可植入装置制造方法及图纸

一种可植入装置，包括联接在一起的驱动单元和动力学组件：所述驱动单元包括在气密囊中的机电部件，如电机，以及电池组和电子元件，而动力学组件包括减速器和致动器，例如螺杆牵引器，并且被体液润滑。机械能在不接触的条件下通过磁力传送从前者至传送后者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术在实施例中涉及包括自主供应式机械致动器的可植入装置：例如但非排他地，一种骨科牵引器，其包括在气密囊中的电机和被布置成用于双向移置骨或骨骼单元的生物兼容传送系统。
技术介绍
骨科牵引器可应用于多种疾病和畸形的治疗，具体但非排他性地，应用于长骨延伸，但也应用于脊柱、颚骨或其他骨骼区域的手术治疗。这类技术采用固定在骨上的外部牵引装置，并且越来越多地采用完全植入体内的内部装置，例如用于长骨延伸的中髓牵引钉（centromedullarydistractornail）、用于脊柱治疗的撑顶牵引器（jackdistractor）以及其他专用形式的有源植入物。FR2961386描述例如一种可由磁力传送操作的中髓钉，而US200629683涉及驱动螺杆装置的牵引器。WO9100065也描述一种类似的装置。这些装置共有的问题是确保包含电机的植入物的生物兼容性。这些装置实际上包括一定不能接触身体组织的若干种材料，例如，控制电子设备、稀土磁体、电绕组和磁路。同样的限制也适用于用于供应能量的电池。US6245075描述一种具有内部或外部电源的牵引器，并且其中，通过液压致动器确保牵引动作。通过US5626581和US6416516已知其他类似方案。US7753915描述一种具有磁转子的中髓钉，通过体外线圈产生的旋转磁场驱动所述磁转子旋转，并且US2004023623描述一种牵引器，其中电机未被植入而是在体外，并且运动被磁力地传送到内部致动器。这些装置解决了封闭可能不兼容的部件的问题，但是并未完全包含在体内，并且需要可能使患者厌烦的体积相对大的外部部分。包括机电致动器的其他形式的可植入装置也是已知的，例如，呈用于输送药物的可植入泵的形式。在这些装置中，以及在机电牵引器中，电机、电子单元和电池组与身体组织的分离是最重要的。WO2010/061391公开一种用于调整牙槽嵴高度或扩张患者体内的牵引间隙的自动牵引器，其中，电机和减速齿轮被封闭在密封圆筒中。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种生物兼容的可植入装置，其包括机械致动器并且可在不依靠外部元件或电源的条件下操作。根据本专利技术，此目标凭借从属权利要求的对象实现，并且具体凭借一种可植入装置实现，所述装置包括联接在一起的驱动单元和动力学组件：所述驱动单元包括驱动第一磁转子的电机；所述动力学组件包括第二磁转子，所述第二磁转子磁力地耦合到所述第一磁转子从而使得其可被所述电机旋转地驱动，所述动力学组件还包括由第二转子驱动的致动器，其特征在于，封闭所述驱动单元、所述电机和第一转子的气密囊；以及所述第二磁转子在所述气密囊外。附图说明本专利技术的实施方式的例子在以下描述中被指出并且由附图图示，在附图中：图1在简化的剖视图中描绘被应用到用于延长长骨的髓内牵引器的本专利技术的可行实施例。图2a示出被包括在本专利技术的实施例中的磁力传送装置的细节。图2b再次示出本专利技术的实施例的磁力传送装置，为了清楚起见已经移除了磁转子中的一个。图3a和3b图示本专利技术的可行实施例，其为脊柱牵引器。图4示出是本专利技术的实施例的下颌牵引器。图5a和5b以简化的示意形式示出本专利技术的实施例的两个可行变形，其包括与可植入装置无线连接的外部控制单元。图6a和6b示意性地示出植入的电子模块的可行结构，其具有接收天线和适合与图5a和5b的实施例一起使用的能量储存器。图5a-b和6a-b的布置也是图7的框图的对象。图8和9图示之前实施例的无线链路的可行的调制方案。具体实施方式本专利技术的可能实施例是用于修正长骨（如，例如，股骨、胫骨、肱骨或任何其他长骨）中的长度不足的髓内钉牵引器。如在以上引用的现有技术中已知的，这类情况的可行治疗包括将牵引钉经手术插入目标骨的髓腔中，所述牵引钉包括容许修改其总长度的致动器，并且所述致动器可施加足够的线性力，从而促进人造骨折线两侧上的骨生长。通常，植入物在根据具体的伸长计划在持续的时间段内操作，一旦骨已经达到期望长度，植入物通常留在原位，作为无源的结构性髓内钉。连接端31和61的相对线性速度约为大约每天几毫米。根据本实施例，如图1和2a、2b所示，可植入装置包括同轴地联接在一起的驱动单元25和运动学组件27：驱动单元25位于髓内钉的一个末端处，并且包括可被命令单元（图中不可见）设定为旋转的电机35以及电源32，例如锂电池堆或另一种合适的原电池或二次（可充电）电池或超级电容器。驱动单元25被完全封闭到例如由钛、PEEK或任何合适的生物兼容材料制成的气密囊20中。囊的用途是防止体液进入封闭电子器件、电机（可选地包括第一减速级）、电池以及作为磁力耦合器的第一级的磁转子的空间中，并且有效地防止这些部件和身体组织之间的任何接触。优选地，囊被气密地密封或焊接，并且不存在任何开口，从而在本质上无限的时间内保证密闭度。更优选地，整个驱动单元被包含在双重密封的囊中，从而防止任何污染。