KR20080030034A - 뼈 치료용 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
뼈 치료용, 바람직하게는 척추뼈의 재배치를 포함하는 최소 침습성 치료용 임플란트 및 방법은 보빈에 감긴 와이어, 스트링, 스레드 또는 밴드를 구비한 보빈의 삽입을 포함한다. 감기는 동안, 상기 보빈/밴드 복합체의 지름은 증가할 수 있다. 이러한 지름의 증가는 상기 척추체의 종판의 내부면을 밀어낼 수 있고, 상기 척추체를 그 원래 높이로 증강시킬 수 있다. 또한, 상기 임플란트는 상기 척추체 내로 삽입되는 경우에 풀리는, 감긴 슬리브관의 형태를 가질 수 있다. 상기 풀리는 슬리브관의 힘은 상기 척추체의 종판의 내부면을 밀어내어, 상기 척추체를 원래 높이로 복원할 수 있다. 또한, 상기 임플란트는 요구되는 특징들, 예를 들면 형상 기억 합금, 티타늄, 스테인리스 스틸, 다른 금속 또는 금속 합금, 세라믹, 복합체 또는 이들의 조합을 구비한 어떠한 생체적합성 물질의 스레드 또는 다른 상대적으로 가는 구조, 예를 들어 섬유 또는 스트랜드로 이루어진 섬유상 집합체의 형태를 가질 수 있다. 상기 스트랜드, 스레드 또는 다른 섬유는 요구되는 배열을 갖는, 감겨있거나, 직포상이거나, 헝클어져 있거나, 얽혀있거나 또는 다른 방식으로 형성된 울-형태의 집합체 또는 몸체일 수 있다. 척추체 또는 다른 뼈 내부의 확장가능한 부재의 확장은 골절된 뼈를 요구되는 높이로 재배치하고 상기 뼈를 증강시켜 요구되는 높이를 유지할 수 있다. 상기 척추체 또는 다른 뼈를 더 치료하고 안정화시키기 위해 뼈 시멘트 또는 다른 충전제가 첨가될 수 있다.
뼈, 임플란트
Description
관련 출원들의 상호 참조
본 출원은, 미국 가출원(provisional application)으로서 2005년 6월 20일에 출원된 제60,692,408호; 2005년 9월 8일에 출원된 제60,715,188호; 및 2005년 11월 4일에 출원된 제60,733,647호에 기초하여 우선권을 주장하며, 그 모든 내용이 인용에 의해 본 명세서에 명시적으로 통합된다.
본 발명은 뼈, 바람직하게는 척추 치료용(뼈의 충전용, 증강용(augmenting), 및/또는 재배치용) 및/또는 척추전만증(spinal lordosis) 복원용 외과용 임플란트, 보다 상세하게는 최소 침습성 도구 및 치료 방법에 관한 것이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 척추압박골절(Vertebral compression fracture)은 일반적인 척추 손상을 대표하며, 장기적인 장애를 초래할 수도 있다. [F. Margerl et al:A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries, Eur Spine J 184-201, 1994.] 이러한 골절은 척추(10) 중 하나 이상의 척추체(12)의 붕괴와 관련있다. 척추의 압박골절은 보통 가슴 척추(thoracic spine)의 하부 척추뼈 또는 요추(lumbar spine)의 상부 척추뼈에서 발생한다. 이는 일반적으로 영향을 받은 척추뼈(12)의 전방부(18)(후방부(16)의 반대편)의 골절과 관계된다. 척추압박골 절은 척추 중 영향을 받은 영역 내의 척추체의 정상적인 배열이나 만곡의 변형, 예를 들면 척추전만증을 초래할 수 있다. 척추압박골절 및/또는 관련된 척추 변형들은 예를 들면 척추의 전이성 질병, 외상으로부터 기인할 수 있거나 골다공증과 관련될 수 있다. 최근까지, 의사들은 그러한 압박골절 및 관련된 변형들을 치료할 수 있는 방법에 제한을 받아왔다. 진통제, 침상 안정(bed rest), 지지성(bracing) 또는 침습성 외과수술이 사용가능한 유일한 방법들이다.
최근에, 척추압박골절을 치료하기 위한 최소 침습성 외과적 시술(procedure)들이 개발되어 왔다. 이러한 시술들은 일반적으로 뿌리(pedicle)를 통해 영향받은 척추체의 후방으로 삽입되는 삽입관(cannula) 또는 다른 접근 도구의 사용과 관련이 있다. 이러한 시술의 가장 기본은 척추성형술(vertebroplasty)이며, 이는 글자 그대로 척추체를 고정하는 것을 의미하며, 뼈의 최초 재배치 없이 행해질 수도 있다.
요약하면, 삽입관 또는 특정한 뼈 바늘은 등의 부드러운 조직을 천천히 통과한다. 소량의 x-ray 염료를 통한 x-ray 이미지의 안내(guidance)는 상기 바늘의 위치가 항상 보이게 할 수 있다. 소량의 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA) 또는 다른 정형외과적 시멘트가 상기 바늘을 통해 상기 척추체로 삽입된다. PMMA는 수 년동안 정형외과적 시술에 다양하게 사용되어온 의학용(medical grade) 물질이다. 일반적으로 상기 시멘트는 감염의 위험을 줄이기 위한 항생제 및 x-ray 상에서 보일 수 있도록 바륨 또는 탄탈(tantalum)을 포함하는 분말과 혼합된다.
척추성형술은 골절통의 감소나 제거, 추가 붕괴의 방지 및 환자의 이동성 회복에 효과적일 수 있다. 그러나, 이러한 시술은 골절된 뼈를 재배치하지 않을 수도 있으므로 골절로 인한 척추 변형 문제를 해결하지 못할 수도 있다. 일반적으로, 영향을 받은 영역에서 인접한 척추체들 사이의 척추후만증(kyphosis)이 10 퍼센트 이하인 경우를 제외하고는 수행되지 않는다. 더구나, 이 시술은 저점도 시멘트를 사용하는 고압 시멘트 주입을 필요로 하며, 최근 연구에 따르면 시술 중 30~80%에서 시멘트의 누출이 발생할 수도 있다. [Truumees, Comparing Kyphoplasty and Vertebroplasty, Advances in Osteoporotic Fracture Management , Vol. 1, No. 4, 2002.] 대부분의 경우에, 시멘트 누출은 해(harm)가 되지 않는다. 그러나, 드문 경우에, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 다른 시멘트가 척추관 또는 척추주위 정맥계(perivertebral venous system)로 누출되어 폐색전증을 야기하여 환자를 죽음에 이르게 한다. [J .S. Jang: Pulmonary Embolism of PMMA after Percutaneous Vertebroplasty, Spine Vol. 27, No. 19, 2002.]
척추압박골절의 더 개량된 치료는 일반적으로 두 가지 양상과 관련된다: (1) 척추체의 원래 높이로의 재배치, 증강 또는 복원과 척추 만곡의 후속적인 척추전만 교정; 및 (2) 골절된 뼈를 지지하거나 강화하기 위한 물질의 충전 또는 부가.
그러한 치료 중 하나인 풍선 척추성형술(balloon kyphoplasty)(Kyphon, Inc.)이 도 2A 내지 도 2D에 도시되어 있다. 확장가능한 풍선 팁을 구비한 카테터가 삽입관, 시스(sheath) 또는 다른 유도기를 통해 골절된 피질뼈에 둘러싸인 상대적으로 연질인 해면뼈를 포함하는 골절된 척추체의 중앙부로 삽입된다(도 2A). 그리고 풍선 척추성형술은 풍선을 팽창시킴으로써 상기 풍선이 척추체 내에서 확장되어 척추체를 원래 높이로 복원하여 척추전만증의 재건 또는 정상 만곡을 이룰 수 있다(도 2B). 상기 풍선이 제거되어, 척추체 내에 공동이 생기면, 전술한 척추성형술에서와 같이 PMMA 또는 다른 충전물질이 삽입관을 통해 상기 공동으로 주입된다(도 2C). 상기 삽입관이 제거되고 시멘트가 경화되어 뼈를 채우거나 고정시킨다(도 2D).
이러한 시술의 단점은 고비용, 풍선 카테터의 제거 후에 척추체의 종판(endplate)의 재배치 불능 및 시술 중 척추 종판의 천공 가능성을 포함한다. 척추성형술과 마찬가지로, 가능성이 적기는 하나, 척추성형술과 관련된 합병증은 뼈 시멘트의 누출과 관련된다. 예를 들면, 뼈 시멘트의 척수관으로의 누출로 인해 신경학적 결손(neurologic deficit)이 발생할 수도 있다. 이러한 시멘트 누출은 척추체의 저-저항 정맥 또는 미리 인식되지 않은 뼈의 크랙을 통해 발생할 수도 있다. 다른 합병증은 추가의 인접 수준의 척추골절, 감염 및 시멘트 색전형성을 포함한다. 시멘트 색전형성은 시멘트 누출과 유사한 메카니즘에 의해 발생된다. 시멘트는 저-저항 정맥계로 유입되어 폐 또는 뇌에 도달하여 폐색전증 또는 뇌졸중을 일으킬 수도 있다. 풍선 척추성형술에 관한 추가적인 상세한 설명은, 예를 들면 Riley et al 의 미국특허 제6,423,083호, 제6,248,110호, 제6,235,043호; Gantis et al , Balloon kyphoplasty for the treatment of pathological vertebral compression fractures, Eur Spine J 14:250-260, 2005; 및 Lieberman et al , Initial outcome and efficacy of Kyphoplasty in the treatment of painful osteoporotic vertebral compression fractures, Spine 26(14):1631-1638, 2001 에서 찾을 수 있으며, 상기 각각은 본 명세서에 전체로서 인용에 의해 통합된다.
척추압박골절을 치료하는 다른 접근은 옵티메쉬 시스템(Optimesh system)( Spineology, Inc., Stillwater, MN)이며, 이는 확장가능한 메쉬 이식 풍선 또는 저장 장치를 사용하여 관련된 척추체 내부에 시멘트 또는 동종이식 또는 자가이식 뼈의 최소 침습성 전달을 제공한다. 이식 풍선은 팽창 후에도 척추체 내부에 남아있게 되어, 척추성형술 시술 동안에 풍선이 제거되는 경우에 발생할 수 있는 재배치의 수술중 손실을 방지한다. 그러나 이 시스템의 단점 중 하나는 메쉬 임플란트가 척추체 내에 잘 결합되지 않는 것이다. 이는 임플란트와 척추체 사이에 상대적인 운동을 야기하여 재배치의 수술후 손실을 야기할 수 있다. 이 시술에 관한 추가적인 상세한 설명은, 예를 들면 미국공개특허 제20040073308호에서 찾을 수 있으며, 이는 본 명세서에 전체로서 인용에 의해 통합된다.
SKy Bone Expander로 알려진 팽창성 고분자 증강 매스(inflatable polymer augmentation mass)는 척추압박골절의 치료에 사용되는 다른 시술이다. 이 장치는 제어되는 방법으로 미리 정해진 크기 및 정방형 또는 사다리꼴형(trapezoid configuration)으로 확장될 수 있다. Kyphon 풍선과 같이, 최적의 척추뼈 높이 및 공동이 얻어지면, SKy Bone Expander는 제거되고 PMMA 시멘트 또는 다른 충전제가 상기 공동으로 주입된다. 따라서 이 시술도 척추성형술에 관해 전술한 많은 단점 및 결함을 동일하게 수반한다.
척추체압박골절을 재배치 및 증강하기 위해 제안되는 개선된 시술은 척추체 스텐팅(stenting)이며, 예를 들면 
et al , "Vertebral body stenting", Orthopade 31:356-361, 2002; 유럽공개특허 제1308134호(A3); 및 미국공개특허 제2003/0088249호에 기재되어 있으며, 이는 각각 본 명세서에 전체로서 인용에 의해 통합된다. 척추체 스텐팅은 도 3에 나타난 바와 같이, 일반적으로 척추체 내부로 스텐트(stent)(예, 혈관성형술에서 사용되는 것)에 둘러싸였으며 끝에 풍선이 달린 카테터(예, 척추성형술 풍선)를 삽입하는 것에 관한 것이다. 풍선과 스텐트의 삽입 후에, 예를 들면 유체압을 사용하여 상기 풍선은 팽창되고, 그에 따라 척추체 내에서 스텐트를 확장시킨다. 스텐트의 확장 후에, 풍선은 수축되어 제거될 수 있으며, 스텐트는 척추체 내부에 확장된 상태로 남겨져서 척추체를 채운다.
골절된 척추체들 및 다른 뼈들의 재배치 및 증강을 위한 임플란트 및 관련된 방법에 관한 요구가 여전히 존재한다.
발명의 요약
본 발명은 뼈 치료 시스템, 바람직하게는 뼈의 충전, 증강 및/또는 재배치를 위한 최소 침습성 뼈 치료 시스템에 관한 것으로서, 몸체(body) 또는 보빈(bobbin) 및 뼈 임플란트의 지름을 증가시키기 위해 상기 보빈에 접촉되고 감기도록 구성된 밴드(band)를 구비한다. 한 실시예에서, 본 발명은 척추 골절 및 다른 척추 질환의 교정을 위한 임플란트 및 방법을 제공한다. 예를 들면, 실린더형 몸체 또는 보빈이 척추압박골절에 의해 손상된 척추체 내에 삽입될 수 있다. 상기 보빈의 삽입 후에, 와이어(wire), 스트링(string), 스레드(thread) 또는 밴드(여기에서 종합적으로 “밴드”라 함)가 상기 보빈 둘레에 바람직하게는 다수 회 감긴다. 상기 밴드는 어떠한 프로파일(profile) 또는 형태도 가질 수 있으며 어떠한 생체적합적 물질로도 이루어질 수 있다. 감기는 동안, 상기 보빈/밴드 복합체(또는 감긴 보빈 어셈블리로 지칭함)의 지름이 증가할 수 있다. 이러한 지름의 증가는 척추체의 종판의 내면을 밀어내고, 상기 척추체를 원래 높이로 복원할 수 있다. 추가적으로, 밴드가 감기는 동안에 보빈/밴드 복합체 주위의 뼈 파편 또는 단편이 조밀해질 수 있다.
다른 실시예에서, 보빈 헤드의 회전 및/또는 밴드의 감김을 제어하기 위해서 보빈 회전용 샤프트(shaft), 봉(rod) 또는 삽입관과 밴드의 제공용 및/또는 제어용 가이드(guide), 가이드 도관, 삽입관, 용기(tub)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 보빈은 다양한 구성 및/또는 다수의 접합부를 가질 수 있으며, 및/또는 휘어짐이 가능할 수도 있다.
다른 실시예에서, 척추 단편들을 이탈시키기 위한 최소 침습성 임플란트는 둘 이상의 척추 부재 사이의 공간에 이식되기 위한 크기의 말단을 갖는 가늘고 긴(elongated) 몸체, 및 상기 몸체와 결합되고 그 둘레에 감겨서 상기 말단의 지름을 증가시킴으로써 둘 이상의 척추 종판들, 뼈 단편들 또는 가시돌기들(spinous processes)을 사이의 공간을 증가시키는 밴드를 구비한다.
다른 실시예에서, 키트(kit)는 본 발명에 따른 어셈블리들 및 구성요소들의 다양한 조합들을 구비한다. 예를 들면, 키트는 본 발명에 따른 삽입장치, 보빈 및 밴드를 구비할 수 있다.
다른 실시예에서, 뼈 치료용(뼈의 충전, 증강 및/또는 재배치), 바람직하게는 최소 침습성 골병(骨病) 치료용 시스템은, 소정의 지름 및 제 1 말단과 제2 말단을 구비하며, 뼈 내부로 이식되도록 구성된 보빈; 및 폭 또는 높이보다 실질적으로 더 큰 길이를 가지며, 상기 보빈이 뼈 내부에 이식되면 상기 보빈 둘레의 상기 제1 말단과 제2 말단 사이에서 접촉하고, 다수 회 감겨서 상기 보빈의 지름을 증가시키는 밴드;를 구비한다. 상기 시스템은, 근위(proximal) 말단 및 원위(distal) 말단을 구비하는 가늘고 긴 몸체로서, 상기 원위 말단을 뼈 내부의 원하는 위치에 배치시키기 위해 상기 근위 말단은 환자의 외부에서 사용자에 의해 조작되도록 구성된 가늘고 긴 몸체; 및 상기 보빈의 제2 말단과 상기 가늘고 긴 몸체의 원위 말단 사이에 위치하는 접합부를 더 구비할 수 있다. 상기 보빈은 실린더형이며 상기 밴드 부분이 통과하는 구멍을 구비한다.
상기 가늘고 긴 몸체는 보빈이 뼈 내부에 이식되는 경우에 상기 보빈을 회전시키는 드라이브 라인 어셈블리(dirve line assembly)의 적어도 한 부분을 구비할 수도 있다. 상기 가늘고 긴 몸체는 회전하도록 구성되며, 상기 접합부는 상기 가늘고 긴 몸체로부터 회전을 전달하여 상기 보빈을 회전시키도록 구성된다. 상기 접합부는 탈착가능하여 상기 가늘고 긴 몸체는 상기 보빈으로부터 분리될 수 있다.
상기 시스템은 상기 밴드가 상기 보빈 둘레에 감기는 경우에 상기 밴드의 위치를 상기 보빈의 제1 말단과 제2 말단 사이에서 제어하도록 구비되는 가이드 메카니즘; 및 탈착가능하도록 체결되며, 근위 말단 및 원위 말단을 가지며, 보빈을 회전시키도록 구성된 드라이브 라인 어셈블리를 더 구비할 수도 있으며, 상기 근위 말단은 환자로부터 확장되어 사용자가 상기 원위 말단을 뼈 내부에 원하는 위치에 위치하도록 조작하는데 사용되며, 상기 원위 말단은 상기 보빈에 탈착가능하도록 연결된다. 상기 드라이브 라인 어셈블리는 회전가능하여 보빈이 뼈 내부에 위치하는 경우에 보빈을 회전시킨다. 상기 가이드 메카니즘은 밴드가 보빈 둘레에 감기는 경우에 상기 제1 말단과 제2 말단 사이에서 상기 밴드의 위치를 제어하기 위해 보빈에 대하여 운동가능한 가이드(guide)를 구비할 수 있다.
상기 드라이브 라인 어셈블리는 회전가능한 샤프트를 구비할 수도 있으며, 상기 가이드 메카니즘은 상기 회전가능한 샤프트와 동축인(coaxial) 가늘고 긴 튜브를 더 구비할 수 있다. 상기 가늘고 긴 튜브는 보빈에 대하여 축방향으로 운동가능하며 밴드와 접촉하여 상기 밴드가 상기 보빈의 제1 말단과 제2 말단 사이에 위치하도록 한다.
또한, 상기 시스템은 상기 가늘고 긴 튜브와 연결되어 있으며 상기 밴드를 위한 가이드 구멍을 구비하는 손잡이(knob)를 구비할 수도 있다.
상기 보빈은 상기 밴드를 가이드하는 것을 돕는 스레드들을 구비할 수 있다.
선택적으로, 상기 드라이브 라인 어셈블리는 근위 말단 및 원위 말단을 구비한 회전가능한 샤프트를 구비할 수도 있으며, 상기 샤프트의 원위 말단은 탈착가능하며 보빈의 제1 말단에 회전가능하도록 연결될 수 있다. 상기 샤프트는 토크를 보빈에 전달할 수 있다. 선택적으로, 가이드 메카니즘은 상기 밴드가 따라서 이동하는 근위 말단 및 원위 말단을 구비하는 가이드 튜브를 구비할 수 있으며, 상기 가이드 튜브는 상기 샤프트에 관해 축방향으로 이동가능하다.
회전가능한 샤프트 및 가이드 튜브는 바늘 내부에 위치될 수 있으며, 그러한 상기 회전가능한 샤프트는 바늘에 대하여 축방향으로 고정되고 상기 가이드 튜브는 바늘에 대하여 축방향으로 이동한다. 상기 바늘의 일부분은 상기 보빈에 인접하여 그 측면을 따라 위치될 수 있다.
또한, 상기 시스템은 상기 드라이브 라인 어셈블리의 회전운동을 축 운동으로 전환하는 드라이브 트레인(drive train)을 구비할 수 있으며, 상기 드라이브 트레인은 상기 가이드 튜브가 축방향으로 이동되도록 상기 드라이브 라인 어셈블리 및 가이드 튜브에 연결가능하다. 상기 드라이브 트레인은 상기 회전가능한 드라이브 트레인에 연결가능한 기어, 회전가능한 캠디스크 및 축방향으로 운동가능하나 회전불가능한 팔로워(follower)를 구비할 수 있다. 상기 캠디스크는 그 외면을 따라 홈을 구비하며, 상기 팔로워는 돌출부를 구비하며, 상기 돌출부는 상기 홈 내부로 확장된다.
상기 팔로워는 스풀 홀더(spool holder)일 수 있으며, 상기 돌출부는 구멍을 통해 상기 스풀 홀더 내에 삽입될 수 있는 다웰핀(dowel pin)일 수 있다.
상기 밴드는 다른 물질들로 코팅되거나 다른 물질들과 매트릭스의 일부를 형성할 수 있으며, 상기 다른 물질은 뼈-유도성 물질, 뼈-전도성 물질, 항생제, 트리칼슘 포스페이트, 뼈 형태형성 단백질을 구비한다.
다른 실시예에서, 최소 침습성 뼈 치료, 뼈의 충전, 증강 및/또는 재배치를 위한 시스템은, 제1 말단 및 제2 말단을 구비하는 가늘고 긴 몸체로서, 세로 축을 따라 길이를 가지며 뼈 내부에 이식되기 위해 구비되는 몸체; 및 밴드를 구비하며 상기 밴드가 제1 말단과 제2 말단 사이에서 상기 가늘고 긴 몸체 둘레에 다수 회 감겨 상기 몸체 및 밴드 어셈블리의 지름을 증가시키도록 구성된 삽입 장치를 구비할 수 있으며, 상기 삽입 장치는 상기 몸체에 탈착가능하도록 연결가능하다. 상기 삽입 장치는 드라이브 라인 어셈블리를 구비하여 회전력을 가늘고 긴 몸체에 적용시켜 상기 가늘고 긴 몸체가 그 세로 축에 대해 회전하도록 하여 상기 밴드가 상기 가늘고 긴 몸체 둘레에 감기도록 할 수 있으며, 뼈 영역 내부에 이식된 가늘고 긴 몸체 및 밴드 어셈블리의 지름을 증가시킬 수 있다.
상기 시스템은 상기 가늘고 긴 몸체에 대해 축방향으로 운동가능한 축 가이드 메카니즘을 더 구비할 수 있으며, 상기 축 가이드 메카니즘은 연합하여 상기 가늘고 긴 몸체가 회전하는 동안 가늘고 긴 몸체의 길이를 따라 밴드의 위치를 제어한다.
상기 드라이브 라인 어셈블리는 상기 가늘고 긴 몸체에 연결된 봉을 구비할 수 있으며, 상기 봉은 회전가능하여 상기 가늘고 긴 몸체를 차례로 회전시킨다. 상기 가이드 메카니즘은 외부 삽입관을 구비하며, 상기 밴드가 상기 가늘고 긴 몸체의 길이를 따라 재배치되도록 한다. 가늘고 긴 몸체의 연속적인 회전은 상기 가늘고 긴 몸체의 둘레에 밴드의 감김으로 인해 상기 가늘고 긴 몸체 및 밴드 어셈블리의 지름을 증가시킨다.
선택적으로, 드라이브 라인 어셈블리는 드라이브 메카니즘, 드라이브 샤프트 및 상기 가늘고 긴 몸체에 직렬적으로 연결된 유연성 샤프트를 구비할 수 있으며, 상기 가이드 메카니즘은 밴드 가이드 도관, 스풀 홀더 및 회전가능한 캠디스크를 구비할 수 있다. 상기 캠디스크 및 스풀 홀더는 상기 캠디스크의 회전력을 상기 밴드 가이드 도관에 적용되는 왕복력(oscillating force)으로 전환시켜, 상기 밴드 가이드 도관이 상기 가늘고 긴 몸체에 대하여 전후 방향으로 운동하도록 한다. 상기 밴드 가이드 도관은 근위 및 원위 개구(opening)을 구비한 내부 이동 통로를 구비할 수 있으며, 상기 밴드는 상기 밴드 가이드 도관의 내부 이동 통로 내에 위치하며 그를 따라 이동하여 원위 개구로 방출되어 상기 몸체의 둘레를 감는다.
상기 삽입장치는 상기 드라이브 라인 어셈블리의 드라이브 샤프트를 상기 가이드 메카니즘의 캠디스크와 연결시켜(couple) 상기 캠디스크를 상기 드라이브 샤프트와 다른 속도로 회전하도록 하는 드라이브 트레인을 더 구비할 수 있고, 상기 드라이브 트레인은 드라이브 기어, 스프로켓 및 다른 기어를 구비한다.
다른 실시예에서, 최소 침습성 뼈 치료, 충전, 증강 및/또는 재배치 시스템은 제1 말단 및 제2 말단을 구비하는 가늘고 긴 몸체를 구비할 수 있다. 세로축을 따라 길이를 가지는 상기 몸체는 뼈 내부로의 이식되기 위해 구성된다. 상기 시스템은 상기 가늘고 긴 몸체를 뼈 내부에 삽입하기 위한 삽입장치를 더 구비할 수 있다. 상기 삽입장치는 밴드를 더 구비할 수 있으며, 상기 밴드가 제1 말단과 제2 말단 사이에서 상기 가늘고 긴 몸체 둘레에 다수 회 감겨 상기 몸체 및 밴드 어셈블리의 지름을 증가시키도록 구비되고, 상기 삽입장치는 상기 몸체에 탈착가능하도록 연결된다. 상기 삽입 장치는, 상기 가늘고 긴 몸체에 회전력을 적용시켜 상기 가늘고 긴 몸체가 그 세로축에 대해 회전하도록 하여 상기 밴드가 상기 가늘고 긴 몸체 둘레에 감기도록 하여, 뼈 영역 내부에 이식된 상기 가늘고 긴 몸체 및 밴드 어셈블리의 지름을 증가시키는 드라이브 라인 어셈블리를 더 구비할 수 있다. 상기 드라이브 라인 어셈블리는 드라이브 메카니즘, 드라이브 샤프트 및 상기 가늘고 긴 몸체의 제1 말단에 직렬적으로 연결된 유연성 샤프트를 구비할 수 있다. 상기 삽입장치는 상기 가늘고 긴 몸체에 대해 축방향으로 이동가능한 축 가이드 메카니즘을 더 구비할 수 있다. 상기 축 가이드 메카니즘은 연합하여 상기 가늘고 긴 몸체가 회전하는 동안 가늘고 긴 몸체의 길이를 따라 밴드의 위치를 제어한다. 상기 축 가이드 메카니즘은 밴드 가이드 도관, 스풀 홀더 및 회전가능한 캠디스크를 구비할 수 있으며, 상기 캠디스크는 그 외면을 따라 홈을 구비하고, 상기 스풀 홀더는 돌출부를 구비하며, 상기 돌출부는 상기 캠디스크의 상기 홈 내부로 확장된다. 또한, 상기 삽입장치는 상기 드라이브 라인 어셈블리의 드라이브 샤프트를 상기 가이드 메카니즘의 캠디스크와 연결시켜 상기 캠디스크를 상기 드라이브 샤프트와 다른 속도로 회전하도록 하는 드라이브 트레인을 구비할 수 있다. 상기 드라이브 트레인은 드라이브 기어, 스프로켓 및 다른 기어를 구비할 수 있다. 상기 캠디스크 및 스풀 홀더는 상기 캠디스크의 회전력을 상기 밴드 가이드 도관에 적용되는 왕복력으로 전환시켜, 상기 밴드 가이드 도관이 상기 가늘고 긴 몸체에 대하여 전후 방향으로 운동하도록 하고, 상기 밴드 가이드 도관은 근위 및 원위 개구을 구비한 내부 이동 통로를 구비하고, 상기 밴드가 상기 밴드 가이드 도관의 내부 이동 통로 내에 위치하며 그를 따라 이동하여 원위 개구로 방출되어 상기 몸체의 둘레를 감는다. 상기 유연성 샤프트 및 밴드 가이드 도관은 바늘 내에 위치하며, 이러한 상기 유연성 샤프트는 상기 바늘에 대하여 축방향으로 고정되고 상기 밴드 가이드 도관은 상기 바늘에 대하여 축방향으로 운동한다. 상기 바늘의 일부분이 상기 보빈에 인접하여 그 측면을 따라 위치하며, 상기 가늘고 긴 몸체의 연속적 회전은 상기 가늘고 긴 몸체 둘레에 밴드의 감김으로 인해 상기 가늘고 긴 몸체의 지름 및 밴드 어셈블리의 지름을 증가시킨다.
다른 실시예에서, 본 발명은 척추골절 및 척추의 다른 질환들의 교정을 위한 임플란트 및 방법을 제공한다. 예를 들면, 하나 이상의 울 배일(wool bale) 또는 섬유상 집합체/몸체(masses/bodies)가 척추압박골절에 의해 손상된 척추체 내에 삽입될 수 있다. 상기 섬유상 몸체가 척추체에 삽입되면, 척추체의 중앙부를 채울 수 있으며 척추체의 종판의 내면을 밀어낼 수 있으므로, 구조적인 지지를 제공하여 척추뼈를 원래 높이로 복원하기가 용이해진다. 선택적으로, 상기 섬유상 집합체는 형상-기억 합금 또는 이식된 후 형태를 확장하거나 변화시킬 수 있는 다른 물질을 포함할 수 있으며, 이는 뼈 내부로의 임플란트의 전체적 통합을 유도 및/또는 손상된 척추체의 높이를 복원하는 것에 도움을 줄 수 있다. 이식된 후, 뼈 시멘트(예, PMMA 또는 트리칼슘 포스페이트), 뼈 칩(chip), 탈무기질 뼈, 또는 다른 충전 물질 또는 임플란트가 이식된 섬유상 집합체 없이 또는 그와 함께 부가되어 뼈를 안정화하고 뼈 내부에 임플란트의 위치를 고정시키는 것을 도울 수 있다.
섬유상 집합체는 요구되는 특징을 갖는 다른 어떠한 생체적합적 물질, 예를 들면 형상 기억 합금(예, 니티놀 또는 다른 니켈-티타늄 합금, 구리계 합금, 철계 합금 등), 티타늄, 스테인리스 스틸, 생체적합성 고분자, 다른 금속 또는 금속 합금, 세라믹, 이들의 복합체 또는 조합물의 스레드 또는 상대적으로 가는(thin) 구조, 예를 들면 섬유(fiber) 또는 스트랜드(strand)일 수 있다. 상기 스트랜드, 스레드 또는 다른 섬유는 감겨있거나, 직포상(woven), 헝클어져 있거나(matted), 얽혀있거나(tangled) 또는 다른 방식으로 형성되어 요구되는 배열을 갖는 울-형태의 집합체 또는 몸체일 수 있다. 상기 몸체들은 개별적으로 뼈 내부에 삽입되거나, 결합되거나 또는 직렬로 연결되어 유연성(flexibility), 강도(strength) 등과 같은 요구되는 특성을 구비한 체인을 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 몸체 및/또는 링크들은 재흡수가능할 수 있다.
다른 실시예에서, 키트는 본 발명에 따른 구성요소들의 다양한 조합을 구비할 수 있다. 키트는 예를 들면, 삽입관 및 하나 이상이 섬유상 몸체 임플란트를 구비할 수 있다. 키트는 부가적으로 척추체 내부로 시멘트 또는 다른 충전제 주입용 시린지(syringe) 또는 다른 장치를 구비할 수 있다. 선택적으로 하나 이상의 다른 임플란트, 장치가 키트에 구비될 수 있다.
다른 실시예는 최소 침습성 골병 치료(뼈의 충전, 증강 및/또는 재배치)용 임플란트를 제공하며, 이는 다수 회 감긴 시트(sheet)를 구비하는 몸체를 구비할 수 있다. 상기 몸체는 뼈 내부로 이식되기 위한 제1 지름을 갖는 구성을 갖는다. 또한 상기 몸체는 상기 몸체가 뼈 내부에 이식되는 경우 상기 시트가 풀림으로써 제2 지름까지 확장된다. 상기 몸체의 뼈 내부로의 삽입은 시스 또는 삽입관을 사용하여 이루어질 수 있다.
상기 시트는 스테인리스 스틸, 니켈 티타늄 합금, 코발트 합금, 다른 금속 합금, 고분자 또는 이들의 조합 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 시스템은 제1 말단 및 제2 말단을 구비하고 실질적으로 실린더형인 축형 부재를 더 구비할 수 있으며, 상기 몸체는 상기 축형 부재 둘레에 감길 수 있다. 상기 축형 부재는 충전물질이 뼈 내부로 주입될 수 있는 통로가 되는 루멘(lumen)을 구비한다.
다른 실시예에서, 상기 시트는 복수의 구멍들을 구비할 수 있으며, 상기 구멍들은 상기 충전 물질이 상기 몸체를 통과할 수 있는 크기를 갖는다.
다른 실시예에서, 상기 축형 부재는 상기 몸체의 감김 방향의 반대로 회전되어, 감긴 시트를 부분적으로 풀어냄으로써 상기 몸체를 확장시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명은 척추골절 및 다른 척추 질환의 교정용 임플란트 및 방법을 제공한다. 예를 들면, 감긴 시트가 척추압박골절에 의해 손상된 척추체 내부로 삽입될 수 있다. 손상된 척추체 내부로의 삽입 후, 상기 감긴 시트는 풀려서 그 지름을 확장시킬 수 있다. 이러한 지름의 증가는 상기 척추체의 종판의 내면을 밀어낼 수 있고, 상기 척추체의 원래 높이를 복원하기가 용이하게 할 수 있다. 추가적으로, 상기 시트의 풀림은 상기 임플란트 주위의 뼈를 조밀하게 할 수 있어, 뼈 내부에서 상기 임플란트의 더 우수한 통합을 유도할 수 있다. 상기 감긴 시트는 요구되는 특성을 갖는 어떠한 생체적합성 물질, 예를 들면 스테인리스 스틸, 알루미늄, 금속 합금, 예를 들면 코발트 합금, 니켈 티타늄 합금 또는 다른 합금, 고분자, 또는 이들의 어떠한 조합일 수 있다.
다른 실시예에서, 뼈 치료방법은 골절된 뼈, 예를 들면 척추뼈 내부로 축형 부재 둘레에 감긴 시트 물질을 구비하는 장치를 삽입하는 단계, 상기 장치의 지름을 증가시키고 방사상 힘을 적용시켜 상기 골절된 뼈를 요구되는 위치로 이동시키기 위해 상기 감긴 시트를 상기 축형 부재 둘레로부터 부분적으로 풀리게 하는 단계를 포함할 수 있다. 재배치 후, 상기 이식된 장치는 뼈로부터 제거될 수 있으며, 또는 상기 장치의 일부 또는 전부가 요구되는 위치를 지지하기 위해 뼈 내부에 남겨질 수 있다. 추가적으로, 뼈 시멘트 또는 다른 충전제가 상기 이식된 장치 없이 또는 그와 함께 부가되어 뼈의 안정화를 도울 수 있다.
다른 구체예에서, 확장가능한 몸체는 샤프트 또는 축형 부재 둘레에 감긴 다공성(fenestrated) 시트를 구비한다. 상기 다공성 시트는 상기 확장가능한 몸체에 주입된 뼈 시멘트 또는 다른 물질이 통과할 수 있도록 하여 상기 확장가능한 몸체가 삽입된 척추체 또는 다른 뼈를 더 치료하도록 할 수 있다. 상기 뼈 시멘트 또는 다른 충전 물질은, 예를 들면 상기 축형 부재의 루멘을 통해 주입될 수 있으며, 예를 들어 시린지 또는 다른 장치를 사용할 수 있다.
다른 실시예에서, 감긴 시트는 기공(perforation) 및 복수의 인접한 평면 또는 단편 내부에 시트를 정의하는 힌지부 또는 다른 접합부를 구비한다. 이러한 접합부는 상기 감긴 몸체의 지름의 단계적 증가를 제공할 수 있다. 더구나, 상기 접합부는 상기 시트용으로 더 경질인 물질의 사용을 가능하게 하며, 상기 접합부는 상기 시트가 구부러질 수 있는 구체적인 위치, 예를 들면 단편들 사이를 제공한다. 다른 실시예에서, 실질적으로 경질이거나 굳은 물질들의 사용은 척추체 내부와 같이 제한된 영역 내에서 풀리는 동안에 증가된 방사상(예, 외향의) 힘을 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 척추 단편들을 이탈시키기 위한 최소 침습성 임플란트는 둘 이상의 척추 부재(vertebral feature) 사이의 공간에 이식되기 위한 크기인 제1 지름을 갖는 감긴 몸체를 구비하며, 상기 감긴 몸체는 상기 제1 지름보다 더 큰 제2 지름까지 풀리도록 구성되며, 그에 따라 상기 둘 이상의 척추부 사이의 공간을 증가시킨다.
다른 실시예에서, 키트는 본 발명에 따른 어셈블리들 및 구성요소들의 다양한 조합을 구비한다. 키트는 예를 들면 본 발명에 따른 삽입관 및 감긴 몸체를 구비할 수 있다. 다른 실시예에서, 키트는 삽입관, 척추체 내부로의 감긴 몸체 및 시멘트 또는 다른 충전제 주입용 시린지 또는 다른 장치를 구비할 수 있다.
상세한 설명
척추체는 하나 이상의 임플란트를 척추체의 내부, 예를 들면 두 인접한 척추체의 종판사이 또는 다른 뼈 내부, 예를 들면 대퇴골 내로 삽입하여 충전, 증강 또는 재배치될 수 있다. 한 실시예에서, 척추체 임플란트는 대형 지름을 갖는 집합체(mass) 또는 몸체(body)를 생성할 수 있도록 스레드, 스트링 또는 와이어(여기에서 종합적으로 밴드(310)라 함)가 그 둘레로 감긴 보빈을 구비하며, 때때로 감긴 어셈블리, 감긴 밴드 어셈블리, 감긴 몸체 최종 임플란트 또는 임플란트로 지칭된다. 상기 밴드가 부착된 보빈은 예를 들면 약 5mm의 지름을 갖는 추경접근관(transpedicular access canal)을 통해 척추체 내로 삽입될 수 있다.
