創傷性骨折修復系統和方法
【專利說明】
[0001 ] 背景1.
技術領域
[0002]本發明一般地涉及醫學設備，更具體而言涉及植入物。
[0003]2.相關技術描述
[0004]植入物可用于人和/或動物，以支撐和/或固定一個或多個骨頭。例如，植入物可用于脊柱，以支撐和/或替換脊柱中椎骨之間損傷的組織。一旦植入兩個椎骨之間，植入物可提供兩個椎骨之間的支撐并且在植入物周圍和通過植入物可發生骨生長，以至少部分融合兩個椎骨，用于長期支撐。植入物可包括具有固體材料的相對大的邊緣，其可覆蓋例如50%的與端板相互作用的區域。邊緣可提供植入物和椎骨端板之間的接觸區域。大的邊緣可能具有數個缺點。例如，大的邊緣可阻礙骨生長和減小融合上椎體和下椎體的骨柱的尺寸。
[0005]脊柱植入物可包括在上/下方向上穿過支撐邊緣中心的開槽。開槽設計可能要求分開與椎骨端板相互作用的邊緣的植入物的元件吸收椎骨端板之間的壓縮力。這可能增加對椎骨端板更小區域的壓力并且可潛在地導致椎骨端板中的應力升高。此外，盡管骨移植物材料通常結合植入物使用，以促進骨生長，但是植入物的空心柱設計可降低可產生不利于促進良好融合的生物-機械配合的骨移植物材料將本身固定至植入物的可能性。
[0006]骨移植物材料可以高壓狀態充滿植入物，以防止骨移植物材料離開植入物，同時放置在椎骨端板之間。高壓狀態也可降低由于植入物和椎骨端板之間的運動或植入物放置期間經受的壓縮力導致的骨移植物材料松弛。另外，高壓環境可使得骨移植物材料重構并且以更大的強度融合。但是，對于植入物中的骨移植物材料可能難以產生和維持高壓狀態。
【發明內容】
[0007]本文描述了植入物系統和相關裝置，和操作其的方法的各種實施方式。在各種實施方式中，與骨結構相連的植入物包括網結構，其包括配置為與人骨組織相連的空間桁架。空間桁架包括兩個或更多個平面桁架單元，所述平面桁架單元具有在結點處連接的多個支柱。
[0008]在一種實施方式中，與骨結構相連的植入物包括:網結構，其包括由兩個或更多個平面桁架單元組成的空間桁架，所述平面桁架單元具有在結點處連接的多個支柱，其中所述網結構配置為與人骨組織相連;和網結構中形成的一個或多個槽，一個或多個槽延伸通過網結構并且在網結構的至少兩側具有槽出口。一個或多個緊固件可定位在槽中，其中緊固件在使用期間將網結構與骨頭連接。
[0009]在另一實施方式中，植入物包括遠端和近端，其中近端包括空間桁架，其包括兩個或更多個平面桁架單元，所述平面桁架單元具有在結點處連接的多個支柱，其中空間桁架配置為與人骨組織相連;并且其中遠端包括螺紋，其使得植入物擰入骨結構。在可選的實施方式中，植入物包括具有兩個或更多個平面桁架單元的空間桁架，所述平面桁架單元具有在結點處連接的多個支柱，其中空間桁架配置為與人骨組織相連;并且其中空間桁架的外部包括螺紋，其使得植入物擰入骨結構。
[0010]在另一實施方式中，植入物包括具有兩個或更多個平面桁架單元的空間桁架，所述平面桁架單元具有在結點處連接的多個支柱，和至少部分由空間桁架圍繞的桿。
【附圖說明】
[0011]當結合下述附圖考慮下述詳細說明時，可獲得本發明更好的理解，其中:
[0012]圖1A-1B根據實施方式圖解具有前凸的植入物的視圖；
[0013]圖2A-2D根據實施方式圖解沒有前凸的植入物的視圖；
[0014]圖3A-3B根據實施方式圖解由三角形結構單元形成的網結構；
[0015]圖4A-4B根據實施方式圖解植入物的內部網結構的頂結構；
[0016]圖5A-5C根據實施方式圖解植入物的漸進截面視圖，其顯示植入物的內部結構；
[0017]圖f5D根據實施方式圖解植入物的等距視圖；
[0018]圖6A-6D根據實施方式圖解網結構的另一構造；
[0019]圖7根據實施方式圖解隨機網結構；
[0020]圖8根據實施方式圖解制備植入物的方法的流程圖，；
[0021 ]圖9根據實施方式圖解植入脊柱植入物的方法的流程圖；
[0022]圖10A-C描繪具有延伸通過植入物的一個或多個槽的植入物；
[0023]圖11描繪連接外部支撐件的圖10A-C的植入物；
[0024]圖12A-B描繪具有外部螺紋的植入物；
[0025]圖13描繪處理近軀肱部復雜骨折的植入物；
[0026]圖14描繪用于修復故障的全踝置換的植入物；
[0027]圖15描繪具有三個槽的植入物的實施方式；
[0028]圖16描繪具有三個槽的植入物的可選實施方式；
[0029]圖17描繪連接空間桁架的骨桿的實施方式；
[0030]圖18描繪包括連接至板的網結構的植入物的實施方式的俯視圖；
[0031]圖19描繪軌道引導設備；
[0032]圖20描繪包括有螺紋的空間桁架近端的接骨螺釘的實施方式。
[0033]圖21描繪包括有螺紋的空間桁架近端的接骨螺釘的實施方式，所述空間桁架近端具有用于接合骨的帽；
[0034]圖22描繪包括有螺紋的空間桁架近端和有螺紋的遠端的接骨螺釘的實施方式;和
[0035]圖23描繪用于形成骨折骨結構的外部支撐件的桁架鑄件的示意圖。
[0036]盡管本發明易進行各種修飾和可選的形式，但是通過附圖中的例子顯示其具體的實施方式并且在本文中詳細描述。但是，應理解附圖和其詳細的說明不旨在將本發明限于公開的具體形式，而是相反，期望覆蓋落在所附的權利要求限定的本發明精神和范圍內的所有修飾、等價形式和可選方案。注意，標題僅僅用于組織的目的并且不打算用于限制或解釋說明書或權利要求。
[0037]實施方式詳述
[0038]圖1A-1B根據實施方式圖解植入物100的視圖。具體描述的植入物100可用于，例如，前路腰椎椎間融合術(ALIF)或后路腰椎椎體間融合(PLIF)，但是，應理解，植入物100可具有適于骨融合應用的各種形狀。在一些實施方式中，植入物100可包括具有一個或多個桁架102(例如，平面桁架和空間桁架)的網結構。植入物100可用于各種類型的用于人或動物的植入物，比如脊柱植入物、椎體設備、膝關節置換、髖部置換、長骨重建支架和顱上頌面植入物。也考慮其他植入物用途。
[0039]如本文所使用“桁架結構”是具有在稱為結點的關節處結合的一個或多個細長支柱的結構。桁架可包括普拉特桁架、中柱桁架、雌柱桁架、town框桁架、平面桁架、空間桁架和/或vierendeel桁架的變體(其他桁架也可使用)。“桁架單元”是具有由三個或更多個細長支柱限定周界的結構。
[0040]如本文所使用，“平面桁架”是其中所有的支柱和結點基本上位于單個二維平面內的桁架結構。例如，平面桁架可包括一個或多個“桁架單元”，其中每個支柱是基本上直的元件，使得一個或多個桁架單元的整個支柱和結點位于基本上同一平面內。每個支柱是基本上直的支柱并且桁架單元的整個支柱和結點位于基本上同一平面內的桁架單元稱為“平面桁架單元”。
[0041]如本文所使用，“空間桁架”是具有基本上不限定在單個二維平面內的支柱和結點的桁架。空間桁架可包括兩個或更多個平面桁架(例如，平面桁架單元)，其中兩個或更多個平面桁架的至少一個位于基本上不與其他兩個或更多個平面桁架的至少一個或多個平行的平面內。例如，空間桁架可包括彼此相鄰的兩個平面桁架單元(例如，共用相同的支柱)，其中每個平面桁架單元位于彼此成一定角度的分開平面內(例如，彼此不平行)。
[0042]如本文所使用，“三角形桁架”是具有通過在稱為結點的關節處連接的三個直的支柱形成的一個或多個三角形單元的結構。例如，三角形桁架可包括在三個結點處連接以形成三角形桁架的三個直的細長支柱元件。如本文所使用，“平面三角形桁架”是其中所有的支柱和結點基本上位于單個二維平面內的三角形桁架結構。每個三角形單元可稱為“三角形桁架單元”。其中每個支柱基本上是直的元件使得三角形桁架單元的整個支柱和結點位于基本上同一平面內的三角形桁架單元稱為“平面三角形桁架單元”。如本文所使用，“三角形空間桁架”是包括一個或多個三角形桁架單元的空間桁架。
[0043]在各種實施方式中，網結構的桁架102可包括一個或多個平面桁架單元(例如，平面三角形桁架單元)，其用在各個結點連接的直的或彎曲的/拱形的元件(例如，支柱)構建。在一些實施方式中，桁架102可以是微桁架。“微桁架”是尺寸足夠小以使多個微桁架可組裝或另外彼此結合成下述網結構的桁架，所述網結構具有足夠小的總體尺寸(例如，高度、長度和寬度)，使得基本上所有的網結構可插入植入物位置(例如，兩個椎骨之間)。可因此采用這樣的網結構和其微桁架，以遍及網結構接收和分配周圍組織(例如，椎骨、骨頭等)的載荷力。在一種實施方式中，形成微桁架的支柱的直徑可為約0.25毫米(mm)和5mm之間的直徑(例如，約0.25臟、0.5臟、0.6臟、0.7臟、0.8mm、0.9mm、I臟、2臟、3臟、4臟或5臟的直徑)。在一種實施方式中，微桁架可具有的總體長度或寬度小于約I英寸(例如，長度小于約0.9in、0.8in、0.7in、0.6in、0.5in、0.4in、0.3in、0.2in、0.lin) ο
[0044]如所描繪，例如，在圖1A-1B中，網結構可貫穿植入物100延伸(包括植入物100的中心部分)，以貫穿植入物100提供支撐。植入物100的桁架102可因此支撐植入物100抵抗張力、壓縮力和剪切力。網結構也可沿著多個平面加固植入物100。外部桁架結構可例如提供抵抗垂直通過植入物作用的張力和壓縮力的支撐，并且內部網結構可提供抵抗沿著包含各自桁架的各個平面的張力、壓縮力和剪切力的支撐。在一些實施方式中，網結構包括桁架102，其與多個支柱(例如，支柱103a-f)(所述支柱在本文一般稱為“支柱103”)形成三角網結構。
[0045]在一種實施方式中，植入物100的網結構可包括內部網結構，其至少部分由外部桁架結構圍繞。例如，在一種實施方式中，網結構101可包括內部網結構，其包括至少一部分空間桁架被外部桁架結構圍繞的空間桁架，所述外部桁架結構包括由基本上位于單