一种用于安装植入物的工具组件的制作方法

1.本发明涉及在植入手术中由外科医生使用的工具。


背景技术：

2.所有骨骼科植入物都需要工具组件以能够安装植入物部件。该组件将包括用于确定患者所需的植入物部件尺寸的数个试验配件，以及有助于将植入物固定在患者的关节中的一些特定工具。植入物工具组件通常会在手术室中由在整形外科环境中容易找到的通用工具扩充，例如各种重量的打入器、各种尺寸的骨凿、各种类型的牵开器、克氏针(k
‑
wires)和摆锯。
3.本发明旨在实现植入手术的效率的提高。


技术实现要素：

4.我们描述了一种用于将杆植入物安装到骨骼中的工具组件，如权利要求1中所述。还描述了如权利要求2至19中所述的工具组件的特征。我们还描述了一种套件，其包括任何示例中描述的工具组件，以及杆植入物。在所附权利要求20至24中描述了该套件的各个方面。我们还描述了一种用于安装植入物的设备，其包括任何示例的工具组件和用于容纳这些工具的托盘。在权利要求25至30中描述了各个方面。我们还描述了权利要求31至34中所述的各种示例的拉刀。我们还描述了所附权利要求35至41中所述的各种示例的双用途工具。我们还描述了如权利要求42至45所述的在各种示例中的组件固定装置。
5.根据一个方面，我们描述了一种用于将杆植入物安装到骨骼中的工具组件，其包括：
6.杆状准备工具，其具有远端顶部和沿其长度的多个切割齿；和
7.不同尺寸的多个杆状拉刀，每个拉刀具有远端顶部和沿其长度的多个切割齿，
8.其中，所述准备工具比最小拉刀更短，每单位长度具有更多的切割齿，并且具有更锋利的远端顶部。
9.在一种情况下，所述准备工具和拉刀包括具有凹槽以帮助抓握的平坦的近端手柄端部。
10.所述准备工具和拉刀可包括在工具的近端手柄的远端的凸缘。凸缘可以在手柄的一侧上被截平。
11.在一些情况下，所述准备工具的远端头部和拉刀在掌侧方向弯曲并且在背侧方向基本平直。
12.该工具组件还可包括杆插入工具，其具有接合特征，该接合特征用于与植入物杆的相应接合特征接合，以将施加到杆插入工具的力直接传递至杆植入物。
13.该工具组件还可以包括至少一个另外的工具，其是双用途工具。一种情况下的双用途工具有可提供锉刀和拉刀的头部。在另一种情况下，该双用途工具包括用于抬高骨骼的杠杆。该杠杆可以包括远端接合狭槽。
14.如所要求保护的该工具组件还可包括杆更换工具。
15.该工具组件还可以包括至少一个试验头部，用于在准备骨骼以接收植入物头部期间临时地放置在骨骼中。在一种情况下，试验头部的一些尺寸小于植入物头部的尺寸。可以有多个不同尺寸的试验头部。
16.还提供了包括本发明的工具组件和杆植入物的套件。杆植入物可被构造用于与第一掌骨的端部髓内接合。在一种情况下，植入物包括用于杆的近端端部的插件。
17.在一种情况下，植入物用于第一腕掌关节，用于将大多角骨与第一掌骨隔开，植入物包括近端植入物部分，该植入物部分具有用于在大多角骨上平移运动的鞍座形表面，并且杆可以铰接联接装置(例如球窝接头)安装到近端部分中。近端部分可以包括用于安装到杆的头部。
18.我们还描述了一种用于安装植入物的设备，其包括本发明的工具组件和用于容纳这些工具的托盘。托盘可以包括基座、从基座直立的侧壁和安装到基座的工具支撑条带。在一种情况下，托盘包括延伸跨过托盘的两个支撑条带，每个支撑条带包括间隔开的凹槽以容纳工具的一部分。可以按照工具在外科手术中使用的顺序将工具安装到条带上。用于托盘的盖可具有从其向内突出的单个条带，以接合工具并保持它们在托盘中的位置。
19.还提供了一种用于准备骨骼以接收植入物的拉刀，其包括近端手柄、从手柄延伸的轴和在手柄和轴之间的凸缘。在一种情况下，凸缘在手柄的一侧被截平。手柄可以包括具有凹槽以增强抓握的多个大致平坦的侧面。远端头部可以在掌侧方向弯曲并且在背侧方向上基本平坦。
20.我们还描述了一种用于重塑骨骼以接收植入物的双用途工具，其包括手柄、从手柄延伸的轴和具有第一侧和与第一侧相反的第二侧的远端切割头部，该切割头部的第一侧具有锉刀特征并且该头部的第二侧具有拉刀特征。在一种情况下，第一侧为凹入形，而第二侧为凸出形。工具的远端端部可以是圆形、正方形、扁平形或环形。在一些情况下，手柄包括多个大致平坦的侧面并且包括凹槽以帮助抓握。
