1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓縮板，并且更具體地但并非限制于使用壓縮板以有助于接骨術(shù)的方法和設(shè)備。

2.相關(guān)領(lǐng)域的描述

骨線、骨釘和骨板固定已在臨床上應(yīng)用了數(shù)十年。在過去20年左右的時(shí)間里，鎳鈦合金和形狀記憶材料因其形狀改變和超彈特性被應(yīng)用于矯形術(shù)中。形狀記憶器件的特征在于馬氏體和奧氏體形式，其中在限定溫度下，以熱的形式加入能量，將器件從臨時(shí)馬氏體狀態(tài)轉(zhuǎn)化為最終奧氏體狀態(tài)。用于轉(zhuǎn)化的熱量通常被分類為(1)室溫激活(即，超彈性)，(2)體溫激活(即，體溫)和(3)由高于體溫的溫度激活(即，加熱)。對能夠從初始形狀轉(zhuǎn)化為最終壓縮形狀的形狀記憶板的使用還存在著特有的挑戰(zhàn)。如果為超彈性板，則將板傾斜時(shí)其可在室溫下立即轉(zhuǎn)化，這樣外科醫(yī)生便很難進(jìn)行植入和使用螺釘。如果板為體溫或被加熱，則外科醫(yī)生必須依賴身體的熱量(由于為開放性傷口，身體的熱量在手術(shù)期間減少)或外部熱源以轉(zhuǎn)化板。出于各種原因，許多外科醫(yī)生更喜歡超彈性形狀記憶板。

因此，針對形狀記憶板的外科手術(shù)用設(shè)備和方法能夠在附接了螺釘?shù)耐瑫r(shí)將板保持在開放位置，然后釋放板以壓縮骨并有利于進(jìn)行接骨術(shù)，這些將為壓縮板外科手術(shù)帶來改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，固定系統(tǒng)包括能夠在第一骨與第二骨之間附連的板以及插入工具。板用于限定中心開口并可配置成介于開放形狀和壓縮形狀之間。一旦板已運(yùn)動(dòng)至其開放形狀，插入工具就插入中心開口中并鄰接板以保持板處于其開放形狀。插入工具允許將板定位于第一骨和第二骨處。將板附連到第一骨和第二骨后，插入工具即釋放板，使得板從開放形狀運(yùn)動(dòng)至壓縮形狀，從而壓縮第一骨與第二骨。

板包括用于限定第一螺孔的第一端部和用于限定第二螺孔的第二端部。板還包括設(shè)置在第一端部與第二端部之間的第一臂和第二臂，使得第一端部和第二端部以及第一臂和第二臂限定中心開口。第一臂和第二臂展開以將板配置成處于其開放形狀，并且第一臂和第二臂收縮以將板配置成處于其壓縮形狀。

插入工具包括保持間隔件，在板處于其開放形狀時(shí)保持間隔件插入板的中心開口中，使得保持間隔件鄰接板的第一端部和第二端部，從而保持板處于其開放形狀。插入工具還包括具有第一導(dǎo)向孔和第二導(dǎo)向孔的平臺(tái)，在板處于其開放形狀時(shí)，第一導(dǎo)向孔與第一螺孔對準(zhǔn)，第二導(dǎo)向孔與第二螺孔對準(zhǔn)。

固定系統(tǒng)包括第一導(dǎo)向管和第二導(dǎo)向管，其中第一導(dǎo)向管插入穿過平臺(tái)的第一導(dǎo)向孔并接合板的第一螺孔，第二導(dǎo)向管插入穿過第二導(dǎo)向孔并接合板的第二螺孔。固定系統(tǒng)還包括定位銷，定位銷插入穿過第一導(dǎo)向管和第二導(dǎo)向管以為了在第一骨和第二骨中形成導(dǎo)孔。定位銷還將板保持在第一骨和第二骨處。定位銷包括表示定位銷位于第一骨和第二骨內(nèi)深度的標(biāo)記。

預(yù)裝在插入工具上的板可以無菌包裝遞送。同樣，與板聯(lián)接的第一導(dǎo)向管和第二導(dǎo)向管可連同預(yù)裝在插入工具上的板一起以無菌包裝遞送。

