带有切割刀片的展开性植入物 [0001] 本申请是申请日为2019年08月29日、申请号为201980069828.3、发明名称为“带有切割刀片的展开性植入物”的发明专利申请的分案申请。 [0002] 相关申请的交叉引用 [0003] 本申请要求2018年8月30日提交的美国临时申请No.62/724,768的优先权和所有权益，其全部内容被通过引用方式合并于此。 背景技术 [0004] 骨压缩性骨折可能有多种原因，例如骨质疏松，这可能导致在个人体重下自然的脊椎压缩。创伤是另一个原因，但骨压缩可能是由多种原因引起的，例如骨质疏松和创伤的组合。骨压缩可能发生在椎骨中，但也可能发生在其他骨头中，例如桡骨和股骨。 [0005] 迄今为止，已经开发出椎体成形技术来解决此类疾病。但是，现有的用于实现椎骨矫正、即使椎骨恢复其原始形状的椎骨成形技术通常不能得到很好地控制和/或不能提供用于确保骨头的恢复在手术后随时间得以保持的结构。 [0006] 例如，后凸成形术涉及将可充气球囊引入椎体内，然后将压力下的流体引入球囊内以迫压椎骨的皮质外壳，特别是上下椎骨终板，以在压力的作用下矫正椎骨的形状。一旦矫正了骨皮质外壳，即将球囊放气并从椎骨中抽出，以便能够将水泥注入到由球囊在皮质壳内形成的空间中，这旨在为矫正提供足够的机械阻力，持续较长时间。后凸成形术的显著缺点包括繁琐的程序步骤以及必须从患者体内取出球囊。此外，由于球囊的体积是多方向的，所以对球囊的展开的控制性很差，这通常会导致在不太希望的方向上对皮层外壳施加了较大的压力。如此大的压力具有使皮质外壳破裂的风险，特别是连接椎骨的上下终板的皮质外壳侧部的破裂。 [0007] 在其他示例中，采用了利用旨在占据椎骨中的腔的植入物的技术。然而，由于这些植入物通常不能支撑椎骨内足够大的体积空间，因此它们通常在手术后的几周和几个月内屈服而塌陷。实际上，手术后，随着时间的推移，椎骨的恢复高度可能会减小。特别是，远离植入物的骨区域较弱，并且随着时间的流逝，即使是植入物在位的情况下，它们也会在负载下压缩。例如，这可能发生在植入物下方、但是椎骨内的空间中。 [0008] 因此，需要用于修复塌陷的骨结构的改进的植入物和相关的手术技术，特别是对植入物结构的改进和从这种结构可获得的性能。 发明内容 [0009] 在一方面中，本公开涉及一种用于骨修复的可展开植入物。在一种实施方式中，植入物包括第一端部元件和第二端部元件，第二端部元件被定位成使得植入物的纵向轴线穿过第一端部元件的中心和第二端部元件的中心。植入物还包括在第一方向上可展开的板和在第二方向上可展开的刀片。第一互连元件在板与第一端部元件和第二端部元件中的至少一个之间延伸，第二互连元件在刀片与第一端部元件和第二端部元件中的至少一个之间延伸。植入物的结构使得，当植入物在展开前处于折叠位置时刀片的长度大致平行于纵向轴线，并且，当刀片被展开以使得植入物处于展开位置时，刀片的长度与纵向轴线不平行。 [0010] 在一种实施方式中，板和刀片在折叠位置中和在展开位置中都处于单一平面中。 在另一种实施方式中，当刀片在第二方向上展开时，刀片的尖端以弓形的方式移动，尖端远离到第二互连元件的附接点。 [0011] 在其他实施方式中，刀片包括与第二互连元件相邻的基部和远离基部的尖端，尖端在受到预定载荷时弯曲。在一种实施方式中，刀片包括靠近刀片的尖端的渐缩部分。在另一种实施方式中，刀片包括在第一渐缩部分和基部之间的第二渐缩部分，第二渐缩部分的渐变角度比第一渐缩部分的渐变角度浅。在又一实施方式中，刀片包括横跨刀片的宽度的凹槽，凹槽比基部更靠近尖端，并且凹槽当刀片的尖端受到载荷时用作刀片的在凹槽的每一侧上的各部分之间的枢转点。在其他实施方式中，刀片包括平坦的底表面，平坦的底表面相对于刀片的宽度从基部向尖端变宽。 [0012] 在一种实施方式中，刀片的尖端是球根形的。在一些实施方式中，第一互连元件和第二互连元件中的每一个包括臂。具体地，第一互连元件包括在板和第一端部元件之间延伸的第一臂以及在板和第二端部元件之间延伸的第二臂。类似地，第二互连元件包括在刀片的基部和第一端部元件之间延伸的第三臂以及在基部和第二端部元件之间延伸的第四臂。在其他实施方式中，当植入物处于折叠位置时，穿过第三臂的长度的第一轴线从纵向轴线偏置的量与穿过第四臂的长度的第二轴线从纵向轴线偏置的量不同，第一轴线和第二轴线平行。在又另一实施方式中，第一轴线从第二轴线偏移大约0.6mm。在另一实施方式中，当刀片在第二方向上展开时，刀片围绕第三臂和第四臂之一上的一位置枢转。在一些变型中，第三臂和第四臂分别包括穿过其中的纵向轴线，并且穿过第三臂和第四臂之一的纵向轴线与刀片的长度之间的角度随着刀片在第二个方向上的展开而变化。 [0013] 在一种实施方式中，刀片在第二方向上可展开，使得刀片的尖端比板距纵向轴线更远。在另一种实施方式中，植入物包括直接从第一端部元件和第二端部元件中的一个延伸的第二刀片，当植入物展开时，第二刀片防止第一刀片的尖端朝向纵向轴线移动。在另一实施方式中，第三臂和第四臂之一包括球窝中的一个，球窝中的一个用于附接到刀片上的球窝中的另一个。在又另一实施方式中，植入物包括将第三臂和第四臂之一连接至刀片的脆弱材料段。在一种实施方式中，刀片的尖端，当在展开过程中以弓形的方式移动时，远离纵向轴线并且朝向植入物的插入端移动。在另一种实施方式中，刀片的尖端，当在展开过程中以弓形的方式移动时，远离纵向轴线并且远离植入物的插入端移动。 [0014] 在另一种实施方式中，本公开涉及一种具有第一端部元件，第二端部元件，板和刀片的植入物。第二端部元件被定位成使得植入物的纵向轴线穿过第一端部元件的中心和第二端部元件的中心。板附接到第一端部元件和第二端部元件两者，并且定向成使得平行于纵向轴线的轴线穿过板的长度。