用于骨折修补的装置和方法

专利名称：用于骨折修补的装置和方法
技术领域：
公开的方面涉及提供用于修补骨折的装置和方法。特别是，本公开涉及用于利用 插入骨中的设备修补骨折的装置和方法。
背景技术：
目前，有许多已知方法来处置长骨骨折。常见的骨折处理包括(1)非外科固定；骨缝合术和张力带技术；(3)经皮固定(例如，使用销、线、螺钉等等)；(4)刚性骨髓针 (例如，使用大杆和外螺钉)；(5)柔性板骨缝合术(例如，“载荷分享”缝合)；(6)关节成形 术(例如，使用假体)；(7)骨折镶片和其它指示特有的技术。符合特定临床标准的严重骨 折可能需要外科修补而不是非外科固定。细长或长的骨的中轴通常被归类为骨干。这种骨的端部通常被分类为骺。在中轴 和端部之间过渡的骨通常被分类为干骨后端。干骨后端和骺骨通常比骨干骨密度更低、更松质(多孔)并且更少皮质。干骨后 端和骺骨折的修补通常由于它们邻近关节而很复杂。因为这种骨质量和解剖差异，板和螺 钉在干骨后端和骺骨中的固定通常比板和螺钉在骨干骨中的固定更加困难。如果病人年长 并且患骨质疏松病，尤其会如此。一般而言，骨折固定可以提供纵向(沿着骨的长轴)、横向(沿着骨的长轴)和旋 转(围绕骨的长轴)稳定性。骨折固定也可以保持正常的生物和愈合功能。有两大类外科固定⑴在内皮内的设备(内部固定)；和⑵从皮中延伸出的设 备(外部固定)。有两种用于长骨手术的常见类型的内部固定方法(a)通过螺纹拧紧到骨 的外部的板；或(b)下入到骨的中心的杆。板和螺钉的特征在于相对侵入性手术、裂骨片段从骨外部的一侧的支撑和锚定到 板中并且穿过整个骨的螺钉。成功的修补取决于骨折形状、骨质量、医生技能和病人对外来 物体的忍受力。板和螺钉可能不能适当地解决关节周围和关节内骨折的对准和稳定性要 求。例如用于中间轴处理的骨髓杆或针比板和螺钉在将软组织损伤和并发症减小到 最低方面更有效。然而，杆和针在许多情形下通常不会稳定多片段骨折。典型的骨髓杆或 针的直径固定并且通过切口导入髓管中。在其中有大于杆的髓充气室的情形中，可以折衷 旋转和横向稳定性。如果使用较大的杆，可能需要对整个轴长度的铰孔。这种铰孔可以使 现有的皮质骨支架变得稀疏。而且，杆中的预定螺纹螺钉孔可能会限制其中可以复位和稳 定的不同骨折形状的方式。柔性骨髓杆状解决方法利用可以通过进入地点插入髓空腔中然后变得刚性的结 构。这些解决方法比刚性骨髓杆更易于使用者安装。这些结构可以使用聚合物或水泥增强。 类似于刚性骨髓杆，柔性骨髓解决方法对于关节周围或关节内骨折具有有限的好处。中轴 或端骨的多片段骨折以能够沿多个方向生成适当的固定的方式需要对准和稳定性。中轴骨折和端骨骨折从根本上说是不同的。用以提高愈合的载荷状况、骨折形状、所需对准和压缩力是不同的。中轴骨折在骨折的任一侧上具有充分的骨材料，锚可以在其 中被驱动。端骨骨折，尤其是在关节表面上的端骨骨折可以具有薄的皮质骨、松质骨和极小 的锚定位置。中轴骨折倾向于主要地以弯曲和扭转加载。端骨骨折倾向于以复杂和多向的应力 形状被加载。中轴修补方法因此可能不适合于端骨骨折的修补。植入物的适当尺寸有助于骨折的重新对准和愈合。因此，已知修补产品的多种不 同尺寸通常存储在库存中以保证植入设备与病人的解剖体的适当匹配。库存对医院和保险 承担者是一种负担，但是可能需要它们以向外科医生提供在进行外科手术时的灵活性。因此希望提供用于适当的解剖对准和稳定性而同时减少损伤和并发症的装置和 方法。


通过考虑下面的详细说明并结合附图，本发明的目的和优点将会变得显而易见， 在附图中相同的参考符号在全文中指的是相同的零件，并且其中图1是依照本发明的原理布置的装置的侧视图；图IA是图1中所示装置的透视图；图IB是图IA中所示装置的局部剖视图；图IC是依照本发明的原理显示在图IA中的装置的前视图；图2是示意性的人骨骼的前视图；图3是裂骨的局部剖视图；图4是显示可以使用图1中所示装置处理的身体部分的透视图；图5是显示图4中所示身体部分的一部分的透视图；图6是依照本发明的原理的装置的剖视图；图7是图6中所示装置连同依照本发明的原理的附加装置的剖视图；图8是图1中所示装置连同依照本发明的原理的附加装置的剖视图；图9是图1中所示装置连同依照本发明的原理的附加装置的局部剖视图；图10是显示图1中所示装置连同依照本发明的原理和方法的附加装置的使用的 局部剖视图；图11是图1中所示装置连同依照本发明的原理的附加装置的局部剖视图；图12是图1中所示装置连同依照本发明的原理的附加装置的局部剖视图；图13是图1中所示装置连同依照本发明的原理的附加装置的局部剖视图；图14是图1中所示装置连同依照本发明的原理的附加装置的局部剖视图；图15是图1中所示装置连同依照本发明的原理的附加装置的局部剖视图；图16是图1中所示装置连同依照本发明的原理的附加装置的局部剖视图；图17是图1中所示装置连同依照本发明的原理的附加装置的局部剖视图；图18是依照本发明的原理的装置的局部剖视图；图19是依照本发明的原理的装置的透视图；图20是依照本发明的原理的装置的局部剖视图；图21是图20中所示装置的端视图22是图1中所示装置的局部剖视图；图23是依照本发明的原理的装置的透视图；图24是图23中所示装置的局部剖视图；图25是依照本发明的原理的装置的侧视图；图26是依照本发明的原理的装置的侧视图；图27是依照本发明的原理的装置的透视图；图28A是依照本发明的原理的装置的侧视图；图28B是依照本发明的原理的装置的侧视图；图28C是依照本发明的原理的装置的局部剖视图；图29