CN101163461A - 用于治疗骨和其它组织的方法、材料和器械 - Google Patents

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Abstract

一种骨粘固剂，包括第一成分和第二成分，其中，第一成分和第二成分的接触产生了一种混合物，其在初始时间获得高的粘度，并且混合物的粘度在初始凝固周期之后至少5分钟的工作时间内保持相对稳定，而且所述混合物适合于在活体内使用。

Description

用于治疗骨和其它组织的方法、材料和器械
相关申请
本申请在35USC119(e)下要求享有以下美国临时申请的权益：代理人档案110/05091所确定的于2006年2月2日提交的题名为″用于治疗骨和其它组织的方法，材料和器械″；代理人档案110/05086所确定的于2006年1月26日提交的题名为″用于治疗骨和其它组织的方法，材料和器械″；代理人档案110/05085所确定的于2006年1月26日提交的题名为″插管″；于2005年11月22日提交的题名为″用于治疗骨和其它组织的方法，材料和器械″的美国临时申请60/738,556；于2005年10月25日提交的题名为″用于治疗骨和其它组织的方法，材料和器械″的60/729,505；于2005年9月28日提交的题名为″用于治疗骨的工具和方法″的60/720,725；以及于2005年9月28日提交的题名为″用于将材料传送到活体中的工具和方法″的美国临时申请60/721,094。这些申请的发明公开通过引用而结合在本文中。
本申请还是2005年8月1日提交的US11/194,411的延续部分，其要求享有于2004年12月28日提交的IL166017以及于2004年3月21日提交的IL160987的优先权，并且在35USC119(e)下要求享有于2005年1月31日提交的美国临时申请No.60/654,784，以及于2004年7月30提交的美国临时申请No.60/592,149的权益。本申请还是2005年7月31日提交的PCT/IL2005/000812的延续部分。本申请还要求在35USC119(e)下享有于2005年2月22日提交的美国临时申请No.60/654,495的权益。这些申请的发明公开通过引用而结合在本文中。
本申请涉及于2004年6月17日提交的PCT申请No.PCT/IL2004/000527，于2004年3月21日提交的以色列申请No.160987，于2003年6月17日提交的美国临时申请60/478,841；于2003年12月16日提交的60/529,612；于2004年1月6日提交的60/534,377和于2004年3月18日提交的60/554,558；于2001年7月25日提交的美国申请No.09/890,172，以及于2001年7月25日提交的美国申请No.09/890,318。所有这些申请的发明公开通过引用而结合在本文中。
本申请还涉及于2005年9月14日提交的题名为″用于经皮椎体成形术中注射骨粘固剂(bone cement)的液压装置″的美国申请10/549,409，其发明公开内容通过引用而结合在本文中。
发明领域
本发明涉及粘性材料，用于将粘性材料注射到活体中的方法和/或用于所述注射的输送系统。
发明背景
老年人通常发生椎骨的压缩断裂，引起疼痛和身材缩短(或其它变形)。一种通常的治疗是将粘固剂注射到断裂的椎骨中的椎体成形术。虽然这种治疗固定了骨折，并减少了疼痛，但是其不会使椎骨和人恢复到其初始高度。另一问题是粘固剂是液态注射的，因此其可能无意中被注射到椎骨外面，并且/或者可能通过椎骨中的裂纹而转移到外面。这可能造成极大的身体损害。
另一通常的治疗是椎体后凸成形术，在这种椎体后凸成形术中，例如通过首先使椎骨内部的气球充气膨胀，之后注射固定材料和/或植入物，从而减少骨折。粘固剂移位的问题得以减少，但没有避免，因为可使用较低的压力注射粘固剂。
通常，聚合物粘固剂变得更为粘性，因为聚合物链通过与单体双键的直接反应而生长。聚合开始于″添加机理″，其中单体由于与引发剂的反应而变得不稳定，引发剂是一种最通用的原子团挥发性分子(包含单个不成对电子的分子)。原子团与单体键合，形成单体原子团，其可腐蚀下一单体的双键，使聚合物链扩散。因为原子团是瞬变的，所以时常添加不起反应的过氧化物形式的引发剂，这种过氧化物形式在溶液中是稳定的。当热量或光劈开过氧化物分子时，形成了原子团。对于高温不实际的应用(例如骨粘固剂在活体内的使用)，通过添加化学激活剂例如N，N-二甲基-p-甲苯胺而劈开过氧化物。(Nussbaum DA等人，″用于在图像引导式治疗中临床使用的丙烯骨粘固剂和牵连的化学研究″，J Vase Interv Radiol(2004)；15：121-126；其内容通过引用而结合在本文中)。
粘性粘固剂是有利的，不仅在于减少了其泄漏的风险，而且还在于其渗进脊柱内松质骨中的性能(交错结合)[参见G Baroud等人的“用于椎体成形术中的骨粘固剂的注射生物力学”，生物医疗材料和工程00(2004)1-18]。Baroud还提出需要大约95％的应用注射压力来克服插管中的摩擦。另外，粘性材料可减少骨折。
商业上可得到的粘性骨粘固剂的示例包括但不局限于，CMWNos.1，2和3(DePuy Orthopaedics Inc.；Warsaw，IN，USA)和SimplexTM-P and-RO(Stryker Orthopaedics；Mahwah，NJ，USA)。这些粘固剂其特征为在混合之后，以及在取得500帕秒(Pascal second)的粘度之前为液相。在典型的使用场合，这些之前可得到的粘固剂是以液相灌注到输送装置中的。
已经试图过通过例如在搅合时间和开始聚合期间注射更为粘性的粘固剂来减少粘固剂移位。然而，所提出的这种注射方法对于更为粘性的材料需要较高的压力。另外，一些类型的粘性材料，例如硬化的PMMA在高粘度下具有小的可加工的时间窗，因为一旦其达到高的粘度，其硬化非常快速。这通常防止了非常粘性的材料和相关的非常高的压力的使用。一个可能的原因是随着压力增加，阻碍了医生接收身体对粘固剂注射的阻力的反馈。因而，很容易发生过度注射。
一些固定材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在硬化时会发射热量和可能有毒的材料。这些可能进一步减弱了骨，并且可能造成粘固剂松弛，和/或使骨骨折。
最近已经提出一些比骨更硬的固定材料会在骨附近产生骨折。
还已经知道使用骨状修理材料，例如骨碎片泥浆，其显然不会引起这种骨折。然而，注射这种材料由于其粘度而是非常困难的。
美国专利和申请4,969,888，5,108,404，6,383,188，2003/0109883，2002/0068974，6,348,055，6,383,190，4,494,535，4,653,489和4,653,487描述了各种用于治疗骨的工具和方法，其发明公开通过引用而结合在本文中。
将骨粘固剂输送到椎骨中的一种额外方法是使用一种捣固仪器(美国专利Nos.6,241,734和6,613,054)，其包括插管和将插管中的材料推动到骨中的棒。
美国专利申请20040260303教导了一种用于将骨粘固剂输送到椎骨中的器械，其发明公开通过引用而结合在本文中。
例如在US6,241734和6,613,054中描述了带工作套管的插管，其发明公开通过引用而完整地结合在本文中。
发明概要
本发明的一些实施例的一个方面涉及骨粘固剂的配方，其提供了在此期间粘固剂粘性适合注射的时间窗。在本发明的一个典型实施例中，粘固剂在混合成分时迅速地取得高的粘度，之后慢慢地凝固。在本发明的一个典型实施例中，当保持在阈值温度以上时粘固剂维持粘性，并且当冷却到阈值温度以下时凝固。在本发明的一个典型实施例中，粘固剂是非凝固的粘固剂。可选的是，当粘固剂成分混合时，不存在液相。
本发明的一些实施例的一个方面涉及一种粘性的骨粘固剂，其在凝固之前具有增强的高粘度窗，并且这种粘度虽然高，但不会改变到其影响注射参数的程度。可选的是，粘度范围为500，可选1,000，可选1,500，可选2,000帕秒或更小或更大的或中间值。可选的是，粘固剂具有足够粘性，从而在注射时使得断裂的骨，例如塌陷的椎骨的椎板移动。在本发明的一个典型实施例中，粘性粘固剂的注射有助于减少骨折和/或脊椎高度的复原。
在本发明的一个典型实施例中，聚合物和单体成分的混合在1秒，5秒，10秒，15秒，30秒，60秒，120秒或中间时间内产生了一种高粘度的材料。可选的是，一旦获得高的粘度，粘度将保持稳定5分钟或更长时间。在本发明的一个典型实施例中，这个稳定的粘度间隔为医疗程序的执行提供了机会窗。
在本发明的一个典型实施例中，工作窗为至少3分钟，可选至少5分钟，可选至少8分钟，可选至少10分钟，可选至少15分钟，可选至少20分钟。在本发明的一个典型实施例中，在粘固剂混合之后短时间，例如，在完成混合之后的零时间(对于预提供的粘性材料)，少于1分钟或少于2或少于3分钟的时间里提供了增加的粘度。
在本发明的一个典型实施例中，粘固剂可包括丙烯酸类聚合物，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和/或苯乙烯。在本发明的一个典型实施例中，聚合之前的聚合物颗粒大小和/或聚合物的分子量有助于混合物的最后粘度。可选的是，丙烯酸类聚合物的平均分子量超过了60,000，可选70,000，可选80,000，可选90,000，可选100,000道尔顿。在本发明的一个典型实施例中，丙烯酸类聚合物颗粒的平均分子量在大约100,000至120,000的范围内，可选大约110,000道尔顿。可选的是，丙烯酸类聚合物颗粒部分的分子量具有高的分子量。可选的是，该部分包括总的丙烯酸类聚合物颗粒的0.25％，0.5％，1％，2％，3％或较小或中间或更大的百分比。可选的是，高分子量的丙烯酸类聚合物颗粒为600,000，可选900,000，可选1,100,000道尔顿或中间或更小或更大的值。在本发明的一个典型实施例中，大约1％的PMMA颗粒特征为700,000至1,000,000道尔顿的分子量，并且PMMA的平均分子量大约为110,000道尔顿。在本发明的一个典型实施例中，颗粒直径在10-200微米的范围内，可选20到150微米，可选大约60微米的平均值或更小或中间或更大的尺寸。
本发明的一些实施例的一个方面涉及使用具有高于37摄氏度的玻璃态转化温度的材料作为骨粘固剂。在本发明的一个典型实施例中，将材料加热到玻璃态转化温度以上会使材料转化成胶状或灰泥状状态。可选的是，胶状表示粘度为至少500帕秒，可选至少900帕秒，可选至少1000帕秒或较小值或中间值或更大值的粘度。在本发明的一个典型实施例中，胶状状态特征在于，小于200大气压的压力足以使其流过内径3mm和长度100mm的管道。可选的是，胶状材料适合于利用例如本文公开的一种高压力流体输送系统进行输送。在本发明的一个典型实施例中，温度低于人体内部所允许的最高温度，例如，低于60摄氏度，低于50度，45和/或低于40度或中间或更小温度。在本发明的一个典型实施例中，穿透管例如通过隔热而受到温度控制。可选的是，在其壁之间带有真空压力的一种双壁管提供了这种隔热。
在本发明的一个典型实施例中，材料(例如骨粘固剂)包括经过处理的骨(人源或动物源)和/或人造骨。可选的是，粘固剂具有骨传导性骨诱导性能力。
在本发明的一个典型实施例中，作为预防疗法或作为对现状的治疗，将骨粘固剂注射到骨空隙中。
在本发明的一些典型实施例中，提供温度控制单元来促进加热和/或冷却骨粘固剂。可选的是，可应用温度控制来增加操纵和/或工作时间(例如，可应用热量来抵消由于高压引起的温度变化)。在本发明的各种典型实施例中，温度控制单元对外部储器中的粘固剂和/或输送系统储器中的粘固剂进行操作。
本发明的一些实施例的一个方面涉及用于将粘性材料输送到骨中的液压系统。可选的是，输送通过小直径的管例如骨接近插管来实现。在本发明的一个典型实施例中，输送通过1.5mm，2mm，3mm，4mm或更小或更大或中间值内径的管来实现。在本发明的一个典型实施例中，系统可通过脚进行操作，和/或是电池供电的。在本发明的一个典型实施例中，系统提供足够的压力以输送至少5ml，可选至少10ml的粘性骨粘固剂作为单个连续的等分试样。
在本发明的一个典型实施例中，系统设计保证了医生的水手定位在X射线辐射区域以外。在本发明的一个典型实施例中，可由手操作的用于压力源的促动器定位在离粘固剂储器20cm，40cm，60cm，100cm或中间或更大的距离处。
在本发明的一个典型实施例中，用于压力源的促动器采用穿过塑料螺母的带螺纹的钢条。可选的是，这种材料组合减少了摩擦系数。可选的是，减少螺栓的直径会减少摩擦半径。可选的是，减少摩擦半径会减少作用力矩。在本发明的一个典型实施例中，短的促动手柄允许操作员在轴(螺栓)的两边握紧手柄，从而施加力矩而没有产生不合适的径向力。
在本发明的一个典型实施例中，压力源包括安全阀。在本发明的一个典型实施例中，粘固剂的固化有助于增加的压力。可选的是，粘固剂的固化将压力提高到操作安全阀的阈值。在本发明的一个典型实施例中，阈值显著地低于系统可承受的最大的内部压力。
在本发明的一个典型实施例中，粘固剂储器包括浮动活塞。可选的是，浮动活塞使粘固剂和液压流体之间分开。在本发明的一个典型实施例中，粘固剂储器包括安装在杆上的活塞。
在本发明的各种典型实施例中，液压促动器可通过各种方法进行操作。可选的是，压力源包括可由脚操作的促动器。在本发明的一个典型实施例中，可由脚操作的促动器包括带孔的离合器片，孔具有变化的长宽比。在本发明的一个典型实施例中，压力源提供50，可选100，可选150，可选200，可选300大气压或更小或更大或中间值的压力。可选的是，液压促动器提供压力放大。在本发明的一个典型实施例中，压力放大通过机械效益(杠杆)和/或螺栓螺纹阶(boltthread step)和/或液压放大来提供。
在本发明的一个典型实施例中，选择成对的带螺纹的材料来减小摩擦系数(μ)。可选的是，摩擦系数为0.2或更小。可选的是，这种摩擦系数增加了操纵性。可选的是，盖子用作螺母，并且由聚合物/塑料制成。可选的是，传动轴用作螺栓，并且由钢制成。可选的是，通过减小螺栓和螺母的螺纹直径而减小摩擦半径(R；在这个示例中为螺栓半径)。在本发明的一个典型实施例中，R为2，可选3，可选4，可选5mm或中间值。
根据本发明的各种实施例，插管可在远端和/或远端附近设有一个或多个用于粘固剂输送的孔。在本发明的一个典型实施例中，插管上的侧面开孔允许横向注射到骨中的所需目标上。
本发明的一些实施例的一个方面涉及一种利用旋转桨叶而用于混合材料的器械，其并不旋转。可选的是，桨叶提供高的剪切力。可选的是，粘固剂可以很容易地从平的桨叶上除去。可选的是，这种混合器包括输送机构，其适合于促进粘性混合物从混合器至外部储器的输送。可选的是，桨叶将材料压缩到容器壁上。
本发明的一些实施例的一个方面涉及使用高压输送系统来将高粘度的材料填充小直径的插管。在本发明的一个典型实施例中，填充插管的压力通过液压输送系统来提供。可选的是，一旦插管被填充，可以各种方式将粘固剂注射到身体内，例如利用捣固仪器，其包括适合于符合插管内的腔棒。在本发明的一个典型实施例中，填充插管的压力由活塞提供，其具有比插管内腔更大的直径。在本发明的一个典型实施例中，多个插管是预填充的，并且在需要时使用。可选的是，插管通过外部护套而提供到身体中，当改变插管时，其保持在原位。或者或另外，插管可在身体内部的同时进行填充。
本发明的一些实施例的一个方面涉及带有永久封闭的远侧顶端的骨粘固剂插管。可选的是，粘固剂的输送通过一个或多个位于靠近远侧顶端的插管侧面上的孔而实现。在本发明的一个典型实施例中，插管的近侧部分上的定向标记便于在插入插管的远侧顶端之后，侧面孔的正确定向。可选的是，插管包括深度标记或压印。
在本发明的一个典型实施例中，封闭的顶端用作用于穿透组织和/或骨的套针顶端。或者或另外，封闭的顶端用于帮助粘固剂输送。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种骨粘固剂，其包括：
第一成分；和
第二成分，
其中，第一成分和第二成分的接触产生了一种混合物，其在初始凝固周期获得大于500帕秒的粘度，
其中在初始凝固周期之后，混合物的粘度保持在500和2000帕秒之间达至少5分钟的工作时间，
其中混合物适合于活体内使用。
可选的是，工作时间为至少8分钟长。
可选的是，初始凝固周期小于3分钟。
可选的是，初始凝固周期不超过1分钟。
可选的是，混合物在工作时间之后固化。
可选的是，初始凝固周期小于3分钟，并且混合物在工作时间之后固化。
可选的是，第一成分包括PMMA和硫酸钡。
可选的是，第二成分包括MMA(甲基丙烯酸甲酯)和DMPT。
可选的是，第一成分包括PMMA、硫酸钡和过氧化苯甲酰，并且第二成分包括MMA、DMPT和氢醌。
可选的是，大于500帕秒的粘度至少部分地是由于聚合反应而引起的。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种骨粘固剂，其包括：
第一成分；和
第二成分，
其中，第一成分和第二成分的接触产生了一种混合物，其在1分钟内获得大于200帕秒的粘度，
其中在初始凝固周期之后，混合物的粘度保持在200和2000帕秒之间达至少5分钟的工作时间，
其中，所述粘固剂的粘度在所述工作时间内的2分钟周期中变化小于10％，和
其中混合物适合于活体内使用。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种骨粘固剂，其包括：
混合物是由于包括PMMA的第一成分和包括MMA的第二成分的接触而生成的，
其中PMMA的一部分具有大约600,000道尔顿至大约1,200,000道尔顿之间的分子量。
可选的是，第一成分包含重量比为大约69.4％的PMMA，大约30.1％的硫酸钡，和大约0.5％的过氧化苯甲酰；其中第二成分包含体积比为大约98.5％的MMA，大约1.5％的DMPT，和大约20ppm的氢醌。
可选的是，PMMA的平均分子量在大约80,000道尔顿和大约180,000道尔顿之间。可选的是，PMMA的平均分子量为大约110,000道尔顿。
可选的是，至少80％的PMMA具有在10和200微米之间的颗粒尺寸。
可选的是，粘固剂还包括经过处理的骨和/或人造骨，其与第一成分和第二成分混合在一起。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种骨粘固剂组合物，其包括：
包括PMMA的第一成分和包括MMA的第二成分，
其中PMMA的一部分具有大约600,000道尔顿至大约1,200,000道尔顿之间的分子量。
可选的是，第一成分包括重量比为大约69.4％的PMMA，大约30.1％的硫酸钡，和大约0.5％的过氧化苯甲酰；和
第二成分包括体积比为大约98.5％的MMA5，大约1.5％的DMPT，和大约20ppm的氢醌。
可选的是，PMMA的平均分子量在大约80,000道尔顿至大约180,000道尔顿之间。
可选的是，PMMA的平均分子量为大约110,000道尔顿。
可选的是，至少80％的PMMA具有在10和200微米之间的颗粒尺寸。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种脊椎植入物，其包括：
特征为粘度在500和2000帕秒之间达至少5分钟的一些粘固剂，粘固剂可在至少5分钟期间注射到椎骨体内，并且能够在那里后续硬化。
可选的是，至少5分钟是至少8分钟。可选的是，粘固剂的量是至少1ml。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种用于注射骨粘固剂的器械，其包括：
配置成能够保持至少5ml未硬化的骨粘固剂的储器，该储器具有出口；和
液压驱动的柱塞，配置成可利用至少40个大气压的内部压力而将储器中的粘固剂压靠在出口上，从而将迫使粘固剂的至少一部分通过出口而离开储器；
其中储器和柱塞配置成可承受该内部压力。
可选的是，这种器械包括插管，其配置成可将被迫离开出口的粘固剂传递到活体的骨中。
可选的是，操作液压驱动的柱塞的压力通过定位在离柱塞至少25cm远的液压源来产生，其中液压源具有促动器。
可选的是，用户引起的促动器的每次促动都造成柱塞迫使预定量的粘固剂离开储器。
可选的是，预定的数量在0.15和0.5ml之间。
可选的是，操作液压驱动的柱塞的压力通过液压源来产生，该液压源包括可由脚操作的促动器。
可选的是，这种可由脚操作的促动器由用户引起的每次促动都造成柱塞迫使预定量的粘固剂离开储器。
可选的是，插管具有不超过2.5mm的内径和至少100mm的长度。
可选的是，储器的至少一部分由无定形尼龙(amorphous nylon)制成。
可选的是，储器的至少一部分是透明的。
可选的是，储器配置成能够保持至少10ml的粘固剂。
可选的是，内部压力为至少100大气压。
可选的是，内部压力为至少200大气压。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种通过插管将未硬化的粘固剂从储器输送到骨中的方法，所述插管具有入口和出口，所述方法包括：
响应于促动输入而通过液压产生至少40大气压的压力；和
在插管的出口已经定位在骨中的预期位置之后，使用该压力迫使至少5ml的粘固剂离开储器而进入到插管的入口。
可选的是，该压力通过定位在离储器至少25cm远的液压源来产生，其中输入来源于用于该液压源的促动器。
可选的是，用户引起的促动器的每次促动都造成预定量的粘固剂离开储器。
可选的是，预定的数量在0.15和0.5ml之间。
可选的是，输入来源于用于该液压源的可由脚操作的促动器。
可选的是，这种可由脚操作的促动器的用户引起的每次促动都造成预定量的粘固剂离开储器。
可选的是，该压力是至少100大气压。
可选的是，该压力是至少200大气压。在本发明的一个典型实施例中，提供了一种用于注射骨粘固剂的器械，其包括：
储器，其配置成能够保持至少5ml的具有至少900帕秒粘度的骨粘固剂，该储器具有出口；和
液压促动的柱塞，其配置成可利用足够的压力而将储器中的粘固剂压靠在出口上，从而响应于促动输入而迫使至少一些粘固剂离开储器。
可选的是，这种器械包括插管，其操作地配置成可将粘固剂从出口传递到活体内的骨中。
可选的是，用于操作液压促动的柱塞的压力通过定位在离柱塞至少25cm远的液压源来产生。
可选的是，用户引起的促动器的每次促动都造成柱塞迫使预定量的粘固剂离开储器。可选的是，预定的数量在0.15和0.5ml之间。
可选的是，用于操作液压促动的柱塞的压力通过可由脚操作的促动器促动的液压源来产生。
可选的是，这种可由脚操作的促动器由用户引起的每次促动都造成柱塞迫使预定量的粘固剂离开储器。可选的是，储器的至少一部分由无定形尼龙制成。
可选的是，储器的至少一部分是透明的。
可选的是，储器配置成能够保持至少10ml的粘固剂。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种通过插管使粘性粘固剂从储器流动到骨中的方法，该方法包括：
响应于促动输入而在具有至少900帕秒的粘度，且滞留在储器中的粘固剂中产生压力；
其中该压力利用液压来产生，并且迫使至少一些粘固剂通过出口而离开储器。
可选的是，在插管的远侧顶端已经定位在骨中的预期位置之后，该压力迫使至少5ml的粘固剂进入到插管的入口中，该插管可操作地连接在储器的出口上。
可选的是，压力通过定位在离储器至少25cm远的液压源来产生。
可选的是，每次促动输入造成预定量的粘固剂被迫离开储器。
可选的是，预定的数量在0.15和0.5ml之间。
可选的是，该压力通过液压源来产生，液压源包括可由脚操作的促动器。
可选的是，这种可由脚操作的促动器的每次促动都造成预定量的粘固剂离开储器。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种骨粘固剂，其包括：
生物相容性材料，其具有高于37摄氏度的玻璃态转化温度，其中当加热到其玻璃态转化温度以上时，可将生物相容性材料注射到骨中。
可选的是，该材料包括聚己酸丙酯。
可选的是，该材料包括聚乳酸(PLA)。
可选的是，该材料还包括骨粉(ground bone)。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种脊椎植入物，其包括：
