專利名稱：通過重建養(yǎng)分與廢物的交換治療背痛的器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將養(yǎng)分和廢物輸送入和輸送出椎間盤，以停止或逆轉(zhuǎn)椎間盤退化的方法和器件。
背景技術(shù)：
腰背痛是傷殘和失去生產(chǎn)能力的主要原因。高達(dá)90％的成人在其一生中有時(shí)經(jīng)歷了背痛。對(duì)于看醫(yī)生的頻率，背痛僅次于上呼吸道感染。在美國(guó)，已報(bào)道這種疾病的經(jīng)濟(jì)影響每年在500-1000億美元范圍內(nèi)，使520萬人失去能力。盡管腰背痛的來源不同，但是在很多情況下椎間盤被認(rèn)為起主要的作用。椎間盤的退化通過改變脊柱結(jié)構(gòu)并在周圍組織產(chǎn)生非生理性的壓力而引發(fā)其它組織痛。
椎間盤100吸收脊骨的大部分壓縮載荷，但是椎體159的脊柱關(guān)節(jié)142、143分享大約16％。如圖1和2所示，椎間盤100由三個(gè)不同的部分組成髓核128、環(huán)形層和軟骨終板(cartilaginous endplate)105。椎間盤100主要通過其吸引和保持水的能力而維持其結(jié)構(gòu)性能。正常的椎間盤100在髓核128中含有80％的水。在正常椎間盤100內(nèi)的髓核128富含吸收硫酸化糖胺聚糖，產(chǎn)生膨脹壓力的水，從而在環(huán)的膠原纖維內(nèi)提供張應(yīng)力。如圖2的縱視圖所示，由高水含量產(chǎn)生的膨脹壓力對(duì)于支持環(huán)形層維持壓縮載荷是關(guān)鍵的。
在成人中，椎間盤100無血管。如圖2所示，椎間盤細(xì)胞的生存依靠養(yǎng)分從外部血管112和毛細(xì)管107經(jīng)過終板105的軟骨106擴(kuò)散。養(yǎng)分的擴(kuò)散也從與外環(huán)相鄰的外周血管滲透，但是這些養(yǎng)分僅能滲透進(jìn)椎間盤100的環(huán)形層1cm。成人的椎間盤直徑可達(dá)5cm，因此通過頭側(cè)和尾側(cè)終板105的擴(kuò)散對(duì)于保持椎間盤100的髓核128和內(nèi)部環(huán)形層的健康是關(guān)鍵的。
通常在終板105和髓核128中發(fā)現(xiàn)焦磷酸鈣和羥磷灰石。象18歲的年紀(jì)，鈣化層108開始在軟骨終板105中聚集，如圖3所示。在骨-軟骨界面的血管112和毛細(xì)管107逐漸由于鈣化層108的積聚而堵塞，形成骨。骨在終板105的形成隨著年齡增加。
當(dāng)終板105被骨湮沒時(shí)，在髓核128與遠(yuǎn)離終板的血管112之間的擴(kuò)散大大地受限制。除了阻礙養(yǎng)分的擴(kuò)散，鈣化終板105進(jìn)一步限制了氧到椎間盤100的滲透。在核128的中心部位的氧濃度非常低。椎間盤100的細(xì)胞含量已經(jīng)低于大多數(shù)組織。為得到必需的養(yǎng)分和氧，細(xì)胞活性限制在或非常接近軟骨終板105。并且，氧濃度對(duì)細(xì)胞密度或者每個(gè)細(xì)胞的消耗率非常敏感。
將硫酸鹽供應(yīng)到髓核128用于生物合成硫酸化糖胺聚糖，也被鈣化的終板105限制。結(jié)果，硫酸化糖胺聚糖的濃度降低，導(dǎo)致在髓核128內(nèi)較低的水含量和膨脹壓力。在對(duì)脊柱正常的每日壓縮載荷期間，在髓核128內(nèi)降低的壓力不能再沿著內(nèi)環(huán)的圓周均勻地分配力，以保持薄片向外膨脹。結(jié)果，內(nèi)薄片向內(nèi)凹陷，而外環(huán)繼續(xù)向外膨脹，引起環(huán)形層的分層114，如圖3和4所示。
引起環(huán)形分層和膨脹的剪切應(yīng)力在鄰近神經(jīng)孔(neuroforamen)121的后外側(cè)部分最高。神經(jīng)194被限制在椎間盤與脊柱關(guān)節(jié)142、143之間的神經(jīng)孔142內(nèi)。因此，在神經(jīng)孔121的神經(jīng)194易于受膨脹的椎間盤100或骨刺損害。
當(dāng)在椎間盤內(nèi)的氧濃度下降到低于0.25kPa(1.9mm Hg)時(shí)，乳酸的產(chǎn)生隨著離終板105的距離增加而劇烈增加。椎間盤100內(nèi)的pH隨著乳酸濃度的增加而降低。乳酸通過環(huán)的微縫(micro-tear)擴(kuò)散，刺激完全受神經(jīng)支配的后部縱向韌帶195、脊柱關(guān)節(jié)和/或神經(jīng)根194。研究表明，腰椎痛與高乳酸鹽水平和低pH有很大關(guān)系。有癥狀的椎間盤的平均pH大大低于正常椎間盤的平均pH。在有癥狀的椎間盤中的酸濃度比正常椎間盤高三倍。在pH 6.65的有癥狀的椎間盤中，椎間盤內(nèi)的酸濃度是血漿水平的5.6倍。在一些手術(shù)前的有癥狀的椎間盤內(nèi)，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)根194被致密的纖維疤痕(fibrous scar)和粘著物包圍，具有顯著低的pH 5.7-6.30。椎間盤內(nèi)的酸濃度是血漿水平的50倍。
大約85％有腰背痛的病人不能得到準(zhǔn)確的病理解剖診斷。這種痛通常被分類為“非特異性痛”。背痛和坐骨神經(jīng)痛可以被不影響神經(jīng)根的手法概括，例如椎間盤內(nèi)鹽水注射、椎間盤造影術(shù)和后部縱向韌帶的壓縮?？赡芤恍┓翘禺愋酝词怯蓮淖甸g盤分泌的乳酸刺激所引起的。向椎間盤內(nèi)的注射可以沖洗掉乳酸。手法和壓縮也可以逐出刺激性酸而產(chǎn)生非特異性痛。目前，除了椎間盤切除術(shù)還沒有干預(yù)可以停止乳酸的產(chǎn)生。
人們認(rèn)為髓核128起到“輪胎中空氣”的作用，令椎間盤增壓。為了支撐載荷，該壓力沿著內(nèi)環(huán)的圓周有效地均勻分配力，保持薄片向外膨脹。椎間盤的退化過程隨著終板105的鈣化而開始，這阻礙了硫酸鹽和氧向髓核128中擴(kuò)散。結(jié)果，吸水硫酸化糖胺聚糖的產(chǎn)生明顯減少，并且核中的水含量降低。內(nèi)環(huán)薄片開始向內(nèi)凹陷，而環(huán)中的膠原纖維上的張力消失。退化的椎間盤100表現(xiàn)出不穩(wěn)定的移動(dòng)，與漏了氣的輪胎類似。大約20-30％的腰背痛患者被診斷為脊柱部分不穩(wěn)定(spinal segmental instability)。該疼痛可能源自壓力和脊柱關(guān)節(jié)和/或周圍韌帶上增加的載荷。此外，椎間盤100中的pH由于厭氧地產(chǎn)生乳酸而變成酸性的，這刺激了相鄰神經(jīng)和組織。
在剛性針內(nèi)超彈性彎針的彈性校直，在現(xiàn)有技術(shù)由Andres Melzer于1994年11月14日提交的DE 4440346 A1和由Olivier Troisier于1985年8月19日提交的FR 2586183-A1中說明。這些現(xiàn)有技術(shù)的彎針用來將液體傳送到軟組織。為了沒有外部切口而到達(dá)椎間盤，彎曲和剛性針的長(zhǎng)度必須至少六英寸(15.2cm)。當(dāng)試圖如現(xiàn)有技術(shù)所述的穿刺鈣化的終板時(shí)，存在多個(gè)問題。用于制造彎針的形狀記憶材料通常是彈性的。鎳鈦合金的楊氏模量大約為83GPa(奧氏體)，28-41GPa(馬氏體)。即使彎曲和剛性針的手柄都受限制而不能扭曲，長(zhǎng)和彈性彎針101可能在終板105穿刺時(shí)，在超長(zhǎng)的剛性針220內(nèi)扭轉(zhuǎn)，如圖54和55所示。結(jié)果，穿刺的方向可能偏轉(zhuǎn)，而終板105穿刺將失敗。
并且，在現(xiàn)有技術(shù)中，剛性針的尖頭在彎針的凹側(cè)。當(dāng)穿刺相對(duì)硬的組織時(shí)，例如鈣化終板105，彎針的凹側(cè)不能支撐且易于彎曲，導(dǎo)致通過鈣化終板105的穿刺失敗。為了使彎曲或扭轉(zhuǎn)最小化，彎曲和剛性針的尺寸要求很大。通過增加彎曲的101和剛性的220針的尺寸，在彎曲的101與剛性的220針之間的摩擦極大增加，使彎針101的展開和還原非常困難。此外，通過大針在椎間盤100產(chǎn)生的大開口，可能引起髓核128的突出。相似地，在終板105的大開口可能引起Schmorl’s結(jié)節(jié)，髓核128到椎體159的滲漏。
本質(zhì)上，在本發(fā)明的圖62-67中，來自剛性針220末端的支撐，相關(guān)于用小直徑針101穿刺例如鈣化終板105的相對(duì)硬組織的支撐。并且，在圖56-60中，彎曲的101和剛性的220針防止扭轉(zhuǎn)的非圓形橫截面，也與保證成功刺穿鈣化終板105相關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中，導(dǎo)管通過鈣化終板輸送以重建椎間盤與椎體之間養(yǎng)分和廢物的交換。導(dǎo)管在彈性彎針內(nèi)輸送。該彎針在剛性針內(nèi)彈性校直。剛性針穿刺進(jìn)有鈣化終板的退化椎間盤。然后，攜帶導(dǎo)管的彈性彎針從剛性針展開以恢復(fù)彎曲構(gòu)型，并刺穿鈣化終板。通過將彎針收回剛性針，同時(shí)在導(dǎo)管固定物后固定柱塞，導(dǎo)管穿過終板展開，在椎間盤與脊椎間輸送養(yǎng)分和廢物。
設(shè)計(jì)本發(fā)明中的穿刺器件使彎曲和剛性針之間的扭轉(zhuǎn)和摩擦最小化。器件也提供對(duì)彈性彎針的支撐使在終板穿刺期間的彎曲最小化。此外，設(shè)計(jì)該器件使在終板輸送至少一個(gè)導(dǎo)管，以在無血管的椎間盤與椎體之間架橋用于養(yǎng)分、氧、二氧化碳、乳酸鹽和廢物的交換。
養(yǎng)分和氧大量地由接近外環(huán)的外圍血管供應(yīng)。導(dǎo)管也能橫向退化的椎間盤展開，從外環(huán)吸取養(yǎng)分到髓核以使椎間盤的退化停止。
在養(yǎng)分和廢物的交換由半滲透的導(dǎo)管重建后，干細(xì)胞、生長(zhǎng)因子或者基因治療藥可以注射入椎間盤而促進(jìn)再生。此外，具有半滲透導(dǎo)管的椎間盤仍是免疫隔離的。注射到椎間盤的供體細(xì)胞可以由經(jīng)過半滲透導(dǎo)管的養(yǎng)分而得到滋養(yǎng)，不引發(fā)免疫應(yīng)答。選擇這些細(xì)胞是由于它們能生物合成治療藥，例如胰島素和神經(jīng)遞質(zhì)。該治療藥經(jīng)過半滲透導(dǎo)管輸送到體循環(huán)來治療疾病。
