CN105266880B - 骨科内固定钢板塑形工装及塑形方法 - Google Patents

骨科内固定钢板塑形工装及塑形方法 Download PDF

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刘熹
龚家祯
岑石强
黄富国
宋跃明
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    • A61B17/58Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
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    • A61B17/80Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates

Abstract

本发明公开一种骨科内固定钢板塑形工装,包括:均布孔的基板、穿过孔并可轴向阻尼移动的调节柱,所述调节柱设有锁紧机构;本发明还公开了采用该塑形工装的塑形方法。本发明能解决目前钢板塑形过程中的盲目性和不精确性,避免钢板贴附不良造成的骨折块移位和反复折弯钢板造成其强度的下降。

Description

骨科内固定钢板塑形工装及塑形方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及骨科领域,尤其涉及一种骨科内固定钢板塑形工装及塑形方法。
背景技术
[0002] 随着交通,工业,建筑等行业的高速发展,近年来国内外报道各类创伤的发病率居 高不下,而各种骨折在其中占有很高比例。另一方面,随着中国社会老龄化的到来,老年人 骨质疏松性骨折也越发引起社会和医疗工作者的重视。对于相当一部分骨折患者,切开或 闭合复位内固定仍然是最佳甚至是唯一的选择。各种类型的钛合金接骨板(俗称“钢板”)及 配套螺钉系统是十分常用且目前主流的内固定器材之一,其材料主要为各类医用钛合金。 按照使用部位及目的不同,钢板主要分为按照特定解剖部位(如锁骨、肱骨、尺桡骨、股骨、 胫腓骨等四肢长骨骨干或干骺端)的特征专门设计的解剖钢板,以及适用于各种情况下的 重建钢板。目前国内外存在多家企业在生产和销售上述医用钢板,不同厂商生产的钢板,特 别是解剖钢板,由于设计思路和理念的不同,形态存在一定差别,但基本结构都是由片状的 钢板主体和其上每隔一段距离存在的螺钉孔构成。钉孔按用途不同分为锁定孔和滑动加压 孔等。解剖钢板的主体已经考虑到人体各部位骨骼的形态特点,在出厂时预留了相应的弧 度,但一方面由于目前国内使用的钢板或直接依靠进口,或虽为国产但其设计的解剖参数 依据仍来源于欧美人种,另一方面,不同地域和个体间体格也存在差异,导致按标准规格生 产的钢板在安放时很难做到对骨骼完美的贴附。重建钢板则统一设计为直条状,使用时一 般更需要塑形。钢板贴附不理想,一方面在使用普通钉将钢板压向骨骼时,由于螺钉拧入时 强大的力量,容易造成骨块移位,使获得的复位丢失;另一方面,也会增加钢板的切迹,增加 对周围软组织的激惹,使伤口关闭更加困难。所以临床医生在使用上述钢板时,绝大多数情 况下需要根据手术对象的实际情况对钢板进行不同部位、不同程度的折弯塑形。
[0003] 目前对钢板的塑形,是术中术者先经过肉眼判断,再通过钢板折弯工具手动完成 的。现有的钢板折弯工具主要分成两种。一种是折弯扳手,一种是台钳。前者为一根较厚的 金属条,一端的侧方有与长条长轴方向垂直的缝隙状缺口,缺口宽度仅略大于钢板厚度,可 将钢板插入该缺口。这种扳手一般两个配对使用,将两个扳手分别插在钢板拟折弯塑形部 位的两端,利用扳手柄提供的杠杆作用向相反方向用力旋转扳手,完成对钢板的折弯塑形。 这种工具主要用于完成钢板3维立体方向的折弯和扭转塑形。
[0004] 台钳外形类似于老虎钳,其后方为用于手握的把手,前端两侧部件各有一凹槽,宽 度与钢板宽度大致相当。当台钳后方把手向两边撑开至极限位置时,前端两侧凹槽方向一 致并彼此对接,此时可将初始形状为直条状的钢板放入该凹槽。当两侧把手靠拢时,两侧凹 槽开始相互成角且角度随把手靠拢程度逐渐增大,从而使钢板发生在自身所在平面内方向 的折弯。
[0005] 上述方法存在以下缺陷:
[0006] 1、现有的钢板塑形工具,无论是复位扳手还是台钳,都必须依靠术者通过目测判 断钢板需要塑形的部位和塑形的方向、程度,再手动完成塑形。虽然现有的工具中,也提供 了能够显示骨骼表面弯曲弧度的软质铝合金模板,可以将该模板贴附于骨骼表面获得其表 面形态特点,再根据铝合金模板的形状塑形钢板,但此模板无法直接帮助塑形,仍然要靠操 作者肉眼观察模板的形状来决定如何对钢板施加力量。由于要保证内固定完成后足够的稳 定性,钢板的强度通常很大,手动折弯时即使有杠杆的帮助仍需要极大的力量才能使钢板 产生塑性形变。在施加如此大力量的同时,操作者很难保证所使用力量的方向和大小的精 确性,这使得手工折弯过程对钢板的塑形效果十分粗糙,即使是很有经验的外科医生,也很 难保证手工折弯的钢板形态与模板或骨骼表面的弯曲弧度完全一致。通过这种方法塑形的 钢板,很难获得对目标骨骼表面的理想贴附。而如果在钢板贴附不理想的情况下勉强进行 固定,当需要使用普通钉对骨折块进行加压时,很容易因为螺钉强大的提拉作用使骨折块 移位,从而造成已获得的复位丢失。而由于已经钻入了螺钉,此时再想调整骨折块间的位置 往往十分困难。如果要取出螺钉重新调整,反复在同一部位多次的钻入螺钉很可能破坏局 部骨块的完整性,使其对螺钉的把持力量下降,造成螺钉松动,甚至发生骨块的进一步碎 裂。这在有明显骨质疏松表现的老年人和主要由松质骨构成的干骺端尤为明显。
[0007] 2、对钢板的塑形由于是在三维空间方向上进行,需要足够的眼力和手力以及相互 间的配合,这对于初学者来说往往是比较困难的。而这种操作的学习曲线很难通过人为方 法缩短。因此,在缺乏足够经验的术者进行操作时,或者遇到某些部位骨骼(例如骨盆或髋 臼)表面形态十分复杂且不规则时,钢板的塑形往往不是一次就能够达到满意形状,即塑形 不足、塑形过多或塑形错误,这几种情况甚至可能在同一块钢板的不同部位同时发生。这时 操作者往往需要不断反复多次尝试来达到满意的形状,但在反复对钢板进行弯折的过程 中,钢板的超微晶格结构会受到更多的损伤,随着折弯次数的增加,钢板的强度会发生大幅 度下降,抗疲劳寿命缩短,将这样的钢板植入人体后,术后发生断裂导致手术失败的风险大 为增加。也有可能反复的弯折塑形使钢板在术中即发生断裂而报废。
[000S] 3、目前所采用的钢板表面常常有增加生物相容性和防止侵蚀的涂层,以坚硬锐利 的物件用力刮划可能损伤其表面涂层。而目前采用的折弯工具都是由坚硬的金属制成,其 转角处有一定棱角,使用这些工具折弯钢板时缺乏对涂层的保护,很容易造成钢板表面涂 层的损伤,从而造成钢板提前受到侵蚀。
发明内容
[0009]本发明旨在提供一种骨科内固定钢板塑形工装及塑形方法,解决目前钢板塑形过 程中的盲目性和不精确性,避免钢板贴附不良造成的骨折块移位和反复折弯钢板造成其强 度的下降。
[0010]为达到上述目的,本发明是采用以下技术方案实现的:
[0011 ]本发明公开的骨科内固定钢板塑形工装,包括:均布孔的基板、下部插入孔中并可 轴向阻尼移动的调节柱,所述调节柱设有锁紧机构。
[0012]优选的,所述锁紧机构包括开设在调节柱侧壁的横向凹槽、与横向凹槽相适配的 阻挡器,所述横向凹槽至少两个且沿调节柱轴向平行排布,相邻横向凹槽之间的间隙小于 横向凹槽的槽口尺寸,所述阻挡器为条状或片状。
[0013]优选的,所述孔矩阵排布,所述横向凹槽方向相同,同一排或列的相邻调节柱共用 一个阻挡器。
[0014]优选的,所述横向凹槽为径向通槽。
[0015]优选的,所述基板为钢板。
[0016]本发明还公开了骨科内固定钢板塑形方法,包括以下步骤:
[0017]步骤1、获取软性模板:取与骨骼表面相适配的软性板,将软性板贴于骨骼表面,对 软性板施加压力,使软性板贴合骨骼表面后保持软性板的形状分离,得到与骨骼表面形状 相同的软性模板;
[0018] 步骤2、获取硬性模板:使用两块基板,分别调节两块基板上的调节柱,使两块基板 上的调节柱的顶面分别与软性模板的两面贴合并锁紧调节柱,得到两块硬性模板;
[0019] 步骤3、冲压成型:填充两块基板上各个调节柱之间的间隙,然后将两块硬性模板 分别作为凸模和凹模,对钢板冲压加工,得到塑形后的固定钢板。
[0020] 优选的,所述软性板为铝合金板。
[0021] 进一步的,在步骤3之前,对接触硬性模板的冲压机部分和连接部件进行除菌处 理。
[0022] 进一步的,在步骤3中,在凸模与钢板之间、凹模与钢板之间均有柔性挡板,所述柔 性挡板与钢板的接触面设有软垫。
[0023]优选的,所述柔性挡板的尺寸大于钢板,两块柔性挡板的边沿相互扣合。
[0024]本发明通过软性模板的良好贴附,完成特定骨骼表面形态特征向模板的“拷贝”, 然后通过软性模板和可调节硬性模板间的精确匹配,使这些形态特征转移到硬性模板后锁 死该硬性模板,最后以硬性模板为指引,通过冲压机一次完成对钢板的精确塑形,主要目的 在于解决目前钢板塑形过程中的盲目性和不精确性,避免钢板贴附不良造成的骨折块移位 和反复折弯钢板造成其强度的下降。具体的,具有以下有益效果:
[0025] 1、可以简化学习曲线,缩短手术时间;
[0026] 2、可以使钢板塑形更加准确,达到钢板对骨骼的理想贴附;
[0027] 3、可以避免反复弯折钢板造成的钢板强度的显著下降;
[0028] 4、可以有效保护钢板表面涂层,避免涂层剥落后钢板提前受到侵蚀。
附图说明
[0029]图1为基板的结构示意图;
[0030]图2为插入调节柱后的基板的结构示意图;
[0031]图3为调节柱锁紧机构的结构示意图;
[0032]图4为凸模、凹模和挡板的结构示意图。
[0033]图中:1_基板、2-孔、3-调节柱、4-挡板、5-钢板、6-横向凹槽、7-阻挡器。
具体实施方式
[0034]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图,对本发明进 行进一步详细说明。
[0035]如图1、图2、图3所示,本发明公开的骨科内固定钢板塑形工装,包括均布孔2的基 板1、下部插入孔2中并可轴向阻尼移动的调节柱3,基板1采用钢板,调节柱3设有锁紧机构, 锁紧机构包括开设在调节柱1侧壁的横向凹槽6、与横向凹槽6相适配的阻挡器7,横向凹槽6 至少两个且沿调节柱3轴向平行排布,相邻横向凹槽7之间的间隙小于横向凹槽7的槽口尺 寸,横向凹槽7优选为径向通槽,阻挡器7为条状或片状;孔2矩阵排布,所有横向凹槽7方向 相同,同一排或列的相邻调节柱3共用一个阻挡器7。
[0036]本发明还公开了采用该骨科内固定钢板塑形工装的骨科内固定钢板塑形方法,包 括以下步骤:
[0037]步骤1、获取软性模板:取与骨骼表面相适配的软性板,将软性板贴于骨骼表面,对 软性板施加压力,使软性板贴合骨骼表面后保持软性板的形状分离,得到与骨骼表面形状 相同的软性模板;
[0038]步骤2、获取硬性模板:使用两块基板1,分别调节两块基板1上的调节柱3,使两块 基板1上的调节柱3的顶面分别与软性模板的两面贴合并锁紧调节柱3,得到两块硬性模板; [0039] 步骤3、冲压成型:如图4所示,填充两块基板1上各个调节柱3之间的间隙,然后将 两块硬性模板分别作为凸模和凹模,对钢板5冲压加工,得到塑形后的固定钢板。
[0040]具体的:软性模板要求和实际使用的钢板宽度相当,长度长于所使用最长规格的 钢板,厚度没有要求。材质要求足够的柔软,能够轻易弯曲到想要的形状并维持在这一形 状,能够反复弯曲而不发生断裂,比较理想的材料为铝合金等软质金属。
[0041] 可调节可锁死的硬性模板以一块足够大(长度或直径长于所使用最长规格的钢 板)的硬板为基础,硬板上有大量密集均匀分布的相同大小的孔2,每一个孔2中有垂直于孔 2通过的调节柱3,每一根调节柱3都能够在非锁死的情况下在孔2中上下移动,在移动过程 中有一定阻力以对抗调节柱3自身的重力,当调节柱3受到由上向下的一定大小以上的压力 时,可以缓慢向下移动,当压力消失时调节柱3则停止向下继续移动。每根调节柱3的一侧有 一排密集连续分布的凹槽,或者每根调节柱3上有密集连续分布的沟通两个相对应面的缝 隙或孔洞,当需要锁死该模板时,由一侧向这些凹槽、缝隙或孔洞中插入平行于硬板方向的 条状或片状结构,阻挡调节柱3的上下移动。为了保证硬性模板能够承受冲压过程中的巨大 力量,可能需要一排这样的阻挡条或阻挡片,分别插入上述调节柱3上成排分布的凹槽、缝 隙或孔洞,以增加锁死时的强度,又尽量减少对模板精密度的影响。在使用时,需要一对这 样的硬性模板,其中一个的调节柱3向上伸出,另一个的向下伸出,分别将软性模板对称的 压入上方和下方的硬性模板,形成冲压所需的一对凸模和凹模。
[0042]挡板4的存在是由于手术中实际使用的钢板上有每隔一段距离就存在的螺钉孔, 冲压过程中这些钉孔位置处无法受力,会影响塑形的结果,特别是需要扭转的时候。钢板挡 板的形状为上下两片能够互相扣合的盒子状,扣合后其内侧宽度、长度和厚度与实际使用 的钢板大致相当,能够刚好允许钢板放入其上下两层之间并完成扣合。材料具有一定柔韧 性,能在冲压过程中完成需要的塑性形变而不发生断裂,又不会阻挡钢板的塑形。挡板面向 钢板的内侧面有软垫,能够保护钢板表面涂层。钢板挡板被设计为一次性消耗用品,每次钢 板折弯塑形,需要消耗一对钢板挡板。
[0043]通过冲压机挤压位于硬性凸模和凹模间的钢板,完成塑形。冲压机的接触钢板一 侧需要无菌处理。
[0044]当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟 悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形 都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1. 骨科内固定钢板塑形工装,其特征在于,包括:均布孔的基板、下部插入孔中并可轴 向阻尼移动的调节柱,所述调节柱设有锁紧机构;所述锁紧机构包括开设在调节柱侧壁的 横向凹槽、与横向凹槽相适配的阻挡器,所述横向凹槽至少两个且沿调节柱轴向平行排布, 相邻横向凹槽之间的间隙小于横向凹槽的槽口尺寸,所述阻挡器为条状或片状;所述孔矩 阵排布,所述横向凹槽方向相同,同一排或列的相邻调节柱共用一个阻挡器。
2. 根据权利要求1所述的骨科内固定钢板塑形工装,其特征在于,所述横向凹槽为径向 通槽。
3. 根据权利要求1所述的骨科内固定钢板塑形工装,其特征在于,所述基板为钢板。
4. 采用如权利要求1-3任一项所述的骨科内固定钢板塑形工装的骨科内固定钢板塑形 方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1、获取软性模板:取与骨骼表面相适配的软性板,将软性板贴于骨骼表面,对软性 板施加压力,使软性板贴合骨骼表面后保持软性板的形状分离,得到与骨骼表面形状相同 的软性模板; 步骤2、获取硬性模板:使用两块基板,分别调节两块基板上的调节柱,使两块基板上的 调节柱的顶面分别与软性模板的两面贴合并锁紧调节柱,得到两块硬性模板; 步骤3、冲压成型:填充两块基板上各个调节柱之间的间隙,然后将两块硬性模板分别 作为凸模和凹模,对钢板冲压加工,得到塑形后的固定钢板。
5. 根据权利要求4所述的骨科内固定钢板塑形方法,其特征在于,所述软性板为铝合金 板。
6. 根据权利要求4所述的骨科内固定钢板塑形方法,其特征在于,在步骤3之前,对接触 硬性模板的冲压机部分和连接部件进行除菌处理。
7. 根据权利要求4所述的骨科内固定钢板塑形方法,其特征在于,在步骤3中,在凸模与 钢板之间、凹模与钢板之间均有柔性挡板,所述柔性挡板与钢板的接触面设有软垫。
8. 根据权利要求7所述的骨科内固定钢板塑形方法,其特征在于,所述柔性挡板的尺寸 大于钢板,两块柔性挡板的边沿相互扣合。
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