复合材料骨植入物制造技术

本发明专利技术涉及复合材料骨植入物。具体地，本发明专利技术涉及一种由纤维增强聚合物基质复合材料形成的骨植入工具包，包括：具有通道的骨钉；构造为容纳于所述通道中的固定部件；和位于固定部件和通道之间的套筒。

Composite bone implant

The invention relates to a composite bone implant. Specifically, the invention relates to a kit, bone graft polymer matrix composites formed by fiber reinforced include: a channel structure for bone nail; the fixed part is accommodated in the channel; the sleeve and is positioned between the fixed part and the channel.

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请是申请日为2011年6月7日的题为“复合材料骨植入物”的中国专利申请号201180038951.2的分案申请。本申请涉及2010年1月18日提交的Beyar的PCT/IB2010/050225，其内容通过引用整体结合于此。本申请要求2010年6月7日提交的Beyar的美国临时专利申请第61/344,182号、2011年2月16日提交的Beyar等人的美国临时专利申请第61/443,308号以及2011年5月15日提交的Beyar等人的美国临时专利申请第61/486,280号的优先权，所有这些申请均通过引用整体结合于此。
本专利技术在其一些实施方式中涉及复合材料骨植入部件、装置和系统，和/或涉及用于制造并使用这种部件、装置和系统的方法，以及涉及在植入过程期间使用的外科手术器械和步骤。更特别地，但是并非排他地，本专利技术涉及例如骨钉(bonenail)和骨板的骨支撑部件，涉及由纤维增强聚合物基质复合材料或自增强聚合物形成的例如接骨螺钉(bonescrew)和栓钉(peg)的植入固定部件，以及涉及用这些部件执行手术的工具和附件。如这里使用的，术语“骨植入物”包含但不限于髋关节、膝关节、肩关节、接骨螺钉、骨器械、骨板、栓钉、以及髓内钉(包括股骨近端髓内钉，典型地包括用于容纳骨固定螺钉的螺钉孔)、以及牙骨植入物。
技术介绍
例如骨板和髓内钉(骨钉)的骨支撑部件已经成为一种用于固定骨折(特别是长骨(例如，肱骨，胫骨和股骨)的骨折)和用于非破裂骨骼以防止骨折的治疗选择。典型地，骨钉是被成形和构造为使用一个或多个固定部件固定(互锁)至骨骼的杆形装置，所述固定部件将骨钉锚固在骨骼中，以承载负载，直到治愈骨折为止。通常(但是并非唯一地)，在无法使用骨钉的情况下使用骨板，并且，将骨板设计为在骨表面上植入。植入物固定部件包括接骨螺钉、杆和栓钉。接骨螺钉用于固定在钉的一端或两端，或沿着骨板固定。被通常叫做“栓钉”的植入物固定部件是圆形的无螺纹杆(或在一端有螺纹)，传统地由金属形成，其通常(但是并非唯一地)用来帮助将骨板锚定至骨骼(例如，肱骨近端或桡骨远端)，以固定骨折。杆进入在骨骼中钻出的孔中。在现有技术中，整个植入物通常用诸如钛、不锈钢、或钴-铬合金的金属制成。虽然金属植入物提供了许多优点，但是，其也具有多个缺点。金属结构通常提供足够的弯曲强度，从而减少与植入物破裂相关的问题。然而，刚性的金属植入物在骨骼的某些区域中产生程度相对较高的应力，同时，另一方面，无法提供足够的导致应力屏蔽的负载转移。高应力和应力屏蔽会导致骨骼恶化和再吸收，导致骨骼弱化区域和骨骼对植入物(例如，髓内钉和关节更换系统的主干部)的支撑的损失。另外，金属可能在CT和MR成像中产生非自然信号(artifacts)。另外，金属在癌症病例中会掩住(即，阻挡)辐射治疗。此外，例如不锈钢和钴铬的金属可能导致与腐蚀和致敏反应(主要是由于对镍敏感)相关的生物相容性问题。而且，传统的金属固定部件，例如，骨支撑部件(例如，髓内钉和骨板)以及栓钉和螺钉会掩住裂缝，并限制外科医生正确地处置裂缝的能力。金属骨支撑部件和固定部件还可能限制以X光看到治愈过程的能力。过去，已经建议了由更轻且更软的但仍具有用于承受负载的足够强度的材料制成的非金属植入物。特别地，在美国专利4,750,905、5,181,930、5,397,358、5,009,664、5,064,439、4,978,360、7,419,714中公开了复合材料植入物，例如，由用纤维增强的聚合物形成的复合材料植入物，这些专利的公开内容通过引用结合于此。美国专利第5,009,664号描述了一种由碳纤维制成的管状弯曲髓钉，其优选地以十字形的方式编织，充满可硬化的塑料，具有以圆锥形逐渐变细的远端。