TW201311208A - 骨骼固定裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之目的在於提供一種骨骼固定裝置，可以比習用骨骼螺釘和釘子更快速、更容易且更省力插入骨骼內，也容易從骨骼拔出。為解決此目的，本案提供一種無螺紋骨骼固定裝置(1,1’)，以固定於骨骼內，包括有外表面之空心軸部(2,2’,3,3’)，有複數刺元件(52,52’)之刺架(5,5’)。軸部(2,2’,3,3’)和刺架(5,5’)可彼此相對運動，使得在第一組態時，刺架(5,5’)之刺元件(52,52’)不會凸出超過軸部(2,2’,3,3’)之外表面(31,31’)，而在第二組態時，刺架(5,5’)之刺元件(52,52’)則凸出超過軸部(2,2’,3,3’)之外表面(31,31’)。刺架(5,5’)從第一組態至第二組態之運動方向，與骨骼固定裝置(1,1’)插入方向對抗，其中骨骼固定裝置不設螺紋。

Description

骨骼固定裝置

本發明係關於一種骨骼固定裝置，尤其是應用於股骨，供固定於骨骼內，包括有外表面之空心軸部，有複數刺元件之刺架。軸部和刺架可彼此相對運動，使得在第一組態時，刺架之刺元件不會凸出超過軸部之外表面，而在第二組態時，刺架之刺元件則凸出超過軸部之外表面。刺架從第一組態至第二組態之運動方向，與骨骼固定裝置之插入方向對抗，其中骨骼固定裝置不設螺紋。此骨骼固定裝置可應用於例如骨質疏鬆的股骨。

骨骼固定裝置之已知形式為骨骼螺釘，包括有螺紋之軸部，可把螺釘旋入骨骼內。骨骼螺釘可利螺絲起子，手動插入骨骼內，為既耗時又費力之過程。此外，在螺釘插入骨骼內之過程中，會有高度壓力作用於骨骼本身，不宜在某些臨床應用，例如神經手術、脊椎手術、小兒科手術或創傷手術。特別是指涉到骨質疏鬆，如此高度壓力作用於周圍骨骼結構，很有問題。

US 2001/0000186 A1揭示一種手術扣件總成，把第一和第二骨骼部位跨越其間之骨折聯結，具有螺紋和空心部，設四個開口，引導四支長形插銷，以可在空心部內運動之插件保持。當插件利用工具軸向拉回時，此等銷件可與骨骼結構結合。

本發明之目的在於提供一種骨骼固定裝置，可比習用骨骼螺釘和釘子更快速、更容易且更省力插入骨骼內，也容易從骨骼拔出。

本發明目的係由申請專利範圍第1項之骨骼固定裝置解決。進一步發展列在申請專利範圍附屬項內。

本發明骨骼固定裝置藉壓入骨骼內預備之腔孔內，即可 方便快速而保全固定於骨骼內。於骨骼固定裝置插入之際，形成刺架的插件之刺元件，即伸入骨骼固定裝置之空心軸部之開孔內，不會遠超出軸部外表面。俟骨骼固定裝置插入後，刺元件和軸部彼此相對運動，使得刺架之刺元件擴張，穿過空心軸部凸出，超過軸部外表面。所以，刺元件防止骨骼固定裝置被拉出或鬆脫。本發明骨骼固定裝置需要時容易拔出，只要再令空心軸部和刺架相對運動，使得插件的刺元件只伸入開口，頂多到軸部外表面，即在此組態時，刺元件不會凸出超過軸部的外表面。此時，無刺的效應，因為刺元件不與周圍骨骼結構結合。

刺元件可具撓性，由任何撓性材料製成，例如鎳鈦諾。鎳鈦諾(Nitinol)之優點是，由此材料製成的刺元件變形，可完全復原。

藉此可復原之刺連接，無螺紋骨骼固定裝置於插入時，對骨骼不會施以破壞力，而提供保全附設。所以，本發明特別適用於骨質疏鬆患者，因為不會有螺紋或螺釘直接作用於周圍骨骼結構造成的損壞。刺元件透入骨骼結構，比刺元件擴張或彈出(會更破壞周圍骨骼結構)緩和。此外，本發明骨骼固定裝置之植入過程很快，因其不必旋入，只要插入即可。本發明骨骼固定裝置也容易製造。

