固定或互连到骨的可植入治疗设备制造技术

本发明专利技术涉及一种固定或互连到骨的可植入设备，该可植入设备利用允许单向运动的装置借助产生沿同一方向的往复运动的构件来产生单向运动。在该可植入设备中，所述允许单向运动的装置包括基于摩擦且形成线接触的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固定或互连到骨的可植入治疗设备本专利技术涉及可植入治疗设备的细节，尤其是涉及允许单向运动的装置，借助于该允许单向运动的装置产生往复运动的材料的短运动被转变成单向长运动。现有技术例如由同一申请人的早期申请FI20085238提出。其中所公开的关于骨延长治疗的背景信息也适用于本专利技术的设备。本专利技术的目的在于提供一种甚至更好地起作用的适于可植入使用的设备，借助于该设备通过重复改变智能材料的长度能实现两个附着点之间的距离的变化。从由磁致伸缩材料提供的短的往复运动得到的足够的动力产生已证明是与上述应用有关的问题。允许单向运动的装置和整个设备的间隙必须小于当产生足够动力时受到磁致伸缩材料影响的长度变化。磁致伸缩材料是有利的，这是因为它例如在骨延长治疗中提供足够的动力。然而， 所产生的往复运动的小长度是个问题，由此对允许单向运动的装置提出高要求。磁致伸缩材料不需要任何围绕其的电子构件。热记忆金属(诸如镍钛诺)需要用于它们的加热装置以及自动进给和控制装置。MSM (磁性形状记忆)材料产生比磁致伸缩材料大的运动，但是它们的动力产生在没有机械传动的情况下是不足的。另一方面，压电致动器需要例如感应线圈以产生所需电压。然而，所有上述智能材料能以限制的方式与本专利技术结合使用。根据本专利技术的牵引成骨应用通常需要下列动力传输装置(I)运动必须以O. 25mm为一级(每天O. 25mm四次，也就是说，I. Omm/天)以控制方式来进行。(2)动力传输装置必须传输牵引所需的动力。(3)运动必须在一级之后被锁定。(4)锁定必须经受住从肢体传递的静态和动态机械应力。另外，所选择的治疗方法，也就是说，骨髓腔内插钉术设定特殊要求(5)动力传输装置必须装配在骨髓钉内。(6)所使用的材料必须是生物相容的或者它们必须可以与身体充分隔离。在Terfenol-D (铽镝铁磁致伸缩材料)的情况下，在腿的延长治疗期间实现大约O. 15mm的往复、重复运动。这与借助治疗所需的反作用力的O. 12%长度延长对应。铽镝铁磁致伸缩材料是脆的，因此不能对其施加扭转、旋转或切削力。鉴于当前知识，大多数病人能用大约800N的伸展力来治疗。至少，用300N来实现延长，但所需的力至多是1400N。与腿骨的延长治疗结合，在使用设备期间正常发生的最大力继而是病人的重量的2. 5倍的数量级。当病人行走时施加在设备上的应变在钉的伸缩最长时在治疗的末级中处于最大，并且伸缩的长度不再增大，并且机构的摩擦面因此保持就位并且应变被施加在相同点上数月。治愈的骨和腿肌肉十分迅速地承担大比例的纵向应变，因此抵抗扭矩的主要的力保留以用于支撑该设备。在早期应用中公开了使用滚珠螺母和飞轮离合器的组合，并且例如，将倒刺用作用于允许单向运动的装置。此外，公报US2009076597 (段0022图2C)公开了使用由楔形滚珠结合整形外科装置或类似装置操作的离合器。该申请未公开骨延长设备，但公开了其中所需的力显著较低的应用。圆形楔入滚珠产生导致离合器部分弹性和塑性变形的高表面压力。这继而在离合器中形成间隙，由一个滚珠抵抗的力越高，该间隙越大。因为可用空间非常有限，因此大滚珠不能装配在该设备中，大量滚珠离合器也不能装配在该设备中。US2009076597中所描述的解决方案因此不适合该应用，其中力高且可用空间有限。该解决方案在骨牵引设备中不起作用，至少当由普通材料制成时不起作用，例如传统上用于滚珠轴承的材料对于该装置来不充分耐用以经受住整个治疗持续时间内的应变。根据本专利技术，利用进行线接触的楔形装置来锁定单向装置的返回运动。该楔形装置可以例如是辊或楔块。也可以是滚珠或桶形装置(如果其配合面被适当地设计)。 基于由专利技术人进行的试验，允许单向运动的数个连续离合器减小了经受应变的间隙，并且通过适当的实施，间隙的数量几乎与装置的数量成反比。根据本专利技术的解决方案在下面通过附图更详细地描述。图I示出了允许单向运动的根据本专利技术的设备的装置的实施方式。图2示出了允许单向运动的设备的横截面。图3示出了用于定位允许单向运动的装置的不同构造。