CN111281511A - 一种解剖型股骨近端髓内钉 - Google Patents

一种解剖型股骨近端髓内钉 Download PDF

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赵国军
黄朝朝
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Abstract

本发明实施例涉及一种解剖型股骨近端髓内钉，包括第一固定部、过渡部和第二固定部；第一固定部内设置有第一贯穿孔，第二固定部内设置有第二贯穿孔；第一固定部设置有第一锁钉孔，第一锁钉穿设第一锁钉孔与第一固定部锁定；第二固定部设置有第二锁钉孔，第二锁钉穿设第二锁钉孔与第二固定部锁定。本发明解剖型股骨近端髓内钉第一固定部和过渡部的外形及外展角的设计与股骨近端髓腔有极高的匹配度，且有不同直径和长度的型号可供选择，髓内钉近端部分的设计避免突出于大粗隆顶点，远端设计的分叉结构降低应力性骨折的风险，手术操作更为快速、便捷、可靠，减少术中透视和出血，最大限度促进骨折愈合，提高患者疗效。

Description

一种解剖型股骨近端髓内钉
技术领域
本发明涉及骨科医疗器械领域，尤其涉及一种解剖型股骨近端髓内钉。
背景技术
股骨近端骨折包括股骨颈骨折、股骨转子间骨折及股骨转子下骨折，发生率约占成人全身骨折的7.3％，而在老年骨折患者中比例可达23.8％。随着全球人口老龄化的进程，股骨近端骨折发生率随年龄增加而升高。据报道，全球每年新发老年股骨近端骨折约450万例，在今后40年内全球股骨近端骨折患者数量预计将增加至2100万人，其中亚洲人的发病率约占全球发病率的50％。股骨近端骨折日益增高的治疗需求及患者对生活质量高要求已成为骨科医师面临的一项挑战。
随着内固定器械理论与技术研究的深入，切开或闭合复位内固定被认为是治疗股骨近端骨折的金标准。在内固定装置的选择上，有锁定钢板、髓内内固定系统及桥接组合式内固定装置等。对于股骨近端髓内内固定系统，其结构包括髓内钉主钉、近端锁钉、远端锁钉和尾帽，其中，主钉具有至关重要的核心作用。
目前，已有的股骨近端髓内钉主钉存在以下不足：首先，外形设计不符合中国人群股骨近端髓腔的解剖形态学特点，使得主钉与股骨近端髓腔匹配度差，不仅插入困难，也易造成外侧壁医源性爆裂；其次，已有的髓内钉主钉应用于中国人群股骨近端骨折内固定手术时，其近端往往会突出于大粗隆顶点，造成对近端软组织的激惹，导致的长期疼痛不适时有发生，影响患者生活和患肢的功能康复；第三，已有的股骨近端髓内钉主钉的外偏角偏大，在置入主钉时，近端膨大部与外侧壁受力过大，不仅使其置入困难，也易导致局部应力集中；第四，已有的髓内钉主钉远端通过股骨前弓时，前弓的股骨髓腔与主钉远端部分易产生应力阻挡，不仅导致主钉置入过程的困难，局部应力集中也有造成应力性骨折的风险；第五，已有股骨近端髓内钉的主钉缺少直径更小的型号，未考虑部分髓腔较细的患者(如骨代谢异常及脊髓灰质炎患者)股骨近端骨折后的内固定需求，由于这部分人群的股骨髓腔较细，现有的髓内钉难以置入，使该部分患者的内固定装置选择范围非常局限。此外，股骨长度的变化范围较大，与身高、性别等诸多因素有关，已有的股骨近端髓内钉主钉长度选择有限。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种解剖型股骨近端髓内钉。为设计出一种符合中国人群股骨近端髓腔解剖形态学特点的髓内钉，本发明对大样本的中国人群股骨近端解剖形态学特征进行了深入研究和探索，方法学上采用了拥有自主知识产权的基于人工智能的数字化股骨近端形态学三维测量模式，可对生成的股骨三维CT图像进行自由旋转、分割，应用点、线、面三元素结合的三维测量技术，对相关指标进行了高精度的测量。通过大样本中国人群股骨近端三维图像的测量，最终归纳、总结出一整套拥有诸多指标的中国人群股骨近端三维形态学参数体系，并基于此参数体系设计了股骨近端髓内钉的外形、长度、圆形体部的直径、相关开孔角度等指标。为进一步验证设计的髓内钉与真实股骨的匹配性，本发明采用了拥有自主知识产权的基于虚拟现实技术的内固定匹虚拟配技术，将髓内钉与大样本中国人群股骨近端进行匹配并反复调整细节参数。采用虚拟匹配技术可用更少耗时、更低耗费，对内固定与真实骨骼模型进行反复调整和重复验证。
