專利名稱：特征為硬度可隨時間改變的脊柱棒的制作方法
特征為硬度可隨時間改變的脊柱棒
背景技術(shù)：
脊柱融合是一種用于固定兩個或多個椎骨的手術(shù)方法，通常可消除椎骨運(yùn)動所產(chǎn)生的疼痛。可進(jìn)行脊柱融合的條件包括椎間盤退化癥(degenerativedisc disease)、椎骨骨折、脊柱側(cè)凸，或者可引起脊柱不穩(wěn)定的其它條件。一種類型的脊柱融合將椎骨固定在有金屬器件的位置上，如鉤或弓跟螺釘，附著在椎骨的一側(cè)或每一側(cè)的棒上。通常，脊柱融合進(jìn)一步考慮到橫突或其它椎骨突出之間的骨移植。骨移植可依賴于補(bǔ)充性骨頭組織和骨頭生長刺激劑，以及身體的自然骨頭生長過程，以便完全將椎體融合到另一個上。在脊柱融合手術(shù)后，可能需要數(shù)月時間來融合，才能成功地完成且達(dá)到它的最初的成熟度。在這最初幾個月里，期望避免可能使骨頭移植有危險的負(fù)載。因此，在最初的時間里，如果不是承受所有能感應(yīng)到的負(fù)載，那么移植的棒應(yīng)該最大程度地承受這些負(fù)載。在數(shù)月時間里，如果不是數(shù)年時間的話，骨頭將繼續(xù)融合且逐步發(fā)展。融合區(qū)域一旦建立，就應(yīng)該足夠堅固，以支撐正常的脊柱負(fù)載。如果融合區(qū)域能隨著時間的推移承受增加的負(fù)載，那么可促進(jìn)骨頭生長過程，并且加強(qiáng)融合區(qū)域。傳統(tǒng)的脊柱移植物通常使用有一定硬度的剛性或半剛性棒，且硬度不能隨時間推移而改變。因此，所移植的棒承受的負(fù)載量也不能隨著時間推移而改變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方案涉及一種脊柱棒，其特征在于可隨時間推移而改變的硬度。在某些實施方案中，所述棒包括被耦合到第二元件上的第一元件，以產(chǎn)生具有第一棒硬度的棒。例如，該第一棒硬度可反應(yīng)手術(shù)安裝之前和安裝后之即刻的棒硬度。在手術(shù)安裝后，該棒硬度改變?yōu)榈诙粲捕?。這可通過第一元件和第二元件之間的隨時間改變的介面來實現(xiàn)，該介面在手術(shù)安裝后會退化。在一個實施方案中，所述棒可包括可生物吸收或者可生物降解的第二元件，該元件的橫截面面積或者粘合介面或接合機(jī)理在暴露在體液下后會改變。在其它實施方案中，隨時間改變的介面可包括在第一元件和第二元件之間的可生物吸收或者可生物降解的粘合劑。


圖1是根據(jù)一個或者多個實施方案的，包括附著在椎骨單元上的固定棒的第一組合器和第二組合器的透視圖。圖2是根據(jù)一個或者多個實施方案的脊柱棒的部分視圖；圖3是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的橫剖面圖；圖4是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的橫剖面圖；圖5是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的橫剖面圖；圖6是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的橫剖面圖；圖7是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的橫剖面圖；圖8是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的橫剖面圖9是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的橫剖面圖；圖10是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的橫剖面圖；圖11是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的橫剖面圖；圖12是