專利名稱：神經(jīng)學裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于神經(jīng)外科的裝置，用于定位神經(jīng)外科裝置。特別是，本 發(fā)明涉及用于插入腦部來引導管狀器械例如導管和引管的導向元件。
背景技術：
血腦屏障對于向神經(jīng)系統(tǒng)輸送治療試劑來說是一種相當大的阻礙。術語 治療試劑包括具有治療效果的物質(zhì)，例如藥物化合物、遺傳物質(zhì)、生物制劑 (即，利用活體器官例如干細胞合成的制劑)。繞開該障礙的技術發(fā)展能夠 革命性地治療帕金森綜合癥、亨廷頓綜合癥和阿耳茨海默氏病以及多形性成 膠質(zhì)細胞瘤。已經(jīng)研制出了有希望抑制或甚至反轉(zhuǎn)這些疾病的基礎病理學過 程的新型試劑。但是，這些治療試劑的局限性在于，借助傳統(tǒng)方法(例如， 口服或靜脈內(nèi))輸送時它們并不能穿過血腦屏障，因此無法到達腦部中有需 求的結構。
對流增強輸送(CED)允許直接向中樞神經(jīng)系統(tǒng)輸送治療試劑，而不需 要讓治療試劑穿過血腦屏障。CED利用纖細的顱內(nèi)導管和低的輸注速率直接 向腦細胞外間隙內(nèi)注入藥物。與直接腦實質(zhì)內(nèi)注射、包#1細胞和可生物降解 聚合物形成對照，CED不依賴于擴散。使用精心設計的、具有精確受控的輸 注速率的套管會產(chǎn)生壓力梯度，治療試劑沿著壓力梯度直接進入細胞外間 隙。因此，即便對于相對較大的分子，也能夠在較大體積的腦和脊髓上實現(xiàn) 受控的均勻分布。
國際專利申請WO03/077764公開了在人或非人腦部植入導管用于腦實 質(zhì)內(nèi)藥物輸送。因此，可以通過該導管向希望的腦部目標間歇性地或持續(xù)性 地泵送藥物。
WO03/077764進一步公開了用于向腦部目標縱向引導器械的立體導向 件(stereoguide )，該立體導向件限定了軸線，所述器械可以沿著該軸線插入。 立體導向件由立體定向框架(stereotactic frame )承載，該立體定向框架牢固 連接到病人的顱骨。立體導向件可以在立體定向框架上調(diào)節(jié)，以便非常精確地定位，從而指導手術器械到達希望位置。導線可以用來加強插入腦部的管 狀器械的剛性或者用來引導管狀器械，所述管狀器械例如輸送試劑的導管或 插入腦部且其他器械可以從中通過的引管。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面提供一種用于插入腦部以引導可植入器械的導向元 件，其中該導向元件包括細長部件，該細長部件的成分具有至少80%的碳化 鎢。
優(yōu)選該細長部件的直徑小于lmm。
更優(yōu)選該細長部件的直徑小于0.6mm。更為優(yōu)選地，該細長部件的直徑 小于或等于0.4mm。
該細長部件可以包含5-20%的鈷或鎳。更優(yōu)選地，該細長部件包含約5% 的鈷或鎳。
導向元件可以進一步包括包圍該細長部件的涂層。該涂層可以包含不同 于該細長部件的材料。該涂層可以包含生物相容性材料。該涂層可以包含塑 料材料。該涂層可以是聚酰亞胺、聚醚醚酮optima (peek optima)或工業(yè)聚 氨酯(technical polyurethane )中的一種。優(yōu)選地，該涂層的材料比導向元件 芯部的材料彈性更大。
優(yōu)選該導向元件是導線或?qū)U。
本發(fā)明的第二方面提供一種用于插入腦部來引導可植入器械的導向元 件，其中該導向元件包括細長部件，該細長部件包括受力時斷裂而非彎曲的 材料。
本發(fā)明的第三方面提供一種用于插入腦部來引導可植入器械的導向元 件，其中該導向元件包括細長部件，該細長部件包含非延展性材料。