21.我们还描述了一种双用途工具，其包括手柄、从手柄延伸的轴和远端顶部，轴相对于手柄成角度以促进小骨骼的操纵，并且远端顶部具有狭槽，以接合元件以促进元件的杠杆作用。轴可以是大致扁平的。手柄可以包括多个大致扁平的侧面并且包括凹槽以帮助抓握。
22.该工具组件包含特定工具和工具特征。这些工具专为特定的植入物而设计，但它们的新颖特征也可应用于骨骼科手术的其它领域。
附图说明
23.本发明将从仅作为示例给出的以下描述中得到更清楚地理解，其中：
24.图1是显示包括近端和远端部分的植入物的立体图；
25.图2(a)是穿过植入物远端部分的横截面图，以及图2(b)是远端部分的杆的立体图，图2(c)是完整的远端部分的立体图，以及图2(d)是近端部分的立体图；
26.图3是显示植入物的远端部分的一部分的一组视图，包括俯视平面图、端视图、立体图和横截面图；
27.图4示出了在一个示例中的根据本发明的工具组件；
28.图5是本发明的准备装置工具的视图，以及图6是该准备装置工具的远端端部的放大图；
29.图7是拉刀的一对侧视图，以及不同的旋转位置；
30.图8是第一双用途工具的侧视图，以及图9是第一双用途工具的头部的侧视图和平面图；
31.图10是第二双用途工具的围绕其轴处于不同的定向角度的一对侧视图，图11是该工具的头部的放大侧视图，以及图12是使用中保持头部和杆结构的该工具的立体图；
32.图13(a)至13(c)是杆插入工具的完整的侧视图、其头部的放大侧视图和轴上端视图(on
‑
axis end view)；
33.图13(b)是横截面侧视图，以及图13(c)是示意性放大截面侧视图，示出了使用中的杆插入工具；
34.图14(a)是杆更换工具的侧视图，图14(b)是该工具的平面图，以及图14(c)是杆更换工具的头部的放大侧视图；
35.图15是现有技术的工具的照片；
36.图16是有些工具的手柄端部的放大图；
37.图17是有些工具的凸缘的放大图；
38.图18是有些工具的凸缘的一组细节图；
39.图19(a)、19(b)和19(c)示出了使用中的替代的杆插入工具；
40.图20(a)是衬套更换工具的侧视图，以及图20(b)示出了与衬套接合的工具的头部；和
41.图21是在植入物安装过程中使用的试验头部的视图；
42.图22是器械托盘的视图，以及图23是用于图22的器械托盘的盖的视图；和
43.图24(a)是术中组件的立体图，以及图24(b)是该组件的一个部件的端视图。
具体实施方式
44.可以使用本发明的工具组件安装的植入物的一个例子示于图1至3中。参考图1至3，植入物1具有在杆110中带有插件100的远端部分和近端部分120。在这种情况下，植入物1用于哺乳动物第一腕掌关节，用于将该关节的大多角骨与该关节的第一掌骨间隔开，同时允许第一掌骨相对于大多角骨的平移和旋转运动。远端部分110被构造用于与第一掌骨的端部髓内接合。近端部分120具有弯曲的鞍座形台座122，该台座具有用于在大多角骨上滑动或横越大多角骨的面向近端的表面124。如已知的，铰接联接装置包括将鞍座122桥接到球121的颈部123。这允许大多角骨和第一掌骨的受控铰接。
45.插件100可具有缓冲界面特征，在这种情况下为具有轮廓的面向近端的表面101的凸缘105。在该表面的远端，具有肩部102，其用作用于将插件100接合在杆111中并防止插件在杆中旋转的键，并用边缘106围绕承窝103以接收铰接式联接器球121。球121(尤其参见图2(d))在承窝103中，在承窝的边缘106后，具有卡扣配合接合，以能够在术中组装铰接半关节成形术，并且还可以防止装置在体内拆卸。根据需要，承窝可以居中或以任何方向或角度偏置。
46.更远端地，插件100包括环形锁定边缘104，用于卡扣配合到容纳插件100的杆111
凹口115的相应凹槽中。由于插件材料的弹性以及在边缘104与其在杆111内的相应接合表面之间存在以卡扣配合方式的全面的表面对表面接触的事实，因此插件100接合到杆111中是有效的。插件由肩部102键合，以防止旋转和潜在的后侧磨损。
