Система для задней фиксации позвоночника пластиной

Система для задней фиксации позвоночника пластиной

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА СМЕЖНЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящая заявка притязает на преимущества согласно 35 U.S.С. § 119(e) дополнительной патентной заявки США №61/470,821, поданной 1 апреля 2011 года, которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Позвоночный столб имеет очень сложное строение и состоит более чем из 20 костей, соединенных друг с другом, выполняя функции вместилища и защиты важнейших элементов нервной системы. Кроме того, позвоночник очень гибок, способен значительно искривляться и сгибаться в нескольких направлениях. Самым гибким из всех отделов позвоночного столба является шейный.

Кости и соединительные ткани позвоночного столба взрослых последовательно связаны друг с другом тройным комплексом суставов, состоящих из переднего диска и двух задних дугоотросчатых суставов. Передние диски соседних костей разделены и амортизированы хрящевыми разделителями, называемыми межпозвонковыми дисками. Позвонки, составляющие позвоночный столб, подразделяют на шейные, грудные, поясничные и крестцовые. На шейный отдел позвоночника, к которому относится верхняя часть до основания черепа, приходятся первые семь позвонков. 12 промежуточных позвонков относятся к грудному отделу, а нижняя часть позвоночника включает 5 поясничных позвонков. Основанием позвоночника служат крестцовые кости (включая копчик). Позвонки, составляющие шейную часть позвоночника, обычно меньше грудных и поясничных.

Генетические причины или нарушения развития, травмы, хроническое напряжение, опухоли и заболевания - лишь немногие из причин патологий позвоночника, при которых может потребоваться постоянная иммобилизация. В настоящее время создан ряд систем, обеспечивающих такую иммобилизацию за счет имплантации искусственных деталей внутрь или на поверхность позвоночного столба. Их можно классифицировать как задние, передние или боковые имплантаты. Как предполагает классификация, задние имплантаты прикрепляются к задней поверхности позвоночного столба, обычно закрепляясь под пластинками дуг позвонков и входя в центральный канал, присоединяясь к поперечным отросткам или стыкуясь через ножку позвонка. Боковые и передние системы соединяются с костями позвонков.

Соответствующий хирургический протокол и строение системы для имплантации определяются областью позвоночника, требующей иммобилизации, а также индивидуальными различиями анатомии. Известно применение задних пластин для стабилизации и иммобилизации шейного отдела позвоночника. Задняя пластина представляет собой узкую продолговатую пластину с серией отверстий, находящихся на расстоянии друг от друга, через которые можно вставить винты для фиксации пластины к позвонку. Пара задних пластин помещается на заднебоковые поверхности ряда последовательных шейных костей и фиксируется к кости винтами, по одному на каждый позвонок, тем самым препятствуя движению костей друг относительно друга в вертикальной или горизонтальной плоскости.

Так как позвоночник часто подвергается высоким компрессионным и торсионным нагрузкам при движении, одной из основных проблем при установке позвоночных имплантатов, как для хирурга, так и для пациента, является риск выпадения винта. Винт может выпасть при ослаблении прочности цилиндрического фрагмента кости, окружающего винт. Костный винт, введенный перпендикулярно пластине, будет особенно слабым, так как для его выпадения достаточно повреждения зоны кости, равной по диаметру внешнему диаметру резьбы винта. Обнаружено, что для выпадения винтов, введенных в кость под углом к пластине, необходимо повреждение значительно большего объема кости, чем для выпадения винтов, установленных перпендикулярно.

Дополнительной проблемой имплантации винтов с задней стороны шейного отдела позвоночника является наличие чувствительных и важных структур в непосредственной близости от костей, например латеральных масс и пластинок позвонков, которые, находясь в непосредственной близости к имплантату, могут повредиться при его установке или смещении. В шейном отделе позвоночника позвоночные артерии расположены медиально под латеральными массами или пластинками позвонка и представляют собой жизненно важные структуры, повреждение которых недопустимо. Кроме того, дугоотростчатые суставы, служащие естественным соединением последовательных костей, также следует по возможности сохранять. Сохранение этих структур имеет решающее значение, и их повреждение при установке винтов в заднюю поверхность позвоночника служит источником проблем. Задние пластины старой конструкции не позволяют обеспечить правильное введение винта либо дают очень мало приемлемых или осуществимых возможностей сделать это.

Задние пластины обязательно устанавливаются в сочетании с множеством винтов, вводящихся сквозь пластину. Однако при ослаблении удерживания одного винта в окружающей его костной ткани фиксация пластины ослабевает, что может привести к неблагоприятным неврологическим последствиям.

Одним из способов избежать недостатков применяющихся в настоящее время пластин являются системы фиксации многоосными винтами, стержнями и крючками. Многоосные винты дают хирургу возможность подобрать их оптимальное расположение; однако чтобы быть способным сделать это, необходимы значительные навыки и опыт. Кроме того, чтобы гарантировать правильное положение многоосных винтов, хирурги обычно используют рентгеноскопию в течение длительного времени, что подвергает пациентов нежелательному облучению.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1А показано схематическое изображение шейных позвонков сверху.

На фиг. 1В показано схематическое изображение двух соседних шейных позвонков сбоку.

На фиг. 2 показано схематическое изображение шейного отдела позвоночника сзади, видны латеральные массы и пластинки дуг шейных позвонков.

На фиг. 3 показано перспективное изображение задней пластины для фиксации позвонков, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрывающегося в данной заявке.

На фиг. 4А показан вид сверху костной пластины из системы, изображенной на фиг. 3.

На фиг. 4В представлен нижний вид в плане костной пластины, изображенной на фиг. 3, снизу.

На фиг. 5А показано увеличенное перспективное изображение части костной пластины, изображенной на фиг. 3.

На фиг. 5В представлен вид пластины, показанной на фиг. 5А, в разрезе по линии 5В-5В.

На фиг. 6 показано перспективное изображение костной пластины, изображенной на фиг. 3, сбоку, в изогнутом состоянии.

На фиг. 7А показано перспективное изображение пары костных пластин, изображенных на фиг. 3, сзади, соединенных с задними поверхностями нескольких позвонков.

На фиг. 7В показано перспективное изображение одной из костных пластин, соединенных с задними поверхностями нескольких позвонков, сбоку.

На фиг. 8 показан верхний вид в плане сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 9 показан перспективный вид части костной пластины, изображенной на фиг. 8.

На фиг. 10 представлен вид в разрезе по линии 10-10 пластины, изображенной на Фиг. 9.

На фиг. 11А показан верхний вид в плане части костной пластины, изображенной на фиг. 8 с частичным срезом.

На фиг. 11В показан верхний вид в плане с частичным срезом другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 12 показано перспективное изображение костной пластины, показанной на фиг. 8, сзади, при этом пластина соединена с множеством позвонков, закрепляясь на их задних поверхностях.

На фиг. 13А показан вид в плане сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 13В показан вид в плане сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 14 показан вид в плане сверху костной пластины, показанной на фиг. 12, закрепленной в костной ткани, показанной на фиг. 13.

На фиг. 15 показан вид в плане сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 16 показан вид в плане сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 17 показан вид в плане сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 18 показан перспективный вид сбоку другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 19 показан перспективный вид сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 20 показан перспективный вид сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 21 показан перспективный вид сверху другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 22А показан вид в плане сверху еще одного варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в данной заявке, с встроенной стержневой частью.

На фиг. 22В показан перспективный вид костной пластины, изображенной на фиг. 22А.

На фиг. 23А показан перспективный вид пары костных пластин, изображенных на фиг. 22А, закрепленных на задней поверхности множества позвонков и соединенных друг с другом поперечным соединителем, на котором видна часть, закрепляющаяся на пластинке дуги позвонка, соединенная с одной из костных пластин.

На фиг. 23А показан перспективный вид другого варианта осуществления костных пластин, закрепленных на задней поверхности множества позвонков и соединенных друг с другом поперечным соединителем, с другим вариантом осуществления части, закрепляющейся на пластинке дуги позвонка, соединенной с одной из костных пластин.

