CN113226205A - 柔性的软骨替换件 - Google Patents

Abstract

为了替换已经以手术的方式去除的肋软骨，外科医生可以植入柔性元件以将肋骨连接到胸骨。在一些示例中，柔性元件可以由具有选定硬度值(例如，材料刚度或硬度的量度)的材料形成，并且可以被成形为具有选定的几何形状(例如，截面尺寸和形状)，以与天然肋软骨的柔性(例如抗弯曲性)相匹配。柔性元件可以经由刚性的肋骨支架连接到肋骨，并且可以经由一个或多个紧固件附接到肋骨的胸骨端。柔性元件可以经由刚性的胸骨支架连接到胸骨，并且可以经由一个或多个紧固件附接到胸骨。紧固件可以是螺钉、钉子、U形钉等。

Description

柔性的软骨替换件

要求优先权

本申请要求于2018年12月21日提交的美国临时专利申请No.62/783,587的权益，特此要求该美国临时专利申请的优先权，并且该美国临时专利申请被通过引用全部结合到本文中。

技术领域

本公开大体上涉及用于肋软骨的手术替换件，其将患者肋骨的前端连接到患者的胸骨。

背景技术

在人体解剖学中，肋软骨将肋骨连接到胸骨。具体而言，肋软骨位于肋骨的前端，并且从肋骨向内侧延伸至胸骨。

在肋软骨已经例如由于事故、感染或癌症而受损的情况下，外科医生可以去除一根或多根肋骨的部分或全部肋软骨。

为了保持胸壁的完整性，外科医生可以将受影响的肋骨重新附接到胸骨。通常，外科医生使用细长的刚性板将受影响的肋骨桥接到胸骨。

尽管刚性板可以稳定住胸壁并保护胸腔内的内部器官，但在肋骨和胸骨之间使用刚性固定存在缺陷。例如，刚性固定会损害患者在呼吸或锻炼行为过程中扩张和收缩胸壁的能力。此外，由于与反复弯曲相关的应力，导致该板的刚度会引发断裂。

附图说明

图1示出了典型人类肋骨架的解剖结构的示例。

图2示出了根据一些示例的用于将患者的肋骨以手术的方式附接到患者的胸骨的系统。

图3示出了根据一些示例的该系统的被从患者的解剖结构上移除的元件。

图4示出了根据一些示例的图2-3的系统的柔性元件。

图5示出了根据一些示例的图2-3的系统的肋骨支架。

图6示出了根据一些示例的替代肋骨支架。

图7示出了根据一些示例的图6的肋骨支架的细节。

图8示出了根据一些示例的图2-3的系统的胸骨支架。

图9示出了根据一些示例的替代胸骨支架。

图10示出了根据一些示例的用于将患者的多根肋骨以手术的方式附接到患者的胸骨的系统。

图11示出了根据一些示例的用于将患者的一根或多根肋骨以手术的方式附接到胸骨替换植入物的系统。

图12示出了根据一些示例的用于将患者的一根或多根肋骨以手术的方式附接到胸骨替换植入物的系统。

图13示出了根据一些示例的可缩短的柔性元件。

图14示出了根据一些示例的另一可缩短的柔性元件。

图15示出了根据一些示例的具有可调节柔性的柔性元件。

图16示出了根据一些示例的用于将患者的一根或多根肋骨以手术的方式附接到患者的胸骨的方法的流程图。

遍及若干视图，相应的附图标记表示相应的部件。附图中的元件不一定按比例绘制。附图中所示的构型仅仅是示例，并且不应被解释为以任何方式限制本发明主题的范围。

具体实施方式

为了替换已经被以手术的方式移除的肋软骨，外科医生可以植入柔性元件以将肋骨连接到胸骨。在一些示例中，柔性元件可以由具有选定硬度值(例如，材料刚度或硬度的量度)的材料形成，并且可以被成形为具有选定的几何形状(例如，横截面尺寸和形状)，以与天然肋软骨的柔性(例如抗弯曲性)相匹配。柔性元件可以通过可以是刚性的肋骨支架连接到肋骨，并且可以通过一个或多个紧固件附接到肋骨的胸骨端。柔性元件可以通过可以是刚性的胸骨支架连接到胸骨，也可通过一个或多个紧固件附接到胸骨。紧固件的示例可包括医用级螺钉、医用级钉子、医用级U形钉等。

以这种方式使用柔性元件、胸骨支架和肋骨支架是有好处的。例如，柔性元件的柔性可以允许患者的胸腔在呼吸期间扩张和收缩。这种扩张和收缩对于刚性固定是不可能的。作为另一示例，因为元件是离散的且是可附接的，柔性元件可以以不同的长度来供给，这可以适应于不同的解剖尺寸，并且可以允许外科医生在手术期间确定切割肋骨的胸骨端的位置时具有更大的柔性。其他好处也是可能的。

图1示出了典型人类肋骨架的解剖结构的示例。肋骨(R)环绕胸腔。每根肋骨(R)的胸骨端在肋软骨(CC)的一部分处连接到胸骨(S)。肋软骨(CC)是柔性的，这允许胸腔在呼吸过程中扩张和收缩。根据一些示例，下面详细讨论的系统可以替换一根或多根肋骨(R)的全部或部分肋软骨(CC)。在图1中，每根肋骨都被编号，例如肋骨1(R1)、肋骨3(R3)等等。编号仅出于说明的目的，且并不一定对应于绝对编号方案。肋骨也可以通过身体的左侧或右侧来识别，例如左侧肋骨3。为了便于说明，肋软骨可以类似的方式予以编号。

图2示出了根据一些示例的用于将患者的肋骨(R)以手术的方式附接到患者的胸骨(S)的系统100。图3示出了根据一些示例的系统100的被从患者的解剖结构移除的元件。系统100只是可以将肋骨附接到胸骨的系统的一个示例；也可以使用其他适用的系统。

系统100可包括肋骨支架102，其可固定地附接到肋骨(R)的胸骨端。系统100还可包括可固定地附接到胸骨(S)的胸骨支架104。系统100还可包括柔性元件106，其由医用级硅树脂或另一种材料或材料组合形成，并且可定位成在胸骨支架104和肋骨支架102之间延伸。柔性元件106可附接到胸骨支架104和肋骨支架102之间，或者可以作为选择被预附接到胸骨支架104或肋骨支架102中的一者(或两者)。这三种元件中的每一种均在下面予以详细描述。

图4示出了根据一些示例的图2-3的系统的柔性元件106。图4的构型只是柔性元件106的一个示例；也可以使用其他适用的构型。

柔性元件106的结构和功能可以由多种物理特性或特性来限定，其包括但不限于硬度值、几何形状和柔性。硬度值是材料刚度或硬度的量度。较硬的材料比较软的材料具有更高的硬度值。几何形状包括截面尺寸和形状。柔性是抗弯曲性。尽管柔性可以取决于方向，但是应当理解，对于本文件中所讨论的示例，柔性被认为是在允许胸腔扩张和收缩的方向上。

柔性与硬度值和几何形状都相关，但其方式很难用闭式数学表达式来表达。一般来说，增大元件的硬度值会降低元件的柔性。一般来说，增加元件的厚度也会降低元件在特定方向上的柔性。此外，元件的几何形状不仅仅涉及元件的厚度。例如，圆柱形管或工字梁可能比基于管或梁的壁厚所预期的情况要硬得多。尽管柔性很难用闭式表达式来表示，但对于测量或模拟而言，柔性会是相对简单的。在给定特定元件的材料和形状的情况下，本领域技术人员可以容易地模拟或测量该元件的柔性。

在一些示例中，柔性元件106可以具有被选择为使得柔性元件106具有与天然人类肋软骨的柔性基本上匹配的柔性的硬度值和几何形状。如在本文献中所使用的那样，该术语“基本上”旨在意指柔性匹配处于指定公差的范围内，例如1％、5％、10％或其他适用值。在一些情况下，柔性元件106可仅以有限数量的现成构型使用，其硬度值和尺寸/形状被限制于有限数量的离散值。对于这些情况，具有这些离散值的元件的组合可尽可能接近所需的柔性值。例如，可以选择柔性元件106的柔性以匹配特定患者的预期柔性，同时考虑患者的年龄、患者的性别、患者的健康问题等，并且另外考虑离散数量的现成的硬度值和几何形状的组合。

通过使柔性元件106的柔性与天然人类肋软骨的柔性基本上匹配，柔性元件106可以模仿天然人类肋软骨的性能。例如，当患者吸气时，患者的肌肉施加特定的力以产生特定的胸壁变形。所预期的是，当植入柔性与天然人类肋软骨相似的柔性元件106时，患者可以通过施加与替换患者的肋软骨之前相似的力来吸气。因此，在手术之后，患者可以以与手术前大致相同的方式呼吸。

在一些示例中，柔性元件106可具有包括圆形、卵形、矩形或椭圆形之一的截面形状。在图2-4的视图中，截面形状为圆形，但也可以使用包括不规则形状的其他截面形状。

在一些示例中，柔性元件106可以是管状的，其中空内部从柔性元件106的第一端404延伸到柔性元件106的第二端402。在其他示例中，柔性元件106可以在柔性元件106的第一端404和柔性元件106的第二端402之间具有实心内部。在其他示例中，柔性元件106可以具有部分中空且部分实心的内部。例如，柔性元件106的第一纵向部分可具有中空内部，而柔性元件的第二纵向部分可具有实心内部。在其他示例中，柔性元件106可以被形成为包括多孔和/或网状材料。例如，柔性元件106可被使用三维印刷技术形成，其可以生产具有海绵状质量的材料。多孔和/或网状材料可被用作管状构型的全部或一部分，和/或实心内部构型的全部或一部分，和/或由多孔和/或网状材料形成的全实心内部构型。每种构型还可以具有包括圆形、卵形、矩形、椭圆形或不规则形状中的一种的截面形状。

在一些示例中，柔性元件106可具有与天然人类肋软骨的硬度值基本上匹配的硬度值和与天然人类肋软骨的几何形状基本上匹配的几何形状。对于这些示例，由于柔性包括硬度值和几何形状的组合，因此柔性元件106的柔性也可以基本上匹配天然人类肋软骨的柔性。对于这些示例，柔性元件106可以非常类似于正被替换的肋软骨的形状和一致性。在这些示例中的一些示例中，柔性元件106可以由硬度值匹配或基本上匹配天然人类肋软骨的硬度值的医用级硅树脂形成。

在一些示例中，对于一组肋骨中的特定肋骨，具有被成形为匹配“平均”肋骨形状的现成的柔性元件106会是方便的。对于这些示例，对于人体解剖结构中的多根肋骨中的特定肋骨，天然人类肋软骨的几何形状可以基于从对应于多个患者的测量值确定的平均患者尺寸。作为特定示例，可以分析群体(例如，500名患者的样本)的解剖结构的CT扫描或MRI扫描以确定人体解剖结构中的肋骨1的所谓“标准”肋骨尺寸和形状、肋骨2的“标准”尺寸和形状以及每根肋骨的“标准”尺寸和形状。在一些示例中，“标准”尺寸还可以应用于年龄和/或性别。例如，对于男性和女性，对于每根肋骨，柔性元件106可以以标准“儿童”尺寸和形状以及标准“成人”尺寸和形状提供。

