专利名称：用于从人体组织拆除紧固装置的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于从人体组织拆除紧固装置的设备，尤其涉及一种用于从骨组织拆除紧固装置的设备，该设备包括具有近端、远端和纵向中心线的轴，所述远端包括具有与所述轴的纵向中心线同轴的中心线和绕所述中心线螺旋的左旋螺纹的螺纹段，以及设置在所述螺纹的外侧并具有与所述中心线之一相交的表面分量(surface component)方向的对应面(counter surface)，所述对应面被设置成当螺纹已旋入待拆除的紧固装置中的孔时与所述紧固装置接触。
背景技术：
生物可降解材料或在人体中降解的材料的使用在用于外科的紧固装置的制造中日益广泛。
由生物可降解材料制成的紧固装置如螺钉、销、铰钉、铆钉和大头钉等的好处在于，它们在人体内降解，因此不需要在另外的手术中从人体拆除紧固装置。应注意，在人体内降解的所有材料下文中都称为“生物可降解”。
有时，由于这样或那样的原因，紧固装置例如螺钉在安装期间断裂，以致于螺钉的一部分留在了它所旋入的孔中。也可能是螺钉的头部损坏，以致于螺钉既不能旋入孔中预期的位置，又不能旋出孔以拆除螺钉。而且，紧固装置会由于固定界面处的过大负荷或意外事故例如由于剪切力而折断。通常，需要将折断或损坏的紧固装置从人体拆除。也可能是从人体拆除没有折断或损坏的紧固装置。
一些制造商已提供了各种用于从骨组织拆除折断或损坏的螺钉的收回工具。
US 5,697,935公开了一种包括中空打孔钻头的设备。该钻头具有一内部腔室和在所述腔室远端的开口。所述远端还包括围绕开口的切割面。手术员将切割面置靠在待拆除的紧固装置周围的骨组织上，并且转动钻头从而切入紧固装置周围的骨组织内。内部腔室的表面咬合并附着到紧固装置的外表面。然后手术员可从骨组织移走钻头并从骨组织拆除紧固装置。
与上述设备及其使用相关联的问题之一是在拆除过程中需要去除相当数量的骨组织。
US 6,004,321公开了一种用于从骨组织收回带套管螺钉的设备。该设备包括圆锥表面上的反向自攻螺旋线和连接于圆锥表面的顶部的探轴。探轴引导该设备进入断裂螺钉的套管，反向螺旋线咬入待拆除螺钉的材料。
与上述设备相关联的问题之一是圆锥表面上的反向螺旋线会使生物可降解材料膨胀，在这种情况下，螺钉倾向于与孔附着得更紧密。因此，螺钉将破裂成碎片。
发明内容
本发明的目的是提供一种设备以减轻上述缺点。本发明的目的通过一种设备来实现，其中螺纹段的螺纹布置成当螺纹段穿入紧固装置中的孔时咬入所述孔的壁中。
本发明基于使用左旋螺纹和对应面的结合以拆除紧固装置的思想。
本发明的设备的优点在于，可在不损坏或扩大紧固装置固定于其中的固定孔的情况下拆除折断或损坏的紧固装置。
下面将参照附图通过优选实施例详细地说明本发明，在附图中图1是根据本发明的设备的示意性侧视图；图2是示于图1的设备的局部的示意性侧视图；图3是布置在待从骨组织拆除的紧固装置中的根据本发明的第二设备的示意性部分剖面侧视图；图4是布置在待从骨组织拆除的紧固装置中的根据本发明的第三设备的示意性部分剖面侧视图；图5a至图5e是根据本发明的设备的一些其他螺纹设计的示意性剖面侧视图；图6是布置在待从骨组织拆除的紧固装置中的根据本发明的第四设备的示意性部分剖面侧视图；图7是示于图6的设备的局部的示意性侧视图；图8是示于图6的设备的局部的第二示意性侧视图；图9是根据本发明的设备的局部的示意图。
为清楚起见，附图以简化的方式示出本发明。相同的附图标记指示相同的元件。
具体实施例方式
图1是根据本发明的设备的示意性侧视图，图2是同一设备的局部的示意性侧视图。
该设备包括由可以在外科设备和工具的制造中使用的例如不锈钢或其它类似材料制成的轴2。该轴2具有带有近端3和远端4的细长形状。
近端设置有用于将设备1固定在一手柄或工具中的固定装置5，该设备可以通过该手柄或工具绕轴2的中心线C转动。所述工具可以是例如钻孔机或手钻或某些其它合适的工具。固定装置5当然可以以不同于图1所示的方式设计。作为替代方案，近端3也可以包括附装在轴2上或与轴2形成一体的手柄。
应注意，近端3与远端4的距离也可以比图1所示的短得多。
远端4设置有螺纹段6。如图2所示，螺纹段6具有与轴2的纵向中心线C同轴的中心线D。
在图1所示的设备中，螺纹段6是与轴2成一体的部分。可替代地，螺纹段6可以通过连接装置例如螺纹可拆卸地附装在轴2上。
螺纹段6包括绕螺纹段6的中心线D螺旋的外螺纹7。螺纹7是左旋螺纹，即与常见的螺纹相反。因此，必须逆时针转动以将螺纹7旋入孔中。
螺纹段6设置有作为均匀螺纹从螺纹段6的一端延伸到另一端的一条螺纹7。除了接近远端4的最外端的收敛区域，螺纹7的外径是不变的。除了该收敛区域外，螺纹7的高度是不变的。在图2所示的螺纹段，螺纹7的高度约为螺纹外径的15％。螺纹7的高度可以有利地从5％和20％之间的范围中选取。为了避免紧固装置在其孔中膨胀，这种较高的螺纹是优选的。由于同样的原因，较薄的螺纹也是优选的。
螺纹7的螺距在螺纹段6的整个长度上是不变的。
远端4还设置有第一对应面8a和第二对应面8b。第一对应面8a位于螺纹段6与轴2之间。该第一对应面是与螺纹段6的中心线D垂直的类似轴环的平面。第一对应面8a的外径明显大于螺纹段6的外径并等于轴2的直径。可替代地，第一对应面8a的外径可以小于或大于轴2的直径。
第二对应面8b布置在设备1的远端4的最外端、螺纹段6的端部处。
对应面8a、8b都具有与螺纹段6的中心线相交的表面分量。更精确地，对应面8a、8b是与螺纹段6的中心线D垂直地布置的平面。可替代地，第一对应面8a可以类似例如环形表面的一部分或钝角圆锥面，然而，图2所示的实施例通常是优选的。
第二对应面8b也可以类似例如钝角圆锥面或球面的一部分。
对应面8a、8b的光洁度可以是粗糙的或光滑的，例如优选为稍粗糙的。
图3是布置在待从骨组织拆除的紧固装置中的根据本发明的第二设备的示意性部分剖面侧视图。应注意，图3中仅示出该设备的远端4。
远端4被旋入在待从骨组织中拆除的紧固装置10中形成的钻孔9中。紧固装置10是由生物可降解材料制成的螺钉。图3中未示出所述骨组织，但螺钉10通过螺纹11紧固在骨组织中的孔中。螺纹11是右旋螺纹，即，该螺钉分别在顺时针转动时穿入孔内，在逆时针转动时从孔中旋出。
螺钉10已沿附图标记12所指示的表面断裂。图3所示的螺钉10的部分或至少其螺纹11卡在骨组织中。卡紧力在螺钉10与骨组织之间相互作用并保持螺钉10卡在骨组织中。
可以如下使用本发明的设备。
手术员首先在螺钉10中钻出钻孔9。优选地使钻孔9与螺钉10的纵向轴线平行。该钻孔也优选地与所述纵向轴线同轴。轻微的不平行或偏移并不会导致对手术的任何损害。
钻孔9可以用任何已知的钻头和钻孔方法制成，因此这里不再对此进行更详细的讨论。钻头的直径当然应当与螺纹7的尺寸相匹配。尤其是钻头的外径优选地稍大于螺纹7的内径。这样，螺纹段6不会使待拆除的螺钉径向地膨胀。
当完成钻孔9后，手术员从钻孔9取出钻头。接下来，手术员将远端4导入钻孔9的开口端，并开始将螺纹段6绕螺纹段的中心线D旋入钻孔9。转动方向是逆时针的。螺纹段6的螺纹7咬入钻孔9的壁，并且螺纹段6穿入钻孔9。换句话说，螺纹7是自攻螺纹，即，当在钻孔9中转动产生其自身的螺纹时，螺纹7能够前进。
当手术员继续转动工具时，对应面8a压靠在断裂表面12上。图3示出的恰好是这种情况。手术员继续转动该设备，于是螺纹段6的螺纹7通过特定的拉力将对应面8a和断裂表面12相互拉靠。由于该拉力，在对应面8a与断裂表面12之间产生摩擦力。在螺纹段6与钻孔9之间也产生另外的摩擦力。当对应面8a与断裂表面12之间以及另一方面螺纹段6与钻孔9之间的摩擦力的总和超过上述卡紧力时，螺钉10开始与设备一起逆时针转动。因此螺钉10可从骨组织中的钻孔旋出。理想地，螺钉10保持在螺纹段6上，直到手术员将其拆除。也可能是在对应面8a压靠在紧固装置上之前，该紧固装置就开始与设备一起转动，即旋出。
应注意，该设备不仅适于拆除断裂的紧固装置，而且也适于拆除头部损坏的紧固装置以及根本没有损坏但仍需要从人体或动物体拆除的紧固装置。该设备适于拆除由生物可降解材料制成的任何紧固装置或者甚至是需要从人体或动物体拆除的由可装入螺纹段的任何生物稳定聚合体材料制成的紧固装置。
该设备还适于拆除套管紧固装置。在这种情况下，并不总是需要在插入螺纹段6之前在紧固装置中钻出钻孔。而是可以使用紧固装置的套管作为插入螺纹段6的孔。
应注意，术语“紧固装置”是指螺钉、销、钉、铰钉、铆钉和大头钉等。例如，如果需要拆除没有使用任何螺纹固定到组织的销，仍可以将该销旋出其附装孔。可替代地，由于螺纹段6牢固地附装在销上，也可以在设备的帮助下将销简单地拉出孔。
还应注意，如果是两个对应面8a、8b中的第一对应面压靠在待拆除的紧固装置上，则图2所示的第一对应面8a起上述作用。
本发明的设备的一实施例具有布置在螺纹段6与轴2之间的对应面8a，即，与图3所示的实施例相似。此外设置有布置在远端的最外端的钻头。该钻头具有左旋的切削刃。这种设备首先在待拆除的紧固装置中切削出一钻孔，然后用螺纹段咬入所述钻孔，所有这些(操作)都由同一设备并通过相同的转动提供。
图4是布置在待从骨组织拆除的紧固装置中的根据本发明的第三设备的示意性部分剖面侧视图。该设备包括仅部分地示出的轴2和具有带左旋螺纹7的螺纹段6的远端4。远端4还包括装配在远端4的最外端的对应面8b。
基本上，图4所示的设备以与图3所示的设备相同的方式工作。主要区别在于，因为对应面8b位于远端4的最外端，所以该对应面压靠在钻孔9的底部13上。因此，螺纹段6的螺纹7将对应面8b压靠在钻孔9的底部13上，并且对应面8b与钻孔底部13之间以及另一方面螺纹段6与钻孔9之间的摩擦力的总和一超过紧固装置10——在图4中为螺钉——的卡紧力，紧固装置10就开始自己旋出组织。
应注意，如果是两个对应面8a、8b中的第一对应面压靠在待拆除的紧固装置上，则图2所示的第二对应面8b起上述作用。
图5a至图5e是根据本发明的设备的一些其他螺纹设计的示意性剖面侧视图。螺纹段6的螺纹7可以各种方式实现。图5a至图5e示出了这方面的一些示例。在图5a中，螺纹7是梯形螺纹。
在图5b中，螺纹7的前面14与垂直于螺纹段的中心线D的平面之间的角度比螺纹7的背面15的角度小。与此相反，在图5c中，螺纹7的前面14与垂直于螺纹段的中心线D的平面之间的角度比螺纹7的背面15的角度大。在图5d中，前面14和背面15布置成与垂直于中心线D的平面成恰好相同的角度。在图5e中，螺纹7的齿廓具有尖锐的外边缘和弯曲的前面和背面。
螺纹段6也可以具有两条或更多条螺纹7，在这种情况下，该螺纹段是多线螺纹段。螺纹7可以是不连续的，以便在一点或多点处完全地或部分地切断。此外，螺纹7的齿廓、螺距、高度和厚度可以在螺纹段的整个长度上变化。
图6是布置在待从骨组织拆除的紧固装置中的根据本发明的第四设备的示意性部分剖面侧视图，图7和图8是示于图6的设备的局部的示意图。
设备1具有轴2，该轴具有近端3和远端4。近端3设置有手柄16。
手柄16和轴2分开制造并通过连接装置17相互连接。手柄16也可以与轴2成一体。另一替代方案是以与图1相似的方式实现近端3。
远端4设置有具有外螺纹7的螺纹段6。螺纹7是左旋螺纹。
设备1包括同心地布置在轴2上的套管18。套管18可以由任何适当的金属、塑料或其结合制成。套管18的壁可以是实心的或者可以包括不同数量的小孔或开口。
套管18的近端设置有把手19以方便设备1的使用。
套管18的远端设置有第一对应面8a。在该实施例中，第一对应面8a具有向内倾斜或凹入表面的形状，该向内倾斜或凹入表面具有与螺纹段6的中心线相交的表面分量。
在轴2上布置有第二螺纹段20，其对应螺纹(counter thread)在中空套管18的近端的内表面上。第二螺纹段20具有左旋螺纹。
由于第二螺纹段20及其对应螺纹，可以通过相对于轴2转动套管或相对于套管18转动轴2使套管18及其对应面8a在轴2上沿纵向中心线C的方向移动。
应注意，用于相对于轴2及其螺纹段6移动第一对应面8a的装置也可以以其它方式实现。例如，代替对应螺纹，套管18可以设置有一个或多个突起或销。该突起或销安装成在第二螺纹段20的螺纹的引导下在第二螺纹段20中滑动。
在工具1的另一个实施例中，套管18相对于轴2通过线性运动移动，而没有任何明显的转动，即，没有设置用于迫使套管相对于轴2转动的第二螺纹段或任何其它装置。在该实施例中，用于相对于轴2和螺纹段6移动第一对应面8a的装置包括锁定装置，该锁定装置使手术员能够优选以无级方式将第一对应面8a相对于螺纹段6锁定在适当的位置。该锁定装置可以包括例如在套管18中可以压靠在轴2上的杆。工具1可以设置有导向装置以防止套管18在线性运动期间相对于轴2转动。该导向装置可以例如通过轴2上的销和套管18中的纵向狭缝或槽来实现，该销布置成在该狭缝或槽中移动。