На фиг. 23С показан перспективный вид части костной пластины, изображенной на фиг. 8, с прикрепленным к ней соединителем.

На фиг. 23D показан перспективный вид поперечного соединителя, изображенного на фиг. 23С, в соединении с костной пластиной, изображенной на фиг. 8.

На фиг. 24 показан перспективный вид сверху еще одного варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрываемого в данной заявке, с встроенной стержневой частью.

На фиг. 25А показан перспективный вид другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 25В показан перспективный вид костной пластины, изображенной на фиг. 25А.

На фиг. 25С показан перспективный вид части костной пластины, изображенной на фиг. 8, с гребнем для закрепления костного трансплантата.

На фиг. 26 показан перспективный вид концевой части другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 27 показан перспективный вид снизу другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке, с выступами для сцепления с соседней костной пластиной.

На фиг. 28 показан перспективный вид другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 29А показано перспективное изображение еще одного варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 29В показано перспективное изображение части еще одной версии костной пластины, изображенной на фиг. 29А.

На фиг. 30 показан перспективный вид части другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 31А показан перспективный вид части другого варианта осуществления пары костных пластин, сконструированных в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 31В показано перспективное изображение костных пластин, изображенных на фиг. 29А, соединенных с позвонками С1 и С2.

На фиг. 32А показан перспективный вид другого варианта осуществления пары костных пластин, сконструированных в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 32В показано перспективное изображение костных пластин, изображенных на фиг. 30A, соединенных с позвонками С1 и С2.

На фиг. 33А показан перспективный вид другого варианта осуществления пары костных пластин, сконструированных в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 33В показано перспективное изображение костных пластин, изображенных на фиг. 31А, соединенных с позвонками С1 и С2.

На фиг. 34А показан перспективный вид компонентов другого варианта осуществления костной пластины, сконструированной в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке.

На фиг. 34В представлен перспективный вид костной пластины, изображенной на фиг. 34А.

На фиг. 34С представлен вид костной пластины, изображенной на Фиг. 34В, в разрезе.

На фиг. 35А показано перспективное изображение варианта осуществления штифта.

На фиг. 35В показано перспективное изображение еще одного варианта осуществления штифта.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Перед тем как переходить к подробному описанию, по меньшей мере, одного варианта осуществления изобретения, раскрытого в настоящей заявке, следует понимать, что изложенные в настоящей заявке концепции не ограничиваются их применимостью к деталям конструкции, экспериментам, примерным данным и/или расположению компонентов, как описано в следующих описаниях или показано на чертежах. Изложенные в настоящей заявке концепции допускают другие варианты осуществления или использование/выполнение различными способами. Кроме того, следует понимать, что используемая здесь фразеология и терминология служит для описания и удобства и не ограничивает изобретения.

Обратимся теперь к чертежам, конкретнее, к фиг. 1А, 1В и 2; на фиг. 1А показан типичный шейный позвонок 10; на фиг. 1В показаны два соседних шейных позвонка; а на фиг. 2 показаны шейные позвонки сзади. Спинной мозг (не показан) расположен в центральном канале 12, проходящем по всей длине позвоночного столба, и защищен с задней стороны костной дугой, или крышей, образованной парой пластинок дуг позвонков 14 и частью, выступающей назад (дорсально) и вниз, называемой остистым отростком 16 и расположенным между двумя пластинками позвонков 14. Две массивные структуры, выступающие латерально с каждой стороны каждой пластинки, называются латеральными массами 18. Части позвонка 10, образующие заднюю часть позвоночника, включают костные фрагменты цилиндрической формы, каждая из которых опирается на верхушку предыдущей. Эти части позвонков 10 называются телами позвонков 20 и отделены друг от друга межпозвонковыми дисками 22, служащими амортизаторами между позвонками 10. Латеральные массы 18 включают пару костных мостиков, соединяющих заднюю часть тела позвонка 20 с пластинкой 14 этого же позвонка 10.