以下將借助實例參照附圖描述本發(fā)明的實施方式，其中 圖1示出了引管的側(cè)視圖； 圖2示出了內(nèi)管的側(cè)視圖； 圖3示出了導管的側(cè)視圖4A示出了組裝好的引管、內(nèi)管和導管的側(cè)視圖；圖4B示出了組裝好的、插入腦部的引管、內(nèi)管和導管；和 圖5示出了利用立體導向件插入腦部的導線。
具體實施例方式
圖l-3分別示出了根據(jù)本發(fā)明的引管、內(nèi)管和導管。
引管IO在圖1中示出，包括一端具有接頭(hub) 14的管12。在該實 例中，引管由聚氨酯塑料例如聚碳酸酯基聚氨酯(carbothane ) 55DB20制成。 但是，引管可以使用任何生物相容的且在室溫下剛性足夠維持其中心孔的材 料制成。在該實例中，管12的外徑為0.6mm，內(nèi)徑為0.5mm。
引管通過外科醫(yī)生在顱骨上開設的孔(例如，鉆孔)插入腦部。 一旦該 管12插入腦部，接頭可以連接到病人的顱骨，例如利用丙烯酸系膠粘劑粘 接到顱骨的孔中?？梢允褂脤Ь€引導引管就位，正如WO03/07784所公開的。 在插入之前，將引管切割成尚未到達目標的長度。引管遠端通常距離目標幾 個毫米。
引管的接頭優(yōu)選呈拱形，并具有切開的狹縫16，該狹縫將所述管的中心 孔與接頭的側(cè)部連接。
內(nèi)管18在圖2中示出，包括兩段連接的管，遠管20,其在本實例中外 徑為0.42mm，內(nèi)徑為0.2mm;和近管22,其直徑較大。止動元件24連接 近管和遠管。遠端管和近端管部分通常由聚氨酯塑料例如carbothane 85AB20
制成，當然也可以使用其他材料制成。止動元件24在本實例中也用聚氨酯 塑料例如carbothane 72DB20制成。當然也可以使用其他合適的材料。
止動元件24具有基本上為柱狀的中心主體26和一對徑向?qū)χ玫囊聿?28、 30，所述翼部各自包含埋頭螺孔32、 34，從而止動元件可以擰到病人顱 骨的外表面上。帶有遠端管部分和近端管部分以及止動元件的內(nèi)管在 WO03/077785中描述地更為詳細。
止動元件具有兩種功能。首先，在將內(nèi)管插入引管時，止動元件抵靠引 管的接頭，從而形成止動件并限定遠管從引管的管延伸的長度。其次，止動 元件的翼部用于將內(nèi)管固定到病人的顱骨。
將內(nèi)管固定到病人顱骨的功能可以用替代方式實現(xiàn)。例如，可以在近管 上設置成對翼部，例如通過在該管上進行包覆成型(overmould)而設置。 所述翼部可以設置有孔，以容納螺釘，這些螺釘在被檸入盧貞骨的時候?qū)⑺鲆聿亢徒芄潭ň臀弧＿@種布置允許一個翼部疊加在另一個翼部上面，以便 將單個螺釘穿過所述翼部的兩個孔而插入。這種布置的優(yōu)勢在于，導致對近 管中的導管產(chǎn)生某種夾持。
導管36在圖3中示出，包括纖細的管38，導管36通常用熔融石英制成。 可以使用惰性且病毒結合性低的替代材料制造導管36。熔融石英的外徑通常 為0.2mm，內(nèi)徑為O.lmm。導管在其一端設置有用作止動件的棘突40。該 棘突可以直接模制在導管上，并且可以用聚氨酯塑料例如carbothane制成。
棘突40具有階梯柱狀輪廓，并帶有中心孔。直徑最大的區(qū)域41具有平 直側(cè)部，形成止擋件，當導管插入內(nèi)管時，近管的端部抵靠該止擋件。在直 徑最大的區(qū)域的另一側(cè)是柱狀部分43,其帶有直徑減小的收斂部分45。使 用中，將管推入該柱狀部分，直到其抵靠直徑最大的區(qū)域41。當管經(jīng)過收斂 部分45時，其變形從而形成密封件。當導管36插入內(nèi)管18時，推壓近管 22的端部穿過其中一個柱狀部分43。將導管連接到泵的連接管(未示出) 可以通過相同的方式連接到棘突的另 一個柱狀部分。
為了進行神經(jīng)外科手術，醫(yī)生首先需要了解病人的神經(jīng)解剖學結構，從 而辨別希望的目標位置。通常將立體定向基準框架固定到病人頭部來實現(xiàn)這 一點，可以在診斷圖像上觀察到該框架的元件，并且可以由此進行測量。立 體定向框架然后用作平臺，可以利用設置在所測量的坐標的立體導向件將器 械從該平臺導入希望的目標。 一旦將器械導入希望的目標，則開始治療。在 WO03/077784中有更為詳細的描述。
