專利名稱：復(fù)合椎骨桿系統(tǒng)及其使用方法
復(fù)合椎骨桿系統(tǒng)及其使用方法
背景技術(shù)：
脊柱病癥如退行性椎盤疾病、椎盤突出、骨質(zhì)疏松癥、脊椎前移、狹窄、脊柱側(cè)凸和其它曲率異常、脊柱后凸、腫瘤和骨折可以源自多種因素，所述因素包括創(chuàng)傷、疾病以及由損傷和老化造成的退行性病癥。脊柱病癥通常導(dǎo)致包括疼痛、神經(jīng)損傷和可動(dòng)性的部分或完全喪失在內(nèi)的癥狀。非外科手術(shù)治療(諸如藥物治療、康復(fù)和鍛煉)可以是有效的，但是，可能不會(huì)緩解與這些病癥有關(guān)的癥狀。這些脊柱病癥的外科手術(shù)治療包括椎間盤切除術(shù)、椎板切除術(shù)、 融合術(shù)和可植入的假體。作為這些外科手術(shù)治療的一部分，連接元件如椎骨桿經(jīng)常被用于為治療區(qū)域提供穩(wěn)定性。在外科手術(shù)治療過(guò)程中，可以將一個(gè)或多個(gè)桿附接至2個(gè)或更多個(gè)椎骨部件的外部。在發(fā)生愈合的同時(shí)，桿重新引導(dǎo)應(yīng)力遠(yuǎn)離受損的或有缺陷的區(qū)域，以恢復(fù)同心性， 并通常支持所述椎骨部件。在有些應(yīng)用中，不使用植入物或脊柱融合術(shù)而將桿附接至椎骨部件。還已知柔性的連接元件，其允許脊柱運(yùn)動(dòng)節(jié)段的有限脊柱運(yùn)動(dòng)。這樣的柔性的連接元件可以提供動(dòng)態(tài)的脊柱支持。盡管現(xiàn)有的連接元件已經(jīng)嘗試提供有效的脊柱穩(wěn)定作用， 仍然需要這樣的連接元件所述連接元件提供對(duì)力的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定抵抗力，并允許脊柱段進(jìn)行屈曲和伸展的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)有效地穩(wěn)定所述脊柱段和連接元件的結(jié)構(gòu)完整性。因此，希望提供具有屈曲和伸展能力的動(dòng)態(tài)椎骨桿系統(tǒng)，所述系統(tǒng)在減小脊柱元件上的應(yīng)力的同時(shí)提供穩(wěn)定性。本公開內(nèi)容描述了對(duì)這些現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，提供了具有屈曲和伸展能力的動(dòng)態(tài)椎骨桿系統(tǒng)，所述系統(tǒng)在減小脊柱元件上的應(yīng)力的同時(shí)會(huì)提供穩(wěn)定性。所述椎骨桿系統(tǒng)可以包括這樣的構(gòu)造該構(gòu)造在所述桿的選定部分處維持柔性的同時(shí)，為所述桿提供增加的強(qiáng)度和剛度。預(yù)見(jiàn)到，公開的系統(tǒng)可以用作后面、前面和/或側(cè)面的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定裝置?？梢匀菀椎厣a(chǎn)和組裝所述椎骨桿系統(tǒng)的組件。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，根據(jù)本公開內(nèi)容的原理，提供了一種椎骨桿。所述椎骨桿包括第一細(xì)長(zhǎng)形部分和第二細(xì)長(zhǎng)形部分，所述第一細(xì)長(zhǎng)形部分包括具有第一彈性模量的第一種材料，所述第二細(xì)長(zhǎng)形部分包括具有第二彈性模量的第二種材料。第一中間部分設(shè)置在所述第一部分和所述第二部分之間，且包括具有第三彈性模量的第三種材料。所述中間部分具有弓形內(nèi)表面，所述弓形內(nèi)表面限定內(nèi)腔和敞開端部。所述第一模量和所述第二模量各自大于所述第三模量，使得所述第一部分和第二部分提供加強(qiáng)的椎骨桿構(gòu)造，且所述中間部分具有相對(duì)柔性的構(gòu)造。所述第一部分可以包括圍繞著所述第一種材料設(shè)置的外層。所述外層由這樣的材料形成所述材料的彈性模量小于所述第一模量。所述第二部分可以包括圍繞著所述第二種材料設(shè)置的外層。所述第二部分的外層由這樣的材料形成所述材料的彈性模量小于所
述第二模量?；蛘?，所述中間部分的至少一部分包括加強(qiáng)部分，所述加強(qiáng)部分的彈性模量大于
4所述第三模量。所述第三種材料是圍繞著所述加強(qiáng)部分設(shè)置的外層。所述中間部分的加強(qiáng)部分可以具有弓形構(gòu)造。所述加強(qiáng)部分可以連接所述第一種材料和所述第二種材料，使得所述第一部分、第二部分和中間部分處于椎骨桿的連續(xù)加強(qiáng)構(gòu)造。所述第一部分可以包括細(xì)長(zhǎng)形桿芯，所述細(xì)長(zhǎng)形桿芯由其彈性模量小于所述第一模量的材料形成。所述第一種材料是圍繞著所述桿芯設(shè)置的外層。所述第二部分可以包括細(xì)長(zhǎng)形桿芯，所述細(xì)長(zhǎng)形桿芯由其彈性模量小于所述第二模量的材料形成。所述第二種材料是圍繞著所述第二部分的桿芯設(shè)置的外層。所述第一種材料可以是細(xì)長(zhǎng)形桿芯，所述細(xì)長(zhǎng)形桿芯具有從所述第一部分的第一端部延伸至所述中間部分的內(nèi)表面的橫截面。所述桿芯橫截面包括所述第一部分在所述第一端部附近的外徑，且包括鄰近內(nèi)表面的、相對(duì)于外徑逐漸變細(xì)的具有減小的直徑的部分。所述第二種材料可以是細(xì)長(zhǎng)形桿芯，所述細(xì)長(zhǎng)形桿芯具有從所述第二部分的第一端部延伸至所述中間部分的內(nèi)表面的橫截面。所述第二部分的桿芯橫截面包括鄰近所述第二部分的第一端部的所述第二部分的外徑，且包括鄰近內(nèi)表面的、相對(duì)于所述第二部分的外徑逐漸變細(xì)的具有減小的直徑的部分?；蛘?，所述中間部分的加強(qiáng)部分可以圍繞著所述內(nèi)表面弓形地設(shè)置，且具有第一端部，所述第一端部與所述第一種材料間隔開。所述中間部分的加強(qiáng)部分可以具有第二端部，所述第二端部與所述第二種材料間隔開。所述第二中間部分可以包括至少一個(gè)側(cè)向突出物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述椎骨桿包括第一細(xì)長(zhǎng)形部分，所述第一細(xì)長(zhǎng)形部分包括細(xì)長(zhǎng)形桿芯和圍繞著所述桿芯設(shè)置的外層。所述桿芯和所述外層中的至少一個(gè)由第一種材料形成，所述第一種材料具有大于30千兆帕斯卡(GPa)的彈性模量。所述桿芯和所述外層中的其它部分由第二種材料形成，所述第二種材料具有小于20GPa的彈性模量。第二細(xì)長(zhǎng)形部分包括細(xì)長(zhǎng)形桿芯和圍繞著所述第二部分的桿芯設(shè)置的外層。所述第二部分的桿芯和外層中的至少一個(gè)由所述第一種材料形成。所述第二部分的桿芯和外層中的其它部分由所述第二種材料形成。中間部分設(shè)置在所述第一部分和所述第二部分之間，且由所述第二種材料形成。所述中間部分具有弓形內(nèi)表面，所述弓形內(nèi)表面限定所述中間部分的內(nèi)腔和敞開端部。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述椎骨桿包括第三細(xì)長(zhǎng)形部分，所述第三細(xì)長(zhǎng)形部分包括具有第四彈性模量的第四種材料。第二柔性中間部分設(shè)置在所述第二部分和所述第三部分之間。所述第四模量大于所述第三模量。


從伴有下述附圖的具體描述中，將更容易地明白本公開內(nèi)容，在附圖中圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的原理的椎骨桿系統(tǒng)的一個(gè)具體實(shí)施方案的透視圖；圖2是圖1所示的椎骨桿系統(tǒng)的椎骨桿的透視圖；圖3是圖2所示的椎骨桿的側(cè)平面圖；圖4是圖1所示的椎骨桿系統(tǒng)的阻力部件的透視圖；圖5是沿著圖4中的線5-5截取的阻力部件的側(cè)橫截面圖；圖6是連接到椎骨上的本公開內(nèi)容的椎骨桿系統(tǒng)的透視圖7A是連接到椎骨上的本公開內(nèi)容的椎骨桿系統(tǒng)的側(cè)向剖視圖，其描繪了桿運(yùn)動(dòng)；圖7B是所述椎骨桿系統(tǒng)的橫截面?zhèn)纫晥D，其描繪了桿運(yùn)動(dòng)；圖7C是所述椎骨桿系統(tǒng)的橫截面?zhèn)纫晥D，其描繪了桿運(yùn)動(dòng)；圖8是圖2所示的椎骨桿的一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)面透視圖；圖9是沿著圖8所示的線9-9截取的所述椎骨桿的側(cè)橫截面圖；圖10是沿著圖8所示的線10-10截取的所述椎骨桿的前橫截面圖；圖11是圖8所示的椎骨桿的力相對(duì)于位移的圖示圖；圖12是圖8所示的椎骨桿的一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)面透視圖；圖13是沿著圖12所示的線13-13截取的所述椎骨桿的側(cè)橫截面圖；圖14是沿著圖12所示的線14-14截取的所述椎骨桿的前橫截面圖；圖15是圖8所示的椎骨桿的一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)面透視圖；圖16是沿著圖15所示的線16-16截取的所述椎骨桿的側(cè)橫截面圖；圖17是沿著圖15所示的線17-17截取的所述椎骨桿的前橫截面圖；圖18是圖8所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