CN110809446A - 用于解剖学关节的承受外部负荷的牵张装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种承受外部负荷的牵张装置(1)，其可被定位成在提供膝关节正常运动的同时使膝关节软骨完全解除负荷。用于解剖学关节的承受外部负荷的牵张装置(1)包括：构造成附接到解剖学关节的解剖学第一构件的第一部件(6)和与第一部件(6)可操作地相关联的第二部件(7)；构造成附接到解剖学关节上的第三部件(3)和与第三部件(3)可操作地相关联的第四部件(8)；将第二部件(7)和第四部件(8)结合的接头(17)。第一部件(6)可滑动地布置在第二部件(7)内，并且第三部件(3)可滑动地布置在第四部件(8)内。第二部件(7)和第四部件(8)分别在远端包括用于限制第一部件(6)在第二部件(7)内以及第三部件(3)在第四部件(8)内沿着纵向轴线(18)移动的保持构件(15)。第一部件(6)和第三部件(3)的中央部分设置有外螺纹部分(24)，其中在每个外螺纹部分(24)上布置有一对螺母(4，5)。每对螺母(4，5)用于在期望的纵向位置处调节第一部件(6)和第三部件(3)，其中每对螺母(4，5)由相应的保持部件(15)保持在所述位置。接头(17)被实施为球圈接头或万向节。承受外部负荷的牵张装置(1)暂时附接到患者身上优选6至8周，并且针对于特别是但非排他地关于骨关节炎(OA)、局灶性软骨缺损的治疗以及膝关节内部发生的骨折的治疗的用途。

Description

用于解剖学关节的承受外部负荷的牵张装置
技术领域
本发明涉及一种用于解剖学关节的承受外部负荷的牵张/分开装置。在一个优选实施例中，解剖学关节为膝关节。更具体地，本发明涉及一种承受外部负荷的牵张装置，其可以定位成在提供膝关节的正常运动的同时使膝关节解除负荷，并且可以被调节成牵张膝关节软骨并完全解除膝关节软骨的负荷。本发明旨在特别但非排他地用于治疗骨关节炎(OA)、局灶性软骨缺损以及治疗膝关节内部发生的骨折。
背景技术
膝关节会遭受多种类型的外伤和病理状况，其导致软组织破裂、脱位、骨折、软骨侵蚀或感染。当前的治疗方法通常是休息、支撑、铸造、内部固定、外部固定、韧带重建、假体置换或以上方法的组合。
已经发现固定并不令人满意，因为它会减少关节的后续运动，有时是永久的。固定和移动都会对软组织的修复产生不利影响，除非在愈合发生之前防止运动过度拉伸组织。
外部联动装置不会受到上述缺点的困扰，但在过去并不令人满意，因为它们仅提供近似的运动，且与膝关节内部结构的更严格的运动要求不相容。因此，允许膝盖的生理运动并且平行地提供膝关节的解除负荷的装置将具有很大的临床益处，并且将使膝关节治疗进一步发展。
已知膝盖的关节表面经历滚动和滑动的结合，内侧和外侧以不同方式移动，并且股骨绕胫骨的纵向轴线横向旋转，尤其是朝向伸展位置。这就是所谓的“螺旋归位”机制。实际上，膝关节的运动包括六个运动自由度，即3个平移(前后、中间-旁侧和牵张-压缩)自由度和3个旋转(屈伸、外展-内收和内外)自由度。
人膝盖的生理运动涉及极其复杂的“多中心”运动，其中胫骨关于股骨的旋转中心根据旋转角度而变化。该运动是由膝关节所包含的相互作用表面的同时运动引起的，这些运动包括：胫骨绕竖直轴线相对于股骨的内外旋转；股骨和胫骨部件之间绕水平前后轴线的运动；以及股骨和胫骨部件末端在前后平面中的滑动和前后滚动。胫骨相对于股骨的生理运动由于矢状面外运动的三维分量以及韧带、肌腱和软骨结构的影响而变得更加复杂。
参考图1和2可以最好地理解上述内容，图1和2是从内侧或外侧看去的膝关节的示意图，并且是透视图。如在其中所见，胫骨包括略微弯曲并且相对于胫骨的纵向轴线在向后的方向上向下倾斜的上关节承载表面A。股骨包括外髁和内髁，其承载表面轮廓B可以近似为圆弧。亦即，承载表面的以各种挠曲角度与胫骨接触的那些部分的曲率中心C不相同。如在图1中所见，在较小的挠曲度下，由承载表面限定的圆弧具有瞬时曲率中心C。然而，在膝盖的较大挠曲下，由承载表面限定的圆弧具有与前面提到的圆弧不同的瞬时曲率中心C’。瞬时曲率中心C至C’(膝关节的旋转轴线所经过的中心)表示仅针对指定运动圆弧的瞬时曲率中心。膝关节屈伸期间瞬时曲率中心的连续位置的路径称为渐开线。旋转中心的所有运动因膝盖而异并且从给定膝盖的内侧到外侧都不同。在许多实际的临床情形中，有必要对膝关节的旋转轴线的位置进行简单的推定。需要一系列射线照相以精确识别膝关节的瞬时旋转轴线。此方法在普通临床情形中不可行。但是，根据膝关节运动学领域的最新发展，已经发现“一个”轴线在大部分运动圆弧中出现。Smith PN等人在2003年12月发表的出版物“Development of the concepts of knee kinematics(膝关节运动学概念的发展)”(84(12)：1895-902)中公开了对膝关节运动学概念发展的回顾，其中应用了通过使用三维成像技术推导屈伸轴线。根据所述回顾，“一个”后髁轴线在膝盖屈曲的15°至150°范围内有效。该轴线从内侧副韧带(MCL)和外侧副韧带(LCL)的原点通过，并从十字韧带的交点通过。它紧贴上髁线，并与矢状平面偏移7°。此外，在所述出版物中，在主动运动期间可以通过外力来克服螺旋归位机制的描述。另外，引用的作者Blankevoort等人和La Fortune等人均未发现体内螺旋归位机制的证据。所述出版物的结论是，作为球窝关节的膝盖模型是膝盖能够发挥作用的模型。此外，建议膝关节假体的设计者不要应用后翻设计，而应结合纵向旋转的自由度或控制，该建议已被结合在本发明中，特别是纵向旋转的自由度。