本發明進一步特點和優點，由如下參照附圖之詳細說明，即可清楚。

茲參見第1至7b圖說明本發明第一具體例之骨骼固定裝置1。由第1a和1b圖可見，無螺紋骨骼固定裝置1，尤其是股骨固定器1，可連接至骨骼板100，包括板狀體，例如利用螺釘固定於骨骼；和管狀體，包容骨骼固定裝置1之一部份，其中板狀體和管狀體可以彎角方式彼此連接成一體，參見第1a和1b圖。

第2圖表示骨骼固定裝置1，具有軸，包括實質上圓筒 形空心軸部2和實質上圓筒形空心頭部3。軸部2有第一端23、第二端24，和至少一共軸凹溝21，其中凹溝21從第一端23延伸到第二端24預定距離。凹溝21包括洞孔22，在軸部2第二端24一段距離處。軸部2和頭部3一體形成，頭部3外徑比軸部2外徑大。軸部2和頭部3可呈分開零件和/或具有相同直徑。

第3和4圖表示鎖定螺釘4，以此經由陰螺紋25(見第6b和6d圖)，把骨骼固定裝置1固定於骨骼板100。由第4圖可見，骨骼固定裝置1又包括套筒7，有插銷71，其造型與軸部2的凹溝21洞孔22合作。插銷71可例如為子母扣，可對抗例如彈簧力(圖上未示)，推入套筒7內。套筒7扣入空心軸部2，即套筒7外徑等於或稍小於空心軸部2之內徑，例如第6b和6d圖所示。插銷71扣入軸部2的凹溝21洞孔22內，並可從軸部2側面套入洞孔22內。如此，套筒7可做為螺釘6止檔件，亦可插入空心軸部2。利用套筒7防止螺釘6朝向軸部2之第一端23運動。為防止螺釘6按第二端24方向運動，設有支座部26(第6b和6d圖)，與形成螺釘6頭部支座之軸部2成為一體。因為有此支座，螺釘6只能從第一端23插入軸部2內。

再者，設置形成插件之刺架5，具有第一單55、第二端56、軸件53、頭件51和複數刺元件52，後者連接至軸件53。刺架5之頭件51包括圓筒部和錐形部，後者形成尖端。

由第5a圖可見，頭部3包括外表面31，有複數沿周凹溝33。第5a圖表示有三個凹溝33。凹溝33呈圓形截面形斷面。各凹溝33底設有開口32，彼此以同等距離沿周分佈，延伸貫穿空心頭部3壁，操作二導引刺元件52。第5a圖顯示各凹溝33有四個開口32。意即開口位在彼此90°角位定向。亦可提供更多或更少凹溝33，更多或更少開口32，或就其角位定向以不同方式配置開口32。由第5a和5b圖可見，刺架5之頭部51形成骨骼固定裝置1之尖端。

第6a和6b圖顯示骨骼固定裝置1在第一組態。骨骼固定裝置1包括在第一端23之陰螺紋25，可與鎖定螺釘4合作(第4圖)，把骨骼固定裝置1例如固定於骨骼板100。空心軸部2內設有套筒7，形成螺釘6之止檔，具有結合結構63，可與工具(圖上未示)結合，以轉動螺釘6。刺架5部份在頭部3內，部份在軸部2內。軸件53在鄰近刺架5之第一端55，有螺紋洞孔，其陰螺紋54與螺釘6之陽螺紋結合。

在第一組態中，刺架5頭部51的錐形部，與頭部3的圓形外緣齊平。頭部51的錐形部在此第一組態中，藉此形成骨骼固定裝置1之尖端。參照軸部2和刺架5之關係位置，在支座部26和刺架5第一端55間有第一距離。又，連接於刺架5軸件53之刺元件52，延伸入頭部3之開口32內，不超出頭部3的外表面31。在此組態中，刺元件52不會凸出於頭部3的外表面31之外。所以，在第一組態中，骨骼固定裝置1即容易引進入鑽進骨骼內之洞孔，參見第7a圖。

在第6c和6d圖所示第二組態中，刺架5位置比第6a和6b圖所示第一組態，更靠近螺釘6和套筒7。再參照軸部2和刺架5之相對位置，在支座部26和刺架5第一端55之間有第二距離，其中第一組態中之第一距離比第二組態中之第二距離大。第二距離可能幾近於零。在此組態中，插件5之刺元件52彎曲，並凸出穿過開口32，超過頭部3之外表面31。在此組態中，骨骼固定裝置1固定於骨骼內，見第7b圖。此項固定可逆。為防刺元件52過載或剪切，在第二組態中，軸部2和刺元件5彼此相對位置可活動，故刺元件52之變形受到陰螺紋54鑽入深度尺寸之限制，致螺釘6完全旋入，得第二組態。在第一和第二組態之間，有許多中間組態存在，因為刺架5相對於軸部2無段運動。

詳見第6b和6d圖，刺元件52從刺架5之軸件53表面凸出，其角度是在製造過程中，根據所用材料和刺元件52實 際維度選定，故可得刺元件52需要之剛性。刺元件52附設於刺架5之軸件53，利用鑽設腔孔，以壓力扣合連接方式，把刺元件插入，刺元件是設計成短插銷，有實質上圓形斷面。刺元件52亦可藉不同方式附設於刺架，例如以粘著劑粘合。由於其組態和附設，刺元件52可相對於刺架5，也相對於所導入之頭部3開口32，彈性變形。刺元件52配置成箭般、鳥羽般或樅樹般組態，其中「箭簇」指向尖端51。

骨骼固定裝置1可由任何身體相容性材料製成。最好使用身體相容性金屬，諸如鈦、不銹鋼，及其合金，或身體相容性塑膠材料。軸部2和頭部3可由刺架5同樣材料或不同材料製成，若需要不同材料以保證刺元件52有必要之彈性性能。然而，刺架5和/或刺元件52最好是由具有形狀記憶性和/或超彈性特徵之形狀記憶體合金，或像不銹鋼或鈦合金等具有彈簧般特徵之材料製成。對於刺元件52，例如適用鎳鈦合金，諸如鎳鈦諾。

骨骼固定裝置組裝如下。首先，把螺釘6從第一端23(第6a至6d圖從上面)插入軸部2內。支座部26保持螺釘6於其定位。然後，把套筒7從第一端23插入軸部2內，插銷71套入洞孔22。如此一來，螺釘頭部即軸向固定於套筒7和支座部26之間，只能利用此導引結構轉動。再將刺架5從第二端24(第6a至6d圖從底部)插入頭部3內，使刺元件52伸入開口32內，但不凸出超過外表面31。利用工具(圖上未示)把螺釘6旋入刺架5之陰螺紋54，工具係從軸部2的第一端23插入，通過套筒7，進入螺釘6之結合結構63內。

使用時，把骨骼固定裝置1插入骨骼鑽設的腔孔內。再利用工具(圖上未示)轉動螺釘6，利用螺釘和螺母連接，使刺架5按軸部2第一端23之方向運動。因此，刺元件52開始進一步運動，通過頭部3之開口32，凸出超過頭部3之表面31。骨骼固定裝置1即固定於骨骼。因為其撓性，又因 開口32形狀，刺元件52乃按垂直於骨骼固定裝置縱軸線之方向彎曲。刺元件52藉此項彎曲，透入周圍骨骼結構。刺元件52在製作的槽溝內撐張，造成周圍骨骼結構微不足道的損傷。即可提供刺元件52，有銳利尖端。

第8a至10d圖表示骨骼固定裝置之第二具體例。系統和裝置之功能和本發明第一具體例所述相同，只是刺架構造有異。

第8a至8c圖所示第二具體例之刺架5’。包括實質上圓筒形空心套筒般主體，有刺元件52’。刺元件52’有實質上長方形斷面，例如利用雷射切割，從圓筒形體切出。刺架5’最好由形狀記憶體材料，例如鎳鈦諾製成。第8a圖所示刺架5’為製造時的組態，刺元件52’未張開，而是與刺架5’圓筒體之其餘表面齊平。第8b圖所示刺架5’呈第一組態，刺元件52’部份張開。第8c圖所示刺架5’呈第二組態，刺元件52’完全張開。

第9a和9b圖相當於第5a和5b圖，所示骨骼固定裝置1’包括軸部2’，有凹溝21’；和頭部3’，有複數凹溝32’，以及外表面31’和尖端51’。

由第10a和10b圖可見，刺架5’夾在尖端51’和軸件53’之間，有第一端55’和第二端56’。尖端51’包括陰螺紋511，而軸件53’之第二端56’形成陽螺紋，構成與尖端51’之陰螺紋511結合，以夾持刺架5’。刺架5’之壁以軸件53’之沿周部和尖端51’之沿周部支持，其中支持沿周表面之外徑和刺架5’之外徑實質上相同，使整個構造可插入骨骼固定元件1’之頭部3’內。

軸部2’和頭部3’相對於刺架5’運動，一如第一具體例。軸件53’在第一端55’包括陰螺紋54’，與螺釘6’合作。螺釘6’固定在支座部26’和套筒7’之間，只能進行轉動，使刺架5’相對於軸部2’和頭部3’運動，一如第一具體例。

第10a和10b圖表示骨骼固定裝置1’呈第一組態，與就 第一具體例所述第一組態相同，而第10c和10d圖表示骨骼固定裝置1’之第二組態，也與就第二具體例所述第二組態相同。

本發明骨骼固定裝置，尤指股骨固定器，可與骨骼板一同使用，如第1a和1b圖所示，特別使用在骨質疏鬆的骨骼。亦可構想一切其他用途，可用骨骼固定裝置替代以骨骼方式使用之習用骨骼螺釘，或習用插銷。亦可提供硬性刺元件。在此種情況時，開口應構成長孔或凹部，以導引刺元件。

再者，支持螺釘連同支座部之套筒，亦可改用其他元件支持螺釘，容許工具通過，並與螺釘的結合結構完成結合。例如，可用套環。

1,1’‧‧‧骨骼固定裝置

2,2’‧‧‧空心軸部

3,3’‧‧‧空心頭部

4‧‧‧鎖定螺釘

5,5’‧‧‧刺架

6,6’‧‧‧螺釘

7,7’‧‧‧套筒

21,21’‧‧‧凹溝

22‧‧‧洞孔

23‧‧‧軸部第一端

24‧‧‧軸部第二端

25‧‧‧陰螺紋

26,26’‧‧‧支座部

31,31’‧‧‧頭部外表面

32,32’‧‧‧凹溝開口

33‧‧‧凹溝

51,51’‧‧‧頭件或尖端

52,52’‧‧‧刺元件

53,53’‧‧‧軸件

54,54’‧‧‧陰螺紋

55,55’‧‧‧刺架第一端

56,56’‧‧‧刺架第二端

63‧‧‧結合結構

71‧‧‧插銷

100‧‧‧骨骼板

511‧‧‧陰螺紋

第1a圖為第一具體例骨骼固定裝置呈第一組態附設於骨骼板之透視圖；第1b圖為第一具體例骨骼固定裝置呈第二組態附設於骨骼板之透視圖；第2圖為第一具體例骨骼固定裝置呈第二組態之透視圖；第3圖為第一具體例骨骼固定裝置呈第二組態與螺釘連接在一起之透視圖；第4圖為第3圖所示骨骼固定裝置之分解透視圖；第5a圖為第1a圖所示骨骼固定裝置放大部位之透視圖；第5b圖為第1b圖所示骨骼固定裝置放大部位之透視圖；第6a圖為第一具體例骨骼固定裝置呈第一組態之側視圖；第6b圖為第一具體例骨骼固定裝置呈第一組態之斷面圖；第6c圖為第一具體例骨骼固定裝置呈第二組態之側視圖；第6d圖為第一具體例骨骼固定裝置呈第二組態之斷面圖；第7a圖為第一具體例骨骼固定裝置的前部呈第一組態插入骨骼內之斷面圖；第7b圖為第一具體例骨骼固定裝置的前部呈第二組態插 入骨骼內之斷面圖；第8a圖為第二具體例刺架呈製造組態之透視圖；第8b圖為第二具體例刺架呈第一組態之透視圖；第8c圖為第二具體例刺架呈第二組態之透視圖；第9a圖為第二具體例骨骼固定裝置放大部位呈第一組態之透視圖；第9b圖為第二具體例骨骼固定裝置放大部位呈第二組態之透視圖；第10a圖為第二具體例骨骼固定裝置呈第一組態之側視圖；第10b圖為第二具體例骨骼固定裝置呈第一組態之斷面圖；第10c圖為第二具體例骨骼固定裝置呈第二組態之側視圖；第10d圖為第二具體例骨骼固定裝置呈第二組態之斷面圖。

