CN105473084B - 用于外固定器的锚定组件 - Google Patents

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CN105473084B CN201480042588.5A CN201480042588A CN105473084B CN 105473084 B CN105473084 B CN 105473084B CN 201480042588 A CN201480042588 A CN 201480042588A CN 105473084 B CN105473084 B CN 105473084B
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Abstract

本发明提供一种用于外固定器(1)的锚定组件(20)，包括：设计用来耦合到外固定器(1)的杆(2)的连接体(11)，所述连接体(11)的横截面为中间平面(M)；用于锁定第一单皮质销并且连接到所述连接体(11)的第一锁定设备(10)，所述第一锁定设备(10)包括至少一个座；以及用于锁定第二单皮质销并且也连接到所述连接体(11)的第二锁定设备(10)，所述第二锁定设备(10)包括至少一个辅助座，所述辅助座不与所述第一锁定设备(10)的所述至少一个座对齐，所述第一和第二锁定设备(10)从所述中间平面(M)的不同侧延伸，其中所述连接体(11)对于所述第一和第二锁定设备(10)具有至少两个紧固座(110a,110b)以允许相对于所述连接体(11)的所述中间平面(M)的每侧具有至少两种可选择的安装配置。

Description

用于外固定器的锚定组件
技术领域
本发明适用在矫形外科领域，尤其涉及一种用于外固定器的锚定组件，特别适用于单皮质销的固定。
本发明还涉及包括所述锚定组件的外固定器。
背景技术
外固定器广泛用于骨折治疗或用于将两个或多个骨头碎片连接在一起。已知的固定器包括插入骨头中的接骨螺钉以及使用外部设备(例如固定夹，固定杆，吊环等)，其允许建立能够使骨头碎片在期望位置结合在一起直到完全愈合的刚性结构。
这些外固定器具有确保强度和稳定性的优点，除此之外，还归功于到足够深度的接骨螺钉的使用，尤其是，这些螺钉在两点穿过骨皮质以提供耐挠曲紧固。
然而，在一些极端情况下，双皮质螺钉的使用可能会对例如患有多发性骨折，在某些情况下，连同大量的伤处和/或挫伤一起的患者造成极度的侵害。特别是专门用于检查从第二皮质露出的头端(tip)的时间吃紧。
此外，特别注意到长骨中碎片较少，上述双皮质螺钉穿过髓腔，导致髓腔并不能同时插入骨髓钉，而该骨髓钉尤其适用于治疗某种类型的创伤。
此外，上述类型的限定的固定器的外科植入，需要时间以及适合的工具，并不总是适应于各种突发情况(突发情况往往需要快速介入)；例如，在野战医院的情况下或者无论如何不能保障无菌环境的条件下和骨折必须作为紧急事件处理时，如此的外部固定器相对难于执行。
为了满足这些特定需求，开发出了临时性的外固定器，除了具有总体更薄更轻的结构，使用了单皮质螺钉或单皮质销来附接骨头，即已设计成从表面拧入，使得它们仅连接到单个骨皮质。
单皮质销与传统骨螺钉相比无疑代表了低创固定系统，此外，由于其有限的侵入，销没有到达骨头的髓腔，这样就避免了不必要的感染的风险。
然而，另一方面，由于其有限的侵入-主要由于其只穿过一个皮质的事实，意味着挠曲强度有限，使得这种类型的螺钉未广泛使用在外部固定应用中。
相反，期待能够使用一种外固定器，其具有临时固定系统的稳定性和强度的典型特征，并综合了使用单皮质销的系统所具有的易于使用、轻盈和有限的侵入力的优点。
因此，该技术的问题形成本发明的基础，本发明旨在设计一种用于与外固定器关联的锚定组件，其能够创建一种能够禁得起施加到其上的外加负载的足够刚性的结构，以允许外固定器的构造是非常灵活的，又同时允许外固定器的构造特别地具有与外固定器系统不同的结构刚性强度。
