一种磁驱骨端牵开/加压装置的制作方法

本发明涉及一种医疗器械，具体是关于一种可以在长骨髓腔内实现骨折端牵开或加压的磁驱骨端牵开/加压装置。

背景技术：

临床上发育性肢体不等长，严重创伤导致的肢体长度丢失，以及骨折端不愈合等骨科问题通常需要采用外科手术进行治疗。对于常见四肢长骨骨折后骨折端的愈合取决于局部血运、稳定性等因素，目前临床上常用的方法是内固定(钢板、髓内针)和外固定(外固定架、石膏)，不同方法可以提供的稳定性不同，有着各自的优缺点：

(1)各种原因导致的肢体短缩，由于严重创伤、感染、肿瘤、先天发育等病因导致的四肢长骨长度较对侧短缩，目前主要的矫正方法是外架牵张成骨，即牵拉骨膜，诱导骨膜成骨，进行肢体延长。简单的说就是在长骨的某一位置造成一个人为的骨折，但保留骨膜的连续性，之后通过外固定架进行骨折端两端的牵开，并逐渐拉开骨折端之间的缝隙距离，从而牵拉骨膜，诱导骨膜成骨，进而实现骨骼长度的延长。外固定支架是通过体外的金属或碳素连接装置，将置于截骨线两侧的固定金属钉连接为一体，并通过该连接装置延长，带动体内骨骼拉伸，通过牵拉骨膜成骨，当牵拉到既定长度后，待骨膜成骨逐渐成熟后，形成髓腔结构，血运建立，再将外架及金属固定针拆除。传统外固定架固定针需要穿过肌肉等软组织结构，这些固定金属针常会影响肌肉收缩进而导致关节活动受限，而且外架延长过程中患者不能负重行走，佩戴外架过程中患者舒适度差，除负重行走功能受限外，使用外固定支架治疗过程中外架由于尺寸较大会影响患者穿衣，特别是在北方寒冷地区，冬季需要较厚衣物时，外架这一缺点更加明显。由于外架牵开的速度为每天1mm，所以需要根据拟延长长度进行延长，并在牵开后佩戴更长的时间待诱导骨膜成骨逐渐结构化，一般整个过程需要1-1.5年时间，这期间患者生活不便，面临钉道感染、邻近关节僵直、无法负重行走等多种问题。

(2)相对于外固定延长支架，使用内固定技术，如髓内针可以降低治疗过程中感染、骨折风险。髓内针是一种骨髓腔内放置的金属管状内固定材料，可以跨越骨折端，并在骨折端两边通过锁钉进行固定，实现骨折端的稳定。但由于其弹性固定的本质，也就是在骨折端无法实现足够的稳定性，故在一些情况下会出现骨折不愈合。此时一般需要再次植骨，或通过钢板固定增加局部稳定性进而提高愈合率，也可以通过对骨折端进行加压，从而通过提高骨折端骨组织接触面积和持续压力刺激骨折愈合。然而对骨折端进行加压是目前髓内针无法实现功能，主要是由于目前髓内针无法延长或缩短。

由此可见，传统外固定架固定针需要穿过肌肉等软组织结构，这些固定金属针常会影响肌肉收缩进而导致关节活动受限，而且外架延长过程中患者不能负重行走，佩戴外架过程中患者舒适度较低，除负重行走功能受限外，使用外固定支架治疗过程中外架由于尺寸较大会影响患者穿衣。因此，如果我们通过可以延长和缩短的髓内固定装置，实现对骨折端的加压或牵开，即可通过髓内针进行骨膜牵开，诱导骨膜成骨，实现肢体延长，通过这种方式可以避免外架带来的针道感染、肢体活动时固定钢针切割肌肉等问题，极大提高患者治疗过程中的舒适度，降低并发症发生率，并且还可通过髓内针的短缩实现对骨折端实施加压，这样可以解决目前髓内针由于在骨折端无法进行充分加压导致的骨不愈合等问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种可以在长骨髓腔内实现骨折端牵开或加压的磁驱骨端牵开/加压装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种磁驱骨端牵开/加压装置，包括：近端固定套筒，所述近端固定套筒的近端用于固定在近端骨的髓腔内，所述近端固定套筒的远端形成敞口端；永磁体，转动设置在所述近端固定套筒内，所述永磁体能够在体外控制电磁场的驱动下绕所述近端固定套筒的轴线正向或反向旋转；线性丝杠，沿所述近端固定套筒的轴向转动支撑在所述近端固定套筒内，所述线性丝杠的近端与所述永磁体连接并可随所述永磁体同步旋转；远端活动套筒，所述远端活动套筒的近端经所述近端固定套筒的敞口端可滑动地设置在所述近端固定套筒内，且所述远端活动套筒的近端内部形成有与所述线性丝杠的外螺纹相配合的内螺纹，所述远端活动套筒螺纹旋合在所述线性丝杠上，所述远端活动套筒的远端用于固定在远端骨的髓腔内。

所述的磁驱骨端牵开/加压装置，优选地，在所述永磁体和线性丝杠之间设置有三级行星减速箱，所述三级行星减速箱的输入端连接所述永磁体，所述三级行星减速箱的输出端连接所述线性丝杠。

