抗穿刺骨植入装置和方法制造方法及图纸

一种用于与骨骼啮合的装置，其包括可动态膨胀的端头(12)、可动态膨胀的环(40)或对推动植入物进入骨组织的力作出反应的其它可动态膨胀的插入物(60，62，401L)。所述端头(12)、环(40)或插入物(60，62，401L)至少与移动方向成法向膨胀，增加周围骨组织与材料之间的接触面积，并因此减少邻近骨组织中高的接触面应力的出现。所述端头(12)、环(40)或插入物(60，62，401L)将沿着移动轴的力转换成横向摩擦力，其可以在不需附加操作人员或患者互动的情况下抗拒穿刺到骨组织中。一种减少啮合用装置的迁移的方法，其包括提供所述装置并将所述装置插入到骨组织中的步骤。

Anti piercing implant device and method

A device for engaging with bones includes a dynamically expanding end (12), a dynamically expanding ring (40), or other dynamically expanding inserts (60, 62401L) that respond to the force pushing the implant into the bone tissue. The end (12), ring (40) or insert (60, 62401L) at least with the moving direction method to increase the contact area between the expansion of the surrounding bone tissue and materials, and therefore reduce the contact surface of adjacent bone tissue in high stress. The end member (12), the ring (40) or the insert (60, 62401L) will be converted into transverse friction along the force of the moving shaft, which can resist puncture into bone tissue without additional operator or patient interaction. A method of reducing the migration of the meshing device, which includes the steps of providing the device and inserting the device into the bone tissue.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗穿刺骨植入装置和方法
技术介绍
存在大量与骨骼的生物力学和生物学性质相关的问题，这些问题可能潜在地降低植入物、例如骨科植入物令人满意地治疗肌肉骨骼损伤、创伤和缺陷的能力。例如，植入物，如骨螺钉、穿钉和板，可能通过被称为应力遮挡(stressshielding)的机制弱化周围组织。在被称为无菌性松动(asepticloosening)的另一种机制的情况下，当植入物上的负载压碎并压紧相邻骨组织时，骨科植入物与骨组织之间的配合随时间变松。在渐进性切断期间，植入物逐渐穿过骨骼，直至它完全突破皮质。这些生物力学问题通常与骨生成和重塑过程的生物学变化相关，并被其恶化。一种常见的生物学变化是由骨骼重塑过程中的不平衡造成的骨质和结构强度的丧失，这是一种被称为骨质减少(osteropenia)的病症，或其更极端的形式，即骨质疏松(osteoporosis)。随着21世纪中全球预期寿命提高，数量越来越多的原本健康且有能力的老年人遭受由骨质疏松造成的痛苦且令人虚弱的骨折。由于较大的承重骨内相对高含量的网眼状或“海绵状”组织，髋、肩和脊柱的骨折特别普遍。在具有骨质疏松的个体中，这些骨骼常常在海绵状组织中生成大量空腔和包囊，这可能损害结构强度并导致更高的骨折率。这些骨折的常见治疗形式是通过植入金属杆或螺钉进行手术固定，这些金属杆或螺钉在愈合过程中将骨折片(bonefragments)紧固在它们的原始解剖学位置中。