CN113766896A - 用于将医疗器械附接到组织的附接装置、用于将医疗器械附接到组织的系统、具有附接装置的医疗器械、将医疗器械附接到组织的方法以及制造附接装置的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于将医疗器械连接到受试者的生物组织的附接器械，包括生物相容性支架，所述生物相容性支架包含光敏交联剂和光敏染料，用以在光被引导到所述支架上时促进所述支架与受试者的生物组织的交联。一种由所述生物相容性支架制成的用于医疗器械的可适形覆盖物，包括应变结晶细丝，所述细丝在预定温度下改变形状，以使所述覆盖物适形于所述医疗器械的外部形状。所述可适形覆盖物能够附接到生物组织。

Description

用于将医疗器械附接到组织的附接装置、用于将医疗器械附 接到组织的系统、具有附接装置的医疗器械、将医疗器械附接 到组织的方法以及制造附接装置的方法

技术领域

本发明涉及用于将医疗器械附接到受试者的生物组织的附接器械、使用附接器械将医疗器械附接到生物组织的方法以及制造附接器械的方法。

本发明主要被开发用于可植入医疗器械，并且将在下文中关于该应用进行描述。然而，应当理解，本发明不限于该特定的使用领域。

背景技术

所有材料在植入活组织中时都会引起生物反应。当植入无毒的无生物活性(或惰性)材料时，活组织将通过围绕植入物形成厚度可变的纤维囊来做出反应。形成的囊的厚度取决于植入材料的类型以及植入物与组织之间的相对运动程度。形成相对较厚的囊通常会导致植入物松动，进而导致临床失败。这在软组织植入物中尤其成问题，因为机械固定无法达到与硬组织相同的程度。源自材料-组织界面的失败是需要修改医疗植入物的最常见原因之一。

“硅橡胶”材料是指具有类似橡胶的特性且具有生物惰性的一类聚合硅树脂物质，由于这些特性，通常用于可植入医疗器械中。硅橡胶材料已被用作各种医疗器械的可植入软组织界面部分。与其他生物惰性材料一样，硅橡胶材料在植入后会引起患者的身体反应，将植入的材料包入纤维组织中，随后形成疤痕组织。

本发明寻求克服或显著改善现有技术在可植入医疗器械中的至少一些缺陷，或至少提供替代方案。

应当理解，如果在本文中提及任何现有技术信息，则该参考文献不构成承认该信息构成澳大利亚或任何其他国家的本领域的常见一般知识的一部分。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于将医疗器械附接到组织的附接装置，所述附接装置包括：

包含本体聚合物组分的生物相容性本体；和

包含支架聚合物组分的生物相容性支架，所述生物相容性支架从所述生物相容性本体的至少一个表面延伸。

有利地，附接装置为有待被至少部分地植入患者软组织内的医疗器械提供固定机制。附接装置一旦被植入患者软组织中就会促使软组织细胞渗入生物相容性支架中，并且在生物相容性支架内形成血管。一旦细胞和脉管系统充分渗入生物相容性支架中，就实现了细胞-支架生物粘附和机械互锁，从而基本上将附接装置和医疗器械固定到患者身上。

本体聚合物组分可以是生物稳定的。

本体聚合物组分可以是生物可吸收的。

支架聚合物组分可以是生物可吸收的。

有利地，随着生物相容性支架在体内环境中逐渐吸收，被渗透的软组织生长以取代生物相容性支架。当生物相容性支架被完全吸收时，周围的宿主组织为患者体内的生物相容性本体提供相对紧密的机械固定。这样，生物相容性支架可被描述为介导稳定的机械植入物-组织桥。

有利地，植入物在宿主组织内被固定得越稳定和牢固，宿主组织的炎症反应就越小，因而宿主组织形成纤维囊或疤痕组织的可能性就越低。由于在宿主组织内形成厚纤维囊可能导致临床失败，因此使用附接装置将可植入医疗器械至少部分地附接到软组织基本上使医疗器械取得了长期的临床成功。

生物相容性支架可以至少部分地覆盖生物相容性本体的两个或更多个表面。

生物相容性支架可以至少部分地覆盖生物相容性本体的两个或更多个相对表面。

生物相容性支架在被植入时可以位于与患者的宿主组织接触的生物相容性本体的表面上。

生物相容性支架的至少一部分可以被浸渍在生物相容性本体的至少一部分内。

有利地，存在包含生物相容性支架和生物相容性本体的分等级区域。宿主组织能够通过渗入生物相容性本体内先前由生物相容性支架占据的小空间中来取代生物相容性支架。当生物相容性支架被完全吸收时，组织向生物相容性本体中渗入和血管形成提供了强大、稳定、长期的机械植入物-组织互锁。

生物相容性支架可以延伸穿过生物相容性本体的至少一部分的整个厚度。

有利地，组织向内生长和血管形成可以贯穿生物相容性本体的整个厚度发生，从而显著提高机械植入物-组织固定的长期强度。

生物相容性支架还可以包含生物活性材料。

例如，生物活性材料可以包括羟基磷灰石或碳酸磷灰石或碳酸钙或碳酸钙。

生物活性材料可以包括生物活性玻璃，生物活性玻璃包括羟基磷灰石或碳酸磷灰石或碳酸钙或碳酸钙中的一种或多种。

本体聚合物组分可以包括从至少一个外表面延伸到相对的外表面的多个大直径管。

有利地，宿主组织能够在管内并通过生物相容性聚合物本体渗透和血管形成，从而提供用以提高机械植入物-组织固定的强度的额外机制。

每个大直径管沿其整个长度的横截面可以基本上是圆形的。

有利地，圆形的管不会产生过度的应力集中而削弱生物相容性本体。

大直径管的直径可以在1mm至15mm的范围内。

大直径管的直径可以在3mm至10mm的范围内。

有利地，管的尺寸被确定为促进组织渗透和血管形成。

生物相容性本体还可以包含本体生物活性玻璃组分。

生物活性玻璃的某些组合物促进体内软组织生长和粘附。管内生物活性玻璃的存在积极地促进了在使用中管内的软组织渗透和粘附，并且还防止了纤维和疤痕组织的形成。

本体生物活性玻璃组分可以是大直径管内的生物活性玻璃衬里。

本体生物活性玻璃组分可以是大直径管内的生物活性玻璃填充物。

本体生物活性玻璃组分可以是在本体聚合物组分的至少一个表面上的生物活性玻璃涂层。

本体生物活性玻璃组分可以呈微粒的形式。

本体生物活性玻璃组分可以包括羟基磷灰石。

本体生物活性玻璃组分可以包括碳酸磷灰石。

本体生物活性玻璃组分可以包括碳酸钙。

有利地，具有相对较小直径的微粒不会产生过度凹凸不平的形貌(与较大颗粒会产生的形貌相比)。因此，当本体生物活性玻璃组分与宿主组织接触时，由与组织摩擦引起的刺激和磨损最小。微粒也不太可能引起应力集中和在生物相容性本体的表面中形成裂纹。

本体生物活性玻璃组分可以呈微球或微珠的形式。

球形玻璃颗粒散射光，这在生物活性玻璃存在于大直径管内的实施方式中是尤其有利的性质。当管从生物相容性本体的至少一个表面延伸到相对表面时，球形生物活性玻璃颗粒帮助被施加在一个表面上的光传播通过生物相容性本体到达其相对表面。

微球或微珠可以是中空的。

微粒的直径可以等于或小于30μm。

微粒的直径可以等于或小于10μm。

微粒的直径可以等于或小于1μm。

本体聚合物组分可以由生物相容性弹性体制成。

生物相容性弹性体可以是硅橡胶材料。

生物相容性弹性体可以是聚氨酯材料。

本体聚合物组分可以由聚碳酸酯材料制成。

本体聚合物组分可以具有高透明度。

在一个实施方式中，向生物相容性支架和/或生物相容性本体施加光可以形成使用附接装置将医疗器械附接到组织的方法的一部分。在该实施方式中，本体聚合物组分的透明度允许被施加到覆盖生物相容性本体一侧的生物相容性支架上的光传播通过生物相容性本体到达覆盖生物相容性本体另一侧的生物相容性支架。因此，甚至是生物相容性支架和生物相容性本体的潜在部分也可以暴露于所施加的光。

生物相容性支架可以包括互连微孔网络。

生物相容性支架内的互连微孔网络提供了可以发生细胞整合、血管形成、氧化和毒素排出所通过的必要途径。

互连微孔网络可以具有非重复性的随机结构。

有利地，与由重复性结构提供的较曲折的路径相比，非重复性随机结构提供了血管可以更自然地通过的路径。

互连微孔网络可以包括位于多个相对较大的微孔内的多个相对较小的微孔。

有利地，小微孔为细胞提供粘附位点，而较大微孔允许血管形成、毒素排出和组织生长。

多个互连微孔的直径可以在50μm至600μm的范围内。

多个互连微孔的直径可以在60μm至500μm的范围内。

多个互连微孔的直径可以在1μm至20μm的范围内。

多个互连微孔的直径可以在5μm至15μm的范围内。

生物相容性支架可以具有80vol％或更大的孔隙率。

生物相容性支架可以具有90vol％或更大的孔隙率。

生物相容性支架可以具有95vol％或更大的孔隙率。

有利地，具有高孔隙率的支架结构允许细胞和组织在阻碍非常小的情况下渗透和通过，同时仍然提供组织可以在其上锚定和被支撑的框架。

高度多孔的生物相容性支架在机械上是有利的，因为它柔软、可压缩和可伸展，避免了在使用中可能对周围组织造成损伤的应力集中的产生。具有可压缩性和可伸展性还允许生物相容性支架紧密适形于组织界面，以确保可靠的接触和粘附。这些因素减少了在植入物-组织界面处的刺激、感染的可能性和由此产生的炎症反应，这继而又降低了将形成厚纤维、充满液体的囊以将植入物与周围组织隔离的可能性。

生物相容性支架可以是无纺绒。

有利地，这是一种将提供具有互连、随机、非重复性微孔网络的高度多孔支架的结构类型。

生物相容性支架可以是毡结构。

有利地，这是一种将提供具有互连、随机、非重复性微孔网络的高度多孔支架的结构类型。

生物相容性支架可以是3D织物。

有利地，这是一种将提供具有互连微孔网络的高度多孔支架的结构类型。

生物相容性支架可以是3D网。

有利地，这是一种将提供具有互连微孔网络的高度多孔支架的结构类型。

支架聚合物组分可以由脂族聚酯热塑性塑料制成。

脂族聚酯热塑性塑料可以具有中等至高分子量。

支架聚合物组分可以由聚丙烯制成。

支架聚合物组分可以包含高分子量壳聚糖基聚合物。

支架聚合物组分可以包含低分子量壳聚糖基聚合物。

支架聚合物组分可以包含羧甲基纤维素。

支架聚合物组分可以包含羧甲基纤维素的合适变体。

在其他实施方式中，支架聚合物组分可以包含可生物降解的聚氨酯或聚乳酸(PLA)或聚-L/D-丙交酯(PLDLA)或聚乙烯醇(PVA)。

生物相容性支架的粘合性质能够在使用中被激活。

有利地，光激活的结合提供了一种机制，通过该机制，生物相容性支架在植入时可以初始粘附到周围组织。这种初始粘附在早期时间点基本上将附接装置固定在宿主组织内，并促进组织渗入生物相容性支架和生物相容性聚合物体表面中的更缓慢、更长期的固定。

生物相容性支架还可以包含在使用中被激活时能够与组织交联的支架交联组分。

有利地，支架-组织交联是用于将生物相容性支架(以及因此附接装置)初始粘合到宿主组织的相对较强的机制。

交联组分可以被光能激活。

交联组分可以通过加热被激活。

交联组分可以被患者或受试者的体温激活。

有利地，当附接装置被植入患者中时，交联自发地被激活。

支架交联组分可以在激活后5分钟内与组织交联。

在另一个实施方式中，支架交联组分可以在激活的3分钟内交联至组织。

在又一个实施方式中，支架交联组分可以在激活的2分钟内交联至组织。

在另一个实施方式中，支架交联组分可以在激活的1分钟内交联至组织。

有利地，在植入后几乎可以立即实现生物相容性支架和相邻宿主组织之间的初始粘合。

支架交联组分可以由光敏剂制成。

光敏剂可以是壳聚糖膜。

有利地，壳聚糖包含在施加光能时释放化学键的引发剂。释放的化学键迅速与细胞的胶原成分交联。壳聚糖膜还能够形成与生物相容性支架表面的强固机械锚定。

光敏剂可以是合成聚合物壳聚糖等效物。

支架交联组分可以由热活性剂制成。

热活性剂可以是聚乙烯醇凝胶。

有利地，当被加热到体温时，聚乙烯醇凝胶与组织交联。

生物相容性支架还可以包含支架生物活性玻璃组分。

生物活性玻璃的某些组合物促进体内软组织生长和粘附。支架内生物活性玻璃的存在将积极促进软组织渗入并粘附到生物相容性支架。组织与支架的体内粘附防止或显著减少纤维和疤痕组织的形成。

支架生物活性玻璃组分可以浸渍在支架聚合物组分内。

支架生物活性玻璃组分可以涂覆在支架聚合物组分上。

支架生物活性玻璃组分可以呈微粒的形式。

有利地，具有相对较小直径的微粒不会产生过度凹凸不平的形貌(与较大颗粒会产生的形貌相比)。因此，当支架生物活性玻璃组分与宿主组织接触时，由与组织摩擦引起的刺激和磨损最小。微粒也不太可能导致应力集中和在生物相容性支架的表面中形成裂纹。

优选地，支架生物活性玻璃组分可以呈微球或微珠的形式。

不规则形状的微粒提供了相对粗糙的表面形貌，这对于细胞粘附和附接而言是优选的。然而，规则形状的微粒(诸如微球或微珠)在仍为宿主组织提供细胞附接和粘附位点的同时，具有圆形的、不锋利的边缘，因此对组织的磨损较小。这意味着通过使用微球或微珠产生的炎症反应(如果有的话)将比使用较不规则形状的颗粒具有更低的量级。没有锋利的边缘也大大降低了在生物相容性支架的表面中引起应力集中和撕裂的可能性。

球形玻璃颗粒散射光。因此，当光被施加到包含球形玻璃颗粒的生物相容性支架时，光在支架周围和内部被散射，从而增加生物相容性支架和生物相容性本体对所施加的光的暴露。

微球或微珠可以是中空的。

微粒的直径可以小于30μm。

微粒的直径可以小于10μm。

微粒的直径可以小于1μm。

生物相容性支架还可以包含支架水溶性填充物组分。

支架水溶性填充物组分可以填充支架聚合物组分的至少一部分。

在一个实施方式中，水溶性填充物组分可用于使附接装置与光和其他环境因素绝缘，从而提高附接装置的保质期。在植入之前，通过用水洗涤，可以容易地溶解填充物组分以及将填充物组分从支架聚合物组分移除，或者可以使填充物组分留在支架聚合物组分内以在体内溶解。

填充物组分可被配置为当在体内溶解时用作将药剂或伤口愈合剂递送至组织的机制。替代地，填充物组分可以具有固有的医疗或伤口愈合性质。

水溶性填充物组分可以是糖物质。

糖物质可以呈太妃糖的形式。

有利地，糖(特别地呈太妃糖的形式)在体内溶解时刺激伤口愈合。

水溶性填充物组分可以是聚乙烯醇物质。

聚乙烯醇物质可以是聚乙烯醇凝胶。

水溶性填充物组分可以是水凝胶物质。

水凝胶物质可以是胶原水凝胶。

生物相容性支架还可以包含药用组分。

有利地，生物相容性支架适于在体内将药用物质递送至邻近组织。

药用组分可以浸渍在生物相容性支架的至少一部分内。

药用物质可以是抗生素物质、伤口愈合剂、抗真菌剂或这些的组合。

生物相容性支架还可以包含不透射线的组分。

有利地，生物相容性支架能够在植入后通过X射线进行监测。

不透射线的组分可以浸渍在生物相容性支架的至少一部分内。

附接装置可以适于作为医疗器械的附接件。

附接装置可以被配置为可移除地附接到医疗器械。

附接装置可以适于从医疗器械移除。

有利地，如果需要，可以通过切除附接装置从患者身上切除和取回医疗器械。在长期植入后，附接装置可能已经很好地整合到患者的软组织中，但仍可通过手术刀片或剪刀的作用进行切割。因此，可以避免从宿主组织潜在地病态或创伤性地手术移除附接装置。

附接装置可以包括一个或多个可切除的软组织锚定件。

有利地，通过切割锚定点或切割锚定件本身来从医疗器械移除附接装置是简单的且容易在临床或手术环境中进行。

医疗器械可以是短期或临时植入物或长期植入物。

例如，医疗器械可以是起搏器、血液泵、助听器植入物、仿生眼植入物、深部脑刺激器、功能性电刺激器械或神经接口。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于将医疗器械附接到组织的系统，所述系统包括：

至少一个附接装置；和

光能源。

光能源可以是低能量光源。

光能源可以是激光源。

激光源可以是2M类、3类(诸如3R类或3B类)激光或4类激光源。

有利地，这些类别的激光可安全地用于患者。

激光源可以是绿色波长激光源。

有利地，绿色波长激光产生相对较低的温度，并且

当应用于患者的皮肤时不会给患者带来不适或疼痛。

根据本发明的第三方面，提供了一种医疗器械，所述医疗器械包括：

器械本体；和

附接到所述器械本体的至少一个如上所述的附接装置。

器械本体可以是可植入的。

所述至少一个附接装置是两个附接装置，一个附接装置附接到器械本体的每个相对侧。

有利地，附接装置将医疗器械以器械本体的任一侧固定到患者以牢固固定。

所述至少一个附接装置可以从至少部分地围绕器械本体的生物相容性覆盖物延伸。

生物相容性覆盖物由聚合物制成。

所述至少一个附接装置可以从器械本体移除。

有利地，如果需要，可以通过简单地切除软组织锚定件来从患者取回医疗器械。在长期植入后，附接器械可能已经很好地整合到患者的软组织中并且可以使用手术刀片或剪刀进行切割。因此，可以避免从宿主组织潜在地手术移除附接装置。

所述至少一个附接装置可以呈通过切除可收回的锚定件的形式。

通过切割锚定点或切割锚定件本身从医疗器械移除附接装置可以由例如医生在临床或手术环境中容易地执行。

根据本发明的第四方面，提供了一种将医疗器械附接到组织的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述至少一个附接装置定位在患者的组织内，使得所述生物相容性支架与所述组织接触；以及

将光能引导通过所述组织至所述生物相容性支架以引发所述生物相容性支架与所述组织的交联。

被引导至生物相容性支架的光能可以是连续光能。

光能可以是脉冲光能。

根据本发明的第五方面，提供了一种制造附接装置的方法，所述方法包括以下步骤：

将所述生物相容性支架的一部分浸入生物相容性液体聚合物中；以及

使所述生物相容性液体聚合物固化。

所述方法还可以包括以下步骤：

将产品放在一边，作为附接装置的第一半部，

重复上述步骤以获得附接装置的第二半部；以及

将附接装置的第一半部和第二半部在它们各自的聚合物表面上进行附接。

生物相容性液体聚合物可以是液体硅塑料。

粘附第一半部和第二半部。

根据本发明的第六方面，一种制造附接装置的方法，所述方法包括以下步骤：

用水溶性填充物物质浸渍生物相容性支架的顶部和底部，使得所述生物相容性支架的中间部分保持未填充；

将生物相容性液体聚合物注入所述生物相容性支架的所述中间部分中；以及

使所述生物相容性液体聚合物固化。

所述方法还可以包括以下步骤：

通过用水洗涤来移除所述水溶性填充物物质。

生物相容性液体聚合物可以是液体硅橡胶。

水溶性填充物可以是糖物质。

糖物质可以呈太妃糖的形式。

水溶性填充物物质可以是聚乙烯醇物质。

聚乙烯醇物质可以是聚乙烯醇凝胶。

水溶性填充物物质可以是水凝胶物质。

水凝胶物质可以是胶原水凝胶。

水溶性填充物物质可以是冰。

在一方面，提供了一种用于医疗器械的可适形覆盖物，包括：

多孔生物相容性支架；

嵌入并且固定到所述生物相容性支架的多根生物相容性细丝，每根所述生物相容性细丝被配置为在所述覆盖物被加热到预定温度时从延伸配置转换为缩短配置，

其中，在使用中，在用所述覆盖物覆盖医疗器械并且将所述覆盖物加热到所述预定温度时，所述多根生物相容性细丝被配置在所述支架内，以致使所述覆盖物适形于所述医疗器械的外部形状。

至少一根细丝可以包括以一种布置固定到并嵌入生物相容性支架内的多根细丝，该布置被配置为在将覆盖物加热到预定温度时致使支架适形于医疗植入物的外表面。

在另一方面，提供了一种用于将医疗器械连接到受试者的生物组织的附接器械，所述附接器械包括：

生物相容性支架；

嵌入并且固定到所述生物相容性支架的至少一根生物相容性细丝。

在又一方面，提供了一种用于将医疗器械连接到受试者的生物组织的附接器械，所述附接器械包括：

用于医疗器械的适形覆盖物，包括：

生物相容性支架；

固定到并且嵌入所述生物相容性支架的至少一根生物相容性细丝，所述至少一根生物相容性细丝被配置为在被加热到预定温度时从延伸形状转换为缩短形状。

在一实施方式中，当医疗器械被覆盖物覆盖时，所述至少一根细丝可以包括以一种布置固定到并且嵌入生物相容性支架的多根细丝，该布置被配置为在将覆盖物加热到预定温度时致使支架适形于医疗植入物的外表面。

在一实施方式中，生物相容性支架可以包含用于促进覆盖物与生物组织的粘合的光敏交联剂。在一实施方式中，生物相容性支架可以包含用于促进覆盖物与生物组织的粘合的光敏交联剂。

生物相容性支架可以包含聚己内酯。

生物相容性支架可以被配置为促进软组织整合到支架中。

生物相容性支架可以被配置为促进硬组织或骨组织整合到支架中。

生物相容性支架可以被配置为促进软骨整合到支架中。

生物相容性支架可以具有分级多孔互连结构。

生物相容性支架可以包括密度梯度，用以促进支架内的软组织、向硬组织过渡区以及硬组织的整合。

生物相容性支架可以通过静电纺丝形成。

生物相容性细丝可以通过拉制形成。

生物相容性细丝可以通过静电纺丝形成。

生物相容性细丝可以由应变结晶形状记忆聚合物制成。应变结晶形状记忆聚合物可以包括聚己内酯。应变结晶形状记忆聚合物可以在0至58摄氏度的范围内的温度下以15至500mm/秒之间的速率拉制而成。

在另一个实施方式中，应变结晶形状记忆聚合物可以在20度下以20mm/秒的速率拉制而成。

预定温度可以在58至60度的范围内。

所述至少一根生物相容性细丝可以包括光敏材料，使得当光被引导到细丝上时，细丝能够与受试者的生物组织交联。

光敏交联材料可以是壳聚糖。

替代地，光敏交联材料可以是壳聚糖的合成聚合物等效物。

生物相容性支架可以包括光敏染料。

生物相容性支架可以包括涂层，所述涂层包括光敏涂层，所述光敏涂层包含光敏交联材料和光敏染料。

覆盖物的至少一个表面可以包括光敏涂层。

光敏染料可以是孟加拉玫瑰红。

光敏染料可以是亚甲蓝。

光敏染料可以是吲哚菁绿。

光敏染料可以包含亚甲蓝和吲哚菁绿。

光敏染料可以包含50:50比例的孟加拉玫瑰红和亚甲蓝。

在一实施方式中，生物相容性支架可以至少部分地涂有光敏交联剂和光敏染料。

所述至少一根生物相容性细丝可以是基本上细长的。

替代地，生物相容性细丝可以具有螺旋形状。

在另一个实施方式中，生物相容性细丝可以包含光导生物活性材料。

生物相容性细丝可以包含光导生物活性材料。例如，生物相容性细丝可以由生物活性玻璃(诸如45S5生物活性玻璃)制成。

在一实施方式中，覆盖物可以包括一层生物相容性支架。该层可以具有一定厚度、内表面和外表面。每个导光电细丝可以从外表面延伸穿过该层的整个厚度并延伸到该层的内表面。

在器械的一实施方式中，所述至少一根生物相容性细丝可以包括延伸穿过生物相容性支架的整个厚度的生物玻璃细丝布置。在一实施方式中，生物玻璃细丝可以被布置呈2x2矩阵。

每个生物玻璃细丝可以延伸穿过支架的整个长度，以便将传导光引导到器械和受试者的生物组织之间的界面上。

生物玻璃丝的端部可以位于器械和组织之间的界面附近，以便将传导光引导到器械和受试者的生物组织之间的界面上。

在一实施方式中，所述至少一根细丝可以被定向成在生物相容性支架内平行于覆盖物的表面。

在另一个实施方式中，所述至少一根细丝垂直于覆盖物的生物相容性支架的内表面和/或外表面中的每一个。

在又一个实施方式中，所述至少一根细丝可以被定向成与覆盖物的生物相容性支架层的内表面和/或外表面成一定角度。

该器械还可以包括嵌入和/或固定到生物相容性支架的至少一个生物相容性导管。

所述至少一个生物相容性导管可以具有1.2mm的外径和0.6mm的内径。

所述至少一个生物相容性导管可以具有密封端以将物质保留在导管内。该物质可以是治疗物质，诸如药物。

所述至少一个生物相容性导管可以是半透性的，以允许细胞、气体和其他生物材料移动通过导管。

所述至少一个生物相容性导管可以由半透性材料制成，以允许药物缓慢地从半透性材料中渗出。

在使用中，覆盖物可以成被配置成封围医疗器械的袋的形式。袋可以具有开口，在使用中可以通过该开口接收医疗器械。

在另一个实施方式中，覆盖物可以呈片的形式。

附接器械还可以包括至少一个生物相容性紧固件，用于在使用中将生物相容性支架的一部分紧固到该生物相容性支架的另一部分或紧固到另一生物相容性支架，以形成围绕医疗器械的封围件。

生物相容性紧固件可以包括与覆盖物的生物相容性支架相同的生物相容性支架。

在另一个实施方式中，生物相容性紧固件可以具有第一部分，该第一部分包括具有包括多个环的表面纹理的生物相容性支架。

在该实施方式中，生物相容性紧固件具有第二部分，该第二部分包括含有多个钩的表面纹理，所述多个钩被配置成与第一部分的多个环接合。

附接器械还可以包括至少一个生物相容性锚定件，用于在使用中将生物相容性支架锚定到受试者的生物组织。

生物相容性锚定件可以由生物相容性支架制成并且包含光敏交联剂。

生物相容性锚定件可以由生物相容性支架制成并且包含光敏交联染料。

当被加热至生物相容性支架的熔点附近时，生物相容性锚定件能够融合到器械的覆盖物的生物相容性支架。

在附接器械的另一方面，提供了一种制备用于将医疗器械连接到受试者的组织的附接器械的方法，所述方法包括：

提供生物相容性支架，所述生物相容性支架被配置成促进所述支架内的生物组织整合；

提供多根生物相容性细丝，每根细丝包含应变结晶形状记忆聚合物；

将所述多根生物相容性细丝嵌入所述生物相容性支架内；

将每根细丝熔合到所述支架，以将每根细丝固定在所述支架内，以及

选择性地用光敏交联剂和光敏染料涂覆所述生物相容性支架。

生物相容性细丝可以呈螺旋形状。

嵌入所述至少一根生物相容性细丝可以包括：

提供与所述至少一根生物相容性细丝中的细丝的形状和尺寸基本相同的螺旋线；

螺旋线具有第一端和第二端；

将螺旋生物相容性细丝的一端附接到螺旋线的另一端；

将螺旋线旋转插入支架中，以形成螺旋通道来将生物相容性细丝容置在支架内；

通过继续旋转螺旋线穿过支架，直到路径被生物相容性细丝填充并且螺旋线脱离支架，来从支架移除螺旋线；

从生物相容性细丝分离螺旋线。

在另一个实施方式中，嵌入所述至少一根生物相容性细丝可以包括：将所述至少一根生物相容性细丝中的一根或多根穿过针眼，将针插入支架中并移动针穿过支架，然后移除针同时将细丝留在支架中。

将每根细丝熔合到支架以将每根细丝固定在支架内可以包括使用丙酮进行溶剂焊接。

将每根细丝熔合到支架以将每根细丝固定在支架内可以包括使用包含丙酮和聚己内酯的溶液进行溶剂焊接。

将每根细丝熔合到支架以将每根细丝固定在支架内可以包括通过在60摄氏度至70摄氏度的范围内的温度下使用水接触每根细丝来轻轻点焊每根细丝。

将每根细丝熔合到支架以将每根细丝固定在支架内可以包括通过在58摄氏度至72摄氏度的范围内的温度下使用水接触每根细丝来轻轻点焊每根细丝。

选择性地用光敏交联剂和光敏染料涂覆生物相容性支架可以包括用包含光敏交联染料和光敏染料的涂层溶液涂覆器械。

选择性地涂覆器械可以包括通过将支架浸入包含光敏交联染料和光敏染料的溶液中来浸涂器械的至少一部分。

选择性地涂覆器械可以包括使用掩蔽工艺来选择性地涂覆器械的至少一部分。

涂层溶液可以包含孟加拉玫瑰红、壳聚糖和水。

涂层可以包含亚甲蓝和吲哚菁绿。

选择性涂覆，其中器械被选择性地涂覆，使得支架具有足够的柔性以允许支架在器械被加热时基本上适形于器械的外部形状。

选择性地涂覆支架可以包括将生物相容性支架浸入生物相容性溶液中并将器械加热至涂层溶液的沸点以移除过量液体。

在制备用于将医疗器械连接到受试者的组织的附接器械的方法的一实施方式中，附接器械可以包括在覆盖物的生物相容性支架的外表面上或在覆盖物的生物相容性支架内的生物活性玻璃。在该实施方式中，器械可以被选择性地涂覆，使得生物活性玻璃不被涂层掩蔽并且生物活性玻璃在原位充分暴露，以促进细胞和生物材料渗入和粘附到支架，继而又引起支架与受试者的生物组织的足够强固的结合。

在一实施方式中，在使用中，每个光导的生物活性细丝可以在覆盖物的第一表面和相对表面之间延伸穿过覆盖物的整个厚度，使得每根细丝的一端是光接收节点，而第二根细丝的相对端位于生物组织和覆盖物之间的界面附近。

在又一个实施方式中，提供了一种制备用于将医疗器械连接到组织的器械的方法，所述方法包括：

提供生物相容性支架；

提供空心针布置，每根针均具有内部通道；

根据任何插入生物相容性细丝或生物相容性导管

将所述空心针布置至少部分地插入所述支架中，以在所述支架内产生空隙来容置每根细丝；

相对于每根细丝移动每根空心针，以从所述支架移除每根空心针；以及

将所述生物相容性细丝固定到所述生物相容性支架。

该布置可以包括空心针2维矩阵。

在一实施方式中，生物相容性细丝可以由生物玻璃制成。

该方法还可以包括将生物相容性细丝的端部弄圆。

该方法还可以包括使用激光切割器或丁烷火焰将生物相容性细丝的端部弄圆。

在又一方面，一种使用附接器械将医疗器械连接到受试者的生物组织的方法：

提供医疗器械，所述医疗器械具有外部形状；

提供如上所概括的附接器械；

围绕所述医疗器械的至少一部分定位和固定所述附接器械的所述覆盖物，使得所述覆盖物适形于所述医疗器械的所述外部形状后，所述医疗器械将被保留在所述覆盖物内；

对所述器械的所述覆盖物施加足够的热，以致使所述至少一根生物相容性细丝改变形状，并且致使所述覆盖物基本适形于所述医疗器械的所述外部形状；

将包括所述医疗器械的所述附接器械定位在受试者的所述生物组织内，使得所述生物相容性支架与所述生物组织接触，以及

将光引导至所述生物相容性支架以促进所述生物相容性支架与所述生物组织的交联。

灯可以是白色LED灯。

LED光源的瓦数可以为10W至20W。

固定可以包括使用电烙术将生物相容性支架的一部分附接到生物相容性支架的另一部分。

施加足够的热可以包括将覆盖物浸入处于预定温度的热盐水溶液中。

在一实施方式中，附接器械的覆盖物可以呈袋的形式并且围绕医疗器械的至少一部分放置附接器械可以包括将医疗器械放入器械的袋中并且密封袋。在该实施方式中，覆盖物可以包括对器械的覆盖物施加足够的热或光以致使所述至少一个生物相容性细丝改变形状并且致使覆盖物基本上适形于医疗器械的外部形状可以包括将闭合的袋浸入温盐水浴中，直到袋充分适形于医疗器械的外部形状。在该实施方式中，附接器械的覆盖物的生物相容性支架不包括光敏交联剂。

在另一个实施方式中，附接器械的覆盖物呈第一袋的形式并且围绕医疗器械的至少一部分放置附接器械可以包括将医疗器械放入附接器械的第一袋中并且密封袋。在该实施方式中，该方法还可以包括提供由生物相容性支架制成的第二袋。第二袋可以包含光敏交联剂。

在另一方面，提供了一种将医疗器械连接到受试者的生物组织的方法，所述方法包括：

提供医疗器械，所述医疗器械具有外部形状；

提供第一袋，所述第一袋包含用于生物组织整合的生物相容性支架；

提供一种附接器械，其中，所述可适形覆盖物呈第二袋的形式；

将所述医疗器械插入所述第一袋内并且密封所述第一袋；

对所述第一袋施加足够的热，以致使所述覆盖物中的所述至少一根生物相容性细丝收缩，并且致使所述覆盖物基本适形于所述医疗器械的所述外部形状；

将包括所述医疗器械的所述第一袋插入所述第二袋中；

将所述第二袋定位在受试者的所述生物组织附近，使得所述覆盖物在界面处与所述生物组织接触，以及

将光引导至位于所述第二袋的所述生物相容性支架和所述第二袋的所述生物组织之间的所述界面，以致使所述第二袋与所述生物组织交联。

在该实施方式中，该方法还可以包括在将光引导至所述生物相容性支架时，使用注射器将盐水注入所述第二袋中以冷却所述生物组织。有利地，填充有盐水的第二袋有助于将光传导和导引至位于生物组织和第二袋之间的界面。

还公开本发明的其他方面。

附图说明

尽管存在可能落入本发明的范围内的任何其他形式，但现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的优选实施方式，在附图中：

图1是根据本发明的优选实施方式的具有呈两个附接锚定件形式的附接装置的可植入长期软组织接合器械的示意性立体图，其中激光被施加到附接锚定件中的一个；以及

图2是设置在患者的真皮层下方的图1的附接锚定件之一的放大示意性横截面图。

图3是图1的附接锚定件之一的放大示意性侧视图。

图4是图1的附接锚定件之一的放大示意性横截面，示出了多个大直径管。

图5A描绘了附接器械的替代性实施方式，示出了呈袋的形式的可适形覆盖物；

图5B描绘了在呈袋的形式的可适形覆盖物已适形于医疗器械的外部形状后图5A的附接器械的实施方式；

图6例示了根据附接器械的实施方式的可适形覆盖物的一部分；

图7例示了器械和使用该器械将医疗器械连接到生物组织的方法的实施方式；

图8例示了作为片材提供的可适形覆盖物的实施方式；

图9例示了可适形覆盖物和紧固件的另一个实施方式；

图10例示了在实施方式中可以作为附接器械的一部分提供的锚定件；

图12例示了根据实施方式的包括光导细丝的覆盖物的一部分；

图13例示了根据另一个实施方式的附接器械和使用该器械将医疗器械连接到生物组织的方法。

具体实施方式

在下面的描述中应当注意，不同实施方式中相似或相同的附图标记表示相同或相似的特征。

参考图1，示出了器械1000，其包括器械本体1005和附接装置10。附接装置10采用附接到器械本体1005的两个相对侧的两个附接锚定件10的形式并且适于植入患者的软组织内以将器械1000附接并基本锚定到患者。

图2描绘了设置在患者软组织的真皮层1010和患者软组织的血管化组织床1015之间的附接锚定件10之一。每个附接锚定件10包括生物相容性本体15和生物相容性支架20。在该实施方式中，生物相容性支架20围绕生物相容性本体15，使得至少附接锚定件10的顶表面25和底表面30被生物相容性支架20覆盖。当附接锚定件10被植入患者的软组织中时，顶表面25和底表面30是分别与患者的真皮组织层1010和血管化组织床1015接触的最大表面。

附接锚定件10为有待被锚定在患者软组织内的器械1000提供固定机制。一旦被植入，则生物相容性支架20提供软组织细胞可以渗入其中并形成血管的可适形结构。一旦细胞和脉管系统充分渗入生物相容性支架20中，就实现了细胞-支架生物粘附和机械互锁，从而基本上将附接锚定件10和器械1000固定到患者。该生物机械互锁已显示为在植入后三至七天内基本上将附接装置10锚定在组织内。

在该实施方式中，生物相容性支架20包括可生物吸收的支架聚合物组分，但在其他实施方式中，支架聚合物组分是生物稳定的。因此，随着生物相容性支架20在体内环境中逐渐吸收，渗透的软组织生长以取代生物相容性支架20。当生物相容性支架20已被完全吸收时，周围的宿主组织提供相对紧密的机械固定。这样，生物相容性支架20可被描述为介导稳定的机械植入物-组织桥。我们注意到，在该实施方式中，生物相容性本体15包括生物稳定的本体聚合物组分。在其他实施方式中，本体聚合物组分是可生物吸收的。

植入物在宿主组织内被固定得越稳定和牢固，宿主组织的炎症反应就越小，因而宿主组织形成纤维囊或疤痕组织的可能性就越低。由于在宿主组织内形成厚纤维囊可能导致临床失败，因此使用附接锚定件10将医疗器械附接到软组织基本上提供了医疗器械的长期临床成功。

在每个附接锚定件10中，生物相容性支架20被浸渍在生物相容性本体15内并且延伸穿过生物相容性本体15的整个厚度，使得生物相容性支架20是单个整体结构(参见图3)。当宿主组织逐渐吸收时，宿主组织能够通过渗入生物相容性本体15内先前由生物相容性支架20占据的小空间中来取代生物相容性支架20。当生物相容性支架20被完全吸收时，穿过生物相容性本体15的整个厚度的组织的渗透和血管形成提供了强固的、稳定的、长期的机械植入物-组织互锁。

参考图4，生物相容性本体15的本体聚合物组分包括从顶表面40延伸到底表面45的多个大直径管35。当被植入时，宿主组织能够穿过管并穿过生物相容性聚合物本体15的厚度渗透和形成血管，从而提供了提高机械植入物-组织固定的强度的额外机制。

每个大直径管35的横截面基本上是圆形的，使得不会产生过度的应力集中，否则过度的应力集中会削弱生物相容性本体15。大直径管35的直径在1mm至15mm之间，但优选地在3mm至10mm之间，是促进组织渗透和血管形成的理想尺寸范围。

在该实施方式中，生物相容性本体15还包括本体生物活性玻璃组分，其采用大直径管35内的生物活性玻璃微粒衬里的形式(诸如45s5)。生物活性玻璃的某些组合物促进体内软组织生长和粘附。当被植入时，管35内生物活性玻璃的存在积极地促进管35内的软组织渗透和粘附，并且还防止纤维和疤痕组织的形成。在另一个实施方式中，本体生物活性玻璃组分采用生物活性玻璃微粒涂层的形式，该涂层在生物相容性本体15的本体聚合物组分的至少一个表面上。

具有相对较小直径的微粒不会产生过度凹凸不平的形貌(与较大颗粒会产生的形貌相比)。因此，当微粒与宿主组织接触时，由与组织摩擦引起的刺激和磨损最小。微粒也不太可能引起应力集中和在生物相容性本体15的表面中形成裂纹。更具体地，微粒优选为呈微球或微珠的形式。

不规则形状的微粒提供了相对粗糙的表面形貌，这对于细胞粘附和附接而言是优选的。然而，规则形状的微粒(诸如微球或微珠)在仍为宿主组织提供细胞附接和粘附位点的同时，具有圆形的、不锋利的边缘，因此对组织的磨损较小。这意味着通过使用微球或微珠产生的炎症反应(如果有的话)将比使用较不规则形状的颗粒具有更低的量级。没有锋利的边缘也大大降低了在生物相容性本体15的表面中引起应力集中和撕裂的可能性。

此外，球形玻璃颗粒散射光。当通道从生物相容性本体15的顶表面40延伸到底表面45时，球形生物活性玻璃微粒有助于被施加在顶表面40的光传播通过生物相容性本体15到达底表面45。在另一个实施方式中，微球或微珠是中空的。微粒的直径应小于30μm，但理想地直径小于1μm。

在该实施方式中，生物相容性本体15的本体聚合物组分由生物相容性弹性体尤其是硅橡胶材料制成。在其他实施方式中，本体聚合物组分由聚氨酯材料或聚碳酸酯材料制成。

生物相容性本体15的本体聚合物组分具有高透明度。在该实施方式中，向生物相容性支架20施加光形成致使附接锚定件10将器械1000附接到组织的方法中的步骤。生物相容性本体15的本体聚合物组分的透明度允许被施加到覆盖生物相容性本体15的顶表面40的生物相容性支架20的光到达覆盖生物相容性本体15的底表面45的生物相容性支架20。因此，甚至是生物相容性支架20的潜在部分也可以暴露于所施加的光。

生物相容性支架20还包括互连微孔网络，从而提供可以发生细胞整合、血管形成、氧化和毒素排出所通过的必要途径。理想地，互连微孔网络具有非重复性随机结构，血管可以更自然地通过该结构。重复性结构虽然仍然能够用作细胞支架，但需要血管走较曲折的路径。

互连微孔网络包括位于多个相对较大的微孔内的多个相对较小的微孔，使得小微孔为细胞提供粘附位点，而较大的微孔允许血管形成、毒素排出和组织生长。相对较大的微孔的直径应为60μm至500μm。相对较小的微孔的直径应为5μm至15μm。生物相容性支架20应是高度多孔的，诸如大于或等于90vol％的孔隙率或每个大于95vol％的孔隙率。

具有高孔隙率支架20允许细胞和组织在阻碍非常小的情况下渗透和通过，同时仍然提供组织可以在其上锚定和被支撑的框架。高度多孔的生物相容性支架20在机械上也是有利的，因为它是柔软的、可压缩的和可伸展的，避免了在使用中可能对周围组织造成损伤的应力集中的产生。具有可压缩性和可伸展性还允许生物相容性支架20紧密适形于组织界面以确保可靠的接触和粘附。这些因素减少了在植入物-组织界面处的刺激、感染的可能性和由此产生的炎症反应，这继而又降低了将形成厚纤维、充满液体的囊以将附接装置10与周围组织隔离并导致松动的可能性。

生物相容性支架20可以呈无纺绒、毡结构、3D织物、或3D网或海绵的形式，或采用任何其他合适的形式。生物相容性支架20的支架聚合物组分优选地由中等至高分子量的脂族聚酯热塑性塑料(诸如聚己内酯)制成。在另一个实施方式中，支架聚合物组分由聚丙烯制成。在其他实施方式中，支架聚合物组分可以包含选自以下列表中的一种：可生物降解的聚氨酯或聚乳酸(PLA)或聚-L/D-丙交酯(PLDLA)或聚乙烯醇(PVA)。

在本实施方式中，生物相容性支架20的粘合性质能够在使用中被激活。具体地，生物相容性支架20包括在使用中当被光能激活时能够与组织交联的支架交联组分。图1示出了用于在生物相容性支架20上施加光能的光能源1020。图2示出了将光能通过患者的真皮层1010施加到已被植入的生物相容性支架20。支架交联组分在施加光能的一到两分钟内与组织交联。取决于光能的强度，可以连续或脉动地施加光能。在另一个实施方式中，支架交联组分可通过(通过外部方式施加到生物相容性支架20或者通过患者自己的身体施加的)热激活。

光激活或热激活的支架-组织交联提供了一种机制，通过该机制，生物相容性支架20在植入时可以初始粘附到周围组织。由于上述细胞生物机械附接在附接装置10被牢固锚定之前需要大约三到七天，因此这种初始粘附在早期时间点(几分钟内)基本上将附接装置10固定在宿主组织内，并且有助于组织渗入生物相容性支架20中的更缓慢、更长期的固定。体热激活的交联是有利的，因为当附接锚定件10被植入患者中时会自发地发生粘合。

在该实施方式中，支架交联组分由光敏剂(诸如壳聚糖膜或合成聚合物等效物)制成。壳聚糖包含在施加光能时释放化学键的引发剂。释放的化学键迅速与细胞的胶原成分交联。壳聚糖膜还能够与生物相容性支架20的表面形成强固的机械锚定。在另一个实施方式中，支架交联组分由热敏剂(诸如聚乙烯醇凝胶)制成，其在被加热到体温时与组织交联。

在本实施方式中，光能源为低能量光源，诸如2M类绿色波长激光发射器。2M类激光对于人类使用是安全的，而绿色波长激光产生相对较低的温度，其在被施加于患者的皮肤时不会引起患者的不适或疼痛。图1描绘了手持式激光发射器1020。

在该实施方式中，生物相容性支架20还包含呈微粒形式的支架生物活性玻璃组分，其涂覆在支架聚合物组分上或被浸渍在支架聚合物组分内。生物活性玻璃的某些组合物促进体内软组织生长和粘附。生物相容性支架20内生物活性玻璃的存在会积极地促进软组织渗入并粘附到生物相容性支架。组织与支架的体内粘附防止或显著减少纤维和疤痕组织的形成。

具有相对较小直径的微粒在存在于生物相容性支架20的表面上时不会产生过度凹凸不平的形貌(与较大颗粒会产生的形貌相比)。因此，当生物活性玻璃组分与宿主组织接触时，由表面与组织摩擦引起的刺激和磨损最小。微粒也不太可能导致应力集中和在生物相容性支架的表面中形成裂纹。在该实施方式中，微粒的直径小于30μm，或更严格地，直径小于1μm。

在该实施方式中，支架生物活性玻璃组分的微粒呈微球或微珠的形式。不规则形状的微粒提供了相对粗糙的表面形貌，这对于细胞粘附和附接而言是优选的。然而，规则形状的微粒(诸如微球或微珠)在仍为宿主组织提供细胞附接和粘附位点的同时，具有圆形的、不锋利的边缘，因此对组织的磨损较小。这意味着通过使用微球或微珠产生的炎症反应(如果有的话)将比使用较不规则形状的颗粒具有更低的量级。没有锋利的边缘也大大降低了在生物相容性支架20的表面中引起应力集中和撕裂的可能性。

此外，球形玻璃颗粒散射光。因此，当光被施加到包含球形玻璃颗粒的生物相容性支架20时，光在生物相容性支架20周围和内部散射，从而增加生物相容性支架20对所施加的光的暴露。

在一个实施方式中，生物相容性支架20还包含填充支架聚合物组分的至少一部分的支架水溶性填充物组分。

取决于所使用的物质，水溶性填充物组分可适用于多种用途。水溶性填充物组分可以用于使附接锚定件10与光和其他环境因素绝缘，从而提高附接锚定件10的保质期。对于这种用途，在植入之前，通过用水洗涤，可以容易地溶解填充物组分以及从支架聚合物组分移除填充物组分，或者它可以留在支架聚合物组分中以在体内溶解。当在体内溶解时，填充物组分还可以用作将药剂或伤口愈合剂递送至组织的机制。替代地，填充物组分可以具有固有的医疗或伤口愈合性质。

在一个实施方式中，水溶性填充剂组分是糖物质，诸如太妃糖。糖(特别地呈太妃糖的形式)已被证明在体内溶解时可刺激伤口愈合。在另一个实施方式中，水溶性填充物组分是聚乙烯醇物质，诸如聚乙烯醇凝胶。在另一个实施方式中，水溶性填充物组分是水凝胶物质，诸如胶原水凝胶。

在另一个实施方式中，生物相容性支架20还包含浸渍在其中的药用组分，使得生物相容性支架20在被植入时将药用物质递送至邻近组织，从而提高植入的临床成功率。药用物质可以是抗生素物质、伤口愈合剂、抗真菌剂或这些的组合。

在另一个实施方式中，生物相容性支架20还包含浸渍在其中的不透射线的组分，使得生物相容性支架20能够在植入后通过x射线进行监测。不透射线的组分具有生物相容性和可生物吸收性。

在该实施方式中，当需要时，通过从器械1000切割锚定点和移植锚定件本身，可以容易地移除附接锚定件10。因此，可以容易地从患者切除和取回器械(例如，如果需要更换时)。在长期植入后，附接装置10可能已经很好地整合到患者的软组织中。容易移除允许避免从宿主组织潜在地侵入性手术移除附接装置10。

在该实施方式中，生物相容性本体20附接、粘附到器械本体1005或与该器械本体成一体。

在另一个实施方式中，器械本体1005包括由生物相容性聚合物制成的生物相容性覆盖物。在一个实施方式中，附接锚定件10延伸至、附接至或粘附至生物相容性覆盖物。在另一个实施方式中，生物相容性本体15的本体聚合物组分与生物相容性覆盖物成一体。

方法

附图公开了将器械1000附接到组织的方法，其中，两个附接锚定件10被定位在患者的软组织内位于患者软组织的真皮层1010和血管化组织床1015之间。在该位置，覆盖生物相容性本体15的生物相容性支架20与患者的宿主组织直接接触。当附接锚定件10处于适当位置时，光能被引导至植入部位处的患者皮肤。生物相容性支架20通过患者皮肤接收的光能足以引发生物相容性支架20的支架交联组分与组织的交联。取决于光能的强度，可以连续或脉动地施加光能以引发交联。

渗透重力铸造法

制造附接装置10的一种方法是渗透重力铸造。该方法包括以下步骤：

将所述生物相容性支架的一部分浸入生物相容性液体聚合物中；以及

使所述生物相容性液体聚合物固化。

生物相容性液体聚合物在固化时形成生物相容性本体的本体聚合物组分。前一段中描述的步骤产生附接装置，该附接装置包括仅覆盖生物相容性本体的一个表面的生物相容性支架。然而，生物相容性支架基本上被浸渍在生物相容性本体的本体聚合物组分内。从这个过程产生的附接装置将被称为“单面支架”附接装置。

为了产生包括覆盖生物相容性本体15的两个相对表面的生物相容性支架的附接装置(如图2至图4所示)，采取以下步骤：

将第一“单面支架”附接装置放在一边，

通过重复上述两个步骤获得第二“单面支架”附接装置；

使用粘附剂或其他方式将第一和第二“单面支架”附接装置在它们各自的聚合物表面处附接到一起。

在该实施方式中，生物相容性液体聚合物是液体硅橡胶，并且粘附剂是硅树脂粘附剂。

注射模制和临时填充物

另一种制造附接锚定件的方法是注射模制。该方法包括以下步骤：

用水溶性填充物物质浸渍生物相容性支架的顶部和底部，使得所述生物相容性支架的中间部分保持未填充；

将生物相容性液体聚合物注入所述生物相容性支架的所述中间部分中；以及

使所述生物相容性液体聚合物固化。

如果打算在体内溶解或吸收水溶性填充物物质，则可以将其留在生物相容性支架内。替代地，该方法包括进一步的步骤：

通过用水洗涤来移除所述水溶性填充物物质。

在该实施方式中，生物相容性液体聚合物是液体硅橡胶。水溶性填充物物质可以是糖类物质(诸如太妃糖)、聚乙烯醇物质(诸如聚乙烯醇凝胶)或水凝胶物质(诸如胶原水凝胶)或冰。

图5A和图5B描绘了提供的附接器械2000的另一个实施方式，其包括可适形覆盖物2500。在该实施方式中，附接器械包括由生物相容性支架-细丝复合材料制成的可适形覆盖物。覆盖物2500包括光敏交联剂，用于在光被引导至覆盖物2500时促进器械与生物组织的附接。覆盖物2500包括生物相容性支架和嵌入并固定到生物相容性支架的多个生物相容性细丝(未示出)。每根生物相容性细丝均由应变结晶形状记忆聚合物制成，并且处于聚合物的延伸配置中。所述多根生物相容性细丝中的每一根均被配置为当覆盖物2500被加热到预定温度时从形状记忆聚合物的伸长的或延伸的或应变结晶的配置转换为缩短的或松弛的配置。预定温度在57摄氏度至62摄氏度的范围内。

当医疗器械100被覆盖物2500覆盖时，所述多根细丝处于这样的布置中，该布置被配置成在将覆盖物加热到预定温度时致使支架基本上适形于医疗植入物100的外表面，如图5B所示。适形的覆盖物由附图标记2500'表示。覆盖物2500被配置成以类似于“收缩包装”的方式适形于医疗器械100的外部形状。

在该实施方式中，覆盖物2500包括光敏交联剂，以使得例如当光被引导至支架-组织界面或支架-组织界面被充分照射时能够将覆盖物2500附接到生物组织，以致使生物组织与覆盖物交联，并且因此致使生物组织和生物相容性支架之间牢固粘合。

图5A、图5B和图7例示了一个实施方式，其中覆盖物2500呈袋的形式。图5A例示了袋2500，其具有用于接收植入物或医疗器械100的开口，所述植入物或医疗器械有待被植入受试者的生物组织内或附接到受试者的生物组织。医疗器械100被定位在袋内。如上所述，图5B例示了在袋被密封并通过例如将包括医疗器械100的密封袋浸入预定温度的盐水中而将袋充分加热到预定温度使袋适形于植入物100的外部形状之后的袋。

图6示出了包括基本上包含聚己内酯(PCL)的生物相容性支架2510的覆盖物的一部分。支架2510具有分级互连多孔结构。生物相容性支架2510包含纤维和结晶PCL的组合。

生物相容性支架2510被配置为具有生物活性和仿生性，以提供有利于支架2510内的生物组织整合的环境。例如，支架2510可以具有机械转导性质以促进细胞增殖和分化。设想在其他实施方式中，可以提供被配置用于各种应用的各种类型的生物相容性支架2510。例如，支架2510可以被配置成有利于骨组织或软组织的生长，或者具有不同的分级互连多孔结构，该结构具有不同的孔隙率百分比，例如在10％至98％的范围内的孔隙率百分比。设想支架2510可以使用多种工艺制成，诸如静电纺丝或分批凝固或熔体纺丝或制模或这些方法的可行组合。

在另一个实施方式中，支架2510也可以是在支架内具有密度梯度的分级支架(未示出)。这将使软组织能够渗入并整合到支架的低密度部分内，并且例如使骨组织能够整合到支架的较高密度部分内。

图6示出了覆盖物2500的一部分，其包括嵌入生物相容性支架2500内的细长细丝2520的2维阵列，每根细丝从覆盖物2500的在使用中与植入物接触的内侧线性延伸穿过生物相容性支架2510的厚度并到达覆盖物2500的相对的外侧。

细丝2520由应变结晶的形状记忆聚合物制成。应变结晶的细丝2520呈细长且相对笔直的配置。相比之下，聚合物(未显示)的原始或缩短配置具有较短的总长度。在将应变结晶的细丝2520加热到预定温度时，它恢复到其原始的缩短的形状。有利地，当多根细丝2520被嵌入支架2510中并固定到支架2510时，在预定温度下加热覆盖物致使每根细丝同时从细长配置转换为原始或缩短的配置。当每根细丝2520收缩时，支架紧密地围绕医疗器械被张紧和拉紧。

在图6的实施方式中，每根细丝2520均是生物相容性聚合物和生物相容性玻璃的复合材料。每根细丝2520的主要成分是聚己内酯。每根细丝2520具有大约20wt％的生物活性玻璃。每根细丝2520还包括痕量的碳水化合物(>1％，含有蔗糖、葡萄糖、果糖)。在其他实施方式中，生物活性玻璃组合物可以在0至30wt％的范围内。

应变结晶的细丝2520可以通过适用于将塑料拉制成细丝线的拉制工艺形成。

在另一个实施方式中，应变结晶的细丝2520可以通过静电纺丝工艺形成。

现在描述使用拉制工艺形成每根应变结晶的细丝2520的方法。细丝的前体材料由生物相容性支架形成，其包含分子量为84,000g/mol和1.15g/cm3的聚己内酯(线性脂族聚酯)。在该实施方式中，生物相容性支架不包含生物玻璃。