立體導向件用于首先將導向元件朝向目標插入腦部。利用固緊的立體導 向件，將引管穿過導向元件，從而將引管插入腦部并固定就位，如上所述。 然后去掉導向元件，將引管留在合適位置上。圖4A和圖4B示出了組裝好 的引管10、內(nèi)管18和導管36。圖4A是位于顱骨外側(cè)的該組件，而圖4B 是導管插入腦部42后的該組件。圖4B示出了通過骨膠粘劑46在顱骨44的 孔中固定就位的引管10的接頭14。將遠管20插入引管10,直到止動元件 24抵靠引管的接頭14,從而將內(nèi)管插入引管。止動元件24因此用作止動件 來控制插入腦部的內(nèi)管的長度。將導管36插入內(nèi)管并推動導管36，直到其 棘突抵靠內(nèi)管的近管22的端部。
一旦引管、內(nèi)管和導管全部插入，則包含從引管的接頭伸出顱骨的導管 的近管彎曲90度，以使止動元件靠著顱骨放平，如圖4B所示。然后利用穿過埋頭螺孔的螺釘48將其固定就位。引管的接頭14上切開的狹縫16允許 進行90度彎曲?？梢栽趦?nèi)管上設置額外的固定裝置(例如包覆成型在內(nèi)管 上的翼部)提供額外的夾持，螺釘可以通過該另外的固定裝置連接到顱骨。
引管、內(nèi)管和導管的長度布置成讓內(nèi)管延伸到腦部的長度大于引管(例 如，10mm)且導管延伸到腦部的長度大于內(nèi)管(例如，10mm)。
在引管、內(nèi)管和導管全部就位的情況下，可以經(jīng)由連接管將導管連接到 泵(未示出)，該連接管連接到導管的棘突。
WO03/077784公開了 一種將纖細器械例如導管和電極插入腦部的方法。 直徑為0.6mm的小直徑鴒導線插入細管中并固定在其中，讓導線從該管的 端部伸出。利用立體導向件將細管和導線一起降入腦部的目標處。然后去掉 細管并將引管擰在導線上和插入腦部。 一旦安裝好引管，則去除導線。
實踐中，可以在不利用細管的情況下插入導線。
圖5示出了利用立體導向件50插入腦部的導線52。立體導向件由立體 定向框架(未示出)承載，該立體定向框架牢固連接到病人的顱骨54。圖5 示出了穿過導向元件54、 56和立體導向件的夾子58以及顱骨54上的孔60 插入腦部的導線52。示出了引管10檸在導線上，準備插入腦部。在 WO03/077784中公開了適合將導線插入腦部的立體導向件。
為了插入非常纖細的導管，需要直徑非常小的導線，例如直徑為0.2mm。
當導線插入腦部時，其必須穿透軟腦膜，軟腦膜是腦膜的易損最內(nèi)層， 所述腦膜包圍腦部和脊髓。纖薄的、網(wǎng)狀的軟腦膜緊密包圍腦部整個表面， 向下進入腦皮層的裂隙。軟腦膜與室管膜連接，而室管膜被覆于腦室中從而 形成產(chǎn)生腦脊髓液的脈絡叢。
鵠導線的缺點在于會在這些小直徑下彎曲。這種彎曲會導致導向元件末 梢到達腦部中的錯誤目標，導致隨后的引管和導管安裝錯誤。
在本發(fā)明中，導向元件(例如，導線或?qū)U)用例如碳化鎢的材料制成， 該材料是硬質(zhì)且脆性的材料。
碳化鴒與鴒具有不同的失效模式。由于鵠為非延展性材料，所以受力時 將會斷裂而非彎曲。這與碳化鵠受力時屈服并變形是不同的。因此，由受力 時斷裂而非彎曲的材料制成的導向元件(例如，導線或?qū)蛟?和/或由包 含非延展性材料例如碳化鴒的材料制成的導向元件(例如，導線或?qū)蛟? 將不會彎曲，并且末梢插入正確的位置。導向元件包括細長部件，例如由碳化鴒制成的細長部件。碳化鴒可以包 含一定百分比的其他元素，例如鈷。添加鈷的作用是改善粘合性，并且添加
的數(shù)量一般介于5-20% (重量)之間。碳化鴒導線的適當組成是95%WC和 5%Co,當然也可以使用其他組成。替代的添加劑是鎳，鎳也能改善粘合性。 鎳還有提高耐腐蝕性和生物相容性的效果。和前述一樣，鎳的添加范圍介于 5-20% (重量)之間。
導向元件的碳化鴒細長部件的尺寸實例為直徑0.36mm。優(yōu)選地，碳化 鴒導向元件的細長部件的直徑小于lmm，更優(yōu)選地，直徑小于0.6mm,進 一步優(yōu)選地，直徑小于或等于0.4mm。
