专利名称：单侧可调外固定架及其组合使用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及骨科医疗器械技术领域，特别是一种单侧可调外固定架及其组合使用装置。
背景技术：
目前用于治疗四肢骨干、粗隆间骨折和股骨颈骨折的各种方法各有其优点和缺点。实用新型专利200520089428.4提供了一种单侧可调外固定器，由锁杆、锁针机构、加压器、螺纹针、钉所组成，锁针机构能随不同穿针平面、不同针距、不同穿针角度作相应的改变，不但方便了操作，而且提高了固定的稳定性。螺纹针的螺纹锥度和牙型角增强了螺纹在骨质中的把持力和拉力作用及力学性能。目前用于治疗粗隆间骨折和股骨颈骨折的穿针构形有多种，主要是不等边三角形构形和不等边四边形等数种构形。从股骨近端的生理解剖，如股骨颈截面形状、颈干角、前倾角、股骨近端的负重应力及负荷与骨小粱结构变化的关系，以及骨小粱的排列方向和量等多种因素综合起来进行生物力学分析，可以得出结论沿张力骨小粱穿入两枚针，沿压力骨小粱穿入一枚针，构成不等边倒三角形穿针构形，能有效对抗张应力、弯曲应力及扭转应力。上述实用新型专利200520089428.4提供的单侧可调外固定器不适用于构成这样的不等边倒三角形穿针构形，因此需要加以改进。
发明内容
本发明的目的就是提供一种便于沿张力骨小粱穿入两枚针，沿压力骨小粱穿入一枚针，构成不等边倒三角形穿针构形的单侧可调外固定架及其组合使用装置。
本发明的目的是这样实现的本发明的单侧可调外固定架及其组合使用装置，包括锁杆、设在此锁杆上的锁针机构、加压器，设在此锁针机构中的螺纹针，其特征在于在所述的锁杆端头设置一个开口夹，此开口夹设有一个闭口端的圆通孔和一个开口端的圆通孔，此开口夹的闭口端圆通孔与所述的锁杆端头相套接，一个支撑杆件插入所述的开口端的圆通孔中，此支撑杆件由短支撑杆、长支撑杆、连接此短支撑杆和长支撑杆的圆柱头内六角螺钉所组成，在此支撑杆件的长支撑杆上设有锁针机构，设在此锁针机构中的螺纹针与设在所述的锁杆上的锁针机构中的螺纹针组成一套三角形或四边形穿针构形的螺纹针系统。
所述的开口夹为两端呈弧形的长方体，其闭口端的圆通孔与所述的锁杆端头作可固定的滑动配合，开口端的圆通孔与所述的支撑杆件的短支撑杆作可固定的滑动配合。
所述的开口夹的闭口端圆通孔和开口端圆通孔开口面下半部的垂直方向设有一个凹台圆通孔，上半部的的垂直方向设有一个螺纹孔，两孔相贯通，一个T型调节螺杆的光杆段穿过下半部的圆通孔，T型调节螺杆的螺纹段与开口夹的上半部的螺纹孔相匹配。T型调节螺杆沿凹台圆通孔了穿入，并旋入螺纹孔中，拧紧后使开口收缩，开口夹、锁杆、短支撑杆同时稳固在一起。
所述的短支撑杆和长支撑杆相连接的头部均为半球形体，在此半球形体的平面上均设有过中心线的等分伞形齿纹相互匹配啮合，两个半球形体对合后呈球形体，在长支撑杆头部半球形体的垂向设有凹台圆通孔，在短支撑杆头部半球形体的垂向设有内螺纹孔，所述的圆柱头内六角螺钉沿长支撑杆头部半球形体的垂向凹台圆通孔插入并与短支撑杆头部半球形体的垂向内螺纹孔啮合，拧紧后使平面上过中心线的等分伞形齿纹相互匹配啮合咬紧，达到短支撑杆和长支撑杆相互稳固，松开圆柱头内六角螺钉就可调节短支撑杆和长支撑杆相互间的角度。短支撑杆和长支撑杆的圆杆部表面滚有直纹。
所述的螺纹针外径1.5-6.5mm，螺距2.0--2.5mm，牙型高0.25--0.7mm，牙型角29--42度，工作面倾角4-12度，工作面圆弧0. 5-0.8mm，螺纹部大小径锥度比为1∶100--1∶150，螺纹外径与针杆外径相等。
所述的螺纹段与针杆之间的中间段为直径与螺纹底径相等的细圆杆，所述的螺纹段和细圆杆段的长度取决于穿针部位的骨截面及骨折线远端骨折块的面径，螺纹段的长度不超过骨折线，细圆杆段的长度不超过骨折线到皮质骨近侧表面的长度。
所述的螺纹针设有内螺纹垫圈，此内螺纹垫圈的外径为8-10mm，厚度为2-3mm，内孔为螺旋丝纹，此内孔螺旋丝纹的牙型角为36度。其内螺纹的牙底径及螺距的尺寸与匹配的螺纹针的螺纹作间隙配合。将内螺纹垫圈沿螺纹针尖部拧入直至达到细圆杆段的凸台处，在凸台支承面的作用下，使垫圈支承面的受力点与骨皮质近侧表面的支点与拧入骨质螺纹阻力点相互作用，达到对骨折断端的加压作用。
所述的螺纹针为空心加压自攻螺纹针，其螺纹尖部设三等分切刃，螺纹尾部设两等分反切刃，其针杆头部为外六角形，螺纹部大小径锥度比为1∶150，螺纹针外径6mm，螺距2.5mm，牙型高0.7mm，牙型角36度，工作面倾角8度，非工作面圆角0.7mm，工作面圆角0.4mm。
所述的螺纹针为实心加压自攻螺纹针，左螺纹尖部设三等分切刃，螺纹尾部设两等分反切刃，其针杆头部为D形，螺纹部大小径锥度比为1∶150，螺纹针外径6mm，螺距2.5mm，牙型高0.7mm，牙型角36度，工作面倾角8度，工作面圆角0.4mm，非工作面圆角0.7mm。
所述的螺纹针为实心螺纹针，左螺纹尖部设120度平方，其针杆头部为D形，螺纹部大小径锥度比为1∶150，螺纹针外径5mm，螺距2mm，牙型高0.6mm，牙型角36度，工作面倾角8度，工作面圆角0.3mm，非工作面圆角0.6mm。
以上所述的螺纹针仅为三种规格的例子，还按比率设计了多种规格尺寸的螺纹针可供选用。
按照本发明的单侧可调外固定架及其组合使用装置，通过拧紧或松开T型调节螺杆来紧固或滑动支撑杆件和锁杆，可将外固定架调节并固定在最适合的位置和方位；可以根据骨折的部位和类型选用最适合的螺纹针，实现最佳的合理有效的穿针构形。
采用本发明的单侧可调外固定架及其组合使用装置，由于可以通过调节短支撑杆和长支撑杆之间的夹角从多个方向调节锁针机构穿入螺纹针，结合锁针机构的灵活性，就可以很容易地沿张力骨小粱穿入两枚针，沿压力骨小粱穿入一枚针，构成不等边倒三角形穿针构形，从而能有效对抗张应力、弯曲应力及扭转应力。从生物力学角度分析，如将沿股骨颈压力侧的一枚穿针角度由127度变为150度，弯曲力矩可降低40％，而轴向力可增加30％，通过承受较大的轴向力来代替承受较大的弯曲力矩，增加了压应力。骨折多在张力侧开始发生，不等边倒三角形穿针构形是一种适用于这种情况的合理有效的穿针构形。
从力学和生物学的角度分析，螺纹针的螺纹长度、螺纹段大小直径锥度比与螺纹在骨质内的稳定性有极其重要的影响，采用本发明的单侧可调外固定架及其组合使用装置，将牙型角改为36度，增加了一个螺纹牙骨质占用的单位体积。骨质占用的单位体积的增加，增强了骨质的持握力，螺纹在骨质内占有的单位体积相应减少不会影响针螺纹把持力的力学性能，因为螺纹针材料的抗拉强度是皮质骨的6.3倍，抗弯曲强度是皮质骨的5.1倍，剪切强度是皮质骨的8.9倍，弹性模量是皮质骨的5.3倍。
螺纹针的螺纹长度、螺纹段大小直径锥度比改为1∶150基本上满足了螺纹前部牙底径和螺纹尾部牙底径与骨质内丝纹牙尖径(也就是骨质钻过的孔径)不适合状态在0.2mm范围上。螺纹前部与骨质界面0.2mm间隙的不适合与螺纹尾部与骨质界面0.2mm过盈的不适合，对骨质与螺纹的稳定性极为有利，0.2mm过盈的不适合能放射状地向皮质加压，从而稳定在皮质上。本发明的设计上改进的螺纹牙型和锥度比不但具有较好的力学性能，而且具有较强的把持力；不但适用于钢针螺纹，而且也适用于其它类型方法固定用的各种规格的螺纹针的螺纹。
