CN104661606B - 通过骨‑软骨间刺激来进行的软骨修复、保持和生长以及传送系统和用于它们的相关方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了用于修复、保持和生长软骨的治疗剂和治疗方法。另外，还提供了用于将治疗剂传送至很难到达的解剖区域，例如BCI的系统和方法。提供了具有切割尖端、切割凹槽和在远端上的螺纹的插管传送装置。使用这样的示例装置，能够实施用于关节和软骨修复、保持和再生的多种新颖疗法。也可选择，对于盘修复，涉及经皮的盘内环面修复的传送装置或“PIARES”装置能够用于将治疗剂引入盘内。装置可以有两个针头，具有在其远端处有手指把手的第一插管/针头和更长的内部针头，该内部针头能够穿透外部针头进入盘内，并例如通过注射器来引入治疗剂。当在内部针头的近端处设有隔膜时，PIARES装置为完全关闭的系统，且它的使用最小化创伤。

Description

通过骨-软骨间刺激来进行的软骨修复、保持和生长以及传送 系统和用于它们的相关方法

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时专利申请No.61/686835和61/800574的优先权，该美国临时专利申请No.61/686835的申请日为2012年4月11日，该美国临时专利申请No.61/800574的申请日为2013年3月15日，它们各自的标题为“CARTILAGE REPAIR,PRESERVATION ANDGROWTH BY STIMULATION OF BONE-CHONDRAL INTERPHASE AND DELIVERY SYSTEM ANDMETHODS THEREFOR”，各文献的全部内容都结合在本申请中，作为参考。

技术领域

本发明涉及用于退化关节和盘的多种新颖治疗以及用于通过很小创伤来将治疗剂传送至很难到达的解剖区域的改进装置和治疗方法，以便更好地实施这种新颖治疗。

背景技术

用于退化盘和其它软骨疾病的普通治疗方法

以膝盖退化或骨关节炎(“OA”)作为示例，在膝盖OA(定义为在膝盖中的关节软骨损失)中的疼痛被认为是由于在软骨下骨上的增加压力而引起。因此，在OA开始的最早阶段中，在软骨下骨髓中有能够看见的变化(Lorieg等，Rheum 7:43-49，2011)。

当前用于治疗膝盖OA的技术包括非类固醇的消炎药(Nsaids)，包括较新的Cox-2抑制剂。尽管这些药剂减少了炎症和疼痛，但是认为它们的长期使用将(1)对软骨产生不利影响；以及(ii)有增加风险的高血压、冠心病、肾衰竭(特别是糖尿病)和胃溃疡病的并发症。

透明质酸(HA)已经表明对于软骨有一些积极效果。不过，它在治疗膝盖OA中的成功率有限。因此，尽管一些研究显示了良好的成功率，但是其它研究又显示了相当差的成功率。而且，在中度至严重膝盖OA的这些患者中，成功率大大降低。

微裂纹已经用于具有较小软骨缺陷的非常少膝盖OA患者。这种技术可以看见具有有限的成功率。该技术通过产生纤维软骨而起作用。不过，当做得过多时，微裂纹有时甚至能够加速软骨损失速率。最后，已经使用完全和局部膝盖更换。这些处理有较大的血凝块和感染的并发症率、昂贵、需要住院、有将金属插入身体内的相关缺点，且明显增加了保健成本。

通常，当将治疗剂传送至较难到达的解剖区域中时(例如骨-软骨间(BCI))，使用钻来产生通路。通常，使用具有中心插管的装置，该装置首先设有微型钻杆和在其中的钻头。医生钻入骨中，然后从中心插管中取出钻杆和钻头。然后插入管心针，因此使得骨组织与外部环境隔离。最后，取出管心针，且多种合适治疗方法中的一种(例如药物、生物或治疗剂)能够通过注射器或其它传送装置来传送。

因此，这种普通的处理过程使得内部组织双倍地暴露于环境空气。一次是当钻杆和钻头取出和由管心针代替时，再一次是当管心针取出以便引入治疗剂时。内部组织每次这样暴露，感染的危险就增加。

此外，这在技术上更具有挑战性、费时，且并发症的风险增加。

因此，本领域中需要用于到达内部解剖区域的示例装置和方法，同时减少内部组织对于环境空气的暴露和减少创伤。本领域中还需要用于解决软骨损失的治疗剂和治疗方法以及能够在更少时间中和在减少创伤(以便减少并发症的危险)的情况下更简单地传送这些治疗剂的装置。

附图说明

应当知道，申请文件包含彩色的至少一个附图。具有彩色附图的本专利申请的拷贝将在需要时通过支付所需费用而由美国专利局来提供。

在该组图的开始出现的图A和B是一组两个标题为“示例A在手术前”和“示例A在手术后”的图像，来自根据本发明示例方法的示例测试病例，下面在本发明的试验结果部分中介绍为“示例A”。这些图像涉及在附件A中提供的独立放射科医师的报告中所述的病例。

