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CN102281837A - 用于椎骨骨折的髓内修复系统 - Google Patents

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CN102281837A
CN102281837A CN2009801549206A CN200980154920A CN102281837A CN 102281837 A CN102281837 A CN 102281837A CN 2009801549206 A CN2009801549206 A CN 2009801549206A CN 200980154920 A CN200980154920 A CN 200980154920A CN 102281837 A CN102281837 A CN 102281837A
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CN
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implant
increment
vertebral body
space
fracture
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Application number
CN2009801549206A
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English (en)
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爱德华·迪奥
哈罗德·卡里森
塞谬尔·威德·约翰松
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Endospinal Inc
Original Assignee
Endospinal Inc
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Abstract

本发明公开了一种用于复原椎体内骨折的系统。该系统可包括增量植入元件和输送装置。该增量植入元件被构造成用于经由皮肤地输送到椎体的空间内且积聚在其中。输送装置被构造成用来以递增的方式将增量植入元件经由皮肤传送到椎体的空间内。由于增量植入元件被递增传送到椎体的空间内，因此增量构件在椎体空间内的积聚将椎体内的骨折置于复原状态。

Description

用于椎骨骨折的髓内修复系统
相关申请的交叉引用
根据美国法典第35条119款，本申请要求2008年11月19日提交的美国临时专利申请61/116,074的优先权，所述美国临时专利申请通过引用整体结合于本申请。
本申请还涉及2009年11月19日提交的题为“Intramedullary RepairSystem For Bone Fractures(用于骨折的髓内修复系统)”的共同待决的美国专利申请No.12/_____，所述美国专利申请通过引用整体结合于本申请。
技术领域
本发明涉及整形外科设备和方法。更具体地，本发明涉及髓内椎骨骨折修复装置和方法。
背景技术
成功治疗椎骨骨折充其量是很难的。举例来说，在外科手术以及术后愈合、必要校正的过程中，椎骨骨折未能保持完全复原的情况并不鲜见。治疗后椎骨骨折的强度可比预期的小。另外，病人软组织创伤可能较为严重，增加病人疼痛以及康复所需的周期。最后，手术次数可能会较多。
现有技术中存在对于如下装置和方法的需求：对于椎骨骨折治疗提供改善的结果；导致更好的对齐和更强的愈合骨折；降低必须校正的可能性；以及降低对邻近骨折的软组织的伤害。现有技术中还存在对于提供减少治疗骨折需要的手术时间的装置和方法。
发明内容
本发明在此公开了一种用于复原椎体空间中骨折的系统，在一个实施例中，该系统包括增量植入元件和输送装置。增量植入元件被构造成用于经由皮肤输送到椎体空间中且积聚在椎体空间内。输送装置被构造成以递增的方式将增量植入元件经由皮肤输送到椎体空间中。
本发明在此公开了用于复原椎体中骨折的髓内植入物。在一个实施例中，该植入物包括通常相对的板，所述板接合在一起且被构造成可从经由皮肤可输送的结构展开为其中所述板移动得彼此远离的展开结构。
