用于组织切除的工具的制作方法_3

文档序号:9421236阅读:来源:国知局
的螺旋(或盘旋)表面。螺纹256可沿轴242的全长从轴242延伸。在另一个示例中,螺纹256可以仅沿轴242的一部分长度延伸。螺纹256可包括沿螺纹256的外周长的切割表面252,以便将材料从椎间盘(例如核心和/或环形材料)和/或松质骨内的目标区域移位。如图6C中所示,切割表面252可包括朝着轴242的近侧端部250延伸的边缘。示例切割表面252可用于将材料从目标区域移位,并在轴242旋转期间,帮助将所移位的材料保持在侧翼258后面。
[0094]轴242的旋转会使切割表面252接触目标区域中的材料并将材料移位。同样,轴242的旋转会使螺纹256用作传送装置,用于从目标区域朝着轴242的近侧端部250移动所移位的材料270 (类似于旋转机构140中包括的突出部156)。
[0095]螺纹256可包括多个侧翼258。在另一个示例(未示出)中,螺纹256可包括单一侧翼258。每个侧翼258可包括前导侧272和尾侧274。每个侧翼258可限定侧翼角(α )。为了本申请,将相对于侧翼258的尾侧274和与轴242的纵向轴线平行的基准面来限定侧翼角(α )。在图6Α中所示的示例旋转机构240中,由侧翼258限定的侧翼角(α )大约为90°。具有90°侧翼角(α )的螺纹256提供与轴242的纵向轴线垂直的单一切割方向(径向分量)(由箭头A表示)。若要提供与轴242的纵向轴线平行的切割方向(轴向分量),旋转机构240可包括用作剪切套管的插管220。由于所移位的材料270被朝着轴242的近侧端部250和插管220运输,侧翼258和插管220之间的接口可以把材料与目标位置分离和/或把材料分解成小块。由于侧翼258和插管220之间的接口提供材料的额外移位点,螺纹256的切割表面252没必要像插管220不用作剪切套管时一样锐利。
[0096]在另一个示例中,如图6Β中所示,侧翼角(α)可以小于90°。例如,侧翼角(α)可以在大约30°和小于大约90°之间变化。在另一个示例中,侧翼角(α)可以在大约45°和小于大约90°之间变化。在另一个示例中,侧翼角(α)可以约为70°。小于90°的侧翼角(α)可通过螺纹256旋转更好地固定和运输所移位的材料270。在另一个示例(未示出)中,侧翼角(α)小于90°的示例旋转机构240可包括用作剪切套管的插管220,如参照图6Α的上文说明。
[0097]在旋转中,侧翼角(α )小于90°的螺纹256提供与轴242的纵向轴线垂直的切割方向(径向切割分量)(由箭头A表示)和与轴242的纵向轴线平行的切割方向(轴向切割分量)(由箭头B表示)。图7Α提供了示例旋转机构240的剖视图,示出了轴#旋转(箭头Ζ)时的径向(箭头Α)和轴向(箭头B)切割分量。可通过在侧向(侧对侧)或垂直(上下)方向上移动轴242,提供第三切割方向。如图7Β中所示,旋转机构240的旋转(箭头Ζ)提供径向切割分量(箭头Α)和轴向切割分量(箭头B)。远侧端部旋转机构#在垂直方向(箭头Y)上的运动提供侧向切割分量(箭头C)。
[0098]如上文概述,旋转机构240旨在通过螺纹256旋转,将所移位的材料从目标区域移除(类似于旋转机构140和突出部156)。当旋转机构240/螺纹256促使所移位的材料朝向轴242的近侧端部250时,在相对方向上的力(“拉力”)在朝着远侧端部248的方向上引导旋转机构240。即,根据牛顿第三运动定律,当旋转机构240/螺纹256对目标区域中的材料施加力(Fl)时,材料同时向旋转机构240施加力(F2)。这些力的大小大体相等,并且方向相反。旋转机构240上的该力使轴242在目标区域中向前“爬行”,使旋转机构240的控制具有挑战性。
