专利名称：包括形状记忆材料元件的骨髓钉的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种适于插入骨折的细长骨中的骨髓钉以及所述 钉在所述骨内的应用方法。特别是，本发明涉及一种适于插入骨折的细长骨(例如股骨或胫 骨)中的骨髓钉，它包括在近端和远端之间延伸的杆。
技术背景骨髓钉已经公知，该骨髓钉在外科手术中插入骨折的细长骨内并 固定于其中，以便重新构造原始骨形状，同时恢复骨的坚固性，这样，骨痂(callus)再生机理能够正确产生。这些骨髓钉的杆通常为基本柱形，且它们能够为实心和空心。为了将骨髓钉固定在要重新构造的骨部分上，通常在钉上相应于 钉的远端提供两个或更多偏移孔，这些偏移孔的轴线处在径向横过杆 延伸的平行或交叉平面上，还在钉的近端提供两个或更多偏移孔，这 些偏移孔有相同尺寸，且它们的轴线并不必须处于平行平面内。所述 孔适于容纳接骨螺钉(bone screw ),该接骨螺钉在进行合适的骨钻孔 后插入骨内，随后将骨髓钉固定在骨部分上。尽管在一些方面很有利，但是如上面示意所述的骨髓钉有已知缺 点，该缺点主要是当必须进行骨钻孔以便插入接骨螺钉时产生。该步 骤特别重要，因为已知良好的钉固定主要取决于正确实现这些骨钻孔， 该骨钻孔显然根据插入的骨髓钉的孔来进行。不过，骨髓钉的孔的精确位置很难确定，因为当钉插入骨内时这 些孔不再可见。这时，还要强调定位问题，即骨髓钉在插入时可能稍 微弯曲，这样，在钉远端的孔相对于近端不再处于与钉安装之前相同 的位置。用于定位插入的骨髓钉的孔的普通技术是使用X射线，不过这涉
及手术人员的积累暴露的公知危险，另外在手术操作过程中相当麻烦。 因此，已经研究和实现了专用机械装置，例如在本申请人的欧洲专利No.EP772420中所述的装置。这些装置并不需要使用X射线，但是它们的缺点是需要多个操作 步骤，所有步骤都要相当仔细和精确地进行。发明内容本发明的问题是提供一种适于插入骨折的细长骨中的骨髓钉，它 能够满足上述要求，同时以简单和有效的方式克服现有技术的所有所 述缺点。根据本发明，该问题通过一种骨髓钉来解决，该骨髓钉如上所述 适于插入骨折的细长骨内，且特征在于它包括多个至少由形状记忆材 料获得的元件以及多个制成于杆中并用于容纳形状记忆材料的座。根据本发明，形状记忆元件适于采取第一形状或结构以及第二形 状或结构，在该第一形状或结构中，它们可缩回地装入杆的相应座中， 而在该第二形状和结构中，它们从相应座中凸出。通过下面参考附图对一些实施例的说明，将清楚本发明的、适于 插入骨折的细长骨中的骨髓钉的其它特征和优点以及将所述钉在所述 骨折骨内的应用方法，这些附图给出了非限定实例。
图1示意表示了本发明第一实施例的钉的透视图，该钉提供有护 套状的管形衬套或鞘。图2表示了图1的钉的局部视图，其中，形状记忆元件采取第一 形状或结构。图3表示了图1的钉的剖视图，其中没有图1的护套状管形衬套。 图4表示了图1的钉的杆。图5表示了用于图1的钉的插入件的视图，该插入件包括形状记 忆元件。图6表示了根据又一实施例的插入件的视图，该插入件包括形状 记忆元件。 图7表示了图4的杆的扩大部分的视图。图8表示了图1的钉的扩大部分的视图，其中提供有形状记忆元件。图9表示了图8的钉部分的剖视图。图IO表示了图1的钉的扩大端部分的视图，其中提供有形状记忆 元件。图11表示了图IO的钉部分的剖视图。 图12表示了用作图1的钉的护套的管形衬套的视图。 图13表示了根据又一实施例的插入件的视图，其中包括形状记忆 元件。图14表示了图1的钉的头部部分的详细视图，其中，形状记忆元 件采取第一形状或结构。图14a表示了用于使图1的钉移动的系统的分解图。 图14b-14c表示了钉在图14a的系统的装配步骤过程中的剖视图。 图14d表示了本发明的钉的局部视图。 图15a-15d表示了用于将钉插入骨内的步骤顺序。 图16示意表示了本发明第二实施例的骨髓钉在第一形状或结构 时的透视图。图17示意表示了图16的钉在第二形状或结构时的透视图。 图18示意表示了图16的钉的放大透视图。 图19示意表示了图17的钉的放大透视图。图20示意表示了本发明第三实施例的骨髓钉在第一形状或结构 时的透视图。图21示意表示了图20的钉在第二形状或结构时的透视图。 图22示意表示了图20的钉的放大透视图。 图23示意表示了图21的钉的放大透视图。图24示意表示了本发明第四实施例的骨髓钉在第一形状或结构 时的局部透视图。图25示意表示了本发明第五实施例的、适于插入骨折的细长骨中
的骨髓钉在第一形状或结构时的透视图。图26示意表示了图25的钉在第二形状或结构时的放大透视图。图27示意表示了图26的钉在第一形状或结构时的透视图。图28示意表示了图25的钉的又一放大透视图。图29示意表示了图26的钉在第二形状或结构时的透视图。图30示意表示了图25的钉的一部分的透视图。图31示意表示了本发明又一实施例的骨髓钉的透视图。图32示意表示了图31的钉在装配步骤过程中的透视图。图33示意表示了本发明又一实施例的骨髓钉的透视图。图34示意表示了图33的钉的一部分的放大透视图。
