CN111970983A - 用于外固定系统的快速附接夹具 - Google Patents

Abstract

用于外部固定器，优选为快速附接类型的外部固定器的夹具(1)，包括：用于锁固杆和/或接骨螺钉的多个附接件(2；3)；连接器(5)，其具有至少部分带螺纹的杆(50)，杆(50)穿过并且串联所述多个附接件(2；3)；至少一个第一附接件(2)，其包括由C形弹性桥(22)连接的两个臂(20；21)；所述杆(50)在所述弹性桥(22)和所述臂(20；21)的相对自由端之间的中间位置穿过所述第一附接件(2)；其中，在自由端，所述臂(20；21)限定用于接骨螺钉的螺钉容纳座(23)，所述螺钉容纳座可选择地配置为改变弹性桥(22)的形变以夹持具有不同直径的接骨螺钉。

Description

用于外固定系统的快速附接夹具

技术领域

本发明涉及一种用于整形外科应用的夹具，特别地该夹具旨在用于组成外固定系统的多个元件的联接。

因此，本发明在整形外科部门、特别是创伤外科手术中实现了有用的应用。

背景技术

在整形外科中，通常应用用于稳定、还原以及操作骨段的外固定技术。此类技术可用于刚性外骨骼的外科手术应用，外骨骼的最简形式由通过特定夹具彼此铰接的一组杆组成，外骨骼通过螺钉关联到患者的骨结构。总体而言，采用的机械系统以外固定器为名。

医院现实的治疗需求的多样性促进了各种类型固定器的差异化，每种固定器都有适合其预期用途的技术和形态特征。因此，对于某些应用(主要是创伤应用)并且在紧急情况下，已经开发了所谓的快速固定器，正是由于其特点在于固定简单且迅速。

快速固定器包括连接到不同类型夹具的结构杆：用于在结构的铰接点之间将杆彼此连接(杆-杆夹具)；或放置成使杆与锚定在患者骨骼上的非贯穿螺钉相关联(杆-螺钉夹具)。所有这些夹具都是具有特别设计重要性的元件，因为必须兼顾易于夹持和固定稳定性的相反需求。

在此背景下，市场提出了一种快速固定系统，该系统包括多个组件，可以以多种方式组装这些组件以满足特定的操作需求，如第EP1056407号专利文献所示。

特别地，这种系统既提供具有C形构造和相对较高的轴向体积的杆附接件又提供具有相对板的螺钉附接件，其特征在于轴向体积相对于杆附接件减小。这样的附接件可以通过连接螺钉彼此连接，必须方便地从适于互相连接的附接件的类型的尺寸来选择连接螺钉。因此，外科医生必须组成两个C形附接件和长螺钉来实现杆-杆夹具；或使用C形附接件、板附接件以及短螺钉来获得杆-螺钉夹具。

上述类型的系统即使以令人满意的方式执行其预期的功能，也具有一些迄今尚未解决的不便之处。

第一个不便之处在于组装的夹具缺乏使用灵活性。夹具的功能确实严格地由组成夹具的附接件决定；就理论上而言，组件的多样性允许广泛的功能组合，为了从这种可能性中受益，在每次操作中必须配置完整的全套组件，包括例如，用于具有适应不同解剖部位的不同直径的螺钉的附接件。

另一个不便之处涉及上述提出的系统的使用的相对复杂性，这也源于可以潜在地组装的大量组件。为所需的单个组件选择正确的结构元件(例如，如上所述，用于实现杆-杆夹具的长螺钉)的需求可能会导致外科医生产生混乱。

几乎不符合人体工程学的关闭系统带来了另一个不便之处，该系统要求操作者即使在初步组装阶段也要用六角扳手紧固连接螺钉。

因此，作为本发明基础的技术问题是至少解决一些在背景技术中描述的不便之处，特别是提供一种相对于领域中已知的装置应用灵活性和使用方便性更好的夹具。

发明内容

基于本发明的解决方案的理念是采用至少一个附接件，该附接件设有用于选择性地改变尺寸的螺钉的底座，从而允许将不同直径的骨螺钉锁定在单个夹具上。

因此，所述技术问题通过用于外部固定器的夹具来解决，该夹具优选地是快速附接类型的，其包括：多个用于锁固杆和/或接骨螺钉的附接件；设有至少部分带螺纹的杆的连接器，该杆穿过并串联连接所述多个附接件；所述多个附接件中的至少一个第一附接件；所述多个附接件中的至少一个第一附接件包括通过C形弹性桥连接的两个臂；所述杆在所述弹性桥和所述臂的相对自由端之间的中间位置穿过所述第一附接件；其中，所述臂在自由端处限定用于接骨螺钉的螺钉容纳座，所述螺钉容纳座可选择性地构造成改变弹性桥的形变，以夹持具有不同直径的接骨螺钉。