一些包括具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的材料的粘固剂，该粘固剂可注射到椎骨体中，只要其保持在玻璃态转化温度以上的温度即可，并且能够在注射在椎骨体内之后，在椎骨体中硬化，并接下来冷却。
可选的是，粘固剂是生物可吸收的。
可选的是，粘固剂还包含骨粉。
可选的是，该材料包括聚己酸丙酯。
可选的是，该材料包括聚乳酸(PLA)。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种骨髓内钉(intra-medular nail)，其包括：
一些包括具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的材料的粘固剂，该粘固剂可注射到髓管中，只要其保持在玻璃态转化温度以上的温度即可，并且能够在注射在髓管内之后，在髓管中硬化，并接下来冷却。
可选的是，粘固剂是生物可吸收的。
可选的是，粘固剂还包含骨粉。
可选的是，该材料包括聚己酸丙酯。
可选的是，该材料包括聚乳酸(PLA)。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种注射骨粘固剂的方法，所述方法包括：
(a)将特征为至少500帕秒粘度的粘固剂保持在储器中；和
(b)对储器中的粘固剂施加足够的压力，以便从储器推动至少5ml的材料通过可操作地连接在储器出口上并且使其远侧顶端插入到骨中的骨注射插管，插管特征在于内径不超过4mm。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种注射骨粘固剂的方法，所述方法包括：
(a)保持粘固剂，其特征为其需要至少20个大气压的压力，以造成粘固剂流过插管的粘度，插管可操作地连接在储器出口上，并使远侧顶端插入到骨中，并且特征在于内径不超过2.5mm，而且在储器中的长度为至少100mm；和
(b)施加压力。
在的本发明的一个典型实施例中，提供了一种包括丙烯酸类聚合物混合物的粘固剂，这种粘固剂在单体成分和聚合物成分开始混合之后的180秒内达到至少500帕秒的粘度，并且特征在于足以允许注射骨中的生物相容性。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种治疗骨的方法，所述方法包括：
将骨粘固剂输送到骨中，这种骨粘固剂在从粘固剂的聚合物成分和单体成分彼此接触的时间开始160秒内将达到至少500帕秒的粘度。
在本发明的一个典型实施例中，提供一种用于将粘性材料输送到骨中的系统，所述系统包括：
(a)包含特征为至少900帕秒粘度的材料体积，并且可操作地连接在压力源上的储器；
(b)适合于通过活塞在储器中的推进而对储器中的材料施加足够的压力，以便在不缩回活塞的条件下，从储器中排出至少5ml材料的压力源；
(c)可操作以便启动压力源的促动器；和
(d)适合于将所述压力从所述压力源输送至所述储器的管道。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种用于混合的器械，所述器械包括：
(a)适合于至少包含待混合的骨粘固剂的聚合物成分和单体成分的容器；
(b)可通过混合元件轴而连接在驱动机构上的混合桨叶；和
(c)该驱动机构适合于使混合桨叶沿着混合容器中的移动路径而移动，使得混合元件上的基准点将在移动路径上的每个点处都面向相同方向。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种治疗骨的方法，其包括当材料处于玻璃态转化温度以上时，引入具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的材料。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的材料在骨粘固剂的配方中的使用。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种治疗椎骨的方法，所述方法包括：
(a)将包括具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的材料的骨粘固剂加热到至少其玻璃态转化温度；和
(b)当材料保持在至少玻璃态转化温度时，使骨粘固剂流入到椎骨内部。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种治疗长骨的方法，所述方法包括：
(a)将包括具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的材料的骨粘固剂加热到至少其玻璃态转化温度；和
(b)当材料保持在至少玻璃态转化温度时，使骨粘固剂流入到长骨的髓管内部。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种骨粘固剂输送插管，其包括：
(a)适合于在骨粘固剂储器和至少一个侧面粘固剂喷射孔之间提供流体流通通道的内腔；和
(b)在轴向上永久封闭的远侧顶端。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种将骨粘固剂输送到骨中的方法，所述方法包括：
使骨粘固剂流过插管的内腔，从而使粘固剂离开插管的至少一个侧面孔，所述插管具备在轴向上永久封闭的远侧顶端的特征。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种利用粘性材料填充注射储器的器械，该器械包括：(a)能够包含粘性材料的容器；
(b)可插入到容器中的转移活塞，该活塞形成了相对于容器的周向密封，转移活塞包括孔；和
(c)用于将注射储器的孔连接在转移活塞的孔上的机构。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种注射装备，该装备包括：无菌包装，其包含
(a)能够将至少50大气压的压力输送至注射储器的液压源；
(b)一些包含在压力源中的流体；和
(c)适合于连接至注射储器的连接器。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种恢复活体高度的方法，所述方法包括：
在注射时间使足量的具备至少500帕秒粘度特征的材料流过插管，从而至少部分地减少椎骨骨折，插管的特征是定位在椎骨中的喷射口。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种用于将材料注射到骨中的系统，该系统包括：
(a)储器，其包含有待注射到骨中的材料，所述储器部署在活体外部；
(b)压力源适合于将足够的压力应用于储器中的材料，以便通过插管而从储器中排出至少部分材料；
(c)可操作以便启动压力源的促动器；和
(d)适合于插入到骨中的插管，所述插管可连接在外部储器上；
其中系统的操作员可只触按促动器来执行注射。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种包括丙烯酸类聚合物混合物的骨粘固剂，当100％的聚合物成分被单体成分润湿时，该粘固剂获得至少500帕秒的粘度。
可选的是，当95％的聚合物成分被单体成分润湿时，粘固剂获得至少500帕秒的粘度。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种骨粘固剂，其包括：
包含单体的成分和包含聚合物的成分，粘固剂特征在于当包含单体的成分和包含聚合物的成分彼此接触，使得聚合物成分被单体成分润湿时，形成高粘度的粘固剂，其具备在初始凝固周期之后保持相对稳定的可流动性达至少8分钟周期的特征。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种根据权利要求95的骨粘固剂，其中初始凝固周期不超过2分钟。
可选的是，初始凝固周期不超过0.5分钟。
可选的是，初始凝固周期不超过5秒。
可选的是，高的粘度为至少500帕秒。
可选的是，高的粘度为至少900帕秒。
可选的是，稳定的可流动性由小于200帕秒的粘度变化而引起的。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种包括含有单体成分的单体和含有成分的聚合物的骨粘固剂，该粘固剂特征在于当包含单体的成分和包含聚合物的成分彼此接触，使得聚合物成分被单体成分润湿时，在初始凝固周期之后形成了高粘度的粘固剂，所述高粘度的粘固剂的粘度变化在5分钟的周期内小于20％。可选的是，初始凝固周期不超过2分钟。
可选的是，初始凝固周期不超过0.5分钟。
可选的是，初始凝固周期不超过5秒。
可选的是，高的粘度为至少500帕秒。
可选的是，高的粘度为至少900帕秒。
可选的是，稳定的可流动性由小于200帕秒的粘度变化而引起的。
可选的是，在单体成分与聚合物成分初始接触之后的180分钟内，粘固剂获得至少500帕秒的粘度。
可选的是，该粘度为至少900帕秒。
可选的是，该粘度为至少1500帕秒。
可选的是，粘度是在2分钟内获得的。
可选的是，粘度是在1分钟内获得的。
可选的是，粘度是在45秒内获得的。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种骨粘固剂，当95％的聚合物成分被单体成分润湿时，该粘固剂获得灰泥状状态。
可选的是，灰泥状状态的特征在于，粘度为至少500帕秒。可选的是，灰泥状状态的特征在于，粘度为至少900帕秒。
可选的是，95％的润湿发生在初始接触的60秒内。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种注射骨粘固剂的方法，所述方法包括：
(a)提供一种储器，其包含特征为至少500帕秒粘度的粘固剂；和
(b)对储器中的粘固剂施加足够的压力，以便通过骨注射插管从储器中推进至少5ml的材料，插管特征在于内径不超过4mm。
可选的是，所述提供步骤包括混合成分，使其粘度在开始混合后的160秒内达到至少500帕秒，从而形成粘性粘固剂。
可选的是，混合发生在储器中。
可选的是，所述提供步骤包括使用非凝固的粘固剂，其特征在于粘度为至少500帕秒。
可选的是，至少5ml的粘固剂流过插管，作为不间断的等分试样。
可选的是，混合发生在单独的容器中，并且所述提供步骤包括转移至储器中，所述转移在粘固剂达到至少500帕秒的粘度之后执行。
可选的是，混合成分造成粘固剂在开始混合后的160秒内达到至少900帕秒的粘度。
可选的是，该方法包括将插管引入到骨的内部。可选的是，所述骨是椎骨。
可选的是，所述插管通过工作套管而引入到骨中，工作套管具有略大于插管外径的内径。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种注射骨粘固剂的方法，所述方法包括：
(a)提供储器，其包含某一粘度特征的粘固剂，该粘度需要至少20个大气压的压力，以造成粘固剂流过特征为内径不超过2.5mm，且长度为至少100mm的插管；
(b)施加压力。
可选的是，施加压力开始于粘固剂的成分开始混合后的60秒内。
可选的是，施加压力开始于粘固剂的成分开始混合后的120秒内。
可选的是，施加压力开始于粘固剂的成分开始混合后的180秒内。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种包括丙烯酸类聚合物混合物的骨粘固剂，该粘固剂在单体成分和聚合物成分开始混合后的180秒内，获得至少500帕秒的粘度。
可选的是，至少500帕秒的粘度至少部分地由聚合反应所致。
可选的是，至少500帕秒的粘度至少部分地是由粘固剂提供的具备大表面面积特征的粒子所产生的。
可选的是，具备大表面面积的所述粒子包括锆。
可选的是，具备大表面面积的所述粒子包括骨。
可选的是，所述粘固剂在不经过明显液相的条件下获得至少500帕秒的粘度。
可选的是，粘固剂在单体和聚合物成分开始混合后的120秒内获得至少500帕秒的粘度。
可选的是，粘固剂在单体和聚合物成分开始混合后的60秒内获得至少500帕秒的粘度。
可选的是，粘固剂在单体和聚合物成分开始混合后的45秒内获得至少500帕秒的粘度。
可选的是，粘固剂在单体和聚合物成分开始混合后的30秒内获得至少500帕秒的粘度。
可选的是，粘固剂在单体和聚合物成分开始混合后的15秒内获得至少500帕秒的粘度。
可选的是，根据本发明的骨粘固剂用于椎体成形术和/或椎体后凸成形术步骤中。
可选的是，粘固剂的粘度在后续2分钟内变化小于10％。
可选的是，在后续8分钟内，粘度变化小于20％。
可选的是，在所述混合后的至少两分钟的时间窗内，粘度变化小于200帕秒。
可选的是，时间窗开始于所述混合之后的1分钟。
可选的是，时间窗开始于所述混合之后的2分钟。
可选的是，时间窗开始于所述混合之后的3分钟。
可选的是，时间窗开始于所述混合之后的6分钟。
可选的是，时间窗开始于所述混合之后的8分钟。
可选的是，混合物的聚合物成分部分特征在于，分子量在600,000至1,200,000道尔顿范围内。
可选的是，该部分包括至少1％的所述混合物的聚合物成分。
可选的是，该部分包括至少2％的所述混合物的聚合物成分。
可选的是，该部分包括至少3％的所述混合物的聚合物成分。
可选的是，该部分包括至少5％的所述混合物的聚合物成分。
可选的是，所述混合物的聚合物成分包括PMMA。
可选的是，所述混合物的聚合物成分包括苯乙烯。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种治疗骨的方法，所述方法包括：
(a)预备骨粘固剂，这种骨粘固剂在从粘固剂的聚合物成分和单体成分彼此接触的时间开始160秒内将达到至少500帕秒的粘度。
(b)将骨粘固剂输送到骨中。
可选的是，粘固剂在90秒内获得至少500帕秒的粘度。
可选的是，所述骨是椎骨。
可选的是，所述材料是丙烯酸类聚合物混合物。
在本发明的一个典型实施例中，提供一种用于将粘性材料输送到骨中的系统，所述系统包括：
(a)储器，其包含一定体积的具备至少900帕秒粘度特征的材料；
(b)压力源，其适合于将足够的压力应用于储器中的材料，以便在不缩回活塞的条件下而从储器中排出至少5ml材料；
(c)可操作以便启动压力源的促动器；和
(d)适合于将所述压力从所述压力源输送至所述储器的管道。可选的是，该体积为至少5ml。
可选的是，该体积为至少10ml。
可选的是，该储器包含活塞；所述活塞响应于所述压力源提供的压力。
可选的是，该储器适合于连接在内径不超过5mm的插管上。
可选的是，该压力源包括液压机构。
可选的是，该液压机构包括无菌液压流体。
可选的是，这种无菌液压流体是以一种可防止流体穿过储器而流入到对象体中的方式进行部署的。
可选的是，促动器适合于提供液压放大作用。
可选的是，促动器包括滚珠螺杆接头。
可选的是，促动器是可手动操作的。
可选的是，促动器是可由脚操作的。
可选的是，促动器是可电动操作的。
可选的是，蓄电池提供用于电动操作的电力。
可选的是，压力源适合于产生50-300大气压的压力。
可选的是，该系统包括至少一个压力限制机构。
可选的是，促动器适合于响应于单独的促动作用而输送所限定的材料的等分试样。
可选的是，材料的等分试样具有在0.15至0.5ml范围内的体积。
可选的是，该材料具备小于2000帕秒粘度的特征。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种用于混合的器械，所述器械包括：
(a)至少包含待混合的骨粘固剂的聚合物成分和单体成分的容器；
(b)可通过混合元件轴而连接在驱动机构上的混合桨叶；和
(c)该驱动机构适合于使混合桨叶沿着移动路径而移动，使得混合元件上的基准点将在移动路径上的每个点处都面向相同方向。
可选的是，驱动机构的操作造成混合桨叶将正在混合的至少一部分材料压紧在容器壁上。
可选的是，该驱动机构包括至少一个齿轮。
可选的是，混合桨叶具备至少600平方毫米的表面面积的特征。
可选的是，该器械包括将粘性混合物转移出该器械容器的转移机构。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的骨粘固剂。
可选的是，该粘固剂包括聚己酸丙酯和/或聚乳酸(PLA)。
在本发明的一个典型实施例中，具备37摄氏度以上的玻璃态转化温度特征的材料可用于骨粘固剂的配方中。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种治疗骨的方法，所述方法包括：
(a)提供一种骨粘固剂，其包括具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的材料；
(b)将材料加热到至少其玻璃态转化温度以上；和
(c)将材料注射到椎骨内部，防止材料冷却到玻璃态转化温度以下的温度。
可选的是，该方法包括允许将材料冷却至37度，并且在椎骨中凝固。
可选的是，该材料是生物可吸收的。
可选的是，该方法包括使材料与骨粉混合。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种治疗长骨的方法，所述方法包括：
(a)提供一种具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的材料；
(b)将该材料加热至其玻璃态转化温度以上；和
(c)在材料保持在玻璃态转化温度下的同时，将该材料注射到长骨的髓管内部。
可选的是，在长骨的髓管中的插入导致了骨髓内钉的形成。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种骨粘固剂输送插管，其包括：
(a)适合于在骨粘固剂储器和至少一个侧面粘固剂喷射孔之间提供流体流通通道的内腔；和
(b)在轴向上永久封闭的远侧顶端。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种将骨粘固剂输送到骨中的方法，所述方法包括：
(a)将具备轴向封闭的远侧顶端特征的插管插入到骨中；和
(b)造成骨粘固剂流过插管的内腔，并离开插管的至少一个侧面孔。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种利用粘性材料填充注射储器的器械，该器械包括：
(a)能够包含粘性材料的容器；
(b)可插入到容器中的转移活塞，该活塞形成了相对于容器的周向密封，转移活塞包括孔；和
(c)用于将注射储器的孔连接在转移活塞的孔上的机构。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种注射装备，该装备包括：
(a)能够将至少50大气压的压力输送至注射储器的液压源；
(b)一些包含在压力源中的流体；和
(c)适合于连接至注射储器的连接器。
可选的是，该连接器包括至少20cm的挠性管。
可选的是，压力源能够输送至少100大气压的压力。
可选的是，压力源能够输送至少200大气压的压力。
可选的是，压力源能够输送至少300大气压的压力。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种恢复活体高度的方法，所述方法包括：
(a)将插管插入到断裂的椎骨中；和
(b)在注射时间注射足量的具备至少500帕秒粘度特征的材料，从而至少部分地减少骨折。
可选的是，注射是在足以克服椎骨中的阻力的压力下进行的。
可选的是，该压力为至少50大气压。
可选的是，该压力为至少100大气压。
可选的是，该压力为至少200大气压。
可选的是，该压力为至少300大气压。
在本发明的一个典型实施例中，提供了一种用于将材料注射到骨中的系统，该系统包括：
(a)储器，其包含有待注射到骨中的材料，所述储器部署在活体外部；
(b)压力源适合于将足够的压力应用于储器中的材料，以便通过插管而从储器中排出至少部分材料；
(c)可操作以便启动压力源的促动器；和
(d)适合于插入到骨中的插管，所述插管可连接在外部储器上；
其中系统的操作员可只触按促动器来执行注射。可选的是，该系统用于将材料注射植入物附近，以加固植入物。
可选的是，这里所述的方法被用作椎体成形术的方法。可选的是，这里所述的系统被用于执行椎体成形术步骤。
可选的是，这里所述的粘固剂被用于椎体成形术步骤。在本发明的一个典型实施例中，提供了一种包括丙烯酸类聚合物混合物的骨粘固剂，当100％的聚合物成分被单体成分润湿时，该粘固剂获得至少500帕秒的粘度。
可选的是，当95％的聚合物成分被单体成分润湿时，粘固剂获得至少500帕秒的粘度。
本发明的一些实施例的一个方面涉及利用相同的材料移动和支撑骨，所述相同的材料不被袋封装，以防止材料的移位。在本发明的一个典型实施例中，将没有开始硬化状态的材料注射到断裂的骨中，并且注射材料的压力使断裂的骨件移动。注射的材料保持在骨中，以提供支撑，并防止骨的反向运动，例如永久或直至骨恢复。可选的是，可提供额外的材料或植入物，以进一步支撑骨，然而，注射的材料支撑至少20％，可选30％，可选40％，可选50％由骨件施加的作用力，或更小，中间或更大百分比的作用力。可选的是，额外的材料是开始硬化状态的粘固剂。
在本发明的一个典型实施例中，所使用的材料人工材料。在本发明的一个备选实施例中，材料天然的。
在本发明的各种实施例中，使用以下材料类型：
(a)相对(相对于骨)较软的固体材料，其可选地发生实质的塑性变形而没有裂开，并且可选地包括上面非交键类型材料I。在本发明的一个典型实施例中，这些材料是径向压缩的，并且通过狭窄的直径孔而提供到骨中。在本发明的一个备选的典型实施例中，该材料以小轮廓状态来提供，并且轴向压缩，以便装载到输送系统中，或只是简单地推入到骨中，而没有初始的压缩。
在本发明的一个典型实施例中，软材料是塑性变形材料。在脊椎内用途的示例中，至少50％，80％，90％，95％或更大变形可选为塑性变形。可选的是，该材料具有0.1％或较少的弹性变形。在本发明的一个典型实施例中，对于1mm厚度的材料，弹性回复小于0.1mm，小于0.05mm或更少。
(b)高粘度的流体，例如骨泥浆，半硬化的粘固剂和灰泥状材料。这些材料可选地在高压下流过输送系统。在一些情况下，流体由于例如，聚合过程或由于与体液的接触而开始硬化状态。
本发明的一些实施例的一个方面涉及利用不受外壳约束的软材料而减少骨折(例如，椎骨中的高度复原)。
在本发明的一个典型实施例中，该材料软于60A，70A，80A，90A或100A肖氏硬度的软材料。可选的是，该材料为至少10A肖氏硬度或20A肖氏硬度，例如，至少20A或30A肖氏硬度。
在本发明的一个备选的典型实施例中，该材料是可流动材料，例如，具有大于100帕秒，300帕秒，500帕秒，600帕秒，800帕秒，1000帕秒或更大的粘度。可选的是，材料具有小于4,000帕秒，可选小于1,800帕秒，可选小于1,400帕秒，可选小于1,100帕秒的粘度，或更小或中间或更大的值。
本发明的一些实施例的一个方面涉及使用没有开始硬化状态的材料来支撑骨。在本发明的一个典型实施例中，将材料注射到骨中。
如这里使用的术语″凝固″用于限定其机械特性，例如强度和/或硬性，出于化学原因，例如，由于在植入期间和/或在植入不久，例如，在几小时，几天或几周之后聚合而增加的材料。应该注意的是，设定为非硬化状态的材料是一种凝固材料。被预设定的材料通常将还不设定为硬化状态。
如这里所使用的术语″硬化状态″用于描述为骨皮质的硬度50％或更大硬度的材料。在一些情况下，需要将材料的强度和/或杨氏模量与骨皮质和/或小梁骨进行比较，在一些情况下，可能需要在所讨论的骨的值的110％或120％或130％或中间值内的值。
在本发明的一个典型实施例中，注射的材料选择成可具有高的粘度，或者是在通过小直径管进行注射期间，可由于例如，材料不裂开而发生塑性变形的软材料。可选的是，该材料在注射期间进行机械剪切。在本发明的一个典型实施例中，非硬化材料的使用允许注射方法的更大的适应性，因为减轻时间约束通常涉及使用设定为硬化状态的粘固剂，例如PMMA，其在混合和凝固之间的时间内，尤其在给定的粘度范围时间内约束医生。可选的是，非硬化材料更便于使用，因为其不需要用户在使用时间混合材料。在本发明的一个典型实施例中，将材料提供给预载的盒或输送系统中。
