부위 16을 덮고 있는 간벽수단 12를 도시한다. 전기 간벽수단은 고정 메카니즘 또는 고정수단 14로 섬유륜 10에 고정될 수 있다. 고정수단 14는 간벽수단 12 및 섬유륜 10을 통하여 배치된 다양한 봉합사 루프를 포함할 수 있다. 이러한 고정에 의해 간벽수단 12가 섬유륜 결함부위 16으로부터 움직이거나 미끄러져나가는 것을 방지할 수 있다.
간벽수단 12는 또한 많은 위치에서 디스크 15에 고정될 수 있다. 바람직한 하나의 실시예에서, 도 13 및 14에서 도시된, 간벽수단 12는 결함부위에 또는 주위에서 섬유륜 조직 10에 고정될 수 있고, 추가로 결함부위의 반대편(예를 들어, 후방헤르니아에서 전방 섬유륜 10, 또는 하방 50' 또는 상방 50 추체)의 두 번째 고정지점에 고정될 수 있다. 예를 들어, 고정수단 14는 간벽수단 12를 결함부위 16 근처의 섬유륜 10에 고정시키기 위해 사용될 수 있다. 이때, 고정 메카니즘 18은 간벽수단 12를 두 번째 고정지점에 고정시킬 수 있다. 연결수단 22는 간벽수단 12를 앵커 18에 결합시킬 수 있다. 장력은 첫 번째 및 두 번째 고정 지점사이에서 연결수단 22를 통해 발생하여, 섬유륜 결함부위 16이 두 번째 고정지점으로 이동하도록 한다. 이것은 특히 후방 헤르니아를 일으키는 결함부위 16을 봉합하는데 특히 이로울 수 있다. 이러한 기술을 이용함으로써, 헤르니아는 섬유륜 10의 결함부위를 추가로 봉합하는 동안 후방의 신경구조물로부터 떨어져 지탱될 수 있다.
추가적으로, 간벽수단 12는 간벽수단이 척추기능단위내의 조직에 고정될 수 있도록 하는 고정수단에 필수적인 요소일 수 있다.
상기에서 기술된 방법들 중 어떤 것도 도 15에서 도시된 대로 결함부위 16의 외부면에 인접하여 위치한 두 번째 간벽 또는 두 번째 간벽수단 24를 사용함으로써 충진될 수 있다. 두 번째 간벽수단 24는 봉합물질 같은 고정수단 14를 사용함으로써 내부 간벽수단 12에 추가되어 고정될 수 있다.
도 16A 및 16B는 수핵 20 및 섬유륜 10을 포함하는 추간판 15를 도시한다. 수핵 20은 첫 번째 해부학적 부위를 형성하고, 디스크 외부공간 500은 수핵으로부터 분리된 두 번째 해부학적 부위를 형성한다.
도 16A는 추간판의 축방향 횡단면도이다. 섬유륜 10의 후방 측면 결함부위16은 수핵 분절 30이 디스크 외부공간 500으로 헤르니아 되도록 한다. 내부면 32 및 외부면 34가 도시되어 있고, 우측의 70'및 좌측의 70 횡단 돌기 및 후방돌기 80도 또한 도시되어 있다.
도 16B는 추간판 중심선을 따른 수상절단면도이다. 상방육경 90 및 하방육경 90' 상방추체 95 및 하방추체 95' 각각으로부터 후방으로 확장된다.
수핵 20의 추가 헤르니아를 방지하고 현재 발생된 헤르니아를 치유하기 위하여, 바람직한 실시예로서 간벽 또는 간벽수단 12이 섬유륜 10과 결함부위 16의 내부면 32에 인접한 수핵 20 사이 공간에 배치되도록 할 수 있다. 이는 도 17 및 18에 도시되어 있다. 전기 장소는 블런트(blunt) 절단에 의해 형성될 수 있다. 절단은 하나의 분리된 절단기구로, 간벽수단 12 자체로, 또는 하나의 결합된 절단/간벽 전달 도구 100으로 행할 수 있다. 이러한 공간은 간벽수단보다 더 크지 않는 것이 바람직한데, 간벽수단 12는 섬유륜 10 및 수핵 20과 접촉할 수 있다. 이것은 활동중 디스크에 하중이 가해질 때, 간벽수단 12가 수핵 20으로부터 섬유륜 10으로 하중을 전달하도록 해준다.
간벽수단이 자리를 잡으면, 바람직하게 간벽수단 12이 결함부위 16에 펼쳐있고, 섬유륜 10의 내부면 36을 따라 결함부위 16의 모든 측면에 있는 건강한 조직에 접촉할 때까지 뻗어있어, 인접 건강한 조직에 충분히 접촉되도록 하여 하중을 받을 때 충분히 지탱할 수 있도록 한다. 건강한 조직은 병에 걸리지 않은 조직 및/또는 하중을 견디는 조직으로서 미세구멍이 있거나, 구멍이 없는 조직이다. 결함부위 16의 정도에 따라, 접촉조직은 섬유륜 10 및 추골종판(vertebral endplate) 및/또는 종판 자체의 위에 놓인 연골을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 간벽수단 12는 두개의 요소(도 21A 및 21B에 도시되어 있는 봉합수단 또는 봉합요소 51 및 확장수단 또는 확장요소 53)를 포함한다.
봉합수단 51은 간벽 21의 주변을 형성하고 내부공간 17을 갖는다. 봉합수단 51의 외부로부터 빈 공간 17로 이끼는 구멍 8이 적어도 하나 있다. 봉합수단 51은 상대적으로 작은 구멍을 통하여 디스크 15내부로 삽입될 수 있도록 압축가능하거나 접을 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 구멍은 결함부위 16 자체 또는 결함부위 16으로부터 멀리 떨어진 부위일 수 있다. 그 봉합수단 51은 한 물질로 구성되고, 봉합수단 51 주위 및 결함부위 16을 통하여 다른 물질 및 액체가 빠져나가지 못하도록 형성된다. 그 봉합수단 51은 다양한 물질들 중 하나 또는 그 이상으로부터 구성될 수 있다: 이때, 물질이 특별히 제한되는 것은 아니나, PTFE, e-PTFE, NylonTM, MarlexTM, 고밀도 폴리에틸렌 및/또는 콜라겐을 포함한다. 전기 봉합구성요소의 두께는 0.001 인치(0.127mm) 내지 0.063 인치(1.6mm)사이가 최적인 것으로 발견되었다.
확장수단 53은 봉합수단 51의 빈 공간 17 내부에 맞도록 크기가 정해질 수 있다. 전기 확장수단 53은 봉합수단 51이 통과하는 결함부위 16을 통해 삽입될 수 있는 정도 크기의 하나의 물체임이 바람직하다. 전기 확장수단 53은 빈 공간 17 내부로 이동했을 때 확장되어, 봉합수단 51을 확장시킬 수 있다. 확장수단 53의 하나의 목적은 봉합수단 51을 결함부위 16의 크기보다 더 크게 확장하는 것으로, 이렇게 조합된 간벽 12는 결함부위 16을 통하여 물질이 통과하는 것을 방지한다.확장수단 53은 간벽수단 12에 견고함을 추가로 부여할 수 있어, 간벽수단 12가 수핵 20내의 압력 및 결함부위 16을 통한 방출을 저지하도록 한다. 확장수단 53은 하나의 물질 또는 그 이상의 물질로 만들어 질 수 있다. 이때 그 물질이 특별히 제한되는 것은 아니나, 실리콘 러버(silicon rubber), 다양한 플라스틱, 스테인레스 스틸, 니클 티타늄 합금(nikel titanium alloy) 또는 다른 금속을 포함한다. 이러한 물질은 봉합수단 51내 빈 공간 17을 채울 수 있는 고형 물질, 속이 빈 물체, 코일 스프링 또는 다른 적합한 형태로 만들 수 있다.
봉합수단 51, 확장수단 53 또는 간벽수단 12의 구성은 결함부위 16 주위 또는 결함부위 16으로부터 멀리 떨어진 조직에 추가로 고정될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 고정수단 또는 고정기구 또는 간벽수단 12의 어떤 모양도, 또한 그것의 어떤 구성요소도 디스크 15 후방 또는 디스크외부 500으로 뻗지 않아, 디스크 15의 후방에 있는 민감한 신경조직에 접촉하거나 손상을 입히는 위험을 피하도록 한다.
하나의 바람직한 실시예에서, 봉합수단 51은 결함부위의 내부면 36에 인접한 디스크 15에 삽입된다. 전기 봉합수단 51은 봉합선 또는 연조직 앵커와 같은 적합한 고정수단을 사용하여 결함부위를 둘러싼 조직에 고정된다. 고정절차는 도 19 및 20에서 도시된 대로, 봉합수단 빈 공간 17의 내부로부터 행하는 것이 바람직하다. 고정전달기구 110은 봉합수단 51에 있는 통로 8을 통하여 빈 공간 17내부로 전달된다. 그리고 나서, 고정기구 14는 봉합수단 53의 벽을 통하여 주위 조직 내로 배치될 수 있다. 일단 고정수단 14가 주위 조직 내로 전달되면, 고정전달기구 110은 디스크 15로부터 제거될 수 있다. 이러한 방법은 고정수단 14를 디스크 15내로 전달하기 위해 분리된 입구의 필요성을 제거한다. 그것은 추가로 고정수단 14에 인접한 봉합수단 51을 통해 물질이 새나가는 위험을 최소화한다. 하나 또는 그 이상의 고정수단 14는 상방추체 95 및 하방추체 95'을 포함하는 하나 또는 그 이상의 주위조직내로 전달될 수 있다. 봉합수단 51이 고정된 후에, 확장수단 53이 봉합수단 51의 빈 공간 17내로 삽입될 수 있어, 21A 및 21B에 도시된 대로 간벽수단 12 구조를 추가로 확장시킬 뿐 아니라 도 그것의 견고함을 증가시킬 수 있다. 봉합수단 51내부로 통하는 구멍 8은 비록 본 발명의 요구조건은 아니지만, 봉합수단 또는 다른 수단에 의해 봉합될 수 있다. 어떤 경우에는 봉합수단 51의 고정이 충분히 달성되면, 분리된 확장수단을 삽입할 필요가 없을 수 있다.
간벽수단 12를 조직에 고정하는 다른 방법은 확장수단 53을 결함부위 16의 주위 또는 그로부터 멀리 떨어진 조직에 고정시키는 것이다. 확장수단 53은 도 22A, 22B, 32A 및 43B에 도시된 대로, 조직 내에 간벽수단 12가 고정되는 것을 촉진하는 필수적인 고정부위 4를 가질 수 있다. 이러한 고정부위 4는 구멍 8을 통하거나 분리된 구멍을 통하여 봉합수단 51 외부로 확장될 수 있다. 고정부위 4는 그것을 통해 고정수단 또는 고정기구 14가 통과할 수 있는 구멍을 가질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 간벽수단 12는 결함부위에 인접한 적어도 하나의 주위 추체(95 및 95' 중 하나에 뼈속 앵커 14'을 이용하여 고정된다. 뼈속 앵커 14' 및 뼈속 앵커 배치기구와 관련하여 0E 내지 180E 사이의 각도로 추체 50, 50'내에 배치될 수 있다. 도시된 대로 뼈속 앵커 14' 및 뼈속 앵커 배치기구에 대하여 90E 방향에 위치한다. 선택적으로, 확장수단 53 자체는 길이를 따라 한 지점 또는 많은 지점에 위치한 필수적인 고정기구 14를 가질 수 있다.
간벽수단 12를 고정하기 위한 다른 방법은 간벽수단 12를 결함부위 16 또는 다른 틈을 통하여 디스크 15내로 삽입하여, 결함부위 16의 내부면 36에 인접하도록 배치하고, 적어도 하나의 고정수단 14를 섬유륜 10을 통하여 그리고 간벽수단 12내로 통과시키는 것이다. 본 방법의 바람직한 실시예에서, 고정수단 14는 다트 15일 수 있고 구멍 있는 바늘과 같은 고정기구 120내에서 섬유륜 10내로 부분적으로 통과될 수 있다. 도 23A 및 23B에서 도시된 대로 고정수단 25는 간벽수단 12내로 이동될 수 있고 고정기구 120은 제거될 수 있다. 고정수단 25는 바람직하게 두개의 말단을 가지고, 각각은 고정기구의 말단의 움직임을 방지하는 수단을 가진다. 이러한 방법을 사용하여, 고정수단은 디스크바깥 부위 500에 있는 디스크 외부로 어떤 고정수단 25의 모양이 없이도 간벽 12 및 섬유륜 10 모두에 박혀있을 수 있다.
