CN1281193C - 一次性外部固定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于复位骨折的新型一次性轴向外部固定装置，包括可延伸的杆状中间体(2)和相对定位的接骨螺钉夹持钳(5，6)，接骨螺钉夹持钳(5，6)通过球形接头铰接至杆状中间体(2)的各个末端(3，4)。有利的是，球窝接头(16)安装在主体(20)内的每个夹持钳(5，6)上，用于夹紧接骨螺钉的装置(25，26，21，22，23)与主体(20)结合或协作。还提供了辅助元件(30)，辅助元件(30)适于与每个夹持钳(5，6)的一个末端可拆卸的连接，以允许根据固定器的不同安装条件使每个夹持钳更适于使用。
Description
技术领域
本发明总体上涉及一种在矫形外科中用于稳定骨折的改进的轴向外部固定装置。更具体地，本发明涉及一种一次性轴向外部固定装置，包括可延伸的杆状中间体和相对定位的接骨螺钉夹持钳，所述接骨螺钉夹持钳通过球形接头铰接至杆状中间体的各个末端。
背景技术
在本技术领域，单侧外部固定装置已经被长期用于促进骨折恢复，并且将骨折碎片牢固地固定就位。
上述外部固定装置通常包括大体上是圆柱状的中间体，中间体是轴向可延伸的并且具有用球形接头连接至其各个相对末端的接骨螺钉夹持钳。夹持钳连接至杆状接骨螺钉，接骨螺钉被植入骨折相对两侧上的断骨皮层。通常，两个或三个螺钉就足够保证固定。
一种已知的用于固定胫骨骨折的外部固定装置是由同一申请人的欧洲专利申请No.0 609 409中披露的。
多种用于不同类型的骨折和外伤的固定装置通常从它们的供应商处可得到。
因此，存在胫骨和股骨固定器、肱骨固定器、如踝关节和肘关节等的关节固定器和腕关节固定器。
所有的这些固定装置在结构上是类似的并且包括相似的组成部分。然而，不同类型的骨折导致必须生产具有不同尺寸和构造的多种固定器。
但是，因为采用标准的批量生产方法是不切实际的，所以上述具有不同固定器的广泛的库存不可避免地提高了每种类型固定器的制造成本。
并且，当前的技术发展趋势是生产具有由能够被X射线穿透的材料制造的部分和部件的固定器，这使得供应各种类型和不同类型的固定器甚至是更不经济的。
本发明根本的技术问题是设计一种用于复位骨折的单侧外部固定装置，其结构和功能特性使固定装置实质上是一次性的，从而避免超过其能承受的最大限度而引起其部件变形。
发明内容
本发明的原理是提供一种接骨螺钉夹持钳，具有安装于每一夹持钳的球形接头，和通过球形接头的永久设定将球形接头锁定在一个预先指定的角度位置上的锁定装置。
基于这一原理，根据本发明，提供一种用于复位骨折的一次性轴向外部固定装置，包括：可延伸的杆状中间体；和相对定位的接骨螺钉夹持钳，所述接骨螺钉夹持钳通过球形接头铰连至所述杆状中间体的各个末端，球窝接头安装到每个接骨螺钉夹持钳的主体内，及用于将球窝接头锁定在选择的角度位置上的锁定装置通过球窝接头的永久设定提供。通过如上的固定装置解决上述技术问题。
优选的是，所述球窝接头包括形成在接骨螺钉夹持钳的主体内的圆筒形承窝，和容纳在圆筒形承窝中的球头，及所述锁定装置被导引以便在所述承窝内朝着球头和远离球头移动。
另外，所述锁定装置包括滑动件，滑动件通过驱动装置的活动被导引以便在主体的圆筒形承窝内朝着球头移动，用于以强制的方式锁定所述球头。
另外，所述滑动件包括朝同一方向突出的多个横齿。
优选的是，所述横齿能够咬入球头的表面内并且在其中形成多个具有合适深度的印痕。
