专利名称：一种松质骨固定铆钉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种骨科使用的骨钉，特别是一种用于对松质骨的骨折部位进行固定的装置。
背景技术：
对骨折部位进行固定的常见器械是骨钉，其形状与常用的螺钉相似，其钉体的前端带有螺纹(参见1、《骨科内固定》133页至146页，AO组织技术推荐第三版，人民出版社出版；2、《骨科进修必读》狄勋元等著，人民军医出版社第一版，116页)。现有骨钉是通过钉体上的螺纹与予先在骨胳上钻出的骨孔壁的松质骨作用实现固定的。同时根据骨科的特点，要求骨钉可在手术中加压，同时也要求在术后保持这种压力，使骨折部位沿骨钉轴向得以固定，使骨折部分充分接触生长；除此之外，还要求骨钉具有较好的抗弯和抗扭转作用。但由于螺纹联接本身的特点，单个骨钉无法克服绕骨钉轴线的转动，同时由于骨钉螺纹齿高有一定限制，而且齿高不可能做的很高，因此在使用中螺纹进入骨组织内的距离极为有限。如果是松质骨组织，因其本身较为松软，使单个骨钉的沿轴向固定的效果较差，如果是年老患者使用加压螺钉固定时，由于骨质疏松，会使螺纹内的骨组织减少，而进一步降低螺钉的固定力。
为克服现有技术不能有效约束断骨的转动，产生了截面形状为Y型的三刃钉，这种钉对于断骨绕轴向转动的约束效果极好，但对于断骨沿其轴向的运动约束则较差，年老患者因生理的骨质变化，更不适应采用这种器械固定(《骨科进修必读》狄勋元等著，人民军医出版社第一版，115～116页)。正是因三刃钉的这些不足，临床已不多使用。
中国发明专利申请00134945.7公开的内固定骨钉是由带收缩尖端的芯钉、位于芯钉外且可相对芯钉纵向运动的两片侧叶钉，以及与侧叶钉尾端的外缘相配合的锁套、压帽等组成。该专利申请是用芯钉将侧叶钉前端向外翻的齿，顶起插入骨壁组织中以固定骨折的部位。这种骨钉虽然固定效果较现有技术要好，但它对轴向固定的效果仍不理想，特别是对于不规则的骨髁外缘，用该专利的压帽难于得到稳定固定的效果。另一方面，对于扭转的限制，该专利是利用侧叶钉前端的齿实现的，这种约束的效果虽然比现有技术要好，但由于仅是在点上的约束，其效果还是不理想，主要是因为该专利侧叶钉形状决定了侧叶钉除齿端部分外其余部份基本上不起到固定的作用。正是因为这些因素，使该专利在用于松质骨固定时效果不是太好，但客观讲该专利使用效果应当是优于其它的现有技术的。
由此可见，现有技术中用于固定管状骨的骨髁部位，或者脊椎等松质骨部位骨折的固定器械还需要改进。
发明内容
本发明旨在提供一种特别适用于松质骨部位进行有效的轴向固定，同时可以有效抗弯抗扭转的骨钉。这种骨钉在骨折部位的固定类似铆入或下锚固定。
本发明是在中国发明专利申请00134945.7的基础上进行改进而得到的一种新型的骨科固定器械，它包括一个位于内部的芯针和至少两片位于芯针外部并可沿芯针轴线做相对位移的侧叶针，以及用于锁合芯针与侧叶针的加压螺母。这里所讲的芯针其一端为收缩的锥台，在芯针外侧设有与侧叶针相配合的滑道；所述的侧叶针，沿其长度至少三分之二的部分为带有两立刃的呈∏型的横截面，所余部分自其端部至少有一段设有外螺纹的部分，而呈∏型的横截面部分的端部带有向上弯起的刃齿；所述的加压螺母为一中空的管状构件，其管内设有与侧叶针上的外螺纹相配合的内螺纹。本发明经组合装配(即将侧叶针置于芯针外，再将加压螺母旋在侧叶针上，这一点与现有技术是相似的)，被置入在病患部位事先钻出的骨洞中，当芯针被顶入侧叶针后可将各侧叶针前端向上弯起的刃齿挤入骨洞壁内，使刃齿扎入骨组织内，同时侧叶针∏型的横截面的两立刃也被挤入骨洞壁内。由于侧叶针前端已经扎入骨洞壁内，此时旋转加压螺母即可将侧叶针沿芯针轴向向后拉，使骨折部位沿芯针轴向加压，实现手术中加压，在术后可维持这一轴向的拉力产生持续性的动力加压。另一方面，由于各侧叶针的∏型立刃被挤入骨洞壁，各侧叶针的外表面与芯针滑道间的相互作用又可以对芯针的扭转产生极大约束；同时因芯针有较大的断面惯性矩，因此芯针本身有较强的抗弯矩作用。通过上述的介绍可知，本发明对断骨产生的轴向加压不同于现有技术中的螺纹加压，不会产生现有技术中骨钉松动的不足。本发明在拔出时只需先将加压螺母旋出，再拔出芯针，就可以很方便的逐片取出各片侧叶针。
