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温敏医疗/牙科用器械

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CN1127465A
CN1127465A CN 94192830 CN94192830A CN1127465A CN 1127465 A CN1127465 A CN 1127465A CN 94192830 CN94192830 CN 94192830 CN 94192830 A CN94192830 A CN 94192830A CN 1127465 A CN1127465 A CN 1127465A
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CN
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temperature
sensitive
medical
dental
apparatus
Prior art date
Application number
CN 94192830
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罗希特·C·L·萨奇德娃
彼得鲁斯·A·贝斯林克
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记忆医疗系统公司
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    • A61M5/46Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests having means for controlling depth of insertion

Abstract

医疗/牙科用器械(40)应用形状记忆材料的性质,以不同地控制两个或更多单体(43)和(46)之间的空间关系,所说的单体各自具有相互靠近设置并重叠的部分(45)和(47)。每个单体(43)和(46)各自的另一部分(41)和(48)与病人的身体相连接。

Description

温敏医疗/牙科用器械

相关申请本申请是申请于1993年3月5日的美国专利申请第08/026,980号的部分继续。

发明领域本发明涉及带有温敏调节系统的医疗/牙科用器械,更特别的是,涉及可连接于病人身体不同部位的器械。

发明背景在医疗/牙科领域用到各种带有多个在空间上相互间可相对调节的单体的器械。为达到这些调节则需要许多的技术和装置。例如,牙齿矫正用的头部装置或面弓就采用以下的技巧以将矫正力施加到病人的牙齿上。面弓通常包括固定在内弓之上的外弓。外弓有两个端头,一个弹性单体沿病人的项部成环状并钩接在端头上,用以通过内弓在病人特殊的牙齿上施加压紧力。内弓通常具有空心端头,每个端头都套管式地容纳有面弓导线,该导线是固定在前述端头中的。内弓一般安设在病人口腔中约于犬齿水平处。将每一个面弓导线的突出端头插入早已以箍圈方式固定在待移位的臼齿上的小口腔套管中,这样,该面弓导线端头就在口腔后部固定在前述的臼齿上。以此方式,通过限制每根导线与内面弓之间的相对运动,导线即可在臼齿上施加向后的矫正力。在套管中,导线端头可自由地轴向滑动。因此,就需要在每个面弓导线上做一个圆环,使面弓导线不能滑穿过相应的口腔套管,这样即可实现对上述相对运动的限制。每个圆环相当于一个止动器,使矫正力被施加上。也可弯曲导线,在圆环的自由端与导线的固定端之间设定一个所期望的角度,以改变如何将矫正力施加到臼齿上(即,实现牙齿的所希望移动)。

在中期就诊时,整牙医生事先一般都要弯曲圆环以校正所施加的力。特别是通过弯曲圆环的多或少来增加或缩减弓长。大多数情况下,多次的这样弯曲过程导致导线材料的疲劳,使靠近圆环的导线断裂。这样的事故不仅导致额外的工作和花费,而且对病人的健康也是危险的,并具有潜在的损害性,例如,一截导线折断并落入病人的喉咙中。同时也发现,将圆环安设在病人的口腔中会引起病人的不适。因此,就需要不同的技术或装置来相对于内面弓调节每个面弓导线,以避免重复弯曲导线,并消除对圆环的需要。

在诸多这样的器械中,第一和第二单体彼此套叠地接合在一起。在一个这样的器械即Herbst器械中,一个单体包括一个插头,另一个单体包括一个套管。插头的一端可滑动地为套管的一端所容纳。采用两个插头/套管组合,病人口腔的每一侧各有一个,用以校正病人上颌骨和下颌骨的相对位置。在病人口腔的每一侧,插头的另一端固定在病人下颌骨的牙齿上,而套管的另一端则固定在上颌骨的牙齿上。在空心单体中插入一个止动器,如一小截直径更小的套管,就可限制每个插头和套管间的相对的可抽拉的运动。经常要调节一个或两个插头能滑入相应的套管中的深度。为实现上述调节,经常需要在完成改变之前将一个或两个Herbst单体从病人口腔中取出。从病人口腔中取出一个或两个Herbst单体势必会延长治疗过程。另外,以前的Herbst单体一旦取出,就不易调节。另一种医疗/牙科用的可调的管叠式器械也有相同的问题。因此就需要一种能克服这些缺陷的器械和系统。

另一种这样的器械的例子包括固定病人脊柱的脊柱侧凸校正系统。这样的系统通常都包括多套固定于椎骨的双脊柱钩。每套钩都固定于沿病人脊柱设置的固定或校正杆上。用螺栓或螺钉来调节每套钩彼此间的相对位置。另外,要用定位螺钉来固定固定杆上的每套钩的位置。然而,这些螺栓和螺钉的螺纹势必要磨伤或磨损,而且由于没有更多的空间来使用调节螺钉或螺栓所必需的工具,使得它们的安装很繁重。再者,众所周知,螺钉在体内有旋出的倾向。这就导致了器械的松动,需要另外进行手术。

许多医疗/牙科用器械都是直接固定在病人的骨结构上。例如,成骨错位(Osteogenesisdistraction)器械通常包括至少一个固定板,该板上有一个或多个形成于其上的用于容纳诸如螺旋钉的固定器的孔,所说的的固定器固定在病人骨头中。已发现,螺钉随着时间的推移会从板孔中旋出。因此,螺钉一经嵌入病人的骨头中,也有必需限制其与固定板之间的相对运动。

发明概述本发明的一个目的是提供一种可更容易地调节本体中至少两个部件间的空间关系的医疗/牙科用器械。

与前述目的有关的另一个目的在于提供一种可更可靠地保持本体部件间的空间关系的医疗/牙科用器械。

再一个相关目的是提供一种本体部件间的空间关系可重复改变的医疗/牙科用器械,而该器械不易出故障。

本发明的进一步目的在于提供一种可在至少两个本体部件间传递更宽范围的各种不同的力的医疗/牙科用器械。

与最近的前述目的有关的另一个目的在于提供一种可更可靠地维持所施加的力的医疗/牙科用器械。

另一个相关目的是提供一种可重复改变施加的力的医疗/牙科用器械,但该器械不易出故障。

再一个相关目的是提供一种可在本体部件间更容易地改变所施加的力的医疗/牙科用器械。

本发明的进一步目的在于提供一种可更可靠地固定于病人身体上至少两个部位的医疗/牙科用器械,更特别地是固定于相同骨头的不同部位或不同的骨骼上的医疗/牙科用器械。

本发明的以上目的是通过以下医疗/牙科用器械来达到的,该器械包括第一单体和第二单体,每个单体都有可与病人身体部位相连接的部分。这些单体的其他部分以各种不同的空间关系相互靠近装配并重叠。使用由形状记忆材料制成的第三或形状记忆单体来进行或限制第一和第二单体之间空间关系的调节,所说的形状记忆材料具有变相温区。当形状记忆材料处于工作温度或周围温度时,形状记忆单体限制空间关系的调节。相对于工作温度或增高或降低形状记忆材料的温度,形状记忆单体都可进行空间关系的调节。

形状记忆材料处在低于变相温区的温度时,通常相对柔弱且易弯,而至少处在高于变相温区的温度时,该材料相对较强且具有超弹性能。特定形状记忆材料的性质在变相温区内通常各不相同。一般地,强度和超弹性能在向变相温区的高温端变化时趋于增强,而在向低温端变化时趋于减弱。如是形状记忆材料的性能已多有记载。例如,参见以下出版的作品:1990年由Butterworth和Heinemann出版,T.W.Duerig,K.N.Melton,D.Stockel和C.M.Wayman编辑的名称为Engineering Aspects of ShapeMemory Alloys (ISBN No.0—750—61009—3)的书中包括以下文章:C.M.Wayman和T.w.Duerig的“An Introduction to Martensite and Shape Memory”,3—20页;及J.L.Proft和T.W.Duerig的“The Mechanical Aspects of Constrained Recovery”,115—129页,每篇文章都与其中的参考文献构成总体。

简而言之,根据本发明原理的器械的工作温度或周围温度(即正常体温)低于、处于或高于所用形状记忆材料的变相温区(TTR)。许多形状记忆材料,特别是形状记忆金属合金的TTR可经常调整,以补偿特别的周围温度。

对最常见的形状记忆金属,都存在两种基本的晶体结构,低于TTR的马氏体和高于TTR的奥氏体。变相温区内存在两种结构的不同程度的组合。一般地,马氏体相对柔弱易弯,而奥氏体则相对较强且有超弹性能。如果形状记忆金属处在马氏体阶段,就需要加热转变至奥氏体。若形状记忆金属处在奥氏体阶段,则需要冷却转变为马氏体。如果周围温度正在TTR之中,形状记忆金属的实际结构就取决于其温变历程。当形状记忆金属的结构不完全是但已几乎全是奥氏体时,该材料仍可具有超弹性能。当形状记忆金属已完成全或几乎全是马氏体时,相对来讲就比奥氏结构更柔弱易弯,但仍可具有一些弹性(即可弯曲产生施加的力)。一些形状记忆金属,通常所知的宽范围滞后合金(即钛—镍—铌)可具有宽的TTR。对于这些材料,在处于周围温度的嵌入过程中可使用马氏体结构,这样无需冷却即可进行调节。一旦调节进行完毕,使记忆材料的温度进行循环,(一般由加热高于TTR之上)降至远低于周围温度的温度,其结构也由奥氏体向马氏体转变。由此,即使周围温度在一定范围内变化,锁定作用都会很稳定。当环境是在病人体内时(如脊柱侧凸矫正装置),即并不需要或期望多次重复的调节,而是需要或期望稳定性时,这种类型的形状记忆材料将特别有用。

根据本发明的原理,第一和第二单体可具有各种各样的结构。一个单体的靠近部分可以套管式地装设于另一个单体的靠近部分之中,比如Herbst器械。另外,第一和第二单体的靠近部分也可互相并排地设置,如面弓中的内弓和外弓。形状记忆单体的结构要至少部分地由第一和第二单体上靠近设置的部分的结构来支配。在本发明较宽的实施例中,形状记忆单体是环绕第一和第二单体中两个靠近设置的部分来装设的。在另一个较宽的实施例中,形状记忆单体是仅环绕其中的一个单体部分来装设的。在另一个实施例中,形状记忆单体设置在第一和第二单体之间。再者,形状记忆单体甚至可以是第一和第二单体之一或两者的靠近部分的一部分或者全部。

形状记忆单体的形状可预先设计或调整,以便在其受热后,由低于变相温区到高于变相温区的温度时,形状记忆单体可强烈地回复到预先设计的形状。若不是全部的话,则许多形状记忆材料也是可调整的,以使在由高于变相温区冷却至低于变相温区的温度时,形状记忆单体的形状可回复到预先设计的形状。由于在低于其变相温区的温度时,形状记忆材料相对来说更易变形,所以,后种形状记忆单体将不会象前种形状记忆单体那样剧烈地回复到接近于预先设计的形状。对于许多可能的体现本发明原理的器械方案,形状记忆材料的温敏特性用于帮助维持第一和第二单体上靠近设置的部分之间的空间关系,而同时仍可使这些单体之间的空间关系能进行重复调节。取决于其应用,最好是调整形状记忆单体,以便当形状记忆单体受热后在周围温度下具有超弹性能时,能进行空间关系的调节。然而在其他一些应用中,低于周围温度的可调节性是为人们所希望的,而超弹性能并非所需。

本发明的一个特征是,基于器械的实施方案,在形状记忆单体与第一和第二单体上靠近设置的部分之一或两者之间装设一个偏压套。该中间套有助于确保至少在形状记忆材料冷却低于其TTR时,靠近的单体部分可容易地调节。该套是通过在形状记忆材料处于易弯曲的状态时拉伸形状记忆单体来实现上述目的的。

与前述特征有关的特征是,根据器械的实施方案,可沿形状记忆单体的外侧装设偏压套,其中的形状记忆单体是沿第一和第二单体上靠近设置的部分之一或两者来装配的。该外侧偏压套用于以下情况,即形状记忆材料冷却到至少低于其TTR时,形状记忆单体受到调整,具有了限制靠近的单体部分间的空间关系的形状。该外侧套是通过在形状记忆材料处于易弯曲的状态时挤压形状记忆单体来实现以上目的的。

本发明的另一个特征是,至少在形状记忆单体的温度低于其变相温区时,使用偏压簧以使第一和第二单体相互间相对移动。对于一些器械实施方案,期望使用形状记忆材料的偏压簧,以利用材料超弹性能或形状记忆性能的两者或其中一个。

本发明的进一步特征是,使用对于形状记忆单体的机械装置,以限制第一和第二单体上靠近设置的部分沿共同的轴相互间相对转动。

本发明的再一个特征是,例如用带孔或槽口的第一和第二单体,以便从结构上减弱其上靠近设置的部分之一。这样做是为了至少在形状记忆单体的温度高于其变相温区时,使形状记忆单体更容易地阻止或至少限制第一和第二单体部分的调节。

通过以下结合附图的描述,本发明的上述方面或其他方面将更加清晰明了。

附图简要说明:图1为固定于病人口腔中上臼齿上的正齿面弓的正视图;图2为表明用于调节导线长度的现有技术的内弓和面弓导线的侧视图;图3为表明根据本发明的用于调节导线长度的形状记忆单体的内弓和面弓导线的侧视图;图4为包括偏压套的图3中的形状记忆单体的立体图;图4A为另一种如图4中所示的偏压套的立体图;图5a、5b和5c为表明另一个根据本发明的用于调节面弓导线相对于内弓的长度的形状记忆单体的内弓和面弓导线的侧视图;图6是本发明面弓的一个实施例的正视图;图6A是图6面弓实施例中的内弓和已预先承受负载的面弓导线的侧面部分剖视图;图6B是图6面弓实施例中的外弓和已预先承受负载的项带的侧面部分剖视图;图7是图6中的内弓的一端在面弓导线将要插入时的部分剖面侧视图;图7A是图6中的内弓端头的替换实施例的部分剖面侧视图;图8是与图7类似的面弓导线已嵌入内弓时的视图;图9是沿图8中9—9线的剖视图,其所示为本发明的转动限制装置的一个实施例;图9A是与图9近似的本发明的转动限制装置的另一个实施例的视图;图10是图6中形状记忆单体在连通内弓及外弓时的部分立体剖视图;图11是根据本发明的用于可变地锁紧两个单体的替换实施例的部分剖面侧视图;图12是根据本发明的脊柱侧凸矫正装置的立体图;图12A是根据本发明的用于固定如图12所示的装置中的脊骨钩之一的实施例的放大正视图;

图12B是根据本发明的用于脊柱侧凸矫正的Cotrel—Dubousset和Isola装置的后视图;图12C是根据本发明的Harrington棒和薄片钩的部分剖面正视图;图12D是根据本发明替换实施例的Harrington棒和脊椎螺杆的部分剖面正视图;图13是根据本发明的钳紧装置的正视图;图13A是如图13的钳紧装置的替换实施例的部分剖面正视图,其中一个钩相对于另一个钩是可枢转的;图13B是如图13的钳紧装置的替换实施例的部分剖面正视图,其中包括偏压簧;图14是根据本发明的成骨错位装置的立体图;图15是如图14装置的替换实施例的部分剖面正视图,其中包含偏压簧;图15A是根据本发明的套管式装置的部分正视图,其中固定有两个由形状记忆材料制成的夹紧爪;图16是根据本发明的另一种成骨错位装置的部分剖面正视图,其中装有棘齿装置;图17是根据本发明的注射器和皮下注射针的正视图;图17A是图17中划圆圈的区域17A,其表示为根据本发明的针头连接器;图18A和18B是根据本发明的连通装置分别在开和闭的状态下的正视图;图18C是如图18A和18B的连通装置的替换实施例的部分剖面侧视图,其中装有头部为球形的螺杆;图19是根据本发明的另一种连通装置的立体图;

图19A是如图19的连通装置的实施例的部分剖面侧视图;图19B是如图19的连通装置的替换实施例的剖面侧视图;图20是根据本发明的可锁紧接头的示意性立体图;图21是根据本发明的可锁紧球形接头的部分剖面侧视图;图22是根据本发明的既可调节又可锁紧的活动连接件的示意性立体图;图23是体现本发明原理的连通装置的部分剖面前视图,图24是沿图23中24—24线的部分剖面侧视图;图25是如图23的连通装置在特殊应用时的部分剖面侧视图;及图26是图23的连通装置的变形的立体图。

发明详述:以下对体现本发明原理的各种医疗/牙科用器械作详细的描述。参见图1,所示为面弓装置10,该装置具有例如通过(低温)焊接或熔焊接口12而与内弓13连接的外弓11。内弓13可做成实心的,而仅在其每个端头13a中有轴向钻孔,或可做成整个长度都是空管形的。面弓导线17固定在内弓13的每个端头中,并且是与其不可移动地连接着。每根面弓导线17连接在臼齿14上,以向其传输矫正力。箍圈15围绕固定在每个臼齿14上,每根导线17通过固定在箍圈15上的口腔套管16与其相应的臼齿14相连。外弓11的端头22呈钩形,以接受沿病人项部延伸的弹性带(未示出)。弹性带沿箭头24所示的方向施加力,以提供通过面弓导线17传输至臼齿14上的矫正力。

如图2所示,面弓导线17通过导线17中的曲线26而轴向顶靠在套管16上。曲线26的作用类似一个止动器,用以防止导线17完全由套管16中穿出。通过改变导线17中的曲线26的形状,导线17的有效长度可以有X长度的调节。若重复弯曲,就可导致上面提到的引发导线17断裂的疲劳难题。通过如此地改变不同导线17间的有效长度,即可如人们所期望地产生不同的施加于每个臼齿14上的矫正力。这可通过改变每个曲线26的不同形状来实现,但这仍存在潜在的疲劳难题。