在一些示例中，形成柔性元件106以匹配个体患者的尺寸和形状可能是方便的。这可被称为患者匹配。对于这些示例，可以从患者的CT扫描或MRI扫描确定患者的几何形状。然后可以以适用的方式(例如通过三维印刷或模制)形成该柔性元件106。在这些示例中的一些示例中，柔性元件106可由共同具有与天然人类肋软骨基本相同的硬度值的材料或材料组合形成。同样，肋骨支架102和胸骨支架104也可以以患者特定的方式(例如通过三维打印或模制由患者的CT扫描或MRI扫描确定的形状)形成。

柔性元件106可被以四种构型之一附接到支架。在第一构型中，柔性元件106可具有可连接到胸骨支架104的第一端404和可连接到肋骨支架102的第二端402。在第二构型中，柔性元件106可具有被预附接到胸骨支架104的第一端404和可连接到肋骨支架102的第二端402。在第三构型中，柔性元件106可具有可连接到胸骨支架104的第一端404和被预附接到肋骨支架102的第二端。这前三种构型允许外科医生在手术期间根据需要重新定位支架和柔性元件106。如果外科医生在手术期间不需要显著地重新定位支架和柔性元件106，则第四构型是柔性元件106可以具有被预先附接到胸骨支架104的第一端404和被预附接到肋骨支架102的第二端402。该第四构型可被用于患者匹配的选择方案。

遵照上述第一构型，柔性元件106、肋骨支架102和胸骨支架104可被以分离的方式供应，以便于在手术期间从套件或系统中选择柔性元件106的长度或硬度值。

遵照上述第一构型和第三构型，柔性元件106可具有第一端404，该第一端404可经由配合紧固件螺纹、包括至少一个固定倒刺的压配合、T形槽、夹持、压接、一个或多个钩、十字头销或任何适用的连接技术中的一种连接到胸骨支架104。

遵照上述第一构型和第二构型，柔性元件106可具有第二端402，该第二端可经由配合紧固件螺纹、包括至少一个固定倒刺的压配合、T形槽、夹持、压接、一个或多个钩、十字头销或任何适用的连接技术中的一种连接到肋骨支架102。

遵照上述第二构型和第四构型，柔性元件106可具有被包覆成型到胸骨支架104的至少一部分上的第一端404。也可使用包括上述中的任一种或全部的其他连接技术。

遵照上述第三构型和第四构型，柔性元件106可具有被包覆成型到肋骨支架102的至少一部分上的第二端402。也可使用包括上述中的任一种或全部的其他连接技术。

在柔性元件106旨在与支架上的外螺纹连接的示例中，柔性元件106可以可选择地设置为没有相应的内螺纹，并且可以是自攻螺纹的。对于这些示例，柔性元件106可由足够柔软的材料形成以贴合在支架的外螺纹上。当柔性元件106被推靠在支架上时，柔性元件106的材料可以围绕支架的外螺纹变形，并且动态地形成柔性元件106的相应内螺纹。在一些示例中，柔性元件106的螺纹可被动态地形成，而无需相对于支架扭转柔性元件106。在其他示例中，柔性元件106的螺纹可以通过相对于支架推动和扭转柔性元件106动态地形成。对于这些示例，支架的螺纹可以如一个或多个倒刺一样起作用，并且可以防止柔性元件106从支架的螺纹中抽出。

图5示出了根据一些示例的图2-3的系统的肋骨支架102。该肋骨支架102可以固定地附接到肋骨的经切除的胸骨端。肋骨支架102可以是可附接到柔性元件106的，或者可以被提供为被预附接到柔性元件106。图5的构型只是肋骨支架102的一个示例；也可以使用其他适用的构型(包括图6-7中所示和下面描述的附加构型)。

在一些示例中，肋骨支架102可以包括至少一个肋骨紧固件孔502，其形状和尺寸被确定成容纳肋骨固定紧固件(未示出)。在这些示例中的一些示例中，肋骨支架102可以包括多个肋骨紧固件孔502，每个肋骨紧固件孔502的形状和尺寸被设计成容纳肋骨固定紧固件(未示出)。在这些示例中的一些示例中，肋骨紧固件孔502可被布置在平行于肋骨延伸的一条线上。还可使用肋骨紧固件孔502的其他位置，其包括沿着相对于肋骨倾斜的线，或非线性布置结构，例如沿着曲线或呈不规则图案。在一些示例中，肋骨紧固件孔502可以被埋头(countersink)到肋骨支架102的主体504中。埋头可以帮助在插入时使肋骨固定紧固件居中，并且可以帮助防止来自螺钉头的尖锐或锯齿状边缘的并发症。在一些示例中，可以使用多轴螺钉，其可以以包括离轴角度的多个角度之一插入。肋骨支架102可以附接到肋骨，使得肋骨紧固件孔502向内面朝胸腔的内部，向外背向胸腔，或沿着围绕肋骨的经切除胸骨端的圆周(例如，截面周界)的任何适用方向。在其他示例中，肋骨支架102可以没有肋骨紧固件孔502，并且可以通过压配合(例如通过将骨的一部分夹持在两个元件之间)固定到肋骨。在其他示例中，可以以类似于插入典型的股骨柄的方式将柄压入到肋骨的松质骨中。

对于肋骨支架102可附接到柔性元件106的构型，肋骨支架102可包括外螺纹部分506，该外螺纹部分506可螺纹附接到柔性元件106的第二端处的对应内螺纹部分。在一些示例中，当柔性元件106被附接到肋骨支架102时，外螺纹部分506可背向肋骨面朝胸骨。在一些示例中，当将肋骨支架102附接到肋骨时，外螺纹部分506可以与肋骨的中心轴线共线。作为外螺纹部分506的替代方案，肋骨支架102可以改为包括内螺纹部分，该内螺纹部分可以附接到柔性元件106的第二端处的对应外螺纹部分。作为螺纹的替代方案，肋骨支架102可以与柔性元件106的相应部分形成压(摩擦)配合，并且可以可选择地包括一个或多个固定倒刺。

