CN105361978A - 用于容纳骨移植材料的装置和骨移植系统 - Google Patents

用于容纳骨移植材料的装置和骨移植系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于容纳骨移植材料的装置和骨移植系统。一种用于容纳骨移植材料的装置，包括主体(102)，所述主体包括：内套筒(112)，所述内套筒从近端纵向延伸到远端；以及外套筒(114)，所述外套筒环绕所述内套筒，并从近端纵向延伸到远端，以在所述内套筒和所述外套筒之间形成骨移植物收集空间(132)。还提供一种在所述收集空间收集骨移植物的系统(101)。

Description

用于容纳骨移植材料的装置和骨移植系统
本申请是申请号为201180065058.9、发明名称为“用于骨缺损的移植物收集和容纳系统”、申请日为2011年11月15日的原案申请的分案申请。
本申请要求2010年11月15日提交的第61/413，590号题为“GraftCollectionandContainmentSystemforBoneDefects”的美国临时申请的优先权，该美国临时申请的全部公开内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及骨缺损的治疗，尤其是涉及使用骨移植物进行的治疗。
背景技术
大块骨缺损通常使用金属植入体和/或骨移植物来治疗，以有助于骨的愈合。可以使用各种方法中的任何方法将骨移植物置于目标区域中。例如，移植物可以简单地置于受伤的或受损的骨的两个分离的端部之间。然而，若没有用于骨移植物的容器，移植物可能在被身体使用前脱落。根据另一方法，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)间隔物可以置于目标区域中，以使身体可以在间隔物内形成其自身的纤维组织。然后，除去PMMA间隔物，且将骨移植材料塞进由身体形成的囊体中。可替选地，一些方法包括将网状物置于目标区域，以将骨移植材料包含在该目标位置中。这些网状容器通常包括外壁，该外壁的直径被选择成与骨的外表面相匹配，从而防止骨移植材料从骨脱落。
发明内容
本发明针对一种用于容纳骨移植材料的装置，所述装置包括主体，所述主体包括内套筒和外套筒，所述内套筒从近端纵向延伸到远端，所述外套筒环绕所述内套筒且从近端纵向延伸到远端，以在所述内套筒和所述外套筒之间形成骨移植物收集空间。
附图说明
图1示出根据本发明的第一示例性实施方式的移植物容器的透视图；
图2示出图1的移植物容器的顶视图；
图3示出根据本实施方式的图1的移植物容器和移植物收集系统的透视图；
图4示出图3的移植物容器和收集系统去除盖后的透视图；
图5示出图1的具有用于压实骨移植物的柱塞的系统的透视图；
图6示出根据本发明的第二示例性实施方式的移植物容器的侧视图；
图7示出根据本发明的第三示例性实施方式的图6的移植物容器的侧视图；
图8示出根据本发明的第四示例性实施方式的移植物容器的侧视图；
图9示出根据本发明的第五示例性实施方式的移植物容器的透视图；
图10示出根据本发明的第六示例性实施方式的移植物容器的透视图；
图11示出根据本发明的第七示例性实施方式的移植物容器的透视图；
图12示出根据本发明的第八示例性实施方式的移植物容器的透视图；
图13示出根据本发明的第九示例性实施方式的组装的移植物容器和尖端的透视图；
图14示出图13的移植物容器的透视图；
图15示出图13的尖端的透视图；
图16示出根据本发明的替选实施方式的尖端的透视图；
图17示出根据本发明的第十示例性实施方式的移植物容器的透视图；
图18示出图17的移植物容器的透视图；
图19示出根据本发明的第十一示例性实施方式的移植物容器的透视图；
图20示出根据本发明的第十二示例性实施方式的移植物容器的剖面图；
图21示出根据本发明的第十三示例性实施方式的移植物容器的剖面图；
图22示出图21的移植物容器的透视图；
图23示出根据本发明的第十四示例性实施方式的移植物容器的透视图；
图24示出根据本发明的第十五示例性实施方式的移植物容器的透视图；
图25示出图24的移植物容器的透视图，其中该移植物容器的第一蛤壳式部分和第二蛤壳式部分彼此分开；
图26示出根据本发明的第十六示例性实施方式的移植物容器的透视图；
图27示出根据本发明的第十七示例性实施方式的移植物容器的透视图；
图28示出根据本发明的另一实施方式的移植物容器的透视图；
图29示出根据本发明的另一实施方式的用于图1的系统的转接件的透视图；以及
图30示出使用本发明的示例性方法形成的移植物容器的透视图。
具体实施方式
结合下面描述和附图，可以进一步地理解本发明，其中，类似的元件以相同的附图标记表示。本发明涉及骨缺损的治疗，尤其涉及使用骨移植物进行的治疗。本发明的示例性实施方式描述了骨移植物的收集和容纳系统，该系统包括双层壁移植物容器，该容器用于容纳移植材料且将移植材料保持在其内壁和外壁之间，以防止过多的移植材料留在目标骨的髓管中，并促进营养物流动到移植物。
如图1至图2所示，移植物系统100包括移植物容器102，该移植物容器构造成位于骨的纵向分离部分之间的目标位置，其中使移植物进入该目标位置处以连接目标骨的分离部分。例如，容器102可以以双壁容器的形式形成，且具有与目标骨的轮廓相匹配的尺寸和形状。具体而言，容器102的外套筒114的形状优选地设定成基本上与移植物的位置所相邻的骨的目标部分的外表面的轮廓相匹配。对于长管状骨，外套筒114将基本上是圆柱状的，且其外径基本上与骨的邻近部分的外径相匹配。容器102还包括通过环形空间132与外套筒114分离的内套筒112，且骨移植材料容纳在该环形空间内。内套筒112基本上是管状，且该内套筒的直径被选择成基本上与骨的髓管的内径相匹配，以防止骨移植材料从移植物区域进入到髓管，从而提高移植材料与骨的结合。