本发明在此公开了一种用于复原椎骨内骨折的方法。在一个实施例中，所述方法包括：将植入物经由皮肤引入椎体空间中；使植入物的第一和第二构件在空间内移动远离彼此，从而将椎体内骨折置于复原状态；以及将第一和第二构件相对于彼此固定以将椎体内骨折维持在复原状态。
本发明在此还公开了用于复原椎骨内骨折的另一种方法。在一个实施例中，所述方法包括：将增量植入构件经由皮肤引入椎体的空间中，增量构件在椎体空间内的积聚将椎体内骨折置于复原状态。
虽然本发明公开了多个实施例，但从显示和描述了本发明例证实施例的以下详细描述中，仍有本发明的其他实施例对于本领域技术人员来说是能够明白的。正如应该理解，在不偏离本发明思想和范围的前提下本发明能在各方面被改进。因此，图示和详细描述变质上将被认为是示例性的而非限制性的。
附图说明
图1A和1B分别是植入物处于展开状态以及处于折叠(collapsed)或输送状态的侧等距视图。
图2A和2B分别是与图1A和1B所示的植入物相似的植入物的侧视图，所示植入物分别示出为处于展开状态以及处于折叠或输送状态。
图3A和3B分别是植入物的板的接合侧和该板的骨啮合侧的俯视图。
图4A和4B分别是离开输送管状体(例如套管针、导引器鞘，针，等等)的植入物的侧等距视图和沿图4A的剖面线4B-4B截取的管状体和植入物的横截面视图。
图5A和5B分别是植入物处于展开状态以及处于折叠或输送状态的侧视图，其中植入物千斤顶(jack)包括单个支腿。
图6A-6B分别是植入物处于部分展开状态和最大展开状态的侧视图，其中植入物千斤顶包括锁紧机构。
图7是植入物部分展开的侧视图，其中植入物千斤顶包括棘轮机构。
图8A和8B是植入物处于折叠或输送状态以及展开状态的侧等距视图。
图9A-9F是在椎体前部有骨折的椎骨的前后横截面视图，其中图9A-9F示出了用图2A-2B所示的植入物复原骨折的过程的进展。
图10A和10B是除了示出处于展开状态的图8A和8B实施例外与图9A和9B所示相同的视图。
图11是递增地输送增量植入元件的输送装置的侧视图(局部横截面)，所述增量植入元件积聚以形成植入物。
图12A-12E是在椎体前部具有骨折的椎骨的前后横截面视图，其中图12A-12E示出了用积聚的或组合的植入物复原骨折的过程的进展。
图13A和13B是除了材料被注入椎体空间内以外与图12E所示的完全复原的椎体相同的视图。
图14A和14B分别是螺旋弹簧植入元件处于受力变形状态和自由状态的侧视图。
图15A和15B是除了图14A和14B的螺旋弹簧植入元件被布置以外与图12A和12B相同的视图。
图16A和16B分别是圆柱形植入元件的侧视图和端视图。
图17A和17B是除了图16A和16B圆柱形植入元件被布置以外与图12A和12B相同的视图。
图18是使用变型为平面板的形状匹配/互锁植入元件和圆柱形植入元件形成的积聚的或组合的植入物的侧视图。
图19A-19B分别是植入物处于可输送状态和展开状态的侧视图，该植入物具有与图2A-2B所示的植入物类似的板，但是该植入物610使用一个或多个螺旋弹簧代替图2A-2B的植入物使用的千斤顶。
图20A-20B是除了植入物使用弹簧片以外与图19A-19B相同的视图，。
图21A是有杆插入其中的骨折椎体的视图。
图21B是与杆一起使用的千斤顶的等距视图。
图21C是除了千斤顶已被附接于杆且被展开以驱动杆并复原骨折以外与图21A相同的视图。
图21D是除了在横截面内千斤顶位于椎体的空间内以外与图21C相同的视图。
具体实施方式
在此公开的是一种用于复原椎骨骨折的髓内植入物10。在一些实施例中，该植入物10作为整体或整个装置以最低限度侵入性地(例如经由皮肤地)被输送到椎体的髓内空间中。在其他实施例中，植入物10以部分或完全拆开的方式被最低限度侵入性地输送，然后在椎体的髓内空间中组装起来。但是在其他实施例中，植入物10包括多个增量元件，所述多个增量元件最低限度侵入性地被递增输送到椎体的髓内空间中。增量元件在体内的积聚或组合形成了植入物10且用于复原骨折。在这些实施例中的任何一个实施例中，植入物10作用在椎体的髓内空间的内骨上以便一般将椎体复原为其受损前的状态。
