專利名稱：加固的融合植入物的制作方法
背景通過使相鄰骨結(jié)構(gòu)維持在預(yù)定的間隔關(guān)系同時(shí)骨在它們之間生長(zhǎng)，用于融合相鄰骨結(jié)構(gòu)的植入物可促進(jìn)融合。一些情況下，這些植入物是從體組織形成的。在從體組織形成融合植入物中，組織源例如骨可形成塊，以滿足特定植入物的所需形狀和強(qiáng)度需要。就骨而言，這些要求常常具體在最小壁厚度、最小負(fù)荷承載容量和/或幾何大小和形狀方面。一部分源組織，包括在形成植入物中除去的塊，將不能滿足上述要求以形成整體植入物。因此，從具體的源常常難以得到高產(chǎn)率。在其它情況下，需要利用包含密度較小材料的融合植入物，例如松質(zhì)骨，以促進(jìn)相鄰骨結(jié)構(gòu)間的生長(zhǎng)。然而，需要強(qiáng)化這種材料以支持所需的負(fù)荷。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種在相鄰骨結(jié)構(gòu)間使用的融合植入物，例如，以促進(jìn)骨結(jié)構(gòu)的融合。
本發(fā)明的一方面，用于插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物包括主體，該主體具有用于與接觸相鄰骨結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)；至少一個(gè)位于主體中的元件，該元件具有第一端和第二端，該元件具有在第一和第二端之間的錐形部分。
本發(fā)明的另一方面，用于以負(fù)荷承載排列形式(load bearing arrangement)插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物包括主體，該主體包括骨并具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的相對(duì)側(cè)；和結(jié)構(gòu)元件，該結(jié)構(gòu)元件包括位于主體中的骨，以增加植入物的負(fù)荷承載容量，結(jié)構(gòu)元件具有第一端和第二端，該元件具有第一和第二端之間的錐形部分。
本發(fā)明的另一方面，用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物包括主體，該主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的相對(duì)側(cè)；和位于主體中的結(jié)構(gòu)元件，以增加植入物的負(fù)荷承載容量，結(jié)構(gòu)元件具有第一端和第二端，該元件僅部分地延伸通過主體。
本發(fā)明的另一方面，用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物包括主體，該主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)；和位于主體中的元件，該元件具有相鄰第一相對(duì)側(cè)的第一端和間隔朝向第二相對(duì)側(cè)的第二端，相鄰第一端形成的膨大頭部以及從頭部向第二端延伸的骨體。
本發(fā)明的另一方面，用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物包括主體，該主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)；和至少一個(gè)位于主體中并從各自的第一和第二相對(duì)側(cè)部分地向另一相對(duì)側(cè)延伸的元件，延伸自各側(cè)的至少一個(gè)元件的一部分重疊延伸自相對(duì)側(cè)的至少一個(gè)元件的一部分，重疊部分相互隔開，使得元件在主體內(nèi)彼此相對(duì)允許預(yù)定量負(fù)荷引起的沉陷。
本發(fā)明的另一方面，用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物包括主體，該主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)；和在主體內(nèi)從第一和第二相對(duì)側(cè)中至少一個(gè)延伸的元件，該元件具有第一表面和第二表面，第一表面接受來自骨結(jié)構(gòu)之一的負(fù)荷，第二表面傾斜于第一表面，將負(fù)荷傳遞至主體。
本發(fā)明的另一方面，用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物包括主體，該主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)；和在主體內(nèi)從第一和第二相對(duì)側(cè)中至少一個(gè)延伸的元件，該元件包括具有第一截面積的第一部分和具有第二截面積的第二部分，第一部分接受來自骨結(jié)構(gòu)之一的負(fù)荷，第二部分將負(fù)荷傳遞至主體。
本發(fā)明的另一方面，用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物包括主體，該主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)；在主體內(nèi)從第一和第二相對(duì)側(cè)之一延伸的第一元件，第一元件包括第一主體，第一主體具有第一端和第二端，第一端可位于鄰近相對(duì)的骨結(jié)構(gòu)之一，第一主體具有在第一和第二端之間的錐形部分；在主體內(nèi)可位于從第一和第二相對(duì)側(cè)之一延伸的第二元件，第二元件包括第二主體，第二主體具有第三端和第四端，第三端可位于鄰近相對(duì)的骨結(jié)構(gòu)之一，第二主體具有在第一和第二端之間的錐形部分；以及第二元件的至少一部分和第一元件的至少一部分各自位于基本上對(duì)應(yīng)于相對(duì)骨結(jié)構(gòu)間的負(fù)荷承載軸的沿線上。
本發(fā)明的另一方面，用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物包括主體，該主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)；在主體內(nèi)可位于從第一和第二相對(duì)側(cè)之一延伸的第一元件；在主體內(nèi)可位于從與第一元件相反的第一和第二相對(duì)側(cè)之一延伸的第二元件；以及第一元件的至少一部分和第二元件的至少一部分各自位于基本上對(duì)應(yīng)于相對(duì)骨結(jié)構(gòu)間的負(fù)荷承載軸的沿線上，主體具有從第一元件接受負(fù)荷的第一區(qū)域和將負(fù)荷傳遞至第二元件的第二區(qū)域。
本發(fā)明的另一方面，處理相鄰骨結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括提供融合植入物，該植入物包括主體，主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的相對(duì)側(cè)和位于主體中的元件，該元件具有第一端和第二端，元件具有在第一和第二端之間的錐形部分；以及將植入物以負(fù)荷承載排列形式定位在相鄰骨結(jié)構(gòu)間。
本發(fā)明的另一方面，處理相鄰骨結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括提供融合植入物，該植入物包括主體，主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的相對(duì)側(cè)和位于主體中的元件，該元件具有第一端和第二端，元件僅部分地延伸通過主體；以及將植入物以負(fù)荷承載排列形式定位在相鄰骨結(jié)構(gòu)間。
本發(fā)明的另一方面，處理相鄰骨結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括提供融合植入物，該植入物包括主體，主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)和至少一個(gè)位于主體中并從各自的第一和第二相對(duì)側(cè)部分地向另一相對(duì)側(cè)延伸的元件，延伸自各側(cè)的至少一個(gè)元件的一部分重疊延伸自相對(duì)側(cè)的至少一個(gè)元件的一部分，重疊部分相互隔開，使得元件在主體內(nèi)彼此相對(duì)允許預(yù)定量負(fù)荷引起的沉陷；以及將植入物以負(fù)荷承載排列形式定位在相鄰骨結(jié)構(gòu)間。
本發(fā)明的另一方面，制備用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物的方法，所述方法包括形成主體；將元件定位在主體中，元件具有第一端和第二端，元件具有第一和第二端之間的錐形部分。
本發(fā)明的另一方面，制備用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物的方法，所述方法包括形成具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二端的主體；和將至少一個(gè)元件定位在主體內(nèi)，該至少一個(gè)元件從各自的第一和第二相對(duì)側(cè)部分地向另一相對(duì)側(cè)延伸，延伸自各側(cè)的至少一個(gè)元件的一部分重疊延伸自相對(duì)側(cè)的至少一個(gè)元件的一部分，重疊部分相互隔開，使得元件在主體內(nèi)彼此相對(duì)允許預(yù)定量負(fù)荷引起的沉陷。
本發(fā)明的另一方面，用于融合相鄰骨結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括主體，該主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)；和在主體內(nèi)可位于從第一和第二相對(duì)側(cè)中至少一個(gè)延伸的元件，該元件具有第一表面和第二表面，第一表面接受來自骨結(jié)構(gòu)之一的負(fù)荷，第二表面傾斜于第一表面，將負(fù)荷傳遞至主體；以及與相鄰骨結(jié)構(gòu)結(jié)合的固定裝置，固定裝置的結(jié)構(gòu)可限制相鄰骨結(jié)構(gòu)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的另一方面，用于融合相鄰骨結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括主體，該主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)；和在主體內(nèi)可位于從第一和第二相對(duì)側(cè)中至少一個(gè)延伸的元件，該元件包括具有第一截面積的第一部分和具有第二截面積的第二部分，第一部分可接受來自骨結(jié)構(gòu)之一的負(fù)荷，第二部分將負(fù)荷傳遞至主體；以及與相鄰骨結(jié)構(gòu)結(jié)合的固定裝置，固定裝置的結(jié)構(gòu)限制相鄰骨結(jié)構(gòu)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
附圖簡(jiǎn)要說明將參照附圖討論本發(fā)明的各種實(shí)施方式。這些附圖僅描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，并不認(rèn)為是對(duì)其范圍的限制。


圖1是本發(fā)明示例性植入物的立體圖。
圖2是沿圖1的2-2線的剖面圖。
圖3是如圖2的剖面圖，顯示植入物內(nèi)元件的任選排列。
圖4是包含在圖1植入物中元件的任選構(gòu)型側(cè)視圖。
圖5是圖4構(gòu)型的底平面圖。
圖6是包含在圖1植入物中元件的任選構(gòu)型頂平面圖。
圖7是具有任選元件的如圖1的融合植入物的立體圖。
圖8是具有任選元件的如圖1的融合植入物的剖面圖。
圖9是具有任選的固定裝置且位于相鄰骨結(jié)構(gòu)間圖1植入物的側(cè)視圖。
發(fā)明詳述融合植入物的實(shí)施例包括用來放置在相鄰骨結(jié)構(gòu)之間的主體，和位于主體中的一個(gè)或多個(gè)加固元件。這種組合可形成承載植入物。加固元件的負(fù)荷承載容量大于主體的負(fù)荷承載容量，以增加植入物的負(fù)荷承載容量。相鄰骨結(jié)構(gòu)可包括骨、長(zhǎng)骨和顱骨等。
主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的表面，且可形成裝填相鄰骨結(jié)構(gòu)間的一些或所有間隔，以維持愈合或融合期間所需間隔關(guān)系的骨結(jié)構(gòu)。主體可提供結(jié)構(gòu)性支持到達(dá)其負(fù)荷承載容量的極限。主體可包括松質(zhì)骨、骨皮質(zhì)、單-骨皮質(zhì)、雙-骨皮質(zhì)、三-骨皮質(zhì)、脫礦質(zhì)骨、部分脫礦質(zhì)骨、金屬、聚合物、再吸收性聚合物、陶瓷、生物玻璃和/或其它合適的材料。例如，主體可包括一大塊松質(zhì)骨，有或沒有一個(gè)或多個(gè)與松質(zhì)骨相鄰的皮質(zhì)面。
就主體或包括骨的元件而言，骨可獲得自任何合適的骨來源，包括自體移植中的植入物受者，同種異體移植中的另一同種來源，或異種移植中的不同種來源。肌肉骨骼組織的合適的例子包括髂骨、肱骨、脛骨、股骨、腓骨、髕骨、尺骨、橈骨、肋骨、椎體和/或其它合適的骨。骨塊可機(jī)加工、切割、刨平和/或除去，和/或由供體骨形成。
在主體或元件包含聚合物的情況下，聚合物可包括聚乙烯、聚醚、聚乙交酯、聚丙交酯、聚芳基醚酮、聚醚醚酮、聚四氟乙烯和/或其它合適的聚合物以及它們的組合。
主體可包括一個(gè)或多個(gè)開口，以促進(jìn)相鄰骨結(jié)構(gòu)的融合。主體可包含材料，以促進(jìn)摻入在主體自身或置于主體內(nèi)形成的開口中的相鄰骨結(jié)構(gòu)的融合。這些骨生長(zhǎng)促進(jìn)材料包括骨糊、松質(zhì)骨、骨碎片、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)、LIM礦化蛋白(LMP)、血小板衍生的生長(zhǎng)因子、骨髓穿刺液、干細(xì)胞、生物生長(zhǎng)因子和/或其它合適材料及其組合。
位于主體中的一個(gè)或多個(gè)元件可增加植入物的負(fù)荷承載容量和/或軸向剛度。元件可使植入物響應(yīng)于負(fù)荷的預(yù)定量的尺寸減小。例如，相對(duì)的元件可隔開，以使在負(fù)荷下元件預(yù)定的沉陷入主體內(nèi)。元件可包含能夠承受預(yù)定負(fù)荷的任何形式和任何生物相容材料。
元件可具有多種形狀，以促進(jìn)將負(fù)荷傳遞至主體或從主體接受負(fù)荷。例如，元件可具有第一表面和第二表面，第一表面接受來自骨結(jié)構(gòu)之一的負(fù)荷，第二表面將負(fù)荷傳遞至主體。第二表面傾斜于第一表面。元件可具有在第一和第二端之間的錐形部分。與非錐形構(gòu)型相比，錐形部分可增加主體和元件間的接觸面積。主體和植入物間還可具有強(qiáng)制嚙合，以抵抗從主體對(duì)元件的推擠。放置元件，錐形部分從主體的第一骨接觸側(cè)向第二骨接觸側(cè)逐漸變細(xì)，使得元件具有暴露較大的端和包含在主體內(nèi)的較小端。
或者，元件可具有第一部分和第二部分，第一部分具有第一截面積，從骨結(jié)構(gòu)之一接受負(fù)荷，第二部分具有第二截面積，將負(fù)荷傳遞至主體。第一截面積大于第二截面積。而且，第一部分可與植入物骨接觸側(cè)之一相鄰，第二部分可從第一部分隔開進(jìn)入主體。
元件可具有膨大頭部和從頭部延伸的骨體，提供主體中元件的強(qiáng)制嚙合。頭部和/或骨體也可包括錐形部分。
元件可以是顆粒、條或棒、塊或粱形。例如，粱可具有圓形、矩形、“I”形、“T”形、“C”形或其它合適的截面形狀。它可以是圓柱形、矩形、錐形、沙漏形或其它合適的縱向形狀。元件可由骨、金屬、陶瓷、碳、生物玻璃和/或聚合物以及它們的組合制成。如果是由骨制成，各塊骨可包含骨皮質(zhì)、單-骨皮質(zhì)、雙-骨皮質(zhì)和/或三-骨皮質(zhì)，以在植入物中達(dá)到預(yù)定的負(fù)荷承載容量。例如，元件可包括一塊位于主體中的骨皮質(zhì)。此外，各骨塊或骨條可包含松質(zhì)骨。而且，骨塊可礦化、部分脫礦化、完全脫礦化或它們的組合。如果結(jié)構(gòu)元件包含聚合物，那么它們可以是再吸收性或非再吸收性的，包括聚乙稀、聚酯、聚乙交酯、聚丙交酯、聚芳基醚酮、聚醚醚酮、聚四氟乙烯和/或其它合適的聚合物及它們的組合。
元件和主體可包含具有不同機(jī)械性質(zhì)的材料。圍繞元件的主體部分比元件軟，使圍繞元件部分變形以圍繞元件緊密貼合。元件可比主體剛性，或比主體具有更高的負(fù)荷承載容量。例如，圍繞元件的主體部分可包含松質(zhì)骨，元件可包含骨皮質(zhì)。
元件可包含能夠承受預(yù)定負(fù)荷的任何形式和任何生物相容材料。
將主體和元件組合入植入物，使得可使用低于預(yù)定最小負(fù)荷承載容量和/或超出預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)定幾何形狀的主體材料。這種組合形成組裝的負(fù)荷承載植入物，達(dá)到預(yù)定的容量和/或幾何形狀。
元件可延伸通過主體，可從一側(cè)部分地延伸通過主體，以使元件在第一相對(duì)側(cè)暴露并在不到第二相對(duì)側(cè)便停止，或元件可包埋在主體內(nèi)，使其所有面都被主體包圍。
植入物可與固定裝置聯(lián)用，形成骨固定系統(tǒng)。固定裝置可連接于相鄰骨結(jié)構(gòu)，限制它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。固定裝置可基本上防止所有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或在治愈和任何期間允許預(yù)定量的運(yùn)動(dòng)。
