TW201424673A - 足跟骨釘 - Google Patents

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Lutz Biedermann
Wilfried Matthis
Tobias Hagle
Kaj Klaue
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Biedermann Technologies Gmbh
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Abstract

一種足跟骨釘(1)，包含：前部(2)，預定插入足跟之一或以上骨骼(14,15,16)或骨片內，並具有末端(3)；以及弧形主部(4)，從前部(2)延伸，並具有後端(5)，其中主部(4)呈斜縮形狀，使在至少第一段(20)內之主部(4)斷面直徑，朝後端(5)遞增。按照具體例，弧形主部(4)之曲率含曲率半徑rc，為至少130 mm。按照另一具體例，斜縮形狀為錐形。

Description

足跟骨釘
本發明係關於足跟骨釘。尤指一種足跟骨釘，其構造可做為後足骨骼或骨片之關節固定器。
US 2006/0200141 A1記載一種骨釘，具有筆直不彎不曲形狀，插入後足內時，延伸貫穿跟骨、踝骨和脛骨。為把釘植入，要形成筆直腔孔，幾近垂直延伸貫穿骨骼，其中進入跟骨的腔孔，位在骨骼之蹠側。由於此項構造，集中在腳的蹠側之神經會受損，以致患者因移植而疼痛。
US 2006/0241605 A1顯示脛骨用之骨髓內釘，總長度介於200和500mm之間，而彎曲段之曲率半徑在300至1,300mm範圍。釘只有一部份彎曲，該部份基本上遵循脛骨骨髓管之形狀。
WO 2011/072249 A1揭示一種固定器熔合裝置，把後足釘與脛骨骨髓釘實質上組合。釘長300mm，延伸貫穿脛骨之部份，其曲率半徑約1.5m。在脛骨和踝骨間之過渡區域，發生三維度空間之劇彎，對延伸貫穿踝骨和跟骨的筆直腔孔縱軸線呈約10°至15°角，該腔孔同樣朝跟骨之蹠側開口。所以，此項構造遭遇上述相同缺點。
WO 2009/067831 A1擬議一種後足用之弧形骨釘，從跟骨軸向面呈幾近圓形延伸，穿過踝骨直到脛骨。此骨釘彎曲，其曲率半徑至少130mm。設有沿釘長之橫向腔孔，後端為傾斜腔孔，從後端相對於釘中心軸線以15°角延伸至外表面，可經由骨骼固定器把骨釘鎖定於跟骨和踝骨，抵抗使釘鬆脫之力量。相對應鎖定螺釘有幹部和頭部。幹部從螺釘末端至頭部，形成骨骼螺紋。骨釘可有圓滑末端，形成開縫，骨釘斷面形狀沿前部變化，而斷面直徑實質上一定不變，直到釘後端。
本發明之目的，在於提供一種足跟骨釘，改進釘插入骨材內所形成弧形腔孔之過程，或改進長期植入體在所涉及骨骼組織內之穩定性 和整合。
此目的係由包括申請專利範圍第1項特徵之足跟骨釘解決。有益具體例和要旨由申請專利範圍附屬項即可明白。
本發明具體例骨釘包含前部和主部。前部確定完成插入於足跟或後足之一或以上骨骼或骨片所形成腔孔內。前部有末端，主部從前部延伸至骨丁後端。弧形主部之曲率半徑含曲率半徑rc，其量至少130mm，此半徑容許骨釘從跟骨軸向端面延伸，貫穿跟骨和踝骨，當骨釘插入貫穿此等骨骼形成之腔孔時，可直到脛骨下部份。
又，主部含斜縮形狀，按照具體例特別呈錐形，其中主部斷面直徑是朝向後端，至少其一段(第一段)而遞增。
因此，骨釘會首先插入腔孔內之部份，含較小直徑，以增加容易插入並導引穿過腔孔，直到脛骨的下部份。
再者，由於斜縮或甚至錐形，骨釘在插入當中通到腔孔指定位置之骨釘斷面直徑，可徐緩加大，藉軟性壓縮相鄰骨骼組織，漸漸擴張脛孔。一旦骨釘完全插入腔孔內，利用例如釘與周圍骨骼組織之干擾扣合，達成保全和穩定固持。
