CN105263430B - 骨修复系统、套件以及方法 - Google Patents

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B.M.菲尔
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D.R.马卡凯
R.S.哈鲁克
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Abstract

本发明涉及一种用于经皮修复骨节段的骨修复系统、套件以及方法，所述骨节段包括患者的第一骨节段和第二骨节段，每个骨节段具有钻孔。所述系统(1)包括被构造成能够接触所述第一骨节段和所述第二骨节段并且具有至少一个开口(11,12)以及在适于接触所述第一骨节段和所述第二骨节段的所述侧面上的防滑钉(5)的纵向构件(4)；被构造成能够穿过所述纵向构件的所述开口设置以穿过所述第一骨节段中的所述开口和所述孔将所述纵向构件保持在适当位置的第一紧固件组件(6)；以及被构造成能够穿过所述纵向构件的所述开口设置以穿过所述第二骨节段中的所述开口和所述孔将所述纵向构件保持在适当位置的第二紧固件组件(7)。

Description

骨修复系统、套件以及方法
相关申请的交叉引用
本申请不要求任何其他申请的权益。
技术领域
本发明涉及用于修复断裂或碎裂的骨(诸如肋骨)的系统、套件以及方法。
背景技术
胸壁骨折，并且具体地讲，胸腔肋骨骨折可能引起潜在威胁生命的呼吸不足，其占胸部损伤死亡率的高达50％。肋骨骨折可能在沿着骨的任何位置处发生。大多数肋骨骨折是使用疼痛管理和/或支撑技术保守治疗的，但是患者在愈合期间经受的疼痛通常可能是严重的并且持续一至两个月。此外，以这种方式治疗的连枷胸(当最少三根相邻的肋骨碎裂时发生的病症)中的断裂的肋骨在愈合阶段期间可经历渐进位移，从而导致明显的畸形、体积损失、肺不张，以及慢性疼痛。带有连枷胸损伤的保守治疗患者的长期问题包括主观胸闷、胸廓疼痛和呼吸困难。
已使用用于有效胸壁固定的四类固定装置，即板、髓内装置、垂直桥接件、和布线。这些修复技术的结果经常不太理想，这是因为难以正确地彼此定位碎裂的肋骨。稳定肋骨骨折是具有挑战性的，因为通常需要大的切口来容纳固定装置，这导致了更加致病的过程。此外，肋骨是窄的，其具有包围软骨髓的薄皮质，使得可靠的固定在包括每天上至25,000个呼吸周期的条件下是有问题的，以及引起咳嗽。
目前，外科手术涉及带有移动断裂肋骨或开胸术的重要手术过程。手术方法的问题和风险包括外科手术创伤本身以及植入物的松动和迁移。外科手术涉及穿过肌肉直接下至肋骨的主要切口，这可能出现并发症，诸如丧失肌肉功能，失血，以及对周围血管和神经组织的损害。待固定的肋骨需要被充分暴露以便使金属固定板良好放置。进行宽切口切割，并且可能需要提高肌皮瓣以允许对所有节段的可视化。后部损伤通常是具有挑战性的，这是由于存在大的肌纤维(例如，背阔肌、斜方肌、长斜方肌、脊旁肌)并且需要将其暴露。
授予Fell等人的美国专利申请2010/0331892代表对上述现有技术的改进，该专利的公开内容以引用方式并入本文。然而，在本说明书中描述的本发明的系统、套件以及方法代表对Fell等人的教导内容的改进。
附图说明
图1是根据示例性实施例的一方面的骨修复系统的侧视图。
图2是根据示例性实施例的一方面的骨修复系统的顶部透视图。
图3是根据示例性实施例的一方面的骨修复系统的顶视图。
图4是根据示例性实施例的一方面的骨修复系统的底部透视图。
图5是根据示例性实施例的一方面的骨修复系统的底视图。
图6是根据示例性实施例的一方面的纵向构件的顶部透视图。
图7是根据示例性实施例的一方面的纵向构件的顶视图。
图8是根据示例性实施例的一方面的纵向构件的底视图。
图9是根据示例性实施例的一方面的枢转锁定柱的透视图。
图10是根据示例性实施例的一方面的枢转锁定柱的底视图。
图11是根据示例性实施例的一方面的枢转锁定柱的顶视图。
图12是根据示例性实施例的一方面的枢转锁定柱的侧视图。
图13是根据示例性实施例的一方面的锁定帽的透视图。
图14是根据示例性实施例的一方面的锁定帽的侧视图。
图15是根据示例性实施例的一方面的锁定帽的顶视图。
图16是根据示例性实施例的一方面的锁定帽的底视图。
图17是根据示例性实施例的一方面的定位钳的透视图。
图18是根据示例性实施例的一方面的定位钳的前视图。
图19是根据示例性实施例的一方面的定位钳的侧视图。
图20是根据示例性实施例的一方面的定位钳的后视图。
图21是根据示例性实施例的一方面的定位钳的顶视图。
图22是根据示例性实施例的一方面的处于打开位置的定位钳的透视图。
图23是根据示例性实施例的一方面的钻头导引器的透视图。
图24是根据示例性实施例的一方面的钻头的透视图。
图25是根据示例性实施例的一方面的插入钻头导引器中的钻头的透视图。
图26是根据示例性实施例的一方面的具有接触骨节段的钻头导引器的定位钳的前视图。
图27是根据示例性实施例的一方面的外部驱动工具的侧视图。
图28是根据示例性实施例的一方面的外部驱动工具自固定六角形驱动装置的剖面侧视图。
图29是根据示例性实施例的一方面的外部驱动工具的底视图。
图30是肋骨碎裂的患者的图示。
图31是根据示例性实施例的一方面的切口和端口的图示。
图32是根据示例性实施例的一方面的放置在患者的碎裂肋骨上的切口模板的图示。
图33是根据示例性实施例的一方面的正要插入到患者的碎裂肋骨上的切口中的定位钳的图示。
图34是根据示例性实施例的一方面的接触患者的碎裂肋骨中的骨节段的定位钳的图示。
图35是根据示例性实施例的一方面的钻头导引器插入到钳中的图34的定位钳的图示。
图36是根据示例性实施例的一方面的具有用于指示由钻头连同锁定帽形成的孔的深度的指示器的钻头的透视图，所述锁定帽被构造成能够在具有不同深度的钻孔中使用。
图37是根据示例性实施例的一方面的正在插入到钻头导引器中的导引管的图示。
图38是根据示例性实施例的一方面的正在插入穿过患者的碎裂肋骨的骨节段中的孔的导引管的图示。
图39是根据示例性实施例的一方面的正在从切口移除远离患者肋骨的导引管的端部的图示。
图40是根据示例性实施例的一方面的示出在导引管的端部已从切口移除远离患者肋骨之后的导引管的图示。
图41是根据示例性实施例的一方面的插入穿过正在插入到导引管中的纵向构件的枢转锁定柱的拴系件的图示。
图42是根据示例性实施例的一方面的正在从导引管的与其中拴系件被插入的端部相对的端部移除的拴系件的端部的图示。
图43是根据示例性实施例的一方面的示出在导引管已被移除之后保留在患者体内的拴系件的图示。
图44是示出正在被牵拉到患者体内的纵向构件的图示。
图45是根据示例性实施例的一方面的枢转锁定柱塌缩在该构件中的纵向构件的近视图。
图46是根据示例性实施例的一方面的枢转锁定柱处于竖直位置中的纵向构件的近视图。
图47是根据示例性实施例的一方面的正要插入到患者肋骨中的孔中的纵向构件的图示。
图48是根据示例性实施例的一方面的拴系件被插入到六角形驱动装置中的纵向腔体中的外部驱动工具的图示。
图49是根据示例性实施例的一方面的接合骨修复系统中的锁定帽的外部驱动工具的图示。
图50A、图50B和图50C示出根据示例性实施例的一方面的以不同程度接合的锁定帽和枢转锁定柱。
图51示出根据示例性实施例的一方面的正在从身体移除的外部驱动工具的图示。
图52示出根据示例性实施例的一方面的示例性实施例的一方面中的由骨修复系统接合的患者的碎裂肋骨。
图53示出根据示例性实施例的一方面的示例性实施例的一方面中的在移除骨修复系统之前正插入在拴系件上的移除驱动器。
发明内容
本文描述了改善的骨修复系统、套件以及方法。在一个方面，用于经皮修复在患者的每个骨节段中具有钻孔的断裂骨的第一骨节段和第二骨节段的系统被示为包括：被构造成能够接触第一骨节段和第二骨节段并且具有至少一个开口以及在适于接触第一骨节段和第二骨节段的侧面上的防滑钉的纵向构件；被构造成能够穿过纵向构件的开口设置以穿过第一骨节段中的开口和孔将纵向构件保持在适当位置的第一紧固件组件；以及被构造成能够穿过纵向构件的开口设置以穿过第二骨节段中的开口和孔将纵向构件保持在适当位置的第二紧固件组件。在优选的实施例中，第一骨节段和第二骨节段是肋骨骨节段。
在另一方面，纵向构件容纳第一开口和第二开口，并且第一紧固件组件被构造成能够穿过纵向构件的第一开口设置以穿过第一骨节段中的第一开口和孔将纵向构件保持在适当位置；并且其中第二紧固件组件被构造成能够穿过纵向构件的第二开口设置以穿过第二骨节段中的第二开口和孔将纵向构件保持在适当位置。
在优选的实施例中，第一骨节段中的孔和第二骨节段中的孔大体居中在相应骨节段的宽度上方。
在另一个优选的实施例中，第一紧固件组件包括第一内部紧固件和第一外部紧固件，并且第二紧固件组件包括第二内部紧固件和第二外部紧固件。在甚至更优选的实施例中，分别基于第一骨节段和第二骨节段的厚度来选择第一外部紧固件和第二外部紧固件。
在另一个优选的实施例中，纵向构件是柔性的，使得纵向构件的刚度类似于其所附接的骨节段的刚度。使用柔性纵向构件促进骨愈合而且避免了意外的骨折和患者疼痛。在再一个优选的实施例中，纵向构件上的防滑钉被成形为在纵向构件与第一骨节段和第二骨节段接触时嵌入到第一骨节段和第二骨节段中。防滑钉可具有多种形状，包括棱锥和梯形。
在优选的实施例中，第一外部紧固件为锁定帽并且第二外部紧固件为锁定帽。在另一个优选的实施例中，第一内部紧固件为枢转锁定柱并且第二内部紧固件为枢转锁定柱，其中纵向构件具有适于接收枢转锁定柱的狭槽。锁定柱可在塌缩位置与伸长位置之间枢转。
在另一个优选的实施例中，第一外部紧固件为锁定帽，该锁定帽被成形为可由外部驱动装置转动，并且第二外部紧固件为锁定帽，该锁定帽被成形为可由外部驱动装置转动。
在另一个优选的实施例中，锁定帽或枢转锁定柱中的任一者具有叶状锁定螺纹。
在另一个优选的实施例中，锁定帽具有剪切件，该剪切件在帽周围间隔开以便在抵靠骨节段接触时夹持和嵌入到骨节段的外皮质中，并且其中该剪切件具有足够的深度以限制帽过紧。在再一个优选的实施例中，锁定帽的具有剪切件的部分是圆形的并且具有至少一个外部驱动特征结构。具有介于一个至八个之间的驱动特征结构的锁定帽是优选的。更优选地，具有四个驱动特征结构。同样优选的是六个驱动特征结构。
在优选的实施例中，为了接合锁定帽的外部驱动特征结构，要使用外部驱动工具。外部驱动工具的优选实施例为自固定六角形驱动装置。
在另一方面，用于外科修复包括第一骨节段和第二骨节段的断裂骨的套件被公开为包括：各自具有被构造成能够分别插入到第一导引管和第二导引管中的近侧端部和远侧端部的第一拴系件和第二拴系件；具有至少一个被构造成能够接收第一紧固件组件和第二紧固件组件的开口的纵向构件，其中纵向构件被构造成能够与第一骨节段和第二骨节段接触并且在被构造成能够与第一骨节段和第二骨节段接触的侧面上具有防滑钉；具有被构造成能够使第一拴系件穿过其中并且进一步被构造成能够抵靠第一骨节段保持纵向构件的纵向通道的第一紧固件组件；以及具有被构造成能够使第二拴系件穿过其中并且进一步被构造成能够抵靠第二骨节段保持纵向构件的纵向通道的第二紧固件组件。
在优选的实施例中，纵向构件具有被构造成能够接收第一紧固件组件的第一开口以及被构造成能够接收第二紧固件组件的第二开口。
在优选的实施例中，套件还包括第一导引管和第二导引管。在再一个优选的实施例中，套件还包括切口模板。
在另一个优选的实施例中，套件还包括被构造成能够接合骨节段的定位钳，以及被构造成能够通过定位钳被接收以促进在骨节段中钻孔的钻导引器。
在另一个优选的实施例中，套件还包括具有被构造成能够使拴系件穿过其中的纵向通道的驱动工具。
在另一个优选的实施例中，第一紧固件组件包括内部紧固件和外部紧固件，并且第二紧固件组件包括内部紧固件和外部紧固件。在另一个优选的实施例中，套件容纳被构造成能够配合在多种厚度的骨节段中的多个外部紧固件。
在另一个优选的实施例中，第一外部紧固件为锁定帽并且第二外部紧固件为锁定帽。还优选的是这样的实施例，其中第一内部紧固件为枢转锁定柱并且第二内部紧固件为枢转锁定柱，并且其中纵向构件具有适于接收枢转锁定柱的狭槽。
在另一个的优选的实施例中，纵向构件上的防滑钉被成形为在纵向构件与第一骨节段和第二骨节段接触时嵌入到第一骨节段和第二骨节段中。
在再一个优选的实施例中，套件还包括移除驱动器。
在又一个优选的实施例中，套件还包括容纳套件部件的包装。套件可包括容纳纵向构件、第一拴系件、第二拴系件、第一紧固件组件和第二紧固件组件的包装，并且其中纵向构件、第一拴系件、第二拴系件、第一紧固件组件和第二紧固件组件已灭菌。
在另一方面，将患者身体中的第一骨节段经皮固定到第二骨节段的方法被公开为包括：通过第一骨节段钻出第一孔并且通过第二骨节段钻出第二孔；通过第一孔供给第一导引管并且通过第二孔供给第二导引管，每个导引管具有近侧端部和远侧端部；在第一导引管近侧端部和第二导引管近侧端部尚未分别穿过第一骨节段和第二骨节段时从身体抽出第一导引管远侧端部和第二导引管远侧端部；穿过第一导引管供给第一拴系件并且穿过第二导引管供给第二拴系件，每个拴系件具有近侧端部和远侧端部；在第一拴系件近侧端部和第二拴系件近侧端部尚未分别穿过第一骨节段和第二骨节段时从身体抽出第一拴系件远侧端部和第二拴系件远侧端部；在将第一拴系件和第二拴系件保持在身体中时从身体移除导引管；将具有至少一个开口以及在接触第一骨节段和第二骨节段的侧面上的防滑钉的纵向构件传递到第一拴系件端部和第二拴系件端部上；使纵向构件与由拴系件引导的第一骨节段和第二骨节段接合；以及利用第一紧固件组件将纵向构件穿过纵向构件中的第一孔和开口固定到第一骨节段，并且利用第二紧固件组件将其穿过纵向构件中的第二孔和开口固定到第二骨节段，以将第一骨节段固定到第二骨节段。
在另一个优选的实施例中，纵向构件包括第一开口和第二开口，并且其中将纵向构件传递到第一拴系件端部和第二拴系件端部上的步骤包括使第一拴系件端部穿过第一开口并且使第二拴系件端部穿过第二开口。
在该方法的优选的实施例中，第一骨节段和第二骨节段是肋骨骨节段。
在该方法的另一个优选的实施例中，该方法还包括在第一骨节段和第二骨节段上方形成经皮切口。因此，普通技术人员将理解，可使用单个切口而不是两个单独切口。这包括形成一个切口并且使软组织活动以在单独的位置上钻孔。作为另外一种选择，该方法还可包括在第一骨节段上形成第一经皮切口并且在第二骨节段上形成第二经皮切口，其中切口模板用于对准第一经皮切口和第二经皮切口的位置。切口模板是该方法的任选但有利的特征。
在再一个优选的实施例中，该方法包括形成第三经皮切口以用于从身体抽出导引管的远侧端部。代替经皮切口，该方法可包括形成端口以用于从身体抽出导引管的远侧端部。
在又一种优选的方法中，该方法还包括使用容纳钻头导引器的第一定位钳以在第一骨节段上对准钻，以及使用容纳钻头导引器的第二定位钳以在第二骨节段对准钻。应当理解，第一钳和第二钳可以是相同的。也就是说，外科医生可使用一个骨节段上的钳，然后将该钳切换到另一个骨节段上。
在另一种优选的方法中，该方法包括使用第一定位钳和第二定位钳以对准钻，使得每个孔大体居中在骨节段的宽度上方。
该方法可涉及在上述系统中使用的优选结构。因此，该方法可涉及包括第一内部紧固件和第一外部紧固件的第一紧固件组件，以及包括第二内部紧固件和第二外部紧固件的第二紧固件组件。在优选的实施例中，该方法包括分别基于第一骨节段和第二骨节段的厚度选择第一外部紧固件和第二外部紧固件的步骤。
在该方法的另一个优选的实施例中，第一外部紧固件为锁定帽并且第二外部紧固件为锁定帽。在该方法的又一个优选的实施例中，第一内部紧固件为枢转锁定柱并且第二内部紧固件为枢转锁定柱，其中纵向构件具有适于接收枢转锁定柱的狭槽。
在另一个优选的实施例中，该方法还包括将纵向构件朝向第一骨节段和第二骨节段拉到身体中的步骤，其中在加强构件穿过身体朝向第一骨节段和第二骨节段运动时枢转锁定柱塌缩到加强构件中。
在另一个优选的实施例中，第一外部紧固件为锁定帽，该锁定帽被成形为可由外部驱动装置转动，并且第二外部紧固件为锁定帽，该锁定帽被成形为可由外部驱动装置转动。在再一个优选的实施例中，该方法还包括用外部驱动装置紧固第一外部紧固件和第二外部紧固件的步骤，其中外部驱动装置具有用于使拴系件穿过其中的纵向通道。
在该方法的又一个优选的实施例中，锁定帽或枢转锁定柱中的任一者具有叶状锁定螺纹。在另一个优选的实施例中，该方法还包括经由叶状锁定螺纹锁定锁定帽和枢转锁定柱的步骤。
在该方法的另一个优选的实施例中，锁定帽具有剪切件，该剪切件在帽周围间隔开以便夹持和嵌入到骨节段的外皮质中，并且其中该剪切件具有足够的深度以抵抗帽过紧。
在该方法的另一个优选的实施例中，纵向构件已经预先组装，使得第一拴系件和第二拴系件在将第一拴系件和第二拴系件供给到导引管中之前穿过其中。因此，本领域的技术人员应当理解，这将涵盖由制造商组合的纵向构件/拴系件的预组装件，使得外科医生无需在手术之前或在手术期间准备该组件。然而，其还将涵盖由外科医生或其他医疗保健人员组装的预组装件。
在该方法的另一个优选的实施例中，该方法还包括紧固第一紧固件组件和第二紧固件组件，使得纵向构件上的防滑钉嵌入到第一骨节段和第二骨节段中。
具体实施方式
根据需要，在本文中公开了详细的示例性实施例，然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本发明的示例性实施例，其可以多种以及可替换的形式实施。附图未必按比例绘制，一些特征可放大或缩小以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的特定结构和功能细节不应理解为限制，而仅仅作为教导本领域技术人员多方面地应用本文所公开的示例性实施例的代表性基础。
本文所公开的是用于修复断裂或碎裂的骨(诸如肋骨)的系统、套件以及方法。根据本发明的系统、套件以及方法允许以微创方式进行骨修复，从而减少患者恢复时间。虽然系统、套件以及方法在本文中被示出和描述为应用以修复断裂肋骨，但应当理解，完全可以设想到应用其来修复其他碎裂骨。例如，根据本发明的系统和方法还可用于微创修复骨节段，诸如断裂锁骨、断裂胫骨、断裂骨盆、断裂脊柱、或断裂关节表面，其中存在移位的和/或多个骨断片，其将另外地需要较大开放性手术暴露来修复。
总而言之，根据示例性实施例的一方面，固定骨节段(诸如断裂肋骨)包括将拴住的修复部件穿过经皮的皮肤切口下至骨放置，以及将修复部件递送到胸膜腔中。可通过视频胸腔镜、成像技术、或其他微创观察方法来提供帮助。拴住的修复部件包括在被构造成能够接触骨的侧面上具有防滑钉的纵向构件，诸如骨板；以及紧固件组件，诸如锁定帽和枢转锁定柱或其他压缩紧固件组件，其中通过利用紧固件组件抵靠肋骨固定纵向构件来稳定碎裂肋骨节段。纵向构件可在其内表面上附接到肋骨，肋骨的侧面内衬胸膜腔。拴系件，诸如缆线、绳索或杆用于通过在修复部件上引导或提供控件来促进该过程，并且用于为外科医生提供安全性和效率。
使用根据示例性实施例的一个方面的肋骨固定的这种系统允许紧固件硬件穿过肋骨的中心最厚部分，从而减小对外周神经血管解剖结构造成无意损坏的风险。另外，肋骨是非常小的骨，其通常仅具有薄的皮质壳，或者在一些情况下，主要由软骨材料构成。因此，使用典型骨螺钉的传统修复有可能随着时间推移而使螺钉松动。
肋骨骨折修复可使用一个或多个小的经皮切口根据示例性实施例的一方面来进行。可使用一个或多个切口来经皮定位孔和钻孔以用于使紧固件通过，这允许同时捕获和接合肋骨的内部部分和外部部分两者以及与纵向构件机械互锁。另一个切口或端口允许将待抵靠肋骨放置的紧固件和加强构件通过胸膜腔经皮插入。可使用另外的切口或端口以允许通过胸腔镜使骨折部位可视化。在本文所提供的附图中，虽然未示出，但应当理解患者的皮肤覆盖在肋骨上并且上述切口穿过其中形成。
参考图1至图5，示出了根据本发明的一方面的用于骨修复的系统1。系统1将肋骨2中的第一骨节段3接触到肋骨2中的第二骨节段3'。骨2具有断裂10。系统1使用纵向构件4接触肋骨2中的骨节段3,3'。纵向构件4可采取各种形状并且具有在接触骨的构件的侧面上的防滑钉5。纵向构件4通过第一紧固件组件6和第二紧固件组件7被保持在适当位置。第一紧固件组件和第二紧固件组件优选地包括内部紧固件8和外部紧固件9。在优选的实施例中，内部紧固件8是枢转锁定柱，而外部紧固件9是锁定帽。应当理解，紧固件可逆转，使得能够用内部紧固件切换外部紧固件，反之亦然。
转到图6至图8，更详细地示出了示例性纵向构件4。纵向构件4被构造成能够与碎裂骨(未示出)中的骨节段接触。纵向构件4具有在被构造成能够与骨节段接触的侧面上的防滑钉5。纵向构件4还包括用于使第一内部紧固件和第二内部紧固件(未示出)穿过以抵靠骨节段保持纵向构件4的第一开口11和第二开口12。在优选的实施例中，纵向构件4具有在开口11和12中的狭槽14以允许枢转锁定柱(未示出)插入。
通过使用防滑钉之间的弯曲部分使防滑钉5优选地成形为将应力分布在纵向构件4上。防滑钉5解剖通过围绕肋骨的软组织并且提供支点到肋骨的内部部分中。优选地，防滑钉5提供分布式单线(monocortical)固定断裂骨，这有助于抵抗骨节段3、3'相对于彼此的旋转。防滑钉5的高度范围优选地为0.1mm至10mm，更优选地为1.5mm。防滑钉5不需要是尖锐的。例如，可使用圆形形状，诸如圆锥形。作为另外一种选择，防滑钉5可以销、长钉、锥体、脊、梯形的形式或任何其他合适的形状成形。防滑钉5优选地由与下述纵向构件4相同的材料制成。
纵向构件4可由适当的材料构成，所述材料诸如但不限于钛、不锈钢、聚合物、陶瓷、或生物可再吸收的材料、或它们的组合。对于本文所述修复的类型，根据示例性实施例的一个非限制性的方面，纵向构件4的宽度可为约4-12mm，或更具体地讲宽度为8mm。按照需要，但根据本发明的一个非限制性方面，纵向构件4的长度可在30mm至300mm的范围内。纵向构件4的厚度(不包括防滑钉5)可为均匀的或可变的，诸如靠近纵向构件的中部提供更大的厚度以增强刚度或将刚度调节至特定水平，诸如以匹配肋骨的特定部分。根据示例性实施例的一个非限制性方面，纵向构件4厚度(不包括防滑钉)可在0.2mm至5mm的范围内。纵向构件4可为大体平坦的，或者相反可为弯曲的。
转到图9至图12，示出了枢转锁定柱20。枢转锁定柱20由具有插入插片22的叶状螺纹轴24和具有沿着中心轴线行进的中心插管28的头部凸缘26组成。枢转锁定柱20具有用于将锁定柱20插入到纵向构件4中的狭槽14中的插入插片22。参见图6至图8。枢转锁定柱20优选地还包括用于将锁定插片保持到优选地为锁定帽的外部紧固件(未示出)上的叶状螺纹轴24。在标准螺纹系统中，螺纹被放在圆形表面上。相反，在叶状锁定系统中，螺纹被放在叶状表面上，其中叶的峰充当切割刃。切割刃切入到成对的紧固件中以延缓两个紧固件的松动。
枢转锁定柱20可由任何合适的材料制成，所述材料包括可植入级不锈钢、或商购纯钛或钛合金。
转到图13至图16，示出了锁定帽30。锁定帽30具有大体圆形的顶部部分31，其容纳在顶部部分31周围间隔开的多个剪切件32。圆形部分附接到轴33。轴33可任选地具有在轴33周围的用于将锁定帽保持在骨节段中的皮质脊34。圆形顶部部分31和轴33具有沿着中心轴线行进的螺纹插管35。圆形顶部部分31还容纳跨过圆形顶部部分31行进的移除狭槽36。锁定帽30中的螺纹插管35将锁定帽30保持到内部紧固件(未示出)，该内部紧固件优选地为枢转锁定柱。锁定帽30可由任何合适的材料制成，所述材料包括可植入级不锈钢、或商购纯钛或钛合金。
如图15所示，锁定帽30的大体圆形顶部部分31可具有围绕在其周边的外部驱动特征结构37。在优选的实施例中，存在介于一个至八个之间的驱动特征结构。在更优选的实施例中，存在六个驱动特征结构37。在另一个优选的实施例中，存在四个驱动特征结构37。在优选的实施例中，驱动特征结构37可以是平坦的形状。
当通过旋转来紧固锁定帽30时(优选地使用自固定六角形驱动装置)，锁定帽30的圆形顶部部分的底部接触骨的外皮质。剪切件32周围的边缘可能是锋利的，以便切入到肋骨本身的外皮质中，直到锁定帽上的外部驱动装置沉降到肋骨的外皮质下面。因此，外部平坦部分不能再由例如自固定六角形驱动装置接合。
转到图17-图22，示出了用于示例性实施例的一方面中的定位钳40。定位钳40容纳被构造成能够接收钻头导引器(未示出)的导引孔41和42。导引孔41和42可围绕枢轴43和44旋转。定位钳40还容纳参考枢轴45和46。参考枢轴45和46附接到钳臂47和48。定位钳最优选地由不锈钢制成。在优选的实施例中，钳臂47和48各自由单片金属制成。钳40的双枢轴双导设计提供稳定性并且能够使钻套(未示出)保持居中在骨节段(未示出)上方。在优选的实施例中，枢轴44是负载支承件。
转到图23，示出了钻头导引器50。钻头导引器50具有轴51。轴51具有螺纹部分52以便于螺纹连接定位钳40的导引孔42中的轴。轴51还具有在被设计成接触骨节段的侧面上的锯齿状边缘53。这允许钻头导引器50切割穿过围绕骨节段的组织。轴51在其顶部具有大体圆形的旋钮54。旋钮54具有平坦部分55以防止旋钮例如在操作盘上滚动。轴51还具有沿着其长度被构造成能够接收和引导钻头(未示出)的纵向通道56。钻头导引器50最优选地由不锈钢制成。
转到图24，示出了钻头60。钻头60具有轴61和在轴61的一个端部处的点62，所述点具有足够的锋利度以钻到骨中。在优选的实施例中，钻头60具有钻深度指示器64、66和68以示出骨已经被钻的深度。这些深度指示器可为颜色编码的。例如，深度指示器64可为蓝色的。深度指示器66可为红色的。深度指示器68可为绿色的。钻深度指示器64、66和68允许根据骨已经被钻的深度来选择不同长度的外部紧固件。外部紧固件可为颜色编码的，以与钻深度指示器的颜色关联。钻头最优选地由不锈钢制成。
图25示出具有插入其中的钻头60的钻头导引器50。尖头62从钻导引器50的底部突出，并且还示出了钻深度指示器64、66和68。
图26示出具有钻头导引器50的定位钳40，该钻头导引器被插入到导引孔41和42中并且接触骨节段3以使得钻头60(未示出)大体居中在骨节段3的宽度上方。
图27示出外部驱动工具70。外部驱动工具70具有在附接到驱动轴74的一个端部处的柄部72，该驱动轴连接到驱动部分76。如图28所示，外部驱动工具70进一步沿着其长度容纳纵向通道78，该纵向通道被构造成能够接收用于示例性实施例的一方面中的拴系件(未示出)。驱动工具的柄部最优选地由塑料、橡胶或或硅制成。轴和驱动部分最优选地由不锈钢制成。图29示出驱动部分76的正视图。
转到图30-图53，示出了使用骨修复系统来修复患者的碎裂肋骨的方法。应当理解，可进行另外的外科手术步骤，并且其仍在本方法的范围内。
图30示出带有三根碎裂肋骨R1、R2和R3的患者100。每根碎裂肋骨具有第一骨节段102和第二骨节段104。图31示出在患者100体内在胸腔下面的区域中形成的切口106和端口108。切口106和端口108可用于插入外科手术工具110和112，包括作为内窥镜此类工具。应当理解，单个或多个切口可在本发明中使用。相似地，一个或多个端口108可在本发明中使用。为了便于说明，后面的图示出切口106。
图32示出放置在第一骨节段102和第二骨节段104上方的切口模板114。该模板是示例性实施例的一个方面中的任选的特征，以帮助外科医生在肋骨节段102和104上方定位切口的潜在点。切口模板114具有与纵向构件4类似的几何形状。切口模板优选地由不锈钢制成。
图33示出正要插入到使用切口模板114形成的切口116中的定位钳40。钳40优选地在闭合位置中插入穿过皮肤切口116。一旦钳40的尖端接触肋骨的外皮质，钳40便被打开，从而允许钳40的尖端越过肋骨的每个边缘。
在图34中，定位钳40接合骨节段102和104。钻头导引器50在插入导引孔41和42之前被示出。在图35中，在将钻头60插入到钻头导引器50中之前，将容纳钻头导引器50的定位钳40插入到导引孔41和42中。钻头60用于将孔118(未明确示出)钻到骨节段102和104中。
在图36中，钻头60被插入到钻头导引器50中。钻头60具有钻深度指示器64、66和68，其在钻头60上示出。在优选的实施例中，可基于根据深度指示器64、66和68在骨节段中钻出的孔的深度来选择各种尺寸的锁定帽30。
在图37至图39中，导引管120被插入到钻头导引器50中，并且穿过骨节段102和104中的孔118送入。在优选的实施例中，导引管120的一个端部通过切口106被拉到患者身体外，而导引管120的另一个端部在骨节段102和104上方保持在患者身体外。导引管120最优选地由含氟聚合物塑料制成。导引管的内径优选地在0.5mm至10mm的范围内。优选的内径为1.6mm。导引管120还优选地具有2mm至12mm的优选外径。优选的外径为3.2mm。优选的长度为1000mm。使用塑料导引管可允许导引管比裸露拴系件(其由金属制成)更容易和安全地导向穿过身体。这可以提供穿过身体的更平滑、创伤更小且有效的通道。
图40示出在定位钳40移除之后插入到患者体内的导引管120。图41示出正在插入到导引管120的一个端部中的拴系件130。拴系件已穿过枢转锁定柱20。枢转锁定柱20已接合在纵向构件4中。在图42中，拴系件130被示为正在穿过导引管120，使得其现在在导引管120的每个端部之外。在图43中，导引管120从身体移除，同时将拴系件130留在身体内。拴系件130最优选地由不锈钢制成，但也可由钛或钴铬制成。拴系件130直径(如果其为圆的)的尺寸优选地为0.1mm至5mm，并且最优选地为0.9mm。拴系件的长度优选地为1000mm。应当理解，“拴系件”可包括缆线、或线、或柔性杆，该柔性杆包括由塑料或金属制成的杆。
在图44中，使用拴系件130将纵向构件4拉到身体中。图45示出纵向构件在其被拉到患者体内时的布置的优选实施例。具体地讲，枢转锁定柱20塌缩到纵向构件4中，以便促进纵向构件穿过身体至待修复的骨节段。拴系件130穿过枢转锁定柱20中的纵向腔体。球132附接到拴系件130，并且将枢转锁定柱20和纵向构件4拉到身体中。锁定柱可在塌缩位置与伸长位置之间枢转。枢转锁定柱20通过将插入插片22插入到狭槽14中而接合到纵向构件4中。当枢转锁定柱20运动远离狭槽14时，其有效地固定到纵向构件4中。
在图46中，示出了纵向构件4和枢转锁定柱20恰好在其插入到骨节段中的孔118中之前的优选的布置。该实施例允许枢转锁定柱20恰好在插入到骨节段中的孔中之前枢转到大体垂直于纵向构件4的位置中。图47示出图46的正要插入到骨节段102和104中的孔118中的组件。
在图48中，外部驱动工具70具有插入端部76的锁定帽。拴系件130穿过该组件以促进锁定帽30穿过骨节段102和104，其中该锁定帽接收枢转锁定柱20。图49进一步示出将锁定帽30插入到外部驱动工具70中的过程。
图50A、图50B和图50C示出紧固枢转锁定柱20和锁定帽30的过程。在图51中，沿着拴系件130示出移除外部驱动工具70。在外部驱动工具70从身体移除之后，从身体移除导引线130。
图52示出使用示例性实施例的一方面中的骨修复系统1接合的骨节段102和104。
在示例性实施例的一方面中，骨修复系统是可移除的。图53提供了该过程的高级概览。移除驱动器80沿着拴系件130插入以接合锁定帽30。在接合之后，锁定帽30可从枢转锁定柱20(未示出)移除，并且骨修复系统可从身体以常规方式移除。移除驱动器最优选地由与外部驱动工具70相同的材料制成。
本文所述的用于完成根据示例性实施例的一方面的骨修复的任何或所有部件可被组装以便于用作外科套件。托盘可设置在其中部件可方便而牢固地定位以便于在外科手术期间进入和使用的位置中。
本文所述的系统和方法允许以较少的失血迅速固定碎裂的肋骨段，并且减少术后疼痛以及患者的不适。当与传统外科手段相比时，周围肌肉组织、软组织、软骨、骨膜和神经结构的破坏可显著减小。这不同于一些现有技术，其可能是相当冗长的，利用较宽的暴露，使用较大肌肉解剖并且通常伴有复杂的恢复。
虽然上文描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了本发明所有可能的形式。相反，说明书中所用的词语是描述性而非限制性的词语，并且应当理解，在不脱离本发明的实质与范围的情况下可以作出各种改变。另外，各种实施例的特征可组合以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (26)

1.一种系统，所述系统用于经皮修复在患者的每个骨节段中具有钻孔的断裂骨的第一骨节段和第二骨节段，所述系统包括：
纵向构件，所述纵向构件被构造成能够接触所述第一骨节段和所述第二骨节段并且具有至少一个开口以及在适于接触所述第一骨节段和所述第二骨节段的侧面上的防滑钉；
第一紧固件组件，所述第一紧固件组件被构造成能够穿过所述纵向构件的所述开口设置以穿过所述第一骨节段中的所述开口和所述钻孔将所述纵向构件保持在适当位置；以及
第二紧固件组件，所述第二紧固件组件被构造成能够穿过所述纵向构件的所述开口设置以穿过所述第二骨节段中的所述开口和所述钻孔将所述纵向构件保持在适当位置，
其中，所述第一紧固件组件包括第一内部紧固件和第一外部紧固件，并且所述第二紧固件组件包括第二内部紧固件和第二外部紧固件，
其中，所述第一内部紧固件为枢转锁定柱，并且所述第二内部紧固件为枢转锁定柱，其中所述纵向构件具有适于接收所述枢转锁定柱的狭槽，其中所述枢转锁定柱能够相对于所述纵向构件枢转。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述纵向构件容纳第一开口和第二开口，并且所述第一紧固件组件被构造成能够穿过所述纵向构件的所述第一开口设置以穿过所述第一骨节段中的所述第一开口和所述钻孔将所述纵向构件保持在适当位置；并且其中所述第二紧固件组件被构造成能够穿过所述纵向构件的所述第二开口设置以穿过所述第二骨节段中的所述第二开口和所述钻孔将所述纵向构件保持在适当位置。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述纵向构件上的所述防滑钉被成形为在所述纵向构件与所述第一骨节段和所述第二骨节段接触时嵌入到所述第一骨节段和所述第二骨节段中。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述纵向构件上的所述防滑钉是棱锥形状。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述纵向构件上的所述防滑钉是梯形形状。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一外部紧固件为锁定帽而且所述第二外部紧固件为锁定帽。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述锁定柱可在塌缩位置与伸长位置之间枢转。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一外部紧固件为锁定帽，所述锁定帽被成形为可由外部驱动装置转动，并且所述第二外部紧固件为锁定帽，所述锁定帽被成形为可由外部驱动装置转动。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述锁定帽或所述枢转锁定柱中的任一者具有叶状锁定螺纹。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述锁定帽具有剪切件，所述剪切件在所述锁定帽周围间隔开以便在抵靠骨节段接触时夹持和嵌入到骨节段的外皮质中，并且其中所述剪切件具有足够的深度以限制所述锁定帽过紧。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述锁定帽的具有剪切件的所述部分是圆形形状并且具有至少一个外部驱动特征。
12.根据权利要求11所述的系统，其中存在介于一个至八个之间的驱动特征结构。
13.根据权利要求12所述的系统，其中存在四个驱动特征结构。
14.根据权利要求12所述的系统，其中存在六个驱动特征结构。
15.一种套件，所述套件用于外科修复包括第一骨节段和第二骨节段的断裂骨，所述套件包括：
第一拴系件和第二拴系件，所述第一拴系件和第二拴系件各自具有被构造成能够分别插入到第一导引管和第二导引管中的近侧端部和远侧端部；
纵向构件，所述纵向构件具有至少一个被构造成能够接收第一紧固件组件和第二紧固件组件的开口，其中所述纵向构件被构造成能够与所述第一骨节段和第二骨节段接触并且在被构造成能够与所述第一骨节段和第二骨节段接触的侧面上具有防滑钉；
第一紧固件组件，所述第一紧固件组件具有被构造成能够用于使所述第一拴系件穿过其中并且进一步被构造成能够抵靠所述第一骨节段保持所述纵向构件的纵向通道；以及
第二紧固件组件，所述第二紧固件组件具有被构造成能够用于使所述第二拴系件穿过其中并且进一步被构造成能够抵靠所述第二骨节段保持所述纵向构件的纵向通道，
其中，所述第一紧固件组件包括第一内部紧固件和第一外部紧固件，并且所述第二紧固件组件包括第二内部紧固件和第二外部紧固件，
其中，所述第一内部紧固件为枢转锁定柱，并且所述第二内部紧固件为枢转锁定柱，其中所述纵向构件具有适于接收所述枢转锁定柱的狭槽，其中所述枢转锁定柱能够相对于所述纵向构件枢转。
16.根据权利要求15所述的套件，其中所述纵向构件具有被构造成能够接收所述第一紧固件组件的第一开口以及被构造成能够接收所述第二紧固件组件的第二开口。
17.根据权利要求16所述的套件，其还包括第一导引管和第二导引管。
18.根据权利要求16所述的套件，其还包括切口模板。
19.根据权利要求16所述的套件，其还包括被构造成能够接合骨节段的定位钳，以及被构造成能够通过所述定位钳被接收以促进在骨节段中钻孔的钻导引器。
20.根据权利要求16所述的套件，其还包括具有被构造成能够使拴系件穿过其中的纵向通道的驱动工具。
21.根据权利要求15所述的套件，其中所述套件容纳被构造成能够配合在多种厚度的骨节段中的多个外部紧固件。
22.根据权利要求15所述的套件，其中所述第一外部紧固件为锁定帽，并且所述第二外部紧固件为锁定帽。
23.根据权利要求16所述的套件，其中所述纵向构件上的所述防滑钉被成形为在所述纵向构件与所述第一骨节段和所述第二骨节段接触时嵌入到所述第一骨节段和所述第二骨节段中。
24.根据权利要求16所述的套件，其还包括移除驱动器。
25.根据权利要求16所述的套件，其还包括容纳所述套件部件的包装。
26.根据权利要求16所述的套件，其还包括容纳所述纵向构件、所述第一拴系件、所述第二拴系件、所述第一紧固件组件、和所述第二紧固件组件的包装，并且其中所述纵向构件、所述第一拴系件、所述第二拴系件、所述第一紧固件组件和所述第二紧固件组件已灭菌。
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