CN100349553C - 通过重建养分与废物的交换治疗背痛的器件 - Google Patents

Abstract

椎间盘无血管。随着年龄增长，终板被钙化层堵塞，扩散到椎间盘的养分和氧减少。椎间盘退化，继而发生疼痛。将导管输送并在椎间盘中展开，以重建椎间盘与体循环之间养分和废物的交换，从而停止或逆转椎间盘的退化并减轻疼痛。安装有半渗透导管的椎间盘可用作免疫隔离的囊，密封能够生物合成治疗性分子的供体细胞。半渗透导管建立了椎间盘与体循环之间养分和治疗性分子的交换，从而不使用免疫抑制药物而治疗疾病。

Description

通过重建养分与废物的交换治疗背痛的器件

技术领域

本发明涉及将养分和废物输送入和输送出椎间盘，以停止或逆转椎间盘退化的方法和器件。

背景技术

腰背痛是伤残和失去生产能力的主要原因。高达90％的成人在其一生中有时经历了背痛。对于看医生的频率，背痛仅次于上呼吸道感染。在美国，已报道这种疾病的经济影响每年在500-1000亿美元范围内，使520万人失去能力。尽管腰背痛的来源不同，但是在很多情况下椎间盘被认为起主要的作用。椎间盘的退化通过改变脊柱结构并在周围组织产生非生理性的压力而引发其它组织痛。

椎间盘100吸收脊骨的大部分压缩载荷，但是椎体159的脊柱关节142、143分享大约16％。如图1和2所示，椎间盘100由三个不同的部分组成：髓核128、环形层和软骨终板(cartilaginous endplate)105。椎间盘100主要通过其吸引和保持水的能力而维持其结构性能。正常的椎间盘100在髓核128中含有80％的水。在正常椎间盘100内的髓核128富含吸收硫酸化糖胺聚糖，产生膨胀压力的水，从而在环的胶原纤维内提供张应力。如图2的纵视图所示，由高水含量产生的膨胀压力对于支持环形层维持压缩载荷是关键的。

在成人中，椎间盘100无血管。如图2所示，椎间盘细胞的生存依靠养分从外部血管112和毛细管107经过终板105的软骨106扩散。养分的扩散也从与外环相邻的外周血管渗透，但是这些养分仅能渗透进椎间盘100的环形层1cm。成人的椎间盘直径可达5cm，因此通过头侧和尾侧终板105的扩散对于保持椎间盘100的髓核128和内部环形层的健康是关键的。

通常在终板105和髓核128中发现焦磷酸钙和羟磷灰石。象18岁的年纪，钙化层108开始在软骨终板105中聚集，如图3所示。在骨-软骨界面的血管112和毛细管107逐渐由于钙化层108的积聚而堵塞，形成骨。骨在终板105的形成随着年龄增加。

当终板105被骨湮没时，在髓核128与远离终板的血管112之间的扩散大大地受限制。除了阻碍养分的扩散，钙化终板105进一步限制了氧到椎间盘100的渗透。在核128的中心部位的氧浓度非常低。椎间盘100的细胞含量已经低于大多数组织。为得到必需的养分和氧，细胞活性限制在或非常接近软骨终板105。并且，氧浓度对细胞密度或者每个细胞的消耗率非常敏感。

将硫酸盐供应到髓核128用于生物合成硫酸化糖胺聚糖，也被钙化的终板105限制。结果，硫酸化糖胺聚糖的浓度降低，导致在髓核128内较低的水含量和膨胀压力。在对脊柱正常的每日压缩载荷期间，在髓核128内降低的压力不能再沿着内环的圆周均匀地分配力，以保持薄片向外膨胀。结果，内薄片向内凹陷，而外环继续向外膨胀，引起环形层的分层114，如图3和4所示。

引起环形分层和膨胀的剪切应力在邻近神经孔(neuroforamen)121的后外侧部分最高。神经194被限制在椎间盘与脊柱关节142、143之间的神经孔121内。因此，在神经孔121的神经194易于受膨胀的椎间盘100或骨刺损害。

当在椎间盘内的氧浓度下降到低于0.25kPa(1.9mmHg)时，乳酸的产生随着离终板105的距离增加而剧烈增加。椎间盘100内的pH随着乳酸浓度的增加而降低。乳酸通过环的微缝(micro-tear)扩散，刺激完全受神经支配的后部纵向韧带195、脊柱关节和/或神经根194。研究表明，腰椎痛与高乳酸盐水平和低pH有很大关系。有症状的椎间盘的平均pH大大低于正常椎间盘的平均pH。在有症状的椎间盘中的酸浓度比正常椎间盘高三倍。在pH 6.65的有症状的椎间盘中，椎间盘内的酸浓度是血浆水平的5.6倍。在一些手术前的有症状的椎间盘内，发现神经根194被致密的纤维疤痕(fibrous scar)和粘着物包围，具有显著低的pH 5.7-6.30。椎间盘内的酸浓度是血浆水平的50倍。

大约85％有腰背痛的病人不能得到准确的病理解剖诊断。这种痛通常被分类为“非特异性痛”。背痛和坐骨神经痛可以被不影响神经根的手法概括，例如椎间盘内盐水注射、椎间盘造影术和后部纵向韧带的压缩。可能一些非特异性痛是由从椎间盘分泌的乳酸刺激所引起的。向椎间盘内的注射可以冲洗掉乳酸。手法和压缩也可以逐出刺激性酸而产生非特异性痛。目前，除了椎间盘切除术还没有干预可以停止乳酸的产生。

人们认为髓核128起到“轮胎中空气”的作用，令椎间盘增压。为了支撑载荷，该压力沿着内环的圆周有效地均匀分配力，保持薄片向外膨胀。椎间盘的退化过程随着终板105的钙化而开始，这阻碍了硫酸盐和氧向髓核128中扩散。结果，吸水硫酸化糖胺聚糖的产生明显减少，并且核中的水含量降低。内环薄片开始向内凹陷，而环中的胶原纤维上的张力消失。退化的椎间盘100表现出不稳定的移动，与漏了气的轮胎类似。大约20-30％的腰背痛患者被诊断为脊柱部分不稳定(spinal segmental instability)。该疼痛可能源自压力和脊柱关节和/或周围韧带上增加的载荷。此外，椎间盘100中的pH由于厌氧地产生乳酸而变成酸性的，这刺激了相邻神经和组织。

在刚性针内超弹性弯针的弹性校直，在现有技术由Andres Melzer于1994年11月14日提交的DE 4440346A1和由Olivier Troisier于1985年8月19日提交的FR 2586183-A1中说明。这些现有技术的弯针用来将液体传送到软组织。为了没有外部切口而到达椎间盘，弯曲和刚性针的长度必须至少六英寸(15.2cm)。当试图如现有技术所述的穿刺钙化的终板时，存在多个问题。用于制造弯针的形状记忆材料通常是弹性的。镍钛合金的杨氏模量大约为83GPa(奥氏体)，28-41GPa(马氏体)。即使弯曲和刚性针的手柄都受限制而不能扭曲，长和弹性弯针101可能在终板105穿刺时，在超长的刚性针220内扭转，如图54和55所示。结果，穿刺的方向可能偏转，而终板105穿刺将失败。

