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骨固定

阅读:483发布:2020-05-11

专利汇可以提供骨固定专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且以聚乳酸共聚物制造的 骨固定 器,该 固定器 包括设计能跨越并固定至骨折的骨端部的长型桥接构件、以及减少桥接构件的有效长度的装置,从而在使用中使得该固定器能将骨端部保持在一起。,下面是骨固定专利的具体信息内容。

1.以聚乳酸共聚物制造的骨固定器,该固定器包括设计能跨越骨折的骨端部并固定至骨折的骨端部的长型桥接构件、以及能减少所述桥接构件的有效长度的装置,使得在使用中该固定器能将所述骨端部保持在一起。
2.如权利要求1所述的固定器,其中所述桥接构件包括第一构件和第二构件,所述第一构件与所述第二构件为套叠式关系,所述套叠式关系允许一个构件相对于另一个构件仅沿一个方向运动。
3.如权利要求2所述的固定器,其中所述第一构件位于第一骨的端部内,所述第二构件位于第二骨块的端部内。
4.如权利要求3所述的固定器,其中所述构件通过接合剂位于所述骨块的髓管内。
5.如权利要求2至4中任一项所述的固定器,其中在所述第一构件的外侧上形成锯齿以接合所述第二构件的内侧上的锯齿,锯齿的接合允许沿一个方向的相对移位。
6.根据前述权利要求中任一项所述的固定器,其中阻挡装置防止所述第一构件与所述第二构件分离。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的固定器,其中在所述第一构件的外侧与所述第二构件的内侧之间存在螺纹式相互关系。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的固定器,其中所述第一构件和所述第二构件为空心管。
9.如权利要求8所述的固定器,其中所述管的截面是圆形的或被成形为与髓管的截面相对应。
10.根据前述权利要求中任一项所述的固定器,其中所述聚乳酸共聚物在被加热时变得可塑。
11.如权利要求1或2所述的固定器,其中所述长型桥接构件的各端通过C形钩固定至骨端区,所述C形钩延伸穿过垂直于所述骨端的孔。
12.如权利要求11所述的固定器,其中每个C形钩都具有带锯齿的端部,所述带锯齿的端部被设计为能配合在所述桥接构件的带锯齿的端部内。
13.如权利要求11或12所述的固定器,其中所述桥接构件具有一个或多个洞以适应位于垂直于所述骨端区的孔中的固件
14.如权利要求13所述的固定器,其中所述紧固件包括带头的图钉。
15.如权利要求13所述的固定器,其中所述紧固件包括渐缩形空心塞和柱,所述渐缩形空心塞位于骨的孔中,所述柱被插入所述塞以使所述塞抵靠所述孔的壁。
16.如权利要求15所述的固定器,其中所述柱与配合在所述桥接构件内的带锯齿的臂整体成形。
17.如权利要求15所述的固定器,其中一个或多个向下突起的柱被整体模制在内部带锯齿的接纳件的下侧,外部带锯齿的桥接构件被设置为能被插入所述接纳件的端部。
18.如权利要求15至17中任一项所述的固定器,其中所述柱的外部和所述塞的内部具有锯齿以防止所述柱脱离。
19.使用固定器固定骨折肋骨的方法,所述固定器包括第一空心构件和第二空心构件,所述第一空心构件与所述第二空心构件以套叠方式接合,所述构件由聚乳酸共聚物制造,该方法包括如下步骤:
a.加热所述固定器直至其变得可塑;
b.将所述第二构件插入所述骨折肋骨的第一骨块的端部;
c.使所述第一构件移位至所述第二构件外,并使所述第一构件的突出端位于第二骨块的骨端内;
d.将接合剂注射至骨块的髓管内;以及
e.使骨端保持紧靠直至接合剂凝固
