減小植入物應力區的製作方法
2023-09-16 00:39:10 1
減小植入物應力區的製作方法
【專利摘要】一種整形外科植入物包括：主體，其沿縱向方向為細長的並且具有外壁；穿過外壁的一個或多個開口；以及插管，其沿主體的長度設置且由外壁限定，該插管沿縱向方向為非均勻的，其中插管構造成使得植入物的慣性矩沿縱向方向為大致均勻的。
【專利說明】減小植入物應力區
[0001]相關申請的交叉引用
本申請要求2011年7月15日提交且名稱為「Reducing Implant Stress Zones」的美國臨時申請序列N0.61/508,429的優先權和完整權益，該申請的全部內容以引用方式併入本文中。
【背景技術】
[0002]存在用來治療諸如股骨、肱骨和脛骨的骨骼的骨折的多種裝置。例如，已利用諸如髓內釘的整形外科植入物成功治療股骨骨折，該髓內釘縱向地置於髓管內以連接骨碎片。
【發明內容】
[0003]根據一方面，整形外科植入物包括:主體，其沿縱向方向為細長的並且具有外壁；穿過外壁的一個或多個開口 ；以及插管(cannulation)，其沿主體的長度設置且由外壁限定，該插管沿縱向方向為非均勻的，其中插管構造成使得植入物的慣性矩沿縱向方向為大致均勻的。
[0004]該方面的實施可包括下列一個或多個特徵。例如，外壁的厚度可以是沿縱向方向大致均勻的。在主體的近端部段處插管的直徑可大於在主體的遠端部段處插管的直徑。在主體的近端部段處外壁的厚度可大致等於在主體的遠端部段處外壁的厚度。插管可沿主體的整個長度設置。主體可由碳纖維增強的PEEK製成。主體可由金屬製成。
[0005]根據另一方面，整形外科植入物包括:主體，其沿縱向方向為細長的並且具有外壁；穿過外壁的一個或多個開口 ；以及插管，其沿主體的長度設置且由外壁限定，插管沿縱向方向為大致均勻的，其中主體構造成使得應力沿縱向方向均勻分布。
`[0006]該方面的實施可包括下列一個或多個特徵。例如，金屬增強物可在具有升高的應力的區域中置於主體中。主體可包括碳纖維增強的PEEK層，並且金屬增強物可置於碳纖維增強的PEEK層之間。沿植入物長度的分立部段可成形為各自具有為均勻分布應力而優化的慣性矩。沿植入物長度的分立部段可各自具有為均勻分布應力而優化的材料密度。植入物可包括碳纖維增強的PEEK，並且材料密度可通過碳纖維增強物的百分比而優化，植入物還可包括PAEK。植入物還可包括一個或多個凹坑或腔體，該一個或多個凹坑或腔體構造成在特定部段中弱化植入物以更均勻地分布應力。插管可沿主體的整個長度設置。主體可由碳纖維增強的PEEK製成。主體可由金屬製成。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是具有均勻插管的整形外科植入物的透視圖；
圖2是具有非均勻插管的整形外科植入物的透視圖；
圖3是髓內釘的透視圖。
【具體實施方式】[0008]圖1示出具有應力區S1、S2和S3的現有技術的髓內釘100。應力區S1、S2和S3可通過使用有限元分析來識別。應力區S1、S2和S3通常出現在材料厚度和/或形狀和/或慣性矩存在變化的地方。在圖示實施例中，SI位於近端鎖定孔附近，S2出現在釘100改變形狀和直徑的點處，並且S3出現在遠端鎖定孔附近。髓內釘100具有插管140，插管140具有均勻的尺寸或直徑。換言之，在插管的近端部段中的寬度Tl的測量值等於在插管140的遠端部段中的寬度T2的測量值。Tl和T2示出插管140的尺寸或直徑為大致均勻的。在現有技術中，插管140具有大致均勻的尺寸以保持較低的製造成本。然而，具有均勻尺寸的插管140使釘100的壁厚和慣性矩改變，這導致在某些位置中應力升高。此外，具有大致均勻尺寸的插管140使釘100的慣性矩沿釘100的縱向部分改變，這也可具有負面影響。
[0009]在一個實施中，整形外科植入物具有大致均勻的慣性矩。作為示例，圖2示出髓內釘200。髓內釘200具有近端鎖定孔210、遠端鎖定孔230和插管240。在一些情況下，髓內釘200具有動態化的狹槽220。髓內釘200可由碳纖維增強的PEEK或諸如鈦或不鏽鋼的金屬製成。插管240沿縱向方向為非均勻的，使得即使在直徑和/或形狀變化的情況下，髓內釘200的慣性矩也保持大體均勻。如圖2所示，由於沿釘200的縱向部分保持釘200的壁厚的均勻性，即使在直徑和/或形狀變化的情況下，慣性矩也可沿釘200的縱向部分為大致均勻的。另外，近端部段的壁厚T3可與遠端部段的壁厚T4大致相同。具有大體上均勻的慣性矩可減少應力升高並允許應力的更均勻分布。此外，具有大體上均勻壁厚可幫助限制沿裝置的縱向部分的慣性矩中的波動，這可改善裝置的性能特性。