도 3A에 나타난 바와 같이, 가늘고 긴 부재(300)는 실린더형일 수 있으며 이하 보빈(300)이라 하며, 특정 지름 d1(302)를 갖는다. 보빈(300)의 붕괴된 척추체 내부로의 삽입 후, 도 3B에 나타난 바와 같이, 밴드(310)가 보빈(300) 둘레로 감겨서 더 큰 보빈/밴드 집합체(312), 또는 최종 임플란트(312)를 형성한다. 이러한 감김은 보빈(300)의 회전, 보빈(300) 둘레에 밴드(310)의 운동 또는 이들의 조합에 의해 수행될 수 있다. 밴드(310)는 다른 모양 및 다른 크기를 가질 수 있으며, 어떠한 생체적합성 및 바람직하게는 유연한 물질로부터 제조될 수 있다. 상기 밴드의 길이는 그 폭 또는 높이보다 실질적으로 더 클 수 있다. 요구되는 용도에 따라 감긴 밴드 어셈블리의 어떠한 요구되는 모양 구성을 형성하기 위해 하나 이상의 특정한 모양의 밴드가 사용될 수 있다. 상기 밴드(310)는 나일론, 고분자, 금속 및 이와 유사한 것과 같은 다른 물질들로 이루어질 수 있다. 밴드(310)는 증강 후 뼈의 미세 운동을 감소시키기 위해 상기 보빈과 그 주변 조직을 함께 웰딩할 수 있도록 봉합 물질, 금속, 뼈 시멘트로 코팅된 금속, 뼈 시멘트 표면을 갖는 금속, 고분자 표면을 갖는 금속, 및 금속 와이어를 구비하는 천연 섬유와 같은 물질로서 방사선 비투과성일 수 있다. 상기 밴드는 직포형, 꼬임형(twisted), 고형(solid), 관형(tubular) 또는 다른 어떠한 알려진 유형일 수 있다. 상기 밴드는 바람직하게는 내인장력(resist tension)을 가질 수 있으며, 바람직하게는 100N 이상이며, 바람직하게는 중대한 변형 없이 횡압력을 견딜 수 있다. 또한, 상기 밴드는 바람직하게는 상기 척추체 내부로 보빈 없이 조직을 따라 활주할 수 있다. 상기 밴드(310)는 뼈-유도성 물질, 뼈-전도성 물질, 항생제, 뼈 시멘트, 뼈 칩, 수산화인회석, 트리칼슘 포스페이트, 뼈 형태형성 단백질(BMG) 등과 같은 다른 물질로 감기거나 그와 함께 매트릭스의 일부를 형성할 수 있다. 척추관협착증에 있어서, 상기 밴드는 바람직하게는 뼈 융합을 억제하는 물질로 코팅될 수 있으며, 적용되는 동안에 척추 종판 사이에서 상기 밴드는 추체간 융합 장치(interbody fusion device)로서 바람직하게는 뼈 성장 및 통합을 촉진시킬 수 있다.
상기 밴드 코팅을 용융하기 위한 가열 메카니즘은 초음파 또는 전류일 수 있으나, 상기 밴드 코팅을 용융하기 위한 다른 방법들도 고려될 수 있다.
감는 동안, 감긴 밴드 어셈블리(312)의 지름(302)은 요구되는 크기 d2까지 증가된다. 더구나, 상기 임플란트의 지름(302)은 임플란트의 크기 및 모양에 맞추기 위해 상기 보빈의 길이에 따라 다양할 수 있다.
도 4A 및 B에 나타난 바와 같이, 보빈(300)은 예를 들면 삽입관 또는 다른 유도기를 통해 척추체(12)의 중앙부(400) 내로 삽입된다. 보빈(300)이 관통하며 도입될 수 있는 삽입관을 삽입하기 위해 사용되는 적당한 시술 및 물질들은 당분야에 알려져 있으며 전술한 척추성형술 또는 다른 시술들과 유사할 수 있다. 예를 들면, 보빈(300)은 척추체(12)의 전방부(20)를 통해 도입될 수 있다. 보빈(300)이 삽입된 후, 밴드(310)가 보빈(300) 둘레로 감겨서 감긴 밴드 어셈블리(312)를 형성한다. 보빈(300)의 지름(302) 증가에 의해 척추체(12)의 종판(402, 404)은 멀어지도록 밀어지며 상기 척추체는 그 원래 높이(도 4A 및 4B)로 복원될 수 있다. 추가적으로, 보빈(300) 주위의 뼈는 스레드 또는 밴드(310)가 감기는 동안 조밀해질 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 보빈은 하나 이상의 접합부를 구비하여, 외과의에게 상기 보빈을 삽입 및/또는 어떠한 각도 α 또는 다른 방향으로 배치할 수 있는 가능성을 제공한다. 도 5A는 몸체(12)의 증강 전에 하나의 접합부(514)를 갖는 보빈을 나타내며, 도 5B는 증강 후 하나의 접합부(514)를 갖는 보빈을 나타낸다. 밴드(310)는 보빈(500)의 샤프트(520) 내의 이동 통로(522)를 관통한 후, 감겨서 감긴 밴드 어셈블리(512)를 형성한다.
도 6A 및 B는 척추체(12) 내부에 보빈(600)의 위치 및 방향을 결정하기 위해 두 접합부(614, 616)를 구비한 보빈(600)의 사용을 나타낸다. 도 6A는 증강 전의 관절로 연결된 보빈(600)을 나타내며, 도 6B는 척추체(12) 내부에 보빈(600) 둘레에 밴드(310)의 감김 후에 커진 보빈 임플란트(312)를 나타낸다. 어떤 실시예에서, 도 5 및 6에 나타난 바와 같이, 밴드(310)는 각각 보빈(500, 600)의 샤프트(520, 620) 내의 중앙 통로 또는 루멘을 통해 삽입될 수 있다.
도 7A 및 7B에 나타난 바와 같이, 밴드(310)의 감김은 여기에서 슬라이더(700)로도 지칭되는 가이드(700)를 사용하여 촉진될 수 있다. 예를 들면, 도 7A에 나타난 바와 같이, 슬라이더(700)를 구비한 보빈(500)은 삽입관(710)을 통해 척추체(12) 내로 삽입될 수 있다. 보빈(500)은 샤프트(520)에 대하여 보빈(500)의 말단(512)에 꺽임을 부여하는 접합부(514)를 구비할 수 있다. 슬라이더(700)는 보빈(500)에 대하여 일정한 또는 미리 정해진 패턴으로 또는 사용자에 의해 제어되는 수동조작으로 운동할 수 있어서, 보빈 위로 밴드(310)의 감김을 가이드하여 임플란트(512)의 크기를 확장시키고 그 모양을 정의한다.
도 7B에 나타난 바와 같이, 가이드(700)는 둘 이상의 접합부를 구비한 보빈 어셈블리, 예를 들면 두 접합부를 구비한 보빈(600)과 통합될 수 있다. 보빈(600)은 삽입관(710)을 통해 척추체(12) 내부로 삽입될 수 있으며, 밴드(310)는 보빈(600)의 샤프트(620)를 통과할 수 있다. 밴드(310)는, 보빈(600)과 협력하여 보빈 둘레에 밴드(310)를 가이드하여 코일(612)의 크기를 증가시키는 슬라이더(700)에 물려있다. 접합부(614 및 616)는 보빈(600)의 꺽임을 가능하게 하여 척추체(12)의 증강을 위해 요구되는 위치 및 방향을 갖도록 한다.
다른 실시예에서, 삽입관(710) 및 보빈의 샤프트(620)가 환자로부터 제거된 후에, 보빈(600)의 헤드(620) 및/또는 코일(612)이 척추체(12) 내에 남겨져 척추뼈를 증강하거나 적절한 척추전만을 유지하도록 한다. 다른 실시예에서, PMMA 또는 다른 시멘트 또는 충전제가 보빈 코일(612)을 따라 척추체(12) 내부에 삽입되어 손상된 부분의 고정 또는 복구를 더 강화하도록 한다. 다른 실시예에서, 보빈(600) 및/또는 보빈 코일(612)은 뼈의 재배치 후에 제거되고 PMMA 또는 다른 충전제가 코일(612)에 의해 형성된 공동에 주입된다.
도 8은 가이드 또는 슬라이더(700)을 구비하여 밴드(310)의 감김을 촉진하는 보빈, 예를 들면 보빈(500)의 상세 단면도이다. 전술한 바와 같이, 보빈(500)은 삽입관(710)을 통해 삽입될 수 있으며, 하나 이상의 접합부(514)를 구비하여 코일(512)의 위치 결정을 용이하게 할 수 있다. 슬라이더(700)는 밴드(310)를 조정하고 밴드(310)의 감싸기(wrapping)를 제어하기 위해 보빈(500)과 협력하여 코일(512)을 크게 하는 헤드(703)를 구비할 수 있다. 슬라이더(700)는 스크루 또는 다른 메카니즘을 구비하여 일정한 감김 또는 미리 정해진 코일 패턴을 제공하며, 및/또는 슬라이더는 보빈 코일(512)의 요구되는 패턴 및 모양을 제공하기 위해, 예를 들면 척추체(12)의 내벽과 코일(512)의 맞물림을 최적화하기 위해 사용자에 의해 조작되는 구성을 가질 수 있다. 슬라이더(700)는 보빈(500)에 대해 밴드(310)의 위치결정을 용이하게 하기 위해 회동, 구부림 또는 활주, 또는 이러한 운동들의 조합운동을 할 수 있다. 도 8에 나타난 바와 같이, 슬라이더(700)는 보빈의 외면에서 삽입관(710)을 통과할 수 있다. 다른 실시예에서, 슬라이더(700)는 보빈(500)의 샤프트(520)와 체결 및/또는 그것을 관통할 수 있거나, 삽입관(710)과 체결할 수 있거나, 또는 다른 삽입관 또는 유도기를 통해 척추뼈 내로 도입될 수 있다.
밴드(310)는 도 8에 나타난 바와 같이, 삽입관(710)을 통과할 수 있다. 다른 실시예에서, 밴드(310)는 보빈 샤프트(520)을 통과할 수 있다. 다른 실시예에서, 밴드(310)는 보빈이 통과하여 삽입된 삽입관과 다른 삽입관을 통해 삽입될 수 있다. 예를 들면, 도 9에 나타난 바와 같이, 두 접합부(614 및 616)을 구비한 보빈(600) 및 슬라이드(700)는 제1 삽입관(710)을 통해 척추체(12) 내로 삽입될 수 있으며, 스레드(310)는 제2 삽입관(900)을 통해 척추체(12)로 삽입될 수 있다.
도 10은 삽입장치(810)에 체결된 보빈(800)의 일 실시예의 다양한 구성요소들을 상세하게 나타낸다. 이 실시예에서, 밴드(310)는 상기 삽입장치(810)의 드라이브 라인 어셈블리(840)에 의해 발생된 회전력으로 인해 보빈(800) 둘레에 감길 수 있다. 상기 삽입장치(810)의 드라이브 라인 어셈블리(840)는 드라이브 메카니즘(814) 및 봉(825)로 이루어진다. 또한, 외부 삽입관(811) 및 손잡이(813)를 구비하는 이 실시예에서, 축방향 제어 어셈블리(830)에 적용되는 수동 축방향 힘이 보빈(800)의 축방향 길이에 따라 밴드(310)의 위치를 결정한다. 상기 드라이브 라인 어셈블리(840) 및 축방향 제어 어셈블리(830)에 의해 사용자는 원뿔형, 또는 계란형과 같은 감긴 밴드 어셈블리(812)의 다른 형태들을 형성시킬 수 있다.
축방향 제어 어셈블리(830), 예를 들면 외부 삽입관(811) 및 손잡이(813)는 상기 드라이브 라인 어셈블리(봉(812) 및 드라이브 메카니즘(814)) 및 보빈(800)을 척추체 내로 가이드할 수 있을 뿐만 아니라 상기 밴드(310)를 상기 보빈(800) 위로 축방향 운동시킬 수 있다. 상기 손잡이(813)는 상기 외부 삽입관(811)의 중간 부분에 고정되는 방식으로 체결되며, 상기 외부 삽입관(811)의 말단들(817, 818)이 상기 손잡이(813)을 지나 돌출되도록 할 수 있다. 상기 손잡이(813)는 상기 밴드(310)가 통과하여 삽입되는 개구(815)를 구비할 수 있다. 상기 손잡이(813)는 나타난 바와 같이 실린더형이거나, 또는 다른 모양일 수 있다. 상기 손잡이(813)는 금속, 플라스틱 및 고무와 같은 다른 물질들로부터 제조될 수 있다. 상기 외부 삽입관(811)은 상기 봉(825)의 외부 지름보다 큰 내부 지름을 가지며, 상기 봉(825)은 상기 외부 삽입관(811)을 통해 삽입된다. 상기 외부 삽입관(811)의 원위 말단은 상기 보빈(800) 위로 상기 밴드(310)을 가이드 하는 것을 돕는 체결부(816)를 구비한다. 상기 체결부(816)는 바람직하게는 상기 외부 삽입관(811)에 고정되나, 또한 상기 외부 삽입관(811)에 대하여 예를 들면 병진 또는 회전 운동을 할 수도 있다. 상기 체결부(816)는 상기 외부 삽입관(811)에 적용되는 수동 축방향 힘과 함께 상기 보빈(800) 상의 밴드(310)의 위치를 제어한다. 상기 체결부(816)의 축방향으로의 전후 운동은 상기 밴드(310)의 상기 보빈(800) 상에서의 전후 운동을 야기한다. 상기 밴드(310)는 상기 체결부(816) 하부에서 상기 보빈(800) 둘레에 감긴다. 상기 체결부(816)는 상기 보빈(800) 둘레에 밴드 집합체의 지름을 제한한다. 나타내어진 체결부(816)가 곡률을 갖고 있으나, 바람직하게는 반지름을 구비하며, 체결부(816)에 가능한 다른 모양을 가질 수 있다. 체결부(816)의 모양은 감긴 밴드 어셈블리(812)의 최종 모양에 영향을 미치고 제한한다. 축방향 제어 어셈블리가 복수의 조각들을 구비하는 것으로 설명되었으나, 단일 조각도 구비될 수 있으며, 설명되는 형태에 제한되지 않는다.
삽입장치(810)의 드라이브 라인 어셈블리(840)는 봉(825) 및 드라이브 메카니즘(814)으로 이루어질 수 있다. 상기 봉(825)은 근위 말단(819) 및 원위 말단(820)을 구비한다. 근위 말단(819)에서, 상기 봉(825)은 바람직하게는 드라이브 메카니즘(814) 상의 체결면(821)에 양립하는 체결면(822)을 구비한다. 체결면의 한 예는 라쳇 셋 드라이브(rachet set drive), 바요넷 넛 커넥터(bayonet nut connector), 스레드, 원뿔형 커넥션 또는 육각 커넥터에서와 같은 볼 디텐트(ball detent) 메카니즘일 수 있다. 육각, 별 또는 다른 모양의 각각의 수(male) 및 암(female) 커넥터가 또한 사용될 수 있다. 다른 형태의 체결면들이 고려된다. 상기 봉(825)의 원위 말단(820)은 상기 보빈(800) 상의 체결면(824)과 양립하는 다른 체결면(823)을 구비하며, 바람직하게는 상기 봉(825)에 상기 보빈(800)을 탈착가능하도록 체결한다. 상기 드라이브 메카니즘(814)은 상기 봉(825)을 그 세로축 방향에 대해 회전시킨다. 상기 드라이브 메카니즘(814)는 도 10에서 나타난 바와 같이, T-핸들로 수동 조작될 수 있거나, 또는 모터가 달린 드릴과 같이 기계화될 수 있다. 상기 드라이브 메카니즘(814)의 구동은 상기 봉(825)의 회전을 야기하며, 상기 봉(825)은 상기 보빈(800)의 회전을 야기한다. 선택적으로, 상기 드라이브 메카니즘(814)은 상기 봉(825)과 통합되거나, 또는 상기 드라이브 메카니즘은 바람직하게는 상기 보빈(800)에 탈착가능하도록 직접적으로 연결될 수 있어서 드라이브 라인 메카니즘의 회전은 상기 보빈을 회전시킨다.
상기 보빈(800)은 실린더형 샤프트를 구비할 수 있으며, 상기 실린더형 샤프트는 외부 삽입관(811)의 내부 지름보다 더 작은 외부 지름 및 스레디드(threaded) 외부를 구비한다. 스레디드 외부는 보빈(800)에 대해 밴드(310)의 감김을 가이드하는 것을 도울 수 있다. 상기 보빈(800)은 봉(825)의 한 말단, 즉 원위 말단에 체결되며 외부 삽입관(811)을 통해 삽입되어 상기 외부 삽입관(811)의 원위 말단으로부터 돌출된다. 또한, 상기 보빈(800)은 상기 실린더형 샤프트를 관통하는 구멍(801)을 구비할 수 있어, 상기 밴드(310)의 한 말단이 상기 구멍(801)을 관통하여 유입되어 바람직하게는 상기 보빈(800) 상에서 체결되어 밴드(310)를 고정한다. 상기 밴드(310)를 상기 보빈(800)상에 체결시키는 다른 수단들이 사용될 수 있다.
최총 임플란트를 형성하기 위한 삽입장치(810) 및 보빈(800)의 구동이 이하에서 설명된다. 실린더형 샤프트의 구멍(801)을 통해 삽입된 밴드(310)를 구비한 상기 보빈(800)이 봉(825)에 체결된다. 상기 삽입장치(810)는 드라이브 라인 어셈블리(840) 및 축방향 제어 어셈블리(830)을 구비하며, 상기 체결된 보빈(800)과 함께 붕괴된 척추체(미도시) 내부로 도입될 수 있다. 상기 삽입 장치(810)는 바람직하게는 삽입관을 통해 삽입되나, 열린 절개부 또는 경피를 통해 피부 및 연질 조직을 관통하여 삽입됨으로써 보빈(800)이 척추뼈 내에 위치할 수 있다. 상기 드라이브 메카니즘(814)은 상기 봉(825)에 연결되어, 상기 봉(825)을 회전시켜서 상기 밴드(310)를 상기 보빈(800) 둘레로 감아 더 큰 보빈/밴드 집합체, 또는 최종 임플란트를 형성한다. 사용자는 상기 외부 삽입관(811)을 상기 붕괴된 척추체에 대하여 전후로 운동시켜, 상기 밴드(310)가 상기 보빈(800)의 전체 축방향 길이 둘레를 감도록 할 수 있다. 또한, 외부 삽입관(811)의 전후 운동은 사용자가 상기 더 큰 감긴 밴드 어셈블리의 다른 모양을 형성하는 것을 가능하게 한다. 감는 동안, 상기 감긴 밴드 어셈블리의 지름은 요구되는 크기로 증가된다. 상기 외부 삽입관(811) 상의 체결부(816)는 상기 더 큰 감긴 밴드 어셈블리의 다른 모양을 형성하는 것뿐만 아니라 상기 감긴 밴드 어셈블리의 지름을 제한하는 것을 돕는다. 상기 임플란트의 지름은 상기 임플란트의 크기 및 모양에 맞추기 위해 상기 보빈(800)의 길이에 따라 다양해질 수 있다. 일단 요구되는 크기 및 모양의 감긴 밴드 어셈블리가 얻어지면, 사용자는 상기 밴드(310)를 절단한다. 이는 척추체 외부에서 발생할 수 있다. 상기 밴드(310)가 절단된 후에, 사용자는 상기 봉(825) 및 보빈(800)을 드라이브 메카니즘(814)를 사용하여 회전시켜서 상기 보빈(800)의 둘레로 상기 밴드의 한 말단을 감도록 하면, 상기 밴드(310)가 척추체 내부에서 보빈(800) 둘레에 완전히 감겨진다. 이것이 얻어지면 사용자는 상기 봉(825) 및 드라이브 메카니즘(814)을 당겨서, 상기 봉(825)을 상기 보빈(800)으로부터 분리시키고, 척추체 내에 상기 보빈(800)을 남긴다. 상기 봉(825)은 환자로부터 완전히 제거될 수 있다. 또한, 외부 삽입관(811)은 상기 봉(825) 및 보빈(800)이 분리된 후에 제거된다. PMMA 또는 다른 시멘트 또는 충전제가 보빈/밴드 집합체를 구비하고 있는 척추체 내로 삽입되어, 손상된 부분의 고정 또는 복구를 더욱 강화할 수 있다.