Volkov等人的“Restoration of Function in the Knee and Elbow with aHinge Distractor Apparatus(用铰链牵张装置恢复膝盖和肘部功能)”(见《The JournalOf Bone and Joint Surgery(骨与关节外科杂志)》，第57-A卷，1975年7月第5号，第591至600页)中公开的结构中采用了使一个表面在另一表面上滚动的概念。在其中描述的设计中，穿过股骨和胫骨的两个横销将可调节的齿条和小齿轮固定在内侧和外侧，并且将锁定结构固定在前面。牵引弓环绕小腿和大腿的前半部分。齿条和小齿轮装置利用了使一个表面在另一表面上滚动的概念。然而，这种设计很复杂，并且不能准确地估计膝盖的运动。齿条和小齿轮导致在屈曲期间股骨髁在胫骨髁上向后运动。此外，关节内侧和外侧之间的运动没有差异。
2011年4月28日在第WO2011049796号下公开的现有技术文献涉及用于操纵借助于屈曲吸收构件传递的能量的可植入组件，其中，所述装置构造成屈曲并吸收由解剖学关节的构件传递的能量。2004年12月23日公开的文献第US2004260302号公开了一种用于牵张关节置换术内支架，该内部支架包括股骨和胫骨部件，这些部件可以固定到患者的股骨和胫骨上，并且在不实质上阻碍膝盖活动性的情况下组合地牵张或分离膝关节。该发明提供了一种用于膝关节中的可植入式支架，该可植入式支架用作该半月板空间中的楔形物，以在单室关节软骨变窄的地方牵张或打开关节，同时使膝盖在前后翻滚中都能运动并提供旋转和矢状平面运动。
现有技术文献均未涉及旨在临时牵张膝关节并同时允许解剖学关节活动的装置。
本发明的一个目的是提供一种用于膝关节的承受外部负荷的牵张装置，其牵张膝关节并使膝软骨解除负荷，同时积极地实现膝盖的自然运动并承载所需的负荷部分。
本发明的另一目的是提供一种用于膝关节的承受外部负荷的牵张装置，其提供膝关节在至少0-90°之间的范围内的屈伸，其中膝关节的自然运动范围、特别是纵向旋转的自由度不受影响。
本发明的另一目的是提供一种用于膝关节的承受外部负荷的牵张装置，其暂时地附接到患者身上优选6至8周的时间，所述装置旨在特别是但不排他地用于骨关节炎(OA)、局灶性软骨缺损的治疗和在膝关节内部发生的骨折的治疗，其中防止了在移除牵张装置之后关节后续运动的减少。
发明内容
本发明提供了一种用于解剖学关节的承受外部负荷的牵张装置。该承受外部负荷的牵张装置包括：第一部件，其构造成附接到解剖学关节的解剖学第一构件上；第二部件，其可操作地与第一部件相关联；第三部件，其构造成附接到解剖学关节的第二构件上；第四部件，其可操作地与第三部件相关联；保持部件；用于调节第一部件和第三部件并将其固定在关于解剖学关节的旋转的屈伸轴线的期望的纵向位置处的装置；以及将第二和第四部件结合的接头，其中该接头构造成实现解剖学关节的六个运动自由度。所述四个部件中的每个部件均由一个实心零件构成，第一部件和第二部件可滑动地且可伸缩地相互连接，并且第三部件和第四部件可滑动且可伸缩地相互连接。所述四个部件中的两个部件——这两个部件中的每个部件都关于关节的中侧轴线/中间外侧轴线/设置在彼此相对的一侧——各自包括一个保持部件，而所述四个部件中的其它两个部件各自包括用于调节第一部件和第三部件并将其固定在关于解剖学关节的旋转的屈伸轴线的期望的纵向位置处的调节装置，用于调节第一部件和第三部件并将其固定在期望的纵向位置处的调节装置位于相应的保持部件内。每个保持部件都具有中空框架的形状。第一部件的一节段可滑动地且可伸缩地布置在第二部件内，并且第三部件的一节段可滑动地且可伸缩地布置在第四部件内，其中所有所述部件都能够绕中侧轴线旋转，并且第一部件和第三部件能够沿着纵向轴线轴向移动；其中第二和第四部件各自包括保持部件，该保持部件与用于调节和限制第一和第三部件在第二和第四部件内的轴向运动的调节装置可操作地相关联。第一部件和第三部件各自的中心部分设置有外螺纹部分，其中用于调节第一部件和第三部件并将其固定在期望的纵向位置处的调节装置布置在每个外螺纹部分上，所述调节装置是一对螺母。每对螺母位于相应的保持部件内。借助于两对螺母和两个保持部件，所述第一和第三部件各自被保持在期望的纵向位置处，从而提供了解剖学关节的牵张。