[0010]在備選實施中，插管240可以是均勻的，並且金屬增強物可置於具有升高應力的區域中。金屬增強物可根據例如有限元分析置於精確的位置中以更均勻地分布應力。在一些情況下，金屬增強物可置於碳纖維增強的PEEK層之間。
[0011]在另一備選實施中，插管240可以是均勻的，但髓內釘的分立部段可改變形狀以更均勻地分布應力。例如，通過使用每個分立部段的有限元分析數據和慣性矩，釘可被設計成均勻地分布應力。
[0012]在又一備選實施中，插管240可以是均勻的，但髓內釘的分立部段可改變材料以更均勻地分布應力。例如，通過使用每個分立部段中的有限元分析數據和材料密度，釘可被設計成均勻地分布應力。在一些情況下，碳纖維增強的PEEK釘的所選部段可具有更多或更少百分比的碳纖維增強物。備選地或此外，在一些部段中可代替PEEK而使用諸如PAEK的不同類型的聚合物。
[0013]在又一備選實施中，插管240可以是均勻的，但髓內釘的分立部段可設計成包括凹坑或腔體，以在特定部段中弱化釘，從而更均勻地分布應力。
[0014]以上所述用於減小應力區的技術可應用於其它構型的長骨或短骨用髓內釘，例如，圖3中示出的髓內釘300。優選地，圍繞鎖定孔302、304、306、308和310的區域可如上所述被修改以更均勻地分布應力。
【權利要求】
1.一種整形外科植入物，包括: 主體，其沿縱向方向為細長的且具有外壁； 一個或多個開口，其穿過所述外壁；以及 插管，其沿所述主體的長度設置且由所述外壁限定，所述插管沿所述縱向方向為非均勻的， 其中，所述插管構造成使得所述植入物的慣性矩沿所述縱向方向為大致均勻的。
2.根據權利要求1所述的整形外科植入物，其特徵在於，所述外壁的厚度沿所述縱向方向為大致均勻的。
3.根據權利要求1所述的整形外科植入物，其特徵在於，在所述主體的近端部段處所述插管的直徑大於在所述主體的遠端部段處所述插管的直徑。
4.根據權利要求3所述的整形外科植入物，其特徵在於，在所述主體的近端部段處所述外壁的厚度大致等於在所述主體的遠端部段處所述外壁的厚度。
5.—種整形外科植入物,包括: 主體，其沿縱向方向為細長的且具有外壁； 一個或多個開口，其穿過所述外壁；以及 插管，其沿所述主體的長度設置且由所述外壁限定，所述插管沿所述縱向方向為大致均勻的， 其中，所述主體構造成使得應力沿所述縱向方向均勻地分布。
6.根據權利要求5所述的整形外科植入物，其特徵在於，金屬增強物在具有升高的應力的區域中置於所述主體中。
7.根據權利要求6所述的整形外科植入物，其特徵在於，所述主體包括碳纖維增強的PEEK層，並且所述金屬增強物置於所述碳纖維增強的PEEK層之間。
8.根據權利要求5所述的整形外科植入物，其特徵在於，沿所述植入物長度的分立部段成形為各自具有為均勻分布應力而優化的慣性矩。
9.根據權利要求5所述的整形外科植入物，其特徵在於，沿所述植入物長度的分立部段各自具有為均勻分布應力而優化的材料密度。
10.根據權利要求9所述的整形外科植入物，其特徵在於，所述植入物包括碳纖維增強的PEEK，並且其中，所述材料密度通過改變碳纖維增強物的百分比而優化。
11.根據權利要求10所述的整形外科植入物，其特徵在於，所述植入物還包括PAEK。
12.根據權利要求5所述的整形外科植入物，其特徵在於，還包括一個或多個凹坑或腔體，所述一個或多個凹坑或腔體構造成在特定部段中弱化所述植入物以更均勻地分布應力。
13.根據權利要求1或5所述的整形外科植入物，其特徵在於，所述插管沿所述主體的整個長度設置。
14.根據權利要求1或5所述的整形外科植入物，其特徵在於，所述主體由碳纖維增強的PEEK製成。
15.根據權利要求1或5所述的整形外科植入物，其特徵在於，所述主體由金屬製成。
【文檔編號】A61F2/28GK103648440SQ201280035183
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年7月13日 優先權日:2011年7月15日
【發明者】K.瓦塔納貝, H.B.法貝爾 申請人:史密夫和內修有限公司