當導向元件插入腦部時，其穿過相對較硬的軟腦膜(大約5mm)，然后 穿過較軟的腦部區(qū)域。因此，碳化鵠的任何斷裂將會發(fā)生在最初的5mm， 在此期間，可以容易地取出斷裂的導向元件。
導向元件的細長部件可以用斷裂時可以將其保持在一起的材料涂覆。該 涂層包含生物相容性材料，所述材料的彈性比碳化鎢芯部的彈性更大。
涂層還可以包含生物相容性塑料材料，例如聚酰亞胺、聚醚醚酮optima 或工業(yè)聚氨酯?？梢酝ㄟ^包覆成型施加適當?shù)耐繉印Ｍ繉雍穸冗x擇為能夠?qū)?導向元件碎片有效地保持在一起同時限制導向元件的直徑增大。涂層厚度通 常為0.1-0.25mm的范圍。
導向元件例如可以包括導線或?qū)U。
導向元件可以用除碳化鴒之外的受力時斷裂而非彎曲的材料和/或非延 展性材料制成。
權利要求
1.一種用于插入腦部來引導可植入器械的導向元件，其特征在于，所述導向元件包括細長部件，所述細長部件的成分具有至少80％的碳化鎢。
2. 如權利要求1所述的導向元件，其特征在于，所述細長部件的直徑 小于lmm。
3. 如權利要求2所述的導向元件，其特征在于，所述細長部件的直徑 小于0.6mm。
4. 如權利要求3所述的導向元件，其特征在于，所述細長部件的直徑 小于或等于0.4mm。
5. 如前述權利要求任一項所述的導向元件，其特征在于，所述細長部 件包含5-20°/。的鈷或鎳。
6. 如前述權利要求任一項所述的導向元件，其特征在于，所述細長部 件包含約5%的鈷或鎳。
7. 如前述權利要求任一項所述的導向元件，其特征在于，所述導向元 件進一步包括包圍所述細長部件的涂層。
8. 如權利要求7所述的導向元件，其特征在于，所述涂層包含不同于 所述細長部件的材料。
9. 如權利要求7或8所述的導向元件，其特征在于，所述涂層的材料 比所述細長部件的材料彈性更大。
10. 如權利要求7-9任一項所述的導向元件，其特征在于，所述涂層包 含生物相容性材料。
11. 如權利要求7-10任一項所述的導向元件，其特征在于，所述涂層 包含塑料材料。
12. 如權利要求7-11任一項所述的導向元件，其特征在于，所述涂層 包含選自聚酰亞胺、聚醚醚酮optima或工業(yè)聚氨酯之一的材料。
13. 如前述權利要求任一項所述的導向元件，其特征在于，所述導向元 件是導線或?qū)U。
14. 一種用于插入腦部來引導可植入器械的導向元件，其特征在于，所 述導向元件包括細長部件，所述細長部件包括受力時斷裂而非彎曲的材料。
15. 如權利要求14所述的導向元件，其特征在于，所述導向元件進一步包括包圍所述細長部件的涂層。
16. 如權利要求15所述的導向元件，其特征在于，所述涂層的材料比所述細長部件的材料彈性更大。
17. 如權利要求14或16所述的導向元件，其特征在于，所述涂層包含 生物相容性材料。
18. —種用于插入腦部來引導可植入器械的導向元件，其特征在于，所 述導向元件包括細長部件，所述細長部件包含非延展性材料。
19. 如權利要求18所述的導向元件，其特征在于，所述導向元件進一 步包括包圍所述細長部件的涂層。
20. 如權利要求19所述的導向元件，其特征在于，所述涂層的材料比 所述細長部件的材料彈性更大。
21. 如權利要求19或20所述的導向元件，其特征在于，所述涂層包含 生物相容性材料。
全文摘要
一種用于插入腦部來引導可植入器械的導向元件，該導向元件包括細長部件，該細長部件的成分具有至少80％的碳化鎢。該導向元件可以具有涂層，例如生物相容性塑料材料，該涂層的彈性比該細長部件的彈性大。
文檔編號A61M31/00GK101626801SQ200780034915
公開日2010年1月13日 申請日期2007年8月20日 優(yōu)先權日2006年8月18日
發(fā)明者史蒂文·斯特里特菲爾德·吉爾, 雨果·喬治·戴瑞克, 馬修·大衛(wèi)·弗雷德里克·斯特拉頓 申請人:瑞尼斯豪公司