然而，骨质疏松的骨骼具有高度多孔的内部，其通常在结构上太弱并且不足以牢固地附连植入物螺钉或其它类似的固定装置。患有骨质疏松并经历内部骨折固定的患者常常经历被称为“切断”的并发症，其中自然移动、骨收缩或意外损伤可能导致植入物螺钉或其它包埋的固定装置刺穿骨骼并进入周围软组织。在髋、肩或脊柱的情况下，这常常引起关节或椎间盘的关节软骨的严重创伤，并需要手术修正来校正。此外，所有骨组织，特别是已被诸如骨质疏松、退行性病变、骨干受损的病症削弱的骨组织，由于装置(包括植入物、固定装置和骨锚)的迁移和松动，而易于发生并发症。装置在骨骼内的这种迁移可以引起骨折位点不稳定、无菌性松动、在植入物和固定装置上的应力增加(这可能促成疲劳和故障)及在骨锚上的应力增加(这可能造成不稳定，和潜在的松动和拔出)，以及使得肌肉骨骼的总体健康和骨组织的完整性以及骨稳定性降低的其它并发症。正如上面提到的，装置在骨干内的存在可能通过例如由应力遮挡造成的骨吸收的机制，促进或引起骨骼弱化。产生具有提高的在骨组织中保持静止的能力的植入物螺钉和其它固定装置的大部分现有的尝试，聚焦于使用将植入物牢固锚定到周围骨组织的刚性机构。这些机构的实例包括被设计用于刺入并抓紧骨组织的膨胀金属套筒、铰接臂和伸缩指。此外，现有技术中的许多实例聚焦于防止植入物螺钉拔出或移除，而不是如本专利技术所强调的改善在骨组织内的穿刺。
技术实现思路
本专利技术的实施方式成功地解决了上述与目前已知的装置和方法相关的缺点，并提供了某些不能通过这些已知装置实现的属性和优点。特别是，本专利技术提供了对骨植入装置、例如骨螺钉的新的、廉价且高度有效的改进，其抑制了使用其它类型的植入物螺钉和植入物固定装置时常常经历的“切断”或骨穿刺。本专利技术还减少了固定装置、植入物和骨锚在骨组织内和相对于骨组织的迁移，这减少了与在骨折固定和复位的情况下骨骼相对于植入物和相对于其它骨骼的不希望的穿刺或迁移相关的其它并发症，所述穿刺或迁移诸如是由于植入物附近的局部应力集中引起，并且已知引起多种并发症，包括无菌性松动、植入物不稳定，以及由应力遮挡造成的潜在故障和骨吸收。本专利技术的实施方式能够应用于改进现有骨植入物的骨植入物和/或方法。特别是，本专利技术的实施方式提供了改进的骨螺钉，其可以在植入后抑制不想要的骨螺钉刺穿骨组织并进入骨组织周围的软组织。在植入到骨组织中之后，所述植入物可以通过变形对推动骨螺钉进入骨组织的力作出动态反应，以便增加周围骨组织与材料之间的接触面积，由此减少相邻骨组织中高的接触面应力的出现。特别是，本专利技术的变形特性可以允许膨胀到存在于骨质疏松的松质骨组织中的孔眼和空腔内，由此进一步增加植入物与骨组织之间的接触面积。同时，所述植入物具有将沿着移动轴线的力转变成横向摩擦力的其它特性，这可以在不需附加操作人员或患者互动的情况下，抗拒到骨组织中的穿刺。在移除将骨螺钉推动进入骨组织的负载力之后，植入物可以返回其非变形状态。实施方式包括弹性体聚合物材料的动态膨胀结构，和/或被设计成接近这些弹性体聚合物的力学特性的动态膨胀机构。本专利技术的实施方式还可以包括但不限于具有动态膨胀的端头的骨植入物，具有沿着植入物的轴线的膨胀环的骨植入物，和/或改良其它骨植入物以便增添本文中所描述的这种动态膨胀特性的其它可附连的附件或包层。本专利技术的实施方式也可以包括在装置(包括固定装置、植入物和骨锚)的侧面和横向部分上具有可动态膨胀的结构(例如以指、脚和立柱形式提供的可动态膨胀的部分)的装置，所述结构减少因对装置的侧面加载、横向加载或倾斜加载造成的不想要的穿刺、迁移、应力遮挡以及对骨健康和植入物稳定性有害的其它效应。应该指出，提供本简要概述是为了以简化形式向读者总体介绍下面在详细公开中描述的一个或多个选择构思。本概述并不旨在标示所要求保护的主题的关键和/或所需的特征。根据本文中给出的详细描述，本专利技术的其它方面和进一步的适用性范围也将变得显而易见。然而，应该理解，所述详细描述尽管指示了本专利技术的优选实施方式，但仅仅作为说明而给出，这是因为根据这些描述，在本专利技术的精神和范围之内的各种不同改变和修改将变得显而易见。本专利技术由下面的权利要求书定义。专利技术简述本专利技术可以包括几种宽泛形式。本专利技术的实施方式可以包括本文中描述的不同宽泛形式之一或其任何组合。