容器102的内套筒112从近端116纵向延伸到远端118，且在内套筒内径向地限定中心腔120。在优选实施方式中，容器102的尺寸和形状可以设定成用于治疗股骨。例如，内套筒112和外套筒114可以基本上是管状，且长度基本上彼此相等，从而使近端116和近端122在纵向位置上彼此对应，且远端118和远端124也在纵向位置上彼此对应。内套筒112和外套筒114通过一个或多个肋状件134彼此连接，该肋状件在内套筒112和外套筒114之间沿内套筒和外套筒的长度的至少一部分延伸。在优选实施方式中，容器102包括四个连接内套筒112和外套筒114的肋状件134，这四个肋状件绕着容器102的周界彼此等距隔开。外套筒114的腔126的内表面128的直径比内套筒112的外表面130的直径大一定的量，该量被选择成在该内表面和该外表面之间形成用于收集骨移植材料的环形空间132。
容器102还可以包括：凹口121，该凹口分别贯穿内套筒112的近端116和/或外套筒114的近端122延伸；以及突出部125，该突出部分别从内套筒112的远端118和/或外套筒114的远端124向远侧延伸。凹口121和突出部125可以在尺寸和形状上对应，使得，如果需要的话，一个或多个容器102可以纵向叠置以增大骨移植物的长度。第一容器102的凹口121与第二容器102的突出部125接合。在优选实施方式中，容器102包括彼此径向相对的两个凹口121和同样彼此径向相对的两个突出部125。
内套筒112和外套筒114优选包括贯穿内套筒和外套筒延伸的孔158，以允许在骨移植材料收集期间疏散血液和冲洗液，同时，还允许营养物从容器102的外部和内部径向流入在空间132中所收集的骨移植材料中。本领域技术人员将理解，孔158的尺寸被设定成允许营养物流过所述孔，同时防止骨移植材料通过所述孔。例如，孔的直径可以在0.5mm至2.0mm的范围内，且彼此间隔4.0mm至8.0mm。本领域技术人员应当理解，容器102可以由任何适当坚固的生物相容材料(如，聚合物或金属)形成，也可以是可生物吸收的材料。在另一实施方式中，内套筒112和外套筒114可以由多孔材料或网状材料形成，从而不需要孔158。在另一实施方式中，容器102可以由柔性材料形成。在一个示例性实施方式中，外套筒114可以由基本上刚性的材料形成，而内套筒112由柔性材料形成，从而使内套筒112可以适于例如插入骨的髓管的髓内杆的尺寸和形状。容器102可以由高分子材料(例如，聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)或任何类似作用的聚合物或共聚物)形成。容器102还可以由胶原或聚氨酯形成。容器102还可以由金属(例如，可生物吸收的镁，或不可吸收的金属，如可植入的钛或不锈钢)形成。在另一实施方式中，容器102可以由供体骨(例如，专门制造的同种异体移植材料或异种移植材料)制造而成。在另一实施方式中，容器102可由如陶瓷或聚醚醚酮(PEEK)的材料形成。
如图3至图5所示，移植系统100还可以包括移植物收集系统101，该移植物收集系统用于收集移植材料并将移植材料载入到容器102的空间132。移植物收集系统100包括用于填充骨移植材料的罐104，容器102放置到罐中。罐104内包括导流元件108，该导流元件用于引导被吸进罐104中的移植材料进入到容器102的空间132。具体而言，罐104的靠近患者定向的近端142连接到抽吸元件106，同时抽吸装置连接到罐104的远离患者定向的远端140，以使抽吸力通过罐104和容纳在罐中的容器102。抽吸元件106可被置于患者体内的收集部位处，而在远端140处的抽吸装置置于患者体外。抽吸元件106可以连接到任何已知的铰削装置(未示出)，该铰削装置收取移植材料，通过连接到罐104的近端142的管(例如抽吸元件106)从收取部位抽吸移植材料。导流元件108将进入罐104的抽吸材料(即，骨移植材料)的流引导到容器102的环形空间132，以使骨移植材料的收集及将骨移植材料装入容器102中在单一步骤中完成。系统100可以可选地包括用于压实容器102中的骨移植材料的柱塞110，但这样的手动压实可以是不必要的。
罐104包括主体136和盖138。主体136从远端140纵向延伸到近端142，并包括贯穿其延伸的通道144，该通道的尺寸和形状设定成将容器102容纳在其中。远端140可以包括用于将罐104连接到管的连接器146(例如，倒钩连接器)，该管连接到辅助罐，该辅助罐连接到真空源。然而，本领域技术人员会理解，连接器146可以是任何能够将罐104连接到真空管的连接机构，该真空管用于施加穿过罐104的抽吸力。近端142被构造成可释放地联接到盖138，使得在骨移植物收集过程期间，盖138可以保持连接到主体136，但一旦容器102已经填充有所需量的骨移植材料，可以移除盖。
