ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТКАНИ ОТЫСКИВАЮЩИМИ СВОБОДНОЕ ПРОСТРАНСТВО СПИРАЛЯМИ НИТИ
RESTORATION OF TISSUE BY PLACING THREAD SPIRALS IN FREE SPACE

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение относится к скручивающему в спираль приспособлению, использующему нить для заполнения, укладки и восстановления ткани, в том числе межпозвоночного диска, уретрального и фекального сфинктеров.
ПРЕДПОСЫЛКИ
Хроническая боль в пояснице представляет собой эпидемию. Импинджмент нерва не виден на КТ или МРТ у, около, 85% больных с болью в пояснице [Deyo RA, Weinstein JN: Low back pain, N Eng J Med, 344(5) Feb, 363-370, 2001. Boswell MV, et. al.: Interventional Techniques: Evidence-based practice guidelines in the management of chronic spinal pain, Pain Physician, 10:7-111, ISSN 1533-3159, 2007]. Фактически, пролабирование, протрузия или экструзия поясничного диска составляет менее 5% всех проблем нижнего отдела спины, однако они являются наиболее часто встречающимися причинами корешковой боли и оперативных вмешательств (Manchikanti L, Derby R, Benyamin RM, Helm S, Hirsch JA: A systematic review of mechanical lumbar disc decompression with nucleoplasty, Pain Physician; 12:561-572 ISSN 1533-3159, 2009). Причина хронической боли в пояснице у большинства больных ставила в тупик и врачей, и больных.
Исследования указывают на то, что боль в пояснице коррелирует с высоким содержанием молочной кислоты в диске. Просачивание указанной кислоты вызывает ожог кислотой и постоянную боль. Кроме того, по мере того, как диск дегенерирует и сплющивается, сжимающая нагрузка смещается со сплющенного диска на фасеточные суставы, вызывая деформацию и боль. Как ожог молочной кислотой, так и деформация фасеточных суставов не видны на КТ и МРТ.
Недержание мочи является распространенным среди женщин после нескольких беременностей. Вес плода частично покоится на мочевом пузыре, сплющивая и расширяя шейку мочевого пузыря и просвет уретры. Сфинктерное действие гладкой мышцы уретры не может обеспечивать контакт достаточно далеко, чтобы закрыть расширенный просвет при сближении со слизистой оболочкой уретры, что в результате приводит к недержанию мочи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Дальняя часть нити протягивается захватным приспособлением за дальний конец иглы. Игла с проходящей через нее нитью вставляется в катетер с точками зацепки на дальнем отверстии катетера. Точки зацепки катетера зацепляют и удерживают дальнюю часть нити. В ходе частичного вытаскивания иглы один из участков нити откладывается в просвете катетера между дальними концами иглы и катетера. Когда игла повторно продвигается вперед, указанный участок нити вытесняется, или выталкивается, из катетера в ткань. Игла затем поворачивается; захватное приспособление входит в зацепление и скручивает в спираль вытесненную нить, погружая ее в ткань. Игла может продвигаться дальше вперед, выталкивая и укладывая спираль нити глубоко в ткань. Процесс частичного вытаскивания иглы, повторного продвижения вперед, вращения и проталкивания повторяется для укладки и заполнения ткани взаимосвязанными спиралями нити. Спирали нити восстанавливают межпозвоночные диски, ослабляя боль в пояснице, или увеличивают объем сфинктеров при лечении недержания мочи или кала.
ССЫЛОЧНЫЕ ПОЗИЦИИ
100
Межпозвоночный диск
100A
Диск L5-S1
100B
Диск L4-5
100C
Диск L3-4
101
Игла
102
Игла для спинномозговой пункции
103
Проволочный проводник или направляющая трубка
104
Прядь нити
105
Концевая пластинка
106A
Верхняя зона диффузии
106B
Нижняя зона диффузии
107
Капилляры
108
Обызвествленные слои
109
Сосудистые зачатки в концевых пластинках
110
Окно катетера
111
Приспособление для захвата нити иглы для нити
112
Удлинительная штанга
113
Углубление между точками зацепки
114
Расслоение кольца
115
Эпифиз
116
Просвет расширителя
118
Чувствительный нерв
119
Эпидуральное пространство
120
Углубление между захватными приспособлениями
121
Трещина
123
Спинной мозг
124
Поры губчатой нити
126
Нить, шунт или шунт диска
126A
U-образный участок дальней части нити
126B
Вторая ближняя часть нити
126C
Первая ближняя часть нити
127
Оболочка или обертка нити
128
Студенистое ядро
129
Фасеточный сустав
130
Рукоятка иглы для нити
131
Питательные вещества, кислород и буфер рН
132
Рукоятка катетера
133
Поперечный отросток
134
Остистый отросток
135
Пластинка дуги позвонка
140
Подвздошная кость или подвздошный гребень
142
Верхний суставной отросток
143
Нижний суставной отросток
152
Бобина
159
Тело позвонка
160
Биосинтетический продукт или молекула
162
Молочная кислота
163
Контрастное вещество
184
Отверстие или полость в ткани
193
Мышца
194
Корешок спинномозгового нерва
195
Задняя продольная связка
220
Расширитель
230
Катетер
231
Точка зацепки, дальний край или обод катетера
268
Просвет катетера
269
Просвет иглы для нити
276
Шприц
277
Клетка
278
Ножка
378
Кольцо или кольцевой слой
<u>460</u>
<u>Тонкая игла для спинномозговой пункции</u>
462
Фиксатор или зажим
463
Узел
492
Воронка в просвете катетера
493
Метка на игле для нити
494
Гибкий держатель защелки
495
Защелка
496
Скос, или наклонная поверхность, защелки
497
Держатель бобины
498
Дальний выступ рукоятки катетера
499
Ближний выступ рукоятки катетера
500
Дальний выступ рукоятки иглы для нити
501
Ближний выступ рукоятки иглы для нити
502
Фрикционные гребни рукоятки иглы
504
Треугольник Камбина (безопасный вход в диск)
505
Кожа
516
Уретра
517
Просвет уретры
518
Мочевой пузырь
519
Шейка мочевого пузыря
520
Влагалище
521
Лобковая кость
522
Матка
523
Прямая кишка
524
Задняя стенка уретры
525
Хирургические щипцы
526
Приспособление для продвижения нити
527
Стержень приспособления для продвижения нити
528
Шипы, или резьба, приспособления для продвижения нити
529
Коническая головка расширителя
530
Сменный наконечник Люэра или рукоятка расширителя
531
Наконечник Люэра для шприца
532
Гладкая мышца уретры
533
Слизистая оболочка просвета уретры
ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Фигура 1 показывает капилляры 107 в телах 159 позвонков, доставляющие кислород, питательные вещества и буфер рН для бессосудистого межпозвоночного диска 100 посредством диффузии.
Фигура 2 показывает продольный вид здорового сегмента спинного мозга с питательными веществами 131, которыми капилляры 107 снабжают тела 159 позвонков, и концевые пластинки 105 для питания клеток внутри диска 100.
Фигура 3 показывает график зависимости расстояния в диске от концентрации кислорода.
Фигура 4 показывает анаэробное образование молочной кислоты 162 в среднем слое диска 100, просачивание и ожог чувствительного нерва 118 и спинномозгового нерва 194.
Фигура 5 показывает просачивание молочной кислоты 162, ожог, или раздражение, спинномозгового нерва 194.
Фигура 6 показывает обызвествленные слои 108 на концевых пластинках 105, блокирование диффузии питательных веществ, кислорода и буфера рН 131 из капилляров 107, образование и просачивание молочной кислоты 162 к нерву 118.
Фигура 7 показывает вакуоли 184 в диске 100 в результате деградации протеогликанов, высвобождающих сахара для поддержания выживания клеток диска.
Фигура 8 показывает вызывающую боль передачу нагрузки со сплющенного диска 100 на фасеточный сустав 129.
Фигура 9 изображает поперечное смещение тела 159 позвонка над диском 100 с низким давлением набухания.
Фигура 10 изображает нестабильность позвоночника в результате низкого давления в диске 100, что деформирует и изнашивает фасеточные суставы 129.
Фигура 11 показывает введение иглы 102 для спинномозговой пункции в направлении поверхности дегенеративного диска 100 при подготовке к диагностической дискографии.
Фигура 12 показывает флуороскопическую переднюю-заднюю проекцию входящей в диск 100 иглы 102 примерно на половине пути за ножками 278.
Фигура 13 показывает флуороскопическую проекцию иглы 102, входящей в пространство диска 100, но не в эпидуральное пространство 119.
Фигура 14 показывает малую иглу 460 для спинномозговой пункции, помещенную внутрь иглы 102 для спинномозговой пункции, пунктирующую студенистое ядро 128 дегенеративного диска 100.
Фигура 15 изображает болевую диагностическую дискографию путем вымывания молочной кислоты 162 из диска 100 к чувствительному нерву 118 с контрастным веществом 163, что вызывает и подтверждает мучительную боль.
Фигура 16 показывает плавное перемещение иглы 102 для спинномозговой пункции по малой игле 460 для спинномозговой пункции в ядро 128.
Фигура 17 показывает замену малой иглы 460 для спинномозговой пункции проволочным проводником 103.
Фигура 18 показывает замену иглы 102 для спинномозговой пункции конической головкой 529 расширителя 220.
Фигура 19 показывает точки 231 зацепки на дальнем конце катетера 230.
Фигура 20 показывает введение катетера 230, плавно перемещающегося по расширителю 220.
Фигура 21 показывает иглу 101 для нити с, по меньшей мере, одним приспособлением 111 для захвата нити.
Фигура 22 показывает U-образную нить 126 с U-образной частью, или дальней частью, 126А, проходящей из иглы 101 для нити.
Фигура 23 показывает введение иглы 101 для нити с нитью 126 в катетер 230.
Фигура 24 показывает, как расширитель 220 по Фигуре 20 заменяется катетером 230 и иглой 101.
Фигура 25 показывает, как точка 231 зацепки катетера 230 зацепляет прядь 126В нити в ходе частичного вытаскивания иглы 101 для откладывания участка нити 126В, 126С в катетере 230 между дальними концами катетера 230 и иглы 101.
Фигура 26 показывает рукоятку 132 катетера, рукоятку 130 иглы для нити и катушку нити 126 на бобине 152, предназначенную для подачи в просвет 269 в ходе вытаскивания иглы 101.
Фигура 27 показывает повторное продвижение вперед иглы 101 для нити по Фигуре 25, выталкивающее отложенную нить 126В, 126С из катетера 230.
Фигура 28 показывает нить 126 в ядре 128 при повторном продвижении иглы 101 вперед.
Фигура 29 показывает захват нити 126 захватным приспособлением 111 на вращающейся игле 101.
Фигура 30 показывает иглу 101, приводящую в движение нить 126 с целью скручивания в спираль и погружения в ткань, полость 184 или трещину 121.
Фигура 31 показывает проталкивание иглы 101 для укладки и погружения скрученной в спираль нити 126 в ткань, полость 184 или трещину 121.
Фигура 32 показывает зацепку нити 126 точкой 231 зацепки в ходе вытаскивания иглы 101 для нити с целью откладывания дополнительной нити 126B, 126C между дальними концами катетера 230 и иглы 101.
Фигура 33 показывает еще одно повторное продвижение вперед иглы 101 для нити, выталкивающее отложенную нить 126B, 126C из катетера 230 в ткань.
Фигура 34 показывает иглу 101, приводящую в движение нить 126 для формирования еще одной спирали, погружаемой в ткань, содержащую ранее скрученный в спираль фрагмент 126.
Фигура 35 показывает повторяющиеся этапы вытаскивания, повторного продвижения вперед, вращения и проталкивания иглы 101 для нити для формирования нескольких скрученных в спираль нитей 126 с целью увеличения объема, заполнения или укрепления ткани.
Фигура 36 показывает вытаскивание катетера 230 и иглы 101 после укладки в ядро 128 дегенеративного диска 100 спиралей нитей 126.
Фигура 37 показывает обрезку нити 126 вблизи кожи 505.
Фигура 38 показывает подворачивание нити 126 под кожу 505 длинными тонкими хирургическими щипцами 525.
Фигура 39 показывает течение жидкости через нить 126 от низкого осмотического давления в мышце 193 к высокому осмотическому давлению в обезвоженном диске 100.
Фигура 40 показывает продольный вид диска 100, заполненного скрученной в спираль нитью 126, всасывающей жидкость из мышцы 193, верхней 106А и нижней 106В зон диффузии в средний слой диска 100.
Фигура 41 показывает утолщение диска 100 с нитью, уложенной в него для снижения нагрузки на небольшую суставную поверхность и ослабления боли путем поднятия нижнего суставного отростка 143 фасеточного сустава 129.
Фигура 42 показывает образование биосинтетических молекул 160, или межклеточного материала диска, клетками 277, получающими питательные вещества, кислород и буфер рН 131, переносимые через нить 126.
Фигура 43 показывает впрыскивание внутрь диска питательных веществ, кислорода и буфера рН 131 и/или клеток 277 с целью ускорения купирования боли в пояснице и/или для регенерации диска 100.
Фигура 44 показывает защиту диска 100A L5-S1 и диска 100 В L4-5 подвздошным гребнем 140, блокирующим вхождение прямой иглы 102 для спинномозговой пункции по Фигурам 11 и 14.
Фигура 45 показывает подвздошный гребень, блокирующий нижний поясничный диск 100, препятствуя вхождению иглы 102 для спинномозговой пункции в ядро диска 100.
Фигура 46 показывает упруго изогнутый катетер 230, направляющий гибкую иглу 101 для нити в центр диска 100.
Фигура 47 показывает нормальное положение шейки 519 мочевого пузыря женщины с мочевой регуляцией.
Фигура 48 показывает образование воронки, или расширение, шейки 519 мочевого пузыря, приводящее к недержанию мочи.
Фигура 49 показывает малую иглу 460 для спинномозговой пункции внутри расширителя 220 с конической головкой 529, закрепленную сменным наконечником 530 Люэра.
Фигура 50 показывает введение катетера 230 и иглы 101 для вживления скрученной в спираль нити 126 в гладкую мышцу 532 шейки 519 мочевого пузыря под контролем цистоскопа или ультрасонографа.
Фигура 51 показывает вид в поперечном разрезе расширенного просвета 517 уретры и исходную спираль нити 126 внутри гладкой мышцы 532 уретры 516.
Фигура 52 показывает сужение просвета 517 уретры путем увеличения объема гладкой мышцы 532 уретры спиралями нити 126, что допускает сближение со слизистой оболочкой 533 уретры.