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的縱剖圖；圖13是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的縱剖圖；圖14是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的縱剖圖；圖15是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的側(cè)視圖；圖16是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的橫剖面圖；圖17是根據(jù)一個實施方案的脊柱棒的縱剖圖；圖18是根據(jù)一個實施方案的耦合到電流源上的脊柱棒的橫剖面圖；圖19是根據(jù)一個實施方案的耦合到電流源上的脊柱棒的橫剖面圖；和圖20據(jù)一個實施方案的耦合到電流源上的脊柱棒的橫剖面圖。發(fā)明詳述此處公開的多個實施方案涉及脊柱棒，其特征在于可隨時間推移改變的硬度和負(fù)載分配能力。各種各樣脊柱棒實施方案，可在圖1中通常用數(shù)字20表示的脊柱棒組合器中實現(xiàn)。圖1所示為第一和第二脊柱棒組合器20的透視圖，其中脊柱棒10附著在椎骨單元 Vl和V2上。在所示的例證性組合器20中，棒10位于脊柱的后側(cè)，棘突S的相對側(cè)。脊柱棒10可在其它位置附著在脊柱上，包括橫向和前面位置。脊柱棒10也可附著在脊柱的多個部分上，包括顱底，以及頸部、胸部、腰椎和薦骨區(qū)域的椎骨上。因此，圖1的說明僅僅作為脊柱棒10的一個代表性的應(yīng)用例子。在例證性的組合器20中，脊柱棒10通過椎弓根組合器12，包括椎弓根螺釘14和抵蓋16，固定到椎骨單元Vl和V2上。脊柱棒10的外表面被抓住、鉗住或者固定在椎弓根螺釘14和抵蓋16之間。將脊柱棒10固定到椎骨單元Vl和V2上的其它機(jī)理包括鉤、纜和其它這樣的設(shè)備。進(jìn)一步，其它類型的保持金屬器件的實例包括有螺紋的帽子、螺釘和銷。 脊柱棒10也附著在其它構(gòu)形的板上。因此，圖1所示的例證性的組合器20僅僅代表一種類型的附著機(jī)理。圖2所示為圖1中例證性組合器20中所使用類型的脊柱棒10的一個節(jié)段。下面描述的其它圖顯示了脊柱棒10的多個實施方案，特征在于通過圖2所示的剖面線得到不同的橫截面。例如，圖3所示為脊柱棒10的一個例證性橫截面。在這個實施方案中，脊柱棒10 由環(huán)繞第二元件M的第一元件22構(gòu)成。第一元件22和第二元件M可由生物相容性材料形成。合適的實施例可包括金屬如鈦或者不銹鋼，形狀記憶合金如鎳，復(fù)合材料如碳纖維， 和本技術(shù)領(lǐng)域已知的其它樹脂材料。第二元件對由被認(rèn)可用于醫(yī)療應(yīng)用的生物相容性的、 生物可吸收的或者生物可降解的材料形成。術(shù)語“生物可吸收的”通常指通過代謝有助于且表現(xiàn)出生物消除和降解的材料。當(dāng)前被認(rèn)可用于醫(yī)療用途的這種類型的材料，包括已知為PLA(聚乳酸)、PGA (聚乙交酯)和PLGA (乳酸/羥基乙酸)的那些材料。這些材料的實例包括乙交酯(glycolide)、乳酸交酯(Iactide)、troxanone、三亞甲基碳酸酯、內(nèi)酯及其類似物的聚合物或者共聚物。生物可吸收的或生物可降解的材料也可以是金屬。腐蝕是化學(xué)襲擊造成的主要的金屬降解。因此，可通過使用生物可吸收的或者生物可降解的金屬作為上述例證性的生物可吸收的材料，以便達(dá)到類似結(jié)果。在一個實施方案中，第一元件22和第二元件M通過生物可吸收的粘合劑在介面 30上粘合在一起。在其它實施方案中，允許生物可吸收的的第二元件M設(shè)置且凝固在第一元件22中，從而形成與第一元件22的生物可吸收的粘合。在本發(fā)明的實施例中，介面30 基本上是圓柱形的。最初，介面30表示第一元件22和第二元件M的固定耦合。