20.使用固定器固定骨折肋骨的方法,所述固定器包括长型桥接构件,所述构件由聚乳酸共聚物制造,所述方法包括如下步骤:
a.加热所述固定器直至其变得可塑;
b.将所述桥接构件的端部固定至所述骨折肋骨的相邻骨块的端部区;以及c.缩短所述桥接构件的长度以使所述端部保持在一起。

说明书全文

骨固定

[0001] 发明简介
[0002] 本发明涉及特别可用于骨折肋骨的开放式手术固定的骨固定器
[0003] 发明背景
[0004] 肋骨骨折是痛苦的损伤,并可能致残。当多根肋骨在多处位置骨折时,可能出现胸壁的连枷段(flail segment)。这种损伤可以导致需要机械通气的呼吸衰竭。处理这些患者的核心策略通常是止痛和正压通气以用固定胸壁并允许肋骨开始愈合。
[0005] 然而,当患者长时间保持被通气时,这种处理措施导致长期占用特护病房以及越来越高的并发症发病率。特别是,患者有患炎和败血症的险并且将常常需要气管造口术来帮助支气管抽吸和脱离机器帮助。这些患者中已经发现的长期障碍包括持续性疼痛综合症、无法继续工作(尤其是手工类劳动者)和整形胸壁变形
[0006] 连枷胸是潜在的威胁生命的伤害,由此,在多处位置断裂的肋骨不再固定在胸壁中,而是变得能自由浮动。因此,在呼吸周期中,在吸气过程中产生的负胸内压导致胸壁的该段被向内吸,而不是使胸腔膨胀并将空气吸入肺中。这导致反常的胸壁运动并阻碍呼吸的运行,这能够导致呼吸衰竭。
[0007] 虽然连枷胸是骨折肋骨的最严重的表现形式,但骨折肋骨的较轻形式也能导致严重的疼痛和功能障碍。
[0008] 对于肋骨骨折的手术固定,已经提出了多种方法。这些方法包括一起使用前板与丝线扎环术,前板具有双皮质螺钉、judet支架、U形板和可吸收板。
[0009] 然而,由于被固定骨的重复运动和负荷承载,使用任何用于肋骨固定的产品都存在问题。无法实现像大多数其它骨折的常规处理那样使受影响的区域固定。虽然肋骨不承载重负荷,但由于插入肋骨的肋间肌具有多层,因而肋骨会受到多个方向的扭矩的影响。因此,施加在肋骨上的是持续的并且在多个方向上。
[0010] 手术固定大多数公开的研究使用金属植入物。克氏丝易于移动并不能提供扭转稳定性。销和包围线在这种应用中同样不能提供可靠的结果。当前可用的金属板被设计为用于其他长骨并且不适用于肋骨的复杂弯曲。金属板的其它缺点是在发生任何并发症(诸如感染或移动)时需要返回医院以进行移除。能够导致移除的其它术后问题是触诊该区域时的疼痛(尤其在瘦弱患者上)以及热敏感性。此外,金属植入物的存在不利于未来对患者进行的任何磁共振成像
[0011] 最近,已经建议使用聚乳酸共聚物作为假体以避免由金属植物物导致的任何可能的并发症。
[0012] 以上是与本发明有关的问题。

发明内容

[0013] 根据本发明的一个方面,提供了以聚乳酸共聚物制造的骨固定器,该固定器包括设计能跨越骨折的骨端部并固定至骨折的骨端部的长型桥接构件、以及能减少所述桥接构件的有效长度的装置,使得在使用中该固定器能将所述骨端部保持在一起。
[0014] 优选地,这些构件通过接合剂位于骨端部的髓管内。
[0015] 控制相对移位的装置可包括位于第一构件的外侧上的锯齿,这些锯齿被设置为能与位于第二构件的内侧上的锯齿接合,锯齿的相互接合允许沿一个方向的相对移位。
[0016] 在另一个实施方式中,控制相对移位的装置包括第一构件的外侧与第二构件的内侧之间的螺纹式相互关系。
[0017] 第一和第二构件优选为空心管。
[0018] 管的截面可以是圆形或被成形为与髓管的截面相对应。
[0019] 在使用中,固定器在被插入骨端部时被加热以变得可塑。