；圖19是圖8所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；圖20是圖8所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；圖21是圖8所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；圖22是圖8所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；圖23是圖8所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；圖M是圖8所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；圖25是圖8所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；圖沈是圖8所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；圖27是圖8所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；圖觀是圖8所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；圖四是圖觀所示的椎骨桿的前橫截面圖；圖30是圖2所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；圖30A是圖30所示的椎骨桿的一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；圖31是圖2所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；圖32是圖2所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖；以及圖33是圖2所示的椎骨桿的另一個(gè)替代實(shí)施方案的側(cè)橫截面圖。
相似的附圖標(biāo)記表示在整個(gè)附圖中的類似部件。
具體實(shí)施例方式就用于治療脊柱病癥的醫(yī)療裝置的方面，更具體地，以具有屈曲和伸展能力的動(dòng)態(tài)椎骨桿系統(tǒng)的方式，討論了公開的椎骨桿系統(tǒng)的示例性的實(shí)施方案和使用方法。預(yù)見(jiàn)到， 公開的椎骨桿系統(tǒng)和使用方法提供穩(wěn)定性并維持結(jié)構(gòu)完整性，同時(shí)減小在脊柱元件上的應(yīng)力。預(yù)見(jiàn)到，本公開內(nèi)容可以用于治療脊柱病癥，例如，退行性椎盤疾病、椎盤突出、骨質(zhì)疏松癥、脊椎前移、狹窄、脊柱側(cè)凸和其它曲率異常、脊柱后凸、腫瘤和骨折。另外預(yù)見(jiàn)到，本公開內(nèi)容可以與這類病癥的外科手術(shù)治療一起使用，所述外科手術(shù)治療包括開放外科手術(shù)和微創(chuàng)性手術(shù)，例如，椎間盤切除術(shù)、椎板切除術(shù)、融合術(shù)、骨移植和可植入的假體。預(yù)見(jiàn)到，本公開內(nèi)容可以與其它骨用途和骨相關(guān)用途一起使用，所述用途包括與診斷和治療有關(guān)的那些。另外預(yù)見(jiàn)到，公開的椎骨桿系統(tǒng)可以用于處于俯位或仰位的患者的外科手術(shù)治療中，其中采用后面、側(cè)面或前面的方案。本公開內(nèi)容可以與用于治療脊柱的腰椎區(qū)、頸椎區(qū)、胸椎區(qū)和骨盆區(qū)的手術(shù)一起使用。通過(guò)參考下面的發(fā)明詳述以及附圖，可以更容易地理解本發(fā)明，所述附圖構(gòu)成本公開內(nèi)容的一部分。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于本文描述和/或顯示的具體的裝置、方法、條件或參數(shù)，并且本文中使用的術(shù)語(yǔ)是用于描述特定實(shí)施方案(僅作為實(shí)施例)的目的，無(wú)意限制所要求保護(hù)的發(fā)明。另外，如在說(shuō)明書(包括所附的權(quán)利要求書)中所使用的，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“所述”包括復(fù)數(shù)形式，對(duì)特定數(shù)值的提及包括至少該特定值，除非上下文另外清楚地指明。在本文中可以將范圍表示為從“約”或“大約” 一個(gè)特定值和/或至 “約”或“大約”另一個(gè)特定值。當(dāng)表示這樣的范圍時(shí)，另一個(gè)實(shí)施方案包括從一個(gè)特定值和 /或至其它特定值。類似地，當(dāng)通過(guò)使用前綴“約”將值表示為近似值時(shí)，應(yīng)該理解，所述特定值形成另一個(gè)實(shí)施方案。下面的討論包括椎骨桿系統(tǒng)、有關(guān)的組件和采用根據(jù)本公開內(nèi)容的原理的椎骨桿系統(tǒng)的示例性方法的描述。也公開了替代實(shí)施方案?，F(xiàn)在將詳細(xì)地參考本公開內(nèi)容的示例性的實(shí)施方案，所述實(shí)施方案描繪在附圖中?，F(xiàn)在參考圖1-5，其中圖解了根據(jù)本公開內(nèi)容的原理的椎骨桿系統(tǒng)的組件。所述椎骨桿系統(tǒng)的組件由適合醫(yī)學(xué)用途的材料制成，所述材料包括金屬、聚合物、 陶瓷制品、生物相容的材料和/或它們的復(fù)合材料，取決于具體用途和/或醫(yī)學(xué)從業(yè)人員的偏好。例如，所述椎骨桿系統(tǒng)的下文討論的椎骨桿可以由下述材料制成，例如商業(yè)上的純鈦、鈦合金、超彈性鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼合金、熱塑性塑料諸如聚芳醚酮(PAEK)(包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)和聚醚酮(PEK))、碳纖維加強(qiáng)的PEEK復(fù)合材料、 PEEK-BaSO4復(fù)合材料、生物相容的材料諸如聚合物(包括塑料、金屬、陶瓷制品和它們的復(fù)合材料)、剛性聚合物(包括聚亞苯基、聚酰胺、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚乙烯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅)；且所述桿的不同部分可以具有替代材料復(fù)合材料，以實(shí)現(xiàn)不同的所需的特征，諸如強(qiáng)度、剛度、彈性、柔性生物力學(xué)表現(xiàn)、耐久性和射線可透性或成像偏好。例如，所述椎骨桿可以由2種或更多種材料形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，細(xì)長(zhǎng)形桿部分可以由碳加強(qiáng)的PEEK制成，中間部分可以由PEEK制成。在另一個(gè)實(shí)施方案中，細(xì)長(zhǎng)形桿部分是由PEEK制成，中間部分是由碳加強(qiáng)的PEEK制成。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以在椎骨桿的徑向使用替代材料，使得堅(jiān)硬的材料(諸如金屬或其它復(fù)合材料)被用于所述桿部分的桿芯中，且更低彈性模量聚合材料的外部片材被用于所述桿部分的外半徑部分中，或反之亦然。在另一個(gè)采用與所述那些類似的復(fù)合材料的實(shí)施方案中，細(xì)長(zhǎng)形桿部分可以具有圓柱形幾何形狀，中間部分可以具有矩形或長(zhǎng)方形幾何形狀。也參見(jiàn)，例如，在美國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)2006/0M7638(其內(nèi)容通過(guò)引用整體并入本文中)中所述的材料構(gòu)造和生產(chǎn)方法。預(yù)見(jiàn)到，可以通過(guò)不同的方法來(lái)生產(chǎn)所述桿或裝置，所述方法包括機(jī)械加工、鑄造、注塑成型、插入成型、超模壓成型、壓縮成型、傳遞成型、共擠、拉擠、浸涂、噴涂、粉涂、多孔涂和它們的組合。