美国专利5,181,930描述了一种植入物，其包括由嵌在热塑性聚合物中的连续细丝纤维形成的细长芯部。该芯部装在填充件内，填充件由在芯部周围模制以接近植入物的最终预期形状的非增强聚合物制成。由嵌在聚合物中的增强纤维组成的护套以可沿着植入物轴线变化的角度(方向)螺旋形地缠绕在填充件周围。虽然已知的复合材料植入物技术可提供多个优点，但是也存在一些限制。与金属不同，复合材料植入物是射线能够透过的，即，不会阻挡来自X光系统(例如荧光检查)的大多数辐射，因此，其植入和在后续过程中的跟踪可能是困难的。对于骨钉或骨板，特别是在不使用对准装置的情况下，将螺钉精确地插入骨钉/骨板中的孔对于手术成功来说是非常重要的。美国专利第7,419,714号描述了一种由聚合物或陶瓷材料的复合物形成的接骨螺钉或骨板。目前可用的骨植入物(例如骨板)包括用于固定装置的预钻孔，所述固定装置将植入物固定至骨骼、并可选地将植入物锁定就位和/或提供骨碎片压缩。
技术实现思路
根据本专利技术的一个示例性实施方式，提供了一种骨植入部件，其包括由纤维增强的聚合物复合材料形成的骨板，在骨板中，增强纤维沿着骨板的长度，其中，骨板是射线能够透过的。在本专利技术的一个示例性实施方式中，该部件包括至少一个射线透不过的标记部，标记部描绘出板的轮廓的至少一部分。可选地，该标记部包括金属丝。根据本专利技术的一个示例性实施方式，提供了一种骨支撑部件，其由纤维增强的聚合物复合材料形成的，骨支撑部件构造为通过容纳于骨支撑部件中的通道中的多个固定部件而锚固(anchored，固定)，其中，不执行部件的至少一些特征，使得可由外科医生在植入过程期间通过形成所需特征而对部件重新构造。在本专利技术的一个示例性实施方式中，这些特征是钻孔通道和/或带螺纹的通道、或者切割的部分或锯切的部分。可选地或可替换地，该部件进一步包括至少一个内置的重构引导件，以便于形成固定部件通道或用于以其它方式重构骨支撑部件。可选地，重构引导件包括位于部件的表面中的一个或多个凹陷。可选地，凹陷形成盲孔、或盲槽、或细长的盲凹槽、或切割线。在本专利技术的一个示例性实施方式中，该部件进一步包括用于容纳固定部件的至少一个预钻孔通道。根据本专利技术的一个示例性实施方式，提供了一种用于骨植入物的固定部件，骨植入物由纤维增强的聚合物复合材料形成，固定部件具有本体以及与本体整体地形成的位于本体的近端处的头部，其中，本体包括具有沿本体的长度设置的纵向增强纤维的细长部分，并且头部包括主要以圆形或螺旋形图案设置的增强纤维。根据本专利技术的一个示例性实施方式，提供了骨植入部件，其主要由纤维增强的聚合物复合材料形成，骨植入部件包括：芯部，包括细长的增强纤维，以主要耐抗弯曲力；以及包围芯部的套筒，套筒包括螺旋形缠绕的纤维，以主要耐抗扭转力。可选地，部件是接骨螺钉。在本专利技术的一个示例性实施方式中，本体进一步包括增强材料的短切纤维。可选地，该短切纤维具有不同的长度和/或被不一致地定向。在本专利技术的一个示例性实施方式中，套筒的增强纤维在螺旋形缠绕的层中定向，螺旋形缠绕的层相对于芯部以45度定向。在本专利技术的一个示例性实施方式中，套筒由两个或更多个螺旋形缠绕的层形成，所述两个或更多个螺旋形缠绕的层具有相对于芯部的纵向轴线以大约±45度相对地缠绕的交替层。在本专利技术的一个示例性实施方式中，复合材料是预浸渍(预浸)的带的形式，带具有沿着带纵向地延伸的纤维。可选地，芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由纤维增强聚合物基质复合材料形成的骨植入工具包，包括：具有通道的骨钉；构造为容纳于所述通道中的固定部件；和位于所述固定部件和所述通道之间的套筒。

【技术特征摘要】
2010.06.07 US 61/344,182;2011.02.16 US 61/443,308;1.一种由纤维增强聚合物基质复合材料形成的骨植入工具包，包括：具有通道的骨钉；构造为容纳于所述通道中的固定部件；和位于所述固定部件和所述通道之间的套筒。2.根据权利要求1所述的骨植入工具包，其中，所述套筒被构造成在所述固定部件和所述通道之间减小摩擦并允许滑动。3.根据权利要求1所述的骨植入工具包，其中，所述套筒是有螺纹的。4.根据权利要求3所述的骨植入工具包，其中，所述固定部件是自攻螺纹的。5.根据权利要求1-4中任一项所述的骨植入工具包，其中，所述固定部件是被插管的。6.根据权利要求1-4中任一项所述的骨植入工具包，其中，所述骨钉是被插管的。7.根据权利要求1-4中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥伦·格洛贝尔曼，莫德查伊·贝亚尔，埃拉德·埃纳夫，希拉·瓦赫斯勒阿夫拉哈米，
申请(专利权)人：卡波菲克斯整形有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL