CN1951342A - 自控式髓内骨延长装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种自控式髓内骨延长装置，它主要由左端固定头(1)、左连接套(3)、电机(4)、电机支架(5)、铜套(6)、导向键(7)、外套筒(8)、内套筒(9)、中心螺杆(10)、右端固定头(12)组成。手术时，将其装入人体骨髓内用销钉与骨相连。当电机转动时，中心螺杆转动，并带动内套筒绕螺纹在内套筒内轴向移动，从而对骨骼牵伸、延长。当电机不转动时，所述骨延长装置处于静止状态，它对骨骼起内固定作用。如果电机反转，可以实现收缩。本发明的技术效果是：创伤小，安放在长骨骨髓腔内，护理、锻炼方便，美观。既可作内固定器用，又不需要外力牵引患者即可根据需要自控骨骼延长，其长度可任意调节，单次延长长度可小到0.1mm，延长精度高。不干扰和破坏血液循环，有利于骨折愈合或肢体延长。

Description

自控式髓内骨延长装置

技术领域

本发明涉及一种医疗器件，具体讲，是一种自控式髓内骨延长装置。

背景技术

用于肢体不等长治疗的延长技术源于Codivilla对骨延长的构思，经过许多学者的改良与完善，逐步形成今天的状况。并逐渐延伸至骨缺损治疗、畸形矫治和人体增高术。传统的骨延长以骨外固定器为主要实现手段，骨外固定器被视为骨延长中的关键技术和器材，因此派生出多种空间构型和功能的骨外固定器。但无论骨外固定器如何改进，其置于肢体外表而在体外直接牵伸的基本法则并未改变，因此外固定器所带来的针道感染、体表大量皮肤瘢痕、治疗期间的不方便及不美观等弊端也无法克服。20世纪90年代以来，随着组织再生基础理论的研究进展，以及材料、工程等相关技术的进步，为延长器结构与性能的改进，创造了有利的环境；肢体动态同步延长器、内外结合延长系统和全植入延长器，就是肢体延长术的三大突破，已成为未来的发展趋势。但传统的延长器还将发挥其应有的作用，特别是在复杂性肢体不等长的治疗中，仍有不可替代的作用。以下就国内学术界公认的、常用的和有影响的几种延长器作一简单介绍。骨延长器是治疗骨缺损和肢体不等长的器械，也是用作增高术的器械，故在此一并加以介绍。

1、全环式骨延长器：如图4所示，前苏联伊利扎诺夫(Ilizarov)发明。外植式全环式构型，由上下圆环通过多根可伸长的细钢杆连接，圆环外套在肢体表面，经圆环向中间肢体交叉穿放钢针夹持骨骼，圆环之间由支架连接，支架上安装螺母，手工扭动螺母，实现支架延伸，带动圆环拉伸骨骼。这种全环式骨延长器，稳定性好、受力均匀，方便力线偏差的矫正，可以简单离床行走。

其缺点是：延长幅度受限、治疗周期长、钢针疤痕多，操作难度大，全靠手工操作、操作精度低，容易发生骨延长术固有的并发症。钢针裸露皮外，容易继发感染，需要经常护理。支架在体外，不美观，不便于保护患者隐私；支架重量大，不能大范围户外活动及功能锻炼。肢体延长时钢针固定周围软组织，影响关节活动。

2、单侧骨延长器：如图5所示，瓦格纳(Wagner 1971)和巴西尼(Bastsiani 1984)分别研制了类同的单侧延长器。现在临床应用较多的是名为Orthofix单侧延长器(商品名)。单侧延长器主要是把全环式骨延长器的圆环改为扁平式结构，使用钢针4-6枚，直径通常为5-6mm。其控制方式同样是在支架上安装螺母，手工扭动螺母，实现支架延伸，带动支架拉伸骨骼。优点是简便、易于安装、针孔疤痕少，是小儿骨科常用的延长器。

其缺点是：该延长器固定稳定性很差，一般不适于成年人的手术，多用于小儿。延长幅度受限、治疗周期长、钢针疤痕大，针孔容易感染。因偏心受力，易发生轴线偏差，更容易发生骨延长术固有的并发症。钢针裸露皮外，容易继发感染。支架在体外，不美观，不便于患者保护隐私；支架重量大，不能大范围户外活动及功能锻炼。需要经常护理。肢体延长时钢针固定周围软组织，影响关节活动。

3、内植式骨延长器：如图6所示，中国专利99249639.X公开了一种“长骨髓内延长器”，这种延长器由筒体、拉杆、棘爪、弹簧、限位销钉、防转动限位销钉等组成。手术时将其装入人体长骨髓腔内用销钉与骨相连，然后将骨截为两段，在牵引器械外力作用下拉杆对于筒体向外拉开，此时拉杆上装设的棘爪沿着简体内壁上的一排棘齿运动，当到达预定骨延长度后自锁限位，待新骨痂长并达塑形后即可将该装置取出。该装置虽然具有不损伤神经和血管、可避免伤口感染和肢体肿胀及减少皮肤疤痕的优点，但其缺点是：操作麻烦，患者不能自行实施延长，每次延长需医务人员用牵引器械帮助，而且牵引力度难以准确控制，因此实用性极差。因是棘齿运动，延长精度较差，并且不能收缩，即是说，如果因为操作失误、外部牵引力过大，拉多了一个甚至几个棘爪，根本不能缩回来；一次过度延长，将严重损伤周围神经、影响血液供应，严重者可导致肢体瘫痪或坏死。其临床应用风险极大。

现有骨延长器共有的缺点是，都采用人工外力控制实现延长器的拉伸，伸展的控制精度较低，操作难度大，临床应用中误操作带来的风险极大。而且还容易干扰和破坏血液循环，不利于延长区骨愈合。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作方便，创伤小，可安放在体内，既可作内固定器，又具有延长作用的自控式髓内骨延长装置。

本发明的具体方案是：一种自控式髓内骨延长装置，包括左端固定头和右端固定头，其关键在于：左端固定头的一端与左连接套螺纹连接，该左连接套另一端与电机支架紧固连接，所述电机部分安装在电机支架内，该电机的输出轴与中心螺杆连接，在该中心螺杆外套装有与之啮合的内套筒，在所述内套筒与电机支架之间还套装有铜套，在所述铜套和内套筒外面活套有外套筒，该外套筒一端与所述电机支架固定连接，在该外套筒上开有键槽，所述内套筒上设置的导向键位于外套筒的键槽内；所述内套筒的外端与伸入该内套筒内的右端固定头螺纹连接。

所述左连接套、电机支架和外套筒的轴心线在同一直线上，并且它们的最大直径相等。使电机支架和外套筒形成一体，外表面平滑美观。

位于所述电机输出轴外围的电机支架部分，其外径等于或小于所述外套筒的内径，该小直径端的电机支架部分伸入所述外套筒内，并与之过盈配合。防止外套筒与内套筒之间产生相对运动。

所述左端固定头一端伸入所述左连接套内并与之螺纹连接，在该端的左端固定头上开有与外界相通的过线孔。便于引出导线与电源连接或与外电路连接。

所述电机过盈配合在电机支架内，其一端由电机支架内台阶限位，另一端伸入所述左连接套内；在所述电机的圆柱形输出轴上铣有一平面，在所述中心螺杆的一端钻有一盲孔，该盲孔的孔壁上也有一个与所述电机输出轴相配的平面，所述电机的输出轴插入所述中心螺杆的盲孔中，两平面贴合。这种结构安装方便牢固，既可防止电机产生移动，双能顺利带动中心螺杆旋转。

将本发明所述自控式髓内骨延长装置安放在体内，其中左端固定头和右端固定头通过螺钉与骨髓固联。当电机转动时，中心螺杆转动，并带动内套筒绕螺纹在内套筒内轴向移动，从而对骨骼牵伸、延长。当电机不转动时，所述骨延长装置处于静止状态，它对骨骼起内固定作用。如果电机反转，同理也可以实现收缩。

本发明的显著效果是：结构简单，操作方便；一次性安放在体内，便于护理，创伤小，为微创固定或延长装置；它不干扰和破坏血液循环，有利于骨折愈合或肢体延长；并且可随时进行骨骼牵伸、延长，单次最小延长长度可以达到0.1毫米，延长精度高。患者可以自己控制每次延长长度，一天内可以多次延长，达到多次刺激、快速生长延长的目的，缩短治疗时间。延伸时，不需外部人力或机械牵引。

本发明不仅克服了外置骨固定器存在的钢针裸露皮外，容易继发感染，支架在体外不美观，需要经常护理的缺点，而且消除了外置骨延长器在肢体延长时钢针固定周围软组织、影响关节活动的隐患，更不存在内固定器只能一次延长、延长幅度受限的缺点。

本发明与现有技术中的内植式骨髓延长器相比，结构简单，操作方便，不需外部牵引，即患者可以自己根据需要延长，其每次延长长度可任意调节，不需要医生或其他人的帮助。例如与中国实用新型专利99249639.X的对比，有如下区别：

1、驱动方式不一样：ZL99249639.X拉杆和筒体间作相对滑动，需要有牵引器牵引，才能运动；本装置是靠电机的转动，带动丝杆转动，丝杆带动内套筒转动，从而实现内套筒的径向移动前进，外套不仅起到导向定位作用，目的是让内套筒平稳前进，防止内外套筒相互转动。不需要外部牵引器作用。

2、控制精度不一样：99249639.X需要外力作用下，每次拉动呈锯齿状的一个棘爪，前进0.5mm，精度相当粗糙。因为操作是在不可视的情况下进行，外部牵引力的大小不一样，将导致根本不知道前进一个或几个棘爪，甚至于半个棘爪。如果因为误操作，一次过度延长，将严重损伤周围神经、影响血液供应，严重者可导致肢体瘫痪或坏死。其临床应用风险极大。

本装置完全是全自动的，不需要外部牵引器械，在控制器控制下，可以精确的延长，精度可以到0.1mm，而且可以根据医生或患者的需要，一天内多次精确延长。

3、操作方式不一样，实用性不一样：ZL99249369.X每次延长均需要在手术室里靠牵引器械牵引，才能达到延长的目的，这对患者来说，实用性很有限，也很麻烦，天天需要进手术室，由医生利用牵引器械来完成延长；而本发明在手持式控制器作用下，依靠电机的转动达到延长的目的。操作简单易行，患者可以自己根据需要延长的长度任意调节，不需要医生或其他人的帮助。

4、可靠性不一样：99249369.X只能在外部牵引力的作用下延长，但不能收缩，即是说，如果因为操作失误、外部牵引力过大，拉多了一个甚至几个棘爪，根本不能缩回来，将导致手术失败。本发明可以通过电机的反转达到缩回的目的，即使是延长长度大了，也可以及时收缩，操作特别简单、方便。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图；

图4是背景技术中环形骨延长器结构示意图；

图5是背景技术中单侧骨延长器结构示意图；

图6是背景技术中长骨髓内延长器的结构示意图。

具体实施方式

请参看图1、图2、图3，本发明主要由左端固定头1、钢垫圈2、左连接套3、电机4、电机支架5、铜套6、导向键7、外套筒8、内套筒9、中心螺杆10、钢垫圈11、右端固定头12组成，其中左端固定头1的一端与左连接套3螺纹连接，该左连接套3的另一端与电机支架5紧固连接，该紧固连接可采用螺纹连接或过盈配合。电机4部分安装在电机支架5内，该电机4的输出轴与中心螺杆10连接，在该中心螺杆10外套装有与之啮合的内套筒9，在所述内套筒9与电机支架5之间还滑套有铜套6，一方面对中心螺杆10定位，另一方面把中心螺杆10所受的轴向力传递倒电机支架5上，避免电机受力。在所述铜套6和内套筒9外面活套有外套筒8，该外套筒8一端与所述电机支架5固定连接，在该外套筒8上开有键槽，所述内套筒9上设置的导向键7位于外套筒8的键槽内；所述内套筒9的外端与伸入该内套筒9内的右端固定头12螺纹连接。在所述左端固定头1与左连接套3的端面之间安装有钢垫圈2，在所述右端固定头12与内套筒9的端面之间安装钢垫圈11。

如图1、图2所示：位于所述电机4输出轴外围的电机支架5部分，其外径等于或小于所述外套筒8的内径，该小直径端的电机支架5部分伸入所述外套筒8内，并与之过盈配合。所述电机4过盈配合在电机支架5内，其一端由该电机支架5内台阶限位，另一端伸入所述左连接套3内；该电机4的输出轴插入所述中心螺杆10的盲孔中。由于在电机4的输出轴上铣有平面，所述中心螺杆10的盲孔的孔壁上也有一个与之相配的平面(如图2所示)，两平面贴合，可防止中心螺杆10与电机4的输出轴之间产生相对运动，使电机4带动中心螺杆10转动更加可靠。

所述左端固定头1一端伸入所述左连接套3内并与之螺纹连接，在该端的左端固定头1上开有与外界相通的过线孔13。从过线孔13中引出导电机与外界电源或控制器连接，能方便地控制调整电机的转动。

本实施例把左连接套3、电机支架5和外套筒8的轴心线在同一直线上，并且它们的最大直径相等。三者视为一体，外表光滑整洁。

上述和零件装配好之后可以将左端固定头、左连接套、电机支架、外套筒看成为一体，他们在正常的受力情况下不能相互发生运动。

如图1、图3所示，在内套筒9和外套筒8之间有一个导向键7，可以限制它们之间相互的周向旋转运动，而在长度方向可以在行程范围内(100mm)自由运动。它们之间的运动就是左端固定头和右端固定头之间的运动。

导向键7的宽度小于外套筒8的通槽，同内套筒9的槽宽度相等(实际上在设计过程采用的是过盈配合，即紧配合)。这样键在装入后会紧密的和内套筒贴在一起，不会脱落出来。这样安装也非常方便，只需要将内套筒9和外套筒8的槽对准，将键放入，并外加一定的压力让其嵌入到内套筒9的槽内，即完成键的安装。

导向键7的作用可以由图3看出，可以使内套筒9和外套筒8在圆周方向不发生相对旋转，而外套筒8和电机支架5是固联在一起的，所以内套筒9就不会发生在圆周方向相对于电机支架的相对运动；中心螺杆10和电机的轴是在圆周方向固定的(即不能发生圆周方向的相互运动)；这样中心螺杆10在电机轴的带动下旋转，内套筒9又和电机4在圆周方向的运动被导向键7限制，所以中心螺杆10就能和内套筒9发生圆周方向的相对运动，从而驱动内套筒9前进和后退。

综上所述，导向键7的作用是防止内套筒9和外套筒8发生周向运动，从而使中心螺杆10能够顺利推动内套筒前进和后退。

本发明中左端固定头和右端固定头之间的沿轴向方向的滑动，就是靠电机来实现。实现过程如下：整个运动由直流电机驱动，直流电机内置减速器。电机4输出轴将带动中心螺杆10旋转。然后中心螺杆10通过螺纹推动受到导向键7周向固定的内套筒9前进。内套筒9相对外套筒8轴向前进，从而右端固定头与左端固定头沿轴向方向的平稳滑动前进。这样整个装置在电机的带动下就实现了伸长，如果电机反转，同理也可以实现收缩。

Claims (6)

1.一种自控式髓内骨延长装置，包括左端固定头(1)、右端固定头(12)，其特征在于：左端固定头(1)的一端与左连接套(3)螺纹连接，该左连接套(3)的另一端与电机支架(5)紧固连接，所述电机(4)部分安装在电机支架(5)内，该电机(4)的输出轴与中心螺杆(10)连接，在该中心螺杆(10)外套装有与之啮合的内套筒(9)，在所述内套筒(9)与电机支架(5)之间还套装有铜套(6)，在所述铜套(6)和内套筒(9)外面活套有外套筒(8)，该外套筒(8)一端与所述电机支架(5)固定连接，在该外套筒(8)上开有键槽，所述内套筒(9)上设置的导向键(7)位于外套筒(8)的键槽内；所述内套筒(9)的外端与伸入该内套筒(9)内的右端固定头(12)螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的自控式髓内骨延长装置，其特征在于：所述左端连接套(3)、电机支架(5)和外套筒(8)的轴心线在同一直线上，并且它们的最大直径相等。

3.根据权利要求1或2所述的自控式髓内骨延长装置，其特征在于：位于所述电机(4)输出轴外围的电机支架(5)部分，其外径等于或小于所述外套筒(8)的内径，该小直径端的电机支架(5)部分伸入所述外套筒(8)内，并与之过盈配合。

4.根据权利要求1所述的自控式髓内骨延长装置，其特征在于：所述左端固定头(1)一端伸入所述左连接套(3)内并与之螺纹连接，在该端的左端固定头(1)上开有与外界相通的过线孔(13)。

5.根据权利要求1所述的自控式髓内骨延长装置，其特征在于：所述电机(4)过盈配合在电机支架(5)内，其一端由该电机支架(5)内台阶限位，另一端伸入所述左连接套(3)内。

6.根据权利要求1或5所述的自控式髓内骨延长装置，其特征在于：在所述电机(4)的圆柱形输出轴上铣有一平面，在所述中心螺杆(10)的一端钻有一盲孔，该盲孔的孔壁上也有一个与所述电机(4)输出轴相配的平面，所述电机(4)的输出轴插入所述中心螺杆(10)的盲孔中，两平面贴合。

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