利用粘性或软固体材料的一个可能的特性是减少了泄漏出椎骨外的风险。可选的是，将各种成分添加到材料上，例如，骨生长因子或不穿透无线电的材料。一些预设定的或非凝固的材料的可能的优势是避免了放热凝固反应。
在本发明的一个典型实施例中，注射的材料没有交键或只包括类型I交键。
可选的是，注射的材料随时间软化。
在本发明的一个典型实施例中，材料配制成只是在水或体内其它通用材料存在的条件下硬化，但不会在体外凝固或硬化。因而材料可以是预配制和混合的，并且将只是在导入到体内之后凝固。可选的是，材料在10-30分钟或更长时间之后凝固。
本发明的一些实施例的一个方面涉及通过注射比10A肖氏硬度更硬的非固体或软固体材料来治疗身体组织。在本发明的一个典型实施例中，注射的材料流入或被迫流入有待被其填充的体内空间中。在本发明的一个典型实施例中，注射的材料是足够粘的或足够坚实的，使其不会无意中移动到有待注射到其里面的组织外部，例如移动到椎骨以外。所使用的这个粘度水平可依赖于通向有待治疗的组织的空隙的尺寸和/或形状。可选的是，该材料设定为硬化状态。作为备选，材料不设定为硬化状态。
在本发明的一个典型的施例中，该材料是在大于40大气压的压力下提供的。
本发明的一些实施例的一个方面涉及一种以可选预定量的离散单元而提供可流动的或软固体材料至体内的方法。在本发明的一个典型实施例中，提供了一种带有第一数量材料的输送系统，并且用户可选择有待注射的这第一数量材料的离散量。这与注射材料直到用户停止注射或材料都用完时的连续方法相反。可选的是，有待注射的材料设于盒中，从中可选择单元材料用于注射。可选的是，通过从盒中切去材料来选择。
在本发明的一个典型实施例中，骨的治疗通过注射两个，三个，四个或更多离散的单元材料来提供。
在本发明的一些实施例中，以比总的治疗量极小的离散部分工作的可能的优势是减少了材料和输送系统之间的摩擦，因为减少了每次推进的材料数量。本发明的一些实施例的一个方面涉及利用套管将具有对输送系统将高摩擦的材料或装置植入物输送到体内的某个位置。在本发明的一个典型实施例中，套管设计成可减少材料和输送系统之间的摩擦。可选的是，套管设于输送管的内部。可选的是，将力直接作用于套管，以输送材料或植入物。
本发明的一些实施例的一个方面涉及一种用于将材料输送到骨中的系统，该系统适合于在导线上移动。可选的是，当装有载荷时，该系统在导线上移动。或者或另外，系统在导入到体内之后进行加载。在本发明的一个典型实施例中，系统包括适合于穿透骨，例如脊椎骨的远端。在本发明的一个典型实施例中，该系统适合于将材料输送到椎骨中，使其将至少部分地恢复所述椎骨的高度。在本发明的一个典型实施例中，该材料包围导线。
本发明的一些实施例的一个方面涉及一种用于在压力下将材料输送到骨中的系统，该系统适合于穿透骨。在本发明的一个典型实施例中，系统包括适合于穿透骨的远侧顶端。可选的是，在远侧顶端附近形成用于输送所述材料的孔。本发明的一些实施例的一个方面涉及到用于体内使用，以便支撑坚硬组织，并且在存储时(例如，超过1小时或超过一天或1周)不会凝固成硬化状态的材料。在本发明的一个典型实施例中，该材料包括没有交键或带有类型I交键的聚合物。可选的是，该材料的成分是例如比例在90∶10和10∶90之间的甲基丙烯酸月桂酯(LMA)和异丁烯酸甲酯(MMA)的混合物。可选的是，该材料是热塑性的而非热固性的。
在本发明的一个典型实施例中，该材料是灰泥状材料。在一个示例中，材料由羟磷灰石和足够的海藻酸钠的混合物组成，使得至少如果不接触水的话，混合物在一段时间内保持灰泥状。
在本发明的一个典型实施例中，该材料随时间软化。可选的是，材料由MMA和LMA组成，并且通过该成分吸收体液而软化。
或者或另外，添加可溶于水的材料，例如盐或降解在体液中的材料，例如一些糖和塑料，当其降解时会软化材料。
在本发明的一个典型实施例中，材料随时间而硬化，但不会完全硬化。可选的是，该材料包括溶剂，例如NMP(N-甲基吡咯烷酮)，其可溶于水中，并且当其被带走时，材料会略微硬化。
可选的是，实际上注射的材料包括一个或多个添加成分。
可选的是，提供一个或多个不穿透无线电的标记，抗菌素，消炎剂和/或骨生长因子作为添加成分。可选的是，一种添加成分所添加的体积小于材料体积的30％，并且对于所有添加成分总量小于50％。
可选的是，添加材料是化学惰性的，但可由于例如其体积而具有结构效应。可选的是，添加例如粘固剂的5％的非惰性材料，其凝固成硬化状态。可选的是，这种非惰性材料是以粗粒混合的。
本发明的一些实施例的一个方面涉及利用凝固成硬化状态的材料，其在基本的时间窗期间保持高的粘度值。在本发明的一个典型实施例中，在至少5或至少8分钟或更大或中间值的周期内，粘度在600帕秒和1,800帕秒之间。在本发明的一个典型实施例中，材料由PMMA颗粒和/或苯乙烯颗粒和MMA单体的混合物组成，并通过例如，10-200微米的颗粒尺寸，和/或通过改变颗粒和液体MMA单体之间的比率，和/或通过改变颗粒中的聚合物的分子量而增加粘度。可选的是，随着凝固进行，由于颗粒引起的粘度被由于聚合过程所引起的粘度替换/增加。或者或另外，对于在单体和聚合物之间的任何给定的比率和/或对于任何给定的颗粒参数组，将甲基丙烯酸丁酯添加到PMMA中会增加粘度。本发明的一些实施例的一个方面涉及通过加热压缩的椎骨来治疗压缩骨折。可选的是，加热通过单独的工具来提供。可选的是，提供这种加热来替换粘固剂凝固所提供的加热。可选的是，热电偶或其它温度传感器用于控制所提供的加热量。本发明的一些实施例的一个方面涉及到选择植入物的机械特性，以与正在治疗的骨，骨皮质和/或小梁骨相匹配的方法。在本发明的一个典型实施例中，将硬度，强度和/或杨氏模量的其中一个或多个进行匹配。
因而根据本发明的一个典型实施例提供了一种治疗椎骨的方法，其包括：
(a)接近椎骨的内部；和
(b)将存储时没有凝固成硬化状态的足够数量的人工的生物相容性材料引入到所述骨中，利用足够力使所述骨的断裂的部分移动而分开。
可选的是，所述材料在引入到体内之后没有凝固成硬化状态。
在本发明的一个典型实施例中，所述材料可存储超过1天。
在本发明的一个典型实施例中，所述材料在植入之后软化。
在本发明的一个典型实施例中，所述材料在植入之后部分地软化。
在本发明的一个典型实施例中，所述材料在引入到体内之后凝固成硬化状态。
在本发明的一个典型实施例中，所述材料在存储时没有凝固成硬化状态。
在本发明的一个典型实施例中，所述材料是人工的。
在本发明的一个典型实施例中，所述材料是塑性变形材料。可选的是，所述材料具有在10A肖氏硬度和100A肖氏硬度之间的硬度和/或高于200MPa的杨氏模量。或者或另外，所述材料没有超过类型I的交键。或者或另外，所述材料是热塑性的。或者或另外，所述材料包括LMA(甲基丙烯酸月桂酯)和MMA(异丁烯酸甲酯)。在本发明的一个典型实施例中，所述材料是粘性流体。
可选的是，所述材料具有在600帕秒和1,800帕秒之间的粘度。
在本发明的一个典型实施例中，引入包括在至少40大气压的压力下引入。
在本发明的一个典型实施例中，引入包括在至少100大气压的压力下引入。
在本发明的一个典型实施例中，引入包括通过具有小于6mm直径和至少70mm长度的输送通道进行的引入。
在本发明的一个典型实施例中，引入包括通过具有小于3mm最小尺寸的挤压孔进行的引入。
在本发明的一个典型实施例中，引入包括通过具有小于1.5mm最小尺寸的挤压孔进行的引入。在本发明的一个典型实施例中，引入包括通过多个挤压孔同时进行的引入。
在本发明的一个典型实施例中，引入包括在所述引入期间改变引入方向。
在本发明的一个典型实施例中，引入包括在所述引入期间改变引入位置。
在本发明的一个典型实施例中，所述材料包括至少一种适合于起到除了结构支撑以外能力的材料。
在本发明的一个典型实施例中，引入包括利用电动机使所述材料前进。在本发明的一个典型实施例中，引入包括利用液压源使所述材料前进。
在本发明的一个典型实施例中，引入包括以离散的单元量引入所述材料。可选的是，至少一些单元具有彼此不同的机械特性形式。在本发明的一个典型实施例中，引入包括从输送系统上切去所述材料。
在本发明的一个典型实施例中，引入包括在所述引入期间不扭转所述材料。
在本发明的一个典型实施例中，引入包括利用出口孔而形成所述材料的挤压形式。
在本发明的一个典型实施例中，接近包括利用导线接近，并在导线上提供输送系统。
在本发明的一个典型实施例中，接近包括利用所述材料的输送系统进行接近。在本发明的一个典型实施例中，引入包括在没有单独的空隙成形作用下进行的引入。
在本发明的一个典型实施例中，引入包括在没有空间约束的外壳下进行的引入。
在本发明的一个典型实施例中，引入包括在空间约束的外壳下进行的引入。
在本发明的一个典型实施例中，引入包括还引入至少10％体积的凝固成硬化状态的材料。在本发明的一个典型实施例中，该方法包括选择所述材料，使其在离所述植入一周之后具有比所述椎骨的小梁骨更小的硬度和杨氏模量特性的至少其中一个特性。
在本发明的一个典型实施例中，所述引入的材料在植入之后的一周内操作地支撑至少30％的椎骨重量。根据本发明的一个典型实施例还提供一种外科装备，其包括：至少一个适合于将材料输送到椎骨中的工具；和至少1cc人工生物相容性的准备好的材料，其不会在体外凝固成硬化状态。可选的是，所述至少一种工具包括能够在100大气压以上的压力下输送所述材料的压力输送机构。或者或另外，所述装备包括一次性使用的液压促动器。或者或另外，所述装备包括用于存储所述材料的可更换的盒。
根据本发明的一个典型实施例还提供了一种治疗骨的方法，其包括：
(a)接近骨的内部；和
(b)将足够数量的生物相容性材料引入到所述骨中，在所述材料和骨之间没有外壳，所述引入具有足够的力使所述骨的断裂部分分开。可选的是，该方法包括将所述材料保留在所述骨中，以抵抗至少将所述部分推动在一起的标准力的30％。
可选的是，所述骨是椎骨。可选的是，所述材料在存储时没有凝固成硬化状态。或者或另外，所述材料在体内没有凝固成硬化状态。
根据本发明的一个典型实施例还提供了一种治疗椎骨的方法，其包括：
(a)接近椎骨的内部；和
(b)将足够数量的空间无约束的生物相容性的软材料引入到所述椎骨中，利用足够的力使所述骨的断裂部分分开，该材料具有小于100A肖氏硬度的硬度。
根据本发明的一个典型实施例还提供一种外科装备，其包括：至少一种适合于将材料输送到椎骨中工具；和至少1cc生物相容性的准备好的材料，其具有小于健康脊椎小梁骨的120％的杨氏模量，并且是提前至少1天准备好的。
根据本发明的一个典型实施例还提供了一种治疗骨的方法，其包括：
(a)接近骨的内部；和
(b)通过输送管将无约束的塑性可变形的固体材料引入到所述骨，该材料比10A肖氏硬度更硬，并且比100A肖氏硬度更软。
根据本发明的一个典型实施例还提供了一种用于将材料或植入物输送到骨中的器械，其包括：
(a)输送管，其具有内腔和适合于插入到体内的远端；
(b)所述内腔中包括至少一种材料和一个植入物的有效负载；(c)设置在所述管和所述有效负载之间的衬里；和
(d)适合于使所述衬里和所述有效负载移动至所述远端的前进机构，其中，所述衬里减少了所述有效负载对所述输送管的摩擦。
可选的是，该器械包括使所述套管分裂的分裂器。在本发明的一个典型实施例中，所述机构拉动所述套管。
在本发明的一个典型实施例中，所述机构推动所述有效负载。
在本发明的一个典型实施例中，所述套管折叠在所述输送管上。
根据本发明的一个典型实施例，还提供一种生物相容性的不会凝固成硬化状态，并且不包括超过类型I的交键，并且由MMA(异丁烯酸甲酯)组成的材料。可选的是，所述材料由MMA和LMA(甲基丙烯酸月桂酯)的混合物组成。
根据本发明的一个典型实施例还提供了当直接地应用于椎骨上时，PMMA用于脊椎骨的高度复原的第二医疗用途。可选的是，所述PMMA是在凝固期间，在粘度高于400帕秒的同时应用的。
根据本发明的一个典型实施例还提供了当在压力下通过管状的输送系统而应用到椎骨中时，骨灰泥用于治疗椎骨的第二医疗用途。
根据本发明的一个典型实施例，还提供了一种聚合成分，其包括：
(a)具有一组尺寸的第一数量的颗粒；和
(b)第二数量的单体，
其中，所述数量选择成使得所述数量的混合物形成在500和2000帕秒之间的粘度下，具有至少5分钟的可加工性时间窗的凝固材料。
根据本发明的一个典型实施例，还提供了一种治疗骨的方法，其包括以受控制的方式在椎骨中提供热源。
根据本发明的一个典型实施例还提供了一种治疗骨的复合工具，其包括：
伸长主体，其具有：
(a)适合于穿透骨的头部；
(b)适合于将材料挤压到骨中，靠近所述头部的孔；和
(c)适合于将材料输送至所述孔中的内腔；和
在压力下的材料源。
可选的是，该工具包括用于导线的内腔。
根据本发明的一个典型实施例还提供了一种治疗骨的复合工具，其包括：
包括内腔的钻具；
适合于装配在所述内腔中的可分开的导线；和
适合于控制所述钻具和所述导线相对位置的手柄。
根据本发明的一个典型实施例，还提供了一种骨粘固剂，其包括：
聚合物成分；和
单体成分，
其中，当这两种成分混合在一起时，所得到的混合物在高达2分钟的周期内，获得灰泥状的稠度，而所得到的混合物的粘度在至少5分钟的时间期周期内保持大致恒定不变。
附图简介
以下将结合附图参照实施例细节来描述本发明的典型的非限制性的实施例。出现在不止一张图纸中的相同的结构，元件或部件，在其出现的所有图纸中通常用相同或相似的标号来表示，其中：
图1A是根据本发明的一个典型实施例的治疗压缩骨折过程的大致的流程图；
图1B是根据本发明的一个典型实施例的治疗压缩骨折过程的更详细的流程图；
图2显示了根据本发明的一个典型实施例的用于接近椎骨的复合工具；
图3A-3F显示了在该方法的典型实现形式中，根据图1A和1B的治疗方法的阶段；
图4A和4B显示了根据本发明的典型实施例的基本材料输送系统；
图5A和5B显示了根据本发明的典型实施例的材料挤压器的顶端；
图5C显示了根据本发明的一个典型实施例的伸长且弯曲的挤压材料；
图6A-6C显示了根据本发明的一个典型实施例的输送系统的收窄的内腔截面；
图7A显示了根据本发明的一个典型实施例的液压输送系统；
图7B和7C显示了根据本发明的典型实施例的提供图7A液压系统的备选方法；
图7D和7E显示了根据本发明的一个典型实施例的包括一次性使用单元的典型液压系统；
图7F-7G显示了根据本发明的一个典型实施例的典型液压输送系统；
图7H显示了根据本发明的一个典型实施例的典型液压输送系统；
图7I是根据本发明的一个典型实施例的用于输送系统的液压促动器的横截面图；该插图显示了更详细地促动器的一部分；
图7J和7K分别是根据本发明的一个典型实施例的用于输送系统的液压促动器的一部分的分解图和横截面图；
图7L是根据本发明的一个典型实施例的用于输送系统的减压阀的分解图；
图7M，7N和7O是的根据本发明的一个典型实施例的用于输送系统的减压阀在运转时的横截面图和侧视图；
图7P和7Q是根据本发明的一些典型实施例的粘固剂储器的横截面图，其显示了浮动活塞；
图7R和7S是根据本发明的一些典型实施例的粘固剂储器的横截面图，其显示了远侧注射口的组件；图7S1是根据本发明的另一典型实施例的粘固剂储器的横截面图
图7T是根据本发明的一些实施例的适合于输送系统使用的可由脚操作的促动器的透视图；
图7U是根据本发明的一些实施例的适合于输送系统使用的可由脚操作的促动器的剖视图；
图7V，7W，7X和7Y是根据本发明的一些实施例的适合于输送系统使用的可由脚操作的促动器的额外视图；
图8A显示了根据本发明的一个典型实施例的基于盒的输送系统；图8B是显示根据本发明的一个典型实施例的输送单元元件的详图；
图9A和9B显示了根据本发明的一个典型实施例的减少材料扭转的材料推动器；
图10A-10F显示了根据本发明的典型实施例的基于套管的材料推动器；
图11A和11B显示了根据本发明的典型实施例的基于挤压的输送系统；
图12A和12B显示了根据本发明的一个典型实施例的一步接近和输送系统；
图12C显示了根据本发明的一个典型实施例的导线上的输送系统；
图13是显示根据本发明的一个典型实施例的材料可压缩性的图表；
图14A和14B分别是根据本发明的一些实施例的用于混合粘性材料的典型器械的分解图和透视图；
图14C1，14C2，14C3和14C4是一系列显示位于图14A和14B的典型器械的混合井中的混合元件的典型移动路径的顶视图；
图15是用于根据本发明的典型粘固剂和当前技术的典型粘固剂的作为时间(分钟)函数的粘度(帕秒)的图表；
图16和17是对于根据本发明的典型粘固剂，以在所限定的条件下，每单元位移(mm)所施加的牛顿力指示粘度的图表，并且显示了用于注射早和注射长的时间窗；
图18，19，20和21是用于将粘性材料装载到容器中的转移器械的典型实施例的透视图；和
图22；23；24；25和26显示了转移器械的另一典型实施例。
典型实施例的详细描述
典型过程的概述
图1A是根据本发明的一个典型实施例的治疗压缩骨折过程的大致的流程图100。
在102处，标识了有待治疗的骨。在椎骨的情况下，这通常包括X射线或CT图像，以识别例如由于压缩骨折而发生断裂的椎骨或其它骨。以下细节集中于脊椎压缩骨折，但本发明的一些实施例并不局限于这种情况。
在本发明的一个典型实施例中，这种接近是微创伤的，例如，在体内只形成单个通道。可选的是，该步骤通过将具有例如5mm，4mm直径或更小直径的插管插入到体内而执行。在一些情况下，在体内形成多个开口。该步骤还可利用外科或锁眼切割来执行；然而，这可能需要病人较长时间的康复周期。可选的是，插管(和以下所述的输送管的相对应的长度)为至少50mm，70mm，100mm或更大或中间或更小的值。
在104处，接近椎骨。
在106处，在本发明的一些实施例中，将具有高粘度的材料注射到椎骨中。可选的是，椎骨由于骨质疏松症或其它病理性病变引起的削弱而断裂。
108处，材料可选以某一方式和/或数量来提供，其还原至少椎骨的部分高度，例如预压缩高度的20％，40％，50％或中间或更高的百分比。本发明的一些实施例的特定特征是所提供的材料具有足够的粘度，或者是足够坚实的，从而同液体PMMA粘固剂比较而言，减少或防止椎骨的泄漏。用于推进材料的压力可高于本领域中已知的压力，以匹配增加的粘度。
在110处，完成该步骤，并除去管。
典型的骨接近装备
在进入该步骤细节之前，首先描述该工具。图2显示了根据本发明的一个典型实施例的可选地用于接近骨的复合工具200。在本发明的一个典型实施例中，所使用的接近工具包括一组构件工具，其互锁成可选择性地用作单独的工具或用作分开的工具。在本发明的一个典型实施例中，这种复合装备/工具用作只需要将物体一次插入到体内的一步接近系统。可选的是，如以下所述，同时还插入输送系统。可选的是，省略了工具的插管部分，例如图12A-12C的实施例中所述。
在本发明的一个典型实施例中，工具200的构件是同轴匹配的构件，其一个接一个地装配在下一构件的内腔中。
可选的插管202包括手柄204，和包括内腔的主体。
可选的钻具206包括适合于钻孔的伸长的主体和手柄208。可选的是，手柄208选择性地旋转地锁紧在手柄204上，以便利用单独个手柄，可选地利用弹簧锁217进行操作。工具206的主体配合在插管202的内腔中。可选的是，工具206的部分210被打上记号，从而在X射线图像上可见，甚至与插管202形成对比。可选的是，这允许在插管202和钻具206之间的直径上的差异最小。在一些情况下缺乏这种标记，直径上的差异在X射线图像上可能是不可见的，并且不能区分这两个工具。可选的导线212设于钻具206的内腔中。可选的是，提供按钮或其它控制器214，用于选择性地使导线212相对于钻头216前进和/或缩回。按钮可标上相对或绝对位置。
在插管202上提供可选的深度标记。
以下将描述使用这些工具的一个示例，其中图3A-3F示意性地显示了当具有压缩骨折306的椎骨300进行治疗时的进程，图1B中显示了并联的详细流程图120。
穿透至骨
在122处(图1B)，形成了穿过表皮层312和中间组织，例如肌肉和脂肪而至骨中的通道。可选的是，通过使复合工具/装备200前进，直到导线212的顶端218接触到骨时为止，而形成了该通道。在一些实施例中，顶端218设计成可钻进软组织(例如，包括刀刃)。或者或另外，顶端218包括适合于在软组织形成小孔的刺点。
这如3A图中所示。其还显示了椎骨的皮质板302和304以及网眼状的骨内部308。
由于视图是横截面，图中显示了单个肉基310。可选的是，接近椎骨是通过肉基实现的。可选的是，这种接近是通过两个肉基。可选的是，使用肉基外的接近方法。可选的是，选择接近点，以有助于椎骨的吊起。
穿透骨
在124处，顶端218穿透正在治疗的骨皮质(图3B)。在本发明的一个典型实施例中，顶端218与复合工具200的剩余部分分开操纵。可选的是，顶端218被推进直到其接触椎骨的远边时为止。
在本发明的一个典型实施例中，形成导线212的顶端218而钻入骨中，并通过旋转或振动而推进穿过脊椎皮层。可选的是，通过轻敲或对其施加压力而使其推进。
可选的是，注意导线和插管的相对位置，以帮助确定椎骨的内部范围。
在126处，导线是可选缩回的。可选的是，导线轴向锁定在钻具206上。可选的是，导线212和钻具206对准，使得顶端218和钻具的顶端216形成单个钻孔顶端。
在128处，钻具206被推进到骨中(图3C)。可选的是，钻具206的顶端216设计成用于钻孔和/或通过例如轻敲，旋转和/或振动而推进。可选的是，钻具被推进至椎骨的远边。可选的是，之前的导线的深度标记用于限制这种推进。可选的是，在126处不缩回导线。相反，在导线上推进钻具206直到其到达导线的末端。
在130处，可选地将插管202推进至骨中超过钻头。可选的是，插管的前缘是带螺纹的，或以其它方式而适合于在钻具所形成的孔处或周围与骨相结合。可选的是，将插管插入到骨中。
在132处，可选地除去导线和/或钻具(图3D)。在一些实施例中，插管并不总是推进至骨中。在其它实施例中，可将插管推进到骨中，例如，以防止在治疗物和骨皮质和/或断裂的骨之间的接触。可选的是，将插管推进穿过肉基而至脊椎内部308。
可选的是，将扩孔器(未显示)插入到插管中，并用于内部308的组织。
注射材料
在134处，将材料输送系统314提供到插管202中(图3E中所示)。可选的是，输送系统将材料输送至其一侧(如下所述)。
在136处，启动系统134，以便将材料316注射到内部308中。图3E显示了当注射充足材料时，可部分地或完全还原脊椎高度。注射的材料可部分地或完全地压缩内部308。
反馈
在138处，可选地提供反馈给操作员，以确定注射是否完成。可选的是，反馈由该部位的荧光镜成像来提供然而，可使用其它成像方法。
可选的是，提供非成像反馈，例如椎骨内部的压力，利用压力传感器(未显示)，或利用用于注射材料数量的指示器(视觉的或听觉的)。
可选的是，反馈用于确定该步骤是否如所需进行，例如，所需的高度复原数量(如果有)，确认不存在材料泄漏，确定对称性或不对称性和/或骨中新的骨折的存在。
重复和/或变化
可选的是，材料设于具有定额的盒中(如下所述)。如果该盒用完，并且需要补充材料时，可通过例如用新的盒替换盒而提供再填充(140)。
可选的是，改变材料的输送特性，例如一个或多个输送压力，输送速度，当以离散的单元进行输送时的输送数量，所输送的材料的粘度、成分和/或类型，材料的预热或预冷却，椎骨内部的准备位置，准备的空间图案和/或椎骨中的准备方向。
可选的是，改变材料的准备方向(142)，例如以有助于保持升高的对称性或指引材料的注射方向远离骨折或朝向空的空间。可选的是，通过旋转输送系统314而改变准备方向。或者或另外，通过椎骨中的新的接近孔而延续注射过程。可选的是，插管是轴向移动的。
可选的是，使用不同的材料来完成该步骤，例如，使用凝固成硬化状态的粘固剂(例如，PMMA)来密封入口孔和/或加强非硬化材料(144)。
完成步骤
在146处，除去工具。图3F显示了在完成该步骤之后的椎骨300。可选的是，利用例如组织胶水或缝线来密封入口切口。
典型的基本的输送系统
图4A和4B显示了根据本发明的典型实施例的基本输送系统；
图4A是输送系统400的横截面图，其通常由具有一个或多个挤压孔404的输送管402组成。可选的是，管402的远端是密封的。或者其可以是至少部分打开的，从而提供向前的材料注射。注意，当该末端密封时，可能作用较少的力，使输送系统从椎骨中缩回。管402内的材料通过带螺纹的推动器406推进。
在所显示的设计中，利用永久或临时的连接方法将管402连接在圆筒408上。在圆筒408内部可提供螺纹(未显示)，以匹配推动器406上的螺纹。或者(未显示)，圆筒408的内径大于管402的内径。可选的是，圆筒408和/或管402用作材料的储器。
用作螺母，并包括内螺纹的主体410与推动器406相结合。在本发明的一个典型实施例中，当旋转推动器402的手柄412(同时保持在主体/螺母410上)时，推动器406被推进，将材料从孔404注射到主体内。可选的是，圆筒408可与主体410分离，例如以便当一个圆筒被用空时，用装满材料的圆筒更换圆筒408。这种联接可以是例如，螺纹或快速连接，例如，旋转式卡扣配合。可选的是，管402可利用例如相同类型的联接而与圆筒408分离。
在本发明的一个典型实施例中，当推动器406的远侧顶端穿过孔404(在其那么长的实施例中)时，该通道从离开孔的材料上切去推动器前面的材料，从输送系统中释放离开的材料。图4B显示了输送系统420的一个备选实施例，其中使用了不同的孔424的设计。在该实施例中，输送管422用作圆筒和材料的存储器，并且可选地与带螺纹的螺母体430分离。可选的是，管422足够长，以包括足够用于注射的材料量，例如，8-10cc。可选的是，主体430包括喷枪或其它夹子(未显示)，并且如上所述，可带有螺纹，以与推动器426相结合。
在本发明的一个典型实施例中，该送系统由金属，例如，不锈钢制成。或者或另外，至少一些构件由聚合物材料制成，例如，PEEK，PTFE，尼龙和/或聚丙烯。
可选的是，一个或多个构件由带涂层的金属组成，例如，被覆聚四氟乙烯以减少摩擦。
在本发明的一个典型实施例中，推动器的螺纹由Nitronic60(Aramco)或Gall-Tough(Carpenter)不锈钢制成。
在本发明的一个典型实施例中，使用滚珠螺杆替代标准螺纹。可选的是，使用滚珠螺杆来提高能量效率，并使构造人工系统操作更为容易，如图4和4B中所示。可选的是，提供垫圈使滚珠与材料分开。
在本发明的一个典型实施例中，以伸长的香肠状物提供所输送的材料，其具有与输送管和/或孔相似的直径。可选的是，提供长的输送管。或者，植入多个这种细绳/香肠状物。可选的是，提供直径小于输送管，例如小0.1-0.01mm的材料，从而减少摩擦。
典型的挤压细节
参看回图4A，注意更近侧的挤压孔404可选地小于更远侧的挤压孔。可选的是，选择相对尺寸，使得挤压率和/挤压力在两个孔处是相同的。或者，孔设计成使得挤压率和/或挤压力不同。参看图4B，可提供三个轴向间隔开的孔，并且该挤压轮廓可以是应用于中间孔上的最大的挤压和/或力。
在本发明的一个典型实施例中，考虑到可能一些孔被推动器的前进所密封，可选择孔的尺寸，使得喷射出的材料总量符合所需。
在本发明的一个典型实施例中，孔设计成使得挤压材料垂直于输送系统而喷射出来。可选的是，输送系统形状加工成使得喷射成某个角度，例如，轴平面上的某个角度和/或垂直于轴的平面上的某个角度。可选的是，选择该角度以抵消将推动输送系统离开椎骨的作用力。或者或另外，选择角度以匹配所需的椎骨提升方向，或例如防止挤压材料引起的直接提升。可选的是，将输送系统以所需的角度插入到椎骨中。可选的是，不同的孔的角度，例如，输送管对边上的孔的角度是不同的，例如，在对边上的孔之间限定180度的角度或更尖锐(朝近侧边)的角度或斜角。在本发明的一个典型实施例中，挤压角度为相对管轴30度，45度，60度，80度或更小，中间或更大的角度。可选的是，材料以1mm，2mm，3mm，4mm，5mm，10mm的弯曲半径或中间，更小或更大的半径而进行挤压。
挤压孔的径向排列可具有各种设计。在一个示例中，例如为了确保空间308的均匀填充，可提供三排，四排或更多排轴向孔。每排可具有，例如，一个，二个，三个或更多个孔。在另一示例中，只在对边上提供孔，例如，用户可选择向骨皮质板302和/或304，或不向它挤压。
除了成排以外，可使用交错排列。交错排列的一个可能的优势是输送管可通过对准的孔排而被过度地削弱。
图5A显示了输送顶端500的设计，其中使用了交错排列的弧形孔502的设计。图5B显示了输送顶端510的设计，其中伸长的矩形孔512按非交错的方式进行排列。
如图所示，孔的形状可以是各种形状，例如，弧形的，椭圆的，矩形的，轴向对称或非对称的，平行于管轴或不平行于管轴和/或伸长的。
可选的是，孔的边缘是锯齿形的。可选的是，出于以下一个或多个原因而选择孔的形状：挤压的形状，防止孔的故障和/或防止输送顶端的故障。可选的是，孔具有凸唇(可选向内)，其可有助于挤压成形。例如，凸唇宽度可在0.1和1mm之间，例如，0.3mm或0.5mm。
在本发明的一个典型实施例中，输送管是刚性的。可选的是，输送管在插入之前是韧性的或机械成形的(例如，利用虎钳)。在本发明的一个典型实施例中，插管是韧性的，并且允许插入其末端弯曲的输送管。
在本发明的一个典型实施例中，所使用的输送顶端的类型由用户选择。可选的是，输送顶端是可替换的，例如通过螺纹而连接在输送系统上。可选的是，在输送系统的部分上可选择性地提供套管或环，以便选择性地阻塞一个或多个孔。
简要地参看图7A，其显示了插管710的封闭的远侧顶端702，其中提供了引导斜面706来引导喷射出的材料离开侧面孔704。
可选的是，这种斜面的使用减少流动上的湍流/材料的变形和/或可有助于减少摩擦和/或改进对挤压形状的控制。
还要注意只是在输送系统的一边提供材料挤压。
这可允许对由于挤压而造成的椎骨内部的力矢量进行较好的控制。在本发明的一个典型实施例中，由引导斜面限定的角度(90度，并且为管轴平面上的角度)有助于确定挤压方向。图7A中还显示了非扭转推动器708，其可减少挤压材料时的湍流，摩擦和/或其它困难，例如空隙。
图5C显示了插管输送顶端520，从中通过推动器528将材料526以弯曲的挤压形状522挤压出来。在本发明的一个典型实施例中，曲率通过控制侧面孔524的近侧532和远侧530上的相对摩擦而受到控制。或者或另外，曲率依赖于孔的尺寸和斜面的形状。可选的是，材料通过挤压而发生塑性变形，并且可保持所赋予的形状，从而排除了与变形表面(例如，骨板)的接触。在本发明的一个典型实施例中，插管的远侧顶端是封闭的，可选是永久封闭的，从而迫使粘固剂522在侧面向外通过孔524。
或者或另外，挤压522由于顶端520的轴向或旋转运动而可以是弯曲的或曲折的。可选的是，旋转用于更均匀地填充空间308。
在本发明的一个典型实施例中，输送管在输送期间移动和/或旋转。可选的是，齿轮机构将推动器的运动和管的旋转和/或轴向运动联接起来。可选的是，操作员提供手动运动。可选的是，振动器联接在输送系统上。
上面提到的一个因素是圆筒408中的材料数量可能不足以完成该过程。图6A中显示了匹配的设计，其中圆筒408的内腔602的直径与输送管402的内腔604的直径是相同的。可能需要较长的输送管/圆筒，以减少圆筒变化数量。
图6B显示了一种备选设计，其中圆筒408′具有带更大内径的，并因而带更大储存容量的内腔606。可选的是，更大的直径提供了随着直径变化额外的液压放大系数。可选的是，直径上的突变可能造成湍流，阻力和/或空隙的产生。在一些材料中，直径变化需要材料的压缩。可选的是，如图所示，提供了直径上的逐步变化，其中，中间倾斜部分608的内径在内腔606和604的直径之间变化。可选的是，推动器具有匹配内腔606的直径，并且不装配在内腔604中。可选的是，推动器设有扩展部分，该扩展部分不装配在内腔604中。
参看图6C，在圆筒408″中提供了逐渐变化的内腔610。
可选的是，推动器的远端由柔性材料制成，其可符合直径上的变化。可选的是，柔性材料比注射材料更为坚硬。或者或另外，推动器的远端形状加工成可匹配内腔610的几何形状。
在本发明的一个典型实施例中，圆筒的内腔至少在圆筒的近侧部分大于推动器的直径。在推动器推动一定量的材料进入到骨中之后，推动器缩回，并将保持在圆筒中的材料进行整顿，使得推动器的下一推进将推进它。可选的是，整顿通过第二柱塞的推进来实现，第二柱塞具有与圆筒相似的直径。可选的是，这种柱塞与推动器是同轴的。
输送管可具有各种横截面形状，例如，圆形的，矩形的，弓形的和/或方形的。可选的是，横截面与挤压孔的形状相匹配。可选的是，孔的内部被制成尖锐的，以便随着其推进而切断挤压材料，而非或除了塑性变形或剪断它以外。
典型的粘度/塑性和压力
在本发明的一个典型实施例中，骨粘固剂的粘度在加载到注射系统的时候，在混合之后的可选3，或2或1分钟或更小或中间值的时间为500，可选1,000，可选1,500，可选2,000帕秒或更小或更大或中间值。可选的是，带这个范围的粘度的粘固剂在修补脊椎，例如椎体成形术椎体后凸成形术过程中是有用的。在本发明的一个典型实施例中，在注射时间为粘性的粘固剂的使用减少了材料泄漏的风险。减少的泄漏可选地有助于增加正面的临床结果的可能性。
在本发明的一个典型实施例中，粘固剂是足够粘性的，以便在其注射时移动骨。可选的是，骨的移动有助于减少骨折和/或复原脊椎高度。在本发明的一个典型实施例中，所提供的材料具有600帕秒以上的粘度。可选的是，利用至少40大气压或更高的压力，例如，100或200大气压或更大的压力而将材料推进到体内。如果材料是塑料，其可具有，例如，在10A肖氏硬度和100A肖氏硬度之间的硬度，和/或高于200MPa的杨氏模量。在本发明的一个典型实施例中，压力要求在过程开始时是不严格的，例如如果由于接近骨或输送系统的旋转而造成空隙时。
在本发明的一个典型实施例中，输送系统的外径，例如为2mm，3mm，4mm，5mm或中间或更小或更大的直径。可选的是，输送系统的壁厚为0.2或0.3mm。可选的是，壁厚朝着远侧顶端的方向而增加。
应该注意的是，用于输送的压力可依赖于以下一个或多个方面：在材料和输送系统之间的摩擦，被推动的材料的长度，应用于材料上的压力，由材料应用于椎骨上的所需的压力，通过挤压对椎骨应用压力的方法，材料的粘度，在材料和圆柱之间的接触面积和/或其它造成材料运动阻力的原因。
例如如果认为椎骨可能受损或材料可能泄漏，那么可使用较低的压力。对于典型的椎骨，注射的体积可以为例如，2-4cc，并且可高达8-12cc或更高。根据例如空间308的体积和所需的注射效应，其它体积可能是合适的。
在本发明的一个典型实施例中，注射速率为0.25cc/sec。可提供更高或更低的速率，例如，在25cc/sec和0.1cc/sec之间或更小，和在25cc/sec和1cc/sec之间或更大。可选的是，利用电子或机械回路来控制速率。可选的是，操作员响应于预计的或成像的响应压力而发生的骨变形来确定速率。可选的是，速率在该过程长度上变化，例如，在开始时较高和在结束时较低。可选的是，注射速率由操作员(或自动地)响应于反馈机构，例如荧光镜而进行控制。
快速凝固的粘固剂
图15是针对根据本发明的一种典型的骨粘固剂的粘度作为时间函数的曲线图。该图没有按比例绘制，并且被提供用来显示本发明的原理。混合过程的结束表示为时间0。在本发明的一个典型实施例中，根据本发明的骨粘固剂在混合时进入塑性相位，使其基本上不具有液相。可选的是，聚合物和单体成分的混合物在15，可选30，可选60，可选90，可选120秒或更小或更大或中间的时间内产生了一种大约500帕秒或更小粘度的材料。在本发明的一个典型实施例中，材料在其成分混合之后的大约30秒内达到高于500帕秒的粘度。可选的是，一旦获得高的粘度，粘度将保持稳定达2，可选5，可选8分钟或更长时间。在本发明的一个典型实施例中，这个稳定的粘度间隔为医疗程序的执行提供了机会窗。在本发明的一个典型实施例中，稳定的粘度意味着在完成混合之后的至少2分钟，可选至少4分钟的时间窗期间，粘固剂的粘度变化小于200帕秒。可选的是，时间窗开始于完成混合之后的1，2，3，6，或8分钟或更小或中间时间。在本发明的一个典型实施例中，粘固剂的粘度保持低于1500帕秒达至少4，可选至少6，可选至少8，可选至少10分钟或中间或更长时间。
在本发明的一个典型实施例中，随着粘固剂流过插管，减少了粘固剂储器中所应用的注射压力。可选的是，在粘固剂和插管壁之间的摩擦减少了压力。在本发明的一个典型实施例中，粘固剂的注射是连续的。这里使用的术语“连续”表示离开插管远侧顶端的粘固剂的流动的最大间断时间小于5，可选小于2，可选小于1，可选小于0.5，可选小于0.1秒或更小或中间时间。
在图15中，混合过程的结束表示为时间0。当所有丙烯酸类聚合物颗粒已经被单体润湿时，混合被视为结束。
出于比较的目的，该图表显示了典型的当前技术的粘固剂达到适合于在混合之后的大约10.5分钟的时间进行注射的粘度，并且完全凝固大约15.5分钟。
根据本发明的一种典型粘固剂的注射机会的时间窗(Δti)比典型的当前技术的粘固剂的可比的时间窗(2)更长且更早。可选的是，(Δti)基本上在完成混合后就立刻开始。在本发明的一个典型实施例中，粘固剂在进入塑性相位之前基本上没有液相。
对于典型的快速凝固粘固剂随时间测量粘度
为了估算根据本发明的一些实施例的不同的典型的一批粘固剂的粘度剖面分布，将大量预混合的骨粘固剂放置在不锈钢注射器体的内部(例如图7P和7Q的2002)。Krause等人描述了一种用于根据所应用的力来计算粘度的方法。(″丙烯酸骨粘固剂的粘度″，生物医学材料研究杂志，(1982)：16：219-243)。该论文通过引用而完整地结合在本文中。
在实验器械中，注射室2600的内径大约为18mm。远侧圆柱形出口2500具有大约3mm的内径和超过4mm的长度。这种配置模拟了标准骨粘固剂输送插管/Jamshidi针管的连接。活塞2200施加力(F)，因而导致骨粘固剂流过出口2500。活塞2200开始以大约3mm/min的恒定速度移动。结果，活塞偏转指示经过的时间。
实验过程用作一种毛细挤压式流变仪。这种流变仪测量毛细管端至端的压差。该装置由18mm圆柱形的储器和活塞制成。储器的远端组成4mm长的3mm孔。假设稳定的流动，等温的条件和测试材料的不可压缩性，阻碍毛细管中的流体运动的粘力等于由测力传感器测量到的作用在活塞上的力。结果由力对位移来表示。因为位移速率是恒定的，并且设定为3mm/min，所以剪切速率也是恒定的。为了测量从测试开始过去的时间，位移速率被除以3(慢跑速率)。
图16以力(牛顿)对位移(mm)的形式显示了根据本发明的第一典型的一批粘固剂的粘度剖面。这个实验中所使用的粘固剂包含液体成分，其包含体积比为大约98.5％的MMA，大约1.5％的DMPT和大约20ppm氢醌，以及粉末成分，其包含重量比为大约69.39％的PMMA，大约30.07％的硫酸钡和大约0.54％的过氧化苯甲酰。PMMA的平均分子量大约为110,000道尔顿。大约1％的PMMA具有分子量700,000至1,000,000道尔顿的分子量。颗粒尺寸在10-200微米范围内。
在这个试验中(平均温度：22.30C；相对湿度：大约48％)，粘固剂混合30-60秒，然后用手操纵，并放置在注射器2002的内部。在混合结束之后通过活塞2200施加力大约150秒，并且测量力和活塞偏转。
在混合之后(0mm偏转)的2.5分钟的时间，所施加的力高于30N。
在混合之后的6.5分钟的时间(12mm偏转)，所施加的力大约为150N。在混合之后(15mm偏转)的7.5分钟的时间，所施加的力高于200N。
在混合之后(18mm偏转)的8.5分钟的时间，所施加的力高于500N。
在混合之后(20mm偏转)的9.17分钟的时间，所施加的力高于1300N。
图17以力(牛顿)对位移(mm)的形式显示了根据本发明的另一典型的一批粘固剂的粘度剖面。这个试验中的粘固剂是根据图16的实验所述相同的配方准备好的。在这个试验中(平均21.1℃；相对湿度：大约43％)，粘固剂混合45秒，然后用手操纵，并放置在注射器2002的内部。在混合结束之后通过活塞2200施加力大约150秒，并且测量力和活塞偏转。
在混合之后(0mm偏转)的2.25分钟的时间，所施加的力高于30N。在混合之后的8.25分钟的时间(18mm偏转)，所施加的力大约为90N。
在混合之后(25mm偏转)的10.3分钟的时间，所施加的力高于150N。
在混合之后(28.5mm偏转)的11.4分钟的时间，所施加的力高于500N。
在混合之后(30mm偏转)的12.25分钟的时间，所施加的力高于800N。图16和17中所显示，且上文中所总结的结果显示了根据本发明的一些实施例的典型骨粘固剂在完成混合之后的少至2.25分钟内就准备好注射。或者或另外，这些粘固剂特征在于很短的混合时间(即在3060秒内转变成塑性相位)。典型的粘固剂提供4.5至6.3分钟，如果施加更大压力的时，可选更长时间的用于注射的″工作窗″。这些时间分别对应于14.9和20.8ml的输送体积。这些体积对于大多数脊椎修补过程是足够的。这些结果符合图15中所述的所需特征。在这两个实验之间的区别反映了温度和湿度对反应动力学的影响。
液压材料准备系统
图7A显示了通过液压驱动的输送系统700。插管710填充有有待喷射到体内的材料。插管710可选地通过连接712而与体内714分离。可选的是，该连接是螺纹。或者，可使用快速连接方法，例如卡扣连接。主体714通过输入口716将所提供的液压转换成推杆708的推进。可选的是，主体714与管710是集成的，但这妨碍了当有待喷射的材料用完时，管710的更换。
在本发明的一个典型实施例中，引入的液压(或气动)流体推动活塞718，其直接推进推动器708。可选的是，通过活塞和推动器的比率提供液压优势。可选的是，提供弹簧720，用于当液体压力得以释放时，缩回推动器708。
可选的是，提供一个或多个垫片722包围推动器708，以防止其弯曲。可选的是，垫片安装在弹簧720上。可选的是，垫片设于几个轴向位置。除了垫片，翼片可从推动器708延伸至主体714。
可选的是，在使用中，当材料用完时，减少压力，使推动器708缩回，并更换输送管710。可选的是，提供了填充有注射材料的圆筒，其与管710分离，从而不需要从主体上除去顶端702。
图7B和7C显示了两个提供液压动力的备选方法。在图7B中，使用踏脚板泵740，其中用户将他的脚放置在踏板744上，并将其下压到板742上。各种脚踏泵在本领域中是已知的。可选的是，长的压制释放压力。可选的是，液压子系统是一种密封的系统，其被提供用于(例如，包括流体)用户和或分配器。柔性管的典型长度在0.2和3米之间，例如，在1和2米之间。然而，还可使用更大的长度。
在本发明的一个典型实施例中，可由脚操作的促动器利用1.5m，可选2m，可选2.5m的管或更小或中间或更大长度的管(见图7B)。
在本发明的一个典型实施例中，可由手操作的促动器利用0.25m，可选0.5m，可选1.0m的管或更小或中间或更大长度的管。
图7B中还显示了主体714的变体，如714′所示。图中显示了两个弹簧720′替代单个弹簧720，其中垫片在弹簧之间。可选的是，使用多个弹簧来帮助将垫片保持靠近有弯曲危险的推动器的中点(或其它相对的长度单元)。
图7C显示了一个使用手动泵760的备选实施例，该泵可以是本领域中已知的任何类型，例如，包括活塞764和汽缸766的机构762。可选的是，这种泵通过相对汽缸766旋转活塞764而实现，其构件包括匹配螺纹。或者，使用线性运动。可选的是，在泵和输送机构之间获得液压增益，例如1∶3，1∶5，1∶10的增益或任何更小，中间或更大的增益。
在本发明的一个典型实施例中，提供液压系统作为一次性使用的单元，其带有非一次性使用的(或一次性使用的)脚踏泵。
图7D显示了一次性使用的混合和存储室770，图7E显示了带有一次性使用的液压囊754的可再次使用的泵750。
参看图7D，相同囊770可选地用于材料的混合和用于材料的存储/输送。可选的是，该材料是凝固粘固剂例如PMMA。在液压输送流的实施例中，柔性管772可选地永久地连接到泵上(图7E)。当提供的流体穿过管772时，活塞774移动穿过汽缸容积776，并将材料推出(例如，并推动到输送系统中)。在图中，显示了囊装有混合器778。可选的是，利用可分离的漏斗(未显示)将材料提供到容积776中，之后除去漏斗，并替代插入混合器778。在所显示的典型的混合器中，封盖782覆盖了汽缸776。当混合完成时，这个封盖可被适合于联接到输送管上的接头替换。
在使用中，旋转手柄780，旋转具有转子788的轴786，转子788将其轴限定为，例如螺线线。可选地提供定子789。可选的排气口784可连接在真空源上，以便吸出材料凝固所引起的毒气和/或坏气味的烟雾。可选的是，通过旋转手柄的难度来估算材料的粘度。可选的是，手柄包括当达到所需的粘度时，跳变的离合器(未显示)。可选的是，离合器是可设定的。可选的是，使用粘度计，或基于温度，配方和混合时间来估算粘度。
封盖782可选地包括橡皮刮板或其它擦拭器，以便当从囊770中除去材料时，可从混合器778上刮去材料。
参看图7E，管772连接在囊754上，其包括活塞798和预填充流体的容积797。在本发明的一个典型实施例中，提供连接在泵750上的框架756，用于选择性地接收囊754。
泵750例如是一种基于液压油的泵-机构752，其使推杆795延伸，推杆795使活塞798前进。
在所显示的实施例中，连接在轴791上的脚踏板758迫使活塞755进入到汽缸792中。单向阀794允许汽缸792中的流体流入到容积749中，在此处其推动活塞757。当踏板758释放时，弹簧(未显示)将其拉回到向上的位置，并允许液压流体从存储室759(例如，其包围泵)流过单向阀793进入到汽缸792中。
可选地提供减压阀751，以防止汽缸749的过压。在本发明的一个典型实施例中，提供弹簧796，当压力得以释放时，利用它推回活塞757和推动器795。可选的是，利用旁通阀753释放压力，旁通阀是手动操作的。一旦推杆795缩回，可选地除去囊740。
图7F(侧视图)和7G(横截面)显示了液压输送系统2000，其包括用于材料(例如骨粘固剂)的储器2002和压力源2004。连接储器2002和压力源2004的柔性管2006可选地包含在系统2000中。储器2002可连接在插管2008上。在注射储器2002中的材料之前，可选地将插管2008引入到骨中。利用，例如，螺纹式闭锁连接器2010和/或螺纹连接器2014可连接储器2002和插管2008。或者，储器2002和插管2008可成形为单件。可选的是，插管2008可与口针(未显示)兼容。
在本发明的一个典型实施例中，插管2008是可塑性变形的插管，可选是带裂口的插管。在待决的题名为″用于将材料输送到体内的工具和方法″的美国申请60/721,094，以及待决的由代理人档案No.110/05085确定，并与本申请同期提交的题名为″插管″的美国申请中详细描述了大体上的塑性可变形的插管以及尤其带裂口的插管，这些发明公开通过引用而完整地结合在本文中。可选的是，塑性可变形的插管2008的使用便于储器2002定位在X射线成像场的外面。
在本发明的一个典型实施例中，压力源2004是液压源。压力源2004可填充任何液体。在本发明的一个典型实施例中，压力源2004填充有无菌液体2026(图7G)，例如盐水或水。可选的是，填充是通过柔性管2006来实现的。可选的是，管2006的出口浸渍在液体中，并且操作液压促动器2012，以便用液体填充压力源2004。在图7F和7G的典型实施例中，显示促动器为一种装备有旋转手柄2012的滚珠螺杆接头2013。
根据这个实施例，旋转手柄2012，以便用液体填充压力源2004。
在本发明的一个典型实施例中，作为预填充单元提供压力源2004。可选的是，预填充的单元包括主体2004，管2006和/或封盖2013和/或带传动轴2022的手柄2012。可选的是，预填充的单元包括主体2004，可选的管2006，并且在各末端配备临时的密封。在本发明的一个典型实施例中，当连接额外的系统构件时，除去或打破密封。虽然图中显示了典型的可手动操作的促动器，但是液压促动器2012可通过例如，脚踏板(见图7T以下所述)或电动促动器，例如线性促动器或电动机进行操作。电动操作可通过例如利用蓄电池(如上所述)和/或电源来获得。在本发明的一个典型实施例中，液压促动器导致压力源产生50，可选100，可选150，可选200，可选300大气压或更小或更大或中间值的压力。
可选的是，安全机构(如下文中更详细所述)限制压力。在本发明的一个典型实施例中，安全机构包括带有限定的压力阈值的阀门。在本发明的一个典型实施例中，设定阈值，以防止粘固剂在其固化之后的注射和/或保护系统免于试图注射固化的粘固剂而引起的损伤。
