CN1907238B - 骨综合夹及包括骨综合夹的外科手术系统 - Google Patents

Abstract

本发明是使骨碎片愈合的骨综合夹子，改进的插入工具，插入该改进的夹子的方法和实现该改进的夹子和插入工具的外科手术系统。该夹子包括至少两个大致互相平行延伸和包括插入顶部的两个接合腿；连接桥，它在与该插入部分相反的部分上与该至少两个接合腿的连接，该连接桥包括至少两个沿着侧面相对延伸的细长部，该细长部分沿着非线性轨迹延伸，以形成非线性的变形区域，例如凹槽或圆顶；其中接合腿具有沿着相应的插入和相反部分之间的基本全部距离延伸的相应螺旋形螺钉表面，使得在骨组织碎片融合后容易取出夹子。该改进夹子可以由包括形状记忆合金(如Nitinol)的任何生物兼容材料制成。该插入工具经过改进，可将力加在台阶式或非台阶式夹子的搭接顶部上。

Description

骨综合夹及包括骨综合夹的外科手术系统

相关申请资料 

本申请为一个继续申请，它对在2005/0049600(此后称为“600号申请”)号公报中刊登的，2003年8月5日提出，2005年3月3日公布的，题为“骨综合夹和将骨综合夹插入骨组织碎片中的插入工具”的未决原始申请有优先权，这里引入其全部内容供参考。

技术领域

本发明涉及具有改进的结构性质的一种改进的骨综合夹；和将该骨综合夹插入骨组织碎片中和其中取出的一种改进的装置和方法，另外，还涉及将该骨综合夹插入骨组织碎片中的一种改进的插入工具。

背景技术

已知有各种已知的通过将骨骼部分和/或碎片固定在一起和最大限度地避免它们相对运动而使它们愈合的零件(例如，诸如螺钉，板，夹子等的铸件和内部零件)和方法。例如，除了在美国专制5,449,359、5,660,188，5,947,999、5,853,414和5,993,476号中的所述的夹子以外，还有在上述未决原始申请(以后称为600申请)中所述的骨综合夹子，它们的全部内容在此引用以供参考，其中说明当需要在将断开的部分之间重新连接的过程中，保持断开的部分之间的接触时所用的弹性夹子和方法，该夹子和方法可将至少两个生物有机组织部分连接并帮助骨骼碎片之间的骨综合。如在600申请中所述那样，该夹子包括至少两个接合腿，这些腿大致互相平行，并包括可插入骨骼组织碎片中的相应的远端搭接顶部(以后称为“搭接顶部”或“搭接部分”)和相应的近端的插入顶部(以后称为“插入顶部”或“插入部分”)。另外，该夹子还包括一个与该两个接合腿的搭接顶部连接的一个连接桥。该连接桥包括至少两个沿着一个非线性轨迹延伸的细长部 分，以形成诸如凹槽或圆顶一类的非线性的可变形区域。

如在600申请中进一步说明的那样，首先，在用来容纳该弹性夹子的相应的接合腿(600申请的第2段)的位置钻削需要连接的骨碎片。另外，该夹子可以容纳在骨综合过程中与骨零件相连接的软组织零件(例如肌肉、腱或韧带)(美国专利5,947,999。图24-26(“999专利”))。如果需要，该夹子可以将该软组织构件固定就位，同时还可以使该软组织零件在该桥和骨骼之间滑动，固定骨碎片(999专利，第7栏，I.60行至第8栏，I.8行)。在将该腿的插入顶部插入在要连接的骨碎片上钻出的孔中后，利用一个工具将该弹性夹子夹紧，使用适当的打击工具敲打该工具，将该夹子推入骨骼碎片中(600申请第2段)。在将该腿完全插入相应的孔中后，利用该工具将该夹子的细长的桥部分分开，使该腿互相接近，从而使该骨碎片在压力下，进入磨擦接触(600申请第2段)。

业已发现，如果外科医生将太大的分开力加在该细长的桥部分上使该夹子的细长的桥部分过分分开，则在靠近该夹子的桥的区域中的骨碎片之间的接触压力可能超过离该桥最远的骨碎片附近的区域中的骨碎片之间的接触压力，这个压力差会造成骨组织碎片向着该夹子的桥绕支轴转动，从而造成骨碎片的纵轴线碎片偏移，并且特别是在最接近该接合腿的插入顶部的碎片之间形成间隙。

克服这个缺点的一个已知的方法是一种夹子，沿着该夹子的细长部分设有一个诸如凹槽一类非线性的可变形区域(600申请，图1，2，3a-3d)。在将该夹子插入在断裂处的每一侧上的每一个骨碎片上钻出的孔中后，将第一个力加在该细长桥上，将该桥部分的相对的细长部分分开。这使得该接合腿互相相向运动。然而，该腿可以这样绕支轴转动，以致在与该夹子相对的断裂处的一部分中形成间隙(600申请图3C)。诸如向上力的第二个力加在该部分的非线性可变形区域上，从而造成该非线性的可变形区域部分地线性化，这个第二个力使得插入部分围绕该搭接部分互相向绕支轴转动，从而使骨组织碎片的底部表面之间的任何间隙被封闭(600申请图3d)。当加第二个力在该细长部分上时，通过同时加与第二个力相反的第三个力(例如向下力)在靠近该接合腿的搭接部分的该桥部分上，可以防止将该夹子从骨碎 片中抽出。然而，在600申请的图4a和图4b所示的连接不同直径的骨骼的台阶状夹子的情况下，为了加第三个力以使该接合腿的接头顶部更好地接合，需要对600申请以及这里所参考的各专利中提出的已知的插入工具进行改进。另外，该工具必需在非台阶状的或台阶状的夹子中都可以重新使用。如这里所示，为在该区域加第三个力，该工具不能在一个有向下的台阶区域中与该台阶状夹子接合，因此不能有效地抗衡加在该非线性的可变形区域上的第二个力。本发明解决了这个问题。