是依照本发明的原理的装置在身体部分内的侧视图；图30是图29中所示装置的一部分的剖视图；图31是依照本发明的原理的装置的侧视图；图32是图31中所示装置的剖视图；图33是依照本发明的原理的装置的透视图；图34是依照本发明的原理的装置的透视图；图35是依照本发明的原理的装置的透视图；图36是依照本发明的原理的装置的透视图；图37是依照本发明的原理的装置的透视图；图38是依照本发明的原理的装置的透视图；图39是依照本发明的原理的装置的透视图；图40是图39中所示装置的局部剖视图；图41是依照本发明的原理的装置的透视图；图42是依照本发明的原理的装置的透视图；图43是依照本发明的原理的装置的透视图；图44是依照本发明的原理的装置的透视图；图45是依照本发明的原理的装置的透视图；图46是依照本发明的原理的装置在身体部分内的侧视图；图47是依照本发明的原理的装置在身体部分内的侧视图；图48是依照本发明的原理的装置的透视图；图49是依照本发明的原理的装置的透视图；图50是依照本发明的原理的装置的透视图；图51是依照本发明的原理的装置的透视图；图52是依照本发明的原理的装置的透视图；图53是依照本发明的原理的装置在身体部分内的侧视图；图54是依照本发明的原理的装置在身体部分内的侧视图；图55是依照本发明的原理的装置在身体部分内的侧视图；图56A是依照本发明的原理的装置的透视图；图56B是图56A中所示装置的侧视图；图56C是图56A中所示装置的端视图57A是依照本发明的原理的装置的透视图；图57B是图57A中所示装置的侧视图；图57C是图57A中所示装置的端视图；图58是依照本发明的原理的装置在身体部分内的侧视图；图59是依照本发明的原理的装置在身体部分内的侧视图；图60是依照本发明的原理的装置在身体部分内的侧视图；图61是依照本发明的原理的装置在身体部分内的侧视图；图62是依照本发明的原理的装置的透视图；图63是依照本发明的原理的装置在身体部分内的侧视图；图64是依照本发明的原理的装置在身体部分内的侧视图；图65是显示依照本发明的原理的装置的使用的透视图；图66是依照本发明的原理的装置的透视图；图67是依照本发明的原理的装置的透视图；并且图68是显示依照本发明的原理的方法的示意性流程图。本发明的详细说明提供了用于骨折修补的装置和方法。该装置可以包括用于相对于第二骨片段放置 第一骨片段的结构支架。结构支架可以构造成展开在骨的内腔内。该装置可以包括锚定衬 底。锚定衬底可以构造成将第一骨片段压缩至第二骨片段。锚定衬底可以构造成展开在内 腔中。术语“骨片段”指的是骨的部分或碎片。术语“结构支架”可以包括“结构笼”。结构支架可以是自膨胀的。结构支架可以由气球膨胀。结构支架可以由机械驱动 膨胀。锚定衬底可以是自膨胀的。锚定衬底可以由气球膨胀。锚定支架可以由机械驱动膨 胀。结构支架可以用作框架来定位和对准骨片段。锚可以用于将骨片段固定至锚定衬 底。锚定衬底可以被拉紧以使骨片段彼此压缩。装置的一些实施例可以包括中心轴构件。 中心轴构件可以与结构支架和锚定衬底中的一个或两者结合使用。中心轴构件可以与锚放 置之后锚定衬底的拉紧结合使用。近侧锚可以用于将装置的一端固定至骨片段以“锁紧”锚 定衬底的拉紧。装置可以包括输送装置。输送装置可以输送该装置的一或多个部分例如结构支架 和锚定衬底通过骨中的进入孔并且进入骨中的骨髓腔。这些部分可以在收缩或折叠状态中 输送。这些部分然后膨胀用于骨折的修补。该装置和方法可以涉及从骨髓腔内复位、对准、压缩和/或稳定骨折。在一些情况 下，所生成的稳定骨然后愈合而同时保持病人的可动性。该装置和方法可以提供轴向弯曲、扭转、旋转、压缩中的稳定性并且可以提供片段 间拉紧或压缩。稳定性可以修补紧凑和嵌入骨折、控制长度并且控制骨折片段的对准。该装置可 以将修正、复位、固定、稳定、旋转和补偿的任务分开。 该装置和方法可以在装置和天然骨之间分配载荷。该装置可以具有类似于天然骨 的灵活性和模量。一些实施例可以提供可选地弱于或强于天然骨的装置以提高有益的骨折愈合响应。该装置和方法可以用于徒手复位、开放复位和微创外科过程(“MIS”)。该装置和 方法可以便于关节镜手术程序。该装置和方法可以提供经皮骨折修补。在这种修补中，该 装置可以通过小切口展开到骨的空腔中。该装置可以在不同于骨折现场的点输送。这有助于减少软组织损伤。该装置可以 通过小的进入孔输送到骨髓腔中，小进入孔可以沿着长骨的中轴在其中最小的软组织需要 移动的区域中放置。该装置和方法可以减少将外来物体放置在肌肉、腱和神经区域中的需要。同样地， 该装置和方法可以减少组织糜烂和分解。软组织的保护可以减少慢性疼痛和僵化。该装置 和方法可以因为其非入侵性而减少传染风险。在一些实施例中，该装置和方法可以完全由生物友好金属例如钛和镍钛诺制成。 这种材料降低了传染风险并且通常不会干扰裂骨内的正常生物进程。该装置和方法可以用于修补多种不同类型的骨。例如，该装置和方法可以用于修 补长骨、短骨、扁骨、不规则骨和籽骨。该装置和方法可以用于修补多种不同类型的骨折。例如，该装置和方法可以用于 修补粉碎性骨折、骨骺骨折、干骺骨折、中间轴骨折、关节内骨折、关节周围骨折、多部分骨 折和其它类型的骨折。该装置可以用于断裂关节的重建。该装置和方法通过提供适当的锚定衬底也可以 便于这种关节替换。例如，该装置和方法可以提供用于假体的稳定锚定并且减少无菌性松 动。术语“端骨”和“端骨骨折”用于指的是发生在长骨的骨骺或干骺区域中的骨折。 这种骨折包括关节周围和关节内骨折。