例如如果特殊的粘固剂配方在150大气压的压力下在″工作窗″期间是可流动的，那么阀门的阈值可设定在170大气压下。在这种情况下，系统将设计成可承受更大的内部压力，例如200大气压。这种设置减少了当粘固剂固化时，系统将受损的机会。
可选的是，压力阈值为150或210大气压或更小或更大或中间值。在本发明的一个典型实施例中，安全机构可用于释放捕获的气体(例如空气)和/或粘固剂。在本发明的一个典型实施例中，液压促动器的每次启动(例如，手柄旋转，脚踏板按压)都导致注射限定量的粘固剂。可选的是，液压促动器提供压力放大。
可选的是，在将压力源2004连接到储器2002上之前，可从压力源2004和/或管2006中除去空气。可选地采用一个或多个连接器2016将储器2002可选地通过管2006而连接到压力源2004上。连接器2016可以是例如，螺纹式闭锁连接器，速释连接器或螺纹连接器。
在本发明的一个典型实施例中，采用输送系统2000来输送粘性材料，可选粘性的骨粘固剂。在本发明的一个典型实施例中，粘固剂成分(例如粉末和液体)是混合的。可选地通过储器封盖2014将混合物装载到储器2002中。可选地旋开封盖2014，并用骨粘固剂2020填充储器2002(图7G)。根据本发明的各种实施例，可手动地或利用工具或填充装置将粘固剂2020插入到储器2002中。在本发明的一个典型实施例中，粘固剂2020足够粘性，使其可预成形成某个尺寸和形状，以允许轻易插入到储器2002中。在将粘固剂2020插入储器2002中之后，更换封盖2014。压力源2004可选地通过柔性管2006，通过连接器2016而连接在储器2002上。在本发明的一个典型实施例中，泵2004，管2006，连接器2016和流体2026作为预装配的无菌单元来提供。可选的是，通过可选地位于连接器2016上的减压阀201 7从系统中除去空气。可选地，手柄2012的旋转提高了系统中的压力，并驱动空气离开。可选的是，空气在插管插入体内之前通过阀门2017而释放或通过插管2008而排出。
可选的是，粘固剂成分的混合在真空下执行，以防止气泡进入粘固剂。
储器2002通过连接器2010而连接在插管2008上。在本发明的一个典型实施例中，连接器2010用作定向标记，其指示通过插管注射粘固剂的喷射方向。手柄2012的操作将粘固剂2020从储器2002输送到插管2008中。在本发明的一个典型实施例中，手柄2012的旋转使泵螺纹2022旋转，并推进活塞2024。
活塞2024的前进对压力源2004中的液体2026施加压力，并造成液体2026可选地通过管2006而前进到储器2002中。储器2002中的液体2028对储器2002中的活塞2018施加压力。当活塞2018前进而穿过储器2002时，其造成粘固剂2020前进，并通过插管2008而离开储器2002。
根据本发明的各种实施例，插管2008可设有一个或多个用于粘固剂输送的孔。可选的是，这些孔定位在远端和/或靠近插管2008的远端。可选的是，孔相对于插管面向轴向和/或径向。可选的是，插管的远端是封闭的。在本发明的一个典型实施例中，插管上的一个或多个侧面开孔允许利用永久封闭的远侧顶端而从插管横向注射到骨的所需目标中。
在本发明的一个典型实施例中，注射过程通过医疗成像系统(例如荧光镜)来监测。当所需数量的粘固剂2020已经穿过插管2008时，就停止注射。可选的是，储器2002与插管2008和/或管2006和/或压力源2004分离。插管2008从骨中除去，并封闭操作部位。
在本发明的一个典型实施例中，插管2008和/或粘固剂2020由生物相容性材料组成。在本发明的一个典型实施例中，接触粘固剂2020的系统2000的构件不会对粘固剂产生负面影响。例如如果采用MMA作为粘固剂的成分，那么储器2002可由MMA单体抗性聚合物/塑料构成，而插管2008可由不锈钢构成。在本发明的各种典型实施例中，储器2002可由例如尼龙制成，压力源2004可由例如金属和/或塑料(例如聚碳酸酯)制成，并且柔性管2006由例如尼龙或聚四氟乙烯制成。
在本发明的一个典型实施例中，储器2002和/或压力源2004由无定形尼龙(例如尼龙Nos.6，6/6或12，例如Grilamid90或Dureth)和/或循环的烯烃共聚物(COC)(例如，Topas；Ticona GmbH，Kelsterbach，Germany)构成。这些材料对粘固剂成分，包括单体成分是抗性的。
在本发明的一个典型实施例中，储器2002设计成可承受100至300大气压范围内的压力。可选的是，带18mm内径的储器构造成5mm的壁厚，使得外径为28mm。可选的是，壁是有肋条的，以增加强度和/或减少重量。
压力源2004将只与液压流体，例如水或盐水发生接触。可选的是，压力源2004由聚碳酸酯和/或聚砜和/或PEEK或其它不被液压流体侵蚀的材料构成。
可选的是，系统2000利用至少100，可选150，可选200，可选300大气压或较小或中间或更大值的压力来注射粘固剂2020。在本发明的一个典型实施例中，系统2000构造成可承受这些操作压力。系统中积累的实际压力可随着例如粘固剂2020的粘度变化而改变。根据预期的压力可采用各种类型的连接器和/或压力源和/或储器和/或插管。本领域中的普通技术人员将能够选择商业上可得到的构件，例如连接器，管道和O形环，其适合于在给定的预期的操作压力下构造系统2000。在本发明的一些典型实施例中，通过捣固仪器提供压力，其包括适合于符合插管内腔的杆(见图7A)。在本发明的其它典型实施例中，压力由直径宽于插管内腔的活塞(例如图7G中的2018)提供。需要强调的是本发明上下文中所采用的高粘度的粘固剂和有待填充的小直径的插管的结合构成了标准注射器或其它不适合于插管填充的非放大的压力源。可选的是，手动操纵粘性粘固剂，以便于如下文″粘性材料的转移″所述，装载输送装置的储器。在本发明的那些采用捣固杆的实施例中，可选地通过工作套管将其引入到椎骨中，工作套管的特征在于直径略大于插管直径。
可选的是，储器2002是透明的，以允许粘固剂2020的可视化。在本发明的一个典型实施例中，透明的储器2002标记有刻度，指示储器中的粘固剂2020的数量。可选的是，这允许用户确定注射多少粘固剂。
在本发明的一个典型实施例中，可选地连接在管2006上的压力源2004，其填充有液体。可选的是，从这些构件上除去空气。这种实施例可加速手术室过程。根据这个实施例，将储器2002连接到柔性管2006上的快速连接器2016，装备有单方向阀2017，其密封管2006直到其连接到储器2002上时为止。
可选的是，单方向阀(图中未显示)并入到储器活塞2018中，并且朝着不包含粘固剂2028的储器部分打开/释放。例如，图7G中所示类型的系统，粘固剂从容器2002的远侧(被封盖2014覆盖)装载。在连接到连接器2016上之前，空气可通过活塞2018中的单向阀进行排放，从而残存空气可从容器2020流过活塞2018中的单向阀，并穿过放出阀2017。在本发明的一个典型实施例中(图7P；图7S)，空气直接从开口2500逸出。可选的是，不提供阀门。
虽然显示了手操作的手柄，但是根据本发明的补充的典型实施例，手柄2012可被用于促动活塞2024的脚踏板替换。或者或另外，压力源2004可依赖于用于促动的电力。电力可例如由蓄电池提供。在本发明的一个典型实施例中，蓄电池供电的电动机旋转螺纹2022而使活塞2024前进。
在图7I至7O中更详细地显示了用于图7F和7G中所示普通类型的系统中所使用的典型液压源的构造和操作。
典型的压力源
图7I显示了液压源2004，其包括连接在传动轴2050上的促动手柄2012和活塞2060。传动轴2050穿过液压室封盖2013，并且可插入到液压主体2005中。活塞2060连接在传动轴2050的远端上，或构造成其一部分。活塞2060形成了相对于液压主体2005的内腔内表面的周向密封。在本发明的一个典型实施例中，液压主体2005由无定形尼龙或聚碳酸酯构成。
在本发明的一个典型实施例中，小阶梯螺纹(例如1mm/旋转)，小的螺栓半径(例如4mm)和在螺栓螺母结构中所采用的材料(例如用于螺母2013的尼龙和用于螺栓2050的不锈钢)产生了较低的摩擦系数。当同之前可得到的钢液压源比较时，无定形尼龙提供了利用较少重量抵抗高的内部压力的材料强度。在本发明的一个典型实施例中，带20，可选25，可选30，可选35mm(或较小或中间或更大值)外径的无定形尼龙储器可抵抗大至300大气压或更大的内部压力。可选的是，其可以是透明的。可选的是，透明的液压主体2005允许操作员观察活塞2060的进程。在本发明的一个典型实施例中，活塞的进程经主体2005上标记进行标准。
在本发明的一个典型实施例中，液压主体2005可连接到柔性管2006上。可选的是，管2006直接胶接在储器2002上(例如通过UV硬化胶水)。插图2019更详细地显示了这种连接的一个典型实施例。漏斗2055坐落在液压主体2005的远侧孔中，并且通过O形环2052和接续插头2051而密封。根据本发明的这个典型实施例，随着液压主体2005中的液压流体上的压力增加，漏斗2055更牢固地坐落在液压主体2005的远侧孔中。可选的是，这种设置使应力径向分布在储器的远端。可选的是，这种设置防止了在100至300大气压的操作压力下的泄漏。随着压力增加，液体被迫穿过管2006。在本发明的一个典型实施例中，包括主体2005，封盖2013，传动轴2050和活塞2060的液压单元，其作为预填充有无菌液体的单元来提供。可选的是，壁2005是透明的，从而活塞2060对于该单元的操作员是可见的。在本发明的典型实施例中，透明的壁2005标记有刻度，其指示粘固剂的注射体积。
在本发明的一个典型实施例中，选择用于盖子2013和传动轴2050的特定材料，以减少摩擦系数(μ)。可选的是，盖子2013由聚合物/塑料制成，而轴2050由钢制成。可选的是，通过减少轴2050和/或封盖2013上的螺纹直径可减少摩擦半径(R)。
M＝R*f
f＝μ*F
所以M＝R*μ*f。因此，每个法向力F所需要的力矩上的减少可选地通过减少R和/或μ来实现。
工作力矩(M)是R和液压液体的径向力(f)的乘机。在封盖2013和轴2050之间的力(F)是轴向施加在活塞2060上的力。图7J是图7I典型实施例中所示的手柄和活塞组件的分解图。根据这个实施例，销2053将手柄2012锚定在传动轴2050上。可选的是，将销2053设计成如果施加过大的旋转扭矩可断裂。在本发明的一个典型实施例中，销2053的断裂是一种安全特征。封盖2013和轴2050是各带螺纹的，从而手柄2012的旋转可造成轴2050前进或退出封盖2013。可选的是，封盖2013由塑性聚合物构成。可选的是，轴2050由金属，例如不锈钢构成。在本发明的一个典型实施例中，带螺纹的轴2050由不锈钢构成，并具有6mm，可选5mm，可选4mm的直径或更小或更大的或中间直径。可选的是，与塑性聚合物螺纹匹配的不锈钢螺纹提供了低摩擦连接，其使得手动操作手柄2012更为容易。在本发明的一个典型实施例中，采用狭窄直径的传动轴2050作为一种减少对封盖2013的螺纹摩擦量的措施。在本发明的一个典型实施例中，轴2050和2013上的螺纹各一组滚珠轴承相结合，以提供滚珠螺杆机构。在这图中，活塞2060上的可选的压力释放口2070是可见的。
图7K是图7J中所示的手柄和活塞组件的横截面图。图7K显示了封盖2013上的第二组螺纹2057。螺纹2057是使封盖2013与液压主体2005相结合的一种典型措施。一旦封盖2013与液压主体2005相结合，手柄2012的操作将造成活塞2060在液压主体2005中的前进。可选的是，螺纹2057与轴2050上的螺纹是相同方向的以防止拆卸。可选的是，一旦封盖2013完全盖上时，就锁定螺纹2057。
图7K还显示了一个典型的结合机构，通过它可将传动轴2050联接到活塞2060上。所显示的结合机构依赖于滚珠2058，其卡扣在活塞2060的匹配的承窝中(2059；图7M)。在本发明的一个典型实施例中，这种设置保证当轴2050推进时，活塞2060保持连接在滚珠2058上。可选的是，这种类型的滚珠/承窝连接允许当螺栓2050旋转时，活塞2060前进而不旋转。在本发明的一个典型实施例中，这种活塞旋转的缺乏提高了阀门寿命，并提高了密封性。可选的是，滚珠/承窝类型的连接提供了足够强的结合力，从而轴2050的返回旋转将使活塞2060缩回。可选的是，滚珠承窝连接是经济且可靠的。在本发明的一个典型实施例中，手柄2012在相反方向上的操作将造成液压主体2005中的活塞2060的后退。可选的是，反方向上的操作停止了粘固剂的注射。
压力源安全阀
图7L是包括减压阀的活塞2060的分解图，该减压阀可通过经由活塞2060上的一个或多个释放口2070排出液压流体而减轻液压流体的过大压力。在本发明的一个典型实施例中，减压阀包括弹簧2062，压力释放孔元件2064，和密封垫圈2067。在图中显示了可选的垫圈2065，2066，2068和2069。在本发明的一个典型实施例中，减压阀在160大气压的压力下触发。可选的是，160大气压的阈值压力保护设计成可承受200大气压的系统。
图7M和7N分别是图7L的阀门处于打开和封闭操作状态下的横截面图。图7N显示了弹簧2062处于完全扩张的状态。当驱动机构的远端2058被迫进入到承窝2059中时，活塞2060推进而穿过液压主体2005。活塞2060的推进造成滞留在液压主体2005中的流体压力增加。活塞2060的推进造成滞留在液压主体2005中的流体压力增加。当液压主体2005中的压力达到预定的阀值(例如，150，160或210大气压)时，弹簧2062的缩回造成带有孔隙的元件2064突出密封2067。带有孔隙的元件2064提供了在加压流体2020(图7G)和较低压力舱(2028)之间流体流通的通道。这允许液压流体通过释放口2070而流动至活塞2060后的后室2028。液压流体的释放造成压力下降阈值以下，弹簧2062使阀门膨胀和密封。在本发明的一个典型实施例中，释放的液压流体在透明的液压主体2005中是可见的。
图7O是活塞2060的一个典型实施例的侧视图，其显示了释放口2070。在本发明的一个典型实施例中，阀门的打开将液压减少至阈值压力。
在本发明的一个典型实施例中，所限定阈值下的压力表示由于粘固剂已经固化，而必须停止该过程。如果医生想要继续该过程，要指示储器2002的替换。
注射储器
图7P和7Q是根据本发明的一个典型实施例的注射储器2002的侧截面图。储器2002可由例如无定形尼龙，如Durethan(LANXESS，Leverkuzen，Germany)，Grilamid(EMS-Grivory，Reichenauerstrasse，Swzerland)或Topas(Ticona GmbH，Kelsterbach，Germany)构成。在本发明的一个典型实施例中，选择用于构造储器2002的材料，使其不会被有关的粘固剂侵蚀。在本发明的一个典型实施例中，无定形尼龙是透明。在本发明的一个典型实施例中，储器2002的壁2003的厚度大于3mm，可选大于4mm，可选大于5mm，可选大于6mm或中间或更大值。在本发明的一个典型实施例中，储器2002的特征为壁厚对内径比大约为0.23，可选0.25，可选0.27，可选0.29(例如，大约5mm的壁厚和大约18mm的内径)。这个比率提供了足够的强度，以承受100至300大气压的压力
在本发明的一个典型实施例中，储器2002的壁2003是透明的，并标记有指示体积的刻度。可选的是，这允许系统的操作员在任何给定的时刻查明已经注射了多少粘固剂。可选的是，被提供用来增加强度的肋条可用作指示体积的刻度。
在本发明的一个典型实施例中，粘固剂储器2002可装载足够的粘固剂，以便利用单次注射的等分试样治疗至少一个椎骨。通常采用可选5ml，可选10ml或中间或更大的体积来治疗单个椎骨。可选的是，粘固剂储器2002可装载足够的粘固剂，以便在不重新填充的条件下治疗至少两个椎骨，可选至少3，可选至少4个椎骨。可选的是，这将对每个椎骨的接近步骤的数量可选地减少至单个接近步骤。在本发明的一个典型实施例中，采用单个接近步骤来治疗椎骨中的至少两个位置。在本发明的一个典型实施例中，储器2002装载有粘固剂，其特征为长的″工作窗″，在此期间粘固剂具备500帕秒以上的粘度，但仍不固化的特征。可选的是，工作窗大于5，可选8，可选12，可选15分钟或中间或更大的时间。
在本发明的一个典型实施例中，储器2002还用作混合室。可选的是，粘固剂的聚合物成分和单体成分可在储器2002中混合。或者，混合在单独的混合器械中执行，并且在完成混合之后将粘固剂转移至储器。
储器组件
图7P显示了用于注射骨粘固剂的一个典型的注射储器的组件。虽然这个储器适合于图7F和7G中所示通用类型的系统中使用，但是图7P的典型实施例具备近侧储器封盖2100与图7F和7G的远侧储器封盖相反的特征。储器封盖2100包括连接器插头2110，其装备有管连接2310，以便于连接到包含液压流体的管2006上。插头2110与管连接2310形成连续的内腔2300，其便于管2006中的液压流体的输送。插头2110可选地在封盖2100中旋转，使得管连接2310相对于储器2002的角度得以调整。在本发明的一个典型实施例中，连接2310相对于储器2002的角度可调整，而使得管2006脱离X射线成像装置的视野。在本发明的一个典型实施例中，插头2110的旋转使得连接2006更为便利。插头2110可选地包括联接部分2115，其与输送活塞2200的互补的联接部分2215相配合(图7Q)。可选的是，活塞2200在组装期间通过卡扣联接部分2115和2215而安装在插头2110上。
在用封盖2100关闭储器主体2003之前，粘固剂储器2600可选地填充有粘固剂。然后可通过例如位于这两件主体上的匹配螺纹而将封盖2100连接在主体2003上。在这个阶段，插头2100和活塞2200例如通过O形环2211而被密封在壁2003的内侧。在操作期间，液压促动器2004造成流体在压力下流过管2006，并进入内腔2300。随着作用压力的增加，这个流体堆积在储器2002的部分2700中(图7Q)。在本发明的一个典型实施例中，当在部分2700中建立的液体压力提供足够的作用力而使活塞2200克服储器2002的部分2600中的粘固剂所提供的阻力而前进时，插头2100和活塞2200分离。
在储器2002的远端，可选的内插头2400与外部连接器2410相结合，并将外部连接器2410保持在注射储器的远端。外部连接器2410构造成可与注射插管相结合，并在输送系统的相关的操作压力下保持结合。内插头2400和外部连接器2410形成流体流通的通道2500，其可促进粘固剂从储器2600流向连接在连接器2410上的插管的内腔。下文将参照图7R和7S描述插头2400在填充储器2002期间的作用。图7Q显示了流体2700堆积在2005中，并且推动活塞2200远离插头2110，而向插头2400移动。随着流体2700的体积增加，粘固剂2600的体积下降，并且将粘固剂向外推动，穿过通道2500而进入到插管中(这图中未显示)。在本发明的一个典型实施例中，活塞2200是浮动活塞，其通过流体柱2700移动。可选的是，壁2005是透明的，使得活塞2200对于该单元的操作员是可见的，例如可作为粘固剂体积的指示器。在本发明的一个典型实施例中，透明的壁2003标记有刻度，其指示粘固剂的注射体积。
在本发明的一个典型实施例中，粘固剂储器2600作为分立单元来提供，其包括壁2003，内插头2400(图7R)和外部连接器2410。图7R和7S显示了这种典型类型的一个实施例。插头2400包含孔2500，其最初在用粘固剂填充储器期间被连接器2410覆盖，并且后来打开，以允许插管的连接。
图7R以显示了外部连接器2410，内插头2400和壁2003。在这图中，连接器2410只是部分地压缩到插头2400的突出部分上。密封2508保持没有被破坏。O形环2411提供了在壁2003和插头2400之间的紧密密封。这种设置允许在连接上封盖2100(图Q)之前，将粘固剂从近端引入到储器中。一旦填充储器，就可如上述施加封盖2100。可选的是，这种设置允许对插管进行更有效的密封和/或提供使插管相对于储器旋转的可能性。在本发明的一个典型实施例中，插管可从直线变形和/或带方向的。
一旦储器装满，并压上封盖，就可通过使连接器2410向插头2400前进而打破密封2508(图7S)。密封2508的打破产生了流体流通的通道2500，其可便于粘固剂从储器向外流到连接在连接器2410上的插管中(该图中未显示)。在本发明的一个典型实施例中，密封2508的打破使适合于与插管相结合的带螺纹的和/或螺纹式连接暴露出来。
图7S1显示了储器2600的一个典型实施例，其中壁2003形成连续单元，其包括图7S中的一些功能特征的外部连接器2410，内插头2400。在图7S1的典型实施例中，孔2500不被密封。壁2003包括用于连接到插管上的螺纹2509和/或螺纹式连接器2510。
可由脚操作的促动器
图7T是可由脚操作的液压促动器4004的透视图。可由脚操作的促动器可用于代替可由手操作的促动器。在本发明的一个典型实施例中，可由脚操作的促动器允许操作员利用双手用于其它任务和/或减少对副手的需求。在该图中，液压储器4005功能上与上述液压储器2005相似。锁环4013功能上类似于上述储器封盖2013。所示可由脚操作的促动器包含驱动踏板4100，其相对于轴4300成角度地移动。每次按压都使液压储器4005中的液压活塞推进固定的增量。在踏板4100被按压以用于促动之后，其将自动地返回预促动位置。这种返回可通过例如使用提供阻力的弹簧来获得。可选的是，促动器4004包括用于压力释放的补充的踏板4200，其相对于轴4300成角度地移动。在本发明的一个典型实施例中，踏板4100和4200被清晰地标上标记，从而操作员可以很容易地区分它们。标记可以是例如，打印的符号和/或踏板颜色和/或踏板尺寸和/或踏板形状和/或踏板位置。在本发明的一个典型实施例中，液压室4005的壁是透明的，并标记有标尺。可选的是，标尺指示体积。可选的是，这允许系统的操作员在任何给定的时刻查明已经注射了多少粘固剂。可选的是，设于壁中用来增加强度的肋条可用作指示体积的标尺。压力施感的杠杆可将利用本领域中已知的任何离合器/促动器而施加液压增量，使液压活塞在液压储器4005中前进。合适的驱动机构的示例包括，但不局限于棘轮爪机构，斜撑离合器，辊轴斜面离合器和机械的二极管，凸轮随动件和滚珠轴承凸轮随动件。斜撑离合器是商业上可得到的(例如来自日本Osaka/Nagoya的JTEKT公司)。机械的二极管可从例如Epilogics(Los Gatos；CA；USA)得到。机械工程领域中的普通技术人员将能够选择合适的商业上可得到的驱动机构，或考虑到本发明的任何特殊构思的实施例所需的性能特征而由商业上可得到的部件构造合适的驱动机构。
在本发明的一个典型实施例中，提供释放踏板4200来释放一些或所有施加的液压力。这种释放可能对于例如在外科手术过程的结束时和/或紧急情况下改变或更换粘固剂储器2004是必须的。可选的是，释放踏板4200可打开阀门，其从储器4005中排出液压流体。或者或另外，释放踏板4200可通过允许带螺纹的传动轴向后移动，使得储器4005中的液压活塞缩回而起作用。
图7U显示了附带释放踏板的踏板操作的驱动机构的一个典型实施例。当驱动踏板4100被脚按下时，其相对于轴4300旋转，并按下驱动臂4130。驱动臂4130与齿轮4140相结合，造成其以单一增量而成角度地旋转。增量可通过改变齿轮4140上的齿数而变化。齿轮4140安装在驱动螺母4150上，使得齿轮4140的旋转造成驱动螺母4150的旋转。驱动螺母4150装备有内螺纹机构(图中不可见的)，其可使传动轴4230在其远端不旋转的条件下前进。当驱动螺母4150旋转时，其操作内螺纹机构，并驱动传动轴4230向外穿过离合器盘4220中的孔的狭窄部分4225。图中显示的驱动臂4130和齿轮4140通常指示棘轮齿轮或功能上相似的机构的存在，并且其所示形状不应该被认为是本发明的限制。当驱动踏板4100被释放时，其通过弹簧(未显示)而升高。驱动臂4130与齿轮4140分离。当其升高和降低时，驱动臂轴4120允许驱动臂4130轻微旋转，使其与齿轮4140的齿分离和重新结合。
传动轴4230的远端推动液压储器4005(图7T)中的活塞(该图中未显示)。储器中的压力将会迫使传动轴4230向驱动螺母4150返回。