图1-2是个人的膝盖的术前扫描；

图3-4是个人的膝盖在根据本发明示例实施例的方法治疗之后的相应扫描；

图5是另一个人的膝盖在根据本发明示例实施例的方法治疗之前和之后的并排对比；

图6是根据本发明示例实施例的示例骨-软骨间(“BCI”)传送装置的示例远端；

图7是根据本发明示例实施例的示例传送装置的分解图(顶部面板)和示例传送装置的示例近侧部分的放大图(底部面板)；

图8是图6-8的示例传送装置的示例近侧部分的进一步放大图；

图9表示了图6的示例传送装置的可选示例实施例；

图10表示了可以称为“经皮的盘内环面修复系统”(“PIARES”)的示例传送装置，涉及根据本发明示例实施例的、经皮的盘内环面修复；

图11表示了图10的示例传送装置的变化实施例；

图12表示了根据本发明实施例的示例传送装置的详细视图，涉及周围关节和脊椎的骨-软骨交接面；

图13表示了根据本发明示例实施例在右膝盖的上面和下面插入骨中的示例传送装置；

图14表示了膝盖关节的放大图，在图13所示附图的胫骨和股骨附近；

图15表示了图13-14的示例传送装置的远侧部分的细节；

图16-20是根据本发明示例实施例的可选改进示例的“PecaBoo”传送装置工具的详细设计图；

图21表示了图16-20的示例PecaBoo装置的拉长形式，例如可以用于髋部处理过程；

图22表示了示例PecaBoo装置(髋部长度)在插入示例髋关节附近的上部和下部隔腔内时；以及

图23-48表示了在图16-20中所示的PecaBoo工具的示例原型在用于患者的膝盖的示例处理过程时，具有示例处理过程的多个阶段的相应高质量X射线图像。

发明内容

这里提供了用于修复、保持和生长软骨的新颖治疗剂和治疗方法。另外，还提供了用于将治疗剂传送至很难到达的解剖区域(例如BCI)的系统和方法。在本发明的示例实施例中，能够提供具有切割尖端和在远侧外部上的螺纹的插管传送装置，该插管传送装置有优于普通装置的明显优点。这些优点例如包括：(i)容易制造；(ii)示例装置的使用比普通方法更快，还有更少的手术台时间和更少步骤；(iii)使得内部组织更少地暴露于环境空气，因此感染的危险更小；以及(iv)技术复杂性更小导致更少的并发症。使用这样的示例装置，能够实施用于关节和软骨修复、保持和再生的多种新颖疗法。公开了这种装置的多种形式。也可选择，对于盘修复，涉及经皮的盘内环面修复的传送装置或“PIARES”装置能够用于将治疗剂引入盘内。装置是两针头装置，具有第一插管/针头和更长的内部针头，该第一插管/针头具有在其远端处的手指把手，该内部针头能够再穿透外部针头进入盘内，并能够再例如用于通过注射器来引入治疗剂。当在内部针头的近端处设有隔膜时，PIARES装置变成完全关闭的系统，且它的使用将最小化创伤。因此，在本发明的示例实施例中，能够提供外科手术的手持工具，用于无创地布置和传送治疗剂至目标部位。这能够通过微创皮肤切口来进行，或者没有任何切口，如可能希望的。治疗剂的传送和布置能够进行控制，且不需要动力钻具或引导丝。

示例装置能够有关闭尖头端、螺纹部分，并设有螺纹切割/形成特征，例如凹槽，且能够在远端处有通向中心管腔的杆穿孔，以便传送治疗剂或其它预备品。在近端处能够提供用于附接注射器的装置，该注射器与杆的中心管腔连通，可以有用于附接手柄把手的键合接合特征。传送装置能够制造成有足够长度，以便在合适或目标关节的各侧到达骨，并容易穿透软组织和皮层骨，以便到达在软骨缺陷附近的、在松质骨中的目标部位。

装置的主轴或钻孔部分能够由硬化不锈钢等来制造，例如400系列或17-40不锈钢。

装置例如能够有可附接/拆卸的手柄把手，用于容易将钻头布置就位，具有实体近端，以便轻敲或锤击，还有把手，用于向装置施加扭矩通过皮层骨，并引导有螺纹的轴到达例如在松质骨中的目标部位。把手能够具有人机工程形状，以便容易使用，例如三叶形手柄，该三叶形手柄模拟手腕以120度增量的自然转动。

装置能够有冲击帽，以便(i)提供冲击砧台表面以在冲击过程中保护近侧路厄；以及(ii)关闭通向杆管腔的路厄开口。

具体实施方式

尽管膝盖OA的确切原因还不知道，但是本发明人非常相信在膝盖OA的最早阶段具有在骨-软骨交接面(“BCI”)中的变化。因此，用于治疗膝盖OA的疗法必须以BCI为目标。该方法还能够延伸至软骨已经受损或损失的其它区域。

如后面所述，根据本发明示例实施例的方法解决了BCI问题，在该BCI处，早期变化能够加速膝盖OA。在本发明的示例实施例中，提供了刺激软骨下骨髓和暴露间充质干细胞(MSCS)的方法，该间充质干细胞(MSCS)从骨髓中出来，从富含血小板的血浆(PRP)和非常小的胚芽状细胞(VSEL)中得出生长因素。VSEL已知在动物中风模拟中将在受损伤后释放，从而提高修复(Kucia等：Cell Tissue Research 331:125-134，(2008))。这提高了软骨修复和可能的再生。还已知暴露于PRP的MSCS区分为软骨细胞(Mishra等:Tissue Eng.Methods15:431-435(2009))。

根据本发明示例实施例的方法有非常低的感染危险，明显比大部分外科手术处理更便宜，且避免了金属植入件或NSAID药物的缺点。而且，进行这种处理过程的患者停工时间非常少，因为它在门诊的基础上进行，能很快返回工作。

I.用于软骨修复的示例“磨滑”方法

在本发明的示例实施例中，软骨问题因此能够由“磨滑”来治疗。这种方法类似于如何在农作物中通过接近它们的根部来处理。因此，在本发明的示例实施例中，能够使用目标为骨-软骨间(BCI)的技术，以便治疗软骨问题，与普通的“自顶向下”方法不同，例如，微裂纹在当前不合适。如上所述，微裂纹产生纤维软骨，在具有软骨缺陷的患者中的成功非常有限。而且，微裂纹只能用于非常少的膝盖骨关节炎(“OA”)患者-只有非常小的软骨缺陷的患者。当做得过多时，它自身甚至能够导致加速软骨损失。因此，在本发明的示例实施例中，能够利用用于治疗退化关节和盘的新颖方法。这例如能够用于膝盖，以便利用以下方案来治疗中间关节膝盖退化盘疾病(“DJD”)，例如：

第一天

经皮肤注射350mcg的粒细胞集落刺激因子(“GCSF”)；

第二天

经皮肤注射350mcg的粒细胞集落刺激因子或GCSF(这样的第二GCSF注射是可选的)；

抽取血液，并使它旋转，以获得总共4cc的、富含血小板的血浆(“PRP”)；

通过在骨-软骨间(“BCI”)钻孔和注射而将1cc的PRP置于胫骨中间隔腔内，随后注射0.1cc的10％氯化钙溶液或凝血酶，以便形成凝块；

在将传送装置反向钻出之前等待两分钟，以使得凝块可以形成，并防止PRP泄露。也可选择，能够注射骨蜡，以便使得PRP保持在适当位置；

通过在骨-软骨间钻孔和注射而将1cc的PRP置于股骨中间或侧部隔腔内，随后注射0.1cc的10％氯化钙溶液或凝血酶，以便形成凝块；

在将传送装置反向钻出之前等待两分钟，以使得凝块可以形成，并防止PRP泄露；

将剩余的2cc PRP置于膝盖关节中；

在治疗前和在治疗后3个月时进行MRI。

应当知道，这些只是示例值。使用的治疗剂的量也能够变化，例如，1-3cc范围的PRP各自在相关关节的上面和下面注射，然后使用0.1-0.3cc范围的氯化钙，且2-6cc范围的PRP注射至关节中。另外，例如在传送PRP和凝结剂之后人们能够等待2-4分钟。

应当知道，迄今为止，GCSF还没有用于软骨修复。可以使用的示例GCSF能够是例如Neupogen。在本发明的示例实施例中，PRP能够通过一个注射器来传送，CaCl、凝血酶或骨蜡例如能够通过另一注射器来传送。也可选择，熟练、灵巧和快速的医师可以例如将PRP和CaCl装入一个注射器中，只要她能够足够快地传送该药剂，而不会产生凝结。在本发明的示例实施例中，该方法能够使用，且本发明人已经在试验病例中成功地进行。

在本发明的示例实施例中，处理过程能够(优选是应当)在荧光镜或超声波引导下进行，以便保证将传送装置正确定位在BCI处，并进一步保证没有渗透通过软骨(这可能引起损害)。在注射治疗剂之后，传送装置应当保留在位大约2分钟，以便保证形成凝块。也可选择，例如骨蜡或等效物能够用于密封进口，以代替氯化钙。

示例消毒工具包

在本发明的示例实施例中，示例工具包例如能够包含两个一次性的传送装置，以便用于注射在关节上面和下面位置中的BCI处，例如如图23-48所示。使得它们为一次性将最小化感染的危险。这样的示例工具包也能够设有例如骨蜡小瓶和2cc的10％氯化钙溶液小瓶。氯化钙激活血小板和形成凝块。通常，CaCl能够以1/10的比率提供给生物体，因此对于1cc的干细胞和PRP，可以使用0.1cc体积的CaCl。也可选择，在本发明的示例实施例中，传送装置可以是可重新使用的，并可消毒，例如下面介绍的示例PecaBoo装置的类型。还可以选择，装置能够例如有一次性的毂形部和钻孔部分(包括冲击杯-见图17)以及可重新使用的手柄。

基本原理-使得间叶细胞暴露于PRP，以便产生新的软骨

在本发明方案后面的基本原理是骨髓可以通过GCSF来刺激，以便产生间叶细胞(MSC)。当这些MSC细胞从骨髓出来并朝着BCI行进时，它们在到达骨-软骨间之前暴露于PRP(或者例如PRP和VSEL)。已经很好地证明，暴露于PRP(或PRP和VSEL)将使得MSC成为软骨，或者更加颗粒状，MSC和VSEL(非常小的胚芽状干细胞)在暴露于PRP或透明质酸时将发展成软骨细胞，该软骨细胞再产生软骨基体。这被认为是导致成功(在膝盖治疗中所见和在附件A中所述)的关键因素，其中在治疗后三个月的手术后MRI中看见近似双倍的软骨尺寸(相对于手术前MRI的结果)，同时明显减少了疼痛。而且，在通过GCSF刺激后VSEL释放至周围血液中，这也有助于软骨修复，如上所述。因此，在示例膝盖处理过程中，例如PRP和VSEL都传送给股骨和胫骨隔腔。有时，只是钻孔就足以刺激软骨生长，或者解决局部缺血。因此，在本发明的多个示例实施例中，以下的多个方法能够用于治疗患病的关节，在所有情况下，都可以使用根据本发明的钻孔传送装置：

1.只有钻孔；

2.钻孔+PRP+骨蜡；

3.钻孔+PRP+骨蜡；

4.在1-3个注射中的300mcg GCSF，随后钻孔，随后VSEL+PRP+(骨蜡或CaCl)；

5.骨髓抽吸+CaCl或骨蜡；

6.来自干细胞库的培养扩展自体干细胞；

7.自体胚芽干细胞，来自脐血；

8.胚芽干细胞，来自细胞库；以及

9.自体的保存细胞。

因此，在本发明的示例实施例中，能够明显降低做膝盖替换的数量，同时相应大大降低保健成本，因为本发明技术并不涉及住院或昂贵的人造关节。在本发明的示例实施例中，当通过一次治疗看见局部效果时，可以选择在三个月至两年后重复治疗，以便有附加的治疗效果。应当知道，只要有治疗效果，治疗例如能够无限重复。因此，对于一些患者，当有利时，治疗能够在十年后重复。应当知道，在本发明的示例实施例中，骨髓例如能够通过GCSF来化学刺激，同时骨髓也能够通过在该骨髓上面产生微伤口而机械刺激(“上面”是指朝向膝盖关节的方向)。这样的微伤口刺激骨髓产生更多的MSCS和VSEL细胞，还增加了向骨-软骨交接面的血液供给，以便能够更好地修复。

试验结果

示例A

在根据本发明示例实施例的治疗方法的试验中，治疗患有膝盖的老年退化骨关节炎病的50岁妇女。在治疗前，进行手术前MRI。在治疗后三个月对患者进行后继的MRI，并由独立的放射学家来阅读。如附件A提供的是独立放射学家的报告。如在报告中所述，手术后MRI显示软骨基体从治疗前的1.8mm增加至在后继MRI中的3.7mm。因此，本发明技术表现了用于软骨修复的早期希望和可能的再生。

示例B

在图1-4中提供了来自另一试验病例的成像数据。由图中可见，图1和2分别为来自术前扫描的、患者的膝盖的轴向和弧矢图像。图1表示了由于局部缺血而减少血流的区域，如由红色箭头所示，还在图2中由红色和绿色箭头所指。向股骨和胫骨隔腔的注射类似地根据上述方案来执行，即通过在骨-软骨交接面处钻孔和注射，随后注射至膝盖关节内。图3和4是从在治疗后三个月进行的MRI中得到的相应轴向和弧矢图像。如图所示，已经生长了明显的新软骨，局部缺血已经基本解决，如图3中所示。

示例C

图5并排地表示了第三患者的膝盖的弧矢图像的对比。左侧是来自手术前扫描的图像，右侧是来自手术后MRI的相应图像。如图5中所示，手术后MRI显示软骨基体从1.60mm增加至在后继MRI中的1.87mm。

在本发明的示例实施例中，上述治疗方案能够类似地用于骨关节炎和无血管形成性坏死以及用于治疗在关节中的半月板和唇状边缘损伤。

方案的示例变化

在本发明的示例实施例中，上述方案的变化形式能够用于其它解剖区域。下面将介绍这些区域的示例。

关节-对于关节，注射GCSF用于刺激骨髓的步骤可以省去。传送装置的单独钻孔/扭转(如后面所述)将与PRP注射或其它生物制剂(例如作为可选方案的干细胞)的注射组合来刺激骨髓。

关节炎-有用于治疗关节炎的可选方法，即通过使用源自脂肪组织的干细胞，该干细胞能够静脉内注射，与关节内注射组合，而并不钻孔至骨-软骨交接面。当该药剂不起作用时，可选方法是将源自脂肪的干细胞进行静脉内、关节内注射和注射至骨-软骨交接面中。这种组合的系统和局部治疗被认为是在用于关节问题的生物干预中的下一个较大步骤。

脊椎-以与上面对于膝盖所述类似的方式，对于脊椎，人们能够在第一天和第二天注射GCSF，随后在第二天抽取PRP。然后，PRP能够连同PRP的盘内注射和硬膜外注射而钻入在患病盘的上面和下面的椎骨本体中。也可选择，人们能够省去GCSF，只钻入椎骨本体内，随后将PRP注射至椎骨本体内，随后注射凝血酶或氯化钙以便形成凝块(因此PRP不会漏出)，然后在盘内注射PRP和随后注射凝血酶或氯化钙。应当知道，对于注射椎骨本体，能够使用后面所述的新颖BCI装置(图6-8和12)。对于盘内注射，能够使用标准的现有脊椎针，或者例如新颖PIARES传送装置的变化形式(如图10和11中所示)。

最后，用于治疗脊椎的盘或狭窄问题的另一可选方法能够是例如使用源自脂肪组织的干细胞，该干细胞能够首先随着尾椎硬膜外注射而静脉内给予。当这样的药剂没有产生效果时，脂肪干细胞例如能够随着盘内注射和尾椎硬膜外注射而静脉内给予，例如使用标准脊椎针，或者例如新颖PIARES传送装置的变化形式(如图10和11中所示)。

II示例传送装置

在本发明的示例实施例中，上述治疗方法能够使用根据本发明多个示例实施例的多种新颖传送装置而以安全和高效的方式来传送，如后面所述。

示例传送装置

图6-9表示了根据本发明示例实施例的示例传送装置。图6表示了根据本发明示例实施例的示例传送装置的示例远端。由这里可见，装置为基本空心插管，具有在它外部上的螺纹。螺纹允许控制地插入和取出装置。它有在其远端处的切割点，且恰好在切割尖端的近侧(即在它上面)，提供了一系列的孔，以便分配多种治疗剂。如图6中所示，例如在装置尖端处的实体块能够激光焊接就位，且在插管中的多个孔例如激光切割。图6中表示了示例尺寸，但是应当知道这仅仅是示例，而不是限制。

给定实体切割尖端，用户首先通过轻轻锤击来预设该装置，然后能够拧入装置中合适长度。这能够人工进行，或者例如通过设置于装置远端处的钻孔接口来进行。如后面所述，人们例如能够通过锤子来轻敲，以便使得装置在致密的皮层骨中设置就位，随后再进行扭转(或钻孔)，以便使得传送装置前进至松质骨(内部松质骨)。

图7是根据本发明的传送装置的示例实施例的分解图(顶部)以及该示例传送装置的示例近侧部分的放大图(底部)。参考该图，图7的顶部表示了装置怎样有插管/针头部分、针头毂形部和帽，该帽有扭转把手和在它的端部处用于由锤子轻敲的表面。帽和针头毂形部能够通过键来连接，这因此保证帽和针头毂形部不会在例如用户钻孔或例如在装置中人工拧螺纹/扭转时彼此相对运动。

在针头毂形部的顶部处设有针头穿刺隔膜，在取下帽之后，一旦装置处于合适位置，该针头穿刺隔膜允许消毒注射器引入插管中，以便注射治疗剂或富含PRP的血液，如上面所述。因此，当使用这样的隔膜时，暴露于传送装置远端的组织不需要接触外界空气，且传送系统因此完全关闭。隔膜能够由例如硅酮或其它合适材料来制造。

图8是图7的示例装置的远侧部分的还一放大图。图9表示了图7的示例传送装置的可选示例实施例，其中，帽螺纹连接在设置于插管/针头的远端处的路厄上。

用于盘的示例传送装置-PIARES

图10-12表示了根据本发明示例实施例的、涉及经皮的盘内环面修复的示例传送装置。该装置由本发明人称为“PIARES”装置，并用于将治疗剂引入盘内，如上所述。这样的装置在大部分情况下用手插入。装置是两针头装置，例如能够有第一插管/针头，该第一插管/针头有手指把手和在其远端处的路厄毂形部。插管例如能够是16号规格，例如为近似3.5英寸长，但是该尺寸是示例，而不是限制。能够设有管心针，以便装配在例如21号规格的插管内(用于16号规格插管)。管心针能够在路厄锁毂形部处锁定在路厄的远端上。当用户将装置插入盘附近时(但没有完全到达盘)，管心针能够保留在外部针头中，然后被取出，以便允许更长的内部针头插入，该内部针头再穿透至盘内，然后，例如能够用于通过注射器来引入治疗剂。