參考圖1和2，融合植入物10的示例性實(shí)施方式包括主體12，主體12具有第一14和第二16相對(duì)側(cè)，用于相鄰骨結(jié)構(gòu)之間植入。負(fù)荷承載軸18在第一14和第二16側(cè)之間延伸。元件24位于主體12中。元件24通過增加負(fù)荷承載容量和/或剛性加固植入物10。元件包括第一端26、第二端28以及第一26和第二28端間的錐形部分30。在該實(shí)施例中，元件包括從較大的第一端26到較小的第二端28逐漸變細(xì)的以平行于負(fù)荷承載軸18取向的截?cái)鄨A錐形固體。第一端26位于相鄰主體12的第一相對(duì)側(cè)14，使其暴露并接觸相鄰骨結(jié)構(gòu)。第二端28向第二相對(duì)側(cè)16隔開但突然停止，使其包含或隱藏在主體內(nèi)。在該構(gòu)型中，第一區(qū)域接受通過第二區(qū)域傳遞至主體的負(fù)荷。例如，第一端26可從相鄰骨結(jié)構(gòu)接受負(fù)荷，第二端28和錐形部分30的側(cè)壁可將負(fù)荷分配至主體12。當(dāng)?shù)诙?8包含在主體12內(nèi)時(shí)，元件24接受的所有負(fù)荷被傳遞至主體12。當(dāng)元件比主體堅(jiān)硬時(shí)，這種負(fù)荷傳遞初始不如元件堅(jiān)硬的植入物，元件24延伸通過主體12。主體12用作負(fù)荷中間體。它可使主體形成負(fù)荷引起的壓縮。當(dāng)預(yù)期骨生長(zhǎng)發(fā)生在主體12中或在主體12周圍時(shí)，這種負(fù)荷傳遞是有益的，更多的應(yīng)力被新形成的骨分擔(dān)?；蛘撸?dāng)需要更堅(jiān)硬和/或更強(qiáng)的植入物10時(shí)，元件24可延伸通過主體12，使第一26和第二28端暴露，在相鄰骨結(jié)構(gòu)之間直接傳遞負(fù)荷。錐形部分30具有鄰近第一端26的第一截面積大于鄰近第二端28的第二截面積。而且，錐形部分30的側(cè)壁傾斜于第一端26的表面，該側(cè)壁既不垂直于也不平行于第一端26。第一26和第二28端間面積的變化使它更難將元件24從主體12中推擠出，因?yàn)樵?4的一部分在主體12的一部分上方所得的重疊形成它們之間的強(qiáng)制嚙合。放置元件24，其第二端28包埋在主體12中，可進(jìn)一步抵抗由于第二端28下方材料的位置的推出。面積的改變也有助于植入物10的組裝，當(dāng)元件24插入主體12時(shí)使其自我對(duì)準(zhǔn)。元件24的末端26，28中的一個(gè)或兩個(gè)可任選是倒角25，27，以緩解元件24周圍骨中的應(yīng)力和/或緩解元件24本身中的應(yīng)力。當(dāng)將元件插入主體12時(shí)，產(chǎn)生的應(yīng)力可導(dǎo)致骨剝落或主體12或元件24的斷裂。當(dāng)植入物10經(jīng)受如清洗、干燥、冷凍、再水化或其它差異性影響主體12和元件24的過程時(shí)，也可產(chǎn)生應(yīng)力。類似地，鄰近元件24的主體12可以是倒角29，以緩解應(yīng)力。
在所示實(shí)施方式中，主體12包含松質(zhì)骨，元件24包含骨皮質(zhì)。然而，這也可倒過來，主體12包含骨皮質(zhì)，元件24包含松質(zhì)骨。骨皮質(zhì)比松質(zhì)骨更密和更強(qiáng)。在所示實(shí)施例中，這些不同的機(jī)械性質(zhì)導(dǎo)致元件24增強(qiáng)了植入物10并增加了其負(fù)荷承載容量。這也使得主體12和元件24之間親密貼合，因?yàn)楫?dāng)元件24插入主體12中時(shí)，圍繞元件24的松質(zhì)骨可變形以緊密貼合元件24的形狀。在所示實(shí)施方式中，主體12還包含鄰近主體12的一端的皮質(zhì)面32。皮質(zhì)面在相對(duì)側(cè)14，16之間延伸，支持相鄰骨結(jié)構(gòu)。例如通過從具有骨皮質(zhì)和松質(zhì)骨的來源收集骨并使骨皮質(zhì)的一部分連接在一端，可實(shí)現(xiàn)這種單-皮質(zhì)構(gòu)型?；蛘撸山M合獨(dú)立的松質(zhì)骨和骨皮質(zhì)塊。類似地，可采用雙-皮質(zhì)、三-皮質(zhì)和其它構(gòu)型。在所示實(shí)施例中，皮質(zhì)面32位于植入物10的一端，一對(duì)元件24位于相對(duì)側(cè)。在使用本發(fā)明的脊柱融合應(yīng)用中，可放置皮質(zhì)面32和元件24以支撐相鄰椎體的終板的外周，而主體12的松質(zhì)骨可促進(jìn)終板間骨的生長(zhǎng)。為進(jìn)一步促進(jìn)融合，主體相對(duì)側(cè)14，16間可形成開口34，提供融合通路。開口34可進(jìn)一步包含骨生長(zhǎng)促進(jìn)材料，例如，骨糊、松質(zhì)骨、骨碎片、骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)、LIM脫礦化蛋白(LMP)、血小板衍生的生長(zhǎng)因子、骨髓穿刺液、干細(xì)胞、生物生長(zhǎng)因子和/或其它合適材料及其組合。
圖3描述了圖1中元件24的可選排列。通過互相相對(duì)地安置元件24，可嵌套其錐形部分30使得每個(gè)元件24的一部分36重疊相對(duì)元件24的一部分。這種排列增加了在給定量的間隔38中可放置的元件24的數(shù)目。而且，這些重疊部分36相互間隔40，使得元件24在主體12內(nèi)形成彼此相對(duì)允許預(yù)定量負(fù)荷引起的沉陷。當(dāng)重疊部分36間的主體材料充分壓縮或當(dāng)元件24相互接觸時(shí)，沉陷可停止。放置元件，以使每個(gè)元件的一部分36位于基本上對(duì)應(yīng)于相對(duì)骨結(jié)構(gòu)間的負(fù)荷承載軸42的沿線。
在圖3的構(gòu)型中，第一元件將接受的負(fù)荷傳遞至主體，依次，主體將負(fù)荷傳遞至第二元件。以這種方式，主體起負(fù)荷緩沖的作用。例如，通過第一端26將負(fù)荷傳遞至元件，通過第二端28和錐形部分30從元件分配至主體。第二端28和錐形部分30從主體接受負(fù)荷，由第一端26分配。例如，通過在低于元件24的壓縮強(qiáng)度的負(fù)荷下允許一些負(fù)荷緩解主體12的壓縮，這種負(fù)荷緩沖可用來防止相鄰骨結(jié)構(gòu)的超載。例如，可設(shè)計(jì)控制量的沉陷進(jìn)入脊柱融合植入物，以防止脊椎終板的超載。