На фиг. 3-7В показана пластина для задней фиксации позвонков 30, сконструированная в соответствии с концепциями изобретения, раскрытого в настоящей заявке. Хотя пластина предназначена преимущественно для фиксации шейного отдела позвоночника, следует понимать, что система задней фиксации с помощью пластины 30 может использоваться для любых костных структур позвоночника, включая поясничный, грудной и крестцовый отдел, и устанавливаться с любой стороны, например задней, передней или боковой.

Система задней фиксации позвоночника пластиной 30 состоит из костной пластины 32 и множества соединительных элементов 34. Термин "соединительный элемент", использующийся в настоящей заявке, относится к любому элементу, который может использоваться для прикрепления костной пластины к поверхности позвоночных костей, включая, без ограничений, винты, зажимы, проволоку, компрессионные винты, фиксирующие винты, кнопки, штифты, стержни, гвозди, заклепки, зажимы и другие подобные устройства, известные специалистам в этой области.

Костная пластина 32 предназначена для стабилизации множественных позвонков. Для этого костная пластина 32 имеет такую длину, чтобы покрывать, по меньшей мере, два позвонка с их задней поверхности. Следует понимать, что длина пластины 32 может изменяться в зависимости от числа позвонков, требующих стабилизации. В связи с тем что костная пластина 32 предназначена для фиксации к костным структурам с задней поверхности позвонков (латеральным массам, пластинкам дуг), пластина 32 имеет ширину и форму, позволяющую расположить ее над костными поверхностями соседних позвонков с задней стороны. В одном варианте осуществления костная пластина 32 может иметь общую длину в пределах от приблизительно 8 мм до приблизительно 14 мм, но желательно менее 12 мм. Ширина костной пластины 32 может изменяться, а пластина может быть изогнутой или иметь фигурные контуры с одной стороны, таким образом, костная пластина 32 имеет множество выступов 36, между которыми расположены углубления 38, для уменьшения внешнего контура и размера костной пластины 32. Таким образом, костная пластина 32 может иметь по меньшей мере, одну наименьшую ширину 40 в самой узкой части и по меньшей мере одну наибольшую ширину 42 в самой широкой части. В одном варианте осуществления наименьшая ширина 40 может составлять примерно 5 мм, а наибольшая ширина 42 примерно от 9 до 12 мм. Уменьшенная ширина между выступами 36 создает зону с меньшим объемом материала, позволяющую сгибание костной пластины 32 в соответствии с анатомией позвоночника, а также обеспечивает лучшую видимость костных поверхностей под пластиной 32. Костная пластина 32 обладает шириной 44, которая может быть в пределах, включающих, без ограничений, диапазон от примерно 1 мм до примерно 4 мм.

Костная пластина 32 имеет верхнюю поверхность 46 и нижнюю поверхность 48. Костная пластина 32 может иметь закругленный верхний край 50 для снижения раздражения окружающих тканей. Закругленный верхний край 50 уменьшает травмирование или раздражение окружающих мягких тканей. Нижняя поверхность 48 костной пластины 32 может иметь такую конфигурацию, чтобы соответствовать контурам тел позвонков на каждом уровне позвоночника. В некоторых вариантах осуществления нижняя поверхность 48 может быть текстурированной 52 (фиг. 4В) и включать различные геометрические формы и/или выступы, например шипы, гребни, штыри, карманы, или подвергаться обработке, усиливающей сцепление с телами позвонков, например струйной обработке или кислотному травлению. Костная пластина 32 также может иметь продольный и/или поперечный изгиб, повторяющий соответствующую поверхность прикрепления (например, изгиб позвоночника).