因此，施加在棒10上的軸向、彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，可在第一元件22和第二元件M之間分配。然而，由于本發(fā)明的實施方案中的第二元件M是生物可吸收的，第二元件M將隨著時間推移而溶解。因此，脊柱棒10的軸向、彎曲和扭轉(zhuǎn)硬度將隨著時間推移而改變。在部分程度上，這是由于橫截面面積、轉(zhuǎn)動慣量和截面模數(shù)的逐漸改變。在某些實施方案中，第二元件M不需要完全降解，以達(dá)到期望的硬度改變。當(dāng)一些生物可吸收材料在體內(nèi)吸收液體時，它們的硬度將會改變。因此，即使在第一元件22和第二元件M保持耦合的情況下，棒10的整個硬度也可隨著第二元件M的硬度的改變而改變。在圖3所示的實施方案中，可能是這樣的情況，即生物可吸收的第二元件M將從里到外溶解，在標(biāo)記著A的縱軸上或者附近開始，朝著介面30進(jìn)展。變化情況，如圖4中所示為脊柱棒10a，可提供改變的衰減速率。在這個實施方案中，第一元件22基本上類似于圖 3所示的實施方案。第二元件沈與第二元件M類似，是生物可吸收的，除了添加了一個或多個缺口 32，這些缺口繞著第二元件26的周長、在介面30的附近布置。缺口 32允許液體通過整個棒IOa滲透。這可沿著棒IOa的長度，加速第一元件22和第二元件沈解耦。缺口 32可與軸A平行切割，在軸A周圍以螺旋方式切割，或者以多種其它構(gòu)形。使用類似方法，圖5所示實施方案提供了切割到第一元件觀中的一系列缺口 32。 第二元件M與圖3所示的實施方案基本上類似。第一元件觀與第一元件22類似，除了增加了繞著第一元件觀的內(nèi)表面、在介面30的附近布置的一個或多個缺口 32。如上，缺口 32允許液體通過整個棒IOb滲透，并且可加速第一元件28和第二元件M沿著棒IOb長度的解耦。類似地，缺口 32平行于軸A切割出，以以螺旋方式繞著軸A被切割出，以及以其它構(gòu)形。在圖6所示的另一個實施方案中，棒IOc由第一元件34、第二元件35和第三元件 38構(gòu)成。在該實施方案中，第一元件34和第二元件35繞著第三元件38形成同心圓環(huán)。在一個實施方案中，第三元件38用生物相容性材料形成，而第一元件34和第二元件35用生物相容性的但不是生物可吸收的材料形成。然而，第一元件；34和第二元件35之間的介面 36是生物可吸收的粘合，其類似于整個第三元件38，會隨著時間推移而溶解。因此，本發(fā)明的脊柱棒IOc的實施方案提供了兩種模式的隨時間改變的硬度。第一種模式考慮到溶解性元件38，而第二種模式考慮到溶解性介面36。在一個實施方案中，第三元件38的生物可吸收材料，選擇比在介面36上粘合第一和第二元件34、35中使用的生物可吸收材料更快的衰減速率。最初，棒IOc的硬度由第一、 第二和第三元件34、35和38的組合提供。當(dāng)?shù)谌芙鈺r，棒IOc的主要硬度由外部元件34、35提供。然而，介面36上的粘合的衰減產(chǎn)生了第二個隨時間改變的硬度，這最終導(dǎo)致第一元件34，僅僅分配棒IOc的軸向、彎曲和扭轉(zhuǎn)硬度。
在圖7所示的另一個實施方案中，棒IOd由三個元件34、40和38組成。棒IOd的結(jié)構(gòu)與圖6中所示的棒IOc的實施方案類似。然而，棒IOd通過包含具有插槽的第二元件 40被調(diào)節(jié)到不同的硬度。與類似結(jié)構(gòu)的第二元件35 (圖6)相比，第二元件40中的插槽42 降低了第二元件的整個硬度。最初，插槽42不能顯著降低棒IOd的整個軸向、彎曲和扭轉(zhuǎn)硬度。然而，一旦第三元件38以足夠的量溶解，與圖6中所示的棒IOc的實施方案相比，在介面36上的結(jié)合劑溶解之前的至少一段時間里，第二元件40中降低的硬度由于插槽42可能會有助于整個的硬度降低。在圖8所示的另一個實施方案中，棒IOe由與圖3類似的第一元件22形成。多個第二元件44放置在第一元件22的內(nèi)部。在一個實施方案中，第二元件44是生物可吸收的。在一個實施方案中，第二元件44粘合在另一個第二元件和第一元件22上。