CN105611886B - 空心骨螺钉 - Google Patents

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Abstract

一种用于连接骨折的骨段或将接骨板保持于骨头的骨螺钉，具有用于递送骨接合剂的中空通道。该骨螺钉还具有螺纹近端段，该近端段具有用于附接驱动工具的装置。邻近近端段的是柱形形状的螺纹中心段，该中心段具有与近端段相比较小的直径并具有不同螺距的第二螺纹。在螺钉的端部，存在具有多个侧开口的无螺纹远端段。为了简化螺钉的移除，侧开口具有形成切刃的锥形形状，该切刃具有小于90度的刃口角。为了控制骨接合剂的注入，形成较好的稳定性，在通道的相对侧存在成对的两个侧开口，这两个侧开口具有比通道在远端方向上的截面大的截面。为了进一步提高稳定性，在远端段的端部处设置有远端开口，并在接近远端开口处设置有至少两个侧开口。

Description

空心骨螺钉
技术领域
本发明涉及用于加固哺乳动物的骨头的矫形装置。具体地，本发明涉及空心骨螺钉。
背景技术
骨螺钉用于通过连接骨头的至少两段和/或通过将接骨板或其它部件保持于骨头上对骨头进行加固。通常需要将药物和/或加固材料递送到骨头中。加固材料可以是任何种类的骨接合剂或骨移植物或任何其它类似的材料。具体地，将骨接合剂递送到接近骨螺钉的骨材料中可以增加骨螺钉在骨材料内的机械固位。
从US 6,048,343中已知空心骨螺钉。该螺钉具有形成与侧向通道连接的中心通道的孔，以用于将骨接合剂递送到螺钉周围的骨头中。设置有密封的承接器以用于将螺钉连接至分配装置。
US 7,608,097B2中公开了另一种具有中心通道的骨螺钉。包括闭合远端端部的套管可以插入螺钉中，以用于将流体选择性地递送到与中心通道连接的各个侧孔。
EP 1 210 019 B2中公开了另一种骨螺钉。该螺钉具有与至少一个侧向通道连接的内孔。该孔具有闭合端部，使得骨接合剂不能渗透螺钉的尖端。
US 2008/0269893中公开了一种骨螺钉，该骨螺钉具有通孔和侧向开口以用于递送生长促进剂。并不打算从骨头移除该螺钉。在骨头已经长入螺钉的结构中之后，不可能移除螺钉。
US 8,197,517公开了一种具有盲孔和侧向开口的骨螺钉。如果已经将接合剂引入到螺钉中，则不再可能移除螺钉。
在WO 2011/054122中，公开了另一种具有盲孔和侧向开口的骨螺钉。该孔具有内部结构或滑块，以减小截面并改善材料的分布。一旦已经将接合剂引入到螺钉中，则不再可能移除螺钉。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种骨螺钉，该骨螺钉具有用于递送材料(如药物、治疗性流体或者任何种类的骨接合剂或强化材料)的通道或内腔。骨螺钉应当提供增加的保持力和降低的移除转矩，这允许移除螺钉，而不会另外损坏骨结构。特别地，在将接合剂或类似材料通过螺钉注入到骨头中而使螺钉固定于骨头之后或者在骨头长入螺钉中之后，应当可以移除螺钉。本发明的另一个目的在于提供一种骨螺钉，该骨螺钉允许在螺钉的选定位置处选择性地递送材料。为了简化选择性的应用，应当提供特定的工具。要解决的另外的问题在于通过使用骨螺钉来改进用于将接骨板紧固于骨头的方法和/或对骨头进行加固的方法。
在第一实施例中，骨螺钉具有近端段、中心段以及无螺纹的远端段。近端段具有大致柱形形状，且具有第一外螺纹。外螺纹被视为在螺钉外侧的螺纹，基本上用于与骨头对接。在可替换的实施例中，近端段可以具有锥形形状，且具有第一外螺纹。该近端段旨在用于与接骨板对接，该接骨板可以通过螺钉附接至骨头的表面。螺钉具有从近端段到远端段的通道，该通道限定了中心轴线。螺钉可以穿过远端段并终止于远端开口。优选地，中空通道为柱形的，并且在中心段和远端段处具有恒定的直径。直径可以在近端段增大。螺钉还可以用于将骨头部分固定或保持在一起，而不使用接骨板。此外，近端段具有至少一个用于驱动螺钉的装置。
邻近近端段的是中心段。中心段优选地大致为柱形形状的，并且中心段优选地具有第二螺纹。优选地，中心段的直径小于近端螺纹段的直径。优选地，中心段的第二外螺纹的螺距大于近端螺纹段的第一外螺纹的螺距。这种螺距的差异允许将接骨板牢固地固定于骨头，或允许将至少两个骨头碎片缚在一起。可替换地，两个螺距可以相似。在第二外螺纹的远端侧，可以存在至少一个切口，以简化外螺纹至骨头的切入。中心段可以支承至少一个或多个侧向孔，所述侧向孔允许材料从通道或内腔流入骨头中。
邻近中心段的是远端段。该远端段优选地无螺纹，优选地具有大致柱形形状，并且优选地具有与螺钉的通道连接的中心远端开口，以用于将材料递送到远端侧的骨头中。远端段还可以具有侧向定向孔，以用于将材料递送到骨头中。优选地，远端段具有与中心段的直径相同的直径。优选地，远端段无螺纹。远端段可以具有闭合端部，而不具有远端开口。
在近端螺纹段、中心段以及远端段内，设置有通道或内腔。优选地，该通道具有圆形截面。优选地，该通道具有恒定的直径。该通道连接至侧向开口并连接至远端段的远端开口。该通道还连接至螺钉的近端端部处的近端开口。通道可以用于将任何材料(例如，(永久性的或生物可吸收的)骨接合剂或药物)递送到周围的骨材料中。
优选地，设置在中心段和/或远端段中的侧开口是成对设置的，形成贯穿螺钉的通孔。因此，优选地，两个侧开口在与螺钉的中心轴线垂直的平面内相对于彼此以180°的角度定向。在可替换的实施例中，在同一平面内可以存在三个或更多个侧开口。优选地，至少一个开口相对于中心轴线具有细长形状。优选地，该开口具有椭圆形状。由于与中心轴线平行的开口具有较大的延伸或尺寸，所以可以实现该开口的较大总截面，而不会显著弱化螺钉的结构。如果在侧开口中的至少一个处存在至少一个切刃，那么这是进一步优选的。当通过转动(优选地沿逆时针)来移除螺钉时，该切刃允许切除材料或骨接合剂。最优选地，切刃的角度小于90度。最优选地，侧开口中的至少一个具有锥形形状，其直径朝向螺钉的外侧增大。这允许形成切刃，并使用于将材料递送到骨头中的截面进一步增大。文中，术语截面涉及可用于送递材料的截面。
开口可以定向在定方向，以用于将材料流引入骨头中。优选地，开口定向为与中心轴正交，或者朝向远端端部以将材料流引入远端方向。
另一实施例涉及一种工具，优选地涉及一种套管，其允许选择性地将材料递送到螺钉周围的骨头中。优选地，该工具具有限定用于递送材料的内部通道的中空轴，并且最优选地为柱形轴。套管的外径适于装配到骨螺钉的通道中。套管可以插入到不同的位置，这些位置接近远端开口或接近任何特定的侧开口，以允许选择性地将材料递送到周围的骨头中。为了精确地调整套管在骨螺钉中的插入深度，套管的外侧优选地可以存在标记。可以存在用于指示套管插入到骨螺钉中的深度和/或位置的任何其它测量工具。优选地，所述标记指示套管靠近特定开口(用于通过这些开口递送材料)的位置。因为优选地存在位于骨螺钉的内腔的相对侧的两个开口，所以通过侧开口向外指向骨头的截面优选地大于通过骨螺钉的内腔的截面。这将使得侧向通过侧开口的侧流与通过骨螺钉的其余通道的中心流相比显著较大。这允许选择性地将材料施加于骨头。例如，可以通过中心段的开口供应材料，而无需填充远端段的开口。这允许在需要的地方施加骨接合剂。骨接合剂的这种选择性施加简化了后续的螺钉移除。
另一实施例涉及一种工具箱，该工具箱包括如文中所描述的至少一个骨螺钉和至少一个工具，该至少一个工具可以是文中描述的套管。至少一个套管适于装配到至少一个螺钉的通道中。此外，如果在至少一个套管的外侧的标记适配于至少一个螺钉，那么这是优选的。
本发明的另一方面涉及一种用于将本文所描述的骨螺钉固定至骨头的方法。该方法包括如下步骤：在骨头中钻孔；通过转动螺钉而将螺钉旋拧到孔中；将套管插入螺钉的通道中；将套管定位为接近至少一个期望的开口；以及通过套管经由螺钉将材料馈送到骨头中。本发明的另一方面涉及一种用于通过骨螺钉选择性地供应材料(如骨接合剂)的改进方法。该方法包括如下步骤：将套管插入螺钉的通道中；将套管定位为接近至少一个期望的开口；以及通过套管经由螺钉将材料馈送到骨头中。本发明的又一方面涉及对一种通过将文中所公开的螺钉固定至骨头和/或骨头碎片和/或接骨板来改进用于固定骨头碎片和/或将接骨板固定至骨头(优选地为肱骨)的方法。递送材料的过程可以包括如下步骤：递送用于X射线成像的造影剂；递送可包括NaCl的水洗溶剂；以及最后递送骨接合剂。
附图说明
在下文中，将在不限制总发明构思的情况下，以示例的方式参照附图针对实施例的示例对本发明进行描述。
图1示出了骨螺钉的优选实施例。
图2示出了该优选实施例的截面图。
图3示出了骨螺钉的又一实施例。
图4示出了该又一实施例的截面图。
图5示出了优选实施例的远端段的截面图。
图6示出了该优选实施例的又一截面图。
图7示出了另一实施例的远端段的截面图。
图8示出了经过骨螺钉的开口的材料流。
图9示出了骨渗透区的顶视图。
图10示出了材料馈送套管。
图11示出了插入到骨螺钉中的套管。
图12示出了具有多个侧开口的又一实施例。
图13示出了前一实施例的截面图。
图14示出了具有多个侧开口的另一优选实施例。
图15示出了前一优选实施例的截面图。
图16示出了通过骨螺钉附接有接骨板的肱骨头。
具体实施方式
在图1中，示出了骨螺钉10的优选实施例。骨螺钉10具有优选地带螺纹的近端段11、中心段12以及远端段13。骨螺钉还具有从近端段至远端段且限定了中心轴线19的中空通道30。优选地，近端段11大致为柱形的。为了容易插入，近端段还可以具有锥形形状。近端段11具有第一外螺纹40，该第一外螺纹优选地被设计成与后面的图中示出的接骨板150对接。优选地，中心段12具有柱形形状，并且至少部分地带有第二外螺纹41。第二外螺纹可以具有至少一个切口44，以在插入螺钉时改进外螺纹至骨材料的切入。优选地，第一外螺纹40的螺距小于第二外螺纹41的螺距，以允许将与第一外螺纹40对接的接骨板150压向与第二外螺纹41对接的骨头。远端段13优选地无螺纹，并且远端段具有至少一个侧开口33、34、35。侧开口优选地具有锥形形状，其中直径朝向螺钉的外侧增大。
在图2中，示出了该优选实施例的截面图。骨螺钉10具有通道或内腔30，该通道近似以中心轴线19为中心。通道30穿过近端段11、中心段12以及远端段13。通道终止于远端段13处的远端开口31。此外，通道与至少一个侧开口32、33、35连接，上述至少一个侧开口可以设置在远端段或中心段。为了转动螺钉，设置有用于附接驱动工具的装置42，以用于与螺丝刀、扳手或任何其它工具对接。
在图3中，示出了骨螺钉20的另一实施例。与图1的实施例相比，该螺钉20具有不同形状的侧开口36、37、39。这里，这些开口被定向为朝向远端端部，以将材料流引入远端方向。此外，第二外螺纹41的长度比图1中示出的外螺纹的长度短。虽然存在优选实施例，但是可以在不受任何限制的情况下组合本文中示出的任何部件，如螺纹或侧开口。
在图4中，示出了骨螺钉20的又一实施例的截面图。这里，可以看出，与图2的侧开口32、33相比，侧开口36、37的结构不同。与前一实施例相比，该图中示出的侧开口提供了沿稍微更加偏向远端方向的材料流。这里，示出了与侧开口39相对的又一侧开口38。
在图5中，示出了优选实施例的远端段13的截面图。第一侧开口32被定位为与第二侧开口33相对。在侧开口32、33之上，存在具有与其他侧开口基本上相同尺寸的另一侧开口34，然而该侧开口也可以具有任何不同的尺寸。
侧开口32、33具有高度61、62。附图标记63表示通道30的宽度，该实施例中该宽度与远端开口31的直径相同。显然，由高度61、62和宽度63给出的两个相对的侧开口32、33的截面显著大于在远端方向上由直径64给出的通道截面。这允许受控的侧向流通过侧开口，而最小的材料流通过内腔30，如随后将详细示出的。
在图6中，示出了图5的截面A-A的进一步细节。侧开口32、33的外侧形成切刃71、72，在转动骨螺钉(例如，用于移除骨螺钉)时切刃对骨接合剂进行切除。这些切刃显著降低了螺钉的移除转矩，并有助于避免严重损坏骨材料。优选地，切刃的角度73、74小于90°，以实现最大切削效率。在该实施例中，切刃71和切刃72最为重要，这是因为当逆时针转动螺钉以移除螺钉时，这些切刃首先接触开口内的材料。优选地，小于90度的角度可以通过如下方式来实现：将开口32、33的中心轴线75、76相对于螺钉的中心轴线偏移，使得轴线不交叉。可以分别在通道30的内壁的切线77、78与螺钉主体在点71、72处相交的前缘之间限定角度73、74。该实施例应用于必须逆时针转动螺钉以进行移除的螺钉。
在图7中，示出了又一实施例的远端段的截面图。这里，侧开口35、36、38具有稍微不同的方向。如之前所示，这里再次，由侧开口的尺寸61、62、63确定的截面比由通道30的直径64确定的截面大。
在图8中，示出了进入骨头100中的材料(如骨接合剂)流的示例。由于骨螺钉10的侧开口32、33的形状，材料(如骨接合剂)渗透骨头的一定区域。存在由远端开口31供应的第一渗透区81。第二渗透区82和第三渗透区83由侧开口32和侧开口33供应。优选地，渗透区重叠，以实现额外的固化。由于用于实现第一中心渗透区的远端开口31，可以获得骨螺钉的额外保持力。通过连接渗透区82和渗透区83，该额外保持力显著增大。必要的是，在靠近远端开口的侧开口与远端开口自身之间不存在外螺纹区或者甚至不存在单个外螺纹，因为外螺纹的存在会阻止材料平滑地流过螺钉的表面，特别是高密度的骨材料。因此，通过避免任何外螺纹，可以实现远端段的端部完全闭合，并因此可以实现与骨头的较好连接。为了优化材料的填充，首先通过将随后示出的套管50放置为接近远端开口，将材料通过远端开口31注入。在接下来的步骤中，使套管稍微缩回，以用于通过靠近远端开口的侧开口递送材料。
在图9中，示出了骨渗透区的顶视图。这里，可以清楚地看到增强的骨渗透以及渗透区82和渗透区83通过中心渗透区81的连接。
在图10中，示出了材料馈送工具，如套管50。该套管可以插入到骨螺钉10或20中。该套管可以具有至少一个标记52，以用于在将套管插入到螺钉中时指示套管相对于螺钉的位置，并因此将套管定位到骨螺钉的通道30中。
在图11中，示出了插入到骨螺钉10中的套管50。套管可以移动到由箭头51所示的方向上，并被推入内腔中或向外拉动，以将套管的端部放置在任何期望的位置，优选地，靠近任何期望的开口。由此，可以引导材料流通过远端开口或任何侧开口。标记52可以给出高度指示。可以通过套管将任何材料(优选地，骨接合剂)供应到骨螺钉中。箭头53、54、55示出了该流。存在通过侧开口的侧流53、54，以及进入通道30的方向的另一中心流55。由于侧开口的截面较大，所以侧流53和54显著大于中心流55。这允许在需要时通过各个侧孔选择性地供应材料。一种优选的方法可以是首先通过远端段孔供应骨接合剂，然后将材料供应至中心段的远距离孔。这里，可以不使用位于用于向骨头供应材料的各孔之间的其它孔。如果在螺钉周围存在密质骨段而不存在骨折段，则可能是这种情况。
在图12中，示出了具有多个侧开口的实施例。近端段和远端段与图3的实施例类似。中心段具有另外的侧开口90、91以及92。在侧开口92与侧开口90、91之间存在另外的外螺纹段93。在侧开口90、91下方是另一外螺纹段94。可以将文中示出的其间具有或不具有外螺纹段的侧开口中的任何侧开口任意地组合。通常，只在无螺纹段存在开口。
在图13中，以截面图示出了上述实施例。这里，示出了与侧开口92相对的另外的侧开口94。
在图14中，示出了在远端段中具有多个侧开口的另一优选实施例。侧开口101-106定位在不同方向上，以允许材料完全渗透到周围的骨头中。
在图15中，以截面图示出了上述实施例。这里，示出了一些成对的相对侧开口35、36；105、104。
在图16中，示出了通过骨螺钉10和标准骨螺钉110附接有接骨板150的肱骨头100。
在这个示例中，肱骨头骨折，这需要使用骨螺钉10，该骨螺钉具有内腔并通过骨螺钉的内腔递送接合剂，以进一步稳固骨折的肱骨头。骨干未骨折，因此可以使用常规的螺钉100另外将接骨板保持至骨头。
附图标记列表
10 骨螺钉
11 近端段
12 中心段
13 远端段
19 中心轴线
20 骨螺钉
30 通道
31 远端开口
32-39 侧开口
40 第一外螺纹
41 第二外螺纹
42 用于附接驱动工具的装置
44 切口
50 工具
51 工具的移动
52 标记
53、54 侧流
55 中心流
58 套管的远端端部
61、62 侧开口高度
63 侧开口宽度
64 通道直径
71、72 切刃
73、74 切刃角度
75、76 开口轴线
77、78 通道的切线
80-82 骨渗透区
90、91 另外的侧开口
93、94 另外的螺纹段
100 骨头
150 接骨板。

Claims (9)

1.一种骨螺钉，包括：
近端段，所述近端段包括第一外螺纹；
中心段，所述中心段包括第二外螺纹；
无螺纹远端段，所述无螺纹远端段位于所述中心段的与所述近端段相对的一侧；
通道，从所述近端段延伸到所述无螺纹远端段的远端开口；以及
至少一个侧开口，从所述通道延伸到所述无螺纹远端段的外表面，所述至少一个侧开口包括切刃，所述切刃被配置为在沿用于移除所述骨螺钉的方向转动所述骨螺钉时切除材料，
其中，
所述切刃以小于90度的角度延伸，并且
所述至少一个侧开口的截面超过所述通道的截面。
2.根据权利要求1所述的骨螺钉，其中，所述角度限定在所述通道的内壁的切线与所述至少一个侧开口的边缘之间。
3.根据权利要求1所述的骨螺钉，其中，所述至少一个侧开口的中心轴线相对于所述通道的中心轴线偏移。
4.根据权利要求1所述的骨螺钉，其中，所述至少一个侧开口具有沿着从所述通道朝着所述无螺纹远端段的所述外表面的方向增大的直径。
5.根据权利要求1所述的骨螺钉，其中，所述至少一个侧开口包括位于所述通道的第一侧上的具有第一切刃的第一侧开口和位于所述通道的第二侧上的具有第二切刃的第二侧开口。
6.根据权利要求5所述的骨螺钉，其中，所述第一侧开口和所述第二侧开口的截面之和超过所述通道的截面。
7.根据权利要求1所述的骨螺钉，其中，所述至少一个侧开口朝向远端定向。
8.根据权利要求1所述的骨螺钉，包括设置在所述中心段中的第二侧开口。
9.一种骨螺钉(10)，包括：
近端段；
中心段；
无螺纹远端段，所述无螺纹远端段位于所述中心段的与所述近端段相对的一侧；
通道，所述通道穿过所述近端段、所述中心段和所述无螺纹远端段而延伸；以及
侧开口，所述侧开口形成在所述中心段和所述无螺纹远端段中的至少一个中，并且具有沿着从所述通道朝着所述中心段或所述无螺纹远端段的外表面的方向增大的直径。
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