CN1382426A - 记忆合金人工听骨 - Google Patents
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Abstract
记忆合金人工听骨,包括托盘、托盘连接杆、记忆合金智能紧固件、蹬骨爪连接杆、蹬骨爪,其特征在于采用了记忆合金智能紧固件,实现了托盘与蹬骨爪之间的距离自由调节,可实现自动吻合,具有稳固、牢靠、不松脱、振动传感好、手术植入时操作方便的明显优点。
Description
本发明涉及人体组织修复材料，特别是人工听骨。
在现代耳科手术中，在治疗中因听骨坏死或缺损而导致的听力疾病时，通常采用人工听骨恢复残留听骨和蹬骨之间的振动传递联系，现有的技术中有医用陶瓷、钛金属、聚四氟乙烯等材料制造的人工听骨，取得了良好的疗效，但在临床安装这些人工听骨时，因无法事先准确测量有用残留听骨与蹬骨之间距离，因而在手术中要锯掉部分人工听骨，才能选择适当的尺寸，给手术操作增添了麻烦，也使振动传递之间的损耗加大，影响人工听骨的性能。
本发明的目的是要提供一种人体组织修复材料，特别是人工听骨，这种新型人工听骨在耳科手术中能按残留听骨与蹬骨之间的距离，自由调节托盘与蹬骨爪之间的距离，实现自动吻合，方便手术操作，且不加大振动传递之间的损耗。
本发明的目的是这样实现的：
记忆合金人工听骨，包括托盘、托盘连接杆、记忆合金智能紧固件、蹬骨爪连接杆、蹬骨爪，其特征在于托盘连接杆固定在托盘上，蹬骨爪连接杆固定在蹬骨爪上，通过记忆合金智能紧固件将托盘连接杆和蹬骨爪连接杆固定在一起。
——上述记忆合金人工听骨的记忆合金智能紧固件是用记忆合金制造的经过定型热处理的空心圆柱管，在恢复温度以上空心圆柱管的内径小于其在恢复温度以下的内径，即收缩式记忆合金智能紧固件；记忆合金智能紧固件也可以是用记忆合金制造的经过定型热处理的圆柱，其在恢复温度以上的外径大于其在恢复温度以下的外径，即膨胀式记忆合金智能紧固件。
——上述记忆合金人工听骨的托盘和记忆合金智能紧固件可以是一个部件，这时托盘上的记忆合金智能紧固件直接和蹬骨爪连接杆或蹬骨爪固定在一起。
——上述记忆合金人工听骨的蹬骨爪和记忆合金智能紧固件可以是一个部件，这时蹬骨爪上的记忆合金智能紧固件直接和托盘连接杆或托盘固定在一起。
——上述记忆合金人工听骨的托盘可以有符合人体生理要求的不同的几何形状结构，通常有盘形、带钩的托盘、带夹托盘、环抱钩形等形状。
——上述记忆合金人工听骨的蹬骨爪可以有符合人体要求的不同的几何形状结构，通常有漏斗夹形、带环状夹的人字形、圆柱杆形、圆柱钩形等形状。
——上述记忆合金人工听骨的托盘、蹬骨爪通常采用医用金属材料制造，如钛或钛合金，也可以采用记忆合金制造，还可以采用医用陶瓷或医用高分子材料，如聚四氟乙烯材料制造。
——上述记忆合金人工听骨的托盘、蹬骨爪采用记忆合金制造时，其几何形状通常带有夹状结构或弯钩结构或环抱式结构或爪子式结构，可按照人体残留听骨或蹬骨的具体形状设计，能自动抓紧的智能型托盘或蹬骨爪。
——上述记忆合金制造的托盘、托盘连接杆、记忆合金智能紧固件、蹬骨爪连接杆、蹬骨爪，其表层也可以被生物相容性更好的高分子材料薄膜，如聚四氟乙烯薄膜，或者金属薄膜如金属铂镀层包覆。
