專利名稱：在骨內(nèi)空間中形成支撐結(jié)構(gòu)的填充物、供給裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的、用于在骨內(nèi)空間中形成支撐結(jié)構(gòu)的填充物。本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求25的前序部分的、用于將填充物裝填到骨內(nèi)空間中的供給方法。本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求31的前序部分的、用于給骨內(nèi)空間填充支撐結(jié)構(gòu)的方法。
本發(fā)明涉及人骨或者動物骨的治療。
背景技術：
隨著社會的日益老化，尤其是骨的運動支撐器的發(fā)病率按照超出平均水平的方式升高。骨可能受到各種各樣的傷害或者削弱，例如由于創(chuàng)傷、感染、磨損、腫瘤生長或者變性疾病如骨質(zhì)疏松。骨質(zhì)疏松，即所謂的骨松質(zhì)損耗，尤其是老年人面臨的一個問題，這是因為由此削弱了骨的負重能力，結(jié)果，出現(xiàn)骨折的情形明顯增多，主要是在脊柱、股骨頸和手腕上。這種骨折的治療是困難的，尤其是當變性變化處于發(fā)展中時。為了固定這種骨折，通常要在外側(cè)或在內(nèi)側(cè)使用夾板(板、螺釘、植入體)，夾板一直夾持骨，直到骨愈合?？墒?，這種夾板不能用于所有的骨。因此例如對脊柱來說，為了治療變性椎體或者骨折椎體，采用了所謂的脊椎體成型術，其做法是給受損的椎體填充骨水泥。但是，在椎體中使用骨水泥有各種缺點，特別是骨水泥可能通過椎體內(nèi)的靜脈或小的骨缺損而不受控制地流失，結(jié)果可能造成相鄰的解剖學結(jié)構(gòu)受損，例如當流出到脊髓腔中時。骨水泥的其它缺點是，它在硬化時明顯變熱，這可能損害周圍組織，甚至傷害神經(jīng)，而且骨水泥必須很快速地進行處理，骨在骨水泥中不會重新生長，骨水泥隨著時間的推移而變脆。
文獻US 2004/0052829公開了一種治療多孔椎體的方法，尤其是遇到骨質(zhì)疏松骨折的椎體。為此，采用了一種生物相容的液態(tài)載體如水，它富含生物相容的支撐體。這種方法的缺點是需要球囊狀容器，該球囊狀容器首先被置入椎體中，隨后給球囊狀容器填充含有支撐體的載體。球囊狀容器必須保證液態(tài)載體及其所含的支撐體能留在椎體中。如果不使用球囊狀容器，則這種方法也存在上述流失的危險，原因是液態(tài)載體及其所含的、具有微米級尺寸的支撐體會流出受損的椎體，并且不可控制地損害到相鄰組織或者在人體中擴散。因此，這種已知方法的缺點是，將球囊狀容器置入椎體的操作很復雜，椎體可能在置入時受損或者由于支撐體而受損，因而載體可能流失，而且無法最佳地填充椎體，這是因為球囊狀容器在通入液態(tài)載體時可能脹大，因而它占據(jù)了比用于支撐體本身所需空間更大的空間。
文獻US 2004/0097930公開了另一種治療椎體的方法。該方法公開了被輸入椎骨內(nèi)空間中的球形體。在完成手術后，脊柱在軸向上即在脊柱延伸方向上承重。承重導致了球形體沿脊柱軸線的徑向受擠壓，椎體由此塌陷并且本身變形。最糟糕的情況是，球形體穿透椎體包膜，隨后不受控制地散布在人體中。該文獻還公開了應該被輸入椎體內(nèi)空間中的四角形物體。四角形物體在輸入時相互鎖定，因而這些四角形物體可能無法被輸入到椎體內(nèi)空間中。所以，所公開的方法的缺點是，已輸入椎體的物體在受力時可能漏出，和/或要輸入的物體無法被輸入椎體中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種有利的、可植入的且尤其是可注入的填充物，該填充物能最佳地用于有缺損的骨且尤其是椎體，從而骨從植入時刻起就能承受存在的生理負荷。
該目的利用一種具有權(quán)利要求1的特征的、能干燥流動的填充物來完成。從屬權(quán)利要求2至24涉及其它有利設計的填充物。該目的還通過一種具有權(quán)利要求25的特征的、用于輸入填充物的供給裝置來完成。從屬權(quán)利要求26至30涉及其它的有利設計方案。另外，該目的通過一種具有權(quán)利要求31的特征的、用于給骨內(nèi)空間填充支撐體的方法來完成。從屬權(quán)利要求32至40涉及其它有利的方法步驟。此外，該目的通過一種具有權(quán)利要求41的特征的系統(tǒng)來完成。
該目的尤其是通過一種用于在骨內(nèi)空間中形成支撐結(jié)構(gòu)的、能干燥流動的填充物來完成，該填充物具有多個生物相容的支撐體，這些支撐體在通常出現(xiàn)于骨內(nèi)空間中的生理負荷下抵抗變形或者斷裂，所述支撐體具有2毫米至10毫米的尺寸，并且支撐體具有軸線以及兩個對置的、在該軸線方向上間隔開的接合部位。所述接合部位優(yōu)選呈接合面的形式。
術語“能干燥流動”是指，填充物是可注入的，但不采用任何流動的、能賦予支撐體以流動性的載體。支撐體的大小這樣選定，即支撐體例如在前后平放于注射插管中的情況下能夠共同地在注射插管中移動，其做法是對最后面的支撐體施加壓力，該壓力被傳遞給位于注射插管中的所有支撐體，從而這些支撐體在注射插管中移向注射插管的頭。這些支撐體是如此定向布置在注射插管中的，即前后相繼的兩個支撐體的接合部位總是相互抵靠。這些支撐體在注射插管中無需載體就具有流動性，因而它們具有干燥流動性，其做法就是這些支撐體像注射劑那樣能通過注射插管被輸入到骨內(nèi)空間中。
術語“支撐體”表示這樣的物體，它能承受在骨內(nèi)空間中且尤其是在椎體中出現(xiàn)的力，但不會顯著變形或者根本不會損壞。公開了許多種生物相容的、可被用于制造這種支撐體的材料。支撐體例如可以包括以下材料-陶瓷材料，尤其是磷酸鈣/羥基磷灰石，氧化鋁，氧化鋯，ATZ陶瓷(鋁鋯氧化物)，生物活性玻璃，玻璃陶瓷，瓷器，或是其組合物，或者-金屬材料，特別是鈦，鉭，不銹鋼，鋼合金如鈷鉻合金，鈦合金如鈦鎳合金或鈦-鋁-鈮/釩合金，或是其組合物，或者-聚合物，尤其是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚醚醚酮(PEEK)，聚乙烯(PE)，聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，或是其組合物，或者-可生物降解的聚合物，如聚乳酸酯。
根據(jù)本發(fā)明的、包含多個生物相容的支撐體的填充物具有以下優(yōu)點，在骨內(nèi)空間中不需要球囊或者其它的限制構(gòu)件，因為填充物一方面不具有像液體那樣的會流走的載體，不過，填充物在注射插管中是能干燥流動的，另一方面，填充物由單獨的、相當大的支撐體構(gòu)成，這些支撐體因其大小而幾乎不會不受控制地從顯著受損的椎體中漏走，而且支撐體由于其大小而不會不受控制地散布于體內(nèi)。本發(fā)明的填充物能干燥流動，因此它可借助注射插管被注入骨內(nèi)空間中。因而，本發(fā)明的填充物尤其也適用于供給像椎骨這樣的、難接近的骨。
在一個特別優(yōu)選的實施例中，這些支撐體是如此構(gòu)成的，即它們能夠相互楔合，結(jié)果，位于骨內(nèi)空間中的支撐體相互楔合并由此構(gòu)成一個結(jié)合的支撐結(jié)構(gòu)。支撐體最好如此楔合，即它們構(gòu)成一個本身穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)。這對承重的脊柱非常重要。
本發(fā)明的填充物允許用由多個支撐體構(gòu)成的支撐結(jié)構(gòu)來填充骨缺損如斷骨，尤其是被削弱的、折斷的或塌陷的椎體。此外，塌陷椎體又可以被挺直。支撐結(jié)構(gòu)給骨提供穩(wěn)定性，傳遞出現(xiàn)的力，而且能促進骨愈合和/或骨生成。另外，支撐體能填有和/或涂有骨愈合物質(zhì)和/或骨生成物質(zhì)，或具有愈合骨和/或生成骨的表面構(gòu)造。本發(fā)明的填充物可借助包括細的注射插管的供給裝置被輸入骨中，這使得小心接近骨成為可能。在一個有利的實施例中，供給裝置包括測力機構(gòu)，用于測量在輸入時在輸送方向上作用于支撐體的力。由此一來，在輸入時避免出現(xiàn)過大的力。由此避免椎體外壁的破裂。此外，輸入力給醫(yī)生提供了大致說明椎體填充狀態(tài)的指示。在另一個有利的實施例中，供給裝置包括驅(qū)動機構(gòu)，該驅(qū)動機構(gòu)操作設置在注射插管中的柱塞。驅(qū)動機構(gòu)在輸送方向上對柱塞以及位于柱塞前面的支撐體施加機械力，例如恒定的力、沖擊或振動。在另一個實施例中，供給裝置具有一直伸入骨內(nèi)空間的柱塞，柱塞的頭起到操縱器械的作用，用于改變位于骨內(nèi)空間中的支撐體的姿勢，例如以便調(diào)準支撐體的方向。


以下，結(jié)合圖來詳細說明本發(fā)明，其中
圖1是椎體以及所引入的注射插管的俯視圖；圖2表示椎體截面，填充物在該截面中被輸入；圖3表示根據(jù)圖2的椎體以及注射插管的截面；圖4表示填充物已經(jīng)完全輸入的椎體的截面；圖5a至圖5e示意表示不同構(gòu)造的支撐結(jié)構(gòu)；圖6a至圖6d表示具有八角形外輪廓的支撐體；圖7a至圖7d表示具有倒圓的外輪廓的支撐體；圖8a至圖8d表示具有多面體形外輪廓的支撐體；圖9表示部分填充有填充物的骨空洞的另一個實施例；圖10表示注射插管在骨中的固定；圖11表示注射插管；圖12表示注射插管的頭；圖13表示施壓裝置；圖14表示斷開的骨以及骨空洞；圖15表示注射插管的橫截面；圖16表示注射插管的另一個橫截面；圖17表示另一個椎體、供給裝置以及要輸入的支撐體的縱截面；圖18a至圖18e表示不同構(gòu)造的柱塞頭；圖19表示支撐體已輸入的另一個椎體的橫截面以及供給裝置的俯視圖；圖20a至圖20c表示不同構(gòu)造的支撐體的縱截面；圖21是接合部位的外周視圖；圖22a至圖22b表示三個單獨的交錯布置的支撐體；圖23表示支撐體的另一個實施例。
具體實施例方式
圖1以俯視圖表示骨4，具體說是具有骨內(nèi)空間4a的椎體。術語“骨內(nèi)空間4a”是指由骨4占據(jù)的整個體積。在骨內(nèi)空間4a中有骨空洞4b，注射插管6通入該骨空洞中。骨空洞4b例如可能是因為變性事情且尤其是由于骨質(zhì)疏松而出現(xiàn)的。骨空洞4b也可以利用適當?shù)钠餍等藶楫a(chǎn)生或者擴大。
圖2表示具有骨內(nèi)空間4a的椎體4以及包括注射插管6和施壓裝置9的供給裝置5，該施壓裝置包括操作手柄9b和柱塞9c。注射插管6通入骨內(nèi)空間4a中，在這個實施例中，骨內(nèi)空間不具有骨空洞4b。在注射插管6的和施壓裝置9的內(nèi)腔中，前后相繼且基本上相互接觸地布置有多個生物相容的支撐體2，因而作用于最后面的支撐體2的柱塞9c朝向骨內(nèi)空間4a推動所有的支撐體2。如果需要，這允許通過支撐體2將位于操作手柄9b上的力一直傳給位于注射插管6的頭上的支撐體2，從而支撐體以相應的力注入骨內(nèi)空間4a中，同時在注入過程中形成骨空洞4b。注射插管6的內(nèi)直徑以及施壓裝置9的內(nèi)直徑是按照匹配于支撐體2的外直徑的方式設計的，因而支撐體2在流動方向上即朝向注射插管6的出口前后相繼地排列，結(jié)果，所有的支撐體2構(gòu)成一個能干燥流動的填充物1，該填充物具有無需任何潤滑劑就能流動的性能，這是因為支撐體2可利用如圖2所示的、類似注射器的裝置被供給骨內(nèi)空間4a。注射插管6也可以是彎曲延伸的，或者由柔軟的材料或堅硬的材料制成。
在圖3中以截面圖表示的椎體4具有骨空洞4b，該骨空洞是在輸入支撐體2之前先用特殊器械產(chǎn)生的。隨后，注射插管6的頭6a被一直前推到骨空洞4b中，接著，如側(cè)視圖所示的支撐體2前后相繼地且按照規(guī)定的相對姿勢被逐個輸入，從而這些支撐體隨意分布在骨空洞4b中。注射插管6具有圓形的內(nèi)橫截面，因此完全相同的每個支撐體2具有細長的、呈球形延伸的外輪廓。支撐體2具有2毫米至10毫米的最大尺寸。支撐體2是實心的。所有的支撐體2就尺寸和形狀來說被設計成是相同的。
圖4表示圖3所示的椎體4以及被支撐體2填滿的骨空洞4b。在這里，支撐體2在不同位置上相互貼靠，而且被堵在骨空洞4b中，從而所有的支撐體2構(gòu)成一個能負重的支撐結(jié)構(gòu)。通向骨空洞4b的接近通道將在支撐體2輸入后用塞4c封閉。
在骨內(nèi)空間4a中或在骨空洞4b中可以填充各式各樣的支撐體2。圖5a示意表示具有入口4c的界定的骨空洞4b，球形的支撐體2通過所述入口被輸入。圖5b表示橢圓形的支撐體2。圖5a和圖5b所示的、具有球形外輪廓的支撐體2的優(yōu)點是，可以在不太費力的情況下使支撐體相對移動，因而支撐體2能很好地填充骨空洞4b的體積。圖5c和圖5d表示外輪廓有棱角的支撐體2，在這里，支撐體2的、相交出棱角的側(cè)面可以施加楔作用，因而在一個有利的實施例中，例如如圖5c所示，在界定的骨空洞4b中的支撐體2相互楔合，其中在支撐體之間出現(xiàn)較大的間隙，骨可以在所述間隙中重新生長。所有的支撐體2又構(gòu)成一個能承受機械負荷的支撐結(jié)構(gòu)。與圖5a至圖5d所示的、各自的形狀和尺寸是相同的支撐體2不同，在骨空洞4b中的支撐體2如圖5e所示可以具有不同的形狀和/或尺寸。
圖6a至圖6d以及圖7a至圖7d表示具有軸線A的支撐體2，在這里，每個支撐體2具有兩個對置的、在軸線A的方向上間隔開的接合部位2g。根據(jù)圖6a至圖6e以及圖7d的接合部位2g呈接合面2g的形式，而圖7a至圖7c的接合部位2g呈相互接觸面小的環(huán)狀。在根據(jù)圖6a至圖6e的實施例中，接合部位2g的走向垂直于軸線A。在根據(jù)圖7a至圖7d的實施例中，接合部位2g具有圓形的或球形的或者說隆起的走向。根據(jù)圖7a至圖7c的實施例的接合部位2g也可以呈環(huán)形，其垂直于軸線A延伸。在圖6a至圖6c以及圖7a至圖7c中，支撐體2具有延伸至接合部位2g的空缺2c?？杖?c可以呈凹窩狀，或者也可以呈貫通開放的內(nèi)空腔3的形式，該內(nèi)空腔延伸于兩個對置的接合部位2g之間并且通入對置的空缺2c中。空缺2c可以是偏心的，或者如圖6a至圖6c以及圖7a至圖7c所示是與軸線A同心的。支撐體2也可以如圖6e所示由兩個或更多分體件構(gòu)成，例如由四個分體件構(gòu)成，分體件本身可以在骨內(nèi)空間中彼此獨立地移動。
圖6a、圖6b和圖6c以及圖7a、圖7b和圖7c表示具有開放的內(nèi)空腔3的支撐體2。開放的內(nèi)空腔3是指在支撐體2內(nèi)的這樣的空腔，即它對外是開放的，這與對外是封閉的空腔不同，對外封閉的空腔完全設置在支撐體2的內(nèi)部而不具有對外的開口。支撐體2也具有2毫米至10毫米的最大尺寸。每個支撐體2的總體積對應于支撐體2的材料及其內(nèi)空腔的體積。內(nèi)空腔的體積比總體積的30％要大，優(yōu)選比總體積的50％要大，甚至可以高達90％。內(nèi)空腔3的可能的最大體積值取決于作用于支撐體2上的最大壓力。壓力與要在其中形成支撐結(jié)構(gòu)的特定的骨內(nèi)空間4a或者骨4相關。支撐體2的負重能力自然與所用的材料相關。如果支撐體2例如由金屬制成，則內(nèi)空腔3可以設計得比較大，盡管如此，支撐體2仍能抵抗所作用的壓力。如果支撐體2由像生物玻璃這樣的材料或者由可吸收的材料制成，則內(nèi)空腔3必須相應于材料性能百分比較小地形成，以便賦予支撐體2以足夠大的負重力。內(nèi)空腔3且尤其是百分比較大的內(nèi)空腔3的優(yōu)點在于，內(nèi)空腔可以隨著時間推移由重新生長的骨質(zhì)材料填充。在一個非常優(yōu)選的實施例中，支撐體2的內(nèi)空腔3在輸入前至少部分地填充有骨誘導生成物質(zhì)和/或骨傳導生成物質(zhì)，尤其是促進骨生長的蛋白質(zhì)或硫酸鈣或者其組合物，或是其它物質(zhì)。由于有這樣填充的支撐體2，所以可以借助能干燥流動的、由許多支撐體2構(gòu)成的填充物1給骨內(nèi)空間4a供應支撐結(jié)構(gòu)以及骨誘導生成物質(zhì)和/或骨傳導生成物質(zhì)。這個實施例的優(yōu)點是，填充物1在干燥狀態(tài)下被供給骨內(nèi)空間4a，從而不會出現(xiàn)填充物經(jīng)或許位于骨4中的裂縫、裂痕和開口流出的危險。此外，骨誘導生成物質(zhì)造成骨生長，從而內(nèi)空腔3和出現(xiàn)在支撐體2之間的間隙有利地用重新生長的骨來逐步填充。因為在骨內(nèi)空間4a中的支撐體2是隨意取向的，就是說內(nèi)空腔3沿隨意方向延伸，而且因為所述間隙也沿隨意方向延伸且具有隨意而定的大小，所以尤其當內(nèi)空腔3的體積大于總體積的50％時，支撐體2本身構(gòu)成一個就最廣泛意義而言類似于骨松質(zhì)的支撐結(jié)構(gòu)。此外，如果內(nèi)空腔3和所述間隙隨著逐步愈合而填充有重新生長的骨松質(zhì)，則在骨內(nèi)空間4a中形成一種有些像自然骨的支撐結(jié)構(gòu)，其支撐體2隨意取向，而骨松質(zhì)在其空腔和間隙中生長。
