CN107661140A - 一种弹性倒钩医用骨螺钉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种弹性倒钩医用骨螺钉，包括外钉和弹性倒钩部件，其特征在于，还包括弹性复位部件和内钉，所述外钉设有内腔，所述弹性复位部件设于所述外钉的内腔底部，所述弹性倒钩部件包括安装柱和弹片，所述弹性倒钩部件设于所述外钉的内腔，所述弹性复位部件上端与所述安装柱下端接触，所述内钉下端与所述安装柱上端接触，所述安装柱设有弹片收纳槽，所述弹片的一端与弹片收纳槽相连，所述弹片的另一端相对所述安装柱弹出，所述弹片弹出开口朝向所述内钉；所述内腔侧壁上开设有位置、数量与弹片对应的、供弹片弹出的弹出孔，本发明骨螺钉安装牢固、拆卸取出方便。
Description
技术领域
本发明涉及骨螺钉，具体涉及一种弹性倒钩医用骨螺钉。
背景技术
骨折是创伤骨科医生日常面对的一类急性的临床问题，单次或往复的超负荷作用是导致骨折发生的主要原因，造成可预见的软组织损伤，骨折表面破碎迅速分离，形成一个空隙（空穴现象），对软组织造成不同程度的损伤，一旦发生骨折，必须进行及时有效的固定治疗，防止出现二次损伤。
骨螺钉作为与骨直接接触的植入物，其与骨材料结合的稳定性是整个骨折治疗手术成功的最关键因素。导致外钉松动拔出的根本原因是外钉与骨之间的内外螺纹连接失效，外钉紧固利用骨钻预钻孔后用丝锥在骨内形成螺纹，骨-外钉紧固配合的过程中稳定性直接影响到整个固定系统的稳定。从生物力学与工程学的角度出发，外钉的稳定性是骨-外钉界面的接触问题，传统机械领域把外钉的失效松动问题是外钉与被植入物间的摩擦力提供的力矩小于瞬间震动的力矩，导致外钉滑动，往复的振动机其复杂载荷最终导致失效发生。另外一类失效与外钉的刚度有关，轴向载荷（拉拔力）沿着外钉轴线加载，螺牙因为刚度不足而发生变形失效，亦或是被植入材料的内螺纹发生破坏。
为解决外钉容易松动问题，申请号为201210345780.4的中国发明专利公开了一种设有V型弹性倒刺的外钉，从而增强外钉的抗拔出力和径向稳定性，但是这样的外钉固定之后难以取出，长期存在体内对人体有害。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种安装牢固、便于拆卸取出的弹性倒钩医用骨螺钉。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种弹性倒钩医用骨螺钉，包括外钉和弹性倒钩部件，还包括弹性复位部件和内钉，所述外钉设有内腔，所述弹性复位部件设于所述外钉的内腔底部，所述弹性倒钩部件包括安装柱和弹片，所述弹性倒钩部件设于所述外钉的内腔，所述弹性复位部件上端与所述安装柱下端接触，所述内钉下端与所述安装柱上端接触，所述安装柱设有弹片收纳槽，所述弹片的一端与弹片收纳槽相连，所述弹片的另一端相对所述安装柱弹出，所述弹片弹出开口朝向所述内钉；所述内腔侧壁上开设有位置、数量与弹片对应的、供弹片弹出的弹出孔。
外钉与骨组织螺纹连接，为防止单颗外钉易松动外钉中部设有弹出孔，内腔中安装柱上的弹片通过弹出孔；弹性倒钩部件从内腔顶部进入，由于受到内腔壁面的约束，弹片收缩在弹片收纳槽内。弹片移动到弹出孔处、完全暴露在弹出孔外时，由于失去约束而从弹出孔中弹出，形成分布在外钉外侧的倒刺结构，将有效防止骨螺钉旋转以及抵抗拔出载荷，从而提高骨螺钉安装牢固性，内腔底部设有弹性复位部件，拆卸外钉时，通过内钉驱使安装柱向内腔底部移动，弹性复位部件轴向收缩，弹片退出弹出孔，再次受到内腔壁面的约束而收缩于弹片收纳槽内，反向旋转外钉即可将外钉拆卸取出。
所述弹性复位部件可为现有技术的弹性复位部件，例如弹性橡胶块、永磁体弹性复位结构、气囊型弹性复位结构。
优选的，所述弹性复位部件为弹簧，弹簧的一端与内腔底部相接，另一端与安装柱底部相接。
