CN104271055A - 用于改善关节病症和疾病的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于改善关节病症和疾病的装置，其包括：a)第一段，所述第一段包括朝向关节的端部、相对的匹配端部和侧壁，所述第一段还包括周边柱、中心柱和三个或更多个支柱，所述周边柱部分地形成第一段的侧壁，所述三个或更多个支柱在周边柱与中心柱之间延伸并且连接周边柱和中心柱，并且每个支柱都由此支撑中心柱，朝向关节的端部还包括多个开窗口，所述多个开窗口通过周边柱、中心柱和三个或更多个支柱中的两个相邻的支柱汇集而形成，并且第一段还包括中心孔口，所述中心孔口由中心柱在中心柱内形成并且构造成与驱动器匹配；b)第二段，所述第二段包括匹配端部、相对的前端部和侧壁，第二段的侧壁包括螺纹。

Description

用于改善关节病症和疾病的方法和装置
背景技术
有各种病症和疾病损害人类关节的完整性和功能。在这些关节病症和疾病之中有关节病、关节软骨病、孤立的软骨缺损、幼年特发性关节炎、韧带缺乏关节炎、骨关节炎(退行性关节炎或变性关节病)、骨坏死、剥脱性骨软骨炎、髌骨不稳定、后韧带损伤性关节炎、后半月板切除关节炎、后半月板切除关节病、创伤后关节炎、风湿性关节炎和化脓性关节炎。在美国仅关节炎的发病率就超过20％，女人如与男人比较发病率更高。关节病症和疾病的治疗包括手术和施用治疗剂。然而，这些治疗中没有一个改善所有关节病症和疾病。
因此，需要一种用于改善关节病症和疾病的新颖的方法。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供一种用于改善关节病症和疾病的装置。该装置包括：a)第一段，所述第一段包括朝向关节的端部、相对的匹配端部和在朝向关节的端部与匹配端部之间延伸的侧壁，其中，第一段还包括周边柱、中心柱和三个或更多个支柱，所述周边柱部分地形成第一段的侧壁，每个支柱都在周边柱与中心柱之间延伸并且连接周边柱和中心柱，并且每个支柱都由此支撑中心柱，其中，朝向关节的端部还包括多个开窗口，其中，每个开窗口都通过周边柱、中心柱和三个或更多个支柱中的两个相邻的支柱汇集而形成，并且其中，第一段还包括中心孔口，所述中心孔口由中心柱在中心柱内形成并且构造成与驱动器匹配；b)第二段，所述第二段包括匹配端部、相对的前端部和在匹配端部与前端部之间延伸的侧壁，其中，第二段的侧壁包括螺纹。
在一个实施例中，该装置还包括轴向长度，并且轴向长度是介于5mm和30mm之间。在另一个实施例中，该装置还包括轴向长度，并且轴向长度是介于5mm和20mm之间。在另一个实施例中，该装置还包括轴向长度，并且轴向长度是介于8mm和16mm之间。在一个实施例中，第一段还包括介于5mm和30mm之间的直径。在另一个实施例中，第一段还包括介于5mm和20mm之间的直径。在另一个实施例中，第一段还包括介于8mm和16mm之间的直径。在另一个实施例中，第一段还包括介于1mm和2mm之间的轴向长度。
在一个实施例中，每个开窗口都包括梨形状或泪滴形状。在另一个实施例中，一个或多个开窗口与一个或多个其它开窗口相比包括不同的尺寸、不同的形状或包括不同的尺寸和不同的形状。
在一个实施例中，中心孔口包括六角星形状。在另一个实施例中，中心孔口是圆形的并且包括螺纹。在一个实施例中，周边柱包括一个或多个凹口。
在一个实施例中，朝向关节的端部如参见剖视侧透视图包括凸轮廓。在另一个实施例中，朝向关节的端部如参见剖视侧透视图包括凹轮廓。在又一个实施例中，朝向关节的端部如参见剖视侧透视图包括直线轮廓。在一个实施例中，朝向关节的端部包括介于20mm和50mm之间的曲率半径。在另一个实施例中，朝向关节的端部包括介于15mm和45mm之间的曲率半径。在又一个实施例中，第一段的侧壁如参见剖视侧透视图包括大致凸的轮廓。
在一个实施例中，第二段还包括介于5mm和30mm之间的轴向长度。在另一个实施例中，第二段还包括介于5mm和20mm之间的轴向长度。在又一个实施例中，第二段还包括介于6mm和15mm之间的轴向长度。在一个实施例中，第二段的侧壁是大致圆柱形的。在另一个实施例中，第二段的侧壁是大致圆锥形的，其在匹配端部与前端部之间渐缩。在一个实施例中，第二段的侧壁以介于0.2度和15度之间的角度渐缩。在另一个实施例中，第二段的侧壁以介于1度和5度之间的角度渐缩。在另一个实施例中，第二段的侧壁以介于1度和3度之间的角度渐缩。
在一个实施例中，第一段的匹配端部和第二段的匹配端部通过可生物相容的粘合剂匹配。在另一个实施例中，第一段的匹配端部和第二段的匹配端部通过匹配机构匹配，所述匹配机构是可逆的。在又一个实施例中，第一段的匹配端部和第二段的匹配端部通过可逆的扭锁机构匹配。在又一个实施例中，第一段和第二段被制成为统一的整体。
在一个实施例中，前端部包括圆齿状边缘。在另一个实施例中，前端部包括斜面。在又一个实施例中，前端部包括圆齿状边缘和斜面二者。
在一个实施例中，第二段的侧壁还包括在螺纹之间的多个开窗口。在另一个实施例中，该装置还包括通过第一段的匹配端部和第二段的匹配端部汇集而形成的多个开窗口。在一个实施例中，该装置还包括插入物，其中，所述插入物包括基部和三个或更多个延伸部，所述三个或更多个延伸部连接到基部并且围绕所述基部径向地布置，并且其中，三个或更多个延伸部中的每个都构造成配合在该装置的第一段的朝向关节的端部的相对应的开窗口内。在一个实施例中，插入物还包括用基质促进物质浸渍的多孔生物材料或用作用于祖细胞的支架，或包括用基质促进物质浸渍的多孔生物材料且用作用于祖细胞的支架。
根据本发明的另一个实施例，提供一种用于改善患者的关节病症或疾病的方法。该方法包括：a)识别出具有适于由该方法治疗的关节病症或疾病的患者，其中，关节包括骨，所述骨具有表面，所述表面包括由关节病症或疾病所导致的缺陷；b)接近关节；c)将导销放置在缺陷的中心内；d)在骨的缺陷中创造空间；e)设置根据本发明的第一装置；f)通过将驱动器的远侧端部与第一装置的中心孔口匹配而将第一装置附装到驱动器；和g)使用驱动器将第一装置拧到所述空间中，直到第一装置的朝向关节的端部形成这样的形状为止，即，所述形状在植入之后在骨上基本再创造正常关节面的形状。
在一个实施例中，关节是动关节。在另一个实施例中，关节系由下列各项构成的组中选出：髋关节、肩锁关节、股膝关节、腿胫关节、盂肱关节、肱桡关节、肱尺关节、指间关节、掌指骨关节、桡尺关节和距小腿关节。在一个实施例中，患者是人。在一个实施例中，患者是动物。在一个实施例中，关节病症和疾病系由下列各项构成的组中选出：关节病、关节软骨病、孤立的软骨缺损、幼年特发性关节炎、韧带缺乏关节炎、骨关节炎(退行性关节炎或变性关节病)、骨坏死、剥脱性骨软骨炎、髌骨不稳定、后韧带损伤性关节炎、后半月板切除关节炎、后半月板切除关节病、创伤后关节炎、风湿性关节炎和化脓性关节炎。
在一个实施例中，所述识别出患者的步骤包括：对具有关节病症和疾病的患者诊断。在另一个实施例中，所述对患者诊断的步骤包括执行系由下列各项构成的组中选出的一个或多个动作：执行身体检查；执行非侵入性影像学检查；和执行关节镜检查。在一个实施例中，所述识别出患者的步骤包括：查阅患者的病历以确定患者是否具有适于由该方法治疗的关节病症或疾病。在一个实施例中，所述接近关节的步骤通过关节镜检查实现。在一个实施例中，关节通过开放式外科手术实现。
在一个实施例中，骨的表面包括一个或多个畸形，并且该方法还包括：使用磨锥或抽吸刮刀或使用磨锥和抽吸刮刀二者以去除一个或多个畸形中的某些或全部，由此创造更平滑的关节面。在一个实施例中，该方法还包括：使用定位在导销上的钻头导引件和在钻头导引件内穿过的钻头而在骨中创造深入空间的一个或多个血管沟。在另一个实施例中，该方法还包括：将生物材料注射到第一装置中。在一个实施例中，该方法还包括：将插入物放置在第一装置中。在一个实施例中，该方法还包括：将一个或多个额外装置放置在缺陷中。
附图说明
本发明的这些和其它特征、方面和优点将参照以下说明书、所附权利要求和附图而变得更好理解，在附图中：
图1是根据本发明的用于改善关节病症和疾病的装置的一个实施例的侧透视图；
图2是根据本发明的用于改善关节病症和疾病的装置的另一个实施例的俯视侧透视图；
图3是图1中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的实施例的分解的俯视侧透视图；
图4是图1中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的实施例的俯视透视图；
图5是图1中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的实施例的仰视透视图；
图6是图2中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的实施例的俯视透视图；
图7是根据本发明的用于改善关节病症和疾病的装置的另一个实施例的俯视透视图；
图8是根据本发明的用于改善关节病症和疾病的装置的又一个实施例的俯视透视图；
图9是沿着线9-9得到的、图1中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的实施例的剖视侧透视图；
图10是根据本发明的用于改善关节病症和疾病的装置的另一个实施例的剖视侧透视图；
图11是沿着线11-11得到的、图2中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的实施例的剖视侧透视图；
图12是根据本发明的插入物的一个实施例的俯视侧透视图，其用于与根据本发明的用于改善关节病症和疾病的装置一起使用；
图13是图12中所示的插入物的实施例的仰视侧透视图；
图14是图1中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的一个实施例的俯视侧透视图，图12中所示的根据本发明的插入物固定到该装置；
图15是图1中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的剖视图，图12中所示的根据本发明的插入物固定到该装置；和
图16至图35是根据本发明的用于改善关节病症和疾病的方法的某些步骤的示意图。
具体实施方式
根据本发明的一个实施例，提供一种用于改善关节病症和疾病的装置。根据本发明的另一个实施例，提供一种用于改善患者的关节病症或疾病的方法。在一个实施例中，该方法包括：设置根据本发明的装置。现在将详细地公开所述装置和方法。
如在本公开中所使用的，除非上下文中另有要求以外，术语“包括”和该术语的变型例如“包括的现在分词”、“包括的单数形式”和“包括的过去分词”，意欲不排除其它添加物、组分、整数或步骤。
如在本公开中所使用的，除非上下文中另有要求以外，本文所公开的和所示出的方法步骤意欲不是限制性的，也意欲不指示每个步骤对于该方法都是必要的或每个步骤都必须以所公开的顺序发生，而恰恰相反仅是示例性的步骤。
在本公开中指定的所有尺寸仅是举例说明，并且意欲不是限制性的，除非上下文中另有要求以外。另外，在这些附图中所示的比例不必是按比例的。如本领域的技术人员关于本公开将应理解的，在本公开中所公开的任何装置或装置的一部分的实际尺寸和比例将通过其预期用法来确定。
根据本发明的一个实施例，提供一种用于改善关节病症和疾病的装置。现在参照图1至图11，这些图分别示出：根据本发明的用于改善关节病症和疾病的装置的一个实施例的侧透视图(图1)；根据本发明的用于改善关节病症和疾病的装置的另一个实施例的俯视侧透视图(图2)；图1中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的实施例的分解的俯视侧透视图(图3)；图1中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的实施例的俯视透视图(图4)；图1中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的实施例的仰视透视图(图5)；图2中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的实施例的俯视透视图(图6)；根据本发明的用于改善关节病症和疾病的装置的另一个实施例的俯视透视图(图7)；根据本发明的用于改善关节病症和疾病的装置的又一个实施例的俯视透视图(图8)；沿着线9-9得到的、图1中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的实施例的剖视侧透视图(图9)；根据本发明的用于改善关节病症和疾病的装置的另一个实施例的剖视侧透视图(图10)；和沿着线11-11得到的、图2中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的实施例的剖视侧透视图(图11)。如可以看到，装置10包括第一段12和第二段14，并且包括大致圆筒形的形状，所述大致圆筒形的形状在一个端部处部分地或完全地关闭。装置10还包括轴向长度(a-a)。在一个实施例中，轴向长度(a-a)是介于5mm和30mm之间。在另一个实施例中，轴向长度(a-a)是介于5mm和20mm之间。在又一个实施例中，轴向长度(a-a)是介于8mm和16mm之间。在优选的实施例中，轴向长度(a-a)是8mm。在另一个优选的实施例中，轴向长度(a-a)是12mm。在又一个优选的实施例中，轴向长度(a-a)是16mm。
装置10的第一段12包括朝向关节的端部16、相对的匹配端部18和在朝向关节的端部16与匹配端部18之间延伸的侧壁20。第一段12还包括直径(d-d)和轴向长度(b-b)。在一个实施例中，直径(d-d)是介于5mm和30mm之间。在另一个实施例中，直径(d-d)是介于5mm和20mm之间。在又一个实施例中，直径(d-d)是介于8mm和16mm之间。在优选的实施例中，直径(d-d)是8mm。在另一个优选的实施例中，直径(d-d)是12mm。在另一个优选的实施例中，直径(d-d)是16mm。在一个实施例中，轴向长度(b-b)是介于0.5mm和2.5mm之间。在另一个实施例中，轴向长度(b-b)是介于1mm和2mm之间。在优选的实施例中，轴向长度(b-b)是1.25mm。
在一个实施例中，第一段12还包括：周边柱22，其部分地形成侧壁20；中心柱24；和三个或更多个支柱26，每个支柱26都在周边柱22和中心柱24之间延伸并且连接周边柱22和中心柱24，并且每个支柱26都由此支撑中心柱24。
在一个实施例中，朝向关节的端部16还包括多个开窗口28，其中，每个开窗口28都通过周边柱22、中心柱24和三个或更多个支柱26中的两个相邻的支柱26汇集而形成。每个开窗口28都可以包括适用于装置10的预期使用目的的任何形状，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。在一个实施例中，如在图2、图3、图4、图5、图6和图7中具体地示出，每个开窗口28都包括梨形状或泪滴形状。在另一个实施例中，如图8中所示，每个开窗口28都包括肾形状。在另一个实施例中，每个开窗口28都包括椭圆形状或圆形形状。如本领域的技术人员关于本公开将应理解的，装置10上的所有开窗口28可以包括相同的尺寸和形状，或一个或多个开窗口28与一个或多个其它开窗口28相比可以包括不同的尺寸、不同的形状或包括不同的尺寸和不同的形状。在另一个实施例中，朝向关节的端部16可以是在中心柱24和周边柱22之间的固体。
