通过骨-软骨间刺激来进行的软骨修复、保持和生长以及传送系统和用于它们的相关方法
【专利说明】通过骨-软骨间刺激来进行的软骨修复、保持和生长以及传送系统和用于它们的相关方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求美国临时专利申请N0.61/686835和61/800574的优先权，该美国临时专利申请N0.61/686835的申请日为2012年4月11日，该美国临时专利申请N0.61/800574的申请日为2013年3月15日，它们各自的标题为“CARTILAGE REPAIR, PRESERVAT1NAND GROWTH BY STIMULAT1N OF BONE-CHONDRAL INTERPHASE AND DELIVERY SYSTEM ANDMETHODS THEREFOR”，各文献的全部内容都结合在本申请中，作为参考。
技术领域
[0003]本发明涉及用于退化关节和盘的多种新颖治疗以及用于通过很小创伤来将治疗剂传送至很难到达的解剖区域的改进装置和治疗方法，以便更好地实施这种新颖治疗。
【背景技术】
[0004]用于退化盘和其它软骨疾病的普通治疗方法
[0005]以膝盖退化或骨关节炎(“0A”)作为示例，在膝盖OA(定义为在膝盖中的关节软骨损失)中的疼痛被认为是由于在软骨下骨上的增加压力而引起。因此，在OA开始的最早阶段中，在软骨下骨髓中有能够看见的变化(Lorieg等，Rheum 7:43-49，2011)。
[0006]当前用于治疗膝盖OA的技术包括非类固醇的消炎药(Nsaids)，包括较新的Cox_2抑制剂。尽管这些药剂减少了炎症和疼痛，但是认为它们的长期使用将(I)对软骨产生不利影响；以及(ii)有增加风险的高血压、冠心病、肾衰竭(特别是糖尿病)和胃溃疡病的并发症。
[0007]透明质酸(HA)已经表明对于软骨有一些积极效果。不过，它在治疗膝盖OA中的成功率有限。因此，尽管一些研究显示了良好的成功率，但是其它研究又显示了相当差的成功率。而且，在中度至严重膝盖OA的这些患者中，成功率大大降低。
[0008]微裂纹已经用于具有较小软骨缺陷的非常少膝盖OA患者。这种技术可以看见具有有限的成功率。该技术通过产生纤维软骨而起作用。不过，当做得过多时，微裂纹有时甚至能够加速软骨损失速率。最后，已经使用完全和局部膝盖更换。这些处理有较大的血凝块和感染的并发症率、昂贵、需要住院、有将金属插入身体内的相关缺点，且明显增加了保健成本。
[0009]通常，当将治疗剂传送至较难到达的解剖区域中时(例如骨-软骨间(BCI))，使用钻来产生通路。通常，使用具有中心插管的装置，该装置首先设有微型钻杆和在其中的钻头。医生钻入骨中，然后从中心插管中取出钻杆和钻头。然后插入管心针，因此使得骨组织与外部环境隔离。最后，取出管心针，且多种合适治疗方法中的一种(例如药物、生物或治疗剂)能够通过注射器或其它传送装置来传送。
[0010]因此，这种普通的处理过程使得内部组织双倍地暴露于环境空气。一次是当钻杆和钻头取出和由管心针代替时，再一次是当管心针取出以便引入治疗剂时。内部组织每次这样暴露，感染的危险就增加。
[0011]此外，这在技术上更具有挑战性、费时，且并发症的风险增加。
[0012]因此，本领域中需要用于到达内部解剖区域的示例装置和方法，同时减少内部组织对于环境空气的暴露和减少创伤。本领域中还需要用于解决软骨损失的治疗剂和治疗方法以及能够在更少时间中和在减少创伤(以便减少并发症的危险)的情况下更简单地传送这些治疗剂的装置。
【附图说明】
[0013]应当知道，申请文件包含彩色的至少一个附图。具有彩色附图的本专利申请的拷贝将在需要时通过支付所需费用而由美国专利局来提供。
[0014]在该组图的开始出现的图A和B是一组两个标题为“示例A在手术前”和“示例A在手术后”的图像，来自根据本发明示例方法的示例测试病例，下面在本发明的试验结果部分中介绍为“示例A”。这些图像涉及在附件A中提供的独立放射科医师的报告中所述的病例。
[0015]图1-2是个人的膝盖的术前扫描；
[0016]图3-4是个人的膝盖在根据本发明示例实施例的方法治疗之后的相应扫描；
[0017]图5是另一个人的膝盖在根据本发明示例实施例的方法治疗之前和之后的并排对比；
[0018]图6是根据本发明示例实施例的示例骨-软骨间(“BCI”)传送装置的示例远端；
[0019]图7是根据本发明示例实施例的示例传送装置的分解图(顶部面板)和示例传送装置的示例近侧部分的放大图(底部面板)；
[0020]图8是图6-8的示例传送装置的示例近侧部分的进一步放大图；
[0021]图9表示了图6的示例传送装置的可选示例实施例；
[0022]图10表示了可以称为“经皮的盘内环面修复系统”(“PIARES”)的示例传送装置，涉及根据本发明示例实施例的、经皮的盘内环面修复；