본 발명의 다른 모양에서, 간벽 12는 도 24A 및 24B에 도시된 대로 결함부위 16의 양 측면 또는 어느 하나 위에 섬유륜 10의 두개의 이웃한 층 33, 37(lamellae) 사이에 위치할 수 있다. 도 24A는 축단면을 보여주고 24B는 시상절단면을 보여준다. 그러한 위치지정은 결함부위 16의 양 끝에 걸쳐있다. 간벽수단 12는 기술된 방법을 사용하여 고정될 수 있다.
절단 도구는 주변을 둘러싸도록 뻗어있는 하나의 틈 31을 섬유륜내에 형성하기 위해 사용되어, 간벽수단이 그 틈 내로 삽입될 수 있도록 한다. 선택적으로, 그 간벽 자체는 절단하는 가장자리를 가질 수 있어, 적어도 부분적으로는 결함부위 16, 절단환(annulotomy) 416, 접근 홀 417 또는 섬유륜 내의 틈의 측면벽 내로 이동될 수 있다. 이러한 과정은 섬유륜 내에 자연적으로 이루어진 층구조를 이용할 수 있다. 여기서 인접 층 33, 37은 층사이에서 주위를 둘러싸며 뻗어있는 경계 35에 의해 한정된다. 간벽 12의 또 다른 실시예는 길고, 디스크의 원주를 따라 배치되어 있는 패치로서, 길이는 그것의 높이보다 훨씬 더 크고, 주위를 둘러싼 추체를 분리시키도록 배치된다. 간벽 12는 도 25에서 도시된 대로 높이보다 훨씬 큰 길이를 가지고 있다. 간벽 12는 결함부위 16을 가로지르고 섬유륜 10의 후방면의 대부분에 위치할 수 있다. 그러한 모양의 간벽 12는 간벽 12가 삽입 후에 미끄러지는 것을 방지하는 데 도움이 될 수 있고, 수핵 20의 압력을 섬유륜 10의 후방면을 따라 고르게 분산시키는데 도움을 줄 수 있다.
간벽 12는 섬유륜 10내에 삽입된 충진기구 11과 결합하여 사용될 수 있다. 전기 충진기구 11은 도 26에서 도시된대로, 분리된 충진기구 42를 포함할 수 있다. 충진기구 11은 또한 도 27에서 도시된대로, 하나의 충진기구 42일 수 있고, 간벽 부위 300으로서 간벽 12의 일부를 형성할 수 있으며, 섬유륜 10내에서 코일이 될 수 있다. 간벽 12 또는 간벽부위 300 중 어느 것은 고정기구 또는 dart 25에 의해 결함부위 16 주위의 조직에 고정되거나 고정되지 않은 채로 있을 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 간벽 또는 패치 12는 추간판을 증가시키기 위한 방법의 일부로서 사용될 수 있다. 본 방법의 한 모양에서, 충진물질 또는 기구는 결함부위(자연적으로 발생하거나 수술에 의해 생성되거나)를 통하여 디스크내로 삽입된다. 많은 적합한 충진물질 및 기구가 앞에서 및 선행기술에서 기술되어 있다. 도 26에서 도시된 대로, 간벽수단은 결함부위를 봉합하는데 도움이 되고/되거나 하중을 충진물질/기구로부터 결함부위를 둘러싼 건강한 조직으로 전달하는데 도움을 줄 수 있도록 삽입된다. 본 방법의 또 다른 모양에서, 간벽수단은 충진기구에 필수적인 구성요소이다. 도 27, 28A 및 28B에 도시된 대로, 충진부위는 섬유륜내의 결함부위를 통하여 선형으로 삽입될 수 있는 긴 탄력성 물질을 포함할 수 있다. 일단 수핵공간이 충분히 채워지면, 부위 300은 본 발명의 간벽수단을 형성하고 결함부위의 내부면에 인접하도록 위치할 수 있다. 간벽부위 300은 앞에서 기술한 방법 및 기구를 사용하여 섬유륜 및/또는 이웃하는 추체와 같은 둘레의 조직에 고정시킬 수 있다.
도 28A 및 28B는 각각 충진기구 38의 또 다른 구성을 축방향 및 시상단면을 도시한다. 본 실시예에서, 간벽 부위 300은 결함부위 16을 통하여 뻗어있고 기구 13을 앵커 14'가 있는 상방 추체 50에 고정시키는 것을 촉진하는 고정부위 4를 갖는다.
도 29A 내지 D는 섬유륜 10의 결함부위로부터 멀리 떨어진 입구 800으로부터 간벽 12의 배치를 도시한다. 도 29A는 수핵 20에 의해 채워진 디스크 공간내부에 위치한 말단을 갖는 삽입기구 130을 도시한다. 도 29B는 말단에 간벽 12를 가지고 있고, 삽입기구 130의 말단에 있는 전달 카테터(catheter) 140을 도시한다. 간벽 12는 결함부위 16의 내부면을 가로질러 위치한다. 도 29C는 확장가능한 간벽 12'의 사용을 도시하는데, 여기서 전달 카테터 140은 그 말단에서 풍선 150으로 간벽 12'을 확장하기 위해 사용된다. 풍선 150은 간벽 12'만이 주위 조직에 추가로 결합시키기 위해 열을 이용할 수 있다. 도 29D는 풍선 150 및 전달 카테터 140을 디스크 공간으로부터 제거되어, 결함부위 16을 가로질러 위치한 확장된 간벽수단 12'만이 남은 것을 도시한 도면이다.
간벽수단 12를 고정하기 위한 또 다른 방법은 열을 가함으로써 주위 조직에 고정하는 것이다. 본 실시예에서, 간벽수단 12는 봉합수단 51을 포함하는데, 전기 봉합수단은 열이 가해지면 주위 조직에 결합하는 열부착성물질로 구성된다. 열부착성물질은 열가소성플라스틱(thermoplastic), 콜라겐, 또는 비슷한 물질을 포함할 수 있다. 봉합수단 51은 직물 NylonTM 또는 MarlextTM 과 같은 열부착성물질에 힘을 주는 분리된 구성물질을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 열부착성 봉합수단은 내부 빈 공간 17 및 적어도 하나의 틈 8을 가지고 있는 것이 바람직하다. 전기 틈 8은 간벽수단의 위부로부터 빈 공간 17내로 뚫려있다. 열기구는 도 29C 및 29D에 도시된 삽입기구에 부착될 수 있다. 열기구를 가진 삽입기구 130은 빈 공간 17내로 삽입될 수 있고, 봉합수단 51과 주위 조직에 열을 가하는데 사용될 수 있다. 이 기구는 저항성 열발생 코일, 막대 또는 전선과 같은, 열발생 요소(thermal element)일 수 있고, 추가적으로 라디오파(radio frequency) 에너지를 가함으로써 간벽수단 및 주위 조직에 열을 가할 수 있는 많은 전극일 수 있다. 전기 열기구는 도 47에서 도시된 대로 간벽수단을 가열하고 확장할 수 있는 풍선 150, 150'일 수 있다. 풍선 150, 150'이 가열된 액체로 채워지거나, 라디오파 에너지를 이용하여 간벽수단을 가열하기 위해 풍선표면 주위에 위치한 전극을 가질 수 있다. 풍선 150, 150'의 공기가 빠지고 봉합수단을 가열할 수에 제거된다. 이러한 가열방법 및 기구는 봉합수단을 섬유륜 및 수객 그리고 가능하게는 다른 주위 조직에 부착시키는 목적을 달성한다. 열을 가하는 것은 섬유륜내의 작은 신경을 죽임으로써, 결함부위가 축소되도록 함으로써, 또는 주위 조직이 교차결합 및/또는 축소하도록 함으로써 전기 방법을 수행하는데 도움을 준다. 확장기 또는 확장수단 53은 또한 봉합수단 51내에 삽입되는 간벽 12의 필수적인 구성요소일 수 있다. 열을 가한 후, 하나의 분리된 확장수단 53은 간벽 12을 확장시키거나 그의 구조를 견고하게 하기 위해 간벽수단의 내부 공간내로 삽입될 수 있다. 그러한 확장수단은 상기에서 언급된 것들과 디자인 및 구성에 있어 비슷한 것이 바람직하다. 확장수단의 사용은 몇몇 경우에는 필요하지 않을 수 있고, 본 방법에서는 요구되는 구성요소가 아니다.
도 25에 도시된 간벽수단 12는 아마도 패치 또는 간벽 12의 길이를 따라 완만한 곡선형태 또는 일차만곡(primary curvature)을 가져, 섬유륜 10의 내부둘레에 일치하도록 한다. 이러한 만곡은 도 44A 및 44B에서 도시된 대로 하나의 반지름를 가지 수도 있고 또는 다중의 만곡을 가질 수도 있다. 그 만곡은 간벽 12 및/또는 그것의 어떤 구성요소내로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 봉합수단은 내재된 만곡없이도 만들어질 수 있는 반면 확장수단은 그것의 길이를 따라 일차만곡(primary curvature)을 갖는다. 일단 확장수단이 봉합수단 내에 위치하게 되면, 전체의 합체된 간벽수단은 확장수단의 일차만곡의 형태을 취하게 된다. 이러한 모듈(modularity)은 특이한 만곡을 가진 확장수단이 섬유륜의 다양한 부위에서 일어나는 결함부위를 위해 만들어질 수 있다.
간벽수단 12의 단면은 많은 다양한 형태 중 어떤 것일 수 있다. 각각의 실시예는 봉합수단 51 및 전체의 간벽 구조에 견고함을 부여하는 확장수단 53을 이용할 수 있다. 도 30A 및 30B는 길이가 늘어난 실린더모양의 실시예를 보여주는데, 확장수단 53이 기구의 종축주위에 위치한다. 도 31A 및 31B는 중심에 공간 49를 갖는 확장수단 53을 포함하는 간벽수단을 도시한다. 도 32A 및 32B는 비-축대칭 봉합수단 51을 포함하는 간벽수단을 도시한다. 사용 시, 본 도면의 왼쪽 측면에서 볼 때, 봉합수단 51의 더 긴 부위는 마주보는 추체 50 및 50' 사이로 뻗어나갈 것이다. 도 33A 및 33B는 비-축대칭 봉합수단 51 및 확장기 53을 포함하는 간벽수단을 도시한다. 간벽수단의 볼록한 부위는 수핵 20을 마주보고, 볼록한 표면은 결함부위 16, 절단환 416, 또는 접근홀 417 및 섬유륜 10의 내면을 마주본다. 이러한 실시예는 봉합하는데 도움이 되도록, 디스크내의 압력을 이용하여 봉합수단 51을 주위의 추체 50 및 50'에 대하여 압축하도록 한다. 도 33A에서 도시된 'C' 모양은 간벽의 바람직한 형태로서, 복록한 부위는 섬유륜의 내면을 마주보고 오목한 부위는 수핵을 마주본다. 이러한 식으로 사용되면, 간벽 또는 패치 12는 부분적으로 수핵 20을 캡슐처럼 감싸안는 역할을 수행하는데, 섬유륜 10의 내부표면의 일반적 형태와 일치하고 수핵 20에 오목한 또는 컵모양의 표면을 제공함으로써 가능하다. 그러한 패치의 봉합능을 향상시키기 위해, 이러한 'C' 모양의 간벽수단의 상단 및 하단 부위는 추체의 종판 또는 그 위에 있는 연골에 마주하여 위치한다. 수핵내의 압력이 증가함에 따라, 패치의 이러한 부위는 종판으로 일정한 압력이 가해져, 간벽수단주위로 물질이 새가지지 않도록 한다. 패치의 배치전 또는 중에 매치되는 공간을 절단하는 것은 'C' 모양의 패치의 사용을 편리하게 해 줄 수 있다.
도 34 내지 41은 추간판 15내에서 봉합수단 51을 확장시키는데 도움이 되도록 이용될 수 있는 다양한 확장수단 53을 도시한다. 각각의 실시예는 봉합수단 51으로 덮이거나, 코팅되거나, 봉합수단 51을 덮을 수 있다. 봉합수단 51은 확장수단 53은 통하여 추가로 짜여질 수 있다. 봉합수단 51 또는 막(membrane)은 추간판의 섬유륜 내로부터 섬유륜내 결함부위를 통하여 물질이 새나가는 것을 방지하는 봉합기일 수 있다. 섬유륜내의 물질은 수핵 또는 수화겔(hydrogel) 같은 인공의 충진기구를 포함할 수 있다.
도 34 내지 38은 도 33A에서 도시된 것에 대한 대체 패턴을 도시한다. 도 33A는 봉합수단 51내의 확장수단 53을 보여준다. 그 봉합수단은 확장수단 53의 하나 또는 또 다른 면(오목 또는 볼록)에 선택적으로 고정될 수 있다. 이것은 좁은 도관(cannula)를 통한 삽입을 단순화함으로써, 봉합수단 12의 전체부피를 감소시키는데 이점이 있을 수 있다. 그것은 또한 간벽수단 12가 한쪽 면(다른 쪽 면은 아님)에서 조직의 성장을 유도하도록 한다. 봉합수단 51은 확장되는 폴리테트라플루오로에틸렌(expanded polytetrafluoroethylene: e-PTEF)와 같은 성장을 방해하는 물질로 만들 수 있다. 확장수단 53은 금속 또는 성장을 촉진하는 폴리머로 구성될 수 있다. 만약 e-PTEF 봉합수단 51이 확장수단 53의 오목한 면에 고정되도록 한다면, 조직은 디스크 15의 외부로부터 확장수단 53으로 성장할 수 있어, 간벽수단 12가 제자리에 있도록 하고 디스크 15내로부터 물질이 빠져나가지 못하도록 봉합하는데 도움이 된다.
일단 봉합수단 51이 디스크 내에 위치하면, 도 33A에 도시된 확장수단 53은봉합수단 51내로 삽입될 수 있다. 선택적으로, 확장수단 53 및 봉합수단 51은 디스크내로 한 단위로 삽입될 수 있는 간벽수단의 필수적인 구성요소가 될 수 있다.
도 34에서 도시된 패턴은 상대적으로 두께가 얇은 판의 물질로부터 형성되는 것이 바람직하다. 그 물질은 폴리머, 금속 또는 젤일 수 있으나, 니클 티타늄 합금(NITINOL)의 superelastic property는 이 금속이 적용하는 데에 특별히 이점이 되도록 한다. 판의 두께는 일반적으로 0.1mm 내지 0.6mm일 수 있고, 어떤 실시예에서는 봉합수단 51 및 주위의 추체 종판 사이의 접촉을 유지하기 위한 충분한 확장력을 제공하기 위한 두께로 0.003" 내지 0.015"(0.0762 mm 내지 0.381 mm) 사이가 최적인 것으로 발견되었다. 그 패턴은 와이어 일렉트로-디스챠지 머신드(Wire Elector-Discharge Machine)으로 하거나, 레이저로 절단되거나, 화학적으로 에칭되거나, 다른 적합한 수단에 의해 형성될 수 있다.
도 34A는 상방 가장자리 166 및 하방가장자리 168를 갖는 비-축대칭 확장기 153의 한 실시예를 보여준다. 확장기 153은 한 프레임의 간벽 12를 형성할 수 있다. 이러한 실시예는 표면 또는 말단 160, 손가락모양의 방사상 요고 162 및 중심 지주 164를 절단하는 것을 포함한다. 절개말단(dissecting end) 160의 원모양은 수핵 20 및/또는 섬유륜 10의 내부표면을 따라 또는 사이를 전달하는데 도움이 된다. 절개말단의 최좌측 및 최우측 사이의 거리는 확장수단 길이 170이다. 길이 170은 이식후에 후방 섬유륜의 내부 원을 따라 놓여있는 것이 바람직하다. 확장기의 길이 170은 약 3mm 정도로 짧을 수 있고 섬유륜의 전체 내부원 만큼 길 수도 있다. 이러한 절개말단 160의 상단-하단 높이는 후방디스크 높이와 비슷하거나 더클 수도 있다.
이러한 실시예는 상방 및 하방 추체의 종판에 대하여 유연성 있는 봉합기 또는 막을 지탱하는데 도움이 되도록, 많은 손가락모양 구조 162를 이용한다. 상단 손가락부위의 최상단과 하단 손가락부위의 최하단사이의 거리는 확장수단 높이 172이다. 이러한 높이 172는 후방 섬유륜의 내부표면에서 디스크 높이보다 더 큰 것이 바람직하다. 확장기 153의 더 높은 높이 172는 손가락구조 162가 상방 및 하방추체 종판을 따라 빗나가도록 하여, 디스크 15내에서 물질이 새나가지 않도록 간벽수단 12의 봉합을 향상시킨다.
확장기의 길이 170을 따라 손가락구조 162 사이의 공간은 재단하여 확장수단 153에 바람직한 견고함을 제공하도록 할 수 있다. 어떤 두개의 인접한 손가락 구조 162 사이의 더 큰 공간은, 확장수단 153이 길이을 다라 구부러질 필요가 있을 때, 손가락구조 170이 확실히 접촉하지 않도록 하기 위해 추가로 이용될 수 있다. 중심지주 164는 손가락구조, 절개말단을 연결시키고, 디스크 15내부에 위치할 때 섬유륜 10의 내부표면을 따라 놓여있는 것이 바람직하다. 다양한 실시예는 더 크거나 작은 높이 및 두께를 갖는 지주 164을 이용하여, 길이 170 및 높이 172를 따라 전체 확장수단 153의 단단한 정도를 변화시킨다.
도 35는 도 34의 확장기 153에 대한 또 다른 실시예를 도시한다. 틈 또는 틈새 174는 중심지주 164를 따라 포함될 수 있다. 이러한 틈새 174는 확장기 153 및 손가락구조 162가 절개말단 160의 중심을 연결하는 중심선 176을 따라 쉽게 구부러지도록 한다. 그러한 중심의 유연성은 간벽수단이 주위조직에 고정되지 않았을 때, 간벽수단 또는 간벽 12의 상방 또는 하방으로 이동하지 않도록 도와주는 것으로 밝혀졌다.
도 34B 및 34C는 추간판 15내부에서 확장기/프레임 153의 바람직한 실시예의 다른 투시도이다. 확장기 53은 확장된 상태로 있고, 후벽(posterior wall)을 따라 및/또는 내부에 위치하며, 섬유륜 10의 측벽 주위로 뻗어있다. 확장기 153의 상방 166 및 하방 168을 바라보는 손가락구조 162는 척추종판(도시되어 있지 않음) 및/또는 종판위에 놓인 연골을 따라 뻗어있다. 프레임 153은 바람직하게 배치되면 3차원 오목 모양을 취할 수 있는데, 오목모양은 대체로 추간판의 내부, 특히 수핵 20에 의해 채워진 부위로 향하도록 되어 있다.
확장기 153의 구부러짐 경도는 이식물이 디스크 15내의 바람직한 위치로부터 이동하는 것을 방해할 수 있다. 이러한 경도에 근거하여 안정성을 확보하는 원리는 큰 유연성을 갖는 확장기 153 부위를 큰 유동성 또는 만곡을 갖는 디스크 153 부위에 위치하도록 하는 것이다. 이러한 확장기 153의 유연성 있는 부위는 상당히 더 견고한 부위에 의해 둘러싸여 있다. 그러하여, 이식물이 움직이도록 하기 위해서, 확장기의 상대적으로 견고한 부위는 디스크의 상대적으로 구부러지거나 움직일 수 있는 부위내로 들어가야 한다.
예를 들어, 도 34B의 확장기 153이 섬유륜 10의 내부 원주둘레(예를 들어, 후벽 21로부터 측벽 23 및/또는 전방벽 27 위로)로 들어가도록 하기 위해, 후벽 21에 펴져있는 확장기 153의 견고한 중심부위는 섬유륜 10의 후방 측면 모퉁이의 급격한 커브를 따라 구부러져야 한다. 확장기 153의 부위가 더 견고할수록, 모퉁이를 따라 움직이도록 하는데 더 큰 힘이 필요하고, 이런 방향으로 움직일 가능성이 낮다. 이러한 원리는 손가락구조 162이 척추종판으로부터 움직이지 않도록 한다. 확장기 153의 길이를 따라 잘린 틈새 174는 중심이 유연성을 갖도록 한다. 이러한 유연성은 굴곡 및 확장되는 동안 후방 디스크 높이가 증가하고 감소할 때, 확장기 153이 이러한 틈새를 통과하는 축을 따라 구부러지도록 한다. 손가락구조 162가 종판으로부터 멀리 움직이도록 하기 위해, 중심의 유연성 있는 부위는 후방 섬유륜 21로부터 떨어져 나와 종판방향으로 움직여야 한다. 이러한 움직임은 유연성 있는 중심부위에 직접 위 및 아래지역에서, 확장기 153이 더 큰 단단함을 가질 수록 방해받는다.
확장기 153은 막(membrane)에 의해 덮이는 것이 바람직한데, 전기 막은 프레임을 통하여 그리고 섬유륜의 외측 주변으로 물질이 움직이지 않도록 하는 역할을 수행한다.
도 36은 도 33A에서 도시된 확장된 중심지주 164 및 많은 틈새 174가 있는 확장기 153의 일 실시예를 도시한다. 중심지주 164는 본 실시예에서 도시된 대로 상방-하담 166 및 168 구부러짐에 대하여 일정한 정도의 경도를 갖는다. 중심지주 164는 선택적으로 높이 178을 따라 다양한 경도를 가질 수 있어, 섬유륜 10의 내부표면을 따른 주어진 위치에서의 구부러짐을 촉진하거나 방해하도록 할 수 있다.
도 37A 내지 C는 프레임 또는 확장기 153의 추가 실시예를 도시한다. 본 실시예는 다중으로 미세하게 상호연결된 지주 182로 구성된 중심 격자 180을 이용한다. 그러한 격자 180은 디스크내의 압력하에서 봉합수단 51의 팽융(bulging)을 최소화 하는 구조를 제공할 수 있다. 이러한 지주(strut) 182의 방향 및 위치는 확장기의 높이 172의 중심부위를 따라서 간벽 12에 구부러짐-축을 제공하도록 디자인되었다. 지주 182는 앞서 기술된 실시예와 비슷한 하방 168, 상방 166, 및 손가락구조 162를 지지한다. 그러나, 이러한 손가락구조 162는 간벽 12의 길이를 따라 다양한 정도의 경도를 가질 수 있다. 그러한 손가락구조 162는 봉합기 51이 평평하지 않은 종판 모양에 일치하도록 도와주는데 유용할 수 있다. 도 37B는 도 37A의 확장기 153의 구부러진 단면을 도시한다. 이러한 커브 184는 도시된 대로 원의 한 아크 분절일 수 있다. 선택적으로, 절단면은 타원형 분절이거나 다른 반지름 및 중심을 갖는 많은 아크 분절을 가질 수 있다. 도 37C는 도 37A 및 37B의 확장기 153의 3차원 모양을 보여주는 투시도이다.
프레임 153의 실시예는 도 37A 및 C에서 도시된 대로, 덮는 막을 사용하지 않고도 이용될 수 있다. 아래 등의 통증 및 디스크 헤르니아를 앓고 있는 많은 환자의 수핵이 수핵물질의 성질이 겔 보다는 고형에 가깝도록 기능하는 상태로 퇴행될 수 있다. 사람이 나이가 들어감에 따라, 수핵의 수분함량이 약 88%에서 75%이하로 감소한다. 이런 현상이 일어날 때, 디스크 내에 콜라겐의 교차결합이 증가되고, 그 결과 수핵은 훨씬 더 고형화된다. 도 37A, 37B 및 37C에서 도시된 격자에 있는 갭(gap)의 구멍크기 또는 가장 크게 열리부위는 0.05 mm2(7.75×10-5in2) 및 0.75mm2(1.16×10-3in2) 사이일 때, 수핵은 디스크내에 발생된 압력( 250Kpa 내지 1.8MPa 사이)하에서 격자를 통하여 빠져나올 수 없다. 바람직한 구멍크기는 약0.15mm2(2.33×10-4in2)인 것으로 밝혀졌다. 이러한 구멍크기는 막을 추가로 필요로 하지 않고, 수핵이 디스크의 외부 주위로 빠져나가는 것을 막기 위한 확장기에 관하여 개시된 실시예의 어떤 것 또는 본 발명의 범위 내에서 속하는 어떤 다른 확장기에도 사용될 수 있다. 막의 두께는 바람직하게 0.025 mm 내지 2.5 mm 범위에 속한다.