——上述记忆合金指镍钛形状记忆合金，通常选用直径为0.005～0.5mm的TiNi形状记忆合金丝或纤维编织网管或厚度为0.005～0.5mm的记忆合金薄壁管雕刻成网状管形结构，TiNi形状记忆合金的恢复温度通常在28℃～55℃之间，也可以在-10℃～60℃之间，
本发明的基本工作原理是：
在临床使用中，选择适当形状的托盘顶住残留听骨，选择适当形状的蹬骨爪固定在蹬骨或残留蹬骨上，调节托盘连接杆或蹬骨爪连接杆，在记忆合金智能紧固件中的位置，适应残留听骨与蹬骨或残余蹬骨之间的距离，距离调节好后，用温热的生理盐水，冲洗记忆合金智能紧固件，在温度的作用下，记忆合金达到恢复温度以上，收缩式记忆合金智能紧固件自动向心收缩，紧紧将托盘连接杆与蹬骨连接杆及记忆合金智能紧固件固定在一起。当温度下降时，由于记忆合金的温度滞后和记忆合金单向记忆能力，托盘连接杆与蹬骨连接杆及记忆合金智能紧固件仍能紧紧地固定在一起。
本发明之记忆合金人工听骨由于采用了记忆合金智能紧固件的连接方式，不仅连接紧固、不松驰，而且具有振动传递能力强的特点，不仅使人工听骨的安装方便，而且性能更佳。
本发明之记忆合金人工听骨的基本结构及工作原理由以下的实施例及附图给出。
图1本发明之椭圆型托盘与漏斗型蹬骨爪通过连接杆和收缩式记忆合金智能紧固件连接的记忆合金人工听骨的结构示意图。
图2本发明之椭圆型托盘与收缩式记忆合金智能紧固件为一个部件连接漏斗式蹬骨爪的记忆合金人工听骨的结构示意图。
图3本发明之带环状夹的人字形蹬骨爪与收缩式记忆合金智能紧固件为一个部件连接椭圆式托盘的记忆合金人工听骨结构示意图。
图4本发明之椭圆形托盘带圆柱管形托盘连接杆通过膨胀式记忆合金智能紧固件与圆柱形蹬骨爪相连的记忆合金人工听骨的结构示意图。
图5本发明之舌式托盘带圆柱管形托盘连接杆通过膨胀式记忆合金智能紧固件与圆柱形蹬骨爪相连的记忆合金人工听骨的结构示意图。
图6本发明之圆柱形蹬骨爪和收缩式记忆合金智能紧固件为一整体的上部连接椭圆形托盘的记忆合金人工听骨的结构示意图。
图7本发明之圆柱形蹬骨爪、蹬骨爪连接杆和椭圆形托盘、托盘连接杆通过圆柱管形收缩式记忆合金智能紧固件连接的记忆合金人工听骨的结构示意图。
图8本发明之带环状夹的人字形蹬骨爪、蹬骨爪连接杆和圆形托盘、托盘连接杆通过圆柱管形收缩式记忆合金智能紧固件连接的记忆合金人工听骨的结构示意图。
图9本发明之带夹托盘与收缩式记忆合金智能紧固件为一个部件连接漏斗式蹬骨爪的记忆合金人工听骨的结构示意图。
图10本发明之舌式托盘和收缩式圆柱管形记忆合金智能紧固件为一整体与漏斗式蹬骨爪相连的记忆合金人工听骨的结构示意图。
图11本发明之环抱钩形托盘与收缩式圆柱管形记忆合金智能紧固件为一整体与漏斗式蹬骨爪相连的记忆合金人工听骨的结构示意图。
图12本发明之圆柱形蹬骨爪与收缩式圆柱管形记忆合金智能紧固件为一整体与带钩的托盘相连的记忆合金人工听骨的结构示意图。
图13本发明之托盘和蹬骨爪均为钩形，通过收缩式圆柱管形记忆合金智能紧固件为一整体的记忆合金人工听骨的结构示意图。
图14本发明之记忆合金人工听骨的结构示意图。
上述图中，1为托盘，2为托盘连接杆，3为记忆合金智能紧固件、4为蹬骨爪连接杆、5为蹬骨爪，6为托盘的通孔，7为人体残留听骨，8为记忆合金人工听骨，9为残留蹬骨。
实施时，按材料类别及部件的尺寸，按现有金属加工工艺或高分子材料加工工艺或陶瓷材料加工工艺，分别制造托盘(1)、托盘连接杆(2)、记忆合金智能紧固件(3)、蹬骨爪连接杆(4)、蹬骨爪(5)，然后组装在一起，即得到本发明之记忆合金人工听骨。图1至图13。
在耳科手术中的临床使用时，将本发明之记忆合金人工听骨(8)植入残留听骨和蹬骨之间，调节其距离，并记好连接杆的尺寸刻度，然后取出记忆合金人工听骨(8)，在体外按记好的刻度调节好距离，浸泡在45℃～50℃的热水中，记忆合金智能紧固件(3)将本发明之记忆合金人工听骨(8)的各部件自动连接好；也可以采用体内连接法，即将本发明之记忆合金人工听骨(8)植入残留听骨和蹬骨之间，调节其距离，然后注入45℃～50℃的热水或吹温度适当的热风，加热记忆合金智能紧固件(3)，记忆合金智能紧固件(3)将本发明之记忆合金人工听骨(8)的各部件自动连接好，安装完毕。图14。
实施例1：
图1是本发明之椭圆型托盘(1)与漏斗型蹬骨爪(5)通过托盘连接杆(2)，蹬骨爪连接杆(4)和收缩式记忆合金智能紧固件(3)连接的记忆合金人工听骨的结构示意图。椭圆型托盘(1)及托盘连接杆(2)、漏斗型蹬骨爪(5)及蹬骨爪连接杆(4)可采用钛金属制造，并可按常规金属加工工艺批量生产出来，椭圆型托盘(1)上有通孔(6)，便于组织生长，同时减轻托盘(1)重量。圆柱管形收缩式记忆合金智能紧固件(3)可采用恢复温度为42℃的NiTi形状记忆合金通过常规记忆合金加工工艺及定型热处理工艺制造，使记忆合金智能紧固件(3)的内径在恢复温度以上的尺寸小于恢复温度以下的尺寸2％～10％。将椭圆型托盘(1)及托盘连接杆(2)、漏斗型蹬骨爪(5)及蹬骨爪连接杆(4)、记忆合金智能紧固件(3)组装在一起，即得到了本发明之记忆合金人工听骨(8)，通过给记忆合金智能紧固件(3)加温，使其温度在恢复温度以上，如45℃～50℃，可在临床耳科手术中植入在残留听骨(7)与残留蹬骨(9)之间。
实施例2：
图2是本发明之椭圆型托盘(1)与收缩式记忆合金智能紧固件(3)为一个部件连接漏斗式蹬骨爪(5)的记忆合金人工听骨的结构示意图。采用恢复温度为40℃的NiTi形状记忆合金通过常规记忆合金加工工艺及定型热处理工艺制造，椭圆型托盘(1)与收缩式记忆合金智能紧固件(3)为一个部件，椭圆型托盘(1)上的圆柱管形收缩式记忆合金智能紧固件(3)同时具有托盘连接杆(2)的功能。椭圆型托盘(1)上的圆柱管形收缩式记忆合金智能紧固件(3)的内径在恢复温度以上的尺寸小于恢复温度以下的尺寸2％～10％。蹬骨爪(5)及蹬骨爪连接杆(4)可采用聚四氟乙烯材料制造。然后，将托盘(1)、记忆合金智能紧固件(3)、蹬骨爪连接杆(4)、蹬骨爪(5)组装在一起，即得到了本发明之记忆合金人工听骨(8)，可在临床耳科手术中植入在残留听骨(7)与残留蹬骨(9)之间。
实施例3：
图3是本发明之带环状夹的人字形蹬骨爪(5)与收缩式记忆合金智能紧固件(3)为一个部件连接椭圆式托盘(1)的记忆合金人工听骨的结构示意图。椭圆型托盘(1)及托盘连接杆(2)可采用钛金属制造。带环状夹的人字形蹬骨爪(5)及记忆合金智能紧固件(3)采用NiTi形状记忆合金制造，记忆合金智能紧固件(3)采用盲孔圆柱管形结构，尾部与带环状夹的人字形蹬骨爪(5)相连，成为一个整体。升温至恢复温度以上后，带环状夹的人字形蹬骨爪(5)能自动变形，抓住残留蹬骨(9)的前脚和后脚，实现智能吻合；同时记忆合金智能紧固件(3)能紧固托盘连接杆(2)，将托盘(1)和蹬骨爪(5)通过托盘连接杆(2)、记忆合金智能紧固件(3)连接在一起，即得到本发明之记忆合金人工听骨(8)。临床使用时，通过本发明之记忆合金人工听骨(8)可恢复残留听骨(7)与残留蹬骨(9)之间的联系。