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图1的B-B剖视图。
图4为本发明的螺纹针结构示意图。
图5为另一种实施方案的螺纹针外形示意图。
图6为又一种实施方案的螺纹针外形示意图具体实施方式
下面结合附图所给出的实施例进一步说明本发明的具体实施方式
。
如图1、图2所示，本发明的单侧可调外固定架及其组合使用装置，包括锁杆6、设在此锁杆6上的锁针机构4、加压器7，设在此锁针机构4中的螺纹针5，其特征在于在所述的锁杆6的端头设置一个开口夹2，此开口夹2设有一个闭口端的圆通孔21和一个开口端的圆通孔23，此开口夹2的闭口端圆通孔21与所述的锁杆6端头相套接，一个支撑杆件插入所述的开口端的圆通孔23中，此支撑杆件由短支撑杆1、长支撑杆3、连接此短支撑杆1和长支撑杆3的圆柱头内六角螺钉8所组成，在此支撑杆件的长支撑杆3上设有锁针机构4，设在此锁针机构中的螺纹针与设在所述的锁杆上的锁针机构中的螺纹针组成一套三角形或四边形穿针构形的螺纹针系统。
如图2所示，所述的开口夹2为两端呈弧形的长方体，其闭口端的圆通孔21与所述的锁杆6端头作可固定的滑动配合，开口端的圆通孔23与所述的支撑杆件的短支撑杆1作可固定的滑动配合。
如图2所示，所述的开口夹2的闭口端圆通孔21和开口端圆通孔23开口面下半部的垂直方向设有一个凹台圆通孔24，上半部的的垂直方向设有一个螺纹孔25，两孔相贯通，一个T型调节螺杆22的光杆段穿过下半部的圆通孔24，T型调节螺杆24的螺纹段与开口夹的上半部的螺纹孔25相匹配。
如图3所示，所述的短支撑杆1和长支撑杆3相连接的头部均为半球形体11、31，在此半球形体11、31的平面上均设有过中心线的等分伞形齿纹13、33相互匹配啮合，两个半球形体11、31对合后呈球形体，在长支撑杆头部半球形体31的垂向设有凹台圆通孔32，在短支撑杆头部半球形体11的垂向设有内螺纹孔12，所述的圆柱头内六角螺钉8沿长支撑杆头部半球形体31的垂向凹台圆通孔32插入并与短支撑杆头部半球形体11的垂向内螺纹孔12啮合，短支撑杆1和长支撑杆3的杆部表面滚有直纹。
如图4所示，所述的螺纹针5外径1.5-6.5mm，螺距2.0--2.5mm，牙型高0.25--0.7mm，牙型角29--42度，工作面倾角4-12度，工作面圆弧0.15-0.8mm，螺纹部56大小径锥度比为1∶100--1∶150，螺纹外径与针杆52外径相等，螺纹段56的长度为5mm、10mm、15mm、20mm或25mm。
所述的螺纹段56与针杆52之间的中间段为直径与螺纹底径相等的细圆杆53，所述的螺纹段56和细圆杆段53的长度取决于穿针部位的骨截面及骨折线远端骨折块的面径，螺纹段56的长度不超过骨折线，细圆杆段53的长度不超过骨折线到皮质骨近侧表面的长度。
如图4所示，所述的螺纹针5设有内螺纹垫圈55，此内螺纹垫圈55的外径为8-10mm，厚度为2-3mm，内孔为螺旋丝纹，此内孔螺旋丝纹的牙型角为36度，其内螺纹的牙底径及螺距的尺寸与匹配的螺纹针的螺纹作间隙配合。
如图4所示，所述的螺纹针5为空心加压自攻螺纹针，其螺纹尖部57设三等分切刃，螺纹尾部54设两等分反切刃，其针杆头部51为外六角形，螺纹部56大小径锥度比为1∶150，螺纹针5外径6mm，螺距2.5mm，牙型高0.7mm，牙型角36度，工作面倾角8度，工作面圆角0.4mm，非工作面圆角0.7mm。这种螺纹针适用于有骨折线的需要加压和用穿引针的情形。