在一個實施方案中，第二元件44有一個基本上為圓柱形的橫截面。如所示，在相鄰的第二元件44之間以及第二元件44和第一元件22之間存在一個或多個明槽46。槽46 允許液體通過整個棒IOe滲透，這樣可沿著棒IOe的長度促進(jìn)第一元件22和第二元件44 解偶。在圖9所示的另一個實施方案中，棒IOf由第一元件48和多個第二元件50組成。 多個第二元件50繞著第一元件48的內(nèi)部分散，是在由表面49形成的個體空隙內(nèi)。在一個實施方案中，第二元件50是生物可吸收的。因此，一旦第二元件50溶解，第一元件48保持有一個有孔的橫截面，與棒IOf最初安裝的情況相比，具有不同的軸向、彎曲和扭轉(zhuǎn)硬度。圖10所示為棒IOg的另一個實施方案，棒IOg由第一元件52和第二元件M組成。 與先前的實施方案相比，棒IOg不包括中空的第一元件。相反，第一和第二元件5254具有互補(bǔ)的橫截面，這些元件被一起放置形成基本上為圓形的外周55。在一個實施方案中，第一和第二元件5254彼此粘合在一起。對于其它實施方案，該介面上的粘合劑可以是生物可吸收的，如此這樣，則兩個元件52和M可以隨著時間推移彼此分離。兩個元件52和M之間的介面包括一對滑面56，該對滑面之間是一個彎曲的弧58?；?6在與滑面56平行的方向上可增加彎曲硬度。一旦該介面上的粘合劑溶解，滑面允許在該介面上滑動運(yùn)動，這樣就有效地降低了具有圓形橫截面的組合結(jié)構(gòu)的硬度。因此，棒IOg可插有朝向期望方向的滑動平面56，以便幫助或者抑制某些解剖運(yùn)動。圖11提出了棒IOh的另一個實施方案，該棒IOh由基本上類似的第一元件和第二元件60組成。這些元件60具有互補(bǔ)的橫剖面，這些橫截面一旦組合在一起，就形成基本上圓形的外周61。在一個實施方案中，這些元件60 使用生物可吸收的粘合劑彼此粘合在一起，以便兩個元件60隨著時間推移彼此分離。甚至在介面59上的粘合劑層分解后，棒IOh在箭頭Y方向上可具有比箭頭X方向更大的彎曲靈活性(即較低的硬度)。因此，棒IOh在病人中可以取向，以便在期望方向提供更大或更低的彎曲硬度。上面所述實施方案具有預(yù)期的不同的橫截面，并且不必在軸向提供改變的棒結(jié)構(gòu)。然而，脊柱棒10的某些實施方案可沿著其長度具有不同結(jié)構(gòu)，以便進(jìn)一步調(diào)整其隨時間改變的軸向、彎曲和扭轉(zhuǎn)硬度。例如，圖12所示的實施方案所示為一個例證性脊柱棒IOj 的縱向橫截剖面。在這個實施方案中，棒IOj包括與圖3、4和8中所示的實施方案類似的第一元件22。第二元件68安排在第一元件22的內(nèi)部。第二元件68可以是生物可吸收的， 可使用生物可吸收的粘合劑粘合在第一元件22上。塞子62被插入到棒IOj的第一 65和第二 75末端。塞子62可具有驅(qū)動特征64 (例如有插槽的、六角的、星形的、十字形的)，其允許塞子62被轉(zhuǎn)入、捻入、推入或者以其他方式插入到棒IOj的末端。在一個實施方案中，例證性的塞子66是生物可吸收的；并且會溶解，以暴露第二系列的塞子66。這些塞子66也是生物可吸收的。因此，塞子62、塞子66和第二元件68都在不同的時間點開始溶解，溶解時間根據(jù)每個元件暴露在體液下的時刻。因此，盡量多或者盡量少的塞子62和66可用于調(diào)節(jié)速率，在此速率下，棒IOj的軸向、彎曲和扭轉(zhuǎn)硬度發(fā)生改變。圖13所示的棒IOk的一個實施方案不考慮任何生物可吸收的材料。相反，與圖3、 4、8和12中所示的實施方案類似的第一元件22通過永久塞子162在第一 165和第二 175 末端處被蓋上。塞子162可具有驅(qū)動特征164(例如有插槽的、六角的、星形的、十字形的)， 其允許塞子62被擰入、捻入、推入或者以其他方式插入到棒IOk的末端。粉末金屬70安排在棒IOk的內(nèi)部。在一個實施方案中，粉末金屬70可由粒徑在大約10到100微米之間的顆粒組成。