CN111588456A - 一种高把持力低损缓释药骨螺钉 - Google Patents

一种高把持力低损缓释药骨螺钉 Download PDF

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Abstract

一种高把持力低损缓释药骨螺钉，包括螺母头，螺杆，螺杆是柱状空心结构，底端开口所述螺母头上开有凹槽，凹槽底面开有与螺杆内腔连通的螺纹通孔；还包括一个内螺钉，内螺钉穿过螺纹通孔，内螺钉的顶部与螺纹通孔螺纹配合；内螺钉的直径是螺杆空腔内径的1/2‑1/3；内螺钉为空心结构，其底端的锥头由多个首尾固定连接，中部分离的金属条组成。螺杆上开设多个均匀分布的通孔，还包括一个弹性金属卷，其位于螺杆内，弹性金属卷在压缩状态下外壁与螺杆内壁装填生长因子颗粒。该骨螺钉能够有效释放生长因子，加快骨骼愈合。

Description

一种高把持力低损缓释药骨螺钉
技术领域
本发明涉及一种骨螺钉，具体涉及一种用于骨折手术使用的骨螺钉。
背景技术
骨螺钉在使用时都会希望其能够在治疗期内不脱位，这就要求骨螺钉要有较高的把持力和良好的机械抗弯，抗拉的性能。通常机械性能均能满足要求。但关键在把持力，把持力的表现与螺钉结构以及螺钉所在的骨骼的特征直接相关。一般来说，螺钉的脱位大多发生在松质骨内，如果螺钉螺纹螺距小，螺纹内径外径差也小，在松质骨内就容易导致松质骨破碎或受到螺纹的挤压变形，而不是稳定的嵌入螺纹，就容易发生螺钉的轴向移动或周向转动。
而为了获得较高的把持力，通常螺钉的螺纹就要大，螺钉的直径也大，这就使得螺钉对骨骼造成的损伤也大。因此，如何以较小的损伤，获得稳定的把持力就成为骨螺钉设计的重点。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种损伤小，把持力高的骨螺钉。
为了实现上述目的，本发明包括螺母头，螺杆，螺杆是柱状空心结构，底端开口，所述螺母头上开有凹槽，凹槽底面开有与螺杆内腔连通的螺纹通孔；
还包括一个内螺钉，内螺钉穿过螺纹通孔，内螺钉的顶部与螺纹通孔螺纹配合；
内螺钉的直径是螺杆空腔内径的1/2-1/3；
内螺钉为空心结构，其底端的锥头由多个首尾固定连接，中部分离的金属条组成；
螺杆上开设多个均匀分布的通孔，对应同一轴向位置的通孔为一组，每组有3-5个通孔，轴向上均匀分布4-12组，通孔的孔径在0.5-1mm之间，通孔水平或倾斜向下，其与水平面之间的夹角为10-20度，还包括一个弹性金属卷，其位于螺杆内，弹性金属卷自然状态下外壁紧贴螺杆空腔的内壁，弹性金属卷在压缩状态下外壁与螺杆内壁装填生长因子颗粒，生长因子颗粒的粒径在0.05-0.075mm范围内，且其粒径不大于通孔内径，螺杆的顶端为倒锥形，部分锥面压入安装孔内。
优选的，螺杆的壁厚是其直径的1/8-1/6，螺杆的螺纹外径是螺杆直径的1/7-1/5；
优选的，内螺钉的顶部螺纹螺距是其它部分螺距的1/3-1/2。
优选的，内螺钉倾斜插入螺杆内。
优选的，内螺钉与螺杆同轴。
进一步的，所述锥头的金属条为记忆金属，在36度弯折变形使锥头最大外径大于内螺钉的直径。
进一步的，还包括垫片，垫片包括一个柱形腔，柱形腔的底部为底片，其中心开有供螺杆穿过的通孔，底片上开有多个均匀分布的钉孔，钉孔内插装直钉，底片上固定一个外环和一个内环，外环紧贴柱形腔侧壁和底片，内环内径与底片中心通孔直径相同，且内环底壁紧贴底片的上表面，外环和内环的上表面固定环形金属片，外环和内环的高度在0.5-1mm范围内，在外环和内环上固定一个筛网，筛网的厚度为0.5-1mm，所述钉孔对应筛网的筛孔，柱形腔的内侧壁上开有竖向设置的滑槽，所述螺母头低端固定于滑槽配合的凸起。
