專利名稱：椎間盤假體的制作方法
本文公開的發(fā)明涉及矯形方法及其裝置領(lǐng)域。具體地說，本發(fā)明涉及植入式修復(fù)術(shù)領(lǐng)域，更具體地說涉及用于修復(fù)椎間盤的方法和裝置。
椎間盤位于脊柱中相鄰的椎骨之間，可對脊柱以及施加在脊柱上的外力分配提供結(jié)構(gòu)上的支撐。椎間盤由三種主要部分組成軟骨端板、髓核以及纖維環(huán)。其中間部分--核髓相對較軟，呈凝膠狀，由大約70％至90％的水組成。它具有高蛋白聚糖內(nèi)容物，并含有大量的II型骨膠原和軟骨囊腫。髓核周圍是纖維環(huán)，該纖維環(huán)具有更堅硬的堅固性，并含有由大約40％的I型膠原、60％的II型膠原以及纖維細(xì)胞組成的有機纖維性網(wǎng)。該纖維環(huán)用于向椎間盤提供外圍的機械支撐，提供扭轉(zhuǎn)阻力，并在抵抗其流體靜壓時具有更軟的核部。
但是，椎間盤易于受到很多傷害。在髓核開始透過纖維環(huán)內(nèi)的孔突出時，會發(fā)生椎間盤突出，經(jīng)常達(dá)到突出的物質(zhì)侵害脊柱內(nèi)的神經(jīng)根的程度。纖維環(huán)的后部和后側(cè)部最容易變薄或突出，從而更容易受到由于椎間盤上的垂直壓力而產(chǎn)生的傷害。許多用于椎間盤損傷的治療方法涉及到髓核假體或椎間盤墊片的應(yīng)用。本領(lǐng)域已知有各種髓核修復(fù)植入物。例如，Bao等人的美國專利US5047055教導(dǎo)了一種可膨脹水凝膠修復(fù)髓核。本領(lǐng)域還有其它公知的裝置，如椎間盤墊片，在脊柱之間使用楔子，以降低由脊柱施加在椎間盤上的壓力。本領(lǐng)域還公知有采用脊柱融合的椎間盤植入物，如Brantigan的美國專利US5425772和US4834757所教導(dǎo)的內(nèi)容。
本領(lǐng)域還有其它方法，即直接替換所有的椎間盤，如使用由Sulzer提出的空心柱。其BAKInterbody Fusion System涉及植入到兩個或多個脊柱之間的空心螺紋圓柱的應(yīng)用。植入物由骨移植物包裹起來，以利于脊柱骨的生長。在鄰接脊椎穿過和環(huán)繞植入物一起生長時可發(fā)生融合，從而導(dǎo)致穩(wěn)定。
目前還公開有其它試圖用于椎間盤修復(fù)的裝置和/或方法，但是沒有發(fā)現(xiàn)進一步的根本改進，更說不上商業(yè)化應(yīng)用了。參見諸如Garcia(法國申請FR2639823)和Milner等人(國際專利申請WO9531984)的申請。這兩件申請的說明書在一些重要方面彼此不同，也與下面描述的方法不同。例如，兩個說明書都沒有想到，更不用說建議采用下列方式了，即可以或應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎地控制所傳輸?shù)牟牧系臄?shù)量，以在椎間盤空隙內(nèi)達(dá)到理想的壓力。兩個說明書也都沒有想到或建議，在向椎間盤空隙傳輸生物材料的過程中，能夠分流正在固化的生物材料的初始部分。
本申請人曾描述過如運用最小創(chuàng)傷技術(shù)由可傳輸?shù)牟⒃谠还袒纳锊牧闲纬傻男迯?fù)植入物。例如，參見本申請人的美國專利US5556429和已公開的國際申請WO95/30388。尤其是已公開的申請人的國際申請WO97/16847和申請日為1997年11月14日的國際申請PCT/US97/20874(每一申請所公開的內(nèi)容在本文被參考引用)進一步描述了壓在椎間盤空隙內(nèi)部修復(fù)髓核的結(jié)構(gòu)由下面所述的方法形成，該方法例如包括如下步驟，即將一癟縮的模具裝置(在一優(yōu)選實施例中表述為“氣囊”)，該套管本身由一環(huán)形套筒內(nèi)的一個開孔定位，并且利用適用于在原位固化的流動性生物材料填充氣囊，從而提供一永久椎間盤替代物。為了進一步改進和評價先前所述的方法和系統(tǒng)，很顯然需要各方面的進一步改進，如在手術(shù)過程中可使醫(yī)生能夠確定和獲得適當(dāng)?shù)淖甸g盤撐張壓力，從而可使醫(yī)生把所需數(shù)量的生物材料可控制地、有效地傳輸?shù)綒饽摇?br> 本發(fā)明所提供的系統(tǒng)包括一裝置(依次包括各種特有的部件)和在原位置可固化的生物材料，同時本發(fā)明還提供有關(guān)的一個方法，以便通過傳輸在原位固化的生物材料來修復(fù)(如進行全部或部分替換)椎間盤。該系統(tǒng)可用于植入一個修復(fù)的整個椎間盤，或者以下述方式植入一個修復(fù)的椎間盤髓核，即基本上無損傷地除去椎間盤周圍的組織。在一最佳實施例中，該方法包括如下步驟預(yù)備、插入和定位一裝置，該裝置包括一在椎間盤空隙內(nèi)可膨脹的氣囊。一旦定位，該氣囊就充滿可固化的生物材料，直到氣囊膨脹到理想的體積和尺寸，隨后使這些生物材料在原位置充分固化，形成具有理想幾何形狀和尺寸的最終假體，以基本上提供或者修復(fù)成一種理想的椎間盤骨骼結(jié)構(gòu)和功能。可以選擇的，并且優(yōu)選的是，本發(fā)明所述的系統(tǒng)適用于最小創(chuàng)傷的治療中。
在各種優(yōu)選實施例中，本發(fā)明所述的方法和裝置在上述各種方法的基礎(chǔ)上提出了多種改進，如該裝置可使醫(yī)生判斷出生物材料傳輸?shù)暮线m結(jié)束點(如通過控制骨撐張和/或生物材料傳輸壓力)，并依次向氣囊傳輸一所需(如預(yù)定的)量的生物材料，從而可獲得改進的聚合物固化特性和植入特性。
在一優(yōu)選實施例中，生物材料傳輸壓力本身用于判斷結(jié)束點。這樣的系統(tǒng)包括一用于在原位置形成椎間盤假體的裝置，該裝置包括a)一適于定位在椎間盤內(nèi)部的癟縮氣囊(如可伸展性的或不可伸展性的)，從而在充滿和填充生物材料時可提供一個或更多個外部組織接觸面和一個或多個由相應(yīng)的內(nèi)部表面形成的內(nèi)部腔室，其中的至少一個內(nèi)部腔室可用于容納可固化的生物材料；b)第一和第二腔管，每一腔管都設(shè)有近端和遠(yuǎn)端，每一腔管的近端(即患者端)耦合起來，或者適用于耦合，與氣囊的內(nèi)部腔室保持流體和/或氣體聯(lián)系；c)優(yōu)選包括一流體控制閥的一個或多個管接頭，該管接頭與第一腔管連接，適用于可操作和可控制地連接，并保持第一腔管的遠(yuǎn)端和流動性生物材料的傳輸裝置之間的流體聯(lián)系；以及d)一個或多個與第二腔管連接的管接頭，該管接頭在氣囊填充過程中可操作和可控制地影響氣囊內(nèi)部流體和/或氣體的壓力。
另外，特別是在用于整個椎間盤的替換中，本發(fā)明所述的系統(tǒng)進一步包括端板和與這種裝置結(jié)合的固定部件。氣囊材料既可以是基本上可伸展的，這樣在其膨脹過程中氣囊也可展開，也可以是在涉及其應(yīng)用的情況下(特別是受壓下)基本上不可伸展的。
與本發(fā)明相應(yīng)的系統(tǒng)還包括a)一個或多個本文所述類型的裝置，b)一個或多個生物材料源，至少一個材料源包括適于混合并被傳輸?shù)窖b置的氣囊部分的多個組分，以便在椎間盤空隙內(nèi)在原位進行固化；以及c)一個或多個相應(yīng)的生物材料傳輸裝置，每一裝置都適用于混合生物材料的多個組分并把正在固化的生物材料傳輸?shù)綒饽也糠值那皇覂?nèi)。
在這種優(yōu)選實施例中，系統(tǒng)還可包括各種附加部件，包括一適于為外科醫(yī)生提供指示生物材料傳輸?shù)倪m當(dāng)端點的端點監(jiān)視器。例如，在一優(yōu)選實施例中，端點監(jiān)視器包括一與裝置的腔管(優(yōu)選為第一腔管)連接的壓力監(jiān)視器，該壓力監(jiān)視器用于通過檢測由椎間盤空隙內(nèi)生物材料的傳輸所產(chǎn)生的撐張壓力來檢測和/或判斷適當(dāng)?shù)亩它c。
在這種實施例中，該系統(tǒng)包括適用于通過監(jiān)視人體外部的生物材料的典型采樣而判斷氣囊內(nèi)部正在傳輸?shù)纳锊牧蠅毫Φ膲毫ΡO(jiān)視部件。在一特別優(yōu)選的實施例中，申請人建議嘗試在下列復(fù)雜條件下準(zhǔn)確判斷壓力的問題即第一，雖然在距氣囊本身較遠(yuǎn)的部位(如人體外的生物材料通路)仍可以某種方式表示氣囊內(nèi)部的壓力；第二，迅速、準(zhǔn)確和基本實時地在系統(tǒng)內(nèi)讀數(shù)，在該系統(tǒng)內(nèi)生物材料不但繼續(xù)固化，而且以不同速度和在系統(tǒng)內(nèi)不同的點固化(如根據(jù)這些點和生物材料組分初步固化之間的時間和距離)。在一實施例中，申請人利用獨特的結(jié)構(gòu)并使用諸如目前所述的壓力表和/或傳感器解決了這些問題。
生物材料傳輸端點監(jiān)視器是以參數(shù)或者還有傳輸或撐張壓力為基礎(chǔ)的，而不是以既可單獨使用也可彼此結(jié)合使用的其它參數(shù)為基礎(chǔ)的。例如，這種端點監(jiān)視器以生物材料傳輸?shù)捏w積和/或用于測量和/或觀察(如利用C臂或互操作性MRI)所達(dá)到的撐張程度的部件為基礎(chǔ)。
另外，除端點監(jiān)視器之外，該系統(tǒng)還可包括用于分流生物材料傳輸裝置和氣囊之間的生物材料的管接頭。這種管接頭可與裝置的例如第一腔管連接，以便既可分流生物材料的初始部分，也可和/或在另一方向上通過再控制(如分流)流向而終止把生物材料從傳輸裝置流向氣囊。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種可固化的聚氨酯合成物形式的生物材料，該合成物包括能夠進行滅菌處理或消毒、穩(wěn)定儲藏以及在使用時混合的多種組分，從而可提供一種可流動的合成物并進行初步固化，該組分包括(1)準(zhǔn)預(yù)聚合物成分，包括由一種或多種多元醇(如聚醚或聚碳酸酯多元醇)反應(yīng)而生成的生成物以及一種或多種二異氰酸鹽，并且還可以選擇有疏水性添加劑，以及(2)固化成分，包括一種或多種多元醇、一種或多種擴鏈劑、一種或多種催化劑，并且還可以選擇有其它諸如抗氧化劑之類的成分和染料。混合時，合成物可充分流動，以使其傳輸?shù)饺梭w，并在生理條件下完全固化。成分的組分優(yōu)選本身可流動，或者表現(xiàn)出具有足夠的流動性，以便于它們的混合和使用。
本發(fā)明的其它方面涉及到提供一種椎間盤或髓核假體。在一特別優(yōu)選的實施例中，該方法包括如下步驟a)準(zhǔn)備和進入椎間盤i)獲得進入椎間盤的入口；ii)通過從椎間盤清除損傷的或患病的組織，如進行椎間盤切除而形成一空隙；iii)提供一包括一裝置的本發(fā)明所述的系統(tǒng)，該裝置包括一可膨脹的氣囊部分，還可以選擇包括端板或其它用于把氣囊保持在其理想位置的適當(dāng)部件，以及一個或多個生物材料傳輸裝置和相應(yīng)的生物材料源；iv)例如通過使用一套管把裝置的可膨脹氣囊部件插入所形成的椎間盤空隙(如插入椎間盤的髓核部分)內(nèi)，該套管以壓緊形式在其近端部分內(nèi)部容納該氣囊，而且優(yōu)選提供一適用于固定到椎間盤空隙內(nèi)的組織上的近端；v)例如，通過把套管固定在椎間盤空隙內(nèi)、并抽回插入空隙內(nèi)的套管和/或優(yōu)選采樣下列方式或在下列條件下，即適于使氣囊本身--至少部分地與可利用空隙一致的形式展開壓緊的氣囊，從而把氣囊插入和定位在空隙內(nèi)；b)通過下述方式傳輸生物材料i)對氣囊抽真空，同時與封閉位置的生物材料保持流體上的聯(lián)系；ii)混合多種生物材料組分，以進行初步固化，并優(yōu)選在分流混合的生物材料的初始部分之后，用混合的、可固化的并且仍可流動的生物材料填充氣囊；iii)使生物材料在氣囊內(nèi)膨脹(也可以選擇擴張)并完全固化形成假體，可通過在整個過程中控制裝置內(nèi)生物材料的流體壓力來進行氣囊的填充和展開以及生物材料的固化，或者優(yōu)先選擇在一段時間期間內(nèi)，采用足夠的壓力，全部或部分地實現(xiàn)和/或保持椎間盤的撐張；以及c)從手術(shù)部位拆除系統(tǒng)的不需要的部分和部件，如切斷或拆除延伸到椎間盤部位或套管之外的裝置部分。
因此，生物材料傳輸裝置把可流動、可固化的生物材料傳輸?shù)降谝磺还?，進而填充氣囊，并迫使空氣和超量的生物材料通過第二腔管流出?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)流出第二腔管的流體的流量和/或流速，并結(jié)合利用流體控制閥控制流體入口壓力的大小和控制從傳輸裝置排出生物材料施加的力，從而控制套管和氣囊內(nèi)的流體壓力。
本發(fā)明還包括一包含本發(fā)明所述的系統(tǒng)和進一步包括生物材料源和生物材料傳輸裝置的成套組件。該成套組件可進一步包括一套管插入導(dǎo)絲，以及一便于椎間盤組織修復(fù)的裝置(如申請人的美國專利US09/086848所教導(dǎo)的一套管栓塞，其公開的內(nèi)容被本文參考引用)。
本發(fā)明還包括一使用本發(fā)明所述的裝置、系統(tǒng)和方法在原位形成的假體。在一實施例中，該假體設(shè)在套管內(nèi)部，并與椎間盤的自然或增加的(如修復(fù)的)端板相對。在另一實施例中，假體以基本上替換自然纖維環(huán)的結(jié)構(gòu)方式設(shè)置，并有選擇地包括一個或多個固定到自然骨或與自然骨相對的修復(fù)端板部件。
本發(fā)明包括一采用在原位可固化生物材料來修復(fù)椎間盤的系統(tǒng)和采用該系統(tǒng)的方法，其中所述系統(tǒng)包括裝置和生物材料。本發(fā)明可用于在植入一修復(fù)的髓核同時基本上無傷的除去椎間盤周圍的組織。在一可供選擇的實施例中，本發(fā)明可用于替換整個椎間盤?？梢赃x擇的是(也是最佳選擇)，本發(fā)明所述的系統(tǒng)用于最小創(chuàng)傷的治療中。
附圖簡要說明

圖1示出了包括有在椎間盤替換中使用的氣囊腔室和生物材料輸送導(dǎo)管的模具裝置的頂部平面圖。
圖2示出了圖1中的裝置，該裝置的氣囊設(shè)有以癟縮形式包含在一外護套中，以適用于插入和定位在椎間盤空間內(nèi)部。
圖3表示一軸柄，該軸柄用于通過在可固化聚合物的合適溶液中覆蓋該軸柄端部而形成圖1中所示的氣囊。
圖4表示在圖3中所示的軸柄上所形成的氣囊。
圖5表示在椎間盤空隙內(nèi)和利用生物材料填充的過程中定位的圖1中所示的氣囊。
圖6是一流體回路方框圖，表示本發(fā)明的一個優(yōu)選系統(tǒng)的實施例。
圖7也表示圖6中所示的一回路方框圖，但是包括了某些壓力監(jiān)視器部件。
圖8表示本發(fā)明所示裝置的一優(yōu)選實施例。
圖9表示一氣囊的分離示意圖和圖8中所示裝置的有關(guān)腔管部件。
圖10a和10b表示在其各自的未展開和展開部位設(shè)有氣囊的套管的近端。
圖11表示位于脊柱中間的在原位可固化的椎間盤植入物的側(cè)視圖。
圖12表示帶有設(shè)在脊柱體上的錨固點的脊柱之間的椎間盤植入物的側(cè)視圖。
圖13表示使用骨螺釘已固定在脊柱體上的端板之間的椎間盤植入物的側(cè)視圖。
圖14表示使用設(shè)于端板外表面上的突峰已固定到脊柱體的端板之間的椎間盤植入物的側(cè)視圖。
下面參照附圖，特別是圖1至5說明用于椎間盤修復(fù)的一種可膨脹裝置。圖1中，所示出的裝置10的特定部件上設(shè)有氣囊部分12和生物材料導(dǎo)管14。選取氣囊尺寸，使之可放入隨后進行椎間盤切除術(shù)的纖維環(huán)殼內(nèi)，并且該氣囊充有生物材料，從而進行椎間盤置換。
在所示的具體實施例中，導(dǎo)管14包括一排氣系統(tǒng)16，該排氣系統(tǒng)包括空氣通路18，該通路從沿導(dǎo)管的一遠(yuǎn)端穿入，插入并穿過導(dǎo)管壁20，從而沿導(dǎo)管的內(nèi)部穿過?？諝馔?8終止于在氣囊12的遠(yuǎn)端或靠近該遠(yuǎn)端的點。該點可用于提供帶壓力的氣體或其它流體如為了對氣囊定位和/或使關(guān)節(jié)撐張，并可在氣囊充有生物材料時有選擇地用于排放氣囊內(nèi)的氣體(如空氣)。如圖所示，空氣通路18優(yōu)選設(shè)有一個或多個設(shè)于氣囊內(nèi)部的排氣孔，從而通過提高氣囊內(nèi)部的排氣而促進生物材料的傳輸。包括空氣通路的導(dǎo)管14在端點24或靠近該端點處與氣囊部分開。在端點24處導(dǎo)管連接到氣囊壁上或穿過該壁。在此結(jié)構(gòu)形式中，可在生物材料固化的同時或之后拆下導(dǎo)管。
如圖2所示，氣囊優(yōu)選設(shè)置為癟縮的形式或者卷在護套26內(nèi)，該護套可縮入切口部位的纖維環(huán)中或者部分地插入纖維環(huán)切口中，引導(dǎo)氣囊插入椎間盤間隙。護套26、導(dǎo)管14以及空氣通路18都可由可實現(xiàn)這種目的的通用材料，如尼龍導(dǎo)管制備而成，并可適當(dāng)?shù)卦O(shè)計尺寸，以實現(xiàn)各自的功能。例如，導(dǎo)管部分14的長度根據(jù)手術(shù)的入口和技術(shù)條件可優(yōu)選為大約10cm至大約70cm，其外徑更優(yōu)選為大約0.3cm至大約0.7cm。與此相對照，空氣通路18的外徑一般為大約1mm至3mm，在導(dǎo)管的近端有足夠的長度可延長大約2cm至大約4cm。接下來，氣囊一旦充滿生物材料時，其最長尺寸一般為大約1.5cm至大約6cm，其寬度為大約1cm至大約4cm，高度為大約0.5cm至大約1.5cm。生物材料導(dǎo)管14和空氣通路18都優(yōu)選設(shè)有控制調(diào)整閥28和30，以便分別調(diào)節(jié)二者之間的生物材料和流體的流量。
空氣通路18可優(yōu)選這樣設(shè)置，即使其終止于與氣囊接觸或靠近氣囊的端點，即使其不能伸入氣囊本體內(nèi)。在此結(jié)構(gòu)方式中可以發(fā)現(xiàn)氣囊仍能足夠地排空，從而在某種意義上避免了需要使空氣通路的遠(yuǎn)端部分永久被包圍在植入物內(nèi)部已固化的生物材料中。
在一相關(guān)的實施例中，模具裝置或者設(shè)有或適用于這種模具裝置的成套組件可包括用于把氣囊設(shè)于原位的裝置。導(dǎo)絲可設(shè)計成外形大致呈延伸但未填充的氣囊的彎曲狀，并設(shè)有定向平面，以便既能促進氣囊的放置，又能為填充之前已就位的氣囊提供外圍輪廓。之后，在傳輸生物材料和排出空氣之前可從該部位取下導(dǎo)絲。使用與生物材料導(dǎo)絲連接并設(shè)于外部的空氣通路時采用這種結(jié)構(gòu)形式的導(dǎo)絲特別有好處。如可放置成本身穿過傳輸導(dǎo)管，或最好可穿過空氣通路終止于或靠近與氣囊接觸的點的血管導(dǎo)絲形式的裝置。
為了便于護套內(nèi)的癟縮氣囊的放置，本發(fā)明也可以選擇進一步設(shè)有一支桿，如塑料芯材料或者金屬絲，其大小可放置在氣囊內(nèi)，優(yōu)選通過導(dǎo)管拉伸支桿。一旦就位，就通過空氣通路把氣囊抽成真空，使氣囊環(huán)繞支桿癟縮。同時，氣囊也可被扭曲，或者相反設(shè)置成所需形狀，以便在后來充氣或者填充生物材料時便于形成特定的理想的展開形狀。如果用戶具有或者被提供有適當(dāng)?shù)恼婵赵?，這種結(jié)構(gòu)的氣囊癟縮步驟可在任何適當(dāng)?shù)臅r間完成，包括在使用之前的合理時間。在具體實施例中，剛好在使用之前癟縮氣囊比較理想，如當(dāng)采用癟縮的形式來擴充存儲量的過程中使用易于粘結(jié)在一起或者失去結(jié)構(gòu)整體性的氣囊材料時，這樣做較為理想。也可以這樣選擇，這種氣囊材料設(shè)有適當(dāng)?shù)谋砻嫱繉樱缫环N共價或非共價的結(jié)合聚合涂層，以便提高表面的潤滑性，從而使所接觸的氣囊表面相互粘合的可能性降到最低程度。
下面根據(jù)各種輔助的和任選的實施例和與本發(fā)明的示例性系統(tǒng)(包括裝置有關(guān)的特征來對圖6-11進行描述。圖6是一流體回路框圖，表示根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選系統(tǒng)所述的實施例。可以看出，該系統(tǒng)包括一氣囊部件102以及一生物材料源和用于在傳輸和使用時混合多種生物材料成分的靜態(tài)混合器106。如圖所示的回路還包括一真空源108和連接腔管110，還有流體壓力監(jiān)視儀112和排空通路114。通過使用三通控制閥116控制各種功能的實現(xiàn)，這些功能可用于在控制和/或監(jiān)視流往氣囊的生物材料的壓力和流量的過程中使用各種腔管。
接下來，圖7表示圖6中所述的回路框圖，但是包括有壓力監(jiān)視儀的某些部件，包括壓力計120、設(shè)有入口124和出口126的流體導(dǎo)管122以及單向閥128。
圖8表示本發(fā)明所述裝置的一優(yōu)選實施例，其中氣囊102(示出了其展開狀態(tài))連接在套管130的近端(即患者端)，該套管包括在其內(nèi)部設(shè)置的一生物材料傳輸腔管109和真空腔管110，該真空腔管設(shè)有用于連接到適當(dāng)?shù)恼婵赵?未示出)的遠(yuǎn)端管接頭134。一生物材料源104也連接在該裝置的一遠(yuǎn)端，該生物材料源為兩部分式注射器塞子104。所述遠(yuǎn)端還連接有其內(nèi)具有多個混合器部件132的靜態(tài)混合器通路106。流經(jīng)該裝置的生物材料的流量由控制閥116控制，該控制閥可控制流體在排空通路(圖7中的114)和圖7中的傳輸通路109之間的流動。
圖中還示出了一種壓力監(jiān)視器形式的端點監(jiān)視器，該壓力監(jiān)視器適于遠(yuǎn)程但有效地顯示出氣囊內(nèi)的生物材料傳輸壓力(并且進一步說為撐張壓力)。壓力監(jiān)視器包括一個壓力計120和一個傳送流體導(dǎo)管122，這兩個部件均包括入口124和出口126以及一個單向閥128。
圖9表示氣囊的一個分離示意圖以及圖8中所示的有關(guān)腔管部件，其中所示的氣囊102與套管130的近端連接，該套管依次包括真空腔管110(此處，即一位于套管內(nèi)部的獨立的并大體上較細(xì)的管)和生物材料傳輸腔管109(即位于套管本體內(nèi)的其余腔管)。圖中還示出了將在下面說明的一可伸縮護套131，該護套用于罩住氣囊并在氣囊定位過程中把該裝置任意地固定到組織上。可以看出，在該具體的優(yōu)選實施例中，真空腔管的近端部在端點136處，該端點基本上遠(yuǎn)離連接套管的氣囊端點138。圖中還示出了一用于把該部件連接到三通閥116上的管接頭138以及用于把真空管連接到真空源上的另一管接頭140。真空管110的遠(yuǎn)端在膠管管頭142處與其套管內(nèi)的位置分開，以便使該遠(yuǎn)端向各個位置移動，包括移出手術(shù)部位，而氣囊和其余套管仍保持在原位置。
圖10a和10b示出了套管的具有氣囊的近端，其中氣囊分別位于未展開和展開的位置。套管的近端以適當(dāng)方式設(shè)置(此處設(shè)有凹槽142)，從而在引入和定位氣囊的過程中，使近端的部位和/或附件固定到自然組織上。凹槽部最初在結(jié)構(gòu)緊湊的情況下設(shè)置(圖10a)，并通過展開在此穿過的氣囊而使其張開。圖11至14表示用于整個椎間盤修復(fù)的各種端板設(shè)計的使用狀態(tài)側(cè)視圖，下面將更詳細(xì)地對此進行描述。
本發(fā)明所述的系統(tǒng)包括一用于原位進行整個椎間盤或髓核椎間盤修復(fù)的裝置。本發(fā)明所述的裝置包括一個或多個適用于提供一外部組織接觸表面和一由內(nèi)表面構(gòu)成。內(nèi)部腔室的可膨脹氣囊(在本文中有時也稱作“模具”或者“模具腔室”)，該內(nèi)部腔室適用于容納可固化的生物材料。
優(yōu)選的氣囊具有諸如延伸性和強度等參數(shù)的最優(yōu)化組合。一般說來，無或者低延伸性(基本上也無可伸展性)的材料，如聚乙烯和聚酯，具有較高的強度。具有高強度的無可伸展性氣囊的優(yōu)點是能夠經(jīng)得起注射壓力，在氣囊膨脹期間，如果在纖維環(huán)上沒有施加太大的壓力，還可保持預(yù)定的容積和形狀。在此方面，氣囊基本上無可伸展性，但是很有剛性，可用于在傳輸生物材料時，借助于生物材料傳輸壓力使椎間盤間隙撐張。使用無可伸展性氣囊的缺點之一包括可能難于使氣囊的尺寸和形狀與腔室的尺寸和形狀一致。
也可以選擇(而且是最佳選擇)延伸性非常強的材料(同樣也增加了可伸展性)來作氣囊材料。在氣囊材料內(nèi)使用彈性材料或把彈性材料作為氣囊材料使用的優(yōu)點包括在填充的氣囊和椎間盤腔室之間具有較好的符合度，從而更好的向纖維環(huán)分布壓力。用于制備本發(fā)明的氣囊的可伸展性材料的實例包括諸如可鑄性熱塑聚氨酯類的嵌段共聚物、可以使用的商標(biāo)名為CARBOTHANE(Thermedics)ESTANE(Goodrich)、PELLETHANE(Dow)、TEXIN(Bayer)、Roylar(Uniroyal)以及ELASTOTHANE(Thioco1)，還有可鑄性線性聚氨酯尿素，例如可使用的商標(biāo)名為CHRONOFLEX AR(Cardiotech)、BIONATE(Polymer Technology Group)以及BIOMER(Thoratec)的材料。
優(yōu)選的可伸展性聚合物可具有諸如靜態(tài)和動態(tài)下的延伸性和拉伸強度、拉伸模量、延展性、穩(wěn)定性和耐用性、可伸展性、多孔性以及開放性等參數(shù)的最優(yōu)化組合。通常參見M.Szycher，J.Biomater.Appl.的“聚氨酯彈性體的生物穩(wěn)定性臨界評論(Biostability of polyurethane elastomersa critical review”3(2)297-402(1988)；A.Coury等的“醫(yī)療裝置中影響聚氨酯彈性體性能的因素和交互作用(Factors and interaction affecting the performance ofpolyurethane elastomer)”，J.Biomater.Apple.3(2)130-179(1988)；以及PavlovaM等的“可生物相容可生物降解的聚氨酯彈性體(Biocompatible and biodegradablepolyurethane elastomer)”，Biomaterials 14(13)1024-1029(1993)，這里所公開的內(nèi)容在本文中參考引用。
在一優(yōu)選實施例中，氣囊在不同部位具有彈性和非彈性。在這樣設(shè)計的結(jié)構(gòu)中，材料的側(cè)壁無可伸展性(或者說其順從值大大高于傳輸壓力，致使其實際上不能拉伸)，而上、下壁是可伸展性的(或者說其順從值大大低于傳輸壓力)。利用這種設(shè)計方案，在聚合物傳輸和撐張期間，撐張力主要以垂直方向施加，而不在纖維環(huán)周圍施加很大的擴張力。這種設(shè)計對纖維環(huán)先前已損傷的患者特別有用。
利用本發(fā)明所作的說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠運用現(xiàn)有方法，如熔鑄方法，制作本發(fā)明所述的氣囊和類似的模具。例如，參見Kroschwitz，ed.，John Wiley&Sons(1990)在聚合物科學(xué)工程簡明百科全書(Concise Encyclopedia of PloymerScince and Engineering)所著的“熔鑄方法(Casting)”，pp.109-110?？扇坭T氣囊形成任何理想的最終厚度，厚度級別優(yōu)選0.005英寸(0.001cm)至大約0.015英寸(0.05cm)，優(yōu)選大約0.008英寸(0.002cm)至大約0.012英寸(0.03cm)之間。氣囊本身最好是清洗過的，如用適當(dāng)?shù)娜軇┣逑础?br> 可以選擇，可把諸如由天然或合成材料制成的網(wǎng)狀物之類的加固材料引入氣囊，例如通過把仍然很濕的加固材料敷設(shè)在各部分，并通過隨后的浸涂而覆蓋網(wǎng)狀物?？梢郧懈罹W(wǎng)狀物，使得環(huán)繞氣囊的周邊能夠充分的伸展，例如從而在填充氣囊和使空隙撐張時可提供附加的強度。制備網(wǎng)狀物的合適材料包括聚酰胺(如尼龍)、聚酯(如商標(biāo)為DACRON和HYTREL)、聚乙烯和聚丙烯，還有可得到的商標(biāo)名為VECTRA的液晶聚合物。
運用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)可制備和組裝模具裝置的各種部件。例如，可單獨制備氣囊、導(dǎo)管和空氣通路，并通過如粘合和超聲焊接把氣囊固定到導(dǎo)管的一端部，把空氣通路安放在導(dǎo)管內(nèi)或靠攏導(dǎo)管并延伸到氣囊內(nèi)，而組裝成氣囊、導(dǎo)管和空氣通路。之后把護套安放在導(dǎo)管上，并使之在癟縮或打卷的氣囊上滑動。可把其它材料和部件引入該裝置，例如不透射線的部分，以便于手術(shù)時在原位定位氣囊。使用適當(dāng)?shù)恼澈蟿┗蚱渌牧峡蓪υ撗b置各部分之間的接點和接頭進行密封。
在一優(yōu)選實施例中，本發(fā)明所述的裝置包括一氣囊部件形式的注模裝置，該部件設(shè)有外部組織接觸面和一由內(nèi)表面形成的，用于容納可固化的生物材料的內(nèi)部腔室。該氣囊優(yōu)選可充氣和可膨脹的，如通過傳輸帶壓氣體和/或傳輸流體材料(如惰性氣體或流體)或者由生物材料本身使其充氣和膨脹。
在一特別的優(yōu)選實施例中，該裝置的可充氣氣囊部件是由各種抗破裂的材料制備的，如本文所述，這些材料適合于根據(jù)氣囊內(nèi)部施加的流體壓力和提供到該裝置的可流動的未固化的生物材料進行充氣。氣囊既可由單層材料(可膨脹的或不可膨脹的材料)組成，也可由具有相同或不同膨脹性能的兩層或多層材料組成。氣囊的形狀、體積、厚度和大大可這樣選擇，即在充滿生物材料時，氣囊與剜出的椎間盤內(nèi)部幾何形狀或內(nèi)部放置氣囊的髓核腔室以及特定患者的要求相一致。一般說來，如果充滿，氣囊將具有一半平的卵形形狀，此時氣囊的長度和寬度大于其高度，長度大于寬度。
特別優(yōu)選的氣囊材料包括(但并不局限于此)諸如脂肪族和芳香族的聚碳酸酯片基和非聚碳酸酯片基聚氨酯。優(yōu)選的聚氨酯為脂肪族的聚碳酸酯片基聚氨酯，如CarbothaneTM(可從Thermedics，Woburn，MA購買到)；以及芳香族的聚碳酸酯片基聚氨酯，如ChronoflexTM(可從Biomaterials，Woburn，MA購買到)。也可使用聚醚片基聚氨酯，如PelethaneTM(可從Dow Plastics，The Dow Chemical Company，U.S.A購買到)。為提高氣囊材料的生物穩(wěn)定性，也可以使用包含硅酮的聚氨酯，如在柔軟段的聚二甲基硅氧烷(PSX)。包含在聚氨酯中的這些硅酮的實例可以是購自PolymerTechnology Group(Berkeley，cA)的商標(biāo)為PursilTM(聚醚片基)和CarbosilTM(聚碳酸酯片基)的硅酮。在進一步的實施例中，氣囊材料包括兩種或多種不同的聚碳酸酯片基聚氨酯，兩種或多種不同的聚醚片基聚氨酯及其它們的混合物。
如果可膨脹氣囊包括兩層或更多層，具有不同物理和功能特性的不同聚合材料可用于每一獨立的層。最佳的組合是，內(nèi)層由可提供改進的抗放熱(熱量)和/或抗破裂特性(與外層相比較)的聚合材料形成，外層由可提供改進的抗物理損傷和/或刺穿力(與內(nèi)層相比較)的聚合材料。更具體的，氣囊的內(nèi)層優(yōu)選具有下列最優(yōu)化組合的特性抗熱性(即足夠經(jīng)得起正在固化的生物材料的發(fā)熱溫度，而不會產(chǎn)生有害反應(yīng))、拉伸強度、伸長極限以及抗破裂性，也就是說通常比氣囊的外層更堅硬。還有，氣囊外層優(yōu)選具有下列最優(yōu)化組合的特性抗破裂性以及對物理接觸損傷的高耐受性，與內(nèi)層相比通常更軟并且更可伸展。
也可以選擇用材料對氣囊的各種材料和/或部位(如內(nèi)或外表面)進行處理，從而使之具有不同的理想效果(如疏水性、親水性、氣囊/生物材料的粘合或粘連性、潤滑性、組織的向內(nèi)成長以及生物相容性)。用于覆蓋這種材料方法和成分是可得到的，而且對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說也很清楚，本發(fā)明給出了說明。合適的部分和組合層的一個實例為一兩層氣囊，包括一內(nèi)層、即由諸如Carbothane 55D之類的脂肪族聚碳酸酯片基聚氨酯形成的放熱抗熱層，一外層、即由70％的Chronoflex和30％的Carbothane組成的混合物形成的抗破裂層。
氣囊的厚度可根據(jù)所使用的材料進行變化。如果使用雙層結(jié)構(gòu)的氣囊，外層雙壁厚度為大約0.003英寸至大約0.015英寸。同樣地，內(nèi)層雙壁厚度為大約0.003英寸至大約0.015英寸。無論采用哪一種內(nèi)外層厚度的組合，都優(yōu)選厚度為大約0.006英寸至大約0.03英寸單壁的組合。
通過本發(fā)明所給出的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都可能選擇各種聚合物、層結(jié)構(gòu)以及氣囊厚度，包括它們的組合，從而可根據(jù)患者的病情獲得植入和修復(fù)的最佳效果?？赏ㄟ^選擇特定的聚合物和根據(jù)下列情況所產(chǎn)生的各種效果的聚合物組成配方a)分子取向(指一種過程，利用該過程可在一個或多個方向上優(yōu)先排列聚合物鏈，這樣可增加材料的強度和有益的可伸展效果)，和/或b)結(jié)晶度(指形成晶體的過程，該過程可用于對分子取向固定就位，晶體結(jié)晶度和/或結(jié)晶形態(tài)有利于影響材料的強度、可伸展性、抗韌性/抗裂紋)。
對于更可伸展的氣囊而言，如果采用用于材料可伸展性的標(biāo)準(zhǔn)方法測試(如在壓力0-200psi(1.3Mpa)、溫度為37度條件下在血管成形工業(yè)中使用的)，本發(fā)明所述的特別優(yōu)選的氣囊的可伸展性為大約0.0005 inch/psi(3.7mm/Mpa)至大約0.01inch/psi(36.8mm/Mpa)。在強制破裂測試時，這種氣囊通常也能夠達(dá)到大約為180psi(1.24Mpa)的最小破裂壓力，采用血管成形工業(yè)中使用的這種方法學(xué)來測試結(jié)果也如此。還有，如果采用ASTM測試方法D412進行檢測，這種優(yōu)選的氣囊材料通常具有大約5000psi(34.5Mpa)的最小拉伸強度，更優(yōu)選的為大約7000psi(48.3Mpa)或者更大。如果采用ASTM測試方法D412進行檢測，這種氣囊材料還優(yōu)選具有大約100％的最小延伸量，更優(yōu)選的為大約300％或者更大。
如果采用ASTM測試方法D2240進行檢測，氣囊材料的硬度測驗器檢測范圍從80肖A至80肖D(肖(shore)肖氏硬度計的硬度單位)，更優(yōu)選的范圍為55肖D至72肖D。如果采用ASTM測試方法D790進行檢測，氣囊材料的彎曲模量優(yōu)選范圍為大約3000PSI(20.7Mpa)至大約250000psi(1724Mpa)，更優(yōu)選的范圍為20000PSI(140Mpa)至大約150000psi(1034Mpa)。
可根據(jù)制造和/或手術(shù)的需要提供具有任何理想的物理和/或化學(xué)聯(lián)系，包括固化的聚合物和氣囊之間的共價鍵形式的氣囊和生物材料來實現(xiàn)這些或者其它目的，氣囊可適用于具有理想的內(nèi)和/或外表面特性?？稍O(shè)計或改進內(nèi)、外表面(同一層或不同層的)，以獲得某些理想的特性。例如，可設(shè)計和改進外表面，以允許或便于組織向內(nèi)生長，從而使植入物整體進入主組織?？稍O(shè)計或改進內(nèi)表面，以增強聚合物氣囊的接合。表面改進的實例為化學(xué)移植和體液素誘導(dǎo)移植聚合反應(yīng)。
目前，可使用本領(lǐng)域可得到的現(xiàn)有技術(shù)制作最佳氣囊，一般來說，在聚合物溶液中浸涂軸柄，并進行干燥、彎曲，可制成完整的氣囊。制作多層氣囊部件的過程通常涉及更復(fù)雜的技術(shù)。例如，移植制備雙層氣囊部件的方法通常涉及到單獨制備內(nèi)、外層，隨后再把這兩層粘合在一起，并把氣囊固定到裝置的套管部分。
使用熱塑聚合物可制成組合氣囊的內(nèi)層(即可重復(fù)加熱和溶解聚合物或聚合物組合)。型坯(即用于吹模的管)可突入以獲得理想的尺寸，并隨后進行加熱。既可在模具內(nèi)部進行強制吹制過程而加熱型坯，也可以省去模具進行自由吹制過程而加熱型坯。隨后可在加熱管內(nèi)部施加壓力，通常使用流體或氣體加壓，從而使型坯膨脹，并與所選擇的模具的尺寸和形狀一致，或者說與自由吹制的所需直徑一致。通過選擇初始型坯的尺寸和氣囊的最終吹得直徑/形狀可控制氣囊形狀和壁厚。
既可以利用熱塑聚合物也可利用聚合物組合或者熱凝物聚合物(即可熔化或僅能實現(xiàn)一次性流動的材料)形成外層?？蛇\用浸涂方法或者吹模技術(shù)制作氣囊外層。
也可運用其它各種氣囊制模技術(shù)制作用于本發(fā)明所述裝置的多層結(jié)構(gòu)氣囊。例如，可以使用共同擠塑、吹模以及共同吹制技術(shù)。
也可以使用美國專利US5769817、US5797877H和US5620649中所述的共同擠塑技術(shù)，上述專利中公開的內(nèi)容在本文參考引用。在這些技術(shù)中，通常這樣共同擠塑型坯，即使熔化擠塑過程的結(jié)果可把所需的內(nèi)層包含在所需的外層內(nèi)部。擠塑過程的結(jié)果是這兩層熔化粘合在一起。既可采用強制吹模技術(shù)、也可采用自由吹制技術(shù)對擠塑型坯進行吹模。
也可采用國際專利申請?zhí)朩O002613A1和美國專利US5447497中所述的吹模技術(shù)。美國專利US5587125描述了共同吹制技術(shù)，其中首先形成所需內(nèi)層材料的型坯，隨后擠出所需外層氣囊材料的第二型坯。把外型坯放置在內(nèi)型坯上，并采用適當(dāng)?shù)臏囟取r間以及模具內(nèi)含的壓力，制作所需形狀的最終分層氣囊。
本發(fā)明所述的裝置優(yōu)選包括第一和第二腔管，每一腔管具有近端和遠(yuǎn)端，而且每一腔管的近端(即患者端)連接起來，或者適于連接起來，用流體或氣體與氣囊的內(nèi)腔室保持聯(lián)系。本發(fā)明所述的裝置還優(yōu)選包括一個或多個優(yōu)選包括一流體控制閥的管接頭，該管接頭與第一腔管連接，以適于可操作、可控制地進行連接，并用流體實現(xiàn)第一腔管的近端和可流動生物材料傳輸裝置之間的聯(lián)系。該裝置還包括一個或多個與第二腔管連接并適于在填充過程中可操作、可控制地影響氣囊內(nèi)部的流體和/或氣體的管接頭。
本發(fā)明所述的系統(tǒng)進一步包括各種套管或腔管，如第一和第二腔管，每一腔管具有近端和遠(yuǎn)端，而且每一腔管的近端連接起來，或者適于連接起來，用流體或氣體與氣囊的內(nèi)腔室保持聯(lián)系。
第一和第二腔管可具有任何相對應(yīng)的尺寸、外形或形狀；如它們可以與在不同的位置固定在氣體上的套管隔開設(shè)置；或者它們可以設(shè)置在同一套管內(nèi)部和/或上部，如靠近腔管或與腔管同軸，該腔管位于在同一壁上占用一個或多個位置的套管內(nèi)部。在一優(yōu)選實施例中，腔管靠近套管設(shè)置。
在可供選擇的實施例中，第二腔管在與第一套管固定位置大致相反的部位固定在氣囊上，從而可對氣囊進行最佳填充，第二套管適用于穿過椎間盤上的開孔插入。
連接生物材料傳輸裝置的管接頭包括一在脫離裝置后控制流體流量的流體控制閥。在一優(yōu)選實施例中，所使用的三通流體控制閥既可引導(dǎo)生物材料的流體直線進入套管的整個長度，也可轉(zhuǎn)移或使流量改道離開，從而清除不需要的生物材料，例如，流體的初始部分可能被不適當(dāng)?shù)鼗旌匣蛘吆信菽?br> 在一附加的實施例中，第一套管進一步包括一用于固定與該第一套管聯(lián)系的流體壓力監(jiān)視器的管接頭。通過調(diào)節(jié)流經(jīng)第二套管流出的生物材料的流量可控制用于控制套管和氣囊內(nèi)部流體壓力的部件。可使用具有可控制、可逆轉(zhuǎn)地限制流經(jīng)套管的流體流量的作用的任何機構(gòu)、設(shè)備、裝置或技術(shù)。合適的流體壓力控制部件的實例包括(但并不局限于此)夾鉗、閥門、止血器、鎖鉗以及類似部件。
在一優(yōu)選實施例中，很容易固定和拆除用于控制流體壓力的機構(gòu)，從而不妨礙、禁止或干擾第二套管穿過出入口和椎間盤上的開孔進行插入。因此，在裝置已在體內(nèi)定位之后，就可把優(yōu)選的流體壓力控制部件固定到第二套管上。也可以是，根據(jù)計算或測量的腔室容積，用注射容積控制部件控制生物材料的傳輸，從而傳輸特定量的預(yù)定材料。優(yōu)選包括一流體控制閥的一個或多個生物材料管接頭與第一腔管連接，適于可操作、可控制地使第一腔管的近端與生物材料傳輸裝置連接。
適用于本裝置的腔管和管接頭可由聚合的、穩(wěn)定的、可相容的材料制造而成，并可運用工業(yè)中現(xiàn)有的方法進行使用，如實現(xiàn)諸如與生物材料和組織的相容性和消毒能力之類的特性的優(yōu)化組合。在此優(yōu)選實施例中，該系統(tǒng)可包括多種附加特征，包括一適用于進行手術(shù)、同時指示生物材料傳輸?shù)囊贿m當(dāng)端點的端點監(jiān)視器。例如，在一優(yōu)選實施例中，端點監(jiān)視器包括一與裝置的腔管(優(yōu)選第一腔管)連接的壓力監(jiān)視器，用于通過檢測由椎間盤空隙內(nèi)的生物材料的傳輸產(chǎn)生的撐張壓力、檢測和/或判斷合適的端點。
端點監(jiān)視器可以參數(shù)為依據(jù)，或者還可以傳輸或撐張壓力為依據(jù)，但不是既可單獨使用也可彼此結(jié)合使用的其它參數(shù)。例如，這種端點監(jiān)視器包括依據(jù)所傳輸?shù)纳锊牧系捏w積、所達(dá)到的撐張程度的可見性(如由C臂或者交互作用的MRI)以及類似特征。
端點監(jiān)視器，例如用于測量腔管和/或氣囊內(nèi)的流體壓力的壓力監(jiān)視器可以可拆去地固定在傳輸裝置和氣囊之間，并與裝置的第一腔管相連。適當(dāng)?shù)膲毫ΡO(jiān)視器包括任何適于測量或顯示手術(shù)用流體系統(tǒng)內(nèi)的流體壓力并適于固定到手術(shù)用系統(tǒng)套管的裝置或系統(tǒng)。適當(dāng)?shù)膲毫ΡO(jiān)視器的實例包括(但并不局限于此)壓力表、電動壓力傳感器和/或力傳感器部件的這些適當(dāng)組合。通過分流這種流體的采樣，這種部件可適用于進行精確地、基本上實時地測量遠(yuǎn)方流體的壓力，特別是在固化過程中流體特性發(fā)生變化的地方的流體的壓力。
一般來說，本發(fā)明所述系統(tǒng)中使用的壓力監(jiān)視器在流體系統(tǒng)中形成一整體，即固定在第一或第二套管上。壓力監(jiān)視器優(yōu)選固定在位于氣囊前面的第一套管上，從而在調(diào)節(jié)第二套管時，第一套管中監(jiān)視的壓力可提供包含在系統(tǒng)內(nèi)的流體壓力的更全面的測量值。因此，其上固定模具壓力監(jiān)視器的套管部分包括一把該監(jiān)視器接合在套管上的管接頭。
可以選擇，或者除了端點監(jiān)視器之外，該系統(tǒng)還包括一用于分流生物材料傳輸裝置和氣囊之間初始或最終的生物材料的管接頭。例如，這種管接頭可與裝置的第一腔管連接，以便把生物材料的初始部分和/或生物材料的最終流量從傳輸裝置分流到氣囊。
適當(dāng)?shù)姆至鞑考ㄈ魏芜m于與手術(shù)套管以相聯(lián)系方式固定、并適于可控制地分散通過套管傳輸?shù)牧黧w的設(shè)備和裝置。分流部件的實例包括(但并不局限于此)儲器、三通閥系統(tǒng)以及類似部件。分流部件優(yōu)選靠近生物材料傳輸裝置設(shè)置，從而暫時防止混合的可固化的生物材料的初始部分繼續(xù)向前穿過裝置。
本發(fā)明所述的系統(tǒng)，還包括一個或多個類型的本文所描述的裝置，該系統(tǒng)與下述裝置相結(jié)合a)一個或多個生物材料源，其中至少一個材料源包括多個適用于混合并傳輸?shù)窖b置的氣囊部分的部分，以便在椎間盤內(nèi)部在原位固化；以及b)一個或多個相應(yīng)的生物材料傳輸裝置，每一傳輸裝置適用于混合生物材料的多個部分并把正在固化的生物材料傳輸?shù)窖b置的氣囊部分。
本發(fā)明還包括盛放本發(fā)明所述的系統(tǒng)并進一步包括一生物材料源和生物材料傳輸裝置的成套組件。該成套組件可進一步包括一套管插入導(dǎo)絲、創(chuàng)傷最小的套管分割裝置(如一同軸切割儀)以及便于椎間盤組織修復(fù)的裝置(如由申請人的美國專利申請09/086848教導(dǎo)的套管塞，其公開的內(nèi)容本文參考引用)。
用于在原位密封生物學(xué)的孔的一優(yōu)選塞裝置通常包括設(shè)有多孔、適用于可密封地定位在生物學(xué)孔內(nèi)部并使自然組織向裝置內(nèi)生長的裝置。生物材料適于采用最小創(chuàng)傷的技術(shù)傳輸?shù)讲⒍ㄎ辉谏锟變?nèi)部，并與生物孔的大小協(xié)調(diào)一致，同時通過使自然纖維性組織向內(nèi)生長進入某些或所有小孔，可使多孔材料適用于長時間地永久固定。向材料內(nèi)加入生物活性劑，可便于向內(nèi)生長。這種裝置優(yōu)選為可膨脹的，這樣一旦定位的材料膨脹，就可在生物孔內(nèi)初步固定膨脹的裝置。目前優(yōu)選材料的實例為多形核白細(xì)胞(乙烯基乙醇)，這種材料可用于制作具有一形狀的環(huán)形塞，該形狀是從下列一組形狀中選擇的，即圓柱塞形、圓管形、拉伸的彎曲形。在其它的實施例中，生物材料可包括化學(xué)和/或物理性質(zhì)發(fā)生變化的區(qū)域，如該區(qū)域以內(nèi)、外部分的形式設(shè)置，其中的內(nèi)部以用于提供機械支撐的半剛性材料的結(jié)構(gòu)設(shè)置。在這一實施例中，這兩部分都含有一種可形成裝置的外部圖像的部件，如適于由MRI或X射線成像的不透射線的材料。在另一優(yōu)選實施例中，栓塞材料包括從下列一組材料中選取的一種生物活性劑，即增長因子、血管原因子以及免疫系統(tǒng)抑制劑，例如，生長因子包括一種纖維細(xì)胞生長因子。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種可固化的聚氨酯合成物形式的生物材料，該聚氨酯合成物包括能夠進行無菌處理或消毒、穩(wěn)定儲藏以及在使用時混合的多種組分，以便制成一種可流動的合成物并初步固化。這些組分包括(1)類預(yù)聚物成分，包括由一種或多種多元醇反應(yīng)的產(chǎn)物、一種或多種二異氰酸鹽以及任選的一種或多種疏水添加劑，以及(2)固化成份，包括由一種或多種多元醇、一種或多種擴鏈劑、一種或多種催化劑以及任選的其它成分，如抗氧化劑、疏水添加劑和染料。一旦混合，該合成物就能充分流動，以便傳輸?shù)饺梭w，并在生理條件下進行充分固化。這些組分優(yōu)選自身就可流動，或者能夠變成可流動的，以便于它們的混合和使用。
本文所述的裝置從其自身情況考慮具有新穎性，并可用于任何合適的可固化用生物材料。在特別優(yōu)選的實施例中，該裝置和包括多種組分的可固化聚氨酯合成物聯(lián)合使用，這些組分能夠進行無菌處理或消毒、穩(wěn)定儲藏以及在使用時混合，以便制成一種可流動的合成物并進行初步固化。
本發(fā)明中所使用的生物材料優(yōu)選包括聚氨酯預(yù)聚物合成物，該合成物在原位相互反應(yīng)，形成一種固態(tài)聚氨酯(“PU”)。所形成的PU還包括軟硬段。硬段通常包括由二異氰酸鹽和擴鏈劑形成的堅硬的氨基甲酸酯低聚物，而軟段通常包括多個柔軟的多元醇單元。這兩種類型的段通常成分相形式的硬和軟段區(qū)域，這是由于它們傾向于彼此不相容。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解這種方式，即在形成的聚氨酯中相對量的硬段和軟段以及分相的程度可以控制，從而利用本發(fā)明保護范圍內(nèi)的特征的理想組合生成已固化的和正在固化的聚合物。例如，在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，根據(jù)所形成的PU的所有合成物，在所形成的PU中，硬段的重量范圍為大約20％至大約70％，更優(yōu)選大約30％至50％，而軟段的重量為大約30％至大約80％，更優(yōu)選50％至70％。
通過二異氰酸鹽或多功能異氰酸酯以及擴鏈劑之間的反應(yīng)可形成聚合物的硬段。用于制備本發(fā)明硬段的合適的異氰酸酯的實例包括芳香族的二異氰酸鹽以及它們的聚合形態(tài)或者異構(gòu)體混合物或者它們的組合，如甲苯二異氰酸鹽、亞萘基二異氰酸鹽、次苯基二異氰酸鹽、苯二甲基二異氰酸鹽、二苯甲烷二異氰酸鹽(MDI)以及本領(lǐng)域公知的芳香族聚異氰酸酯(polyisocyanate)。用于制備本發(fā)明所述硬段的合適的聚異氰酸酯的其它實例包括脂肪族和環(huán)脂肪族異氰酸酯以及它們的聚合物或者混合物或者它們的組合，如環(huán)己烷二異氰酸鹽、環(huán)己基-環(huán)戊二烯基二異氰酸鹽、異佛爾酮二異氰酸鹽、環(huán)己基二異氰酸鹽以及其它的脂肪族聚異氰酸酯。也可使用芳香族和脂肪族或者arylakyl二異氰酸鹽的組合物。
可以提供任何適當(dāng)形式的異氰酸酯合成物，該實例包括2，4’-二苯甲烷二異氰酸鹽、4，4’-二苯甲烷二異氰酸鹽以及這些異構(gòu)體的混合物或組合物，也可以選擇加上少量的2，2’-二苯甲烷二異氰酸鹽(可從市場上購買到的一般二苯甲烷二異氰酸鹽)。其它實例包括芳香族聚異氰酸酯以及它們的混合物或組合物，如從苯胺和甲醛光氣化縮聚制得的產(chǎn)品。使用具有低揮發(fā)性的異氰酸酯比較合適，如二苯甲烷二異氰酸鹽，而不使用諸如二異氰酸甲苯酯之類的揮發(fā)性較高的材料。特別合適的異氰酸酯成分是4，4’-二苯甲烷二異氰酸鹽(“MDI”)。也可以是液態(tài)形式提供的MDI的2，2’-、2，4’-和4，4’-異構(gòu)體的組合物。在一優(yōu)選實施例中，異氰酸酯為MDI，更優(yōu)選的為4，4’-二苯甲烷二異氰酸鹽，在PU形成的整個合成物中，其重量范圍為大約20％至大約50％，更優(yōu)選的為大約25％至大約45％。
制備本發(fā)明所述的硬段的擴鏈劑的一些實例包括(但并不局限于此)短鏈的二醇和三醇以及它們的混合物或組合物，如1，4-丁烷、2-甲基二-1，3-丙烷二醇、1，3-丙烷二醇乙烯乙二醇、二乙烯乙二醇、甘油、環(huán)己烷二乙醇(dimethanol)、三乙醇胺、甲基二乙醇胺。制備本發(fā)明所述的硬段的擴鏈劑的其它實例包括(但并不局限于此)甲苯二胺、環(huán)己基二胺以及本領(lǐng)域公知的其它短鏈擴鏈劑。在一優(yōu)選實施例中，擴鏈劑為1，4-丁烷二醇，并在PU形成的整個合成物中，其重量范圍為大約0％至大約20％，更優(yōu)選范圍為大約5％至大約15％。
軟段由通過聚異氰酸酯或二異氰酸鹽或聚合的二異氰酸鹽與多元醇之間的反應(yīng)生成的尿烷結(jié)尾的多元醇的一半組成。上面已說明了合適的二異氰酸鹽的實例。用于制備本發(fā)明所述的軟段多元醇的一些實例包括(但并不局限于此)從縮聚烯屬烴基氧化物(如乙烯氧化物、丙烯氧化物及其混合物)生成的聚亞烷基醚，以及四氫呋喃片基聚環(huán)丁烷醚乙二醇、聚己內(nèi)酯二醇、聚碳酸酯二醇和聚酯二醇及其組合物。在一優(yōu)選實施例中，多元醇為聚四氫呋喃多元醇(“PTHF”)，在整體形成的尿烷合成物中，已公知的聚環(huán)丁烷乙二醇氧化物(“PTMO”)或聚環(huán)丁烷醚乙二醇(“PTMEG”)的重量范圍為30％至90％。更優(yōu)選的，使用一種或多種具有不同分子量的PTMO二醇，這些分子量是從市場上可購買的分子量為250、650、1000、1800、2000和2900一組值中選取的，PTMO二醇在整體形成的尿烷合成物中的重量范圍為大約50％至80％。
可混合或單獨使用兩個或多個具有不同分子量的PTMO二醇，在兩組分系統(tǒng)的不同組分之間時為單獨形式。PTMO二醇的固化溫度一般與其分子量成正比。帶有諸如1，4丁二醇之類的擴鏈劑的PTMO二醇的相容性一般與二醇的分子量成反比。因此，在“固化”(B組分)組分中加入小分子量的PTMO二醇，而在預(yù)聚合(組分A)組分中加入大分子量的PTMO二醇可制成可用于相對低溫的兩組分系統(tǒng)中。還有，帶有諸如1，4丁二醇之類的擴鏈劑的大分子量的PTMO二醇具有很好的相容性，可制備成具有高(預(yù)聚合成藥物)體積比的兩組分系統(tǒng)。也可使用胺結(jié)尾的聚醚和/或聚碳酸酯片基二醇制作軟段。
例如通過添加多功能或分支的OH-結(jié)尾的交聯(lián)劑或擴鏈劑或者多功能異氰酸酯可化學(xué)交聯(lián)PU。合適的交聯(lián)劑的一些實例包括(但并不局限于此)三甲醇丙烷(“TMP”)、甘油、氫氧基結(jié)尾的聚丁二烯、氫化酶聚丁二烯、三聚體乙醇、Castor石油聚乙烯氧化物(PEO)、聚丙烯氧化物(PPO)以及PEO-PPO三醇。在一優(yōu)選實施例中，TMP用作交聯(lián)劑，并在PU形成的整個合成物中其重量為大約0％至大約1％，更優(yōu)選為大約0.05％至大約0.5％。
在使用溫度下呈玻璃狀的硬段區(qū)域旁邊，這種化學(xué)交聯(lián)可增進聚合物的物理或“有效的”交聯(lián)。化學(xué)交聯(lián)的優(yōu)化程度改進了材料的壓縮組合，降低了提取成分的數(shù)量，提高了PU的生物耐用性。這樣特別適用于相對較軟的聚氨酯，如適用于修復(fù)損傷的軟骨。在特定的應(yīng)用中，由有效交聯(lián)單獨產(chǎn)生的增力可能不能產(chǎn)生足夠的對抗體內(nèi)功能的強度。通過使用功能比較高級的多元醇可以從軟段形成輔助交聯(lián)，從而提供更剛硬的和彈性較小的材料。在此方式中，可達(dá)到硬段和軟段的平衡和它們的所有特性的相應(yīng)分配。
另外，本發(fā)明所述的聚合物系統(tǒng)優(yōu)選包括至少一個或更多個可有助于控制固化過程的生物相容催化劑，這些過程包括下列期間(1)誘發(fā)期間，(2)設(shè)定期間，以及最后的(3)生物材料的最終固化。這三個期間在一起，包括它們的絕對的和相對的時間長度，以及每一期間內(nèi)的加速度或固化速度可確定合成物的動態(tài)固化過程和全貌。制備本發(fā)明所形成的PU的合適的催化劑的一些實例包括(但并不局限于此)諸如二丁基錫二月桂酸鹽之類的錫和叔酰胺混合物或它們的組合物，以及包括為下列商標(biāo)名的錫和錫混合物催化劑“Cotin 222”、“Formrez UL-22”(Witco)、“DABCO”(一種三亞乙基二胺)、亞錫碘苯晴辛酸酯、三甲胺以及三乙基胺。在一優(yōu)選實施例中，催化劑為Formrez UL-22，在PU的整個合成物中的使用的重量范圍為大約0％至1％，更優(yōu)選為0.01％至大約0.1％。
本發(fā)明所述的聚氨酯可通過兩種組分的反應(yīng)制成。其中的組分I(也可稱作組分A)包括由一種或多種OH-結(jié)尾的成分和一種或多種異氰酸酯反應(yīng)生成的兩-或多功能異氰酸酯或類預(yù)聚物。聚氨酯組分II(本文中也稱作組分B)是包括一種或多種擴鏈劑、一種或多種多元醇、一種或多種催化劑以及諸如抗氧化劑和染料之類的其它添加劑的藥物成分。為了制成合適的PU，組分I(類預(yù)聚物)和組分II(藥物成分)中的化學(xué)計量式，即異氰酸酯結(jié)尾的預(yù)聚物(組分I)和藥物組分(組分II)之間的用NCO∶OH表示的摩爾比值優(yōu)選范圍為大約0.8∶1.0至1.2∶1.0，更優(yōu)選大約0.9∶1至1.1∶1.0。
聚合物系統(tǒng)的化學(xué)計量式(schoichiometry)可能影響固化性質(zhì)，如可瀝濾、抗撕裂和抗磨損等。使用中發(fā)現(xiàn)，NCO與OH之比小于1的聚合物比NCO與OH之比大于1的聚合物具有較好的抗撕裂和抗磨損性，這兩種特性在椎間盤修復(fù)應(yīng)用中都很重要。為了改進抗撕裂和抗磨損性，NCO與OH之比優(yōu)選在0.95至1之間。
下表概述了所有合成物的范圍和本發(fā)明中優(yōu)選的聚氨酯成分(基于最終聚合物合成物的重量百分比)總范圍 優(yōu)選值硬段 20-70 30-50軟段 30-80 50-70異氰酸酯 20-50 25-45多元醇30-90 50-80線性膨脹劑0-205-15分支膨脹劑0-1 0.05-0.5催化劑0-1 0.01-0.1NCO∶OH 0.8至1.2∶1 0.9至1.1∶1另外，反應(yīng)聚合物添加劑可包括重量為大約0％和大約25％之間的濃度，而且是從下列一組材料中選取的聚丁二烯、聚異戊二烯、聚異丁烯、硅酮、聚乙烯丙烯二烯烴、帶有丙烯晴的丁二烯的異分子聚合物、帶有苯乙烯的異戊二烯的異分子聚合物以及上述部分的混合物。例如，在這一實施例中，添加劑包括氫氧基結(jié)尾的聚丁二烯，其重量濃度介于大約5％和30％之間，優(yōu)選重量介于大約5％至大約20％之間。
在提及椎間盤修復(fù)的應(yīng)用時，在椎間盤中使用包含“反應(yīng)疏水添加劑”的預(yù)聚物目前不是優(yōu)選的(盡管仍可這樣選擇)，雖然前面曾描述過，并且申請人認(rèn)為在關(guān)節(jié)配方而不是在椎間盤配方中這樣做是目前優(yōu)選的。當(dāng)應(yīng)用這種添加劑時可表現(xiàn)出一些理想的特性，包括在組成配方方面和預(yù)聚物本身的應(yīng)用方面以及包括兩者的結(jié)合。這些特征包括以下特性的組合，即潮濕固化特性、交聯(lián)性、粘度、受壓疲勞性以及穩(wěn)定性。
與目前公知的合成物相比，本發(fā)明的合成物實現(xiàn)了一些改進的特性，包括諸如硬度、強度和/或藥物性質(zhì)等這些特性的改進組合。申請人發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)這些改進并不對其它的所需特性產(chǎn)生有害的影響，這些改進出現(xiàn)在(a)傳輸之前，(b)傳輸過程中(包括無論是可能發(fā)生的混合、固化和/或成形)，以及最后的(c)之后在人體內(nèi)進行固化和展開過程。
固化時，可能使用同種合適的材料，自始至終具有同一物理化學(xué)性質(zhì)，或者這些材料也可以是異質(zhì)的，并表現(xiàn)出不同的特征或性質(zhì)。異質(zhì)合成物的實例，如用作椎間盤替換的實例，是通過制作一更堅硬的外膜(與纖維環(huán)同類)和一更液態(tài)化的內(nèi)核(與髓核同類)而模擬自然椎間盤的合成物?？赏ㄟ^使用單一合成物，如通過應(yīng)用固化的變化狀態(tài)和/或通過使用多種合成物可制備這種異質(zhì)的合成物，包括改變合成物和/或用于形成合成物的同種成分的比值。
用于本發(fā)明的合適的合成物是這樣一些聚合材料，即有關(guān)它們的制造、應(yīng)用以及在體內(nèi)使用的這些性質(zhì)的最優(yōu)化組合。在未固化狀態(tài)，這些性質(zhì)包括成分的可混合性或相容性、可處理性以及可適當(dāng)?shù)叵净驘o菌處理和儲藏。在使用這種合成物的過程中，合適的材料表現(xiàn)出諸如流動性、可模壓加工性和體內(nèi)的固化性能這些性質(zhì)的最優(yōu)化組合。在固化狀態(tài)，合適的合成物表現(xiàn)出諸如強度(如拉伸性和壓縮性)、模量、生物相容性和生物穩(wěn)定性這些性質(zhì)的最優(yōu)化組合。
一旦固化，合成物就表現(xiàn)出一些性質(zhì)的最優(yōu)化組合，特別是在它們的下列性質(zhì)方面構(gòu)造穩(wěn)定性和物理外形的保持性、溶解穩(wěn)定性、生物相容性以及物理性能，還有諸如密度和表面粗糙度之類的物理性質(zhì)以及諸如承重強度、剪切拉伸強度、剪切強度、抗疲勞強度、沖擊吸收力和表面抗磨損性?？墒褂猛ǔ＿m用于評價自然組織和關(guān)節(jié)以及在大多數(shù)情況下評價材料和聚合物的步驟評價這些性能。特別是，優(yōu)選的合成物在其固化狀態(tài)表現(xiàn)出接近或超出要提供或替換的那些自然組織的機械性質(zhì)。
在未固化階段，優(yōu)選合成物的成分以及合成物本身在用于消毒的情況下和儲藏期間和傳輸過程中可被混合、具有相容性和穩(wěn)定性。如通過化學(xué)催化劑、通過曝露在諸如紫外光之類的能源下、或者通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的溫升，它們也能夠穿過傳輸纖維環(huán)流動到體內(nèi)的部位，并在原位固化。之后通過使用現(xiàn)有的或慣用結(jié)構(gòu)的關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡工具或儀器，固化的合成物適于經(jīng)得起整形和外形修復(fù)的檢驗。在其用于體內(nèi)固化過程中，固化的外形修復(fù)的合成物表現(xiàn)出適用于在體內(nèi)擴張應(yīng)用的生理、物理-化學(xué)和機械性質(zhì)。
為實現(xiàn)這些理想的未固化和傳輸性質(zhì)，本文使用的“聚合物系統(tǒng)”指用于制備本發(fā)明所述的聚合合成物的成分。在一優(yōu)選實施例中，聚合物系統(tǒng)包括組成兩部分的所需成分組分I為一NCO結(jié)尾的預(yù)聚物(也可以稱作“異氰酸酯雙聚合物)。組分I的雙聚合物通常包括多元醇成分，可以選擇與疏水添加劑成分以及過量的疏水成分結(jié)合。兩組分系統(tǒng)的組分II可包括一長鏈多元醇、擴鏈劑和/或交聯(lián)劑，還有其它成分(如催化劑、穩(wěn)定劑、增塑劑、氧化劑、干燥劑以及類似成分)。在混合、傳輸和/或固化之前或者之時，這種助劑或成分可添加或混合到任何其它成分中。
在一特別優(yōu)選的實施例中，本發(fā)明所述的聚合物系統(tǒng)提供了多成分組分，并使用了一種或多種催化劑。在條件(如時間和溫升)充分的情況下，對包括催化劑的成分組分可進行混合以初步固化，隨后再傳輸、設(shè)定和完全固化，以便達(dá)到其理想的目的。一旦完全固化，生成的合成物具有用于修復(fù)或替換受傷的或損傷的組織的一些特性的最優(yōu)化組合。在一特別優(yōu)選的實施例中，該配方可提供下列特性的最優(yōu)化組合生物材料組分的相容性和穩(wěn)定性、在原位固化的可能性和特征(如可提取程度、生物相容性、熱和/或機械性質(zhì))、機械性質(zhì)(如拉伸、撕裂和疲勞特性)以及生物穩(wěn)定性。
這兩組分的體積比也可用于改進和影響未固化的和正在固化的特性，合成物優(yōu)選具有兩種或多種組分。如果采用兩組分，相對體積范圍例如為1∶1.0至10∶1(基于體積的類預(yù)聚物與固化成分之比)。目前優(yōu)選范圍為2∶1和1∶2之間。利用本發(fā)明所給出的說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，利用組分A和B的相容性和穩(wěn)定性可基本上確定最佳體積比。
對于給定的配方，在選擇最佳體積比時，要考慮下列情況·在此溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)組分的粘度必須能實現(xiàn)可接受程度的混合和注射流速，同時不會造成包括藥筒、靜態(tài)混合器、噴槍和其它部件的傳輸系統(tǒng)中任何部件的故障。生物材料最好能充分流動，以把其傳輸(如注射)到氣囊內(nèi)。由于這種材料可與骨頭的粘固粉一樣厚，因此優(yōu)選粘度為小于100Pa，最佳優(yōu)選粘度小于10Pa。
·兩種反應(yīng)組分的合成物必須是在使用溫度范圍內(nèi)同質(zhì)和相位穩(wěn)定的組分。
·反應(yīng)溫升的最高溫度與混合聚合物中反應(yīng)組分的濃度成正比。反應(yīng)組分的濃度高可能產(chǎn)生太高的反應(yīng)溫升能量，從而引起周圍組織的熱能損失。優(yōu)選植入組織的界面溫度低于80度，更優(yōu)選為低于70度。
·混合期間反應(yīng)溫度必須保持為液態(tài)。在與另一反應(yīng)組分或傳輸系統(tǒng)的任何部件進入接觸狀態(tài)時或者混合不被接受期間，反應(yīng)組分完全或局部凝固。
采用不同的方法、如使用設(shè)有固定體積比的雙艙室的藥筒，或者使用對于每一部件具有獨立的可變傳輸速度的注射器可實現(xiàn)部件的特定體積比。
由具有比傳統(tǒng)的兩組分更多的組分，如三組分或更多組分，并在使用聚合物之前把它們?nèi)炕旌显谝黄?，也可達(dá)到聚合物系統(tǒng)的相容性。通過在不同的藥筒儲存不相容成分，通?？砂褜Τ煞值牟幌嗳菪躁P(guān)注的程度降低到最低。三組分聚合物系統(tǒng)的一個實例為在兩組分系統(tǒng)的組分B中分開多元醇和擴鏈劑。
在用于組分I的類預(yù)聚物的一優(yōu)選實施例中，二異氰酸鹽是4，4’-二苯甲烷二異氰酸鹽(MDI)，并在形成預(yù)聚物之后超量存在。所有異氰酸酯的范圍占組分I重量的10％-100％，更優(yōu)選為40％-70％。有關(guān)本發(fā)明在本文中使用的術(shù)語“類預(yù)聚物”指包含一些過度自由的二異氰酸鹽的二異氰酸鹽結(jié)尾的預(yù)聚物。
合成物的相容性也可以其它方式受到影響(和改進)，如在使用聚合物之前預(yù)熱部件。為了提高成分的同質(zhì)性，本發(fā)明優(yōu)選合成物的成分最好在混合和傳輸之前進行預(yù)熱，如在使用之前在大約2小時至大約6小時內(nèi)加熱到大約60-80度。使用之前，合成物的組分優(yōu)選冷卻到大約35至70度。
同樣地，也可以優(yōu)化原位固化性能，同時保持生物相容性和機械特性的平衡。申請人已采用了一些不同的方法優(yōu)化原位固化性能。一種方法是添加疏水添加劑，如本文描述的疏水添加劑。可替換的方法包括使用高級的催化劑，輔以交聯(lián)劑(如TMP)，和/或使用更多的反應(yīng)成分，如芳香族二異氰酸鹽替代脂肪族二異氰酸鹽、4，4’-MDI替代4，2’-MDI。
原位固化性能基本上依賴于反應(yīng)速度，該速度可由誘發(fā)時間和固化時間進行測量。一般來說，通過提供更完全的聚合、較少的可過濾成分和更好的機械特性(如植入物的冷表面所形成的“冷層”較少)將使固化更快速(短時間誘發(fā))，從而可提高原位固化性能。但是，誘發(fā)時間也要與聚合物注射和發(fā)散所需的適當(dāng)工作時間相平衡。在椎間盤內(nèi)的具體應(yīng)用中，申請人已檢測出較短的誘發(fā)時間可能會改進聚合物特性。對于這種應(yīng)用，誘發(fā)時間可在大約5秒和大約60秒之間，例如，優(yōu)選在大約5秒和大約30秒之間，最佳選擇在大約5秒和15秒之間。通過比較，這種合成物的總固化時間可能為大約5分鐘或者更少，優(yōu)選大約3分鐘或者更少，最佳選擇為大約1分鐘或者更少。
除在先要求的靜態(tài)機械特性(拉伸強度、硬度)之外，優(yōu)選的生物材料還具有動態(tài)疲勞特性的最優(yōu)化組合。確定疲勞設(shè)備的一種簡單方法是在至少1千萬個周期、優(yōu)選4千萬個周期內(nèi)，使該裝置受到生理負(fù)荷在0.5至1.0Mpa之間的周期性負(fù)荷。
在生理應(yīng)變范圍在3-20％內(nèi)使用ASTM方法D575A進行測量時，本發(fā)明所述固化的生物材料優(yōu)選具有大約0.1Mpa和大約50Mpa之間，優(yōu)選大約1Mpa和大約25Mpa之間的壓縮模量。具有大大低于這些值的壓縮模量的合成物將趨于從可能存在或出現(xiàn)的纖維環(huán)缺損處膨出，而具有大大高于這些值的模量的合成物將趨于太硬，并在端板上引起壓力屏蔽和異常高的接觸壓力。
本發(fā)明提供一種制備方法以及使用這種系統(tǒng)的方法。在進一步方面，本發(fā)明提供一種固體的合成物(也可選擇放置在模具裝置內(nèi))，以便用于與接合表面同位；也可提供帶有與其同位的固化合成物(也可選擇放置在模具裝置內(nèi))的這種接合表面的組合。
本發(fā)明提供了一種裝置和用于在原位進行修復(fù)的方法，在一優(yōu)選實施例中，該方法包括下列步驟a)提供一種可植入的模具裝置，該模具裝置包括適用于接收和容納可流動生物材料的腔室和適用于連接腔室和可固化、可流動的生物材料源的導(dǎo)管，b)優(yōu)選采用最小創(chuàng)傷的部件把模具插入體內(nèi)的理想部位，c)向模具傳輸生物材料，以便把腔室填充到一理想程度，d)使生物材料固化到一理想程度，e)把形成膜的生物材料在原位作為修復(fù)裝置使用。
該裝置還提供了一種可植入的模具裝置，包括一可膨脹腔室，該腔室適用于以最優(yōu)化的幾何形狀、結(jié)構(gòu)和/或位置接收和容納可流動生物材料，以便實現(xiàn)想要達(dá)到的目的；以及一適用于連接腔室和可固化、可流動生物材料源的導(dǎo)管。如通過在或者靠近接合腔室的端點切斷該導(dǎo)管，該導(dǎo)管最好可從被填充的腔室拆除。也可選擇并是最佳選擇，該裝置進一步包括用于在生物材料腔室內(nèi)部或向生物材料腔室提供正向或負(fù)向氣壓的部件，從而便于生物材料的傳輸和/或影響固化用模具的最終形狀。
該裝置和方法可用于各種應(yīng)用中，例如，包括提供一種用于制備固體或完整的假體，如用于關(guān)節(jié)接合點的修復(fù)或替換和椎間盤的修復(fù)。另一方面，該方法可用于提供一種中空的模具，如用于制備植入通路的套管形的管狀模具，如以諸如移植片固定模、分流器或移植片之類的結(jié)構(gòu)形式存在的導(dǎo)管。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種用于執(zhí)行本發(fā)明所述方法的模具裝置，如呈可植入氣囊或管狀模具的形狀，優(yōu)選與用于傳輸生物材料的導(dǎo)管結(jié)合。沿著這種思路，本發(fā)明進一步提供了一種在手術(shù)時應(yīng)用的系統(tǒng)，以準(zhǔn)備在原位植入修復(fù)假體，該系統(tǒng)包括一與提供的可固化生物材料組合使用的模具裝置(如腔室和導(dǎo)管)，也可以選擇與正向和/或負(fù)向氣壓源組合。
本發(fā)明提供了一種用于修復(fù)自然組織的系統(tǒng)和方法，涉及使用最小創(chuàng)傷裝置傳輸生物材料合成物，該合成物可在原位固化，以便永久替換自然組織。也可選擇(也是最佳選擇)將生物材料傳輸?shù)酵ㄟ^最小創(chuàng)傷裝置和用生物材料合成物進行填充而進行定位的模具裝置中，并且該生物材料隨后固化，從而在原位保持住模具和固化的合成物。
本文使用的下列詞語和術(shù)語歸納如下“修復(fù)”填充指應(yīng)用合成物在原位增加、替換或提供自然組織的某些或所有的機構(gòu)和功能，如提供諸如髓核之類的植入物、或修復(fù)(如按原樣修復(fù)或替換)變性的的椎間盤。可以采用任何適當(dāng)形式進行修復(fù)，如從修補組織到整體替換，優(yōu)選按原樣修復(fù)其自然的或其它所需的尺寸；“固化”及其詞尾的變化一般指任何化學(xué)和/或物理機械變形，變形時合成物從一種可使其傳輸?shù)疥P(guān)節(jié)部位的形態(tài)(如可流動形態(tài))變成一種更固定的(如固化的)用于在原位最終使用的形態(tài)。在使用有關(guān)本發(fā)明所述的方法時，如“可固化”可能指未固化的合成物，具有在原位固化的可能性(如利用催化劑或適當(dāng)?shù)哪茉?，也可指正在固化過程中的合成物(如在通過混合多種合成物成分而進行傳輸?shù)臅r候形成的合成物。如本文進一步說明的那樣，合成物的固化一般認(rèn)為包括三個階段，包括(a)膠凝，(b)凝膠發(fā)生和合成物變得足以不剝落以進行成形的期間，(c)完全固化在某點，在該點合成物已最終成形，可達(dá)到其試圖實現(xiàn)的作用；“最小創(chuàng)傷裝置”指手術(shù)裝置，如顯微手術(shù)或內(nèi)窺鏡或關(guān)節(jié)鏡手術(shù)裝置，該裝置可實現(xiàn)最小程度的破壞相關(guān)的肌肉組織的目的，不必切開進入組織的傷害部位，或通過最小的切口(如小于大約4厘米、優(yōu)選小于大約2厘米的切口)。這種裝置一般可通過應(yīng)用諸如光導(dǎo)纖維或顯微鏡造影方法實現(xiàn)其目的，并且所需的術(shù)后恢復(fù)時間少于相應(yīng)于手術(shù)切開方法所需的恢復(fù)時間。
“模具”一般指在傳輸和原位固化生物材料的過程中用于接收、限制、整形和/或保持流動性生物材料的本發(fā)明所述裝置的某部分。模具可包括或依賴于用于其結(jié)構(gòu)、形態(tài)或功能的至少一部分的自然組織(如椎間盤的纖維環(huán))。模具還負(fù)責(zé)，至少部分負(fù)責(zé)判斷已固化的修復(fù)用植入物的位置和最終尺寸。如果是這樣，就可判斷出其尺寸和其它物理性質(zhì)，以提供如下特性的優(yōu)化組合使用最小創(chuàng)傷裝置傳輸?shù)揭徊课坏哪芰?、用生物材料填充、防水分接觸，還可選擇之后保存在已固化的材料和自然組織之間界面位置或界面旁邊的位置。在一特別優(yōu)選的實施例中，模具材料可與已固化的生物材料本體成為一整體。
如本文所述，模具裝置一般包括接收生物材料的腔室和把生物材料傳輸?shù)皆撉皇业膶?dǎo)管。用于形成腔室的某些或所有材料通常保持在原位，與固化的生物材料結(jié)合，而某些或所有導(dǎo)管通常在完成該方法之后拆除。植入的假體還可用于替換、提供或增補在原位的自然組織的結(jié)構(gòu)或功能。假體可采用任何適當(dāng)?shù)男问?，如包括修補、修復(fù)或替換組織(如膝蓋或椎間盤)、支撐現(xiàn)有的組織(如通過一移植片固定模)或建立具有類似組織的功能(如果使用分流器)的新材料。
在本發(fā)明上下文的使用中，詞語“生物材料”將與詞語“合成物”互換使用，且通常指能夠引入關(guān)節(jié)的某部位并被固化，以在原位提供理想的物理-化學(xué)特性的材料。在一優(yōu)選實施例中，該術(shù)語指能夠使用最小創(chuàng)傷裝置引入人體內(nèi)某部位并被固化或被修正，從而使其保存在理想部位和形狀的材料。這種生物材料在其未固化狀態(tài)通?？闪鲃?，目的是它們有足夠的粘度，使其可通過類似于內(nèi)徑為大約1mm至大約6mm、優(yōu)選內(nèi)徑為大約2mm至大約3mm的套管進行傳輸。這種生物材料也可固化，目的是在組織部位的原位對其進行固化或進行修正，以便經(jīng)受足夠的狀態(tài)或化學(xué)變化，保存在理想位置和形狀。
在一優(yōu)選實施例中，在椎間盤切除過程中使用本發(fā)明所述的方法。在微動關(guān)節(jié)中，如背部腰椎，由軟骨形成的椎間盤把椎骨隔開。尤其是申請人申請的正在審查的PCT申請PCT/US97/00457(在本文中全部參考引用)所描述的用于修復(fù)椎間盤的方法包括如下步驟a)使用適當(dāng)?shù)氖中g(shù)技術(shù)進行椎間盤切除，同時保護纖維環(huán)外鞘，b)向纖維環(huán)外鞘內(nèi)部提供一種或多種可固化的生物材料，c)固化生物材料以便使椎間盤替換。
在一優(yōu)選實施例中，通過使用適當(dāng)?shù)闹T如膨脹性氣囊或球膽之類撐張部件可實現(xiàn)椎間盤空隙的撐張。可以癟縮狀態(tài)把氣囊傳送到纖維環(huán)內(nèi)部，如通過傳輸生物材料使氣囊在此膨脹，從而使椎間盤空隙張開并保存生物材料。
下面參照圖5說明優(yōu)選模具裝置的使用方式，圖5示出了位于纖維環(huán)外鞘70內(nèi)部的氣囊部分12，護套26已縮回?？晒袒纳锊牧蟼鬏?shù)綒饽遥瑫r空氣通過空氣通路18的排氣孔22從氣囊抽出。在使用中，如果氣囊位于護套內(nèi)部，就把該裝置通過最小創(chuàng)傷裝置插入人體內(nèi)，以便在試圖使用的部位，如椎間盤空隙內(nèi)部，定位在近端。一旦定位即縮回護套，以便釋放氣囊。另外，可通過空氣通路把空氣和其它適當(dāng)?shù)臍怏w傳輸?shù)綒饽?，以便定位氣囊?或使關(guān)節(jié)撐張。之后，打開閥門，開始流入可固化生物材料。如果生物材料進入了氣囊，就通過可在通路的遠(yuǎn)端抽成稍微的真空，使氣囊內(nèi)的氣體通過空氣通路排出，如使用一注射器或其它適當(dāng)?shù)恼婵赵?。生物材料繼續(xù)填充氣囊，生物材料還可用于使空隙張開(或者有助于撐張)，直到獲得理想的撐張壓力或尺寸，一旦生物材料停止流動，就可使生物材料繼續(xù)完全固化(變硬)，氣囊脫離導(dǎo)管。
本發(fā)明所述的方法和裝置也可用于修復(fù)其它的關(guān)節(jié)，包括動關(guān)節(jié)和微動關(guān)節(jié)。適當(dāng)?shù)膭雨P(guān)節(jié)的實例包括屈戍關(guān)節(jié)(如在指間關(guān)節(jié)和肱骨與尺骨之間的關(guān)節(jié)的鉸接關(guān)節(jié))；throchoides(如在上橈尺骨關(guān)節(jié)和寰樞關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié))；髁狀關(guān)節(jié)(如在腕關(guān)節(jié)中的帶有橢圓形腔室的卵形頭部)；交互感受的關(guān)節(jié)(如在拇指的腕掌關(guān)節(jié)中的凸凹狀表面形成的鞍關(guān)節(jié))；杵臼關(guān)節(jié)(如在髖部和肩關(guān)節(jié)的球形關(guān)節(jié)和套筒關(guān)節(jié))以及摩動關(guān)節(jié)(如在腕和跗骨關(guān)節(jié)中的滑動關(guān)節(jié))。
本發(fā)明的另一方面涉及提供一種椎間盤假體的方法，在特別優(yōu)選的實施例中，該方法包括修復(fù)和進入椎間盤的步驟。可選擇最小創(chuàng)傷方式得到進入椎間盤的入口，并通過從椎間盤中去除受損或病變組織，例如通過進行微椎間盤切除或椎間盤切除/椎間盤成形術(shù)？ (annulotomy)產(chǎn)生一空隙。
使用切開或關(guān)節(jié)內(nèi)窺手術(shù)技術(shù)可執(zhí)行本發(fā)明所述的方法。如果使用關(guān)節(jié)內(nèi)窺手術(shù)技術(shù)，可建立進出入口，以進入椎間盤，同時避免周圍組織的損傷。優(yōu)選使用雙入口(biportal)系統(tǒng)，這是由于這種系統(tǒng)在整個過程中可使第一和第二腔管，具有操縱靈活性。也可能有許多進入椎間盤的方法，包括(但并不局限于此)后側(cè)部、腹膜后、前腹腔鏡(或切口)以及后切口方法。如果采用切口方法，優(yōu)選使用單一的入口系統(tǒng)。
一旦進入了椎間盤，就必須通過纖維環(huán)建立一入口切口，以進入椎間盤和纖維環(huán)的內(nèi)部?？蓱?yīng)用局部椎間盤成形術(shù)或擴張技術(shù)建立穿過纖維環(huán)的切口。無論使用何種技術(shù)，其理想的方式都是盡可能地對纖維環(huán)無傷害。
可根據(jù)患者的病情局部或整體地清除纖維環(huán)組織。椎間盤組織清除的程度必須至少能夠容納利用裝置植入的假體。因此，要根據(jù)滿足修復(fù)患者椎間盤條件要求的假體的大小(如高度、寬度、周緣)清除椎間盤的髓核部分，以形成具有可足夠容納假體的最終固化形狀的尺寸的腔室或空腔?？筛鶕?jù)患者的病情、椎間盤的大小和所使用的儀器而改變所清除的髓核組織的數(shù)量。一般情況下，清除的數(shù)量范圍為大約2克至大約8克。
本發(fā)明所提供的系統(tǒng)包括一裝置，該裝置包括一可膨脹氣囊部分和一生物材料傳輸裝置以及一生物材料源，例如通過使用包含壓緊形式的氣囊并設(shè)有適用于在椎間盤空隙內(nèi)固定到組織的一近端的插入套筒，把裝置的可膨脹氣囊部件插入所形成的椎間盤空隙(如插入椎間盤的髓核部分)。
例如通過縮回插入的纖維環(huán)和/或從插入空隙的插管器展開壓縮氣囊，最好使氣囊本身至少部分與可用空隙保持一致，從而在該方式和該情況下把氣囊插入和定位在氣囊內(nèi)部。
下一步，把所提供的本發(fā)明所述的裝置通過椎間盤插入，以便把裝置的氣囊部分定位到位于椎間盤內(nèi)的髓核腔室內(nèi)?？墒褂幂o助手術(shù)儀器和技術(shù)，以便于把裝置插入和定位在合適的位置。例如，通過穿過椎間盤的入口和纖維環(huán)切口初步插入導(dǎo)絲，裝置的纖維環(huán)和氣囊部分在導(dǎo)絲上滑動，直到把氣囊定位在椎間盤內(nèi)。合適的導(dǎo)絲裝置包括從Cook公司(Bloomington IN)購買的可操縱的血管成形導(dǎo)絲?？汕袛嗟诙坠艿倪h(yuǎn)端，以便可通過人體進行無障礙地插入。
可使用目前可得到的技術(shù)，如熒光檢查、手術(shù)中的CT掃描、x-射線等類似方法，驗證椎間盤內(nèi)氣囊的正確位置。在一附加實施例中，可使用位置標(biāo)記或其它外部可檢測的標(biāo)記，以助于驗證裝置的位置。
通過下列方式傳輸生物材料a)將氣囊抽成真空，與處于封閉位置的生物材料保持流體聯(lián)系，b)混合多種生物材料成分以進行初步固化，并在分流生物材料的初始部分之后，用已混合的、正在固化的且仍可流動的生物材料填充氣囊，以及c)使生物材料在氣囊內(nèi)膨脹和完全固化，形成假體，其中通過在任選的且最佳的時間期間內(nèi)，利用完全或部分地足夠?qū)崿F(xiàn)和/或保持椎間盤的撐張壓力，在整個過程中控制裝置內(nèi)的生物材料的流體壓力來進行氣囊的填充和膨脹以及生物材料的固化。
在向裝置傳輸流動性生物材料之前，可借助于用于把監(jiān)視器接合到套管上的管接頭或壓力監(jiān)視器把壓力監(jiān)視器固定到纖維環(huán)上。在填充氣囊之前混合未固化的流動性生物材料，并把其傳輸?shù)降谝惶坠艿慕?，在該點分流已混合的生物材料的初始部分，以在繼續(xù)遍及整個裝置之前處理不當(dāng)混合的或者不需要的生物材料。于是，使用本文所述的分流部件分開初始生物材料的流動通道。
在將可流動的生物材料傳輸給裝置之前，可采用一個用于耦合監(jiān)視器與纖維環(huán)的接合器或其它接合裝置將壓力監(jiān)視器接合到纖維環(huán)上。未固化、可流動的生物材料在填充氣囊之前被混合并傳輸?shù)降谝焕w維環(huán)的近端部分，在該點處，混合的生物材料的初始部分被分流，以去除未充分混合或者不需要的生物材料，使之不能繼續(xù)穿過裝置。因此，采用這里描述的分流裝置可轉(zhuǎn)移初始生物材料的流動通路。
在一實施例中，調(diào)節(jié)三通閥使分流的流量進入分流器或儲器。一旦從第一套管清除了較少的優(yōu)選生物材料，就調(diào)節(jié)閥門，改變流動通道的方向，使生物材料繼續(xù)流過第一套管進入氣囊。
隨后利用流動的未固化的生物材料填充氣囊，生物材料繼續(xù)進入第二套管并在此流出，直到基本上所有的空氣已被生物材料強制排出裝置。在此時刻，可檢查出流出的生物材料具有非理想的特性，如氣泡等類似特性。通過根據(jù)時間期間和足夠保持椎間盤的撐張壓力來控制貫穿整個過程的裝置內(nèi)部的生物材料流體壓力，可進行氣囊的填充和膨脹以及生物材料的固化。另外，通過輔助裝置也可通過使用諸如骨轉(zhuǎn)撐張器(distractor)之類的外部或內(nèi)部裝置使椎間盤撐張。
也有另外選擇，如在傳輸氣囊本身之前(如利用機械部件)和/或在傳輸生物材料之前(如利用第一流體的傳輸和回收)可預(yù)先使椎間盤撐張。如很理想地診斷到痛苦源、檢測出適當(dāng)?shù)膿螐垑毫Σ⒃趥鬏敋饽冶旧砗?或生物材料之前預(yù)拉伸腱和韌帶則可進行這種預(yù)先撐張。
借助于用于以流體壓力來膨脹氣囊的方式控制流體壓力的部件可控制或限制流過第二套管的流動通路。至少充分地填充和膨脹氣囊，從而基本上填充椎間盤內(nèi)部的氣囊和內(nèi)部腔室或空腔。在撐張和固化過程中，傳輸時間與流體壓力相結(jié)合，將根據(jù)所用的具體生物材料及其性質(zhì)，如生物材料的粘度和固化速度對其進行改變。
把通路壓力增加和調(diào)節(jié)到足夠大小，使椎間盤空隙撐張，從而把患者的解剖幾何結(jié)構(gòu)實現(xiàn)或恢復(fù)到患者要求的程度。一般來說，所提供的壓力范圍為大約0.2Mpa至大約1.5Mpa，或者大約為30至220psi，而且可根據(jù)具體的生物材料、患者的病情以及套管的完整性進行改變。如果達(dá)到了流體壓力需要實現(xiàn)的效果，就要貫穿固化階段對其進行監(jiān)視和保持，產(chǎn)生具有理想特性和尺寸(如椎間盤的高度和寬度)的假體。
從手術(shù)部位清除不必要的部分或系統(tǒng)部件，如切斷和清除延伸到椎間盤位置或套管之外的裝置部分。
一旦生物材料完全固化，就從患者體內(nèi)抽出插入的套管和/或工作套管(如果使用經(jīng)皮的入口)。使用任何適用于切斷呈氣囊或?qū)Ч芙Y(jié)構(gòu)的聚合材料，可切斷與氣囊連接的導(dǎo)管。優(yōu)選切斷盡可能靠近氣囊的導(dǎo)管。
在該過程之后，可使用各種裝置和技術(shù)修復(fù)套管的切除部分。例如，可使用申請人本人的PCT專利申請PCT/US99/11740中所述的組織修復(fù)裝置，該申請全部公開的內(nèi)容在本文參考引用。
在一優(yōu)選實施例中，把裝置的氣囊部件通過套管插入椎間盤空隙，以便把氣囊定位在椎間盤髓核部分內(nèi)部。用可固化的生物材料填充氣囊，直到它膨脹到理想的大小(由撐張壓力和/或其它部件進行檢測)，在此維持該理想的大小，同時生物材料在原位順序固化，形成具有理想幾何形狀和尺寸的假體，以恢復(fù)椎間盤的功能。
在一更優(yōu)選的實施例中，該系統(tǒng)提供了一種用于定位包括髓核和纖維環(huán)的整個椎間盤的裝置和生物材料。例如，這種實施例可包括現(xiàn)有或改進的裝置和部件，如呈具有上部和下部剛性金屬端板形式、適用于有效地插入本發(fā)明所述氣囊和聚合物端板部分。通過本發(fā)明所給出說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員就可判斷出可使用的這種端板的結(jié)構(gòu)形式。(參見Bao等人在生物材料(Biomaterials)171157-1167，1996中所著的“人工椎間盤-理論、設(shè)計和材料(The articial disc-theory，design andmaterials))。
剛性端板可用于加強椎間盤假體和椎間盤本體之間的固定。使用下列幾種結(jié)構(gòu)特征中的一種或其組合可實現(xiàn)這種固定；1)垂直于端板的外表面上的突峰、釘或齒，如在美國專利US4 759766、US5071437和US5314477中所述的那些結(jié)構(gòu)。2)便于骨質(zhì)向內(nèi)生長的多孔外表面，如美國專利US5071437中所述的結(jié)構(gòu)。3)適用于固定到帶有骨螺釘椎間盤本體上的側(cè)翼，如美國專利US5458642、US5624296和US6006130中所述的結(jié)構(gòu)。在任何這種實施例中，通常使用可向所有假體提供所需韌性的具有較小剛性的聚合物制成的軟芯。被夾住的軟芯就可粘合到端板上，也可粘合到左側(cè)活動物體上。如果在左側(cè)活動物體上，就通常取帶有凹形端板的內(nèi)表面和具有雙凸形聚合物芯的球形和筒形。球形和筒形結(jié)構(gòu)可易于轉(zhuǎn)動(既可在彎曲伸展方向也可在側(cè)彎曲方向)，同時仍具有最大的穩(wěn)定性，可保持的原位。
在采取這些方法的各種方面的同時，本發(fā)明所述的系統(tǒng)還具有差別和優(yōu)點?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)可能具有至少一種缺陷，即在把植入物插入椎間盤空隙的過程中，由于植入物的體積，特別是在使用突峰、釘或齒時，會遇到困難。本發(fā)明通過使用流動性固化材料在原位形成中間軟芯可克服這種困難。在利用本發(fā)明進行整個椎間盤替換中仍然可使用具有一種或這三種固定特征的組合的端板，這此部分可更容易地插入和定位，而無論癟縮的氣囊開始時是否有核芯?？刹捎门c壓力控制下髓核植入物相似的方式傳輸生物材料，以達(dá)到最優(yōu)化的撐張。
在一優(yōu)選實施例中，上部和下部端板由諸如鈦合金、鈷-鉻合金或不銹鋼之類的金屬制作而成，并且具有適用于面對各自的脊柱體的多個突峰或釘，還可選擇具有適用于使骨頭最終向內(nèi)生長的多孔外表面。每一端板都設(shè)有凹槽和平滑的內(nèi)部、牙面、表面，并適用于緊密配合，從而在它們之間形成一尺寸稍大于氣囊導(dǎo)管直徑的槽形開孔，進而使一空的、癟縮的氣囊插入。在一實施例中，在把端板放置就位之后(也可以在清除椎間盤材料之后放置)，把氣囊插入板空隙。隨后利用在原位可固化的生物材料填充氣囊。在注射壓力控制下，向外推端板，直到突峰完全穿透進入脊柱體。
在一可替換的實施例中，每一端板(都設(shè)有凹槽形內(nèi)表面)還具有可使用骨螺釘固定(與美國專利US6001130相似)的側(cè)翼。可使用墊圈和其它部件在原位限制固化的髓核核芯。這兩個端板都具有高度大約為椎間盤空隙一半的壁，以防止核芯移動。兩端板的壁具有相同或不同的直徑，使其可相互疊合，從而在插入期間進一步減少體積。
另外，本發(fā)明所述的系統(tǒng)可用于替換整個椎間盤，而不必使用端板或只使用一個端板。例如，如果不使用端板，可在椎間盤本體上制作一個或多個錨固凹。聚合物注入時將填充錨固凹并建立植入物和椎間盤本體之間的互鎖。通過把上、下表面手術(shù)修剪成適當(dāng)(優(yōu)選凹形)形狀，也可形成適當(dāng)?shù)腻^固凹，從而在注入聚合物之后有效地建立移動氣囊和筒形界面。也可選擇成把端板用作一表面上的錨固凹，通常是下表面上的錨固凹，這是由于自然的上表面比下表面更凹。
上面所述本發(fā)明的系統(tǒng)的附圖可參見圖11-14。圖11表示介于不使用端板的上、下脊柱體之間假體的氣囊部分。圖12表示應(yīng)用已在脊柱體上形成的錨固凹點的系統(tǒng)。圖13表示具有側(cè)翼的兩個金屬端板使用骨螺釘固定上、下脊柱體的應(yīng)用情況。圖14表示在被推入脊柱體的骨頭內(nèi)的外表面上設(shè)有峰的端板的應(yīng)用情況。該系統(tǒng)具有一環(huán)繞椎間盤假體一半高度的圓環(huán)。設(shè)于上、下端板上的圓環(huán)各自的直徑稍微不同，使這些圓環(huán)可相互疊合。
本發(fā)明還包括使用本發(fā)明所述的裝置、系統(tǒng)和方法在原位形成的假體。在一實施例中，假體設(shè)在纖維環(huán)內(nèi)，并與椎間盤的端板相對。在另一實施例中，所提供的假體可基本上替換自然纖維環(huán)，并可選擇地包括與自然骨頭相對的一個或多個修復(fù)用端板部件。
實例1髓核植入物使用本發(fā)明所述的椎間盤修復(fù)系統(tǒng)的一實施例進行手術(shù)的過程說明如下1)通過手術(shù)穿過纖維環(huán)(annulotomy)進入椎間盤并清除椎間盤的髓核部分而進行椎間盤切除。
2)把本發(fā)明所述裝置的近端(患者端)插入手術(shù)部位和椎間盤空隙。把較近的尖端、含有一縮小的、壓縮的氣囊封裝在手術(shù)用傳輸引入套管內(nèi)通過環(huán)形切口插入。之后通過在縱向方向按壓生物材料傳輸部分的近端把氣囊從引入套管展開，在椎間盤方向上穿過手術(shù)套管展開到所需的程度，把氣囊僅排入髓核腔。
3)另外，如果患者已存在椎間盤高度損失，此時需要進行椎間盤預(yù)撐張，則可使用任何椎間盤撐張部件，包括外部部件和內(nèi)部部件實現(xiàn)這種目的?？墒褂门c本發(fā)明相似的裝置實現(xiàn)撐張，如首先把合適的溶液(如鹽水或?qū)Ρ纫?傳輸?shù)綒饽遥允┘幼銐虻牧κ棺甸g盤關(guān)節(jié)撐張到理想的程度。撐張之后，通過提供真空從氣囊清除溶液?？梢赃x擇使用用于作為主注射生物材料的相同氣囊或利用新氣囊替換撐張的氣囊。
4)隨后把靜態(tài)混合器裝置的近端(入口)與清除系統(tǒng)一起固定到生物材料源的遠(yuǎn)端(出口)。
5)組裝流體壓力監(jiān)視系統(tǒng)部件。在一實施例中，流體傳輸導(dǎo)管的一端固定到壓力表，而其它端固定到管接頭(接頭和閥門組件)，該組件依次與生物材料混合通路的出口端以及靜態(tài)混合器裝置的遠(yuǎn)端和清除系統(tǒng)組件之間的裝置連接。傳輸流體導(dǎo)管的每一端部包括一閥門，一個閥門用于傳輸流體入口，一個用于傳輸流體出口。入口閥門和出口閥門打開，壓力傳輸流體通過入口被傳輸?shù)綄?dǎo)管，直到導(dǎo)管完全充滿而且超出的流量流出出口端。然后在導(dǎo)管上安裝壓力表并根據(jù)需要進行校準(zhǔn)。
6)然后，把裝置的生物材料傳輸部分的近端固定到與有關(guān)的生物材料源/清除系統(tǒng)/壓力監(jiān)視系統(tǒng)組件連接在一起的靜態(tài)混合器的遠(yuǎn)端。
7)接下來，把裝置的生物材料傳輸部分的生物材料流出導(dǎo)管的遠(yuǎn)端安裝到真空源。使用多種合適的部件可實現(xiàn)這種安裝，包括通過一控制閥進行安裝，從而在清除空氣和操作生物材料傳輸相態(tài)期間操縱所施加的負(fù)壓大小。
8)然后，借助于近端設(shè)置的閥門(處于關(guān)閉位置)，利用密封的生物材料傳輸部分觸發(fā)真空源，并清除氣囊內(nèi)部的空氣，建立負(fù)壓環(huán)境。
9)觸發(fā)(打開)流體壓力傳輸系統(tǒng)，生物材料的成分隨后被正向壓力強制流出容器，并流經(jīng)靜態(tài)混合器裝置，于是，混合生物材料中開始混合不當(dāng)?shù)牟糠滞ㄟ^控制排出閥門穿過排出系統(tǒng)分流。
10)一旦分流了生物材料的初始部分，就再次控制閥門，使生物材料繼續(xù)向前流經(jīng)流動通路，并通過把生物材料導(dǎo)入氣囊內(nèi)部的第一腔管流入裝置的生物材料傳輸部分。
11)填充氣囊，超出的生物材料和空氣通過第二腔管排出，該第二腔管貫穿通向正向壓力源的生物材料出口導(dǎo)管。與生物材料傳輸?shù)呢?fù)壓結(jié)合起來控制正壓，以獲得理想的氣囊大小和滿足特殊患者需要內(nèi)部壓力。在整個填充相態(tài)的過程中，連續(xù)監(jiān)視和控制整個裝置內(nèi)的流體壓力。
12)如果生物材料達(dá)到了所需的壓力和數(shù)量，就在固化生物材料相態(tài)的過程中，保持這些參數(shù)。
13)在位于生物材料傳輸部分和裝置的其余部分以及手術(shù)套管之間的接頭處拆下該裝置。
14)使用適用于實現(xiàn)這種目的的任何適當(dāng)技術(shù)或儀器切斷氣囊柄，隨后把裝置的生物材料傳輸部分從該部位拆下，從而留下填充的氣囊在原位限制固化的生物材料，起到椎間盤假體的作用?？p合患者的傷口，使其從手術(shù)狀態(tài)下康復(fù)。根據(jù)下列一些因素改變手術(shù)參數(shù)，包括(但并不局限于此)生物材料的流速、最終假體的理想特性和尺寸、生物材料的固化時間、生物材料的流動壓力、撐張壓力、撐張時間、生物材料的性質(zhì)(如可流動性、溫度以及與采用的特別配方類似的具體特性)以及腔室部位的間隙參數(shù)。
實例2整個椎間盤的植入可使用各種方法和技術(shù)植入椎間盤假體。如果使用剛端板，就大多數(shù)情況下需要一種前面開口或腹膜后入口。這兩種方法的主要優(yōu)點在于可使手術(shù)全部進入椎間盤空隙進行，以便清除全部椎間盤，因此，要使用大端板覆蓋整個椎間盤空隙。
1)第一步涉及到使用任何現(xiàn)有的手術(shù)技術(shù)和方法清除變性的椎間盤材料。如果可能，留下纖維環(huán)和韌帶的外層最理想。
2)如果使用人工端板，就把端板插入椎間盤空隙，并把該端板定位在椎間盤空隙的中心。人工端板設(shè)有側(cè)翼，用骨螺釘固定側(cè)翼。
3)可以選擇，采用本文所述方式使椎間盤預(yù)撐張(如使用一種初步溶液)。
4)然后，把靜態(tài)混合器裝置的近端與排出系統(tǒng)一起安裝到生物材料源的遠(yuǎn)端(出口)。
5)分開組裝流體壓力監(jiān)視系統(tǒng)。在一實施例中，把流體傳輸導(dǎo)管的一端安裝到壓力表上，而另一端安裝到依次與裝置的生物材料傳輸部分近端和靜態(tài)混合器裝置和排出系統(tǒng)組件的遠(yuǎn)端之間的裝置連接的接頭和閥門。每一傳輸流體導(dǎo)管包括一閥門，一個閥門用于傳輸流體的入口，一個閥門用于傳輸流體的出口。入口閥門和出口閥門打開，壓力傳輸流體通過入口被傳輸?shù)綄?dǎo)管，直到導(dǎo)管完全充滿而且超出的流量流出出口端。然后在導(dǎo)管上安裝壓力表并根據(jù)需要進行校準(zhǔn)。
6)然后，把裝置的生物材料傳輸部分的近端固定到與有關(guān)的生物材料源/清除系統(tǒng)/壓力監(jiān)視系統(tǒng)組件連接在一起的靜態(tài)混合器的遠(yuǎn)端。
7)接下來，把裝置的生物材料傳輸部分的生物材料流出導(dǎo)管的遠(yuǎn)端安裝到真空源。使用多種合適的部件可實現(xiàn)這種安裝，包括通過一控制閥進行安裝，從而在清除空氣和操作生物材料傳輸相態(tài)期間操縱所施加的負(fù)壓大小。
8)然后，借助于近端設(shè)置的閥門(處于關(guān)閉位置)，利用密封的生物材料傳輸部分觸發(fā)真空源，并清除氣囊內(nèi)部的空氣，建立負(fù)壓環(huán)境。
9)觸發(fā)(打開)流體壓力傳輸系統(tǒng)，生物材料的成分隨后被正向壓力強制流出容器，并流經(jīng)靜態(tài)混合器裝置，于是，混合生物材料中開始混合不當(dāng)?shù)牟糠滞ㄟ^控制排出閥門穿過排出系統(tǒng)分流。
10)一旦分流了生物材料的初始部分，就再次控制閥門，使生物材料繼續(xù)向前流經(jīng)流動通路，并通過把生物材料導(dǎo)入氣囊內(nèi)部的第一腔管流入裝置的生物材料傳輸部分。
