TWI486145B - Tie wire with laser nail - Google Patents

Description

紮線帶鐳射釘

本發明申請要求於2011年04月13日提交的名稱為「紮線帶鐳射釘」的第61/475044號美國臨時專利申請的優先權，該專利申請的全部內容通過引用併入本文。

本發明是關於治療骨折的裝置，更具體地，本發明是關於用於固定折骨的植入體。

經常利用諸如接骨螺釘的骨固定部件固定斷裂的骨。選擇用在特定手術中的接骨螺釘的長度通常基於許多不同因素，例如所要固定的骨的尺寸、所要固定的骨的位置以及插入接骨螺釘的所需角度。當應用標準接骨螺釘穿過斷裂骨時，穿線會沿著同一方向牽引骨斷片，使得無法壓緊斷裂骨。在該情況下為了實現壓緊，需要軸螺釘，使得穿線將僅在骨折位置的反面上接合骨斷片。上述所有選擇需要各種長度和結構的專用螺釘，這增多了這些手術所需的材料。還有，接骨螺釘經常脫離驅動件，這使這些手術複雜。

本發明是關於用於治療骨的裝置，該裝置包括細長主體，該細長主體的尺寸和形狀設計為用於插入到骨中且該細長主體從近側端部縱向延伸至遠側端部，該細長主體包括延伸穿過細長主體的通道和沿該細長主體的外表面的塗層，該塗層適合於吸收所選頻率的光，使得當所選頻率的光應用至該塗層時，該塗層的一部分熔化以形成塊；和第一錨固部件，該第一錨固部件可滑動地安裝在該細長主體上且可沿著該細長主體從該細長主體的近側端部的第一位置移動到與已插入有該細長主體的骨鄰近的第二位置，以和該塊配合以將該細長主體固定到骨。

可以參照如下描述以及附圖進一步理解本發明，其中相同的部件採用相同的附圖標記表示。本發明是關於治療骨折的裝置，具體地是關於用於固定折骨的植入體。本發明的示例性實施方式描述一種裝置，該裝置包括鐳射釘(L-釘)技術，該技術能夠使該裝置的部分熔化以將該裝置保持在合適的位置中。例如，當熔化時，該裝置的遠側端部徑向膨脹以在骨內或緊靠骨錨固該裝置，同時紮線帶機構沿著該裝置向遠側滑動以將壓緊應用於折骨。應當注意，本文使用的術語「近側」以及「遠側」目的是指朝向(近側)以及遠離(遠側)裝置的使用者的方向。

如圖1-9所示，根據本發明的示例性實施方式的裝置100包括主體102和連接到主體102的多個錨固部件，該主體102的尺寸和形狀設計為用於插入到斷裂骨10中。錨固部件可以是紮線帶頭部104，該紮線帶頭部沿主體102的近側端部106預組裝或在外科手術過程中安裝在主體102上。主體102可以插入到骨10中，利用鐳射釘技術可以熔化其遠側端部108。然後，一個紮線帶頭部104可沿主體102滑動到靠近骨10的近皮層12的外側的目標位置中。接著，可切去主體102的在與骨10相鄰的紮線帶頭部104的近側的剩餘部分，以使主體102的剩餘部分和剩餘的紮線帶頭部104可被再次使用。

如圖1-2所示，主體102由近側端部106至遠側端部108縱向延伸且包括貫穿主體102的通道110。在一個示例性實施方式中，主體102基本為管型，且其直徑介於2mm和5mm之間。然而，本領域技術人員可以理解，主體102可以具有各種形狀和尺寸中的任一種形狀和尺寸，只要主體102構造成能夠貫穿骨10的一部分或插入到骨10的一部分中。在一種應用中，主體102可插入到骨10中，直至遠側端部108向遠側延伸穿過骨10的遠皮層。設計通道110的尺寸和形狀，使該通道110將鐳射光纖116或其它鐳射裝置容納於其中。主體102可以由諸如塗有熱塑性聚合物114的金屬芯112形成，該熱塑性聚合物114包括有色顏料以吸收與其一起使用的雷射器產生的波長的光。在一示例性實施方式中，熱塑性聚合物塗層114可以圍繞芯112的全部外表面延伸。在一可選實施方式中，熱塑性聚合物塗層114可以塗覆到芯112的一個或多個部分上，而芯112的未塗覆部分或塗覆有透明聚合物(或其它的不受鐳射影響的聚合物)的部分在鐳射應用到其上時將不會熔化。