盖138还可以包括从盖138的近侧表面延伸的连接器148，以连接到抽吸元件106。盖138还可以包括从盖138的远侧表面向远侧延伸的突起部，所述突起部的尺寸和形状被设定成环绕容器102的近端，从而使通过抽吸元件106抽吸的骨移植材料被引导到容器102的空间132。例如，抽吸元件106可以是基本上管状的元件，该基本上管状的元件从联接到盖138的连接器148的远端150延伸到近端152，该近端152可以连接到本领域技术人员所理解的铰刀，使得由铰刀所铰下的材料在穿过罐104施加的抽吸作用下抽入到近端中。
导流元件108包括基部154和从该基部向近侧延伸的轴部156。轴部156可以插入到内套筒112的腔120，以将骨移植材料引导到容器112的空间132。基部154可以包括基本上平面的近侧表面160和多个腿部162，所述腿部从该基部的远侧表面164延伸。当容器102和导流元件108容纳在罐104中时，腿部162防止基部154的远侧表面164阻挡通过罐104的远端140处的连接器146接收的抽吸力。轴部156可以插入到腔120中，直到基部154的近侧表面160抵接容器102的远端，且轴部156的近端164向近侧延伸超过内套筒112的近端118。轴部156的近端164可以包括锥形的尖端(例如，锥尖)以引导通过抽吸元件106接收的骨移植材料远离腔120且进入空间132。近侧表面160防止骨移植材料向远侧抽吸超过该近侧表面160，从而使骨移植材料收集在空间132中。
如图5所示，一旦所需量的骨移植材料已经收集在空间132中，盖138和抽吸元件106可以从罐104的主体136上拆卸下来，使容器102露出。如果需要，则用户可以使用柱塞110压紧容器102中的骨移植材料，以使空间132内的骨移植材料达到所需的紧实度。柱塞110可以包括手柄部166和主体168。主体168可以从远端(未示出)向近端170纵向延伸。主体168的尺寸和形状被设定成对应于空间132的尺寸和形状，以使用户可以将主体168插入到空间132中，将主体168向远侧移动到空间132中，从而使骨移植材料压紧在所述空间中。例如，主体168可以基本上呈管状，且包括至少一个纵向延伸的狭缝172，该狭缝用于容纳在内套筒112和外套筒114之间纵向延伸的肋状件134。然而，本领域技术人员将会理解，只要主体168对应于空间132的尺寸和形状，允许主体168插入到该空间中以压紧骨移植材料，则主体168可以具有各种形状和尺寸。手柄部166从主体168向近侧延伸，且例如，可以包括旋钮172，以便于用户握持手柄部166。然而，本领域技术人员将会理解，只要手柄部166可以由用户握持以相对于容器102纵向移动柱塞10，手柄部166可以包括各种构型中的任一种构型。
根据利用系统100的示例性技术，如上所述，用户使用系统100将骨移植材料填充至容器102。具体而言，导流元件108的轴156被插入至内套筒112的腔120，以使导流元件108和容器102置于罐104的主体136内。导流元件108的基部154被置于罐104的远端140处，使得腿部162抬高基部154而使基部远离远端140，以允许来自远端140处的开口的抽吸力通过罐104。一旦容器102和导流元件108已正确地置于主体136内，使盖138附接到主体136的近端142。然后，从盖138延伸出的连接器148联接到抽吸元件106，该抽吸元件通过常规方式联接到铰刀。然后，在远端140处的连接器146联接到抽吸装置，以使抽吸力通过罐104和抽吸元件106。
一旦系统100已如上所述组装好，使用铰刀来获取骨移植材料，如上所述，骨移植材料立即被从铰刀抽吸入罐104。导流元件108的轴部156的锥形近端157引导流体以及通过抽吸元件106接收的骨移植材料远离内腔120，并进入内套筒112和外套筒114之间的空间132。流体通过容器102的孔158而从容器102中抽吸出，以使空间132内仅留有骨移植材料。抽吸出的流体可以被从罐104中抽吸出并进入附接到抽吸装置的辅助罐。一旦在空间132中已收集到所需量的骨移植材料，用户可以利用柱塞110来通过将柱塞110的主体168插入到空间132中并相对于容器102向远侧移动柱塞110，来压紧容器102中的骨移植材料，直至获得所需的紧实度。在容器102中已收集骨移植材料并将骨移植材料压紧后，可将容器102放置在骨缺损处来治疗缺损的骨。
如图6所示，根据本发明的另一实施方式的容器202基本上类似于上文所述的容器102，除以下之外：容器202还包括多个部分周向地延伸贯穿过内套筒(未示出)和外套筒214的一部分的狭缝276。在本实施方式中的狭缝276形成于基本垂直于纵轴线L的平面中，并增大了容器202沿轴线L的柔性，有助于容器202的操作和插入至目标骨。此外，该纵向柔性补偿了容器202和其所替代的骨部分之间的轻微尺寸不匹配，同时允许所需量的应力传递至骨移植物来刺激骨生长，而不是使骨移植物免受该应力。如图7所示，代替容器202的周向槽，根据本发明的另一实施方式的容器202′包括多个沿着容器202’的长度的一部分基本上平行于轴线L延伸的狭缝276’。纵向延伸的狭缝276′允许容器202′的轴向压缩，而如图6所示，周向狭缝276允许容器202在处理和植入期间弯曲。本领域技术人员将理解，容器202的柔性将不同于容器202′的柔性。
如图8所示，根据本发明的另一实施方式的容器302与上述容器102基本类似，除了以下情况之外：内套筒312比外套筒314长，使得内套筒312的近端316向近侧延伸超过外套筒314的近端322，且内套筒312的远端318向远侧延伸超过外套筒314的远端324，以使内套筒312的近端316和远端318可以被插入到目标骨的髓管，以将容器302保持在适当位置，同时允许骨移植材料在形成于内套筒312和外套筒314之间的空间332内移动。本领域技术人员可以理解，如果需要，容器可以替选地包括仅在一端扩展的内套筒。