具体实施方式
首先参考图1-15，图中表示了本发明的骨髓钉，它总体以10表 示，适于插入断裂的细长骨12 (例如股骨或胫骨)中。钉10包括在近端16和远端18之间延伸的杆14。杆14优选是由柱形管形体组成。根据本发明的一个方面，杆14 包括多个由至少一种形状记忆材料获得的元件20和多个形成于杆14 中的座19,用于容纳该元件20。元件20优选是彼此相似。元件20适于采取第一形状或结构以及第二形状或结构，在该第一 形状或结构中，所述元件20可收回地装入相应座19中，以便使钉能 够插入骨内，而在该第二形状或结构中，所述元件20从相应座19凸 出，以便能够卡住和固定在断裂的骨内。如本领域公知，形状记忆材料的意思是一种材料具有给定的开始 形状，且在预定外部条件下或受到预定激活条件时，在所谓的"材料 指示"步骤后采取给定的新形状。在本发明中，开始形状对应于第二形状或结构，其中，形状记忆 元件布置得从杆上凸出。优选是，通过降低钉的温度而采取新形状或第一形状。在本发明中，新形状对应于上述第一形状或结构，通过使形状记
忆元件20可收回地布置在钉10的座19内而采取该第一形状或结构。 在该条件下，钉10能够插入骨内。当激活条件消失时，例如当温度升高时，形状记忆元件20再次采 取开始形状。如上所述，在本发明中，开始形状是上述第二形状或结构，其中， 钉通过从杆14上凸出的元件20而固定在骨上。形状记忆元件的特殊特征在于，它在确定的物理条件下继续采取 第二形状或结构，即返回开始形状，直到到达"记忆的"开始形状。该特征保证恒定地推入或插入骨内，当骨由于任意原因进行重新 吸收而失去它的初始形状和尺寸时也如此。当使用的形状记忆材料具有低于或等于37t:(例如25°C )的所谓 Af (即当加热时的转变结束点)时，形状记忆元件从第一形状或结构 至第二形状或结构的膨胀温度能够通过体温获得。当形状记忆材料的Af为大约48'C时，将使用合适的加热工具。形状记忆材料的另一特征在于，从笫一形状或结构至第二形状或 结构的转变是可逆的，即形状记忆元件能够从第二形状或结构转变成 第一形状或结构，从而能够将钉从骨中取出。下面参考图1-15,图中表示了本发明第一实施例的骨髓钉，它 总体以10表示，适于插入断裂的细长骨12中。在该实施例中，钉IO 包括杆14，该杆14的直径优选是在7至12mm的范围内。在杆14的头部部分中制成有螺紋16a(图9),用于与合适的驱动 工具13进行螺紋连接，以便夹持钉。为了保持与驱动工具13的同相 螺紋连接，还有槽16b。下面将参考图14a-14d和15a-15d更好地解释钉10与夹持驱动工 具的连接。为了便于将钉10插入骨内，优选是对杆14的末端部分进行圆角， 以便使钉能够滑入骨髓腔槽中。在所示方案中，杆14为基本平直。不过，根据细长骨的解剖学需 要，杆14可以弯曲或折弯，这样，近端16与远端18形成一定角度。
杆14也为套管类型，它优选是由柱形管形体制成。杆14也提供 有用于插入销的横向孔14d，该销适于避免钉在骨内扭转。根据本发明一个方面，杆14包括多个横向狭槽19或细长孔(也 称为开口 )，这些横向狭槽19或细长孔延伸成从杆14的一侧通向另一 侧。狭槽19用作容纳形状记忆元件20的座。更具体地说，如图中所示，因为杆14为套管形，各横向狭槽19 形成处在杆14的相对壁上的一对细长孔。为了简化说明，在这里和说 明书的其余部分中，这些相对细长孔将被认为是单个横向狭槽19 (图 7),该横向狭槽19确定了座，采用形状记忆材料的相应元件20装入 该座内。在图1-15的实例中，形状记忆元件20形成插入件23，该插入 件23在结构上独立于杆14，并适于插入横向狭槽19中。优选是，在 所示方案中，为了便于插入该插入件23，杆14由例如沿长度焊接的 两个联合半柱体而制成。优选是，插入件23牢固插入或压入相应狭槽19中。特别是，各插入件23包括一对元件20。为了形成各插入件23， 形成上述对的元件20通过连接中心元件22而相互连接。这样获得的插入件23有基本叉形形状。优选是，该叉对称，并有 翻转的V或U形形状。叉的对称性使得能够获得作用在骨上的平衡推 力。叉形插入件23适于装入相应横向狭槽19中，这样，形成上述对 的两个元件20布置在杆14的相对侧。这样，在杆14的表面上有多个插入件23，这些插入件23插入相 应狭槽19中，并沿长度连续布置在侧部，其中，各插入件23提供有 两个形状记忆元件20。优选是，多个插入件23与近端16和远端18对应而分布在杆14 的侧表面上。这样，杆14的中心部分有基本光滑表面。在所示方案中，远侧部分18包括两个插入件23，而近侧部分16 包括三个插入件23。
