利用无线能量传输进行骨调整的装置与方法制造方法及图纸

提出一种用于哺乳动物骨调整的方法和装置，其中在所述哺乳动物体内植入一套向锚固到该骨中的锚固装置施加力的装置。该方法和装置在医疗与美容性质骨调整中具有实用性，所述医疗与美容性质骨调整包括举例来说先天畸形矫正、修复性整形外科手术等中的骨、关节或脊椎的延长、重塑与重整。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2009年10月29日、申请号为200980153587.7、原专利技术名称为“利用无线能量传输进行骨调整的装置与方法”(授权时审查员依职权修改为“利用无线能量传输进行骨调整的装置”)的申请的分案申请。
本专利技术涉及用于医疗与美容性质骨调整的方法与装置，尤其涉及用于调整人体或者动物体内骨的位置、长度、强度或者功能的植入式装置，例如但不限于植入式液压装置。
技术介绍
固定断裂骨促进愈合之术业已践习数百年。肇始于简单的夹板和有时颇不卫生的绷带，石膏模型的专利技术开启了整形外科医学的新纪元。时至今日，沉重的石膏模型已渐为更轻的玻璃纤维代用品所取代。并且，除单纯外用的夹板和模型之外，各种内部支撑结构亦得到广泛采用。此类支撑结构包括直接固定到断裂骨上的夹板以及销与螺钉，它们用于在愈合期间将骨各部夹持在一起并加固断裂之处。进一步的例子包括板、穿孔支架、髓内针和螺钉等。它们可用诸如钛、陶瓷或者手术钢之类的惰性材料制成，也可由在体内被吸回或者融合的材料制成。或者，支撑结构在骨折完全愈合时通过手术取出。与本专利技术尤为相关的另一类装置是其主体位于体外但接合体内骨的机械装置。此类装置的最简单形式是位于体外的金属杆形夹板，其固定于骨上锚固的销或螺钉上并伸出皮肤。更复杂的器具包括用于调整骨位置(例如向骨折部位施加牵张力)以校正复杂骨折、促进愈合或引导骨延长的工具，这种技术称为牵引成骨。用于骨延长或重塑的外部装置或器械的一个例子是所谓的伊里扎洛夫(llizarov)器具，其在20世纪50年代首创于苏联并在20世纪80年代被引入欧洲。简而言之，这是一种穿过患者皮肤和组织固定至骨上的外部器械，用在可用于延长或重塑骨的外科手术中。这种类型的器具经常用来治疗复杂骨折，例如通常无法采用常规治疗技术的开放性骨折。它也可以用来治疗无法用其它技术修复的受感染的骨不连接。该器具和类似的器具还可用于矫正畸形。更多信息参见例如Snela等人，2000。另一种器械是泰勒空间框架(TSF)，一种采用伊里扎洛夫器具的若干部件及特征的外固定器。TSF是一种六足装置，由利用六根支杆连接至一起的两个铝制环组成。每根支杆都可独立地延长或缩短。当该器具利用线或半针连接至骨时，可沿六个轴(前/后，内翻/外翻，延长/缩短)操控被附骨。TSF可用来矫正角度畸形与平移畸形。既适用于成人又适用于儿童。用于急性骨折、骨连接不正、骨不连和先天畸形的治疗。既可用于上肢又可用于下肢。还有专门的脚环用于治疗复杂的足畸形。一旦附连到骨，即可通过研究术后X-射线了解畸形的特性。接下来将角度畸形值和平移畸形值以及诸如环尺寸与初始支柱长度之类的参数输入专门的软件中。该软件随后会生成一份患者遵照的支柱变化“处方”。由患者每日调整支柱。通常情况下，骨畸形矫正将需要3-4周。一旦畸形已得到纠正，在骨愈合(这通常需要3-6个月，取决于畸形的性质和程度)期间框架仍留在腿上。此种器具也可用于骨延长。该手术过程包括一期手术，在一期手术中，骨利用外科手术方式断裂并附连上环器具。随着患者恢复，断裂的骨开始向一起生长。在骨生长期间，通过旋转螺母的方式调整框架，从而增加两个环之间的空间。由于这两个环连接到断裂部位的对端，故而这种每日进行的调整以每天大约一毫米的速度使缓慢愈合的断裂部位分离开。这些每日步进的增长经一段时间之后明显延长了肢体。一旦延长阶段完成，则该器具留在肢体上以便愈合。患者可以拄着拐杖走动，且疼痛减轻。