在一些示例中，肋骨支架102可以包括被成形为贴靠在肋骨的经切除的胸骨端上的台肩(ledge)508。在一些示例中，台肩508可以是平坦的。在一些示例中，台肩508可以平行于肋骨的经切除的胸骨端。在一些示例中，台肩508可以与肋骨的中心轴线正交。

图2、图3和图5中所示的肋骨支架102可以附接到肋骨的外部。具体来说，外科医生可以将肋骨固定紧固件插入穿过相应肋骨紧固件孔402、穿过肋骨的外表面。作为替代方案，肋骨支架可包括可插入到肋骨的经切除的胸骨端中、至少部分地插入到肋骨的内部中的元件。这种元件可以帮助稳定和加强肋骨支架。

图6示出了根据一些示例的替代肋骨支架102A。在该示例中，肋骨支架102A可以固定地附接到肋骨(R)的经切除的胸骨端，并且可以包括可以插入到肋骨(R)的内部中的可选择的附加元件。以与肋骨支架102相同的方式，肋骨支架102A可以是可附接到柔性元件106的，或者可以被提供为被预附接到柔性元件106。

图7示出了根据一些示例的图6的肋骨支架102A的细节。与图2、图3和图5的肋骨支架102相比，肋骨支架102A另外包括可选择的髓内部分706，其可以从台肩708延伸。髓内部分706可以至少部分地延伸到肋骨的暴露的内部部分，使得当肋骨支架102A被附接到肋骨时，髓内部分706的至少一些被定位在该肋骨内。在一些示例中，髓内部分706可以平行于肋骨支架102A的主体704。在一些示例中，髓内部分706可以包括一个或多个紧固件孔710。在一些示例中，一个或多个紧固件孔710可以可选择地与对应的肋骨紧固件孔402共线。

图8示出了根据一些示例的图2-3的系统的胸骨支架104。该胸骨支架104可以是可附接到柔性元件106的，或者可以被提供为被预附接到柔性元件106。图8的构型只是胸骨支架104的一个示例；也可以使用其他适用的构型(包括图8和图9中所示的附加构型，如下所述)。

在一些示例中，胸骨支架104可以包括至少一个胸骨紧固件孔802，其形状和尺寸被确定成容纳胸骨固定紧固件(未示出)。在这些示例中的一些示例中，胸骨支架可包括多个胸骨紧固件孔802，每个胸骨紧固件孔802的形状和尺寸被确定成容纳胸骨固定紧固件。在一些示例中，例如在图8中，胸骨紧固件孔802可被沿着曲线布置，该曲线在其中心处具有与肋骨的平面正交的切线。在其他示例中，例如图9-12中所示和下面讨论的示例，胸骨紧固件孔802可被布置在肋骨的平面中延伸的一条线上。作为另一替代方案，胸骨紧固件孔802可被以非线性方式布置。在一些示例中，胸骨紧固件孔802可被埋头到胸骨支架104的主体804中。埋头可以帮助在插入时使胸骨固定紧固件居中，并且可以帮助防止来自紧固件头部的尖锐或锯齿状边缘的并发症。胸骨支架104可以附接到胸骨，使得胸骨紧固件孔802面向前方或后方。在其他示例中，胸骨支架104可以没有胸骨紧固件孔802，并且可以通过压配合(例如通过将胸骨的一部分夹持在两个元件之间)固定到胸骨。在其他示例中，可以以类似于插入典型的股骨柄的方式将柄压入到肋骨的松质骨中。

对于胸骨支架104可附接到柔性元件106的构型，胸骨支架104可包括外螺纹部分806，该外螺纹部分806可螺纹附接到柔性元件106的第一端处的相应内螺纹部分。在一些示例中，当柔性元件106被附接到胸骨支架104时，外螺纹部分806可背向胸骨朝向肋骨。作为外螺纹部分806的替代方案，胸骨支架104可改为包括内螺纹部分，该内螺纹部分可以附接到柔性元件106的第一端处的相应外螺纹部分。作为螺纹的替代方案，胸骨支架104可以与柔性元件106的相应部分形成压(摩擦)配合，并且可以可选择地包括一个或多个固定倒刺。

在一些示例中，胸骨支架104可以包括被成形为装靠在胸骨的肋间区域上的台肩808。在一些示例中，台肩808可以是平坦的。

图9示出了根据一些示例的替代胸骨支架104A。胸骨支架104A可以附接到柔性元件106，或者可以被提供为被预附接到柔性元件106。胸骨支架104A可与以上讨论的肋骨支架的所有构型兼容。图9的构型只是胸骨支架104A的一个示例；也可以使用其他适用的构型(其包括图9中所示的附加构型，如下所述)。

与胸骨紧固件孔802被沿着在其中心处具有与肋骨的平面正交的切线的曲线布置的图8的构型形成对照，图9的构型中的胸骨紧固件孔902可以被布置在肋骨的平面中延伸的一条线上。

肋骨的表面积是相对有限的，使得肋骨紧固件孔通常被限制成沿一条线安置，而胸骨的表面积是相对较大的，使得存在更多的选择方案来定位胸骨紧固件孔。将会明白的是，也可以使用用于胸骨支架104A的胸骨紧固件孔902的其他适用的布置结构。

在一些示例中，胸骨紧固件孔902可以被埋头到胸骨支架104A的主体904中。外螺纹部分906和台肩908以与图8中所示的外螺纹部分806和台肩808类似的方式起作用，其包括上面讨论的所有替代选择方案。

在图2-9的构型中，系统100可将患者的单根肋骨以手术的方式附接到患者的胸骨。作为替代方案，存在该系统可将多根肋骨附接到胸骨的构型。

图10示出了根据一些示例的用于将患者的多根肋骨(R)以手术的方式附接到患者的胸骨(S)的系统1000。系统1000只是可以将多根肋骨附接到胸骨的系统的一个示例；也可以使用其他适用的系统。

系统1000可以包括胸骨支架1004，其尺寸被确定成在沿着胸骨的第一纵向位置处延伸越过胸骨的横向尺寸(例如左到右)。胸骨支架1004可以将胸骨附接到位于胸骨的相反两侧上的两个柔性元件。胸骨支架1004可以包括以类似于上文关于附接到单个柔性元件的胸骨支架所讨论的构型的方式定位的紧固件孔。

系统1000可以包括第一肋骨支架1002A，其可以固定地附接到患者的多根肋骨中的第一肋骨的经切除的胸骨端。第一柔性元件1006A可被定位成在胸骨支架1004和第一肋骨支架1002A之间延伸。

系统1000还可以包括第二肋骨支架1002B，其可以固定地附接到患者的多根肋骨中的第二肋骨的经切除的胸骨端。第一肋骨和第二肋骨可被沿着胸骨在胸骨的相反两侧上(例如，在胸骨的左右两侧上的同一肋骨编号处)定位在第一纵向位置处(例如，相同编号的肋骨，例如肋骨1、肋骨2等)。第二柔性元件1006B可定位成在胸骨支架1004和第二肋骨支架1002B之间延伸。

上面讨论的所有柔性元件都可以将单个胸骨支架附接到单个肋骨支架。作为替代方案，柔性元件可改为将单个胸骨支架附接到多个肋骨支架。例如，在人体解剖结构中，下肋骨被天然地桥接在一起，使得肋软骨对应于在胸骨的单个纵向位置处附接到胸骨的几根肋骨。对于这些下肋骨中的一些下肋骨的肋软骨被替换的情况，柔性元件可以模仿天然肋软骨的连接图案。例如，单个柔性元件可以附接到单个胸骨支架，并且可以包括一个或多个桥接构件以允许柔性元件附接到多个肋骨支架。这种桥接构件还可被用于允许单个柔性元件附接到多个胸骨支架以及附接到多个肋骨支架。也可以使用桥接构件的其他构型。

上面讨论的所有构型都与肋软骨被替换但胸骨保持完整的情况有关。作为替代方案，可能会出现部分或全部胸骨被替换的情况。为了处理这些情况，胸骨替换件可以包括与胸骨替换件一体形成的螺纹。以此方式，柔性元件可以直接地附接到胸骨替换件，而非利用胸骨支架来形成附接。胸骨替换件可作为选择包括压配合表面，或以上关于胸骨支架和柔性元件之间的界面讨论的任何其他附接机构。

图11示出了根据一些示例的用于将患者的一根或多根肋骨(R)以手术的方式附接到胸骨替换植入物1104的系统1100。在图11中，胸骨替换件1104是全人工胸骨，但也可以使用部分胸骨替换植入物。系统1100只是用于将患者的一根或多根肋骨以手术的方式附接到患者的胸骨替换植入物的系统的一个示例；也可以使用其他适用的系统。

系统1100可以将患者的肋骨以手术的方式附接到患者的胸骨。胸骨替换植入物1104可以替换胸骨的至少一部分。肋骨支架1102可以固定地附接到肋骨的胸骨端。柔性元件1106可定位成在胸骨替换植入物1104和肋骨支架1102之间延伸。每个柔性元件1106可附接到胸骨替换植入物1104和肋骨支架1102两者，或者可作为选择被预附接到胸骨替换植入物1104或肋骨支架1102中的一个，如上所述。

图12示出了根据一些示例的用于将患者的一根或多根肋骨(R)以手术的方式附接到胸骨替换植入物1204的系统1200。

系统1200的若干元件在结构和功能上与图11的系统1100中的对应元件相似。胸骨替换植入物1204可以替换胸骨的至少一部分。肋骨支架1202可以固定地附接到肋骨的胸骨端。柔性元件1206可定位成在胸骨替换植入物1204和肋骨支架1202之间延伸。每个柔性元件1206可附接到胸骨替换植入物1204和肋骨支架1202两者，或者可作为选择被预附接个胸骨替换植入物1204或肋骨支架1202中的一个，如上所述。

与图11的系统1100相比，胸骨替换植入物1204可以另外包括第一半部1220和第二半部1222，第一半部和第二半部可以是可横向分离且可重新附接的。这种可重新附接性可以允许外科医生在不切穿胸骨或胸骨替换植入物的情况下触及到肋骨架内的器官，这可帮助减少与这种手术相关联的创伤。

在一些示例中，柔性元件和/或支架可被预先成形以模仿特定肋骨、特定软骨或由特定肋骨和特定软骨构成的组合的形状或轮廓。在一些示例中，柔性元件和/或支架可被制成为具有用于与一个特定肋骨(第一肋骨R1、第三肋骨R3等)和身体的一个特定侧(左侧或右侧)一起使用而定制的形状。多种尺寸和形状可以可选择地被包括在套件或系统中，它可以横跨患者的肋骨的全部范围。在一些示例中，柔性元件和/或支架可以在手术期间但在植入之前被成形为模仿特定肋骨的形状或轮廓。

在一些示例中，柔性元件的全部或一个或多个部分和/或支架的一个或多个部分可以被例如通过弯杆器或其他成形工具弯曲，以模仿特定肋骨的天然轮廓。例如，如果特定肋骨以二十度角从胸骨延伸，外科医生可以使用弯杆器或其他成形工具来弯曲该胸骨支架的一部分，使得该弯曲部分从胸骨以二十度角延伸。在一些示例中，该弯曲部分可以包括外螺纹部分。同样，外科医生可以使用弯杆器或其他成形工具来成形该肋骨支架的外螺纹部分。在一些示例中，外科医生可以使用弯杆器或其他成形工具来成形柔性元件的全部或一部分。

在一些示例中，可能需要将柔性元件缩短至所需长度。图13-14示出了包括旨在帮助缩短相应柔性元件的特征的柔性元件的两个示例。缩短柔性元件以适应特定患者可以减少执行手术所需的大量库存元件。