该装置和方法可以用于处置骨质疏松的骨，涉及很差的骨质量的指示。与这种指 示有关，该装置可以补偿天然骨中的缺陷并且可以降低关于应力遮蔽的担心。该装置和方 法可以用于连同骨和关节的融合用于包括关节炎的各种指示。该装置和方法可以与骨接合剂结合使用或是代替骨接合剂使用。在一些实施例 中，该装置可以当作骨填料。例如，该装置可以用于与囊肿和肿瘤的处理一起填充骨空隙。 该装置可以用作成骨支架以促进骨生长。该装置和方法与临时性对准一起使用用于分级修补过程，例如修正、高能损伤或 其中有感染或需要在骨固定完成之前治愈的软组织的其它情形。该装置和方法可以与提高 愈合的各种抗菌素结合使用。结构支架可以防止骨片段向内移动，这样该装置可以降低骨折塌陷的可能性。该 装置可以遵从骨的形状并因此使不适当的应力减小到最低。例如，该装置和方法可以通过 选择植入物膨胀程度或刚度降低环向应力。该装置可以是自动定心的，因为它膨胀到骨空腔中。许多空腔不像管那样直；它们 取决于解剖体而改变。该装置可以直的、弯曲的、曲线的和空腔顺应性的。该装置和方法可以在装置的远端处提供锚定。该特征可以用于关节骨折和具有小 或活动骨片段的骨折的修补。该装置和方法可以为小锚的使用做好准备，因为该装置对于需要锚定的骨片段提供了结构支架。该装置和方法可以沿任意适当的方向提供锚定。一些实施例可以在任意平面内提 ^[共,田^^ ο因为锚定衬底会朝骨片段的内表面膨胀，所以与典型的修补方法相比，可以使用 相对较短的锚。出于同样的原因，比接合锚定衬底所需的更长的螺钉不会导致将螺钉驱动 到与锚片段相对的骨中或是驱动穿过该骨。这是因为螺丝将终止于骨髓腔中。该装置和方法可以与板、螺钉、销、外部固定器、置换关节、骨移植基体、基于因子 的骨替代物和基于单元的骨替代物结合使用。输送器具输送器具可以将装置通过骨中的进入孔输送至骨髓腔。输送器具可以用于通过进 入孔从骨髓腔中除去装置。输送器具可以通过任意适当的机构与装置接合，这些机构包括 螺纹、插座、销、卡扣、套爪、缆绳中的一个或多个以及任意其它适当的机构。该机构可以输送、膨胀、调节、旋转、锁紧、释放和俘获该装置。每个动作或其它适 当的动作可以在结构笼、锚衬底、中心轴构件、锁紧特征和相关联的联接机构上单独地执 行。输送装置可以包括能够输送驱动机构或多个机构所需的力的手柄组。输送器具可以包括护套以助于在紧凑状态中输送该装置。护套的轴可以弯曲以进 入骨髓腔。在一些实施例中，输送器具可能不具有护套。在那些实施例中，输送器具可以无 防护地将装置推动到适当的位置中。输送器具可以是整个或部分地射线不透性的。在一些实施例中，输送器具可以装接到柔性纤维镜或内窥镜上。在一些实施例中， 输送器具可以与柔性纤维镜或内窥镜集成。结构支架结构支架可以向骨折片段提供轴向、弯曲、扭转和定位结构支架中的一个或多个。 结构支架可以减少或消除不利影响例如应力梯级。结构支架可以提供导向装置或表面用于 骨折片段在复位和愈合期间的对准。结构支架可以构造成在收缩状态中并且导入通过骨的轴中的孔。结构支架可以在 收缩状态中具有足够的灵活性以遵从进入路径的曲率。结构支架可以定位在骨髓腔内部骨折点附近。结构支架可以被膨胀开。当膨胀时， 结构支架可以是刚性的。结构支架可以充分地膨胀以填充可用空腔和/或置换可以作为空 腔边界的低密度材料。膨胀可以沿着结构支架的表面改变，这样膨胀的结构支架就可以遵 从不规则的空腔形状。在一些实施例中，可以维持膨胀状态而结构支架可以处于受力状态或未处于受力 状态中。在空腔壁上的径向压力可以沿着结构支架的长度定制。结构支架可以在期望的位 置提供应变消除以促进愈合。结构支架的膨胀可以是弹性的。这可以通过使用在从收缩状态释放之后返回其初 始配置形状或压力的弹簧材料实现。结构支架的膨胀可以是塑性的。结构支架可以变形为期望的膨胀配置。变形可以 由机构例如改变结构支架的长度的杆或往复式操纵器实现。杆或操纵器可以缩短结构构件 的两个部分之间的距离。缩短该距离可以导致结构支架的一部分的径向膨胀。
用于缩短该距离的力可以由横切结构支架的中心轴构件提供。生成的形状可以来 自所述膨胀和空腔壁的阻力的组合。变形可以由直接力例如气球实现。结构支架可以被扭转地膨胀。扭转膨胀本质上可以是弹性的或塑性的。例如，结 构支架的远端可以相对于近端旋转。结构支架然后可以膨胀以充满空腔。多种不同的材料可以用于实现所述的期望膨胀和强度特征。结构支架可以包括形成笼或笼的一部分的支撑构件。支撑构件可以具有多种不同 配置中的一个或多个。结构支架可以具有任意适当数目的支撑构件。例如，支撑构件的数 目可以是 1、2、3、4、5、6、7、8、10、25、50、100 或更多。支撑构件可以具有任意适当的横截面形状。例如，支撑构件可以具有下列横截面 形状中的一个或多个圆形、平的、矩形、“I”梁、管状、多芯的、扭曲的和许多其它形状。结构支架可以具有任意适当的形状。例如，结构支架可以圆形、圆柱形、平的、矩 形、螺旋形、螺旋的、wisk或打蛋器状、蛋形或卵形、分支或自由端部的。结构支架可以由整体式或多部件组件构成。结构支架可以被由管机械加工、激光 切割、从薄板蚀刻、装配和连接的带、成型、沉积和/或烧结。结构支架的近端可以连接并锁紧至锚衬底。近端也可以与输送器具交界。近端可 以具有用于输送、驱动、锁紧和释放的适当的特征。这种特征可以包括，例如螺纹、插座、销、 卡扣、套爪、缆绳机构和其它适当机构中的一个或多个。锚定衬底该装置可以包括一个或多个锚定衬底。锚定衬底可以接收一个或多个锚并且将它 们保持在期望位置且具有或未具有结构支架的关节辅助并且具有或未具有松质骨。