專利名稱：可膨脹骨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及可膨脹骨裝置，諸如但不限于用于椎體重建(椎體成形術(shù))的裝 置，諸如用于壓縮骨折(例如，胸和腰脊柱區(qū)域)的治療，或用于橫向或軸向偏移結(jié)構(gòu)(例 如，在脊柱中)的可膨脹骨裝置。
背景技術(shù)：
開發(fā)出了各種用于治療壓縮型骨折以及其它骨質(zhì)疏松和/或非骨質(zhì)疏松病癥的 儀器和方法。在一種方法中，可在要治療的骨中形成腔，接著將可充氣的氣囊狀裝置插入該 骨腔中。氣囊狀裝置的充氣膨脹導(dǎo)致將松質(zhì)骨和/或骨髓壓緊抵靠骨的內(nèi)皮質(zhì)壁，從而導(dǎo) 致骨腔的擴大和/或壓縮骨折的復(fù)位。然后將該氣囊狀裝置放氣并從骨腔中取出。有時諸 如異丁烯酸甲脂接合劑或合成骨替代物的生物相容填充材料被輸送到骨腔中，并允許設(shè)置 為硬化狀態(tài)以提供對骨的內(nèi)部結(jié)構(gòu)支撐。然而，已發(fā)現(xiàn)氣囊狀裝置的膨脹不容易控制。而是，當(dāng)對此氣囊狀裝置充氣時，膨 脹沿最小阻力的路徑發(fā)生。結(jié)果是，松質(zhì)骨的壓緊的方向和/或壓縮骨折的復(fù)位是不可控 的，并且膨脹在多個方向上并沿多個軸發(fā)生。此外，氣囊狀裝置的膨脹不保持處于其最初膨 脹狀態(tài)，而是隨時間變化。此外接合劑可能引發(fā)相鄰節(jié)段(level)中的新的骨折。Levy等人的美國專利6554833描述了一種用于穩(wěn)定骨的裝置，該裝置包括具有第 一和第二端部區(qū)域的管狀體，所述第一和第二端部區(qū)域在它們之間定義縱向軸。多個花鍵 (spline)從第一端部區(qū)域延伸，所述花鍵包括聯(lián)接到該第一端部區(qū)域的第一端以及遠(yuǎn)離該 第一端部區(qū)域布置的第二端，所述第二端能夠被從大體軸向塌縮的狀態(tài)引導(dǎo)到基本橫向膨 脹的狀態(tài)。多個支撐臂聯(lián)接到花鍵，而一致動器聯(lián)接到所述支撐臂，該致動器可相對于細(xì)長 體軸向移動，用于促使支撐臂將花鍵的第二端從塌縮狀態(tài)引導(dǎo)到膨脹狀態(tài)?？蛇x地，該裝置 包括另一組花鍵，該組花鍵從第二端部區(qū)域延伸或位于管狀體的中間區(qū)域處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種可膨脹骨裝置，在下文中進一步對該可膨脹骨裝置進行詳細(xì) 描述。本發(fā)明的可膨脹骨裝置可能在下文被描述為應(yīng)用于脊柱(例如，椎弓根、橫突或棘 突、椎間隙等)上，但要強調(diào)的是本發(fā)明不限于脊柱，而是可用于任何骨，諸如但不限于跟 骨、橈骨遠(yuǎn)端、上脛骨、手骨和骨骺。利用微創(chuàng)技術(shù)或開放手術(shù)，本發(fā)明可用于任何骨病、骨 不適或骨問題的治療，諸如但不限于骨折，的治療；由于骨質(zhì)疏松癥、內(nèi)分泌病、代謝病或腫 瘤性骨病導(dǎo)致的損傷或骨折的防止；AVN和損傷以及椎間盤疾病的治療。本發(fā)明可用作“腳 手架(scaffolding)”以支撐或操作骨結(jié)構(gòu)，諸如用于填充骨結(jié)構(gòu)(例如，利用接合劑、骨移 植物、骨替代物或骨膠原以及其它材料)，或在儀器使用期間用于變形的校正，并且依據(jù)所 用的手術(shù)可以留或可以不留在骨結(jié)構(gòu)中。因而根據(jù)本發(fā)明一實施例提供一種可膨脹骨裝置，該可膨脹骨裝置包括第一和 第二骨支撐元件；操縱器，所述操縱器布置在該第一骨支撐元件與第二骨支撐元件之間，并通過連桿構(gòu)件連接到該第一和第二骨支撐元件，該操縱器適于在塌縮取向與膨脹取向之間移動第一和第二骨支撐元件，其中在該塌縮取向中，第一和第二骨支撐元件被向著操縱器 牽弓I，而在該膨脹取向中，第一和第二骨支撐元件被遠(yuǎn)離操縱器的縱向軸向外移動；以及可 變形支撐件，所述可變形支撐件連接在該操縱器與第一和第二骨支撐元件之間，當(dāng)通過操 縱器從塌縮取向移動到膨脹取向時，所述可變形支撐件變形，并且反之亦然，其中在膨脹取 向中，可變形支撐件形成保持第一和第二骨支撐元件處于膨脹取向的結(jié)構(gòu)(其可以是或可 以不是剛性的)。該可膨脹骨裝置可包括如下非限制性特征中的一個或多個。例如，在膨脹取向中， 可變形支撐件對抗取向成與第一和第二骨支撐元件的骨支撐面相垂直的力，由此以保持第 一和第二骨支撐元件處于膨脹取向。當(dāng)通過操縱器從塌縮取向移動到膨脹取向時，可變形 支撐件經(jīng)過一個彈性不穩(wěn)定的階段，并且反之亦然。在塌縮取向與膨脹取向之間的整個移 動過程中，連桿構(gòu)件保持第一骨支撐元件與第二骨支撐元件之間的平行性。連桿構(gòu)件可鉸接到第一和第二骨支撐元件。操縱器可通過沿它的縱向軸線線性移 動或通過繞它的縱向軸旋擰，來在塌縮取向與膨脹取向之間移動第一和第二骨支撐元件。 第一和第二骨支撐元件的骨支撐面可以是平坦的和矩形的(或非矩形的)。


結(jié)合附圖，根據(jù)下文的詳細(xì)描述，將更加全面地理解和認(rèn)識本發(fā)明，在圖中圖1A、1B、1C、1D和IE分別是根據(jù)本發(fā)明一實施例構(gòu)造和實施的可膨脹骨裝置的 處于塌縮取向中的簡化側(cè)視圖、端視圖、頂視圖、剖面?zhèn)纫晥D和透視圖；圖2A、2B、2C、2D和2E分別是圖1A-1E的可膨脹骨裝置的處于膨脹取向中的簡化 側(cè)視圖、端視圖、頂視圖、剖面?zhèn)纫晥D和透視圖；圖3A、3B、3C、3D和3E分別是根據(jù)本發(fā)明另一實施例構(gòu)造和實施的可膨脹骨裝置 的處于塌縮取向中的簡化側(cè)視圖、頂視圖、端視圖、剖面?zhèn)纫晥D和透視圖；圖4A、4B、4C、4D和4E分別是圖3A-3E的可膨脹骨裝置的處于膨脹取向中的簡化 側(cè)視圖、頂視圖、端視圖、剖面?zhèn)纫晥D和透視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在對圖1A-1E和圖2A-2E進行參照，它們示出了根據(jù)本發(fā)明的一非限制性實施 例構(gòu)造和實施的可膨脹骨裝置10。在圖示的實施例中，可膨脹骨裝置10包括第一和第二骨支撐元件12和14。操縱 器16布置在第一骨支撐元件12與第二骨支撐元件14之間，并通過連桿構(gòu)件18連接到該 第一和第二骨支撐元件12和14?？膳蛎浌茄b置10可以，而非限制性地，由下述材料或下述材料的任意組合構(gòu)造 在醫(yī)學(xué)上安全的金屬(例如，不銹鋼、鈦或鈦合金、鈷-鉻或其它合金、形狀記憶合金，諸如 NITIN0L)；塑料，包括PEEK、可再吸收的材料和形狀記憶聚合物；或骨，諸如同種異體移植 物或骨的衍生物。為加強對骨結(jié)構(gòu)的粘附，第一和第二骨支撐元件12和14中的一個或多個可以是 不光滑的。另外或可替代地，第一和第二骨支撐元件12和14中的一個或多個可涂覆有加強與骨的粘附的材料，諸如但不限于羥磷灰石，或其它生物材料，諸如但不限于骨因子、二 膦酸鹽(byphosphonate)、抗生素或抗腫瘤藥物。在圖1A-2E所示的實施例中，支撐元件12 和14具有平坦和非矩形的骨支撐面24，骨支撐面24顯示為弓形的，但也可以是任何其它的 形狀和尺寸。
