用脊柱稳定元件的布置来控制脊柱运动节的外科器械和技术

摘要

细长连接元件(10)包括主体，具有异向各性的横断面形状，所述横断面形状限定了对于第一弯曲轴(15)的第一转动惯量和对于第二弯曲轴(16)的第二转动惯量，第二弯曲轴横向于第一弯曲轴(15)。连接元件(10)沿一个或多个脊柱运动节被放置，并且用第一和第二弯曲轴(15，16)，以相对于脊柱运动节的期望方向，被接合到具有固定器(100)的椎骨。

说明书

背景

多年来已经使用了多种设备和方法用于稳定骨结构。例如，一种类型的 稳定技术使用一个或多个细长棒，所述细长棒在骨结构的组件之间延伸且被 固定到骨结构上，以使组件相对于彼此稳定。该骨结构的组件被暴露且一个 或多个骨接合紧固件被放置在每个元件中。该细长棒随后被固定到骨接合接 合紧固件，以达到稳定骨结构组件的目的。

有关上面所描述稳定结构的一个问题是在所有脊柱运动节的运动平面 上，稳定结构可以提供相同的稳定效果。而且，围绕在外科手术位置的皮肤 和组织必须切掉、移除、和/或重新放置，以使外科手术医生可以进入到稳 定设备将要被安放的位置。这种组织的再放置引起外伤、损伤、以及对组织 留下疤痕。还有风险：该组织将被感染以及在外科手术之后需要长时间的恢 复时间，以使该组织治愈。仍然需要进一步提高器械和方法，以稳定脊柱的 一个或多个运动节节。

发明简述

细长连接元件包括主体，其具有各向异性横断面形状，所述形状限定了 对于第一弯曲轴的第一转动惯量和对于横向于第一弯曲轴的第二弯曲轴的 第二转动惯量。连接元件沿一个或多个脊柱运动节被放置且以相对于脊柱运 动节的期望的方向用具有第一和第二弯曲轴的固定器接合到椎骨。

依据一方面，用于脊柱稳定的系统包括第一固定器，其用骨接合部分可 接合于第一椎体，用于沿第一接合轴接合第一椎体，和第二固定器，其用骨 接合部分可接合于第二椎体，用于沿第二接合轴接合第二椎体。连接元件包 括细长体，所述细长体在相对的第一端和第二端之间延伸，并且可位于第一 和第二固定器之间且可接合到第一和第二固定器中的每一个。细长体包括各 向异性横断面形状，其限定了第一弯曲轴和横向于第一弯曲轴的第二弯曲 轴。该主体包括对于第一弯曲轴的第一转动惯量和对于第二弯曲轴的第二转 动惯量，所述第二转动惯量区别于第一转动惯量。第一和第二弯曲轴中所选 择的一个以第一和第二接合轴的方向排列，并且结合元件以排列的方向被接 合到第一和第二固定器。

依据另一方面，用于脊柱稳定的系统包括第一固定器，所述第一固定器 可以骨接合部分接合到第一椎体，用于沿着第一接合轴接合第一椎体，和第 二固定器，所述第二固定器可以骨接合部分接合到第二椎体，用于沿着第二 结合轴结合第二椎体。该系统包括第一固定器伸展，其包括可释放地接合到 第一固定器的远端和细长体，所述细长体近似地从远端向近端延伸。该系统 还包括第二固定器伸展，其包括可释放地接合到第二固定器的远端和细长 体，所述细长体近似地从远端向近端延伸。该系统进一步包括插入物器械和 可释放地接合到插入物器械的连接元件。该连接元件包括细长体，其位于每 个第一和第二固定器之间且接合到第一和第二固定器的每一个。连接元件的 细长体包括各向异性横断面形状，其限定了第一弯曲轴和横向于第一弯曲轴 的第二弯曲轴。连接元件的主体包括对于第一弯曲轴的第一转动惯量和对于 第二弯曲轴的第二转动惯量，所述第二转动惯量不同于第一转动惯量。插入 物器械可以第一和第二弯曲轴中选择的一个以相对于第一和第二固定器的 第一和第二结合轴的预定的方向与连接元件接合。该插入物器械可操作地移 动连接元件，而保持从距离第一和第二固定器远的位置到邻近第二和第二固 定器的位置的预定方向，用于以预定的方向将连接元件接合到第一和第二固 定器。

根据又一方面，用于稳定至少一个脊柱运动节的方法包括：将第一固定 器接合到第一椎体；将第二固定器接合到第二椎体；提供连接元件，其中连 接元件包括细长体，其具有各向异性横断面形状，所述各向异性横断面形状 限定对于第一弯曲轴的第一转动惯量和对于横向于第一弯曲轴的第二弯曲 轴第二转动惯量。选择相对于第一和第二椎体的第一和第二弯曲轴的方向； 以所选择的方向将连接元件放置在第一和第二固定器之间；以及用位于该方 向的连接元件将连接元件接合到第一和第二固定器。

在另一方面，沿脊柱放置的连接元件包括细长体，其沿着纵轴在第一端 和相对的第二端之间延伸。该体包括至少一个稳定部分，其沿纵轴延伸，所 述纵轴具有垂直于纵轴的各向异性的横断面。该细长体还包括沿纵轴的至少 一个连接部分，所述连接部分具有垂直于纵轴的圆形横断面。该连接部分具 有将可接合的脊柱固定器接合到脊柱的大小的长度并且该稳定部分具有沿 至少一个椎骨延伸的大小的长度。

仍在另一方面，沿脊柱放置的连接元件包括细长体，所述细长体沿纵轴 在第一端和对立的第二端之间延伸。该体具有在脊柱的至少两个椎骨之间延 伸的大小的长度，并且包括取自垂直于纵轴的平面中的圆形横断面。该体进 一步包括至少部分沿该体长度延伸的内腔，所述内腔具有垂直于纵轴的非圆 形横断面。该体包括沿横断面的对于第一弯曲轴的第一转动惯量和沿垂直于 第一弯曲轴的横断面的对于第二弯曲轴的第二转动惯量。

本发明的相关的特征、方面、实施方式、目标和优点将在下面的描述中 清晰。

附图说明

图1A，1B和1C是简图，显示用固定器将连接元件沿脊柱固定的多种附 件排列。

图1D和1E分别为在第一和第二植入方向上连接元件的一个实施方式的 透视图。

图2A和2B分别为在第一和第二植入方向上连接元件的又一个实施方 式的透视图。

图3A和3B分别为在第一和第二植入方向上连接元件的再一个实施方 式的透视图。

图4A和4B分别为在第一和第二植入方向上连接元件的另一个实施方 式的透视图。

图5A和5B分别为在第一植入方向上连接元件的附加实施方式的透视 图。

图6A和6B分别为在第一和第二植入方向上连接元件的又一个实施方 式的透视图。

图7A和7B分别为在第一和第二植入方向上连接元件的又一个实施方 式的透视图。

图8A和8B分别为在第一和第二植入方向上连接元件的又一个实施方 式的透视图。

图9是另一实施方式连接元件的透视图。

图10是另一实施方式连接元件的透视图。

图11A是另一实施方式连接元件的透视图。

图11B-11G为用于连接元件的多种实施方式的横面图。

图12显示系统的一个实施方式，用于以最小的侵入外科手术操作沿脊 柱按预定的方向放置连接元件。

图13显示系统的另一个实施方式，用于以最小的侵入外科手术操作沿 脊柱按预定的方向放置连接元件。

图14显示系统的又一个实施方式，用于以最小的侵入外科手术操作沿 脊柱按预定的方向放置连接元件。

图15是以箭头15-15的方向观看的图14系统的视图。

具体实施方式

为了促进理解本发明原理的目的，现在将参考在附图中说明的实施方 式，特定的语言将被用于说明同一事物。然而，可以理解的是，发明的范围 不意欲因此受限制。所述的器件的任何变化和进一步的改良，和此处所述的 发明原理的进一步应用，正如对通常本发明所述技术领域的普通技术人员而 言那样，是可以想到的。

用沿所有的或大部分连接元件体的长度延伸的各向异性横断面提供了 用固定器连接的连接元件，所述固定器接合到一个或多个椎体。各向异性横 断面可以在第一方向比第二方向提供更大的抗弯性。当该连接元件沿一个或 多个脊柱运动节被固定时，该连接元件可以包括沿横断面的对于第一弯曲轴 的转动惯量，所述横断面以相对于椎体的第一方向延伸。当该连接元件沿一 个或多个脊柱运动节被固定时，该连接元件还可以包括沿横断面的对于第二 弯曲轴的第二转动惯量，所述横断面以相对于椎体的第二方向延伸。转动惯 量彼此之间不同，以提供对于脊柱运动节的运动的不同平面的、具备不同硬 性特性的连接元件的主体。相同于或不同于第一和第二转动惯量的对于在 其他弯曲轴附近的其它转动惯量也被考虑。

在一个实施例中，连接元件可以沿脊柱放置，以使第一弯曲轴被定向， 以抵抗脊柱的一个或多个运动节的侧向弯曲，而第二弯曲轴被定位以抵抗脊 柱的一个或多个运动节的伸展和屈曲。在另一个实施例中，连接元件可以沿 脊柱放置，以使第一弯曲轴被定向于抵抗脊柱的一个或多个运动节的伸展和 屈曲的方向，而第二弯曲轴被放置，以抵抗脊柱的一个或多个运动节节的侧 向弯曲。相对于脊柱运动节的运动平面或节节段的弯曲轴的其他方向也被 考虑。

连接元件可以用一个系统以最小侵入外科手术操作被定位于患者体内， 该系统经皮地引导该连接元件沿到一个或多个固定器的最小侵入插入路径， 以第一和第二弯曲轴处于相对于脊柱运动节的预定方向进入到患者体内。连 接元件以它被掺入时的预定的方向被保持，且随后以预定方向被固定在与脊 柱运动节的接合中，用固定器接合到脊柱运动节。另外的实施方式考虑了该 连接器被插入到患者体内且其后被排列以提供相对于脊柱运动节的弯曲轴 的预定方向。

如图1A中所示，细长连接元件10可以用一个或多个固定器100固定到 椎体V1，所述连接元件沿一个或多个脊柱运动节节延伸。连接元件10被理 解为本文所讨论的任意连接元件实施方式，且具有包括第一弯曲轴15的各 向异性横断面，所述第一弯曲轴15限定对于其的第一转动惯量。连接元件 10的横断面还包括横向于第一弯曲轴15的第二弯曲轴16，所述第一弯曲轴 限定不同于第一转动惯量的对于其的第二转动惯量。

固定器100包括接受器104，用于接受其中的连接元件10，和骨接合部 分106，用于接合椎体V1。骨接合部分106可以是罗纹螺丝钉样的元件， 所述罗纹螺丝钉样的元件延伸进入到椎体V1的骨结构中并且接合椎体V1的 骨结构。其他实施方式考虑到固定器100可以包括以钩子、U形钉、螺钉、 缆索、或其他适合的骨接合装置形式的骨接合部分。接受器106可以包括一 对臂，所述臂限定了其间的通道，用于接受连接元件。该臂可以是如显示 般顶部装载且内部和/或外部为罗纹，以接合一组螺丝钉或其它接合元件。 其他实施方式考虑接受器，所述接受器是侧面装载、底部装载、端部装载、 夹具元件或任何其它适合的安排，以沿脊柱固定连接元件10。