其具有如下优势：一、通过对大样本的中国人群股骨近端髓腔的解剖形态学特点的深入研究和探索，髓内钉第一固定部和过渡部的外形设计与股骨近端髓腔有极高的匹配度，更高的匹配度减少了外侧壁医源性爆裂发生的可能；二、针对国人骨骼设计的髓内钉近端部分长度，避免近端突出于大粗隆顶点，减少对股骨近端软组织的激惹；三、调整近端部分与远端圆形体部夹角(外展角)，更符合中国人群股骨近端髓腔向骨干移行部的形态学特征；四、远端设计分叉结构，使其通过股骨前弓时减少与前弓的应力阻挡，降低应力性骨折的风险；五、具有不同直径和长度的型号，不仅匹配度高，更可满足更广泛的临床需求，实现了更稳定的骨折对位、对线，促进骨折愈合。
本发明实施例提供了一种解剖型股骨近端髓内钉，所述解剖型股骨近端髓内钉为杆状结构，包括第一固定部、过渡部和第二固定部，所述第一固定部通过所述过渡部与所述第二固定部连接，所述第一固定部、过渡部和第二固定部一体成型；
所述第一固定部内轴向设置有第一贯穿孔，所述第二固定部内轴向设置有第二贯穿孔，所述第一贯穿孔与所述第二贯穿孔相连通；
所述第一固定部设置有第一锁钉孔，所述第一锁钉孔为斜插孔，所述第一锁钉孔的形状与第一锁钉的截面形状相适配，以在所述第一锁钉穿设所述第一锁钉孔时与所述第一固定部锁定；
所述第二固定部设置有第二锁钉孔，所述第二锁钉孔与所述第二固定部垂直，所述第二锁钉孔的形状与第二锁钉相适配，以在所述第二锁钉穿设所述第二锁钉孔时与所述第二固定部锁定；
所述第二固定部的下端为分叉式结构。
优选的，所述第一固定部与所述第二固定部的夹角为3°～6°，所述第一固定部任意一处的截面积大于所述第二固定部任意一处的截面积。
优选的，所述过渡部的长度为25mm～35mm；
所述过渡部为圆台结构，所述圆台结构轴向上的两端分别连接所述第一固定部和所述第二固定部，所述圆台结构连接所述第一固定部的一端的截面积大于连接所述第二固定部的一端的截面积，所述圆台结构与所述第一固定部的连接处的截面积相等，所述圆台结构与所述第二固定部的连接处的截面积相等。
优选的，所述第一锁钉孔与所述第一固定部的夹角为130°～140°，所述第一锁钉孔的形状为纺锤形。
优选的，所述第二固定部为圆柱体结构，所述圆柱体结构的直径范围为7mm～14mm。
优选的，所述第一固定部上端的端面上设置有钉帽孔，所述钉帽孔与所述第一贯穿孔相连通，所述钉帽孔的尺寸及形状与钉帽的尺寸及形状相适配。
优选的，所述第一固定部的长度为55mm～65mm；
所述第一固定部的横截面呈符合股骨近端髓腔解剖形态学参数的水滴形，所述水滴形的长轴长度为14mm～22mm，短轴长度为12mm～18mm，以使所述解剖型股骨近端髓内钉与所述股骨近端髓腔形态相匹配。
优选的，所述分叉式结构包括多个独立且结构相同的瓣体，每个所述瓣体的长度为25mm～55mm。
优选的，所述第二锁钉孔为动力孔，所述动力孔的长度5mm～8mm，宽度为2.5mm或3.5mm。
手术时，根据患者髓腔粗细程度及实际需求，选择适宜直径和长度的解剖型股骨近端髓内钉，借助连接架将解剖型股骨近端髓内钉主钉置入股骨近端髓腔，并定位到合适深度和角度；使用骨钻沿专用套筒在股骨近端外侧皮质开孔后，将第一锁钉通过第一锁钉孔孔打入适宜位置，通过透视确定位置合适后锁紧；再使用骨钻沿专用套筒在股骨干外侧皮质开孔后，将第二锁钉通过第一锁钉孔孔打入适宜位置，通过透视确定位置合适后锁紧，并可根据实际需求行静态或动态置钉；最后将适宜型号的钉帽置入钉帽孔中。