进而，所述驱动装置包括横向延伸至承窝并设置有作用在滑动件上的凸轮的轴。
另外，所述轴借助合适的扳手能够人工转动，并且在可接近的末端形成有嵌入的六边形。
另外，轴向固定装置包括限制所述轴转动的限制装置，限制装置包括与轴形成为一体并且露在主体外面的径向凸起，所述径向凸起在轴相对于主体处于合适的角度定位时能够紧靠形成在主体上的止块。
优选的是，所述接骨螺钉夹持钳由能够被X射线穿透的材料制成。
结合附图的非限定性的例子，在阅读下面对本发明的实施例的描述后，根据本发明的外部固定装置的特征和优点将会更加明显。
附图说明
图1是根据本发明的轴向单侧外部固定装置的垂直透视图；
图2是图1所示固定装置的部分分解透视图；
图3是根据本发明的固定装置的接骨螺钉夹持钳的另一剖视图；
图4和图5分别是在两种不同的操作条件下图3所示夹持钳的细节的剖面示意图。
具体实施方式
参考附图，根据本发明制成的用于在矫形外科中复位骨折的轴向单侧外部固定装置用标号1表示。
固定装置1包括具有X-X轴和连接至各个接骨螺钉夹持钳5、6的相对末端3、4的杆状中间体2。
有利的是，杆状中间体2和接骨螺钉夹持钳5、6由能够被X射线穿透的材料制成，如通常被称为“窥视(Peek)”的聚醚酮塑料基质，其被用预定量的碳纤维增强以获得合适的刚性。
更具体地，杆状中间体2是轴向可延伸的，因为它由第一棱柱形接合部件8和第二棱柱形接合部件9形成。第一棱柱形接合部件8和第二棱柱形接合部件9可互相套叠地滑动。
所述第一棱柱形接合部件8和第二棱柱形接合部件9中的每一个都包括细长的半圆柱形第一部分8’、9’，半圆柱形第一部分8’、9’与长度较短的第二圆柱形端部8”、9”形成为一体。因此如果从侧面看，第一棱柱形接合部件8和第二棱柱形接合部件9中的每一个都是L形的。
通过在半圆柱形第一部分8’中纵向形成的传动槽7和在另一半圆柱形第一部分9’中纵向形成的相应滑道7’，半圆柱形第一部分8’、9’以滑动的方式互相连接。特别地，半圆柱形第一部分8’实际上具有C形截面，而另一半圆柱形第一部分9’包括具有T形截面以限定所述滑道7’的纵向筋条。
当然，在本发明的范围内可预见其它传动/滑动组合。
有利的是，提供了在所述第一棱柱形接合部件8和第二棱柱形接合部件9的滑动中止动它们的止动装置。
这种止动装置包括垂直延伸到X-X轴的锁定螺钉11，锁定螺钉具有旋入形成在滑道7’中的螺纹孔13中的螺纹端部12。此外，如图3所示，第一棱柱形接合部件8的半圆柱形第一部分8’形成有间隙槽10，并且间隙槽10纵向横跨部件8的大部分。锁定螺钉11穿过间隙槽10，并且优选具有螺杆14的光滑部分，以使第一棱柱形接合部件8和第二棱柱形接合部件9在彼此上的滑动运动灵活。
锁定螺钉11是便于用扳手操作的内六角螺钉(艾伦螺钉)。
必要时，可根据断骨的不同尺寸通过松开和拧紧锁定螺钉11，调整固定器1的杆状中间体2的延伸。相反地，由于传动槽和滑道具有C形和T形截面，不会发生第一棱柱形接合部件8和第二棱柱形接合部件9绕着杆状中间体2的轴的旋转。
在杆状中间体2的紧凑设置中，第一棱柱形接合部件8和第二棱柱形接合部件9的半圆柱形第一部分8’和9’是完全重叠的，并且一个邻靠另一个的第二圆柱形端部9”、8”。
如上所述，杆状中间体2的相对末端3、4通过球形接头铰连至接骨螺钉的各个夹持钳5、6。
每个接头都包括安装于每个夹持钳5、6的球窝接头16。