如图3所示,根据本发明的原理,曲线26可以为由形状记忆材料制成的夹环或夹套18所代替,该形状记忆材料具有变相温区。夹套18由于是以这样的形状记忆材料制成的,它就可以沿导线17轴向移动一个所需的矫正长度X,而勿需如前述实施例所述的改变导线17的形状,如在本领域所熟知、因此也无需细加讨论的是,由这样的形状记忆材料制成的物品在低于其变相温区的温度时,是易弯曲的,并且通常情况下也容易重新整型。也可调整这样的物品,以使其具有预先设计的形状,而该形状是该物品至少在形状记忆材料达到高于其变相温区的温度时将要转变成的形状。这样,在重新整型后,物品在被加热至高于其变相温区时,能强制地回复到其预先设计的形状。众所周知,当形状记忆材料的温度处于其变相温区时,可得到各种不同程度的如前所述的柔韧性及预先设计的形状,而这要取决于所达到的温度。

因此,预先设计夹套18,该夹套的内径要小于导线17的外径,将夹套18冷却,直至形状记忆材料变得易弯曲而且夹套18的轴向位置易于调节;一旦到达所期望的轴向位置,就加热夹套18,直至得到至少足够程度的预设计的形状和超弹性能,这样,夹套18即可以足够的力夹住导线17,起到令人满意的止动器的作用。形状记忆材料的超弹性能可使夹套18产生非常明显的可恢复的形变,并由此产生夹紧力。通过简单地冷却、然后加热夹套18至适当的温度,即可重复调节夹套18的轴向位置。现有各种的形状记忆材料,包括形状记忆金属合金(如钛基合金和铁基合金)及形状记忆聚合物,该聚合物具有宽范围的可能的变相温区。在很大程度上,选择适合的形状记忆材料取决于适于装置的特殊应用及工作环境所必需的材料性能。

如图4所示,若期望的话,形状记忆夹环18可以与处于导线17和簧片19之间的中间簧片或偏压套19一体形成。偏压套19最好包括轴向的狭口20,以提供附加的类似弹簧的性能,该偏压套可由标准的弹簧材料或者甚至于具有超弹性能的形状记忆材料制成。具有超弹性能的簧片表现出无大反差的机械性能。由于形状记忆夹环18中的偏压套19,当形状记忆材料冷却下来时,形状记忆夹环18被簧片19拉长,使形状记忆夹环18沿导线17的轴向移动更容易。

如图4A所示,形状记忆夹环18可直接固定在导线17上,而偏压套19围绕夹环18的外侧设置。由这种结构,可调整形状记忆夹环18,使其在冷却时具有小于导线17直径的内径,而在加热到至少分别低于和高于TTR的温度时,其内径则比导线17的直径大。这样,夹环18在冷却时可夹紧导线17。因为在低于TTR的温时,若不是全部也是大多数的形状记忆材料更柔弱且更易弯曲,所以夹环18的夹紧强度对于特殊的应用是不够的。因而使用偏压套19,使夹环18在任何需要额外夹紧力时都可作为足够的止动器。为调节夹环18的位置,可将其加热,直至其产生足够的变形以克服偏压套19的限制,并延展至可沿导线17滑动。因此,图4中的实施例可用在期望冷却夹环18至低于周围温度以达到调节目的时。

如图5a、5b、5c所示,可改变面弓10,以便通过改变导线17在每个内弓13端头13a中的深度来调节每根导线17的长度。以此方式,沿其中嵌有导线17的每个管形端头13a的外侧设置另一个形状记忆夹环或套28,内弓13的每个管形端头区13a即可象套垫19一样起到偏压套的作用。所希望的是,在每个管形端头13a的壁31上开设至少一个、最好两个轴向的狭口或孔,以使壁3 1更有弹性,更能起到象簧片套19一样的作用。

如同套垫18,也可冷却套垫28至足够的量,以使导线17轴向移动X的距离。加热套垫28至合适的温度,也可使其收缩,将内弓13上的簧片端头13a紧紧地压靠在导线17上,由此将导线17相对于内弓13的位置固定住。因此,导线17即可具有合适的曲线26和长度,而无需再弯曲。虽然使用曲线26可能使病人产生某些不适,但这可使导线17保留一些轴向弹性。也可将曲线26去掉,而使用更为持久的轴向止动器,如小的焊接环(未示出)。

在内弓13的管形端13a中可自由地轴向移动导线17还有其他的优点。标准的面弓导线一般用不锈钢制成。由于导线17永久性地固定在内弓13上,导线17材料上的任何改动都必须更换整个面弓套具10。现在,无论任何情况,导线17都可被简便地更换下来,而内弓和外弓13、11都可再重复使用。如前所述,将不同的力施用在每个臼齿14上是为人们所期望的。对于同样的导线结构,通过改变所使用的导线材料,导线17可得到宽范围的机械性能。与其通过改变导线17的长度或形状来获取不同的矫正力,还不如使用不同的导线材料。

图6—10所示为体现本发明原理的另一种面弓套具40。面弓40包括外弓41和内弓43。外弓41的每一端为钩状,以连接通常的颈带(未示出)。内弓43的每一端为管形件45。这些管形件45可以如前述的面弓10(见图7A)是内弓43的实际端头,或是如图7和8所示是整体连接在内弓43端头上的分离部件。如果是分离部件,每个管形件45可以由任何的可接受的弹性材料制成,该材料包括具有超弹性能的形状记忆材料。采用这样的管形分离件45可使内弓43的平衡更为普通,由此可降低费用。每个管形件45都可于其中套管式地容纳面弓导线47的一端。每个导线47的另一端嵌入在口腔套管46中,并可在其中自由地滑动,这与前述的方式相同。套管46固定在箍圈48上,而该箍圈圈固在臼齿50上。每根导线47包括某种形式的止动器51,如导线47上的曲线或形状记忆夹环,以限制其在套管46中的轴向滑动。如图5a、5b和5c所示的实施例那样,可采用夹环或套垫52,以通过改变导线47在内弓43的管形件45中的深度来轴向调节导线47的长度。

如图6A所示,将处于止动器51和口腔套管46之间的导线缠绕上挤压盘簧53,从而使导线47之一或两个都预先加载。同止动器18(见图3)一样,止动器51也由形状记忆材料制成。为防止使导线4 7由口腔套管46中滑出,导线47的另一端由套管46中伸出,并固定在另一个止动器55上,该止动器既可以是也可以不是形状记忆材料的。这样,在面弓套具40安置在病人口腔中并沿病人颈部固定住时,每个盘簧53即可将矫正力施加在臼齿50上。依其所需,盘簧53可由超弹材料或标准弹簧材料制成。另外,若期望内弓43施加非对称的矫正力,则可使用不同强度的盘簧53,或仅一根导线17以上述方式固定有盘簧53。若使用形状记忆材料的止动器51,则通过改变止动器51沿导线47上的位置,即可调节由盘簧53产生的力。

与前面的图1—5所示的实施例中的面弓套具不同,图7—9所示的实施例中的每根导线47不能围绕管形件45和套管式地装设在管形件45中的导线47的一个端头的共同轴线54在其相应的管形件45中转动。该转动限制是通过使每根导线47一端中的至少一部分或长度56的横截面呈非圆形来实现的。另外,内弓43的管形件45中至少一段58具有垂直于共同轴线54的非圆形开口。该段58即可是固定在管形部分45上的单独部件,或者是管形件45的实际一部分或其全部。最好是,导线长度56和管形部分58具有相同的形状,例如,卵圆形(如图9所示)或矩形(如图9A所示)。由于它们的横截面为非圆形的,导线长度56在管形段58中是不能转动的。这样就可阻止导线47与面弓43的相对转动,或者是至少受到限制,而不管夹环52的温度如何。

最好的是,每个口腔套管46和每根面弓导线47的另一端都具有至少分别带如此之非圆形横截面的管段58和一部分或长度56。通过限制每根导线47在其相应的管形件45和口腔套管46中的转动,包括扭矩的更多种的矫正力可以以更多的途径施加到一个或两个臼齿50上。与前述实施例相同,内弓43端头中的管形件45的壁上开设至少一个,优选两个轴向的狭口或开孔60。最好的是,狭口60也开设在管形段58上。

在另一实施例(见图7A)中,使用了不同形状记忆夹环或套垫62,他们也有自己的管形段64,该段与管形段58近似。虽然是在详细描述面弓套具,但以上对内弓13的公开也适用于唇用缓冲器(lip bumpers)(未示出),他们的结构相似。

