通過骨-軟骨間刺激來進行的軟骨修復、保持和生長以及傳送系統(tǒng)和用于它們的相關(guān)方法
【專利說明】通過骨-軟骨間刺激來進行的軟骨修復、保持和生長以及傳送系統(tǒng)和用于它們的相關(guān)方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求美國臨時專利申請N0.61/686835和61/800574的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時專利申請N0.61/686835的申請日為2012年4月11日，該美國臨時專利申請N0.61/800574的申請日為2013年3月15日，它們各自的標題為“CARTILAGE REPAIR, PRESERVAT1NAND GROWTH BY STIMULAT1N OF BONE-CHONDRAL INTERPHASE AND DELIVERY SYSTEM ANDMETHODS THEREFOR”，各文獻的全部內(nèi)容都結(jié)合在本申請中，作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用于退化關(guān)節(jié)和盤的多種新穎治療以及用于通過很小創(chuàng)傷來將治療劑傳送至很難到達的解剖區(qū)域的改進裝置和治療方法，以便更好地實施這種新穎治療。
【背景技術(shù)】
[0004]用于退化盤和其它軟骨疾病的普通治療方法
[0005]以膝蓋退化或骨關(guān)節(jié)炎(“0A”)作為示例，在膝蓋OA(定義為在膝蓋中的關(guān)節(jié)軟骨損失)中的疼痛被認為是由于在軟骨下骨上的增加壓力而引起。因此，在OA開始的最早階段中，在軟骨下骨髓中有能夠看見的變化(Lorieg等，Rheum 7:43-49，2011)。
[0006]當前用于治療膝蓋OA的技術(shù)包括非類固醇的消炎藥(Nsaids)，包括較新的Cox_2抑制劑。盡管這些藥劑減少了炎癥和疼痛，但是認為它們的長期使用將(I)對軟骨產(chǎn)生不利影響；以及(ii)有增加風險的高血壓、冠心病、腎衰竭(特別是糖尿病)和胃潰瘍病的并發(fā)癥。
[0007]透明質(zhì)酸(HA)已經(jīng)表明對于軟骨有一些積極效果。不過，它在治療膝蓋OA中的成功率有限。因此，盡管一些研究顯示了良好的成功率，但是其它研究又顯示了相當差的成功率。而且，在中度至嚴重膝蓋OA的這些患者中，成功率大大降低。
[0008]微裂紋已經(jīng)用于具有較小軟骨缺陷的非常少膝蓋OA患者。這種技術(shù)可以看見具有有限的成功率。該技術(shù)通過產(chǎn)生纖維軟骨而起作用。不過，當做得過多時，微裂紋有時甚至能夠加速軟骨損失速率。最后，已經(jīng)使用完全和局部膝蓋更換。這些處理有較大的血凝塊和感染的并發(fā)癥率、昂貴、需要住院、有將金屬插入身體內(nèi)的相關(guān)缺點，且明顯增加了保健成本。
[0009]通常，當將治療劑傳送至較難到達的解剖區(qū)域中時(例如骨-軟骨間(BCI))，使用鉆來產(chǎn)生通路。通常，使用具有中心插管的裝置，該裝置首先設有微型鉆桿和在其中的鉆頭。醫(yī)生鉆入骨中，然后從中心插管中取出鉆桿和鉆頭。然后插入管心針，因此使得骨組織與外部環(huán)境隔離。最后，取出管心針，且多種合適治療方法中的一種(例如藥物、生物或治療劑)能夠通過注射器或其它傳送裝置來傳送。
[0010]因此，這種普通的處理過程使得內(nèi)部組織雙倍地暴露于環(huán)境空氣。一次是當鉆桿和鉆頭取出和由管心針代替時，再一次是當管心針取出以便引入治療劑時。內(nèi)部組織每次這樣暴露，感染的危險就增加。
[0011]此外，這在技術(shù)上更具有挑戰(zhàn)性、費時，且并發(fā)癥的風險增加。