Кроме того, костная пластина 32 имеет множество отверстий 56, продолжающихся через пластину от ее верхней поверхности 49 до нижней поверхности 48. Отверстия 56 имеют такие размеры и ориентированы друг относительно друга таким образом, что над задней костной поверхностью, например латеральной массой позвонка или пластинкой каждого позвонка, можно расположить более одного отверстия, которые будут определять множество точек фиксации на позвонках. Отверстия 56 могут располагаться различными способами, чтобы создать множество точек фиксации при сохранении структурной прочности и жесткости костной пластины 32. На фиг. 4А и 4В показан один из примеров осуществления пластины с отверстиями, на которой отверстия 56 расположены в виде множества групп отверстий 58а-58е (соответствующих одному из выступов 36) таким образом, что, по меньшей мере, два из трех отверстий 56 могут располагаться над одним позвонком, создавая множество точек фиксации на позвонке. Отверстия 56 показаны организованными в группы по 3 отверстия 58а-58е, при этом отверстия в каждой группе располагаются в форме треугольника. В одной из версий отверстия 56 могут располагаться, по меньшей мере, в виде двух продольных рядов 56 по длине костной пластины 32, при этом отверстия 56 одного продольного ряда располагаются в шахматном порядке и сгруппированы по отношению к отверстиям 56 другого продольного ряда отверстий 56.

В каждой группе 58а-58е из трех отверстий 56 последние могут быть разнесены таким образом, что каждая смежная пара отверстий в группе разнесена по существу на равное расстояние и каждая смежная пара отверстий в группе расположена под углом друг к другу в пределах от примерно 30 градусов до примерно 50 градусов к продольной оси костной пластины 32, таким образом, чтобы смежные отверстия 56 по продольной оси перекрывались не более чем примерно на 20% (например, приблизительно на 10%) в зоне отверстий 56, чтобы смежные отверстия 56 по продольной оси оставались разделенными для выравнивания относительно латеральной массы позвонка. Соответственно, должно быть, очевидно, что каждая пара продольно смежных отверстий разнесена на большее расстояние, чем отверстия в группе. Например, отверстия 56 могут иметь такой диаметр, чтобы вмещать винт с внешним диаметром от примерно 1,5 мм до примерно 3,0 мм (например, приблизительно 2,7 мм), каждая смежная пара отверстий может быть разделена косым расстоянием (от центра до центра) от примерно 2,0 мм до примерно 4,0 мм (например, приблизительно 2,9 мм) и продольным расстоянием (от центра до центра) от примерно 3,0 мм до примерно 5,0 мм (например, приблизительно 3,5 мм), и каждая продольная пара отверстий может располагаться на расстоянии (от центра до центра) от примерно 6,0 мм до примерно 8,0 мм (например, приблизительно 7,0 мм), таким образом, костная пластина с шириной менее 10 мм и расположение отверстий по три обеспечивают соотношение площадей отверстий и пластины (площадь основания) от примерно 40 до примерно 60% (например, примерно 47%).

Костная пластина 32, изображенная на фиг. 6А и 6В, имеет пять выступов и пять групп отверстий, и костная пластина 32 имеет такую длину, чтобы перекрывать пять шейных позвонков. Однако костная пластина 32 может иметь такую конфигурацию, чтобы фиксировать любое число позвонков в зависимости от длины костной пластины 32 и числа и расположения соединительных элементов.

В одном примерном варианте осуществления костной пластины 32 каждая группа отверстий 58а-58е отделена пространством от соседней группы отверстий, и расстояние между ними обычно больше расстояния между смежными отверстиями в группе 56. Такое расположение способствует изгибу костной пластины 32 в нужную конфигурацию, например, как показано на фиг. 6. Для лучшего сгибания костной пластины 32 в костной пластине могут быть сделаны поперечные бороздки 60 на верхней поверхности 46 или нижней поверхности 48, либо на обеих поверхностях.

Отверстия 56 могут быть полностью перпендикулярными плоскости костной пластины 32, либо смещены в направлении желательного наклона винта для максимального снижения риска повреждения сосудов и нервов. Например, отверстия 56 могут быть наклонены под углом наружу, в частности под углом примерно 10-30 градусов наружу.