[0023]图11表示了图10的示例传送装置的变化实施例；
[0024]图12表示了根据本发明实施例的示例传送装置的详细视图，涉及周围关节和脊椎的骨-软骨交接面；
[0025]图13表示了根据本发明示例实施例在右膝盖的上面和下面插入骨中的示例传送装置；
[0026]图14表示了膝盖关节的放大图，在图13所示附图的胫骨和股骨附近；
[0027]图15表示了图13-14的示例传送装置的远侧部分的细节；
[0028]图16-20是根据本发明示例实施例的可选改进示例的“PecaBoo”传送装置工具的详细设计图；
[0029]图21表示了图16-20的示例PecaBoo装置的拉长形式，例如可以用于髋部处理过程;
[0030]图22表示了示例PecaBoo装置(髋部长度)在插入示例髋关节附近的上部和下部隔腔内时；以及
[0031]图23-48表示了在图16-20中所示的PecaBoo工具的示例原型在用于患者的膝盖的示例处理过程时，具有示例处理过程的多个阶段的相应高质量X射线图像。
【发明内容】
[0032]这里提供了用于修复、保持和生长软骨的新颖治疗剂和治疗方法。另外，还提供了用于将治疗剂传送至很难到达的解剖区域(例如BCI)的系统和方法。在本发明的示例实施例中，能够提供具有切割尖端和在远侧外部上的螺纹的插管传送装置，该插管传送装置有优于普通装置的明显优点。这些优点例如包括:(i)容易制造；(ii)示例装置的使用比普通方法更快，还有更少的手术台时间和更少步骤；(iii)使得内部组织更少地暴露于环境空气，因此感染的危险更小；以及(iv)技术复杂性更小导致更少的并发症。使用这样的示例装置，能够实施用于关节和软骨修复、保持和再生的多种新颖疗法。公开了这种装置的多种形式。也可选择，对于盘修复，涉及经皮的盘内环面修复的传送装置或“PIARES”装置能够用于将治疗剂引入盘内。装置是两针头装置，具有第一插管/针头和更长的内部针头，该第一插管/针头具有在其远端处的手指把手，该内部针头能够再穿透外部针头进入盘内，并能够再例如用于通过注射器来引入治疗剂。当在内部针头的近端处设有隔膜时，PIARES装置变成完全关闭的系统，且它的使用将最小化创伤。因此，在本发明的示例实施例中，能够提供外科手术的手持工具，用于无创地布置和传送治疗剂至目标部位。这能够通过微创皮肤切口来进行，或者没有任何切口，如可能希望的。治疗剂的传送和布置能够进行控制，且不需要动力钻具或引导丝。
[0033]示例装置能够有关闭尖头端、螺纹部分，并设有螺纹切割/形成特征，例如凹槽，且能够在远端处有通向中心管腔的杆穿孔，以便传送治疗剂或其它预备品。在近端处能够提供用于附接注射器的装置，该注射器与杆的中心管腔连通，可以有用于附接手柄把手的键合接合特征。传送装置能够制造成有足够长度，以便在合适或目标关节的各侧到达骨，并容易穿透软组织和皮层骨，以便到达在软骨缺陷附近的、在松质骨中的目标部位。
[0034]装置的主轴或钻孔部分能够由硬化不锈钢等来制造，例如400系列或17-40不锈钢。
[0035]装置例如能够有可附接/拆卸的手柄把手，用于容易将钻头布置就位，具有实体近端，以便轻敲或锤击，还有把手，用于向装置施加扭矩通过皮层骨，并引导有螺纹的轴到达例如在松质骨中的目标部位。把手能够具有人机工程形状，以便容易使用，例如三叶形手柄，该三叶形手柄模拟手腕以120度增量的自然转动。
[0036]装置能够有冲击帽，以便(i)提供冲击砧台表面以在冲击过程中保护近侧路厄；以及(ii)关闭通向杆管腔的路厄开口。
【具体实施方式】
[0037]尽管膝盖OA的确切原因还不知道，但是本发明人非常相信在膝盖OA的最早阶段具有在骨-软骨交接面(“BCI”)中的变化。因此，用于治疗膝盖OA的疗法必须以BCI为目标。该方法还能够延伸至软骨已经受损或损失的其它区域。
[0038]如后面所述，根据本发明示例实施例的方法解决了 BCI问题，在该BCI处，早期变化能够加速膝盖0A。在本发明的示例实施例中，提供了刺激软骨下骨髓和暴露间充质干细胞(MSCS)的方法，该间充质干细胞(MSCS)从骨髓中出来，从富含血小板的血浆(PRP)和非常小的胚芽状细胞(VSEL)中得出生长因素。VSEL已知在动物中风模拟中将在受损伤后释放，从而提高修复(Kucia等:Cell Tissue Research 331:125-134, (2008))。这提高了软骨修复和可能的再生。还已知暴露于PRP的MSCS区分为软骨细胞(Mishra等:Tissue Eng.Methods 15:431-435(2009))。
[0039]根据本发明示例实施例的方法有非常低的感染危险，明显比大部分外科手术处理更便宜，且避免了金属植入件或NSAID药物的缺点。而且，进行这种处理过程的患者停工时间非常少，因为它在门诊的基础上进行，能很快返回工作。
[0040