CN107257667A - 用于外部固定器的长形销 - Google Patents

Abstract

用于治疗骨折以及将两个或更多个骨碎片连接到一起的暂时和/或永久固定应用的外部固定器的单皮质销(1)，包括：沿着纵轴线(X)延伸的长形圆柱杆(2)；以及带有尖端的锥形部分(3)，所述锥形部分具有用于将所述销(1)插入骨的外螺纹；其中，所述长形圆柱杆(2)具有平坦面(2a)，所述平坦面沿着平行于所述纵轴线(X)的基准面(A)延伸，并且所述带有尖端的锥形部分(3)具有沿着所述纵轴线测量的等于所述杆(2)的直径(d)±所述直径(d)的20％的总长度；所述单皮质销(1)的特征在于，所述锥形部分(3)包括具有定中区域(33)的尖端(31)和螺纹部分(32)，所述定中区域在等于所述杆(2)的直径(d)的6％‑8％的长度上纵向地延伸；而且，所述锥形部分(3)包括具有两个不同锥角的两个底锥体(3a和3b)，第一底锥体(3a)位于相对于所述单皮质销的所述长形圆柱杆(2)的远端位置，第二底锥体(3b)位于相对于所述单皮质销的所述长形圆柱杆(2)的近端位置；所述第一底锥体(3a)具有13度的锥角；所述第二底锥体(3b)具有26度的锥角。

Description

用于外部固定器的长形销

技术领域

本发明涉及一种用于外部固定器的具有单皮质销(monocortical pin)功能的长形销。

背景技术

外部固定系统广泛地用于治疗骨折并且用于将两个或更多个骨碎片连接在一起。已知的系统使用接骨螺钉、螺钉和/或丝线，这些接骨螺钉、螺钉和/或丝线被插入骨头并且使用外部结构元件(诸如固定夹、固定条或环形条)确保刚性结构，该刚性结构将骨碎片保持固定并且因此允许通过外部固定器或通过内部稳定系统(诸如髓内(endomedullary)板或钉子)进行永久愈合。

在一些类型的治疗中，骨折区域内的特殊局部情况可能偶尔阻碍永久固定器的使用，或者骨折可能与由于受伤导致的其它骨伤一起存在，这种受伤在可以使用永久内部固定系统之前需要相当长时间的外科治疗。

此外，在这些情况下，可以用专门设计用于暂时固定并且因此可以被视为暂时性系统的外部固定系统治疗骨折中的一些或所有，例如以本申请人的名义的EP 2,319,436中所描述的。

在任何情况下，在治疗结束时以稳定的方式遏制每个骨折是非常重要的。

在本技术领域中，还存在许多主要用作永久固定系统来允许骨折愈合的固定系统，诸如以本申请人的名义的EP 1,284,666中所描述的系统。

通常，暂时性固定系统更轻且更简单，但是与已知的永久性外部固定系统相比没那么稳定。而且，暂时性和永久性外部固定系统可能经常在各自的夹具的形式和结构方面不同。

此外，通常，永久性外部固定系统提供较高程度的刚性和稳定性，以在治疗期间控制横向弯曲力和扭转力矩。

这种刚性和稳定性部分地来自于固定器的条沿着所治疗的骨的纵轴线的对齐、部分地来自于系统的固有刚性并且部分地来自于所使用的螺钉数量。

将特别令人期望的是能够使用结合暂时性固定系统的简单和轻质特性以及永久性固定系统的鲁棒性和稳定性特性的外部固定器，这种固定器对骨结构的损伤尽可能小从而不会负面地影响最终(defintive)的内部或外部稳定，但是迄今为止，从已知解决方案已知的所有方案都未产生令人满意的结果。

US 2014/0031822公开了一种根据现有技术的用于外部固定器的长形销。

本发明的技术问题是提供用于外部固定器的长形销，该长形销能够确保骨碎片的稳定且鲁邦的固定并且尽可能小地影响骨结构，从而避免后续的感染和稳定问题，同时保持整个系统非常轻并且还确保外科医生使用方便。

本发明的另一个目的是提供一种用于固定系统的长形销，该长形销可以被插入骨内而无需使用常规的接骨螺钉，从而允许紧固作用(gripping action)在一定厚度的密质骨的区域内仅受限于断骨的皮质部分，同时能够确保松质骨中也具有良好的紧固效果。

本发明还改善了由外科医生执行的应用的可靠性和准确性，限制了在销插入期间损害断骨的皮质部分的可能性。

发明内容

这些目标通过根据本发明的权利要求1所述的用于外部固定器的长形销实现。

从属权利要求限定根据本发明的长形销的优选的且特别有利的实施例。

进一步的特征和优点将从以下参照通过非限制性示例提供的附图提供的本发明的优选的但是非排他性的实施例的详细描述中更清楚地显现。

附图说明

-图1示出根据本发明的单皮质销的锥形部分的尖端的侧视图；

-图2示出锥形部分的侧视图，简化地示出了根据本发明的单皮质销的螺纹和长形圆柱杆的一部分；

-图3示出根据本发明的单皮质销的圆锥螺纹部分的侧视图以及相关联的螺纹加工工具的示意图；

-图4示出根据本发明的单皮质销的侧视图，该单皮质销的平坦面与纸张平面成直角；

-图5示出根据图4的单皮质销的侧视图，沿箭头F方向观看，该单皮质销的平坦面沿顺时针方向转过120度；

-图6示出根据图4的单皮质销的侧视图，沿箭头G方向观看，该单皮质销的平坦面沿逆时针方向转过50度。

具体实施方式

参考附图4-6，参考标记1总体上表示长形销，该长形销包括沿着纵轴线X延伸的长形圆柱杆2和带有尖端的锥形部分3，该锥形部分具有用于将销1插入骨的外螺纹。

以下，最靠近销的面朝操作人员的端部的元件将被称为位于近端，而最远离操作人员的元件将被称为位于远端。

长形圆柱杆2包括直径为d的第一远端部分21和具有平坦面2a的第二近端部分22，该平坦面用于装配扳手或插入钻机从而能够对骨钻孔。所述平坦面2a沿着平行于纵轴线X的平面延伸(图4)。

另外，限定基准面A，该基准面对应于所述平坦面2a所沿着的平面，下文将确定单皮质销的元件相对于该基准面的角度值。具体地，当所述基准面A位于水平位置时(与纸张的平面成直角观看)，销围绕纵轴线X的转动角被认为等于0度(图4)。

根据本发明，具有沿着纵轴线X测得的等于杆的直径d±直径d自身的20％的总长度的锥形部分3包括尖端31和螺纹部分32(图1和图4)。

应当注意，螺纹部分32仅存在于锥形部分3，未延伸到长形圆柱杆2，并且应当注意，销的所述锥形部分3的长度比常规销的长度短。由于这些特性，销可以仅被插入骨的皮质部分而不会穿透髓腔。

换言之，长形销1可以被限定为“单皮质销”。

根据本发明，锥形部分3包括相对于长形圆柱杆位于远端位置的第一底锥体3a和位于近端位置的第二底锥体3b。所述第一底锥体3a(最靠近尖端)具有13度的锥角，而第二底锥体3b(最远离尖端)具有26度的锥角，如从图2可见。

换言之，在锥形部分3上，底锥体的锥角改变，尤其是靠近杆2的这个锥角加倍。

提供这种锥度改变，为的是使靠近插入行程端产生的力矩相应地增加。

因此，对于尖端在骨内插入相同深度而言，本申请的销被确保更牢固地紧固。

为了实现这一点，再次参考图2，提供纵向延伸为第二底锥体3b(最远离尖端)的纵向延伸的约1.8倍的第一底锥体3a(最靠近尖端)通常是足够的。显然，底锥体3a和3b两者的绝对尺寸也将根据销的尺寸而变化。

还应当注意，在发生所述锥度改变的区域内，提供连接区域39(仅在图2的放大图中可见)，所述连接区域在锥形部分的侧面43上具有较小延伸。

这个连接区域使得螺纹加工工具40的行程能够在形成螺纹4期间变化而不会在机加工期间产生任意中断。

优选地，底锥体的角度和螺纹加工工具的行程路径具有+/-1度的公差。

优选地，锥形部分3在远端区域中具有通过从销移除材料形成的切面34。

更特别地，切面34沿着纵轴线X从尖端31延伸等于杆2的直径d的约40％的距离，并且形成在外螺纹4的第一截面。

如从图1清晰地可见，切面34移除切割部分3的前两个较远端的螺纹的一部分。

通过在端点汇合的倾斜面35形成锥形部分3的尖端。这个端点是在插入销期间与骨头接触的第一元件。

这些倾斜面35形成定中区域33，该定中区域沿着轴线X纵向地延伸等于销的杆2的直径d的6％-8％的距离。

由于锥形部分3的小尺寸无法形成用于在对骨头攻螺纹期间进行引导的预加工孔，所以必须存在所述定中区域33。而以此方式，会在骨表面上形成小的圆锥引导点，这使得在第一切割步骤期间销在被选择用于插入的点处的定位稳定。

而且，这种构型使得销在骨中的转动能够使骨被切割。

换言之，长形销1可以被限定为“自攻销(self-tapping pin)”。

锥形部分3的形成切面34的区域尽管非常短但是执行钻孔功能和拧紧功能。而且，通过这种构型，切面34还用于开槽，因为其允许排空从切割区域移除的骨材料。

显然，因为切面34的纵向延伸非常小，所以仅在开始拧紧插入操作开始时排空所移除的骨头材料。

根据本发明的优选实施例，以下将根据销1相对于由杆2的平坦面2限定的基准位置(0度)的转动角(相位)来描述锥形部分3的尖端31的几何特性。

参考图4，其中，销1相对于与纸张平面成直角的平坦面2a的平面侧向地定位，可以看到尖端31具有60度的锥角(公差为约+/-2度)。

类似地，在图5中，其中，销1侧向地定位，其中，平坦面2a在沿箭头F方向观看的顺时针方向转过120度，可以看到尖端31具有86度的锥角(公差为约+/-2度)。

参考图6，其中，销1侧向地定位，其中，平坦面2a在沿箭头G方向观看的逆时针方向转过50度，可以看到由更远端的螺纹的第一牙冠(crest)41形成的螺纹的起始。

基本上，存在于锥形部分3的尖端上并且包括切面34的倾斜面35被定向为在所述尖端31上形成不同的锥角。

由于尖端的这种构型，当销被插入骨时，可以更容易地移除骨的最坚硬部分(皮质的外部分)以供后续接合螺纹4。

而且，所述倾斜面35相对于外螺纹4的螺旋线的角位置对于确保将螺纹正确地接合在骨上是至关重要的。因此，对于这些角测量值，必须确保+/-1度的公差。

最后，在根据本发明的另外的优选实施例中，螺纹4具有非对称几何构造，即，所述螺纹4的牙冠42的两个牙侧(flank)具有不同的倾斜度。

这种不同的倾斜度是通过使用图3所示的也具有非对称几何构造的螺纹加工工具40获得的。

仍参考图3，螺纹的远端牙侧44倾斜19度，而近端牙侧45倾斜15度。这些倾斜测量值是相对于中心面C表示的，该中心面C垂直于底锥体3a的侧面43然后相对于垂直于纵轴线X的轴线转过等于锥角的角度。

螺纹的牙侧的不同倾斜度沿着整个锥形部分存在并且因此在远端底锥体3a和近端底锥体3b上存在。

由于所描述的几何结构，可以在将销插入骨期间获得正确的力矩增加以及因此获得压力在皮质上的正确地分布，从而防止在皮质中形成裂纹。

换言之，螺纹4的非对称轮廓降低了可能在应用单皮质销期间损伤骨的皮质部分的可能性。

附图中示出的数值应当被理解为以毫米为单位。

参考附图，这些附图示出例如长度等于115mm的销，锥形端部的长度等于7.8+/-0.5mm，杆的直径d为6mm。

对于锥度变化，第一底锥体纵向地延伸5.2mm。而外螺纹具有高度为0.42+/-0.03mm且间距为1+/-0.03mm的牙冠。在牙冠的顶点测量的最小厚度等于0.07+/-0.02mm。

如可以从以上描述理解的，根据本发明的长形销能够满足要求并且能够克服在本说明书的参照现有技术的介绍部分提及的缺点。

显然，为了满足可能出现的任意特定的要求，本领域技术人员可以对以上描述的本发明做出许多修改和改变，所有这些修改和改变包含在由所附权利要求书限定的本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于外部固定器的单皮质销(1)，所述外部固定器用于暂时和/或永久固定应用于治疗骨折以及将两个或更多个骨碎片连接到一起，所述单皮质销(1)包括：沿着纵轴线(X)延伸的长形圆柱杆(2)；以及带有尖端的锥形部分(3)，所述锥形部分(3)具有用于将所述单皮质销(1)插入骨头的外螺纹；所述长形圆柱杆(2)包括具有直径(d)的第一部分(21)和与所述第一部分(21)相对的第二部分(22)，其中，所述长形圆柱杆的所述第二部分(22)具有平坦面(2a)，所述平坦面沿着平行于所述纵轴线(X)的基准面(A)延伸；所述带有尖端的锥形部分(3)沿着所述纵轴线测得的总长度等于所述长形圆柱杆(2)的所述直径(d)±所述直径(d)的20％；其特征在于，所述锥形部分(3)包括具有所述外螺纹的螺纹部分(32)；所述锥形部分(3)包括的所述尖端(31)包括定中区域(33)，所述定中区域(33)在纵向上延及的长度等于所述长形圆柱杆(2)的直径(d)的6％-8％；所述锥形部分(3)还包括彼此具有不同锥角的两个底锥体(3a、3b)，其中，第一底锥体(3a)位于所述单皮质销的所述长形圆柱杆(2)的相对远端位置，第二底锥体(3b)位于所述单皮质销的所述长形圆柱杆(2)的相对近端位置；所述第一底锥体(3a)具有13度的锥角；所述第二底锥体(3b)具有26度的锥角。

2.根据权利要求1所述的单皮质销(1)，其中，所述锥形部分(3)在所述两个底锥体之间的锥角变化的位置处具有连接区域(39)。

3.根据权利要求1或2所述的单皮质销(1)，其中，所述锥形部分(3)包括切面(34)，所述切面(34)在纵向上延及的长度等于所述长形圆柱杆(2)的直径(d)的约40％。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的单皮质销(1)，其中，所述螺纹部分(32)的所述外螺纹(4)沿着包含所述纵轴线(X)且相对于所述基准面(A)转过50度角的平面具有第一牙冠(41)。

5.根据权利要求4所述的单皮质销(1)，其中，所述锥形部分(3)的所述尖端(31)包括多个倾斜面(35)，所述多个倾斜面(35)相对于所述外螺纹(4)的所述第一牙冠(41)的角位置所限定的公差为+/-1度。

6.根据权利要求5所述的单皮质销(1)，其中，所述锥形部分(3)的所述尖端(31)的所述多个倾斜面(35)确定了所述尖端(3)的多个锥角；所述多个锥角根据所述单皮质销(1)的角位置而不同。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的单皮质销(1)，其中，当沿着包含所述纵轴线(X)并且垂直于所述基准面(A)的平面剖视时，所述锥形部分(3)的所述尖端(31)具有60度+/-2度的锥角；当沿着包含所述纵轴线(X)并且相对于基准面(A)倾斜120度的平面剖视时，所述锥形部分(3)的所述尖端(31)具有86度+/-2度的锥角。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的单皮质销(1)，其中，所述锥形部分(3)的所述外螺纹(4)具有相对于所述单皮质销的所述长形圆柱杆(2)的近端牙侧(45)和远端牙侧(44)，所述近端牙侧(45)和所述远端牙侧(44)相对于垂直于各个底锥体(3a，3b)的侧面(43)的中心面(C)分别具有不同的倾斜度。

9.根据权利要求8所述的单皮质销(1)，其中，所述远端牙侧(44)的倾斜度为19度，所述近端牙侧(45)的倾斜度为15度。