如图6B所示,以下所述的本发明原理并非使用常规的方法将颈带65的端部与套具40的外弓41上的端头相连接。首先,所用的外弓41带有直的端头,而非钩状端头。面弓41的每个直型端头都套管式地安设在套管66的一端中,并以形状记忆夹环67可调节地固定在后者上,而且如果希望的话,还可以通过如前所述的纵向狭口69来固定。除开设于其上的同心孔72外,套管66的另一端是封闭的。颈带65的一端上固定有插针74,该插针通过孔72安设在套管66中。每个插针74的自由端嵌入在止动器75中。压紧盘簧76绕设在处于套管66中的插针74上、并在止动器75与套管66另一端之间的部分上。依据所希望的机械性能,盘簧76可由如前所述的其他弹簧材料的任何合适的弹簧材料制成,包括超弹形状记忆材料。因此,每个盘簧76都可预先负载,以向每个臼齿50施加矫正力。同样,如前所述,也可用臼齿50施加非对称的矫正力。为防止佩戴套具40的人受伤或有不适感,形状记忆如紧环67可被设计成用来施加最小的夹紧力,这样,每个套管66在过载情况下(如颈带65从后边拉)可由外弓41中脱出,避免伤及病人。若能如此,由盘簧76产生的力一定要小于由夹环67所产生的力。

如图10所示,并非通过焊接或锡焊接(如图1中的接口12)将内弓和外弓43、41连接在一起,而是,外弓41和内弓43的中间部分通过由根据本发明原理的形状记忆材料制成的箍圈或夹环68而彼此靠近设置。最好的是,箍圈58沿线70轴向分开,以利于装配。与前述带有形状记忆套垫相同,箍圈68优选具有预先设计的形状,这样,当形状记忆材料加热至适当温度时,面弓41和43的中间部分为箍圈68紧紧缩紧,使他们处于相靠近的状态。由此方式,面弓41和43沿其各自的中心轴71、73的轴向相对运动,即可在调节时允许运动,而在使用时防止或至少限制该运动。此外,每个面弓41、43围绕其轴71、73的转动也能被箍圈68允许或防止或至少受到限制。箍圈68的使用增加了套具40的多样性,因此这可使每个弓41、43都可独立地为其他的弓所替代,而且他们的空间关系也可方便地得到调节。另外,这种多样性可将两种器械合而为一。即,套具40可完全作为面弓来使用,或者是将内弓去掉,并作为唇用缓冲器(未示出)。标准的弓41、43都是由不锈钢材料制成的。一些病人由于他们对由不锈钢材料中渗出的镍的敏感性而产生了不适感。再者,不锈钢材料不具有向病人臼齿50施加合适矫正力所必需的机械性能。因此,箍圈68的使用使复合的具有由不同材料制成的弓41、43的套具40容易构成,并且适于不同的空间关系,以提供更多的多样性。如箍圈68的形状记忆箍圈可以有多种的应用,包括形成环形导线(即环形导线,其两端是夹在一起的)的夹。

如图1 1所示,第二单体77的管形件77a或第一单体80的被套管式地接受的件78可通过件77a和78之一或两者都为形状记忆材料制成而被锁紧一起,而不是同前述实施例那样是采用形状记忆夹环或套垫来锁紧装置中两个套接的单体。如果管形件77a是由加热至周围温度时可以收缩的形状记忆材料制成的,件78优选是实心的。若件78是由形状记忆材料制成的,并且容隙保持较紧的话,件78也优选为实心的。但是,如果件77a和78之间的容隙不是控制很紧,则优选在形状记忆件78和预先设计形状部分78上开设纵向狭口或孔82,以使狭口82在加热至周围温度时变得更宽。件77a和78都由形状记忆材料制成甚至可得到更大的锁紧力。这样,沿轴线84的相对轴向运动和绕轴84的相对转动运动就可得以进行或受到限制。这种单体间的基本结合由此可以用来控制接头内的转动。

如图12—13所示,体现诸多前述本发明原理的脊柱侧凸矫正装置90包括,稳定和矫正杆92,该杆是通过多个夹钳91而沿病人的脊柱(未示出)固定着,每个夹钳都有一对脊柱钩93和94,或是所谓的层间(interlaminar)钩和Pedical钩。通常情况下,每套钩93和94嵌入在单节脊椎骨的不同部位上。每个夹钳91中的钩93和94空间上分开地固定在插栓95上。每个插栓95都固定在绕矫正杆92设置的管形件96上。与本发明的前述套垫相同,形状记忆环或套垫也绕管形件96的外侧设置。与前述实施例相同,该管形件96也可包括一个、最好是两个开设于其壁上的纵向狭口或孔98,其原因也与前述相同。为有助于控制管形件96和杆92之间绕共同轴线99的相对转动,可采用类似于图9和9A中所示的结构。另外,杆92可以成正方形或其他非圆形的横截面,并装设在单独的管形套垫100中,该套垫具有相似的非圆形容接钻孔。套垫100同轴地装设在件96中。调整形状记忆环97,以便套垫100在低于TTR的温度时能绕轴线99在件96中自由地转动。由于套垫以此方式的自由转动,以及连接在病人脊柱上的夹钳91,这样,例如用板手即可向杆92施加扭力,并由此将扭力施加到病人脊柱上。将环97加温至高于TTR,则将杆92,套垫100和件96锁定,由此维持住施加于病人脊柱上的扭力。随着环97的温度低于TTR,套垫100和件96又可沿杆92的长度上移动。与此相同,将环97加温至高于TTR,可将套垫100和件96固定在杆92上的特定点上。这样,每个夹钳91都可重复调节,并可迅速地固定于杆92长度上任何一点。

如图12B所示,在用于脊柱侧凸矫正的Cotrel—Dubousset和Isola装置中,根据本发明的原理,两个杆92分别固定在病人脊柱的每一侧。每根杆92间的距离通过采用套接设置在第二单体102中的第一单体101是可以调节的。根据本发明的原理,由单体101插设在单体102内的深度即可调节两根杆92间的距离。例如,以与前述相同的方式(例如参见图5C所示)采用形状记忆环103和开设在单体102上的纵向狭口104。为调节每个单体101和102在各相应的杆92上的位置,每个单体101和102都可包括如前所述的管形件96和形状记忆环97的结构。同样,在管形件86的壁上开设一个或更多的狭口98也是为人们所期望的。

如图12C和12D所示,通过多个钩105或螺杆109或他们的结合可将每个杆92沿着病人的脊柱而固定。应用本发明的原理,每个钩105或螺杆109是可调节地固定着。例如,钩105或螺杆109可以是固定在尺寸大小可套住杆92的开口环111上的。开口环111具有两个相对的夹紧凸缘113,这两个凸缘之间就形成了狭口117。形状记忆环119套设在两个夹紧凸缘113上。调整环119,使其在加热至高于TTR时收缩,以收紧狭口111,并迫使开口环111夹紧杆92。另一种情形是,每个钩105或螺杆109可固定在形状记忆开口环121上。调整环121,使其在高于TTR的温度时能抓紧套住杆192,而在低于TTR的温度时则打开呈U形(如图12D中的虚线所示),使杆92能容易地由开口环121中脱出。这样,钩105可被定位而抵靠病人的脊柱,或是螺杆109旋入病人的脊柱中,然后通过升高形状记忆单体的温度至高于TTR,而使钩或螺杆固定在杆92上。

通过使用相似的管形件106,每个管形件都固定一个钩并与插栓96同轴装设,以及与套垫106同轴装设的形状记忆环或套垫107,可相似地调节钩93和94,并将他们可靠地固定在插栓95上的点上。如前述的实施例中,在每个管形件106的壁上开设一个或更多的纵向狭口108也是为人所期望的。每个管形件106和形状记忆环107可固定在各自的钩93和94的中间或一侧。为节省空间,如图12A所示地将每个管形件106和107沿插栓95定位于其各自的钩93和94的中间是为人们所期望的。通过使用如前所述的体现本发明原理的技术,即可实现在将矫正装置90夹紧病人脊柱中的脊椎骨的过程中的钩93和94间的距离调节。

如图13、13A和13B,按下述方式改变矫正装置90中的夹钳91是为人们所期望的,即将一个钩110永久地固定在插栓95上,而通过不同的方式调节其与另一个钩112的相对距离。在这些图所示的实施例中,钩112类似地固定于可沿插栓95自由滑动的管形件114上。然而与前述实施例不同,形状记忆环107被设计成仅围绕插栓95相配合。环107处于管形件114和插栓95的自由端116之间。环107紧固在插栓95上时,钩112仅可以在钩110和环107之间自由移动。如前所述,根据本发明的原理,通过冷却环107,使其沿插栓95移动到新的位置,然后再加热环107至周围温度或高于TTR(看哪一个温度更合适),即可调节钩110和112之间的相对距离。