在另一个实施例中，在轴2与套管18之间例如在端部23与24之间设置有弹性件。该弹性件可以是例如弹簧或一块弹性材料如橡胶。该弹性件趋向于朝轴2的远端移动第一对应面8a。工具1可以包括锁定装置，以使手术员能够将弹性件锁定并保持在压缩状态。在拆除手术的任何阶段，手术员可以释放该弹性件，即，允许第一对应面8a朝轴2的远端推进。但是应注意，该锁定装置并不包括在该工具的必要特征中。
在另一个实施例中，第一对应面8a可拆卸地布置在工具1中。手术员可以在拆除手术的任何阶段在轴2上附装或拆卸对应面8a。可以如下使用图6至图8所示的设备。如果需要，手术员以与本说明书中先前所述相似的方式在待拆除的紧固装置中钻孔。如果该紧固装置是一个套管紧固装置，则可以不必钻孔。(这里)紧固装置是螺钉10，在组织26中已形成有用于该螺钉的螺纹固定孔25。通常，组织26是骨组织或软骨组织，或者固定孔部分地形成于骨组织中且部分地形成于软骨组织中。
螺钉10设置为用于将一固定板27附装在组织26上。由于这样或那样的原因，螺钉10不能旋入固定孔25内足够的深度，而是被卡在或堵在图7所示的位置。因此需要将螺钉10从固定孔25拆除。
将中空套管18朝手柄16转动，以使把手19的近端23通过摩擦抵靠手柄16的远端24锁定。
通过逆时针转动设备1将螺纹段6导入钻孔。当自攻螺纹7切削进入钻孔的壁时，螺纹段6较深地穿入钻孔。手术员可以通过紧握手柄16或把手19转动设备1。
当螺纹段6已穿入钻孔足够深或螺纹段6已到达钻孔底部时，轴2的转动停止。
接下来，轴2与套管18之间的摩擦锁定通过相对于轴2逆时针转动套管18而松开。
如果手术员是通过把手19来转动设备1，也可能是螺纹段6与螺钉10中的钻孔之间的摩擦力超过把手19的近端23与手柄16的远端24之间的摩擦力，在这种情况下，套管18在轴2上的锁定松开。
继续转动套管18直到第二对应面8a与待拆除的螺钉10接触。当设备1与螺钉10之间的摩擦力超过螺钉10与组织26和/或板27之间作用的卡紧力时，螺钉10开始与设备1一起逆时针转动。手术员可以通过把手19或通过手柄16转动工具1，或者他或她可以同时转动把手19和手柄16。在图8中，螺钉10已经部分地旋出钻孔25。
应注意，还存在使用图6至图8所示的设备的其它方式。例如，不必抵靠手柄16的远端24锁定把手19的近端23。朝手柄16移动套管18以暴露出螺纹段6的足够长度，使得手术员能够开始将螺纹7旋入钻孔就足够了。
可替代地，第二螺纹段20可以是右旋螺纹。这种工具可以这样使用，即，手术员转动轴2并通过套管18支承转动的轴2，他或她不允许(该套管)与轴2一起转动。右旋螺纹迫使套管18向待拆除的固定装置移动。当固定装置开始在钻孔中转动时，手术员可以让套管18与轴2一起转动。
图9示出了图6所示的设备的对应面8a的变型。位于套管18的远端的对应面8a包括多个沿纵向中心线C的方向延伸的突起22。当套管18朝轴2的远端转动时，看上去类似尖牙的突起22咬入待拆除的紧固装置的近端头部。应注意，图9仅示出套管18的一部分，并且在图9中根本就未示出轴2。
突起22的形状和数量当然可以与图9所示的对应面8a的不同。
套管18的远端具有锥形形状，但这不是必需的。然而，锥形形状有时是有利的，因为与非锥形形状相比，锥形形状可更好地配合进入小的钻孔。
对本领域的技术人员显而易见的是，随着技术进步，本发明概念可以以各种方式实现。本发明及其实施例并不局限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。
在工具1的实施例中，螺纹7是右旋螺纹，即，如同常规螺纹。这种工具可用于拆除根本没有螺纹的紧固装置例如销、钉、铆钉和大头钉等以及通过左旋螺纹附装在组织上的紧固装置。
权利要求
1.一种用于从人体组织拆除紧固装置的设备，所述设备包括具有近端(3)、远端(4)和纵向中心线(C)的轴(2)，所述远端(4)包括具有与所述轴(2)的纵向中心线(C)同轴的中心线(D)和绕所述中心线(D)螺旋的左旋螺纹(7)的螺纹段(6)，以及布置在所述螺纹(7)的外侧并具有与所述中心线(C，D)之一相交的表面分量方向的对应面(8a，8b)，所述对应面(8a，8b)被设置成当所述螺纹(7)已旋入待拆除的紧固装置中的孔时，所述对应面与所述紧固装置接触，其特征在于，螺纹段(6)的螺纹(7)被布置成当所述螺纹段(6)穿入所述孔时，所述螺纹咬入所述紧固装置中的孔的壁。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述螺纹(7)装配在对应面(8a)与设备的远端(4)的最外端之间。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括两个对应面布置成使所述螺纹(7)位于它与所述远端(4)的最外端之间的第一对应面(8a)，和装配在所述远端(4)的最外端的第二对应面(8b)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述螺纹(7)的外径在其整个长度上基本不变。
5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述螺纹(7)的螺距在其整个长度上是不变的。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述螺纹(7)装配在对应面(8a)与设备的远端(4)的最外端之间，并且在所述远端(4)的最外端设有钻头，所述钻头具有左旋的切削刃。
7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述对应面(8a，8b)设置有沿纵向中心线(C)的方向延伸的突起。
8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述对应面(8a)布置成可相对于螺纹段(6)沿纵向中心线(C)的方向移动，并且所述设备包括用于相对于螺纹段(6)移动对应面(8a)的装置。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述用于相对于螺纹段(6)移动对应面(8a)的装置包括可移动地设置在轴(2)上的套管(18)，装配在轴(2)或套管(18)上的第二螺纹段(20)，和相应地设置在套管(18)上或轴(2)上的对应装置，其中通过相对于彼此绕与纵向中心线(C)的方向平行的转动轴线转动轴(2)和套管(18)而发生对应面(8a)相对于螺纹段(6)的移动。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述第二螺纹段(20)具有左旋螺纹。
11.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述第二螺纹段(20)具有右旋螺纹。
12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述对应面(8b)装配在所述远端(4)的最外端。
13.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述用于相对于螺纹段(6)移动对应面(8a)的装置包括可移动地设置在轴(2)上的套管(18)，以及布置在套管(18)与轴(2)之间的弹性件。
全文摘要
本发明涉及一种用于从人体组织拆除紧固装置的设备。所述设备包括具有近端(3)、远端(4)和纵向中心线(C)的轴(2)。所述远端(4)包括具有与所述轴(2)的纵向中心线(C)同轴的中心线(D)和绕所述中心线(D)螺旋的左旋螺纹(7)的螺纹段(6)，以及设置在所述螺纹(7)的外侧并具有与所述中心线(C，D)之一相交的表面分量方向的对应面(8a，8b)。所述对应面(8a，8b)被设置成当螺纹(7)旋入待拆除的紧固装置中的孔时与所述紧固装置接触。
文档编号A61B17/92GK1935095SQ20061015428
公开日2007年3月28日 申请日期2006年9月19日 优先权日2005年9月19日
发明者H·哈波宁, P·科霍, J－P·努蒂宁, V·沃里萨洛 申请人:伊尼恩有限公司