因此，桥的弹性允许调节夹持，并且使得限定了螺钉容纳座的臂的自由端处获得的钳口彼此靠近或远离。

优选地，螺钉容纳座适于至少允许夹持4mm、5mm和6mm直径的接骨螺钉，以便用于骨骼的不同解剖部位或不同尺寸(例如：用于腕部、足部的4mm；用于肱骨、踝部的5mm；用于骨盆、股骨、胫骨的6mm)。

为了不妨碍第一附接件的形变，所述臂中的至少一个，优选地，内臂(即在另一个夹具附近且不朝向结构端部的臂)具有扩大的孔，该孔远宽于穿过其中的杆。因此，当弹性桥的形变变化时，至少在与可夹持在所述容纳座内的接骨螺钉的直径的所需变化相对应的范围内变化，孔不会干扰所述杆。

此外优选地，内臂也具有用于杆的通孔。即使该通孔优选地具有基本上与杆的宽度匹配的宽度并且因此比所述扩大的孔的宽度小，该通孔仍然具有这样的间隙，该间隙允许杆的未对准以允许附接件的期望的弯曲。

有利的，连接器可以包括与杆成一体的头部，并通过凹面与杆连接；第一附接件的所述外臂在所述通孔的出口处提供凸座，即使当外臂相对于杆的垂直状态弯曲时该凸座也适于与所述凹面接触地匹配。

优选地，凸座和凹面是球形或圆柱形的，以确保在夹持状态下表面之间的永久接触。

螺钉容纳座优选地由与第一附接件的臂的自由端成一体的相应钳口的彼此面对并且相对的镜面V形轮廓限定。座的这种形态确保了在不同直径的接骨螺钉上的线性接触稳定性。

容纳座优选还具有用于接骨螺钉的杆的锥形的插入引导斜面。

有利地，第一附接件还可以提供用于外部固定器的杆的杆容纳座。使用附接件的形态的这种座由弹性桥的内部轮廓限定，该内部轮廓的形状基本上为圆弧。

杆/螺钉组合附接在单个第一附接件上的可能性保证了夹具使用的未知灵活性，并且由于可以为不同的用途选择单个组件，因此还极大地方便了组装。

优选地，限定杆容纳座的圆弧的对角大于180°，以包裹杆并在紧固构造中增加杆上的压力。

优选地，连接器在杆的端部处提供用于紧固工具的联接轮廓-优选地用于键头的多边形凹部，例如用于六角扳手的六角形凹部-以及紧固旋钮，其直径远大于所述联接轮廓，以用于连接器的手动紧固。