作為另一個(gè)實(shí)施例，所述椎骨桿系統(tǒng)的阻力部件可以由下述材料制成，例如有機(jī)硅、聚氨酯、有機(jī)硅-聚氨酯共聚物、聚合橡膠、聚烯烴橡膠、水凝膠類、半剛性和剛性材料和生物相容材料，諸如彈性體、橡膠、熱塑性彈性體、熱固性彈性體、彈性體復(fù)合材料和塑料。預(yù)見(jiàn)到，可以從例如實(shí)體存貨材料的機(jī)械加工和銑削和/或注塑成型，生產(chǎn)所述桿部分?？梢詮睦鐧C(jī)械加工和銑削、擠壓和沖切、注塑成型、傳遞成型和/或鑄造成型，生產(chǎn)所述阻力部件。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，適合根據(jù)本公開內(nèi)容的組裝和生產(chǎn)的這樣的材料和制造方法是適當(dāng)?shù)摹Ｋ鲎倒菞U系統(tǒng)被構(gòu)造成，在脊柱病癥的外科手術(shù)治療期間，附接至椎骨(例如， 如圖6所示)，在本文中討論了所述脊柱病癥的實(shí)例。也參見(jiàn)，例如，在美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)12/192，606 (以前提交的Medtronic專利申請(qǐng)P0032163. 00)中所述的椎骨桿系統(tǒng)和方法，其內(nèi)容通過(guò)引用整體并入本文中。所述椎骨桿系統(tǒng)具有椎骨桿30，所述椎骨桿包括第一細(xì)長(zhǎng)形部分，例如，限定縱向軸線a的上部分32 ；第二細(xì)長(zhǎng)形部分，例如，限定縱向軸線b 的下部分；34。中間部分36與部分32、34相連，并設(shè)置在二者之間，作為椎骨桿30的組件的連接部分。預(yù)見(jiàn)到，椎骨桿30的組件可以整體地形成，一體地連接或設(shè)置有附接元件。中間部分36與部分32、34相比是柔性的，且被構(gòu)造成提供對(duì)部分32、34的運(yùn)動(dòng)的抵抗力。預(yù)見(jiàn)到， 中間部分36可以提供遞增的、可變的、恒定的和/或遞減的抵抗力。預(yù)見(jiàn)到，部分32、34、36 可以在例如長(zhǎng)度、寬度、直徑和厚度方面具有不同的尺寸。另外預(yù)見(jiàn)到，部分32、34、36的各個(gè)橫截面可以具有不同的構(gòu)造，例如，圓形、橢圓形、矩形、不規(guī)則的、均勻的和不均勻的。部分32可以具有與部分34不同的橫截面積、幾何形狀、材料或材料性質(zhì)，諸如強(qiáng)度、模量或柔性。根據(jù)具體用途的需要，中間部分36可以具有可變厚度t (圖幻。預(yù)見(jiàn)到，中間部分 36的厚度t可以在I-IOmm范圍內(nèi)，優(yōu)選地在2_8mm范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在3_5mm范圍內(nèi)。另外預(yù)見(jiàn)到，中間部分36的橫截面幾何形狀或面積可以是均勻的、不均勻的、一致的或可變的。預(yù)見(jiàn)到，中間部分36可以構(gòu)造成具有寬的、窄的、圓的或不規(guī)則的構(gòu)造的柔性接頭。另外預(yù)見(jiàn)到，可以不同地構(gòu)造中間部分36，并在大小、形狀、厚度、幾何形狀和材料方面具有不同尺寸。中間部分36也可以具有一個(gè)或多個(gè)連接部分32、34的元件，諸如間隔開的部分、交錯(cuò)的模式和網(wǎng)孔。中間部分36可以由與部分32、34相同的或替代性的材料制成。 中間部分36也可以具有與部分32、34不同的橫截面積、幾何形狀或材料性質(zhì)，諸如強(qiáng)度、模量和柔性。使用不同的方法和結(jié)構(gòu)，包括連續(xù)組件的模塑、機(jī)械緊固、粘接和它們的組合， 可以將中間部分36連接至部分32、34。預(yù)見(jiàn)到，中間部分36具有柔性的鉸鏈構(gòu)造，其可以相對(duì)于桿30的中心軸線向前或向后偏移，以調(diào)整所述椎骨桿系統(tǒng)的柔性或勁度。另外預(yù)見(jiàn)到，可以選擇特定參數(shù)來(lái)調(diào)整所述椎骨桿系統(tǒng)的柔性或勁度，所述參數(shù)包括中間部分36的橫截面積(或厚度)、可能與下面討論的緩沖件50的硬度有關(guān)的材料模量、在0-30%范圍內(nèi)的孔隙率改變(這可以包括在10微米-Imm范圍內(nèi)的空體積改變)以及桿材料性質(zhì)。這些參數(shù)允許改變所述椎骨桿系統(tǒng)的性質(zhì)或性能，諸如強(qiáng)度、耐久性、柔性(或勁度)、總體輪廓和采用經(jīng)皮進(jìn)路的能力(對(duì)于特定用途)。中間部分36包括柔性的接頭構(gòu)件37，所述柔性的接頭構(gòu)件具有C-形構(gòu)造，并限定
8對(duì)應(yīng)的成形的弓形內(nèi)表面38和敞開端部40。預(yù)見(jiàn)到，接頭構(gòu)件37可以具有替代構(gòu)造，諸如 U形、V形或W形。另外預(yù)見(jiàn)到，椎骨桿30可以包括一個(gè)或多個(gè)沿著桿30的長(zhǎng)度間隔開的中間部分36。在包括多個(gè)部分36的實(shí)施方案中，所述多個(gè)部分36可以以類似的或替代的取向設(shè)置，諸如對(duì)齊的、未對(duì)齊的、偏移的、敞開端部朝向或不朝向椎骨和交替角度朝向。上部分32設(shè)置在敞開端部40的上部部分42的鄰近處，且過(guò)渡區(qū)限定前面43。下部分34設(shè)置在下部部分44的鄰近處，且過(guò)渡區(qū)限定前面45。內(nèi)表面38限定內(nèi)腔46和第一鎖定部件，例如，柱48。柱48具有第一部分49a (它是圓柱形)和第二部分49b (隨著柱 48過(guò)渡至表面38，它具有遞增的直徑)，如圖3所示。內(nèi)腔46構(gòu)造成用于設(shè)置阻力部件，例如，緩沖件50，如圖4和5所示。緩沖件50具有外表面52，所述外表面限定第二鎖定部件，例如，開口 M。開口 M具有第一部分5 (其構(gòu)造成用于接收部分49a)和第二部分55b(其具有遞增的直徑，并構(gòu)造成用于接收部分 49b)。開口 M接收柱48，所述柱用于將緩沖件50固定安裝在椎骨桿30上，以將所述椎骨桿系統(tǒng)的這些組件鎖定就位。預(yù)見(jiàn)到，部分49a、49b可以被不同地構(gòu)造和設(shè)定尺寸，且部分 55a,55b被相應(yīng)地構(gòu)造和設(shè)定尺寸以用于接收部分49a、49b。部分49a、49b可以具有均勻的構(gòu)造和尺寸。預(yù)見(jiàn)到，所述第一鎖定部件可以包括一個(gè)或多個(gè)元件，可以圍繞中間部分36 不同地設(shè)置，或采用緊固元件和粘合劑，并且所述第二鎖定部件相應(yīng)地構(gòu)造成與其接合。緩沖件50是彈性的，且構(gòu)造成提供對(duì)部分32、34和36的運(yùn)動(dòng)的可變抵抗力。預(yù)見(jiàn)到，緩沖件50可以提供遞增的、可變的、恒定的和/或遞減的抵抗力。緩沖件50被設(shè)置在內(nèi)腔46內(nèi)，并以緊密配合接合的方式接合表面38。緩沖件50可以在大小、形狀方面不同地構(gòu)造，例如，圓形、長(zhǎng)方形、矩形、三角形、球形和不規(guī)則的形狀。預(yù)見(jiàn)到，緩沖件50具有在20肖氏A至55肖氏D、優(yōu)選40至90肖氏A范圍內(nèi)的硬度。緩沖件50的材料可以是實(shí)體的或多孔的、同質(zhì)的或異質(zhì)的單一聚合物或超過(guò)一種聚合物的混合物/復(fù)合材料。預(yù)見(jiàn)到，緩沖件50的彈性可以防止蠕變，并改善所述椎骨桿系統(tǒng)的形狀恢復(fù)。預(yù)見(jiàn)到，緩沖件50 被構(gòu)造成防止和/或抵抗敞開端部40的閉合。另外預(yù)見(jiàn)到，緩沖件50被中間部分36固定就位，并理想地與其機(jī)械地固定成防止從其移動(dòng)和擠出的構(gòu)造。在其它實(shí)施方案中，緩沖件 50可以具有紋理、被封裝、粘合和/或模鑄在椎骨桿30上。緩沖件50可以插入內(nèi)腔46中進(jìn)行組裝，或由例如包、袋或囊在原位形成，其中將緩沖件構(gòu)造插入內(nèi)腔46中，并注射可固化的材料。緩沖件50可以在內(nèi)腔46內(nèi)超過(guò)尺寸或過(guò)度裝填，使得緩沖件50在擠壓下連續(xù)維持，甚至當(dāng)內(nèi)腔46在最大運(yùn)動(dòng)范圍被擴(kuò)張時(shí)。預(yù)見(jiàn)到，椎骨桿30可以不包括阻力部件， 和/或中間部分36具有線性構(gòu)造，正如關(guān)于下面討論的具體實(shí)施方案所述。在椎骨桿30的第一取向中，縱向軸線a相對(duì)于縱向軸線b成角度χ圍繞接頭構(gòu)件 37設(shè)置，如圖3所示。角度χ理想地在135度至小于180度范圍內(nèi)，最理想地在150度至 160度范圍內(nèi)。角度χ可以等于180度。預(yù)見(jiàn)到，在第一取向中，沒(méi)有彎曲力或伸展力施加于椎骨桿30上。隨著部分32、34、36從第一取向向第二取向運(yùn)動(dòng)，將彎曲力和/或伸展力施加于椎骨桿30上。這樣，緩沖件50與中間部分36接合地相互作用，其相互作用構(gòu)造會(huì)提供對(duì)部分32、34從第一取向運(yùn)動(dòng)至第二取向的遞增抵抗力。預(yù)見(jiàn)到所述椎骨桿系統(tǒng)的組件在一個(gè)或多個(gè)取向之間的運(yùn)動(dòng)，且可以包括所述椎骨桿系統(tǒng)的組件在一定范圍內(nèi)的遞增的和遞減的抵抗力水平。在組裝、操作和使用中，所述椎骨桿系統(tǒng)與用于治療脊柱病癥的外科手術(shù)一起使用，所述脊柱病癥影響患者脊柱的節(jié)段，如本文所討論的。所述椎骨桿系統(tǒng)也可以與其它外科手術(shù)一起使用。具體地，所述椎骨桿系統(tǒng)與用于治療脊柱的受累節(jié)段(包括椎骨V)的病癥或損傷的外科手術(shù)一起使用，如圖6和7所示。預(yù)見(jiàn)到，將所述椎骨桿系統(tǒng)附接至椎骨V， 用于脊柱的受累節(jié)段的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，從而為愈合和治療性處理提供穩(wěn)定性，同時(shí)允許所需范圍的運(yùn)動(dòng)或荷載分擔(dān)能力。在使用中，為了治療脊柱的受累節(jié)段，醫(yī)學(xué)從業(yè)人員以任意適當(dāng)?shù)姆绞?諸如通過(guò)組織的切割和收縮)獲得對(duì)外科手術(shù)部位(包括椎骨V)的接近。預(yù)見(jiàn)到，所述椎骨桿系統(tǒng)可以用于任意現(xiàn)有的外科手術(shù)方法或技術(shù)中，包括開放外科手術(shù)、微型開放外科手術(shù)、微創(chuàng)傷手術(shù)和經(jīng)皮外科手術(shù)植入，其中通過(guò)微型切口或套管(其提供通向所述區(qū)域的保護(hù)通道)接近椎骨V。