一種可主動撐開的用於兒童或青少年的脊柱側凸、後凸後路生長棒矯形裝置製造方法
2024-04-08 05:01:05
一種可主動撐開的用於兒童或青少年的脊柱側凸、後凸後路生長棒矯形裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種脊柱矯形裝置，其包括生長棒和生長槽(5)，所述生長棒包括第一桿件(2)和第二桿件(2』)，所述第一桿件(2)和第二桿件(2』)的自由端可滑動地套在生長槽(5)的兩端內；所述生長槽(5)內設置有雙向記憶合金彈簧(7,7』)以及位於所述兩組雙向記憶合金彈簧(7,7』)之間的容器(6)。本實用新型的生長棒矯形系統，可以定期對患者脊柱進行主動撐開；無需主動撐開時，脊柱縱向生長能力也可提供撐開力，並被生長槽單向撐開的特點所保留；該發明在保留脊柱生長能力的同時無需多次進行開放手術。
【專利說明】-種可主動撐開的用於兒童或青少年的脊柱側凸、後凸後 路生長棒矯形裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種骨科醫療器械，是一種用於治療兒童或青少年脊柱側凸矯形手術 的內固定裝置。
【背景技術】
[0002] 由於先天畸形或在生長過程異常，人體脊柱可能出現側凸、後凸等畸形狀態。對於 兒童或青少年脊柱側、後凸患者，矯形技術主要包括融合技術和非融合技術，各有利弊。
[0003] 目前最為普遍應用的脊柱側後凸矯形技術是應用由椎弓根螺釘、椎弓根鉤、椎板 鉤以及金屬棒共同構成的"釘或和鉤、棒系統"進行後路矯形、融合。對於低齡患者採用脊柱 矯形內固定融合技術的弊端主要包括：1、阻礙了矯形節段脊柱的生長；2、限制融合節段所 涉及的胸廓或腹腔的發育，從而影響心、肺、腹腔內臟器的發育，從而影響患者的生理機能； 3、後方融合的脊柱在前方繼續生長，從而出現"曲軸現象";4、由於融合節段的活動能力喪 失，與其相比鄰的脊柱節段可能會加速退變，從而引起疼痛、相鄰節段脊柱退變、畸形等並 發症。
[0004] 為了保留矯形節段脊柱的生長能力，脊柱側、後凸非融合技術在低齡患者身上開 始應用。非融合技術中最為常規應用的是生長棒技術，其通過固定於側凸節段兩端的椎弓 根釘或和鉤作為錨定點，通過分別與頭、尾椎弓根釘相連接的、可以相對移動的連接棒之間 的相對滑動達到撐開矯形的目的，並保留了脊柱的生長能力。生長棒技術又可分為兩類，一 類是通過多次手術藉助外力促使頭、尾連接棒相對滑動，再通過螺釘鎖緊，維持矯形效果， 該類技術的弊端在於需要通過間隔期為約半年的多次手術進行操作，容易導致感染、軟組 織缺損、脊柱的自發融合等不良反應；而另一類技術可被歸納為被動滑動技術，連接棒之間 的相對滑動是由脊柱自身的生長力提供，約束滑動棒之間在冠狀面上相對移動的連接器起 到了控制側凸加重的作用，關於該類技術在臨床應用中的公開報導較少，可能與其矯形力 有限相關。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是克服現有技術的上述不足而提供一種新型的，應用於兒童或青少 年，可以通過微創操作進行主動撐開的生長棒矯形內固定器，避免反覆的開放手術和撐開 力不足的缺陷。
[0006] 本發明通過如下技術方案實現：
[0007] -種脊柱矯形裝置，包括生長棒和生長槽，所述生長棒包括第一桿件和第二桿件， 所述第一桿件和第二桿件的自由端可滑動地套在生長槽的兩端內；所述生長槽內設置有兩 組雙向記憶合金彈簧以及位於所述雙向記憶合金彈簧之間的容器。