도 38은 손가락구조가 없는 도 37A의 것과 비슷한 확장기 153을 도시한다. 확장기 153은 다중의 지주 182로 구성된 중심 격자 180을 포함한다.
도 39 내지 41은 본 발명의 확장기 153의 또 다른 실시예르 도시한다. 이러한 관형 확장기는 도 31A에서 도시된 간벽 12의 실시예에서 사용될 수 있다. 봉합기 51은 도 31A에서 도시된 확장기 153을 덮을 수 있다. 선택적으로, 봉합기 51은 확장기의 내부표면 또는 내부 또는 외부 표면 위의 길이를 따라 있는 튜브의 아크 분절을 덮을 수 있다.
도 39는 관형 확장기 154의 한 실시예를 도시한다. 관형 확장기 154의 상부표면 166 및 하부표면 168은 각각 상방 및 하방 척추 종판에 대하여 배치될 수 있다. 확장기 154의 상방표면 166 및 하방표면 168 사이의 거리 186은 섬유륜 10의 내부표면에서 후방디스크 높이와 같거나 더 클 수 있다. 본 실시예는 도 39B, 39C 및 39D에서 도시된 섬유륜쪽 면 188 및 수핵쪽 면 190을 갖는다. 섬유륜쪽 면 188은 배치된 위치에서 섬유륜 10의 내부표면에 대하여 놓여있고 디스크 15내로부터 물질이 새나가는 것을 방지할 수 있다. 수핵쪽 면 190의 주요 목적은 디스크 15내부의 확장기 154의 움직임을 방지하는 것이다. 수핵쪽 면190을 형성하는 지주 192는 간벽 12가 섬유륜 10의 후벽을 가로질러 위치할 때, 전방의 수핵 20내로 돌출될 수 있다. 이러한 전방 돌출은 관형 확장수단 154가 장축 주위로 회전하지 못하게 할 수 있다. 수핵 20과 상호작용함으로써, 지주 192는 디스크 15의 둘레로 더 이상 움직이지 못하게 한다.
지주 192는 수핵의 갭 194를 제공하기 위해 간격을 둘 수 있다. 이러한 갭 194는 수핵 20이 확장기 154내부로 유동하도록 자극할 수 있다. 이러한 유동은 배치되는 동안 디스크 15내에서 간벽 12가 최대로 확장될 수 있도록 한다.
도 39, 40 및 41의 실시예는 절단면 모양에 있어 다양하다. 도 39는 도 39C에서 도시된 대로 원형절단면 196을 갖는다. 만약 확장기 154의 상방-하방사이의 높이가 디스크 15의 것보다 더 크다면, 이 원형절단면 196은 배치되었을 때 달걀모양으로 변형될 수 있는데, 이는 추체의 종판이 확장기 154를 압박하기 때문이다. 도 40에서 도시된 확장기 154의 실시예는 도 40C에 도시된 대로 달걀모양 198으로 변형된다. 종판에 의한 압박은 압력을 받지 않은 달걀모양 198을 확대시킬 수 있다. 이러한 달걀모양 198은 확장기 154의 장축둘레로 회전하지 못하도록 큰 안정성을 제공할 수 있다. 도 41B, 41C 및 41D의 실시예는 달걀모양의 단면(도 41C에서 도시된대로)을 도시한다. 이러한 달걀모양은 확장기 154의 만곡 과 후방 섬유륜의 내벽사이에서 일치하도록 할 수 있다. 선택 가능한 다양한 단면모양들이 본 발명의 요지를 벗어나지 않고서, 바람직한 적합형태 또는 확장력을 얻기 위해 이용될 수 있다.
도 40E, 40F, 및 40I는 섬유륜쪽 면 188의 외부표면을 감싸는 봉합수단 51을 갖는 도 40A 내지 D의 확장기 154를 도시한다. 봉합수단 51은 배치된 상태에서 확장기 154에 의해 종판 및 후방 섬유륜의 내부표면에 기대어 붙잡혀 있을 수 있다.
도 40G 및 40H는 섬유륜쪽 면 188의 내부표면을 감싸는 봉합기 51을 갖는 도 40B의 확장기 154를 도시한다. 봉합기 51의 위치는 확장기 154가 척추종판 양쪽 및 후방 섬유륜의 내부표면에 접촉하도록 할 수 있다. 이것은 디스크 15의 외측으로부터 조직이 확장기 154내로 성장할 수 있도록 촉진할 수 있다. 확장기 154의 전부 또는 일부를 감싸는 봉합기 51의 조합은 또한 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이용될 수 있다. 확장기 154는 또한 작은 구멍 크기를 가질 수 있어, 덮개와 같은 봉합기 없이도 물질(예를 들어, 수핵)이 유지되도록 한다.
도 42A 내지 D는 봉합수단 51 및 확장수단 53의 바람직한 실시예의 단면도를 도시한다. 봉합수단 51은 내부공간 17 및 외부표면으로부터 시작하여 내부 공간 7로 통하는 틈새 8을 갖는다. 확장기 53은 틈새 8을 통하여 내부공간 7내로 삽입될 수 있다.
도 43A 및 43B는 확장기 53의 대체 구성을 도시한다. 고정부위 4는 봉합수단 51에 있는 틈새 8을 통하여 뻗어있다. 고정부위 4는 확장기 53이 결함부위 16을 둘러싼 조직에 고정될 수 있도록 촉진하는 관통구멍을 가질 수 있다.
도 44A 및 44B는 간벽의 또 다른 모양을 도시한다. 본 실시예에서, 봉합수단 51, 확장기 53, 또는 모두는 반지름 R의 만곡을 갖는다. 이러한 만곡은 본 발명의 어떤 실시예에서도 사용될 수 있고, 섬유륜 10의 구부러진 내부 원주에 일치하도록 도와준다.
도 45는 봉합수단 51을 결함부위 주위의 조직에 고정시키기 위해 사용되는 기구의 단면도이다. 이 도면에서, 봉합수단 51은 결함부위 16의 내부면 50을 통하여 위치할 수 있다. 기구 110'의 말단은 결함부위 16 및 통로 8을 통하여 내부공간 17내로 삽입될 수 있을 것이다. 본 도면의 우측에서, 고정 다트(dart) 25는 기구 110'으로부터 봉합수단 51의 벽을 통하여, 봉합수단 51를 둘러싼 조직 내로 통과될 수 있다. 본 도면의 우측에서, 고정 다트(dart) 25는 추진기 111을 기구 110'에 관하여 화살표 방향으로 전진시킴으로써 봉합수단 51의 벽을 통하여 통과될 수 있다.
도 46은 봉합수단 51에 열을 가하고, 그것을 결함부위 둘레의 조직에 고정시키기 위한 열기구 200의 사용을 도시한다. 본 도면에서, 봉합수단 51은 결함부위 16의 내부면 36을 관통하여 위치할 수도 있을 것이다. 열기구 200의 말단은 결함부위 및 통로 8을 통하여 내부공간 17내로 삽입될 것이다. 본 실시예에서, 열기구 200은 그것의 말단에서 전선 220에 의해 전원에 연결된 저항발열요소 210을 이용한다. 덮개 230은 테플론(Teflon) 튜브와 같은 비고정 표면으로서, 내부공간 17로부터 기구 200의 제거를 확실히 할 수 있다. 본 실시예에서, 기구 200은 봉합수단 51의 첫 번째 반쪽을 가열하고 나서 두 번째 반쪽을 가열하기 위해 사용될 것이다.
도 47은 결함부위 주위 조직에 봉합수단 51을 결합시키는 데 사용될 수 있는 풍선과 같은 확장가능한 발열요소를 도시한다. 도 18에서처럼, 기구 130의 말단은 결함부위 및 통로 8을 통하여 내부공간 17내로 삽입될 수 있는데, 이때 기구 130의말단에 있는 풍선 150'은 바람이 빠진 상태로 삽입된다. 그리고 나서, 풍선 150'에 공기를 불어넣어 확장된 상태 150로 만들어, 봉합수단 51을 확장시킨다. 확장된 풍선 150은 가열된 유체를 채우거나 라이오파 전극을 사용함으로써 봉합수단 51 및 주위 조직에 열을 가할 수 있다. 본 실시예에서, 기구 130은 봉합수단 51의 첫 번째 반을 확장하고 열을 가하는데 사용하고, 그 다음 두 번째 반을 같은 식으로 확장하고 열을 가한다.
도 48은 기구 130에 대한 또 다른 실시예를 도시한다. 이 기구는 신장되고 유연성 있는 풍선 150'을 이용하는데, 전기 풍선은 확장된 상태 150로 채워지기 전에, 봉합수단 150'의 내부공간 17에 삽입되고 완전히 채워 질 수 있다. 본 실시예를 사용함으로써, 봉합수단 51의 팽창 및 가열은 한 단계로 수행될 수 있다.
도 49A 내지 49G는 디스크내 인공이식물을 이식하는 방법을 설명한다. 디스크내 이식 시스템은 디스크간 이식물 400, 전달기구 또는 도관 402, 전진기(advancer) 404 및 적어도 하나의 조절필라멘트 406로 구성된다. 디스크내 이식물 400은 인접말단 408 및 원말단 410를 갖는 전달도관 402내에 장전된다. 도 49A는 절단환(annulotomy) 416을 통하여 디스크 15내로 전진하는 원(遠)말단 410를 도시한다. 이 절단환 416은 섬유륜 10의 어떤 부위도 통할 수 있지만, 원하는 최종이식위치에 가까운 지점을 통하는 것이 바람직하다. 그리고 나서, 이식물 400을 도관 402의 원말단 410을 통하여 디스크 15내로 밀어넣는데, 49B에서 도시된 대로 원하는 최종이식지점으로부터 멀어지는 방향으로 밀어넣는다. 일단 이식물 400이 완전히 전달도관 402을 빠져나와 디스크 15내에 위치하면, 이식물 400을 도 49C에서 도시된 대로 조절필라멘트 406위에서 끌어당김으로써 원하는 이식위치로 밀어넣을 수 있다. 조절필라멘트 406은 이식물 400의 내부 또는 그 위의 어떤 위치에 고정될 수 있지만, 적어도 한 지점 414 또는 이식물 400의 멀리 떨어진 부위 412위의 지점에 고정되는 것이 바람직하다. 전기 지점은 예를 들어 디스크 15내부로 이동할 때 전달도관 402를 처음으로 빠져나오는 부위가 있다. 이러한 지점 또는 지점 414는 일단 이식물이 전달도관 402의 내부로부터 완전히 배출되었을 때, 일반적으로 원하는 최종이식 위치로부터 가장 멀리 떨어져 있다.
제어필라멘트 406위에서 끌어오는 것은 이식물 400이 절단환 416쪽으로 움직이도록 한다. 전달도관 402의 원(遠)말단은 이식물 400의 인접말단 420(전달도관 402로부터 방출되는 이식물 400의 부위)을 절단환 416으로부터 멀리 그리고 원하는 이식위치와 가장 가까운 위치의 섬유륜 10의 내부측면 쪽으로 이끌기 위해 사용될 수 있다. 선택적으로는, 도 49E에서 도시된 대로, 전진기(advancer) 404는 이식물의 인접말단을 이식위치 근처의 섬유륜 20의 내부면쪽으로 위치시키는데 사용될 수 있다. 제어필라멘트 406위에서 더 끌어당기는 것은 이식물 400의 인접말단 426이 섬유륜 20의 내부면을 따라 절개하도록 한다. 이때, 접합부위 414 또는 이식물 400쪽으로 선도하는 필라멘트 지점이 도 49D에 도시된 대로, 절단환 416의 내부면으로 이끌릴 때까지 섬유륜 20의 내부면을 따라 절단하도록 한다. 이런식으로, 이식물 400은 적어도 절단환 416으로부터 섬유륜 10의 내부면을 따라 원하는 이식위치에, 도 49F에 도시된 대로, 이동될 것이다.