具体而言，球窝接头16包括由球固定轮圈17a限定并设置在每个夹持钳5、6中的圆筒形承窝17，和容纳在承窝17内的球头18。球头18具有柄19，所述柄19适于容纳在杆状中间体2的每个末端3、4上的相应承窝15中。
容纳柄19的承窝15在第一棱柱形接合部件8和第二棱柱形接合部件9的第二圆柱形端部8”和9”中靠近中央的位置形成。简言之，承窝15与X-X轴共轴，并且通过可释放的锁定装置将柄19固定在承窝15中，锁定装置例如是锁销27，锁销27穿过形成在第二圆柱形端部8”内以便横过X-X轴的孔28和横过柄19的相应孔28’。
接骨螺钉夹持钳5和6中的每一个包括大体上是棱柱形的主体20，其中形成容纳球头18的圆筒形承窝17。
侧凸缘26可拆卸地与主体20连接，用于将夹持钳限制到接骨螺钉上，在例子中，两个螺钉21位于与X-X轴所在的平面相平行的平面内，并且在此平面上间隔预定的距离。
更具体地，主体20具有成形轮廓的侧壁25。凸缘26的轮廓大体上与侧壁25相配，从而侧壁25和侧凸缘26象虎钳牙一样接合，从而锁定接骨螺钉。
优选的是，主体20和侧凸缘26可拆卸连接通过一对螺钉21穿过侧凸缘26中的间隙孔23，接合进设置在主体20中的相应螺纹座22中实现。螺纹座22形成在主体20的侧壁25内。
这种特殊的构造使得接骨螺钉大体上沿球窝接头被固定在接骨螺钉夹持钳中，从而获得整个接骨螺钉夹持钳的非常紧凑的结构。
有利的是，还提供了将球窝接头16锁定在选择的角度位置的锁定装置40。这种锁定装置40包括滑动件41，通过驱动装置42的活动，滑动件41被导引以便在主体20的圆筒形承窝17内朝着球头18的方向运动。
驱动装置42包括轴47，轴47横向延伸到承窝17并设置有作用在滑动件41上的凸轮47a。轴47可用合适的扳手人工转动，并且在其可接近的末端特意形成有凹入的六边形43。
特别地，滑动件41形成有具有多个横齿44的柱状轮圈，即所有横齿都朝着与轮圈的轴平行的方向延伸。这些横齿44旨在在驱动装置42的致动作用下咬入球头18的表面，并且在其中形成多个合适深度的压痕，如几十分之一毫米深。这样，球头18成为永久的设定并且球窝接头16实际上被以强制的(positive)方式锁定。
为了使横齿44咬入球头18预定深度，提供了滑动件41的行程限制装置45。该行程限制装置45包括与轴47成为一体并且露出主体20的外面的径向凸起46，径向凸起46被设置为当轴47相对于主体20位于合适角度定位时紧靠形成在主体20上的止块48。
通过径向凸起46紧靠止块48，滑动件41的多个横齿44将在球头的表面内凹下一个最大预期的深度。
在组装接骨螺钉夹持钳5或6其中之一时，首先将球窝接头16的球头18插入圆筒形承窝17，并且使柄19从主体20凸出。接着安装滑动件41，且使滑动件41的横齿44面向球头18，且最后安装阻止先前的部件分离的轴47。轴47这样定位，即留出圆筒形承窝17的端部以容纳如下所述的另外的柱状元件。
在主体20自由端的圆筒形承窝17还用于保持辅助元件30，根据固定器的不同安装辅助元件30有效地使接骨螺钉持钳5或6更通用。
例如，辅助元件30在图中用T形连接元件31说明，用于将接骨螺钉夹持钳5连接至圆环固定器的圆环，圆环固定器在本领域中被称为Ilizarov系统。
连接元件31包括枢轴配合在相同的圆筒形承窝17内的第一柱状杆32，该圆筒形承窝17容纳球窝接头16的球头18。
锁定螺钉29配合在螺纹孔29’中，螺纹孔29’横向地形成在第一柱状杆32上并且通过设置在主体20内靠近与球形接头16相对的其末端中的长孔。连接元件31还包括和第一柱状杆32形成为一体并且垂直延伸到第一柱状杆32的板状部分33。板状部分33具有相对定位的凸缘，凸缘被长孔34穿透，用于连接至Ilizarov系统中的外部固定装置的圆环。