보빈 임플란트의 다른 실시예가 도 11 내지 도 30에 나타나 있다. 도 11은 삽입장치(1000)를 구비한 보빈(1160)을 나타낸다. 이전의 실시예와 유사하게, 상기 보빈(1160)은 그 세로 축에 대해 회전하며, 하나 이상의 밴드(310)가 상기 보빈(1160)의 샤프트 둘레에 감겨서 더 큰 감긴 밴드 어셈블리를 형성한다. 상기 삽입장치(1000)는 드라이브 메카니즘(미도시)으로부터 회전운동을 전달하여 상기 보빈(1160)을 회전시킨다. 단일 밴드(310)가 감기는 경우에, 삽입장치(1000)는 바람직하게는 상기 밴드(310)를 상기 보빈(1160)의 샤프트의 축방향을 따라 이동시킨다. 반면에, 상기 보빈(1160) 둘레에 다수의 밴드들(310)이 감기는 경우에, 축방향 운동은 필요하지 않을 수 있다. 보빈(1160) 둘레에 다양한 복수의 밴드들(310)이 감기는 경우에, 상기 밴드들(310)은 바람직하게는 상기 보빈(1160)의 샤프트를 따라 다른 위치에서 상기 보빈(1160) 둘레를 감을 수 있다. 단일 밴드 구성에서, 삽입장치(1000)는 바람직하게는 상기 보빈(1160)을 보빈의 세로축 방향에 대해 회전시킬 뿐만 아니라 상기 보빈(1160)에 대해 상기 밴드(310)의 축방향 운동을 제공하는 기능을 한다. 드라이브 샤프트(111), 유연성 샤프트(1070) 및 바람직하게는 회전하는 드라이브 메카니즘(미도시)을 구비하는 드라이브 라인 어셈블리(1300)를 통해 상기 보빈(1160)의 회전이 이루어진다. 상기 드라이브 라인 어셈블리(1300)가 복수의 조각들을 구비하는 것으로서 설명될 수도 있으나, 단일 구성요소일 수도 있거나 설명된 것과는 다른 구성요소들을 구비할 수도 있다. 상기 보빈(1160)에 대해 상기 밴드(310)의 상대적인 축방향 운동이 밴드 가이드 도관(1120), 스풀 홀더(1030) 및 캠디스크(1010)를 구비하는 가이드 메카니즘(1600)을 통해 이루어진다. 가이드 메카니즘(1600)이 다수의 조각들을 구비하는 것으로 설명되지만, 또한 단일 구성요소 또는 설명된 것과는 다른 추가적인 구성요소들을 구비할 수 있다. 더불어 삽입장치(1000)가 상기 보빈(1160)의 위치를 축방향으로 고정하고 상기 보빈(1160)의 축방향 길이를 따라 상기 밴드(310)를 축방향으로 이동시키는 반면에, 상기 밴드(310)의 위치를 고정할 수 있으며 상기 보빈(1160)은 축방향으로 이동할 수 있다.
드라이브 라인 어셈블리(1300)를 언급한 것과 같이, 상기 드라이브 샤프트(1110)는 일반적으로 실린더형이며 다른 길이들을 고려하더라도 약 115mm의 길이를 가질 수 있다. 상기 드라이브 샤프트(1110)의 섹션(1116)은 근위 말단(1111) 근처에 있으며, 상기 드라이브 샤프트(1110)의 원주 둘레에 톱니를 구비할 수 있다. 상기 드라이브 샤프트(1110)의 근위 말단(1111)은 상기 삽입장치(1000)의 하우징(housing)(1020)의 근위 말단(1023)으로부터 확장된다. 도 17A 및 도 17B에 나타난 바와 같이, 상기 드라이브 샤프트(1110) 근위 말단(1111)은 신속 연결 부재(quick coupling feature)(1114)를 구비하고 드라이브 메카니즘, 바람직하게는 드라이브 샤프트(1110)에 토크를 제공하는 회전 드라이브 메카니즘, 예를 들어 T-핸들 또는 드릴(미도시)과 양립한다. 록워셔(lock washer)(1230) 및 스톱 디스크(1170)는 상기 드라이브 샤프트(1110)의 근위 말단(1111) 근처에 체결되어(도 12) 상기 드라이브 샤프트(1110)가 원위 방향으로 이동하는 것을 방지한다. 상기 록워셔(1230) 및 스톱 디스크(1170)는 상기 하우징(1020)의 근위 말단(1023)에 체결된 말단 덮개(1110)(도 15A 및 도 15B)에 인접할 수 있다. 상기 말단 덮개(1110)는 전단 스트레스 핀(shear stress pin)(1260)에 의해 상기 하우징(1020)을 봉인한다. 상기 말단 덮개(1110)로 상기 하우징(1020)을 봉인하기 위한 다른 수단이 사용될 수 있다. 상기 드라이브 샤프트(1110)는 상기 말단 덮개(1100)의 말단 표면(1104) 내의 중앙 구멍(1102)을 통해 돌출된다. 상기 드라이브 샤프트(1110)의 원위 말단(1112)은 상기 하우징(1020) 내로 확장되며, 유연성 샤프트(1070)의 근위 말단(1074) 상의 체결면(1075)과 양립하는 체결면(1113)을 구비한다. 체결면의 일 예시는 라쳇 셋 드라이브, 바요넷 넛 커넥터, 스레드, 또는 원뿔형 커넥션에서와 같은 볼 디텐트 메카니즘일 수 있다. 체결면의 다른 예시는 육각형 또는 다른 형태의 리세스(recess)에 연관된 육각형 또는 다른 형태의 돌출 시팅(seating)일 수 있다. 상기 드라이브 샤프트(1110)는 상기 하우징(1020) 내부에서 유연성 샤프트(1070)과 연결된다.
상기 유연성 샤프트(1070)(도 26)는 체결부(1075)를 통해 근위 말단(1074)에서 드라이브 샤프트(1110)과 연결되며, 바늘(1040)을 통해 확장된다. 상기 유연성 샤프트(1070)는 바람직하게는 선택적으로 경질인 선형 봉(1071) 및 상기 경질 봉(1071)의 원위에 유연성 요소부(1072)의 두 구성요소를 구비할 수 있다. 상기 유연성 샤프트(1070)의 원위 말단(1073)은 바람직하게는 신속 분리 체결부(1076)에 의해 상기 보빈(1160)과 연결된다. 상기 신속 분리 체결부(1076)는 라쳇 셋 드라이브, 바요넷 넛 커넥터, 스레드, 원뿔형 커넥션, 육각형 커넥터 등에서와 같은 볼 디텐트 메카니즘과 같은 다수의 형태들을 가질 수 있다. 또한 사용자가 상기 드라이브 샤프트(1110)를 상기 유연성 샤프트(1070)과 함께 상기 하우징(1020) 및 드라이브 샤프트(1110)의 세로축 방향을 따라 근위 방향으로 당겼을 때, 상기 체결부(1076)는 상기 유연성 샤프트(1070)가 상기 보빈(1160)으로부터 분리되도록 한다. 드라이브 메카니즘은 상기 드라이브 샤프트(1110)를 회전시키며, 상기 드라이브 샤프트는 상기 보빈(1160)을 회전시키는 유연성 샤프트를 차례로 회전시킨다. 상기 유연성 샤프트(1070)는 상기 바늘(1040) 내에 형성된 주 보어(bore)(1042) 내부에서 회전한다.
이전 실시예의 외부 삽입관(811)과 유사하게, 상기 바늘(1040)은 척추체 내로 상기 보빈이 삽입되는 것을 돕는다. 상기 바늘(1040)(도 22 내지 도 24)은 바람직하게는 상기 하우징(1020)의 원위 말단(1026)에 고정되며, 그로부터 확장된다. 특히 상기 바늘(1040)의 원위 말단(1041)의 구성에서, 상기 바늘(1040)은 다양한 형태를 가질 수 있으며, 도 22 내지 도 24에서 도시된 것 중 어떠한 형태를 가질 수 있다. 상기 바늘(1040)은 일반적으로 그 원위 말단(1041)에서 반 실린더 형태인 실린더형이다. 상기 바늘(1040)은 외부 지름이 약 5mm, 길이가 약 126mm일 수 있으나, 이러한 길이 및 지름은 단지 예시이며 다른 길이 및 지름도 고려된다. 상기 원위 말단(1041)은 상기 보빈(1160)이 위치되는 평탄성 개방면(1047)을 구비할 수 있다. 선택적으로 상기 평탄성 면(1047)은 경사를 가져서 상기 원위 말단(1041)이 더 큰 크기를 갖도록 할 수 있으며, 이는 상기 유연성 샤프트(1070)가 구부러지도록 한다(도 23A). 상기 하우징(1020)의 원위 말단(1026)에서 상기 구멍(1022)을 관통한 스레디드 핀(threaded pin)(1270)은 상기 하우징에 상기 바늘(1040)을 고정한다. 상기 바늘(1040)을 상기 하우징에 고정하는 다른 수단들이 고려될 수 있다.
상기 보빈(1160)(도 27A 내지 도 27C)은 실린더형일 수 있으며, 약 16mm의 길이 및 약 2.5mm의 지름을 가질 수 있으나, 이 길이 및 지름은 단지 예시일 뿐 요구되는 최종 임플란트 형태에 따라 다른 길이 및 지름이 고려된다. 회전하는 보빈(1160)과 감긴 밴드(310) 사이에 동력 전달을 용이하게 하기 위해, 상기 보빈(1160)은 주변 밴드에 마찰을 제공하는 거친 표면을 구빌할 수 있다. 상기 근위 말단(1061)은 상기 유연성 샤프트(1070) 상에서 상기 체결부(1076)를 보조하는 신속 분리 체결부(1062)를 구비한다. 상기 보빈(1160)의 원위 말단(1063)은 공동을 가질 수 있다. 상기 보빈(1160)의 원위 최말단에서, 구멍(1164)이 상기 보빈(1160)의 지름을 관통하여 확장될 수 있다. 추가적인 두 구멍(1165, 1166)이 구비될 수 있다. 이러한 구멍들은 단지 상기 보빈(1160)의 외부 원주의 일면을 통해서 확장된다. 상기 구멍들(1164, 1165 및 1166)은 상기 밴드(310)가 상기 보빈(1160)에 체결되는 것을 도울 수 있다. 상기 밴드(310)가 상기 보빈(1160)에 체결되면, 상기 보빈(1160)의 회전은 상기 밴드(310)가 보빈(1160)의 둘레를 감도록 한다. 상기 보빈(310)의 회전 운동은 상기 하우징(1020) 내부에 위치한 밴드 스풀(1140, 1150)로부터 상기 밴드(310)를 당긴다. 도 11 및 12에서 보빈(1160)에 관한 콘(cone) 형태는 척추뼈 내에서 이식되는 경우에 형성되는 감긴 보빈의 일 예를 나타낸다.
상기 밴드(310)의 보빈(1160)에 대한 축방향 운동은 밴드 가이드 도관(1120)(도 25), 스풀 홀더(1030), 캠디스크(1010) 및 기어 트레인(1700)을 구비하는 가이드 메카니즘(1600)을 통해 이루어진다. 삽입장치(1000) 내에서, 상기 드라이브 메카니즘의 회전 운동은 축방향 운동으로 전환되어 상기 밴드(310)가 상기 보빈(1160) 상에서 감기는 축방향 위치를 제어하는 상기 밴드 가이드 도관(1120)으로 전달된다. 상기 기어 트레인(1700)은 기어(1090)가 마운트되는 스프로켓(1130) 및 드라이브 기어(1080)를 구비할 수 있다. 상기 기어 트레인(1700)은 드라이브 샤프트(1110)의 회전력을 캠디스크(1010)로 전달하는 기능을 하여, 상기 캠디스크(1010)가 상기 드라이브 샤프트(1110)보다 다른 속도로 회전할 수 있도록 하며, 예를 들면 상기 캠디스크(1010)는 바람직하게는 상기 드라이브 샤프트(1110)의 매 5회 회전에 대해 1회 회전할 수 있다. 상기 캠디스크(1010)는 상기 드라이브 샤프트(1110)의 회전력을 축형, 바람직하게는 상기 스풀 홀더(1090)가 축방향으로 운동, 바람직하게는 전후로 왕복하게 하는 왕복력으로 전환한다. 상기 스풀 홀더(1030)는 상기 밴드 가이드 도관(1120)을 축방향으로 유사하게, 바람직하게는 전후 왕복 운동시킨다. 상기 축방향 운동의 목적은 상기 보빈(1160)에 대해 상기 밴드(310)를 축방향으로 운동하게 하기 위한 것이다.
더 상세하게는, 드라이브 기어(1080)의 톱니는 상기 드라이브 샤프트(1110)의 톱니(1116) 및 기어(1090)의 톱니와 맞물리며, 이는 스프로켓(1130) 주위에서 회전한다. 또한, 기어(1090)의 톱니는 상기 캠디스크(1010)의 근위 말단(1017)에 위치한 톱니(1016)와 맞물린다. 즉, 상기 드라이브 기어(1080)는 상기 드라이브 샤프트(1110)(도 17A 및 도 17B) 및 기어(1090)와 상호작용하여, 상기 캠디스크(1010)가 상기 드라이브 샤프트(1110)과는 다른 속도로, 바람직하게는 더 느린 속도로 회전하도록 한다. 기어(1090)는 록워셔(1240)에 의해 위치가 고정되는 스프로켓(1130)(도 16) 위에 설치된다. 상기 기어 트레인(1700)은 요구되는 속도의 상기 캠디스크가 축방향 운동을 제어하도록 구성될 수 있으며, 기어 조작(gearing)에 따라 캠디스크(1010)는 상기 드라이브 샤프트(1110)보다 더 빠르거나 더 느리게 회전할 수 있다.
상기 캠디스크(1010)(도 18)는 실린더형으로서 약 41mm의 길이 및 약 31.5mm의 외부 지름을 가지며, 이는 상기 하우징(1020)의 내부 지름보다 작다. 다른 크기, 길이 및 지름이 상기 캠디스크(1010)에 사용될 수 잇다. 상기 캠디스크(1010)는 횡단 부재(1011); 및 상기 드라이브 샤프트(1110)가 캠디스크(1010)의 중앙을 관통하도록 하는 내부 통로(1013)을 구비한 중앙 코어부(1012)로 이루어진다. 상기 내부 통로(1013)는 상기 드라이브 샤프트(1110)의 정렬을 유지하는 것을 돕는다. 상기 드라이브 샤프트(1110)는 캠디스크(1010)에 대해 내부 통로(1013) 내에서 자유롭게 회전한다. 상기 캠디스크(1010)의 외부 지름은 그 원주 상에 홈을 구비한다.
또한, 상기 스풀 홀더(1030)(도 19A 및 도 19B)는 실린더 형이며, 원위 말단(1037) 및 근위 말단(1034)를 구비한다. 상기 스풀 홀더의 외부 지름은 상기 하우징(1020)의 내부 지름보다 작으나, 상기 캠디스크(1010)의 원위 말단보다는 크다. 상기 캠디스크(1010)와 유사하게, 스풀 홀더(103)는 횡단 부재(1031) 및 내부 통로(1033)를 갖는 중앙 코어부(1032)를 구비한다. 상기 드라이브 샤프트(110) 및 유연성 샤프트(1070)는 스풀 홀더(1030)에 대해 내부 통로(1033) 내에서 자유롭게 회전한다. 상기 스풀 홀더(1030)의 근위 말단(1034)은 공동(1037)을 구비하며 이는 상기 캠디스크(1010)의 원위 말단(1015)을 수용하여 스풀 홀더(1030)의 근위 말단(1034)이 상기 캠디스크(1010)에 겹쳐지고 상기 하우징(1020)과 캠디스크(1010) 사이에 위치하도록 한다. 상기 겹침은 충분히 넓게 이루어져서, 상기 스풀 홀더(1030)가 상기 하우징(1020)의 원위 말단(1020) 방향으로 이동하더라도(후술함) 상기 스풀 홀더((1030)의 근위 말단(1034)이 여전히 상기 캠디스크(1010)의 원위 말단(1015)에 겹쳐지도록 한다.
상기 스풀 홀더(1030)는, 스풀 홀더(1030)의 근위 말단(1034) 내의 구멍(1035)을 관통하여 확장된 다웰핀(1250)에 의해 상기 하우징(1020) 내에서 세로축 방향으로 회전하지 못하도록 억제된다. 상기 다웰핀(1250)은 상기 캠디스크(1010)의 홈 및 상기 하우징(1020)의 근위 말단(1023)에 있는 관통 슬롯(through slot)(1024) 내로 확장된다. 상기 기어 트레인(1700)은 캠디스크(1010)를 회전시키고, 상기 캠디스크(1010)가 회전하는 동안, 상기 캠디스크(1010)내의 홈(1014)의 경사로 인해 다웰핀(1250)은 슬롯(1024)을 따라 운동한다. 상기 다웰핀(1250)이 슬롯(1024)을 따라 축방향으로 운동하면 스풀 홀더(1030)도 축방향으로 운동한다. 그러므로, 상기 스풀 홀더(1030)가 상기 다웰핀(1250)과 동일한 운동을 하고, 상기 밴드(310)의 위치 및 스풀 홀더의 위치의 시각적 지시자를 제공한다. 만일 상기 다웰핀(1250)이 상기 슬롯(1024) 내에서 전후 운동을 하면, 상기 스풀 홀더(1030)는 마찬가지로 축방향으로 전후운동을 할 것이다.
대형 밴드 스풀(1140)(도 20A 및 B) 또는 소형 밴드 스풀(1150)(도 21A 및 B) 또는 복수의 밴드 스풀은 상기 스풀 홀더(1030)의 중앙 코어부(1032) 위에 위치할 수 있다. 상기 밴드 스풀(1140, 1150)은 대체 디스크(1180) 및 록워셔(1220)에 의해 고정된다. 상기 밴드 스풀(1140, 1150)과 스풀 홀더(1030)의 횡단 부재(1031) 사이에서 스프링(1190), 예를 들면 판 스프링이 상기 대체 디스크(1180)에 대하여 상기 밴드 스풀(1140, 1150)을 지지한다. 보빈(1160)이 회전함에 따라, 상기 밴드 스풀(1140, 1150)로부터 밴드(310)가 풀려진다. 압력 스프링(1200), 예를 들면 나선 스프링이 상기 드라이브 샤프트(1110)와 동축방향으로 상기 캠디스크(1010)과 스풀 홀더(1030) 사이에 위치한다. 상기 압력 스프링(1200)은 상기 밴드 상에 장력을 유지하여, 상기 스풀 홀더(1030)가 축방향으로 후진 운동하고, 상기 밴드(310)는 엉키지 않게 된다. 또한, 상기 압력 스프링(1200)은 구성요소들이 고정되도록 유지하는 것을 돕는다.