锚定衬 底的尺寸和形状可以形成为它可以由穿入骨髓空间中的锚接合。锚定衬底的尺寸和形状可以形成为一旦锚定元件穿入骨髓空间中，锚定衬底就可 以与锚接合。锚定衬底可以提供补充由锚和锚定衬底的接合导致的张力的锚张力。有几种锚和锚定衬底可以接合的方法。这些方法中的一些是被动接合方法。在被动接合中，锚定衬底特征可以适当地设 计尺寸以接合锚。例如，锚和锚定衬底可以构造成它们以类似于螺钉和孔的方式接合。激光 切割结构可以采取实现适当的锚接合和保持所需的任何所需形状。接收的空腔(“单元”) 可以是圆形、正方形、开槽、三角形或便于接合的任意形状。单元的几何形状可以是缩短设 计的几何形状。单元可以形成矩阵、“织物”或“布匹”。锚定衬底可以包括单层或多层。矩阵特性可以沿着锚定衬底的轴线改变以提供沿着轴线的锚定特征。例如，单元 几何形状可以改变以提供与不同类型的锚的接合。锚定衬底厚度可以改变以提供不同程度 的锚保持强度和力。有几种方法来激活接合。一种这种方法是单元尺寸缩减。锚定衬底可以变形这样 单元的尺寸就减小。单元尺寸缩减可以导致单元拧紧(或锁紧)到锚上。另一种这种方法涉及第一和第二锚定衬底之间的相对位移。当相应的单元彼此偏 离时，相对位移有效地减小单元尺寸。相对位移可以是轴向的、旋转的、径向的等等。相对 位移可以将锚捕获在两个移位的锚定衬底之间并且可以有效地锁紧或保持锚。第一和第二 锚定衬底中所选形状的单元无论是类似或不同都可以以配合的方式移动以捕获或接合锚。
另一种这种方法涉及扭转锚定衬底。这动作类似于在衬底的介质中拉伸和锁紧 锚。其它方法包括缠绕、折叠并聚束锚定衬底。折叠或聚束配置可以通过使几层材料同时 捆绑在锚上施加力，有效地线捆扎锚。锚定衬底的不同部分的配置可选择成便于与锚的接合。锚定衬底的部分可以径向 远离装置或锚定衬底的中心或纵轴延伸。锚定衬底的部分可以相对于轴线以垂直朝向支撑。在锚定衬底与锚接合之后，锚定衬底可以向锚施加张力。张力可以推动锚相对于 结构元件移动。这可以通过相对于结构构件沿轴向方向移动锚定衬底来实现。如果锚定衬 底相对于结构支架近侧地移动，张力将施加到锚和它们的相应骨折片段上。可以通过减小锚定衬底的直径实现张力。这可以通过延长并因此减小锚定衬底直 径实现。张力可以通过缠绕、折叠、扭转、旋转或在锚定衬底中沿径向拉动施加。上文所提 及的折叠或聚束配置可以用于该方法。在一些实施例中，锚定衬底可以在结构支架内部。在一些实施例中，锚定衬底可以 在结构支架外部。一些实施例可以包括一个或多个在结构支架内部的锚定衬底和一个或多 个在结构支架外部的锚定衬底。在一些实施例中，锚定衬底可以装接至结构支架。在一些实施例中，锚定衬底可以与结构支架机械地配合。锚衬底可以向设备提供 结构完整性。例如，矩阵可以包括可联锁特征。联锁特征可以在锚定衬底膨胀期间或之后 变得联锁。在一些实施例中，锚定衬底可以机械地独立于结构支架。这可以允许锚定衬底和 结构支架之间的相对运动。锚定衬底可以是可膨胀的。锚定衬底可以与结构支架同时地膨胀。锚定衬底可以 由结构支架膨胀。锚定衬底可以由输送装置例如气球膨胀。衬底可以是自膨胀的。自膨胀 的实施例可以包括弹簧状元件。自膨胀的实施例可以包括包括形状存储材料例如形状记忆 合金的元件。在一些实施例中，锚定衬底可以是非膨胀的。在一些实施例中，锚定衬底可以 由机械驱动膨胀。锚定衬底可以由多种不同形式和多种不同材料构成。形成可以包括例如辫、网、编 织、缆股、激光切割构件、沉积构件或其它细丝结构。锚定衬底单元可以是圆形元件、正方形 元件、矩形元件或异形的或单元类型的组合。锚衬底单元可以构造成模拟骨并且充当生长 或嫁接脚手架。锚定衬底可以由整体式元件例如具有切割到其中将便于接合的图形的挤压管或 平板。实例包括激光切割管、冲压或蚀刻薄层和其它适当方法。锚定衬底可以由许多材料制成，这些材料包括但是并不限于镍钛诺、钛、钢合金、 聚合物、多孔材料、海绵状材料、烧结金属、蚀刻材料、沉积材料、挤压材料和铸造材料。锚锚可以便于骨片段与锚定衬底的连接。锚可以与锚定衬底配合、联接、接合、锁紧 或相互作用。一些锚可以构造成与骨接合。一些锚可以构造成不与骨接合。锚可以具有细长的元件。细长元件可以包括一个构造成接合锚定衬底的抓爪特 征。接合基本上可以紧接着发生在锚定衬底由锚穿透之后。接合可以仅仅发生在预定长度 的细长构件进入锚定衬底之后。一些锚可以锁紧至锚定衬底。一些锚不能锁紧至锚定衬底。
抓爪特征可以是自驱动的。抓爪特征可以是用户驱动的。锚可以具有任意适当的长度。不同长度的锚可以与该装置结合使用。锚可以构造 成以锚的尾部进入并接合锚定衬底。那些锚在在它们被锁紧之后可以结束于锚定衬底内 部。一些锚可以构造成穿过锚定衬底并且在锚定衬底的相对侧上与骨接合。一些锚可以构 造成不在锚定衬底的任一侧上与骨接合。锚的实例包括螺钉、螺旋元件、丁字钢、带刺特 征、从管上切下的具有翼片特征的锚。在一些实施例中，锚可以与扶垛元件例如板、垫圈、垫片等结合使用。近侧锚可以被插入以将锚定衬底的近侧部分锚定至骨。在一些实施例中，可以接 合近侧锚以在锚定衬底中保持张力。在一些实施例中，近侧锚可以构造成调节张力。中心轴构件在包括中心轴构件的实施例中，中心轴构件可以用于定位该装置、驱动装置的一 个或多个改变(例如，膨胀状态或应力状态)、相对于装置的其它部分移动装置的一部分并 且向装置提供机械支撑(例如刚度)。在一些实施例中，该装置可以具有远端和近端。该支架结构可以具有远端和近端。 该锚定衬底可以具有远端和近端。