优选是在上述连续插入件中，插入件23布置得彼此偏移，例如它 们布置得偏移90。。该偏移结构保证在正交平面上的确定稳定性。参考图5、 6和13，形成所述一对各插入件23的两个元件20包 括两个相对的细长凸片或片20。根据本发明，当钉10处于第一形状 或结构并插入骨中时，凸片20基本与连接体22对齐，以便可收回地 置于狭槽19中。当钉完全插入骨中并处于第二形状或结构时，凸片20相对于连接 体22间隔得较宽，这样，凸片20的自由端21从狭槽19中凸出。 换句话说，凸片20具有弯曲记忆。优选是，在图5的插入件23中，凸片20的厚度等于连接体22， 以便获得具有均匀厚度的插入件23。凸片20在远离杆14朝外的表面上还有基本锯齿形的轮廓32，用 于提高凸片20与骨的夹持。凸片20的长度可以根据相对于远侧18或近侧部分16的钉位置以 及根据所治疗的骨而变化。例如，在股骨中，为了更好地与解剖学形状相对应，在更靠近钉 10末端的远侧部分18中和在更靠近钉10头部的近侧部分16中的凸 片20比布置在杆14的中心区域中的凸片更长。如图所示，插入件23还提供有在连接体22上的孔25。孔25与 杆14的轴向孔同轴，且它允许插入引导线(例如Kirschner线)。根据另一实施例，如图13所示，各插入件23为多层类型，即它 通过使多个金属箔片交叠和相互焊接而获得。这时，为了保证金属箔片的稳定装配，插入件23提供有一对横向 于金属箔片而插入的阻挡销33。优选是，使用阻挡销也用于使得插入 件23 —旦布置在座19内部时就整齐地布置在杆14上。根据图6中所示的另一实施例，钉IO包括作为连接元件的柱形套 筒26,用于与两个形状记忆元件20连接。在图6所示的方案中，两个相对槽28也布置在柱形套筒26上， 并相对于所述两个凸片20基本偏移一直角，且适于至少局部容纳沿杆
轴线布置在侧部的柱体26的凸片。这样，套筒32相互交叠。在图6的实施例中，凸片20的轮廓朝着自由端21逐渐变细。 特别是，在对着杆14的凸片表面上的一部分提供有倾斜表面30，该倾斜表面30使得凸片的厚度对应于朝着自由端21的部分而变细。 根据本发明的另一特征，钉IO包括护套状的管形衬套40(图12、14、 15a-15d)，杆14插入其中。为了简明，将参考图1-15的钉10来介绍护套状衬套40,不过应当知道，该村套40也可以用于后面所述实施例的钉。衬套40有基本管形形状，且它有根据需要将形状记忆元件20保 持在第一形状的功能，即保持在狭槽19中的闭合可收回位置，如图 14所示。换句话说，在钉10插入骨中之前和直到它插入骨髓腔槽内，衬套 40能够使形状记忆元件20牢固保持在座19内。衬套40特别包括侧壁41以及在管形壁41中制成的多个横向细长 孑匕42。根据本发明的特征，衬套40和杆14能够在第一工作位置和第二 工作位置之间彼此相对移动，在该第一工作位置中，侧壁41至少局部 将处于第一可收回形状的形状记忆元件20封闭在座19中，而在该第 二工作位置中，衬套40的横向细长孔42与杆14的狭槽19对齐，以 便允许元件20采取笫二形状，并因此使它们离开狭槽19向外变宽。优选是，衬套40相对于杆14的移动沿钉10的轴线来进行。优选是，上述移动通过合适的驱动工具来实现。特别是，该驱动 工具设置成使杆14相对于衬套40移动。为此，钉10提供有所谓的双螺紋系统(图14a和14b)。第一螺紋是钉10头部的上述螺紋16a。提供有相关螺紋45a的控 制螺钉(图14c)拧在该第一螺紋16a中。第二螺紋66a制成于柱形体66中(图14a和14b)，该柱形体66 焊接在衬套40的头部部分上。柱形体66提供有一对凹口 68，该对凹口 68将接收支承套筒54
的相应齿55。支承套筒54能够在钉10的移动过程中沿轴向牢固保持 衬套40。设有相关螺紋50b的管50拧入柱形体66的螺紋66a中，该管50 插入支承套筒54中。管50为内部空心，以便在内部成黑鞭状 (blacklash-like )容纳上述控制螺钉45。特别是，图14B表示了管50，该管50装入支承套筒54a中，并 牢固拧入第二螺紋66a中。图14C表示了控制螺钉45，该控制螺钉45插入管50中，并牢固 柠入钉10的第一螺紋16a中。为了确定钉10相对于衬套40的轴向往复移动，在某种意义上来 说使控制螺钉45旋转就足够了，换句话说，使控制螺钉45绕它自身 轴线相对于管50旋转。在所示方案中，控制螺钉4 5的顺时针方向旋转确定了钉10的后 退(图15a )，而逆时针方向旋转使得钉10前进(图15b )。参考图15a-15d，下面介绍将钉IO施加在骨12中。从图15a中所示的情况开始，其中，元件20处于开始形状(第二 形状或结构)，控制螺钉45例如顺时针方向柠转，从而确定了钉的轴 向后退(图15a)。如上所述，衬套40通过支承体54和管50而牢固保持。