优选的，在底片上的钉孔的中心连线与底片轴线垂直的为一组，每组钉孔有2-4个，设置4-8组，各组钉孔沿底片轴线均匀间隔分布。
一种撑开器，包括一根底端连通胶球的导管，导管能够插入内螺钉内，胶球能够插入锥头内。
一种打磨组件，包括一个芯孔打孔装置和芯孔孔底打磨装置，芯孔打孔装置用于在骨骼内钻柱型孔；芯孔孔底打磨装置包括一个固定杆，固定杆中空，其底端固定连通球囊，球囊膨胀后为椭球型或梭形，球囊的外表面固定磨片。
本发明的有益效果在于：
1、空心的螺杆能够减小在骨骼上打孔的体积，减小对骨骼的损伤；
2、空心螺杆内增加固定连接内螺钉，能够有效的提高螺钉的把持力；
3、配合打磨装置，能够内螺钉低端磨削一个直径大于内螺钉外径的空腔，配合撑开器能够将内螺钉底端的锥头在空腔内撑开，在骨骼内形成一个固定锚，有效提高螺钉整体抗拉拔能力。
4、当内螺钉是倾斜插入骨骼内时，能够有效的提高抗拉拔能力。
5、垫片由多个细小的直钉完成自身的固定，避免骨密质或骨皮破碎，且能够有效保证螺钉不会发生转动。
6、利用金属自然压力，持续向骨骼内输送生长因子，加快断骨的愈合。
附图说明
图1是骨螺钉位于骨骼中的结构示意图。
图2是环孔打孔装置结构示意图。
图3是环孔打孔器底端结构示意图。
图4是芯孔打孔装置结构示意图。
图5是芯孔孔底打磨装置结构示意图。
图6是图5的局部放大图。
图7是内螺钉结构示意图。
图8是图7的局部放大图。
图9是内螺钉底端撑开状态结构示意图。
图10是内螺钉底端撑开器结构示意图。
图11是垫片结构示意图。
图12是垫片底片结构示意图。
图13是图11的局部放大图。
图14是弹性金属卷结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对发明做详细描述。骨螺钉所使用的材料均为常见的用于骨螺钉生产使用的金属材料。
如图1至14所示，一种高把持力低损缓释药骨螺钉10，包括螺母头11，螺杆12，其特征在于，螺杆12是柱状空心结构，底端开口，经过试验其壁厚最好是其直径的1/8-1/6，螺杆12的螺纹外径是螺杆12直径的1/7-1/5；所述螺母头11上开有凹槽13，凹槽13底面开有与螺杆12内腔连通的螺纹通孔；
还包括一个内螺钉60，内螺钉60穿过螺纹通孔，内螺钉60的顶部与螺纹通孔螺纹配合，其与螺纹通孔配合的螺纹螺距是其它部分螺距的1/3-1/2；
内螺钉60的直径是螺杆12空腔内径的1/2-1/3。
内螺钉60与螺杆12轴线的位置有两种，一种是内螺钉60与螺杆12同轴，一种是内螺钉60倾斜插入螺杆12内。倾斜插入螺杆12内的情况，更有利于提高把持力。
在连接两块断骨的时候，要在两块断骨上开连通的孔，既然螺杆12已经设置成的空心结构，那么只有临近螺母头的断骨内有完整通孔，而另一块断骨内仅有一个环孔，而为了提高断骨的生长，通常会使用促进骨骼生长的药物或是生长因子。这些固体颗粒的生长因子，使用的难点在于如何有效的释放到骨骼内部。因此在螺杆12上开设多个均匀分布的通孔，最好是对应同一轴向位置的通孔为一组，每组有3-5个通孔，而在轴向上均匀分布4-12组，通孔的孔径在0.5-1mm之间，通孔水平设置，或倾斜向下，其与水平面之间的夹角为10-20 度，还包括一个弹性金属卷14，其位于螺杆12内，弹性金属卷14自然状态下外壁紧贴螺杆 12空腔的内壁，弹性金属卷14外壁与螺杆12内壁装填生长因子颗粒15，生长因子颗粒15 的粒径在0.05-0.075mm范围内，且其粒径不大于通孔内径，使弹性金属卷14处于被压缩的状态。弹性金属卷14的结构和弹簧卷基本是一样的。为了避免生长因子颗粒从螺杆中掉落弹性金属片14可以在压缩状态下从螺纹通孔中插入螺杆12空腔，但并不先完全插入，其长度控制在比骨骼断面与螺母头之间的距离短，然后从凹槽13底面上开设的注料孔16注入生长因子颗粒，然后将弹性金属片完全插入，这样，在弹性金属卷14中下部的外壁与螺杆内壁之间就有足够的生长因子来限制弹性金属卷14舒张，然后在从注料孔16向弹性金属卷14与螺杆内壁之间加满生长因子。断骨的生长，会产生血肿，血肿会不断溶解生长因子，在弹性金属卷14的压力下，会不断将血肿溶解的生长因子压出，避免血肿沉积在螺杆空腔中，且能够加快生长因子的输出，提高断骨的生长速度。
同时为了避免生长因子泄露，螺杆12的顶端为倒锥形，部分锥面压入安装孔内。
如图9、10所示，为了进一步提高内螺钉抵抗拉拔的能力，内螺钉60也设置成空心结构其底端的锥头61由多个首尾固定连接，中部分离的金属条组成。当内螺钉拧入骨骼后，使用撑开器70插入内螺钉，撑开器70是一根底端连通胶球的导管，撑开器70的胶球伸入内螺钉60的锥头后向胶球内注入液体或吹起，将锥头61撑开，撑开后的锥头最大直径大于内螺钉60的直径。
当然锥头要扩大直径才能卡柱骨骼，提高把持力，因此所述锥头的金属条可以使用记忆金属，在36度时弯折变形，使锥头最大外径大于内螺钉的直径。为了避免记忆金属在拧入骨骼中时过早变形，撑开器70的作用也可以是冷却金属，其胶球内充入冷却液，使锥头61温度始终低于36度，当内螺钉拧到预定位置，在将撑开器拔出。当锥头受人体温度升温后记忆金属自然弯折。
为了避免由于锥头61撑开，导致松质骨的开裂或是破损，需要一个芯孔打孔装置40，用于打出内螺钉60的安装孔，同时增加一个芯孔孔底打磨装置50，其包括一个固定杆，固定杆50中空，其底端固定连通球囊51，球囊51膨胀后为椭球型或梭形，球囊51的外表面固定磨片52，如图6所示，所述磨片52为金属磨片，最好是其长度方向与球囊51的轴线平行设置。
为了避免螺钉转动，在螺母头11的底部套装一个垫片30，垫片30包括一个柱形腔，柱形腔的底部为底片31，其中心开有供螺杆12穿过的通孔，底片31上开有多个均匀分布的钉孔32，钉孔32内插装直钉，底片31上固定一个外环311和一个内环312，外环紧贴柱形腔侧壁和底片31，内环内径与底片30中心通孔直径相同，且内环底壁紧贴底片31的上表面，外环和内环的上表面固定环形金属片33，外环和内环的高度在0.5-1mm范围内，金属片33 的厚度以不锈钢为例，在0.01-0.1mm范围内。在外环和内环上固定一个筛网34，筛网34的厚度为0.5-1mm，所述钉孔32对应筛网34的筛孔，柱形腔的内侧壁上开有竖向设置的滑槽，所述螺母头11低端固定于滑槽配合的凸起。当螺母头11不断拧入骨骼中，螺母头的凸起在滑槽中，带动垫片转动。这时直钉还没有接触骨骼，当拧到最后一圈的时候，直钉开始接触骨骼，由于骨骼表面不是平的，因此，与骨骼近的直钉会受到更多的压力，与骨骼远的受到的压力小。由于金属片很薄，与骨骼近的直钉会将金属片顶起，这样能够缓冲一定的压力，且能够起到固定的作用。
之所以这样设计，是因为，常见的垫片只有最外侧一圈固定钉，这样为了保证其有足够的固定力，这种垫片的固定钉就比较大，而固定钉与螺杆固定孔之间的距离比较近，在固定钉的固定处骨骼容易碎裂，造成损伤的同时，固定力也会减弱。因此，在底片31上的钉孔的中心连线与底片轴线垂直的为一组，每组钉孔有2-4个，设置4-8组，各组钉孔沿底片31轴线均匀间隔分布。
为了打一个适合螺杆12的环孔，需要一个环孔打孔装置20，其外径稍小与螺杆的外径，内径稍大于环孔12的内径，底端带有破碎齿。