该中心轴构件可以具有远端和近端。在一些实施例中， 中心轴构件可以近侧地延伸超过结构支架和锚定构件的近端。在那些实施例中，中心轴构 件的中间部分通常与结构支架和锚定衬底的近端对齐。中心轴构件可以用于维持结构支架和/或锚定衬底的刚度。在那些实施例中，中 心轴构件的远端可以纵向地固定至结构支架和/或锚定衬底的远端。中心轴构件的近端或 中间部分可以纵向地固定至结构支架和/或锚定衬底的近端。中心轴构件可以用于调节结构支架和/或锚定衬底的长度。在那些实施例中，中 心轴构件的远端可以固定至结构支架和/或锚定衬底的远端。结构支架和/或锚定衬底的 近端可以相对于中心轴构件纵向地移动(不论线性地、旋转地或其它)。同样地，中心轴构 件可以用于膨胀结构支架或锚定衬底。中心轴构件可以用于将装置锁紧在膨胀配置中。中 心构件可以由装置的其它元件锁紧在适当的位置。在一些实施例中，中心轴构件可以用于在支架结构和/或锚定衬底的远端和近端 之间的纵向分离上设置下限或上限。这可以通过在沿着中心轴构件的所选位置上设置止动 器来实现。在一些实施例中，中心轴构件可以用于相对于锚定衬底线性地移动结构支架或相 对于支架结构线性地移动锚定衬底。中心轴构件可以用于相对于另一个锚定衬底线性移动 一个锚定衬底。在这种实施例中，中心轴构件可以纵向地固定到结构支架和锚定衬底中将 相对于另一个移动的那一个上。中心轴构件可以用于机械地加载结构支架和/或锚定衬底。载荷可以为拉紧、压 缩或旋转。载荷可以通过适当地接合中心轴构件与结构支架和/或锚定衬底的一部分而施 加。然后中心轴构件可以被加载，例如在其近端处。然后中心轴构件可以通过与结构支架 和/或锚定结构的接合而传递载荷。在中心轴构件被纵向地固定至结构支架和/或锚定衬底处，它可以保持自由旋 转。在中心轴构件并未纵向地固定处，该装置可以包括适当的衬套、轴承、摩擦表面等以允 许中心轴构件和结构支架和/或锚定衬底之间适当的线位移和/或旋转。
例如，中心轴构件可以纵向地固定至结构支架的远端并且可旋转地固定至锚定衬 底的近端。锚定衬底的远端可旋转地固定至支架结构的远端或未可旋转地固定至支架结构 的远端。因此中心轴可以用于不同的配置以使锚定衬底变形(例如缠绕、折叠、扭转等等)。 相似的配置可以用于使结构支架变形。在一些实施例中，中心轴构件可以包括或用作锚定衬底。中心轴构件可以可移动 的这样在其期望的效果实现之后，它可以被从装置上移除。中心构件可以是柔性或刚性的。中心构件可以与结构支架和锚定衬底中的一个或 两者形成一个整体。中心轴构件可以包括缆绳、线圈、螺纹、辫、挤压件、珠、杆、束、缆股、网、 嵌套元件等中的一个或多个。装置移除该装置可以从骨上移除。用于移除的方法可以包括折叠该装置。在一些情况下，组织可以生长到装置的空隙中。能量(例如，振动、超声能、热等) 可以耦合到该装置中以释放组织。当使用热能时，热可以由任意形式的能量例如射频、微 波、感应、电阻和其它生成。该装置和方法可以包括移除器具例如空心钻、芯钻等。该装置可以装配在一个或 多个这种器具内部。骨的向内生长该装置的一个或多个表面可以覆盖有促进骨向内生长的制剂。该制剂可以包括磷 酸钙、热处理的羟磷灰石、基本成纤维细胞生长因子(bFGF)-涂覆的羟磷灰石、羟磷灰石/ 磷酸三钙(HA/TCP)和其它适当的制剂，包括表1中列出的一个或多个。该装置的一个或多个表面可以覆盖有抑制或禁止骨向内生长的制剂。这种表面可 以包括不渗透的和其它材料，例如表1中所列的一种或多种。药物输送该装置的一个或多个表面可以涂敷有可以洗提治疗物质例如药物的制剂。并发症该装置和方法可以包括手段以解决与骨植入物相关的并发症。一个这种并发症是 传染。该装置和方法可以包括抵消传染的特征。例如，这种特征可以包括涂层。涂层可以 包括抗菌素例如托普霉素或其它有效抗菌药。另一个这种特征可以是输送热以将装置温度 升高至足够高以杀死植入物上或附近的细菌和其它不希望的组织。安装下面是将装置安装在具有骨折的骨上的一个示意性方法。该过程可以在住院病人 或门诊病人中完成。1.使用标准技术临时地复位骨折2.在对病人造成最小的组织损伤并且对医生具有足够的入口的位置中进入骨髓 腔；进入近端或远端。3.将输送导管导入骨折区域附近的骨中。位置可以采用荧光透视法确认。4.展开结构支架。可以使用定位辅助，且定位辅助可以是中心轴构件。可以施加 外部操纵。5.将裂骨重新定位到其理想的愈合位置中。然后可以通过展开锚定机构将定位辅助锁紧到骨髓腔的壁中。6.将锚拉紧元件(例如锚定衬底)展开到结构支架内部和骨折位置附近的空间 中。7.在骨折碎片中展开锚，向外或向内地，这取决于可接近性。锚被驱动穿过碎片和 锚定衬底。8.通过X-射线、氟代或直接显像确认碎片的位置。按照需要施加张力以将骨折放 置在期望位置中且适当的压力在碎片表面上以稳定骨折用于愈合。9.将装置锁紧在适当的位置。10.从装置脱离输送器具。从病人上移除输送器具，并且缝合病人。可能会涉及许多其它步骤并且可以执行步骤的许多不同的次序而不脱离本发明 的原理。材料装置及其部分可以包括任意适当的材料。表1列出了可以包括在装置及其部分中 的示意性材料。表1.材料类别 金属
可吸收性金属
类型
镍钛合金 不锈钢合金
钴铬合金
钛和钛合金
ffl
钨和钨合金 纯铂
铂-铱合金 铂-镍合金
M
Conichrome
金和金合金
材料
镍钛诺
304 316L
