CN108024828B - 肋骨固定系统 - Google Patents

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Abstract

一种肋骨固定系统，其具有骨板(10)和适于固定到肋骨的单皮质骨螺钉(23)，该系统的安全性通过提供螺钉容纳开口(13)的成对组(16)而得到增强，其中成对组(16)的每个开口的偏离轴线在横向方向上从正交轴线朝向骨板(10)的纵向中线(M)倾斜约10度，并且还在纵向方向上偏离所述正交轴线约10度，成对组(16)中的每个开口的偏离轴线朝向成对组(16)中的另一个开口转向。

Description

肋骨固定系统
技术领域
本发明总体上涉及骨固定领域，其中通常使用插入到骨中的机械紧固件将骨板连接到骨上，将刚性骨板固定到弱骨、骨折骨或损坏的骨上以稳定、固定和加强骨。
背景技术
使用刚性骨板来稳定弱骨、损坏的骨或骨折骨是众所周知的，所述板具有开口或孔，骨螺钉或类似的机械紧固件插入其中，骨螺钉被驱使进入骨内以固定骨或骨碎片到板上。板通常由刚性金属制成，并且通常由具有足够延展性的材料制造，以允许外科医生弯曲或扭转板以优化板的形状或轮廓以更好地适应骨表面。
将骨板固定在小而薄的骨，例如肋骨上，会出现较大和较厚的骨不会遇到的问题。一个重要的问题是缺少足够的骨材料以实现板到骨的牢固固定，因为可能需要减小骨螺钉的尺寸和/或长度。如果骨材料固有地较弱，则可能会出现另一个问题，使得骨螺钉随着时间推移可能有松动的趋势。一些已知系统中的另一个问题是，骨螺钉通常都垂直于骨的表面定向，它们的轴线相互平行，这可能导致骨和板逐渐分离。
肋骨骨骼与相对较薄的皮质(骨的外层)一起为细长、弯曲和薄的，这对固定骨板提出了重大挑战。在许多情况下，短的单皮质骨螺钉不适用，并且使用双皮质骨螺钉以便将骨板充分地固定到肋骨上，骨螺钉穿过皮质的前部和后部。显然，使骨螺钉的锋利尖端穿过肋骨并从后部皮质延伸进入体腔是不利的。
在US 2009/0018587A1、US2014/0277178A1和WO01/19267A1中公开了相关的现有技术。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种包括骨板和单皮质骨螺钉的肋骨固定系统，其解决了上述问题，其中仅穿过前皮质的骨螺钉提供骨板到肋骨的足够的固定，系统的安全性通过提供螺钉容纳开口的成对组来增强，其中成对组中的开口的每个孔的轴线偏离正交于骨板表面的轴线，并且进一步其中成对组的每个开口的偏离轴线从正交轴线在横向方向上朝向骨板的纵向中线偏离约10度，并且在纵向方向偏离正交轴线也约10度，成对组中的每个开口的偏离轴线朝着成对组中的另一个开口转向。
本发明在各个实施例中为一种肋骨固定系统，其包括细长骨板和容纳在骨板中的螺钉容纳开口内的单皮质骨螺钉，骨螺钉具有足够的长度以穿过骨板并穿过肋骨的前部或腹侧皮质，其中骨螺钉的长度使得它们穿过肋骨的前部皮质但不穿过肋骨的后部皮质，但仍然提供骨板到肋骨的足够的固定。
螺钉容纳开口定位并定向为成对组，其中成对组中的开口的每个孔的轴线偏离正交于骨板表面的轴线。每个开口的偏离轴线从正交轴线在横向方向上朝向骨板的纵向中线的成大约10度的角度，并且在纵向方向上偏离正交轴线也成大约10度的角度。对于成对组的一组开口，成对组中的第一开口的偏离轴线在纵向方向上的偏离是朝向成对组中的第二开口的方向，并且第二开口的偏离轴线在纵向方向上的偏离是在第一开口的方向上。这成对组的开口内的轴的这种定向导致骨螺钉在插入穿过骨板时“内八字(toed-in)”。每组成对组中的开口从细长骨板的纵向中线向中线的相对侧上偏移，使得第一纵向排的开口部分地或者完全地高于中线，并且第二纵向排的开口部分地或者完全地低于中线。