[0020] 根据本发明的另一个方面,提供了使用固定器固定骨折肋骨的方法,所述固定器包括长型桥接构件,所述构件由聚乳酸共聚物制造,所述方法包括如下步骤:
[0021] a.加热所述固定器直至其变得可塑;
[0022] b.将所述桥接构件的端部固定至所述骨折肋骨的相邻骨的端部区;以及[0023] c.缩短所述桥接构件的长度以使所述端部保持在一起。
[0024] 根据本发明的又一个方面,提供了使用固定器固定骨折肋骨的方法,所述固定器包括第一空心构件和第二空心构件,所述第一空心构件与所述第二空心构件以套叠方式接合,所述构件由聚乳酸共聚物制造,该方法包括如下步骤:
[0025] a.加热所述固定器直至其变得可塑;
[0026] b.将所述第二构件插入所述骨折肋骨的第一骨块的端部;
[0027] c.使所述第一构件移位至所述第二构件外,并使所述第一构件的突出端位于第二骨块的骨端内;
[0028] d.将接合剂注射至骨块的髓管内;以及
[0029] e.使骨端保持紧靠直至接合剂凝固
[0030] 优选地,接合剂通过第一和第二构件的壁中的洞注入,直至接合剂流过构件的端部,接触骨髓管的骨。附图说明
[0031] 现在将参照附图、仅以举例说明的方式描述本发明的实施方式,在附图中:
[0032] 图1是固定器的立体侧视图;
[0033] 图2是固定器的端视图;
[0034] 图3是示出固定器的内部构件和外部构件的重叠端的立体图;
[0035] 图4是示出内部构件和外部构件的分解侧视图;
[0036] 图5是示出通过位于髓内的固定器固定在一起的两个断裂肋骨块的侧视图;
[0037] 图6是根据第二个实施方式的将两个骨端部连接在一起的固定器的侧视图;
[0038] 图7是形成固定器的一部分的C形连接器的立体图;
[0039] 图8是与固定器一起使用的侧面连接器的立体图;
[0040] 图9是示出将固定器连接至骨的图钉的第一形式的截面图;
[0041] 图10是将固定器连接至骨的图钉的第二形式的截面图;
[0042] 图11是示出使用固定器将骨连接在一起的的截面立体图;
[0043] 图12是示出固定器的部件相互配合的装置的分解立体图;
[0044] 图13至15是示出根据另一个实施方式的固定器的安装的分解立体图;
[0045] 图16是形成固定器的一部分的塞的截面图;
[0046] 图17是固定至骨端部的塞和柱的截面图;以及
[0047] 图18、19和20是示出根据另一个实施方式的固定器的安装的分解立体图。

具体实施方式

[0048] 第一实施方式的骨固定器10在附图的图1至图5中示出,并且包括两个空心管11、12,空心管11、12是从聚乳酸共聚物挤压出的。聚乳酸共聚物随时间会被身体吸收并且是可生物降解的。聚乳酸共聚物在被加热时变得可塑并且随后在被冷却时刚性变得较高。
这样的共聚物在被插入之后三个月中,能维持它们至少40%的强度。
[0049] 管11、12是空心的,并且包括第一管构件11,第一管构件11以套叠配合的方式位于第二管构件12内。每个构件11、12的长度为30mm,并且在内部具有长型通道13、14。构件11、12间的相互关系允许管从第一缩回位置移动至图1中所示的伸出位置,在第一缩回位置时,内部构件11完全位于外部构件12内,在伸出位置时,内部构件从外部构件12伸出20mm,从而提供总长度50mm并有10mm重叠的固定器10。
[0050] 肋骨的截面十分复杂,从肋骨的前端到后端以及内侧和外侧均有变化。在某些情况下,肋骨的截面是椭圆形的,在其它情况下,其几乎变成圆形,甚至三形。髓管的截面对应于肋骨的外部的截面。