第一段12还包括中心孔口30，所述中心孔口30由中心柱24在中心柱内形成。中心孔口30可以完全地轴向延伸贯穿朝向关节的端部16，如在图9、图10和图11中具体地示出，或中心孔口30可以是盲端的，其仅部分地延伸通过朝向关节的端部16内。中心孔口30构造成与驱动器匹配，如以下所公开的。中心孔口30包括适用于装置10的预期使用目的的任何形状，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。在一个实施例中，中心孔口30包括正方形形状。在一个实施例中，如图2和图6中所示，中心孔口30包括圆形形状。在另一个实施例中，如图3、图4和图5中所示，中心孔口30包括六角星形状。在又一个实施例中，如图7中所示，中心孔口30包括五边形形状。在又一个实施例中，如图8中所示，中心孔口30包括六边形形状。在一个实施例中，如图2和图11中所示，中心孔口30包括螺纹32以帮助与驱动器匹配。
在一个实施例中，第一段12的周边柱22包括一个或多个凹口34，如参见图2、图6和图11。除了中心孔口30之外或代替中心孔口30，一个或多个凹口可以用于与驱动器匹配，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。
装置10的第一段12的朝向关节的端部16在植入之后执行部分的承重功能，并且包括这样的形状，即，所述形状适于基本与由装置10在植入之后在骨上再创造的关节面的形状相配，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。因此，朝向关节的端部16可以如参见如图9和图11中所示的剖视侧透视图具有凸轮廓、如参见如图10中所示的剖视侧透视图具有凹轮廓、或如参见剖视侧透视图具有直线轮廓。在一个实施例中，朝向关节的端部具有凸轮廓，其具有介于10mm和50mm之间的曲率半径。在另一个实施例中，朝向关节的端部如参见剖视侧透视图具有凸轮廓，其具有介于15mm和45mm之间的曲率半径。在另一个实施例中，朝向关节的端部如参见剖视侧透视图具有凸轮廓，其具有介于20mm和30mm之间的曲率半径。在一个实施例中，朝向关节的端部如参见剖视侧透视图具有凹轮廓，其具有介于10mm和50mm之间的曲率半径。在另一个实施例中，朝向关节的端部如参见剖视侧透视图具有凹轮廓，其具有介于15mm和45mm之间的曲率半径。在又一个实施例中，朝向关节的端部如参见剖视侧透视图具有凹轮廓，其具有介于20mm和30mm之间的曲率半径。在优选的实施例中，朝向关节的端部16包括在植入之后面对关节的中心的平滑表面，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。在优选的实施例中，朝向关节的端部16被抛光以使表面平滑。
第一段12的侧壁20可以是适用于装置10的预期使用目的的任何形状，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。在优选的实施例中，第一段12的侧壁20如参见如图9和图11中所示的剖视侧透视图包括大致凸的轮廓。该凸轮廓有利地提供平滑过渡以在植入之后促进生物粘合到周围的软骨和骨骼，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。
装置10还包括第二段14。装置10的第二段14包括匹配端部36、相对的前端部38和在匹配端部36与前端部38之间延伸的侧壁40。第二段14还包括轴向长度(c-c)。在一个实施例中，轴向长度(c-c)是介于5mm和30mm之间。在另一个实施例中，轴向长度(c-c)是介于5mm和20mm之间。在又一个实施例中，轴向长度(c-c)介于之间6mm和15mm。在优选的实施例中，轴向长度(c-c)是6mm。在另一个优选的实施例中，轴向长度(c-c)是10mm。在又一个优选的实施例中，轴向长度(c-c)是15mm。在一个实施例中，第二段14的侧壁40如参见图1、图9和图10是大致圆柱形的。在另一个实施例中，第二段14的侧壁40如参见图11是大致圆锥形的，其在匹配端部36和前端部38之间渐缩。在一个实施例中，第二段14的侧壁40以介于0.2度和15度之间的角度渐缩。在另一个实施例中，侧壁16以介于1度和5度之间的角度渐缩。在又一个实施例中，第二段14的侧壁40以介于1度和3度之间的角度渐缩。
装置10的第二段14的匹配端部36构造成与装置10的第一段12的匹配端部18匹配。第一段12的匹配端部18和第二段14的匹配端部36可以包括适用于装置10的预期使用目的的任何匹配机构，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。在一个实施例中，第一段12的匹配端部18和第二段14的匹配端部36通过适当的可生物相容的粘合剂匹配，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。在优选的实施例中，匹配机构是可逆的，允许替换的第一段12交换到特定的第二段14，以便使装置10可以根据需要重新构造以用于符合具体的关节面的轮廓，由此减少需要在现场存储的第二段14的数量，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。在一个实施例中，第一段12的匹配端部18和第二段14的匹配端部36通过可逆的扭锁机构匹配，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。在另一个实施例中，第一段12和第二段14如图11中所示被制成为统一的整体，而不是可分离的。
装置10的第二段14的前端部38构造成将装置10放置到根据本发明的方法所制成的制备空间中。在一个实施例中，前端部38包括圆齿状边缘42。在另一个实施例中，前端部38包括斜面44。在优选的实施例中，前端部38包括圆齿状边缘42和斜面44二者，如在图1、图3、图5和图6中具体地示出。
装置10的第二段14的侧壁40在匹配端部36与前端部38之间延伸。第二段14的侧壁40包括螺纹46，所述螺纹46用于将装置10锚固在骨内。在一个实施例中，第二段14的侧壁40还包括在螺纹46之间的多个开窗口48。在优选的实施例中，该装置10还包括多个开窗口50，所述多个开窗口50通过第一段12的匹配端部18和第二段14的匹配端部36汇集而形成。每个开窗口48、50都可以包括适用于装置10的预期使用目的的任何形状，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。在优选的实施例中，每个开窗口48、50都是椭圆形的或圆形的。在一个实施例中，第二段14的侧壁40是有纹理的，以在植入之后促进骨向内生长，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。
第一段12和第二段14可以包括适用于装置10的预期使用目的的任何材料，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。在一个实施例中，第一段12包括系由下列各项构成的组中选出的材料：可生物相容的塑料、生物复合聚合物、金属和金属合金。在一个实施例中，第一段12包括系由下列各项构成的组中选出的材料：碳纤维、钴铬合金、镍钛诺、聚己内酯(PCL)、聚醚醚酮(PEEK)、钽和钛。在一个实施例中，第二段14包括系由下列各项构成的组中选出的材料：可生物相容的塑料、生物复合聚合物、金属和金属合金。在一个实施例中，第二段14包括系由下列各项构成的组中选出的材料：碳纤维、钴铬合金、镍钛诺、聚己内酯(PCL)、聚醚醚酮(PEEK)、钽和钛。在一个实施例中，第一段12包括第一材料，并且第二段14包括第二材料，其中，第一材料和第二材料是相同的材料。在另一个实施例中，第一段12包括第一材料，并且第二段14包括第二材料，其中，第一材料和第二材料是不同的材料。
在一个实施例中，该装置10还包括插入物52。现在参照图12、图13、图14和图15，它们分别示出：根据本发明的插入物的一个实施例的俯视侧透视图，其用于与根据本发明的用于改善关节病症和疾病的装置一起使用(图12)；图12中所示的插入物的实施例的仰视侧透视图(图13)；图1中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的一个实施例的俯视侧透视图，图12中所示的根据本发明的插入物固定到该装置(图14)；和图1中所示的用于改善关节病症和疾病的装置的剖视图，图12中所示的根据本发明的插入物固定到该装置(图15)。如可以看到，插入物52包括基部54和三个或更多个延伸部56，所述三个或更多个延伸部56连接到基部54并且围绕基部54径向地布置。三个或更多个延伸部56中的每个都构造成配合在装置10的第一段12的朝向关节的端部16的相对应的开窗口28内，以便当插入物52被匹配到装置10的第一段12时，插入物52占据三个或更多个开窗口28中的每个，如在图5中具体地示出。插入物52包括用基质促进物质浸渍的多孔生物材料或用作用于祖细胞的支架，或包括用基质促进物质浸渍的多孔生物材料且用作用于祖细胞的支架。
装置10可以通过任何适当的方法制成，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。在一个实施例中，第一段12和第二段14由模块化部件加工，例如，通过直接金属激光烧结，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。
根据本发明的另一个实施例，提供一种用于改善患者的关节病症或疾病的方法。现在参照图16至图35，它们示出根据本发明的用于改善关节病症和疾病的方法的某些步骤的示意图。这些图示出用于改善腿胫关节100上的关节炎病症的方法的实施例，所述关节炎病症已经在骨或关节的关节面104上这里示出为在股骨108的内侧髁106上导致缺陷102。
该方法包括：识别出具有适于由本方法治疗的关节病症或疾病的患者，其中，关节包括骨，所述骨具有表面，所述表面包括由关节病症或疾病所导致的缺陷。如本领域的技术人员关于本公开将应理解的，关节可以是具有透明软骨支撑面、关节囊和滑液的任何关节。在一个实施例中，关节是动关节(还已知为滑液关节)。在一个实施例中，关节系由下列各项构成的组中选出：髋关节、肩锁关节、股膝关节、腿胫关节、盂肱关节、肱桡关节、肱尺关节、指间关节、掌指骨关节、桡尺关节和距小腿关节。在一个实施例中，患者是人。在一个实施例中，患者是动物。在优选的实施例中，关节病症和疾病系由下列各项构成的组中选出：关节病、关节软骨病、孤立的软骨缺损、幼年特发性关节炎、韧带缺乏关节炎、骨关节炎(退行性关节炎或变性关节病)、骨坏死、剥脱性骨软骨炎、髌骨不稳定、后韧带损伤性关节炎、后半月板切除关节炎、后半月板切除关节病、创伤后关节炎、风湿性关节炎和化脓性关节炎。在一个实施例中，所述识别出患者的步骤包括：对具有关节病症和疾病的患者诊断。在一个实施例中，所述对患者诊断的步骤包括执行系由下列各项构成的组中选出的一个或多个动作：执行身体检查；执行非侵入性影像学检查(例如，磁共振成像、计算机断层扫描和超声)；和执行关节镜检查。在另一个实施例中，所述识别出患者的步骤包括：查阅患者的病历以确定患者是否具有适于由本方法治疗的关节病症或疾病。
接下来，该方法还包括：接近关节100。在一个实施例中，所述接近关节100的步骤通过关节镜检查实现。在另一个实施例中，所述接近关节100的步骤通过开放式外科手术实现，例如，小切口手术。
在一个实施例中，如图17和图18中所示，骨的表面104包括畸形110(例如，软骨软化、变薄、破损或缺乏的区域)，并且该方法还包括：使用磨锥或抽吸刮刀或使用磨锥和抽吸刮刀112二者以去除畸形110中的某些或全部，由此创造更平滑的关节面104，如图19中所示。
然后，该方法还包括：将导销114放置在缺陷102的中心内，如图20中所示。
接下来，该方法还包括：在骨的缺陷102中产生空间116以用于该装置。在一个实施例中，使用放置在导销114上的骨扩孔钻118产生空间116而使缺陷102的表面为核心和平面，如图21、图22和图23中所示。然后，移除骨扩孔钻118，将导销114留在适当的位置中。
在一个实施例中，该方法还包括：使用定位在导销114上的钻头导引件120和在钻头导引件120内穿过的钻头122而在骨中创造深入空间116的一个或多个血管沟，如图23、图24和图25中所示。通过从一个或多个血管沟泄漏到空间116中的血液124的存在来确认一个或多个血管沟的创造。然后，移除钻头导引件120和钻头122，将导销114留在适当的位置中。
接下来，该方法还包括：设置用于改善关节病症和疾病的第一装置126，所述第一装置126适于改善患者的关节病症或疾病，如可以参见图26。在一个实施例中，第一装置126是根据本发明的装置。所设置的第一装置126具有适于并入在缺陷102中制成的空间116中的尺寸，并且第一装置126的朝向关节的端部包括这样的形状，即，所述形状适于基本与由第一装置126在植入之后在骨上再创造的关节面104的形状匹配，如本领域的技术人员关于本公开将应理解的。现在参照图27，第一装置126例如通过将驱动器128的远侧端部与第一装置126的中心孔口匹配而附装到驱动器128。
在一个实施例中，该方法还包括：使用注射器132将诸如干细胞或富含血小板的血浆或干细胞和富含血小板的血浆的生物材料130注射到第一装置126中，如图28中所示。在一个实施例中，该方法还包括：将根据本发明的插入物放置在第一装置126中，而不是将可生物相容的骨水泥注射在第一装置126中。在一个实施例中，插入物是根据本发明的生物材料。
然后，该方法还包括：使用驱动器128将第一装置126拧到空间116中，如图29、图30、图31和图32中所示。图33是在缺陷102的部位处的内侧髁106的局部侧剖视图，其示出第一装置126的放置。如可以看到，第一装置126的朝向关节的端部形成这样的形状，即，所述形状在植入之后在骨上基本再创造正常关节面的形状。
在一个实施例中，如可以参见图26和图34，该方法还包括：将一个或多个额外装置134、136放置在缺陷102中。在一个实施例中，一个或多个额外装置是一个额外的装置。在另一个实施例中，一个或多个额外装置是两个额外的装置。如本领域的技术人员关于本公开将应理解的，一个或多个额外装置134、136可以在尺寸和形状方面与第一装置相同，或可以在尺寸和形状方面与第一装置不同。
虽然已经关于腿胫关节100中的缺陷102公开了本发明的方法，但是相对应的方法可以与其它关节一起使用。图35是在缺陷的部位处的盂肱关节138的局部侧剖视图，其示出根据本发明的用于改善关节病症和疾病的装置的放置。
虽然已经参照某些优选实施例非常详细地讨论了本发明，但是也能够有其它实施例。因此，所附权利要求书的范围应当不限于包含在本公开中的优选实施例的说明。

Claims (53)

1.一种用于改善关节病症和疾病的装置，所述装置包括：
a)第一段，所述第一段包括朝向关节的端部、相对的匹配端部和在所述朝向关节的端部与所述匹配端部之间延伸的侧壁；
其中，所述第一段还包括周边柱、中心柱和三个或更多个支柱，所述周边柱部分地形成所述第一段的侧壁，每个支柱都在所述周边柱与所述中心柱之间延伸并且连接所述周边柱和所述中心柱，并且每个支柱都由此支撑所述中心柱；
其中，所述朝向关节的端部还包括多个开窗口，其中，每个开窗口都通过所述周边柱、所述中心柱和所述三个或更多个支柱中的两个相邻的支柱汇集而形成；并且
其中，所述第一段还包括中心孔口，所述中心孔口由所述中心柱在所述中心柱内形成并且构造成与驱动器匹配；和
b)第二段，所述第二段包括匹配端部、相对的前端部和在所述匹配端部与所述前端部之间延伸的侧壁；
其中，所述第二段的侧壁包括螺纹。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括轴向长度，并且其中，所述轴向长度是介于5mm和30mm之间。
3.根据权利要求1所述的装置，还包括轴向长度，并且其中，所述轴向长度是介于5mm和20mm之间。
4.根据权利要求1所述的装置，还包括轴向长度，并且其中，所述轴向长度是介于8mm和16mm之间。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一段还包括介于5mm和30mm之间的直径。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一段还包括介于5mm和20mm之间的直径。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一段还包括介于8mm和16mm之间的直径。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一段还包括介于1mm和2mm之间的轴向长度。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，每个开窗口都包括梨形状或泪滴形状。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，一个或多个开窗口与一个或多个其它开窗口相比包括不同的尺寸、不同的形状或包括不同的尺寸和不同的形状。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述中心孔口包括六角星形状。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述中心孔口是圆形的，并且包括螺纹。
13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述周边柱包括一个或多个凹口。
14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述朝向关节的端部如参见剖视侧透视图包括凸轮廓。
15.根据权利要求1所述的装置，其中，所述朝向关节的端部如参见剖视侧透视图包括凹轮廓。
16.根据权利要求1所述的装置，其中，所述朝向关节的端部如参见剖视侧透视图包括直线轮廓。
17.根据权利要求1所述的装置，其中，所述朝向关节的端部包括介于20mm和50mm之间的曲率半径。
18.根据权利要求1所述的装置，其中，所述朝向关节的端部包括介于15mm和45mm之间的曲率半径。
19.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一段的侧壁如参见剖视侧透视图包括大致凸的轮廓。
20.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二段还包括介于5mm和30mm之间的轴向长度。
21.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二段还包括介于5mm和20mm之间的轴向长度。
22.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二段还包括介于6mm和15mm之间的轴向长度。
23.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二段的侧壁是大致圆柱形的。
24.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二段的侧壁是大致圆锥形的，其在所述匹配端部与所述前端部之间渐缩。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述第二段的侧壁以介于0.2度和15度之间的角度渐缩。
26.根据权利要求24所述的装置，其中，所述第二段的侧壁以介于1度和5度之间的角度渐缩。