第一方面，本专利技术提供了一种用于固定在骨骼中的植入物，所述植入物包含：主杆，所述主杆用于穿刺骨组织，并且具有远端和近端，其中向所述近端施加力，以使所述远端移动到所述骨组织中；以及动态膨胀的端头，所述动态膨胀的端头可操作地连接到所述主杆，其中当向所述植入物的远端施加力时，所述动态膨胀的端头从所述主杆横向膨胀。优选地，所述动态膨胀的端头包含弹性体材料。可选地，所述动态膨胀的端头包含动态膨胀的机构。所述动态膨胀的端头优选为与所述主杆的远端可操作地连接的末端件。在一实施方式中，所述动态膨胀的端头可以是围绕所述主杆的环。在一实施方式中，所述植入物还在所述主杆的远端处包含至少一个铰接壁，并且其中所述动态膨胀的端头是配置在所述主杆的远端中的插入物，其中所述至少一个或多个铰接壁能够通过所述插入物的横向膨胀而移动。所述植入物可以包括围绕所述主杆延伸的、用于与所述骨组织啮合的螺纹部分，并且其中所述植入物是螺钉装置。第二方面，本专利技术提供了一种用于与患者的骨骼啮合的系统，所述系统包含：主杆部分，所述主杆部分用于穿刺骨组织，并且具有远端和近端，其中向所述近端施加力，以使所述远端移动到所述骨组织中；以及可变形元件部分，所述可变形元件部分可操作地邻近所述主杆部分的远端，所述可变形元件部分的尺寸和形成材料使得：在与所述可变形元件部分相邻的骨组织在至少从所述主杆部分的远端朝向近端的方向上被推靠于所述可变形元件部分时，所述可变形元件部分至少在相对于所述主杆部分的纵向轴线的横本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于固定在骨骼中的植入物，所述植入物包含：主杆，所述主杆用于穿刺骨组织，并且具有远端和近端，其中向所述近端施加力以使所述远端移动到所述骨组织中；以及动态膨胀的端头，所述动态膨胀的端头能操作地连接到所述主杆，其中当向所述植入物的远端施加力时，所述动态膨胀的端头从所述主杆横向膨胀。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.02 US 62/142,2071.一种用于固定在骨骼中的植入物，所述植入物包含：主杆，所述主杆用于穿刺骨组织，并且具有远端和近端，其中向所述近端施加力以使所述远端移动到所述骨组织中；以及动态膨胀的端头，所述动态膨胀的端头能操作地连接到所述主杆，其中当向所述植入物的远端施加力时，所述动态膨胀的端头从所述主杆横向膨胀。2.根据权利要求1的植入物，其中所述动态膨胀的端头包含弹性体材料。3.根据权利要求1的植入物，其中所述动态膨胀的端头包含动态膨胀的机构。4.根据权利要求2的植入物，其中所述动态膨胀的端头是与所述主杆的远端能操作地连接的末端件。5.根据权利要求2的植入物，其中所述动态膨胀的端头是围绕所述主杆的环。6.根据权利要求3的植入物，其还在所述主杆的远端包含至少一个铰接壁，并且其中所述动态膨胀的端头是布置在所述主杆的远端中的插入物，其中至少一个或多个铰接壁能够通过所述插入物的横向膨胀而移动。7.根据前述权利要求任一项的植入物，其中所述植入物包括围绕所述主杆延伸的、用于与所述骨组织啮合的螺纹部分，并且其中所述植入物是螺钉装置。8.一种用于与患者的骨骼啮合的系统，所述系统包含：主杆部分，所述主杆部分用于穿刺骨组织，并且具有远端和近端，其中向所述近端施加力以使所述远端移动到所述骨组织中；以及可变形元件部分，所述可变形元件部分能操作地邻近所述主杆部分的远端，所述可变形元件部分的尺寸和形成材料使得：在迫使与所述可变形元件部分相邻的骨组织在至少从所述主杆部分的远端朝向近端的方向上抵靠所述可变形元件部分时，所述可变形元件部分至少在相对于所述主杆部分的纵向轴线的横向方向上变形；其中所述可变形元件部分的变形引起所述可变形元件部分与该相邻骨组织之间的接触面积增加，以及所述相邻骨组织中的应力降低。9.根据权利要求8的系统，其中所述相邻骨组织中的应力降低减少了所述相邻骨组织的变形，以便抗拒所述可变形元件部分穿刺到所述相邻骨组织中。10.根据权利要求8的系统，其中在部分穿刺骨组织之前，将所述可变形元件部分附连成与所述主杆部分的远端相邻。11.根据权利要求8的系统，其中所述可变形元件部分是与所述主杆部分分开的元件，以便允许在所述主杆部分的穿刺之前，将所述可变形元件部分递送到骨材料中的孔隙内。12.根据权利要求8的系统，其中所述可变形元件部分作为可固化材料提供，以便允许在所述主杆部分的穿刺之前，将所述可变形元件部分以非成形状态递送到骨材料中的孔隙内。