Как показано на фиг. 4А, 5А и 5В, каждое отверстие 56 имеет резьбу, чтобы принимать один из соединительных элементов 34. Специалистам в этой области будет понятно, что может использоваться резьба любой конфигурации, либо отверстия 56 могут даже быть гладкими или не иметь резьбы. На фиг. 4А, 5А и 5В каждое отверстие 56 показано с резьбой для приема соединительного элемента 34 в форме фиксирующего винта 34а, могущего располагаться под разным углом. Отверстия 56 имеют множество столбиков с резьбой, между которыми находятся углубления без резьбы 64. В показанном варианте осуществления каждое из отверстий 56 имеет четыре столбика с резьбой 62. Столбики с резьбой 62 расположены вокруг внутренней поверхности каждого из отверстий 56 для заворачивания головок фиксирующих костных винтов и костных винтов с вариабельным углом установки. Традиционные фиксирующие винты входят в костную пластину 32 по одной оси с центральной осью отверстия в костной пластине 32. Фиксирующие винты, устанавливающиеся под разным углом, могут входить в костную пластину 32 под выбранным углом в определенном диапазоне углов по отношению к центральной оси отверстия в костной пластине 32. Пример винта 34а с переменным углом установки показан на фиг. 3. Винт с переменным углом установки 34а имеет головку 34b с по меньшей мере частично сферической формой и резьбу 34 с, профиль которой соответствует дугообразному радиусу кривизны сферической части головки 34b. Фиксирующие винты с переменным углом установки хорошо известны, например, они описаны в патентной заявке США 2008/0140130, поданной Chan et al., на которую приведена ссылка в настоящей заявке.

Во время имплантации возможность расположить фиксирующий винт 34а под разным углом позволяет хирургу разместить винт 34а в позвонке под любым углом в заданном диапазоне. Таким образом, винт 34а с переменным углом установки обеспечивает большую гибкость, чем фиксированный винт.

Как лучше показано на фиг. 5А и 5В, во фланце 66 могут быть отверстия 56, располагающиеся между смежными столбиками с резьбой 62 вблизи нижней поверхности 48 костной пластины 32 таким образом, что фланец 66 препятствует слишком глубокому введению соединительного элемента 34, например винта с переменным углом установки 34а, в позвонок и, следовательно, ограничивает риск травмы пациента. В одном варианте осуществления фланцы 66 имеют одинаковую протяженность с нижнем краем резьбы столбиков 62, чтобы входить в зацепление с резьбой 34 с головки 43b винта с переменным углом установки 34а, когда головка 34b винта с переменным углом установки 34а полностью входит в отверстие 56, тем самым застопорив фиксирующий винт 34а с переменным углом установки. Следует учитывать, что соединительный элемент 34 может, альтернативно или дополнительно, иметь фланцевый элемент или стопорный элемент, контактирующий с частью костной пластинки 32 для ограничения глубины проникновения соединительного элемента 34 в кость.

Из-за относительно малой ширины костной пластины 32 и включения множества групп отверстий отверстия 56 обязательно расположены относительно близко друг к другу. Таким образом, прочность костной пластины 32 вдоль самых узких участков 32 может быть ниже. Как описано выше, один из этих узких участков обычно расположен между смежными отверстиями 56 в группе. Для упрочнения этих областей по меньшей мере один столбик с резьбой 62а в одном из отверстий 56 из пары смежных отверстий пересекает линию 68 (фиг. 4А), соединяющую оси отверстий 56 пары смежных отверстий в группе 56. Кроме того, в определенных вариантах осуществления, как показано на фиг. 4А, каждый из столбиков с резьбой 62а каждого отверстия 56 пары смежных отверстий в группе пересекается и находится на одной оси с линией 68, соединяющей оси пары смежных отверстий 56 в группе, таким образом, что столбики с резьбой 62 создают более толстую область между двумя смежными отверстиями в группе, чем было бы, если бы на одной линии располагались углубления без резьбы. Более толстая зона усиливает прочность костной пластины 32.