因此，图10还在图的底部表示了装置的第二或内部针头。该内部针头装配在第一针头/插管的内部，并从该第一针头/插管凸出至盘中。内部针头例如能够为5英寸长，其中，底部20mm左右有孔，治疗剂能够从该孔出来扩散至患者体内。这样的装置例如能够有21-25号规格。它能够有类似的路厄和手指把手，并能够类似地接收注射器，该注射器能够锁定在它的路厄锁毂形部上，以便传送治疗剂，如上所述。显然，对于这种内部针头没有管心针。

图11表示了图10的示例PIARES传送装置的变化实施例，其中，代替在内部针头的近端处的路厄锁毂形部，提供了隔膜，因此完全隔离传送装置和盘(内部针头凸出至该盘内)，防止暴露于周围空间。为了将治疗剂引入内部针头并因此从远侧孔引出进入盘内，用户以与如图12中所示用于周围关节和脊椎的传送装置实施例类似的方式来将针头插入隔膜内。

因此，在操作中，用户首先插入外部针头(内部有管心针)。这在成像引导装置下进行，例如荧光镜或超声波。外部针头布置在相关盘附近，但是并不完全朝向相关盘。然后取出管心针，且内部针头插入该外部针头内。因此，如图所示，外部针头能够是16号规格，内部针头例如为从21至25号规格。因为它比外部针头更长，例如5英寸相对于3.5英寸，如图10-11中所示，因此内部针头从外部针头的端部凸出，并能够导入盘自身内。这时，在该点处，内部针头的远端接触盘，但是当图11的隔膜实施例用于内部针头上时，系统完全关闭。一旦在盘内，治疗剂能够通过内部针头而引入。

因此，PIARES装置具有多个新颖优点：(i)当隔膜用于内部针头的近端上时，它提供了充分和完全的关闭系统；(ii)治疗剂能够同时传送给盘的核心和环面，因此将治疗剂传送至撕开的位置；以及(iii)通过使用外部针头来用于初始定位，再特别定位更长的内部针头(该内部针头再充分设置成用于传送治疗剂)，对盘的损伤将减至最小，与普通方法不同，在普通方法中，针头进入和出来。更少的损伤意味着更快治愈和更好的盘修复。

图12表示了根据本发明实施例的示例传送装置的详细视图，该传送装置涉及将治疗剂传送给周围关节和脊椎的骨-软骨交接面。它是在图7的顶部的分解图中表示的示例装置的更详细视图，和透视图。由图12中可见，能够有切割尖端，在它的近侧有外螺纹，穿孔置于在它们之间。因此，把手首先由锤子来轻敲，用于使它首先设置在致密皮层骨内的位置，随后由用户来扭转，以便使得传送装置前进至松质骨(内部松质骨)中。插管能够例如为从14至16号规格，且在装置的近侧尖端处能够有例如针头可穿刺的隔膜密封件，或者有路厄锁，该路厄锁有可取下的帽，这样能够附接注射器，如在多个其它实施例中所示和如上面所述。

尽管所示类型具有用于锤子轻敲的平远侧表面(用于初始设置)，但是在其它示例实施例中，交接面能够设置于帽的端部的中心，以便例如与普通使用的钻头交接。

传送装置在用于膝盖处理过程中的示图

图13-15表示了图6-9的装置在膝盖处理过程中的示例使用。图13表示了根据本发明示例实施例插入在示例右侧膝盖的上面和下面的骨内的示例传送装置。因为这是周围关节，因此将使用图12的装置。由图13中可见，装置大致插入在患病关节的上面和下面，并插入成在患病关节的软骨的上面和下面接近皮层骨的内边缘。在所示的膝盖关节示例中，一个传送装置插入膝盖的关节软骨的上面和下面。如上所述，使用上述方案，由专业人员或用户引入的治疗剂从在插管远端中的孔扩散，且骨髓受到GCSF的刺激，以便产生间充质细胞(MSC)。当这些细胞从骨髓出来并通向BCI时，它们在到达骨-软骨间之前暴露于PRP。暴露于PRP被认为因此使MSC变成软骨。图14表示了膝盖关节以及相邻胫骨和股骨(如图13中所示)的放大图，进一步表示了离开插管的治疗剂均匀扩散。图15表示了图13-14的示例传送装置的远侧部分的细节，表示了螺纹和置于它们之间的孔，该孔在传送装置的多个旋转方位处。

可选的示例传送装置-“PecaBoo”

图16-21是根据本发明示例实施例的可选改进示例传送装置工具的详细设计图。该装置的变化形式例如用于膝盖、髋部和其它关节的处理过程中。下面将介绍这种可选的传送装置。制造图16-20的工具的示例原型，并以膝盖的DJD在多个患者上测试，获得良好结果。示例工具可以称为和/或在市场上称为商标名“PecaBoo”。下面将介绍的图16-21表示了根据本发明示例实施例的示例传送装置的两种类型。参考图16(a)，这是装置的总体图。装置有三个主要部件：钻具部分、冲击帽和人机工程学的三叶形手柄。在图16(b)中，三叶形手柄表示了它的俯视图和仰视图。由图中可见，在三叶形手柄的顶部安装有金属垫，例如在图16(b)中所示，在右侧图中，该金属垫占据了三叶形手柄的顶部部分的几乎全部空间。一旦取下工具和翻转后，这样的金属部分就能够用作一种锤、棒槌或轻敲装置，以便推动钻具(当由冲击帽覆盖时)进入患者的骨内。冲击帽防止在这样使用时损坏毂形部。应当知道，图16-21中提供的示例尺寸只是示例，这是能够构成根据本发明多个示例实施例的多个原型中的一种。尺寸只是用于示例说明目的，以便提供用于工具的示例长宽比以及示例尺寸，已经发现该工具对于某些专业人员很有利。

参考图16(c)，该图是示例工具的纵剖图，在三叶形手柄和工具的钻孔部分之间有紧滑动配合，从而手柄紧紧地装配在工具上，以使得它能够进行转动和操作。还在剖视图中可见冲击帽，该冲击帽覆盖在钻具的近端处的路厄，如在后面的图中更详细所示。应当知道，在这些图中，钻具称为“钻具16”。“16”是内部设计标识符。