參考數(shù)字100 椎間盤 104 導(dǎo)管的腔或通道101 針 105 終板102 斜角或漸細(xì) 106 透明軟骨103 套針107 毛細(xì)管
108 堵塞或鈣化層 142 上關(guān)節(jié)突109 柱塞 143 下關(guān)節(jié)突110 單絲 153 指示彎曲方向的標(biāo)記112 血管 159 椎體113 組織夾持凸緣 160 組織向內(nèi)生長(zhǎng)壓痕(Tissue gripping flange) (Tissue ingrowth indentation)114 環(huán)形分層 161 結(jié)115 骨端 162 突出或環(huán)116 滲透標(biāo)記 163 涂層121 神經(jīng)孔 184 沖擊122 編織復(fù)絲 193 腰肌123 脊髓 194 神經(jīng)根124 多孔導(dǎo)管 195 后部縱向韌帶125 管 121 神經(jīng)孔126 導(dǎo)管 217 螺旋進(jìn)入127 電子切割機(jī)或激光 220 剛性套或針128 髓核 224 穿孔129 脊柱關(guān)節(jié) 230 擴(kuò)張器130 彎針手柄 268 剛性套的內(nèi)腔131 彎針手柄的導(dǎo)軌 269 剛性針的內(nèi)腔132 剛性套的手柄 270 剛性套的窗孔133 剛性套手柄的軌道 271 形狀記憶擴(kuò)展134 電子切割設(shè)備 272 剛性針內(nèi)腔的斜面135 電線 276 注射器140 骶骨 277 供體細(xì)胞


圖1描述在髓核128內(nèi)具有正常膨脹壓力，以在壓縮載荷期間支撐環(huán)形層的健康椎間盤100。
圖2顯示脊柱部分的縱視圖，顯示在健康椎間盤100的壓縮期間，環(huán)形層在軟骨106與終板105之間向外膨脹。
圖3顯示終板105的鈣化層108阻礙養(yǎng)分在內(nèi)椎間盤100與椎體159之間擴(kuò)散，導(dǎo)致向內(nèi)膨脹和環(huán)形的分層114。
圖4描述在髓核128內(nèi)具有降低的膨脹壓力并且環(huán)形分層的退化和變平的椎間盤。
圖5描述采用類似于椎間盤造影術(shù)中使用的導(dǎo)向技術(shù)將套針103插入椎間盤100。
圖6顯示在套針103上擴(kuò)張器230的插入。
圖7描述套針103的拔出。擴(kuò)張器230作為引導(dǎo)進(jìn)入椎間盤100的通道。
圖8顯示插入擴(kuò)張器230的退化脊髓節(jié)段的縱視圖。
圖9描述彈性彎針101。
圖10顯示在剛性套220中彈性校直的彈性針101。
圖11顯示在剛性套220中針101的圓截面。
圖12描述在剛性套220中彈性校直的針101插入引導(dǎo)進(jìn)入椎間盤100的擴(kuò)張器230。
圖13顯示組裝插入引導(dǎo)進(jìn)入椎間盤100的擴(kuò)張器230的針101和套220的縱視圖。
圖14描述通過從剛性套220展開彈性校直的針101，針101向上刺穿終板105(未顯示)。
圖15顯示通過從剛性套220展開彎針101，終板105穿刺經(jīng)過鈣化層108。
圖16描述通過上和下終板105的穿刺點(diǎn)224，水、養(yǎng)分和代謝物的滲透。
圖17描述通過在髓核128內(nèi)糖胺聚糖更新的生物合成，膨脹壓力的重建。
圖18描述使切割機(jī)127能夠穿刺、鉆孔、磨損或燒灼而經(jīng)過鈣化終板105的電子設(shè)備134。
圖19描述以彈性管125的形式的導(dǎo)管126，其具有組織固定凸緣113和縱向開口104。
圖20顯示用鄰接管125的滑動(dòng)柱塞109使彈性管125插入彈性彎針101。
圖21描述在剛性套220內(nèi)攜帶彈性校直的彈性管125的針101。
圖22顯示將針101、彈性管125、套220和柱塞109插入擴(kuò)張器230。
圖23描述傳遞管125的針101展開經(jīng)過終板105的鈣化層108。
圖24顯示拔出針101同時(shí)固定柱塞109使管125從針101移出。
圖25顯示在髓核128內(nèi)移出的管125的底部，和在頭側(cè)椎體159(未顯示)內(nèi)展開經(jīng)過終板105(也未顯示)的頂部。
圖26描述在剛性套220的手柄132內(nèi)，彎針101的方手柄的堆放以避免在針101與套220之間的旋轉(zhuǎn)。
圖27描述彈性彎針101的手柄130，含有導(dǎo)軌131和標(biāo)定線153以顯示彎曲的方向。
圖28顯示具有標(biāo)定線153和刺穿標(biāo)記116的剛性套220的手柄132上的軌跡133。
圖29描述將軌131組裝到軌道133上以避免針101與套220之間的旋轉(zhuǎn)。
圖30顯示隨著彈性彎針101從剛性套220展開，彎曲的恢復(fù)。
圖31顯示為防止針101與套220之間旋轉(zhuǎn)，針101和剛性套220的橢圓截面。
圖32顯示在套220內(nèi)針101的正方形截面。
圖33描述在套220內(nèi)針101的矩形截面。
圖34顯示在套220內(nèi)針101的三角形截面。
圖35描述制成具有縱向通道104的小管125的導(dǎo)管126。
圖36顯示制成具有縱向通道104的編織管125的導(dǎo)管126。
圖37顯示用多孔材料以管的形式125制得的導(dǎo)管126。
圖38描述制成編織縫線122或者編織螺紋122的導(dǎo)管126。
圖39顯示用柔性多孔或海綿纖維124制得的導(dǎo)管126。
圖40顯示在彈性彎針101的內(nèi)腔269內(nèi)鄰接柱塞109的導(dǎo)管126。
圖41顯示在剛性套220的內(nèi)腔268的遠(yuǎn)端處的斜角102，使彎針101的展開和恢復(fù)期間的摩擦最小化。
圖42描述具有在剛性套220內(nèi)彈性校直的導(dǎo)管126的彈性彎針101。
圖43顯示組裝針101、導(dǎo)管126、柱塞109和套220插入擴(kuò)張器230。
圖44顯示彎針101展開經(jīng)過鈣化終板105。
圖45描述通過拔出針101，同時(shí)保持柱塞109固定而移出導(dǎo)管126。
圖46描述針101、導(dǎo)管126、柱塞109和套220組裝插入引導(dǎo)進(jìn)入椎間盤100的擴(kuò)張器230。
圖47顯示彎針101展開經(jīng)過鈣化終板105。
圖48描述拔出針101同時(shí)保持柱塞109固定，以移出導(dǎo)管126而經(jīng)過鈣化終板105。
圖49顯示導(dǎo)管126在髓核128內(nèi)的部分和經(jīng)過終板(未顯示)在椎體內(nèi)的剩余部分。
圖50顯示在針101的內(nèi)腔269內(nèi)的兩個(gè)導(dǎo)管126。
圖51顯示兩個(gè)導(dǎo)管126展開經(jīng)過上和下鈣化終板105。
圖52顯示在重建養(yǎng)分和廢物的交換后，椎間盤100在髓核128內(nèi)由于恢復(fù)的膨脹壓力而高度復(fù)原。
圖53描述兩個(gè)導(dǎo)管126從髓核128延伸入上和下椎體159，并經(jīng)過鈣化終板105(未顯示)。
圖54描述在刺穿終板105時(shí)，彎針101在剛性套220內(nèi)的扭轉(zhuǎn)。截面在圖62中顯示。
圖55顯示圖61的截面圖。彈性針101在剛性套220內(nèi)扭轉(zhuǎn)或者旋轉(zhuǎn)。
圖56描述通過采用具有橢圓形截面的針101和套220防止扭轉(zhuǎn)。
圖57顯示在圖63中描述的橢圓形套220內(nèi)的橢圓形針101的截面圖，以限制旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
圖58顯示針101和套220的正方形截面。
圖59顯示針101和套220的矩形截面。
圖60描述針101和套220的三角形截面。
圖61描述在刺穿終板105時(shí)彎針101的彎曲或者下偏。
圖62顯示在彎針101的凸面?zhèn)认旅嫣峁┲蔚膭傂葬?20的尖端或尖頭，以減少刺穿時(shí)的彎曲或下偏。
圖63描述剛性針220延伸的末端，使在刺穿終板105時(shí)延長(zhǎng)在下面對(duì)彎針101的凸面?zhèn)鹊闹巍?br> 圖64顯示具有橢圓形截面的套220鄰近末端的窗孔270。窗孔270的遠(yuǎn)側(cè)部分有坡度或傾斜，從而與彎針101相一致。
圖65描述為了易于伸出窗孔270，位于彎曲的凹面?zhèn)鹊膹椥詮濁?01的尖端。
圖66顯示由窗孔270的遠(yuǎn)側(cè)開口支撐彎針101的凸面?zhèn)?，以增?qiáng)針101刺穿終板105。
圖67顯示帶有窗孔270的剛性針220。
圖68說明在彎曲形狀記憶延展271內(nèi)的彈性彎針101。彎針101和延展271都保存在剛性套220內(nèi)。
圖69顯示在剛性套220內(nèi)形狀記憶延展271的彈性校直。
圖70顯示通過強(qiáng)化的彎針101刺穿終板105，而不增加終板105穿孔的尺寸。
圖71顯示尖銳的形狀記憶延展271以支撐終板105的穿刺。
圖72顯示具有非一致外徑的彎針101的縱向截面，由剛性針220的內(nèi)腔268內(nèi)的斜面272支撐。
圖73描述包含復(fù)絲122部分和管125部分的導(dǎo)管126。
圖74顯示在中間部分具有管125的復(fù)絲122以防止礦化或凝結(jié)，特別是在終板105周圍。
圖75描述在復(fù)絲122內(nèi)的單絲110，以輔助展開。
圖76顯示覆蓋復(fù)絲122的兩端以防止展開期間從彎針101聚束的可降解管(陰影)125。
圖77顯示帶有導(dǎo)管126的針101橫過退化椎間盤100。
圖78描述圖84的縱向圖，傳遞導(dǎo)管126橫過退化的椎間盤100。
圖79描述拔出針101同時(shí)保持柱塞109固定，以展開或移出在退化椎間盤100內(nèi)的導(dǎo)管126。
圖80描述通過毛細(xì)作用或者在導(dǎo)管126內(nèi)的對(duì)流流，從外環(huán)汲取養(yǎng)分進(jìn)入髓核128。