[0008] 本發明中，通過在生長槽內置入經過訓練的雙向記憶合金彈簧，當在所述容器中 注入熱水時，熱量由所述容器傳遞給所述雙向記憶合金彈簧，所述雙向記憶合金彈簧變長， 從而推動生長棒滑動；當在容器中注入冷水時，所述雙向記憶合金彈簧變冷，所述雙向記憶 合金彈簧縮短，不再產生主動生長動力。此時生長棒滑動能力僅由脊柱生長力提供。
[0009] 根據本發明，所述第一桿件和第二桿件還分別包括固定端，所述固定端上分別具 有椎弓根螺釘和鎖帽，用於將所述第一桿件和第二桿件的固定端分別固定於側凸脊柱節段 頭、尾兩端的椎體上。
[0010] 根據本發明，所述容器可為任何能容納水的容器，優選為柔性容器，例如橡膠囊。 所述容器連接有輸液管，且所述輸液管一端與輸液港連接。所述容器可置於所述兩組雙向 記憶合金彈簧之間的容納腔內。所述容納腔設有一管型開口，供與所述容器相連接的輸液 管經過，並提供置入所述容器的通道。所述輸液港包埋在背部筋膜下。
[0011] 所述生長棒的第一桿件和第二桿件的自由端的位於所述生長槽內的部分中均設 置有至少2個彈性阻擋閥，所述彈性阻擋閥沿所述第一桿件和第二桿件的同一高度的外周 對稱地分布。所述彈性阻擋閥位於第一桿件和第二桿件的自由端的彈性阻擋閥滑孔中。所 述彈性阻擋閥由彈簧和阻擋塊構成。所述彈簧位於所述彈性阻擋閥滑孔中，並由所述阻擋 塊封擋。所述阻擋塊朝向使生長棒縮短的方向（即面向所述雙向記憶合金彈簧一側）的一 側垂直於所述第一桿件或第二桿件的表面。
[0012] 根據本發明，所述生長槽兩側與第一桿件和第二桿件接觸的部分與所述第一桿件 和第二桿件的外形匹配。例如當所述第一桿件和第二桿件為圓杆時，所述生長槽兩側與第 一桿件和第二桿件接觸的部分為圓管。當所述第一桿件和第二桿件為矩形杆時，所述生長 槽兩側與第一桿件和第二桿件接觸的部分也為矩形管，且其尺寸與所述第一桿件和第二桿 件的尺寸相匹配。
[0013] 根據本發明，在所述生長槽兩側與第一桿件和第二桿件接觸的部分中設置有若干 級單向齒狀凹陷，所述若干級之間的距離可相等或不等。其距離可根據需要設置，例如為 l-20mm，優選為l-10mm，最優選為5mm。在每一級中，又在與所述彈性阻擋閥相對應的位置 上設置若干個單向齒狀凹陷，從而使得當第一桿件和第二桿件滑動以使所述彈性阻擋閥達 到該級齒狀凹陷處時，就進入相應的齒狀凹陷中。在優選實施方案中，每一級單向齒狀凹陷 分布於整個生長槽的內周表面上，從而形成沿整個生長槽內周表面的單向齒狀凹陷槽。在 本實用新型中，"單向齒狀"意指所述齒的朝使生長棒縮短的方向（即面向所述雙向記憶合 金彈簧一側）的一側垂直於所述生長槽的表面。
[0014] 當第一桿件和第二桿件滑動至所述凹陷處時，阻擋塊在彈簧的作用下頂出，進入 所述凹陷。由於所述凹陷為單向齒狀的，所述阻擋塊被該單向齒狀凹陷阻擋，從而使得所 述第一桿件和第二桿件無法再縮回。由於該單向齒狀凹陷，所述生長棒只能單向滑動，從而 使得其只能伸長，不能縮短。
[0015] 所述凹陷的深度以使得所述阻擋塊在滑動至該凹陷處時，其全部長度的1/3-2/3 進入該凹陷中。
[0016] 在使用過程中，通過將本發明的脊柱矯形裝置植入體內，藉助所述第一桿件和第 二桿件上的椎弓根螺釘和鎖帽將所述第一桿件和第二桿件分別固定於側凸脊柱節段頭、尾 兩端的椎體上。滑動所述第一桿件和第二桿件，從而使所述裝置達到所需長度，並藉助所述 彈性阻擋閥和單向齒狀凹陷固定，使得所述裝置不能縮短。當兒童或青少年生長時，脊柱也 隨之生長。此時需要調節所述脊柱矯形裝置的長度。此時，通過微創手術向所述輸液港中 注入熱水，熱水經輸液管達到位於生長槽的容納腔中的容器中，然後熱量傳送至所述兩組 雙向記憶合金彈簧，所述雙向記憶合金彈簧在熱作用下變長，從而推動生長棒滑動。調節注 入熱水的量和溫度，以使所述裝置的長度達到所需的值，同時所述彈性阻擋閥被單向齒狀 凹陷阻擋。