鐳射光纖116由其遠側尖部徑向地發射鐳射。因此，當鐳射光纖116插入到通道110中且被啟動時，在遠側尖部的鐳射使主體102的遠側端部108的熱塑性聚合物114熔化。具體地，在遠側端部108處的熱塑性聚合物塗層114內的有色顏料吸收鐳射能量，使該聚合物熔化以形成塊118，當該塊118冷卻時，其以膨脹形狀變硬。因此，塊118防止主體102的遠側端部108向近側移回到骨10內。

一個或多個紮線帶頭部104可以沿著主體102的近側端部106定位且可沿主體單獨地移動。一旦主體102已按照需要定位在骨10中且遠側端部108已熔化形成塊118，最遠側的一個紮線帶頭部104a可以沿主體102移動以鄰近所需位置處的近皮層12，沿主體102對骨10施加壓緊。例如，可以在主體102上擠壓最遠側的紮線帶頭部104a以將最遠側的紮線帶頭部104a固定在主體102的所需位置中。然後切除主體102的從該紮線帶頭部104a向近側延伸的剩餘段120，緊固鄰接骨10的最遠側的紮線帶頭部104a以壓緊骨10的斷裂處。具體地，可以通過沿主體102的植入部分122向遠側移動最遠側的紮線帶頭部104a以使其壓緊斷裂骨10，來緊固紮線帶頭部104a。例如，可以通過主體102的帶鍵部分和紮線帶頭部104來防止在緊固最遠側的紮線帶頭部104a期間，該紮線帶頭部104a繞著主體102轉動。例如，在一個實施方式中，主體102可以具有非圓形橫截面，對應於貫穿紮線帶頭部104a的非圓形孔。在另一個實施方式中，主體102可以包括在圍繞其外表面延伸的齒狀物。因此，一旦最遠側紮線帶頭部104a壓在齒狀物上，該紮線帶頭部104a的內表面將接合上述齒狀物的表面以防止紮線帶頭部104a相對於主體102轉動。

在又一實施方式中，主體102具有沿其長度的螺紋。類似於其它的實施方式，使該最遠側的紮線帶頭部104a在該螺紋上前移以施加初始的壓緊。然後，紮線帶頭部104a繞螺紋轉動以實現最後的壓緊，可通過相對于主體向近側或向遠側移動紮線帶頭部104a來施加更大或更小的壓緊。當然，上述轉動也可以用於將紮線帶頭部104a從主體102上完全移出。將紮線帶頭部104a調節到所需位置後，例如，可以將紮線帶頭部104壓皺在主體102上以將其固定在該位置。

可以再利用剩餘段120和剩餘的紮線帶頭部104。在一個實施方式中，該裝置包括四個紮線帶頭部104。然而，本領域的技術人員可以理解，裝置100可以包括任何數量的紮線帶頭部104，這取決於裝置100可以被使用的次數。類似地，主體102的長度也可以取決於裝置100可以被使用的次數而不同。例如，主體102可以具有介於20mm至240mm之間的長度。因此，紮線帶頭部104的數量也可對應於主體102的長度。本領域技術人員可以理解，儘管具體地描述了多個紮線帶頭部104，但裝置100可以包括一個紮線帶頭部104。