由于钉IO的轴向移动，衬套40的侧壁41的一部分将局部封闭杆 14的狭槽19 (图14)。这样，衬套壁按压凸片20，从而便于使凸片 20釆取第一形状或结构，即元件可收回地置于狭槽中。当钉处于低温，且指示材料采取第一形状或结构(图15b)时进 行该操作。这时，这样布置的钉10插入骨中(图15c)。一旦钉10插入骨中，凸片20能够解除由衬套40施加的约束，以 便能够釆取第二形状或结构，即该凸片从狭槽19凸出(图15d)。为此，控制螺钉45相对于管50逆时针方向旋转。这样，钉10 相对于衬套40沿轴向前进，直到细长孔41和钉的狭槽19完全对齐。 在该位置，壁42在凸片20上的约束解除，从而使得凸片20的端 部21自由地变宽离开。一旦钉插入骨12中，支承体54、管50和控制螺钉45就可以取出。在将钉10从骨中抽出的过程中，到目前为止的上述方法能够以颠 倒方式来进行。这样，当钉10处于骨中时，插入件23能够例如通过将冷却元件 插入杆内而^f皮冷却，以4更使得元件20可收回地定位在座19中。在这种情况下，支承体54、管50和控制螺钉45再次施加在钉上， 且控制螺钉45顺时针方向旋转，以便使钉10后退，并通过衬套40 来约束元件20。在这种情况下，钉IO能够在侵入最小的情况下从骨中取出。下面参考图16-34介绍本发明另一实施例的钉。在图16-19的实施例中，各形状记忆元件120装入相应槽122 中，该槽122具有容纳座119的功能，且该槽122沿杆114的侧表面 沿周向展开，所述槽122通常有U形轮廓。元件120为扇形柱冠的形状，它的厚度基本等于槽122的深度。 该元件120例如通过激光焊或键连接而沿它的侧端124 (该侧端124 基本沿杆114的轴线展开)固定在槽122中。上述说明对应于元件120的第一形状。在最终的第二形状中(它 使得钉110固定在所述断裂的骨12中)，元件120的自由端121 (该 自由端121是所述侧端124的相对端)从槽122中凸出例如，扇形 柱冠的初始形状拉直，从而基本成为平行六面体形状。优选是，在系列槽122中，都展开相同角度的元件120彼此偏移。 在图示实例中，在布置于相同角度位置的两个元件120之间还有三个 布置在不同角度位置的元件。而且，优选是在系列槽122中，固定各元件120的侧端124相互 交替，即观察处于垂直位置的杆114时，该侧端124—次在左侧，下 一次它在右侧。
杆114能够通过侧部螺紋而与外部模板连接。应当知道，沿周向展开的槽122能够沿整个圆周来实现，或者它 们能够只沿与元件120的扇形柱冠相对应的圆周弧而展开。下面参考图20、 21、 22、 23，图中表示了本发明第三实施例的骨 髓钉，它总体以210表示，并适于插入断裂的细长骨12中。钉210包括基本直的杆214,该杆214在近端216和远端218之 间延伸。优选是，杆214由柱形管形体组成。根据本发明的一个方面，杆 214包括多个元件220，这些元件220通过至少一种上述类型的形状记 忆材料而实现。优选是，多个元件220以基本均匀的方式分布在杆214的侧表面上。特别是，在图20的实例中，各元件220装入相应槽222中，该槽 222确定了上述容纳座219，并沿杆214的侧表面沿轴向展开，所述槽 222大致有U形轮廓。元件220为柱形形状，它的厚度基本等于槽222的深度。该元件 220在它的前端(例如通过激光焊而)固定在槽222中。上述说明与元件220的第一形状相对应。在最终的第二形状中， 将使得钉210固定在所述骨折的骨12上，元件220的自由端221 (该 自由端221是所述前端224的相对端)从槽222中凸出例如，具有 初始形状的直线展开柱体向着杆214的外部弯曲，从而采取曲线展开 形式。优选是，在系列槽222中，都有相同长度的元件220布置成使前 端224相互偏移。在图示实例中，在布置于相同角度位置的两个元件 220的前端224之间还有两个布置得使前端224处于不同角度位置的 元件。而 且，优选是，固定元件220的前端224都朝向钉210的相同端 (近端216或远端218 ):这用于方便钉210可能进行的取出。 杆214能够通过侧部螺紋而与外部模板连接。
下面参考图24，图中表示了本发明第四实施例的骨髄钉，它总体以310表示，适于插入骨折的细长骨12中。钉310包括基本直的杆314，该杆在近端和远端之间延伸。 优选是，杆314由柱形管形体组成。根据本发明的一个方面，杆314包括多个元件320，这些元件320通过至少一种形状记忆材料而实现。优选是，多个元件320以基本均匀的方式分布在杆314的侧表面上。特别是，在图24的实例中，各元件320装入相应槽322中，该槽 322有容纳座的功能，并沿杆314的侧表面沿轴向展开。元件320的厚度基本等于槽322的深度。所述元件320在它的底 部(例如通过激光焊而)固定在槽322中。下面将参考图25 - 30来介绍本发明第五实施例的钉410。 