[0051] 在这种实施方式中,固定器10位于骨块的髓管内。固定器的截面被设计为对应于髓管的截面。利用被加热的聚乳酸共聚物的可塑性质能够适应截面的变化,或者,可将固定器制造为多种截面以适应肋骨髓管的变化的截面。或者,固定器10可具有简单的圆形截面。在椭圆校正被证明在髓管内难以适合时使用时,可以使用这种设置。
[0052] 如图2所示,外部构件12具有椭圆截面,测得的较长侧为8.6mm,较短侧为5.4mm。沿着外部构件12的长度的通道被类似地成形,其中较长尺寸为5.8mm,较短尺寸为3.6mm。
外部构件12的壁厚为大约1.4mm,并且均匀地围绕周边。
[0053] 内部构件11的外部截面对应于外部构件12的通道14的内部截面。较长尺寸为5.6mm,较短尺寸为3.4mm,这允许内部构件11以滑动配合的方式位于外部构件12内。内部构件11具有中心长型通道13,中心长型通道13具有直径为1.6mm的圆形截面。由于内部构件具有椭圆形截面,所以其壁厚从0.9mm的最小值至2mm的最大值进行变化。
[0054] 文中描述的固定器10的特征之一是图1中示出的两个构件11、12的套叠性质。内部构件11的外表面与外部构件12的内表面之间的相互关系使得内部构件能自由地从缩回位置向外滑动至完全伸出的位置,但无法自由地返回完全收回的位置。该相互关系还被设计为确保内部构件11无法与外部构件12分离。
[0055] 实现这种关系的方法有多种。在图4中示出的实施方式中,内部构件11的外壁是带锯齿的,并且这些锯齿20与外部构件12的内壁上的锯齿21相互对应。锯齿20、21的斜角设计使得它们有助于棘轮动作,由此,向外移位是可能的,而向内移位或返回移位则被阻止。外部构件12的内壁和内部构件11的外壁在端部处的关系使得内部构件11无法与外部构件12分离。在另一个实施方式(未示出)中,通道的截面是外部构件12,内部构件11的截面是圆形的,并且在内部构件11和外部构件12之间存在螺纹连接关系,由此,一个构件相对于另一个构件的旋转导致内部构件从外部构件12内完全收回位置的运动至内部构件从外部构件12中突出的完全伸出位置。
[0056] 应理解,当设计外部构件12的内部和内部构件11的外壁上的锯齿21、20时,锯齿可以位于椭圆截面的两极,而不围绕整个周边。或者,锯齿可围绕周边。当锯齿用在圆形构件上时,可能需要止动装置来防止构件11和12的相对转动。
[0057] 如图5所示,为了使用上述固定器,较大的或第二构件12首先被插入较大骨块P1的端部内,也就是说插入髓管内。在第一构件11收在第二构件12内的情况下执行这一步骤。一旦第二构件12位于较大骨块内,将第一内部构件11从外部构件12中抽出至完全伸出位置,在该位置,内部构件11滑入相邻骨块P2的端部的髓管中。
[0058] 如图3所示,穿过外部构件12和内部构件11的壁钻有预成形的1.6mm孔25,从而与内部构件11的通道13连通。当外部构件和内部构件中的孔25对齐时,内部构件位于完全伸出位置。骨端部保持分开(distracted),然后将接合剂通过孔25注射并进入内部构件11和外部构件12的通道。注射足够的接合剂直至接合剂从通道中流出并进入两个骨端部的髓管内。当足够的接合剂被注射以确保在构件11、12中每个的端部处出现一大滴时,外科医生推动骨端部使它们紧靠并保持骨端部的位置直至接合剂凝固,这通常需要一分钟。
一旦接合剂凝固,外科医生随后可放开骨端部,骨端部随后通过固定器10以及与其关联的接合剂保持紧靠,见图5。
[0059] 作为预成形孔25的替代方案,外科医生可插入固定器10并随后穿过邻近骨折端的较大骨块并穿过内部构件11和外部构件12的壁进行钻孔。随后将接合剂经由在骨块中钻出的孔注入固定器。
