专利名称:用于将组织或相应的假体件紧固到设于人骨或动物骨上的孔内的方法和适用该方法的紧固件的制作方法根据现有技术,破损的前交叉韧带例如由这样的移植物取代,诸如包含有两块端部骨块的髌骨肌腱移植物,通常在端部区域被折叠和缝合即不包含端部骨块的掴绳肌腱移植物(半腱肌肌腱,可以与股薄肌肌腱相结合),或者通常具有一块端部骨块的四头肌肌腱移植物。以上提到的这些移植物通常是自体移植物,但也可以是供体移植物(同种异体移植物)。供体移植物可以由跟腱构成。还提出使用合成带状物(本文中称为“人造移植物”)以及屠宰动物例如猪的合适处理的肌腱材料(异种移植物)。所提到的这些自体移植物和同种异体移植物还可以通过合成材料加固且与骨移植物或合成骨替代物相结合。所有上述移植物(自体移植物、同种异体移植物、异种移植物和人造移植物)的端部区域都需要被紧固到胫骨和股骨中,为此,在胫骨和股骨的任何一个上均设有孔道或盲孔。盲孔始于关节面并终于骨内。孔道具有位于关节面上的第一口部和不位于关节面上的第二口部,其中第一口部和邻接的孔道部分可具有与第二口部和邻接的孔道部分相比更大的横截面。用于将所述移植物紧固到所设的孔内的多个紧固件的类型是已知的。孔道允许在孔道的内孔壁处紧固(内固定)和/或在第二孔道口部处紧固(外固定),盲孔仅允许内固定。根据现有技术,在骨孔内的内固定例如借助内镶钉来实现,当移植物安置在骨孔内时,内镶钉被拧入该孔内;借助不带螺纹的、可机械膨胀或不可机械膨胀的压入配合件来实现,在移植物安置在孔内时,压入配合件不转动地被迫进入孔内,或者与移植物一起不转动地被迫进入孔内;或者借助相对于孔轴线成一定角度植入并接合例如移植物的褶皱端或是附接到该移植物端部的缝合线环的十字销实现。盲孔内的内固定也可通过接骨螺钉实现,接骨螺钉包括头部(带钩螺钉),移植物被固定到头部并且头部被拧入盲孔底部。在孔道内的内固定通常依靠使用骨栓或类似假体件封闭第二孔道口部来完成。用于内固定的多种装置和方法在例如下面的公开出版物中被公开,即US5454811和 US6099530 (均为 Smith&N印hew 所有)、EP0317406 (Laboureau)或 US2OOV222O9O (Mayr)。根据现有技术的外固定(在不位于关节面上的孔道第二口部区域的固定)例如借助内扣器来实现,褶皱移植物或者附接到移植物端部的缝合线环穿过内扣器,该内扣器大于第二口部的横截面;或者,外固定借助接骨螺钉或类似锚固件来实现,所述接骨螺钉或类似的锚固件保持该移植物或者附接到该移植物的缝合线端并在该第二孔道口部附近被旋拧进入或压紧到骨内。还建议使用这种外固定来加强孔道内的内固定。对于借助紧固件如内镶钉或压入配合件在孔道或盲孔中的内固定,移植物或移植物端部分别压靠所述孔的一侧,同时紧固件占据孔的另一侧。这样的外-移植物固定主要用于单股移植物以及包括端部骨块的移植物,但也可以用于多股移植物。对于例如通过折叠而形成的双股移植物,紧固件也可布置在这两股之间而将它们彼此分开,被分开的两股分别压靠骨孔的相对壁部。这样的固定被称作内-移植物固定。内-移植物固定还用于至少四股的移植物,该移植物的这些股压靠骨孔的壁部,优选环绕紧固件基本均匀地间隔分开,在相邻的股之间,紧固件可以接触或可以不接触骨孔壁部。建议内-移植物固定尤其适用于单股或多股折叠于此的移植物端部。专利公开号W02006/023661 (Scandious Biomedical)披露了大量已知的前交叉韧带固定(ACL-固定)方法,尤其是借助于压入配合紧固件的内-移植物固定,这些紧固件另外固定在孔道或盲孔内。大多数内移植物固定的质量尤其一方面取决于移植物和紧固件之间的界面,另一方面取决于移植物和骨孔壁部之间的接触面,但在大多数情况下,其也取决于紧固件和骨孔壁部之间的接触面,在此希望在上述所有接触面处获得良好的初始稳定性,并且尤其在移植物和骨组织之间的接触面处获得长期稳定性(在固定手术之后,利用天然组织的生长获得移植物在天然组织内的良好结合)。发现固定质量还取决于在骨孔中的固定位置,其中靠近关节表面的固定看来是有利的。为缩短康复期,希望获得良好的初始稳定性。为了使骨组织在骨孔中生长,希望获得良好的长期稳定性。为了能够使骨组织在骨孔内的生长最大化,建议使用生物可吸收性内镶钉以及生物可吸收性压入配合件。此外,紧固件无论在被植入之时或之后对移植物的损伤尽可能小是重要的,移植物对骨孔口部引起尽可能小的扩张或其它损伤是重要的,尤其是在这个口部位于关节面中的情况下。通常,已知的软组织固定方法的大部分常见缺点起因于可能导致移植物或组织破裂的、由内镶钉螺纹所造成的移植物或组织损伤,或者由相应压入配合变松动引起的移植物或组织滑移,或者在首次承载时例如因响应于如倒钩这样的锚固件而骨组织被压缩所导致的紧固件位移,这种压缩可能造成移植物或软组织的张力减小。借助紧固件的已知的除了前交叉韧带的韧带(移植物或假体件,或天然韧带的重新附接)固定、已知的肌腱(移植物或假体件,或天然肌腱的重新附接)固定,或者已知的其它主要软组织(移植物或假体部件或修复)在设置用于固定的骨孔内的固定,都是基于与如上简述的用于将ACL-移植物紧固在设于胫骨及股骨上的骨孔内的已知固定相同的原理。这类固定例如用于涉及人的脚或踝的外科手术中,如外踝重建术、FDL(趾长屈肌)肌腱转移术、FHL (拇长屈肌)肌腱转移术或屈肌肌腱转移术(第二根脚趾);涉及人手部的外科手术,如韧带重建肌腱插补术、舟月韧带重建术、副韧带重建或者拇指(也被称为“猎场看守人拇指”)UCL(尺侧副韧带)修复术;涉及人肘部的外 科手术,如UCL(尺侧副韧带)修复术,或者二头肌远端肌腱修复术;或者涉及人肩部的外科手术,例如二头肌近端肌腱修复术。另一个例子是针对犬类但也适用于例如猫类的膝关节内的撕裂或损伤的前十字韧带(CCL)修复。前十字韧带是犬类身上最经常会受伤的后膝关节韧带,并且上述修复例如是利用绕过股骨后部的豆状骨并且固定在设置在胫骨前部的骨孔内的尼龙带来实施。与已知的固定方法一样,根据本发明的固定适合于所有提到的这些应用。
本发明的目的是提供一种用于将组织或相应的人造部件紧固(应理解为自体移植物、同种异体移植物、异种移植物或代替天然组织的相应假体件的紧固,或者天然组织固定的修复)在开设于人骨或动物骨上的骨孔内(孔道内或盲孔内的“内固定”)的方法及紧固件,其中,本发明的方法和紧固件是简单的并且不需要实质改变就能适用于许多不同类型的组织和假体件,并适用于许多不同类型的应用和手术技术(尤其是关节内窥镜外科手术)。特别是,根据本发明的方法和紧固件不需要实质改变就能适用在使用任何类型移植物(单股、双股或多股自体移植物、同种异体移植物、异种移植物、人造移植物,具有或者不具有端部骨块或者相应的人造移植物部件,具有或不具有缝合端部分)的前交叉韧带替代外科手术中。上述发明目的通过如权利要求所限定的方法和紧固件来实现。利用根据本发明的方法和紧固件完成的固定是“内”固定(紧固件安置在孔道内或盲孔内并将组织紧固到骨孔内壁上),这种固定基本上是以下步骤的组合,使用将移植物夹紧靠着骨孔壁部的第一部分上的紧固件将移植物压入配合在骨孔内,随后通过在锚固件和壁部的第二部分之间建立形状配合连接而将紧固件锚固在骨孔壁部的第二部分上。这意味着压入配合与形状配合的相继实现,两种配合之间彼此分开且完全彼此独立。压入配合连接根据已知方式通过使用其尺寸适于被强制推入骨孔内的紧固件或利用放置在骨孔中并随后膨胀的紧固件来实现,其中将紧固件强压入或放置在骨孔内在将待紧固的组织或人造部件已安置在骨孔内时进行,或者所述紧固件与组织或人造部件一起被强压入或放置在骨孔内,优选强压入或放置紧固件时紧固件不发生转动,但这并不是必需的。待紧固的组织或人造部件如此设置在骨孔内,使紧固件或人造部件不会覆盖骨孔的整个壁部,并且紧固件如此取向,使设置用来实现形状配合连接的紧固件的一部分面向未被所述组织覆盖的壁部。所述形状配合连接借助锚固件来实现,这种锚固件包含能通过施加能量被液化的材料(优选为具有热塑性的材料),通过使这种材料原位液化而使已液化材料能优选渗透进骨孔壁部的骨组织的骨小梁结构 中,这种材料在这里重新凝固时会以形状配合连接形式构成锚固点。在将紧固件压入配合在骨孔中之前或之后,锚固件相对于该紧固件放置并随后利用锚固工具使锚固件相对于该紧固件前进,同时该锚固工具向该锚固件或紧固件传送液化所需能量。为防止在锚固步骤之前形成的压入配合可能被削弱,用于使锚固件前进的力需要小于用于形成压入配合的力和/或需要被抵消,从而使其不会在紧固件被强压入骨孔内的方向上推进该紧固件。还可以首先利用第一部分可液化材料对骨孔壁部进行处理,以使这个壁部的骨小梁结构中渗入可液化材料并通过可液化材料被重新加强,随后仅将紧固件和移植物压入配合在骨孔内并实施上述锚固步骤,其中第二部分可液化材料被熔接到骨孔的预处理后的壁部。如果第一部分和第二部分可液化材料包含相同的可液化材料,那么这个两步锚固方法结果形成与如上所述的单步锚固方法相同的形状配合连接。然而,在这两种材料在锚固步骤条件下可彼此熔合的条件下,第一部分和第二部分可以包含不同的可液化材料。为获得良好的锚固效果,除了或替代骨组织的骨小梁上的多个小孔或孔穴,进一步在要填充可液化材料的骨孔壁部上开设孔穴(骨组织中孔底部凹槽形式的孔)是有利的,或甚至是必要的。为了使紧固件具有独立的挤压功能(与要紧固的组织之间的压入配合连接)和锚固功能(与骨孔壁部的骨组织之间的形状配合连接),本发明的紧固件包括设置用于挤压功能或用于锚固功能的独立的表面部分。设置用于实现挤压功能的表面部分根据本领域已知的方式可以是扁平的或凹形的(浅槽)且该表面部分是粗糙的,或者该表面部分以其它方式被构造成适于保持待紧固的组织,但这个表面部分也可以不具有任何特定的形状或结构。设置用于实现锚固功能的表面部分包括用于将锚固件含有的可液化材料从紧固件内侧或紧固件近端侧面引导向这些表面部分的机构,并且这些表面部分还可包括扩孔或切割刃、螺纹、倒钩或已知的用于额外支承骨孔的骨壁部中的紧固件的其它结构。在紧固件的优选实施例中,配置用于实现挤压或锚固功能的表面部分构成周面的多个分区,其中适用于外-移植物固定的紧固件包括一个挤压分区和一个锚固分区,适用于内-移植物固定的紧固件包括多个这样的分区对。