CN218356307U - 截骨术固定系统及间隙撑开螺钉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种截骨术固定系统及间隙撑开螺钉,属于骨科植入物技术领域,所述截骨术固定系统包括用于嵌入截骨槽的间隙撑开螺钉和内固定骨板,间隙撑开螺钉由可吸收材料制成,间隙撑开螺钉设置有多孔结构,间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端的孔隙率大于后端的孔隙率,或者,间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端的孔径大于后端的孔径。本实用新型的截骨术固定系统及间隙撑开螺钉可以保证术后间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端先被人体吸收,利于骨早期愈合,后端后被人体吸收,在骨愈合过程中持续起支撑作用,骨修复效果佳,生物力学稳定性好。
Description
技术领域
本实用新型涉及骨科植入物技术领域,特别是指一种截骨术固定系统及间隙撑开螺钉。
背景技术
骨关节炎是成人最常见的关节疾病。骨关节炎的特征是关节软骨的进行性丧失,并伴有新骨形成、滑膜增生,最终可能导致疼痛、关节功能丧失和残疾。膝关节的机械应力因素是膝骨关节炎发病的重要因素之一,对于一些存在胫骨内翻畸形的患者,下肢表现为O型腿,此时膝关节内侧间室机械应力明显增加,导致内侧间室退变,出现膝关节内侧骨关节炎。
对于相对年轻(一般为小于60岁)的患者,如果合并胫骨内翻畸形且内侧关节间隙尚未出现“骨磨骨”影像学改变时,胫骨高位截骨术便是一个非常适合的手术选择。胫骨高位截骨术在胫骨近端内侧进行截骨且楔形撑开,并使用内固定钢板进行固定,以纠正胫骨内翻畸形,从而将下肢力线从内侧间室向略外侧间室转移,以减少内侧间室负荷,延缓内侧间室破坏,延迟骨关节炎进展,属于一种保膝手术。
胫骨高位截骨术成功三要素包括:适合的患者选择、安全准确的手术技术、以及可靠的内固定。目前传统的胫骨高位截骨术广泛使用TomoFix钢板进行内固定,这是一种解剖型设计的锁定型钢板,可以将胫骨截骨后间隙两侧骨块坚强的固定在一起以达到骨愈合,取得了良好的临床效果。
在临床使用过程中,发明人发现不同的患者其胫骨近端内翻角度不同,根据术前规划得出的需矫正的度数也不同,因此需要截骨后的植入物具有不同的高度和锥度,以适应撑开的截骨断面,同时该植入物需要具备足够的强度以支撑截骨断面,增强截骨后的稳定性,因此截骨后选择何种截骨间隙植入支撑物是影响骨愈合的重要问题。
胫骨高位截骨术中在间隙撑开部位的植入物大致可分为三种:
1、自体骨移植,是促进骨缺损修复的金标准,但是取自体骨会造成局部疼痛、二次手术及出血、感染等问题;
2、异体骨移植,存在着免疫排斥、传染疾病等风险;
3、生物材料,包括各种天然或人工合成的组织工程骨修复材料,但也存在着骨修复效果不佳,生物力学稳定性差,不利于骨早期愈合等问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种生物力学稳定性好,利于骨早期愈合的截骨术固定系统及间隙撑开螺钉。
为解决上述技术问题,本实用新型提供技术方案如下:
一方面,提供一种截骨术固定系统,包括用于嵌入截骨槽的间隙撑开螺钉和内固定骨板,所述间隙撑开螺钉由可吸收材料制成,所述间隙撑开螺钉设置有多孔结构,所述间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端的孔隙率大于后端的孔隙率,或者,所述间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端的孔径大于后端的孔径。