骨板可以是平的，但优选在纵向、横向或垂直轴中的一个或多个中弯曲。最优选地，螺钉容纳开口包括大致圆柱形的主孔和直径大于主孔直径的外沉头孔。这种结构允许外科医生以离轴方式将骨螺钉置于开口内以避开骨折线、弱骨或骨病变区域等。
在替代术语中，本发明是肋骨固定系统，其包括细长骨板；设置在所述骨板中的螺钉容纳开口的成对组；和设置在所述螺钉容纳开口中的骨螺钉；其中对于所述螺钉容纳开口的成对组中的每一组，设置在所述螺钉容纳开口中的骨螺钉朝向彼此倾斜。此外，这种肋骨固定系统，其中所述细长骨板具有纵向中线，并且对于所述螺钉容纳开口的成对组中的每一组，所述螺钉容纳开口设置在所述中线的相对侧上；其中对于所述螺钉容纳开口的成对组中的每一组，设置于所述螺钉容纳开口中的所述骨螺钉朝向所述中线倾斜；其中，对于所述螺钉容纳开口的成对组中的每一组，设置在所述螺钉容纳开口中的所述骨螺钉朝向彼此倾斜大约10度并且朝向所述中线倾斜大约10度；和/或其中所述螺钉容纳开口包括沉头孔。
可选地，肋骨固定系统包括具有纵向中线、前表面和后表面的细长骨板；设置在所述骨板中的螺钉容纳开口的成对组，其中对于所述螺钉容纳开口的成对组中的每一组，所述螺钉容纳开口中的一个为设置在所述中线上方的上开口，并且所述螺钉容纳开口的另一个为设置在所述中线下方的下开口；所述上开口具有在所述上开口的位置处垂直于所述骨板的上正交轴线，所述上正交轴线是参考轴线，以及上偏离轴线从所述上正交轴线朝向所述中线偏离大约10度，所述上偏离轴线限定所述上开口的真实轴线，并且所述下开口具有在所述下开口的位置处垂直于所述骨板的下正交轴线，所述下正交轴线是参考轴线，以及下偏离轴线从在所述下开口的位置处正交于所述骨板的轴线朝向所述中线倾斜约10度，所述下偏离轴线限定所述下开口的真实轴线；所述上开口的所述上偏离轴线从所述上正交轴线朝向所述下开口的方向上也倾斜大约10度，并且所述下开口的所述下偏离轴线从所述下正交轴线朝向所述上开口的方向上也倾斜大约10度；和设置在所述螺钉容纳开口中的骨螺钉；其中对于所述螺钉容纳开口的成对组中的每一组，置于所述螺钉容纳开口中的所述骨螺钉朝向彼此倾斜且朝向所述中线倾斜。此外，这样的系统，其中所述螺钉容纳开口包括设置在所述骨板的所述前表面上的沉头孔；其中所述沉头孔的尺寸被设计成允许所述骨螺钉被设置在所述上开口和所述下开口中，仅与所述上偏离轴线和所述下偏离轴线基本同轴；其中所述沉头孔的尺寸被设计成允许所述骨螺钉被设置在所述上开口和所述下开口中，与所述上偏离轴线和所述下偏离轴不同轴；其中所述上正交轴线和所述下正交轴线在所述骨板的所述前表面处被限定；其中所述上正交轴线和所述下正交轴线在所述骨板的所述后表面处被限定；其中所述上开口沿着所述骨板纵向地设置成上排，并且所述下开口沿着所述骨板纵向地设置成下排；和/或其中对于所述螺钉容纳开口的成对组的每一组，所述上开口和所述下开口沿所述骨板纵向偏移。