离合器盘4220中的窄孔4225防止传动轴4230的旋转，同时驱动臂4130与齿轮4140分离，并防止轴向螺母4150返回。离合器盘4220可选地通过杆4210和销4215而连接在踏板4200上。
当按下释放杠杆4200时，其降低离合器盘4220，使得轴4230穿过孔的较宽部分4227。然后轴4230自由地向螺母4150缩回，因为其可在孔的较宽部分4227中旋转。可选的是，轴4230构造成带扇形螺纹(该图中未显示)，使得当离合器盘4220降低时，轴4230克服限定所需阻力的螺母而旋转。
可选的是，杠杆4200的操作释放系统中的所有压力或只是其部分压力。可选的是，释放可以是突然的或逐步的。
图7V显示了图7T中所示的除去液压储器4005的可由脚操作的液压促动器。在这图中，传动轴4230具备可选的扇形螺纹4231的特征。图中显示轴4230处于离合器盘4220的孔的较宽部分4227中，从而其可缩回。轴4230的远端与活塞2200配合。当轴4230推进时，其将活塞2200驱动到压力储器4005(该图中未显示)中，并增加液压。
图7W是图7V中所示的典型促动器的横截面图。在该图中，释放杠杆4200被升高，使得离合器盘4220中的孔的较宽部分4227f从轴4230上的扇形螺纹4231中升出来。这造成离合器盘与传动轴相结合，并防止传动轴的缩回。
图7X显示了适合于与例如图7V和7W中所示的那些扇形螺纹相结合并使其旋转的驱动螺母4150的一个典型实施例。图7Y是以下图7V；7W和7X中所显示的典型的脚激励的促动器的透视图。该图清晰地显示了内螺纹机构的外壳4155，其通过结合和旋转扇形螺纹4231而推进轴4230。
补充的典型的液压机构
图7H显示了根据本发明的液压输送系统的补充实施例。在所示的实施例中，液压泵3000包括位于较大的注射器3004中的较小的注射器3002。较小的注射器3002特征在于第一容积(V1)和第一直径(D1)，并且较大的注射器3004特征在于第二容积(V2)和第二直径(D2)；V1＜＜V2，且D1＜＜D2。在本发明的一个实施例中，促动器3006的每次激励(例如，手柄旋转或脚踏板的按压)都导致限定量的液体可选地通过柔性管3008而从较小的注射器3002注射到储器3010中。在本发明的一个典型实施例中，定位在较小的注射器3002远端的单方向阀3012，其保证了液体只朝向储器3010流动。当促动器的激励停止时，较小注射器3002的活塞3014自动地返回至其原始位置。活塞3014的自动返回可通过例如使用弹簧或弹性带来实现，其施加与促动方向相反方向上的力。第二单方向阀3016定位在壁中，位于较小的注射器3002和较大的注射器3004之间。当活塞3014返回其原始位置时，在注射器3002的内部创造了真空。真空和/或力和/或按压活塞3018的弹簧打开阀门3016，并使液体从较大的注射器3004流入较小的注射器3002的圆筒。根据本发明的这个实施例，在较大的注射器3004中的液体用作用于重新填充较小的注射器3002的储器。在本发明的一个典型实施例中，较大的注射器3004的活塞3018随着V2的减小而推进。可选的是，在每次激励促动器3006时，这个实施例可提供力的放大作用(如果D1大于3010的内径；参见以下的详细说明)和/或促进小的和/或限定的液体等分试样的输送。
在本发明的许多典型实施例中，系统设计成可保证操作员的手处于结合粘固剂输送系统所采用的成像或监测系统的X射线辐射区域以外。
压力放大
再次参看图7G，压力源2004的活塞2024特征在于第一直径(D1)，并且粘固剂储器2002的活塞2018特征在于第二直径D2。
如果液压流体存在于2026和2028中，那么这两个腔室用作单个腔室，并且即使D1和D2是不同的，也没有获得液压的放大。
在本发明的一个典型实施例中，活塞2018被传动轴(未显示)而不是2028中的液压流体推动。根据这个典型实施例，液压放大可被计算如下：
通过各活塞施加的力(F)可从相应的压力(P)和直径(D)中计算得出：
F＝P*A；其中
A＝π*D2/4因而
F＝P*π*D2/4
如果压力放大被限定为粘固剂储器2002中的压力(P2)除以压力源2004中的压力(P1)，那么压力放大等于(D1/D2)2。
在本发明的一个典型实施例中，压力源2002设计成可保持在一只手上，而第二只手操作手柄2012。这种设计与5cm的内径D1是相容的。典型的粘固剂储器具有1.8cm的内径。这种典型的配置产生了1.12的压力放大。
对于可由脚操作的实施例，D1可以是相当地大(例如10cm，15cm，20cm或中间或更大的尺寸)，并且可获得更大的压力放大。
或者或另外，机械放大适用于任何手动装置，其使用带杠杆臂的旋转驱动机构(例如图7G中手柄2012和封盖2013，或图7U中的杠杆4100和齿轮4140)。这些机械放大器进一步减小了获得驱动粘固剂储器中的活塞(例如2002或4005)所需要的大力而输入力的力量。
单元材料准备系统
图8A显示了输送系统800，其中材料以离散的单元来提供，其各具有相对较小的体积，例如，治疗所需量的1/2，1/4，1/7，1/0或更少量。以单元量工作的一个可能的优势是操作员更知道的每次动作只可注射一个单元的粘固剂时，他/她的动作效应。以单元量工作的另一可能的优势是可在手术期间提供不同材料特性的单元。另一可能的优势是较小的单元将通常展示与输送系统较小的摩擦。
系统800包括在其顶端具有一个或多个挤压孔804的输送管802。上面安装有管802的圆筒808，还包括可选的盒820，如下所述。带可选的螺母螺纹的主体818可选地连接在圆筒808上。推动器810位于输送管802和/或圆筒808中。
在本发明的一个典型实施例中，提供手柄812，其包括用于推进推动器810的电池供电的机构。可代替使用例如上述液压机构。可选的是，提供一个或多个开关，例如，通/断开关816和方向开关814。可选的是，当推动器810完成其前进运动时，其将自动地缩回。可选的是，只需要单个开关，其激励会造成一个单元粘固剂的挤压。在本发明的一个典型实施例中，手柄812旋转地锁定在主体818上，例如利用一个或多个导销。
在本发明的一个典型实施例中，手柄812包括使推动器810旋转的电动机和蓄电池。以下描述一种备选机构。
参照盒820，在本发明的一个典型实施例中，该盒包括离散的单元材料822(单元824显示在管802的内部)。可选的是，弹簧826用于将该单元材料推向管802。可选的是，盒填充有连续的大量材料，并且单元材料通过推动器810推挤单元材料远离盒而造成的切割作用来限定。
在本发明的一个典型实施例中，盒是由例如制造者提前准备好的，其用非凝固的材料填充盒。
在本发明的一个典型实施例中，盒装载有一系列不同特性的单元材料，例如响应于预期的手术进程，例如，首先提供软材料，之后提供较硬的材料，或反之。或者，使用旋转的盒，其中用户可选择接下来哪几个舱将装载圆筒808。这允许对注射的材料进行精密控制。在本发明的一个典型实施例中，操作员可在任何时候除去盒820，并用不同的盒替代它。可选的是，这是在推动器810前进的同时完成的，从而没有从体内回流的危险。
可选的是，一个或多个单元包括或是植入装置(而非无定形的和/或同质的质量)，例如，扩展的植入物或几何形状不变化的植入物。可选的是，一个或多个单元包括交键的材料。
在本发明的一个典型实施例中，所使用的输送系统包括两个或更多个输送管(可选的组合的几何形状具有圆形或图八的横截面)。可选的是，各管具有分开的推动机构和/或分开的材料源(例如，盒)。可选的是，同时使用这两个管。可选的是，操作员可选择性地使用一个管。可选的是，各管中提供的材料是彼此发生化学反应的成分。可选的是，提供电子控制装置来控制这两个管的相对供给率。可选的是，这允许对最后的材料特性进行控制。可选的是，两个或更多个管的使用允许在主体内构建层次结构。可选的是，其中一个管输送凝固材料，而另一管输送非凝固的材料。在一贯备选实施例中，各管用于提供两种成分材料的不同成分。可选的是，这两个管在其远端处相遇，以确保成分的混合。
在本发明的一个典型实施例中，所输送的材料是或thova公司(美国)的C或SS，一种B-GM，B-EM和TEGDM的复合物。这种材料可选地沿着输送管的路径而混合。
在本发明的一个典型实施例中，除了由盒或由切削机构提供的单元以外，部分单元的行为由手柄812的电动机提供，其在每″单元″前进之后停止。可选的是，如果使用液压机构，就为液压机构提供机械制动。可选的是，当单元被注射或基于不同的逻辑，例如，当提供了所计划的材料量的50％或另一百分比时，提供声音替代制动。可选的是，提供CPU来分析成像系统提供的图像，并且当提供足够的和/或接近足够的和/或超负荷的材料数量时产生信号。还可使用其它电路。
可选的是，为了控制材料供应的速率和/或压力而提供电路。可选的是，如果察觉到阻力的突变，该电路可停止前进。
在本发明的一个典型实施例中，输送系统包括对注射材料和/或管802进行预热或预冷却。在本发明的一个典型实施例中，在圆筒808中提供了珀耳帖冷却器和/或电阻加热器。可使用其它冷却或加热方法，例如基于化学反应或相态变化的材料。
在本发明的一个典型实施例中，盒是长的盘绕的盒。或者或另外，可变形的材料折叠在盒中。可选的是，盒是伸长的。可选的是，提供分开的装载和推动机构。在本发明的一个典型实施例中，对于装载，将单元插入圆筒侧面的槽中。对于推挤，单元在低压下被推进而穿过槽(或槽是密封的)，并且一旦单元的前缘到达挤压孔，只有那时才需要极大的压力，使单元前进。
图8B显示了在甚至没有盒的条件下的单元输送方法的实现形式。插管的输送顶端840显示带有侧面孔842，多个单元822显示通过该侧面孔而离开。可选的是，基于例如所使用的推动器的运动而为用户提供单元离开的指示。可选的是，图8A的系统用于将一系列单元822装载到圆筒中，例如，在各单元被推进穿过盒之后拉回推动器。在本发明的一个典型实施例中，插管的远侧顶端是封闭的，可选是永久封闭的，从而迫使粘固剂822在侧面向外通过孔842。
蓄电池供电的推动器
图9A和9B显示了根据本发明的一个典型实施例的减少材料扭转的材料推动器100。
如上述输送系统中，推动器900包括输送管902，其具有一个或多个靠近其末端的孔904。可选的是，在孔和管902的远端之间提供了偏移量，例如，以确保挤压材料的居中(或其它定位)，例如防止如果输送系统被向前推动时，将材料提供得太靠近椎骨的远端。
管902安装在(例如，可选地可更换地)主体908中。推动器910用于使材料前进而穿过管902。
在本发明的一个典型实施例中，在使用中，操作员按压开关912，例如，以便在推动器910的向前、向后和不运动之间进行选择。来自蓄电池914(或液压或其它源)的功率被传送到电动机916上。电动机的旋转造成螺母922相对于推动器910旋转。可选的是，根据实现形式可使用一连串齿轮，其可以或不提供机械效益。在本发明的一个典型实施例中，电动机916使齿轮918旋转，其使齿轮920旋转，其则使与其同轴的螺母922旋转。可选的是，将旋转防止元件924，例如，矩形单元924安装在推动器910上，并防止其旋转。
可选的是，使用一个或多个传感器来检测推动器910当其推进和其缩回时的位置极限。在所显示的示例中，微型开关926和微型开关928检测推动器910的运动末端，例如利用隆起处或电动传导区域930(根据所使用的传感器类型)。或者或另外，通过例如计数转数而使用位置编码器，或使用编码器领域中已知的单独的编码器。
图9B显示了在实现挤压之后的系统900，其显示了挤压物932。可选的是，挤压物932是对管902在其被推动器910切断之前的扩展。在本发明的一个典型实施例中，管902的旋转造成挤压物932用作扩孔器。在本发明的一个典型实施例中，选择材料的粘度和抗剪强度，以实现对扩孔性能的所需限制，例如防止损伤到骨。
可选的是，提供一个或多个齿轮，使输送管在材料推进时旋转和/或摆动。可选的是，通过电动机装置提供了周期性的或斜面的轴向运动。可选的是，输送管的远侧顶端，例如通过在其上面连接软顶端而制得较为柔软，以减少或防止对椎骨的损伤。
套管准备系统
图10A和10B显示了根据本发明的一个典型实施例的基于套管的输送系统1000。图10A是系统1000的大致的剖视图，其中未显示套管1010。图10B显示了系统1000的远侧部分，包括安装在其上的套管1010。
图10A-10B的实施例还显示了重新填充机构，通过它，输送管包括可连接重新填充系统的端口，以便用有待注射到体内的材料重新填充输送管。
推动器1004推动被发现位于输送管1002内部的材料。在所显示的实施例中，将材料喷射穿过输送管1002的顶端1008。提供的套管1010使得套管位于材料和输送管1002之间。可选的截管器1012，例如刀具显示为可选地将管在其离开主体之后劈开。图中还显示了用于收集裂口管的滑轮系统1011。
在操作过程中，通过例如推动器1004中的端口1016将一定量的材料提供至管1002中或注射到管中。通过例如手动地，利用电动机或利用这里所述的其它机构对连接在推动器上的按钮1018施加力而使推动器1004前进，其推动管1002中的材料。同时，通过例如卷边1014而连接在推动器1004上的套管1010，与材料一起受到拉动。套管1010到达管1002的远侧顶端1008的部分朝向输送系统1000的主体1006折回。当套管1010达到刀具1012时，其被可选地劈开，使其超过管1002和推动器1004。螺纹或导线或其它联接头1013连接在套管1010的近侧(裂口)边(例如，通过连接器1019)并随着推动器1004的推进而通过滑轮1011受到拉动。可选地提供滑块1020，以引导被劈开的套管的运动。应该懂得，这种套管系统还可用于输送植入物而非材料。在一个示例中，径向压缩的(和轴向扩张的)压缩的塑料植入物，例如聚氨基甲酸脂，其利用套管系统推进，以减少摩擦。可选的是，根据所使用的材料和/或管材料选择套管材料。在另一示例中，套管系统用于输送自扩展的植入物，例如WO00/44319或WO2004/110300中所述，其发明公开通过引用而结合在本文中。
注意，套管系统还可以是韧性的。可选的是，套管由链联接或针织的材料形成，而非受挤压的塑料聚合物管。可选的是，套管由多层材料形成，例如通过挤压或通过层压。可选的是，提供纤维或其它加固措施来减少延长。可选的是，套管由承受由PMMA造成的热和/或化学副产品的材料组成。可选的是，套管是预成形的，以便当其离开输送管时，发生弹性扩张。可选的是，套管是穿孔的，或包括多个孔。
可选的是，套管洗涤一个或多个治疗材料。可选的是，套管洗涤一个或多个催化剂或延迟材料，例如，防止或减缓输送系统中的反应和/或使其加速离开输送系统。
可选的是，除了套管以外或替代套管，还可提供一层油或其它滑润剂。
可选的是，套管保持在主体内部，例如，由生物降解材料组成或保持其形状。可选的是，当降解时，加固纤维或其它元件保持，以增强挤压材料或植入物的强度。
图10C是变体系统1000′的横截面图，其中推动器1004′是足够韧性以弯曲的。这允许装置的主体1006′制造成非线性的形状，例如可更容易保持的转轮的形状。可选的是，一个或多个滑轮，轴承或滑块(未显示)用于引导推动器1004′。可选的是，推动器1004′可制成更为韧性，因为一些用于使材料移动的动力通过向前拉动材料的套管来提供。或者或另外，通过减少摩擦来支撑一些减少作用。
可选的是，套管系统供盒系统使用，例如，单元通过端口1016来提供。
可选的是，套管是预劈裂的，并且包括重叠部分，以防止输送管中的摩擦。可选的是，这允许盒从侧面装载套管。图10D显示了另一紧凑的变体1000″，其中推动器1004″制成足够韧性，以使其本身折叠，使得1006″可具有较小的尺寸。应该注意的是，这些更紧凑且非线性的实施例还可在没有套管特征的条件下实现。这里未显示套管拉回机构。
图10E显示了一种变体系统1000，其中减少了推动器1004的轴向尺寸。在这种设计中，通过利用按钮1040(或电动化的或机械增益装置或其它措施)拉回切断套管1010而提供动力。这种拉回推进了缩短的推动器1004。可选的是，推动器1004作为套管1010的密封端来提供。根据拉回按钮1040的方法，系统的主体1006可以非常紧凑。可选地，提供两个或更多个对称定位的刀具1012，以允许由主体1006正确地机械地支撑管1002。可选的是，管是预切割的。
在本发明的一个典型实施例中，应该注意，推动器1004通过套管而与注射的材料分离。可选的是，液压系统用于推进推动器，例如(图10F)将柔性管连接在管1002的推动器1004上。
在本发明的一个典型实施例中，套管1010用于隔离主体本身与液压系统，可能允许带有较高漏泄几率的系统。
在所显示的实施例中，材料离开管1002的远端1008。可选的是，在末端提供止动件，迫使材料横向移动。可选的是，在管的末端1008，止动件并不连接在管1002上。相反，穿过管1002和/或其外部的螺纹(或超过一个螺纹)将该止动件连接在装置1000的主体上。可选的是，该螺纹遍及成形于推动器1004中的狭窄内腔。
或者，将止动件连接在管1002上的一个或多个元件，其在管1002的顶端1008处可用于劈开套管1010。在本发明的一个典型实施例中，在将套管安装在管1002上之后，将止动件连接在管1002上。或者，套管是预劈裂的，穿过管1002，穿过元件并连接在连接器1019上。
在本发明的一个备选实施例中，套管统统设于输送管中。在一个实施例中(未显示)，输送管包括两个同轴的管，并且内管用作如图10A-10E中的管1002所示。
在另一实施例中，利用了输送管充满材料的事实，其优势在于材料(316)用于当同时从一端推动材料和从另一端拉材料时，防止管压扁。这可依赖于材料的粘度和/或输送系统的远侧顶端的形状。可选的是，远端是轻微扩张的，以便为套管限定折叠位置。
图10F显示了输送系统1050这样一个实施例，其中套管1010设于输送管1002中。如图可见，提供了用于套管的折叠位置1052，其穿过管1002的末端。在本发明的一个典型实施例中，提供了穿过管1002末端的环(未显示)，并且套管折叠在其周围。这个环用作用于折叠的脚手架，但由于其具有比管1002内径更大的直径(或者如果环和/或管在横截面上不是圆形的，那么至少是不对准的)，而不能通过套管1010的缩回而拉入到管中。
在本发明的一个备选实施例中，套管1010不会朝向系统1000折叠过去。相反，将带材料的套管推动到椎骨中。可选的是，一旦超出管1002的范围，材料可撕裂管。在一个备选实施例中，套管保持完好，并且将香肠状材料封装在主体内。套管可由生物适应性，生物可吸收性和/或植入物类别的材料组成。
基于挤压的材料准备
在本发明的一个典型实施例中，材料是挤压出而非推出输送系统。图11A显示了基于挤压的系统1100，其中输送管1102由可压挤的材料制成，例如聚合物或退火的金属。
一对辊轴1104(或一个辊轴和相对的铁砧，未显示)向管1102远侧推进，挤压它变平，并迫使填充管的材料向远侧迁移。可使用各种运动机构。在图中，运动机构是线性齿轮1108，其与齿轮1106相结合，齿轮1106与辊轴1104是同轴的。当辊轴旋转时，线性齿轮推进辊轴。可使用各种动力源，例如电动机和液压动力。另外，可使用其它动力系。辊轴可选地由不锈钢制成。
图11B显示了一种输送系统1120，其中挤压元件1124滑动而非在输送管1122上滚动。管1122可选地围绕销1134滚动。可使用各种机构来移动挤压元件1124，例如通过可选的滑轮1128而连接在缆绳1126上的电动机1130。
捣固方法
在本发明的一个典型实施例中，通过减少材料在输送管内部的运动长度而减少摩擦。在一个方法中，提供少量材料至输送管的远侧(同时在主体外部)。之后将远侧部分插入到主体内，并将捣固工具提供至近侧元件中。这个过程可重复多次，直到将所需数量的材料提供至主体内。
穿透输送系统
在本发明的一些实施例中，输送系统还穿透至骨和/或穿透骨。可选的是，这排除对分开的插管的需求，并且/或者可简化该手术过程。可选的是，当其重新填充有待注射的材料时，输送管保持在主体内。
图12A显示了穿透输送系统1200。远侧顶端1202以适合于钻入骨中的方式而成形。这在图12B中有更详细的显示，图12B显示了骨粘固剂插管的一个典型实施例，其带有侧面喷射孔1204和永久封闭的远侧顶端1202。
可选地使用液压泵或机械棘齿推进机构，其中手柄1206用于所显示的泵。
单体系统的一个可能的优势是需要很少的部件。例如，在制造时，如果系统预加载所有需要的材料，那么不需要改变设备。可选的是，侧孔1204的使用允许顶端是钻尖。可选的是，较小直径管的使用允许使用较少的部件，因为钻孔被简化。
可选的是，系统1200的近端适合于用木锤捣固。图12C显示了系统的一个备选实施例1230，其中该系统适合于骑跨在导线1236，例如K-导线上。在本发明的一个典型实施例中，孔1238成形于系统1230的钻孔部分1232中。或者，该孔位于钻头的侧面，例如，穿过孔1234，其还可用于挤压材料。可选的是，推动器(未显示)也可以被钻孔。可选的是，钻孔的直径太小，以至于材料不能通过。或者，孔1238用于在除去K-导线之后挤压材料。
在本发明的一个典型实施例中，材料预钻有孔，以允许导线通过。可选的是，这个孔装备套管。注意，材料上缺乏轴向压力，材料将通常不流入到钻孔中。或者或另外，导线被覆合适的减少摩擦的涂层，固体或流体。
可选的是，在将输送管引入到体内(和除去导线)之后，利用例如上述圆筒存储装置或单元盒对输送管进行装载。可选的是，为K-导线限定单独的内腔。可选的是，该内腔是可压扁的内腔。然而，直到压力作用到有待输送的材料上，其都保持未压扁状态。一旦导线完成其任务，就将其除去，并将压力应用于材料上，压扁导线通道，并提高流动特性(通过增加输送管的有效内径)。在本发明的一个典型实施例中，例如如果输送系统骑跨在导线上，或者如果使用输送系统直接穿透骨，那么就不需要插管。可选的是，一旦插入到骨中或插入至骨，就不除去输送系统的输送管，例如根据需要利用上述圆筒或泵机构而重新装载输送机构。一旦重新装载系统，推动器可将材料推进到输送管中，之后可其推进到骨中。
混合器械
图14A-14B显示了一个根据本发明的一个典型实施例的典型的高剪切力的混合器械4000，其适合于用于混合粘性混合物。
图14A是器械4000的分解图，并且图14B是相同器械在组装之后的透视图。在本发明的一个典型实施例中，器械4000用于混合高粘度的骨粘固剂的成分。
在本发明的一个典型实施例中，混合器械4000包括容器4002，混合桨叶4004，回转板4005，齿轮4006，轴4008和4009，盖子4010，和手柄4012。在本发明的一个典型实施例中，混合元件4004具有400，可选600，可选800，可选1000mm或中间或更大值的较大表面面积。可选的是，混合桨叶4004是开槽的或具有分布在其表面上的孔。可选的是，在操作期间，混合工具4004对井4020中的粘性混合物施加大的剪切力。可选地，大的剪切力确保完成液相和固相(例如粉末或颗粒)的混合。
在本发明的一个典型实施例中，桨叶4004在容器4020的壁上进行″揩擦″。可选的是，剪切力和应力可随着回转速度和/或桨叶的表面面积和/或粘固剂体积和/或粘固剂粘度而变化。在混合器4000的典型使用场合下，将粘固剂成分插入到容器4002的混合井4020中。粘固剂成分将通常最初包括固相(例如聚合物颗粒或粉末)和液相。
在本发明的一个典型实施例中，盖子4010通过将其降至容器4002上而关闭，使得凸耳4025与槽4030相结合，从而防止盖子4010相对于容器4002的旋转。可选的是，采用其它旋转锁定装置。
手柄4012的回转使轴4008旋转，并造成齿轮4006A，4006B和4006C的回转。在本发明的一个典型实施例中，轴4008通过电动机，可选地由蓄电池供电的电动机旋转。
混合元件4004通过其轴4003而连接在齿轮4006A上，该齿轮定位在回转板4005上。当轴4008旋转时，其造成齿轮4006A，4006B和4006C的回转。回转板4005的回转造成混合元件4005的轴4003围绕混合井4020的中心而回转。在混合桨叶4004没有旋转的条件下，该回转造成混合元件将混合物按压在混合井4020的四壁的各个壁上。在本发明的一个典型实施例中，这种混合方式减少了井4020内壁上的未混合的材料的数量。