밴드 스풀(1140, 1150)으로부터 밴드(310)는 상기 스풀 홀더(1030) 내의 구멍(1038)을 통과하여 밴드 가이드 도관(1120)의 근위 말단(1121)에서 내부 도관(1123) 내로 삽입된다. 상기 밴드 가이드 도관(1120)은 상기 바늘(1040)의 홈(1043) 내에 위치한다. 상기 밴드 가이드 도관(1120)의 근위 말단(1121)은 스풀 홀더(1030)의 원위 말단(1037)에서 구멍(1036)을 통해 상기 스풀 홀더(1030)에 체결된다. 따라서, 상기 스풀 홀더(1030)가 하우징(1020) 내에서 축방향으로 운동하면, 상기 밴드 가이드 도관(1120)도 유사하게, 바람직하게는 상기 바늘(1040) 내에서 축방향으로 전후로 운동한다. 상기 밴드 가이드 도관(1120)의 원위 말단(1122)은 상기 바늘(1040)의 원위 말단(1041)의 홈(1043)에서 끝을 이룬다. 상기 밴드 가이드 도관(1120)은 상기 보빈(1160)에 대해 축방향으로 운동하고, 따라서 밴드(310)가 위치하는 보빈(1160)의 축방향 길이를 따라 그 위치를 제어한다.
상기 스풀 홀더(1030)과 캠디스크(1010) 사이에서 제2 정지 디스크(1170) 및 록워셔(1230)이 드라이브 샤프트(1110)에 체결된다. 압력 스프링(1210)이 상기 제2 정지 디스크(1170) 및 캠디스크(1010)에 연결된다. 압력 스프링(1200)과 유사한 이 압력 스프링(1210)은 정의된 위치에서 상기 구성요소들을 유지하는 것을 돕는다.
상기 하우징(1020)(도 14A 및 도 14B)은 실린더형이며 근위 말단(1023) 및 원위 말단(1026)을 구비하고, 전술한 구성요소들을 수납한다. 원위 말단(1026)에서 상기 하우징(1020)의 지름은 약 45도의 각도로 점차 작아져서 노즐(1021)을 형성할 수 있는 더 작은 지름을 갖는다. 상기 하우징의 다른 모양 및 크기도 고려된다. 상기 하우징의 세로 축에 대해 수직인 다른 슬롯(1025)이 상기 하우징(1020)의 원위 말단(1026) 근처에 위치한다. 이 슬롯(1025)은 상기 밴드 스풀(1140, 1150)에 근접한 밴드(310)로의 접근을 가능하게 하여, 보빈/밴드 집합체가 요구되는 크기가 되었을 때 사용자가 상기 밴드(310)를 절단할 수 있게 한다.
상기 삽입장치(1000)(도 28)의 다수 밴드 구성에서, 밴드 가이드 도관(1120), 캠디스크(1010)는 바람직하게는 도입되지 않을 수 있다. 보빈(1160) 둘레로 다수의 밴드(310)가 감기는 동안에는 축방향 운동이 필요하지 않을 수 있으나, 요구되는 축방향 운동이 제공될 수도 있다. 축방향 운동이 불필요한 이유 중 하나는 스풀 홀더(1030) 내의 구멍(1038, 1039 및 1191) 및 바늘(1040)의 보어(1044, 1045 및 1046)를 통과하는 각 밴드(310)가 구멍들(1164~1166)을 통해 상기 보빈(1160)의 샤프트를 따라 다른 위치에서 상기 보빈(1160)에 체결되기 때문이다. 다중-밴드 실시예에서, 다른 크기, 두께 및 형태의 밴드들이 최종 임플란트 형태를 이루도록 사용될 수 있다. 바람직하게는, 가장 두꺼운 밴드가 상기 보빈(1160)의 원위 말단(1163) 둘레로 감기고, 이와 함께 이전 밴드(310) 옆에 더 가는 밴드가 감긴다. 따라서, 상기 보빈(1160)이 회전하는 경우, 다수의 밴드(310)가 보빈 둘레로 감긴다. 보빈(1160)이 더 회전하면, 상기 밴드는 상기 보빈의 샤프트를 따라 자연적으로 퍼지게 되어, 감긴 밴드 어셈블리를 형성하게 된다. 그러므로, 다중 밴드 구성에서, 상기 삽입 장치(1000)는 보빈(1160)에 대해 삽입장치의 밴드(310)로의 세로축에 대해 축방향 운동이 거의 없거나 전혀 없이 상기 보빈의 세로축에 대해 보빈(1160)을 회전시키는 기능을 할 수 있다. 따라서, 하우징(1020)의 상기 내부 구성요소들은 다수의 스레드 구성에서 축방향으로 움직일 필요가 없을 수 있다. 유사하게, 상기 캠디스크(1010)도 회전하지 않는다.
축방향 가이드 메카니즘(1600)을 탈접속시키기 위해, 드라이브 기어(1080)의 위치와 연관된 드라이브 샤프트의 협소 섹션(1115)까지 근위 방향으로 상기 드라이브 샤프트(1110)가 옮겨진다. 드라이브 샤프트의 이 섹션(1115)은 협소하고 톱니가 없기 때문에, 드라이브 기어(1080)의 기어 톱니는 상기 드라이브 샤프트(1110)과 상호작용을 하지 않는다. 따라서, 상기 드라이브 샤프트(1110)가 회전하는 경우에도, 드라이브 샤프트(1110)와 상기 기어 트레인(1700) 사이에 연관된 인터페이스가 없다. 그러므로, 상기 기어 트레인(1700)은 회전하지 않고, 따라서 회전력이 캠디스크(1010)에 적용되지 않는다. 상기 캠디스크(1010)가 회전하지 않기 때문에, 스풀 홀더(1030)가 축방향으로 운동하지 않는다.
상기 바늘(1040)(도 24A 내지 도 24C)은 상기 홈(1043) 대신에 3개의 추가적 보어(1044, 1045, 1046)를 구비할 수 있다. 각 추가적 보어는 상기 밴드의 다른 크기에 적용되기 위해 다른 지름을 가질 수 있다. 상기 가이드 메카니즘(1600)의 축방향 운동이 요구되지 않는 경우에는, 상기 밴드 가이드 도관(1120)이 불필요할 수 있으며, 상기 밴드는 도 28에 나타난 바와 같이, 보어(1044, 1045 및 1046)를 통해 직접적으로 삽입될 수 있다.
보빈(1160) 및 삽입장치(1000)의 구동을 설명한다. 밴드(310)를 구비하고 있는 밴드 스풀(1140, 1150)은 하우징(1020) 내부의 스풀 홀더(1030)로 고정된다. 상기 밴드(310)는 상기 밴드 스풀(1140, 1150)로부터 상기 스풀 홀더(1030) 내의 구멍(1038) 및 상기 바늘(1040)을 따라 밴드 가이드 도관(1120)을 통해 풀려져서, 상기 밴드(310)는 상기 바늘(1040)의 원위 말단(1041)에서 상기 바늘(1040)을 나와, 상기 보빈(1160)의 구멍들(1064, 1065 및 1066) 중 하나를 통해 상기 보빈(1160)과 체결된다. 상기 밴드(310)를 상기 보빈(1160)에 체결하기 위해 다른 수단들이 사용될 수 있다. 밴드(310)를 구비한 상기 보빈(1160)은 상기 바늘(1040)과 함께 예를 들면 삽입관 또는 개방된 외과적 영역을 통해 붕괴된 척추체 내로 삽입된다.
사용자는 상기 드라이브 샤프트(1110)를 회전시킬 수 있는 드라이브 메카니즘을 회전시킨다. 이 회전은 상기 캠디스크(1010) 및 유연성 샤프트(1070)를 회전시킨다. 상기 캠디스크(1010)의 홈(1014) 내에 고정된 상기 다웰핀(1250)은 상기 홈(1014)의 형태에 따라 상기 스풀 홀더(1030)가 축방향으로 전후 운동하도록 한다. 상기 스풀 홀더(1030)의 축방향 운동은 밴드 가이드 도관(1120)으로 전달되어, 상기 밴드 가이드 도관(1120)이 바늘(1040) 내에서 축방향으로 운동하도록 한다. 이 축방향 운동은 상기 밴드(310)가 보빈(1160) 둘레로 감기는 위치를 결정한다. 한편, 유연성 샤프트(1070)의 회전은 상기 보빈(1160)이 회전하도록 하여 상기 밴드(310)가 상기 스풀(1140, 1150)로부터 풀려지도록 하여 밴드 가이드 도관(1120)을 통해 유입되고 상기 보빈(1160) 둘레를 감싸도록 한다. 상기 보빈(1160)이 요구되는 무게 및 형태가 되면, 사용자는 상기 드라이브 샤프트(1110)의 회전을 정지시키고 하우징(1020) 내의 수직 슬롯(1025)을 통해 상기 밴드(310)를 절단한다. 이어서 사용자는 드라이브 샤프트(1110)를 회전시켜 상기 밴드 가이드 도관(1120) 내에 잔류하는 밴드(310)를 상기 보빈(1160) 둘레에 감는다. 종료되면, 사용자는 드라이브 샤프트(1110)를 당겨서, 유연성 샤프트(1070)로부터 보빈(1160)을 분리시키고, 상기 보빈(1160)을 척추체 내에 남겨 놓는다. 다음으로, 사용자는 척추체로부터 상기 바늘(1040)을 제거한다. 선택적으로, 사용자는 상기 유연성 샤프트(1070)으로부터 보빈(1160)을 분리시키고 환자로부터 삽입장치(1000)를 제거하는 것과 동시에 상기 하우징(1020)을 당길 수 있다. PMMA 또는 다른 시멘트 또는 충전제가 상기 보빈을 따라 척추체 내로 삽입되어, 손상된 영역의 고정 및 복구를 더 강화할 수 있다. 선택적으로, 상기 밴드(310)는 보빈, 감긴 몸체가 삽입되는 동안 또는 그 후에 활성화될 수 있는 뼈 시멘트 또는 다른 물질을 함유하거나 이것으로 코팅될 수 있다.
전술한 바와 같이, 다양한 지름을 갖는 다수의 스레드는 보빈 상에 감겨서 최종 임플란트를 형성할 수 있다(도 28). 이는 상기 삽입 장치(1000)의 하우징(1020) 내로 삽입되는 다수의 밴드 스풀을 필요로 한다. 도 24A 내지 도 24C에 나타난 바와 같이, 이러한 스풀로부터의 밴드는 바늘(1040)의 상기 보어(1044, 1045 및 1046)를 통해 풀려진다. 바람직하게는 다수의 밴드 구성에서 밴드 가이드 도관(1120)은 도입되지 않으며(비록 하나 이상의 밴드 가이드 도관이 사용될 수도 있으나), 유연성 샤프트(1070) 및 보빈(1160)은 바람직하게는 축방향으로 운동하지 않는다. 바람직하게는 가장 큰 밴드가 보어(1045) 내로 삽입되어 바늘(1040)의 최원위 말단에서 방출된다. 도 24B에 나타난 바와 같이, 다음으로 큰 밴드는 바람직하게는 보어(1044) 내로 삽입되어, 보어(1045)에 근위에서 바늘(1040)로부터 방출된다.
시술을 수행하기 전에, 사용자에게 보빈(1160)을 이식하기 위한 다수의 삽입 장치가 제공될 수 있다. 각 삽입장치는 다른 홈 구성을 갖는 다른 캠디스크를 구비할 수 있다. 전술한 바와 같이, 홈 구성은 부분적으로 보빈의 형태를 결정한다. 추가적으로, 각 삽입장치는 다른 밴드 구성 또는 크기를 구비할 수 있다. 따라서 사용자는 요구되는 감긴 밴드 어셈블리 구성을 제공하는 최적의 삽입장치를 선택할 수 있다.
선택적으로, 사용자는 말단 덮개(1100)를 제거하여 상기 하우징(1020)의 내부 구성요소로의 접근을 확보할 수 있다. 이러한 방법으로, 존재하는 밴드의 스풀이 소진된 후에, 사용자는 캠디스크(1010)를 교환하고 밴드의 스풀을 추가할 수 있다. 적절한 구성의 캠디스크(1010) 및 적절한 크기의 밴드가 하우징 내로 삽입되면, 사용자는 말단 덮개(1100)을 재-체결하여, 전단 스트레스 핀(1260)으로 이를 봉인한다. 상기 삽입 장치의 내부 구성요소로 접근하는 다른 수단들, 예를 들어 신속 방출 메카니즘도 사용될 수 있다. 상기 삽입 장치는 단일 또는 복수의 사용을 위한 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 단일 사용 장치는 플라스틱으로 제조되어 재사용될 수 없는 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 플라스틱 하우징은 밴드 재료의 스풀이 하우징을 파손하지 않고는 대체될 수 없도록 성형될 수 있거나, 또는 상기 밴드가 절단되어 보빈 상에 감기게 되면 밴드 가이드 도관/바늘 내에서 밴드 재료가 다시 풀리지 않도록 성형될 수 있다. 선택적으로 또는 추가적으로, 보빈이 유연성 샤프트로부터 탈접속되는 경우에 보빈과 유연성 샤프트 사이의 연결이 손상되어, 새로운 보빈이 상기 유연성 샤프트에 맞지 않거나 체결되지 않을 수 있다. 만일 상기 삽입장치가 재사용이 가능하도록 구성된다면, 단일 사용 장치보다는 다른 재료를 요구할 수 있는 다음의 사용을 위해 장치를 보호하는 고려가 되어야 한다.
도 29는 4개의 접합부(1500)를 구비한 유연성 샤프트의 사용을 도시하고 있다. 상기 접합부(1500)는 유니버셜 조인트(universal joint)의 형태일 수 있다. 상기 유연성 샤프트(1070)의 이러한 구성은 보빈이 상기 바늘(1040)과 평행을 유지하는 것을 가능하게 한다. 도 30은 2개의 유니버셜 조인트(1500)를 구비한 유연성 샤프트의 사용을 도시하고 있다. 이러한 구성은 유연성 샤프트가 미리 정해진 각도로 보빈을 지지하는 것을 가능하게 한다.
다른 실시예에서, 밴드(310)는 금속, 플라스틱, 테플론 또는 다른 물질의 시트와 같은 굽이식 시트(benable sheet)(2000) 내부에서 감겨서 보빈 둘레를 감쌀 수 있다. 예를 들면, 도 31A는 보빈의 한 말단을 가로지르는 횡단면도를 나타내며, 상기 보빈은 예를 들면 밴드(310)의 감김 전에 보빈(600) 둘레를 감싼 시트(2000)를 구비한 보빈(600)이다. 도 31B에 나타난 바와 같이, 밴드(310)가 보빈(600) 둘레를 감는 경우에, 시트(2000)가 확장되어 코일(612)의 지름이 증가한다. 이러한 확장은 시트(2000)를 외부방향으로, 예를 들면 척추체(12) 내에서 구조물에 대하여 밀어낼 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 코일이 그 크기가 증가함에 따라 미리 정해진 형태를 가질 수 있거나 또는 가질 수 없는 확장가능한 또는 탄성 백(bag), 풍선 또는 다른 구조가 코일(612) 둘레에 시트(2000) 대신에 또는 그와 함께 사용되어 척추체(12) 내에서 확장될 수 있다.
도 32에 나타난 바와 같이, 보빈(2100)은 전술한 접합부 대신에 또는 그에 더하여 구부러질 수 있다. 이러한 굽이식 보빈(2100)은 척추체(12) 내부에 맞춰지고 상기 척추체(12)의 내벽에 대해 안정화 힘(stabilizing force)을 적용함으로써 손상된 뼈의 재배치 및 증강을 최적화하는 것을 도울 수 있다. 이러한 굽이식 보빈은 다양한 물질, 예를 들면 고분자, 금속, 생체적응재료(biomaterial), 또는 어떠한 다른 친화성 물질로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 다양한 형상 및 다른 특징 및 특성을 구비한 다양한 유형의 보빈이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 보빈은 선형 보빈(300) 또는 보빈(2100)과 같은 곡선형 보빈일 수 있으며, 다양한 물질을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 보빈(600)은 접합부(614 및 616)와 같은 접합부들을 구비하여 각 부(601, 603 및 620)의 운동이 복원, 분산 또는 다른 방식으로 조작되는 다른 구조 또는 척추체 내에서 보빈(600)의 요구되는 방향 및 구성으로 제공되도록 할 수 있다.
여기에서 설명되는 장치 및 방법은 척추압박골절 후 척추체의 재배치 및 증강의 관점에서 설명되었으나, 다양한 다른 용도 및 방법들이 고려된다. 예를 들면, 다른 실시예에서, 보빈(300)과 같은 보빈 및 밴드(310)가 도 34A 및 도 34B에 나타난 바와 같이, 골절되거나 약한 대퇴 근위부(1400)와 같은 손상된 뼈 영역을 재배치 및/또는 증강하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 보빈(300)은 삽입관을 통해 삽입될 수 있으며, 탈착가능하도록 연결된 확장부(1800)를 구비할 수 있다. 보빈(300)은 여기의 다른 곳에서 설명한 바와 같이 다양한 특징들을 가질 수 있다. 밴드(310)가 상기 보빈 둘레에 감긴 후에, 상기 감긴 밴드 몸체(312)는 상기 확장부로부터 분리되어 상기 대퇴골 내의 위치에 남겨질 수 있다. 확장부에 의해 남겨진 공동 및 상기 감긴 밴드 몸체 주위의 공간은 뼈 시멘트, 뼈 칩 또는 상기 감긴 밴드 몸체를 뼈에 통합하는 다른 물질로 채워질 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 임플란트는 형상 기억 금속 또는 금속 합금(예, 니티놀과 같은 니켈 티타늄 합금) 또는 형상 기억 특징을 가질 수 있거나 가질 수 없는 다른 물질을 구비하는 예를 들면, 울 배일 또는 섬유상 집합체/몸체일 수 있다. 상기 섬유상 집합체는 어떠한 요구되는 형태, 예를 들면, 실린더형, 구형, 또는 다른 형태(예, 도 35 참조)일 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 울 배일 또는 섬유상 집합체/몸체(일반적으로 여기에서 “섬유상 집합체”라 지칭함)는 연속적인 또는 분절된 스레드, 와이어, 스트랜드 또는 다른 가늘고 긴 부재(일반적으로 여기에서 “섬유”라 지칭함)를 구비할 수 있다. 하나 이상의 섬유상 집합체는 형상기억, 유연성, 강도 및/또는 다른 특성들의 요구되는 특징들을 갖는 어떠한 생체적합성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 어떤 구체예에서, 상기 섬유상 집합체는 생체적합성 형상 기억 합금, 스테인리스 스틸, 티타늄, 고분자, 트리칼슘 포스페이트 또는 요구되는 특징을 구비한 어떤 다른 물질의 섬유, 와이어, 스레드 또는 다른 상대적으로 가는 구조로 이루어질 수 있다. 다른 구체예에서, 상기 섬유상 몸체는 재흡수가능할 수 있다.