这时，形状记忆元件420布置在4丁的各近端和远端416和418。 特别是，通过布置在近端416处的记忆材料而获得的第一元件 420a形成第一柱形套筒422，优选是装备有多个纵向狭槽424 (在所 示实例中它们为4个)。它们环绕第 一套筒422的柱体等角度地间隔开， 该狭槽424确定了多个片424a。狭槽424在两个相对纵向端处形成为 圆弧。杆414的柱形管在近端416处有第一狭窄部分426，第一套筒422 环绕该第一狭窄部分426。由图30可知，第一狭窄部分426确定了用 于形状记忆元件420a的第一容纳座419a。第一狹窄部分426有在杆的自由端处的螺紋(图中未示出)，柱形 套筒422的保持环428拧在所述螺紋上，从而确定了第一套筒422相 对于所述第一狭窄部分426的位置。而且，第一套筒422包括至少一个舌形附件430,该舌形附件430 沿纵向方向朝着杆的中心部分414a延伸该附件430装入相应的舌形 壳体432中，该舌形壳体432布置在杆上，并从第一狭窄部分426的、 与所述自由端相对的端部开始。因此，保证在第一套筒422和杆414
之间进行可自由相对旋转地连接。
通过布置在远端418处的记忆材料而获得的第二元件420a包括第 二柱形套筒423，优选是装备有多个纵向狭槽425(在所示实例中它们 为4个)。它们环绕第二套筒423的柱体等角度地间隔开，该狭槽425 确定了多个片425a。狭槽425在两个相对纵向端处形成为圓弧。
杆414的柱形管在远端418处有第二狭窄部分427,第二套筒423 环绕该第二狭窄部分427。这样，第二狭窄部分427确定了用于形状 记忆元件420b的第二容纳座419b。
第二狭窄部分427有在杆的自由端处的螺紋(图中未示出)，柱形 套筒423的保持塞429拧在所述螺紋上，从而确定了第二套筒423相 对于所述第二狭窄部分427的位置。
与第一套筒422类似，第二套筒423包括至少一个舌形附件431， 该舌形附件431沿纵向方向朝着杆的中心部分414a延伸该附件431 装入相应的舌形壳体433中，该舌形壳体433布置在杆中心部分414a 上，并从第二狭窄部分427的、与所述自由端相对的端部开始。因此， 保证在第二套筒423和杆414之间进行可自由相对旋转地连接。
第一套筒422和第二套筒423类似，它们镜像定位，且杆的舌形 壳体432的角度位置与杆的舌形壳体433相对应。
上述说明对应于形状记忆元件420的初始形状或第一形状，其中， 元件420可收回地装入相关座419a、 419b中。
在最终形状中(对应于钉410固定在所述骨折的骨412上)，所述 第一柱形套筒422和所述第二柱形套筒423采取分别凸出至狭窄部分 426和427外部的桶形形状，随后缩短两个套筒422和423的纵向尺 寸；在具有片424a和425a的优选实施例中，在最终形状下，片424a 和425a采取桶板形状，随后缩短两个套筒422和423的纵向尺寸。
当从初始形状变成最终形状时，舌形附件430和431在舌形壳体 432和433中滑动，且在所述最终形状中，舌形附件430和431插入 相应舌形壳体432和433中。
下面参考图31和32，图中表示了本发明第六实施例的骨髓钉， 它总体以510表示，适于插入骨折的细长骨12中。钉510包括基本直的杆514,该杆514在近端和远端之间延伸， 并有在两端的形状记忆元件520,用于将钉510固定在骨折的骨上。通过形状记忆材料而获得的元件520a包括柱形套筒522，该柱形 套筒522有多个纵向切口 524,这些纵向切口 524穿过柱形套筒522 的厚度，所述切口 524从套筒522的端部开始，并邻接至相应槽524b 中。切口 524的槽524b相应于圆弧而成形。杆514相应于每一端有确定座519的狭窄部分526，柱形的形状 记忆套筒522装入该狭窄部分526中，这样，箔片524a的自由端转向 杆514的外部。更具体地说，在图31和32的实例中，狭窄部分526 具有外部棱柱形状，例如正八边形棱柱，该外部棱柱形状与柱形套筒 522的中心孔的内部相配棱柱形状(例如正八边形棱柱)相对应。应当明确，这样装入狭窄部分526中的柱形套筒固定于其中，用 于固定柱形套筒522的、与所述切口 524的开始端相对的区域。上述说明对应于初始形状或第一形状，其中，形状记忆元件520 可收回地装入狭窄部分526中。在最终形状或第二形状中，箔片524 的自由端弯曲至杆524外部，这样以基本径向方式定位的箔片524a 从狭窄部分526上凸出。下面参考图33 -34，图中表示了本发明第七实施例的骨髓钉，它 总体以610表示，适于插入骨折的细长骨12中。钉610包括基本直的杆614,该杆614在近端616和远端618之 间延伸。杆614对应于两端616和618的至少一端包括形状记忆元件620。 采用例如在近端616处的形状记忆材料而获得的元件620a包括第一柱形套筒622，该第一柱形套筒622包括多个纵向切口 624，这些纵向切口 624穿过柱形套筒622的厚度，所述切口 624从套筒622的端部开始，并邻接至(abut in )相应槽624b中。切口 624优选是绕柱形套筒622均匀间隔开，且它们确定了多个箔片624a。在图示实例中，箔片624a为4个；切口 624的槽624b相