[0060] 存在多种可用于使内部构件11相对于外部构件12发生移位的不同工具。如果内部构件11从来不完全位于外部构件12内,夹持工具可接合突出端,将外部构件12的突出端拉出至伸出位置。相对于外部构件拉动内部构件的力将必须克服锯齿的相互接合。然而,固定器10的可塑性质使得当固定器10被最初插入时这种移位比较容易。
[0061] 在用螺纹替代锯齿的实施方式中,将使用合适的工具使内部构件11相对于外部构件12旋转,从而使其向外突出至伸出位置。使内部构件相对于外部构件发生移位的另一种可行方式是使用接合剂来使内部构件离开外部构件。应理解,在这种环境下,在内部构件的通道内,将存在阻挡物,从而接合剂能抵住该阻挡物以使内部构件移动至外部构件之外。还考虑到,内部构件可具有固态结构,在这种情况下,接合剂能通过接合内部构件的端壁来使内部构件离开。在这种实施方式中,应理解,需要将单独的接合剂源置于较小骨块的髓管中。
[0062] 对于外科医生而言,另一种选择是从骨折的骨块的端部挖去一些骨髓松质骨,并随后直接将一滴接合剂注入骨端部。固定器随后被插入,并置于伸出位置,并且骨被保持紧靠直至接合剂凝固。
[0063] 应理解,骨接合剂可以是骨科行业中使用的常规骨接合剂。骨接合剂具有低粘度并被设计为快速凝固。
[0064] 在图6至12中示出的另一个实施方式中,骨固定器100包括一对C形连接器110,这一对C形连接器110位于骨端部中垂直于骨钻出的孔105中。每个C形连接器具有弯曲臂112,弯曲臂112具有突出端113,突出端113具有带锯齿的外表面114。定支柱120可被推动至C形连接器110的端部113上,其中锁定柱120具有空心圆柱体形式,该空心圆柱体具有带锯齿的内表面121。带锯齿的表面的相互关系允许C形夹具110的端部113向内运动至锁定柱120内,但防止向外运动。
[0065] 在使用中,在远离骨块P1、P2的骨折端的位置以垂直通过骨的方式钻出孔105,并且C形连接器110以如下方式定位于孔105中:通过使臂112穿过孔并控制臂112穿过孔105以接合骨的一侧,同时使带锯齿的末端113位于骨的另一侧,如图6所示。对另一个骨端部重复相似的操作,随后将定位柱120截成一定长度(图11)。将骨端部P1、P2推在一起,并且使C形连接器110进入定位柱120的端部内,从而使骨端部保持紧靠。应理解,C形连接器110和定位柱120由聚乳酸共聚物制造。
[0066] 为了进一步加固骨固定器100,应理解,还可以穿过定位柱120、以垂直于骨端部的方式钻出更多孔以适应锁定外板(overplate)130(图8),锁定外板130包括U形支架131,U形支架131具有内部阳突起132和阴突起133。外板130位于骨上,并且向内推动该板的侧面,使得阳突起132牢固地定位在阴突起133内。阳突起132具有直立肋部134,直立肋部134夹在阴突起133内的槽135内。
[0067] 如图9所示,另一种选择包括使用塑料图钉140,塑料图钉140的一端具有扩大的渐缩形头141,而另一端具有定位凸缘142。使图钉140穿过定位柱120并穿过在骨一侧上钻出的孔145进入骨中心。在图10所示的另一个可选实施方式中,图钉145更长,使得图钉的头141穿过以垂直于骨的方式钻出的孔146延伸越过骨以定位在骨另一侧之外。在这个实施方式中,应理解,定位柱120将向着固体凸缘128渐缩,以允许图钉140的定位。凸缘128可具体参照图6。
[0068] 应理解,图钉140或锁定外板130的使用可以进入一个骨端部P1或两个骨端部P1、P2,并且还应理解,在特殊情况下,可以在两个骨端部为外板130或图钉140设置两个定位点。只有在使骨端部紧靠并且已经将锁定柱120调整到最终位置之后,才将图钉140或锁定外板130置于骨端部中。