在本发明的另一实施例中，构造成附接到解剖学关节的解剖学第一构件上的第一部件和构造成附接到解剖学关节的第二构件上的第三部件各自设有保持构件。每个保持部件分别布置在第一部件的近端和第三部件的近端上。在本发明的该实施例中，第二部件的一节段可滑动地且可伸缩地布置在第一部件内，并且第四部件的一节段可滑动地且可伸缩地布置在第三部件内，其中所有所述部件均能够围绕中侧轴线旋转。与第一部件可操作地相关联的第二部件和与第三部件可操作地相关联的第四部件两者均设置有用于调节第一部件和第三部件并将其固定在关于解剖学关节的旋转的屈伸轴线的期望的纵向位置处的装置。第二部件和第四部件的每个中心部分均设置有外螺纹部分，其中用于调节第一部件和第三部件并将其固定在关于解剖学关节的旋转的屈伸轴线的期望的纵向位置处的装置布置在每个外螺纹部分上，所述调节装置是一对螺母。每对螺母位于相应的保持部件内。借助于两对螺母和两个保持部件，所述第一和第三部件各自被保持在期望的纵向位置处，从而提供解剖学关节的牵张。此外，如在本发明的第一变型中所述，关节将第二和第四部件结合，其中，关节构造成能够实现解剖学关节的六运动自由度。保持部件的位置和布置以及用于调节第一部件和第三部件并将其固定在关于解剖学关节的旋转的屈伸轴线的期望的纵向位置处的装置的位置更换和布置提出了另一种实施本发明的方式且不以任何方式影响本发明的功能。
在本发明的一个优选实施例中，解剖学关节是膝关节，其中所述第一部件适于固定在膝关节的股骨上，而所述第三部件适于固定到膝关节的胫骨上。
在本发明的一个实施例中，将第二和第四部件结合的接头包括类似球圈接头的结构。
在本发明的另一实施例中，将第二和第四部件结合的接头包括具有相互连接的滚珠轴承和万向接头的结构。
在这两个实施例中，该关节实现了膝关节的自然运动，从而防止软组织结构的随后缩短，进而导致在移除牵引装置之后损失膝关节的运动。
取决于退化的关节软骨表面的位置，承受外部负荷的牵张装置可以锚固在解剖学关节的外侧或内侧，或者同时锚定在解剖学关节的两侧。
附图说明
当结合附图考虑时，从以下详细描述中将更充分地理解本发明的各种其它目的、特征和伴随的优点，因为它们将变得更好理解，在全部若干视图中，相同的附图标记表示相同或相应的零部件，并且其中：
图1是膝关节从外侧或内侧看去的示意图；
图2是膝关节运动自由度的示意图；
图3是根据本发明的一个实施例的牵张装置的从侧视图看去的示意图；
图4是图3的牵张装置的正视图；
图5是示出锚固在膝关节上的牵张装置的透视图；
图6是根据本发明的一个实施例的接头的从正面看去的截面图；
图7是图6的接头的从侧面看去的截面图；
图8是根据本发明的另一实施例的接头的从正视图视角看去的示意图；以及
图9是图8的接头从正面看去的截面图。
具体实施方式
尽管此处描述的是膝关节，但可以预期的是，这些装置也可以放置在遍布身体的其它软骨关节以及一些能够在超过45度的屈曲/伸展方向上运动的非非软骨关节处。如图1中最佳所示，胫骨承载表面A被模拟为平坦表面，而股骨髁承载表面被模拟为在膝盖屈曲期间具有从点1移动到点4的中心轨迹的圆形承载表面B。亦即，已经确定，在屈曲期间，膝关节的翻动和滑动运动引起中心轨迹从1移动到4，距离1-4在外侧和内侧隔室之间发生变化。根据膝关节运动学领域的最新研发，已检测到螺旋归位机制基于2维被动模型，并且另外，作者Bankevoort等人和La Fortune等人未在体内发现螺旋归位机制的证据。相反，“一个”后髁轴线在膝盖屈曲的15°至150°范围内有效，下文称为膝关节的屈伸轴线。因此，本发明试图提供一种装置，该装置能够实现膝关节的自然运动并且在纵向方向(在矢状平面内)上将膝关节牵张至至少对应于健康膝关节的距离。在由医学指征决定的时间内将膝关节牵张至至少对应于健康膝关节的距离能够使与各种膝关节疾病或损伤有关的软骨缺损复原。在膝关节牵张手术中，股骨和胫骨被稍微拉开并通过在外部固定装置中从皮肤突出的多个销保持在适当的位置，其中承受外部负荷的牵张装置的接头能够实现膝关节的自然运动。患者穿戴牵张装置6至8周以允许软骨再生。在减轻骨上骨的情况下，关节软骨现在可以自行修复，而无需承受“骨上骨”的重量和机械应力。膝盖牵张术可以与其它膝盖治疗相结合，例如应用使用透明质酸的治疗或用于软骨组织再生的干细胞治疗，或注射信号分子或对膝关节的任何其它局部或全身治疗。
本发明通过提供可能通过经皮横向销钉安装在胫骨和股骨的外侧或内侧的承受外部负荷的牵张装置来牵张承载表面A和B。
必须注意的是，如本文和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指称对象，除非上下文另外明确指出。因此，例如，“一装置”或“该装置”包括多个这样的装置。
与本发明的部件相关的术语“远侧”涉及该部件的远离解剖学关节或根据本发明的关节的旋转屈伸轴线定位的部分，并且与本发明的部件相关联的术语“近侧”是指该部件的更靠近解剖学关节或根据本发明的关节的旋转屈伸轴线的部分。
现在参考通过示例而非限制的方式提供的附图，本发明针对于一种用于牵张解剖学关节的装置，其具有在有限的时间内消除受损的解剖学关节中的生理负荷的重量和机械应力的功能。尽管本发明特别适合于解决与骨关节炎(OA)、局灶性软骨缺损和在膝关节内部发生的骨折的治疗相关联的问题，但是本发明也适于更广泛的应用。