圖4-7描述了任選元件24，其沿軸43具有第一和第二截面積。這些元件24包括第一端44、第二端46、鄰近第一端44形成的膨大頭部48和從頭部48延伸至第二端46的骨體50或伸長(zhǎng)物。頭部垂直于軸的截面積大于骨體的截面積。元件還包括頭部48上的錐形部分52和/或骨體50。所示實(shí)施方式包括頭部48上的錐形部分52。圖4和5描述了元件24，其包括截?cái)嗟膱A錐形頭部48，截?cái)嗟膱A錐形頭部48的截面積從第一端44向第二端46減小。骨體50包括直徑從最小的頭部直徑逐漸減小的圓柱體。圖6描述了弧形或約90°的頭部48，其具有圓柱形骨體50。錐形部分52位于沿頭部的周邊。圖7描述了植入物10，具有類似于圖1的主體12。元件24具有基本上矩形截面形狀的頭部48和自頭部延伸的矩形骨體50。骨體50偏離頭部48的中心。元件24位于互相相對(duì)的主體12中，一個(gè)元件24的骨體50與另一個(gè)元件24的頭部48相對(duì)。元件24可間隔，使得在主體12內(nèi)彼此相對(duì)允許預(yù)定量40的負(fù)荷引起元件24的沉陷。類似于圖3的構(gòu)型，元件24具有接受負(fù)荷的第一區(qū)域和將負(fù)荷傳遞至主體12的第二區(qū)域。
圖8描述了元件24包埋在主體12中，使得元件的所有面都被主體包圍。這種排列消除了元件24從主體12中移出的可能。這也允許負(fù)荷引起的主體12的壓縮在元件24的兩側(cè)上。通過將元件24插入到主體12的第一53和第二41半之間，組裝植入物10。
在所有上述實(shí)施例中，植入物組件可相互連接或接合，例如通過機(jī)械或化學(xué)機(jī)制如銷連接、縫合、壓制、摻入粘合劑、膠原交聯(lián)、纏結(jié)和其它合適的方法及其組合。
如果將塊銷連接，可在塊中形成孔，將由骨、陶瓷、金屬、聚合物和/或其它合適材料制成的剛性銷壓入孔中，使塊互相連接。
如果將塊縫合在一起，可在塊中形成孔，彈性、伸長(zhǎng)的生物相容性連接物穿過孔，使塊互相連接。連接物可以是身體組織的縫合和/或伸長(zhǎng)塊。這種連接物的材料的例子包括心包膜、脫礦質(zhì)骨、筋膜、軟骨、腱、韌帶、皮膚、膠原、彈性蛋白、網(wǎng)狀組織、腸粘膜下層、金屬、可吸收聚合物和不可吸收聚合物和/或其它合適材料。
如果用粘合劑將塊互相連接，它可以是膠粘性粘合劑、水泥質(zhì)粘合劑和/或其它合適的粘合劑。膠粘性粘合劑的例子包括纖維蛋白膠、氰基丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、基于明膠的粘合劑和其它合適的粘合劑及其組合。水泥質(zhì)粘合劑的例子包括可凝固陶瓷、碳酸鈣、磷酸鈣、石膏和其它合適材料及其組合。
如果用膠原交聯(lián)將塊互相連接，則可將骨塊部分脫礦化以暴露膠原纖維，然后通過施加熱、壓力、化學(xué)物質(zhì)和/或其它合適的交聯(lián)方法可使膠原纖維交聯(lián)。
參考圖9所示加固的融合植入物10的實(shí)施方式，上述植入物可與固定裝置62聯(lián)合使用，形成骨固定系統(tǒng)64。在該系統(tǒng)64中，融合植入物10定位于需要融合在一起的相鄰骨結(jié)構(gòu)66，68之間。固定裝置62可包括一個(gè)或多個(gè)錨機(jī)制72，例如螺釘、銷、金屬線和/或其它用于將其與相鄰骨結(jié)構(gòu)66、68連接的機(jī)制，以限制它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。固定裝置62可基本上防止所有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或它可允許預(yù)定量的運(yùn)動(dòng)，以使植入物60在愈合和融合過程期間保持與相鄰骨結(jié)構(gòu)66、68接觸。固定裝置62的合適例子包括板、內(nèi)部或外部桿系統(tǒng)、索系統(tǒng)、環(huán)扎系統(tǒng)、螺釘和其它合適裝置及其組合。
含有骨皮質(zhì)的結(jié)構(gòu)部件可具有由供體骨縱軸徑向測(cè)量的預(yù)定層厚度和幾何形狀，它們小于預(yù)定的最小壁厚度和幾何形狀。例如，預(yù)定的層厚度和幾何形狀在一個(gè)實(shí)施方式中可以在厚度小于2毫米的范圍中，在另一實(shí)施方式中厚度小于1.8毫米，在又一實(shí)施方式中厚度小于1.5毫米，在又一實(shí)施方式中厚度小于1.0毫米，在再一實(shí)施方式中厚度小于0.5毫米。而且，例如，預(yù)定的最小壁厚度和幾何形狀可涉及與整體或組裝的負(fù)荷承載植入物形成相關(guān)的最小可接受厚度或幾何形狀。預(yù)定的最小皮質(zhì)幾何形狀可依應(yīng)用而不同。例如，用于頸椎的最小幾何形狀可基本上小于用于腰椎的最小皮質(zhì)幾何形狀。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，如可從腓骨形成的、整體或組裝的皮質(zhì)楔形頸椎植入物的預(yù)定最小壁厚度或幾何形狀可以是3.0毫米，在另一實(shí)施方式中是2.5毫米，在又一實(shí)施方式中是2.0毫米，在再一實(shí)施方式中是1.8毫米。另一方面，在一個(gè)實(shí)施方式中，整體或組裝的腰椎植入物的最小皮質(zhì)幾何形狀可以是4.5毫米，在另一實(shí)施方式中是4.0毫米，在又一實(shí)施方式中是3.5毫米。
從多個(gè)骨塊形成的植入物可具有耐壓強(qiáng)度，或負(fù)荷承載容量，范圍是50N至20,000N。例如，一些實(shí)施方式可具有大于70N、或大于800N、或大于1000N、或大于1200N、或大于3000N、或大于5000N、或大于7000N、或大于10,000N、或大于12,000N、或大于15,000N、或大于17,000N的耐壓強(qiáng)度。此耐壓強(qiáng)度所提供的負(fù)荷承載容量大于一般松質(zhì)骨并高達(dá)一般骨皮質(zhì)的負(fù)荷承載容量。
雖然詳細(xì)描述和說明了植入物的實(shí)施方式和制造植入物的方法，但應(yīng)理解，這些只是用以說明和示例，而不用以限制。因此，對(duì)植入物和方法的改變和修改對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的，而所附權(quán)利要求旨在覆蓋所有這些修改和等價(jià)形式。
權(quán)利要求
1.用于插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物，所述植入物包括具有用于與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的相對(duì)側(cè)的主體；至少一個(gè)位于主體中的元件，所述元件具有第一端和第二端，所述元件具有在第一和第二端之間的錐形部分。