이식물 400은 다음중 어느 하나일 수 있다: 수핵치환기구, 수핵충진기구, 섬유륜충진기구, 섬유륜치환기구, 본 발명의 간벽 또는 그것의 구성요소, 약제전달기구, 생물세포로 씨뿌려진 담체기구, 또는 추체의 연결을 자극하고 지탱하는 기구 등이다. 이식물 400은 물질이 추간판의 섬유륜내로부터 디스크의 결함부위를 통하여 빠져나가는 것을 막는 막구조물일 수 있다. 섬유륜내의 물질은 예를 들어 수핵 또는 수화겔같은 인공충진기구일 수 있다. 막은 봉합기일 수 있다. 이식물 400은 전체 또는 부분적으로 경직되거나, 전체 또는 부분적으로 유연할 수 있다. 그것은 하나 또는 많은 물질을 포함할 수 있다. 이식물 400은 섬유성이거나 뼈성분 이거나 관계없이, 조직의 성장을 방해하거나 촉진시킬 수 있다.
도관 402는 이식물 400을 적어도 부분적으로 섬유륜 10을 통하여 전진시킬 수 있는 어떤 관형기구일 수 있다. 그것은 알려진 금속 및 폴리머를 포함하여 어떤 적합한 생적합성 물질로 만들어 질 수 있다. 그것은 전적으로 또는 부분적으로 경직되거나 유연할 수 있다. 그것은 절단면이 원형, 타원형, 다각형, 또는 불규칙한 모형일 수 있다. 그것은 그것의 원(遠)말단 410에서 적어도 하나의 통로를 가져야 하지만, 그 길이를 따라 다양한 위치에 다른 통로를 가질 수 있다.
전진기 404는 경직되거나 유연할 수 있고, 전달도관 402와 같거나 다른 다양한 단면모양을 가질 수 있다. 그것이 이식물 400을 디스크 15내로 전진시키기에 충분할 정도로 단단한 한, 그것은 고형이거나 심지어 생적합성 유체가 있는 칼럼일 수도 있다. 전진기 404는 도관 402내에 전적으로 포함될 수 있거나, 조작의 편의를 위해 도관의 벽 또는 말단을 통하여 뻗어 있을 수 있다.
이식물 400의 전진은 이식물 400을 전진시키기 위해 외과의사에게 요구되는힘을 최소화 하기 위해 다양한 지렛대, 기어, 스크루 및 다른 이차 보조기구의 도움을 받을 수 있다. 이러한 이차기구들은 사용자에게 디스크 15내로의 전진 속도 및 정도를 추가로 조절할 수 있도록 할 수 있다.
선도필라멘트 406은 디스크 15내로 전진할 때, 이식물 400에 고정되어 함께 이동할 수 있는 선, 막대, 판, 또는 다른 긴 물체일 수 있다. 그것은 다양한 금속 또는 폴리머 또는 이것들의 조합의 어떤 것으로도 구성될 수 있고, 그것의 길이의 전부 또는 일부를 따라 유연하거나 경직될 수 있다. 그것은 이식물 400에 고정되는 곳의 정반대 끝에서 이차 기구 418에 고정될 수 있다. 이러한 이차 기구 418은 전진기 404 또는 필라멘트를 다루는데 사용자를 도와주는 다른 기구를 포함할 수 있다. 그 필라멘트 406은 도 49G에 도시된 대로 이완될 수 있도록 이식물 400에 고정되거나 영구적으로 고정될 수 있다. 필라멘트 406은 이식물 주위로 또는 관통하여 고리모양으로 감길 수 있다. 그러한 루프는 잘리거나, 루프의 다른 쪽 끝이 이식물 400을 방출할 때까지 한쪽 끝이 당겨 질 수 있다. 그것은 접착제, 용접, 또는 스크루, 스테이플, 다트 등 같은 2차 고정수단을 사용하여 이식물 400에 결합될 수 있다. 필라멘트 406은 이식물질 자체가 추가로 신장될 수 있다. 필라멘트 406이 이식물이 배치된 후에 제거되지 않으면, 필라멘트 406은 이식물 400을 인접 섬유륜 10, 척추종판, 또는 추체와 같은 주위 조직에 직접 또는 다트, 스크루, 스테이플, 또는 다른 적합한 앵커를 통하여 고정시키기 위해 사용될 수 있다.
다중선도필라멘트는 다양한 위치에서 이식물 400에 고정될 수 있다. 하나의 바람직한 실시예에서, 첫 번째 또는 원거리에 있는 422 및 두 번째 또는 인접한424 선도필라멘트는 신장된 이식물 400에 고정되는데, 각각 그것의 원말단 412 및 인접말단 420 근처에 그리고 부착부위 426, 428 부위에 고정된다. 이러한 말단 412 및 420은 각각 이식물 400의 첫 번째 및 마지막 부위에 해당하고, 디스크 15내로 전진할 때, 전달도관 402로부터 방출된다. 이러한 이중 선도필라멘트 시스템은 이식물 400이 상기 단일필라멘트 기술에서 기술된 것과 같은 식으로 위치하도록 한다. 이는 도 50A 내지 50C에서 설명되어 있다. 그러나, 이러한 첫째 기술을 완료한 후, 사용자가 기구 400의 인접말단 420을 절단환(annulotomy) 416을 통하여 진전시킬 수 있는데, 도 50D에 도시된 대로, 두 번째 선도필라멘트 424로 당김으로써 행해진다. 이것은 사용자가 절단환 416을 감싸는 것을 제어할 수 있도록 해준다. 이것은 다양한 이식절차에서 많은 이점을 갖는다. 이 단계는 수핵 20 또는 이식물 자체의 헤르니아발생 위험을 감소시킬 수 있다. 그것은 디스크를 봉합하는데 도움을 줄 수 있을 뿐 아니라, 디스크내 압력 및 디스크의 자연적 기능을 유지할 수 있도록 해준다. 그것은 섬유조직이 디스크의 외부로부터 이식물내로 성장하도록 자극할 수 있다. 나아가, 이식물의 원말단이 결함부위로부터 떨어지고 절단환에 의해 형성된 섬유륜에 기대어 위치하도록 할 수 있다. 마지막으로, 이러한 기술은 신장된 이식물의 양 끝이 디스크 또는 척추조직에 고정되도록 한다.
첫 번째 422 및 두 번째 422 선도필라멘트는 동시에, 도 50E에서 도시된 대로, 장력이 가해져 이식물 400이 섬유륜 10내에 적합한 위치에 배치되도록 한다. 일단 이식물 400이 절단환을 가로질러 배치되면, 첫 번째 422 및 두 번째 424 선도필라멘트는 도 50F에 도시된 대로 이식물 400으로부터 제거된다. 추가의 제어필라멘트 및 고정위치는 디스크내의 이식물의 이식 및/또는 고정을 도와줄 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 도 51A 내지 C에서 도시된 대로, 이식물 가이드 430은 절단환 416을 통하여, 수핵 10을 통하여, 및/또는 섬유륜 내부면을 따라서 이식물 400의 조종을 도와주는데 이용될 수 있다. 이러한 이식 가이드 430은 조직을 관통하여 절단하고, 이식구조물에 경도를 부가하며, 섬유륜 또는 다른 조직에 대한 외상(단단하거나 마찰을 일으키는 이식물에 의해 발생할 수 있는 외상)을 경감시키며, 이식도중 이식물의 3차원 방향을 조절하며, 확장가능한 이식물을 확장시키며 또는 이식도중에 일시적으로 이식물을 이로운 형태로 바꾸는 과정에서 도움이 될 수 있다. 이식 가이드 430은 전진기 404 또는 이식물 406 자체에 고정될 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 도 52A 및 52B에서 도시된, 이식 가이드 430은 이식물 400에 고정되어 있는데, 고정은 첫 번째 424 및 첫째 426의 두 번째 426 가이드필라멘트 및 두 번째 428 부착지점 각각에 의해 이루어진다. 그 가이드필라멘트 424 및 426은 이식가이드 430를 통하거나 둘레로 통과할 수 있다. 본 실시예에서, 이식가이드 430은 얇고, 평평한 판의 생적합성 금속일 수 있다. 이때, 금속은 가이드 필라멘트 422 및 424가 이식물 400에 고정되는 426 및 428 위치에 인접한 표면을 통한 통로를 가지고 있다. 이러한 통로는 고정필라멘트 422 및 424가 이식가이드 430을 통하여 통과할 수 있도록 해준다. 그러한 신장된 판은 이식물 400을 따라 위치할 수 있고 원말단 412을 넘어 뻗어있을 수 있다. 이식가이드 430의 원말단은 이식물 400이 디스크 15내로 전진할 때, 수핵 20을 통하여 절개되고 섬유륜 10 주위로 구부러지는 것을 도와주도록 형성될 수 있다. 다중의 가이드필라멘느로사용될 때, 그러한 이식가이드 430은 이식물 400의 회전안전성(rotational stability)을 조절하도록 사용될 수 있다. 그것은 또한 이식물 400을 이스크 15로부터, 만약 필요하다면, 빼낼 때도 사용될 수 있다. 이식가이드 430은 또한 이식물 400의 인접 팁 420을 넘어 뻗을 수 있어, 바람직한 이식지점에 인접한 섬유륜 10을 통하여 또는 관통하여 절개하는데 도움을 줄 수 있다.
이식가이드 430은 이식후 또는 이식중에 이식물 400으로부터 방출될 수 있다. 이러한 방출은 가이드필라멘트 422 및 424의 방출과 연계될 수 있다. 이식가이드 430은 추가로, 가이드필라멘트 422 및 424를 따라 슬라이드할 수 있는데, 필라멘트가 이식물 400에 고정되는 동안 일어난다.
간벽 12 또는 이식물 400의 다양한 실시예는 추간판 15 또는 주위의 추체내의 조직에 고정될 수 있다. 간벽수단 12의 넓은 표면 또는 이식물이 간벽 12가 고정된 조직 인근에 위치하도록 하는 동안, 간벽수단 12를 한정된 수의 지점에 고정시키는 것이 이로울 수 있다. 이것은 주변 조직과 함께 봉합연결을 형성하는 데 특별히 이로울 수 있다.
도 53내지 57은 경화요소(stiffening element) 300을 갖는 간벽 12를 도시한다. 간벽 12는 봉합연결에서 요구되는 이식물의 길이를 따라 위치한 경화요소 300을 결합시킬 수 있다. 이러한 경화요소 300은, 제한되는 것은 아니나, 판 302, 막대 304 또는 코일을 포함한 다양한 모양의 하나일 수 있다. 이러한 요소는 바람직하게는, 주위를 둘러싼 간벽 12보다 더 견고하고 주위의 간벽에 견고함을 부여할 수 있다. 이러한 경화요소 300은 간벽에 의해 형성되는 내부공간내에 위치할 수있다. 추가적으로, 그것들은 간벽 12내에 밖혀 있거나 고정될 수 있다.
각각의 경화요소는 간벽 12의 분절을 주위 조직에 고정시키는데 도움이 될 수 있다. 그 경화요소는 관통홀, 절흔(notch) 또는 다른 어떤 것을 포함하여 부분 307을 가질 수 있어, 경화요소 300이 다양한 고정기구 306 중 어떤 것에 의해 주위 조직에 쉽게 고정될 수 있도록 해준다. 이러한 고정기구 306은 스크루, 다트, 못 또는 다른 간벽 12를 주위 조직에 붙잡아 둘 수 있는 적당한 수단을 포함할 수 있다. 고정기구 306은 직접적으로 경화요소 300에 연결되거나 간접적으로 봉합사, 캐이블, 또는 다른 필라멘트의 길이를 이용하여 연결될 수 있다. 고정기구 306은 경화요소 300과 직접적인 접촉없이, 경화요소 300에 인접한 간벽 12에 추가로 고정될 수 있다.
고정기구 306은 경화요소 300에 또는 근처에 고정될 수 있는데, 주위 조직과 봉합연결시 요구되는 간벽 12의 길이의 반대 말단에서 고정된다. 선택적으로, 하나 또는 다중의 고정기구 306은 경화요소 300에 또는 근처에 고정될 수 있는데, 즉시 접근가능한 위치(말단이 아닐 수 있다)에서 고정된다. 내부공간 17 및 그것에 연결된 통로 8을 갖는 간벽 12의 실시예에서, 고정지점은 통로 8에 인접할 수 있어, 이식시 요구될 수 있는 다양한 기구 및 고정기구 306이 통과할 수 있도록 해준다.