实施例4
图4是本发明之椭圆形托盘(1)带圆柱管形托盘连接杆(2)通过膨胀式记忆合金智能紧固件(3)与圆柱形蹬骨爪(5)相连的记忆合金人工听骨的结构示意图。椭圆型托盘(1)上带有圆柱管形托盘连接杆(2)，圆柱形膨胀式记忆合金智能紧固件(3)可在圆柱管形托盘连接杆(2)的圆柱管内滑动。圆柱形膨胀式记忆合金智能紧固件(3)与圆柱形蹬骨爪(5)可采用NiTi形状记忆合金制造，成为一个部件。在恢复温度以上圆柱形膨胀式记忆合金智能紧固件(3)的外径在恢复温度以上的尺寸大于恢复温度以下的尺寸2％～10％，可将记忆合金智能紧固件(3)和椭圆形托盘(1)上带圆柱管形托盘连接杆(2)紧紧的连接在一起。本发明之记忆合金人工听骨的圆柱形蹬骨爪(5)采用NiTi形状记忆合金制造时，也可以达到圆柱形蹬骨爪(5)与蹬骨底上的钻孔自动吻合的目的，即通过定型热处理，使其在恢复温度以上圆柱形蹬骨爪(5)的外径比其在恢复温度以下的外径大2％～15％。临床使用中，在残留蹬骨(9)底钻孔，然后将带有圆柱形膨胀式记忆合金智能紧固件(3)的蹬骨爪(5)放在孔中，记忆合金智能紧固件(3)的圆柱杆套在椭圆形托盘(1)的圆柱管形托盘连接杆(2)的管内，调整好托盘(1)与蹬骨爪(5)之间的高度后，使其分别顶住残留听骨(7)和残留蹬骨(9)，然后适当加温，使记忆合金智能紧固件(3)和记忆合金蹬骨爪(5)的温度高于恢复温度，在温度的作用下，记忆合金智能紧固件(3)和记忆合金蹬骨爪(5)向外膨胀，分别卡在圆柱管形托盘连接杆(2)和蹬骨(9)底部钻的孔内，即植入好本发明之记忆合金人工听骨(8)。
实施例5
图13是本发明之托盘(1)和蹬骨爪(5)均为钩形，通过收缩式圆柱管形记忆合金智能紧固件(3)为一整体的记忆合金人工听骨的结构示意图。钩形托盘(1)、钩形蹬骨爪(5)、圆柱管形记忆合金智能紧固件(3)均采用NiTi形状记忆合金制造，其中钩形托盘(1)、钩形蹬骨爪(5)采用恢复温度为33℃制造，圆柱管形记忆合金智能紧固件(3)采用恢复温度为42℃制造，分别进行定型热处理，钩形托盘(1)、钩形蹬骨爪(5)在恢复温度以上有符合生理要求的弯钩状，能钩住残留听骨(7)和残留蹬骨(9)，在恢复温度以下，能进行适当变形；圆柱管形收缩式记忆合金智能紧固件(3)的内径在恢复温度以上的尺寸小于恢复温度以下的尺寸2％～10％。在临床使用时，先将钩形托盘(1)、钩形蹬骨爪(5)分别钩住残留听骨(7)、残留蹬骨(9)，在体温的作用下，记忆合金钩形托盘(1)、钩形蹬骨爪(5)会自动抱住残留听骨(7)、残留蹬骨(9)，施加适当的环抱力；然后，调节钩形托盘(1)、钩形蹬骨爪(5)的圆柱杆在圆柱管形收缩式记忆合金智能紧固件(3)的位置，适应不同的距离要求，通过给记忆合金智能紧固件(3)加温，使其温度在恢复温度以上，如45℃～50℃，记忆合金智能紧固件(3)能将钩形托盘(1)、钩形蹬骨爪(5)紧紧连在一起。