1‧‧‧骨骼固定裝置

100‧‧‧骨骼板

Claims (15)

1. 一種骨骼固定裝置(1,1’)，供固定於骨骼，包括：空心軸部(2,2’,3,3’)，具有外表面；刺架(5,5’)，具有複數刺元件(52,52’)；其中軸部(2,2’,3,3’)和刺架(5,5’)可彼此相對運動，使得呈第一組態時，刺架(5,5’)之刺元件(52,52’)不會凸出超過軸部(2,2’,3,3’)之外表面(31,31’)；又其中軸部(2,2’,3,3’)和刺架(5,5’)可彼此相對運動，使得呈第二組態時，刺架(5,5’)之刺元件(52,52’)凸出超過軸部(2,2’,3,3’)之外表面(31,31’)；其中刺架(5,5’)從第一至第二組態之運動方向，與骨骼固定裝置(1,1’)之插入方向對抗；其中骨骼固定裝置(1,1’)之外表面無螺紋者。
2. 如申請專利範圍第1項之骨骼固定裝置(1,1’)，其中骨骼固定裝置(1,1’)包括螺釘(6,6’)，而刺架(5,5’)包括陰螺紋，又其中從第一到第二組態之運動，係藉轉動螺釘(6，6’)達成者。
3. 如申請專利範圍第1或2項之骨骼固定裝置(1,1’)，其中軸部(2,2’,3,3’)具有複數開口(32,32’)，又其中在第二組態中，刺元件(52,52’)係利用開口(32,32’)導引者。
4. 如申請專利範圍第1至3項之一項骨骼固定裝置(1,1’)，其中在第一組態中，刺元件(52,52’)係利用開口(32,32’)導引者。
5. 如申請專利範圍第1至4項之一項骨骼固定裝置(1,1’)，其中刺架(5,5’)可插入軸部(2,2’,3,3’)內者。
6. 如申請專利範圍第1至5項之一項骨骼固定裝置(1,1’)，其中軸部(2,2’,3,3’)包括頭部(3,3’)和軸部(2,2’)者。
7. 如申請專利範圍第1至6項之一項骨骼固定裝置(1,1’)，其中刺架(5,5’)包括軸件(53,53’)和頭件(51,51’)， 其中頭件(51,51’)形成骨骼固定裝置(1,1’)之尖端者。
8. 如申請專利範圍第1至7項之一項骨骼固定裝置(1’)，其中刺架(5’)係套筒者。
9. 如申請專利範圍第1至8項之一項骨骼固定裝置(1,1’)，其中刺元件(52,52’)係插銷者。
10. 如申請專利範圍第1至9項之一項骨骼固定裝置(1’)，其中刺元件(52’)和刺架(5’)係一體連接者。
11. 如申請專利範圍第1至7項之一項骨骼固定裝置(1,1’)，其中刺元件(52,52’)係由形狀記憶性材料，諸如鎳鈦諾(Nitinol)所製成者。
12. 如申請專利範圍第1至11項之一項骨骼固定裝置(1,1’)，其中刺元件(52,52’)係配置成鳥羽或箭般組態，其中「箭簇」係指向骨骼固定裝置(1,1’)之尖端者。
13. 如申請專利範圍第1至12項之一項骨骼固定裝置(1,1’)，其中螺釘(6,6’)係保持軸向固定，使螺釘(6,6’)只能進行轉動者。
14. 如申請專利範圍第1至13項之一項骨骼固定裝置(1,1’)，其中螺釘頭部係軸向固定在第一支座(26,26’)和第二支座(7,7’)之間者。
15. 如申請專利範圍第2至14項之一項骨骼固定裝置(1,1’)，其中刺元件(52,52’)和開口(32,32’)合作，其方式為使刺元件(52,52’)在第二組態透入周圍骨骼結構內者。