На фиг. 7А и 7В показана система задней фиксации позвоночника 30, закрепленная на задней поверхности множества позвонков 10, при этом костные пластины 32 располагаются вдоль задней поверхности позвонков 10 смежно латеральным массам 18 каждого позвонка 10, и отверстия 56 располагаются таким образом, что множество отверстий 56 находится над латеральной массой 18 каждого позвонка 10, создавая множество точек фиксации каждого позвонка 10. Соединительные элементы 34 вставляются через избранные отверстия 56 в латеральную массу 18 соответствующих позвонков 10 для фиксации костной пластины 32 на позвонках 10. Следует понимать, что вставлять соединительные элементы именно в эти отверстия необязательно.

На фиг. 8-11 показан другой вариант осуществления костной пластины 32а. Костная пластина 32а по строению и функции сходна с пластиной 32, описанной выше. Костная пластина 32а предназначена для стабилизации нескольких позвонков. Для этого костная пластина 32а имеет такую длину, чтобы покрывать по меньшей мере два позвонка с их задней поверхности. Следует понимать, что длина пластины 32а может изменяться в зависимости от числа позвонков, требующих стабилизации. В связи с тем что костная пластина 32а предназначена для фиксации к костным структурам с задней поверхности позвонков (боковым частям, пластинкам), пластина имеет ширину и форму, позволяющую расположить ее над костными поверхностями соседних позвонков с задней стороны. В одном варианте осуществления костная пластина 32а может иметь общую длину менее приблизительно 15 мм, но желательно менее 12 мм.

Костная пластина 32а имеет верхнюю поверхность 70 и нижнюю поверхность 72. Костная пластина 32 может включать закругленный верхний край 74 для снижения раздражения окружающих тканей. Закругленный верхний край 74 уменьшает травмирование или раздражение окружающих мягких тканей. Нижняя поверхность 72 костной пластины 32а может иметь конфигурацию, соответствующую контурам тел позвонков на каждом уровне позвоночника. В некоторых вариантах осуществления нижняя поверхность 48 может быть текстурированной, как описано выше и показано на фиг. 4В, при этом текстура может включать ряд геометрических форм и/или выступов, например шипов, или других форм, таких как гребни, выступы, карманы, либо поверхность может подвергаться струйной обработке или кислотному травлению для усиления сцепления с телом позвонка. Костная пластина 32а также может иметь продольный и/или поперечный изгиб, повторяющий соответствующую поверхность прикрепления (например, изгиб позвоночника).

Кроме того, костная пластина 32а имеет множество отверстий 76, проходящих от верхней поверхности пластины 32а до нижней поверхности 72. Отверстия 76 могут быть полностью перпендикулярными плоскости костной пластины 32а, либо смещены в направлении желательного наклона винта для максимального снижения риска повреждения сосудов и нервов. Например, отверстия 76 могут быть наклонены под углом наружу, в частности под углом примерно 10-30 градусов наружу.

Отверстия 76 имеют такие размеры и ориентированы друг относительно друга таким образом, что над задней костной поверхностью, например латеральной массой каждого позвонка, может быть расположено более одного отверстия 76, определяя множество точек фиксации на позвонках. Отверстия 76 могут располагаться различными способами, чтобы создать множество точек фиксации при сохранении структурной прочности и жесткости костной пластины 32а. На фиг. 8, 9 и 11А показан вариант расположения отверстий 76 в виде двух продольных рядов отверстий 76 по всей длине костной пластины 32а, при этом отверстия 76 одного продольного ряда отверстий 76 располагаются в шахматном порядке по отношению к отверстиям 76 другого ряда. Каждое из отверстий 76 может располагаться таким образом, что каждая соседняя пара отверстий 76 по косой оси существенно удалена на первое расстояние, а каждая пара отверстий по продольной оси существенно удалена на второе расстояние и каждая соседняя пара отверстий по косой оси выровнена друг относительно друга и располагается под углом от примерно 45 градусов до примерно 65 градусов (например, приблизительно 57 градусов) к продольной оси костной пластины 32а.