操縱器16能在塌縮取向(圖1A-1E)與膨脹取向(圖2A-2E)之間移動第一和第 二骨支撐元件12和14，在下文對其進行更詳細(xì)地描述。在該塌縮取向中，第一和第二骨支 撐元件12和14被向著操縱器16牽引。在該膨脹取向中，第一和第二骨支撐元件12和14 被遠(yuǎn)離操縱器16的縱向軸20向外移動。非限制性地，操縱器16可與參照美國專利6554833中的圖12-15D的實施例所顯 示和描述的致動器(也稱為細(xì)長控制構(gòu)件)相似，該專利通過參引合并于此。在圖示的實 施例中，操縱器16包括桿(例如，由不銹鋼或鈦合金或任意其它合適的金屬制成)，連桿構(gòu) 件18鉸接到該桿。在圖ID的情形中沿縱向軸20向左推動桿，致使連桿構(gòu)件18繞鉸接式 連接樞轉(zhuǎn)并向外擴展到圖2D中所示的位置。這是膨脹取向，在該膨脹取向中，第一和第二 骨支撐元件12和14彼此分開，并且在它們的行進中總是大體彼此平行。依據(jù)具體的應(yīng)用， 操縱器16能具有一些用于插入工具的附件或槽口，該插入工具能在不同的取向下操作。可變形支撐件22 (最好地在圖2A和2D中看到，但也可在圖IA中看到)連接在操 縱器16與第一和第二骨支撐元件12和14之間?？勺冃沃渭?2可以，而非限制性地，由 在醫(yī)學(xué)上安全的、彈性材料(例如，不銹鋼、鈦、鈷-鉻、諸如NITIN0L的形狀記憶合金、或其 它合金或聚合物)構(gòu)造。當(dāng)通過操縱器16從塌縮取向移動到膨脹取向時，可變形支撐件22 變形，并且反之亦然。在膨脹取向中，可變形支撐件22形成保持第一和第二骨支撐元件12 和14處于膨脹取向的剛性結(jié)構(gòu)。更具體地，在膨脹取向中，可變形支撐件22可對抗取向成 與第一和第二骨支撐元件12和14的骨支撐面24相垂直的力，由此以保持第一和第二骨支 撐元件12和14處于膨脹取向。當(dāng)通過操縱器16從塌縮取向移動到膨脹取向時，可變形支 撐件22經(jīng)過一個彈性不穩(wěn)定的階段(它們彎曲)，并且反之亦然。在塌縮取向與膨脹取向 之間的整個移動過程中，連桿構(gòu)件18保持第一骨支撐元件12與第二骨支撐元件14之間的 平行性?，F(xiàn)在對圖3A-3E和圖4A-4E進行參照，它們示出了根據(jù)本發(fā)明的一非限制性實施 例構(gòu)造和實施的可膨脹骨裝置30。在圖示的實施例中，可膨脹骨裝置30包括第一和第二骨支撐元件32和34。操縱 器36布置在第一骨支撐元件32與第二骨支撐元件34之間，并通過連桿構(gòu)件38連接到該 第一和第二骨支撐元件32和34。如上，為加強對骨結(jié)構(gòu)的粘附，第一和第二骨支撐元件32和34可以是不光滑的， 和/或涂覆有加強與骨的粘附的材料。在圖3A-4E所示的實施例中，支撐元件32和34具 有平坦和矩形的骨支撐面44，但骨支撐面44也可以是任何其它的形狀和尺寸。操縱器36能在塌縮取向(圖3A-3E)與膨脹取向(圖4A-4E)之間移動第一和第 二骨支撐元件32和34，在下文對其進行更詳細(xì)地描述。在該塌縮取向中，第一和第二骨支 撐元件32和34被向著操縱器36牽引。在該膨脹取向中，第一和第二骨支撐元件32和34 被遠(yuǎn)離操縱器36的縱向軸40向外移動。依據(jù)具體的應(yīng)用，操縱器36能具有一些用于插入 工具的附件或槽口，該插入工具能在不同的取向下操作。此外，操縱器36能具有帶有外螺紋的部分，所述外螺紋可允許操縱器36擰入與要擴展的骨結(jié)構(gòu)相鄰的骨結(jié)構(gòu)，例如骨皮層或椎弓根管，中。非限制性地，操縱器36可以是具有螺絲刀頭(例如，六角Allen頭或螺絲刀槽) 的螺桿，并且連桿構(gòu)件38鉸接到此桿。繞縱向軸40旋轉(zhuǎn)(旋擰)桿，致使連桿構(gòu)件38繞 鉸接式連接樞轉(zhuǎn)，并向外擴展到圖4D中所示的位置。這是膨脹取向，在該膨脹取向中，第一 和第二骨支撐元件32和34彼此分開并且在它們的行進中總是大體彼此平行?？勺冃沃渭?2 (最好地在圖4A和4D中看到，但也可在圖3B中看到)連接在操 縱器36與第一和第二骨支撐元件32和34之間。當(dāng)通過操縱器36從塌縮取向移動到膨脹 取向時，可變形支撐件42變形，并且反之亦然。