根據(jù)圖6a、圖6b、圖6c、圖7a、圖7b和圖7c的支撐體2的內(nèi)空腔3是相關聯(lián)的并且不是多孔的，因此內(nèi)輪廓2b在側(cè)面界定出較大的內(nèi)空腔3。根據(jù)圖6a、圖6b、圖7a和圖7b的內(nèi)空腔3呈圓柱體形，其走向與軸線A同心并具有圓形的開口2c。因此，在圓形的開口2c處，內(nèi)空腔3的內(nèi)壁與接合部位2g之間的角度等于90度。如圖6b所示，圓形的開口2c具有鎖定部位2h，例如多個在周向上設置的刻痕。開口2c可以具有不同的形狀，例如可以呈三角形、四邊形或多邊線形。內(nèi)空腔3可以具有由開口2c規(guī)定的相同形狀，在這里，內(nèi)空腔3可以在軸線A方向上分布于支撐體2的整個長度上。根據(jù)圖7a和圖7b的支撐體2基本上呈環(huán)形。根據(jù)圖6a和圖6b的支撐體2在周向上具有多面體形的外輪廓，其具有平行于軸線A延伸的邊2d，以及6個相互呈楔形延伸的表面2f，所述表面本身各自以邊2d或角2e相交。支撐體2在周向上優(yōu)選具有三角形到十角形的外輪廓，尤其是四角形、五角形或者六角形的外輪廓。如圖6b所示，邊2d可以具有像刻痕那樣的鎖定部位2h。
根據(jù)圖7a的實施例在周向上具有呈球形且尤其呈圓球形或橢圓體形延伸的外輪廓。根據(jù)圖6b和圖7b的支撐體2基本上呈空心圓柱體的形狀。根據(jù)圖6c和圖7c的支撐體2基本上具有呈立方體形或球形延伸的外輪廓。與圖6a和圖7a所示實施例不同，根據(jù)圖6d和圖7d的支撐體2沒有內(nèi)空腔3。
圖8a至圖8d示出了具有支撐體2的其它實施例，所述支撐體的外輪廓呈多面體形延伸，在這里，所示的支撐體2沒有內(nèi)空腔3。不過，支撐體2也可以具有內(nèi)空腔3。圖8a表示四面體，圖8b表示八面體，圖8c表示二十面體，圖8d表示小的星十二面體。在這個實施例中，未示出對置的、在軸線A方向上間隔開的接合部位2g，所述接合部位對于在注射插管中沿軸線A的方向輸送該實施例的支撐體是必需的。
在一個優(yōu)選的實施例中，支撐體2如圖6a所示具有外直徑D、與外直徑垂直的或者說沿軸線A方向延伸的高度H，在這里，外直徑D優(yōu)選至少是高度H的1.5倍。支撐體2具有這樣形成的表面，即填入骨內(nèi)空間中的支撐體2的表面可以伸入一個相鄰的支撐體的空缺中，如圖9所示。在一個優(yōu)選的實施例中，支撐體2具有這樣形成的表面以及這樣構(gòu)成的空缺，即在突入空缺的表面以及所述空缺之間出現(xiàn)了相互楔合或者夾緊，以便在骨內(nèi)空間4a內(nèi)形成一個最好是結(jié)合的且特別是本身穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)。因而，支撐體2的位于軸線A的徑向上的表面具有角、邊、尖、凹坑、缺口或者其組合體的形狀，以實現(xiàn)支撐體2的相互楔合和夾緊。在一個優(yōu)選的實施例中，支撐體2如圖6a所示具有類似于螺母的形狀，它具有在軸線A的延伸方向上呈多邊形的外輪廓，外輪廓具有相互呈楔形延伸的面2f以及醒目的邊2d和角2e，以及支撐體具有內(nèi)空腔3，內(nèi)空腔的開口2c具有較大直徑。圖9表示先部分填充有這樣的螺母形支撐體2的骨空洞4b?？梢詮闹误w2的排列中看到支撐體2是如此相互楔合的，其做法是外輪廓通過開口2c部分進入內(nèi)空腔3中，從而支撐體2相互楔合，這樣就形成了一種在機械上至少相互結(jié)合的支撐結(jié)構(gòu)。一旦整個骨空洞4b充滿支撐體2，則這樣構(gòu)成的支撐結(jié)構(gòu)可以基本上作為復合體承受外界作用于骨4上的負荷。輸入椎體的內(nèi)空間4a中的填充物1包含多個例如20至50個支撐體2，這樣的填充物優(yōu)選構(gòu)成本身穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)，其做法是這些支撐體2如此相互楔合，即由此構(gòu)成的支撐結(jié)構(gòu)在出現(xiàn)沿脊柱延伸方向作用的力時結(jié)合。如果在內(nèi)空間4a中填充球形支撐體，則支撐體會在出現(xiàn)沿脊柱延伸方向作用的力時試圖在垂直于力的方向上跑開，這造成過大的力作用于椎體外膜，甚至可能出現(xiàn)外膜受傷和支撐體流失。由于支撐體相互楔合，所以顯著減小了這種作用于外膜的過大的力。如果支撐體如圖17所示被壓入椎體中，也得到了如圖9所示的支撐體2的排列狀況或者說很相似的排列狀況。
圖14表示折斷的骨4，在這里，在骨折部位缺少了骨的一部分。該部位用骨板10覆蓋，以便形成一個骨空洞4b。這樣的骨空洞4b也可以用上述的含有支撐體2的填充物1來填充。