圖81描述在針101上不透X射線的、回聲增強(qiáng)(echogenic)的或者磁性涂層163，以顯示導(dǎo)管126在針101內(nèi)的位置。
圖82顯示插入椎間盤100的兩個(gè)導(dǎo)管126，在外環(huán)與髓核128之間交換養(yǎng)分和廢物。
圖83說明刺穿椎間盤100的針101的末端。
圖84顯示延伸出椎間盤100的導(dǎo)管126的長(zhǎng)度，使養(yǎng)分和廢物的交換最大化。
圖85說明在髓核128內(nèi)的膨脹壓力的恢復(fù)，使它能支撐收縮載荷。
圖86顯示延伸到腰大肌193的導(dǎo)管126，用于養(yǎng)分和廢物交換以滋養(yǎng)和/或使椎間盤100再生。
圖87說明延伸入兩個(gè)腰大肌193的兩個(gè)導(dǎo)管126，以加速養(yǎng)分和廢物交換以滋養(yǎng)和/或使椎間盤100再生。
圖88說明系在復(fù)絲122上的一系列結(jié)161，以防止或使導(dǎo)管126隨時(shí)間的移動(dòng)最小化。
圖89顯示在導(dǎo)管126上的環(huán)162或者突起，防止或使隨時(shí)間的移動(dòng)最小化。
圖90顯示壓痕160，促進(jìn)組織向內(nèi)生長(zhǎng)并防止或使導(dǎo)管126隨時(shí)間的移動(dòng)最小化。
圖91顯示供體細(xì)胞277通過注射器276注射到椎間盤100，椎間盤100含有經(jīng)過頭側(cè)和尾側(cè)終板105的導(dǎo)管126。
圖92顯示供體細(xì)胞277通過注射器276注射到椎間盤100，導(dǎo)管126橫過椎間盤100并延伸入肌肉193。
具體實(shí)施例方式
因?yàn)閺慕K板105的擴(kuò)散對(duì)于維持椎間盤是關(guān)鍵的，嘗試在椎體內(nèi)于髓核和循環(huán)之間重建養(yǎng)分和廢物的交換。從熒光鏡的前后和側(cè)視鏡指導(dǎo)，套針103從中線后外側(cè)45°進(jìn)入椎間盤100，如圖5所示。這種導(dǎo)向技術(shù)類似于用于椎間盤造影術(shù)的不透X射線染料的診斷注射，或者用于髓核消化的木瓜凝乳蛋白酶注射。將擴(kuò)張器230插入套針103，如圖6所示。然后取出套針103。擴(kuò)張器230作為引導(dǎo)進(jìn)入椎間盤100的通道而保留，如圖7所示。圖8顯示了接近退化椎間盤100的髓核128的擴(kuò)張器230的末端。
如圖9所示的彈性彎針101，在圖10所示的剛性套220中彈性校直。校直針101和套220的圓截面顯示于圖11中。將剛性套220內(nèi)的彈性校直的針101插入擴(kuò)張器230和椎間盤100，如圖12所示。插入退化椎間盤100的針101的縱視圖顯示于圖13中。彈性校直針101通過保持剛性套220固定，同時(shí)向內(nèi)推針101而展開。當(dāng)針101退出套220的末端開口時(shí)，針101恢復(fù)彎曲構(gòu)型，如圖14所示向上穿刺，經(jīng)過軟骨106和鈣化層108進(jìn)入椎體159，如圖15所示。
能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)終板105穿孔224，以重建椎間盤100與體循環(huán)之間的養(yǎng)分和廢物的交換。在將彈性彎針101收回到套220后，針101和套220的組件可以進(jìn)一步向前或者從椎間盤100稍微拔出，而通過鈣化的頭側(cè)終板105穿刺更多的孔224。通過將針101和套220組件轉(zhuǎn)動(dòng)180°，尾側(cè)終板105也能被穿刺，如圖16所示，從而重建養(yǎng)分、氧和廢物通過上和下終板105的交換。圖17顯示在髓核128內(nèi)膨脹壓力的恢復(fù)，這能使椎間盤100支撐壓縮載荷。在椎間盤100內(nèi)氧的存在下，乳酸的產(chǎn)生也可以減少，并且減輕化學(xué)刺激和疼痛。
終板105穿刺也能通過電子設(shè)備134，例如激光、切割或者磨損設(shè)備完成。圖18說明驅(qū)動(dòng)切割機(jī)127穿刺、鉆孔、磨損或者燒灼終板105以重建養(yǎng)分和廢物交換的電子設(shè)備134。電子設(shè)備134可以是烙器、激光或者鉆。
重建經(jīng)過鈣化終板105的養(yǎng)分和廢物交換，也可以采用導(dǎo)管126完成。導(dǎo)管126可以是具有內(nèi)腔或者通道104和兩端的組織固定凸緣113的彈性管125，如圖19所示。位于導(dǎo)管126兩端的凸緣113的方向，是反相夾持以錨定與終板105上。管125插入彈性彎針101并鄰接滑動(dòng)柱塞109，如圖20所示。帶有彈性管125的針101在剛性套220內(nèi)彈性校直，如圖21所示。校直的針101、管125、套220和柱塞109的組件插入擴(kuò)張器230，如圖22所示，并插入椎間盤100。隨著帶有管125的彈性針101從剛性套220展開，針101的彎曲恢復(fù)并剌穿鈣化終板105，如圖23所示。拔出針101，同時(shí)柱塞109保持固定，使管125從針101移出，進(jìn)入終板105，如圖24所示。管125的內(nèi)腔104充當(dāng)在椎體159與內(nèi)椎間盤100之間交換養(yǎng)分、氣體和廢物的通道。管125的一部分在髓核128或內(nèi)椎間盤100內(nèi)，而其余部分在圖25的椎體(未顯示)內(nèi)。
彎針101的手柄130和剛性套229的手柄132用于保持針101展開的方向。彎針101的方形手柄130套在剛性套220的手柄132內(nèi)，如圖26所示，避免針101與套220之間的旋轉(zhuǎn)。針101的手柄130也可以含有導(dǎo)軌131，如圖27所示。導(dǎo)軌131的大小和構(gòu)型適合剛性套220的手柄132上的內(nèi)陷軌道133，如圖28所示。針彎曲的方向由針101的手柄130上的標(biāo)定線153指示，如圖27所示，并且在如圖28所示的剛性套220上。為了表明插入體內(nèi)的深度，將穿刺標(biāo)記116標(biāo)記在套220上，如圖28所示。在軌道133內(nèi)的導(dǎo)軌131防止手柄130、132彼此旋轉(zhuǎn)，如圖29所示。隨著彈性校直針101前進(jìn)并從剛性套220伸出，針101的彎曲恢復(fù)，如圖30所示。因?yàn)獒?01的手柄130和套220的手柄132由軌道133中的導(dǎo)軌131導(dǎo)向，建立了針101穿刺的方向，并對(duì)于操作者或外科醫(yī)生是可以預(yù)知的。
針101和剛性套220的非環(huán)形截面也能防止旋轉(zhuǎn)。圖31顯示了具有橢圓形截面的針101和套220。圖32顯示了正方形截面。圖33描述了矩形截面。圖34顯示了三角形截面。
導(dǎo)管126也能制得足夠小，以適合彈性彎針101的內(nèi)腔。導(dǎo)管126可以是帶有縱向通道104的小管125，如圖35所示，用于輸送溶解在流體中的養(yǎng)分、氧和廢物。具有內(nèi)腔104的管狀導(dǎo)管126可以是編織的或者用細(xì)絲織造的，如圖36所示。流體可以通過內(nèi)腔104輸送，以及通過管125的編織長(zhǎng)絲滲透。管狀導(dǎo)管126也能夠用多孔或者海綿材料模塑或擠出，如圖37所示，從而通過內(nèi)腔104以及通過孔輸送溶解在流體中的養(yǎng)分、氧和廢物。
養(yǎng)分、氧、乳酸鹽、代謝物、二氧化碳和廢物也能夠通過復(fù)絲或編織絲122的毛細(xì)管作用在流體中輸送，如圖38所示。導(dǎo)管126可以不要求所述的縱向內(nèi)腔104。編織絲122的束可以是具有編織細(xì)絲中形成的通道的縫線，能夠輸送具有養(yǎng)分、氧和廢物的流體。編織絲122可以用例如淀粉的硬化劑涂覆，以有助于使用柱塞109的展開。與通過編織絲122形成的通道相似，作為海綿絲124制得的導(dǎo)管126，如圖39所示，也能通過在多孔結(jié)構(gòu)中形成的孔和通道輸送具有養(yǎng)分、氣體和廢物的流體。
將導(dǎo)管126插入鄰接柱塞109的彈性彎針101的縱向開口269，如圖40所示。為了使彎針101與剛性套220之間的摩擦最小化，套220的內(nèi)腔268的末端成一角度或者是具有斜角102或壓痕的錐形，與針101的凹曲度相一致，如圖41所示。降低摩擦的潤(rùn)滑劑或者涂層也能應(yīng)用于彈性彎針101的表面和/或剛性套220的內(nèi)腔268內(nèi)。帶有導(dǎo)管126的彈性彎針101在剛性套220內(nèi)彈性校直，如圖42所示。然后，將組件插入引導(dǎo)進(jìn)入椎間盤100的擴(kuò)張器230，如圖43所示。隨著彈性校直針101從套220展開，帶有導(dǎo)管126的針101恢復(fù)彎曲構(gòu)型，并經(jīng)過鈣化層108刺穿軟骨終板105，如圖44所示。然后，將彈性彎針101收回到套220，同時(shí)保持柱塞109固定，從而在鈣化終板105展開導(dǎo)管126，如圖45所示。
圖46描述針101、導(dǎo)管126、柱塞109、套220和擴(kuò)張器230插入椎間盤100。帶有導(dǎo)管126的彈性校直針101從套220展開，恢復(fù)曲度并刺穿終板105和鈣化層108，如圖47所示。導(dǎo)管126后面的柱塞109保持固定，彈性彎針101從鈣化終板105拔出并收回到套220中，而在鈣化終板105展開、排出或移出導(dǎo)管126，如圖48所示。導(dǎo)管126充當(dāng)通道或者通路，架起椎體159的骨髓與椎間盤100之間的橋梁，以重建流體、養(yǎng)分、氣體和廢物的交換。圖49顯示在椎間盤100與經(jīng)過鈣化終板的椎體(兩者都未顯示)之間的導(dǎo)管126的通常位置。
多個(gè)導(dǎo)管126可以連續(xù)地裝載在彎針101內(nèi)，如圖50所示。每個(gè)導(dǎo)管126通過收回彎針101并保持柱塞109固定，在鈣化終板105順序地展開。實(shí)質(zhì)上，柱塞109向針101的末端每次前進(jìn)一個(gè)導(dǎo)管長(zhǎng)度。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)導(dǎo)管126在頭側(cè)終板105展開后，將剛性套220旋轉(zhuǎn)180°以在尾側(cè)終板105展開第二個(gè)導(dǎo)管126，如圖51所示。在彈性彎針101內(nèi)的多個(gè)導(dǎo)管126，使外科醫(yī)生經(jīng)過鈣化終板105植入多個(gè)導(dǎo)管，而不必取出針101組件，再裝入額外的導(dǎo)管126，并將該組件再插入椎間盤100。