刀片包括附接到第一端部元件和第二端部元件的基部并且具有从基部延伸到尖端的长度。植入物可从折叠位置展开到展开位置，该展开包括板和刀片分别沿不同的方向远离纵向轴线移动。在展开之前、之中和之后，板保持大致平行于纵向轴线。当植入物处于展开位置时，刀片的尖端比板距纵向轴线更远。此外，当植入物处于折叠位置时以及当植入物处于展开位置时，单一平面穿过板和刀片。 [0015] 在一种实施方式中，当所述植入物从所述折叠位置展开到所述展开位置时，所述刀片的尖端比所述刀片的基部从所述纵向轴线移动得更远。在另一种实施方式中，第二轴线穿过刀片的长度。在折叠位置，第二轴线平行于纵向轴线。在展开期间，第二轴线相对于纵向轴线成增大的角度。在另一种实施方式中，板经由与第一端部元件和第二端部元件等距的第一附接点附接到第一端部元件和第二端部元件。与板相对的，刀片经由更靠近第一端部元件和第二端部元件中的一个的第二附接点附接到第一和第二端部元件。在又一实施方式中，尖端是刀片的自由端，其在折叠位置、展开位置以及两者之间的位置处不附接到另一元件。 [0016] 在又一方面，本公开涉及一种修复骨的方法。最初，将植入物引入骨内。植入物包括第一端部元件、第二端部元件、板和刀片。纵向轴线穿过第一端部元件的中心和第二元件的中心。板和刀片中的每一个都附接到第一端部元件和第二端部元件两者。此外，植入物可从折叠位置展开到展开位置，使得板和刀片可在不同的方向上展开。一旦植入物被引入骨中，则致动植入物展开器工具，以当板和刀片从折叠位置移动到展开位置时植入物的第一端部元件更靠近植入物的第二端部元件。在致动期间，板保持大致平行于纵向轴线，而刀片围绕着与第一端部元件和第二端部元件之一相邻的枢转轴线旋转。刀片旋转导致远离所述枢转轴线的所述刀片的尖端以弧形的方式远离所述纵向轴线移动。板和刀片朝向展开位置的移动通过诸如松质骨之类的骨内材料的移位而在骨中创建腔。 [0017] 在一种实施方式中，该方法包括将水泥注入所述腔中，所述水泥横过在相对的皮质表面之间的几乎整个骨深度。在一个示例中，当水泥填充所述腔时，所述水泥在连接所述第一端部元件和第二端部元件中的一个与所述刀片的一对臂之间流动。 [0018] 在一种实施方式中，板从所述纵向轴线展开第一距离，所述刀片的尖端从所述纵向轴线展开第二距离。在此展开过程中，所述第二距离与所述第一距离之差随着所述植入物靠近展开位置而越大。在另一实施方式中，所述刀片包括与所述尖端相邻的部分，所述部分在所述刀片的展开期间受到预定载荷时弯曲。在又一实施方式中，致动步骤包括旋转所述植入物展开器工具。在一种实施方式中，所述植入物在展开期间经历塑性变形，使得所述板和所述刀片不返回至所述折叠位置。在又一实施方式中，该方法包括使植入物与设置在植入物的第一端部元件和第二端部元件中的开口内的保持元件接合。通过该接合，保持元件防止植入物向折叠位置移动。在又一种实施方式中，当板接触第一皮质骨表面并且刀片的尖端接触第二皮质骨表面时到达展开位置。 [0019] 在一种实施方式中，在所述刀片旋转期间被所述刀片移位的松质骨的体积与所述刀片的长度和在旋转期间向松质骨上施加载荷的刀片的表面积相关。在一个示例中，该体积大于在植入物的展开期间被所述板移位的松质骨的第二体积。 附图说明 [0020] 从以下对本优选实施方式的详细描述中，本公开的其他目的和优点将变得显而易见，该描述应结合附图考虑，在附图中，相同的参考标记指示相似的元件，并且其中： [0021] 图1是根据本公开的一种实施方式的处于展开位置并被布置在椎体内的植入物的透视图。 [0022] 图2是图1的植入物处于闭合位置的侧视图。 [0023] 图3是图1的植入物处于展开位置的侧视图。 [0024] 图4是图1的植入物处于展开位置的透视图。 [0025] 图5是图1的植入物的一部分的特写透视图。 [0026] 图6是根据本公开的一种实施方式的植入物处于闭合位置的侧视图。 [0027] 图7是根据本公开的一种实施方式的植入物的一部分的特写侧视图。 [0028] 图8是根据本公开的一种实施方式的植入物的侧视图。 [0029] 图9是根据本公开的一种实施方式的植入物的透视图。 [0030] 图10和11是图9的植入物的侧视图和仰视图。 [0031] 图12是根据本公开的一种实施方式的植入物的刀片的侧视图。 [0032] 图13和14是根据本公开的一种实施方式的处于不同位置的植入物的侧视图。 [0033] 图15A，15B和16‑18描绘了根据本公开的一种实施方式的在骨中插入和展开植入物的方法的各步骤。 [0034] 图19描绘了根据本公开的一种实施方式的将植入物放入骨中的方法中的步骤。 [0035] 图20描绘了根据本公开的一种实施方式的将植入物放入骨中的方法中的步骤。 [0036] 图21描绘了根据本公开的一种实施方式的将一对植入物放入骨中的方法中的步骤。 具体实施方式 [0037] 在整个公开内容中，描述了一种可展开的植入物，该可展开的植入物一旦被放置在椎体内即通过植入物结构的展开来恢复人或动物的塌陷的椎体。然而，尽管特别参考在脊椎的椎体内的应用进行了描述，但是还可以预期，本文中的实施方式的植入物可以用于身体的其他区域。例如，当这些骨头塌陷时，可以将其用于身体其他骨头的松质骨内，作为修复措施。 [0038] 在一个方面中，本公开涉及一种用于修复塌陷的骨结构的可扩张植入物结构。在一种实施方式中，可扩张植入物100如图1‑5所示。当处于植入和展开位置时，植入物100位于如图1所示的椎骨10内。植入物100包括第一端部元件110，第二端部元件120，板130，刀片 140，以及呈臂162、172、152A‑B，182A‑B形式的、在其中一个端部元件和板或刀片之间延伸的若干互连元件。 [0039] 在闭合或折叠位置中，植入物100的形状大体上为圆柱形，使得穿过植入物的横截面至少部分是圆形的，如图2所示，其中每个元件的形状如图4所示。植入物100包括生物相容性材料，例如钛或钛合金，并且可以使用车床、激光和/或电腐蚀制造技术由管状体制造。 可替代地，可以使用增材制造技术或铸造制造。 [0040] 植入物100包括第一端部元件110和第二端部元件120，第一端部元件110和第二端部元件120中的每一个均是中空的并且具有带有渐缩部分的圆柱形形状，如图2‑5所示。在其他示例中，端部元件的确切形状可以与所示的形状不同。在图1‑5所示的实施方式中，在椎骨10的前侧2附近的植入物的前端或远端对应于第二端部元件120，而最靠近将植入物插入后侧4附近的骨头中的使用者的近端对应于第一端部元件110。端部元件110、120意于彼此靠近以允许植入物展开，例如，通过图2与图3和4相比较呈现的。这样，两个端部元件110、 120通过包括第一组上臂162、163A‑B和第二组上臂172、173A‑B的互连元件经由板130彼此连接，并且通过包括第一对下臂152A‑B和第二对下臂182A‑B的互连元件经由长刀片140分离开。如在图2中看到的，当植入物100处于闭合、即折叠构型时，这些臂中的每一个是直线的并且与其他臂平行。上臂和下臂的构造使得在折叠位置中在上臂和下臂之间提供空间，从而保持元件或其他致动结构可以装配在植入物内部。值得注意的是，每个臂152A‑B的纵向轴线从每个臂182A‑B的纵向轴线偏移，该偏移量在图2中由附图标记149表示。在一个示例中，偏移量为0.6mm，以确保在植入物展开期间长刀片远离纵向轴线102旋转。如本文所引用的，纵向轴线102是直线的。纵向轴线102在本文中也称为直线纵向轴线。在其他示例中，偏移量是从0.5mm至0.7mm变化的量。 [0041] 如图4所示，第一端部元件110和第二端部元件120中的每一个分别包括穿过其中的开口111和121。这些开口111、121的尺寸设计成容纳工具的轴在其中的放置，例如保持元件103，该轴是可旋转的以控制植入物的致动。此外，各个端部元件110、120的内表面116、 126可以包括脊，螺纹或其他接合特征，以提供工具与植入物之间的受控的相互作用。在一个示例中，可作为植入物的远端操作的第一端部元件110或第二端部元件120可包括腔，该腔在一侧上具有封壳而不是通孔，使得端部元件在背离植入物的其余部分的向外表面上完全封闭。 [0042] 继续参考端部元件，第一端部元件110包括第一向内表面114，例如如图2‑5所示。 第一向内表面114是环形的，具有从中穿过的开口111。从第一向内表面114延伸的是上臂 163A‑B，上臂162，下臂152A‑B和短刀片150。板130位于植入物100的上部分上，长刀片140位于下部分上，上臂162从第一向内表面114、从表面114上位于其它臂上方的位置延伸到板 130。在上臂162的下方紧邻地、也从表面114延伸到板130的是一对上臂163A‑B，如图4所示。 上臂163A从表面114的与上臂163B相反的横向侧延伸，如图4所示。在上臂下方从表面114延伸到长刀片140的是一对下臂152A‑B。以类似于臂163A‑B的方式，下臂152A从表面114的与下臂152B相反的横向侧延伸。臂152A和152B的附接位置之间的空间分别容纳短刀片150至端部元件110的附接。以这种方式，短刀片150从表面114、从下臂152A和下臂152B之间延伸至自由端尖端151，例如如图2和5所示。短刀片150包括与轴线102平行的顶表面，并且包括渐缩的底表面153以使短刀片朝向自由端尖端151变小。 [0043] 第二端部元件120包括第二向内表面124，臂172、173A‑B和182A‑B以与上述第一端部元件110相同的方式从第二向内表面124延伸。这样，上臂172、173A‑B中的每一个从第二向内表面124延伸到板130，而下臂182A‑B中的每一个从第二向内表面124延伸到长刀片 140。 [0044] 板130包括凸的上表面134，如图4所示，在横向于轴线102的方向上弯曲。当植入物处于闭合构型时，如图2所示，板130的长度接近于第一和第二端部元件110、120之间的距离。在其他变型中，相对于第一和第二端部元件之间的距离，板的长度可以大于或小于在图 2中所示出的。在板130的中心区域中并且从板130的本体向轴线102向内延伸的是基部部分 132。基部部分具有所述板的长度在第一端表面135和第二端表面136之间的中心部分上延伸的长度。臂162、163A‑B从基部部分132的第一端表面135延伸，而臂172、173A‑B从基部部分132的第二端表面136延伸，如图3和5最佳所示。基部部分132是板130和上臂之间的附接点的一个示例。 [0045] 如上所述，上臂包括第一组上臂162、163A‑B和第二组上臂172、173A‑B。已经描述了每个臂的端部与植入物100的其他结构接口的位置，现在转向臂本身的结构。上臂162、 172每一个的宽度接近第一和第二端部元件的直径。上臂163A‑B和173A‑B分别是在臂162、 172下方的成对臂，并且比臂162、172窄。上臂(和下臂)中的每一个在其相反两端都具有材料的薄腹板，也称为材料腹板。该材料腹板在承受载荷时会发生塑性变形，从而用作相邻元件的实际枢转点。换句话说，通过腹板材料的塑性变形，当第一端部元件和第二端部元件彼此靠近时臂在板(或刀片)下方折叠，而板平移或刀片旋转而远离中心直线轴线102。此外，材料腹板是通过薄化设置于端部元件与板或刀片之间的壁而形成的铰接区域。在一个示例中，材料腹板是材料的弱化区域。在另一个示例中，通过在臂中制造沟槽来形成材料腹板。 这种材料腹板提供了可塑性变形但不断裂的材料腹板的一个示例。在一些示例中，材料腹板通过以预定方式变形至预定程度来控制植入物的展开。