專利名稱：成骨假體、相關(guān)器械和相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及醫(yī)學(xué)裝置植入物領(lǐng)域，并且更具體地涉及與生物因子一同 4OT的植入物。
技術(shù)背景遭受由于骨關(guān)節(jié)炎和風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎引起的疼痛和停t帶的病人具有關(guān)節(jié)置換 術(shù)的選擇權(quán)。當(dāng)沒有另外的可能來實(shí)現(xiàn)時(shí)，關(guān)節(jié)置換術(shù)相當(dāng)普通并且能夠使許 多人正常地活動(dòng)。人造關(guān)節(jié)通常包含緊固到現(xiàn)有的骨上的金屬、陶瓷和/或塑料 元件。這種關(guān)節(jié)置換術(shù)另外以關(guān)節(jié)造形術(shù)為大家所知。關(guān)節(jié)造形術(shù)是眾所周知的 外禾枰術(shù)，其fflil用假體關(guān)節(jié)來置換患病的和域損壞的關(guān)節(jié)。在典型的整個(gè)關(guān) 節(jié)造形術(shù)中，切除鄰接關(guān)節(jié)骨的末端或遠(yuǎn)端或上部分或移除骨的遠(yuǎn)端部分和/或上部分并將Ai^關(guān)節(jié)緊固其中。眾所周知存在許多用于制造諸如骨假體的可植入物品的設(shè)計(jì)和方法。這種 骨假體包 赫如肘、髖、膝蓋和肩的AX關(guān)節(jié)的元件。骨移植廣泛地運(yùn)用于治療骨折、骨不連并引導(dǎo)關(guān)節(jié)。取自植入者體內(nèi)一個(gè) 部位并移植到植入者體內(nèi)另一部位中的自體松質(zhì)骨，是當(dāng)前最有效的植骨。自 術(shù)公質(zhì)骨提供支架以支持骨愈合反應(yīng)的分布以及形成新的軟骨或骨的祖細(xì)胞。因此，替代自體移植物已經(jīng)有所發(fā)展。己經(jīng)研究和發(fā)展了幾種純化或人造 的材料，包括陶瓷、生物高聚物、處理的同種異體植入物骨以及膠原基質(zhì)來作為自體移植物的替代物。美國食品及藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)了用在包含骨缺損中的多孔珊瑚合成羥基磷灰石陶瓷。同樣批準(zhǔn)了用在居欣悵骨骨折中的純化的膠原V陶瓷合j^才料。合鵬植材料還已經(jīng)被用來作為祖細(xì)胞的載體。當(dāng)戰(zhàn) 的合成材料被植入到骨骼缺損中時(shí)，祖細(xì)胞分化為骨骼組織。在一些實(shí)例中，合成植入物i!51在從骨髓吸出物中獲得的具有相似或較小 容量的細(xì)胞懸浮液中結(jié)合合成移植材料來制造?；颊唛g存在于lml骨髓中的祖 細(xì)胞的數(shù)量相差較大，從100個(gè)細(xì)胞到20,000個(gè)細(xì)胞。這代表了在骨髓吸出物中大約有20,000分之一至40,000分之一的有核細(xì)胞的意思。例如，髂iittli^向于具有比長骨骨髓中發(fā)現(xiàn)的要高的 祖細(xì)胞。間充質(zhì)干細(xì)胞或人骨髓基質(zhì)干細(xì)胞被定義為具有產(chǎn)生軟骨、骨、肌肉、腱、 韌帶和脂肪能力的多能干細(xì)胞。這些原始祖細(xì)胞從生后存在并且展示出干細(xì)胞 的特性，也就是低的發(fā)病率以及廣泛的更新潛力。這些特性與它們發(fā)展的可塑 性結(jié)合已經(jīng)產(chǎn)生興趣于用間充質(zhì)干細(xì)胞治愈或修復(fù)損壞組織的潛在應(yīng)用。大體 上可培養(yǎng)間充質(zhì)干細(xì)胞以發(fā)展它們的數(shù)量，然后移植到受傷的部位或播種在成 形的假體支架中/上之后產(chǎn)生細(xì)胞濃縮組織構(gòu)造。從而，可選的用于骨骼修復(fù)的方法是選擇、發(fā)展以及調(diào)整骨祖細(xì)胞與傳導(dǎo) 或誘導(dǎo)支架結(jié)合以支持并引導(dǎo)和骨生長因子的明智選擇相結(jié)合的再生。人骨髓骨祖細(xì)胞可以采用諸如來自CD34+組分的STRO-l的篩選標(biāo)記來隔 離和濃縮，并且這些細(xì)胞能容易地發(fā)展，顯示了它們骨髓再增殖的潛力。當(dāng)前 的工作集中在隔離和發(fā)展充間質(zhì)干細(xì)胞以及發(fā)展它們?cè)诟鞣N組織工程應(yīng)用中的雖然髂嵴是植骨最適宜的來源，其它的部^立用于獲得植骨也是可能的。例 如骨骼中的大長骨，例如股骨和脛骨可以用來作為植骨的來源。任何生物植骨的效力依靠其固有的特性和細(xì)胞要素，特別是能夠生長新骨 的干細(xì)胞子集。長期認(rèn)為由于生骨細(xì)胞(一種幫助產(chǎn)生新骨的細(xì)胞)的存在骨 髓具有固有的生骨(骨生長)潛力。如果將其釋放到適當(dāng)?shù)幕|(zhì)中，這些細(xì)胞 已經(jīng)顯示出在移植或植入部位對(duì)骨形成有充分的貢獻(xiàn)。自體多孔骨的使用早己成為治療骨折缺陷的手段。作為選擇，已經(jīng)發(fā)展了 合成的選項(xiàng)。合成選項(xiàng)包括幾種純化的天然膠原f底生物、陶瓷以及聚合物材料。 更加成功的這些材料會(huì),把它們的成功歸因于化學(xué)和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈兌寂c天然 骨成分和結(jié)構(gòu)的一些基本方面接近相似。膠原源性材料鑄造成型為提供結(jié)構(gòu)支 撐以及豐富的骨的主要蛋白質(zhì)成分的支架。磷酸藥、羥基磷灰石和磷酸三鈣為 基礎(chǔ)的植骨提供生物層段基質(zhì)和有禾盱骨祖細(xì)胞相互作用、增值和血管流量的 互連孔隙。貝贓結(jié)構(gòu)上和在化學(xué)上這M成材料已經(jīng)證實(shí)成功的替代自體移植 物。從而，發(fā)展了幾個(gè)技術(shù)準(zhǔn)備用于增加植骨材料的引導(dǎo)成骨能力。所有的這 些工藝過程包括，以一定形式混，iltt髓獲取物與植骨材料，假定骨髓包含生物活性因子和用于骨生長的骨祖細(xì)胞。這項(xiàng)技術(shù)包括被覆骨髓細(xì)胞懸浮液到 組織培養(yǎng)盤上，在選定的媒介中培養(yǎng)該細(xì)胞一天或多天以實(shí)現(xiàn)祖細(xì)胞群的增強(qiáng)， 然后從組織培養(yǎng)盤分離該細(xì)胞以提供包含增加的祖細(xì)胞群的細(xì)胞懸浮液。這些 方法已經(jīng)成功，特別是因?yàn)楣亲婕?xì)胞選擇性地粘附到植骨的磷酸藥和羥基磷灰石基質(zhì)上。這些技術(shù)在GeorgeF.Muschler的美國專利號(hào)No.6,723,131Bl 、 6,049,026和5,824,084以及美國專利申請(qǐng)公開號(hào)No.2004/0191897中作了更加全 面地描述，所述文獻(xiàn)在此全文引入作為參考。合成植入物可以通過浸泡合成陶瓷載體于這種祖細(xì)胞濃縮懸浮液中來制 造。不幸地，這個(gè)制備合成植入物的方法非常消耗時(shí)間。此外，如果原始的祖 培養(yǎng)細(xì)胞是從移植者獲得的骨髓吸出物中分離的，該移植者必須遭受多次侵入 性手術(shù)； 一個(gè)手術(shù)移出他或她的骨髓，而當(dāng)時(shí)或在稍后的日子的另一個(gè)手術(shù)植 入該合成移植物。最終，移植者可能遭受多過一次的麻醉。也已經(jīng)發(fā)展另一項(xiàng)技術(shù)以生產(chǎn)具有培養(yǎng)方法的好處但不那么的耗時(shí)并且不 需要多次侵入性手術(shù)的合成植骨基質(zhì)。在這項(xiàng)技術(shù)中，合成基質(zhì)具有通過特定 容量的基質(zhì)材料與過量的骨髓抽吸物接觸而產(chǎn)生的濃縮的祖細(xì)胞群(見 George F.Muschler的美國專利號(hào)No.6,723,131Bl 、 6,049,026和5,824,084以及美 國專利申請(qǐng)公開號(hào)No.2004/0194897)。在那項(xiàng)技術(shù)中，包含祖細(xì)胞的骨髓吸出 物通過具有選擇性地結(jié)合祖細(xì)胞的表面的多孔基質(zhì)材料，從而祖細(xì)胞保持在該 基質(zhì)中，并且允許額外的其它細(xì)胞(諸如血細(xì)胞和其它有核骨髓細(xì)胞)通過。 該新祖細(xì)胞濃縮移植基質(zhì)被植入到患者中。隨著植骨的發(fā)展，對(duì)于為了優(yōu)良的骨植入物固定、內(nèi)生長以及后來長期成 功而使用多孔金屬結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了重要的研究和驗(yàn)證?，F(xiàn)在廣泛認(rèn)同表面金屬多 孔涂層的高摩擦系數(shù)的特性改進(jìn)了原始植入物的固定并且為骨內(nèi)生長提供最理 想的尺寸。還已知許多金屬結(jié)構(gòu)到處存在傾斜的孔隙，增加的孔隙朝向骨植入 物界面使得植入物最優(yōu)化骨內(nèi)生長進(jìn)入該結(jié)構(gòu)的量和密度。然而，金屬結(jié)構(gòu)固 有地受限于生物相容而植骨材料肖,實(shí)現(xiàn)骨弓l導(dǎo)性。