27.根据权利要求24所述的装置，其中，所述第二段的侧壁以介于1度和3度之间的角度渐缩。
28.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一段的匹配端部和所述第二段的匹配端部通过能生物相容的粘合剂匹配。
29.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一段的匹配端部和所述第二段的匹配端部通过可逆的匹配机构匹配。
30.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一段的匹配端部和所述第二段的匹配端部通过可逆的扭锁机构匹配。
31.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一段和所述第二段被制成为统一的整体，如图所示是不能分离的。
32.根据权利要求1所述的装置，其中，所述前端部包括圆齿状边缘。
33.根据权利要求1所述的装置，其中，所述前端部包括斜面。
34.根据权利要求1所述的装置，其中，所述前端部包括圆齿状边缘和斜面。
35.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二段的侧壁还包括在所述螺纹之间的多个开窗口。
36.根据权利要求1所述的装置，还包括通过所述第一段的匹配端部和所述第二段的匹配端部汇集而形成的多个开窗口。
37.根据权利要求1所述的装置，还包括插入物，其中，所述插入物包括基部和三个或更多个延伸部，所述三个或更多个延伸部连接到所述基部并且围绕所述基部径向地布置，并且其中，所述三个或更多个延伸部中的每个都构造成配合在所述装置的所述第一段的朝向关节的端部的相对应的开窗口内。
38.根据权利要求37所述的装置，其中，所述插入物还包括用基质促进物质浸渍的多孔生物材料或用作用于祖细胞的支架，或包括用基质促进物质浸渍的多孔生物材料且用作用于祖细胞的支架。
39.一种用于改善患者的关节病症或疾病的方法，所述方法包括：
a)识别出具有能够由所述方法治疗的关节病症或疾病的患者，其中，所述关节包括骨，所述骨具有表面，所述表面包括由所述关节病症或疾病所导致的缺陷；
b)接近所述关节；
c)将导销放置在所述缺陷的中心内；
d)在所述骨的缺陷中创造空间；
e)设置根据权利要求1所述的第一装置；
f)通过将驱动器的远侧端部与所述第一装置的中心孔口匹配而将所述第一装置附装到所述驱动器；和
g)使用所述驱动器将所述第一装置拧到所述空间中，直到所述第一装置的朝向关节的端部形成这样的形状为止，即，所述形状在植入之后在所述骨上基本再创造正常关节面的形状。
40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述关节是动关节。
41.根据权利要求39所述的方法，其中，所述关节系由下列各项构成的组中选出：髋关节、肩锁关节、股膝关节、腿胫关节、盂肱关节、肱桡关节、肱尺关节、指间关节、掌指骨关节、桡尺关节和距小腿关节。
42.根据权利要求39所述的方法，其中，所述患者是人。
43.根据权利要求39所述的方法，其中，所述关节病症和疾病系由下列各项构成的组中选出：关节病、关节软骨病、孤立的软骨缺损、幼年特发性关节炎、韧带缺乏关节炎、骨关节炎(退行性关节炎或变性关节病)、骨坏死、剥脱性骨软骨炎、髌骨不稳定、后韧带损伤性关节炎、后半月板切除关节炎、后半月板切除关节病、创伤后关节炎、风湿性关节炎和化脓性关节炎。
44.根据权利要求39所述的方法，其中，所述识别出患者的步骤包括：对具有关节病症和疾病的所述患者诊断。
45.根据权利要求44所述的方法，其中，所述对患者诊断的步骤包括执行系由下列各项构成的组中选出的一个或多个动作：执行身体检查；执行非侵入性影像学检查；和执行关节镜检查。
46.根据权利要求39所述的方法，其中，所述识别出患者的步骤包括：查阅所述患者的病历以确定所述患者是否具有能够由所述方法治疗的关节病症或疾病。
47.根据权利要求39所述的方法，其中，所述接近关节的步骤通过关节镜检查实现。
48.根据权利要求39所述的方法，其中，所述接近关节的步骤通过开放式外科手术实现。
49.根据权利要求39所述的方法，其中，所述骨的表面包括一个或多个畸形，并且其中，所述方法还包括：使用磨锥或抽吸刮刀或使用磨锥和抽吸刮刀二者以去除所述一个或多个畸形中的某些或全部，由此创造更平滑的关节面。
50.根据权利要求39所述的方法，还包括：使用定位在所述导销上的钻头导引件和在所述钻头导引件内穿过的钻头而在所述骨中创造深入所述空间的一个或多个血管沟。
51.根据权利要求39所述的方法，还包括：将生物材料注射到所述第一装置中。
52.根据权利要求39所述的方法，还包括：将插入物放置在所述第一装置中。
53.根据权利要求39所述的方法，还包括：将一个或多个额外装置放置在所述缺陷中。
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