CN104173095A - 一种骨科用的挤压螺钉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种骨科用的挤压螺钉，包括头端、螺纹段、尾端，所述头端、螺纹段、尾端依次固定连接；所述头端和尾端外表面光滑。本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供关节韧带重建修复用挤压螺钉，增加连接坚固性，大大减小对肌腱的切割作用，提高了韧带重建后的治疗效果。

Description

一种骨科用的挤压螺钉

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种挤压螺钉。

背景技术

交叉韧带损伤是最常见而严重的运动创伤之一，交叉韧带撕裂引起关节不稳，如治疗不当会导致膝关节不稳，继发关节软骨损伤，最终导致骨关节病的发生，严重影响膝关节功能，导致患者日常活动受限，并逐渐造成自理能力的下降及自信心的丧失。挤压螺钉用于在关节镜下进行交叉韧带修复，固定肌腱于骨隧道内，保证肌腱的愈合。

目前国内使用的挤压螺钉产品一般为钛合金螺钉或可吸收螺钉，这些产品主要有：

一是治疗方法的缺陷。交叉韧带重建术的治疗方法主要有挤压螺钉嵌套固定，带线锚钉或带线卡扣固定和门型钉悬吊固定。这些方法均存在一个严重的缺陷：肌腱没有紧密固定在骨道壁，运动时肌腱会产生“钟摆效应”或“蹦极效应”，在锋利的骨隧道内口位置上不断受切割，可能导致肌腱松散甚至断裂，降低关节运动功能。同时，肌腱不能很好地和骨道壁接触，难以形成肌腱骨化，影响腱-骨恢复。

二是设计的缺陷。螺钉的螺纹设计成尖锐的自攻螺纹。由于手术时钻出的骨隧道与螺钉直径等大或者稍小，在骨隧道中还要植入同等直径肌腱移植物，此时螺钉尖锐的自攻螺纹很容易切割肌腱移植物和骨道壁，导致肌腱移植物力学性能下降而不能牢固固定，严重时肌腱会在术后运动中再次断裂。另外，螺纹尖端在挤压骨道的过程中，容易弯曲变形导致固定力下降。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供关节韧带重建修复用挤压螺钉，增加连接坚固性，大大减小对肌腱的切割作用，提高了韧带重建后的治疗效果。

本发明通过以下方式实现：

.一种骨科用的挤压螺钉，其特征在于，包括头端、螺纹段、尾端，所述头端、螺纹段、尾端依次固定连接；所述头端和尾端外表面光滑，不加工螺纹。

头端和尾端外表面不加工螺纹，使头端、尾端外表面平整光滑，这样的设计有以下优点：

临床操作时现有技术的挤压螺钉是固定在关节隧道外口位置，螺钉可以深入挤压到关节隧道内口位置，光滑处理的头端和尾端可以避免切割到隧道口肌腱并使肌腱的止点定位在隧道内口处，可以更好地避免肌腱在隧道内的“钟摆效应”，而使肌腱骨化效果更好。

进一步的，所述头端端面与圆周面采用圆角或倒角过渡；所述尾端底部钝化形成平台。

本螺钉头端端面与圆周面采用圆角或钝角结构设计和尾端底部的平台可以避免这一缺陷。可以更好避免尖锐边缘切割到肌腱。并且尾端底部平台化的设计，可以避免传统螺纹尖端在挤压骨道的过程中，容易弯曲变形导致固定力下降的问题。

进一步的，所述头端、螺纹段和尾端一体成型。

进一步的，所述头端呈圆柱型；所述尾端成圆台型；所述螺纹段自中部向尾部逐渐收窄；螺纹段最大半径与头端半径相同；螺纹段最小半径与尾端最大半径相同。

可使螺钉更易挤压入骨隧道。

进一步的，所述螺纹段的螺纹采用锯齿型螺纹，所述锯齿型螺纹的螺牙截面呈不等腰梯形，并在牙型的两侧拐角处采用圆角过渡。

传统的螺纹大多是三角螺纹。三角螺纹尖锐，易于自攻螺纹进入骨隧道，但对肌腱的切割作用非常明显，造成肌腱力学性能不足，严重时肌腱会被切断。采用本发明螺纹结构增加了肌腱和骨道壁的接触面积且卡住了螺钉、肌腱，因此固定力更好

优选的，所述螺纹螺距在2-3mm之间，螺牙上端宽度0.6-0.9mm之间，螺纹深度在0.8-1.5mm之间。

进一步的，所述头端和螺纹段上沿轴线方向设有六角梅花型通孔；所述螺纹段和尾端上沿轴线方向设有圆柱型通孔；所述六角梅花型通孔与圆柱型通孔贯通连接。

六角梅花型通孔贯穿于头端和螺纹段的一部分，圆柱型通孔贯穿螺纹段的另一部分和尾端，同时六角梅花型通孔和圆柱型通孔贯通连接，其中，六角梅花型通孔，解决了骨螺钉在拧入或旋出时容易打滑的问题，而两个通孔沿轴线贯穿螺钉，方便于手术时穿入导针，使螺钉得到更好的定位。 

进一步的，所述挤压螺钉采用PEEK材料制成。

PEEK 高分子材料具有良好的生物相容性和力学性能，具有腱-骨愈合时间短、愈合后坚固性增加，对重建韧带的切割副作用小等特点。

本发明的有益效果是：

1、螺钉头端和尾端不加工螺纹，形状较平滑。在重建膝关节交叉韧带术后，肌腱随患者运动而摆动的过程中，不会被头端和尾端的螺纹切割，造成肌腱和骨组织损伤，有利于肌腱愈合，方便患者进行早期功能康复锻炼。

2、采用锯齿型螺纹，螺牙截面呈不等腰梯形，并在牙型的两侧拐角处分别圆角过渡。以往大多采用尖齿形螺纹，螺纹容易折弯甚至折断，且对肌腱和骨隧道的切割作用明显，骨挤压对位保持能力差，固定不牢靠。本产品采用不等腰梯形，螺纹不容易磨损，与骨隧道挤压紧密，骨挤压对位保持能力强，固定牢固而不伤及韧带，减少韧带固定后移位松弛，促进肌腱与骨组织愈合，坚固性好，术后可早期功能锻炼，具有明显的优越性。

3、螺钉头端内凹的六角形梅花形沉孔，内六角连着中空通道贯通整个螺钉。本产品通过改良，螺钉头端设置内凹的六角形梅花形沉孔，内六角连着中空通道贯通整个螺钉，解决了骨螺钉在拧入或旋出时容易打滑的问题。本设计结构合理，操作方便，固定牢固，有利于螺钉与骨隧道骨质愈合。

4、螺纹段由中部向尾部逐渐收窄，可以使螺钉更易挤压入骨隧道。

5、采用聚醚醚酮(PEEK) 高分子材料具有良好的生物相容性和力学性能，在骨组织修复和替代方面极具潜力。PEEK螺钉具有腱-骨愈合时间短、愈合后坚固性增加，对重建韧带的切割副作用小等特点。同时还有透x射线的性能，不产生如金属植入体在x射线、CT和MR检查下形成的伪影。