DePuy骨科有限公司銷售一種為POROCOAI^凃?qū)拥奶厥舛噫軱涂層。這種 涂層在Robert M.Pilliar的美國專利號(hào)No.3,855,638中作了更加全面地描述，所 述文獻(xiàn)在此全文引入作為參考。POROCOAT 多孑L涂層由多個(gè)小的不連續(xù)金屬材料微粒結(jié)合在一起組成，在它們相互接觸點(diǎn)限定出多個(gè)在涂層中連接的形成空隙的孔。POROCOA尸多 孔涂層是小的不連續(xù)金屬微粒結(jié)合在一起產(chǎn)生仍具有重大的機(jī)械穩(wěn)定性的多孔 結(jié)構(gòu)。該微粒為與形鵬層的金屬材料相同的金屬材料。這個(gè)瞎況是必不可少 的，否則由于細(xì)胞與體液作用在底層-涂層界面可能發(fā)生腐蝕。形成底層和涂層的金屬材料是不會(huì)被患者的M腐蝕或退化的。適合的材 料的例子包括奧氏^F辦隊(duì)鈦、鈦合金以及鈷合金。已發(fā)現(xiàn)鈷合金VITALLIUM (商標(biāo))特別有用。在底層的表面上的多 L涂層的深度和涂層深度與底層深度的比率可以在基 本限制間的寬范圍上變化。厚度的下限為大約100縣，其為需要支撐骨組織 隨孔中好的機(jī)械聯(lián)鎖內(nèi)生長的表面涂層的厚度，通常等于大約2到3個(gè)微粒的 單層，而厚度的上限是大約1,000微米，其iMLL訴考慮的強(qiáng)度被規(guī)定。代表性 地，大約500 的厚麟用+325至lj-100目的顆粒涂層用在大約1/4英寸圓的 底層上。雖然該材料可以是帶有，多 L涂層的實(shí)心金屬，該材料可選地為充分多 孑L材料。這種充分多孔材料可以包括TRABECULAR METAL ,位于印第安納 州46580華沙市東大街345號(hào)的Zi國er技術(shù)有限公司的商標(biāo)，以及其它鈦結(jié) 構(gòu)。其它的充分多孔材料包括由均衡鑄造的泡沫金屬或類似的生物相容的、 金屬承載的植入物元件。金屬不是骨引導(dǎo)的，但是通過諸如添加具有企圖增加生物相容性的 羥基磷灰石[HA]涂層和磷酸鈣[Ca2P04]涂層和用于加強(qiáng)固定的植骨來修 正表面。如在Muschler的美國專利號(hào)No.5,824,084公開的用于制備合成植骨的現(xiàn)有 技術(shù)方法顯示在圖l中。 一般示出為10A的該設(shè)備包括多孔、生物相容、可植 入的底層12A、用于支持底層12A的容器14A、用于保存骨髓吸出物懸浮液的 儲(chǔ)存容器16A、第一流體流動(dòng)調(diào)整器18A、第二流體流動(dòng)調(diào)整器20A以及流出 物收集器22A。制備合成植骨之前，設(shè)備的所有的元件都被消毒。在移除頂部 23A之后，骨髓吸出物被導(dǎo)入到儲(chǔ)存容器16A中。然后流^^荒動(dòng)調(diào)節(jié)器18A打 開以允許骨髓吸出物流出儲(chǔ)存容器16Ai^A容器14A的可移除的頂部24A的開 口30A中并到底層12A上。當(dāng)懸浮液i3A底層12A之時(shí)，粘附在容器14A的尖端34A上的流fl^荒動(dòng)調(diào)節(jié)器20A打開以允許骨髓吸出物的流出物流經(jīng)多孔部件32A，經(jīng)過容器14 的開口 36A并進(jìn)入到流出物收集器22A中。然后儲(chǔ)存容器16A和可移除頂部24A與容器14分離并且隨后將改進(jìn)的合 成骨髓移植物從容器14A中移開。在Muschler的美國專利號(hào)No.6,723,131公開的用于制備合成植骨的另一現(xiàn) 有技術(shù)方法顯示在圖2中。合成的生物相容可移植基質(zhì)10B被放置在基質(zhì)容器 中，該容器最 地為圓柱12B (基質(zhì)10B依靠材料和它的結(jié)構(gòu)可以被緊密地 或疏松地打包)。圓柱12B能被提供為具有許多內(nèi)部容量適用于特定移植的基質(zhì) 必需的容量。在這里被使用的基質(zhì)的容量(或基質(zhì)容量)涉及具有與那些特殊 的基質(zhì)相同夕卜部尺寸的無孔固體的排斥體積。例如，育灘提供具有5、 10、 15、 20、 25或30cc的內(nèi)部容量或一些其它內(nèi)部容量的圓柱來適應(yīng)不同的基質(zhì)容量。 tti^地，圓柱12B具有0.5-3.0、更優(yōu)選地l-2、再更優(yōu)選地l-1.5cm的內(nèi)徑。優(yōu) 選地，圓柱12B具有皿至少1.5、更j，地至少2、再更j，地至少3倍于其 內(nèi)徑的長度。端蓋14B通過螺紋連接、暗扣連接或任意其它所知的連接方法可 移除itt接在圓柱12B上。隨意地，能夠提供給端蓋14B篩子^l莫有效地允許吸出物20B M31那里而 保留基質(zhì)10B的微粒。優(yōu)選地，這種膜具有至少20、優(yōu)i&t也至少30、再1 地 至少40 直徑的開口。骨髓吸出物20B "她地包含抗凝劑)ttt已知的方纟i^地從移植者獲 得。吸出物20B然后被裝載進(jìn)第一裝載注射器28B。最初，吸出物20B包含的 祖細(xì)胞和其它有核細(xì)胞的比率在1:20,000和1:40,000之間。吸出物還包含血小板、紅血細(xì)胞和血清(包括溶解或懸浮在血清中的分子)。 提供纟雜敏主射器28B適用于緊密配合端蓋連接器31B的注射器連接器30B， 以在裝載注射器28B和圓柱12B各自的內(nèi)部容量之間提供流體流通。對(duì),也提 供給第二裝載注射器29B適用于緊密配合端蓋連接器31B的注射器連接器30B。 如圖2看到的那樣，隨后ffl51前述的連接器，第一和第二裝載注射器28B和29B 在圓柱12B相對(duì)的末端連接到端蓋14B上，從而在第一裝載注射器28B、圓柱 12B和第二裝載注射器29B的內(nèi)部容量之間提供流體^ffl。然后推入第一裝散主射器28B，將吸出物20B傳輸?shù)綀A柱12B中，吸出物 20B流經(jīng)該處或在被收集到圓柱12B相對(duì)端的第二裝載注射器29B中之前接觸基質(zhì)IOB。 iKl將吸出物流動(dòng)經(jīng)過基質(zhì)、在吸出物中孵化基質(zhì)，過本領(lǐng)域已 知的方法使骨髓吸出物和基質(zhì)接觸以提供濃縮的基質(zhì)?？蛇x地，ilil將任意已 知的方法吸出物20B和基質(zhì)10B接觸以提供濃縮的基質(zhì)。祖細(xì)胞方便地并皿 擇性地粘附在基質(zhì)10B的表面，并因此保留在基質(zhì)中而過量的其它細(xì)胞，諸如 血細(xì)胞和其它的骨髓源性有核細(xì)胞，相對(duì)自由地流經(jīng)基質(zhì)并被收集在第二裝載 注射器29B中。本發(fā)明致力于解決現(xiàn)有技術(shù)中至少一些問題。發(fā)明內(nèi)容提供一種合成骨髓移植材料，其包括多孔金屬生物適應(yīng)可移植基質(zhì)并具有 或不具有凝結(jié)材料。該合成骨髓移植材料具有濃縮的祖細(xì)胞群。，供一種制 備合成骨髓移植材料的方法。該方法包括提供步驟骨生長材料^f共金屬多孔 生物相容可植入的基質(zhì)、骨髓吸出物與該基質(zhì)接觸以提供濃縮的基質(zhì)，以及機(jī) 械地混合該濃縮的基質(zhì)以產(chǎn)生合成骨髓移植材料，遍及該合成骨髓移植材料均 勻地分布祖細(xì)胞。因此，將成功的植骨材料與多孔骨裝置結(jié)合是謹(jǐn)慎的，其中植入物的長期 成功直接依靠骨-植入物界面的強(qiáng)度。具有打算與多孔金屬支架一起使用的內(nèi)生 長補(bǔ)充物是必要的，其能夠成為體相結(jié)構(gòu)的部分或鄰近骨界面的骨科裝置的表 面涂層。具有用于將這個(gè)內(nèi)生長補(bǔ)充物施加到多孔結(jié)構(gòu)的工具和方法也是重要 的。特別尋求包括以競爭保留和選擇骨祖細(xì)胞制備內(nèi)生長補(bǔ)充物并隨后施加到 多孔金屬支架而沒有生物療效損失的方法。本發(fā)明提供新的用于制備新穎合成骨科結(jié)構(gòu)的方法。這個(gè)新穎的結(jié)構(gòu)由金 屬多孔結(jié)構(gòu)組成并且播種了內(nèi)生長補(bǔ)充物。該金屬多孔結(jié)構(gòu)可以是被覆了諸如 POROCOA產(chǎn)或HA (羥M灰石)的多孔涂層的實(shí)心金屬材料。術(shù)語內(nèi)生長補(bǔ) 充物涉及可以用來i，骨生長的任意材料。內(nèi)生長補(bǔ)充物可以包括有機(jī)和無機(jī) 混合物。例如內(nèi)生長補(bǔ)充物可以是骨髓吸出物的形式。可選地，內(nèi)生長補(bǔ)充物 可以是骨髓吸出物與顆?；姿徂D(zhuǎn)、磷酸三轉(zhuǎn)或源自植骨的膠原同可選包含已 知抗感染或抗菌或生長因子試劑結(jié)合的形式。通過使骨髓吸出物經(jīng)過多孔植骨 材料而得至U該合成的骨科結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生得至IJ帶粘性的生物活性混合物，該混合物 在金屬的開放的多孔結(jié)構(gòu)中具有Wt的骨祖細(xì)胞供應(yīng)。這一手術(shù)肖,互操作地執(zhí)行，以便減少時(shí)間、壓力、疼痛、不適和患者或移植者的花費(fèi)?；ゲ僮鞯氖中g(shù)還支持在骨髓吸出物中增加的活細(xì)胞群，因?yàn)樗?減少了從移植者中抽吸、制備新的合^#料、以及植入到生理環(huán)境之間的時(shí)間。