或者,配置用于实现挤压或锚固功能的紧固件表面部分可以被设置成沿着紧固件轴线彼此挨着排列,或者这样交替排列的表面部分除了设置在上述表面分区上之外,也可以设置在紧固件上。根据本发明的紧固件例如大体上呈圆柱形、截头锥体形或锥形(连续渐缩或阶梯状),优选但非必要地具有基本为圆形的横截面,也就是说,紧固件适合被装入具有基本为圆形横截面(圆柱型的或连续渐缩的或呈阶梯状的)的骨孔内,但该紧固件也可具有其它形状,例如平行六面体形或楔形。除了上述用于导引可液化材料的机构和可能的用于容纳移植物的机构以外,根据本发明的大体呈圆柱形、截头锥体形或锥形的紧固件可以包括环绕整个紧固件周面或仅环绕其一部分延伸的螺纹。根据本发明的方法基本包括四个基本步骤(a)提供紧固件和包含可液化材料的至少一个锚固件,以及在骨上开设孔(例如通过顺行钻孔或逆行钻孔或者通过冲孔),其中紧固件和骨孔彼此适配,二者与待紧固的移植物适配(应理解该移植物包括天然组织和相应的人造部件),(b)将该移植物压入配合在骨孔中,其中该移植物没有覆盖骨孔的全部内壁,通过在安置移植物之后或者与移植物一起将紧固件推入(或者放置并扩张)到骨孔内而实现这种压入配合,和(C)如此操作以将紧固件锚固在骨孔壁部的骨组织内,将至少一个锚固件相对于紧固件安置,向由锚固件所包含的可液化材料传送能量,同时使锚固件相对紧固件前进,由此使锚固件的至少一部分液化并使这部分已液化材料渗透进骨孔壁部(或熔接到骨孔的经过预处理的壁部),在这里,该壁部未被移植物覆盖,以及(d)使已液化材料在骨孔壁部内重新凝固。 根据本发明的固定方法的最主要的优点是与以下已知的压入配合紧固件相比而言固定的初始稳定性的改进,例如由H. 0. Mayr等人在“ACL移植物在压入配合固定情况下的轴向载荷-基本原理研究”(Z Orthop Ihre Grenzgeb, 143 (5) : 556-60 (2005))和“用于在ACL重建中的压入配合的P -三钙栓塞-在牛骨中的机械分析”(Knee14(3) :239-44(2007))公开的紧固件。与已知的利用内镶钉的固定方法相比,根据本发明的固定方法能够充分地减小对待紧固的移植物的机械损伤,并且这种方法几乎不依赖于骨组织的机械性能(允许在由于骨质疏松症而变脆弱的骨组织上实施固定),骨孔就开设在该骨组织上,因为可液化材料能够额外地加强骨组织。此外,与内镶钉固定方法相比,根据本发明的固定方法优选利用不具有螺纹且因此直径更小的紧固件,这允许将多个紧固件彼此更靠近地一起植入。这意味着ACL移植物能够被固定到一个以上的骨孔内从而形成更宽的根着区的固定,由此使该移植物更接近天然的ACL-固定结构。另外,根据本发明的固定方法能在无需将临界热负荷施加到待紧固的移植物上的条件下实施,这使得根据本发明的固定方法适用于这类不仅对机械能敏感也对热敏感的移植物。如上所述,应用到根据本发明的方法中的锚固技术是建立在可液化材料尤其是具有热塑性的材料原位液化的基础上。这样的锚固技术以及适用于这类锚固技术的紧固装置公开在例如下面这些公开文献中,US-7335205,US-7008226, US2006/0105295,US-2009/131947, W0-2009/132472, W0-2008/034276,W0-2010/127462 和 W0-2010/045751,以及尚未公布的美国临时专利申请US-61/259383。本文以引用方式涵盖上述所有公开文献和各种应用。 植入技术的主要特征是可液化材料的原位液化、已液化材料渗入硬组织表面(骨小梁结构和/或开设在硬组织表面的合适构造及小洞)以及可液化材料在硬组织表面处重新凝固。可液化材料优选为具有热塑性性质的材料,并且在其固体状态下这种材料能够传送能量,而在其已液化状态下,这种材料能够渗入骨小梁或类似的多孔构造中。与组织的可接受热负荷相关的合适的液化是如此实现的,使用具有热塑性的材料,这种材料优选为具有至少0. 5GPa的弹性模量和最高达约350°C的熔解温度,并且仅液化必要的最少量的这种材料。施用于上述液化的能量优选为机械振动能,该机械振动能的振动频率优选为在2kHz到200kHz之间(优选为振动频率在15kHz到30kHz之间的超声波振动,进一步优选在20kHz到25kHz之间的振动频率),其中,可液化材料和紧固件或锚固件可能的其它部分优选以阻尼极小的方式向可液化材料例如抵靠对压件振动而产生摩擦和进而液化的多个位置传递振动。除了利用振动能生成热塑性材料液化所需要的局部热能外,还可采用其它能量,尤其以基本与振动能相同方式转化为摩擦热的转动能,或是电磁辐射(特别是可见光频率或红外线频率范围内的激光),优选该辐射被导引穿过热塑性材料并在局部被包含于热塑性材料中的吸收剂吸收,或被邻近这种材料布置的吸收剂吸收。也可以利用电能。用于根据本发明固定方法所使用的锚固件的合适的可液化材料是热塑性聚合物,例如可再吸收性聚合物,如基于乳酸和/或乙二醇酸的聚合物(PLA,PLLA, PGA, PLGA等)或聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚己内酯(PCL)、多聚糖、二羟基聚醚(H))、聚酸酐、多肽或相应的共聚物或包含上述聚合物作为组成部分的复合材料;或者不可再吸收的聚合物,例如聚烯烃(比如聚乙烯)、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、聚砜、聚芳亚胺酮、聚酰亚胺、硫化聚苯醚或液晶高分子(LCPs)、聚缩醛、卤代聚合物,尤其是卤代聚 烯烃、齒代硫化聚苯醚、齒代聚砜、齒代聚醚或对等聚合物或是包含上述聚合物作为组成部分的复合材料。可降解材料的具体实施包括比如LR706PLDLLA 70/30, R208 PLDLA50/50, L210S,和PLLA 100%L等聚乳酸,其均为Brthrn屯Cr的产品。合适的可降解聚合物材料还可见于2002年在柏林施普林格出版的Erich Wintermantel和Suk-Woo Haa所著的“医疗技术与生物相容性的材料和方法”第3版(以下由以简称为“Wintermantel”)第200页;关于PGA和PLA的内容参见第202页;关于PCL的内容参见第207页;关于PHB/PHV共聚物的内容参见第206页;关于聚二恶烷酮H)S的内容参见第209页。关于生物可吸收材料的讨论可见于比如 CA Bailey 等的 J Hand Surg[Br] 2006Apr; 31 (2) : 208-12。不可降解材料的具体实施例有聚醚醚酮(PEEK Optima, Grades 450和150,Invibio有限公司),聚酰亚胺,聚酰胺12,聚酰胺11,聚酰胺6,聚酰胺66,聚碳酸酯,聚甲基丙烯酸甲酯,聚甲醛,或聚碳酸酯聚氨酯(尤其是DSM的Bionate系列,特别是Bionate75D和Bionate65D,相应的信息可从公共数据库获得,比如Automation Creations公司的网站www. matweb. com)。聚合物和其应用的概述可见于Wintermantel第150页;具体的例子可见于Wintermantel第161页(聚乙烯,Hostalen Gur812, Hoechst公司),第164页(聚对苯二甲酸乙二酯),第169页(聚酰胺,即PA6和PA66),第171页(聚四氟乙烯),第173页(聚甲基丙烯酸甲酯),第180页(聚氨酯,见附表),第186页(聚醚醚酮),第189页(聚砜),第191页(聚甲醒,商标名称为Delrin, Tenac,也被Protec用于人工关节中)。具有热塑性的可液化材料可包括用作其它功能的异质相或成分。特别是,该热塑性材料可通过掺和纤维或晶须而得到加强(例如磷酸钙陶瓷或玻璃)并由此形成复合材料。该热塑性材料还可包含可原位膨胀或溶解(以产生孔隙)的组分(如聚酯,多糖,水凝胶,磷酸钠),可包含能使熔化装置变得不透明而使其通过X射线可见的成分,或者可原位释放并具有如促进愈合和再生的治疗效果的成分(如生长因子,抗生素,炎症抑制剂或缓解剂,如抵抗酸性分解的不利影响的磷酸钠或碳酸钙)。如果热塑性材料是可再吸收的,所述成分的释放将延迟。如果待锚固的装置不是在振动帮助下而是在电磁辐射帮助下得以液化,则具有热塑性的可液化材料可以局部包含能吸收特定频率范围(尤其是可见或红外频率范围)内的辐射的成分(粒子或分子),比如磷酸钙,碳酸钙,钠磷酸盐,钛氧化物,云母,饱和脂肪酸,多糖,葡萄糖或它们的混合物。所使用的填料可包括用于可降解的聚合物中的可降解的骨刺激填料,包括P -磷酸三钙(TCP),羟基磷灰石(HA,结晶度小于90%),或TCP、HA和DHCP的混合物,生物玻璃(见Wintermantel)。只部分降解或几乎不降解的骨整合促进填料对于非降解聚合物包括生物玻璃,羟基磷灰石(结晶度大于90%), HAPEX ,参见SM Rea等人,J Mater Sci MaterMed. 2004Sept; 15 (9) : 997-1005;对于轻基憐灰石还可见L. Fang 等人,Biomaterials2006Jul; 27 (20) :3701-7 ;M. Huang等人,J Mater Sci Mater Med 2003Jul; 14 (7) :655-60 ;以及W. Bonfield 和 E. Tanner, Materials World 1997Jan; 5no. 1:18-20。生物活性填料的实施例及其讨论比如可见于X. Huang 和 X. Miao, J BiomaterApp. 2007Apr; 21 (4) : 351-74) ; JAJuhasz 等人,Biomaterials, 2004Mar; 25 (6) : 949-55 微粒型填料包括粗大型5_20iim(其含量优选为10-25体积%)和亚微米型(纳米填料,通过析出得到,优选其板状长宽比大于10,直径为10-50nm,含量为0. 5-5体积%)。实验表明,借助超声振动能量的液化允许以相对高的程度填充热塑性聚合物,而不会削弱已液化材料渗透入结构如活海绵骨的小梁结构 的能力。