此處所用「錐形」一辭指每單位長度之直徑沿中心軸線A按線性增減。「斜縮」指斷面直徑沿中心軸線A之長度方向順利變化，涵蓋錐形，但亦涵蓋彎曲形狀。以下使用量詞之「錐度」，指每單位長度沿中心軸線A之增減量。量詞「錐度」亦可應用在斜縮而非錐形，此時此量詞是局部，並沿中心軸線變化。
特殊具體例之鎖定骨骼固定器，宜與骨釘之腔孔聯合，從其後端朝骨釘外表面形成之開口延伸。鎖定骨骼固定器有二螺紋段：設在鄰近固定器結合部之(第一)螺紋段，和相當於骨骼螺紋之(第二)螺紋段。第一螺紋段可與骨釘後端的腔孔內所設陰螺紋互動，可使鎖定骨骼固定器固定聯結於骨釘，以防鬆弛。
在又一具體例中，可設封帽，覆蓋結合部形成之凹部。封帽密封凹部和結合部，以阻礙骨骼內生，或防止軟組織進入凹部，俾數日或數年後，方便固定器在骨釘或骨骼內的底座校正或再調節。
其他優點和要旨，從參見附圖所示具體例之詳述，即可明 瞭。
1‧‧‧骨釘
2‧‧‧前部
3‧‧‧末端
4‧‧‧主部
5‧‧‧後端
6‧‧‧縱向傾斜腔孔
7‧‧‧骨骼固定器
8‧‧‧開口
9‧‧‧主部外表面
10‧‧‧陰螺紋
12‧‧‧橫向腔孔
14‧‧‧跟骨
15‧‧‧踝骨
16‧‧‧脛骨
20‧‧‧第一錐形段
21‧‧‧第二錐形段
24‧‧‧縱向凹溝
30‧‧‧圓弧腔孔
72‧‧‧結合部
73‧‧‧第一陽螺紋段
74‧‧‧幹部
75‧‧‧第二陽螺紋段
76‧‧‧封帽
77‧‧‧無螺紋段
78‧‧‧凹部
79‧‧‧端面
80‧‧‧螺紋部
81‧‧‧帽部
82‧‧‧結合部
85‧‧‧陰螺紋
90‧‧‧導銷
91‧‧‧導銷陽螺紋段
92‧‧‧導銷末端段
100‧‧‧配合器
101‧‧‧配合器容納部
102‧‧‧螺釘
103‧‧‧配合器頭段
120‧‧‧鎚子
140‧‧‧鑽模插銷
141‧‧‧螺紋部
142‧‧‧結合部
143‧‧‧圓筒形腔孔
150‧‧‧鑽具軸線
rc‧‧‧曲率半徑
α‧‧‧傾斜角度
A‧‧‧中心軸線
B‧‧‧縱向軸線
第1圖為骨釘和鎖定骨骼固定器具體例呈組裝狀態之透視圖；第2圖同第1圖，但呈分解圖；第3圖同第1圖，但呈斷面圖；第4圖同第1圖，但呈在後足內植入狀態；第5圖為第1圖骨釘在其後端之部份斷面圖；第6圖為骨釘從第5圖右側看之側視圖；第7圖為第1圖所示鎖定骨骼固定器之透視圖；第8圖為骨骼固定器頭部之部份斷面圖；第9A圖為封帽之透視圖；第9B圖為封帽之側視圖；第10圖為骨釘後端連同鎖定骨骼固定器和附設封帽之放大斷面圖；第11圖為骨釘安裝於配合器第一步驟之透視圖；第12圖為骨釘安裝於配合器第二步驟之透視圖；第13圖為第12圖所示總成之斷面圖；第14圖為第12圖所示總成在骨釘插入後足內已形成腔孔前之步驟；第15圖為第12圖所示總成在骨釘已藉鎚子驅入腔孔內後之步驟；第16圖為應用鑽模插銷形成容納鎖定骨骼固定器用腔孔之步驟；第17圖為插入鎖定骨骼固定器之步驟；第18圖為鎖定骨骼固定器附設於骨釘時，附加封帽把位於骨釘後端的結合部之凹部覆蓋步驟。
參見第1至10圖說明足跟骨釘1之一具體例，與鎖定骨骼固定器7聯合使用，第11至18圖表示其使用方法。如第1和2圖所示，骨釘1構成用來進行後足骨骼或骨片之關節固定術，尤其跟骨、踝骨和脛骨間之彼此固定不動。上述WO 2009/067831 A1亦提供有關此項應用領域之醫療和技術背景，於此列入參考，不再贅述。
骨釘1含前部2和主部4。主部4代表骨釘1之最大部份， 從骨釘1之前部2延伸至後端5。由圖可見主部4呈弧形，如第3圖所示，有中心軸線A，在此特定具體例中之曲率半徑rc，沿中心軸線之各極小節段固定不變。
此具體例之前部2與主部4相較，只佔骨釘1的小部份。主部有第一段20，在本具體例中呈錐形，並延伸於主部4全長。前部2含圓滑末端3和第二段21，後者在本具體例中亦呈錐形，見第2圖。第二錐形段21與主部4之第一錐形段20相差在其錐度，即後者每單位長度之斷面直徑變化，分別較第二錐形段21之錐度大。此項特點特別容許骨釘在插入骨骼內時，尤其是前部在踝骨和脛骨間之過渡區通過時，改進其位置之自行調節特性。
反之，以主部4之第一錐形段20而言，其錐度(即每單位長度之斷面直徑變化)較小。如此使主部4的外表面9，在主部4實質上全長，可與周圍骨骼組織實質接觸。在骨釘插入時，斷面直徑之順利變化，容許周圍骨骼組織在控制下壓縮，並在骨釘和骨材之間產生穩定而保全之干擾扣合。
在圖示特定具體例中，主部4沿全長測得中部直徑約12mm，而在到前部2的過渡區之相對應直徑為11.7mm，接近後端5之相對應直徑為12.3mm。
然而，骨釘通常直徑，尤指在其中部測得，為9至13mm範圍，惟直徑小些或大些仍涵蓋在本具體例範圍內。又上述(9至13mm)以外之其他直徑，其對參照值(在具體例中部為12mm)就上述指定錐形公差±0.3mm(接近前部時-0.3mm，接近後端5時+0.3mm)，還是可用。惟錐形公差分別為±0.6mm，甚至達±0.9mm，仍然在其他具體例範圍內。須知在前部(或其末端部)和主部(在中心軸線A上離末端部距離介於一或二斷面直徑間之一點)間，無明確過渡區供採用。
關於曲率半徑，須知按照其他具體例，曲率半徑rc之變化，可沿中心軸線A變異。在此特定具體例中，曲率半徑rc為200mm。惟骨釘之其他具體例，容許曲率半徑rc為至少130mm，又其他至少140mm，還有其他至少150mm，按照最特殊具體例，至少190mm或至少200mm。選擇之幾何形視各患者個別之特殊條件而定。
同此，曲率半徑rc上限不超過240mm，以210mm或以下為佳。骨釘從末端3測量至後端5之長度至少110mm。按照其他具體例，骨釘1長度可為125mm或以上，更好是130mm或以上。
特定具體例的骨釘1可延伸之圓弧，在38°至70°範圍，以48°至55°為佳。骨釘1最大長度為200mm或以下，更好是160mm或以下。特殊具體例透示150mm或以下。
須知主部4可部份彎曲，或以變化曲率彎曲，或以一定曲率半徑彎曲，一如本具體例。同理，前部2可連續顯示與主部4同樣曲率，或變化曲率，或形成筆直不彎曲形狀。
主部4的外表面9可再設有縱向凹溝24形態，因而呈凹溝和凸紋形態，其中凹溝定向與中心軸線A平行，以改進導引骨釘1插入後足之腔孔內。此形態更增加表面積，一旦骨骼開始內生進入凹溝，可增進骨釘1在周圍所生長骨骼組織內之整合。此外，以此方向定向之凹溝和凸紋形態，在插入時加大干擾扣合，同時所需力量減少。
骨釘1在主部4區域內，包括橫向腔孔12和縱向傾斜腔孔6，從後端5延伸穿過主部4，朝向外表面9之開口8，如第3圖所示，鎖定骨骼固定器7設計成可插入腔孔6內，其中該腔孔具有縱向軸線B，相對於主部4之中心軸線A傾斜角度α為0至20°，以10至20°為佳。在此具體例中，縱向軸線B位於骨釘1的曲率平面。
由第4圖可見，鎖定骨骼固定器7穿過跟骨和踝骨固定，因而藉其相對於中心軸線A之小傾角，逼使骨釘更進入腔孔內(圖上未示)，以防骨釘1鬆脫，掉出腔孔外。又如第4圖所示，骨釘1在其插入狀態，可經由跟骨14的端面141進出，再延伸貫穿踝骨15，進入脛骨16。橫向透過骨釘1前部2附近區域之縱向腔孔12，設計成可容納第二鎖定骨骼固定器(圖上未示)，進而把釘保固於脛骨內，其中如此經由腔孔12固定，只是隨需要和視情況而定。
第5和6圖詳示靠近後端5之主部4。第一腔孔6又有陰螺紋10，接近其朝向後端5之開口，且又有平坦表面，朝向主部4的外表面9之開口8。
此具體例之骨釘1，除腔孔6和12之外，為實心，即基本 上為非管狀，而其他具體例亦可涵括設在各部2或4內之管狀或槽溝。
要插入骨釘1的腔孔6內之鎖定骨骼固定器7，其他細節由第7和8圖即可明瞭。鎖定骨骼固定器7含結合部72，可與外部工具結合，把鎖定骨骼固定器7旋入腔孔6，以及跟骨14和踝骨15之骨材內。在此例中，使用六角形結合部72，但可用任何其他形狀之結合部，諸如星形、多角形等。
結合部72可呈骨骼固定器7的端面79所形成凹部78。端面79之凸出邊緣，在固定器7的主部後端5，形成鎖定骨骼固定器7之支座。鄰近端面79，設有第一陽螺紋段73，構成可與接近骨釘1主部4後端5的腔孔6內形成之陰螺紋10互動。無螺紋段77在鄰近第一陽螺紋段73延伸，其長度最好可與主部4所設腔孔6之平坦內表面接觸。該段77與腔孔6間之此項平坦接觸的結果，有益於阻止骨材生長到腔孔6內，因為在植入體使用壽命當中，鎖定骨骼固定器7有可能隨時要進出和再調節。
第二陽螺紋段75鄰近無螺紋段77，延伸到鎖定骨骼固定器7末端。此段75形成骨骼螺紋，把骨骼固定器7固定於周圍骨材內。
無螺紋段77和第二陽螺紋段75，一同形成固定器7的幹部74，其中二段75,77之外徑比第一陽螺紋段73之外徑小，得以插入此等段，不需旋穿過陰螺紋10。再者，第二陽螺紋段75之螺紋導程比第一陽螺紋段73之螺紋導程大，提供固定器7自鎖。如第9A和9B圖所示，設有封帽76，以覆蓋和密封含有結合部72之凹部78。
為此，封帽76形成螺紋部80和帽部81，其中螺紋部80與凹部78所設陰螺紋85互動。利用此封帽，有利阻止骨骼組織或軟組織向內生長進入凹部78，可隨時容易且較少障礙存取骨骼固定器7。封帽76利用結合部82即可容易附著和除去。
第10圖表示骨骼固定器7相對應頭段所設機制概覽，其狀態是安裝在骨釘1內，並以封帽76封閉。
骨釘1、鎖定骨骼固定器或封帽所用材料，以金屬為佳，諸如不銹鋼、鈦、鎳鈦合金、鎳鈦諾等。其他生理相容性材料亦可用。全部組件均以硬質材料製成為佳。
按照上述具體例，骨釘1連同鎖定骨骼固定器7之植入過 程，見第11至18圖所示。
如第11圖所示，不附鎖定骨骼固定器7之骨釘1，利用導銷90附設於配合器100。導銷90有陽螺紋段91，構成與腔孔6後端5的陰螺紋10互動。把導銷90另一末端端92，插入配合器100的容納部101內，以螺釘102鎖定，見第12圖。
第13圖表示附設於骨釘1的配合器100細部斷面圖。如圖所示，配合器100又包括頭段103，以容納鎚子120的鎚擊衝程，如第14圖所示。在骨釘1和配合器100組成的連接總成插入之前，已利用圖上未示的標定裝置，形成圓弧腔孔30，經由跟骨14的端面141，穿過踝骨15進入脛骨16。腔孔30形狀簡略如第16圖所示，詳後。
如第15圖所示，利用鎚子120以鎚擊衝程，把骨釘1整體插入腔孔30內，只有配合器100從跟骨14軸向端面的腔孔30開口凸出。其次，配合器100可旋鬆螺釘102除去，即從骨釘1的腔孔6之陰螺紋10，旋開插銷90。
如第16圖所示，具有管狀部140、結合部142和螺紋部141之鑽模插銷140，可插入跟骨14的端面141開口內，隨後立即插入骨釘1之腔孔6。外螺紋部141插入腔孔6之陰螺紋10內。再令鑽模插銷140之內部圓筒形腔孔143界定鑽具軸線150，以形成筆直腔孔，供容納鎖定骨骼固定器7，參見第17圖。
然後，除去鑽模插銷140，把鎖定骨骼固定器7插入，旋入骨骼和陰螺紋10內。最後，如第18圖所示，把封帽76以其螺紋部82旋入骨骼固定器7的凹部78內形成之陰螺紋85。
須知上述具體例描述細部特點，而技術專家可輕易認知進一步修飾，不違所附申請專利範圍之規範。
例如，在上述具體例中，骨釘1的主部4和前部2之外表面9，可形成凹溝24和其間凸紋之形態。然而，亦可具備光面或其他結構表面。亦可設想光滑區域與凹凸形態交替。
又，在上述具體例中，前部2之錐形段21與主部4之錐形段20差別，在於錐度(即每單位長度之直徑增加)之突兀過渡。惟二種方式間連續變化錐度之順利過渡，亦可實施。
在上述具體例中，骨釘1之實質上全長可具備某些程度之錐度。然而，亦可僅在部份段應用錐形或彎曲形狀，或部份段間配置有一段直徑之區域。
在上述部份具體例中，前部2有圓滑末端3和錐形部21。然而，按照其他具體例，錐形部亦可為斜縮或非錐形，甚至可完全省略，使末端直接過渡到主部，具有斜縮或甚至錐形段。
再者，末端不一定要單純圓滑形。例如，末端可形成平坦表面。另外，末端亦可包括複數小小平坦表面並置，仿效通常鈍角末端。
1‧‧‧骨釘
2‧‧‧前部
3‧‧‧末端
4‧‧‧主部
5‧‧‧後端
6‧‧‧縱向傾斜腔孔
7‧‧‧骨骼固定器
8‧‧‧開口
9‧‧‧主部外表面
12‧‧‧橫向腔孔
24‧‧‧縱向凹溝

Claims (15)

  1. 一種足跟骨釘(1)，含有：一前部(2)，確定可供插入於足跟之一或以上骨骼(14,15,16)或骨片，並具有一末端(3)；一弧形主部(4)，從該前部(2)延伸，並有一後端(5)；其中該主部(4)包含一斜縮形，使該主部(4)之斷面直徑，在其至少一第一段(20)內，朝該後端(5)遞增者。
  2. 如申請專利範圍第1項之骨釘，其中該斜縮形係錐形者。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之骨釘，其中該弧形主部(4)之曲率，含曲率半徑rc，為至少130mm者。
  4. 如申請專利範圍第1至3項之一項骨釘，其中該曲率半徑rc為240mm或以下者。
  5. 如申請專利範圍第1至4項之一項骨釘，其中該主部(4)之斷面直徑，沿該主部(4)全長朝向其後端(5)連續遞增者。
  6. 如申請專利範圍第1至5項之一項骨釘，其中又包括形成一第一腔孔(6)，可容納一第一鎖定骨骼固定器(7)，其中該第一腔孔(6)從該主部(4)之該後端(5)，延伸至該主部(4)之一外表面(9)形成之一開口(8)，當該骨釘(1)插入於貫穿足跟形成之一腔孔(30)時，可使該骨釘(1)鎖定於跟骨(14)和踝骨(15)內者。
  7. 如申請專利範圍第6項之骨釘，其中：該骨釘(1)含有一弧形中心軸線(A)，從該末端(3)延伸至其後端(5)；該第一腔孔(6)具有一縱向軸線(B)，腔孔之該縱向軸線(B)與中心軸線(A)在或接近該主部(4)的該後端(5)交叉，包含一角度(α)；而該角度(α)不超過20度者。
  8. 如申請專利範圍第7項之骨釘，其中：該骨釘(1)在單一平面內彎曲；該第一腔孔(6)之該縱向軸線(B)，即配置於該平面內者。
  9. 如申請專利範圍第6至8項之一項骨釘，其中該第一腔孔(6)設有陰螺紋(10)者。
  10. 如申請專利範圍第1至9項之一項骨釘，其中： 該前部(2)具有一第二段(21)，呈錐形，其中一斷面直徑按離開該末端(3)而朝向該主部(4)的該後端(5)之方向遞增；就每單位長度的斷面直徑增加，該前部之該第二錐形段(21)比該主部(4)之該第一錐形段(20)大者。
  11. 如申請專利範圍第1至10項之一項骨釘，其中該前部(2)之該末端(3)具有圓滑形狀者。
  12. 如申請專利範圍第1至11項之一項骨釘，其中從末端(3)至後端(5)全長至少110mm者。
  13. 如申請專利範圍第1至12項之一項骨釘，又包括至少一凹溝(24)、凸紋，或二者兼備，在該主部(4)之一外表面(9)沿中心軸線平行延伸者。
  14. 如申請專利範圍第7項之骨釘，又包括：一鎖定骨骼固定器(7)，以鎖定該骨釘，該鎖定骨骼固定器(7)具有：一結合端(71)，設有一結合部(72)，以容納一結合工具，和一第一陽螺紋段(73)，適於與該第一陰螺紋(10)互動，並具有一第一直徑；一幹部(74)，設有一第二陽螺紋段(75)，可旋入骨材內，並具有一第二外徑，比該第一直徑為小者。
  15. 如申請專利範圍第14項之骨釘，其中一無螺紋段(77)，在鎖定骨骼固定器(7)之第一和第二陽螺紋段(71,75)間延伸者。
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