Фигура 53 показывает два увеличивающих объем положения скрученных в спираль нитей 126, закрывающих просвет 533 уретры с целью ослабления недержания мочи при напряжении.
Фигура 54 показывает увеличение объема гладкой мышцы 532 уретры скрученной в спираль нитью 126, сужающей просвет 517 уретры в шейке 519 мочевого пузыря и восстанавливающей сфинктерную регуляцию.
Фигура 55 показывает узел 463, препятствующий втягиванию дальнего конца нити 126А в иглу 101 и облегчающий зацепку нити 126 точками 231 зацепки катетера 230.
Фигура 56 показывает нить 126С в игле 101, нить 126В снаружи иглы 101 и нить 126А в дальней части между нитью 126С и нитью 126В.
Фигура 57 показывает проходящую из иглы 101 линейную, или однотяжевую, нить 126, завязанную в узел 463.
Фигура 58 показывает фиксатор, головку или зажим 462 на линейной нити 126, проходящей из иглы 101, предназначенный для облегчения зацепки нити 126 катетером 230.
Фигура 59 показывает поперечину 111 в качестве захватного приспособления 111 для нити.
Фигура 60 показывает нить 126, образующую петлю вокруг поперечины 111 при скручивании нити 126 в спираль.
Фигура 61 показывает поперечную пластину 111 в качестве приспособления 111 для захвата нити, разделяющего цилиндрический просвет 269 на полуцилиндры 269 для вмещения пряди 126С нити и пряди 126В нити.
Фигура 62 показывает вытянутую поперечину 111 в качестве приспособления 111 для захвата нити, соединяющегося с удлинительными штангами 112. Вытянутая поперечина 111 также может представлять собой вытянутую поперечную пластину внутри просвета 269.
Фигура 63 показывает нить 126, образующую петлю вокруг вытянутой поперечины 111 или вытянутой поперечной пластины 111, при скручивании в спираль и выталкивании нити 126.
Фигура 64 показывает поперечные штыри 111 в качестве захватного приспособления 111 для скручивания в спираль и выталкивания нити 126.
Фигура 65 показывает продольные поперечные штыри 111 вдоль просвета 269 иглы 101, предназначенные для скручивания в спираль и выталкивания нити 126.
Фигура 66 показывает приспособление 526 для продвижения нити с пружинно-складными шипами 528, движущимися в циклическом, приближающемся-удаляющемся, движении для продвижения вперед, или выталкивания, нити 126 из иглы 101.
Фигура 67 показывает открытое и закрытое положения пружинно-складных шипов 528.
Фигура 68 показывает осевую, или вертикальную, проекцию приспособления 526 для продвижения нити с пружинно-складными шипами 528, разнесенными приблизительно на 120 градусов.
Фигура 69 показывает осевую, или вертикальную, проекцию приспособления 526 для продвижения нити с пружинно-складными шипами 528, разнесенными приблизительно на 90 градусов.
Фигура 70 показывает вращающийся шнек 526 в качестве приспособления 526 для продвижения нити, предназначенного для перемещения, или выталкивания, нити 126 из иглы 101.
Фигура 70А показывает поперечный разрез иглы 101 с конфигурацией просвета 269, предназначенной для размещения приспособления 526 для продвижения нити и нити 126.
Фигура 71 показывает катетер 230 с несколькими точками 231 зацепки.
Фигура 71 показывает катетер 230 с окном 110, открытым к точке 231 зацепки.
Фигура 73 показывает точки 231 зацепки катетера 230 с загибом, или кривизной, внутрь.
Фигура 74 показывает загибы точек 231 зацепки другого катетера 230.
Фигура 75 показывает загиб внутрь, или изогнутые стенки, или ворота 231 в качестве точек 231 зацепки на дальнем конце катетера 230.
Фигура 76 показывает вид в поперечном разрезе изгибающихся внутрь ворот 231 катетера 230.
Фигура 77 показывается плетеные пряди 104, образующие нить 126.
Фигура 75 показывает тканые пряди 104, образующие нить 126.
Фигура 79 показывает вязаные пряди 104, образующие нить 126.
Фигура 80 изображает косой срез пряди 126, показывающий скошенные ориентации прядей 104 относительно продольного направления нити 126.
Фигура 81 показывает поперечный разрез нити 126, изготовленной из параллельных прядей 104, обернутых, окруженных, покрытых или окутанных оболочкой или оберткой 127.
Фигура 82 показывает поперечный разрез нити 126, изготовленной из параллельных трубок 104, обернутых, окруженных, покрытых или окутанных оболочкой, или оберткой, 127.
Фигура 83 показывает поперечный разрез нити 126, изготовленной из губки, или пены, с порами 124.
Фигура 84 показывает поперечный разрез сплошной нити 126, сходной с шовной мононитью.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Межпозвоночные диски являются бессосудистыми (не содержат кровеносных сосудов). Питательные вещества, кислород и буфер рН 131, необходимые для клеток диска, доставляются капиллярами 107 в телах 159 позвонков и диффундируют в диск 100 из верхней и нижней концевых пластинок 105, как показано на Фигурах 1 и 2. рН крови регулируется вплотную между 7,35 и 7,45, главным образом, посредством буферного действия на рН бикарбоната, растворенного в плазме крови, и диффундирующего в диск 100 через верхнюю и нижнюю концевые пластинки 105.
Однако глубина диффузии в толстые диски 100 человека является небольшой. Глубина диффузии кислорода из концевых пластинок 105 подытожена на Фигуре 3 (Stairmand JW, Holm S, Urban JPG: Factor influencing oxygen concentration gradients in disc, Spine, Vol. 16, 4, 444-449, 1991). Аналогично, глубины диффузии глюкозы через верхнюю и нижнюю концевые пластинки не превышают 3 мм (Maroudas A, Stockwell RA, Nachemson A, Urban J: Factors involved in the nutrition of the human lumbar intervertebral disc: Cellularity and diffusion of glucose in vitro, J. Anat., 120, 113-130, 1975). Почти все животные имеют тонкие диски; глубины диффузии кислорода и питательных веществ представляются достаточными. Поясничный диск большой овцы, весящей 91 кг (200 фунтов) имеет толщину менее 3 мм. Однако поясничные диски человека имеют толщину, около, 7-12 мм. Средние слои наших толстых дисков 100 страдают от резкой нехватки кислорода и питательных веществ.
В анаэробных условиях внутри среднего слоя образуется молочная кислота 162, которая просачивается из ядра 128 через трещины 121, приводя к ожогу окружающих нервов 118, 194 и вызывая постоянную боль в пояснице, как показано на Фигурах 4-6. Некоторые больные испытывают боль в ногах без видимого на МРТ или КТ импинджмента нерва. Молочная кислота 162 может просачиваться из ядра 128 через трещины 121 к спинномозговым нервам 194, вызывая боль в ногах, как показано на Фигурах 4, 5. Боль в ногах в отсутствие видимого импинджмента обычно называется химическим радикулитом.
С болью в пояснице коррелирует высокое содержание молочной кислоты в дисках. Действительно, вокруг нервных корешков 194 в ходе спинномозговой хирургии можно обнаружить плотные фиброзные рубцы и спайки, предположительно, из-за ожогов молочной кислотой 162 [Diamant B, Karlsson J, Nachemson A: Correlation between lactate levels and pH of patients with lumbar rizopathies, Experientia, 24, 1195-6, 1968. Nachemson A: Intradiscal measurements of pH in patients with lumbar rhizopathies. Acta Orthop Scand, 40, 23-43, 1969. Keshari KR, Lotz JC, Link TM, Hu S, Majumdar S, Kurhanewicz J: Lactic acid and proteoglycans as metabolic markers for discogenic back pain, Spine, Vol. 33(3):312-317, 2008].
По мере того, как мы стареем, на концевых пластинках 105 образуются и накапливаются обызвествленные слои 108, блокирующие капилляры 107 и дополнительно ограничивающие глубину диффузии питательных веществ/кислорода/буфера рН 131 в диск 100, как показано на Фигуре 6. Средние слои диска 100 страдают от хронического и сильного голодания и анаэробных условий. Клетки диска способны выживать в отсутствие кислорода, но они гибнут в отсутствие сахаров. Ядро 128 содержит гликозаминогликаны с ковалентно связанными сахарами, необходимыми для удерживания воды в диске 100. Разрушение гликозаминогликанов с высвобождением сахаров, предназначенных для потребления, позволяет клеткам выживать, однако инициирует изменения в составе и структуре, создающие в дегенеративном диске 100 полости 184 и неплотно упакованный межклеточный материал ядра, как показано на Фигуре 7 [Urban JP, Smith S, Fairbank JCT: Nutrition of the Intervertebral Disc, Spine, 29 (23), 2700-2709, 2004. Benneker LM, Heini PF, Alini M, Anderson SE, Ito K: Vertebral endplate marrow contact channel occlusions & intervertebral disc degeneration, Spine V30, 167-173, 2005. Holm S, Maroudas A, Urban JP, Selstam G, Nachemson A: Nutrition of the intervertebral disc: solute transport and metabolism, Connect Tissue Res., 8(2): 101-119, 1981].
Изменение в составе межпозвоночных дисков (аппроксимация)
Нормальные диски
Болезненные диски
Изменение относительно нормальных дисков, %
Гликозаминогликаны
27,4±2,4%
14,1±1,1%
-48,5%
Коллаген
22,6±1,9%
34,8±1,4%
+54%
Содержание воды
81,1±0,9%
74,5±1%
-8,1%
Кислотность
pH 7,14[H<sup>+</sup>]: 7,20×10<sup>–8</sup>
pH 6,65-5,70[H<sup>+</sup>]: 2,23×10<sup>–7 </sup>- 2,00×10<sup>–6</sup>
[H<sup>+</sup>]:+208% -+2,661%
(Ссылка: Kitano T, Zerwekh J, Usui Y, Edwards M, Flicker P, Mooney V: Biochemical changes associated with the symptomatic human intervertebral disk, Clinical Orthopaedics and Related Research, 293, 372-377, 1993. Scott JE, Bosworth TR, Cribb AM, Taylor JR: The chemical morphology of age-related changes in human intervertebral disc glycosaminoglycans from cervical, thoracic and lumbar nucleus pulposus and annulus fibrosus. J. Anat., 184, 73-82, 1994. Diamant B, Karlsson J, Nachemson A: Correlation between lactate levels and pH of patients with lumbar rizopathies, Experientia, 24, 1195-1196, 1968. Nachemson A: Intradiscal measurements of pH in patients with lumbar rhizopathies, Acta Orthop Scand, 40, 23-43, 1969).
По мере убывания гликозаминогликанов, уменьшается содержание воды и давление набухания в студенистом ядре 128. Ядро 128 с пониженным давлением набухания больше не может равномерно распределять силы по периметру внутреннего кольца 378, поддерживая кольцо выпуклым наружу. Как результат, внутреннее кольцо 378 прогибается внутрь, в то время как наружное кольцо 378 выгибается наружу, что создает расслоение 114 кольца и ослабляет кольцевые слои 378 и, возможно, инициирует образование трещин 121, показанное на Фигурах 5, 6. В ходе вскрытия трупных дисков 100, как показано на Фигуре 7, можно обнаружить отверстия или вакуоли 184. Студенистое ядро 128 дегенеративных дисков 100 обычно является обезвоженным, с пониженным давлением набухания и пониженной способностью к выдерживанию сжимающих нагрузок. Поэтому сжимающая нагрузка переносится на фасетчатые суставы 129, прижимая нижний суставной отросток 143 к верхнему суставному отростку 142 фасетчатого сустава 129, что вызывает деформацию, износ и/или боль, как показано на Фигуре 8 (Dunlop RB, Adams MA, Hutton WC: Disc space narrowing and the lumbar facet joints, Journal of Bone and Joint Surgery - British Volume, Vol.66-B, Issue 5, 706-710, 1984).
Диск 100 с пониженным давлением набухания похож на спущенную шину с гибкими, или слабыми, боковыми стенками. Тело 159 позвонка над мягким, или слабым, диском 100 легко сдвигается, или смещается, как показано на Фигуре 9. Обычно это называется сегментарной нестабильностью или нестабильностью позвоночника. Как показано на Фигуре 10, частое или чрезмерное перемещение тела 159 позвонка деформирует фасеточные суставы 129, которые ответственны за ограничение диапазона сегментарной подвижности. Больные с нестабильностью позвоночника часто используют мышцы для защиты или опоры позвоночника с целью облегчения боли в фасеточных суставах. Как результат, возникает напряжение мышц и тупая боль, однако они успешно лечатся миорелаксантами. Движения позвоночника, в том числе сжатие, кручение, растягивание, изгиб и поперечный изгиб, измерялись перед впрыскиванием и после впрыскивания физиологического раствора в трупные диски. Внутридисковые впрыскивания физиологического раствора в медленно протекающие трупные диски уменьшает все движения позвоночника (Andersson GBJ, Schultz AB: Effects of fluid on mechanical properties of intervertebral discs, J. Biomechanics, Vol.12, 453-458, 1979).
Дискография представляет собой общепринятую методику диагностики при обнаружении и подтверждении болезненного диска 100 перед оперативным вмешательством. На Фигурах 8 и 11, игла 102 для спинномозговой пункции направляется флуороскопом в направлении треугольника 504 Камбина - в заднюю латеральную область, через которую игла 102 для спинномозговой пункции может безопасно достичь поясничного диска 100. Вид спереди-сзади по Фигуре 12 проводит иглу 102 между концевыми пластинками 105, однако не показывает вентральное-дорсальное положение кончика иглы 102. Для того, чтобы гарантировать, что игла 102, входящая в эпидуральное пространство 119, не находится чрезмерно дорсально, перед прохождением ножки 278 в середине пути, должно быть получено латеральное флуороскопическое изображение по Фигуре 13. Фигура 13 изображает латеральный флуороскопический вид, показывающий, что кончик иглы 101 находится вентрально относительно эпидурального пространства 119 и может безопасно войти с средний слой диска 100.
Согласно литературным данным, значительное по величине пунктирование или разрыв ткани диска 100 ускоряет дегенерацию диска. В неболезненных дисках 100, для пункции диска 100, как показано на Фигуре 14, используется малая игла 460 для спинномозговой пункции внутри иглы 102 для спинномозговой пункции. Фигура 15 показывает внутридисковую инъекцию рентгенконтрастного вещества 163, вымывающего через трещины 121 молочную кислоту 162, находящуюся в диске 100, с тем, чтобы она приводила к ожогу чувствительного нерва 118, мгновенно вызывая мучительную боль и подтверждая данный конкретный болезненный диск 100. Для нормальных или неболезненных дисков дискография является почти безболезненной. Игла 102 для спинномозговой пункции на Фигуре 15 не показана. Для экономии времени и ослабления боли, игла 102 для спинномозговой пункции на Фигурах 11-16 позволяет объединять диагностическую дискографию с терапевтическим воздействием с целью ослабления боли в пояснице в ходе одного и того же посещения врача.