圖10表示堅固的注射插管6，它具有呈切割螺紋6c形式的管頭6a?；鶢栂＜{鋼絲8延伸于注射插管6中。首先，基爾希納鋼絲8被推入骨4中，以確定注射插管6的延伸方向。隨后，注射插管6的頭6a在使用把手7的情況下隨轉(zhuǎn)動被擰入骨4中，從而頭6a和進而注射插管6被牢固定位在骨4中。隨后，卸下把手7。圖11表示把手7被取下的注射插管6。注射插管6包括用于把手7或施壓裝置9的連接部6b。圖12詳細表示注射插管6的頭6a的實施例。頭6a具有突出的切削體6e及外螺紋6d。圖13表示施壓裝置9，施壓裝置通過連接部6b同注射插管6相連。在連接前，在注射插管6中填充支撐體2。施壓裝置9包括把手9a以及操作手柄9b，它如此作用于柱塞9c，即在每次操作時，柱塞將一個支撐體移入注射插管6，從而作用于支撐體2的柱塞9c將最先位于注射插管6中的支撐體2壓入骨5中。支撐體2流入骨4中，在骨中還因壓力而形成骨空洞4b并以支撐體2填充骨空洞，由此在骨4中形成支撐結(jié)構(gòu)。柱塞9c的位置可借助安裝在注射插管6上的標記6f來知曉，可由此推導出多少支撐體2被壓入骨4中。支撐體2也可設置在一個附加的注射導管中，在施壓裝置9與注射插管6相互連接之前，注射導管被引入注射插管6。因此，在注射插管6中將布置另一個容納支撐體2注射導管。這樣，注射插管6可以很簡單地具備支撐體2。容納支撐體的注射導管必須具有匹配于支撐體2的尺寸的內(nèi)直徑，因而支撐體2只能前后相繼地排列并且在其中移動，以便將支撐體2前后相繼地供給骨內(nèi)空間4a。在填充了骨內(nèi)空間4a后，施壓裝置9和注射插管6被取下，骨中的孔如圖4所示用塞4c封閉。
注射插管6可以不僅如圖10至圖13所示具有圓形的內(nèi)橫截面，而且具有其它橫截面，例如如圖15所示具有六角形橫截面，或者如圖16所示具有矩形內(nèi)橫截面，這樣的內(nèi)橫截面適用于輸入如圖6a所示的支撐體2。注射插管6也可以具有匹配于所用的支撐體2的當時輪廓的其它橫截面形狀。
注射插管6的頭6a也可被設計成沒有固定機構(gòu)6c。尤其是如果已經(jīng)先形成了骨空洞4b，則支撐體2可以如圖2所示也用一個類似于注射器的裝置9被供給骨空洞4b。在一個有利的方法中，前后相繼地將各一組支撐體如5到10個支撐體供給骨空洞4b，隨后注射插管6被取走，借助填塞工具對位于骨空洞4b中的支撐體2還繼續(xù)壓入和壓實，以便隨后又將注射插管裝接在骨4上，另一組支撐體2被輸入骨空洞4b中，以便又通過填塞工具壓實這組支撐體。
在一個可能的方法步驟中，在支撐體2被輸入骨內(nèi)空間4a之后，骨誘導生成物質(zhì)和/或骨傳導生成物質(zhì)被輸入，例如以液體或者流體的形式，以便用該物質(zhì)填充骨內(nèi)空間4a中的仍有的空腔。填充物1也可以與流體一起被輸入骨內(nèi)空間4a，其做法是支撐體2例如與流體一起尤其在混合狀態(tài)下在施壓裝置9中準備好，以便輸入骨內(nèi)空間4a。
圖17表示椎體4的縱截面，注射插管6被送入椎體4的骨內(nèi)空間4a中。支撐體2如圖6a所示并且具有在軸線A方向上間隔設置的接合部位2g，所述接合部位在軸線A的方向上相互抵靠接觸。支撐體2借助在方向B上移動的承受力F的柱塞9c被移入或者壓入骨內(nèi)空間4a中，在這里，支撐體2隨意分布在骨內(nèi)空間4a中，而且在所示實施例中形成了骨空洞4b。如果采用根據(jù)圖15的注射插管6，則位于注射插管6中的支撐體2是前后相繼排列的并且具有相同的姿勢。如果采用具有圓形橫截面的注射插管6，則支撐體也是前后相繼排列的，在這里，支撐體的相對姿勢也可以是繞軸線A偏轉(zhuǎn)的。由于注射插管6內(nèi)的支撐體2按規(guī)定排列在軸線A延伸方向或者運動方向B上，所以支撐體2能可靠地且阻力較小地被移向骨內(nèi)空間4a。支撐體2可以沿軸線A的徑向以不同的方式來結(jié)構(gòu)華，例如可以具有邊2d、刻痕2h或者也是突出的尖或者缺口，而這些結(jié)構(gòu)沒有防礙支撐體通過注射插管6的輸入。力可靠地在支撐體2的接合部位2g之間傳遞，在注射插管6中沒有發(fā)生支撐體的相互楔合，因而支撐體被一直可靠移入骨內(nèi)空間4a。在骨內(nèi)空間4a中，支撐體2隨意排列，因而支撐體的運動相互阻礙，支撐體相互楔合并且鎖定。
圖19在椎體4的橫截面中示出了多個約20個輸入的支撐體2，這些支撐體在骨內(nèi)空間4a里隨機分散排列。為了均勻地填充骨內(nèi)空間4a，施壓裝置9在第一次輸入支撐體2后被優(yōu)選裝接在用4c表示的部位上，以便在該部位也輸入支撐體2。
柱塞9c可以具有標記9e，以便監(jiān)視柱塞9c的插入深度。柱塞9c的長度可以如此選擇，即其前半段能一直伸入骨內(nèi)空間4a中，例如直達1毫米。柱塞9c的頭可以如圖18a和圖18b所示呈扁平狀或是倒圓的。這樣的柱塞也可以稱為壓實柱塞。供給裝置5優(yōu)選具有多個不同形式的柱塞9c。例如，柱塞9c可以具有如圖18b所示的、傾斜延伸的頭。柱塞頭可用于調(diào)整已位于椎體4中的支撐體2的方向或者移動所述支撐體。這樣的柱塞9c也被稱為定位柱塞。在椎體4內(nèi)的支撐體2的姿勢可以借助X射線照相被人看到，由此醫(yī)生可以用相應構(gòu)造的工具如柱塞、鉤或者鉗改變或調(diào)整支撐體2。圖18d示出了一個柱塞9c，它具有可控制運動地設置的頭。圖18e表示一個柱塞9c，它具有突出的導向部，所述導向部例如可以插入支撐體2的內(nèi)空腔3中。
在圖19中示出的施壓裝置9包括測力機構(gòu)9f，借助該測力機構(gòu)來測量在運動方向B上產(chǎn)生的力，最好是直接示出該力。測力機構(gòu)9f可以例如包括彈簧以及指針，醫(yī)生借此能直接測量施加于支撐體2的力。測力機構(gòu)9f例如也可以呈電子機構(gòu)的形式，例如包括壓電晶體以及指示器或者聲音輸出。在這里，測量信號也可以被輸送給一個監(jiān)測裝置11。最好限定施加于支撐體2的力的最大值。力的測量結(jié)果指出了支撐體的填充狀態(tài)或者楔合程度。施壓裝置9優(yōu)選包括把手9h。