然后加热支架-粉末混合物以形成熔融混合物。在这个阶段可以将生物玻璃添加到熔融混合物中。每粒生物玻璃粉末的直径在10至15微米的范围内。使用辊子将熔融混合物塑炼20秒，以消除任何结块并且确保混合物内的粉末分布均匀。该混合物在熔融成棒的同时被塑性成型或挤出，优选地具有4:1的纵横比。这提高了拉制的一致性，将聚合物撕裂或断裂以及拉制设备打滑的风险降至最低。在其他实施方式中，前体可以呈中空柱体或金字塔形或骨形的形式。在其他实施方式中，纵横比可以在3:1至10:1的范围内，然后允许冷却至标准实验室条件(22摄氏度)。

杆具有两个端部。使用夹子在其中心对杆进行折压或轻轻卷曲。

杆的一端被夹在保持件中，而另一端与旋转线轴接合。线轴在0至58摄氏度之间的温度下以例如20mm/秒的速度旋转，这从杆拉制成相对较细的应变结晶的聚己内酯细丝。在其他实施方式中，线轴可以在10至500mm/秒的范围内旋转以拉制成具有不同直径的细丝。

在没有流诱导或应变诱导的结晶的情况下，线性脂族聚酯复合材料在初始加工步骤中的结晶度通常为55-60％，而在随后的熔融冷却步骤中通常为30-45％。

冷拉引起的结晶度变化引致可测量的结晶度增加到约80％(或在70-90％的范围内)。

每根细丝经由机械拉伸(或应变)的应变结晶发生在低于聚己内酯的熔融范围的温度下，即低于60摄氏度，以诱导聚合物链在拉伸方向上的分子排列(结晶)。

在高于59摄氏度的温度下拉伸引致在拉伸样品中形成聚合物熔体，然后冷却成半结晶聚合物形式而没有应变诱导的结晶。

应变结晶引致聚合物链重新排列，使得大多数主要共价键(沿着链)与拉伸方向对齐，而大多数二次键合(弱)与拉伸方向垂直。这引致更大的强度和回弹力，并且使结晶方向上的有害蠕变降至最低。链的排列以及沿着链的二次键合的更高浓度和亲密度减少了随着时间的推移导致蠕变的链滑动。

材料组成、热机械历史及其与熔融范围相比的温度将引致拉伸(应变)速率引起不同程度的结晶度，并且相应减少拉制试样的截面厚度。

残余应力储存在应变结晶的细丝中。当细丝或拉制样品被加热至57-60摄氏度附近时，这可以作为力、位移和致动功返回。因此，当容置有医疗器械的覆盖物被放置在大约59度的盐水中时，细丝收缩并且强制支架在医疗器械周围成型。在相对较高的温度(即大于60摄氏度的温度)和高效的热传递(例如通过浸入温盐水中所提供的)的情况下，样品的收缩率可以增加到50mm/秒。

在图6所示的实施方式中，每根细丝2520的直径为20微米。在其他实施方式中，细丝的直径可以在1至50微米的范围内。在其他实施方式中，细丝的直径可以小于1微米或大于50微米。

在例示的实施方式中，每根细丝2520基本上是细长的和笔直的。在另一个实施方式中，细丝2520可以是卷曲的。在又一实施方式中，细丝可以具有螺旋形状(未示出)。在另一个实施方式中，所述多根细丝可以包括笔直细丝、卷曲细丝和/或螺旋细丝的组合。

在图6所示的实施方式中，覆盖物2500的部分包括从支架2510的一侧2511延伸到支架的另一侧2512的笔直细丝的4x4矩阵布置。在该实施方式中，每根细丝在细丝的轴向方向(平均轴向方向由Y轴表示)上增强覆盖物的强度，即形成增强的复合材料。这样，可以选择细丝2520的定向、直径和/或形状以选择性地增强生物相容性支架2510。

在图6的实施方式中，PCL细丝2520的长度可以减少高达应变结晶形式的细丝2520的长度的90％。

细丝2520将用于收缩并且因此在与细长细丝的轴线对齐的方向上拉紧生物相容性支架2510的相邻部分。

例如，延伸穿过覆盖物的厚度的垂直定向的细长细丝会引起覆盖物的厚度减小。相比之下，水平定向的细长细丝将用于减小覆盖物在细丝的轴线方向上(诸如沿着示出的X轴)的长度。

设想在其他实施方式中，细丝可以在生物相容性支架内的各个方向上被嵌入以致使覆盖物以特定方式收缩或适形于植入物的形状。

还设想适合于应用的细丝数量、材料、直径和定向类型以调整覆盖物在其未适形和适形的形状下的机械性质。

在图6的实施方式中，细丝在细丝的Y方向或轴向方向上增加的复合材料的强度比没有嵌入任何细丝的支架的强度高800％。在图6中，当支架的一部分在拉伸试验机中被张紧时，支架的孔隙率为95％。然而，与没有嵌入细丝的生物相容性支架相比，覆盖物部分的横向或x方向上的强度增加可以忽略不计。

在另一个实施方式(未示出)中，细丝可以包含聚己内酯芯，然后可以用生物活性玻璃涂覆该芯以形成宏观复合材料。这可以通过以下方式来实现：将细丝浸入丙酮-生物活性玻璃悬浮液(10vol％)或含有10wt％PCL(在1-20wt％PCL的范围内)和10wt％生物活性玻璃(或在0-20wt％生物活性玻璃的范围内)的PCL-丙酮-生物活性玻璃悬浮液中5-10秒。

在另一个实施方案(未示出)中，可以在拉制细丝之前将孟加拉玫瑰红和亚甲蓝染料添加到包含聚己内酯的前体材料中。生物相容性支架涂有水性混合物，该水性混合物含有孟加拉玫瑰红(50vol％)、亚甲蓝(50vol％)染料的均匀混合物，然后在加热之前被干燥(60摄氏度，然后塑炼)。有利地，该实施方式中的每根细丝均能够光敏交联，即当光被引导至支架和/或细丝与生物组织之间的界面时，细丝将被配置为与生物组织交联。在该实施方式中，附接器械的另一个用途是作为缝合线/细丝，其然后通过沿着细丝照射光而融合到组织。

在细丝被嵌入支架内后，可以使用丙酮溶液通过溶剂焊接将细丝附接或融合到支架。

在一实施例中，可以使用包含丙酮和10wt％聚己内酯的溶液通过溶剂焊接将细丝熔合到支架。有利地，不使用溶剂焊接施加热，因此应变结晶的细丝在熔合过程中不太可能恢复到它们的自然状态。

丙酮还可以使生物相容性支架和/或细丝内的支柱的表面纹理变得粗糙，这将促进细胞粘附。

在另一个实施例中，将每根细丝熔合到支架以将每根细丝固定在支架内可以包括使用在58摄氏度至70摄氏度范围内的温度下的水通过接触每根细丝来轻轻点焊每根细丝。这对于未应变结晶的细丝是有用的。

在细丝2520附接到支架2510形成支架-细丝复合物之后，用光敏涂层涂覆支架-细丝复合物。支架-细丝复合材料可以被选择性地涂覆。支架-细丝被选择性地涂覆，使得覆盖物具有足够的柔性以允许支架在器械被加热时基本上适形于器械的外部形状并且还能够与生物组织交联。交联与生物组织形成强碳键并且趋于使覆盖物变硬。

此外，覆盖物2500可以包括在覆盖物的生物相容性支架的外表面上或覆盖物的生物相容性支架内的生物活性玻璃，选择性地涂覆支架-细丝复合物将不会覆盖生物活性玻璃和使其在功能上退化。在该实施方式中，器械可以被选择性地涂覆，使得生物活性玻璃不被涂层掩蔽并且生物活性玻璃在原位充分暴露，以促进细胞和生物材料渗入和粘附到支架，继而又引起支架与受试者的生物组织的足够强固的结合。

在一实施方式中，用光敏交联剂和光敏染料涂覆生物相容性支架可以包括用包含光敏交联染料和光敏染料的涂层溶液涂覆器械。

在另一个实施方式中，选择性地涂覆器械可以包括通过将支架浸入包含光敏交联染料和光敏染料的溶液中来浸涂器械的至少一部分。

在又一个实施方式中，选择性地涂覆器械可以包括使用掩蔽工艺来选择性地涂覆器械的至少一部分。

涂层溶液可以包含孟加拉玫瑰红、壳聚糖、亚甲蓝和水。

在另一个实施方式中，涂层可以包含亚甲蓝和吲哚菁绿或聚己内酯、壳聚糖和乙酸的组合以及水。

有利地，当白色LED光被引导至覆盖物时，与使用亚甲蓝或吲哚菁绿时相比，当同时使用亚甲蓝和吲哚菁绿时，可以使用更大光谱的可见波长来引起交联。

在另一个实施方式中，涂层溶液可以包含孟加拉玫瑰红和亚甲蓝。这将再次提高不同波长的交联效率，因此可以利用更多的定向光进行交联。

器械2000可以被选择性地涂覆，使得支架具有足够的柔性以当器械被加热时允许支架基本上适形于器械的外部形状。

选择性地涂覆支架可以包括将生物相容性支架浸入生物相容性溶液中并将器械加热至涂层溶液的沸点以移除过量液体。

现在描述用生物活性溶液涂覆支架-细丝复合材料的实施方式。

将1.7％w/v的中等分子量壳聚糖溶解在含有2％v/v(在其他实施方式中处于1-5％v/v的范围内)乙酸和0.01％w/v(或在其他实施方式中处于0.005-0.1％w/v的范围内)孟加拉玫瑰红染料以及0.01％w/v(或在其他实施方式中处于0.000-1％w/v的范围内)亚甲蓝染料的去离子水中。溶液的目标pH应为3.5，可能处于pH 3-6的范围内。

将光动力溶液在25摄氏度的环境温度下剧烈搅拌(在使用时始终避免暴露在光下)14天(或者处于0.1至14天的范围内)以溶解染料。

可以通过对混合物同时应用超声波和一些(2-10个)短微波暴露步骤(5-25秒1200瓦)以致使温和升温(26-35摄氏度)然后冷却来减少搅拌时间。替代地，可以利用涡流混合器或spex研磨工艺(高能球磨机)将搅拌时间从14天减少到几小时。

这些步骤和后续步骤(包括支架-细丝复合物的处理、运输、灭菌、储存)必须消除任何光暴露以保持活性。

然后将光敏染料在室温下以3270g(或处于3000-24000g的范围内)离心1小时(或处于5-60分钟的范围内)以分离出任何杂质。

平衡染料水溶液(通过干燥或加水)以确保0.1vol％光动力染料溶液或处于0.01-10vol％的范围内。

然后将支架-细丝复合物浸泡在溶液中。特别地，使支架-细丝复合物经过悸动、浸泡和抽真空，以确保彻底灌注和移除夹带的气泡。

将支架-细丝风干7天，或者在干燥器中干燥24小时(或在其他实施方式中，处于5-48小时的范围内)，其中设定点为55摄氏度(或在其他实施方式中，处于35-57摄氏度的范围)。

引导白色LED光以致使交联释放氧气。覆盖物包括含有交联聚合物组分和至少一种光敏染料的涂层。光敏染料可以是在具有交联聚合物组分的溶液中的亚甲蓝、吲哚菁绿、荧光素和/或孟加拉玫瑰红。使用光敏染料的组合可提高生物相容性支架-细丝复合物在吸收白色LED光和与白色LED光反应方面的效率，因为染料对不同波段的光很敏感，因此可以利用不同波段的光来引起交联。

图7描绘了使用附接器械2000植入诸如耳蜗植入物200的植入物的过程。

覆盖物2500作为袋被提供。将耳蜗植入物200放置在袋内并且将袋密封。可以通过使用溶剂焊接将支架的部分熔合以密封闭合袋口或通过选择性地将袋的开口边缘加热至接近支架的熔融温度并将它们压在一起以密封闭合袋口来密封袋。