很明顯，由于棒IOk的內(nèi)腔基本上用粉末金屬70填充，所以棒IOk可被鉗為或者彎曲為期望的安裝形狀，而不會扭折中空的第一元件22。在預(yù)制過程中，粉末金屬70可被壓縮且輕微燒結(jié)。燒結(jié)是粉末冶煉中使用的一個過程，在這個過程中壓縮的金屬顆粒被加熱且熔化。在本發(fā)明的實施方案中，燒結(jié)過程不必將顆粒加熱到顆粒熔化點。相反，粉末被壓縮且加熱到在顆粒之間形成微粘合的點。這可包括粉末金屬70和第一元件22之間的粘合。一旦棒IOk被安裝，微粘合可經(jīng)受疲勞載荷， 這導(dǎo)致顆粒隨著時間而分離。因此，棒IOk的總體硬度可因此隨著時間推移而改變。圖14所示為棒IOm的另一個替代性實施方案，其中第一元件22通過生物可吸收的塞子62被蓋住。正如之前的實施方案，塞子62可具有驅(qū)動特征64 (例如有插槽的、六角的、星形的、十字花的)，其允許塞子62被轉(zhuǎn)入、捻入、推入或者以其他方式插入到棒IOk的末端。例證性的塞子62是生物可吸收的，且溶解以暴露編織纜線72。編織纜線72包括數(shù)股生物相容性材料，如尼龍，且被插入到第一元件22的內(nèi)部。編織纜線72可使用生物可吸收的粘合劑粘合到第一元件22上。在一個實施方案中，編織纜線72本身可用生物可吸收的材料形成。因此，隨著時間推移，塞子62將在編織纜線72之后，和/或編織纜線72和第一元件22之間的粘合劑之后裂碎。進(jìn)一步，編織纜線72基本上填充第一元件22，允許棒 IOm壓緊為且彎曲為期望的安裝形狀，不會扭曲中空的第一元件22。在圖15所示為另一個替代性實施方案棒10η。在這個特定的實施方案中，用與如上所述材料類似的生物相容性材料形成的第一元件74零星地填充有具有生物可吸收材料的元件76。與之前實施方案相比，可生物吸收的元件76面向的方向不是與縱軸A基本上平行的方向。在插入到身體中后，這些元件76將溶解，最后留下基本上有孔的第一元件74，該元件的硬度與最初移植的棒IOn的硬度不同。多個棒10的實施方案可具有不同的橫截面形狀和尺寸。對于多個部件的棒，每個部件可具有相同或不同的形狀。通過實施例的方式，圖3的實施方案說明了內(nèi)部和外部部件中的每個部件具有圓形的橫截面形狀。在另一個實施方案中，每個部件具有不同的形狀。如上建議，某些實施方案可使用金屬作為生物可吸收的或生物可降解的材料。體內(nèi)腐蝕或金屬降解是一個電化學(xué)過程?？赏ㄟ^改變金屬移植物的電化學(xué)電位來控制腐蝕。 在一個或多個實施方案中，兩種異質(zhì)金屬可結(jié)合，以產(chǎn)生電化腐蝕耦合，其中金屬元件之一以可預(yù)報的方式腐蝕。第一金屬選自在生物環(huán)境下穩(wěn)定的金屬，如鈦和/或其合金，鈮和/或其合金，或者或鉭和/或其合金。第一金屬可包括脊柱棒的基本部分。第二金屬是將在生物環(huán)境下經(jīng)歷腐蝕的金屬，如鐵和其合金，或鎂及其合金。在一個實施方案中，第二金屬與第一金屬組合使用，排列使得第一金屬限制第二金屬及其周圍生物環(huán)境之間接觸在小區(qū)域內(nèi)。例如，圖16說明了棒IOp的一個實施方案的軸向橫截面，其中第二金屬的薄片82作為用第一金屬構(gòu)造的兩個基本上較大的元件84和86之間的薄金屬粘合層。圖17所示為該相同棒IOp的縱視圖。在所示的實施方案中，薄片82基本上安排在外部元件84、86的外周之內(nèi)部。也就是，薄片82最低程度暴露在周圍的生物環(huán)境下。由于第一金屬的電化學(xué)本性以及第一和第二金屬的相對表面區(qū)域，第二金屬將以較低且相對可預(yù)期的速率腐蝕。第二金屬的電化腐蝕速率可通過用更高級的貴金屬(更高電位)且更加電化學(xué)催化的金屬涂敷第一金屬來增強(qiáng)。貴金屬如鉬或銠及其合金可用作涂敷金屬。也可通過控制雙金屬復(fù)合棒IOp的電化學(xué)電位來增強(qiáng)或者抑制腐蝕。電流和/或電壓源，如神經(jīng)刺激器，可用于控制該電位。因此，在一個或多個實施方案中，金屬部件腐蝕 (及改變硬度)的速率可通過將移植棒10連接到電流或電壓源上來控制。