在仰臥位，椎間盤壓力低。在睡眠期間，流體被髓核128內(nèi)的吸水糖胺聚糖吸取。通過在鈣化終板105搭橋，在睡眠期間，糖胺聚糖經(jīng)過導(dǎo)管126汲取具有硫酸鹽、氧和其它養(yǎng)分的流體到髓核128，這是通過(1)毛細(xì)管作用和(2)吸拉吸水糖胺聚糖。硫酸鹽、氧和養(yǎng)分的流體在導(dǎo)管126內(nèi)單向引導(dǎo)到髓核128，而不是通過擴(kuò)散中的分散機(jī)理。
通常公認(rèn)椎間盤100的退化極大地與營(yíng)養(yǎng)和氧的不足有關(guān)。通過重建交換，硫酸鹽的恢復(fù)和持續(xù)供應(yīng)可以極大地增加硫酸化糖胺聚糖的產(chǎn)生，并恢復(fù)膨脹壓力。在髓核128內(nèi)膨脹壓力的恢復(fù)，使環(huán)膠原纖維內(nèi)的張應(yīng)力恢復(fù)，這樣降低了內(nèi)部膨脹和環(huán)層之間的剪切應(yīng)力，如圖52所示。與再膨脹的輪胎相似，椎間盤100的膨脹降低，令神經(jīng)沖擊(nerve impingement)最小化。因此，脊柱關(guān)節(jié)129上的載荷也降低而減輕疼痛，使運(yùn)動(dòng)節(jié)段穩(wěn)定，椎間盤100空間變窄可以停止。脊柱狹窄的發(fā)展停止和/或倒轉(zhuǎn)而減輕疼痛，如圖53所示。
在日?；顒?dòng)中，例如步行或舉物，椎間盤100內(nèi)的壓力大大地增加。然后在導(dǎo)管126內(nèi)對(duì)流流動(dòng)的方向逆轉(zhuǎn)，從椎間盤100內(nèi)的高壓流到椎體159內(nèi)的低壓。在髓核128內(nèi)溶解于流體中的乳酸和二氧化碳，經(jīng)過導(dǎo)管126緩慢地排出到椎體159，然后到體循環(huán)。結(jié)果乳酸濃度降低，椎間盤100內(nèi)的pH正?；?。
而且，由于在椎間盤100內(nèi)通過導(dǎo)管126提供的豐富的氧，在厭氧條件下正常產(chǎn)生的乳酸可能急劇地減少。因此，如圖53所示，在例如后部縱向韌帶195、脊柱關(guān)節(jié)的上142和下143關(guān)節(jié)突的組織，由酸性刺激引起的疼痛預(yù)計(jì)很快消失。例如碳酸氫鹽、碳酸鹽或其它的緩沖劑，可以裝載或涂覆在導(dǎo)管126上，以中和接觸的乳酸并自然地減輕疼痛。
在刺穿終板105時(shí)，彎針101的彈性仍然能夠在剛性套220內(nèi)扭轉(zhuǎn)，如圖54所示。扭轉(zhuǎn)的可能性隨著彈性針101的長(zhǎng)度增加。扭轉(zhuǎn)在圖55中套220、針101和導(dǎo)管126的截面圖中描述。在與鈣化終板105接觸時(shí)，針101與套220的軸之間的彈性扭轉(zhuǎn)，容許在針101的尖端定向移位。因此，終板105的穿刺可能失敗。
為了避免扭轉(zhuǎn)，針101和套220的橫截面可以制成非圓形的，例如圖56中的橢圓形，圖57中是其截面圖。正方形截面顯示在圖58中。矩形截面顯示在圖59中。三角形截面在圖60中。
彎針101的彈性可能彎曲并且不能刺穿鈣化的終板105，如圖61所示。彎曲或者下偏的方向是在針101的曲度的凸面?zhèn)?。為了使下偏最小化，剛性?20的末端以一個(gè)角度切割，提供一個(gè)延展以在終板105穿刺時(shí)支撐彎針101的凸面?zhèn)?，如圖62所示。剛性套220有角度的切割作為具尖頭的剛性針220，起支撐彎針101的凸面?zhèn)鹊淖饔茫鐖D62所示。支撐結(jié)構(gòu)可以通過在接近剛性針220的末端切一個(gè)凹痕而進(jìn)一步延展，如圖63所示，以在終板105穿刺時(shí)增加對(duì)彎針101的凸面?zhèn)鹊闹巍?br> 為了進(jìn)一步支撐彈性彎針101，如圖64所示，窗孔270可以位于具有橢圓形截面的剛性套220的末端附近。窗孔270的末端側(cè)以一傾斜角度開口。傾斜也可以多角度形成半圓狀的開口，大小和形狀適合彈性彎針101的凸面?zhèn)?。圖65顯示彈性彎針101從剛性套220的窗孔270突出。彎針101的尖頭位于曲度的凹面?zhèn)?，以避免展開時(shí)在窗孔270的遠(yuǎn)側(cè)部刮擦或阻礙。圖66顯示彈性彎針101從剛性套220的窗孔270展開。遠(yuǎn)側(cè)窗孔270的半圓形開口支撐并托起凸曲率的底部，使刺穿終板105時(shí)彎針101的彎曲、扭轉(zhuǎn)和/或偏轉(zhuǎn)最小化。實(shí)質(zhì)上，窗孔270的傾斜部分提供突起的開口以指引并支撐彎針101。剛性套220的末端可以削尖而起到具窗孔270的剛性針220的作用，如圖67所示。
當(dāng)骨大量形成時(shí)，用小彎針101刺穿骨終板105可能是困難的。增加針101的尺寸并在終板105上造成大孔224，可能引起髓核128滲入椎體159。為了支撐小彎針101，加入含有與彎針101相似曲度的形狀記憶延展271，以增強(qiáng)并支撐彈性彎針101，如圖68所示。形狀記憶延展271可以是凹進(jìn)的，如圖68所示，或者在末端成管狀。彎針101和形狀記憶延展271能夠在剛性套或針220內(nèi)獨(dú)立地滑動(dòng)。圖69顯示彎針101和形狀記憶延展271在剛性套220內(nèi)的彈性校直。彎針101和形狀記憶延展271都對(duì)剛性套220施加應(yīng)力。為了使剛性套220的潛在彎曲最小化，通過將針101的尖端安置于形狀記憶延展271彎曲的近端，應(yīng)力由較大面積分配，如圖68-69所示。應(yīng)力的分散也有助于使針101和形狀記憶延展271兩者的展開和回收容易。
對(duì)于組織穿刺，形狀記憶延展271從剛性套220展開，如圖68所示，隨后彎針101沿著形狀記憶延展271的曲度滑動(dòng)并刺穿進(jìn)入鈣化終板105，如圖70所示。形狀記憶延展271為針101提供支撐，使穿刺時(shí)的彎曲和扭轉(zhuǎn)最小化，而不增加穿孔的尺寸。形狀記憶延展271也可以是非凹進(jìn)的，并削尖以有利于組織刺穿，如圖71所示。為了移出導(dǎo)管126到終板105，在導(dǎo)管126后面的柱塞109保持固定，同時(shí)將彎針101收回到形狀記憶延展271。然后，將形狀記憶延展271收回到剛性套220。
彎針101的外徑可以制成非均勻的，為了產(chǎn)生小的開口而在末端小，如圖72所示。針101鄰近彎曲的部分含有厚壁和較大的外徑，以支撐和增強(qiáng)終板105穿刺過程。在小與大外徑之間的過渡是逐漸的，如圖72所示，或者是逐步的。具有不同外徑的彎針101可以通過研磨、機(jī)械加工或者注模制成。
剛性針220的內(nèi)腔268可以具有斜角102和雙面斜坡272，如圖72所示。在內(nèi)腔268末端的斜角102或者錐形，使展開和收回時(shí)，對(duì)彎針101的凹面?zhèn)鹊哪Σ磷钚』?。雙面斜坡272在與斜角102相對(duì)側(cè)突出，遠(yuǎn)側(cè)面隨著剛性針101的尖頭或延伸端延續(xù)?？梢粤钚逼?72或突起的近側(cè)成形，使其在刺穿終板105時(shí)相配并支撐彎針101的凸面?zhèn)取Ｐ逼?72可以用環(huán)氧、焊料或者其它硬化材料制成，然后通過機(jī)械加工成形。斜坡272也可以在熔融過程中產(chǎn)生，以在末端密封內(nèi)腔268。然后切割密封端，使斜坡272和斜角102成形，內(nèi)腔268通過機(jī)械加工再開口。
制造導(dǎo)管126部分以優(yōu)化養(yǎng)分和廢物的交換。圖73顯示具有編織絲122連接到帶有內(nèi)腔104的多孔管125上的導(dǎo)管126。管125部分充當(dāng)漏斗，收集來自椎體159內(nèi)毛細(xì)管的養(yǎng)分，并將養(yǎng)分集中于髓核128內(nèi)的編織絲122中。
特別是在終板105，在導(dǎo)管126的孔或通道內(nèi)的礦化作用可能封閉或阻塞椎體159與椎間盤100之間的養(yǎng)分和廢物交換。圖74顯示覆蓋或者包裹導(dǎo)管126的中間部分的管125，以防止礦物或組織向孔或通道內(nèi)生長(zhǎng)。用于制造管125的材料也可以有膨脹、擴(kuò)展或者密封性能，從而在終板105密封穿孔，并防止Schmorl’s結(jié)節(jié)形成。膨脹、擴(kuò)展或者密封材料可以是聚乙二醇、聚氨酯、硅或其它。在導(dǎo)管126的中間部分的抗向內(nèi)生長(zhǎng)薄膜或者涂層，也可能阻礙通道或孔內(nèi)的礦化或者堵塞，以確保養(yǎng)分和廢物的長(zhǎng)久交換。
特別是在椎體159或外環(huán)內(nèi)，可能發(fā)生導(dǎo)管126上纖維組織的形成，抑制養(yǎng)分和廢物的交換。導(dǎo)管126的一部分可以用藥物涂覆、接枝、共價(jià)鍵合或者離子鍵合以使纖維的形成最小化。藥物可以是放線菌素-D、紫杉醇、西羅莫司(sirolimus)、細(xì)胞增長(zhǎng)抑制劑或者纖維組織抑制劑。
由于柔軟或易彎的特性，用編織絲122制成的導(dǎo)管126難以通過收回針101和固定柱塞109而展開。用編織絲制成的導(dǎo)管126可以用水溶劑硬化，例如淀粉、膠原質(zhì)、透明質(zhì)酸鹽、軟骨素、角質(zhì)素或者其它生物相容劑。展開后，可溶的硬化劑溶解在體內(nèi)，使細(xì)絲暴露而傳輸養(yǎng)分、氧和廢物。圖75顯示在編織導(dǎo)管126內(nèi)用作硬芯以輔助展開的單絲110。單絲110可以用可降解的材料制成，使導(dǎo)管126展開后傳輸面積最大化。圖76的陰影區(qū)域所示的可降解管125，也可以用于包裹并硬化編織絲122?？山到夤?25或者可降解單絲110可以用聚丙交酯、聚乙交酯、聚丙交酯-共-乙交酯或者其它。
因?yàn)轲B(yǎng)分在椎間盤100的外圍1cm內(nèi)相對(duì)豐富，導(dǎo)管126也能夠通過毛細(xì)管作用從外環(huán)將養(yǎng)分吸取到髓核128。將帶有淀粉硬化的導(dǎo)管126(未顯示)和柱塞109的針101，刺穿具有鈣化終板105的椎間盤100，如圖77所示。針101導(dǎo)向技術(shù)相似于用于椎間盤造影術(shù)的不透X射線染料的診斷注射，或者用于髓核128消化的木瓜凝乳蛋白酶注射以治療椎間盤100突出。通過從熒光鏡前后&側(cè)視鏡指導(dǎo)，針101從中線后外側(cè)45°進(jìn)入椎間盤100。圖78顯示帶有硬化導(dǎo)管126的針101，刺穿具有鈣化終板108的椎間盤100的縱視圖。
通過保持柱塞109固定同時(shí)將針101取出，導(dǎo)管126從針101的內(nèi)腔移出并在椎間盤100展開，如圖79-80所示。將導(dǎo)管126的至少一端放置離椎間盤100的外圍小于1cm，以吸取養(yǎng)分并排出乳酸。為了增強(qiáng)成像，含有導(dǎo)管126的針101部分可以用不透X射線的、回聲增強(qiáng)的或者磁性涂層163涂覆，如圖81所示。多個(gè)導(dǎo)管126可以安全并準(zhǔn)確地展開到退化的椎間盤100的不同區(qū)域。圖82顯示在退化椎間盤100中展開兩個(gè)導(dǎo)管126，其在內(nèi)與外椎間盤100之間交換養(yǎng)分和廢物。
在缺少任何主血管和器官的位置，導(dǎo)向針101的尖端可以引導(dǎo)而穿過椎間盤100，如圖83所示，以穿出椎間盤100展開導(dǎo)管126，如圖84所示。延伸的導(dǎo)管126可以顯著地將更多的養(yǎng)分吸取到椎間盤100。此外，延伸的導(dǎo)管126可以更有效地處理椎間盤100內(nèi)產(chǎn)生的廢物，并加速椎間盤100的修復(fù)和/或再生，如圖85所示。
腰大肌193位于鄰近脊柱的腰部。帶有導(dǎo)管126的針101可以刺穿椎間盤100進(jìn)入肌肉193。結(jié)果，導(dǎo)管126可以將養(yǎng)分從肌肉193吸取到椎間盤100，如圖86所示。肌肉193被很好地供應(yīng)養(yǎng)分和氧，并且肌肉193很好地消耗乳酸。通過延伸入肌肉193，導(dǎo)管126可以吸取豐富的養(yǎng)分并安全地沉積來自內(nèi)椎間盤100的廢物，以修復(fù)或者再生退化的椎間盤100，如圖87所示。預(yù)計(jì)柔軟和無張力的導(dǎo)管126不干擾椎間盤100和肌肉193的功能。
用于導(dǎo)管126展開的方法和器件也可以是各種組合。導(dǎo)管126可以被輸送到終板105，如圖53所示，并橫過環(huán)面，如圖82或者87所示。
用大鼠尾研制了加速的椎間盤退化模型。將包括三個(gè)椎間盤的尾部扭轉(zhuǎn)或者旋轉(zhuǎn)45°并保持2個(gè)星期。然后將該部分通過盤簧壓縮并保持另外一段時(shí)間。在該部分內(nèi)的所有椎間盤退化。通過注射從供體椎間盤得到另外髓核的椎間盤，經(jīng)歷了退化的延遲。并且，在破壞性載荷之前注入另外的髓核，為椎間盤退化提供了最長(zhǎng)的延遲。
在腰椎融合步驟后，鄰近自由運(yùn)動(dòng)節(jié)段的椎間盤100很快退化。退化過程導(dǎo)致更痛和可能更多的損傷；每一新的融合之后是與它相鄰新的易損壞的節(jié)段。與腰椎融合相鄰節(jié)段的加速退化，可能是附加的融合后應(yīng)力和載荷的結(jié)果。在大鼠模型中，在髓核內(nèi)附加的容積具有防止破壞性載荷的保護(hù)功能。與脊椎融合過程一起，在與融合的節(jié)段相鄰的椎間盤100內(nèi)植入導(dǎo)管126，可能通過硫酸鹽和氧的豐富供應(yīng)提供足夠的膨脹壓力，以延遲并有希望防止相鄰的椎間盤100退化。
器件隨時(shí)間的移動(dòng)一直是個(gè)問題。接受背外科手術(shù)的病人的平均年齡是40-45歲。期望導(dǎo)管126在病人體內(nèi)保留50或更多年。無張力的導(dǎo)管126的移動(dòng)可能導(dǎo)致效果的損失，但是不可能對(duì)神經(jīng)、韌帶、肌肉或者器官有害。如圖88所示，為了使移動(dòng)最小化，結(jié)161可以系在編織管126上，以在環(huán)帶、終板105和/或肌肉193內(nèi)錨定。與結(jié)161相似，環(huán)162或者突出部件162可以卷曲在導(dǎo)管126上，如圖89所示。結(jié)161和突起162足夠小以能裝在針101內(nèi)。組織向內(nèi)生長(zhǎng)也能夠限制或防止器件移動(dòng)。如圖90所示，凹痕160或者組織向內(nèi)生長(zhǎng)孔160可以產(chǎn)生于導(dǎo)管126上，以阻礙隨時(shí)間的移動(dòng)。
導(dǎo)管126也能夠用作輸送工具，以引入用于維持或者再生椎間盤100的愈合元素。導(dǎo)管126可以涂覆或播種生長(zhǎng)因子、干細(xì)胞、供體細(xì)胞、養(yǎng)分、緩沖劑或者礦物。對(duì)殺菌敏感的細(xì)胞可以無菌地負(fù)載。導(dǎo)管126的安裝可以分多個(gè)階段，隔天、周、月或甚至年。最初導(dǎo)管126的展開準(zhǔn)備了生物條件，包括pH、電解平衡和養(yǎng)分，以有利于細(xì)胞增殖。隨后的展開可能在導(dǎo)管126內(nèi)含有播種的細(xì)胞。
因?yàn)閮?nèi)椎間盤100內(nèi)的細(xì)胞含量低，細(xì)胞從外環(huán)或者椎體159的遷移可以有助于退化的椎間盤100再生。細(xì)胞能夠沿著導(dǎo)管126內(nèi)的對(duì)流流輸送到髓核128。導(dǎo)管126內(nèi)的通道或者孔需要足夠大，大約50至200微米。僅對(duì)于礦物、養(yǎng)分、乳酸和氣體的交換，通道或孔的尺寸可以小得多。因此，導(dǎo)管126的通道或者孔的尺寸有效范圍大約為200微米至10納米。
對(duì)于導(dǎo)管126的潛在有用的涂層包括抗生素、抗閉塞的涂層、潤(rùn)滑劑、生長(zhǎng)因子、養(yǎng)分、硫酸鹽、礦物、緩沖劑、碳酸鈉、碳酸氫鈉、堿、膠原質(zhì)、羥基磷灰石、鎮(zhèn)痛劑、密封劑、濕潤(rùn)劑、透明質(zhì)酸鹽、蛋白多糖、硫酸軟骨素、硫酸角質(zhì)素、糖胺聚糖、肝素、淀粉、硬化劑、不透X射線涂層、回聲增強(qiáng)的涂層、細(xì)胞或者干細(xì)胞。
防止因礦化或者組織向內(nèi)生長(zhǎng)而堵塞的管125，可以用生物相容的聚合物制造，例如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、硅、聚醚醚酮、縮醛樹脂、聚砜、聚碳酸酯或聚乙二醇。相似的材料能夠用于涂覆或部分涂覆導(dǎo)管126，以防止養(yǎng)分和廢物輸送的阻塞。涂層應(yīng)該能夠耐受通過伽馬、電子束、高壓滅菌器、ETO、等離子體或UV光的滅菌以防止感染。
特別為了研究的目的，可生物降解導(dǎo)管126可以在數(shù)周或數(shù)月內(nèi)提供跡象。因?yàn)閷?dǎo)管126在數(shù)月內(nèi)降解，任何不能預(yù)見的不利結(jié)果將消失。如果研究性的可降解導(dǎo)管126顯示出希望，然后可以安裝永久的導(dǎo)管126來提供連續(xù)的益處?？缮锝到鈱?dǎo)管126可以用聚乳酸酯、聚羥基乙酸(polyglycolic)、聚丙交酯-共-乙交酯、聚己酸內(nèi)酯、三亞甲基碳酸酯、絲、腸線、膠原質(zhì)、聚對(duì)二氧雜環(huán)己酮、或這些材料的結(jié)合制成。其它可降解聚合物，例如聚二氧雜環(huán)己酮、聚酐、三亞甲基碳酸酯、聚-β-羥丁酸酯、聚羥戊酸酯、聚-γ-乙基-谷氨酸酯、聚-DTH-亞氨碳酸酯、聚雙酚-A-亞氨碳酸酯，聚原酸酯、聚氰基丙烯酸酯、或聚磷嗪也能使用。相似的可生物降解材料能用于制造圖75中的可生物降解的單絲110。
廣泛的非生物降解材料可用于制造導(dǎo)管126。生物相容聚合物，例如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、硅、聚醚醚酮、縮醛樹脂、聚砜、聚碳酸酯、絲、棉或亞麻，是可能的選擇。玻璃纖維也能作為導(dǎo)管126的一部分，以提供輸送養(yǎng)分和廢物的毛細(xì)管作用。導(dǎo)管126也能用金屬制成，例如鎳鈦合金或者不銹鋼。不可降解和可降解的導(dǎo)管126均可以通過模塑、擠出、編織、機(jī)織、卷繞、螺旋或者機(jī)械加工而形成。導(dǎo)管126可以具有縱向內(nèi)腔104，用于流體交換的孔和/或通道。導(dǎo)管126能以證實(shí)安全的記錄縫合。導(dǎo)管126也可以稱作或分類為旁路(shunt)、芯(wick)、管、編織縫線、編織絲、線或海綿。安裝有導(dǎo)管126的椎間盤100可以稱作旁路椎間盤(shunted disc)100。
剛性針101、套針103、擴(kuò)張器230和柱塞109可以用不銹鋼或其它金屬或合金制造。彈性彎針101、形狀記憶延展271和柱塞109可以用鎳鈦合金形成。針101、剛性針220、擴(kuò)張器230、形狀記憶延展271和柱塞109可以用潤(rùn)滑劑、組織密封劑、鎮(zhèn)痛劑、抗生素、不透X射線的、磁性的和/或回聲增強(qiáng)的試劑涂覆。
因?yàn)轲B(yǎng)分和氧尤其在正退化的椎間盤100中非常低，細(xì)胞死亡是常見的，能夠產(chǎn)生糖胺聚糖的健康細(xì)胞很少。在患者內(nèi)，健康細(xì)胞277可以從另一椎間盤100吸取，用注射器276注射入退化的椎間盤100，如圖91所示。通過新安裝的導(dǎo)管126，經(jīng)過頭側(cè)和尾部終板105再建養(yǎng)分和廢物的交換，以在退化的椎間盤100內(nèi)滋養(yǎng)供體細(xì)胞277和剩余細(xì)胞。類似地，供體細(xì)胞277也能用橫向?qū)Ч?26注射入椎間盤100，以使椎間盤100恢復(fù)活力，如圖92所示。因?yàn)樵谕嘶淖甸g盤100內(nèi)的細(xì)胞含量低，供體細(xì)胞277的引入可能令停止或逆轉(zhuǎn)椎間盤退化的過程加速。
