[发明专利]内置式牵引成骨装置

说明书

技术领域

 此发明涉及患者关爱型内置式牵引成骨装置。

背景技术

牵引成骨技术产生于20世纪80年代，是针对复杂骨折和骨延长技术的重要修补手段。这种治疗方式还被广泛应用于颅面骨畸形治疗。牵引成骨术是一种治疗方式，用于针对复杂骨折和畸形等进行骨延长及骨结构畸形修正。这种方法尤其适合对四肢等长骨的治疗。该项技术是基于骨切开后，骨折位置能够产生新的骨组织的原理。骨切开后，牵引装置置入骨段中间，使骨段之间每日牵开约1毫米。骨切开后大约5-12天，牵引部位开始长出新的骨组织。牵引装置必须能够产生足够的力。如用于牵引四肢骨，所需的最大牵引力约为1000牛顿。牵引装置有扩散危害的部分即与接触组织液的部分还需具有生物相容性。另外，在大约持续1年的整个治疗期间，牵引装置必须保持可靠功能性。目前在用的牵引装置明显可分为外置式和完全内置式两种。外置式装置的缺点是感染风险大以及外部使用不美观、不方便。而且，当骨长度增加时，软组织会拉伸和扯裂，并因此引起严重疼痛和组织损伤风险。因为设计简单，材料选择较不严格，一般来说外置式装置比内置式装置要便宜的多，这可能是外置式装置仍在使用的最重要原因。使用内置式装置不存在外置式装置的内在问题。尤其是，感染风险显著减小。目前，用于腿牵引成骨疗法的植入式装置仅有两种模式，任何一种均未在全球范围内使用。这些装置中使用最多的是经Albizzia髓内柱固定的髓内骨骼动态延长器（ISKD）。通过在几度范围内转动脚部使ISKD完成牵引，同时借助其中机构的作用，于显微镜下延长骨髓内柱。骨段之间的间隙随之增加。这种延长操作的结果是，患者在疗程中十分疼痛，尤其是刚植入后。对于好动的患者，过度转动脚部引起牵引速度过快也是一个问题。因此，治疗期间必须尽可能限制患者的正常活动。牵引速度过快会导致生成的新骨组织不足以填充骨段之间的间隙，并因此导致治疗失败，即骨折未愈合。器械中含有昂贵和复杂的精密工程力学器件。德国产Fitbone是目前唯一一种电控牵引成骨装置。该装置的牵引过程由一台电机控制，通过行星齿轮使骨髓内柱在旋转作用下拉长。利用一个体外线圈和体内植入式二次线圈之间的感应向电机提供电源。目前此装置还有一种型式，即使用一节内置电池代替外部线圈作为电源。该装置复杂且昂贵。除上述装置外，现有几种基于骨髓内插钉技术的解决方案已经获得专利，但由于某种原因并未在市场上推出。除此之外，尚有几种新型植入式器械正在研制中。GB2333457披露一种牵引成骨装置，其中有一种磁致伸缩器件，用作成骨装置的主支撑器件。支撑单向运动器件紧靠着磁致伸缩器件，因此存在磁致伸缩器件因扭转而断裂的危险。而且，磁致伸缩器件外表面上的单向运动导致器件使装置总厚度增加，而实际的磁致伸缩器件直径仍然很小，小到不能产生充分的牵引力。根据发明， 通过重新定位单向运动器件，使磁致伸缩器件向前和/或向后，从而加大磁致伸缩器件在装置中的直径。另外，磁致伸缩器件沿横向自如运动，即只能对单向运动器件施加推的作用，这样磁致伸缩器件就不致受到扭转或扭曲力的作用。在上述出版物GB2333457所述情况中，磁致伸缩器件可能因作用于一个伸展肢的扭转或扭曲力而损坏，患者因此遭受严重并发症危险。同时，磁致伸缩器件的生物相容性包埋材料破裂，拉长骨处于不愈合高风险中。另外，机械装置解体可能会引起严重内出血。生物包埋难以进行，因为包埋应允许磁致伸缩材料拉紧，并且材料应利用倒刺所产生的力来实现单向运动。发明的目的是产生植入式牵引成骨装置，这种装置受体外无线控制，其生产和使用成本低于以往装置，操作可靠，生产简便、经济还可根据患者情况进行修改。

发明内容

该装置是一种可内置骨髓内柱，由体外磁场控制。借助磁致伸缩材料可实现长度改变，例如Terfenol-D品牌材料在外部磁场改变其长度（焦耳磁致伸缩）。装置有其自己的基于步进电机原理的驱动机构。因此，磁致伸缩材料的短单步距伸长可能会转变为足够用于牵引的总拉伸度。装置由体外线圈产生的短磁脉冲控制，根本不需要体内电子器件。Terfenol-D品牌材料的方程式为TbXDy(1-X)FeY，其中X约为0.3，Y约等于1。此应用中，所指材料为人们熟知的品牌，但也可以用被称为超磁致伸缩材料的等效材料代替。Terfenol-D具有产生大范围磁致伸缩运动的作用，但此应用中也使用了其它广为人知的等效材料。

附图说明

图1A-1B：显示时序操作的不同阶段中最先用到的一种器械

图2：图中所示为第二步操作时用到的一种器械

图3：展示以上器械的细部

图4A-4B：显示器械拉伸期间时序操作中第二步用到的一种器械