根據使用裝置100的示例性外科手術技術，如圖3所示，骨10的斷裂部分被重定，沿著主體102插入到骨10中以固定斷裂部分的所需路徑來貫穿骨10地鑽孔16。然後，如圖4所示，通過所鑽的孔16插入主體102，直至該裝置的遠側端部108向遠側延伸經過骨10的遠皮層(例如經過遠皮層14的外表面)。如圖5所示，然後通過通道110插入雷射器116，直至雷射器116的遠側尖部徑向佈置在主體102的遠側端部108內，以及如圖6所示，雷射器116被啟動以熔化遠側端部108以形成塊118。如上述，塊118防止主體102的遠側端部108向近側被拉回到骨10內。

然後，將雷射器116從裝置100上移走，使最遠側的紮線帶頭部104a沿主體102向遠側滑動，直至其緊靠骨10的近皮層12的外表面，如圖7所示。一旦已沿主體102按照需要地定位最遠側的紮線帶頭部104a，將從紮線帶頭部104向近側延伸的主體102的剩餘段120從植入部分122上切下來，如圖8所示。剩餘的紮線帶頭部104保持沿剩餘段120的近側端部106定位。然後，按照需要緊固最遠側的紮線帶頭部104a以對骨10實現如所需的壓緊。如圖9所示，因為塊118緊靠遠皮層14，則緊固最遠側的紮線帶頭部104(即相對於植入部分122向遠側移動最遠側的紮線帶頭部104a)來壓緊骨10。

主體102的剩餘段120和剩餘的紮線帶頭部104可以再使用以固定其它的骨或骨10的其它部分。可以以如上該的相同方式利用剩餘段120和剩餘的紮線帶頭部104，直至剩餘段不足以壓緊骨和/或不再有紮線帶頭部104剩餘。在一可選實施方式中，如圖10所示，裝置100’可以基本類似於以上該的裝置100，但是其可構造成一次性使用。例如，主體102’的長度可以選擇為提供一次性骨壓緊且裝置100’可以包括單個紮線帶頭部104’。此外，由於裝置100’適合於一次性使用，主體102’可以僅沿遠側端部108’包括熱塑性塗層114’。然而，本領域技術人員能夠理解，熱塑性塗層114’可以沿主體102’的任何部分或全部外表面延伸。例如，主體102’的多個部分可以用透明的聚合物(或其它的不受鐳射影響的聚合物)塗覆以引導鐳射至遠側端部108’，以使沿遠側端部108’的熱塑性塗層114’內的有色顏料吸收鐳射能量，使在遠側端部108’處的聚合物熔化以形成塊，該塊以膨脹形狀硬化。可以以基本上類似於上述外科手術技術的方式使用裝置100’。具體地，主體102’插入骨以使遠側端部108’向遠側延伸且超過骨的遠皮層。然後，穿過主體102’插入雷射器並向主體102’施加能量以使沿著遠側端部108’的著色聚合物塗層熔化以形成塊。然後，可以移走雷射器並沿著主體102’向遠側移動紮線帶頭部104’以根據需要壓緊骨。然而，本領域技術人員可以理解，裝置100’可以不需要將主體102’的剩餘段從主體102’的植入部分切下來，因為主體102’的長度可以專門選為用於一次性使用。

可選地，主體102’可以由諸如為聚乳酸或聚己內酯的透明的聚合物材料形成，而不是塗覆有聚合物材料，該透明的聚合物材料可以為定向(oriented)的或非定向的。該聚合物可以包括其它的膨脹物質，例如，泡沫水或泡堿。遠側端部108’可以包括諸如有色顏料的鐳射吸收材料以使當對主體102’應用鐳射時，聚合物的著色部分熔化以形成塊。因為主體102’由不受鐳射能量影響的透明的聚合物材料形成，則應用至主體102’的鐳射將朝向在遠側端部108’處的著色部分，以使主體102’不需要貫穿主體102’的通道來容納鐳射裝置。有色顏料可以為諸如吲哚菁綠或藍9號。

根據又一示例性實施方式，如圖11所示，裝置100可以結合接骨板20使用。沿著骨10的近皮層12定位接骨板20，骨10中的斷裂部分被重定，可以以基本上類似于上文描述的外科手術技術的方式使用裝置100。具體地，可以通過接骨板20的開口22鑽一孔，主體102被插入到該孔中，如上文該。遠側端部108相似地熔化成塊118以及沿著主體102向遠側移動紮線帶頭部104。然而，紮線帶頭部104緊靠接骨板20的表面24，而不是緊靠骨10的近皮層。紮線帶頭部104可以被相似地緊固以壓緊斷裂的骨10。

如圖12所示，裝置200可以基本上類似於如上該的裝置100，該裝置200包括主體202和連接到該主體202且可沿著主體202滑動的多個錨固部件204，。類似於裝置100，主體202由近側端部206縱向延伸至遠側端部208且包括沿著其長度的熱塑性聚合物塗層214，使得鐳射裝置可以使遠側端部208熔化，如上文該。然而，錨固部件204並不類似上文關於裝置100所描述的通過紮線帶機構來沿著主體202固定到主體202的所需位置。更確切地，通過使所需位置的熱塑性聚合物熔化，錨固部件204可以沿著主體202焊接到主體202的該所需位置中。

錨固部件204可以包括貫穿錨固部件204以容納主體202的開口224和多個徑向延伸的翼片226。翼片226可以相對於彼此彎曲，使得當錨固部件204沿骨的近皮層定位時，翼片226可以變形以適合近皮層的表面。儘管錨固部件204具體地顯示為包括徑向延伸的翼片226的基本上平面型的部件，但本領域技術人員可以理解，錨固部件204可以具有各種形狀和尺寸中的任一種形狀和尺寸，只要錨固部件204由這樣的材料形成：通過使與錨固部件204的位置對應的位置處的熱塑性聚合物塗層214熔化，該材料可以焊接至主體202。例如，錨固部件204可以由金屬材料形成。

可以以基本上與如上關於裝置100該的示例性外科手術技術類似的方式利用裝置200。具體地，將主體202插入到骨中，直至遠側端部208向遠側延伸超過骨的遠皮層。然後，鐳射裝置插入貫穿主體202的通道，直至鐳射裝置的遠側端部徑向位於遠側端部208內，使得遠側端部208熔化以形成塊。一旦塊形成在遠側端部208處，該錨固部件204中的最遠側的一個沿主體202向遠側移動直至其在沿著主體202的所需位置中擠壓骨的近皮層。最遠側的錨固部件204應當抵靠著近皮層施壓，同時該遠側端部208處的塊抵靠著遠皮層施壓。鐳射裝置的遠側端部徑向地位於主體202內的與該最遠側的錨固部件204相對應的所需位置中。啟動鐳射裝置以使在所需位置處的熱塑性聚合物214熔化，使得錨固部件204焊接至熱塑性聚合物214。從最遠側的錨固部件204向近側延伸的主體202的剩餘段可以從主體202的植入部分上切下來，使得剩餘段可以再利用以固定其他的骨或該骨的其它部分，如以上關於裝置100所描述的。

本領域技術人員可以理解，裝置200可以包括任意數量的錨固部件204，這取決於裝置200的期望使用次數，類似地，可以針對期望的使用次數來選擇細長主體202的長度。可選地，裝置200可以構造為一次性使用，該裝置200包括單個錨固部件204和具有相應長度的主體202。

對於本領域技術人員來說將顯而易見的是，可以對本發明的結構和方法做出各種修改和改變，而不脫離本發明的精神或範圍。例如，在如上該的任一方法中，主體102的遠側端部可以位於一骨中，緊靠該骨的內部結構。因此，目的是，只要本發明的修改和變化落在本權利要求書以及其等同物的範圍內，則本發明涵蓋這些修改和變化。