無血管的椎間盤100很好地密封。即使例如硫酸鹽的小離子、和例如脯氨酸的小分子，也被極大地限制擴(kuò)散進(jìn)入髓核128。很好密封的椎間盤100可能能夠封裝來自另一人、尸體或不引發(fā)免疫應(yīng)答的動(dòng)物的椎間盤100的供體細(xì)胞277。對(duì)于椎間盤100的再生，供體細(xì)胞277也可以是干細(xì)胞277、脊索277或者軟骨細(xì)胞277。半滲透導(dǎo)管126對(duì)于養(yǎng)分和廢物是可滲透的，但是對(duì)于細(xì)胞、蛋白質(zhì)、糖蛋白和/或有關(guān)引發(fā)免疫反應(yīng)的細(xì)胞因子是不滲透的。免疫系統(tǒng)的細(xì)胞包括巨細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、單核吞噬細(xì)胞、T-細(xì)胞、B-細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、裸細(xì)胞、K細(xì)胞、NK細(xì)胞和/或掩蔽細(xì)胞(mask cell)。免疫系統(tǒng)的蛋白質(zhì)和糖蛋白包括免疫球蛋白、IgM、IgD、IgG、IgE、其它抗體、白細(xì)胞間介素、細(xì)胞因子、淋巴活素、單核因子和/或干擾素。
養(yǎng)分和廢物的分子量通常比免疫應(yīng)答細(xì)胞、蛋白質(zhì)和糖蛋白小得多。輸送選擇性可以通過在半滲透導(dǎo)管126內(nèi)的孔或通道的尺寸控制或限制。導(dǎo)管126的上限分子量可以是3000或更低，以容許養(yǎng)分和廢物通過，但是排除免疫應(yīng)答細(xì)胞、蛋白質(zhì)、免疫球蛋白和糖蛋白。半滲透導(dǎo)管126也可以含有離子或親和表面以吸引養(yǎng)分和廢物?？梢赃x擇或者對(duì)半滲透導(dǎo)管126的表面進(jìn)行改性以排斥、排除或拒絕免疫應(yīng)答的成分。
在近年，來自尸體或者活供體的細(xì)胞移植已經(jīng)成功地提供了治療的益處。例如，將來自供體胰腺的小島細(xì)胞注射到I型糖尿病患者的門靜脈，導(dǎo)入肝臟。胰島開始通過產(chǎn)生胰島素來調(diào)整血糖，正如它們一般在胰腺中所起的作用。然而，為了保持供體細(xì)胞存活，糖尿病人要求終生提供抗排斥藥物，例如環(huán)孢菌素A。除了抗排斥藥物的代價(jià)，這些免疫抑制藥物的長(zhǎng)期副作用不確定。細(xì)胞移植的益處可能不會(huì)抵消潛在的副作用。
具有半滲透導(dǎo)管126的椎間盤100能夠用作半滲透囊，來封裝治療的供體細(xì)胞277或者藥劑，如圖91和92所示，并且避免免疫應(yīng)答；因此不需要長(zhǎng)期的免疫抑制藥物。多種供體細(xì)胞277或藥劑可以從腦下垂體(前面、垂體中葉或者后面)、丘腦下部、腎上腺、腎上腺髓質(zhì)、脂肪細(xì)胞、甲狀腺、甲狀旁腺、胰腺、睪丸、卵巢、松果腺、腎上腺皮質(zhì)、肝臟、腎皮質(zhì)、腎、丘腦、甲狀旁腺、卵巢、黃體、胎盤、小腸、皮細(xì)胞、干細(xì)胞、基因治療、組織工程、細(xì)胞培養(yǎng)、其它腺或者組織獲得和/或培養(yǎng)。供體細(xì)胞277在椎間盤100內(nèi)是免疫隔離的，體內(nèi)最大的無血管組織，通過半滲透導(dǎo)管126輸送養(yǎng)分和廢物得到維持。供體細(xì)胞277可以來自人、動(dòng)物或者細(xì)胞培養(yǎng)。在仰臥的睡眠姿勢(shì)，通過導(dǎo)管126將養(yǎng)分和氧供應(yīng)到供體細(xì)胞277。在步行幾小時(shí)，同時(shí)椎間盤100內(nèi)的壓力高時(shí)，由這些細(xì)胞277生物合成的產(chǎn)物經(jīng)過導(dǎo)管126排出到椎體159、外環(huán)或肌肉193，然后到靜脈、體循環(huán)和目標(biāo)部位。
在旁路椎間盤100內(nèi)由細(xì)胞277生物合成的產(chǎn)物可以是腎上腺素、促腎上腺皮質(zhì)激素、醛甾酮、雄激素、高血壓蛋白原(血管緊張素I和II)、抗利尿素、心房鈉尿肽、降鈣素、鈣化醇、膽鈣化醇、鈣三醇、縮膽囊素、促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素、皮質(zhì)醇、脫氫表雄酮、多巴胺、內(nèi)啡呔、腦啡呔、麥角鈣化醇、促紅細(xì)胞生成素、促卵泡激素、γ-氨基丁酸、胃泌素、生長(zhǎng)素釋放肽、胰高血糖素、糖皮質(zhì)激素、促性腺激素釋放激素、生長(zhǎng)激素釋放激素、人絨毛膜促性腺激素、人生長(zhǎng)激素、胰島素、胰島素樣增長(zhǎng)因子、瘦蛋白、促脂解素、促黃體生長(zhǎng)激素、黑素細(xì)胞刺激素、褪黑激素、鹽皮質(zhì)激素、神經(jīng)肽Y、神經(jīng)傳遞質(zhì)、去甲腎上腺素、雌激素、催產(chǎn)素、甲狀旁腺激素、肽、孕烯醇酮、黃體酮、促乳激素、阿黑皮素原、PYY-336、腎素、分泌素、抑生長(zhǎng)素、睪酮、血小板生成素、促甲狀腺激素、促甲狀腺激素釋放激素、甲狀腺素、三碘甲腺原氨酸、促激素、血清素、抗利尿素、或其它治療產(chǎn)物。
在旁路椎間盤100內(nèi)產(chǎn)生的產(chǎn)物(激素、肽、神經(jīng)傳遞質(zhì)、酶、催化劑或者基質(zhì))可能能夠調(diào)節(jié)身體功能，包括血壓、能量、神經(jīng)活性、新陳代謝、腺活性的激化和抑制。一些激素和酶支配、影響或者控制飲食習(xí)慣和脂肪或者碳水化合物的利用。這些激素或酶可能提供重量減少或者得到益處。在旁路椎間盤100內(nèi)從供體細(xì)胞277產(chǎn)生的神經(jīng)傳遞質(zhì)，例如多巴胺、腎上腺素、去甲腎上腺素、血清素或者γ-氨基丁酸，能夠治療抑郁、帕金森病、學(xué)習(xí)障礙、記憶力喪失、注意力不足、行為問題、心理或神經(jīng)相關(guān)的疾病。
在旁路椎間盤100內(nèi)由供體細(xì)胞277生物合成的產(chǎn)物的釋放，與身體活動(dòng)同步。在日常生活的活動(dòng)中，在旁路椎間盤100內(nèi)的壓力大部分很高，以將由供體細(xì)胞277生物合成的產(chǎn)物排到循環(huán)中來滿足身體的需要。在仰臥位，旁路126內(nèi)的流體逆轉(zhuǎn)，將養(yǎng)分和氧帶到椎間盤100以滋養(yǎng)細(xì)胞277。用來自供體胰腺的Langerhans胰島作為例子，在睡眠時(shí)間當(dāng)葡萄糖進(jìn)入椎間盤100時(shí)，在旁路椎間盤100中誘導(dǎo)產(chǎn)生胰島素。在步行時(shí)間，當(dāng)椎間盤壓力高時(shí)，胰島素通過導(dǎo)管126排到循環(huán)，將糖吸到細(xì)胞膜用于產(chǎn)生能量。在夜晚，從旁路椎間盤100釋放的胰島素最小，以防止低血糖。實(shí)質(zhì)上，由供體細(xì)胞277生物合成的產(chǎn)物在身體活動(dòng)的同時(shí)釋放以滿足身體的需要。
一些來自供體細(xì)胞277的生物合成產(chǎn)物通過椎體159適當(dāng)?shù)爻练e，如圖91所示，然后進(jìn)入體循環(huán)。如圖82所示，其它產(chǎn)物可能通過外環(huán)更有效地輸送，并通過腹部擴(kuò)散到體循環(huán)。一些其它產(chǎn)物通過進(jìn)入肌肉193可能更有效得多，如圖92所示。
類似于圖91-92，也能將生長(zhǎng)因子、緩沖劑、激素、基因治療劑、養(yǎng)分、礦物、鎮(zhèn)痛劑、抗生素或其它治療劑注射到旁路椎間盤100。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明決不限于本文公開和/或圖中顯示的特殊構(gòu)造，也包括在權(quán)利要求范圍內(nèi)的任何其它改進(jìn)、變化或等效物。很多特征用特殊的構(gòu)型、曲度、選擇和實(shí)施方式列出。所述的任何一個(gè)或多個(gè)特征可以增加或者與任何其它實(shí)施方式或其它標(biāo)準(zhǔn)器件組合，而產(chǎn)生替代的組合和實(shí)施方式。導(dǎo)管126也可以由閘門來調(diào)節(jié)養(yǎng)分、氣體和廢物交換的速度和/或流動(dòng)方向。也可能將泵連接到導(dǎo)管126以輔助椎間盤100與身體流體之間的交換?？梢詫H電極置于剛性針220的尖端附近來檢測(cè)椎間盤100內(nèi)的酸度。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚現(xiàn)有的實(shí)施方式、材料、構(gòu)造、方法、組織或者切口部位不是僅有的本發(fā)明可以使用的。導(dǎo)管126的不同材料、構(gòu)造、方法或者設(shè)計(jì)可以替代和使用。前述說明不應(yīng)限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的全部范圍將由隨附的權(quán)利要求所確定。對(duì)于權(quán)利要求中的說明，套是剛性管狀構(gòu)件。彈性彎針101可以被稱作彈性針。
權(quán)利要求
