CN103025256A - 用于骨缝合术的装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于骨缝合术的装置，其包括本体，该本体有：近侧表面；远侧表面，该远侧表面的形状和尺寸设置成面对骨的目标部分，本体将安装在该目标部分上；以及贯穿开口，该贯穿开口沿中心轴线穿过本体从近侧表面延伸至远侧表面。通孔包括第一凸起，该第一凸起从通孔的内表面朝着中心轴线伸出。第一凸起偏压向无应力状态，在该无应力状态中，第一凸起伸入贯穿开口内离中心轴线第一距离。当受到从中心轴线朝向外的力时，该第一凸起可朝着内表面运动。

Description

用于骨缝合术的装置

优先权

本申请要求美国临时专利申请No.61/366324的优先权，该美国临时专利申请No.61/366324的标题为“Device for Osteosysthesis”，申请日为2010年7月21日，申请人为Urs Hulliger。该申请的全部内容结合到本申请中，作为参考。

技术领域

本发明通常涉及一种用于骨缝合术的装置，特别是涉及一种用于稳定骨的骨板。

背景技术

骨缝合术装置固定在骨上通常通过锚固元件例如螺钉和销来实现。有时希望能够以外科医生选择的角度来将锚固元件固定在骨缝合术装置和骨上。

由授予Orschler的德国专利No.DE102005042766已知一种用于使得锚固元件成角度地稳定连接在骨板中的骨缝合术装置。这种已知装置具有的缺点是锚固元件和骨板的固定只能够由于在骨螺钉头部与板孔之间的相互作用而获得。不过，如本领域技术人员已知，施加在骨板上的增大力和负载可能导致骨螺钉在板孔中的固定松开。

发明内容

本发明涉及一种用于骨缝合术的装置，该装置允许锚固元件（例如骨螺钉）成角度地稳定连接在骨缝合术装置（例如骨板）上以及使得锚固元件刚性地锁定在骨缝合术装置中。

特别是，本发明涉及一种用于骨缝合术的装置，它包括本体，该本体有：近侧表面；远侧表面，该远侧表面的形状和尺寸设置成面对骨的目标部分，本体将安装在该目标部分上；以及贯穿开口，该贯穿开口沿中心轴线穿过本体从近侧表面延伸至远侧表面，通孔包括第一凸起，该第一凸起从通孔的内表面朝着中心轴线伸出，第一凸起向无应力状态偏压，在该无应力状态中，第一凸起伸入贯穿开口内离中心轴线第一距离，当受到从中心轴线朝向外的力时，该第一凸起可朝着内表面运动。

本发明还涉及一种用于骨缝合术的装置，它包括：近侧表面；远侧表面，该远侧表面设置成在操作结构中面对骨；以及贯穿开口，用于接收锚固元件，并连接近侧和远侧表面。贯穿开口具有中心轴线、内表面和多个（N）凸起，这些凸起朝中心轴线的方向穿过该贯穿开口延伸，其中，凸起可沿从中心轴线朝着贯穿开口的内表面的方向运动和/或变形，以使得贯穿开口可径向膨胀。

在装置的一个实施例中，贯穿开口可径向膨胀该贯穿开口的直径的至少2%。

在装置的还一实施例中，凸起包括面对中心轴线的前表面，其中，凸起的可运动性/可变形性并不基于前表面的可变形性。

在装置的还一实施例中，贯穿开口的凸起和内表面形成为整体元件。

在装置的另一实施例中，凸起可弹性变形。因为在骨缝合术装置和穿过插入的骨固定元件之间的力锁合连接，这种结构增加了骨固定处理过程的稳定性，如后面更详细所述。

在装置的还一实施例中，凸起中的第一凸起包括面对中心轴线的前表面，该前表面的周边小于360°，优选是190°至220°。该实施例的优点是简化了制造处理，同时增加了骨缝合术装置与骨的保持力。

在装置的还一实施例中，凸起数目在3和6之间。

在装置的还一实施例中，凸起的前表面沿贯穿开口的内表面相互周向分开。

在装置的还一实施例中，贯穿开口具有非圆形截面。

在装置的另一实施例中，各凸起的前表面具有不同表面积f（N）。

在装置的另一实施例中，各凸起的前表面具有相同表面积f（N）。

在装置的还一实施例中，在没有面积f（N）的情况下，贯穿开口的内表面具有总面积F，其中，比率f（N）/F在2至15%的范围内。

在装置的还一实施例中，比率f（N）/F在20至50%的范围内。

在装置的再一实施例中，凸起的前表面的表面包括三维结构，优选是宏观结构。

在装置的另一实施例中，凸起的前表面设有螺纹或螺纹状结构。在本发明的还一实施例中，前表面设有唇缘。

在装置的还一实施例中，凸起面对中心轴线的前表面形成虚拟体，当垂直于中心轴线测量时，该虚拟体具有基本圆形截面。

在装置的还一实施例中，凸起的前表面形成虚拟体；该虚拟体为圆锥形，优选是具有在5°至15°范围内的圆锥角，以便能够与锥形螺钉头部进行力锁合连接。

在装置的另一实施例中，由凸起面对中心轴线的前表面形成的虚拟体具有球形段的形式，优选是半球形。这种结构能够有利于与球形螺钉头部的力锁合连接。

在装置的再一实施例中，由凸起的前表面形成的虚拟体为圆柱体。这种结构有利于与圆锥形螺钉头部的力锁合连接。

在装置的还一实施例中，凸起通过连接部分而与内表面连接；该连接部分与装置的远侧表面和装置的近侧表面中的一个纵向对齐。在另一实施例中，连接部分可以定位成与近侧和远侧表面等距离。

在装置的还一实施例中，前表面布置成与贯穿开口的中心轴线并不平行。

在装置的还一实施例中，前表面布置成与贯穿开口的中心轴线平行。

在还一实施例中，凸起的背侧设有楔形凸形元件，贯穿开口的内表面设有相应空腔。该实施例能够有这样的优点，即凸起从中心轴线朝向贯穿开口的内表面的变形使得凸形元件夹紧相应空腔，以便增加骨固定处理过程的稳定性。

根据本发明的另一方面，骨固定组件提供有至少一个锚固元件，该锚固元件可插入贯穿开口中。

附图说明

下面将通过示例参考附图介绍本发明的多个实施例，附图中：

图1表示了根据本发明的装置的示例实施例的剖视透视图；

图2表示了根据本发明的装置的另一示例实施例的透视图；

图3表示了根据本发明的装置的还一示例实施例的透视图；

图4表示了根据本发明的装置的贯穿开口的还一示例实施例的局部透视图；以及

图5表示了骨固定组件的透视图，该骨固定组件包括用于骨缝合术的装置以及可插入该装置的贯穿开口中的锚固元件。

具体实施方式

本发明涉及一种用于以保证在植入后经过一段时间也没有骨质量（bony purchase）损失的方式通过骨固定装置（例如骨螺钉）来将骨缝合术装置固定在骨上的系统和方法。根据本发明的示例骨板包括穿过骨板延伸的贯穿开口，并有中心开口轴线。贯穿开口限定了穿过其延伸的槽道，并包括从它的内壁径向伸入槽道内预定距离的第一凸起。第一凸起设有折叠层，如后面更详细所述，以便帮助槽道径向膨胀。具体地说，凸起设置成这样，当受到预定力时（例如通过插入槽道内的骨固定螺钉），折叠凸起的各层抵靠彼此径向压缩，以便增加槽道的直径，并允许骨固定螺钉锁定插入骨中。根据本发明的示例骨板允许插入一定范围的骨固定螺钉，该骨固定螺钉的轴和头部的外径落在预定范围内。应当知道，尽管本发明的实施例在这里介绍为具有预定数目的凸起，但是在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以使用任意数目的凸起。而且，尽管示例的系统和方法相对骨缝合术处理过程来介绍，但是任意其它骨固定处理过程也可以以要求保护的方式来进行，而并不偏离本发明的精神和范围。