도 36A 및 도 36B에 나타난 바와 같이, 형상 기억 합금(예, 니티놀)을 포함하는 섬유상 집합체는 상기 섬유상 집합체가 활동(actuation) 온도 이상의 온도로 가열되는 경우에 확장될 수 있으며, 예를 들면 형상 기억 합금은 마텐자이트 상태(예, 낮은 온도)와 오스테나이트 상태(예, 더 높은 온도) 사이에서 상 변환을 겪는다. 울 배일 내부의 형상 기억 합금 섬유의 상기 활동 온도는 예를 들면, 약 28℃ 내지 36℃일 수 있다. 선택적으로, 섬유상 집합체는 에너지원(예, 자외선, 초음파 조사, 전파, 열, 전기장 또는 자기장)에 의해 활성화 되는 경우에 확장, 수축 또는 형상 또는 구성 변화가 일어날 수 있다.
도 37에 나타난 바와 같이, 상기 울 배일 또는 섬유상 집합체는 하나 이상의 몸체가 척추체 또는 다른 뼈 내부로 삽입관 도는 다른 유도기를 통해 삽입될 수 있도록 충분히 작은 초기 지름을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 울 배일(4000)은 약 1mm 내지 10mm의 초기 지름을 가질 수 있다. 다른 크기도 사용될 수 있다.
도 37에 나타난 바와 같이, 예를 들어 척추압박골절 후에, 손상된 척추체(12)의 최소 침습성 증강방법은 하나 이상의 울 배일 또는 섬유상 집합체/몸체를 척추체의 상부와 하부 종판 사이에서 척추체의 내부로 이식하는 단계를 포함할 수 있다. 트로카(trocar), 드릴 또는 다른 도구에 의해 척추체의 외부 피질층 내로 접근이 이루어질 수 있다. 그 후 울 배일 도는 섬유상 집합체/몸체는 예를 들면, 도 37에 나타난 바와 같이 척추체 내로 삽입된 삽입관(4100) 또는 유도기를 통해 이식될 수 있다. 상기 집합체가 도입될 수 있는 삽입관을 삽입하기 위한 적절한 시술 및 물질은 당분야에 알려져 있으며, 전술한 척추성형술 또는 다른 시술들과 유사할 수 있다. 예를 들면, 삽입관(4100)은 도 2에 나타난 바와 같이 전방 접근법을 사용하여 뿌리(pedicle)를 통해 척추체의 내부로 도입될 수 있다.
상기 섬유상 집합체(4000)는 삽입관(4100)을 통해 척추체(12) 내로 삽입될 수 있는 크기를 가질 수 있으며, 척추체(12) 내로 이식된 후에는 확장되어 상기 척추체 내부의 뼈 물질을 조밀하게 하거나 압박할 수 있다. 선택적으로, 이동 통로가 척추체 내에 형성된 후에, 소파기(curette) 또는 풍선 카테터와 같은 도구들이 척추체 내부의 뼈를 압박하고 조밀하게 하기 위해 사용되어 공동을 생성할 수 있다. 또한, 상기 척추체 내의 공동은 뼈를 조밀하게 하는 것과는 반대로 뼈 물질을 제거함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 리머(reamer) 또는 다른 도구가 척추체의 내부로부터 뼈 물질을 제거하기 위해 사용될 수 있다.
도 37에 나타난 바와 같이, 섬유상 집합체는 대체 장치(4200) 또는 다른 도구를 사용하여 삽입관을 통해 척추체의 중앙부로 삽입될 수 있다. 를 들면, 상기 삽입관(4100)을 내부로 삽입된 플런저(plunger), 추진기(pusher) 또는 다른 대체 부재가 삽입관(4100)을 통해 척추체(12) 내부로 섬유상 집합체(4000)를 대체 또는 밀어넣기 위해 사용될 수 있다. 상기 대체 장치(4200)는 예를 들면, 상기 대체 장치(4200)에 삽입관(4100) 내부의 척추체(12) 방향으로 힘을 가하는 시린지, 봉 또는 다른 도구로부터의 압력에 의해 구동될 수 있다.
섬유상 집합체(4000)가 척추체 내부에 있는 경우에, 이들은 예를 들면, 환자의 체온에 의해 활동 온도(예, 약 28℃ 내지 약 36℃) 이상의 온도까지 가열될 수 있다. 활동 온도에서, 상기 섬유상 집합체는 도 38에서 나타난 바와 같이 확장될 수 있다. 확장된 섬유상 집합체는 척추체의 높이를 복원하는 것을 도울 수 있으며, 척추의 척추전만증을 복원하는 것을 도울 수 있다.
도 39에 나타난 바와 같이, 더 많은 섬유상 몸체들이 척추체로 삽입 및/또는 섬유상 집합체가 확장됨에 따라, 이들은 척추체의 중앙부를 채울 수 있으며 척추체의 종판들의 내면에 대해 밀어낼 수 있다. 척추체 내에서 섬유상 집합체에 의해 전해지는 외향력(outward force)은 상기 종판들을 떨어져 분산되도록 하여 척추체가 그 원래 높이로 복원하는 것을 용이하게 할 수 있으며, 척추체를 안정화시키는 구조적 지지를 제공한다.
또한, 섬유상 집합체의 척추체 내부로의 삽입 및 확장은 붕괴된 척추체 내부에서 해면성 및 골병성 뼈를 조밀하게 할 수 있다. 어떠한 요구되는 수의 섬유상 집합체가 삽입될 수 있으며, 각 섬유상 집합체가 뼈를 증강하기 위해 요구되는 구성을 가질 수 있다.
도 40에 나타난 바와 같이, 하나 이상의 울 배일(4000) 또는 다른 섬유상 집합체/몸체, 뼈 시멘트(예, PMMA 또는 트리칼슘 포스페이트), 뼈 칩, 탈무기질 뼈, 또는 다른 충전 물질 또는 임플란트가 척추체를 더 증강하고 안정화하기 위해 삽입될 수 있다.
충전 물질의 삽입 또는 주입 후에, 삽입관 또는 다른 유도기는 제거될 수 있다. 도 41에 나타난 바와 같이, 척추체 내부의 섬유상 집합체는 상기 시멘트 또는 다른 충전체의 누출을 제한하거나 방지할 수 있으며, 상기 뼈 시멘트 또는 충전 물질의 전단 강도를 증가시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 뿌리 스크류((pedicle screw), 체인 또는 다른 가늘고 긴 부재가 척추체에 체결되거나 그로부터 확장되어 상기 척추체를 재배치하는 인장부재(tensioning member)을 제공할 수 있으며, 예를 들면 2005년 9월 28일에 출원된 미국 가출원 제60/722,064호 “Apparatus and Method for Vertebral Augmentation using linked bodies”에 기재되어 있으며, 이는 참고문헌으로 여기에 전체로서 통합된다.
상기 섬유상 집합체는 균일하거나 불균일한 크기, 형태 및 물질일 수 있다. 하나 이상의 섬유상 집합체가 뼈 또는 다른 공동에 개별적으로 이식되거나 요구되는 구성으로 함께 연결될 수 있다. 도 42 및 43에 나타난 바와 같이, 여기에서 설명된 섬유상 몸체는 요구되는 어떠한 형상, 구성 및/또는 형상 기억 특징들을 가질 수 있다.
예를 들면, 도 42에 나타난 바와 같이, 섬유상 몸체의 임플란트는 하나 이상의 다른 섬유의 결합 및/또는 이어짐(threaded)으로 이루어진 실질적인 구형 몸체일 수 있다. 다른 실시예에서, 체인은 결합되거나 결합되지 않은 섬유상 몸체의 다른 구성을 가질 수 있다.
도 43A 내지 도 43D에 나타난 바와 같이, 울 배일 또는 섬유상 집합체/몸체의 다른 구성들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 섬유상 집합체는 실질적으로 구형, 타원형, 실린더형 또는 어떠한 다른 형태 또는 삽입관 또는 다른 유도기에 맞을 수 있는 크기의 구성일 수 있다. 또한, 예를 들면 도 43A 내지 도 43D에 나타난 바와 같은 활성화 또는 확장 후에, 섬유상 집합체는 다른 크기, 형태 또는 구성을 가질 수 있다.
하나 이상의 섬유상 집합체는 가능하면 하나 이상의 다른 임플란트와 함께 삽입되거나, 척추체 내에서 다른 섬유상 몸체 또는 임플란트와의 엉킴 및/또는 얽힘이 일어날 수 있다. 예를 들면, 삽입 후에 상기 집합체는 서로 더 체결 및/또는 더 엉켜서 척추체 내부의 공간을 채울 수 있는 더 집합체가 된다. 이러한 더 큰 집합체는 척추체 내에 가두어질 수 있으며 삽입구를 통해 제거되는 것이 용이하지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 섬유상 집합체 또는 다른 임플란트는 접착제로 코팅될 수 있으며, 그 결과 임플란트가 실질적으로 유연한 상태로 척추체 내로 삽입될 수 있으며, 삽입되는 동안 또는 그 후에 더 경질이 되거나 및/또는 엉킴 또는 얽힘이 일어날 수 있다.
여기에서 설명되는 장치 및 방법은 척추뼈의 재배치 및 증강의 관점 및 척추압박골절 및 척추 만곡의 변형의 관점에서 설명되었으나, 다양한 다른 용도 및 방법들이 고려된다. 예를 들면, 다른 실시예에서, 도 44A 내지 도 44C에 나타난 바와 같이, 섬유상 집합체를 구비하는 하나 이상의 임플란트가 골절되거나 약한 대퇴 근위부와 같은 손상된 뼈 영역을 재배치 및/또는 증강하기 위해 사용될 수 있다
그러한 실시예에서, 예를 들면, 하나 이상의 섬유상 집합체 또는 섬유상 집합체의 체인이 예를 들면 삽입관 또는 다른 유도기를 통해, 대퇴골의 헤드에 삽입될 수 있다. 삽입이 되면, 상기 섬유상 집합체는 대퇴골의 헤드 내에서 물질을 조밀하게 하며 상기 헤드를 증강하는 고형 지지체를 제공한다. 다른 실시예에서, 상기 섬유상 집합체는 형상 기억 합금을 포함할 수 있으며, 삽입 후에(활동 온도 이상의 온도로 가열 된 후에) 그 구성을 확장 또는 변형할 수 있다. 또한, 뼈 시멘트 또는 다른 충전제가 증강을 돕기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 예를 들면 도 44C에서 나타난 바와 같이, 스크류 또는 다른 장치와 같은 다른 임플란트가 하나 이상의 섬유상 집합체에 더하여 또는 그 대신에 삽입될 수 있다.
다른 실시예에서, 여기에서 설명된 임플란트 및 방법은 다른 장치 및 방법과 결합되어 사용되어, 척추전만증을 복원하거나 척추체를 증강할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 섬유상 집합체 임플란트 또는 감긴 몸체는 알려진 시술, 예를 들면 척추체의 재배치를 시작 및/또는 상기 임플란트를 위해 신체 내부에 공간을 생성하는 풍선 척추성형술과 결합하여 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 여기에서 설명된 하나 이상의 임플란트는 다른 도구 또는 장치, 예를 들면 조작을 돕거나 척추뼈 또는 요구되는 위치에 다른 뼈의 고정을 돕는 외부 고정 장치와 결합하여 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 키트는 임플란트 어셈블리, 구성요소 및 삽입 도구의 다양한 조합을 구비할 수 있다. 키트는 예를 들면, 섬유상 임플란트, 감긴 몸체, 감긴 슬리브관(sleeve), 삽입 장치, 다른 임플란트 및/또는 삽입관 또는 다른 유도기를 구비할 수 있다. 선택적으로, 키트는 예를 들면, 시린지 또는 시멘트 또는 다른 벼 충전 물질의 다른 보관용기를 구비할 수 있다. 또한, 키트는 선택적으로 척추뼈 또는 다른 뼈들 또는 신체 부분을 재배치 또는 고정하기 위한 외부 고정 장치 또는 다른 도구를 구비할 수 있다. 당업자는 본 발명의 범위 내에서 도구들, 구성요소들 및 어셈블리들의 다양한 다른 조합이 가능하다는 사실을 인식할 수 있다.
다른 실시예에서, 척추체 임플란트는 감긴 슬리브관을 구비할 수 있다. 도 45A에 나타난 바와 같이, 감긴 몸체(3300)는, 여기에서 코일(3300) 또는 몸체(3300)으로도 지칭됨, 중심축(3316) 주위로 감긴 하나 이상의 시트(3312)를 구비한다. 몸체(3300)는 대략 실린더형일 수 잇으며, 내부 표면(3302), 외부 표면(3304) 및 초기값이 d1인 지름(3310)을 가질 수 있다. 몸체(3300)는 어떠한 요구되는 공동 또는 공간 내에 맞춰지는 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 어떤 실시예에서, 감긴 몸체(3300)는 붕괴된 척추체 내부에 맞는 크기를 가질 수 있다. 지름 d1(3310)은 코일(3300)이 통과할 수 있는 루멘을 갖는 삽입관 또는 다른 장치의 지름보다 작을 수 있다. 감긴 몸체(3300)의 붕괴된 척추체, 뼈 공동, 척추사이 공간 또는 다른 위치로의 삽입 후에, 도 45B에 나타난 바와 같이, 몸체(3300)는 부분적으로 풀릴 수 있다. 이러한 풀림은 시트(3312)의 코일들 사이의 공간(3314)의 확대, 및 동시에 d1 에서 d2로 지름의 증가를 야기할 수 있다. 이러한 감김은 선택적으로 및/또는 추가적으로 감긴 몸체의 지름의 증가를 야기할 수 있다. 몸체(3300)의 풀림은, 예를 들면 축(3316)에 대한 몸체(3300)의 회전, 즉 축(3316)에 대해 시트(3312)의 감김 방향의 반대 방향으로의 회전에 의해 수행될 수 있다.
시트(3312)는 하나 이상이 금속, 복합 물질, 고분자 또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 굳기 및 감기는 동안에 외향 바이어스를 구비한다. 이러한 외향 바이어스는, 도 45B에 나타난 바와 같이, 몸체(3300)가 부분적으로 풀리는 경우에 요구되는 방사상 힘을 제공하기에 충분할 수 있다. 어떤 실시예에서, 감긴 시트(312)는 스테인리스 스틸, 알루미늄, 금속 합금, 예를 들면 코발트 합금, 니켈 티타늄 합금 또는 다른 합금, 고분자 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 몸체(3300)는 방사선 비투과성 또는 방사선 투과성일 수 있다. 어떤 실시예에서, 시트(3312)는 형상 기억 특징을 갖는 니켈 티타늄 합금을 포함할 수 있다.
도 46A 및 도 46B에 나타난 바와 같이, 증강 장치(5400)는 축형 부재, 즉 샤프트(5410) 둘레로 감긴 감긴 몸체(5300)를 구비할 수 있다. 도 46A에 나타난 바와 같이, 예를 들어 척추압박골절에 후속하는 손상된 척추체의 최소 침습성 증강방법은 척추체(12)의 일부분(5402), 바람직하게는 중앙부(5402)에 증강 장치(5400)를 예를 들면 삽입관 또는 다른 유도기(미도시)를 통해 삽입하는 단계를 포함한다. 코일(5300)이 통과되는 삽입관을 삽입하기 위한 적절한 시술 및 물질은 당분야에 알려져 있으며, 전술한 척추 성형술 및 다른 시술들과 유사할 수 있다. 예를 들면, 장치(5400)는 예를 들면 뿌리(24)를 통해(즉, 추경접근법(transpedicular approach)) 척추체(12)의 전방부(20)를 통해 도입될 수 있다.
코일(5300)이 척추체(12)의 중앙부(5402) 내로 삽입된 후, 샤프트(5410)가 회전하여 코일(5300)을 부분적으로 풀리게 할 수 있다. 풀린 몸체(5300)는 그 지름(5310)이, 예를 들면 도 46B에 나타난 바와 같이 d1에서 d2로 증가될 수 있다. 코일(5300)의 지름(5310)이 증가됨에 따라, 코일(5300)의 표면(5304)은 척추체(12)의 종판(5402, 5404)에 방사상 힘을 가할 수 있다. 이러한 방사상 힘은 종판(5406, 5408)을 밀어서 멀어지게 할 수 있고, 척추체(12)를 복원하여 척추체(12)를 증강 또는 안정화할 수 있다. 추가적으로, 코일(5300)을 확장시킴으로써 상기 방사상 힘은 척추체(12) 내부의 뼈를 조밀하게 할 수 있고, 이는 척추체(12)의 공동(5402) 내의 장치(5400)의 통합을 도울 수 있다.
도 47은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 장치(5400)의 확대 사시도를 도시한다. 확장가능한 몸체(5300)는 경질 또는 반-경질 시트(5312)를 구비할 수 있으며, 이는 축형 부재, 즉 나타난 바와 같이 샤프트(5410) 둘레로 팽팽하게 감길 수 있다. 축형 부재(5410)는, 예를 들면 고형 부재일 수 있으며, 또는 대상 물질이 통과할 수 있는 루멘을 가질 수 있다. 어떤 실시예에서, 시트(5312)는, 예를 들면 코일(5300)의 내부 표면(5302)에서 샤프트와 체결될 수 있다. 몸체(5300)는 시트(5312)의 부분적인 풀림에 의해 확장될 수 있으며, 시트(5312)의 층들 사이의 공간(5314)이 증가 및/또는 몸체(5300) 중앙의 공간이 증가 또는 생성될 수 있다. 예를 들면 축형 부재(5400)의 회전에 의해, 이러한 풀림이 수행될 수 있다. 한 실시예에서, 몸체는 시트(5312)가 감긴 방향의 반대 방향(5502)으로 축형 부재(5410)가 회전함으로써 확장될 수 있고, 그 결과 시트(5312)의 하나 이상의 외부 코일(5506)이 외부 방향으로 이동할 수 있다.
다른 실시예에서, 몸체(5300)는 삽입관 또는 다른 시스의 루멘 내부에서 팽팽하게 감긴 위치에 고정될 수 있으며, 이러한 시스는 뼈(12) 내부에 이식된 후에 코일(5300)로부터 제거될 수 있다. 이 실시예에서, 시트(5312)는 전술한 바와 같이 샤프트(5502)의 회전에 의해 풀릴 수 있으며, 또는 시트(5312)는 충분한 굳기, 강성(rigidity) 또는 메모리(memory)를 가져서 상기 시스의 제거시에 시트(5312)가 뼈(12) 내부에서 부분적으로 풀리게 할 수 있으며, 예를 들면 뼈(12)를 증강할 수 있도록 요구되는 방사상 힘을 가할 수 있는 충분한 힘을 갖는다.
다른 실시예에서, 코일(5300) 및 축형 부재(5410) 또는 축형 부재(5410)의 일부분은 척추체 내에 남겨질 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 축형 부재(5410)가 예를 들면 삽입관, 시스 또는 다른 유도기를 따라 환자로부터 제거된 후에, 코일(5300)은 척추체(12) 내에 남겨질 수 있다. 코일(5300)을 척추체 내에 남기는 것은 예를 들면 척추뼈의 증강을 지속할 수 있으며 적절한 척추전만을 유지할 수 있다. 다른 실시예에서, PMMA 또는 다른 시멘트 또는 충전제가 예를 들면, 샤프트 및/또는 삽입관을 통해 코일(5300)을 따라 척추체(12) 내로 삽입될 수 있으며, 이는 손상된 영역의 고정 및 복구를 더 강화한다. 다른 실시예에서, 코일(5300) 및/또는 샤프트(5410)는 뼈의 재배치 후에 제거될 수 있으며, PMMA 또는 다른 충전제는 코일(5300)에 의해 생성된 공동에 삽입될 수 있다.
