CN102215765B - 嵌套的可膨胀套筒植入体 - Google Patents

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Abstract

一种可膨胀植入体用于优选地以微创方式来治疗骨，它包括优选地圆柱形的芯元件，该圆柱形芯元件沿纵向轴线延伸，且优选地多个可嵌套、可膨胀的套筒沿纵向轴线延伸，用于径向环绕芯元件布置。多个可嵌套套筒随后可插入在芯元件上，使得第一可嵌套套筒插入在芯元件上，各随后插入的可嵌套套筒接收于芯元件和在前插入的可嵌套套筒之间，使得各附加套筒的插入使得各在前插入的套筒向外膨胀。

Description

嵌套的可膨胀套筒植入体
相关申请的交叉引用
本申请要求美国临时专利申请No.61/036766的权益，该美国临时专利申请No.61/036766的标题为“Nested Expandable SleeveImplant”，申请日为2008年3月14日，该文献的内容整个被本文参引。
技术领域
本申请通常涉及矫形术，更具体地说涉及使用可膨胀骨增强植入装置的骨增强。本申请的装置可以适用于微创外科手术技术，特别是用于椎骨、长骨等。
背景技术
随着骨老化，松质骨将变得密度更小和更加骨质疏松。当骨变得密度更小和更加骨质疏松时，它更易于骨折、塌陷和不能支承负载。为了加强这样的骨，已经开发了多种方法、仪器、植入体和装置来增强和加强骨。不过，这些装置具有缺点。大部分压缩骨折固定装置是可充气的，例如在椎骨成形术中使用的气囊可膨胀装置。这样的方法、仪器、装置和植入体没有定心负载支承元件和中心施加膨胀机构来保持轴向完整的方法。还有，在已知的方法、仪器、装置和植入体中没有除了液压之外的、用于该装置的结构支承。优选地构成一种经皮的骨增强方案，该方案提供了结构支承以及同心施加的膨胀。
发明内容
在一个实施例中，本发明涉及一种可膨胀植入体，优选地用于以微创方式来治疗骨。植入体可以包括：芯元件，该芯元件沿纵向轴线延伸；以及一个或多个套筒，优选地多个套筒，它们沿径向绕芯元件布置。套筒可以嵌套和可膨胀。多个套筒可以以这样的方式相继插入在芯元件上面，即第一套筒插入在芯元件上面，且各随后插入的套筒接收于芯元件和在前插入的套筒之间，从而各附加套筒的插入使得各在前插入的套筒向外膨胀。可膨胀植入体和/或芯元件可以为基本圆柱形形状，或者包括可以有至少一个平表面或侧部的其它形状，例如六边形、正方形、八边形、梯形或其它多边形形状。可膨胀植入体还可以为不对称形状，或者也可选择为对称形状。
可膨胀植入体还可以包括可膨胀隔膜，以便向可膨胀套筒提供径向压缩。套筒可以包括肋和间隔件。套筒例如可以绕中心轴线沿周向延伸，以便形成空心圆柱体或管。也可选择，形成套筒的肋、间隔件或其它结构元件可以绕纵向轴线延伸小于整个周边，使得所形成的可膨胀植入体绕它的轴线为不对称。套筒和形成该套筒的结构元件可以包括由通过柔性支杆连接的肋和间隔件而形成的单件整体单元形成。套筒和/或可膨胀植入体在它的膨胀状态中可以是圆柱形形状，或者植入体可以形成至少一个平表面或侧部，就象由植入体形成例如基本六边形、正方形、梯形、八边形或其它多边形植入体一样。
可膨胀植入体的芯元件和套筒可以为基本相同长度，或者优选地，套筒的长度将比芯元件略短。套筒和芯元件可以有凸起和凹口中的至少一个，使得套筒相互交叉以及与芯元件相互交叉。在未膨胀的自然状态下，可膨胀套筒的内径或横截面形状可以稍微小于芯元件的近端的直径或横截面形状和尺寸。这样的结构可以在套筒套装在芯元件上时允许该套筒稍微膨胀，这可以有助于套筒在植入体上固定就位。
在另一实施例中，本发明可以包括成套工具，它包括：一个或多个芯元件，该芯元件有纵向轴线；以及一个或多个套筒，用于径向环绕芯元件布置，其中，套筒的尺寸和形状设置成可相继插入在芯元件上，使得第一套筒插入在芯元件上，各相继插入的套筒插入在芯元件和在前插入的套筒之间，使得各附加套筒的插入使得各在前插入的套筒向外膨胀。芯元件具有远端和近端，套筒有远端和近端，其中，套筒的远端的形状和尺寸设置成首先插入在芯元件的近端上和在该芯元件上运动，使得套筒的近端基本与芯元件的近端对齐，优选地同时，芯元件和/或芯元件和在前布置的套筒都位于骨内。套筒优选地可嵌套和可径向膨胀，优选地彼此互锁和/或与芯元件互锁。
在另一实施例中，本发明可以包括一种用于优选地以微创方式治疗骨的系统或成套工具，该系统包括(i)提供芯元件，该芯元件有沿纵向轴线延伸的长度，还包括近端、远端和在近端处的仪器接合特征；(ii)提供插入仪器，该插入仪器包括：插管筒；以及杆元件，该杆元件位于插管筒内，该杆元件包括在远端处的芯元件接合特征；以及(iii)一个或多个套筒元件，优选地可嵌套和可膨胀的套筒元件，该套筒元件沿杆元件的外部以端对端的方式定位在插管筒中，其中，芯元件的近端的仪器接合特征可与在杆元件的远端处的芯元件接合特征接合，套筒元件可从插管筒内沿杆元件和在芯元件上前进，因此，使得至少一个附加套筒元件从插管筒内沿杆元件在芯元件和在前插入的套筒元件之间前进将使得在前插入的套筒元件径向膨胀，当各附加套筒元件绕芯元件施加时，植入体的半径膨胀。
芯元件和套筒元件都可以以各种长度提供。例如，可以提供多个不同长度的芯元件，并可以提供多个插入仪器，这些插入仪器包含与不同长度的芯元件相对应的、不同长度的套筒元件。芯元件和套筒元件例如可以从2cm长度开始，以2mm的增量递增，以便为外科医生提供分类的尺寸，用于在外科手术过程中从中选择。各插入仪器可以有超过充分数量的套筒元件，使得外科医生可以在外科手术过程中定制调节植入体的尺寸(直径、横截面尺寸、周长或厚度)。各插入仪器可以具有不同或相同数目的套筒元件，外科医生能够在外科手术之前根据预计特殊处理过程的尺寸要求而将套筒元件装入插入仪器中。在处理过程中可以适应对装入插入仪器中的套筒元件的数目和尺寸进行改变。
还介绍了以微创方式治疗骨的方法。该方法可以包括一个或多个以下步骤：(a)形成通向要治疗的骨(例如椎骨本体)的进入通路；(b)提供芯元件，该芯元件有沿纵向轴线延伸的长度，还包括近端、远端和在近端处的仪器接合特征；(c)提供插入仪器，该插入仪器包括：插管筒；杆元件，该杆元件位于插管筒内；以及一个或多个套筒元件，优选地为可嵌套和可膨胀的套筒元件，杆元件还包括在远端处的芯元件接合特征；其中，多个套筒元件沿杆元件以端对端的方式布置在插管筒中；(d)使得芯元件的近端处的仪器接合特征与在杆元件的远端处的芯元件接合特征接合或附接；(e)将芯元件通过进入通路插入要治疗的骨中；(f)使得套筒元件从插管筒内沿杆元件并在芯元件上前进；(g)优选地使得至少一个附加套筒元件从插管筒内沿杆元件在芯元件和在前插入的套筒元件之间前进，从而使得在前插入的套筒元件径向膨胀，当各附加套筒元件绕芯元件施加时，植入体的半径膨胀；(h)使得插入仪器与芯元件脱开；以及(i)从要治疗的病人中取出插入仪器。在治疗骨的方法中，芯元件可以布置在要治疗的骨中，然后，插入仪器可以附接在芯元件上，或者芯元件和插入仪器首先相互附接，且组件一起置于病人体内，其中，芯元件布置在要治疗的骨中，插入仪器的近端从病人体内伸出。
在另一实施例中，提供了一种可膨胀植入体，用于优选地以微创方式来治疗组织，植入体包括优选为圆柱形的芯元件，该圆柱形芯元件沿纵向轴线延伸；和优选地多个可嵌套、可膨胀的套筒，该套筒沿纵向轴线延伸，用于径向环绕芯元件布置。多个可嵌套套筒可相继插入在芯元件上，使得第一可嵌套套筒插入在芯元件上，各随后插入的可嵌套套筒接收于芯元件和在前插入的可嵌套套筒之间，从而各附加套筒的插入使得各在前插入的套筒向外膨胀。
植入体、系统、成套工具和方法可以用于任意数目的骨以及骨状态和治疗，甚至作为预防措施来防止骨压缩或骨折。例如，植入体、系统、成套工具和方法可以用于治疗椎骨压缩性骨折或在长骨中的干骺端骨折，或者治疗其它骨，或者用于非医疗用途。植入体、系统、成套工具和方法可以用于填充在骨或其它组织中产生的空隙或空腔，并可以用于压紧松质骨，以便形成和填充骨中的空腔，并可以用于使得骨运动，该骨例如皮层骨，包括但不局限于椎骨端板，以便恢复椎骨的高度和角度。
附图说明
当结合附图阅读时将更好地理解前面的概述以及后面的本发明优选实施例的详细说明。在本说明书中介绍的附图、示例和实施例是为了介绍并能使用可膨胀植入体系统、成套工具和使用方法，并将理解为使用本发明的结构、特征、方面和方法的图示和示例，而不是限制本发明的范围。应当知道，本申请并不局限于所示的确切设置、结构和仪器。附图中：
图1表示了本发明的可膨胀植入体的正向俯视透视图；
图2表示了图1的可膨胀植入体的后向俯视透视图；
图3表示了图1的可膨胀植入体的正视图；
图4表示了图1的可膨胀植入体的侧剖图；
图5表示了图1-4中所示的可膨胀植入体的芯元件的剖视图；
图6表示了图1-4中所示的可膨胀植入体的套筒元件的剖视图；
图7和8分别表示了套筒元件的肋和间隔件的俯视图；
图9表示了插入仪器的剖视图，其中，多个可膨胀套筒安装在该插入仪器中；
图10表示了本发明的可膨胀植入体的另一实施例的剖视图；
图11表示了图10的可膨胀植入体的剖视图；
图12表示了本发明的可膨胀植入体的另一实施例的正向俯视透视图；
图13表示了图12的可膨胀植入体的正视图；以及
图14表示了插入椎骨本体中的可膨胀植入体的一个实施例的视图。
具体实施方式
在本说明书中所述的植入体、系统、成套工具、方法和示例的实施例应当理解为本发明的植入体、系统、成套工具和方法的结构、特征和方面的图示和示例，而不是限制本发明的范围。植入体、系统和方法的特征、结构、方面和步骤可以按需要或适当地单独、可选或一起使用。下面的说明书中使用的某些术语只是为了方便和说明，而不是以限定方式使用或本身进行限定。词语“右”、“左”、“下部”和“上部”表示所参考的图中的方向。词语“内侧”和“外侧”分别指朝向和远离装置和所述部件的几何中心的方向。词语“前面”、“后面”、“上面”、“下面”和相关词语和/或短语是指所参考的人体中的优选位置和方位，而不是本身进行限制。术语包括上述词语、衍生词和类似意思的词。
根据本发明，参考图1-4，提供了一种可膨胀骨增强植入体100。植入体100优选地包括芯元件110，在该实施例中，更优选地包括基本圆柱形的芯元件，它能够插入骨空隙中，例如插入长骨的干骺端部分的压缩性骨折、椎骨压缩性骨折等的骨间隙中，且优选地将提供对于骨或其它组织(它植入其中)的结构支承。芯元件110可以为实心或管状，并有纵向轴线112。管腔或孔118可以局部或完全沿芯元件110的长度延伸。全长度的管可以允许并有利于将该芯元件和植入体布置在引导线上的位置中。在优选实施例中，芯元件110包括在它的远端110a处的子弹前端形、圆的或其它轮廓形状的尖端111。芯元件110的近端110b优选地包括仪器接合特征115，例如在芯元件110上的一段螺纹，例如沿内部孔118的近端部分118a的一段螺纹112，以便能够容易地插入。也可选择或者另外，内部孔118的近端部分118a的尺寸和形状设置成以卡扣配合接收在插入仪器上的凸起，或者芯元件可以通过其它附接装置来附接在插入仪器上。也可选择，仪器接合特征115可以采取可选形状，例如在芯元件110的外表面117上的特征(未示出)。
优选地，植入体的芯元件由具有足够的结构整体性的材料而形成，以便支承将施加在要治疗的骨或组织上的生理负载。芯元件的厚度、结构和材料将取决于要治疗的骨或组织、植入体在要治疗的骨或组织中的位置、病人的大小以及在使用时可能施加在植入体上的力。用于芯元件的合适材料可以是钛、钛合金、不锈钢、陶瓷、复合材料、聚合物、PEEK和/或其它可生物相容的材料。
植入体100优选地包括一个或多个套筒元件120，使得在使用时，植入体100优选地可通过相继插入套筒元件120(该套筒元件120环绕植入体芯元件100而堆叠或嵌套)而径向膨胀。优选地，套筒元件可径向膨胀。如图所示，第一套筒120a可以利用插入仪器(例如插入器仪器200)而在芯元件110上滑动，如后面详细所述。第二套筒120b可以在在前插入的套筒元件120a和芯元件110之间在该芯元件110上滑动，使得当第二套筒120b插入在芯元件110和第一套筒120a之间时，第一套筒120a径向膨胀。当第三套筒元件120c在第二套筒元件120b和芯元件110之间在芯元件110上滑动时，第一和第二套筒120a、120b径向膨胀。可以选择任意数目的套筒元件120，以便提供所需的最终形状和尺寸的植入体100。因此，植入体100提供了优选的、结构刚性的植入体100，它优选地能够利用优选的微创处理而通过经皮进入通路插入，并经历递增膨胀至更大植入体容积，从而充满骨或组织内的空隙或空腔，以及优选地支承横过骨或组织施加的负载，用作其它器件或植入体(例如螺钉或其它紧固件)的补充固定，且在某些情况下恢复塌陷骨或组织(例如塌陷的椎骨本体)的所需高度和形状。植入体的膨胀可以使得骨质疏松的骨致密，并可以通过使得皮层骨运动而恢复塌陷骨的高度和形状。
下面将更详细地介绍芯元件110的结构和形状，还将更详细地介绍套筒元件以及在芯元件110和套筒元件120之间的相互作用(用于形成可膨胀植入体100)。尽管在图1-5的实施例中芯元件118表示和介绍为基本圆柱形形状以及有一定直径和长度，但是应当知道，芯元件的横截面形状可以为非圆形，并可以有提供平表面或侧部的横截面形状，例如正方形、六边形、八边形、梯形或其它多边形形状。这些和其它形状可用于芯元件。术语“直径”在参考非圆形截面使用时涉及横截面的尺寸、宽度和厚度，如由上下文可以知道的那样。
芯元件可以有沿它的长度的主要部分的第一直径116或截面形状。芯元件的近端110b可以有倾斜、斜切或钝边缘114，以便于套筒元件滑动至芯元件上。芯元件110的远端110a可以扩大，以便形成用于一个或多个套筒元件120的止动器111a。芯元件110可以在它的外表面117上设有一个或多个凹口119。凹口119允许和方便套筒元件120与芯元件110接合和固定，如后面更详细所述。凹口119可以沿周向环绕芯元件的外表面117来布置，或者沿芯元件的外表面117的周边布置在选定位置。凹口119可以布置在远端部分上，如图5中所示，或者也可选择或另外，它可以布置在芯元件110的近端或中间部分上。凹口119可以包括其它特征和结构，以便允许和方便套筒元件在芯元件上的接合和固定。
芯元件还可以包括一个或多个可膨胀带136(未示出)，该可膨胀带136环绕芯元件沿周向延伸。可膨胀带136可以环绕芯元件110的近端、中间和/或远端部分延伸。当套筒元件在芯元件110上滑动就位时，可膨胀带136可以帮助提供对套筒元件120的径向压力。优选地，套筒元件120将定位在可膨胀带136的下面。此外，芯元件可以包括一个或多个纵向槽(未示出)，以便当套筒元件在芯元件上运动时帮助和方便该套筒元件的定位和定向。
优选地，芯元件110的尺寸和形状设置成允许和方便通过微创开口(例如通过穿刺、插管或小切口)而插入骨内。在一个实施例中，芯元件的外径可以为大约6mm，且远侧尖端110a的直径为大约8mm。也可以考虑芯元件的其它直径和结构。芯元件110a可以布置成多种尺寸，例如多个不同长度和/或直径和/或横截面形状，适用于将要治疗的不同骨。在一个实施例中，芯元件可以有大约2厘米长的长度。多个芯元件可以提供为不同长度，使得适用于要治疗的骨的植入体100可以通过布置在成套工具中的部件来装配，或者可以在手术室中装配为系统的一部分，以便形成合适尺寸的植入体。不同尺寸的芯元件可以提供为长度以预定增量(例如2mm)来增加，使得芯元件的长度可以为2cm、2.2cm、2.4cm、2.6cm等。这样，可以选择合适长度的植入体来用于要治疗的骨。芯元件的直径或横截面尺寸也可以提供为以预定增量来增加的尺寸，例如6mm、8mm、10mm等直径。
参考图1-4和6-11，套筒元件120优选地可膨胀。套筒元件120优选地具有在远端处的开口，该开口与空心内部连通。还优选地，套筒元件具有在近端处的开口，该开口与空心内部连通，这样，套筒元件优选地为空心管，具有长度、内径DI、壳体厚度t和外径DO。套筒元件的近端可以没有开口，并可以封闭、局部封闭、局部打开和/或形成有唇缘、凸缘或凸肩，该唇缘、凸缘或凸肩局部阻塞近侧开口，并可以形成止动器部件，该止动器部件防止套筒在芯元件上插入太远。套筒元件和芯元件优选地设置成使得芯元件110的外表面117的直径或横截面近似为与套筒元件的内径DI或横截面相同的尺寸或稍微更大，使得优选地套筒元件必须稍微膨胀以便套装在芯元件上。这样，压缩径向力通过套筒元件而施加在芯元件上，以便帮助将套筒元件固定在芯元件上。
参考图1-4和6-11，套筒元件可以包括多个肋122和间隔件124。肋122和间隔件124优选地由任意可生物相容的材料来形成，该材料有足够的结构整体性和强度，以便支承横过它们施加的生理负载。这些材料可以包括例如不锈钢、钛、钛合金、金属、金属合金、陶瓷、聚合物、PEEK、合成材料、同种异体移植或自体移植的骨。肋122和间隔件124可以通过由金属、聚合物或弹性体材料形成的可膨胀隔膜126或网来相互连接。可膨胀隔膜126附接在肋122和间隔件124上，以便施加径向向内的压缩力。隔膜126可以附接在肋122或间隔件124的任意表面上，或者穿过肋122和间隔件124的本体。隔膜126可以为均匀元件或者包括分段部分，该分段部分在肋122和间隔件124之间相互交叉。隔膜126可以在肋122和间隔件124之间均匀或可变地膨胀，以便最佳地填充骨和支承负载中的空隙。一个或多个可膨胀隔膜126可以设有套筒元件120。可膨胀隔膜126可以在除了可膨胀带136之外另外存在，或者可选择地代替可膨胀带136。
套筒元件120也可以包括肋和间隔件，它们通过在各肋和间隔件之间延伸的柔性支杆而相互连接。该柔性支杆允许在肋和间隔件之间膨胀。套筒元件可以为肋、间隔件和支杆的单件整体设计，并可以由单件材料来机械加工。柔性支杆允许在各肋和间隔件之间进行控制地膨胀，以便允许非均匀膨胀，并产生非圆形截面形状，它可以有至少一个平表面或侧部。具有平的侧部或表面可以在某些处理过程中有利，例如膨胀椎骨，其中，平表面可以定向成与椎骨的端板平行，以便施加压力来重新定位、膨胀和支承椎骨端板。
肋122可以有狗骨形，如图7所示，或者为任意其它合适形状。间隔件124可以有图8中所示的形状，或者为任意其它合适形状。肋和间隔件可以有相互对应和补充的形状，如图所示，或者为非对应、非互补的形状。套筒元件由多个肋122和间隔件124形成，以便优选地允许套筒为柔性和可膨胀。套筒还可以只由肋或只由间隔件形成，它们各自有基本相同的尺寸和形状，或者有相同形状但不同尺寸。
套筒元件120可以有近似1mm的厚度，尽管可以考虑其它厚度。套筒元件、肋和间隔件可以有相对均匀的厚度，并可以相对平。也可选择，套筒、肋和间隔件可以有相对非均匀的厚度，例如可以是楔形。也可选择或者另外，套筒、肋或间隔件的外表面可以弯曲，内表面也可以弯曲。套筒元件的外表面128可以有凹口139，而内表面129可以有凸起138。在套筒元件120上的凸起138优选地与形成于芯元件110中的凹口119接合和互锁，或者与形成于相邻套筒元件120中的凹口139接合和互锁。凸起138和凹口139可以形成于肋122、间隔件124或者它们两者上。凸起138和凹口139可以只局部横过肋和间隔件的宽度，或者横过整个宽度延伸。凸起138优选地卡扣装配至凹口119中或者凹口139中。这样，可膨胀套筒元件与芯元件和在前套筒元件连接，以便提供整体结构的植入体，从而支承在骨或其它组织中经受的负载。
凹口119和139以及相应凸起138可以为三角形形状，如图4-6中所示，以便当套筒在芯元件上运动时方便凸起138滑入凹口119、139内。凹口119、139的远侧部分或壁146的形状和凸起138上的壁优选地形成止动器机构145，以便防止套筒元件延伸超过芯元件或在前布置的套筒元件。在凹口119、139和凸起138中可以设有便于套筒元件锁定在芯元件或在前套筒元件上的特征。在芯元件和套筒元件上的凸起和凹口可以颠倒，这样，凸起形成于芯元件和/或套筒元件的外表面上，凹口形成于套筒元件的内表面上。凹口和凸起可以为三角形形状，具有与芯元件和/或套筒元件的长度基本垂直的壁，如图4所示，或者可以采用其它形状。
也可选择或者另外，在芯元件和套筒元件上可以设有其它特征，以便于套筒元件相互连接或与芯元件连接。例如，如图10中所示，套筒和芯元件可以设有：凸块150，该凸块150优选地为圆的，恰好在凹口119、139的远侧；以及凹窝152，该凹窝152优选地为圆的，恰好在凸起138的远侧，以便接收凸块，用于帮助套筒与芯元件接合。
植入体100可以通过插入仪器来插入。最好如图9中所示，图中表示了插入仪器200的优选实施例。插入仪器200优选地设置成用于植入体100，并可以特别适用于微创外科手术方法。仪器200优选地包括空心筒210和杆220，该杆220优选地沿径向在筒210内定心。杆220包括在它的远端处的芯元件接合特征225，例如外螺纹或星形驱动件，它能够与芯元件110上的仪器接合特征115配合。优选地，套筒元件120沿杆220以端对端的方式装入，并能够通过筒210和沿杆220前进。在一个实施例中，仪器200用于引导和将芯元件110布置在骨内，优选地布置在塌陷的椎骨本体。套筒120例如通过压入机构230而穿过筒210和沿杆220至植入的芯元件110上，如上所述。套筒120的内部(优选地套筒120的远端的内部)可以设置成卡扣配合在芯元件110的远端上，以便将套筒120固定在芯元件110上，或者将套筒120a固定在套筒120b上等。当外科医生获得所需径向容积或尺寸的可膨胀植入体100时，外科医生停止推进附加套筒120，并使得接合特征225从接合特征115上释放。
参考图1、4和6，在优选实施例中，套筒120优选地包括在它们远端处的倾斜鼻端121，该倾斜鼻端121允许或方便使得正在插入或推入至芯元件110上的套筒120(在另一套筒120已经位于芯元件110上时)使已经位于植入体上的一个或多个套筒120径向膨胀，以便容纳新的套筒120。在套筒120的远端上的倾斜鼻端121并不局限于所示形状，且套筒120可以以几乎任意方式来布置和成形，或者杆220可以以几乎任意方式来构造，以便允许套筒120在附加套筒120插入至芯元件的远端上时径向膨胀。例如，各套筒120可以包括斜面135，该斜面135成角度地与倾斜鼻端121相对，以便于一个套筒120滑动至另一套筒120下面和芯元件110上。套筒120上的倾斜鼻端121还可以方便套筒在可膨胀带136下面滑动(当在芯元件上设有该可膨胀带136时)。在芯元件中存在纵向槽还可以方便套筒元件在芯元件上滑动和对齐以及套筒元件彼此滑动和对齐，且纵向槽还可以帮助和方便套筒在可膨胀带136下面滑动。
套筒120可以预加载地布置于插入仪器中。也可选择，套筒可以恰好在插入病人体内之前进行选择和加载，例如在手术室中，或者恰好在进行手术之前，由外科医生或工作人员来进行。套筒可以以各种长度和厚度来提供。在一个示例实施例中，套筒可以为大约18mm长，内径为大约5.5mm，壳体厚度t为大约1mm，这样，各附加套筒使得可膨胀植入体100的厚度、高度、直径或横截面尺寸增加大约2mm。例如，具有大约6mm直径的芯元件和三个大约1mm厚度的可膨胀套筒的、图1的可膨胀植入体将具有在大约12和13mm之间的直径(当考虑在套筒之间的间距和空隙时)。套筒还可以提供为不同长度，多个不同长度的套筒可以提供于成套工具或系统中，以便形成不同长度和高度的可膨胀植入体。
插入仪器可以装有多个套筒，这些套筒都有相同尺寸和结构的肋和间隔件，从而导致套筒在未膨胀状态下为相同尺寸(长度和直径)。当相同尺寸的套筒插入至芯上时，更早布置的套筒将膨胀，使得处于膨胀状态的各堆叠的套筒将有不同直径(横截面尺寸)。在可膨胀植入体中，首先布置的可膨胀套筒将径向膨胀到最大，且在肋和间隔件之间的间距将在第一套筒部件上更大。也就是，在插入至芯元件上之后，在肋和间隔件之间的间距将由于堆叠套筒的高度而变化。在图1的实施例中，在各肋和间隔件之间的间隙或间距是在第二排中为大约0.45mm，在第三排中为大约0.58mm。也可选择，不同尺寸的套筒(长度和/或直径)可以装入插入仪器中。当使用不同长度的套筒来构成可膨胀植入体时，套筒将构成为使得当它们堆叠时，远端提供了锥形或钝的远端。例如，套筒可以构成为使得凹口139和凸起138设置成超过在各随后插入的套筒上的凸起的远端与各在前插入的套筒相同或更长。
在某些骨中或在某些状态下，优选地可以提供非圆形的植入体。例如，可能优选地提供具有相对平表面的可膨胀植入体。这样的平表面可能在椎骨本体中有利，其中，一个或多个平表面可以朝向椎骨本体的下侧或上侧端板引导。这样的形状在长骨和其它骨中也很有利。考虑的非圆柱形植入体形状包括六边形、八边形、正方形、梯形、其它多边形形状或非对称形状，它们可以提供至少一个相对平的侧部或表面。图10-11表示了形成正方形形状的可膨胀植入体；而图12-13表示了具有8个相对平的侧部的六边形形状植入体。图12-13中的可膨胀植入体100″形成有在六边形各侧部上的两个间隔件124，具有在侧边缘上的肋122。弹性隔膜126使得肋和间隔件连接在一起，并允许套筒膨胀。
非圆柱形植入体可以构成有非圆柱形芯元件或装配有非圆柱形芯元件，该非圆柱形芯元件有至少一个基本平的侧部或表面。未膨胀的圆柱形套筒可以布置在非圆柱形芯元件上。当套筒膨胀和变化成非圆柱形形状时，在肋和间隔件之间的膨胀可以变化。在肋和间隔件之间的柔性支杆将在某些位置比其它位置更加膨胀，或者在一些肋和间隔件之间的可膨胀隔膜或可膨胀带将比其它的更加膨胀。也可选择，套筒可以提供为非圆柱形形状，其中，在肋和间隔件之间的间距已经变化，使得套筒形成为所需的非圆柱形形状。也可选择，套筒元件可以由并不绕套筒的整个周边延伸的肋和间隔件而形成。当套筒布置在芯元件上时可以产生不对称植入体。也可选择或者另外，非均匀厚度的肋和间隔件和/或在肋和间隔件上的弯曲外表面和内表面可以用于产生所需形状和尺寸的可膨胀植入体。
在使用时，产生通向要治疗的骨的通道，并可以形成进入骨中的通道，植入体要位于该骨中。钻头或套针可以用于产生进入骨中的通道。也可选择，空腔可以通过除去或压紧骨(优选地松质骨)而形成于骨中。气囊可膨胀导管可以用于产生空腔，或者其它仪器可以用于通过压紧骨或除去骨而产生空腔。也可选择，在骨中只形成通道，而没有形成扩大的空腔。进入管或插管可以穿过软组织向下插入。进入管还可以插入骨中的通道内。优选地，进入管具有足够的内径(横截面)，以便允许插入仪器和芯元件向下进入该进入管中的空心孔。
芯元件优选地附接在(螺纹连接在)插入仪器的杆上。插入仪器可以在将杆附接于芯元件上之前或之后预先装有套筒。插入仪器和芯元件组件可以一起向下插入进入管，且芯元件在骨中的通道或空腔内布置就位。
柱塞机构进行促动，以便使得第一套筒120a运动至芯元件上，同时插入仪器的杆和筒在骨中保持静止。当希望植入体进一步膨胀时，柱塞机构操作，以便使得第二套筒120b运动至芯元件上和在第一套筒120a下面，以便使得植入体具有更大直径或横截面尺寸。当希望植入体还进一步膨胀时，柱塞机构再次操作，以便使得第三套筒120c置于芯元件上和在第二套筒120b下面，以便提供增大直径或横截面尺寸(高度和/或厚度)的更大尺寸植入体。继续将附加套筒120布置在芯元件上，直到该植入体处于合适尺寸。当随后的套筒插入时，更早插入的套筒膨胀。套筒和(因此)植入体的膨胀可以填充在骨或其它组织中产生的空腔或空间。根据所希望的治疗，套筒和植入体的膨胀可以附加地压紧骨，优选地松质骨。植入体的膨胀还可以使得骨和/或组织运动。在一个优选实施例中，植入体的膨胀可以压紧松质骨，并使得皮层骨运动，以便使得骨恢复或置于所需尺寸、形状和位置。例如，植入体可以使得椎骨本体中的松质骨运动或进行压紧，还可以使得椎骨端板运动，以便调节端板的高度和角度。
在植入体膨胀至所需尺寸之后，杆与植入体分离。也可选择，端帽180可以与植入体100的近端110b连接。端帽180可以有凸起185，该凸起185伸入芯元件的孔118a中。凸起185可以有螺纹，以便与芯元件中的螺纹接合，或者可以通过凸缘(未示出)和凸肩(未示出)而简单地卡扣装配至孔118a中。也可以考虑使端帽180与植入体100连接的其它方式。可以提供不同尺寸的端帽180，使得端帽可以径向延伸超过芯元件，并防止套筒向远侧运动。
尽管芯元件和插入仪器介绍为向下插入进入管，但是应当知道，插入仪器和芯部件可以直接穿过皮肤插入，而没有组织牵开器或插管，或者可以直接穿刺皮肤，另外或者也可选择，可以在引导线上插入就位。
一旦植入体定位，它可以从任意方向钻孔和攻丝，以便通入螺钉、钉、k线或其它紧固件，以便补充与其它器件的固定。例如，当置于椎骨本体中时，套筒植入体可以通过使得套筒钻孔和攻丝以便接收一个或多个螺钉(该螺钉插入椎骨中，以便将椎骨板固定就位)而帮助板固定。使用套筒植入体来补充板的固定的相同处理步骤可以用于长骨、软组织或非医疗用途。
而且，在植入体100置于骨内之后，骨水泥、骨碎片或者其它生物材料或聚合物材料可以插入骨中的空腔或通道内。另外或者也可选择，例如由骨形成的插头可以插入该植入体100的后面。骨水泥或者其它生物或聚合物材料可以与上述补充固定结合使用，并可以在补充固定之前、之后或补充固定过程中进行插入。
本发明提供的植入体100和优选的微创外科手术方法使得外科医生能够控制植入体100的初始位置和最终膨胀几何形状，因为植入体100将在几何形状上膨胀。
在一个实施例中，芯元件的直径或高度为大约4mm至大约8mm，长度为大约1.5cm至大约2.5cm，套筒元件的内径或高度为大约4mm至大约8mm，长度为大约1.5cm至大约2.5cm，厚度为大约1mm至大约2mm。当然，可以提供不同尺寸的芯元件和套筒，因为可以知道，根据用途(例如包括要治疗的骨)将希望和需要有不同尺寸的植入体。本领域技术人员应当知道和了解适用于治疗的不同骨、骨折和情况的植入体、芯元件和套筒的尺寸。
本领域技术人员应当知道，在不脱离本发明的广义概念的情况下可以对上述实施例进行变化。因此，应当知道，本发明并不局限于所述特殊实施例，而是将覆盖在本发明的精神和范围内的变化形式。

Claims (24)

1.一种用于形成治疗骨的可膨胀植入体的成套工具，该成套工具包括：
芯元件，该芯元件具有纵向轴线；以及