采用弹簧作为弹性部件，结构简单，减轻骨螺钉重量。
优选的，所述弹片以所述安装柱轴心为中心呈中心对称分布。
弹片中心对称分布于安装柱，固定于骨组织中，骨螺钉的径向方向上受力平衡，不易错位，提高骨螺钉的安装准确性，降低安装难度。
优选的，所述弹片多排设置于所述安装柱表面。
采用多排设置的弹片，增大与骨组织的接触面积，不易脱落，提高骨螺钉安装稳定性。
优选的，所述安装柱同一径向截面上的所述弹片为4个，相邻的所述弹片在所述安装柱轴向方向上的投影相互垂直。
采用4个对称的弹片进一步将外钉固定于骨组织中，四个弹片受力对称均匀，骨螺钉受力平衡，进一步提高固定稳定性。
优选的，所述弹出孔的轴线与所述外钉的轴线的夹角为45°。
在弹片弹力一定的情况下，夹角为45°时，径向与横向的分力之和最大，抗旋转和抗拔出载荷能力综合效果最佳。
优选的，所述内钉通过螺纹连接于所述外钉的内腔。
通过螺纹连接，只需旋转内钉即可控制弹性复位部件的拉伸与收缩，操作简便。
优选的，所述内钉下端为圆球面。
圆球面可以减少旋入给进过程内钉下端与弹性复位部件接触面的摩擦力，降低旋入难度，减少磨损。
优选的，所述内钉钉帽为正六棱柱，所述外钉的顶部设有与钉帽形状配合的正六边形沉孔，所述内钉钉帽可嵌合于所述外钉顶部沉孔。
通过内钉钉帽与沉孔配合，内钉旋入到位，钉帽嵌合在沉孔中，旋转内钉就可以将骨螺钉旋入骨组织，退出时反向旋转内钉退出，即可实现安装，降低外钉结构重量；另外沉孔102限制螺钉，防止螺钉过度向下运动，从而超过弹簧的压缩极限，导致弹簧无法恢复。
优选的，所述钉帽设有内六角槽。
内钉钉帽设置便于加工的内六角槽，便于旋入。
优选的，所述外钉和所述弹片表面镀有钛或钛的合金。
钛与钛的合金化学性能稳定，不与骨组织发生反应，提高对应部件的抗磨、耐蚀性能。
本发明的有益效果：
1．本发明通过外钉外螺纹与弹性倒钩部件结合，提高骨螺钉-骨组织的连接稳定性。
2．本发明通过设置弹性复位机构与其弹性倒钩结构以及弹出孔配合，内钉进给或退出，灵活控制弹片的固定与退回，实现可拆卸安装。
附图说明
图1为实施例1骨螺钉结构示意图；
图2为实施例1骨螺钉中部结构示意图；
图3为实施例2弹性倒钩部件结构示意；
图4为实施例5骨螺钉结构示意图；
图5为实施例6弹性倒钩部件弹片收纳结构正视图。
附图说明：10-外钉；101-弹出孔；102-沉孔；20-弹簧；30-弹性倒钩部件；301-安装柱；302-弹片；303-弹片收纳槽；40-内钉；401-内钉钉帽；402-内六角槽。
具体实施方式
为了便于本领域人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明做进一步详细描述：
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供一种弹性倒钩医用骨螺钉，包括外钉10和弹性倒钩部件30，还包括弹性复位部件和内钉40，外钉10设有内腔，弹性复位部件设于外钉10的内腔底部，弹性倒钩部件30包括安装柱301和弹片302，弹性倒钩部件30设于外钉10的内腔，弹性复位部件上端与安装柱301下端接触，内钉40下端与安装柱301上端接触，安装柱301设有弹片收纳槽303，弹片302的一端与弹片收纳槽303相连，弹片302的另一端相对安装柱301弹出，弹片302弹出开口朝向内钉40；内腔侧壁上供弹片302弹出的弹出孔101。
所述弹性复位部件可为现有技术的弹性复位部件，例如弹性橡胶块、永磁体弹性复位结构、气囊型弹性复位结构。
采用现有技术的弹性复位部件，设于内腔底部，弹性复位部件可相对内腔轴向方向发生拉伸或者收缩。
优选的，弹性复位部件为弹簧20。
安装时，依次将弹簧20、弹性倒钩部件30、内钉40安装于外钉10内腔，内钉40相对外钉10向下运动，弹片302收纳在弹片收纳槽303内，将外钉10旋入骨组织；内钉10继续向下驱动安装柱301，弹片302伸出弹出孔101，从而加强外钉10与骨组织的连接稳定性。
外钉10与骨组织螺纹连接，为防止单颗外钉10易松动，外钉10中部设有弹出孔101，内腔中安装柱301上的弹片302通过弹出孔101；弹性倒钩部件30从内腔顶部进入，由于受到内腔避免的约束，弹片302收缩在弹片收纳槽303内。弹片302移动到弹出孔101处、完全暴露在弹出孔101外时，由于失去约束而从弹出孔101中弹出，形成分布在外钉10外侧的倒刺结构，将有效防止骨螺钉旋转以及抵抗拔出载荷，从而提高骨螺钉安装牢固性，内腔底部设有弹性复位部件，拆卸外钉10时，通过内钉40驱使安装柱301向内腔底部移动，弹性复位部件轴向收缩，弹片302退出弹出孔101，再次受到内腔壁面的约束而收缩于弹片收纳槽303内，反向旋转外钉10即可将外钉10拆卸取出。
优选的，外钉10和弹片302表面镀有钛或钛的合金。
钛与钛的合金化学性能稳定，不与骨组织发生反应，提高对应部件的抗磨、耐蚀性能。
实施例2
如图3所示，本实施例提供一种弹性倒钩医用骨螺钉，本实施例与实施例1类似，区别在于本实施例中的弹性倒钩部件30包括安装柱301和四个长条状弹片302，弹片302以安装柱301轴心为中心呈中心对称分布，四个弹片302与弹片收纳槽303连接一端处于安装柱301的同一个径向截面，相邻的弹片302在安装柱301轴向方向上的投影相互垂直。
弹片中心对称分布于安装柱301，固定于骨组织中，骨螺钉的径向方向上受力平衡，不易错位，提高骨螺钉的安装准确性，降低安装难度。
采用四个长条状弹片302，相邻的弹片302在安装柱301轴向方向上的投影相互垂直，弹片302与骨组织面接触，防止骨螺钉相对骨组织旋转以及被拔出。
优选的，外钉10和弹片302表面镀有钛或钛的合金。
实施例3
如图3所示，本实施例提供一种弹性倒钩医用骨螺钉，本实施例与实施例2类似，区别在于本实施例中弹出孔101的轴线与外钉10的轴线的夹角为45°。
弹片302与骨组织接触面积一致、施加在弹片302的力一致，弹片302的弹出角度为45°，弹片302产生安装柱301径向与横向的分力之和最大，此时抗旋转和抗拔出载荷能力综合效果最佳。
优选的，外钉10和弹片302表面镀有钛或钛的合金。
实施例4
本实施例提供一种弹性倒钩医用骨螺钉，包括外钉10和弹性倒钩部件30，还包括弹性复位部件和内钉40，外钉10设有内腔，弹性复位部件设于外钉10的内腔底部，弹性倒钩部件30包括安装柱301和弹片302，弹性倒钩部件30设于外钉10的内腔，弹性复位部件上端与安装柱301下端接触，内钉40下端与安装柱301上端接触，安装柱301设有弹片收纳槽303，弹片302的一端与弹片收纳槽303相连，弹片302的另一端相对安装柱301弹出，弹片302弹出开口朝向内钉40；内腔侧壁上供弹片302弹出的弹出孔101。
内钉40下端为圆球面，内钉40设有外螺纹，外钉10的内腔设有与内钉40外螺纹对应的内螺纹，内钉40通过螺纹连接给进或者退出外钉10内腔。
内钉40通过与外钉10内腔螺纹连接，实现相对于外钉10向下运动，圆球面可以减少旋入给进过程内钉40下端与弹性复位部件接触面的摩擦力，降低旋入难度，减少磨损。
优选的，外钉10和弹片302表面镀有钛或钛的合金。
实施例5
如图4所示，本实施例提供一种弹性倒钩医用骨螺钉，包括外钉10和弹性倒钩部件30，还包括弹性复位部件和内钉40，外钉10设有内腔，弹性复位部件设于外钉10的内腔底部，弹性倒钩部件30包括安装柱301和弹片302，弹性倒钩部件30设于外钉10的内腔，弹性复位部件上端与安装柱301下端接触，内钉40下端与安装柱301上端接触，安装柱301设有弹片收纳槽303，弹片302的一端与弹片收纳槽303相连，弹片302的另一端相对安装柱301弹出，弹片302弹出开口朝向内钉40；内腔侧壁上供弹片302弹出的弹出孔101。内钉40下端为圆球面，内钉40设有外螺纹，外钉10的内腔设有与内钉40外螺纹对应的内螺纹，内钉40通过螺纹连接给进或者退出外钉10内腔。