После подтверждения дискогенной боли при помощи дискографии, игла 102 на Фигуре 16 продвигается вперед в болезненный диск 100 поверх малой иглы 460 для спинномозговой пункции. На Фигуре 17 малая игла 460 для спинномозговой пункции заменяется тупоконечным проволочным проводником 103 в игле 102 для спинномозговой пункции в диске 100. Ближний конец проволочного проводника 103 удерживается неподвижно в ходе вытаскивания иглы 102 для спинномозговой пункции из организма пациента. Ближний конец проволочного проводника 103 также удерживается неподвижно для плавного введения расширителя 220 с тупоконечной конической головкой 529 по проволочному проводнику 103 в диск 100 или ткань, как показано на Фигуре 18. Катетер 230 содержит, по меньшей мере, одну точку 231 зацепки и продольный просвет 268, как показано на Фигуре 19. Точка зацепки 231 также может представлять собой острую грань 231, обладающую способностью захватывания или зацепления нити. Катетер 230 может содержать окно 110, открытое в просвет 268, и дальнее отверстие. В то время как ближний конец расширителя 220 удерживается неподвижно, катетер 230 продвигается вперед, плавно перемещаясь по расширителю 220 в диск 100, как показано на Фигуре 20. Проволочный проводник 103 и расширитель 220 извлекаются. Игла 101 для нити содержит, по меньшей мере, одно захватное приспособление 111 и продольный просвет, или отверстие 269, как показано на Фигуре 21. Дальний конец 126А нити 126 проходит от просвета 269 иглы, как показано на Фигуре 22. Дальний конец 126А нити 126 может иметь U-образную форму. Игла 101 для нити с нитью 126 вводится в просвет 268 катетера 230 в диск 100, как показано на Фигурах 23, 24. Воронка 492 на ближнем конце рукоятки 132 катетера по Фигуре 26 используется для облегчения введения иглы 101 для нити по Фигуре 22 в ближнее отверстие катетера 230.
В ходе частичного вытаскивания иглы 101 для нити из просвета 268 катетера, дальняя часть 126А или вытянутая часть нити 126 по Фигуре 25 зацепляется, захватывается, цепляется, задерживается, улавливается, удерживается или подхватывается точкой 231 зацепки. Как результат, дальняя часть 126А, или вытянутая часть, нити 126 остается снаружи в контакте с окружающей тканью перед дальним концом катетера 230, а часть нити 126 В, 126С откладывается в просвете 268 катетера 230 между дальними концами катетера 230 и иглы 101. Как показано на Фигуре 26, на ближнем конце рукоятки 130 иглы прикрепляется бобина 152, удерживающая катушку нити 126. В ходе зацепки, или удерживания, дальнего участка 126А нити 126 и частичного вытаскивания иглы 101, дополнительная нить 126 с бобины 152 подается в просвет 269 иглы 101. Игла 101 повторно продвигается вперед относительно Фигуры 25, выталкивая, или вытесняя, отложенную перед иглой 101 нить 126 В, 126С из катетера 230 в ткань, как показано на Фигурах 27, 28. Чрезмерное вытаскивание иглы 101 для нити будет откладывать длинную нить 126B, 126C перед захватным приспособлением 111 для нити 101 внутри катетера 230. Длинная нить 126B, 126C внутри катетера 230 может заклинивать повторно продвигающуюся вперед иглу 101. Для ограничения и предотвращения избыточной длины, или расстояния частичного вытаскивания, иглы 101 для нити путем остановки ближнего выступающего конца 501 рукоятки 130 иглы, от рукоятки 132 катетера проходит защелка 495 на упругой пружине или проволоке 494 из никель-титанового сплава. Таким образом, длина нити 126B, 126C, откладываемой внутрь катетера 230 при частичном вытаскивании иглы 101, является достаточно небольшой для выталкивания, или вытеснения, из катетера 230 путем повторного продвижения вперед иглы 101 для нити, как показано на Фигурах 27 и 28. Отложенная нить 126B, 126C также может выходить через окно 110 катетера 230 по Фигурам 19 и 27 во избежание заклинивания в ходе повторного продвижения вперед иглы 101. Для скручивания нити 126 в спираль, в ходе введения иглы 101 для нити на Фигуре 22 через воронку 492, ведущую в просвет 268 катетера 230, рукоятка 130 иглы плавно перемещается по скосу 496 защелки 495. Фигура 26 показывает метку 493 на игле 101. Когда метка 493 располагается на уровне отверстия воронки 492, дальние концы иглы 101 для нити и катетера 230 являются расположенными на одном уровне, как показано на Фигурах 23 или 27. Кода метка 493 входит в воронку 492, захватные приспособления 111 на игле 101 выходят наружу из катетера 230, выталкивая и укладывая нить 126 в ткань.
Большинство кровеносных сосудов, брюшная аорта, нижняя полая вена и общие подвздошные артерии являются передними по отношению к поясничным дискам. Дальние концы приспособлений должны оставаться внутри дисков 100, что подтверждается флуороскопом (рентгеновским) или метками на приспособлениях - для минимизации облучения больных и врачей импульсным рентгеновским излучением. Метки на ближних концах проволочного проводника 103 и расширителя 220 помогают врачу определять ориентацию приспособления. Нижеследующая таблица показывает длины и метки на последовательных приспособлениях, предназначенных для направления вживления спиральной нити 126 в диск 100 с целью ослабления боли в пояснице. Метки в таблице измерены относительно дальнего конца приспособления. В целях безопасности больного, длина следующего впереди приспособления предпочтительно должна быть больше длины последующего приспособления, поэтому ближний конец следующего впереди приспособления может удерживаться неподвижно в ходе введения последующего приспособления в организм больного.
Приспособление
Наружный диаметр, мм
Внутренний диаметр, мм
Длина, мм
Метка 1,мм
Метка 2,мм
Игла 102 для спинномозговой пункции
1,27
0,84
172
Малая игла 460 для спинномозговой пункции
0,51
0,25
226
Проволочный проводник 103
0,81
492
172
338
Расширитель 220
1,83
1,00
338
185
Катетер 230
2,41
1,97
185
Игла 101 для нити
1,83
1,52
230
185
Нить 126
0,67-0,77
900 двойных прядей
Как показано на Фигуре 17, когда Метка 1 проволочного проводника 103 находится на ближнем конце иглы 102 для спинномозговой пункции, дальние концы иглы 102 для спинномозговой пункции и проволочного проводника 103 находятся на одном уровне. Как показано на Фигуре 18, когда Метка 2 проволочного проводника 103 находится на ближнем конце расширителя 220, дальние концы расширителя 220 и проволочного проводника 103 находятся на одном уровне. Как показано на Фигуре 20, когда Метка 1 расширителя 220 находится на ближнем конце катетера 230, дальние концы катетера 230 и расширителя 220 находятся на одном уровне. Как показано на Фигуре 24, когда Метка 1 иглы 101 находится на ближнем конце катетера 230, дальние концы катетера 230 и иглы 101 для нити находятся на одном уровне.
Кольцо 378 диска 100 состоит, главным образом, из слоев коллагена. Слои коллагена образуют сетеобразный межклеточный материал. Иглы 102 или 460 для спинномозговой пункции с единственным острым кончиком без затруднений пунктируют сетеобразный коллагеновый межклеточный материал кольца 378. С другой стороны, катетер 230 и игла 101 для нити содержат на дальних концах несколько таких острых концов 231, 111, как вилки. Катетер 230 содержит углубления 113 между точками 231 зацепки по Фигуре 19, а игла 101 для нити содержит углубления 120 между захватными приспособлениями 111 по Фигурам 21, 22. Углубления 113, 120 улавливаются сетеобразным коллагеновым межклеточным материалом без возможности проникновения сквозь кольцо, что препятствует возможности повреждения кровеносных сосудов перед дисками 100. Проволочный проводник, или трубка, 103 и расширитель 220 являются тупоконечными и обладают небольшой способностью к проникновению в кольцо 378, что гарантирует безопасность для больного.
В ходе проталкивания и поворота иглы 101 для нити, по меньшей мере, одно из захватных приспособлений 111 захватывает и скручивает вытянутую нить 126B, 126C, погружая ее в ядро 128, трещину 121, полость 184 или мягкую ткань и скручивая ее в спираль, как показано на Фигуре 29. Скручивание в спираль вытянутой нити 126 становится возможным путем кручения захватного приспособления 111 и трения между вытянутой нитью 126 и тканью. Как показано на Фигуре 30, похожая на узел, скрученная в спираль нить 126 образуется за счет вращения иглы 101 для нити. Игла 101 для нити также может продвигаться, или проходить, за дальний конец катетера 230, выталкивая, укладывая, заполняя, загружая, втискивая или набивая вытесненную нить 126 и погружая ее в ядро 128, полость 184, трещину 121 или ткань, как показано на Фигуре 31. Игла 101 для нити снова частично вытаскивается; вытянутая нить 126 снова захватывается точкой 231 зацепки катетера 230, как показано на Фигуре 32. Фактически, исходная скрученная в спираль нить 126 также выступает в роли фиксатора снаружи дальнего конца катетера 230; частичное вытаскивание иглы 101 откладывает, или загружает, дополнительную нить 126B, 126C внутрь катетера 230 между дальними концами катетера 230 и иглы 101. Игла 101 для нити повторно продвигается, выталкивая, или вытесняя, дополнительную нить 126 из катетера 230 в ткань, как показано на Фигуре 33. Вращения иглы 101 формируют еще одну скрученную в спираль нить 126, связанную с ранее скрученной в спираль нитью 126, как показано на Фигуре 34. Предпочтительным является одинаковое направление вращений иглы 101. Вращение и проталкивание иглы 101 помогает скрученной в спираль нити 126 отыскивать, погружаться и заполнять полость 184, зазор, трещину 121, пустоту, слабое место, отверстие, каверну или уязвимое место. Этапы вытаскивания, повторного продвижения вперед, вращения и выталкивания нити 101 повторяются для встраивания, заполнения, увеличения объема, укладки, укрепления, загрузки или отверждения ткани несколькими взаимосвязанными спиралями нити 126, как показано на Фигурах 35, 36. Несколько спиралей, или витков, нити 126 формируются, укладываются или вводятся по отдельности для того, чтобы они соответствовали форме, были пластичными и/или пружинящими в полостях 184, и еще взаимосвязанными во избежание, или для минимизации, их миграции из ткани. Вращение и проталкивание иглы 101 направляет спирали нити 126 наружу из просвета 269 иглы 101 для поиска, заполнения и укладки в дистальное, латеральное и/или проксимальное пустое пространство в ткани. Спирали нити 126 остаются и, вероятно, формируются по нескольким осям. Сжатие скрученной в спираль нити 126 определяется количеством оборотов и интенсивностью проталкивания иглы 101. Спиральная нить 126 может быть такой же сжатой, как шовный узел. Меньшее количество оборотов и/или более мягкое проталкивание иглы 101 создает мягкие спирали нити 126. Количество оборотов и интенсивность проталкивания иглы 101 могут чередоваться, позволяя изменять жесткость, или плотности, спиралей 126 нити внутри восстанавливаемой ткани. Впоследствии можно вытащить катетер 230 из ткани, обеспечивая дополнительное дальнее свободное пространство для укладки дополнительных спиралей нити 126.
Рукоятка 130 иглы и рукоятка 132 катетера имеют форму гантели. Рукоятка 130 иглы имеет выступающий ближний конец 501 и выступающий дальний конец 500, что облегчает вытаскивание и продвижение вперед иглы 101, как показано на Фигуре 26. Рукоятка 130 иглы также содержит захватные, или фрикционные, гребни 502, предназначенные для облегчения вращения иглы 101. Рукоятка 132 катетера имеет выступающий ближний конец 499 и выступающий дальний конец 498, что облегчает вытаскивание и продвижение вперед катетера 230. Когда ткань заполняется спиралями нити 126, продвижение иглы 101 становится затруднительным. Катетер 230 также может немного и последовательно вытаскиваться из ткани для укладки, или накопления, дополнительных спиралей нити 126 дистально относительно катетера 230. Для наблюдения за длиной нити 126, распределенной в организм больного, к катушке нити 126 на бобине 152 может прикрепляться измерительное устройство. Когда ткань заполняется спиралями нити 126, игла 101 для нити и катетер 230 вытаскиваются из ткани. В случае восстановления диска 100, вытянутая нить 126 обрезается под кожей 505, как показано на Фигуре 37. Ближние части нити 126B, 126C подворачиваются под кожу 505 длинными и тонкими хирургическими щипцами 525, как показано на Фигуре 38. Количество вживленной нити 126 выбирается, контролируется, ограничивается и регулируется врачом.
Таким образом, катетер 230 и игла 101 для нити действуют совместно для скручивания в спираль погружаемой в ткань нити 126, или шунта 126. Неподвижный катетер 230 с точками 231 зацепки препятствует извлечению, или втягиванию, вытянутой нити 126А в полость 269 иглы 101 для нити. Дополнительная нить 126 продвигается вперед или путем вытаскивания/повторного продвижения вперед иглы 101, или при помощи приспособления 526 для продвижения нити внутрь иглы 101. Вращение иглы 101 с захватными приспособлениями 111 удерживает и скручивает в спираль нить 126, погружаемую в полости 184 и трещину 121. Спираль 126 нити формируется отдельно в соответствии с пространственными допущениями ткани, и спираль не скручивается вокруг шпинделя, вала, оси или иглы. Скручивание нити 126 в спираль, управляемое вращением иглы 101, является отыскивающим, заполняющим, пригоняемым или приспосабливающимся к свободному пространству с целью укрепления, увеличения объема, заполнения, амортизации или восстановления ткани. Проталкивание иглы 101 укладывает дополнительную скрученную в спираль нить 126 в объем ткани.
Патентные заявки №№PCT/US2011/000007 и WO/2011/082390 (Internal and external disc shunts alleviate back pain, за авторством Jeffrey E. Yeung и Teresa Yeung, поданные 3 января 2011 г.) содержат U-образный шунт 126 частично внутри и частично снаружи иглы 101 и муфту 220, плавно перемещающуюся по игле 101. В ходе вращения иглы 101, наружный покрывающий шунт 126 скручивается в спираль вокруг вала иглы 101. Муфта 220 затем продвигается вперед дистально, снимая скрученный в спираль шунт 126 с вала иглы 101 и выталкивая скрученный в спираль шунт 126 в ядро межпозвоночного диска 100. Муфта 220 возвращается в ближнее положение. Путем вращения иглы 101 формируется следующая спираль шунта 126, муфта 220 снова продвигается вперед, снимая скрученный в спираль шунт 126 с иглы 101 в ядро. Для формирования внутри диска 100 спиралей шунта 126, процесс вращения иглы 101, продвижения муфты 220 вперед и возвращения муфты 220 в исходное положение повторяется. Однако в ходе клинических исследований при применениях этого приспособления возникло множество трудностей. По причине трения между диском 100 и муфтой 220 продвижение муфты 220 вперед при снятии скрученного в спираль шунта 126 с иглы 101 является чрезвычайно затруднительным. Для продвижения муфты 220 вперед требуется значительное усилие, что добавляет значительные риски прокалывания диска 100 насквозь и разрыва крупных кровеносных сосудов перед диском 100. Кроме того, по причине непосредственного контакта муфты 220 с болезненным диском 100, больной в ходе продвижения муфты 220 вперед для смещения скрученного в спираль шунта 126 с иглы 101 ощущает чрезвычайно сильную боль. В ходе нескольких смещений спиралей шунта 126 приходится вытерпеть значительную боль. К счастью, больной испытывает купирование боли в течение недели благодаря эффективности шунта 126 диска.
В отличие от патентных заявок №№ PCT/US 2011/000007 и WO/2011/082390, в данной заявке катетер 230 в ходе вживления нити 126 в диск 100 или ткань является неподвижным. Игла 101 для нити свободно и плавно перемещается внутри катетера 230 без риска для больного или без риска вызова боли. Спираль нити 126 направляется захватными приспособлениями 111 и формируется дистально относительно вращающейся иглы 101, обладая способностью погружаться, сверлить, укладываться, извиваться, встраиваться, расширяться или вклиниваться в полости 184, трещину 121 или ткань. В отличие от патентных заявок №№PCT/US 2011/000007 и WO/2011/082390, погружение в ткань образующейся дистально спирали нити 126 в данной заявке является особенно эффективным, глубоким и плотным, как показано на Фигуре 30, внедряющим, заполняющим, укладывающим и увеличивающим объем ткани, как показано на Фигуре 36. Скрученная в спираль нить 126 в патентных заявках №№PCT/US2011/000007 и WO/2011/082390 является уже сформированной на вале иглы 101 и может не вмещаться в небольшие полости 184 или трещины 121. Кроме того, скручивание нити 126 в спираль в данной заявке является особенно уникальным. Скручивание нити 126 в спираль может происходить только в ткани, при взаимодействии или трении, окружающем вытянутую нить 126 в отличие от скручивания в спираль шунта 126 для диска вокруг иглы 101 согласно идеям патентных заявок №№ PCT/US2011/000007 и WO/2011/082390.
Согласно законам физики, жидкость течет от низкого к высокому осмотическому давлению. Осмотическое давление плазмы крови в мышце 193 составляет, приблизительно, 250-300 мосм/литр; в межпозвоночном диске 100 - 300-400 мосм/литр. Из-за разности осмотических давлений соединительная нить 126 всасывает жидкость из мышцы 193, гидратируя обезвоженное ядро 128 без нагнетания, как показано на Фигуре 39.
При исследовании in-vitro нить 126 вживлялась в диски 100 овцы (430 мосм/литр) и диски 100 человеческого трупа (300-400 мосм/литр) с различными дегенеративными уровнями, 0-4 по шкале Томпсона. Диски 100 с нитями 126 погружались в физиологический раствор с синим красителем (300-400 мосм/литр). Вскрытие дисков 100 показывало проникновение синего физиологического раствора в ядра 128, что подтверждает течение жидкости от низкого к высокому осмотическому давлению.
Еще одна нить 126 вживлялась через мышцу в диск 100 овцы. Мышца 193 овцы насыщалась йопамидолом (контрастным веществом с синим красителем, 540 мосм/литр). Синий йопамидол не проникает через нить 126 в диск 100 овцы (430 мосм/литр). Действительно, вскрытый диск 100 выглядел обезвоженным; жидкость внутри диска 100 овцы, вероятно, подверглась всасыванию в мышцу 193, заполненную через нить 126 синим йопамидолом с осмотическим давлением 545 мосм/литр. Эксперимент был проведен повторно с разбавленным раствором синего йопамидола (150 мосм/литр). Разбавленный раствор йопамидола насыщал мышцу 193 и проникал через нить 126 в диск 100 овцы, что является видимым и отслеживаемым на КТ от мышцы 193 до ядра 128. Вскрытие подтвердило проникновения разбавленного синего йопамидола в ядро 128 диска овцы 100. И снова, жидкость течет через нить 126 от низкого к высокому осмотическому давлению.
В диски овцы вживлялись нити 126, и диски погружались в свиную кровь (около 320 мосм/литр). Вскрытие дисков 100 показывало проникновение свиной крови через нить 126 в ядра дисков 100 овцы (430 мосм/литр).
По причине диффузии буфера рН 131 из капилляров 107 и концевых пластинок 105, в диске 100 образуется градиент рН. Верхняя 106А и нижняя 106 В зоны диффузии находятся на расстоянии, приблизительно, 0-2 мм от верхней и нижней концевых пластинок 105. рН в верхней 106А и нижней 106 В зонах диффузии является нейтральным. Кислотность возрастает в среднем слое диска 100, где возникает хроническая потеря кислорода, питательных веществ и буфера рН. Фигура 40 показывает продольный вид заполненного нитью 126 диска 100 с обызвествленными слоями 108, накопившимися над концевой пластинкой 105. Гидрофильная скрученная в спираль нить 126 достигает, располагается, находится или вступает в контакт с, по меньшей мере, одной из зон диффузии, верхней 106А или нижней 106 В, всасывая и перенося питательные вещества/кислород/буфер рН 131, предназначенные для нейтрализации молочной кислоты 162 и питания клеток в среднем слое диска 100. Как результат ожог молочной кислотой 162 становится минимальным, и боль в пояснице ослабляется. По существу, скрученная в спираль нить 126 соединяет, связывает или переносит жидкость между источником кислорода/питательных веществ/буфера рН 131 и средним слоем диска 100 с целью лечения этиологии и симптомов боли в пояснице. Кроме того, кислород 131 из мышцы 193, верхней 106А и нижней 106 В зон диффузии превращает анаэробные условия в среднем слое диска 100 в аэробные условия, дополнительно уменьшая образование молочной кислоты 162 и облегчая боль в пояснице.
Нить 126 можно дополнительно определить как внутреннюю нить 126 и наружную нить 126. Нить 126 в диске 100 можно назвать шунтом 126 диска, образующим внутренний шунт 126 между верхней зоной 106А диффузии и нижней зоной 106 В диффузии. Шунт 126 диска, проходящий от диска 100 к системе кровообращения организма или мышце 193, называется наружным шунтом 126. Шунт 126 диска представляет собой приспособление для передачи, или доставки, жидкости в ядро 128 дегенеративного диска 100. Благодаря релаксации и сжатию диска 100 в результате повседневных действий больного, скрученный в спираль внутренний шунт 126 диска 100 способствует передаче кислорода/питательных веществ/буфера рН 131 по всему диску 100. В ходе релаксации кислород/питательные вещества/буфер рН 131 из зон 106А, 106 В диффузии поглощаются внутренним шунтом 126, и кислород/питательные вещества/буфер рН 131 из мышцы 193 всасываются через наружную нить 126. В ходе сжатия кислород/питательные вещества/буфер рН 131 в шунте 126 вытесняются, нейтрализуя молочную кислоту 162 и подаются к клеткам диска в среднем слое диска 100. Важно, что обе зоны 106А, 106 В диффузии являются растянутыми, покрывая средний слой, или кислый слой, диска 100. Поэтому жидкость, просачивающаяся из трещины 121, имеет нейтральный, или почти нейтральный, рН, облегчая боль в пояснице, как показано на Фигуре 40. Перенос, или распределение, жидкости становится возможным благодаря мягким и гибким спиралям нити 126, используемым в качестве внутреннего шунта 126 диска и обладающим свойствами гидрофильности и пластичности, поглощающим и доставляющим питательные вещества/кислород/буфер рН 131 внутрь бессосудистого диска 100. Течение жидкости через шунт 126 является динамическим и непрерывным и потенциально способно восстанавливать межклеточный материал диска для восстановления диска.
Питательные вещества/кислород/буферы 131 рН диффундируют из капилляров 107 на концевых пластинках 105 в обедненный питательными веществами бессосудистый диск 100, как показано на Фигуре 40. Диффузия связана с концентрацией; растворенные вещества перемещаются от высокой концентрации к низкой - из капилляров 107 в зоны диффузии 106А, 106 В. Забор питательных веществ/кислорода/буферов рН 131 внутренним шунтом 126 приводит к дополнительной диффузии питательных веществ/кислорода/буферов рН 131 из капилляров 107 и сосудистых зачатков. Как показано на Фигуре 40, чистый объем подачи растворенных питательных веществ/кислорода/буферов рН 131 при вживлении в диск 100 внутреннего шунта 126 будет увеличиваться. Распределение питательных веществ/кислорода/буфера рН 131 расширяется внутренним шунтом 126, охватывающим, или пронизывающим, межпозвоночный диск 100 на всю толщину с целью нейтрализации молочной кислоты 162, питания голодающих клеток 277 диска и восстановления межклеточного материала диска для выдерживания сжимающей нагрузки на диск 100.
В зависимости от жесткости обызвествленных слоев 108, покрывающих капилляры 107 и сосудистые зачатки на концевых пластинках 105, верхняя 106А и нижняя 106 В зоны диффузии, содержащие питательные вещества/кислород/буфер рН 131 находятся на расстоянии от 0 до 5 мм от хрящевых концевых пластинок 105. Для дегенеративных и/или болезненных дисков 100, верхняя 106А и нижняя 106 В зоны диффузии, наиболее вероятно, находятся на расстоянии от 0 до 2 мм от верхней и нижней концевых пластинок 105. Поэтому внутренний шунт 126 диска должен достигать, по меньшей мере, одного, а, предпочтительно, обеих зон диффузии, верхней 106А и нижней 106 В, на расстоянии от 0 до 3 мм от обеих концевых пластинок. Повторяющиеся образования и развертывания смотанного, или скрученного в спираль, шунта 126 используются для позиционирования, постоянного нахождения, расположения, достижения или вхождения в контакт, по меньшей мере, с одной зоной диффузии, 106А или 106 В, на расстоянии от 0 до 2 мм от, по меньшей мере, одной концевой пластинки 105 для формирования внутреннего шунта 126 диска. Расстояние внутреннего шунта 126 от концевой пластинки 105 определяет доступность, или количество, питательных веществ/кислорода/буфера рН 131 для обеспечения среднего слоя диска 100 с целью ослабления дискогенной боли из-за ожога молочной кислотой 162.
По причине бессосудистой природы, межпозвоночный диск 100 является иммуноизолированным. При исследовании на овцах in-vivo, отсутствует ответ ткани внутри дисков 100 на нейлоновую нить 126 через 1, 3, 6, 12 и 30 месяцев с использованием гистологического окрашивания гематоксилином и эозином. В дисках 100 не наблюдается фиброзная инкапсуляция вокруг нейлоновой нити 126. Аналогично, в предварительном клиническом исследовании человека отсутствует заметная воспалительная реакция через 1 неделю, 3, 6, 12 и 24 месяцев. Внутренний перенос питательных веществ/кислорода/буфера рН 131 из верхней 106А и/или нижней 106 В зон диффузии продолжается без мешающей фиброзной инкапсуляции вокруг нити 126 внутри межпозвоночного диска 100.
Несколько витков, или спиралей, нити 126, или шунта 126, обеспечивают увеличение объема, подклинивание, заполнение, амортизацию, сосредоточение, расклинивание или укрепление внутри диска 100 для поднятия, подъема, повышения, увеличения или выдерживания высоты диска 100, как показано стрелками на Фигурах 40, 41. Спирали нити 126 увеличивают ядро 128, поднимая, или поддерживая, высоту диска с целью выдерживания осевого сжатия, придания диску 100 жесткость с целью снижения нестабильности позвоночника и/или поднятия нижнего суставного отростка 143 фасеточного сустава 129 с целью уменьшения боли в фасеточном суставе, как показано на Фигуре 41.
Питательные вещества/кислород/буфер рН 131, переносимые через нить 126 питают клетки 277, генерирующие биосинтетические молекулы, которые могут представлять собой гликозаминогликаны, коллаген или межклеточный материал, как показано на Фигуре 42. С целью ускорения восстановления диска 100 и купирования боли, клетки 277 и питательные вещества/кислород/буфер рН 131 могут впрыскиваться внутрь диска, как показано на Фигуре 43.
Как показано на Фигуре 44, нижний поясничный диск L5-S1 100А и диск L4-5°100 В экранированы парой подвздошных гребней 140. Как показано на Фигуре 45, прямая игла 102 для спинномозговой пункции входит выше над подвздошным гребнем 140 под углом, что делает доставку шунта 126 в ядро 128 диска 100 затруднительной или невозможной.
Фигура 46 показывает упруго изогнутый катетер 230, проводящий иглу 101 для нити в ядро 128 дегенеративного диска 100. Упруго изогнутый катетер 230 упруго выпрямляется при плавном перемещении по расширителю 220 в кольцо 378 диска 100. Затем расширитель 220 частично извлекается с одновременным удерживанием катетера в неподвижном положении. Катетер 230 снова обретает кривизну и продвигается вперед в неплотно упакованное ядро 128. После подтверждения дистального местоположения изогнутого катетера 230 посредством флуороскопа, расширитель 220 заменяется иглой 101 для нити по Фигуре 22 для скручивания в спираль нити 126 аналогично Фигурам 25, 27-39. Для памяти формы и повышенной упругости, катетер 230 и игла 101 могут изготавливаться из никель-титанового сплава.
Таким образом, введение скрученной в спираль нити 126 в диск 100 увеличивает количество питательных веществ/кислорода/буфера pH 131 из мышцы 193 и зон 106А и/или 106 В диффузии, снижая ожог молочной кислотой 162 и питая клетки. Скрученная в спираль нить 126 также добавляет объем и амортизирующие свойства, уменьшая нестабильность позвоночника и боль в фасеточных суставах.