圖18所示為包含該方法的一個實施方案。在該圖中，同樣在圖10中說明的棒IOg 以側(cè)視圖表示，來說明例證性的電導(dǎo)率路徑。其它棒實施方案(例如10、10a、10h、10p等等)可用于實現(xiàn)該技術(shù)。在圖18中，第一元件52使用生物相容性的、生物可吸收的或者生物可降解的金屬粘合劑層80粘合到第二元件M上。粘合層80與第一元件52和第二元件 54相比是較薄。進(jìn)一步，粘合層80比臨近的元件52和M更易于腐蝕。電流源85在一個位置上被耦合到脊柱棒IOg上，以及耦合到一個物理上可分離的電極88上。電流源85和電極88與結(jié)構(gòu)復(fù)合材料最臨近，或者安排在遙遠(yuǎn)的位置。用于第二電極88的合適的材料包括，但不限于，鉬和/或其合金，銥和/或其合金，或者銠和/或其合金。在一個實施方案中，調(diào)節(jié)電流源85，以便為棒IOg和粘合層80供給電子，從而降低棒IOg的電化學(xué)電位并且抑制粘合層80的腐蝕。在一個實施方案中，調(diào)節(jié)電流源85，以便從棒IOg和粘合層80上去除電子，從而提高棒IOg的電化學(xué)電位，并且增強(qiáng)粘合層80的腐蝕速率。電流源85是可調(diào)節(jié)到任意一個構(gòu)形的，以便在開始計時時間和粘合層80的腐蝕速率上提供一些控制。電流源可使用可移植的(例如皮下的)或外部設(shè)備實現(xiàn)。在這時，如臨床人員的期望，可關(guān)閉電流源85，以啟動如上描述的粘合層80的自發(fā)的電化學(xué)腐蝕。因此，這將解偶連第一元件52 和第二元件54，并且改變脊柱棒IOg的結(jié)構(gòu)硬度。圖19所示為包含復(fù)合材料棒IOr的另一個實施方案。棒IOr的一端包括連接兩個外部部件92和94的薄粘合層90。與圖18中所示的分離電極88相比，相對的端包括電極98，該電極連接在棒IOr上。在該實施方案中，電極98連接在棒IOr上，但通過不導(dǎo)電的隔離器96，與粘合層90和外部部件92、94電絕緣。不導(dǎo)電的隔離器可由聚合物、樹脂、陶瓷或其它絕緣材料構(gòu)成。在一個實施方案中，調(diào)節(jié)電流源85，以便從外部部件92、94和粘合層 90上去除電子，從而提高結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的電化學(xué)電位，且增強(qiáng)粘合層90的腐蝕速率。在一個實施方案中，調(diào)節(jié)電流源85，以便為外部部件92、94和粘合層90供給電子，從而降低結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的電化學(xué)電位，并且抑制粘合層90的腐蝕。該方法既簡化了脊柱棒/電極組合 IOr的移植，并且允許第二金屬的可預(yù)期的降解速率。圖20所示的另一個實施方案與圖18所示的實施方案類似。在該情況下，描述了脊柱棒10e，如圖8中所示。如上，其它棒實施方案(例如10c、10d、10f等等)可用于實現(xiàn)該技術(shù)。在圖20所描述的實施方案中，第二元件44安排在外部的第一元件22中。第二元件44可由比第一元件22更易于腐蝕的金屬形成。電流源85可連接，以阻止第二元件44 的腐蝕。在這種情況下，如臨床人員的期望，可關(guān)閉圖18、19或20中的電流源85，以啟動第二元件44的自發(fā)電化學(xué)腐蝕?？蛇x地，或者另外，圖18、19或者20中的電流源85的極性可相反，以便進(jìn)一步增強(qiáng)元件44的腐蝕速率。因此，第二元件44的降解將改變脊柱棒IOe 的結(jié)構(gòu)硬度。 本發(fā)明可以比此處所述的這些方式特定的其它方式進(jìn)行，只要不背離本發(fā)明的范圍和基本特征。例如，此處描述的許多實施方案使用了由生物可吸收材料形成的一個或多個元件。然而，在一般情況下，某些實施方案，如3中所示的棒10的實施方案可包括不是很嚴(yán)格地生物可吸收的生物相容性材料。相反，與圖6中所示類似的生物可吸收的粘合劑可在不可生物吸收的第一和第二元件22和44之間的介面30上使用。也就是，最終解體以分離第一和第二元件22和M的生物可吸收的粘合介面或者其它接合機(jī)理有能力實現(xiàn)期望的隨時間改變的硬度。因此，本發(fā)明的實施方案應(yīng)該被考慮為在所有方面是說明性的和沒有限制性的，并且在所附權(quán)利要求的意思以及等價范圍內(nèi)的所有改變意欲包括在其中。