改進(jìn)的合成骨科植入物am些具有大量骨祖細(xì)胞、生物刺激物、骨引導(dǎo)基質(zhì)，同時(shí)由骨修補(bǔ)和置換所需的植入物的體積金屬成分授予保持機(jī)械特性的方法制備。本發(fā)明新穎的特征包括將內(nèi)生長補(bǔ)充物施加到多孑L金屬支架。這個(gè)工藝過程顯著地有助于多孔金屬結(jié)構(gòu)的能力以在植入部位與骨頭形成健康并長期的機(jī) 械聲界面。本發(fā)明的陳述包括特別設(shè)計(jì)用于將這些方法施加至,如包括部分或 完全多孔性的髖臼杯的諸如那些用于膝蓋、髖、肩、踝或其它關(guān)節(jié)的骨科植入 物的工具和植入物。植入物可以是整個(gè)關(guān)節(jié)置換或部分關(guān)節(jié)置換的形式，并且 例如可以施加到在修正手術(shù)中使用的楔和增幅元件上。然而，要注意這項(xiàng)技 術(shù)并沒限制在任何特定的骨科裝置上?？梢耘c本發(fā)明使用的一種工藝過程和設(shè)備示于Muschler等人的美國專利6,723，131中，所述文獻(xiàn)在此全文 引入作為參考。本發(fā)明提供用于制備打算供植Aia、代替或鄰近骨的多孔金屬結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括制備用于播種到多孔結(jié)構(gòu)中的內(nèi)生長補(bǔ)充物。本發(fā)明還涉及將內(nèi)生 長補(bǔ)充物施加到三維金屬支架的工藝過程，由新生合成假體植入物提供產(chǎn)生長 期有效的固定性。術(shù)語內(nèi)生長補(bǔ)充物涉及可以用來皿骨生長的任意材料。內(nèi) 生長補(bǔ)充物可以包括有機(jī)和無機(jī)混合物。例如內(nèi)生長補(bǔ)充物可以是骨髓吸出物 的形式?？蛇x地，內(nèi)生長補(bǔ)充物可以是骨髓吸出物與顆粒化磷酸韓、磷酸三鈣 或膠原源性植骨結(jié)合的形式。本發(fā)明還涉及需要播種這個(gè)內(nèi)生長補(bǔ)充物至i滑科 植入物的多孔金屬支架中的的工具。本發(fā)剛夂常適用于所用的植入物，并且特 別是那些固定可能成問題的植入物。這種植入物包括那些以弱骨質(zhì)結(jié)構(gòu)放置在 患者體內(nèi)和那些已知的放置在患者體內(nèi)以代替手術(shù)移除植入物的修正植入物。 這種植入物包括用于整個(gè)關(guān)節(jié)置換術(shù)、盆腔和髖關(guān)節(jié)損傷以及用于修正病例的 部分或完全的多孔髖臼杯。依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供用于緊固到骨上以形成鉸接(articulating) 關(guān)節(jié)的人工假體植入物。該植入物由包括以下步驟的工藝過程來制備在元件 上制備多孔表面以形成人工假體植入物，放置該包括多孔表面的人工假體植 入物到密切符合于植入物多孔表面的夾具中并且具有進(jìn)口和相對(duì)的出口，以及引導(dǎo)包括干細(xì)胞的生物混合物進(jìn)入進(jìn)口、穿過植入物的多孔表面并從出口 離開以形成具有被覆了一部分生物混合物的多孔表面的人工假體植入物。依照本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供用于執(zhí)行關(guān)節(jié)置換術(shù)的套件。該套件包括 具有第一部分的元件，其第一部分帶有適用于固定地緊固到骨上的表面。第一 部分的表面的至少一部分具有多孔結(jié)構(gòu)。該套件還包括生物混合物，該生物混 合物包括適用于至少部分地分散在所述第一部分的表面的多孔結(jié)構(gòu)中的干細(xì) 胞。該套件還包括用于容納該生物混合物的容器以及用于圍繞該元件的夾具。 該夾具包括用于密切符合具有多孔結(jié)構(gòu)的所述元件的第一部分的表面部分。 夾具具有進(jìn)口和相對(duì)的出口 。套件還包括用于從容器推進(jìn)生物混合物進(jìn)入到 夾具的進(jìn)口并從夾具的出口出來的裝置。依照本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供用于將生物混合物施加到假體植入物的 多孔表面上的器械，該假體植入物將被植入到骨的表面上。該器械包括用于 容納該生物混合物的容器以及用于圍繞該元件的夾具。該夾具包括用于密切符 合具有多孔結(jié)構(gòu)的元件的第一部分的表面部分。夾具具有進(jìn)口和相對(duì)的出口。 器械還包括用于從容器推進(jìn)生物混合物進(jìn)入到夾具的進(jìn)口并從夾具的出口出 來的裝置。依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供用于提供關(guān)節(jié)置換術(shù)的方法。該方法 包括以下步驟提供具有多孔表面的人工假體元件并提供用于圍繞該元件的 夾具。該夾具包括用于密切符合具有多孔結(jié)構(gòu)的元件的第一部分的表面部分。 夾具具有進(jìn)口和相對(duì)的出口 。該方法還包括提供包括干細(xì)胞的生物混合物并 注射至少一部分該生物混合物進(jìn)入到夾具的進(jìn)口中的步驟。該方法還包括向 著夾具的出口推進(jìn)生物混合物經(jīng)過元件的多孔表面并從夾具的出口排出至少 一部分生物混合物的步驟。該方法還包括切除骨的一部分并植入人工假體元 件到骨上使至少一部分多孔表面與骨接觸的步驟。依照本發(fā)明的另 一實(shí)施例，提供用于緊固到骨上以形成鉸接關(guān)節(jié)的人工 假體植入物。該植入物由包括以下步驟的工藝過程來制備制備帶有多孔表面 的元件以形成人工假體植入物并放置該包括多孔表面的人工假體植入物到容 器的腔中。該工藝過程還包括引導(dǎo)包括干細(xì)胞的生物混合物進(jìn)入到容器的腔 中并且用生物混合物浸沒該植入物的多孔表面的步驟。該工藝過程還包括用 浸沒在生物混合物中的該植入物來密封容器并使容器的腔的壓力大于周圍環(huán)境壓力以促進(jìn)生物混合物進(jìn)入到人工假體植入物的多孔表面中的步驟。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢還可以包括只需要一次手術(shù)既可以提供生物混合物又 可以植入人工假體。例如，依照本發(fā)明的另一方面，用于執(zhí)行關(guān)節(jié)置換術(shù)的 方法包括提供具有多孔表面的人工假體元件的步驟。注入針到患者的髂嵴中 以取得包括干細(xì)胞的生物混合物。該方法還包括注射至少部分生物混合物到 人工假體元件的多孔表面中的步驟。該方法還包括切除部分骨并且植入人工 假體元件到患者的骨中且至少部分多孔表面與骨接觸的步驟。從而本發(fā)明提 供單次外科手術(shù)用于獲得生物混合物并植入帶有該生物混合物的人工假體到 患者體內(nèi)。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢還包括在骨科手術(shù)期間減少感染的能力。例如，依照 本發(fā)明的另一方面，提供用于緊固到骨上以形成鉸接關(guān)節(jié)的人工假體植入物。 該植入物包括具有第一部分的第一元件，該第一部分包括帶有多孔結(jié)構(gòu)的表面。 該植入物還包括生物混合物，在生物混合物中包括抗感染或抗菌試劑。生物混合物安置在多孔結(jié)構(gòu)中，而植入該植入物使多 L表面靠著骨安置。從而，本發(fā)明為減少骨移植外利手術(shù)的感染做準(zhǔn)備。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢還包括在關(guān)節(jié)造形術(shù)之后改進(jìn)植入物在患者骨上固定的 能力。例如，依照本發(fā)明的另一方面，提供用于緊固到骨上以形成鉸接關(guān)節(jié)的 人工假體植入物。該植入物包括具有第一部分的第一元件，其第一部分包括帶 有多孔結(jié)構(gòu)的表面。該植入物還包括生物混合物，在生物混合物中包括生長因 子。該生長因子可以包括焦磷酸鹽、他汀類、質(zhì)子泵抑制劑、甲狀旁腺激素和維他命K。生物混合物安置在多孔結(jié)構(gòu)中，而該植入物被禾IA且多孑該面歸 骨安置。人工假體植入物還包括至少部分分散在所述第一元件的第一部分的多孔表 面中的包括干細(xì)胞的生物混合物。從而，本發(fā)明fflil提供生物混合物以改進(jìn)多 孔結(jié)構(gòu)在骨上的骨固定而改進(jìn)的骨固定做準(zhǔn)備。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢還包括使用標(biāo)準(zhǔn)多孑L植入物的能力。例如，依照本發(fā)明 的另一方面，提供用于緊固到骨上以形成鉸接關(guān)節(jié)的人工假體植入物。該人 工假體植入物例如可以是標(biāo)準(zhǔn)的髖或膝蓋或其它關(guān)節(jié)元件的形式。至少一個(gè) 該元件包括具有多孔結(jié)構(gòu)的部分。包括干細(xì)胞的生物成分至少部分分散到該 植入物的該表面的多孔結(jié)構(gòu)中，且該多孔結(jié)構(gòu)靠著骨安置。從而本發(fā)明提供4頓標(biāo)準(zhǔn)多孑L植入物的能力。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢還包括使用全多孔植入物的能力。例如，依照本發(fā)明的 另一方面，提供用于緊固到骨上以形成用在關(guān)節(jié)造形術(shù)中的支架的全多孔人工假體植入物。