TWI778892B - 無須預先使用鑽頭截骨的骨科植入物 - Google Patents

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Abstract

本發明骨科植入物包含本體、外螺紋及複數側切槽，其中，本體具有複數臺階沿著一鑽鑿軸線排列成一漸縮階梯形狀，每一臺階包含柱狀部及錐狀部，且最小直徑臺階的錐狀部構成尖錐；外螺紋被形成在本體的外表面，使得所有柱狀部受到該外螺紋覆蓋，同時所有錐狀部皆裸露於外部；該等側切槽被形成在外螺紋及本體，且側切槽是由本體下方的尖錐延伸至本體上方的最大直徑臺階，使得側切槽頂端與本體頂部之間形成一間隔距離。藉此，本發明骨科植入物無需使用鑽頭預先截骨，而可單獨由骨科植入物直接鑽鑿來完成植入手術，達到骨科植入物與骨頭緊密接合的功效。

Description

無須預先使用鑽頭截骨的骨科植入物
本發明有關於一種無須鑽頭預先對骨頭鑽鑿孔洞的骨科植入物，特別是指一種直接鑽鑿骨頭同時能與骨頭緊密接合的骨科植入物。
面臨骨折時，目前經常使用的治療方法，就是用骨釘骨板把破裂的骨頭固定住。由於病患身體活動時，在這些做為固定件的骨釘骨板上會產生應力，故通常選用不鏽鋼或鈦合金等材料來製作骨釘骨板；目前骨釘骨板的材質，經測試生物相容性很好。其次，人工植牙是在患者的口腔齒槽骨中植入鈦金屬或是二氧化鋯做的牙植體，作為類似牙齒原有的牙根，待牙植體與骨頭緊密結合後，在鈦金屬或是二氧化鋯牙根上製作假牙，以恢復牙齒美觀及咀嚼功能。
然而，無論是作為骨折部位的固定件或是做為牙齒牙根，醫生再進行手術時必須對患者的骨頭進行鑽孔才能將固定件植入。在進行鑽孔時牙醫需先評估患者的骨頭或牙齒狀況與植體尺寸的條件，並設定鑽孔的深度，鑽孔的深度會導致植體安裝的穩定度，鑽孔時需嚴密觀察鑽頭鑽入深度，以避免不當的牙植體安裝。醫生再進行鑽孔時會增加手術時間、感染的機會、大量出血的風險、患者不適及術後並發症。其次，鑽孔切削過程中會產生極大的應變能、 摩擦能、熱能等，使被切削的物件產生材料破壞，切削過程所產生的能量可能影響骨整合的成功率。
本發明的主要目的是在提供一種骨科植入物，讓醫生在進行骨折或植牙手術時，無需使用額外的鑽頭進行鑽孔步驟，即可直接採用植入物旋轉鑽鑿進入骨頭中定位，讓植入物與骨頭之間達到最佳緊密度的骨整合，縮短植入手術的整體作業時間，減少感染的機會及大量出血的風險。
本發明的次要目的在於骨科植入物採用特殊的形狀設計及槽道配比，避免骨科植入物產生側向應力造成骨頭受壓崩裂，亦可減少骨頭產生骨燒的壞死情況。
本發明的另一目的在於骨科植入物形成有至少一組側向鑿切的刀刃，讓該骨科植入物除可沿著一直線方向鑽鑿之外，亦能在進入骨頭的過程中朝向周圍區域擺動側切。
本發明的再一目的在於骨科植入物的部分區域有被進行表面處理，讓後續骨頭癒合時的骨整合效果大幅提升。
為達成上述目的，本發明骨科植入物包含一本體、一外螺紋以及複數側切槽，該本體具有複數個不同直徑大小的臺階，且該等臺階沿著一鑽鑿軸線由大至小依序排列成一漸縮階梯形狀，該臺階包含一柱狀部以及一形成鑽面的錐狀部，且最小直徑臺階的錐狀部向外延伸形成一尖錐。該外螺紋被形成在該本體的一外表面，使得該本體的該等柱狀部受到該外螺紋覆蓋，而該本體的該等錐狀部皆裸露於外部；該等側切槽被形成在該外螺紋以及該本體內部， 且該等側切槽由位在該本體下方的該尖錐延伸至位在該本體上方的最大直徑臺階，使得該側切槽的一頂端與該本體的一頂部之間形成一間隔距離。
於一較佳實施例中，該骨科植入物能具有一個以上的側切結構設計，其中一種是讓該側切槽的一側壁面分別在每一柱狀部設有一斜凹部，使得該側切槽位於該臺階的寬度是由該錐狀部朝向該柱狀部逐漸擴張，讓該柱狀部形成一斜切刀刃，且該斜切刀刃與該錐狀部之間形成一夾角，且該夾角呈現一銳角。
另外一種則是該骨科植入物包含複數側切件，該側切件被成形在該尖錐，並形成有一相鄰於該側切槽的側切刀刃；該等側切槽位在該尖錐的寬度是由相鄰該柱狀部的一端逐漸縮小至該尖錐的一尖點位置。
又該外螺紋與該等側切槽的其中至少一者能被進行表面處理來形成一粗糙表面。又該等側切槽位於該等臺階的深度是由該外螺紋的一節圓邊緣向內貫通靠近該本體的鑽鑿軸線，讓該等側切槽位在該本體內部的總和體積與該本體體積的比值為0.45~0.55。
於一可行實施例中，該本體進一步包含一鄰接於該臺階的密封部，該密封部的一外表面設有一密封螺紋，且該密封螺紋的邊緣直徑大於該外螺紋位在最大直徑臺階所構成的一臺階直徑。
該密封部頂部構造有一組卸部來配合安裝一旋轉機具，使得該骨科植入物能被沿著該鑽鑿軸線旋轉，該尖錐與該鑽面將能直線移動來破壞一骨頭，讓整個骨科植入物進入到該骨頭內部，再由該組卸部來固定一突出於該骨頭的台座。
本發明的特點在於骨科植入物的底端所形成的尖錐能配合各臺階底端的錐狀部來逐段鑿開骨頭，使得骨頭會由最小臺階直徑的開孔逐步擴張成最大臺階直徑的開孔，讓骨科植入物具備跟鑽頭一樣的快速向下鑽掘功能，且各臺階側邊皆形成有同樣螺距的螺紋，使得骨科植入物形成有一外螺紋來達成咬緊骨頭的定位功能。
此外，骨科植入物分別在各臺階的柱狀部以及尖錐分別形成側切用的刀刃，使得醫師在使用骨科植入物時，即便有鑽掘的誤差情況仍能擺動側切回正確位置，減少醫師進行植入手術的失敗風險。
1:本體
10:臺階
10a:第一臺階
10b:第二臺階
10c:第三臺階
10d:第四臺階
10e:第五臺階
11:柱狀部
11a:第一柱狀部
11b:第二柱狀部
11c:第三柱狀部
11d:第四柱狀部
11e:第五柱狀部
12:錐狀部
12a:第一錐狀部
12b:第二錐狀部
12c:第三錐狀部
12d:第四錐狀部
12e:第五錐狀部
13:斜凹部
131:斜切刀刃
14:側切件
141:側切刀刃
15:密封部
151:組卸部
2:外螺紋
21:節圓邊緣
3:側切槽
3a:第一側切槽
3b:第二側切槽
4:密封螺紋
5:齒槽骨
50:植入孔
6:支台
60:人工牙冠
70:顏額面骨
71:四肢骨頭
8:骨板
L:鑽鑿軸線
T:尖錐
θ:夾角
圖1是本發明骨科植入物第一實施例的立體圖；圖2是圖1的側視圖；圖3是圖1的斷面圖；圖4是圖1的俯視圖；圖5是本發明骨科植入物應用在牙科的示意圖；圖6是本發明骨科植入物應用在骨科的示意圖；圖7是本發明配合骨板使用的示意圖；以及圖8是本發明骨科植入物第二實施例的立體圖。
請參照圖1至圖3所示，本發明骨科植入物包含一本體1、一外螺紋2以及複數側切槽3；該本體1沿著一鑽鑿軸線L由下而上依序設有複數個不同直徑大小的臺階10，如圖所示，該本體1具有一第一臺階10a、一第二臺階10b、一 第三臺階10c、一第四臺階10d以及一第五臺階10e，然而，此僅方便舉例說明之用，本發明亦可將該骨科植入物設計為較少的二階段本體或是較多的七階段本體，可依據人體不同植入位置來自行配置階段數量。
其中，每一個臺階10包含有一柱狀部11以及一形成鑽面的錐狀部12，因此，該第一臺階10a具有一形成第一直徑的一第一柱狀部11a，該第二臺階10b具有一形成第二直徑的第二柱狀部11b，該第三臺階10c具有一形成第三直徑的第三柱狀部11c，該第四臺階10d具有一形成第四直徑的第四柱狀部11d，而該第五臺階10e具有一形成第五直徑的第五柱狀部11e，藉此讓該本體1形成一漸縮階梯形狀。
該第一臺階10a所構成一第一錐狀部12a將會向外延伸集中至該鑽鑿軸線L來形成一尖錐T，該第二臺階10b所構成的一第二錐狀部12b位於該第一柱狀部11a與該第二柱狀部11b之間，該第三臺階10c所構成的一第三錐狀部12c位於該第二柱狀部11b與該第三柱狀部11c之間，該第四臺階10d所構成的一第四錐狀部12d位於該第三柱狀部11c與該第四柱狀部11d之間，而該第五臺階10e所構成的一第五錐狀部12e位於該第四柱狀部11d與該第五柱狀部11e之間。
該尖錐T的角度是一項重要的設計參數，該角度設計會決定該骨科植入物是否能對一骨頭進行穩定的鑽鑿行為，並對於鑽鑿時的反作用力與切削能量有顯著影響，因此，該尖錐T的角度範圍能夠設計為70度至120度。其中，該尖錐T角度設計在為70度至80度為最佳，90度至120度為次佳。
該外螺紋2乃是被一體成型在該本體1的外表面，如圖所示，該外螺紋2是被分段設置在該第一柱狀部11a、該第二柱狀部11b、該第三柱狀部11c、該第四柱狀部11d以及該第五柱狀部11e，使得該本體1的所有柱狀部11都受到該 外螺紋2覆蓋，而該本體1的所有錐狀部12都未受到該外螺紋2覆蓋而裸露於外部，如此即可讓該第一錐狀部12a、該第二錐狀部12b、該第三錐狀部12c、該第四錐狀部12d以及該第五錐狀部12e能在向下鑽鑿過程中的不同階段分別形成一鑽面。
當該骨科植入物被實際鑽鑿於一骨頭時，該骨頭被該尖錐T破壞形成一植入孔50(參圖5)，而該植入孔50的周壁將被該第一柱狀部11a摩擦而蓄積熱能，隨後該第二臺階10b的第二錐狀部12b將把具有熱能的周壁部份去除，後續第三臺階10c、第四臺階10d、第五臺階10e可依此類推將前一錐狀部12的周壁部份去除，藉此，讓本體1能沿著該鑽鑿軸線L快速直線地鑽掘進入骨頭內部，同時減少該骨頭的植入孔50周圍產生骨燒的壞死情況。
請參閱圖3及圖4所示，於圖示一較佳實施例中，該骨科植入物具有沿著該鑽鑿軸線L方向延伸的一第一側切槽3a以及一第二側切槽3b，該第一側切槽3a與該第二側切槽3b對稱設置於該骨科植入物的相反兩側，而該第一側切槽3a及該第二側切槽3b的主要功能都是用來填滿骨屑使得該骨科植入物能被穩固定位，同時多餘的骨屑能被洗出該等側切槽3來釋放骨頭壓力。
然而，圖示兩側切槽3僅為方便舉例說明之用，該骨科植入物亦可設計成三個側切槽3，即該第一側切槽3a、該第二側切槽3b以及一第三側切槽(圖未示)；此外，由於該第一側切槽3a的結構相同於該第二側切槽3b，因此，後續僅針對該第一側切槽3a進行說明。
該第一側切槽3a由該外螺紋2的周邊向內凹陷至該本體1內部，且該第一側切槽3a是由位在該本體1下方的該尖錐T延伸至位在該本體1上方的該 第五臺階10e，使得該第一側切槽3a的一頂端與該第五臺階10e的一頂部之間形成一間隔距離D。
如圖所示，該第一側切槽3a的一側壁面分別在每一柱狀部11位置設有一斜凹部13，使得該第一側切槽3a位於每一臺階10的寬度是由該錐狀部12朝向該柱狀部11逐漸擴張，讓每一個柱狀部11都形成一斜切刀刃131，且該斜切刀刃131與配合的錐狀部12之間形成一夾角θ，且該夾角θ呈現一角度範圍介於45度至70度之間的銳角，使得該等斜切刀刃131具有良好的側切削能力。同時，該第一側切槽3a位在該尖錐T的寬度是由相鄰該第一柱狀部11a的一端逐漸縮小至該尖錐T的一尖點位置。
由於該第一側切槽3a形成有多個斜切刀刃131，因此，該骨科植入物除可沿著該鑽鑿軸線L方向進行直線鑽孔之外，亦可讓該骨科植入物朝向該骨頭的周圍區域進行偏擺擴孔，讓誤植歪斜的該骨科植入物能夠調整鑽鑿角度。
此外，當多數骨屑進入該第一側切槽3a時，該等骨屑將會填充至該斜凹部13，待日後該等骨屑與周圍骨頭癒合時，該骨科植入物將會受到多個該斜凹部13的支撐而能牢固地鎖固在該骨頭。
再者，該骨科植入物在鑽鑿該骨頭的過程中將會產生許多骨屑，若該骨科植入物在在尚未完全進入該骨頭時，即讓多數側切槽3的空間被骨屑填滿，將會造成該骨科植入物後續無法順利下鑿，因此，該第一側切槽3a位於該等臺階10的深度是由該外螺紋2的一節圓邊緣21向內貫通靠近該本體1的鑽鑿軸線L，藉此讓該第一側切槽3a以及該第二側切槽3b兩者位在該本體1內形成一總合體積，且該總合體積與該本體1體積的比值為0.6~0.9。
請參再閱圖4所示，該骨科植入物除可在各臺階10位置形成斜切刀刃131來形成第一側切設計之外，亦可在該尖錐T設有至少一側切件14，該至少一側切件14具有一相鄰於該側切槽3的側切刀刃141，使得該骨科植入物在該第一錐狀部12a進一步形成有第二側切設計。
除此之外，本發明本體1能進一步包含一由該第五臺階10e延伸出的密封部15，讓該骨科植入物在進入骨頭後，骨頭外部的組織液無法接觸到該等臺階10，其中，該密封部15的頂部中央構造有一組卸部151來配合安裝一旋轉機具(圖未示)，該組卸部151受到該旋轉機具的帶動，讓該骨科植入物能被沿著該鑽鑿軸線L旋轉，該尖錐T與該鑽面將能直線移動來破壞該骨頭。此外，該密封部15的一外表面設有一密封螺紋4，該密封螺紋4的螺距小於該外螺紋2，且該密封螺紋4所構成的一邊緣直徑大於該外螺紋2位於該第五臺階10e表面所構成的一臺階直徑。
請參閱圖5所示，本發明骨科植入物可應用牙科進行一齒槽骨5的植入作業，首先，將該骨科植入物的組卸部151與一牙科手機安裝，再把該骨科植入物最底部的尖錐T對準預先設定的一植牙位置，讓該牙科手機帶動該骨科植入物來對該齒槽骨5進行一直線鑽鑿，使得該齒槽骨5被鑽鑿出該植入孔50，直到整個該骨科植入物的多數臺階10以及密封部15全部進入到該齒槽骨5內部，再由該組卸部151來固定一突出於該齒槽骨5的支台6，最後在該支台6上套設一人工牙冠60。本發明骨科植入物可被當作傳統鑽頭來直接進行齒槽骨5的快速鑽鑿，並且在該齒槽骨5鑽鑿完成後，即讓該骨科植入物與齒槽骨5之間形成適當扭力值。
本發明骨科植入物亦可作為接合一接合顱骨、一顏額面骨70或一四肢骨頭71等骨折部位的接合構件，在骨科手術中，一般都是依據骨頭位置以及骨折狀況來決定該骨科植入物的使用方式。
請參閱圖6所示，當進行顏額面骨70的接合時，單獨將該骨科植入物整體鑽鑿進入該顏額面骨70內部；請參閱圖7所示，當對四肢骨頭71的骨折位置的接合時，亦可透過該骨科植入物來與一骨板8結合在骨折接合位置。
再者，本發明骨科植入物亦可使用於人類骨骼的脊椎或骨盆區域，人體脊椎或骨盆病症除外傷骨折所造成的傷害外，其次就是在椎間盤產生病變或老化萎縮，使得脊椎椎間間隙縮小，椎間關節與關節間之神經孔也相對縮小，而壓迫至脊髓神經根，產生麻痺或疼痛感所致。或是因為老年退化造成骨質流失，脊椎椎體內的骨小板空洞化，造成椎體骨折塌陷。
一般針對上述問題的治療方式，植入一種脊椎視窗固定骨板，並且以多個該骨科植入物穿入一固定骨板，將該固定骨板釘入上下相鄰的脊椎椎體骨節中，使該固定骨板可以固定及穩定住該上下相鄰的脊椎骨節，以減輕病患脊椎神經壓迫疼痛的問題。
