一种加压锁定螺钉系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种加压锁定螺钉系统，包括加压锁定螺钉及接骨板，所述加压锁定螺钉包括尖部、螺纹部及尾部，所述螺纹部设置有第一螺纹，所述尾部为锥形，背离尖部一端直径较大，表面设置有第二螺纹，尾部内设置有安装机构；所述第一螺纹的螺距大于第二螺纹的螺距；所述接骨板上成型有通孔，所述通孔内设置有与第二螺纹相配合的内螺纹，使得加压锁定螺钉与接骨板通过第二螺纹和内螺纹压配式连接。本发明进一步提高了整个装置的力学稳定性，有效降低接骨板贴附不良导致的软组织并发症。
【专利说明】一种加压锁定螺钉系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及骨折内固定系统，尤其涉及应用于关节骨折及关节周围骨折的内固定系统。
【背景技术】
[0002]目前关节骨折的治疗原则如下:关节内骨折需要关节面的无创解剖复位、关节内骨折块的加压并坚强固定、植骨及植骨后接骨板支撑以重建干骺端、术后早期功能锻炼；在这一治疗原则下，关节内骨折的愈合方式为直接骨愈合；直接骨愈合的生物学特征为:在绝对稳定的条件下， 通过骨折断端开放的哈佛系统直接的新生骨实现骨折愈合，没有骨痂形成。
[0003]关节内骨折直接骨愈合要求的是绝对稳定，目前实现关节内骨折块的绝对稳定的技术是拉力螺钉技术，这一技术的原理如下:拉力螺钉依靠接骨板或垫片对骨皮质施加足够大的预载使得关节内骨折块相向运动，消灭关节内骨折块之间的缝隙，辅助关节内骨折块复位并对关节内骨折块形成加压和固定效应；通过拉力螺钉依靠接骨板或垫片对骨皮质施加足够大的预载来使骨骼和内固定物产生坚固的集合，避免任何骨折碎片间的移动，同时在肌肉收缩、物理疗法、或部分或全部负重所产生的各种变形力的作用下维持骨折碎片间的紧密接触。
[0004]植骨及植骨后接骨板支撑以重建干骺端可以预防关节面塌陷，目前临床主流使用的是内固定支架技术，这一技术的原理如下:通过锁定螺钉与锁定接骨板在关节面下形成角度稳定性，支撑干骺端，预防关节面塌陷，其中锁定接骨板内部带有螺纹的螺孔与螺钉尾部结合，且螺钉尾部有螺纹。
[0005]如果存在干骺端骨折时，重建关节干骺端需要保护软组织的活力及包膜的完整性，干骺端骨折块不需要解剖复位，只要保持肢体的轴线，通过整体结构的相对稳定来允许有控制的早期功能锻炼，目前临床主流采用锁定内固定支架技术实现上述治疗要求，这一技术的力学原理如下:锁定接骨板通过与锁定螺钉的锁定、锁定螺钉多角度锁定及锁定螺钉螺纹-骨界面的稳定性实现整个内固定系统的角度轴向稳定性。
[0006]根据上述原则设计并在临床治疗关节骨折中主流使用的是锁定加压接骨板与多枚拉力螺钉的混合使用，或者锁定接骨板与多枚拉力螺钉的混合使用；这是将两种不同机制的接骨板系统混合使用，Stephan M Perren教授指出锁定螺钉与拉力螺钉是不相容的，拉力螺钉将接骨板压向骨面而锁定螺钉使接骨板抬离骨面，只有正确的使用技巧才可以解决这一问题，这是培训这一技术的难点之一；这意味着在现有技术下拉力螺钉只能实现骨折块之间的加压，锁定螺钉只能实现内固定系统的角度轴向稳定性，对同一枚螺钉而言，无论是拉力螺钉还是锁定螺钉，这两者不可以同时实现。
[0007]目前临床关节骨折主流治疗方法及使用的相关医疗器械存在如下缺点:
[0008]1、用来辅助关节内骨折块复位、实现关节内骨折块加压并坚强固定的拉力螺钉属于标准接骨板技术，拉力螺钉依靠接骨板或垫片对骨皮质施加足够大的预载来使骨骼和内固定物产生坚固的集合，避免任何骨折碎片间的移动，同时在各种变形力的作用下维持骨折碎片间的紧密接触；对拉力螺钉施加足够大的预载依赖于术者的经验及该区域骨骼的力学性能，不同的个体及同一个体不同的解剖位置，骨量都不一样，骨骼的力学性能不一样，所以依赖于经验拧紧拉力螺钉存在以下三个可能:一、拧得过紧导致螺钉塑性变形、断裂或松质骨与螺纹之间的界面切割损伤，使得内固定失效；二、拉力螺钉操作区域的骨骼力学性能太差，无法对拉力螺钉施加足够大的预载，无法实现关节内骨折块加压并坚强固定，使得内固定失效；三、拧得过松，达不到足够大的轴向预载，无法实现关节内骨折块加压并坚强固定。
[0009]2、用来辅助关节内骨折块复位、实现关节内骨折块加压并坚强固定的拉力螺钉属于标准接骨板技术， 拉力螺钉尾部不能与接骨板形成一个锁定的整体，不具有角度轴向稳定性，一定时间后在应力作用下可能出现螺钉序贯性松动，使得内固定失效。
[0010]3、锁定螺钉虽然能够与锁定接骨板锁定，但是不能辅助关节内骨折块复位并提供加压作用。
[0011]4、治疗关节骨折时，用来辅助关节内骨折块复位、实现关节内骨折块加压并坚强固定的松质骨螺钉与支撑并重建干骺端的锁定螺钉系统不能形成一个整体；因此往往需要拉力螺钉与锁定接骨板或锁定加压接骨板一起使用，存在以下缺点:(1)无法避免拉力螺钉及锁定接骨板系统固有的缺点，且植入体内的螺钉数量大大增加，但是植入较多的内固定物将会导致更大的手术创伤、更高的医疗费用；(2)邻近关节面的干骺端因为解剖关系，可以植入螺钉的骨面面积较小，有时临床上不得不在紧贴关节面下植入拉力螺钉，而Mane
Iy教授和Schatzker教授指出:螺钉过于贴近关节面可以使软骨下骨过于僵硬，从而导致其表面的关节软骨发生溶解；他们推荐螺钉距离软骨下骨至少5mm ; (3)关节周围的软组织较骨干部位的软组织要薄，在干骺端植入较多的螺钉会使接骨板与骨骼贴附不良，导致软组织相关并发症。这些缺点在治疗部分关节骨折时表现尤为突出，目前治疗部分关节骨折临床主流使用的锁定接骨板相对于骨折区域的长度较长，接骨板延伸至骨干部，骨干部未骨折处同样需要被拧入螺钉，导致更大的手术创伤，同时较长的接骨板与骨骼贴附不良还可能导致内固定系统力学效应下降及软组织并发症。
[0012]5、拧入关节内骨折块的松质骨螺钉所需的扭力依赖于手术者经验，所以存在一个学习曲线的坡度，不利于这一技术的量化标准的形成，经验的积累依赖于失败的经验；锁定加压接骨板与多枚拉力螺钉的混合使用，或者锁定接骨板与多枚拉力螺钉的混合使用；这是将两种不同机制的接骨板系统混合使用，只有正确的使用技巧才可以解决这一问题，这需要培训，而且是培训的难点之一。
【发明内容】
[0013]鉴于上述现有技术存在的问题，提出了本发明。
[0014]因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种加压锁定螺钉系统:其一，能够实现关节内骨折块加压；其二，螺钉与接骨板之间可以锁定，具有良好的角度轴向稳定性；其三，提高内固定系统与骨骼界面之间的稳定性，降低内固定失效的几率；其四，提高关节内骨折块复位、加压的安全可靠性，在实现关节内骨折块加压的过程中，有效保护装置与松质骨之间的界面；其五，实现关节面骨折块加压过程的量化；其六，实现螺钉与接骨板之间锁定过程的量化。