該植入物例如可以是全微孔鈦或TRABECULAR METAL , 位于印第安納州46580華沙市東大街345號(hào)的Zimnier技術(shù)有限公司的商標(biāo)。 該人工假體植入物可以是例如用于髖或膝蓋或其它關(guān)節(jié)置換術(shù)的支架的形 式。該植入物可以是整個(gè)關(guān)節(jié)置換或部分關(guān)節(jié)置換的形式，并且例如可以施 加到在修正手術(shù)中使用的楔和增幅元件上。至少一個(gè)該元件包括具有多孔結(jié) 構(gòu)的部分。包括干細(xì)胞的生物成分至少部分分散到該植入物的該表面的多孔 結(jié)構(gòu)中，且該多孔結(jié)構(gòu)靠著骨安置。從而本發(fā)明提供使用全多 L植入物的能力。 本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢還包括用化學(xué)處理改進(jìn)生物混合物粘附到多？L植入物的 能力。例如，依照本發(fā)明的另一方面，提供施加化學(xué)處理到用于緊固到骨上以 用于關(guān)節(jié)造形術(shù)的多孔人工假體植入物。該處理例如可以添加硅到該植入物 的氧化層。這個(gè)工藝過程己知為鹽漬化。該人工假體植入物例如可以是用于 髖或膝蓋或其它關(guān)節(jié)置換術(shù)。至少一個(gè)該元件包括具有多孔結(jié)構(gòu)的部分。包 括干細(xì)胞的生物成分至少部分分散到該植入物的該表面的多孔結(jié)構(gòu)中，且該 多孔結(jié)構(gòu)靠著骨安置。從而本發(fā)明提供，生物混合物粘附到多孑WIA物的能 力。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢還包括用生物混合物改進(jìn)生物混合物粘附到多孔植入物 的能力。例如，依照本發(fā)明的另一方面，提供施加涂層到用于緊固到骨上以用 于關(guān)節(jié)造形術(shù)的多孔人工假體植入物。該涂層有助于改進(jìn)生物混合物粘附到 多孔植入物。該人工假體植入物例如可以是用于髖或膝蓋或其它關(guān)節(jié)置換術(shù)。 至少一個(gè)該元件包括具有多孔結(jié)構(gòu)的部分。包括干細(xì)胞的生物成分至少部分 分散到該植入物的該表面的多孔結(jié)構(gòu)中，且該多孔結(jié)構(gòu)靠著骨安置。從而本 發(fā)明提供艦生物混合物粘附至'J多孑L植入物的能力。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢還包括快速地將生物成分施加到骨植入物表面的能力。 例如，依照本發(fā)明的另一方面，提供具有用于接納人工假體植入物的部分的夾 具。該夾具還包括用于接納生物混合物的部分。該夾具可以包括臂或平臺(tái)， 當(dāng)其被驅(qū)動(dòng)時(shí)，推進(jìn)該生物成分越過該多孔結(jié)構(gòu)以將生物混合物施加到植入 物上。從而本發(fā)明為快速地將生物成分施加至IJ骨植入物表面做準(zhǔn)備。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢還包括為提高在生物混合物中干細(xì)胞的濃度做準(zhǔn)備的能 力。例如，依照本發(fā)明的另一方面，用于提供關(guān)節(jié)置換術(shù)的方法包括以下步驟: 提供具有多孔結(jié)構(gòu)的骨科組件以及提供包括干細(xì)胞的生物成分。采用諸如George F.Muschler的美國專利號(hào)No.6,723,13IB 1、 6,049,026和5,824084以及美 國專利申請(qǐng)公開號(hào)No,2004/0191897中提供的技術(shù)處理該生物混合物以提高干 細(xì)胞的濃度，其中包含祖細(xì)胞的骨髓吸出物通過具有選擇性地結(jié)合祖細(xì)胞的表 面的多孔基質(zhì)材料，從而保留祖細(xì)胞在基質(zhì)中并允許過剩的其它細(xì)胞(諸如血 細(xì)胞和其它有核骨髓源性細(xì)胞)通過。從而本發(fā)明為提高在生物混合物中干細(xì) 胞的濃度作準(zhǔn)備。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢還包括準(zhǔn)備干細(xì)胞的統(tǒng)一濃度的能力。例如，依照本發(fā) 明的一個(gè)方面，提供包括多孔結(jié)構(gòu)的骨科植入物。包括干細(xì)胞的生物混合物從 患者身上吸取并通過裝置處理以準(zhǔn)備干細(xì)胞的統(tǒng)一濃度。從而本發(fā)明準(zhǔn)備具有 干細(xì)胞統(tǒng)一濃度的生物成分的骨科植入物。從下列的圖形、說明以及權(quán)利要求，本發(fā)明其它的技術(shù)優(yōu)勢對(duì)于本領(lǐng)域技 術(shù)人員顯而易見。


為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，將下列的說明連同附圖作為參考，其中'.圖1是將溶'灘加至臓層的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的平面圖； 圖2是將溶M加到底層的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的平面圖； 圖3是依照本發(fā)明的實(shí)施例的AI假術(shù)直入物的透視圖； 圖4是圖5的人工假體植入物在髖臼位置上的平面圖； 圖5是用在本發(fā)明的套件中的髖關(guān)節(jié)假體組件的平面圖； 圖6是用在本發(fā)明的套件中的髖關(guān)節(jié)柄假體的平面圖； 圖7是用在本發(fā)明的套件中的另^臼杯假體的透視圖； 圖8是用在本發(fā)明的套件中的膝蓋假體的平面圖；圖9是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的包括InjectOS，混合和傳輸系統(tǒng)以及圖 3的假體的套4牛的透，見圖；圖10是連同顯示在髂嵴位置上穿朿附的患者的中間/頂曬視圖；圖11是用于收集用在圖3的植入物中的骨髓吸出物的針的透視圖；圖12是依照本發(fā)明用于處理圖11的骨髓吸出物的裝置的透視圖； 圖13是圖12的裝置的橫截面視圖；圖14是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例用于保持圖3的人工假體植入物的夾具的 透視圖，采用圖12的裝置將生物試劑施加到該ltA物上；圖15是沿著線15-15在箭頭方向上的圖14的橫截面視圖；圖16是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例用于處理圖9的骨髓吸出物的裝置的平面圖；圖17是圖16的裝置的一個(gè)注射器的透視圖；圖18是圖16的裝置的透視圖；圖19是用于保持用在圖11的IryectOS，混合和傳輸系統(tǒng)中的圖3的髖臼元件的夾具的平面圖，其中夾具處于打開位置；圖20是處于關(guān)閉位置的圖14的夾具的平面圖；圖21是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的外科手術(shù)的流程圖；圖22是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的另一外科手術(shù)的流程圖；以及圖23是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例用于將生物涂層施加到元件以形成植入物的另一裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
ffl31參考下列說明和附圖以最好的理解本發(fā)明的實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，其中相 同的數(shù)字用 示附圖中相同和相應(yīng)的部件?，F(xiàn)在依照本發(fā)明的圖3和4，提供了用于緊固到骨2的人工假體植入物系 統(tǒng)10。禾傭AX假術(shù)直入物10形成鉸接關(guān)節(jié)12。 AI假術(shù)直入物10包括具有 第一部分16的第一元件14，第一部分16的表面18適用于被固定緊固到骨2 上。第一元件14的第一部分16的表面18的至少一部分具有多孔結(jié)構(gòu)。第一元 件14還包括第二部分20。第二部分20可以直接提供鉸接表面，或如圖3所示 第二部分20可以包括用于容納倚靠第二部分20的插入物或杯的表面22 ，供 鉸接表面。AX假術(shù)直入物10還包括具有至少部分干細(xì)胞26分散在第一元件 14的第一部分16的表面18的多 L結(jié)構(gòu)19中的生物混合物24。多孔結(jié)構(gòu)19可 以是施加到植入物10上的涂層或者該植入物10可以是充分多孔的。例如植入 物可以由均衡鑄造泡沬金屬或類似的生物相容的、金屬承載的植入元件制 造。多孔結(jié)構(gòu)可以是例如POROCOA產(chǎn)涂層或羥基磷灰石(HA)涂層。生物成分24ilil密切符合元件14的裝置被分散到多孔結(jié)構(gòu)19中。可選地，植入物 可以是附在骨上的充分多孑L植入物并且可以用來作為植入物的支架。