CN106413603B - 外部固定支柱的动态模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开涉及一种包括一支柱的外部固定装置，所述支柱具有限定在其中的纵向轴线，所述支柱包括具有一壳体调节开口的一支柱壳体，可滑动地设置在所述支柱壳体内的一调节套筒，以及将所述支柱壳体可释放地连接到所述调节套筒的一紧固件。所述调节套筒的一实施例包括从所述调节套筒的顶表面向底表面延伸的一第一孔和一第二孔，具有近端，远端，轴向孔的一第一套筒构件，以及与所述第一套筒构件邻接的一第二套筒构件。在一实施例中，所述第二套筒构件包括一主体和可滑动地设置在所述第一套筒构件的轴向孔内的一倾斜端。所述调节套筒还包括定位在所述第一套筒构件和所述第二套筒构件之间的一偏压机构。

Description

外部固定支柱的动态模块

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年4月23日提交的美国申请No.14/260,134的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明公开一般涉及外部固定领域，尤其，用于外部固定支柱的动态模块。

背景技术

在不限制本公开的范围的情况下，该背景技术结合外部固定装置，特别是连接支柱和杆来描述。通常，外部固定装置通常用于各种外科手术中，包括肢体伸长，畸形矫正，骨折减少以及非联合，畸形和骨质缺损的治疗。该方法涉及一个包括几个环的刚性框架，所述环被放置在肢体外部并且使用线和半销连接到骨段，所述线和半销插入骨段并连接到外部刚性框架的相关部分。刚性框架的相对的环通过螺纹或伸缩杆直接地或与单平面或多平面铰链结合而互连，这允许外科医生在用骨段快速(急性)或逐渐地在一段时间内操作之后，连接彼此不平行的相对环。

例如，在骨折减少或非愈合治疗中，线和半销被插入每个骨段中并被附接到一刚性框架的环。刚性框架用于急剧减小位移并恢复骨段之间的对准。在骨段的重新对准期间，相对的环的方向通常不平行。刚性框架的相对的环通过带有附接的单平面或多平面铰链的螺纹或伸缩杆连接在一起。这允许相对的骨段刚性固定，直到完全骨折愈合或骨固结完成。

还例如，在肢体延长中，在外科手术中骨骼被分成两个部分，并且线和半销被插入到外科骨切口上方和下方的骨段中，并且附接到通过支柱或伸缩连接杆互连的刚性框架的环。刚性框架用于在一段时间(例如，每天一毫米)上逐渐推动两个骨段纵向分开，这允许骨在由该牵引技术产生的骨段之间的间隙中逐渐形成。一旦达到所需的延长量(例如，5-6cm)，将外部装置稳定在固定位置并留在骨段上，直到新形成的骨的矿化作用完成(例如，3-6个月，取决于对病理性质和延长量的影响)。

类似地，在畸形矫正中，在外科手术中骨骼被分割(通常在畸形的顶点处)成两个节段，并且线和半销插入到外科骨切割上方和下方的骨段中，并附接到刚性框架的环。刚性框架的相对的环通过具有附接的单平面或多平面铰链的螺纹杆连接在一起，并且角度牵引器用于在一段时间内逐渐地推动两个骨段成角度地分开。

对于各种骨治疗，引入受控的扰动可加速骨骼愈合并显着提高骨折愈合组织的强度。逐渐增加负荷是骨愈合过程的重要部分。为了实现这种受控的扰动，外部固定装置可以是动态的或最小化的。有很多方法实现动态化，实例包括，对于单侧固定器，移除其杆，滑动杆进一步远离骨骼，移除其销，和/或从系统释放张力或压缩，以及对于圆形框架，移除其线，从线中释放张力，去除其在环之间的连接杆，将环从环块移除，和/或从系统释放张力或压缩。这些技术可能是有问题的，因为它们通常导致不稳定性水平的大范围变化，并且可能不能有效地将动态限制到期望的运动方向或运动轴线。

一种常见的固定装置是称为Ilizarov装置的圆形金属结构。当用于肢体伸长或畸形矫正时，Ilizarov装置由几个环形件或弓形件组成，所述环形件或弓形件外部地放置在肢体周围并且用线和半销连接到手术分离的骨段。对于肢体延长，相对的环通过三个或四个螺纹或伸缩杆直接互连，所述螺纹或伸缩杆在长度上规则地调节，以用于纵向地逐渐分离骨段。对于角度畸形矫正，Ilizarov装置的相对的环是通过为骨段提供一旋转轴线的一对铰链和逐渐推开两个环和相关联的骨段的角牵引器连接。

另一种常见的外部固定装置是泰勒空间框架，其是基于Stewart平台的六足式外部固定装置，但是具有Ilizarov装置的许多部件和特征。泰勒空间框架由两个外部固定环组成，这两个外部固定环通过线和半销连接到骨段上，并且通过位于支柱两端的具有多平面铰链的六个伸缩式支柱连接在一起。每个支柱可以根据需要被拉长或缩短，以将两个互连的环段朝向彼此拉动或推动它们分开。支柱长度的调整允许在六个轴上剧烈地或逐渐地操纵骨段(例如，延长/缩短外部/内部旋转，前/后水平平移，内侧/外侧水平平移，前/后角平移，以及内侧/外侧平移)以同时进行肢体伸长和矫正角度，平移和旋转畸形。

泰勒空间框架包括互连一对环的多个支柱。框架的线，半销，支柱和其他连接和组装元件通过开口连接到环。所有开口或洞位于从上环表面延伸到下环表面的相同环表面上。由于框架的固定环中的开口的竞争或者线和销干扰支柱到开口的连接，而对于线和半销附接以及附加连接杆和组装元件的放置造成定位问题。

泰勒空间框架的每个支柱具有部分地设置在空心轴内部的螺纹杆，并且空心轴包括与螺纹杆配合的调节螺母。为了对支柱的长度进行粗调(快速的支柱长度调节)或微调(逐步的支柱长度调节)，相同的螺杆相对于空心轴被拉出或推动。因为螺杆具有一有限的长度，然而，使用相同的螺杆来进行快速支柱长度调节限制了在例如肢体伸长和畸形矫正期间可用于逐步的支柱长度调节的螺杆的总长度。结果，需要在治疗期间更长时间地更换支柱的更换时间。

此外，在治疗过程期间，不使用外部支撑件或其它稳定机构来支撑框架的其余部分，不可能从泰勒空间框架更换或移除支柱。泰勒空间框架的支柱必须在环的顶部或底部连接。这种连接需要使用环的开口中的球形接头或从环的顶表面或底表面延伸的万向接头。然而，泰勒空间框架不包括用于将万向接头或球形接头暂时锁定在其方向中的任何锁定机构。结果是，如果一个支柱从框架移除，则其将变得不稳定并且崩溃。

在WO2009/018349中公开了另一种外部固定装置，但是该解决方案具有与前述提到的现有技术的支柱相同的局限性。

发明内容

根据一些实施例，本发明涉及一种具有限定在其中的纵向轴线的支柱，所述支柱包括具有一支柱壳体，支柱壳体具有壳体调节开口和限定于其中的至少部分轴向孔以及可滑动地设置在所述轴向孔内的一调节套筒。在一个实施例中，调节套筒包括从调节套筒的顶表面朝向底表面延伸的第一和第二孔，具有近端，远端和从所述远端朝向所述近端延伸的至少部分轴向孔的第一套筒构件，邻接所述第一套筒构件的第二套筒构件，其中所述第二套筒构件包括主体，所述主体具有基本上接近所述第一套筒构件的远端的环形表面，所述第二套筒构件具有可滑动地设置在所述第一套筒构件的轴向孔内的倾斜端，以及定位在所述第一套筒构件和所述第二套筒构件之间的偏压机构。

在一个实施例中，支柱还包括将支柱壳体可释放地联接到调节套筒的紧固件，其中紧固件从壳体调节开口延伸到第一孔。在一个实施例中，支柱还包括调节机构，该调节机构包括穿过第二孔并与第二套筒构件的倾斜端接触的元件。在一个实施例中，调节元件改变相对于调节套筒的垂直位置，从而可操作的控制与元件接触的倾斜端的纵向位移，并且可滑动地设置在第一套筒构件的轴向孔内。

在一个实施例中，元件可以处于第一位置和第二位置的两者之一，其中在第一位置，元件被紧固，使得第一套筒构件和第二套筒构件之间的相对运动最小化，并且其中在第二位置，元件被松开，使得在第一套筒构件和第二套筒构件之间存在相对运动。

在一个实施例中，如果元件处于第一位置，则倾斜端处于远端位置，并且如果元件处于第二位置，则倾斜端处于近端位置，其中所述远端位置纵向设置比所述近端位置距离所述第一套筒构件的轴向孔更远。

在一个实施例中，如果倾斜端处于远端位置，则偏压机构变得较少活动，并且如果倾斜端处于近端位置，则偏压机构变得较多活动。

在一个实施例中，调节机构放置在紧固件和偏压机构之间。在另一个实施例中，偏压机构放置在紧固件和调节机构之间。

在一个实施例中，第一和第二孔被放置在第一套筒构件上。在另一个实施例中，第一孔被放置在第一套筒构件上，并且第二孔被放置在第二套筒构件上。

在一个实施例中，元件包括在元件的外表面上的多个纵向凹槽。在一个实施例中，调节机构还包括与第二偏压构件相结合的球。其中当所述元件转动时，所述球可释放地锁定到所述元件的所述多个纵向凹槽中的一个中。在一个实施例中，通过将元件从第一闩锁位置置于第二闩锁位置，可以可量化地调节第二套筒构件的倾斜端的纵向位置。

在一个实施例中，第一和第二孔是内螺纹径向孔。在一个实施例中，第一孔穿过调节套筒。在一个实施例中，第一套筒构件和第二套筒构件之间的偏压机构位于第一套筒构件的远端和第二套筒构件的主体之间。在一个实施例中，偏压机构选自弹簧，螺旋弹簧，拉伸/拉伸弹簧，压缩弹簧，扭转弹簧，恒定弹簧，可变弹簧，平弹簧，加工弹簧，悬臂弹簧，螺旋弹簧，压缩弹簧，蜗壳弹簧，张力或拉伸弹簧，游丝或平衡弹簧，片簧，V形弹簧，碟形弹簧，恒力弹簧，气弹簧，主弹簧，累进速度螺旋弹簧，弹簧垫圈，扭转弹簧或波形弹簧。

根据一些实施例，本发明涉及一种可滑动地设置在支柱壳体的轴向孔内的调节套筒。在一个实施例中，调节套筒包括从调节套筒的顶表面延伸到底表面的第一和第二孔，具有近端，远端和从所述远端朝向所述近端延伸的至少部分轴向孔的第一套筒构件，以及与所述第一套筒构件邻接的第二套筒构件，其中所述第二套筒构件包括主体，所述主体具有基本上接近所述第一套筒构件的远端的环形表面，以及可滑动地设置在所述第一套筒构件的轴向孔内的倾斜端。

在一个实施例中，调节套筒包括在第一套筒构件和第二套筒构件之间的，位于第一套筒构件和第二套筒构件之间的一偏压机构。

在一个实施例中，调节套筒包括调节机构，该调节机构包括穿过第二孔并与第二套筒构件的倾斜端接触的元件。在一个实施例中，调节元件改变相对于调节套筒的元件的垂直位置，从而可操作以控制可滑动地设置在第一套筒构件的轴向孔内的并与元件接触的倾斜端的纵向位移。

在一个实施例中，本发明还包括一种组装具有穿过其限定的纵向轴线的支柱的方法。在一个实施例中，该方法包括提供具有壳体调节开口和限定通过其中的至少部分轴向孔的支柱壳体，并且提供可滑动地设置在支柱壳体的轴向孔内的调节套筒。在一个实施例中，调节套筒包括从调节套筒的顶表面向底表面延伸的第一和第二孔，具有近端，远端和从所述远端朝向所述近端延伸的至少部分轴向孔的第一套筒构件，以及邻接所述第一套筒构件的第二套筒构件。在一个实施例中，第二套筒构件包括主体，该主体具有基本上接近第一套筒构件的远端的环形表面，第二套筒构件具有可滑动地设置在第一套筒构件的轴向孔内的倾斜端，以及定位在第一套筒构件和第二套筒构件之间的偏压机构。在一个实施例中，该方法还包括用紧固件可释放地联接支柱壳体与调节套筒，其中紧固件从壳体调节开口延伸到第一孔。在一个实施例中，该方法还包括利用调整构件控制可滑动地设置在第一套筒构件的轴向孔内的倾斜端的纵向位置，其中所述调节机构包括穿过所述第二孔并与所述第二套筒构件的所述倾斜端接触的元件，其中调节所述元件改变了所述元件相对于所述调节套筒的垂直位置。

在一个实施例中，该方法还包括将元件设置在第一位置和第二位置中的一个位置，其中在第一位置，紧固所述元件使得第一套筒构件和第二套筒构件之间的相对运动最小化，并且其中在第二位置，松开所述元件使得在第一套筒构件和第二套筒构件之间存在相对运动。

在一个实施例中，如果元件处于第一位置，则倾斜端处于远端位置，并且如果元件处于第二位置，则倾斜端处于近端位置，其中所述远端位置纵向设置比所述近端位置距离所述第一套筒构件的轴向孔更远。

在一个实施例中，如果倾斜端处于远端位置，则偏压机构变得较少活动，并且如果倾斜端处于近端位置，则偏压机构变得较多活动。

在另一个实施例中，本发明包括调节两个骨段的位置的方法。在一个实施例中，该方法包括识别需要调整两个骨段的位置的患者并将外部固定框架固定到两个骨段上。在一个实施例中，外部固定框架包括两个或更多个固定板或环。在一个实施例中，该方法还包括将外部固定框架的两个或更多个固定板或带有用于骨动态化的一个或多个支柱的外部固定架的环，一个或多个支柱中的每一个具有限定在其中的纵向轴线，所述支柱包括：支柱壳体，其具有壳体调节开口和限定在其中的至少部分轴向孔；调节套筒，其可滑动地设置在所述支柱壳体的所述轴向孔内，所述调节套筒包括：从所述调节套筒的顶表面向底表面延伸的第一和第二孔；第一套筒构件，其具有近端，远端和从所述远端朝向所述近端延伸的至少部分轴向孔；与所述第一套筒构件邻接的第二套筒构件，其中所述第二套筒构件包括主体，所述主体具有基本上靠近所述第一套筒构件的远端的环形表面，所述第二套筒构件具有可滑动地设置在所述第一套筒构件的轴向孔内的倾斜端；以及偏压机构，其位于所述第一套筒构件和所述第二套筒构件之间；紧固件，其将所述支柱壳体可释放地联接到所述调节套筒，其中所述紧固件从所述壳体调节开口延伸到所述第一孔；以及调节机构，其包括穿过所述第二孔并与所述第二套筒构件的倾斜端接触的元件，其中调节所述元件改变所述元件相对于所述调节套筒的垂直位置，从而可操作地控制与所述元件接触并且可滑动地设置在所述第一套筒构件的轴向孔内的所述倾斜端的纵向位移，；以及调节所述支柱的动态化的量，以在骨重塑期间最大化两个骨段之间的骨骼生长的强度。

在一个实施例中，两个或更多个骨段是延长手术，角度对准手术或骨骼中的意外断裂中的至少一种的结果。

附图说明

附图中通过示例的方式示出了实施例，其中相同的附图标记表示相似的部分，并且其中：

图1A是根据本发明的一实施例的支柱的剖视图。

图1B是根据本发明的一实施例的支柱的透视图。

图1C是根据本发明的一实施例的支柱的另一透视图。

图1D是根据本发明的一实施例的具有紧固件和调节机构的调节套筒的侧视图。

图1E是根据本发明的一实施例的支柱的透视图。

图1F是根据本发明的一实施例的支柱的另一透视图。

图1G是根据本发明的一实施例的调节套筒的透视图。

图1H是根据本发明的一实施例的包括球，偏压机构和元件的调节机构的侧视图。

图2是根据本发明的一实施例的包括外部固定环和支柱的外部固定装置的透视图。

图3A是人的骨骼的俯视图。

图3B是围绕骨折的人的骨骼的外部固定装置的视图。

图3C是图3B的部分的放大图。

图3D是图3B的另一放大图。

图3E是图3B的另一放大图。

图3F是一愈合的骨折的视图。

具体实施方式

虽然下面详细讨论了本发明的各种实施例的制造和使用，但是应当理解，本发明提供了可以在各种各样的具体上下文中实现的许多可应用的发明概念。本文讨论的具体实施例仅仅是说明制造和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。

为了便于理解本发明，在下面定义了许多术语。本文定义的术语具有与本发明相关领域的普通技术人员通常理解的含义。诸如“一”，“一个”和“所述”的术语不旨在仅指单数实体，而是包括可以用于说明的特定示例的一般类型。本文中的术语用于描述本发明的具体实施例，但是它们的使用不限制本发明，除非在权利要求中概述。

本发明总体上涉及一种具有允许快速和逐渐调节长度的壳体的外部固定支柱以及允许在支柱的长度和其调节套筒的偏压方面进一步调节的调节套筒。本发明总体上涉及一种具有允许快速和逐渐调节长度的壳体的外部固定支柱以及允许在支柱的长度和其调节套筒的偏压方面进一步调节的调节套筒。对支柱的总体长度的精细调节允许高度受控的骨骼动态化在骨骼的最终强度上具有极大的改善。偏压可以在长度和柔性上变化，以基于例如骨断裂或分离的类型，骨骼被重整或生长，骨断裂或分离的位置，性别，年龄，体重，患者的新陈代谢而最大化骨骼动态化，如果患者正在服用其他药物或接受可以加速或减少骨骼形成，生长，煅烧的治疗。支柱的调节套筒的可控偏压在支柱中提供了一定程度的纵向柔性。支柱中的这种可控制的柔性允许外部固定装置在患者的愈合过程的不同阶段提供适当量的稳定性。例如，当在折裂的骨骼上使用外部固定装置时，外部固定装置需要能够稳定地阻止可能导致畸形的骨折的移动。然而，如果外部固定装置太稳定，有时，可能具有其自身的缺点。当无情的开始在骨折的骨骼上形成时，以受控方式造成外部固定装置不稳定可能具有几个优点。这种不稳定的优点是对患者的身体部分(即，腿)施加足够的加载力和压力以加速愈合过程。如果装载过程被控制则是优选的。优选地，装载过程在骨折愈合过程的矿化阶段期间逐渐进行。这将导致骨骼的加速愈合和断裂组织的更强联合。

图1A-1B分别是本发明的外部固定支柱的实施例的剖视图和透视图。在图1A-1B中，外部固定支柱100具有限定在其中的纵向轴线X，并且包括一支柱壳体101，一调节套筒102，一紧固件103，一适形垫圈123和一调节机构104。虽然图1A-1B示出了紧固件103和调节机构104是分离部件的实施例，但是在其它实施例中，如图1C所示，紧固件103和调节机构104可以连接的。在该实施例中，共形垫圈123连接紧固件103和调节机构104.这里，共形垫圈123限制或阻止调节机构104，更具体地，其元件118(稍后解释)从调节套筒102脱离。

在一个实施例中，支柱壳体101包括在支柱壳体101的壁上的壳体调节开口105。壳体调节开口105的长度和尺寸可以根据支柱的可能延长的预期程度而变化。在一个实施例中，壳体调节开口105越长，杆100的伸长的程度越大。壳体调节开口105还用作窗口，以允许定位和参照调节套筒102，以有助于以快速的方式调节支柱100的端对端长度。支柱壳体101还包括穿过其限定的轴向孔106。在一个实施例中，轴向孔106可以是部分的轴向孔，而在另一个实施例中，轴向孔106可以是完整的轴向孔。

在一个实施例中，调节套筒102可以可滑动地设置在支柱壳体101的轴向孔106内。调节套筒102可在轴向孔106内滑动，以允许以快速的方式调节支柱100的端对端长度。在一个实施例中，调节套筒102包括第一孔107和第二孔108，第一孔107和第二孔108均从调节套筒102的顶表面朝向调节套筒102的底表面延伸。紧固件103穿过共形垫圈孔122插入，共形垫圈孔122中心地限定在共形垫圈123中，穿过支柱壳体101中的调节开口105，并且穿过第一孔107，以将调节套筒102固定到支柱壳体101。共形垫圈123可具有多种构造以提供各种设计优点。在一些实施例中，共形垫圈123具有光滑的内表面。在其他实施例中，共形垫圈123的内表面具有与支柱壳体101的一匹配的齿部分相合作的齿部，以提供与支柱壳体101的更牢固的连接。在一个实施例中，共形垫圈孔122是螺纹径向孔。在一个实施例中，共形垫圈123和紧固件103可以形成单个主体，而在另一个实施例中，共形垫圈123可以是独立的单个单元。

在一个实施例中，支柱壳体101可以具有指示支柱100的长度的刻度线(未示出)作为相对值。刻度线不一定必须基于传统的测量系统，或者完全指示支柱100的有效长度。例如，刻度线可以指示整个支柱延伸的百分比，或者每日增量用于发生在延长的时间段的翻译的情况。参考中性位置可用于将基部构件设置在预定的“中性”位置。

调节套筒102包括第一套筒构件109和第二套筒构件110。第一套筒构件109包括近端111，远端112和从远端112朝向第一套筒构件109的近端111延伸的至少部分轴向孔113。第二套筒构件110邻接第一套筒构件109并且包括主体114，主体114具有基本上接近第一套筒构件109的远端112的环形表面115。第二套筒构件110还包括可滑动地设置在第一套筒构件109的轴向孔113内的倾斜端116。调节套筒102还包括在第一套筒构件109和第二套筒构件110之间的偏压机构117。在一个实施例中，偏压机构117可以是弹簧，螺旋弹簧，拉伸/拉伸弹簧，压缩弹簧，扭转弹簧，恒定弹簧，可变弹簧，平弹簧，加工弹簧，悬臂弹簧，螺旋弹簧，压缩弹簧，蜗壳弹簧，张力或拉伸弹簧，游丝或平衡弹簧，片簧，V形弹簧，碟形弹簧，恒力弹簧，气弹簧，主弹簧，累进速率螺旋弹簧，弹簧垫圈，扭力弹簧，波形弹簧，气压缸/活塞装置，一定长度的弹性材料，例如橡胶或其它弹性材料。偏压机构117可以由各种材料制成，这些材料将通过单独或组合使用各种各样的材料来提供变化的压缩，弯曲，稳定，旋转或其他力，包括但不限于钢，钛，铝，铬，铜，青铜，金属合金，木材，塑料，聚合物，胶乳，尼龙，聚丙烯，聚苯乙烯，聚氨酯，陶瓷或橡胶。在其它实施例中，偏压机构117可以是压缩的任何部件，从而在第一套筒构件109和第二套筒构件110之间提供偏压。在图1D中提供了仅具有紧固件103，共形垫圈123和调节机构104的调节套筒102的实施例的侧视图。

在一个实施例中，紧固件103可释放地将支柱壳体101与调节套筒102联接。紧固件103延伸穿过共形垫圈孔122，中心限定在共形垫圈123，壳体调节开口105和第一孔107中。在一个实施例中，紧固件103可以旋转地设置在共形垫圈123和第一孔107中。在一个实施例中，紧固件103可以是螺钉或套筒紧固件。在一个实施例中，紧固件103可以是带螺纹的。在一个实施例中，紧固件103可以是锚定螺栓，机器螺钉，螺纹切割机螺钉，金属板螺钉，六角螺栓，滑架螺栓，方头螺栓，插座螺钉，肩螺栓，使用上述类型之一的紧固机构，或允许紧固件103将支柱壳体101与调节套筒102联接的任何其它紧固机构。在一个实施例中，第一孔107和第二孔108可以是内螺纹径向孔。

在一个实施例中，调节机构104包括穿过调节套筒102的第二孔108的元件118。元件118可以可旋转地设置在第二孔108中。元件118的远端包括与第二套筒构件110的倾斜端116接触的倾斜的尖端，其中调节元件118改变元件118相对于调节套筒102的垂直位置。该调节机构104，更具体地元件118，因此可操作地控制与元件118接触的倾斜端116的纵向位移，并且可滑动地设置在第一套筒构件109的轴向孔113内。在一个实施例中，元件118可以是诸如螺栓或螺纹螺钉的旋转元件。在其它实施例中，元件118可以具有允许调节倾斜端116的纵向位移的其它构造。在一个实施例中，元件118包括在元件118的外表面上的多个纵向凹槽(未示出)。

在一个实施例中，元件118可以处于第一位置或第二位置中的一个。在第一位置，元件118被紧固，使得第二套筒构件110最大程度地从第一套筒构件109移位。在这种布置中，第一套筒构件109和第二套筒构件110之间的相对运动被最小化。在第二位置，元件118被松开，这允许第一套筒构件109和第二套筒构件110之间相对运动。元件118可沿其整个长度在1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,25,30,35,40,45,50或更多个位置定位。在一些实施例中，各种位置可以被校准以匹配一定的位移水平，例如，位置的一个变化可以将位移的长度从0.1,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,7.5,8.0,9.0,10.0,100,200,250,300,400,500,600,700,750,800,900或1000微米，或甚至0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9或甚至1.0mm中改变。在该实施例中，如果和/或当元件118处于第一位置时，倾斜端116处于远端位置，并且如果和/或当元件118处于第二位置时，倾斜端116处于近端位置，其中远端位置纵向地设置比近端位置更加远离第一套筒构件的轴向孔。在该实施例中，当倾斜端116处于远端位置时，偏压机构117变得较少活动，从而为支柱100和整个外部固定装置提供更大的稳定性。并且当倾斜端116处于近端位置时，偏压机构117变得更有活力，从而允许支柱100和整个外部固定装置的一些有限运动。如前所述，有几个优点能够控制支柱和整个外部固定装置的运动或稳定性。

总之，在该实施例中，当元件118被紧固并且处于第一位置时，倾斜端116被驱动为进一步远离第一套筒构件109，并且第二套筒构件110远离第一套筒构件109的方向延伸。这使得放置在第一套筒构件109和第二套筒构件110之间的偏压机构117随着第一和第二套筒构件109,110之间的间隙变宽而变得较少活动。当元件118松开并处于第二位置时，倾斜端116放置得更靠近第一套筒构件109，并且第二套筒构件110较少地远离第一套筒构件109延伸。因此，当在第一和第二套筒构件109,110之间引入更多的游戏时，偏压机构变得更有活力。

在一个实施例中，调节机构104还可包括与第二偏置构件120相耦接的球119。图1H中提供了该调节机构104的放大图。在该实施例中，元件118包括在元件118的外表面上的多个纵向凹槽121。调节机构104还包括与第二偏置构件120耦接的球119.这里，当元件118转动时，球119可释放地闩锁到元件118的多个纵向凹槽121中的一个中。

在一个实施例中，通过将元件118从第一闩锁位置置于第二闩锁位置，可以可量化地调节第二套筒构件110的倾斜端116的纵向位置。在一个实施例中，当球119锁定到元件118的多个纵向凹槽121中的一个中时，用户可以感觉到和/或听到咔嗒声，从而便于第二套筒构件110的倾斜端116的可量化调节。因此，与第二偏置构件120耦接的球119允许使用者(即，医生或患者)能够控制支柱中的游戏水平以及外部固定装置中的整体运动水平和稳定性。

图1A-1D示出了支柱100的实施例，其中调节机构104位于紧固件103和偏压机构117之间。但是在其它实施例中，如图1E-1G所示，偏压机构可以定位在紧固件和调节机构之间。虽然图1A-1D示出了第一孔107和第二孔108位于调节套筒102的第一套筒构件109上的实施例，在其它实施例中，如图1E-1G所示，第一孔和第二孔可被定位在调节套筒的不同套筒构件上。

图1E-1F是支柱100的另一个实施例的透视图。该实施例具有与图1A-1D中所示的实施例基本相似的部件。因此，支柱100包括支柱壳体101，调节套筒102，紧固件103，共形垫圈123和调节机构104。然而，在本实施例中，偏压机构117位于紧固件103与调整机构104之间。此外，在该实施例中，第一孔107和第二孔108分别设置在第一套筒构件109和第二套筒构件110上。并且，在该实施例中，调节机构104包括其自身的共形垫圈124。

图1G是仅调节套筒202的实施例的透视图。如图所示，在该实施例中，第一套筒构件109比第二套筒构件110短。偏压机构117被设置在第一孔107和第二孔108之间。偏压机构217因此将定位在紧固件103和调节机构104之间。

图2是使用支柱200的外部固定装置240的实施例的透视图。在该实施例中，外部固定装置240包括六个支柱200。外部固定装置240包括围绕骨骼(未示出)的第一外部固定环241和第二外部固定环242。第一外部固定环241和第二外部固定环242通过六个支柱200连接。支柱200可以通过各种方法连接到外部固定环241,242。在一个实施例中，每个支柱200可以包括附接在支柱200的每个端部处的第一可铰接球接头(未示出)。在一个实施例中，第一可铰接球接头容纳第一球(未示出)。第一球(未示出)包括穿过槽(未示出)进入每个外部固定环241和242的螺纹孔中的第一球头螺栓(未示出)。尽管该实施例示出了六个支柱200，但是在其他实施例中，可以存在任何数量的支柱。例如，可以有三个，四个或五个支柱。

由于存在多个支柱，期望能够唯一地识别每个支柱，使得可以跟踪和实现每个支柱的支柱长度调节。一个信息指示器可以安装到或嵌入到支柱中，用于识别支柱。在一些实施例中，信息指示器可以是物理标识符，例如对应于相关信息的代码，颜色或序列号的铭文，纸或标签。由信息指示器体现或表示的相关信息的示例可以包括支柱的类型，最大或最小支柱长度，支柱数等。在一些实施例中，信息指示器可以是电子标识符。一种常见的识别方法包括与位于支柱的调节机构上的射频发射器(RFID)无线通信的射频(RF)传感器。另一支柱号码标识符可以包括一条形码阅读器，该条形码阅读器对支柱的调节机构上的槽的数量进行计数，或者与位于支柱的调节机构上的磁条连通。在另一个实施例中，支柱号码标识符包括从位于支柱的调节机构上的触摸存储器按钮上接收信息的传感器。在其他实施例中，信息指示器可以是适于实现或表示本申请中所讨论的信息或指示符类型的组合的任何其他设备。

本发明的方法可以在受试者，例如人或其他脊椎动物上进行。可以选择要固定的(受试者的)一个或多个骨骼。可以选择任何合适的骨骼，例如通过解剖学关节连接的长骨骼和/或至少一对骨骼。示例性的骨骼包括腿骨(股骨，胫骨和腓骨)，手臂骨(肱骨，桡骨和尺骨)，足骨(跟骨，距骨，跖骨和趾骨)，腕/手骨(腕骨，掌骨和趾骨)，等等。在示例性实施例中，可以选择包括至少一个长骨骼的一个或多个骨骼。

外部固定装置可以沿着并且至少部分地围绕所选择的骨骼进行构造。外部固定装置可以包括多个环，这些环通过固定到环的多个连接杆或支柱相对于彼此固定就位。

外部固定装置可以连接到所选择的骨骼。连接可以在任何合适的时间进行，例如在外部固定装置的构造之前，期间和/或之后。例如，外部固定装置可以组装，然后连接到骨骼，或者在外部固定装置完全组装之前，单独的外部固定装置构件或外部固定装置子组件可以连接到骨骼。外部固定装置到骨骼的连接可以包括将连接器，例如导线，销，螺钉和/或杆等，通过皮肤放置进入，穿过和/或围绕所选择的骨骼。

外部固定装置可以在当其连接到一个或多个选定骨骼时被重新配置。重新配置可以包括调整一个或多个外部固定装置部件，特别是连接杆的长度，角度，位置和/或连接位置。在一些实施例中，重新配置可以包括延长和/或缩短外部固定装置的一个或多个(或全部)连接杆。在一些实施例中，重新配置可以包括用不同的连接杆替换一个或多个连接杆。不同的连接杆可以具有不同的尺寸，可枢转性，可调节性，形状和/或类似物。

外部固定装置可以被支撑以便于重新配置。支撑外部固定装置可以加强和/或稳定外部固定装置，使得重新配置对外部固定装置结构产生较少的不期望的改变，因为外部固定装置在重新配置期间被削弱和改变。支撑可以通过外部固定装置的一对连接杆来执行。在一些示例中，支柱可以被配置成在支架完全固定到外部固定装置构件之前被夹到外部固定装置构件上。例如，支柱可以包括一个或多个外部固定装置接合元件，其被偏压以与一个或多个相应的外部固定装置构件相对地接合。在任何情况下，每个接合元件可以通过操作用户控制，手动或用工具来固定在外部固定装置部件上。此外，接合元件的相对间距和角度设置可以通过操作用户控制来确定，要么同样的用户控制固定接合元件到框架构件或不同的用户控制来固定。

在一些例子中，该支柱可以包括一个或多个活动关节，并且该支柱可以安装在一可移动的配置中与带有一个或多个关节的外部固定装置部件相接合。该活动关节然后可以调节到一个锁定(固定)的配置。或者，除此之外，支柱可以包括多个活动关节，并且可以在将支柱放置到框架上之前或期间锁定一个或多个活动关节，并且可以在支架放置到外部固定装置上之后锁定一个或多个其他活动关节。

支柱可以在框架重新配置之后移除。因此，该支柱可以安装在框架(以及连接杆)上固定骨骼以及随着框架重新配置以及仍然固定骨骼而移除。因此支柱可以在外部固定装置固定骨骼的仅仅一小段时间内存在于外部固定装置上。

在本说明书中讨论的任何实施方案的预期可以相对于本发明的任何方法，试剂盒，试剂或组合物实施，反之亦然。此外，本发明的组合物可用于实现本发明的方法。

图3A-3F示出了采用如本申请中描述的外部固定装置的示例性实施例。图3A是人的骨骼的俯视图。在一个实施例中，骨骼可以是股骨，胫骨或腓骨。在人的骨骼上有骨折。在一示例性实施例中，该骨折可以是需要治疗和愈合的中轴胫骨骨折。在其他实施例中，骨骼可以属于人的身体的其他部分。图3B是安装并围绕骨折骨骼的外部固定装置的实施例的视图。在一个实施例中，外部固定装置与如图2所示的外部固定装置240相同。图3B中所示的支柱可以与图1A-1H中所示的支柱100相同。因此，对于图3B-3D中的外部固定装置340将采用相同的数字。在一个实施例中，图3B-3D中所示的骨骼可以是股骨，胫骨或腓骨。在其他实施例中，骨骼可以属于人的身体的其他部分。由于图3B中所示的骨骼可以代表人体的各种骨骼，因此在某些实施例中，骨骼的尺寸可能略微不成比例。在一个实施例中，附接到外部固定装置340的销(未示出)连接到需要愈合的骨折(例如，人的胫骨)附近的骨骼。销(未示出)可以钻或刺入人的皮肤和骨中，用于安装外部固定装置340。外部固定装置340与骨骼的连接可以包括将连接器，例如导线，销，螺钉和/或杆等，通过皮肤放置进入，穿过和/或围绕选定的骨骼。

图3C-3E是图3B的放大图，示出了如本申请中所描述的动态化过程。在一个实施例中，在图3C中，骨折相对较新，并且外部固定装置340是相对最近刚安装的。在该实施例中，调节机构304的元件318被紧固，并且第二套筒构件(未示出)最大化地从第一套筒构件(未示出)地移位。在图1A中示出了第一套筒构件(未示出)和第二套筒构件(未示出)的更好的视图。因此，在该布置排列中，第一套筒构件和第二套筒构件之间的相对运动是最小化的，并且偏压机构317最低程度地活动。这在骨折上提供较小的压力，从而允许其愈合。在一个实施例中，骨折上的压力的量显示为“x”。在一个实施例中，压力可以是扭转，压缩和弯曲。

在图3D中，骨折比图3C中所示的骨折愈合得更多。这里，可能已经开始在骨折的骨头上形成硬皮，如所示的骨折变得更密集。如本申请较早提供的，如果外部固定装置340太稳定，有时，可能存在某些缺点。这些缺点可以通过以受控方式使外部固定装置340不稳定来解决。因此，在一个实施例中，元件318被松开(例如，拧松)，从而允许第一套筒构件(未示出)和第二套筒构件(未示出)之间相对运动。这使得偏压机构317变得较多活动。这提供了外部固定装置340不稳定性，其对患者的骨折身体部分(即胫骨)施加足够的加载力和压力以加速愈合过程。这里，压力可以是“2x”，其是图3C中施加的压力的量的两倍。但是在其他实施例中，压力可以是大于“x”的任何量。在一个实施例中，加载力和压力可以是扭转，压缩和弯曲。

在图3E中，该骨折甚至比图3D中所示的骨折愈合得更多。为了进一步使外部固定装置340不稳定，元件318进一步松开(例如拧开)。因此，第二套筒构件从第一套筒构件最小化地移位。这允许第一套筒构件和第二套筒构件之间相对运动，并且偏压机构317变得比图3C和3D中较多活动。因此，甚至更多的压力(例如“3x”)施加在骨骼上。但是在其他实施例中，压力可以是大于“x”的任何量。在一个实施例中，加载力和压力可以是扭转，压缩和弯曲。同样，外部固定装置的这种受控的不稳定性提供了诸如加速愈合的优点。

图3F是在图3B-3E所示的愈合过程之后的骨骼的视图。因此，图3A-3F示出了在骨折愈合过程的矿化阶段期间逐渐进行的装载过程。这带来加速的骨愈合和骨折组织的更强结合的结果。

应当理解，本文描述的特定实施例通过说明的方式示出，而不是作为本公开的限制。在不脱离本发明的范围的情况下，可以在各种实施例中采用本发明的主要特征。本领域技术人员将认识到或仅使用常规实验就能够确定本文所述的具体方法的许多等同物。这样的等同物被认为在本发明的范围内并且被权利要求所覆盖。

说明书中提及的所有出版物和专利申请都表示本公开所属领域的技术人员的技术水平。所有出版物和专利申请以相同的程度通过引用并入本文，如同每个单独的出版物或专利申请被具体地和单独地指出通过引用并入。

当词语“一”或“一个”与权利要求书和/或说明书中的术语“包括”相结合使用时，可以表示“一个”，但是它也与“一个或多个”，“至少一个”和“一个或多于一个”是一致的。权利要求中的术语“或”的使用表示“和/或”，除非明确指出仅可选方案或该可选方案是相互排斥的，虽然本公开支持仅指可选方案和“和/或”的定义。在本申请中，术语“约”用于表示包括装置，确定值的方法，或存在于研究对象之间变化的固有变差的值。

如在本说明书和权利要求中所使用的，词语“组成”(以及组成的任何形式，诸如“构成”和“由……组成”)，“具有”(以及任何形式的具有，诸如“有”和“拥有”)，词语“包括”(以及包括的任何形式，诸如“包含”和“把……列入”)或“包含”(以及任何形式的包含，诸如“含有”以及“容纳”)是包括性的或开放式的，并且不排除另外的未列举的元件或方法步骤。

如本文所使用的术语“或其组合”是指在术语之前列出的项目的所有排列和组合。例如，“A，B，C或其组合”是指包括以下中的至少一个：A，B，C，AB，AC，BC或ABC，并且如果在特定上下文中顺序也很重要，则还包括CA，CB，CBA，BCA，ACB，BAC或CAB。继续该示例，明确包括包含一个或多个项目或术语的重复的组合，例如BB，AAA，AB，BBC，AAABCC，CBB AAA，CABAB等。本领域技术人员将理解，通常对于任何组合中的项目或术语的数量没有限制，除非上下文中另有明显的显示。

根据本公开，本文所公开和要求保护的所有组合物和/或方法都可以制备和执行，无需过度实验。虽然已经根据优选实施方案描述了本公开的组合物和方法，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的概念，精神和范围的情况下，可以将变化应用于本文所述的组合物和/或方法以及步骤或步骤的顺序。对于本领域技术人员显而易见的所有这些类似的替代和修改被认为在由所附权利要求限定的本公开的精神，范围和概念内。

Claims (15)

1.一种支柱，其特征在于，所述支柱具有限定在其中的一纵向轴线(x)，所述支柱包括：一支柱壳体(101)，所述支柱壳体具有一壳体调节开口和至少一个通过所述壳体调节开口限定的部分轴向孔；

一调节套筒(102)，所述调节套筒可滑动地设置在所述支柱壳体(101)的所述轴向孔内，所述调节套筒(102)包括：

一第一和第二孔(107，108)，所述第一和第二孔从所述调节套筒的顶表面向底表面延伸；

一第一套筒构件(109)，所述第一套筒构件具有近端，远端和从所述远端朝向所述近端延伸的至少部分轴向孔；

一第二套筒构件(110)，与所述第一套筒构件邻接，其中所述第二套筒构件包括一主体，所述主体具有大致上接近所述第一套筒构件的远端的环形表面，所述第二套筒构件具有可滑动地设置在所述第一套筒构件的轴向孔内的倾斜端；以及

一偏压机构(117)，所述偏压机构定位在所述第一套筒构件和所述第二套筒构件之间；

一紧固件(103)，所述紧固件将所述支柱壳体可释放地连接到所述调节套筒，其中所述紧固件从所述壳体调节开口延伸到所述第一孔；以及

一调节机构(104)，所述调节机构放置在所述紧固件和所述偏压机构之间，包括穿过所述第二孔并与所述第二套筒构件的倾斜端接触的一元件，其中调节所述元件改变所述元件相对于所述调节套筒的垂直位置，从而可操作以控制与所述元件接触并且可滑动地设置在所述第一套筒构件的轴向孔内的所述倾斜端的纵向位移。

2.根据权利要求1所述的支柱，其特征在于，所述元件可以处于一第一位置和一第二位置中的一个，其中，

在第一位置，所述元件被紧固，使得所述第一套筒构件和所述第二套筒构件之间的相对运动最小化，并且其中

在第二位置，所述元件被松开，使得在所述第一套筒构件和所述第二套筒构件之间存在相对运动。

3.根据权利要求2所述的支柱，其特征在于，

如果所述元件处于所述第一位置，则所述倾斜端处于一远端位置，并且

如果所述元件处于所述第二位置，则所述倾斜端处于一近端位置，其中所述远端位置纵向设置比所述近端位置距离所述第一套筒构件的轴向孔更远。

4.根据权利要求3所述的支柱，其特征在于，如果所述倾斜端在所述远端位置，则所述偏压机构变得较少活动，以及

如果倾斜端处于近端位置，则偏压机构变得较多活动。

5.根据权利要求1所述的支柱，其特征在于，所述第一孔和所述第二孔定位在所述第一套筒构件上。

6.根据权利要求1所述的支柱，其特征在于，所述第一孔定位在所述第一套筒构件上，并且所述第二孔定位在所述第二套筒构件上。

7.根据权利要求1所述的支柱，其特征在于，所述元件包括在所述元件的外表面上的多个纵向凹槽。

8.根据权利要求7所述的支柱，其特征在于，所述调节机构还包括与一第二偏压构件耦接的一球，其中当所述元件转动时，所述球可释放地锁定在所述元件的所述多个纵向槽中的一个上。

9.根据权利要求1所述的支柱，其特征在于，所述第一孔和所述第二孔是内螺纹径向孔。

10.根据权利要求1所述的支柱，其特征在于，所述第一孔横穿所述调节套筒。

11.根据权利要求1所述的支柱，其特征在于，所述第一套筒构件和所述第二套筒构件之间的偏压机构位于所述第一套筒构件的远端和所述第二套筒构件的所述主体之间。

12.一种组装具有一纵向轴线的支柱的方法，其特征在于，所述方法包括：

提供具有一壳体调节开口和限定通过其中的至少部分轴向孔的一支柱壳体；

提供可滑动地设置在所述支柱壳体的所述轴向孔内的一调节套筒，其中所述调节套筒包括：一第一和第二孔，所述第一和第二孔从所述调节套筒的顶表面向底表面延伸，

一第一套筒构件，所述第一套筒构件具有近端，远端和从所述远端朝向所述近端延伸的至少部分轴向孔，

一第二套筒构件，与所述第一套筒构件邻接，其中所述第二套筒构件包括一主体，所述主体具有大致上接近所述第一套筒构件的远端的环形表面，所述第二套筒构件具有可滑动地设置在所述第一套筒构件的轴向孔内的一倾斜端，

一偏压机构，所述偏压机构定位在所述第一套筒构件和所述第二套筒构件之间；

用一紧固件可释放地耦接所述支柱壳体与所述调节套筒，其中所述紧固件从所述壳体调节开口延伸到所述第一孔；以及

使用一调节构件，控制所述倾斜端的一纵向放置，所述倾斜端可滑动地设置在所述第一套筒构件的轴向孔内的；其中所述调节机构放置在所述紧固件和所述偏压机构之间，并且所述调节机构包括穿过所述第二孔并与所述第二套筒构件的所述倾斜端相接触的元件，其中调节所述元件改变所述元件相对于所述调节套筒的垂直位置。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括将所述元件设置在第一位置和第二位置中的一个位置，其中在第一位置，紧固所述元件，使得所述第一套筒构件和所述第二套筒构件之间的相对运动最小化，并且其中在第二位置，松开所述元件，使得所述第一套筒构件和所述第二套筒构件之间存在相对运动。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，

如果所述元件处于所述第一位置，则所述倾斜端处于一远端位置，并且

如果所述元件处于所述第二位置，则所述倾斜端处于一近端位置，其中所述远端位置纵向设置比所述近端位置离所述第一套筒构件的轴向孔更远。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，如果所述倾斜端在所述远端位置，则所述偏压机构变得较少活动，以及如果倾斜端处于近端位置，则偏压机构变得较多活动。