应于圓弧成形。还提供了环形槽642，该环形槽642相应于箔片624a 的自由端获得所述环形槽642沿圆周由穿过的切口 624而断开。杆614相应于近端616有第一狭窄部分626，该狹窄部分626确 定了座619，柱形套筒622可缩回地装入该第一狭窄部分626中，这 样，箔片624a的自由端转向杆中心部分614a，且它邻接至杆的外径 变化处(笫一狹窄部分626布置在该外径变化处)。优选是，第一狭窄 部分626有外部棱柱形状，该外部棱柱形状与第一柱形套筒622的中 心孔的内部相配棱柱形状相对应。箔片624a采用形状记忆材料而实现，可缩回地装入第一狹窄部分 626中的第一柱形套筒622固定于其中，用于固定柱形套筒622的、 与所述切口 624的开始端相对的区域。上述说明对应于初始形状或第一形状，其中，箔片624a可缩回地 装入狭窄部分626中，即它们并不相对于杆614凸出。在最终形状或 第二形状中，箔片624a的自由端弯曲至杆外部，这样以基本径向方式 定位的箔片624a相对于狭窄部分626凸出。根据本发明，将所述骨髓钉在所述细长骨中的应用方法包括将所述钉定位在所述细长骨中的步骤，以便治疗骨折；激活至少由形状记忆材料而获得的所述多个元件的步骤，采取对 应于将钉固定在所述骨折的骨上的所述最终形状。下面参考图1-15介绍适于插入骨折的细长骨中的骨髓钉的操作。在骨髓钉10的第一实施例的情况下，钉10以其初始形状定位在 所述细长骨12中，且元件20的自由端21基本不从杆14的侧表面凸 出。然后，为了将钉IO固定在所述骨12上，激活所述形状记忆元件 20，这样，自由端21趋向于凸出至杆14外部，随后，这些自由端21 与环绕所述杆14的骨部分发生干涉该干涉实际上引起夹持，从而使 得所述钉10牢固固定在骨12中。需要注意的是，当钉10稳定在骨12上时，插入件彼23此交替地 固定，从而不会产生扭转或旋转效果。还值得强调的是，优选地，杆14为柱形管形体中心孔用于提高 换热，从而帮助激活元件20。通过本发明的、适于插入骨折的细长骨中的骨髓钉以及通过使所 述钉置于所述骨内的应用方法而获得的主要优点在于，它极大地简化 了插入骨中的骨髓钉的固定步骤实际上，形状记忆元件的膨胀在没 有机械方式的人工干涉的情况下发生，因为用于本发明的钉中的形状 记忆材料而是通过吸热而膨胀。这样获得的钉在插入时产生的侵害最小。本发明的骨髓钉的另一优点是使制造简单，因为降低了不同零件 的数目。如上所述，应当知道插入件都类似。本发明的另 一优点在于钉包括多个形状记忆插入件，它们能够很 容易地插入杆中。这样，采用两半柱体而获得的杆特别有利于使得插入件23插入。形状记忆插入件的另一优点它们在结构上独立于钉杆。这能够获 得非形状记忆材料的杆，从而大大降低了制造成本。而且，通过将插入件压入狭槽内的优点是能实现插入件容易地与钉杆连接，从而避免可能使用的焊接。本发明的另一优点在于，通过使用护套状衬套，将有利于元件20 采取第一和第二形状。实际上，在插入骨髓腔槽内的过程中，护套能够使记忆元件保持 在可缩回位置，以避免在钉完全布置于骨中之前体热确定形状变化的 危险。护套状衬套相对于杆的另一优点是通过外部工具来实现。 管形护套的另一优点在于，它便于使钉从骨中取出。 因此，应当注意，在可能取出本发明的钉的过程中，需要将插入 件插入杆的管形体的孔中，该插入件降低钉的温度，以便使材料结构 产生状态变化，从而获得形状记忆元件的降低的弯曲阻力。显然，本领域技术人员能够对要插入骨折的细长骨中的上述骨髓
钉以及使所述钉置于所述骨中的应用方法进行各种变化，以便满足特 定和附加要求，不过，所有这些变化都将在由下面的权利要求确定的、 本发明的保护范围内。
权利要求
1. 一种骨髓钉(IO、 110、 210、 310、 410、 510、 610)，适于插 入断裂的细长骨(12)中，它包括杆(14、 114、 214、 314、 414、 514、 614)，该杆在近端(16、 116、 216、 416、 516、 616)和远端(18、 118、 218、 418、 518、 618)之间延伸，其特征在于它包括多个通过至少 一种形状记忆材料而获得的元件(20、 120、 220、 320、 420、 520、 620); 多个座(19、 119、 219、 319、 419、 519、 619)，这些座形成于杆(14、 114、 214、 314、 414、 514、 614)中，用于容纳所述元件(20、 120、 220、 320、 420、 520、 620);且所述元件(20、 120、 220、 320、 420、 520、 620)适于采取第一形状和第二形状，在该第一形状中，它们可 收回地装入各座(19、 119、 219、 319、 419、 519、 619)中，而在该 第二形状中，它们从各座(19、 119、 219、 319、 419、 519、 619)凸 出。