[0017] 本發明與現有技術相比具有如下特點：
[0018] 1、本發明考慮到低齡兒童生長潛能大的特點，設計出一種可以通過水溫控制提供 主動撐開力的生長棒矯形系統，使其可以定期對患者脊柱進行主動撐開；無需主動撐開時， 脊柱縱向生長能力也可提供撐開力，並被生長槽單向撐開的特點所保留；該發明在保留脊 柱生長能力的同時無需多次進行開放手術。可以提供良好的矯形動力並降低感染、軟組織 缺損、自發融合等併發症的發生。
[0019] 2、通過可以被控制的記憶合金彈簧發生形變，提供撐開力，生長棒系統可以主動 延長，比被動滑動的生長棒系統具有更大的撐開矯形力。
[0020] 3、通過利用雙向記憶合金彈簧可以發生雙向形變的特點，生長槽可以提供多次矯 形力。
[0021] 4、通過將冷、熱水從輸液港經輸液管注入水囊來提供冷、熱環境影響記憶合金彈 簧發生形變而提供生長力，這種簡單的介入操作可以避免反覆開放手術帶來的問題和麻 醉風險。
[0022] 5、通過生長槽內限制生長棒單向滑動的設計，當無需進行主動撐開時，同時可保 留由脊柱生長所提供的撐開形變。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023] 附圖1為本發明的結構示意圖；
[0024] 附圖2為本發明的優選實施方案的生長棒固定端結構剖面圖；
[0025] 附圖3為本發明優選實施方案的生長棒、生長槽橫斷面示意圖；
【具體實施方式】
[0026] 本發明通過如下實施例進行詳細說明。但本領域技術人員了解，本發明並不限於 下述實施例，任何在本發明基礎上做出的改進和變化，都在本發明的保護範圍之內。
[0027] 如圖1所示，本使用新型涉及一種用於兒童或青少年脊柱側後凸畸形可主動撐開 的生長棒矯形內固定器，其包括生長棒和生長槽5,所述生長棒包括第一桿件2和第二桿件 2'，所述第一桿件2和第二桿件2'的自由端可滑動地套在生長槽5的兩端內。所述第一桿 件2和第二桿件2'的固定端分別具有過鎖帽4和4'以及椎弓根螺釘1和Γ。
[0028] 圖2所示的為本實用新型的優選實施方案的生長棒固定端結構剖面圖。在圖2中， 第一桿件2和第二桿件2'可滑動地套接在生長槽5內。生長槽5內設置有兩組雙向記憶 合金彈簧7和7'。
[0029] 所述雙向記憶合金彈簧7和7'之間具有容納腔12。容納腔12中容納有容器6。 如上所述，所述容器6可為柔性容器，例如橡膠囊。所述容器6通過輸液管6-1與輸液港 6-3連接。輸液港6-3包埋在背部筋膜下。
[0030] 所述雙向記憶合金彈簧7和7' 一端分別與第一桿件2和第二桿件2'的自由端端 部表面接觸，另一端分別與容納腔12的表面接觸。
[0031] 所述生長槽兩側與第一桿件和第二桿件接觸的部分與所述第一桿件2和第二桿 件2'的外形匹配。
[0032] 所述生長棒的第一桿件2和第二桿件2'的自由端的位於所述生長槽內的部分中 均設置有若干彈性阻擋閥滑槽。所述滑槽內設置有彈性阻擋閥8。所述彈性阻擋閥8由彈 簧10和阻擋塊9構成。所述阻擋塊9將彈簧10完全封擋於滑槽中。在每一級中，所述彈 性阻擋閥8沿所述第一桿件2和第二桿件2'的同一高度的外周對稱地分布。所述阻擋塊8 朝向使生長棒縮短的方向（即面向所述雙向記憶合金彈簧7和7'的一側）的一側垂直於 所述第一桿件2或第二桿件2'的外周表面。
[0033] 所述生長槽5與第一桿件2和第二桿件2'接觸的部分中分布有若干級設置有若 幹級單向齒狀凹陷11，所述若干級之間的距離可相等或不等。其距離可根據需要設置，例如 為1-20_，優選為1-10_，最優選為5_。在每一級中，又在與所述彈性阻擋閥相對應的位 置上設置若干個單向齒狀凹陷11，從而使得當第一桿件和第二桿件滑動以使所述彈性阻擋 閥8達到該級齒狀凹陷11處時，就進入相應的齒狀凹陷11中。