도 53A 및 53B는 경화요소 300의 사용을 결합한 간벽 12의 일 실시예를 도시한다. 간벽 12는 판 및 스크루 간벽 320일 수 있다. 본 실시에에서, 경화요소 300은 두개의 고정판, 상방 310 및 하방 312으로 구성되는데, 그 예가 도 54A 및54B에 각각의 판을 통하여 통과하는 두 개의 부분 308과 함께 도시되어 있다. 부분 308은 간벽 12의 내부공간 17내로 통하는 통로 8에 인접하여 위치한다. 이러한 부분 8은 뼈나사와 같은 고정기수 306이 통과되도록 해준다. 이러한 나사는 간벽수단 12를 상방 50 및 하방 50' 추체에 고정하는데 사용될 수 있다. 나사가 종판에 대하여 맞물렸을 때, 고정판 310, 312는 사이에 존재하는 봉합수단을 종판에 대하여 압착하는데, 간벽 12의 상방 및 하방 표면을 따라 압착된다. 이것은 척추의 종판과 봉합연결이 형성되도록 하는데 그리고 물질이 디스크 15내에서 유출되는 것을 방지하는데 도움을 줄 수 있다. 도 53A 및 53B에서 도시된 대로, 단지 상방향 나사가 상방향 플레이트 310에 위치하여 상방추체와 봉합결합을 형성한다.
도 55A 및 55B는 경화요소(stiffening element) 300을 갖는 간벽 12의 또 다른 실시예를 도시한다. 간벽 12는 앵커 및 막대 간벽 12일 수 있다. 본 실시예에서, 경화요소 300은 간벽 12내에 밖여 있는 두개의 고정막대 304로 구성되는데, 그것의 예는 도 56A 및 56B에 도시되어 있다. 막대 304는 상바양 막대 314 및 하방향 막대 316을 포함할 수 있다. 봉합사 318은 막대 314 및 316 주위 및 간벽수단 10을 관통하여 통과할 수 있다. 봉합사 318은 돌아서, 뼈속 앵커 또는 다른 적합한 고정기구 306에 고정되어 간벽 12를 끌어 상방 및 하방종판과 앞에서 기술된 방법과 비슷한 방법으로 봉합결합될 수 있다. 통로 8 및 간벽 12의 내부공간 17은 간벽 12에 필요한 요소가 아니다.
도 57은 상기에서 기술된 앵커 및 막대간벽 322을 고정기구 306과 함께 기술하는데, 전기 고정기구 306은 고정막대 316 및 318 각각의 반대편 말단에 고정되어있다. 상방향 막대 318의 좌측에 봉합사 18은 아직 연결되어 있지 않았다.
다양한 방법이 섬유륜 10의 골층판내 또는 골층판을 따라 위치하도록, 간벽 12의 조종에 필요한 힘을 감소시키는데 이용될 수 있다. 도 58A, 58B, 59A 및 59B는 간벽 12에 대한 경로를 깨끗이하는 두가지의 바람직한 방법이 도시되어 있다.
도 58A 및 58B는 하나의 방법 및 관련된 절개기구 454를 도시한다. 본 도면에서, 바람직한 이식장소는 후방 섬유륜 452를 따라 존재한다. 이식을 위한 경로를 깨끗이 하기 위해, 헤어핀(hairpin) 절단기 454는 자유말단 458을 갖는 헤어핀 절단요소 460를 가질 수 있다. 절단기는 또한 절단기 구성요소 460을 디스크 15내에 위치하도록 전진기 464를 가질 수 있다. 절단기 454는 섬유륜 10에 있는 통로 462을 통과하는 도관 456을 통하여 삽입될 수 있다. 일단 절단기 구성요소 460의 자유말단 458이 디스크 15내에 있으면, 자유말단 458은 약간 움직여, 헤어핀이 열리도록 하여, 절단기 구성요소 460이 도관 456내로 회귀하는 것을 방지한다. 통로 462는 절단기를 개방상태로 미리 형성함에 기인할 수 있다. 그리고 나서, 헤어핀 절단기 구성요소 460은 후방으로 당겨질 수 있고, 절단기 구성요소 460이 개방될 수 있도록 하여, 추가로 자유말단 458을 후방 섬유륜 458을 따라 움직이도록 할 수 있다. 이러한 움직임은 본 발명에서 개시된 이식물을 삽입하기 위한 통로를 깨끗이 한다. 절단기 요소 460은 바람직하게는 신장된 금속판으로 형성된다. 적합한 금속은 다양한 스프링 금속 또는 니켈 티타늄 합금을 포함한다. 그것은 선택적으로 전선 또는 막대로부터 형성된다.
도 59A 및 59B는 또 다른 방법 및 이식물 삽입을 위한 경로를 깨끗이 하는데적합한 절단기구 466을 도시한다. 절단기구 466은 단면으로 도시되어 있고 절단기 요소 468, 외부도관 470 및 전진기 또는 내부밀대 472로 구성된다. 곡선의 통로 또는 틈새 474는 외부도관 470의 디스크내 팁 476 내로 형성된다. 이러한 통로 또는 틈새 474는 절단기 요소 468의 팁이 편향되도록 하는데, 절단기 요소 468이 전진기에 의해 디스크 15내로 전진할 때, 섬유륜 10의 골판층에 대강 평행한 경로로 편향된다. 절단기 요소 468은 바람직하게 초탄성 니켈 티나늄 합금으로부터 형성되지만, 적합한 경직성 및 변형 특성을 가져, 심각한 가소성 변형없이도 편향되도록 하는 물질로 구성될 수도 있다. 절단기 요소 468은 신장된 판, 막대, 전선 또는 그 비슷한 것으로부터 형성될 수 있다. 그것은 섬유륜 10 및 수핵 20사이를 절단하거나, 섬유륜의 골판층 사이를 절단하기 위해 사용될 수 있다.
도 60A 내지 C는 도 59A 및 59B의 또 다른 절단기 요소 480을 도시한다. 단지 기구 460의 디스크내 팁 476 및 그것에 인접한 부위는 이 도면에 나타나 있다. 도 59A에 도시된 것과 유사한 밀대 472는 절단기 480을 디스크 15내로 전진시키는데 절단기 480은 상방향으로 및 하방향으로 뻗은 칼(또는 날개) 484 및 486 각각을 갖는 신장된 판 482를 포함할 수 있다. 이러한 482 판은 바람직하게 금속으로부터 형성되는데, 스프링 금속 또는 니켈 티타늄 합금과 같은 큰 탄성변형범위를 갖는 금속으로 형성된다. 판 482는 인접 말단 488 및 원말단 490을 가질 수 있다. 원말단 490은 구부러질 수 있는 평평한 부위를 가질 수 있다. 계단부위 494는 원말단 490 및 인접말단 488 사이에 위치할 수 있다. 인접말단 488은 만곡모양을 가질 수 있다. 인접말단은 또한 칼 484 및 486을 포함할 수 있다.
도 60A 및 60B에서 도시된 미배치 상태에서, 날개 484 및 486은 외측도관 470내에서 없어지고, 반면 신장된 판 482는 편향된 통로 또는 틈새 474 내에 잡힌다. 절단기 요소 480이 디스크 15내로 전진할 때, 통로 또는 틈새 478은 절단기 요소 480을 후방 섬유륜에 대강 평행한 방향으로 이끄는데, 도 59A 및 59B의 실시예에 기술된 것과 비슷한 식으로 이끈다. 날개 484 및 486은 그것이 소매 470의 말단을 빠져나오고 추체의 종판쪽으로 확장될 때 열린다. 절단기요소 480이 더 전진하는 것은 확장된 날개 484 및 486가 수핵 20 또는 섬유륜 10의 연결부위를 통하여 종판쪽으로 절개되도록 한다. 이때, 종판은 본 발명의 이식물이 새나가지 않도록 장애물을 제공한다. 간벽을 삽입하는데 도움이 되도록 사용될 때, 절단기 요소 480의 치수는 간벽의 치수에 접근하여, 간벽을 원하는 장소에 위치시킬 때 필요한 힘을 감소시키는 동안, 손상을 입는 조직이 최소화 되도록 하여야 한다.
도 61A 내지 61D는 디스크 이식물을 이식하는 방법을 설명한다. 디스크 이식물 552는 전달기구 550내로 삽입된다. 전달기구 550은 인접말단 556 및 원말단 558을 갖는다. 전달기구 550의 원말단 558은 도 61A에 도시된 절단환내로 삽입된다. 절단환(annulotomy)은 바람직하게 섬유륜 10내에, 바람직한 최종이식위치에 근접한 곳에 위치한다. 바람직하게 이식물은 최종 이식장도로부터, 도 61B에 도시된 대로, 강제로 떨어져 나온다. 이식가이드 560은 이식물 400을 위치시키는데 사용될 수 있다. 이식물 400이 배치되기 전, 중 또는 후에 충진물질 7은 디스크 15내로 삽입될 수 있다. 배치후에 충진물질의 주사는 도 61C에 도시되어 있다. 충진물질 7은 예를 들어, 수화겔 또는 콜라겐를 포함한다. 한 실시예에서, 전달기구550은 절단환내에 남아있고 유체 충진물질 554는 전달기구 550을 통하여 주사된다. 다음으로, 전달기구 550은 절단환으로부터 제거되고, 도 61D에 도시된 대로, 최종이식부위에서 절단환 위에 위치하게 된다. 이식물 400은 앞에서 기술된 제어필라멘트를 사용하여 배치될 수 있다.
어떤 실시예에서는, 도 62 내지 66에서 도시된 대로, 본래의 디스크의 기능으로 복구하기 위해 함께 작용하는 섬유륜 및 수핵충진기구를 도시한다. 퇴행되거나 질환이 걸린 섬유륜을 갖는 디스크 환경은 일반적으로 원래의 수핵 또는 인공충진물질로부터 전달되는 하중을 견지지 못한다. 많은 경우에, 수핵충진물질 7은 섬유륜 결함부위을 통하여 팽윤되거나, 디스크로부터 삐져나오거나, 섬유륜의 손상된 부위에 병리학적으로 높은 하중을 가한다. 따라서, 본 발명의 한가지 모양에서, 섬유륜의 손상된 부위는 수핵 20 또는 충진물질 7로 부터의 하중을 섬유륜 10 또는 종판의 좀더 건강한 부위로 방향을 바꾸어 줌으로써 보호할 수 있다. 간벽-형태의 섬유륜 보충 12가 자리를 잡으면, 본 발명의 다양한 모양에서 구체화된 대로, 수핵충진물질 7 또는 기구는 섬유륜 10의 건간한 부위와 일치할 수 있고, 반면 간벽 12는 섬유륜의 더 약한 부위를 보호할 수 있다. 진정, 본 발명의 몇몇 실시예의 섬유륜 충진기구 12가 특히 이로운 것은 그것이 어떤 수핵충진물질(다른 면에서는 손상된 섬유륜을 갖는 디스크에서 바람직하지 않을 수 도 있다)의 사용을 가능하게 하기 때문이다.
도 62는 디스크 15내에 골층판(lamella) 16의 내부표면을 따라 이식되는 섬유륜 장격기구 12의 횡단면도이다. 이식된 적합한 수핵충진 7은 또한 간벽 12와접촉되어 도시되어 있다. 간벽기구 12는 섬유륜의 최내측 골층판에 인접해 위치해 있다. 적합한 수핵충진물질 7은 간벽 12에 의해 폐쇄된 빈 공간내로 삽입되고, 하중을 받지 않는 횡와 배치에서 디스크 공간을 채우기에 충분한 양으로 삽입된다. 일 실시예에서 도시된 대로 , 히아루로닉산(hyaluronic acid)와 같은 유체수핵충진물질 554이 사용된다.
유체수핵충진물질 554는 특히 본 발명의 다양한 모양에서의 사용에 접합한데, 이는 조직에 최소한의 자극을 주면서 전달될 수 있고 추간판 공간의 미세 공간에도 흘러들어가 채울 수 있기 때문이다. 유체수핵충진물질 544는 또한 종판에 의해 섬유륜 충진기구 및/또는 섬유륜에 가해진 힘을 균등하게 전달하는 압력환경을 유지하는데 특히 적합하다. 그러나, 유체수핵충진물질 554는 홀로 사용되면, 퇴행된 섬유륜을 갖는 디스크 15에서 그 기능을 잘 수행하지 못할 수 있는데, 이는 그 물질이 섬유륜 결함부위 8을 통하여 다시 흘러나올 수 있어, 주위 구조에 위험을 가할 수 있기 때문이다. 이러한 한계는 본 발명의 몇몇 실시예에 의해 극복되는데, 이는 간벽 12가 유체충진물질 554에 의해 발생하는 압력을 손상된 섬유륜 부위 8로부터 멀리 르기고 더 건강한 부위로 방향을 바꾸어 주어, 디스크 15에 기능이 복구되도록 하고 수핵충진물질 7 및 유체충진물질 554가 터져나올 위험을 감소시키기 때문이다.
전형적인 유체수핵충진물질 554는 특별히 제한되는 것은 아니나, 다양한 약제(스테로이드, 항생제, 조직괴사인자(tissue necrosis factor) 알파 또는 조직괴사인자 길항제(tissue necrosis factor antagonist), 진통제(analgesic); 액체상태의 성장인자(growth factor), 유전자, 유전자 벡터; 생물학적 물질(히알루론산(hyaluronic acid), 비교차결합 콜라겐(non-crosslinked collagen), 콜라겐, 피브린(fibrin), 액체 지질(liquid fat), 오일(oil); 합성 수화겔(특별히 제한되는 것은 아니나, 아크릴로니트릴(acrylonitrile), 아크릴산(acrylic acid), 폴리아크릴이미드(polyacrylimide), 아크릴이미드(acrylimide), 아크릴이미딘(acrylimidine), 폴리아크릴니트릴(polyacrylnitrile) 및 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol) 및 그 유사체를 포함한다)을 포함한다.
도 63은 고형 또는 겔 조성을 사용하는 수핵충진물질 7을 도시한다. 필요하면, 이러한 물질은 하는 아교, 나사 및 앵커와 같은 기계적 수단에 의해, 또는 아교와 같은 생물학적 수단에 의해 주위 조직에 고정되어 성장하도록 설계될 수 있다. 고형이지만 변형가능한 충진물질 7은 또한 섬유륜 쪽으로 원주 둘레를 따라 밖으로 유출되는 것보다 종판에 의한 축방향 압력을 지탱하도록 디자인될 수 있다. 이런식으로, 적은 힘이 섬유륜 10에 가해진다. 고형수핵충진물 7은 또한 절단환 416 또는 결함부위 8 보다 실질적으로 더 큰 사이즈로 만들어 빠져나갈 위험을 감소시킬 수 있다. 고형물질 또는 기구 7 만을 사용하는 것은 몇몇 한계에 부딪히게 된다. 고형 물질 7의 전달은 섬유륜 10내에 큰 접근홀 417을 요구하여 디스크 15의 완전성 감소시켜 충진물질 7 또는 디스크 15내에 남아있는 자연의 수핵 20이 빠져나올 심각한 위험을 발생시킨다. 고형물질 또는 기구 7은 또한 종판에 무리한 하중을 가하여, 종판의 침하를 유발하거나, 모퉁이 또는 가장자리에 의해 섬유륜10의 한 지점에 집중된 하중을 가하여 섬유륜 10에 통증 또는 더 나아가 퇴행을 유발할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서는, 이러한 고형물질의 한계를 극복하고 특히 유체충진물질 7과 함께 사용하는데 매우 적합하다. 본 발명의 다양한 실시예의 간벽기구 12는 접근홀 417을 효과적으로 봉합하고 충진된 수핵을 부분적으로 캡슐화하여, 고형물질에 의해 가해진 위험을 감소시키도록 적용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서 고형 또는 겔상태의 수핵충진물질 7은 하나의 조각 또는 많은 조각을 포함한다. 고형물질 7은 전기 고형은 정육면체, 구형체, 디스크 유사 구성체, 타원체, 마름모형체(rhombohedral), 원주형체 또는 부정형체를 포함한다. 이러한 물질 7은 굴곡이 있거나 없는 형태일 수 있다. 미세 알갱이 또는 고운 고루를 포함하는 다른 형태의 고형물질은 다른 간벽기구와 조합하여 사용될 때 고려될 수 있을 것이다. 후보물질 7은 특별히 제한되는 것은 아니나, 티탄늄, 스테인레스 스틸(stainless steel), 니티놀(nitinol), 코발트(cobalt), 크롬(chrome)과 같은 금속; 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르(polyester), PEEK, PET, FEP, PTFE, ePTFE, PMMA, 나일론, 탄소섬유, 델린(Delrin), 폴리비닐알콜 겔(polyvinyl alcohol gel), 폴리글리코시딕 산(polyglycolic acid), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol)과 같은 재흡수성 또는 비재흡수성 합성 폴리머; 실리콘 겔(silicone gel), 실리콘 러버(silicone rubber), 가황고무(vulcanized rubber) 또는 다른 탄성중합체; 가스찬 소포체(gas-filled vesicle), 뼈, 히드록시 아피타이트(hydroxy apatite), 교차결합 콜라겐과 유사한 콜라겐, 근육조직, 지방, 셀룰로오스, 케라틴, 연골, 단백질 폴리머, 이식된 또는 생물합성된 수핵, 이식된또는 생물합성된 섬유륜과 같은 생물학적 물질; 고체형태로 약학적 활성물질을 포함한다. 고형 또는 겔상태의 충진물질 7은 경직되거나, 전부 또는 일부가 유연하거나, 자연상태에서 탄성 또는 점탄성(viscoelastic)이 있을 수 있다. 충진기구 또는 물질 7은 친수성 또는 소수성일 수 있다. 친수성 물질은 수핵의 생리적 성질을 모방하여 수화되거나 탈수된 상태로 디스크내에 전달될 수 있다. 생물학적 물질은 자가의(autologous), 동종이식의(allograft), 이종이식의(zenograft), 또는 생물합성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 고형 또는 겔상태의 수핵충진물질 7은 도 63에 도시된 대로, 다양한 화합물과 함께 주입되거나 그 화합물로 코팅된다. 바람직하게는, 생물학적 활성물질이 사용된다. 일 실시예에서, 하나 또는 그 이상의 약물담체가 수핵충진물질 7을 주입하거나 코팅하는데 사용된다. 유전자 벡터, 있는 그대로의 유전자 또는 다른 치료제가 생장을 새로 시작하게 하고, 통증을 감소시키고, 치료를 도와주고 및 감염을 감소하기 위해 이런 방법으로 전달될 수 있다. 충진물질 내 또는 주위에서 조직이 성장하는 것은, 섬유의 성장(섬유륜으로부터) 또는 뼈의 성장(종판으로부터)이든지, 사용된 충진물질에 의해 촉진될 수도 저해될 수도 있다. 조직의 성장은 고정에 도움이 될 수 있고, 다공성 또는 표면화학에 의해 촉진될 수 있다. 표면 성장 또는 충진물질 7의 고정방법은 척추단위의 정상적인 움직임을 방해하지 않도록 단일표면 또는 면에서만 촉진될 수 있다. 이런식으로, 물질이 섬유륜 10내에 완전히 고정되어 디스크의 기능을 방해하는 결과를 유발하지 않고, 섬유륜내에 안정화되고 안전하게 포함된다.
도 64는 디스크 15내에 골층판(lamella) 16의 내부표면을 따라 이식된 간벽기구의 횡단면도이다. 몇몇 타입의 이식된 수핵충진물질 7(고형 정육면체, 혼합된 기둥모양 고형물 555 및 자유유동액체 554를 포함함)이 도시되어 있다. 간벽 12와 함께 다양한 유형의 수핵충진물질의 사용이 도 64에 도시되어 있다. 간벽기구 12는 유체수핵충진물질 554, 고형수핵충진물질 7이 조합되어 도시되어 있는데, 정육면체 및 성장인자에 담긴 교차결합된 콜라겐 스폰지 혼합물 555의 형태로 도시되어 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 다상(多相) 충진시스템이 도 64에서 도시된 대로 사용된다. 고형물 및 액상물질 554를 포함하는 수핵충진물질 7은 추간판 공간내에 일차 및 이차 수준의 유연성을 생성하도록 디자인될 수 있다. 사용 시, 섬유륜에 하중이 가해지면, 추간판 압력이 증가하고 그에 따라 액체는 방사상으로 흐르기 때문에 처음에는 척추가 쉽게 구부러질 것이다. 그리고 나서, 디스크 높이가 감소하고 종판이 고형 또는 젤라틴형태의 충진물질과 접촉하기 시작할 때, 유연성은 감소할 것이다. 이러한 조합은 또한 과도한 하중하에서 섬유륜 10의 손상을 방지할 수 있는데, 이는 고형충진물질 7이 섬유륜에 대한 유체압력이 제한되도록 추가 압력을 저지하도록 고안될 수 있기 때문이다. 바람직한 일 실시예에서, 다상충진물질의 사용은 유체형태의 약 또는 생물학적 활성물질을 고형 또는 제라틴형태의 담체돠 조합하여 사용될 수 있도록 해준다. 그러한 바람직한 조합의 일 예는 성장인자에 담긴 교차결합된 콜라겐 스폰지 555 또는 액체현탁액내에 성장인자를 조합한 것이다.
본 발명의 한 모양에서, 수핵충진물질 또는 기구 7, 그것으로부터 구성된554는 상(예를 들어 액상에서 고상으로, 고상에서 액상으로, 액상에서 젤상태로)이 변화하고 있다. 있는 그대로의 중합체를 형성하는 수핵충진물질은 선행기술에서 잘 알려져 있고 미국 특허 제6,187,048호에 기술되어 있다. 상변화충진물질은 바람직하게는 액상에서 고형상태 또는 겔로 변화하는 것이다. 그러한 물질은 공기와의 접촉, 온도의 증가 또는 감소, 생물학적 액체와의 접촉 또는 별개의 반응구성요소의 혼합에 의해 상이 변할 수 있다. 이러한 물질이 이로운 것은 이들이 섬유륜내의 미세구멍을 통해, 디스크의 경피에 놓인 도관 아래로 전달될 수 있기 때문이다. 일단 물질이 고형화되거나 겔상태로 되면, 앞에서 기술한 고형충진물질의 이점을 발휘한다. 바람직한 실시예에서, 간벽수단은 상변이물질을 봉합하고 압력을 가하여, 디스크의 빈 공간내로 힘을 가함으로써 물질의 전달에 도움이 되도록 사용된다. 이때, 물질이 유체인 동안에 전달됨으로써 물질이 유출될 위험을 최소화 할 수 있다. 이러한 상황에서, 간벽 또는 섬유륜충진기구 12는 영구적으로 이식되거나 원하는 상으로 변화될 때가지 단지 일시적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 모양은 수핵충진기구 또는 물질을 이용하여 그 수행능력을 향상시킨 섬유륜충진기구 12를 포함한다. 수핵 20을 충진시키는 것은 추간판 주위환경에 압력을 가하여, 섬유륜치유기구를 제자리에 고정 또는 안정화하도록 하는 것이다. 수핵 20은 디스크 15내에 충분한 양의 충진물질 7, 554을 삽입함으로써 압력을 받도록 할 수 있다. 사용 시, 압력을 받는 디스크 조직 및 충진물질 7, 554는 섬유륜충진기구 12의 내향표면(inwardly facing surface)에 힘을 가한다. 이 압력은 섬유륜 이식물 또는 간벽 12의 디자인에 이용되어, 의도된 위치로부터이탈되거나 움직이는 것을 방지할 수 있다. 모델이 되는 하나의 방법은 섬유륜 이식물 12의 내향면이 압력을 받으면 확장되도록 디자인하는 것이다. 섬유륜 이식물 12가 확장할 때, 디스크로부터 빠져나올 가능성은 감소하게 된다. 이식물 12는 팽창을 촉진하기 위해 내향 오목모양을 갖도록 구성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 섬유륜충진기구 12 자체는 수핵충진물질 7로서 작용한다. 바람직한 실시예에서, 간벽 12 프레임은 ePTEF에 캡슐화 되어있다. 이러한 구성은 ePTEF 또는 그 비슷한 물질의 좀더 두꺼운 코팅이 0.6 평방센티미터의 부피를 증가시키기 위해 사용될 수도 있지만, 대표적으로 0.6 평방센티미터의 부피를 교체한다. 또한, 섬유륜충진기구는 지역에 따라 다른 두께를 갖도록 디자인될 수 있다.