植入物10及其其输送系统和方法因很多原因而有益处。首先，用于输送植入物的最低限度侵入性技术将病人的不适以及软组织损伤降至最低。由于植入物10是髓内的，因此它是均分负载装置而不是负载屏蔽装置，因此促进骨折愈合后骨头的重塑性能以及使骨组织有更好的长期负荷强度。而且，由于植入物10是髓内的，因此植入物10不会导致对软组织的刺激，而且不太可能需要修正手术。部分地因为植入物10的多种构造，植入物10广泛适用于各种各样的位置和严重程度的椎骨骨折。与现有技术中已知的利用板、罩或者其他装置修复相同的椎骨骨折相比，植入物10的构造、展开和最低限度侵入性特征能减少约50％的用于修复椎骨骨折所需的手术步骤，因此节约了手术时间和费用，并减少了增加病人手术次数的风险。最后，因为各个实施例中的植入物10的确将椎体维持在复原状态中且留在椎体中，因此在整个手术过程和接下来的康复周期期间椎体都保持在复原状态中，提供了优于现有技术的结果。
对于在此公开的椎骨植入物10的实施例的详细讨论，参考图1A-3B。图1A和1B分别是植入物处于展开状态以及处于折叠或输送状态的侧等距视图。图2A和2B分别是与图1A和1B所示的植入物相似的植入物的侧视图，所示植入物分别示出为处于展开状态以及处于折叠或输送状态。图3A和3B分别是植入物10的板20的接合侧和该板20的骨啮合侧25的俯视图。
如图1A-2B所示，在一个实施例中，植入物10包括通过连杆或千斤顶组件30相互连接的第一板20和第二板20。在一个实施例中，连杆包括两个或多个的臂35，臂35与枢轴销45形成肘状部40。臂35的与肘状部40相对的端部均通过枢轴销55枢轴地连接到凸缘50。
如图3A-3B所示，在一个实施例中，凸缘50由板20本身确定。例如，可以通过在板20的中心打一个孔60而在板20中形成凸缘50。根据本实施例所述，板20的长度可以在约0.5厘米到约3.0厘米之间，宽度在约0.2厘米到约2.0厘米之间，而厚度在约0.01厘米和约0.5厘米之间。板20可以用各种金属、聚合物或者形状记忆材料(如镍钛诺)制成。植入物的支腿和其他部件可由生物相容性的金属(例如不锈钢等)或聚合物制成。
图4A和4B分别是离开输送管状体(例如套管针，导引器鞘，针，等等)的植入物10的侧等距视图和和沿图4A的剖面线4B-4B截取的管状体65和植入物10的横截面视图，从图4A和4B中可以理解，板20可由易挠的形状记忆材料或其他弹性材料制成，以便当植入物10处于图2A和2B所示的输送状态时允许板20关于彼此卷起。如图4A所示，由于板20是由形状记忆材料或其他弹性材料制成的，当板由于处于输送管状体65的末端而开始摆脱输送管状体65的内腔70的限制时，板20偏移回图1A、2A和3A-3B所示的通常平面的状态。
如图1A和2A所示，使肘状部40沿箭头A所示向内移动导致板20沿箭头B移动得远离彼此。因此如下详细描述的，当该植入物被如此展开时，板20可作用在骨头上以复原椎骨骨折。
如图5A和5B所示，图5A和5B分别是植入物处于展开状态以及处于折叠或输送状态的侧视图，其中植入物10可具有用于千斤顶30的单臂35且因此没有肘状部40。用于千斤顶30的臂35的每个端部通过枢轴销55枢轴地连接到相应板20的凸缘50。在其他实施例中，千斤顶30可以是剪刀状装置。千斤顶30可具有平行臂组(无论是单臂、双臂或剪刀装置)。
如图6A-6B所示，图6A-6B分别是植入物处于部分展开状态和最大展开状态的侧视图，千斤顶30可装备有锁紧装置75，其中，锁紧装置75用于将千斤顶30，或者换句话说，用于将植入物10保持在最大展开状态。例如，锁紧装置75可包括由一个支腿35支持的凸锁构件80，其与由另一个支腿35支持的凹锁构件85啮合，从而将植入物10锁定在完全展开状态。
如图7所示，图7是植入物部分展开的侧视图，其中，植入物千斤顶30包括棘轮机构90。例如，棘轮表面95由一个支腿35支持而棘爪齿100由另一个支腿35支持。由于千斤顶30逐渐地展开以使肘状部的弯曲角度逐渐变为钝角，棘爪齿100将沿着棘轮表面95步进移动。结果，棘轮机构90能够保持在所能达到的最大展开程度。
如图8A和8B所示，图8A和8B分别是植入物处于折叠或输送状态以及展开状态的侧等距视图，附加板20′、20″和20′″可以被输送至植入物10的板20并堆叠在其顶部以增加板20的刚度。以下参照图10A-10B提供了本实施例的进一步描述。
参考图9A-9F描述最低限度侵入性地输送图2A-2B所示的植入物10的方法，图9A-9F是在椎体115的前部有骨折110的椎骨105的前后横截面视图，其中，图9A-9F示出了用植入物10复原骨折过程的进展。从图9A-9F可以看出，除了椎体115和椎体前部的骨折110外，椎骨105还包括蒂(pedicle)120、横突123和棘突125.