然后将闭合的袋放置在处于大约预定温度下的盐水浴中。预定温度为大约57摄氏度。浸入盐水浴中允许装有医疗器械的袋被盐水均匀加热。然后袋适形于医疗器械200的外部形状。

外科医生在患者50的靠近耳朵的头部中进行切口。特别地，外科医生将皮瓣切入头部皮肤中并保持皮瓣51，从而暴露目标生物组织。将包括有医疗器械的袋定位成紧邻目标生物组织。然后可以轻轻地将袋压靠目标组织，并用LED光照射几分钟(大约3到5分钟)，以将袋粘附到生物组织。

在本实施方式中，光为白光。光源是具有在10W至20W范围内的功率输出的LED。附图标记2描述了被引导至覆盖物和生物组织之间的界面的光束。

在袋和目标组织之间已发生充分粘合之后，外科医生然后可以将皮肤的皮瓣51放置在植入物上并且闭合切口以将植入物密封在患者头部内。

光可以被引导至需要附接的地方，诸如袋接触生物组织或组织-覆盖物界面的地方，以选择性地将袋与支架2510交联。

设想在其他实施方式中，可以提供各种尺寸和形状的袋以容置各种尺寸和形状的生物医学植入物。

图8示出了器械3000的实施例，其中覆盖物3500呈片的形式。例如，可以提供多个不同尺寸的片。有利地，可以将片切割成期望的尺寸和形状并且结合在一起以提供定制的附接器械。

用户可以将多个片结合在一起以包围植入物。例如，可以通过将第一片的一端和另一片的一端放在一起来结合这两个端部使得它们相接触，并且使用电烙工具将这两个端部加热到生物相容性支架的熔化温度以将这两个片融合在一起。替代地，可以将这两个片的两个端部放在一起，并且可以在熔化温度下施加水或盐水以将这两个片熔合在一起，或者可以使用如上所述的溶剂熔化将这两个片熔合在一起。

在另一个实施方式中，该器械可以包括紧固件以将片的部分(诸如片的一端)紧固到该片的另一端。替代地，可以使用紧固件将一个片的一部分附接到另一个片的一部分以形成覆盖物。

在使用中，将片或其他类型的覆盖物围绕医疗器械的至少一部分定位和固定，使得在覆盖物适形于医疗器械的外部形状之后医疗器械将被保留在覆盖物内。

在图9所示的另一个实施方式中，一条生物相容性支架3600可以作为附接器械3000的一部分被提供。可以将细长条3600熔合到片的一部分。可以将狭缝3610切入片的另一部分，例如，靠近片的另一相对端，并且将细长条3600插入狭缝3610中以形成围绕医疗器械的封围件(未示出)。例如，可以将被插入的条的一部分融合到附接器械的生物相容性支架的一部分以例如防止条在使用期间从狭缝中脱出。

在另一个实施方式中，紧固件可以是生物相容性“钩环”型紧固件。图11描绘了由生物相容性材料制成的生物相容性“钩环”型紧固件4700。紧固件的第一部分4710的第一表面层可以包括卷曲钩层。紧固件的第二部分4720的第二表面层包括被配置成与第二表面层的钩接合的环。可以使用本领域已知的常规制模方法在特定形状的硅树脂模板中形成这些钩以产生垂直于材料片延伸的细长细丝。然后对这些细丝的尖端进行热处理以使细丝卷曲，使得它们充分抓住生物相容性支架的表面(未显示)。钩环型紧固件4700可以由PCL制成。类似地，可以使用合适的制模方法形成环状表面。

具有由与生物相容性支架相同类型的材料制成的紧固件的优点在于，可以使用电烙工具或通过施加热盐水将紧固件熔合到覆盖物。

如上所述，每个片的生物相容性支架材料在生物相容性支架的有待融合的位置处开始熔化的最低温度(或熔点)是两个片各自的端部能够融合在一起的熔化温度。

图10例示了包括生物相容性锚定件5800的器械的另一个实施方式，其可以用于附接到生物组织和生物相容性支架。换句话说，生物相容性锚定件5800被配置成在使用中将生物相容性支架锚定到受试者的生物组织。在该实施方式中，生物相容性锚定件由与附接器械本体的生物相容性支架相同类型的生物相容性支架制成。因此，生物相容性锚定件也能够在与生物相容性支架相似的熔化温度下融合至本体的生物相容性支架。

在该实施方式中，生物相容性锚定件5800是相对较小件的生物相容性支架。在其他实施方式中，锚定件可以制成不同于所示实施方式的形状，诸如圆形、弯曲形、矩形或这些形状的组合。锚定件5800由与片相同类型的支架制成。生物相容性锚定件5800还涂有包含光敏交联剂(诸如壳聚糖)的溶液，以在使用中与生物组织交联。生物相容性锚定件可以具有包含如上所述的光敏染料的组合的涂层。在另一个实施方式中，生物相容性锚定件具有包含壳聚糖和甲基蓝的涂层。在其他实施方式中，包含壳聚糖和吲哚菁绿的溶液可以用于涂覆生物相容性支架。

在一实施方式中(未示出)，生物相容性锚定件5800可以是一种如上所述的生物相容性“钩环”紧固件，其中“钩环”紧固件的一部分(第一或第二部分)包含光敏交联剂和光敏染料，使得锚定件可以附接到生物组织。例如，锚定件的一部分可以具有包括钩的表面层。该部分可以被配置成与生物组织交联。包括生物相容性支架的锚定件的第二部分可以例如通过如上所述的熔合而附接到覆盖物，并且可以被配置成经由包括环的表面层与第一部分可保留地接合。

有利地，一个或多个生物相容性锚定件5800可以在植入物有待被植入的位置处附接到生物组织。因此，例如，生物相容性锚定件可以充当标记以在手术期间为植入物的定位提供导引。设想生物相容性锚定件可以用于手术计划。

由于锚定件比有待植入的医疗器械相对较小，因此锚定件体积更小，因而例如外科医生在手术期间更容易操纵，并且外科医生更容易照射组织-锚定件界面以引起交联。可以对覆盖物进行热处理以使其适形于医疗器械的外部形状，然后可以经由如上所述的熔合将覆盖物附接到锚定件。

这样做的一个优点是，生物相容性支架则不需要具有太多或任何光敏交联剂。交联使支架变硬。因此，与支架交联和在支架内交联的量越大，则在对支架施加光之后支架结构变得越硬。这种硬度可能会致使支架结构失去其形状并且不太紧密地适形于医疗器械的外表面。这可能会致使医疗器械在植入后在覆盖物内移动，从而可能引致在植入物周围主要形成非细胞纤维囊或慢性发炎纤维囊，而不是支架内生物组织的强生物整合。

因此，覆盖物必须紧密地围绕医疗器械安装。如上所述，为了确保覆盖物紧密地围绕医疗器械安装并且能够与生物组织充分交联以形成强粘合，在另一个实施方式中，可以将交联剂选择性地施加到生物相容性支架的部分。

图12描绘了覆盖物的一部分，其中细丝4520由光导材料构成。图13是通过延伸穿过一排细丝4520的中心的平面截取的截面。如图13所示。每根细丝4520从支架-细丝复合物的一侧延伸到另一侧。

每根细丝均由光导材料制成。在本实施方式中，每根细丝由45S5生物活性玻璃(生物玻璃)制成。有利地，以这种方式在支架内使用生物玻璃允许增强组织-支架界面的照明并且允许光更好地进入组织-支架界面。

有利地，生物玻璃45S5具有类似于羟基磷灰石的组成，羟基磷灰石是骨的矿物质成分，因此可提供良好的骨传导性和生物活性。生物玻璃45S5也是可生物降解的。

图12示出了光如何通过支架传导到生物组织-支架界面。光被引导至支架的第一表面。被照射的第一表面上的生物玻璃细丝的尖端4522充当光接收节点。如经由延伸穿过每根生物玻璃细丝的垂直线所示，光基本上线性地传导通过每根生物玻璃细丝的本体到达每根细丝的相对的尖端4521。

相对的尖端4521或邻近组织-支架界面的尖端的曲率衍射光，使得组织-支架界面的相对较宽的区域被照射以增强生物组织与支架的交联。细丝4520用于聚焦和导引光通过支架而不散射。生物玻璃细丝4522的直径、数量以及相邻生物玻璃细丝之间的间距可以变化以充分覆盖组织-支架界面处的覆盖物表面的期望区域。

而且，以此方式，外科医生不能直接照射的难以接近的覆盖物的部分或表面可以通过光导细丝4520被间接照射以将生物组织与覆盖物粘合。

在其他实施方式中，生物玻璃细丝可以是螺旋形的。有利地，螺旋细丝将使覆盖物的硬度低于轴向杆。螺旋细丝将增强覆盖物适形于医疗器械的外部形状的能力。在另一实施方式中，细丝可以具有螺旋形状。螺旋形状的优点是螺旋形细丝可以沿其中心轴线被压缩或缩短长度，这在轴向方向上为覆盖物提供了柔性。然而，螺旋形状也提供了横向方向上的硬度。

图13示出了器械6000的另一个实施方式。器械6000包括第一袋，其是不包含光敏交联材料或光敏染料的可适形覆盖物6500。器械6000还包括第二袋6900。第二袋6900由生物相容性支架材料制成以允许组织整合并且包含光敏交联剂和光敏染料。第二袋6900可以包括应变结晶的细丝，但是在该实施方式中，第二袋6900不包括这样的细丝。医疗器械200被放置在第一袋6500内，该第一袋然后被密封。然后对第一袋6500施加足够的热(诸如通过浸入处于预定温度的盐水浴中)以致使第一袋中的多根生物相容性细丝收缩，并且致使覆盖物基本上适形于医疗器械的外部形状。适形的第一袋由附图标记6500'表示。

将包括医疗器械200的第一适形袋6500'放入第二袋6900中。将第二袋6900密封然后植入患者50中。进行切口以移除患者头部的皮肤组织，从而暴露目标生物组织。将包括适形的第一覆盖物6500'的器械6000定位在受试者的目标生物组织附近，使得生物相容性支架与生物组织接触。将光引导至第二袋的生物相容性支架和第二袋的生物组织之间的界面以促进第二袋与生物组织的交联。

如图14所示，该方法还可以包括使用注射器4将盐水3注入第二袋中以冷却生物组织，同时将光束2从光源1引导至第二袋6900中。有利地，填充有盐水3的第二袋6900推动第二袋(包含光敏交联材料和光敏染料)6900的壁抵靠目标生物组织55，并且还有助于将光传导和导引至第二袋6900和目标生物组织55之间的界面(尤其是不能被直接照射的界面部分)以增强交联。箭头表示照射方向。这允许外科医生将第二袋6900固定到目标生物组织55，而不必在器械6000和生物组织周围过多操纵或无需移动器械6000和破坏界面。

本文描述的附接器械被配置成在手术或植入后的第一周固定软组织附接，直到发生通过支架的直接组织附接和向内生长。这降低了植入物出现早期微动并导致在植入物周围形成纤维囊的可能性。本文描述的附接器械可增加活的软组织或硬组织邻接抵靠植入物的可能性，从而引致最终整合在受试者的体内。本文描述的附接器械可将流体层和主要非细胞纤维囊或慢性发炎的纤维囊在植入物周围形成从而导致受试者身体排斥植入物的可能性降至最低。此外，有利地，交联过程从包含光敏交联染料和试剂的覆盖物的被照射部分释放氧。这些被照射部分上存在的任何细菌也将被杀死。因此，将医疗器械附接或连接到生物组织的方法还允许对器械进行灭菌。

