CN102670293A - 一种仿生弹性固定装置 - Google Patents

Abstract

一种仿生弹性固定装置，属于骨科医疗器械技术领域，用于对关节脱位实施仿生弹性的内固定，其技术方案是：它由弹性部件、固定构件组成，弹性部件为多根弹性条索或弹性网片组成，弹性条索或弹性网片的弹性方向与脱位关节处的韧带纤维的走向相同，弹性条索或弹性网片的弹性模量与脱位关节处的韧带纤维的弹性相匹配，弹性部件的两端由固定构件与脱位关节固定连接，弹性部件形状与脱位关节处的韧带相同。本发明的弹性固定装置模拟脱位关节处的韧带组织对脱位关节实施弹性固定，固定后脱位关节能够依照原关节的生物学特征进行微动，最大程度模拟其生理状态，以获得最佳的治疗效果，具有术后恢复快、脱位复发率低、患者脱位部位功能恢复好等优点。

Description

一种仿生弹性固定装置

技术领域

本发明涉及一种骨科损伤治疗中对关节脱位实施内固定的装置，属于骨科医疗器械技术领域。 

背景技术

在骨科治疗中，关节脱位是一种常见的损伤，对损伤的脱位关节进行固定是治疗中最主要的环节。在临床治疗过程中发现，目前的关节脱位的固定为坚强固定，不符合生物力学规律，术后效果欠佳，有必要加以改进。下面以几种关节脱位和分离的固定为例进行具体说明。 

肩锁关节是一种微动关节，在肩关节外展上举动作0°-30°，以及超过135°时，肩锁关节能够进行20°的微动以完成上肢的精细动作。肩锁关节脱位是临床上常见的损伤之一，其手术方法有锁骨钩钢板、缝合锚、克氏针张力带和Endobutton内固定等三十余种。在这些方法中，锁骨钩钢板治疗肩锁关节脱位，虽然效果良好，但手术方法创伤大、软组织损伤重，钩钢板自肩峰下穿过，容易在上肢外展时产生肩峰下撞击，而且价格较为昂贵；克氏针张力带有脱出、固定不牢靠而致前后不稳等缺点。特别是这些内固定方法均是将微动的肩锁关节给予坚强固定，违反了其生物力学规律，去除内固定物后，肩锁关节脱位复发率高，患者肩部功能往往受限。 

下胫腓关节由韧带联合、皱襞和骨连结三部分组成，下胫腓关节结构既牢固又有弹性, 是保证踝关节正常运动的重要稳定结构。下胫腓联合韧带在维持踝关节稳定中起到非常重要的作用，以下胫腓前、后韧带为主要成分的下胫腓纤维连接的实质是一个微动关节，在调节踝关节的精细动作中具有重要的作用。踝关节骨折脱位是临床上最常见的骨折脱位之一，其中近60%的踝关节骨折脱位的患者合并下胫腓分离。下胫腓分离是临床常见损伤，可以导致踝关节不稳外,由于踝关节接触面积及其生物力学特性的改变，可能继发骨性关节炎,加重踝关节损害。下胫腓连结损伤的治疗应维持弹性固定。目前，急性下胫腓分离的早期手术内固定仍是主要治疗手段，常用的手术方式是复位下胫腓关节后应用拉力螺钉固定，然而这种固定是坚强固定，不符合下胫腓关节的生物力学特点，应该行弹性固定。 

耻骨联合是由两侧的耻骨联合面藉纤维软骨连接而成。上、下面及前面都有韧带加强，上方的叫耻骨上韧带，下方的叫耻骨弓状韧带。耻骨联合分离是常见的骨盆损伤。与上述关节结构一样，耻骨联合亦为微动关节。该关节微动特性的完整在女性自然分娩过程中尤为重要。目前耻骨联合分离等损伤的治疗主要包括以解剖复位和坚强固定为目的的内固定治疗和快速处理以维持其稳定为目的的外固定治疗。这两种治疗策略均未充分考虑耻骨联合作为微动关节的结构和生物力学特性，治疗后易出现内固定物局部刺激、外固定物固定不牢固等缺点。 

下尺桡关节是由尺骨头和桡骨乙状切迹构成的杵臼关节，在维持前臂旋转功能和前臂力学传导中均起到重要作用。骨间膜、背侧尺桡韧带和掌侧尺桡韧带是维持下尺桡关节稳定的重要因素。关节脱位和韧带损伤等是腕部疼痛、功能受限的重要原因。下尺桡关节脱位或其周围韧带损伤的主要治疗方案包括保守治疗、关节囊韧带缝合修补术、自体肌腱移位替代术等。保守治疗不能有效恢复韧带的连续性，韧带通过瘢痕愈合，其维持关节稳定的力量下降；关节囊或韧带缝合修补术往往会使韧带短缩甚至挛缩，使关节功能受到限制。 