在图1A中，固定器100包括接合轴109，所述接合轴109通常以后部P 到前部A的方向朝椎体V1延伸。骨接合部分106以接合轴109的方向延伸， 以接合椎体V1。显示骨接合部分106穿过椎体V1的根接合。当连接元件10 位于接受器104内时，第一弯曲轴15以与接合轴109相同的大致方向朝椎 体V1延伸。第二弯曲轴16横向于第一弯曲轴15，且切向于或沿着椎体V1 的根的方向延伸。

在图1B中，连接元件10用固定器100沿椎体V1侧向接合，固定器 100具有接合轴109，所述接合轴以中间侧向的方向延伸进入到椎体V1内。 第一弯曲轴15沿接合轴109延伸，且第二弯曲轴16沿它的侧面切向地延伸 到椎体V1。在图1C中，连接元件10沿椎体V1用固定器100被接合在前面， 固定器100具有接合轴109，所述接合轴109以前-后方向延伸进入到椎体 V1中。第一弯曲轴15沿接合轴109延伸，且第二弯曲轴16沿它的前面切 线地延伸到椎体V1。其它的实施方式考虑结合元件10可以沿椎体的斜面被 接合或被接合到椎体的后面元件。

图1D示出以连接元件20a形式存在的连接元件10的一个实施方式，用 于以一个或多个固定器100沿一个或多个脊柱运动节接合。连接元件20a具 有由非圆形外周提供的各向异性横断面。连接元件20a包括细长体21a，其 沿纵轴29a在第一端22a和相对的第二端24a之间延伸。该体21a还可以限 定中央空腔23a，中央空腔23a纵向穿过主体21a延伸且在具有坚固的均匀 体的端部22a、24a开口，所述坚固的均匀体在中央空腔周围延伸。不包括 中央空腔或其它通道或路径的、具有坚固的、均匀体的其它实施方式也被考 虑。主体21a包括横向于纵轴29a的横断面，其包括第一弯曲轴25a，所述 第一弯曲轴25a延伸穿过纵轴29a且横向于主体21a的长度。主体21a还包 括第二弯曲轴26a，其延伸穿过纵轴29a，横向至体21a的长度并且垂直于 第一弯曲轴25a。主体21a的横断面包括椭圆形状，所述椭圆形形状的细长 部分沿第一弯曲轴25a延伸。这比第二弯曲轴26a提供了更大的转动惯量和 由此的更大的抗弯性，第二弯曲轴26a在椭圆形的较短侧之间延伸。椭圆形 的横断面可以完全沿连接元件20a的全长在第一和第二端22a和24a之间进 行运送。

连接元件20a可以由固定器接合到具有第一弯曲轴25a的椎体，弯曲轴 25a沿着或以固定器的接合轴大体相同的方向延伸。这提供了在包括弯曲轴 25a的运动平面中脊柱运动节的抗弯曲性。例如，如果连接元件20a在图1A 中示出的连接元件10的位置中被固定到脊柱运动节，则包括第一弯曲轴25a 的运动平面包括脊柱运动节的延伸和屈曲，且包括第二弯曲轴26a的运动平 面包括脊柱运动节的侧向弯曲。因为连接元件20a在弯曲轴26a的方向上比 在弯曲轴25a的方向上具有更小的惯性矩，所以连接元件20a可以允许脊柱 节在侧向弯曲比在脊柱延伸屈曲中有更多的脊柱节运动。

在另一实施方式中，在图1E中示出的连接元件20b包括沿纵轴29b延 伸的主体21b。主体21b包括椭圆形横断面样的连接元件20a，但是其被定 向，以使第二弯曲轴26b沿着或以接合轴109的大体方向延伸。第一弯曲轴 25b被定向，以切向于脊柱运动节椎体或沿着脊柱运动节椎体延伸，其中连 接元件20b被结合到所述脊柱运动节椎体。因此，如果连接元件20b在图 1A中示出的连接元件10的位置中沿着脊柱被后面接合，第二弯曲轴26b将 以接合轴109的大致方向延伸。接合轴25b将沿椎体V1延伸，且关于脊柱 运动节的延伸和屈曲，与对于结合轴26b所提供的相比，提供更大的抗侧向 弯曲性。

图2A和2B分别示出在第一和第二植入方向上连接元件的另一个实施方 式。连接元件30a包括具有六边形横断面的主体31a，所述主体31a沿纵轴 39a在第一端32a和相对的第二端34a之间延伸。主体31a包括第一弯曲 轴35a，其延伸穿过纵轴39a且相对于六角形的顶点，和第二弯曲轴36a，其 延伸穿过纵轴39a且相对于六角形的平面表面37a。第一和第二轴35a，36a 相对于彼此垂直定向。因为更大的转动惯量对于第一弯曲轴35a被限定，所 以更大抗弯曲度由相对于具有包括弯曲轴35a的运动平面，而非由包括弯曲 轴36a的运动平面提供。连接元件30a被固定到脊柱运动节，同时第一弯曲 轴35a沿着或以接合轴109的大体方向延伸。

在图2B中，相似形状的连接元件30b包括主体31b，其具有沿纵轴39b 在第一端32b和第二端34b之间延伸的六角形横断面。当被固定到脊柱运动 节上时，主体31b被定向，以使第二弯曲轴36b延伸穿过纵轴39b，并且相 对的平面37b以固定器的接合轴109的方向被定向到椎体中。延伸穿过纵轴 39b并且相对于横断面的顶点的第一弯曲轴35b以切向于脊柱运动节或沿着 脊柱运动节的方向被定向，并且在这个方向比在弯曲轴36b延伸方向的方向 对脊柱运动提供更大的抗力。