图1表示了根据本发明第一实施例的装置1的剖视图。在示例实施例中，装置1是骨固定板，该骨固定板具有：近侧表面8；远侧表面9，该远侧表面9的形状和尺寸设置成用于在操作结构中面对骨；以及贯穿开口2，该贯穿开口2连接近侧表面8和远侧表面9。在示例实施例中，贯穿开口2的截面为基本三叶草形，包括四个径向凹口7，这四个径向凹口7具有第一曲率半径，并通过多个凸起5而相互分离，这些凸起5形成于开口的一部分上，具有第二曲率半径，该第二曲率半径大于第一曲率半径，如图1中所示。也就是，贯穿开口2的截面具有四边形形式，其中，四边形的角部由圆形径向凹口7来延伸。贯穿开口2具有内表面4和中心轴线3。凸起5沿中心轴线3的方向从贯穿开口2的内表面4伸出预定距离。具体地说，如后面更详细所述，凸起5首先提供为偏压结构，其中，该凸起伸入由贯穿开口2限定的槽道10第一预定距离。凸起5的压缩使得第一预定距离减小至第二更小距离，该第二更小距离适合使得骨固定装置能够穿过槽道10可锁定地插入。

各凸起5从内壁部分13径向伸入槽道10中，具有第二曲率半径，如上所述。第一、第二、第三和第四壁14、15、16和17沿朝向中心轴线3的方向从内壁部分13伸出。各第一、第二、第三和第四壁14、15、16和17的宽度沿接近中心轴线的方向相继减小，以便防止相邻的凸起5在它们朝着中心轴线3接近槽道10的减小直径部分时相互接触，如本领域技术人员所知。而且，各第一、第二、第三和第四壁14、15、16和17的曲率与内壁部分13的曲率基本类似。具体地说，第一壁14以与中心轴线3基本垂直的角度从内壁13伸出第一预定距离。在示例实施例中，第一壁14的远侧表面与装置1的远侧表面9对齐，该第一壁14的纵向长度小于内壁部分13的纵向长度。第二壁15从第一壁14的端部伸出，该第二壁15沿近侧方向基本平行于中心轴线3延伸，终止于内壁部分13的近端处。第一槽18限定于第二壁15和内壁部分13之间，该第一槽18允许凸起5径向压缩，如后面更详细所述。第三壁16沿也基本垂直于中心轴线3的方向离开第二壁15的端部延伸，该第三壁16与近侧表面8基本对齐。第三壁的长度基本类似于第一壁14的长度。第四壁17从第三壁16的端部向远侧延伸，从而限定了在第四壁17和第二壁15之间的第二槽19。当从骨固定装置（未示出）施加预定力时，第四和第二壁17、15可运动/变形至第一和第二槽18、19中，以使得贯穿开口2可径向膨胀。图1中所示的各凸起5形成为单个单元。

凸起5的第四壁17的、面对中心轴线3的前表面6设有呈螺纹形式的三维宏观结构。不过应当知道，前表面6可以设有任意其它表面处理部或形状，该表面处理部或形状设置成与要穿过插入的骨固定装置的头部或轴的外壁一致。例如，表面处理部可以选择成提高凸起5和骨固定元件（未示出）之间的摩擦接合。各前表面6具有面积f（N）。在图1所示的示例实施例中，各凸起5的面积f（N）彼此相同。凸起5的前表面6相对于中心轴线3以非平行角度布置，并形成具有圆柱形锥体形状的虚拟体。

全部凸起5的总面积f（T）等于面积f（N）的总和，即：

$f\left(T\right)=f\left(1\right)+f\left(2\right)+\·\·\·+f(N-1)+f\left(N\right)=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}f\left(n\right)$

根据如图5中所示的本发明示例方法，装置1可以首先定位在要治疗的骨的目标部分上面。如本领域技术人员所知，骨板可以暂时保持就位（即通过骨销等）。然后，外科医生或其它用户可以确定骨固定装置1穿过通孔2插入的需要角度。例如，插入角度可以选择成使得骨固定装置能够将骨段相互附接。然后，外科医生可以将骨固定装置11以所需角度插入通孔中，以使得骨固定装置11的纵向轴线11’相对于中心轴线3成角度α。如前面更详细所述，槽道10的宽度可以小于骨固定装置11的头部的宽度，从而当头部前进至通孔2中时，至少一个第一凸起5被径向压缩。具体地说，如本领域技术人员所知，选定的插入角度将确定该多个凸起5中的哪些凸起径向压缩，其中，布置在骨固定装置的插入平面（未示出）中的那些凸起5进行更大程度的偏转（与和插入平面分离的凸起相比）。因此，各凸起5可以进行不同程度的径向压缩，其中，一些凸起5可以根本并不受到任何压缩。根据本发明的示例凸起5允许骨固定装置以任意所需角度穿过通孔2进行多轴线插入，该所需角度可以在将骨板定位于骨上之前或之后来选择。

图2表示了根据本发明另一实施例的装置20的剖视图，其中，相同元件以相同参考标号表示。装置1’包括：近侧表面8；远侧表面9，该远侧表面9用于面对骨；以及贯穿开口22，该贯穿开口22连接近侧表面8和远侧表面9。贯穿开口22具有内表面4和中心轴线3。贯穿开口包括多个凸起25，这些凸起25形成为与图1的凸起5基本类似。凸起25可沿从中心轴线3朝向贯穿开口22的内表面4的方向运动/变形，从而贯穿开口22可径向膨胀。贯穿开口22相对于中心轴线3的截面为基本圆形。凸起25的前表面26与中心轴线3平行地布置，并形成具有圆柱形式的虚拟体。各凸起25的面积f（N）彼此基本相同。

示例凸起25由可选择地插入开口23中的单独单元形成，该开口穿过贯穿开口22的内表面4形成。如图2中所示，凸起5的径向内壁12设有楔形凸形元件24，该楔形凸形元件24可以锁定在相应尺寸和形状的开口23中。开口23可以与远侧表面9纵向对齐。在一个实施例中，凸形元件24可以粘在开口上，以防止相对该开口运动。贯穿开口2的内表面4的近侧部分可以包括凹形开口14，该凹形开口14形成为尖槽，该尖槽沿内表面4延伸，且长度基本类似于径向内壁12的长度。凹形开口14的尺寸和形状可以设置成接收沿径向内壁12延伸的抵靠件13。在示例实施例中，该抵靠件13在第一操作结构中并不接触凹形开口14。具体地说，径向内壁12形成为具有基本垂直于中心轴线延伸的角度。相反，贯穿开口2的内表面4形成有圆锥形，从而贯穿开口2的直径沿远侧方向减小。由于这样的结构，当凸形元件24完全放置在开口23内时，凸起的近侧部分（包括抵靠件13）并不接触内表面4或凹形开口14。凸起25的近侧表面26形成有螺纹或其它表面处理结构，该表面处理结构设置成帮助与骨固定装置的摩擦接合和帮助它向远侧插入骨内，如本领域技术人员已知。如前面更详细所述，前表面26可以限定穿过通孔22延伸的槽道10的虚拟圆锥形状。应当知道，尽管本发明实施例描绘为具有6个凸起25，但是可以使用任意其它数目的凸起，而并不脱离本发明的精神和范围。例如，外科医生可以根据特殊处理过程的要求来确定所需数目的凸起25，并可以在进行处理之前根据需要将凸起25加入装置20或者从该装置20除去凸起25。

根据本实施例的示例方法基本与上面对于图1所述的方法类似。在将装置20布置在骨的目标部分上面之后，骨固定装置（未示出）以选定角度穿过通孔22插入，骨固定装置的插入使得凸起25的至少一部分朝向内表面4径向向外偏转。凸起25可以偏转离开它们的偏压位置任意距离，直到最大偏转范围，在该最大偏转范围中，抵靠件13与凹形开口14接触。

图3表示了根据本发明另一实施例的装置30的剖视图，该装置30具有：近侧表面8；远侧表面9，用于面对骨；以及贯穿开口32，该贯穿开口32连接近侧表面8和远侧表面9。贯穿开口32具有内表面4和中心轴线3。贯穿开口32还包括从贯穿开口2的内表面4伸出的凸起35。该凸起35可沿从中心轴线3朝向贯穿开口32的内表面4的方向运动/变形，以使得贯穿开口2可径向膨胀。贯穿开口32的截面形状为基本圆形，并包括沿它的周边延伸的多个槽39，如后面更详细所述。凸起35的前表面36布置成并不与中心轴线3平行，并形成具有圆锥形状的虚拟体，如在前面实施例中更详细所述。

各凸起36从内壁33径向伸入槽道10中。内壁33可以凹入内表面4中预定深度，以便产生槽39。如本领域技术人员所知，凹入的内壁33增加了凸起35在由骨固定装置施加力时可以从它们的偏压位置偏转的深度，从而提供了骨固定装置穿过贯穿开口32的更大角度。凸片34在离近侧和远侧表面8、9等距的位置处伸出内壁33。凸片34的宽度可以基本等于或者小于内壁33的宽度。凸片34和凸起35用于限定在它们之间的近侧和远侧槽37、38，该槽37、38允许凸起35在由骨固定装置施加预定力时偏转至其中。

图4表示了根据本发明另一实施例的装置40的剖视图。装置40形成为与图1的装置1基本类似，但是只包括单个凸起45。装置40包括贯穿开口42，该贯穿开口42有内表面4和中心轴线3。贯穿开口42的截面形状为基本圆形，并通向位于其附近的基本椭形开口43。凸起45只穿过基本圆形贯穿开口42延伸，并可沿从中心轴线3朝向内表面4的任意方向运动/变形。如对于图1更详细所述，凸起45包括第一、第二、第三和第四壁14’、15’、16’17’，从而当由骨固定装置施加预定最小力时能够径向压缩贯穿开口45。不过，图1的第一壁14与远侧表面9对齐，而本实施例的第一壁14’与近侧表面8对齐。图1中为壁14、15、16、17。然后凸起的随后壁16’、17’、18’分别定位成使得凸起的自由端位于近侧表面8附近。不过，应当指出，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，凸起45也可以形成为与图1的凸起5基本相同的方位。凸起45的前表面46布置成并不与中心轴线3平行，并形成具有圆锥形状的虚拟体。

图4的示例装置40可以以与对于前述实施例所述基本相同的方式来实施。

尽管已经详细介绍了本发明和它的优点，但是应当知道，在不脱离由附加权利要求限定的本发明精神和范围的情况下可以进行多种变化、替换和改变。而且，本申请的范围并不局限于在说明书中所述的处理、机器、制造、物质组分、装置、方法和步骤的特殊实施例。本领域普通技术人员由本发明的说明书很容易知道，根据本发明也可以使用目前已有或以后发展的、执行与这里所述的相应实施例基本相同功能或者获得基本相同结果的处理、机器、制造、物质组分、装置、方法或步骤。

本领域技术人员应当知道，在不脱离附加权利要求的广义范围的情况下能够对本发明进行多种变化和改变。其中的一些在上面介绍，其它由本领域技术人员可知。

Claims (20)

1.一种用于骨缝合术的装置，包括：

本体，所述本体具有：近侧表面；远侧表面，所述远侧表面的结构和尺寸设置成面对骨的目标部分，本体将安装在所述目标部分上；以及贯穿开口，所述贯穿开口沿中心轴线从近侧表面延伸穿过本体至远侧表面，通孔包括第一凸起，所述第一凸起从通孔的内表面朝着中心轴线延伸，第一凸起被朝向无应力状态偏压，在所述无应力状态中，第一凸起伸入贯穿开口内至离中心轴线第一距离处，当受到从中心轴线指向外的力时，所述第一凸起可朝着内表面运动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中：第一凸起可运动的距离为贯穿开口的直径的至少2%。

3.根据权利要求1所述的装置，其中：第一凸起包括面对中心轴线的第一前表面，所述第一凸起形成为圆的一部分，其中，第一前表面的周边小于360°，更特别是在190°至220°的范围内。

4.根据权利要求1所述的装置，其中：第一凸起与贯穿开口的内表面一体形成。

5.根据权利要求1所述的装置，其中：第一凸起包括可弹性变形的铰接部，所述铰接部与贯穿开口的内表面连接。

6.根据权利要求3所述的装置，还包括：

第二凸起，所述第二凸起从内表面朝向中心轴线延伸，第二凸起被朝向无应力状态偏压，在所述无应力状态中，第二凸起伸入贯穿开口中至离中心轴线第二距离处，当受到从中心轴线指向外的力时，所述第二凸起可朝向内表面运动，以便增加通孔中的间隙，第二凸起包括面对中心轴线的第二前表面，第一前表面和第二前表面沿周向相互间隔开；以及

第三凸起，所述第三凸起从内表面朝向中心轴线延伸，第三凸起被朝向无应力状态偏压，在所述无应力状态中，第三凸起伸入贯穿开口中至离中心轴线第三距离处，当受到从中心轴线指向外的力时，所述第三凸起可朝向内表面运动，以便增加通孔中的间隙。

7.根据权利要求1所述的装置，其中：贯穿开口具有非圆形截面。

8.根据权利要求6所述的装置，其中：第一前表面的表面积与第二前表面的表面积相同或不同，第一前表面和第二前表面组合起来，从而覆盖通孔在离中心轴线的距离等于第一前表面和第二前表面离中心轴线的距离处的周边面积的50%至80%或者85%至98%。

9.根据权利要求8所述的装置，其中：第一前表面包括横过第一前表面延伸的螺纹状结构。

10.根据权利要求6所述的装置，其中：第一前表面和第二前表面形成虚拟体的一部分，所述虚拟体具有以下一种：垂直于中心轴线测量的圆形截面、具有在5°至15°范围内的圆锥角的基本圆锥形虚拟体、球形段和圆柱体。

11.根据权利要求5所述的装置，其中：铰接部与本体的近侧表面和远侧表面中的一个纵向对齐或者离本体的近侧表面和远侧表面等距离。

12.根据权利要求3所述的装置，其中：第一前表面与中心轴线平行或者不平行。

13.一种用于骨缝合术骨固定的系统，包括：

本体，所述本体具有：近侧表面；远侧表面，所述远侧表面设置成布置在骨的目标部分上面；以及通孔，所述通孔沿中心轴线从近侧表面延伸穿过本体至远侧表面，其中，通孔包括第一凸起，所述第一凸起可运动地与通孔的内表面连接，从而当施加从中心轴线沿径向指向外的力时，第一凸起沿径向向外运动预定距离；以及

骨固定元件，所述骨固定元件包括头部，所述头部的结构和尺寸设置成当插入通孔内时，头部施加沿径向指向外的力，所述力使得第一凸起从无应力位置沿径向向外运动。

14.根据权利要求13所述的系统，其中：第一凸起包括第一壁、第二壁、第三壁和第四壁，其中：

第一壁与中心轴线基本垂直地离开内表面延伸，并与骨缝合术装置的近侧表面和远侧表面中的一个沿纵向对齐；

第二壁与中心轴线基本平行地离开第一壁延伸；

第三壁与中心轴线基本垂直地离开第二壁延伸；以及

第四壁与中心轴线基本平行地离开第三壁延伸，使得第一空腔限定于内表面和第二壁之间，第二空腔限定于第二壁和第四壁之间，第四壁的面对中心轴线的第一前表面具有螺纹，并相对于所述中心轴线成角度。

15.根据权利要求14所述的系统，其中：第一凸起在通孔的周边的预定部分上面径向延伸，所述通孔具有基本圆形的截面形状。

16.根据权利要求15所述的系统，其中：通孔通向位于其附近的第二开口，所述第二开口从近侧表面延伸至远侧表面。

17.根据权利要求13所述的系统，其中：通孔的远侧部分包括第一狭槽，所述第一狭槽伸入内表面中，其结构和尺寸设置成接收在第一凸起的内壁上的第一抵靠件，内壁相对于通孔的内表面成角度，其中，通孔的近侧部分包括第二狭槽，所述第二狭槽伸入内表面中，其结构和尺寸设置成接收在第一凸起的内壁上的第二抵靠件，并在第一偏压操作结构中与第二抵靠件间隔开预定距离，且当第一凸起通过从中心轴线沿径向指向外的力而被推靠在内表面上时，所述第二抵靠件在第二操作结构中与第二狭槽接触。

18.根据权利要求13所述的系统，其中：第一凸起通过从内表面朝向中心轴线凸出的凸片而与通孔的内表面连接，所述凸片离本体的近侧表面和远侧表面等距离，其中，在凸片的近侧和远侧，第一凸起的近侧内壁和远侧内壁相对于通孔的内表面成角度。

19.根据权利要求13所述的系统，还包括：第二凸起和第三凸起，所述第二凸起和第三凸起通过在贯穿开口中的径向槽而相互分开以及与第一凸起分开。

20.根据权利要求19所述的系统，其中：骨固定元件的头部包括螺纹部分，所述螺纹部分与形成于第一凸起、第二凸起和第三凸起上的螺纹一致。

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