[0012]因此，本領(lǐng)域中需要用于到達內(nèi)部解剖區(qū)域的示例裝置和方法，同時減少內(nèi)部組織對于環(huán)境空氣的暴露和減少創(chuàng)傷。本領(lǐng)域中還需要用于解決軟骨損失的治療劑和治療方法以及能夠在更少時間中和在減少創(chuàng)傷(以便減少并發(fā)癥的危險)的情況下更簡單地傳送這些治療劑的裝置。
【附圖說明】
[0013]應當知道，申請文件包含彩色的至少一個附圖。具有彩色附圖的本專利申請的拷貝將在需要時通過支付所需費用而由美國專利局來提供。
[0014]在該組圖的開始出現(xiàn)的圖A和B是一組兩個標題為“示例A在手術(shù)前”和“示例A在手術(shù)后”的圖像，來自根據(jù)本發(fā)明示例方法的示例測試病例，下面在本發(fā)明的試驗結(jié)果部分中介紹為“示例A”。這些圖像涉及在附件A中提供的獨立放射科醫(yī)師的報告中所述的病例。
[0015]圖1-2是個人的膝蓋的術(shù)前掃描；
[0016]圖3-4是個人的膝蓋在根據(jù)本發(fā)明示例實施例的方法治療之后的相應掃描；
[0017]圖5是另一個人的膝蓋在根據(jù)本發(fā)明示例實施例的方法治療之前和之后的并排對比；
[0018]圖6是根據(jù)本發(fā)明示例實施例的示例骨-軟骨間(“BCI”)傳送裝置的示例遠端；
[0019]圖7是根據(jù)本發(fā)明示例實施例的示例傳送裝置的分解圖(頂部面板)和示例傳送裝置的示例近側(cè)部分的放大圖(底部面板)；
[0020]圖8是圖6-8的示例傳送裝置的示例近側(cè)部分的進一步放大圖；
[0021]圖9表示了圖6的示例傳送裝置的可選示例實施例；
[0022]圖10表示了可以稱為“經(jīng)皮的盤內(nèi)環(huán)面修復系統(tǒng)”(“PIARES”)的示例傳送裝置，涉及根據(jù)本發(fā)明示例實施例的、經(jīng)皮的盤內(nèi)環(huán)面修復；
[0023]圖11表示了圖10的示例傳送裝置的變化實施例；
[0024]圖12表示了根據(jù)本發(fā)明實施例的示例傳送裝置的詳細視圖，涉及周圍關(guān)節(jié)和脊椎的骨-軟骨交接面；
[0025]圖13表示了根據(jù)本發(fā)明示例實施例在右膝蓋的上面和下面插入骨中的示例傳送裝置；
[0026]圖14表示了膝蓋關(guān)節(jié)的放大圖，在圖13所示附圖的脛骨和股骨附近；
[0027]圖15表示了圖13-14的示例傳送裝置的遠側(cè)部分的細節(jié)；
[0028]圖16-20是根據(jù)本發(fā)明示例實施例的可選改進示例的“PecaBoo”傳送裝置工具的詳細設計圖；
[0029]圖21表示了圖16-20的示例PecaBoo裝置的拉長形式，例如可以用于髖部處理過程;
[0030]圖22表示了示例PecaBoo裝置(髖部長度)在插入示例髖關(guān)節(jié)附近的上部和下部隔腔內(nèi)時；以及
[0031]圖23-48表示了在圖16-20中所示的PecaBoo工具的示例原型在用于患者的膝蓋的示例處理過程時，具有示例處理過程的多個階段的相應高質(zhì)量X射線圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0032]這里提供了用于修復、保持和生長軟骨的新穎治療劑和治療方法。另外，還提供了用于將治療劑傳送至很難到達的解剖區(qū)域(例如BCI)的系統(tǒng)和方法。在本發(fā)明的示例實施例中，能夠提供具有切割尖端和在遠側(cè)外部上的螺紋的插管傳送裝置，該插管傳送裝置有優(yōu)于普通裝置的明顯優(yōu)點。這些優(yōu)點例如包括:(i)容易制造；(ii)示例裝置的使用比普通方法更快，還有更少的手術(shù)臺時間和更少步驟；(iii)使得內(nèi)部組織更少地暴露于環(huán)境空氣，因此感染的危險更?。