如图5所示，所述的螺纹针5为实心加压自攻螺纹针，螺纹尖部57设三等分切刃，螺纹尾部54设两等分反切刃，其针杆尾部51为D形，螺纹部56大小径锥度比为1∶150，螺纹针5外径6mm，螺距2.5mm，牙型高0.7mm，牙型角36度，工作面倾角8度，工作面圆角0.4mm，非工作面圆角0.7mm。这种螺纹针适用于有骨折线的需要加压和不用穿引针的情形。
图6所示的实施方案的螺纹针为实心螺纹针，螺纹尖部57设120度平尖，其针杆尾部51为D形，螺纹部56大小径锥度比为1∶150，螺纹针5外径5mm，螺距2mm，牙型高0.6mm，牙型角36度，工作面倾角8度，工作面圆角0.3mm，非工作面圆角0.6mm。
以上所述的螺纹针仅为三种规格的例子，还按比率设计了多种规格尺寸的螺纹针可供选用。
采用本发明的单侧可调外固定架及其组合使用装置，可以很容易地沿张力骨小粱穿入两枚针，沿压力骨小粱穿入一枚针，构成不等边倒三角形穿针构形，从而能有效对抗张力、弯曲应力及扭转应力。从生物力学角度分析，如将沿股骨颈压力侧的一枚穿针角度由127度变为150度，弯曲力矩可降低40％，而轴向力可增加30％，通过承受较大的轴向力来代替承受较大的弯曲力矩，增加了压应力。骨折多在张力侧开始发生，不等边倒三角形穿针构形是一种适用于这种情况的合理有效的穿针构形。
螺纹针的螺纹长度、螺纹段大小直径锥度比与螺纹在骨质内的稳定性有极其重要的影响，采用本发明，螺纹针的螺纹长度、螺纹段大小直径锥度比基本上满足了螺纹前部牙底径和螺纹跟部牙底径与骨质内丝纹牙尖径不适合状态在0.2mm范围上。螺纹前部界面0.2mm间隙的不适合与螺纹尾部界面0.2mm过盈的不适合，对骨质与螺纹的稳定性极为有利，0.2mm过盈的不适合能放厂射状地向皮质加压，从而稳定在皮质上。改进的螺纹牙型和锥度比不但具有较好的力学性能，而且具有较强的把持力；不但适用于钢针螺纹，而且也适用于其它类型方法固定用的各种螺杆的螺纹。
权利要求
1.一种单侧可调外固定架及其组合使用装置，包括锁杆、针机构、加压器，设在此锁针机构中的螺纹针，其特征在于在所述的锁杆端头设置一个开口夹，此开口夹设有一个闭口端的圆通孔和一个开口端的圆通孔，此开口夹的闭口端圆通孔与所述的锁杆端头相套接，一个支撑杆件插入所述的开口端的圆通孔中，此支撑杆件由短支撑杆、长支撑杆、连接此短支撑杆和长支撑杆的圆柱头内六角螺钉所组成，在此支撑杆件的长支撑杆上设有锁针机构，设在此锁针机构中的螺纹针与设在所述的锁杆上的锁针机构中的螺纹针组成一套三角形或四边形穿针构形的螺纹针系统。
2.根据权利要求1所述的单侧可调外固定架及其组合使用装置，其特征在于所述的开口夹为两端呈弧形的长方体，其闭口端的圆通孔与所述的锁杆端头作可固定的滑动配合，开口端的圆通孔与所述的支撑杆件的短支撑杆作可固定的滑动配合。
3.根据权利要求1或2所述的单侧可调外固定架及其组合使用装置，其特征在于所述的开口夹的闭口端圆通孔和开口端圆通孔开口面下半部的垂直方向设有一个凹台圆通孔，上半部的的垂直方向设有一个螺纹孔，两孔相贯通，一个T型调节螺杆的光杆段穿过下半部的圆通孔，T型调节螺杆的螺纹段与开口夹的上半部的螺纹孔相匹配。
