專利名稱：可膨脹的植入體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種聚合物材料和一種植入體，該植入體有包括聚合物材料的至少一部分，該植入體為醫(yī)療植入體或儀器的形式，它的形狀能夠在植入后變化。更特別是，本發(fā)明涉及一種植入體系統(tǒng)，該植入體系統(tǒng)包括植入體，該植入體有一個(gè)或多個(gè)封閉腔室，該封閉腔室容納可生物相容的液體，本發(fā)明還涉及一種能量發(fā)射器，該能量發(fā)射器設(shè)置成使得植入體固定在骨中。更特別是，本發(fā)明涉及一種使用植入體和植入體系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
目前，由聚合物材料制造的骨固定裝置通常用作銷、螺釘或栓釘。遇到的一個(gè)臨床問題是這些裝置的拉出強(qiáng)度相當(dāng)?shù)汀榱嗽黾颖３謴?qiáng)度而使用焊接，例如通過將熱量引入這些聚合物植入體。根據(jù)骨的解剖形狀或密度，焊接可能無法充分增加保持強(qiáng)度。另一臨床問題可能由于薄或較弱的骨結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
一種植入體設(shè)置成在植入目標(biāo)解剖位置后使它的體積膨脹。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，植入體可通過穿過植入體本體傳播的能量的作用和加熱在預(yù)先弓I入植入體中的封裝液體而膨 脹。蒸氣壓力(當(dāng)液體從它的液態(tài)變成它的氣態(tài)時(shí))在植入體本體上施加膨脹力，從而改變植入體本體的形狀，該植入體本體的可膨脹部分或者整個(gè)植入體可以為聚合物。通過加熱預(yù)先引入布置在植入體本體中的至少一個(gè)腔室內(nèi)的少量液體(例如水或鹽溶液)而產(chǎn)生蒸氣。任意合適的加熱源都能夠用于加熱封裝液體。加熱程度(溫度和持續(xù)時(shí)間)例如能夠取決于聚合物的類型(玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度)以及腔室的尺寸和分布。并不需要達(dá)到壞死溫度(necrotic temperature)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的植入體本體的聚合物材料具有一定總體積，并包括多個(gè)腔室，各腔室有一定容積，使得腔室的總計(jì)容積小于植入體本體的總體積。至少一個(gè)腔室包含可生物相容的介質(zhì)，該介質(zhì)在第一溫度(例如室溫)下為液體。該至少一個(gè)腔室封閉，使得通過增加液體的溫度，在腔室中的壓力增加。因此，當(dāng)在腔室中的液體從它的液態(tài)轉(zhuǎn)變成它的氣態(tài)時(shí)腔室中的壓力明顯增加，從而能夠在聚合物植入體本體上施加相當(dāng)大的膨脹力。在一個(gè)實(shí)施例中，聚合物材料與骨狀物質(zhì)混合，骨狀物質(zhì)例如磷酸鈣或磷灰石。在另一實(shí)施例中，聚合物材料用作骨狀物質(zhì)的基質(zhì)或芯材料，骨狀物質(zhì)例如磷酸鈣或磷灰石。根據(jù)另一實(shí)施例，植入體還能夠包括能量吸收部件，該能量吸收部件設(shè)置成使得植入體本體的聚合物材料的至少一部分軟化，增加容納于腔室中的液體的溫度，并因此增加在該至少一個(gè)腔室中的蒸氣壓力，從而通過蒸氣壓力在軟化的聚合物材料上的作用而使得植入體本體的總體積膨脹。在植入體的另一實(shí)施例中，聚合物材料為透明的。在還一實(shí)施例中，植入體還包括能量發(fā)射器，該能量發(fā)射器設(shè)置成使得聚合物材料的至少一部分軟化，增加液體的溫度，并因此增加在該至少一個(gè)腔室中的蒸氣壓力，從而通過蒸氣壓力在軟化的聚合物材料上的作用而使得植入體本體的總體積膨脹。在植入體的還一實(shí)施例中，可生物相容的液體是基于極性分子的化合物，優(yōu)選是液體水或水溶液?？缮锵嗳莸囊后w能夠具有最多100°c的沸點(diǎn)(在正常壓力下測(cè)量)。在植入體的還一實(shí)施例中，能量吸收部件是發(fā)色團(tuán)。在植入體的還一實(shí)施例中，可生物相容的液體有顏色，因此提供為能量接收器或吸收器。在植入體的還一實(shí)施例中，能量吸收部件布置在該至少一個(gè)腔室的內(nèi)表面處。在植入體的還一實(shí)施例中，植入體本體的可膨脹部分的聚合物材料能夠吸收能
量。 在植入體的另一實(shí)施例中，該至少一個(gè)腔室具有小于IOOmm3的容積，優(yōu)選是小于
Imm3O在植入體的還一實(shí)施例中，在植入體本體或植入體本體的可膨脹部分的總體積和腔室的容積總和之間的比率在2:1至5:1的范圍內(nèi)。在植入體的另一實(shí)施例中，該至少一個(gè)腔室并不與任何其它腔室相互連接。在植入體的還一實(shí)施例中，該至少一個(gè)腔室至植入體本體表面的最小距離為
O.1mm,優(yōu)選是 O. 2_。在植入體的又一實(shí)施例中，聚合物材料為聚甲基丙烯酸甲酯。在植入體的還一實(shí)施例中，該至少一個(gè)腔室完全充滿可生物相容的液體。在植入體的另一實(shí)施例中，該至少一個(gè)腔室只局部填充可生物相容的液體，優(yōu)選是小于50%。在植入體的還一實(shí)施例中，還包括閥，該閥連接于該至少一個(gè)腔室和植入體本體的內(nèi)表面之間，使得能量發(fā)射器能夠壓配合裝入植入體本體的空腔內(nèi)，如果在能量發(fā)射過程中在該至少一個(gè)腔室中達(dá)到最大所需壓力，壓力通過閥和對(duì)能量發(fā)射器來釋放，以便將能量發(fā)射器推出植入體和釋放過大壓力。在植入體的還一實(shí)施例中，由聚合物材料制造的部分布置在包圍內(nèi)部芯的外層中，該內(nèi)部芯沒有腔室。這種結(jié)構(gòu)提高了植入體的穩(wěn)定性。在植入體的還一實(shí)施例中，由聚合物材料制造的部分布置在內(nèi)部空心空間中，該內(nèi)部空心空間由一個(gè)或多個(gè)可膨脹部分包圍。在植入體的還一實(shí)施例中，由聚合物材料制造的部分包括嵌入海綿狀材料中的腔室，該海綿狀材料有開口孔。在另一實(shí)施例中，植入體包括骨板部分，且由聚合物材料制造的部分能夠固定在骨板部分上。在植入體的還一實(shí)施例中，由聚合物材料制造的部分能夠有包括宏觀三維結(jié)構(gòu)的表面。在還一實(shí)施例中，植入體由剛性材料來制造。根據(jù)另一方面，提供了一種使用植入體將外科手術(shù)植入體固定在骨中的方法，該方法包括以下步驟將處于未膨脹狀態(tài)的植入體插入骨中的空腔內(nèi)；向植入體由聚合物材料制造的部分供給能量；以及通過供給由能量發(fā)射器發(fā)射的能量來增加液體的溫度并因此增加在一個(gè)或多個(gè)腔室中的蒸氣壓力，直到植入體實(shí)現(xiàn)它的膨脹狀態(tài)。根據(jù)另一方面，提供了一種使用材料來增強(qiáng)骨的方法，該方法包括以下步驟在骨中產(chǎn)生空腔；將處于未膨脹狀態(tài)的可膨脹部分插入該空腔內(nèi)；以及通過供給由能量發(fā)射器發(fā)射的能量來增加液體的溫度并因此增加在聚合物材料的一個(gè)或多個(gè)腔室中的蒸氣壓力，直到聚合物材料實(shí)現(xiàn)它的膨脹狀態(tài)。根據(jù)另一實(shí)施例，本發(fā)明涉及一種用于骨固定的套件以及該套件的部件。套件能夠包括植入體,該植入體包括聚合物植入體本體,該聚合物植入體本體再限定內(nèi)部腔室；以及膨脹組件，該膨脹組件能夠與植`入體連接。膨脹組件包括膨脹裝置，該膨脹裝置設(shè)置成與植入體連接；以及注射裝置，該注射裝置設(shè)置成將可生物相容的流體(例如液體或蒸氣)注入腔室中。腔室限定了開口端，膨脹裝置設(shè)置成以流體密封方式與植入體連接，以便提供在它們之間的流體密封。膨脹裝置能夠包括任意合適的加熱部件，該加熱部件設(shè)置成加熱植入體。加熱程度(例如溫度和持續(xù)時(shí)間)能夠例如取決于植入體的聚合物類型(玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度)。希望熱量在一定水平施加，該水平不會(huì)由于過多引入的熱量而產(chǎn)生骨壞死。