参照图3和4，用于解剖学关节的承受外部负荷的牵张装置1包括：构造成附接到解剖学关节的解剖学第一构件上的第一部件6和与第一部件6可操作地相关联的第二部件7；构造成附接到解剖学关节的第二构件上的第三部件3和与第三部件3可操作地相关联的第四部件8；以及将第二部件7和第四部件8结合的接头17。所述部件6、7、3和8在彼此的延伸范围内沿着纵向轴线18布置，第一部件6的一节段可滑动且可伸缩地布置在第二部件7内，并且第三部件3的一节段可滑动且可伸缩地布置在第四部件8内。所述节段位于第一部件6和第三部件3的近端处。所述四个部件6、7、8和3中的每个部件优选地由一个实心部分制成。第一部件6和第三部件3是具有圆形横截面的杆，其远端构造成分别附接到解剖学关节的解剖学第一和第二构件上。所述第一部件6和第三部件3的远端设置有多个穿孔2，经皮横向销钉23通过所述穿孔2分别将第一部件6固定到股骨上并将第三部件3固定到解剖学关节的内侧或外侧。优选地，穿孔2尽可能地间隔开，以便在部件6和3与相应的骨之间的连接中提供最大刚度。经皮销钉23由金属形成并且是本领域中公知的类型。第一部件6和第三部件3的每个中心部分均设有外螺纹部分24，其中在每个外螺纹部分24上均设有一对螺母4和5。
第二部件7和第四部件8——第一部件6和第二部件3布置在所述构件7和8内并且能够沿着纵向轴线18滑动——被实施为中空体，优选地以管的形式实施。在另一实施例中，第二部件7和第四部件8可以被实施为具有诸如C形轮廓或圆C形轮廓之类的轮廓的导引轨道，并且第一部件6和第三部件3被实施为相应的滑动轨道。取决于导引轨道的轮廓，第一部件6和第三部件3可以是具有圆形横截面的杆，或者可以在其近端处具有另一横截面，该近端可滑动地布置在第二部件7或第四部件8内或沿着其滑动。第二部件7和第四部件8各自都包括保持部件15，用于限制第一部件6和第三部件3在第二部件7和第四部件8内的轴向纵向运动。每个保持部件15都布置在第二部件7和第四部件8的远端。保持部件15被实施为加宽部并且是第二部件7和第四部件8的组成部分。保持部件15具有矩形或类似形状的中空框架的形式，其中每个保持部件15在其上端(远端)和下端(近端)均设有孔口，第一部件6和第三部件3穿过所述孔口并分别在所述第二部件7和第四部件8内或沿着所述第二部件7和第四部件8滑动。所述孔口的横截面与第一部件6和第三部件3的横截面相关联。在第二部件7和第四部件8被实施为导引轨道的实施例中，第一部件6和第三部件3的在其近端的节段被实施为导引轨道，并且它们的中央部分和远端被实施为具有圆形横截面的杆，所述杆的远端构造成分别附接到所述解剖学关节的解剖学第一构件和解剖学第二构件上。第一部件6和第三部件3的中央部分设置有外螺纹部分。位于保持部件15的上端处的孔口的横截面与第一部件6和第三部件3的远端的横截面相关，而位于保持构件15的下端处的孔口的横截面与作为轨道实施的第一部件6和第三部件3的近端的横截面相关。
所述每个保持部件15分别设置在第二部件7和第四部件8的远端处，其中每个装置15具有借助于一对螺母4和5限制第一部件6和第三部件3的轴向纵向运动的尺寸，其中每对螺母4和5布置在第一部件6和第三部件3的外螺纹部分24处，其中每个螺纹部分24和相应的螺母对4和5定位在相应的保持部件15内。每对螺母4和5借助于两个相应的保持部件15被支承并保持在期望的纵向位置处。由矩形形状限定的保持部件15使得能够到达每对螺母4和5，以便调节第一部件6在第二部件7内以及第三部件3在第四部件8内的纵向位置，从而确保解剖学关节连续牵张。图5示出了安装在膝关节的侧面上的牵张装置1。接头17的旋转的中侧轴线19与解剖学关节的旋转屈伸轴线对齐。在将第一部件6附接到股骨上并且将第三部件3附接到胫骨上之后，通过拧紧相应的一对螺母4和5，第一部件6和第三部件3沿着纵向轴线18在相反的方向上移动。通过使第一部件6和第三部件3远离接头17的中侧轴线19移位，股骨和胫骨相互牵张至至少对应于健康膝关节的距离。
参照图3、4、6和7，根据本发明的一个实施例，形成接头17的第二部件7的近端设置有轭连接件9。滚珠构件11布置在轭连接件9内并且借助于十字轴12固定在轭连接件9的轭25上。在轭连接件9的整个轭25中，滚珠构件11和十字轴12布置有内孔13。内孔13布置在接头17的旋转中心中。接头17的旋转中心是中侧轴线19。内孔13借助于克氏针使接头17的中侧轴线19能够定位成与解剖学关节的屈伸轴线对准。牵张装置1被锚固在接头17的中侧轴线19对应于解剖学关节的旋转屈伸轴线的位置，确定该屈伸轴线以使得解剖学关节能够屈伸至少90°。内孔13的尺寸设计成允许克氏针穿过其中。
