CN101378701A - U形椎间盘旁路和递送装置 - Google Patents

U形椎间盘旁路和递送装置 Download PDF

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Abstract

椎间盘不包含任何血管。营养素和废物主要以扩散的方式经过邻近的椎骨主体。随年龄的增长，在椎间盘和椎骨主体之间形成钙化层，这阻断了扩散。椎间盘开始缺乏营养并且失去活力。重量异常地从椎间盘转移到小平面关节，这导致应力和背痛。在缺氧条件下产生乳酸，从而导致酸刺激和非特异性疼痛。简单地通过针穿刺和抽回而将U形椎间盘旁路(126)递送到并密封在变性的椎间盘中，从而从体循环汲取营养素使之进到无血管的椎间盘中。营养素的连续供给增加了保水硫酸化糖胺聚糖的生物合成，因此增加了椎间盘中的膨胀压力。重量从小平面关节重新转移到再生的椎间盘，这缓解了背痛。在通过旁路转运氧的情况下使乳酸的缺氧生产最小化。另外，残留的乳酸在椎间盘压迫期间通过U形旁路排出到体循环中，从而缓解了非特异性疼痛。

Description

U形椎间盘旁路和递送装置
技术领域
椎间盘旁路(disc shunt)用于在无血管的椎间盘和体循环之间重建营养素和废物的交换以缓解背痛(back pain)。本发明涉及一种U形椎间盘旁路和递送装置，其用于维持流体静力学椎间盘压、简化递送过程和提高营养素到无血管的椎间盘中的渗透性。
背景技术
腰背痛(low back pain)是导致残疾和丧失劳动力的主要原因。多至90％的成年人在其一生中的某些时候经历过背痛。对于就医频率而言，背痛仅次于上呼吸道感染而位居第二。在美国，此疾病使520万人丧失能力，并且已报道每年的经济影响高达1000亿。虽然腰背痛的起因是各种各样的，但在大多数情况下认为椎间盘起主要作用。椎间盘的变性通过改变脊柱力学并在周围组织中产生非生理性应力而在其它组织中引发疼痛。
椎间盘吸收大部分脊柱压迫性负荷，但椎骨主体的小平面关节(facetjoint)分担约16％。椎间盘由三个不同的部分组成，即髓核(nucleus pulposus)、环层(annularlayer)和软骨终板(cartilaginous endplate)。椎间盘主要通过其吸水和保水能力来维持其结构特性。正常的椎间盘在髓核中包含80％的水。正常椎间盘中的髓核富含吸水的硫酸化糖胺聚糖(硫酸软骨素和硫酸角质素)，其产生膨胀压力以在环的胶原纤维中提供拉伸张力(tensile stress)。高水含量所产生的膨胀压力对于支撑环层以承受压迫性负荷来说是至关重要的。
成年人的椎间盘是无血管的。椎间盘细胞的存活依赖于营养素从外部血管和毛细血管扩散通过终板的软骨。营养素的扩散也包括从邻近外部环的外周血管渗透，但这些营养素只能渗入椎间盘的环层中至多1厘米。成年人的椎间盘的直径可大至5厘米，因此经过头部终板和尾部终板的扩散对于维持椎间盘的髓核和内部环层的健康来说是至关重要的。
经常在终板和髓核中发现焦磷酸钙和羟磷灰石。从年轻至18岁的年龄开始，钙化层开始在软骨终板中积聚。位于骨-软骨界面的血管和毛细血管因形成骨的钙化层的增长而逐渐闭塞。终板上的骨形成随年龄而增加。
当终板因于骨而闭塞时，极大地限制了营养素经过钙化终板的扩散。除阻碍营养素的扩散之外，钙化终板还限制了氧向椎间盘中的渗透。核中心部分的氧浓度是极低的。椎间盘的细胞构成(cellularity)已低于大多数组织。为了得到必需的营养素和氧，细胞活性被限于软骨终板或非常接近软骨终板的位置。此外，氧浓度对细胞密度或消耗率/细胞的变化非常敏感。
就生物合成的硫酸化糖胺聚糖而言，硫酸化物向髓核中的供给也受到钙化终板的限制。因此，硫酸化糖胺聚糖浓度降低，这导致髓核中的水含量和膨胀压力降低。在正常的日常压迫性负荷施加于脊柱上时，髓核中减小的压力不再使力沿着内部环的外围均匀分布以使椎板(lamellae)向外突出。因此，内部椎板向内回陷，同时外部环继续向外突出，这导致环层的分层。
导致环分层和突出的剪切应力在邻近神经孔的后外侧(posteriolateral)部分最大。神经被限制在位于椎间盘和小平面关节之间的神经孔中。因此，神经孔处的神经容易受到突出的椎间盘或骨刺的冲击而损伤。
当椎间盘中的氧浓度降低到0.25kPa(1.9mmHg)之下时，乳酸的产生随距终板的距离增加而显著增加。椎间盘中的pH随乳酸浓度的增加而降低。乳酸扩散经过环的微裂孔(micro-tear)，这刺激了深受神经支配的后部纵韧带、小平面关节和/或神经根。研究表明，腰痛与高乳酸化物(lactate)水平和低pH非常相关。出现症状的椎间盘的平均pH显著低于正常椎间盘的平均pH。出现症状的椎间盘中的酸浓度比正常椎间盘高3倍。在pH为6.65的出现症状的椎间盘中，椎间盘中的酸浓度是血浆水平的5.6倍。在一些手术前的出现症状的椎间盘中发现，神经根被密集的纤维性瘢痕和粘连所围绕，且pH显著低至5.7-6.30。这些椎间盘中的酸浓度是血浆水平的50倍。
约85％的腰背痛患者没能得到精确的病理解剖诊断。通常将这类疼痛分类为“非特异性疼痛(non-specific pain)”。可以通过不影响神经根的方法如椎间盘内盐水注射、椎间盘造影术和压迫后部纵韧带来重现背痛和坐骨神经痛。一些非特异性疼痛可能因来自椎间盘的乳酸刺激所导致。对椎间盘进行注射可将乳酸冲洗出来。处理和压迫也可将刺激性酸驱出，从而产生非特异性疼痛。目前，除椎间盘切除术之外，没有任何介入方法能使乳酸的产生停止。
在氧的存在下，通过糖酵解、三羧酸循环和电子传递链，每个葡萄糖分子的代谢产生36个三磷酸腺苷，即ATP。ATP是驱动保水蛋白聚糖的生物合成所不可缺少的高能量化合物。在缺氧条件下，每个葡萄糖分子的代谢只产生2个ATP和2个乳酸。因此，在椎间盘中，在缺氧条件下高能化合物ATP的产生很低。
髓核被认为是起到“轮胎中的空气”的作用，以施加压力于椎间盘。为了支撑负荷，压力有效地使力沿着内部环的外围均匀地分布，并且保持椎板向外突出。椎间盘变性的过程开始于终板的钙化，而终板的钙化阻碍硫酸化物和氧向髓核中的扩散。因此，吸水的硫酸化糖胺聚糖的产生显著减少，并且核中的水含量降低。内部环椎板开始向内回陷，并且环中胶原纤维上的张力消失。变性的椎间盘出现不稳定的移动，这与瘪的轮胎相似。约20-30％的腰背痛患者已被诊断为患有脊柱节段不稳定(spinal segmentalinstability)。疼痛可能起源于小平面关节和/或周围韧带上的应力和增加的负荷。另外，椎间盘中的pH由于乳酸的缺氧产生而变成酸性，这刺激了邻近的神经和组织。
用于从椎骨主体汲取营养素以使变性的椎间盘再生的终板穿刺方法记载在J.Yeung和T.Yeung在2002年2月13日提交的PCT/US2002/04301(WO2002/064044)(2001年2月13日提交的美国临时申请60/268666)中。
用于在变性的椎间盘和体循环之间重建营养素和废物的交换的旁路或导管记载在J.Yeung和T.Yeung的PCT/US2004/14368(WO 2004/101015)和美国申请10/840,816中，这两项申请都在2004年5月7日提交。Jeffrey E.Yeung在2004年11月10日提交的美国临时专利申请60/626644也描述了若干椎间盘旁路(导管)构造和递送装置。
髂骨遮蔽了椎间盘L4-5和L5-S1，因此无法用直针从外侧接近上述椎间盘以将导管递送到其中。然而，在J.Yeung于2005年6月22日提交的PCT/US2005/22749(WO 2006/002417)中提出的弹性弯曲针可穿过椎骨主体的蒂(pedicle)而穿刺透过钙化终板，以递送用于在无血管的椎间盘和体循环之间交换营养素和乳酸化物的旁路或导管。
在James E.Kemler和Jeffrey E.Yeung于2006年11月17日提交的PCT/US2006/44795中提出了对椎间盘旁路的化学和物理修饰，以提高、选择或延迟进入或离开无血管的椎间盘的分子转运。
通过椎间盘旁路或导管重新为椎间盘细胞供给营养素和氧，由此可增加硫酸化糖胺聚糖的生物合成，以保持额外的水和承受压迫性负荷。由此，尽可能减少节段不稳定和小平面关节的过多负荷，从而缓解疼痛。在额外的氧的存在下可减少乳酸的产生，从而使酸的刺激最小化并且增加驱动保水蛋白聚糖的生物合成的ATP的产生。
发明内容
将U形旁路的一端插入到针的内腔中而另一端垂在针的外侧。当针穿刺到椎间盘中时，旁路的外侧股紧压在针的外壁上，经过非常小的穿刺孔挤压到环中。在抽回针时，外侧股和环之间的摩擦力使U形旁路固定，使得内侧股从针的内腔滑动出来，从而将U形旁路布置在椎间盘中。由于U形旁路紧紧压嵌(press-fit)在弹性环中，所以在带有旁路的椎间盘中维持了流体静力学压力。
可将另一个U形旁路与外侧股连结，从而增加(1)旁路布置所需的摩擦力，(2)压嵌的能力，和(3)营养素和废物的交换率，以使椎间盘再生。在U形旁路中也可包含添加剂、缓冲剂、营养素、生长因子和细胞，以促进椎间盘再生并且缓解背痛。
附图标记
100:椎间盘
101:针
103:套管针(trocar)
105:终板
108:钙化层或阻塞
114:环分层
126:U形椎间盘旁路或导管
128:髓核
129:小平面关节
150:钻头
159:椎骨主体
230:套筒针(sleeve needle)
269:针的内腔
278:蒂
279:钻头停止位或台阶
360:杆
362:杆的缺口
363:杆的斜面
364:杆的主体
366:杆的边缘
367:约束装置
368:针的锋利内壁
369:旁路的损伤部分
370:针的不锋利的、圆的或钝的内壁
371:针的切口(slit)
372:U形旁路的突起件或锚定件
373:连结旁路或所接附的旁路
403:叉件
附图说明
图1显示了部分椎间盘旁路126，其从内腔269延伸出来并且垂在针101的外壁上。
图2显示了用针101穿刺以将旁路126压嵌到椎间盘100的环层中从而维持流体静力学椎间盘压力。
图3显示了将针101抽回以将旁路126布置在椎间盘100中并且从椎间盘100延伸出来。
图4显示了旁路126的纵视图，其受损部分369是在穿刺椎间盘100时被针101的锋利内壁368所切割的。
图5显示了在内腔269开口处的圆或钝的内壁370，其在穿刺椎间盘100时防止对旁路126造成剪切或损伤。
图6显示了从内腔269开放的切口371，其形成台阶或缺口以在穿刺椎间盘100时使旁路126免于剪切。
图7显示了在针101内侧和外侧的椎间盘旁路126的横截面。椎间盘旁路126的布置主要依赖环与针101外侧的椎间盘旁路126的区段之间的摩擦力。
图8显示了旁路126的外侧部分上的锚定件或锥形突起件372，其在抽回针101时增加摩擦力并且有助于布置旁路126。
图9显示了横截面为三角形的针101。将针101削尖，向三角形的一侧倾斜。
图10显示了三角形的针101和椎间盘旁路126的横截面，该椎间盘旁路126从内腔269延伸出来并且垂过三角形的顶点，从而使旁路126和针101之间的摩擦力最小化。
图11显示了连结旁路373，其穿过椎间盘旁路126在针101外侧的部分或与椎间盘旁路126在针101外侧的部分连接。
图12显示了针101、旁路126和连结旁路373的横截面，该针101、旁路126和连结旁路373增加了营养素向无血管的椎间盘中的转运并且增加了布置旁路所不可缺少的摩擦力。
图13显示了针101、旁路126和连结旁路373，该针101、旁路126和连结旁路373穿刺并且压嵌到环层中以维持椎间盘100的流体静力学压力。
图14显示了连结旁路373的伸展(spreading)或纽结(kinking)，其在抽回针101时增加连结旁路373和环之间的摩擦力。
图15显示了通过抽回针101来布置旁路126和连结旁路373，其用于在无血管的椎间盘100和体循环之间重建营养素和废物的交换。
图16显示了穿刺经过软组织而进到蒂278中的引导套管针103。
图17显示了套在套管针103外面而插入到蒂278中的套筒针230。
图18显示了在套筒针230中用钻头150代替套管针103，该钻头150钻孔通过钙化终板105而进到变性的椎间盘100中。
图19显示了套筒针230在钻头150外面滑动而前进到钙化终板105上所钻的孔中。
图20显示了抽回钻头150而使套筒针230的尖梢留在钙化终板105上所钻的孔中。
图21显示了将针101穿过套筒针230进行终板105穿刺以将相连结的旁路126、373压嵌到椎间盘100中。
图22显示了抽回套筒针230以使组织与相连结的旁路126、373接触，以便用摩擦力辅助旁路布置。
图23显示了通过抽回针101来布置相连结的旁路126、373，以使无血管的椎间盘100与椎骨主体159的内部连接，从而重建营养素和废物的交换。
图24显示了利用类似的钻孔流程来穿刺并且布置相连结的旁路126、373的前部方法(anterior approach)，该相连结的旁路126、373连接无血管的椎间盘100和椎骨主体159。
图25显示了支撑在从杆360延伸的叉件403之间的U形旁路126。
图26显示了容纳U形旁路126、叉件403和杆360的针101的内腔269，其用于穿刺并且将旁路126递送到椎间盘100中。
图27显示了通过穿刺椎间盘100和抽回如图26所显示的针101、同时保持杆360固定来递送的U形旁路126。
图28显示了在杆360远端的缺口362，其用于支撑旁路126的U形部分。
图29显示了在弹性弯曲针101的内腔269中通过柔性杆360支撑的U形旁路126，该弹性弯曲针101穿刺通过钙化终板105。
图30显示了在针101的内腔269中通过类正方形的杆360支撑的两个U形旁路126的横截面。
图31显示了在针101中将两个U形旁路固定在一起的约束装置367。
具体实施方式
椎间盘旁路126是柔性的半渗透性导管，其在体循环和无血管的椎间盘100之间转运营养素、废物和氧。将椎间盘旁路126弯曲成U形或V形构造。弯曲部分的长度无需相等。如图1所示，将U形旁路126的一端插入到细针101的内腔269中，而U形旁路126的另一端垂在细针101的外壁上。
由于营养素的扩散只能渗入环层中至多1厘米，所以如图2所示，通过用针101穿刺椎间盘100来将U形椎间盘旁路126深深地递送到环中。当针101穿刺到椎间盘100中时，U形旁路126的外侧股受到牵扯和拉拽，并且紧紧地挤压在针101外壁旁的环层上而通过小的穿刺孔。如图3所示，在抽回针101时，环和U形旁路126的外侧股之间的接触摩擦力使旁路126固定或锚定，而内侧股从针101的内腔269滑动出来。由于将一股压嵌在小穿刺孔中，所以U形旁路126在弹性环层中是良好密封的，从而维持了椎间盘100的流体静力学压力。
图3显示将旁路126的U形袢布置在椎间盘100中，且旁路126的近端在椎间盘100的外侧延伸而与体循环接触。因此，在无血管的椎间盘100和体循环之间重建了营养素、氧和乳酸的交换，从而(1)增加保水硫酸化糖胺聚糖的生物合成并且增加用于承受椎间盘压迫的膨胀压力，(2)降低小平面关节上的应力并且减轻由节段不稳定产生的疼痛，(3)通过将缺氧代谢转变为有氧代谢来降低刺激性乳酸的产生，(4)通过有氧代谢途径来增加ATP的产生从而为椎间盘100再生供给能量，和(5)通过旁路126来排出乳酸从而使刺激最小化。本质上，布置U形椎间盘旁路126从而使椎间盘100变性停止并且缓解背痛。
U形旁路126的一支、一部分或一端占据针101内侧的内腔269，而另一支、另一部分或另一端悬在针101的外侧。旁路126的内侧部分可自由地退出针101的内腔269。就穿刺椎间盘100而言，针101的远端壁为旁路126的U形袢提供支撑。除提供布置旁路126所需要的摩擦力之外，当进入环时旁路126的外侧部分还被挤压或紧压在针101壁旁或沿着针101壁挤压或紧压。因此，经过非常小的针穿刺孔来递送U形旁路126。在抽回针101之后，弹性环层密封在所布置并压嵌的旁路126周围，从而维持椎间盘100的流体静力学压力。
如图4所示，针101的锋利远端通常包含锋利的刀状边缘368，其由倾斜的内腔269的内壁形成。在植入压嵌的U形旁路126的过程中，对椎间盘100进行穿刺，此时内壁368的刀状边缘不可避免地剪切和损伤旁路126的U形袢。旁路126的受损部分369形成小纤维或脱落的碎屑，这导致对别样惰性物质的明显组织反应。在体外研究期间，在以压嵌方式进行椎间盘100穿刺时剪切是如此严重，以致许多U形旁路126在U形袢处被切断。因此，旁路126的内侧部分留在所抽回的针101的内腔269中。在只有U形中的一股的情况下，旁路126不再是压嵌到椎间盘100中，所以其维持椎间盘100的流体静力学压力的能力降低。
图5显示了针101的倾斜内腔269处的圆或钝的内壁370。可通过机械加工来形成圆或钝的内壁370，从而如图5所示，在以压嵌方式进行椎间盘100穿刺时防止对旁路126造成损伤。也可对U形旁路126的U形袢加上衬垫、涂层或进行加固，从而使针101的锋利内壁368所造成的损伤最小化。另外，U形袢可用耐剪切材料制造，从而在以压嵌方式进行穿刺时避免损伤。
图6显示了开放到内腔269的切口371，其使所放置的旁路126的U形袢进一步远离针101的锋利尖梢。锋利尖梢与U形袢的进一步分开通过形成连续的压嵌位置从而逐渐扩大穿刺位点而有助于穿刺椎间盘100。针101尖梢先行进到椎间盘100的环层中，接下来U形袢进到椎间盘100的环层中。另外，穿刺位点的逐渐扩大可在穿刺椎间盘100时尽量减少对U形旁路126所造成的剪切或损伤。在切口371中对U形袢进行防护或遮蔽，这可以在以压嵌方式进到椎间盘100中时进一步保护旁路126，使之免受剪切。另外，也可使针101的齿状内腔269的内壁所形成的锋利刀状边缘368变成圆形或变钝，从而进一步防止损伤U形旁路126。
U形旁路126的布置通过环和旁路126的外侧部分之间的摩擦力来驱动。图7显示了旁路126的内侧部分和外侧部分(相对于针101)的横截面。如图8所示，可通过在旁路126的外侧部分上接附锚定件或锥形突起件372来显著增加环和旁路126的外侧部分之间的摩擦力。锥形突起件372起倒钩(barb)的作用，其允许进入但防止旁路126被从椎间盘100中拉出。
U形旁路126的布置也取决于旁路126的外侧部分和针101外壁之间的摩擦力。图9显示了横截面为三角形的针101。将三角形的针101削尖以向三角形的一个顶点倾斜。使U形旁路126的外侧股与三角形针101的上述顶点的外侧边缘对准。图10显示了三角形的针101和椎间盘旁路126的横截面，该椎间盘旁路126从内腔269延伸出来并且垂过上述三角形顶点，以使旁路126和针101之间的接触面和摩擦力最小化。也可在内侧和外侧对横截面为圆形或非圆形的针101进行润滑，从而降低针101和旁路126之间的摩擦力，以便有助于在抽回针101时布置旁路126。另外，旁路126的外侧部分可涂覆有粘合剂、膨胀剂或交联剂，用于在抽回针101之前将旁路126锚定在椎间盘100中。
图11显示了穿过U形旁路126的外侧部分或与U形旁路126的外侧部分接附的连结旁路373。U形旁路126和连结旁路373的组合使体积(mass)增加，从而(1)加快变性的椎间盘100和体循环之间的营养素和废物交换，(2)密封并维持流体静力学椎间盘100压力，和/或(3)锚定在椎间盘100中以便在抽回针101时进行布置。图12显示了针101、旁路126和连结旁路373的横截面。连结旁路373可由于具有不同的(1)材料、(2)孔径(pore size)、(3)涂层、(4)添加剂、(5)构造、(6)直径、(7)长度、(8)形状、(9)质地、和/或(10)降解特性，从而与U形旁路126不同。
图13显示了针101，该针101递送旁路126和连结旁路373以将旁路126和连结旁路373压嵌到环层中并维持椎间盘100的流体静力学压力。连结旁路373可接附在旁路126的外侧部分上的任何位置。为了确定连续压嵌的位置，连结旁路373的接附应稍微在旁路的U形袢之后或离开旁路的U形袢，从而容易地进行椎间盘100穿刺。除有助于布置旁路126之外，连结旁路373在环中提供额外的密封能力，从而维持所修复的椎间盘100的流体静力学压力。
如图14所示，连结旁路126可移位(shift)、弯曲(buckle)、纽结和/或伸展，从而在抽回针101时增加对椎间盘100的摩擦力。类似的动作(movement)和摩擦力可施加于U形旁路126的外侧部分。因此，如图15所示，旁路126的内侧部分滑动并从所抽回的针101的内腔269出来，从而布置相连结的旁路126、373，以便在无血管的椎间盘100和周围循环之间重建营养素和废物的交换。
图16显示了套管针103，其通过荧光镜来引导，对软组织进行穿刺而进到蒂278中。套管针103可涂覆有造影涂层、回声涂层或MRI可视涂层，从而有助于引导和提高成像质量。图17显示了套筒针230，其套在套管针103外面滑动而插入到蒂278中。套筒针230也可涂覆有造影涂层、回声涂层、MRI涂层或其它涂层，以提高图像质量。
如图18所示，套筒针230保持固定，同时抽回套管针103并用钻头150代替，该钻头150钻孔经过椎骨主体159和钙化终板105。钻头150包含台阶或停止位279，以防止过度钻孔而透过椎间盘100的两层终板105。钻头150也可涂覆有造影涂层、回声涂层、MRI涂层或其它涂层，以提高图像质量。然后，如图19所示，使套筒针230套在钻头150外面滑动而前进到钙化终板105上所钻的孔中。
如图20所示，从套筒针230抽回钻头150，而使套筒针230的尖梢留在钙化终板105上所钻的孔中。如图21所示，将带有相连结的旁路126、373的针101插入穿过套筒针230，穿刺并且扩大钙化终板105上所钻的孔，然后压嵌到变性的椎间盘100中。针101和相连结的旁路126、373都可涂覆有造影涂层、回声涂层、MRI涂层或其它涂层，以提高图像质量。图22显示了抽回套筒针230，从而使组织与相连结的旁路126、373接触以进行摩擦力辅助的旁路布置。图23显示了通过抽回针101来布置相连结的旁路126、373，由此使无血管的椎间盘100与椎骨主体159的内部循环相连接，并且重建营养素、氧和废物的交换。
反复背痛在手术后的患者中是常见的。患者经常在邻近手术位置(surgicallevel)的部位出现进行性椎间盘变性。在进行前部脊柱融合术或椎间盘置换术(disc replacement)的手术期间，可通过将椎间盘旁路126、373穿过终板105植入来使邻近的椎间盘100的变性最小化或停止。图24显示了前部方法，其利用与蒂方法相似的钻孔流程。将相连结的旁路126、373穿过椎骨主体159植入而进到邻近手术位置的无血管的椎间盘100中。就使反复疼痛的发生率或将来进行手术的可能性最小化而言，由于患者正在接受开放手术(open surgery)，所以椎间盘旁路126、373穿过终板105或穿过环的植入是直截了当的，是低危险的，并且是经济有效的。类似地，椎板切除术或其它后部开放手术方法也提供了用于将环旁路或终板旁路126植入到多个变性的椎间盘100中的容易途径。
就套管针103穿刺而言，患者的椎骨主体159和终板105可能是足够软的。可轻轻敲击或轻轻锤击套管针103，使之穿过椎骨主体159和终板105而进到椎间盘100中。然后，将套筒针230套在套管针103外面插入而前进到终板105和椎间盘100中。如图21所示，用U形旁路126、373和针101代替套管针103。
U形旁路126也可完全处于针101的内腔269中而被递送。图25显示了支撑在从杆360延伸的叉件403之间的U形旁路126。如图26所示，将U形旁路126、叉件403和杆360容纳在能够穿刺椎间盘100的针101的内腔269中。如图27所示，在穿刺椎间盘100之后，抽回针101并使杆360保持固定，从而将U形旁路126布置在椎间盘100中。在图27中也显示了由于膨胀椎间盘压力降低而导致的环分层114。
图28显示了用于支撑旁路126的U形袢的缺口362。带状杆360是细的，以使针101的内腔269中的空间最小化。加粗斜面363之后的主体364以加强杆363。图29显示了容纳在弹性弯曲针101的内腔269中的通过柔性杆360支撑的U形旁路126，该弹性弯曲针101穿刺穿过钙化层108和软骨终板105。通过抽回针101并使杆360保持固定来将椎间盘旁路126布置成从椎骨主体159穿过钙化终板105而进到椎间盘100中。
如图30所示，可从针101的内腔269递送多个U形旁路126，并且通过形状相配的杆360来支撑。杆360可具有纵向边缘366，其用于在内腔269中排列旁路126并且防止缠绕或缠结。如图31所示，多个旁路126的远端或U形袢可具有约束装置367，从而使U形旁路126不会在针101的内腔269中拆开和卡住。类似地，也可将多个U形旁路126收在针101的内腔269的内侧和外侧，从而将U形旁路126压嵌到变性的椎间盘100中。
通常所接受的是，椎间盘100变性与营养素缺乏和氧缺乏有很大相关。尤其是在仰卧体位，椎间盘压力很低。在睡眠时，通过(1)毛细作用、(2)旁路的吸水性、(3)吸入性牵拉(imbibing pull)椎间盘100中的吸水硫酸化糖胺聚糖、和/或(4)椎间盘100中的低压力，经由旁路126、373来汲取来自循环系统的包含营养素和氧的流体。
因此，通过半渗透性旁路126、373将营养素汲取到椎间盘100中，从而生物合成保水硫酸化糖胺聚糖并增加椎间盘100中的膨胀压力。髓核128中恢复的膨胀压力抵抗环的胶原纤维中的拉伸张力，由此减少内部突出和环层间的剪切应力。与重新充气的轮胎相似，减小了椎间盘100突出，并且使对神经的冲击最小化。减少了小平面关节129上的负荷和节段不稳定，从而使应力、损伤和疼痛最小化。也可增加椎间盘100的高度，从而逆转脊柱狭窄(spinal stenosis)。
此外，三磷酸腺苷即ATP是驱动生物化学反应或为生物化学反应供给能量所不可缺少的高能化合物，上述生物化学反应包括生物合成用于承受椎间盘100上的压迫性负荷的保水蛋白聚糖。在缺氧条件下，每个葡萄糖分子的代谢只产生2个ATP和2个乳酸，而乳酸刺激邻近的神经。当氧渗透穿过U形旁路126和/或连结旁路373时，在有氧条件下通过糖酵解即三羧酸循环和电子传递链而从每个葡萄糖分子产生36个ATP，从而为椎间盘100再生供给能量并缓解背痛。
在日常活动(诸如步行、举起和弯腰)中，椎间盘100中的压力通常会增加。椎间盘旁路126、373中的流动方向可能逆转，并且从椎间盘100中的高压力区流向椎骨主体159中的低压力区或流向椎间盘100周围的外部流体中的低压力区。溶解在髓核128中的流体中的乳酸和二氧化碳可通过旁路126慢慢排出到体循环中。因此，乳酸浓度降低，并且椎间盘100中的pH恢复正常，从而减小或缓解酸刺激所引起的疼痛。
可将碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、磷酸钾、磷酸钠或其它缓冲剂加载在旁路126、373中或涂覆在旁路126、373上，从而中和乳酸，自然缓解了酸刺激所导致的疼痛。
类似地，可将氧化镁、氢氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化铯、氢氧化锶、氢氧化钙、氢氧化锂、氢氧化铷、中性胺(neutral amine)或其它碱性物质加载在旁路126、373中或涂覆在旁路126、373上，从而中和乳酸，自然缓解了酸刺激所导致的疼痛。
另外，初始供给的营养素(诸如硫酸化物、葡萄糖、葡萄糖醛酸、半乳糖、半乳糖胺、葡糖胺、羟基赖氨酸、羟基脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、硫酸软骨素、硫酸角质素、透明质酸化物、三硅酸镁、内消旋三硅酸镁(magnesium mesotrisilicate)、氧化镁、Magnosil、Pentimin、Trisomin、原硅酸、五水合三硅酸镁、蛇纹石、偏硅酸钠、硅烷醇盐、硅烷醇基团(silanolgroup)、唾液酸、硅酸、硼、硼酸、矿物质和/或其它氨基酸)可作为添加剂来用于涂覆或装填旁路126、373，从而在变性的椎间盘100中提高或启动硫酸化糖胺聚糖和胶原的产生。就加载到旁路126、373中或涂覆在旁路126、373上而言，生长因子、抗生素和/或止痛剂也可以是有益的。
可通过U形旁路126、373上的可膨胀半渗透性涂层来进一步维持接受分流的椎间盘100中的流体静力学压力，从而使旁路126、373和环之间或旁路126、373和终板105之间的间隙密封。可膨胀涂层可以是聚乙二醇、交联聚乙二醇、聚氨酯、可膨胀或弹性物质。
旁路126、373上的纤维形成可影响营养素和废物在椎间盘100和体循环之间的交换。可将免疫抑制剂涂覆或并入到旁路126、373中，从而使纤维形成或组织应答最小化。免疫抑制剂的实例包括但不限于放线菌素D、氨基蝶呤、硫唑嘌呤、苯丁酸氮芥、皮质类固醇、交联聚乙二醇、环磷酰胺、环孢霉素A、6-巯基嘌呤、甲泼尼龙、甲氨蝶呤、尼立达唑(niridazole)、奥昔舒仑(oxisuran)、紫杉醇、聚乙二醇、泼尼松龙、泼尼松、丙卡巴肼、前列腺素、前列腺素E1、西罗莫司(sirolimus)、类固醇、其它免疫抑制药或其它免疫抑制涂层。
U形旁路126、373可装填或涂覆有钙通道阻断剂，从而使旁路126、373的钙化、矿物质化或阻塞最小化。钙通道阻断剂也可分散在旁路126、373中，从而防止软骨终板105的钙化层形成，或者甚至使软骨终板105的钙化层开放，以提高营养素和废物在椎间盘100和体循环之间的扩散。钙通道阻断剂可以是二氢吡啶类、苯基烷基胺类、苯并硫杂氮杂
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类或其它类中的一种。用于加载到旁路126、373中的钙通道阻断剂可以是氨氯地平、非洛地平、伊拉地平、拉西地平、乐卡地平、尼卡地平、硝苯地平、尼莫地平、尼索地平、维拉帕米、地尔硫
Figure A200780004466D0020085042QIETU
或其它钙通道阻断剂。
U形旁路126、373可装填或涂覆有螯合剂，从而使旁路126、373的钙化、矿物质化或阻塞最小化。螯合剂也可分散在旁路126、373中，从而提取(extract)钙离子，使软骨终板105的钙化层开放，以提高营养素和废物在椎间盘100和体循环之间的扩散。螯合剂可以是乙二胺四乙酸盐、二亚乙基三胺五乙酸盐、内消旋-2，3-二巯基琥珀酸、去铁胺(desferoxamine)、2，3-二巯基-1-丙磺酸盐、D-青霉胺、地拉罗司(defarasirox)、二巯基丙醇、N，N-二(羧甲基)甘氨酸、二硫代氨基甲酸吗啉(morpholine dithiocarbamate)、乙二胺二乙酸二硫代氨基甲酸四铵(tetra ammonium ethylene diamine diacetic aciddithiocarbamate)、二乙醇胺二硫代氨基甲酸铵(ammonium diethanolaminedithiocarbamate)、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二硫代氨基甲酸N-苄基-D-葡糖铵(N-benzyl-D-glucamine dithio carbamate)、α-硫辛酸(alpha lipoic acid)、酒石酸、谷胱甘肽、甲硫氨酸和/或L-精氨酸。通常，旁路126、373的螯合剂涂层可包含羧酸化基团、胺基团或硫醇基团。优选羧酸钠或羧酸钾，以便在从钙化终板105提取钙离子时使酸刺激最小化。
U形旁路126、373的孔径可以是301微米至1纳米。U形旁路126、373也可具有在长度方向上梯度变化的不同孔径，从而限制渗透性。具有渗透梯度的旁路126、373的孔径范围可以是从301微米、100微米、50微米、10微米、1微米、700纳米、500纳米、300纳米、100纳米、50纳米、30纳米、10纳米、5纳米到1纳米，从而防止触发免疫反应的IgA、IgD、IgE、IgG、IgM、细胞因子或其它引发剂的浸润。
另外，U形旁路126、373可具有包含不同孔径的节段，从而沿着旁路126、373形成数个尺寸排阻区域(region of exclusion)或数个渗透区域。旁路126、373的孔径可在朝向位于髓核128附近的节段的方向上减小，从而在不妨碍大的营养素进到环中间部分中或不妨碍代谢物从环中间部分出来的情况下，使对髓核128的免疫应答最小化。因此，旁路126、373可具有范围为200000、100000、70000、50000、30000、10000、5000、3000、1000、700、400至200克/摩尔溶质的渗透区域。
健康的椎间盘100是无血管且免疫隔离的。为了确保无血管且免疫隔离的状态，旁路126、373可并入、涂覆或部分涂覆有抗血管形成的化合物。抗血管形成化合物的实例包括但不限于Marimastat(British Biotech)[基质金属蛋白酶(MMP)的合成抑制剂]、Bay 12-9566(Bayer)(肿瘤生长的合成抑制剂)、AG3340(Agouron)(合成MMP抑制剂)、CGS 27023A(Novartis)(合成MMP抑制剂)、COL-3(Collagenex)(合成MMP抑制剂，Tetracycline衍生物)、新伐司他(Neovastat)(Aeterna，Sainte-Foy)(天然MMP抑制剂)、BMS-275291(Bristol-Myers Squib)(合成MMP抑制剂)、TNP-470(TAPPharmaceuticals)(合成的烟曲霉素(fumagillin)类似物；其抑制内皮细胞生长)、沙利度胺(Thalidomide)(Celgene)(靶向VEGF和bFGF)、角鲨胺(Squalamine)(Magainin Pharmaceuticals)(从角鲨肝提取；抑制钠-氢交换系统NHE3)、考布他丁A-4(Combretastatin A-4)(CA4P)(Oxigene)(在增殖的内皮细胞中诱导凋亡)、内皮他丁(Endostatin)胶原XVIII片段(EntreMed)(抑制内皮细胞)、抗VEGF抗体(Genentech)[血管内皮生长因子(VEGF)的单克隆抗体]、SU5416(Sugen)(阻断VEGF受体信号传导)、SU6668(Sugen)(阻断VEGF、FGF和EGF受体信号传导)、PTK787/ZK22584(Novartis)(阻断VEGF受体信号传导)、α-干扰素(抑制bFGF和VEGF产生)、α干扰素(抑制bFGF和VEGF产生)、EMD121974(Merck，KcgaA)(存在于内皮细胞表面上的整联蛋白的小分子阻断剂)、CAI(NCI)(钙内流的抑制剂)、白介素12(GeneticsInstitute)(上调γ干扰素和IP-10)、IM862(Cytran)、阿瓦斯丁(Avastin)、西乐葆(Celebrex)、爱必妥(Erbitux)、赫赛汀(Herceptin)、易瑞沙(Iressa)、泰素(Taxol)、万珂(Velcade)、TNP-470、CM101、羧基氨基-三唑(Carboxyamido-triazole)、抗肿瘤的尿蛋白、异维A酸(Isotretionin)、α-干扰素、他莫昔芬(Tamoxifen)、Tecogalan combrestatin、角鲨胺、环磷酰胺、血管他丁、血小板因子4、Anginex、Eponemycin、Epoxomicin、环氧-β-氨基酮、抗血管形成的抗凝血酶III、Canstatin、软骨所衍生的抑制剂、CD59补体片段、纤连蛋白片段、Gro-beta、肝素酶、肝素己糖片段、人绒毛膜促性腺激素、干扰素(α、β或γ)、干扰素诱导蛋白(IP-10)、白介素12(IL-12)、Kringle5(血纤维蛋白溶酶原片段)、金属蛋白酶的组织抑制剂、2-甲氧基雌二醇(Panzem)、胎椎间盘核糖核酸酶抑制剂、血纤维蛋白溶酶原活化因子抑制剂、催乳素16kD片段、类视黄醇(Retinoid)、四氢皮质醇-S、凝血酶敏感蛋白(Thrombospondin)-1、转化生长因子β、Vasculostatin和Vasostatin(钙网蛋白片段)。
多种不可降解材料可用于制造U形旁路126和连结旁路373。生物兼容的聚合物如尼龙、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、硅、聚醚醚酮、缩醛树脂、聚砜、聚碳酸酯、蚕丝(silk)、棉(cotton)或亚麻(linen)是可能的候选对象。玻璃纤维(fiberglass)也可作为旁路126、373的一部分，从而提供用于转运营养素和废物的毛细作用。
旁路126、373的一部分可包括以下材料之一但不限于此:羧甲基纤维素、乙酸纤维素、硫酸纤维素、三醋酸纤维素、壳聚糖、脱乙酰壳聚糖、氯丁二烯、乙烯-醋酸乙烯酯、氟-硅水凝胶、乙酰透明质酸、透明质酸化物(hyaluronate)、氯丁橡胶、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二酯、聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸羟甲酯、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧丙烷、聚硅氧烷、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、硅醇和乙烯基甲基醚。
就研究目的而言，生物可降解的旁路126、373可在数周或数月内显示出有效性。由于旁路126、373在数月内降解，所以可破除或消灭任何意外的有害结果。如果研究性的可降解旁路126、373显示出有效性，那么可安装永久性或不可降解的旁路126、373以提供连续的治疗或益处。生物可降解的旁路126、373可用以下材料来制造:聚乳酸酯、聚乙醇酸、聚丙交酯共乙醇酸酯、聚已内酯、碳酸亚丙酯(trimethylene carbonate)、蚕丝、肠线、胶原、聚对二噁烷酮或这些材料的组合。也可使用其它可降解的聚合物如聚二噁烷酮、聚酐、碳酸亚丙酯、聚β-羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯、聚γ-乙基谷氨酸酯、聚DTH-亚氨基碳酸酯(poly-DTH-iminocarbonate)、聚双酚-A-亚氨基碳酸酯、聚原酸酯、聚氰基丙烯酸酯或聚磷嗪。
旁路126、373可以是具有已证实的安全性记录的缝线(suture)。旁路126、373可通过以下方法来形成:模制、挤压、编织、纺织、卷绕、椎间盘绕或机械加工。也可将旁路126、373称为或归类为导管、芯绳(wick)、管、编织的缝线、编织的长丝、线或海绵。也可将安装有旁路126、373的椎间盘100称为接受分流的椎间盘100。
针101、套管针103、套筒针230和杆360可用不锈钢、钛、镍-钛或其它合金来制造。针101、套管针103、套筒针230、杆360或旁路126、373可涂覆有润滑剂、止痛剂、抗生素、造影剂、回声剂或MRI可视剂。
可从患者的另一个椎间盘100提取椎间盘细胞，然后用注射器将该细胞注射到接受分流的椎间盘100中，从而加速椎间盘再生。也可在接受分流的椎间盘100中进行基因疗法以促进椎间盘再生。
由于椎间盘100中的细胞构成总是低的，所以可通过注射外源性供体细胞来进一步使接受分流的椎间盘100恢复活力，从而促进椎间盘再生。无血管的椎间盘100是良好密封的。甚至小的离子(如硫酸根离子)和小的分子(如脯氨酸)也受到很大的限制而不能扩散到髓核128中。良好密封的椎间盘100能够包入源于人类尸体的椎间盘100的供体细胞而不触发免疫应答。就椎间盘100再生而言，供体细胞也可以是源于组织培养、动物或生物技术的干细胞、脊索或软骨细胞。可在无菌条件下加载对灭菌敏感的细胞。可在相隔数日、数周、数月或甚至数年的多个阶段实施将供体细胞注射到接受分流的椎间盘100中的方法。初始的旁路126、373布置在细胞注射之前就准备好了有助于细胞增殖的生物条件(包括pH、电解质平衡和营养素)。也可将供体细胞包入在生物可降解的囊中，接种在旁路126、373中，然后在达到或实现合适的生物条件之后被U形旁路126、373释放。
近些年来，从尸体或活体供体进行细胞移植在提供治疗益处方面是成功的。例如，将源于供体胰脏的胰岛细胞注射到I型糖尿病患者通向肝的门静脉中。胰岛如在胰中正常发挥功能那样开始发挥功能(即产生胰岛素)以调节血糖。然而，为保持供体细胞存活，糖尿病患者需要一生服用抗排斥药物如环孢霉素A。除抗排斥药物的费用之外，这些免疫抑制药的长期副作用包括癌症。细胞移植的益处可能抵不上潜在的副作用。
用半渗透性旁路126、373分流的椎间盘100可以用作半渗透性囊以包入治疗性的供体细胞。就供体细胞而言，接受分流的椎间盘100维持免疫隔离，从而避免了患者的免疫应答。另外，供体细胞所不可缺少的营养素和氧通过U形旁路126、373来供给。因此，不需要免疫抑制药物。可从以下来源收集和/或培养各种供体细胞:垂体(前叶、中叶或后叶)、下丘脑、肾上腺、肾上腺髓质、脂肪细胞、甲状腺、甲状旁腺(parathyroid)、胰、睾丸、卵巢、松果体、肾上腺皮质、肝、肾皮质、肾、丘脑、甲状旁腺(parathyroidgland)、卵巢、黄体、胎椎间盘、小肠、皮肤细胞、干细胞、基因疗法、组织工程、细胞培养、其它腺体或组织。供体细胞可源于人、动物或细胞培养。在仰卧睡眠体位，营养素和氧通过旁路126、373来向供体细胞供给。在清醒期间，当椎间盘100中的压力高时，这些细胞所生物合成的产物通过旁路126、373而排出到椎骨主体159或外部环中，然后进到静脉、体循环和靶标位点中，在清醒期间，在这种需要高的时候和位置进行上述排出。
接受分流的椎间盘100中的供体细胞所生物合成的产物可以是肾上腺素、促肾上腺皮质激素、醛固酮、雄激素、血管紧张素原(血管紧张素I和II)、抗利尿激素、心钠素、降钙素、骨化醇、胆骨化醇、骨化三醇、胆囊收缩素、促肾上腺皮质素释放激素、皮质醇、脱氢表雄酮、多巴胺、内啡肽、脑啡肽、麦角骨化醇、促红细胞生成素、促卵泡激素、γ-氨基丁酸酯、胃泌素、生长激素释放肽、高血糖素、糖皮质激素、促性腺激素释放激素、生长激素释放激素、人绒毛膜促性腺激素、人生长激素、胰岛素、胰岛素样生长因子、瘦蛋白、促脂解素、黄体生成激素、促黑色素细胞激素、褪黑激素、盐皮质激素、神经肽Y、神经递质、去甲肾上腺素、雌激素、催产素、甲状旁腺激素、肽、孕烯醇酮、黄体酮、催乳素、阿片黑皮质素前体、PYY-336、肾素、胰泌素、生长抑素、睾酮、血小板生成素、促甲状腺激素、促甲状腺激素释放激素、甲状腺素、三碘甲状腺原氨酸、促激素、血清素、加压素或其它治疗性产物。
在接受分流的椎间盘100中形成的产物(激素、肽、神经递质、酶、催化剂(catalysis)或底物)能够调节身体功能，包括血压、能量、神经活性、代谢、腺体活性的活化和抑制。一些激素和酶支配、影响或控制进食习惯和脂肪或碳水化合物的利用。这些激素或酶可使体重减轻或获得益处。从接受分流的椎间盘100中的供体细胞产生神经递质如多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素、血清素或γ-氨基丁酸酯，这可治疗抑郁、帕金森病、学习不能、记忆丧失、注意力缺陷、行为问题、智力或神经相关疾病。
接受分流的椎间盘100中的供体细胞所生物合成的产物的释放与身体活动同步。在日常生活活动中，接受分流的椎间盘100中的压力通常是高的，从而将供体细胞所生物合成的产物排出到循环中，以满足身体的需要。在仰卧体位，旁路126、373中的流向发生逆转，从而将营养素和氧带到椎间盘100中，以便向细胞供给营养。使用源于供体胰脏的胰岛(islets ofLangerhans)作为实例，在睡眠期间，当葡萄糖进到接受分流的椎间盘100中时，可在椎间盘100中诱导胰岛素的产生。在清醒期间，当椎间盘压力高时，通过旁路126、373将胰岛素排出到循环中，从而驱使糖进到细胞膜中，以产生能量。在夜晚，从接受分流的椎间盘100释放的胰岛素处于最低水平，从而防止低血糖症。本质上，供体细胞所生物合成的产物的释放与身体活动同步，从而满足身体的需要。
一些源于供体细胞的生物合成的产物适宜地沉降穿过椎骨主体159然后进到体循环中。其它产物可更有效地转运穿过外部环然后扩散经过腹部而进到体循环中。一些其它产物可由于进到与U形椎间盘旁路126、373连接的肌肉中而是更有效的。
应该理解的是，本发明决不受本申请所披露和/或附图所显示的具体结构的限制，并且本发明也包括在权利要求书的范围内的任何其它修改、变化或等效物。已就具体的构造、曲率、选项和实施方式列出了多个特征。可将所述特征中的任意一个或多个加至任意其它实施方式或其它标准的装置或与之组合，从而得到可替换的组合和实施方式。