最後，請參閱圖8所示該骨科植入物的第二實施例，其與第一實施例骨科植入物的不同之處在於：該骨科植入物的該第一側切槽3a以及該第二側接槽皆是螺旋環繞該第一臺階10a、該第二臺階10b、該第三臺階10c、該第四臺階10d以及該第五臺階10e，其中，該第一側切槽3a以及該第二側切槽3b的環繞方向同向於該外螺紋2的螺旋方向，使得該第一側切槽3a及該第二側切槽3b在鑽槽骨頭時，能夠順向將骨粉向上導引排出。
1:本體
10:臺階
10a:第一臺階
10b:第二臺階
10c:第三臺階
10d:第四臺階
10e:第五臺階
11:柱狀部
11a:第一柱狀部
11b:第二柱狀部
11c:第三柱狀部
11d:第四柱狀部
11e:第五柱狀部
12:錐狀部
12a:第一錐狀部
12b:第二錐狀部
12c:第三錐狀部
12d:第四錐狀部
12e:第五錐狀部
13:斜凹部
131:斜切刀刃
14:側切件
141:側切刀刃
15:密封部
151:組卸部
2:外螺紋
21:節圓邊緣
3:側切槽
3a:第一側切槽
4:密封螺紋
L:鑽鑿軸線
T:尖錐
θ:夾角

Claims (10)

  1. 一種無須預先使用鑽頭截骨的骨科植入物，包含：一本體，具有複數個不同直徑大小的臺階，且該等臺階沿著一鑽鑿軸線由大至小依序排列成一漸縮階梯形狀，該臺階包含一柱狀部以及一形成鑽面的錐狀部，且最小直徑臺階的錐狀部向外延伸形成一尖錐，其中，該骨科植入物能沿著該鑽鑿軸線旋轉，該尖錐與該鑽面將能直線移動來破壞一骨頭；一外螺紋，被形成在該本體的一外表面，使得該本體的該等柱狀部受到該外螺紋覆蓋，而該本體的該等錐狀部皆裸露於外部；以及複數側切槽，被形成在該外螺紋以及該本體內部，且該等側切槽由位在該本體下方的該尖錐延伸至位在該本體上方的最大直徑臺階，使得該側切槽的一頂端與該本體的一頂部之間形成一間隔距離。
  2. 如請求項1所述無須預先使用鑽頭截骨的骨科植入物，其中，該側切槽的一側壁面分別在每一柱狀部設有一斜凹部，使得該柱狀部形成有一斜切刀刃，該斜切刀刃與該錐狀部之間形成一夾角，且該夾角呈現一銳角。
  3. 如請求項2所述無須預先使用鑽頭截骨的骨科植入物，其中，該骨科植入物進一步包含複數側切件，該側切件被成形在該尖錐，並形成有一相鄰於該側切槽的側切刀刃。
  4. 如請求項1所述無須預先使用鑽頭截骨的骨科植入物，其中，該骨科植入物進一步包含複數側切件，該側切件被成形在該尖錐，並形成有一相鄰於該側切槽的側切刀刃。
  5. 如請求項1所述無須預先使用鑽頭截骨的骨科植入物，其中，該側切槽位於該臺階的寬度是由該錐狀部朝向該柱狀部逐漸擴張。
  6. 如請求項1所述無須預先使用鑽頭截骨的骨科植入物，其中，該等側切槽位在該尖錐的寬度是由相鄰該柱狀部的一端逐漸縮小至該尖錐的一尖點位置。
  7. 如請求項1所述無須預先使用鑽頭截骨的骨科植入物，其中，該外螺紋與該等側切槽的其中至少一者被進行表面處理來形成一粗糙表面。
  8. 如請求項1所述無須預先使用鑽頭截骨的骨科植入物，其中，該本體進一步包含一鄰接於該臺階的密封部，該密封部的一外表面設有一密封螺紋，且該密封螺紋的邊緣直徑大於該外螺紋位在最大直徑臺階所構成的一臺階直徑。
  9. 如請求項8所述無須預先使用鑽頭截骨的骨科植入物，其中，該密封部頂部構造有一組卸部來配合安裝一旋轉機具以讓整個骨科植入物進入到該骨頭內部，而該組卸部能固定一突出於該骨頭的台座。
  10. 如請求項1所述無須預先使用鑽頭截骨的骨科植入物，其中，該等側切槽位於該等臺階的深度是由該外螺紋的一節圓邊緣向內貫通靠近該本體的鑽鑿軸線，讓該等側切槽位在該本體內部的總和體積與該本體體積的比值為0.45~0.55。
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