10．．．骨

100、100’．．．裝置

102、102’．．．主體

104、104’、104a．．．紮線帶頭部

106．．．近側端部

108、108’．．．遠側端部

110．．．通道

112．．．芯

114、114’．．．熱塑性聚合

116．．．鐳射光纖

118．．．塊

120．．．剩餘段

122．．．植入部分

2．．．接骨板

200．．．裝置

202．．．主體

204．．．錨固部件

206．．．近側端部

208．．．遠側端部

214．．．熱塑性聚合物塗層

圖1示出根據本發明的示例性實施方式的裝置的側視圖；

圖2示出圖1的裝置的主體的橫斷面圖；

圖3示出骨的側視圖，其中骨折部分被重定且穿過該骨鑽一孔以容納圖1的裝置；

圖4示出插入到圖2的骨中的圖1的裝置的側視圖；

圖5示出插入到圖1的裝置中的雷射器的側視圖；

圖6示出使圖1的裝置的遠側端部熔化的雷射器的側視圖；

圖7示出圖1的裝置的重新定位的紮線帶頭部的側視圖；

圖8示出從圖1的裝置的植入部分切斷的剩餘部分的側視圖；

圖9示出圖1的裝置的植入部分的側視圖；

圖10示出根據本發明的一可選的實施方式的裝置的側視圖；

圖11示出用於與接骨板結合使用的圖1裝置的側視圖；以及

圖12示出根據本發明的另一示例性實施方式的裝置的透視圖。

100．．．裝置

102．．．主體

104．．．紮線帶頭部

106．．．近側端部

108．．．遠側端部

Claims (24)