所述的磁驱骨端牵开/加压装置，优选地，所述三级行星减速箱的输出端通过推力轴承与所述线性丝杠连接。

所述的磁驱骨端牵开/加压装置，优选地，在所述近端固定套筒的近端和远端活动套筒的远端均设置有锁定钉孔，所述近端固定套筒和远端活动套筒通过螺钉穿过所述锁定钉孔后分别与所述近端骨和远端骨锁定。

所述的磁驱骨端牵开/加压装置，优选地，所述永磁体采用圆柱体结构，沿径向进行磁化，材料采用钕铁硼磁性材料。

所述的磁驱骨端牵开/加压装置，优选地，所述近端固定套筒的外径为8-13mm不同粗细尺寸。

所述的磁驱骨端牵开/加压装置，优选地，所述线性丝杠的螺距设计为1mm。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明提供的可以在长骨髓腔内实现骨折端加压或牵开的磁驱骨端牵开/加压装置，该装置外形与髓内针相似，但具有可延长或缩短功能，通过套筒样结构实现延长和短缩。该装置的牵开或加压是利用体外交变电磁场通过非接触方式驱动体内永磁体转动，进而带动线性丝杠旋转以驱动远端活动套筒向远离截骨部位方向移动，待骨膜诱导成骨后将髓内针拆除完成治疗，从而实现无创、匀速牵拉截骨处骨膜，诱导骨膜成骨，实现骨骼长度延长；或者驱动远端活动套筒向靠近截骨部位方向移动，通过短缩对骨折端提供持续加压作用，以提高骨折端愈合。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明实现骨折端加压的原理示意图；

图3是本发明实现骨折端牵开的原理示意图；

图4是本发明体外控制电磁场的驱动原理图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“近端”、“远端”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1展示了根据本发明提供的磁驱骨端牵开/加压装置，其包括：近端固定套筒1，近端固定套筒1的近端用于固定在近端骨10的髓腔内，近端固定套筒1的远端形成敞口端；永磁体2，转动设置在近端固定套筒1内，该永磁体2能够在体外控制电磁场的驱动下绕近端固定套筒1的轴线正向或反向旋转；线性丝杠3，沿近端固定套筒1的轴向转动支撑在近端固定套筒1内，线性丝杠3的近端与永磁体2连接并可随永磁体2同步旋转；远端活动套筒4，远端活动套筒4的近端经近端固定套筒1的敞口端可滑动地设置在近端固定套筒1内，且远端活动套筒4的近端内部形成有与线性丝杠3的外螺纹相配合的内螺纹，远端活动套筒4螺纹旋合在线性丝杠3上，远端活动套筒4的远端用于固定在远端骨20的髓腔内。

在上述实施例中，优选地，还可以在永磁体2和线性丝杠3之间设置三级行星减速箱5，该三级行星减速箱5的输入端连接永磁体2，三级行星减速箱5的输出端连接线性丝杠3，设计三级行星减速箱5的主要目的是获得较大的输出转矩和较低的转速。

在上述实施例中，优选地，三级行星减速箱5的输出端通过推力轴承6与线性丝杠3连接，由此三级行星减速箱5的输出端通过驱动推力轴承6，由推力轴承6降低初始转动的阻力矩进而驱动远端的线性丝杠3旋转。

在上述实施例中，优选地，在近端固定套筒1的近端和远端活动套筒4的远端均设置有锁定钉孔7，近端固定套筒1和远端活动套筒4通过螺钉穿过锁定钉孔7后分别与近端骨10和远端骨20锁定。

在上述实施例中，优选地，永磁体2采用圆柱体结构，沿径向进行磁化，材料采用钕铁硼磁性材料。

在上述实施例中，优选地，近端固定套筒1的外径为8-13mm不同粗细尺寸，以满足不同解剖尺寸骨骼的患者。

在上述实施例中，优选地，线性丝杠3的螺距设计为1mm。

本发明提供的磁驱骨端牵开/加压装置在使用时，按常规髓内针安装方式，例如在股骨近端(梨状窝)或胫骨结节上方等常规髓内针入针点开口，后置入导丝，并用空心钻逐渐扩髓，至充分接触皮质骨内膜后，根据直径选择合适直径的磁驱骨端牵开/加压装置，并将磁驱骨端牵开/加压装置置入髓腔内。

如图2、图4所示，当需要对骨折端之间缝隙进行加压时，启动体外控制设备产生的电磁场，并使电磁场产生旋转的交变磁场，通过交变磁场自身的n极和s极不断交替转换，带动患者体内的永磁体2正向旋转，以使远端活动套筒4向近端固定套筒1内轴向移动，从而使近端骨10和远端骨20的间隙缩短，在术中c臂透视下，确认骨折端加压满意，充分接触即可停止短缩，撤掉体外控制电磁场作用后，该磁驱骨端牵开/加压装置通过近端和远端锁定及目标长度对骨折端进行持续加压以实现骨愈合。

如图2、图4所示，当需要在骨折端牵开时，在体外控制电磁场作用下使永磁体2反向旋转，以使远端活动套筒4相对于近端固定套筒1轴向推开延长，按每日延长1mm，分3-4次延长(即每次0.33mm或0.25mm)，从而使近端骨10和远端骨20的间隙逐渐拉开，在骨膜等软组织连续性保留的情况下，可以牵开骨膜，实现缺损段的骨膜牵拉成骨。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。