CN1688260A - 带有可调节的几何形状的可植入的机械装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有可调节的几何形状的可植入的机械装置，它包括：对齐的和连接的、具有第一圆柱(11)的输入部分(1)、带有两个相对的第二和第三圆柱(21)、(22)的输出部分(2)、与有机组织的一部分一体转动的和具有第四圆柱(31)的基准件(3)。所安装的摩擦弹簧(7)套在第一和第二圆柱(11)、(21)上，以及所安装的、以与弹簧(7)的相反方向卷绕的第二摩擦弹簧(8)套在第三和第四圆柱(22)、(31)上，这两弹簧将从有机组织外部通过结构(931)施加于输入部分(1)的往复转动转换成沿着螺旋连接(51，52)于通过结构(911)与有机组织的一部分为一体的被动件(4)的输出部分(2)的方向的转动，从而被平动。该装置尤其能够制造伸长钉和脊柱杆。

Description

带有可调节的几何形状的可植入的机械装置

技术领域

本发明涉及在有机组织内部的带有可调节的几何形状的可植入装置，例如骨增长钉、用于例如内脱位或压缩的可膨胀的假体或脊柱杆。

背景技术

现有例如在专利文献US-A-5 074 882或US-A-5 505 733或US-A-4 892 546中所述的若干可植入的机械装置，它们将一部分相对于另一部分的转动转变为伸长，或者FR 2 819 394，将缩短转变为伸长。

但是，现有装置比较复杂，因此生产成本高；它们不易于小型化，存在易损坏或中期和长期可靠性问题，这些限制了它们的使用。

发明内容

按照本发明的带有可调节的几何形状的可植入机械装置提供了简单而可靠的方案，它易于生产和小型化，以便在有机组织内产生几何形状的变化。它包括：

·一输入部分，它具有一第一圆柱端输入部分，

·一输出部分，它具有两个彼此相对并对齐的第二和第三圆柱端，其中第二圆柱端的直径等于所述第一圆柱端的直径，

·一基准件，它具有一第四圆柱端，该端部的直径与所述第三圆柱端的直径相同，

·一传送部分，它具有一与所述输出部分的螺旋连接部分，

·一装置，它能保持所述第一、第二和第四圆柱端的轴线与所述螺旋连接部分的轴线彼此对齐，并保持首先是所述第一圆柱端和所述第二圆柱端和另外的所述第三圆柱端和所述第四圆柱端彼此并置，同时允许所述输入部分和所述输出部分相对于所述基准件围绕所述螺旋连接部分的所述轴线转动。

·至少一第一摩擦弹簧，该弹簧具有一未加载的内径，该内径比用力将该弹簧安装在其上以便套在它们之上的所述第一和第二圆柱端的公共直径稍小，

·至少一第二磨擦弹簧，它的卷绕方向与所述第一摩擦弹簧的卷绕方向相反，它具有一未加载的内径，该内径比用力将该弹簧装在其上以便套在它们之上的所述第三和第四圆柱端的公共直径稍小，

·将所述传送件连接于有机组织的一部分用的结构，

·从有机组织的外部将交变的转动施加于所述输入部分用的结构，

·相对于有机组织的一部分锁定所述基准件的转动用的结构。

从有机组织的外部将交变的转动施加于所述输入部分用的结构显然可以由分别将所述输入部分和基准件连接于有机组织例如一骨骼或一骨段的不同部分的结构构成，能够分别从有机组织的外部操纵该结构，这结构例如在骨伸长钉或扩张的修复术中将特别有利。它们还能够由连接于所述输入部分或所述基准件的、位于皮肤之下的或更具体地在软组织中的一个或多个零件构成，以及能够至少在一个方向通过它们操纵该零件，其中能够由弹性结构实现其它方向，例如在第一方向的操纵期间或者通过放置在软组织中的、与诸第一零件相对的其它诸零件将压缩该弹性结构。