因此，紧固旋钮可以有利地用于初步紧固阶段，从而实现系统的人体工程学组装。

优选地，紧固旋钮由相对于联接轮廓由空腔分隔开的外围轴环限定。

特别地，紧固旋钮还可以在其自身的外周表面上具有便于手动握持的装置，例如滚纹或在高度握持的材料(例如弹性体)中的表面涂层。

除了已经讨论的第一附接件之外，夹具还可以包括仅设置有杆容纳座的第二附接件，或者可选地，包括具有一个或多个螺钉容纳座的第三附接件。

不同附接件的材料可为但不限于在玻璃或碳纤维中加强的塑料(聚醚酰亚胺，聚丙烯，聚芳基酰胺或类似的材料)，从而以低成本结合机械强度和灭菌效果。

对于连接器，可以使用AISI 300类的纯不锈钢、或铝合金或钛合金。

还应注意的是，附接件设计的特殊性和没有受限制的公差表明采用了三维打印技术。

参考以非限制性示例给出的附图，在以下本发明的优选而非限制性实施例的详细描述中，将更详细地示出其他特征和优点。

附图说明

图1示出了根据本发明的用于整形外科固定器的夹具的第一附接件的一部分的立体图；

图2示出了图1的附接件的不同角度的立体图；

图3示出了沿正中平面截取的图1的附接件的侧视图；

图4示出了沿正中平面截取的图1的附接件的立体图；

图5示出了根据本发明的用于整形外科固定器的夹具的第二附接件的一部分的立体图；

图6示出了图5的附接件的不同角度的立体图；

图7示出了沿正中平面截取的图5的附接件的立体图；

图8示出了图5的附接件的俯视图；

图9示出了图5的附接件的侧视图；

图10示出了沿正中平面截取的图5的附接件的侧视图；

图11示出了根据本发明的用于整形外科固定器的夹具的第三附接件的主视图；

图12示出了图11的第三附接件的侧视图；

图13示出了根据本发明的用于整形外科固定器的夹具的一部分的连接器的立体图；

图14示出了沿正中平面截取的图13的连接器的立体图；

图15示出了沿正中平面截取的图13的连接器的侧视图；

图16示出了根据本发明的用于整形外科固定器的另一种连接器的立体图；

图17示出了图16的连接器的不同角度的立体图；

图18示出了图16的连接器的不同角度的立体图；

图19示出了根据本发明的用于整形外科固定器的夹具的一部分的垫圈的立体图；

图20示出了图19的垫圈的不同角度的立体图；

图21示出了沿正中平面截取的图19的垫圈的立体图；

图22示出了根据本发明的用于外部固定器的夹具的立体图；

图23示出了图22的夹具的不同角度的立体图；

图24示出了图22的夹具拆分开的各部分的视图；

图25示出了施加到外部固定器的杆上的图22的夹具的主视图；

图26示出了施加到外部固定器的彼此正交地相配的两个杆上的图22的夹具的立体图；

图27示出了图26的结构拆分开的各部分的视图；

图28示出了施加到外部固定器的正交于接骨螺钉的杆上的图22的夹具的立体图；

图29示出了用于外部固定器的夹具的第一变型的立体图，该夹具可以通过组装根据本发明的夹具的组件来实现；

图30示出了沿正中平面截取的图29的夹具的立体图；

图31示出了图29的夹具拆分开的各部分的视图；

图32示出了外部固定器，该外部固定器包括两个图29中所示类型的夹具，这两个夹具与对应于患者的腕关节的骨部位匹配；

图33示出了用于外部固定器的夹具的第二变型，该夹具可以通过组装根据本发明的夹具的组件来实现。

具体实施方式

下文描述的优选实施例提供了一种系统，该系统包括多个组件，这些组件可组合以实现夹具的不同变型，这些变型在附图中以附图标记1、1'和1”标识。

如先前关于背景技术的讨论中所指定的，这样的夹具1，1'，1”设计为用作外部骨科固定器100、特别是图32所示类型的快速固定器的连接元件。夹具1，1'，1”适于以快速且有效的方式实现两个连接杆101之间或杆101与接骨螺钉102(直径为4mm、5mm或6mm)之间的临时刚性连接。

如图22-28所示，夹具1的第一变型包括第一附接件2和第二附接件3，这两个附接件通过连接器5方便地保持在一起；该实施方式还提供了两个分别置于第一附接件2和第二附接件3的钳口(jaws)之间的垫圈6。在第二附接件3的情况下，垫圈除了执行定中心功能外，还具有有效地间隔的作用，以限制附接件的弯曲，从而防止所有断裂的危险。

在图13-15中分别显示的连接器5包括设有螺纹端55的杆50。杆50的相对端提供了用于加强和定中心的扩大的套环(col lar)57，随后是通过大致球形的凹面52连接到套环57的头部51。

套环57的直径允许减小杆50和附接件的通孔之间的间隙，从而有利于将倒齿表面接合到附接件2、3的接口。

头部51提供了外部滚花的环形螺母，该螺母限定了紧固旋钮54。在内部，联接轮廓53通过在与杆50相反的方向上开口的腔室56与紧固旋钮分隔开，在这种情况下联接轮廓为用于六角扳手的六角形凹槽。

该连接器还提供了紧固螺母57，该紧固螺母57被旋拧到螺纹端55上，从而包裹插入在所述元件之间的附接件2、3。此外，应注意的是，在该物件的变型中，螺母可结合到第二附接件3中。