如图9所示，根据另一实施方式的容器302′与上述容器302基本类似，除了以下情况之外：容器302’包括槽378′，该槽378′纵向延伸穿过内套筒312′的近端316′，且该内套筒312′的近端316′向近侧延伸超过外套筒314′的近端322′。此外，容器302′包括槽380′，该槽380′纵向延伸穿过内套筒312′的远端318′，远端318′向远侧延伸超过外套筒314′的远端324′。槽378′形成一对相互间隔开且可基本上是半圆形的爪部316a′、316b′。爪部316a′、爪部316b′朝向间隔开的构型偏置，但可以彼此靠近地移动，使得通过轻微按压爪部316a′、爪部316b′将其按压在一起来将近端316′插入至髓管。类似地，槽380′将远端318′分离成相互间隔开的且可以基本上为半圆形的两个爪部318a′、318b′。爪部318a′、爪部318b′朝间隔开的状态偏置，其中，爪部318a′、318b′相互间隔开，但可以相对于彼此移动，使得爪部318a′、爪部318b′可以移动到一起并插入到骨的髓管中。一旦位于髓管内，近侧部分316a′、近侧部分316b′和远侧部分318a′、远侧部分318b′恢复至其偏置的间隔开的构型，以与骨形成摩擦配合，将容器302′锁定在适当位置中。
如图10所示，容器302″基本上与容器302′类似，但其包括多个槽378″、380″，所述槽378″、380″分别延伸穿过内套筒312″的近端316″和远端318″。因此，近端316″和远端318″各包括多个可相对于彼此移动的爪部。此外，近端316″和远端318″基本上呈球形，以有助于插入髓管，同时，一旦插入，则保持与髓管的摩擦配合。
如图11所示，根据本发明的另一示例性实施方式的容器402基本上类似于容器102，除了以下情况之外：外套筒414包括加固部482，该加固部沿该外套筒的长度延伸。加固部482包括比外套筒414的剩余部分的壁厚的壁。加固部482可以由固体材料形成，以提供额外支持，使得当沿着该加固部固定板或其它稳定元件以将容器402保持在骨的目标部分内的适当位置时，固定元件(如，螺钉)可以钻穿该加固件。如图12所示，根据另一实施方式，容器402′还可以包括穿过加固部482’的细长的开口484′，以允许穿过该细长的开口插入固定元件，而无需用户钻通厚的肋部482′。
根据本发明的另一示例性实施方式，如图13至图15所示，系统500基本与系统100类似，除了以下情况之外：系统500包括可附接到容器502的内套筒512的近端516和/或远端518的尖端586，其用于插入到髓管中。如图13至图14所示，类似于容器102，容器502包括环绕内套筒512的外套筒514，以使容纳骨移植材料的空间532形成于内套筒和外套筒之间。对比于所示出的孔158延伸穿过外壁114，容器502的孔558可以作为延伸穿过外套筒514和/或内套筒512的槽式穿孔形成。每个槽式穿孔558延伸大约套筒512或套筒514的圆周的一部分，以提供用于使流体流入和/或流出空间532的开口。例如，槽式穿孔558可以为大约1mm宽(在与容器502的纵轴线平行的方向上)，同时沿周向延伸3mm到30mm，以允许营养物、血液和冲洗剂流过，同时阻止骨移植材料通过。
如图15所示，尖端586包括第一部分588和第二部分590，该第一部分构造成连接至内套筒512的近端516或远端518，该第二部分适于并构造成插入到髓管中。第一部分588的尺寸和形状设定成适配在内套筒512的近端516和远端518中的所选择的一个上，如果必要，该第一部分包括多个凹槽592，所述凹槽的尺寸设定成且凹槽定位成容纳连接内套筒512和外套筒514的肋状件534。一旦已在空间532中装入所需量的骨移植材料，通过将肋状件534容纳在凹槽592中而使第一部分588在近端516和远端518中所选之一上滑动，将尖端586附接至容器502。第二部分590可以包括多个相互隔离开的爪部594，以使第二部分590可以通过上述摩擦配合而插入至骨管。
在替代实施方式中，如图16所示，尖端586′包括用于将尖端586′连接至容器502的第一部分588′和用于插入到髓管的第二部分590′。然而，第一部分588′的尺寸和形状被设定成适配在近端516和远端518的内腔520内，而不是安装成环绕套筒512。
如图17至图18所示，在另一实施方式中，容器602基本与上述容器102类似，但容器602所包括的内套筒612和外套筒614是两个分开的部件，这两个部件组装在一起形成容器602。内套筒612包括肋状件634，该肋状件从内套筒的外表面630沿内套筒612的长度径向向外延伸，而外套筒614包括相对应的肋状件接收凹槽635，该肋状件接收凹槽沿外套筒的内表面626纵向延伸且定位成对应于肋状件634。如图17所示，为了组装容器602，将内套筒612插入到外套筒614中，并使内套筒相对于外套筒纵向移动，以使肋状件634滑入到外套筒614的肋状件接收凹槽635中。如图18所示，一旦容器602组装好，容器602可用于以上述关于系统100所描述的同样的方式收集骨移植材料。本领域技术人员将理解，在替选的两部件组装实施方式中，肋状件634可以从外套筒614的内表面626径向向内延伸，从而滑动地接收在沿内套筒612的外表面630形成的肋状件接收凹槽635中。
如图19所示，根据本发明的另一实施方式的容器702基本类似于上述容器102，除了以下情况之外：容器702的内套筒712和外套筒714由网状材料构成，该网状材料安装在框架结构713上，从而为容器702提供稳定性。网状材料允许流体和/或营养物流过容器702，而防止骨移植材料脱落出。例如，网状材料可以由织带或PCL条带制成，该织带或PCL条带粘结至容器702的框架结构713。
本领域技术人员将理解，上述的容器102-702的任一实施方式的尺寸和形状可以设定成用于治疗各种骨。例如，如图20中的容器802的剖面图所示，容器802尤其适于应用于胫骨，其包括剖面基本呈圆形的内套筒812和剖面基本呈三角形的外套筒814。在优选实施方式中，内套筒812和外套筒814可以由在其间纵向延伸的三个肋状件834连接，每个肋状件832从基本为三角形的外套筒814的角延伸至内套筒812的外表面以在内套筒812和外套筒814之间形成空间832的三个部分。本领域技术人员将理解，容器802可以包括任意数量的肋状件834。例如，容器802可以包括两个肋状件834，使得在内套筒812和外套筒814之间形成空间832的两部分。
在另一实施方式中，如图21至图22所示，容器902的尺寸和形状被设定成用于颚骨应用。如图21所示，容器902可以具有不规则的剖面，且可以包括从近端916纵向延伸到远端918的单一套筒912。尽管所示出的容器902包括单一套筒，但本领域技术人员将理解，容器902可以包括关于上述实施方式中的内套筒和外套筒描述的以上特征(包括第二套筒)中的任何特征。例如，容器902可以包括用于允许营养物和/或流体穿过的孔958以及绕着容器902的周长的一部分贯穿容器延伸的狭缝976以实现柔性。
本领域技术人员将理解，如果需要，上文关于容器102至容器902的各种实施方式描述的任何特征可以组合在单一容器中。例如，如图23所示，容器1002可以包括比外套筒1014长的内套筒1012，使得内套筒1012的近端1016向近侧延伸超过外套筒1014的近端1018，以及内套筒1012的远端1018向远侧延伸超过外套筒1014的远端1024。近端1016和远端1018被构造成插入缺损骨的髓管，且还可包括一个或多个纵向狭缝1078、1080，纵向狭缝1078、1080分别延伸穿过近端和远端的一部分，以在骨的髓管内提供摩擦配合。容器1002也可以包括允许流过的孔1058和延伸穿过内套筒1012和/或外套筒1014的提供柔性的横向狭缝。此外，容器还可以包括沿外套筒1014的长度延伸的加固部1082，加固部用于允许固定元件穿过其钻孔和/或插入其中。本领域技术人员将理解，本发明示例性实施方式所描述的特性、形状、尺寸等的其他组合也是可行的，不在本文中进行特定描述。
如图24至图25所示，根据本发明的另一实施方式，移植物容器1102基本与上述移植物容器102类似，移植物容器1102被沿其长度分开以形成两个通过铰接件1174相互连接的蛤壳式部分1102a、1102b。第一蛤壳式部分1102a和第二蛤壳式部分1102b可以绕着铰接件1174相对于彼此枢转，以使容器1102可在打开构型和闭合构型之间移动，在打开构型中，第一蛤壳式部分1102a和第二蛤壳式部分1102b枢转成远离彼此，在闭合构型中，蛤壳式部分1102a和蛤壳式部分1102b枢转成彼此接合。因此，在插入髓内杆后，容器1102可以应用于骨的目标部分。具体而言，在打开构型中，容器1102可以放置成围绕髓内杆的一部分。一旦容器1102正确定位，容器1102可以移动至闭合构型，以使髓内杆被包在第一蛤壳式部分1102a和第二蛤壳式部分1102b之间。
类似于容器102，第一部分1102a和第二部分1102b各包括内套筒部分1112a、1112b和外套筒部分1114a、1114b，在内套筒和外套筒之间形成空间1132a、1132b，用于将骨移植材料保持在其中。当内套筒部分1112a、1112b在闭合构型中连接在一起时，内套筒部分1112a、1112b之间形成通道1176，该通道的尺寸和形状被设定成容纳髓内杆。因此，当容器1102被定位成环绕髓内杆时，容器1102定位成使得杆位于通道1176的一部分中。然后，容器1102可移动至闭合构型，以使杆置于第一蛤壳式部分1102a和第二蛤壳式部分1102b之间的开口1176中。内套筒部分1112a、1112b和外套筒部分1114a、1114b还可以包括多个开口1158，该开口延伸穿过内套筒部分和外套筒部分以允许营养物流入和流出容器1112。多个开口1158可以形成为基本上圆形的孔(如图1的实施方式所示)和/或槽式穿孔(如图13的实施方式所示)。
铰接件1174可以布置在容器1102上，以将第一蛤壳式部分1102a和第二蛤壳式部分1102b的外套筒部分1114a、1114b的相对边缘连接在一起。例如，铰接件1174可以为应用于相对边缘的粘性的柔性的或编织的可吸收的PLA条带。可替选地，铰接件1174可以为将相对边缘连接在一起的缝合线。然而，本领域技术人员将理解，铰接件1174可以为将蛤壳式部分1102a、1102b的外套筒部分1114a、1114b的相对边缘连接在一起的各种元件中的任何元件。类似地，一旦容器1102已应用于骨的目标部分中的髓内杆的一部分上并移动至闭合构型，可以通过应用编织条带或将蛤壳式部分1102a、1102b的开口侧的相对边缘缝合在一起，来以类似的方式将蛤壳式部分1102a、1102b保持在闭合构型中。铰接件1174也可以由吸收性材料制成。然而，本领域技术人员将理解，可以利用任意本领域已知的锁定机构或连接元件，将容器1102保持在闭合构型中。本领域技术人员也将理解，第一蛤壳式部分1102a和第二蛤壳式部分1102b可以不绕铰接件1174枢转。而是，第一蛤壳式部分1102a和第二蛤壳式部分1102b可以沿骨的所需部分定位，且通过缝合线和/或编织条带以所需的构型连接在一起。