另外，还发现，已知的从骨碎片中取出夹子的方法可能使骨碎片受到过大的损坏。骨碎片损坏的一种方式是由拉力产生的，该拉力为利用镊子横向从骨骼中拉出该夹子产生的直接剪切力，将具有用于抓住骨夹的长钉或固定齿的夹子从骨碎片中取出时产生的。另外，这种直接的直线式的取出该夹子需在该夹子的桥和骨骼表面之间插入一个杠杆，以便将该夹子从骨骼中撬出来。与这种除去方法的相关的拉力使得当该固定齿从骨骼中出来时，该固定齿会撕坏骨骼通道，造成外伤。另外，由于产生裂片或断裂，这种拉力可能进一步坏骨骼，而且由于骨碎片产生的不希望的移动，会进一步妨碍所期望的愈合过程。另外，该夹子使用螺钉状螺纹，在骨组织已经融合后，使取出该夹子容易进行(见600申请，图8a-8c)，它也存在本发明要解决的缺点。如600申请的图8b所示，取出是通过在搭接顶部140a和140b的位置处切断该桥并取出该桥来实现的，如600申请的图8c所示。在取出该桥后，通过反时针方向单独拧开每一个接合腿，可将该接合腿从骨组织中取出。然而，如600申请所示，已知的夹子具有只有部分地有螺丝的腿——或者在该插入顶部附近，或者在该搭接顶部附近。因此当取出时，有螺纹的区域切割与没有螺纹的接合件的区域相应的骨骼的区域的骨通道(见600申请的图8a-8c)。本发明通过重新设计带有更有效的螺纹的接合腿解决这个问题。

另外，随着需将工具通过小的管子和开口插入，进行更精巧外的外科手术，(即脊椎外科手术)的胸腔外科手术的进展，还应限制使用的工具数目和设置该夹子的需要的操作数量。因此，与由工具进行的物理操作相反，使用热敏材料或形状记忆合金产生该搭接零件 的必要的变形是有利的。这样，本发明通过将形状记忆合金引入改进的夹子中，解决了与已知工具和物理操作该夹子有关的这些问题。诸如Nitinol(镍钛诺)一类的形状记忆合金已经众所周知，参见美国专利3,174,851号。其它金属，例如AuCd，FePt.sub.3，β黄铜和InTl也是有形状记忆性质。这些材料具有的性质是随着材料温度改变而改变其形状。通过一系列热处理而赋予记忆金属装置这种改变形状的潜能。通过对诸如镍-钛一类的金属间的化合物的混合以及热处理进行变化，而将转移温度范围赋予这些材料。材料的热处理方法一般这样组成：设置一个装置所产生的最终形状的最小的高温，随后进行该装置的低温应变以到达第二个形状。这样，当该装置在第二种形状下并且被置于转移温度之下时，该装置回复至预先设计的最终形状。形状改变是由于材料的相对微结构从马氏体转移到奥氏体所导致的。这些由热启动的变化造成由记忆金属制成的插入物的形状的重大改变。关于形状记忆金属的形成和性质的详细情况可在Monassevith的2002/0029044号美国专利申请出版物，Fox的2004/0172107号，以及Allen的2002/0173793号中得到，这些文献在此全部引入供参考。

发明内容

本发明的一个目的是要避免上述的已知骨综合夹子的缺点。为此目的，本发明在该已知夹子的接合腿的至少一个表面上提供了带螺纹的夹紧表面，该夹紧表面基本上沿着插入顶部和与该插入顶部相对的搭接顶部之间的整个距离。改进夹子的该夹紧表面为螺钉状，具有倾斜的螺纹。该螺纹可以包括一个切削刃，以便容易切穿骨骼。因此，当将该改进夹子插入骨碎片中时，该有螺纹的夹紧表面在骨碎片中的该接合腿的全长上延伸。与在整个除去过程中都需要切去骨骼的过去的设计相反，根据螺纹结构的不同，当从骨中取出该接合腿时所需切去的骨量至多是在该腿零件一整转中在骨中切出一条新路径的量。例如：如果该接合腿的螺纹完全包围该接合腿的周围，则当从孔中取出的该腿时，切去最少或可能不切出一条新路径。又例如，如果该腿只有一侧或一个边缘具有螺纹，则在取出时，至多在该腿的一整转期间在骨中切出一条新路径。

本发明的另一个目的是要提供一个至少部分地由形状记忆合金制造的改进的骨综合夹子。形状合金仍要受物理操纵，但有一个附加优点是热引发的变形。因此，通过利用设计的工具进行物理操作通过加一个热源，可使形状记忆合金制的夹子达到其所希望的最终位置。当将转移温度设定为身体温度时，该热源可以包括骨骼或其他身体热源。例如，当由形状合金制的夹子转移温度设定为身体温度时，外科手术中，首先冷却该夹子，重新成形以得到理想的应用的形状：桥的钻石形状在宽度方向上封闭，腿与该桥以及该桥的凹部垂直延伸。在将肘钉型的腿放入在需要相互融合的骨碎片中所钻出的相应的孔中后，利用击打工具，将该肘钉型的腿深深地打入骨骼中。当的造短纤维的腿放在骨骼中后，骨骼的体温使肘钉型的腿变暖，将其形状回复至原来制造的形状。在腿之间逐渐产生一个压缩力。这时，如果压缩太多，而且该腿的插入顶部弯曲而彼此离开，则通过利用插入工具，将一个向上的力加在该桥的凹处，可进行位置校正。正确地计划和选择其最终形状与要压缩的骨碎片之间的间隙距离相应的夹子，可以避免另外使用工具和校正措施。

本发明的另一个目的是要提供一种将骨综合夹子插入骨碎片中的改进的工具。该改进的工具包括一个与该夹子的搭接部分接触的可调零件。对于将该夹子插入容纳该接合腿的钻出的孔中、以及施加与加在该非线性变形区域上的第二个力相反的第三个力而言，这个接触是必要的。通过在该改进的工具中采用该可调节件，可以正确地将第三个力加在具有在600申请的图4a和4b中所示的形状的台阶式夹子的桥零件上，并可以容易地在与如600申请的图1和图2所示的非台阶式(U形)夹子的相应的搭接部分最接近的点上，将第三个力加在该桥上。

附图说明

图1表示根据本发明的第一个示例性非台阶式骨综合夹子的俯视、侧视和横截面图，该夹子具有带有一个平的表面的接合腿，该接合腿具有完全沿着与一个倒圆的锥度表面相反的平的表面延伸的有螺纹的夹钳；

图2表示根据本发明和第二个示例性非台阶式骨综合夹子的俯视、侧视和横截面图，该夹子具有带锥度的接合腿，该接合腿的横截面为圆形，并且具有完全沿着该接合腿圆形表面的圆周和长度延伸的有螺纹的夹紧表面；

图3表示根据本发明的第三个示例性非台阶式骨综合夹子的俯视、侧视和横截面图，该夹子具有带锥度的接合腿，该腿的横截图为方形，并且具有完全沿着该接合腿的至少一个平的表面延伸的有螺纹的夹紧表面；

图4表示根据本发明的第四个示例性非台阶式骨综合夹子的俯视、侧视和横截面图，该夹子具有完全沿着方形的有锥度的接合腿的圆形表面延伸的有螺纹的夹紧表面；

图5表示根据本发明的第五个台阶骨综合夹子的俯视和侧视图，该夹子具有一个有台阶的桥和有锥度的接合腿，该腿的横截面图为圆形，并且有完全沿着该接合腿的圆形表面的圆周和长度延伸的有螺纹的夹紧表面；

图6a-6d表示为了将两个分开的骨碎片连接在一起，插入该改进的骨综合工具的工作顺序；

图7表示目前技术上已知的第一个示例性固定工具；

图8表示通过使该目前技术上已知的示例性固定工具收缩，使该接合腿互相相向地压缩的工作顺序；

图9表示利用该技术上已知的示例性固定工具，将力加在该非线性桥上，使该接合腿的插入顶部互相相向地压缩的工作顺序；

图10表示具有一个可调节的接合件，用于容纳根据本发明的台阶式和非台阶式骨综合夹子的一个示例性固定工具。

具体实施方式

由于本发明的元件与在600申请所示元件匹配，因此保留其附图标记。图1表示根据本发明的第一个示例性改进的弹性的骨综合夹子100的侧视、俯视和横截面图以及沿着所划的线A-A、B-B和C-C的截面图。夹子100包括至少两个接合腿105a和105b，和一个将该连接腿105a，105b彼此连接的连接桥110，从而形成一个单个夹子 100。接合腿105a，105b大致互相平行地延伸，并包括用于插入骨组织的相应的圆形的插入顶部135a，135b，以及与桥110连接的相应的搭接顶部140a，140b。通过沿着该搭接顶部140a，140b至相应的插入顶部135a，135b之间的距离，使横截面积线性减小，可在该接合腿105a，105b上作出锥度。如图1-4所示，该锥度用腿105a，105b上最靠近插入顶部135a，135b的沿着B-B线的截面与靠近搭接顶部140a，140b过A-A线的截面相比较小来表示。

接合腿105a，105b的横截面图可以为适合插入在骨碎片上钻出的孔中任何形状(例如圆形，方形或二者的任何结合)。另外，腿105a，105b的所有或一些侧面可有锥度。例如，图1表示的腿105a，105b的横截面有三条直边和一条圆边，该位于圆形边的对面的直边面向另一个腿105a或105b，并带有相应的夹紧表面805a，805b，用于与骨组织摩擦接合。在这个实施方案中，所有的边都有锥度。如图2所示，105a，105b的横截面为圆形，并围绕整个圆周作出锥度。该整个圆周也带有螺纹的螺钉状的夹紧表面805a，805b，用于与骨组织摩擦接合。这个实施方案在取出过程中切割极小或不切割，因为要取出的该腿105a，105b的后面部分比相应的搭接顶部140a，140b窄。具有圆形圆周的腿105a，105b也可以不作出锥度(没有示出)。这样，当取出时，螺钉状的螺纹顺应在整个取出过程中较接近该搭接顶部140a，140b的螺纹切出的通道。图3表示腿105a，105b的横截面，它具有四个直的或平面边，该四个边中只有一个带有相应有螺纹的螺钉状的夹紧表面805a，805b。在这个实施方案中，彼此面向的该腿的内侧带有螺纹的螺钉状夹紧表面805a和805b，用于与骨组织磨擦接合。除了有夹紧表面805a，805b的侧面以外的所有侧面都有锥度。图4中表示腿105a和105b的横截面，它具有三个直边和一个圆的边，每一个腿的该圆边设置在面向另一个腿105a或105b的内侧上，并带有夹紧表面805a和805b，用于与骨组织摩擦接合。通过比较沿着线A-A和B-B的横截图，可以看见该腿105a，105b的锥度。

该改进的夹子100的夹紧表面805a，805b(例如夹紧齿，螺纹，凸棱)基本上设置在该接合腿105a，105b的插入顶部135a，135b和各搭接部分140a，140b之间的整个距离上。在本发明中，该夹紧齿 805a，805b类似沿着该接合腿105a，105b有倾斜轨迹的螺钉螺纹。在所示例性实施方案中，该接合腿105a，105b带有螺旋形螺钉表面805a，805b，以便于在骨组织(没有示出)融合后，取出该夹子100。为此目的，如600申请的图8b所示，夹子100在搭接顶部140a，140b的位置上可以切去取出出桥110。如600申请的图8C所示，在取出桥110后，通过反时钉方向860a，860b拧开接合腿105a，105b，可从骨组织中取出该接合腿105a，105b。本发明的螺旋形螺钉表面805a，805b比先前技术的装置优越，因为本发明中的螺纹沿着相应的搭接顶部140a，140b和插入顶部135a，135b之间的基本上整个距离作出，这样可减少当从融合的骨骼中去除该腿105a，105b时必需切去的骨的量。如上所述，这可以使当只有腿105a，105b的一个侧面有螺纹时，每一个腿105a，105b的一个360°转动所需的切割距离最大，同样，具有圆形横截面和沿着腿105a，105b的整个圆周有螺纹的腿105a，105b，可使退出时的切削最少。事实上，如果腿105a，105b为圆形，而且被该螺旋式夹紧表面覆盖的螺旋形螺钉状夹紧表面和该腿105a，105b的长度等于或大于该夹子插入骨碎片中的深度，则在退出时几乎不切削或者没有切削。

桥110包括两个沿着侧面相对延伸的两个细长部分115a，115b。该细长部分115a，115b包括相应的凸起部分120a，120b，它们一起形成该细长部分115a，115b之间的一个隔开空间125。如图1所示，该分开空间125的形状为一个钻石形。如图1-4的侧视图所示，细长部分115a，115b还可以沿着一个非直线轨迹，并排地相对延伸，从而形成一个凹槽130一类的一个非线性变形区域130。如下面更充分的说明那样，可变形区域130可便于夹紧组织骨碎片(没有示出)。如图5所示，桥110的细长部分115a，115b还可以带有一个台阶部分405。这样，该台阶部分405形成一个台阶向上区域405a和一个向下台阶的区域405b。这样，如图5所示，该夹子100可以用于安装具有变化直径的骨碎片410a，410b，使骨碎片410a，410b的轴互相对准。从该向上台阶区域405a伸出的接合腿105a由直径大的骨碎片410a容纳，而从向下台阶区域405b伸出的腿105b则被与骨碎片410a比较直径小的第二个骨碎片410b容纳。因为该夹子100有一个台阶接台阶的部分405，因此可以使不同直径的骨碎片410a，410b沿着其中心的直线轴线“Z-Z” 对准。再参见图5可看出，该夹子100具有横截面有相应锥度和有螺纹的螺钉状夹紧表面805a，805b的接合腿105a，105b。该夹紧表面805a，805b沿着在各插入顶部和搭接顶部135a-140a以及135b-140b之间的腿105a，105b的整个圆周延伸。用于与骨组织410a，410b磨擦接合。

该夹子100可由任何适合插入活组织(例如骨组织)中的材料制成。例如，该夹子100可由具有适当弹性和机械强度的生物兼容材料(例如不锈钢合金或钛合金属-例如医用等级的TA6V)制成。另外，该改进的夹子100可以由形状记忆合金制成。利用形状记忆制造该改进的夹子100可以不使用用于将该细长部分115a，115b分开的工具和/或分开工具。另外，该夹子100的重新成形可由如下面所述的过程所述的热处理来实现。

现参见图6a-6d，可看出插入带有凹槽130的骨综合夹子100来连接骨组织碎片305a，305b的工作顺序。如图6a所示，预先钻骨碎片305a，305b，使它们带有相应的夹子容纳孔310a，310b，用于相应地容纳该骨综合夹子100的接合腿105a，105b。如图6b所示，钻出孔310a，310b后将骨综合夹子100插入组织骨碎片305a，305b中。为此目的，可将夹子100与一个工具(没有示出)连接，并将一个敲击力加在该工具上(没有示出)，将夹子100打入骨组织碎片305a，305b中。当夹子100完全插入骨组织碎片305a，305b中后，将第一个力加在细长部分115a，115b上，将它们互相分开。这过程可利用一个工具，例如图6c所示的已知工具和/或一个分开工具(没有示出)进行，或者利用热改变由形状记忆合金制成的夹子。

如果该夹子100由具有转移温度的形状记忆合金制成，则在外科手术完成后，选择用于手术的该夹子的接合腿105a，105b互相离开的距离等于在钻出的孔310a，310b之间的距离。然后，在插入之前，将该夹子冷却至其转移温度以下的温度。当冷却时，通过将该细长件115a，115b压缩在一起，可使该夹子100沿着该桥110全长，从而消除该凸起部分125并且使该接合腿105a，105b彼此更分开，直至该腿与该预先钻出的孔对准为止。如上所述将夹子100插入孔310a，310b中。然后，将夹子100加热至其转移温度或转移温度以上，使该在细长件115a，115b上的第一个力将夹子100分开，并使夹子100回到其制造形 状，并使该接合腿105a，105b彼此相向运动，最终压缩两个骨碎片。例如，如果该夹子100由转移温度等于或低于的人体平均温度的形状记忆合金制成，该平均温度大约为97-100或36-38℃，则在冷却过程中，夹子100会冷却至这个温度以下(利用冰、液冰或其他冷却剂)，并且如上所述，变形至插入前的延伸形状。这可使使用者(即医生)在外科手术或融合之前设置该接合腿时，使该接合腿105a，105b与相应的孔310a，310b对准。插入后，如上所述，骨骼或周围组织的体温将该夹子100加温至其转移温度或以上，将该夹子回复至其原来制造形状。如图6C所示，该原来的制造形状为夹子100的空间125沿着A-A扩宽。因此，加热该夹子100使该接合腿105a，105b互相接近，造成骨碎片305a，305b在压力下互相接触。在上述例子中，骨碎片本身为热源。其他可用的热源包括(但不限于)吹风干燥器，电流或含盐溶液。值得注意的是，如果温度在42℃以上，人的组织可能损坏，因此不推荐该夹子100的转移温度设定在42℃或更高。另外，如果在太高的压力下，骨碎片305a，305b互相接触，则也可以利用手动操纵或工具使细长部分115a，115b更加接近。这使得夹子100的空间125沿着A-A线变窄，从而使该接合腿105a，105b互相分开。 

如果由于外科医生加太大的分开力在细长部分115a，115b上，使该细长部分115a，115b过分分开(即分开太多)，则在骨组织碎片305a，305b的顶部表面315a，315b附近的区域中的骨组织碎片305a，305b之间的接触压力，可能超过在骨组织碎片305a，305b的底部表面320a，320b附近区域中的骨组织碎片305a，305b之间的接触压力。如果医生选择的由形状记忆合金制成的夹子100太小，也可能产生相同的作用，造成接合腿105a，105b互相太接近，从而在骨碎片305a，305b之间形成太强的压缩。如图6C所示，这个过大的力可以使骨组织碎片305a，305b围绕接触支轴表面325向上绕支轴转动，从而使接合腿105a，105b的插入顶部135a，135b彼此围绕搭接顶部140a，140b绕支轴转动离开。这样，骨组织碎片305a，305b的纵轴不对准，并且在该碎片305a，305b之间形成间隙330。在这种情况下，仅仅使细长部分115a，115b更接近，将骨碎片组织305a，305b分开，可能不能解决问题。

如图6d所示，为了使间隙330关闭和保证骨组织碎片 305a，305b正确的安装，要在非线性变形区域130中，将诸如向上力一类的第二个力加在夹子100的细长部分115a，115b上。当将第二个加在细长部分115a，115b上时，通过同时将诸如向下力一类的相反的第三个力加在搭接顶部140a，140b上，可以防止夹子100的抽出。加在该夹子100的细长部分115a，115b上的第二个力，使得该非线性的变形区域130至少部分地线性化。如图6d所示，这使得插入顶部135a，135b围绕搭接顶部140a，140b彼此相向绕支轴转动，使间隙330在骨组织碎片305a，305b的底部表面320a，320b之间关闭。

图7-10表示将夹子100插入骨组织碎片305a，305b中的第一个示例性固定工具500。该工具加第一个力将该细长部分115a，115b分开，加第二个力在非线性变形区域130上，加在第三个力在搭接顶部附近的桥110上。如在上面引入供参考的已知技术中所述那样，该固定工具500可以为已知形成中的任何一种。如图7-9所示，固定工具500的一个示例性实施方案包括手柄505a，505b；一组分别与手柄505a，505b连接的接合臂515a，515b；分别与手柄505a，505b连接并绕支轴转动的支轴臂510a，510b；在正常打开位置上产生使手柄505a，505b偏移的偏移力BF1的第一个偏移装置520(例如，一对偏移弹簧夹，一根弹簧等)；与支轴臂510a，510b连接的一个导向螺钉530；可滑动地与导向螺钉530连接并且分别具有一组推销540a，540b的一对推板535a，535b；可滑动地与该推板535a，535b连接、且在该接合臂515a，515b之间延伸并将它们隔开的一个间隔螺钉525。手柄505c可绕支轴转动地与手柄505a连接，它具有一个杠杆505d，可以推动推销540a，540b。具有齿620的一个棘轮夹子610通过第二个偏移装置625(即弹簧线圈，弹簧夹子等)可绕支轴转动地与手柄505a连接。该第二个偏移装置产生第二个偏移力BF2，使齿620在夹子620的远端606附近与手柄505b的末端接合。

固定工具500可以用于进行图6a-6d所示的工作顺序，插入骨综合夹子100，将骨组织碎片305a，305b连接起来。在钻出孔310a，310b之后，利用固定工具500，将骨综合夹子100插入骨组织碎片305a，305b中。为此目的，接合臂515a，515b等具有相应的接合凸缘545a，545d，用于固定地在推板535a，535b之间与细长部分115a，115b接 合。如图6b所示，当夹子100在凸缘545a，545b以及相应的推板535a，535b之间与固定工具500连接后，将骨综合夹子100插入骨组织碎片305a，305b中。为此目的，可将打击力加在手柄505a，和/或505b或推板535a，535b上，从而将夹子100打入骨组织碎片305a，305b中。另一种方法是，利用一个分开工具和/或击打工具(例如外科锤子)，将夹子100插入骨组织碎片305a，305b中。

为了使细长部分115a，115b互相分开，并且使骨组织碎片305a，305b在压力下互相接触，在将夹子100完全插入骨组织碎片305a，305b中后，可将第一个分开力F1加在细长部分115a，115b上。为此目的，如图8所示，使用者(例如外科医生)克服第一个偏移装置520的偏移力，将第一个挤压力按箭头SF1所示加在手柄505a，505b上，这形成从接合凸缘545a，545b加在接合臂515a，515b上的第一个力F1，使接合臂515a，515b互相分开。因此，这使得夹子100的空间125扩宽，从而使夹子100的接合腿105a，105b互相接近，并且使骨组织碎片305a，305b在压力下互相接触。利用第二个偏移件625产生的第二个偏移力BF2，将棘轮夹子610的齿620啮入手柄505b中，从而可防止手柄505a，505b分开，并且保持在夹子100的细长件115a，115b上的第一个力。

如图9所示，不需使棘轮夹子610与手柄505b松开，使用者(例如外科医生)将第二个挤压力SF2加在手柄505a，505c上，将杠杆505d推动顶在推销540a上，从而可沿着推板535a，535b将第三个力F3加在搭接顶部140a，140b附近的桥110上。另外，同样大小的相反的第二个力F2，通过接合凸缘545a，545b加在该夹子100的非线性变形区域130上。

如图6d所示，当使用者(例如外科医生)继续将第二个挤压力SF2加在手柄505a，505c上，推板535a，535b将向下力F₃加在夹子100的搭接顶部140a，140b上，而接合凸缘545a，545b将一个向上力F₂ 加在非线性变形区域130的区域中的夹子100的细长部分115a，115b上。如上所述，加在夹子100的细长部分115a，115b上的第二个力F₂(例如向上力)使该非线性变形区域130(例如非线性凹槽130)至少部分地线性化。如图6d所示，这使得插入顶部135a，135b围绕搭接顶部 140a，140b彼此相向绕支轴转动，从而使间隙331在骨组织碎片305a，305b的底部表面320a，320b之间关闭。如600申请所述使用形成该非线性可变形区域130的圆顶，也可得到同样的结果，并且第二和第二个力与当前所加的力相反。 

然而，当桥110的细长部分115a，115b带有一个台阶部分405时，这形成一个台阶向上区域405a和一个台阶向下区域405b，可将直径不同的骨骼部分410a，410b连接起来。形成台阶向下区域405b需要一个长的推动件与该搭接顶部140b接合，以及一个短的搭接件535a与该台阶向上区域405a接触，使得第三个力F3可以均匀地加在桥110的两个侧面上。如果如图1-4所示，固定工具500与一个标准的U形夹子接合，或如图5所示，与一个台阶式夹子接合更好。为了解决这个问题，如图10所示，该固定工具500还带有一个与推板535b连接的可调节的推板535c。因此，如图1-4所示，为了与一个标准的U形夹子150接合，推板535a和535b的尺寸相等。然而，如果需要与一个台阶向下的区域405b接合，则该固定工具500还带有一个可调节地安装在推板535b上的可调节的推板535c。虽然有许多不同的结构，但一个简单和价格便宜的该可调节推板535c的例子为L形的具有短边539和长边541的平面件。长边和短边541，539的远端为接触表面，可将第三个力F3加在夹子100的搭接顶部140a，140b上。该可调节件535C由销子537可绕支轴转动地安装在推板535b上。因此，通过转动该可调节的推板，直至长边541向着接合件545b伸出在推板535b外面为止，可将该可调节推板放在伸长位置。通过转动该可调节的推板535c，直至短边539向着接合件545b伸出为止，可将该可调节推板535c放在缩回位置。因此，如图1-4所示，当零件535c的短边539与接合件545b对准时，固定工具500与一个传统的U形夹子100接合。如图5和图10所示，当该零件535c的长边541与接合件545b对准时，固定工具500与夹子100的台阶向下区域405b接合。还可以包括第三个偏移装置543，以保证该可调节的推板535c不能自由转动，只是当将预先确定的回转力加在该可调节的推板535c上时，可从指定位置松开，从而如上所述，可使该可调节推板535c锁紧在伸长和缩回位置之间。例如，第四个偏移件543可包括一个从该可调节的推板535c伸出的弹 簧543和一组从推板535b伸出的锁紧销547，该锁紧销547需要施加力以在伸出和缩回位置之间传递。

在将第二个挤压力加在手柄505a，505c上并且夹子100正确地插入骨组织碎片305a，305b中后，通过将一个与第二个偏移力BF2相反的松开力加在该棘轮夹子的远端606上，可使手柄505b与棘轮夹子510的齿620松开。为此目的，使用者(例如外科医生)在与第二个偏移装置625的偏移力对抗的方向上，将力加在棘轮夹子610的末端606上。这样，棘轮夹子610的齿620与手柄505b的底部末端脱开，从而可使手柄505a，505b通过由第一个偏移装置520产生的偏移力，互相分开。

虽然结合具体的实施方案说明了本发明，对本领域熟练技术人员而言，可以有许多其他变化和改造和其他应用。因此，本发明不受这里的说明限制，只由所附权利要求的限制。

Claims (36)

1.一种用于使骨组织碎片愈合的改进的骨综合夹子，该夹子包括：

至少两个接合腿，大致互相平行延伸，并且各包括可插入骨组织碎片中的相应顶部；

一个连接桥，它与该至少两个接合腿的与顶部相对的部分连接，该连接桥包括至少两个沿着侧面相对延伸的细长部，该细长部分沿着一个非线性轨迹延伸，以形成一个非线性的变形区域；以及

其中，该接合腿具有沿着相应的顶部和相应的相反部分之间的基本上全部距离延伸的相应的螺旋形螺钉表面，其中接合腿具有锥度使得其在顶部比在相应的相反部分处更细，从而在切掉连接桥之后，可通过从骨中旋松接合腿来除去夹子，在骨中产生极小的切割，这有助于将夹子去除。

2.如权利要求1所述的骨综合夹子，其中，该接合腿和该连接桥由生物兼容材料制成。

3.如权利要求1所述的骨综合夹子，其中，该非线性变形区域包括凹槽和圆顶中的一个。

4.如权利要求1所述的骨综合夹子，其中，该两个细长部分包括相应的凸起部分，该凸起部分在一起形成细长部分之间的一个分开空间。

5.如权利要求1所述的骨综合夹子，其中，该细长部分包括相应的台阶向上部分使得可安装直径变化的骨碎片。

6.如权利要求1所述的骨综合夹子，其中，该至少两个接合腿具有至少一个直的侧面。

7.如权利要求1所述的骨综合夹子，其中，该至少两个接合腿具有至少一个圆的侧面，或者横截面为圆形，或者横截面为方形。

8.如权利要求1所述的骨综合夹子，其中，该至少两个接合腿的每一个腿的只有一个侧面具有相应的螺旋形螺钉表面，该表面沿着相应的顶部和相应的相反部分之间的基本上全部距离延伸。

9.如权利要求1所述的骨综合夹子，其中，基本上该接合腿的整个周边具有在沿着相应的顶部和相应的相反部分之间的基本上整个距离延伸的螺旋形螺钉表面。

10.如权利要求9所述的骨综合夹子，其中，该至少两个接合腿的横截面为圆形。

11.如权利要求1所述的骨综合夹子，其中，至少该连接桥由具有转移温度的形状记忆合金或热敏合金制成，从而通过将该形状合金金属加热至等于或大于该转移温度的第二个温度，可以在制造后，使形状记忆合金的任何变形反向。

12.如权利要求11所述的骨综合夹子，其中，该转移温度不大于42℃。

13.如权利要求11所述的骨综合夹子，其中，该转移温度不大于38℃且不小于36℃。

14.如权利要求11所述的骨综合夹子，其中，该非线性变形区域包括凹槽和圆顶中的一个。

15.如权利要求11所述的骨综合夹子，其中，该两个细长部分包括相应的凸起部分，该凸起部分在一起形成细长部分之间的一个分开空间。

16.如权利要求11所述的骨综合夹子，其中，该细长部分包括相应的台阶向上部分使得可安装直径变化的骨碎片。

17.如权利要求11所述的骨综合夹子，其中，该两个接合腿互相隔开一个预先确定的距离，该预先确定的距离等于外科手术后所希望的在第一个孔和第二个孔之间距离，其中的第一个孔在第一个骨骼件上钻出以容纳第一个接合腿，而第二个孔在第二个骨骼件上钻出以容纳第二个接合腿。

18.如权利要求11所述的骨综合夹子，其中，该至少两个接合腿具有至少一个直的侧面。

19.如权利要求11所述的骨综合夹子，其中，该至少两个接合腿具有至少一个圆的侧面，或者横截面为圆形，或者横截面为方形。

20.如权利要求11所述的骨综合夹子，其中，该至少两个接合腿的每一个腿的只有一个侧面具有相应的螺旋形螺钉表面，该表面沿着相应的顶部和相应的相反部分之间的基本上全部距离延伸。

21.如权利要求11所述的骨综合夹子，其中，基本上该接合腿的整个周边具有在沿着相应的顶部和相应的相反部分之间的基本上整个距离延伸的螺旋形螺钉表面。

22.如权利要求21所述的骨综合夹子，其中，该至少两个接合腿的横截面为圆形。

23.一种用于使骨组织碎片愈合的改进的骨综合夹子，该夹子包括：

至少两个接合腿，大致互相平行延伸，并且各包括可插入骨组织碎片中的相应的顶部；

一个连接桥，它与该至少两个接合腿的与顶部相对的部分连接，该连接桥包括至少两个沿着侧面相对延伸的细长部，该细长部分沿着一个非线性轨迹延伸，以形成一个非线性的变形区域；以及

其中，至少该连接桥由具有转移温度的形状记忆合金或热敏合金制成，从而通过将该形状合金金属加热至等于或大于该转移温度的第二个温度，可以在制造后，使形状记忆合金的任何变形反向，

其中，该接合腿具有沿着相应的顶部和相应的相反部分之间的基本上全部距离延伸的相应的螺旋形螺钉表面，其中接合腿具有锥度使得其在顶部比在相应的相反部分处更细，从而在通过从骨中旋松接合腿来除去夹子时，在骨中产生极小的切割。

24.如权利要求23所述的骨综合夹子，其中，该形状记忆合金也是生物兼容材料。

25.如权利要求23所述的骨综合夹子，其中，该非线性变形区域包括凹槽和圆顶中的一个。

26.如权利要求23所述的骨综合夹子，其中，该两个细长部分包括相应的凸起部分，该凸起部分在一起形成细长部分之间的一个分开空间。

27.如权利要求23所述的骨综合夹子，其中，该细长部分包括相应的台阶向上部分使得可安装直径变化的骨碎片。

28.如权利要求23所述的骨综合夹子，其中，该两个接合腿互相隔开一个预先确定的距离，该预先确定的距离等于外科手术后所希望的在第一个孔和第二个孔之间距离，其中的第一个孔在第一个骨骼件上钻出以容纳第一个接合腿，而第二个孔在第二个骨骼件上钻出以容纳第二个接合腿。

29.一种外科手术系统，它包括：

一种用于使骨组织碎片愈合的改进的骨综合夹子，该夹子包括：

至少两个接合腿，大致互相平行延伸，且各包括可插入骨组织碎片中的相应的顶部；一个连接桥，它在与该插入部分相对的部分上与该接合腿连接，该连接桥包括至少两个沿着侧面相对延伸的细长部，该细长部分沿着一个非线性轨迹延伸，以形成一个非线性的变形区域，其中至少该连接桥由形状记忆合金制成；

其中，该接合腿具有沿着相应的顶部和相应的相反部分之间的基本上全部距离延伸的相应的螺旋形螺钉表面，其中接合腿具有锥度使得其在顶部比在相应的相反部分处更细，从而在通过从骨中旋松接合腿来除去夹子时，在骨中产生极小的切割；以及

将该改进的夹子插入骨组织碎片中的一个改进的插入工具，该改进的插入工具包括：

加第一个力以将该夹子的细长部分分开的第一个装置；

在该非线性变形区域的一个区域中将第二个力加在该夹子的细长部分上的第二个装置；以及

将与第二个力相反的第三个力加在该接合腿的相应的相反部分上的第三个装置。

30.如权利要求29所述的外科手术系统，其中，该形状记忆合金也是由生物兼容材料制成。

31.如权利要求29所述的外科手术系统，其中，该非线性变形区域包括凹槽和圆顶中的一个。

32.如权利要求29所述的外科手术系统，其中，该两个细长部分包括相应的凸起部分，该凸起部分在一起形成细长部分之间的一个分开空间。

33.如权利要求29所述的外科手术系统，其中，该细长部分包括相应的台阶向上部分使得可安装直径变化的骨碎片。

34.如权利要求29所述的外科手术系统，其中，所述形状记忆合金的转移温度不大于42℃。

35.如权利要求29所述的外科手术系统，其中，所述形状记忆合金的转移温度不大于38℃且不小于36℃。

36.如权利要求29所述的外科手术系统，其中，该两个接合腿互相隔开一个预先确定的距离，该预先确定的距离等于外科手术后所希望的在第一个孔和第二个孔之间距离，其中的第一个孔在第一个骨骼件上钻出以容纳第一个接合腿，而第二个孔在第二个骨骼件上钻出以容纳第二个接合腿。

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