还可选地，肋骨固定系统包括具有纵向中线、凸形前表面和凹形后表面的细长骨板，所述后表面的曲率与前表面的曲率基本匹配，所述骨板沿纵向方向弯曲；设置在所述骨板中的成对的螺钉容纳开口，其中对于所述螺钉容纳开口的成对组中的每一组，所述螺钉容纳开口中的一个为设置在所述中线上方的上开口，并且所述螺钉容纳开口中的另一个为设置在所述中线下方的下开口；所述上开口具有垂直于所述骨板的所述上开口的位置处的上正交轴线，所述上正交轴线是参考轴线，以及从所述上正交轴线朝向所述中线偏离大约10度的上偏离轴线，所述上偏离轴线限定所述上开口的真实轴线，并且所述下开口具有垂直于所述骨板的所述下开口的位置处的下正交轴线，所述下正交轴线是参考轴线，以及从垂直于所述的骨板的下开口的位置处的轴线朝向所述中线倾斜约10度的下偏离轴线，所述下偏离轴线限定所述下开口的真实轴线；所述上开口的所述上偏离轴线朝从所述上正交轴线朝向所述下开口的方向上倾斜约10度，并且所述下开口的所述下偏离轴线从下正交轴线朝向所述上开口的方向上倾斜约10度；所述螺钉容纳开口包括设置在所述骨板的所述前表面上的沉头孔；以及设置在所述螺钉容纳开口中并且凹入所述沉头孔内的骨螺钉；其中对于所述螺钉容纳开口的成对组中的每一组，置于所述螺钉容纳开口中的所述骨螺钉朝向彼此倾斜且朝向所述中线倾斜。此外，这样的系统，其中设置在所述上开口中的所述骨螺钉与所述上偏离轴线同轴对齐，并且设置在所述下开口中的所述骨螺钉与所述下开口同轴对齐；和/或其中所述骨螺钉被选择为使得设置在所述上开口中的所述骨螺钉可以被设置成与所述上偏离轴线不对齐，并且设置在所述下开口中的所述骨螺钉可以被设置成与所述下偏离轴线不对齐。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的图示，示出了具有平的平行内表面和外表面的平骨板。
图2是本发明的替代实施例的图示，示出了具有平的内表面和弯曲外表面的平骨板。
图3是图2所示类型的骨板的内表面的视图，其中骨螺钉已经定位在一些螺钉容纳开口中。
图4是示出沿着横向方向弯曲的具有上开口和下开口的骨板的图示，并且还示出了每个开口的相对于正交轴线的偏离轴线。
图5是示出沿纵向方向弯曲的骨板的图示，其具有形成第一成对组的第一上开口和第一下开口以及形成第二成对组的第二上开口和第二下开口，并且还示出对于成对组中的每个开口，偏离轴线相对于正交轴线朝向另一个偏离轴线。
图6是示出弯曲骨板的外表面的图示。
图7是图6中的骨板的内表面的开口中插入了骨螺钉的图示。
图8是图7中的骨板的边缘的图示。
图9是图7中的骨板的一部分的特写图。
图10是骨板的内表面的图示，示出了上排和下排开口和开口的成对组。
图11至14示出了骨板的各种实施例。
图15示出了由于在开口中提供沉头孔而产生的用于放置骨螺钉的偏离锥体。
具体实施方式
参考附图，现在将以各种实施例中描述本发明，附图旨在是代表性的和说明性的而不是限制可能的变型和实施例。此处所用的方向术语，如前部和后部，应视为是参照人体，即术语“前部”或“腹侧”应指胸部区域前部或前部外部的方向，术语“后部”意味着朝向胸部区域的后部或后部外部的方向。对于三维空间，X轴应该是横向穿过人体的方向，即侧到侧的方向，Y轴应该是人体的上下方向，即头到脚，Z轴应为前后方向，即前到后。因此，肋骨和肋骨板的优选实施例将沿X方向纵向延伸，并在具有Z方向上的弯曲以与肋骨的主要长弯曲相关联。肋骨的前表面具有Y方向上的横向凸形表面弯曲，并且肋骨板的优选实施例的至少后面，即内部表面在Y方向上具有横向凹曲线。最优选地，肋骨板的前部(即外部)表面近似或匹配肋骨板的后表面的曲率，以具有横向凸形表面。