使用由形状记忆材料制成的管形件114,并完全废除环107是为人们所希望的。这就可使得夹钳19更紧凑。例如使用枢轴插栓118(见图13A)而将钩110可枢转地固定于插栓95上也是为人们所希望的。如图1 3所示的夹钳结构也可用于不同的应用中,如接缝扩张(Suture expansion)应用。例如,如图13B所示,压紧盘簧120可以与插栓95同轴地设置在钩110和112之间。这样,当环107冷却并可移向插栓95的一端116时,盘簧120可提供一个力,将钩110、112(沿箭头122所示的方向)移开。同样,根据其应用,使用由形状记忆材料制成的盘簧120也是为人们所希望的。图13和13A所示的夹钳结构也可用作层间(inter—laminar)夹。在该应用中,插栓95沿病人的脊柱设置,其功能类似于Harrington棒。钩110和112就可在稳定病人脊柱时用来将两层或更多层固定在一起。

如图14和15所示,本发明的原理也适用于象成骨错位装置130,该装置包括第一单体132和第二单体134,每个单体2各自具有相应的第一段136和138,如固定板,以与病人身体不同的部位相连接,如相同骨骼的两个部位或不同的骨骼(如面骨)。板136,138通过合适的固定器如插钉,螺钉或螺杆可固定在各自相应的骨骼部位140,142上。第一单体132具有第二段或插针146,该段为第二单体134上的第二段或管形件148套管式地容纳至不同的所期望的深度。与前述的形状记忆套垫相似的形状记忆环或套垫150同样地同轴设置在管形件148的外侧,并处于段146和148相重叠的区域之中。与前述实施例相同,在管形件148的壁上开设至少一个,优选两个纵向狭口或孔152是为人们所期望的。以与前述形状记忆套垫相同的方式调整套垫150,以重复调节插针146在管形件148中的深度,并由此调节身体部位140和142间的间隔。

在一些应用中,也期望在装置130上装设弹簧154,如盘簧,以便至少在形状记忆环150的温度下降至低于其变相温区时,可施加一个力使单体132和134相互间能相对移动。如图15所示的装置130,盘簧154装设于管形件148之中,并在插针146的前端与管形件148的底部之间的位置上。盘簧154可以是压紧簧或拉簧。若是压紧簧,单体132和134将被迫分开。若是拉簧,簧154的每一端要固定在各自相应的单体132和134上,以便将插针146向管形件148中拉入更深。

可容易地改变图14和15所示的装置130,以用于其他具有套接单体的装置。例如,将套垫150重新设计作为一个止动器(如图3中的套垫18),并沿插针146重新装设在所期望的位置上,图14或15之一的装置就可特别用于Herbst器械中。簧154可用适当的弹簧材料制成。依据其应用,簧154优选以超弹材料制成,如形状记忆材料,以确保簧154在其全长上都可施加恒定的力(即非常平的机械性能)。由于簧154可施加如此的恒定的力,对部位140和142于簧154可施加如此的恒定的力,对部位140和142间的间隔进行增量调节是可能的。

如图15A所示,装置130的第一段136,例如,可由形状记忆材料制成,并具有两个抓片156,该抓片被预先设计成在周围温度下处于抓紧的形状。

如图16所示,与装置130应用相似的棘齿装置160,包括第一单体162和第二单体164,每个单体都有各自与身体部位相连接的第一段166和168。第一单体162具有以各种所期望的深度套管式地装设在第二单体的第二段172中的第二段170。单体164的第二段172具有有一定长度的内表面176,沿该内表面形成有多个棘齿178。由形状记忆材料制成的第三单体180的一端固定在单体162的第二段170的前端上,该单体具有一定的长度和相对的端头。形状记忆单体180的另一端装配有第二棘爪182。弹簧184如盘簧围绕形状记忆单体180设置,并在内表面176之中、以及棘爪174和182之间。棘爪174和182两者的结构都要使其沿第二段172的内表面176在一个方向上可以移动,而在相反的方向时与棘齿178中的至少一个锁定。棘爪174,182之一或两都可要可枢转地安装在各自相应的单体上,以使第一和第二单体在此仅能在一个方向上相互做相对的棘齿移动。为使段170由段172中棘齿移动,弹簧184可以是压紧簧,而第三单体180为形状记忆线,该线在加热至高于TTR时在长度上收缩,以压紧弹簧184,而在冷却至低于TTR时,则可为弹簧184拉长。

因此,为将单体162的段170由单体164的段172中棘齿移出,线180加热至其在长度上收缩,以将第二棘爪182向第一棘爪174拉近。一个可供选择地加热形状记忆单体180的途径是,沿线180通过电流(如线I—I所示)。然后线180冷却,该线被由弹簧184产生的力拉长。棘爪182以下述方式枢装于导线180的端头,即可使棘爪182移出段172,但在弹簧184拉伸线180时,使棘爪182与至少一个棘齿178啮合并锁定。第一棘爪174也要设计成可由单体164的段172中自由移出,但不能进入太深。这样,在形状记忆材料冷却至弹簧184可以拉伸线180的那一点时,可施加一个正向的力,将单体162的段170由单体164的段172中推出。与经改变的装置130中的弹簧154相同,弹簧184也可由任何合适的簧材制成,但对于某些应用来讲,超弹材料是优选的。

如图17和17A所示,皮下注射针头185与采用本发明原理的注射器186相连通。该注射器186包括管形件187,该管形件可套管式地容接针头185的后部。如前述实施例的形状记忆环188同轴地设置在管形件187的外侧。如前所述,环188的形状记忆和超弹性能可用于多变地调节针头185的有效长度。同样,在管形件187上开设一个或更多的轴向狭口189是为人们所期望的。采用如图11所示的结构的本发明原理,管形件187或针头185,或两者为形状记材料制成,并取消环188,这也是为人们所期望的。这样,就可容易地调节针头185的长度以适应特别的医疗要求,而不必存储各种长度的针头。

如图18A、B和C所示,另一种体现本发明原理的连接装置190的实施例,该装置包括在其上设有孔194的固定支架或板192,所述的孔用以容纳固定器196的一部分,如螺杆。根据本发明的原理,固定器和形成有孔194的支板192的至少一部分(如图18A中的虚线所示),两者之一或两者都由形状记忆材料制成。并不期望整个支板192全部都由形状记忆材料制成。在此情况下,部分198可以是可通过任何合适的方法如可能的焊接固定在支板192平衡上的单独嵌件。期望在孔194的圆周上形成有至少一个、优选两个或更多的切口。如图18A和B所示,切口200至少在板192的部分198加热至适当的温度时,会变得越来越窄,至少是趋于靠近,而在冷却至适当温度时,则变宽。因此,固定器可在孔194中被相应地固紧或可自由移动。将固定器196更长久地锁定在原地也是为人们所期望的。在此状况下,具有宽TTR的形状记忆材料是合适的,虽然形状记忆材料的形状记忆性能可用来热动地打开或关闭切口200,但也可用机械装置,如嵌入每个切口200中的垫片,来使他们保持打开状态,直至固定器196处于孔194中可接受的位置上,而当形状记忆材料处于超弹状况时,可将垫片去掉,切口200便闭合,而且孔194固紧固定器196。

如图18C所示,通过采用头部为球形的固定器196和带有用于接受球形头部202的圆周的孔194,该头部为球形的固定器196对于板192可以有多个入角。与图11所示的开设狭口82相同的原因,也可在头部20上开设狭口204。

如图19和19A所示,另一种连接装置210包括在其上开设孔214并具有板面216的支架或板212。形状记忆套垫或环218与孔214同轴地装配在板212的板面216。根据本发明的原理,环218的内径随着形状记忆材料温度的升高而变小。这样,当固定器222的段220插入到孔214中时,环218可重复地限制或允许固定器222在孔214中的移动。在装置210的替换实施例中,管形件222(可以有或也可没有纵向狭口)与孔214同轴地固定在板212的板面216上,环218如本发明所述绕管形件224设置(见图19B)。

如图20所示,本发明原理也可用于控制连接在体现本发明原理的接头232上的第一单体和第二单体228和230间的角运动。接头232包括为第二单体230的段236套管式地接纳的第一单体228的段224,例如可分别为如前述实施例插杆和管形件。形状记忆环或套垫238绕管形件236的外侧设置,该管形件可包括纵向狭口。以与前述相同的方式,套垫238可用来限制或允许单体228和230之间的空间关系,包括单体228和230绕共同轴242的相对转动(如角α所示)。这样,本发明的原理可同等地用于控制连接在接头上的两个单体间的角关系。

如图21所示,本发明原理也用于控制连接在根据本发明的可锁定的球形接头上的第一单体243和第二单体244之间的空间关系。接头245包括固定在单体243上的球形件246。球246装设在固定于单体244上的球形套247之中,并为该套所锁定。在套246上可开设狭口248,该狭口优选地将套247分成两个相对的部分。球246是受迫而装在套247中的。形状记忆环249绕套247的外侧设置。环249在其位置上施力抓紧套247的相对部分,使其靠紧在球246上,由此可固定单体243和244之间的空间关系。狭口248为套247提供额外的弹性,使球更容易为环249锁定在套247中。