附图说明

在以下按照示例的目的、而决不是在限制的基础所进行的叙述中，将会较好地理解本发明及其操作和应用，以及将揭示它的其它特征和优点，其中：

图1至3示出了按照本发明的装置的一较佳实施例，它尤其可用于肢体的伸长。

图1是这实施例的分解立体图。

图2是处于螺旋连接部分的初始位置中、通过该部分的轴线的剖视图。

图3是再次通过螺旋连接部分的轴线的剖视图，但从图2的位置转过90°的位置，其中所述实施例被局部伸长。

图4至6示出了按照本发明的装置的一第二较佳实施例，它尤其可用于脊柱的或肋间的内脱位或压缩。

图4是这第二实施例的分解立体图。

图5是通过螺旋连接部分的轴线的局部剖视图。

图6是这第二实施例装配完成时的立体图。

具体实施方式

规定在这些图中用相同的标号表示相同的部分，而与它们出现在什么图中和这些零件所表示的形式无关。类似地，如果零件在其中一附图内没有具体地标出，通过参照其它附图，能够易于找出该标号。

在所有的附图中，被遮挡的线条是不可见的，除了便于理解它们的局部情况之外，在所有的附图中，当能够便于理解时改变了尺寸和比例。

本申请人还喜欢阐明诸附图示出了按照本发明的目的若干实施例，但是还存在满足本发明的定义的其它实施例。

他还阐明：按照本发明的定义，当本发明的目的包括带有某功能的“至少一个”元件时，所述实施例可以包括这些元件中的若干个。

他还阐明：如果如所示出的、按照本发明的目的的实施例包括带有相同功能的若干元件，以及在叙述中如果没有规定按照本发明的目的必须在所有的情况下包括一特定数量的这些元件，可以将本发明的目的确定为包括这些元件中的“至少一个”。按照本发明的装置的所有实施例包括：

·一输入部分1，它具有一第一圆柱端11输入部分，

·一输出部分2，它具有两个彼此相对并对齐的第二和第三圆柱端21和22，其中第二圆柱端21的直径等于所述第一圆柱端11的直径，

·一基准件3，它具有一与所述第三圆柱端22的相同直径的第四圆柱端31，

·一传送件4，它与所述输出部分2具有一螺旋连接部分51、52，

·一装置，它能保持所述第一、第二和第四圆柱端11、21、31的轴线与所述螺旋连接部分51、52的轴线彼此对齐，并保持首先是所述第一圆柱端11和所述第二圆柱端21和另外的所述第三圆柱端22和所述第四圆柱端31彼此并置，同时又允许所述输出件1和所述输出部分2相对于所述基准件3围绕所述螺旋连接部分51、52的所述轴线转动，

·至少一第一摩擦弹簧7，它具有一未加载的内径，该内径比用力将该弹簧安装在其上以便套在它们上的所述第一和第二圆柱端11和21的公共直径稍小，

·至少一第二摩擦弹簧8，它的卷绕方向与所述第一摩擦弹簧7的卷绕方向相反，它具有一未加载的内径，该内径比用力将该弹簧装在其上以便套在它们上的所述第三和第四圆柱端22和31的公共直径稍小，

·将所述传送件4连接于有机组织的一部分用的结构，

·从有机组织的外部将交变的转动施加于所述输入部分1用的结构，

·相对于有机组织的一部分锁定所述基准件3的转动用的结构。

确实，在图1至3所示的本发明的第一较佳实施例中，将零件装配在管子613内，该管在一端具有多个内部凸起952，以及在另一端有垂直于它的轴线的一第一孔615，在某距离处有垂直于它的轴线但不会聚的一第二孔618。

输入部分1包括三个具有逐渐缩小直径的对齐的圆柱。具有最小直径的一个构成了所述第一圆柱端11，并且在它的中央穿孔，用于接纳一定心销，以及具有最大直径的一构成了另一端，该端具有至少一个垂直于它的轴线的孔931，一螺钉(未示出)通过该孔，该螺钉能够将所述输入部分1例如连接于一骨段，从而构成了从该有机组织的外部施加交变的转动用的结构。中间圆柱的直径比所述管613的内径稍小，所述输入部分1进入该管的内部，从而相对于所述管613被引导，以及，该中间圆柱具有一基本垂直于它的轴线的长腰孔616，装配后该孔面对所述管613的所述第一孔615，通过用力安装该第一孔接纳销钉614，相反，该销钉在所述长腰孔616内保持可自由振荡，因此使所述输入部分1相对于所述管613在两个方向可自由转动和使刚性连接于它的部分可自由转动。