[0099]修改沿轴242长度的各个侧翼258和螺纹256之间的螺距可帮助控制对旋转机构240施加的轴向力(包括向前力),并且可控制切除所移位的材料的效率。即,螺距宽度可以调整,以调整在轴向上向材料施加的力(例如对所移位的材料颗粒施加的推力效应),并从而消散对旋转机构240施加的向前力。螺距还可以调整,以限定材料切除速率和能够从目标区域运输的所移位的材料的粒度。如图8中所示,各个侧翼258之间的螺距可以是变化的。例如,第一组侧翼之间的螺距(Pl)可小于第二组侧翼之间的螺距(P2)。在另一个示例旋转机构240中,如图6A - 6C中示出的示例,沿轴242长度的各个侧翼258之间的螺距相同。
[0100]还可修改沿轴242长度的侧翼258的高度,以控制对旋转机构240施加的轴向力和提供切除所移位的材料的不同效率。一般来讲,侧翼258的高度配置为使旋转机构240可通过插管220并在其中旋转。图9提供了位于相邻椎体之间的椎间盘间隙中的示例旋转机构240的局部侧视图。如图9中所示,沿轴242的长度的各个侧翼258之间的高度可以是变化的。例如,第一侧翼258A的高度可能小于第二侧翼258B的高度,并且总侧翼高度(H)从远侧端部248向近侧端部250递增。侧翼高度可被构造成使朝着轴242的近侧端部250定位的侧翼258靠近上椎体表面和/或下椎体表面,同时,位于轴242的远侧端部248的侧翼258可以冲击材料并将其移位,而无需接触骨组分。在图6A - 6C中示出的另一个示例旋转机构中,沿轴242的长度的侧翼258的高度可保持恒定。
[0101]还可调整沿轴242的纵向轴线的螺纹256的长度,以控制对旋转机构240施加的轴向力和提供切除所移位的材料的不同效率。在图1lB中示出的示例旋转机构240中,螺纹256可以从轴242沿轴242的一部分延伸。在图6A和6B中示出的另一个示例中,突出部156可沿轴142的全长延伸。
[0102]还可通过使用环绕旋转机构240的一部分的外壳控制旋转机构240上的轴向力。如图10中所示,外壳可包括部分地覆盖轴242和螺纹256的套管280。轴242可以在套管280中旋转。套管280可包括第一臂282、第二臂284和远侧端部286。轴242可以配合地接合远侧端部286。在另一个示例中,轴242独立于远侧端部286。第一臂282和第二臂284之间的开放间隙可以向螺纹256提供至目标区域中材料的通路。在示例旋转机构240中,当插入到椎间隙中时,第一臂282和第二臂284可以保护与上椎骨、下椎骨临近和/或相关的材料,同时在前方向、后方向上提供切割窗口。
[0103]旋转机构240可设置在插管220内。插管220的形式与功能可类似于插管120。插管220的尺寸和构型设定成允许旋转机构240的旋转。插管220可由柔性材料(例如聚合物、镍钛合金)或刚性材料构造。由坚硬和/或刚性材料构造的示例插管220可包括结构改造(例如几何切口或形状),该类结构改造提供相对于横向力的总体柔性行为。如上概述,相对于通过插管孔222和/或旋转机构240的所移位的材料,插管220还可用作扭矩传输元件。
[0104]插管220可限定外径在大约3mm至大约15mm之间的细长圆柱形结构。在另一个示例中,插管220可具有介于大约5mm和大约6mm之间的外径。在另一个示例中,插管220可具有大约5.5mm的外径。插管220可包括中心孔222,其尺寸和构型设定成适应旋转机构240的旋转。孔222的内径可以在大约Imm至大约5mm的范围内变化。插管220还可包括提供至中心孔#的通路的开口 224。开口 222可以相对于旋转机构240定位,使得当材料切除器械200位于患者体内时,向螺纹256的至少一部分提供至目标区域的通路。
