专利名称：具有圆形部位的物件的定位固定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种允许被支托物件定向的固定装置，它特别适用于对外部骨骼作固定矫形的场合。
对于骨折复位，事实上很久以前就研究出在骨头内固定销钉的技术，为了把骨折部分固定就位，销钉或者打入附近的骨头里，或者紧固在包含框架的外部固定装置上。
诸如瑞士专利No.630，798所描述的那种包含有拱形托架的框架矫正器是众所周知的。
这种拱形件的截面形状已经过分析，并得出如瑞士专利申请No.309/85所描述的优选形状，该形状使得销钉以及框架杆或其他连接零部件的安装有可能以多样而广泛的方式实现。
组成这种外部固定装置的元件必须设计成有两个目标。首先，它们必须尽可能简单，使得在手术过程中外科医生的操作容易，同时又允许有广泛的定位范围;其次，它们必须提供一个充分刚性而可靠的固定，使得骨折复位处在恢复期内不受损伤。
现有的定位和固定装置包括夹紧某一部位的夹板，该夹板和要夹紧的部位的接触面被弄得多少有点粗糙，例如，可用喷砂的方法得到。一般来说，这些装置是令人满意的，但是随着使用时间的增加，粗糙的表面会磨光滑，粗糙度将降低。随着接触表面变光滑，抓紧的作用也越来越低。
也有人提出过由带槽平面组成的固定装置。这样的平面共同夹紧一个塑料制的圆柱体或球体。另一方面，凹槽也可以用在要夹紧的部分为环状的部件上。例如，PCT世界专利申请No.83/02554所描述的装置。这种装置具有良好的效果，但是，塑料部件变形快，因此，它的使用寿命较短。
本发明的目的在于消除上述缺点并提供一种有较长使用寿命的有效的定位固定装置。
按照本发明所说的定位固定装置，它由两块夹板组成，它们被安装成一块压在另一块上面去夹紧物件。该装置的特征在于所说的部件和/或夹板包含有环形部位，其上一个接着一个有规则地排列着小平面或小弧面，相邻小面之间引成钝角，它们的角顶成为锐棱或顶点。
所说的部件还包含用来安放一根杆或销钉的中心孔。该部件可以是沿着中心孔的轴线分为两半的，也可以是一个带有从球体的一侧或两侧伸出一根管子的整体部件。
此外，要夹紧的部件可以做成至少一部分或一个部位具有小面的园柱体或截头园锥体的形状。被夹紧的园柱体也可以包含一个同要安装的销钉或杆的轴线相垂直的中心孔，并沿此中心孔的轴线被分为两半。
连续的小面用比夹紧小面部位的夹板更硬的材料构成。这些材料可以分别是回火钢和未回火钢，或钢和一种轻金属，或是不同硬度的轻合金，或者合金和塑料。
按照最佳实施例，夹紧具有环形部物件的夹板是用两个螺钉紧固的，这两个螺钉的中心线彼此成一个角度，以便通过紧固夹板，至少使一块板弯曲，从而保证能更好地夹住部件的环状部。
下面结合附图，通过实例来说明按照本发明所说的定位和固定物件的装置的几个实施方案及改进。
附图中
图1是一个定位和固定装置的透视图，该装置打算按装在园的拱型托架上(以点线表示)并夹持着一个包含从中心球体引出管状部分的引导套管(同样以点线表示)。
图2是图1所示装置的解剖透视图。
图3是上述图中所示装置的侧视图，除此之外，还用来表示一根在中心球体两侧伸出管状部分的套管。
图4是沿图3Ⅳ-Ⅳ方向的剖视图。
图5是一种球形套管的侧视图。
图6A和图6B是图5中的套管的不同实施方案的剖面图。
图7是一种改进的套管的侧视图。
图8是图3所示的中心部分的放大图，示出了球体部分表面上有规则排列的小面。
图9是图8中示出的套管表面的局部放大图，它画出了具有小平面的第一实施方案的小平面的详细情况。
图10是沿图9X-X线的剖视图，其中还画出了夹板的一部分。
图11是沿图9Ⅺ-Ⅺ线的剖视图，同样包括有夹板的一部分。