图4示出了对辊子起作用的飞轮的原理的视图。图5示出了具有线性运动的楔块离合器的原理。图I示出了允许单向运动的设备的分解图。该设备可以优选地包括连续的数个楔形构件。在该图中，杆I在主体2内移动，辊子3靠在由弹性板4推动的斜面7上，该弹性板4在止动件5被拧紧就位时充当弹簧。当杆逆着由箭头所示方向被移动时，斜面7将辊子3压靠在杆的面8上，辊子将杆锁定就位。数个连续楔或辊子可以被构造成例如使得，相对于外周的行进方向以倾角或斜角(inclined or slanted angle)楔入棍子或滚珠的连续部件作用在装配于该设备的外部或内部的配合面上的接合独立件上。因此斜面7被加工成条并且数个连续辊子布置在这些条上。在该情况下为每个辊子设置弹簧，由此弹簧可以靠在条的表面上或者弹簧可以借助于止动件5被推动，其中该止动件具有例如延伸超过辊子3的端部之间的空间的装置。因为弹簧也可以使用聚合物，例如，生物相容的硅橡胶，因此通过该聚合物，辊子在分离的条上被粘合就位。在图I的优选实施方式中，使用具有例如矩形横截面的角杆，辊子靠在该角杆上，由充当弹簧的装置4挤压使得弹簧将辊子压入斜面和杆之间的间隙中。该弹簧装置可以是例如生物相容的泡沫塑料片或者例如是由聚合物制成的硅橡胶弹簧，或金属弹簧。金属弹簧可以是弯曲的片状螺旋弹簧，杯状弹簧等。根据制造技术，最容易的是使杆包括横截面笔直的表面，因为在该情况下辊子或楔块是均匀厚度的并且易于制造。辊子也可以是例如桶形的，但是在该情况下配合面必须制成为凹的。具有呈圆拱形状的摩擦面的桶形辊子或楔块使得也可以与圆形外管的内表面线接触。然而，在该情况下，内杆上的配对件必须设计成为凹的，使得其曲率半径将与外管的曲率半径相同。凹的且倾斜的配合面能制成为单独件或它能例如作用在角形中心杆的表面上。代替平面辊也能使用楔、滚珠或桶形辊子。不同的替代方案在图2中示出，其中最上一行描绘产生点形摩擦面的装置，因上面所公开的原因这例如在骨延长设备中不是有利的，因为当在可用空间中构造时，它们的操作已证明是不令人满意的。第三行中的示例描绘了四个桶形楔或辊子。如果例如以六个或更多个辊子来使用桶形辊，则能使用大致圆形外管。使用包括单独的斜面的部件使得可以操作倾斜部件，该倾斜部件借助于激光或水切削或雕镂分别楔入滚珠或辊子。而且，该单独部件仅经受压缩力并且在某种程度上经受剪力，但是几乎没有经受任何张应力。该单独部件因此能由对于用作楔入斜面最佳的材料制成，该单独部件也能构造成使得楔的斜面或配对件例如通过仅使斜部件支撑例如由碳化钨或氮化钛制成的辊子或滚珠而由单独的较小件构成，在该情况下它们例如能被超声焊接到薄金属板上，该薄金属板充当支撑辊子、滚珠或楔并且将它们保持就位的部件。另选地，所述部件能被直接焊接在内杆或外管上。使用单独部件也使得可以使用例如圆形杆作为杆1，从而使单独部件被装配在杆的表面上，在该情况下斜面因此位于内杆上并将摩擦面锁定在外管的表面上。在该情况下，也能使用桶形辊，该桶形辊的纵向曲率与外管的内表面的曲率对应。在该情况下在内管中装配单独部件，该单独部件包括这样的斜面，使得它们直接靠在圆杆上或使得直的配合面为它们而成斜角本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.24 FI 201055691.一种固定或互连到骨的可植入治疗设备，该设备利用允许单向运动的装置、借助产生沿同一方向的往复运动的构件来产生单向渐进运动，其特征在于，所述允许单向运动的装置(14)包括基于摩擦且形成线接触的楔装置(3)，该楔装置选自包括辊子、滚珠或楔块的组。2.如权利要求I所述的设备，其中，所述楔装置的线接触垂直于运动方向。3.如权利要求I或2所述的设备，其中，沿单向运动的运动方向连续地存在数个用于促成接触的摩擦装置。4.如权利要求I或3所述的设备，其中，所述滚珠、所述辊子或所述楔块的静止配对件被制造为单独部件，该单独部件进一步连接到或借助于摩擦直接靠在自身的背衬上，或者数个配对件附接到公共支撑部，该公共支撑部进一步连接到或支撑在自身的背衬上。5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述摩擦装置的数个配对件沿运动方向连...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·哈亚，H·哈里拉，A·利特万宁，
申请(专利权)人：阿尔托大学基金会，
类型：
国别省市：