以这种方式，设置有连接元件31的接骨螺钉夹持钳5或6能被紧固到Ilizarov系统中的圆环上，以制成所谓的“混合夹板”，即外部固定装置，包括轴向固定器和至少一个圆环，从而兼有圆环固定装置和单侧轴向固定装置的优点。
另一辅助元件30在图中用干骺端夹持钳35说明，干骺端夹持钳用于夹住接骨螺钉，接骨螺钉位于大致与X-X轴垂直的平面上并且因此横过包含固定在接骨螺钉夹持钳5或6的壁25和26之间的所述接骨螺钉的平面。
更具体地，干骺端夹持钳35允许将固定器紧固于植入胫骨的近端或远端端部，或植入股骨的远端端部的接骨螺钉上。
干骺端夹持钳35被固定于接骨螺钉夹持钳5或6的其中一个中，与固定连接元件31的方式一样。事实上，与连接元件31一样，干骺端夹持钳35将包括配合在圆筒形承窝17中的第二柱状杆36和与第二柱状杆36成为一体并垂直延伸至第二柱状杆36的一个末端37。
上述末端37在与其偏心的位置上制成有与第二柱状杆36成为一体的U形部分。上述U形部分主要包括一对彼此平行延伸并隔开的壁38、39。在同侧上的每个壁38、39的底部设置了半圆柱形凹槽38’、39’，半圆柱形凹槽38’、39’限定了容纳相应的干骺端接骨螺钉的半承窝，相应的干骺端接骨螺钉是在与包含X-X轴的平面大致垂直的平面上植入胫骨的近端或远端或股骨的远端的螺钉。
有利的是，末端37包括夹紧干骺端接骨螺钉的夹紧装置。夹紧装置包括安装在末端37上的滑动件50，用于沿与靠着壁25被夹紧的凸缘26的方向一致的方向滑动。
上述滑动件50包括形成有窗口49a的矩形基座49和两个板状凸起51、52，板状凸起51、52与在其短边的基座49成为一体。
板状凸起51、52与壁38和39合作以夹紧其间的干骺端螺钉。更具体地，滑动件50通过窗口49a滑动安装在壁39向下逐渐变窄的末端，从而板状凸起51面向末端37并且在与其平行的壁38和39之间是可移动的。
在板状凸起51和52的自由端在相同侧设置了各个半圆柱形凹槽51’、52’，每个半圆柱形凹槽限定了容纳相应干骺端接骨螺钉的半个承窝。因为滑动件50组装到末端37上，所以半圆柱形凹槽38’和板状凸起51’彼此面对，并且半圆柱形凹槽39’和板状凸起52’也是如此，以便夹住相应的干骺端螺钉。
这样，即，使用螺钉，包括壁25和侧凸缘26之间的侧螺钉和滑动件50和末端37之间的干骺端螺钉，通过朝所有相同方向发生的移动，所有螺钉都处于一种紧固的状态，它们的相互位置被保持甚至当它们的直径改变时，例如，从直径为6mm的螺钉到直径为8mm的螺钉。
本发明的夹板装置的确解决了技术问题并且提供了很多优点，优点主要在于与现有的解决方法不同，夹持钳是具有普遍效用的。
事实上，中间体2可以具有与其相联的相对夹持钳，夹持钳具有不同的功能，但是都源于共同的基本结构。
此外，由能够被X射线穿透的材料制成的固定器允许整形外科医生拍摄受伤区域的射线照片而不受大体积物体的干扰。
还应当指出的是，中间体占了根据本发明的固定装置总长度的大部分，并且允许固定器的长度被调节以合适几乎任何外伤情况。
应当进一步指出的是，由球头表面内的横齿产生多个压痕，从而在实践中球窝接头可被确定地放入任何想要的角度位置，并且还禁止夹持钳的再使用，从而夹持钳是一次性的夹持钳。从卫生和安全的观点来看，这体现了另外的优点。
Claims (14)
1.一种用于复位骨折的一次性轴向外部固定装置，包括：可延伸的杆状中间体(2)；和
相对定位的接骨螺钉夹持钳(5，6)，所述接骨螺钉夹持钳通过球形接头铰连至所述杆状中间体(2)的各个末端(3，4)，
其特征在于：球窝接头(16)安装到每个接骨螺钉夹持钳(5，6)的主体(20)内，及用于将球窝接头(16)锁定在选择的角度位置上的锁定装置(40)通过球窝接头(16)的永久设定提供。
2.根据权利要求1所述的外部固定装置，其特征在于：所述球窝接头(16)包括形成在接骨螺钉夹持钳(5，6)的主体(20)内的圆筒形承窝(17)，和容纳在圆筒形承窝(17)中的球头(18)，及所述锁定装置(40)被导引以便在所述承窝内朝着球头(18)和远离球头(18)移动。
3.根据权利要求2所述的外部固定装置，其特征在于：所述锁定装置(40)包括滑动件(41)，滑动件(41)通过驱动装置(42)的活动被导引以便在主体(20)的圆筒形承窝(17)内朝着球头(18)移动，用于以强制的方式锁定所述球头(18)。
4.根据权利要求3所述的外部固定装置，其特征在于：所述滑动件(41)包括朝同一方向突出的多个横齿(44)。
5.根据权利要求4所述的外部固定装置，其特征在于：所述横齿(44)能够咬入球头(18)的表面内并且在其中形成多个具有合适深度的印痕。
6.根据权利要求3所述的外部固定装置，其特征在于：所述驱动装置(42)包括横向延伸至承窝(17)并设置有作用在滑动件(41)上的凸轮(47a)的轴(47)。
7.根据权利要求5所述的外部固定装置，其特征在于：所述轴(47)借助合适的扳手能够人工转动，并且在可接近的末端形成有嵌入的六边形(43)。
8.根据权利要求5所述的外部固定装置，其特征在于：其包括限制所述轴(47)转动的限制装置(45)，限制装置(45)包括与轴(47)形成为一体并且露在主体(20)外面的径向凸起(46)，所述径向凸起(46)在轴(47)相对于主体(20)处于合适的角度定位时能够紧靠形成在主体(20)上的止块(48)。
9.根据权利要求1所述的外部固定装置，其特征在于：所述接骨螺钉夹持钳(5，6)由能够被X射线穿透的材料制成。
10.根据权利要求1所述的外部固定装置，其特征在于：其还包括辅助元件(30)，辅助元件可释放地与接骨螺钉夹持钳(5，6)的自由端相连，以使其能够连接至另一固定装置或其它接骨螺钉。
11.根据权利要求10所述的外部固定装置，其特征在于：所述辅助元件(30)在所述主体(20)的自由端可转动地安装在所述圆筒形承窝(17)内。
12.根据权利要求11所述的外部固定装置，其特征在于：辅助元件(30)包括插入所述圆筒形承窝(17)中的第一柱状杆(32)，和横过第一柱状杆(32)并且与第一柱状杆(32)形成为一体的部分(33)。
13.根据权利要求10所述的外部固定装置，其特征在于：所述辅助元件(30)包括插入圆筒形承窝(17)内的第二柱状杆(36)，和连接至所述第二柱状杆(36)的干骺端夹持钳(35)。
14.根据权利要求13所述的外部固定装置，其特征在于：所述干骺端夹持钳(35)包括用于夹紧干骺端螺钉的装置(37，38，39，50，51，52，53)，所述夹紧装置具有移动部分，所述移动部分在与用于夹紧接骨螺钉的装置(25，26，21，22，23)的移动部分的移动方向相同的方向上是可移动的。
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