本发明的有益效果是，髓内钉的外形和相关角度设计符合股骨近端髓腔的解剖形态学特点，与股骨近端髓腔有极高的匹配度，减少了外侧壁医源性爆裂发生的可能；结合不同粗细和长度的远端圆形体部，实现了更稳定的骨折对位、对线，促进骨折愈合；缩短的近端部分可避免近端突出于大粗隆顶点，减少对股骨近端软组织的激惹；远端设计的分叉结构使其通过股骨前弓时减少与前弓的应力阻挡，降低应力性骨折的风险；针对股骨髓腔粗细的不同，设计了多种直径的解剖型股骨近端髓内钉，适用于更多的人群，并提供更佳的髓腔匹配度；更为丰富的长度选择可为更广泛的患者人群提供更为适配的内固定装置；由于是解剖型，匹配度高，髓内钉主钉置入更为便捷、快速，减少术中透视和出血，并提高患者的功能预后。
附图说明
图1为本申请发明实施例提供的一种解剖型股骨近端髓内钉的结构示意图；
图2为图1所示解剖型股骨近端髓内钉结构中A-A方向的剖面图；
图3为图2所示解剖型股骨近端髓内钉结构中B-B方向的剖面图；
图4为本发明实施例提供的解剖型股骨近端髓内钉侧视图；
图5为本发明实施例提供的解剖型股骨近端髓内钉结构中第一固定部的横截面形状示意图；
图6为本发明实施例提供的解剖型股骨近端髓内钉结构中第一锁钉孔的形状示意图；
图7为本发明实施例提供的解剖型股骨近端髓内钉钉帽结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明实施例提供一种解剖型股骨近端髓内钉，应用于股骨近端骨折手术中骨折部位的固定。本发明提供的解剖型股骨近端髓内钉为杆状结构，钉杆总长度为140mm～300mm。实际应用中，可以每隔5mm设置一个长度规格，例如，140mm规格、145mm规格及150mm规格等等。
如图1所示，本发明提供的解剖型股骨近端髓内钉10包括第一固定部11、过渡部12和第二固定部13，第一固定部11通过过渡部12与第二固定部13连接，第一固定部11、过渡部12以及第二固定部13一体成型。
在一些实施例中，第一固定部11与第二固定部13之间形成3°～6°的夹角。如图2所示，第一固定部11的轴线L1与第二固定部13的轴线L2之间的夹角∠1＝4°。优选的，过渡部12与第一固定部11同轴设置，进而，过渡部12与第二固定部13之间形成3°～6°的夹角。
在一些实施例中，第一固定部11任意一处的截面积大于第二固定部13任意一处的截面积，从而达到第一固定部11相比第二固定部13呈现出膨大状的效果。
为使本发明提供的解剖型股骨近端髓内钉10与股骨近端髓腔形态相匹配，第一固定部11的横截面形状如图5所示的“水滴形”，该“水滴形”的长轴长度a范围为14mm～22mm，短轴b长度范围为12mm～18mm，第一固定部11的长度为55mm～65mm，符合股骨近端髓腔解剖形态学参数。
过渡部12，符合股骨近端髓腔与骨干髓腔移行处的结构特点，可以为长度范围在25mm～35mm的圆台结构，该圆台结构轴向上的两端分别连接第一固定部11和第二固定部13，该圆台结构连接第一固定部11的一端的截面积大于连接第二固定部13的一端的截面积。另外，该圆台结构与第一固定部11的连接处的截面积相等，该圆台结构与第二固定部13的连接处的截面积相等，从而使过渡部12与第一固定部11和第二固定部13的两处连接自然过渡，使杆状的解剖型股骨近端髓内钉外表面光滑，无任何棱面。
第二固定部13，为置入骨干部分的主体，其形状结构为圆柱体。为使本发明提供的解剖型股骨近端髓内钉与股骨近端髓腔形态相匹配，第二固定部13所包含圆柱体的直径范围为7mm～14mm，实际应用中，可以每隔0.5mm设置一个直径规格，例如7mm规格、7.5mm规格及8mm规格等等。另外，还可以根据实际需求及个体差异选择不同的长度规格。