一旦接近了外科手術(shù)部位，進(jìn)行特定的外科手術(shù)，用于治療脊柱病癥。然后采用所述椎骨桿系統(tǒng)來(lái)促進(jìn)外科手術(shù)治療。所述椎骨桿系統(tǒng)可以作為預(yù)先組裝的裝置來(lái)遞送或植入，或可以在原位組裝。所述椎骨桿系統(tǒng)可以被完全地或部分地修改、去除或替換，例如，僅替換緩沖件50，替換桿30和緩沖件50，和使用就位的緊固元件。第一緊固元件(例如，固定螺釘組件70)被構(gòu)造成將上部分32附接至椎骨義。第二緊固元件(例如，固定螺釘組件71)被構(gòu)造成將下部分34連接至鄰近椎骨V2。在椎骨 \、V2中制成導(dǎo)向孔，用于接收固定螺釘組件70、71。固定螺釘組件70、71包括帶螺紋的骨接合部分72，所述骨接合部分插入或以其它方式連接至椎骨Vp V2，這根據(jù)外科手術(shù)治療的具體需要。固定螺釘組件70、71各自具有頭部74(其具有孔或貫穿開口)和緊定螺釘76， 所述固定螺釘組件各自轉(zhuǎn)矩連接在部分32、34上，以將桿30連接在椎骨V的適當(dāng)位置，如將要描述的。如圖6所示，所述椎骨桿系統(tǒng)包括2個(gè)在軸向上對(duì)齊且分開的桿30，部分32、34的部分穿過(guò)頭部74的孔伸出。每個(gè)頭部74的緊定螺釘76轉(zhuǎn)矩連接在桿30的端部部分上， 以固定地連接桿30和椎骨\、\。在固定所述椎骨桿系統(tǒng)和椎骨V以后，將椎骨桿30構(gòu)造成提供對(duì)部分32、34在脊柱的屈曲和伸展過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)的遞增抵抗力。例如，如圖7A所示， 椎骨桿30是處于未加載的或中性的狀態(tài)，這對(duì)應(yīng)上面討論的第一取向，其中在脊柱運(yùn)動(dòng)節(jié)段(包括椎骨VpV2和二者之間的椎間盤)上沒(méi)有可感知的拉伸載荷或壓縮載荷。在由患者的對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)造成的脊柱運(yùn)動(dòng)節(jié)段的屈曲和/或伸展中，桿30與桿30向第二、第三或更多取向運(yùn)動(dòng)期間的遞增抵抗力起作用。在屈曲中，如圖7B所示，上部分32相對(duì)于部分34在箭頭F的方向運(yùn)動(dòng)。接頭構(gòu)件37圍繞緩沖件50在周邊柔性地壓迫，使得中間部分36壓迫緩沖件50。該構(gòu)造會(huì)增加在屈曲期間的抵抗力。在伸展中，如圖7C所示，上部分32相對(duì)于部分34在箭頭E所示的方向運(yùn)動(dòng)。接頭構(gòu)件37圍繞緩沖件50在周邊柔性地?cái)U(kuò)展。鄰近緩沖件50的內(nèi)表面38處于拉伸中，接頭構(gòu)件37的相對(duì)邊緣處于壓縮中，使得接頭構(gòu)件37不會(huì)顯著地壓迫緩沖件 50。在伸展過(guò)程中，抵抗力增加。在屈曲和伸展過(guò)程中的抵抗力增加，會(huì)提供椎骨V的有限運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)脊柱的治療區(qū)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。還預(yù)見(jiàn)到，桿30可以以反轉(zhuǎn)取向連接至脊柱運(yùn)動(dòng)節(jié)段，使得緩沖件50和所述中間部分中的開口取向離開脊柱運(yùn)動(dòng)節(jié)段的方向。在該情況下，緩沖件50在屈曲過(guò)程中處于更少的壓縮下，并在脊柱運(yùn)動(dòng)節(jié)段的伸展過(guò)程中處于更多的壓縮下。所述椎骨桿系統(tǒng)可以與在脊柱外科手術(shù)中所用的不同骨螺釘、椎弓根螺釘或多軸螺釘(MAQ —起使用。預(yù)見(jiàn)到，所述椎骨桿系統(tǒng)可以與用于增強(qiáng)骨固定的椎弓根螺釘一起使用，所述椎弓根螺釘包被有骨傳導(dǎo)材料(諸如羥磷灰石)和/或骨誘導(dǎo)劑(諸如骨形態(tài)形成蛋白蛋白)，以促進(jìn)治療的脊柱區(qū)的運(yùn)動(dòng)。桿30和緩沖件50可以由射線可透過(guò)的材料 (諸如聚合物)制成。可以包括放射性標(biāo)志物，用于在χ-射線、熒光屏透視檢查、CT或其它成像技術(shù)下的鑒別?？梢允褂媒饘俚幕蛱沾傻姆派湫詷?biāo)志物(諸如鉭珠、鉭針、鈦針、鈦端蓋和鉬絲)，例如設(shè)置在桿30的端部部分處和/或沿著其長(zhǎng)度鄰近接頭構(gòu)件37或緩沖件 50。參考圖8-10，在一個(gè)與上述的椎骨桿30類似的替代實(shí)施方案中，椎骨桿130包括 確定縱向軸線aa的上部分132，和確定縱向軸線ΙΛ的下部分134。上部分132包括第一種材料，例如，具有第一彈性模量的細(xì)長(zhǎng)形桿芯182。下部分134包括第二種材料，例如，具有第二彈性模量的細(xì)長(zhǎng)形桿芯184。預(yù)見(jiàn)到，具有所述第一模量和所述第二模量的材料可以在 10-400Gpa范圍內(nèi)，優(yōu)選地在50_250Gpa范圍內(nèi)。另外預(yù)見(jiàn)到，所述第一種材料和所述第二種材料可以具有替代的、不同或基本上相同的彈性模量。椎骨桿130是復(fù)合的動(dòng)態(tài)的或載荷分擔(dān)的裝置，且部分132、134各自具有基于桿芯182、184的構(gòu)造的加強(qiáng)構(gòu)造，使得桿130具有增加的部分剛度和強(qiáng)度，同時(shí)在使用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)總體的桿柔性和耐久性。外層186圍繞桿芯182設(shè)置，且由下述材料制成諸如本文所述的那些，所述材料的彈性模量小于第一彈性模量，從而為上部分132提供柔性和順應(yīng)性。外層186與桿芯182相比具有低彈性模量，并圍繞桿芯182，所述桿芯由具有高彈性模量的材料形成，從而在力/應(yīng)力施加過(guò)程中為椎骨桿130提供增加的節(jié)段勁度和強(qiáng)度，正如下面將描述的。外層188圍繞桿芯184設(shè)置，且由下述材料制成所述材料的彈性模量小于第二彈性模量，從而為下部分134提供柔性和順應(yīng)性。外層188與桿芯184相比具有低彈性模量， 并圍繞桿芯184，所述桿芯由具有高彈性模量的材料形成，從而在力/應(yīng)力施加過(guò)程中為椎骨桿130提供增加的節(jié)段勁度和強(qiáng)度。桿芯182、184可以包括高彈性模量材料，例如，第5 級(jí)鈦(Ti-6A1-4V)、商業(yè)上純的鈦(CP Ti)、鈷-鉻(Co-Cr)、不銹鋼、鎳鈦記憶合金和/或碳加強(qiáng)的聚醚醚酮PEEK、商業(yè)上純的鈦、鈦合金、超彈性鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼合金和/或用長(zhǎng)的和/或連續(xù)的碳纖維加強(qiáng)的PEEK。外層186、188可以包括低模量材料，諸如PEEK、 用短的和/或切碎的碳纖維加強(qiáng)的PEEK、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、CPT和/或鎳鈦記憶合金。外層186、188可以包括圍繞桿芯182、184設(shè)置的套管、涂層或包裹層。桿芯182、184可以沿著整個(gè)桿部分或僅其一部分延伸。預(yù)見(jiàn)到，桿芯182、184可以延伸進(jìn)椎骨桿130的中間部分136中(在下面討論)，并延伸至中間部分136的內(nèi)表面138。部分132、134、136可以包括沿著它們各自的長(zhǎng)度的材料變化。用于更高模量區(qū)域的材料的其它實(shí)例包括鈷鉻合金、鈦合金、超彈性的金屬合金 (例如鎳鈦記憶合金、超彈性塑料金屬，諸如由日本的ToyotsuMaterial Incorporated生產(chǎn)的GUM金屬 )、不銹鋼合金、連續(xù)的碳纖維加強(qiáng)的PEEK和/或短的碳纖維加強(qiáng)的PEEK。 用于更低模量區(qū)域的材料的其它實(shí)例包括PEEK、短的碳纖維加強(qiáng)的PEEK、連續(xù)的碳纖維加強(qiáng)的PEEK、超彈性的金屬合金(例如鎳鈦記憶合金、超彈性塑料金屬，諸如由日本的 Toyotsu MateriaUncorporated生產(chǎn)的GUM金屬 )、PEKK、聚氨酯、聚乙烯和/或聚亞苯基。桿芯182、184各自的橫截面構(gòu)造可以具有替代性的形狀，諸如圓形、卵形、橢圓形、長(zhǎng)方形、正方形、矩形、三角形、五角形和六角形。預(yù)見(jiàn)到，桿芯182、184各自可以沿著它的長(zhǎng)度具有可變的橫截面。桿芯182、184和/或外層186、188可以具有機(jī)械加工的表面、 拋光的表面，光滑的表面，有織紋的表面，尖頭沖擊的表面，磨光的表面，多孔的表面，有圖案的表面和波狀表面。使用不同的過(guò)程或材料(包括氧化、陽(yáng)極化、等離子體處理、蒸汽沉積、電鍍、涂布和蝕刻)，可以化學(xué)地處理或改性桿芯182、184和/或外層186、188的表面。 預(yù)見(jiàn)到，所述椎骨桿可以采用具有不均勻的碳含量的異質(zhì)復(fù)合材料。桿芯182、184和/或外層186、188可以位于桿130的軸線aa、bb的中心，或位于離開軸線aa、l3b—定偏移距離處。預(yù)見(jiàn)到，桿130可以具有連續(xù)的或不連續(xù)的桿芯。外層 186、188可以是連續(xù)的、不連續(xù)的，和/或提供桿芯182、184的完全或不完全覆蓋。預(yù)見(jiàn)到， 外層186、188可以是實(shí)體的或多孔的，例如，實(shí)體的套蓋、多孔的套蓋和編織的套蓋。另外預(yù)見(jiàn)到，外層186、188包括單一材料或復(fù)合材料，或可以具有圍繞桿芯的可變厚度，和/或包括沿著桿芯的可變厚度。預(yù)見(jiàn)到，在第一取向，縱向軸線aa可以相對(duì)于縱向軸線ΙΛ在不同的角度取向(例如，本文討論的那些)設(shè)置。另外預(yù)見(jiàn)到，部分132、134可以包括側(cè)向偏移的取向、弓形部分和替代長(zhǎng)度，例如，本文討論的那些。預(yù)見(jiàn)到椎骨桿130在一個(gè)或多個(gè)取向之間的運(yùn)動(dòng)， 且可以包括一定范圍的遞增的和遞減的抵抗力水平。預(yù)見(jiàn)到，使用彎曲技術(shù)(加熱或不加熱)，可以彎曲、屈曲或變形部分132、134。另外預(yù)見(jiàn)到，各個(gè)桿芯會(huì)促進(jìn)所需的彎曲的或變形的形狀。中間部分136與部分132、134相連，并設(shè)置在二者之間，作為椎骨桿130的組件的連接部分，其類似于本文討論的中間部分。中間部分136由具有第三彈性模量的第三種材料形成。所述第一模量和所述第二模量各自大于所述第三模量，使得上部分132和下部分 134提供椎骨桿130的加強(qiáng)構(gòu)造，且中間部分136具有相對(duì)柔性的構(gòu)造。另外預(yù)見(jiàn)到，所述第一種、第二種和第三種材料可以具有替代的、不同的或基本上相同的彈性模量。或者，中間部分136可以具有與部分132、134不同的形狀、幾何形狀或橫截面構(gòu)造。中間部分136可以具有弓形部分、屈曲或彎曲。中間部分136可以具有C或U形，以增加柔性和抗疲勞性。中間部分136可以具有基本上矩形的橫截面構(gòu)造，以增加柔性和抗疲勞性。與桿芯182、184相比，中間部分136具有低彈性模量以實(shí)現(xiàn)柔性，所述桿芯由具有高彈性模量的材料形成，從而在力/應(yīng)力施加過(guò)程中為椎骨桿130提供增加的節(jié)段勁度和強(qiáng)度。中間部分136可以包括低模量材料，諸如PEEK、短的或切碎的碳纖維PEEK、含有低百分比(諸如在1-10%范圍內(nèi))的短的和/或切碎的碳纖維的PEEK、沒(méi)有加強(qiáng)和/或部分加強(qiáng)的僅PEEK，從而在所述中間部分的柔性部分中提供不連續(xù)的加強(qiáng)，并取向所述中間部分的中央逐漸減小加強(qiáng)。預(yù)見(jiàn)到，中間部分136被完全加強(qiáng)，從而在所述中間部分的柔性部分中設(shè)置連續(xù)的加強(qiáng)。中間部分136包括柔性的接頭構(gòu)件137，所述柔性的接頭構(gòu)件具有U-形構(gòu)造，并限定對(duì)應(yīng)的形成的弓形內(nèi)表面138和敞開端部140。敞開端部140限定由其限定的缺口或開口的間隔開的尺寸，并限定設(shè)置在部分 132、134之間的中間部分136的間隔開的區(qū)域。預(yù)見(jiàn)到，敞開端部140的高度可以在3_20mm 范圍內(nèi)，優(yōu)選地在3-15mm范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在3_10mm范圍內(nèi)。
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部分132、134各自限定厚度的尺寸。例如，部分132限定這樣的外徑，所述外徑包括外層186的厚度的2倍和桿芯182的直徑。部分134限定這樣的外徑，所述外徑包括外層188的厚度的2倍和桿芯184的直徑。預(yù)見(jiàn)到，部分132、134的外徑可以在2_llmm范圍內(nèi)，優(yōu)選地在2. 5-9mm范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在3_7mm范圍內(nèi)。預(yù)見(jiàn)到，部分132、134可以具有替代性的幾何橫截面構(gòu)造，例如，橢圓形、矩形、多角形、不規(guī)則的、均勻的和不均勻的。如圖10所示，柔性的接頭構(gòu)件137比部分132、134擴(kuò)大，并限定寬度W。預(yù)見(jiàn)到， 柔性的接頭構(gòu)件137的寬度w可以在3-20mm范圍內(nèi)，優(yōu)選地在3_15mm范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在 3-10mm范圍內(nèi)。柔性的接頭構(gòu)件137另外限定厚度，且預(yù)見(jiàn)到，柔性的接頭構(gòu)件137的厚度可以在I-IOmm范圍內(nèi)，優(yōu)選地在2-8mm范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在2_6mm范圍內(nèi)。預(yù)見(jiàn)到，柔性的接頭構(gòu)件137可以具有替代性的幾何學(xué)橫截面構(gòu)造，例如，圓形、橢圓形、矩形、多角形、不規(guī)則的、均勻的和不均勻的。內(nèi)表面138限定內(nèi)腔146，所述內(nèi)腔構(gòu)造成設(shè)置阻力部件(未顯示)，例如，本文討論的那些。中間部分136和所述阻力部件可以包括鎖定部件(與本文所述的那些類似)， 所述鎖定部件用于將這些組件鎖定就位。椎骨桿130可以與用于治療脊柱病癥(與上面討論的那些類似)的外科手術(shù)一起使用。所述椎骨桿系統(tǒng)可以與基于椎弓根的動(dòng)態(tài)的脊柱桿或裝置、柔性的復(fù)合桿、后部轉(zhuǎn)變裝置、后部載荷分擔(dān)裝置或脊柱桿和低模量脊柱桿一起使用。預(yù)見(jiàn)到，所述椎骨桿系統(tǒng)可以與微創(chuàng)性應(yīng)用一起使用，例如，采用接近4. 75mm和/或 5. 5mm的桿部分直徑的那些。參考圖11，力(N)相對(duì)于位移(mm)的簡(jiǎn)圖解釋了桿芯182、184的替代實(shí)施方案的椎骨桿130在應(yīng)力下的計(jì)算撓度。如在圖11所示的簡(jiǎn)圖表中所列出的，桿芯182、184可以包括根據(jù)本公開內(nèi)容的原理的替代材料和厚度。通過(guò)PEEK復(fù)合桿的PTD脊柱桿勁度懸臂梁載荷的計(jì)算建模，得到在圖11中提供的數(shù)據(jù)，所述PEEK復(fù)合桿具有IOOmm的長(zhǎng)度和4. 75mm 的外徑，具有不同的桿芯材料和尺寸(當(dāng)指出時(shí)除外)。在一個(gè)實(shí)施例中，部分132、134具有實(shí)體PEEK材料(不具有金屬桿芯)的4. 75mm橫截面，其在施加等于5N的應(yīng)力下具有大約13mm的總變形。在另一個(gè)實(shí)施例中，部分132、134具有Ti材料的3mm桿芯182、184，其在施加等于5N的應(yīng)力下具有5. 1092mm的總變形。在另一個(gè)實(shí)施例中，部分132、134具有Co Cr材料的3mm桿芯182、184，其在施加等于5N的應(yīng)力下具有4. 1128mm的總變形。在另一個(gè)實(shí)施例中，部分132、134具有Ti材料的2mm桿芯182、184，其在施加等于5N的應(yīng)力下具有9. 3756mm的總變形。在另一個(gè)實(shí)施例中，部分132、134具有Co Cr材料的2mm桿芯182、 184，其在施加等于5N的應(yīng)力下具有7. 9513mm的總變形。在另一個(gè)實(shí)施例中，部分132、134 具有Ti材料的4mm桿芯182、184，其在施加等于5N的應(yīng)力下具有3. 8496mm的總變形。在另一個(gè)實(shí)施例中，部分132、134具有Co Cr材料的桿芯182、184，其在施加等于5N的應(yīng)力下具有3. 4382mm的總變形。在另一個(gè)實(shí)施例中，部分132、134具有實(shí)體PEEK材料(不具有金屬桿芯)的橢圓形橫截面(6. 35mmx7. 2mm)，其在施加等于5N的應(yīng)力下具有3. 7873mm 的總變形。在通過(guò)計(jì)算建模得到的計(jì)算撓度的另一個(gè)實(shí)施例(在圖11中未顯示)中，部分 132、134具有Co Cr材料的3. 5mm桿芯182、184，其在施加等于5N的應(yīng)力下具有3. 4118mm 的總變形。在通過(guò)計(jì)算建模得到的計(jì)算撓度的另一個(gè)實(shí)施例(在圖11中未顯示)中，部分 132、134具有Ti材料的3. 5mm桿芯182、184，其在施加等于5N的應(yīng)力下具有4. 0521mm的總變形。
