CN103974669B - 用于螺钉的自保持结构 - Google Patents

Abstract

一种骨固定装置包括沿中心纵向轴线从近端处的头部延伸到远端处的轴的伸长主体。开槽开口以预定距离朝远侧延伸到所述头部中，所述开口在其横向侧上限定弹簧部分，所述弹簧部分朝所述中心纵向轴线偏置并且被配置成在向其施加径向膨胀力时可挠曲远离所述中心纵向轴线。

Description

用于螺钉的自保持结构

优先权声明

本申请要求2011年12月6日提交的名称为“Self Holding Feature for a Screw”的美国临时申请序列号61/567,390的优先权，该申请的整个公开内容以引用方式并入本文。

背景技术

长骨(例如，股骨)骨折常常发生在骨的颈部、转子间区域(intertrochantericregion)或者转子周区域(peritrochanteric region)中。此类骨折通常通过使得髓内注射装置(例如，髓内注射钉)插入骨的髓腔中来固定。随后，转子固定植入物(例如，骨螺钉)可横向于骨的纵向轴线侧向插入穿过髓内注射装置以经过骨的头部。通常，转子固定植入物是经由螺丝起子引导到骨中并穿过髓内注射装置。然而，在插入期间，螺丝刀易于脱离转子固定植入物的头部，由此，增加完成骨固定手术所必要的时间并且引起其它并发症。

发明内容

本发明涉及一种骨固定装置，所述装置包括沿中心纵向轴线从近端处的头部延伸到远端处的轴的伸长主体。开槽开口以预定距离朝远侧延伸到所述头部中，所述开口在其横向侧上限定弹簧部分，所述弹簧部分朝所述中心纵向轴线偏置并且被配置成在向其施加径向膨胀力时可挠曲远离所述中心纵向轴线。

附图说明

图1示出根据本发明的示例性骨固定元件的第一透视图；

图2示出图1的骨固定元件的局部剖面图；

图3示出近侧方向的图1的骨固定元件的透视图；

图4示出图1的骨固定元件的第二透视图；

图5示出根据本发明的驱动机构的第一透视图；

图6示出图5的驱动机构的第二透视图；

图7示出处于第一操作构型中的图1的骨固定元件；

图8示出处于第二操作构型中的图1的骨固定元件；

图9示出根据本发明的第一替代实施例的骨固定元件的透视图；以及

图10示出根据本发明的第二替代实施例的骨固定元件的透视图。

具体实施方式

结合以下说明和附图可进一步理解本发明，在附图中类似的元件由相同的附图标号指示。本发明总体涉及用于骨折或以其它方式受损的骨的固定的装置和方法。具体地，本发明涉及用于将骨固定元件插入暂时锁定地接合驱动机构的骨中以保持其相对于骨固定元件的位置的方法和装置。根据本发明的示例性骨固定元件包括头部以及从头部朝远侧延伸的伸长轴。头部包括弹性机构，所述弹性机构径向向内偏置到被配置成接收驱动机构的远端的凹槽中。根据本发明的示例性驱动机构形成有基本上球形远端。在将球形远端插入凹槽中时，弹簧径向向外运动，弹簧的偏置向球形远端施加力以将骨固定元件锁定到驱动机构上。通过在插入期间锁定地接合驱动机构，骨固定元件相对于驱动机构的松开最小化，由此减少将骨固定元件牢固地坐置在骨中的目标位置中所必需的时间和努力。值得注意的是，虽然示例性系统和方法相对于用于股骨中的转子固定螺钉进行论述，但本发明可以通过将设备的尺寸和形状修改成适合特定解剖结构以供用于身体任何其它骨中的任何其它骨固定手术。如本文所用的术语“近侧”是指接近内科医生或者其它使用者的方向，然而术语“远侧”是指接近骨的目标固定部位的方向。

如图1-4所示，根据本发明的示例性实施例的骨固定元件100(例如，骨螺钉)沿中心纵向轴线110从包括头部104的近端102延伸到在远端108处中止的轴106。骨固定元件100具有基本上圆形横截面形状，其中头部104的外径大于轴106的外径，使得头部104可以坐置抵靠限定轴106可插入穿过所述结构的界限的结构上。根据此实施例的轴106包括第一基本上平滑的部分112以及其远侧的第二带螺纹的部分114。如本领域的技术人员将理解，第一部分112可以被配置成接合延伸穿过髓内注射钉(未示出)的转子通道(未示出)，而第二部分114被配置成螺纹接合转子(未示出)中的骨。然而，如本领域的技术人员将理解，轴106的任何部分可以是带螺纹或不带螺纹的，以符合特定手术要求。此外，虽然轴106的第一部分112和第二部分114被描绘为具有两个不同直径，但是可以选择任何相对尺寸以符合特定手术要求，而不脱离本发明的范围。

头部104包括以预定距离从近端102延伸到其中的凹槽116，所述预定距离被选择为符合驱动机构200的远端的尺寸，如稍后将更详细地描述。凹槽116可以与中心纵向轴线110对准，并且可以在垂直于骨固定元件100的纵向轴线的平面中具有基本上六边形的横截面形状。然而，应当注意，在不脱离本发明的范围(例如，开槽形、正方形、梅花形等等)的情况下，任何其它横截面形状都可以用于凹槽116，只要所述形状配合驱动机构的末端的形状，以将插入凹槽116中的驱动机构非旋转地联接到骨固定元件100。

在图1-4的示例性实施例中，凹槽116完全延伸穿过头部104并向纵向延伸穿过轴106的通道118打开。狭槽120从近端102延伸到头部104中，形成头部104的近侧面中的弦，如图3所示。狭槽120完全延伸穿过头部104的外壁。狭槽120可以沿头部104以任何构型提供，只要当驱动机构插入凹槽116中并且随后在自然偏置下快速回缩以暂时将驱动机构锁定在凹槽116内时，狭槽120允许头部104的壁的一部分向外挠曲，如将在下文中更详细地描述。在此实施例中，狭槽120穿过头部104的壁进入凹槽116中，如图3所示。狭槽120被形成为伸长切割部分，其中第一狭槽部分122在基本上平行于纵向轴线110的平面中延伸，第二狭槽部分124在基本上垂直于纵向轴线110的平面中从轴线110向外延伸，并且第三狭槽部分126在基本上平行于纵向轴线110的平面中延伸。狭槽120在其横向侧上限定弹性部分128。介于第一狭槽部分122、第二狭槽部分124以及第三狭槽部分126之间的界面是基本上圆形的，具有预定曲率半径，所述预定曲率半径经选择以增加弹簧部分128远离中心纵向轴线110的挠曲度，如将在下文中更详细地描述。第二狭槽部分124的长度经选择以允许弹簧部分128进行预定挠曲远离中心纵向轴线110，同时保留促使弹簧部分128返回朝纵向轴线110的偏压力。

图5-6描绘根据本发明的示例性驱动机构200。驱动机构200沿中心纵向轴线206从近端202延伸到远端204。柄部208提供在近端202处，柄部208包括基本上垂直于纵向轴线206延伸的第一臂210和第二臂212。然而，应当注意，在不脱离本发明的范围的情况下，柄部208可形成为任何其它形状。将第一臂210和第二臂212永久连接(例如，经由激光焊接、粘接等等)到沿纵向轴线206延伸的伸长元件214。柄部208还可提供有硅酮包覆成型件216。轴218从伸长元件214朝远侧延伸并且包括位于轴远端的顶端220。顶端220形成有由多个小平面化的壁限定的基本上球形形状，所述小平面化的壁被配置成接合凹槽116的六边形壁。具体地，顶端220可以包括六个小平面，所述小平面被配置成会聚在顶端220的近端和远端以形成球形形状。小平面化的壁与骨固定元件100的接合使得驱动器相对于骨固定元件100的纵向轴线非旋转地联接到骨固定元件100，同时基本上球形形状允许驱动机构相对于骨固定元件围绕基本上垂直于骨固定元件100的纵向轴线的轴线进行有限枢转运动。轴218的长度经选择以符合目标手术要求，并且顶端220的直径符合凹槽116的尺寸。例如，根据此实施例的顶端220的直径可为约8mm，同时凹槽的直径基本上类似。伸长通道222从近端202延伸穿过驱动机构200到远端204(例如，以允许骨粘固剂等等插入骨中)。在另一个实施例中，顶端220可以提供有围绕基本上球形顶端220周向延伸的任何数量的小平面，以符合凹槽116中的对应数量的小平面。

根据本发明的示例性实施例，如图7-8所示，顶端220插入凹槽116中，所述插入使得弹簧部分128径向向外挠曲以允许顶端220完全移动到凹槽116中。一旦顶端220已经移动到凹槽116中，弹簧部分128返回到基本上与中心纵向轴线110纵向对准的偏置构型，以将顶端122的位置锁定在凹槽116中。如本领域的技术人员应当理解，通过向顶端220施加弹簧保持力，内科医生或者其它使用者可相对于骨固定元件100的中心纵向轴线110来以多种角度枢转驱动机构200，而不使得骨固定元件100的后续枢转运动以有助于将其插入。在示例性实施例中，通过弹簧部分128施加到顶端222的偏置力足以防止顶端222在凹槽116内旋转。随后，驱动机构200用于将骨固定元件100拧入骨中、处于目标位置。为了将顶端222与凹槽116分开，内科医生或者其它使用者相对于骨固定元件100以预定角度枢转驱动机构200，枢转运动使得顶端220变得与骨固定元件100分开。

图9描绘根据本发明的第一替代实施例的骨固定植入物300，骨固定植入物300被形成为基本上类似于骨固定植入物100，其中类似的元件以相同的标号指示。具体地，骨固定植入物300的轴106是不带螺纹的，并包括以预定距离径向延伸出的周向邻接部分302。在示例性实施例中，邻接部分302可定位成沿轴106的近侧部分，但是任何其它位置都可使用，而不脱离本发明的范围。在示例性实施例中，邻接部分302可以被配置成并且尺寸被设计成摩擦接合延伸穿过骨固定元件(例如，骨板、髓内注射钉等等)或骨的孔(未示出)的内壁，如本领域的技术人员将理解。骨固定植入物300的远侧部分可以提供有减小远端108的直径的锥形壁304，例如以有助于将其插入骨固定元件或骨中，如本领域的技术人员将理解。此外，应当注意，虽然骨固定植入物300被描绘为不带螺纹的，但轴106的任何部分可以提供有螺纹，而不脱离本发明的范围。

图10描绘根据本发明的第二替代实施例的骨固定植入物400，骨固定植入物400被形成为基本上类似于骨固定植入物100，其中相似的元件以相同的标号指示。骨固定植入物400的轴406不带螺纹，并形成有基本上锥形形状。具体地，轴406包括第一部分408、第二部分410以及第三部分412，每个具有比前一个小的直径。另一个锥形部分414提供在第三部分412的远端处，锥形部分414在直径上朝远端108向下逐渐减少。骨固定植入物400也与骨固定植入物100在提供在其上的狭槽420的构型上有所不同。具体地，除了第一狭槽部分122、第二狭槽部分124以及第三狭槽部分126之外，狭槽420还包括第四狭槽部分428，所述第四狭槽部分与纵向轴线110成角度延伸。在示例性实施例中，第四狭槽部分428可以与纵向轴线110正交延伸，但是任何其它角度都可以使用，而不脱离本发明的范围。如本领域的技术人员将理解，第四狭槽部分428用于增加弹簧部分128的挠曲度。

对于本领域的技术人员而言显而易见的是，在不脱离本发明的实质或范围的情况下，可对本发明的结构和方法做出各种其它修正形式和变型。因此，本发明旨在涵盖本发明的修正形式和变型，前提条件是这些修正形式和变型在随附的权利要求书及其等同物的范围内。

Claims (16)

1.一种骨固定装置，包括：

伸长主体，所述伸长主体沿中心纵向轴线从近端处的头部延伸到远端处的轴；

开槽开口，所述开槽开口以预定距离从所述近端朝远侧延伸到所述头部中，所述开口在其横向侧上限定弹簧部分，所述弹簧部分朝所述中心纵向轴线偏置并且被配置成在向其施加径向膨胀力时可挠曲远离所述中心纵向轴线；以及

从所述近端朝远侧延伸到所述头部中的凹槽，所述凹槽被配置成并且尺寸被设计为接合驱动机构的远侧顶端，所述远侧顶端包括限定基本上球形形状的多个小平面，所述远侧顶端与所述凹槽的接合使得所述驱动机构相对于所述中心纵向轴线非旋转地联接到所述骨固定装置，同时基本上球形形状允许所述驱动机构相对于所述骨固定装置围绕基本上垂直于所述中心纵向轴线的轴线进行有限枢转运动。

2.根据权利要求1所述的骨固定装置，其中所述凹槽与所述中心纵向轴线对准。

3.根据权利要求1所述的骨固定装置，其中所述开槽开口与所述凹槽分隔开。

4.根据权利要求1所述的骨固定装置，其中所述凹槽的形状是六边形、开槽形、正方形和梅花槽形之一。

5.根据权利要求1所述的骨固定装置，其中所述开槽开口基本上平行于所述中心纵向轴线延伸。

6.根据权利要求1所述的骨固定装置，其中所述开槽开口的第一部分与所述中心纵向轴线成角度延伸，所述第一部分被配置成增加所述弹簧部分的挠曲度。

7.根据权利要求6所述的骨固定装置，其中所述第一部分位于所述开槽开口的远端处。

8.根据权利要求1所述的骨固定装置，其中所述轴的一部分是带螺纹的。

9.一种用于骨固定的系统，包括：

骨固定装置，所述骨固定装置具有沿中心纵向轴线从近端处的头部延伸到远端处的轴的伸长主体以及以预定距离从所述近端朝远侧延伸到所述头部中的开槽开口，所述开口在其横向侧上限定弹簧部分，所述弹簧部分朝所述中心纵向轴线偏置并且被配置成在向其施加径向膨胀力时可挠曲远离所述中心纵向轴线；以及

驱动机构，所述驱动机构从近端处的柄部延伸到远端处的驱动顶端，所述驱动顶端被配置成向所述弹簧部分施加径向膨胀力，

其中，所述骨固定装置还包括从所述近端朝远侧延伸到所述头部中的凹槽，所述凹槽被配置成并且尺寸被设计为接合所述驱动顶端，所述凹槽与所述中心纵向轴线对准，

其中，所述驱动顶端包括限定基本上球形形状的多个小平面，所述驱动顶端与所述凹槽的接合使得所述驱动机构相对于所述中心纵向轴线非旋转地联接到所述骨固定装置，同时基本上球形形状允许所述驱动机构相对于所述骨固定装置围绕基本上垂直于所述中心纵向轴线的轴线进行有限枢转运动。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述驱动顶端被配置成插入所述凹槽中，以向所述弹簧部分施加所述径向膨胀力。

11.根据权利要求9所述的系统，其中所述开槽开口与所述凹槽分隔开。

12.根据权利要求9所述的系统，其中所述开槽开口基本上平行于所述中心纵向轴线延伸。

13.根据权利要求9所述的系统，其中所述开槽开口的第一部分与所述中心纵向轴线成角度延伸，所述第一部分被配置成增加所述弹簧部分的挠曲度。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述第一部分位于所述开槽开口的远端处。

15.根据权利要求9所述的系统，其中所述轴的一部分是带螺纹的。

16.一种组装用于骨固定的系统的方法，包括以下步骤：

将驱动机构的远侧顶端插入提供在骨固定装置的近端中的凹槽中，其中所述骨固定装置包括沿中心纵向轴线从近端处的头部延伸到远端处的轴的伸长主体以及以预定距离从所述近端朝远侧延伸到所述头部中的开槽开口，所述开口在其横向侧上限定弹簧部分，其中所述插入使得所述弹簧部分挠曲远离所述中心纵向轴线，

其中，所述远侧顶端具有限定基本上球形形状的多个小平面，所述远侧顶端与所述凹槽的接合使得所述驱动机构相对于所述中心纵向轴线非旋转地联接到所述骨固定装置，同时基本上球形形状允许所述驱动机构相对于所述骨固定装置围绕基本上垂直于所述中心纵向轴线的轴线进行有限枢转运动。