结合附图对根据本发明的方法和紧固件的多个实施例详述如下图I通过示出使用根据本发明方法的实施例实施在骨孔道中的外移植物固定的六个连续阶段来示出本发明;图2示出利用图I所示方法实施ACL置换外科手术的四个连续阶段;图3和图4示出本发明移植物固定在具有缩减直径的骨孔道内(图3)或盲孔(图4)内的另两种示例性应用;图5至图9A/B示出包括紧固件、锚固件和锚固工具的另一示例性套件,该套件适用于根据本发明的固定方法;图10至图17是适用类似于图I和图5所示方法的其它紧固件实施例的立体图或轴向截面图;图18至图22是使用根据图I、图5、图6或图I的方法借助其它紧固件实施例固定在骨孔道内或盲孔内的移植物的横截面图;图23表示本发明方法的一个实施例,该方法包括在引入紧固件之前使用第一部分可液化材料对骨孔壁部进行处理的预处理步骤;图24表示本发明方法的一个实施例,在此使用可膨胀的紧固件;图25表不本发明方法的另一个实施例,该方法适合在骨孔道内或盲孔内的外移植物固定;图26表不本发明方法的另一个实施例,该方法适合在盲孔内的外移植物固定;图27至图33是适合利用类似于图I或图5所示方法的内-移植物固定的紧固件实施例的截面图或立体图;图34A/B示出根据本发明的套件的一个实施例,套件包括紧固件、锚固件和锚固工具并适于利用类似于图6或图7所示方法的内-移植物固定;图35A/B示出根据本发明的套件的实施例,套件包括紧固件、锚固件和锚固工具并适于利用类似于图25所示方法的内移植物固定;图36示出根据本发明的双股移植物固定的示例性根着区,该根着区尤其适用于胫骨ACL固定;图37、图38A/B和图39A/B/C示出紧固件、锚固件、锚固工具和导引工具的套件,导引工具不仅适合在锚固步骤期间导引锚固工具,而且适合沿导丝将紧固件强压入骨孔内以在锚固步骤开始之前形成压入配合。在全部附图中使用相同的附图标记来表示具有相同功能的零部件或类似零部件。
很明显,在图5所示的固定方法中,推压锚固件6前进所需要的力F. 2没有被紧固件3抵消。所以,这个力不会削弱紧固件的压入配合,无论该力的方向如何。这个力都允许使用不具有封闭远端的紧固件并将锚固件从其近端或远端引入。图6是紧固件3、锚固件6和锚固工具13的另一套件的轴向截面,其中示出紧固件3在锚固步骤前已安置在骨孔2内,就是说,压入配合在移植物I和骨孔2的相对的壁部之间。不同于上述情况,紧固件3不包括内腔以及将内腔与紧固件外表面(如图1-5所示)连通的通路,而是为了将锚固件6所含有的可液化材料从紧固件近端面引导至紧固件周面的多个锚固部分,紧固件3包括至少一个凹槽30,该凹槽从紧固件近端面向着紧固件远端延伸且可以具有小的侧凹横截面。锚固件6适于基本填满这个横截面并从该横截面处略微伸出,借助锚固工具13从紧固件近端面被推入压配合状态下的紧固件3的凹槽30内。此处锚固件6有利地被牢固附接到锚固工具13的远端,使得振动能(或其它类型的能量)几乎无损耗地传送至锚固件,并且液化发生在锚固件与骨孔壁部的骨组织接触的位置,还可以发生在锚固件与凹槽30内表面接触的位置。凹槽30可以包括粗糙的或具有其它合适结构的内表面,以使锚固材料的液化及重新凝固既能够形成与骨壁部的骨组织的形状配合连接,同时又能够形成与凹槽30内的紧固件内表面的形状配合连接。如果图6所示的紧固件3包括多于一个的凹槽,则紧固件的锚固就需要多于一个的锚固步骤,其中可以使用同一个锚固工具连续执行这些锚固步骤,或者使用叉状锚固工具同时执行这些锚固步骤。图7是紧固件3、锚固件6和锚固工具13的套件的另一个实施例的轴向截面,该套件还包括导引工具14且适用于结合图6所描述的类似的锚固过程。示出了该套件中紧固件3同移植物I 一起压入配合在骨孔2内,做好实施锚固步骤的准备。导引工具14包括轴向通孔,该轴向通孔具有适配于锚固件6横截面且适配于锚固工具13远端的横截面,其中该通孔相对于刀具轴线成2°到10°的锐角,优选为3°。如图6所示,为了实施锚固步骤,从紧固件近端面沿着设置在与移植物I相对的紧固件侧上的凹槽30推动锚固件6前进。不同于图6所示,图7所示的凹槽30包括较宽的入口部分30. I和较窄的远端部分30. 2,该远端部分优选具有封闭端。在锚固步骤的准备过程中,还起到推动紧固件进入骨孔2内作用的导引工具14安置在紧固件近端面上,此时该导引工具通孔的远端口部对准凹槽30的所述入口部分。锚固件6和锚固工具13的远端被放置在导引工具14的所述通孔内,该锚固件的远端支承在由凹槽30的入口部分中。在锚固期间,锚固件6被向前推入凹槽30中。与图6示出的轴向安置相比,如图7所示锚固件6成角度安置促使锚固件材料更有力地抵靠骨孔壁,从而增加液化量并加强渗透到骨组织内。这个效果因凹槽30具有封闭端而增强。实验表明,使用直径为3. 5毫米 的杆状锚固件锚固直径为8毫米的紧固件和具有半径为I. 5毫米到2毫米的半圆形横截面的凹槽远端部分30. 2能够产生优良效果。图8是紧固件3、锚固件6和锚固工具13的套件的另一个实施例的轴向截面,其中示出紧固件3和移植物I在锚固步骤前已在骨孔内形成压入配合。