2.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述元件的第一和第二端中至少一個(gè)是倒角的。如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，還通過摻入粘合劑使所述元件連接于主體。如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述植入物用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)之間，所述主體具有在其相對(duì)側(cè)延伸的負(fù)荷承載軸，所述元件在平行于負(fù)荷承載軸的方向上逐漸變細(xì)。
3.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述元件從第一相對(duì)側(cè)朝第二相對(duì)側(cè)部分地延伸，使得所述元件在第一相對(duì)側(cè)暴露，在不到第二相對(duì)側(cè)處停止。如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述錐形部分從第一相對(duì)側(cè)向第二相對(duì)側(cè)逐漸變細(xì)，使得元件具有暴露的較大端和包含在主體內(nèi)的較小端。
4.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述元件從第一相對(duì)側(cè)向第二相對(duì)側(cè)延伸通過主體。如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述元件包埋在主體內(nèi)，使其所有面都被主體包圍。
5.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述主體包括圍繞所述元件貼合在一起的兩半。
6.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述主體和元件包含具有不同機(jī)械性質(zhì)的材料。
7.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述主體包含選自以下的材料松質(zhì)骨、骨皮質(zhì)、單-骨皮質(zhì)、雙-骨皮質(zhì)、三-骨皮質(zhì)、脫礦質(zhì)骨、部分脫礦質(zhì)骨、金屬、聚合物、再吸收性聚合物、陶瓷和生物玻璃。
8.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述元件包含選自以下的材料松質(zhì)骨、骨皮質(zhì)、單-骨皮質(zhì)、雙-骨皮質(zhì)、三-骨皮質(zhì)、脫礦質(zhì)骨、部分脫礦質(zhì)骨、金屬、聚合物、再吸收性聚合物、陶瓷和生物玻璃。
9.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述主體具有圍繞元件的部分，所述部分和元件之一包含松質(zhì)骨，所述部分和元件中的另一個(gè)包含骨皮質(zhì)。
10.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述圍繞元件的主體部分包含松質(zhì)骨，而元件包含骨皮質(zhì)。
11.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述主體還包含至少一個(gè)鄰近松質(zhì)骨的皮質(zhì)面，所述皮質(zhì)面在主體的相對(duì)側(cè)之間延伸。
12.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述主體具有圍繞元件的部分，所述圍繞元件的部分與元件相比較軟，所述元件貼合入主體，使所述圍繞元件的部分變形以緊密貼合地圍繞元件。
13.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述元件包括具有第一截面積的第一端和具有第二截面積的第二端，所述第一截面積大于所述第二截面積。
14.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述元件包括鄰近第一端的膨大頭部和從頭部向第二端延伸的骨體。
15.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述相對(duì)側(cè)包括第一和第二相對(duì)側(cè)，至少一個(gè)元件從各第一和第二相對(duì)側(cè)向另一相對(duì)側(cè)部分地延伸，延伸自各側(cè)的至少一個(gè)元件的一部分與延伸自相對(duì)側(cè)的至少一個(gè)元件的一部分重疊，重疊部分相互隔開，從而允許元件在主體內(nèi)相對(duì)彼此形成由預(yù)定量負(fù)荷引起的沉陷。
16.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，至少一個(gè)元件從各相對(duì)側(cè)向另一相對(duì)側(cè)部分地延伸，每個(gè)元件具有用于從相鄰骨結(jié)構(gòu)接受負(fù)荷的第一區(qū)域和用于將負(fù)荷傳遞至主體的第二區(qū)域。
17.如權(quán)利要求0所述的植入物，其還包括連接于相鄰骨結(jié)構(gòu)以限制它們之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的固定裝置。
18.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述固定裝置基本上防止相鄰骨結(jié)構(gòu)之間的所有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述固定裝置允許在融合過程中相鄰骨結(jié)構(gòu)之間有預(yù)定量的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
19.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述固定裝置選自板、內(nèi)部桿系統(tǒng)、外部桿系統(tǒng)、索系統(tǒng)、環(huán)扎系統(tǒng)、螺釘和它們的組合。
20.用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)之間的融合植入物，所述植入物包括包含骨和具有用于與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的相對(duì)側(cè)的主體；和位于主體內(nèi)包含骨的加固元件，使得植入物的負(fù)荷承載容量增加，所述元件具有第一端和第二端，所述元件具有在第一和第二端之間的錐形部分。
21.用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)之間的融合植入物，所述植入物包括具有用于與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的相對(duì)側(cè)的主體；和位于主體中的結(jié)構(gòu)元件，使得植入物的負(fù)荷承載容量增加，所述元件具有第一端和第二端，所述元件僅部分地延伸通過主體。
22.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述元件包埋在主體中，使其所有面都被主體包圍。
23.用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)之間的融合植入物，所述植入物包括具有用于與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)的主體；和位于主體中的元件，所述元件具有第一端和第二端，所述第一端具有鄰近第一相對(duì)側(cè)的第一截面積，所述第二端具有向第二相對(duì)側(cè)隔開的第二截面積，所述第一截面積大于所述第二截面積。
24.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述元件包括鄰近第一端形成的膨大頭部和從頭部向第二端延伸的骨體。用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)之間的融合植入物，所述植入物包括具有用于與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)的主體；和至少一個(gè)位于所述主體中并從各第一和第二相對(duì)側(cè)部分地向另一相對(duì)側(cè)延伸的元件，延伸自各側(cè)的至少一個(gè)元件的一部分與延伸自相對(duì)側(cè)的至少一個(gè)元件的一部分重疊，重疊部分相互隔開，從而允許元件在主體內(nèi)相對(duì)彼此形成由預(yù)定量負(fù)荷引起的沉陷。
25.用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)之間的融合植入物，所述植入物包括具有用于與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)的主體；和可定位以在主體內(nèi)從第一和第二相對(duì)側(cè)中至少一個(gè)延伸的元件，所述元件具有第一表面和第二表面，第一表面接受來自骨結(jié)構(gòu)之一的負(fù)荷，第二表面向第一表面傾斜，將負(fù)荷傳遞至主體。
26.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述第二表面的尺寸大于所述第一表面的尺寸。
27.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述元件包括錐形部分。
28.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述主體還包括第一負(fù)荷承載容量，且其中，所述元件還包括大于所述第一負(fù)荷承載容量的第二負(fù)荷承載容量。
29.用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)之間的融合植入物，所述植入物包括具有用于與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)的主體；和可定位以在主體內(nèi)從第一和第二相對(duì)側(cè)中至少一個(gè)延伸的元件，所述元件具有第一部分和第二部分，第一部分具有第一截面積，接受來自骨結(jié)構(gòu)之一的負(fù)荷，第二部分具有第二截面積，將負(fù)荷傳遞至主體。
30.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述第一截面積大于所述第二截面積，所述第一部分鄰近所述第一和第二相對(duì)側(cè)之一，所述第二部分從第一部分隔開進(jìn)入到主體。
31.用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)之間的融合植入物，所述植入物包括具有用于與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)的主體；可定位以在主體內(nèi)從第一和第二相對(duì)側(cè)之一延伸的第一元件，所述第一元件包括第一主體，所述第一主體具有第一端和第二端，其中，第一端可定位于鄰近相對(duì)的骨結(jié)構(gòu)之一，且其中，第一主體具有在第一和第二端之間的錐形部分；可定位以在主體內(nèi)從第一和第二相對(duì)側(cè)之一延伸的第二元件，所述第二元件包括第二主體，所述第二主體具有第三端和第四端，其中，第三端可定位于鄰近相對(duì)的骨結(jié)構(gòu)之一，且其中，第二主體具有在第一和第二端之間的錐形部分；和其中，所述第二元件的至少一部分和所述第一元件的至少一部分各自位于基本上對(duì)應(yīng)于相對(duì)骨結(jié)構(gòu)間的負(fù)荷承載軸的沿線。
32.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述主體還包括第一負(fù)荷承載容量，且其中，所述植入物包括大于第一負(fù)荷承載容量的第二負(fù)荷承載容量。
33.用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)之間的融合植入物，所述植入物包括具有用于與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)的主體；可定位以在主體中從第一和第二相對(duì)側(cè)之一延伸的第一元件；可定位以在主體中從與第一元件相反的第一和第二相對(duì)側(cè)之一延伸的第二元件；以及其中，第一元件的至少一部分和第二元件的至少一部分各自位于基本上對(duì)應(yīng)于相對(duì)骨結(jié)構(gòu)間的負(fù)荷承載軸的沿線，所述主體具有從第一元件接受負(fù)荷的第一區(qū)域和將負(fù)荷傳遞至第二元件的第二區(qū)域。
34.如權(quán)利要求0所述的植入物，其特征在于，所述第一和第二元件沿負(fù)荷承載軸相互隔開，從而允許元件在主體內(nèi)相對(duì)彼此形成由預(yù)定量負(fù)荷引起的沉陷。
35.用于融合相鄰骨結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括具有用于與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)的主體；可定位以在主體內(nèi)從第一和第二相對(duì)側(cè)中至少一個(gè)延伸的元件，所述元件具有第一表面和第二表面，第一表面接受來自骨結(jié)構(gòu)之一的負(fù)荷，第二表面向第一表面傾斜，將負(fù)荷傳遞至主體；以及可連接于相鄰骨結(jié)構(gòu)并具有限制相鄰骨結(jié)構(gòu)間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的固定裝置。
36.用于融合相鄰骨結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括具有用于與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)的主體；可定位以在主體內(nèi)從第一和第二相對(duì)側(cè)中至少一個(gè)延伸的元件，所述元件包括具有第一截面積的第一部分和具有第二截面積的第二部分，第一部分接受來自骨結(jié)構(gòu)之一的負(fù)荷，第二部分將負(fù)荷傳遞至主體；以及可連接于相鄰骨結(jié)構(gòu)并具有限制相鄰骨結(jié)構(gòu)間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的固定裝置。
37.處理相鄰骨結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括提供具有主體和位于主體中的元件的融合植入物，所述主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的相對(duì)側(cè)，所述元件具有第一端和第二端，所述元件具有在第一和第二端之間的錐形部分；以及將植入物以負(fù)荷承載排列形式定位在相鄰骨結(jié)構(gòu)之間。
38.如權(quán)利要求0所述的方法，其特征在于，定位所述植入物，以使所述元件從相鄰骨結(jié)構(gòu)接受一部分負(fù)荷并將一部分負(fù)荷傳遞至主體。
39.處理相鄰骨結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括提供具有主體和位于主體中的元件的融合植入物，所述主體具有與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的相對(duì)側(cè)，所述元件具有第一端和第二端，所述元件僅部分延伸通過主體；以及將植入物以負(fù)荷承載排列形式定位在相鄰骨結(jié)構(gòu)之間。
40.處理相鄰骨結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括提供具有主體和至少一個(gè)位于主體中的元件的融合植入物，所述主體具有用于與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二相對(duì)側(cè)，所述元件從各第一和第二相對(duì)側(cè)部分地向另一相對(duì)側(cè)延伸，延伸自各側(cè)的至少一個(gè)元件的一部分與延伸自相對(duì)側(cè)的至少一個(gè)元件的一部分重疊，重疊部分相互隔開，從而允許元件在主體內(nèi)相對(duì)彼此形成由預(yù)定量負(fù)荷引起的沉陷；以及將植入物以負(fù)荷承載排列形式定位在相鄰骨結(jié)構(gòu)之間。
41.制備用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物的方法，所述方法包括形成主體；和將元件定位在主體中，所述元件具有第一端和第二端，所述元件具有第一和第二端之間的錐形部分。
42.制備用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物的方法，所述方法包括形成具有用于與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二端的主體；和將元件定位在主體中，所述元件具有第一端和第二端，所述元件僅部分地延伸通過主體。
43.制備用于以負(fù)荷承載排列形式插入相鄰骨結(jié)構(gòu)間的融合植入物的方法，所述方法包括形成具有用于與相鄰骨結(jié)構(gòu)接觸的第一和第二端的主體；和將至少一個(gè)元件定位在主體中，所述至少一個(gè)元件從各第一和第二相對(duì)側(cè)部分地向另一相對(duì)側(cè)延伸，延伸自各側(cè)的至少一個(gè)元件的一部分與延伸自相對(duì)側(cè)的至少一個(gè)元件的一部分重疊，重疊部分相互隔開，從而允許元件在主體內(nèi)相對(duì)彼此形成由預(yù)定量負(fù)荷引起的沉陷。
全文摘要
本發(fā)明提供了在相鄰骨結(jié)構(gòu)間使用的融合植入物及相關(guān)方法。植入物包括主體和至少一個(gè)可位于主體中的加固元件。
文檔編號(hào)A61F2/28GK1856284SQ200480027600
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2004年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月24日
發(fā)明者J·M·格羅斯, T·A·西蒙敦 申請(qǐng)人:Sdgi控股股份有限公司