第一骨與第二骨的附連如下所述。處于其開放形狀的板與插入工具連接。第一鉆導(dǎo)引管接合板的第一螺孔，并且第二鉆導(dǎo)引管接合板的第二螺孔。插入工具將板定位于第一骨和第二骨上。第一定位銷插入穿過第一鉆導(dǎo)引管并鉆入第一骨。第二定位銷插入穿過第二鉆導(dǎo)引管并鉆入第二骨。從第一鉆導(dǎo)引管移除第一定位銷，并使第一鉆導(dǎo)引管脫離板。第一螺釘插入穿過板的第一螺孔并進(jìn)入第一骨中。從第二鉆導(dǎo)引管移除第二定位銷，并使第二鉆導(dǎo)引管脫離板。第二螺釘插入穿過板的第二螺孔并進(jìn)入第二骨中。插入工具從板脫離使得板運(yùn)動(dòng)至其壓縮形狀。

根據(jù)下述說明，本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將顯而易見。另外，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的預(yù)定范圍十分廣泛，并且本文所描述的特征結(jié)構(gòu)、元件或步驟的任何子集的任何組合均落入本發(fā)明的預(yù)定范圍。

附圖說明

圖1為處于初始拉伸形狀的形狀記憶板的等軸視圖。

圖2為處于最終壓縮形狀的形狀記憶板的等軸視圖。

圖3為鉆導(dǎo)引管的等軸視圖。

圖4為鉆導(dǎo)引管的側(cè)視圖。

圖5為定位銷的等軸視圖。

圖6為螺釘?shù)牡容S視圖。

圖7為插入工具的等軸視圖。

圖8為插入工具的側(cè)視圖。

圖9為插入工具的頂視圖。

圖10為附連至插入工具的處于其拉伸形狀的形狀記憶板的等軸視圖，其中鉆導(dǎo)引管保持在適當(dāng)位置。

圖11為附連至插入工具的處于拉伸形狀的形狀記憶板的底視圖，其中鉆導(dǎo)引管保持在適當(dāng)位置。

圖12為位于兩個(gè)骨上并在拉伸形狀下附連至插入工具的形狀記憶板的等軸視圖，其中鉆導(dǎo)引管保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

圖13為位于兩個(gè)骨上并在拉伸形狀下附連至插入工具的形狀記憶板的等軸視圖，其中鉆導(dǎo)引管和定位銷保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

圖14為位于兩個(gè)骨上并在拉伸形狀下附連至插入工具的形狀記憶板的等軸視圖，其中一個(gè)鉆導(dǎo)引管和定位銷保持在適當(dāng)?shù)奈恢貌⑶也迦肓艘粋€(gè)螺釘。

圖15為位于兩個(gè)骨上并在拉伸形狀下附連至插入工具的形狀記憶板的等軸視圖，其中一個(gè)螺釘保持在適當(dāng)?shù)奈恢貌⑶也迦肓肆硪粋€(gè)螺釘。

圖16為位于兩個(gè)骨上并在拉伸形狀下附連至插入工具的形狀記憶板的等軸視圖，其中兩個(gè)螺釘保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

圖17為處于最終壓縮形狀的形狀記憶板的等軸視圖，其中形狀記憶板通過兩個(gè)螺釘附連至兩個(gè)骨，然后釋放以形成壓縮。

具體實(shí)施方式

根據(jù)需要，在本文中公開了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施方案；然而，應(yīng)當(dāng)理解，所公開的實(shí)施方案僅僅是本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，其可以多種形式實(shí)施。還應(yīng)當(dāng)理解，附圖未按比例繪制，并且一些特征結(jié)構(gòu)可能放大以示出特定部件或步驟的細(xì)節(jié)。