术语“中线”在此用于指肋骨板的纵向中线。术语“正交轴线”在本文中用于表示，在特定位置处(当前表面与后表面相匹配时，该位置为前表面；当前表面与后表面不匹配且后表面更好地与肋骨的前表面相关时，该位置为后表面)穿过正交于(即垂直于)与肋骨板的表面相切的平面的点的线。术语“偏离轴线”在本文中用于表示与正交轴线成角度的螺钉容纳开口的真实轴线，即，偏离轴线限定用于接收和引导骨螺钉的孔，使得骨螺钉的轴线在螺钉插入时与偏离轴线大致同轴。因此，正交轴线在螺钉容纳开口的位置被限定并且用作参考轴线，而偏离轴线限定螺钉容纳开口的孔的真实轴线。在此使用的术语“内八字(toed-in)”指的是，对于位于一组螺钉容纳开口的成对组中的骨螺钉，两个骨螺钉不被设置在平行的平面中，而是在X轴方向上朝向彼此倾斜并在Y轴方向上朝向中线倾斜。术语“单皮质”在这里使用指的是，骨螺钉的长度和插入肋骨的方向使得当骨板被固定到肋骨时，骨螺钉穿过前皮质但不穿过后皮质。
肋骨板或骨板10，以及用于将骨板固定到肋骨31上的骨螺钉23(也称为皮质螺钉的机械紧固件)可以由生物相容的任何合适的材料构成，以用于手术植入人体，例如钛，并且具有足够的刚性以支撑肋骨。骨板10优选是有延展性的或可弯曲到有限的程度，使得外科医生可弯曲骨板10以更好地贴合它所固定的特定肋骨31。
图1示出了以多个轴线示出的骨板10的基本实施例，骨板10是细长条形，扁平体，其横截面为矩形，具有多组螺钉容纳开口13的成对组16(仅一组成对组16在图中示出)。开口13限定适于容纳骨螺钉23的孔，骨螺钉23用于将骨板10固定到肋骨31上。在成对组16中，一个开口13设置在骨板10的中线M的上方的位置处，并且另一个开口13设置在中线M下方的位置处并且从上开口13在X方向上纵向地移位。成对组16的每个开口13具有偏离轴线O，在本文中用于上排14的开口13的偏离轴线被称为OS和用于下排15的开口13的偏离轴线被称为OI。开口13的偏离轴线OS从正交于或垂直于肋骨板10的前表面12或后表面11的方向朝向肋骨板10的中线M成约10度角度或倾斜约10度。同样，开口13的偏离轴线OI从正交于或垂直于肋骨板10的前表面12或后表面11的方向朝向肋骨板10的中线M成约10度角度或倾斜约10度。换句话说，成对组16的两个开口13，以及通过该设计由开口13接收的骨螺钉23不被设置在平行的平面中，而是被设置成在Y方向上分别倾斜上升(向上)和倾斜下降(向下)。此外，用于成对组16中的上开口13的偏离轴线OS在X方向上从正交于或垂直于肋骨板10的前表面12或后表面11的方向朝向成对组的下开口成约10度角度或倾斜约10度，并且成对组16中的下开口13的偏离轴线OI在X方向上从正交于或垂直于肋骨板10的前表面12或后表面11的方向朝向成对组的上开口成约10度角度或倾斜约10度。以这种方式，插入成对组16的开口13中的骨螺钉23基本上与偏离轴线O同轴对齐，并将朝向中线倾斜并朝向彼此倾斜。这种内八字(This toed-in)或倒钩(barbed)的配置更好地将骨板10固定到肋骨31上，以抵抗骨板10随时间或在高应力下的分离。
图2和图3示出了骨板10的一个实施例，其中开口13紧靠中线M设置。与图1一样，上排14的开口13的偏离轴线OS在X方向和Y方向从正交轴NS偏离约10度,下排15的开口13的偏离轴线OI在X方向和Y方向偏离约10度，成对组16的偏离轴线OS和OI朝向彼此倾斜并且朝向中线M倾斜。