并且，在现有技术中，刚性针的尖头在弯针的凹侧。当穿刺相对硬的组织时，例如钙化终板105，弯针的凹侧不能支撑且易于弯曲，导致通过钙化终板105的穿刺失败。为了使弯曲或扭转最小化，弯曲和刚性针的尺寸要求很大。通过增加弯曲的101和刚性的220针的尺寸，在弯曲的101与刚性的220针之间的摩擦极大增加，使弯针101的展开和还原非常困难。此外，通过大针在椎间盘100产生的大开口，可能引起髓核128的突出。相似地，在终板105的大开口可能引起Schmorl’s结节，髓核128到椎体159的渗漏。

本质上，在本发明的图62-67中，来自刚性针220末端的支撑，相关于用小直径针101穿刺例如钙化终板105的相对硬组织的支撑。并且，在图56-60中，弯曲的101和刚性的220针防止扭转的非圆形横截面，也与保证成功刺穿钙化终板105相关。

发明内容

在本发明中，导管通过钙化终板输送以重建椎间盘与椎体之间养分和废物的交换。导管在弹性弯针内输送。该弯针在刚性针内弹性校直。刚性针穿刺进有钙化终板的退化椎间盘。然后，携带导管的弹性弯针从刚性针展开以恢复弯曲构型，并刺穿钙化终板。通过将弯针收回刚性针，同时在导管固定物后固定柱塞，导管穿过终板展开，在椎间盘与脊椎间输送养分和废物。

设计本发明中的穿刺器件使弯曲和刚性针之间的扭转和摩擦最小化。器件也提供对弹性弯针的支撑使在终板穿刺期间的弯曲最小化。此外，设计该器件使在终板输送至少一个导管，以在无血管的椎间盘与椎体之间架桥用于养分、氧、二氧化碳、乳酸盐和废物的交换。

养分和氧大量地由接近外环的外围血管供应。导管也能横向退化的椎间盘展开，从外环吸取养分到髓核以使椎间盘的退化停止。

在养分和废物的交换由半渗透的导管重建后，干细胞、生长因子或者基因治疗药可以注射入椎间盘而促进再生。此外，具有半渗透导管的椎间盘仍是免疫隔离的。注射到椎间盘的供体细胞可以由经过半渗透导管的养分而得到滋养，不引发免疫应答。选择这些细胞是由于它们能生物合成治疗药，例如胰岛素和神经递质。该治疗药经过半渗透导管输送到体循环来治疗疾病。

                      参考数字

100椎间盘                    104导管的腔或通道

101针                        105终板

102斜角或渐细                106透明软骨

103套针                      107毛细管

108堵塞或钙化层                    142上关节突

109柱塞                            143下关节突

110单丝                            153指示弯曲方向的标记

112血管                            159椎体

113组织夹持凸缘                    160组织向内生长压痕

(Tissue gripping flange)           (Tissue ingrowth indentation)

114环形分层                        161结

115骨端                            162突出或环

116渗透标记                        163涂层

121神经孔                          184冲击

122编织复丝                        193腰肌

123脊髓                            194神经根

124多孔导管                        195后部纵向韧带

125管                              121神经孔

126导管                            217螺旋进入

127电子切割机或激光                220刚性套或针

128髓核                            224穿孔

129脊柱关节                        230扩张器

130弯针手柄                        268刚性套的内腔

131弯针手柄的导轨                  269刚性针的内腔

132刚性套的手柄                    270刚性套的窗孔

133刚性套手柄的轨道                271形状记忆扩展

134电子切割设备                    272刚性针内腔的斜面

135电线                            276注射器

140骶骨                            277供体细胞

附图说明

图1描述在髓核128内具有正常膨胀压力，以在压缩载荷期间支撑环形层的健康椎间盘100。

图2显示脊柱部分的纵视图，显示在健康椎间盘100的压缩期间，环形层在软骨106与终板105之间向外膨胀。

图3显示终板105的钙化层108阻碍养分在内椎间盘100与椎体159之间扩散，导致向内膨胀和环形的分层114。

图4描述在髓核128内具有降低的膨胀压力并且环形分层的退化和变平的椎间盘。

图5描述采用类似于椎间盘造影术中使用的导向技术将套针103插入椎间盘100。

图6显示在套针103上扩张器230的插入。

图7描述套针103的拔出。扩张器230作为引导进入椎间盘100的通道。

图8显示插入扩张器230的退化脊髓节段的纵视图。

图9描述弹性弯针101。

图10显示在刚性套220中弹性校直的弹性针101。

图11显示在刚性套220中针101的圆截面。

图12描述在刚性套220中弹性校直的针101插入引导进入椎间盘100的扩张器230。

图13显示组装插入引导进入椎间盘100的扩张器230的针101和套220的纵视图。

图14描述通过从刚性套220展开弹性校直的针101，针101向上刺穿终板105(未显示)。

图15显示通过从刚性套220展开弯针101，终板105穿刺经过钙化层108。

图16描述通过上和下终板105的穿刺点224，水、养分和代谢物的渗透。

图17描述通过在髓核128内糖胺聚糖更新的生物合成，膨胀压力的重建。

图18描述使切割机127能够穿刺、钻孔、磨损或烧灼而经过钙化终板105的电子设备134。

图19描述以弹性管125的形式的导管126，其具有组织固定凸缘113和纵向开口104。

图20显示用邻接管125的滑动柱塞109使弹性管125插入弹性弯针101。

图21描述在刚性套220内携带弹性校直的弹性管125的针101。

图22显示将针101、弹性管125、套220和柱塞109插入扩张器230。

图23描述传递管125的针101展开经过终板105的钙化层108。

图24显示拔出针101同时固定柱塞109使管125从针101移出。

图25显示在髓核128内移出的管125的底部，和在头侧椎体159(未显示)内展开经过终板105(也未显示)的顶部。

图26描述在刚性套220的手柄132内，弯针101的方手柄的堆放以避免在针101与套220之间的旋转。

图27描述弹性弯针101的手柄130，含有导轨131和标定线153以显示弯曲的方向。

图28显示具有标定线153和刺穿标记116的刚性套220的手柄132上的轨迹133。

图29描述将轨131组装到轨道133上以避免针101与套220之间的旋转。

图30显示随着弹性弯针101从刚性套220展开，弯曲的恢复。

图31显示为防止针101与套220之间旋转，针101和刚性套220的椭圆截面。

图32显示在套220内针101的正方形截面。

图33描述在套220内针101的矩形截面。

图34显示在套220内针101的三角形截面。

图35描述制成具有纵向通道104的小管125的导管126。

图36显示制成具有纵向通道104的编织管125的导管126。

图37显示用多孔材料以管的形式125制得的导管126。

图38描述制成编织缝线122或者编织螺纹122的导管126。

图39显示用柔性多孔或海绵纤维制得的导管126。

图40显示在弹性弯针101的内腔269内邻接柱塞109的导管126。

图41显示在刚性套220的内腔268的远端处的斜角102，使弯针101的展开和恢复期间的摩擦最小化。

图42描述具有在刚性套220内弹性校直的导管126的弹性弯针101。

图43显示组装针101、导管126、柱塞109和套220插入扩张器230。

图44显示弯针101展开经过钙化终板105。

图45描述通过拔出针101，同时保持柱塞109固定而移出导管126。

图46描述针101、导管126、柱塞109和套220组装插入引导进入椎间盘100的扩张器230。

图47显示弯针101展开经过钙化终板105。

图48描述拔出针101同时保持柱塞109固定，以移出导管126而经过钙化终板105。

图49显示导管126在髓核128内的部分和经过终板(未显示)在椎体内的剩余部分。

图50显示在针101的内腔269内的两个导管126。

图51显示两个导管126展开经过上和下钙化终板105。

图52显示在重建养分和废物的交换后，椎间盘100在髓核128内由于恢复的膨胀压力而高度复原。

图53描述两个导管126从髓核128延伸入上和下椎体159，并经过钙化终板105(未显示)。

图54描述在刺穿终板105时，弯针101在刚性套220内的扭转。截面在图55中显示。

图55显示图54的截面图。弹性针101在刚性套220内扭转或者旋转。

图56描述通过采用具有椭圆形截面的针101和套220防止扭转。

图57显示在图56中描述的椭圆形套220内的椭圆形针101的截面图，以限制旋转运动。

图58显示针101和套220的正方形截面。

图59显示针101和套220的矩形截面。

图60描述针101和套220的三角形截面。

图61描述在刺穿终板105时弯针101的弯曲或者下偏。

图62显示在弯针101的凸面侧下面提供支撑的刚性针220的尖端或尖头，以减少刺穿时的弯曲或下偏。

图63描述刚性针220延伸的末端，使在刺穿终板105时延长在下面对弯针101的凸面侧的支撑。

图64显示具有椭圆形截面的套220邻近末端的窗孔270。窗孔270的远侧部分有坡度或倾斜，从而与弯针101相一致。

图65描述为了易于伸出窗孔270，位于弯曲的凹面侧的弹性弯针101的尖端。

图66显示由窗孔270的远侧开口支撑弯针101的凸面侧，以增强针101刺穿终板105。

图67显示带有窗孔270的刚性针220。

图68说明在弯曲形状记忆延展271内的弹性弯针101。弯针101和延展271都保存在刚性套220内。

图69显示在刚性套220内形状记忆延展271的弹性校直。

图70显示通过强化的弯针101刺穿终板105，而不增加终板105穿孔的尺寸。

图71显示尖锐的形状记忆延展271以支撑终板105的穿刺。

图72显示具有非一致外径的弯针101的纵向截面，由刚性针220的内腔268内的斜面272支撑。

图73描述包含复丝122部分和管125部分的导管126。

图74显示在中间部分具有管125的复丝122以防止矿化或凝结，特别是在终板105周围。

图75描述在复丝122内的单丝110，以辅助展开。

图76显示覆盖复丝122的两端以防止展开期间从弯针101聚束的可降解管(阴影)125。

图77显示带有导管126的针101横过退化椎间盘100。

图78描述图77的纵向图，传递导管126横过退化的椎间盘100。

图79描述拔出针101同时保持柱塞109固定，以展开或移出在退化椎间盘100内的导管126。

图80描述通过毛细作用或者在导管126内的对流流，从外环汲取养分进入髓核128。

图81描述在针101上不透X射线的、回声增强(echogenic)的或者磁性涂层163，以显示导管126在针101内的位置。

图82显示插入椎间盘100的两个导管126，在外环与髓核128之间交换养分和废物。

图83说明刺穿椎间盘100的针101的末端。

图84显示延伸出椎间盘100的导管126的长度，使养分和废物的交换最大化。

图85说明在髓核128内的膨胀压力的恢复，使它能支撑收缩载荷。

图86显示延伸到腰大肌193的导管126，用于养分和废物交换以滋养和/或使椎间盘100再生。

图87说明延伸入两个腰大肌193的两个导管126，以加速养分和废物交换以滋养和/或使椎间盘100再生。

图88说明系在复丝122上的一系列结161，以防止或使导管126随时间的移动最小化。

图89显示在导管126上的环162或者突起，防止或使随时间的移动最小化。

图90显示压痕160，促进组织向内生长并防止或使导管126随时间的移动最小化。

图91显示供体细胞277通过注射器276注射到椎间盘100，椎间盘100含有经过头侧和尾侧终板105的导管126。

图92显示供体细胞277通过注射器276注射到椎间盘100，导管126横过椎间盘100并延伸入肌肉193。

具体实施方式

因为从终板105的扩散对于维持椎间盘是关键的，尝试在椎体内于髓核和循环之间重建养分和废物的交换。从荧光镜的前后和侧视镜指导，套针103从中线后外侧45°进入椎间盘100，如图5所示。这种导向技术类似于用于椎间盘造影术的不透X射线染料的诊断注射，或者用于髓核消化的木瓜凝乳蛋白酶注射。将扩张器230插入套针103，如图6所示。然后取出套针103。扩张器230作为引导进入椎间盘100的通道而保留，如图7所示。图8显示了接近退化椎间盘100的髓核128的扩张器230的末端。

如图9所示的弹性弯针101，在图10所示的刚性套220中弹性校直。校直针101和套220的圆截面显示于图11中。将刚性套220内的弹性校直的针101插入扩张器230和椎间盘100，如图12所示。插入退化椎间盘100的针101的纵视图显示于图13中。弹性校直针101通过保持刚性套220固定，同时向内推针101而展开。当针101退出套220的末端开口时，针101恢复弯曲构型，如图14所示向上穿刺，经过软骨106和钙化层108进入椎体159，如图15所示。

能够实现多个终板105穿孔224，以重建椎间盘100与体循环之间的养分和废物的交换。在将弹性弯针101收回到套220后，针101和套220的组件可以进一步向前或者从椎间盘100稍微拔出，而通过钙化的头侧终板105穿刺更多的孔224。通过将针101和套220组件转动180°，尾侧终板105也能被穿刺，如图16所示，从而重建养分、氧和废物通过上和下终板105的交换。图17显示在髓核128内膨胀压力的恢复，这能使椎间盘100支撑压缩载荷。在椎间盘100内氧的存在下，乳酸的产生也可以减少，并且减轻化学刺激和疼痛。

终板105穿刺也能通过电子设备134，例如激光、切割或者磨损设备完成。图18说明驱动切割机127穿刺、钻孔、磨损或者烧灼终板105以重建养分和废物交换的电子设备134。电子设备134可以是烙器、激光或者钻。

重建经过钙化终板105的养分和废物交换，也可以采用导管126完成。导管126可以是具有内腔或者通道104和两端的组织固定凸缘113的弹性管125，如图19所示。位于导管126两端的凸缘113的方向，是反相夹持以锚定与终板105上。管125插入弹性弯针101并邻接滑动柱塞109，如图20所示。带有弹性管125的针101在刚性套220内弹性校直，如图21所示。校直的针101、管125、套220和柱塞109的组件插入扩张器230，如图22所示，并插入椎间盘100。随着带有管125的弹性针101从刚性套220展开，针101的弯曲恢复并刺穿钙化终板105，如图23所示。拔出针101，同时柱塞109保持固定，使管125从针101移出，进入终板105，如图24所示。管125的内腔104充当在椎体159与内椎间盘100之间交换养分、气体和废物的通道。管125的一部分在髓核128或内椎间盘100内，而其余部分在图25的椎体(未显示)内。

弯针101的手柄130和刚性套229的手柄132用于保持针101展开的方向。弯针101的方形手柄130套在刚性套220的手柄132内，如图26所示，避免针101与套220之间的旋转。针101的手柄130也可以含有导轨131，如图27所示。导轨131的大小和构型适合刚性套220的手柄132上的内陷轨道133，如图28所示。针弯曲的方向由针101的手柄130上的标定线153指示，如图27所示，并且在如图28所示的刚性套220上。为了表明插入体内的深度，将穿刺标记116标记在套220上，如图28所示。在轨道133内的导轨131防止手柄130、132彼此旋转，如图29所示。随着弹性校直针101前进并从刚性套220伸出，针101的弯曲恢复，如图30所示。因为针101的手柄130和套220的手柄132由轨道133中的导轨131导向，建立了针101穿刺的方向，并对于操作者或外科医生是可以预知的。

针101和刚性套220的非环形截面也能防止旋转。图31显示了具有椭圆形截面的针101和套220。图32显示了正方形截面。图33描述了矩形截面。图34显示了三角形截面。

导管126也能制得足够小，以适合弹性弯针101的内腔。导管126可以是带有纵向通道104的小管125，如图35所示，用于输送溶解在流体中的养分、氧和废物。具有内腔104的管状导管126可以是编织的或者用细丝织造的，如图36所示。流体可以通过内腔104输送，以及通过管125的编织长丝渗透。管状导管126也能够用多孔或者海绵材料模塑或挤出，如图37所示，从而通过内腔104以及通过孔输送溶解在流体中的养分、氧和废物。

养分、氧、乳酸盐、代谢物、二氧化碳和废物也能够通过复丝或编织丝122的毛细管作用在流体中输送，如图38所示。导管126可以不要求所述的纵向内腔104。编织丝122的束可以是具有编织细丝中形成的通道的缝线，能够输送具有养分、氧和废物的流体。编织丝122可以用例如淀粉的硬化剂涂覆，以有助于使用柱塞109的展开。与通过编织丝122形成的通道相似，作为海绵丝124制得的导管126，如图39所示，也能通过在多孔结构中形成的孔和通道输送具有养分、气体和废物的流体。

将导管126插入邻接柱塞109的弹性弯针101的纵向开口269，如图40所示。为了使弯针101与刚性套220之间的摩擦最小化，套220的内腔268的末端成一角度或者是具有斜角102或压痕的锥形，与针101的凹曲度相一致，如图41所示。降低摩擦的润滑剂或者涂层也能应用于弹性弯针101的表面和/或刚性套220的内腔268内。带有导管126的弹性弯针101在刚性套220内弹性校直，如图42所示。然后，将组件插入引导进入椎间盘100的扩张器230，如图43所示。随着弹性校直针101从套220展开，带有导管126的针101恢复弯曲构型，并经过钙化层108刺穿软骨终板105，如图44所示。然后，将弹性弯针101收回到套220，同时保持柱塞109固定，从而在钙化终板105展开导管126，如图45所示。

图46描述针101、导管126、柱塞109、套220和扩张器230插入椎间盘100。带有导管126的弹性校直针101从套220展开，恢复曲度并刺穿终板105和钙化层108，如图47所示。导管126后面的柱塞109保持固定，弹性弯针101从钙化终板105拔出并收回到套220中，而在钙化终板105展开、排出或移出导管126，如图48所示。导管126充当通道或者通路，架起椎体159的骨髓与椎间盘100之间的桥梁，以重建流体、养分、气体和废物的交换。图49显示在椎间盘100与经过钙化终板的椎体(两者都未显示)之间的导管126的通常位置。

多个导管126可以连续地装载在弯针101内，如图50所示。每个导管126通过收回弯针101并保持柱塞109固定，在钙化终板105顺序地展开。实质上，柱塞109向针101的末端每次前进一个导管长度。当第一个导管126在头侧终板105展开后，将刚性套220旋转180°以在尾侧终板105展开第二个导管126，如图51所示。在弹性弯针101内的多个导管126，使外科医生经过钙化终板105植入多个导管，而不必取出针101组件，再装入额外的导管126，并将该组件再插入椎间盘100。

在仰卧位，椎间盘压力低。在睡眠期间，流体被髓核128内的吸水糖胺聚糖吸取。通过在钙化终板105搭桥，在睡眠期间，糖胺聚糖经过导管126汲取具有硫酸盐、氧和其它养分的流体到髓核128，这是通过(1)毛细管作用和(2)吸拉吸水糖胺聚糖。硫酸盐、氧和养分的流体在导管126内单向引导到髓核128，而不是通过扩散中的分散机理。

通常公认椎间盘100的退化极大地与营养和氧的不足有关。通过重建交换，硫酸盐的恢复和持续供应可以极大地增加硫酸化糖胺聚糖的产生，并恢复膨胀压力。在髓核128内膨胀压力的恢复，使环胶原纤维内的张应力恢复，这样降低了内部膨胀和环层之间的剪切应力，如图52所示。与再膨胀的轮胎相似，椎间盘100的膨胀降低，令神经冲击(nerve impingement)最小化。因此，脊柱关节129上的载荷也降低而减轻疼痛，使运动节段稳定，椎间盘100空间变窄可以停止。脊柱狭窄的发展停止和/或倒转而减轻疼痛，如图53所示。

在日常活动中，例如步行或举物，椎间盘100内的压力大大地增加。然后在导管126内对流流动的方向逆转，从椎间盘100内的高压流到椎体159内的低压。在髓核128内溶解于流体中的乳酸和二氧化碳，经过导管126缓慢地排出到椎体159，然后到体循环。结果乳酸浓度降低，椎间盘100内的pH正常化。

而且，由于在椎间盘100内通过导管126提供的丰富的氧，在厌氧条件下正常产生的乳酸可能急剧地减少。因此，如图53所示，在例如后部纵向韧带195、脊柱关节的上142和下143关节突的组织，由酸性刺激引起的疼痛预计很快消失。例如碳酸氢盐、碳酸盐或其它的缓冲剂，可以装载或涂覆在导管126上，以中和接触的乳酸并自然地减轻疼痛。

在刺穿终板105时，弯针101的弹性仍然能够在刚性套220内扭转，如图54所示。扭转的可能性随着弹性针101的长度增加。扭转在图55中套220、针101和导管126的截面图中描述。在与钙化终板105接触时，针101与套220的轴之间的弹性扭转，容许在针101的尖端定向移位。因此，终板105的穿刺可能失败。

为了避免扭转，针101和套220的横截面可以制成非圆形的，例如图56中的椭圆形，图57中是其截面图。正方形截面显示在图58中。矩形截面显示在图59中。三角形截面在图60中。

弯针101的弹性可能弯曲并且不能刺穿钙化的终板105，如图61所示。弯曲或者下偏的方向是在针101的曲度的凸面侧。为了使下偏最小化，刚性套220的末端以一个角度切割，提供一个延展以在终板105穿刺时支撑弯针101的凸面侧，如图62所示。刚性套220有角度的切割作为具尖头的刚性针220，起支撑弯针101的凸面侧的作用，如图62所示。支撑结构可以通过在接近刚性针220的末端切一个凹痕而进一步延展，如图63所示，以在终板105穿刺时增加对弯针101的凸面侧的支撑。

为了进一步支撑弹性弯针101，如图64所示，窗孔270可以位于具有椭圆形截面的刚性套220的末端附近。窗孔270的末端侧以一倾斜角度开口。倾斜也可以多角度形成半圆状的开口，大小和形状适合弹性弯针101的凸面侧。图65显示弹性弯针101从刚性套220的窗孔270突出。弯针101的尖头位于曲度的凹面侧，以避免展开时在窗孔270的远侧部刮擦或阻碍。图66显示弹性弯针101从刚性套220的窗孔270展开。远侧窗孔270的半圆形开口支撑并托起凸曲率的底部，使刺穿终板105时弯针101的弯曲、扭转和/或偏转最小化。实质上，窗孔270的倾斜部分提供突起的开口以指引并支撑弯针101。刚性套220的末端可以削尖而起到具窗孔270的刚性针220的作用，如图67所示。

当骨大量形成时，用小弯针101刺穿骨终板105可能是困难的。增加针101的尺寸并在终板105上造成大孔224，可能引起髓核128渗入椎体159。为了支撑小弯针101，加入含有与弯针101相似曲度的形状记忆延展271，以增强并支撑弹性弯针101，如图68所示。形状记忆延展271可以是凹进的，如图68所示，或者在末端成管状。弯针101和形状记忆延展271能够在刚性套或针220内独立地滑动。图69显示弯针101和形状记忆延展271在刚性套220内的弹性校直。弯针101和形状记忆延展271都对刚性套220施加应力。为了使刚性套220的潜在弯曲最小化，通过将针101的尖端安置于形状记忆延展271弯曲的近端，应力由较大面积分配，如图68-69所示。应力的分散也有助于使针101和形状记忆延展271两者的展开和回收容易。

对于组织穿刺，形状记忆延展271从刚性套220展开，如图68所示，随后弯针101沿着形状记忆延展271的曲度滑动并刺穿进入钙化终板105，如图70所示。形状记忆延展271为针101提供支撑，使穿刺时的弯曲和扭转最小化，而不增加穿孔的尺寸。形状记忆延展271也可以是非凹进的，并削尖以有利于组织刺穿，如图71所示。为了移出导管126到终板105，在导管126后面的柱塞109保持固定，同时将弯针101收回到形状记忆延展271。然后，将形状记忆延展271收回到刚性套220。

弯针101的外径可以制成非均匀的，为了产生小的开口而在末端小，如图72所示。针101邻近弯曲的部分含有厚壁和较大的外径，以支撑和增强终板105穿刺过程。在小与大外径之间的过渡是逐渐的，如图72所示，或者是逐步的。具有不同外径的弯针101可以通过研磨、机械加工或者注模制成。

刚性针220的内腔268可以具有斜角102和双面斜坡272，如图72所示。在内腔268末端的斜角102或者锥形，使展开和收回时，对弯针101的凹面侧的摩擦最小化。双面斜坡272在与斜角102相对侧突出，远侧面随着刚性针101的尖头或延伸端延续。可以令斜坡272或突起的近侧成形，使其在刺穿终板105时相配并支撑弯针101的凸面侧。斜坡272可以用环氧、焊料或者其它硬化材料制成，然后通过机械加工成形。斜坡272也可以在熔融过程中产生，以在末端密封内腔268。然后切割密封端，使斜坡272和斜角102成形，内腔268通过机械加工再开口。

制造导管126部分以优化养分和废物的交换。图73显示具有编织丝122连接到带有内腔104的多孔管125上的导管126。管125部分充当漏斗，收集来自椎体159内毛细管的养分，并将养分集中于髓核128内的编织丝122中。

特别是在终板105，在导管126的孔或通道内的矿化作用可能封闭或阻塞椎体159与椎间盘100之间的养分和废物交换。图74显示覆盖或者包裹导管126的中间部分的管125，以防止矿物或组织向孔或通道内生长。用于制造管125的材料也可以有膨胀、扩展或者密封性能，从而在终板105密封穿孔，并防止Schmorl’s结节形成。膨胀、扩展或者密封材料可以是聚乙二醇、聚氨酯、硅或其它。在导管126的中间部分的抗向内生长薄膜或者涂层，也可能阻碍通道或孔内的矿化或者堵塞，以确保养分和废物的长久交换。

特别是在椎体159或外环内，可能发生导管126上纤维组织的形成，抑制养分和废物的交换。导管126的一部分可以用药物涂覆、接枝、共价键合或者离子键合以使纤维的形成最小化。药物可以是放线菌素-D、紫杉醇、西罗莫司(sirolimus)、细胞增长抑制剂或者纤维组织抑制剂。

由于柔软或易弯的特性，用编织丝122制成的导管126难以通过收回针101和固定柱塞109而展开。用编织丝制成的导管126可以用水溶剂硬化，例如淀粉、胶原质、透明质酸盐、软骨素、角质素或者其它生物相容剂。展开后，可溶的硬化剂溶解在体内，使细丝暴露而传输养分、氧和废物。图75显示在编织导管126内用作硬芯以辅助展开的单丝110。单丝110可以用可降解的材料制成，使导管126展开后传输面积最大化。图76的阴影区域所示的可降解管125，也可以用于包裹并硬化编织丝122。可降解管125或者可降解单丝110可以用聚丙交酯、聚乙交酯、聚丙交酯-共-乙交酯或者其它。

因为养分在椎间盘100的外围1cm内相对丰富，导管126也能够通过毛细管作用从外环将养分吸取到髓核128。将带有淀粉硬化的导管126(未显示)和柱塞109的针101，刺穿具有钙化终板105的椎间盘100，如图77所示。针101导向技术相似于用于椎间盘造影术的不透X射线染料的诊断注射，或者用于髓核128消化的木瓜凝乳蛋白酶注射以治疗椎间盘100突出。通过从荧光镜前后和侧视镜指导，针101从中线后外侧45°进入椎间盘100。图78显示带有硬化导管126的针101，刺穿具有钙化终板105的椎间盘100的纵视图。

通过保持柱塞109固定同时将针101取出，导管126从针101的内腔移出并在椎间盘100展开，如图79-80所示。将导管126的至少一端放置离椎间盘100的外围小于1cm，以吸取养分并排出乳酸。为了增强成像，含有导管126的针101部分可以用不透X射线的、回声增强的或者磁性涂层163涂覆，如图81所示。多个导管126可以安全并准确地展开到退化的椎间盘100的不同区域。图82显示在退化椎间盘100中展开两个导管126，其在内与外椎间盘100之间交换养分和废物。

在缺少任何主血管和器官的位置，导向针101的尖端可以引导而穿过椎间盘100，如图83所示，以穿出椎间盘100展开导管126，如图84所示。延伸的导管126可以显著地将更多的养分吸取到椎间盘100。此外，延伸的导管126可以更有效地处理椎间盘100内产生的废物，并加速椎间盘100的修复和/或再生，如图85所示。

腰大肌193位于邻近脊柱的腰部。带有导管126的针101可以刺穿椎间盘100进入肌肉193。结果，导管126可以将养分从肌肉193吸取到椎间盘100，如图86所示。肌肉193被很好地供应养分和氧，并且肌肉193很好地消耗乳酸。通过延伸入肌肉193，导管126可以吸取丰富的养分并安全地沉积来自内椎间盘100的废物，以修复或者再生退化的椎间盘100，如图87所示。预计柔软和无张力的导管126不干扰椎间盘100和肌肉193的功能。

用于导管126展开的方法和器件也可以是各种组合。导管126可以被输送到终板105，如图53所示，并横过环面，如图82或者87所示。

用大鼠尾研制了加速的椎间盘退化模型。将包括三个椎间盘的尾部扭转或者旋转45°并保持2个星期。然后将该部分通过盘簧压缩并保持另外一段时间。在该部分内的所有椎间盘退化。通过注射从供体椎间盘得到另外髓核的椎间盘，经历了退化的延迟。并且，在破坏性载荷之前注入另外的髓核，为椎间盘退化提供了最长的延迟。

在腰椎融合步骤后，邻近自由运动节段的椎间盘100很快退化。退化过程导致更痛和可能更多的损伤；每一新的融合之后是与它相邻新的易损坏的节段。与腰椎融合相邻节段的加速退化，可能是附加的融合后应力和载荷的结果。在大鼠模型中，在髓核内附加的容积具有防止破坏性载荷的保护功能。与脊椎融合过程一起，在与融合的节段相邻的椎间盘100内植入导管126，可能通过硫酸盐和氧的丰富供应提供足够的膨胀压力，以延迟并有希望防止相邻的椎间盘100退化。

器件随时间的移动一直是个问题。接受背外科手术的病人的平均年龄是40-45岁。期望导管126在病人体内保留50或更多年。无张力的导管126的移动可能导致效果的损失，但是不可能对神经、韧带、肌肉或者器官有害。如图88所示，为了使移动最小化，结161可以系在编织管126上，以在环带、终板105和/或肌肉193内锚定。与结161相似，环162或者突出部件162可以卷曲在导管126上，如图89所示。结161和突起162足够小以能装在针101内。组织向内生长也能够限制或防止器件移动。如图90所示，凹痕160或者组织向内生长孔160可以产生于导管126上，以阻碍随时间的移动。

导管126也能够用作输送工具，以引入用于维持或者再生椎间盘100的愈合元素。导管126可以涂覆或播种生长因子、干细胞、供体细胞、养分、缓冲剂或者矿物。对杀菌敏感的细胞可以无菌地负载。导管126的安装可以分多个阶段，隔天、周、月或甚至年。最初导管126的展开准备了生物条件，包括pH、电解平衡和养分，以有利于细胞增殖。随后的展开可能在导管126内含有播种的细胞。

因为内椎间盘100内的细胞含量低，细胞从外环或者椎体159的迁移可以有助于退化的椎间盘100再生。细胞能够沿着导管126内的对流流输送到髓核128。导管126内的通道或者孔需要足够大，大约50至200微米。仅对于矿物、养分、乳酸和气体的交换，通道或孔的尺寸可以小得多。因此，导管126的通道或者孔的尺寸有效范围大约为200微米至10纳米。

对于导管126的潜在有用的涂层包括抗生素、抗闭塞的涂层、润滑剂、生长因子、养分、硫酸盐、矿物、缓冲剂、碳酸钠、碳酸氢钠、碱、胶原质、羟基磷灰石、镇痛剂、密封剂、湿润剂、透明质酸盐、蛋白多糖、硫酸软骨素、硫酸角质素、糖胺聚糖、肝素、淀粉、硬化剂、不透X射线涂层、回声增强的涂层、细胞或者干细胞。

防止因矿化或者组织向内生长而堵塞的管125，可以用生物相容的聚合物制造，例如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、硅、聚醚醚酮、缩醛树脂、聚砜、聚碳酸酯或聚乙二醇。相似的材料能够用于涂覆或部分涂覆导管126，以防止养分和废物输送的阻塞。涂层应该能够耐受通过伽马、电子束、高压灭菌器、ETO、等离子体或UV光的灭菌以防止感染。

特别为了研究的目的，可生物降解导管126可以在数周或数月内提供迹象。因为导管126在数月内降解，任何不能预见的不利结果将消失。如果研究性的可降解导管126显示出希望，然后可以安装永久的导管126来提供连续的益处。可生物降解导管126可以用聚乳酸酯、聚羟基乙酸(polyglycolic)、聚丙交酯-共-乙交酯、聚己酸内酯、三亚甲基碳酸酯、丝、肠线、胶原质、聚对二氧杂环己酮、或这些材料的结合制成。其它可降解聚合物，例如聚二氧杂环己酮、聚酐、三亚甲基碳酸酯、聚-β-羟丁酸酯、聚羟戊酸酯、聚-γ-乙基-谷氨酸酯、聚-DTH-亚氨碳酸酯、聚双酚-A-亚氨碳酸酯，聚原酸酯、聚氰基丙烯酸酯、或聚磷嗪也能使用。相似的可生物降解材料能用于制造图75中的可生物降解的单丝110。

广泛的非生物降解材料可用于制造导管126。生物相容聚合物，例如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、硅、聚醚醚酮、缩醛树脂、聚砜、聚碳酸酯、丝、棉或亚麻，是可能的选择。玻璃纤维也能作为导管126的一部分，以提供输送养分和废物的毛细管作用。导管126也能用金属制成，例如镍钛合金或者不锈钢。不可降解和可降解的导管126均可以通过模塑、挤出、编织、机织、卷绕、螺旋或者机械加工而形成。导管126可以具有纵向内腔104，用于流体交换的孔和/或通道。导管126能以证实安全的记录缝合。导管126也可以称作或分类为旁路(shunt)、芯(wick)、管、编织缝线、编织丝、线或海绵。安装有导管126的椎间盘100可以称作旁路椎间盘(shunted disc)100。

刚性针220、套针103、扩张器230和柱塞109可以用不锈钢或其它金属或合金制造。弹性弯针101、形状记忆延展271和柱塞109可以用镍钛合金形成。针101、刚性针220、扩张器230、形状记忆延展271和柱塞109可以用润滑剂、组织密封剂、镇痛剂、抗生素、不透X射线的、磁性的和/或回声增强的试剂涂覆。

因为养分和氧尤其在正退化的椎间盘100中非常低，细胞死亡是常见的，能够产生糖胺聚糖的健康细胞很少。在患者内，健康细胞277可以从另一椎间盘100吸取，用注射器276注射入退化的椎间盘100，如图91所示。通过新安装的导管126，经过头侧和尾部终板105再建养分和废物的交换，以在退化的椎间盘100内滋养供体细胞277和剩余细胞。类似地，供体细胞277也能用横向导管126注射入椎间盘100，以使椎间盘100恢复活力，如图92所示。因为在退化的椎间盘100内的细胞含量低，供体细胞277的引入可能令停止或逆转椎间盘退化的过程加速。

无血管的椎间盘100很好地密封。即使例如硫酸盐的小离子、和例如脯氨酸的小分子，也被极大地限制扩散进入髓核128。很好密封的椎间盘100可能能够封装来自另一人、尸体或不引发免疫应答的动物的椎间盘100的供体细胞277。对于椎间盘100的再生，供体细胞277也可以是干细胞277、脊索277或者软骨细胞277。半渗透导管126对于养分和废物是可渗透的，但是对于细胞、蛋白质、糖蛋白和/或有关引发免疫反应的细胞因子是不渗透的。免疫系统的细胞包括巨细胞、巨噬细胞、单核吞噬细胞、T-细胞、B-细胞、淋巴细胞、裸细胞、K细胞、NK细胞和/或掩蔽细胞(mask cell)。免疫系统的蛋白质和糖蛋白包括免疫球蛋白、IgM、IgD、IgG、IgE、其它抗体、白细胞间介素、细胞因子、淋巴活素、单核因子和/或干扰素。

养分和废物的分子量通常比免疫应答细胞、蛋白质和糖蛋白小得多。输送选择性可以通过在半渗透导管126内的孔或通道的尺寸控制或限制。导管126的上限分子量可以是3000或更低，以容许养分和废物通过，但是排除免疫应答细胞、蛋白质、免疫球蛋白和糖蛋白。半渗透导管126也可以含有离子或亲和表面以吸引养分和废物。可以选择或者对半渗透导管126的表面进行改性以排斥、排除或拒绝免疫应答的成分。

在近年，来自尸体或者活供体的细胞移植已经成功地提供了治疗的益处。例如，将来自供体胰腺的小岛细胞注射到I型糖尿病患者的门静脉，导入肝脏。胰岛开始通过产生胰岛素来调整血糖，正如它们一般在胰腺中所起的作用。然而，为了保持供体细胞存活，糖尿病人要求终生提供抗排斥药物，例如环孢菌素A。除了抗排斥药物的代价，这些免疫抑制药物的长期副作用不确定。细胞移植的益处可能不会抵消潜在的副作用。

具有半渗透导管126的椎间盘100能够用作半渗透囊，来封装治疗的供体细胞277或者药剂，如图91和92所示，并且避免免疫应答；因此不需要长期的免疫抑制药物。多种供体细胞277或药剂可以从脑下垂体(前面、垂体中叶或者后面)、丘脑下部、肾上腺、肾上腺髓质、脂肪细胞、甲状腺、甲状旁腺、胰腺、睾丸、卵巢、松果腺、肾上腺皮质、肝脏、肾皮质、肾、丘脑、甲状旁腺、卵巢、黄体、胎盘、小肠、皮细胞、干细胞、基因治疗、组织工程、细胞培养、其它腺或者组织获得和/或培养。供体细胞277在椎间盘100内是免疫隔离的，体内最大的无血管组织，通过半渗透导管126输送养分和废物得到维持。供体细胞277可以来自人、动物或者细胞培养。在仰卧的睡眠姿势，通过导管126将养分和氧供应到供体细胞277。在步行几小时，同时椎间盘100内的压力高时，由这些细胞277生物合成的产物经过导管126排出到椎体159、外环或肌肉193，然后到静脉、体循环和目标部位。

在旁路椎间盘100内由细胞277生物合成的产物可以是肾上腺素、促肾上腺皮质激素、醛甾酮、雄激素、高血压蛋白原(血管紧张素I和II)、抗利尿素、心房钠尿肽、降钙素、钙化醇、胆钙化醇、钙三醇、缩胆囊素、促肾上腺皮质激素释放激素、皮质醇、脱氢表雄酮、多巴胺、内啡呔、脑啡呔、麦角钙化醇、促红细胞生成素、促卵泡激素、Y-氨基丁酸、胃泌素、生长素释放肽、胰高血糖素、糖皮质激素、促性腺激素释放激素、生长激素释放激素、人绒毛膜促性腺激素、人生长激素、胰岛素、胰岛素样增长因子、瘦蛋白、促脂解素、促黄体生长激素、黑素细胞刺激素、褪黑激素、盐皮质激素、神经肽Y、神经传递质、去甲肾上腺素、雌激素、催产素、甲状旁腺激素、肽、孕烯醇酮、黄体酮、促乳激素、阿黑皮素原、PYY-336、肾素、分泌素、抑生长素、睾酮、血小板生成素、促甲状腺激素、促甲状腺激素释放激素、甲状腺素、三碘甲腺原氨酸、促激素、血清素、抗利尿素、或其它治疗产物。

在旁路椎间盘100内产生的产物(激素、肽、神经传递质、酶、催化剂或者基质)可能能够调节身体功能，包括血压、能量、神经活性、新陈代谢、腺活性的激化和抑制。一些激素和酶支配、影响或者控制饮食习惯和脂肪或者碳水化合物的利用。这些激素或酶可能提供重量减少或者得到益处。在旁路椎间盘100内从供体细胞277产生的神经传递质，例如多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素、血清素或者γ-氨基丁酸，能够治疗抑郁、帕金森病、学习障碍、记忆力丧失、注意力不足、行为问题、心理或神经相关的疾病。

在旁路椎间盘100内由供体细胞277生物合成的产物的释放，与身体活动同步。在日常生活的活动中，在旁路椎间盘100内的压力大部分很高，以将由供体细胞277生物合成的产物排到循环中来满足身体的需要。在仰卧位，旁路126内的流体逆转，将养分和氧带到椎间盘100以滋养细胞277。用来自供体胰腺的Langerhans胰岛作为例子，在睡眠时间当葡萄糖进入椎间盘100时，在旁路椎间盘100中诱导产生胰岛素。在步行时间，当椎间盘压力高时，胰岛素通过导管126排到循环，将糖吸到细胞膜用于产生能量。在夜晚，从旁路椎间盘100释放的胰岛素最小，以防止低血糖。实质上，由供体细胞277生物合成的产物在身体活动的同时释放以满足身体的需要。

一些来自供体细胞277的生物合成产物通过椎体159适当地沉积，如图91所示，然后进入体循环。如图82所示，其它产物可能通过外环更有效地输送，并通过腹部扩散到体循环。一些其它产物通过进入肌肉193可能更有效得多，如图92所示。

类似于图91-92，也能将生长因子、缓冲剂、激素、基因治疗剂、养分、矿物、镇痛剂、抗生素或其它治疗剂注射到旁路椎间盘100。

应当理解，本发明决不限于本文公开和/或图中显示的特殊构造，也包括在权利要求范围内的任何其它改进、变化或等效物。很多特征用特殊的构型、曲度、选择和实施方式列出。所述的任何一个或多个特征可以增加或者与任何其它实施方式或其它标准器件组合，而产生替代的组合和实施方式。导管126也可以由闸门来调节养分、气体和废物交换的速度和/或流动方向。也可能将泵连接到导管126以辅助椎间盘100与身体流体之间的交换。可以将pH电极置于刚性针220的尖端附近来检测椎间盘100内的酸度。

本领域的技术人员应当清楚现有的实施方式、材料、构造、方法、组织或者切口部位不是仅有的本发明可以使用的。导管126的不同材料、构造、方法或者设计可以替代和使用。前述说明不应限制本发明的范围。本发明的全部范围将由随附的权利要求所确定。对于权利要求中的说明，套是刚性管状构件。弹性弯针101可以被称作弹性针。

Claims (72)

1.一种用于将导管展开到椎间盘中的展开器件，所述的展开器件包括：

一个套，

一个尺寸和构型至少部分在所述套内吻合的导管，以及

一个展开所述导管的柱塞。

2.根据权利要求1所述的展开器件，其中所述的套具有成斜角的尖端。

3.根据权利要求1所述的展开器件，其进一步包括至少部分位于所述套内的针。

4.根据权利要求3所述的展开器件，其中所述的导管至少部分位于所述的针内。

5.根据权利要求3所述的展开器件，其中所述的针至少部分位于所述导管内。

6.根据权利要求1所述的展开器件，其进一步包括在所述套上的涂层。

7.根据权利要求6所述的展开器件，其中所述的涂层选自润滑剂、组织密封剂、镇痛剂、抗生素、不透X射线的、磁性的和回声增强的试剂。

8.根据权利要求1所述的展开器件，其中所述的导管是由生物相容性材料形成的管。

9.根据权利要求1所述的展开器件，其中所述的导管是由生物相容性材料形成的复丝。

10.根据权利要求1所述的展开器件，其中所述的导管是由生物相容性材料形成的海绵。

11.根据权利要求1所述的展开器件，其中所述的导管具有从其中延伸的多个突起。

12.根据权利要求11所述的展开器件，其中所述的突起选自凸缘、结和环。

13.根据权利要求1所述的展开器件，其中所述的导管由复丝部分和单丝部分形成。

14.根据权利要求1所述的展开器件，其中所述的导管由生物可降解材料形成。

15.根据权利要求1所述的展开器件，其中所述的导管由不可降解的材料形成。

16.根据权利要求1所述的展开器件，其中所述的导管由选自聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、硅、聚醚醚酮、缩醛树脂、聚砜、聚碳酸酯、丝、棉、亚麻、玻璃纤维、镍钛合金和不锈钢的不可降解材料形成。

17.根据权利要求1所述的展开器件，其中所述的导管由选自聚乳酸酯、聚羟基乙酸、聚丙交酯-共-乙交酯、聚己酸内酯、三亚甲基碳酸酯、丝、肠线、胶原质、聚对二氧杂环己酮、聚二氧杂环己酮、聚酐、三亚甲基碳酸酯、聚-β-羟丁酸酯、聚羟戊酸酯、聚-γ-乙基-谷氨酸酯、聚-DTH-亚氨碳酸酯、聚双酚-A-亚氨碳酸酯，聚原酸酯、聚氰基丙烯酸酯和聚磷嗪的可降解材料形成。

18.根据权利要求1所述的展开器件，其中所述的导管具有选自抗生素、抗闭塞的涂层、润滑剂、生长因子、养分、硫酸盐、矿物、缓冲剂、碳酸钠、碳酸氢钠、碱、胶原质、羟基磷灰石、镇痛剂、密封剂、湿润剂、透明质酸盐、蛋白多糖、硫酸软骨素、硫酸角质素、糖胺聚糖、肝素、淀粉、硬化剂、不透X射线涂层、回声增强涂层、基因、细胞和干细胞的涂层。

19.根据权利要求1所述的展开器件，其中所述导管的孔径为200微米至10纳米。

20.根据权利要求1所述的展开器件，其中所述导管具有中通的通道，所述通道的直径为200微米至10纳米。

21.根据权利要求1所述的展开器件，其进一步包括覆盖或包裹所述导管中心部位的管。

22.根据权利要求21所述的展开器件，其中所述管由选自聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、硅、聚醚醚酮、缩醛树脂、聚砜、聚碳酸酯和聚乙二醇的材料形成。

23.根据权利要求1所述的展开器件，其中所述导管的至少一部分用纤维组织抑制剂涂覆。

24.一种用于将导管展开到椎间盘中的展开器件，所述的展开器件包括：

一个管状套，

一个具有校直位和弯曲位的第一弹性针，所述的校直位是在所述管状套内弹性校直的，而所述的弯曲位是弹性弯曲的并且至少部分位于所述管状套之外，

一个将所述第一弹性针在所述校直位与所述弯曲位之间移动的传动装置，以及

一个尺寸和构型至少部分在所述管状套内吻合的导管。

25.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的第一弹性针具有成斜角的尖端。

26.根据权利要求25所述的展开器件，其中当所述的第一弹性针在所述的弯曲位时，所述成斜角的尖端位于所述第一弹性针的凹面侧上。

27.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的管状套具有尖锐的尖端。

28.根据权利要求27所述的展开器件，其中当所述的第一弹性针在所述的弯曲位时，所述尖锐的尖端位于所述第一弹性针的凸面侧。

29.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的管状套和所述的第一弹性针具有非圆形的横截面。

30.根据权利要求29所述的展开器件，其中所述的管状套和所述的第一弹性针具有相似的截面形状。

31.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的管状套和所述的第一弹性针具有椭圆形截面。

32.根据权利要求24所述的展开器件，其进一步包括第二弹性针，所述第一弹性针至少部分位于所述第二弹性针内。

33.根据权利要求32所述的展开器件，其中所述的第一和第二弹性针具有相似的曲率，并且所述的曲率朝向相似的方向。

34.根据权利要求24所述的展开器件，其进一步包括延伸经过所述管状套邻近其末端的壁的开口。

35.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的管状套具有位于其中的斜面。

36.根据权利要求35所述的展开器件，其中所述的斜面位于邻近所述管状套的末端处，并位于邻近所述第一弹性针的凸面侧。

37.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的第一弹性针由镍钛合金形成。

38.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的第一弹性针具有不均匀的横截面。

39.根据权利要求38所述的展开器件，其中所述的第一弹性针具有末端和近端，所述末端比所述近端小。

40.根据权利要求24所述的展开器件，其进一步包括用于展开所述导管的柱塞。

41.根据权利要求24所述的展开器件，其进一步包括在所述管状套上的涂层。

42.根据权利要求41所述的展开器件，其中所述涂层选自润滑剂、组织密封剂、镇痛剂、抗生素、不透X射线的、磁性的和回声增强的试剂。

43.根据权利要求24所述的展开器件，其进一步包括在所述第一弹性针上的涂层。

44.根据权利要求43所述的展开器件，其中所述涂层选自润滑剂、组织密封剂、镇痛剂、抗生素、不透X射线的、磁性的和回声增强的试剂。

45.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的导管是由生物相容性材料形成的管。

46.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的导管是由生物相容性材料形成的复丝。

47.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的导管是由生物相容性材料形成的海绵。

48.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的导管具有从其中延伸的多个突起。

49.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的导管由复丝部分和单丝部分形成。

50.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的导管位于所述的第一弹性针内。

51.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的第一弹性针至少部分位于所述导管内。

52.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述的导管具有选自抗生素、抗闭塞的涂层、润滑剂、生长因子、养分、硫酸盐、矿物、缓冲剂、碳酸钠、碳酸氢钠、碱、胶原质、羟基磷灰石、镇痛剂、密封剂、湿润剂、透明质酸盐、蛋白多糖、硫酸软骨素、硫酸角质素、糖胺聚糖、肝素、淀粉、硬化剂、不透X射线涂层、回声增强涂层、基因、细胞和干细胞的涂层。

53.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述导管的孔径为200微米至10纳米。

54.根据权利要求24所述的展开器件，其中所述导管具有中通的通道，所述通道的直径为200微米至10纳米。

55.根据权利要求24所述的展开器件，其进一步包括覆盖或包裹所述导管中心部位的管。

56.一种用于重建椎间盘与体循环之间养分和废物交换的导管，所述导管包括：

一个由生物相容性材料形成的伸长构件，所述的伸长构件是可放置的，以使所述伸长构件的第一部分在患者椎间盘内的髓核内。

57.根据权利要求56所述的导管，其中所述伸长构件的第二部分是可放置的，以使所述的第二部分延伸经过终板并进入脊椎。

58.根据权利要求56所述的导管，其中所述的伸长构件具有第二部分和中心部分，其中所述的伸长构件是可放置的，以使所述的中心部分延伸经过椎间盘的外围，并且所述的第二部分延伸到椎间盘的外面。

59.根据权利要求56所述的导管，其中所述伸长构件的第二部分是可放置的，以使所述的第二部分延伸到椎间盘的外环。

60.根据权利要求56所述的导管，其中所述的导管是由生物相容性材料形成的管。

61.根据权利要求56所述的导管，其中所述的导管是由生物相容性材料形成的复丝。

62.根据权利要求61所述的导管，其中所述的复丝是编织的。

63.根据权利要求56所述的导管，其中所述的导管是由生物相容性材料形成的海绵。

64.根据权利要求56所述的导管，其中所述的导管具有从其中延伸的多个突起。

65.根据权利要求56所述的导管，其中所述的导管由复丝部分和单丝部分形成。

66.根据权利要求56所述的导管，其中所述的导管由生物可降解材料形成。

67.根据权利要求56所述的导管，其中所述的导管由不可降解的材料形成。

68.根据权利要求56所述的导管，其中所述的导管是多孔的并且孔径为200微米至10纳米。

69.根据权利要求56所述的导管，其中所述的导管具有中通的通道，每个所述通道的直径为200微米至10纳米。

70.根据权利要求56所述的导管，其进一步包括覆盖或包裹所述导管中心部位的管。

71.根据权利要求70所述的导管，其中所述的管由选自聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、硅、聚醚醚酮、缩醛树脂、聚砜、聚碳酸酯和聚乙二醇的材料形成。

72.根据权利要求56所述的导管，其中所述导管的至少一部分用纤维组织抑制剂涂覆。

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