3
3
3
3
3
Шунт 126 для восстановления диска 100 является гидрофильным, обладает свойствами, которые измеряются при температуре и давлении окружающей среды, и предназначен для переноса и удерживания жидкости с целью ослабления боли и/или восстановления дегенеративного диска 100. После насыщения водой шунт 126 увеличивает вес от 10% до 500% путем поглощения воды внутрь материала шунта 126. Диск 100 здорового человека содержит 80% воды. Предпочтительная гигроскопичность после насыщения водой составляет от 30% до 120%. Шунт 126 может иметь поры размером от 1 нанометра до 500 микрометров, служащие в качестве водоудерживающих карманов или каналов переноса воды. Поры 124 шунта 126 также функционируют в качестве платформы, или корпуса, для прикрепления и пролиферации клеток 277, как показано на Фигуре 42. Угол контакта с водой на шунте 126 составляет от 0 до 60 градусов. Предпочтительный угол контакта с водой на шунте составляет от 0 до 30 градусов. Высота капиллярного подъема при подъеме физиологического раствора вверх по шунту 126 составляет от 0,5 до 120 см. Предпочтительная высота капиллярного подъема при подъеме физиологического раствора составляет от 1 до 60 см. Высота капиллярного подъема при подъеме свиной крови вверх по шунту 126 составляет от 0,5 до 50 см. Предпочтительная высота капиллярного подъема для подъема свиной крови вверх по шунту 126 составляет от 1 до 25 см. Скорость переноса при сифонировании физиологического раствора через шунт 126 составляет от 0,1 до 10 см за 8 часов в камере влажности. Из-за сжатия поясничный диск 100 человека теряет от, около, 0,5 до 1,5 см жидкости в день. Предпочтительная скорость переноса при сифонировании физиологического раствора через шунт 126 составляет от 0,5 до 5 см за 8 часов в камере влажности. Скорость переноса при сифонировании свиной крови через шунт 126 составляет от 0,1 до 10 см за 8 часов в камере влажности. Предпочтительная скорость переноса при сифонировании свиной крови через шунт 126 составляет от 0,5 до 3 см за 8 часов в камере влажности.
3
Шунт 126, используемый в клинических исследованиях на овцах и людях, имеет следующие физические свойства при температуре и давлении окружающей среды: (1) привес после насыщения водой - 80%, (2) угол контакта с водой - нуль градусов, (3) высота капиллярного подъема: 11 см - для свиной крови, 40 см - для физиологического раствора с синим красителем, и (4) скорость сифонирования свиной крови - 1,656±0,013 см за 8 ч в камере влажности.
3
3
Средняя концентрация молочной кислоты в болезненном поясничном диске 100 составляет, около, 14,5 ммоль/л, 15 см или менее по объему (Diamant В, Karlsson J, Nachemson A: Correlation between lactate levels and pH of patients with lumbar rizopathies. Experientia, 24, 1195-1196, 1968). Для того чтобы показать мгновенную нейтрализацию молочной кислоты плазмой крови, проводилось исследование in-vitro. Скрученный в спираль шунт 126 формировался внутри, а затем извлекался из свежего куска говядины. Плазма крови, поглощенная скрученным в спираль шунтом 126 мгновенно нейтрализовала 42% из 15 см раствора молочной кислоты с концентрацией 14,5 ммоль/л, что измеряется pH-метром.
Приблизительно, 85% больных с болью в спине не показывают импинджмент нерва на МРТ или КТ. Больная без импринджмента нерва страдала хронической болью в спине со зрительным аналоговым показателем 8-9 из 10 (самая сильная) и болью в ногах со зрительным аналоговым показателем 8. Через пять дней после вживления шунта 126 зрительный аналоговый показатель упал до 2,5 для боли в ее спине, однако зрительный аналоговый показатель для боли в ногах удерживался при 8. При последующем врачебном наблюдении в течение 5,5 месяцев зрительный аналоговый показатель упал до 2,0 для боли в ее спине, и зрительный аналоговый показатель для боли в ногах упал с 8 до нуля. Быстрое купирование боли в спине можно отнести к мгновенной нейтрализации молочной кислоты 162 плазмой крови больной, что ослабляет ожог кислотой соседних чувствительных нервов 118. Боль в ногах может быть вызвана кислотным рубцеванием спинномозгового нерва 194 и химическим радикулитом, которые требуют времени для заживления и ослабления боли. В клиническом исследовании на людях наружные диаметры иглы 101 и катетера 230 составляли, соответственно, лишь 1,83 и 2,41 мм. Наружный диаметр шунта 126 составляет 0,55-0,77 мм.
Недержание мочи часто встречается у женщин, в особенности, после нескольких беременностей и влагалищных родоразрешений. Большая часть сфинктерного действия уретры регулируется гладкой мышцей 532 на шейке 519 мочевого пузыря. Фигура 47 показывает нормальную и узкую шейку 519 мочевого пузыря женщины с мочевой регуляцией. Гладкая мышца 532 управляет раскрытием и смыканием просвета 517 уретры, покрытого слизистой оболочкой 533. В ходе беременности плод несколько месяцев давит на мочевой пузырь 518 и уретру 516. Сжатие, направленное вниз, сплющивает и расширяет гладкую мышцу 532 и уретральный просвет 517 шейки 519 мочевого пузыря, как показано на Фигуре 48. Расширенный просвет 517 на шейке 519 мочевого пузыря оказывается за пределами диапазона сфинктерного смыкания гладкой мышцы 532 при ее сближении со слизистой оболочкой 533 в просвете 517 уретры. Как результат, возникает недержание мочи при напряжении в ходе повышения внутрибрюшинного давления при кашле, чиханье, смехе или даже стоянии. При оперативном вмешательстве по причине недержания при напряжении, влагалище 520 растягивается и спереди прикрепляется к связкам для поддержки и подталкивания вперед задней стенки 524 шейки 519 мочевого пузыря, что сужает просвет 517 уретры при его сближении со слизистой оболочкой 533 уретры в ходе сфинктерного действия.
Игла 460 внутри расширителя 220 с конической головкой по Фигуре 49 вставляется в уретральную гладкую мышцу 532 шейки 519 мочевого пузыря под контролем ультрасонографа или цитоскопа. Для подтверждения местоположения кончика иглы 460 внутри уретральной мышцы 532, через иглу 460 может вводиться эхогенный гель. Расширитель 220 с конической головкой плавно перемещается по игле 460 в уретральную мышцу 532. Игла 460 вытаскивается. Эхогенный гель может вводиться дополнительно через сменный наконечник 530 Люэра с целью удостоверения местоположения наконечника расширителя 220 внутри уретральной мышцы 532. При подготовке к восстановлению наконечник 530 Люэра удаляется. Аналогично восстановлению диска 100, катетер 230 плавно перемещается по расширителю 220 в уретральную мышцу 532. Расширитель 220 замещается иглой 101 для нити, загруженной нитью 126, внутри катетера 230, как показано на Фигуре 23. Скрученная в спираль нить 126 по Фигуре 50 создается путем вытаскивания, продвижения вперед, вращения и проталкивания иглы 101 для нити, как показано на Фигуре 25, 27 и 29-35. Фигура 51 показывает осевой вид в поперечной разрезе уретры 516 с расширенным уретральным просветом 517 и исходную скрученную в спираль нить 126, сформированную внутри гладкой мышцы 532 задней стенки 524 уретры 516. Фигура 52 показывает увеличение объема, расширение или заполнение уретральной гладкой мышцы 532 спиралями нити 126 в задней стенке 524 с целью постепенного захвата или распространения в пустое пространство просвета 517 уретры, что в результате приводит к уменьшению размера просвета 517 уретры, облегчая сближение со слизистой оболочкой 533 уретры в ходе сфинктерного действия уретральной мышцы 532. Для дополнительного сужения уретрального просвета 517, как показано на Фигуре 53, скрученные в спираль нити 126 могут вживляться в несколько положений уретральной мышцы 532. При увеличении объема уретры 516 нити 126 не должны выходить в просвет 517 во избежание проникновения бактерий в гладкую мышцу 532 уретры. Когда с увеличением объема нити 126 смыкание просвета 517 уретры посредством цитоскопа представляется достаточным, нить обрезается между ближним концом 501 рукоятки 130 нити и бобиной 152 по Фигуре 26, и скручивание нити 126 в спираль продолжается путем вытаскивания, повторного продвижения вперед и вращения иглы для полного скручивания в спираль остающейся в игле 101 нити 126 в уретральной мышце 532. Количество вживляемой нити 126 выбирается, контролируется, ограничивается или регулируется врачом. Нить 126 может быть нейлоновой, полипропиленовой или разлагаемой микроорганизмами шовной мононитью с некоторой жесткостью и памятью формы. Сворачиваемая, или скручиваемая, в спираль нить 126 с памятью формы расширяется внутри ткани, обеспечивая упругое увеличение объема, или расширение, усиливая заднюю опору и сфинктерное действие уретры 516. Фигура 54 показывает сужение шейки 519 мочевого пузыря спиралями нити 126, амортизирующей, увеличивающей объем или подпирающей ткань между влагалищем 520 и уретральным просветом 517, что ослабляет недержание мочи при напряжении и восстанавливает сфинктерную регуляцию.
Для лечения недержания кала, в мышцу фекального сфинктера вводился гелеобразный наполнитель, однако экскременты могут быть достаточно плотными и обильными, чтобы сплющивать наполнитель и сводить к нулю увеличение объема. С другой стороны, упругие и обладающие памятью формы спирали нити 126 являются взаимосвязанными, что препятствует сплющиванию, перемещению или смещению и поддерживает увеличение объема и регуляцию фекального сфинктера аналогично увеличению объема уретры на Фигурах 49-54.
Нить 126 может представлять собой шовную нить 126. Приспособление для скручивания в спираль шовной нити 126 также может использоваться для скручивания в спираль и укладки шовной нити 126 под кожу с целью заполнения впадин от угревых шрамов или косметического дефекта. Спирали шовной нити 126 на дальнем конце также могут использоваться как шовный фиксатор глубоко внутри ткани. Ближний конец шовной нити 126 может продеваться в нить для восстановления ткани с целью скрепления ткани посредством микроинвазивного метода, такого как подтягивание кожи лица или другого шовного восстановления.
Нить 126, или пряди 104 нити 126, может расширяться, или набухать, в ходе гидратации в жидкости организма. Набухшая в ткани нить 126 увеличивает размер или массу, усиливая увеличение объема или эффективность спиралей нити 126. Для расширения нить 126 также может покрываться гидрофильным или набухающим веществом, таким как полиэтиленгликоль, коллаген, гиалуроновая кислота и др.
Для введения эхогенной жидкости, расширитель 220 по Фигуре 49 можно заменить катетером 230, соединяющимся на ближнем конце с наконечником 531 Люэра. После пунктирования иглой 460 уретральной мышцы 532, катетер 230 продвигается вперед путем плавного перемещения по игле 460 в уретральную мышцу 532. Игла 460 извлекается. Для подтверждения дистального местоположения катетера 230 в уретральной мышце 532, через катетер 230 может вводиться эхогенный гель или жидкость. Поскольку катетер 230 не обладает способностью пунктировать ткань, во введении эхогенного геля для подтверждения местоположения может не быть необходимости. Для скручивания нити 126 в спираль в катетер 230 вставляется игла 101 для нити.
Для предотвращения возврата нити 126 в просвет 269 иглы 101, как показано на Фигуре 55, в дальней части 126А иглы 126 можно завязать узел 463. Узел 463 также облегчает захват, или зацепление, точкой 231 зацепки катетера 230, дополнительно улучшенный относительно Фигуры 25. U-образную прядь нити 126 можно разделить на дальнюю часть 126А и ближние части 126 В и 126С. Ближняя часть 126 В нити 126 может выступать наружу, в то время как вторая ближняя часть 126С нити 126 может вставляться в иглу 101, как показано на Фигуре 56. Нить 126 с единственной прядью может вставляться в иглу 101, как показано на Фигуре 57. Нить 126 с единственной прядью также может зацепляться точками 231 зацепки катетера 230 и сворачиваться в скрученную в спираль нить 126. Узел 463 завязывается в дальней части 126А, препятствуя возврату нити 126 с единственной прядью в полость 269 иглы 101, как показано на Фигуре 57. К дальнему концу нити 126 может прикрепляться фиксатор 462, как показано на Фигуре 58. Фиксатор 462 может изготавливаться из разлагаемого микроорганизмами материала или из плитки буфера рН, питательных веществ или медикаментов. Фиксатор 462 также может представлять собой зажим 462, выступ 462 или защелку 462.
Приспособление 111 для захвата нити может, как показано на Фигуре 59, представлять собой поперечину 111. Для вставки в катетер 230, нить 126 образует петлю вокруг поперечины 111. Поперечина 111 может представлять собой продольную планку, разделяющую цилиндрический просвет 269 иглы 101 на два полуцилиндрических просвета 269, как показано на Фигуре 61. Поперечина 111, или поперечная планка 111, может плотно укладывать скрученную в спираль нить 126 в ткань. Поперечина 111 может быть вытянута двумя удлинительными штангами 112, как показано на Фигуре 62. Нить 126 образует петлю вокруг удлиненной поперечины 111, как показано на Фигуре 63. Удлиненная поперечина 111 также может расширяться в поперечную планку 111, разделяющую просвет 269 на два полуцилиндрических просвета 269. Приспособления 111 для захвата нити могут представлять собой поперечные штыри 111, как показано на Фигуре 64. Поперечные штыри 111 также могут представлять собой продольные штыри в продольном направлении просвета 269, как показано на Фигуре 65.