灰约?iv)技術(shù)復雜性更小導致更少的并發(fā)癥。使用這樣的示例裝置，能夠?qū)嵤┯糜陉P(guān)節(jié)和軟骨修復、保持和再生的多種新穎療法。公開了這種裝置的多種形式。也可選擇，對于盤修復，涉及經(jīng)皮的盤內(nèi)環(huán)面修復的傳送裝置或“PIARES”裝置能夠用于將治療劑引入盤內(nèi)。裝置是兩針頭裝置，具有第一插管/針頭和更長的內(nèi)部針頭，該第一插管/針頭具有在其遠端處的手指把手，該內(nèi)部針頭能夠再穿透外部針頭進入盤內(nèi)，并能夠再例如用于通過注射器來引入治療劑。當在內(nèi)部針頭的近端處設有隔膜時，PIARES裝置變成完全關(guān)閉的系統(tǒng)，且它的使用將最小化創(chuàng)傷。因此，在本發(fā)明的示例實施例中，能夠提供外科手術(shù)的手持工具，用于無創(chuàng)地布置和傳送治療劑至目標部位。這能夠通過微創(chuàng)皮膚切口來進行，或者沒有任何切口，如可能希望的。治療劑的傳送和布置能夠進行控制，且不需要動力鉆具或引導絲。
[0033]示例裝置能夠有關(guān)閉尖頭端、螺紋部分，并設有螺紋切割/形成特征，例如凹槽，且能夠在遠端處有通向中心管腔的桿穿孔，以便傳送治療劑或其它預備品。在近端處能夠提供用于附接注射器的裝置，該注射器與桿的中心管腔連通，可以有用于附接手柄把手的鍵合接合特征。傳送裝置能夠制造成有足夠長度，以便在合適或目標關(guān)節(jié)的各側(cè)到達骨，并容易穿透軟組織和皮層骨，以便到達在軟骨缺陷附近的、在松質(zhì)骨中的目標部位。
[0034]裝置的主軸或鉆孔部分能夠由硬化不銹鋼等來制造，例如400系列或17-40不銹鋼。
[0035]裝置例如能夠有可附接/拆卸的手柄把手，用于容易將鉆頭布置就位，具有實體近端，以便輕敲或錘擊，還有把手，用于向裝置施加扭矩通過皮層骨，并引導有螺紋的軸到達例如在松質(zhì)骨中的目標部位。把手能夠具有人機工程形狀，以便容易使用，例如三葉形手柄，該三葉形手柄模擬手腕以120度增量的自然轉(zhuǎn)動。
[0036]裝置能夠有沖擊帽，以便(i)提供沖擊砧臺表面以在沖擊過程中保護近側(cè)路厄；以及(ii)關(guān)閉通向桿管腔的路厄開口。
【具體實施方式】
[0037]盡管膝蓋OA的確切原因還不知道，但是本發(fā)明人非常相信在膝蓋OA的最早階段具有在骨-軟骨交接面(“BCI”)中的變化。因此，用于治療膝蓋OA的療法必須以BCI為目標。該方法還能夠延伸至軟骨已經(jīng)受損或損失的其它區(qū)域。
[0038]如后面所述，根據(jù)本發(fā)明示例實施例的方法解決了 BCI問題，在該BCI處，早期變化能夠加速膝蓋0A。在本發(fā)明的示例實施例中，提供了刺激軟骨下骨髓和暴露間充質(zhì)干細胞(MSCS)的方法，該間充質(zhì)干細胞(MSCS)從骨髓中出來，從富含血小板的血漿(PRP)和非常小的胚芽狀細胞(VSEL)中得出生長因素。VSEL已知在動物中風模擬中將在受損傷后釋放，從而提高修復(Kucia等:Cell Tissue Research 331:125-134, (2008))。這提高了軟骨修復和可能的再生。還已知暴露于PRP的MSCS區(qū)分為軟骨細胞(Mishra等:Tissue Eng.Methods 15:431-435(2009))。
[0039]根據(jù)本發(fā)明示例實施例的方法有非常低的感染危險，明顯比大部分外科手術(shù)處理更便宜，且避免了金屬植入件或NSAID藥物的缺點。而且，進行這種處理過程的患者停工時間非常少，因為它在門診的基礎上進行，能很快返回工作。
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