權(quán)利要求
1.一種脊柱棒，所述脊柱棒包括 第一元件；和第二元件，其通過一個隨時間改變的介面機(jī)械耦合到第一元件上，所述的隨時間改變的介面在手術(shù)安裝后會發(fā)生降解。
2.如權(quán)利要求1的脊柱棒，其中介面是生物可吸收的，且一旦暴露于體液會溶解。
3.如權(quán)利要求1的脊柱棒，其中第二元件由生物可吸收的材料形成。
4.如權(quán)利要求1的脊柱棒，其中第二元件安排在第一元件里邊。
5.如權(quán)利要求1的脊柱棒，其中第一元件和第二元件安排在彼此相鄰。
6.如權(quán)利要求1的脊柱棒，其中第一元件和第二元件包括一個或多個基本上為平面的滑面。
7.如權(quán)利要求1的脊柱棒，其中第一元件和第二元件在橫截面形狀上基本類似。
8.如權(quán)利要求1的脊柱棒，所述脊柱棒進(jìn)一步包括一個或多個生物可吸收的蓋子，以便至少臨時將第二元件密封起來，不會使體液進(jìn)入。
9.如權(quán)利要求1的脊柱棒，其中第二元件包括一種燒結(jié)的粉末金屬。
10.如權(quán)利要求1的脊柱棒，其中第二元件包括一種編織纜線。
11.如權(quán)利要求1的脊柱棒，所述脊柱棒進(jìn)一步包括與第一元件和第二元件電絕緣的電極。
12.—種脊柱棒，所述脊柱棒包括 第一元件；和第二元件；第一元件和第二元件在手術(shù)安裝之前耦合，以便產(chǎn)生第一棒硬度，該棒硬度在手術(shù)安裝后改變?yōu)榈诙粲捕取?br> 13.如權(quán)利要求12的脊柱棒，其中脊柱棒的橫截面面積在手術(shù)安裝后會改變。
14.如權(quán)利要求12的脊柱棒，所述脊柱棒進(jìn)一步在第一元件和第二元件之間包括一個生物可吸收的介面。
15.如權(quán)利要求12的脊柱棒，其中第二元件由生物可吸收的的材料形成。
16.如權(quán)利要求12的脊柱棒，其中第二元件安排在第一元件的里邊。
17.如權(quán)利要求12的脊柱棒，其中第一元件和第二元件安排在彼此相鄰。
18.如權(quán)利要求12的脊柱棒，其中第一元件和第二元件包括一個基本上是平面的滑動平面。
19.如權(quán)利要求12的脊柱棒，其中第一元件和第二元件在剖面形狀上基本類似。
20.如權(quán)利要求12的脊柱棒，所述脊柱棒進(jìn)一步包括一個或多個生物可吸收的帽子， 一旦脊柱棒被安裝，可至少臨時將第二元件密封起來，不會使體液進(jìn)入。
21.如權(quán)利要求12的脊柱棒，其中第二元件包括一種燒結(jié)的粉末金屬。
22.如權(quán)利要求12的脊柱棒，其中第二元件包括一種編織纜線。
23.如權(quán)利要求12的脊柱棒，所述脊柱棒進(jìn)一步包括一個與第一元件和第二元件電絕緣的電極。
24.—種脊柱棒，所述脊柱棒包括第一元件，其具有管式形狀，內(nèi)部為中空的，具有開放的第一末端和第二末端；第二元件，位于第一末端和第二末端之間的內(nèi)部空間里邊；和端板，位于第一末端和第二末端上，端板的大小可將第二元件裝入到中空內(nèi)部中。
25.如權(quán)利要求M的脊柱棒，第一元件、第二元件和端板是用不同材料構(gòu)造的。
26.如權(quán)利要求M的脊柱棒，所述脊柱棒進(jìn)一步包括一個連接第一元件和第二元件的介面。
27.如權(quán)利要求M的脊柱棒，其中第一元件和第二元件具有不同的橫截面形狀。
28.如權(quán)利要求M的脊柱棒，所述脊柱棒進(jìn)一步包括第二端板，其位于第二元件和端板之間的中空內(nèi)部。