[0034] 當第一桿件2和第二桿件2'滑動至所述凹陷11處時，阻擋塊9在彈簧10的作用 下頂出，進入所述凹陷11。由於所述凹陷11為單向齒狀的，所述阻擋塊9被該單向齒狀凹 陷11阻擋，從而使得所述第一桿件2和第二桿件2'無法再縮回。由於該單向齒狀凹陷，所 述生長棒只能單向滑動，從而使得其只能伸長，不能縮短。
[0035] 所述凹陷11的深度以使得所述阻擋塊9在滑動至該凹陷11處時，其全部長度的 1/3-2/3進入該凹陷11中。
[0036] 容器6在初次手術時通過容納腔開口被置入生長槽5的容納腔12內，與容器6相 接的輸液港6-3通過輸液管6-2連接且被埋入皮下。再次需要進行生長棒主動撐開時，用 注射器將約40-50°C的熱水從輸液港注入容器6中，通過熱傳導將熱量傳遞至位於生長槽5 內的雙向記憶合金彈簧7和7'，使之發生形變產生彈性能，推動生長棒在生長槽中滑動。
[0037] 脊柱各椎體之間的軟組織連接對生長棒撐開形成阻力，避免因生長棒過度撐開引 起神經脊髓過度牽拉所導致的神經系統併發症；同時彈性阻擋閥也可限制生長棒被過度撐 開；如手術中決定停止撐開，則當生長棒在鋸齒狀分級設計中延長但尚未跨越過下一級時 將球囊中的熱水抽出，換注入約10度左右冷水如水囊球中。
【權利要求】
1. 一種脊柱矯形裝置，其包括生長棒和生長槽（5)，所述生長棒包括第一桿件（2)和第 二桿件（2'），所述第一桿件（2)和第二桿件（2'）的自由端可滑動地套在生長槽（5)的兩 端內；所述生長槽（5)內設置有雙向記憶合金彈簧（7, 7'）以及位於所述兩組雙向記憶合 金彈簧（7, 7'）之間的容器（6)。
2. 根據權利要求1所述的脊柱矯形裝置，所述第一桿件（2)和第二桿件（2'）還分別 包括固定端，所述固定端上分別具有椎弓根螺釘（1，Γ )和鎖帽（4, 4'）。
3. 根據權利要求1所述的脊柱矯形裝置，所述容器（6)連接有輸液管￠-2)，且所述輸 液管（6-2) -端與輸液港（6-3)連接。
4. 根據權利要求3所述的脊柱矯形裝置，所述容器（6)位於所述兩組雙向記憶合金彈 簧（7, 7'）之間的容納腔（12)內。
5. 根據權利要求1所述的脊柱矯形裝置，所述第一桿件（2)和第二桿件（2'）的自由 端的位於所述生長槽（5)內的部分中均設置有至少2個彈性阻擋閥（8)，所述彈性阻擋閥 (8)沿所述第一桿件（2)和第二桿件（2'）的同一高度的外周對稱地分布。
6. 根據權利要求5所述的脊柱矯形裝置，所述彈性阻擋閥（8)位於第一桿件（2)和第 二桿件（2'）的自由端的彈性阻擋閥滑孔中，所述彈性阻擋閥⑶由彈簧（10)和阻擋塊（9) 構成。
7. 根據權利要求1-6任一項所述的脊柱矯形裝置，所述生長槽（5)兩側與第一桿件 (2)和第二桿件（2'）接觸的部分與所述第一桿件（2)和第二桿件（2'）的外形匹配。
8. 根據權利要求6所述的脊柱矯形裝置，在所述生長槽（5)兩側與第一桿件（2)和第 二桿件（2'）接觸的部分中設置有若干級單向齒狀凹陷（11)。
9. 根據權利要求8所述的脊柱矯形裝置，所述若干級單向齒狀凹陷（11)之間的距離 相等或不等且為l_20mm。
10. 根據權利要求8所述的脊柱矯形裝置，其中所述凹陷的深度以使得所述阻擋塊在 滑動至該凹陷處時，其全部長度的1/3-2/3進入該凹陷中。
【文檔編號】A61B17/70GK203873853SQ201320850868
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】蔡思逸, 邱貴興 申請人:中國醫學科學院北京協和醫院