Загрузка нити 126 с бобины 152 в ближний просвет 269 иглы 101 запускается путем удерживания дальнего конца 126А нити 126 и вытаскивания иглы 101, как показано на Фигурах 25, 26 и 32. Приспособление 526 для продвижения нити может применяться вручную или быть моторизованным для продвижения нити 126 вперед без вытаскивания нити 101. Приспособление 526 для продвижения нити содержит стержень 527, к которому прикреплены пружинно-складные шипы 528, указывающие дистальное направление, как показано на Фигуре 66. Пружинно-складные шипы 528 имеют закрытое и открытое положения. В закрытом положении дальние концы пружинно-складных шипов 528 приближены к стержню 527, как показано сплошными линиями на Фигуре 67. В открытом положении дальние концы пружинно-складных шипов 528 отступают, или перемещаются наружу, от стержня 527, как показано пунктирными линиями на Фигуре 67. В действии внутри ткани, дальний конец приспособления 526 для продвижения нити и пружинно-складные шипы 528 скрыты и действуют внутри просвета 269 иглы 101. Просвет 269 может иметь некруглую форму. Поперечное сечение просвета 269 может содержать два сообщающихся круглых просвета 269, один - для размещения приспособления 526 для продвижения нити, и второй - для размещения нити 126, подобно конфигурации на Фигуре 70А. Отверстие между двумя сообщающимися круглыми просветами 269 позволяет складным шипам 528 расширяться и входить в зацепление в нитью 126. В ходе дистального перемещения приспособления 526 для продвижения нити складные шипы 528 находятся в открытых положениях, схватывая, прокалывая, вставляя, удерживая, ухватывая, прикрепляя, входя в зацепление, прицепляя или защелкивая нить 126 и перемещая нить 126 дистально. В ходе проксимального перемещения приспособления 526 для продвижения нити пружинно-складные шипы 528 высвобождаются из зацепления с нитью 126 и втягиваются, возвращаются или складываются в закрытые положения, приближаясь к стержню 527. Складные шипы 528 являются упругими, или гибкими, и высвобождают нить 126 в ходе циклов дистального-проксимального перемещения стержня 527, или приспособления 526 для продвижения нити. Складные шипы 528 разнесены вдоль стержня 527. Осевая, или вертикальная, проекция приспособления 526 продвижения нити вперед на Фигуре 68 показывает ориентации пружинно-складных шипов 528, разнесенных, приблизительно, на 120 градусов. Фигура 69 показывает складные шипы 528, разнесенные на, приблизительно, 90 градусов. Нить 126 также может продвигаться вперед приводимым в движение вручную или моторизованным вращающимся шнеком 526 в качестве приспособления 526 для продвижения нити внутри просвета 269 иглы 101, как показано на Фигуре 70. Шнек 526 содержит стержень 527 и винтовую, или спиральную, резьбу 528, предназначенную для вхождения в зацепление, передачи или выталкивания нити 126 наружу из иглы 101. В действии внутри ткани, дальний конец приспособления 526 для продвижения нити и винтовая резьба 528 скрыты и приводятся в действие в просвете 269 иглы 101. Полость 269 иглы также может иметь некруглую форму. Поперечное сечение полости 269 может содержать два сообщающихся круглых просвета 269, один - для размещения вращающегося шнека 526, и другой - для размещения нити 126, как показано на Фигуре 70А. Отверстие между двумя сообщающимися круглыми просветами 269 позволяет винтовой резьбе 528 проходить и входить в зацепление с нитью 126. Моторизованная скорость пружинно-складных шипов 528 и винтовой резьбы 528 может управляться ножной педалью. В случае высокого крутящего момента, датчик крутящего момента начинает замедлять или останавливать двигатель. Моторизованное приспособление 526 для продвижения нити вперед экономит время на операцию и позволяет врачу сконцентрироваться на вращении иглы 101 и проталкивании нити 126 для укладки с целью восстановления ткани. Пружинно-складные шипы 528 и винтовая резьба 528 могут называться приспособлением 528 для вхождения в зацепление с нитью приспособления 526 продвижения нити.
Фигура 71 показывает катетер 230 с несколькими точками 231 зацепки, облегчающими удерживание нити 126. Фигура 72 показывает большое окно 110 для того, чтобы нить 126 выступала в ходе ее повторного продвижения вперед во избежание заклинивания. Окно 110 открывается к точке 231 зацепки. Фигура 73 показывает, как упругий загиб, или загиб внутрь, точек 231 зацепки катетера 230 облегчает захват, или зацепление, вытянутой нити 126 по Фигурам 22-25, 27-28, 32, 46, 50, 55-58, 60, 63 из иглы 101. Катетер 230 с упруго загнутыми точками 231 зацепки может изготавливаться из никель-титанового сплава, или нитинола. В ходе продвижения вперед иглы 101 для нити упруго загнутые точки 231 зацепки пружинно раскрываются, или выпрямляются, допуская прохождение иглы 101 и вытянутой нити 126. Упруго загнутые точки 231 зацепки обеспечивают зажатие с целью захвата, улавливания или зацепления вытянутой нити 126 аналогично результату по Фигурам 25-32. Другие упруго загнутые точки 231 зацепки катетера 230 показаны на Фигуре 74. Точками 231 зацепки могут быть упруго загнутые стенки или ворота 231 на дальнем конце катетера 230 по Фигуре 75, предназначенные для зацепления или захвата вытянутой нити 126 из иглы 101. Фигура 76 показывает вид в поперечном разрезе загнутых внутрь, или упруго загнутых, ворот 231, ограничивающих дистальный просвет 268 катетера. Упругую точку 231 зацепки можно назвать подпружиненным плечом 231.
Гибкая нить 126 может изготавливаться, или формироваться, с использованием таких методик изготовления тканей, как плетение или кручение прядей 104, как показано на Фигуре 77. Для кручения минимальное количество прядей 104 равно двум. Для плетения минимальное количество прядей 104 равно трем, как показано на Фигуре 77. Плетение, или переплетение, трех или большего количества прядей 104 обеспечивает превосходную гибкость, прочность и пористость нити 126. Точка 231 зацепки катетера 230 и захватное приспособление 111 иглы 101 могут хорошо улавливать, зацеплять или входить в зацепление с нитью 126. Гибкая нить 126 также может быть тканой, как показано на Фигуре 78. Тканье представляет собой переплетение друг над и под другом прядей 104, обычно ориентированных под углами 90 градусов. В результате тканья половина прядей 104 может быть ориентирована в продольном направлении вдоль линейной нити 126, ускоряя капиллярное течение жидкости из мышцы 193, или зон диффузии 106А, 106 В, в дегенеративный диск 100. Гибкая нить 126 может быть вязаной, как показано на Фигуре 79. Вязание представляет собой конструкцию, изготовленную путем сцепления петель из одной или нескольких прядей 104. Вязаная нить 126 может обладать большей способностью к упругому расширению и сжатию, обеспечивая наибольший перенос, или обмен, жидкости между диском 100 и системой кровообращения организма в ходе сжатия и релаксации диска 100. Кроме того, вязаная нить 126 в витках, спиралях или рулонах может обладать наивысшей пористостью, что усиливает способность впитывать жидкость, создавая запас питательных веществ/кислорода/буфера рН 131 для рассеивания в различные части бессосудистого диска 100, как показано на Фигурах 39, 40. Кроме того, свернутая, или скрученная в спираль, нить 126 с вязаными прядями 104 обеспечивает упругий амортизирующий слой внутри диска 100, снижая нагрузку и боль в фасеточных суставах 129. Вязаная нить 126 может представлять собой превосходный межклеточный материал, или подложку, для прикрепления и пролиферации клеток 277. Вязаная нить 126 также может обеспечивать легкорастягивающиеся спирали для увеличения объема сфинктеров при восстановлении мочевой или фекальной регуляции. Нить 126 может изготавливаться из нетканых прядей 104. Термин «нетканый» используется в текстильной промышленности для включения всех остальных методик, таких как кардные/иглопробивные, фильерные, полученные аэродинамическим распылением из расплава и др. Нетканая нить 126 может обеспечивать большую площадь поверхности в качестве подложки для роста и пролиферации клеток 277. Сочетания методик изготовления ткани для нити 126 также может использоваться с иглой 101 и катетером 230.
Материал и/или ориентация нитей 126 может оказывать влияние на (1) скорость потока, (2) предел прочности на разрыв, (3) кольцевое уплотнение, (4) пористость, (5) гигроскопичность, (6) способность к зацепке, (7) упругость, (8) селективность переноса растворенных веществ, (9) прикрепление клеток к подложке, (10) гибкость, (11) долговечность, (12) методику стерилизации, (13) фиброзные образования, (14) биологическую совместимость и/или (15) увеличение объема. Нить 126 обрезается под плоским углом, показывая поперечное сечение нити 126; пряди 104 являются наклонными, или ориентированными по диагонали, относительно продольного направления нити 126, как показано на Фигуре 80. Фигура 81 показывает поперечные сечения прядей 104, параллельных нити 126, покрытой оберткой, оболочкой или покрытием 127. Параллельно ориентированные пряди 104 и обертка 127 могут изготавливаться путем экструзии. Пряди 104 также могут представлять собой микротрубки, параллельные нити 126, как показано на Фигуре 82. Обертка 127 используется для покрытия, вмещения, заключения или размещения микропрядей 104 при формировании нити 126. Отдельная микротрубчатая прядь 104 способна обладать капиллярным подъемом, перемещая питательные вещества/кислород/буфер pH 131 через нить 126 в диск 100.
Пряди 104 предпочтительно должны изготавливаться из биологически совместимого и гидрофильного материала, поглощающего, удерживающего или всасывающего жидкость с растворенными питательными веществами/кислородом/буфером рН 131 из ткани с низкой осмотической концентрацией в средний слой обезвоженного диска 100 с высокой осмотической концентрацией. Нить 126 может представлять собой шовную нить, допущенную для вживления в организм человека. Вместо скрепления ткани, шовная нить используется в качестве нити 126, переносящей жидкость от низкой к высокой осмотической концентрации для облегчения боли в пояснице.
Нить 126 может изготавливаться из гидрофильной губки, или пены, с порами 124, как показано на Фигуре 83, для переноса и удерживания жидкости в диске 100. Поры 124 могут быть открытыми, соединяющимися с другими порами 124. Также поры 124 могут быть закрытыми, не соединяющимися с другими порами 124, удерживающими жидкость и клетки 277. Нить 126 может быть сплошной, не содержащей пор и плотной, как показано на поперечном разрезе по Фигуре 84. Сплошная нить 126 аналогична шовной мононити 126. Мононить 126 является относительно жесткой или имеет память формы, сопротивляясь спиральной, или свернутой, конфигурации. Спиральная мононить 126 упруго расширяется внутри ткани, что подходит для упругого увеличения объема сфинктеров при лечении недержания мочи или кала.
Клетки 277 диска, выделенные из дисков 100 человека с повышенной дегенерацией, по-прежнему способны генерировать коллаген и гликозаминогликаны в тканевой культуре с обильной подачей питательных веществ при надлежащем рН (Gruber H.E., Leslie K., Ingram J., Hoelscher G., Norton H.J., Hanley E.N. Jr.: Colony formation and matrix production by human anulus cells: modulation in three-dimensional culture, Spine, July 1, 29(13), E267-274, 2004. Johnstone B, Bayliss MT: The large proteoglycans of the human intervertebral disc, Changes in their biosynthesis and structure with age, topography, and pathology, Spine, Mar 15;20(6):674-84, 1995). Более того, в дегенеративных дисках недавно были обнаружены стволовые клетки (Risbud MV, Gattapalli A, Tsai TT, Lee JY, Danielson KG, Vaccaro AG, Albert TJ, Garzit Z, Garzit D, Shapiro IM: Evidence for skeletal progenitor cells in the degenerate human intervertebral disc, Spine, Nov 1;32(23), 2537-2544, 2007). Восстановлению диска 100 in-vivo может препятствовать недостаток питательных веществ 131 и кислотный рН.
Нить 126, или шунт 126, могут представлять собой подложки и разгрузочные трубки для подачи питательных веществ/кислорода/рН-буферного раствора 131 и для прикрепления клеток 277, как показано на Фигуре 42. При непрерывной или возобновляемой подаче питательных веществ/кислорода/рН-буферных растворов 131, клетки 277 диска возобновляют генерирование таких биосинтетических продуктов 160, как водоудерживающие гликозаминогликаны и коллаген, основные компоненты ядра 128 и кольца 378. При исследованиях на овцах, гликозаминогликаны, вновь образующиеся через 3 месяца на нейлоновых прядях 104 шунта 126, можно наблюдать с использованием гистологического окрашивания сафранином.
Скорость включения сульфатов, предназначенных для биосинтеза гликозаминогликанов, является чувствительной к рН. Максимальной является скорость включения сульфатов при рН 7,2-6,9. При кислотных рН внутри диска, скорость включения сульфатов падает на, около, 32-40% [Ohshima H, Urban JP: The effect of lactate and pH on proteoglycan and protein synthesis rates in the intervertebral disc. Spine, Sep:17(9), 1079-82, 1992]. Поэтому нормализация рН при помощи рН-буферного раствора 131 через шунт 126, наиболее вероятно, будет увеличивать образование водоудерживающих гликозаминогликанов и давление набухания шунтированного диска 100.
При непрерывной подаче питательных веществ 131, вновь образующиеся биосинтетические продукты 160 повышают осмотическую концентрацию внутри шунтированного диска 100 и поток жидкости, направленный внутрь, как показано на Фигурах 40 и 42. Увеличивающийся поток жидкости проходит через (1) наружный шунт 126, (2) кровеносные капилляры 107, через концевые пластинки 105 и/или (3) кольцо 378. Жидкость также удерживается вновь образующимися водоудерживающими гликозаминогликанами 160. Как результат, увеличивается давление набухания шунтированного диска 100. Сегментарная нестабильность, или нестабильность позвоночника, уменьшается. Напряжение мышц и боль в результате защитной фиксации нестабильности позвоночника ослабляется. Нагрузка и боль в фасеточных суставах 129 ослабляется. Молочная кислота 162 дополнительно нейтрализуется притоком питательных веществ/кислорода/рН-буферного раствора 131, что уменьшает, или ослабляет, ожог кислотой. Высота диска 100 поднимается, возрастает или увеличивается, как показано стрелками на Фигурах 40, 41. Вживление шунта 126 позволяет восстановить дегенеративный диск 100.
Кроме того, аденозинтрифосфат, АТФ, представляет собой соединение с высоким энергосодержанием, важное для приведения в действие и подачи энергии для биохимических реакций, в том числе для биосинтеза водоудерживающих гликозаминогликанов, предназначенных для выдерживания сжимающих нагрузок на диск 100. В анаэробных условиях метаболизм каждой молекулы глюкозы генерирует только две молекулы АТФ и две молекулы молочной кислоты 162, которая раздражает соседние нервы 118. Когда кислород 131 проникает через внутренний и/или наружный шунт 126, путем гликолиза, цикла трикарбоновых кислот и цепи переноса электронов в аэробных условиях из каждой молекулы глюкозы может образовываться тридцать шесть молекул АТФ, подающих энергию для восстановления диска и облегчения боли в пояснице.
Высокая концентрация питательных веществ 131 также может впрыскиваться в диск 100 с внутренним и/или внешним шунтом для того, чтобы, как показано на Фигуре 43, мгновенно создавать высокую осмотическую концентрацию. Высокая осмотическая концентрация способствует притоку жидкости в шунтированный диск 100. Однако введение глюкозы или сахаров может генерировать дополнительную молочную кислоту 162, вызывающую усиление боли. Для повышения осмотической концентрации и генерирования гликозаминогликанов и коллагена в качестве биосинтетических продуктов 160 по Фигуре 42, могут впрыскиваться сульфаты и аминокислоты в высоких концентрациях. Для биосинтеза глигозаминогликанов в студенистом ядре 128 могут вводиться сульфат магния, сульфат калия или сульфат натрия, обладающие высокой растворимостью в воде. Важными питательными веществами 131 для биосинтеза коллагена в кольце 378 являются впрыскиваемые пролин и глицин, обладающие высокой растворимостью в воде.