本实施例中，解剖型股骨近端髓内钉10具有中空结构。具体如图2所示，第一固定部11内轴向设置有第一贯穿孔14，第二固定部13内轴向设置有第二贯穿孔15，该第一贯穿孔14与该第二贯穿孔15相连通。此外，在第一固定部11的上端(远离第二固定部的一端)端面上设置有钉帽孔16，该钉帽孔16的尺寸及形状与钉帽160的尺寸及形状相适配，该钉帽孔16与第一贯穿孔14相连通。手术时，在将髓内钉置入髓腔并通过相应的锁钉固定后，将钉帽160置入钉帽孔16中，以将髓内钉内贯穿孔封闭。其中，钉帽160的结构可如图7所示。
本实施例中，第一固定部11设置有第一锁钉孔17，用于与第一锁钉配合固定。手术时，在髓内钉置入髓腔后，使用骨钻沿专用套筒在股骨近端外侧皮质开孔后，将第一锁钉通过第一锁钉孔17打入到适宜位置，透视位置合适后锁紧。
第一锁钉孔17可以为斜插孔，其斜插方向与第一固定部形成130°～140°的夹角。如图2所示，第一固定部的轴线L1与第一锁钉孔的轴线L3之间的夹角∠2＝134°。
为了更好地实现第一锁钉与第一固定部11之间的锁定，第一锁钉孔17的形状与第一锁钉的形状均为图6所示的纺锤形。当然，在另外的实施例中，第一锁钉孔17的形状与第一锁钉的形状也可以设计为其他异性形状，例如椭圆形等。
本实施例中，在第二固定部13的垂直方向上设置有第二锁钉孔18，也就是说，第二锁钉孔18的轴线方向与第二固定部13的轴线方向垂直，用于与第二锁钉配合固定。手术时，在完成髓内钉的置入及第二锁钉的打入固定后，使用骨钻沿专用套筒在股骨干外侧皮质开孔后，将第二锁钉通过第二锁钉孔18打入到适宜位置。
优选的，该第二锁钉孔18可以为形状与第二锁钉相适配的动力孔，该动力孔的长度可以为5mm～8mm，宽度可以为2.5mm或3.5mm，进而在手术时，可以根据实际需求行静态或动态置钉。
本实施例中，第二固定部13的下端为分叉式结构，使得患者股骨前弓时减少应力。该分叉式结构包括多个独立且结构相同的瓣体，如图3所示，该分叉式结构可以包括三个结构相同的瓣体19，每个瓣体19的横截面形状为圆心角度数为120°的环形。优选的，上述分叉式结构中，每个瓣体的长度范围为25mm～55mm，这里远端设计的分叉结构降低应力性骨折的风险，手术操作更为快速、便捷、可靠，减少术中透视和出血，最大限度促进骨折愈合，提高患者疗效，减少并发症的发生。
手术时，根据患者髓腔粗细程度及实际需求，选择适宜直径和长度的解剖型股骨近端髓内钉，借助连接架将解剖型股骨近端髓内钉主钉置入股骨近端髓腔，并定位到合适深度和角度；使用骨钻沿专用套筒在股骨近端外侧皮质开孔后，将第一锁钉通过第一锁钉孔打入适宜位置，通过透视确定位置合适后锁紧；再使用骨钻沿专用套筒在股骨干外侧皮质开孔后，将第二锁钉通过第二锁钉孔打入适宜位置，通过透视确定位置合适后锁紧，并可根据实际需求进行静态或动态置钉；最后将适宜型号的钉帽置入钉帽孔中。
本发明提供的解剖型股骨近端髓内钉解决了髓内钉的外形和相关角度与股骨近端髓腔匹配度差，导致外侧壁医源性爆裂发生的问题；解决了粗细和长度型号少，不能满足临床需求，不能实现更稳定的骨折对位、对线的问题；解决了近端部分突出于大粗隆顶点，造成对股骨近端软组织激惹的问题；解决了远端部分通过股骨前弓时产生应力阻挡，增加了应力性骨折风险的问题。通过解决上述难题，可使股骨近端骨折固定更为快速，便捷、可靠，减少术中透视和出血，最大限度促进骨折愈合，提高患者疗效，减少并发症的发生。
