[发明专利]具有传感器的整形外科用植入物

说明书

相关的申请数据

本发明要求2004年6月7日提交的第60/578,107号美国临时专利申请 的优先权。

技术领域

本发明涉及整形外科所用的植入物，如骨板，以用于修复折裂的骨或 用于其它的整形外科情况。具体地，本发明涉及一种具有传感器和/或微芯 片的整形外科用植入物，该传感器和/或微芯片用于测量与植入物和/或周围 组织有关的数据并将其传送给医生和/或病人。

背景技术

采用骨板来修复断骨在整形外科领域已运用多年并且在本技术领域已 是众所周知的技术。授予Weaver等人的美国专利6,623,486中示出和描述 了这种骨板的一个例子，该专利在此引为参考。这种骨板在大多数情况下 起到了良好的作用，并且骨折愈合效果比不使用骨板时好。然而，在某些 情况下，不恰当的安装、植入物失效、感染或其它诸如病人对规定的手术 后治疗不配合等情况都可能会对骨裂的愈合产生不利影响，并且可能增加 对病人健康的威胁。目前健康护理专家采用非侵入的方法，如X射线来检 查骨折愈合进展并且评价被植入的骨板的情况。但是，依靠X射线不足以 作出准确的诊断，它们价格较高，而且重复的X射线会损坏病人和健康护 理人员的健康。在某些情况下，直至骨板失效都可能未在临床上检测到骨 折不愈合。而且，X射线也不足以用于对软组织或植入物上的应力作出诊 断。在某些情况下，为了采取适当的补救措施，需要侵入式操作以尽早诊 断植入物故障或感染。

因此，需要一种整形外科用植入物，不需要X射线或侵入式操作，该 植入物就可向医生和病人提供有关植入物状况、骨折愈合进展、周围组织 状况的准确和正确信息。

发明内容

本发明包括用于固定骨的整形外科用植入物，例如骨板、髓内钉等， 该植入物具有一个或多个微芯片(例如，集成电路)和多种用于收集与植入物 和其周围情况有关的信息的传感器。

所提供的植入物包括构造成与病人的组织接触的本体部、一个或多个 微芯片和多个置于该植入物本体上且与所述微芯片连接的传感器，其中至 少一个传感器构造成接收来自该植入物的一部分或病人组织的物理刺激。 该微芯片还可以包括数据记录装置和例如电池的电源。

所述植入物可以是骨板、骨钉、髓内钉、脊柱固定元件(椎弓根螺钉、 椎弓根钩、固定板、固定杆等)、椎间植入物(人工椎间盘或融合隔离件)、 牵引器、外部固定系统或其它整形外科用植入物。该植入物可具有涂层， 该涂层可以包括聚合物或多孔金属，可用作药物活性试剂或其它治疗物质 的载体或底物。该植入物还可包括用于贮存治疗性试剂的腔室，该治疗性 试剂如抗生素、生长因子、化疗试剂等。该治疗性试剂可响应微芯片所接 收的信号而释放。

所述植入物上的一个或多个传感器可以构造成适于接收该植入物的至 少一部分的形变。该传感器可构造成适于接收施加在该植入物的至少一部 分上的压力，和/或接收该植入物的至少一部分上的温度。该传感器也可构 造成捕获病人组织周围的数字图像(影像和/或图像)。该传感器也可构造成 适于发出刺激骨生长的电流。

所述病人组织可包括折裂的第一骨部分和第二骨部分，所述植入物还 可包括构造成向该第一骨和第二骨的末端施加微动而促进该折裂部分融合 的元件。

所述植入物还可包括用于对施加到该植入物上的加载周期进行计数的 计数器。

在另一个实施例中，用于固定骨的植入物包括：多个用于容纳固定件 的孔；板载(onboard)微芯片，该微芯片包括数据记录装置、信号调节器、 多路转接器(multiplexer)和发送器；和多个与所述微芯片连接且设置在该植 入物的多个位置上的传感器，其中所述传感器构造成接收该植入物的一部 分上的至少一个物理刺激。

所述传感器的一个可以选自下列的至少一个：压力变换器、热偶、变 形测量器和周期计数器。

在另一实施方案中，本发明涉及修复断骨的方法，该方法包括：提供 具有微芯片的骨固定植入物，将多个传感器设置在所述植入物上，将所述 多个传感器与所述微芯片连接，用多个固定件将该植入物固定到所述断骨 的第一和第二部分上，将所述传感器的数据提供给所述微芯片，和将所述 微芯片的数据发送给外部接收设备。