在膨脹取向中，可變形支撐件42形成保持 第一和第二骨支撐元件32和34處于膨脹取向的剛性結(jié)構(gòu)。更具體地，在膨脹取向中，可變 形支撐件42可對抗取向成與第一和第二骨支撐元件32和34的骨支撐面44相垂直的力， 由此以保持第一和第二骨支撐元件32和34處于膨脹取向。當(dāng)通過操縱器36從塌縮取向 移動到膨脹取向時，可變形支撐件42經(jīng)過一個彈性不穩(wěn)定的階段(它們彎曲)，并且反之亦 然。在塌縮取向與膨脹取向之間的整個移動過程中，連桿構(gòu)件38保持第一骨支撐元件32與 第二骨支撐元件34之間的平行性。在此實施例中，連接器可用于將該裝置與另一裝置(與 第一裝置相同或不同的裝置)相連，以將該裝置(或該裝置與另一裝置的組合)錨固在同 一椎骨或相鄰椎骨中或在間隔的節(jié)段處。注意的是，依據(jù)醫(yī)學(xué)應(yīng)用，第一和第二骨支撐元件32和34 (當(dāng)然還有12和14)可 以是任意形狀和尺寸的。例如，代替平坦的，第一和第二骨支撐元件32和34的骨支撐面44 可以是U形或圓形的，以固定突起或其它解剖結(jié)構(gòu)。此外，多個開口能形成在第一和/或第 二骨支撐元件12、14、32和34中。操縱器36可鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢靡蕴岣吲蛎浳恢玫姆€(wěn)定 性。此外，當(dāng)每個節(jié)段使用一個或兩個骨支撐元件時，通過向這些骨支撐元件增添些 許彎曲，或向它們的一部分增添些許彎曲，利用該裝置能實現(xiàn)些許的脊柱彎曲校正。另一方 面，通過連桿構(gòu)件的非對稱長度，或骨支撐元件的彎曲與非對稱連桿構(gòu)件的組合，也能實現(xiàn) 些許彎曲，從而當(dāng)展開時，裝置能對脊柱后凸、脊柱前凸、脊柱側(cè)凸或其組合進行一定程度 的校正。要認(rèn)識的是為清晰起見而在分立的實施例的情境中描述的本發(fā)明的各種特征也 可在單個實施例中組合提供。相反，為簡潔起見而在單個實施例的情境中描述的本發(fā)明的 各種特征也可分開地或在任意合適的子組合中提供。
權(quán)利要求
一種可膨脹骨裝置，包括第一和第二骨支撐元件；操縱器，所述操縱器布置在所述第一骨支撐元件與所述第二骨支撐元件之間，并通過連桿構(gòu)件連接到所述第一和第二骨支撐元件，所述操縱器適于在塌縮取向與膨脹取向之間移動所述第一和第二骨支撐元件，其中在所述塌縮取向中，所述第一和第二骨支撐元件被向著所述操縱器牽引，而在所述膨脹取向中，所述第一和第二骨支撐元件被遠(yuǎn)離所述操縱器的縱向軸向外移動；以及可變形支撐件，所述可變形支撐件連接在所述操縱器與所述第一和第二骨支撐元件之間，當(dāng)通過所述操縱器從所述塌縮取向移動到所述膨脹取向時，所述可變形支撐件變形，并且反之亦然，其中在所述膨脹取向中，所述可變形支撐件形成保持所述第一和第二骨支撐元件處于所述膨脹取向的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可膨脹骨裝置，其中在所述膨脹取向中，所述可變形支撐件 對抗取向成與所述第一和第二骨支撐元件的骨支撐面相垂直的力，以保持所述第一和第二 骨支撐元件處于所述膨脹取向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可膨脹骨裝置，其中當(dāng)通過所述操縱器從所述塌縮取向移動 到所述膨脹取向時，所述可變形支撐件經(jīng)過一個彈性不穩(wěn)定的階段，并且反之亦然。