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，將聚合物加熱至它的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度。另外，當(dāng)聚合物被加熱至它的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，注射的可生物相容流體被加熱至它的氣體轉(zhuǎn)變溫度。因此，注入腔室內(nèi)的可生物相容流體蒸發(fā)，并在植入體上施加很大的膨脹力。因?yàn)榫酆衔镆呀?jīng)被加熱至它的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度，因此膨脹力使得植入體膨脹。因此，植入體能夠以第一或初始狀態(tài)來提供，并能夠從第一狀態(tài)膨脹至第二或膨脹狀態(tài)。植入體在第二狀態(tài)中的體積大于在第一狀態(tài)中的體積，該第一狀態(tài)能夠是未膨脹狀態(tài)或局部膨脹狀態(tài)。而且，膨脹裝置能夠有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，腔室具有進(jìn)口部分，該進(jìn)口部分具有在植入體的外表面處的孔；以及可膨脹部分，該可膨脹部分設(shè)置為凹部。在另一實(shí)施例中，腔室具有內(nèi)周邊壁，膨脹裝置在可膨脹部分的范圍內(nèi)并不與腔室的周邊壁接觸。在另一實(shí)施例中，膨脹裝置包括套筒，該套筒限定了中心開口以及穿過套筒延伸的一個(gè)或多個(gè)徑向穿孔。穿孔能夠根據(jù)需要來分布，例如分布在套筒與在植入體中的腔室的可膨脹部分的長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度上面。在另一實(shí)施例中，膨脹裝置通過互補(bǔ)接合部件而與植入體可釋放地固定或連接。
在還一實(shí)施例中，接合部件設(shè)置為外螺紋，該外螺紋可與在腔室的進(jìn)口部分中的內(nèi)螺紋接合。在還一實(shí)施例中，接合部件能夠限定卡扣鎖、插銷鎖或者Luer鎖，以便使得膨脹裝置與植入體以流體密封方式可釋放地連接。 在還一實(shí)施例中，膨脹裝置包括加熱部件，例如電阻加熱部件。在還一實(shí)施例中，當(dāng)植入體處于未膨脹狀態(tài)時(shí)，可膨脹部分的截面面積大于進(jìn)口部分的截面面積。在另一實(shí)施例中，可膨脹部分具有棱柱形狀，例如基本立方體形狀。在還一實(shí)施例中，植入體具有外壁，當(dāng)植入體處于未膨脹狀態(tài)時(shí)，該外壁凹形彎曲，使得外壁設(shè)置成當(dāng)植入體膨脹時(shí)向外凸出。在另一實(shí)施例中，膨脹裝置包括手柄，該手柄有電源，該電源可與加熱部件電連接。在還一實(shí)施例中，注射裝置包括缸和活塞，該活塞用于將可生物相容的液體從缸注入套筒的中心開口中。注射裝置還能夠包括套管，該套管布置成與缸和活塞流體連通，并可插入套筒的中心開口內(nèi)。在還一實(shí)施例中，聚合物材料能夠是聚甲基丙烯酸甲酯或者聚乙交酯(PLLA)。根據(jù)還一方面，膨脹組件設(shè)置成使得植入體膨脹，膨脹組件包括膨脹裝置和注射裝置。膨脹裝置包括套筒，該套筒可插入植入體的腔室內(nèi)，并有中心開口和多個(gè)徑向穿孔，這些徑向穿孔穿過套筒延伸。注射裝置能夠與套筒連接，并設(shè)置成將可生物相容的流體(例如液體或蒸氣)注入套筒的中心開口中。注射裝置包括裝有流體的缸和活塞，該活塞適用于將可生物相容的液體從缸 注入套筒的中心開口內(nèi)?；钊軌蛴赏饪漆t(yī)生手動(dòng)驅(qū)動(dòng)，從而能夠觸覺控制在植入體的腔室中的壓力。在另一實(shí)施例中，膨脹裝置的外螺紋可與植入體的內(nèi)螺紋接合。在另一實(shí)施例中，套筒通過卡扣鎖、插銷鎖或Luer鎖而以流體密封方式可釋放地固定在植入體上。在另一實(shí)施例中，膨脹裝置包括加熱部件，例如電阻加熱部件。因此，除了向植入體施加熱量，注入套筒的中心開口內(nèi)的液體能夠在穿過中心開口注入套筒的徑向穿孔中時(shí)被加熱或蒸發(fā)。流體的加熱或蒸發(fā)使得附加壓力積聚在植入體的腔室中，從而提供偏壓植入體向外膨脹的力。在還一實(shí)施例中，膨脹裝置包括手柄，該手柄有電源，該電源可與加熱部件電連接。在還一實(shí)施例中，注射裝置包括套管，該套管布置成與缸和活塞流體連通，該套管可插入套筒的中心開口內(nèi)。套管使得注射的可生物相容流體能夠在套筒的中心開口中基本均勻地加熱。根據(jù)另一方面，植入體包括由聚合物材料制造的植入體本體。膨脹組件設(shè)置成使得植入體本體從未膨脹狀態(tài)膨脹至膨脹狀態(tài)。根據(jù)還一方面，提供了一種用于將外科手術(shù)植入體固定于骨中的方法。該方法包括以下步驟將植入體插入骨中的孔內(nèi)，該植入體有腔室；
加熱植入體直到該植入體軟化和塑性變形；使得膨脹組件與植入體以流體密封方式連接；以及將可生物相容的流體從膨脹裝置注入植入體的腔室中。加熱植入體和注射可生物相容流體使得植入體本體能夠在需要時(shí)膨脹。而且，套件能夠有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，植入體由聚合物材料例如聚甲基丙烯酸甲酯來制造。在另一實(shí)施例中，植入體被加熱至40至200°C，優(yōu)選是100至160°C，例如150°C。在還一實(shí)施例中，植入體只通過流體力(例如液壓或氣動(dòng)力)而膨脹。在方法的還一實(shí)施·例中，腔室具有進(jìn)口部分，該進(jìn)口部分在植入體的外表面處具有孔，其中，膨脹裝置并不超過進(jìn)口部分與腔室的周邊壁接觸。在另一實(shí)施例中，腔室有進(jìn)口部分，該進(jìn)口部分在植入體的外表面處具有孔，其中，腔室的進(jìn)口部分包括內(nèi)螺紋。在另一實(shí)施例中，膨脹裝置包括外螺紋，該外螺紋可與腔室的進(jìn)口部分中的內(nèi)螺紋接合，以便使得膨脹裝置與植入體連接。在還一實(shí)施例中，膨脹裝置通過互補(bǔ)的接合部件而可釋放地固定在植入體上，互補(bǔ)接合部件例如上述螺紋。在還一實(shí)施例中，接合部件提供卡扣鎖、插銷鎖或Luer鎖。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)將更好地理解前面的概述以及后面對(duì)本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明。為了示例說明本申請(qǐng)的實(shí)施例，附圖中表示了優(yōu)選實(shí)施例。不過應(yīng)當(dāng)知道，本申請(qǐng)并不局限于所示的確切布置和手段。附圖中圖1A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例構(gòu)成的可膨脹植入體的透視圖，表示處于未膨脹結(jié)構(gòu)；圖1B是圖1B中所示的植入體沿線1B-1B的側(cè)剖圖，表示限定出腔室的植入體本體；圖2A是植入體系統(tǒng)的側(cè)剖圖，該植入體系統(tǒng)包括圖1B中所示的可膨脹植入體和與該植入體連接的能量發(fā)射器，該能量發(fā)射器設(shè)置成向布置在腔室中的膨脹流體發(fā)射能量;圖2B是圖2A中所示的植入體系統(tǒng)的側(cè)剖圖，但是表示膨脹流體的一部分蒸發(fā)，以使得植入體處于膨脹結(jié)構(gòu)；圖2C是圖2B中所示的植入體系統(tǒng)的側(cè)剖圖，但是表示更大部分(直到全部)膨脹流體蒸發(fā)，以使得植入體處于完全膨脹結(jié)構(gòu)；圖2D是在能量發(fā)射器除去之后穿過圖2C中所示的植入體的側(cè)剖圖；圖3A是插入受損椎骨本體中的植入體的側(cè)剖圖；圖3B是類似于圖3A的側(cè)剖圖，但是表示與植入體可操作地連接的電磁輻射發(fā)射器；圖3C是類似于圖3B的側(cè)剖圖，但是表示電磁輻射發(fā)射器處于激勵(lì)狀態(tài)；圖3D是類似于圖3C的側(cè)剖圖，但是表示植入體處于局部膨脹狀態(tài)；圖3E是類似于圖3D的側(cè)剖圖，但是表示植入體處于更膨脹狀態(tài)；
圖3F是類似于圖3E的側(cè)剖圖，但是表示植入體處于完全膨脹狀態(tài)；圖3G是類似于圖3F的側(cè)剖圖，但是表示在電磁輻射發(fā)射器已經(jīng)除去時(shí)的植入體；圖4A是類似于圖1B中所示可膨脹植入體的可膨脹植入體的側(cè)剖圖，但是根據(jù)另一實(shí)施例具有多個(gè)腔室；圖4B是植入體系統(tǒng)的側(cè)剖圖，該植入體系統(tǒng)包括圖4A中所示的可膨脹植入體和與該植入體連接的能量發(fā)射器，該能量發(fā)射器設(shè)置成向布置在腔室中的膨脹流體發(fā)射能量;圖5A是類似于圖4A中所示可膨脹植入體的可膨脹植入體的側(cè)剖圖，但是根據(jù)另一實(shí)施例構(gòu)成，該植入體表不處于未膨脹狀態(tài)；圖5B是植入體系統(tǒng)的側(cè)剖圖，該植入體系統(tǒng)包括圖5A中所示的可膨脹植入體和與該植入體連接的能量發(fā)射器；圖5C是圖5B中所示的植入體系統(tǒng)的側(cè)剖圖，表示植入體處于膨脹結(jié)構(gòu)；圖6A是圖5A中所示的植入體的側(cè)視圖，該植入體以未膨脹結(jié)構(gòu)植入椎間空間中；圖6B是圖5B中所示的植入體系統(tǒng)的側(cè)視圖，該植入體系統(tǒng)植入圖6A中所示的椎間空間中；圖6C是圖6B中所示的植入體系統(tǒng)的側(cè)視圖，表示植入體處于膨脹結(jié)構(gòu)；圖6D是圖6C中所示的植入體的側(cè)視圖，其中能量發(fā)射器已經(jīng)從植入體上除去；圖7A是根據(jù)另一實(shí)施例構(gòu)成的可膨脹植入體的側(cè)剖圖，表示植入體處于未膨脹結(jié)構(gòu)；圖7B是圖7A中所示的可膨脹植入體的側(cè)剖圖，表示處于膨脹結(jié)構(gòu)；圖8是根據(jù)另一實(shí)施例構(gòu)成的可膨脹植入體的側(cè)剖圖；圖9A是根據(jù)另一實(shí)施例構(gòu)成的可膨脹植入體的側(cè)剖圖；圖9B是類似于圖9A的可膨脹植入體的側(cè)剖圖，但是有根據(jù)另一實(shí)施例構(gòu)成的多個(gè)上部和下部滑動(dòng)器部件；圖10是根據(jù)另一實(shí)施例表示為榫釘?shù)目膳蛎浿踩塍w的側(cè)剖圖；圖1lA是植入體系統(tǒng)的側(cè)視圖，該植入體系統(tǒng)包括表示為骨固定板的可膨脹植入體，表不該植入體處于未膨脹結(jié)構(gòu)；圖1lB是圖28A中所示的植入體系統(tǒng)的側(cè)視圖，該植入體系統(tǒng)植入下部骨中；圖1lC是圖28B中所示的植入體系統(tǒng)的側(cè)視圖，表示植入體處于膨脹結(jié)構(gòu)；圖12A是圖12B中所示的區(qū)域A的放大側(cè)剖圖；圖12B是植入體系統(tǒng)的側(cè)視圖，該植入體系統(tǒng)包括可膨脹植入體，該可膨脹植入體有在區(qū)域A處表示的骨生長(zhǎng)區(qū)域；圖12C是圖12A中所示的植入體系統(tǒng)的側(cè)視圖，表示植入下部骨中和隨后膨脹；圖13A是具有植入體本體的植 入體的側(cè)剖圖，根據(jù)另一實(shí)施例，該植入體本體限定了多孔包裝件；圖13B是圖13A中所示的植入體的一部分的放大側(cè)剖圖；圖13C是類似于圖13A的植入體的側(cè)剖圖，但是包括多個(gè)腔室；
圖14A是植入體組件的側(cè)剖圖，該植入體組件包括可膨脹植入體，該可膨脹植入體有由PLLA包封部限定的多個(gè)腔室，這些腔室嵌入多孔包裝件中；圖14B是圖14A中所示的植入體的可膨脹部分的側(cè)剖圖；圖14C是圖14B中所示的植入體的可膨脹部分的示意側(cè)剖圖；圖15A是根據(jù)可選實(shí)施例構(gòu)成的植入體系統(tǒng)的透視圖，該植入體系統(tǒng)包括可膨脹植入體和膨脹組件，該膨脹組件包括膨脹裝置、注射裝置和能量發(fā)射器；圖15B是圖15A中所示的植入體系統(tǒng)的側(cè)剖圖；圖15C是圖15A中所示的可膨脹植入體和膨脹裝置的放大側(cè)剖圖；圖15D是圖15C中所示的膨脹裝置的側(cè)剖圖；圖16A是與圖15A中所示的可膨脹植入體類似的可膨脹植入體的側(cè)剖圖，但是根據(jù)另一實(shí)施例構(gòu)成，該植入體表不處于未膨脹狀態(tài)；圖16B是植入體系統(tǒng)的側(cè)剖圖，該植入體系統(tǒng)包括圖16A中所示的可膨脹植入體，并表示膨脹裝置與植入體可操作地連接；圖16C是圖5B中所示的植入體系統(tǒng)的側(cè)剖圖，表示植入體處于膨脹結(jié)構(gòu)；圖17A是圖16A中所示的植入體的側(cè)視圖，該植入體以未膨脹結(jié)構(gòu)植入椎間空間中；圖17B是圖16B中所示的植入體系統(tǒng)的側(cè)視圖，該植入體系統(tǒng)植入圖17A中所示的椎間空間中； 圖17C是圖17B中所示的植入體系統(tǒng)的側(cè)視圖，表示植入體處于膨脹結(jié)構(gòu)；以及圖17D是圖17C中所示的植入體的側(cè)視圖，其中能量發(fā)射器已經(jīng)從植入體上除去。
具體實(shí)施例方式在下面的說明中頻繁使用的術(shù)語的定義如下光電導(dǎo)體這里使用的術(shù)語光電導(dǎo)體是指柔性或剛性的光導(dǎo)結(jié)構(gòu)，例如玻璃纖維電纜、反射軟管(例如納米管)，該光導(dǎo)結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)光，并可用于將電磁輻射從源傳遞給植入體本體 。為了引導(dǎo)光穿過光電導(dǎo)體進(jìn)入植入體本體7直至所需點(diǎn)，在植入體中的光電導(dǎo)體可以一方面實(shí)際上傳導(dǎo)光，例如意味著傳導(dǎo)到銷的尖端，然后在該處分配光，以便到達(dá)腔室3的內(nèi)表面，例如通過散射。光源這里使用的光源是指任何電磁輻射源，例如白熾燈泡、蒸氣發(fā)射燈、二極管、半導(dǎo)體、電火花、火焰、陽光等。激光激光是優(yōu)選的能量源，因?yàn)樗鼈兺ǔＶ话l(fā)射很窄的限定頻率電磁輻射。因此，植入體的非吸收部分的一個(gè)發(fā)色團(tuán)(或者多個(gè)，直到很多發(fā)色團(tuán))的吸收波譜和本體周圍的吸收波譜可以相互調(diào)諧。在優(yōu)選用途中，激光在優(yōu)選是單色頻率中輻射，該單色頻率只由植入體吸收，由發(fā)色團(tuán)強(qiáng)烈吸收，而周圍環(huán)境幾乎不吸收。這能夠向植入體中的不同區(qū)域供給不同發(fā)色團(tuán)，并可以通過根據(jù)情況需要的電磁輻射頻率來特別加熱它們。發(fā)色團(tuán)這里使用的術(shù)語發(fā)色團(tuán)是指添加在聚合物上或涂覆在聚合物上的顏色或色素，以便吸收電磁輻射和將它轉(zhuǎn)變成熱量。在一種用途中，物質(zhì)能夠添加或涂覆在植入體上，而沒有發(fā)色團(tuán)特性。不過，當(dāng)引入人體內(nèi)時(shí)，這些物質(zhì)在與人體接觸時(shí)變化，例如作為對(duì)身體組織的PH值的反應(yīng)以及對(duì)身體鹽、身體水分或身體溫度的反應(yīng)，且這使得物質(zhì)褪色，并使得它能吸收電磁輻射。因此，與身體接觸的區(qū)域能夠變熱，因?yàn)橹踩塍w在該溫度點(diǎn)褪色。發(fā)色團(tuán)的實(shí)例包括葉綠素、碳黑、石墨、熒光素、亞甲基藍(lán)、靛青綠、曙光紅、曙光紅Y (514nm)、ethyleosine (532nm)、n丫唳、卩丫唳橙、銅酞菁、鉻-鈷-氧化招、朽1檬酸亞鐵銨、焦櫚酚、蘇木浸膏、葉綠素-銅復(fù)合體、D&C藍(lán)No. 9、D&C綠No. 5、[酞化青(2-)]銅、D&C藍(lán)No. 2、D&C藍(lán)No. 6、D&C綠No. 6、D&C紫No. 2、D&C黃No. 10。某些熒光發(fā)色團(tuán)在特定環(huán)境中并不吸收電磁輻射，但是輻射從周圍環(huán)境、聚合物或任意另外引入的發(fā)色團(tuán)吸收的光。吸光、無色聚合物這里使用的吸光聚合物是指自身具有吸收某種波長(zhǎng)光的特性的聚合物，而并不添加發(fā)色團(tuán)。聚合物能夠預(yù)先加熱至褪色點(diǎn)，因此能夠吸收更多光。聚合物能夠局部碳化或焦糖化，并因此能吸光。參考圖1A-2D，植入體系統(tǒng)I包括骨固定裝置或植入體34以及能量發(fā)射器36，該能量發(fā)射器36設(shè)置成與植入體34可操作地連接，以便向植入體34提供能量。植入體34包括植入體本體7，該植入體本體7表示為沿中心縱向軸線9為細(xì)長(zhǎng)的。植入體本體7能夠?yàn)榛緢A柱形或棱柱形，或者根據(jù)需要限定任意合適的可選幾何形狀。植入體本體7限定了第一和前端10以及第二或后端11，該第二或后端11沿縱向軸線9與前端10縱向間隔開。這里，前端10能夠稱為布置在后端11的遠(yuǎn)側(cè)，后端11能夠稱為布置在前端10的近側(cè)。植入體本體7限定了可膨脹部分2，該可膨脹部分2布置在后端11的縱向遠(yuǎn)側(cè)的位置處?？膳蛎洸糠?包括內(nèi)表面37，該內(nèi)表面37再限定內(nèi)部腔室3的外周，該內(nèi)部腔室3的尺寸和形狀能夠根據(jù)需要來設(shè)置。例如，腔室3能夠?yàn)榛緢A柱形或矩形。內(nèi)部腔室3設(shè)置成充滿可生物相容的膨脹流體5，該膨脹流體5能夠例如提供為普通鹽溶液。腔室3布置在植入體本體7的前端10的近側(cè)，并在它的縱向前端處開口。因此，可以說腔室3開口于植入體本體7的前端10處，并縱向穿透至植入體本體7內(nèi)深度T(從前端10朝著后端11測(cè)量)?？缮锵嗳莸呐蛎浟黧w5能夠注入腔室3的前端內(nèi)。腔室3能夠布置在縱向軸線9上,如圖所示。植入體34還包括帽8，該帽8能夠固定在植入體本體7上，例如固定在植入體本體7的前端10上，以便封閉和密封內(nèi)部腔室3。帽8有插入部分15，該插入部分15適合裝配至腔室3中；以及尖端部分16，該尖端部分16限定了植入體34的尖端部分。植入體本體7、腔室3和帽8表示為沿縱向軸線9彼此向遠(yuǎn)側(cè)間隔開。帽8能夠例如通過焊接來固定在植入體本體7的前端10上，以便封閉和密封腔室3。另外，植入體34包括限定于植入體本體7中的內(nèi)部空腔12，該內(nèi)部空腔12從后端11朝著前端10縱向向遠(yuǎn)側(cè)延伸，并終止于與腔室3間隔開的位置處，以使得空腔12與內(nèi)部腔室3縱向?qū)R。內(nèi)部空腔12設(shè)置成接收能量發(fā)射器36，該能量發(fā)射器36例如能夠?yàn)殡姶泡椛浒l(fā)射器14 (例如光電導(dǎo)體)，如圖2C中所示，或者為熱發(fā)射器17 (見圖4Α-4Β)。由下面的附圖可知，能量發(fā)射器36設(shè)置成向植入體34提供能量，從而在植入后使得植入體本體7的至少一部分膨脹。根據(jù)示例實(shí)施例，內(nèi)部腔室3限定了植入體本體7的可膨脹部分2，該可膨脹部分2設(shè)置成在能量發(fā)射器36向植入體34提供能量之后膨脹。如圖1A-2D中所示，內(nèi)表面37能夠由能量吸收部件4涂覆或以其它方式覆蓋，該能量吸收部件4例如為一層發(fā)色團(tuán)。植入體本體7能夠由任意合適材料來制造，例如聚合物材料，例如ΡΜΜΑ，該P(yáng)MMA為透明，因此植入體本體7能夠在空腔12和腔室3之間的位置處用作光電導(dǎo)體和光擴(kuò)散器。 因此，在電磁福射發(fā)射器14向植入體本體7施加光之后,光通過植入體本體7傳導(dǎo)，直到它到達(dá)內(nèi)表面37。膨脹流體5能夠在第一或初始狀態(tài)中呈液體形式。如圖2B-C中所示，能量105供給植入體本體7的可膨脹部分2和供給腔室3中的膨脹流體5將使得膨脹流體5的溫度升高至足夠水平，這使得膨脹流體5蒸發(fā)至第二狀態(tài)的氣體。因此，應(yīng)當(dāng)知道，當(dāng)液態(tài)膨脹流體5蒸發(fā)成氣體時(shí)，可生物相容的流體的壓力增加。植入體本體7的溫度增加和膨脹流體5增加的壓力(由于蒸發(fā))將使得植入體本體7的可膨脹部分2塑性膨脹。在來自能量發(fā)射器26的能量中斷之后，膨脹流體5隨后冷卻，植入體本體7的已膨脹部分2將由于植入體本體7的塑性變形而保持在它的膨脹狀態(tài)(圖2D)。因此，盡管膨脹流體5能夠冷凝至第三狀態(tài)的液體，可膨脹部分2仍然由于塑性變形而保持膨脹。參考圖3A-3G，植入體系統(tǒng)I能夠設(shè)置成將植入體34固定在下部骨中。例如，通過植入體系統(tǒng)I來使得受損的椎骨本體13穩(wěn)定的方法能夠包括以下步驟i)在要治療的椎骨本體13中產(chǎn)生空腔20 ；ii)將處于未膨脹狀態(tài)的植入體本體7插入空腔20中(圖3A)；iii)將能量發(fā)射器36 (例如成光電導(dǎo)體14的形式)插入植入體本體7中，其中，該光電導(dǎo)體14與能量源(例如激光器)連接(圖3B)；iv)供給由能量發(fā)射器36發(fā)射的能量，以便增加膨脹流體5的溫度，從而增加在植入體34的一個(gè)或多個(gè)腔室3中的內(nèi)部蒸氣壓力，直到植入體34達(dá)到它的膨脹狀態(tài)(圖3C-3F);以及V)從植入體本體7中取出能量發(fā)射器(圖3G)。

下面參考圖4A-B，空腔12能夠從后部部分11朝著前部部分10縱向向遠(yuǎn)側(cè)或向前延伸，并終止于鄰近尖端部分16的位置處。尖端部分16表示為與植入體本體7成一體。植入體本體7限定了多個(gè)內(nèi)表面37，這些內(nèi)表面37限定了相應(yīng)多個(gè)內(nèi)部腔室3。腔室3能夠根據(jù)需要限定任意尺寸和形狀，并能夠相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)(直到全部)其它腔室3具有相同或不同的尺寸和形狀。腔室3表示為圓形，例如球形或橢圓形，且能夠相對(duì)于縱向軸線9偏離。也可以說，腔室3的形狀設(shè)置為多個(gè)氣泡，這些氣泡結(jié)合或捕獲于植入體本體7的周邊壁25中。周邊壁25相對(duì)于中心軸線9布置在腔室12的外側(cè)，并沿橫向或徑向方向(相對(duì)于縱向軸線9成角度偏離，例如垂直)與空腔12對(duì)齊。因此，可以說，周邊壁25包圍或基本包圍空腔12。腔室3沿周邊壁25分布。因此腔室3限定在植入體本體7的基本整個(gè)長(zhǎng)度上延伸的可膨脹部分2。如圖4B中所示，空腔設(shè)置成接收能量發(fā)射器36，該能量發(fā)射器36表示為插入空腔12中的電加熱器17。應(yīng)當(dāng)知道，植入體34的一部分能夠在并不形成可膨脹部分2的部分的區(qū)域處沒有腔室3，且植入體34因此能夠限定多個(gè)可膨脹部分2或者至少一個(gè)可膨脹部分。能量發(fā)射器36能夠設(shè)置成加熱器17，該加熱器17設(shè)置成向布置于腔室3中的膨脹流體5提供熱量，從而使得流體從液體蒸發(fā)成氣體，并以上述方式使得可膨脹部分2膨脹。下面參考圖5A-5C，植入體本體7能夠基本形成為立方體，具有沿縱向軸線9間隔開的相對(duì)外壁18，當(dāng)植入體34處于第一或未膨脹狀態(tài)時(shí)，該相對(duì)外壁18朝向彼此凹形彎曲。在施加能量(該能量成例如由能量發(fā)射器36提供的熱量的形式)的過程中，膨脹流體5蒸發(fā)，因此在腔室3中的內(nèi)部壓力增加。壓力增加使得凹形彎曲的周邊壁18向外凸出，以使得植入體34實(shí)現(xiàn)第二膨脹狀態(tài)，其中，周邊壁18基本為平的，或者比當(dāng)植入體34處于第一未膨脹狀態(tài)時(shí)更平。因此，植入體本體7的可膨脹部分從在相對(duì)骨接合表面107之間具有第一高度Hl的第一狀態(tài)膨脹至在相對(duì)骨接合表面107之間具有第二高度H2的第二狀態(tài)，該第二高度H2大于第一高度Hl。在第二狀態(tài)中，平的周邊壁18具有更大的變形阻力。參考圖6A-6D，在圖5A-5C中所示的植入體34能夠設(shè)置為椎間植入體，并插入布置在一對(duì)相鄰椎骨40和41之間的椎間盤空間39中，使得骨接合表面107與相應(yīng)椎骨端板接合。植入體34能夠如上述膨脹，使得植入體本體7在植入體34未膨脹時(shí)限定第一高度Hl，并在植入體34膨脹之后限定比第一高度Hl更大的第二高度H2，從而提供對(duì)椎間盤空間39的高度恢復(fù)。下面 參考圖7A-7B，腔室3的形狀能夠設(shè)置為分別結(jié)合在沿縱向軸線9間隔開的相對(duì)第一和第二端部部分22和23中的氣泡，該第一和第二端部部分22和23限定了植入體本體7的相應(yīng)可膨脹部分。植入體本體7限定了中間部分109，該中間部分109沿縱向布置在端部部分22和23之間，且沒有腔室3。應(yīng)當(dāng)知道，腔室3能夠根據(jù)需要可選擇地布置在第一和第二端部中的一個(gè)內(nèi)。因此，可以說，植入體34包括布置在植入體本體7的至少一個(gè)第一和第二端部中的多個(gè)腔室。植入體本體7的第一和第二包含腔室的端部22和23能夠由氣隙間隔開和/或由植入體本體材料7 (該植入體本體材料7沒有腔室3，或者以其它方式包含比布置在植入體本體7的第一和第二端部部分22和23中更少的腔室3)間隔開。而且，植入體本體7的第一和第二端部部分22和23能夠具有基本相等數(shù)目的腔室3，或者具有比另一端部部分少或多的腔室3。換句話說，各第一和第二端部部分22和23可以設(shè)置成與另一端部部分膨脹相同距離，或者與另一端部部分膨脹不同距離(例如更大或更小)。還應(yīng)當(dāng)知道，中間部分109能夠沒有腔室3，如圖所示，或者能夠包括一個(gè)或多個(gè)(例如多個(gè))腔室3，使得中間部分109能夠與一個(gè)或兩個(gè)端部部分22和23基本相等地膨脹，或者與一個(gè)或兩個(gè)端部部分22和23不同地膨脹(例如更大或更小)。腔室3表示為均勻地分布在第一和第二端部部分22和23中，盡管應(yīng)當(dāng)知道，腔室3能夠根據(jù)需要不規(guī)則地分布。根據(jù)示例實(shí)施例，腔室3覆蓋植入體本體7的基本全部截面。植入體34還能夠包括布置在第一和第二端部部分22和23中的一個(gè)或兩個(gè)處的能量吸收部件4。如圖7B中所示，當(dāng)能量105例如通過激光器或可選的能量發(fā)射器而提供給能量吸收部件4時(shí)，第一和第二端部部分22、23以上述方式沿橫過縱向軸線9的方向膨脹，從而使得植入體本體7成狗骨形。能量源能夠以上述方式插入第一端部部分22中、以上述方式插入第二端部部分中、或者插入兩個(gè)端部部分22和24中(如果需要的話)。下面參考圖8，植入體34能夠包括多個(gè)腔室3，這些腔室3能夠根據(jù)需要可選地成形，并能夠例如沿與縱向軸線9基本平行的方向?yàn)榧?xì)長(zhǎng)的，以便沿橫過腔室3細(xì)長(zhǎng)方向的方向(例如相對(duì)于縱向軸線9成角度偏離或者基本橫過縱向軸線9)比沿與腔室3的細(xì)長(zhǎng)方向基本平行的方向(例如基本平行于縱向軸線9)更多地膨脹。植入體系統(tǒng)I還能夠包括能量發(fā)射器36，如上所述，且還能夠包括輔助植入體，例如可膨脹(例如聚合的)椎間植入體19，該可膨脹椎間植入體19接收植入體34。在該方面，應(yīng)當(dāng)知道，植入體34對(duì)椎間植入體19提供膨脹力，從而使得椎間植入體19在椎間盤空間39中膨脹。特別是，椎間植入體19限定了孔24，該孔24的尺寸設(shè)置成接收植入體本體7，特別是接收植入體本體7的可膨脹部分2。能夠提供為電熱發(fā)射器17的能量發(fā)射器36向植入體本體7的可膨脹部分2施加呈熱量形式的能量，從而使得腔室3以上述方式膨脹。在腔室3已經(jīng)隨后冷卻之后，植入體本體7的可膨脹部分2能夠從已經(jīng)塑性變形的椎間植入體19上除去。下面參考圖9A，植入體34能夠提供為椎間植入體19，該椎間植入體19包括植入體本體7，該植入體本體7限定了內(nèi)部空心空隙43 ；以及可膨脹部分2，該可膨脹部分2布置在空隙43內(nèi)。當(dāng)可膨脹部分2處于它的未膨脹狀態(tài)時(shí)，該可膨脹部分2能夠有比空隙43小的高度。植入體本體7還包括第一或上部引導(dǎo)部分45a和第二或下部引導(dǎo)部分45b，以使得第一或上部槽道47a從空隙43向上穿過上部引導(dǎo)部分45a延伸，并使得第二或下部槽道47b從空隙43向下穿過下部引導(dǎo)部分45b延伸。植入體本體7還包括第一或上部可膨脹部分或者滑動(dòng)器部件26a以及第二或下部可膨脹部分或滑動(dòng)器部件26b，它們分別至少局部布置在第一和第二槽道47a和47b中。當(dāng)植入體34處于它的未膨脹狀態(tài)時(shí),第一和第二滑動(dòng)器部件26a和26b凸出至內(nèi)部空心空間中，并接觸可膨脹部分2。而且，在未膨脹狀態(tài)中，滑動(dòng)器部件26a_b并不分別凸出超過上部和下部引導(dǎo)部分45a_b的上表面和下表面。如圖所不，滑動(dòng)器部件26a_b能夠基本與引導(dǎo)部分45a_b的上表面和下表面平齊，盡管滑動(dòng)器部件26a_b能夠根據(jù)需要可選擇地從引導(dǎo)部分45a_b的上表面和下表面凹入或者能夠延伸超過該上表面和下表面。植入體34能夠根據(jù)需要包括分布在可膨脹部分2中的至少一個(gè)(例如多個(gè))腔室3。為了使得植入體34膨脹，能量以上述方式施加給可膨脹部分2。在可膨脹部分2的膨脹過程中，可膨脹部分2將滑動(dòng)器部件26a-b分別向外離開內(nèi)部空隙43朝著相鄰的上部和下部椎骨本體推壓。滑動(dòng)器部件26a-b限定了相應(yīng)外部接觸表面，該外部接觸表面包括多個(gè)齒29，以便使得可膨脹部分26和(因此)椎間植入體34初始錨固在椎骨中。在膨脹流體5冷卻之后，已膨脹部分2和椎間植入體19由于塑性變形而保持膨脹狀態(tài)。下面參考圖9B，應(yīng)當(dāng)知道，在圖9A中所示的植入體34能夠根據(jù)需要包括任意數(shù)目的上部和下部滑動(dòng)器部件26。例如，如圖9B中所示，植入體34包括兩個(gè)上部滑動(dòng)器部件26a和三個(gè)下部滑動(dòng)器部件26b。因此，植入體34能夠包括至少一個(gè)(例如多個(gè))上部滑動(dòng)器部件26a和至少一個(gè)(例如多個(gè))下部滑動(dòng)器部件26b。植入體34能夠包括相同或不同數(shù)目的上部和下部滑動(dòng)器部件26a和`26b。下面參考圖10，植入體34能夠提供為骨固定元件，該骨固定元件呈榫釘?shù)男问?，該榫釘包括第一和第二相?duì)的可膨脹部分或偏轉(zhuǎn)部件51a和51b，該第一和第二可膨脹部分或偏轉(zhuǎn)部件51a和51b各自可塑性變形。偏轉(zhuǎn)部件從植入體本體7的基部部分55向下延伸。植入體34還包括可膨脹部分2，該可膨脹部分2布置在位于偏轉(zhuǎn)部件51a和51b之間的空間53中。植入體34包括布置在內(nèi)部空心空間中的可膨脹部分2。兩個(gè)可膨脹部件26形成限制內(nèi)部空心空間的側(cè)壁。在可膨脹部分2的膨脹過程中，可膨脹部分向外推壓偏轉(zhuǎn)部件51a和51b離開縱向軸線9，以便繞基部部分55朝著周圍骨組織鉸接運(yùn)動(dòng)，以使得植入體34能夠類似于榫釘錨固在例如骨中的孔內(nèi)。下面參考圖11A-11C，植入體34能夠設(shè)置為骨板111，使得植入體本體7包括骨板部分27，并限定了可膨脹部分2，該可膨脹部分2從骨板部分27向外伸出。植入體系統(tǒng)I還能夠包括至少一個(gè)骨錨固件30，例如多個(gè)骨錨固件30，表示為骨螺釘，該骨錨固件30從骨板部分27伸出，并設(shè)置成附接在下部骨6上，以便提供骨錨固。骨板部分27能夠限定多個(gè)孔，這些孔設(shè)置成接收骨錨固件30?？膳蛎洸糠?能夠提供初始的骨錨固，且可膨脹部分2能夠包括多個(gè)腔室3，如上所述。植入體34能夠以它的未膨脹狀態(tài)插入空腔20中，該空腔20例如由骨的缺陷產(chǎn)生。在骨板部分27通過骨錨固件30而固定在下部骨6上之后，可膨脹部分2能夠以上述方式通過從能量發(fā)射器36向可膨脹部分2供給能量而膨脹。下面參考圖12A-12C，植入體本體7能夠包括多個(gè)宏觀結(jié)構(gòu)或纖維28，這些宏觀結(jié)構(gòu)或纖維28從可膨脹部分2的外表面57向外延伸，并能夠促進(jìn)或方便新骨在其上生長(zhǎng)。這樣的新骨生長(zhǎng)能夠用于增加在植入體34和骨6之間的界面的穩(wěn)定性和減小微觀運(yùn)動(dòng)?？膳蛎洸糠?能夠有這樣的形狀，在膨脹過程中，該形狀適應(yīng)骨缺陷或空腔20的形狀?？膳蛎洸糠?能夠在需要時(shí)可重新吸收。另外，骨板部分27和骨錨固件30中的任意一個(gè)或兩個(gè)能夠根據(jù)需要可重新吸收。合適的可重新吸收材料能夠包括例如聚交酯(PLA)族或聚己酸內(nèi)酯(PCL)族。下面參考圖13A-13B，植入體34包括植入體本體7，該植入體本體7具有可膨脹部分2，該可膨脹部分2能夠由PLLA (聚乙交酯)來制造。植入體本體7能夠限定具有開口孔的包裝件32以及嵌入包裝件32中的長(zhǎng)圓形或細(xì)長(zhǎng)形腔室3。植入體34能夠包括單個(gè)腔室3，如圖13A中所示，或者包括設(shè)置為氣泡(當(dāng)未膨脹時(shí)，該氣泡能夠?yàn)榛厩蛐位蛘呖蛇x的形狀)的多個(gè)腔室3，如圖13C中所示。腔室3由設(shè)置為硬包封部31的外周邊限定，該腔室裝滿膨脹流體5，例如水。包封部31在加熱過程中軟化，并能夠在冷卻時(shí)再次硬化，以便提供穩(wěn)定性。包封部31能夠由PLLA (聚乙交酯)來制造。包裝件32能夠是具有開口孔的海綿狀材料，或者能夠是顆?；蛭⒘５耐繉?3，如圖13B中所示。涂層33的顆?；蛭⒘Ｄ軌蛴闪姿徕}制造，例如TCP (磷酸三鈣)或磷灰石，例如HAP (羥磷灰石)。因此，包裝件32能夠用于提供骨/植入體界面，該骨/植入體界面能夠促進(jìn)新骨生長(zhǎng)，并能夠提供植入體34至骨上的附加錨固(植入體34插入該骨中)。下面參考圖14A-14C，植入體34能夠提供為骨板111，該骨板111包括具有骨板部分27的植入體本體7，且植入體本體7從限定可膨脹部分2的骨板部分27向外伸出。可膨脹部分2能夠填充至下部骨6的空腔20中。骨板27能夠以上述方式通過多個(gè)骨錨固件30 (例如骨螺釘)而附接在骨6上。當(dāng)可膨脹部分2膨脹時(shí)，骨板部分27防止植入體34凸出空腔20外。以上述方式，可膨脹部分2能夠包括至少一個(gè)腔室3，例如多個(gè)腔室3，該腔室3由提供為包封部31的封閉外周邊來限定，該包封部31由PLLA (聚乙交酯)制造，該腔室嵌入包括海綿狀材料(具有開口孔)的包裝件32中。在可膨脹部分2已經(jīng)膨脹和隨后冷卻之后，植入體34設(shè)置成承受更大的機(jī)械應(yīng)變。例如，一旦包封部31冷卻至低于它的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度，聚合物(例如PLLA)將硬化，因此能夠在沒有內(nèi)部增壓氣體和并不經(jīng)歷變形的情況下承受更大力。參考圖15A-15D，根據(jù)可選實(shí)施例的可膨脹植入體系統(tǒng)50包括可膨脹植入體54和膨脹組件52，該膨脹組件52包括膨脹裝置56、注射裝置58和能量發(fā)射器61。植入體54限定了內(nèi)部空腔59，該內(nèi)部空腔59設(shè)置成接收膨脹裝置56，以便使得膨脹組件52與植入體54可操作地連接，從而使得膨脹組件52能夠在操作過程中使植入體54膨脹。植入體54包括植入體本體60，該植入體本體60沿中心縱向軸線62沿縱向?yàn)榧?xì)長(zhǎng)的。植入體本體60能夠?yàn)閳A柱形或棱柱形，或者能夠根據(jù)需要限定任意可選的合適形狀。植入體本體60限定了第一或前端64以及縱向相對(duì)的第二或后端66。植入體本體60限定了腔室59，該腔室59沿縱向軸線62縱向同軸線地延伸。腔室59限定了具有孔70的進(jìn)口部分68,該孔70布置成鄰近植入體本體60的、位于第二端部66處的外表面72。進(jìn)口部分68設(shè)置成接收膨脹裝置56，從而允許膨脹裝置56插入腔室59中。植入體本體60限定了可膨脹部分74，該可膨脹部分74與腔室59操作對(duì)齊，該可膨脹部分74布置成鄰近進(jìn)口部分68和與進(jìn)口部分68同延地延伸。腔室59在植入體54的第一端部處或附近封閉。植入體本體60包括內(nèi)螺紋76，該內(nèi)螺紋76伸入腔室59中，以便限定接合部件，該接合部件設(shè)置成與膨脹裝置56的、呈外螺紋78形式的相應(yīng)接合部件匹配。膨脹裝置56包括桿形套筒80，該桿形套筒80沿中心縱向軸線82沿縱向是細(xì)長(zhǎng)的，當(dāng)膨脹裝置56插入植入體54中時(shí)，該中心縱向軸線82能夠與植入體54的中心縱向軸線62對(duì)齊。膨脹裝置56限定了第一或前端84以及第二或后端86，該第二或后端86與前端84縱向間隔開。套筒80包括基本環(huán)形或管形的周邊壁88，該周邊壁88限定了中心內(nèi)部開口 90，該中心內(nèi)部開口 90提供在前端84處封閉的凹部。套筒80限定了至少一個(gè)徑向穿孔92，例如多個(gè)徑向穿孔92，該徑向穿孔92穿透周邊壁88。因此，當(dāng)套筒80定位在植入體54的腔室59中時(shí)，從套筒80的后端86注入中心開口 90的可生物相容膨脹流體94 (例如液體或蒸氣)能夠穿過孔92并透入腔室59中。套筒80限定了 第一或前部部分96，該第一或前部部分96能夠由膨脹裝置56的前端84封閉；以及縱向相對(duì)的第二或后部部分98，該第二或后部部分98包括外螺紋78，該外螺紋78可與腔室59的進(jìn)口部分68的內(nèi)螺紋76接合。因此，通過使得套筒80的外螺紋78旋轉(zhuǎn)和擰入進(jìn)口部分68的內(nèi)螺紋76中，套筒80能夠以流體密封的方式固定在植入體54上。因此，膨脹裝置56能夠?qū)⒃鰤号蛎浟黧w94 (例如液體或蒸氣)注入腔室59的可膨脹部分74中。另外，膨脹裝置56能夠包括加熱部件100，例如電加熱部件，該加熱部件布置在套筒80上，并設(shè)置成向腔室和(因此向)注入的可生物相容流體施加熱量。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，加熱部件100包括穿過套筒的后部部 分98延伸的導(dǎo)電布線102。下面參考圖15B，膨脹裝置56包括手柄104，該手柄104直接或間接地與套筒80連接。能量發(fā)射器61能夠包括布置在手柄104中的集成電源106 (例如電池)。電源106設(shè)置成向?qū)щ姴季€102供給電能，并因此向加熱部件100供給電能。這樣，可膨脹植入體系統(tǒng)50能夠包括能量發(fā)射器61，該能量發(fā)射器61包括加熱部件電源100和106，并設(shè)置成供給發(fā)射能量，該發(fā)射能量增加膨脹流體94的溫度。膨脹裝置56還包括注射裝置58，該注射裝置58有套管108、充滿流體94的缸110以及可在缸110中移動(dòng)的活塞112。套管108附接在缸110的前端上，以使得套管108能夠插入套筒的后部部分98中和插入套筒80的中心開口 90中?；钊?12提供了促動(dòng)器，該促動(dòng)器能夠朝著套管108被向前按壓至缸110中，以便提供壓力，該壓力推壓膨脹流體94穿過套管108進(jìn)入套管80的中心開口 90中。在使得膨脹裝置56固定于植入體54上之后，加熱部件100被啟動(dòng)，以便向植入體54傳送熱量，直到植入體54充分軟化和可塑性變形。例如，加熱部件100的溫度能夠設(shè)置為比植入體本體60的溫度高的值，使得從加熱部件傳送的熱量能夠使得植入體本體60的溫度升高，從而使得植入體本體60軟化，該植入體本體60能夠由聚合物材料制造。隨后，膨脹流體94能夠注入套筒80的中心開口 90中，使得在植入體本體60軟化之后，膨脹流體94在腔室59中產(chǎn)生膨脹力，該膨脹力使得植入體54膨脹。在該方面，應(yīng)當(dāng)知道，流體94能夠在植入體本體60軟化之前或之后注入腔室59中。膨脹流體94通過套筒80的中心內(nèi)部開口 90注射使得流體94穿過孔92運(yùn)行進(jìn)入植入體54的腔室59中。例如，當(dāng)膨脹流體94是液體時(shí)，膨脹流體94能夠通過來自加熱部件100的熱量而被加熱和蒸發(fā)，使得膨脹流體94轉(zhuǎn)變成蒸氣，該蒸氣在腔室59中對(duì)植入體本體60產(chǎn)生膨脹力。膨脹力足以使得植入體本體60 (例如在可膨脹部分74處)從第一狀態(tài)膨脹至膨脹的第二狀態(tài)。因此，膨脹力能夠通過加熱膨脹流體94來產(chǎn)生，直到膨脹流體94蒸發(fā)，以便產(chǎn)生膨脹力。一旦蒸發(fā)的流體已經(jīng)使得植入體54膨脹至它的所需形狀，加熱部件100能夠關(guān)閉。然后，植入體54能夠冷卻，使得植入體本體60的溫度降低至低于它的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度，從而使得植入體本體60硬化成剛性體。使得植入體54冷卻將進(jìn)一步使得加壓的蒸氣局部或完全冷凝或液化，從而降低內(nèi)部腔室59中的壓力。在植入體54冷卻之后，膨脹裝置56能夠除去，且植入體54保持它的膨脹狀態(tài)。當(dāng)除去膨脹裝置56時(shí)或者在除去膨脹裝置56之后，一些或全部注射流體94也能夠被排出或者以其它方式從植入體腔室59中去除。盡管在一個(gè)實(shí)施例中通過使得提供為液體的流體94蒸發(fā)而產(chǎn)生膨脹力，但是應(yīng)當(dāng)知道，膨脹力能夠根據(jù)可選實(shí)施例產(chǎn)生。例如，膨脹力能夠通過加熱流體(但是并不使得流體蒸發(fā))而產(chǎn)生。例如，流體能夠被注射為蒸氣，從而隨后加熱蒸氣將使得蒸氣膨脹，由此產(chǎn)生膨脹力。在該方面，盡管流體是加熱的蒸氣(該加熱蒸氣施加膨脹力)，但是應(yīng)當(dāng)知道，其它流體(例如液體)同樣在加熱時(shí)膨脹。因此，膨脹力能夠通過加熱流體94而產(chǎn)生，且在一些實(shí)施例中，熱量能夠使得流體蒸發(fā)。也可選擇或者另外，膨脹力能夠通過流體94的注射壓力來產(chǎn)生，該注射壓力在由注射裝置58產(chǎn)生的壓力下傳遞給腔室59。應(yīng)當(dāng)知道，植入體54能夠根據(jù)需要采取任意尺寸和形狀。例如，下面參考圖16A-16C，植入體54的植入體本體60表示為基本立方體形狀，包括相對(duì)的外壁114，當(dāng)植入體54處于未膨脹狀態(tài)時(shí),該外壁114凹形彎曲。在以上述方式施加熱量和增壓的可生物相容流體時(shí)，植入體本體60膨脹，這使得相對(duì)壁114向外凸出，以便當(dāng)植入體54處于膨脹狀態(tài)時(shí)采取基本平的方位，或者采取比當(dāng)植入體54處于未膨脹狀態(tài)時(shí)平的結(jié)構(gòu)。在第二狀態(tài)中，更平的周邊壁114具有更大的變形阻力。圖17A-17D表 示了根據(jù)圖16A-16C的植入體54的實(shí)施例用作椎間植入體，該椎間植入體插入布置在一對(duì)相鄰椎骨118和120之間的椎間盤空間116中。植入體54能夠膨脹，如上所述，使得植入體本體60在植入體54處于未膨脹時(shí)限定第一高度H1，并在植入體54膨脹之后限定第二高度H2，該第二高度H2比第一高度Hl更大，因此使椎間盤空間116的高度恢復(fù)。應(yīng)當(dāng)知道，骨固定套件能夠提供為具有這里所述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的部件。例如，骨固定套件能夠包括植入體，該植入體有限定一定體積的植入體本體。植入體本體限定了至少一個(gè)腔室，該腔室設(shè)置成保持處于一定壓力的膨脹流體。套件還能夠包括能量發(fā)射器，該能量發(fā)射器設(shè)置成向植入體施加能量，以便將熱量傳遞給植入體本體。施加的能量使得膨脹流體的壓力在該至少一個(gè)腔室內(nèi)部增加，以便使得植入體本體的可膨脹部分膨脹。盡管已經(jīng)詳細(xì)介紹了各種實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)知道，在不脫離例如由附加權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下可以進(jìn)行多種變化、代替和改變。而且，本申請(qǐng)的范圍并不局限于在說明書中所述的處理、機(jī)器、制造、物質(zhì)組分、裝置、方法和步驟的特殊實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員由前述說明很容易知道，執(zhí)行基本相同功能或獲得與這里所述的相應(yīng)實(shí)施例基本相同結(jié)果的、目前存在或以后開發(fā)的處理、機(jī)器、制造、物質(zhì)組分、裝置、方法和步驟也可以使 用。
權(quán)利要求
1.一種植入體,包括植入體本體,所述植入體本體具有總體積,所述植入體本體限定了布置在植入體本體的可膨脹部分中的至少一個(gè)腔室，所述至少一個(gè)腔室具有小于總體積的容積，其中，所述至少一個(gè)腔室設(shè)置成接收具有一定體積的膨脹流體，所述膨脹流體的體積在能量將熱量傳送給植入體本體之后增加，以使得可膨脹部分的體積增加至膨脹位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中傳送的熱量使得膨脹流體在腔室內(nèi)膨脹。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的植入體，其中在所述至少一個(gè)腔室內(nèi)的膨脹流體在室溫下是液體，并響應(yīng)傳送的熱量而蒸發(fā)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的植入體，其中液體是基于極性分子的化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的植入體，其中所述化合物包括液體水或水溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的植入體，其中在腔室內(nèi)部的膨脹流體在初始狀態(tài)中為蒸氣，其中，蒸氣響應(yīng)傳送的熱量而膨脹。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中所述至少一個(gè)腔室封閉，從而通過增加液體的溫度，腔室中的壓力增加。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中在熱量傳送給植入體本體之前，膨脹流體布置在所述至少一個(gè)腔室中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的植入體，其中植入體本體限定了多個(gè)腔室，各腔室包括可生物相容介質(zhì)，所述可生物相容介質(zhì)響應(yīng)傳送的熱量膨脹。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體,其中植入體本體由聚合物材料制造。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的植入體，其中聚合物材料與骨狀物質(zhì)混合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的植入體，其中骨狀物質(zhì)包括磷酸鈣或磷灰石。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的植入體，其中聚合物材料為透明的。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的植入體，其中植入體本體由聚甲基丙烯酸甲酯制造。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中植入體本體是用于骨狀物質(zhì)的基質(zhì)或芯材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的植入體，其中骨狀物質(zhì)包括磷酸鈣或磷灰石。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，還包括能量吸收部件，所述能量吸收部件設(shè)置成使得植入體本體的至少一部分軟化，并增加在所述至少一個(gè)腔室中膨脹流體的溫度，從而使得植入體本體的體積膨脹。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的植入體，其中能量吸收部件包括發(fā)色團(tuán)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的植入體，其中能量吸收部件布置在至少局部限定所述至少一個(gè)腔室的內(nèi)表面處。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中植入體本體的可膨脹部分設(shè)置成吸收能量。