在骨的皮质的末端牵引以及压缩情况下，此设备应该具有最优性能，并且应该尽可能的排除作用在单个螺钉的柄上的弯曲应力。
发明内容
本发明通过根据权利要求1提供的一种用于外固定器的锚定组件以解决上述技术问题。
本发明还通过根据权利要求14所述的包括锚定组件的外固定器解决了上述技术问题。
不管是否只使用单皮质销，归功于上述锚定组件的组成特征可以有利地用于确保异常的稳定性的外固定器上。事实上所述锚定组件使得能够得到一个封闭的网状结构，该结构提供所寻求的弯曲和扭转稳定性。
从以下提供的优选的但并不排他的，参照经由非限制性实例提供的附图，本发明的实施例的详细描述中本发明进一步的特征和优点将更加清楚。
参照经由非限制性示例提供的附图，从以下提供的优选的但并不排他的本发明的实施例的详细描述中，本发明进一步的特征和优点将更加清楚。
附图说明
图1-4示出了与患者的长骨相关联的根据本发明的外固定器的不同的立体图，其中远端以及近端锚定组件的锁定设备以不同的配置方式安装；
图5示出了根据本发明的与患者的骨头关联的锚定组件的正视图；
图6示出了图5的锚定组件的立体图；
图7和图8示出了根据本发明的锚定组件的两个立体图，在其中示出了两种不同配置方式的锁定设备的安装；
图9示出了根据本发明的锚定组件的连接体的立体图；
图10示出了图9的连接体的正视图；
图11示出了图9的连接体的另一立体图；
图12示出了根据本发明的锚定组件的锁定夹的立体图；
图13示出了根据本发明的锁定设备的主体的立体图；
图14示出了图13的主体的另一立体图；
图15示出了图13的锁定设备的推压体的立体图；
图16示出出根据本发明的锁定设备的锁定装置的立体图；
图17示出了图16中所示的形成了锁定装置的一部分的可变形球体的立体图；
图18示出了能够与根据本发明的外固定器的连接杆关联在一起的杆/销式夹的立体图。
具体实施方式
参照附图，尤其是图1-4，附图标记1表示根据本发明的外固定器的整体，其特别设计成仅使用单皮质销或螺钉100接合到患者的长骨上。
外固定器特别包括杆2(本身已知的)，其通过两个分别设置在远端和近端的锚定组件20固定至长骨。
每个锚定组件20包括两个锁定设备10，每个锁定设备设计成将植入患者骨头中的两个单皮质销100锁定就位。该两个锁定设备10以翼片的方式，从锚定组件的中央连接体11向侧面伸展，其中，该中央连接体也用来支撑设计成夹紧外固定器1的杆的锁定夹3。
在一个优选实施例中，在本图中，锁定设备10被制成为可分立地安装在连接体11上的模块化元件；然而，能够设想替代的实施例，其中整个锚定组件20是一体形成的，同时保留了下面描述的特别有利的形态和功能特征。
单个的锁定设备10具有基本上L形的主体，即销锁定臂101和连接基座102，二者一起形成“肘”。如图13所示，臂的延伸方向x和基座的延伸方向y之间的角度α优选是基本上大于直角，即介于120度和150度之间。可注意到，销锁定臂101和连接基座102沿着锁定设备10的所在的相同的定位平面P1延伸。
销锁定臂101在两端具有两个座101a,101b，两个座101a,101b设计成锁定相应数量的单皮质销100。此锁定操作通过下面描述的锁定装置103实现。
锁定装置103特别包括两个可变形球体103a,103b，两个可变性球体设有径向插入通道1031，后者实际上限定了单皮质销100的座101a,101b，在图17中，单独地示出了一个球体。此可变形球体具有以平面方式穿过插入通道1031与球体相交的多个切口1030；切口依次导向插入通道1031的两个相对开口的一个或另一个。当球体沿着插入通道的轴线被压缩时，由于切口的存在球体开始变形，使得插入通道1031局部收缩，由此，容纳在其中的单皮质销100被锁定。
上述的可变形球体103a,103b容纳在长形的(elongated)凹腔101c和压板103c之间，其中，凹腔101c沿着销锁定臂101的上表面形成，压板103c适于迎向与之相对的凹腔101c。特别是，压板103c和凹腔101c在它们的端部都具有光滑的通孔1011；两个可变形球体103被锁定在彼此相对的两个光滑的通孔1011之间。球体103的插入通道1031可经由光滑的通孔1011进入，以便允许单皮质销100的引入。
压板103c经由紧固装置103d(特别是呈现螺钉的形式)连接至凹腔。螺钉的柄插入到压板的中央通孔1010a中然后进入在凹腔101c的底部形成的相对的中央孔1010b中，在孔外柄与螺母接合。在压板103c和凹腔101c之间还设置了弹力设置装置103e,其特别通过在两个元件之间被压缩的两个螺旋弹簧形成，并保持在相对设置的凹腔101c的凹部1012和压板103c内部。
设置在可变形球体103和螺钉之间的中间位置的弹簧，与螺钉的拧紧操作相对抗，由此允许可变形球体103变形并且单皮质销被锁定在其内部。
通过驱动螺钉103d,压板103c同时压缩可变形球体103a,103b，可变形球体将分别插入到插入通道1031中的单皮质销100锁定到位。
应该注意，当压缩板没有夹紧时，可变形球体103在他们的座内可旋转，以使得外科医生可以根据被插入的单皮质销100的所需方向进行修改。拧紧螺钉103d的头部消除了这种程度的自由转动。
可变形球体103在插入通道1031的一个开口中具有隆起的柱状边缘1032，一旦被插入到光滑的通孔1011的内部，柱状边缘1032就限制了元件的旋转运动，同时始终允许进入插入通道1031。
在优选的实施例中，可变形球体103允许单皮质销100的方向相对于垂直于定位平面P1的轴线呈约20度的夹角。
连接基座102在其自由端具有适于连接到连接体11的紧固点102a。
此外，连接体11两侧具有两个备选的用于紧固点102a的连接的紧固座110a,110b。
在锁定设备10的紧固点102处存在放大部(紧固孔102c穿过该放大部)以及与该放大部相对的凸榫102b；另一方面，紧固座110a,110b存在与榫102b形状相匹配的凹部或榫眼110c和在榫眼110c的底部中形成的紧固孔110d。
当榫102b被正确的插进紧固座110a,110b其中之一的榫眼110c中时，将两个紧固孔102c,110d对齐，由此将锁定设备10固定到连接体11的螺旋连接元件104能够穿过两个紧固孔。
连接体11具有相对于它的中间平面M基本对称的结构。所述连接体11在前面具有尖端部111，其具有相对于所述中间平面M对称的两个相对的斜度面，所述连接体11在后面具有铰接部112，其将在下面描述。
尖端部111的两个斜面具有顶部截面和底部截面，其中顶部截面具有高于水平面的倾角，底部截面的倾角小于顶部截面的倾角。第一紧固座110a在第一截面上形成，第二紧固座110b在第二截面上形成。由此，根据锁定设备10是连接到第一紧固座110a还是连接到第二紧固座110b,可获得相对于中间平面M的定位平面P1的两个不同倾角。因此，单皮质销100的优选的定位平面P2(即，销所在的平面)的倾角被更改成具有适当的容差以适应可变形球体103a，103b执行的任何调整。
在本发明中赋予紧固座110a,110b的倾角使得：一方面，通过锁定设备10与相应的第一座110a的关联，两个定位平面P1之间形成的角度小于直角；另一方面，通过将锁定设备10与第二座110b关联，两个定位平面P1之间获得的角度大于直角。第一种配置尤其适于小尺寸的骨头(例如理想用于胫骨安装)，而第二种配置适于大尺寸四肢(例如适于股骨安装)。
连接体11的铰接部112允许锁定夹3围绕垂直于中间平面M的旋转轴线r1铰接。
铰接部112尤其限定了柱状座1120，该柱状座用于在内部锁定夹3的关节铰链33。具有限定了铰链33的销33a的柄和用作柱状座1120的盖的头部的螺旋元件实际上是在侧向拧进柱状座1120。锁定夹3的柄30包括包围上述销33a的孔眼端30a，其中该柄30也通过上凹槽1121插入柱状座1120内。
在柱状座外，柄30连续地穿过中间元件34和两个爪32，其中，中间元件34可沿着铰接部112的外柱状面滑动运动，两个爪设计成以已知方式夹紧外固定器的杆2。在底部爪32和中间元件34之间形成了花键联接IM，以当两个部分相对夹紧时，确保限制其转动。柄30的自由端具有螺纹并且锁定螺母31旋拧到其上。
当上述的组件没有夹紧时，可以围绕饺链的转轴r1以及柄30的轴r2进行调整。紧固锁定螺母31使得整个组件压靠在一起并且执行在锁定夹3的爪之间锁定杆2以及阻挡两个上述转轴的三重功能。尤其是，转轴r1通过铰接部112的外柱状面以及中间元件之间的摩擦被阻挡，转轴r2是由花键联接的IM的锁定操作被阻挡。
已经单独描述的单个元件组成了外固定器1的锚定组件20，现在将描述为了获得所述固定器的不同配置的装配元件的多种可能性。
首先，要指出的是根据本发明的锁定设备10可以构造成彼此互为镜像的两种配置方式，即面向连接基座102的右边的配置方式和面向连接基座102的左边的配置方式。
外固定器1，本质上是模块化的，包括右手型和左手型两个锁定设备10，其可能根据实际的操作要求在现场由外科医生选择性使用。
由此，根据选择的锁定设备，每个锚定组件20可以以三种不同的配置方式安装：U配置，其中两个锁定设备10都指向远离锚定组件20的锁定夹3的同一方向；M配置，其中两个锁定设备10都指向锚定组件20的锁定夹3的方向；和S配置，其中两个锁定设备10朝向相反的方向。
参考附图：图1示出了外固定器1，其中两个锚定组件20具有U配置，在图2中两个锚定组件20具有S配置，在图3和图4中，近端(即销锁定臂101在近侧方向的位置)的安装组件20具有U配置，远端(即销锁定臂101在远侧方向的位置)的组件具有M配置。
外科医生可根据具体的操作需求以及断裂骨头的形态选择性地使用上面描述的各种配置。尤其是，通过S配置，两个单皮质销100可以设置在骨折位置附近，由此增加稳定性。已知，螺钉的相对间距对外固定器1的稳定性有改善作用。
当需要额外的稳定性时，可增加另外的单皮质销100，其通过现有技术已知类型的一个或多个杆/销式夹直接固定至杆2。
下面描述一种应用根据本发明的外固定器的方法，所述方法包括下列步骤：
准备第一锚定组件20，例如，上文描述的远端锚定组件类型，在必要时，根据上述模式按照最合适介入的配置安装；
在锚定组件20的两个销锁定设备101的座101a,101b(但优选的是全部四个)中的至少三个座中插入单皮质销100；
将单皮质销100固定至患者的长骨，通过专门的工具旋转它们，使用座101a,101b作为钻孔导向；
使用上文描述的特定锁定装置103将所述单皮质销100锁定在座101a,101b的内部。
应该注意的是，在将单皮质销100固定至骨头之前，可以通过旋转它们所插入的可变形球体103a,103b，然后通过拧紧上述锁定装置103将它们锁定就位来对单皮质销100进行定向。
特别应该注意的是，正因为单皮质销具有自攻尖，使得通过轻压足够旋转销，用钻孔装置与销的头部关联以在患者的骨头里生成固定孔，凭借所述孔只能穿透第一皮层。
重复上述的步骤以固定第二锚定组件20，例如近端锚定组件，之后通过沿着两个锚定组件20的锁定夹3的轴r1和r2进行调整，组件被对齐并连接到杆2上。
正如上文提到的，为了改善外固定器的稳定性，可以使用另外的单皮质销，优选数量为两个，通过杆/销式夹4将它们直接关联至杆2。
应该注意的是，在锚定组件安装期间，由于锁定设备10的L形，X射线进入涉及介入的骨位点不会被锚定组件的结构所阻碍，以使得构成组件的各个部分不必由透X射线的材料制造。
还应该注意的是锚定组件20的非侵入性的形式，尤其是带直接面向骨头端的开口的U构造，使得钻孔仪器易于接触到患者的长骨随后插入髓内钉，甚至当锚定组件被定位在钉端部插入的位置时。
显然，本领域技术人员为了满足出现的任何特定需求，可以对上文描述的设备做出多种修改和变形，然而所有这些修改和变形都包括在由权利要求书所限定的本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种用于外固定器(1)的锚定组件(20)，包括：设计用来耦合到外固定器(1)的杆(2)的连接体(11)，所述连接体(11)被中间平面(M)截过，所述杆具有位于所述连接体的中间平面上的纵轴；用于锁定第一单皮质销和连接至所述连接体(11)的第一锁定设备(10)，所述第一锁定设备(10)包括至少一个座；以及用于锁定第二单皮质销和也连接至所述连接体(11)的第二锁定设备(10)，所述第二锁定设备(10)包括至少一个辅助座，所述至少一个辅助座不与所述第一锁定设备(10)的所述至少一个座对齐，所述第一锁定设备和第二锁定设备(10)从所述中间平面(M)的不同侧延伸，其特征在于，所述连接体(11)具有至少两个紧固座(110a,110b)，用于安装所述第一锁定设备和第二锁定设备(10)，以允许相对于所述连接体(11)的所述中间平面(M)的每侧具有至少两个供选择的安装配置；
在所述连接体(11)的同一侧的任一所述紧固座(110a，110b)上的其中一个锁定设备(10)的安装限定了所述锁定设备(10)相对于所述连接体(11)的中间平面(M)具有两个不同倾角。
2.根据权利要求1所述的锚定组件(20)，其中，所述连接体(11)的紧固座(110a，110b)分别包括设计为被螺纹连接元件(104)穿过的孔(110d)和设计用来允许所述锁定设备(10)的凸起部(102b)易于配合的凹部(110c)。
3.根据权利要求1所述的锚定组件(20)，其中，所述连接体(11)具有尖端部(111)，所述尖端部具有相对于所述中间平面(M)对称的两个相对的倾斜面，所述紧固座(110a,110b)在所述尖端部(111)的两个相对的倾斜面上对称形成。
4.根据权利要求1所述的锚定组件(20)，其中，所述第一锁定设备和所述第二锁定设备(10)中的每一个具有互为镜像的两个供选择的右手配置和两个供选择的左手配置，允许所述锚定组件(20)形成多种供选择的配置。
5.根据权利要求1所述的锚定组件(20)，其中，所述第一锁定设备和所述第二锁定设备(10)中至少一个与所述连接体(11)作为一个整体形成。
6.根据权利要求1所述的锚定组件(20)，其中，所述第一锁定设备和所述第二锁定设备(10)中至少一个与所述连接体(11)的至少一个紧固座(110a,110b)可拆卸连接。
7.根据权利要求1所述的锚定组件(20)，其中，所述第一锁定设备和所述第二锁定设备(10)中的每一个包括设置有适于锁定各自的单皮质销(100)的座(101a,101b)的各自的销锁定臂(101)。
8.根据权利要求7所述的锚定组件(20)，其中，所述第一锁定设备和所述第二锁定设备(10)具有取向方向相反的各自的销锁定臂(101)。
9.根据权利要求7所述的锚定组件(20)，其中，所述第一锁定设备和所述第二锁定设备(10)具有均指向锁定夹(3)的方向的各自的销锁定臂(101)，其中，所述锁定夹与所述连接体(11)关联并设计用来与外固定器(1)的杆(2)相耦合。
10.根据权利要求7所述的锚定组件(20)，其中，所述第一锁定设备和所述第二锁定设备(10)具有均定向成与锁定夹(3)相对的方向的各自的销锁定臂(101)，其中，所述锁定夹与所述连接体(11)关联并设计用来与外固定器(1)的杆(2)相耦合。
11.根据权利要求1所述的锚定组件(20)，还包括设计用来将外固定器(1)的杆(2)锁定到位的锁定夹(3)，所述锁定夹(3)通过关节铰链(33)耦合至所述连接体(11)。
12.根据权利要求9所述的锚定组件(20)，其中，所述锁定夹(3)包括螺纹柄(30)和允许锁住所述锁定夹的两个夹爪(32)的锁紧螺母(31)，所述螺纹柄(30)包括孔眼端(30a),所述孔眼端包围关节铰链(33)的销(33a)以允许同时锁定所述关节铰链(33)和夹紧所述夹爪(32)。
13.用于固定长骨的外固定器(1)，包括通过杆(2)连接的远端锚定组件以及近端锚定组件，其中所述远端锚定组件和近端锚定组件中至少一个是根据前述权利要求任一项所述的锚定组件(20)。
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