图4至图10示出了骨板10的更优的实施例，其中骨板10在X方向上纵向弯曲并且在Y方向上横向弯曲，其中前表面12与后表面11的曲率基本匹配。骨板10的纵向和横向曲率提供更可能与肋骨32的曲率相匹配的构造，由此外科医生很少需要或不需要形状操作来实现最佳固定。如图4所示，上开口13的偏离轴线OS在下方向上与正交轴线NS成约10度的角度，并且下开口13的偏离轴线OI在上方向上与正交轴线NI成约10度的角度。插入两个开口13中的适当长度的骨螺钉23将穿过前皮质32，但不穿过肋骨31的后皮质33。图5中示出了两组成对组16'和16”。对于成对组16'，上开口13的偏离轴线OS'在X方向上从正交轴线NS'朝向成对组16'的下开口13的方向上倾斜约10度，并且下方开口13的偏离轴线OI'在X方向上从正交轴线NI'朝向成对组16'的上开口13的方向上倾斜约10度。类似地，对于成对组16”，上开口13的偏离轴线OS”在X方向上从正交轴线NS”朝向成对组16”的下开口13的方向上倾斜约10度，并且下开口13的偏离轴线OI”在X方向上从正交轴线NI”朝向成对组16”的上开口13的方向上倾斜大约10度。如图7至图10所示，这种结构导致骨螺钉23成对组成内八字(toed-in)或倒钩式(barbed)。骨螺钉23不会彼此接触。
图11至图14示出了骨板10的其它实施例，其中去除结构的主体材料的部分以便使骨板10变轻并降低材料成本，沿着边缘和内部选择去除的部分，使得结构完整性和刚性没有不利地降低，并且骨板10保持适合其预期目的。
在图15所示的另一个实施例中，开口13设置有沉头孔22，使得开口13包括具有第一直径的主孔23和具有第二和更大直径的沉头孔22。该构造允许骨螺钉23的头部凹入以呈现更光滑的外表面。可替代地，如果骨螺钉23的头部被选择为直径明显小于沉头孔22的直径，则骨螺钉23的真正放置轴线可以与偏离轴线O略微不同，使得放置轴线可落在如图15所示的圆锥形偏离区D内。换句话说，骨螺钉23可稍微转动或偏离偏离轴线O。通过适当选择的骨螺钉23和骨板10的前表面12上的沉头孔22的组合，外科医生在需要的情况下可以改变骨螺钉23的放置轴线以避免肋骨31的骨折线、弱骨或骨病变区域等。

Claims (12)

1.一种肋骨固定系统，包括：
细长的骨板(10)，所述骨板(10)具有纵向中线(M)；
设置在所述骨板(10)中的螺钉容纳开口(13)的成对组(16)；和
设置在所述螺钉容纳开口(13)中的骨螺钉(23)；
其中，每个成对组(16)中的螺钉容纳开口(13)在所述骨板(10)的纵向中线(M)的相对侧上偏离所述中线(M)，且
其中，对于所述螺钉容纳开口(13)的成对组(16)中的每一组，设置在所述螺钉容纳开口(13)中的骨螺钉(23)在所述骨板(10)的横向上朝向所述骨板(10)的纵向中线(M)成角度倾斜，
其特征在于，
对于所述螺钉容纳开口(13)的成对组(16)中的每一组，设置在所述螺钉容纳开口(13)中的所述骨螺钉(23)在所述骨板(10)的纵向上互成角度倾斜。
2.根据权利要求1所述的肋骨固定系统，其特征在于，对于所述螺钉容纳开口(13)的成对组(16)中的每一组，设置在所述螺钉容纳开口(13)中的所述骨螺钉(23)朝向彼此倾斜10度并且朝向所述中线(M)倾斜10度。
3.根据权利要求1所述的肋骨固定系统，其特征在于，所述螺钉容纳开口(13)包括沉头孔。
4.根据权利要求1所述的肋骨固定系统，其特征在于，所述骨板(10)还具有前表面(12)和后表面(11)；
对于所述螺钉容纳开口(13)的成对组(16)中的每一组，所述螺钉容纳开口(13)中的一个为设置在所述中线(M)上方的上开口，而所述螺钉容纳开口(13)中的另一个为设置在所述中线(M)下方的下开口；