如图9A所示的，套管针或套管65在穿透位置130延伸到蒂120中且经由另一个位置140延伸到椎体115的空间或髓内空间135中，套管针完整地停留在从蒂穿透位置130到套管针远端的骨内。虽然图9A-9F所示的实施例示出了套管针65在蒂120顶表面附近的位置130处穿透蒂120，且倾斜以及横向地通到横突123的侧部，但在其他实施例中，套管针65可以以更水平的横向方式延伸到蒂120中，例如从横突底部附近的位置处开始且延伸蒂的长度到椎体的空间中。在其他实施例中，使用其他方法和路径来到达椎体的空间。
如图9A所示的，用推进装置148远侧地将处于折叠或输送状态(见图2B)的植入物10推动通过套管针65直到植入物10被输送到椎体115的空间135中。在一个实施例中，推进装置148可以是推杆、鞘或其他管状构件，用于沿套管针的内腔延伸以推压植入物的近端，使得植入物沿套管针的内腔远侧地移动到椎体的空间中。在如图9A所示的其他实施例中，推进装置148可被构造成具有推进构件145和拉动构件150的推拉装置148。从图9B-9C可以看出，在一个实施例中，推进构件145的远端在板20与支腿35之间的枢轴销位置附近接合至植入物10，而拉动构件150的远端在支腿35之间的肘状部枢轴销位置40附近接合至植入物。
如图9A-9D所示的，一旦植入物被输送到椎体115的空间135中，推进构件145被逐渐推动(如相关箭头所示)而拉动构件150被逐渐拉动(如相关箭头所示)。结果，植入物10的板20逐渐移动得远离彼此，因此使得椎体115的上下端板155移动得远离彼此。具体地，板20远离彼此的移动可压紧椎体115的空间中的松质骨直到移动的板20的力被传输到形成椎体115的上下端板155的致密骨为止，因此使端板115移动得相互远离并使得椎体115的骨折110完全复原，如图9D所示的。
如图9E所示，在一个实施例中，注射器160或类似装置用来将PMMA骨接合剂165、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等注射到椎体115的空间135中。接合剂165或其他提及的材料被注射到椎体115的空间135中直到空间135一般被填充最大可能程度并且展开的植入物10埋在其中，如图9F所示的。接合剂165或其他提及的材料可以以液体、胶体、膏状或浆体的形式经由皮肤被输送。
如图9F所示，在一个实施例中，推拉构件145、150在蒂开口130处被切断且卷边、按钮或其他构件170接合至切断的推拉构件145、150以将推拉构件固定在位，从而使植入物10保持在图9D-9F所示的完全展开状态。
在其他实施例中，推拉构件145和150可暂时接合至植入物10(例如通过钩、翼片等)上的合适位置，然后完全与植入物脱离且从病人身上去除。在这样一个实施例中，一旦推拉构件从展开的植入物上去除，图6A和6B的锁紧机构75或图7的棘轮机构90可展开以将植入物保持在完全展开状态。
总之，关于图1A-9F所示的实施例，存在两种形成板的金属元素，所述板通过铰链机构附接，可以折叠至套管针中。通过用于向前推动植入物到椎体内的导引器，植入物将会前进得超越套管之外，并且在椎体内由开放的曲线形状变形为更加平面的形状。使用导管内的套管针，铰链机构将会由较锐的角转变为较钝的角，从而增加两个板之间的距离。这将通过执行“复原策略”机械地改善骨位置。使用铰链内的锁紧机构，一旦到达满意的位置，铰链会被锁定入位。这将通过使用棘轮机构、锁紧机构或卷边机构来执行。
从图10A和10B可以看出，图10A和10B是除了示出了图8A和8B的实施例处于展开状态下外与图9A和9B相同的视图，输送鞘180可沿着套管针65被发送以输送参照图8A和8B讨论的附加板20′和20″。尤其是，植入物10通过以上参照图9A讨论的套管针65被输送。输送鞘180沿着套管针被发送直到输送鞘180的远端从套管针的远端突出。卷成圆筒的附加板20′和20″通过在每个附加鞘后面沿鞘插入的构件的推动而沿着输送鞘的内腔被输送到椎体115的空间135。一旦处于空间135内，附加鞘就能偏移回图8A和8B所示的其一般平面状态。附加板如图10A-10B所示那样通过鞘180或延伸穿过鞘的推进构件而定位。然后如以上参照图9B-9F所述，植入物展开且植入。
总之，如参照图8A-8B和10A-10B讨论的，以堆叠的方式布置一系列板，其中较大的板设在外表面上，逐步减小的板设在最靠近铰链机构的内表面上，从而为组合板提供增强的强度或刚度。
对于另一个实施例的讨论可以参考图11，图11是递增地输送增量植入元件205的输送装置200的侧视图(局部横截面)，所述增量植入元件205积聚以形成植入物210。如图11所示，装置200包括手柄215、触发器220、弹簧225、柱塞杆230、料斗235、套管针240以及在料斗与套管针远端之间延伸的路径245。触发器枢轴地接合至手柄且作用在柱塞杆的近端面上。柱塞杆通过弹簧在近端被偏压且延伸到路径245。套管针从料斗和手柄远端地延伸。拉动触发器使柱塞杆作用在弹簧上且沿路径延伸。释放触发器使弹簧近端地偏压柱塞。增量植入元件205填充料斗235且进入路径245。被偏压的端唇250将元件205保持在套管针路径内部中直到柱塞杆230通过触发器致动的远端位移使一个或多个元件205被弹出越过端唇250之外。取决于柱塞杆230的行程，一个、两个、三个或更多个元件205可通过触发器220的每次致动弹出。