在一個(gè)替代實(shí)施方案中，部分132、134可以由復(fù)合材料(諸如設(shè)置在PEEK套管或外層或涂層內(nèi)的Co-Cr桿芯)制成，柔性中間部分136由更低模量材料諸如PEEK制成，因而沿著桿長(zhǎng)度和桿橫截面具有材料變化。在另一個(gè)實(shí)施方案中，部分132、134是由高模量材料(諸如Co-Cr或Ti_6Al_4V 或長(zhǎng)的和/或連續(xù)的碳纖維PEEK)制成，柔性中間部分136是由復(fù)合材料(諸如在PEEK套管內(nèi)的Co-Cr桿芯或Ti-6A1-4V桿芯)制成，因而沿著桿長(zhǎng)度和沿著桿橫截面具有材料變化。在另一個(gè)實(shí)施方案中，部分132、134是由復(fù)合材料(諸如在PEEK中的30%短的和 /或切碎的碳纖維)制成，柔性中間部分136是由復(fù)合材料(諸如在PEEK中的10%短碳纖維)制成，因而沿著桿長(zhǎng)度具有碳纖維含量變化。參考圖12-14，在一個(gè)與上述的椎骨桿130類似的替代實(shí)施方案中，椎骨桿230包括上部分232和下部分234。上部分232包括具有第一彈性模量的細(xì)長(zhǎng)形桿芯觀2，下部分 234包括具有第二彈性模量的細(xì)長(zhǎng)形桿芯觀4，如上所述。部分232、234各自具有基于桿芯觀2、觀4的構(gòu)造的加強(qiáng)構(gòu)造，使得椎骨桿230在使用過(guò)程中具有增加的剛度和強(qiáng)度。外層觀6圍繞桿芯282設(shè)置，且其形成材料的彈性模量小于第一彈性模量，從而為上部分232提供柔性和順應(yīng)性。外層286具有比桿芯282低的彈性模量，并環(huán)繞桿芯觀2，所述桿芯由具有高彈性模量的材料形成，從而為椎骨桿230 提供增加的勁度和強(qiáng)度。外層288圍繞桿芯284設(shè)置，且其形成材料的彈性模量小于第二彈性模量，從而為下部分234提供柔性和順應(yīng)性。外層288具有比桿芯284低的彈性模量，并環(huán)繞桿芯觀4， 所述桿芯由具有高彈性模量的材料形成，從而為椎骨桿230提供增加的勁度和強(qiáng)度。中間部分236與部分232、234相連，并設(shè)置在二者之間，作為椎骨桿230的組件的連接部分。中間部分236包括加強(qiáng)部分，例如，由具有大于上面討論的第三模量的彈性模量的材料形成的桿芯四0。桿芯290具有弓形構(gòu)造，所述弓形構(gòu)造符合弓形內(nèi)表面238的構(gòu)造。中間部分236具有外層四2，所述外層由具有第三彈性模量的第三種材料形成。外層 292具有比桿芯290低的彈性模量，并環(huán)繞桿芯四0，所述桿芯由具有高彈性模量的材料形成，從而在力/應(yīng)力施加過(guò)程中為椎骨桿230提供增加的勁度和強(qiáng)度。外層四2的彈性模量小于桿芯四0的彈性模量，從而為中間部分236提供柔性和順應(yīng)性。桿芯四0的橫截面構(gòu)造可以具有替代性的形狀，諸如圓形、卵形、橢圓形、長(zhǎng)方形、 正方形、矩形、三角形、五角形和六角形。桿芯290可以具有沿著它的長(zhǎng)度可變的橫截面。桿芯290可以具有機(jī)械加工的表面、拋光的表面、光滑的表面、有織紋的表面、噴丸處理的表面、磨光的表面、多孔的表面、有圖案的表面和波狀表面。使用不同的過(guò)程或材料(包括氧化、陽(yáng)極化、等離子體處理、蒸汽沉積、電鍍、涂布和蝕刻)，可以化學(xué)地處理或改性桿芯290 的表面。桿芯290可以是連續(xù)的或不連續(xù)的。外層292可以是連續(xù)的、不連續(xù)的，和/或提供桿芯四0的完全或不完全覆蓋。外層292可以是實(shí)體的或多孔的，例如，實(shí)體的套蓋、多孔的套蓋、編織的套蓋和/或套管構(gòu)造。預(yù)見(jiàn)到，外層292可以包括單一材料或復(fù)合材料， 具有圍繞桿芯四0的可變厚度，和/或具有沿著桿芯四0的可變厚度。桿芯觀2、284和四0的彈性模量等于和大于第三模量，使得上部分232、下部分 234和中間部分236提供椎骨桿230的加強(qiáng)構(gòu)造，它們各自的外層提供柔性和順應(yīng)性。預(yù)見(jiàn)到，桿芯四0的模量可以在10-400Gpa范圍內(nèi)，優(yōu)選地在50-250Gpa范圍內(nèi)。另外預(yù)見(jiàn)到， 桿芯觀2、284和四0的彈性模量可以具有替代性的或基本上相同的彈性模量。桿芯290連接桿芯282和觀4，使得部分232、234和236形成椎骨桿230的連續(xù)加強(qiáng)構(gòu)造。預(yù)見(jiàn)到，桿芯觀2、284和290可以包括部分加強(qiáng)，包括不連續(xù)的高模量材料，諸如間斷部分或多個(gè)部分，或者，可以包括完全加強(qiáng)，包括連續(xù)的高模量材料。參考圖15-17，在一個(gè)與上述的椎骨桿30類似的替代實(shí)施方案中，椎骨桿330包括上部分332和下部分334。上部分332包括第一種材料，例如，具有第一彈性模量的外層 386。下部分334包括第二種材料，例如，具有第二彈性模量的外層388。預(yù)見(jiàn)到，第一模量和第二模量可以是在10-400Gpa范圍內(nèi)，優(yōu)選地在50-250Gpa范圍內(nèi)。另外預(yù)見(jiàn)到，所述第一種材料和所述第二種材料可以具有替代性的或基本上相同的彈性模量。椎骨桿330是復(fù)合動(dòng)態(tài)裝置，部分332、334各自具有基于外層386、388的構(gòu)造的加強(qiáng)構(gòu)造，使得椎骨桿330在使用過(guò)程中具有增加的剛度和強(qiáng)度。外層386圍繞細(xì)長(zhǎng)形桿芯 382設(shè)置，所述細(xì)長(zhǎng)形桿芯由諸如本文所述的那些材料形成，且其彈性模量小于第一彈性模量，從而為上部分332提供柔性和順應(yīng)性。桿芯382具有比外層386低的彈性模量，并設(shè)置在外層386內(nèi)，所述外層由具有高彈性模量的材料形成，從而在力/應(yīng)力施加過(guò)程中為椎骨桿330提供增加的勁度和強(qiáng)度。外層388圍繞細(xì)長(zhǎng)形桿芯384設(shè)置，且其形成材料的彈性模量小于第二彈性模量， 從而為下部分334提供柔性和順應(yīng)性。桿芯384具有比外層388低的彈性模量，并設(shè)置在外層388內(nèi)，所述外層由具有高彈性模量的材料形成，從而在力/應(yīng)力施加過(guò)程中為椎骨桿330提供增加的勁度和強(qiáng)度。外層386、388可以包括高彈性模量材料，例如，商業(yè)上純的鈦、鈦合金、超彈性鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼合金和/或用長(zhǎng)的和/或連續(xù)的碳纖維加強(qiáng)的 PEEK。桿芯382、384可以包括低模量材料，諸如PEEK和/或用短的和/或切碎的碳纖維加強(qiáng)的PEEK。外層386、388可以包括圍繞桿芯382、384設(shè)置的套管、涂層或包裹層。外層386、388的橫截面構(gòu)造可以具有替代性的形狀，諸如圓形、卵形、橢圓形、長(zhǎng)方形、正方形、矩形、三角形、五角形和六角形。外層386、388可以具有沿著桿330的長(zhǎng)度可變的橫截面。外層386、388可以具有機(jī)械加工的表面、拋光的表面、光滑的表面、有織紋的表面、尖頭沖擊的表面、磨光的表面、多孔的表面、有圖案的表面和波狀表面。使用不同的過(guò)程或材料(包括氧化、陽(yáng)極化、等離子體處理、蒸汽沉積、電鍍、涂布和蝕刻)，可以化學(xué)地處理或改性外層386、388的表面。外層386、388可以是連續(xù)的或不連續(xù)的。外層386、388可以提供桿芯的連續(xù)的、不連續(xù)的、完全的或不完全的覆蓋。外層386、388可以是實(shí)體的或多孔的，例如，實(shí)體的套蓋、多孔的套蓋和編織的套蓋。預(yù)見(jiàn)到，外層386、388可以是單一材料或復(fù)合材料，具有圍繞桿芯的可變厚度，和/或具有沿著桿芯的可變厚度。中間部分336(與上述的中間部分136類似)與部分332、334相連，并設(shè)置在二者之間，作為椎骨桿330的組件的連接部分，因此上部分332和下部分334提供桿330的加強(qiáng)構(gòu)造，且中間部分336具有相對(duì)柔性的構(gòu)造。參考圖18-27，顯示了上述椎骨桿130的替代實(shí)施方案。如圖18所示，椎骨桿130 的一個(gè)替代實(shí)施方案包括第一部分432，所述第一部分具有由上述具有第一彈性模量的材料的形成的第一細(xì)長(zhǎng)形桿芯482，且具有從第一部分432的第一端部494延伸至中間部分 136的內(nèi)表面138的橫截面。桿芯482的橫截面包括第一部分432在第一端部494附近的外徑D1、逐漸變細(xì)的部分496，所述逐漸變細(xì)的部分在內(nèi)表面138附近處具有與外徑D。相比減小的直徑D2。具有小于第一彈性模量的彈性模量的外層486圍繞逐漸變細(xì)的部分496 設(shè)置。隨著桿芯482的厚度向內(nèi)表面138減小，外層486的厚度增加。椎骨桿130包括第二部分434，所述第二部分具有由上述具有第二彈性模量的材料的形成的第二細(xì)長(zhǎng)形桿芯484，且具有從第二部分434的第一端部496延伸至內(nèi)表面138 的橫截面。桿芯484的橫截面包括第二部分434在第一端部496附近的外徑D3、逐漸變細(xì)的部分498，所述逐漸變細(xì)的部分在內(nèi)表面138附近處具有與外徑1)3相比減小的直徑D4。具有小于第二彈性模量的彈性模量的外層488圍繞逐漸變細(xì)的部分496設(shè)置。隨著桿芯484 的厚度向內(nèi)表面138減小，外層488的厚度增加。該構(gòu)造提供了在中間部分136附近的增加的柔性和順應(yīng)性。如圖19所示，椎骨桿130的另一個(gè)替代實(shí)施方案包括部分132，所述部分具有桿芯加強(qiáng)件582，所述桿芯加強(qiáng)件由上述具有第一彈性模量的材料形成，并至少部分地延伸至中間部分136內(nèi)。部分132的外層486和中間部分136的外層590各自具有小于第一彈性模量的彈性模量，所述外層圍繞桿芯加強(qiáng)件582設(shè)置。椎骨桿130還包括部分134，所述部分具有桿芯加強(qiáng)件584，所述桿芯加強(qiáng)件由上述具有第二彈性模量的材料形成，并至少部分地延伸至中間部分136內(nèi)。部分134的外層488和外層590各自具有小于第二彈性模量的彈性模量，所述外層圍繞桿芯加強(qiáng)件584設(shè)置。椎骨桿130的該構(gòu)造提供了進(jìn)入中間部分 138中的部分加強(qiáng)件。