CN101917915B - 用于足跟的骨钉和骨接合术套件 - Google Patents

用于足跟的骨钉和骨接合术套件 Download PDF

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Abstract

设定为用于足跟的骨钉。其包括确定为用于导入骨头中并具有顶端(17)的前部部分(15)和具有末端(19)的后部部分(16)。后部部分(16)在从末端(18)开始计算的至少120mm的长度上是刚性的。骨钉在一平面内弯曲,对于所述骨钉的每个无限小的区段所述弯曲具有至少为130mm的曲率半径。通过根据本发明的骨钉以及由于所述骨钉可由此实现的手术技术而实现了以下优点:可相对于小腿轴线和膝盖轴线高精度地调整后脚,避免足底神经受损伤的危险;以及与相对于利用其它的钉的手术技术相比侵入性较地的植入。

Description

用于足跟的骨钉和骨接合术套件
技术领域
本发明涉及一种用于足跟的骨钉和一种骨接合术套件。
背景技术
长期以来已知在部分区域中弯曲的骨髓钉。作为示例,这里可以举出所谓的ENDER钉。但是,这些已知的钉由于其使用目的构成为弹性和柔性的,使得这些钉在受到小的负荷时就已弯曲。由于所述已知的钉的柔性,中间部分是直的并且不具有弯曲也无关紧要。所述已知的ENDER钉的突出之处还在于其相对长度和纤细度。在ENDER的情况下,钉的直径与钉的长度之间的比率在1∶60到1∶110的范围内。其在足跟区域内的应用由于这个原因而被排除。
此外还已知部分弯曲的胫骨钉,但是所述已知的钉的曲率半径比较小,即在100和120mm的范围内,因此同样不能考虑将这种钉应用到足跟区域内。
发明内容
这里,本发明希望提供一种解决方案。本发明的目的是提供一种用于足跟的骨钉,该骨钉由于其形状和材料特性而可通过跟骨和距骨导入胫骨的骨髓腔。在医学方面,这是一种有时也称为“双关节融合术”的所谓的胫-跟骨关节融合术。
本发明通过一种骨钉来实现,所述骨钉包括:
A)前部部分,所述前部部分确定为用于导入到骨头中并且具有顶端;
B)具有末端的后部部分;
其中,
C)后部部分在从末端开始计算的至少120mm的长度上是刚性的;
D)所述骨钉在一平面内弯曲;以及
E)对于所述骨钉的每个无限小的区段所述弯曲具有至少为130mm的曲率半径。
所述目的还通过一种骨接合术套件来实现,所述骨接合术套件包括根据本发明的构成为植入物的骨钉以及根据本发明的构成为铣刀导向心轴的骨钉,其中,植入物的曲率半径和铣刀导向心轴的曲率半径具有相同大小。
通过根据本发明的骨钉以及通过由此可以实现的手术技术可实现的主要优点如下:
-可以相对于小腿轴线和膝盖轴线高精度地调整后脚,
-避免足底神经受损伤的危险;以及
-与必须与根据现有技术的钉一起应用的其他技术相比侵入性较低的植入。
由于根据本发明的骨钉,现在甚至可以治疗新的指征,例如以下情况的治疗处理(处置):
-糖尿病患者的足部;
-上部和下部距下关节的疼痛关节病
-距骨的坏死;以及
-具有循环紊乱的患者。
在一特别的实施例中,骨钉具有最大240mm、优选最大210mm的曲率半径。曲率半径通常为大约190mm。适宜的是,曲率半径沿骨钉的整个长度变化不超过1%,并优选是恒定的。可选择地,曲率半径优选也可在前部部分中朝骨钉的顶端持续地增加。
在特定实施例中,骨钉在其整个长度上构成为刚性的。这种设计方案对于作为铣刀导向心轴的实施例是最合适的。
在另一个实施例中,前部部分构造为刚度比后部部分小并优选是可塑性变形的。此布置对于作为植入物的实施例是最合适的。
在骨钉的前部部分中,可设置纵向沟道,从而前部部分具有小于后部部分的横截面。通过弱化(减小)横截面相对于刚性的后部部分实现前部部分的柔性,这对于作为植入物的实施例提供了优点。骨髓钉也可在顶端半部构成为管形的,优选地具有0.5mm的壁厚。
前部部分适宜地具有最高为后部部分的刚度的50%的刚度。
骨钉的前部部分以及后部部分可以构成骨钉的总长度的30%至70%。
在一个实施例中,该骨钉构成为具有9至13mm的直径DI的植入物。在另一个实施例中,该骨钉构成为具有在3至7mm的范围内的直径DD的铣刀导向心轴。
骨钉优选是弯曲刚性的,并且可例如由硬化钢组成。根据***(Wikipedia)抗弯刚度B按以下公式算出:B=E×I,其中
I是以mm4为单位的二阶面积矩,并且E以N/mm2为单位的E模量。I取决于所选择的弯曲轴线;但是,对于旋转对称的横截面,I不起作用。
骨钉的曲率半径R适宜地位于140至240mm的范围内,优选在150至210mm的范围内。曲率半径的这些范围允许可经由铣刀导向心轴最优地加工骨孔,以及在完成铣削过程之后将植入物最优地导入三根相关的骨头:跟骨、距骨和胫骨。曲率半径有利地在骨钉的整个长度上是恒定的。由于骨钉在其作为铣刀导向心轴以及作为植入物的设计方案中是刚性的并因此几乎不能弯曲,恒定曲率是有利的,以便能够使用可能最少的努力将骨钉敲入相关的骨头中。
骨钉适当地在其整个长度上最优选地连续地弯曲。这种设计方案导致骨钉尽可能的导入:(除了弯曲的区段以外还)具有直的区段的骨钉将由于骨钉顶靠钻孔壁而难以导入。
在一特殊的实施例中,构成为植入物的骨钉具有小于160mm、优选地小于150mm的长度LI。对于这种长度,植入物一直延伸到胫骨的一个区域,在该区域由于骨髓通道的宽度能够进行一定程度的补偿;对于较大的钉长度,骨钉的顶端能够到达胫骨骨髓通道的进一步变窄的区域,这会妨碍进一步的导入。但是,长度LI适宜大于125mm,优选地大于130mm。
在一个特别的实施例中,构成为植入物的骨钉在一38°至70°、优选地48°至55°的圆弧上延伸。
在另一个实施例中,构成为铣刀导向心轴的骨钉具有在200到260mm的范围内的长度LD
构成为植入物的骨钉适宜地其长度LI和直径DI之间具有这样的比值LI/DI,该比值小于16,优选小于14。构成为铣刀导向心轴的骨钉适宜地具有在30至90的范围内的其长度LD和其直径DD之间的比值LD/DD
在一个特殊的实施例中,骨钉具有至少一个用于接纳锁紧螺钉的横向孔,其中横向孔的纵轴线优选位于骨钉的弯曲平面内。横向孔可例如位于骨钉的头部区域中,并且其纵轴线可与骨钉的纵轴线成优选为10°到20°的角度α。
在一个特殊的实施例中,构成为铣刀导向心轴的骨钉包括尖锐的顶端,优选为凿子顶端的形状。凿子顶端有利地仅在一侧、优选在骨钉的弯曲的外侧被斜切。
在另一个实施例中,骨钉的或者构成为铣刀导向心轴的骨钉的曲率半径为至少190mm,优选为至少200mm。
在另一个实施例中,骨钉至少在其前部部分具有纵向狭缝。
在另一个实施例中,骨钉至少在其前部部分包括三叶草状的横截面轮廓。
在又一个实施例中,骨钉的后部部分构成为刚性的。
在另一个实施例中,骨钉在前部部分和后部部分之间包括中间部分,其中中间部分的刚度朝后部部分增加。
在另一个实施例中,骨钉至少在其前部部分包括平行于纵轴线的凹腔。
至少一个构成为植入物的骨钉可连同至少一个构成为铣刀导向心轴一起组合成骨接合术套件,其中植入物的曲率半径和铣刀导向心轴的曲率半径必须为相同大小。这种套件中的铣刀导向心轴的长度LD有利地比植入物LI的长度长80到120mm,优选长90到110mm。
附图说明
下面根据多个实施例的示意图来详细说明本发明以及本发明的改进方案。
其中:
图1示出小腿骨和足骨的示意性透视图;
图2示出植入骨内的根据本发明的骨钉的一个实施例;
图3示出在其作为植入物的构型中根据图2的按本发明的骨钉的示意图;
图4示出在其作为铣刀导向心轴的构型中按本发明的骨钉的示意图;
图5从头斜前方示出植入骨内的根据图2和3的骨钉及其利用三个锁紧螺钉的锁定;
图6示出当从脚底观察时根据图2和3的植入的骨钉的位置;
图7是植入骨内的根据本发明的骨钉的另一个实施例的前外侧的示意图;
图8是沿图7中的线X-Y的截面图;
图9是沿图7中的线Z-Y的截面图;以及
图10是沿图7中的线W-Y的截面图。
具体实施方式
图1示出处于向内侧旋转大约45°的位置的小腿。图中示出对于根据本发明的骨钉的应用重要的骨头。这主要是跟骨1、距骨2和胫骨3。同样示出的腓骨4、舟骨5、楔骨6和骰骨7仅是出于完整性的目的而被绘制。
在图2中绘制出构成为植入物8的根据本发明的骨钉,该骨钉穿过跟骨1和距骨2一直到胫骨3的下部中地植入。如图3所示,植入物8以通常为190mm的曲率半径R在一平面内连续地弯曲。该弯曲在植入物8的整个长度LI上延伸,该长度通常为140mm。其直径D1通常为11mm。植入物8的长度LI和直径D1之间的比值LI/D1通常为12.7。
植入物8包括多个横向孔9、10、11、12,锁紧螺钉30可导入这些横向孔。横向孔中的三个横向孔9、11、12位于相同平面内,植入物8可在该平面内弯曲。第四横向孔10位于植入物8的近端,并且垂直于上述弯曲平面延伸。
位于植入物8的远端部的横向孔9的纵轴线13与植入物8的纵轴线14成15°的角度α。
植入物8由尤其是对于弯曲是刚性的材料制成,并且例如由优选硬化的已知植入钢制成,以便进一步提高植入物8的抗弯刚度。
为了能够将植入物8导入骨内,根据骨头品质,有利地在相关骨头1、2、3内预先钻孔。这通过在图4中所示的具有其作为骨头铣刀的铣刀导向心轴20的实施形式的骨钉来实现。铣刀导向心轴20必须必要地具有与构成为植入物8的骨钉相同的弯曲,该弯曲位于一个平面内,并且也必须由刚性的材料制成。但铣刀导向心轴构成为比构成为植入物8的骨钉长的长度,通常长约100mm,并且必须构成为比该骨钉细,其直径通常为约5mm。
铣刀导向心轴20包括为凿刀顶端21的形式的尖锐地构成的顶端17,以使其可被容易地敲进跟骨1。凿刀顶端21仅在一侧并且是在铣刀导向心轴20的弯曲的外侧被斜切。
在图5中,足部与小腿一起朝内旋转约45°。植入物8在其最终的植入的位置示出。在横向孔9内的第一锁紧螺钉30将植入物8固定在跟骨1内以及距骨2内。在横向孔10内的第二锁紧螺钉31将植入物8锁定在距骨2内。在横向孔11内的第三锁紧螺钉32将植入物8锁定在胫骨3内以及在距骨2内。由此,这三块骨头:胫骨3、距骨2和跟骨1被固定在一起,并且重要的是,特别是将其固定在解剖学上正确的位置中。
图6在足底视图中示出具有构造成植入物8的骨钉的进入地点的位置的左后脚(骨骼)以及其在各骨头中的分布。
在图7-10中,示出骨钉的形式的植入物8的另一个实施例,其与根据图2-6所示的实施例的不同之处仅在于该骨钉:
a)在其前部部分15具有三叶草状的横截面轮廓22(图8)、平行于纵轴线14的空腔26和平行于纵轴线14的纵向狭缝19;以及
b)在其前部部分15和后部部分16之间包括中间部分25,该中间部分构成为具有低刚度的前部部分15和具有高刚度的后部部分16之间的过渡区域,从而骨钉的刚度朝后部部分16连续地增加。
由于空腔26骨钉在前部部分15中得到薄壁的横截面轮廓22,该横截面轮廓具有周边的具有小壁厚的壁部28,该壁部28此外还通过平行于纵轴线14的纵向狭缝19分开。横截面轮廓22中的三叶草形状是通过壁部28的具有两个在前部部分15中平行于纵轴线14延伸的凹部29的构型形成的。这两个凹部29这样设置在骨钉的周边上,使得形成壁部28的一沿直径方向与纵向狭缝19相对并同样平行于纵轴线延伸的凸起的***27。在中间部分25中,由于壁部28的壁厚朝后部部分16增加,刚度从前部部分15向后部部分16增加。所述增加的壁厚一方面通过空腔26的连续变窄实现,另一方面由于壁部28中的凹部29的沿径向测量的深度朝后部部分16连续减小来实现,从而形成了从前部部分15中的三叶草状的横截面轮廓22向后部部分16中的圆形的横截面轮廓24的连续的过渡。在植入之前,骨钉的中间部分25和前部部分15具有曲率半径r与后部部分16相同的弯曲形状(由虚线示出)。由于中间部分25的、尤其是前部部分15的较小的刚度,它们在***胫骨3期间能够变形,使得前部部分15在植入之后能够具有明显较大的曲率半径,或者甚至具有直线形状。
下面限定了一般性的手术方法:
1.对关节去除软骨,并松动(Mobilisation)这三块骨头:胫骨3;距骨2和跟骨1。
2.在角度位置和移位上将上述三骨头调整到希望的位置。
3.利用构成为植入物8的骨钉对上述三个骨头在它们的相对的已调整的位置上进行固定;以及
4.使用锁紧螺钉30可选地锁定植入物8。
下面说明用于构成为植入物8的略微详细的手术技术。
a)使患者处于俯卧、仰卧或侧卧位置;
b)利用对准目标的、受限制的、前部、侧向或后外侧的入口,接近两个关节(上部和距下),并除去剩余的软骨;
c)胫骨3、距骨2和跟骨1应可自由移动,以便实现希望的重定向(调节);
d)使用经皮到入的、刚性的克氏(Kirschner)钢丝19(直径为3mm)固定目标位置;
e)在侧向足跟处建立长度为大约2-3cm的入口;
f)找到后外侧跟骨边缘(跟骨结节);
g)利用5-7mm的钻头钻开皮层(薄);
h)在相对于后脚的倾斜平面中(如从径向或正面平面观察,与后外侧成大约45°),将根据本发明的弯曲的、在其顶端单侧打磨的、以其作为铣刀导向心轴20(直径6mm)的实施形式[见图6]的骨钉导入跟骨1;
i)在后部距下关节面的高度上横穿跟骨1和距骨2
j)在心轴的高度上在近端横穿距骨2
k)对胫骨3的干骺端穿线,直至铣刀导向心轴20触碰到后外侧的皮质层;
l)将铣刀(直径11mm)穿套到铣刀导向心轴20上,并且铣出用于构成为植入物8的骨钉的路径;
m)抽出铣刀和铣刀导向心轴20;
n)利用可能的、包含用于锁紧螺钉30的孔的目标手柄引入植入物8;
o)经皮引入可能的锁紧螺钉30(用于胫骨3、距骨2和跟骨1);以及
p)进行皮肤缝合。

Claims (20)

1.用于足跟的骨钉,包括:
A)前部部分(15),所述前部部分(15)确定为用于导入到骨头中并且具有顶端(17);
B)具有末端(18)的后部部分(16);
其特征在于,
C)后部部分(16)在从末端(18)开始计算的至少120mm的长度上是刚性的;
D)所述骨钉在一平面内弯曲;以及
E)对于所述骨钉的每个无限小的区段所述弯曲具有至少为130mm的曲率半径。
2.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,所述曲率半径最大为240mm。
3.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,所述曲率半径最大为210mm。
4.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,所述曲率半径在前部部分(15)中朝顶端(17)连续地增加。
5.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,前部部分(15)比后部部分(16)刚性低,并且构成为可塑性变形的。
6.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,所述骨钉构成为植入物(8),并且其长度LI和其直径DI之间的比值LI/DI小于16。
7.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,所述骨钉构成为植入物(8),并且其长度LI和其直径DI之间的比值LI/DI小于14。
8.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,所述骨钉构成为植入物(8),并具有至少一个用于容纳锁紧螺钉(30)的横向孔(9;10;11;12),其中所述横向孔的纵轴线位于所述骨钉的弯曲平面内。
9.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,所述骨钉构成为具有在3至7mm的范围内的直径DD的铣刀导向心轴(20)。
10.根据权利要求1或7的骨钉,其特征在于,所述骨钉构成为铣刀导向心轴(20),并且其长度LD和其直径DD之间的比值LD/DD在30至90的范围内。
11.根据权利要求1或9的骨钉,其特征在于,所述骨钉构成为铣刀导向心轴(20),并且顶端(17)构成为尖锐的。
12.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,曲率半径为至少190mm。
13.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,曲率半径为至少200mm。
14.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,所述骨钉至少在其前部部分(15)中具有纵向狭缝(19)。
15.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,所述骨钉至少在其前部部分(15)中具有三叶草状的横截面轮廓(22)。
16.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,所述骨钉的后部(16)被刚性地形成。
17.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,所述骨钉在前部部分(15)和后部部分(16)之间具有中间部分(25),所述中间部分(25)的刚度朝后部部分(16)增加。
18.根据权利要求1的骨钉,其特征在于,所述骨钉至少在前部部分(15)中具有平行于纵轴线(14)的空腔(26)。
19.根据权利要求1或9的骨钉,其特征在于,所述骨钉构成为铣刀导向心轴(20),并且顶端(17)构成为凿刀顶端(21)的形式。
20.骨接合术套件,包括根据权利要求1至8或12至19中任一项的构成为植入物(8)的骨钉以及根据权利要求1至5或9至11中任一项的构成为铣刀导向心轴(20)的骨钉,其特征在于,植入物(8)的曲率半径和铣刀导向心轴(20)的曲率半径具有相同大小。
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