如图22所示,本发明的原理可同等地用于控制两个或更多的铰接单体之间的空间关系,如单体250和252。单体250具有套接在第二部件256的管形端255中的第一部件254。根据本发明的原理,例如通过绕管形端255装设的形状记忆环257及开设在管形端255上的纵向狭口258,可使部件254在部件256中的深度的调节或可进行或受到限制。第二单体也同样具有套接在第二部件264的管形端头262中的第一部件260。部件260和部件262之间相对移动也可通过形状记忆环266和纵向狭口268得到控制。头部为球形的螺栓270的螺杆固定在单体250的第一部件254上。螺栓270的球形头装设在开设在单体252的第二部件上的容纳穴之中,例如,与图18C所示的处于开设在板192之上的孔194中的螺栓196的头部202的方式相同。类似地,螺栓270的头部271也可包括如头202的狭口264的狭口或孔(未示出)。同样地,螺栓270之一或两者,以及单体252中可形成螺栓270的头部271的容纳孔270的第二部件264的至少一部分,是由根据本发明原理的形状记忆材料制成的。在特定的应用中,可将多个这样的单体组合在一起。例如,足够多的这样单体可以组合在一起,形成类似图12中的矫正杆92的Harrington棒,给该装置增添多样性。

本发明的基本原理可有多种的变化和改形。例如,如图23-25所示,变形的连接装置280可用于与图19、19A和19B的所示的连接装置相类似的应用中,以及其他应用。装置280包括第一单体282,例如导线,插杆、长棒或螺杆,该单体具有装设在孔286中的段284,所述的孔用于接纳第一单体282,并是形成于第二单体288中,该第二单体例如可以是固定架或板。在第二单体288的一个表面293上形成有凹陷区域或切口290,该区域或切口截断孔286,使得第一单体282要穿过该凹陷区域290。该切口290具有第一端291和第二端292。第一单体282在两端291和292之间穿过切口290。由根据本发明原理的形状记忆材料制成的第三单体294,如长条,装设在切口290之中。通过合适的机械手段,如沿与第三单体294的第一端245相邻的切口290的边缘而设置在第二单体288中的可能的凸出部件296,可以将形状记忆单体294的一端295在原处固定在切口290中。形状记忆单体294具有远离其固定端295的自由端297。

根据本发明的原理,可将形状记忆单体294做成一定形状并进行调整,以便在周围温度或工作温度时,若将第一单体282由孔286中去除时,其远端297可以覆盖至少一部分在其进入切口290时由孔286形成的开口。这样,至少在低于单体294的形状记忆材料的TTR的温度时,第一单体可以按箭头所示的方向以所需的量插入孔286和切口290。因为形状记忆单体在此低温时处于更易弯曲的状态,所以其远端297由于第一单体282沿方向302穿过单体288而变得弯曲过来。

在形状记忆单体294被温度激活而回复到预先设计或调整的形状时,第一单体282即可就地锁紧在第二单体288中。至少在形状记忆单体294的温度高于TTR时(见图25),该单体会剧烈地回复,或至少是剧烈地试图回复到其预先设计的形状。形状记忆单体294带着足够的力回复时,使第一单体282的段264变形为卡紧在第一单体282和切口290的端291之间的切口290的部分306。第一单体282的段304产生足够的变形,并因此被回复到预先设计形状的形状记忆单体294就地卡紧,这样,第一单体282沿箭头方向的移动就被阻止,或至少被限制在一定程度上,以适应特别的应用。第一单体也可被设计成沿其长度上设有一连串相互间隔开的孔(未示出),每一个孔都可容接单体294的远端297。这样,就可不必依靠第一单体282的段304变形来就地卡紧单体282,而是形状记忆单体294可以嵌入任何一个所期望的第一单体282上的孔中,而单体294仍处在易弯曲的状态。接着即可将形状记忆单体294进行温度激活,而回复到调整的形状,并且随着强度的相应增加,形状记忆单体294就被锁紧在所选定的孔中,第一单体282也就因此而被就地锁紧。

通过将形状记忆单体294的温度降至足够低,使单体294的远端297由切口290中撬出,单体282即可由单体288中松开,并可调节其相对位置。与切口290相邻地可在第二单体288中开设槽口309。槽口309的大小应可使钩或其他撬弯单体(未示出)插入其中,并且该槽口要落后形状记忆单体294的远端297足够的量,以使端297可以被由切口290中撬出,这样即可方便第一单体282沿方向308由第二单体288中的通过。

如图25所示,连接装置280可用于多种应用中,该装置包括用于脊椎侧凸矫正的Lugue装置310的一部分。在Lugue装置310中,第一单体282是有一端固定在第二单体288之上的导线,所说的第二单体为一支架。导线282中的固定端312的固定点与孔286有一定距离,这样当导线282插入孔286时可形成围绕空间314的圈。因此,将导线282环成圈穿过并围绕病人身体组织层,再将导线282插入孔286时,就可将支架288固定在病人脊椎上。希望导线282中至少环绕空间314的部分为形状记忆材料制成,该材料是预先设计好形状的,以弯曲过来,按空间314的位置围绕组织层。这种经预先设计好形状的导线282更容易固定在组织层中。导线282如前所述一样卡紧在孔286中,而组织层(未示出)则卡紧在空间314中。支架288就可通过未示出的装置与固定在其他组织层上的连接装置280相连接。以前的Lugue装置(未示出)采用其上设有两个间隔开的孔的支架。导线长度的每一端都插入相应的孔中,以在支架的一侧形成圆圈。支架另一侧的导线则绞缠在一起,关将多余的导线截去。该装置中的绞缠在一起的导线端已知是可松开的或者说不能达到目的,而且该端刺激周围的组织。

连接装置280的其他应用可包括锁紧结扎导线和Cerclage导线,该导线是环或圈,围绕身体的一部分(如骨骼的一部分),关固定于其上。连接装置280还可用于锁紧正齿支架(orthodonticbrackets)中的牙齿导线。另外,连接装置280可用作图18A—C,19、19A和19B中的连接装置的替换,以将骨螺钉(bone screws)、锚钉(anchor pins)、骨钉(bone pins)等等锁紧在适当的固定架或板上。在这样的应用中,希望孔286为长圆形的,因为这样第一单体282在长圆孔286长度上的任一点都可就地被锁紧。对于某些应用来说,尤其是在病人体内时,希望单体294是由如前所述的宽区滞后变形的形状记忆材料制成的。另外,第一单体282和第二单体288之一或两者都为形状记忆材料制成的也是为人们所期望的。

如图26所示,取消切口290和单体294,另采用锁紧夹320,也可阻止或至少是限制导线282沿箭头所示方向的移动。锁紧夹320一般为U型,带两个相互分开的腿322、324,以便在其中形成狭口326,该夹并且有前、后表面321、323。形状记忆单体如一长条具有通过任何令人满意的手段而固定在腿322上的纵向边330,以及远离边330的自由纵向边322。期望将单体328缩回到形成于腿322前表面上的切口334中。以与形状记忆单体294相似的方式调整形状记忆单体328,以使边322在周围或工作温时可延伸超过腿322,并进入狭口326。这样,在去除切口290和单体294,并且孔286完全是开设在第二单体288中时,单体282和288可通过将第一单体282插入孔286中直到其穿过单体288的表面293而相互连接在一起。夹320则围绕在单体282超出单体288的部分上。也就是说,在形状记忆单体328冷却至低于工作温度而具有足够的弯曲性时,第一单体282处在狭口326中,而且夹320的后表面323与第二单体288的表面293相接触。由于狭口362为长圆形的,第一单体282如导线可在沿狭口326长度的任间一点上被锁紧。狭口326的长圆形也可使夹320用于第一单体282的宽度比厚度大(如平条)的情况下。然后然后可将形状记忆单体328温度激活,剧烈回复到预先设计的形状,由此通过如弯曲或插入使第一单体282变形,这样,第一单体沿方向308的移动就可被阻止或至少受到限制。

由以上对本发明基本原理的公开,以及对体现本发明原理的实施例的详细描述,本领域的技术人员会很容易地做出各种的修改或改形。因此,本发明的范围仅由以下权利要求及其等同物来限制。

Claims (60)

1.医疗/牙科用器械,包含:具有第一段和第二段的第一单体,所说的第一段和第二段彼此分开,所说第一单体的第一段与第一身体部位相连接;具有第一段和第二段的第二单体,所说的第一段和第二段彼此分开,所说第二单体的第一段与第二身体部位相连接,所说的第二身体部位与前述的第一身体部位彼此分开,所说第一和第二单体的第二段相互靠近设置,并在第一可变化的空间关系中重叠;由第一形状记忆材料制成的第一可变化之锁紧装置具有第一变相温区,以便在第一工作温度时限制所说的第一空间关系的改变,并且相对于所说的第一工作温度通过升高或降低所说的第一形状记忆材料的温度,以进行所说的第一空间关系的改变。
2.如权利要求1的器械,所说的第一单体的第二段套管式地装设在所说的第二单体的第二段之中至一个可变的所期望的深度,由此形成所说的第二段之间的重叠区域,而所说的第一可变化的锁紧装置是可围绕着至少所说的第一单体的外侧装设的圆环。
3.如权利要求2的器械,包括可装设在所说的圆环和所说的第一单体之间的偏压套,所说的偏压套至少在所说的第一形状记忆材料的温度低于所说的第一变相温区时,可以使所说的圆环由所说的第一单体偏移开。
4.如权利要求2的器械,包括可围绕所说的圆环装设的偏压套,而所说的圆环可围绕着所说的第一单体装设,至少在所说的第一形状记忆材料的温度低于所说的第一变相温区时,所说的圆环提供抓紧力,而所说的偏压套提供额外的抓紧力,至少在所说的第一形状记忆材料的温度高于所说的第一变相温区时,所说的圆环能克服所说的偏压套束缚,并由所说的第一单体松开。
5.如权利要求2的器械,所说的圆环仅围绕着所说的第一单体的外侧或者所说的重叠区域的外侧装设。
6.如权利要求2的器械,所说的第二单体的第二段是一管形件,并且所说的圆环可围绕着所说的管形件的外侧以及至少一部分的所说的重叠区域装设。
7.如权利要求6的器械,所说的管形件有一管壁和至少一个开设于所说管壁之上的纵向狭口,其中所说的圆环和所说的第一单体的第二段至少重叠于所说的至少一个纵向狭口的一部中。
8.如权利要求1的器械,所说的第一和第二单体的第一段之一包括至少部分地由第二形状记忆材料制成的连接装置,该第二形状记忆材料具有第二变相温区,以使在第二工作温度时,至少第一段中之一与相应的身体部分连接,而相对于所说的第二工作温度升高或降低所说的第二形状记忆材料的温度时,又可由其上断开。
9.如权利要求8的器械,所说的连接装置包括两个由所说的第二形状记忆材料制成的夹片,至少在所说的夹片的温度处于所说的第二工作温度时,所说的夹片呈夹紧状。
10.如权利要求1的器械,每个所说的第一和第二单体中的第一段都包括一个固定器。
11.如权利要求10的器械,它包括用于使在所说的第一和第二单体之一上的固定器相对于另一个固定器枢转的装置。
12.如权利要求1的器械,所说的第二单体的第二段是一管形件,所说的第一单体的第二段为一插杆,该插杆具有装设于所说的管形件之中的自由端,所说的插杆装配有第一钩,所说的管形件装配有第二钩,而所说的第一形状记忆单体是可围绕所说的插杆的一部分,并且是装设于所说的管形件和所说的插杆的自由端之间的圆环。
13.如权利要求12的器械,包括围绕所说的插杆、并处于所说的管形件和所说的第一钩之间的盘簧。
14.如权利要求13的器械,所说的盘簧是用于提供将所说的钩分开的力的压紧簧。
15.如权利要求1的器械,包括靠近装设并且以第二可变化的空间空系与所说的第一段之一相重叠以及相应地与所说的身体部位之一相连接的第三单体,以及由第二形状记忆材料制成的第二可变化的锁紧装置,其中的第二形状记忆材料具有第二变相温区,以便在第二工作温度时限制所说的第二空间关系的改变,以及通过相对于所说的第二工作温度升高或降低所说的第二形状记忆材料的温度,以进行所说的第二空间关系的改变。
16.如权利要求15的器械,所说的第三单体包括直接连接于所说的身体部位之一的固定器。
17.如权利要求16的器械,至少其中一个所说的第一段包括在其上开设有用于容接所说的固定器的一段的孔的固定支架,所说的第二可变化锁紧装置包括围绕着所说的孔的所说的固定支架的至少一部分以及装设在所说的孔中的所说的固定器的至少一部分之一或者是两者。
18.如权利要求16的器械,所说的第二可变化的锁紧装置与所说的固定器相连,并用于在所说的第二工作温度时抓紧至少一个所说的第一段。
19.如权利要求1的器械,包括可转动的限制装置,该装置独立于所说的第一可变化锁紧装置,用于限制所说的第一和第二单体的第二段之间相互间相对于共同轴的转动。
20.如权利要求19的器械,所说的第一单体的第二段套管式地装设于开设于所说的第二单体的第二段之上的孔中,由此形成所说的第二段之间重叠的区域,所说的孔具有垂直于所说的共同轴的横截面,而所说的第一单体的第二段装设于具有垂直于所说的共同轴之横截面的所说的孔中,而且所说的转动限制装置包括非圆形的沿处于所说的重叠区域的孔中至少一部分深度的横截面,以及所说的非圆形孔的非圆形的一部分相重叠的所说的第一单体之第二段的横截面,所说的非圆形段和非圆形部分相互间不能绕共同轴转动。
21.如权利要求1的器械,包括弹簧偏压装置,以便至少当所说的第一形状记忆材料处于可进行所说的第一空间关系改变的温度时,所说的第一单体和所说的第二单体相互间可进行相对移动。
22.如权利要求21的器械,所说的第一单体的第二段,是一插杆,而所说的第二单体的第二段是于其中具有底表面的管形件,所说的插杆套管式地装设于所说的管形件之中至一所期望的深度,而所说的弹簧偏压装置是装设于所设的管形件之中并处于所说的插杆和所说的管形件的底表面之间的盘簧。
23.如权利要求21的器械,所说的第一单体的第二段是具有自由端的插杆,止动装置与所说的自由端相连接,所说的第二单体的第二段是带有第二止动装置并在其一端具有开口的管形件,所说的插杆通过开口装设于所说的管形件之中至任意所期望的深度,由于所说的自由端处于所说的管形件之中,而且所说弹簧偏压装置是装设于所说的管形件之中,围绕所说的插杆并处于所说第一和第二止动装置之间的盘簧,因此每个所说的止动装置都可阻止所说的盘簧的通过。
24.如权利要求21的器械,所说的第一单体具有套接于所说的第二单体的第二段之中的第一端,用于阻止所说的自由端由所说第二单体的第二段中退回的止动装置,所说的第一可变化的锁紧装置处于所说的第一单体之上,而远离所说的止动装置,这时所说的第二单体的第二段处于其中,所说的弹簧偏压装置是装设于所说的第一可变化之锁紧装置与所说的第二单体的第二段之间并围绕所说的第一单体的盘簧。
25.如权利要求1的器械,所说的第一单体的第二段和所说的第二单体的第二段相互间相对套接地装设,所说的第一可变化的锁紧装置至少是第一单体和第二单体的第二段的一部分之一或两者。
26.如权利要求25的器械,所说的第一可变化的锁紧装置至少是套管式地装设在所说的第二单体的第二段之中的所说的第一单体的第二段的一部分,并具有开设于其上的开孔,所说的开孔具有一形状,至少当所说的第一形状记忆材料的温度处于所说的第一工作温度时,该开孔可限制所说的第一空间关系的改变。
27.如权利要求25的器械,所说的第一单体的第二段是插杆,所说的第二单体的第二段是围绕着所说的插杆而设置的管形件,所说的可变化的锁紧装置是所说的管形件。
28.如权利要求1的器械,所说的第一单体的第二段装配有第一爪,所说的第一爪及所说的第一单体的第二段都套管式地装设于所说的第二单体的第二段之中至一可变化的所期望的深度,所说的第二单体的第二段具有带一长度的内表面,并沿所说的长度上形成有多个棘齿,所说的第一可变化的锁紧装置具有一长度以及相对的端头,并且是装设于所说的第二单体的第二段之中,所说的第一可变化的锁紧装置的一端固定在所说的第一单体的第二段上,而所说的第一可变化的锁紧装置的另一端则装配有第二爪,每一个所说的第一爪和第二爪沿所说的内表面的长度的一个方向上都是可以移动的,在相反的方向上又可锁紧于多个棘齿中的至少一个,所说的爪之一或两者是可枢转地固定于相应的单体上,所说器械包括固定于所说的第一和第二爪之间的弹簧偏压装置,以便当所说的形状记忆材料处于可进行所说的第一空间关系的改变的温度时,能迫使所说的爪相互间产生相对的移动。
29.如权利要求28的器械,包括可改变所说的第一形状记忆材料之温度的装置,使其能变化到可进行所说的第一空间关系的改变的温度。
30.如权利要求29的器械,所说的用于改变所说的第一形状记忆材料之温度的装置是在所说的第一形状记忆单体中通过电流从而在其中诱导生热的装置。