内钉钉帽401为正六棱柱，外钉10的顶部设有与钉帽形状配合的正六边形沉孔102，内钉钉帽401安装于外钉10顶部沉孔102，内钉钉帽401设有内六角槽402。
通过内钉钉帽401与沉孔102配合，内钉40旋入到位，内钉钉帽401嵌合在沉孔102中，旋转内钉40就可以将骨螺钉旋入骨组织，退出时反向旋转内钉40退出，即可实现安装，降低骨螺钉结构重量；另外沉孔102限制螺钉，防止螺钉过度向下运动，从而超过弹簧的压缩极限，导致弹簧无法恢复。
优选的，外钉10和弹片302表面镀有钛或钛的合金。
实施例6
本实施例提供一种弹性倒钩医用骨螺钉，本实施例与实施例2类似，区别在于：如图5所示，弹片302分三排设置于安装柱301。
多排设置相对于单排设置的弹片，增大与骨组织的接触面积，并且保持骨螺钉受力均衡，增强骨螺钉的抗旋转和抗拔出载荷能力，安装后不易脱落，提高骨螺钉安装稳定性。
优选的，外钉10和弹片302表面镀有钛或钛的合金。
实施例7
本实施例提供一种弹性倒钩医用骨螺钉，本实施例与实施例2类似，区别在于本实施例中的弹片302与骨组织接触的一端为圆锥状。
在相同的受力情况下，圆锥状的弹片302相对于片状的弹片302，接触面压强更大，弹片302可嵌入骨组织，弹片302嵌入部分周围的骨组织对弹片302施加的夹持力，将增强骨螺钉的抗旋转和抗拔出载荷能力，安装后不易脱落，提高骨螺钉安装稳定性。
优选的，外钉10和弹片302表面镀有钛或钛的合金。
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种弹性倒钩医用骨螺钉，包括外钉和弹性倒钩部件，其特征在于，还包括弹性复位部件和内钉，所述外钉设有内腔，所述弹性复位部件设于所述外钉的内腔底部，所述弹性倒钩部件包括安装柱和弹片，所述弹性倒钩部件设于所述外钉的内腔，所述弹性复位部件上端与所述安装柱下端接触，所述内钉下端与所述安装柱上端接触，所述安装柱设有弹片收纳槽，所述弹片的一端与弹片收纳槽相连，所述弹片的另一端相对所述安装柱弹出，所述弹片弹出开口朝向所述内钉；所述内腔侧壁上开设有位置、数量与弹片对应的、供弹片弹出的弹出孔。
2.根据权利要求1所述的弹性倒钩医用骨螺钉，其特征在于，所述弹性复位部件为弹簧，弹簧的一端与内腔底部相接，另一端与安装柱底部相接。
3.根据权利要求1或2所述的弹性倒钩医用骨螺钉，其特征在于，所述弹片以所述安装柱轴心为中心呈中心对称分布。
4.根据权利要求3所述的弹性倒钩医用骨螺钉，其特征在于，所述弹片多排设置于所述安装柱表面。
5.根据权利要求4所述的弹性倒钩医用骨螺钉，其特征在于，所述安装柱同一径向截面上的所述弹片为4个，相邻的所述弹片在所述安装柱轴向方向上的投影相互垂直。
6.根据权利要求3所述的弹性倒钩医用骨螺钉，其特征在于，所述弹出孔的轴心与所述外钉轴心的夹角为45°。
7.根据权利要求1所述的弹性倒钩医用骨螺钉，其特征在于，所述内钉通过螺纹连接于所述外钉的内腔。
8.根据权利要求7所述的弹性倒钩医用骨螺钉，其特征在于，所述内钉下端为圆球面。
9.根据权利要求8所述的弹性倒钩医用骨螺钉，其特征在于，所述内钉设有正六棱柱形的钉帽，所述外钉的顶部设有正六边形沉孔，所述内钉钉帽可嵌合于所述外钉顶部沉孔。
10.根据权利要求9所述的弹性倒钩医用骨螺钉，其特征在于，所述钉帽设有内六角槽。
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