[0015]为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案:为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案:一种加压锁定螺钉系统，包括加压锁定螺钉及接骨板，所述加压锁定螺钉包括尖部、螺纹部及尾部，所述螺纹部设置有第一螺纹，所述尾部为锥形，背离尖部一端直径较大，表面设置有第二螺纹，尾部内设置有安装机构；所述第一螺纹的螺距大于第二螺纹的螺距；所述接骨板上成型有通孔，所述通孔内设置有与第二螺纹相配合的内螺纹，使得加压锁定螺钉与接骨板通过第二螺纹和内螺纹压配式连接。
[0016]作为本发明所述的加压锁定螺钉系统的一种优选方案，其中:所述加压锁定螺钉还包括杆部，所述杆部表面为光滑的或设置有微孔。
[0017]作为本发明所述 的加压锁定螺钉系统的一种优选方案，其中:所述第二螺纹与所述内螺纹的螺距及螺纹深度相同。
[0018]采用本发明所述技术方案，具有如下有益技术效果:本发明所述装置的独特设计锁定内固定支架技术具有的角度轴向稳定性与标准接骨板技术具有的加压效应相互之间形成正向叠加效应，使得这一组合加压锁定螺钉系统具有良好的力学优势，其固定的可靠性优于锁定内固定支架技术及标准接骨板技术，同时加压锁定螺钉杆部表面喷涂处理使骨长入喷涂部位的微孔内，形成骨性结合，从而获得生物学固定，进一步提高了骨-组合螺钉界面的稳定性；使得本发明所述的组合螺钉系统相对于标准接骨板及锁定接骨板系统进一步提高了内植入物系统固定的可靠性，这在存在骨质疏松情况下显得尤为重要。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明一个实施例中所述加压锁定螺钉的示意图。
[0020]图2为本发明另一个实施例中所述接骨板的剖面示意图。
[0021]图3为本发明所述加压锁定螺钉系统使用状态的示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0023]如图1~3所示，图中，尖部I ;螺纹部2 ;第一螺纹201 ;尾部3 ;第二螺纹301a ；安装机构302a ;杆部4 ;接骨板5 ;内螺纹501 ;骨骼6。
[0024]如图1所示，图1为本发明一个实施例中所述加压锁定螺钉的示意图。在这一实施例中，加压锁定螺钉由尖部1、螺纹部2、杆部4以及尾部3组成，所述螺纹部2成型有第一螺纹201，所述尾部3区分为锥形结构，背离尖部I 一端直径较大，锥形结构表面设置有第二螺纹301a，锥形结构内部设置有安装机构302a，在这一实施例中，安装机构302a为棱柱状结构的凹槽302a ;所述第一螺纹201与第二螺纹301a为同轴螺纹且第一螺纹201的螺距大于第二螺纹301a的螺距。
[0025]如图2所示，图2为本发明另一个实施例中所述接骨板的剖面示意图。接骨板5形状可以是多样的，在此实施例中，接骨板5配合骨骼6表面的形状，接骨板5其上设置有钉孔，所述钉孔内设置有与第二螺纹相配合的内螺纹501，此时，第二螺纹与所述内螺纹501的螺距及螺纹深度相同，使得加压锁定螺钉与接骨板5通过第二螺纹和内螺纹501压配式连接。[0026]参见图1~3，加压锁定螺钉由尖部1、螺纹部2、杆部4及尾部3构成，尾部3为锥形结构，其表面设置有第二螺纹301a，其内部设置有安装机构302a;限制扭矩的起子通过安装机构302a实现对加压锁定螺钉的操作，无论安装机构302a为何种形状，限制扭矩的起子与安装机构302a相匹配。螺纹部2类似或等同于标准松质骨螺钉的螺纹设计，其螺纹深度与螺距相对于第二螺纹301a较大。使用时，螺纹部2拧入对侧关节内骨折块，螺纹部2应拧过骨折线，完全进入对侧关节内骨折块内，螺纹部2提供的抗拔出力优于锁定螺钉，其效果类似或等同于松质骨螺钉。第二螺纹301a的螺纹深度及螺距小于螺纹部2的螺纹深度及螺距，第二螺纹301a是实现骨折块间加压效应的部分，也是实现与接骨板5锁定的部分。
[0027]如图3所示， 接骨板5形状可以是多样的，其设置有内螺纹501，其螺距及螺纹的深度与第二螺纹301a相同，内螺纹501与带有第二螺纹301a之间的连接可以实现加压锁定螺钉与接骨板5之间的锁定，实现压配式螺纹连接；内螺纹501还可以与锁定螺钉连接锁定。
[0028]所谓同侧关节内骨折块是指与锁定接骨板5相接触的一侧，所谓对侧关节内骨折块是指与同侧关节内骨折块相对应的骨折块。
[0029]具体手术中有关本发明所述组合加压锁定螺钉系统的使用过程:
[0030]第一步:按标准手术流程，消毒铺单，并按标准手术入路暴露骨折，解剖复位骨折，并利用克氏针或复位钳临时固定骨折，透视确认复位良好；
[0031 ] 第二步:将接骨板5放置在合适的位置，用手术专用钻头经接骨板5上的钉孔于同侧骨折块打孔至对侧关节内骨折块，并测量钉孔深度；选择合适长度的加压锁定螺钉，通过限制扭矩的起子将加压锁定螺钉拧入骨骼，以使得加压锁定螺钉的螺纹部2部分完全进入对侧关节内骨折块，螺纹部2应当拧过骨折线，继续将加压锁定螺钉拧入，当第二螺纹301a与内螺纹501发生接触并相向运动时，骨折块之间发生加压，加压锁定螺钉带动接骨板5 —起向对侧关节内骨折块相向运动，这一相向运动形成的机理描述如下:当螺纹部2中的第一螺纹201在骨骼内转动一圈时,第二螺纹301a与内螺纹501也转动一圈，但是由于第二螺纹301a与内螺纹501的螺距小于螺纹部2中的第一螺纹201的螺距，因此第二螺纹301a与内螺纹501转动一圈前进的距离小于螺纹部2中的第一螺纹201转动一圈在骨骼内前进的距离，第一螺纹201、第二螺纹301a以及内螺纹501同轴转动产生的距离差将导致加压锁定螺钉带动接骨板5 —起向对侧关节内骨折块相向运动，对关节内骨折块之间形成加压效应，并量化这一加压过程。接骨板5和骨面之间产生的压应力，锁定接骨板和骨面之间的摩擦阻力有效中和在各个方向的不良应力，以降低螺钉-骨界面在应力的作用下发生松动及骨螺纹磨损的可能性；同时加压锁定螺钉与锁定接骨板5锁定连接使整个系统具有角度轴向稳定性，避免了螺钉序贯性松动，有利于接骨板和骨面之间压应力的持续。所以本发明综合了锁定内固定支架技术与标准接骨板技术两者的优点，使得这一组合加压锁定螺钉系统固定的可靠性优于锁定内固定支架技术及标准接骨板技术，这一固定更为可靠的优越性在存在骨质疏松情况下显得尤为重要。能够量化关节内骨折块之间的加压过程，降低对骨密度的依赖，当第二螺纹301a与内螺纹501旋转到合适角度时发生压配式锁定时，这一加压过程终止，第二螺纹301a与内螺纹501发生压配锁定所需要的扭矩通过限制扭矩的起子来实现。[0032]第三步:根据手术需要，可以通过相同的流程在锁定接骨板合适的螺钉孔拧入多个本发明所述装置；根据手术需要，也可以在锁定接骨板合适的螺钉孔拧入其他类型螺钉，例如锁定螺钉或标准皮质骨螺钉。
[0033]第四步:再次透视确认骨折复位及内固定位置良好，冲洗创面并确切止血后依次缝合至皮肤。
[0034]本发明所述装置的独特设计锁定内固定支架技术具有的角度轴向稳定性与标准接骨板技术具有的加压效应相互之间形成正向叠加效应，使得这一组合加压锁定螺钉系统具有良好的力学优势， 其固定的可靠性优于锁定内固定支架技术及标准接骨板技术，同时加压锁定螺钉杆部4表面喷涂处理使骨长入喷涂部位的微孔内，形成骨性结合，从而获得生物学固定，进一步提高了骨-组合螺钉界面的稳定性；使得本发明所述的组合螺钉系统相对于标准接骨板及锁定接骨板系统进一步提高了内植入物系统固定的可靠性，这在存在骨质疏松情况下显得尤为重要；
[0035]本发明所述装置的独特设计量化了关节内骨折块的加压过程，降低了这一加压过程对骨密度的依赖，提高了螺纹-骨界面的安全性，同时可以有效保护组合螺钉与松质骨界面，避免骨-螺纹界面在操作的过程中发生损伤，使得本发明所述的组合螺钉系统操作对手术经验的依赖较小，有利于这一技术量化标准的形成及普及；
[0036]本发明所述装置的独特设计使得系统操作及固定可靠性的提高，整个固定骨折系统所需内植物数量减少，降低医疗成本及患者痛苦。尤其在治疗部分关节骨折时，接骨板5不需要过多延伸至骨干部，未骨折的骨干部不需要被拧入过多的螺钉，这样所需接骨板5的长度较小，有利于接骨板5与骨骼的贴附，进一步提高整个固定骨折系统的力学稳定性，降低手术创伤，有效降低接骨板贴附不良导致的软组织并发症。
[0037]综上，本发明具有如下优势:
[0038]一、第一螺纹与骨骼之间与第二螺纹以及内螺纹同轴转动产生的距离差形成关节内骨折块加压，同时加压锁定螺钉与接骨板之间的螺纹连接使整个系统形成一个稳定的整体，具有良好角度轴向稳定性。从而实现了 “关节内骨折块加压”与“关节面下形成轴向角度稳定性，支撑并重建干骺端” 一体化，“关节内骨折块加压”与“轴向角度稳定性”的一体化为关节内骨折直接骨愈合要求的绝对稳定创造了良好的条件，这一技术的原理如下:关节内骨折块之间加压实现了骨折块之间的紧密接触，加压锁定螺钉与接骨板之间的锁定形成的轴向角度稳定性使得内固定系统在肌肉收缩、物理疗法、或部分或全部负重所产生的各种变形力的作用下避免任何骨折碎片间的移动，维持骨折碎片间的紧密接触。
[0039]二、第一螺纹与骨骼之间与第二螺纹以及内螺纹同轴转动产生的距离差形成关节内骨折块加压，这一过程使得接骨板和骨面之间产生压应力，这一压应力使得接骨板与骨面之间存在摩擦力，锁定接骨板和骨面之间的摩擦力部分中和组合加压锁定螺钉系统在各个方向的不良应力，降低螺钉-骨界面在应力的作用下发生松动及骨螺纹磨损的可能性，使得继发的移位和不稳定的几率下降；加压锁定螺钉与接骨板具有角度轴向稳定性，有利于锁定接骨板和骨面之间压应力的持续；“加压”与“锁定”两种效果之间形成正向叠加效应。现有技术的标准接骨板技术中，依靠拧紧螺丝钉所产生的张力使接骨板对骨面产生压应力，接骨板和骨面之间的摩擦力来获得稳定的接骨板固定；在现有的锁定内固定支架技术中，依赖角度轴向稳定性来获得稳定的接骨板固定；而本发明中，这一组合加压锁定螺钉系统固定的可靠性优于锁定内固定支架技术及标准接骨板技术，这在存在骨质疏松情况下显得尤为重要。
[0040]三、提高关节内骨折块加压的安全可靠性，在实现关节内骨折块加压的过程中，有效保护装置与松质骨之间的界面；当第一螺纹在骨骼内前进到一定位置时，第二螺纹与内螺纹发生接触并相向同轴转动，这两者之间形成螺距差，实现关节内骨折块加压；第二螺纹旋转一定角度后与内螺纹发生压配样锁定，锁定以后第二螺纹与内螺纹不在发生转动时，因为螺距差导致的加压过程停止；这样实现关节内骨折块加压的同时，避免螺钉拧得过紧，导致松质骨与螺纹之间的界面切割损伤，使得内固定失效。
[0041]四、提高关节内骨折块加压的可操作性；现有技术下，要求拉力螺钉依靠接骨板或垫片对骨皮质施加足够大的预载来使骨骼和内固定物产生坚固的集合，避免任何骨折碎片间的移动，当拉力螺钉 操作区域的骨骼力学性能太差，无法对拉力螺钉施加足够大的预载，无法实现这一治疗目的；本发明实现“关节内骨折块加压”与“轴向角度稳定性”的一体化，关节内骨折块加压的目标是实现骨折块的紧密接触，而在各种应力下避免任何骨折碎片间的移动可以通过螺钉与接骨板锁定形成的轴向角度稳定性来实现；实现骨折块的紧密接触只需要合适大小的预载，不需要足够大的预载，这降低了对螺钉操作区域的骨骼力学性的依赖，提高了关节内骨折块加压的可操作性。
[0042]五，实现关节面骨折块加压过程的量化，降低操作者对经验的依赖；通过可以量化的“螺距差”来实现关节内骨折块之间的加压，量化了关节内骨折块的加压过程，降低操作者对经验的依赖，不存在学习曲线的坡度，有利于这一技术量化标准的形成及普及。
[0043]六，实现螺钉与接骨板之间锁定状态的量化；第二螺纹通过限制扭矩起子可以实现第二螺纹与内螺纹锁定状态的量化。
[0044]七、加压锁定螺钉杆部经过喷涂处理，使得表面形成数量众多的微孔，这样骨就会长入微孔内，形成骨性结合，从而获得生物学固定，进一步提高了骨-螺钉界面的稳定性；这在存在骨质疏松情况下显得尤为重要；
[0045]八、与目前主流医疗技术及装置相比，采用较少的内固定物植入体内就能实现关节骨折的治疗原则，且手术创伤更小、医疗费用大幅降低；
[0046]九、在治疗需要手术的部分关节骨折时，本发明所述装置需要的锁定接骨板长度较短，减少手术创伤，较短的锁定接骨板能够更好的与骨骼贴附，进一步提高了整个装置的力学稳定性，有效降低接骨板贴附不良导致的软组织并发症。
[0047]应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种加压锁定螺钉系统，包括加压锁定螺钉及接骨板(5)，所述加压锁定螺钉包括尖部(I)、螺纹部(2)及尾部(3)，所述螺纹部(2)成型有第一螺纹(201)，其特征在于:所述尾部(3)为锥形，背离尖部(I) 一端直径较大，表面设置有第二螺纹(301a)，尾部内设置有安装机构(302a);所述第一螺纹(201)的螺距大于第二螺纹(301a)的螺距；所述接骨板(5)上成型有通孔，所述通孔内设置有与第二螺纹(301a)相配合的内螺纹(501)，使得加压锁定螺钉与接骨板(5)通过第二螺纹(301a)和内螺纹(501)压配式连接。
2.根据权利要求1所述的加压锁定螺钉系统，其特征在于:所述加压锁定螺钉还包括杆部(4)，所述杆部(4)表面为光滑的或设置有微孔。
3.根据权利要求1所述的加压锁定螺钉系统，其特征在于:所述第二螺纹(301a)与所述内螺纹(501)的螺距及螺纹深度`相同。
【文档编号】A61B17/86GK103720507SQ201210390387
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年10月15日 优先权日:2012年10月15日
【发明者】徐达强 申请人:无锡市世一电力机械厂