關節支撐和軟骨下支撐系統的製作方法
2023-05-26 14:44:16 3
專利名稱：關節支撐和軟骨下支撐系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及醫療裝置領域，更具體地涉及一種關節支撐和軟骨下支撐系統，該關節支撐和軟骨下支撐系統用於在對人類或動物的處於關節疾病的受損軟骨下骨的治療中提供結構支撐和緩衝支撐，所述關節疾病例如骨關節炎、軟骨缺陷和骨壞死等。
背景技術：
在人類和動物關節中，單發性的關節軟骨缺陷以及泛發性的軟骨疾病、關節病和關節炎分別具有某些手術治療選擇方案，這些選擇方案試圖模擬或再造正常的骨骼和關節結構和/或試圖減輕不適、不穩定或疼痛的症狀。單發性的疾病常會進展為泛發性的疾病或者關節炎，該過程是持續的。泛發性的關節炎也可以在沒有已知的在先單發性疾病的情況下逐漸形成。關節炎可以表現為單間室疾病、雙間室疾病或三間室疾病。單間室關節炎通常不太可通過用於較小的單發性關節缺陷的手術選擇方案來改善。隨著晚期軟骨病變和關節間隙變窄，通常會有增加的軸向變形和不對準。手術選擇方案包括骨切開術或單間室置換。用於雙間室或三間室關節炎的選擇方案是組合手術或全膝關節置換。先前通過各種置換或替換受損的軟骨的方式來解決軟骨疾病。微創或磨損整形術是一種刺激暴露的骨骼以產生置換纖維軟骨的方式，但是產生的材料是劣於原有軟骨的。 骨軟骨移植使用來自病人體或人屍體的移植物替代患病軟骨的栓和伴隨的軟骨下骨的栓。 這對於小的分立病變效果良好，但是不能有效解決較大的病變、雙極疾病和瀰漫性疾病。軟骨細胞移植則是獲取病人的軟骨細胞，使細胞生長，並將細胞重新植入骨床，再使用骨膜片罩住細胞。前述每一種技術都對小量病變、單極缺陷(即關節的一側)和主要的股骨髁病變效果最好。對於髕骨關節疾病和脛骨側疾病的效果則不樂觀。治療軟骨疾病的另一種方法是使用骨切開術重組關節。這減輕了過載的間室，將應力轉移到疾病程度較輕的間室。該方法的成功之處包括避免骨不連接以及其他的併發症，但要求長時期的無承重行為，以及八到十二個月實現臨床療效。僅僅具有主要為單間室疾病的病人是可能的治療對象。骨切開術還使以後的關節置換變得複雜。關節鏡檢查用於治療由關節炎——即游離體、鬆散或磨損軟骨、半月板撕裂和滑膜炎——引起的其他疼痛成因。這些都是權宜措施。軟骨疾病的晚期需要執行全關節重構。這種類型的治療會存在較長的恢復時間和手術風險。由於全關節假體由金屬和塑料製造，對磨損部件的再置換手術比一期手術的複雜度更高，並且如果病人繼續活十年以上，則再植換手術是不可避免的。人們對於關節炎的起因和演變了解的不多。通過目前的診斷技術——例如MRI和骨閃爍掃描術，已經可以更多地說明疾病演變。尤其是，軟骨下骨在關節炎的初期和演變中起到重要作用。關節炎不僅是軟骨疾病，而且也是下方的軟骨下骨疾病。迄今為止大部分的臨床研究都集中在軟骨再生/置換，而沒有集中在下方骨骼的健康。常規地，軟骨被視為無血管的，營養素的擴散發生在關節內。然而研究已經證明， 軟骨下骨是軟骨的血管和營養支撐源。隨著年齡的增長，來自軟骨下骨的血管和結構支撐減少，使關節疾病得以發展。即，骨骼不能隨著不斷增加的損壞的發色發生而充分自我修復，這開始了進一步破壞的循環，由此幹擾軟骨血管供應和結構支撐。隨著軟骨磨損的發生，軟骨的主要功能——提供低摩擦支承表面並將應力傳遞至下方骨骼一被削弱。骨骼在承受壓應力時是最健康的。來自關節的剪切應力通過軟骨基板的結構被部分轉換成壓力和張力，軟骨和下方骨骼之間的層是波狀的。再者，由於軟骨與軟骨的超低摩擦表面(比冰與冰的摩擦係數低20倍)，剪切應力大部分被轉換成縱向。軟骨下骨是關節應力的主要震動吸收者。通過小梁骨的拱形網格結構，應力被傳遞至外皮層， 並最終消失。軟骨本身吸收非常少的震動，這相對於其剪切厚度和機械特性是次重要的。骨骼是最終的震動吸收者，骨折是力衰減的終點。已經示出小梁微小骨折發生在推動力載重關節中的骨骼應力位置。每個關節都具有生理包膜功能——當該包膜功能被超出時，損壞速度超過修復速度。隨著軟骨疾病的發展，軟骨下骨不太能夠消除其承受的應力，即剪切類型應力。軟骨下骨試圖癒合和重造的過程被視為關節炎過程——骨贅形成、軟骨下硬化、囊腫形成、軟骨下MRI增強的改變和在骨閃爍掃描上增加的信號。由這些變化引起的關節變形進一步增加了關節的反作用力。軟骨內穩態在結構的、血管的、神經的和營養的方面受到影響。目前的軟骨手術的臨床成功是有限的，因為其通常僅對股骨髁的小的、單極(一側關節)病變有效。目前沒有對膝關節骨水腫或骨壞死的治療。期望具有一種微創的關節支撐和軟骨下支撐系統，該系統具體解決處於關節炎疾病過程和演化中的軟骨下骨，並減輕患病的軟骨下骨所產生的疼痛，以及減輕關節炎產生的一系列症狀，包括疼痛、僵硬、腫脹和不適。還期望具有一種關節支撐和軟骨下支撐系統， 該系統提供如下(1)之前不存在的具體對骨水腫、骨挫傷和骨壞死的治療；(2)結構支架， 以幫助關節附近的患病骨骼的修復過程；(3)增強軟骨下骨的震動吸收；(4)增強軟骨下骨的壓力、拉力、尤其是剪切應力衰減；(5)阻止由於軟骨下骨重造——例如骨贅形成——導致關節進一步變形；(6)通過保持和允許來自軟骨下骨的血管和營養支撐，幫助治癒或阻止上方的軟骨的進一步變形；(7)通過設置合適的結構基底，幫助治癒或阻止上方的軟骨的進一步變形；(8)作為全關節重建的一個微創選擇方案，還不會妨礙關節重建或進一步使關節重建複雜；(9)針對其在關節炎中的作用，治療軟骨下骨疾病，延遲或停止進一步的演變；(10)關節炎植入體，其不易鬆動或磨損，這是由於該植入體與其支撐的小梁框架是一個整體；(11)相對容易執行的用於脛骨側、髕骨和雙極疾病(脛骨-股骨)的另一選擇方案，作為關節鏡檢查的附屬，作為病人停工時間最少的門診手術；(12)如下的關節炎治療， 其允許的活動程度比關節表面重修或置換之後所允許的活動程度更高；(1 相對於關節置換的一個經濟節省的選擇方案，其存在較少關於需要修正以及手術發病率方面的顧慮， 尤其是在醫療資源較少的國家；以及(14)獸醫領域的治療選擇方案，具體如馬的關節病和關節炎
發明內容
本發明提供一種關節支撐和軟骨下支撐系統，用於治療處於關節炎疾病過程和演變中的受損傷的軟骨下骨。本發明在此被描述用於人的膝關節，但是該裝置也可適用於其他關節和其他物種。在第一方面，本發明包括輪廓成形的多孔板，其具有形狀可變的內表面、外表面和周緣表面，所述周緣表面在所述內表面和所述外表面之間延伸並且厚度可變， 所述輪廓成形的多孔板適合插入軟骨下骨內。所述內表面、外表面和周緣表面各自具有凹形部和凸形部。所述內表面、外表面和周緣表面的幾何形狀可根據治療的確切解剖位置 (即近端脛骨相對於股骨滑車)和治療的病變的具體幾何形狀而改變。一個至多個引導針孔或槽位於所述裝置內，以幫助插入。首先將引導針插入解剖部分，所述裝置通過所述孔或槽插在所述針上；多餘的針可在所述裝置插入軟骨下骨後脫離或移除。所述輪廓成形的板的孔在大約50 μ m到大約20mm的範圍內。所述輪廓成形的板的孔的程度可以是微孔、腳手架狀孔或纖維基質材料。所述輪廓成形的板包括多個表面微凹(dimpling)，所述表面微凹的半徑從大約50 μ m到大約3mm。所述輪廓成形的板還包括多個下表面突起，所述下表面突起的半徑從大約50 μ m到大約3mm。所述輪廓成形的多孔板被配置為與將被治療的具體身體位置處的對應的軟骨下骨的至少一個輪廓配合齊平，或者其可是相反的、中性的或者複合的。所述輪廓成形的多孔板可作為組合插入件或整體插入件被插入軟骨下骨的至少兩個位置。至少兩個所述輪廓成形的多孔板可以彼此前後放置在軟骨下骨內。所述輪廓成形的多孔板具有從大約Imm2到大約IOOcm2的橫截面面積。所述周緣表面具有從大約0. Imm到大約5cm的可變厚度。所述板的中央區域可以具有較薄尺寸，呈漸縮形以向周緣增加厚度。所述輪廓成形的多孔板包括至少一個有源或無源緩衝元件。組成所述關節支撐和軟骨下支撐系統的材料是緩衝性的，因此增強小梁骨承受震動和剪切應力的能力。所述關節支撐和軟骨下支撐系統由生物相容性材料製成，例如金屬、金屬合金、碳纖維、泡沫金屬、 陶瓷、陶瓷複合材料、彈性體複合材料、彈性體-碳纖維複合材料、分室材料或流體填充材料、金屬基體、可注入凝膠、帶有流體和固體基體的可注入複合材料、骨或骨複合物或同種異體移植物、晶體或羥磷灰石材料、塑料(即PEEK)、聚合物、生物可吸收複合材料(即TCP/ PLLA)，或者上述材料的組合物。在本發明的另一方面，用於向身體關節附近的受損的軟骨下骨提供結構和緩衝支撐的關節支撐系統包括細長板，所述細長板具有多個幾何形狀和厚度可變的漸縮的支板元件，所述支板元件取向為豎直構造，以插入軟骨下骨中。所述支板元件包括在所述板的上部形成的多個上支板和在所述板的下部形成的多個下支板，其中所述多個下支板可以被配置為與所述多個上支板在不同平面。所述細長板可以與所述多個支板元件作為組合插入件分開插入軟骨下骨中。所述多個支板元件具有孔，所述孔包括微孔、腳手架狀孔和纖維基質材料中的至少一個。藉助在所述支板元件和所述板的每個交叉點處的平滑圓形接合元件，所述細長板可拆除地附接至所述多個支板元件。所述多個支板元件可以具有正弦狀、平行、放射狀、環形、彎曲的、矩形、梯形、六邊形、八邊形、交叉網狀和交叉元件中至少一個的幾何形狀。所述多個上支板和所述多個下支板具有從大約0. Imm到大約IOmm的寬度和從大約0. 5mm到大約35mm的高度。所述多個上支板具有主支承元件，所述主支承元件被配置為具有如下輪廓，以使得所述主支承元件總體上與所治療的對應軟骨下骨相同。所述主支承元件可包括擴展的支承表面，所述擴展的支承表面大大寬於所述多個上支板中的每一個。所述擴展的支承表面具有的寬度為所述多個上支板中的每一個的寬度的大約1. 1到大約4倍。所述多個上支板可以包括至少一個次支承元件，該次支承元件將所述多個上支板彼此連接。至少一個次支承元件具有的寬度為所述上支板的寬度的大約0. 5到大約5倍。所述主支承元件和所述次支承元件具有允許超低摩擦係數的表面材料屬性。一個至多個引導針孔或槽位於所述裝置內，以幫助插入。首先將所述引導針插入解剖部位，所述裝置通過所述孔或槽插在所述針上；多餘的所述針可在所述裝置插入軟骨下骨後脫離或移除。所述細長板和所述多個支板元件具有至少一個有源或無源緩衝元件。所述細長板和所述多個支板元件由與在前實施方案中所述的相同的生物相容性材料製造。在本發明的又一方面，一種向身體關節附近的受損的軟骨下骨提供結構和緩衝支撐的關節支撐和軟骨下支撐系統，包括多個幾何形狀和厚度可變的豎直支板，所述多個豎直支板各具有第一端部和第二端部，適合於組合插入在軟骨下骨內。所述多個豎直支板還包括支承表面，該支承表面被輪廓成形以符合治療的軟骨下骨，其中所述支承表面包括主支承擴展部(flare)。所述裝置可具有由微孔、腳手架狀孔或纖維基質材料組成的孔。分立的所述多個豎直支板可以具有各種橫截面形狀，例如三角形(正向和反向)、平滑溫度計狀、梯形、擴展菱形、橢圓形、帶有擴展菱形的漸縮狀，以及矩形。所述多個豎直支板的第一端部和第二端部中的至少一個是漸縮的。所述支承表面包括在所述支承表面下方延伸的次支承擴展部。 所述次支承擴展部是水平翼支板和微凹(dimple)中的至少一個。所述多個豎直支板以平行或徑向取向插入軟骨下骨內。所述多個豎直支板具有至少一個有源或無源緩衝元件，並且由與在前實施方案中所述的相同的生物相容性材料製造。在本發明又一個方面中，一種向身體關節附近的受損的軟骨下骨提供結構和緩衝支撐的關節支撐和軟骨下支撐系統，包括幾何形狀和厚度可變的主支承支板元件，該主支承支板元件具有縱向主體、內邊緣和外邊緣，適合於插在軟骨下骨內。所述縱向主體具有孔，以允許血管、橋骨或其他生物元素穿過。所述內邊緣成扇形，以在插入期間穿透軟骨下骨。所述外邊緣具有形成在所述縱向主體的內表面中的至少兩個凹槽。在所述支板元件插入軟骨下骨內期間，插入支持件可以滑動地布置通過在外邊緣處的位於所述縱向主體的內表面中的至少兩個凹槽，並且延伸徑過所述內邊緣。所述主支承支板元件的基本形狀是圓形。所述主支承支板元件可以被配置為以例如多個同心圓、接合圓、六邊形、八邊形或其他非線性、非歐幾裡得形狀的幾何形狀的形式彼此接合。所述單個或多個幾何形狀可以被配置為以不同樣式彼此接合，以使得所述幾何形狀可以穿透將被治療的軟骨下骨。被配置為彼此接合的多個支板元件包括至少三個連接支板，以形成多個同心圓，其中接合在一起的主支承支板元件的每個圓通過所述連接支板連接至相鄰圓。被配置為以幾何形狀接合在一起的所述主支承支板元件各自具有從大約Imm 到大約5cm的直徑和從大約Imm到大約3cm的高度/深度。支承表面覆蓋物可附接至所述主支承支板元件的外邊緣的周緣，以容納經血管通道進入治療部位的骨髓成分或經所述覆蓋物注入的外源物質。所述支承表面覆蓋物可以由薄的網狀或編織材料製成，或者由生物/合成膜製成。所述主支承支板元件的內邊緣和外邊緣從所述外邊緣到所述內邊緣成漸縮的。所述支承表面包括主支承擴展部和在所述主支承支板元件下方延伸的次擴展部。所述次擴展部可以是豎直雙漸縮的翼支板或斜延伸臂的形式。所述主支承支板元件具有附接至其的至少一個有源或無源緩衝元件，並且由與在前實施方案中所述的相同的生物相容性材料製造。在本發明的又一個方面中，一種向身體關節附近的受損的軟骨下骨提供結構和緩衝支撐的關節支撐和軟骨下支撐系統，包括幾何形狀和厚度可變的主支承支板元件，該主支承支板元件具有縱向主體、內邊緣和外邊緣。所述縱向主體具有孔，以允許血管、橋骨或其他生物元素穿過。所述外邊緣具有形成在所述縱向主體的內表面中的至少兩個凹槽，並且所述兩個外邊緣被輪廓成形以符合治療部位的軟骨下骨。輪廓成形的多孔板具有形狀可變的內表面、外表面和周緣表面，適合插入軟骨下骨內，所述周緣表面在所述內表面和所述外表面之間延伸並且厚度可變。所述內表面、外表面和周緣表面各自具有凹形部和凸形部。 在治療的軟骨下骨內，所述主支承支板元件的內邊緣與所述輪廓成形的多孔板直接連通。從下文的細節描述和附圖中，本發明的這些和其他特徵以及優勢將變得更明顯。 在附圖和描述中，數字指示公開內容的不同特徵，相同的數字指示整個附圖和描述中的相同特徵。
圖1是根據本發明的一實施方案的關節支撐和軟骨下支撐系統的立體圖；圖2A-2C示出了圖1實施方案的輪廓成形的多孔板的不同程度的孔；圖3A-;3B是根據本發明的關節支撐和軟骨下支撐系統的緩衝元件的立體圖；圖4A-4E示出了圖1裝置在脛骨坪的軟骨下骨中的放置；圖5A示出了圖1裝置在股骨髁(femoral condyle)和脛骨坪的軟骨下骨中作為整體插入件的放置；圖5B是圖1裝置在脛骨坪的軟骨下骨中作為組合插入件和整體插入件的放置的俯視圖；圖5C是圖1裝置在股骨滑車(femoral trochlea)的軟骨下骨中的放置的前視立體圖；圖5D是圖1裝置在膝蓋骨的軟骨下骨中的放置的前視立體圖；圖6是根據本發明的另一個實施方案的關節支撐和軟骨下支撐系統的立體圖；圖7A-7D示出了圖6裝置在膝關節的軟骨下骨中的放置；圖8示出了作為組合插入件的在膝關節的軟骨下骨內與多個支板元件分離的細長板的放置；圖9是可拆除地附接至圖6的多個支板元件的細長板的放大立體圖；圖10A-10C示出了圖6實施方案的多個支板元件的不同程度的孔；圖11A-11H示出了圖6實施方案的多個支板元件的一些可變的方向或幾何形狀的俯視圖12A示出了圖6實施方案的多個上支板的放大立體圖；圖12B-12D示出了圖6實施方案的擴展的支承表面的不同構造；圖12E是圖6實施方案的次支承元件的立體圖；圖13A是作為長圓柱體裝在圖6裝置的周緣內的緩衝元件的立體圖；圖13B是作為多個單獨球體嵌入在圖6裝置的周緣內的緩衝元件的立體圖；圖14A是根據本發明的又一個實施方案的關節支撐和軟骨下支撐系統的立體圖；圖14B示出了圖14A裝置的主支承擴展部的不同構造；圖15示出了圖14A裝置在膝關節的軟骨下骨中以平行方向的放置；圖16A-16C示出了圖14A裝置的不同程度的孔；圖17A-17G示出了圖14A裝置的每一個不同橫截面形狀的放大立體圖；圖18示出了圖14A裝置在膝關節的軟骨下骨中以徑向方向或者平行方向的放置；圖19是帶有相關聯的次擴展部的圖14A實施方案的多孔支承表面的放大立體圖；圖20A是根據本發明的另一個實施方案的關節支撐和軟骨下支撐系統的剖視圖；圖20B是被示出為完整圓形的圖20A的實施方案的立體圖；圖21A-21C示出了圖20裝置的不同程度的孔；圖22A-22B示出了圖20裝置的具有凹形和凸形彎曲的外邊緣；圖22C示出了圖20的實施方案的主支承支板元件的同心漸縮；圖23示出了圖20裝置通過順行插入在膝關節的軟骨下骨中的布置；圖24A-24C示出了圖20裝置的不同程度的穿透深度；圖25A是在將裝置插入到軟骨下骨期間，結合圖20裝置使用的插入支持件的放大立體圖；圖25B示出了在將裝置插入到軟骨下骨期間，插入支持件尖刺在圖20的實施方案的每個凹槽內的布置；圖沈示出了根據圖20的實施方案的支承表面覆蓋物的立體圖；圖27A-27F示出了可由圖20的實施方案的主支承支板元件形成的不同幾何形狀；圖觀示出了圖18裝置在膝關節的軟骨下骨中的放置，其中相互結合的多個裝置形成不同樣式；圖29A是帶有主支承擴展部的圖20的實施方案的剖視圖；圖29B是帶有次擴展部的圖20的實施方案的立體圖；圖30是根據本方面的又一個實施方案的關節支撐和軟骨下系統的立體圖；圖31示出了圖30裝置在膝關節的軟骨下骨中的放置；圖32是每個實施方案的關節支撐和軟骨下支撐系統在膝關節的軟骨下骨中的放置的立體圖。
具體實施方案本發明的關節支撐和軟骨下支撐系統或裝置10被總體示出在圖1中。本發明預期的是，關節支撐和軟骨下支撐系統不是部分或全部關節置換的替代品，而是可以延緩患有中度骨關節炎和/或關節病的能夠活動的個體對關節置換的需要。通過維持軟骨下骨的內穩態，可以延緩和/或避免進一步的關節變形和疾病惡化。根據本發明的關節支撐和軟骨下支撐系統增強和加固了存在患病軟骨或軟骨缺陷時的軟骨-骨複合體。通過機械吸收影響軟骨-骨內穩態的剪切應力和壓應力，該系統治療均分(equation)的骨側。根據本發明的關節支撐和軟骨下支撐系統的多種優勢是明顯的，優勢如下(1) 該系統的基礎結構和機械構成適用於關節的許多部分，這是因為任何患有軟骨疾病的區域都具有毗連的軟骨下組成部分；( 在製造過程中需要最小修改以使該系統應用到多個區域，即多孔板的輪廓最接近於關節；C3)如果以逆行插入方法或側槽插入方法來進行，則該裝置能以最少的軟組織切開和對關節囊的最小侵害甚至無侵害地被插入；(4)順行性裝置也可以用最小關節切開術被插入；對於患有長的前後尺寸的瀰漫性病變，還可通過該同樣的小的關節切開術彼此前後放置兩個裝置；( 該系統本質上是穩定的，因為其在骨頭內佔據較小空間，並且該系統是關節支架，而不是代替品；以及(6)構成所述系統的材料是緩衝性的，因此增強了小梁骨承受震動和剪切應力的能力。關節支撐和軟骨下支撐系統10包括輪廓成形的多孔板12，所述輪廓成形的多孔板12具有形狀可變的內表面14、外表面16以及周緣表面18，所述周緣表面在內表面14和外表面16之間延伸並且厚度可變，所述輪廓成形的多孔板適合於插入軟骨下骨20內。具有內表面14、外表面16和周緣表面18的輪廓成形的多孔板12可以是腎形、橢圓形、或其他適合於安裝進期望的解剖部位處的軟骨下骨20內的形狀。內表面14、外表面16和周緣表面18各自具有相應的凹形部14A、16A、18A以及相應的凸形部14B、16B、18B。輪廓成形的多孔板12的內表面14最接近於關節22和是系統10的遭受應力的第一部分。內表面14 被配置為與關節22的脛骨側和股骨側的相應幾何形狀齊平相符，並可以是凸形、凹形或複合形以反映特定解剖位置。外表面16可反映內表面14的幾何形狀。內表面14、外表面16 和周緣表面18的幾何形狀可以根據待要治療的確切解剖位置(即，近端脛骨相對於股骨滑車)和待要治療的病變的具體幾何形狀而改變。多孔板12的輪廓32可以被配置為匹配具體關節22位置的軟骨/軟骨下的彎曲和解剖形狀。或者，輪廓32可以被配置為不匹配具體關節22位置的軟骨/軟骨下20的彎曲和解剖形狀，以使得輪廓32是中性形狀的或者採用反向形狀或變化的反向形狀。輪廓成形的多孔板12具有孔24，以允許來自主體的血管質和其他生物元素流經輪廓成形的多孔板12。輪廓成形的多孔板12的孔M在從大約50 μ m到大約20mm的範圍內。如圖2A-2C示出的，輪廓成形的多孔板12的孔M可以由微孔沈、腳手架狀孔觀或纖維基質材料30組成。進一步參考圖1，輪廓成形的多孔板12包括多個表面微凹34，所述表面微凹34增加應力吸收的表面面積，並將儘可能多的剪切應力轉變成壓應力或張應力，這是因為關節 22的軟骨基板具有類似特徵。表面微凹34具有從大約50 μ m到大約3mm的半徑。輪廓成形的多孔板12還可包括多個下表面突起36，下表面突起36增加輪廓成形的多孔板12下方的表面面積，以分散載荷。下表面突起36具有從大約50 μ m到大約3mm的半徑。系統或裝置10的尺寸一般取決於治療的病變的大小。通常，對於瀰漫性疾病每個位置採用兩個或更多個裝置10，對於較小的病變採用一個裝置。豎直尺寸的範圍為從大約
13Imm到大約100mm，水平尺寸的範圍為從大約Imm到大約100mm。輪廓成形的多孔板12的橫截面面積為從大約Imm2到大約100cm2。輪廓成形的多孔板12的周緣表面18具有從大約0. Imm到大約5cm的可變厚度。至少一個有源或無源緩衝元件38附接至輪廓成形的多孔板12。緩衝元件——例如壓電裝置——將有源機械能轉變成熱或電，由此分散和緩衝震動。無源緩衝元件38可以由矽樹脂或其他震動吸收材料製成。有源或無源緩衝元件38都可以被結合進圖3A-;3B示出的板。圖3A示出了作為長圓柱體裝在裝置10的周緣中的緩衝元件38。圖;3B示出了作為多個單獨球體嵌入裝置10的周緣中的緩衝元件38。緩衝元件 38還可以是裝置的固有材料屬性，而不是分立部件，即，緩衝元件可以是矽樹脂浸漬多孔金屬基質。參考圖4，至少一個到多個引導針孔或槽40位於裝置10內，以幫助將裝置插入到軟骨下骨20內。首先將引導針42插入解剖部位(圖4A)，裝置10被插在引導針42上(圖 4B)。骨切割器/擴張器44被插在引導針42上，從而為裝置10產生進入開口和槽45 (圖 4C)。骨切割器或擴張器44的尺寸小於裝置10的尺寸，由此允許壓配合固定。裝置10經由孔或槽40插在引導針42上(圖4D)。在裝置10被插在軟骨下骨20內之後，多餘的引導針42可以脫離或被移除。首先可以使用一個引導針42，因為允許裝置10小量轉動從而更精確地適合軟骨下基板20的輪廓。引導針42放置到軟骨下缺陷20中的過程可以通過螢光引導、CT引導、計算機導航引導或直接引導來完成。在一個實施方案中，引導針42可以被配置為一旦將裝置10插入到軟骨下骨20內就脫離輪廓成形的多孔板12。將所述裝置10用於股骨的操作涉及將引導針42從關節22內放入軟骨下缺陷20 的中心。緊接著使用骨切割器或擴張器44將骨頭準備好。隨後將裝置10插在引導針42 上，並用夯具(tamp)將裝置10定位成與軟骨下骨20齊平。裝置10被插入在關節表面的外圍(圖4E)。圖5A示出了關節支撐和軟骨下支撐系統或裝置10在股骨髁和脛骨坪的軟骨下骨 20中作為整體插入件48的放置。圖5B是裝置10在脛骨坪的軟骨下骨20中作為組合插入件46和整體插入件48的放置。如圖5B示出的，輪廓成形的多孔板12可以作為組合插入件46或整體插入件48被插在軟骨下骨20的至少兩個不同位置。圖5C是裝置10在股骨滑車的軟骨下骨20中的放置的前視立體圖。圖5D是裝置10在膝蓋骨的軟骨下骨20中的放置的前視立體圖。本發明的關節支撐和軟骨下支撐系統幾乎可以由任何生物相容性材料製造，這些材料包括但不限於金屬、金屬合金、碳纖維、泡沫金屬、陶瓷、陶瓷複合材料、彈性體複合材料、彈性體-碳纖維複合材料、分室材料或流體填充材料、金屬基體、可注入凝膠、帶有流體和固體基體的可注入複合材料、骨或骨複合物或同種異體移植物、晶體或羥磷灰石材料、塑料(即PEEK)、聚合物、生物可吸收複合材料(即TCP/PLLA)或者上述材料的複合物/組合物。系統10的優選材料具有內在的彈性或震動吸收性。在如圖6示出的另一個實施方案中，關節支撐和軟骨下支撐系統或裝置50包括細長板52，該細長板52具有多個幾何形狀和厚度可變的漸縮的支板元件M，所述漸縮的支板元件討取向為豎直構造，以插入軟骨下骨20。支板元件M包括在板52的上部58形成的多個上支板56和在板52的下部62形成的多個下支板60。多個下支板60可以被配置為與多個上支板56在不同平面。根據治療的病理病變的大小，可以有單個到多個上支板或下支板。圖7A示出了根據本發明的關節支撐和軟骨下支撐系統50在股骨髁和脛骨坪以及膝蓋骨的軟骨下骨20中的放置。本發明預期，細長板52可以與多個支板元件M分開作為組合插入件64被插入軟骨下骨20內，如圖8示出的。細長板52作為次支承元件，其向心地分散應力並固有吸收應力。細長板52的厚度和材料屬性可以改變，以使得應力向外傳遞。細長板52防止結構支撐系統50的下沉。細長板52的尺寸取決於治療的病變的大小。豎直尺寸範圍從大約Imm到大約100mm，水平尺寸範圍從大約Imm到大約100mm。細長板52的橫截面面積是從大約Imm2到大約100mm2。在圖9的一個實施方案中，示出了藉助在支板元件M和細長板52的每個交叉點處的平滑圓形接合元件66，細長板52可拆除地附接至所述多個支板元件M。多個上支板 56和下支板60具有從大約0. Imm到大約IOmm的寬度和從大約0. 5mm到大約35mm的高度。多個上支板56用於承受來自毗連的關節22的載荷。上支板56在軟骨下骨20內的穿透程度包括如下上支板56可以未達到或達到軟骨基板；可以穿透軟骨基板並停留在下軟骨層；或者可以與原有支承軟骨表面齊平。多個下支板60增強了細長板52的結構整體性，並使得向下方和周圍結構(即骨頭或軟組織)向心傳遞力/分散力成為可能。如圖10A-10C示出的，多個支板元件討可以被製造為具有孔，該孔由微孔68、腳手架狀孔70或纖維基質材料72組成。多個支板元件的孔在從大約50 μ m到大約20mm的範圍內。多個支板元件M可以具有可變取向或幾何形狀，例如正弦狀74(圖11A)、平行 76 (圖11B)、放射狀78(圖11C)、環形80(圖11D)、彎曲的(圖11E)、幾何矩形82、梯形84、 六邊形86、八邊形88(圖11F)、交叉網狀或交叉元件90(圖11G)，或單個柱形91(圖11H)。圖12A示出了圖6的關節支撐和軟骨下支撐系統50的多個上支板56的放大立體圖。多個上支板56具有主支承元件92，該主支承元件92被配置為輪廓成形的，以使得主支承元件92總體上與所治療的對應軟骨下骨20相同。主支承元件92具有超低摩擦係數的表面，該表面被磨光或由生物相容性材料製成。主支承元件92包括擴展的支承表面94，該擴展的支承表面94基本寬於多個上支板56中的每一個。該擴展的支承表面94可以被配置為呈現多種形狀，例如圓形(圖12B)、平坦的(圖12C)、蘑菇狀(圖12D)等等。所述擴展的支承表面94具有的寬度為所述多個上支板56中的每一個的寬度的大約1. 1到大約4 倍。多個上支板56可以包括至少一個次支承元件96 (圖12E)，該次支承元件96將多個上支板56相互連接。所述次支承元件96具有的寬度為上支板56的寬度的大約0. 5到大約 5倍。引導針孔或槽98被定位在細長板52內，引導針孔或槽98縱向取向以將位於至少一個對應引導針102上的板52和多個支板元件M插入並放置在軟骨下骨20內(圖 7B-7D)。至少一個到多個引導針孔或槽98位於裝置50內，以幫助插入軟骨下骨20內。首先將引導針102插進解剖部位(圖7C)。骨切割器/擴張器100被插在引導針102上，以形成裝置50的進入開口和槽98 (圖7D)。骨切割器/擴張器100小於裝置50的尺寸，因此允許壓配合固定。裝置50經引導針孔或槽98被插在引導針102上(圖7D)。多餘的引導針 102可以在裝置50被插入軟骨下骨20內之後脫離或者移出。將引導針102放置在軟骨缺陷20中可以藉助螢光引導、CT引導、計算機導航引導或直接引導來完成。在一個實施方案中，引導針102可以被配置為一旦將裝置50插入軟骨下骨20後就從細長板52脫離。再參考圖7，將裝置50用於股骨的操作涉及將引導針102從關節22內放進軟骨下缺陷20的中心。緊接著使用骨切割器/擴張器100來使骨頭準備好。隨後將裝置50插在引導針102上，並用夯具將所述裝置定位與軟骨下骨20齊平。裝置50被插入在關節表面的外圍(圖7)。至少一個有源或無源緩衝元件104附接至細長板52和多個支板元件圖13)。 有源緩衝元件——例如壓電裝置——將有源機械能轉變成熱或電，藉此分散和緩衝震動。 圖13A示出作為長圓柱體裝在裝置50的周緣中的緩衝元件104。圖1 示出了作為多個單獨球體嵌入裝置50的周緣中的緩衝元件104。無源緩衝元件可以由矽樹脂或其他震動吸收材料製成。無論有源或無源緩衝元件104都可以被結合進板52，如圖13A-i;3B示出的。緩衝元件還可以是裝置50的內在材料屬性，而不是分立部件，即，緩衝元件可以是矽樹脂浸漬多孔金屬基質。本發明的關節支撐和軟骨下支撐系統50幾乎可以由任何生物相容性材料製造， 這些材料包括但不限於金屬、金屬合金、碳纖維、泡沫金屬、陶瓷、陶瓷複合材料、彈性體複合材料、彈性體-碳纖維複合材料、分室材料或流體填充材料、金屬基體、可注入凝膠、帶有流體和固體基體的可注入複合材料、骨或骨複合物或同種異體移植物、晶體或羥磷灰石材料、塑料(即PEEK)、聚合物、生物可吸收複合材料(即TCP/PLLA)或者上述材料的組合物/ 複合物。系統50的優選材料具有內在的彈性或震動吸收性。在圖14A示出的又一個實施方案中，關節支撐和軟骨下支撐系統106包括多個幾何形狀和厚度可變的分立的豎直支板108(豎直支板108具有第一端部110和第二端部 112)，適合用作軟骨下骨20內的組合插入件114。多個豎直支板的第一端部110和第二端部112中的至少一個被製成漸縮的，以幫助逐漸分散應力。多個豎直支板108還包括多孔支承表面116，所述多孔支承表面116被輪廓成形以符合治療的軟骨下骨20。多孔支承表面116被配置為包括不同構造的主支承擴展部118(圖14B)。主支承擴展部118防止關節支撐和軟骨下支撐系統106下沉。圖15示出了根據本發明的位於股骨髁和脛骨坪的軟骨下骨20中的關節支撐和軟骨下支撐系統106。如圖16A-16C示出的，裝置106可以具有孔，該孔由微孔118、腳手架狀孔120或纖維基質材料122組成。裝置106的孔在大約50 μ m到大約20mm的範圍內。圖17A-17G示出了支板裝置108的不同橫截面形狀的放大立體圖，例如三角形 (正向和反向)(圖17A)、平滑溫度計狀(圖17B)、梯形(圖17C)、擴展菱形(圖17D)、橢圓形(圖17E)、複合形(帶有擴展菱形的漸縮狀)(圖17F)和矩形(圖17G)。多個豎直支板108可以按平行取向140(圖15和18)或者徑向取向142(圖18) 插入軟骨下骨20內。徑向取向可以使得負荷向心分散在軟骨下骨內。支板的自頂向下的幾何形狀可以是彎曲的108A、直的108A或者正弦狀108C，如圖18所示。圖19的實施方案示出了多孔支承表面116的放大立體圖，該多孔支承表面116具有在支承表面116下方延伸的次支承擴展部144。次支承擴展部144沿著多個豎直支板108 的豎直長度水平分配負荷。次支承擴展部144可以是水平翼支板146或微凹148的形式。微凹148可以形狀不對稱，其朝向關節處更寬。本發明預期，多個豎直支板108經側面槽插入物被植入軟骨下骨20內，如圖15示出的。再參考圖19，至少一個有源或無源緩衝元件150附接至多個豎直支板108。緩衝元件150A可以在主支板體內，或者緩衝元件150B可以裝在次支承擴展部內。緩衝元件—— 例如壓電裝置——將有源機械能轉變成熱或電，藉此分散和緩衝震動。緩衝元件150還可以是裝置106的內在材料屬性，即，緩衝元件可以是矽樹脂浸漬多孔金屬基質。本發明的關節支撐和軟骨下支撐系統106幾乎可以由任何生物相容性材料製造， 這些材料包括但不限於金屬、金屬合金、碳纖維、泡沫金屬、陶瓷、陶瓷複合材料、彈性體複合材料、彈性體-碳纖維複合材料、分室材料或流體填充材料、金屬基體、可注入凝膠、帶有流體和固體基體的可注入複合材料、骨或骨複合物或同種異體移植物、晶體或羥磷灰石材料、塑料(即PEEK)、聚合物、生物可吸收複合材料(即TCP/PLLA)或者上述材料的組合物/ 複合物。系統106的優選材料具有內在的彈性或震動吸收性。在圖20的又一個實施方案中，關節支撐和軟骨下支撐系統150包括幾何形狀和厚度可變的主支承支板元件152(主支承支板元件152具有縱向主體154以及內邊緣156和外邊緣158)，適合於插在軟骨下骨20內。主支承支板元件152的基本幾何形狀162是圓形，如圖20A中以剖視圖示出的和圖20B中示出的完整圓形。多個支板元件的內邊緣156 和外邊緣158中的至少一個是漸縮的。縱向主體巧4具有孔155，以允許血管、橋骨或其他生物元素穿過。主支承支板元件152的孔155在大約50 μ m到大約20mm的範圍內。如圖 21A-21C示出的，孔155分別由微孔、腳手狀孔或纖維基質材料組成。主支承支板元件152的外邊緣158被輪廓成形以符合治療部位的軟骨下骨20。 如圖22A-22B示出的，外邊緣158可以是例如脛骨坪的凹形(圖22A)、例如股骨髁的凸形 (圖22B)、或者例如股骨滑車的既具有凹形也具有凸形彎曲的複合形(未示出)。內邊緣 156包括在系統150插入期間用於穿透軟骨下骨20的扇形。外邊緣158具有至少兩個凹槽 151(圖20)，該兩個凹槽151形成在縱向主體154的內表面153中。除了在外邊緣158和內邊緣156之間存在的厚度漸縮，從外邊緣158到內邊緣156也存在整個圓形的同心漸縮的147 (圖22C)。這允許放置在凸形表面149底下，並且還防止下沉。這樣的漸縮147的角度可以在3-10度。圖23示出了根據本發明的關節支撐和軟骨下支撐系統150在股骨髁和脛骨坪的軟骨下骨20中的放置。裝置150的穿透深度可以根據治療的實際病理而變化，如圖24A-24C 示出的，以使得裝置150可以在軟骨下坪水平的下方(圖24A)、在軟骨下坪水平處(圖 24B)，或者在軟骨下坪的上方，與原有軟骨齊平(圖MC)。圖25A是在將關節支撐和軟骨下支撐系統或裝置150插入到軟骨下骨20期間，結合圖20的實施方案使用的插入支持件155的放大立體圖。插入支持件155具有近端157和遠端159。遠端159的多個尖刺被配置為配合縱向主體巧4的內表面153上的外邊緣158處的至少兩個凹槽或血管通道151，以在將裝置150插入軟骨下骨期間有效地支撐裝置150。 本發明預期，每個裝置150可以使用一個插入支持件155。圖25B示出在將裝置150插入軟骨下骨20期間，插入支持件尖刺161在圖20的實施方案的凹槽或血管通道151中的每一個內的放置。在將裝置150插入期間，插入支持件遠端159處的多個尖刺161被向下推進凹槽或血管通道151，並優選地延伸經過內邊緣 156。插入支持件155的多個尖刺161在扇形內邊緣156處離開，並且所述尖刺被更深地推入軟骨下骨20中。隨後，裝置150和插入支持件155被夯進軟骨下骨20，然後插入支持件 155被移除(未示出)。延伸超出內邊緣156的多個尖刺161在軟骨下骨20中形成通道， 藉此血液/骨髓可以經由凹槽或血管通道151進入主支承支板元件152的外邊緣158。凹槽151還可以是主支承支板元件152內的孔的形式。如圖沈示出的，本發明還預期，支承表面覆蓋物163可以附接至外邊緣158的周緣，支承表面覆蓋物163用於容納經血管通道進入的骨髓成分或通過該覆蓋物注入的外源物質(即培養的軟骨細胞)。該覆蓋物163由薄的網狀或編織材料製成，或者由生物/合成膜製成。如圖27A-27F示出的，主支承支板元件152的幾何形狀162可以是圓形(圖27A)、 多個同心圓(圖27B)、接合圓(圖27C)、六邊形(圖27D)、或八邊形(圖27E)，或其他非線性、非歐幾裡得形狀，例如帶有平滑邊緣的六邊形(圖27F)。被配置為接合在一起的主支承支板元件152包括至少三個連接支板164，以形成多個同心圓(圖27B)，其中接合在一起的主支承支板元件152的每個圓166通過連接支板164被連接至相鄰圓166。本發明還預期，單個或多個幾何形狀162可以被配置為以不同樣式168(即蜂窩構造)彼此接合(圖觀)，以使得幾何形狀162可以穿透軟骨下骨20，並能夠用於治療部位的不同大小的軟骨病變。如果涉及整個關節腔，即滑車、外髕面、中間脛骨坪等等，則幾何形狀 162可以反映整個關節腔。幾何形狀162可以一塊一塊地或整體地經順行性插入(即從關節表面)而插入軟骨下骨20內。關節支撐和軟骨下支撐系統150的尺寸總體取決於治療的病變的大小。具體地， 被配置為彼此連接成幾何形狀162的主支承支板元件152各自具有從大約Imm到大約5cm 的直徑和從大約Imm到大約3cm的高度/深度。圖29A示出了帶有主支承擴展部170的主支承支板元件152的剖視圖。在圖29B 示出的又一個實施例中，主支承支板元件152包括在支板元件152下方延伸的次支承擴展部172。次支承擴展部172可以是豎直雙漸縮的翼支板174或斜延伸臂176的形式。這些次擴展部172用於進一步阻止下沉。至少一個有源或無源緩衝元件178(圖^B)被附接至主支承支板元件152。緩衝元件可以是裝置150的固有材料屬性，即，緩衝元件可以是矽樹脂浸漬多孔金屬基質。緩衝元件——例如壓電裝置——將有源機械能轉變成熱或電，藉此分散和緩衝震動。本發明的關節支撐和軟骨下支撐系統150幾乎可以由任何生物相容性材料製造， 這些材料包括但不限於金屬、金屬合金、碳纖維、泡沫金屬、陶瓷、陶瓷複合材料、彈性體複合材料、彈性體-碳纖維複合材料、分室材料或流體填充材料、金屬基體、可注入凝膠、帶有流體和固體基體的可注入複合材料、骨或骨複合物或同種異體移植物、晶體或羥磷灰石材料、塑料(即PEEK)、聚合物、生物可吸收複合材料(即TCP/PLLA)或者上述材料的組合物/ 複合物。系統150的優選材料具有內在的彈性或震動吸收性。現參考圖30，在本發明的又一個實施方案中，關節支撐和軟骨下支撐系統180包括幾何形狀和厚度可變的主支承支板元件182，主支承支板元件182具有縱向主體184、內邊緣186和外邊緣188。縱向主體184具有孔，以允許血管、橋骨或其他生物元素穿過。外邊緣188具有至少兩個凹槽189，兩個凹槽189形成在縱向主體184的內表面190，並且被輪廓成形以符合治療部位的軟骨下骨20。系統180還包括適合於插入軟骨下骨20內的輪廓成形的多孔板192，該輪廓成形的多孔板192具有形狀可變的內表面194、外表面196以及周緣表面198，該周緣表面在內表面194和外表面196之間延伸並且厚度可變。內表面 194、外表面196和周緣表面198各自具有對應的凹形部194A、196A、198A和對應的凸形部 194B、196B、198B。在治療的軟骨下骨內，主支承支板元件182的內邊緣186與輪廓成形的多孔板192直接連通。關節支撐和軟骨下支撐系統180的輪廓成形的多孔板192可以包括多個如上文描述的表面微凹202和下表面突起204。圖31示出了根據本發明的關節支撐和軟骨下支撐系統180在股骨髁和脛骨坪的軟骨下骨20中的放置。本發明預期，根據上文討論的插入技術，關節支撐和軟骨下支撐系統180可以被插入軟骨下骨20內。至少一個有源或無源緩衝元件206被附接至關節支撐和軟骨下支撐系統180。緩衝元件——例如壓電裝置——將有源機械能轉變成熱或電，藉此分散和緩衝震動。與前述實施方案相同，本發明的關節支撐和軟骨下支撐系統180幾乎可以由任何生物相容性材料製造，這些材料包括但不限於金屬、金屬合金、碳纖維、泡沫金屬、陶瓷、陶瓷複合材料、彈性體複合材料、彈性體-碳纖維複合材料、分室材料或流體填充材料、金屬基體、可注入凝膠、帶有流體和固體基體的可注入複合材料、骨或骨複合物或同種異體移植物、晶體或羥磷灰石材料、塑料(即PEEK)、聚合物、生物可吸收複合材料(即TCP/PLLA)或者上述材料的複合物/組合物。系統10的優選材料具有內在的彈性或震動吸收性。圖32示出了上文討論的前述實施方案的每一個的關節支撐和軟骨下支撐系統 10、50、106、150、180在膝關節22的軟骨下骨20中的放置。本發明預期，關節支撐和軟骨下支撐系統10、50、106、150、180的每一個實施方案都可以彼此結合，從而向體關節附近的受損軟骨下骨20提供增強的結構和緩衝支撐。可以在設計、功能、操作、構造、材料和尺寸方面對每個實施方案的上述元件做出改變，並且上述元件不局限於本文提供的描述。已經根據專利法規的要求描述了本發明，本領域的技術人員會理解如何在本發明中做出改變和改型，以符合其具體要求或條件。可以在不偏離由權利要求限定的本發明的範圍和精神下做出這些改變和改型。
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權利要求
1.一種關節支撐和軟骨下支撐系統，用於向身體關節附近的受損的軟骨下骨提供結構和緩衝支撐，包括輪廓成形的多孔板，其具有形狀可變的內表面、外表面和周緣表面，所述周緣表面在所述內表面和所述外表面之間延伸並且厚度可變，所述輪廓成形的多孔板適合插入軟骨下骨內；所述內表面、外表面和周緣表面各自具有凹形部和凸形部；其中至少一個引導針孔或槽位於所述輪廓成形的多孔板內，以幫助將位於相應的至少一個弓I導針上的所述板插入和放置在軟骨下骨內。
2.根據權利要求1所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述輪廓成形的板的孔在大約50 μ m到大約20mm的範圍內。
3.根據權利要求2所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述輪廓成形的多孔板包括微孔、腳手架狀孔和纖維基質材料中的至少一個。
4.根據權利要求1所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述輪廓成形的多孔板包括多個表面微凹，所述表面微凹的半徑從大約50 μ m到大約3_。
5.根據權利要求1所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述輪廓成形的多孔板包括多個下表面突起，所述下表面突起的半徑從大約50 μ m到大約3mm。
6.根據權利要求1所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述輪廓成形的多孔板可以被配置為與具體身體關節位置處的對應的軟骨下骨的至少一個輪廓配合齊平。
7.根據權利要求1所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述輪廓成形的多孔板可作為組合插入件或整體插入件被插入軟骨下骨的至少兩個位置。
8.根據權利要求1所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述內表面、外表面和周緣表面各自具有如下幾何形狀，所述幾何形狀根據治療的確切解剖位置和治療的病變的具體幾何形狀而改變。
9.根據權利要求1所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述至少一個引導針可被配置為一旦所述板被插入軟骨下骨就與所述輪廓成形的多孔板脫離。
10.根據權利要求1所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述輪廓成形的多孔板具有從大約Imm2到大約IOOcm2的橫截面面積。
11.根據權利要求1所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述輪廓成形的多孔板的豎直尺寸從大約Imm到大約100mm，其水平尺寸的範圍從大約Imm到大約100mm。
12.根據權利要求1所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述周緣表面具有從大約0. Imm到大約5cm的可變厚度。
13.根據權利要求1所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述輪廓成形的多孔板被插入在身體關節表面的外圍。
14.根據權利要求1所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述輪廓成形的多孔板具有至少一個附接至其的有源或無源緩衝元件。
15.根據權利要求1所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述輪廓成形的多孔板由生物相容性材料製造，所述材料選自金屬、金屬合金、碳纖維、泡沫金屬、陶瓷、陶瓷複合材料、彈性體複合材料、彈性體-碳纖維複合材料、分室材料或流體填充材料、金屬基體、可注入凝膠、帶有流體和固體基體的可注入複合材料、骨或骨複合物或同種異體移植物、晶體或羥磷灰石材料、塑料、聚合物、生物可吸收複合材料，或者上述材料的複合物/組合物。
16.一種關節支撐和軟骨下支撐系統，用於向身體關節附近的受損的軟骨下骨提供結構和緩衝支撐，包括細長板，所述細長板具有多個幾何形狀和厚度可變的漸縮的支板元件，所述支板元件取向為豎直構造，以插入軟骨下骨中；所述支板元件包括在所述板的上部形成的多個上支板和在所述板的下部形成的多個下支板，其中所述多個下支板可被配置為與所述多個上支板在不同平面。
17.根據權利要求16所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述細長板可與所述多個支板元件作為組合插入件被分開插入軟骨下骨中。
18.根據權利要求16所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述多個支板元件具有孔，所述孔包括微孔、腳手架狀孔和纖維基質材料中的至少一個。
19.根據權利要求16所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中藉助在所述支板元件和所述細長板的每個交叉點處的平滑圓形接合元件，所述細長板可拆除地附接至所述多個支板元件。
20.根據權利要求16所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述多個支板元件可具有正弦狀、平行、放射狀、環形、彎曲的、矩形、梯形、六邊形、八邊形、交叉網狀和交叉元件中至少一個的可變取向或幾何形狀。
21.根據權利要求16所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述多個上支板和所述多個下支板具有從大約0. Imm到大約IOmm的寬度和從大約0. 5mm到大約35mm的高度。
22.根據權利要求16所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述多個上支板具有主支承元件，該主支承元件被配置為具有如下輪廓，以使得所述主支承元件總體上與所治療的對應軟骨下骨相同。
23.根據權利要求22所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述主支承元件包括擴展的支承表面，所述擴展的支承表面大大寬於所述多個上支板中的每一個。
24.根據權利要求23所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述擴展的支承表面具有的寬度為所述多個上支板中的每一個的寬度的大約1. 1到大約4倍。
25.根據權利要求16所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述多個上支板可包括至少一個次支承元件，該次支承元件將所述多個上支板彼此連接。
26.根據權利要求25所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述至少一個次支承元件具有的寬度為所述上支板的寬度的大約0. 5到大約5倍。
27.根據權利要求16所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述至少一個引導孔或槽位於所述細長板內，以幫助將位於至少一個對應引導針上的所述板和所述多個支板元件插入和放置到軟骨下骨內。
28.根據權利要求16所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述細長板和所述多個支板元件具有附接至其的至少一個有源或無源緩衝元件。
29.根據權利要求16所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述細長板和所述多個支板元件由生物相容性材料製造，所述材料選自金屬、金屬合金、碳纖維、泡沫金屬、陶瓷、 陶瓷複合材料、彈性體複合材料、彈性體-碳纖維複合材料、分室材料或流體填充材料、金屬基體、可注入凝膠、帶有流體和固體基體的可注入複合材料、骨或骨複合物或同種異體移植物、晶體或羥磷灰石材料、塑料、聚合物、生物可吸收複合材料，或者上述材料的複合物/ 組合物。
30.一種關節支撐和軟骨下支撐系統，用於向身體關節附近的受損的軟骨下骨提供結構和緩衝支撐，包括多個幾何形狀和厚度可變的豎直支板，所述多個豎直支板各具有第一端部和第二端部，適合於組合插入在軟骨下骨內；所述多個豎直支板還包括多孔支承表面，該多孔支承表面被輪廓成形以符合治療的軟骨下骨，其中所述多孔支承表面包括主支承擴展部。
31.根據權利要求30所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述豎直支板可具有由微孔、腳手架狀孔或纖維基質材料組成的孔。
32.根據權利要求30所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述豎直支板可具有如下形狀中的至少一個的橫截面形狀三角形、溫度計狀、梯形、擴展菱形、橢圓形、帶有擴展菱形的漸縮狀、以及矩形。
33.根據權利要求30所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述多個豎直支板的第一端部和第二端部中的至少一個是漸縮的，以幫助逐漸分散軟骨下骨內的應力。
34.根據權利要求30所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述多孔支承表面包括在所述支承表面下方延伸的次支承擴展部。
35.根據權利要求34所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述次支承擴展部是水平翼支板和微凹中的至少一個。
36.根據權利要求30所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述多個豎直支板以平行和徑向取向中的至少一種形式插入軟骨下骨內。
37.根據權利要求30所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中至少一個有源或無源緩衝元件被附接至所述多個豎直支板。
38.一種關節支撐和軟骨下支撐系統，用於向身體關節附近的受損的軟骨下骨提供結構和緩衝支撐，包括幾何形狀和厚度可變的主支承支板元件，其具有縱向主體、內邊緣和外邊緣，適合於插在軟骨下骨內；所述縱向主體具有孔，以允許血管、橋骨或其他生物元素穿過；所述內邊緣具有在插入期間穿透軟骨下骨的扇形；以及所述外邊緣具有形成在所述縱向主體的內表面中的至少兩個凹槽，並且所述外邊緣被輪廓成形以符合治療部位的軟骨下骨。
39.根據權利要求38所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中在所述支板元件插入軟骨下骨內期間，一個插入支持件可滑動地布置通過在外邊緣處位於所述縱向主體的內表面中的所述至少兩個凹槽，並且延伸經過所述內邊緣。
40.根據權利要求39所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述插入支持件在遠端具有多個尖刺，所述多個尖刺被滑動地布置在外邊緣處的位於所述縱向主體的內表面中的所述至少兩個凹槽內。
41.根據權利要求40所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述多個尖刺延伸經過內邊緣，在軟骨下骨中形成通道，由此血液或骨髓可經過所述凹槽或血管通道進入所述外邊緣。
42.根據權利要求38所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述主支承支板元件的幾何形狀是圓形。
43.根據權利要求38所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述主支承支板元件的單個或多個幾何形狀可被配置為以不同樣式彼此接合，以使得所述幾何形狀可穿透將被治療的軟骨下骨。
44.根據權利要求43所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中被配置為彼此接合的所述單個或多個幾何形狀包括至少三個連接支板，以形成多個同心圓，其中所述主支承支板元件的每個圓通過所述連接支板連接至相鄰圓。
45.根據權利要求38所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述主支承支板元件具有從大約Imm到大約5cm的直徑和從大約Imm到大約3cm的高度/寬度。
46.根據權利要求38所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述主支承支板元件的內邊緣和外邊緣是漸縮的。
47.根據權利要求38所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述縱向主體包括主支承擴展部。
48.根據權利要求38所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述縱向主體包括在所述縱向主體下方延伸的次擴展部。
49.根據權利要求38所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述次擴展部是豎直雙漸縮的翼支板和斜延伸臂中的至少一個。
50.根據權利要求38所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述縱向主體的孔可由微孔、腳手架狀孔或纖維基質材料組成。
51.根據權利要求38所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述主支承支板元件包括從所述外邊緣到所述內邊緣的同心漸縮。
52.根據權利要求38所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述主支承支板元件可具有形式為多個同心圓、接合圓、六邊形、八邊形或其他非歐幾裡得形狀的幾何形狀。
53.根據權利要求38所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中一個支承表面覆蓋物可附接至所述外邊緣的周緣，以容納經血管通道進入的骨髓成分或經所述覆蓋物注入的外源物質。
54.根據權利要求53所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述支承表面覆蓋物由薄的網狀或編織材料製成，或者由生物/合成膜製成。
55.根據權利要求38所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中至少一個有源或無源緩衝元件被附接至所述主支承支板元件。
56.根據權利要求38所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述主支承支板元件由生物相容性材料製造，所述材料選自金屬、金屬合金、碳纖維、泡沫金屬、陶瓷、陶瓷複合材料、彈性體複合材料、彈性體-碳纖維複合材料、分室材料或流體填充材料、金屬基體、可注入凝膠、帶有流體和固體基體的可注入複合材料、骨或骨複合物或同種異體移植物、晶體或羥磷灰石材料、塑料、聚合物、生物可吸收複合材料，或者上述材料的複合物/組合物。
57.一種關節支撐和軟骨下支撐系統，用於向身體關節附近的受損的軟骨下骨提供結構和緩衝支撐，包括幾何形狀和厚度可變的主支承支板元件，其具有縱向主體、內邊緣和外邊緣；所述縱向主體具有孔，以允許血管、橋骨或其他生物元素穿過；所述外邊緣具有形成在所述縱向主體的內表面中的至少兩個凹槽，，並且所述外邊緣被輪廓成形以符合治療部位的軟骨下骨；輪廓成形的多孔板，其具有形狀可變的內表面、外表面和周緣表面，所述周緣表面在所述內表面和所述外表面之間延伸並且厚度可變，所述輪廓成形的多孔板適合插入軟骨下骨內；所述內表面、外表面和周緣表面各自具有凹形部和凸形部；其中在治療的軟骨下骨內，所述主支承支板元件的內邊緣與所述輪廓成形的多孔板直接連通。
58.根據權利要求57所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述主支承支板元件具有附接至其的至少一個有源或無源緩衝元件。
59.根據權利要求57所述的關節支撐和軟骨下支撐系統，其中所述輪廓成形的多孔板具有附接至其的至少一個有源或無源緩衝元件。
全文摘要
一種向泛發性或單發性關節炎中的受損軟骨骨骼提供結構和緩衝支撐的關節支撐和軟骨下支撐系統，其包括輪廓成形的多孔板，該輪廓成形的多孔板具有形狀可變的內表面、外表面和周緣表面，該周緣表面在所述內表面和外表面之間延伸並且厚度可變，該輪廓成形的多孔板適合插入軟骨下骨內。所述內表面、外表面和周緣表面各自具有凹形部和凸形部。引導針孔或槽位於所述輪廓成形的多孔板內，以幫助將位於至少一個對應引導針上的所述板插入和放置在軟骨下骨內。本發明的關節支撐和軟骨下支撐系統適用於關節的許多部分，這是由於患有軟骨疾病的任何區域都具有毗連的軟骨下組成部分。
文檔編號A61L27/04GK102281838SQ201080004557
公開日2011年12月14日 申請日期2010年2月1日 優先權日2008年12月4日
發明者李達力 申請人:李達力