本发明至少具有如下优势：一、通过对大样本的中国人群股骨近端髓腔的解剖形态学特点的深入研究和探索，髓内钉第一固定部和过渡部的外形设计与股骨近端髓腔有极高的匹配度，更高的匹配度减少了外侧壁医源性爆裂发生的可能；二、针对国人骨骼设计的髓内钉近端部分长度，避免近端突出于大粗隆顶点，减少对股骨近端软组织的激惹；三、调整近端部分与远端圆形体部夹角(外展角)，更符合中国人群股骨近端髓腔向骨干移行部的形态学特征；四、远端设计分叉结构，使其通过股骨前弓时减少与前弓的应力阻挡，降低应力性骨折的风险；五、具有不同直径和长度的型号，不仅匹配度高，更可满足更广泛的临床需求，实现了更稳定的骨折对位、对线，促进骨折愈合。
在本发明中，术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书中的描述中，术语“一个具体的实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表达不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种解剖型股骨近端髓内钉，其特征在于，所述解剖型股骨近端髓内钉为杆状结构，所述解剖型股骨近端髓内钉包括第一固定部、过渡部和第二固定部，所述第一固定部通过所述过渡部与所述第二固定部连接，所述第一固定部、过渡部和第二固定部一体成型；
所述第一固定部内轴向设置有第一贯穿孔，所述第二固定部内轴向设置有第二贯穿孔，所述第一贯穿孔与所述第二贯穿孔相连通；
所述第一固定部设置有第一锁钉孔，所述第一锁钉孔为斜插孔，所述第一锁钉孔的形状与第一锁钉的截面形状相适配，以在所述第一锁钉穿设所述第一锁钉孔时与所述第一固定部锁定；
所述第二固定部设置有第二锁钉孔，所述第二锁钉孔与所述第二固定部垂直，所述第二锁钉孔的形状与第二锁钉相适配，以在所述第二锁钉穿设所述第二锁钉孔时与所述第二固定部锁定；
所述第二固定部的下端为分叉式结构。
2.根据权利要求1所述的解剖型股骨近端髓内钉，其特征在于，所述第一固定部与所述第二固定部的夹角为3°～6°，所述第一固定部任意一处的截面积大于所述第二固定部任意一处的截面积。
3.根据权利要求1所述的解剖型股骨近端髓内钉，其特征在于，所述过渡部的长度为25mm～35mm；
所述过渡部为圆台结构，所述圆台结构轴向上的两端分别连接所述第一固定部和所述第二固定部，所述圆台结构连接所述第一固定部的一端的截面积大于连接所述第二固定部的一端的截面积，所述圆台结构与所述第一固定部的连接处的截面积相等，所述圆台结构与所述第二固定部的连接处的截面积相等。
4.根据权利要求1所述的解剖型股骨近端髓内钉，其特征在于，所述第一锁钉孔与所述第一固定部的夹角为130°～140°，所述第一锁钉孔的形状为纺锤形。
5.根据权利要求1所述的解剖型股骨近端髓内钉，其特征在于，所述第二固定部为圆柱体结构，所述圆柱体结构的直径范围为7mm～14mm。
6.根据权利要求1所述的解剖型股骨近端髓内钉，其特征在于，所述第一固定部上端的端面上设置有钉帽孔，所述钉帽孔与所述第一贯穿孔相连通，所述钉帽孔的尺寸及形状与钉帽的尺寸及形状相适配。
7.根据权利要求1所述的解剖型股骨近端髓内钉，其特征在于，所述第一固定部的长度为55mm～65mm；
所述第一固定部的横截面呈符合股骨近端髓腔解剖形态学参数的水滴形，所述水滴形的长轴长度为14mm～22mm，短轴长度为12mm～18mm，以使所述解剖型股骨近端髓内钉与所述股骨近端髓腔形态相匹配。
8.根据权利要求1所述的解剖型股骨近端髓内钉，其特征在于，所述分叉式结构包括多个独立且结构相同的瓣体，每个所述瓣体的长度为25mm～55mm。
9.根据权利要求1所述的解剖型股骨近端髓内钉，其特征在于，所述第二锁钉孔为动力孔，所述动力孔的长度5mm～8mm，宽度为2.5mm或3.5mm。
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