CN104739498A - 跟骨内固定板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跟骨内固定板，它包括：刚性材料的内固定板本体，内固定板本体包拉力部和承重部；拉力部包括近端部、远端部以及两者之间的过渡部，拉力部的远端部宽于其过渡部；承重部包括上端部、下端部以及两者之间的过渡部，承重部的上端部和下端部均宽于其过渡部；沿宽度方向，承重部的上端部的一部分弯曲成弧形；拉力部的近端部与承重部连接在一起；拉力部的远端部设有第一组螺纹孔；承重部的上端部设有第二组螺纹孔；承重部的下端部设有第四组螺纹孔。承重部也可以单独使用。螺钉固定在跟骨骨质密度高的区域，不易拔钉，对粉碎跟骨骨折块实现了功能性复位和固定，不需要进行解剖复位，而且术时切口小，创伤小。

Description

跟骨内固定板

技术领域

本发明涉及跟骨内固定板技术领域，尤其涉及一种实现功能固定的跟骨内固定板。

背景技术

跟骨是人体跗骨中最大的一块，其拓扑学形状非常复杂，极不规则。跟骨的复杂外形及其在后足运动中复杂的作用，造成医生在学习跟骨内固定、跟骨畸形矫形、扁平足、高弓足截骨矫形等手术时，学习时间长，不容易掌握手术技巧，术后效果差，特别是年轻医生容易犯错误。因此，如何理解跟骨在人体中的作用并设计出更合适的跟骨内固定板就是足踝外科的科研方向。

目前，大多研究者都按照跟骨外形解剖学思路来设计内固定板的。公知的跟骨内固定板结构均为跟骨外侧壁内固定板，主要为带有一定弧度的直板型结构、Y型结构、环形结构等，虽然形状各不相同，但有以下共同的不方便因素：

1、跟骨骨折复杂多样，骨块分布复杂，且很多碎骨块没有必要复位，大多数内固定板设计者却想用内固定板适合各种骨折情况，往往设计成为较大的镂空形状，能够覆盖整个跟骨外侧壁，内固定板放置的位置和螺钉往往不做出明确说明，给使用者造成迷茫。

2.跟骨顶部和底部螺钉不够，跟距关节下方是主要承重区域，用现有的螺钉和内固定板设计，此处往往只有一枚螺钉空间。

3、很多放置螺钉的区域，其骨质密度低，容易出现拔钉等问题。

4、内固定板承重壁形状设计不合理，其重力传导方向与骨小梁延伸方向不匹配，以上缺陷导致跟骨术后不能早期负重。

5、用“倒L形”切口手术时，采用目前结构的内固定板，需广泛剥离跟骨，露出跟骨的外侧壁，剥离范围大，创伤大。而且，由于钢板是镂空结构的原因，内固定板与跟骨的接触面积反而很小，可设置的螺钉少，螺钉把持力不够，致使内固定板固定失效。“倒L形”切口，容易导致皮肤坏死，而使用附骨窦切口则暴露范围通常较小。

针对上述不足，本申请的发明人另辟蹊径，从跟骨的人体功能学角度出发，设计出了一种全新的跟骨内固定板。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种跟骨内固定板，对复杂的骨折块实现了功能性复位和固定，术时切口小，创伤小。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：跟骨内固定板，包括：刚性材料的内固定板本体，所述内固定板本体包括条形的承重部；所述承重部包括上端部、下端部以及两者之间的过渡部，所述承重部的上端部和下端部均宽于其过渡部，所述承重部的上端部用于与位于跟踞关节外侧和后背侧的跟骨骨块相连接，所述承重部的下端部用于与跟骨的基底骨块相连接；沿宽度方向，所述承重部的上端部的一部分弯曲成弧形，另一部分边缘的延伸方向与所述下端部的宽度边缘的延伸方向成25°～60°夹角；所述承重部的上端部设有第二组螺纹孔；所述承重部的下端部设有第四组螺纹孔。

其中，所述承重部的过渡部设有第三组螺纹孔。

其中，所述内固定板本体还包括条形的拉力部，所述拉力部的近端部与所述承重部连接在一起；所述拉力部的远端部宽于其过渡部，用于与跟骰关节外侧的跟骨骨块相连接；所述拉力部的远端部设有第一组螺纹孔。

其中，所述第一组螺纹孔沿所述拉力部的远端部的边缘布置，所述第二组螺纹孔沿所述承重部的上端部的边缘布置，所述第三组螺纹孔沿所述承重部的过渡部的延伸方向布置，所述第四组螺纹孔沿所述承重部的下端部的边缘布置。

其中，所述第一组螺纹孔成三角形布置，位于所述承重部上端部非弧形面上的所述第二组螺纹孔成直线形布置，所述第四组螺纹孔成直线形布置。

其中，所述第一组螺纹孔和所述第三组螺纹孔的直径均大于所述第二组螺纹孔和所述第四组螺纹孔的直径。

其中，所述拉力部和承重部为一体式结构。

其中，所述拉力部和承重部为分体式结构，所述拉力部的近端部与所述承重部通过连接件连接在一起。

其中，所述拉力部与所述承重部相抵的表面均设置为防滑面。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于拉力部和承重部是根据跟骨的结构设计的，使用时，承重部上端部平行于后跟距关节面，承重部下端部平行于足底，螺钉固定在跟骨的骨质密度高的区域，不易拔钉，对粉碎骨折块实现了功能性复位和固定，不需要进行解剖复位，而且术时切口小，创伤小。

附图说明

图1是本发明实施例一的轴测图；

图2是图1的正视图；

图3是本发明实施例一的使用状态参考图；

图4是图3的左视图；

图5是本发明实施例二的正视图；

图6是本发明实施例三的正视图；

其中，100-承重部；101-第二组螺纹孔；102-第三组螺纹孔；103-第四组螺纹孔；200-拉力部；201-第一组螺纹孔；A-跟骨；B-距骨；C-骰骨；D-“卜”字形切口；L-倒L形切口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例一

如图1和图2所示，一种跟骨内固定板，包括：刚性材料的内固定板本体，优选为不锈钢材料，也可以是钛钢或塑料材料。内固定板本体包括拉力部200和承重部100，大致看，其两者都是条形状的。

拉力部200包括近端部、远端部以及两者之间的过渡部，拉力部200的远端部宽于其过渡部，这样，在这一部位可以布置更多的连接螺钉。

承重部100包括上端部、下端部以及两者之间的过渡部，承重部100的上端部和下端部均宽于其过渡部，其目的也是为了在这一部位布置更多的连接螺钉。沿宽度方向，承重部100的上端部的一部分弯曲成弧形，以更好的与跟骨骨块的后背侧贴合，另一部分边缘的延伸方向与所述下端部的宽度边缘的延伸方向成25°～60°夹角，这样的设置，可以确保在承重部下端部平行于足底时，承重部上端部部平行于后跟距关节面。

拉力部200的近端部与承重部100连接在一起，其为一体式结构。拉力部200与承重部100的上端部、过渡部还是下端部连接，取决于实际的需要。

拉力部200的远端部设有第一组螺纹孔201，第一组螺纹孔201沿边缘布置并布置成三角形，这一组螺纹孔用于与跟骰关节(跟骰关节是指跟骨A与骰骨C之间的关节)外侧的跟骨骨块相连接(参见图3)。

承重部100的上端部设有第二组螺纹孔101，过渡部设有第三组螺纹孔102，下端部设有第四组螺纹孔103。第二组螺纹孔101沿上端部的边缘布置且位于非弧形面上的第二组螺纹孔101成直线形布置，这一组螺纹孔用于与位于跟踞关节(跟踞关节是指跟骨A与距骨B之间的关节)外侧和后背侧的跟骨骨块相连接(参见图3)。第三组螺纹孔102沿承重部的过渡部的延伸方向布置。第四组螺纹孔103沿承重部的下端部的边缘成直线形布置，这一组螺纹孔用于与跟骨外侧的基底骨块相连接(参见图3)。

从临床医学角度看，跟骨骨折复位时要注意：后跟距关节面+载距突+距骨为第一部分，跟骰关节+前足为第二部分，跟骨基底为第三部分，这三个部分像拱石一样，相对位置正确跟骨就有好的功能。通过上述设计，各组螺钉的位置就与拱石骨块的位置对应起来了，从而确保连接螺钉固定在跟骨或与其相连的骨的骨质密度高的区域，不易拔钉，跟骨可以早期负重。

本实施例对螺孔的直径也做了优化设计，即：第一组螺纹孔201和第三组螺纹孔102的直径均大于第二组螺纹孔101和第四组螺纹孔103的直径，这样便于跟骨的后跟距关节面和跟骨基底布置更多的螺钉。当然，为了便于制造，也可以设置成等直径的螺纹孔。

使用时，如图3和图4所示，术者可使用“卜”字形切口D中的“1”切口显露后跟距关节和跟骨基底，以距骨A的后跟距关节凹面为模板，将跟骨粉碎的骨折块贴服上，即可完成后跟距关节下骨的拱石复位。通过第四组螺纹孔103设置一组螺钉，直线设计可以让螺钉排列像竹筏一样更好承重，将内固定板固定于跟骨外侧突结节后侧，通过第二组螺纹孔101设置一组螺钉，将内固定板固定于后跟距关节面的外侧和后侧，第三组螺纹孔102设置一组螺钉，进一步加强固定效果。使用“卜”字形切口中的“、”切口显露跟骰关节，通过拉力部的远端部的第一组螺纹孔201设置螺钉，对跟骰关节处的骨折块进行复位和固定。由于采用了条形状的拉力部和承重部，术时切口小，创伤小。

实施例二

图5公开了一种拉力部200与承重部100的下端部连接的例子，也是一体式结构，其它结构与实施例基本相同。

实施例三

如图6所示，其结构与实施例基本相同，不同之处在于，拉力部和承重部采用了分体结构，术时，可分别放入切口，再用螺钉等连接件将两者连接在一起，使用更灵活，而且切口更小，创伤更小。为了保证两者连接更为可靠，不松动，拉力部200与承重部100相抵的表面均设置为防滑面，防滑面制作时可以打磨成粗糙面，也可以铣成线条交错的滚花状。

当然，在某些特殊跟骨骨折类型(比如跟骨体骨折或者是后跟距关节面塌陷性骨折)时，根据手术的需要，也可以仅仅使用分体结构部分的承重部，在这种情况下，分体结构能使骨折处理更加简化。

本发明是按照跟骨的功能特点来设计的，原理如下：

通常，足部骨性结构被看作一个拱形桥，但是从足部附着众多肌腱止点并能灵活运动这一点看，足部也是一个牵拉桥。一方面，跟骨结构要符合拱形桥承重的特点，另一方面，牵拉桥的拉索止点和位置也要符合牵拉运动时的要求。

拱形桥的负重工程学原理在于拱石块的楔形结构，这已体现在对前足的研究中。但并没有研究者按照拱形桥的结构理论去研究跟骨的内部结构。同样，目前研究者也没有把牵拉止点应该具备的结构特点和承重功能应该具备的结构特点进行区分。

跟骨是一个整体，周壁为完整的坚硬骨皮质，周壁皮质骨是重要承重力区域，同样，内部松质骨也是重要承重部分，而且跟骨内骨质密度差异很大。高密度松质骨连同周壁1～2mm厚度的骨皮质及关节软骨看作一个整体。把骨密度低的骨看作一种连接结构，跟骨就可以理解为多块骨融合在一起后形成的结构。结合跟骨的“半桥”功能，根据承重和牵拉特点，跟骨内部主要的力学构造就可以形容为：“一基二桥三拱石四止点”。

一基(底)：跟骨基底骨块是地面接触部位，非常坚硬，呈水平位置的坚硬的皮质骨，下方有脂肪垫和足底角质皮肤。可以看作桥的地面结构，为增加拱形桥底座的力量，跖腱膜和足底肌肉附着于基底骨块前缘的跟骨内外侧突，起到一个施加向中心力的作用。跟腱止点在基座上方，起到向上提拉的作用。

二桥：足结构可分为内外侧弓和横弓，跟骨参与构成内外侧足纵弓。人体重力传递到距骨后被内外侧两个纵弓将力量传递到后足底、前足底，跟骨是后足的承重结构，内部必然有内外纵弓两个力量的传导，即跟骨内应有由顶部向后下到基底两条致密的骨小梁线，尽管因内外弓非常靠近，骨小梁融合在一起，难以分辨。此力线主要功能是承载体重，骨小梁密集，叫跟骨内压力骨小梁。从另外一个角度看，理论上，压力骨小梁中间必然存在相对薄弱区域。此薄弱区域位于后跟踞关节面与载距突之间，跟骨体部的内侧1/3处，呈矢状面分布。向下到跟骨体后，弧形绕行，骨小梁薄弱区域变为水平面。通常骨小梁薄弱区域为骨折线最常见的走形，所以，在跟骨骨折病例中，经常见游离的后跟距关节面骨折块。人体重力向前传递同样沿内外弓走形方向。内侧纵弓有距骨、舟骨、楔骨、第一跖骨到第一跖骨基底。外侧纵弓经跟骨、骰骨、第五跖骨到第五跖骨基底。足跟、第一跖骨基底(内弓)、第五跖骨基底(外弓)形成足负重的三角支撑，有利于稳定。内侧纵弓的顶点是距骨，在跟骨上主要承载重力结构为载距突及中、前跟距关节面并延续向下的高密度骨皮质。跟骨的内侧纵弓力线是经距骨的弧线。外侧纵弓的顶点在跟骰关节，跟骨经跟骰关节到骰骨的力量情况是压力少，拉力大。所以称之为拉力骨小梁线。为支持跟骨的跟骰关节面稳定，在跟骨基底和跟骰关节骨下部之间也存在一条张力骨小梁线，在三条骨小梁线之间为骨质密度非常疏松的三角区，又叫“中立三角区”。

根据wolf定律：骨骼的生长会收到力学刺激影响而改变其结构。即应力会刺激骨的生长，而废用会导致骨丢失。力线在跟骨内的不均匀分布决定了跟骨内部骨密度的不均匀，跟骨内有多处骨质疏松区域。在骨质疏松区域，螺钉的螺纹难以把持骨质，内固定板固定失效。本内固定板设计中，在置钉区域避开骨质疏松区域。

三拱石：即是内外弓这两个拱形桥的拱石，即力线上的承重结构，也可以理解为三个主要关节面下方的坚硬骨质，即把关节面和临近骨质看作一个结构。由此把跟骨承重功能抽像理解为四块坚硬骨质发生骨融合后的结构，底部是基座。上部有三块拱石：1、最高点的后跟踞关节面及下方骨块，是跟骨的最高点，也是位置最靠后的承重点，也是重力最集中区域，也是跟骨内外侧纵弓的联合点，力量由此向分散。2、内侧结构即载距突和前、中跟距关节面(有时缺失)及其下方骨块，解剖形状与距骨内侧极为吻合，承担内侧纵弓传递的部分力量。3、跟骰关节面及其近端骨，承担外侧纵弓的传递的力量。三拱石表现为骨质密度高、坚硬，三拱石与基座外有跟骨外壁相连，内有骨小梁连接，从而形成一个整体。拱石之间有相对的骨小梁密度较低的区域，大多数骨折线走形就在骨小梁密度低的区域。3个拱石之间呈三维立体结构，只要相对位置准确，就能发挥跟骨的功能。

值得一提的是，跟骨骰骨构成外侧纵弓的理解。通常所说的外弓走向是平行于足内侧弓，处于人体矢状位，而横弓对应着人体的冠状位。骰骨需要完成冠状位矢状位两个方向的力线。所以骰骨在足部骨骼的位置是前外上-后下内的方位。所以对应跟骨前部的密度结构也是前外上-后下内。跟骨内部的“中立三角”是一个尖端向内下底座在外上的三角体结构，而非一个三棱柱。

四止点：足作为人体下肢终端，有很多下肢肌腱附着，跟骨参与构成关节较多，关节之间的韧带连接也较多。在跟骨骨折时候，肌肉止点会因为收缩导致骨科发生较大的移位，有可能导致术后疼痛。而骨间韧带附着点因韧带弹性力量小通常不会发生明显移位，因此韧带止点不作为重要止点。

有四个止点对骨折块移位影响较大，在病理状态和生理状态时发挥重要作用的肌腱止点：1、跟腱止点，(跟骨结节及周围骨块)位于跟骨基底上侧、后跟距关节面骨块的后侧，跟腱附着面较大，对跟骨的力量较大，会把跟骨向上牵拉。2、跖腱膜止点(跟骨内外侧突)位于跟骨基底前侧、是足弓构成的重要部分。会把骨块向足弓中心牵拉。3、踇短伸肌止点(跟骨前突)位于跗骨窦外缘力量较小。但此处粉碎骨折时，不固定骨块容易形成止点不愈合，导致疼痛。4、腓骨肌腱止点位于骰骨和第一跖骨，但在跟骨外侧壁有一肌腱滑车附着，力量较小。但在跟骨骨折时，会导致跟骨外侧壁膨隆，影响外踝活动。

此理论的好处在于将跟骨的拱形桥的拱石承重结构和牵拉桥的拉索止点结构作了区分。在跟骨骨折后，内固定板的主要作用在于恢复承重功能。所以内固定板设计时，主要参考因素是跟骨承重的结构特点。对于止点撕脱性骨折，可以独立克氏针、螺钉固定，也可以用连接结构将固定于止点的螺钉连接于内固定板。

跟骨骨折复位被paley形容为“难度如同复位一个鸡蛋壳”，即复位难度较大。骨折时因跟骨外壁皮质薄，松质骨塌陷，因此解剖复位几乎不可能。如果手术中实现“三拱石”与“一基底”的位置相对固定，使跟骨力线稳定，就可以完成跟骨功能性固定。功能固定完成后，骨折块之间的间隙可以通过骨化成骨而完成填充，即使大部分骨折愈合后，少量骨折块之间的缝隙也不影响跟骨的功能。所以说，“一基二桥三拱石四止点”理论可以推导出在大多数跟骨骨折发生时，骨折线是沿着拱石间的薄弱区域走形，也可以推导出跟骨不需要解剖复位。

由“一基底二桥三拱石四止点”的理论可以推出，跟骨最关键的承重功能在跟骨上方是由后跟距关节拱石和载距突拱石联合承担，并传递到跟骨底部(只有一个基底)。现有研究已经证明载距突骨折、跟骨基底骨折发生率低、移位率低。所以说，跟距关节拱石复位和位置是跟骨手术的最关键的部分，同时，后跟距关节面也是最重要的负重区。内固定设计原理就是在后跟距关节面与跟骨基底之间用坚强内固定连接，即用内固定板连接后跟距关节与跟骨基底，同时自外向内的螺钉将后跟距关节与内侧载距突骨块连接一体。因此内固定板的结构特点就是其形状和功能要符合跟骨后跟距关节面到跟骨基底的形状。当然，同时要有将跟骰关节骨块与承重臂的连接装置(拉力部)。

依据“一基底二桥三拱石四止点”的理论，跟骨复位固定过程如下：

第一步：后跟距关节面的复位及载距突的复位。由于跟骨距骨之间的关节是微动关节，跟骨距骨的关节面吻合度好。所以复位跟骨后跟距关节面和载距突，均以距骨距下关节的凹面为模板复位。将跟骨的后跟距关节面和载距突依次贴服在距骨距下关节面后，克氏针临时把跟骨的碎骨块固定于距骨。即距骨+载距突骨块+后跟距关节面骨块为一整体。

第二步：跟骰关节处骨折复位。同法以跟骰关节为复位模板，将跟骨骨块临时固定于骰骨。

第一步和第二步完成后粉碎的跟骨就变为三个大部分。后跟距关节面+载距突+距骨为第一部分(两个拱石和为一体)，跟骰关节+前足为第二部分，跟骨基底为第三部分。三部分同时整体成型，完成跟骨功能要求后，即可完成跟骨承重功能的复位。三个骨块掌握住整体关系就可，而不必要复位细小的骨折块。

第三步：三部分整体成型。手法是：一助手双手握住足底牵引克氏针(即控制跟骨基底骨块)，要确保足跟与小腿轴线一致并且足底平面与纵轴的垂直，用双拇指顶于足弓处(控制跟骰关节骨块)，必要时可用髌骨复位钳牵拉跟腱止点上缘骨质。另一助手握住前足，做适度内外翻、内外旋动作使后跟距关节面前缘的骨质与附骨窦基底骨质能够大体复位。要注意观察三点：跟骨结节上缘与后跟距关节面前缘的骨质的连线平行、跟腱-足底轴线合适无内外翻、足底共平面和足弓弧度一致。完成后用2～3枚2.0克氏针临时交叉固定跟骨。因克氏针固定不牢固，然后换内固定板螺钉做坚强内固定。由上看出，功能复位标准是基底与后跟距关节面拱石的相对位置，而不是跟骨骨折块的解剖复位。由此可见：内固定板的主要承重壁是沿由基底与后跟距关节面拱石之间的连线，而拉力臂是连线到跟骰关节的相连的结构。

由以上复位过程可以设计出由承重臂和拉力臂构成的跟骨功能性内固定板。而使用本内固定板的切口可以使用斜“卜”字形切口，更方便复位固定。使用本内固定板时“倒L形”切口则需要过大的暴露，增加皮缘坏死风险，不建议使用。

三步完成后跟骨的拱形桥的功能恢复，剩下是牵拉桥的功能恢复。肌肉止点会牵拉粉碎的骨折块，如果止点的碎骨块移位较大，可将止点骨块牵拉后复位，使用现有的螺钉或其他固定器械固定。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.跟骨内固定板，包括：刚性材料的内固定板本体，其特征在于，

所述内固定板本体包括条形的承重部；所述承重部包括上端部、下端部以及两者之间的过渡部，所述承重部的上端部和下端部均宽于其过渡部，所述承重部的上端部用于与位于跟踞关节外侧和后背侧的跟骨骨块相连接，所述承重部的下端部用于与跟骨的基底骨块相连接；

沿宽度方向，所述承重部的上端部的一部分弯曲成弧形，另一部分边缘的延伸方向与所述下端部的宽度边缘的延伸方向成25°～60°夹角；

所述承重部的上端部设有第二组螺纹孔；所述承重部的下端部设有第四组螺纹孔。

2.如权利要求1所述的跟骨内固定板，其特征在于，所述承重部的过渡部设有第三组螺纹孔。

3.如权利要求2所述的跟骨内固定板，其特征在于，所述内固定板本体还包括条形的拉力部，所述拉力部的近端部与所述承重部连接在一起；所述拉力部的远端部宽于其过渡部，用于与跟骰关节外侧的跟骨骨块相连接；所述拉力部的远端部设有第一组螺纹孔。

4.如权利要求3所述的跟骨内固定板，其特征在于，所述第一组螺纹孔沿所述拉力部的远端部的边缘布置，所述第二组螺纹孔沿所述承重部的上端部的边缘布置，所述第三组螺纹孔沿所述承重部的过渡部的延伸方向布置，所述第四组螺纹孔沿所述承重部的下端部的边缘布置。

5.如权利要求4所述的跟骨内固定板，其特征在于，所述第一组螺纹孔成三角形布置，位于所述承重部上端部非弧形面上的所述第二组螺纹孔成直线形布置，所述第四组螺纹孔成直线形布置。

6.如权利要求5所述的跟骨内固定板，其特征在于，所述第一组螺纹孔和所述第三组螺纹孔的直径均大于所述第二组螺纹孔和所述第四组螺纹孔的直径。

7.如权利要求3～6任一项所述的跟骨内固定板，其特征在于，所述拉力部和承重部为一体式结构。

8.如权利要求3～6任一项所述的跟骨内固定板，其特征在于，所述拉力部和承重部为分体式结构，所述拉力部的近端部与所述承重部通过连接件连接在一起。

9.如权利要求8所述的跟骨内固定板，其特征在于，所述拉力部与所述承重部相抵的表面均设置为防滑面。