参考图17，在17(a)中表示了具有整体毂形部的钻具，在17(b)中表示了在毂形部上面滑动的O形环，在17(c)中表示了如上所述的冲击帽，而在17(d)中表示了三叶形手柄。它们装配在一起，如图所示，其中，O形环在具有整体毂形部的钻具顶部上面滑动，以使得它设置为如图16(c)中所示。然后，这产生了三叶形手柄在毂形部上的紧滑动配合。也可选择，能够使用C形开口环，以代替O形环-该O形环在一段时间后将需要更换-或者例如，可以使用其它附接机构，如本领域中可以存在的。图17(c)中所示的冲击帽覆盖凹形路厄锁，从而钻具完全关闭，绝对不会暴露于空气中。冲击帽使得三叶形手柄(如17(d)中所示)能够从工具的其余部分中取下，还使得工具能够是完全关闭的系统。而且，专业人员能够通过如上所述取下三叶形手柄而使它翻转，从而使得置于它的顶部中的金属件能够用于轻敲在冲击帽上，如图17(c)所示，而并不会损坏或影响工具的其余部分，即图17(a)中所示的、具有整体毂形部的钻具。在本发明的示例实施例中，钻具可以是一次性的，手柄可重新使用，或者整个装置能够高压加热和重新使用。

图18表示了图16和17的示例传送工具的多个纵向视图和纵剖图。参考图18(a)，在右侧表示了凹形锁定路厄以及整体毂形部，例如O形环(如图17(b)中所示)能够置于该整体毂形部上，以便提供紧滑动配合。另外，图18(a)例如表示了2.0节距螺旋的切割螺纹，还表示了钻具的尖端能够涂覆有涂层，例如氮化钛或TiN。TiN是极硬的陶瓷材料，它通常用作在钛合金、钢、碳化物和铝部件上的涂层，以便提高基体表面的特性。由于这些硬化特性，这样的涂层能够用于保护医疗装置的切割和滑动表面，它也用作用于医疗植入件的无毒外部，从而理想地提高示例传送工具的尖端的硬度和切割能力，同时医疗适应患者的组织。如前所述，在图18中提供了示例尺寸，当然它们只是示例，绝不是为了限定或限制本发明。图18(b)表示了O形环压盖和示例的激光焊(当钻具和毂形部确定为制成两件时)。也可选择，它们可以制造成单件和进行机械加工。例如，图18(b)还表示了钻具能够怎样由455不锈钢管形棒料来制造。在多个示例实施例中，也可使用其它金属和不锈钢等级。

图18(c)再次以纵剖图表示了示例直径，它们只是示例。该图还表示了具有整体毂形部的钻具能够制造为单件，且钻具的尖端具有直的部分，以及占据传送装置的大部分远侧部分的锥形部分，以便使它更容易插入患者体内。在图18中还看见在装置的尖端处有一些槽，这些槽稍微远于实际尖端，该实际尖端在图19中更详细表示。最后，尖端能够激光焊接在管形钻孔部分上，如图18(c)中所示。

图18A是图18稍微变化的拷贝，具有本发明人的进一步解释标注。参考图18A(a)，可以看见，在示例传送装置的远侧尖端中有穿孔，如由本发明人的标注指出。这些穿孔是传送流体的孔。在图13和14的装置中所示的变化形式中，在该示例实施例中只有很少的孔。实际上，两个完全的穿孔横过示例装置的远侧尖端的整个直径，从而形成总共四个孔，只布置在最远侧部分处。当然，它们必须在铲形切割尖端的点的近侧，如图18A(b)和18A(c)中所示，但是它们也能够恰好在它们的近侧，如图18A(c)中所示。已经发现，布置在示例工具或传送装置的最远侧部分处的较少数量的孔能够将治疗剂传送至最接近骨-软骨间。因此，一旦专业人员已经将装置拧入远到如所需那样(这在荧光镜下进行，如上所述，且如在后面介绍的实际处理过程的照片中所示)，他或她能够再稍微松开装置，使它往回运动，并将药物分配至通过使得装置稍微返回或松开装置而在装置的尖端处产生的空腔内。医生例如能够稍微松开和传送药物，并重复该处理几次，从而填充产生的槽道的一部分。这保证药物到达使得它最有利的位置处，且并不从装置的后部漏出。

图18A(a)中还表示有螺纹切割凹槽，该螺纹切割凹槽恰好在图18A(a)的下面表示为放大图。如上所述，它们用于在钻具由用户转动时切割骨，因为它凸出至患者的骨内。另外，人们能够看见远侧尖端的渐缩部，如图18A(a)下面的图中所示，且尖端自身能够全面激光焊接，以便保证它很好地固定在插管内。图18A(b)还表示了工具的螺纹部分的示例内侧螺纹直径-或者较小直径-以及外侧螺纹直径-也称为较大直径。尖端的远侧部分的锥形螺纹部分在图18A(b)中表示。

最后，图18A(a)和18A(b)表示了接合键，毂形部可以通过该接合键而附接在手柄上，还表示了螺纹路厄锁，通过该螺纹路厄锁而产生接合。而且，在图18A(c)中表示了从示例钻具的近端向远端前进的多个部分，从右向左，开始于凹形路厄，随后是毂形部、插管轴、中心管腔、螺纹以及“铲”形切割尖端。毂形部在插管轴上的附接(当它们为两个零件时)能够通过全面焊接或者在两个位置的焊接来进行，或者例如，毂形部和钻具(即插管轴)的组合能够制造为单件，并通过机械加工来形成。

图19表示了在具有整体毂形部的钻具和它的有螺纹远侧部分之间的总体示例尺寸关系。例如，在一个示例中，螺纹能够占据具有整体毂形部的钻具的总长度的大约30％。再有，如上所述，这些尺寸只是示例，在本发明的多个示例实施例中能够使用多种其它的尺寸和尺寸关系，都在本发明的范围内。

