CN213665656U - 一种多孔双螺纹防脱出内固定螺钉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多孔双螺纹防脱出内固定螺钉，针对人体骨骼内松外实的特性，该螺钉的两端采用双螺纹结构，前部螺纹的螺纹分布稀疏、后部螺纹的螺纹分布密集，前部螺纹稀疏有利于植入患者的松质骨，后部螺纹密实有利于增加螺钉后端固定于皮质骨的把持力，防止螺钉脱出导致内固定失效，外部的骨组织蔓延多孔结构层在螺钉植入人体骨骼后，骨组织可以通过爬行蔓延的方式长入到骨组织蔓延多孔结构层中形成牢固的骨整合，这样有利于内植物的长期稳定，大大提高了内固定螺钉与结合稳定性，改善了螺钉与愈合后的骨质相容协调性。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种多孔双螺纹防脱出内固定螺钉。
背景技术
随着社会的进步。创伤、肿瘤或代谢病等都会引起骨质破坏和骨缺损。目前针对这类疾病往往会选择利用人工内固定器械治疗。所有内固定器械中螺钉的使用时间最长，使用范围最广。
目前市面上销售的内固定螺钉材质多为不锈钢或钛合金等金属。这些金属螺钉不仅在弹性模量、密度、毒性和显影透光性能等材质方面不尽人意，例如：1)人体骨骼的弹性模量在3-20GPa之间，而医用钛合金的弹性模量高达110GPa，不锈钢的弹性模量也达到了200GPa。金属内固定器械与骨骼弹性模量不匹配，植入后容易产生应力遮挡现象，加速骨量丢失的同时二次骨折的风险增加。2)金属材质的螺钉密度过大，植入后会引起骨折或者磨损的情况。3)金属材料在使用过程中会产生具有毒性的金属磨损颗粒，引起周围组织的炎症反应，与之相比，高分子材料的磨损颗粒毒性更小。4)金属材料在接受放射线照射时会产生严重的散射和金属伪影。更为重要的是，由于人体骨骼内芯部位松质性骨、外部为皮质骨的结构形式，决定了人体骨骼内松外实的特性，现有的金属材质的螺钉通常密度都很均匀，前尖后粗带螺纹的结构形式与动态生长人体骨骼自然愈合过程不能适应，导致现有的金属材质的螺钉与愈合后的骨质不能很好的融合到一起，从而表现出不仅螺钉与骨骼的结合稳定性差，其前端和后端的受力协调性也不理想，长期以往容易引起人体骨骼生长愈合过程的排斥效应。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多孔双螺纹防脱出内固定螺钉，用以解决现有的金属材质的螺钉与愈合后的骨质的结合稳定性差、力学协调性欠佳的问题。
本实用新型提供一种多孔双螺纹防脱出内固定螺钉，包括松质骨植入前螺纹部、中间过度部和皮质骨把持后螺纹部，所述松质骨植入前螺纹部前端设置有松质骨植入尖端，所述松质骨植入前螺纹部的外壁上设有前部螺纹，所述皮质骨把持后螺纹部的外壁上设有后部螺纹，所述前部螺纹的螺纹间距大于所述后部螺纹的螺纹间距；所述中间过度部的外表面环绕设有一圈骨组织蔓延多孔结构层；所述松质骨植入前螺纹部通过所述中间过度部与所述皮质骨把持后螺纹部连接成一体。
优选地，所述前部螺纹的螺纹间距为3mm，所述后螺纹部的螺纹间距为1mm。
优选地，所述中间过度部的内芯为实心结构。
优选地，所述骨组织蔓延多孔结构层的厚度为2mm。
优选地，所述骨组织蔓延多孔结构层为由孔隙组成的立体网状结构，该立体网状结构内的孔隙相互连通。
优选地，所述骨组织蔓延多孔结构层的孔径大小为400μm。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型公开的一种多孔双螺纹防脱出内固定螺钉，针对人体骨骼内松外实的特性，该螺钉的两端采用双螺纹结构，前部螺纹的螺纹分布稀疏、后部螺纹的螺纹分布密集，前部螺纹稀疏有利于植入患者的松质骨，后部螺纹密实有利于增加螺钉后端固定于皮质骨的把持力，防止螺钉脱出导致内固定失效，外部的骨组织蔓延多孔结构层在螺钉植入人体骨骼后，骨组织可以通过爬行蔓延的方式长入到骨组织蔓延多孔结构层中形成牢固的骨整合，这样有利于内植物的长期稳定，大大提高了内固定螺钉与结合稳定性，改善了螺钉与愈合后的骨质相容协调性。
附图说明
图1为本实用新型实施例1提供的多孔双螺纹防脱出内固定螺钉的结构示意图；
图2为本实用新型实施例1提供的多孔过度部的横断面的结构示意图；
图3为本实用新型实施例1提供的多孔层表面的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
实施例1提供一种多孔双螺纹防脱出内固定螺钉，下面对其结构进行详细描述。
参考图1，该多孔双螺纹防脱出内固定螺钉包括松质骨植入前螺纹部1、中间过度部2和皮质骨把持后螺纹部3，
松质骨植入前螺纹部1前端设置有松质骨植入尖端10，
松质骨植入前螺纹部1的外壁上设有前部螺纹11，皮质骨把持后螺纹部3的外壁上设有后部螺纹31，前部螺纹11的螺纹间距大于后部螺纹31的螺纹间距；
中间过度部2包括实心结构21和骨组织蔓延多孔结构层20，骨组织蔓延多孔结构层20围绕紧密包裹实心结构21，形成实心结构21为中间过度部2的内芯，一圈骨组织蔓延多孔结构层20为中间过度部2的外表面的同心圆结构。
松质骨植入前螺纹部1通过中间过度部2与皮质骨把持后螺纹部3连接成一体。
其中，该螺钉的两端采用双螺纹结构，前部螺纹11的螺纹分布稀疏、后部螺纹31的螺纹分布密集，前部螺纹11稀疏有利于植入患者的松质骨，后部螺纹31密实有利于增加螺钉后端固定于皮质骨的把持力，防止螺钉脱出导致内固定失效。需要补充说明的是，这种结构设计时基于人体骨骼内松外密的特性，内部的骨质较为酥松，称为松质骨，外部的骨质较为密实，称为皮质骨。现有的金属材质的螺钉，由于螺钉稀密程度相同，容易导致植入人体骨骼内的螺钉前后部分与骨骼结合力度不协调。
骨组织蔓延多孔结构层20围绕紧密包裹实心结构21形成的中间过度部2，一方面，内芯的实心结构21能保证中间过度部2的强度满足要求，另一方面，外部的骨组织蔓延多孔结构层20在螺钉植入人体骨骼后，骨组织可以通过爬行蔓延的方式长入到骨组织蔓延多孔结构层20中形成牢固的骨整合，这样有利于内植物的长期稳定。
作为一种优选的实施方式，前部螺纹11的螺纹间距为3mm，后螺纹部3的螺纹间距为1mm。可根据植入部位调整。
作为具体的实例，骨组织蔓延多孔结构层20的孔径大小为400μm。骨组织蔓延多孔结构层20的厚度为2mm。骨组织蔓延多孔结构层20为由孔隙组成的立体网状结构，该立体网状结构内的孔隙相互连通。
具体地，骨组织蔓延多孔结构层20的孔隙结构特征类似于金刚石的微观结构，即等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。骨组织蔓延多孔结构层20的最小单元的结构是由一个碳原子和四个共面的碳原子构成的构成正四面体，最小单元与邻近的最小单元之间相互连通形成一个完全联通的类钻石型的孔隙结构。
为了消除金属螺钉不仅在弹性模量、密度、毒性和显影透光性能等材质方面不尽人意，本发明公开的多孔双螺纹防脱出内固定螺钉的材质采用由碳纤维和聚醚醚酮(PEEK)组成的CFR-PEEK材料，其中碳纤维占比30％，PEEK占比70％。该螺钉的极限屈服应力为192Mpa，具有较高的机械力学强度其；该螺钉的弹性模量15GPa，与人体皮质骨的极限屈服应力192Mpa和弹性模量14GPa极度接近，远远低于医用钛合金的弹性模量110GPa。
相较采目前市售的医用不锈钢或者医用钛合金等金属材质的内固定螺钉，CFR-PEEK材料制备的内固定螺钉具有以下优势：1)弹性模量与人体骨骼完美匹配，具有良好生物相容性，可以有效避免“应力遮挡”效应，降低二次骨折和骨质流失的风险；2)CFR-PEEK密度较低，仅有1.38g/cm3左右，远低于现有金属材质的CoCrMo8.9g/cm3和医用钛合金4.51g/cm3，以此为基础制备的假体重量较轻，减轻了周围骨质的负荷，有利于植入后的牢固固定以及早期的即刻稳定；3)金属材料的磨损颗粒具有很强的组织毒性，会引起周围组织的炎症反应，与之相对，CFR-PEEK材料的磨损颗粒毒性较小；4)CFR-PEEK材料具有非常优秀的透光性能，一方面在进行影像学检查的时候减少金属伪影，有助于临床医生更清晰的观察局部组织情况；另一方面在放射治疗过程中减少放射线折射，有助于临床医师正确估计放射剂量和保护周围组织；5)螺钉身体表面均匀分布着大小、形状均一且完全连通的孔隙，有利于骨组织爬行长入其中形成牢固的骨整合，这对内植物的远期稳定性以及使用寿命至关重要。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种多孔双螺纹防脱出内固定螺钉，其特征在于，包括松质骨植入前螺纹部(1)、中间过度部(2)和皮质骨把持后螺纹部(3)，
所述松质骨植入前螺纹部(1)前端设置有松质骨植入尖端(10)，
所述松质骨植入前螺纹部(1)的外壁上设有前部螺纹(11)，所述皮质骨把持后螺纹部(3)的外壁上设有后部螺纹(31)，所述前部螺纹(11)的螺纹间距大于所述后部螺纹(31)的螺纹间距；
所述中间过度部(2)的外表面环绕设有一圈骨组织蔓延多孔结构层(20)；
所述松质骨植入前螺纹部(1)通过所述中间过度部(2)与所述皮质骨把持后螺纹部(3)连接成一体。
2.如权利要求1所述的多孔双螺纹防脱出内固定螺钉，其特征在于，
所述前部螺纹(11)的螺纹间距为3mm，所述后螺纹部(3)的螺纹间距为1mm。
3.如权利要求1所述的多孔双螺纹防脱出内固定螺钉，其特征在于，所述中间过度部(2)的内芯为实心结构(21)。
4.如权利要求1所述的多孔双螺纹防脱出内固定螺钉，其特征在于，
所述骨组织蔓延多孔结构层(20)的厚度为2mm。
5.如权利要求1所述的多孔双螺纹防脱出内固定螺钉，其特征在于，
所述骨组织蔓延多孔结构层(20)为由孔隙组成的立体网状结构，该立体网状结构内的孔隙相互连通。
6.如权利要求1所述的多孔双螺纹防脱出内固定螺钉，其特征在于，
所述骨组织蔓延多孔结构层(20)的孔径大小为400μm。
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