用于方j(luò)(g在第一元件14的第一部分16的表面18的多孔結(jié)構(gòu)19中的生物 混合物24的干細(xì)胞26可以是任何的干細(xì)胞。例如，干細(xì)胞26可以包括間充質(zhì) 干細(xì)胞。間充質(zhì)干細(xì)胞具有分化為許多細(xì)胞顯型的能力。在自然康復(fù)階段，間 充質(zhì)干細(xì)胞被來自當(dāng)?shù)丨h(huán)境的線索影響。激活間充質(zhì)干細(xì)胞并通過一系列的自 然出現(xiàn)的生長因子控制其活動(dòng)及成熟而弓l導(dǎo)它們形成成骨細(xì)胞或骨形成細(xì)胞。用于支出在第一元件14的多孔結(jié)構(gòu)19中的干細(xì)胞26可以包括骨髓結(jié)締組 織祖細(xì)胞。骨髓包含兩種主要的細(xì)胞類型。這兩種類型是造血譜細(xì)胞和間充質(zhì) 譜細(xì)胞。骨髓主要由造血譜系細(xì)胞組成。這些細(xì)胞在骨形成中發(fā)揮作用，但不直接 負(fù)責(zé)。通常，這些細(xì)胞的表面受體容易相互結(jié)合并且不太可能與以外的細(xì)胞基 質(zhì)結(jié)合。間充質(zhì)細(xì)胞補(bǔ)足了骨髓中細(xì)胞的一小部分。它們包括直接對(duì)骨形成負(fù) 責(zé)的骨祖細(xì)胞。骨祖細(xì)胞具有特殊基質(zhì)受體并且為了最優(yōu)化的功能需要附到以 外的細(xì)胞基質(zhì)上。用于分散在第一元件14的多孔結(jié)構(gòu)19中的干細(xì)胞26可以包括結(jié)締組織祖 細(xì)胞。人工假體植入物10還可以包括如圖5和6中所示的第二元件28。第二元 件28可以包括具有適用于固定地緊固到骨2上的表面32的第一部分30以及適 用于提供用于同第一元件14的第二部分20的鉸接表面22配合的第二鉸接表面 36的第二部分34。再參考圖6，示出的植入物10位于髖部2的髖臼4中。第一元件14包括 具有多孔結(jié)構(gòu)19的表面18。多孔結(jié)構(gòu)19與骨2接觸形成髖臼4。生物混合物 24分散在第一元件14的表面18的多孔結(jié)構(gòu)19中并促進(jìn)骨向內(nèi)生長物iSA多孔 結(jié)構(gòu)19以準(zhǔn)備髖部6的髖臼4中的緊固植入物10。植入物10可以是如圖5-7中所示的骨科髖關(guān)節(jié)植入物的形式。如圖5所示， 髖關(guān)節(jié)植入物10包括為頭部34附在遠(yuǎn)端骨柄30的形式的第一部分30。頭部 34可以以髖臼杯的形式直接與第一元件14配合。如圖5所示，植入物10還可 以包括放置在髖臼杯14和第二元件的頭部34或髖關(guān)節(jié)假體柄28之間的襯墊 40。襯墊40可以由任何適合的耐用材料制造，并且例如可以由例如超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯的聚合物制造。襯墊40可選地可以由與人體解剖學(xué)兼容的金屬制 造。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)至賺臼杯14的表面18可以包括使生物成分24可以分散的多孔結(jié) 構(gòu)19。還要認(rèn)識(shí)到髖關(guān)節(jié)假體柄28的遠(yuǎn)端骨柄30的表面32也可以包括為多孔 結(jié)構(gòu)38形式的多孔結(jié)構(gòu)。多孔結(jié)構(gòu)38可以散布包括干細(xì)胞44的生物混合物42。 干細(xì)胞44和生物混合物42 ，骨向內(nèi)生長物SA遠(yuǎn)端骨柄30的表面32的骨 多孔結(jié)構(gòu)38中從而為緊固植入物10準(zhǔn)備緊固髖關(guān)節(jié)假體柄28?，F(xiàn)在參考圖6，顯示了髖關(guān)節(jié)假體柄28更多的細(xì)節(jié)。髖關(guān)節(jié)假體柄28包 括頭部34緊固于其上的遠(yuǎn)端骨柄30。髖關(guān)節(jié)假體柄28的遠(yuǎn)端骨柄30被安置在 形成股骨8的髓管48的腔46中?，F(xiàn)在參考圖7，顯示了本發(fā)明另一實(shí)施例的植入物110。植入物110同圖3 的植入物10非常的相似，但包括用于提供用于相同的殼和頭部的交替植入軸承 材料的系統(tǒng)。植入物110可以被運(yùn)用于骨科關(guān)節(jié)112中，并且如圖7中所示， 可以包括為髖臼或髖關(guān)節(jié)殼形式的第一元件114。髖臼杯114包括第一部分 116，其包括具有多孔結(jié)構(gòu)119以接納生物混合物124的第一表面118。髖臼 杯114還包括第二部分120，其可以為鉸接表面或可以如圖7中所示，接納例 如為聚合物襯墊140或可選地為陶瓷或金屬襯墊140A形式的襯墊或軸承。陶 瓷襯墊140，與髖臼114一道，形成可以成為鉸接關(guān)節(jié)112A—部分的植入物 IIOA。同時(shí)，如圖3-7中所示，本發(fā)明的植入物可以是整個(gè)的髖置換骨關(guān)節(jié)的 形式。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的植入物可以是用于與其它的骨配合的植入物。例 如可利用該植入物用于身體上可選的關(guān)節(jié)或用于損傷以協(xié)助骨折修復(fù)中?，F(xiàn)在參照?qǐng)D8，本發(fā)明的關(guān)節(jié)可以為例如鉸接關(guān)節(jié)膝蓋假體212的形式。 膝蓋假體212包括與股骨元件228配合的脛骨元件214。脛骨元件214適用于 脛骨7而該脛骨元件包括第一部分216，其上緊固包括干細(xì)胞226的生物混合 物214。脛骨元件214還包括接納襯墊240的第二部分220。襯墊240包括用 于與股骨元件228鉸接的鉸接表面222。植入物可以是整個(gè)的髖、膝蓋、肩、 踝或其它的關(guān)節(jié)置換或部分的關(guān)節(jié)置換形式，并且例如可以施加到用在修正 手術(shù)的楔和增幅元件。股骨元件228包括以柄形式用于定位在身體的股骨8的髓管中的第一部 分230。柄230包括表面232，其接納包括干細(xì)胞244的生物混合物242。股骨元件228還包括第二部分234，其定義了以滾動(dòng)和滑動(dòng)相結(jié)合的方式與脛骨 214的襯墊240的鉸接表面222相接觸的鉸接表面236。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到不是股骨 元件的柄230就是脛骨元件244的柄216和肩217可以包括具有干細(xì)胞的生 物混合物，或者股骨元件228的柄230和脛骨元件214的柄216和肩217可 以包括具有干細(xì)胞的生物混合物。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到接納生物混合物的這些元件需 要具有提供相應(yīng)的相當(dāng)一致的夾具(未示出)以放置于在此描述的裝置中以 將生物混合物經(jīng)過還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到包括干細(xì)胞的生物混合物可以在被濃縮并且用本發(fā)明公開 的器械注射進(jìn)多孔植入物基質(zhì)之后，被用于包括與骨接觸的任意骨科關(guān)節(jié)植 入物。接觸骨的表面將接納生物混合物。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到為了更加有效的使用生 物混合物，粘附生物混合物的表面應(yīng)當(dāng)具有粗糙的表面并且優(yōu)選地具有多孔 結(jié)構(gòu)。例如，本發(fā)明的生物混合物和干細(xì)胞可以被用于肩關(guān)節(jié)假體、踝關(guān)節(jié) 假體、肘關(guān)節(jié)假體、腕關(guān)節(jié)假體或體內(nèi)鄰近鉸接關(guān)節(jié)的骨上。該生物混合物可以是包括干細(xì)胞的任意的生物混合物。例如，該生物混 合物可以包括骨髓吸出物。該生物混合物還可以包括例如顆?；牧讋儇?、磷 酸三鈣或源自植骨的膠原。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到該生物混合物可以包括磷酸鈣、磷酸三 牽丐和源自植骨的膠原這三者中任意一個(gè)或全部?？梢蕴幚砉撬栉鑫镆蕴峁饪s的結(jié)締組織祖細(xì)胞群。例如為準(zhǔn)備濃縮 的結(jié)締組織祖細(xì)胞群，骨髓吸出物可以穿過多孔的、生物相容的、可植入的 移植基質(zhì)。該生物混合物還可以包括生長因子。例如，該生長因子還可以包 括血小板源生長因子、成纖維生長因子、上皮生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子P、 胰島素樣生長因子、甲狀旁腺激素(PTH)或甲狀旁腺激素相關(guān)肽類、以及 骨形態(tài)發(fā)生蛋白的形式。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到該生物混合物可以包括可以幫助促進(jìn)細(xì)胞生長的其它材 料。例如，該生物混合物可以包括膠原和氧化再生纖維素，例如Ethicon有限 公司的產(chǎn)品Promogran 。 Promogran可以加入到通過多孔的、生物相容的、 可植入的移植基質(zhì)處理的生物混合物，或者單獨(dú)地插入或鄰接該基質(zhì)。