一旦愈合完成，则需二期手术来取出环器具。效果是肢体明显更长。在腿部延长的情况下，可能需要额外的手术来延长跟腱以适应增大的骨长度。此手术过程的主要优点是：由于该器具在骨恢复期间提供了完全的支撑，故而患者可以在此手术过程中保持活动。众所周知，患者活动与愉悦能加速恢复。尽管这些外部器械是微创的(不产生大的切口)，但并不能摈除并发症。常见疼痛并有可能为严重疼痛，但是可用止痛剂治疗。须仔细注意日常清洁和卫生以防止针部位感染。其它并发症包括肿胀和肌肉贯通。外部器械同样笨重，在日常生活中会造成不便且吸引不必要的注意。可植入装置的例子如U.S.5415660中公开的由形状记忆合金驱动的可植入肢体延长钉。此项公开涉及由内筒和外筒组成的髓内钉，外筒封闭采用形状记忆合金的驱动器。根据U.S.5415660中的附图，该筒通过从骨外穿骨(例如在骨骺与骨干区域)固定的近端和远端锁螺栓附连到骨。
技术介绍
的另一个例子是U.S.5827286中的胫骨截骨固定装置，其包括可彼此相对伸缩移动的两个板组件以及一个只允许沿一个方向运动的棘轮机构。该装置适于附连到骨外部并利用接骨螺钉固定。U.S.2005/0055025 A1公开了可连接到关节或骨的不同种类骨植入物，推荐一种最初极为坚硬并吸收外部阻力或应力从而在愈合过程中保护譬如移植组织或者骨折部位的机构。有建议说，随着移植或骨折的愈合，该机构应逐步允许更多的运动。EP 0 432 253公开了一种髓内钉，包括近端、远端和令该钉内部的杆旋转以纵向扩张该钉的机械、气动、液压、电气或电磁的驱动器。该钉具有用于与横穿骨和髓内钉设置的紧固钉或紧固螺钉匹配的加固孔。U.S.5156605涉及在整形外科和创伤医学中使用的医疗设备，并特别针对用于压缩-牵引-扭转器具的驱动系统。一个实施例涉及一种可完全植入患者骨中的髓内装置，该髓内装置具备马达驱动、控制器和电池功能以及无线电频率或电磁场信号，以便医生从患者体外调整牵引速度和节奏。该装置显示为用贯穿骨干及该装置两端部的钉或螺钉锚固至骨上。与已知设备相关的另一个问题是，需要由患者自己或由医务人员每日调整牵张力。当患者负责调整器具时，存在因疼痛或心理不适而导致依从性差的风险。此外，由于有迹象表明，间歇性负荷(Consolo等人，2006年)、循环牵引和压缩(Hente等人，2004)和均匀振动力促进成骨和成骨细胞的分化(Gabbay，2006年)，故而传统机械装置尚有改进余地。本专利技术的一个目的是克服与已知外部和内部机械器械及夹板相关的问题。另一个目的是提供用于治疗和美容目的涉及牵引成骨的新的治疗方法和装置。在深入研究本说明书、非限制性示例、权利要求书和附图之后，本专利技术的进一步目的以及与本专利技术的实施例相关的优点对于技术人员来说将变得明显。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于哺乳动物骨调整的可植入装置，包括至少一个适于与所述骨相关地植入的细长装置，其中所述用于骨调整的装置进一步包括用于调整所述至少一个细长装置的至少一个骨相关机械参数的调整装置，其中所述调整装置被构造为在术后调整所述骨相关机械参数，并且其中所述用于骨调整的可植入装置适于采用无线方式直接或间接供能，并适于接收从外部源以非侵入性方式传输的无线能量以便由所述调整装置调整所述至少一个骨相关机械参数。在根据本专利技术一个实施例的装置中，所述骨相关机械参数涉及骨延长、骨缩短、骨折愈合、骨角改变、骨旋转、骨曲度或扭矩调整、骨重塑、关节或脊椎重组或重定位、脊柱形状重整或支撑或上述之组合。根据另一实施例，所述骨相关机械参数包括下述至少一个：使界定骨折的至少两块骨部分在一段时间彼此靠近在愈合过程的初始阶段具有益影响，并使界定骨折的所述至少两块骨部分在一段时间彼此远离在愈合过程的骨形成中具有益影响。为更好地了解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于哺乳动物骨调整的可植入装置，包括：用于附连至所述哺乳动物的骨的两个或更多个锚固装置，以及用于在所述锚固装置上施加力以调整所述锚固装置中的至少两个之间的距离或者调整所述两个锚固装置中的至少两个的方向的调整装置，其中所述锚固装置和所述调整装置从骨髓内植入所述哺乳动物体内并且其中所述调整装置被构造为在术后调整所述距离或方向，其中所述调整装置由操作装置操作，所述操作装置包括马达，包括诸如转速计或传感器输入端的马达或装置定位系统，以查看所述调整装置的位置，其中所述调整装置进一步包括控制装置，其中所述操作装置由所述控制装置控制，所述控制装置包括内部控制单元，所述控制单元适于是以下中的至少一项：‑能够从患者体外编程，‑被编程为根据预先编制的时间表来调节所述器具，以及‑被编程为根据来自感知患者的任何可能的物理参数或者系统的任何功能参数的传感器的输入来调节所述器具。

【技术特征摘要】
2008.10.31 SE 0802153-7;2009.07.23 US 61/227,8081.一种用于哺乳动物骨调整的可植入装置，包括：用于附连至所述哺乳动物的骨的两个或更多个锚固装置，以及用于在所述锚固装置上施加力以调整所述锚固装置中的至少两个之间的距离或者调整所述两个锚固装置中的至少两个的方向的调整装置，其中所述锚固装置和所述调整装置从骨髓内植入所述哺乳动物体内并且其中所述调整装置被构造为在术后调整所述距离或方向，其中所述调整装置由操作装置操作，所述操作装置包括马达，包括诸如转速计或传感器输入端的马达或装置定位系统，以查看所述调整装置的位置，其中所述调整装置进一步包括控制装置，其中所述操作装置由所述控制装置控制，所述控制装置包括内部控制单元，所述控制单元适于是以下中的至少一项：-能够从患者体外编程，-被编程为根据预先编制的时间表来调节所述器具，以及-被编程为根据来自感知患者的任何可能的物理参数或者系统的任何功能参数的传感器的输入来调节所述器具。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制装置进行以下中的至少一项：-遵循在该装置被植入之前即已制定的递增量的程序；以及-遵循在植入之后和/或在治疗期间传达至该控制装置的递增量的程序。3.根据权利要求1至2中任意一项所述的装置，其中所述调整是骨延长、骨压缩、骨折愈合、骨角改变、骨重塑、用于矫正由先天条件、畸形或先前创伤引起的肢体不等长的治疗中的一步、改变骨的曲度、改变骨扭矩、改变骨干与骨骺之间的角度、改变骨厚度、改变脊柱弯曲、椎骨的相邻，适于改变以下中的至少一项：脊柱的曲度，以及减轻腰椎间盘突出等。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的装置，包括用于附连至骨的两个或更多个锚固装置，其中所述两个或更多个锚固装置是以下中的至少一项：-适于锚固至该骨，-适于从骨髓内腔内部接合该骨，-选自销、螺钉、胶、倒钩结构、锯齿结构、扩张元件及其组合或其它机械连接组件中的至少一个，-包括用于使所述锚固装置相对该骨接合并相对该骨固定的螺纹，-包括至少部分垂直于该细长装置的纵向延伸部扩展以便相对该骨接合并固定该锚固装置的可扩展部分，-适于完全在该骨的外部接合并承载重量，-适于完全在该骨的内部接合并承载重量，-适于完全在该骨的内部接合并承载重量，其中两个或更多个锚固装置适于以不穿透至该骨外部即该骨的骨髓的方式与该骨接合并承载重量，-锚固适于相对于彼此旋转的至少两个部件的相对旋转，其中所述调整装置包括至少两个部件。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的装置，其中所述调整装置施加的力是以下中的至少一项：-延长该骨长度的纵向力，-指向骨髓腔的端部，-调整该骨的角度或曲度的纵向力，以及-应用扭力至该骨，调整该骨沿其纵轴的扭矩。