С целью мгновенного уменьшения боли в шунтированный диск 100 также могут впрыскиваться анальгетики, антидепрессанты, стероиды, нестероидные противовоспалительные лекарственные препараты (NSAID), антибиотики, противовоспалительные лекарственные препараты, щелочное вещество и другие лекарственные препараты.
Для стимулирования восстановления диска и генерирования биосинтетических продуктов 160, как показано на Фигуре 43, в дегенеративный и шунтированный диск 100 могут вживляться аутотрансплантатные клетки 277 диска из здорового диска 100 больного.
Бессосудистый диск 100 является хорошо герметизированным и иммуноизолированным. Даже такие небольшие ионы, как сульфат-ион, и такие небольшие молекулы, как пролин, существенно ограждены от диффузии в студенистое ядро 128. Хорошо герметизированный диск 100 может иметь способность инкапсулировать донорные клетки 277 из диска 100 другого лица, трупа или даже животного, не приводя в действие иммунный ответ и, вероятно, не нуждаясь в лекарственных препаратах для профилактики отторжения. Донорными клетками 277 для восстановления диска 100 также могут быть стволовые клетки 277, клетки 277 спинной струны или хондроциты 277. Нить 126, или шунт 126, является проницаемой для питательных веществ/кислорода/рН-буферного раствора 131, но непроницаемой для клеток и/или цитокинов, ответственных за запуск иммунной реакции. Клетки иммунной системы включают гигантские клетки, макрофаги, одноядерные фагоциты, Т-лимфоциты, В-лимфоциты, лимфоциты, нулевые лимфоциты, клетки-убийцы, естественные клетки-убийцы и/или тучные клетки. Цитокины также могут включать иммуноглобулины, IgM, IgD, IgG, IgE, другие антитела, интерлейкины, лимфокины, монокины или интерфероны.
Молекулярные веса питательных веществ 131 и молочной кислоты 162 намного меньше, чем у иммунореактивных клеток и цитокинов. Их перенос можно избирательно регулировать, или ограничивать, посредством размера пор, или каналов, внутри полупроницаемого шунта 126. Верхний граничный предел молекулярного веса для шунта 126 может составлять 100000 или менее, что допускает прохождение питательных веществ и отходов, но исключает иммунореактивные клетки и цитокины. Полупроницаемый шунт 126 также может содержать ионные или аффинные поверхности, притягивающие питательные вещества 131 и отходы, в том числе молочную кислоту 162. Поверхности полупроницаемого шунта 126 могут изготавливаться, покрываться или модифицироваться для отталкивания, исключения или отбрасывания иммунореактивных компонентов.
В последние годы, клеточные трансплантаты из трупов или от живых доноров оказались успешными при обеспечении терапевтической полезности. Например, островковые клетки из поджелудочной железы донора впрыскивались в воротную вену больных диабетом первого типа. Островковые клетки начинают функционировать так, как они обычно функционируют в поджелудочной железе, генерируя инсулин для регулирования уровня сахара в крови. Однако для того, чтобы сохранять донорные клетки живыми, больной диабетом в течение всей жизни нуждается в снабжении медикаментами, такими как циклоспорин А, для профилактики отторжения. Помимо стоимости медикаментов для профилактики отторжения, побочные эффекты иммуносупрессорных лекарственных препаратов могут включать раковые заболевания. Польза от клеточного трансплантата может не перевешивать потенциальные побочные эффекты.
иммуносупрессорные
тонкой кишки,
стволовых клеток, генной терапии, тканевой инженерии, клеточной культуры, других желез или тканей
Шунтированный межпозвоночный диск 100 может использоваться в качестве полупроницаемой капсулы для инкапсулирования введенных терапевтических донорных клеток 277 или веществ, как показано на Фигурах 43, во избежание иммунного ответа; таким образом, не потребовались бы пожизненные  лекарственные препараты. Из гипофиза (передней, промежуточной или задней доли), гипоталамуса, надпочечника, мозгового вещества надпочечника, жировых клеток, щитовидной железы, околощитовидной железы, поджелудочной железы, яичек, яичника, шишковидного тела, коркового вещества надпочечника, печени, коркового вещества почки, почки, таламуса, паращитовидной железы, желтого тела, плаценты, кожных клеток,  может собираться и/или культивироваться множество донорных клеток 277 или веществ. Донорные клетки 277 иммуноизолируются внутри шунтированных дисков 100, самых крупных бессосудистых органов в организме, поддерживаются при помощи питательных веществ/кислорода/буфера рН 131 и путем переноса отходов через шунт 126 или трещину 121. Донорные клетки 277 могут происходить из организма человека, животного или из клеточной культуры. Когда во время сна или в положении лежа на спине давление внутри диска низкое, питательные вещества/кислород/рН-буферные растворы 131 доставляются через шунт 126 к донорным клеткам 277. В часы бодрствования, когда давление внутри диска 100 высокое, продукты 160, биологически синтезированные этими донорными клетками 277, выводятся через шунт 126 в мышцу 193 или через трещины 121 - в систему кровообращения организма и в целевые места.
Биосинтетический продукт 160, образованный донорными клетками 277 может представлять собой адреналин, адренокортикотропный гормон, альдостерон, андрогены, ангиотензиноген (гипертензин I и II), антидиуретический гормон, предсердный натрийуретический пептид, кальцитонин, кальциферол, холекальциферол, кальцитриол, холецистокинин, кортиколиберин, кортизон,
дегидроэпиандростерон
, допамин, эндорфин, энкефалин, эргокальциферол, эритропоэтин, фолликулостимулирующий гормон,
γ
-аминобутират, гастрин, грелин, глюкагон, глюкокортикоиды, гонадолиберин, гормон, высвобождающий гормон роста, хорионический гонадотропный гормон, гормон роста человека, инсулин, инсулиноподобный фактор роста, лептин, липотропин, лютеинизирующий гормон, меланоцитостимулирующий гормон, мелатонин, минералокортикоиды, нейропептид Y, нейромедиатор, норадреналин, эстрогены, окситоцин, паратиреоидный гормон, пептид, прегненолон, прогестерон, пролактин, проопиомеланокортин, PYY-336, ренин, секретин, соматостатин, тестостерон, тромбопоэтин, тиреостимулирующий гормон, тиролиберин, тироксин, трийодтиронин, трофический гормон, серотонин, вазопрессин или другие терапевтические продукты. Указанные терапевтические продукты 160 обладают низкими молекулярными весами и способны переноситься через шунт 126 и/или трещины 121, в то время как донорные клетки 277 удерживаются внутри диска 100.
Биологически синтезируемые продукты 160 (гормоны, пептиды, нейромедиаторы, ферменты, катализаторы или субстраты), которые генерируются внутри шунтированного диска 100, могут обладать способностью регулирования физиологических функций, в том числе кровяного давления, активности, нервной деятельности, метаболизма, а также активации и подавления деятельности желез. Некоторые гормоны и ферменты регулируют, оказывают влияние или контролируют привычки в еде и потребление жиров и углеводов. Эти гормоны, или ферменты, могут обеспечивать полезную потерю или прибавление веса. Генерирование донорными клетками 277 внутри шунтированного диска 100 таких нейромедиаторов, как допамин, адреналин, норадреналин, серотонин или
γ
-аминобутират, может лечить депрессию, болезнь Паркинсона, необучаемость, потерю памяти, дефицит внимания, поведенческие расстройства, психические или нервные заболевания.
Высвобождение продуктов 160, биологически синтезируемых донорными клетками 277 внутри шунтированного диска 100, синхронизировано с деятельностью организма. В ходе деятельности в повседневной жизни давление внутри шунтированного диска 100 обычно является достаточно высоким, чтобы вытеснять биологически синтезируемые донорными клетками 277 продукты 160 в систему кровообращения для удовлетворения потребностей организма. В положении лежа на спине давление внутри шунтированного диска 100 является низким; благоприятным является приток 161 жидкости через шунт 126, приносящий в диск 100 питательные вещества/кислород/буфер рН 131 для питания клеток 277. Например, в шунтированный диск 100 могут вживляться, или впрыскиваться, островки Лангерганса из поджелудочной железы донора. В положении лежа на спине во время сна глюкоза входит в шунтированный диск 100, вызывая генерирования инсулина вживленными островками Лангерганса. В часы бодрствования, когда давление в диске высокое, инсулин вытесняется через шунты 126 или трещину 121 в систему кровообращения, регулируя концентрацию глюкозы в организме. Ночью высвобождение инсулина из шунтированного диска 100 минимально, что предотвращает гипогликемию. По существу, биологически синтезируемые донорными клетками 277 продукты 160, удовлетворяющие потребности организма, высвобождаются параллельно с двигательной активностью.
Донорные клетки 277 также могут засеваться на шунт 126 или впрыскиваться через дни, недели, месяцы и даже годы после вживления шунтов 126 диска, обеспечивающих благоприятные биологические условия, в том числе рН, электролитный баланс, питательные вещества и кислород 131, для выживания клеток 277 и их пролиферации в шунтированном диске 100.
В Соединенных Штатах средний возраст больных, подвергаемых операциям на спине, составляет, около, 40-45 лет. Предпочтительно, шунт 126 диска должен делаться из долговременного материала, обеспечивающего долговременное купирование боли. Для изготовления шунта 126 можно использовать широкий выбор неразлагающихся материалов. Возможными кандидатами являются такие полимеры, как нейлон, политетрафторэтилен, полипропилен, полиэтилен, полиамид, полиэфир, полиуретан, силикон, полиэфирэфиркетон, полиацеталь, полисульфон, поликарбонат, шелк, хлопчатобумажная ткань или льняная пряжа. Часть прядей 104 шунта может составлять стекловолокно, обеспечивающее капиллярное действие для переноса питательных веществ 131 и отходов.
Специально для исследовательских целей, биологически разлагаемые шунты 126 могут обеспечивать данные в течение недель или месяцев. Если шунт 126 диска разрушается в течение нескольких месяцев, какой-либо непредвиденный неблагоприятный исход рассеивается. Если исследовательский разлагаемый шунт 126 подает надежды, то для обеспечения непрерывной пользы, может вживляться постоянный шунт 126. Биологически разлагаемый шунт 126 может изготавливаться из полилактата, полигликолиевой кислоты, сополимера лактида с гликолидом, поликапролактона, триметиленкарбоната, шелка, кетгута, коллагена, поли-п-диоксанона или из сочетаний этих материалов. Также могут использоваться другие разлагаемые полимеры, такие как полидиоксанон, полиангидрид, триметиленкарбонат, поли-β-гидроксибутират, полигидроксивалерат, поли-γ-этилглутамат, поли-DTH-иминокарбонат, поли-бисфенол-А-иминокарбонат, полиортоэфир, полицианоакрилат, или полифосфазен.
Игла 101 для нити и катетер 230 могут изготавливаться из нержавеющей стали, никель-титанового сплава или другого металла или сплава. Игла 101 и катетер 230 могут покрываться смазкой, лигатурным материалом, болеутоляющими, антибиотическими, рентгенконтрастными, магнитными и/или эхогенными веществами.
Шунт 126 диска может использоваться в качестве приспособления для доставки лекарственных препаратов, доставки пероральных, внутривенных и инъекционных лекарственных препаратов в бессосудистый или почти непроницаемый диск 100 для лечения инфекции, воспаления, боли, опухоли или другого заболевания. Для всасывания в шунтированный диск 100, лекарственные препараты могут впрыскиваться в мышцу 193. Дисцит представляет собой болезненную инфекцию или очаг воспаления в межпозвоночном диске 100 у взрослых и детей (Wenger DR, Bobechko WP, Gilday DL: The spectrum of intervertebral disc-space infection in children, J. Bone Joint Surg. Am., 60:100-108, 1978. Shibayama M, Nagahara M, Kawase G, Fujiwara K, Kawaguchi Y, Mizutani J: New Needle Biopsy Technique for Lumbar Pyogenic Spondylodiscitis, Spine, 1 November, Vol.35 - Issue 23, E1347-E1349, 2010). По причине бессосудистой природы диска 100 пероральные или внутривенные лекарственные препараты не могут легко достигать бактерий или воспаления внутри диска 100. Поэтому дисцит обычно трудноизлечим. Однако в качестве приспособления для доставки лекарственных препаратов может использоваться шунт 126 диска. Шунт 126 диска всасывает системные лекарственные препараты из мышц 193 в изолированный, бессосудистый диск 100. Кроме того, антибиотики, противовоспалительные лекарственные препараты, анестезирующие средства и другие лекарственные препараты могут впрыскиваться в мышцу 193 поблизости от шунта 126 диска, что увеличивает концентрацию лекарственного препарата внутри диска 100 для лечения дисцита или боли. Впрыскивание поблизости от шунта 126 называется перишунтовым впрыскиванием.
Наиболее частой бактерией, обнаруживаемой при дисците является Staphylococcus aureus. Для лечения инфекции Staphylococcus aureus, шунт 126 может загружаться или покрываться таким антибиотиком, как нафциллин, цефазолин, диклоксациллин, клиндамицин, бактрим, пенициллин, мупироцин (бактробан), ванкомицин, линезолид, рифампицин, сульфаметоксазол и др. Также при дисците обнаруживаются коринебактерии. Для лечения коринебактериальной инфекции, шунт 126 может загружаться или покрываться таким антибиотиком, как ванкомицин, эифампицин, пенициллин или тетрациклин. Для покрытия шунта 126 также могут использоваться и другие антибиотики, такие как цефдинир, метронидазол, тинидазол, цефамандол, латамоксеф, цефоперазон, цефменоксим, фуразолидон и др.
Воспаление в диске 100 может вызывать мучительную боль. МРТ может показывать воспаление на концевых пластинках 105 и различать классы воспалений как Модик I, II или III. Для лечения воспаления в диске 100 с целью купирования боли, шунт 126 диска может покрываться или загружаться нестероидными противовоспалительными лекарственными препаратами/анальгетиками (NSAID), такими как аспирин, дифлунизал, салсалат, ибупрофен, напроксен, фенопрофен, кетопрофен, флурбипрофен, оксапрозин, индометацин, сулиндак, этодолак, кеторолак, диклофенак, набуметон, пироксикам, мелоксикам, теноксикам, дроксикам, лорноксикам, изоксикам, мефенамовая кислота, меклофенамовая кислота, флуфенамовая кислота, толфенамовая кислота, целекоксиб, рофекоксиб, валдекоксиб, парекоксиб, люмиракоксиб, эторикоксиб, фирококсиб, нимесулид, ликофелон или другим NSAID.