1.一種用于將導(dǎo)管展開到椎間盤中的展開器件，所述的展開器件包括一個(gè)套，一個(gè)尺寸和構(gòu)型至少部分在所述套內(nèi)吻合的導(dǎo)管，以及一個(gè)展開所述導(dǎo)管的柱塞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其中所述的套具有成斜角的尖端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其進(jìn)一步包括至少部分位于所述套內(nèi)的針。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管至少部分位于所述的針內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管至少部分位于所述針的周圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其進(jìn)一步包括在所述管狀套上的涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的展開器件，其中所述的涂層選自潤(rùn)滑劑、組織密封劑、鎮(zhèn)痛劑、抗生素、不透X射線的、磁性的和回聲增強(qiáng)的試劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管是由生物相容性材料形成的管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管是由生物相容性材料形成的復(fù)絲。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管是由生物相容性材料形成的海綿。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管具有從其中延伸的多個(gè)突起。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的展開器件，其中所述的突起選自凸緣、結(jié)和環(huán)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管由復(fù)絲部分和單絲部分形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管由生物可降解材料形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管由不可降解的材料形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管由選自聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、硅、聚醚醚酮、縮醛樹脂、聚砜、聚碳酸酯、絲、棉、亞麻、玻璃纖維、鎳鈦合金和不銹鋼的不可降解材料形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管由選自聚乳酸酯、聚羥基乙酸、聚丙交酯-共-乙交酯、聚己酸內(nèi)酯、三亞甲基碳酸酯、絲、腸線、膠原質(zhì)、聚對(duì)二氧雜環(huán)己酮、聚二氧雜環(huán)己酮、聚酐、三亞甲基碳酸酯、聚-β-羥丁酸酯、聚羥戊酸酯、聚-γ-乙基-谷氨酸酯、聚-DTH-亞氨碳酸酯、聚雙酚-A-亞氨碳酸酯，聚原酸酯、聚氰基丙烯酸酯和聚磷嗪的可降解材料形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管具有選自抗生素、抗閉塞的涂層、潤(rùn)滑劑、生長(zhǎng)因子、養(yǎng)分、硫酸鹽、礦物、緩沖劑、碳酸鈉、碳酸氫鈉、堿、膠原質(zhì)、羥基磷灰石、鎮(zhèn)痛劑、密封劑、濕潤(rùn)劑、透明質(zhì)酸鹽、蛋白多糖、硫酸軟骨素、硫酸角質(zhì)素、糖胺聚糖、肝素、淀粉、硬化劑、不透X射線涂層、回聲增強(qiáng)涂層、基因、細(xì)胞和干細(xì)胞的涂層。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其中所述導(dǎo)管的孔徑為200微米至10納米。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其中所述導(dǎo)管具有通向那里的通道，所述通道的直徑為200微米至10納米。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的展開器件，其進(jìn)一步包括位于所述導(dǎo)管中心部位周圍的管。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的展開器件，其中所述管由選自聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、硅、聚醚醚酮、縮醛樹脂、聚砜、聚碳酸酯和聚乙二醇的材料形成。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)管，其中所述導(dǎo)管的至少一部分用纖維組織抑制劑涂覆。
24.一種用于將導(dǎo)管展開到椎間盤中的展開器件，所述的展開器件包括一個(gè)管狀套，一個(gè)具有校直位和彎曲位的第一彈性針，所述的校直位是在所述管狀套內(nèi)彈性校直的，而所述的彎曲位是彈性彎曲的并且至少部分位于所述管狀套之外，一個(gè)將所述第一彈性針在所述校直位與所述彎曲位之間移動(dòng)的傳動(dòng)裝置，以及一個(gè)尺寸和構(gòu)型至少部分在所述管狀套內(nèi)吻合的導(dǎo)管。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的第一彈性針具有成斜角的尖端。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的展開器件，其中當(dāng)所述的第一彈性針在所述的彎曲位時(shí)，所述成斜角的尖端位于所述第一彈性針的凹面?zhèn)壬稀?br> 27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的管狀套具有尖銳的尖端。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的展開器件，其中當(dāng)所述的第一彈性針在所述的彎曲位時(shí)，所述尖銳的尖端位于所述第一彈性針的凸面?zhèn)取?br> 29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的管狀套和所述的第一彈性針具有非圓形的橫截面。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的展開器件，其中所述的管狀套和所述的第一彈性針具有相似的截面形狀。
31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的管狀套和所述的第一彈性針具有橢圓形截面。
32.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其進(jìn)一步包括第二彈性針，所述第二彈性針至少部分位于所述第一彈性針的周圍。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的展開器件，其中所述的第一和第二彈性針具有相似的曲率，并且所述的曲率朝向相似的方向。
34.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其進(jìn)一步包括延伸經(jīng)過所述管狀套鄰近其末端的壁的開口。
35.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的管狀套具有位于其中的斜面。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的展開器件，其中所述的斜面位于鄰近所述管狀套的末端處，并位于鄰近所述第一彈性針的凸面?zhèn)取?br> 37.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的第一彈性針由鎳鈦合金形成。
38.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的第一彈性針具有不均勻的橫截面。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的展開器件，其中所述的第一彈性針具有末端和近端，所述末端比所述近端小。
40.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其進(jìn)一步包括用于展開所述導(dǎo)管的柱塞。
41.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其進(jìn)一步包括在所述管狀套上的涂層。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的展開器件，其中所述涂層選自潤(rùn)滑劑、組織密封劑、鎮(zhèn)痛劑、抗生素、不透X射線的、磁性的和回聲增強(qiáng)的試劑。
43.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其進(jìn)一步包括在所述第一彈性針上的涂層。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的展開器件，其中所述涂層選自潤(rùn)滑劑、組織密封劑、鎮(zhèn)痛劑、抗生素、不透X射線的、磁性的和回聲增強(qiáng)的試劑。
45.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管是由生物相容性材料形成的管。
46.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管是由生物相容性材料形成的復(fù)絲。
47.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管是由生物相容性材料形成的海綿。
48.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管具有從其中延伸的多個(gè)突起。
49.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管由復(fù)絲部分和單絲部分形成。
50.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管位于所述的第一彈性針內(nèi)。
51.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管至少部分位于所述第一彈性針的周圍。
52.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述的導(dǎo)管具有選自抗生素、抗閉塞的涂層、潤(rùn)滑劑、生長(zhǎng)因子、養(yǎng)分、硫酸鹽、礦物、緩沖劑、碳酸鈉、碳酸氫鈉、堿、膠原質(zhì)、羥基磷灰石、鎮(zhèn)痛劑、密封劑、濕潤(rùn)劑、透明質(zhì)酸鹽、蛋白多糖、硫酸軟骨素、硫酸角質(zhì)素、糖胺聚糖、肝素、淀粉、硬化劑、不透X射線涂層、回聲增強(qiáng)涂層、基因、細(xì)胞和干細(xì)胞的涂層。
53.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述導(dǎo)管的孔徑為200微米至10納米。