47.参照图4，示出了用于安装植入物(如图1到3的植入物)的工具组件。本示例中的工具组件包括：
48.准备装置1(图5和6)；
49.一组五个不同尺寸的拉刀2、3、4、5、6(图7)；
50.第一双用途工具7(图8和9)；
51.第二双用途工具8(图10、11和12)；
52.杆插入工具9(图13(a)、13(b)、13(c))；和
53.杆更换工具10(图14(a)、14(b)、14(c))。
54.准备装置1(图5和6)
55.参考图5和图6，准备装置1具有切割头部30，并便于第一次切入掌骨并消除了在部署第一拉刀2之前外科医生对钻锥或类似物的需要。此外，准备装置1的切割头部30的几何形状以工具组件中最小的拉刀(拉刀2)的几何形状为模型。准备装置1体积更小、更短、每单位长度具有更多的切割齿31，并且具有更锋利的尖部32，但具有必要的弯曲的掌侧，平直的背侧的几何形状的拉刀和植入物。准备装置远端顶端没有无齿骨髓压紧远端端部，这是拉刀的一个特征。在这种情况下，头部30具有17个切割齿31，并且通常优选具有在12至22个范围内，并且更优选在14至20个范围内的齿。
56.最终效果是，准备装置1比钻锥或类似物穿透得更远，可用于更精确地定位初始切口，并且最重要的是，减少了第一拉刀2所需的努力。这对手部力量低或弱的外科医生来说是一个特别重要的好处。
57.拉刀(图7)
58.拉刀2、3、4、5、6(称为拉刀a至e)与植入物杆111几何形状匹配。因此，最终用户可以将拉刀用作试验杆。当外科医生已经完成对掌骨腔的拉削后，无需将单独的试验杆放置在位，来评估杆的适合度，因为拉刀本身将提供此临床信息。
59.除了所描述的工具之外，还可以在手术期间使用试验植入物头部70(图22)，如下文更详细地描述。
60.为了安装植入物，使用准备装置1在掌骨中形成第一切口。凭借其切割齿密度以及准备装置几何形状与最小拉刀(尺寸a、2)的几何形状非常相似的事实，准备装置还有助于外科医生创建拉刀的准确位置和方向，从而在掌骨内创建杆植入物。然后使用一个或多个拉刀2、3、4、5、6来拉削掌骨腔。拉刀按尺寸递增的顺序使用。因此，在使用准备装置后，尺寸a(2)随之而来。对于任何给定的掌骨，基于在拉削和/或使用x射线图像时的外科医生感觉，外科医生决定是否需要连续的拉刀尺寸。在拉削之后，杆插入工具9用于将植入物的杆部分110插入掌骨腔中，直到掌骨杆植入物110与被切除的掌骨定位成齐平或刚好突出。拉刀与杆植入物之间的密切关系促进了这一点，并且外科医生能够根据他或她使用的最终拉刀的位置来估计杆的基座相对于切除的掌骨的最终位置。
61.第一双用途工具7(图8和图9)
62.参照图8和9，第一双用途工具7具有锉刀52和拉刀53两个特征。凹入侧上的锉刀52
可用于将大多角骨雕刻成植入物头部120的精确半径。工具7的凸出侧带有拉刀状齿53，其可用于去除在雕刻大多角骨的过程中遇到的附带的骨骼赘或其它突起。
63.如上所述，该工具的头部50具有双用途性能。它有轴51，该轴是锥形的，或以其它方式直径减小，以易于接近小的关节。
64.头部50的凹入侧52具有锉刀结构并且设计用于将大多角骨雕刻成植入物头部的形状。凸出侧53具有用于去除骨骼赘的拉刀结构，并且被设计用于在拉动行程而不是推动时进行切割。
65.其它用途包括在需要进行骨骼重建但外科医生不希望必须连续移除和更换工具的情况下的颌面外科手术。例如，第一双用途工具7可以插入体腔中并用于锉削功能，留在原位但旋转180度，然后用于拉削或骨骼重塑功能。
66.工具7可用于根据骨骼的几何形状、切割表面和工具的远端端部来修改任何骨骼的外表面或内表面的几何形状，新颖的双功能头部便于容易使用。
67.工具7的远端端部的形状可以是圆形的、正方形的、扁平的或环形的，这根据其使用要产生的所需解剖几何形状。
68.中心线上方和下方的远端横截面可以在一侧具有一种几何形状而在另一侧具有另一种几何形状，即，一侧上是环形而另一侧上是扁平的。