针对上述人体微动关节的结构和生物力学特点，以及上述治疗技术的局限性，我们根据其韧带的走形、结构特点和生物力学特定等设计了治疗上述微动关节损伤的仿生弹性固定物。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种仿生弹性固定装置，这种固定装置能够模拟脱位关节的生理状态，实现微动固定，获得最佳的治疗效果，具有术后恢复快、脱位复发率低、患者脱位部位功能恢复好等优点。 

解决上述技术问题的技术方案是： 

一种仿生弹性固定装置，它包括由弹性部件和用于将弹性部件两端与所需固定的脱位关节固定连接的固定组件，所属弹性部件为长条状，其装配方向与所需固定关节处的韧带纤维走向相同，弹性部件的弹性模量与所需固定关节处的韧带纤维的弹性模量相适配，固定组件固定安装于弹性部件的两端。

上述仿生弹性固定装置，所述弹性部件为多根弹性拉索、弹性网片或弹性部件。 

上述仿生弹性固定装置，所述弹性部件的长度与所需固定关节处的韧带纤维长度相同，弹性部件两端的固定点与韧带纤维两端的生长点相同，弹性部件的宽度与所需固定关节处的韧带纤维长度相同。 

上述仿生弹性固定装置，所述固定组件为微型钢板，微型钢板压在弹性部件的两端，微型钢板由螺钉固定在脱位关节的骨质上。 

上述仿生弹性固定装置，所述固定组件为钢板钩，弹性部件与钢板钩相连接，钢板钩勾在脱位关节的骨质的边缘。 

上述仿生弹性固定装置，所述固定组件为螺钉，螺钉将弹性部件固定在脱位关节的骨质上。 

本发明的有益效果在于： 

本发明将弹性部件置于在需要固定的脱位关节处，两端以固定构件固定，弹性部件模拟脱位关节处的韧带组织对脱位关节实施弹性固定。与传统的坚强固定相比较，它的优点是固定后脱位关节能够依照原关节的生物学特征进行微动，最大程度模拟其生理状态，以获得最佳的治疗效果，并且具有术后恢复快、脱位复发率低、患者脱位部位功能恢复好等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图； 

图2 是本发明的另一种结构示意图；

图3是本发明的另一种结构示意图；

图4是肩锁关节使用状态示意图；

图5是胫腓骨使用状态示意图；

图6是耻骨联合使用状态示意图；

图7是尺桡骨使用状态示意图。

图中标记如下：弹性部件1、微型钢板2、钢板钩3、螺钉4、肩胛骨5、锁骨6、胫骨7、腓骨8、耻骨9、尺骨10、桡骨11。 

具体实施方式

本发明由弹性部件1和固定构件组成，固定构件有多种，可以是微型钢板2、钢板钩3和螺钉4，它们的作用是将弹性部件1与脱位关节固定。 

图中显示，弹性部件1为长条状，可以为多根弹性索、弹性网片或弹性带，其装配方向与所需固定脱位关节处的韧带纤维走向相同，弹性部件1的弹性模量与所需固定脱位关节处的韧带纤维的弹性模量相适配。为了更好的起到仿生固定的效果，所述弹性部件1在脱位关节骨质上的起、止固定点与脱位关节处韧带的起、止生长点相同，弹性部件1的宽度与所需固定脱位关节处的韧带的宽度一致。 

制作弹性部件1的弹性条索或弹性网片的材料可为生物高分子材料、天然材料，如胶原、纤维素、天然珊瑚等，也可以为自体肌腱或同种异体肌腱，或者各种金属材料。 

弹性部件1的两端由固定组件固定在脱位关节的两端。 

图中显示，固定组件为微型钢板2，微型钢板2压在弹性部件1的两端，微型钢板2由螺钉固定在脱位关节的骨质上。 

图中显示，固定组件为钢板钩3，弹性部件1与钢板钩3相连接，钢板钩3勾在脱位关节的骨质的边缘。 

图中显示，固定组件为螺钉4，螺钉4将弹性部件1固定在脱位关节的骨质上。 

本发明可以用在肩锁关节脱位、胫腓分离、耻骨联合分离、尺桡分离等多种关节脱位的内固定治疗中，以下是治疗的实施例。 

在肩锁关节脱位的治疗中采取以下方式： 

按照喙肩韧带和喙锁韧带的纤维走形方向和弹性模量，设计弹性部件1，模仿喙肩韧带和喙锁韧带的弹性部件1分别由2-4根条索组成，或者为片状结构。弹性部件1可被微型钢板2分别固定在肩锁关节两端的肩胛骨5和锁骨6上，亦可由钢板钩3勾在肩胛骨5和锁骨6骨质的边缘，或经肩峰穿入锁骨远端及经喙突穿入锁骨6远端，固定完成后，能够模拟肩锁关节的生理状态，实现微动固定。

在胫腓分离的治疗中采取以下方式： 

按照下胫腓前、后韧带的纤维走形方向和弹性模量，设计弹性部件1，模仿下胫腓前、后韧带的弹性部件1分别由2-4根条索组成，或者为片状结构。弹性部件1可被微型钢板2分别固定在胫骨7、腓骨8的两端，亦可由钢板钩3勾在胫骨7、腓骨8骨质的边缘，或经腓骨8向胫骨7穿出，固定完成后，能够模拟下胫腓联合的生理状态，实现微动固定。

在耻骨联合分离的治疗中采取以下方式： 

耻骨联合上方韧带叫耻骨上韧带，前方为耻骨前韧带。按照上述韧带的起止点和走形以及弹性模量，设计弹性部件1，模仿耻骨上韧带的弹性部件1分别由2-4根条索组成，或者为片状结构。弹性部件1可被微型钢板2分别固定在左右侧耻骨9的两端，亦可由钢板钩3勾在双侧耻骨9骨质的边缘，或使用螺钉和螺帽结构经两侧耻骨9上部穿出，固定完成后，能够模拟完整耻骨联合的生理状态，实现微动固定。亦可根据耻骨前韧带设计另一种弹性部件1。

在下尺桡关节分离的治疗中采取以下方式： 

按照下尺桡关节骨间膜、背侧尺桡韧带和掌侧尺桡韧带的走形位置和形状设计该处的仿生弹性固定装置，其中一种弹性部件1，模仿背侧尺桡韧带的弹性部件1分别由2-4根条索组成，或者为片状或网状结构。弹性部件1可被微型钢板2分别固定在尺骨10、桡骨11的两端，亦可由钢板钩3或者螺钉勾在尺骨10、桡骨11骨质的边缘，或经尺骨10向桡骨11穿出，固定完成后，能够模拟下胫腓联合的生理状态，实现微动固定。另一种弹性部件1模仿掌侧尺桡韧带，第三种弹性部件1模仿骨间膜，根据损伤部位和严重程度，3个弹性部件可以组合使用。

综上所述：本发明的核心是利用设置与所需固定脱位关节处的韧带纤维走向相同、弹性模量相适配的弹性部件固定脱位关节，使固定后脱位关节能够依照原关节的生物学特征进行微动，最大程度模拟其生理状态，以获得最佳的治疗效果，因此，本发明的保护范围并不仅限于上述实施例，在本发明原理的基础上，通过设置与所需固定脱位关节处的韧带纤维走向相同、弹性模量相适配的弹性部件对脱位关节进行固定的装置，均属于本发明的保护范围。 

Claims (7)

1.一种仿生弹性固定装置，其特征在于：它包括由弹性部件（1）和用于将弹性部件（1）两端与所需固定的脱位关节固定连接的固定组件，所属弹性部件（1）为长条状，其装配方向与所需固定关节处的韧带纤维走向相同，弹性部件（1）的弹性模量与所需固定关节处的韧带纤维的弹性模量相适配，固定组件固定安装于弹性部件（1）的两端。

2.根据权利要求1所述的仿生弹性固定装置，其特征在于：所述弹性部件（1）为多根弹性拉索、弹性网片或弹性带。

3. 根据权利要求2所述的仿生弹性固定装置，其特征在于：所述弹性部件（1）的长度与所需固定关节处的韧带纤维长度相同，弹性部件（1）两端的固定点与韧带纤维两端的生长点相同，弹性部件（1）的宽度与所需固定关节处的韧带纤维长度相同。

4. 根据权利要求1或2或3所述的仿生弹性固定装置，其特征在于：所述固定组件为微型钢板（2），微型钢板（2）压在弹性带（1）的两端，微型钢板（2）由螺钉固定在脱位关节的骨质上。

5.根据权利要求1或2或3所述的仿生弹性固定装置，其特征在于：所述固定组件为钢板钩（3），弹性带（1）与钢板钩（3）相连接，钢板钩（3）勾在脱位关节的骨质的边缘。

6.根据权利要求1或2或3所述的仿生弹性固定装置，其特征在于：所述固定组件为钢板钩（3），弹性带（1）与钢板钩（3）相连接，钢板钩（3）勾在脱位关节的骨质的边缘。

7.根据权利要求1或2或3所述的仿生弹性固定装置，其特征在于：所述固定组件为螺钉（4），螺钉（4）将弹性带（1）固定在脱位关节的骨质上。

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