锚固件6由紧固件3一体中央部分构成,该紧固件例如完全由可液化材料制成,这种材料可包括填充剂复合物(须状晶体、纤维、颗粒),该填充剂复合物的浓度可以沿着从紧固件周面向着组成锚固件6的紧固件中央区域的方向降低。该紧固件包括呈轴向通道形式的内腔4以及将该通道与紧固件周面的锚固部分相连接的至少一条通路。通道优选具有较宽的近端部分32和较窄的远端部分33,适配于紧固件3的锚固工具13具有适配于较宽的通道部分32以便在该较宽的通道部分中被引导的至少一个远端部分。锚固件6由环绕远端(较窄)通道部分33的紧固件部分构成,通过从较宽的通道部分32推动锚固件进入较窄的通道部分,使锚固件前进并液化,从而挤压已液化材料经过通路5至紧固件外表面。图8所示的紧固件和锚固过程的其它实施例和细节在美国专利公开US-2008/262517 (Stryker Trauma股份有限公司)有描述,本文以引用方式涵盖该专利全部内容。图9示出紧固件3、锚固件6和锚固工具13的套件的另一个实施例的轴向截面,其中在附图左侧部分示出在锚固步骤前紧固件3与移植物I压入配合在骨孔2内,在附图右侧部分示出在锚固步骤后紧固件3与移植物I压入配合在骨孔2内。该实施例可以视为是图6和图8所示实施例的结合,即包括与紧固件3 —体的至少一个锚固件6,该紧固件可以完全由锚固材料组成,并且其还可以包含有填充剂,该填充剂在所述材料将要液化之处可以具有低于其它区域的浓度,如以上结合图8所述。然而,不同于图8所示,该实施例中的锚固件6或将液化的材料没有位于紧固件中央区域而是位于该紧固件的周面上,如以上结合图6所述。优选具有渐缩远端的锚固工具13在可液化材料的表面上平行于骨孔壁部地被推进紧固件材料中。在完成锚固步骤后,将该锚固工具移出,在紧固件中央区域和骨壁中的锚固点15之间形成空隙15’,该空隙连接到其旁边的紧固件其余部分,如在图9B中清晰所见(已锚固的紧固件3的横截面)。图10至图17示出基于如图I至5示出的紧固件发明构思但构型不同的紧固件3的多个实施例(具有连接到紧固件周面的内腔4的紧固件和适合装入该紧固件内腔的锚固件)。所有这些紧固件3都适用于图I至图5所示的固定方法和应用。图10是很简单的紧固件3的立体图,其呈具有圆形远端的圆柱体的形式。该紧固件包括内腔4和将内腔4与紧固件周面连接的唯一一条狭槽状通路5。图11至图13是与图10所示紧固件类似的其它紧固件3的立体图。这些紧固件包括位于右侧(紧固件周面的锚固部分)的、将紧固件周面与内腔4相连的通路5。图11和图13中的通路是两排轴向排列的多个孔(一排可见),图12中的通路是一排轴向排列的基本周向延伸的狭槽。图11至图13中的这些紧固件还包括位于左侧的扁平部或凹部(紧固件周面的挤压部34),该扁平部或凹部形成浅槽用于容纳待紧固的移植物。此外,图13中的紧固件包括位于挤压部34中央的轴向延伸的脊状部35,其用于保持折叠的移植物(未示出),折叠的移植物被折叠到脊状部35的远端上,用于以与结合图4所述的方法类似的方式将移植物同紧固件3 —起推进骨孔内。图14是另一个紧固件3的轴向截面图,该紧固件与移植物I压入配合在骨孔内,该图还示出锚固件6、锚固工具13和与结合图7所述的导引工具相似的导引工具14,整个套件已为锚固步骤做好准备。紧固件3包括相对其轴线成一定角度延伸的至少一条通道4/5 (内腔4和通路5的结合)。至少一条通道4/5包括第一口部和第二口部,第一口部位于紧固件近端面上起到引入锚固件6和可以引入锚固工具远端的作用,第二口部位于紧固件周面上起到挤压锚固材料抵靠骨孔骨壁的作用,其中锚固材料在通道4/5内部液化或者在与骨壁的接触面上液化,为了实现在通道4/5内部液化的目的,优选该通道包括内部能量导引件。图15是包括内腔4和通路5的紧固件另一实施例的轴向截面图,其中内腔4布置成与紧固件轴线不共轴,该内腔包括能够使锚固件6转向朝着通路5的台阶4’或类似的弯 曲部。这种配置产生如下效果,即以与结合图7所述的方法类似的方式分别朝向紧固件表面或骨壁推动锚固材料。图16是另一个紧固件3的侧视图,该紧固件包括内腔4和将该内腔与紧固件周面连接的通路5。该紧固件包括横截面大于中间区域横截面的远端部区域和近端部区域。这两个端部区域优选为球形。实验表明图16示出的紧固件提供如同圆柱形紧固件所提供的一样好的压入配合效果,但却能够以较小的力被引入骨孔内。图17是紧固件3远端的立体图,该紧固件有利于被引入移植物旁边的骨孔内,其中该移植物被放置在紧固件3的一侧,这一侧在图17中是紧固件的左侧。紧固件远端在移植物这一侧是渐缩的,以在把紧固件引至骨孔内的移植物旁边时防止移植物损坏。紧固件远端在非移植物一侧(图17中的右侧)也是渐缩的但幅度较小,其中穿过该紧固件的轴向通孔的、用于容纳导丝的远端口部被设置在这一侧。如以上结合图I所述,将通孔37进而将该导丝偏离中心、尽可能靠近紧固件的锚固侧地设置是有利的。通孔37或其近端部段可以或可以不起到如图I至5中的各紧固件实施例所描述的内腔4的作用。图18至图22示出一些方法,其中在根据本发明的固定中,紧固件3能适配于移植物I和骨孔2。