所述上开口具有垂直于所述骨板(10)的所述上开口的位置处的上正交轴线，所述上正交轴线为参考轴线，和从所述上正交轴线朝向所述中线(M)倾斜10度的上偏离轴线，所述上偏离轴线限定所述上开口的真实轴线，并且所述下开口具有垂直于所述骨板(10)的所述下开口的位置处的下正交轴线，所述下正交轴线是参考轴线，和从垂直于所述骨板(10)的所述下开口的位置处的轴线朝向所述中线(M)倾斜10度的下偏离轴线，所述下偏离轴线限定所述下开口的真实轴线；
所述上开口的所述上偏离轴线从所述上正交轴线朝向所述下开口的方向上也倾斜10度，并且所述下开口的所述下偏离轴线从下正交轴线朝向所述上开口的方向上也倾斜10度。
5.根据权利要求4所述的肋骨固定系统，其特征在于，所述螺钉容纳开口(13)包括设置在所述骨板(10)的所述前表面上的沉头孔。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述沉头孔的尺寸设置成允许所述骨螺钉(23)仅基本上与所述上偏离轴线和所述下偏离轴线同轴地设置在所述上开口和所述下开口中。
7.根据权利要求5所述的肋骨固定系统，其特征在于，所述沉头孔的尺寸设置成允许所述骨螺钉(23)与所述上偏离轴线和所述下偏离轴线不同轴地设置在所述上开口和所述下开口中。
8.根据权利要求4所述的肋骨固定系统，其特征在于，所述上正交轴线和所述下正交轴线在所述骨板(10)的所述前表面处被限定，或者所述上正交轴线和所述下正交轴线在所述骨板(10)的所述后表面处被限定。
9.根据权利要求4所述的肋骨固定系统，其特征在于，所述上开口沿着所述骨板(10)纵向地设置成上排，并且所述下开口沿着所述骨板(10)纵向地设置成下排。
10.根据权利要求4所述的肋骨固定系统，其特征在于，对于所述螺钉容纳开口的成对组(16)的每一组，所述上开口和所述下开口沿着所述骨板(10)纵向偏移。
11.根据权利要求1所述的肋骨固定系统，其特征在于，
所述骨板(10)还具有凸形前表面(12)和凹形后表面(11)，所述后表面(11)的曲率与所述前表面(12)的曲率匹配，所述骨板(10)在纵向上弯曲；
对于所述螺钉容纳开口(13)的成对组(16)中的每一组，所述螺钉容纳开口(13)中的一个为设置在所述中线(M)上方的上开口，而所述螺钉容纳开口(13)中的另一个为设置在所述中线(M)下方的下开口；
所述上开口具有垂直于所述骨板(10)的所述上开口的位置处的上正交轴线，所述上正交轴线为参考轴线，和从所述上正交轴线朝向所述中线(M)倾斜10度的上偏离轴线，所述上偏离轴线限定所述上开口的真实轴线，并且所述下开口具有垂直于所述骨板(10)的所述下开口的位置处的下正交轴线，所述下正交轴线为参考轴线，和从垂直于所述骨板(10)的所述下开口的位置处的轴线朝向所述中线(M)倾斜10度的下偏离轴线，所述下偏离轴线限定所述下开口的真实轴线；
所述上开口的所述上偏离轴线从所述上正交轴线朝向所述下开口的方向上也倾斜10度，并且所述下开口的所述下偏离轴线从下正交轴线朝向所述下开口的方向上也倾斜10度；
所述螺钉容纳开口(13)包括设置在所述骨板(10)的所述前表面(12)上的沉头孔。
12.根据权利要求11所述的肋骨固定系统，其特征在于，设置在所述上开口中的所述骨螺钉(23)与所述上偏离轴线同轴对齐，并且设置在所述下开口中的所述骨螺钉(23)与所述下开口同轴对齐。
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