形成接头17的第四部件8的近端是包围滚珠构件11的环形部件10，由此第二部件7和第四部件8使得解剖学关节能够旋转和屈曲。参照图6和7，在环形构件10与滚珠构件11之间布置有间隙16。间隙16使得第四构件8能够相对于第二部件7额外“轻微”地中侧平移/中间-旁侧平移。参照图4，第四部件8能够相对于纵向轴线18倾斜角度α。另外，第四部件8能够同时围绕纵向轴线18旋转。通过此特征，牵张装置1结合了纵向旋转自由度。角度α的值由轭连接件9的轭25的长度以及间隙16的尺寸决定。角度α的值优选地使得解剖学关节的第二构件能够相对于解剖学关节的解剖学第一构件外展-内收旋转并同时内外旋转。在本发明的优选实施例中，角度α的值是这样的，即能够实现任何膝盖的所述旋转，而与单个膝盖无关。
根据另一实施例，接头17是借助于万向节实施的，该万向节借助于滚珠轴承31联接到第四部件8。参照图8和9，接头17包括轭筒，该轭筒具有布置在第二部件7的近端处的轭连接件9。轭连接件9借助于第一销26连接到万向节的中心块29。穿过中心块29和轭连接件9的第一销26位于中心块29的上部，中心块29的上部布置在轭连接件9内。借助于第一销26，提供第四部件8相对于第二部件7的外展-内收旋转角度α(在图9中未示出角度α)。在中心块29的下部处布置有第二销27。第二销27与第一销26垂直，并且将中心块29连接到第二轭连接件28，使得第二轭连接件28能够绕第二销27的轴线旋转，从而使第四部件8相对于第二部件7旋转，由此使解剖学关节的第二部件相对于解剖学关节的解剖学第一构件屈伸。第二轭连接件28连接到滚珠轴承31，该滚珠轴承以第四部件8围绕纵向轴线18旋转的方式布置在第四部件8的近端处，从而使解剖学关节的第二构件相对于解剖学关节的解剖学第一构件内外旋转。滚珠轴承31的外圈牢固地连接到第二轭连接件28的内圆形表面，并且滚珠环31的内孔牢固地连接到第四部件8的外圆形表面。此外，滚珠轴承31通过固定装置30固定在第四部件8的近端上。固定装置30可以是螺母或本领域公知的任何固定装置。此外，中心块29设置有内孔13，其中，内孔13借助于克氏针使接头17能够定位在解剖学关节的旋转屈伸轴线上，从而使其能够屈伸。内孔13可以布置成穿过第二销27。内孔13的尺寸被设计成允许克氏针穿过其中。
在本发明的另一实施例中，保持部件15以及装置4和5的位置被替换(在附图中未示出)并且在下文中进行描述。用于解剖学关节的承受外部负荷的牵张装置1包括：构造成附接到解剖学关节的解剖学第一构件上的第一部件6和与第一部件6可操作地相关联的第二部件7；构造成附接到解剖学关节的第二构件上的第三部件3和与第三部件3可操作地相关联的第四部件8；以及将第二部件7和第四部件8结合的接头17。所述部件6、7、3和8沿着纵向轴线18彼此延伸设置。保持部件15以及装置4和5的位置的替换导致第二部件7的一节段可滑动且可伸缩地布置在第一部件6内，而第四部件8的一节段可滑动地且可伸缩地布置在第三部件3内。所述节段位于第二部件7和第四部件8的远端处。所述四个部件6、7、8和3中的每个部件优选地由一个实心部分制成。在该实施例中，每个保持部件15布置在第一部件6的近端和第三部件3的近端处。第二部件7和第四部件8的每个中心部分设置有外螺纹部分24，其中在每个外螺纹部分24上布置有一对螺母4和5，其中每对螺母4和5位于各自的保持部件15内。借助于两个保持部件15，每对螺母4和5被支承并保持在期望的纵向位置处，从而提供解剖学关节的牵张。第一部件6和第三部件3各自具有中空体的形状，优选为管状，其远端设置有多个穿孔2，并且第二部件7和第四部件8为具有圆形横截面的杆。每个保持部件15具有矩形或类似形状的中空框架的形状。此外，每个保持部件15在其上端和下端设置有孔口，第二部件7穿过所述孔口并在第一部件6内滑动，而第四部件8穿过所述孔口并在第三部件3内滑动。所述孔口的横截面与第二部件7和第四部件8的横截面相关。
在另一实施例中，第一部件6和第三部件3可以被实施为具有诸如C形轮廓或圆形C形轮廓的轮廓的导引轨道，并且第二部件7和第四部件8被实施为相应的滑轨。取决于导引轨道的轮廓，第二部件7和第四部件8可以是具有圆形横截面的杆，或者可以在其远端处具有另一横截面，所述远端可滑动地布置在第一部件6或第三部件3内或沿着其滑动。
在第一部件6和第三部件3被实施为导引轨道的实施例中，第二部件7和第四部件8的在其远端处的节段被实施为轨道，而它们的中央部分和远端被实施为具有圆形横截面的杆。第一部件6和第三部件3的远端构造成附接到解剖学关节的解剖学第一构件和解剖学第二构件上。第二部件7和第四部件8的中央部分设置有外螺纹部分。定位在保持部件15的上端处的孔口的横截面与被实施为轨道的第二部件7和第四部件8的远端的横截面相关，而定位在保持部件15的下端处的孔口的横截面与第二部件7和第四部件8的近端的横截面相关。
牵张装置1的部件由金属如不锈钢或钛合金、钴铬合金或陶瓷制成，或者优选地由高强度聚合物材料如RCH 1000高分子量聚乙烯或Hi-Fax1900超高分子量聚乙烯形成以最大程度地减少摩擦和磨损。材料的组合也可用于使本发明的不同部件的材料的性能最大化。经皮销钉23由金属形成并且属于本领域中公知的类型。