材料腹板的其它变型可以如在美国专利7,846,206('206专利)，8,986,386('386专利)和9,414,933('933专利)中所述，其公开内容被通过引用方式并入本文。 [0046] 在上臂上，臂162具有腹板164、166，而臂163A‑B具有腹板167A‑B，168A‑B。每个臂 162、163A‑B的一端抵接第一端部元件110，而另一端抵接基部部分132的表面135。类似地，与前述臂相对的上臂172和173A‑B也在它们的端部包括材料腹板，在一端处抵接第二端部元件120的表面124，而在相反端处抵接基部部分132的表面136。特别地，材料腹板174、176、 177A‑B和178A‑B分别对应于材料腹板164、166、167A‑B和168A‑B。 [0047] 长刀片140包括附接至植入物100的其余部分的基部142，并且具有从基部142延伸至自由端尖端145的长度，如图2‑4所示。尖端145是自由端，因为它在折叠位置、展开位置以及介于两者之间的位置都不附接到另一元件。长刀片140包括中心部分141和渐缩部分144，该渐缩部分终止于自由端尖端145。利用渐缩部分144，长刀片140具有在一定程度上变锋利的尖端。长刀片140、尤其是渐缩部分的几何形状提高了其在承受载荷时弯曲的能力。长刀片的背离植入物100的其余部分的下表面由脊146限定，该脊146具有与长刀片140的中心轴线对准并沿着刀片140的长度延伸的峰部，如图4中最佳示出的。刀片140的长度使得当植入物100处于折叠位置时自由端尖端145正好在短刀片150下方延伸，如图2所示。特别地，当植入物处于折叠位置时，长刀片140的渐缩部分144正好定位在短刀片152的渐缩表面153的下方，使得短刀片150不会阻碍长刀片140可平行于直线纵向轴线102定位。然而，当植入物100处于折叠位置时，长刀片140的自由端尖端145靠近第一向内表面114。如上所述，刀片140通过从基部142的第一端147延伸的第一对下臂152A‑B和从基部142的第二端148延伸的第二对下臂182A‑B连接到植入物100的其余部分。基部142是长刀片和下臂之间的附接点的一个示例。 [0048] 如图2所示，基部142被定位成比第一端部元件110更靠近第二端部元件120，使得臂152A‑B比臂182A‑B长得多。基部142在植入物上的位置提供了使刀片延伸跨过植入物长度的大部分的空间，从而可以容纳更长的刀片。如将在下面更详细地描述的，较长的刀片是有利的，在于，当刀片向下扫略时它允许在植入物下方进行较大的扫掠运动，以从植入物的近端朝向植入物的远端除去较大体积的松质骨，如图3所示，或者可替代地，当植入物被构造成具有在相反方向上定向的刀片时从远端向近端除去较大体积的松质骨。 [0049] 下臂152A‑B包括与上述的上臂相似的结构。每个下臂152A，152B具有从第一端部元件110延伸到长刀片140的长度，抵接第一端部元件110的材料腹板154A‑B和抵接长刀片 140的基部142的材料腹板156A‑B。如图4和5所示，在臂152A和152B之间存在间隙。下臂 182A‑B包括将基部142的第二端148连接到第二端部元件120的材料腹板。如图2和3所示，下臂182A‑B在其各自的长度上具有恒定的厚度，尽管可以预期特定的截面尺寸可能会在臂长度上变化。在一个示例中，在基部142和第二端部元件120之间的下臂包括距它们的端部越远越大的横截面尺寸，以使得塑性变形发生在臂上的期望点处，例如邻近第二端部元件。如图2‑4所示，板130和长刀片140的展开发生在单一平面中。因此，在图2所示的折叠位置中，在图3所示的展开位置中，以及在两者之间的位置中，植入物的板、长刀片和臂都在单一公共平面中。 [0050] 在一种实施方式中，植入物200如图6中所示。在图6中，相似的附图标记指代相似的元件，并且除非另外指出，否则所参考的元件可以与针对植入物100所描述的相同，只是在200系列数字之内。植入物200包括第一端部元件210，第一向内表面214，第二端部元件 220，第二向内表面224，板230，和长刀片240。长刀片240分别经由第一对下臂252A‑B和第二对下臂282A‑B附接到第一端部元件210和第二端部元件220。第一对下臂252A‑B从基部242的第一端247延伸，第二对下臂282A‑B从基部142的第二端248延伸。下臂252A‑B在一端处包括抵接第一端部元件210的材料腹板254A‑B，而在相反端，臂252A‑B形成球窝关节的一个部分。如图6中所示，每个臂252A‑B提供球部件，而刀片240的基部242的第一端247提供对应于球部件的承窝(未示出)。以这种方式，基部242的第一端247处的表面包括凹入表面(未示出)用于接收臂252A‑B的端部。在替代配置中，将元件颠倒，使得臂252A‑B在它们的端表面上具有承窝，而基部242具有用于限定球窝的球部的突起。球窝被设计成使得长刀片240和臂252A‑B围绕球窝连接枢转，而连接点远离直线轴线202旋转。此旋转运动反映了在包括材料腹板156A‑B的植入物100展开期间发生的旋转运动，比如在图2‑3中示出的。这样，球窝连接提供了元件的相对运动，如在下述实施方式中所描述的那样：在下臂和长刀片之间具有材料腹板连接、同时在展开期间还保持下臂252A‑B和长刀片240之间的附接。另外，在这种布置中，例如，各臂仍通过材料腹板254A‑B和282A‑B的塑性变形而进行单向展开。应当理解，球窝关节的功能等同物也可以用于代替此实施方式的球窝。 [0051] 在一种实施方式中，植入物300包括下臂352A‑B，其通过脆弱材料段356A附接到长刀片340，如图7所示。