可参考图12A-12E描述最低限度侵入性地输送增量植入物元件205以形成积聚植入物210的方法，图12A-12E是在椎体115前部具有骨折110的椎骨105的前后横截视立面图，其中，图12A-12E示出了用积聚的或组合的植入物10复原骨折过程的进展。从图12A-12E可以看出，除了椎体115和椎体前部的骨折110以外，椎骨105还包括蒂120、横突123和棘突125。
如图12A所示，套管针或套管65在穿透位置130延伸到蒂120中且经由另一个位置140延伸到椎体115的空间或髓内空间135中，套管针完整地停留在从蒂穿透位置130到套管针远端的骨内。虽然图12A-12F所示的实施例示出了套管针65在蒂120顶表面附近的位置130处穿透蒂120，且倾斜以及横向地通到横突123的侧部，但在其他实施例中，套管或套管针65可以以更水平的横向方式延伸到蒂120中，例如从横突底部附近的位置处开始且延伸蒂的长度到椎体的空间中。在其他实施例中，使用其他方法和路径来到达椎体的空间。
如图12A所示，图11的装置200用来将植入物元件205递增地输送到椎体115的空间135内。在一个实施例中，装置200的套管针240可沿着套管针的内腔插入且插入到椎体的空间中以输送植入物元件205。在其他实施例中，外套管针65没有展开，装置200的套管针240简单地插到套管针65的位置。
如图12A-12D所示和参照图11所讨论，通过反复挤压装置200的触发器220，装置200用来递增地将增量植入元件205输送到椎体115的空间135内。特别是，往复式柱塞杆230迫使增量植入元件205进入椎体115的空间135内。由于增量植入元件205在椎体115的空间135内逐渐积聚或组合，积聚的植入物元件压缩椎体115的空间135中的松质骨直到积聚的植入物元件的力被传输到形成椎体115的上下端板155的致密骨，从而使端板115移动得相互远离病使得椎体115的骨折110完全复原，如图12D所示的。
在一个实施例中，增量植入元件205是球形的且具有约0.5毫米到1.0厘米之间的一般均匀直径。在其他实施例中，植入元件可具有其他形状，例如盘状的、圆柱形的、立方体的、棱锥的、星形的、蛋形的等。根据本实施例所述，用于元件205的候选材料包括生物相容性的金属(例如不锈钢、钛等)、生物相容性的聚合物(例如尼龙、PEBAX等)、生物相容性的陶瓷、生物相容性的复合材料、PMMA骨接合剂、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等。
在一些实施例中，元件205全部由相同的材料构成。具体地，例如，所有元件205都可以是生物相容性的金属，或所有的元件205可以是PMMA骨接合剂、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等。
在其他实施例中，元件205可以由多种材料构成(例如一些元件205由第一材料构成而其他元件205由第二或第三材料构成)。具体地，例如，四分之一到二分之一的元件205可以是生物相容性的金属，而四分之三到二分之一的元件205可以是PMMA骨接合剂、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等。这种不同类型的元件205可以在装置200内顺序排好以确保元件205在椎体的空间内根据需要混合。例如，分配器装置200可具有交替的金属元件205和生物活性的元件205，或者第一10元件205金属，随后是一些生物活性的元件205或生物活性的/金属元件205(也就是以后讨论的复合元件205)。
在一些实施例中，元件205可以具有由多种材料构成的复合结构(例如两种或更多种材料构成的独立元件205)。具体地，例如，元件205可以具有生物相容性的金属多孔外壳且壳内部填充PMMA骨接合剂、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等。或者，例如元件205也可以具有生物相容性的金属外内核和由PMMA骨接合剂、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等构成的外壳。
在如图12E所示的一个实施例中，一旦积聚的植入物210完全复原骨折110，则套管针65和装置200可以移除且穿透部130和140可以封住。在一些元件205或一些元件部分包括PMMA骨接合剂、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等，这样的材料将利于诱导骨生长到积聚的植入物210内。
如图13A和13B所示，图13A和13B是与图12E所示的完全复原的椎体115相同的视图，在一个实施例中，注射器160或类似装置用来将PMMA骨接合剂165、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等注射到椎体115的空间135中。接合剂165或其他提及的材料被注射到椎体115的空间135中直到空间135通常被填充为最大可能程度并且积聚的植入物210植入其中，如图13B所示。
从图13A-13B所示的一些实施例中可以看出，元件205可以从分配器装置200被分散并与以上提到的浆形式的液体或膏材料165混合。这样，将用一个步骤来完成元件205和液体或膏材料165的布置，如图13B所示的。
参考图14A和14B描述用于另一积聚植入物310的植入元件305的另一个实施例，图14A和14B分别是植入元件处于约束状态和自由状态的侧视图。如图14A所示，当螺旋弹簧植入元件305处于约束状态时(例如当约束于套管针或套管65的内腔中时)，元件305是具有减小的直径A和增大的长度X的螺旋弹簧。如图14B所示，当螺旋弹簧植入元件305处于自由的无约束状态时(例如当脱离套管针或套管65时)，元件305是具有增大的直径B和减小的长度Y的螺旋弹簧，其中，X大于Y，A小于B。