도 65는 팽창 가능한 수핵충진기구 455에 연결된 간벽기구의 수상절단면을 도시한다. 간벽기구 12는 관형 전달 및 지지튜브 425를 경유하여 유체물질 554을 담기에 적합한 수핵충진색(sack) 455에 연결된다. 튜브 425는, 간벽수단 12 및 충진색(sack) 455가 전달된 후, 간벽수단을 통하여 확장되고 접근홀 417로부터 접근할 수 있는 전달 포트 또는 밸브 450을 갖는다. 이러한 수핵 및 섬유륜충진물질의 조합은 색(sack) 455 및 간벽 12가 즉시 압축되어, 특히 용이하게 전달되기 때문에 이롭다. 간벽 12와 충진색(sack) 455의 연결은 그 조합을 안정화시키고 디스크 15로부터 새나가는 것을 방지한다. 수핵충진물질 7은 섬유륜충진이식물 12에 고정되어, 전체구조가 이동하는데 저항역할을 수행한다. 그러한 부착은 수핵이식물 7로부터 섬유륜이식물 12를 통하여 디스크 조직으로 하중의 전달을 증가시키거나 조종하는 역할을 수행할 수 있다. 간벽 12 및 충진물 7은 간벽 12를 디스크 15에 전달하기 전, 도중, 또는 후에 부착될 수 있다. 선택적으로, 간벽 12는 충진물질 7을 향하고 화학반응을 통하여 충진물질 7에 결합된 표면을 가질 수 있다. 이 표면은 충진물질 7의 표면에 추가적인 물리적 결합을 허용할 수 있다. 이러한 결합은 간벽 12의 다공성 부착표면을 통하여 이루어져, 이식 후 고형화되거나 겔상태로 된 유체충진물질 7이 유입되도록 할 수 있다.
선택적으로, 섬유륜충진기구 12 및 수핵충진물질 7은 간벽 12 부위 및 수핵충진부위 7을 갖는 하나의 기구로 제조될 수 있다. 일예로써, 간벽 12는 충진색(sack) 455 또는 풍선 표면 중 적어도 일부분을 형성한다. 일단 섬유륜 10의 약화된 내부표면을 따라 간벽이 자리를 잡으면, 색(sack) 455은 적당한 충진물질 7로 채워질 수 있다.
간벽 12 및 수핵충진물질 7을 디스크 내에 삽입하는 순서는, 사용된 수핵충진물질 7 또는 수술과정의 요구조건에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 수핵충진물질 7이 먼저 삽입될 수 있고, 간벽수단 12에 의해 제 위치에서 봉합된다. 선택적으로, 디스크 15는 부분적으로 채워지고, 그 후 간벽수단 12로 봉합되고, 첨가물질 7이 제공된다. 바람직한 실시예에서, 간벽수단 12는 디스크 15에 삽입되고, 뒤따라서 수핵충진물질 17을 간벽 12를 통하여 또는 둘레로 첨가한다. 심각하게 퇴행된 섬유륜을 갖는 디스크 15는 또한 이런식으로 효과적으로 치료될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 수핵충진물질 7은 디스크 15내에 접근홀 714를 통하여 삽입된 도관을 통하여 전달된다. 이때, 접근홀은 병리적으로, 예를 들어 섬유륜의 결함부위 8, 또는 수술에 의해 형성된 절단환 416 등이 있는데, 전기 절단환 416은간벽 12를 이식하는데 사용되는 접근홀 417과 명백히 구분된다. 또한, 요근관통(transpsoas), 전천골(presacral), 천골관통(transsacral), 이관통(tranpedicular), 박층관통(translaminar), 또는 복부 전면을 통하는 것을 포함한, 동일 또는 다른 수술방법이 사용될 수 있다. 섬유륜 표면을 따라 또는 척추종판을 통하는 어떤 곳에도 접근홀 417이 위치할 수 있다.
선택적인 실시예에서, 섬유륜충진기구 12는 배치된 후에 충진물질 554의 도입을 촉진하는 성질을 포함한다. 충진물질 전달도관은 단순히 간벽 12에 인접한 접근홀 417로 강제로 배치할 수 있다. 선택적으로, 작고 유연성이 있거나 경직된 곡선의 전달바늘 또는 튜브가 접근홀 417을 통하여 삽입될 수 있는데, 간벽 12의 위쪽(상방 종판쪽으로) 또는 아래로(하방종판쪽으로), 또는 섬유륜 15에 근접한 간벽 12의 가장자리 주위로 삽입될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 포트 또는 밸브가 간벽기구 12에 설치되고, 충진물질이 디스크 공간내로 유입되도록 하지만, 밖으로는 유출되지 않도록 한다. 추간판 압력에 의해 닫혀있는 한 방향 밸브 450 또는 짝수개의 플랩이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 다중 밸브 또는 포트 450은 접근홀 417과의 일직선상에 그리고 충진물질의 전달을 촉진하는 기구 12를 따라 존재한다. 물질 554의 전달을 리드하는 간벽 12의 안 또는 위의 유동채널은 길이를 따라 간벽 12내로 기계적으로 삽입되거나, 형성되거나 또는 부착될 수 있다. 선택적으로, 작은 전달틈새(바늘에 의해 만들어짐)는 작은 양의 접착제 또는 봉합부위로 봉합될 수 있다.
도 66은 쇄기형의 수핵충진기구 7에 연결된 간벽기구 12를 포함하는 척추기능단위의 수상절단면을 도시한다. 도 66의 수핵충진기구 7의 배치는 간벽의 기능을 향상시키기 위해 변형될 수 있다. 수핵충진물질 7은 쐐기모양 또는 반원모양의 프로필을 추간판 공간내부로 제공하고, 유연성 있는 간벽기구의 손가락-모양 가장자리사이의 간벽기구의 중앙에 부착시킴으로써, 가압환경에 의한 힘은 간벽기구의 가장자리 방향으로 집중되어, 그것이 종판에 기대어 봉합되도록 한다. 따라서, 이러한 쐐기모양의 특성은 기구 12의 기능을 향상시킨다. 당해 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자는 수핵충진물질 7이 간벽과의 상호작용을 향상시키는 다양한 성질(예를 들어, 그 부피에 따라 다른 유연성 또는 점성을 가진다는 점)을 갖도록 디자인될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 어떤 구체적인 적용예에서, 바람직하게는 충진물질 7이 간벽 12와의 접촉면에서 경직되고 디스크의 중심부에 대해서는 유연하거나, 그 반대일 수 있다. 충진물질 7은 또한 간벽 12를 회전방향에서 안정되도록 하는 역할을 한다. 본 실시예에서, 충진물질은 간벽의 내향표면에 연결되고, 외측 및 중간에서 디스크내로 뻗어있어, 지렛대의 팔을 형성하고 T자형 단위로 보이게 된다. 본 실시예의 충진기구 7은 디스크 15의 중심부로부터 섬유륜의 반대벽으로 확장될 수 있다.
당업자는 수핵충진 및/또는 섬유륜 충진을 포함하는 어떤 방법도 자가 수핵의 일부 또는 전부를 제거하거나 제거하지 않고서 행해질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 나아가, 수핵증감물질 및/또는 섬유륜 충진기구는 더 이상 필요치 않을 시에 추간판으로부터 안전하고 효율적으로 제거되도록 디자인될 수 있다.
본 발명이 바람직한 실시예와 관련하여 특별히 도시되고 기술되는 동안, 첨부된 청구의 범위에 의해 둘러싸인 발명의 범위로부터 벗어나지 않고도, 형태 및 세부사항이 다양하게 변형될 수 있다는 것은 당업자에 의해 이해될 것이다.

Claims (22)

  1. 추간판을 치료하거나 재활시키도록, 적어도 하나의 섬유륜충진기구 및 적어도 하나의 수핵충진물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크충진시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    전기 섬유륜충진기구는 보통 수핵 및 내부 섬유륜에 의해 채워져 있는 공간 내부로부터 물질의 정출(extrusion)을 방지하는 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    전기 섬유륜충진기구는 간벽(barrier)인 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    전기 수핵충진물질은 감소된 디스크 높이 및 압력을 복구하는 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    전기 수핵충진물질은 수핵공간내 물질의 충진 또는 형성을 유도하는 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    전기 섬유륜충진기구는 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    전기 수핵충진물질은 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    전기 수핵충진물질이 약리활성물질(pharmacologically active agent)인 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    전기 수핵충진물질은 액체, 겔, 고형 및 기체로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    전기 수핵충진물질은 상(phase)을 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    전기 액체는 스테로이드, 항생제, 조직괴사인자(tissue necrosis factor), 조직괴사인자 길항제(tissue necrosis factor antagonist), 진통제(analgesic), 성장인자(growth factor), 유전자, 유전자 벡터, 히알루론산(hyaluronic acid), 비교차결합 콜라겐(non-crosslinked collagen), 콜라겐, 피브린(fibrin), 액체 지질(liquid fat), 오일(oil), 합성 폴리머(synthetic polymer), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol), 액체 실리콘(liquid silicone), 합성 오일(synthetic oil), 식염(saline) 및 수화겔(hydrogel) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    전기 겔은 수화겔(hydrogel)인 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    전기 수화겔은 아크릴로니트릴(acrylonitrile), 아크릴산(acrylic acid), 폴리아크릴이미드(polyacrylimide), 아크릴이미드(acrylimide), 아크릴이미딘(acrylimidine), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 및 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol)로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    전기 고체는 정육면체, 구형체, 디스크 유사 구성체, 타원체, 마름모형체(rhombohedral), 원주형체 또는 부정형체인 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  15. 제9항에 있어서,
    전기 고체는 가루형태인 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  16. 제9항에 있어서,
    전기 고체는 티탄늄, 스테인레스 스틸(stainless steel), 니티놀(nitinol), 코발트(cobalt), 크롬(chrome), 재흡수 가능 물질, 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에스테르(polyester), PEEK, PET, FEP, PTFE, ePTFE, PMMA, 나일론, 탄소섬유,델린(Delrin), 폴리비닐알콜 겔(polyvinyl alcohol gel), 폴리글리콜 산(polyglycolic acid), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 실리콘 겔(silicone gel), 실리콘 러버(silicone rubber), 가황고무(vulcanized rubber), 가스찬 소포체(gas-filled vesicle), 뼈, 히드록시 아파타이트(hydroxy apatite), 교차결합 콜라겐과 유사한 콜라겐, 근육조직, 지방, 셀룰로오스, 케라틴, 연골, 단백질 폴리머, 이식된 수핵, 생물합성된 수핵, 이식된 섬유륜 및 생물합성된 섬유륜으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  17. 제9항에 있어서,
    전기 겔은 하나 또는 그 이상의 생물학적 활성 화합물이 주입되거나 코팅된 것임을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    전기 생물학적 활성 화합물은 약물담체(drug carrier), 유전자 벡터, 유전자, 치료제(therapeutic agent), 성장재활인자(growth renewal agent), 성장저해인자(growth inhibitory agent), 진통제(analgesic), 항감염인자(anti-infectiousagent) 및 항염증약(anti-inflammatory drug)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  19. 제9항에 있어서,
    전기 고체는 적어도 하나의 생물학적 활성 화합물이 주입되거나 코팅된 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    전기 생물학적 활성 화합물은 약물담체(drug carrier), 유전자 벡터, 유전자, 치료제(therapeutic agent), 성장재활인자(growth renewal agent), 성장저해인자(growth inhibitory agent), 진통제(analgesic), 항감염인자(anti-infectious agent) 및 항염증약(anti-inflammatory drug)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
  21. 적어도 하나의 섬유륜충진기구 및 적어도 하나의 수핵충진기구를 포함하는, 수핵 및/또는 섬유륜을 충진시킴으로서 추간판을 치료하거나 재활시키는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    전기 수핵충진물질은 전기 섬유륜충진기구가 섬유륜의 약한 부위를 보호할 때, 섬유륜의 건강한 부위와 적합한 것임을 특징으로 하는
    디스크충진시스템.
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