设想上述附接器械可以与神经刺激器植入物(诸如耳蜗、脊髓刺激器，深度脑部刺激器)一起使用。所述器械可以用于一般重建手术(诸如与软组织修复、疝气、食道问题相关的手术)。

设想上述附接器械可以与整形外科植入物、自体移植物、异种移植物、半月板修复(膝关节手术)一起使用。

设想上述附接器械可以与经皮入口/基台(牙科植入物、BAHA植入物、心脏辅助器械)一起使用。

用于协助自体移植物或移植组织的成形、粘附、手术整合包括减轻自体移植物的松动、迁移、挤压。

发明范围

因此，虽然已经描述了被认为是本发明的优选实施方式的内容，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对其进行其他和进一步的修改，并且旨在要求所有这些改变和修改落在本发明的范围内。

实施方式：

在整个说明书中对“一个实施方式”或“一实施方式”的引用意味着结合实施方式描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方式中。因此，在整个本说明书各处出现的表述“在一个实施方式中”或“在一实施方式中”不一定都指代而是可以指代相同的实施方式。此外，可以任何合适的方式组合特定的特征、结构或特性，如本领域普通技术人员在一个或多个实施方式中本发明所显而易见的。

包含和包括

在所附权利要求和本发明的前述描述中，除非上下文由于表达的语言或必要的暗示而另有要求，否则“包含(comprise)”一词或诸如“包含(comprises)”或“包含(comprising)”之类的变体以包含性的意义进行使用，即指定所述特征的存在但不排除在本发明的各个实施方式中存在或添加其他特征。

用于本文的术语“包括(including)”或“其包括(which includes)”或“其包括(that includes)”中的任何一个也是开放式术语，也意味着至少包括该术语之后跟随的元素/特征，但不排除其他元素/特征。因此，“包括”与“包含”同义并等同于“包含”。

工业实用性

根据上文显而易见的是，所描述的布置适用于医疗器械行业。

Claims (42)

1.界定本发明的权利要求如下：

一种用于医疗器械的可适形覆盖物，包括：

多孔生物相容性支架；

嵌入并且固定到所述生物相容性支架的多根生物相容性细丝，每根所述生物相容性细丝被配置为在所述覆盖物被加热到预定温度时从延伸配置转换为缩短配置，

其中，在使用中，在用所述覆盖物牢固覆盖医疗器械并且将所述覆盖物加热到所述预定温度时，所述多根生物相容性细丝被配置在所述支架内，以致使所述覆盖物适形于所述医疗器械的外部形状。

2.根据权利要求1所述的可适形覆盖物，其中，所述生物相容性支架包含光敏交联剂，所述光敏交联剂用于在光被引导到所述生物相容性支架上时促进所述覆盖物与生物组织的粘合。

3.根据权利要求1所述的可适形覆盖物，其中，所述多根生物相容性细丝中的至少一根包含光敏交联剂，所述光敏交联剂用于在光被引导到所述覆盖物上时促进所述覆盖物与生物组织的粘合。

4.根据权利要求1所述的可适形覆盖物，其中，所述覆盖物呈片形式。

5.根据权利要求1所述的可适形覆盖物，其中，所述覆盖物呈袋的形式，所述袋被配置为将医疗器械容置于所述袋的空腔内。

6.一种用于将医疗器械连接到受试者的生物组织的附接器械，所述附接器械包括：

根据权利要求1所述的可适形覆盖物；

所述覆盖物包含光敏交联剂和光敏染料，用以在光被引导到所述覆盖物上时促进所述覆盖物与受试者的生物组织的交联。

7.根据权利要求6所述的附接器械，其中，所述生物相容性支架具有分级多孔互连结构并且由聚己内酯制成。

8.根据权利要求6所述的附接器械，其中，所述预定温度在58摄氏度至60摄氏度的范围内。

9.根据权利要求6所述的附接器械，其中，所述生物相容性支架包括密度梯度，用以促进所述支架内的软组织、向硬组织过渡区以及硬组织的整合。

10.根据权利要求6所述的附接器械，其中，每根生物相容性细丝均由应变结晶形状记忆聚合物组成。

11.根据权利要求6所述的附接器械，其中，所述光敏交联材料为壳聚糖。

12.根据权利要求6所述的附接器械，其中，所述生物相容性支架涂有光敏染料。

13.根据权利要求6所述的附接器械，其中，所述光敏染料包括孟加拉玫瑰红和亚甲蓝。

14.根据权利要求6所述的附接器械，其中，所述光敏染料包括亚甲蓝和吲哚菁绿。

15.根据权利要求6所述的附接器械，其中，所述光为白色LED光。

16.根据权利要求6所述的附接器械，其中，所述生物相容性细丝包括光导生物活性材料。

17.根据权利要求16所述的附接器械，其中，所述光导生物活性材料为生物活性玻璃。

18.根据权利要求17所述的附接器械，其中，在使用中，每根光导生物活性细丝在所述覆盖物的第一表面和相对表面之间延伸穿过所述覆盖物的整个厚度，使得每根细丝的一端为光接收节点，并且第二细丝的相对端位于生物组织和所述覆盖物之间的界面附近。

19.根据权利要求6所述的附接器械，还包括嵌入和/或固定到所述生物相容性支架的至少一个生物相容性导管。

20.根据权利要求19所述的附接器械，其中，所述至少一个生物相容性导管具有用以将物质保留在所述导管内的密封端，并且所述至少一个生物相容性导管由半透性材料制成。

21.根据权利要求6所述的附接器械，还包括至少一个生物相容性紧固件，用于在使用中将所述生物相容性支架的一部分紧固到所述生物相容性支架的另一部分或紧固到另一生物相容性支架，以形成围绕所述医疗器械的封围件。

22.根据权利要求7所述的附接器械，还包括至少一个生物相容性锚定件，用于在使用中将所述生物相容性支架锚定到受试者的生物组织。

23.根据权利要求22所述的附接器械，其中，所述生物相容性锚定件包括生物相容性支架，所述生物相容性支架包含位于所述锚定件的至少一个表面上的光敏交联剂和光敏染料。

24.一种制备用于将医疗器械连接到受试者的组织的附接器械的方法，所述方法包括：

提供生物相容性支架，所述生物相容性支架被配置为促进所述支架内的生物组织整合；

提供多根生物相容性细丝，每根细丝包含应变结晶形状记忆聚合物；

将所述多根生物相容性细丝嵌入所述生物相容性支架内；

将每根细丝熔合到所述支架，以将每根细丝固定在所述支架内，以及

用光敏交联剂和光敏染料涂覆所述生物相容性支架。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述多根生物相容性细丝中的至少一根呈螺旋形状。

26.根据权利要求24所述的方法，其中，每根细丝均包含光敏交联剂和光敏染料。

27.根据权利要求24所述的方法，其中，涂覆所述生物相容性支架包括施加包含孟加拉玫瑰红、亚甲蓝壳聚糖和水的涂层溶液。

28.根据权利要求24所述的方法，其中，涂覆所述生物相容性支架包括在所述支架的一部分处涂覆，使得在使用中，已进行交联后所述支架具有足够的柔性，以允许所述支架保持基本适形于所述器械的外部形状。

29.根据权利要求24所述的方法，其中，嵌入所述至少一根生物相容性细丝包括：

提供与所述至少一根生物相容性细丝中的细丝的形状和尺寸基本相同的螺旋线；

所述螺旋线具有第一端和第二端；

将螺旋生物相容性细丝的一端附接到所述螺旋线的第二端；

将所述螺旋线旋转插入所述支架中，以形成螺旋通道来将所述生物相容性细丝容置在所述支架内；

通过继续旋转所述螺旋线穿过所述支架，直到路径被所述生物相容性细丝填充并且所述螺旋线脱离所述支架，来从所述支架移除所述螺旋线；

从所述生物相容性细丝分离所述螺旋线。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，将每根细丝熔合到所述支架以将每根细丝固定在所述支架内包括使用包含丙酮的溶液进行溶剂焊接。

31.根据权利要求29所述的方法，其中，将每根细丝熔合到所述支架以将每根细丝固定在所述支架内包括通过在58摄氏度至72摄氏度的范围内的温度下使用水接触每根细丝来点焊每根细丝。

32.一种制备用于将医疗器械连接到组织的器械的方法，所述方法包括：

提供生物相容性支架；

提供空心针布置，每根针均具有内部通道；

根据任何插入生物相容性细丝或生物相容性导管

将所述空心针布置至少部分地插入所述支架中，以在所述支架内产生空隙来容置每根细丝；

相对于每根细丝移动每根空心针，以从所述支架移除每根空心针，使得所述细丝保留在所述空隙内；以及

将所述生物相容性细丝固定到所述生物相容性支架。

33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述布置是空心针的2维矩阵。

34.根据权利要求32所述的方法，其中，所述生物相容性细丝由生物玻璃制成。

35.根据权利要求34所述的方法，包括将所述生物相容性细丝的端部弄圆。

36.一种使用附接器械将医疗器械连接到受试者的生物组织的方法：

提供医疗器械，所述医疗器械具有外部形状；

提供根据权利要求7所述的附接器械；

围绕所述医疗器械的至少一部分定位和固定所述附接器械的所述覆盖物，使得所述覆盖物适形于所述医疗器械的所述外部形状后，所述医疗器械将被保留在所述覆盖物内；

对所述器械的所述覆盖物施加足够的热，以致使所述至少一根生物相容性细丝改变形状，并且致使所述覆盖物基本适形于所述医疗器械的所述外部形状；

将包括所述医疗器械的所述附接器械定位在受试者的所述生物组织内，使得所述覆盖物在界面处与所述生物组织接触，以及

将光引导至所述界面以促进所述覆盖物与所述生物组织的交联。

37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述光为白光。

38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述光源是LED并且具有在10W至20W之间的功率输出。

39.根据权利要求36所述的方法，其中，施加足够的热包括将所述覆盖物浸入处于所述预定温度的热盐水溶液中。

40.根据权利要求36所述的方法，其中，所述覆盖物包括袋。

41.一种将医疗器械连接到受试者的生物组织的方法，所述方法包括：

提供医疗器械，所述医疗器械具有外部形状；

提供第一袋，所述第一袋包含用于生物组织整合的生物相容性支架；

提供根据权利要求7所述的附接器械，其中，所述可适形覆盖物呈袋的形式，所述袋为第二袋；

将所述医疗器械插入所述第一袋内并且密封所述第一袋；

对所述第一袋施加足够的热，以致使所述覆盖物内的所述至少一根生物相容性细丝收缩，并且致使所述覆盖物基本适形于所述医疗器械的所述外部形状；

将包括所述医疗器械的所述第一袋插入所述第二袋中并且密封所述第二袋；

将所述第二袋定位在受试者的所述生物组织附近，使得所述覆盖物在界面处与所述生物组织接触，以及

将光引导至位于所述第二袋的所述生物相容性支架和所述第二袋的所述生物组织之间的所述界面，以致使所述第二袋与所述生物组织交联。

42.根据权利要求41所述的方法，还包括在将光引导至所述界面时，使用注射器将盐水注入所述第二袋中以冷却所述生物组织，从而防止对组织的损伤，并且用以将光从所述第二袋内导引至位于所述生物组织和所述第二袋之间的交联界面。

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