图3A和3B分别示出在第一和第二方向中连接元件的另一个实施方式。 连接元件40a包括主体41a，所述主体41a具有I-柱形横断面，所述I-柱 形横断面在第一端42a和相对的第二端44a之间延伸。主体41a包括第一弯 曲轴45a，所述第一弯曲轴45a沿主体41b的连接板47a延伸且穿过相对的 边缘48a、49a。第二弯曲轴46a横向于连接板47a延伸且大体上平行于凸 缘48a、49a。第一和第二轴45a、46a相对于彼此垂直定向。因为更高的高 度和更大的凸缘面积，所以对于第一弯曲轴45a的更大的转动惯量被限定， 因此，相对于包括弯曲轴45a的运动平面比包括弯曲轴46a的运动平面提供 更大的抗弯曲力。在第一弯曲轴45a被结合到脊柱运动节上时，其可以结合 轴109的方向延伸，且第二弯曲轴46a以切向于或沿着脊柱运动节的椎体的 方向延伸。

在图3b中，连接体40b包括主体41b，主体41b具有I-柱形横断面样 的连接元件40a，但是主体41b被定向，以使平行于凸缘延伸的第二弯曲轴 46b被接合到脊柱运动节时，以沿着结合轴109的方向被定向。沿连接板延 伸的第一弯曲轴45b沿着或切向于脊柱运动节的椎体被定向，且在包括弯曲 轴45b的运动平面中比在沿着弯曲轴46b朝脊柱运动节延伸的平面中提供更 大的脊柱运动节弯曲抵抗力。

图4A示出连接元件50a的另一个实施方式。连接元件50a包括主体51a， 所述主体51a具有菱形横断面，所述菱形横断面沿着纵轴59a在第一端52a 和相对的第二端54a之间延伸。主体51a包括第一弯曲轴55a，其延伸穿过 对面菱形顶点和纵轴59a，和第二弯曲轴56a，其延伸穿过菱形的另一个对 面顶点和纵轴59a。第一和第二弯曲轴55a和56a相对于彼此垂直定向。当 被植入时，第一弯曲轴55a朝脊柱运动节延伸到连接元件50a被连接的地方， 且第二弯曲轴56a沿着脊柱运动节延伸。因为对于第一弯曲轴55a和第二弯 曲轴56a的相同的转动惯量被限定，因此相对于包括弯曲轴55a的运动平面 和包括弯曲轴56a的运动平面提供相同的抗弯曲力。但是，在顶点之间延伸 的平侧面57a在运动平面中提供更小的抗弯曲力，所述运动平面包括延伸穿 过平侧面57a的弯曲轴。因此，连接元件50a提供了主体51a，其在运动平 面中硬度较低，所述运动平面倾斜地指向包括弯曲轴55a、56a的运动平面。 在图4B中，连接元件50b包括具有正方形横断面的主体51b，该横断面相 似于图4A中的菱形横断面，但其围绕纵轴59b相对于图4A的方向旋转90 度。第一弯曲轴55b和第二弯曲轴56b相对于彼此垂直定向且延伸穿过纵轴 59b和主体51b的平侧面57b。连接元件50b可以围绕纵轴59b按图4A中显 示的方向旋转45度被固定到脊柱运动节。因为对于轴55b、56b的转动惯量 比对于轴55a、56a的转动惯量更小，所以连接元件在包括轴55b、56b的运 动平面中提供了抗弯曲力的更小硬度。在倾斜定向于弯曲轴55b和56b的轴 中该硬度增加，直到对于延伸穿过横断面形状顶点的轴达到最大硬度。

在图5A中，显示了具有主体61a的连接元件60a的另一个实施方式，该 主体61限定了沿纵轴69a在第一端62a和第二端64a之间延伸的三角形横 断面。主体61a包括具有一对相等长度的两等边三角形，较长面67a在第一 最高点相交而较短面68a在相对于第一最高点的长面67a之间延伸。第一弯 曲轴65a延伸穿过第一最高点、纵轴69a和较短面68a。主体61a可接合到 椎体，同时弯曲轴65a沿着固定器接合轴209朝脊柱运动节方向延伸到接合 元件被结合处。以对于横向于弯曲轴65a的轴方向，提供对于第一弯曲轴 65a提更大的转动惯量。

其他实施方式考虑了连接元件的横断面的其他三角形排列。例如，图 5B示出了连接元件60b，其具有主体61b，所述主体61b具有沿纵轴69b在 第一端62b和第二端64b之间的等边三角形排列。主体61b包括侧面67b， 所述侧面67b在顶点之间具有对于纵轴69b相等长度。第一弯曲轴65b延 伸穿过主体61b的顶点、纵轴69b且穿过相对的侧面67b。弯曲轴65b可以 沿着或以固定器的接合轴109的方向延伸，且朝着脊柱运动节延伸到连接元 件65b被结合处。

在图5C中，示出了连接元件60c的另一个实施方式，其具有主体61c， 所述主体61c具有沿纵轴69c的三角形横断面。主体61c具有凸曲面67c， 所述凸曲面67c在三角形的顶点之间延伸。弯曲轴65c延伸穿过其中的一个 顶点，且穿过相对的凸曲面67c朝脊柱运动节延伸到连接元件60c被结合处。 还有另外一些实施方式考虑了其它三角形形状，包括不等边三角形、具有一 对相等短边和较长边的两等边三角形，所述较长边在较短边之间延伸、以及 具有在主体横断面延伸的凹面壁表面的三角形。

还考虑了具有沿连接元件的纵轴延伸的其它横断面形状的其它实施方 式。例如，在图6A中，示出连接元件70a具有细长体71a，所述细长体71a 具有长方形或跑道状横断面，所述长方形或跑道状横断面在第一端和第二端 72a、74a之间延伸。主体71a具有第一弯曲轴75a，其限定了对于第一弯曲 轴的第一转动惯量，第一转动惯量大于对于第二弯曲轴76a的第二转动惯 量，所述第二弯曲轴76a垂直于第一弯曲轴75a延伸。当第一弯曲轴75a被 结合到脊柱运动节时，其以主体71a的横断面的长方形或细长侧面77a的方 向延伸且沿着固定器接合轴朝脊柱运动节延伸。当第二弯曲轴76a被结合到 椎体时，其以横向于侧面77a的主体71a的横断面的方向延伸并且沿着相邻 的椎体方向延伸。连接元件70a可以被固定到脊柱运动节，同时第一弯曲轴 75a以固定器的接合轴109的方向延伸。

在图6B中，连接元件70b包括主体71b，其具有相似于主体71a形状 的横断面形状，但其围绕相对于图6A方向的纵轴旋转90度。主体71b包 括第一弯曲轴75b和第二弯曲轴76b，所述第二弯曲轴76b被定向，以垂直 于它们在图6A中的各自方向延伸。当第二弯曲轴75b被结合到脊柱运动节 时，其大体上沿固定器的接合轴109且朝脊柱运动节延伸，且当第一弯曲轴 75b被结合到相邻的椎体时，其沿着相邻的椎体延伸。

在另一个例子中，在图7A中，连接元件80a被显示具有细长体81a， 所述细长体81a具有在第一和第二端82a和84a之间延伸的八角形横断面。 主体81a具有第一弯曲轴85a，所述第一弯曲轴85a限定了对于其的第一转 动惯量，对于第一弯曲轴的第一第一转动惯量和对于第二弯曲轴86a的第二 转动惯量相同，第二弯曲轴86a垂直于第一弯曲轴85a延伸。第一弯曲轴 85a延伸穿过相对八角形顶点，并且第二弯曲轴86a垂直于第一弯曲轴85a 延伸且穿过相对的八角形顶点。因此，对于每弯曲轴85a和86a的每一个的 转动惯量是相同的。在邻近顶点之间的相对平面壁表面87a在此之间具有的 高度小于相对顶点之间的高度，因此在平面中提供更小的转动惯量和更少的 抗运动力，所述平面包括延伸穿过这些相对的平面壁表面87a的轴。

在图7B中，连接元件80b包括相同于连接元件80a的横断面，但是主 体81b的横断面相对于在图7A中显示的主体81a的方向绕它的纵轴旋转。 主体81b在第一和第二端82b和84b之间延伸，并且包括第一和第二弯曲轴 85b和86b，所述第一和第二弯曲轴85b和86b延伸穿过相对的八角形平面 壁表面87b。因此，对于这些弯曲轴的转动惯量是相同的；但是，延伸穿过 相对的八角形顶点的轴具有更大的转动惯量且在包括这些轴的运动平面中 提供更大的抗弯曲力。

在图8A中，显示了具有细长体91a的连接元件90a，细长体91a具有 矩形横断面，所述矩形横断面在第一和第二端92a和94a之间延伸。主体 91a具有第一弯曲轴95a，其以主体91a的横断面的细长侧面97a方向延伸， 和第二弯曲轴96a，其以主体91a的横断面的较短侧面98a的方向延伸。主 体91a具有限定了对于其的第一转动惯量的第一弯曲轴95a，第一转动惯量 大于对于第二弯曲轴96a的转动惯量，所述第二弯曲轴垂直于第一弯曲轴 95a延伸的。连接元件90可以被固定到脊柱运动节，同时第一弯曲轴95a 以固定器接合轴109的方向朝椎体延伸到连接元件90a被结合的地方。

在图8b中，连接元件90b包括主体91b，所述主体具有相似于图8a中 主体91a的横断面形状。但是，主体91b的横断面形状相对于在图8a中显 示的主体91a方向围绕纵轴旋转90度。主体91b包括平行于较短侧面98b 延伸的第二弯曲轴96b，且当连接元件90b被结合时，其沿着固定器接合轴 109朝脊柱运动节方向延伸。第一弯曲轴95b垂直定向于第二弯曲轴96b， 且大体上平行于较长侧面98b延伸。

在图9中，显示了另一实施方式连接元件300，其具有第一横断面形状 的第一部分302和具有第二横断面形状的第二部分304。第一部分302可以 在过渡区域310被结合到第二部分304。第一部分302从过渡区域310延伸 到第一底端306，而第二部分304从过渡区域310延伸到第二底端308。在 具体实施方式中，第一部分302包括沿其长度的椭圆形的横断面形状，而第 二部分304包括在其长度上的矩形横断面形状。可以考虑到本文所讨论的两 个或多个横断面形状的任意组合可以用在彼此之间的过渡区域形成为单一 整体的连接元件。

连接元件300的部分302和304可分别具有各自大小在脊柱运动节之间 延伸的长度，以使连接元件300可以被接合到三个或多个椎骨。其他实施方 式考虑了具有从过渡区域延伸的长度的部分，所述长度大小适合于覆盖脊柱 运动节之间距离的大约一半。

参考图10，显示了另一个实施例，结合元件400包括沿纵轴402延伸 的细长体404。主体404包括一些稳定部分406a，406b沿着其长度具有垂 直于纵轴402的非圆形横断面。本文所讨论的非圆形横断面的任何一个或其 组合可以沿一个或两个稳定部分406a和406b被提供。稳定部分406a和406b 可以用一个或多个中间连接部分410彼此之间连接，中间连接部分410具有 垂直于纵轴402的圆形横断面。除了或替代中间连接部分或部分410，连接 元件400包括具有垂直于纵轴402的圆形横断面的底端部分408a和408。

底端连接部分408a和408b和/或中间连接部分402可以用固定器定位 用于接合，沿脊柱固定连接元件400。圆形横断面区域可以提供接合平台， 用于典型应用于沿脊柱接合圆形横断面脊柱棒的固定系统，而用稳定部分 406a和406在固定器之间提供受控制的弯曲特性。

现在参考图11A，其显示了连接元件500，其具有在第一底端506沿纵 轴502和第二底端508之间延伸的细长体504。主体504包括垂直于纵轴502 的圆形横断面。主体504还包括穿过其且沿着其长度围绕纵轴502延伸的 空腔510。空腔510包括非圆形横断面，以使主体504的横断面沿纵轴502 是各相异性的。

例如，在图11B中，空腔510包括椭圆形横断面，其具有沿着第一弯曲 轴515延伸的椭圆形细长部分，和沿第二弯曲轴516延伸的空腔的较短部分。 对于第一弯曲轴515的转动惯量小于对于第二弯曲轴516的转动惯量，因此 连接元件500对于弯曲轴515比对于弯曲轴516具有更小的抗弯曲力。当被 植入时，第一弯曲轴515可以大致以接合轴109的方向延伸并且朝脊柱运动 节延伸到连接元件500被连接的地方。

在图11C中，连接元件500包括主体502，其从图11b中它的方向上旋 转90度。主体502a包括细长空腔510a以使第一弯曲轴516a在椭圆形更 短边之间延伸，并且第二弯曲轴515a以椭圆形的细长方向延伸。第一弯曲 轴516a可以以沿结合轴109朝向脊柱运动节到结合轴500被结合的地方的 方向被定向。

图11D中和11E显示另一个实施方式连接元件500c，其相似于上面所 讨论的连接元件500。连接元件500c包括主体502c，其定义了第一方向上 的矩形空腔510c，而在图11E中，连接元件500d包括主体502d，其定义了 指向图11d方向90度的矩形空腔510d。矩形空腔510c和510d的细长形状 可以相对于脊柱被放置，以使提供希望的稳定效应和抗弯负载性的弯曲轴沿 着结合轴朝脊柱节被定向。

在图11F中，连接元件500e包括主体502e，其定义具有三角形状横断 面且沿其延伸的空腔510e。在图11G中，连接元件500f包括主体502f，其 定义了限定交叉形状的横断面的空腔510f。再者，连接元件500e，500f可 以以相对于脊柱节的期望位置被定向，以提供希望的稳定效应。

进一步地考虑了非圆形空腔，其包括生物可降解材料520，如在图11D 和图11E中所示出的，以在植入时提供随时间更少的硬度的最初的硬度。该 生物可降解材料可以提供硬度和用于连接元件和，当然，连接的骨结构两者 的支撑。在使用中，由该组成物材料支撑的生物力学负载和并入该组成物的 连接元件可以随时间而变化。这使得矫形装置成为可增强的(dynamizable)， 或改变它的体内物理性质。

当材料520生物降解时，连接元件500的硬度降低。在硬度方面的这 种降低随时间基本上可以是线性的。材料520的性质和组成物可以变化， 以允许材料520随变化的时间段而降解，变化的时间段包括几天、几个星期、 几个月和甚至一年或更多年之间的时间段。

生物可降解材料可以包括从低聚物、均聚物、共聚物、以及共混聚合物 中形成的聚合物材料，所述共混聚合物包括从下列物质中衍生的聚合单体， 它们是1，d或d/l丙交酯(乳酸)；乙交酯(乙醇酸)；醚；氨基酸；酐；原 酸酯；羟基酯；和这些单体重复单元的混合物。术语“共聚物”的使用倾向 于包括在两个或多个单一单体重复单元形成的发明聚合物的范围内。这样的 共聚物可以包括随机的共聚物；接枝共聚物；主体共聚物；径向体、二元体、 以及三元体共聚物；交变共聚物和嵌段共聚物。术语“共混聚合物”的使用 倾向于包括聚合物合金、半互穿[聚合物]网络(SIPN)、和互穿[聚合物] 网络(IPN)。

在一个实施方式中，该生物可降解材料包括生物可降解聚合物材料， 其包括：聚合(氨基酸)、聚酸酐、聚已酸内酯、聚(乳酸-乙醇酸)、聚羟 基丁酸酯、聚原酸酯、和聚(d，l-丙交酯)。在另一个实施方式中，生物可 降解材料可以包括生物可降解陶瓷材料和陶瓷水泥。生物可降解材料的实例 包括：羟基磷灰石、碳酸化羟基磷灰石、corraline、磷酸钙、磷酸三钙和 羟基磷灰石颗粒。生物可降解陶瓷水泥的实例包括磷酸钙水泥。

仍在另一实施方式中，生物可降解材料可以由组成物材料形成。组成 物材料的实例无限定性包括碱性材料或基质：陶瓷的、再吸收的水泥，和/ 或上面列出的生物可降解聚合物。每一个碱性材料可以用纤维、血小板和微 粒增强材料浸渍或点缀。在一种形式中，该生物可降解材料包括再吸收的、 可模压的材料，其可以在升高的温度下被模压且随后在大约身体温度下被允 许建立成坚硬的材料，例如以商标名为销售的材料。

而且，该生物可降解材料可以被配置为降解或可以被引入以通过应用 外界刺激而开始降解。例如，该生物可降解材料可以在应用放射线，例如 UV放射线、热能和/或任一种中性、碱性或酸性溶液时降解。

连接元件500关于空腔506的部分，或者本文所讨论的连接元件实施 方式的任意材料，可以包括非生物可降解或生物稳定材料。这样的材料可以 包括弹性材料，例如，未限定，镍钛诺、钛、钛-钒-铝合金、钴-铬-钼合金、 钴-镍-铬-钼合金，生物相容的不锈钢，钽、铌、铪、钨和其合金；聚合材 料包括从下列物质中衍生的聚合单体：烯烃，例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1- 戊烯、1-已烯、4-甲基-1-戊烯、苯乙烯、降冰片烯和类似物；丁二烯；多 官能单体，例如丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、酯，例如，己内 酯和羟基酯；和这些单体重复单元的混合物。具体的聚合物包括碳聚(醚、 醚、酮)(PEEK)，聚(芳基醚、酮)(PAEK)，和类似物。

在上面所讨论的实施方式中，连接元件可以沿它们各自的纵轴被弯曲。 弯曲轴中的一个可以在主体的中凸弯曲的和中凹弯曲部分之间延伸。如下 面进一步讨论，当在连接元件的中凸和中凹弯曲边延伸的所选择弯曲轴以接 合轴109的大概方向朝椎体定向的情形下，该弯曲体可以使连接元件容易地 沿最小侵入插入路径放置到患者的体内。所选择的弯曲轴可以被接合到第一 和第二固定器，以接合到椎体的固定器的接合轴方向延伸。还考虑了连接元 件可以是线性的或包括空间曲率。连接元件可以由金属或金属合金、塑料、 聚合物或其它适合的生物相容材料制备。

多种器械和系统被考虑，用于以最小侵入外科手术技术将连接元件放 置到患者体内，而使连接元件保持在相对于脊柱运动节或它所被连接到所述 脊柱运动节的的希望方向。在图12中，显示了插入器械200，其包括插入 器202，所述插入器202被转动地装配到许多固定器延伸130a、130b、130c 上。插入器202包括装配部分204和从装配部分204延伸的转动臂206。连 接元件10包括拖动端，所述拖动端可释放地接合到转动臂206的远端208。 连接元件10可以包括本文所讨论的任意形式，其中对于第一弯曲轴的硬度 不同于对于横向于第一弯曲轴的第二弯曲轴的硬度。连接元件10可以包括 前端12，其是锥形的，以有利于穿过患者的组织放置，尽管不需要这样。

插入器械200进一步包括固定器延伸130a、130b、130c(全体地或个 体地指代延伸或延伸130)，其可释放地被装配到固定器100a、100b、100c 相对应的延伸(全体地和个体地指代固定器或固定器100)。固定器100包 括接合到相对应的椎骨V1，V2，V3的骨接合部分106，和最接近的接受器 104，用于接受在那里的连接元件10。一组螺丝钉或其他接合元件(未示出) 可以穿过延伸130被提供，以将连接元件接合在各自的接受器104内。接受 器104可以相对于骨106接合部分转动，以使骨接合部分106和接受器104 包括两者之间的多轴排列。在另一个实施方式中，接受器104可以相对于骨 接合部分106被固定。

固定器100和固定器延伸130可以穿过一个或多个经皮入口被结合到各 自的椎骨，经皮入口使切口长度和组织内缩最小化。该固定器延伸130可 以包括细长体，所述细长体在装配到固定器接受器的远端和距离固定器最近 的近段之间延伸。插入器202被转动地装配到延伸130的最近端，且围绕 转动轴A2是相对活动的，以使转动臂206和连接元件10沿着弓形的插入路 径P1摆动。因此，连接元件10可以沿它的长度弯曲，以有利于沿路径P1 放置，尽管不需要弯曲的连接元件。

连接元件10可以被装配到转动臂206，以使它各自的弯曲轴以相对于 椎骨V1，V2，，V3定义的脊柱运动节的预定方向被排列，以提供希望的稳定 效果。连接元件10可以从远离固定器100的位置以预定的方向被导向，其 穿过患者的皮肤和/或组织，到达连接元件100在固定器100的接受器之间 延伸的位置。连接元件10可以以预定的方向被接合在固定器的接受器内， 以提供对脊柱运动节的期望稳定效果。

使用装配到固定器延伸的插入器械，用于使连接元件最小化侵入放置 的系统、器械和技术的例子，可以从Justis等人的美国专利第6,530,929 号、Lim等的美国专利申请公开第2005/0171540号和Foley等的第 2002/0161368号，以及在2005年8月26提交的美国专利申请系列第 11/213,473号中看到，其全部通过引用被并入本文。

图13显示另一个实施方式插入器械和稳定系统，其包括连接于连接元 件10的插入器械220。许多固定器100a、100b、100c、100d被接合到相 应数目的、各自的椎骨V1、V2、V3、V4。固定器延伸130a、130b、130c、 130d可释放地被接合到相应的固定器100a、100b、100c、100d且从相对 应的固定器100a、100b、100c、100d的最近处延伸。接受器空隙108a、108b、 108c、108d被限定在各自的的每一个固定器100和固定器延伸130之间。

插入器械220包括弯曲臂222，其具有可释放地接合到其远端的连接 元件10和从其近端延伸的把柄224。把柄224可以沿轴A1以大体上平行于 轴I的方向延伸，所述方向为连接元件10沿轴I延伸的方向，尽管在把柄 和连接元件之间的非平行排列也被考虑。连接元件10可以以预定的方向被 结合到插入器械220中，且在插入期间以预定方向被保持，以使具有的不同 转动惯量的连接元件10的弯曲轴以相对于连接元件10被接合到的脊柱运动 节的希望方向被放置。应用徒手技术、影像引导的可视化，和/或具有插入 器械220的外科手术导航系统，连接元件10可以经皮地以预定的方向被导 入到患者内，以将连接元件10放置在接受器空隙108内，并且使连接元件 10在固定器100之间延伸。对于包括中央空腔的连接元件实施方式，该连 接元件可以沿指导线、缝合线或其它引导结构被引导到邻近固定器的位置。