图14C1；14C2；14C3和14C4是混合井4020的顶视图。所述的桨叶4004的连续视图描述了该器械如何连续地将材料按压在混合井的壁上。在本发明的一个典型实施例中，轴4003沿着弧形路径4016移动。齿轮4006；4006B和4006C保证桨叶4004不会围绕轴4003而旋转。因而，桨叶4004的四个边都始终面向相同的方向(相对于混合井4020的壁)。在本发明的一个典型实施例中，桨叶4004回转而没有旋转，因为齿轮4006A和4006C各具有相同的齿数。齿轮4006B插入在齿轮4006和4006C之间，造成其在相同方向上旋转。可选的是，齿轮4006B具有任何所需的齿数。
如图14C1中所示，桨叶4004从底壁向左壁移动，其对定位在左壁附近的混合物部分施加压力，从而将其按压在混合井4020的左壁上(图14C-2)。正在混合的材料倾向于向井4020的上壁和下壁逃逸。当桨叶4004继续沿着其路径移动时(图14C-3)，其接触井4020的上壁，并将混合物按压在井4020的右壁上(图14C-4)。这种混合方式提供正在混合的材料的恒定流动和混合物成分，甚至在高粘度下的均匀混合。
混合器械4000可由广泛的各种材料构造而成。构造材料的选择可选地考虑到有待混合的骨粘固剂的特殊类型，其化学特征和/或粘度。在本发明的一个典型实施例中，混合井4020和/或容器4002至少部分地由聚丙烯和/或尼龙构成。在本发明的一个典型实施例中，桨叶4004和/或轴4003由不锈钢构成。齿轮4006A，4006B和400C可选地由塑料和/或金属构造而成。
一旦完成混合，可打开盖子4010，并从混合井4020中除去混合的内容物。
粘性材料的转移
在本发明的一个典型实施例中，从混合井4020中除去混合的粘性骨粘固剂，并将其转移到输送系统的储器中。可选的是，储器是上述粘固剂储器。可选的是，混合井用作粘固剂储器。
在本发明的一个典型实施例中，手动地将粘性骨粘固剂操纵到输送系统的储器中。可选的是，手动转移包括修整。在本发明的一个典型实施例中，手动地修整粘性骨粘固剂，使其大致地符合输送储器的构造。例如，粘性材料可滚动成大致圆柱形的形状，其直径略微小于有待将材料引入的输送储器。在本发明的一个典型实施例中，手动转移包括使用工具。例如，利用工具将粘性骨粘固剂打包到输送储器中。可选的是，工具是杆。
在本发明的一个典型实施例中，粘性骨粘固剂通过混合井4020中的孔而转移到输送储器中。可选的是，孔是位于井4020壁上的侧面孔。可选的是，使用相同的孔将粘固剂引入到井4020中。在本发明的一个典型实施例中，孔包括可连接到输送系统储器上的连接器。可选的是，该连接器在混合器械操作的同时将混合器械连接到输送系统储器上。
转移器械
图18，19，20和21显示了用于将粘性材料装载到容器中的转移器械5000的一个典型实施例。在本发明的一个典型实施例中，容器是粘固剂储器，并且材料是粘性骨粘固剂。
图18显示了装配到转移活塞5020中，从而形成转移组件5025的粘固剂储器2003。图19显示了粘固剂储器2003和转移活塞5020的组装可选地通过匹配的螺纹5021和5022来实现。
图21显示了将转移组件5025装配到混合器械的容器5011中。图中没有显示容器5011中的粘性材料(可选的骨粘固剂)。转移组件5025坐落在容器5011在，使得储器2003面向外。盖子5030可选地利用例如螺纹5031而施加在容器5011上，使得储器2003从孔5032伸出来，如图20中更清晰所示。
对储器2003和/或和活塞5020的上边缘施加压力会造成活塞5020下降到容器5011中。在本发明的一个典型实施例中，当其连接在容器5011上时，盖子5030对活塞5020的上边缘施加压力。粘固剂容器5011向上移动到储器2003中。当储器完全装满时，将其从活塞5020中除去。在本发明的一个典型实施例中，如上述将储器转移到输送系统中。
图22；23；24；25和26显示了本发明的一个典型实施例，其中容器5011是混合器4000的混合井。
图22是包含粘固剂4021的混合器的横截面图。盖子4010通过匹配的螺纹4011和4012而保持在合适位置。
图23是在除去盖子4010下的包含粘固剂4021的混合器的横截面图。混合井5011变成转移器械5000的底座。
图24和25是显示将粘固剂储器2003装配到转移活塞5020中的横截面图。可选的是，装配是通过匹配的储器2003的螺纹5022和转移活塞5020的螺纹5021来实现的。可选地采用盖子5030来迫使转移活塞5020向下移动到混合井5011中。盖子5030可通过互补的螺纹5031和4011而拧在混合井5011上。在本发明的一个典型实施例中，将盖子5030旋拧到井5011上，迫使活塞5020向下移动到粘固剂4021上。
图25显示了活塞5020的向下运动迫使粘固剂4021向上升高至储器2003中，向孔2500移动。图26显示了装有粘固剂4022的储器2003通过螺纹5022与匹配螺纹5021的分离而被除去。可选的是，混合井5011的底盘和/或转移活塞5020的底座不是直的。在本发明的一个典型实施例中，这减少了转移之后的井5011中的粘固剂的残留量。
可选的补充治疗
在本发明的一个典型实施例中，材料的准备通过补充治疗得到增强。可选的是，补充治疗包括热治疗。可选的是，材料是预加热或预冷却的。可选的是，预加热或预冷却还用于控制材料特性和/或凝固行为的目的。
在本发明的一个典型实施例中，加热通过接触加热(传导)或通过无线电频率能量或光，例如闪光灯或激光源来实现。或者或另外，输送系统辐射热量。可选的是，使用微波或其它无线加热方法。
可选的是，加热是与材料准备分开提供的。在一个示例中，将加热的导线提供到椎骨中。可选的是，导线延伸一个或多个突出物，以将热能引导至附近组织。可选的是，提供热传感器来控制椎骨中的温度和/或防止过热。
在本发明的一个典型实施例中，应用温度控制来提高骨粘固剂的操纵和/或工作时间。可选的是，温度控制单元可对外部储器中的粘固剂和/或输送系统储器中的粘固剂起作用。在本发明的一个典型实施例中，温度控制单元包括由电功率源，可选蓄电池供电的绕阻线圈。
典型的材料
各种材料适合于供本发明的典型实施例使用。可用于本发明的一些实施例中的一些材料，其是已知的材料，例如PMMA，然而，它们可在异常状态，例如半硬化状态下使用。另外，虽然灰泥材料可能是已知的，但是其通常不用于通过小孔而注射到骨中。
应该注意，虽然描述了特定的示例，但是通常的情况是将改变材料成分，以获得特殊的预期的机械特性。例如，不同的诊断可能提示不同的材料粘度。
在本发明的一个典型实施例中，对于非硬化材料，可允许材料在体外凝固。在这种凝固之后，可对材料进行洗涤或通风。通过这种方式，一些带有潜在危险的副产品的材料可安全地混合，并在体内使用。可选的是，材料经过试验，以确保将有毒的副产品除去至安全阈值以下。可选的是，试验装备配备输送系统。
在本发明的一个典型实施例中，选择材料使其机械特性匹配其将植入的骨。在本发明的一个典型实施例中，材料与健康的或骨质疏松的小梁骨匹配。可选的是，在接近过程中，基于例如前进阻力或利用通过插管提供的传感器或通过取样，或基于X射线密度计的测量值来测量骨的机械特性。
通常，PMMA比小梁骨更为强壮，并且具有较高的模量。例如，小梁骨可具有在3-20百万帕斯卡之间的强度和100-500百万帕斯卡的杨氏模量。骨皮质，例如具有170-190吉帕斯卡的强度值和13-40吉帕斯卡的杨氏模量。PMMA通常具有大约骨皮质一半的值。
在本发明的一个典型实施例中，选择材料，使其低于有待治疗的预期的骨的强度和/或杨氏模量的120％。可选的是，强度和杨氏模量的其中一个或这两者的值为小梁骨的10％，20％，30％，40％或更少。应该注意的是，如果填充较少的椎骨，那么注射材料将至少部分地由小梁骨而非骨皮质支撑，这依赖于例如填充内部308的方法。
典型的非硬化材料
在本发明的一个典型实施例中，所使用的材料是灰泥状材料。灰泥状材料的一个示例是海藻酸钠的比率增加的羟磷灰石。例如，增加的比率可以是8％或10％。虽然这种材料会在体内硬化，但是在缺乏湿度时不会凝固成硬化状态。因而其可例如由制造者提前准备好，并预存储在输送系统中。在本发明的一个典型实施例中，增加的材料使吸水迟缓，从而虽然足够的水进入材料中而开始凝固，但不足以造成溶解。这种材料的一个示例在Ishikawa等人的″非衰减的快速凝固的磷酸钙粘固剂：包含海藻酸钠增量的羟磷灰石灰泥″，JBiomed Mater Res 361997，393-399中有所描述，其发明公开通过引用而结合在本文中。在由Kunio Ishikawa，Youji Miyamoto，MasaakiTakechi，Yoshiya Ueyama，Kazuomi Suzuki，Masaru Nagayama和Tomohiro Matsumura所著″中性的磷酸氢钠对羟磷灰石灰泥的凝固反应和机械强度的影响″，J Biomed Mater Res，44，322-329，1999中可找到更详细的描述，其发明公开通过引用而结合在本文中。
还可使用其它钙衍生物粘固剂，骨片和或填料。根据处理，骨片可具有有限的搁置寿命。这些材料的某一些通常在相对较长的时间之后硬化(或与骨生长结合)，例如超过1周，超过1个月或超过3个月。
补充的典型的非硬化材料
在本发明的一个典型实施例中，所使用的材料是LMA(甲基丙烯酸月桂酯)和MMA(异丁烯酸甲酯)的混合物。根据所使用的比率，可获得不同的机械特性和粘度。图13是显示PMMA的相对粘度和共聚物材料各种比率的图表。在所显示的示例中，随着LCA的比率下降，粘度将下降。
MMA和LMA的两嵌段共聚物是由利用DPHLi作为四氢呋喃中的引发剂，在-40℃下，连续添加单体的阴离子聚合而合成的。当将LMA添加到活性PMMA链端时，聚合物的分子量分布是狭窄的，并且没有均聚物污染。
在本发明的一个典型实施例中，所使用的比率是80∶20，70∶30，60∶40，50∶50，30∶70，20∶80或中间，更小或更大的比率(体积比)。
实验：材料和方法
起始材料
利用10-100ppm氢醌一甲基醚稳定的医用蒸馏液异丁烯酸甲酯和甲基丙烯酸月桂酯按原样使用，其可从德国Fluka获得。过氧化苯甲酰(BPO)从英国BDH化学品公司购买。N硫酸钡(BS)从Sigma-Aldrich(以色列)获得。所有溶剂是来自Biolab(以色列的耶路撒冷)的分析级溶剂，并且按原样使用。
聚合
聚合反应在装备磁搅拌的单个颈缩的圆底烧瓶中执行。在典型的反应中，转移了60ml MMA(0.565mol)，50ml LMA(0.137mol)，220mg过氧化苯甲酰(0.9mmol)，和100ml四氢呋喃。BPO的数量根据单体分子的总量进行调整至各成分。四氢呋喃的数量等于单体的总体积(表1)。内容物被加热到70-75℃的聚合温度达20个小时，然后将溶液沉淀在足够数量的甲醇中，并混合达四个小时。最后，聚合物在烤炉中，在110℃下，在真空下进行干燥。
表1：共聚物成分
  共聚物(MA∶LMA) MA(ml/mol)   LMA(ml/mol)   BPO(mg/mol)   THF(ml)
  100∶080∶2070∶3060∶4050∶5040∶6030∶7020∶800∶100 100(0.94)80(0.75)70(0.66)60(0.56)50(0.47)40(0.38)30(0.28)20(0.19)0(0)   0(0)20(0.07)30(0.10)40(0.14)50(0.17)60(0.20)70(0.24)80(0.27)100(0.34)   285(1.18)258(1.06)239(0.99)220(0.9)201(0.83)182(0.75)163(0.67)144(0.6)107(0.44)   100100100100100100100100100
干燥的聚合物碾磨成细粉(Hsiangtai Sample碾机，型号sm-1，台湾)，并与硫酸钡混合(30％重量比)。混合物在砂浴内部的玻璃中加热至140℃，直到聚合物熔化。混合物留下进行冷却，并再次进行碾磨。这个过程至少重复三次，直到得到均质的灰白色聚合物，其能够溶化到用于输送系统的可装载的芯条和上述盒中。
特征
分子量和聚合度分布性(polydispersity)通过凝胶穿透色谱方法，由Waters 1515 isocratic HPLC泵与Waters 2410折射系统检测器和带20-μL环的Rheodyne(Coatati，CA)注射阀组成的GPC系统进行分析(Waters Ma)。样本利用CHCl3通过线性凝胶柱(Waters 500-孔径尺寸)在1mL/min的流速下进行洗提
在利用CDCl3作为溶剂的Varian 300MHz仪器上记录1H-NMR图谱。值相对于内部标准(TMS)记录为ppm。Cannon 1C A718Ubbelhold粘度计用于聚合物的粘度测量。测量是在30℃下，以甲苯作为溶剂而执行的。
水吸收容量
丙烯骨粘固剂的膨胀行为是由0.8mm厚度的精确称重的薄膜执行的。薄膜被引入重量比0.9％的NaCl溶液(20ml)中，并保持在37℃下。在20ml盐水中的水吸附动力在各骨粘固剂(包含30％的硫酸钡)的两个样本例中进行估算。
平衡增益是在不同的时间期周期通过重力测量而确定的。起初以30分钟的间隔记录水的吸收，并且加宽这些间隔直到达到平衡。在适当时间，除去样本，用吸水纸涂抹，以除去附着在其表面上的水，并称重。利用以下表达式从各样本例中获得平衡增益的百分比：
水合作用程度＝(膨胀样本例的重量-样本例的初始重量)/样本例的初始重量×100
结果：
100％PMMA：平均1.845％(+0.045)
初始重量(g)0.2156和0.2211
平衡时的样本例重量(g)0.2195和0.2253
平衡增益(％)：1.8和1.89；
60％PMMA，40％PLMA：平均1.65％(+0.235)
初始重量(g)：0.1161和0.1402
平衡时的样本例重量(g)0.1183和0.1422
平衡增益(％)：1.42和1.89；
50％PMMA，50％PLMA：平均：1.02％(+0.28)
初始重量(g)：2700和0.2371
平衡时的样本例重量(g)0.2720和0.2400
平衡增益(％)：0.74和1.3；
压缩试验
这些试验利用装备5kN测力传感器的str4301通用试验机，并在20mm/min的十字头速度下执行。已知重量的聚合物在砂浴内部玻璃中熔化。这种砂浴在150℃下加热两小时，之后添加硫酸钡(30％重量比)，并混合几次，直至得到同质的胶体。直径6mm，且12mm高的圆柱形的样本例通过迫使熔化的共聚物进入到聚四氟乙烯模具的孔中而准备好。模具的一边被聚四氟乙烯板覆盖，并用夹具固定。样本例在模具中冷却20分钟，之后将上边切成模具形状，并从模具中除去样本例，结束成完美的圆柱形形状。该试验是在空气中，在23±1℃老化之后至少1周内进行。对于各粘固剂成分，可试验六个样本例。弹性模量和最大的强度获得如下。
结果：
分子量和粘度测定
聚(La-MA)，聚(MMA)和其共聚物的数量和重量平均分子量由凝胶穿透色谱方法获得。聚合度分布性指数在1.6至2.87的范围内变化。利用甲苯作为溶剂，在25℃下获得聚合物的粘度。通过将％pc″1外插至零点浓度而获得固有粘度(1I)。表II中列出了分子量和粘度。
表II：成分
  供料比MMA∶MA     NMR分析     聚合物的GPC分析
  体积％(摩尔％)     [MMA]∶[LMA]     Mn   Mw 聚合度分布性     [η]
  100∶0(100∶0)8∶2(91.5∶8.5)7∶3(87∶13)6∶4(84∶16)1∶1(74∶26)4∶5(69∶31)4∶6(64∶36)3∶7(56∶44)2∶8(40∶60)0∶100(0∶100)     100∶0[88]∶[12]87∶1384∶1669∶3170∶3062∶3856∶4440∶600∶100     65190691186300673295941675545575648351032387627350   119544119194112442118384135880104711134745799866872075146 1.8331.7241.781 6151.441.8881.7812.272.872.74     0.5440.4210.3930.3660.3510.3160.3050.2210.1780.083
压缩试验
作为压缩强度和模量的函数，表III中收集了压缩试验的结果。添加甲基丙烯酸月桂酯单体的机械性能的影响可清楚地观测到。在50％(体积比)LA下，较高百分比的引入产生了更为显著的下降。随着LA的含量增加，压缩模量显示了急剧的下降。这种下降可能与引入LMA所引起的矩阵的结构变化相关。对于一些应用，这种下降还可限制一些成分的使用。
表III：压缩试验结果
  成分MA∶LA(体积％) 最大强度(Mpa) 模量(Mpa)
  1∶08∶27∶36∶45∶54∶63∶72∶8 106.8(9)82.5(17.1)63.3(13.2)48(11)18.9(4.5)1.9(0.2)19.19(3.42)0.253(0.06)     2478(220)1100.7(129)634.5(116)550(250)69.6(20)49.5(11.8)8.3(1.2)1.71(0.417)
材料改性
可选的是，将各种添加剂添加到这里所述的材料中，以修改其特性。这种添加可在凝固之前或在凝固之后，这依赖于材料。可添加的典型的材料包括各种长度和厚度的纤维(例如，碳纳米管或玻璃纤维)，聚集体和/或气泡。
在本发明的一个典型实施例中，如果材料制造成是各向异性的，那么可在所需的方向上将其推进体内，例如通过选择输送路径(例如，存储装置，管，孔)以减少扭转和/或变形。可选的是，这种材料以短小的单元来提供(图8)。
软化和半硬化材料
在本发明的一个典型实施例中，所使用的材料在供应到体内之后软化。在本发明的一个典型实施例中，该材料包括添加剂，例如，盐，其在水或体液中会分散或弱化。如果用于高度复原所需要的力小于保持高度所需要的力时，那么软化材料可能有用。可选地通过混合在凝胶材料中而控制软化时间，凝胶材料延缓水渗透到挤压材料中。
半硬化材料
在本发明的一个典型实施例中，所使用的材料凝固成非硬化状态。在本发明的一个典型实施例中，材料包括MMA，LMA和N-甲基-2-吡咯烷酮。N-甲基-2-吡咯烷酮溶于水中，允许材料略微凝固。在本发明的一个典型实施例中，避免硬化状态，可能防止在椎骨附近感应到骨折。
硬化材料的使用
在本发明的一个典型实施例中，上述装置(例如，输送器)供凝固成硬化状态的材料，例如，PMMA或其它骨粘固剂和填料使用。在本发明的一个典型实施例中，材料提供于装备中，该装备包括计时器和/或粘度计，从而操作员可估算材料在没有泄漏条件下的可加工性和粘度和其对于高度复原的可用性。可选的是，该计时器包括温度传感器，并基于PMMA成分混合的温度和时间而提供对可加工时间的估算。
在本发明的一个典型实施例中，粘固剂包括丙烯酸类聚合物，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。可选的是，聚合物以颗粒形式供给。可选的是，可添加苯乙烯。在本发明的一个典型实施例中，将单体(例如异丁烯酸甲酯；MMA)与聚合物颗粒进行混合。
通常骨粘固剂通过原子团引发的加成反应而聚合。在本发明的一个典型实施例中，粘固剂由两个分开的成分进行准备：包含预聚合颗粒(例如PMMA或PMMA/苯乙烯共聚物)的粉末成分和包含单体(例如MMA)的液体成分。
在本发明的一个典型实施例中，将引发剂(例如过氧化苯甲酰(BPO)并入到粉末中，并且将化学激励剂(例如DMPT)并入到液体中。可选的是，将容易氧化的分子(例如氢醌)添加至液体成分中，以防止在存储期间天然的聚合。可选的是，通过例如添加放射不透明的材料，例如添加硫酸钡和/或锆复合物至粉末和/或液体成分中，而可以使粘固剂变成不透射线的。
可选的是，所有颗粒中的PMMA的平均分子量为80,000，可选100,000，可选120,000，可选140,000，可选160,000，可选180,000道尔顿或中间或更小或更大的值。在本发明的一个典型实施例中，所有颗粒中的PMMA的平均分子量大约为110,000道尔顿。可选的是，至少一些颗粒包括苯乙烯。在本发明的一个典型实施例中，将苯乙烯以5-25％的体积比添加到PMMA颗粒中。
在本发明的一个典型实施例中，至少一些颗粒包含较高分子量的聚合物(例如PMMA和/或苯乙烯)。可选的是，较高的分子量为600,000，可选900,000，可选1,100,000道尔顿或中间或更小或更大的值。可选的是，带较高分子量的聚合物颗粒(例如PMMA和/或苯乙烯)包括总颗粒数的0.25％，0.5％，1％，2％，3％，4％，5％或中间或更小或更高。在本发明的一个典型实施例中，这类配方提供了具备较短混合时间特征的粘固剂和/或在从开始混合2至3分钟内获得500至900帕秒粘度的粘固剂和/或其保持至少6至10分钟足够流动，以便注射的粘固剂。
在本发明的一个典型实施例中，聚合物颗粒中的较高分子量的PMMA造成混合物比之前可得到的粘固剂更早地获得可流动的塑性相台和/或比之前可得到的粘固剂更长时间地保持可流动的塑性相态。可选的是，修改较高分子量的PMMA在聚合物颗粒中的百分比将会改变合成混合物的粘度剖面。
可选的是，至少一种PMMA颗粒具有范围在700,000道尔顿至1,000,000道尔顿的分子量。在本发明的一个典型实施例中，大约3％的颗粒具有具备分子量在这个范围内的特征的PMMA。
在本发明的一个典型实施例中，凝固材料配制成具有高的粘度，用于显著持续时间的工作窗，例如，2，4，5，8，10或中间或更长分钟。在本发明的一个典型实施例中，使用以下配方：一组由直径10-200微米的PMMA/苯乙烯，每9.2克颗粒20cc量的MMA组成的颗粒。在本发明的一个典型实施例中，MMA使颗粒溶剂化和/或封装颗粒，并且混合物的粘度在开始时由于溶剂化和颗粒之间的摩擦而保持较高，并且后来随着颗粒溶解，由于聚合进行而保持较高。还可在包括尺寸范围的混合物中提供颗粒。应该注意的是，可选择材料的特性，以改进粘度工作窗，甚至可牺牲最终粘固剂的强度。
在本发明的一个典型实施例中，通过选择颗粒尺寸和/或材料比率和/或颗粒提供的聚合物的分子量来设定工作粘度。
在本发明的一个典型实施例中，工作粘度受到添加到混合物中的硬化的丙烯酸类聚合物粒子的影响。
机械增粘剂
在本发明的一个典型实施例中，粘固剂包括具备大表面特征的粒子，其不参与聚合反应。合适于用作具备大表面特征的不参与聚合反应的粒子材料的样本例，其包括，但不局限于锆，硬化的丙烯酸类聚合物和骨。可选的是，具备大表面特征的不参与聚合反应的粒子是不透X射线的，从而其有助于注射的粘固剂的可视化。在本发明的一个典型实施例中，大表面面积的粒子赋予粘固剂混合物增加的不依赖于聚合的粘度。可选的是，所增加的粘度来自于粒子在粘固剂中彼此的摩擦。
聚合反应动力学
在本发明的一个典型实施例中，聚合物和单体成分的混合在120，可选100，可选60，可选30，可选15秒或更小或更大或中间时间内产生了一种粘度在500至900帕秒范围内的材料。在本发明的一个典型实施例中，一旦获得高的粘度，粘度保持稳定达5分钟，可选8分钟，可选10分钟或更小或中间或更长时间。在本发明的一个典型实施例中，稳定的粘度表示在两分钟内变化10％或更少，以及在8分钟内变化20％或更少。粘度稳定的持续时间提供了用于执行医疗手术的机会窗。带玻璃态转化温度的材料
在本发明的一个典型实施例中，骨粘固剂包括具备玻璃态转化温度高于37摄氏度特征的材料。将这种材料加热至其玻璃态转化温度以上会削弱材料。这种削弱将材料转化成胶状或灰泥状状态。在本发明的一个典型实施例中，胶状材料适合于利用这里公开的输送系统进行输送。在输送之后，胶冷却至37摄氏度，并硬化。玻璃态转化温度高于37度的材料示例包括，但不局限于聚己酸丙酯(PCL)和/或聚乳酸(PLA)。玻璃态转化温度适合于本发明上下文中使用的聚合物是商业上可得到的，例如″Lactel可吸收的聚合物″(Curect Corp.；Pelham，AL，USA)。
在本发明的一个典型实施例中，可选择玻璃态转化温度高于35，可选40，可选45，可选50，可选55，可选60摄氏度的材料。
可选的是，加热输送系统，以便保持材料高于玻璃态转化温度。在本发明的一个典型实施例中，加热元件设于粘固剂储器和/或插管中和/或其附近。
骨在骨粘固剂中的使用