脆弱材料段356A提供了每个下臂352A‑B和长刀片340之间的唯一连接，并且在图7中可以看到，臂352A‑B的端面未附接到基部342的第一端347。脆弱材料段 356A提供支撑功能，使得在使用植入物之前，当植入物被闭合并处于折叠位置时，刀片340部分地通过臂352A‑B的支撑经由脆弱材料段356A而保持在适当的位置，如图7所示。然而，植入物300被构造成使得当载荷被施加到第一端部元件时，即当植入物的第一端部元件更靠近第二端部元件移动时，板和刀片受到载荷，导致它们进一步移离彼此并展开，臂352A‑B和长刀片340的运动在它们之间引起张力，使得脆弱材料段356A断裂。以这种方式，植入物 300被构造成使得，在脆弱材料段356A断裂时，长刀片340可绕位于基部342和第二端部元件之间的下臂枢转。 [0052] 在图8中，示出了植入物的另一种实施方式，其中，在400系列数字内，相似的附图标记指代相似的元件。植入物400包括第一端部元件410，第二端部元件420，板430，基部 432，一组上臂462、463A‑B，472、473A‑B，长刀片440，和一组下臂452A‑B，482A‑B。然而，下臂 452A‑B，482A‑B和刀片440、450相对于植入物100的端部元件是反向的。具体地，长刀片440的基部442与植入物100的第一端410相邻。以这种方式，植入物400被构造成使得在植入物展开期间当第一端部元件移近第二端部元件时，长刀片440的自由端尖端445弧形地远离中心轴线402。该弧形运动是向下的并且远离第二端部元件420并在近侧方向上朝向使用者进行。因此，例如，当将植入物400插入椎骨中时，长刀片440被附接成使得其以弓形的方式从椎骨的前侧向后侧展开。 [0053] 在图9‑11中，示出了植入物的另一种实施方式，其中，在500系列的数字内，相似的附图标记指代相似的元件。植入物500包括第一端部元件510，第二端部元件520，板530，基部532，一组上臂562、563A‑B，572、573A‑B，长刀片540，和一组下臂552A‑B，582A‑B。如图9所示，第一端部元件510和第二端部元件520中的每一个分别包括穿过其中的开口511和521。 这些开口511、521的尺寸设置成容纳工具的轴在其中的放置，例如，具有带脊部的部分504的保持元件503，该轴可旋转以控制植入物的致动。保持元件503包括出口孔505A，505B，水泥30通过出口孔505A，505B离开保持元件503并进入骨内的腔。 [0054] 图10示出将刀片540连接到第一端部元件510的臂582A‑B，实际上是材料腹板，比上臂的对应材料腹板564、567A‑B厚。因为在植入物的下侧只有一个臂层，所以材料腹板更厚以补偿该单一支撑层并提供足够的传递载荷能力。在一示例中，臂582A‑B的厚度为 0.4mm。另外，如图10中的参考标记549所示，穿过臂582A‑B的纵向轴线从穿过臂552A‑B的纵向轴线偏移，使得臂552A‑B距直线纵向轴线502更远。这些臂被偏移一量值以优化刀片的展开功能，即用于确保当第一端部元件和第二端部元件朝向彼此移动时刀片向外展开。在一示例中，该偏移是0.6mm。在其他示例中，该偏移量是从0.5mm至0.7mm变化的量。如图10所示，由于在植入物500的下侧上仅有单层臂所以存在可用的额外空间，使得在植入物的下侧上在各臂之间设置臂偏移549更简单。 [0055] 在上臂上，上臂562具有腹板564、566，并且臂563A‑B具有腹板567A‑B，568A‑B。每个臂562、563A‑B的一端抵接第二端部元件520的抵接表面524，而另一端抵接基部部分532的表面535。类似地，与前述臂相对的上臂572和573A‑B在它们的端部也包括材料腹板，在一端抵接第一端部元件510并且在相反端抵接基部532的表面536。特别地，材料腹板574、576、 577A‑B和578A‑B分别对应于材料腹板564、566、567A‑B和568A‑B。 [0056] 如图9‑11所示，刀片540在向上朝向侧541上是平坦的，并且相对于植入物的外部宽度、与长刀片140相比更宽。具体地，图11示出长刀片540的穿过渐缩部分543、544的宽度仅是稍窄于基部542，其中基部542的宽度对应于植入物500的外部宽度。刀片540包括从基部542延伸的第一渐缩部分543和从第一渐缩部分543延伸到尖端545的第二渐缩部分544。 每个渐缩部分由朝向尖端545变宽的平坦平面限定，如图11所示。在平面的渐缩部分543、 544外面底表面546可以稍微弯曲或倒圆，仍如图11所示。刀片540的几何形状、特别是其向下的表面区域的几何形状，例如如图11所示，被相对于植入物的外部尺寸最大化了。换句话说，刀片的长度接近植入物的长度，而刀片的宽度接近植入物的宽度。当植入物展开时，这种几何形状最大化了刀片移位诸如松质骨之类的材料的能力。尖端545是圆形的或球根形的，并且横跨长刀片540的宽度延伸。在一个示例中，第一渐缩部分的渐变角度是2度，而第二渐缩部分的渐变角度是4度。在该示例中，提供长度为6至7mm的第二渐缩部分进一步优化了长刀片在受到预定载荷时弯曲的能力。长度为6.7mm的第二渐缩部分是特别有利的。在该示例和其他示例中，圆形尖端的截面半径可以是0.30mm。在一个示例中，长刀片的宽度为 4.1mm，而第二渐缩部分的与尖端相邻的平坦平面上的最宽位置为3.6mm。 [0057] 长刀片540的基部542与第一端部元件110相邻，使得长刀片540的自由端尖端545弧形地远离第二端部元件120并朝向第一端、即在近侧方向上移动。在替代构造中，基部可以以相反的构造定位并且与第二端部元件120相邻，从而长刀片540的尖端545在与图9中所示的植入物500所呈现的方向相反的方向上弧形地远离直线纵向轴线502。 [0058] 如上所述，植入物500在插入并展开到诸如椎骨之类的骨结构中时的一个优点是其包括具有大表面积的刀片，从而在展开过程中当刀片弧形地远离直线纵向轴线502时，一定体积的松质骨被移位，该体积对应于刀片的宽度，刀片的相对宽度较大增加了被移位的体积。继而，增加了松质骨的位移在植入物下方产生了更宽的腔，从而可以在其中放置更多量的水泥以利用植入物完成修复。此外，在刀片路径导致刀片的尖端接触下板的实例中，刀片的几何形状使得刀片在受到载荷时弯曲并以其他方式变形，例如由于与皮质骨表面接触，从而降低了在刀片与皮质骨接触之后继续向刀片施加载荷时刀片的尖端545会刺穿椎体的可能性。因为刀片540的尖端545是圆形的，所以进一步增强了该优势，如图9和10所示，例如，减少了皮质骨刺穿的风险。 [0059] 在另一种实施方式中，图9‑11的植入物包括如图12所示的刀片640。该刀片包括基部642和在刀片宽度上呈凹槽649形式的弱化部分，限定了刀片结构中的弱化点。在其他方面，相似的附图标记指代植入物500中的相似元件。刀片640的优势在于，当刀片640处于载荷下并且与皮质骨接触时，在凹槽649和自由端645之间的刀片640的远侧部分644将从刀片的其余部分弯曲或断裂并且，不管远侧部分644是否弯曲或断裂，刀片640都不会穿透骨头。 这提供了额外的保护措施，以确保在将植入物插入椎体内并在椎体内展开时不会刺穿皮质骨。在其他示例中，可以在本文所述的任何植入物实施方式的刀片中采用类似于凹槽649的特征。 [0060] 在又另一种实施方式中，植入物700包括两个刀片：上刀片770和下刀片740，如图 13和图14所示。除非另有说明，否则相似的附图标记指代相似的元件。在直线纵向轴线702下方是下刀片740，在直线纵向轴线702上方是上刀片770。臂782A‑B将下刀片740连接到第一端部元件710，并且臂752A‑B将下刀片740连接到第二端部元件720。同样地，臂777A‑B将上刀片770连接至第一端部元件710，臂763A‑B将上刀片770连接至第二端部元件720。臂 752A‑B，763A‑B，777A‑B，782A‑B可以例如与植入物500中的相似或相同。植入物700是对称的，因此，上臂和刀片770的特征与下臂和刀片740的特征相同。图13示出了处于折叠位置的植入物700，图14示出处于展开位置的植入物700。 [0061] 植入物结构可以多种方式变化。例如，将端部元件与板连接的上臂可以布置成使得单一臂将第一端部元件连接至板并且单一臂将第二端部元件连接至板。为了适应这种结构，每个臂的腹板可以具有比其他实施方式更大的厚度，从而每个臂可以承受更大的载荷。 在其他构造中，臂可以相对于植入物的中心纵向轴线更大程度地偏移，以提供用于保持元件的空间。当臂的横截面尺寸较大时，可能需要增加偏移量。下臂也可能有类似的变化。在另一示例中，植入物包括在中心纵向轴线上方的板和在中心纵向轴线下方彼此相邻的两个刀片。在这种构造中，当植入物的第一端部元件和第二端部元件朝向彼此移动时，两个刀片以匹配的弓形运动展开。在其他示例中，植入物的长刀片可包括代替凹槽的铰接部，使得刀片的自由端部分在与皮质骨接触时旋转，以防止在刀片展开期间刺穿。在又另一个示例中，尖端可以包括弹簧特征以起到类似的作用。在其他示例中，本文所述的各种实施方式的刀片可包括在刀片的尖端处的倒圆特征，以最小化在使用期间皮质骨刺穿的风险。在另外其它示例中，板，短或长刀片，臂和端部元件的横截面形状可以与所描绘的实施方式中所示的横截面形状不同。在其他示例中，长刀片相对于植入物端部的位置可以相对于上述每个实施方式所描述的方向相反。因此，如果长刀片以精确的方式从椎骨的前侧向后侧移动，则长刀片也可以构造成从后侧向前侧旋转。 [0062] 在另一方面，本公开涉及用于修复椎体的系统。在一种实施方式中，系统包括植入物100和附接于其上的保持元件103，通过将保持元件103分别放置到植入物100的第一和第二端部元件110、120中进行。这种系统的一个例子在图1中示出了。保持元件103提供一种结构，在该结构上，端部元件110、120可以通过臂(例如，臂上的材料腹板)的塑性变形而更靠近在一起，同时确保植入物100在展开后不会折叠。 [0063] 在另一种实施方式中，系统可以包括植入物，保持元件和植入物展开器。在这样的实施方式中，植入物展开器被放置在保持元件上并且在使用期间在致动该系统以展开植入物时接触植入物。在又另一种实施方式中，系统可以包括植入物，保持元件，植入物展开器和注射器输送管。对于完全展开的植入物，注射器输送管被推进并定位在植入物展开器内。 注射器输送管被构造成使得可以将水泥填料从注射器输送管内注射到由植入物修复的骨结构中。 [0064] 在另一方面，植入物可与其他工具一起作为套件包括在内。在一种实施方式中，套件包括两个植入物，以及植入物展开器、套管针、导丝、铰刀、模板、套管塞和注射器输送管中的一个或多个。在一种变型中，可以包括多个前述工具中的任何一种。在另一个变型中，该套件包括单一植入物以及上述工具的组合。在又另一个变体中，该套件包括三个或更多个植入物。如果套件包括多于一个的植入物，则套件内的植入物在整体大小或材料上可能会有所不同，可以从中选择最适合的植入物用于特定手术。植入物和工具的任何组合也可以包含在单一包装中或者可以包含在单独的包装中，这些单独的包装以后可以作为套件放在一起。 [0065] 套件可以多种方式变化。例如，可以预期的是，本文所述的特定植入物和工具的任何组合可以还包括没有描述为套件的一部分的其他工具或器械。任何预期套件的要素的不同组合可以被包括在单一包装中或分散在多个包装中。在其他示例中，本文考虑的套件可附有关于如何执行使用套件内容物的一种或多种方法的说明书。 [0066] 在另一方面中，本公开涉及一种使用植入物修复塌陷的骨结构的方法。该方法的一种实施方式在图15A，15B和16‑18中示出了。开始，将植入物100插入塌陷的骨结构中，例如椎体。这可以通过使用诸如图15中示出的植入物展开器190之类的工具来实现。为了使用植入物展开器，将植入物附接到植入物展开器的远端。在一个示例中，这可以通过延伸穿过植入物展开器的管的杆(未示出)与植入物的第二端部元件120内的内表面之间的螺纹接合来实现。当附接植入物时，环绕杆的植入物展开器的管抵接第一端部元件110。确定该管的尺寸大小以便经过保持器元件103的裸露部分。当首次插入植入物时，它处于折叠位置，如图15A‑15B所示。在某些示例中，在插入植入物之前的用于制备进入椎体的入口的步骤可以如在′206，′386和′933专利中所述的那样。在另一个示例中，制备包括将套管针插入骨头中，然后将导线穿过套管针放置。然后除去套管针的一部分，以使铰刀可以在导丝上滑动。 然后钻入骨头内并清洁钻出的通道。此时也可以使用其他工具，例如套管塞，以验证用于植入物放置的入口的尺寸。在图15A所示的实施方式中，分别为两个植入物100、100A在椎骨10中准备两个入口。但是，可以预期的是，修复可以包括将单一植入物或多个植入物放置在骨头中，根据恶化或损伤的严重程度和/或骨头的大小选择插入的植入物的数量。 [0067] 在植入物100处于椎体内的所需位置的情况下，植入物展开器190(如果在椎骨10中准备了用于两个植入物100和100A的两个入口，则还有植入物展开器190A)通过旋转植入物展开器上的手柄(在图15A中用191表示)来致动。手柄的旋转导致植入物展开器内的杆朝向手柄轴向平移，同时第一端部元件110更加靠近第二端部元件120。提供这种功能的手柄的一个示例包括将旋转致动转变成直线平移的内部结构。在该过程中，抵接第一元件110的管平移相同的量，但是在与第二端部元件的平移相反的方向上。转到图15B，保持元件103包括脊状部分104，使得，随着第一端部元件110更加靠近第二端部元件120，限定穿过第一端部元件110的开口111的内表面116可与保持元件103上的对应的脊104递进地接合。这是防止植入物100在展开后返回折叠位置的一个特征。 [0068] 当第一端部元件110朝第二端部元件120移动时，植入物100的每个臂绕该臂附接的端部元件枢转。具体地，如图16所示，臂162、163A‑B围绕它们各自的腹板164、167A‑B向上枢转，同时在其他上臂172、173A‑B中进行类似的枢转运动。当臂枢转时，板130在穿过植入物的平面内向上平移，而在支承表面134上测量的板130的长度保持平行于直线纵向轴线 102(比较图15B和图16)。应当理解，由于手术条件或制造的植入物的公差，板的定向和直线纵向轴线可以大致平行，板可以相对于纵向轴线成微小角度定向。当板在向上方向上平移时，椎骨内的松质骨即软骨被板移位。在植入物的下侧上，端部元件110和120朝向彼此的运动导致臂152A‑B绕材料腹板154A‑B，156A‑B枢转并且臂182A‑B塑性变形，臂182A‑B起材料腹板的作用。这导致长刀片140以弧形方式围绕臂182A‑B运动，该弧形运动在穿过植入物的平面中并且在向下方向上。随着板的展开，长刀片140的弧形运动导致松质骨在其路径中移位。由于长刀片140的长度以及当其绕臂182A‑B枢转时其路径经过松质骨，所以与上板130相比被长刀片140移位的松质骨明显更多。这在图17中很明显，其中在植入物下侧的刀片的路径延伸到椎体10的下板12，而在上侧的板的路径延伸到近得多的椎体10上板14。长刀片 140的朝向尖端145、穿过渐缩部分144的变尖形状，如图4中最佳示出的，在刀片旋转时促进穿过松质骨的切割，减小展开过程中的阻力。如上所述，有利于臂的枢转作用的材料腹板中的变形是塑性变形，因此，板和刀片在展开后将保持在展开位置。 [0069] 在展开过程中，由于基部142与距第一端部元件110相比更靠近第二端部元件120并且臂152A‑B比臂182A‑B更长，如图16所示，所以长刀片140旋转。由于臂152A‑B和臂182A‑B之间的偏移149，也促进了旋转。因此，当下臂枢转时，基部142逆时针旋转，导致长刀片140的尖端145从图15B所示的起始位置朝向椎骨10的前侧2和底板12以弧形形式移动(在图18的随后后续步骤中示出)。作为确保长刀片140向下移动的附加措施，短刀片150被定位成防止长刀片140朝向植入物的中心区域旋转。在其起始位置，长刀片140平行于直线纵向轴线 102，如图15B中局部示出地。在展开期间，随着端部部分110、120朝向彼此移动，长刀片140相对于直线纵向轴线102成角度倾斜并进一步远离直线纵向轴线102移动。因为臂152A‑B定位在短刀片150的横向侧，所以每个臂152A‑B枢转经过短刀片150而不干涉。 [0070] 图16示出植入物100部分地展开。一旦植入物100被完全致动，其被如图17所示地定位。植入物100的一个优点是，通过其展开，板130操作以在植入物的上方恢复椎体的深度，即高度。使用植入物100进行骨修复的另一个优点是，在展开时，它通过板130和刀片140的扩张而在骨中创建了横穿椎体的几乎整个深度的用于水泥的路径。具体地，如图17所示，这是通过形成一腔来实现的，所述腔在抵接顶板14的内皮质表面的板130表面134和抵接底板12的内皮质表面的刀片140尖端145之间。如在下面更进一步描述的，创建在板12和14之间延伸的腔为在椎体的整个深度上沉积水泥提供了空间，从而比水泥仅填充一部分骨深度的情况提供更加持久的修复。另外，在板和/或刀片的宽度接近植入物宽度的变体中，与板和/或刀片具有较窄的宽度的变体相比，被移位的松质骨的体积最大，进一步增加了能够放置在骨腔中用于修复的水泥的量，并改善了水泥在腔中的分布。