[发明专利]改进的矫形弹簧铰链系统及其方法

说明书

用于治疗解剖学关节紊乱的装置、套件和方法，更具体地，弹簧铰链包括：具有螺旋结构的主螺旋弹簧，所述螺旋结构具有中心空腔，其中当所述主螺旋弹簧处于未扩张状态时，所述主螺旋弹簧形成彼此层叠的多个螺旋；其中所述主螺旋弹簧包括配置为相互嵌套的表面，以抵抗相邻螺旋层之间的平移运动或剪切运动。

公开的领域

本公开在某些实施方案中涉及适于用作外部固定系统一部分的矫形铰链装置和系统。

公开的背景

在不限制本公开的范围的情况下，描述了与用于外部固定器和外部固定系统的矫形铰链相关的背景。通常，外部固定器常用于各种外科手术中，包括肢体延长、畸形矫正、骨折复位以及不愈合、不良愈合和骨缺损的治疗。该过程使用了刚性框架，所述刚性框架包括若干外部固定器，例如外部固定环。所述外部固定器被放置在所述肢体的外部并且使用丝和半销与骨段相连，所述半销插入到所述骨段中并且连接到所述外部刚性框架的相关部分。所述刚性框架的相对的环直接地或结合单平面或多平面铰链通过螺杆或伸缩杆互相连接，这使外科医生可以在使用时或在快速(剧烈地)或缓慢操纵骨段后经过一段时间将互相不平行的相对的环相连。

允许设置在两个外部固定器支撑件之间的铰链的受控运动对于各种病况的治疗是有益的。引入受控运动可加速骨愈合并改善关节的机动性。例如，在两个外部支撑件之间固定一个或多个铰链以允许解剖学关节的有限的枢转运动可以是有益的。铰链可允许解剖学关节的枢扭旋转，将运动重新引入了患者的关节。然而，这样的铰链应当提供足够的稳定性并且防止其沿除了解剖学关节轴之外的轴进行不需要的运动。沿着除了解剖学关节轴之外的轴进行不需要的运动可能对愈合过程产生负面影响，或对患者的解剖学关节造成损伤。例如，枢转运动过程中铰链的平移运动或剪切可能伤害解剖学关节并且有损解剖学关节的治疗或运动。平移运动或剪切运动可以发生在与铰链的纵向轴正交的平面上。

传统的单轴机械铰链虽已被应用于矫形治疗，但仍具有很大的局限性。机械销铰链可能无法充分地顺应患者解剖学关节的解剖轴，尤其是在关节轴动态变化时。当解剖学关节旋转或移动时，相应的旋转解剖轴可在三维中进行移位。此外，许多解剖学关节是高度复杂的，比如踝和腕，它们并不简单地遵循静态旋转轴。由于机械销铰链是静态的并且无法随动态解剖轴的旋转而动态地调节，因此使用机械销铰链在解剖学关节中引入的运动可能是有限的。如果机械销铰链与外部固定器结合使用，则患者的关节可能无法充分地或舒适地枢转。此外，如果所述机械销铰链的旋转轴与所述旋转解剖轴未对准，则围绕所述解剖学关节的枢转可导致所述关节的疼痛、不适、半脱位或错位，和/或对所述解剖学关节的损伤。

弹簧可用作铰链，所述铰链可允许旋转轴在所述解剖学关节的旋转或移动期间进行移位或调整到特定解剖学关节的旋转解剖轴的位置。然而，弹簧具有相对较高的不稳定性，并且其运动限度不会局限在特定平面或某一方向上。当弹簧在特定方向上弯曲时，构成弹簧的内层容易受到剪切力和运动的影响，导致弹簧也表现出平移运动或剪切运动。因此，传统的弹簧无法提供足够的稳定性，并且在与外部固定器一同使用时，也可能导致对解剖学关节的疼痛、不适和/或损伤。

由此，亟需改进的铰链，其可提供足够的稳定性，能够将枢转运动限制在有限数量的平面或方向上，同时还能够在相应的解剖学关节运动时动态地适应旋转解剖轴的移位。

概述

本公开大体上涉及适于与外部固定器使用和作为外部固定系统一部分的矫形铰链。在某些实施方案中，本公开中的矫形铰链可以提供围绕解剖学关节的枢转运动，同时基本上或完全防止围绕所述解剖学关节不需要的平移运动或剪切运动，或剪切。