在图1-4中分别示出的第一附接件2设置有两个臂，相对于组装后的夹具1的整体结构，我们将分别将这两个臂标识为内臂20和外臂21。臂20、21通过C形弹性桥22连接，即通过弹性铰链连接，该弹性铰链允许其在相互平行的静止构型之外弯曲。

弹性桥22内部具有圆柱形表面，该圆柱形表面以稍微大于180°的弧形延展，以接合两个臂20、21的内部平面。该平面限定了杆容纳座26，外部固定器100的连接杆101可夹持在该杆容纳座中。

在弹性桥22的相对端，臂20、21具有各自的钳口27a，27b。相对于臂的其余部分加厚的这种钳口27a，27b具有相对的平坦表面，在该平坦表面上获得了两个V形花键，该V形花键横向于附接件延伸。两个彼此面对的花键限定了一个螺钉容纳座23，该螺钉容纳座23可以根据连接器5的夹持给到臂的弯曲来容纳4mm、5mm或6mm的螺钉。两个臂20、21还包括用于连接器5的杆50的通过的相应的孔24、25。在内臂20上形成的孔是在臂的延伸方向上延伸的椭圆形构造的扩大的孔24，其相对于杆50的圆周具有实质上更大的面积。相反，外臂21上的通孔25是圆形的并且基本上与杆50相称，仍然提供足以允许附接件2弯曲的间隙。

在通孔25的外部形成球形的扩口，即用于连接器5的凹面52的凸座28，该凸座在外臂21相对于杆50不垂直的情况下也基本接触地靠在凹面上。

最后，应注意的是，内臂20在其中间部分之一中由圆柱形衬套29限定。这种衬套具有径向齿29a，采用该径向齿以约束并列的附接件的相应齿，从而确保了夹具1的弯曲稳定性。此外，在外表面上设置有凸起29b，这些凸起以固定角度均匀分布(在特定情况下90°)，可以用作确保连接杆101和骨螺钉102之间垂直度的角度基准。

在图5-10中分别示出的第二附接件3具有与第一附接件2的结构类似的结构，不同之处在于，第二附接件3没有设置用于限定接骨螺钉的座的钳口。相对于组装的夹具1的整体结构，第二附接件还设置有两个臂，即连接到C形弹性桥32的内臂30和外臂31。

在这种情况下，弹性桥32还限定了杆容纳座36，外部固定器100的连接杆101可夹持在杆容纳座36内。

两个臂30、31包括用于连接器5的杆50通过的相应的孔34，35。在内臂30上形成的孔是与第一附接件2的内臂20上获得的孔类似的扩大的孔34。外臂21上的通孔35在这里也基本上与杆50成比例，从而提供足以允许附接件3弯曲的间隙。

在通孔35外形成有用于容纳紧固螺母57的六边形的凹部38，如前所述，该凹部可以在打印过程中结合在附接件3本身中。

同样在这种情况下，内臂30在末端而不是中间部分被圆柱形衬套39限定。这样的衬套具有径向齿39a和凸起39b，采用该径向齿39a来约束并列的附接件的齿，并且凸起39b彼此间隔90°。

分别在图19-21中示出的垫圈6是基本圆柱形的套筒，垫圈具有相对的凸缘和侧向平坦部，垫圈自身套在杆50上，从而将单个附接件2和3的各自的臂20，21以及30，31分开；或如上所述，垫圈也可以仅具有定中心功能，特别是在与第一附接件2结合使用时。

如图29-32所示，夹具1'的第二变型包括前述类型的第二附接件3和通过连接器5'保持在一起的第三附接件4。

分别在图11和12中示出的第三附接件4由两个大致对置形成的板40组成，两个板40在其界面上限定了花键和侧向凹槽以用于保持接骨螺钉102。花键和/或侧向凹槽以90°彼此相交，并且为具有不同直径和/或不同中心至中心距离的接骨螺钉102限定了两对座。特别地，在这种特定情况下：在前后方向上，板40限定两个侧向凹槽41以用于保持直径为5mm或6mm的螺钉(中心距为20mm)；板在左右方向上限定两个通孔42以用于保持直径为4mm的螺钉(其中心距大约为14mm)。