31.如权利要求28的器械,所说的第一可变化的锁紧装置是一根导线,在受热而高于所说的第一变相温区时该导线在长度上可收缩,所说的第二爪可枢转地固定于所说导线的另一端,而所说的弹簧偏压装置是围绕所说的导线、在所说的第二单体的第二段之内并处于所说的爪之间装设的压紧簧。
32.如权利要求1,8-11,15,16,18,19或21的器械,所说的第一单体的第二段是套管式地装设于所说的第二单体的第二段之中至一可变化的所期望的深度。
33.如权利要求1的器械,所说的第二单体的第二段是在其上开设有孔的支板,所说的第一单体是固定器,第一单体的第二段装设在所说的孔之中,以及所说的另一可变化的锁紧装置是所说第一单体的第二段以及形成所说孔的所说的支板的至少那部分之一或两者。
34.如权利要求33的器械,所说的第一可变化的锁紧装置是形成所说孔的所说的支板的至少那部分,所说的孔在其周边上具有至少一个横穿的切口,当所说的形状记忆材料的温度由可进行所说的第一空间关系改变的温度变化至所说的第一工作温度时,所说的至少一个切口变得越来越窄。
35.如权利要求33的器械,所说的第一单体的第二段具有球形头,所说的孔具有圆周表面以容接所说的球形头,以便当所说的形状记忆材料的温度处于可进行所说的第一空间的改变的温度时,所说的固定器可相对于所说的支板枢转多个角度。
36.如权利要求1的器械,所说第二单体的第二段包括一表面和开设于其上的孔,所说的第一可变化的锁紧装置是与所说的孔同轴地固定于所说的表面之上的圆环,所说的圆环的内径,当所说的形状记忆材料的温度由可进行所说的第一空间关系改变的温度变化至所说的第一工作温度时,就变得小一些,所说的第一单体的第二段是穿过所说的圆环和孔而装设的。
37.如权利要求36的器械,所说的第二单体的第二段包括与所说的孔同轴地固定在所说的表面之上的管形件,所说的圆环围绕所说的管形件而装设。
38.如权利要求1的器械,所说的第一和第二单体的第二段是相互并排靠近设置的,所说的形状记忆单体是围绕两个所说的第二段装设的圆环。
39.如权利要求1的器械,所说的第一和第二单体的第二段是由他们所形成的接头的配接段。
40.如权利要求39的器械,所说的接头是球形接头,其中,所说的第二单体的第二段是球形套垫,而所说的第一单体的第二段是装设在球形套垫中的球形件,由此形成重叠区域。
41.如权利要求40的器械,所说的第一可变化的锁紧装置是在所述重叠区域内围绕所说的球形套垫的外侧装设的圆环。
42.如权利要求1的器械,包括多个单体组,每个所说的单体组包括一个第一单体,第二单体以及第一可变化之锁紧装置,和用于相互连接所说的各个单体组的装置。
43.如权利要求1的器械,所说的第二单体具有开设于其上的孔,并带有进口和出口,所说的第一可变化的锁紧装置具有一长度,固定于所说的第二单体之上的第一端以及远离所说的第一端的第二端,当所说的第一形状记忆材料的温度处于所说的第一工作温度时,所说的第二端至少与所说的出口的一部分相重叠,至少当所说的第一形状记忆材料的温度低于所说的第一变相温区时,所说的第一单体穿设于所说的孔中,并穿过所说的第一可变化锁紧装置的第二端,而一旦穿设过所说的第一可变化之锁紧装置,当所说的第一形状记忆材料处于所说的第一工作温度时,所说的第一单即可就地锁紧。
44.如权利要求43的器械,所说的第一单体具有一长度和两个端头,所说的第一单体的一端在远离所说的孔的一点上固定在所说的第二单体之上,所说的第一单体的另一端穿设于所说的孔中。
45.如权利要求1的器械,包括带有开口的夹,所说的第一可变化的锁紧装置具有远离的边,所说的第一可变化的锁紧装置的一边固定在所说的夹上,而另一边在所说的第一形状记忆材料处于所说的第一工作温度时与所说的开口的至少一部分相重叠,所说的第一单体穿设于开设在所说的第二单体上的孔中,并穿过所说的第一可变化之锁紧装置的另一边,而且至少在所说的第一形状记忆材料的温度低于所说的第一变相温区时,又穿过所说的夹的开口,而一旦穿过所说的第一可变化的锁紧装置,当所说的第一材料处于所说的第一工作温度时,所说的第一单体即可就地锁紧。
46.如权利要求1的器械,所述的第一和第二单体各是面弓的一部分,所说的第一单体的第二段套管式地装设于所说第二单体的第二段之中至可变化的所期望的深度,所说的第一可变化的锁紧装置围绕着至少所说的第一单体的外侧而装设,当所说的第一可变化的锁紧装置受热而高于所说的第一变相温区时,可以剧烈地回复到预先设计的形状,由此实现所说的套接着的第二段之间的稳定的轴向连接,而冷却所说的第一可变化的锁紧装置的第一形状记忆材料的温度直至低于所说的第一变相温区,则可改变所说的第一形状记忆材料的特征,这样,所说的第二段之间可以进行相互间的轴向移动。
47.如权利要求46的器械,所说的第二段之一是具有一外径和一长度的圆柱体,而所说的第一可变化的锁紧装置是具有一内径的圆环,在低于所说的第一变相温区的温度时,所说的圆环可以沿所说的圆柱体的长度自由地移动,而在高于所说的第一变相温区的温度时,所说圆环的内径变得比所说圆柱体的外径还要小。
48.如权利要求47的器械,包括装设在所说的圆环和所说的圆柱体之间的偏压套,在所说的第一形状记忆材料的温度低于所说的第一变相温区时,所说的偏压套通过拉伸所说的圆环而将所说的圆环由所说的圆柱体偏移开,而在所说的第一形状记忆材料的温度高于所说的第一变相温区时,所说的圆环可克服所说偏压套的偏压,并将所说的套绕所说的圆柱体压紧。
49.如权利要求47的器械,所说的第二单体的第二段是一管形件,所说的管形件具有管壁,该管壁至少带有一个开设于其上的纵向狭口,而所说的圆环套设在所说的管形件的外侧上,其中,所说的圆环和所说的第一单体的第二段在所说的至少一个纵向狭口的至少一部分上相重叠。
50.如权利要求46的器械,包括转动限制装置,其独立于所说的第一可变化的锁紧装置,用以限制所说的第一和第二单体的第二段之间绕共同轴的相对转动。
51.如权利要求46的器械,包括弹簧偏压装置,用以至少在所说的第一形状记忆材料处于可进行所说的第一空间关系的改变的温度时,使所说的第一和第二单体相互间进行相对的移动。
52.如权利要求38的器械,所说的第一和第二单体分别是面弓的内弓和外弓。
53.如权利要求1的器械,所说的第一和第二单体各是唇用缓冲器的一部分,所说的第一单体的第二段套管式地装设于所说第二单体的第二段之中至可变化的所期望的深度,所说的第一可变化的锁紧装置围绕着至少所说的第一单体的外侧而装设,当所说的第一可变化的锁紧装置受热而高于所说的第一变相温区时,可以剧烈地回复到预先设计的形状,由此实现所说的套接着的第二段之间的稳定的轴向连接,而冷却所说的第一可变化的锁紧装置的第一形状记忆材料的温度直至低于所说的第一变相温区,则可改变所说的第一形状记忆材料的特征,这样,所说的第二段之间可以进行相互间的轴向移动。
54.如权利要求8的器械,所说的第一和第二单体各是脊柱侧凸矫正装置的一部分,所说的第一单体是矫正杆,而所说的第二单体的第一段包括通过连接装置而固定在病人脊柱上的夹钳。
55.如权利要求54的器械,所说的夹钳包括至少一个钩子。
56.如权利要求19的器械,所说的第一单体的第二段套管式地装设在单独管形套垫的容接钻孔中,所说的套垫装设在开设于所说的第二单体的第二段之上的圆孔中,由此形成所说的第二段与所说的套垫之间的重叠区域,所说套垫的容接钻孔有一深度以及垂直于所说的共同轴的横截面,所说第一单体的第二段装设在具有垂直于所说的共同轴的横截面的所说的容接钻孔之中,而所说的转动限制装置包括非圆形的沿处于所说的重叠区域的容接钻孔中至少一部分深度之横截面,以及与所说的非圆形容接钻孔的非圆形的一部分相重叠的所说的第一单体之第二段的横截面,所说非圆形段和非圆形部分至少在所说的第一形状记忆材料的温度高于所说的第一变相温区的时候,不能绕共同轴做相对的转动。
57.如权利要求42的器械,两个所说的多个单体的组中的第一单体是脊柱侧凸矫正装置的杆,其中,每个所说的两个单体组中的第二单体是可套管式地容接一个所说的杆的管形件,所说的管形件与第三单体组相连接。
58.如权利要求1的器械,所说的第一和第二单体各是或成骨脱位装置的一部分,所说第一单体的第二段套管式地装设在所说的第二单体的第二段之中至可变化的所期望的深度,而所说的第一可变化的锁紧装置套设在至少所说的第一单体的外侧,所说的第一和第二身体部位是分开的骨骼。
59.如权利要求28的器械,所说的第一和第二单体是成骨脱位装置的一部分。
60.如权利要求1的器械,所说的第一单体是皮下注射针,而所说的第二单体是注射器,所说皮下注射针的第二段套管式地装设在所说的注射器的第二段之中至不同的所期望的深度。
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