显然，根据上述教导，可以对本发明进行多种修改和变化。因此，应当理解的是，在所附权利要求的范围内，可以不同于本文具体描述的方式实施本发明。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于解剖学关节的承受外部负荷的牵张装置(1)，包括：
构造成附接到所述解剖学关节的解剖学第一构件上的第一部件(6)和与所述第一部件(6)可操作地相关联的第二部件(7)；
构造成附接到所述解剖学关节的第二构件上的第三部件(3)和与所述第三部件(3)可操作地相关联的第四部件(8)；和
将所述第二部件(7)和所述第四部件(8)结合的接头(17)；所述接头(17)构造成使得在所述解剖学关节中能够存在自然运动；
两个保持部件(15)；和
调节装置(4，5)，其能够调节所述第一部件(6)和所述第三部件(3)并将其固定在相对于所述接头(17)的中侧轴线(19)的期望的纵向位置，所述中侧轴线(19)与所述解剖学关节的旋转屈伸轴线对齐，以便提供所述解剖学关节的牵张，其特征在于
所述第一部件(6)和所述第二部件(7)可滑动且可伸缩地相互连接，并且所述第三部件(3)和所述第四部件(8)可滑动地且可伸缩地互相连接，其中所述四个部件(6；7；3；8)中的两个部件——所述两个部件中的每个部件都相对于所述接头(17)的中侧轴线(19)设置在互相相对的一侧——包括一个保持部件(15)，并且所述四个部件(6；7；3；8)中的另外两个部件各自都包括所述调节装置(4，5)。
2.根据权利要求1所述的牵张装置(1)，其中，所述第一部件(6)的一节段可滑动地且可伸缩地布置在所述第二部件(7)内或沿着其布置，并且所述第三部件(3)的一节段可滑动地且可伸缩地布置在所述第四部件(8)内或沿着其布置。
3.根据权利要求1所述的牵张装置(1)，其中，所述第二部件(7)的一节段可滑动地且可伸缩地布置在所述第一部件(6)内或沿着其布置，并且所述第四部件(8)的一节段可滑动地且可伸缩地布置在所述第三部件(3)内或沿其布置。
4.根据权利要求1和2所述的牵张装置(1)，其中，各个保持部件(15)布置在所述第二部件(7)的远端和所述第四部件(8)的远端处，每个保持部件(15)具有中空框架的形状。
5.根据权利要求1和3所述的牵张装置(1)，其中，各个保持部件(15)布置在所述第一部件(6)的近端和所述第三部件(3)的近端处，每个保持部件(15)具有中空框架的形状。
6.根据权利要求1所述的牵张装置(1)，其中，所述调节装置(4，5)是两对螺母。
7.根据权利要求1、2、4和6所述的牵张装置(1)，其中，所述第一部件(6)和所述第三部件(3)的每个中心部分都设置有外螺纹部分(24)，其中在每个外螺纹部分(24)上布置有一对螺母(4，5)，其中各对螺母(4，5)位于相应的保持部件(15)内，其中借助于两个保持部件(15)和各对螺母(4，5)将所述第一部件(6)和第三部件(3)支承并保持在期望的纵向位置处，以提供所述解剖学关节的牵张。
8.根据权利要求7所述的牵张装置(1)，其中，所述第一部件(6)和所述第三部件(3)是具有圆形横截面的杆，或者所述第一部件(6)和所述第三部件(3)的节段被实施为轨道，其中所述第一部件(6)和第三部件(3)的远端设置有多个穿孔(2)，并且所述第二部件(7)和第四部件(8)各自具有中空体的形状或各自被实施为导引轨道。
9.根据权利要求1、3、5和6所述的牵张装置(1)，其中，所述第二部件(7)和所述第四部件(8)的每个中心部分均设置有外螺纹部分(24)，其中在每个外螺纹部分(24)上布置有一对螺母(4，5)，其中每对螺母(4，5)定位在相应的保持部件(15)内，其中通过两个保持部件(15)和每对螺母(4，5)将所述第一部件(6)和所述第三部件(3)支承并保持在期望的纵向位置，以提供所述解剖学关节的牵张。
10.根据权利要求9所述的牵张装置(1)，其中，所述第一部件(6)和所述第三部件(3)各自具有中空体的形状，或者各自被实施为导引轨道，其中所述第一部件(6)和所述第三部件(3)的远端设置有多个穿孔(2)，并且所述第二部件(7)和所述第四部件(8)是具有圆形横截面的杆，或所述第二部件(7)和所述第四部件(8)的所述节段被实施为轨道。
11.根据权利要求4所述的牵张装置(1)，其中，每个保持部件(15)在其上端和下端处设置有孔口，所述第一部件(6)的所述节段穿过所述孔口并且在所述第二部件(7)内滑动，并且所述第三部件(3)的所述节段穿过所述孔口并且在所述第四部件(8)内滑动，所述节段位于所述第一部件(6)和所述第三部件(3)的近端处。
12.根据权利要求5所述的牵张装置(1)，其中，每个保持部件(15)在其上端和下端处设置有孔口，所述第二部件(7)的所述节段穿过所述孔口并在所述第一部件(6)内滑动，并且所述第四部件(8)的所述节段穿过所述孔口并在所述第三部件(3)内滑动，所述节段位于所述第二部件(7)和所述第四部件(8)的远端处。
13.根据权利要求1所述的牵张装置(1)，其中，所述接头(17)是球圈接头。
14.根据权利要求1所述的牵张装置，其中，所述接头(17)是万向节。