69.第二双用途工具8(图10、11和12)
70.参考图10、11和12，第二双用途工具8用作掌骨提升器，以将组织移到一边并将掌骨呈现给外科医生以进行切除。它包括杆60和具有键孔特征63的头部64。键孔特征63位于第二双用途工具8的头部64的远端端部处并且可用于将试验头部(70)与植入物杆分离，如图12所示。
71.该工具8可以例如用作掌骨提升器并且用于将掌骨呈现给外科医生以进行切除。轴60是扁平的并且相对于手柄61成角度并且提供对掌骨和支点位置两者的最佳接近。头部64弯曲以匹配掌骨的曲率。
72.此外，在头部64的远端端部处的键孔狭槽63与植入物杆111的颈部的半径匹配，并且当外科医生已准备好安装植入物头部120时，可用于从衬套100中撬出试验头部70，如图12所示。通常，工具8的头部是具有多种用途的爪，作为用于遥控物品的保持器或抓握杠杆。
73.第二双用途工具8的其它用途包括：a)在手术过程中操纵任何小的骨骼，例如第二至第五掌骨；b)在小关节手术中通过使用工具将板从骨骼上杠杆撬开来移除板；c)在原位移除具有螺钉的除板，其中键孔可以围绕钉或螺钉定位，同时板被杠杆作用远离骨骼；d)从骨骼中取出螺钉，其中狭槽/键孔63用于将螺钉从骨骼中杠杆撬出，该螺钉可能是质量差的但是螺钉处于具有一定固定性的情况下。
74.杆插入工具9(图13(a)、13(b)和13(c))
75.杆插入工具9的头部40的内部特征捕捉衬套凸缘100的轮廓和深度，并且这些特征允许工具头部的远端部分在掌骨杆植入物111的基座上触底。工具9的远端头部40位于杆111的基座上。当外科医生将杆111操纵到骨骼中时，衬套100将不会被损坏，因为如果打入器与杆插入工具9结合使用，则力从杆插入工具9的金属头部传递到杆111的金属基座。
76.工具头部40的远端部分的轮廓超出掌骨杆植入物111的基座的轮廓。当掌骨杆植入物111已经位于与切除的掌骨齐平或仅突出的位置，则这些设计特征确保衬套100不能被
插入骨骼中齐平以下。
77.杆插入工具9的远端端部处的外圆角小于卡扣配合位置处衬套100的内径，并且由于杆插入工具9紧密地包住了衬套110的外部，因此不会对衬套110与头部121的球的卡扣配合产生损坏。
78.杆更换工具10(图14(a)、14(b)、14(c))
79.如有必要，可使用杆更换工具10从掌骨腔中移除杆110。如果从杆110移除衬套100，则该工具的细公制螺纹45可与杆111中的细公制螺纹47接合(参见图13(b))，并且，如果需要，则杆111可以被移除。杆更换工具10具有用于打入器的全圆形凸缘46以帮助杆退出，而不管螺纹彼此接合多深。
80.如果在没有聚合物衬套100的情况下植入物杆111，则杆更换工具10可用于定位杆111并促进杆111撞击到位。这同样适用于没有聚合物衬套的杆，取而代之的是，具有金属插口，其在插口的远端具有用于杆更换工具10的配合螺纹。
81.带凹槽和凸缘的手柄(图16至18)
82.图15示出了圆形锯齿手轮，其位于许多现有技术的整形外科拉刀的近轴端部处。现有技术的圆形近轴端部(与打入器一起，用于工具移除)由外科医生抓握并且可以促进工具的扭曲，这会导致骨骼中比预期更大的孔。由拉刀切割头部产生的孔应与植入物的几何形状相对应。具有圆形类型的手柄的现有技术拉刀被扭曲，以实现抓紧在骨骼中。
83.在工具组件中，工具具有平的细长的近端手柄20，其带有凹槽21以帮助抓握，如图16和17所示。因此，工具促进轴向运动，并且这导致在骨骼中产生孔，该孔更精确地符合拉刀切割头部的几何形状，从而更符合植入物的几何形状。
84.准备装置1、拉刀2、3、4、5、6和杆更换工具10都在手柄20的远端端部处具有凸缘25、46，如图16至18所示。如果需要，凸缘25(和工具10上的46)使打入器能够用于工具提取目的。它们还用作外科医生的手的止挡，并与带有工具标识26并用作拇指抓握的手柄上的平面相联接，准备装置1和拉刀2、3、4、5、6促进稳定轴向向前运动。
85.这意味着，与其它工具相比，本发明的工具需要很小或不需要冲击。这减少了手术期间骨骼的潜在骨折损伤，这在使用常规工具的临床实践中被观察到。
