替换软骨的柔性植入装置的锚定系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于外科替换动关节里的受损伤的软骨的柔性的植入装置的锚定和增强系统。一个柔性的索，例如一个用多根金属合金线、或者高强度聚合物线、或者用形状记忆材料或超弹性材料模制的线，搓捻成的或者编织成的索，被崁入到一个用聚合物模制的、围绕着植入装置的增大的轮圈或者相似的元件中。对于用于替换透明软骨的植入装置而言，增大的轮圈将被安置到一个采用机械加工方法在一个支撑骨表面里制成的槽里面。根据植入装置的尺寸和用途的不同，一个或者多个接合元件（例如和骨螺钉头部配合的帽状装置，和/或者围绕着被崁入的索或者环缠绕的、并且从模制的聚合物元件露出的缝合线或者环扎线）将植入装置牢固地连接到硬的骨骼上和/或者附近的组织上。这样的植入装置利用关节镜插管使得微创植入成为可能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于外科植入领域，和修复关节中的透明软骨或者半月板软骨的装置及方法有关，所涉及的关节包括膝关节、髋关节、指关节、肩关节等。
技术介绍
。了解植入装置及锚定元件的特征和设计的技术人员，能较好地理解本专利技术的背景知识及现有技术。因此，以下将通过对若干附图的说明，使读者理解在此
使用的各种术语。图1是一个软骨替换植入装置100的透视图，图2是其一个透视剖视图。为了简明，植入装置100用一个简单的平的圆盘来表示，其顶部114包括一个光滑的、湿润的“关节面”，该关节面可被用于替换一个动关节中的光滑、湿润的软骨面。此处的术语“动关节”指当关节运动时，两个或者多个软骨表面相互压挤、磨擦、相对滑动。这种关节可以是大关节，如髋、膝、肩关节；也可以是中等大小的关节，如腕、肘、踝关节；或者是小关节，如指关节。动关节有时被称为滑膜关节，因为这种关节由滑膜液，一种天然的润滑剂，保持湿润和润滑。植入装置100的底面，在图3中用116所指的表面，被称为“锚定”表面，反映植入装置应该牢固地“锚定”到一个骨表面的事实。(此处假设一个植入装置将用于替换“透明”软骨，这是一种薄膜类软骨，直接覆盖到动关节中的骨表面上。其他类型的植入装置，例如用于替换半月板软骨或者盂唇软骨的植入装置，将在下面讨论。)植入装置100的锚定表面116将与一个准备好的骨表面直接接触；软骨已经从该骨表面移去，因为天生的软骨不能提供一个牢固的 稳定的锚定表面。植入装置100可由3个锚定螺钉130锚定到一个骨骼上，这些锚定螺钉围绕植入装置100的外轮圈112 (或者外围边缘，或者其他类似的部位)间隔布置。在手术之后，骨和/或者瘢痕组织将成长为一层多孔的网状物质或者相似的物质，覆盖到锚定表面上，进一步增加把植入装置锚定到骨骼上的的强度和耐久性。在图1-3中，植入装置100被显示为一个简单的扁平的圆形，像薄煎饼或者光盘。但这仅仅是为了简化这些图，从而使得各种元件和结构能够表示得更加简明和清楚。实际上制作这些类型的植入装置时，将仿效和模仿它们将要替换的软骨的形状。图8和图9对此给出了例子，在这两幅图中，植入装置200被专门设计用于替换一个膝关节中的一个“股骨髁”上的软骨。股骨(髋和膝之间的长骨骼)的下端有两个大致平行的圆形块，称为“转子”，即髁，压在胫骨平台的顶部和膝盖骨的背面。在这两个髁的每一个上都覆盖着一层软骨，这些软骨经常需要手术更换。在以上类型的股骨植入装置中，一个柔性的锚定索210，具有大致是椭圆或者跑道的形状(如图8所示)，将被嵌入到模制的聚合物植入装置200的外圈里面。最终植入装置将被模制成一个圆的曲线形(如图9所示)，与膝关节中覆盖在天生的股骨髁上的透明软骨的形状十分相像。图8及图9显示了一组缝合线，用编号210、212、214、及216标注，这些缝合线缠绕在柔性锚定索210上，并且从聚合物元件230的表面露出来，聚合物元件230包含着柔性锚定索210。这些缝合线将穿过一组“无结的缝合锚定元件” 220，下面予以描述。据以上，可将这种类型的软骨替换植入装置的主要锚定元件列出并扼要地总结，它们包括以下所有元件: 1.一个编织成的或者搓捻成的柔性索140，如图2和图5所示，被嵌入到一个增大的聚合物轮圈元件112的里面，该轮圈围绕着植入装置100的整个外圈(外周边缘)，这个增大的轮圈元件112的形状和尺寸都设计为使其能适合于安置“入座”到一个槽的里面，所述的槽将在一个骨骼的硬表面中用机械加工制成，该骨骼将支撑软骨替换植入装置。2.多个“帽状”装置142，如在图2和图5所示，这些帽状装置围绕植入装置的外圈，并在该外圈的多处地点与柔性索相连接。这些帽状装置被设计成能牢固地扣到已经被拧入到一个支撑骨里的骨螺钉的圆形头部上面。这种设计将使得骨螺钉能被插入到关节里面，并且被拧到先导孔中，这些先导孔是在植入装置100被插入到关节里面之前，先在骨骼上钻出的。在骨螺钉被安装之后，可以(i)通过一个关节镜插入管把植入装置插到关节里面；(ii)把植入装置展开或者以其他方式铺开到其最终的形状；以及(iii)把植入装置安置到已经安装好的螺钉的头部。把帽状装置对着螺钉头用力压下，直到它们扣到螺钉头上，从而通过锚定螺钉把柔性植入装置连接到骨骼上。这种逐步的安装过程，使得外科医生能简单方便地，以有条理地一步一步地方式，执行每一步操作，从而把每一步骤的困难度降至最低。3.此外，如果需要，可在围绕着锚定索140或者212模制聚合物元件之前，把多根缝合线缠绕到柔性锚定索140 (如图2所示)或者212 (如图8所示)上。这些缝合线的自由端头将从聚合物植入装置的外轮圈的多处露出来，这将使外科医生能够使用缝合线为植入装置创造出更多的锚定点，这样的锚定点要么使用硬的骨表面，要么利用附近的软组织(例如肌腱或者韧带，它们形成了围绕着动关节的胶囊形的腔；这种关节周围的囊包容着滑膜液并且使其能连续地润滑动关节里的软骨)。4.如图9所示，从聚合 物植入装置200的外轮圈露出的缝合线214及216的自由端头，能够穿过无结的缝合锚定元件。无结缝合锚定元件有很多种，包括带有棘轮(防止倒退的)机构的锚定元件，这使得外科医生能把缝合线绷紧到期望的程度，并防止缝合线沿着带有棘轮锚定元件向反方向运动，退向植入装置。带有棘轮(防止倒退的)机构的无结锚定元件能够改善这些类型的植入装置的安装，如下所述。相应地，既然已经介绍了这些锚定元件的基本设计、布置、和相互作用，读者就能较好地分析和理解这一外科专门领域的术语和现有技术。更多关于透明软骨，及替换受损的或者有病的透明软骨的外科植入装置的背景知识可以从其他来源获得，包括若干由本专利技术专利申请人所提交的并且公开的美国专利申请，其中有美国专利申请11/390539 (①“具有3维纤维阵列增强水凝胶的用于替换透明软骨的植入装置”)、11/105677 (②“具有带电的表面及改进了的锚定装置的用于替换透明软骨的水凝胶植入装置”)、和10/071930 (③“具有软承载面和柔性锚定装置的软骨修复植入装置”)。半月板软骨(膝关节中)及盂唇软骨(髋关节及肩关节中)可利用此处所述类型的植入装置进行替换或修复。简要地说，和透明软骨相比，半月板软骨及盂唇软骨有较厚的横截面，而且它们连接到软组织(例如肌腱及韧带)，而不是骨表面上的一薄层涂层。因此半月板软骨及盂唇软骨是可用一种被称为“纤维软骨”的特殊类型软骨制造，这种纤维软骨含有大量的非常长的和强有力的胶原蛋白束(在所有较高等的动物的体内的一种纤维蛋白，其作用是把基本上所有的结缔组织结合在一起)。半月板软骨和盂唇软骨在很多方面都很相似，甚至盂唇软骨经常被当作为是半月板软骨的一个子类型。本文也采用这个惯例，任何提到半月板软骨(或者半月板植入装置)的叙述，都等效地适用于盂唇软骨(或者盂唇植入装置)。本文讨论的软骨及植入装置不包括: (I)椎间盘软骨，虽然椎间盘也是用软骨制作，但是多个椎间盘有不相同类型的结构及锚定装置，其锚定装置的作用是用来防止滑动或者剪切运动，而不是使这些运动得以实现，因为相邻脊椎骨之间的滑动可能严重地伤害甚至切断脊髓。(2)其他的“非动关节”软骨，例如鼻子、耳朵、和气管的软骨。椎间盘软骨及鼻子、耳朵、和气管的软骨，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于修复哺乳类动物动关节中受到损伤的透明软骨或者纤维软骨的植入装置，包括一个部件，该部件包括：a.至少一个光滑的有润滑的关节面；b.至少一个外围边缘，包括一个嵌入到此边缘的细长的增强元件；和，c.多个与该细长的增强元件相连接的组织锚定元件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·A·曼斯曼，
申请(专利权)人：凯文·A·曼斯曼，
类型：发明
国别省市：