[0069] 在图13至17中示出的又一个实施方式中,C形连接器110由具有带锯齿的外表面151的空心锥形销150替代,空心锥形销150从骨P1、P2的一侧穿过垂直孔152定位。随后可驱动扩桩(enlarged peg)155进入锥形塞150,使带锯齿的外表面151抵靠骨中的孔
152的壁扩大,以提供对骨的夹持。
[0070] 如图16和17所示,塞150具有C形上凸缘153。C形凸缘153适应臂156的头158,臂156在其外部具有锯齿157。头158能合适地坐入塞150的顶部。头158的下侧与桩155的整体成形。
[0071] 在图13至17中,将矩形的臂156推入矩形的内部呈带锯齿的桥接构件180。
[0072] 在图18至20中所示的实施方式中,具有带锯齿的内表面161的长型空心矩形接纳件160被模制为具有两个向下突起的桩162和163,桩162和163具有肋状外部164。可使这两个桩162、163进入位于骨中的锥形销150以将接纳件定位在骨端部上,如图17所示。在两个骨端部P1、P2上完成该组装,并且随后可以使在外部具有合适锯齿171的横条170进入接纳件160以将骨保持在一起。接纳件和横条170的带锯齿的边缘171仅允许横条170进入接纳件160并防止向外运动,从而将骨端部保持在一起。
[0073] 为了使用该实施方式的固定器100,首先将骨推挤在一起,并且在骨内钻孔152。随后调节接纳件和横条的长度以确保骨块的端部保持紧靠。
[0074] 应理解,虽然接纳件160可通过单个桩/销固定至骨端部,但是两个隔开的桩/销也是优选的选择。
[0075] 如图16和17所示,塞150的内表面和桩155的外部设置有锯齿以助于单向运动,从而确保桩155不会脱离塞150。
[0076] 聚乳酸共聚物固定器的使用避免了由金属植入物导致的潜在的并发症。聚乳酸共聚物在被加热时是可塑的,这一情况允许固定器呈现肋骨的复杂轮廓。这种类型的共聚物在3个月之后能维持其至少40%的强度,而3个月之后,骨折有望完全愈合。这种共聚物在1至3年中能在被完全吸收,而不产生毒性。动物实验已经表明,与实际上可能减缓骨愈合的传统金属板相比,利用可吸收固定器能够实现更快和更好的愈合。这种情况之所以发生是因为金属板虽然能保护骨免受负荷,但这样做也消除了促使新骨生长的刺激。相比之下,可吸收固定器允许将应力负荷逐渐转加到骨,从而刺激骨更快生长。
[0077] 可吸收固定器的优点在于,材料不需要被移除。此外,如果出现诸如移动或破损的问题,可采用不移除该固定器的保守方式。
[0078] 当固定器在热中受热时,其变得可塑,这允许外科医生弯曲该固定器以匹配肋骨在断裂点处的曲线。这种植入物在前三个月内具有足够的强度以允许骨随着时间开始承受额外的应力。该植入物能在三年内被完全吸收,这一事实避免了发生可能导致骨脆弱的应力遮挡的可能。
[0079] 上述固定器被特别设计为便于使用而不需要进行在以后移除该固定器的二次操作。这种不需要使用螺钉的简单固定方法是该固定器的另一个显著特点。
[0080] 虽然主要描述了该固定器在肋骨固定中的使用,但应理解,该固定器也可用于其它骨,尤其在骨不受大的力和应力的情况下。还应理解,这种类型的固定器可在兽医产业中对动物使用。
[0081] 在所附权利要求和本发明的前面的描述中,除了上下文由于表达语言或必要暗示而需要另外指出的情况之外,在本发明的各种实施方式中,词语“包括(comprise)”或变型诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”均以包含意义使用,即,指定所述特征的存在而不排除其它特征的存在或增加。
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