进一步的,所述内固定骨板包括L型板体,所述L型板体包括位于上方用于贴附在胫骨平台内侧圆周上且朝向前方的横行部、以及位于所述横行部下方的竖行部,所述横行部和竖行部上均设有用于安装固定螺钉的钉道,所述横行部上的钉道的轴向指向胫骨截骨骨块外侧的胫骨平台铰链侧。
进一步的,所述横行部为圆弧设计,该圆弧的直径为10-26mm。
进一步的,所述横行部为倒锥形,横行部上的钉道的数量为四个,包括横行部的左右两端角设置的第一钉道和第二钉道,第一钉道和第二钉道的中部下方设置第四钉道,第二钉道和第四钉道连线的下方设置第三钉道。
进一步的,所述第一钉道的轴线沿水平方向延伸且与冠状面平行;
和/或,所述第二钉道的轴线沿水平方向延伸且与冠状面之间的夹角为8-12度;
和/或,所述第三钉道的轴线沿水平方向延伸且与冠状面平行;
和/或,所述第四钉道的轴线沿水平方向延伸且与冠状面之间的夹角为2-5度。
进一步的,所述竖行部上的钉道的数量为三个且纵向等间距排布;
和/或,所述竖行部上的钉道的轴线与胫骨干方向之间的夹角为3-7度;
和/或,所述竖行部的中部设有纵向延伸的长圆孔,所述长圆孔的下端连通所述竖行部上位置最靠上的钉道。
进一步的,所述间隙撑开螺钉呈立体柱状,横截面形状为圆形或椭圆形;
或者,所述间隙撑开螺钉为从尾部至头部逐渐变窄的锥形。
进一步的,所述间隙撑开螺钉的外表面设有螺纹或环槽;
和/或,所述间隙撑开螺钉的尾部端面设有六边形凹槽或圆形凹槽。
进一步的,所述间隙撑开螺钉的材料为生物玻璃纤维加强的聚乳酸;
和/或,所述间隙撑开螺钉为3D打印制造。
另一方面,提供一种间隙撑开螺钉,所述间隙撑开螺钉为上述的截骨术固定系统中所使用的间隙撑开螺钉。
本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型的截骨术固定系统及间隙撑开螺钉,其截骨术固定系统的间隙撑开螺钉由可吸收材料制成,间隙撑开螺钉设置有多孔结构,间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端的孔隙率大于后端的孔隙率,或者,间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端的孔径大于后端的孔径,以保证术后间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端先被人体吸收,利于骨早期愈合,后端后被人体吸收,在骨愈合过程中持续起支撑作用,骨修复效果佳,生物力学稳定性好。
附图说明
图1为本实用新型的用于胫骨内侧高位截骨术的内固定系统中内固定骨板的正面结构示意图;
图2为本实用新型的用于胫骨内侧高位截骨术的内固定系统中内固定骨板的俯视结构示意图;
图3为本实用新型的用于胫骨内侧高位截骨术的内固定系统中内固定骨板使用时的俯视结构示意图;
图4为本实用新型的用于胫骨内侧高位截骨术的内固定系统中内固定骨板使用时的结构示意图,其中(a)为侧视图,(b)为立体图;
图5为本实用新型的用于胫骨内侧高位截骨术的内固定系统中间隙撑开螺钉的一种结构示意图,其中(a)为正视图,(b)为后视图,(c)为立体图;
图6为本实用新型的用于胫骨内侧高位截骨术的内固定系统中间隙撑开螺钉的另一种结构示意图,其中(a)为正视图,(b)为正剖视图,(c)为立体图;
图7为本实用新型的用于胫骨内侧高位截骨术的内固定系统使用时的结构示意图;
图8为本实用新型的用于胫骨内侧高位截骨术的内固定系统中间隙撑开螺钉与器械的配合关系示意图。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
一方面,本实用新型提供一种截骨术固定系统,如图1-8所示,包括用于嵌入截骨槽的间隙撑开螺钉3和内固定骨板,间隙撑开螺钉3由可吸收材料制成,间隙撑开螺钉3设置有多孔结构(未示出),间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端(即头部,也即图6中右侧)的孔隙率大于后端(即尾部,也即图6中左侧)的孔隙率,此时孔径可以一致,也可以不一致,或者,间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端的孔径大于后端的孔径,此时孔隙率可以一致,也可以不一致。
在行内侧的开放截骨时,医生会在胫骨平台10下内侧截骨,打开一个楔形切口(即截骨槽),通过调整楔形切口撑开的角度,来调整下肢力线,根据撑开角度的大小,选择是否添加间隙撑开螺钉3(参考图7),然后使用内固定骨板进行固定,以达到消除病痛,恢复关节功能。
本实用新型的截骨术固定系统,其间隙撑开螺钉由可吸收材料制成,间隙撑开螺钉设置有多孔结构,间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端的孔隙率大于后端的孔隙率,或者,间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端的孔径大于后端的孔径,以保证术后间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端先被人体吸收,利于骨早期愈合,后端后被人体吸收,在骨愈合过程中持续起支撑作用,骨修复效果佳,生物力学稳定性好。本实用新型主要适用于高位胫骨截骨术(HTO)。
发明人发现使用TomoFix钢板的传统胫骨高位截骨术存在以下问题:
1、Tomofix钢板设计放置于胫骨近端前内侧,其钢板上钉孔内的螺钉的置钉方向是从胫骨平台前内侧指向后外侧,有损伤胫骨后方血管和神经的风险,且生物力学稳定性上存在不足;
2、切口位置偏前方且为纵行切口,术中入路方式较复杂,且对胫骨近端解剖结构(如胫骨后方的神经血管)显露不清楚,容易造成医源性损伤。
为解决该问题,本实用新型进一步可以采用以下结构形式:
如图1-2所示,内固定骨板可以包括L型板体1,L型板体1包括位于上方用于贴附在胫骨平台10内侧圆周上且朝向前方(人体前方)的横行部11、以及位于横行部11下方的竖行部12,横行部11和竖行部12上均设有用于安装固定螺钉2的钉道,横行部11上的钉道的轴向指向胫骨截骨骨块外侧的胫骨平台铰链侧(即截骨槽旁边的剩余连接部分)。
术中使用时,持取L型板体1放置在胫骨内侧,使L型板体1的横行部11贴附在胫骨平台10内侧圆周上且朝向前方,持取固定螺钉2穿过横行部11和竖行部12上的钉道,按照预定角度和植入方向从胫骨内侧中央区域植入,并指向胫骨截骨骨块外侧的胫骨平台铰链侧(如图3所示),完成L型板体1的植入(参考图4)。
与现有的TomoFix钢板相比,由于本实施例中的L型板体1的横行部11用于贴附在胫骨平台10内侧圆周上且朝向前方,这样设计有利于更好的螺钉布局,改善截骨后的生物力学稳定性,同时让横行部11尽可能固定在胫骨平台10内侧中央位置,并且使L型板体1使用时在胫骨近端及骨干上的固定位置稍微偏内后方,术中可行入路方式简单的偏内后方切口,以实现对胫骨近端解剖结构(如胫骨后方的神经血管)较充分的暴露,防止造成医源性损伤;同时,横行部11上的钉道的轴向指向胫骨截骨骨块外侧的胫骨平台10铰链侧,这样可按照预定角度和植入方向从胫骨内侧中央区域植入固定螺钉2,并使固定螺钉2指向胫骨截骨骨块外侧的胫骨平台10铰链侧,可以避免固定螺钉2植入方向偏向胫骨平台10后外侧,防止损伤胫骨后方的神经及血管,同时可降低胫骨平台10铰链侧的应力,平衡胫骨平台10整体的应力分布,生物力学稳定性好,防止胫骨平台10铰链侧骨折断裂及移位。
如图2所示,横行部11优选为圆弧设计,以使横行部11接近胫骨平台10内侧弧度,进而提高L型板体1近端与胫骨平台10内侧的贴合度,有助于稳定固定及美观,该圆弧的直径优选为10-26mm,具体可以为10mm、12mm、14mm、16mm、18mm等,每2mm一个间隔,基本满足患者个体解剖差异。
横行部11上的钉道的数量可以为至少两个。进一步的,如图1-2所示,横行部11可以为倒锥形;横行部11上的钉道的数量优选为四个,包括横行部11的左右两端角设置的第一钉道111和第二钉道112,第一钉道111和第二钉道112的中部下方设置第四钉道114,第二钉道112和第四钉道114连线的下方设置第三钉道113。第一钉道111、第二钉道112、第三钉道113和第四钉道114基本呈Z形排布且等间距分布。
第一钉道111的轴线优选沿水平方向延伸(即固定螺钉2水平拧入)且与冠状面M平行,即与冠状面M之间的夹角α1为0度,以使第一钉道111内的固定螺钉2指向胫骨截骨骨块外侧的胫骨平台10铰链侧;
第二钉道112的轴线优选沿水平方向延伸且与冠状面M之间的夹角α2为8-12度,具体可以为10度,以使第二钉道112内的固定螺钉2指向胫骨截骨骨块外侧的胫骨平台10铰链侧;
第三钉道113的轴线优选沿水平方向延伸且与冠状面M平行,即与冠状面M之间的夹角α3为0度,以使第三钉道113内的固定螺钉2指向胫骨截骨骨块外侧的胫骨平台10铰链侧;
第四钉道114的轴线优选沿水平方向延伸且与冠状面M之间的夹角α4为2-5度,具体可以为3度,以使第四钉道114内的固定螺钉2指向胫骨截骨骨块外侧的胫骨平台10铰链侧。
继续如图1-2所示,竖行部12上的钉道121的数量可以为至少两个。进一步的,竖行部12上的钉道121的数量优选为三个且纵向等间距排布。竖行部12上的钉道121的轴线与胫骨干方向之间的夹角β优选为3-7度,具体可以为5度。竖行部12的中部可以设有纵向延伸的长圆孔122,长圆孔122的下端连通竖行部12上位置最靠上的钉道,用于调节撑开高度,可与间隙撑开螺钉3配合使用,以维持截骨后撑开高度。
竖行部12可以为从上至下逐渐变窄的锥形;L型板体1的纵向长度优选为10-20mm,竖行部12的锥度可以随着L型板体1的长度变长而变大,例如L型板体1的长度为12mm,相对应的竖行部12的锥度为12度,L型板体1的长度为20mm,相对应的竖行部12的锥度为20度。
L型板体1优选为一体式设计,使用一体式设计的L型板体1对截骨部位进行固定,提高了骨板的抗旋能力,同时结合间隙撑开螺钉3,可避免固定后截骨角度丢失,实现了骨板对截骨部位的稳定固定。
如图5-6所示,间隙撑开螺钉3优选呈立体柱状,横截面形状可以为圆形或椭圆形;间隙撑开螺钉3的外表面可以设有螺纹(图5)或环槽(图6),可以防止截骨断端在内外侧方向和前后位方向发生移位或者旋转,以减少间隙撑开螺钉3植入后在截骨间隙中移动、退出的概率,起到植入后防旋、防移位和防退出的功能;其中横截面形状为圆形且外表面设有螺纹的间隙撑开螺钉3(参考图5)可以通过器械直接拧入截骨面间隙(即截骨槽)中,横截面形状为椭圆形的间隙撑开螺钉3(未示出)或外表面设有环槽的间隙撑开螺钉3(参考图6)均可以通过器械(参考图8)直接锤击打入截骨面间隙中,横截面形状为椭圆形的间隙撑开螺钉3还可以起到一定的抗旋作用。
如图5-6所示,间隙撑开螺钉3的尾部端面可以设有六边形凹槽或圆形凹槽,以方便与植入器械配合使用。间隙撑开螺钉3可以为从尾部至头部逐渐变窄的锥形,以方便植入,同时间隙撑开螺钉3的锥度和直径可以根据术中需要灵活设置,以适应不同的截骨断面撑开高度的需求。间隙撑开螺钉3的材料优选为生物玻璃纤维加强的聚乳酸,具备良好的细胞相容性,促进新生骨的爬行替代,促进截骨断面修复再生,并最终被组织吸收替代。间隙撑开螺钉3优选为3D打印制造,以便于形成多孔结构。
经测验,关于骨板的钉道方向及配合固定螺钉使用时的力学实验支撑数据:TomoFix在胫骨平台10铰链侧的应力为34.2±23.3MPa,本实用新型图1-4所示中的内固定骨板在胫骨平台10铰链侧的应力为26.3±17.5MPa,与TomoFix钢板相比,本实用新型的截骨术固定系统中的内固定骨板在胫骨平台10铰链侧的应力降低了23.1%;
本实用新型的截骨术固定系统(带间隙撑开螺钉3)与仅内固定骨板(不带间隙撑开螺钉3)在中间板处的应力降低了40.1%(210.1±64.2MPa vs.125.8±65.7MPa),在胫骨平台10铰链侧应力降低了31.2%(26.3±17.5MPa vs.18.1±12.1MPa)。
另一方面,本实用新型提供一种间隙撑开螺钉3,如图5-8所示,间隙撑开螺钉3为上述截骨术固定系统中所使用的间隙撑开螺钉3。由于间隙撑开螺钉3的结构与上相同,故此处不再赘述。
本实用新型的间隙撑开螺钉,其由可吸收材料制成,间隙撑开螺钉设置有多孔结构,间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端的孔隙率大于后端的孔隙率,或者,间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端的孔径大于后端的孔径,以保证术后间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端先被人体吸收,利于骨早期愈合,后端后被人体吸收,在骨愈合过程中持续起支撑作用,骨修复效果佳,生物力学稳定性好。
以上所述是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种截骨术固定系统,其特征在于,包括用于嵌入截骨槽的间隙撑开螺钉和内固定骨板,所述间隙撑开螺钉由可吸收材料制成,所述间隙撑开螺钉设置有多孔结构,所述间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端的孔隙率大于后端的孔隙率,或者,所述间隙撑开螺钉探入截骨槽的前端的孔径大于后端的孔径。
2.根据权利要求1所述的截骨术固定系统,其特征在于,所述内固定骨板包括L型板体,所述L型板体包括位于上方用于贴附在胫骨平台内侧圆周上且朝向前方的横行部、以及位于所述横行部下方的竖行部,所述横行部和竖行部上均设有用于安装固定螺钉的钉道,所述横行部上的钉道的轴向指向胫骨截骨骨块外侧的胫骨平台铰链侧。
3.根据权利要求2所述的截骨术固定系统,其特征在于,所述横行部为圆弧设计,该圆弧的直径为10-26mm。
4.根据权利要求2所述的截骨术固定系统,其特征在于,所述横行部为倒锥形,横行部上的钉道的数量为四个,包括横行部的左右两端角设置的第一钉道和第二钉道,第一钉道和第二钉道的中部下方设置第四钉道,第二钉道和第四钉道连线的下方设置第三钉道。
5.根据权利要求4所述的截骨术固定系统,其特征在于,所述第一钉道的轴线沿水平方向延伸且与冠状面平行;
和/或,所述第二钉道的轴线沿水平方向延伸且与冠状面之间的夹角为8-12度;
和/或,所述第三钉道的轴线沿水平方向延伸且与冠状面平行;
和/或,所述第四钉道的轴线沿水平方向延伸且与冠状面之间的夹角为2-5度。
6.根据权利要求2所述的截骨术固定系统,其特征在于,所述竖行部上的钉道的数量为三个且纵向等间距排布;
和/或,所述竖行部上的钉道的轴线与胫骨干方向之间的夹角为3-7度;
和/或,所述竖行部的中部设有纵向延伸的长圆孔,所述长圆孔的下端连通所述竖行部上位置最靠上的钉道。
7.根据权利要求1所述的截骨术固定系统,其特征在于,所述间隙撑开螺钉呈立体柱状,横截面形状为圆形或椭圆形;
或者,所述间隙撑开螺钉为从尾部至头部逐渐变窄的锥形。
8.根据权利要求1所述的截骨术固定系统,其特征在于,所述间隙撑开螺钉的外表面设有螺纹或环槽;
和/或,所述间隙撑开螺钉的尾部端面设有六边形凹槽或圆形凹槽。
9.根据权利要求1所述的截骨术固定系统,其特征在于,所述间隙撑开螺钉的材料为生物玻璃纤维加强的聚乳酸;
和/或,所述间隙撑开螺钉为3D打印制造。
10.一种间隙撑开螺钉,其特征在于,所述间隙撑开螺钉为权利要求1-9中任一权利要求所述的截骨术固定系统中所使用的间隙撑开螺钉。
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