圖1示出了矯形外科板10。該板可由形狀記憶材料諸如鎳(鎳鈦合金)或任何其他能夠變形或回彈至初始形狀的彈性材料制成。示出的板10處于受約束且拉伸的開放形狀100。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，板10包括用于限定螺孔11的主體部分16和用于限定螺孔12的主體部分17。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，板10可能包括更多或更少的主體部分和螺孔，具體取決于外科手術(shù)的類型。螺孔11和12或任何數(shù)量的螺孔可根據(jù)需要為平滑的、漸縮的或螺紋狀的，以接合螺釘。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，示出的螺孔11和12具有螺紋。板10還包括可運(yùn)動(dòng)的壁13和14，其在主體部分16和17之間并與主體部分16和17整體形成。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，板10可能包括更多可運(yùn)動(dòng)的臂，具體取決于外科手術(shù)的類型?？蛇\(yùn)動(dòng)的臂13和14以及端部16和17限定兩者之間的中心開口15，當(dāng)板10處于其開放形狀100時(shí)，中心開口伸長。只要允許兩個(gè)或更多個(gè)可運(yùn)動(dòng)的臂13和14在開放和壓縮位置有運(yùn)動(dòng)的空間，中心開口15可為任何形狀。

圖2示出了相同的板10，不同的是其處于壓縮形狀101，該形狀為板10的初始加工形狀。在這種形狀下，螺孔11和12可保持為圓形，或根據(jù)它們約束螺釘?shù)男枰淖兟菘仔螤?。通過施加來自室溫、體溫或外部的一些能量源，可運(yùn)動(dòng)的臂13和14將形狀從開放形狀100改變?yōu)閴嚎s形狀101。在壓縮形狀101中，可運(yùn)動(dòng)的臂13和14收縮，并沿著端部16和17限定不同于開放形狀100的伸長形狀的壓縮形狀的中心開口15。

板10開始于壓縮形狀101，通過施加外力后，該板從壓縮形狀101運(yùn)動(dòng)至其開放形狀100。具體地，施加外力導(dǎo)致可運(yùn)動(dòng)的臂13和14拉伸和展開，從而將板10因而中心區(qū)域15伸長為開放形狀100。施加一些來自室溫、體溫或外部的能量源后，可運(yùn)動(dòng)的臂13和14收縮并縮小，使得板10從而中心區(qū)域15收縮為壓縮形狀101。

圖3示出了鉆導(dǎo)引管20。鉆導(dǎo)引管20可由金屬或板制成，并且具有直徑的內(nèi)部插管21和外表面22。肩部23為大外表面22減小到較小直徑的新的小外表面24的位置。螺紋25從小外表面24延伸，并且其螺紋特征與配合板10的螺孔11和12所需的螺紋特征相同。

圖5示出了定位銷30。定位銷30可由任何材料制造；在優(yōu)選的實(shí)施方案中，由醫(yī)用級金屬制成。定位銷30具有用于切穿骨的切槽31。定位銷30的刀柄32具有將裝配到導(dǎo)鉆引管20的內(nèi)部插管21中的直徑。短定徑線33為定位銷30的表面上的墨標(biāo)記或雕刻標(biāo)記，用于限定所鉆得導(dǎo)孔的某個(gè)深度。相似地，長定徑線34也為用于限定導(dǎo)孔深度的標(biāo)記，只有該長定徑線環(huán)繞定位銷30的周長。

圖6示出了設(shè)計(jì)為將板10附接至骨的螺釘40。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，螺釘40具有兩個(gè)螺紋部分，即刀柄螺紋41和頭部螺紋42。刀柄螺紋41設(shè)計(jì)成一旦插入由定位銷30鉆得的導(dǎo)孔則接合骨。存在將實(shí)現(xiàn)此目的與節(jié)距、直徑和每英寸螺紋數(shù)相關(guān)的任何數(shù)量螺紋特征。頭部螺紋42設(shè)計(jì)成接合板10的螺孔11和12。

