CN103764053A - 具有板和销的骨接合装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种骨接合装置，包括一方面，板（12），其可沿骨骼（10）调节，和至少一个销（26），并且另一方面，包括锁定套管（30），用于刚性地连接所述板（12）和所述至少一个销（26）。所述锁定套管（30）具有可旋入部分（32）和彼此由易断区域（38）分开的驱动部分（34），所述可旋入部分具有轴向切口（44），其形成槽口（50）。所述易断区域（38）旨在断裂，以使所述可旋入区域（32）与所述驱动部分（34）断开。所述轴向切口（44）延伸到所述易断区域（38），以能够当所述易断区域（38）断裂时，使所述可旋入部分（32）破裂为独立槽口（50），以能够调节所述槽口（50）围绕所述至少一个销（26）的相对位置。

Description

具有板和销的骨接合装置

技术领域

本发明涉及用于将至少两块骨骼相对于彼此保持在位的骨接合装置。

背景技术

已知的装置包括板和销，所述销旨在通过锁定套管穿过所述板被保持在位。板纵向延伸以能够沿处于彼此延长部分中的骨骼来调整，并且该板具有至少两个攻螺纹孔，所述攻螺纹孔分别相对于这两块骨骼就位。该攻螺纹孔显然一直延伸通过所述板。

关于锁定套管，它们包括可旋入部分，和在可旋入部分顶部上的驱动部分。而且，这两个部分通过形成在锁定套管上的凹槽彼此分开。可旋入部分具有自由边，并且其具有大体上截头锥体状，其直径从前述凹槽朝向自由边缘减小。另外，其具有轴向切口，因而限定槽口。在装配过程中，板沿骨骼可调节，而销分别穿过攻螺纹孔锚定在这些骨骼中。在锚定之后，销具有径向自由部分，该径向自由部分从板伸出，并且锁定套管将接合在所述板上。这些套管的内径对应于销的外径，允许功能间隙，这使得可能引导所述销平移。可旋入部分于是被带入攻螺纹孔的区域中，并且该套管通过布置在其顶部上的驱动部分被接合旋转。当可旋入部分与攻螺纹孔的螺纹接合时，考虑到其大体上截头圆锥形状，由切口限定的槽口倾向于同中心地变形，因而形成逐渐夹紧销的夹爪部。在可旋入部分的旋转驱动的最后阶段，销相对于板保持在固定位置中，套管的可旋入部分通过板的攻螺纹孔的壁和销之间的力被接合。显然，该步骤对于两个销都进行，以将两块骨骼相对于彼此保持在固定位置中。

之后，使用以直角接合到前述凹槽的剪钳，将套管和伸出的销部剪掉。以该方式，板的面对骨骼的面没有伸出元件，也就是说，没有套管的驱动部分和销的自由部分，而锚定在骨骼中的销部分由于夹紧其的锁定套管而被刚性地连接到板。

可参照文件FR2905589，其描述了该类型的骨接合装置。

这些装置目前正在使用中，虽然与历代骨接合装置相比较，其允许快速介入和良好保持骨骼足以使其固定的充足时间段，但是仍存在对使用更有效并且较不昂贵的装置的需要。

发明内容

因而出现的以及本发明所要解决的问题是使得可得到更经济并且易于使用的装置，并且在其已经安装后提供更高的可靠性。

关于这点，本发明提出一种骨接合装置，包括，一方面，板，其可沿骨骼调节，和至少一个销，其旨在通过所述板锚定在所述骨骼块中，并且另一方面，包括锁定套管，其可接收所述至少一个销，并且通过所述锁定套管，可能刚性地连接所述板和所述至少一个销，所述锁定套管具有可旋入部分和驱动部分，所述驱动部分用于将所述可旋入部分旋入通过所述板，所述可旋入部分和所述驱动部分彼此通过易断区域轴向分开，所述可旋入部分具有轴向切口，所述轴向切口在所述轴向切口之间形成槽口，所述可旋入部分能够在所述可旋入部分旋入通过所述板时与所述板配合，以能够使所述槽口同中心地变形，并且夹紧所述销，所述易断区域旨在断开，以使所述可旋入部分与所述驱入部分分离。根据本发明，所述轴向切口延伸到所述易断区域中，以能够使所述可旋入部分在所述易断区域断开时破裂为独立的槽口，以能够调节所述槽口围绕所述至少一个销的相对位置。易断区域实际上为机械弱化区域，其在该情况下延伸在所述可旋入部分和所述驱入部分之间，并且断裂发生在所述易断区域中。

因而，本发明的一个特征在于锁定套管，更具体地，在于提供延伸到易断区域中的轴向切口。以该方式，当易断区域断裂时，形成夹爪的可旋入部分的槽口变成彼此独立，并且施加在销和板之间的径向张力倾向于沿基本上平行于板的中间平面的所有方向平衡。虽然独立，但是本质为可旋入部分的夹爪具有接合在板中的螺纹部分，被轴向地相对于销和板保持在固定位置中。

另外，在夹爪变得独立，并且不再刚性地彼此连接的情况下，销的夹紧对于金属的硬度、夹紧扭矩以及部件加工精度较不敏感。

而且，如将在描述中后面更详细说明的，虽然中间套管的可旋入部分的破裂允许更好地开始夹紧，并且因此在安装时更刚性的组件，但是该组件随时间改变，并且其刚性减小。该特征使得可能使骨骼逐渐并且机械地受到应力，并且因此促进骨骼固定。

根据本发明的特别有利的实施例的一个特征，所述易断区域为自可断裂，以能够在所述槽口夹紧所述至少一个销时使所述易断区域断裂，同时驱动部分通过力被驱动。因而，由于该特征，不需要剪掉套管，仅需剪掉销，并且更进一步地，使销与可旋入部分平齐，如将在下面的描述中说明的。而且，当驱动部分被通过力驱动，并且夹爪夹紧所述销时，可旋入部分的旋转阻力变得大于易断区域的机械阻力，这倾向于由于沿基本上平行于套管的切向的剪切而变形。因而，可旋入部分的每一个槽口的旋转阻力根据销和板的相对位置，特别地根据其倾斜度而不同，从而通过易断区域的剪切的变形关于槽口成直角不同地进行。以该方式，并且由于轴向切口，随着断裂过程，槽口根据其旋转期间每一个的阻力，沿周向移动得彼此更靠近或更远离。由于槽口相对于彼此的该相对调节，板和销之间的径向力完全均衡。槽口于是在销和楔之间形成独立楔，并且其通过装配保持被卡扣。这是因为一方面槽口的螺纹在该板中接合，并且另一方面，销承载力。因而，销优选相对于板保持在固定位置中。

优选地，所述锁定套管在所述可旋入部分和所述驱动部分之间具有凹槽，以形成所述易断区域。该凹槽容易地形成在套管的外侧上，并且其深度被准确的确定，以标准化套管的在凹槽底部处的厚度。实际上，该厚度必须预定为材料的函数，因为其必须足够强，以驱动可旋入部分通过所述板，而且必须在凹槽或夹爪夹紧时断裂，充分锁定销。锁定套管例如由医疗级不锈钢制成。

另外，所述可旋入部分具有自由圆形边缘，与所述易断区域相对设置，并且所述可旋入部分的直径从所述易断区域朝向所述圆形自由边缘有利地减小。以该方式，当所述可旋入部分旋入通过所述板时，所述可旋入部分与所述板配合，并且更准确地，与所述板的攻螺纹孔配合，其外壳例如是圆柱状的，以能够使所述槽口同中心地变形。为此，可旋入部分的最大直径必须大于攻螺纹孔的直径，如将在描述中后面更详细说明的。因而在可旋入部分旋转通过所述板期间，形成楔的槽口被逐渐驱入在板和销之间并且夹紧其。

根据特别有利的实施例，所述可旋入部分具有截头圆锥外壳，该形状具有能够容易制备的优点。而且，销的夹紧是随着可旋入部分被驱动旋转而渐进的。根据另一个实施例，还提供具有截头圆锥形状的板的攻螺纹孔。

而且，根据另一个特别有利的实施例，该装置另外包括中间套管，旨在被旋入所述板的厚度中，所述锁定套管旨在接合所述中间套管的内部。该中间套管，也被称为异径管，允许将所述销更好地调整和更好地定中心。而且，所述板具有攻螺纹的圆形凹部，中间套管通过所述凹部接合。这些中间套管还具有形成前述攻螺纹孔的内螺纹。中间套管可然后被安装在位。而且，中间套管允许骨接合装置在其已经被安装之后拆卸。实际上，销由于使用锁定套管，在安装在骨骼块中之后，完全刚性地连接到中间套管。因而，在若干周之后，为了移除该装置，中间套管被通过一体连接到其的销旋开。

根据优选实施例，所述可旋入部分具有四个轴向切口，其彼此成对径向相对。因而，当装配时，获得四个槽口或截头节段，其夹紧销，这使得可能沿所有方向径向地锁定销。显然，考虑到施加到其上的径向和同心力，还被轴向地锁定。

另外，所述锁定套管的所述驱动部分具有两个径向相对的平直部，所述平直部通过简单的扳手，允许驱动部分被驱动旋转。当然，驱动部分的其他形状可被预见，特别地，为六边形。

附图说明

本发明的其他特征和优点将通过阅读下面本发明的以非限制性示例参照附图给出的特定实施例的描述变得清楚，附图中：

图1是根据本发明的在装配过程中的骨接合装置的轴向剖视示意图；

图2是图1中所示的骨接合装置的元件的示意图；

图3是图2中所示的元件的示意性仰视图；

图4是图1中所示的骨接合元件的示意性俯视图。

具体实施方式

图1部分地示出其上施加板12的骨骼10。板12具有圆形凹部14，该圆形凹部14被攻有螺纹（tapped），并且沿对称轴线A一直延伸穿过板。中间套管16然后通过被旋入圆形凹部14内部而被安装。中间套管16具有凸缘18，凸缘18中形成有径向凹入部20，用于驱动旋转。而且，板12具有凹凸榫22，凸缘18可至少部分地固定其中。中间套管16具有攻螺纹孔24。应注意，图1中所示的攻螺纹孔24为圆柱状对称的。中间套管16因而能够在板12厚度内刚性地连接到板12。根据本发明特定有利实施例，攻螺纹孔24具有圆锥状旋转对称体。攻螺纹孔24的母线及其对称轴线形成在例如3度至7度范围内的角度α。

该图还示出销26，其通过板12和攻螺纹孔24，并且旋入骨骼10内部。为此，销26具有自钻端部28，其已经途经板12旋入骨骼中，并且根据锚定可能性和要求而穿过骨骼的指定厚度。

而且，销26的本体接合在锁定套管30内部，锁定套管30具有朝向中间套管16取向的可旋入部分32、和相对的驱动部分34。从图1注意到，所有元件相对于圆形凹部14同轴布置。

现在将详细描述从图2中的侧部显示的锁定套管30。其由手术钢，例如316L钢制成，该钢可进行或不进行应变强化。将看到其驱动部分34安放在其可旋入部分32的顶部上。这两个部分沿轴向由V形凹槽36彼此分开，V形凹槽36形成易断区域。该凹槽36具有凹槽底部38，在与之直角处的套管的厚度e平均在0.5至3mm范围内，例如为1.5mm。该凹槽底部也可设置有围绕圆周变化的厚度e。例如，增厚的增强区域非常谨慎布置，如将在下面详细说明的。

可旋入部分32具有自由下边缘40，并且其接近凹槽36的最大直径D大于其接近下边缘40的最小直径d。因而，可旋入部分32具有大致旋转截头圆锥的形状，其直径从凹槽36朝向自由下边缘逐渐减小。可旋入部分32的母线及其对称轴线在这里形成角度β，该角度β有利地大于攻螺纹孔24的角度α，例如在3度至8度之间。可旋入部分32还具有外螺纹42。可旋入部分32和攻螺纹孔24之间的锥角差异的优点将在后面在描述中更详细说明。

另外，根据本发明的特别有利的特征，锁定套管30的可旋入部分32具有轴向切口44，其从下边缘40轴向地延伸到凹槽36，所述轴向切口44通入该凹槽36。这些轴向切口44中的仅一个显示在图2中。其彼此间隔开例如90度。

现在参照图3，其中锁定套管30以仰视图更详细显示。该图显示了可旋入部分32及其下边缘40，并且还显示了通入凹槽36中的轴向切口44。这些轴向切口44明显地沿套管30的轴向延伸，而且还径向地在可旋入部分32的厚度内延伸。这些轴向切口44的宽度接近套管的可旋入部分32的径向厚度，例如是该厚度的0.7倍。这样的轴向切口44限定可变形槽口50，其为截头圆锥节段的形状，并且在它们同中心变形时能够形成夹爪。这里应注意，凹槽底部处的增强厚度可关于可变形槽口形成直角，其方式为局部增强其到驱动部分34的连接。

驱动部分34延伸到可旋入部分32的后部，驱动部分34具有两个径向相对的由虚线表示的平直部46、48。这两个平直部46、48旨在接收简单的扳手，例如开口扳手或适当的环形扳手，以能够驱动可旋入部分32旋转，如将在下面说明的。

首先再次参照图1来描述根据本发明的骨接合装置怎样装配，然后参照图4以两个替代实施例描述装配之后的该装置。

首先，凹槽36（其分开可旋入部分32与驱动部分34）和外螺纹42再次显示在图1中所示的锁定套管30上。从图1中所示的锁定套管30的位置前进，套管被以滑动运动驱动，由销26引导到远至中间套管16，并且将其通过驱动部分34驱动旋转。可旋入部分32然后接合在攻螺纹孔24的螺纹中。在第一旋入阶段，由于可旋入部分32和攻螺纹孔24的角度的差异，可旋入部分32的外螺纹42和攻螺纹孔24的螺纹仅略微彼此伸入。实际上，当可旋入部分32安装在攻螺纹孔24内部时，其螺纹沿比其具有相同的圆锥度的情况下更短的长度彼此接合。结果，在该第一旋入阶段，可旋入部分32不变形，并且销26相对于锁定套管30保持自由。如果需要，仍可以该方式进行调节。而且，锁定套管30可仍未旋入，以重新调整销26。

逐渐地，当可旋入部分32接合在中间套管16内部时，外螺纹42和攻螺纹孔24的螺纹逐渐地彼此穿入，并且产生摩擦力。这是由于可旋入部分32和攻螺纹孔的截头圆锥形状。因而，在第二旋入阶段，锁定套管30的旋转使槽口50同中心运动，槽口50将径向地抵靠销26的本体。截头圆锥节段形状的槽口50形成夹爪或楔，其逐渐楔住销26的本体和中间套管16，同时锁定套管16被驱动旋转。槽口50的径向且同中心运动以及其关于驱动部分34的摆动运动由于轴向切口44并且由于其柔韧性而成为可能。

可旋入部分32的截头圆锥形状（具有最大直径D和最小直径d），由截头圆锥攻螺纹孔24的几何参数以及销16的直径以这样的方式预限定：可旋入部分32在其容纳在中间套管16内部时，位于相对锁定位置中。

因此，在该情形下，第三旋入阶段开始，其中锁定套管30将由于在凹槽底部38处剪切而变形。

将容易地意识到，销56不需要精确地垂直于板12，套管16、30也不需要为完美的圆柱状。因而在第三旋入阶段，槽口50（仍刚性地彼此连接）通过抵靠攻螺纹孔24的内部以及抵靠销26的外部产生的摩擦力驱动。其每一个因此经受到不同的摩擦力。因此，由于延续到凹槽36中的轴向切口44，根据槽口50准确受到的摩擦力，将在关于其凹槽底部38和槽口50成直角的锁定套管30将不同地变形。因而，将遭受到最大摩擦力的一个槽口50将使相对的凹槽底部38较大地变形，并且因此引起开始剪切，同时另一个槽口50保持被驱动旋转，直到其相应地遭受大的摩擦力。以该方式，锁定套管30在凹槽底部38的区域中的剪切在槽口50的区域中连续产生，因为槽口50提供越来越大的旋转运动阻力。这使得可在驱入部分34完全从可旋入部分32断开之前，连续地将槽口50驱动在其中径向应力基本上相等的位置中。以该方式，被施加到销26的本体，并且反之施加到攻螺纹孔24的内部的径向应力被围绕销26均匀分布。结果，销26完全刚性地连接到板12。

应注意到，套管在凹槽底部38处的厚度e一方面必须足以确保锁定套管30可被旋入其在中间套管16中的行程结束处而不断裂，另一方面，必须足够小以确保锁定套管30可在其行程端结束处准确断裂。该位置在可旋入部分32完全留在中间套管16的厚度中时达到，并且更准确地，当凹槽36位于中间套管16的上部处时达到。

在其中可旋入部分为单件的***中，仅由于螺旋螺纹之间的轴向压力造成的摩擦力对抗旋开。这里，通过对照，每一个槽口50单独对抗旋开，因为一方面其具有尖锐限定的边缘，该边缘能够将其自身锚定在销的壁中，并且相反地锚定在中间套管16的壁中，并且另一方面，其形成销26和中间套管16之间的楔。其锚定越强，夹紧扭矩越大。另外，槽口50，通过形成楔，作用在中间套管16的螺纹的整个长度上，而根据现有技术，夹紧部轴向地定位，并且仅在锁定套管的可变形部分附近被作用。因而，获得了中间套管16和销26的完全刚性装配，该刚性装配将随时间发展和变形，并且对骨的固定有益，如下面将说明的。

实际上，楔在销26和中间套管16之间的槽口50将受到应力，并且遭受施加在骨骼10上并且因此施加在板12和销16上的力。因而，在该时间过程中，也就是说在若干星期之后，槽口50将变形，例如通过应变强化，并且还将由于摩擦而磨损。因此，销26和中间套管16之间的连接，并且因此销26和板12之间的连接将变得越来越不具有刚性，同时其仍保持彼此一体。因而，在开始时，包括销26和中间套管16的组件非常刚硬，由此允许其固定的四肢快速功能恢复，具有减小的操作后疼痛。随后，随着时间过去，其能够更容易地变形，这允许机械应力到骨骼的逐渐传递，这有利于骨骼的固定。以该方式，根据本发明的骨接合装置能够机械地朝向较不刚性发展，因而使得可能逐渐使固定更有效。

在驱动部分34已经从可旋入部分32离开时，将使用剪钳来准确地剪切销26使其与旋入部分32和中间套管16为同一水平。

因而，获得这样的螺钉，其由销部分形成的杆以及由中间套管16和锁定套管30的旋入部分32形成的头原位刚性地结合。以该方式，根据销在骨骼内的旋入深度以及板12和中间套管16的相对位置，可采用杆的可用的长度。

应注意，销26关于中间套管16的枢转中心位于销26的剪断端，槽口50保持完整无缺，而销26往往在朝向骨骼10的侧部处以摆动运动被驱动。因此在骨骼10的该侧部处，槽口50往往被应变强化。

另外，板12和销26彼此完全隔离，并且相对于彼此通过槽口50保持在位，槽口50吸纳应力的逸出（escape）。例如，与旋入海绵组织部分中的其他销相比较，如果一个销在皮质骨部分中具有更大的支撑，则槽口50将首先吸纳应力中的差异。这将使得可能使装置中的应力相等。

现在参照图4，以俯视图显示了具有两个销26的板12，所述两个销26彼此间隔开，并且通过图2和3中所示的用于其中一个销的锁定套管30和在替代实施例中用于另一个销的另一个锁定套管30’而在中间套管16内部保持在位。该另一个锁定套管30’不再具有四个轴向切口，只具有三个轴向切口44’。

首先，如上所述的锁定套管30将被示出，更具体地由其旋入部分32形成的四个槽口50。实际上，在第三旋入阶段过程中，槽口50的旋转根据摩擦力以不同的幅度进行。因而，在槽口50中，一些槽口501、502在接触接头52的区域中彼此接触，使切口44的将其彼此间隔开的间距消失，而一些其他槽口501、503彼此间隔开，增大槽口44的将其间隔开的间距54。

关于另一种仅形成有三个槽口44’的锁定套管30’，应注意到，由槽口以相同方式限定的间距在第三旋入阶段变得较小或被增大。

而且，根据这里未示出的本发明的一个实施例，四个轴向切口形成在锁定套管的可旋入部分中，但是仅其中的彼此径向相对的两个通到易断区域中。因而，槽口被分为两对相关联的槽口。以该方式，两个相关联的槽口相对于彼此可变形，而两对槽口彼此关于销独立。这样的结构提供其他安装可能性。

Claims (10)

1.一种骨接合装置，包括，一方面，板（12），其可沿骨骼（10）被调节，和至少一个销（26），其旨在穿过所述板（12）锚定在所述骨骼（10）中，并且另一方面，锁定套管（30），其可接收所述至少一个销（26），并且通过所述锁定套管（30）可以刚性地连接所述板（12）和所述至少一个销（26），所述锁定套管（30）具有可旋入部分（32）和驱动部分（34），所述驱动部分（34）用于将所述可旋入部分旋入穿过所述板（12），所述可旋入部分（32）和所述驱动部分（34）通过易断区域（38）彼此轴向间隔开，所述可旋入部分具有轴向切口（44），所述轴向切口（44）在所述轴向切口之间形成槽口（50），所述可旋入部分（32）能够在所述可旋入部分旋入穿过所述板时与所述板（12）配合，以能够使所述槽口（50）同中心地变形，并且夹紧所述销（26），所述易断区域（38）旨在断开以使所述可旋入部分（32）从所述驱入部分（34）分离；其特征在于，所述轴向切口（44）延伸到所述易断区域（38）中，以能够使所述可旋入部分（32）在所述易断区域（38）断开时***为独立的槽口（50），以便能够调节所述槽口（50）围绕所述至少一个销（26）的相对位置。

2.根据权利要求1所述的骨接合装置，其特征在于，所述易断区域（38）为自可断的，以能够在所述槽口（50）夹紧所述至少一个销（26）时断开所述易断区域，同时所述驱动部分（34）通过力驱动。

3.根据权利要求1或2所述的骨接合装置，其特征在于，所述锁定套管（30）在所述可旋入部分（32）和所述驱动部分（34）之间具有凹槽（36），以形成所述易断区域（38）。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的骨接合装置，其特征在于，所述可旋入部分（32）具有自由圆形边缘（40），其与所述易断区域（38）相对设置，并且其特征在于，所述可旋入部分（32）的直径从所述易断区域（38）朝向所述圆形自由边缘（40）减小。

5.根据权利要求4所述的骨接合装置，其特征在于，所述可旋入部分（32）具有截头圆锥状旋转体，所述可旋入部分（32）具有与其对称轴线形成角度β的母线。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的骨接合装置，其特征在于，其另外包括中间套管（16），该中间套管（16）旨在被旋入所述板（12）的厚度中，所述锁定套管（30）旨在被接合在所述中间套管（16）的内部中。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的骨接合装置，其特征在于，所述中间套管（16）具有截头圆锥状旋转对称的攻螺纹孔（24），所述攻螺纹孔（24）具有与其对称轴线形成角度α的母线。

8.根据权利要求5和7所述的骨接合装置，其特征在于，所述可旋入部分（32）的角度β大于所述攻螺纹孔（24）的角度α。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的骨接合装置，其特征在于，所述可旋入部分（32）具有四个轴向切口（44），其成对地彼此径向相对。

10.根据前述权利要求1到9中任一项所述的骨接合装置，其特征在于，所述锁定套管（30）的所述驱动部分（34）具有两个径向相对的平直部（46，48）。

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