内螺钉60在骨骼愈合后要拧出时，可以使用金属杆将其锥头61低端向下压，使锥头最大直径缩小，使其能够从内螺钉60的安装孔中抽出。当然若是锥头是记忆金属，且是双程的记忆金属，即在高于某一温度时有一个稳定形态，在低于某一温度时有另一个稳定形态，此时则可以使用撑开器的胶球再次对其冷却，使其收缩。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，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 (10)

1.一种高把持力低损缓释药骨螺钉，包括螺母头，螺杆，其特征在于，螺杆是柱状空心结构，底端开口，所述螺母头上开有凹槽，凹槽底面开有与螺杆内腔连通的螺纹通孔；
还包括一个内螺钉，内螺钉穿过螺纹通孔，内螺钉的顶部与螺纹通孔螺纹配合；
内螺钉的直径是螺杆空腔内径的1/2-1/3；
内螺钉为空心结构，其底端的锥头由多个首尾固定连接，中部分离的金属条组成；
螺杆上开设多个均匀分布的通孔，对应同一轴向位置的通孔为一组，每组有3-5个通孔，轴向上均匀分布4-12组，通孔的孔径在0.5-1mm之间，通孔水平或倾斜向下，其与水平面之间的夹角为10-20度，还包括一个弹性金属卷，其位于螺杆内，弹性金属卷自然状态下外壁紧贴螺杆空腔的内壁，弹性金属卷在压缩状态下外壁与螺杆内壁装填生长因子颗粒，生长因子颗粒的粒径在0.05-0.075mm范围内，且其粒径不大于通孔内径，螺杆的顶端为倒锥形，部分锥面压入安装孔内。
2.根据权利要求1所述的高把持力低损缓释药骨螺钉，其特征在于，螺杆的壁厚是其直径的1/8-1/6，螺杆的螺纹外径是螺杆直径的1/7-1/5。
3.根据权利要求1所述的高把持力低损缓释药骨螺钉，其特征在于，内螺钉的顶部螺纹螺距是其它部分螺距的1/3-1/2。
4.根据权利要求1所述的高把持力低损缓释药骨螺钉，其特征在于，内螺钉倾斜插入螺杆内。
5.根据权利要求1所述的高把持力低损缓释药骨螺钉，其特征在于，内螺钉与螺杆同轴。
6.根据权利要求1所述的高把持力低损缓释药骨螺钉，其特征在于，所述锥头的金属条为记忆金属，在36度弯折变形使锥头最大外径大于内螺钉的直径。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高把持力低损缓释药骨螺钉，其特征在于，还包括垫片，垫片包括一个柱形腔，柱形腔的底部为底片，其中心开有供螺杆穿过的通孔，底片上开有多个均匀分布的钉孔，钉孔内插装直钉，底片上固定一个外环和一个内环，外环紧贴柱形腔侧壁和底片，内环内径与底片中心通孔直径相同，且内环底壁紧贴底片的上表面，外环和内环的上表面固定环形金属片，外环和内环的高度在0.5-1mm范围内，在外环和内环上固定一个筛网，筛网的厚度为0.5-1mm，所述钉孔对应筛网的筛孔，柱形腔的内侧壁上开有竖向设置的滑槽，所述螺母头低端固定于滑槽配合的凸起。
8.根据权利要求7所述的高把持力低损缓释药骨螺钉，其特征在于，在底片上的钉孔的中心连线与底片轴线垂直的为一组，每组钉孔有2-4个，设置4-8组，各组钉孔沿底片轴线均匀间隔分布。
9.一种配合如权利要求1-5和7-8所述的骨螺钉的撑开器，包括一根底端连通胶球的导管，导管能够插入内螺钉内，胶球能够插入锥头内。
10.一种配合配合如权利要求1-8所述的骨螺钉的打磨组件，包括一个芯孔打孔装置和芯孔孔底打磨装置，芯孔打孔装置用于在骨骼内钻柱型孔；芯孔孔底打磨装置包括一个固定杆，固定杆中空，其底端固定连通球囊，球囊膨胀后为椭球型或梭形，球囊的外壁固定磨片。
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