54.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其中所述導(dǎo)管具有通向那里的通道，所述通道的直徑為200微米至10納米。
55.根據(jù)權(quán)利要求24所述的展開器件，其進(jìn)一步包括位于所述導(dǎo)管中心部位周圍的管。
56.一種用于在椎間盤與體循環(huán)之間重建養(yǎng)分和廢物交換的方法，所述的方法包括以下步驟(a)將展開器件的針插入椎間盤；(b)開動(dòng)所述展開器件以展開導(dǎo)管；以及(c)將所述針移出椎間盤。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中在步驟(a)中，所述針刺穿椎間盤，經(jīng)過終板并進(jìn)入脊椎。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中將所述導(dǎo)管展開，第一端位于脊椎內(nèi)，而第二端位于椎間盤的髓核內(nèi)。
59.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中在步驟(a)中，所述針延伸到肌肉中。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中所述肌肉是腰大肌。
61.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中在步驟(b)中，將所述導(dǎo)管展開，第一端在椎間盤的外環(huán)中，而第二端在椎間盤的髓核內(nèi)。
62.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中在步驟(b)中，將所述導(dǎo)管展開，第一端在椎間盤的外環(huán)中，第二端在椎間盤的外環(huán)中，并且所述導(dǎo)管的中心部位延伸經(jīng)過椎間盤的髓核。
63.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟(d)將針的末端從包圍針的套的末端部分移出，從而使針恢復(fù)彎曲的構(gòu)型。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，其中所述針成斜角的尖端用于穿刺脊椎的終板。
65.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中所述導(dǎo)管具有多孔結(jié)構(gòu)，以提供將養(yǎng)分從體循環(huán)送入椎間盤并將廢物從椎間盤送出的通道。
66.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中設(shè)定所述導(dǎo)管并定位于患者內(nèi)，以使該導(dǎo)管提供用于椎間盤汲取養(yǎng)分并排出廢物的永久通道，從而使椎間盤內(nèi)的細(xì)胞新生以停止椎間盤的退化和背痛。
67.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中所述方法用于在患者的椎間盤內(nèi)提供對(duì)供體細(xì)胞的免疫隔離的保持力，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟(d)將供體細(xì)胞注射到椎間盤。
68.根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其中所述的供體細(xì)胞來自腺。
69.根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其中所述的供體細(xì)胞來自組織。
70.根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其中所述的供體細(xì)胞具有選自腦下垂體、丘腦下部、腎上腺、腎上腺髓質(zhì)、脂肪細(xì)胞、甲狀腺、甲狀旁腺、胰腺、睪丸、卵巢、松果腺、腎上腺皮質(zhì)、肝臟、腎皮質(zhì)、腎、丘腦、甲狀旁腺、卵巢、黃體、胎盤、小腸、皮細(xì)胞、干細(xì)胞、基因治療、組織工程和細(xì)胞培養(yǎng)的起源。
71.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟(d)將生長(zhǎng)因子注射到椎間盤。
72.根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其中所述的供體細(xì)胞產(chǎn)生治療性的產(chǎn)物。
73.根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其中所述的供體細(xì)胞產(chǎn)生選自腎上腺素、促腎上腺皮質(zhì)激素、醛甾酮、雄激素、高血壓蛋白原(血管緊張素I和II)、抗利尿素、心房鈉尿肽、降鈣素、鈣化醇、膽鈣化醇、鈣三醇、縮膽囊素、促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素、皮質(zhì)醇、脫氫表雄酮、多巴胺、內(nèi)啡呔、腦啡呔、麥角鈣化醇、促紅細(xì)胞生成素、促卵泡激素、γ-氨基丁酸、胃泌素、生長(zhǎng)素釋放肽、胰高血糖素、糖皮質(zhì)激素、促性腺激素釋放激素、生長(zhǎng)激素釋放激素、人絨毛膜促性腺激素、人生長(zhǎng)激素、胰島素、胰島素樣增長(zhǎng)因子、瘦蛋白、促脂解素、促黃體生長(zhǎng)激素、黑素細(xì)胞刺激素、褪黑激素、鹽皮質(zhì)激素、神經(jīng)肽Y、神經(jīng)傳遞質(zhì)、去甲腎上腺素、雌激素、催產(chǎn)素、甲狀旁腺激素、肽、孕烯醇酮、黃體酮、促乳激素、阿黑皮素原、PYY-336、腎素、分泌素、抑生長(zhǎng)素、睪酮、血小板生成素、促甲狀腺激素、促甲狀腺激素釋放激素、甲狀腺素、三碘甲腺原氨酸、促激素、血清素、和抗利尿素的生物合成產(chǎn)物。
74.根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟(e)展開所述導(dǎo)管，放置該導(dǎo)管使其第一端位于椎間盤的中心部位內(nèi)，并且其第二端位于脊椎內(nèi)。
75.一種用于重建椎間盤與體循環(huán)之間養(yǎng)分和廢物交換的導(dǎo)管，所述導(dǎo)管包括一個(gè)由生物相容性材料形成的伸長(zhǎng)構(gòu)件，所述的伸長(zhǎng)構(gòu)件是可放置的，以使所述伸長(zhǎng)構(gòu)件的第一部分在患者椎間盤內(nèi)的髓核內(nèi)。
76.根據(jù)權(quán)利要求75所述的導(dǎo)管，其中所述伸長(zhǎng)構(gòu)件的第二部分是可放置的，以使所述的第二部分延伸經(jīng)過終板并進(jìn)入脊椎。
77.根據(jù)權(quán)利要求75所述的導(dǎo)管，其中所述的伸長(zhǎng)構(gòu)件具有第二部分和中心部分，其中所述的伸長(zhǎng)構(gòu)件是可放置的，以使所述的中心部分延伸經(jīng)過椎間盤的外圍，并且所述的第二部分延伸到椎間盤的外面。
78.根據(jù)權(quán)利要求75所述的導(dǎo)管，其中所述伸長(zhǎng)構(gòu)件的第二部分是可放置的，以使所述的第二部分延伸到椎間盤的外環(huán)。
79.根據(jù)權(quán)利要求75所述的導(dǎo)管，其中所述的導(dǎo)管是由生物相容性材料形成的管。
80.根據(jù)權(quán)利要求75所述的導(dǎo)管，其中所述的導(dǎo)管是由生物相容性材料形成的復(fù)絲。
81.根據(jù)權(quán)利要求80所述的導(dǎo)管，其中所述的復(fù)絲是編織的。
82.根據(jù)權(quán)利要求75所述的導(dǎo)管，其中所述的導(dǎo)管是由生物相容性材料形成的海綿。
83.根據(jù)權(quán)利要求75所述的導(dǎo)管，其中所述的導(dǎo)管具有從其中延伸的多個(gè)突起。
84.根據(jù)權(quán)利要求75所述的導(dǎo)管，其中所述的導(dǎo)管由復(fù)絲部分和單絲部分形成。
85.根據(jù)權(quán)利要求75所述的導(dǎo)管，其中所述的導(dǎo)管由生物可降解材料形成。
86.根據(jù)權(quán)利要求75所述的導(dǎo)管，其中所述的導(dǎo)管由不可降解的材料形成。
87.根據(jù)權(quán)利要求75所述的導(dǎo)管，其中所述的導(dǎo)管是多孔的并且孔徑為200微米至10納米。
88.根據(jù)權(quán)利要求75所述的導(dǎo)管，其中所述的導(dǎo)管具有通向那里的通道，每個(gè)所述通道的直徑為200微米至10納米。
89.根據(jù)權(quán)利要求75所述的導(dǎo)管，其進(jìn)一步包括位于所述導(dǎo)管中心部位周圍的管。
90.根據(jù)權(quán)利要求89所述的導(dǎo)管，其中所述的管由選自聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、硅、聚醚醚酮、縮醛樹脂、聚砜、聚碳酸酯和聚乙二醇的材料形成。
91.根據(jù)權(quán)利要求75所述的導(dǎo)管，其中所述導(dǎo)管的至少一部分用纖維組織抑制劑涂覆。
全文摘要
椎間盤無血管。隨著年齡增長(zhǎng)，終板被鈣化層堵塞，擴(kuò)散到椎間盤的養(yǎng)分和氧減少。椎間盤退化，繼而發(fā)生疼痛。將導(dǎo)管輸送并在椎間盤中展開，以重建椎間盤與體循環(huán)之間養(yǎng)分和廢物的交換，從而停止或逆轉(zhuǎn)椎間盤的退化并減輕疼痛。安裝有半滲透導(dǎo)管的椎間盤可用作免疫隔離的囊，密封能夠生物合成治療性分子的供體細(xì)胞。半滲透導(dǎo)管建立了椎間盤與體循環(huán)之間養(yǎng)分和治療性分子的交換，從而不使用免疫抑制藥物而治療疾病。
文檔編號(hào)A61B17/00GK1784182SQ200480012017
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2004年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月7日
發(fā)明者J·E·楊, T·T·楊 申請(qǐng)人:阿利瓦醫(yī)藥有限公司