CN100528094C - 外科手术钉及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种外科手术钉(1)，该钉为髓内钉的形式具有中心轴线(2)并由具有抗拉强度Fz、抗压强度Fd、密度ρ2和弹性模量E的材料M构成。所述钉包括至少两个横向于中心轴线(2)延伸的的横孔(5)，并具有断面轮廓F和横向轴线(6)，断面轮廓F具有沿中心轴线方向的最大长度a和垂直于该长度的最大宽度b。该钉还包括与中心轴线(2)同轴延伸的纵孔(3)和壁(4)，此外，还有经过纵孔(3)可以插入横孔(5)区域的插入件(7)。所述插入件具有纵向轴线(13)，并且由比材料M低的弹性模量e＜E的材料“m”构成。

Description

外科手术钉及系统
技术领域
本发明涉及一种外科手术钉及系统，特别是涉及一种髓内钉。
背景技术
髓内钉的锁紧装置属于技术标准。在髓内钉的横孔中锁紧螺钉或锁紧销钉(下面仅仅是使用锁紧螺钉这个概念，但是，还应该包括锁紧销钉这个概念)的插入或者借助于摄影法(x射线控制)或者借助于或多或少有些复杂的瞄准装置来实现。在两种情况下，一定的瞄准精度不可避免，也就是说，螺钉尖没有与横孔的中轴线精确地同轴，而是偏离一定量。因此，尽管这个瞄准误差，锁紧螺钉通入横孔并且能通过这个横孔穿入，将要确定螺钉的外径相对横孔的直径偏小。将瞄准精度保持在这个小尺寸(Unterdimensionierung)范围内，尽管有瞄准误差的问题，锁紧螺钉能够插过横孔。当然，由于这个小尺寸，锁紧螺钉相对横孔具有一定间隙。
这个间隙定义为，借助于锁紧螺钉固定在相应的锁紧孔中的骨头主碎片相对钉的移动量，因此，由于钉的刚度也是相对用相同的钉固定的另一骨头主碎片的移动量。为了保证锁紧装置对于外科医生的适用性，该间隙虽然是不可避免的，但是，它在临床上对一定适应症(例如，干骺端碎片的病例)是不期望的。
在锁紧孔中可具有内螺纹的钉本身在整个剖面上是有间隙的。内螺纹只是防止钉在锁紧螺钉中会轴向移动。
从HOVER等的US 6,296,645已知一种由金属构成的空心髓内钉，髓内钉在称作窗口的在直径上对置的横孔外壳开口中具有一个或两个塑料插入件，锁紧螺钉能够插过插入件。在这种已知的髓内钉中不利的是这种情况，在临床的插入件中产生负荷的情况下，窗口式的塑料插入件可能被挤压，因此失去预期的功能。但是，即使在非常小心操作中也可能在锁紧螺钉通过时两个塑料插入件从其“窗口”中被挤出，这同样导致功能的丧失。
发明内容
这里，本发明将设法补救。本发明基于构成外科手术钉特别是构成髓内钉的目的，用该钉能无风险地消除在钉和锁紧螺钉之间存在的间隙，并且能够获得锁紧螺钉和髓内钉之间改善的保持力，使用者在其工作时不必施加提高的精度。
本发明所提出的问题通过外科手术钉来解决，该钉具有以下所述的特征。
按本发明的外科手术钉，它具有中心轴线，该钉由具有抗拉强度Fz、抗压强度Fd、密度ρ2和弹性模量E的材料M构成并具有至少两个横向于中心轴线延伸的横孔，该横孔具有断面轮廓F和横向轴线，其中断面轮廓F沿中心轴线方向具有最大长度a和垂直于该方向具有最大宽度b，其中钉具有一与中心轴线同轴延伸的纵孔和一壁，以及，钉包括经过纵孔可插入横孔区域内的插入件，该插入件具有纵向轴线并且由材料m形成，该材料m具有比材料M小的弹性模量e＜E；其特征在于，所述插入件沿轴向可插入直到所述至少两个横孔的区域内。
按本发明的系统，包括一上述的钉和一可插入横孔和可插过插入件的锁紧螺钉或一锁紧销钉，其特征在于，锁紧螺钉或锁紧销钉具有外螺纹或无螺纹杆，该无螺纹杆具有外径“d”，其中“d”满足条件d＜a且d＜b。
因此，可获得以下优点：
a)在锁紧螺钉插入时，瞄准精度没有受到不利影响；
b)钉和插入件能够独立无菌包装，外科医生能选择他是使用无插入件的钉还是带插入件的钉。在后者的情况下，外科医生自己能将插入件插入钉中并且必要时还可再取出。如果外科医生使用无插入件的钉，则继续留下该无菌包装的插入件下次使用。由此，医生还能在手术中选择他是否使用锁紧螺钉的角度稳定锁紧装置，其中概念“角度稳定的”意指一定自由度的限制。
c)有可能实现对于确定负载量沿一定方向骨头碎片的角度稳定的固定。
本发明优选的进一步结构形式为，插入件被构成为杆状并且可通过钉的纵孔插入直到横孔的区域。通过将插入件从纵孔的近端向前推到横孔区域，外科医生还能够在进行钉(没有插入件)的植入之后插入插入件。
插入件的材料m优选具有比材料M更小的抗压强度fd＜Fd，以及优选具有比材料M更小的抗拉强度fz＜Fz。插入件的弹性模量“e”优选为“e”＜0.8E，典型地为“e”＜0.7E。
在一种特殊的结构形式中，插入件的材料m由生物相容性的塑料形成，优选聚乙烯或高分子聚乙烯(HMWPE)。这具有这样的优点，不会发生带有不明分解物的塑料分解。
在一种可替换结构形式中，可插入空心钉纵孔的较低硬度的材料由生物吸收性材料形成，优选为聚交酯。在这种结构形式中最初导致髓内钉无间隙的横向锁紧，随着聚合物吸收的逐渐增加，这种横向锁紧又逐渐地被消除，因此，横向锁紧螺钉相对髓内钉又可移动，从而所提供的骨头碎片也重新可移动。因此，在进行骨析固定之后进行骨头碎片的动态生长。
生物吸收性材料的另一个优点是，在锁紧螺钉穿过拧紧时，通过钉形成的碎屑能够被身体分解。
在另一种结构形式中，钉有至少两个横孔，优选有至少三个横孔。
这些横孔之一也能够形成为具有断面轮廓F的长孔，其中沿钉的轴向布置长孔的较长尺寸“a”。
插入件的材料“m”优选也具有比具有密度ρ2的材料M更小的密度ρ1，其中优选ρ1＜0.8ρ2。
钉可以包括一可插入横孔(具有断面轮廓F)中并且可插过插入件的锁紧螺钉或一锁紧销钉，其外螺纹或其无螺纹的杆具有外径“d”，它满足条件d＜a且d＜b。
在另一种结构形式中，杆状插入件具有中心纵孔。
钉的纵孔直径沿其中心轴线方向可构成为变化的，纵孔优选具有圆周台阶。
在另一种结构形式中，杆状的插入件具有径向的、横向于其纵轴线延伸的凹窝。由于该凹窝，锁紧螺钉或锁紧销钉可更容易对中并且通过插入件钻入，并且形成材料“m”的很小的碎屑。
插入件也能具有多个凹窝，其与钉的横孔相同地设置。
在另一种结构形式中，杆状插入件圆锥形构成。由于这种形式，插入件可更容易从远端插入钉的纵孔中，而且，可能是压配合。
在另一种结构形式中，杆状插入件和钉的壁具有相互配合的结构(Mittel)，优选以槽和与其相配合的突起的形式，其将插入件固定在相对于钉的预先确定的位置。
杆状插入件可以具有一个或多个径向横向于纵轴线延伸的突起。该突起可与钉的横孔相同地布置。突起具有横向尺寸“x”，该横向尺寸有利地形成关系1＜x/q＜2，其中“q”是插入件7的直径。该结构形式的优点形成如下，在插入件插入钉的纵孔中时，突起卡扣在横孔中，因此，插入件明确地和可靠地定位于钉中。此外，被增加的置换体积导致提高的保持力，即，角度稳定性。
钉能够已经带着插入其纵孔直到横孔区域的插入件提供给外科医生使用，或可选择地作为独立包装的零件提供给外科医生。
钉能与具有螺钉杆和外螺纹的锁紧螺钉一起使用，其中螺钉螺纹的直径d满足d＜a且d＜b，优选“d”至少比两个尺寸a和b中较小的那个小至少5％。
钉为了制造该，将由材料“m”构成的固体从钉(由材料M构成)的上端或下端插入钉的纵孔，从而该固体至少到达钉的横孔之一的区域中。
附图说明
下面根据多个实施例的部分示意性视图，更详细地解释本发明和本发明的进一步形成。
其中：
图1是用较软材料局部充满的空心髓内钉的纵向剖视图；
图2是髓内钉在横孔区域的横向剖面图；
图3是从远端插入空心髓内钉的由生物相容性塑料构成的插入件，其在与髓内钉横孔相应的位置具有径向凹窝，或者通孔；
图4是带有防旋转插入件的髓内钉在横孔区域的横向剖面图；
图5是从远端插入空心髓内钉的由生物相容性塑料构成的防旋转插入件的视图，其在与髓内钉横孔相应的位置具有突起；
图6是从近端插入空心髓内钉的由生物相容性塑料构成的插入件的纵向剖视图；
图7是根据图6的插入件转过90°的纵向剖视图；和
图8是从近端在空心髓内钉的整个长度上插入的插入件的视图。
具体实施方式
在图1中示出的外科手术钉1是一种用于具有中心轴线2的管骨(
Figure C0382661300071
)的髓内钉，其由材料M(金属或金属合金)形成，并且具有三个横向于中心轴线2延伸的横孔5，它们具有直径D和横向轴线6。
四个横孔之一是设置在近端并且构成为长孔20，其中较长的尺寸沿轴向布置。三个横孔5中的两个设置在髓内钉1的远端部分中。
髓内钉具有与中心轴线2同轴延伸的纵孔3和由此具有壁4。由可吸收聚交酯形成的以整体的固体形式的一杆状插入件7(图3)从远端插入该纵孔3中，由此用较小强度、特别是较小弹性模量(与髓内钉的材料M相比)的材料m在两个远端的横孔5区域内配合精确地充满纵孔3。但是，也可能是材料m的压配合。
如图1所示，具有杆22和外螺纹23的锁紧螺钉21能被拧入横孔5并且由此穿过插入件7。
插入件7具有与其纵轴线13同轴的贯穿的纵孔8和在其远端具有带朝向近端的止挡10的半球形扩大部(Erweiterung)11。通过扩大部11的止挡10，保证插入件7在髓内钉的纵孔3中的可靠轴向定位。
插入件7具有四个径向的、横向于纵孔13延伸的凹窝12，这些凹窝12沿轴向这样布置，使得当插入件7插入纵孔3直到止挡10时，凹窝与髓内钉的横孔5位于相同的高度。为了使凹窝12从径向看也与孔5对准，插入件7具有如图2所示的轮廓15，其与髓内钉的纵孔3中的轮廓16相符，从而插入件7仅仅在特定的旋转位置处可插入纵孔3中。
如图4所示，代替削平面形式的轮廓15和16，插入件7和髓内钉的纵孔3还可以具有两个肋/槽17、18，它们具有相同的旋转锁止作用。
图5示出了按图3的插入件7的替代物，其中代替凹窝12有突起14，它们由于其弹性能够卡扣到壁4中的横孔5的开口中，从而，同样能够达到插入件7的轴向和旋转固定。突起14的横向尺寸x的比例是1＜x/q＜2，其中q是插入件7的直径。
图6和7示出了另一个可选择的插入件7，该插入件7不是从远端而是从近端可插入髓内钉的纵孔3中。插入件7具有轴向纵孔8，以及与髓内钉1中的长孔20对应的长孔19。长孔19是具有长轴a和短轴b的近似椭圆形的。
图8示出了插入件7的另一种实施方式，该插入件7具有与髓内钉大致相同的长度，并由此从近端到远端盖住髓内钉的所有横孔5(锁紧孔)。通过插入件7近端区域内的螺纹24将插入件7固定在空心髓内钉中。在需要的情况下，插入件7在手术中还能够被缩短。

Claims (15)

1.一种外科手术钉(1)，它具有中心轴线(2)，该钉由具有抗拉强度Fz、抗压强度Fd、密度ρ2和弹性模量E的材料M构成并具有至少两个横向于中心轴线(2)延伸的横孔(5)，该横孔具有断面轮廓F和横向轴线(6)，其中断面轮廓F沿中心轴线方向具有最大长度a和垂直于该方向具有最大宽度b，其中钉(1)具有一与中心轴线(2)同轴延伸的纵孔(3)和一壁(4)，以及，钉(1)包括经过纵孔(3)可插入横孔(5)区域内的插入件(7)，该插入件(7)具有纵向轴线(13)并且由材料m形成，该材料m具有比材料M小的弹性模量e＜E；
其特征在于，
所述插入件(7)沿轴向可插入直到所述至少两个横孔(5)的区域内。
2.如权利要求1所述的钉(1)，其特征在于，插入件(7)和壁(4)具有相互配合的结构，所述结构将插入件(7)相对于钉(1)旋转地固定在事先确定的位置并且插入件(7)构成为杆形的。
3.如权利要求1或2所述的钉(1)，其特征在于，插入件(7)具有突起(14)，这些突起能够卡扣到壁(4)中的横孔(5)中，从而能够达到插入件(7)的轴向和旋转固定，并且插入件(7)构成为杆形的。
4.如权利要求1或2所述的钉(1)，其特征在于，该钉具有至少三个横孔(5)。
5.如权利要求1或2所述的钉(1)，其特征在于，插入件(7)具有中心纵孔(8)，并且插入件(7)构成为杆形的。
6.如权利要求1或2所述的钉(1)，其特征在于，至少横孔(5)之一构成为具有断面轮廓F的长孔(20)，其中沿轴向设置较长的尺寸a。
7.如权利要求1或2所述的钉(1)，其特征在于，纵孔(3)的直径沿中心轴线(2)方向是变化的，纵孔(3)具有圆周台阶。
8.如权利要求1或2所述的钉(1)，其特征在于，插入件(7)具有至少一个径向的、横向于纵向轴线(8)延伸的凹窝(12)，并且插入件(7)构成为杆形的。
9.如权利要求1或2所述的钉(1)，其特征在于，所述插入件(7)圆锥形和杆形地构成。
10.如权利要求2所述的钉(1)，其特征在于，所述相互配合的结构以槽和与其配合的突起的形式实现。
11.如权利要求1所述的钉(1)，其特征在于，所述插入件(7)具有至少一个径向的、横向于纵向轴线(13)延伸的突起(14)并杆形地构成。
12.如权利要求11所述的钉(1)，其特征在于，插入件(7)具有多个突起(14)，这些突起与钉(1)中的横孔(5)相同地布置。
13.如权利要求11或12所述的钉(1)，其特征在于，所述突起(14)具有横向尺寸“x”，该横向尺寸形成关系1＜x/q＜2，其中“q”是插入件(7)的直径。
14.一种系统，包括一如权利要求1-13之一所述的钉(1)和一可插入横孔(5)和可插过插入件(7)的锁紧螺钉或一锁紧销钉(21)，其特征在于，锁紧螺钉或锁紧销钉(21)具有外螺纹(23)或无螺纹杆(22)，该无螺纹杆具有外径“d”，其中“d”满足条件d＜a且d＜b。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，螺钉螺纹(23)的直径“d”满足条件d＜a且d＜b。
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