在本发明的一个典型实施例中，骨粘固剂或其它胶状材料包括经过处理的骨(源自人或动物)和/或人造骨。可选的是，粘固剂具有骨传导性骨诱导性特征。可选的是，骨的处理包括研磨。本领域中的普通技术人员将能够利用本发明上下文中所使用的已知方法来处理骨。
在本发明的一个典型实施例中，骨粘固剂包括50％，可选60％，可选70％或中间或更大百分比的骨粉和/或细粒和/或骨片。
补充的植入物装置
可选的是，在例如注射材料之前，期间或之后，还可将植入物注射到椎骨中。典型的植入物是金属或聚合物笼或内心室装置和封闭丝网或固体袋或气球。可选的是，注射骨移植物。可选的是，在提供植入物的情况下，将材料通过植入物，例如从其轴向部分，在径向方向上挤压出来。可选的是，可使用诸如PCT申请：PCT/ILOO/00458；PCT/ILOO/00058；PCT/ILOO/00056；PCT/ILOO/00055；PCT/ILOO/00471；PCT/IL02/00077；PCT/IL03/00052；和PCT/IL2004/000508，PCT/IL2004/000527和PCT/IL2004/000923中所述的那些装置，其发明公开通过引用而结合在本文中。
可选的是，将材料挤压到预成形的空腔中，例如利用可充气的气球形成的空腔。可选的是，将材料挤压到中间脊椎空间，例如脊椎盘空间内。
可选的是，凝固成硬化状态的材料，例如，PMMA与不如此凝固的材料共挤压，或在其之前或在其之后挤压出来。可选的是，凝固材料包括小于60％的材料，例如小于40％，小于20％或中间值。
其它组织和概述
虽然以上的应用聚焦于脊椎骨，但是也可治疗其它组织，例如，紧凑的胫骨板和压缩骨折的其它骨，并且用于收紧植入物，例如，臀部植入物或其它松弛的或植入期间的骨植入物。可选的是，对于收紧现存的植入物，小孔钻在骨中有空隙的位置，并且将材料挤压到空隙中。
应该注意的是，虽然以上方法和装置在骨骼中的使用提供了尤其用于骨和椎骨的特殊优势，但是可选的是，可治疗非骨组织，例如需要收紧的软骨或软组织。可选的是，所输送的材料包括有包囊的药物，并且用作矩阵以便随着时间慢慢地释放药物。可选的是，这用作将抗关节炎药物提供给关节，但成形空隙，并将洗脱材料植入到关节附近的装置。
根据本发明的各种实施例，将根据本发明的骨粘固剂注射到骨空隙中，作为预防治疗和/或作为对骨折，畸形，缺陷或其它异常的治疗。可选的是，骨是椎骨体和/或长骨。在本发明的一个典型实施例中，将粘固剂插入到长骨的髓管中。可选的是，将粘固剂模制到杆中。在本发明的一个典型实施例中，该杆用作骨髓内钉。
应该懂得，上述植入和治疗方法可按许多方式改变，包括，改变步骤的顺序，哪些步骤执行得更为频繁，哪些不太频繁，元件的排列，所施加的力的类型和大小和/或所使用具体形状。具体地说，可能需要在例如施加的力，阻力程度和可承受的力之间达成各种折衷。此外，可切换各种元件的位置，例如动力源的位置，而不脱离本发明公开的精髓。另外，已经描述了各种特征，方法和装置的多重性。应该懂得，可以不同的方式组合不同的特征。具体地说，上面显示的某个特定实施例中的所有特征在本发明的每个相似的典型实施例中并不是必要的。此外，以上特征的组合也被认为是处于本发明的一些典型实施例的范围内。另外，根据本发明的其它典型实施例，这里所述的本发明的一些特征可适合于供当前技术装置使用。用于显示本发明的特殊的几何形状不应该被认为本发明在其广义方面只局限于那些形状，例如在显示了圆柱形管的情况下，在其它实施例中可使用矩形管。虽然一些限制只描述为方法或器械限制，但是本发明的范围还包括程序化和/或设计成可执行这些方法的器械。
包括适合于植入某一装置或材料的医疗设备以及这种装置的外科装备也在本发明的范围内。提供的章节标题只是有助于浏览本申请，而不应该理解为必须将一些章节中所描述的内容限制在该章节中。提供的测量只用作特定情况下的示例性的测量，所应用的精密测量将根据应用而变化。当在以下权利要求中使用时，词语″包括″，″包含″等意味着″包括但并不局限于″。
本领域中的技术人员应该懂得，本发明并不局限于迄今描述过的方面。相反，本发明的范围只受所附权利要求的限制。

Claims (119)

1.一种骨粘固剂，包括：
第一成分；和
第二成分，
其中，所述第一成分和所述第二成分的接触产生了一种混合物，其在初始周期获得大于500帕秒的粘度，
其中，在初始周期之后，所述混合物的粘度保持在500和2000帕秒之间达至少5分钟的工作时间，和
其中，所述混合物适合于活体内使用。
2.根据权利要求1所述的骨粘固剂，其特征在于，所述工作时间为至少8分钟长。
3.根据权利要求1所述的骨粘固剂，其特征在于，所述初始周期小于3分钟。
4.根据权利要求1所述的骨粘固剂，其特征在于，所述初始周期不超过1分钟。
5.根据权利要求1所述的骨粘固剂，其特征在于，所述混合物在工作时间之后固化。
6.根据权利要求1所述的骨粘固剂，其特征在于，所述初始周期小于3分钟，并且所述混合物在工作时间之后固化。
7.根据权利要求6所述的骨粘固剂，其特征在于，所述第一成分包括PMMA和硫酸钡。
8.根据权利要求6所述的骨粘固剂，其特征在于，所述第二成分包括MMA和DMPT。
9.根据权利要求6所述的骨粘固剂，其特征在于，所述第一成分包括PMMA、硫酸钡和过氧化苯甲酰，并且第二成分包括MMA、DMPT和氢醌。
10.根据权利要求1所述的骨粘固剂，其特征在于，大于500帕秒的粘度至少部分地由聚合反应所致。
11.一种骨粘固剂，包括：
第一成分；和
第二成分，
其中，所述第一成分和所述第二成分的接触产生了一种混合物，其在1分钟内获得大于200帕秒的粘度，
其中，在初始周期之后，所述混合物的粘度保持在200和2000帕秒之间达至少5分钟的工作时间，
其中，所述粘固剂的粘度在所述工作时间内的2分钟周期中变化小于10％，和
其中，所述混合物适合于活体内使用。
12.一种骨粘固剂，包括：
由包括PMMA的第一成分与包括MMA的第二成分相接触而生成的混合物，
其中，PMMA的一部分具有大约600,000道尔顿至大约1,200,000道尔顿之间的分子量。
13.根据权利要求12所述的骨粘固剂，其特征在于，所述第一成分包含重量比为大约69.4％的PMMA，大约30.1％的硫酸钡，和大约0.5％的过氧化苯甲酰；并且所述第二成分包含体积比为大约98.5％的MMA，大约1.5％的DMPT，和大约20ppm的氢醌。
14.根据权利要求12所述的骨粘固剂，其特征在于，PMMA的平均分子量在大约80,000道尔顿至大约180,000道尔顿之间。
15.根据权利要求12所述的骨粘固剂，其特征在于，PMMA的平均分子量大约为110,000道尔顿。
16.根据权利要求12所述的骨粘固剂，其特征在于，至少80％的PMMA具有在10至200微米之间的颗粒尺寸。
17.根据权利要求12所述的骨粘固剂，其特征在于，还包括经过处理的骨和/或人造骨，其与所述第一成分和所述第二成分混合在一起。
18.一种骨粘固剂组合物，包括：
包括PMMA的第一成分和包括MMA的第二成分，
其中，PMMA的一部分具有在大约600,000道尔顿至大约1,200,000道尔顿之间的分子量。
19.根据权利要求18所述的骨粘固剂组合物，其特征在于，所述第一成分包含重量比为大约69.4％的PMMA，大约30.1％的硫酸钡，和大约0.5％的过氧化苯甲酰；并且
所述第二成分包含体积比为大约98.5％的MMA，大约1.5％的DMPT，和大约20ppm的氢醌。
20.根据权利要求18所述的骨粘固剂组合物，其特征在于，PMMA的平均分子量在大约80,000道尔顿至大约180,000道尔顿之间。
21.根据权利要求18所述的骨粘固剂组合物，其特征在于，PMMA的平均分子量大约为110,000道尔顿。
22.根据权利要求18所述的骨粘固剂组合物，其特征在于，至少80％的PMMA具有在10至200微米之间的颗粒尺寸。
23.一种脊椎植入物，包括：
一定量的粘固剂，其具备粘度在500和2000帕秒之间达至少5分钟的特征，所述粘固剂可在至少5分钟期间注射到椎骨体内，并且能够在那里后续硬化。
24.根据权利要求23所述的脊椎植入物，其特征在于，所述至少5分钟包括至少8分钟。
25.根据权利要求23所述的脊椎植入物，其特征在于，所述粘固剂的量为至少1ml。
26.一种用于注射骨粘固剂的器械，包括：
配置成能够保持至少5ml未硬化的骨粘固剂的储器，所述储器具有出口；和
液压驱动的柱塞，其配置成可利用至少40个大气压的内部压力而将所述储器中的粘固剂压靠在所述出口上，从而将迫使所述粘固剂的至少一部分通过所述出口而离开所述储器；
其中，所述储器和所述柱塞配置成可承受所述内部压力。
27.根据权利要求26所述的器械，其特征在于，包括插管，其配置成可将被迫离开所述出口的粘固剂传递到活体的骨中。
28.根据权利要求26所述的器械，其特征在于，操作所述液压驱动的柱塞的压力通过定位在离所述柱塞至少25cm远的液压源来产生，其中，所述液压源具有促动器。
29.根据权利要求28所述的器械，其特征在于，用户引起的所述促动器的每次促动都造成所述柱塞迫使预定量的粘固剂离开所述储器。
30.根据权利要求29所述的器械，其特征在于，所述预定量在0.15和0.5ml之间。
31.根据权利要求26所述的器械，其特征在于，操作所述液压驱动的柱塞的压力通过一种液压源来产生，所述液压源包括可由脚操作的促动器。
32.根据权利要求31所述的器械，其特征在于，用户引起的所述可由脚操作的促动器的每次促动都造成所述柱塞迫使预定量的粘固剂离开所述储器。
33.根据权利要求26所述的器械，其特征在于，所述插管具有不超过2.5mm的内径和至少100mm的长度。
34.根据权利要求26所述的器械，其特征在于，所述储器的至少一部分由无定形尼龙制成。
35.根据权利要求34所述的器械，其特征在于，所述储器的至少一部分是透明的。
36.根据权利要求26所述的器械，其特征在于，所述储器配置成能够保持至少10ml的粘固剂。
37.根据权利要求26所述的器械，其特征在于，所述内部压力为至少100大气压。
38.根据权利要求26所述的器械，其特征在于，所述内部压力为至少200大气压。
39.一种通过插管将未硬化的粘固剂从储器输送到骨中的方法，所述插管具有入口和出口，所述方法包括：
响应于促动输入而通过液压方式产生至少40大气压的压力；和
在插管的出口已经定位在骨中的预期位置之后，使用该压力迫使至少5ml的粘固剂离开所述储器而进入到所述插管的入口中。
40.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述压力通过定位在离所述储器至少25cm远的液压源来产生，其中，所述输入来源于用于所述液压源的促动器。
41.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，用户引起的所述促动器的每次促动都造成预定量的粘固剂离开所述储器。
42.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，所述预定量在0.15和0.5ml之间。
43.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述输入来源于用于所述液压源的可由脚操作的促动器。
44.根据权利要求43所述的方法，其特征在于，用户引起的所述可由脚操作的促动器的每次促动都造成预定量的粘固剂被迫离开所述储器。
45.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述压力为至少100大气压。
46.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，所述压力为至少200大气压。
47.一种用于注射骨粘固剂的器械，包括：
储器，其配置成能够保持至少5ml的具有至少900帕秒粘度的骨粘固剂，所述储器具有出口；和
液压促动的柱塞，其配置成可响应于促动输入而利用足够的压力而将所述储器中的粘固剂压靠在所述出口上，从而迫使至少其中一些粘固剂离开所述储器。
48.根据权利要求47所述的器械，其特征在于，包括插管，其操作地配置成可将粘固剂从所述出口传递到活体内的骨中。
49.根据权利要求47所述的器械，其特征在于，用于操作所述液压促动的柱塞的压力通过定位在离所述柱塞至少25cm远的液压源来产生。
50.根据权利要求49所述的器械，其特征在于，用户引起的所述促动器的每次促动都造成所述柱塞迫使预定量的粘固剂离开所述储器。
51.根据权利要求50所述的器械，其特征在于，所述预定量在0.15和0.5ml之间。
52.根据权利要求47所述的器械，其特征在于，操作所述液压促动的柱塞的压力通过一种液压源来产生，所述液压源被可由脚操作的促动器促动。
53.根据权利要求52所述的器械，其特征在于，用户引起的所述可由脚操作的促动器的每次促动都造成所述柱塞迫使预定量的粘固剂离开所述储器。
54.根据权利要求47所述的器械，其特征在于，所述储器的至少一部分由无定形尼龙制成。
55.根据权利要求54所述的器械，其特征在于，所述储器的至少一部分是透明的。
56.根据权利要求47所述的器械，其特征在于，所述储器配置成能够保持至少10ml的粘固剂。
57.一种通过插管使粘性粘固剂从储器流入到骨中的方法，所述方法包括：
响应于促动输入，而在具有至少900帕秒的粘度且滞留在储器内的粘固剂中产生压力；
其中，所述压力利用液压来产生，并且迫使至少其中一些粘固剂通过出口而离开所述储器。
58.根据权利要求57所述的方法，其特征在于，在插管的远侧顶端已经定位在骨中的预期位置之后，所述压力迫使至少5ml的粘固剂进入到所述插管的入口中，其中，所述插管可操作地连接在所述储器的出口上。
59.根据权利要求57所述的方法，其特征在于，所述压力通过定位在离所述储器至少25cm远的液压源来产生。
60.根据权利要求59所述的方法，其特征在于，每次促动输入都造成预定量的粘固剂被迫离开所述储器。
61.根据权利要求60所述的方法，其特征在于，所述预定量在0.15和0.5ml之间。
62.根据权利要求57所述的方法，其特征在于，所述压力通过一种液压源来产生，所述液压源包括可由脚操作的促动器。
63.根据权利要求62所述的方法，其特征在于，所述可由脚操作的促动器的每次促动都造成预定量的粘固剂被迫离开所述储器。
64.一种骨粘固剂，包括：
生物相容性材料和骨粉的混合物，所述生物相容性材料具有高于37摄氏度的玻璃态转化温度，其中当所述材料被加热到其玻璃态转化温度以上时，可将所述生物相容性材料注射到骨中。
65.根据权利要求64所述的骨粘固剂，其特征在于，所述材料包括聚己酸丙酯。
66.根据权利要求64所述的骨粘固剂，其特征在于，所述材料包括聚乳酸(PLA)。
67.一种脊椎植入物，包括：
一定量的粘固剂，其包括具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的材料，所述粘固剂可注射到椎骨体中，只要其保持在玻璃态转化温度以上的温度即可，并且能够在注射到所述椎骨体内之后在所述椎骨体中硬化，并接下来冷却。
68.根据权利要求67所述的脊椎植入物，其特征在于，所述粘固剂是生物可吸收的。
69.根据权利要求67所述的脊椎植入物，其特征在于，所述粘固剂还包括骨粉。
70.根据权利要求67所述的脊椎植入物，其特征在于，所述材料包括聚己酸丙酯。
71.根据权利要求67所述的脊椎植入物，其特征在于，所述材料包括聚乳酸(PLA)。
72.一种骨髓内钉，包括：
一定量的粘固剂，其包括具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的材料，所述粘固剂可注射到长骨的髓管中，只要所述粘固剂保持在玻璃态转化温度以上的温度即可，并且能够在注射到所述髓管内之后在所述髓管中硬化，并接下来冷却。
73.根据权利要求72所述的骨髓内钉，其特征在于，所述粘固剂是生物可吸收的。
74.根据权利要求72所述的骨髓内钉，其特征在于，所述粘固剂还包括骨粉。
75.根据权利要求72所述的骨髓内钉，其特征在于，所述粘固剂包括聚己酸丙酯。
76.根据权利要求72所述的骨髓内钉，其特征在于，所述粘固剂包括聚乳酸(PLA)。
77.一种注射骨粘固剂的方法，所述方法包括：
(a)将具备至少500帕秒粘度特征的粘固剂保持在储器中；和
(b)对所述储器中的粘固剂施加足够的压力，以便从所述储器中推动至少5ml的材料通过可操作地连接在所述储器出口上并使其远侧顶端插入到骨中的骨注射插管，所述插管的特征在于其内径不超过4mm。
78.一种注射骨粘固剂的方法，所述方法包括：
(a)保持粘固剂，其具备需要至少20个大气压的压力来促使粘固剂流过插管的粘度特征，所述插管可操作地连接在所述储器出口上，并使其远侧顶端插入到骨中，并且所述插管的特征在于其内径不超过2.5mm，而且在储器中的长度为至少100mm；和
(b)施加所述压力。
79.一种包括丙烯酸类聚合物混合物的粘固剂，所述粘固剂在单体成分和聚合物成分开始混合之后的180秒内达到至少500帕秒的粘度，并且其特征在于足以允许注入骨中的足够的生物相容性。
80.一种治疗骨的方法，所述方法包括：
将骨粘固剂输送到骨中，所述骨粘固剂在从所述骨粘固剂的聚合物成分和单体成分彼此接触开始起的160秒内，将达到至少500帕秒的粘度。
81.一种用于将粘性材料输送到骨中的系统，所述系统包括：
(a)储器，其包含一定体积的具备至少900帕秒粘度特征的材料，并且可操作地连接在压力源上；
(b)所述的压力源，其适合于通过所述储器中的活塞推进而对所述储器中的所述材料施加足够的压力，以便在不缩回所述活塞的条件下，从所述储器中排出至少5ml的所述材料；
(c)可操作以便启动所述压力源的促动器；和
(d)适合于将所述压力从所述压力源输送至所述储器的管道。
82.一种用于混合的器械，所述器械包括：
(a)容器，其适合于至少包含待混合的骨粘固剂的聚合物成分和单体成分；
(b)可通过混合元件轴而连接在驱动机构上的混合桨叶；和
(c)所述驱动机构适合于使所述混合桨叶沿着所述混合容器中的移动路径而移动，使得所述混合元件上的基准点在所述移动路径上的每个点处都将面向相同方向。
83.一种治疗骨的方法，包括：引入具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的材料，在引入时，所述材料的温度高于所述玻璃态转化温度。
84.一种具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的材料用于脊椎骨粘固剂的配方中的用途。
85.一种用于治疗椎骨的方法，所述方法包括：
(a)将包括具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的材料的骨粘固剂加热到至少其玻璃态转化温度；和
(b)当所述材料保持在至少其玻璃态转化温度时，使所述骨粘固剂流入到椎骨内部。
86.一种用于治疗长骨的方法，所述方法包括：
(a)将包括具有37摄氏度以上的玻璃态转化温度的材料的骨粘固剂加热到至少其玻璃态转化温度；和
(b)当所述材料保持在至少其玻璃态转化温度时，使所述骨粘固剂流入到长骨的髓管内部。
87.一种骨粘固剂输送插管，所述插管包括：
(a)适合于在骨粘固剂储器和至少一个侧面粘固剂喷射孔之间提供流体流通通道的内腔；和
(b)在轴向上永久封闭的远侧顶端。
88.一种将骨粘固剂输送到骨中的方法，所述方法包括：
使骨粘固剂流过插管的内腔，从而使所述粘固剂离开所述插管的至少一个侧面孔，所述插管具备在轴向上永久封闭的远侧顶端的特征。
89.一种利用粘性材料填充注射储器的器械，所述器械包括：
(a)能够包含粘性材料的容器；
(b)可插入到所述容器中的转移活塞，所述活塞相对于所述容器形成了周向密封，所述转移活塞包括孔；和
(c)用于将注射储器的孔连接到所述转移活塞的孔上的连接器。
90.一种注射装备，所述装备包括：
无菌包装，其包含：
(a)能够将至少50大气压的压力输送至注射储器的液压源；
(b)一定量的包含在所述压力源中的流体；和
(c)适合于连接至注射储器上的连接器。
91.一种恢复活体高度的方法，所述方法包括：
在注射期间，使足量的具备至少500帕秒粘度特征的材料流过插管，从而至少部分地减少椎骨骨折，所述插管具备定位到椎骨内的喷射口的特征。
92.一种用于将材料注射到骨中的系统，所述系统包括：
(a)储器，其包含有待注射到骨中的材料，所述储器部署在所述活体的外部；
(b)压力源，其适合于将足够的压力施加在所述储器中的材料上，以便从所述储器中通过插管排出至少一部分的所述材料；
(c)可操作以便启动所述压力源的促动器；和
(d)适合于插入到骨中的插管，所述插管可连接在所述外部储器上；
其中，所述系统的操作员可只触按所述促动器来执行注射。
93.一种包括丙烯酸酯类聚合混合物的骨粘固剂，当100％的聚合物成分被单体成分润湿时，所述粘固剂获得至少500帕秒的粘度。
94.根据权利要求93所述的骨粘固剂，其特征在于，当95％的聚合物成分被单体成分润湿时，所述粘固剂获得至少500帕秒的粘度。
95.一种骨粘固剂，包括：
包含单体的成分和包含聚合物的成分，所述粘固剂特征在于，当所述包含单体的成分和包含聚合物的成分彼此接触，使得所述聚合物成分被所述单体成分润湿时，就形成高粘度的粘固剂，其具备在初始凝固周期之后保持相对稳定的可流动性达至少8分钟的特征。
96.根据权利要求95所述的骨粘固剂，其特征在于，所述初始周期不超过2分钟。
97.根据权利要求95所述的骨粘固剂，其特征在于，所述初始周期不超过0.5分钟。
98.根据权利要求95所述的骨粘固剂，其特征在于，所述初始周期不超过5秒。
99.根据权利要求95所述的骨粘固剂，其特征在于，所述高粘度为至少500帕秒。
100.根据权利要求95所述的骨粘固剂，其特征在于，所述高粘度为至少900帕秒。
101.根据权利要求95所述的骨粘固剂，其特征在于，稳定的可流动性由小于200帕秒的粘度变化所导致。
102.一种包括含有单体成分的单体和含有聚合物成分的骨粘固剂，所述粘固剂特征在于，当包含单体的成分和包含聚合物的成分彼此接触，使得所述聚合物成分被所述单体成分润湿的初始周期之后，形成了高粘度的粘固剂，所述高粘度的粘固剂的粘度变化在所述包含单体的成分和所述包含聚合物的成分彼此接触之后少于10分钟内的开始5分钟期间小于20％。
103.根据权利要求102所述的骨粘固剂，其特征在于，所述初始周期不超过2分钟。
104.根据权利要求102所述的骨粘固剂，其特征在于，所述初始周期不超过0.5分钟。
105.根据权利要求102所述的骨粘固剂，其特征在于，所述初始周期不超过5秒。
106.根据权利要求102所述的骨粘固剂，其特征在于，所述高粘度为至少500帕秒。
107.根据权利要求102所述的骨粘固剂，其特征在于，所述高粘度为至少900帕秒。
108.根据权利要求102所述的骨粘固剂，其特征在于，稳定的可流动性由小于200帕秒的粘度变化所导致。
109.一种包括丙烯酸酯类聚合混合物的骨粘固剂，在单体成分和聚合物成分初始接触之后的180秒内，所述粘固剂获得至少500帕秒的粘度。
110.根据权利要求109所述的骨粘固剂，其特征在于，所述粘度为至少900帕秒。
111.根据权利要求109所述的骨粘固剂，其特征在于，所述粘度为至少1500帕秒。
112.根据权利要求109所述的骨粘固剂，其特征在于，所述粘度在2分钟内获得。
113.根据权利要求109所述的骨粘固剂，其特征在于，所述粘度在1分钟内获得。
114.根据权利要求109所述的骨粘固剂，其特征在于，所述粘度在45秒内获得。
115.一种骨粘固剂，当95％的聚合物成分被单体成分润湿时，所述粘固剂获得灰泥状状态。
116.根据权利要求115所述的骨粘固剂，其特征在于，所述灰泥状状态具备至少500帕秒的粘度特征。
117.根据权利要求115所述的骨粘固剂，其特征在于，所述灰泥状状态具备至少900帕秒的粘度特征。
118.根据权利要求115所述的骨粘固剂，其特征在于，95％的润湿发生在初始接触的60秒内。
119.一种骨粘固剂，包括：
聚合物成分；和
单体成分，
其中，当所述的这两种成分混合在一起时，所得到的混合物在高达2分钟的周期内获得灰泥状的稠度，
其中，所得到的混合物的粘度在至少8分钟的时间期周期内保持大致恒定。
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