2. 根据权利要求1所述的骨髓钉(10)，其特征在于杆(14) 的座由多个横向狭槽或细长孔(19)形成，它们从杆(14)的一侧通 向另一侧。
3. 根据权利要求1或2所述的骨髓钉(10)，其特征在于它包 括插入件(23)，该插入件(23)在结构上独立于杆(14)，并包括至 少一个所述形状记忆元件(20),各所述插入件(23)适于插入相应座(19)中。
4. 根据前述任意一个权利要求所述的骨髓钉(IO)，其特征在于 杆(14)由沿长度联合的两半柱体而制成。
5. 根据权利要求3所述的骨髓钉(10),其特征在于各插入件 (23)通过压入相应座(19)中而4皮插入。
6. 根据权利要求3所述的骨髓钉(10),其特征在于各插入件 (23)包括两个形状记忆元件(20)，这两个形状记忆元件通过中心连接元件(22、 26)而连接。
7. 根据权利要求6所述的骨髓钉(10),其特征在于各插入件(23)有基本叉形形状。
8. 根据权利要求2和7所述的骨髓钉(10),其特征在于各叉 形插入件(23 )适于装入相应横向狹槽(19 )中，这样，两个元件(20 ) 布置在与杆(14)相对的侧部。
9. 根据权利要求3所述的骨髓钉(10)，其特征在于插入件(23) 沿杆(14)的长度连续地布置在侧部。
10. 根据权利要求3所述的骨髓钉(10 )，其特征在于插入件(23 ) 分布在杆(14)的侧表面上并与近端(16)和远端(18)对应。
11. 根据权利要求3所述的骨髓钉(10 ),其特征在于插入件(23 ) 彼此偏移90。。
12. 根据权利要求6所述的骨髓钉(10),其特征在于各插入件 (23)的两个元件(20)包括两个相对凸片(20)，该凸片(20)有弯曲^己忆。
13. 根据权利要求3所述的骨髓钉(10)，其特征在于插入件为 多层类型，即它通过多个交叠的形状记忆材料箔片而实现。
14. 根据权利要求6所述的骨髓钉(10 )，其特征在于插入件(23 ) 的两个元件(20)通过柱形套筒(26)而连接。
15. 根据权利要求14所述的骨髓钉(10)，其特征在于在所述 柱形套筒(26)上提供两个相对槽(28)，这两个相对槽相对于所述两 个元件(20)基本偏移90°角，并适于至少部分地容纳侧部的柱形套 筒(26)的多个元件。
16. 根据权利要求12所述的骨髓钉(10)，其特征在于在背离 杆(14)朝外的表面上的凸片(20)有基本锯齿形轮廓(32)。
17. 根据权利要求I所述的骨髓钉(IO)，其特征在于它包括管 形衬套(40)，用于包覆杆(14)，该衬套有将形状记忆元件(20)保 持在第一形状的功能，即保持在座(19)中的封闭的可收回位置。
18. 根据权利要求17所迷的骨髓钉(10)，其特征在于衬套(40) 包括侧壁(41)和在该管形壁(41)上制成的多个横向细长孔(42)。
19. 根据权利要求18所述的骨髓钉(10)，其特征在于衬套(40) 和杆(14)能够从第一工作位置和第二工作位置彼此相对移动，在该 第一工作位置，衬套(40)的侧壁(41)使形状记忆元件(20)保持 在座(19)中并为第一可收回形状，而在该第二工作位置，衬套(40) 的横向孔(42)与杆(14)的座(19)对齐，以便使元件(20)结构 从相应座(19)中凸出。
20. 根据权利要求19所述的骨髓钉(10),其特征在于村套UO) 相对于杆(14)的移动将沿钉(10)的轴线产生。
21. 根据权利要求19所述的骨髓钉(10)，其特征在于它包括 控制螺钉(45),适于与杆(14)的头部(14a)刚性连接，以便通过 绕它自身轴线的旋转来控制杆(14 )相对于衬套(40 )的轴向移动。
22. 根据权利要求21所述的骨髓钉(10),其特征在于它包括 内部空心管(50)，该内部空心管(50)适于与衬套(40)的头部部分 刚性连接，且控制螺钉(45)成黑鞭状装入其中。
23. 根据权利要求1所述的骨髓钉(110)，其特征在于各元件 (120)装入相应槽(122)中，该槽(122)具有座(119)的功能，并沿杆(14)的侧表面沿周向展开。
24. 根据权利要求1所述的骨髓钉(210)，其特征在于各元件 (120、 220)装入相应槽(122、 222)中，该槽具有座(219 )的功能，并沿杆(114、 214)的侧表面沿轴向展开。
25. 根据权利要求23和24所述的骨髓钉(110、 210 )，其特征在 于各元件(120、 220)固定在杆(114、 214)的第一端上，且在所 述第二形状时，它的第二自由端(121、 21)适于布置在杆(14)的外 部。
26. 根据权利要求23或24所述的骨髓钉(110、 210)，其特征在 于所述槽(22、 122)有U形轮廓。
27. 根据权利要求1所述的骨髓钉(410)，其特征在于各所述 座(419)由狭窄部分(426、 427)制成，该狭窄部分在杆(414)的 两端处制造，且所述狭窄部分(426、 427)适于可收回地容纳形状记 忆材料的柱形套筒(422、 423 )。
28. 根据权利要求27所述的骨髓钉(410)，其特征在于所迷柱 形套筒(422、 423)包括多个纵向狭槽(424、 425)，该狭槽(424、 425)确定了多个片(424a、 425a )，所述片(424a、 425a)采取从狭 窄部分(426、 427)凸出的桶板形状，用于将钉固定在骨上。
29. 根据权利要求28所述的骨髓钉(410)，其特征在于所述狭 槽(424、 425)等角度地间隔开。
30. 根据权利要求28所述的骨髓钉(410)，其特征在于所述狭 窄部分(426)有在杆自由端处的螺紋，柱形套筒(422)的保持环(428) 柠在所述螺紋上。
31. 根据权利要求28所述的骨髓钉(410)，其特征在于所述狭 窄部分(427 )有在杆自由端处的螺紋，柱形套筒(423 )的保持塞(429 ) 柠在所述螺紋上。
32. 根据权利要求1所述的骨髓钉(510、 610)，其特征在于所 述杆(514 )为柱形管，且通过形状记忆材料而获得的所述元件(520a ) 是两个插入件(544)，其中一个插入件布置在近端(516)处，另一个 插入件布置在钉(510)的远端处，所述插入件装入相应部分中，该相 应部分有形成所述容纳座(519)的、杆(514)的降低部分。
33. 根据权利要求32所述的骨髓钉(510)，其特征在于各插入 件(544)形成为柱形套筒，该柱形套筒包括多个纵向切口 (524)，所 述切口 ( 524)切割插入件(544)的柱形套筒的厚度，并确定了多个 舌形件(546),该舌形件适合相对于各座(519)凸出。
34. 根据权利要求33所述的骨髓钉(610),其特征在于具有座 的功能的所述狭窄部分(626)具有外部棱柱形状，该外部棱柱形状与 柱形套筒(622)的中心孔的内部相配棱柱形状相对应。
35. 根据权利要求34所述的骨髓钉(610)，其特征在于所述狭 窄部分(626)的所述外部棱柱形状和柱形套筒(622)的所述中心孔 为正八边形棱柱。
36. —种将如权利要求1所述的骨髓钉(IO、 110、 210、 310、 410、 510、 610)置于断裂的细长骨(12)中的应用方法，其特征在于它包 括将所述钉(10、 110、 210、 310、 410、 510、 610)定位在所述细 长骨(12)中的步骤，以便治疗骨折；使钉(IO、 110、 210、 310、 410、 510、 610)设有多个形状记忆 元件(20、 120、 220、 320、 420、 520、 620)的步骤，这些形状记忆 元件适于采取第一形状，其中，所述元件可收回地布置在座中，该座 形成于钉(10)的杆内；以及激活通过至少一种形状记忆材料而获得的所述多个元件(10、 110、 210、 310、 410、 510、 610)的步骤，其中，元件(20、 120、 220、 320、 420、 520、 620)釆取第二形状，且它们相对于钉座凸出。
全文摘要
一种骨髓钉(10、110、210、310、410、510、610)，适于插入断裂的细长骨(12)中，它包括杆(14、114、214、314、414、514、614)，该杆在近端(16、116、216、416、516、616)和远端(18、118、218、418、518、618)之间延伸。该钉包括多个通过至少一种形状记忆材料而获得的元件(20、120、220、320、420、520、620)；多个座(19、119、219、319、419、519、619)，这些座形成于杆(14、114、214、314、414、514、614)中，用于装入元件(20、120、220、320、420、520、620)。元件(20、120、220、320、420、520、620)适于采取第一形状和第二形状，在该第一形状中，它们可收回地装入各座(19、119、219、319、419、519、619)中，而在该第二形状中，它们从各座(19、119、219、319、419、519、619)凸出。
文档编号A61B17/72GK101123921SQ200580014696
公开日2008年2月13日 申请日期2005年3月31日 优先权日2004年3月31日
发明者D·文图里尼, G·罗西, G·马拉齐, G·马里尼, L·罗西, M·科蒂 申请人:奥叟菲克斯公司