如图15A和15B所示，图15A和15B是除了图14A和14B的螺旋弹簧植入元件被布置外与图12A和12B相同的视图，套管针或套管65在穿透位置130延伸到蒂120中且通过另一个位置140延伸到椎体115的空间或髓内空间135中，套管针完整地停留在从蒂穿透位置130到套管针远端的骨内。虽然图15A-15B所示的实施例示出了套管针65在蒂120顶表面附近的位置130穿透蒂120，且倾斜以及横向地通到横突123的侧部，但在其他实施例中，套管或套管针65可以以更水平的横向方式延伸到蒂120中，例如从横突底部附近的位置处开始且延伸蒂的长度到椎体的空间中。在其他实施例中，使用其他方法和路径来到达椎体的空间。
如图15A所示，推杆315可用来递增地将螺旋弹簧植入元件305输送到椎体115的空间135内。这种情况下，弹簧元件305以图14A所示的约束状态(减小直径状态)加载到套管针65的近端。推杆将元件305向下推动到椎体的空间内。如图15A所示，在弹簧元件305从该套管针65的远端退到椎体115的空间135内的情况下，弹簧元件305可以自由地处于图14B所示的无约束状态(增大的直径状态)。在一些实施例中，为了便于元件305自由偏移为图14B所示的无约束状态，杆315首先经由套管针插入到椎体的空间中以压紧松质骨且提供弹簧植入元件305可在其中增大直径的空间。
如图15B所示，重复地进行元件305到椎体的空间内的输送以形成积聚的植入物310。采用与参照图12C-12E所讨论的类似的方式，重复弹簧元件305的输送以及将元件305偏压成其增大直径将最终使得骨折110完全复原。具体地，积聚植入物310作用在松质骨上，而松质骨将力输送至形成椎体的上下端板155的致密骨，从而复原骨折。这时，手术可能完成，或者也可以与参照图13A和13B所述类似的方式将PMMA骨接合剂165、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等注入到椎体的空间内。
在一个实施例中，螺旋弹簧植入元件305有约0.5毫米与约5毫米之间的约束直径A以及约0.5厘米与约4厘米之间的约束长度X。螺旋弹簧植入元件305有约0.5厘米与约4厘米之间的无约束直径B以及约1厘米与约4厘米之间的无约束长度Y。在一个实施例中，弹簧植入元件305由不锈钢制成。
在图14A-14B所示的弹簧植入元件305的一个实施例中，弹簧元件305以图14A所示的减小直径的形式输送。一旦弹簧元件305被输送到椎体的空间中，弹簧元件305的一端就通过例如旋拧、粘、钉等方式固定到骨头上，或者弹簧元件305的端部附接到在椎体的空间中不会转动的构件上。弹簧元件305的另一端转动以展开弹簧元件直到弹簧元件直径从直径A转变为所需的直径B，长度也从长度X转变为长度Y。增加的直径用于推动椎板155相互远离而复原骨折。然后，可将弹簧元件305的用来使元件305展开的端部以与已经固定的端部类似的方式固定。
参考图16A和16B描述用于另一积聚植入物410的植入物元件405的另一个实施例，图16A和16B分别是植入元件的侧视图和端视图。如图16A和16B所示，增量元件405是圆柱形的且有约0.1厘米与约2厘米之间的一般均匀直径和约0.5厘米与约4厘米之间的长度。根据本实施例所述，用于元件405的候选材料包括生物相容性的金属(如不锈钢、钛等)、生物相容性的聚合物(如尼龙、PEBAX等)、生物相容性的陶瓷、生物相容性的复合材料、PMMA骨接合剂、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等。
在一些实施例中，元件405都由相同的材料构成。具体地，例如，所有的元件405都可以是生物相容性的金属或所有的元件405可以是PMMA骨接合剂、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等。
在其他实施例中，元件405可以由多种材料构成(如一些元件405由第一材料构成而其他元件405由第二或第三材料构成)。具体地，例如，四分之一到二分之一的元件405可以是生物相容性的金属，而四分之三到二分之一的元件405可以是PMMA骨接合剂、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等。图11所示的分配器装置200可能具有储料盒取代料斗235，所述储料盒被构造成沿预期方向供应圆柱形元件405以便沿套管针240输送。所述各种类型的元件405可以在装置200内顺序排好以确保元件405在椎体的空间内根据需要混合。例如，分配器装置200可具有交替的金属元件405和生物活性的元件405，或者第一10元件405金属，随后是一些生物活性的元件405或生物活性的/金属元件405(也就是以后讨论的复合元件405)。
在一些实施例中，元件405可以具有由多种材料构成的复合结构(例如两种或更多种材料构成的独立元件405)。具体地，例如，元件405可以具有生物相容性的金属多孔外壳且壳内部填充PMMA骨接合剂、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等。或者，例如元件405也可以具有生物相容性的金属外内核和由PMMA骨接合剂、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等构成的外壳。