分别在图16-18中示出的用于这种类型的夹具1'的连接器5'相对于先前讨论的连接器略有不同。实际上，连接器5'具有长度较短的杆50'和仅具有周向支座52'的头部轮廓51'，头部轮廓51'仅被加载在第三附接件4的外部，在该第三附接件4中该轮廓形成为屈服悬臂。特别地，如图30所示，该周向支座52'不会撞击到第三附接件4的径向齿上。

如图33所示，夹具1”的第三变型包括第二附接件3和彼此重叠的两个第三附接件4，这两个第三附接件通过连接器5保持在一起。

显然，对于上述发明，该领域的专家为了满足临时和特定的需要，可以引入若干修改和变型，所有的这些修改和变型都包含在由权利要求书限定的本发明的保护领域内。

Claims (11)

1.用于外部固定器(100)的夹具(1)，包括：

用于锁固杆(101)和/或接骨螺钉(102)的多个附接件(2；3；4)；

连接器(5)，所述连接器(5)具有至少部分带螺纹的杆(50)，所述杆(50)穿过并串联连接所述多个附接件(2；3；4)；

所述多个附接件(2；3；4)中的至少一个第一附接件(2)包括由C形弹性桥(22)连接的两个臂(20；21)；

所述杆(50)在所述弹性桥(22)和所述臂(20；21)的相对的自由端之间的中间位置穿过所述第一附接件(2)，其特征在于，

在自由端，所述臂(20；21)限定用于接骨螺钉(102)的螺钉容纳座(23)，所述螺钉容纳座(23)可选择性地配置为改变弹性桥(22)的形变，以夹持具有不同直径的接骨螺钉(102)。

2.根据权利要求1所述的夹具(1)，其中所述螺钉容纳座(23)至少允许夹持直径为4mm、5mm和6mm的接骨螺钉(102)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的夹具(1)，其中所述第一附接件(2)的所述臂(20；21)中的至少一个具有相对于穿过其的所述杆(50)更宽的扩大的孔(24)，从而当弹性桥(22)的形变变化时，至少在对应于可夹持在所述容纳座(23)中的接骨螺钉(102)的直径的期望变化范围内，臂不干扰所述杆。

4.根据权利要求3所述的夹具(1)，其中所述第一附接件(2)的具有扩大的孔(24)的臂是相对于所述夹具(1)的整体结构的内臂(20)，所述内臂为与第二附接件(3)并列的臂。

5.根据权利要求4所述的夹具(1)，其中所述第一附接件(2)的外臂(21)具有用于所述杆(50)的通孔(25)；所述连接器(5)包括与杆(50)成一体并通过凹面(52)接合到其上的头部(51)；所述外臂(21)在所述通孔(25)的出口处提供了凸座(28)，即使当所述外臂(21)相对于垂直于杆(50)的状态下弯曲时，所述凸座(28)也可以接触地匹配所述凹面(52)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的夹具(1)，其中所述螺钉容纳座(23)由与所述第一附接件(2)的臂(20；21)的自由端成一体的相应的钳口(27a；27b)的彼此面对并且相对的镜面V形轮廓限定。

7.根据前述权利要求中一项所述的夹具(1)，其中所述第一附接件(2)还提供用于外部固定器(100)的杆(101)的杆容纳座(26)。

8.根据权利要求7所述的夹具(1)，其中所述杆容纳座(26)由所述第一附接件(2)的所述弹性桥(22)的基本为圆弧形的内部轮廓限定，所述圆弧形的对角大于180°。

9.根据前述权利要求中任一项所述的夹具(1)，其中所述连接器(5)在所述杆(50)的端部提供用于紧固工具和紧固旋钮(54)的联接轮廓(53)，所述联接轮廓(53)的直径远大于所述联接轮廓(52)的直径以用于手动紧固连接器(5)。

10.根据权利要求9所述的夹具(1)，其中所述紧固旋钮(54)具有便于手动握持的装置，例如滚纹或表面涂层。

11.根据前述权利要求中任一项所述的夹具(1)，还包括：

第二附接件(3)，所述第二附接件(3)具有杆容纳座(36)；或

第三附接件(4)，所述第三附接件(4)具有一个或多个螺钉容纳座(42；43)。

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