施壓裝置9也可以包括驅(qū)動機構(gòu)9g，以便對支撐體2施加力、沖擊或者振動。在一個有利的方法步驟中，許多支撐體2被供給骨內(nèi)空間4a，隨后，振動力被施加到支撐體2上，以使位于骨內(nèi)空間4a中的支撐體2變得密實并由此獲得高的裝填密度，結(jié)果，大量的支撐體2被輸入骨內(nèi)空間4a。振動頻率優(yōu)選位于1赫茲至15000赫茲之間，尤其位于5赫茲至50赫茲之間。
在一個優(yōu)選的實施例中，驅(qū)動機構(gòu)9g產(chǎn)生了彈性的沖擊波，所述沖擊波被傳入柱塞9a，結(jié)果，在頻率優(yōu)選為1赫茲至50赫茲的情況下，柱塞長度9a將改變，例如改變±2毫米。
驅(qū)動機構(gòu)9g也可以與監(jiān)測機構(gòu)11連接，借此監(jiān)測最大的力和/或頻率和/或行程。
圖20a至圖20c表示不同結(jié)構(gòu)的支撐體2，其在沿軸線A的縱截面中具有圓形的或者例如六角形的外輪廓。在圖20a中，接合部位2g呈接合面的形式，在這里，左側(cè)的接合部位2g與右側(cè)的接合部位2g相比具有縮小的支撐面。如圖20b所示的支撐體2在左側(cè)具有完全沿周向延伸的圓形接合部位2g。也可能在周向上散布許多個單獨的例如呈半球形突出的元件，在這里，每個元件構(gòu)成一個接合部位2g。圖20c所示的支撐體2具有接合部位2g，這些接合部位呈錐形面形狀。這種設計的優(yōu)點在于，當在軸線A方向上移動時，這些支撐體2本身相互對中。支撐體2可以如圖20c所示具有不同的外直徑。
圖21以外觀圖表示在兩個支撐體2之間的接合部位2g的展開情況。呈面狀的接合部位2g相互嵌合，這防止了相鄰的支撐體2在移動過程中出現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動。接合部位2g可以按照形狀配合的方式來構(gòu)成。
圖22a以側(cè)視圖示出了三個支撐體2，即兩個呈U形的支撐體2圍繞一個圓柱形的支撐體2。這三個支撐體2如此布置在注射插管6中，即如圖22b的側(cè)視圖所示，所述支撐體通過接合部位2g在軸線A方向上被輸入骨內(nèi)空間4a，在這里，三個支撐體2隨機排列在骨內(nèi)空間4a中，因為這些支撐體沒有相互連接。
位于兩個U形支撐體2中的支撐體2的表面可以任意設計，例如也可以具有邊或者角，即便是在支撐體的端面上。如圖20a至圖20c以及圖22a和圖22b所示的支撐體2可以沿軸線A的徑向例如被設計成圓形或者多角形，或者也可以具有尖、邊、空缺或者缺口。柱塞9c的端面可以按照許多形狀來設計，例如也可以具有如圖20a至圖20c所示的端面。
圖23表示具有接合面2g的另一個支撐體2。臂可以按照各種各樣的形狀來設計，在這里要保證在正面以及背面上各自有一個接合面2g或者接合部位2g。
圖8a至圖8d所示的支撐體2也能具有在軸線A方向上間隔開的接合部位2g。例如，圖8b所示的支撐體2在最上的尖和最下的尖上具有如圖20c所示的自對中的接合部位2g，從而多個這樣的、前后布置在注射插管6中的、在接合部位2g上相互接觸的支撐體2能在軸線A方向上移動并由此被供給骨內(nèi)空間4a。
權(quán)利要求
1.一種能干燥流動的填充物(1)，用于在骨內(nèi)空間(4)中形成支撐結(jié)構(gòu)，所述填充物包括多個生物相容的支撐體(2)，所述支撐體在通常出現(xiàn)在所述骨內(nèi)空間(4a)中的生理負荷下抵抗變形或斷裂，其中所述支撐體(2)具有2毫米到10毫米的尺寸，并且所述支撐體(2)具有軸線(A)以及兩個對置的、沿所述軸線(A)的方向間隔開的接合部位(2g)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的填充物，其特征在于，所述接合部位(2g)的走向垂直于所述軸線(A)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的填充物，其特征在于，所述接合部位(2g)具有空缺(2c)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的填充物，其特征在于，所述空缺(2c)按照與所述軸線(A)同心的方式延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的填充物，其特征在于，所述支撐體(2)具有開放的內(nèi)空腔(3)，所述內(nèi)空腔通入對置的所述空缺(2c)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的填充物，其特征在于，每個支撐體(2)具有總體積，所述總體積包括所述支撐體(2)的材料的體積及所述內(nèi)空腔(3)的體積，其中所述內(nèi)空腔(3)的體積比所述總體積的30％要大。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的填充物，其特征在于，所述內(nèi)空腔(3)的體積比所述總體積的50％要大。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的填充物，其特征在于，所述內(nèi)空腔(3)呈圓柱形，并且所述內(nèi)空腔在所述軸線(A)的方向上尤其是與所述軸線(A)同心地延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的填充物，其特征在于，所述支撐體(2)呈環(huán)形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的填充物，其特征在于，所述支撐體(2)的尺寸和形狀是相同的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的填充物，其特征在于，所述支撐體(2)具有多面體形的外輪廓，它具有平行于所述軸線(A)延伸的邊(2d)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的填充物，其特征在于，所述空缺(2c)具有鎖定部位(2h)如刻痕。