圖7-9示出了插入工具50。插入工具50由手柄51、軸52、平臺(tái)53和保持間隔件56組成。手柄51可為任何形狀，使得其在人體工程學(xué)方面與外科醫(yī)生的手相符合。軸52可具有將平臺(tái)50定位于所期望骨表面的任何所需長度或角度。在一些應(yīng)用中，可能根本不需要軸52，因此可從插入工具50上取消該軸。平臺(tái)53為固體材料，諸如金屬或塑料，被設(shè)計(jì)成將鉆導(dǎo)引孔54和55以適當(dāng)?shù)拈g距分隔開，以及將板10保持為開放形狀100。因此，當(dāng)板處于其開放形狀100時(shí)，平臺(tái)53的鉆導(dǎo)引孔54和55對應(yīng)于板10的螺孔11和12的分開距離。保持間隔件56設(shè)計(jì)成當(dāng)板10處于其開放形狀100時(shí)，其與板10的中心開口15的長度基本匹配，保持間隔件由固體材料諸如塑料或金屬制成。在該優(yōu)選實(shí)施方案中，保持間隔件56為矩形。只要保持間隔件56裝配在中心開口15內(nèi)(當(dāng)板10以開放形狀100存在時(shí))并且包括鄰接端部16和17的升高的側(cè)面部分18和19使得保持間隔件56支撐處于其開放形狀100的板10，保持間隔件56的形狀就不重要。

圖10-11示出了組件，顯示出板10、兩個(gè)鉆導(dǎo)引管20和板插入工具50。在此構(gòu)型中，板10處于開放形狀100。鉆導(dǎo)引管20的小外表面24穿過位于插入工具50的平臺(tái)53上的鉆導(dǎo)引孔54和55。將鉆導(dǎo)引管20上的螺紋25擰入板10的孔11和12中。將保持間隔件56定位于板10的中心開口15中，使得保持間隔件56的端部鄰接端部16和17，從而導(dǎo)致保持間隔件56維持板10處于其開放形狀100。將鉆導(dǎo)引管20上的螺紋25擰入板10的孔11和12中。

圖12-17示出了在外科手術(shù)中，使用形狀記憶板固定兩個(gè)骨或骨塊的方法。外科手術(shù)開始于外科醫(yī)生嘗試固定第一骨71和第二骨72。如圖12所示，因?qū)⒈３珠g隔件56插入中心開口15中而處于開放形狀100的板10定位在骨融合界面73的頂部上，該骨融合界面位于第一骨71與第二骨72之間。定位板10的螺孔11和12，使得螺孔11在第一骨71的上方，并且螺孔12在第二骨72的上方。在優(yōu)選的方法中，定位在開放形狀100的板10在第一骨71與第二骨72之間的融合界面73的上方居中。將鉆導(dǎo)引管20擰入板10中，穿過插入工具50的平臺(tái)53。

如圖12所示定位組件之后，外科醫(yī)生使用兩個(gè)定位銷以將板10暫時(shí)錨固在適當(dāng)位置并測量螺釘長度。如圖13所示，兩個(gè)定位銷30已鉆入穿過鉆導(dǎo)引管20的位置，穿過插入工具50的平臺(tái)53，穿過板10的相應(yīng)螺孔11和12，然后進(jìn)入相應(yīng)的第一骨71和第二骨72中。短定徑線33和長定徑線34現(xiàn)在可分別用于估計(jì)螺釘40的深度，以錨固板10。

此時(shí)，外科醫(yī)生將準(zhǔn)備好用螺釘將板10擰到第一骨71和第二骨72。如圖14所示，板10以其開放形狀100定位于第一骨71和第二骨72上，并在融合界面73上方居中。鉆導(dǎo)引管20中的一者保持附接到板10，其他鉆導(dǎo)引管20則已從板10和插入工具50的平臺(tái)53移除。此時(shí)，插入工具50保持附接到板10，其中保持間隔件56駐留在板10的中心開口15內(nèi)。將螺釘40擰入板10的螺孔11中。為了到達(dá)螺孔11，螺釘40穿過該插入工具50的螺孔54。將螺釘40的頭部螺紋42與板10的螺孔11配合。螺釘40完全就位后，板10的一面將錨固到第一骨71。

參見圖15，第一螺釘40被擰入第一骨71中的適當(dāng)位置后，保持附接的鉆導(dǎo)引管20從板10和插入工具50的平臺(tái)53移除，并且第二螺釘40被擰入板10的螺孔12中。第二螺釘40穿過插入工具50的螺孔55。將第一和第二螺釘40均擰入適當(dāng)位置后，插入工具50相對于板10保持定位，使得保持間隔件56在板10的中心開口15中，如圖16所示。板10因此被擰到第一骨71和第二骨72，位于骨融合界面73上方的中心處。

圖17示出了將板10植入第一骨71和第二骨72中的最后步驟。由于從板10的中心開口15處拔出、旋轉(zhuǎn)、牽拉和/或抖動(dòng)保持間隔件56，得以從板10中移除插入工具50。第一和第二螺釘40分別定位于板10的螺孔11和12中，并且因此將板10錨固到第一骨71和第二骨72。保持間隔件56已移除，形狀記憶板10現(xiàn)在可響應(yīng)室溫、體溫或外部能量輸入并將形狀從其開放形狀100轉(zhuǎn)化為其壓縮形狀101。具體地，可運(yùn)動(dòng)的臂13和14的長度減小，導(dǎo)致第一中心開口15將形狀轉(zhuǎn)化為新的第二中心開口18。在該優(yōu)選的實(shí)施方案中，當(dāng)可運(yùn)動(dòng)的臂13和14轉(zhuǎn)化板10的形狀時(shí)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，存在將產(chǎn)生相同轉(zhuǎn)化效果的任何數(shù)量的設(shè)計(jì)、取向、形狀和數(shù)量的可運(yùn)動(dòng)臂。將板10轉(zhuǎn)化為壓縮形狀101時(shí)，在骨融合區(qū)域73處的第一骨71與第二骨72之間產(chǎn)生壓縮。

總結(jié)植入過程，外科醫(yī)生選擇預(yù)載至插入工具的形狀記憶板植入物。板也可使用鉆導(dǎo)引管預(yù)載，或在外科手術(shù)期間附接板和鉆導(dǎo)引器。外科醫(yī)生將板定位于待融合或待固定的兩個(gè)骨的接合處，并使用定位銷將板暫時(shí)保持到骨。外科醫(yī)生隨后會(huì)移除一個(gè)定位銷和鉆導(dǎo)引管，用螺釘替代它們以將板的一面保持在適當(dāng)位置，然后移除第二定位銷和鉆導(dǎo)引管以使得第二螺釘就位。

該系統(tǒng)的新穎設(shè)計(jì)如下：產(chǎn)生壓縮的形狀記憶板必須保持開放直至板的兩面均錨固在骨上，以免過早釋放壓縮力。最初可由維持打開板的插入工具實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。然而，必須在可移除插入工具之前將板錨固到骨，以保留壓縮力直至外科醫(yī)生準(zhǔn)備就緒。這隨后要求螺釘以某種方式穿過插入工具。用于植入的前述方法實(shí)現(xiàn)了這些目標(biāo)。此外，該方法允許外科醫(yī)生選擇施加壓縮力的時(shí)間。外科醫(yī)生可能植入多于一個(gè)板，并將插入工具放置在適當(dāng)?shù)奈恢茫瑑H在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間釋放它們。這樣的序列得以進(jìn)行更復(fù)雜的外科手術(shù)。此外，由于插入工具的存在可導(dǎo)致外科醫(yī)生不能清楚看見板或完全看不到板，因此兩個(gè)定位銷需確保板在骨上保持正確的取向。

為了使用該形狀記憶板，醫(yī)療器械公司或醫(yī)院可在外科手術(shù)之前預(yù)載該系統(tǒng)的某些元件。必須將形狀記憶板10從在圖2中所示的壓縮形狀101拉伸成圖1所示的其開放形狀100。然后必須通過諸如插入工具50的插入工具將板保持為開放狀態(tài)，插入工具可將板10保持為開放形狀100。這樣隨后可得到制備板的方法。板10從壓縮形狀101拉伸成開放形狀100。板10被布置在插入工具50上。可任選地在外科手術(shù)之前或外科手術(shù)之時(shí)附接鉆導(dǎo)孔管20。還預(yù)期預(yù)載板可在無菌包裝件內(nèi)遞送。

盡管已根據(jù)前述優(yōu)選實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但此類描述僅為示例性目的，并且這對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言將顯而易見，許多另選的替代方案、等同工藝和各種程度的變型將落入本發(fā)明的范圍。因此，該范圍并非由前述具體實(shí)施方式在任何方面限定，而是僅由下述權(quán)利要求限定。