在本专利技术的可行变形中，电池组可包含在与封闭电机35的囊不同的单独的气密囊中，并且该囊具有贯穿的电连接器，以容许电能从一个传送到另一个。在一些场合，有利的是提供单独的能量源，可植入装置可连接到该能量源。能量源可位于体内或体外，并且凭借合适的有线或无线连接将能量传送到可植入装置。本专利技术的此变形特别适合，例如，当致动器必须长的时间跨度内操作时，或者当合适的自主电池不能配合在植入位置处的可用空间中时。根据需要，可植入装置可完全依赖外部能量源来进行其运作，或包括可由外部能量源补充的可再冲储能器。无线能量传送的获得可通过电感应或磁感应，或通过超声换能器，或通过任何其他合适的能量传送装置，。电机35直接或间接地连接到也被包括在囊20中的第一磁转子37上，其呈现交变磁极的布置。其旋转被磁力耦合器传送到第二磁转子41，该第二磁转子41在囊20外并与所述第一磁转子磁力耦合，从而使得其可被电机旋转驱动。图2a和2b描绘这类耦合转子37和41的可行布置其作为面对面放置的一对同轴的盘。替代性结构，例如具有圆柱形转子，也是可行的。在大多数骨科应用中，移置速度很慢并且施加的力相当高，因此需要减速系统。在本例子中，如图2和3a所示，减速的获得是通过齿轮箱45，例如一系列行星减速装置；以及通过最后的螺杆48和螺母49传送装置，该螺杆48和螺母49传送装置将齿轮减速装置45的输出端处的旋转运动转化成活塞60相对于套管50的线性运动。在气密囊20内的电机35和第一磁转子37之间的减速级也是可行的。本实施例的减速系统的至少一部分，包括行星级45以及螺杆和螺母组件，未被封闭到气密囊中，并且因此能够与体液接触，并且实际上被体液润滑。因此，它由生物兼容材料（如钛、钴-铬合金、镍钛诺、BioDur®108合金、不锈钢、聚乙烯、PEEK、PET、PTFE、生物兼容陶瓷、或任何其他合适的生物兼容材料）一体构成。也可以应用生物兼容涂层，如，例如ADLC。在典型的应用中，齿轮箱45的减速比被包括在500：1和2000：1之间。例如，一系列五个4：1行星级可用于实现1024：1的总减速比。以这种方式，假设电机35的旋转速度为约1000rpm，则螺杆40每分钟可以转动约一圈。在其他未描绘的变形中，减速系统可使用谐波减速器、摆动齿轮、摆线齿轮、摆线驱动减速器（cyclo-drivereducer）、或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可植入装置（10、13、15），包括联接在一起的驱动单元（25）和动力学组件（27）：所述驱动单元（25）包括驱动第一磁转子（37）的电机（35）；所述动力学组件（27）包括第二磁转子（41），所述第二磁转子磁力地耦合到所述第一磁转子（37）从而使得其可被所述电机（35）旋转地驱动，所述动力学组件（27）还包括由第二转子（41）驱动的致动器，其特征在于，封闭所述驱动单元（25）、所述电机和第一转子的气密囊（20）；以及所述第二磁转子（41）在所述气密囊（20）外。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.06 EP 14158156.11.一种可植入装置（10、13、15），包括联接在一起的驱动单元（25）和动力学组件（27）：所述驱动单元（25）包括驱动第一磁转子（37）的电机（35）；所述动力学组件（27）包括第二磁转子（41），所述第二磁转子磁力地耦合到所述第一磁转子（37）从而使得其可被所述电机（35）旋转地驱动，所述动力学组件（27）还包括由第二转子（41）驱动的致动器，其特征在于，封闭所述驱动单元（25）、所述电机和第一转子的气密囊（20）；以及所述第二磁转子（41）在所述气密囊（20）外。2.如前一权利要求所述的可植入装置，其中，所述致动器存在于螺杆-螺母牵引器、撑顶牵引器、泵、往复式正排量泵、或推动器、或需要移置的任何医疗装置。3.如前述任何权利要求所述的可植入装置，具有用于附接到骨的第一连接区域和第二连接区域（31、61），所述致动器被布置成产生所述第一连接区域和第二连接区域（31、61）的相对运动。4.如前述任何权利要求所述的可植入装置，其中，所述第二磁转子（41）通过减速单元（45）驱动所述致动器。5.如前述权利要求所述的可植入装置，其中，所述致动器和/或所述减速单元（45）被体液润滑。6.如前述任何权利要求所述的可植入装置，还包括在所述气密囊（20）中的电能储存器（32）。7.如前述任何权利要求所述的可植入装置，能够连接到外部能量源。8.如权利要求4至7中任何项所述的可植入装置，其中，所述减速单元（45）包括能够传送轴向负载的一个或多个轴承系统（46）。9.如前一权利要求所述的可植入装置，其中，所述轴承（46）包括陶瓷球或辊子以及钛笼或生物兼容笼。10.如前述任何权利要求所述的可植入装置，其中，所述气密囊（20）存在于气密钛管或其他生物兼容材料。11.如权利要求4至10中任何项所述的可植入装置，其中，所述减速单元（45）包括行星齿轮系统、齿条减速单元、或摆动减速单元、或摆线...

【专利技术属性】
技术研发人员：R布伦纳，C拉查特，
申请(专利权)人：MPS微精密系统股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH