CN105555212A - 具有多孔金属键的髓内支撑件 - Google Patents

Abstract

用于人中足骨的关节固定，尤其用于矫正夏科畸形的髓内支撑件，构造为在用于骨长入的外表面上的具有多孔金属的细长梁或轴。对于内侧列来说，髓内支撑件放置在延伸通过跖骨、楔状骨与舟骨进入到距骨的k线引导孔中。梁或轴的横截面可以是多边形并且多孔金属可以包括布置在离散区域中或者沿着键布置的颗粒或小块金属，诸如具有与疏松骨的孔隙度可比较的孔隙度的钛。多孔金属的键或包围长度可以与梁或轴的表面平齐或者从梁或轴的表面突出，纵向地沿着圆柱形梁，或者倾斜或者螺旋地包围，或者在多边形横截面的梁上。骨长入和骨化支撑内侧列沿着梁对位。

Description

具有多孔金属键的髓内支撑件

技术领域

本公开涉及用于融合多个骨、尤其用于融合跨越人中足骨中的一个或多个关节的多个单独骨的外科手术以及植入件领域，以改进解剖对位。

背景技术

夏科中足骨畸形是与糖尿病性神经病以及缺少肢体的感觉相关的情形。具有有限感觉的人在正常活动期间可能使足部受到扭伤、骨折、脱位或类似的损伤并且意识不到受伤，或者意识不到受伤的程度。在受伤足部上的持续活动造成额外损伤。此损伤是逐步的。特征情形包括部分脱位、骨折以及形成中足骨的跖骨、楔状骨与舟骨的未对准。沿着连续骨从跟骨到远端趾骨的中足骨的通常弓形形状，称作为中足骨“列”，可以塌陷并且在一些情况中呈现足部的摇杆底部或者圆形足底侧面。

改善夏科畸形的一种方式是关节固定术或者中足骨列的骨的融合。在外科手术程序中，不同的骨可以重新对准，该手术程序可以包括切除以及将连续骨固定到彼此，使得骨跨越先前在关节处相交的骨的邻接表面融合或骨化。有利地被融合的主加载支撑列是内侧列(到大脚趾)。两个或多个中足骨列可以造成诸如第一跖骨列与第三跖骨列的融合。

此程序可以包括沿着沿需要支撑的中足骨列的相邻骨的外部附接一个或多个支撑板。利用螺钉将支撑板附接到相应的骨。另选技术包括将纵向髓内钉或螺栓作为支撑结构安装在中足骨列内。从跖骨到距骨的压紧螺钉有利地施加压紧以促使中足骨骨接合。使骨在此位置中固定允许它们融合。

可以改变中足骨列的邻接骨的形状与对准。可以切出空间以容纳楔状物或间隔件，或者可以切除空间并且邻近骨被放在一起以例如使足部成圆形反向并且由此实现更多的跖行性轮廓。能够插入患者取骨或同种异体移植件或者能够骨长入的合成材料以补充劣化的骨与关节并且填充到结构张力点中。骨被保持固定，并且在愈合以后融合或者骨化。此目的是至少以更加接近解剖的状态对准足部的结构，尽管因此存在自然柔性或运动自由度的损失。

还已知髓内支撑件用于横跨断裂处融合骨段，通常地在相对大的骨中，诸如胫骨、股骨、肱骨等。细长髓内支撑件布置于在骨中形成腔体的纵向钻孔的骨中。支撑桥在横跨断裂处的骨段之间。支撑件包括不锈钢、钛合金等的细长轴，其被不同地定义为轴、螺栓、钉、螺钉或杆等。轴是平滑的以允许骨段沿着轴自由滑动并且两端首尾相接地彼此邻接。横向螺钉可以通过骨插入到轴中以固定骨段与髓内支撑件的相对位置。髓内支撑件可以是对通过横向螺钉外部地固定到骨折段的支撑板的另选物。或者可以同时地使用支撑板与髓内支撑件。

中足骨的骨小于手臂或腿部的长骨，尽管跖骨细长到一定范围。中足骨列的更多近端骨是块状。然而，压紧螺钉与其它髓内支撑件已知用于在关节固定术中支撑中足骨中的骨。国际公开WO2004/014243-William公开了用于固定第一跖骨、内侧楔状骨、舟骨与距骨的对准的细长髓内钉的使用。

在此外科手术中，例如考虑内侧列的关节固定术，内侧趾骨在远端第一跖骨处向下地脱位。沿着内侧列的骨被对准，同时从远端第一跖骨到距骨中被钻取先导孔。列的对准可以包括切除在足底侧上横向地延伸并且向下打开的楔状物，由此闭合楔状物使内侧列中的一些向下的弓形反向。

k线或引导件被插入到钻孔中并且可以荧光透视地检查骨的对准。孔的直径沿着内侧柱扩大，利用在k线上引导的中空扩孔器返回到距骨。距骨是用于承载胫骨与腓骨的足部的结构支撑件的主要基础。扩孔具有以最小间隙(例如0.5mm的直径间隙)容纳髓内钉的内径。髓内钉通过全部内侧列插入并且插入到在近端处的距骨中，即通过第一跖骨、内侧楔状骨与舟骨的长度，并且前进到距骨的跨度的大约一半。

在一些情形中，髓内支撑件可以包括压紧螺钉，其具有沿远端的螺纹或旋拧到距骨中的螺纹尖端，以及“无头”但具有外螺纹的近端。轴在螺纹端之间的一段距离上是平滑的。在近端处的螺纹具有与延伸到距骨中的轴的远端部分上的螺纹相比较短的螺距(每旋转单位较小的纵向前进)，并且紧固件的长度选择为使得内侧列的骨被抵靠彼此压紧，就像沿着线将珠子拉到一起。

在另选布置中，诸如上述的William实例中，轴的全部长度都是非螺纹且平滑的。在轴被插入到中足骨列中以后，通过相应的骨并且通过沿着插入轴在隔开位置处设置的横向孔插入外侧紧固件(螺钉或销钉)。在William描述的实例中，利用三个横向紧固件以将第一跖骨固定到髓内轴或“钉”，两个紧固件用于固定距骨，并且一个用于固定内侧楔状骨与舟骨中的每个。对于楔状骨与舟骨来说，横向孔是具有额外纵向间隙的狭槽，以允许沿着平滑轴保持的骨的一些纵向和/或旋转移动。

发明内容

本公开的目的是提供改进的髓内支撑梁或轴以便夏科中足骨畸形的矫正等。特别地，细长髓内支撑件设有承载适于骨长入的硬质多孔材料的外表面区域。这些表面区域可以战略性地布置并且纵向地隔开，例如定位在梁或轴的端部和/或沿着或围绕梁或轴隔开。沿着平滑区域之间的梁或轴隔开的多孔区域可以选择性地布置为定位在骨的质密皮质组织中，与小密度疏松组织相反，其被沿着梁或轴支撑。多孔表面区域还可以布置为具有机械作用或者与梁或轴的横截面形状配合。例如，多孔材料可以形成提供机械接合以及适于骨长入的表面的键或延伸件。梁或轴可以具有多边形横截面，多孔材料承载于在交叉部处或在多边形面的交叉部之间的区域中。多孔材料可以包括烧结在梁或轴结构的外侧上的颗粒或成形的小梁件。

在一些实施方式中，隔开的多孔区域、键或延伸件有利地包括WrightMedicalCo.材料或尤其适于骨长入的类似材料。BIOFOAM料包括通过烧结融合在它们表面处的非规则成形的钛元素，以提供将梁或轴固定在疏松骨或皮质骨中并且使梁或轴以及待融合的骨不能移动的多孔网状材料的结构上稳固的厚度。当骨愈合时，骨组织生长到多孔材料中以形成支撑中足骨列的合成物。

BIOFOAM材料已知用于楔状物与间隔件中，例如在中足骨的Cotton截骨术以及后足中的Evans截骨术中，在各种情形中都构造为插入骨之间或者插入切割骨或切除骨中的间隔件或楔状物，并且利用支撑板固定，该支撑板在骨外部并且通过驱动通过板并且进入邻近楔状物或间隔件的位置的骨中的螺钉保持在适当位置中。对于改善夏科畸形的关节固定术来说，BIOFOAM材料方便骨长入和将支撑结构并入到骨的结构中。这里描述的构造增强了支撑件与骨之间的接合，减少了对诸如外支撑板、外侧螺钉、压紧螺纹等的额外结构的需要。

根据本公开的髓内梁或轴是细长的并且可以具有平滑圆柱形或另外成形的横截面。一些实施方式带有键并且一些实施方式具有多边形横截面，在梁或轴的侧面之间的纵向顶端或顶点以提供限制旋转移动的细长边缘。多孔金属材料可以包括烧结颗粒，并且在不同实施方式中被烧结以便在外表面处与梁或轴的本体融合，或者完全地或部分地嵌入在表面上的凹槽中以便机械固定。多孔材料可以作为表面覆盖物定位在表面上或者可以布置未与表面平齐，或者可以以细长的嵌入键从表面突出。多孔材料的区域可以是连续的或者非连续的，规则地或非规则地隔开，并且选择性地布置为与特定骨组织类型接合。例如，多孔区域可以在轴的任一端和/或沿着轴以间距定位。键可以沿着多边形梁/轴横截面的侧面或在多边形梁/轴横截面的侧面之间纵向地、倾斜地或具有螺旋扭曲延伸。

键沿着通过内侧列的相邻骨设置的细长孔的内表面与骨接合，并且减少或防止了移动(骨与梁或轴的纵向或旋转相对移动)。BIOFOAM材料适于长入并且通过愈合接合并且支撑内侧列的骨，无论用于或不用于补充横向螺钉或销钉或外部支撑板。

附图说明

通过下面优选实施方式和实例的说明、参照附图将会理解这些与其它目的与方面，并且在附图中：

图1是示例性夏科足部畸形的X线描述，特征在于沿着中足的塌陷内侧列的骨的未对准。

图2是示出根据本发明通过嵌入髓内梁修复足部的示意图，以解剖学正确对准地融合第一跖骨、内侧楔形骨、舟骨与距骨。

图3至图7是髓内梁的可选实施方式的视图。

图8是图2中示出的修复件的俯视图，髓内具有纵向键。

图9-图11是在如所述的包括安装髓内梁的手术中的步骤的示意性描述，在这些视图中省略了跟骨。

图12-图14是髓内梁或轴的其它另选构造的立体图。

具体实施方式

如在图1中看到的，在夏科足部畸形中，脱位与骨折已经破坏了中足骨的骨的正常对准。用于通过关节固定术修复畸形的装置与方法可以应用于中足骨列中的任一个或全部，但是例如相对于第一跖骨、内侧楔状骨与舟骨进行描述。这些骨连同在后足处的距骨称为内侧列并且通常地提供需要用于移动与其它活动的很多支撑。

夏科畸形可能由于糖尿病性神经病与感觉缺失，由不疼痛或者可能不被注意或未视为严重的小损伤的积累形成。关节固定术外科手术指示用于重新获得合理的解剖上的正确对准，这在图1中通过使骨沿着两条虚线达到共线对准实现。如图2中所见，这通过以下来实现：使跖骨、楔状骨与舟骨达到与距骨成一条直线；形成从远端跖骨到距骨中的孔；以及插入与嵌入基本上与孔互补的细长髓内梁或轴22。图8示出了如图2中的结果，但是以俯视图示出。

本发明的一个方面是梁或轴22的外表面设有至少一个多孔金属结构24，其允许骨长入以将梁结构性地固定到相应骨。梁紧密地抵靠骨的内表面适配。多孔金属结构有利地包括诸如WrightMedicalBIOFOAM的多孔外科手术金属材料。多孔材料可以具有固定到彼此并且固定到作为基材的梁或轴22的非规则成形的钛本体，以仿真多孔骨的结构以便接受骨长入。多孔材料牢固地固定到基材梁或轴，例如通过将颗粒烧结到彼此并将颗粒烧结到一件式整体基材，或者通过一体地形成基材以在表面处包括多孔区域，或者通过其它固定技术。在沿着骨长入以后，梁或轴与骨结构性地接合。

在一些实施方式中，多孔金属结构包括例如大约1.5mm厚的BIOFOAM多孔钛。此材料由商业上的纯钛制成并且容易熔合到钛或钛合金轴结构。BIOFOAM具有与钽的模量(大约3Gpa)类似的模量并且在小梁矩阵结构中具有大约500微米的孔径。BIOFOAM具有小梁结构。另选实施方式可以利用诸如烧结珠子或颗粒粉末以及其它非小梁结构的多孔金属的其它结构。同样地，表面可以被蚀刻或者另外地处理以提供支撑骨长入的不规则体。

图3至图6是示出示例性另选实施方式的立体图，其中，多孔金属布置在髓内梁的外表面上并且由此当插入孔中时抵靠骨的面向内部的表面定位。在可能的布置中，髓内梁的全部表面都将固定颗粒的涂层运送到例如1mm的预定深度。然而，有利的是，可以将烧结的金属颗粒施加在限定位置处，尤其作为在圆柱体上的多个键。在描述的实施方式中的键完全地或部分地沿着髓内梁的长度延伸。圆柱体有利地是中空的并且在不同实施方式中可以偏离正圆柱体形状，例如以便具有非圆形横截面。

髓内梁22的主轴部分可以包括已知的外科手术植入金属，诸如商业上的纯钛(CPTi)或钴铬或诸如Ti₆Al₄V(钛、铝和钒)的钛合金或者奥氏体316不锈钢等。在图3-图5和图7中示出的实施方式中，梁具有大体上多边形横截面并且在图6中，梁是圆柱体。在这些实施方式中，梁在中心开口31处是中空的，如下所述，这对于钻取、制备孔以及在插入过程中引导梁是有用的。

尽管梁的轴包括细长实体并且多孔金属结构设置在外表面上，但是存在其中可以完成此的若干种方式。例如，在图3中，多孔金属机械地固定在嵌入到梁22的表面中的轴向平行凹槽33中。凹槽33的横截面是梯形但可以是长方形通道。在图3和图4中，梁22的横截面是八边形。在图5中，梁示出为具有六边形横截面并且在图7中，此横截面是长方形。在一些实施方式中，多孔金属结构固定在梁或轴22的外表面上。在连续延长或非连续地规则地或非规则地设计尺寸与间距的区域中，多孔结构可以更宽或更窄。例如可以选择多孔区域的位置，以获得选择性附接。在此情形中，多孔区域可以定位为与梁22固定地附接至其的骨的皮层组织相应，同时在多孔区域之间保留平滑空间以允许一些纵向移动。可能的是，在正圆柱形梁布置中允许旋转移动。然而，描述的实施方式布置为用于旋转稳定性。

凹槽33设置在八边形横截面的每隔一个的面或侧面上，由此提供四个多孔金属结构24。类似的凹槽33可以布置在全部八个侧面上，或者另选地，较少的凹槽可以用在例如至少两个径向相对的侧面处。图4示出了另选的实施方式，其中多孔金属结构是与八边形横截面的顶点(即，相邻面相交的纵向线)而非侧面相应的轴向键。在图4-图6中，多孔材料被施加以薄薄地留置于外表面上。图7示出了多孔材料可以形成凸起的键。在图3、图4和图7中，结构或键24平行于纵轴线。在图5中结构24相对于纵轴线是倾斜或斜的，并且在图6中，结构24螺旋地缠绕。在各情形中，结构24的孔隙度仿真松质骨。当愈合时，骨组织长入到结构24中有助于固定的结构连接与旋转稳定性，其中，相应的骨沿着梁24永久地固定在给定位置处。尽管临时或永久横向螺钉或销钉是可能的(未示出)，但是骨随着结构24的稳固长入实现了类似的效果。

如描述的，用于人中足骨在具有跖骨、楔状骨、舟骨与距骨的内侧列的关节固定术的髓内支撑件包括具有基本上跨越中足骨的多个骨的长度的细长梁22，优选地从远端跖骨直到距骨的跨度的三分之一到三分之二并且优选一半。梁包括具有外表面的轴，以及如果设置在外表面的全部或部分上的至少一个多孔金属结构24。多孔金属结构24允许骨长入以使梁结构性地固定到中足骨的多个骨。结构上类似的中足骨梁可以布置在其它中足骨列中，诸如在内侧与贴近的外侧列或者第一与第三中足骨列中。

多孔金属结构24有利地包括多孔钛，其构造为仿真松质骨，诸如WrightMedical的BIOFOAM材料。多孔金属可以在轴的表面上，诸如在多边形形状或环形套环区域的面和/或顶点上，尤其在梁的端部处包括一个或多个特定结构，诸如键或纵向、倾斜或螺旋区域。

在图9-图11中示出了用于人中足骨的塌陷内侧列的外科手术修复的相关方法。在步骤9中示出了在通过切口获得进入以后(仅示出骨)的初始步骤使第二内侧趾骨从内侧跖骨向下地脱位，以暴露内侧跖骨的远端。薄的刚性杆44(称为克氏线或k线)被从各骨推进到下一个骨，同时将骨保持在适当位置中。k线用作标记器，临时保持件与引导件。k线使能够形成路径并且通过荧光镜观察确认，包括定位路径的端部与测量路径的长度以及记录骨的布置。中空外科手术钻42施加在k线上方以沿着将要接收支撑列22的k线钻取或扩取纵向孔。有利地，此路径沿着跖骨的纵向中心并且通过楔形骨、舟骨并且进入到内侧列的距骨中。

尽管在图9-图11中未示出，为了修复夏科中足骨畸形，可能必要或期望的是切割内侧列的骨的部分和/或插入楔状物或间隔件，以便形成其中骨的面彼此直接地邻接的牢固的复合内侧列结构。尽管不是在全部情形中需要，但是可能期望的是包括补充支撑结构，诸如固定到横跨内侧列的两个或多个骨并且横跨骨的任何楔状物或间隔件、同种异体移植物或其它材料的桥的外部固定件或板(未示出)，此板可以通过螺钉固定。

钻通内侧列(如对准的)继续进入到距骨中，例如距骨厚度的三分之一到三分之二，以形成与内侧列的纵轴线大体上共同延伸并且锚定在距骨中的直的细长孔。有利地，k线引导杆44定位在适当位置中以便引导中空的外科手术钻42。扩取的孔的尺寸设计为与髓内梁22的小直径匹配。梁22如在图11中所见地被插入，优选地压配合，由此永久地对准地固定内侧列。梁22是细长的髓内支撑件，其通过孔跨越内侧列并且在距骨内终止。如上所述并且在图2至图6中所示，髓内支撑件包括在轴的外表面上的至少一个多孔金属结构。趾骨的脱位被修复并且切口闭合。在固定内侧列持续一段愈合时间以后，由此使多孔金属结构受到来自内侧列的骨的骨长入、到多孔材料24中的骨长入以及骨的骨化，形成内侧列以融合成整体结构。

返回参照图3-图6，形成髓内梁或轴22的步骤包括将多孔金属结构24布置在梁22的表面上。尽管梁可以是圆柱形并且完全地涂覆以多孔金属，但是有利的是提供遍及梁22的外表面上的纵向长度延伸的细长键和/或环形圆柱形(或多边形)表面区域，其中多孔金属结构24出现在周围的骨组织。多孔金属结构自身可以布置在与梁22的表面平齐的纵向条带中，然而暴露在梁的外表面上以便骨长入。另选地，多孔金属结构可以提供从轴的表面径向地突出的键。键优选地纵向连续，但是还可以是以隔开的间隙不连续。

图12-图14示出了其中多孔金属结构包围梁22并且沿着纵向距离延伸的另选实施方式。在图12中，梁22的端部设有具有比平滑轴部分53更大的直径的多孔金属结构52。较大直径端部被迫适配到距骨与远端跖骨中。两个部分52可以具有相同的直径与长度或者不同的直径与长度。优选地，端部52的直径仅略微大于轴53的直径，在附图中此差值被夸大。在图13中，多孔金属结构54具有与中间轴53基本上相同的直径。

在其中中间长度53是平滑的且是圆柱形的实施方式中，如图12-图14中所示，具有一些自由度以旋转地移动在中间长度处的骨。除了圆柱形中间长度53以外，平滑的表面提供了一些自由度以便骨纵向地移动。然而，在图3-图7中示出的实施方式中，多孔金属结构构造为在顶部或者嵌入梁或轴22的外表面中的多个键。梁或轴22具有多边形横截面，其限定以成角度隔开的顶点或顶端处接合的细长面，并且多孔金属的键24可以纵向地沿着面或者沿着顶点/顶端。或者另选地，键24可以是斜的或倾斜的。这些布置促进了旋转稳定性以及使连续骨保持对准的能力。

如描述的多孔金属布置可以在除了附图中示出的仅金属的长度的梁或大头钉的结构上使用。例如，可以将如描述的一个或多个多孔结构设置在压紧螺钉上，尤其是遍及其中任一个或两端可以是螺纹的端部之间的压紧螺钉的平滑轴的一部分。

已经结合用于示例主题的多个另选方案公开了本发明。然而，本发明不限于作为实例公开的实施方式。应该参照所附权利要求而不是上面的实例，以便评估其中要求排他性权利的本发明的范围。

Claims (20)

1.一种用于人中足骨的关节固定术的髓内支撑件，该中足骨具有限定了中足骨列的多个骨，该髓内支撑件包括：

细长梁，其具有基本上跨越所述中足骨的多个骨的长度；

其中，所述梁包括具有外表面的轴；以及

位于所述外表面上的至少一个多孔金属结构；

其中，所述多孔金属结构允许骨长入以将所述梁结构性地固定到所述中足骨的所述多个骨。

2.根据权利要求1所述的髓内支撑件，其中，所述梁的所述轴包括细长实体并且所述多孔金属结构固定到所述外表面。

3.根据权利要求1所述的髓内支撑件，其中，所述多孔金属结构包括构造为仿真多孔骨的小梁材料。

4.根据权利要求3所述的髓内支撑件，其中，所述多孔金属结构结构包括位于所述外表面上的多个键。

5.根据权利要求4所述的髓内支撑件，其中，所述键平行于所述轴的纵轴线延伸。

6.根据权利要求4所述的髓内支撑件，其中，所述键相对于所述轴的纵轴线倾斜。

7.根据权利要求4所述的髓内支撑件，其中，所述键缠绕在所述轴周围。

8.根据权利要求3所述的髓内支撑件，其中，所述轴具有限定在成角度隔开的顶点处相交的面的多边形横截面。

9.根据权利要求8所述的髓内支撑件，其中，所述键沿着所述面设置。

10.根据权利要求8所述的髓内支撑件，其中，所述键沿着所述顶点设置。

11.根据权利要求8所述的髓内支撑件，其中，所述键从所述轴的外表面突出。

12.根据权利要求8所述的髓内支撑件，其中，所述键嵌入在所述轴的外表面中。

13.根据权利要求1所述的髓内支撑件，其中，所述梁的尺寸设计并且构造为以基本上解剖对位包围内侧列的跖骨、楔状骨、舟骨与距骨。

14.根据权利要求1所述的髓内支撑件，其中所述梁的尺寸设计并且构造为以基本上解剖对位包围外侧列的跖骨、骰骨与跟骨。

15.一种用于人中足骨的塌陷列的外科手术修复的方法，包括步骤：

以基本上解剖对位来对准中足骨列的至少两个骨；

钻取通过所述中足骨列的至少一部分以便由此对准以形成孔；

将细长髓内支撑件插入通过所述孔以横跨所述中足骨列，

其中，所述髓内支撑件包括在轴的外表面上的至少一个多孔金属结构；

固定所述中足骨列持续一段愈合时间，由此使多孔金属结构受到来自所述中足骨列的骨骨长入。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括形成多孔金属结构以包括在外表面上的细长键。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述多孔金属结构包括暴露在所述轴的所述外表面上的多个键。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述多孔金属结构包括嵌入在所述轴的所述外表面中的多个键。

19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述轴具有限定在成角度隔开的顶点处接合的细长面的多边形横截面。

20.根据权利要求15所述的方法，其中，所述髓内支撑件尺寸设计并且构造为包围从跖骨延伸到内侧列中的距骨与外侧列中的跟骨中的一个的中足骨列。