86.如图18所示，准备装置1的凸缘25和所有拉刀2、3、4、5、6被截平，以在掌侧方面提供270
°
的非圆周侧边27。
87.这通过能够在手术期间以与掌骨的轴线非常一致的角度使用工具而方便了外科医生。该特征还进一步减少了外科医生扭曲工具的任何趋势，并且如果需要，它还允许在凸缘的远端侧上有足够的空间用于打入器以帮助撤出工具。
88.杆插入工具90(图19(a)、19(b)和19(c))
89.替代的杆插入工具90包括球91，其直径小于植入物头部球的直径，但刚好足以提供轻卡扣配合(light snap
‑
fit)。这种轻卡扣配合提供了工具90和植入物杆
‑
衬套组件110之间的附接，使得外科医生可以使用该工具将植入物从准备区直接运送到植入部位。
90.衬套更换工具95(图20(a)和20(b))
91.该工具组件可另外包括工具95以撤回已组装在又已植入掌骨中的杆111中的衬套100。当需要接近杆的螺纹部分47以取出或更换杆时，可能需要取出衬套。工具95的螺纹头部96被构造用于双线锥形螺纹，其中螺纹的螺旋与衬套100内的插口的卡扣配合直径接合。
工具95被拧入衬套100，直到感到阻力处于衬套100容易被撬出杆壳体112的这一点上(如图20(a)所示)。
92.试验头部70(图21)
93.试验头部70符合相关植入物头部120的几何形状，除此之外，具有穿过鞍座的两个通孔71，并且具有适合于四种试验头部类型中的每一种被激光蚀刻到基座上的两个字母标识。通孔71有助于将试验头部70与植入物的部件120区分开。
94.试验头部70的球直径也略小于植入物头部120的球直径，使得衬套100的卡扣配合不受应力。虽然球直径略有减小，但通过增加试验头部70的颈部长度，掌骨到大多角骨的分散距离保持与植入物头部120的距离相同。
95.结合植入物杆111使用试验头部70减少了最终用户成功完成的手术步骤的数量。通过在选择要使用的植入物之前首先使用试验头部70检查尺寸，避免了外科医生在反复试验的基础上打开和使用植入物的需要。
96.器械托盘80(图22和23)
97.器械托盘的优点在于，不是包含多个支架以容纳各个工具85，而是所有工具都由两个条带81、82定位，这些条带可以是聚合物ppsu(聚苯砜)，安装(例如拧入)基座83或与基座一体成型。工具(仅示出了工具85)通过附接到盖87的下侧的单个条带86进一步固定，该条带作用在工具的手柄的拇指抓握平面上。盖87(以及因此的固定条带86)的正确定向是通过将两个闩锁定位成在盖的一侧比另一侧(未示出)更靠近在一起来确保的。
98.术中的组件固定装置140(图24(a)和(b))
99.组件固定装置140可用于外科手术环境以将衬套100组装到杆111中。固定装置140的基座141具有用于每种植入物杆尺寸的单独的保持器142。每个保持器142具有用于托吊杆111的远端(窄)端部以将其保持在直立位置的插口143。保持器141还具有对齐的上部通孔，用于保持杆111的较宽(近端)端部。对于特定的杆尺寸，每个保持器的尺寸从左到右递增，分别称为杆a、b、c、d和e。
100.该组件还包括具有滚花指轮149的推动器148，用于旋转具有下推动面151的螺钉150。螺钉150延伸穿过推动器主体，其具有用于接合在相应的燕尾槽145中的一对平行燕尾榫152。
101.杆111竖直地放置在适当的保持器141中，衬套100与由推动器148的主体152形成的通用帽对齐，当它装配到衬套时结合了轻卡扣配合。推动器148在任一组狭槽145中被完全推到原位时，定位成使得螺钉150的中心在杆上方居中。然后转动螺钉150，以将衬套100完全推入杆111中，从而将衬套100安置在杆111中。
102.一个优选示例的全部工具的列表
103.以下是在一个示例中的全部工具组件设备的所有部件的列表。
[0104][0105][0106]
应当理解，所描述的设备在准确性和减少的时间方面为外科医生进行手术提供了主要帮助。
[0107]
本发明不限于上文描述的实施例，其可以在结构和细节上变化。