11)填充氣囊，超出的生物材料和空氣通過第二腔管排出，該第二腔管貫穿通向正向壓力源的生物材料出口導(dǎo)管。與生物材料傳輸?shù)呢?fù)壓結(jié)合起來控制正壓，以獲得理想的氣囊大小和滿足特殊患者需要內(nèi)部壓力。在整個填充相態(tài)的過程中，連續(xù)監(jiān)視和控制整個裝置內(nèi)的流體壓力。
12)如果生物材料達(dá)到了所需的壓力和數(shù)量，就在固化生物材料相態(tài)的過程中，保持這些參數(shù)。
13)在位于生物材料傳輸部分和裝置的其余部分以及手術(shù)套管之間的接頭處拆下該裝置。
14)使用適用于實現(xiàn)這種目的的任何適當(dāng)技術(shù)或儀器切斷氣囊柄，隨后把裝置的生物材料傳輸部分從該部位拆下，從而留下填充的氣囊在原位限制固化的生物材料，起到椎間盤假體的作用?？p合、閉合患者的傷口，使其從手術(shù)狀態(tài)下康復(fù)。
根據(jù)下列一些因素改變手術(shù)參數(shù)，包括(但并不局限于此)生物材料的流速、最終假體的理想特性和尺寸、生物材料的固化時間、生物材料的流動壓力、撐張壓力、撐張時間、生物材料的性質(zhì)(如可流動性、溫度以及與采用的特別配方類似的具體特性)以及腔室部位的間隙參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于在原位形成椎間盤假體的裝置，該裝置包括a)一適于設(shè)置在椎間盤空隙內(nèi)部的癟縮氣囊，從而在利用生物材料填充和膨脹時，可提供一個或更多個外部組織接觸面和一個或多個由相應(yīng)的內(nèi)部表面形成的內(nèi)部腔室，其中的至少一個內(nèi)部腔室可用于容納可固化的生物材料；b)第一和第二腔管，每一腔管都設(shè)有近端和遠(yuǎn)端，每一腔管的近端耦合起來，或者適用于耦合，與氣囊的內(nèi)部腔室保持流體和/或氣體聯(lián)系；c)優(yōu)選包括一流體控制閥的一個或多個管接頭，該管接頭安裝在第一腔管上，適用于可操作和可控制地連接，并保持第一腔管的遠(yuǎn)端和流動性生物材料的傳輸裝置之間的流體聯(lián)系；以及d)一個或多個與第二腔管連接的管接頭，并在氣囊填充過程中可操作和可控制地影響氣囊內(nèi)部流體和/或氣體的壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于氣囊由基本上不可伸展的材料制成。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于氣囊由基本上可伸展的材料制成。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于氣囊進行表面處理，以允許或者便于組織向內(nèi)生長，使植入物進入主組織。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于氣囊在不同部位由可伸展性性和不可伸展性性材料構(gòu)成，不可展性材料位于氣囊側(cè)壁，可伸展性材料位于氣囊上、下壁，使得氣囊沿垂直方向延伸。
6.如權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于氣囊可由可伸展或者不可伸展的單層材料組成。
7.如權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于氣囊可由具有不同膨漲性能的兩層或者多層材料組成，以構(gòu)成雙層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)氣囊。
8.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述材料包括一種從由可鑄性熱塑聚氨酯組成的一組材料中選擇的嵌段共聚物。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該裝置進一步包括一適用于表示生物材料傳輸?shù)倪m當(dāng)端點的端點監(jiān)視器。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于該端點監(jiān)視器包括一與裝置的腔管連接的壓力監(jiān)視器，該壓力監(jiān)視器用于通過檢測由椎間盤空隙內(nèi)生物材料的傳輸所產(chǎn)生的撐張壓力來檢測和/或判斷適當(dāng)?shù)亩它c。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于該裝置進一步包括用于通過監(jiān)視人體外部的生物材料的典型采樣而判斷氣囊內(nèi)部正在傳輸?shù)纳锊牧蠅毫Φ膲毫ΡO(jiān)視部件。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于該裝置進一步包括用于分流生物材料傳輸裝置和氣囊之間的生物材料的管接頭。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于氣囊以癟縮方式設(shè)置在傳輸導(dǎo)管內(nèi)部。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于套管設(shè)有適用于使套管固定到椎間盤空隙內(nèi)部組織的開口部分。
15.一種用于在原位形成椎間盤假體的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括a)一個或多個如權(quán)利要求1所述的裝置，b)一個或多個生物材料源，至少一個材料源包括適于混合并被傳輸?shù)窖b置的氣囊部分的多個組分，以便在椎間盤空隙內(nèi)在原位進行固化；以及c)一個或多個相應(yīng)的生物材料傳輸裝置，每一裝置都適用于混合生物材料的多個組分并把正在固化的生物材料傳輸?shù)綒饽也糠值那皇摇?br> 16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于氣囊由基本上不可伸展材料制成。
17.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于氣囊由基本上可伸展材料制成。
18.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于氣囊進行表面處理，以允許或者便于組織向內(nèi)生長，使植入物進入主組織。
19.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于氣囊在不同部位由可伸展性性和不可伸展性性材料，不可展性材料位于氣囊側(cè)壁，可伸展性材料位于氣囊上、下壁，使得氣囊沿垂直方向延伸。
20.如權(quán)利要求16或17所述的系統(tǒng)，其特征在于氣囊可由可伸展或者不可伸展的單層材料組成。
21.如權(quán)利要求16或17所述的系統(tǒng)，其特征在于氣囊可由具有不同膨漲性能的兩層或者多層材料組成，以構(gòu)成雙層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)氣囊。
22.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于所述材料包括一種從由可鑄性熱塑聚氨酯組成的一組材料中選擇的嵌段共聚物。
23.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于該裝置進一步包括一適用于表示生物材料傳輸?shù)倪m當(dāng)端點的端點監(jiān)視器。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于該端點監(jiān)視器包括一與裝置的腔管連接的壓力監(jiān)視器，該壓力監(jiān)視器用于通過檢測由椎間盤空隙內(nèi)生物材料的傳輸所產(chǎn)生的撐張壓力來檢測和/或判斷適當(dāng)?shù)亩它c。
25.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于該裝置進一步包括用于通過監(jiān)視人體外部的生物材料的典型采樣而判斷氣囊內(nèi)部正在傳輸?shù)纳锊牧蠅毫Φ膲毫ΡO(jiān)視部件。
26.如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于該裝置進一步包括用于分流生物材料傳輸裝置和氣囊之間的生物材料的管接頭。
27.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于氣囊以癟縮方式設(shè)置在傳輸導(dǎo)管內(nèi)部。
28.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于套管設(shè)有適用于使套管固定到椎間盤空隙內(nèi)部組織的開口部分。
29.一種進一步包括一個或多個用于進行整體椎間盤替換的端板和固定部件系統(tǒng)。
30.一種適用于應(yīng)用在權(quán)利要求15所述系統(tǒng)中的生物材料源，包括一種可固化的聚氨酯合成物，該合成物包括能夠進行滅菌處理或消毒、穩(wěn)定儲藏以及在使用時混合的多種組分，從而可提供一種可流動的合成物并進行初步固化，該組分包括(1)類預(yù)聚合物成分，包括由一種或多種多元醇反應(yīng)而生成的生成物以及一種或多種二異氰酸鹽，還可以選擇有疏水添加劑，以及(2)固化成分，包括一種或多種多元醇、一種或多種擴鏈劑、一種或多種催化劑，還可以選擇有其它諸如抗氧化劑之類的成分和染料。
31.一種如權(quán)利要求30所述的生物材料源，所述的生物材料源具有大約0.1Mpa和大約50Mpa之間的壓縮模量，優(yōu)選大約1Mpa和大約25Mpa之間的壓縮模量。
32.一種如權(quán)利要求30所述的生物材料源，所述固化成分的誘發(fā)時間在大約5秒和大約60秒之間，優(yōu)選在大約5秒和大約30秒之間，最佳選擇在大約5秒和大約15秒之間。
33.一種適用于與權(quán)利要求30所述的生物材料源一起使用的生物材料傳輸裝置，適用于在使用時混合和傳輸生物材料組分，以便初步使這些組分固化并把正在固化的組分傳輸?shù)揭粋€或多個腔管，或穿過一個或多個腔管。
34.一種提供椎間盤或髓核假體的方法，該方法包括如下步驟a)準(zhǔn)備和進入椎間盤i)獲得進入椎間盤的入口；ii)通過從椎間盤清除損傷的或病變的組織，如進行椎間盤切除，產(chǎn)生一空隙；iii)提供包括一裝置的本發(fā)明所述的系統(tǒng)，該裝置包括可膨脹的氣囊部分、生物材料傳輸裝置和生物材料源；iv)通過使用一插入套管把裝置的可膨脹氣囊部件插入所建立的椎間盤空隙，該套管以接觸形式容納該氣囊，而且提供一適用于固定到椎間盤空隙內(nèi)的近端；v)采用下列方式或在下列條件下，即適于使氣囊本身以至少部分地與可利用空隙一致的方式把氣囊插入和定位在空隙內(nèi)；b)通過下述方式傳輸生物材料i)對氣囊抽成真空，同時與封閉位置的生物材料保持流體上的聯(lián)系；ii)混合多種生物材料組分，以進行初步固化，并在分流混合的生物材料的初始部分之后，用混合的、可固化的、而仍可流動的生物材料填充氣囊；iii)使生物材料在氣囊內(nèi)膨脹并完全固化，形成假體，可通過在整個過程中控制裝置內(nèi)生物材料的流體壓力，進行氣囊的填充和展開以及生物材料的固化，在時間期間內(nèi)采樣足夠的壓力，全部或部分地實現(xiàn)和/或保持椎間盤的撐張；以及c)通過切斷或拆除延伸到椎間盤部位或套管之外的裝置部分從手術(shù)部位拆除系統(tǒng)的不需要的部分和部件。
35.如權(quán)利要求34所述的提供椎間盤或髓核假體的方法，所述的全部或部分地實現(xiàn)和/或保持椎間盤的撐張的壓力范圍為大約0.2Mpa至1.5Mpa，或者大約為30至220psi。
36.如權(quán)利要求34所述的提供椎間盤或髓核假體的方法，所述的生物材料的固化的誘發(fā)時間在大約5秒和大約60秒之間，優(yōu)選在大約5秒和大約30秒之間，最佳選擇在大約5秒和大約15秒之間。
37.一種用于執(zhí)行權(quán)利要求34所述方法的成套組件，該成套組件包括如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)和如權(quán)利要求30所述的生物材料源和如權(quán)利要求33所述的生物材料傳輸裝置。
38.如權(quán)利要求37所述的成套組件，進一步包括適用于傳輸處于癟縮狀態(tài)的氣囊的裝置。
39.如權(quán)利要求38所述的成套組件，進一步包括用于從氣囊上切斷套管的裝置。
40.如權(quán)利要求39所述的成套組件，進一步包括一開孔修復(fù)裝置。
41.如權(quán)利要求40所述的成套組件，其特征在于開孔修復(fù)裝置包括一由聚乙烯醇制備而成的纖維環(huán)。
全文摘要
一種通過在椎間盤內(nèi)在傳輸和原位固化生物材料而修復(fù)椎間盤的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一具有一可插入的氣囊和相關(guān)的管道的控制閥接頭裝置,以及一種在原位可固化的生物材料(以及有關(guān)的生物材料傳輸裝置)。該系統(tǒng)可使醫(yī)生通過控制撐張和/或生物材料傳輸壓力判斷用于生物材料傳輸?shù)倪m當(dāng)端點,還可向氣囊傳輸所需數(shù)量的生物材料,以使高分子材料的固化及性能改進。還提供一種通過使用這種系統(tǒng)在傳輸和原位固化生物材料而用于修復(fù)椎間盤的相關(guān)方法。該系統(tǒng)可用于以使周圍的椎間盤組織基本上無傷的方式植入一修復(fù)用的整個椎間盤或者椎間盤髓核。
文檔編號A61L29/00GK1340330SQ0110426
公開日2002年3月20日 申請日期2001年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月28日
發(fā)明者羅伯特·加里·赫金斯, 杰佛瑞·C·費爾特, 亞歷山大·阿爾謝尼耶夫, 漢森·A·袁, 鮑其濱 申請人:高級生物表面公司