4.根据权利要求1所述的单侧可调外固定架及其组合使用装置，其特征在于所述的短支撑杆和长支撑杆相连接的头部均为半球形体，在此半球形体的平面上均设有过中心线的等分伞形齿纹相互匹配啮合，两个半球形体对合后呈球形体，在长支撑杆头部半球形体的垂向设有凹台圆通孔，在短支撑杆头部半球形体的垂向设有内螺纹孔，所述的圆柱头内六角螺钉沿长支撑杆头部半球形体的垂向凹台圆通孔插入并与短支撑杆头部半球形体的垂向内螺纹孔啮合，短支撑杆和长支撑杆的杆部表面滚有直纹。
5.根据权利要求3所述的单侧可调外固定架及其组合使用装置，其特征在于所述的螺纹针外径1.5-6.5mm，螺距2.0--2.5mm，牙型高0.25--0.7mm，牙型角29--42度，工作面倾角4-12度，工作面圆弧0.15-0.8mm，螺纹段大小径锥度比为1∶100--1∶150，螺纹外径与针杆外径相等，螺纹段的长度为5mm、10mm、15mm、20mm或25mm。
6.根据权利要求4所述的单侧可调外固定架及其组合使用装置，其特征在于所述的螺纹段与针杆之间的中间段为直径与螺纹底径相等的细圆杆，所述的螺纹段和细圆杆段的长度取决于穿针部位的骨截面及骨折线远端骨折块的面径，螺纹段的长度不超过骨折线，细圆杆段的长度不超过骨折线到皮质骨近侧表面的长度。
7.根据权利要求4所述的单侧可调外固定架及其组合使用装置，其特征在于所述的螺纹针设有内螺纹垫圈，此内螺纹垫圈的外径为8-10mm，厚度为2-3mm，内孔为螺旋丝纹，此内孔螺旋丝纹的牙型角为36度，其内螺纹的牙底径及螺距的尺寸与匹配的螺纹针的螺纹作间隙配合。
8.根据权利要求4所述的单侧可调外固定架及其组合使用装置，其特征在于所述的螺纹针为空心加压自攻螺纹针，其螺纹尖部设三等分切刃，螺纹尾部设两等分反切刃，其针杆头部为外六角形，螺纹部大小径锥度比为1∶150，螺纹针外径6mm，螺距2.5mm，牙型高0.7mm，牙型角36度，工作面倾角8度，工作面圆角0.4mm，工作面倒圆角0.7mm。
9.根据权利要求4所述的单侧可调外固定架及其组合使用装置，其特征在于所述的螺纹针为实心加压自攻螺纹针，左螺纹尖部设三等分切刃，螺纹尾部设两等分反切刃，其针杆头部为D形，螺纹部大小径锥度比为1∶150，螺纹针外径6mm，螺距2.5mm，牙型高0.7mm，牙型角36度，工作面倾角8度，工作面圆角0.4mm，非工作面圆角0.7mm。
10.根据权利要求6所述的单侧可调外固定架及其组合使用装置，其特征在于所述的螺纹针为实心螺纹针，左螺纹尖部设120度平尖，其针杆头部为D形，螺纹部大小径锥度比为1∶150，螺纹针外径5mm，螺距2mm，牙型高0.6mm，牙型角36度，工作面倾角8度，工作面圆角0.3mm，非工作面圆角0.6mm。
全文摘要
本发明涉及骨科医疗器械技术领域，特别是一种单侧可调外固定架及其组合使用装置，包括锁杆、锁针机构、加压器、螺纹针，在锁杆端头设置一个开口夹，此开口夹设有一个闭口端的圆通孔和一个开口端的圆通孔，闭口端圆通孔与锁杆端头相连接，一个支撑杆件插入开口端的圆通孔中，此支撑杆件由短支撑杆、长支撑杆、连接此短支撑杆和长支撑杆的圆柱头内六角螺钉所组成，在此支撑杆件的长支撑杆上设有锁针机构，与设在锁杆上的锁针机构组成一个倒三角形力臂支承的穿针构形。从而能有效对抗张力、弯曲应力及扭转应力。螺纹针的设计包括螺纹段大小径锥度比为1∶150，螺纹外径与针杆外径相等，螺纹牙型角和螺纹段锥度比的改进使之具有较好的力学性能、较强的把持力。
文档编号A61B17/60GK101091667SQ200710012279
公开日2007年12月26日 申请日期2007年7月24日 优先权日2007年7月24日
发明者贾恩鹏, 贾洪伦 申请人:贾恩鹏