[0105]如图1lA和IlB中所示,开口 222可位于插管220的侧表面上。在该示例中,插管开口 222的尺寸和位置可设定成使得旋转机构240的至少一部分(包括螺纹256的至少一部分)从插管开口 224延伸,从而限制在开口 224方向上的切割。开口 224可以限定任何适用形状,例如包括圆形、椭圆形、正方形、矩形或任何其他规则或不规则形状。插管220可包括单一开口 224或多个开口 224(未示出)。在另一个示例(未示出)中,开口 224可定位在插管220和旋转机构240的端部,包括螺纹256的至少一部分可以从插管开口 224延伸。
[0106]插管220还可用于控制对旋转机构240施加的轴向力。如图1lA和IlB中所示,插管220部分地覆盖轴242和螺纹256。如图1lA中所示,开口 224可定位在插管的侧表面上,并且可限定在插管220的纵向和径向表面上延伸的细长开口。通过开口 224,只有位于开口 224近侧的那些螺纹256部分会接触到目标区域中的材料,而螺纹256的相应其他部分不会接触到材料,从而降低轴242旋转产生的轴向力和与目标区域中的材料接触。插管220可覆盖旋转机构240的远侧端部248。通过覆盖旋转机构240的远侧端部,插管220帮助防止旋转机构240上的轴向力将旋转机构240向前驱动。覆盖旋转机构240的远侧端部248还有助于防止意外切除过多材料和/或损坏非预期组织。
[0107]在使用中,材料切除器械200可切除相邻椎骨之间的骨材料和/或椎间盘材料。插管220和旋转机构240可设置在椎间盘/骨腔中。材料切除器械200 (插管220和旋转机构240)的定位可使得插管开口 224靠近椎间盘内的目标区域。定位目标位置和旋转机构240操作性地联接到旋转能量源后,旋转机构240可以在插管220内旋转,使螺纹256接触目标位置的椎间盘材料并将其移位,并在椎间盘间隙中创建腔。
[0108]所移位的材料可以被牵拉到插管开口 224中和通过插管孔222。如上文概述,旋转机构240和螺纹256可用作传送装置(或螺杆栗),从目标区域运送所移位的材料并通过插管孔#,无需使用补充送气/抽吸装置。在另一个示例中,插管孔222的近侧端部可操作性地联接到抽吸装置,以帮助从目标区域和/或插管孔222切除所移位的材料。
[0109]图12A - 12D提供另一个示例材料切除器械300的局部视图。示例材料切除器械300可包括插管320和旋转机构340。旋转机构340可包括轴342。轴342可限定细长圆柱形结构。在另一个示例(未示出)中,轴342可限定细长结构,其横截面具有任何适用形状,例如包括椭圆形、正方形、矩形或任何其他规则或不规则形状。如图12A中所示,轴342可限定具有第一直径的第一部分370和具有第二直径的第二部分372。在另一个示例旋转机构340中,沿轴342纵向轴线的轴342的直径可保持不变。在另一个示例中,轴342可包括切口和/或铰链,以便在通过插管孔322输送期间容纳质量元件346。
[0110]旋转机构340还可以包括固定至轴342的连接元件380和固定至连接元件380的质量元件346。连接元件380可包括将质量元件346连接至轴342的柔性构件。示例连接元件380可包括导线、螺纹和/或由柔性材料形成的片材。其他示例连接元件380可包括预成型高弹性材料,包括镍钛合金(NiTi)条带等。当在插管420中时,预成型连接元件380可能被按压成变形形状。从插管420切除后,预成型连接元件380可以恢复为原始的未变形形状。
[0111]如图12A - 12D中所示,质量元件346可具有圆形/球形形状。在另一个示例中,质量元件346可以限定任何适用形状,例如包括球形、椭圆形、立方形、环形、圆柱形或正方形、矩形或任何其他规则或不规则形状。质量元件346可包括质量元件346的周长或表面上的切割表面352,用于将材料从椎间盘(例如核心和/或环形材料)和/或松质骨内的目标区域移位。切割表面352可包括锐边、粗糙化表面、喷砂表面和/或任何其他形式的研磨表面和/或在质量元件346上形成的或附接至质量元件的特征部。
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