Для увеличения числа отверстий на единицу длины отверстия 76, расположенные в шахматном порядке, не перекрываются друг с другом по продольной оси. Однако самая внутренняя точка каждого отверстия 76 может располагаться на продольной оси 77 для максимального уменьшения ширины пластины. Например, отверстия 56 могут иметь такой диаметр, чтобы вмещать винт с внутренним диаметром в диапазоне от примерно 1,5 мм до примерно 3,0 мм (например, приблизительно 2,7 мм), каждая смежная пара отверстий может быть разделена боковым расстоянием (от центра до центра) от примерно 3,0 мм до примерно 5,0 мм (например, приблизительно 4,2 мм) и продольным расстоянием от центра до центра от примерно 2,0 мм до примерно 5,0 мм (например, приблизительно 2,8 мм), и каждая продольно расположенная пара отверстий может располагаться на расстоянии от центра до центра от примерно 4,0 мм до примерно 7,0 мм (например, приблизительно 5,5 мм), таким образом, костная пластина с шириной менее 12 мм и расположение отверстий по четыре обеспечивают соотношение площадей отверстий и пластины (площадь основания) от примерно 40 до примерно 60% (например, примерно 49%).

Костная пластина 32а может иметь такую конфигурацию, чтобы фиксировать несколько позвонков в зависимости от размера/длины костной пластины 32а и числа и расположения соединительных элементов. Например, костная пластина 32а, изображенная на фиг. 8, имеет девять отверстий 76 в каждом продольном ряду, и костная пластина 32а имеет такую длину, чтобы фиксироваться на пяти шейных позвонках.

Как и отверстия 56, описанные выше, отверстия 76 имеют резьбу для вставки одного из соединительных элементов 34. Специалистам в этой области будет понятно, что может использоваться резьба любой конфигурации, либо отверстия 76 могут даже быть гладкими или не иметь резьбы. Как лучше всего показано на фиг. 9 и 10, каждое отверстие 56 имеет резьбу для закрепления соединительного элемента 34 в форме фиксирующего винта с переменным углом установки 34а (фиг. 3). Отверстия 76 имеют множество столбиков с резьбой 82, между которыми находятся углубления без резьбы 84. В показанном варианте осуществления каждое из отверстий 76 имеет четыре столбика с резьбой 82. Столбики с резьбой 82 расположены по кругу на внутренней поверхности каждого из отверстий 76 и предназначены для заворачивания головок фиксирующих костных винтов и костных винтов с переменным углом установки. Традиционные фиксирующие винты входят в костную пластину 32а по одной оси с центральной осью отверстия в костной пластине 32а. Фиксирующие винты, устанавливающиеся под переменным углом, могут входить в костную пластину 32а под выбранным углом в диапазоне углов по отношению к центральной оси отверстия в костной пластине 32а.

Как лучше показано на фиг. 9 и 10, во фланце 86 могут быть отверстия 56, располагающиеся между смежными столбиками с резьбой 82 рядом с нижней поверхностью 72 костной пластины 32а таким образом, что фланец 86 препятствует слишком глубокому введению соединительного элемента 34, например винта с переменным углом установки 34а, в позвонок и, следовательно, ограничивает риск травмы пациента. В одном варианте осуществления фланцы 86 имеют одинаковую протяженность с нижнем краем резьбы столбиков 82, чтобы входить в зацепление с резьбой 34с головки 34b винта с переменным углом установки 34а, когда головка 34b винта с переменным углом установки 34а полностью входит в отверстие 76, тем самым застопорив фиксирующий винт 34а с переменным углом установки.

Из-за относительно малой ширины костной пластины 32а и наличия множества групп отверстий отверстия 76 должны располагаться относительно близко друг к другу. Таким образом, прочность костной пластины 32а вдоль самых узких участков может быть ниже. Как описано выше, одна из этих узких частей обычно расположена между латерально смежными отверстиями 76. Для упрочнения этих областей по меньшей мере один столбик с резьбой 82а в одном из отверстий 76 из пары смежных отверстий пересекает линию 88 (фиг. 11А), соединяющую оси пары латерально смежных отверстий 76 таким образом, что столбики с резьбой 62 создают более толстую зону между двумя латерально смежными отверстиями, чем было бы при расположении двух углублений без резьбы на одной линии. Более тол