Для лечения воспаления в диске 100 с целью купирования боли, шунт 126 диска также может покрываться или загружаться такими стероидными противовоспалительными лекарственными препаратами/анальгетиками, как бетаметазон, будесонид, кортизон, дексаметазон, гидрокортизон, метилпреднизолон, преднизолон, преднизон, триамцинолон и другие стероиды.
Для обеспечения незамедлительного купирования боли, шунт 126 может загружаться или покрываться такими анестетиками, как новокаин, аметокаин, кокаин, лидокаин, прилокаин, бупивакаин, левобупивакаин, ропивакаин, мепивакаин, дебукаин, метогекситал, тиопентал, диазепам, лоразепам, мидазолам, этомидат, кетамин, пропофол, алфентанил, фентанил, ремифентанил, sufentanil, бупренорфин, буторфанол, диаморфин, гидроморфин, левофанол, меперидин, метадон, морфин, налбуфин, оксикодон, оксиморфон, пентазоцин и другие анестетики.
Для купирования напряжения и тупой боли в мышцах, шунт 126 может загружаться или покрываться таким миорелаксантом, как сукцинилхолин, декаметоний, мивакурий, рапакуроний, атракурий, цисатракурий, рокуроний, векуроний, алкуроний, доксакурий, галламин, метокурин, панкуроний, пипекуроний, тубокурарин или другой релаксант.
Для нейтрализации молочной кислоты 162 и самопроизвольного облегчения боли, вызванной раздражением или ожогом кислотой, шунт 126 может загружаться или покрываться такими буферными веществами, как карбонат натрия, бикарбонат натрия, карбонат калия, бикарбонат калия, карбонат магния, карбонат кальция, карбонат бария, фосфат калия, фосфат натрия или другое буферное вещество.
Для нейтрализации молочной кислоты 162 и самопроизвольного облегчения боли, вызванной раздражением или ожогом кислотой, шунт 126 может загружаться или покрываться такими щелочными веществами, как оксид магния, гидроксид магния, гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид бария, гидроксид цезия, гидроксид стронция, гидроксид кальция, гидроксид лития, гидроксид рубидия, нейральные амины или другое щелочное вещество.
Для ускорения или запуска генерирования сульфатированных гликозаминогликанов и коллагена внутри дегенеративного диска 100, шунт 126 может загружаться или покрываться первоначальным обеспечением питательных веществ 131, таких как сульфаты, глюкоза, глюкуроновая кислота, галактоза, галактозамин, глюкозамин, гидроксилизин, гидроксипролин, серин, треонин, хондроитинсульфат, кератансульфат, гиалурат, трисилакт магния, мезотрисиликат магния, оксид магния, магносил, ортокремниевая кислота, магния трисиликата пентагидрат, метасиликат натрия, силаноляты, силанольные группы, сиаловая кислота, кремниевая кислота, бор, борная кислота, другие минералы, другие аминокислоты и питательные вещества 131.
Пероральный прием внутрь антидепрессантов показал временное уменьшение боли или болевую переносимость у больных с болью в пояснице. Для лечения хронической боли в пояснице, на шунт 126 могут наноситься антидепрессанты. Покрытие антидепрессантами может включать трициклический антидепрессант, ингибитор обратного захвата серотонина, ингибитор обратного захвата норэпинефрина, избирательный ингибитор обратного захвата серотонина и норэпинефрина, норадренергические/серотонинергические антидепрессанты, ингибитор обратного захвата норэпинефрина и допамина, усилители обратного захвата серотонина, дизингибиторы норэпинефрина и допамина или ингибитор моноаминоксидазы. Андипрессант может представлять собой амитриптилин, амитриптилиноксид, бутриптилин, кломипрамин, демексиптилин, дезипрамин, дибензепин, диметакрин, досулепин/дотиепин, доксепин, дулоксетин, имизин, имизиноксид, лофепрамин, мелитрацен, метапрамин, нитроксазепин, нортриптилин, ноксиптилин, пипофезин, пропизепин, протриптилин, хинупрамин, аминептин, иприндол, опипрамол, тианептин, тримипрамин или другой антидепрессант.
1
Фиброзное образование вокруг шунта 126 может оказывать влияние на обмен питательных веществ 131 и отходов между диском 100 и системой кровообращения организма или мышцей 193. Для минимизации фиброзного образования или реакции ткани, шунт 126 может покрываться иммуноингибитором, или иммуноингибитор может впрыскиваться в шунт 126. Примеры иммуноингибиторов включают в качестве неограничивающих примеров актиномицин D, аминоптерин, имуран, хлорамбуцил, кортикостероиды, сшитый полиэтиленгликоль, циклофосфамид, циклоспорин A, 6-меркаптопурин, метилпреднизолон, метотрексат, ниридазол, оксисуран, паклитаксел, полиэтиленгликоль, преднизолон, прокарбазин, простагландин, простагландин E, рапамицин, стероиды или другой иммуносупрессорный лекарственный препарат.
Для облегчения боли шунт 126 может загружаться или покрываться блокатором кальциевых каналов для подавления активации нейрорецептора. Болкатор кальциевых каналов может представлять собой дигидропиридины, фенилалкиламины, бензотиазепины, ионы магния, амлодипин, фелодипин, исрадипин, лацидипин, лерканидипин, никардипин, нифедипин, нимодипин, нисолдипин, верапамил, дильтиазем или другой блокатор кальциевых каналов.
Здоровые межпозвоночные диски 100 являются бессосудистыми. Для обеспечения бессосудистых условий, в шунт 126 может впрыскиваться антиангиогенное соединение, или шунт 126 может покрываться или частично покрываться этим соединением, Примеры антиангиогенных соединений включают в качестве неограничивающих примеров Marimastat от British Biotech [синтетический ингибитор металлопротеиназ межклеточного вещества (MMP)], Bay 12-9566 от Bayer (синтетический ингибитор роста опухолей), AG3340 от Agouron (синтетический ингибитор MMP), CGS 27023A от Novartis (синтетический ингибитор MMP), COL-3 от Collagenex (синтетический ингибитор MMP, производное Тетрациклина), Neovastat от Aeterna, Sainte-Foy (природный ингибитор ММР), BMS-275291 от Bristol-Myers Squib (синтетический ингибитор ММР), TNP-470 от TAP Pharmaceuticals (синтетический аналог фумагиллина; подавляет рост клеток эндотелия), Thalidomide от Celgene (нацелен на VEGF, bFGF), Squalamine от Magainin Pharmaceuticals (экстракт из печени черной собачьей акулы; подавляет натриево-водородный антипорт, NHE3), Combretastatin A-4 (CA4P) от Oxigene (индукция апоптоза в пролиферирующих клетках эндотелия), фрагмент Endostatin collagen XVIII от EntreMed (подавление клеток эндотелия), антитело Anti-VEGF от Genentech [моноклональное антитело для фактора роста сосудистого эндотелия (VEGF)], SU5416 от Sugen (блокирует сигнализацию рецептора VEGF), SU6668 от Sugen (блокирует сигнализацию рецепторов VEGF, FGF и EGF), PTK787/ZK 22584 от Novartis (блокирует сигнализацию рецептора VEGF), α-интерферон (подавление образования bFGF и VEGF), EMD121974 от Merck, KcgaA (низкомолекулярный блокатор интегрина, присутствующего на поверхности клеток эндотелия), CAI от NCI (ингибитор притока кальция), Interleukin-12 от Genetics Institute (повышающая регуляция γ-интерферона и IP-10), IM862 от Cytran, IM862 от Cytran, авастин, целебрекс, эрбитукс, герцептин, иресса, таксол, велкейд, TNP-470, CM101, карбоксамидотриазол, противоопухолевый белок мочи, изотретиноин, тамоксифен, текогалан комбрестатин, скваламин, циклофосфамид, ангиостатин, тромбоцитарный фактор 4, ангинекс, эпонемицин, эпоксомицин, эпокси-β-аминокетон, антиангиогенный антитромбин III, канстатин, ингибитор, полученный из хрящей, фрагмент комплемента CD59, фрагмент фибронектина, Gro-beta, гепариназы, гексасахаридный фрагмент гепарина, хорионический гонадотропин человека, интерферон (α-, β- или γ-), белок, индуцируемый интерфероном (IP-10), интерлейкин-12 (IL-12), крингл 5 (фрагмент плазминогена), тканевые ингибиторы металлопротеиназ, 2-метоксиэстрадиол (Panzem), плацентарный ингибитор рибонуклеазы, ингибитор активатора плазминогена, фрагмент пролактина с молекулярной массой 16 килодальтон, ретиноиды, тетрагидрокортизон-S, тромбоспондин 1, трансформирующий фактор роста β, васкулостатин и васостатин (фрагмент калретикулина).
Шунт 126 может загружаться или покрываться ингибитором молочной кислоты или ингибитором лактатдегидрогеназы. Ингибитор молочной кислоты или ингибитор лактатдегидрогеназы включает фторпировиноградную кислоту, сложный эфир фторпировиноградной кислоты, левулиновую кислоту, сложный эфир левулиновой кислоты, оксаминовую кислоту, N-замещенные оксаминовые кислоты, оксамат, щавелевую кислоту, оксалат, β-бромпропионат, β-хлорпропионат, малонат, натрия формальдегид бисульфит, хлоруксусную кислоту, α-хлорпропионат, α-бромпропионат, β-иодпропионат, акрилат, ацетоин, яблочную кислоту, гликолят, дигликолят, ацетамид, ацетальдегид, ацетилмеркаптоуксусную кислоты, α-кетобутират, тиогликолевую кислоту, никотиновую кислоту, α-кетоглутарат, бутандион, оксипировиноградную кислоту, хлорпировиноградную кислоту, бромпировиноградную кислоту, 2,3-дигидрокси-6-метил-4-(1-метилэтил)-1-нафтойную кислоту, диэтилполикарбонат, N,N-диэтилгексилоксамат, 3-ацетилпиридин-аденин-динуклеотид, 7-(п-трифторметилбензил)-8-деоксигемигоссиловая ксилота, диоксинафтойные кислоты, госсипол, иминолактон госсиловой кислоты, производные госсипола, диоксинафтойная кислота, 2,3-дигидрокси-6-метил-4-(1-метилэтил)-1-нафтойная кислота, синий краситель, активный синий краситель №2 (Cibacron Blue 3G-A), мочевину, метилмочевину и гидантоиновую кислоту, глиоксилат, гидроксибутират, 4-гидроксихинолин-2- и 3-карбоновые кислоты, бисульфит натрия, дильдрин, L-(+)-β-монофтормолочную кислоту, фтормолочную кислоту, тартроновая кислота, мезотартрат, сесквитерпен или аналоги этих химических веществ.
Таким образом, шунт 126 диска облегчает боль в пояснице путем (1) всасывания питательных веществ/кислорода/буфера рН 131 в диск 100, (2) нейтрализации молочной кислоты 162 - для облегчения ожога кислотой, (3) преобразования анаэробных условий в аэробные - для уменьшения образования молочной кислоты 162, (4) увеличения вхождения сульфатов при нейтральном рН - для биосинтеза гликозаминогликанов, (5) увеличения образования АТФ в результате аэробного метаболизма сахаров - для запуска биосинтетических реакций в диске 100, (6) увеличения объема диска 100 - для снятия нагрузки с болезненных фасеточных суставов 129, (7) укрепления диска 100 - для уменьшения нестабильности позвоночника и напряжения мышц, (8) восстановления межклеточного материала диска - для повышения осмотической концентрации, всасывания и поглощения жидкости, (9) восстановления давления набухания - для выдерживания сжатия диска 100, (10) восстановления диска 100 - для долговременного купирования боли, и/или (11) доставки системных лекарственных препаратов в диск 100 - для лечения дисцита.
В отличие от многих оперативных вмешательств в позвоночник, выгоды шунта 126 диска включают (1) сохранение подвижности позвоночника, (2) отсутствие удаления тканей, (3) обратимость путем извлечения, (4) микроинвазивность, (5) амбулаторную процедуру, (6) допущенный к применению материал импланта, (7) 15 минут на каждый диск, (8) долговечность и отсутствие причинения вреда, (9) отсутствие разреза, (10) совместимость с лекарственными препаратами, консервативным лечением или, в случае необходимости, с оперативным вмешательством, и (11) возможность покрывать шунт лекарственными препаратами в случае необходимости ускорения купирования боли.
В настоящем изобретении шунт 126, или нить 126, со спиральной формой дистально относительно иглы 101 и катетера 230 укладывается в диск 100, достигает одной или обеих зон 106А, 106 В диффузии на расстоянии 0-3 мм от концевых пластинок 105 для того, чтобы всасывать питательные вещества/кислород/буфер рН 131, диффундирующие из капилляров 107 на концевых пластинках 105 в средний слой диска 100. Питательные вещества и клетки 277 могут впрыскиваться внутрь диска для восстановления диска и/или образования биологически синтезированного продукта 160.
Следует понимать, что настоящее изобретение никоим образом не ограничивается конкретными конструкциями, раскрытыми в настоящем раскрытии и/или показанными в графических материалах, но также включает любые другие модификации, изменения или эквиваленты в пределах объема формулы изобретения. Многие характерные признаки были перечислены с конкретными конфигурациями, кривизной, необязательными приспособлениями и вариантами осуществления изобретения. Какой-либо один или несколько описанных характерных признаков могут дополняться или сочетаться с любым характерным признаком из других вариантов осуществления изобретения или других стандартных приспособлений с целью создания альтернативных комбинаций и вариантов осуществления изобретения. Для определения кислотности внутри диска 100, вблизи кончика иглы 101 может располагаться электрод для измерения pH.
Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что настоящие варианты осуществления изобретения, материалы, конструкции, способы, ткани или места разреза являются не единственными применениями, для которых может использоваться изобретение. Могут замещаться и использоваться различные материалы, конструкции, способы или схемы для различных участков 126A, 126B и 126C. Шунт 126 диска может называться нитью, прядью, ниткой, шнуром, каналом, тампоном, губкой или поглотителем. Скрученный в спираль шунт 126 может называться свернутым шунтом, или свернутой нитью 126. Точка 231 зацепки может называться приспособлением 231 для зацепки. Приспособление 111 для захвата нити может называться захватным приспособлением 111. Ничто в предшествующем описании не должно восприниматься как ограничивающее объем настоящего изобретения. Полный объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.