输出部分2包括两部分21、22和51、611。第一部分包括两个对齐的第二和第三圆柱端21和22，该两个圆柱端例如(但不是必须)由一其直径小于所述管613的内径的肩部分开。第二圆柱端21还在它的延伸部分有一与它对齐的定心销610，该销的直径仅略小于所述输入部分1的所述第一圆柱端11内为接纳它而制出的一孔的直径，所述第三圆柱端22有一对齐孔，该对齐孔用于装配构成所述输出部分2的两部分。所述输出部分2的第二部分包括其直径略小于在所述第三圆柱部分22内所制出的孔的直径的定心和装配销611和一起对齐的螺纹51。例如通过将所述定心和装配销611插入在所述第三圆柱端22内为接纳它而产生的一孔内，装配构成所述输出部分2的两个部分。首先在所述基准件3、其次所述第二摩擦弹簧8周围紧密装配它们，由通过孔612的所述定心和装配销611使基准件运动，孔612的直径略大于所述定心和装配销611，以允许输出部分2和基准件3彼此相对转动，该弹簧事先安装在所述第三和第四圆柱端22和31上。

所述基准件3包括在肩部旁延伸的第四圆柱端31，该肩部的直径略小于所述管613的内径，基准件包括一孔619，装配后该孔与所述管613的所述第二孔618对齐和通过用力装配接纳一销钉617。

所述传送件4基本上是在一端基本上是一允许易于穿入有机组织的圆柱体，以及在另一端包括一同心螺纹孔52，该螺纹孔与所述输出部分2的螺纹构成在所述传送件4和所述输出部分2之间的螺纹连接。所述输出件4还包括在它的端部的一孔911，该孔不平行于它的轴线和能够接纳连接于骨段(未示出)的螺钉，这构成了将它连接于有机组织的一部分的结构。它们还包括在它们的表面上的防转动凹槽951，该凹槽951与所述管613的内凸起952协作以阻止在所述传送件4与所述管613之间的转动。所述防转动凹槽951大体为矩形并平行于螺纹连接部分51、52的轴线，但例如如果希望同时具有伸长和校正扭转的作用，也能够是稍许螺旋形的。

通过将在与所述第二摩擦弹簧8的卷绕方向相反的方向卷绕的所述第一摩擦弹簧7用力安装，以将它套在所述第一和第二圆柱端11和21上，这两圆柱端由所述输出部分2的所述定心销610定中心。例如按以下步骤装配本发明的第一较佳实施例：通过如以上所述固定所述基准件3和所述第二摩擦弹簧8装配所述输出部分2开始。然后，将传送件4拧在输出部分2的螺纹51上；然后装配第一摩擦弹簧7以将它们套在所述第一和第二圆柱端11和所述第二21上，这也将所述输入部分1结合于事先构成的子组件。然后进行总装配，首先将传送部分4的圆端引入管613的端接纳孔615和618内，以及推动它进入所述管613，直至所述传送件4的防转动凹槽951啮合在内凸起952上；然后继续操作，直至所述基准件3的肩部的孔619和进入件1的长腰孔顺序地与所述管613的相应孔618、615对齐，以及，通过用力插入销钉614和617完成本发明的所述第一较佳实施例的装配。

这样，在本发明的第一较佳实施例中，从而由所述输出部分2的定心销610和定心和装配销611以及与它们协作的孔612基本构成了一装置，该装置可保持所述第一、第二和第四圆柱端11、21和31与所述螺纹连接部分51、52的轴线彼此对齐。所述管613、装配销614、617和接纳它们的孔615、616和618、619基本构成了能保持首先是所述第一和第二圆柱端11、21和其次是所述第三和第四圆柱端22、31彼此并置的诸零件。

在本发明的这第一较佳实施例中，所述基准件3通过管613和所述传送件4的结构在转动中与有机组织的一部分相结合，通过销钉617将基准件连接于该管，由防转动凹槽951和内凸起952阻止传送件相对于管613转动和通过孔952阻止传送件相对于有机组织的一部分转动，孔952能够例如接纳连接于未示出的骨段的螺钉。