图19(a)表示了具有整体毂形部的钻具，而没有冲击帽和手柄。在图19(a)中，尖端部分标记为“D”，并在图19(b)中以放大图来表示。该尖端包含：两个流体侧口，治疗剂和/或液体通过该流体侧口而使用示例传送装置来分配至患者体内；以及多种切割特征。还有铲形钻具尖，该铲形钻具尖具有在两侧的基本平表面和在尖端的切割刃。这使得切割比完全圆柱形形状容易得多。一旦插入铲形尖，当用户转动时，它产生圆柱形孔。可以知道，如上所述，图16-19的示例传送装置能够在例如膝盖关节的上面或下面或者例如髋关节的上面和下面敲击或轻敲至患者的骨内。与简单的非锥形圆柱体相反，它更容易穿透骨，然后在装置转动时切割骨。这很容易产生用于钻具的通路，以便前进穿过骨至接近骨-软骨交接面的点。因此，(i)铲形钻具尖、(ii)螺纹切割凹槽和(iii)钻具尖端的渐缩部的组合(全部组合)使得很容易在专业人员转动钻具时切割该尖端周围的骨，例如通过抓住三叶形手柄(图17(d)中所示)，或者当她具有足够力量通过简单地扭转整体毂形部或冲击帽。在可选示例实施例中，能够提供一些或全部这些特征，但是并不需要总是有全部特征。

图20还表示了冲击帽的示例细节。可以看见，它能够由455不锈钢棒材来制造，它能够有直的切入式切削，以便能够紧固在凹形锁定路厄上，如图18以及图17(a)中所示，且它能够有例如如图所示的示例尺寸，或者有多种其它尺寸-所示尺寸完全是示例和示意性的。

应当知道，图16-20的示例传送工具已经发现在削弱的膝盖关节的治疗中很有利。还众所周知，为了治疗髋关节，能够使用上述相同的治疗；不过，为了传送药物(即PRP、骨蜡或氯化钙以及干细胞，当使用时)，将需要具有稍微更长的钻具，以便穿透脂肪和肌肉以到达髋关节。因此，图21表示了例如如图18(c)中所示的、具有整体毂形部的细长型示例钻具。如参考图19(顶部图)所示，示例膝盖钻孔传送工具的总长度为104mm，但是在图21(d)中所示的示例臀部实施例的情况下，总长度为例如205mm。其它相关尺寸也在本发明的范围内，通常知道，对于大部分患者，采用稍微更长的装置(相对于到达膝盖关节)，以便到达髋部。

在图21和22中表示为“钻具17”的髋部型钻具的其它示例尺寸在图21(a)、21(b)、21(c)和21(d)中所示。装置基本与图18的示例膝盖型相同或类似，除了钻具自身的长度，特别是在没有螺纹的渐缩部前面的部分的长度。如图21(d)中所示，有螺纹部分例如能够与“钻具16”相同，该钻具16是用于图16-20中所示的示例膝盖传送工具的方案名称(“钻具17”是用于髋关节的示例钻具的方案名称)。

图22是示例髋部传送装置的视图，即“钻具17”装置，施加在人的左侧髋关节的冠状部分上，表示了周围的肌肉和组织。在图22中涉及的标号将在下面的表中提供，用于背景和容易确定在本发明的示例实施例中示例钻具布置的位置。由图中可见，尽管这并没有实际进行，为了容易示例说明，表示了用于关节上面部分的合适位置中的一个钻具以及用于关节下面部分的一个钻具，尽管显然，实际上它们将大致顺序进行，而并不同时进行。

用于图22的解剖区域表

1.髂外动脉

2.腰大肌

3.髂肌

4.髂嵴

5.臀中肌

6.臀小肌

7.大转子

8.股外侧肌

9.股骨体

10.股内侧肌

11.股深静脉或动脉血管

12.长收肌

13.耻骨肌

14.旋股内侧静脉

15.髋关节囊

16.股骨颈

17.囊的轮匝带

18.股骨头

19.髋臼唇

20.髋臼缘

21.头部的透明软骨

22.髋臼的透明软骨

PecaBoo装置的示例临床使用

下面介绍图23-48，这些附图是使用上述示例PecaBoo装置在人的膝盖上进行的示例实际处理过程的照片。处理过程在荧光镜引导下进行，如上所述，因此提供了患者膝盖的照片以及一些来自荧光镜的图像。

参考附图，图23表示了医师首先将PecaBoo装置插入患者的膝盖中靠近BCI，如上所述。类似的，图24表示了相同患者，其中，医师已经将装置明显推入患者体内，并显然插入骨内。

图25表示了装置甚至进一步凸出至骨内，且它的停止位置如图26中所示。图27表示了示例PecaBoo装置已经在膝盖关节自身下面接近BCI拧入骨内。图28是图27中所示图像的放大图，表示了相同情况。

如上所述，在装置已经插入骨内接近BCI时，医师例如可以取下手柄，取下冲击帽，并将注射器附接在凹形路厄上，该凹形路厄在取下冲击帽后从毂形部的暴露部分凸出。这在图29中表示。另外在图29中看见保留在毂形部上的示例O形环的红色环，如在图17的分解图中所示，除了这里在图29中，O形环牢固布置在毂形部上，这使得黄色的三叶形手柄(图23和26中可见)能够紧配合。在图29的结构中，该结构准备进行如上述任一个方案来注射。图30表示了图29的视图的放大图。

图31这时表示注射器被取下，该注射器已经在图29和30中附接。如上所述，当医师在图29和30的结构中将药剂注射至患者体内时，他或她通常取回示例PecaBoo传送装置，以使得药物能够注射至留下的空腔内。这种取回和注射例如可以重复多次。因此，在注射结束时，示例传送装置将比它在注射开始时更少地凸出至骨内。这在图32中表示，图32表示了如图31中所示的装置凸出至骨内的位置，该图32的凸出比图27和29(在开始拧入传送工具之后)中所示更少，如通过对比很容易看见。

图33表示了从患者的另一端看的视图，即从患者的脚部区域向上看。这是与前面图中所示不同的患者。由图33中可见，医师恰好开始以与上面所示类似的方式在患者的膝盖关节附近插入示例传送装置。不过，在本例中，示例传送装置在患者的膝盖上面在股骨侧插入。

图34表示了装置前进一点，图35表示了它已经被一直推动，以使得这时能够在取下三叶形手柄和冲击帽之后传送治疗剂。这种情况在图36中可见，其中，注射器附接在装置的凹形路厄上。