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的填充物，其特征在于，所述邊(2d)具有鎖定部位(2h)如刻痕。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的填充物，其特征在于，所述支撐體(2)具有多角形的且尤其是三角形至十角形的外輪廓，優(yōu)選具有四角形、五角形或者六角形的外輪廓，它的平面由平行于所述軸線(A)延伸的邊(2d)界定。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的填充物，其特征在于，所述支撐體(2)的、在所述接合部位(2g)之間沿所述軸線(A)延伸的外表面具有球形外輪廓，尤其是圓球形或者橢圓體形外輪廓。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的填充物，其特征在于，所述支撐體(2)具有外直徑(D)并且在垂直于所述外直徑的方向上即沿所述軸線(A)的方向具有高度(H)，所述外直徑(D)至少是所述高度(H)的1.5倍。
17.根據(jù)權(quán)利要求3至16中任一項所述的填充物，其特征在于，所述支撐體(2)具有這樣形成的表面，即被填入所述骨內(nèi)空間(4a)中的一個支撐體的表面能伸入一個相鄰的支撐體(2)的所述空缺(2c)中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的填充物，其特征在于，所述支撐體(2)的所述表面以及所述空缺(2c)是相互匹配地構(gòu)成的，從而在伸入所述空缺(2c)的所述表面以及所述空缺(2c)之間出現(xiàn)相互楔合。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的填充物，其特征在于，在所述骨內(nèi)空間(4a)中形成一個結(jié)合的、本身穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)楔合。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項所述的填充物，其特征在于，除了所述接合部位(2g)之外，所述支撐體(2)的表面具有由角、邊、尖、凹坑、孔口或其組合體構(gòu)成的形狀。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的填充物，其特征在于，所述支撐體(2)具有類似于螺母的形狀，它具有兩個垂直于所述軸線(A)延伸的接合部位(2g)以及多角形外輪廓，所述外輪廓的邊的走向平行于所述軸線(A)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的填充物，其特征在于，所述支撐體(2)具有沿所述軸線(A)的方向延伸的、基本上呈圓柱形的內(nèi)空腔(3)，所述內(nèi)空腔在兩側(cè)通到所述接合部位(2g)。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至22中任一項所述的填充物，其特征在于，所述支撐體(2)包括以下材料-陶瓷材料，尤其是磷酸鈣/羥基磷灰石，氧化鋁，氧化鋯，ATZ陶瓷(鋁鋯氧化物)，生物活性玻璃，玻璃陶瓷，瓷器，或是它們的組合物，或者-金屬材料，特別是鈦，鉭，不銹鋼，鋼合金如鈷鉻合金，鈦合金如鈦鎳合金或鈦-鋁-鈮/釩合金，或是它們的組合，或者-聚合物，尤其是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚醚醚酮(PEEK)，聚乙烯(PE)，聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，或是它們的組合物，或者-可生物降解的聚合物，如聚乳酸酯。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項所述的填充物，其特征在于，所述空缺(2c)或者所述內(nèi)空腔(3)用至少一種骨誘導生成物質(zhì)和/或骨傳導生成物質(zhì)填充，尤其是促進骨生長的蛋白質(zhì)、硫酸鈣或者其組合。
25.一種用于將能干燥流動的填充物(1)輸入骨內(nèi)空間(4a)的供給裝置(5)，其中所述填充物由生物相容的、非球形的且具有2毫米至10毫米尺寸的支撐體(2)構(gòu)成，所述支撐體(2)具有兩個對置的、在軸線(A)方向上間隔開的接合部位(2g)，所述供給裝置(5)包括注射插管(6)，所述注射插管的內(nèi)橫截面匹配于所述支撐體(2)的尺寸，從而所述支撐體(2)能在所述注射插管(6)內(nèi)前后相繼且對準所述軸線(A)方向地被輸入所述骨內(nèi)空間(4a)，所述供給裝置(5)包括施壓裝置(9)，所述施壓裝置包括能在所述注射插管(6)中移動的柱塞(9c)，利用所述柱塞能在輸送方向上對位于所述注射插管(6)中的所述支撐體(2)施力，以便在壓力下將所述支撐體(2)供給所述骨內(nèi)空間(4a)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的供給裝置，其特征在于，所述施壓裝置(9)包括測力機構(gòu)(9d)，用于測量在輸送方向上作用于所述支撐體(2)的推力。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的供給裝置，其特征在于，所述施壓裝置(9)包括在輸送方向上驅(qū)動所述柱塞(9c)的驅(qū)動機構(gòu)(9e)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的供給裝置，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)(9e)對所述柱塞(9c)施加振動力。