다른 실시예에서, 몸체(5300)는 다수의 시트(5312)를 구비할 수 있으며, 및/또는 척추체(12) 내에서 몸체(5300)의 확장을 촉진하기 위해 시트(5312)의 하나 이상의 코일 사이 및/또는 루멘(5316) 내부에 확장가능한 백, 풍선 또는 다른 장치를 구비할 수 있다.
도 48은 본 발명에 따른 확장가능한 증강장치의 사용에 있어서, 다공성 시트(5600)의 개략적인 사시도이다. 어떤 실시예에서, 시트(5600)는 코일로 형성될 수 있는 경질 또는 반-경질 물질(5612)을 포함할 수 있다. 적절한 물질은 예를 들면, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 금속 합금, 예를 들면 코발트 합금, 니켈 티타늄 합금 또는 다른 합금, 고분자 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 시트(5600)는 예를 들면, 시멘트 또는 다른 충전 물질이 통과할 수 있는 복수의 구멍(5614)를 구비할 수 있다.
도 49에 나타난 바와 같이, 증강장치(5700)는 구멍들(5614)을 구비하는 다공성 시트 물질(5612)의 코일(5710)을 구비할 수 있으며, 이는 축형 부재(5712)의 한 말단(5716) 둘레로 감긴다. 축형 부재(5712)는 바늘(5722) 또는 다른 장치 또는 물질이 통과할 수 있는 루멘(5714)를 구비할 수 있다. 축형 부재(5712)의 말단(5716)은 개방되며, 및/또는 축형 부재(5712)는 말단(5716) 근처에 측공(side holes)을 구비하여 루멘(5714) 내부의 물질이 몸체(5710)로 통과해 들어갈 수 있도록 할 수 있다.
사용 시에, 코일(5710)은 예를 들면, 추경접근법(transpedicular approach)을 사용하여 척추체(12)의 중앙부(5402)로 삽입될 수 있다. 몸체(5710)는 요구되는 지름(5310)까지 풀릴 수 있으며, 즉 종판(5406, 5408)에 방사상 힘을 가할 수 있고 척추체(12)의 전방부를 원래 높이로 복원할 수 있다. 이러한 척추체(12)의 풀림은 예를 들면, 시트 물질(5612)의 감긴 방향의 반대 방향으로 축형 부재(5712)가 회전함으로써 수행될 수 있다. 충전 물질은 풀릴 수 있거나 또는 확장될 수 있거나 또는 다른 확장 수단과 조합되어 몸체(5710)의 팽창을 도울 수 있다. 다른 실시예에서, 몸체(5710)는 예를 들면, 물질(5612)의 굳기 또는 강성 때문에 회전 샤프트없이 풀린다. 바늘(5722) 또는 다른 연장부는 루멘(5714)을 통과하여 축형 부재(5714)의 말단(5716)으로 진행하여, 시린지 또는 다른 주입 장치(5720)으로부터 뼈 시멘트 또는 다른 충전 물질을 감긴 몸체(5710) 내부로 주입 또는 전달할 수 있다. 다른 실시예에서, 주입 장치(5720)는 축형 부재(5712)의 노출 말단(5718)과 결합될 수 있다. 상기 주입된 뼈 시멘트 또는 다른 충전 물질(5724)은, 예를 들면 몸체(5710)의 코일을 둘러싸고 바람직하게는 척추체(12)의 증강을 돕기 위해, 축형 부재의 말단(5716)으로부터 다공성 시트 물질(5612)의 구멍들(5614)을 통과하여 흐를 수 있다. 어떤 실시예에서, 충전 물질(5724)의 주입 후에, 축형 부재(5712)가 제거되어, 감긴 몸체(5710) 및 충전 물질(5724)을 척추체(12) 내에 남길 수 있다. 다른 실시예에서, 축형 부재(5712)는 몸체(5710)으로부터 분리되지 않는다. 상기 감긴 몸체(5710)는 상기 축형 부재(5712)에 탈착가능하도록 체결될 수 있다.
도 50A 및 도 50B에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 증강장치(5800)는 축형 부재(5410) 둘레에 감긴 하나 이상의 시트(5812)를 구비하는 감긴 몸체(5810)를 구비할 수 있다. 증강장치들(5400 및 5700)에 관해 전술한 바와 같이, 시트(5812)는 요구되는 크기, 강도, 강성, 굳기, 탄성, 두께, 유연성 또는 다른 특징들을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 시트(5812)는 스테인리스 스틸, 알루미늄, 금속 합금, 예를 들면, 코발트 합금, 니켈 티타늄 합금 또는 다른 합금, 고분자 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 시트(5812)는 인접한 패널들 또는 시트(5812)의 분절(5818)들 사이에 기공(perforation), 힌지 부재 또는 다른 접합부(5816)를 더 구비할 수 있다. 이러한 접합부는 시트(5812)의 감김(붕괴) 및/또는 풀림(팽창)을 용이하게 할 수 있으며, 실질적으로 경질 시트 물질(5812)의 사용을 가능하게 한다.
사용 시에, 축형 부재(5410)는, 예를 들면 축형 부재 둘레의 시트(5812)의 감긴 방향의 반대 방향(5502)으로 회전될 수 있다. 이러한 회전은 시트(5812)의 풀림 또는 팽창을 야기할 수 있으며, 코일들 사이에 공간(5814)을 생성하거나 증가시킬 수 있으며 몸체(5810)의 외부방향 확장(5504)를 야기할 수 있다. 따라서, 상기 감긴 몸체는 제1 크기로 이식될 수 있으며 그 후에 척추체 내에서 제2 크기로 될 수 있다. 접합부(5816)는, 예를 들면 분절(5818)들 사이의 구부림 또는 회동 운동을 하는 시트의 구체적인 위치를 제공한다. 접합부(5816)는 따라서 감긴 몸체(5810)의 지름의 단계적 증가를 위해 제공될 수 있다. 접합부(5816)을 구비함으로써, 실질적으로 경질 재료가 시트(5812)의 분절(5818)에 도입될 수 있으며, 몸체(5810)가 뼈 내부 또는 척추체 내부와 같은 한정된 영역 내부에서 확장됨에 따라 몸체(5810)에 의해 가해지는 외부방향의 방사상 힘이 최적화되는 것을 도울 수 있다.
도 51에 나타난 바와 같이, 척추체 또는 다른 뼈의 증강방법은, 예를 들면 후부 추경접근법을 사용하여, 예를 들면 뿌리들(5902, 5904)을 통해, 다수의 증강장치(5400-1 및 5400-2)를 척추체(12)로 삽입하는 단계를 포함한다. 한 실시예에서, 증강장치(5400-1)는 축형 부재(5410-1) 둘레에 감긴 몸체(5300-1)를 구비하며, 예를 들면 뿌리(5902)에 인접한 척추체(12)의 중앙부(5402)내로 삽입될 수 있다. 예를 들면, 제2 증강장치(5400-2)는 축형 부재(5410-2) 둘레로 감긴 몸체(5300-2) 또는 울 배일 또는 감긴 보빈을 구비할 수 있으며, 또한 예를 들면 반대편 뿌리(904)에 인접한 개구를 통해 중앙부(5402)로 삽입될 수 있다. 장치들(5400-1 및 5400-2) 중 하나 또는 모두는 증강장치(5400, 5700 및/또는 5800)에 관해 전술한 특징들 중 일부 또는 모두, 예를 들면 경질 또는 반-경질 물질, 다공성 시트, 접합부 및/또는 여기에서 설명한 다양한 다른 특징들을 가질 수 있다. 장치들(5400-1 및 5400-2)의 삽입 후, 몸체들(5300-1 및 5300-2) 중 하나 또는 모두는 전술한 바와 같이, 풀리거나 또는 확장되어 척추체(12)의 높이를 증가시킬 수 있다. 장치들(5400-1 및 5400-2)은 그 후 제거될 수 있으며, 또는 장치들(5400-1 및 5400-2) 중 어느 하나 또는 모두의 일부 또는 전체(예, 몸체(5300-1 및 5300-2))가 남겨져서 척추체를 보강할 수 있다. 어떤 실시예에서, 뼈 시멘트 또는 다른 충전 물질이, 척추체 내에 남겨진 감긴 몸체들(5300-1 및 5300-2)과 함께 또는 그것 없이, 공간(5402) 내로 삽입되어, 증강을 촉진할 수 있다. 뼈 시멘트 또는 다른 충전 물질은 선택적으로 또는 추가적으로 임플란트의 누출을 방지하기 위해 척추뼈 내부로의 개구를 막을 목적으로 상기 척추뼈로 삽입될 수 있다.
여기에서 설명되는 장치 및 방법은 척추압박골절 후 척추체의 재배치 및 증강의 관점에서 설명되었으나, 다양한 다른 용도 및 방법들이 고려된다. 예를 들면, 어떤 실시예에서, 확장가능한 장치(5400)는 예를 들면 감긴 시트(5300)을 구비하며, 도 52A 및 B에 나타난 바와 같이, 골절되거나 약한 대퇴근위부와 같은 손상된 뼈 영역을 재배치 및/또는 증강하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 장치(5400)는 예를 들면, 삽입관 또는 다른 유도기를 통해 대퇴골(6000)의 헤드(6002) 내부로 삽입될 수 있다. 삽입된 후, 장치(5400)의 감긴 몸체(5300)는 도 52B에 나타난 바와 같이 부분적으로 풀려 몸체(5300)의 지름을 확장할 수 있으며, 손상된 헤드(6002)를 재배치 및/또는 증강하는 방사상 힘을 제공할 수 있다. 이러한 풀림은, 예를 들면 전술한 바와 같이 축형 부재(5410)의 회전에 의해, 또는 감긴 몸체로부터 제어하는 시스 또는 다른 장치가 제거됨에 의해 수행될 수 있다. 또한, 뼈 시멘트 또는 다른 충전제는 증강을 돕거나, 뼈의 삽입 보어를 막기 위해 사용될 수 있다.
어떤 실시예에서, 여기에서 설명된 임플란트 및 방법들이 척추체를 증강하고 척추전만증을 복원하기 위한 다른 장치 및 방법과 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 증강장치(5400, 5700, 5800)가 알려진 시술, 예를 들면 풍선 척추성형술과 함께 사용될 수 있으며, 상기 풍선 척추성형술은 척추체의 재배치를 개시하고 및/또는 장치(5400, 5700 또는 5800)를 위해 신체 내에 공간을 형성하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 증강장치(5400, 5700, 5800)는 척추체를 재배치하는 것을 돕기 위해 상기 장치(5400, 5700, 5800)의 삽입 전 또는 후에 하나 이상의 척추체와 체결된 외부 고정 장치와 함께 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 축형 부재, 예를 들면 부재(5410 또는 5712)가 사용자에 의해 조작되거나 고정 프레임 또는 다른 장치에 체결되어 척추체의 재배치를 촉진할 수 있다.
다른 실시예에서, 키트는 본 발명에 따른 어셈블리들 및 구성요소들의 다양한 조합을 구비한하다. 키트는, 예를 들면, 본 발명에 따른 삽입관 및 하나 이상의 울 배일, 감긴 몸체, 감긴 보빈를 구비할 수 있다. 하나 이상의 울 배일, 감긴 몸체, 감긴 보빈은 다른 크기, 예를 들면 다른 길이 및/또는 지름(폭)으로 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 키트는 삽입관 및/또는 시스, 하나 이상의 울 배일, 감긴 몸체, 감긴 보빈 및 시린지 또는 시멘트 또는 다른 충전제를 척추체에 삽입하기 위한 다른 장치를 구비할 수 있다. 당업자는 본 발명의 범위 내에서 도구들, 구성요소들 및 어셈블리들의 다양한 다른 조합이 가능하다는 사실을 인식할 수 있다.
다른 실시예에서, 척주(spinal column)에 연관된 불쾌감을 경감하기 위한 다양한 최소 침습성 임플란트 및 방법들은 여기에서 설명한 하나 이상의 특징들을 갖는 증장장치, 예를 들면 울 배일, 감긴 몸체, 감긴 보빈을 구비할 수 있다. 예를 들면, 축형 부재 없이 또는 이를 구비한 감긴 시트는 인접한 척추뼈의 가시돌기(spinous process)들 사이에 이식되어 상기 돌기를 이탈시키고 통증 및 예를 들어 척주관협착증, 척추후관절병증(facet arthropathy) 및 이와 유사한 것에 기인한 다른 문제들을 경감할 수 있다. 예를 들면, 여기에 설명된 증강시스템은 Zucherman et al의 미국공개특허 제2004/018128호 및 미국특허 제6,419,676호에 개시된 확장가능한 척추 극돌기간(interspinous process) 장치 및 방법 대신에 또는 이와 같이 사용될 수 있다.
여기에 설명된 증강 장치/시스템은 대퇴골 및 척추뼈외에 다른 목적으로 사용될 수 있다.
전술한 설명 및 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 대표할 뿐, 첨부되는 청구항들에서 정의되는 본 발명의 범위에 벗어나지 않는 범위에서 다양한 추가, 수정 및 치환이 가능함은 이해되어야 한다. 특히, 본 발명이 그 범위를 벗어나지 않고, 다른 특정한 형태, 구조, 배치, 크기로 다른 구성성분, 물질 및 구성요소와 함께 구체화될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 당업자는 본 발명이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 범위에서, 실제 사용시에 구조, 배치, 크기, 물질 및 구성요소의 다양한 수정과 함께 사용될 수 있음을 인식할 수 있을 것이다. 추가적으로 여기에 설명된 특징들은 단독 또는 다른 특징들과 조합되어 사용될 수 있다. 따라서 개시된 실시예들은 모든 측면에서 제한이 아니라 설명으로 이해되어야 하며, 첨부된 청구항들에 의해 지시되는 본 발명의 범위는 전술한 기재에 제한되지 않는다.
본 발명은 다음의 예시적 도면들에 의해 더 자세히 설명되며 더 잘 이해될 수 있으며, 여기에서 참조 번호들은 구성요소들을 대표한다. 도면들은 단독으로 또는 다른 특징들과 조합하여 사용되는 어떠한 특징을 설명하기 위한 예시일 뿐이며, 본 발명은 나타낸 실시예들로 제한되는 것은 아니다.
도 1은 하나의 척추체 내에 척추압박골절을 갖는 척추의 도면이며;
도 2A 내지 도 2D는 종래의 척추압박골절 치료방법에 관한 도면이며;
도 3A 및 도 3B는 본 발명의 일 실시예에 따른 보빈 및 밴드 장치의 측면도이며;
도 4A 및 도 4B는 본 발명의 일 실시예에 따른 척추체의 최소 침습성 골병 치료 방법 및 장치의 측단면도이며;
도 5A 및 도 5B는 본 발명에 따른 방법 및 장치의 다른 실시예의 측단면도이며;
도 6A 및 도 6B는 본 발명에 따른 방법 및 장치의 다른 실시예의 측단면도이며;
도 7A 및 도 7B는 본 발명의 일 실시예에 따른 밴드 가이드를 도입한 방법 및 장치의 평단면도이며;
도 8은 도 7A 및 도 7B의 장치의 상세 측단면도이며;
도 9는 본 발명에 따른 방법 및 장치의 다른 실시예의 평단면도이며;
도 10은 본 발명에 따른 보빈 및 삽입 장치의 일 실시예의 도면이며;
도 11은 본 발명에 따른 보빈 및 삽입 장치의 다른 실시예의 도면이며;
도 12는 도 11에 나타난 보빈 및 삽입 장치의 단면도이며;
도 13은 도 11의 보빈 및 삽입 장치의 소형 밴드 스풀의 사용을 나타낸 단면도이며;
도 14A 및 도 14B는 도 11에 나타낸 삽입 장치의 하우징(housing)의 단면도이며;
도 15A 및 도 15B는 도 11에 나타낸 삽입 장치의 말단 덮개의 정면도 및 측면도이며;
도 16은 도 11에 나타낸 삽입 장치의 스프로켓(sprocket)의 단면도이며;
도 17A 및 도 17B는 도 11에 나타낸 삽입 장치의 드라이브 샤프트의 단면도이며;
도 18은 도 11에 나타낸 삽입 장치의 캠디스크의 단면도이며;
도 19A는 도 11에 나타낸 삽입 장치의 스풀 홀더의 측면도이며;
도 19B는 도 11에 나타낸 삽입 장치의 스풀 홀더의 단면도이며;
도 20A는 본 발명의 대형 밴드 스풀의 평단면도이며;
도 20B는 본 발명의 대형 밴드 스풀의 사시도이며;
도 21A는 본 발명의 소형 밴드 스풀의 단면도이며;
도 21B는 본 발명의 소형 밴드 스풀의 사시도이며;
도 22A 및 도 22B는 본 발명의 바늘의 일 실시예의 측단면도이며;
도 23A 및 도 23B는 각각 본 발명의 바늘의 일 실시예의 단면도 및 정면도이며;
도 24A 내지 도 24C는 각각 본 발명의 바늘의 일 실시예의 단면도 및 정면도이며;
도 25는 본 발명의 밴드 가이드 도관의 단면도이며;
도 26은 본 발명의 유연성 샤프트의 단면도이며;
도 27A 내지 도 27C는 각각 본 발명의 보빈의 상세 단면도 및 정면도이며;
도 28은 본 발명의 삽입 장치 및 보빈의 다른 실시예로서 3 밴드를 나타내는 평단면도이며;
도 29는 4 접합부를 구비한 유연성 샤프트를 나타내는 본 발명의 장치의 단면도이며;
도 30은 2 접합부를 구비한 유연성 샤프트를 나타내는 본 발명의 장치의 단면 도이며;
도 31A 및 B는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장가능한 골병용 증강 장치의 다른 실시예의 종단면도이며;
도 32는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연성 보빈의 평단면도이며;
도 33A 내지 도 33C는 본 발명의 일 실시예에 따른 보빈의 다른 구성들을 나타내는 도면이며;
도 34A 및 도 34B는 본 발명의 일 실시예에 따른 대퇴 근위부(proximal femur)에서 사용되는 확장가능한 골병용 증강 장치의 단면도이며;
도 35A 및 도 35B는 울 배일(또는 섬유상 집합체/몸체)의 다른 형태들을 나타내는 도면이며;
도 36A 및 도 36B는 울 배일의 확장 전후를 나타내는 도면이며;
도 37은 삽입관 및 삽입 장치와 함께 섬유상 집합체의 삽입을 나타내는 도면이며;
도 38은 척추체 내부로의 삽입 후 확장된 섬유상 집합체를 나타낸 도면이며;
도 39는 척추체 내에서 확장된 섬유상 집합체를 나타낸 도면이며;
도 40은 뼈 시멘트 또는 다른 뼈 충전제 물질로 채워진 척추체를 나타낸 도면이며;
도 41은 확장된 섬유상 집합체와 뼈 시멘트로 채워진 척추체를 나타낸 도면이며;
도 42A 내지 도 42C는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결된 울 배일 또는 섬유 상 집합체를 나타낸 도면이며;
도 43A 내지 도 43D는 형상-기억 합금의 울 배일 또는 섬유상 집합체/몸체의 다른 구성을 나타내는 도면이며;
도 44A 내지 도 44C는 대퇴 근위부와 같은 다른 뼈를 증강하는 본 발명의 울 배일 또는 섬유상 집합체/몸체를 나타내는 도면이며;
도 45A 및 도 45B는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장가능한 증강장치의 감긴 몸체의 사시도이며;
도 46A 및 도 46B는 본 발명의 방법에 따른 척추체 내의 증강장치의 측단면도이며;
도 47은 본 발명의 일 실시예에 따른 확장가능한 증강장치의 사시도이며;
도 48은 본 발명에 따른 증강장치에서 사용하는 다공성 시트의 개략적인 사시도이며;
도 49는 척추체 내에서 사용되는 감긴 다공성 시트를 구비한 증강장치의 일 실시예의 측단면도이며;
도 50A 및 도 50B는 본 발명에 따른 증강장치의 다른 실시예의 사시도이며;
도 51은 본 발명에 따른 장치 및 방법의 다른 실시예의 평단면도이며; 및
도 52A 및 도 52B는 본 발명의 일 실시예에 따른 대퇴 근위부에서 사용되는 확장가능한 골병용 증강장치의 단면도이다.