現(xiàn)在參考圖9，示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例的套件300。該套件300是用 于執(zhí)行關(guān)節(jié)造形術(shù)的。例如套件300包括一個(gè)元件，例如整容外科植入物的 一個(gè)元件。例如，該元件可以是圖3-7的髖植入物10的形式。植入物10包括第一部分16，其具有適用于被固定地緊固到骨2上的表面18。第一部分16 的表面18的至少一部分具有多孔結(jié)構(gòu)19。植入物10還包括適用于提供鉸接 表面22的第二部分20。圖9的套件300還包括生物混合物，例如生物混合物24。該生物混合物 24包括適用于至少部分地分散在髖臼植入物10的第一部分16的表面18的多 孔結(jié)構(gòu)19中的干細(xì)胞26。該生物混合物可以通過在植入物10植入之前立即 將該混合物分散到植入物10的多孔結(jié)構(gòu)19上而用于套件300。生物混合物 24可以是流體的形式，并且為流體的形式時(shí)可以被保存在例如容器302中。 用于保存生物混合物24的容器還可以用于將混合物24施加到植入物10。例 如，生物混合物24可以被保存在例如器械600中。在圖18和下面的說明書 中更加全面地描述了器械600。圖9的套件300還可以包括第二元件，例如圖 6的髖關(guān)節(jié)柄28。現(xiàn)在參考圖IO，以注射器400形式的器械被用于提取骨髓吸出物。注射 器400包括可以插入到患者髖部6的髂嵴9中的針450?，F(xiàn)在參考圖10和11，示出了注射器400更多的細(xì)節(jié)。注射器400包括 附在把手452上的針450。針450包括用于接納髖部6的髂嵴9中的骨髓吸出 物的開口 454。依照本發(fā)明骨髓吸出物可以是生物混合物24的一部分。最近發(fā)展了一種從骨髓吸出物選擇和濃縮骨祖細(xì)胞的新方法，在George F.Muschler的美國專利號(hào)No.6,723,131Bl ， 6,049,026和5,824084以及美國專 利申請(qǐng)公開號(hào)No,2004/0191897中有更加全面的描述，所述文獻(xiàn)在此全文引入 作為參考。這個(gè)方法允許"選擇性保留"重要的骨形成細(xì)胞，其然后能夠與 骨庫骨結(jié)合以復(fù)制自生骨的元件，并且能夠被用來連接骨。通過它的經(jīng)皮(經(jīng) 由皮膚)微創(chuàng)切開的功效，這項(xiàng)技術(shù)消除了與開放式植骨獲得相聯(lián)系的發(fā)病 率。這個(gè)天然的連接物是膠原基質(zhì)。如圖10和11所示，通過用標(biāo)準(zhǔn)的骨活檢針從髂嵴作第一次骨髓穿刺獲 得骨祖細(xì)胞。然后采用專利技術(shù)將骨髓與特定的骨基質(zhì)結(jié)合。該處理方法依 賴骨形成細(xì)胞的天然的"附著"趨勢。依靠親和柱(化學(xué)，約束力)的原理， 該技術(shù)促進(jìn)骨祖細(xì)胞保持在基質(zhì)中，同時(shí)阻礙其它非骨形成細(xì)胞的保持。依照本發(fā)明一種提供具有濃縮的祖細(xì)胞群的合成骨髓植入材料的方法一 般包括以下步驟l.獲得骨髓吸出物；2.將骨髓吸出物與多孔生物相容可植入的基質(zhì)接觸(例如通過使骨髓吸出物流過基質(zhì))以提供具有濃縮的祖細(xì)胞群的祖細(xì)胞濃縮基質(zhì);3.機(jī)械混合該濃縮的基質(zhì)以提供始終充分統(tǒng)一的祖細(xì)胞分 布；然后4.排出基質(zhì)額外的液體。如此制備的合成骨髓植入材料然后可植入 到患者或移植者中，并有效地促使骨愈合和/或骨再生。優(yōu)選地，上述方法可以包括將凝結(jié)材料加入到該濃縮基質(zhì)的步驟。加入 凝結(jié)材料可以在短期時(shí)間授予在植入材料上的操縱特性使得外科醫(yī)生在骨移 植中更加容易地使用它。當(dāng)將移植材料用于金屬結(jié)構(gòu)中時(shí)不需要;疑結(jié)藥劑， 因?yàn)榧词故窃诓シN處理之后該植入物對(duì)于外科醫(yī)生來說仍然是容易操縱的。上文略述的方法步驟包括幾個(gè)現(xiàn)在將要說明的功能元件。這些功能元件 包括骨髓吸出物、多孔生物相容的可植入基質(zhì)以及優(yōu)選的凝結(jié)材料。下列的 這些功能元件的描述是用于制備本發(fā)明合成骨植入物的優(yōu)選的方法和裝置的 描述。應(yīng)該了解下列的這些描述只是作為舉例說明，而不是限制。骨髓吸出物包含血漿、有核祖細(xì)胞(祖細(xì)胞)、有核造血細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞 以及來自外周血的細(xì)胞，包括紅細(xì)胞和血小板。因?yàn)楣撬栉鑫锇庵苎?優(yōu)選地該吸出物被收集在包含抗凝劑的注射器中。適合的抗凝劑包括肝素、 檸檬酸鈉以及EDTA。優(yōu)選地，用在本發(fā)明的方法中的骨髓吸出物是從將要 接受植入物的患者(移植者)中獲得。次優(yōu)選地，骨髓吸出物可以從其它的 免疫相容的捐贈(zèng)人獲得。該基質(zhì)包括多孔、生物相容、可植入的基質(zhì)。優(yōu)選地，該基質(zhì)具有生物 活性表面。多孔生物相容的、可植入的移植基質(zhì)材料的實(shí)例具有包括由諸如 羥磷灰石或磷酸三鈣構(gòu)成的陶瓷的生物活性表面，以及脫鈣或礦化骨基質(zhì)。 其它適合的基質(zhì)材料包括諸如聚乳酸、聚羥基乙酸、遠(yuǎn)志酸、聚己內(nèi)酯、聚 氧化乙烯、聚環(huán)氧丙烷、聚砜、聚乙烯、以及聚丙烯的生物聚合物。此外其 它適合的基質(zhì)材料有采用或不采用交聯(lián)凈化的透明質(zhì)酸、生物玻璃以及膠原 質(zhì)。更優(yōu)選地，細(xì)胞粘附分子結(jié)合到基質(zhì)的表面上。術(shù)語"細(xì)胞粘附分子" 包括層粘連蛋白、纖維連接蛋白、玻連蛋白、血管細(xì)胞粘附分子(V-CAM)、 細(xì)胞間粘附分子(I-CAM)、肌糖蛋白、血小板反應(yīng)素、骨連接蛋白、骨橋蛋 白、骨唾液酸蛋白、膠原質(zhì)或任何其它的對(duì)促進(jìn)祖細(xì)胞選擇性粘附在基質(zhì)表 面有效的分子或成分。已發(fā)現(xiàn)一些上述的細(xì)胞粘附分子正向影響給予短的直接表面暴露時(shí)間的充間質(zhì)干細(xì)胞的早期粘附。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中間充 質(zhì)干細(xì)胞可以持續(xù)地流過表面，而無論那個(gè)表面是否被處理。尋求不管細(xì)胞 短暫暴露促進(jìn)這些特殊間充質(zhì)干細(xì)胞粘附的分子。優(yōu)選地，基質(zhì)具有足夠的孔以產(chǎn)生整個(gè)基質(zhì)表面面積的增長，使能夠相 對(duì)于具有相同外部尺寸的無孔固體有利于祖細(xì)胞粘附，且增長的越多越好。這種增長可以是，例如至少2倍、3倍、5倍、7倍或10倍的增長。整個(gè)表面 面積這種增長可以通過使用包含粉末、顆粒、纖維的一些混合的基質(zhì)或單一 多孔基質(zhì)塊來實(shí)現(xiàn)。該基質(zhì)可以是骨髓吸出物并且可選擇地為骨髓吸出物和 羥磷灰石或磷酸三鈣或膠原源性植骨與可選的包含已知抗感染或抗菌或生長 因子的試劑的結(jié)合。優(yōu)選地，用于祖細(xì)胞粘附的基質(zhì)中的孔的尺寸為大于20 um，越大的孔尺寸越好。例如為了方便祖細(xì)胞滲透穿過孔開口進(jìn)入到基質(zhì) 材料的孔隙體積，孔的尺寸可以為50、 100、 500或1000 "m，從而利用了孔 中額外的表面面積。這些微粒的尺寸使其能夠分散進(jìn)入用在關(guān)節(jié)造形術(shù)的大 多數(shù)多孔涂層假體的多孔結(jié)構(gòu)中。通常這些微粒應(yīng)當(dāng)縮減尺寸為小于1000 ii m，且越小的尺寸越好，這種微粒可以使用在本發(fā)明的方法和裝置中。特別適合的基質(zhì)材料包括離體礦化松質(zhì)骨節(jié)、礦化骨的粉末或顆粒、脫 鈣松質(zhì)骨節(jié)、脫鈣骨的粉末或顆粒、鹽酸胍萃取的礦化骨基質(zhì)、燒結(jié)皮質(zhì)或 多孔骨、位于加利福尼亞州92618歐文市技術(shù)驅(qū)動(dòng)路181號(hào)的Interpore國際 有限公司以商標(biāo)INTERPORE 500或INTERPORE20(f銷售的珊瑚羥基磷灰 石、諸如混合到由Zimmer銷售的植骨替代品0)11^01^丁@中的顆粒狀陶 瓷、諸如混合到由位于賓夕法尼亞州19355, Malvern, Great Valley Parkway 號(hào)的Orthovita有限公司銷售的植骨替代品\^0^@中的顆粒狀或塊狀陶瓷， 以及諸如由膠原制得的絲狀海綿。優(yōu)選的基質(zhì)由顆粒狀的骨材料和纖維狀的骨材料結(jié)合制備。顆粒狀的骨 材料優(yōu)選地源自松質(zhì)人骨，優(yōu)選地為例如來自人長骨遠(yuǎn)端的松質(zhì)骨。纖維狀 的骨材料優(yōu)選地源自皮質(zhì)骨。顆粒狀和纖維狀的骨材料都能夠從骨庫或隨意 地從移植者中獲得。當(dāng)從移植者中獲得時(shí)，在手術(shù)室中通過已知的骨處理方 法手術(shù)處理該骨細(xì)胞以符合所期望的顆粒狀和纖維狀骨的特性。