在一些实施例中，图16A-16B的圆柱形元件405都是通常无缝隙的实心圆柱体形式的。在其他实施例中，圆柱形元件405是管状的(例如一般是空心的)。
如图17A和17B所示，图17A和17B是除了图16A和16B的圆柱形植入元件被配置以外与图12A和12B相同的视图。套管针或套管65在穿透位置130延伸到蒂120中且通过另一个位置140延伸到椎体115的空间或髓内空间135中，套管针完整地停留在从蒂穿透位置130到套管针远端的骨内。虽然图17A-17B所示的实施例示出了套管针65在蒂120顶表面附近的位置130穿透蒂120，且倾斜以及横向地通到横突123的侧部，但在其他实施例中，套管或套管针65可以以更水平的横向方式延伸到蒂120中，例如从横突底部附近的位置处开始且延伸蒂的长度到椎体的空间中。在其他实施例中，使用其他方法和路径来到达椎体的空间。
如图17A所示，推杆315或图11所示的装置200的改进变型可用来递增地将圆柱形植入元件405输送到椎体115的空间135内。这样，元件405加载到套管针65的近端内且推杆将元件405向下推到椎体的空间内。
如图17B所述，重复地进行元件405到椎体的空间内的输送以形成积聚的植入物410。采用与参照图12C-12E所讨论的类似的方式，重复地输送元件405到椎体的空间内将最终导致骨折110的完全复原。具体地，积聚植入物410作用在松质骨上，而松质骨将力输送至形成椎体的上下端板155的致密骨，从而复原骨折。这时，手术可能完成，或者也可以与参照图13A和13B所述类似的方式将PMMA骨接合剂165、PLA-PGA、水凝胶、骨形态生成蛋白、干细胞、尸骨、生物工程胞间质等注入到椎体的空间内。
在一个实施例中，图16A-16B的圆柱形元件405是与图1A和1B所示的以卷起的圆柱状态输送(如图4A-4B所示)的板20类似的板，但是一旦退出套管针65将偏移为平面状态。从图18可以看出，图18是使用与参照图1A、1B、4A和4B描述的那些相似的已变型为平面板的圆柱形元件405的积聚植入物510的侧视图，附加植入物元件505可被输送到椎体的空间内。附加元件505可被成形为具有定位特征或啮合特征。例如，元件505可被构造或配置成类似
Figure BDA0000076948360000171
的匹配或互锁，允许元件405和505在椎体的空间内组装以构成积聚的或组合的植入物510。
在一些实施例中，图2A-2B的植入物20可具有自动展开的机构。例如，如图19A-19B所示，图19A-19B分别是植入物610处于可输送状态和展开状态的侧视图，植入物610具有与图2A-2B所示的植入物10类似的板20，但是植入物610使用一个或多个螺旋弹簧615代替图2A-2B中植入物使用的千斤顶30。在其他实施例中，如图20A-20B所示的(图20A-20B是与图19A-19B相同的视图)，植入物610可使用弹簧片620代替螺旋弹簧615。
从图21A可以看出，图21A是断裂的椎体115的正视图，杆700可插入到断裂的椎体115内。杆700以允许杆700连接至千斤顶730的方式从椎体突出，在图21B中以等距视图示出了千斤顶730。如图21B所示，千斤顶730包括臂735、铰链肘状部740和用于连接至杆700的暴露端的两个连接器750。每个臂735的端部中之一都相互枢轴地接合以形成肘状部740。臂735的另一端枢轴地连接至连接器750。如图21C所示，图21C是除了千斤顶730已被附属于杆700以外与图21A相同的视图，该千斤顶730可以展开以驱动杆700相分开且复原骨折。一旦按需要展开，千斤顶730就能通过卷边、锁紧装置、棘轮装置等锁紧到位。
虽然图21A和21C所示的实施例示出了突出于骨头的杆和位于骨头外面的千斤顶，但在其他实施例中，该实施例可如图21D所示，图21D是除了以横截面示出外与图21C相同的视图。具体地，杆700可以从致密骨延伸到椎体115的空间135内，而且千斤顶730位于空间135内且连接至杆700以迫使杆相分开且复原骨折。
在一个实施例中，参照图1A-10B讨论的一系列植入物10可以顺序引入或同时引入直到植入物10的布置填满断裂椎体的空间并复原骨折。
对于任何以上描述的实施例，其中，植入物是由通过输送装置(例如，参考图11、12A-12E和17A-17B)输送的增量植入元件形成的积聚的植入物，该输送装置和增量植入元件可形成用于治疗脊柱骨折的系统且可能以包括无菌包裹中的输送装置和增量植入元件的医药箱的形式来提供。医药箱和系统的说明可通过包装和互联网来获得。
对于以上讨论的任何实施例，套管、导管、鞘、或者套管针65在荧光造影术下被放入病人体内。在一个实施例中，套管针65穿过断裂的椎体后外侧的蒂，其中套管针的顶端位于椎体后部的内部。任何以上描述的植入物或其元件均可具有方便通过荧光透视法跟踪植入物或元件的特征。例如，植入物或其元件的一端可具有不同的形状，该形状可以通过荧光透视法看到且指示植入物或其元件的方向。植入物或其元件可在一端装配不透射线标记(如钨、铂等)，这样能通过荧光透视法看到且指示植入物或其元件的方向。
在通过以上讨论的一个植入物执行复原之后，在一些实施例中，引入套管针可用来方便导管的布置，其中，骨填料、骨空隙、聚甲基丙烯酸甲酯骨接合剂、骨形态生成蛋白物质、或骨移植物或其组合通过所述导管引入到断裂的椎体中以进一步稳固骨折且保持其形状，从而防止由于压迫而损失椎体高度。
虽然本发明参照优选实施例进行描述，本领域现有技术人员将认识到在未背离本发明精神和范围的前提下可做出形式和细节方面的改变。

