[發明專利]骨外固定器用自鎖關節及調控式仿生骨外固定器

有效

• 申請號: 201210403533.5
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN103006301A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 夏和桃;李剛;彭愛民;夏洪菁;劉利民;唐海
• 申請（專利權）人: 夏和桃
• 主分類號: A61B17/62
• 分類號: A61B17/62
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所 11004
• 代理人: 劉湘舟;朱麗巖

技術領域

本發明涉及一種設置在骨外固定器上的關節，以及一種骨外固定器。

背景技術

在醫療技術現代化的進程中，骨外固定器的材料與結構方面取得長足的發展，突出的無疑是俄國醫學專家Ilizarov發明的洞孔環式外固定器，洞孔環式外固定器和細鋼針拉張技術，使原始意義上的骨外固定器，在力學作用方式和力學生物學性能發生了質地變化、調控性能提高，適應證更加廣泛,是骨外固定器技術領域的重大進步。Ilizarov的技術也激發了無數骨科醫生對骨外固定技術的學習、研究和應用的興趣,其后美國Dror?Paley編著了《矯形外科原則》，創造性將CORA概念應用到骨外固定的矯治之中，使骨外固定矯形技術在規范化和數字化方面取得重大進展。與此同時，矯形器械的研究也有長足進步：1984年，Bastiani等發明了一種單邊的軸動力外固定器，簡化操了作難度，是國內外應用較多的一種骨外固定器；AO學派也認識到骨外固定器在開放、感染性骨折中的應用價值，研制了一種管狀外固定器。1994年美國人J?Charles?Taylor(查爾斯.泰勒)等人在Ilizarov環形外固定器的基礎上，改進設計成數字的“空間架構”外固定器(Taylor?Spatial?Frame，簡稱TSF)，“空間架構”外固定器是一種將六個可伸縮的連接桿傾斜地連接近端和遠端環上、并在連接點處可以自由旋轉的洞孔環式外固定器，該洞孔環式外固定器也稱“泰勒空間框架”。

泰勒空間框架有六個可以調節長度的連接桿，且每個連接桿的長度可以直接讀出，6個連接桿連接支撐兩個環，形成一個整體（如果用5個連接桿則系統不穩定，如果用7個連接桿則系統受到過度限制），整個結構異常堅固。泰勒空間框架只要調節其中一根連接桿的長度，一個環就會相對另一個環改變位置，連接基礎面到平臺的6根支柱，其長度、空間可變化，借助于機器人技術和平行機械學，通過計算機輸出的指令數字來調節6根連接桿的長度，改變泰勒空間框架的空間構型，達到骨折斷端復位、矯形或延長的目的。

治療骨折(包括骨骼畸形截骨矯形后)時，如何實施合理的固定，只能根據骨愈合的生物學規律，分析、評價、探索合理的固定剛度，并以此進行技術創新，而不僅僅是圍繞固定方法研究固定剛度的合理性，所以自20世紀90年代以來，我國學者創造性提出了再生重建理論為基礎，以控制論為準則的骨外固定技術體系。

現在，申請人依據“骨科自然重建理念”，提出了一種“骨折固定的適應性剛度概念”，即適應性固定剛度。所述適應性固定剛度，是指骨外固定器在維持骨折復位穩定的同時，按照骨胚胎原始發育方式，提供階段性最佳固定剛度，充分利用骨對應力的適應性控制，調整骨的生長與吸收，促進骨折愈合的進程，完成骨功能的優化重建，直至骨愈合恢復到最完善的程度，換句話說，就是骨折固定的剛度隨著骨愈合的強度的增加而降低，骨力學強度隨著固定剛度的降低而增加的一個動態的轉化過程。由此總結出：骨折早期實施堅強固定，中期提供軸向和綜合應力刺激的彈性固定，后期提供平衡固定，這一概念符合骨折固定、愈合、重建的生物學過程，對外固定技術在臨床上合理應用提供了有實際意義的理論指導。

盡管泰勒空間框架的設計、制作與臨床應用已經達到了精密、標準化和智能化的程度，但也存在不如人意的地方：1、泰勒空間框架難于滿足骨折固定、愈合、重建的生物學過程，即難于滿足骨折早期實施堅強固定、中期提供軸向和綜合應力刺激的彈性固定、后期提供平衡固定的需要，具體來說，就是泰勒空間框架固定的剛度不能變化，當遇到一些特別復雜的病例（比如幾種需要治療的問題同時存在）時，泰勒空間框架的靈活性顯得不足，而且必須借助計算機輸出的指令數字來調節6根連接桿的長度，由此改變支架的空間構型，達到骨折斷端復位、矯形或延長的目的，所以缺少功能適應性，在臨床應用時有一定的局限性。2、泰勒空間框架只能用6個桿連接支撐兩個環，形成一個整體，如果用5個桿則系統不穩定，如果用7個桿則系統受到過度限制，顯然，整個系統被固化了，不僅制造成本高，而且使用價格昂貴，增加了醫療成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠滿足骨折早期實施堅強固定、中期提供軸向和綜合應力刺激的彈性固定、后期提供平衡固定的要求的骨外固定器用自鎖關節及調控式仿生骨外固定器，要解決機械能（力學環境）與生物能（組織再生）的相容性（力學生物學環境的合理性）問題，并解決傳統的骨外固定器制造成本高、使用價格昂貴的問題。