15.根据权利要求13所述的牵张装置(1)，其中，所述第二部件(7)的近端设置有轭连接件(9)，其中滚珠构件(11)布置在所述轭连接件(9)内并且借助于十字轴(12)固定在所述轭连接件(9)的轭(25)上，其中贯穿所述轭连接件(9)、所述滚珠构件(11)和所述十字轴(12)设置有内孔(13)，所述内孔(13)使得所述接头(17)能够借助于克氏针定位在所述解剖学关节的旋转屈伸轴线上。
16.根据权利要求15所述的牵张装置(1)，其中，所述接头(17)的中侧轴线(19)贯穿所述内孔(13)，所述内孔能够将所述接头(17)定位在所述解剖学关节的屈伸轴线上。
17.根据权利要求13、15和16所述的牵张装置(1)，其中，所述第四部件(8)的近端是包围所述滚珠构件(11)的环形构件(10)，其中在所述环形构件(10)与所述滚珠构件(11)之间布置有间隙(16)。
18.根据权利要求14所述的牵张装置(1)，其中，所述万向节包括轭筒，所述轭筒具有布置在所述第二部件(7)的近端处的轭连接件(9)、布置在所述第四部件(8)的近端处的第二轭连接件(28)和借助于第一销(26)连接到所述轭连接件(9)并且借助于第二销(27)连接到所述第二轭连接件(28)的中心块(29)，其中所述第一销(26)和所述第二销(27)相互垂直。
19.根据权利要求18所述的牵张装置(1)，其中，贯穿所述中心块(29)布置有内孔(13)，所述内孔(13)使得所述接头(17)能够定位在所述解剖学关节的屈伸轴线上。
20.根据权利要求18所述的牵张装置(1)，其中，贯穿所述第二销(27)布置有内孔(13)，所述内孔(13)使得所述接头(17)能够定位在所述解剖学关节的屈伸轴线上。
21.根据权利要求18所述的牵张装置(1)，其中，所述第二轭连接件(28)和所述第四部件(8)通过滚珠轴承(31)相互联接，其中所述滚珠轴承(31)布置在所述第四部件(8)的近端处。
22.根据权利要求21所述的牵张装置(1)，其中，所述滚珠轴承(31)通过固定装置(30)固定在所述第四部件(8)的近端上，所述固定装置(30)是螺母或任何其它固定装置。
23.根据前述权利要求中任一项所述的牵张装置(1)，其中，用于将所述第一部件(6)附接到所述解剖学关节的所述解剖学第一构件上并且用于将所述第三部件(3)附接到所述解剖学关节的解剖学第二构件上的装置是经皮横向销钉(23)。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的牵张装置(1)，所述牵张装置用于关节软骨损伤的治疗，在所述治疗中需要形成新的膝关节软骨。
25.根据权利要求24所述的牵张装置(1)，所述牵张装置用于骨关节炎(OA)、局灶性软骨缺损的治疗以及膝关节内部发生的骨折的治疗。

Claims (23)

1.一种用于解剖学关节的承受外部负荷的牵张装置(1)，包括：
构造成附接到所述解剖学关节的解剖学第一构件上的第一部件(6)和与所述第一部件(6)可操作地相关联的第二部件(7)；
构造成附接到所述解剖学关节的第二构件上的第三部件(3)和与所述第三部件(3)可操作地相关联的第四部件(8)；和
将所述第二部件(7)和所述第四部件(8)结合的接头(17)；所述接头(17)构造成使得在所述解剖学关节中能够存在自然运动；
两个保持部件(15)；和
调节装置(4，5)，其能够调节所述第一部件(6)和所述第三部件(3)并将其固定在相对于所述接头(17)的中侧轴线(19)的期望的纵向位置，以便提供所述解剖学关节的牵张，其特征在于
每个所述部件(6；7；3；8)都由一个实心部分制成，其中所述第一部件(6)和所述第二部件(7)可滑动且可伸缩地相互连接，并且所述第三部件(3)和所述第四部件(8)可滑动地且可伸缩地互相连接，其中所述四个部件(6；7；3；8)中的两个部件——所述两个部件中的每个部件都相对于所述接头(17)的中侧轴线(19)设置在互相相对的一侧——包括一个保持部件(15)，并且所述四个部件(6；7；3；8)中的另外两个部件各自都包括所述调节装置(4，5)，其中各个调节装置(4，5)都位于相应的保持部件(15)内，每个保持部件(15)具有中空框架的形状。
2.根据权利要求1所述的牵张装置(1)，其中，所述第一部件(6)的一节段可滑动地且可伸缩地布置在所述第二部件(7)内或沿着其布置，并且所述第三部件(3)的一节段可滑动地且可伸缩地布置在所述第四部件(8)内或沿着其布置。
3.根据权利要求1所述的牵张装置(1)，其中，所述第二部件(7)的一节段可滑动地且可伸缩地布置在所述第一部件(6)内或沿着其布置，并且所述第四部件(8)的一节段可滑动地且可伸缩地布置在所述第三部件(3)内或沿其布置。
4.根据权利要求1和2所述的牵张装置(1)，其中，各个保持部件(15)布置在所述第二部件(7)的远端和所述第四部件(8)的远端处。
5.根据权利要求1和3所述的牵张装置(1)，其中，各个保持部件(15)布置在所述第一部件(6)的近端和所述第三部件(3)的近端处。
6.根据权利要求1所述的牵张装置(1)，其中，所述调节装置(4，5)是两对螺母。