图1至3所示的本发明的这第一较佳实施例的操作是简单的：通过扭转包含骨段的肢体从有机组织的外部对输入部分1施加交变的转动，该骨段分别连接于所述输入部分和所述传送件4。当以与固定在所述第一圆柱端11和第二圆柱端21上的所述第一摩擦弹簧7的卷绕方向相反的方向施加转动时，，就防止它滑动，以及在它的转动中将旋转运动施加于输出部分2。卷绕方向与所述第一摩擦弹簧7的卷绕方向相反的第二摩擦弹簧8在所述第三和第四圆柱端中的至少一端上滑动，以及，这样确实不阻止所述输出部分2的转动。当在所述第一摩擦弹簧7的卷绕方向施加转动时，支持在所述基准件3上的第二摩擦弹簧8阻止在所述输出部分2的这方向上的转动。自然地，在输出部分2的所述摩擦弹簧7和8允许的方向的转动引起平移，该平移方向取决于所述传送部分4的它们的螺旋连接部分51、52的方向。在相反方向可能没有平移运动。

图4至图6所示的本发明的第二较佳实施例对于进行椎柱的或肋间的内脱位或压缩是特别有利的，但也与关于颅侧骨或颌骨的内脱位的少量修复一起使用，例如，所述传送件4是带有一螺纹端51的一圆柱杆，在该螺纹端上顺序地插上所述输入部分1、所述第一摩擦弹簧7、所述输出件2(用螺纹拧在所述螺纹端51上)、所述第二摩擦弹簧8和所述基准件3。为了允许它们的插上，所述输入部分1和所述基准件3分别包括按照第一圆柱端11的轴线的露出孔621和按照第四圆柱端31的轴线的露出孔622，这两孔具有相同的略大于所述输出杆4的螺纹端51的螺纹外径的直径，以允许诸零件彼此相对转动。为此，输出件2具有能与所述传送件4的螺纹端51协作的同轴线的螺孔52，并带有所述第二和第三圆柱端21和22，这样构成了它们的螺纹连接部分51、52。并且，它们的结构与本发明的第一较佳实施例的相应零件的结构略有不同。这样，它与其协作的所述传送件4和孔621、622和螺纹52构成了在本发明的这第二较佳实施例中的、保持所述第一、第二和第四圆柱端11、21和31的轴线与所述螺纹连接部分51、52的轴线对齐的结构。U形件623基本上构成了可保持首先是所述第一和第二圆柱端11、21和另外的所述第三和第四圆柱端22、31彼此并置用的结构，该U形件在它的两分支之间紧密地保持住它们，并包括靠近所述U形件的各分支的顶部的一孔，该孔的直径基本与所述输入部分1和所述基准件3的、能够插在所述传送件4上的孔621、622的直径相同。

将所述传送件4连接于有机组织的一部分用的结构以已知的方式包括钩子、螺钉和其它连接，它们是已知的，但在图4至图6中没有示出。

杆941构成了从有机组织的外部将交变的转动施加于所述输入部分1的结构，该杆较佳地垂直于螺纹连接部分51、52的轴线和与所述输入部分1形成一单个零件，它允许通过软组织加压，在一第一方向将转动传送给所述输入部分1。然后通过柔性袋943对所述输入部分1施加反方向的转动，该柔性袋例如由硅弹性体制成和可以部分地充填生理血清，它的一部分放置在板942与所述杆941之间，板942在转动之下与该装置的其余部分相对连接(在图4至6中它也起到在转动之下用于该装置的零件的顶盖的作用)，以及，连通的另一部分位于离开所述杆941有足够距离处和通过软组织单独地被加压，使放在所述板942与所述杆941之间的部分再膨胀，从而提升所述杆941，然后通过加压它、再次能够将它压下。如果有机组织的一硬的部分位于所述柔性袋943之下，所述板942对于该装置的操作不是基本要求的。通过放在所述杆941之下的、未示出的弹性装置还能够在反方向转动所述输入部分1，在施加于所述杆941上的压力作用期间，所述杆941就被压下，一旦这压力消失这些部分将会变得松驰。有利的是，选择弹簧的卷绕方向应被选择得能使施加在所述杆941上的压力产生所述输出件2的转动，并能使用返回运动用的结构以仅用于重新配置该装置，该返回运动用的结构是弹性的或利用作用在所述柔性袋943的一部分上的压力起作用的。。

用于相对于有机组织的一部分转动结合于所述基准件3的结构基本上由在所述基准件3中制出的、与所述第四圆柱端31相对的端部处的平面961构成，该平面与U形体623中制出的另一面协作，U形件通过本领域中那些熟练人员熟悉的杆、钩和螺钉连接于椎骨、肋骨或有机组织的另一部分，通过位于所述U形件623的基部和与所述螺纹连接部分51、52基本平行的一横越孔964所述杆、钩或螺钉连接于所述U形件623，该横越孔的直径适合于允许引入一已知的杆，该杆也以已知方式将被放于制造在这端部的、基本垂直于横越孔964的螺纹孔963中的诸螺钉保持住。或者，U形件623可以包括一钩形部分或其它类型的已知的连接部分。

陈述了从本发明的所述第二较佳实施例的有机组织的外部将交变的转动传给输入部分1的装置的特定操作，可以很容易地从本发明的、从而应该参考的第一较佳实施例的操作推断出该装置操作的其余部分。

按照未示出的、显著地有利于产生一可扩张部分的另一实施例，该扩张部分易于适合很标准型式的修复系统，所述传送件是一内部加工有螺纹的管子，同时通过位于所述输出件的第二和第三圆柱端之间的一螺纹与所述输出件螺纹连接，该螺纹的底径严格地大于安装在所述诸圆柱端上的摩擦弹簧的外径。

在按照本发明的装置的许多优点之中，可以观察到作为摩擦弹簧的转矩限制器的工作能力，当这是所希望的时允许该装置所产生的伸长或压缩力被限制于某数值，例如用恒定的受控力实现伸长，而不是用受控的位移实现伸长，这提供了新的临床可能性。

可以从对于面临的应用情况有充分抵抗力的所有可植入材料制造按照本发明的装置。按照该应用能够明显地使用铬钴基合金或者例如聚醚酮醚的聚合物。按照本发明的装置的生产是简单的，以及对该领域的那些熟练人员不会产生任何问题。

按照本发明的装置可以有利地与例如离合器装置的许多其它装置相结合，以便从该装置连接或脱离所述输入部分以能够与将转动施加于它，从而获得具有高级控制水平和能组合的伸长或缩短功能的装置。

按照本发明的装置允许进行许多在有机组织内的植入，其中骨伸长钉，尤其用于下肢、椎骨或肋间的杆，用于内脱位或压缩，关于颅侧骨或颌骨的内脱位的装置，可扩张的修复术或可扩张构件能够与所有现有的标准型式的修复系统相结合，只要连接件适合于安装它的端部。

Claims (4)

1.一种带有可调节的几何形状的可植入的机械装置，它包括：

·一输入部分1，它具有一第一圆柱端11，

·一输出部分2，它具有两个彼此相对并对齐的第二和第三圆柱端21和22，其中第二圆柱端21的直径等于所述第一圆柱端11的直径，

·一基准件3，它具有一与所述第三圆柱端22的相同的直径的第四圆柱端31，

·一传送件4，它具有一与所述输出部分2接合的螺旋连接部分51、52，

·一装置，该装置能保持所述第一、第二和第四圆柱端11、21、31的轴线与所述螺旋连接部分51、52的轴线彼此对齐，并能保持首先是所述第一圆柱端11和所述第二圆柱端21和另外的所述第三圆柱端22和所述四圆柱端31彼此并置，同时又允许所述输入部分1和所述输出部分2相对于所述基准件3围绕所述螺旋连接部分51、52的所述轴线转动，

·至少一第一摩擦弹簧7，它具有一未加载的内径，该内径比用力将该弹簧安装在其上以便套在它们之上的所述第一和第二圆柱端11、21的公共直径稍小，

·至少一第二摩擦弹簧8，它的卷绕方向与所述第一摩擦弹簧7的卷绕方向相反，它具有一未加载的内径，该内径比用力将该弹簧装在其上以便在它们之上的所述第三和第四圆柱端22、31的公共直径稍小，

·将所述传送件4连接于有机组织的一部分用的结构，

·从有机组织的外部将交变的转动施加于所述输入部分1用的结构，

·相对于有机组织的一部分锁定所述基准件3的转动用的结构。

2.按照权利要求1的装置，其特征在于：从有机组织外部对所述输入部分1施加交变的转动用的结构包括连接于至少一骨段用的结构。

3.按照权利要求1的装置，其特征在于：从有机组织外部对所述输入部分1施加交变的转动用的结构包括放在软组织内的结构。

4.按照权利要求1至3中任一项的装置，其特征在于：从有机组织外部对所述输入部分1施加交变的转动用的结构包括弹性结构。

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