CN105919663A - 一种具有仿生内固定作用的弹性髓内钉 - Google Patents

Abstract

一种具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，属于骨科医疗器械技术领域，用于对骨折进行固定和促进愈合。其技术方案是：本发明为圆筒体或椭圆筒体，筒体由两端圆环和多个螺旋形弹性长条连接组成。这种结构可使筒体整体弹性模量更好，内固定强度得到增强，可以防止出现断裂、应力性折断等的情况；同时，这种结构可以允许骨小梁沿弹性长条之间的间隙长入，达到髓内外骨痂同时生长，缩短骨折愈合时间，减少骨折及手术的各种并发症。本发明是骨折复位固定技术的创新，解决了老年人骨质疏松性骨折治疗后，骨松质愈合较差，影响骨骼愈合强度，有时候可能导致骨折延迟愈合及再骨折的老大难问题，具有显著的经济和社会效益。

Description

一种具有仿生内固定作用的弹性髓内钉

技术领域

本发明涉及一种对骨折进行仿生弹性固定和促进愈合的髓内固定装置，属于骨科医疗器械技术领域。

背景技术

长骨骨折是临床常见骨折，现多采用微创复位髓内钉内固定治疗。由于目前常用的髓内钉均采用钛合金或者不锈钢等金属合金制作,弹性模量远大于人体骨骼。骨折固定后会因引力遮挡导致局部应力集中，可能发生内固定物松动、断裂等并发症；此外，坚硬的内固定物使骨折断端缺乏适度的力学刺激，不利于骨痂形成和骨折愈合,在临床中骨折延迟愈合、不愈合等并发症时有发生，给患者带来很大的痛苦，也给治疗带来困难。

髓内钉对于骨折愈合影响的机制首先是髓内钉置入后由于内置物的容积占位效应，影响局部血运的重建，不利于骨折愈合；更重要的是髓内钉钉体破坏断端骨小梁，影响两个断端的骨小梁的生长和连续性的恢复，因此影响了骨折愈合。

人体骨骼内的骨小梁具有重要的功能，其连接周围骨皮质，增强骨骼整体强度，并构成髓腔内重要的力学传导和转化功能的媒介，在骨皮质承受各种负荷时可以使受力更加均衡、合理，并将局部过大负荷传导、分散至其他部位。此外，骨小梁重建后可有效恢复髓内血运系统，有助于骨松质和骨皮质的愈合。因此，在骨折后，骨小梁结构中断如不能恢复，会导致骨折愈合过程中髓内外骨痂生长不均衡，尤其是老年人骨质疏松性骨折，可能骨皮质愈合后，骨松质愈合较差，影响骨骼愈合强度及对正常负荷的传导，有时可导致骨折延迟愈合、不愈合或再骨折。同时由于长骨髓内固定系统的近端或远端（倒打钉）较粗大，骨小梁结构破坏更加严重，置入占位效应更加明显，影响骨小梁长入，不利于后期骨质结构恢复。

在骨折治疗中，还要考虑如何根据骨骼结构进行复位和固定，这将直接影响到骨折部位的复原程度，成为手术成败的关键。骨骼在生长过程中力求达到一种最佳结构，即骨骼的形态与物质受个体活动水平的调控，使之足够承担力学负载，但并不增加代谢转运的负担。根据上述原理，骨折再塑过程的变化规律显示，骨折后如有移位，在凹侧将有明显骨痂形成，其内部骨小梁将沿着压应力的传递方向排列，而在凸侧将有骨的吸收。目前，股骨颈骨折、粗隆间骨折、股骨远端骨折、胫骨近端骨折是临床常见损伤，在治疗中需要进行包括伽马钉（Gamma）、空心（拉力）螺钉等固定，这些固定钉对骨小梁的生长有不利的影响，主要并发症包括骨折不愈合、延迟愈合、内固定物松动、断裂。

随着骨科内固定技术的不断发展，非常有必要设计新的固定装置，使骨折治疗在生物学及生物力学原理的指导下，使内固定物具有与人体骨骼更接近的弹性模量，以减少应力遮挡，同时为骨小梁生长重建提供空间，促进骨松质（主要结构为骨小梁）和骨皮质同时愈合。这样会加快骨折愈合速度、提高骨折愈合质量和强度，降低骨折不愈合、延迟愈合、内固定物松动、断裂等并发症的发生率，以提高治疗效果，减轻患者的痛苦。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，这种髓内钉与人体骨骼弹性模量更加接近，能够为骨小梁生长重建提供更多空间，植入的髓内钉利用了仿生内固定理论，使骨折恢复遵循骨折自身的传导和负荷特点，能够使骨折治疗达到满意的复位和愈合效果。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，它是一个圆筒体或椭圆筒体，圆筒体或椭圆筒体为直立的或与骨骼局部曲率适形的斜形的筒体，筒体两端为圆环，两端圆环之间的筒体壁由多条弹性长条组成，多条弹性长条相互平行，相邻弹性长条之间有间隙，多条弹性长条沿着筒体的长度方向环绕筒体的中心轴线呈螺旋形布设。

上述具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，所述髓内钉的筒体为不等径圆筒体或椭圆筒体，筒体中部的直径大于筒体两端的直径，筒体外径沿着筒体的长度方向光滑过渡。

上述具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，所述髓内钉筒体中部大直径的筒体壁的多条弹性长条的中间宽度大于两端的宽度，弹性长条的宽度沿着筒体的长度方向光滑过渡，相邻弹性长条之间的间隙相等。

上述具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，所述髓内钉的筒体为不等径圆筒体或椭圆筒体，筒体中部的直径小于筒体两端的直径，筒体外径沿着筒体的长度方向光滑过渡。

上述具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，所述髓内钉筒体中部小直径的筒体壁的多条弹性长条的中间宽度小于两端的宽度，弹性长条的宽度沿着筒体的长度方向光滑过渡，相邻弹性长条之间的间隙相等。

上述具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，所述髓内钉的筒体为不等径圆筒体或椭圆筒体，筒体的外径沿着筒体长度方向呈大直径和小直径交替变化，大直径部分与小直径部分沿着筒体的长度方向光滑过渡。

上述具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，所述髓内钉筒体体壁的多条弹性长条的宽度随着筒体直径的变化呈交替变化，宽度变化沿着筒体的长度方向光滑过渡，相邻弹性长条之间的间隙相等。

上述具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，所述髓内钉的弹性长条的截面形状为圆形，或椭圆形，或正方形，或长方形，或扇形或其它规则的几何形状，髓内钉的外壁由3-20个弹性长条组成。

上述具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，所述髓内钉筒体两端圆环与植入的近端锁钉或远端锁钉相匹配。

本发明的有益效果是：

本发明为圆筒体或椭圆筒体，筒体体壁由多个螺旋形状的弹性长条组成，这种结构有极好的弹性和强度，可使筒体整体弹性模量更好，内固定强度得到增强，可以防止出现断裂、应力性折断等的情况；同时，这种结构可以允许骨小梁沿弹性长条之间的间隙长入，达到髓内外骨痂同时生长，缩短骨折愈合时间，恢复生理力学特性，减少骨折及手术的各种并发症，两端的设计可以方便手术操作人员完成置入及骨折愈合后取出。

本发明利用了仿生内固定理论，采用更加符合骨骼解剖结构及生物力学结构特性的新型仿生髓内固定装置，使骨折恢复遵循骨折自身的传导和负荷特点，能够使骨折治疗达到满意的复位和愈合效果。

本发明是骨折复位固定技术的创新，解决了尤其是老年人骨质疏松性骨折治疗后，骨松质愈合较差，影响骨骼愈合强度，有时候可能导致骨折延迟愈合及再骨折的老大难问题。

本发明的弹性髓内钉适用于全身长骨骨折内固定治疗，尤其适用于关节附近复杂骨小梁结构骨折，结合微创技术及影像导航技术的支持，具有良好的预期，可以获得显著的经济和社会效益。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本发明的另一种结构示意图；

图4是图3的筒体壁展开平面示意图；

图5是本发明的第三种结构的示意图。

图中标记如下：筒体1、圆环2、弹性长条3、间隙4。

具体实施方式

本发明是一个圆筒体或椭圆筒体，圆筒体或椭圆筒体为直立的或与骨骼局部曲率适形的斜形的筒体1，筒体1两端为圆环2，两端圆环2之间的筒体壁由多条弹性长条3组成，多条弹性长条3相互平行，相邻弹性长条3之间有间隙4，多条弹性长条3沿着筒体1的长度方向环绕筒体1的中心轴线呈螺旋形布设。

这种结构有极好的弹性和强度，可使筒体1整体弹性模量更好，内固定强度得到增强，可以防止出现断裂、应力性折断等的情况；同时，这种结构可以允许骨小梁沿弹性长条3之间的间隙4长入，达到髓内外骨痂同时生长，缩短骨折愈合时间，恢复生理力学特性，减少骨折及手术的各种并发症。

图1、2显示，筒体1为直立的等径的圆筒体，组成筒体壁的弹性长条3为相等宽度，弹性长条3的截面为形状为圆形，或椭圆形，或正方形，或长方形，或扇形或其它规则的几何形状，髓内钉筒体1的外壁由3-20个弹性长条3组成。 图中的实施例的截面形状为扇形。

图3显示，髓内钉的筒体1为不等径圆筒体或椭圆筒体，筒体1中部的直径大于筒体1两端的直径，筒体1外径沿着筒体1的长度方向光滑过渡。

图3、4显示，髓内钉筒体1中部大直径的筒体壁的多条弹性长条3的中间宽度大于两端的宽度，弹性长条3的宽度沿着筒体1的长度方向光滑过渡，相邻弹性长条3之间的间隙4相等。

这种结构的髓内钉的筒体1中间最粗，与骨折部位接近，目的是增大强度、抵抗固定早期骨骼折弯外力。

图5显示，髓内钉的筒体1为不等径圆筒体或椭圆筒体，筒体1中部的直径小于筒体1两端的直径，筒体1外径沿着筒体1的长度方向光滑过渡。髓内钉筒体1中部小直径的筒体壁的多条弹性长条3的中间宽度小于两端的宽度，弹性长条3的宽度沿着筒体1的长度方向光滑过渡，相邻弹性长条3之间的间隙4相等。

这种结构的优点是可以增大髓内钉的整体弹性。

本发明还有一种结构，髓内钉的筒体1的外径沿着筒体1长度方向呈大直径和小直径交替变化，大直径部分与小直径部分沿着筒体1的长度方向光滑过渡。这种结构的髓内钉筒体1体壁的多条弹性长条3的宽度随着筒体1直径的变化呈交替变化，宽度变化沿着筒体的长度方向光滑过渡，相邻弹性长条3之间的间隙相等。

本发明的髓内钉筒体1两端圆环2与植入的近端锁钉或远端锁钉相匹配。两端圆环2可为外壁完整的圆周，也可为中空的螺旋形弹性长条3的延续。髓内钉主钉上植入近端锁钉或远端锁钉的外壁可为完整的圆周外壁，中空螺旋形外壁之间的螺纹提供容纳远端和近端锁钉的空间。

Claims (9)

1.一种具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，其特征在于：它是一个圆筒体或椭圆筒体，圆筒体或椭圆筒体为直立的或与骨骼局部曲率适形的斜形的筒体（1），筒体（1）两端为圆环（2），两端圆环（2）之间的筒体壁由多条弹性长条（3）组成，多条弹性长条（3）相互平行，相邻弹性长条（3）之间有间隙（4），多条弹性长条（3）沿着筒体（1）的长度方向环绕筒体（1）的中心轴线呈螺旋形布设。

2.根据权利要求1所述的具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，其特征在于：所述髓内钉的筒体（1）为不等径圆筒体或椭圆筒体，筒体（1）中部的直径大于筒体（1）两端的直径，筒体外径沿着筒体（1）的长度方向光滑过渡。

3.根据权利要求2所述的具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，其特征在于：所述髓内钉筒体（1）中部大直径的筒体壁的多条弹性长条（3）的中间宽度大于两端的宽度，弹性长条（3）的宽度沿着筒体（1）的长度方向光滑过渡，相邻弹性长条（3）之间的间隙（4）相等。

4.根据权利要求1所述的具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，其特征在于：所述髓内钉的筒体（1）为不等径圆筒体或椭圆筒体，筒体（1）中部的直径小于筒体（1）两端的直径，筒体外径沿着筒体（1）的长度方向光滑过渡。

5.根据权利要求4所述的具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，其特征在于：所述髓内钉筒体（1）中部小直径的筒体壁的多条弹性长条（3）的中间宽度小于两端的宽度，弹性长条（3）的宽度沿着筒体（1）的长度方向光滑过渡，相邻弹性长条（3）之间的间隙（4）相等。

6.根据权利要求1所述的具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，其特征在于：所述髓内钉的筒体（1）为不等径圆筒体或椭圆筒体，筒体外径沿着筒体（1）长度方向呈大直径和小直径交替变化，大直径部分与小直径部分沿着筒体（1）的长度方向光滑过渡。

7.根据权利要求6所述的具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，其特征在于：所述髓内钉筒体（1）体壁的多条弹性长条（3）的宽度随着筒体（1）直径的变化呈交替变化，宽度变化沿着筒体（1）的长度方向光滑过渡，相邻弹性长条（3）之间的间隙（4）相等。

8.根据权利要求3，或5，或7所述的具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，其特征在于：所述髓内钉的弹性长条（3）的截面形状为圆形，或椭圆形，或正方形，或长方形，或扇形形或其它规则的几何形状，髓内钉的外壁由3-20个弹性长条（3）组成。

9.根据权利要求8所述的具有仿生内固定作用的弹性髓内钉，其特征在于：所述髓内钉筒体（1）两端圆环（2）与植入的近端锁钉或远端锁钉相匹配。