图12类似于图10，但所示的是具有凹状小面的第二实施方案。
图13是表示要求安装贯穿销钉的定位固定装置的透视图。
图14是图13所示装置的侧视图，以局部剖视表示用夹板的上部来定位和紧固一个联接杆。
图15是图14所示部件的改进装置的侧视图。
如图1至图4所示的定位固定装置，它主要有两个经过上夹板30和下夹板40然后与卡块50相配的螺栓10和20组成。整个装置使得有可能对套管60进行定位和固定，并同时安装和夹紧拱形件70。
首先，应该指出固定螺栓10和20的中心线11和21不是平行的，而是形成一个大约10°的夹角，原因以后说明。
螺栓10和20具有一个大的头部12和22，这样当系统就位时，在用适当的工具牢固的拧紧之前，便于它们的放置和手动拧紧。上述的螺栓具有方的头12和22，但显然，任何其他形式的螺栓头部形状也可以适用，这并未脱离本发明的范围。
此外，螺栓10和20各自包括垫片13和23，它们各有一个平面14和24，靠在相应的螺栓头12、22上面，同样在垫片的另一面有球面部分15和25，其作用在后面介绍。应该指出，垫片13和23是被一次性地卡进螺栓10和20上的，然后在它们的基座上被拧入螺栓10，20的凹槽16和26中。因此，垫片13和23与螺栓10和20形成一个整体进行装配或消毒等操作。在图2中，垫片13是紧靠着螺栓头12画出的，以露出凹槽16，垫片23大体处在凹槽26的较低的部位。
螺栓10和20还分别包括螺纹部分17和27，用来与相应的带状孔相配，这将在下面看到。
螺栓10和20及它们的垫片13和23典型地由不锈钢制成，以使得零件耐久和适合于消毒。
上夹板30在螺栓10和20的安装中心线11和21的位置上有两个通孔31和32，通孔的上部被加工成沉头孔33和34与垫片13和23的球面15和25相配合。凹孔33和34可以是球面的，也可以是锥形的。为了避免发生任何破坏，垫片的球形部分15和25的表面，以及凹孔33和34的表面都应高度磨光。
如图4所看到的，上夹板30的底面在通孔31和32之间的中心部位还有一个承窝35。该承窝35配有一个中心凹槽36，它的用途在以后说明。
固定件30在承窝35的两侧还配有横向辅助区37和38，以允许如图3所示的套管60的管状伸出端61和62斜角取向。
下夹板40面向上述的上夹板30，它同样在螺栓10和20的中心线11和12上有两个通孔41和42，一个带有中心凹槽44的承窝43和两个横向辅助区45和46，所有这些特征在图2的透视图和图3的侧视图中都可以看到。
在下夹板40的下部还有一支承伸出部47和一个以斜面49形式呈现的槽口48，这些特别可在图3中看出。
支承伸出部47用作卡块50的表面51的支承面，在卡块上在中心线11和21处有两个带状的孔52和53，用来调节螺栓10和20的螺纹部份17和27。
在前面所述的实施方案中，装置是安装在一拱形托架上的，该托架具有一梁腹联结两个三角形形成的横截面71(见图1)，卡块50上有一倾斜槽口54，拱形件70被支承在下夹板40的槽口48和所说的槽口54之间。
正如刚才已经指出的，所说的实施方案涉及一个打算装在拱形托架上的装置。为此，零件30、40和50都稍为有点弯曲，特别从图4可以看出，它与安装所述装置的拱形托架的曲率是相匹配的。不用说，在其他实施方案中，夹紧件30和40以及卡块50(如果有的话)都是平的，并且都不弯曲。
另一方面，在此说明的定位和固定装置是用来夹紧拱形件的外侧的，但是不必偏离本发明的范围，人们当然可以同样地做出一种在拱形件的内侧安装的装置。
夹紧件30和40以及卡块50可以用轻合金制作，但也可以用适合于消毒的合成材料制作。