所示的这些紧固件均适用于外-移植物固定并部分地基于图I至图5所示的紧固件构思(紧固件具有内腔和将内腔与紧固件周面连通的至少一条通路,锚固件适于安置在内腔中),部分地基于图6和图7所示的紧固件构思(紧固件具有轴向延伸的至少一个表面凹槽,锚固件适于在凹槽中被推进)。了解本发明公开内容的本领域技术人员能容易想到针对图8和图9所示的紧固件发明构思(锚固件一体集成在紧固件中,并通过推压锚固工具进入紧固件内而迫使锚固材料流出该紧固件)进行改变而不脱离本发明。图18是已固定的紧固件3和移植物I的横截面图,其中紧固件3具有基本呈圆形的横截面,该横截面小于骨孔的同样基本呈圆形的横截面。需要能易于压缩的移植物I被压紧在介于骨孔壁和与该壁中的紧固件的锚固点15相对的紧固件3的周面之间的狭槽内。图18示出的紧固件3、移植物I和骨孔的示例性尺寸是骨孔直径8毫米,紧固件直径7毫米,移植物(例如设有缝合端)尺寸满足能够容易地穿过7毫米的孔。
图19是包括至少部分呈凹入的挤压部34的紧固件3的俯视图,该挤压部形成很浅的轴向延伸的凹槽用于容纳移植物。紧固件3的锚固部(与挤压部34相对)基本上是圆形的并具有与为紧固件开设的骨孔2相同的半径。如以上结合图4和图17所述,紧固件3还可以包括轴向通孔37,该通孔适用于沿着导丝推动该紧固件前进和/或使从移植物缝合端部分伸出的缝合线穿过该紧固件。图19所示的紧固件3以及与其适配的移植物和骨孔的示例性尺寸例如是骨孔直径8毫米,紧固件锚固部分半径4毫米,紧固件横截面与骨孔横截面的面积比和与适用图18中的紧固件的面积比相同,移植物(例如具有缝合端)尺寸满足能够容易地穿过7毫米的孔。图20是已锚固在骨孔2内的紧固件3和移植物I的横截面图。紧固件包括如以上结合图11至图13所述的扁平挤压部34,移植物I被压紧在介于这个挤压部34和骨孔壁部之间的间隙内,其中挤压部34的确切形状适配于该移植物的形状并适配于该移植物的
压缩系数。在图21中,紧固件3同样具有基本上呈圆形的横截面,该横截面远小于骨孔2的也基本上呈圆形的横截面。紧固件3的周面被挤压到不易变形的移植物1,同时在紧固件3两侧和可能的移植物两侧骨孔2保持是空的,除非在紧固件3上设置能使得锚固件的已液化的锚固材料除了渗入骨孔壁部中还能流入这个未填充的空间的机构。图22的移植物I只有很小的可压缩性和形变,其具有例如基本为圆形的横截面。浅槽(挤压部34)设置在紧固件上用于容纳移植物I。图18至图20是相当理论性的,由于它们忽略了这样的事实,即实际上环绕骨孔的骨组织受到在引入紧固件时作用在骨孔上的力和通过引入紧固件形成的压入配合而被压缩,从而使骨孔的横截面变形,这种变形的程度取决于骨组织的机械性能。图23示出本发明方法的一个实施例。在此实施例中,利用第一部分可液化材料预处理骨内的骨孔2,第一部分可液化材料将原位液化并渗入骨孔2壁部的骨小梁结构中和/或渗入这些结构中的腔内,当第一部分可液化材料重新凝固时,形成一种复合层40,在此复合层中可液化材料与骨组织以形状配合连接方式相互连接。优选如此实施这个预处理步骤,使骨孔2的横截面基本保持不变。紧接在预处理步骤后,完全按照例如图I至图5所示的方法实施固定,其中在锚固步骤中,锚固件包含的第二部分可液化材料原位液化并与所述第一部分接触而与其熔接。第一部分可液化材料和第二部分可液化材料优选包括具有热塑性的相同材料,但也可含有不同的这类材料,然而这些材料需要选择成能在锚固步骤条件下形成熔合连接41。了解本发明公开内容的本领域技术人员很容易能够明白图23所示方法也适用于图5至图9所示的其它紧固件构思而不脱离本发明的范围。预处理步骤例如以与图5所示方法的锚固步骤相同的方式执行,其中没有紧固件放置在骨孔2内,并且底部部件和锚固件的横截面仅仅略小于骨孔横截面。用于执行该预处理步骤的其它示例性方法公开在专利申请公开W02009/141252 (Nexi I i s)和W0-2010/045751中,本文以引用方式涵盖这两份专利的全部内容。为了不损害移植物与骨孔壁部的骨组织之间的骨组织再生,将前述预处理限制在紧固件的锚固侧是有利的。骨孔壁部这种选择性预处理在前文提到的专利申请公开W0-2010/045751中并结合图8的内容进行了描述。图24示出可膨胀紧固件的一个实施例,可膨胀紧固件适用于外-移植物固定并适用于如以上图I至图5所示的锚固步骤。可膨胀紧固件包括开槽套筒部件3a和例如螺钉形的扩张器部件3b。套筒部件3a至少在近端敞开且包括至少一个轴向狭槽43或者多个这样的狭槽,这些狭槽仅设置在套筒部件3a的一个侧面(锚固部)上。扩张器部件3b包括轴向通道44和将轴向通道44与扩张器部件3b周面连接的多条通路45。扩张器部件3b 适配于套筒部件3a,以便当扩张器部件3b被引入套筒部件3a中时,该套筒部件径向扩张并且(多个)狭槽43被撑开或被扩宽。开设在骨内的骨孔适配于套筒部件3a,使得不需要很大的力套筒部件3a就能够在引入移植物之后或者同移植物一起被引入该骨孔内,并使将扩张器部件3b引入到已就位的套筒部件能使该套筒部件产生足够的扩张而实现充分的压入配合。