29.根據(jù)權(quán)利要求25至28中任一項所述的填充物，其特征在于，所述柱塞(9c)的長度能使所述柱塞的前半段一直移到所述骨內(nèi)空間(4a)中。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的供給裝置，其特征在于，所述柱塞(9c)具有這樣構(gòu)成的或者這樣移動的頭，即所述柱塞的頭作用于位于所述骨內(nèi)空間(4a)中的填充物(1)并且尤其能橫向于輸送方向地改變所述填充物的位置。
31.一種將填充物(1)輸入骨內(nèi)空間(4a)的方法，所述填充物由非球形的多個支撐體(2)構(gòu)成，所述支撐體(2)具有兩個對置的、在軸線(A)方向上間隔開的接合部位(2g)，所述方法的做法是，所述支撐體(2)前后相繼且在所述接合部位(2g)相互貼靠地通過一個在輸送方向上即在所述軸線(A)的方向上作用的推力被輸入到所述骨內(nèi)空間(4a)，并且這些支撐體(2)隨意布置在所述骨內(nèi)空間(4a)中。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述支撐體(2)具有空缺(2c)，所述支撐體(2)按以下方式隨意布置在所述骨內(nèi)空間(4a)中，所述支撐體(2)的表面伸入相鄰的支撐體(2)的所述空缺(2c)中。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述支撐體(2)的表面楔在相鄰的支撐體(2)的所述空缺(2c)中。
34.一種用支撐結(jié)構(gòu)填充尤其是椎體的骨內(nèi)空間(4a)的方法，其做法是，打開所述骨內(nèi)空間(4a)，在施力情況下前后相繼且按照規(guī)定取向姿勢地將多個生物相容的非球形的支撐體(2)輸入所述骨內(nèi)空間(4a)，在所述骨內(nèi)空間(4a)中的所述支撐體(2)接觸骨組織，所述支撐體的位置是隨意布置的并且所示支撐體相互楔合。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，首先在所述骨內(nèi)空間(4a)中提供骨空洞(4a)，隨后將所述支撐體(2)輸入所述骨空洞(4b)。
36.根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的方法，其特征在于，所述支撐體(2)如此在壓力下被供給所述骨內(nèi)空間(4a)，即所述支撐體(2)形成骨空洞(4b)或者擴寬所述骨空洞。
37.根據(jù)權(quán)利要求34、35或36所述的方法，其特征在于，首先，先后多次將一組支撐體(2)輸入所述骨內(nèi)空間(4a)，隨后使所述骨內(nèi)空間(4a)中的支撐體(2)變得密實或者調(diào)準方向。
38.根據(jù)權(quán)利要求34至37中任一項所述的方法，其特征在于，在輸入所述骨內(nèi)空間(4a)時作用于所述支撐體(2)的力被限制到一最大值。
39.根據(jù)權(quán)利要求34至38中任一項所述的方法，其特征在于，所述支撐體(2)具有內(nèi)空腔(3)，所述內(nèi)空腔(3)在所述支撐體(2)被輸入之前用骨誘導生成物質(zhì)和/或骨傳導生成物質(zhì)填充。
40.根據(jù)權(quán)利要求34至39中任一項所述的方法，其特征在于，在所有支撐體(2)被輸入之后，給所述骨內(nèi)空間(4a)輸入骨誘導生成物質(zhì)和/或骨傳導生成物質(zhì)，尤其是流體。
41.一種固定并重新擴展局部折斷的椎體的系統(tǒng)，包括-多個生物相容的、非球形的、具有2毫米至10毫米尺寸的且適于輸入椎體中的支撐體，每個所述支撐體(2)具有兩個對置的、在軸線(A)方向上間隔開的接合部位(2g)，-供給裝置(5)，所述供給裝置包括注射插管(6)和能在所述注射插管(6)中移動的柱塞(9c)，其中所述注射插管的內(nèi)橫截面匹配于所述支撐體(2)的尺寸，從而所述支撐體(2)能在所述注射插管(6)中按照取向相同的姿勢前后相繼且在所述接合部位(2g)相互抵接地在所述軸線(A)的方向上被輸入到所述骨內(nèi)空間(4a)，并且利用所述柱塞，能在輸送方向(A)上對位于所述注射插管(6)中的、最后面的支撐體(2)施力。
全文摘要
用于在骨內(nèi)空間(4a)中形成支撐結(jié)構(gòu)的能干燥流動的填充物(1)包括多個生物相容的支撐體(2)，所述支撐體在通常出現(xiàn)于骨內(nèi)空間(4a)里的生理負荷下抵抗變形或者斷裂，其中所述支撐體(2)具有2毫米至10毫米的尺寸，并且所述支撐體(2)具有軸線(A)以及兩個對置的、沿軸線(A)的方向間隔開的接合部位(2g)。
文檔編號A61F2/44GK101018574SQ200580030865
公開日2007年8月15日 申請日期2005年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月14日
發(fā)明者布魯諾·西德爾 申請人:布魯諾·西德爾