图37表示了示例装置凸出至关节的股骨侧的患病区域中。还应当知道，在图37中，患者已经有由前面的处理过程插入的骨螺钉和其它硬件。

图38再次表示了插入患者膝盖内的装置，如前所述，且图39表示了它已经凸出至患者体内相当距离，这需要给出患者的组织宽度。图40表示了在荧光镜下装置进入骨内在膝盖关节的上面，对应于图39。图41表示了这时准备注射的相同患者，图42表示了使用插入示例装置的凹形路厄中的注射器来注射。图43是当医师进行注射时从荧光镜引导获得的另一图像。

图44表示了与图42类似的另一视图，但是从不同角度，表示具有所示毂形部的装置。图45表示注射至相同患者，而图46表示当注射已经基本完成时。

图47表示示例处理过程的开始，其中装置首先插入患者体内，图48表示荧光镜引导，其中钻具的远侧尖端恰好穿透至在膝盖关节下面在胫骨顶部的位置。

应当知道，图23-48的图像只是示例性的，表示根据本发明的示例传送装置的用于在膝盖关节中患有退化软骨的患者的一个示例，或者例如，由于局部缺血引起的浮肿的患者。

因此，在本发明的示例实施例中(用于关节例如膝盖)，可以有凹形路厄锁，以便最小化空气暴露。对于PIARES(例如盘内系统)，可以使用相同系统。也可选择，在各种情况下-PIARES、PecaBoo或图6-9的装置，在一些示例实施例中，能够有使用隔膜来完全关闭的系统，或者例如具有凹形和凸形路厄锁的系统，从而最小化空气暴露。

因此，在一些实施例中，膝盖装置(例如PecaBoo)可以有凹形和凸形路厄锁，用于盘内使用的PIARES可以有隔膜，是完全关闭的系统。在其它示例中，PIARES、PecaBoo和其它系统都可以完全关闭和使用隔膜等。

工具包可以设有各种类型或者设有一种类型，关闭系统或者凸形和凹形路厄锁，或者给定工具包可以混合和匹配。示例的传送装置也可以分开出售。

如上所述，在本发明的示例实施例中，如图18中所示，钻具和毂形部例如可以优选是制成为单件，而没有接缝，但是也可以提供为两件，如图所示，其中，两件有完全环绕密封的连续360度焊缝，其中钻具穿过毂形部。用于成本原因，单件式通常为优选。应当知道，即使当制造成单件时，在一些示例实施例中，仍然可能需要单独制造硬化尖端，并将其焊接在远端钻具上，如上所述。

因此，在本发明的示例实施例中，能够提供外科手术的手持工具，用于无创地布置和传送治疗剂至目标部位。这能够通过微创皮肤切口来进行，或者没有任何切口，如可能希望的。治疗剂的传送和布置能够进行控制，且不需要动力钻具或引导丝。

示例装置能够有封闭尖头端、螺纹部分，并设有螺纹切割/形成特征，例如凹槽，且能够在远端处有通向中心管腔的杆穿孔，以便传送治疗剂或其它预备品。在近端处能够提供用于附接注射器的装置，该注射器与杆的中心管腔连通，可以有用于附接手柄的键合接合特征。传送装置能够制造成有足够长度，以便在合适或目标关节的各侧到达骨，并容易穿透软组织和皮层骨，以便到达在软骨缺陷附近的、在松质骨中的目标部位。

装置的主杆或钻孔部分能够由硬化不锈钢等来制造，例如400系列或17-40不锈钢。

装置例如能够有可附接/拆卸的手柄把手，用于容易将钻头布置就位，具有实体近端，以便轻敲或锤击，还有把手，用于向装置施加扭矩通过皮层骨，并引导有螺纹的杆到达例如在松质骨中的目标部位。把手能够具有人机工程形状，以便容易使用，例如三叶形手柄，该三叶形手柄模拟手腕以120度增量的自然转动。

装置能够有冲击帽，以便(i)提供冲击砧台表面以在冲击过程中保护近侧路厄；以及(ii)关闭通向杆管腔的路厄开口。

上面的说明和附图只是作为示例，而绝不是用于限制本发明，除非在下面的权利要求中提出。特别是，本领域技术人员能够很容易地以多种其它形式来组合上述多个示例实施例的元件的多个技术方面，这些都认为在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种传送装置，包括：

插管轴，所述插管轴包括：

直的近侧部分和封闭的远侧部分，所述封闭的远侧部分设有切割螺纹、切割凹槽和平的切割尖端，所述远侧部分还设有一个或多个孔，在所述插管轴设置切割凹槽的部分上不具有切割螺纹；以及

毂形部和路厄，所述毂形部和路厄设置在插管轴的近侧部分的近端处；以及

冲击帽，所述冲击帽包括冲击接收表面，所述冲击帽可去除地牢固地安装在路厄上；

其中，在操作中，通过扭转冲击帽，所述插管轴能够前进通过组织，以便将物质或液体通过所述一个或多个孔传送或采集。

2.根据权利要求1所述的传送装置，所述冲击帽还包括在其近端处的表面，用于由锤子轻敲。

3.根据权利要求1所述的传送装置，其中：冲击帽和毂形部通过键来连接，所述键设置成保证当用户钻孔或拧转时冲击帽和毂形部不会在传送装置中相对彼此运动。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的传送装置，其中：毂形部的顶部设有隔膜，在取下冲击帽之后，一旦传送装置就位，所述隔膜就使得消毒的注射器能够被引入至插管内，以便注射治疗剂或富含PRP的血液。

5.根据权利要求1所述的传送装置，其中：在操作中，用户首先用锤子或其它轻敲器具轻敲冲击帽，以便将传送装置初始设置就位，随后通过把手来拧转所述传送装置，以便使得传送装置前进就位。

6.根据权利要求5所述的传送装置，其中：用户首先用锤子轻敲冲击帽，以便将传送装置初始设置就位至致密的皮层骨中，随后通过把手来扭转所述传送装置，以便使得传送装置前进至松质骨内。

7.根据权利要求5或6所述的传送装置，还包括手柄，所述手柄相对于冲击帽安装和锁定就位，其中：所述手柄的近端设有轻敲表面，所述轻敲表面布置成当取下手柄和转动成面对冲击帽时将敲击传送装置进入患者体内。