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中膨脹流體有顏色，并設(shè)置成吸收能量。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中所述至少一個(gè)腔室在膨脹前具有小于IOOmm3的容積。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的植入體，其中所述至少一個(gè)腔室在膨脹前具有小于Imm3的容積。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中總體積和所有腔室的容積總和具有在2:1至5:1的范圍內(nèi)的比率。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，還包括多個(gè)腔室，使得所述多個(gè)腔室中的選定腔室并不與任何其它腔室相互連接。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中所述至少一個(gè)腔室與植入體本體的外表面間隔開至少O. 1mm。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的植入體，其中所述至少一個(gè)腔室與植入體本體的外表面間隔開至少O. 2mm。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中所述至少一個(gè)腔室只部分填充膨脹流體。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的植入體，其中所述至少一個(gè)腔室的小于50%的部分被填充膨脹流體。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中植入體本體的一部分由聚合物材料來制造，所述聚合物材料布置在包圍內(nèi)部芯的外層中，所述內(nèi)部芯沒有腔室。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中可膨脹部分由聚合物材料制造，所述聚合物材料布置在由一個(gè)或多個(gè)可膨脹部分包圍的內(nèi)部空心空間中。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中所述至少一個(gè)腔室嵌入具有開口孔的海綿狀材料中。
33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體,其中植入體本體的一部分由聚合物材料來制造，所述聚合物材料布置在包圍內(nèi)部芯的外層中，所述內(nèi)部芯沒有腔室。
34.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體,其中傳送的熱量使得植入體本體軟化。
35.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中腔室是打開的，并設(shè)置成接收膨脹流體。
36.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中植入體本體限定了設(shè)置成接收膨脹裝置的進(jìn)口部分，所述至少一個(gè)腔室限定了與進(jìn)口部分間隔開的內(nèi)周邊壁。
37.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中在使得可膨脹部分膨脹之前，可膨脹部分的截面面積大于進(jìn)口部分的截面面積。
38.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中可膨脹部分為基本棱柱形狀。
39.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中棱柱形狀為基本立方體形。
40.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入體，其中植入體本體限定了外壁，所述外壁在未膨脹狀態(tài)中凹形彎曲，使得在可膨脹部分膨脹之后，外壁向外凸出。
41.一種骨固定套件，包括 植入體，所述植入體具有植入體本體，所述植入體本體具有一定體積，所述植入體本體限定了設(shè)置成將膨脹流體保持在一定壓力下的至少一個(gè)腔室；以及 能量發(fā)射器，所述能量發(fā)射器設(shè)置成向植入體施加能量，以便向植入體本體傳送熱量; 其中，施加的能量使得膨脹流體的壓力在所述至少一個(gè)腔室內(nèi)部增加，從而使得植入體本體的可膨脹部分膨脹。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的骨固定套件，其中能量使得植入體本體的至少一部分軟化。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的骨固定套件，其中能量增加膨脹流體的溫度，以便增加在所述至少一個(gè)腔室中的壓力，從而使得植入體本體膨脹。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的骨固定套件，其中植入體本體的可膨脹部分設(shè)置成吸收倉tfi。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的骨固定套件，其中植入體本體還包括能量吸收部件，所述能量吸收部件設(shè)置成吸收施加的能量，以便使得植入體本體的所述至少一部分軟化，并增加膨脹流體的溫度。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的骨固定套件，其中膨脹流體包括液體。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的骨固定套件，其中能量吸收部件布置在至少局部限定所述至少一個(gè)腔室的內(nèi)表面處。
48.根據(jù)權(quán)利要求41所述的骨固定套件，還包括骨板，所述骨板固定在植入體本體的可膨脹部分上。
49.根據(jù)權(quán)利要求41所述的骨固定套件，還包括膨脹裝置，所述膨脹裝置設(shè)置成與植入體本體連接，還設(shè)置成將膨脹流體注入腔室中。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的骨固定套件，其中膨脹裝置包括套筒，所述套筒可插入所述至少一個(gè)腔室中，套筒限定中心開口以及延伸穿過套筒的多個(gè)徑向穿孔。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的骨固定套件，還包括注射裝置，所述注射裝置設(shè)置成與套筒連接，以便將膨脹流體注入套筒的中心開口中。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的骨固定套件，其中注射裝置包括缸和活塞，所述活塞適于將膨脹流體注入套筒的中心開口中。
53.一種用于使得植入體膨脹的方法，所述植入體設(shè)置成保持膨脹流體，所述方法包括以下步驟 向植入體的植入體本體施加熱量；以及 增加植入體內(nèi)部的膨脹流體的壓力，以便使得植入體從第一體積膨脹至大于所述第一體積的第二體積。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中施加熱量的步驟使得植入體本體軟化。
55.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中施加熱量的步驟使得膨脹流體的壓力增加。
56.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中增加膨脹流體的壓力的步驟包括將膨脹流體注入植入體本體內(nèi)。
全文摘要
本申請(qǐng)公開了一種植入體，植入體的可膨脹部分具有總體積，并包括多個(gè)腔室，各腔室有小于總體積的容積。至少一個(gè)腔室包括可生物相容的介質(zhì)，該可生物相容介質(zhì)在室溫下為液體。該至少一個(gè)腔室封閉，使得通過增加液體的溫度，腔室中的壓力增加。
文檔編號(hào)A61F2/44GK103068342SQ201080068526
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者R·弗里格 申請(qǐng)人:斯恩蒂斯有限公司