29.如權(quán)利要求M的脊柱棒，所述脊柱棒進(jìn)一步包括第三元件，位于第一元件內(nèi)部。
30.如權(quán)利要求M的脊柱棒，所述脊柱棒進(jìn)一步包括一個位于第一元件里邊的插槽， 且沿著中空的內(nèi)部延伸。
31.如權(quán)利要求30的脊柱棒，其中插槽具有螺旋構(gòu)形。
32.如權(quán)利要求M的脊柱棒，所述脊柱棒進(jìn)一步包括一個沿著第二元件的縱向長度延伸的插槽。
33.一種使用脊柱棒來支撐脊椎單元的方法，所述方法包括如下步驟 將脊柱棒連接到一個或多個脊椎單元上；使該棒對一個或多個脊椎單元施加第一機(jī)械力； 使體液接觸脊柱棒的一個部分，從而改變脊柱棒的機(jī)械特性；和在改變機(jī)械特性后，使該棒對一個或多個脊椎單元施加第二機(jī)械力，第二機(jī)械力與第一機(jī)械力不同。
34.如權(quán)利要求33的方法，其中，在脊柱棒接觸一個或多個脊椎單元的步驟后的一個預(yù)定時間期間，脊柱棒的機(jī)械特性被改變。
35.如權(quán)利要求33的方法，其中改變脊柱棒的機(jī)械特性的步驟包括溶解脊柱棒的一個部分。
36.如權(quán)利要求33的方法，所述方法進(jìn)一步包括在脊柱棒內(nèi)設(shè)置帽子，以便控制改變機(jī)械特性的時間進(jìn)程。
37.如權(quán)利要求33的方法，所述方法進(jìn)一步包括對脊柱棒施加電流，以便控制改變機(jī)械特性的時間進(jìn)程。
38.如權(quán)利要求37的方法，其中對脊柱棒施加電流，包括在脊柱棒和電極之間誘導(dǎo)電流。
39.一種使用脊柱棒來支撐脊椎單元的方法，所述方法包括如下步驟 將脊柱棒連接到一個或多個脊椎單元上；使該棒對一個或多個脊椎單元施加第一機(jī)械力； 控制性地抑制脊柱棒中生物可吸收的元件的降解；之后改變脊柱棒的機(jī)械特性，從而使該棒對一個或多個脊椎單元施加第二機(jī)械力，第二機(jī)械力與第一機(jī)械力不同。
40.如權(quán)利要求39的方法，其中第二機(jī)械力小于第一機(jī)械力。
41.如權(quán)利要求39的方法，所述方法進(jìn)一步包括使體液接觸生物可吸收部件。
42.如權(quán)利要求41的方法，其中控制性地抑制脊柱棒中生物可吸收部件的降解，包括將液體屏障附著在脊柱棒上，以便阻止體液和可生物吸附元件之間的接觸。
43.如權(quán)利要求39的方法，其中控制性地抑制脊柱棒中生物可吸收部件的降解，包括給生物可吸收部件施加電流。
44.如權(quán)利要求43的方法，其中給脊柱棒施加電流，包括在脊柱棒和電極之間誘導(dǎo)電流。
全文摘要
一種特征為可隨時間改變硬度的脊柱棒(10)。所述棒包括一個第一元件(22、28、34、48、52、66、74、84、86、92、94)和至少一個第二元件(24、26、35、40、44、50、54、60、68、72、76、82、90)，所述第二元件通過一個可隨時間改變的介面(30、36、38、56、58、59、80)機(jī)械耦合到第一元件上。該介面的特征在于粘合機(jī)理，在手術(shù)安裝后會降解。例如，該介面可以是生物可吸收的，并且一旦暴露于體液會溶解。在另一種情況下，第二元件由生物可吸收材料形成。在另一個實施方案中，介面在循環(huán)加載的情況下會失敗。在另一個實施方案中，生物可吸收材料的降解可通過使用電流源來抑制。第二元件可安排在第一元件里邊?？蛇x地，第一元件和第二元件可安排在彼此旁邊。第一元件和第二元件的形狀基本上類似?？墒褂靡粋€或多個生物可吸收的缺口(62、66)，以便一旦脊柱棒被安裝，可至少臨時密封第二元件，避免體液進(jìn)入。
文檔編號A61B17/70GK102316815SQ200780014122
公開日2012年1月11日 申請日期2007年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
發(fā)明者L·A·尼格倫, S·D·諾爾斯 申請人:華沙整形外科股份有限公司