13.根据权利要求8的系统，其中所述可变形元件部分与所述主杆部分一体成形。14.根据权利要求13的系统，其中所述可变形元件部分与所述主杆部分由相同材料形成。15.根据权利要求8的系统，其中所述可变形元件部分由弹性体材料形成。16.根据权利要求8的系统，其中所述可变形元件部分由橡胶处理的材料形成。17.根据权利要求8的系统，其中所述可变形元件部分由聚二甲基硅氧烷(PDMS)形成。18.根据权利要求8的系统，其中所述可变形元件部分由可弹性变形的材料形成，使得在迫使与所述可变形元件部分相邻的骨组织抵靠所述可变形元件部分的力减小时，所述可变形元件部分的弹性将所述可变形元件部分朝向所述可变形元件部分的非变形状态促动。19.根据权利要求8的系统，其中所述可变形元件部分由可膨胀材料形成。20.根据权利要求8的系统，其中形成所述可变形元件部分的材料使得在所述可变形元件部分变形时，所述可变形元件部分变形并延伸到存在于相邻骨组织中的孔眼和空腔中，以便进一步增加所述可变形元件部分与所述相邻骨组织之间的接触面积。21.根据权利要求8的系统，其中形成所述可变形元件部分的材料使得：在所述可变形元件部分变形时，在所述可变形元件部分与相邻骨组织之间形成增加的摩擦力，以便抗拒所述可变形元件部分到所述相邻骨组织中的穿刺。22.一种用于与患者的骨骼啮合的装置，所述装置包含：主体部分，所述主体部分用于穿刺骨组织并固定到骨组织，并且具有远端和近端；以及可变形元件部分，所述可变形元件部分沿着所述主体部分的至少一部分，在从所述主体部分的远端朝向近端的方向上延伸，其中所述可变形元件部分的尺寸和形成材料使得：在迫使与所述可变形元件部分相邻的骨组织在至少与从所述主体部分的远端朝向近端的方向成法向的方向上抵靠所述可变形元件部分时，所述可变形元件部分至少在从所述主体部分的远端朝向近端的方向上变形，其中所述可变形元件部分的变形引起所述可变形元件部分与该相邻骨组织之间的接触面积增加，以及所述相邻骨组织中的应力降低。23.根据权利要求22的装置，其中所述相邻骨组织中的应力降低减少了所述相邻骨组织的变形，以便对抗所述可变形元件部分和所述装置到所述相邻骨组织中的迁移。24.根据权利要求22或权利要求23的装置，其中所述可变形元件部分被布置在所述主体部分内，并且能部署成使得一旦所述装置啮合在所述骨组织内，则所述可变形元件部分至少在与从所述主体部分的远端朝向近端的方向成法向的方向上延伸。25.根据权利要求24的装置，其中所述主体部分中包括在从所述主体部分的近端朝向远端的方向上延伸的通道，以及提供从所述通道向所述主体部分的外部的连通的多个孔隙，其中所述可变形元件部分能够从所述主体部分的通道内部署为至少在与从所述主体部分的近端朝向远端的方向成法向的方向上延伸。26.根据权利要求25的装置，其中所述可变形元件部分通过从所述主体部分的近端部署在所述主体部分的通道中，而能够通过被推动穿过所述孔隙来部署。27.根据权利要求22至26任一项的装置，其中所述主体部分包括螺纹部分，所述螺纹部分围绕所述主体部分的从近端朝向远端的轴线延伸，用于与所述骨组织啮合。28.根据权利要求22的装置，其中所述可变形元件部分是与所述主体部分分开的元件，以便允许在将所述装置与骨组织啮合之前，将所述可变形元件部分递送到骨材料中的孔隙内。29.根据权利要求22的装置，其中所述可变形元件部分作为可固化材料提供，以便允许在将所述装置与骨组织啮合之前，将所述可变形元件部分以非成型状态递送到骨材料中的孔隙内。30.根据权利要求22的装置，其中所述主体部分中包括在从所述主体部分的近端朝向远端的方向上延伸的通道，以及提供从所述通道向所述主体部分的外部的连通的多个孔隙，其中所述可变形元件部分作为可固化材料提供，能够从所述主体部分的通道内部署为至少在与从所述主体部分的近端朝向远端的方向成法向的方向上延伸，并且其中所述可固化材料从所述主体部分的近端引入到所述通道内。31.根据权利要求30的装置，其中所述主体部分包括螺纹部分，所述螺纹部分围绕所述主体部分的从近端朝向远端的轴线延伸，用于与所述骨组织啮合。32....

【专利技术属性】
技术研发人员：古思融，吕维加，梁加利，方欣硕，
申请(专利权)人：港大科桥有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81