Claims (29)

1.一种复原椎体内骨折的方法，所述方法包括：
将植入物经由皮肤引入到椎体的空间内；
使所述植入物的第一和第二构件在所述空间内移动得相互远离，从而将椎体内骨折置于复原的状态；以及
将第一和第二构件相对于彼此而固定，从而将椎体的骨折维持在复原状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使第一和第二构件移动得相互远离的步骤包括在所述构件之间展开千斤顶。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，使第一和第二构件移动得相互远离的步骤包括允许弹簧在所述构件之间偏压。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，使第一和第二构件移动得相互远离的步骤包括在所述构件之间积聚增量构件。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将附加构件经由皮肤添加至所述构件中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过经由皮肤输送的液体、膏、凝胶或浆将植入物嵌入椎体的空间内。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，将植入物经由皮肤引入到椎体的空间内的步骤包括允许构件从卷曲状态偏移至展开的、大致平面的形式。
8.一种复原椎体内骨折的方法，所述方法包括：
将增量植入物经由皮肤引入到椎体的空间内，增量元件在椎体的空间内的积聚将椎体内的骨折置于复原状态。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述增量植入元件大致为球形。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述增量植入元件大致为圆柱形。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述增量植入元件包括第一类增量植入构件和不同于第一类的第二类增量植入构件。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一类和所述第二类在用来将增量植入元件经由皮肤引入椎骨的空间内的装置内相对于彼此分级。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一类包括聚合物或金属中的至少一种，而所述第二类包括至少一种骨生长诱导材料。
14.根据权利要求8所述的方法，进一步包括通过经由皮肤输送的液体、膏、凝胶或浆将所述增量植入元件嵌入椎体的空间内。
15.一种复原椎体内骨折的系统，所述系统包括：
增量植入元件，被构造为经由皮肤输送到椎体的空间内且积聚在所述空间内；和
输送装置，被构造成用来以递增的方式经由皮肤将增量植入元件输送到椎体的空间内。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，输送装置包括管状体和触发器操作机构，在触发器操作机构的每次驱动下，增加量的增量植入元件退出管状体。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述管状体包括套管针、导管或套管。
18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述触发器操作机构包括连接至弹簧偏压柱塞杆的触发器。
19.根据权利要求15所述的系统，其中，所述增量植入元件大致为球形或大致为圆柱形。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述增量植入元件包括第一类增量植入元件和不同于第一类的第二类增量植入元件。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述第一类包括聚合物或金属中的至少一种，而所述第二类包括至少一种骨生长诱导材料。
22.根据权利要求15所述的系统，其中，所述增量植入元件中的至少一些具有复合构造。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述增量植入元件中的至少一些的外表面包括聚合物或金属壳，所述增量植入元件中的至少一些的内部包括骨生长诱导材料。
24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述增量植入元件中的至少一些的外表面包括骨生长诱导材料，而所述增量植入元件中的至少一些的内部包括聚合物或金属芯。
25.一种用于复原椎体内骨折的髓内植入物，所述植入物包括：
大致相对的板，所述相对的板接合在一起且被构造成用来从经由皮肤可传送的构造展开为展开构造，其中在展开构造中所述板位移得互相远离。
26.根据权利要求25所述的植入物，其中，所述板是易挠的且当处于经由皮肤可传送的构造时关于彼此卷起。
27.根据权利要求26所述的植入物，其中，当处于展开构造中时，板大致是平面的。
28.根据权利要求25所述的植入物，进一步包括辅助将板位移得彼此远离的千斤顶。
29.根据权利要求25所述的植入物，进一步包括辅助将板位移得彼此远离的弹簧。
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