本发明芯针的中心沿其轴向有通孔，且在芯针外侧非与侧叶针相配合处设在连通轴向通孔的侧孔。在芯针上设有的这些孔可用于向手术组织进行药物的灌注或引流，以及断骨部位的血运系统重建；而且芯针的中心通孔还可便于手术中使用导针。
在本发明中，可在芯针的非锥台端，也就是尾端的内孔设一段内螺纹，在其内可联接有螺钉。而这一螺钉沿其轴向可以是实心的，也可以带有一通孔。在芯针尾端设有的内螺纹可以便于芯针拔出作业。如果在植入手术中在芯针尾端螺孔内旋入一实心的螺钉，可起到防止软组织长入芯针内孔的作用，以方便今后实施的骨钉拔出术；如果在植入手术中在芯针尾端螺孔内旋入一带有通孔的螺钉，则可以方便对手术部分进行药物灌注、引流或血管移植，同时也可以起到防止骨组织长入芯针内孔的作用。
本发明的侧叶针上最好设有两段相接的弧度，其中一段是向上凸起的弧度，另一段是向下凸起的弧度。采用这一设计可使芯针未插入相应部位时，各片侧叶针是向芯针中心收缩的，这样各侧叶针形成的外接圆直径为最小，以方便植入手术；另一方面，在侧叶针上设置两段反向的弧度，在芯针插入后各侧叶针可在骨洞壁上产生较大的持续的压力，以提高固定的稳定性。
本发明的加压螺母可以是由两段直径不同的圆柱体构成，其大直径圆柱与小直径圆柱间用一段球面过渡，且两段直径不同的圆柱体中心设有通孔，其通孔内设有与侧叶针上的外螺纹相配合的内螺纹。与加压螺母相配合的是一呈马鞍形的椭圆环形垫片，且垫片内孔壁为一圆锥面。这可以极大地方便手术中对断骨的轴向加压。之所以采用呈马鞍形的垫片是为使垫片能与骨胳表面有最大的稳定接触面，而采用椭圆环形垫片，且垫片内孔壁采用圆锥面，可使加压螺母上的球面过渡段与之相配合，并可以进行小范围的多维的接触位置调整，以使轴向的加压更为稳定。另一方面，在固定状态时马鞍形的垫片可产生一定程度的形变，在术后这一形变会对断骨部位产生持续的拉应力。
本发明中的芯针外表面上，在各个滑道之间开有沿轴向的槽，这可以有利于血运系统的重建和组织的再造。
本发明的最佳实施例为芯针断面为带有内孔的六角星形，与其相配合的是三片侧叶针。这一结构较为适用于管状骨的骨髁部位、脊椎胸椎部位等松质骨的骨折固定。特别需要说明的是当骨折部位为片状松质骨，如骨盆的髂骨、颅骨等二维骨部位，采用两片侧叶针的骨钉为好。
本发明所用材料可以是不锈钢，但发明人认为最好采用形状记忆合金。当采用形状记忆合金制造本发明，可以使植入手术更为方便，而且在手术植入后由于形状记忆合金的特性，可以使本发明的结构特点更充分地发挥，可实现术中和术后动力加压。
本发明至少有如下优点1、可在手术过程中很方便的对断骨部位进行加压，不会发生现有技术中骨钉松动的不足，而且可以产生术后动力加压；2、能有效的抗扭转、抗弯矩，特别是在固定状态下，侧叶针外表面的∏型立刃也与骨洞壁发生作用，使其抗扭效果明显优于现有技术；3、由于轴向固定极为可靠，因此可以更为稳定地实现对骨折部位的固定；4、特别适用于骨髁部位、脊椎、胸椎、髂骨、颅骨等松质骨的固定；5、由于芯针中心通孔结构等，可以实现对手术部位的引流、药物灌注，也可有利于断骨内的血运再造，及导针的使用；6、在骨折愈合后可以很方便地拔出骨钉。
附图提供本发明的一个实施例，其中附图1为本发明的示意图，附图2为图1A-A向剖面示意图，附图3为本发明的侧叶针示意图，附图4为附图3的B-B向剖视示意图，附图5是本发明的加压螺母剖面示意图，附图6是与芯针相配合的螺钉剖面示意图，附图7是本发明的垫片主视图，附图8是图7的A-A向剖面示意图，附图9是图7的B-B向剖面示意图。
具体实施例方式
本发明以下结合附图详细说明。
本发明是由一端带有收缩的锥台1的芯针2，位于芯针2的外侧且在芯针滑道上配合的侧叶针3，用于锁合芯针2与侧叶针3的加压螺母5，和特殊垫片6构成。
其中的芯针2，参见图1的，外侧带有三个滑道，在芯针各滑道之间有一凹槽，其中心有一通孔7，其截面为一带有内孔的六角星状，参见图2，在芯针2的三个滑道内各设有一片侧叶针3，芯针凹槽上有与中心孔连通的小孔4。芯针另一端(不带有锥台1的一端)的内孔带有一段内螺纹。
参见图3，本发明的侧叶针，自其顶端(也就是图4中右端)起长度至少三分之二部分的截面为带有两立刃9的呈∏型的形状，参见图4，所余部分自左端部至少有一段设有外螺纹10，而呈∏型的横截面部分的端部带有向上弯起的刃齿8。另外侧叶针上设有两段弧，其中一段是向上凸起的弧，另一段是向下凸起的弧，参见图3中标有R的部分，这些地方的弧度半径可取105～200毫米，这些弧的设立可以使本发明在未不加载荷时，也就是芯针未置入侧叶针圆弧处，各侧叶针收陇在一起，形成较小的截面尺寸，从而可以方便于手术的进行，而当芯针顶入侧叶针圆弧位置，特别是顶在向下凸起的圆弧位置时，可以使侧叶针前端及其外表面尽可能的压向骨洞壁，产生持续的压紧力，使侧叶针前端的齿和针的外表面牢固的嵌入骨组织内，产生有效的固定作用，同时在术后也可有效的产生加压，提高对断骨固定的稳定性。本发明的侧叶针最好采用形状记忆合金制做，这可有最好的使用效果，当然也可以采用不锈钢材料制造。
与芯针不带锥台一端的内孔相配合的螺钉可有两种形式，一种是由图6给出的结构，本文中称为A型，另一种是与图6给出的结构相似的，称为B型。图6给出的A螺钉带有一通孔17，和一段与芯针上内螺纹相配合的外螺纹16，螺钉头部14也设有一个与工具相配合的内六方15。本发明的B型螺钉除不带有内孔17外，其余各部结构均与图6所示结构是相同的。这两种螺钉可以分别适用于不同患者的需要。
本发明的加压螺母5见图5，它为一带有中心通孔管状构件，其一端的内部设有与工具相配合的内六方12，其外部带有外螺纹13，在中心孔内部设有与侧叶针上的外螺纹10相配合的内螺纹11。由图5还可见，加压螺母5由两段直径不同的空心管状物构成，其大直径圆柱与小直径圆柱间用一段球面20过渡。
本发明的垫片6的内孔为椭圆环形，整体形状呈马鞍形，参见图7、8和图9，垫片内孔壁为一圆锥面18。
以下简单介绍本发明的使用方式及有关情况，以下所述的装置是采用形状记忆合金制造的首先将侧叶针3置入冰盐水中，在低温下将侧叶针前端的带有刃齿的向上弯部分校直，再将三片侧叶针3放置到芯针2的三个滑道上，套上垫片6后用加压螺母5将其装配在一起，此时应使芯针处于侧叶针的中部，这样由于侧叶针上两段弯曲弧部分的作用，侧叶针前端是收拢在一起的。手术时，将装配好的本发明经消毒后可较为方便地插入手术骨洞内，在患者体温的作用下侧叶钉会发生形状变化，其前端恢复弯曲，使刃齿部接触并插入骨洞的松质骨质内。手术实施者用工具向前推芯针2，即可使侧叶针3上的两段弧的弯曲部分在芯针作用下挤向骨洞壁，并使其前端的刃齿部更为深入的嵌入骨质中，在芯针到达手术适当的部位后，用内六角扳手旋转加压螺钉5，使垫片6被推向骨的外缘，由于侧叶针前端已经在骨内固定，因此转动加压螺钉可使断骨间相互接触，并稳定固定。由于本发明的垫片的内孔为椭圆环形，整体形状呈马鞍形，这种特殊形状使其可以适合手术部位的不规则的骨外缘形状，再加上其内孔的圆锥面18与加压螺母上的球面20相配合，使其能在任何位置均可处于稳定的接触状态，其固定效果极佳。同时，在固定状态下马鞍形的垫片可产生一定程度的形变，在术后这一形变会对断骨部位产生持续的应力，使断骨间被紧紧的拉在一起。
