CN100379388C - 用于改善对肱骨近端骨折的固定的钉和螺钉固定系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钉和螺钉系统(1)，用于改善对肱骨近端骨折的固定，其包括要被插入肱骨骨干(9)中的至少一个肱骨钉(10)，和包括至少一个用于通过相应锁定螺钉(3)的近端横向孔(5)，螺钉(3)包括螺钉头(4)和螺杆(31)。有益地，钉是中空的，横向孔包括在中空钉(10)相对壁上的一对相对孔(6′、6″)；更邻近螺钉头(4)的孔(6′)包括局部螺纹部分(28)，相应螺钉(3)的外螺纹直径小于容纳这种螺钉的所述至少一个横向孔的直径。

Description

用于改善对肱骨近端骨折的固定的钉和螺钉固定系统
技术领域
本发明涉及用于治疗骨折的钉，更具体地涉及用于改善固定肱骨近端骨折的钉。
本发明还涉及一种系统，包括至少一个要被插入肱骨骨干中的肱骨钉，还包括至少一个用于通过相应锁定螺钉的近端横向孔，所述螺钉包括螺钉头和螺杆。
背景技术
如这种特定的矫形外科领域中公知的，近端肱骨骨折是最普遍的肱骨骨折。
肱骨的上部分可以被视为在肩膀处的球窝接合。肱骨的近端具有包含球部分的扩大头。肱骨的骨干由近端向远端延伸到肘关节。
简单的近端肱骨骨折表现为肱骨头或该头的部分与肱骨骨干经常是轻微错位地断开。
更复杂的肱骨骨折表现为该头的两个、三个或四个部分较大错位地断裂。
这些肱骨头的错位部分称为断片。
肱骨骨折的性质一般是可预测的，因为该头往往在头的球部分和与韧带连接的一个或两个结节之间骨折。但是，肱骨骨折的复位仍是矫形外科中最复杂的手术之一。
根据现有技术，肩关节在外科上可用假体替代；但是，这种方案在许多方面都不能令病人满意。
最近，新的保守型外科技术正越来越认同使用带锁紧螺钉的肱骨钉。
这种钉被设计为插进肱骨的近端中，并同时使用螺钉穿过这种钉中的近端孔，从而获得断片的复位和愈合。
这种钉例如公开在德国专利申请No.DE 199 45 611中，涉及带轴的肱骨钉，轴上具有横向孔以容纳固定螺钉。该轴近端部分上的数个孔在其高度和角度上偏移，从而允许螺钉在不同方向上固定断片。
类似方案也公开在美国专利No.5,472,444中，涉及带横向孔的肱骨钉，这些孔定向为选定角度来容纳连接到断片的螺钉。
当使用这种肱骨钉和锁紧螺钉时，已注意到螺钉的螺纹部分在一段时间后往往会失去稳定性和整体的紧密性。换句话说，螺钉的螺纹部分被植入到对应的断片内，由于疏松的骨使得螺钉在横向孔内自由地移动和旋转，所以会失去它的紧固效果。
该问题在近端肱骨骨折中甚至更显著，这种骨折尤其难以解决，例如涉及年老的骨质疏松病人，或在骨折区域具有癌变组织的病人。
为解决这种进一步的问题，近来现有技术方案已被提供来使用包含至少3个近端螺钉孔的肱骨钉和全螺纹的、适合小骨头断片的多孔固定的螺钉。
骨头断片被钉固定，并通过螺钉孔中螺钉的简单锁定而被保持在合适位置处。因而，螺钉可稳定在钉中。
虽然允许肱骨骨折的快速近端重构，这种最近的现有技术方案仍存在严重的缺陷，原因在于在解剖复位骨折之后，至少一个螺钉头被骨头断片(一般是较小的粗隆)隐藏了。因而，在愈合之后不可能从钉中快速地取出该螺钉，并且这还限制了快速地取出钉。
而且，甚至当使用全螺纹螺钉时，骨质疏松病人遇到的问题并不能完全解决，因为断片被拉向钉，但是在骨质疏松的骨头内部，螺钉的全螺纹部分不会提供禁止螺钉的旋转和从对应的螺钉孔中松脱所要求的稳定性。
另一缺陷是螺钉并不能在任何可能的方向上插入，而被迫仅能位于横过钉的方向上，而这并不总是紧固所有可能断片的最佳方向。
一种已知的现有技术方案公开在法国专利申请No.FR 2 784 283中，其中一种专门的销钉10被横向地设置到钉孔用于在螺钉3从骨头中松开时啮合该螺钉。
但是，这种方案没有涉及也不可能应用到用于肱骨骨折的中空钉。
本发明的目的是提供新的固定系统，用来改善对肱骨近端骨折的固定，甚至改善在骨质疏松骨头中的固定，而不会存在影响现有技术方案的缺陷，并且更具体地，允许将螺钉甚至沿着不同方向容易地插入相应的钉孔中。
本发明的另一目的是允许通过在外科手术过程中容易使用的紧固装置来固定和愈合肱骨的近端骨折。
本发明的又一目的是当对骨质疏松的骨头断片提供更强的紧固作用的同时，减小在这种断片上的应力。
本发明的又一目的是允许外科医生对骨头周围的肌肉进行更小程度的切割而将多个断片固定在一起。
发明内容
根据本发明的第一实施例，提供了一种新的钉和螺钉固定系统，其包括要被插入肱骨骨干中的至少一个肱骨钉，其包括至少一个用于通过相应锁定螺钉的近端横向孔，所述螺钉包括螺钉头和螺杆。有益地，所述横向孔具有内侧局部螺纹部分，并且相应螺钉的外螺纹直径小于容纳这种螺钉的所述至少一个横向孔的直径。
该局部螺纹部分作为螺母的部分工作，但在正常插入过程中不会妨碍螺钉。万一螺钉在最终紧固后或使用中发生不期望的移动或错位，内侧螺纹部分解决了这一问题，至少以齿对齿的方式啮合螺钉的螺纹部分。
这种方案允许螺钉保持在钉的相应孔内的适当位置处，并保持稳定，甚至在骨质疏松的骨头中螺钉发生移动或松动时。
在附图辅助下，从下面对作为说明性而非限制性示例的优选实施例的描述，根据本发明的钉和螺钉系统的其他特征和优点将清楚化。
附图说明
图1表示本发明固定系统的肱骨钉和相应锁定螺钉的透视图；
图2是图1中所示螺钉的螺纹部分轮廓的放大视图；
图3表示图1中钉和螺钉系统的特定部分的正截面视图；
图4和5分别表示图3的特定部分在不同工作条件下的侧视横截面视图；
图6是根据本发明的固定系统的另一透视图；
图7是图6固定系统的俯视图；
图8是本发明又一实施例的透视和局部截面图；
图9是图8固定系统的俯视图；
图10是要用在根据本发明的固定系统中的特定紧固设备的透视图；
图11和14分别表示图10紧固设备的正视图和侧视图；
图15表示图6和8的固定系统的特定部分的透视图。
具体实施方式
参照附图，用来改善对肱骨近端骨折的固定的钉和螺钉系统被整体地表示为1。
本发明的固定系统1包括直接插入肱骨骨干9中的肱骨钉10。钉10是中空的，并被插进髓骨腔8内。
钉10可以是在其整个长度上呈圆柱形，或具有圆锥状端部。所以，钉10可以沿其整个长度具有恒定的或变化的环形截面，或者甚至可以具有弯曲部分；钉的形成和长度不是本发明系统的限制方面。
钉10的末端是半球形的、并形成钉的所谓“突出”的封闭端11。
末端横向孔被设置在钉10的末端部分中，用来容纳锁定螺钉。例如，如图1所示，一旦钉10已被插入肱骨骨干9内，两个孔12、13容纳相应的锁定螺钉32、33来紧固钉10。
根据本发明的第一实施例，固定系统1包括肱骨钉10和至少一个近端锁定螺钉3。
肱骨钉10甚至可以包括一组用于相应锁定螺钉3的近端横向孔。例如，在该实施例中，至少3个横向孔5、6、7显示在肱骨钉10的近端部分中，如图7所示。
更具体地，因为肱骨钉10是中空的，所以每个横向孔5、6、7包括实现在钉的相对壁中并且可以轴向对准的一对孔。为公开目的，我们将这些相对孔视为单个横向孔。
每个横向孔可以以相对于钉的纵轴成选定角度而定向；但是，所述近端孔组中的至少两个孔5、6位于相同的平面上，而第三孔位于径向平面中。
有益地，锁定螺钉3是全螺纹的，具有工作螺钉头4、螺杆31和与所述工作螺钉头相对的圆端34。工作螺钉头4具有凹槽形座29，用来容纳未示出的、外科医生使用的工作扳手。
螺钉的螺纹形状下面将详细地公开；但是，必须注意到任何特定形状和螺纹的螺钉3都可以用在根据本发明的固定系统1中。
在该具体实施例中，至少肱骨钉10的近端横向孔6包括内侧局部带螺纹部分28，在图4和5中清楚示出了。该部分28可以视为是螺母部分，但是甚至滚花部分也能满足本发明的目的。
如前面提到的，肱骨钉是中空的，每个横向孔包括实现在钉的相对壁中并且可以轴向对准的一对孔。
在该实施例中，标识形成横向孔6的两个相对孔6′、6″同样重要。
每个螺钉3具有外螺纹，其直径小于容纳螺钉的横向孔6的直径，并且在正常插入过程中，内侧螺纹部分28不会妨碍螺钉。
在优选的实施例中，内侧螺纹部分28被提供在靠近螺钉头4的孔6′中。
螺钉3可以穿过孔6′、6″位于适当位置处，并被旋进待固定的相应骨断片中。
万一螺钉3在最终紧固后或使用中发生不期望的移动或错位，内侧螺纹部分28解决了这一问题，至少以齿对齿的方式啮合螺钉3的螺纹部分，如图4所示。
如前面提到的，螺钉3可以具有任何特定形状和螺纹；但是，下面将公开优选的螺钉结构。
螺钉3包括全螺纹的螺杆31。
该螺杆31基本为圆柱形，其恒定直径终止于圆端34。
图2是根据本发明的螺纹部分轮廓放大视图。
有益地，该螺纹部分至少具有形成为恒定螺距p(优选螺距为0.45mm)的部分，并且包括具有三角形截面的螺纹35，其横截面具有60°的锐角顶角。
两个相邻螺纹的相对壁形成不大于60°的角度α。
有益地，螺纹35相邻内壁之间的螺纹底部呈轻微凹圆形，这样在螺钉穿过过程中能有效地缓和材料流动和减轻骨头应力。
该底部圆形部分的半径是0.5mm。
螺纹高度是0.27mm，并且沿着螺纹轮廓保持恒定。
该螺纹也允许使用锥形轮廓。
本发明的螺钉3比传统螺钉能更好地分布应力。而且，本发明的螺钉3甚至在没有干扰下，即在预先钻的孔尺寸过大、溶解(lysis)或骨质疏松的情况下，仍表现出具有更好分布的应力。
现在参照图6～15，将公开本发明的另一实施例。
在该实施例中，该系统1还包括本发明的紧固设备2，用于将锁定螺钉3或多个锁定螺钉固定在它们最终的紧固位置处。
如已经提到的，锁定螺钉3具有相应的螺钉头4，其根据现有技术通常紧靠着钉10或肱骨的皮层14。
相反，根据本发明的系统，紧固设备2被置于螺钉头4和骨头皮层表面14之间。更具体地，所述紧固设备2包括至少一个中间板元件15，其被插在所述螺钉头4和骨头皮层表面14之间。
因而，当螺钉3被完全紧固时，螺钉头4紧靠着中间板元件15，而不是骨头皮层14。
该方案允许扩大锁定螺钉头4与骨头皮层表面14的紧靠表面，从而允许更强的紧固作用，并且避免了螺钉3的进一步旋转。而且，该方案允许外科医生用更小的切割就将多个断片固定在一起。
有益地，所述中间板元件15包括轻微弯曲的表面16，以完全地附着在骨头皮层表面14上，如图5和7所示。在优选的实施例中，板元件15在两个主要轴线方向上都轻微弯曲，从而形成两个相对的、平行的弯曲表面16和17。
值得注意的是，整个板元件15可安装在直径为18mm的圆内，板厚度约为1mm，但这仅是为了给出关于中间板15的形状和尺寸的一些指标。
中间板15和螺钉3由外科手术用钢制成。或者，它们可用钛或钛合金制成。
或者，板15可以由塑料材料或生物可降解材料制得。
而且，中间板元件15具有基本为圆形的轮廓，并包括一对加长臂部分18、19，就在最终对螺钉头4进行紧固作用之前，它们被横跨插在螺钉杆上。
所述臂部分18、19每个都具有圆形端18a、19a。
所述中间板元件15包括具有至少一个座22的加大部分21，如图9所示，用于容纳将被插入骨头内的至少一根断片固定销钉23，如图1和2所示。
在优选的实施例中，所述座22是形成在中间板15的所述加大部分21中的孔24。该孔24的直径例如可以为2.5mm。
在优选的实施例中，在所述加大部分21中设置有至少两个孔24，并且这两个孔分别与相应的臂部分18、19对准，如图6所示。
在本发明的另一实施例中，其中一个孔24可以设置在邻近其中一个臂部分18或19的端部，如图8所示。
根据前面的描述，中间板元件15可以视为是与凸缘部分21一体形成的开口垫圈。
断片固定销钉23是细杆26，由外科手术用钢制成，具有末端的螺纹部分25。该杆的直径可以为3mm，而杆的螺纹部分的外直径可以小于2.5mm。
这种断片固定销钉公开在欧洲专利No.0 642 323中，其申请人与本申请人相同，如图15示意性示出的。
在外科医生已在三角肌中切开前面开口来到达被骨折的骨骺块后，根据三角肌纤维切出短切口。然后，三角肌纤维被分开以到达骨折区域和相应的ematoma。
钉10被插入肱骨骨干9的轴内，并由末端螺钉32、33保持在适当位置处。接着，通过将断片固定在肱骨钉10上，可以使肱骨头的骨折复位。
在接纳螺钉3之前，骨头断片(小粗隆、大粗隆、肱骨头等)一旦被定位，即利用特定工具被精确钻孔。
螺钉被锁定，并且就在最终紧固螺钉之前，中间板15在螺钉头4和骨头皮层14之间横跨在螺杆上。值得注意的是，要求非常小(例如4cm)的三角肌切口来插入板15，这样有助于愈合。
当中间板元件15被放置到最终位置并且紧固螺钉3以使螺钉头4紧靠着板15时，接着断片固定销钉23可以穿过孔24被插入骨头中。
断片固定销钉23可以被插入到骨头中，从而穿过骨头钻出孔，该孔小到足以紧紧地啮合销钉的螺纹。
有益地，固定销钉23可以根据啮合肱骨头其他可能断片的需要而被定向，因为其螺纹部分的直径比孔24的直径稍小一些。
销钉23的存在具有两个功能：避免中间板15的错位或旋转，并且万一需要时，固定肱骨头的断片。
根据本发明的优选实施例，一对断片固定销钉23穿过形状如图5或8的示例中板15的相应孔24被插入骨头中。
但是，如前面提到的，甚至一个固定销钉23就足以达到避免板15的错位的目的，从而可以使用包括单个孔24的板15。
在本发明的另一实施例中，参照图8和9所公开的，一对中间板元件15可以被用于固定目的。
这些板15甚至可以具有不同的尺寸，与更远端的近端螺钉3配合使用的第二板15′可以大于其他上部板15。
或者，第二更远端的中间板15′的臂部分18和19可以长于图1中所示的、作为本发明第一实施例的臂部分。
板15和15′的最终定向可以不同，外科医生仅需要注意孔24的位置，以使断片固定销钉23不会妨碍隐藏在骨干9内部的钉10，如图8和9所示的。
在某些情况下，板15和15′的位置甚至可以转换，以使更大的板15可以被更近端处的相应螺钉3固定。
总之，根据本发明的系统方便了骨折的快速解剖复位，并确保了快速的愈合。
而且，该系统要求在骨头周围的肌肉中切非常小的切口，这样有助于愈合。
而且，板15的使用允许用更小的切口就可将多个断片固定在一起。

Claims (16)

1.一种钉和螺钉系统(1)，用于改善对肱骨近端骨折的固定，其包括至少一个要被插入肱骨骨干(9)中的中空肱骨钉(10)，所述中空肱骨钉(10)具有至少一个用于通过相应第一锁定螺钉(3)的、包括一对在所述中空肱骨钉(10)的相对壁上的相对孔(6′、6″)的第一近端横向孔(6)，所述第一锁定螺钉(3)具有螺钉头(4)、螺杆(31)和外螺纹，所述外螺纹的直径小于所述第一近端横向孔(6)的直径，其特征在于所述第一近端横向孔(6)具有内侧局部螺纹部分(28)，所述局部螺纹部分(28)是螺母的部分或滚花部分，所述中空肱骨钉(10)的所述第一近端横向孔(6)的所述局部螺纹部分(28)至少以齿对齿的方式啮合所述第一锁定螺钉(3)的所述螺杆(31)。
2.如权利要求1所述的钉和螺钉系统，其特征在于更接近所述螺钉头(4)的孔(6′)包括所述局部螺纹部分(28)。
3.如权利要求1所述的钉和螺钉系统，其中所述螺杆(31)是具有恒定螺距(p)的全螺纹，并包括呈三角形横截面轮廓的螺纹(35)。
4.如权利要求3所述的钉和螺钉系统，其中所述三角形横截面轮廓具有60°的锐角顶角。
5.如权利要求1所述的钉和螺钉系统，还包括至少一个插在所述螺钉头(4)和骨头皮层表面(14)之间的第一中间板元件(15)，以使所述螺钉头(4)紧靠所述第一中间板元件(15)。
6.如权利要求5所述的钉和螺钉系统，其中所述第一中间板元件(15)包括轻微弯曲的表面(16)，以基本上附着在所述骨头皮层表面(14)上。
7.如权利要求5所述的钉和螺钉系统，其中所述第一中间板元件(15)包括一对加长臂部分(18、19)，在最终紧固所述螺钉头(4)之前，所述加长臂部分(18、19)被横跨插在所述螺杆上。
8.如权利要求7所述的钉和螺钉系统，其中所述加长臂部分(18、19)带有圆形末端。
9.如权利要求7所述的钉和螺钉系统，其中所述第一中间板元件(15)包括加大部分(21)，所述加大部分(21)具有至少一个座(22)，用于容纳至少一根断片固定销钉(23)。
10.如权利要求9所述的钉和螺钉系统，其中所述座(22)是形成在所述第一中间板元件(15)的所述加大部分(21)中的至少一个孔(22)。
11.如权利要求9所述的钉和螺钉系统，其中所述座(22)是形成在至少一个所述加长臂部分(18、19)中的至少一个孔(24)。
12.如权利要求5所述的钉和螺钉系统，其中所述第一中间板元件(15)具有基本呈圆形的轮廓。
13.如权利要求9所述的钉和螺钉系统，其中所述第一中间板元件(15)是与凸缘部分(21)一体形成的开口垫圈。
14.如权利要求5所述的钉和螺钉系统，其中第二中间板元件(15′)被插在穿过所述中空肱骨钉(10)的第二近端横向孔(5)的第二锁定螺钉(3)的螺钉头(4)和所述骨头皮层表面(14)之间。
15.如权利要求14所述的钉和螺钉系统，其中所述第二中间板元件(15′)大于所述第一中间板元件(15)。
16.如权利要求14所述的钉和螺钉系统，其中所述第二中间板元件(15′)包括一对加长臂部分(18、19)，所述加长臂部分(18、19)被横跨插在相应的螺杆上。
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