提供的顆粒狀骨材料為塊狀、片狀或碎片狀形式，具有平均直徑的尺寸 在1-15優(yōu)選的為2-8mm范圍的同種異體多孔骨顆粒。最優(yōu)選地，提供的該纖維狀骨材料為長度至少5mm的同種異體脫鈣皮質(zhì)骨纖維，其長度更優(yōu)選地為 至少lcm、更優(yōu)選地為至少2cm、更優(yōu)選地為至少3cm、更優(yōu)選地為至少4cm、 最優(yōu)選地為至少5cm。提供的可選纖維狀骨材料為不同長度在5mm-2cm、 5mm-3cm、 5mm-4cm、 5mm-5cm、 5mm-15cm的范圍或其它的一些范圍的纖 維的混合物?？蛇x地，供給的纖維狀材料為柔性氈，例如由位于新澤西洲 07724， Eatontown ， James Way51號(hào)的Osteotech有限公司提供的 GRAFTONFLEX 。顆粒狀的骨材料可以是骨髓吸出物且可選擇地為骨髓吸 出物和輕磷灰石或磷酸三鈣或膠原源性植骨與可選的包含己知抗感染或抗菌 或生長因子的試劑的結(jié)合。這些微粒太大不能分散進(jìn)入用在關(guān)節(jié)造形術(shù)的大 多數(shù)多孔涂層假體的多孔結(jié)構(gòu)中。當(dāng)這些微粒能夠縮減尺寸到小于1000 um 時(shí)，這種微?？梢允褂迷诒景l(fā)明的方法和裝置中。以下列的方法將顆粒狀和纖維狀的骨材料結(jié)合形成優(yōu)選的合成基質(zhì)。骨 纖維，優(yōu)選的為具有上述長度的脫鈣皮質(zhì)骨纖維，與顆粒狀骨微粒按照下列 優(yōu)選的比例結(jié)合大約225、次優(yōu)選地為200-300、次優(yōu)選地為150-375、次 優(yōu)選地為100450、次優(yōu)選地為75-500、次優(yōu)選地為25-1000mg干重的脫鈣皮 質(zhì)骨纖維與大約IO、次優(yōu)選地為8-12、次優(yōu)選地為6-14、次優(yōu)選地為4-16、 次優(yōu)選地為2-18、次優(yōu)選地為l-25cc (毛體積)具有1-15優(yōu)選地為2-8mm平 均直徑的顆粒狀骨微粒結(jié)合。這些微粒太大不能分散進(jìn)入用在關(guān)節(jié)造形術(shù)的 大多數(shù)多孔涂層假體的多孔結(jié)構(gòu)中。當(dāng)這些微粒能夠縮減尺寸到小于1000 u m時(shí)，這種微?？梢允褂迷诒景l(fā)明的方法和裝置中。隨意地，脫鈣皮質(zhì)骨纖維能夠從包括這些纖維的柔性氈獲得。當(dāng)使用這 種氈時(shí)，首先用等滲溶液清洗掉可能存在的任何有毒或高滲材料，諸如甘油。 該氈然后被懸掛在生理鹽水或其它適合的等滲溶液中，以便分離個(gè)體骨纖維。 分離的骨纖維與顆粒狀骨材料按照下列的比例結(jié)合以形成優(yōu)選的合成基質(zhì) 一個(gè)氈上的具有2.5cmX5cmX大約2.5mm (原始體積為大約3.1cm3)的初始 尺寸的纖維配以大約10cc、次優(yōu)選地為8-12cc、次優(yōu)選地為6-14cc、次優(yōu)選 地為4-16cc (空間體積)的具有平均直徑為1-15、優(yōu)選地為2-8mm的顆粒狀 骨顆粒。該氈可以是骨髓吸出物且可選的為骨髓吸出物以及純化的磷酸鈣、 磷酸三鈣或膠原源性植骨與可選的包含已知抗感染或抗菌或生長因子的試劑 的結(jié)合。這些微粒太大不能分散進(jìn)入用在關(guān)節(jié)造形術(shù)的大多數(shù)多孔涂層假體的多孔結(jié)構(gòu)中。當(dāng)這些微粒能夠縮減尺寸到小于1000"m時(shí)，這種微粒可以 使用在本發(fā)明的方法和裝置中。應(yīng)當(dāng)注意當(dāng)需要不同尺寸的植入物時(shí)，依照本發(fā)明能夠以滿足上述的纖 維與顆粒骨比例制備不同尺寸的合成基質(zhì)。例如，(假定統(tǒng)一的容重)20cc顆 粒狀骨與450mg骨纖維結(jié)合以提供選的合成基質(zhì)。這些微粒太大不能分散進(jìn) 入用在關(guān)節(jié)造形術(shù)的大多數(shù)多孔涂層假體的多孔結(jié)構(gòu)中。當(dāng)這些微粒能夠縮 減尺寸到小于1000 " m時(shí)，這種微?？梢允褂迷诒景l(fā)明的方法和裝置中。不希望被任何特定的理論所束縛，由于一個(gè)或幾個(gè)下列的原因堅(jiān)信包含 骨髓凝塊可以改進(jìn)合成植骨的功效。首先，可能一些對(duì)于成功的骨愈合過程 重要的細(xì)胞沒有依附在移植基質(zhì)上，因此不對(duì)其在移植部位充分的濃縮(或 甚至可能被排除在外)會(huì)導(dǎo)致在那個(gè)部位愈合無效或效率低下。由凝固層疊 (下面進(jìn)一步解釋)引起的進(jìn)入血纖維蛋白的纖維蛋白原的聚合可以提供有 價(jià)值的補(bǔ)充基質(zhì)促進(jìn)細(xì)胞的附著和移動(dòng)，其對(duì)在移植部位的愈合反應(yīng)是重要 的。這種細(xì)胞包括遷移內(nèi)皮細(xì)胞，其增生擴(kuò)散以形成管狀結(jié)構(gòu)，該管狀結(jié)構(gòu) 是經(jīng)由血管生成的血管形成的重要前體。第二個(gè)可能是在移植部位形成凝塊的生理過程為那個(gè)部位的移植骨細(xì)胞 創(chuàng)造了改善的環(huán)境。特別地，不抗凝骨髓吸出物的凝結(jié)導(dǎo)致激活在那里包含 的血小板，導(dǎo)致血小板脫粒。血小板脫粒依次釋放可能在移植部位缺少的生 長因子以及促骨形成因子。在這一過程期間釋放幾種重要的生物活性因子， 包括血小板源性生長因子(PDGF)、表皮生長因子(EGF)、纖維生長因子 (FGFs)以及轉(zhuǎn)化生長因子e (TGF-beta)。另外，作為凝血酶的結(jié)果由纖維蛋白原形成的纖維基質(zhì)可以在緊接手術(shù) 后的時(shí)期內(nèi)在移植部位提供重要的穩(wěn)定性。此外，發(fā)生在移植物植入術(shù)后的 初階段的纖溶活性過程在移植物結(jié)合的早期階段為血管生成因子(例如本領(lǐng) 域所熟知的纖維蛋白裂解產(chǎn)物)提供額外的來源。據(jù)信在植入術(shù)之后在移植 部位因而產(chǎn)生的新生血管可以增強(qiáng)在該部位的新血管的構(gòu)成，為新植入的祖 細(xì)胞和其它對(duì)骨愈合和生長負(fù)責(zé)的細(xì)胞提供營養(yǎng)來源，從而加速愈合反應(yīng)?，F(xiàn)在參考圖12到15顯示了本發(fā)明另一實(shí)施例的器械500。器械500是 為了用于將生物混合物的，例如將包括干細(xì)胞26的生物混合物24施加到例 如圖2到6的整形外科植入物10的例如多孔表面19。整形外科植入物10也可以植入到例如髖部6的髖臼4的骨表面中?，F(xiàn)在參考圖15，顯示了器械500更多的細(xì)節(jié)。器械500包括具有第一表 面556的第一部件554。該器械還包括用于接納生物混合物24的連接器558。 連接器558可以連接到第一部件554的一部分上。器械500還包括可連接到 第一部件554上的第二部件560。第二部件560包括第一表面562。第一部件 554的第一表面556以及第二部件560的第一表面562限定了一個(gè)位于第一部 件554和第二部件560之間的腔564。人工假體植入物10可定位在腔564中。 器械500還可以包括連接第二部件562或成為其一部分的第二連接器568，第 二連接器568可以連接到推進(jìn)并流通生物混合物24的導(dǎo)管570上。導(dǎo)管570 同樣也連接到連接器558上。再參考圖12-13，器械500還包括用于容納一定量生物混合物24的裝置 566。裝置566連接到第一部件554的第一連接器558上。裝置556適用于允 許至少部分的生物混合物24從裝置566通過并進(jìn)入到腔564?，F(xiàn)在參考圖12顯示了器械500，其帶有的裝置566具有用于接納植入物 10的裝載站572。裝載站572可以隨意地包括用于在植入物10定位于裝載站 572中之后覆蓋植入物10的蓋子574。器械500還可以包括用于接納骨髓吸 出物23的第一端口 576，以及用于接納抗感染和抗菌成分混合物25的第二端 口 578。器械500的裝置566還可以包括活塞或把手580，其當(dāng)以箭頭581方 向移動(dòng)時(shí)引起生物混合物24流通穿過裝置566?，F(xiàn)在參考圖13，顯示了帶有裝置566以及第一部件554和第二部件560 的器械500。第一部件554適用于當(dāng)蓋子574升起時(shí)接納植入物510。以髖臼 杯的形式的植入物10由杯10的凹入表面而向下定位放置。第二部件560定 位于植入物10之上并且第一部件554和第二部件560限定了其間的腔564。 導(dǎo)管570通過利用例如泵582從第二部件560流通材料穿過植入物10的多孔 表面并進(jìn)入和經(jīng)過第一部件554。泵582通過活塞或把手580在箭頭581方向 上激活。現(xiàn)在參考圖16到20顯示了本發(fā)明另一實(shí)施例的器械600。器械600除 了更簡單且比較不貴外，形成為具有與圖12-15的器械500的類j以的功能。 器械600包括第一部件654，其類似于圖12-15的器械500的第一部件554。 器械600還包括第二部件660，其類似于圖12-15的器械500的第二部件560。第一部件654包括用于與植入物10協(xié)作的第一表面656。