Claims (10)
1、记忆合金人工听骨，包括托盘(1)、托盘连接杆(2)、记忆合金智能紧固件(3)、蹬骨爪连接杆(4)、蹬骨爪(5)，其特征在于托盘连接杆(2)固定在托盘(1)上，蹬骨爪连接杆(4)固定在蹬骨爪(5)上，通过记忆合金智能紧固件(3)将托盘连接杆(2)和蹬骨爪连接杆(4)固定在一起。
2、根据权利要求1所述记忆合金人工听骨，其特征在于记忆合金人工听骨的记忆合金智能紧固件(3)是用记忆合金制造的经过定型热处理的空心圆柱管，在恢复温度以上空心圆柱管的内径小于其在恢复温度以下的内径，即收缩式记忆合金智能紧固件(3)；记忆合金智能紧固件(3)也可以是用记忆合金制造的经过定型热处理的圆柱，其在恢复温度以上的外径大于其在恢复温度以下的外径，即膨胀式记忆合金智能紧固件(3)。
3、根据权利要求1所述记忆合金人工听骨，其特征在于记忆合金人工听骨的托盘(1)和记忆合金智能紧固件(3)可以是一个部件，这时托盘(1)上的记忆合金智能紧固件(3)直接和蹬骨爪连接杆(4)或蹬骨爪(5)固定在一起。
4、根据权利要求1所述记忆合金人工听骨，其特征在于记忆合金人工听骨的蹬骨爪(5)和记忆合金智能紧固件(3)可以是一个部件，这时蹬骨爪(5)上的记忆合金智能紧固件(3)直接和托盘连接杆(2)或托盘(1)固定在一起。
5、根据权利要求1所述记忆合金人工听骨，其特征在于记忆合金人工听骨的托盘(1)可以有符合人体生理要求的不同的几何形状结构，通常有盘形、带钩的托盘、带夹托盘、环抱钩形。
6、根据权利要求1所述记忆合金人工听骨，其特征在于记忆合金人工听骨的蹬骨爪(5)可以有符合人体要求的不同的几何形状结构，通常有漏斗夹形、带环状夹的人字形、圆柱杆形、圆柱钩形。
7、根据权利要求1所述记忆合金人工听骨，其特征在于记忆合金人工听骨的托盘(1)、蹬骨爪(5)通常采用医用金属材料制造，也可以采用记忆合金制造，还可以采用医用陶瓷或医用高分子材料，如聚四氟乙烯材料制造。
8、根据权利要求1或2或3所述记忆合金人工听骨，其特征在于所述记忆合金人工听骨的托盘(1)、蹬骨爪(5)采用记忆合金制造时，其几何形状通常带有夹状结构或弯钩结构或环抱式结构或爪子式结构。
9、根据权利要求1或2或3所述记忆合金人工听骨，其特征在于所述记忆合金制造的托盘(1)、托盘连接杆(2)、记忆合金智能紧固件(3)、蹬骨爪连接杆(4)、蹬骨爪(5)，其表层也可以被生物相容性更好的高分子材料薄膜，如聚四氟乙烯薄膜，或者金属薄膜如金属铂镀层包覆。
10、根据权利要求1或2或3所述记忆合金人工听骨，其特征在于所述记忆合金指镍钛形状记忆合金，通常选用直径为0.005～0.5mm的TiNi形状记忆合金丝或纤维编织网管或厚度为0.005～0.5mm的记忆合金薄壁管雕刻成网状管形结构，TiNi形状记忆合金的恢复温度通常在28℃～55℃之间，也可以在-10℃～60℃之间，
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Granted publication date: 20041020 Termination date: 20180228 |
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