7.根据权利要求1、2、4和6所述的牵张装置(1)，其中，所述第一部件(6)和所述第三部件(3)的每个中心部分都设置有外螺纹部分(24)，其中在每个外螺纹部分(24)上布置有一对螺母(4，5)，其中各对螺母(4，5)位于相应的保持部件(15)内，其中借助于两个保持部件(15)和各对螺母(4，5)将所述第一部件(6)和第三部件(3)支承并保持在期望的纵向位置处，以提供所述解剖学关节的牵张。
8.根据权利要求7所述的牵张装置(1)，其中，所述第一部件(6)和所述第三部件(3)是具有圆形横截面的杆，或者所述第一部件(6)和所述第三部件(3)的节段被实施为轨道，其中所述第一部件(6)和第三部件(3)的远端设置有多个穿孔(2)，并且所述第二部件(7)和第四部件(8)各自具有中空体的形状或各自被实施为导引轨道。
9.根据权利要求1、3、5和6所述的牵张装置(1)，其中，所述第二部件(7)和所述第四部件(8)的每个中心部分均设置有外螺纹部分(24)，其中在每个外螺纹部分(24)上布置有一对螺母(4，5)，其中每对螺母(4，5)定位在相应的保持部件(15)内，其中通过两个保持部件(15)和每对螺母(4，5)将所述第一部件(6)和所述第三部件(3)支承并保持在期望的纵向位置，以提供所述解剖学关节的牵张。
10.根据权利要求9所述的牵张装置(1)，其中，所述第一部件(6)和所述第三部件(3)各自具有中空体的形状，或者各自被实施为导引轨道，其中所述第一部件(6)和所述第三部件(3)的远端设置有多个穿孔(2)，并且所述第二部件(7)和所述第四部件(8)是具有圆形横截面的杆，或所述第二部件(7)和所述第四部件(8)的所述节段被实施为轨道。
11.根据权利要求4所述的牵张装置(1)，其中，每个保持部件(15)在其上端和下端处设置有孔口，所述第一部件(6)的所述节段穿过所述孔口并且在所述第二部件(7)内滑动，并且所述第三部件(3)的所述节段穿过所述孔口并且在所述第四部件(8)内滑动，所述节段位于所述第一部件(6)和所述第三部件(3)的近端处。
12.根据权利要求5所述的牵张装置(1)，其中，每个保持部件(15)在其上端和下端处设置有孔口，所述第二部件(7)的所述节段穿过所述孔口并在所述第一部件(6)内滑动，并且所述第四部件(8)的所述节段穿过所述孔口并在所述第三部件(3)内滑动，所述节段位于所述第二部件(7)和所述第四部件(8)的远端处。
13.根据权利要求1所述的牵张装置(1)，其中，所述接头(17)是球圈接头。
14.根据权利要求1所述的牵张装置，其中，所述接头(17)是万向节。
15.根据权利要求13所述的牵张装置(1)，其中，所述第二部件(7)的近端设置有轭连接件(9)，其中滚珠构件(11)布置在所述轭连接件(9)内并且借助于十字轴(12)固定在所述轭连接件(9)的轭(25)上，其中贯穿所述轭连接件(9)、所述滚珠构件(11)和所述十字轴(12)设置有内孔(13)，所述内孔(13)使得所述接头(17)能够借助于克氏针定位在所述解剖学关节的旋转屈伸轴线上。
16.根据权利要求15所述的牵张装置(1)，其中，所述接头(17)的中侧轴线(19)贯穿所述内孔(13)。
17.根据权利要求13、15和16所述的牵张装置(1)，其中，所述第四部件(8)的近端是包围所述滚珠构件(11)的环形构件(10)，其中在所述环形构件(10)与所述滚珠构件(11)之间布置有间隙(16)。
18.根据权利要求14所述的牵张装置(1)，其中，所述万向节包括轭筒，所述轭筒具有布置在所述第二部件(7)的近端处的轭连接件(9)、布置在所述第四部件(8)的近端处的第二轭连接件(28)和借助于第一销(26)连接到所述轭连接件(9)并且借助于第二销(27)连接到所述第二轭连接件(28)的中心块(29)，其中所述第一销(26)和所述第二销(27)相互垂直。
19.根据权利要求18所述的牵张装置(1)，其中，贯穿所述中心块(29)布置有内孔(13)，所述内孔(13)使得所述接头(17)能够定位在所述解剖学关节的屈伸轴线上。
20.根据权利要求18所述的牵张装置(1)，其中，贯穿所述第二销(27)布置有内孔(13)，所述内孔(13)使得所述接头(17)能够定位在所述解剖学关节的屈伸轴线上。
21.根据权利要求18所述的牵张装置(1)，其中，所述第二轭连接件(28)和所述第四部件(8)通过滚珠轴承(31)相互联接，其中所述滚珠轴承(31)布置在所述第四部件(8)的近端处。
22.根据权利要求21所述的牵张装置(1)，其中，所述滚珠轴承(31)通过固定装置(30)固定在所述第四部件(8)的近端上，所述固定装置(30)是螺母或任何其它固定装置。
23.根据前述权利要求中任一项所述的牵张装置(1)，其中，用于将所述第一部件(6)附接到所述解剖学关节的所述解剖学第一构件上并且用于将所述第三部件(3)附接到所述解剖学关节的解剖学第二构件上的装置是经皮横向销钉(23)。
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