第一部件654 還包括用于接納為第一針形式的導(dǎo)管670的第一連接器658。第二部件660包括用于與人工假體元件10協(xié)作的第一表面662。第二部 件660可以包括用于與第二針671協(xié)作的第二連接器668。第一部件654可以以任意適合的方式與第二部件660協(xié)作從而在其間形 成腔664。為了簡化，如圖19和20所示，在第一部件654和第二部件660 之間形成樞紐684 。樞紐684允許第一部件654相對(duì)于第二部件660樞軸轉(zhuǎn)動(dòng) 以允許植入物10裝載到器械600中或從其中卸載。再參考圖16，如圖16所示器械600的裝置666可以為第一注射器688 和第二注射器690的形式。第一注射器688或第二注射器690可以充滿生物 混合物24。其它的注射器，例如充滿抗感染、抗菌或另外的混合物。例如如圖16所示，第一注射器688包括接納第一部件654的第一連接器 658的第一注射器連接器670。類似地第二注射器690包括接納第二部件660 的第二連接器668的第二注射器連接器671 。生物混合物24被裝載進(jìn)例如在第二注射器中形成的腔692中。通過推動(dòng) 第二把手696以箭頭694的方向推進(jìn)第二活塞695從而以箭頭694的方向推 進(jìn)生物混合物24。生物混合物24前進(jìn)經(jīng)過第二針671并且經(jīng)過第二連接器 668。緊接著，生物混合物24前進(jìn)進(jìn)入到腔664，經(jīng)過第一連接器658，經(jīng)過 第一注射器連接器670并進(jìn)入到第一注射器688形成的腔697中。一旦生物混合物24充滿第一注射器688形成的腔697，材料24返回到 第二注射器690。通過推動(dòng)第一注射器688的第一把手699以相反于箭頭694 的方向用第一注射器688的第一活塞698推進(jìn)材料24將這種材料24返回。通過向后和向前推動(dòng)活塞，生物混合物24可以多次穿過元件10以促成 流體分散到人工假體植入物的多孔表面中。現(xiàn)在參考圖21顯示了本發(fā)明另一實(shí)施例的方法700。方法700包括步驟702，其提供例如包括磷酸鈣、陶瓷、膠原源性支架、磷酸三鈣以及脫鈣骨基 質(zhì)的植骨材料。方法700還包括步驟704，其執(zhí)行包括生物刺激物和骨祖細(xì)胞 的骼骨壓制獲得物。方法700還包括步驟706，其添加諸如抗感染或抗菌的骨 促進(jìn)因子的長期成功添加劑。方法700還包括步驟708，其機(jī)械地混合包括內(nèi) 生長懸浮液的附加材料。濃縮有生物刺激物和骨祖細(xì)胞的生物層段基質(zhì)包含互連的孔隙以及生物活性。該方法還包括步驟710，其用本發(fā)明的自適應(yīng)藥筒 和器械分散內(nèi)生懸浮液到多孔金屬材料中。依照本發(fā)明并參考圖22，顯示了本發(fā)明另一實(shí)施例的用于提供關(guān)節(jié)造形 術(shù)的方法800。方法800包括提供具有多孔表面的人工假體元件的步驟802 以及提供用于圍繞該元件的夾具的步驟804。該夾具包括表面，該表面密切符 合于具有多孔表面的元件的第一部分的表面部分。夾具具有進(jìn)口和相對(duì)的出 □。方法800還包括提供包括干細(xì)胞的生物混合物的步驟806以及注射至少 部分該生物混合物進(jìn)入到夾具進(jìn)口的步驟808。方法800還包括朝著夾具出口 推進(jìn)生物混合物經(jīng)過元件的多孔表面的步驟810以及從夾具出口排出至少部 分生物混合物的步驟812。方法800還包括切除部分骨的步驟814以及植入人 工假體元件到骨上且至少部分多孔表面與骨接觸的步驟816。依照本發(fā)明并參考圖23，顯示了本發(fā)明另一實(shí)施例的用于緊固骨912以 形成鉸接關(guān)節(jié)914的人工假體植入物910。植入物910可以是具有多孔表面 913的元件911的形式。多孔表面913可以是例如羥基磷灰石被覆或 POROCOAf被覆的形式?？蛇x地，元件911可以是充分多孔且多孔表面 913為充分多孔元件911的一部分。例如，充分多孔元件911可以是均衡 鑄造泡沫金屬或類似的生物相容的、金屬承載的植入元件。植入物910 可以用于整個(gè)髖部、膝關(guān)節(jié)的置換或者是用于部分關(guān)節(jié)置換的元件。植 入物910例如可以施加到諸如在修補(bǔ)手術(shù)中使用的楔和增幅元件。如圖 23所示，植入物910為髖臼杯。圖23所示的植入物910可以在設(shè)備916中制備。設(shè)備916包括限定了用 于容納植入物910的腔920的容器918。容器918還適于包含包括干細(xì)胞923 的生物混合物922。容器918可以具有任意的形狀并可以由任意的材料制成， 只要是能夠容納植入物910并包含生物混合物922。容器918，如所示的，可 以包括底部924和蓋子926。密封件928可以用于緊固底部924到蓋子926 上并允許腔920保持高于周圍壓力的壓力。設(shè)備916包括泵形式的加壓裝置 930以提供高位壓力于腔920中。生物混合物流通系統(tǒng)932可以包括流體泵 934和流通生物混合物922經(jīng)過腔920的導(dǎo)管936。圖23中所示的植入物910可以通過以下的處理制備，其包括制備帶有多孔表面913的元件911以形成人工假體植入物910的步驟。該步驟包括放置 包括多孔表面913的人工假體植入物910于容器918的腔920中，并且引導(dǎo) 包括干細(xì)胞923的生物混合物922進(jìn)入到容器918的腔920中。該步驟還包 括用生物混合物922淹沒植入物910的多孔表面913以及用植入物910淹沒 在生物混合物922中來密封容器920。該步驟還包括使容器918的腔920的壓 力大于周圍壓力以促進(jìn)生物混合物922進(jìn)入到人工假體植入物910的多孔表 面913。制備元件911的步驟可以包括制備帶有充分多孔結(jié)構(gòu)的元件911的步驟， 該充分多孔結(jié)構(gòu)包括多孔表面913。該處理還可以包括在具有流體泵934和導(dǎo)管936的流通系統(tǒng)932中流通 生物混合物922的步驟。這種流通可以增強(qiáng)生物混合物922粘附在元件911 的多孔表面913上。導(dǎo)管936可以被定位使得該導(dǎo)管包括進(jìn)口 938和出口 940 從而可以戰(zhàn)略性地定位以引導(dǎo)生物混合物922以箭頭942的方向流動(dòng)經(jīng)過元 件911的多孔表面913。使容器918的腔920的壓力大于周圍壓力的步驟可以包括使腔920的壓 力大于1個(gè)大氣壓而小于5個(gè)大氣壓。制備帶有多孔表面913的元件911的步驟可以包括制備帶有羥基磷灰石 被覆的元件911。雖然通過施加在容器918中的壓力增強(qiáng)生物混合物922在元件911的多 孔表面913上的粘附，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到當(dāng)容器918的壓力不超出周圍環(huán)境壓力時(shí)， 生物混合物922可以粘附到元件911的多孔表面913上以形成植入物910。盡管詳細(xì)地描述了本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到育^多從中獲得的各種改變、 替代以及變更都不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于將生物混合物施加在被植入到骨表面上的人工假體植入物的多孔表面的器械，所述器械包括用于容納生物混合物的容器；以及用于圍繞元件的夾具，所述夾具包括表面，該表面與具有多孔表面的所述元件的所述第一部分的表面的一部分密切符合；所述夾具具有進(jìn)口和相對(duì)的出口；以及用于將來自容器的生物混合物推入夾具的進(jìn)口并離開夾具的出口的第一裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的器械，其特征在于，還包括用于容納一定量流 體材料的第二裝置，所述第二裝置連接到所述第二部件，所述第二裝置和所 述第二部件適用于允許至少一部分流體材料經(jīng)過裝置流到腔。
3. 如權(quán)禾腰求l所述的器械，其特征在于，所述第一裝置包括注射器。
4. 如權(quán)利要求1所述的器械，其特征在于，所述夾具包括第一部件和 樞轉(zhuǎn)連接到第一部件上的第二部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及成骨假體、相關(guān)器械和相關(guān)方法。本發(fā)明提供用于緊固到骨上以形成鉸接關(guān)節(jié)的人工假體植入物。該植入物由包括以下步驟的工藝過程來制備在元件上制備多孔表面以形成人工假體植入物，放置該包括多孔表面的人工假體植入物到密切符合植入物多孔表面的并且具有進(jìn)口和相對(duì)的出口夾具中，以及引導(dǎo)包括干細(xì)胞的生物混合物進(jìn)入進(jìn)口、穿過植入物的多孔表面并從出口離開以形成具有被覆了一部分生物混合物的多孔表面的人工假體植入物。
文檔編號(hào)A61F2/46GK101332135SQ20081021035
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者B·A·施尼德斯, D·R·埃加, D·R·小卡塞爾, K·帕蒂爾, R·V·岡拉帕利 申請(qǐng)人:德普伊產(chǎn)品公司