如圖20所示，椎骨桿130的另一個(gè)替代實(shí)施方案包括加強(qiáng)桿芯690，所述加強(qiáng)桿芯具有相對(duì)高的彈性模量，并設(shè)置在中間部分136內(nèi)部。加強(qiáng)桿芯690具有弓形構(gòu)造，并符合內(nèi)表面138的形狀。具有比桿芯690低的彈性模量的外層692圍繞加強(qiáng)桿芯690設(shè)置。桿芯690具有與桿芯182間隔開的第一端部693和與桿芯184間隔開的第二端部694，從而提供進(jìn)入中間部分138中的部分加強(qiáng)件。如圖21所示，椎骨桿130的另一個(gè)替代實(shí)施方案包括桿芯182、184，所述桿芯具有鳩尾榫加強(qiáng)連接790、792，它們分別具有第一和第二彈性模量。鳩尾榫加強(qiáng)連接790、792 設(shè)置在開口 140附近，并將部分132、134連接至中間部分136上，同時(shí)為椎骨桿130提供增加的強(qiáng)度和剛度。如圖22所示，椎骨桿130的另一個(gè)替代實(shí)施方案包括中間部分836，所述中間部分在無(wú)應(yīng)力取向具有與軸線aa軸向?qū)R的線性構(gòu)造。中間部分836由如上所述的具有第三彈性模量的材料形成。如圖23所示，椎骨桿130的另一個(gè)替代實(shí)施方案包括中間部分936， 所述中間部分在無(wú)應(yīng)力取向具有與軸線aa軸向?qū)R的線性構(gòu)造。中間部分936由具有第三彈性模量的材料形成，且包括側(cè)向突出物990，以增加強(qiáng)度和剛度。如圖M所示，椎骨桿 130的另一個(gè)替代實(shí)施方案包括中間部分936A，所述中間部分具有減小的曲率特性。中間部分936A的內(nèi)表面938A具有弓形構(gòu)造，使得中間部分936A的側(cè)向突出物990A增加椎骨桿130的強(qiáng)度和剛度。如圖25所示，上面關(guān)于圖15-17所述的椎骨桿330的一個(gè)替代實(shí)施方案包括中間部分1036，所述中間部分在無(wú)應(yīng)力取向上具有與軸線aa軸向?qū)R的線性構(gòu)造。中間部分 1036由如上所述的具有第三彈性模量的材料形成。如圖沈所示，椎骨桿130的另一個(gè)替代實(shí)施方案包括中間部分1136，所述中間部分在無(wú)應(yīng)力取向具有與軸線aa軸向?qū)R的線性構(gòu)造。桿芯182、184在均勻的橫截面中延伸至岔開的腿部分，所述岔開的腿部分延伸至中間部分1136。中間部分1136由如上所述的具有第三彈性模量的材料形成。如圖27所示，椎骨桿130的另一個(gè)替代實(shí)施方案包括中間部分1236，所述中間部分在無(wú)應(yīng)力取向具有與軸線aa軸向?qū)R的線性構(gòu)造。中間部分1236由具有第三彈性模量的材料形成，且包括一對(duì)相對(duì)的側(cè)向突出物1四0，以增加強(qiáng)度和剛度。參考圖28和四，在一個(gè)與上述的椎骨桿130類似的替代實(shí)施方案中，椎骨桿1330 包括上部分1332和下部分1334。上部分1332包括第一種材料1390，它是聚合物復(fù)合材料， 諸如具有第一彈性模量的碳-PEEK或碳-PEKK。下部分1334包括第二種材料1392，它是聚合物復(fù)合材料，諸如具有第二彈性模量的碳-PEEK或碳-PEKK。預(yù)見(jiàn)到，第一模量和第二模量可以在2. 5-100Gpa范圍內(nèi)，優(yōu)選地在5_50Gpa范圍內(nèi)。另外預(yù)見(jiàn)到，所述第一種材料和所述第二種材料可以具有替代性的或基本上相同的彈性模量。椎骨桿1330是不均勻的復(fù)合動(dòng)態(tài)裝置，且具有基于第一種和第二種材料的構(gòu)造的加強(qiáng)構(gòu)造，使得椎骨桿1330在使用過(guò)程中具有增加的剛度和強(qiáng)度。部分1332、1334被例如碳纖維高度加強(qiáng)，以提高勁度和強(qiáng)度。中間部分1336(與上面討論的中間部分136類似) 未被加強(qiáng)或輕度加強(qiáng)，以實(shí)現(xiàn)柔性和順應(yīng)性。過(guò)渡區(qū)1337設(shè)置在部分1332、1334和中間部分1336之間。優(yōu)選地，過(guò)渡區(qū)1337具有加強(qiáng)(例如碳纖維的百分比)的逐漸變化，以誘導(dǎo)部分1332、1334和中間部分1336之間的模量的逐漸變化。預(yù)期模量的逐漸變化會(huì)使在過(guò)渡區(qū)1337處的應(yīng)力梯級(jí)(riser)和破壞潛力最小化。預(yù)見(jiàn)到，過(guò)渡區(qū)1337和/或中間部分1336可以包括沒(méi)有逐漸變化的均勻加強(qiáng)。參考圖30-33，上述的椎骨桿130的替代實(shí)施方案例證了具有多個(gè)柔性中間部分的多級(jí)復(fù)合桿的實(shí)施例。預(yù)見(jiàn)到，可以替代性地構(gòu)造所述中間部分中的每一個(gè)。例如，由于幾何形狀、橫截面積或材料組成的差異，第一中間部分可以具有比第二或第三中間部分更大的柔性。另外預(yù)見(jiàn)到，具有更高柔性的中間部分可以用于支撐未融合的脊柱或脊柱的運(yùn)動(dòng)保持水平。這樣，具有更高勁度的中間部分可以用于支撐融合的水平，這時(shí)希望在穩(wěn)定和載荷分擔(dān)之間的最佳平衡。預(yù)見(jiàn)到，所述椎骨桿的加強(qiáng)材料或桿芯可以不同于所述桿的螺釘接合部分，從而為所述桿的不同部分提供不同的勁化效應(yīng)。例如，可以用3. 5mm Co-Cr桿芯加強(qiáng)所述桿的上部分，可以用3. Omm短的和/或切碎的碳纖維加強(qiáng)的PEEK加強(qiáng)柔性中間部分，且可以用2. 5mm Ti_6Al_4V加強(qiáng)下部分。如圖30所示，在一個(gè)與上述的椎骨桿130類似的替代實(shí)施方案中，椎骨桿1430包括上部分1432和中間部分1434。上部分1432包括具有第一彈性模量的細(xì)長(zhǎng)形桿芯1482。 中間部分1434包括具有第二彈性模量的細(xì)長(zhǎng)形桿芯1484。預(yù)見(jiàn)到，第一模量和第二模量可以在0-400GPa范圍內(nèi)，優(yōu)選地在50-250GPa范圍內(nèi)。另外預(yù)見(jiàn)到，所述第一種材料和所述第二種材料可以具有替代性的或基本上相同的彈性模量。外層1486圍繞桿芯1482設(shè)置，并由諸如本文所述的那些材料形成，所述材料的彈性模量小于第一彈性模量，從而為上部分1432提供柔性和順應(yīng)性。外層1488圍繞桿芯 1484設(shè)置，并由其彈性模量小于第二彈性模量的材料形成，從而為下部分1434提供柔性和順應(yīng)性。第一柔性中間部分1436(與上述的中間部分136類似)與部分1432、1434相連， 并設(shè)置在二者之間，作為椎骨桿1430的組件的連接部分。中間部分1436由具有第三彈性
17模量的第三種材料形成。所述第一模量和所述第二模量各自大于所述第三模量，使得上部分1432和中間部分1434提供桿1430的加強(qiáng)構(gòu)造，且中間部分1436具有相對(duì)柔性的構(gòu)造。第三細(xì)長(zhǎng)形部分(例如，下部分1490)包括第四種材料，例如，具有第四彈性模量的細(xì)長(zhǎng)形桿芯1492。所述第四模量大于第三模量，使得下部分1490提供桿1430的加強(qiáng)構(gòu)造。外層1494圍繞桿芯1492設(shè)置，并由諸如本文所述的那些材料形成，所述材料的彈性模量小于第四彈性模量，從而為下部分1490提供柔性和順應(yīng)性。預(yù)見(jiàn)到，第四模量可以在 10-400GPa范圍內(nèi)，優(yōu)選地在50_250GPa范圍內(nèi)。另外預(yù)見(jiàn)到，所述第四種材料、所述第一種材料和所述第二種材料可以具有替代性的或基本上相同的彈性模量。第二柔性中間部分1496與部分1434、1490相連，并設(shè)置在二者之間，作為連接部分。中間部分1496在無(wú)應(yīng)力取向具有與部分1434、1490軸向?qū)R的線性構(gòu)造。中間部分 1496由具有小于第四模量的彈性模量的材料形成。部分1490的模量大于中間部分1496的模量，使得下部分1490提供桿1430的加強(qiáng)構(gòu)造，且中間部分1496具有相對(duì)柔性的構(gòu)造。中間部分1496可以具有比中間部分1436更大或更小的柔性，這取決于椎骨桿1430的組件幾何形狀、橫截面積和材料組成。椎骨桿1430(包括中間部分1496和下部分1490)具有增加的長(zhǎng)度，這會(huì)提供在2 個(gè)或更多個(gè)椎間盤水平的上面伸展的能力。預(yù)見(jiàn)到，所述椎骨桿系統(tǒng)的構(gòu)造可以在多個(gè)椎骨間水平(包括治療的和未治療的椎骨和椎骨間水平)提供動(dòng)態(tài)的或柔性的穩(wěn)定。另外預(yù)見(jiàn)到，中間部分1496和下部分1490會(huì)提供與椎骨桿1430的其它組件相比更低柔性或更高剛性的穩(wěn)定。在外科手術(shù)過(guò)程中，可以切割或整修椎骨桿1430，使得椎骨桿1430的大小可以根據(jù)患者需求或外科手術(shù)治療或醫(yī)學(xué)從業(yè)人員的具體需要而修改。椎骨桿1430可以以預(yù)彎曲的構(gòu)造提供，所述構(gòu)造具有不同的曲率水平，以配合解剖學(xué)變化。或者，可以在外科手術(shù)進(jìn)行中彎曲或重新定形直的或預(yù)彎曲的椎骨桿1430，以配合特定患者的解剖學(xué)。在包括多個(gè)柔性中間部分的實(shí)施方案中，多個(gè)細(xì)長(zhǎng)形部分和中間部分可以以類似的或交替的取向設(shè)置，諸如對(duì)齊、不對(duì)齊、偏移、敞開端部取向或不取向椎骨和替代性的角度取向。