因此，植入物100用于创建腔，使得有足够的水泥沉积在整个骨深度中，以最小化手术后恢复的任何骨高度损失。 [0071] 尽管在图17中示出长刀片140以特定角度展开，但完全展开的角度可以根据设计选择而变化，以适合手术需要。例如，在展开位置中直线纵向轴线102与长刀片140之间的角度可以是三十度，六十度或八十度。在一个示例中，随着植入物朝向展开位置展开，板从直线纵向轴线展开第一距离并且刀片的尖端从直线纵向轴线展开第二距离，使得第二距离与第一距离之差随着植入物更接近到达展开位置而变大。在一些示例中，当植入物完全展开时从植入物的直线纵向轴线到刀片尖端的距离是从直线纵向轴线到板的距离的大致三倍。 [0072] 一旦植入物100被适当地定位并完全展开，即将注射器输送管195插入保持元件 103，并且通过输送管将例如骨水泥的骨水泥30注入到先前清除了松质骨的椎骨内的空间中，如上所述。保持元件103包括出口孔105A，105B，水泥30通过出口孔105A，105B离开保持元件103并进入骨头内的腔中，如图18所示。在'206，'386和'933专利的至少某些实施方式中也介绍了这种形式的水泥注入，以及其他替代方式和变体。当水泥30通过出口孔105A， 105B注入腔中时，其至少部分地流过臂152A和152B之间的间隙。因此，臂152A，152B之间的间隙提供了改善的水泥到腔内的流动，从而改善了整体结构的修复。由于在椎骨中形成的腔靠近相应的板12和14(即皮质骨终板)延伸，因此水泥几乎充满了整个椎骨，或者在某些情况下填充了椎骨的整个深度。因此，一旦腔被充满，水泥就在板12和14之间实现了承载功能。换句话说，由于水泥布置为穿过椎体的整个深度，因此它的作用是防止骨头随着时间的流逝而折叠，因为没有水泥提供支撑的骨深度非常小，直至没有这样的骨深度。此外，即使在植入物100没有如图所示的板与板接触的情况下，板和刀片在展开位置中也各自足够靠近皮质骨表面，以便被注入到骨头中的水泥确保防止或最小化恢复过程之后骨头的再压缩。在一些示例中，第二植入物，比如在图15A中示出的植入物100A，可以与植入物100的展开相结合并同时展开。将植入物100A从折叠位置展开到展开位置的步骤与植入物100的步骤相同。 [0073] 在该方法的另一实施方式中，刀片140长于从植入物100的直线纵向轴线102到椎骨的底板12的距离。这种情况可能是由于指定要修复的骨头的大小或由于植入物的放置位置而发生的。在这种情况下，一旦植入物的展开进行到刀片140的尖端145接近底板12，那么刀片开始在底板12上方向内弯曲，如图19所示。参照图3并且如上所述，刀片140包括朝向尖端145的渐缩部分144，其被成形为使得刀片140的自由端在受到预定载荷时可以弯曲。在一些示例中，将基于在皮质骨表面中的预期阻力来确定所述预定载荷，以确定渐缩部分144将会屈服的载荷。如图19所示，渐缩部分144的弯曲防止刀片140穿透底板12。 [0074] 前述方法也可以使用在图6‑8中所示且上面已经描述的植入物来执行。注意，这些实施方式的植入物的操作与植入物100的操作大致相似。 [0075] 在上述方法的变体中，对植入物500采用相同的方法。尽管在操作上类似于植入物 100，但是刀片540以与刀片140相反的弧形展开，并且在展开过程中刀片540的尖端545以弧形方式远离中心轴线502朝向椎骨10的后侧4移动，如图20中所示。由于刀片的宽度和长度接近整个植入物的宽度和长度，因此使用植入物500可使在植入物的展开期间被刀片移位的植入物下方的松质骨的体积最大。这为水泥提供了基于植入物的尺寸而尽可能大的路径，从而为水泥流入腔内创造了更好的条件。因为刀片绕一轴线朝向植入物的一侧旋转，所以，与被定位在植入物上的更加中心位置时相比，刀片的尖端更加远离植入物的纵向轴线延伸。通过这种结构，在椎体中形成的腔不仅延伸到上板，而且通过刀片的展开而靠近下板。在将水泥注入由植入物500形成的腔中的过程中，水泥至少部分地流过臂552A和552B之间的间隙，类似于针对植入物100所描述的水泥流动路径。方法步骤与对上面的实施方式描述的那些相同。 [0076] 在一些变型中，当刀片540比在植入物500与底板12之间的椎骨10中的可用空间长时，刀片540在其尖端545的区域中弯曲，如图20所示。在这种情况下，渐缩形状的刀片，如图 20最佳所示，和圆形或球形尖端在受到载荷时容易弯曲并被前进到与皮质骨表面接触。此外，包括如图12所示的具有凹槽的刀片也有利于刀片的弯曲，并且在刀片上的预定位置处实现。 [0077] 在该方法的又另一变型中，植入物700被用于骨修复。将植入物插入椎骨内并使其展开，如在本文其他实施方式中描述的那样。然而，因为植入物700包括上刀片770和下刀片 740，所以如果与椎骨10的顶板14或底板12接触，则一个或两个刀片可能弯曲。当如图21所示植入物700在椎骨10中展开时，上刀片770和下刀片740在分别接触顶板14和底板12时都弯曲，因此，椎骨不被刺穿。在该实施方式中，第二植入物700A也以与植入物700相同的方式被植入并展开，优选同时。如同先前描述的其他方法一样，如图21所示，将水泥30注射到通过植入物的展开而产生的空隙中。 [0078] 在以上任何方法实施方式中，可以将两个植入物插入单一椎骨或其他骨头内并且在其内展开，类似于在图21中对植入物700所示出的。每个植入物可以相对于彼此定位在椎骨内，以在展开时使椎骨的恢复最大化。 [0079] 尽管已经参考特定的实施方式描述了本公开，但是应当理解，这些实施方式仅是本公开的原理和应用的说明。因此，应当理解，在不偏离由所附权利要求限定的本公开的实质和范围的情况下，可以对示例性实施方式进行多种修改，并且可以设计其他结构。