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的装置，其中所述调整装置是以下中的至少一项：-适于包括骨扭矩，-适于改变骨的角度，-适于具有至少两个部件，其中这两个部件相对彼此旋转，其中所述调整装置包括至少两个部件，-适于具有至少两个部件，其中这两个部件相对彼此旋转，其中所述调整装置包括至少两个部件，所述相对旋转由至少两个锚固装置进行锚固，-适于具有至少两个部件，其中这两个部件彼此成一角度，其中所述调整装置包括至少两个部件，-适于改变骨的曲度，-适于改变脊柱的曲度，-适于相邻的椎骨，适于改变以下中的至少一项：脊柱的曲度，以及减轻腰椎间盘突出等，-适于不相邻的椎骨，适于改变以下中的至少一项：脊柱的曲度，以及减轻腰椎间盘突出等。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的装置，其中所述控制装置进行以下中的至少一项：通过使用所包含的外部控制单元及一植入式接收器控制在植入之后和/或在治疗期间传达至所述接收器的所述调整装置的递增量，所述植入式接收器适于与所述外部控制单元进行无线通信，所述外部控制单元具有位于体外的发射器，通过手动按压至少一个皮下开关借以开启和关闭所述装置的操作来实现以非侵入方式调节所述装置，进一步包括为所述器具的可植入耗能部件供能的可植入内部能量源，以及通过手动按压至少一个皮下开关来实现以非侵入方式调节所述装置，其中所述开关发送信息到所述内部控制单元以执行某项预定性能。8.根据权利要求1至7中任意一项所述的装置，其中所述调整装置包括以下中的至少一项：-用于所述骨调整的机械装置，-用于所述骨调整的机械装置，包括至少一个螺母和螺钉，-用于所述骨调整的机械装置，包括至少一个变速箱，-用于所述骨调整的机械装置，包括伺服机构或机械放大器，-以下中的至少一个：用于所述骨调整的液压和机械装置，其包括机械式多阶锁闭机构，用于将调整后的机械装置锁定在其新位置处，以及-以下中的至少一个：用于所述骨调整的机械和液压装置，其包括机械式多阶锁闭机构，用于将调整后的机械装置锁定在其新位置处，该机械式多阶锁闭机构包括短距件、采用锯齿、凸缘、倒钩或盖带原理的细长结构、螺母、变速箱或锁闭原理的受载弹簧中的至少一个。9.根据权利要求1至8中任意一项所述的装置，其中所述调整装置包括用于所述骨调整的液压装置，所述液压装置是以下中的至少一项：-包括汽缸和活塞，-包括机械式多阶锁闭机构，用于在调整后将该液压装置锁定在其新位置处，-包括机械式多阶锁闭机构，用于在调整后将该液压装置锁定在其新位置处，其中该机械式多阶锁闭机构包括短距件、采用锯齿、凸缘、倒钩或盖带原理的细长结构、螺母、变速箱或锁闭原理的受载弹簧中的至少一个，-包括液压流体和容纳该流体的贮液器，适于将所述流体移至所述调整装置中，-包括液压流体和容纳该流体的贮液器，适于将所述流体移至所述调整装置中，其中通过利用预加压贮液器或泵将所述液压流体从所述贮液器移至所述调整装置中，-包括诸如流体体积或流量测量或者任何其它传感器输入的装置定位系统，以查看该调整装置的位置，-适于在完成骨调整后被固定，-适于填充以用于固定该调整装置的位置并使所述锚固装置之间的距离保持不变的材料，-适于在完成骨调整后被固定，其中该材料选自用于固化、交联或以其它方式达到并保持稳定体积的医用泡沫材料、医用凝胶、聚合物或聚合物混合物，-适于在完成骨调整后被固定，其中所述装置中所用的液压流体的材料选自用于在使用者开始治疗、固化、交联或其它反应时固化...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·福塞尔，
申请(专利权)人：米卢克斯控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU