PL210586B1 - Urządzenie do rozłącznego mocowania elementów ustalających chirurgicznych aparatów ustalających i repozycyjnych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do rozłącznego mocowania elementów ustalających chirurgicznych aparatów ustalających i repozycyjnych wyposażone w cylindryczny lub pryzmatyczny wałek główny o osi podłużnej, składający się z dwóch segmentów. Każdy z segmentów jest ograniczony jednostronnie odpowiednią końcówką mocującą i zaopatrzony w osadzoną na nim przesuwnie wzdłuż osi parę szczęk mocujących, z których każda składa się z wewnętrznej szczęki mocującej oraz ze znajdującej się od strony końcówki mocującej - zewnętrznej szczęki mocującej. Każda z tych szczęk mocujących jest zaopatrzona w znajdujące się naprzeciw siebie powierzchnie mocujące, które po zaciśnięciu szczęk mocują siłą tarcia elementy ustalające chirurgicznych aparatów ustalających i repozycyjnych. Ponadto wałek główny urzą dzenia jest zaopatrzony przynajmniej z jednej strony w element mocujący, służący do zaciskania szczęk mocują cych, a każ da para szczęk jest zaopatrzona dodatkowo w osadzony po jej stronie przeciwnej względem powierzchni mocujących elastyczny element służący do rozchylania szczęk w niewielkim zakresie kątowym.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 2 951 29 17 znane jest urządzenie do mocowania elementów ustalających chirurgicznych aparatów ustalających, wyposażone w złącza przegubowe i składające się z dwóch par szczęk mocujących. Każ da para szczęk mocujących składa się z górnej wewnętrznej i z dolnej zewnętrznej szczęki mocującej, przy czym wszystkie szczęki są osadzone przesuwnie na wałku głównym urządzenia. Między parami szczęk mocujących, czyli między obydwoma wewnętrznymi szczękami mocującymi, jest osadzona sprężyna śrubowa dociskająca szczęki wewnętrzne do odpowiednich zewnętrznych szczęk mocujących, przy czym za pomocą elastycznego elementu aretującego szczęki te są utrzymywane w stałym zetknięciu. Powierzchnie mocujące każdej z pary szczęk są zaopatrzone we wnęki o osiach prostopadłych do osi wałka głównego oraz w otwór umożliwiający osadzenie w nim tego wałka. Elastyczny element szczęk powoduje całkowitą blokadę złącza przegubowego po wsunięciu trzpienia mocującego do otworu. Wadą tego rozwiązania jest trudna dostępność sprężyny śrubowej, umieszczonej między parami szczęk, a tym samym problemy z jej wymianą w przypadku zmęczenia materiałowego. Ponadto istnieje trudność uzyskania stałego nacisku elementów ustalających na szczęki mocujące, bowiem jest on zależny od aktualnego położenia nakrętki ściskającej sprężynę śrubową.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US 2002/0165543 A1 znane jest urz ą dzenie do stabilizacji kości, utrzymujące złamane lub pęknięte kości w położeniu niezbędnym do ich prawidłowego zrośnięcia. Urządzenie to składa się z wałka głównego o powierzchni cylindrycznej względnie śrubowej oraz z dwóch par szczęk służących do rozłącznego zakleszczania elementów ustalających położenie kości. Elementy te w postaci wałków są osadzane między szczękami obydwu par szczęk i zakleszczane przez ich wzajemne dociśnięcie za pomocą elementu śrubowego. Obydwie szczęki każdej z par są ze sobą elastycznie połączone w różny sposób, na przykład przez zwężenie ścianki materiału łączącej ze sobą obydwie szczęki albo rozszerzające się wycięcie w miejscu ich wzajemnego połączenia, względnie za pomocą elastycznych elementów łączących te szczęki. To ostatnie rozwiązanie, znajdujące często zastosowanie w praktyce, ma jednak tę niedogodność, że elastyczny element łączący obydwie szczęki jest w zastosowaniach praktycznych albo zbyt sztywny, utrudniając ich wzajemne rozwarcie, albo zbyt wiotki, co utrudnia zamocowanie elementu ustalającego między szczękami.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji elastycznego elementu osadzonego między szczękami, który zapewni zarówno dostateczne zamocowanie elementu ustalającego, wsuniętego między szczęki, jak i łatwe rozwieranie tych szczęk w trakcie jego osadzania.

Cel ten został zrealizowany w urządzeniu do rozłącznego mocowania elementów ustalających chirurgicznych aparatów ustalających i repozycyjnych według wynalazku, które charakteryzuje się tym, że elastyczny element ma postać trzpienia osadzonego między szczękami mocującymi i jest wykonany z metalu o nieliniowej charakterystyce naprężeń względnie z tworzywa sztucznego, zwłaszcza z polieteroeteroketonu (PEEK), a korzystnie z polieteroeteroketonu (PEEK) wzmocnionego włóknami węglowymi.

Elastyczny element jest korzystnie wykonany ze stopu wykazującego pamięć, zwłaszcza z nitinolu.

Elastyczny element jest korzystnie wykonany ze stopu niklu i tytanu zawierającego od 45% do 55% Ni oraz od 45% do 55% Ti.

PL 210 586 B1

Stop wykazujący pamięć ma graniczną temperaturę kruchości na zimno wyższą od 50°C, korzystnie wyższą od 80°C, a najkorzystniej wyższą od 120°C.

Dzięki opisanej konstrukcji elastycznego elementu osadzonego między szczękami obydwu par szczęk uzyskuje się łatwość manipulowania urządzeniem w trakcie zakleszczania i zwalniania elementów ustalających, jak i pewne oraz dostatecznie wytrzymałe ich zamocowanie po osadzeniu między szczękami.

Urządzenie do rozłącznego mocowania elementów ustalających chirurgicznych aparatów ustalających i repozycyjnych według wynalazku jest uwidocznione w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, na którym: fig. 1 - przedstawia urządzenie według wynalazku z dwoma parami szczęk oraz z dwiema nakrętkami służącymi do ich zaciskania - w przekroju podłużnym; fig. 2 - odmianę konstrukcyjną urządzenia przedstawionego na fig. 1 z pojedynczą nakrętką zaciskającą w przekroju podłużnym; fig. 3a - urządzenie według fig. 2 w stanie zwolnionym - w widoku perspektywicznym z tyłu, a fig. 3b - to samo urządzenie w stanie zaciśniętym - w widoku perspektywicznym z przodu.

Urządzenie przedstawione na fig. 1 składa się z wałka głównego 1 o osi 2, podzielonego na dwa segmenty 19 i 20, oddzielone od siebie wzajemnie za pomocą wystającej w połowie jego powierzchni pierścieniowej tarczy 37 oraz z osadzonych przesuwnie na obydwu jego segmentach 19 i 20 par szczęk mocujących 4 i 5. Para 4 szczęk mocujących składa się z zewnętrznej szczęki mocującej 8 i z wewnętrznej szczęki mocującej 6, zaś para 5 szczęk mocujących składa się z zewnętrznej szczęki mocującej 9 i z wewnętrznej szczęki mocującej 7. Wewnętrzne szczęki mocujące 6 i 7 obydwu par 4 i 5 są zaopatrzone w środkowy otwór 16 o średnicy d umożliwiającej suwliwe pasowanie osadzanego w niej wałka głównego 1, natomiast szczęki zewnętrzne 8 i 9 każdej z par mają otwory 17, o średnicy D nieco większej od średnicy d, tworzącej między powierzchnią otworu 17 a powierzchnią wałka głównego 1 niewielką szczelinę. Szczęki mocujące 8, 6 i 7, 9 obydwu par 4 i 5 są z jednej strony zaopatrzone w ćwierćkoliste wycięcia 25, tworzące cylindryczne powierzchnie robocze 29, 30 i 31, 32, natomiast po przeciwnej stronie względem otworów 16 i 17 są zaopatrzone w nieprzelotowe otwory 43, służące do osadzenia w nich elastycznych elementów 40. Zewnętrzne powierzchnie czołowe wszystkich szczęk mocujących 6, 7, 8, 9 są korzystnie płaskie, przy czym przynajmniej powierzchnie czołowe 22 i 23, między którymi znajduje się pierścieniowa tarcza 37, są prostopadłe do osi 2 wałka głównego 1. Obydwa segmenty 19 i 20 wałka głównego 1 są na swych końcach 14 i 15 zaopatrzone w gwint zewnętrzny 24, współpracujący z nakręconymi nań elementami zaciskającymi szczęki mocujące w postaci nakrętek 10 i 11

Między cylindryczne powierzchnie robocze 29 szczęki 8 oraz 30 szczęki 6, a także między powierzchnie robocze 31 szczęki 7 oraz 32 szczęki 9 są wsuwane elementy ustalające 12, 13, mające postać pręta, które są blokowane między wewnętrznymi i zewnętrznymi szczękami mocującymi 6 i 8 oraz 9 i 7 przez dokręcenie elementów zaciskających, stanowiących nakrętki 10 i 11

W rozwiązaniu konstrukcyjnym przedstawionym na fig. 1 wnęki 33 i 34, utworzone przez ćwierćkoliste wycięcia 25, tworzą podłużne, prostopadłe do powierzchni rysunku wnęki 33 i 34, które są również prostopadłe do osi 2 wałka głównego 1. Wycięcia 25 mogą mieć jednak również inny kształt, na przykład trójkątny. Osie 35 i 36 wycięć 25 są jednak zawsze prostopadłe do osi 2 wałka głównego 1.

Szczęki mocujące każdej z obydwu par 4 i 5 są ze sobą wzajemnie połączone za pomocą elastycznych elementów 40, osadzonych w nieprzelotowych otworach 43, których osie 41 i 42 są równoległe do osi 2 wałka głównego 1. Elastyczne elementy 40 mają postać trzpieni, korzystnie cylindrycznych, i są wykonane z materiału o nieliniowej charakterystyce naprężeń, korzystnie ze stopu wykazującego pamięć, zwłaszcza z nitinolu. Korzystnie jest to stop niklu i tytanu, w którym zawartość każdego z tych pierwiastków wynosi od 45% do 55%, zaś jego temperatura kruchości na zimno jest większa od 50°C, a korzystnie większa od 120°C.

Elementy elastyczne 40 mogą być również korzystnie wykonane z tworzywa sztucznego, zwłaszcza z polieteroeteroketonu (PEEK) lub z polieteroeteroketonu (PEEK) wzmocnionego dodatkowo włóknami węglowymi.

Odmiana urządzenia przedstawiona na fig. 2 oraz fig. 3a i 3b różni się od wyżej opisanego rozwiązania konstrukcyjnego tym, że podłużne wnęki półkoliste 33 i 34 między parami szczęk 6 i 8 oraz 7 i 9, służące do osadzania w nich elementów ustalających 12 i 13, mają kształt owali względnie spłaszczonych kół, co zapobiega wysuwaniu się tych elementów ustalających 12 i 13 z wnęk w kierunku prostopadłym lub nachylonym do osi 2 wałka głównego 1. W tym rozwiązaniu każda para szczęk mo4

PL 210 586 B1 cujących 8 i 6 oraz 9 i 7 jest również połączona wzajemnie za pomocą elementów elastycznych 40, które w wyniku sztywnego osadzenia w otworach 43 utrzymują określoną odległość między powierzchniami czołowymi szczęk mocujących. Odległość ta winna zapewniać łatwość wsuwania elementów ustalających 12 i 13 w kierunku prostopadłym do osi 2 wałka głównego 1, przy czym przy zwolnionym elemencie napinającym, czyli nakrętce 10, elementy ustalające 12 i 13 zostają w wyniku sprężystości elastycznego elementu 40 tak zamocowane między powierzchniami roboczymi 29, 30, 31, 32 szczęk mocujących 6, 7, 8, 9, że mogą być ręcznie przesuwane równolegle do osi 35, 36 wnęk 33, 34.

W celu łatwiejszego wprowadzenia elementów ustalających 12 i 13 do podłużnych wnęk 33 i 34, między szczękami mocującymi 6, 8 i 7, 9, krawędzie tych szczęk mocujących są zaopatrzone w skośne ścięcia. W trakcie wprowadzania wprowadzenia elementów ustalających 12 i 13 do podłużnych wnęk 33 i 34, nacisk ich powierzchni na powierzchnie robocze 29, 30, 31, 32 szczęk mocujących powoduje ich wzajemne rozchylenie pod kątem β (fig. 2), którego wartość jest zależna od wymiarów i właściwości sprężystych elastycznych elementów 40, które wyginają się wówczas w przestrzeni między powierzchniami obydwu współpracujących szczęk 6 i 8 oraz 7 i 9.

Rozwiązanie konstrukcyjne urządzenia według wynalazku przedstawionego na fig. 2 różni się ponadto od rozwiązania na fig. 1 następującymi szczegółami:

- wałek główny nie jest przedzielony w środku tarczą, lecz jego powierzchnia w miejscu połączenia obydwu par szczęk 4 i 5 jest jednolita i gładka,

- do zaciskania szczęk służy pojedyncza nakrętka 10, stanowiąca element zaciskowy,

- wałek główny 1 ma tylko na jednej swej końcówce 14 gwint zewnętrzny 24, zaś druga końcówka jest zakończona płaską tarczą 60.

Ponadto wałek główny 1 w tym rozwiązaniu konstrukcyjnym urządzenia jest zaopatrzony, na swych końcach odpowiadających powierzchni zewnętrznej zewnętrznych szczęk mocujących obydwu par 4 i 5, w nacięcia 50, mające postać pierścieniowego rowka o średnicy b mniejszej od średnicy D otworów 17 zewnętrznych szczęk mocujących 8 i 9. Po wprowadzeniu elementów ustalających 12 i 13 do wnęk 33 i 34 obydwu par 4 i 5 szczęk mocujących zaciska się te szczęki przez obrót nakrętki 10, uzyskując pewne zamocowanie tych elementów między powierzchniami roboczymi 29, 30, 31, 32 wnęk 33 i 34. Równocześnie dzięki sprężystości elementów elastycznych 40 możliwe jest przesunięcie elementów ustalających 12 i 13 w tych wnękach, w trakcie którego szczęki mocujące 6, 8 i 7, 9 osiągają kąt nachylenia β wynoszący od 2° do 3°.

Claims (5)

1. Urządzenie do rozłącznego mocowania elementów ustalających chirurgicznych aparatów ustalających i repozycyjnych, wyposażone w cylindryczny lub pryzmatyczny wałek główny o osi podłużnej, składający się z dwóch segmentów, z których każdy ograniczony jest jednostronnie odpowiednią końcówką mocującą i zaopatrzony w osadzoną na nim przesuwnie wzdłuż osi parę szczęk mocujących, z których każda składa się z wewnętrznej szczęki mocującej oraz ze znajdującej się od strony końcówki mocującej - zewnętrznej szczęki mocującej, przy czym każda z tych szczęk mocujących jest zaopatrzona w znajdujące się naprzeciw siebie powierzchnie mocujące, które po zaciśnięciu szczęk mocują siłą tarcia elementy ustalające chirurgicznych aparatów ustalających i repozycyjnych, a ponadto wałek główny urządzenia jest zaopatrzony przynajmniej z jednej strony w element mocujący, służący do zaciskania szczęk mocujących, a każda para szczęk jest zaopatrzona dodatkowo w osadzony po jej stronie przeciwnej względem powierzchni mocujących elastyczny element służący do rozchylania szczęk, znamienne tym, że elastyczny element (40) ma postać trzpienia osadzonego między szczękami mocującymi (4, 5) oraz (7, 8) i jest wykonany z metalu o nieliniowej charakterystyce naprężeń.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że elastyczny element (40) jest wykonany ze stopu wykazującego pamięć, zwłaszcza z nitinolu.

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że elastyczny element (40) jest wykonany ze stopu niklu i tytanu zawierającego od 45% do 55% Ni oraz od 45% do 55% Ti.

4. Urządzenie według zastrz. 2 albo 3, znamienne tym, że stop wykazujący pamięć ma graniczną temperaturę kruchości na zimno wyższą od 50°C, korzystnie wyższą od 80°C, a najkorzystniej wyższą od 120°C.

PL 210 586 B1

5. Urządzenie do rozłącznego mocowania elementów ustalających chirurgicznych aparatów ustalających i repozycyjnych, wyposażone w cylindryczny lub pryzmatyczny wałek główny o osi podłużnej, składający się z dwóch segmentów, z których każdy ograniczony jest jednostronnie odpowiednią końcówką mocującą i zaopatrzony w osadzoną na nim przesuwnie wzdłuż osi parę szczęk mocujących, z których każda składa się z wewnętrznej szczęki mocującej oraz ze znajdującej się od strony końcówki mocującej - zewnętrznej szczęki mocującej, przy czym każda z tych szczęk mocujących jest zaopatrzona w znajdujące się naprzeciw siebie powierzchnie mocujące, które po zaciśnięciu szczęk mocują siłą tarcia elementy ustalające chirurgicznych aparatów ustalających i repozycyjnych, a ponadto wałek główny urządzenia jest zaopatrzony przynajmniej z jednej strony w element mocujący, służący do zaciskania szczęk mocujących, a każda para szczęk jest zaopatrzona dodatkowo w osadzony po jej stronie przeciwnej wzglę dem powierzchni mocują cych elastyczny element sł u żący do rozchylania szczęk, znamienne tym, że elastyczny element (40) ma postać trzpienia osadzonego między szczękami mocującymi (4, 5) oraz (7, 8) i jest wykonany z tworzywa sztucznego, zwłaszcza z polieteroeteroketonu (PEEK), a korzystnie z polieteroeteroketonu (PEEK) wzmocnionego włóknami węglowymi.