至于打算夹紧在元件30和40之间的球状面套管60，如图3所示它可以包括有在球体63两侧分布的两个伸出端61和62。在图1及图2的改进方案中，只有一个横向伸出端64，它的中心孔65用来引导一根框架杆或其他连接零部件。
在图5所示的改进方案中，套管整个地由一个球面体63组成。注意在这张图中的小平面，它在图1和图2中尽管画出了，但并没有画清楚。
图5和图6的套管包括两个壳体66和67，每一个壳体又包括一个槽68或69。这些槽所具有的尺寸大小足以夹紧固定杆或者一个装在中心通孔65内的横向销钉，并保证它们不发生纵向运动以及转动。
在图6A的改进例中，由每个半壳体66或67所形成的槽68具有半园形的横截面。
另一方面，槽69可以具有等边梯形的横截面，其中梯形斜边与垂直于另外两边的垂线形成大于或等于7°的角度，如图6B所示。图7中表示的球面套管63的外层由六边形的小平面组成，不用说采用其他多边形同样是可以的。
图8表示的是图3所示的套管60的中心部分，它具有分置在球体63两侧的延伸部61和62，所说的中心部分被大大地放大了。注意连续的小平面81是有规则地分隔和配置在套管表面上的。
图9所示的是小平面81的局部放大图，它说明小平面81是内接于邻接园82的，且每一组园在其中心区具有另一个园与其它四个园相交，结果造成了锐棱83，以及小平面81的棱角84。园82最好有这样的尺寸，它使单个小平面的几个棱角内接于从球63的中心计约为10°的一个角内。
图10的剖面图是按图9的X-X线得出，以使和同一列的连续的小平面81所有的公共棱角84相交。这样，每个棱角84都是一个将会与上下夹板30和40的承窝35和43相接触的顶点。
图11的剖面图是按图9的Ⅺ-Ⅺ线得到的，以便与锐棱83垂直相交。
在相应于第一实施方案的图9至图11中，小面是平面的，而在图12所示的改进方案中(相应于图11)小面81则是曲面的。因此得到更尖的顶点，而这样的顶点可以更有效地在上夹板30和下夹板40的承窝35和43中固定。
此外，对于精通这方面技术的人来讲，小面也可以用其它多边形是很明显的。提供小面的目的(无论是平面的还是曲面的)，可以认为是为了在小面之间产生锐棱或顶点，使得有可能用夹板紧紧地夹住。
一般来说，套管部分60是用于横穿并卡住直径在2至8毫米的销钉或杆的。因此，球面部分63典型的直径是在15到20毫米之间。
作为一般规则，上下夹板30和40是用硬度低于套管60的材料制成的。由此，夹板形成的外壳比套管球面部分63更具有弹性。以此为条件，有大量材料可以选取。例如，套管60可以是回火钢，而夹板是非回火钢。另外，钢制套管可与轻合金的夹板相配，或轻合金套管与低硬度材料的夹板，如塑料的夹板相配。
现在，对图1至图4所示的定位和固定装置的使用进行详细说明。
在所有情况下，首要的是确定在装置中所要求的套管的形式，究竟是用具有两个横向伸展部61和62的套管(见图3)，还是用有一个伸展部64的套管(图2)，或者是用一个简单的也许用两个半球形壳体66和67组成的球状套管(图5)。
中心孔65的直径按所用的装配件选取。
然后，把装置直接装在拱形件上，当然此时还不须将螺栓10和20牢固的拧紧在卡块50的相应的带状通孔52和53中。球面部分60以及拱形件70按照要求配置。
人们现在可以理解上夹板30上的37和38，下夹板40的45和46这几个横向空隙的作用，它们允许管形部分64或61、62可在约40°的角度范围内不受夹紧件30和40的限制自由取向。
当达到正确的位置控制时，可以拧紧螺栓10和20将装置锁住。当然，在以后任何时候仍可以将其松开以允许作任何调正。
当回过来讨论中心线11和12不是严格平行，而是相互形成大约10°夹角时，就将理解本发明是如何由于拧紧螺栓使夹紧件30和40弯曲而对套管和拱形件两者的固定作出改进的。
由于夹紧件30和/或40的弯曲所产生的变形被垫片13和23的作用所补偿。垫片的球面部份15或25是支承在球形或锥形的沉孔33和34内的，在摩擦力减小时，它们起增加夹紧力的作用。实际使用中，垫片的球面部分15和25应取这样的尺寸，以使在球环的中央附近与相应的沉孔发生接触。
还应指出的是上、下夹板30和40的凹槽36和44，分别用于增加夹紧件30和40的弹性，并由于它们使套管球面部分的支承点能成对增加，因此增强了夹紧力。
图13至图15画出了定位和固定装置的第二种实施方案，它同样用于外部固定装置上。该装置主要由固定组件100和定位夹紧件110组成。
固定组件100借助螺栓101和102来夹紧若干个贯穿销钉，为此上夹板103和下夹板104具有用来夹紧贯穿销钉(图中未绘出)的若干个通孔105。
夹紧贯穿销钉用的固定组件100还包括带有内部园形槽(未绘出)的园柱部份106，它用来与夹紧件110配合。
为此，夹紧件100由两个夹紧部件111和112组成，它们的下部具有适于插入园柱体106的内部园形槽的脚113和114。部件111和112的上端由一根配有蝶形螺母116的螺杆115横穿过。部件111和112夹有一个由两个园柱件121和122所组成的套管120(图14)，园柱件121和122自身又在它们的公共中心孔内穿有一根杆123。如前所述，这个中心孔的截面可以是多边形的。
当部件111和112在螺母116的作用下拧紧时，脚113和114将紧紧地支承在园柱件106的槽内，并防止上面的装置110转动。夹紧部件111和112具有相互面对配置的园球形表面117和118，并由此将园柱件121和122的园球形表面123和124夹紧。表面123和124呈现成排的矩形小面，小面间形成锐棱。在图14的实施例中，成排的小面是沿球面部分或园柱件121和122的横向园球盖的分割带排列的。在这样情况下，小面是用比部件111和112的材料更硬的材料制成的平面型小平面。
图15的改进例中，部件111、112除内表面117和118是截头园锥形的凹陷外，具有与图14中的部件相同的结构。用来夹紧杆123的园柱件121、122同样具有截头园锥形的横向部分125，126，它呈现一连串沿截头园锥体母线排列的矩形小面。在小平之间形成锐棱，它们将对相应的具有截头园锥的部件111和112的平滑部分上加压。如前一个实施例和它的改进一样，园柱件121和122用比部件111、112更硬的材料制造。
在此，所述的实施方案和他们的改进，提出了一种在夹板协助下对部件进行定位和固定的装置，它比现有技术中至今已知的任何装置具有好得多的夹紧效果。这种有效的夹紧作用是由在被夹紧部件上的一连串小平面或小曲面提供的，这些小面以相邻小面之间形成锐棱或顶点的方式排列在要夹紧的部件的外面。带小面的要夹紧和固定的部件是用比夹板更硬的材料制成的。这样使由小面形成的锐棱和顶点在夹板中能产生弹性变形，并由此产生一种特别有效的夹紧效果。对于熟悉该技术的人，显然清楚，小面可以被替代而放置在夹板上，在该情况下，夹板应用比被夹紧部件更硬的材料制造。
权利要求
1.一个用于定位和固定至少一个带环状部分的部件的装置，所述装置包括适合于互相对置并在其间牢固夹紧所述部件的两个机件，其特征在于所说的机件是能够至少由两个彼此中心线成一角度的螺栓压紧在一起的，当拧紧螺栓时至少所述的机件之一会弯曲，结果更加牢固地固定所说部件的环状部分。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于夹紧机件是用轻合金制作的。
3.如权利要求2所述的装置，特征在于夹紧机件是用合成材料制作的。
4.如权利要求1所述的装置，特征在于所述的螺栓自由地穿过夹紧部件，螺栓的头部适于至少间接地放置在上夹紧机件上，螺栓的螺旋端是适于同卡块上相匹配的带状孔相配合的。
5.如权利要求4所述的装置，特征在于所述的卡块在使用中是同所述的夹紧机件之一相接合的。
6.如权利要求4所述的装置，特征在于所述的每个螺栓的头部与提供所述机件弯曲补偿的垫片相配合。
7.如权利要求6所述的装置，特征在于垫片包括一个球面部分。
8.如权利要求7所述的装置，特征在于上夹紧机件具有适于与垫片的球面部分相配合的沉孔。
9.如权利要求8所述的装置，特征在于所述的沉孔是球面形的。
10.如权利要求8所述的装置，特征在于所述的沉孔是截头园锥形的。
11.如权利要求6所述的装置，特征在于每个垫片被限制在螺栓中部设置的凹槽内，以便和螺栓保持一体。
12.如权利要求1所述的装置，特征在于包含一环状部分的要定位和固定的部件是一个包含有球面形外壳确定部分的套管。
13.如权利要求12所述的装置，特征在于所述的由球面形外壳确定的部分具有一个中心通孔。
14.如权利要求12所述的装置，特征在于套管是不锈钢制成的。
15.如权利要求12所述的装置，特征在于套管的材料比环绕它的机件的材料硬度更大。
16.如权利要求13所述的装置，特征在于所述的球面部分由至少一根装入所述中心通孔的管状部分所延伸。
17.如权利要求13所述的装置，特征在于所述的球面部分是由两个壳体所构成，每个具有一个形成中心通孔之半的横向槽。
18.如权利要求13所述的装置，特征在于所述的中心通孔具有多边形的截面。
19.如权利要求13所述的装置，特征在于中心通孔具有椭园形的截面。
20.如权利要求13所述的装置，特征在于中心通孔用作固定导向器。
21.如权利要求13所述的装置，特征在于中心通孔适于容纳调节框架杆。
22.如权利要求1所述的装置，特征在于围绕所述部件的每一个机件包含一个具有同所述部件形状相应的承窝的环形部分。
23.如权利要求22所述的装置，特征在于所述的承窝以通过固定螺栓的平面确定中心。
24.如权利要求22所述装置，特征在于所述的承窝至少具有一个凹槽用来增加机件的弹性。
25.如权利要求22所述装置，特征在于所述的承窝同一对位于通过固定螺栓的平面两侧的空隙相通，该空隙允许套管的管状部分运动。
26.如权利要求12或21所述的装置，特征在于套管和/或每一个承窝的球面部分具有一个表面，它的至少一部分是为改善夹紧效果。
27.如权利要求26所述的装置，特征在于承窝表面是通过表面处理获得的。
28.如权利要求26所述的装置，特征在于所述的表面具有一个接一个的有规则排列的平面的或曲面的小面，且相邻小面间形成钝角，它们的角顶划定锐棱或顶点。
29.如权利要求4所述的装置，特征在于下夹紧机件和卡块被加工成每一个都形成一个台钳槽口，以使它们有可能在一个骨干固定器的框架上固定。
30.如权利要求29所述的装置，特征在于框架至少有一部分是由拱形托架部分所组成。
31.如权利要求30所述的装置，其特征在于所述的机件具有与所述的拱形部分相匹配的曲率。
全文摘要
一个装置由两块装配成一个压在另一块上面的夹板组成，用来夹紧要定位和固定的部件。该部件和/或夹板包括有圆形部位，该部位有规则地排列着一个接一个的平面型或曲面型小面，且相邻的小面之间形成钝角，它们的角顶确定了锐棱和顶点。在最佳实施例中，夹紧带环状部分的部件的夹板是由两个中心线相互形成一定角度的螺栓紧固的，当拧紧夹板时，至少有一块夹板弯曲，结果保证了更好地夹紧部件的环状部分。
文档编号A61B17/64GK1051855SQ9011007
公开日1991年6月5日 申请日期1986年11月28日 优先权日1985年11月29日
发明者马塞尔·瓦根内克特 申请人:雅克矫形外科公司