1. 一種用於治療骨的裝置，該裝置包括：細長主體，該細長主體的尺寸和形狀設計為適用於插入到骨之鑽孔中且該細長主體從近側端部縱向延伸至遠側端部，該細長主體包括延伸穿過該細長主體的通道和沿該細長主體的外表面佈置的塗層，該塗層適合於吸收所選頻率的光，使得當所選頻率的光應用至該塗層時，在該遠側端部之該塗層的一部分熔化以形成塊，其中該遠側端部其橫截面初始尺寸在該塗層未吸收該所選頻率的光前係小於該鑽孔，該塊具有之第二橫截面尺寸皆大於該橫截面初始尺寸以及該鑽孔之尺寸；以及第一錨固部件，該第一錨固部件可滑動地安裝在該細長主體上且可沿著該細長主體從該細長主體的近側端部的第一位置移動到與已插有該細長主體的骨鄰近的第二位置，以和該塊配合以將該細長主體固定到骨。
2. 如申請專利範圍第1項所述用於治療骨的裝置，其中，該塗層由熱塑性聚合物形成，該熱塑性聚合物包括吸收該所選頻率的光的顏料。
3. 如申請專利範圍第1項所述用於治療骨的裝置，其中，該細長主體的近側部分可從第一植入部分上切下來，該第一植入部分從該遠側端部延伸到該第一錨固部 件，該裝置包括第二錨固部件，其中，該細長主體的該近側部分的長度足以形成第二植入部分。
4. 如申請專利範圍第3項所述用於治療骨的裝置，該裝置還包括第三錨固部件，其中，該細長主體的該近側部分的長度足以形成第三植入部分。
5. 如申請專利範圍第1項所述用於治療骨的裝置，其中，該塗層沿該細長主體的整個外表面延伸。
6. 如申請專利範圍第1項所述用於治療骨的裝置，其中，該塗層環繞該細長主體的該遠側端部。
7. 如申請專利範圍第1項所述用於治療骨的裝置，其中，該第一錨固部件包括從其徑向延伸的多個可變形的翼片。
8. 一種用於治療骨的系統，該系統包括：骨固定裝置，其包括：細長主體，該細長主體的尺寸和形狀設計為適用於插入到骨中且該細長主體從近側端部縱向延伸至遠側端部，該細長主體包括延伸穿過該細長主體的通道和沿該細長主體的外表面的塗層，該塗層適合於吸收所選頻率的光，使得在所選頻率的光應用于該塗層時，在該遠側端部之該塗層的一部分熔化以形成塊，其中該遠側端部在該塗層未吸收該所選頻率的光前具有一 橫截面初始尺寸，該塊具有之第二橫截面尺寸係大於該橫截面初始尺寸；第一錨固部件，該第一錨固部件可滑動地安裝在該細長主體上且可沿著該細長主體從細長主體的該近側端部的第一位置移動到與已插入有該細長主體的骨相鄰的第二位置，以與該塊配合以將該細長主體固定到骨；以及光纖，該光纖的尺寸和形狀設計為適用於插入到該細長主體的通道中且從該光纖的遠側尖部發射光。
9. 如申請專利範圍第8項所述用於治療骨的系統，該系統還包括含開口的接骨板，該開口的尺寸和形狀設計為適於接納穿過該開口的該細長主體。
10. 如申請專利範圍第8項所述用於治療骨的系統，其中，該塗層由熱塑性聚合物形成，該熱塑性聚合物包括吸收所選頻率的光的顏料。
11. 如申請專利範圍第8項所述用於治療骨的系統，其中，該細長主體的近側部分可從第一植入部分上切下來，該第一植入部分從該遠側端部延伸到該第一錨固部件，該裝置包括第二錨固部件，其中，該細長主體的該近側部分的長度足以形成第二植入部分。
12. 如申請專利範圍第11項所述用於治療骨的系統，該 系統還包括第三錨固部件，其中，該細長主體的該近側部分的長度足以形成第三植入部分。
13. 如申請專利範圍第8項所述用於治療骨的系統，其中，該塗層沿該細長主體的整個外表面延伸。
14. 如申請專利範圍第8項所述用於治療骨的系統，其中，該塗層環繞該細長主體的遠側端部。
15. 如申請專利範圍第8項所述用於治療骨的系統，其中，該第一錨固部件包括從其徑向延伸的多個可變形的翼片。
16. 一種用於治療骨的裝置，該裝置包括：細長主體，該細長主體的尺寸和形狀設計為用於插入到骨中且該細長主體從近側端部縱向延伸至遠側端部，該細長主體包含延伸穿過該細長主體之通道，該通道用於接受一插入其中之鐳射光纖，該細長主體由聚合物形成，該聚合物的遠側端部包括鐳射吸收材料，使得當由該鐳射光纖發射之鐳射應用至該遠側端部時，該遠側端部熔化以形成塊；以及第一錨固部件，該第一錨固部件可滑動地安裝在該細長主體上且可沿著該細長主體從該細長主體的近側端部的第一位置移動到與已插有該細長主體的骨鄰近的第二位置，以和該塊配合以將該細長主體固定到骨。
17. 如請求項16所述之用於治療骨的裝置，更包含一接骨板，該接骨板係包含一開口，該開口之尺寸及形狀係接受該細長主體穿過。
18. 如請求項16所述之用於治療骨的裝置，其中該聚合物係為熱塑性聚合物並包含用以吸收該鐳射之塗層。
19. 如請求項16所述之用於治療骨的裝置，該細長主體之的近側部分可從第一植入部分上切下來，該第一植入部分從該遠側端部延伸到該第一錨固部件，該裝置包括第二錨固部件，其中該細長主體的該近側部分的長度足以形成第二植入部分。
20. 如請求項19所述之用於治療骨的裝置，更包含第三錨固部件，其中該細長主體之該近側部分的長度足以形成第三植入部分。
21. 如請求項16所述之用於治療骨的裝置，其中該鐳射吸收材料沿該細長主體的整個外表面延伸。
22. 如請求項16所述之用於治療骨的裝置，其中該鐳射吸收材料環繞該細長主體的該遠側端部。
23. 如請求項16所述之用於治療骨的裝置，其中該第一錨固部件包括從其徑向延伸的多個可變形的翼片。
24. 如請求項16所述之用於治療骨的裝置，其中該塊係用以防止該主體之該遠側端部向近側移回到該骨內。