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可膨脹骨裝置，其中在所述塌縮取向與所述膨脹取向之間的 整個移動過程中，所述連桿構(gòu)件保持所述第一骨支撐元件與所述第二骨支撐元件之間的平 行性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可膨脹骨裝置，其中所述連桿構(gòu)件鉸接到所述第一和第二骨 支撐元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可膨脹骨裝置，其中所述操縱器通過沿該操縱器的縱向軸線 線性移動，來在所述塌縮取向與所述膨脹取向之間移動所述第一和第二骨支撐元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可膨脹骨裝置，其中所述操縱器通過繞該操縱器的縱向軸旋 擰，來在所述塌縮取向與所述膨脹取向之間移動所述第一和第二骨支撐元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可膨脹骨裝置，其中所述第一和第二骨支撐元件的骨支撐面 是平坦的和矩形的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可膨脹骨裝置，其中所述第一和第二骨支撐元件的骨支撐面 是平坦的和非矩形的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可膨脹骨裝置，其中所述第一和第二骨支撐元件的骨支撐 面是不平坦的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可膨脹骨裝置，其中所述操縱器在所述膨脹位置被鎖定。
12.—種可膨脹骨裝置，包括第一和第二骨支撐元件；操縱器，所述操縱器布置在所述第一骨支撐元件與所述第二骨支撐元件之間，并通過 連桿構(gòu)件連接到所述第一和第二骨支撐元件，所述操縱器適于在塌縮取向與膨脹取向之間 移動所述第一和第二骨支撐元件，其中在所述塌縮取向中，所述第一和第二骨支撐元件被 向著所述操縱器牽引，而在所述膨脹取向中，所述第一和第二骨支撐元件被遠(yuǎn)離所述操縱 器的縱向軸向外移動；以及可變形支撐件，所述可變形支撐件連接在所述操縱器與所述第一和第二骨支撐元件之 間，當(dāng)通過所述操縱器從所述塌縮取向移動到所述膨脹取向時，所述可變形支撐件變形，并 且反之亦然，其中在所述膨脹取向中，所述可變形支撐件對抗取向成與所述第一和第二骨 支撐元件的骨支撐面相垂直的力，以保持所述第一和第二骨支撐元件處于所述膨脹取向， 并且其中當(dāng)通過所述操縱器從所述塌縮取向移動到所述膨脹取向時，所述可變形支撐件經(jīng) 過一個彈性不穩(wěn)定的階段，并且反之亦然，并且其中，在所述塌縮取向與所述膨脹取向之間 的整個移動過程中，所述連桿構(gòu)件保持所述第一骨支撐元件與所述第二骨支撐元件之間的 平行性。
全文摘要
一種可膨脹骨裝置包括第一和第二骨支撐元件(12，14)；操縱器(IS)，所述操縱器布置在該第一骨支撐元件與第二骨支撐元件之間，并通過連桿構(gòu)件(18)連接到該第一和第二骨支撐元件，該操縱器適于在塌縮取向與膨脹取向之間移動第一和第二骨支撐元件，其中在該塌縮取向中，第一和第二骨支撐元件被向著操縱器牽引，而在該膨脹取向中，第一和第二骨支撐元件被遠(yuǎn)離操縱器的縱向軸向外移動；以及可變形支撐件(22)，所述可變形支撐件(22)連接在該操縱器與第一和第二骨支撐元件之間，當(dāng)通過操縱器從塌縮取向移動到膨脹取向時，所述可變形支撐件變形，并且反之亦然，其中在膨脹取向中，可變形支撐件形成保持第一和第二骨支撐元件處于膨脹取向的結(jié)構(gòu)。
文檔編號A61F2/44GK101848686SQ200880107041
公開日2010年9月29日 申請日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月17日
發(fā)明者亞伊爾·斯帕尼爾, 埃亞爾·齊爾貝爾貝格, 拉斐爾·麥洛爾, 阿姆農(nóng)·亞丁, 馬克·M·萊維 申請人:擴張整形外科公司