CN107496020A - 一种用于四肢长骨干骨折固定的可降解纯镁金属接骨板 - Google Patents

一种用于四肢长骨干骨折固定的可降解纯镁金属接骨板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于四肢长骨骨折可降解纯镁金属接骨板，包括长条形的接骨板本体和接骨板本体上设置的通孔，所述通孔包括带有螺纹的圆形锁定孔和长条形的加压孔，所述加压孔位于本体的中央，所述锁定孔对称分布在所述加压孔的两侧，所述接骨板本体的上表面上设有加强筋凸起，所述锁定孔和加压孔位于所述加强筋凸起的内侧，所述接骨板本体的两侧分别固定连接有向外侧凸出的侧翼，所述侧翼上设有螺钉固定孔。本发明接骨板本体上表面上设有一圈加强筋凸起，加强了可降解镁金属的生物力学性能，防止其断裂等，且在接骨板本体的两侧设有环抱式侧翼及固定螺孔，使接骨板更好地贴服于骨面，具有加压作用，对骨折处具有更加良好的把持固定作用。

Description

一种用于四肢长骨干骨折固定的可降解纯镁金属接骨板
技术领域
本发明涉及一种医用内固定器械，涉及用于四肢长骨干骨折固定的可降解纯镁接骨板。
背景技术
对于四肢长骨干骨折，临床多采用切开复位内固定术，所用内固定器械以锁定加压钢板、交锁髓内钉和记忆合金环抱接骨板为主，这些内植物所采用的金属材料主要包括医用不锈钢和钛合金系列。钛合金具有比重小、强度高、弹性模量低、易加工成形等特点，现已发展成为外科植入物较为理想的功能结构材料。但是，复杂的人体内环境会引起金属材料腐蚀而导致有毒元素的释放，生物相容性因此降低；其次，金属材料的弹性模量与人体骨组织相差过大，易产生应力屏蔽效应，不利于新生骨的生长和重塑，甚至导致二次骨折；再次，目前临床使用的医用金属材料均为不可降解材料，当植入体在人体内的服役期满后，必须通过再次手术取出，将增加患者的痛苦及医疗费用负担。因此人们致力于寻找生物相容性更佳、与人体骨力学性能更为接近且可降解的金属材料。
可降解镁金属接骨板具有其他生物材料无法代替的优势：①镁元素属于人体必需的微量元素之一，几乎参与人体内所有的新陈代谢过程且还具有诱导骨生长的作用；②镁合金具有与人骨最为接近的密度和机械性能，并具有所有金属中最高的比强度。镁合金的密度约为1.7g/cm3，与人骨密度(1.75g/cm3左右)极为相近；③镁及镁合金具有良好的生物相容性，可以在体内自动降解，无需再次手术取出；④镁资源丰富，价格低廉，适合大量开发生产。
关于可降解镁材料常规条件下得到的镁合金纯度较低，目前金属镁的生产主要采用硅热法和电解法，合金中Si、Fe、及Cl等杂质元素的含量较高，限制了镁合金的利用，但随着镁合金制造加工条件的改善和工艺设备的改进，目前99.99％以上纯度的高纯度镁已经进入工业化生产阶段。且大量的体外细胞实验和动物体内试验验证了镁金属在骨科领域的极具潜力的发展前景，这些体外与体内实验结果为镁金属最终的临床转化提供了足够的理论支撑，镁金属真正的步入临床应用的时机已经成熟。但是纯镁材料尤其是纯度99.99％以上时，硬度较低，作为要求较高受力强度的骨折固定用植入物有很大的限制，目前还没有纯度99.99％以上的纯镁材料的骨连接器。
发明内容
鉴于上述的现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种较好力学强度和较好固定效果的纯镁接骨板。本发明解决了纯镁材料因硬度低不能制备能够用于临床的接骨板的问题。目前还没有本发明结构的纯镁材料的尤其是纯度为99.99％以上纯镁材料的桡骨远端接骨板。
本发明的技术方案如下：
一种用于四肢长骨干骨折固定的可降解纯镁金属接骨板，包括长条形的接骨板本体和接骨板本体上设置的通孔，其特征在于，所述通孔包括带有螺纹的圆形锁定孔和长条形的加压孔，所述加压孔位于本体的中央，所述锁定孔对称分布在所述加压孔的两侧，所述接骨板本体的上表面上设有加强筋凸起，所述锁定孔和加压孔位于所述加强筋凸起的内侧，所述接骨板本体的两侧分别固定连接有向外侧凸出的侧翼，所述侧翼上设有螺钉固定孔。
在上述技术方案中，所述的加强筋凸起内侧的接骨板本体呈圆弧形，圆弧形设计符合骨骼的原始解剖结构，有利于将接骨板更好的与骨骼进行匹配贴合。
在上述技术方案中，所述的加强筋凸起的侧壁上设有若干突起。所述突起可设置在加强筋凸起的外侧壁或内侧壁上，其分布可以间隔均匀地沿着加强筋凸起的长度方向排列成一排，也可以为任意间隔地排列。所述突起的形状可以为半圆形、弧形、梯形或不定形。优选的，所述突起的表面可以为曲面，也可以为锯齿状。
在本发明中，在接骨板本体的上表面设置有加强筋凸起，加强筋凸起的设置可以增加接骨板本体的机械性能，提高承受力，解决接骨板在使用中断裂、变形等问题。本发明中，在加强筋凸起的内侧壁或外侧壁上设置有向外侧突出的小突起，设置这些小突起一方面可以提高加强筋凸起的支撑作用，使其不易变形，提高接骨板本体的力学强度，另一方面小突起的设置，有利于骨细胞的爬行，诱导骨细胞分化，有利于接骨板和皮质骨的贴合，进而提高接骨板的固定效果，使其不易松动。所述突起也可以设置在接骨板本体的外表面上，提高接骨板和周围组织的贴合，提高固定效果。突起的表面为曲面或锯齿状时，更有利于骨细胞在接骨板表面上的爬行以及进一步的增殖和分化，使接骨板和周围组织融合，提高接骨板的固定效果。
在上述技术方案中，所述的加强筋凸起是沿着接骨板本体边缘一体分布的，这样的分布可增加加强筋的力学强度以及受力强度。
在上述技术方案中，所述加强筋凸起的高度为接骨板本体厚度的1/2～1/5。在实际应用中加强筋凸起的厚度和高度根据接骨板本体的厚度和宽度来适当调节。
在上述技术方案中，所述锁定孔间的距离小于所述锁定孔与加压孔之间的距离。在本发明中所述加压孔设置在接骨板本体的中央，锁定孔对称分布在所述加压孔的两侧，且，锁定孔间的距离小于所述锁定孔与加压孔之间的距离，这样的设置有利于均匀分散接骨板所受的应力，提高其固定作用。
在上述技术方案中，所述锁定孔的直径为接骨板本体宽度的1/3～1/4。加压孔的长处大于锁定孔的直径。
在上述技术方案中，所述侧翼为向接骨板本体的下表面弯曲的半圆弧形板。向下弯曲的圆弧形状的设计有利于接骨板侧翼和骨组织的紧密接触，提高固定效果，弯曲角度可根据固定处骨骼特点进行人工塑型。
在上述技术方案中，所述的螺钉固定孔倒向接骨板本体下表面，螺钉固定孔槽孔的倒角角度为8～12°。
在上述技术方案中，所述侧翼以接骨板本体轴线为中心对称或不对称地分布在接骨板本体的两侧。其中，所述对称分布在接骨板本体两侧的一对侧翼上的螺钉固定孔以接骨板本体轴线为中心呈不对称分布。这样的设计可以减少应力遮挡，有效的避免了因为植入螺钉或因钻孔所引起的再发骨折及骨缺损。
在上述技术方案中，所述的接骨板本体的两端向轴线方向延伸呈宽度逐渐变窄的突出部，所述突出部上设有固定孔。突出部中设置固定孔，通过螺钉固定，坚固接骨板的固定效果，防止旋转和松动，另外，延伸的突出部与本体形成缓慢斜坡，有利于骨细胞的爬行与分化，接骨板与周围组织贴合，提高接骨板的固定效果。
在上述技术方案中，所述接骨板由纯度为99.99％的纯镁金属制成，按照质量百分比所述纯镁金属含有如下成分：Mg:99.99、Al:0.002、Si<0.001、Ca<0.001、Ti<0.0001、Mn:0.002、Fe:0.001、Ni<0.0001、Cu:0.0002、Zn:0.0028、Pb:0.0008。
在优选的技术方案中，本发明所述的用于四肢长骨骨折固定的可降解纯镁金属接骨板中，接骨板本体的长度为73mm～360mm，厚度为2.5mm～4.5mm，宽度为10mm～16mm；所述的侧翼的尺寸为10～12mm*10～12mm，所述的加强筋凸起的厚度为0.5～1mm，高度为0.5～1mm；锁定孔直径约为2.0mm～4.5mm，孔间距为10mm～15mm。
本发明的有益效果：
1、本发明的接骨板的材料为纯度99.99％以上的纯镁制备而成，可避免在使用过程中毒性金属离子释放，导致受体体内发炎，从而降低生物相容性，造成感染及无菌松动的可能；
2、本发明的接骨板本体两端为弧形设计或向轴线方向延伸形成宽度逐渐变窄的突出部的设计，并且在两侧设有环抱式侧翼及固定螺孔，使接骨板更好的贴服骨面，具有加压作用，对骨折处具有更加良好的把持固定作用；
3、接骨板本体上表面上设有一圈加强筋凸起，加强了可降解镁金属的生物力学性能，防止其断裂等；
4、在加强筋凸起的内侧壁或外侧壁上，以及接骨板本体外表面上设置有向外侧突出的小突起，设置这些小突起一方面可以提高加强筋凸起的支撑作用，使其不易变形，提高接骨板本体的力学强度，另一方面小突起的设置，有利于骨细胞的爬行，诱导骨细胞分化，有利于接骨板和皮质骨的贴合，进而提高接骨板的固定效果，使其不易松动。
5、纯镁材料具有可降解性，无需二次手术取出，减轻患者痛苦。镁元素属于人体必需的微量元素之一，几乎参与人体内所有的新陈代谢过程且还具有诱导骨生长的作用。
6、本发明通过改进传统接骨板的结构，增加力学强度，实现了采用纯镁材料来制作接骨板，同时，本发明的接骨板，制备方法简单、成本低，有利于实施和临床应用，适合于广大患者的需要。
附图说明
图1为本发明接骨板的结构示意图。
图2为将本发明接骨板按一定角度倾斜时的结构示意图。
图3为将本发明接骨板从侧面看时的结构示意图。
图4为具有两端突出部的本发明接骨板的结构示意图。
图5表示在加强筋侧壁或接骨板本体外表面上设置的突起。
符号说明：1、接骨板本体，2、锁定孔，3、加压孔，4、加强筋凸起，5、侧翼，6、螺钉固定孔，7、突出部，8、固定孔，9、突起。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
如图1～3所示，一种用于四肢长骨骨折的可降解纯镁金属接骨板，包括长条形的接骨板本体和接骨板本体上设置的通孔，所述通孔包括带有螺纹的圆形锁定孔和长条形的加压孔，所述加压孔位于本体的中央，所述锁定孔对称分布在所述加压孔的两侧，所述接骨板本体的上表面上设有加强筋凸起，所述锁定孔和加压孔位于所述加强筋凸起的内侧，所述接骨板本体的两侧分别固定连接有向外侧凸出的侧翼，所述侧翼上设有螺钉固定孔。
其中，所述的加强筋凸起内侧的接骨板本体呈圆弧形；所述侧翼为向接骨板本体的下表面弯曲的半圆弧形板；所述的螺钉固定孔倒向接骨板本体下表面，其倒角角度为8°～12°；所述的加强筋凸起是沿着接骨板本体边缘一体分布的；所述加强筋凸起的高度为接骨板本体厚度的1/2～1/5；所述侧翼对称分布在接骨板本体的两侧，所述侧翼上分别设有一个螺钉固定孔，所述螺钉固定孔不对称分布在接骨板本体的两侧。
所述接骨板由纯度为99.99％的纯镁金属制成，按照质量百分比所述纯镁金属含有如下成分：Mg:99.99、Al:0.002、Si<0.001、Ca<0.001、Ti<0.0001、Mn:0.002、Fe:0.001、Ni<0.0001、Cu:0.0002、Zn:0.0028、Pb:0.0008。
所述接骨板的使用方式为：暴露骨折部分，选择合适将接骨板进行直接贴服于被固定骨折处，克氏针固定，钻孔，依次拧入螺钉，完成接骨板固定装置，缝合切口。
实施例2
在实施例1所述的本发明的可降解纯镁金属接骨板中，所述的接骨板本体的两端为圆弧形，其圆弧半径为0.5mm；所述侧翼的尺寸为10mm*10mm，圆弧半径为0.2mm，侧翼中螺钉固定孔倒角角度为10°；接骨板本体的长度为118mm，厚度为2.5mm，宽度为11mm；所述的加强筋凸起的厚度为0.5mm，所述锁定孔的直径为3.5mm，所述长条形加压孔的长度为7mm，所述锁定孔之间的距离(即相邻锁定孔中心之间的距离)为13mm，所述锁定孔与加压孔之间的距离(即相邻锁定孔和加压孔中心之间的距离)为15mm。
实施例3
在实施例1所述的本发明的可降解纯镁金属接骨板中，所述的接骨板本体的两端为圆弧形，其圆弧半径为0.5mm，接骨板本体的长度为260mm，厚度为4mm，宽度为16mm；所述的侧翼的尺寸为12mm*12mm，圆弧半径为0.3mm，侧翼中螺钉固定孔倒角角度为12°；所述的加强筋凸起的厚度为1mm，高度为1mm；所述锁定孔的直径为5mm，所述长条形加压孔的长度为10mm，所述锁定孔之间的距离(即相邻锁定孔中心之间的距离)为15mm，所述锁定孔与加压孔之间的距离(即相邻锁定孔和加压孔中心之间的距离)为17mm。
实施例4
在实施例1所述的本发明的可降解纯镁金属接骨板中，接骨板本体的两端向轴线方向延伸呈宽度逐渐变窄的突出部，所述突出部上设有固定孔，所述侧翼不对称地分布在接骨板本体的两侧，如图4所示。
实施例5
上述实施例1～4所述的本发明的可降解纯镁金属接骨板中，在加强筋凸起的内侧壁、外侧壁上或接骨板本体的外表面上设置有向外侧突出的小突起，如图5所示。所述小突起可以为半圆形(图5A)、弧形、梯形(图5B)、或表面为锯齿状的突起(图5C)。

Claims (10)

1.一种用于四肢长骨干骨折固定的可降解纯镁金属接骨板，包括长条形的接骨板本体和接骨板本体上设置的通孔，其特征在于，所述通孔包括带有螺纹的圆形锁定孔和长条形的加压孔，所述加压孔位于本体的中央，所述锁定孔对称分布在所述加压孔的两侧，所述接骨板本体的上表面上设有加强筋凸起，所述锁定孔和加压孔位于所述加强筋凸起的内侧，所述接骨板本体的两侧分别固定连接有向外侧凸出的侧翼，所述侧翼上设有螺钉固定孔。
2.根据权利要求1所述的接骨板，其特征在于，所述的加强筋凸起的侧壁上设有若干突起。
3.根据权利要求1所述的接骨板，其特征在于，所述加强筋凸起的高度为接骨板本体厚度的1/2～1/3。
4.根据权利要求1所述的接骨板，其特征在于，所述锁定孔间的距离小于所述锁定孔与加压孔之间的距离。
5.根据权利要求1所述的接骨板，其特征在于，所述锁定孔的直径为接骨板本体宽度的1/3～1/4。
6.根据权利要求1所述的接骨板，其特征在于，所述的接骨板本体的两端向轴线方向延伸呈宽度逐渐变窄的突出部，所述突出部上设有固定孔。
7.根据权利要求1所述的接骨板，其特征在于，所述侧翼为向接骨板本体的下表面弯曲的半圆弧形板，所述的螺钉固定孔倒向接骨板本体下表面，螺钉固定孔倒角角度为8-12°。
8.根据权利要求1所述的接骨板，其特征在于，所述侧翼以接骨板本体轴线为中心对称或不对称地分布在接骨板本体的两侧。
9.根据权利要求8所述的接骨板，其特征在于，所述对称分布在接骨板本体两侧的一对侧翼上的螺钉固定孔以接骨板本体轴线为中心呈不对称分布。
10.根据权利要求1～9的任一项所述的接骨板，其特征在于，所述接骨板由纯度为99.99％的纯镁金属制成，按照质量百分比所述纯镁金属含有如下成分：Mg:99.99、Al:0.002、Si<0.001、Ca<0.001、Ti<0.0001、Mn:0.002、Fe:0.001、Ni<0.0001、Cu:0.0002、Zn:0.0028、Pb:0.0008。
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