多个套筒，该多个套筒用于沿径向环绕所述芯元件布置，其中，所述多个套筒能够相继插入到所述芯元件之上，使得所述多个套筒中最先插入的套筒被插入到芯元件之上，各随后插入的套筒被接收于所述芯元件和在前插入的套筒之间，从而各附加套筒的插入使得各在前插入的套筒向外膨胀；
其中，所述芯元件和套筒以基本上相同的长度供应。
2.根据权利要求1所述的成套工具，其中：所述芯元件基本为圆柱形形状。
3.根据权利要求1所述的成套工具，其中：所述套筒为空心管。
4.根据权利要求3所述的成套工具，还包括：可膨胀隔膜，用于向套筒提供径向压缩。
5.根据权利要求1所述的成套工具，其中：所述套筒包括肋和间隔件。
6.根据权利要求1所述的成套工具，其中：所述套筒能膨胀。
7.根据权利要求6所述的成套工具，其中：所述套筒包括肋和间隔件，该肋和间隔件并不环绕所述套筒的整个周边布置。
8.根据权利要求5所述的成套工具，其中：所述套筒包括由肋和间隔件形成的单件整体单元，在该肋和间隔件之间具有柔性支杆。
9.根据权利要求1所述的成套工具，其中：所述套筒具有可膨胀状态，该可膨胀状态形成至少一个平的表面。
10.根据权利要求1所述的成套工具，其中：所述套筒以圆柱形形状设置，并可膨胀至非圆柱形形状。
11.根据权利要求1所述的成套工具，其中：所述套筒和芯元件具有凸起和凹口中的至少一个，使得所述套筒彼此之间相互交叉并与所述芯元件相互交叉。
12.一种用于治疗骨的系统，包括：
芯元件，该芯元件具有一定长度，该芯元件具有近端、远端、纵向轴线和在近端处的仪器接合特征；
插入仪器，该插入仪器包括插管筒和位于所述插管筒内的杆元件，所述杆元件还包括在远端处的芯元件接合特征；以及
多个可膨胀且可嵌套的套筒元件，其中，该多个套筒元件构造并适于沿所述杆元件以首尾相接的方式布置在所述插管筒内，
其中，所述芯元件的近端处的仪器接合特征能够与所述杆元件的远端处的芯元件接合特征接合；并且
其中，可膨胀的套筒元件能够从所述插管筒内沿所述杆元件并在所述芯元件上前进，从而形成植入体；
由此，使至少一个附加的可膨胀的套筒元件从所述插管筒内沿所述杆元件并在所述芯元件和在前插入的可膨胀的套筒元件之间前进使得在前插入的套筒元件径向膨胀，其中，当各附加的套筒元件绕芯元件施加时，所述植入体的半径膨胀。
13.根据权利要求12所述的系统，其中：所述套筒元件以首尾相接的方式沿所述杆元件被预加载在所述插管筒内。
14.根据权利要求13所述的系统，其中：所述套筒元件具有可膨胀状态和未膨胀状态，在所述未膨胀状态中，所述套筒元件基本为圆柱形形状，在所述膨胀状态中，所述套筒为非圆柱形形状。
15.根据权利要求14所述的系统，其中：所述套筒元件包括肋和间隔件。
16.根据权利要求15所述的系统，其中：所述套筒元件为单件整体单元，并具有连接所述肋和间隔件的柔性支杆。
17.根据权利要求15所述的系统，其中：所述肋和间隔件通过至少一个弹性隔膜连接。
18.根据权利要求12所述的系统，其中：当所述套筒元件一个在另一个顶部上堆叠时，所述套筒元件能够彼此之间相互交叉。
19.根据权利要求18所述的系统，其中：所述套筒元件包括凹口和凸起，从而与其它套筒元件或所述芯元件的凸起和凹口配合。
20.根据权利要求12所述的系统，其中：所述芯元件的直径为4mm至8mm，长度为1.5cm至2.5cm，所述套筒元件的内径为4mm至8mm，长度为1.5cm至2.5cm，厚度为1mm至2mm。
21.根据权利要求20所述的系统，其中：所述套筒元件的内径小于所述芯元件，且长度小于所述芯元件的长度。
22.根据权利要求12所述的系统，还包括：端帽，该端帽能够附接在所述芯元件上。
23.根据权利要求22所述的系统，其中：所述芯元件具有内部凹口，所述端帽具有装配在该内部凹口内的凸起。
24.一种用于治疗骨的可膨胀的植入体，该植入体包括：
芯元件，该芯元件具有纵向轴线；以及
多个嵌套的套筒，所述套筒沿径向环绕所述芯元件布置，其中，从相邻套筒沿径向向外设置的套筒膨胀超过所述相邻套筒，并与所述相邻套筒互锁，以便形成台阶式递增的可膨胀植入体；
其中，通过将套筒相继插入到所述芯元件之上和在前布置的套筒下面形成所述植入体，当各附加套筒环绕所述芯元件施加时，所述植入体膨胀，所述套筒和所述芯元件具有凸起和凹口中的至少一个，使得所述套筒彼此之间相互交叉并与所述芯元件相互交叉。
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