容器1102可以类似地与上文关于移植系统100所述的移植物收集系统101一起使用，以在空间1132a、1132b中收集移植材料。由于容器1102在闭合构型中基本与容器102类似，如上所述，容器1102简单地移动至闭合构型中并被置于罐104中。
在容器1102正用来处理骨例如股骨的情况下，第一部分1102a和第二部分1102b分别可以为基本上半圆柱形且一侧通过铰接件1174附接，使得当容器1102处于闭合构型时，容器1102基本上为圆柱形。然而，本领域技术人员将理解，容器1102可具有所选择的适合于目标骨的各种形状和尺寸中的任一形状和尺寸。例如，如图26所示，容器1102′可为适合应用于胫骨的基本上三角形的形状。容器1102′可基本上类似于上文描述的且在图20中示出的容器802，但是沿着其长度分开以形成两个蛤壳式部分1102a′、1102b′。
如图27和图28所示，容器1202基本上与上文描述的容器1102类似，包括两个蛤壳式部分1202a、1202b，这两个蛤壳式部分在打开构型和闭合构型之间绕着铰接件1274相对于彼此枢转。类似于容器1102，第一蛤壳式部分1202a、第二蛤壳式部分1202b分别包括内套筒部分1212a、1212b和外套筒部分1214a、1214b，在内套筒部分和外套筒部分之间形成空间1232a、1232b，以将骨移植材料保持在该空间中。容器1202可在打开构型(其中，第一蛤壳式部分1202a、第二蛤壳式部分1202b枢转成远离彼此)中定位在骨的目标部分上，然后利用第一蛤壳式部分1202a和第二蛤壳式部分1202b朝向彼此枢转而移动至闭合构型，以将髓内钉容置在内套筒部分1212a和内套筒部分1212b之间。第一蛤壳式部分1202a的内套筒部分1212a以及第二蛤壳式部分1202b的内套筒部分1212b分别由柔性材料如聚己酸内酯(PCL)制成，使得当髓内钉应用至骨的目标部分时，内套筒部分1212a、1212b包住该髓内钉，而不出现由刚性结构应用于钉周围可能产生的干扰。也就是说，即使钉未在骨内处于居中位置处，内套筒部分1212a、1212b的柔性性质允许容器1202设置在骨上—即内套筒部分1212a、1212b的柔性允许容器1202适应于待处理的骨部分中的髓管的定位变化已使钉移动的情况。因此，这样的容器1202可使用的情况多于刚性容器。外套筒部分1214a、1214b优选地为刚性的，但其也可由柔性材料制成。尽管未示出，但内套筒部分1212a、1212b和/或外套筒部分1214a、1214b还可包括穿过其延伸的孔，以允许在移植材料收集期间疏散血液和冲洗液，同时还允许营养物从容器1202的外部和内部径向流入收集在空间1232a、1232b的骨移植材料中。
如图27所示，容器1202还可包括分别从外套筒部分1214a、1214b的近端1222和/或远端1224的每一个纵向延伸的突出部1282。突出部1282可附接至目标骨的端部，容器1202定位在目标骨的端部之间。突出部1282可通过例如可吸收的平头钉附接至骨，以增强对骨端部的稳定作用。在另一实施方式中，如图28所示，容器1202还可包括附接至外套筒部分1214a、1214b的近端1222和/或远端1224的近侧柔性袖口状部和/或远侧柔性袖口状部1284，以用于额外的稳定。柔性袖口状部1284可由任何柔性材料如PCL制成，且构造成环绕骨端部延伸，其中容器1202定位在骨端部之间。袖口状部1284可特别可用于将容器1202固定在不平坦的骨端部之间。使用例如缝合闭合时，袖口状部1284可环绕骨端部闭合。
尽管在闭合构型中外套筒部分1214a、1214b示出具有基本上三角形的剖面形状，但本领域技术人员应当理解，根据期望容置有容器1202的骨的类型，外套筒部分1214a、1214b可采用各种形状和尺寸中的任一种形状和尺寸。此外，尽管上文描述的示例性实施方式特别描述了关于包括两个蛤壳式部分的容器的柔性内套筒，但本领域技术人员应当理解，柔性内套筒和/或柔性外套筒可并入于上文描述的容器实施方式102-1102的任一实施方式中。
本领域技术人员会理解，上文描述的全部容器可与上文关于系统100描述的移植物收集系统101一起使用。为了适应不是圆柱形的容器，如上文描述的容器802、容器902、容器1102′和容器1202，如图29所示，移植物收集系统101还可包括转接件186，该转接件从近端188延伸至远端190且包括穿过其的腔。远端190的尺寸和形状被设定成联接至容器(例如三角形的)(诸如容器1202)的近端，同时近端188的尺寸和形状(例如圆形的)被设定成联接至盖138的一部分，使得通过抽吸元件106而吸入的骨移植材料被导入到位于容器的非圆柱形的外套筒和内套筒之间的移植物收集空间中。本领域技术人员应当理解，转接件186可采用多种尺寸和形状以适应适于各种类型的骨中的任一骨的容器，例如适于胫骨应用和颌骨应用的容器。
根据本发明的另一示例性方法，如图30所示，定制的骨移植物容器1302可通过激光烧结金属或任意其它适合的材料制成以符合基于例如骨的目标部分的CT扫描的患者解剖结构。在示例性实施方式中，在由所需的金属材料制成移植物容器1302之前，外科医生可测试移植物容器1302的塑性模型。因此，可形成内套筒1312和外套筒1314的塑性模型。内套筒1312的塑性模型的尺寸和形状被设定成对应于髓管(例如，延伸穿过髓管的髓内钉的尺寸和形状)，同时外套筒1314的塑性模型的尺寸和形状被设定成对应于骨的外表面。然后，可对患者测试塑性模型，因此可以确定移植物容器1302的内套筒1312和外套筒1314中任一个的尺寸和形状的任何所需的变化。结合任何所需的变化，可形成内套筒1312和外套筒1314的最终的塑性原型。
内套筒1312可形成为骨的髓管的形状且容纳延伸穿过髓管的髓内钉。在已利用塑性模型的情况下，内套筒1312可被烧结以对应于内套筒的最终原型。内套筒1312可形成为还包括沿着该内套筒延伸的纵向槽(未示出)，使得内套筒1312可围着髓内钉打开和定位。外套筒1314可类似地由激光材料进行激光烧结而成，以符合患者的骨的形状和/或塑性模型的最终塑性原型。外套筒1314可包括近侧突出部和/或远侧突出部1386，该突出部自该外套筒延伸且包括至少一个延伸穿过该突出部的钻孔1387，以促进附接到骨的其间定位有外套筒1314的端部的外部。与上文描述的容器类似，内套筒1312和/或外套筒1314可形成有多个延伸穿过这些套筒的孔1358。在另一示例性实施方式中，移植物容器1302例如可使用另外的制造方法以类似的合适的医用级材料进行制造。
内套筒1312和外套筒1314可通过在它们之间延伸的附连突出部1334彼此连接，使得内套筒1312定位成环绕着在骨的目标区域的端部之间的髓内钉的一部分且外套筒1314同样地定位在骨的端部之间。例如通过将该移植材料穿过外套筒1314的近端和/或远端或者通过延伸穿过外套筒1314的孔1358，可将骨移植材料装入在内套筒1312和外套筒1314之间的空间中。通过将固定元件插入延伸穿过突出部1386的钻孔1387，外套筒1314可同样地附接到骨。在另一实施方式中，袖口状部也可附接到外套筒1314的近端1322和/或远端1324。该袖口状部可与上文关于容器1202描述的袖口状部1284基本上类似，且可被定位成环绕目标骨的端部延伸。缝合线可用于环绕骨端部固定袖口状部。
在替选实施方式中，移植物容器1302可仅仅由外套筒1314组成，外套筒1314被烧结以在尺寸和形状上对应于CT扫描的目标骨。在该实施方式中，骨移植材料可被填充在围绕髓内钉的外套筒1314内。如上所述，外套筒1314可通过突出部1386中的钻孔1387固定到骨上。
本领域技术人员应该理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，本发明的结构和方法可进行各种变更和变化。因此，意图在于只要变更和变化在所附权利要求及其等同物的范围内，则本发明涵盖了该发明的这些变更和变化。
本发明涉及一种用于形成定制适配的骨移植物容器的方法，所述方法包括：获取患者的骨的CT图像；基于所述CT图像，形成在尺寸和形状上对应于所述骨的目标部分的骨移植物容器的第一模型；将所述骨移植物容器的第一模型与骨的目标部分比较以确认需要对该骨移植物容器的第一模型进行的任何变化，以使该第一模型符合该骨的目标部分的尺寸和形状；将任何所需的变化并入所述第一模型中以形成第一原型；以及，激光熔融或激光烧结金属材料以形成在尺寸和形状上与所述第一原型相对应的定制的骨移植物容器。

Claims (30)

1.一种用于容纳骨移植材料的装置，包括：
第一壳构件，所述第一壳构件限定内套筒的第一部分和外套筒的第一部分以在所述内套筒的第一部分和所述外套筒的第一部分之间形成第一骨移植物收集空间；
第二壳构件，所述第二壳构件限定内套筒的第二部分和外套筒的第二部分以在所述内套筒的第二部分和所述外套筒的第二部分之间形成第二骨移植物收集空间，所述第一壳构件和所述第二壳构件能够互相联接，使得当所述第一壳构件和所述第二壳构件以闭合构型彼此联接时，所述外套筒的轮廓基本上与待使用所述装置的骨的外部轮廓相匹配。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一壳构件和所述第二壳构件通过可生物吸收的缝合线互相联接。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一壳构件和所述第二壳构件通过铰接件互相联接，使得所述第一壳构件和所述第二壳构件可在打开构型和闭合构型之间相对于彼此移动。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述铰接件是粘性的柔性的PLA条带。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述内套筒由柔性材料形成。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述柔性材料是聚己酸内酯。
7.根据权利要求1所述的装置，还包括突出部，所述突出部从所述外套筒的近端或远端延伸。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述突出部包括延伸穿过所述突出部的开口，所述开口的尺寸和形状被设定成容纳穿过所述开口的固定元件，所述固定元件用于将所述外套筒固定到骨。
9.根据权利要求1所述的装置，还包括柔性袖口状部，所述柔性袖口状部附接到所述外套筒的近端或远端，所述柔性袖口状部构造成环绕着所述装置待联接的骨部分的端部延伸。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，当主体处于闭合构型时，所述内套筒的轮廓基本上与待使用所述装置的骨的髓管的轮廓相匹配。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述内套筒和/或所述外套筒包括多个延伸穿过所述内套筒和/或所述外套筒的开口，所述开口的尺寸被设定成允许流体穿过所述开口，同时防止骨移植材料穿过所述开口。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述内套筒或所述外套筒包括多个延伸穿过所述内套筒或所述外套筒的外周的一部分的狭缝，以允许所述装置沿其纵轴线弯曲。
13.一种用于容纳骨移植材料的装置，包括：
柔性的内套筒，所述柔性的内套筒从近端纵向延伸到远端；以及
外套筒，所述外套筒环绕所述内套筒，且所述外套筒从近端纵向延伸到远端，使得在所述内套筒和所述外套筒之间形成骨移植物收集空间。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述内套筒和/或所述外套筒包括延伸穿过所述内套筒和/或所述外套筒的多个开口，所述开口的尺寸设定成允许流体通过所述开口，同时防止骨移植材料通过所述开口。
15.根据权利要求13所述的装置，其中，所述内套筒或所述外套筒包括延伸穿过所述内套筒或所述外套筒的外周的一部分的多个狭缝，以允许所述装置沿其纵轴线弯曲。
16.根据权利要求13所述的装置，其中，所述外套筒的轮廓被选择成基本上与待使用所述装置的骨的外表面的轮廓匹配。
17.根据权利要求13所述的装置，其中，所述外套筒包括加固部，所述加固部沿所述外套筒的长度的一部分纵向地延伸，所述加固部的壁厚度大于所述外套筒的其余部分的壁厚度。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述外套筒包括槽，所述槽延伸穿过所述加固部，所述槽的尺寸被设定成容纳穿过所述槽的固定元件。
19.根据权利要求13所述的装置，其中，所述内套筒和所述外套筒一体地形成，并通过多个肋状件互相连接，所述肋状件在所述内套筒和所述外套筒之间纵向延伸。
20.根据权利要求13所述的装置，其中，所述内套筒和/或所述外套筒由网状材料形成，所述网状材料允许流体穿过，同时防止骨移植材料穿过。
21.根据权利要求13所述的装置，还包括突出部，所述突出部从所述外套筒的近端或远端延伸且包括延伸穿过所述突出部的孔，所述孔的尺寸和形状被设定成容纳用于将所述外套筒固定到骨的固定元件。
22.一种骨移植系统，包括：
容器，所述容器收集骨移植材料，且所述容器包括内套筒和外套筒，所述内套筒从近端纵向延伸到远端，所述外套筒环绕所述内套筒并从近端延伸到远端，以在所述内套筒和所述外套筒之间形成骨移植物收集空间；以及
骨移植物收集装置，包括：
导流元件，所述导流元件包括尺寸设定成插入到所述内套筒的腔中的轴，以引导骨移植材料流向所述内套筒和所述外套筒之间的所述空间，以及
罐，所述罐用于容纳所述容器和所述导流元件，所述罐包括可附接到抽吸装置的远端，使得抽吸力穿过所述罐施加到近端，骨移植材料通过所述近端从目标区朝向所述容器抽吸，所述罐的壁和所述导流元件协同操作，以引导进入所述罐的骨移植材料流入所述内套筒和所述外套筒之间的所述空间。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述收集装置还包括纵向抽吸元件，所述纵向抽吸元件能够联接到所述罐的近端，以使骨移植材料通过所述抽吸元件被抽吸到容器内。
24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述收集装置还包括柱塞，所述柱塞包括主体，所述主体的尺寸和形状被设定成对应于所述容器的所述内套筒和所述外套筒之间的空间，使得插入到所述空间中的所述主体将骨移植材料压实在所述空间中。
25.根据权利要求22所述的系统，其中，所述内套筒和/或所述外套筒包括多个延伸穿过所述内套筒和/或所述外套筒的开口。
26.根据权利要求22所述的系统，其中，所述内套筒的近端向近侧延伸超过所述外套筒的近端，且所述内套筒的远端向远侧延伸超过所述外套筒的远端，所述内套筒的近端和远端适于且被构造成用于插入到目标骨的髓管中。
27.根据权利要求22所述的系统，其中，所述外套筒包括加固部，所述加固部沿所述外套筒的长度延伸，所述加固部的壁厚度大于所述外套筒的其余部分的壁厚度。
28.根据权利要求22所述的系统，其中，所述收集装置还包括尖端，所述尖端包括基部和连接部，所述基部能够联接到所述内套筒的近端或远端，所述连接部的尺寸和形状被设定成插入到缺损骨的髓管中。
29.根据权利要求22所述的系统，其中，所述容器沿其长度被分成第一蛤壳式部分和第二蛤壳式部分，所述第一蛤壳式部分和所述第二蛤壳式部分均由所述内套筒的一部分和所述外套筒的一部分形成，所述第一蛤壳式部分和所述第二蛤壳式部分能够通过铰接件在打开构型和闭合构型之间移动。
30.根据权利要求22所述的系统，还包括转接件，所述转接件的尺寸和形状被设定成将所述容器的所述外套筒的近端连接到所述罐的近端，以使通过抽吸元件抽吸到所述罐中的骨移植材料被引导到所述内套筒和所述外套筒之间的空间中。
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