压入配合是如此形成的,将套筒部件3a在(多个)狭槽43面向骨孔壁部的状态下放置在骨孔壁部和移植物之间,然后将扩张器部件3b旋拧入套筒部件3a中。锚固步骤是按照如以上结合图I至5所述的方法执行的,其中可液化材料在扩张器部件3b的轴向通道44内液化并流过通路45和狭槽43而与骨孔的壁部接触。因为仅在套筒部件的锚固部开设狭槽43,所以可以环绕整个扩张器部件3b开设多条通路45,最终定位在该挤压部中的这些通路将会通过该套筒部件而保持封闭。本领域技术人员了解可膨胀紧固件的其它实施例,它们能被容易地调整以适用于如图I至图9或图23中任一附图所示的本发明方法。图25示出本发明方法的另一个实施例,在该实施例中移植物被紧固在骨孔2内 (在例如骨孔道内的外-移植物固定)。图25左侧示出紧固件3和植入物I压入配合在孔道内(采用从图上部的引入方向),此时锚固件6已为锚固过程做好准备(例如牢固地固定到锚固工具13上)。该图的右侧示出已压入配合且锚固好的紧固件3,即已完成固定。用于这种方法的紧固件3也包括挤压表面部分和锚固表面部分,这两个不同的部分沿紧固件轴线设置(而不像前述附图中那些部分设置成环绕紧固件的圆周面)。换句话说,挤压表面部分环绕整个紧固件延伸,此时锚固表面部分设置在紧固件近端,但也可设置在紧固件远端。紧固件3可具有平坦的近端面,但优选具有倾斜的或阶梯状的近端面,其定向成留出比移植物表面更多的空闲的骨孔壁部,其中紧固件近端面的选定部分可以是粗糙的或具有其它适当结构。锚固件6具有基本与紧固件3横截面相同的横截面,并且该锚固件朝向紧固件近端面被推入介于骨孔的壁部和移植物I之间的空间,与此同时锚固工具13被振动(或者被启动用于传送其它能量至该锚固件)。由此,可液化材料至少在与孔道壁部接触的地方液化,优选地也在其与紧固件3近端面接触的地方液化,从而为在骨孔的壁部内的紧固件3 提供近端锚固点。可液化材料在不会或很难在与移植物接触的地方液化,因为相比于骨孔壁部,移植物通常是柔软的,因而不能作为用于开始这种液化的能量导引件。为了完全防止摩擦以及锚固件6与移植物I之间的热量传递,在图25所示的方法中采用这样的做法是有利的,即,锚固件6的横截面且更有利的是锚固工具13的横截面仅相当于紧固件横截面的一部分(例如锚固件和锚固工具的横截面都是半圆形的,而紧固件的横截面基本是圆形的),并将紧固件6引入移植物旁边的骨孔2内,从而使锚固件6和移植物I彼此不接触或至少不相互挤压。如果需要,使用锚固件6. I的远端锚固采用与所述近端锚固完全相同的方法来实现。如上详细所述,按照与紧固件3被推入孔道的方向使锚固件前进从而确保锚固过程绝不会削弱通过将紧固件推入孔道中而实现的压入配合是有利的。因此,如果也需要远端锚固,那么首先实现近端锚固(锚固件6),然后实现该远端锚固(锚固件6. I)将是有利的。如前所述,锚固件6和6. I具有与紧固件3的横截面基本相似的横截面。但这不是必须的。这些锚固件可以例如还包括轴向延伸的切槽边缘或钻孔结构,用于在将紧固件向前推入骨孔内的同时对骨孔壁部开槽或钻孔。另外,骨孔可以如此设置,例如使其在将会放置锚固件区域比在将会放置紧固件的区域更宽。图26示出在紧固件3的帮助下在盲孔中的移植物I端部的固定(外-移植物固定),其中该紧固件包括配置用于挤压的近端表面部分和配置用于锚固的远端表面部分。在这里,锚固过程的原理与图I至图4所示的原理相同,除了有这样的区别外,S卩,优固件3最好超出移植物端部而实质接触到骨孔2底壁地被压迫到骨孔2内。随后,紧固件3被横向锚固(锚固点15. L)和/或远端锚固(锚固点15. D)。图27至图36示出根据本发明的内-移植物固定。这种内-移植物固定的原理与前述外-移植物固定的原理相同,这尤其意味着前述关于外-移植物固定的所有锚固原理都同样适用于内-移植物固定,与是否在下文中对内移植物进行具体描述无关。图27至图29是多个紧固件3的横截面图,这些紧固件适用于在构成具有恒定或非恒定横截面的孔道的骨孔内的内-移植物固定。图27和图28中的紧固件适配于具有两股的移植物(或分成两对的四股),因此这些紧固件包括两个挤压部34,优选将这两个挤压部设置在紧固件的相对两侧。优选这些紧固件的远端设有用于容纳移植物端的横向凹槽, 在该移植物端处该移植物例如被折叠。图27和图28中的紧固件在被引入紧固件内腔4中的锚固件帮助下锚固于骨孔壁部内,已液化材料经通路5被推抵到该骨孔壁部。其中,图27 所示的(多条)通路5仅布置在紧固件的一侧(仅有一个锚固部),而图28所示的(多条) 通路5布置在紧固件的对置两侧上(两个对置的锚固部)。图27中的紧固件还包括轴向通孔37,如以上结合图4所述,该轴向通孔适合使用导丝和/或适合使自移植物缝合端伸出的缝合线端从该轴向通孔中穿过。图29不出与图27和图28中的紧固件原理相同的紧固件,但适用于四股的移植物,该移植物的这四股彼此分隔并分别容纳在例如以规则形式环绕紧固件3布置的
用于将组织或相应的假体件紧固到设于人骨或动物骨上的孔内的方法和适用该方法的紧固件制作方法
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