BioDur 108 合金 Pyromet Alloy CTX-909 Pyromet 合金 CTX-3 Pyromet 合金 31 Pyromet 合金 CTX-I 21Cr-6Ni-9Mn 不锈钢 21Cr-6Ni-9Mn 不锈钢 Pyromet 合金 350 18Cr-2Ni-12Mn 不锈钢 Custom 630 (17CMNi)不锈钢 Custom 465 不锈钢 Custom 455 不锈钢 Custom 450 不锈钢 Carpenter 13-8 不锈钢 440C型不锈钢
MP35N
埃尔基洛伊耐蚀游丝合金 L605
Biodur Carpenter CCM 合金
权利要求
一种用于处理骨的骨折的装置，该骨折包括片段，该骨具有内腔，该装置包括用于相对于第二骨片段定位第一骨片段的结构支架，该结构支架构造成在内腔中展开；和构造成将第一骨片段压缩至第二骨片段的锚定衬底，该锚定衬底构造成在内腔中展开。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，锚定衬底固定至结构支架。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，锚定衬底构造成布置在结构支架内。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，锚定衬底构造成至少部分地围绕结构支架。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括当锚定衬底是第一锚定衬底时，构 造成布置在结构支架内的第二锚定衬底。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，锚定衬底构造成固定至结构支架。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，结构支架构造成在从经皮输送器具释放之 后从收缩状态膨胀到膨胀状态。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，膨胀状态基于热预置形状。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，膨胀状态基于塑性变形。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，锚定衬底构造成在从经皮输送器具释放之 后从收缩状态膨胀到膨胀状态。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，膨胀状态基于热预置形状。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，膨胀状态基于塑性变形。
13.如权利要求1所述的装置，其特征在于 结构支架包括第一相对位移构件；锚定衬底包括第二相对位移构件；以及第一和第二相对位移构件构造成相对于结构支架的一部分移动锚定衬底的一部分。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，第一和第二相对位移构件构造成相对于 彼此基本上线性地移动。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，第一和第二相对位移构件彼此基本上同轴ο
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，第一和第二相对位移构件构造成可分别 由第一和第二操纵器可分离地接合。
17.如权利要求13所述的装置，其特征在于，第一和第二相对位移构件构造成相对于 彼此旋转。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，第一和第二相对位移构件彼此基本上同轴ο
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，第一和第二相对位移构件构造成可分别 由第一和第二操纵器可分离地接合。
20.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括至少部分地布置在结构支架内部并 且至少部分地布置在锚定衬底内部的中心轴构件。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于 中心轴构件界定了纵向方向；并且中心轴构件的远侧部在结构支架的远侧部处纵向地固定至结构支架的远侧部。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，结构支架的近侧部分构造成沿着中心轴 构件远侧地移动，这样当结构支架的近侧部分沿着中心轴构件远侧地移动时，结构支架会 远离纵轴径向地膨胀。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，还包括构造成相对于中心轴构件旋转并 且线性地移动结构支架的近侧部分的旋转构件。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，旋转构件与中心轴构件螺纹地啮合。
25.如权利要求20所述的装置，其特征在于 中心轴构件界定了纵向方向；并且中心轴构件的近侧部分在锚定衬底的近侧部分处纵向地固定至结构支架的近侧部分。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，还包括构造成基本上防止中心轴构件沿 远侧方向相对于结构支架的近侧部分的位移的单向锁。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，单向锁是棘轮机构。
28.如权利要求20所述的装置，其特征在于 中心轴构件界定了纵向方向；中心轴构件的远侧部在结构支架的远侧部处纵向地固定至结构支架的远侧部；并且 中心轴构件的近侧部分在支架结构的近侧部分处纵向地固定至结构支架的近侧部分。
29.如权利要求20所述的装置，其特征在于 中心轴构件界定了纵向方向；并且中心轴构件的远侧部在锚定衬底的远侧部处纵向地固定至锚定衬底的远侧部。
30.如权利要求29所述的装置，其特征在于，锚定衬底的近侧部分构造成沿着中心轴 构件远侧地移动，这样当锚定衬底的近侧部分沿着中心轴构件远侧地移动时，锚定衬底会 远离纵轴径向地膨胀。
31.如权利要求30所述的装置，其特征在于，锚定衬底包括 具有拥有第一膨胀率的膨胀单元的第一部分；具有拥有第二膨胀率的膨胀单元的第二部分； 第一膨胀率不同于第二膨胀率；并且第一和第二膨胀率中的至少一个选择成当锚定衬底膨胀时提供期望的轮廓。
32.如权利要求30所述的装置，其特征在于，还包括构造成相对于中心轴构件旋转并 且线性地移动锚定衬底的近侧部分的旋转构件。
33.如权利要求32所述的装置，其特征在于，旋转构件与中心轴构件螺纹地啮合。
34.如权利要求20所述的装置，其特征在于 中心轴构件界定了纵向方向；并且中心轴构件的近侧部分在锚定衬底的近侧部分处纵向地固定至锚定衬底的近侧部分。
35.如权利要求34所述的装置，其特征在于，还包括构造成基本上防止中心轴构件沿 远侧方向相对于锚定衬底的近侧部分的位移的单向锁。
36.如权利要求35所述的装置，其特征在于，单向锁是棘轮机构。
37.如权利要求20所述的装置，其特征在于 中心轴构件界定了纵向方向；中心轴构件的远侧部在锚定衬底的远侧部处纵向地固定至锚定衬底的远侧部；并且 中心轴构件的近侧部分在锚定衬底的近侧部分处纵向地固定至锚定衬底的近侧部分。
38.如权利要求20所述的装置，其特征在于 中心轴构件包括抓爪；并且锚定衬底包括止挡；其中当沿近侧方向远离锚定衬底拉动中心轴构件时抓爪接合止挡以相对于结构支架的近侧部分沿近侧方向拉动锚定衬底的近侧部分。
39.如权利要求38所述的装置，其特征在于，止挡与抓爪为一个整体。
40.如权利要求38所述的装置，其特征在于，止挡布置在锚定衬底内部。
41.如权利要求38所述的装置，其特征在于，中心轴构件包括第一螺纹构件；并且 锚定衬底包括构造成螺纹地啮合第一螺纹构件的第二螺纹构件；其中当第一和第二螺纹构件彼此啮合时，会相对于结构支架的近侧部分沿近侧方向拉 动锚定衬底的近侧部分。
42.如权利要求41所述的装置，其特征在于，还包括将中心轴构件的远端旋转地固定 至锚定衬底的远侧部的旋转联接。
43.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括构造成将锚定衬底的近侧部分固定 至骨的近侧锚。
44.如权利要求43所述的装置，其特征在于，近侧锚在操作上基本上与锚定衬底同轴。
45.如权利要求43所述的装置，其特征在于，近侧锚在操作上基本上与结构支架同轴。
46.如权利要求43所述的装置，其特征在于，近侧锚基本上是圆柱形并且包括沿径向 向外延伸的叶片。
47.如权利要求46所述的装置，其特征在于，叶片包括近侧锚的圆周部分。
48.如权利要求46所述的装置，其特征在于，叶片包括近侧锚的螺旋部分。
49.如权利要求46所述的装置，其特征在于 近侧锚包括近端和远端；并且当近端和远端朝彼此移动时，叶片沿径向向外移动。
50.如权利要求49所述的装置，其特征在于，还包括在近侧锚具有中心轴线时构造成 将近侧锚的远端相对于中心轴线固定至结构支架的止动器；其中近侧锚的近端构造成远侧地推动以沿径向向外移动叶片。
51.如权利要求48所述的装置，其特征在于，还包括在近侧锚具有中心轴线时构造成 将近侧锚的远端相对于中心轴线旋转地固定至结构支架的止动器；其中，近侧锚的近端构造成远侧地推动并且围绕中心轴线旋转以在近侧锚围绕中心轴 线旋转时沿径向向外移动叶片。
52.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于从锚定衬底向第一和第二骨片 段传递力的锚。
53.如权利要求52所述的装置，其特征在于，还包括在锚定衬底具有近侧开口时 构造成远侧地输送锚通过该开口的管腔；和构造成驱动一部分锚通过锚定衬底、结构支架外部并且进入骨片段中的可操纵导管。
54.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括在结构支架具有近侧开口时构造成远侧地输送锚通过该开口的管腔；构造成驱动一部分锚到结构笼外部并且进入第一骨片段中的可操纵导管；和 固定至锚的系链，系链构造成从锚向第二骨片段传递力。
55.一种用于将骨紧固至在骨的内腔内植入的衬底的锚，该衬底包括穿孔，该锚包括 头；轴；和多个远离该轴径向地延伸的锁紧表面，多个锁紧表面中的每一个均构造成在穿入穿孔 之一之后在内腔中接合衬底。
56.如权利要求55所述的锚，其特征在于，每个锁紧表面出现在构造成在锁紧表面穿 入穿孔之后远离轴径向地移动的关节翼片上。
57.如权利要求55所述的锚，其特征在于，还包括多个螺旋螺纹片段； 其中，每个锁紧表面均布置在相应的螺旋螺纹片段上。
58.如权利要求55所述的锚，其特征在于，还包括当轴包括管腔并且多个锁紧表面中 的每一个为第一锁紧表面时包括第二锁紧表面的关节抓爪；出现在管腔内并且构造成迫使抓爪远离轴沿径向向外延伸的驱动杆；和 布置在抓爪上以在穿入穿孔之一之后接合衬底的第二锁紧表面。
59.如权利要求55所述的锚，其特征在于 轴包括一系列螺旋圈；并且每个锁紧表面均布置在相应的螺旋圈上。
60.如权利要求58所述的锚，其特征在于，轴包括穿透端部，该穿透端部包括不具有相 应的锁紧表面的螺旋圈，该穿透端部构造成穿入穿孔。
61.一种用于将骨紧固至在骨的内腔内植入的衬底的锚，该衬底包括穿孔，该锚包括 头；轴；布置在钉到该轴上的枢轴上的第一和第二锁紧表面；和构造成在表面中的一个或两者穿入穿孔中的一个之后向下移动在轴中的管腔以将表 面枢转到内腔中的锁紧位置中的致动器。
62.如权利要求61所述的锚，其特征在于，致动器由螺纹啮合在轴中。
63.一种用于修补裂骨的装置，该装置包括 构造成在骨内部展开的骨片段支架；构造成在骨内部展开的锚定衬底；和构造成相对于骨片段支架的一部分移动锚定衬底的一部分的相对位移致动器。
64.如权利要求63所述的装置，其特征在于，还包括具有纵轴的中心轴构件，该骨片段 支架具有相对于纵轴固定的第一部分和构造成当骨片段支架改变形状时相对于纵轴移动 的第二部分。
65.如权利要求63所述的装置，其特征在于，还包括具有纵轴的中心轴构件，该锚定衬 底具有相对于纵轴固定的第一部分和构造成当锚定衬底改变形状时相对于纵轴移动的第 二部分。
66.如权利要求63所述的装置，其特征在于，骨片段支架是形成支撑笼的几个骨片段 支架之一。
67.如权利要求63所述的装置，其特征在于骨片段支架是细长的并且沿其长度包括第一骨片段支架部和第二骨片段支架部； 第一骨片段支架部具有第一弯曲阻力； 第二骨片段支架部具有第二弯曲阻力；并且 第一弯曲阻力大于第二弯曲阻力。
68.如权利要求63所述的装置，其特征在于，相对位移致动器具有中心轴并且包括； 相对于中心轴固定至骨片段支架的第一移位构件；相对于中心轴固定至锚定衬底的第二移位构件；其中第一移位构件与第二接合构件接合，这样第一和第二移位构件沿着中心轴的相对 运动就会沿着中心轴改变骨片段支架的一部分和锚定衬底的一部分之间的距离。
69.如权利要求68所述的装置，其特征在于，第一移位构件与第二移位构件螺纹地啮I=I ο
70.如权利要求69所述的装置，其特征在于，第一移位构件相对于第二移位构件的旋 转导致骨片段的部分和锚定衬底的部分之间沿着中心轴的移动。
71.一种用于修补裂骨的装置，该装置包括 构造成在骨内部在收缩状态中展开的骨片段支架； 构造成在骨内部在收缩状态中展开的锚定衬底；和 构造成使骨片段支架和锚定衬底变形的气球。
72.如权利要求71所述的装置，其特征在于骨片段支架是形成骨片段支撑笼的几个骨片段支架之一；并且 气球还构造成膨胀骨片段支撑笼。
73.一种用于处理骨的骨折的系统，该骨折包括骨片段，该骨具有内腔，该系统包括 输送组件；和用于相对于其它骨片段定位骨片段之一的支架； 其中，输送组件构造成将设备输送至骨的内腔。
74.如权利要求73所述的系统，其特征在于，设备还构造成复位骨折。
75.如权利要求73所述的系统，其特征在于，设备还构造成使骨部分之一相对于其它 骨部分对准。
76.如权利要求73所述的系统，其特征在于，设备还构造成围绕骨折压缩骨部分。
77.如权利要求73所述的系统，其特征在于，设备还构造成稳定骨部分。
78.如权利要求73所述的系统，其特征在于，设备包括构造成在内腔内延伸的结构笼。
79.如权利要求78所述的系统，其特征在于，还包括由结构笼支撑在内腔内的锚定衬底。
80.如权利要求79所述的系统，其特征在于，还包括构造成使锚定衬底与骨的部分之一接合的锚。
81.如权利要求78所述的系统，其特征在于，还包括从结构笼的第一部分延伸至结构 笼的第二部分并且构造成从第一部分向第二部分传递力的中心构件。
82.一种用于修补骨折的方法，骨折包括第一骨片段和第二骨片段，该方法包括 通过骨折输送到骨的内腔内构造成相对于第二骨片段定位第一骨片段的结构支架；和 构造成将第一骨片段压缩至第二骨片段的锚定衬底。
83.如权利要求82所述的方法，其特征在于，还包括 将锚定衬底紧固至第一骨片段；并且将锚定衬底紧固至第二骨片段。
84.一种用于修补裂骨的方法，其特征在于，裂骨包括骨片段，该方法包括 在骨髓腔内膨胀骨片段支撑笼；并且使用锚定衬底将骨片段拉动到骨片段支撑笼上，该锚定衬底与骨片段经由锚机械连ο
85.如权利要求84所述的方法，其特征在于，还包括在骨片段是第一骨片段并且裂骨 包括第二骨片段时，将骨片段支撑笼锚定到第二骨片段上。
全文摘要
用于骨折修补的装置和方法。该装置可以包括用于相对于第二骨片段放置第一骨片段的结构支架。该装置包括锚定衬底。锚定衬底可以构造成将第一骨片段压缩至第二骨片段。锚定衬底可以将张力从在第一骨片段中的远端骨片段锚传递到在第二骨片段中的近端骨片段锚。该装置可构造成在骨的内腔中展开。该装置可以安装在开放的骨折中。该装置可以是膨胀的，自膨胀或者构造成被机械驱动。该装置的一些实施例可以包括中心轴构件，中心轴构件可以与结构支架和锚定衬底中的一个或两者结合使用以构造该装置。
文档编号A61B17/56GK101969867SQ200980109066
公开日2011年2月9日 申请日期2009年1月14日 优先权日2008年1月14日
发明者M·P·布伦策尔, P·欣德里希斯 申请人:M·P·布伦策尔;P·欣德里希斯