在一個(gè)替代實(shí)施方案中，如圖30A所示，上面討論的椎骨桿1430包括第一取向，其中縱向軸線aa設(shè)置成相對(duì)于縱向軸線ΙΛ為180度的角度。預(yù)見(jiàn)到，縱向軸線aa可以設(shè)置成相對(duì)于縱向軸線W3為其它角度取向。部分1434、1496、1490具有弓形構(gòu)造和增加的長(zhǎng)度，這會(huì)提供在2個(gè)或更多個(gè)椎骨間元件的上面伸展的能力。在外科手術(shù)過(guò)程中，可以切割或整修下部分1490，使得椎骨桿 1430的大小可以根據(jù)患者需求或外科手術(shù)治療或醫(yī)學(xué)從業(yè)人員的具體需要而修改。部分 1434、1496、1490的弓形構(gòu)造具有曲率半徑rr。理想地，曲率半徑rr是在20_400mm范圍內(nèi)， 優(yōu)選地在50-200mm范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在100_150mm范圍內(nèi)。在另一個(gè)替代實(shí)施方案中，如圖31所示，上面討論的椎骨桿1430包括具有減小的曲率特性的第二柔性中間部分1596。中間部分1536的內(nèi)表面1538具有弓形構(gòu)造，使得中間部分1596的側(cè)向突出物1590增強(qiáng)椎骨桿1430的強(qiáng)度和剛度。中間部分1596可以用于在脊柱的融合水平處的載荷分擔(dān)穩(wěn)定。在另一個(gè)替代實(shí)施方案中，如圖32所示，椎骨桿1430包括第二柔性部分1696，所述柔性部分具有一對(duì)相對(duì)的側(cè)向突出物1698，以增加椎骨桿1430的強(qiáng)度和剛度。在另一個(gè)替代實(shí)施方案中，如圖33所示，椎骨桿1430包括第二柔性部分1796，所述柔性部分具有側(cè)向突出物1798，以增加椎骨桿1430的強(qiáng)度和剛度。在另一個(gè)替代實(shí)施方案中，椎骨桿1430具有具有C或U形構(gòu)造的第一柔性中間部分，具有等同輪廓的第二柔性中間部分。兩個(gè)柔性中間部分僅由PEEK制成。上部分和下部分具有由更高模量材料(諸如Co-Cr或Ti-6A1-4V或長(zhǎng)的和/或連續(xù)的碳纖維PEEK) 制成的桿芯和圍繞所述桿芯設(shè)置的外套管，所述套管由更低模量材料PEEK制成。預(yù)見(jiàn)到， 由于它的C或U形構(gòu)造，所述第一柔性中間部分可以比所述第二柔性中間部分具有相對(duì)更高的柔性。預(yù)見(jiàn)到，所述2個(gè)分開的柔性中間部分具有相同的材料組成，具有不同的幾何形狀。應(yīng)該理解，可以對(duì)本文公開的實(shí)施方案做出不同改變。因此，上面的描述不應(yīng)解釋為限制性的，而是僅僅作為不同實(shí)施方案的例證。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)預(yù)見(jiàn)到在本文所附的權(quán)利要求書的范圍和精神內(nèi)的其它改變。
權(quán)利要求
1.一種椎骨桿，所述椎骨桿包括第一細(xì)長(zhǎng)形部分，所述第一細(xì)長(zhǎng)形部分包括具有第一彈性模量的第一種材料，第二細(xì)長(zhǎng)形部分，所述第二細(xì)長(zhǎng)形部分包括具有第二彈性模量的第二種材料；和第一中間部分，所述第一中間部分設(shè)置在所述第一部分和所述第二部分之間，且包括具有第三彈性模量的第三種材料，所述中間部分具有弓形內(nèi)表面，所述弓形內(nèi)表面限定內(nèi)腔和敞開端部；其中所述第一模量和所述第二模量各自大于所述第三模量，使得所述第一部分和第二部分提供加強(qiáng)的椎骨桿構(gòu)造，且所述中間部分具有相對(duì)柔性的構(gòu)造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎骨桿，其中所述第一彈性模量基本上等于所述第二彈性模量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎骨桿，其中所述第一彈性模量不同于所述第二彈性模量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎骨桿，其中所述第一部分包括圍繞所述第一種材料設(shè)置的外層，所述外層由彈性模量不同于所述第一模量的材料形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎骨桿，其中所述第二部分包括圍繞所述第二種材料設(shè)置的外層，所述第二部分的外層由彈性模量不同于所述第二模量的材料形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎骨桿，其中所述中間部分的至少一部分包括加強(qiáng)部分，所述加強(qiáng)部分的彈性模量大于所述第三模量，所述第三種材料是圍繞著所述加強(qiáng)部分設(shè)置的外層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的椎骨桿，其中所述中間部分的加強(qiáng)部分具有弓形構(gòu)造。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的椎骨桿，其中所述加強(qiáng)部分連接所述第一種材料和所述第二種材料，使得所述第一部分、第二部分和中間部分處于椎骨桿的連續(xù)加強(qiáng)構(gòu)造。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎骨桿，其中所述第一部分包括細(xì)長(zhǎng)形桿芯，所述細(xì)長(zhǎng)形桿芯由彈性模量小于所述第一模量的材料形成，所述第一種材料是圍繞著所述桿芯設(shè)置的外層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的椎骨桿，其中所述第二部分包括細(xì)長(zhǎng)形桿芯，所述細(xì)長(zhǎng)形桿芯由彈性模量小于所述第二模量的材料形成，所述第二種材料是圍繞著所述第二部分的桿芯設(shè)置的外層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎骨桿，其中所述第一種材料是細(xì)長(zhǎng)形桿芯，所述細(xì)長(zhǎng)形桿芯具有從所述第一部分的第一端部延伸至所述中間部分的內(nèi)表面的橫截面，所述桿芯橫截面包括所述第一部分在所述第一端部附近的外徑，且包括鄰近內(nèi)表面的、相對(duì)于所述外徑具有減小的直徑的錐形部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的椎骨桿，其中所述第二種材料是細(xì)長(zhǎng)形桿芯，所述細(xì)長(zhǎng)形桿芯具有從所述第二部分的第一端部延伸至所述中間部分的內(nèi)表面的橫截面，所述第二部分的桿芯橫截面包括所述第二部分在所述第二部分的第一端部附近的外徑，且包括鄰近內(nèi)表面的、相對(duì)于所述第二部分的所述外徑具有減小的直徑的錐形部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的椎骨桿，其中所述中間部分的加強(qiáng)部分圍繞著所述內(nèi)表面弓形地設(shè)置，且具有第一端部，所述第一端部與所述第一種材料間隔開。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的椎骨桿，其中所述中間部分的加強(qiáng)部分具有第二端部，所述第二端部與所述第二種材料間隔開。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎骨桿，其中所述第一種材料和所述第二種材料各自是包括碳纖維濃度的聚合物復(fù)合材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎骨桿，所述椎骨桿另外包括第三細(xì)長(zhǎng)形部分，所述第三細(xì)長(zhǎng)形部分包括具有第四彈性模量的第四種材料；和第二柔性中間部分，所述第二柔性中間部分設(shè)置在所述第二部分和所述第三部分之間，其中所述第四模量大于所述第三模量。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的椎骨桿，其中所述第二中間部分包括側(cè)向突出物。
全文摘要
一種椎骨桿包括第一細(xì)長(zhǎng)形部分和第二細(xì)長(zhǎng)形部分，所述第一細(xì)長(zhǎng)形部分包括具有第一彈性模量的第一種材料，所述第二細(xì)長(zhǎng)形部分包括具有第二彈性模量的第二種材料。第一中間部分設(shè)置在所述第一部分和所述第二部分之間，且包括具有第三彈性模量的第三種材料。所述中間部分具有弓形內(nèi)表面，所述弓形內(nèi)表面限定內(nèi)腔和敞開端部。所述第一模量和所述第二模量各自大于所述第三模量，使得所述第一部分和第二部分提供加強(qiáng)的椎骨桿構(gòu)造，且所述中間部分具有相對(duì)柔性的構(gòu)造。
文檔編號(hào)A61B17/70GK102510741SQ201080040607
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2010年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者H·H·特里優(yōu) 申請(qǐng)人:華沙整形外科股份有限公司