固定器延伸130可以包括对于各自的接合在哪里的固定器10为可移动 的元件，以在空隙108内接触该连接元件10且将它定位于固定器100的接 受器内。其它实施方式考虑缩减器械(reduction instrument)，其可以穿 过或在固定器延伸130旁边被应用，以将连接元件固定在固定器100内。紧 定螺钉或其它接合元件可以穿过延伸130被输送，以使连接元件10固定在 固定器100的接受器内，同时连接器10的弯曲轴为相对于脊柱运动节的希 望的方向。固定器延伸130的插入220和实施方式其它例子在2006年2月 7日提交的美国专利申请序列第11/348,999号中被提供(代理人案号： MSDI-670/P23670.00)，以其全部通过引用被并入本文。

在图14中，显示了另一个实施方式系统，其中固定器延伸140a、140b (全体地和个体地指代为固定器延伸140)可释放地被接合到相对应的 100a、100b。固定器延伸140包括细长的、套管样的主体141a、141b，主 体141a、141b具有装配到各自的固定器100的远端142a、142b，和放置在 患者皮肤S最近处和切口外的最近端144a、144b。路径146a，146b延伸穿 过主体141a，141b(图15)。

连接元件10可以以相对于脊柱运动节的预定方向被导入，其沿至少 一个延伸140从远离固定器100的位置到邻近固定器100的位置被导入。在 一种形式中，固定器延伸140a、140b的至少一个包括伸长的，侧边开口的 槽148a，148b，被在另一个固定器延伸定位。槽148a，148b可以从各自的延 伸140的远端142朝近端144延伸。连接元件10可以延伸穿过至少一个槽 148并且在140a，140b之间延伸。连接元件10可以通过类似镊子或其它适 合的插入器械150被抓住并沿延伸140的至少一个被引导到固定器100。在 连接元件10和延伸140之间的接触可以使连接元件10以它被以最小侵入方 式被引导到固定器时的预定方向保持。一旦连接元件10邻近固定器100，它 可以以预定方向用穿过延伸140输送的紧定螺钉或其它连接元件被固定到 固定器100。

在另一个实施方式中，连接元件10以底朝前的方式被定位于延伸140 之一中，且轴向地穿过到达延伸的远端的、侧面开口的槽148。连接元件10 的前端随后被移动出槽148，朝其他固定器延伸140，当它的尾端放置在固 定器延伸中时，直到连接元件在固定器100之间以相对于固定器延伸140的 交叉方式延伸。

除了最小侵入外科手术技术，连接元件可以沿一个或多个脊柱运动节在 开放的，侵入外科手术操作中被接合，在该操作中，皮肤和组织被回缩，以 暴露植入位置。还考虑一个或多个其他连接元件可以沿着相同的椎骨水平或 水平或沿着其他椎骨水平被接合到脊柱。还考虑与稳定过程结合的其他操 作，包括椎间盘切除术、体内融合、人造圆盘替换、骨去除、组织去除、椎 骨间减少、关节置换术、环形修复和/或任何其它脊柱手术操作。

当本发明在附图和前面的描述中详细地示例和描述，被认为是示例性的 并不被限制，可以理解在本发明的精神内的所有改变或修正是期望被保护 的。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于脊柱稳定的系统，其包括：

可接合到第一椎体的第一固定器，其中所述第一固定器包括骨接合部分， 用于沿第一结合轴接合第一椎体；

可接合到第二椎体的第二固定器，其中所述第二固定器包括骨接合部分， 用于沿第二接合轴接合第二椎体；和

连接元件，其包括细长体，所述细长体在相对的第一和第二端延伸，并且 位于所述第一和第二固定器之间，并可接合到所述第一和第二固定器的每一 个，其中所述细长体包括各向异性的横断面形状，所述各向异性的横断面形状 限定第一弯曲轴和横向于所述第一弯曲轴的第二弯曲轴，所述主体包括对于所 述第一弯曲轴的第一转动惯量和对于所述第二弯曲轴的第二转动惯量，所述第 二转动惯量不同于所述第一转动惯量，其中所选择的所述第一和第二弯曲轴之 一以所述第一和第二结合轴方向被排列，并且所述连接元件以所述排列方向被 接合到所述第一和第二固定器。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述第二弯曲轴垂直于所述第一弯曲 轴。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述连接元件是实体的。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述连接元件包括沿其延伸的细长空 腔，所述空腔在所述细长体的所述第一和第二端开口。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二固定器每个包括螺纹 轴，所述螺纹轴可接合到各自的第一和第二椎体，和接受器，其在所述螺纹轴 的最近端，用于接受其中的连接元件。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述接收器相对于所述螺纹轴转动。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述连接元件的所述各向异性横断面形 状包括的形状选自：椭圆形、四方形、菱形、矩形、三角形、六角形和八角形。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述各向异性横断面形状包括三角形， 所述三角形具有凸曲侧面，所述凸曲侧面在三角形的顶点之间延伸。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述各向异性横断面形状包括I-柱形， 其具有相对的凸缘和在所述凸缘之间延伸的中央网。

10.如权利要求1所述的系统，其中：

所述连接元件包括可接合到所述第一固定器的第一部分，可接合到所述第 二固定器的第二部分，和在所述第一和第二部分之间延伸的过渡部分；和

所述第一部分具有第一非圆形横断面，而所述第二部分具有第二非圆形横 断面，所述第二非圆形横断面不同于第二非圆形横断面形状。

11.如权利要求1所述的系统，其中所述所述第一转动惯量大于所述第二 转动惯量。

12.如权利要求1所述的系统，其中所述第一转动惯量小于所述第二转动 惯量。

13.如权利要求1所述的系统，其中所述细长体沿其长度在所述第一和第 二端之间弯曲。

14.如权利要求1所述的系统，其中所述各向异性横断面形状在所述细长 体的所述第一和第二端之间是均匀的。