本发明使用时，对于无需取出骨钉，且不需要再新造血运系统、不需进行引流的患者，可使用B型的螺钉，将芯针内孔封闭。而对需要进行引流，或者药物灌注，或者需要进行新造血运系统的患者，可使用A型螺钉，通过螺钉端部的小孔接入血管，或者接入引流管。
当骨胳愈合需要取出本发明时，通过手术创口先将专用工具旋出A型螺钉，再用另一专用工具旋于加压螺钉外的螺纹13上，再用内六角扳手旋出加压螺母，并用前述的专用工具将加压螺母5拉出，再用一带外螺纹工具旋入芯针内孔的内螺纹中，将芯针完全拉出。这时侧叶针尾端和各侧叶针间已不受任何约束，仅其前端嵌在骨内，只需用夹钳等工具稍加用力就可逐片取出各侧叶针。
当本发明的侧叶针采用不锈钢制造时，应使侧叶针上两段弯曲弧度更大一点，这样在手术时可在不校直情况下也能较便于将装置置入骨洞内。
以上所介绍的本发明适合于股骨颈、骨髁或者脊椎等较为粗大的骨部位。对于骨盆的髂骨、颅骨或其它较薄的二维骨部位，本发明可以采用带有两个侧叶针的结构。
权利要求
1.一种松质骨固定铆钉，包括一个位于内部的芯针和至少两片位于芯针外部并可沿芯针轴线做相对位移的侧叶针，以及用于锁合芯针与侧叶针的加压螺母，芯针的一端为收缩的锥台，芯针外侧设有与侧叶针相配合的滑道，侧叶针前端带有向上弯起的刃齿，尾端有外螺纹，其特征是侧叶针，沿其长度至少三分之二的部分为带有两立刃的呈∏型的横截面，所余部分自其尾端部至少有一段设有外螺纹的部分，加压螺母为带有中心通孔管状构件，其中心通孔内设有与侧叶针尾端的外螺纹相配合的内螺纹。
2.根据权利要求1所述的松质骨固定铆钉，其特征是侧叶针上有两段弧，其中一段是向上凸起的弧，另一段是向下凸起的弧。
3.根据权利要求2所述的松质骨固定铆钉，其特征是芯针的中心有通孔，且在芯针外侧非与侧叶针相配合处设有连通轴向通孔的侧孔。
4.根据权利要求3所述的松质骨固定铆钉，其特征是芯针非锥台端的内孔有一段内螺纹，其内联接有螺钉。
5.根据权利要求4所述的松质骨固定铆钉，其特征是与芯针非锥台端内孔的内螺纹相联接的螺钉沿其轴线有一通孔。
6.根据权利要求5所述的松质骨固定铆钉，其特征是加压螺母由两段直径不同的圆柱体构成，其大直径圆柱与小直径圆柱间用一段球面过渡，且两段直径不同的圆柱体中心设有通孔，其通孔内设有与侧叶针上的外螺纹相配合的内螺纹。
7.根据权利要求6所述的松质骨固定铆钉，其特征是铆钉上还有一呈马鞍形的椭圆环形垫片，且垫片内孔壁为一圆锥面。
8.根据权利要求7所述的任一松质骨固定铆钉，其特征是芯针各滑道间开有沿轴向的槽。
9.根据权利要求8所述的松质骨固定铆钉，其特征是芯针为带有内孔的六角星形，与其相配合有三片侧叶针。
10.根据权利要求1至9中所述的任一松质骨固定铆钉，其特征在于侧叶针用形状记忆合金制造。
全文摘要
本发明公开一种对松质骨的骨折部位进行固定的装置。本发明是对中国发明专利申请00134945.7进行改进得到的一种新型的骨科固定器械，它包括一个位于内部的芯针和至少两片位于芯针外部的侧叶针，以及用于锁合芯针与侧叶针的加压螺母。本发明的侧叶针，设有两段反向的弧，沿其长度至少三分之二的部分为带有两立刃的呈П型的横截面，所余部分自其端部至少有一段设有外螺纹的部分，而呈П型的横截面部分的端部带有向上弯起的刃齿。
文档编号A61B17/68GK1541626SQ03108069
公开日2004年11月3日 申请日期2003年4月30日 优先权日2003年4月30日
发明者鲍侃, 达国祖, 马悦辉, 廖祥文, 鲍 侃 申请人:兰州西脉记忆合金股份有限公司