图13示出了根据一些示例的可缩短的柔性元件。在图13的构型中，柔性元件1300可被形成为首尾相连的一系列柔性元件1302A-E，使得它们沿着纵向路径延伸。位于每对相邻的柔性元件1302A-E之间的是弱化部分1304A-D。在柔性元件1302A-E的纵向端部处，每个弱化部分1304A-D可以形成为具有小于柔性元件1302A-E的直径的直径。通过这种减小的直径，柔性元件1300可以被分成更小的部分。例如，当从业者在弱化部分1304B处折断柔性元件1300时，柔性元件1300可以折断成更小的柔性元件1302A-B和1302C-E。在一些示例中，弱化部分1304A-D可以被形成为使得外科医生可以沿着弱化部分1304A-D切割。例如，弱化部分1304A-D可以被形成为容纳锯片或手术刀。在一些示例中，弱化部分1304A-D可以通过具有减小的直径并且可选择地具有腰部来引导切割器械。

图14示出了根据一些示例的另一可缩短的柔性元件。在图14的构型中，柔性元件1400可以包括在柔性元件1400的外表面上印刷和/或纹理化的刻度尺1402或切割标记1402。外科医生可以使用刻度尺1402或切割标记1402来通过切割、锯切、研磨或其他适用的缩短技术将柔性元件1400缩短成期望长度。在一些示例中，图14的刻度尺1402可以与图13的可缩短的柔性元件1300结合使用。

迄今为止讨论的柔性元件可在其柔性方面是大致不变的。除了调整长度之外，上面讨论的柔性元件通常一旦被制造出来就并不调整它们的柔性。作为一种选择方案，可以存在包括用于调整其柔性的机构的柔性元件。

例如，图15示出了根据一些示例的具有可调节柔性的柔性元件1500。图15的构型只是示出了具有可调节柔性的柔性元件1500的一个示例；也可以使用其他构型。

柔性元件1500可以包括在面向胸骨部分1504和面向肋骨部分1506之间延伸的一根或多根线束1502。在一些示例中，线束1502在纵向方向上延伸并且彼此平行。在其他示例中，线束1502可以例如以编织或绳状图案彼此交织。在一些示例中，一根或多根线束1502可以围绕柔性元件1500的纵向轴线螺旋地延伸。

为了调节柔性元件1500的柔性，外科医生可以切割多根线束1502中的一根或多根。例如，外科医生可以在沿着线束1502的长度的任何位置切割线束1502。在一些示例中，外科医生可以可选择地在两个位置中切割线束1502，并且可以可选择地去除线束1502的介于切口之间的部分。

通过切割一根或多根线束1502，外科医生可以提高柔性元件1500的柔性。在一些示例中，对于相对大量的线束1502，柔性可以近似为相对于线束的数量是线性的。例如，对于具有十根线束1502的柔性元件1500，切割十根线束1502之一可以将柔性元件1500的柔性提高约10％。这不是一种精确计算，而只是一种数量级的估计。

在例如通过包括可单独切割的线束1502而允许柔性元件1500具有可调节的柔性时，外科医生可以可选择地在柔性元件1500的系统或套件中需要柔性元件1500的较少构型。例如，外科医生可以安装柔性比所需柔性略低的预成形构型，并且切割柔韧元件1500的一根或多根线束1502，直到达到所需柔性为止。

图16示出了根据一些示例的用于将患者的一根或多根肋骨以手术的方式附接到患者的胸骨的方法1600的流程图。方法1600可由植入上述任一系统元件或植入任一适用的系统元件的外科医生来执行。方法1600只是用于将患者的一根或多根肋骨以手术的方式附接到患者的胸骨的方法1600的一个示例；也可以使用其他适用的方法。

在操作1602处，外科医生可以例如经由螺纹连接将柔性元件的第一端附接到胸骨支架。

在操作1604处，外科医生可以例如通过螺纹连接将柔性元件的第二端附接到肋骨支架。

在操作1606处，在将胸骨支架、柔性元件和肋骨支架彼此附接之后，外科医生可以通过将多个胸骨紧固件穿过胸骨支架中的相应的多个胸骨紧固件孔固定到胸骨中而将胸骨支架附接到胸骨。胸骨紧固件的示例可以包括螺钉、钉子、U形钉等。

在操作1608处，在将胸骨支架、柔性元件和肋骨支架彼此附接之后，外科医生可以通过将多个肋骨紧固件穿过肋骨支架中的相应的多个肋骨紧固件孔紧固到肋骨中而将肋骨支架附接到肋骨。肋骨紧固件的示例可包括螺钉、钉子、U形钉等。

在前面的详细描述中，已经结合具体实施例描述了本公开的方法和设备。然而，很明显，在不脱离本公开的更为广泛的精神和范围的情况下，可以对其做出多种修改和改变。因此，本专利说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的。

为了进一步说明本文公开的装置和相关方法，下面提供了示例的非限制性列表。以下非限制性示例中的每一个可以单独存在，或者可以以任何排列或组合与其他示例中的任一个或多个相结合。

在示例1中，一种用于将患者的肋骨以手术的方式附接到患者的胸骨的系统可以包括：肋骨支架，其被配置成固定地附接到肋骨的胸骨端；胸骨支架，其被配置成固定地附接到胸骨；以及柔性元件，其可定位成在胸骨支架和肋骨支架之间延伸。

在示例2中，示例1所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件具有硬度值和几何形状，其被选择成使得柔性元件具有与天然人类肋软骨的柔性相匹配的柔性。

在示例3中，示例1-2中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件具有包括圆形、卵形、矩形或椭圆形之一的截面形状。

在示例4中，示例1-3中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件具有从柔性元件的第一端延伸到柔性元件的第二端的中空内部。

在示例5中，示例1-4中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件在柔性元件的第一端和柔性元件的第二端之间具有实心内部。

在示例6中，示例1-5中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件具有与天然人类肋软骨的硬度值匹配的硬度值和与天然人类肋软骨的几何形状匹配的几何形状。

在示例7中，示例1-6中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得天然人类肋软骨的几何形状对于人体解剖结构中的多根肋骨中的指定肋骨，基于由对应于多个患者的测量值确定的平均患者尺寸。

在示例8中，示例1-7中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得天然人类肋软骨的几何形状对应于特定患者的测量几何形状。

在示例9中，示例1-8中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件具有可连接至胸骨支架的第一端和可连接至肋骨支架的第二端。

在示例10中，示例1-9中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件具有被预附接到胸骨支架的第一端和可连接到肋骨支架的第二端。

在示例11中，示例1-10中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件具有可连接到胸骨支架的第一端和被预附接到肋骨支架的第二端。

在示例12中，示例1-11中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件具有可经由配合紧固件螺纹或包括至少一个固定倒刺的压配合中的一种连接到胸骨支架的第一端。

在示例13中，示例1-12中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件具有可经由配合紧固件螺纹或包括至少一个固定倒刺的压配合中的一种连接到肋骨支架的第二端。

在示例14中，示例1-13中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件具有被包覆成型到胸骨支架的至少一部分上的第一端。

在示例15中，示例1-14中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件具有被包覆成型到肋骨支架的至少一部分上的第二端。

在示例16中，示例1-15中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得胸骨支架包括至少一个胸骨紧固件孔，其形状和尺寸被确定成容纳胸骨固定紧固件。

在示例17中，示例1-16中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得胸骨支架包括多个胸骨紧固件孔，每个胸骨紧固件孔的形状和尺寸被确定成容纳胸骨固定紧固件。

在示例18中，示例1-17中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得胸骨紧固件孔被布置在肋骨的平面中延伸的一条线上。

在示例19中，示例1-18中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得胸骨紧固件孔被沿着曲线布置，该曲线在其中心处具有与肋骨的平面正交地延伸的切线。

在示例20中，示例1-19中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得胸骨支架包括外螺纹部分，该外螺纹部分被配置成螺纹附接到柔性元件的第一端处的相应内螺纹部分，当将柔性元件附接到胸骨支架时，该外螺纹部分背向胸骨朝向肋骨。

在示例21中，示例1-20中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得外螺纹部分与肋骨的中心轴线共线。

在示例22中，示例1-21中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得胸骨支架包括被成形为置靠在胸骨的肋间区域上的台肩。

在示例23中，示例1-22中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得肋骨支架包括至少一个肋骨紧固件孔，其形状和尺寸被确定成容纳肋骨固定紧固件。

在示例24中，示例1-23中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得肋骨支架包括多个肋骨紧固件孔，每个肋骨紧固件孔的形状和尺寸被确定成容纳肋骨固定紧固件。

在示例25中，示例1-24中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得肋骨紧固件孔被布置在平行于肋骨延伸的一条线上。

在示例26中，示例1-25中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得肋骨的胸骨端被切除以暴露内部部分；并且肋骨支架包括髓内部分，该髓内部分被配置成至少部分地延伸到内部部分中。

在示例27中，示例1-26中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得肋骨支架包括外螺纹部分，该外螺纹部分被配置成附接到柔性元件的第二端处的对应的内螺纹部分。

在示例28中，示例1-27中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得肋骨支架包括外螺纹部分，该外螺纹部分被配置成螺纹附接到柔性元件的第二端处的对应的内螺纹部分，当将柔性元件附接到肋骨支架时，外螺纹部分背向肋骨朝向胸骨。

在示例29中，示例1-28中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得外螺纹部分与肋骨的中心轴线共线。

在示例30中，示例1-29中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得肋骨的胸骨端被切除；并且肋骨支架包括台肩，该台肩的形状被确定成置靠在肋骨的经切除的胸骨端上。

在示例31中，示例1-30中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件可定位成在胸骨支架和单个肋骨支架之间延伸。

在示例32中，示例1-31中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得肋骨支架是被配置成固定地附接到患者的相应多根肋骨的多个肋骨支架之一；并且柔性元件可定位成在胸骨支架和多个肋骨支架之间延伸。

在示例33中，示例1-32中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件包括可定位以延伸至第一肋骨的第一构件、可定位成延伸至第二肋骨的第二构件和在第一构件和第二构件之间延伸的横向构件。

在示例34中，示例1-33中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得肋骨支架被配置成固定地附接到患者的多根肋骨中的第一肋骨的经切除的胸骨端；并且还包括：第二肋骨支架，其被配置成固定地附接到患者的多根肋骨中的第二肋骨的经切除的胸骨端，第一肋骨和第二肋骨在胸骨的相反侧上的沿着胸骨处于同一第一纵向位置处；以及第二柔性元件，其可定位成在胸骨支架和第二肋骨支架之间延伸，其中，胸骨支架的尺寸被确定成沿着胸骨在第一纵向位置处延伸越过胸骨的横向尺寸。

在示例35中，一种用于将患者的一根或多根肋骨以手术的方式附接到患者的胸骨的方法可以包括：将柔性元件的第一端螺纹附接到胸骨支架；将柔性元件的第二端螺纹附接到肋骨支架；以及在将胸骨支架、柔性元件和肋骨支架相互附接之后，通过将多个胸骨紧固件穿过胸骨支架中的相应的多个胸骨紧固件孔而将胸骨支架附接到胸骨；以及通过将多个肋骨紧固件穿过肋骨支架中的相应的多个肋骨紧固件孔而将肋骨支架附接到肋骨。

在示例36中，一种用于将患者的肋骨以手术的方式附接到患者的胸骨的系统可以包括：胸骨替换植入物，其被配置成替换胸骨的至少一部分；肋骨支架，其被配置成固定地附接到肋骨的胸骨端；以及柔性元件，其可定位成在胸骨替换植入物和肋骨支架之间延伸。

在示例37中，示例36所述的系统可以可选择地被配置成使得胸骨替换植入物包括第一半部和第二半部，第一半部和第二半部可横向分离并且可重新附接。

在示例38中，示例2-34中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成包括示例36所述的构型。

在示例39中，示例1-38中的任一个所述的系统可以可选择地被配置成使得柔性元件包括在面向胸骨部分和面向肋骨部分之间延伸的多条线束，线束是可切割的以增加柔性元件的柔性。

Claims (22)

1.一种用于将患者的肋骨以手术的方式附接到所述患者的胸骨的系统，所述系统包括：

肋骨支架，所述肋骨支架被配置成固定地附接到所述肋骨的胸骨端；

胸骨支架，所述胸骨支架被配置成固定地附接到所述胸骨；和

柔性元件，所述柔性元件能够定位成在所述胸骨支架和所述肋骨支架之间延伸。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述柔性元件具有硬度值和几何形状，所述硬度值和所述几何形状被选择为使得所述柔性元件具有与天然人类肋软骨的柔性基本上匹配的柔性。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述柔性元件由硅树脂形成。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述柔性元件具有包括圆形、卵形、矩形或椭圆形中的一种的截面形状。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述柔性元件具有从所述柔性元件的第一端延伸到所述柔性元件的第二端的中空内部。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述柔性元件在所述柔性元件的第一端和所述柔性元件的第二端之间具有实心内部。

7.如权利要求1所述的系统，其中，对于人类解剖结构中的多根肋骨中的指定肋骨，所述柔性元件具有天然人类肋软骨的几何形状，所述几何形状基于从对应于多个患者的测量值确定的平均患者尺寸。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述柔性元件具有对应于特定患者的测量几何形状的几何形状。

9.如权利要求1所述的系统，其中，所述柔性元件具有能够连接到所述胸骨支架的第一端和能够连接到所述肋骨支架的第二端。

10.如权利要求1所述的系统，其中，所述柔性元件具有被预附接到所述胸骨支架的第一端和能够连接到所述肋骨支架的第二端。

11.如权利要求1所述的系统，其中，所述柔性元件具有能够连接到所述胸骨支架的第一端和被预附接到所述肋骨支架的第二端。

12.如权利要求1所述的系统，其中，所述胸骨支架包括台肩，所述台肩的形状被确定为置靠在所述胸骨的肋间区域上。

13.如权利要求1所述的系统，其中：

所述胸骨支架包括多个胸骨紧固件孔；

每个胸骨紧固件孔的形状和尺寸被确定成容纳胸骨固定紧固件；以及

所述胸骨紧固件孔被设置在于所述肋骨的平面中延伸的一条线上。

14.如权利要求1所述的系统，其中：

所述胸骨支架包括多个胸骨紧固件孔；

每个胸骨紧固件孔的形状和尺寸被确定成容纳胸骨固定紧固件；以及

所述胸骨紧固件孔被沿曲线布置，所述曲线在其中心处具有与所述肋骨的平面正交延伸的切线。

15.如权利要求1所述的系统，其中：

所述肋骨支架包括多个肋骨紧固件孔；

每个肋骨紧固件孔的形状和尺寸被确定成容纳肋骨固定紧固件；和

所述肋骨紧固件孔被设置在平行于所述肋骨延伸的一条线上。

16.如权利要求1所述的系统，其中，所述肋骨支架包括台肩，所述台肩的形状被确定成置靠在所述肋骨的经切除的胸骨端上。

17.如权利要求1所述的系统，其中，所述肋骨支架包括髓内部分，所述髓内部分被配置成至少部分地延伸到经切除的肋骨的内部部分中。

18.如权利要求1所述的系统，其中，所述肋骨支架被配置成固定地附接到患者的多根肋骨中的第一肋骨的经切除的胸骨端；并且还包括：

第二肋骨支架，所述第二肋骨支架被配置成固定地附接到所述患者的所述多根肋骨中的第二肋骨的经切除的胸骨端，所述第一肋骨和所述第二肋骨在所述胸骨的相反侧上沿着所述胸骨位于同一第一纵向位置；和

第二柔性元件，所述第二柔性元件能够定位成在所述胸骨支架和所述第二肋骨支架之间延伸，

其中，所述胸骨支架的尺寸被确定成沿着所述胸骨在所述第一纵向位置处延伸越过所述胸骨的横向尺寸。

19.如权利要求1所述的系统，其中，所述柔性元件包括在面向胸骨部分和面向肋骨部分之间延伸的多条线束，所述线束是能够切割的以增加所述柔性元件的柔性。

20.一种用于将患者的一根或多根肋骨以手术的方式附接到患者的胸骨的方法，所述方法包括：

将柔性元件的第一端附接到胸骨支架；

将所述柔性元件的第二端附接到肋骨支架；

通过将多个胸骨紧固件穿过所述胸骨支架中的相应的多个胸骨紧固件孔而将所述胸骨支架附接到所述胸骨；以及

通过将多个肋骨紧固件穿过所述肋骨支架中的相应的多个肋骨紧固件孔而将所述肋骨支架附接到所述肋骨。

21.一种用于将患者的肋骨以手术的方式附接到所述患者的胸骨的系统，所述系统包括：

胸骨替换植入物，所述胸骨替换植入物被配置成替换所述胸骨的至少一部分；

肋骨支架，所述肋骨支架被配置成固定地附接到所述肋骨的胸骨端；和

柔性元件，所述柔性元件能够定位成在所述胸骨替换植入物和所述肋骨支架之间延伸。

22.如权利要求21所述的系统，其中，所述胸骨替换植入物包括第一半部和第二半部，所述第一半部和所述第二半部是能够横向分离且能够重新附接的。

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