对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的化学物质、生物化学物质、药物、方法、实施方式、材料、结构、细胞、组织或切口位点不只适于本发明所可应用的用途。就修改的U形椎间盘旁路126、373而言，可代替和使用不同的化学物质、结构、方法、涂层或设计。前述的任何内容都不应该用来限制本发明的范围。本发明的完整范围通过所附的权利要求书来确定。

Claims (38)

1.一种用于治疗椎间盘的装置，所述装置包括：
具有U形构造的细长旁路，和
带有从其远端延伸的管状通路的针，所述远端的尺寸和构造确定为能进入椎间盘并且布置所述细长旁路。
2.如权利要求1所述的装置，其中在布置前，将部分所述细长旁路置于所述管状通路中，并将部分所述细长旁路置于所述管状通路外部。
3.如权利要求1所述的装置，其中至少部分所述远端是钝或圆的。
4.如权利要求3所述的装置，其中在布置前，将部分所述细长旁路置于所述远端的钝或圆的部分上。
5.如权利要求1所述的装置，其中至少部分所述远端是削尖且倾斜的。
6.如权利要求1所述的装置，其还包括在所述针中的切口，所述切口从所述远端延伸。
7.如权利要求6所述的装置，其中在布置前，将部分所述细长旁路置于所述切口中。
8.如权利要求1所述的装置，还包括从所述细长旁路延伸的突起件。
9.如权利要求1所述的装置，其中所述针具有圆形横截面。
10.如权利要求1所述的装置，其中所述针具有非圆形横截面。
11.如权利要求1所述的装置，其还包括至少部分置于所述管状通路中的杆。
12.如权利要求11所述的装置，其还包括两个从所述杆的远端尖梢延伸的叉件。
13.如权利要求12所述的装置，其中所述杆和叉件具有插入位置和布置位置，其中在所述插入位置，将所述杆和叉件置于所述管状通路中，且其中在所述布置位置，所述叉件和至少部分所述杆从所述管状通路向远端延伸。
14.如权利要求12所述的装置，其中在布置前，所述杆和叉件与所述细长旁路接合。
15.如权利要求11所述的装置，其中所述杆具有扁平带状形状。
16.如权利要求11所述的装置，其中所述杆是柔性的。
17.如权利要求1所述的装置，还包括置于第一细长U形旁路附近的第二U形旁路。
18.如权利要求17所述的装置，其中所述第二U形旁路穿过所述第一细长U形旁路的一部分。
19.如权利要求17所述的装置，其中所述第二U形旁路接附到所述第一细长U形旁路。
20.如权利要求1所述的装置，其中所述细长旁路由孔径小于301微米的材料形成。
21.如权利要求1所述的装置，其中所述细长旁路由孔径大于1纳米的材料形成。
22.如权利要求1所述的装置，其中所述细长旁路由具有不同孔径的节段形成。
23.如权利要求22所述的装置，其中所述孔径的范围为301微米至1纳米。
24.如权利要求1所述的装置，其中所述细长旁路还包括缓冲剂涂层。
25.如权利要求24所述的装置，其中所述缓冲剂涂层选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、磷酸钾和磷酸钠。
26.如权利要求1所述的装置，其中所述细长旁路还包括碱性涂层。
27.如权利要求26所述的装置，其中所述碱性涂层选自氧化镁、氢氧化镁、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化铯、氢氧化锶、氢氧化钙、氢氧化锂、氢氧化铷和中性胺。
28.如权利要求1所述的装置，其中所述细长旁路还包括添加剂涂层。
29.如权利要求28所述的装置，其中所述添加剂涂层选自硫酸化物、葡萄糖、葡萄糖醛酸、半乳糖、半乳糖胺、葡糖胺、羟基赖氨酸、羟基脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、硫酸软骨素、硫酸角质素、透明质酸化物、三硅酸镁、内消旋三硅酸镁、氧化镁、Magnosil、Pentimin、Trisomin、原硅酸、五水合三硅酸镁、蛇纹石、偏硅酸钠、硅烷醇盐、硅烷醇基团、唾液酸、硅酸、硼、硼酸、矿物质和其它氨基酸、生长因子、抗生素和止痛剂。
30.如权利要求1所述的装置，其中所述细长旁路还包括免疫抑制剂涂层。
31.如权利要求30所述的装置，其中所述免疫抑制剂涂层选自放线菌素D、氨基蝶呤、硫唑嘌呤、苯丁酸氮芥、皮质类固醇、交联聚乙二醇、环磷酰胺、环孢霉素A、6-巯基嘌呤、甲泼尼龙、甲氨蝶呤、尼立达唑、奥昔舒仑、紫杉醇、聚乙二醇、泼尼松龙、泼尼松、丙卡巴肼、前列腺素、前列腺素E1、西罗莫司和类固醇。
32.如权利要求1所述的装置，其中所述细长旁路还包括钙通道阻断剂涂层。
33.如权利要求32所述的装置，其中所述钙通道阻断剂涂层选自氨氯地平、非洛地平、伊拉地平、拉西地平、乐卡地平、尼卡地平、硝苯地平、尼莫地平、尼索地平、维拉帕米和地尔硫
Figure A200780004466C0005105956QIETU
。
34.如权利要求1所述的装置，其中所述细长旁路还包括螯合剂涂层。
35.如权利要求34所述的装置，其中所述螯合剂涂层选自乙二胺四乙酸盐、二亚乙基三胺五乙酸盐、内消旋-2，3-二巯基琥珀酸、去铁胺、2，3-二巯基-1-丙磺酸盐、D-青霉胺、地拉罗司、二巯基丙醇、N，N-二(羧甲基)甘氨酸、二硫代氨基甲酸吗啉、乙二胺二乙酸二硫代氨基甲酸四铵、二乙醇胺二硫代氨基甲酸铵、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二硫代氨基甲酸N-苄基-D-葡糖铵、α-硫辛酸、酒石酸、谷胱甘肽、甲硫氨酸、L-精氨酸、羧酸化的基团、胺基团和硫醇基团。
36.一种植入旁路以治疗椎间盘的方法，所述方法包括以下步骤:
(a)将针和U形旁路穿刺到椎间盘中；和
(b)抽回所述针，由此使所述U形旁路部分置于所述椎间盘中。
37.如权利要求36所述的方法，其还包括以下步骤:
(c)用套管针穿刺椎骨主体；
(d)使套筒套在所述套管针外面插入；
(e)抽回所述套管针；
(f)将钻头插入到所述套筒中；
(g)用所述钻头钻孔而进到所述椎骨主体和终板中；
(h)使所述套筒套在所述钻头外面前进；
(i)抽回所述钻头；和
(j)抽回所述套筒。
38.如权利要求36所述的方法，其还包括以下步骤：
(c)用套管针穿刺所述椎骨主体和终板而进到所述椎间盘中；
(d)使套筒套在所述套管针外面插入；
(e)抽回所述套管针；和
(f)抽回所述套筒。
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