본 발명은 뼈, 바람직하게는 척추 치료용(충전용, 증강용(augmenting), 및/ 또는 재배치 뼈) 및/또는 척추전만증(spinal lordosis) 치료용 외과용 임플란트에 효과적으로 사용될 수 있다.
Claims (40)
- 소정의 지름 및 제 1 말단과 제2 말단을 구비하며, 뼈 내부로 이식되도록 구성된 보빈; 및폭 또는 높이보다 실질적으로 더 큰 길이를 가지며, 상기 보빈이 뼈 내부에 이식되면 상기 보빈 둘레의 상기 제1 말단과 제2 말단 사이에서 접촉하고, 다수 회 감겨서 상기 보빈의 지름을 증가시키는 밴드;를 구비하며,상기 보빈에 대한 상기 밴드의 감김은 수동으로 또는 기계적 장치로 수행되는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제1항에 있어서,근위 말단 및 원위 말단을 가지며, 상기 원위 말단을 뼈 내부의 원하는 위치에 배치시키기 위해 상기 근위 말단이 환자의 외부에서 사용자에 의해 조작되도록 구성된 가늘고 긴 몸체; 및상기 보빈의 제2 말단과 상기 가늘고 긴 몸체의 원위 말단 사이에 위치하는 접합부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제2항에 있어서,상기 보빈은 실린더형이며, 상기 밴드가 통과하는 구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제2항에 있어서,상기 가늘고 긴 몸체는 보빈이 뼈 내부에 이식되면 상기 보빈을 회전시키는 드라이브 라인 어셈블리의 적어도 한 부분을 구비하며, 상기 가늘고 긴 몸체는 회전하도록 구성되며, 상기 접합부는 상기 가늘고 긴 몸체로부터 회전을 전달하여 상기 보빈을 회전시키도록 구성되고,상기 가늘고 긴 몸체가 상기 보빈으로부터 분리가능하도록 상기 접합부는 탈착가능한 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 밴드가 상기 보빈 둘레에 감기면 상기 보빈의 제1 말단과 제2 말단 사이에서 상기 밴드의 위치를 제어하도록 구성되는 가이드 메카니즘을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 보빈에 탈착가능하게 부착되어 회전되도록 구성되며, 근위 말단과 원위 말단을 가지며, 상기 근위 말단은 사용시 환자로부터 연장하도록 구성되어 뼈의 요구되는 위치에 상기 원위 말단을 배치시키도록 사용자에 의해 조작되며, 상기 원위 말단은 상기 보빈에 탈착가능하게 연결되며, 상기 보빈이 상기 뼈에 위치될 때 상기 보빈을 회전시키기 위해 회전 가능한 드라이브 라인 어셈블리; 및상기 밴드가 상기 보빈 둘레에 감길 때, 상기 제1 말단과 상기 제2 말단 사이에서 상기 밴드의 위치를 제어하기 위해 상기 보빈에 대해 이동 가능한 가이드를 구비하는 가이드 메카니즘을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제6항에 있어서,상기 드라이브 라인 어셈블리는 회전가능한 샤프트를 구비하며, 상기 가이드 메카니즘은 상기 회전가능한 샤프트와 동축인 가늘고 긴 튜브를 구비하고, 상기 가늘고 긴 튜브는 상기 보빈에 대하여 축방향으로 운동가능하며 상기 밴드가 상기 보빈의 제1 말단과 제2 말단 사이에 위치하도록 상기 밴드와 접촉하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제7항에 있어서,상기 가늘고 긴 튜브와 연결되어 있으며 상기 밴드를 위한 가이드 구멍을 구비하는 손잡이를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제7항에 있어서,상기 보빈은 상기 밴드를 가이드하는 것을 돕는 스레드들을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제6항에 있어서,상기 드라이브 라인 어셈블리는 근위 말단 및 원위 말단을 구비한 회전가능한 샤프트를 구비하며, 상기 샤프트의 원위 말단은 탈착가능하며 상기 보빈의 제1 말단에 회전가능하도록 연결되고, 상기 샤프트는 상기 보빈에 토크를 전달하며,상기 가이드 메카니즘은 상기 밴드가 통과하여 이동하는 근위 말단 및 원위 말단을 구비하는 가이드 튜브를 구비할 수 있으며, 상기 가이드 튜브는 상기 샤프트에 대해 축방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제10항에 있어서,상기 회전가능한 샤프트 및 가이드 튜브는 바늘 내부에 위치되며, 상기 회전가능한 샤프트는 상기 바늘에 대하여 축방향으로 고정되고 상기 가이드 튜브는 바늘에 대하여 축방향으로 이동하며,상기 바늘의 일부는 상기 보빈에 인접하여 그 측면을 따라 위치되는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제10항에 있어서,상기 드라이브 라인 어셈블리의 회전운동을 축 운동으로 전환하는 드라이브 트레인을 더 구비하며, 상기 드라이브 트레인은 상기 가이드 튜브가 축방향으로 이동되도록 상기 드라이브 라인 어셈블리 및 상기 가이드 튜브에 연결가능한 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제12항에 있어서,상기 드라이브 트레인은 상기 회전가능한 드라이브 트레인에 연결가능한 기어, 회전가능한 캠디스크 및 축방향으로 운동가능하나 회전불가능한 팔로워를 구비하며, 상기 캠디스크는 그 외면을 따라 홈을 구비하고, 상기 팔로워는 돌출부를 구비하며, 상기 돌출부는 상기 홈 내부로 확장되는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제14항에 있어서,상기 팔로워는 스풀 홀더이며, 상기 돌출부는 구멍을 통해 상기 스풀 홀더 내에 삽입가능한 다웰핀인 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 밴드는 다른 물질들로 코팅되거나 다른 물질들과 매트릭스의 일부를 형성할 수 있으며, 상기 다른 물질은 뼈-유도성 물질, 뼈-전도성 물질, 항생제, 트리칼슘 포스페이트, 뼈 형태형성 단백질을 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 밴드는 방사선비투과성이며, 적어도 100N의 내인장력을 가지며, 상기 밴드는 상기 보빈의 외부 지름을 따르지 않고 상기 뼈의 조직을 따라 활주하는 것 을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 밴드는 상기 보빈과 그 주변 조직을 함께 웰딩할 수 있도록 봉합 물질, 금속, 뼈 물질로 코팅된 금속, 고분자 표면을 갖는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 뼈 치료 시스템.
- 제1 말단 및 제2 말단을 구비하며, 세로 축을 따라 길이를 가지고, 뼈 내부로 이식되도록 구성된 가늘고 긴 몸체;밴드를 구비하며, 상기 밴드가 상기 제1 말단과 제2 말단 사이에서 상기 가늘고 긴 몸체 둘레에 다수 회 감겨서 상기 몸체 및 밴드 어셈블리의 지름을 증가시키도록 구성되며, 상기 몸체에 탈착가능하도록 연결되는, 뼈 내부로 상기 가늘고 긴 몸체를 삽입하기 위한 삽입장치;를 구비하며,상기 삽입 장치는 뼈 영역 내부에 이식된 가늘고 긴 몸체 및 밴드 어셈블리의 지름을 증가시키기 위해, 상기 가늘고 긴 몸체에 회전력을 적용시켜 상기 가늘고 긴 몸체를 그 세로 축에 대해 회전시켜서 상기 밴드가 상기 가늘고 긴 몸체 둘레에 감기도록 하는 드라이브 라인 어셈블리를 구비하는 것을 특징으로 하는 최소 침습성 뼈 치료시스템.
- 제18항에 있어서,상기 가늘고 긴 몸체에 대해 축방향으로 운동가능한 축 가이드 메카니즘을 더 구비하며, 상기 축 가이드 메카니즘은 연합하여 상기 가늘고 긴 몸체가 회전하는 동안 가늘고 긴 몸체의 길이를 따라 밴드의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 최소 침습성 뼈 치료 시스템.
- 제19항에 있어서,상기 드라이브 라인 어셈블리는 상기 가늘고 긴 몸체에 연결된 봉을 구비하며, 상기 봉은 회전가능하여 상기 가늘고 긴 몸체를 차례로 회전시키고,상기 가이드 메카니즘은 상기 밴드가 상기 가늘고 긴 몸체의 길이를 따라 재배치되도록 외부 삽입관을 구비하며;상기 가늘고 긴 몸체의 연속적인 회전은 상기 가늘고 긴 몸체의 둘레에 밴드가 감기도록 하여 상기 가늘고 긴 몸체 및 밴드 어셈블리의 지름을 증가시키는 것을 특징으로 하는 최소 침습성 뼈 치료 시스템.
- 제19항에 있어서,상기 드라이브 라인 어셈블리는 드라이브 메카니즘, 드라이브 샤프트 및 상기 가늘고 긴 몸체에 직렬적으로 연결된 유연성 샤프트를 구비하며;상기 가이드 메카니즘은 밴드 가이드 도관, 스풀 홀더 및 회전가능한 캠디스크를 구비하고;상기 캠디스크 및 스풀 홀더는 상기 캠디스크의 회전력을 상기 밴드 가이드 도관에 적용되는 왕복력으로 전환시켜, 상기 밴드 가이드 도관이 상기 가늘고 긴 몸체에 대하여 전후 방향으로 운동하도록 하며; 및상기 밴드 가이드 도관은 근위 및 원위 개구을 구비한 내부 이동 통로를 구비하여, 상기 밴드가 상기 밴드 가이드 도관의 내부 이동 통로 내에 위치하며 그를 따라 이동하여 상기 원위 개구로 방출되어 상기 몸체의 둘레를 감는 것을 특징으로 하는 최소 침습성 뼈 치료 시스템.
- 제21항에 있어서,상기 삽입장치는, 상기 캠디스크를 상기 드라이브 샤프트와 다른 속도로 회전시키기 위해 상기 드라이브 라인 어셈블리의 드라이브 샤프트를 상기 가이드 메카니즘의 캠디스크와 연결시키는 드라이브 트레인을 더 구비하고,상기 드라이브 트레인은 드라이브 기어, 스프로켓 및 다른 기어를 구비하는 것을 특징으로 하는 최소 침습성 뼈 치료 시스템.
- 제1 말단 및 제2 말단을 구비하며, 세로 축을 따라 길이를 가지고, 뼈 내부로 이식되도록 구성된 가늘고 긴 몸체;밴드를 구비하며, 상기 밴드가 상기 제1 말단과 제2 말단 사이에서 상기 가늘고 긴 몸체 둘레에 다수 회 감겨서 상기 몸체 및 밴드 어셈블리의 지름을 증가시키도록 구성되며, 상기 몸체에 탈착가능하도록 연결되는, 뼈 내부로 상기 가늘고 긴 몸체를 삽입하기 위한 삽입장치;를 구비하며,상기 삽입 장치는,뼈 영역 내부에 이식된 상기 가늘고 긴 몸체 및 밴드 어셈블리의 지름을 증가시키기 위해 상기 가늘고 긴 몸체에 회전력을 적용하여 상기 가늘고 긴 몸체를 그 세로축에 대해 회전시켜서 상기 밴드가 상기 가늘고 긴 몸체 둘레에 감기도록 하며, 드라이브 메카니즘, 드라이브 샤프트 및 상기 가늘고 긴 몸체의 제1 말단에 직렬적으로 연결된 유연성 샤프트를 구비하는 드라이브 라인 어셈블리;상기 가늘고 긴 몸체에 대해 축방향으로 이동가능하며, 가늘고 긴 몸체에 연결되어 상기 가늘고 긴 몸체가 회전하는 동안 가늘고 긴 몸체의 길이를 따라 밴드의 위치를 제어하고, 밴드 가이드 도관, 스풀 홀더 및 회전가능한 캠디스크를 구비하며, 상기 캠디스크는 그 외면을 따라 홈을 구비하고, 상기 스풀 홀더는 돌출부를 구비하며, 상기 돌출부는 상기 캠디스크의 상기 홈 내부로 확장되는 축 가이드 메카니즘; 및상기 캠디스크를 상기 드라이브 샤프트와 다른 속도로 회전시키기 위해 상기 드라이브 라인 어셈블리의 드라이브 샤프트를 상기 가이드 메카니즘의 캠디스크와 연결시키며, 드라이브 기어, 스프로켓 및 다른 기어를 구비하는 드라이브 트레인을 구비하고,상기 캠디스크 및 스풀 홀더는 상기 캠디스크의 회전력을 상기 밴드 가이드 도관에 적용되는 왕복력으로 전환시켜, 상기 밴드 가이드 도관이 상기 가늘고 긴 몸체에 대하여 전후 방향으로 이동하도록 하고,상기 밴드 가이드 도관은 근위 및 원위 개구을 구비한 내부 이동 통로를 구 비하고, 상기 밴드가 상기 밴드 가이드 도관의 내부 이동 통로 내에 위치하며 그를 따라 이동하여 원위 개구로 방출되어 상기 몸체의 둘레를 감으며,상기 유연성 샤프트 및 밴드 가이드 도관은 바늘 내에 위치하며, 상기 유연성 샤프트는 상기 바늘에 대하여 축방향으로 고정되고 상기 밴드 가이드 도관은 상기 바늘에 대하여 축방향으로 이동하고,상기 바늘의 일부분이 상기 보빈에 인접하여 그 측면을 따라 위치하며,상기 가늘고 긴 몸체의 연속적 회전은 상기 가늘고 긴 몸체 둘레에 밴드가 감기도록 하여 상기 가늘고 긴 몸체의 지름 및 밴드 어셈블리의 지름을 증가시키는 것을 특징으로 하는 최소 침습성 뼈 치료 시스템.
- 삽입관을 통해 뼈 영역 내부로 삽입되는 크기를 갖도록 구성되는 섬유상 집합체를 구비하며, 상기 섬유상 집합체는 삽입관을 통한 삽입을 위해 제1 크기 및 뼈 내부로 삽입된 후에는 제2 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 최소 침습성 골병 치료용 장치.
- 제24항에 있어서,상기 섬유상 집합체는 형상 기억 합금, 티타늄, 스테인리스 스틸, 금속 합금, 재흡수 가능한 고분자, 재흡수 불가능한 고분자, 세라믹 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 최소 침습성 골병 치료용 장치.
- 제25항에 있어서,상기 형상 기억 합금은 니티놀을 포함하는 것을 특징으로 하는 최소 침습성 골병 치료용 장치.
- 제24항에 있어서,복수의 상기 섬유상 집합체가 서로 연결되고, 상기 복수의 집합체가 뼈에 이식되기 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 최소 침습성 골병 치료용 장치.
- 제24항에 있어서,상기 섬유상 집합체는 서로 얽히거나 맞물린, 연속적인 또는 분절된 스레드, 와이어, 스트랜드, 섬유를 구비하며, 상기 섬유상 집합체는 생체적합성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 최소 침습성 골병 치료용 장치.
- 다수회 감긴 시트를 구비하고 뼈 내부로 이식되도록 제1 지름을 갖는 몸체를 구비하며,상기 몸체는 상기 몸체가 뼈 내로 이식되면 상기 시트가 풀려 제2 지름으로 확장되도록 구성되고,상기 뼈 내부로의 상기 몸체의 삽입은 시스 또는 삽입관을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 뼈 치료용 시스템.
- 제29항에 있어서,상기 시트는 스테인리스 스틸, 니켈 티타늄 합금, 코발트 합금, 다른 금속 합금, 고분자, 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료용 시스템.
- 제29항에 있어서,제1 말단 및 제2 말단을 구비하며 실질적으로 실린더형인 축형 부재를 더 구비하며,상기 몸체는 상기 축형 부재의 둘레에 감기며,상기 축형 부재는 충전 물질이 뼈 내부로 삽입되는 루멘을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료용 시스템.
- 제29항에 있어서,상기 시트는 복수의 구멍을 구비하며, 상기 구멍은 상기 충전 물질이 상기 몸체를 통과하는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 뼈 치료용 시스템.
- 제29항에 있어서,상기 감긴 시트를 부분적으로 풀리게 함으로써 상기 몸체를 확장시키기 위해, 상기 축형 부재는 상기 몸체의 감긴 방향과 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료용 시스템.
- 몸체의 지름을 증가시키기 위해 상기 몸체 둘레에 다수 회 감기도록 구성된 밴드를 수용하도록 형성된 상기 몸체를 뼈 내부로 삽입하는 단계;상기 몸체 둘레에 감긴 밴드가 상기 장치의 지름을 증가시키도록 하는 단계; 및상기 뼈 내부에서 이식된 상기 몸체를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료방법.
- 제34항에 있어서,상기 밴드가 감기도록 하는 방법은,상기 몸체를 세로축에 대해 회전시키는 단계;상기 몸체에 대해 축방향으로 이동가능한 가이드를 사용하여 상기 몸체의 길이를 따라 그 위에 상기 밴드를 위치시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료방법.
- 가늘고 긴 몸체 둘레에 다수 회 감겨서 장치의 지름을 증가시키도록 구성된 밴드를 수용하도록 형성된 상기 가늘고 긴 몸체를 구비하는 장치를 적어도 두 개의 뼈 단편들 사이에 배치시키는 단계;상기 장치의 지름을 증가시키고 상기 적어도 두 개의 뼈 단편들에 힘을 가하기 위해 상기 가늘고 긴 몸체 둘레에 상기 밴드를 감는 단계;한 뼈 단편에 대해 다른 한 뼈 단편을 이동시키기 위해 상기 힘을 가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 이탈방법.
- 제36항에 있어서,상기 적어도 두 개의 뼈 단편들은 인접한 척추뼈의 가시돌기인 것을 특징으로 하는 뼈 이탈방법.
- 제36항에 있어서,상기 적어도 두 개의 뼈 단편들은 척추체의 상부 종판 및 하부 종판을 포함하며, 상기 배치는 상기 가늘고 긴 몸체를 상기 종판들 사이에서 상기 척추체 내부로 삽입하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 이탈방법.
- 제38항에 있어서,상기 척추체 내의 상기 감긴 밴드를 구비하는 상기 장치의 일부분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 이탈방법.
- 뼈 내부로 삽입되기 위해 형성되며 제1 크기/사이즈를 갖는 섬유들의 집합체를 뼈 내부로 삽입하는 단계;상기 집합체로 상기 뼈를 확장시키는 단계; 및상기 뼈의 요구되는 위치를 유지하기 위해 상기 뼈 내부로 이식된 상기 장치 를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 치료방법.
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