附图说明   

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明螺纹结构图。

图3为本发明使用状态的剖面图。

图4为现有螺钉挤压螺钉固定肌腱的示意图。

图5为本发明固定肌腱的示意图。

图6为本发明锯齿状螺纹的挤压骨壁的示意图。

具体实施方式  

如图1、图2、图3所示，一种骨科用挤压螺钉，包括头端1、螺纹段2、尾端3，所述头端1、螺纹段2、尾端3依次固定连接；所述头端1和尾端3外表面光滑；所述头端1端面13与圆周面14采用圆角11过渡，也可以是采用倒角；所述尾端3底部钝化形成平台31；所述头端1、螺纹段2和尾端3一体成型；所述头端1呈圆柱型12；所述尾端3成圆台型32；所述螺纹段2自中部25向尾部26逐渐收窄；螺纹段2最大半径与头端1半径相同；螺纹段2最小半径与尾端3最大半径相同；所述螺纹段2的螺纹采用锯齿型螺纹21，所述锯齿型螺纹的螺牙22截面呈不等腰梯形，并在牙型的两侧拐角处23采用圆角24过渡；优选的，所述螺纹21螺距在2-3mm之间，螺牙22上端宽度0.6-0.9mm之间，螺纹21深度在0.8-1.5mm之间；所述头端1和螺纹段2上沿轴线方向设有六角梅花型通孔4；所述螺纹段2和尾端3上沿轴线方向设有圆柱型通孔5；所述六角梅花型通孔4与圆柱型通孔5贯通连接；所述挤压螺钉采用PEEK材料制成。

挤压螺钉钉体可分为头端1、螺纹段2和尾端3。对头端1和尾端3进行光滑处理，没有进行加工形成螺纹，使螺钉头尾端均无棱边棱角。

在现有技术中，如图4，传统螺钉6固定在骨隧道外口7，容易造成“钟摆效应”和“蹦极效应”，肌腱8会受到骨隧道内口9骨壁和螺钉螺纹，特别是螺钉头端和尾端螺纹的切割，从而使肌腱容易发生断裂。

而对于本发明，如图5所示，首先，该设计避免了带线锚钉、卡扣或门型钉等产品不可避免的“钟摆效应”和“蹦极效应”。其次，临床操作时现有挤压螺钉是固定在骨隧道外口位置，本螺钉可以深入挤压到关节骨隧道内口9位置，光滑的头端1和尾端3可以避免切割到骨隧道内口9肌腱8并使肌腱8的止点定位在隧道内口处，这不仅可以更好地避免肌腱在隧道内的“钟摆效应”而使肌腱骨化效果更好，而且固定的止点使患者的运动功能恢复更好。

现有螺钉头端和尾端加工了螺纹还有另一个弊端，在挤压过程中头端和尾端的螺纹容易受力过大而变形甚至折断，碎片在关节囊内会严重影响关节的运动机能。本发明的结构设计也可以避免此类问题的发生。

同时，本发明头端1端面13与圆周面14采用圆角11过渡；所述尾端3底部钝化形成平台31，进一步避免了边缘对肌腱的切割。当然，采用倒角过渡，同样可以实现本发明目的。并且螺纹尾端底部平台化的设计，可以避免传统螺纹尖端在挤压骨道的过程中，容易弯曲变形导致固定力下降的问题。

为了使螺钉更易拧入骨隧道，本发明提供一种更优的方案，即所述头端1呈圆柱型12；所述尾端3成圆台型32；螺纹段2自中部21向尾部22逐渐收窄；螺纹段2最大半径与头端1半径相同；螺纹段2最小半径与尾端3最大半径相同；这样的设计，让尾端3与螺纹段2的一部分，形成一段具有导入功能的结构，使得螺钉更易拧入骨隧道中。

传统的螺纹大多是三角螺纹，有部分技术还对螺纹进行钝化处理。三角螺纹尖锐，易于自攻螺纹进入骨隧道，但对肌腱的切割作用非常明显，造成肌腱力学性能不足，严重时肌腱会被切断。现有的合金螺钉由于螺纹严重的肌腱切割效应已被市场淘汰。三角螺纹钝化处理后，肌腱切割稍有降低，但效果不明显。为解决这一缺陷，本螺钉螺纹段2采用锯齿型螺纹21，所述锯齿型螺纹21的螺牙22截面呈不等腰梯形，并在牙型的两侧拐角处23采用圆角24过渡，其螺距W优选2～3mm之间，螺纹21顶部宽度W1优选0.6～1.2mm之间，螺纹21深度H优选0.6～1.5mm之间，该螺纹结构具有以下几个作用：，如图6所示，首先，这一结构比三角螺纹更坚固，不易折弯折断，同时，锯齿型螺纹21可以对骨道壁形成钝性挤压，产生凹槽10，增加了肌腱8和骨道壁的接触面积且卡住了螺钉、肌腱，因此固定力更好；其次，这一结构螺纹顶部宽大，与肌腱接触面大，这极大减少肌腱切割。

优选的，螺牙22的角度可以进一步优化，螺牙22不等腰梯形向尾端一侧的边与径向形成Ra角，远离尾端一侧的边与径向形成Rb角，Ra角优选在15～30°之间，Rb角优选5～15且Ra﹥Rb。这样角度的设计，螺钉可以达到最优的固定力。

常见的内固定螺钉帽槽分“一”字形、“十”字形、内六角形及梅花形等，这些螺钉在旋出容易打滑。本发明头端1和螺纹段2上沿轴线方向设有六角梅花型通孔4；所述螺纹段2和尾端3上沿轴线方向设有圆柱型通孔5；所述六角梅花型通孔4与圆柱型通孔5贯通连接；六角梅花型4通孔贯穿于头端1和螺纹段2的一部分，圆柱型通孔5贯穿螺纹段2的另一部分和尾端3，同时六角梅花型通孔4和圆柱型通孔5贯通连接，其中，六角梅花型通孔4，解决了骨螺钉在拧入或旋出时容易打滑的问题，而两个通孔沿轴线贯穿螺钉，方便于手术时穿入导针，使螺钉得到更好的定位。 

另外，在传统螺钉中，由于钛合金、可吸收材料与人骨的弹性模量差别很大，植入后对人骨产生应力遮挡，常导致挤压螺钉与骨道间隙骨质吸收，隧道直径扩大，螺钉松动，甚至脱落，影响修复肌腱愈合及功能。而可吸收螺钉，吸收过程往往不可控，吸收后留有空腔，韧带有再松弛的可能，而且可吸收螺钉分解过程中，往往产生酸性物质，不易被人体吸收，关节处易发生炎症。

为了避免该问题的出现，本发明采用PEEK（聚醚醚酮）作为材料，该材料具有良好的生物相容性和力学性能，在骨组织修复和替代方面极具潜力。PEEK螺钉具有腱-骨愈合时间短、愈合后坚固性增加，对重建韧带的切割副作用小等特点。同时还有透x射线的性能，不产生如金属植入体在x射线、CT和MR检查下形成的伪影。

Claims (8)

1.一种骨科用的挤压螺钉，其特征在于，包括头端、螺纹段、尾端，所述头端、螺纹段、尾端依次固定连接；所述头端和尾端外表面光滑。

2.根据权利要求1所述挤压螺钉，其特征在于，所述头端端面与圆周面采用圆角或倒角过渡；所述尾端底部钝化形成平台。

3.根据权利要求1所述挤压螺钉，其特征在于，所述头端、螺纹段和尾端一体成型。

4.根据权利要求1所述挤压螺钉，其特征在于，所述头端呈圆柱型；所述尾端成圆台型；所述螺纹段自中部向尾部逐渐收窄；螺纹段最大半径与头端半径相同；螺纹段最小半径与尾端最大半径相同。

5.根据权利要求1所述挤压螺钉，其特征在于，所述螺纹段的螺纹采用锯齿型螺纹，所述锯齿型螺纹的螺牙截面呈不等腰梯形，并在牙型的两侧拐角处采用圆角过渡。

6.根据权利要求5所述挤压螺钉，其特征在于，所述锯齿型螺纹螺距在2-3mm之间，螺牙上端面宽度在0.6-0.9mm之间；螺纹深度在0.8-1.5mm之间。

7.根据权利要求1所述挤压螺钉，其特征在于，所述头端和螺纹段上沿轴线方向设有六角梅花型通孔；所述螺纹段和尾端上沿轴线方向设有圆柱型通孔；所述六角梅花型通孔与圆柱型通孔贯通连接。

8.根据权利要求1所述挤压螺钉，其特征在于，所述挤压螺钉采用PEEK材料制成。