專利名稱：固定或互連到骨的可植入治療設(shè)備的制作方法
固定或互連到骨的可植入治療設(shè)備本發(fā)明涉及可植入治療設(shè)備的細(xì)節(jié)，尤其是涉及允許單向運(yùn)動(dòng)的裝置，借助于該允許單向運(yùn)動(dòng)的裝置產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)的材料的短運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)變成單向長運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)有技術(shù)例如由同一申請(qǐng)人的早期申請(qǐng)F(tuán)I20085238提出。其中所公開的關(guān)于骨延長治療的背景信息也適用于本發(fā)明的設(shè)備。本發(fā)明的目的在于提供一種甚至更好地起作用的適于可植入使用的設(shè)備，借助于該設(shè)備通過重復(fù)改變智能材料的長度能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)附著點(diǎn)之間的距離的變化。從由磁致伸縮材料提供的短的往復(fù)運(yùn)動(dòng)得到的足夠的動(dòng)力產(chǎn)生已證明是與上述應(yīng)用有關(guān)的問題。允許單向運(yùn)動(dòng)的裝置和整個(gè)設(shè)備的間隙必須小于當(dāng)產(chǎn)生足夠動(dòng)力時(shí)受到磁致伸縮材料影響的長
度變化。磁致伸縮材料是有利的，這是因?yàn)樗缭诠茄娱L治療中提供足夠的動(dòng)力。然而， 所產(chǎn)生的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的小長度是個(gè)問題，由此對(duì)允許單向運(yùn)動(dòng)的裝置提出高要求。磁致伸縮材料不需要任何圍繞其的電子構(gòu)件。熱記憶金屬(諸如鎳鈦諾)需要用于它們的加熱裝置以及自動(dòng)進(jìn)給和控制裝置。MSM (磁性形狀記憶)材料產(chǎn)生比磁致伸縮材料大的運(yùn)動(dòng)，但是它們的動(dòng)力產(chǎn)生在沒有機(jī)械傳動(dòng)的情況下是不足的。另一方面，壓電致動(dòng)器需要例如感應(yīng)線圈以產(chǎn)生所需電壓。然而，所有上述智能材料能以限制的方式與本發(fā)明結(jié)合使用。根據(jù)本發(fā)明的牽引成骨應(yīng)用通常需要下列動(dòng)力傳輸裝置(I)運(yùn)動(dòng)必須以O(shè). 25mm為一級(jí)(每天O. 25mm四次，也就是說，I. Omm/天)以控制方式來進(jìn)行。(2)動(dòng)力傳輸裝置必須傳輸牽引所需的動(dòng)力。(3)運(yùn)動(dòng)必須在一級(jí)之后被鎖定。(4)鎖定必須經(jīng)受住從肢體傳遞的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)機(jī)械應(yīng)力。另外，所選擇的治療方法，也就是說，骨髓腔內(nèi)插釘術(shù)設(shè)定特殊要求(5)動(dòng)力傳輸裝置必須裝配在骨髓釘內(nèi)。(6)所使用的材料必須是生物相容的或者它們必須可以與身體充分隔離。在Terfenol-D (鋱鏑鐵磁致伸縮材料)的情況下，在腿的延長治療期間實(shí)現(xiàn)大約O. 15mm的往復(fù)、重復(fù)運(yùn)動(dòng)。這與借助治療所需的反作用力的O. 12%長度延長對(duì)應(yīng)。鋱鏑鐵磁致伸縮材料是脆的，因此不能對(duì)其施加扭轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)或切削力。鑒于當(dāng)前知識(shí)，大多數(shù)病人能用大約800N的伸展力來治療。至少，用300N來實(shí)現(xiàn)延長，但所需的力至多是1400N。與腿骨的延長治療結(jié)合，在使用設(shè)備期間正常發(fā)生的最大力繼而是病人的重量的2. 5倍的數(shù)量級(jí)。當(dāng)病人行走時(shí)施加在設(shè)備上的應(yīng)變在釘?shù)纳炜s最長時(shí)在治療的末級(jí)中處于最大，并且伸縮的長度不再增大，并且機(jī)構(gòu)的摩擦面因此保持就位并且應(yīng)變被施加在相同點(diǎn)上數(shù)月。治愈的骨和腿肌肉十分迅速地承擔(dān)大比例的縱向應(yīng)變，因此抵抗扭矩的主要的力保留以用于支撐該設(shè)備。在早期應(yīng)用中公開了使用滾珠螺母和飛輪離合器的組合，并且例如，將倒刺用作用于允許單向運(yùn)動(dòng)的裝置。此外，公報(bào)US2009076597 (段0022圖2C)公開了使用由楔形滾珠結(jié)合整形外科裝置或類似裝置操作的離合器。該申請(qǐng)未公開骨延長設(shè)備，但公開了其中所需的力顯著較低的應(yīng)用。圓形楔入滾珠產(chǎn)生導(dǎo)致離合器部分彈性和塑性變形的高表面壓力。這繼而在離合器中形成間隙，由一個(gè)滾珠抵抗的力越高，該間隙越大。因?yàn)榭捎每臻g非常有限，因此大滾珠不能裝配在該設(shè)備中，大量滾珠離合器也不能裝配在該設(shè)備中。US2009076597中所描述的解決方案因此不適合該應(yīng)用，其中力高且可用空間有限。該解決方案在骨牽引設(shè)備中不起作用，至少當(dāng)由普通材料制成時(shí)不起作用，例如傳統(tǒng)上用于滾珠軸承的材料對(duì)于該裝置來不充分耐用以經(jīng)受住整個(gè)治療持續(xù)時(shí)間內(nèi)的應(yīng)變。根據(jù)本發(fā)明，利用進(jìn)行線接觸的楔形裝置來鎖定單向裝置的返回運(yùn)動(dòng)。該楔形裝置可以例如是輥或楔塊。也可以是滾珠或桶形裝置(如果其配合面被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì))。
基于由發(fā)明人進(jìn)行的試驗(yàn)，允許單向運(yùn)動(dòng)的數(shù)個(gè)連續(xù)離合器減小了經(jīng)受應(yīng)變的間隙，并且通過適當(dāng)?shù)膶?shí)施，間隙的數(shù)量幾乎與裝置的數(shù)量成反比。根據(jù)本發(fā)明的解決方案在下面通過附圖
更詳細(xì)地描述。圖I示出了允許單向運(yùn)動(dòng)的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的裝置的實(shí)施方式。圖2示出了允許單向運(yùn)動(dòng)的設(shè)備的橫截面。圖3示出了用于定位允許單向運(yùn)動(dòng)的裝置的不同構(gòu)造。圖4示出了對(duì)輥?zhàn)悠鹱饔玫娘w輪的原理的視圖。圖5示出了具有線性運(yùn)動(dòng)的楔塊離合器的原理。圖I示出了允許單向運(yùn)動(dòng)的設(shè)備的分解圖。該設(shè)備可以優(yōu)選地包括連續(xù)的數(shù)個(gè)楔形構(gòu)件。在該圖中，桿I在主體2內(nèi)移動(dòng)，輥?zhàn)?靠在由彈性板4推動(dòng)的斜面7上，該彈性板4在止動(dòng)件5被擰緊就位時(shí)充當(dāng)彈簧。當(dāng)桿逆著由箭頭所示方向被移動(dòng)時(shí)，斜面7將輥?zhàn)?壓靠在桿的面8上，輥?zhàn)訉U鎖定就位。數(shù)個(gè)連續(xù)楔或輥?zhàn)涌梢员粯?gòu)造成例如使得，相對(duì)于外周的行進(jìn)方向以傾角或斜角(inclined or slanted angle)楔入棍子或滾珠的連續(xù)部件作用在裝配于該設(shè)備的外部或內(nèi)部的配合面上的接合獨(dú)立件上。因此斜面7被加工成條并且數(shù)個(gè)連續(xù)輥?zhàn)硬贾迷谶@些條上。在該情況下為每個(gè)輥?zhàn)釉O(shè)置彈簧，由此彈簧可以靠在條的表面上或者彈簧可以借助于止動(dòng)件5被推動(dòng)，其中該止動(dòng)件具有例如延伸超過輥?zhàn)?的端部之間的空間的裝置。因?yàn)閺椈梢部梢允褂镁酆衔?，例如，生物相容的硅橡膠，因此通過該聚合物，輥?zhàn)釉诜蛛x的條上被粘合就位。在圖I的優(yōu)選實(shí)施方式中，使用具有例如矩形橫截面的角桿，輥?zhàn)涌吭谠摻菞U上，由充當(dāng)彈簧的裝置4擠壓使得彈簧將輥?zhàn)訅喝胄泵婧蜅U之間的間隙中。該彈簧裝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膠彈簧，或金屬彈簧。金屬彈簧可以是彎曲的片狀螺旋彈簧，杯狀彈簧等。根據(jù)制造技術(shù)，最容易的是使桿包括橫截面筆直的表面，因?yàn)樵谠撉闆r下輥?zhàn)踊蛐▔K是均勻厚度的并且易于制造。輥?zhàn)右部梢允抢缤靶蔚?，但是在該情況下配合面必須制成為凹的。具有呈圓拱形狀的摩擦面的桶形輥?zhàn)踊蛐▔K使得也可以與圓形外管的內(nèi)表面線接觸。然而，在該情況下，內(nèi)桿上的配對(duì)件必須設(shè)計(jì)成為凹的，使得其曲率半徑將與外管的曲率半徑相同。凹的且傾斜的配合面能制成為單獨(dú)件或它能例如作用在角形中心桿的表面上。代替平面輥也能使用楔、滾珠或桶形輥?zhàn)?。不同的替代方案在圖2中示出，其中最上一行描繪產(chǎn)生點(diǎn)形摩擦面的裝置，因上面所公開的原因這例如在骨延長設(shè)備中不是有利的，因?yàn)楫?dāng)在可用空間中構(gòu)造時(shí)，它們的操作已證明是不令人滿意的。第三行中的示例描繪了四個(gè)桶形楔或輥?zhàn)?。如果例如以六個(gè)或更多個(gè)輥?zhàn)觼硎褂猛靶屋?，則能使用大致圓形外管。使用包括單獨(dú)的斜面的部件使得可以操作傾斜部件，該傾斜部件借助于激光或水切削或雕鏤分別楔入滾珠或輥?zhàn)?。而且，該單?dú)部件僅經(jīng)受壓縮力并且在某種程度上經(jīng)受剪力，但是幾乎沒有經(jīng)受任何張應(yīng)力。該單獨(dú)部件因此能由對(duì)于用作楔入斜面最佳的材料制成，該單獨(dú)部件也能構(gòu)造成使得楔的斜面或配對(duì)件例如通過僅使斜部件支撐例如由碳化鎢或氮化鈦制成的輥?zhàn)踊驖L珠而由單獨(dú)的較小件構(gòu)成，在該情況下它們例如能被超聲焊接到薄金屬板上，該薄金屬板充當(dāng)支撐輥?zhàn)?、滾珠或楔并且將它們保持就位的部件。另選地，所述部件能被直接焊接在內(nèi)桿或外管上。使用單獨(dú)部件也使得可以使用例如圓形桿作為桿1，從而使單獨(dú)部件被裝配在桿的表面上，在該情況下斜面因此位于內(nèi)桿上并將摩擦面鎖定在外管的表面上。在該情況下，也能使用桶形輥，該桶形輥的縱向曲率與外管的內(nèi)表面的曲率對(duì)應(yīng)。在該情況下在內(nèi)管中裝配單獨(dú)部件，該單獨(dú)部件包括這樣的斜面，使得它們直接靠在圓桿上或使得直的配合面為它們而成斜角。在這兩種情況下，優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)管自身的更容易加工性，由此包括特定形狀的斜面的部件能通過例如鑄造而大規(guī)模地制造。 單獨(dú)部件的橫截面優(yōu)選地可以是矩形或者也可以是圓拱形，在該情況下其配合面是桿的外表面或管的內(nèi)表面。該單獨(dú)部件因而例如可以是金屬板制成的管狀部件，可以向左敞開，該單獨(dú)部件借助于其自己的彈力夾在內(nèi)桿或外管上。在該情況下單獨(dú)部件因此優(yōu)選地制成為直的并且被軋制成比其配合面略大或略小的開口管，使得它緊緊地固定在其配合面上。抵靠外管或內(nèi)管的最終形式僅當(dāng)受迫于滾珠、滾子或楔時(shí)才發(fā)生。單獨(dú)部件例如可以是具有保持燒結(jié)滾珠的部分的薄鋼板或者單獨(dú)部件是具有用于滾珠的孔或腔的板。單獨(dú)部件在操作期間不會(huì)相對(duì)于其基部移動(dòng)。單獨(dú)件例如借助于圖I的止動(dòng)件沿縱向方向被鎖定并且同時(shí)，也在鎖定期間，摩擦力抵靠外部件的表面將單獨(dú)部件保持就位。包括圓形段的單獨(dú)部件的優(yōu)點(diǎn)在于，圓管能使用在內(nèi)表面或外表面上，或具有正確截面形狀的溝槽能為滾珠而加工在單獨(dú)的軌道上或例如包括楔入輥?zhàn)拥膬A斜溝槽的硬質(zhì)金屬件中，軌道或硬質(zhì)金屬件進(jìn)一步被焊接或軟焊在保持它們的管狀的縱向開口套筒上，該開口套筒最后在由鎖定裝置擠壓時(shí)抵靠表面上緊。因此避免了在管的內(nèi)表面上加工數(shù)個(gè)傾斜柱面，并且可以自由地選擇傾斜部件自己的材料。因此，斜面能例如由陶瓷或碳化鎢制成，并且其支撐件或其它部件例如由不銹鋼或鈦制成。因此可以使用硬且抗壓縮的材料來抵抗輥?zhàn)印］佔(zhàn)踊蛐▔K的第二配合面因此彈性較小并且比當(dāng)由一種材料制成時(shí)更耐用。第二配合面可移動(dòng)，因此其塑性變形不太不利，這是因?yàn)樵诿總€(gè)操作周期中輥?zhàn)訑D壓新的點(diǎn)并且設(shè)備的相對(duì)管必須多次使用，因?yàn)樵O(shè)備通常是因人而異的并且結(jié)構(gòu)因此通常僅一次性使用。斜面更易于在小的單獨(dú)部件上加工，這是因?yàn)樵谠撉闆r下也可以使用燒結(jié)以及從乘用車胎防滑釘和鑿巖機(jī)的鉆頭已知的技術(shù)。而且，例如，在獨(dú)立部件上比直接在伸縮套管的表面上更容易實(shí)施電解生長和電火花加工。單獨(dú)部件可以是還包括能供彈簧裝置安靠的豎直臂的薄金屬條或薄條。彈簧裝置可以是例如金屬彈簧或同時(shí)在組裝期間充當(dāng)粘合劑的聚合物彈簧。圖4示出了用于通過輥?zhàn)?、滾珠或桶形件操作的內(nèi)部鎖定裝置和外部鎖定裝置的各種替代結(jié)構(gòu)。圖2示出了截面A-A的不同替代方案。
圖5示出了不同的楔塊結(jié)構(gòu)。與圖5不同，也可以存在用于楔塊的數(shù)個(gè)彈簧，在該情況下，在該結(jié)構(gòu)中形成的塑性變形不會(huì)對(duì)借助接合彈簧偏壓的楔產(chǎn)生不同大小的偏壓力。在楔之間也可以存在彈簧，在該情況下，彈簧可以是薄的并且具有小的行程長度，由此它允許楔之間的小的角差，而不使楔損失它們的偏壓力。與該圖不同，在兩側(cè)上可存在彈簧，在該情況下楔的不同端部被沿不同方向偏壓。每個(gè)楔均也可以具有位于固定端的成形配合面。輥?zhàn)?可以借助于聚合物珠被粘附到獨(dú)立部件的靜止中間壁或基部并且也可以粘附到楔部件。當(dāng)被安裝時(shí)，輥?zhàn)訑D壓充當(dāng)彈簧的聚合物并且該聚合物產(chǎn)生將輥?zhàn)泳o緊壓在斜面上的力。在輥?zhàn)雍途酆衔镏g的可以具有傳遞彈簧的力的分離支撐裝置。彈簧也可以是金屬的。為了便于組裝，連續(xù)的楔或輥?zhàn)幽鼙话惭b在連續(xù)的安裝框架上，這些連續(xù)的安裝框架在安裝期間被壓在一起而沒有間隙。在該情況下，作用于同一面上的桿或管的楔或輥?zhàn)游挥诓煌陌惭b框架中，但是作用于桿或管的相同點(diǎn)上的相對(duì)裝置優(yōu)選地可以位于同一 安裝框架中。在組裝之后，安裝框架被接著壓入它們的最終位置，使得它們之間不存在顯著間隙。如果安裝框架的相互疊置安放的面是光滑且直的，則在操作期間，沒有顯著的力被施加在框架上以分離它們，因此易于實(shí)現(xiàn)不存在間隙。在一個(gè)安裝框架上可以存在例如兩個(gè)或四個(gè)輥?zhàn)踊蛐?，?yōu)選地兩個(gè)輥?zhàn)幼饔糜谄綏U上，四個(gè)輥?zhàn)?，也就是說，兩對(duì)對(duì)置的輥?zhàn)幼饔糜诰匦螚U。另選地，配對(duì)的輥也能僅僅使用筆直面。組中的每個(gè)輥?zhàn)泳哂衅渥约旱钠珘簭椈桑撈珘簭椈刹贾贸墒沟迷搹椈稍试S與設(shè)備的組裝結(jié)合地將輥?zhàn)影惭b在安裝框架中，一次一個(gè)安裝框架，然后通過以沒有間隙的方式將安裝框架移入它們的最終位置來沿一個(gè)方向移動(dòng)它們，在最終位置安裝框架被連續(xù)擠壓或連接，因此連續(xù)的安裝框架一起形成沿運(yùn)動(dòng)方向的數(shù)個(gè)連續(xù)的鎖定裝置。彈簧可以預(yù)先焊接到安裝框架，在該情況下，當(dāng)將安裝框架組裝在桿上時(shí)，輥?zhàn)幽軓膹椈珊蜅U的端部之間的間隙通過，或者輥?zhàn)幽茉诎惭b之前借助于合適的工具被保持就位，該合適的工具保持輥?zhàn)泳臀恢钡綏U或管保持它們處于它們的最終位置。該工具可以是例如呈鎖定桿的形狀的設(shè)備，可以另外具有支撐輥?zhàn)拥难b置，即使桿和工具在安裝期間不完全成直線，該支撐輥?zhàn)拥难b置也將輥?zhàn)颖３志臀?。支撐件例如可以是由彈簧加載的推動(dòng)器，該推動(dòng)器至少延伸到工具的端部使得即使該工具被略微向側(cè)面移動(dòng)，輥?zhàn)右脖３址€(wěn)固地?cái)D壓就位直到棒的前邊緣將輥?zhàn)又尉臀徊⑶乙莆恢渭?。工具也可包括用于在安裝期間將輥?zhàn)颖３志臀坏难b置，在該情況下，輥?zhàn)颖环胖迷诠ぞ呱喜⑶夜ぞ弑煌七M(jìn)安裝框架中，因此當(dāng)在該安裝框架內(nèi)推動(dòng)工具時(shí)安裝框架的彈簧使輥?zhàn)油Ｖ咕臀?。此后，安裝工具借助桿被推動(dòng)通過安裝框架，并且輥?zhàn)訉惭b框架鎖定到桿的端部。如果彈簧在被施加壓力之前已成形為合適的弓形或傾斜形狀，則輥?zhàn)颖３衷诎惭b框架的彈簧上，該輥?zhàn)佑捎谥亓ψ饔枚蛳露ㄎ粡椈?。然后將安裝框架和彈簧水平放置在例如工作臺(tái)上，使得彈簧抵靠工作臺(tái)。此后，在由楔平面的角形成的峰值下，輥?zhàn)釉趶椈缮媳辉O(shè)定就位。此后，一旦所有的輥?zhàn)泳臀唬瑒t鎖定裝置就通過擠壓與工作臺(tái)接觸的輥?zhàn)又g的桿而被向上拾取在該桿上。彈簧因此十分均勻地偏壓在各側(cè)上，并且安裝迅速且容易。鎖定平面保持恰當(dāng)?shù)毓潭ㄔ跅U的末端，這是因?yàn)樽杂傻倪\(yùn)動(dòng)方向是從工作臺(tái)向上。此后，隨后的安裝框架能以相應(yīng)的方式被安裝在桿上，借此將框架連續(xù)地安放在桿上。內(nèi)部鎖定裝置能連續(xù)地一次一個(gè)地以相應(yīng)的方式安裝在管內(nèi)。支撐輥?zhàn)拥膹椈蓛?yōu)選地是板狀扭簧，該板狀扭簧能在主體內(nèi)被焊接到位，或者彈簧也能構(gòu)造成充當(dāng)鎖定環(huán)，在該情況下例如具有四個(gè)輥?zhàn)拥膹椈墒峭绘i定環(huán)的部分并且整個(gè)環(huán)借助彈簧彈力鎖定在合適的溝槽或夾子中。如果彈簧未被焊接，而是為處于組裝階段中的獨(dú)立部件，則通過在安裝框架和輥?zhàn)又髢H安裝彈簧就能進(jìn)行組裝。扭簧的優(yōu)點(diǎn)是簡單和平直度。由鋼帶制成的彈簧另外是耐久且光滑的并且不會(huì)不必要地干涉輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)。因?yàn)閺椈梢材苁褂美绮顝椈蓧|圈，所以該彈簧也用作扭簧，但是靠在相對(duì)表面上，也就是說，例如，靠在下一個(gè)安裝框架上。安裝框架和它們的彈簧也能構(gòu)造成使得它們也將甚至獨(dú)立安裝框架的輥?zhàn)踊蛐ū３志臀?。為此目的，在輥?zhàn)拥男ū砻娴南鄬?duì)于彈簧的相對(duì)側(cè)上存在支撐件，該支撐件防止輥?zhàn)舆M(jìn)一步移動(dòng)。另外，支撐件或彈簧能被設(shè)計(jì)成保持輥?zhàn)?。支撐件可以是例如環(huán)，該環(huán)被楔入在輥?zhàn)又蟮男ū砻嫔希蛘咧渭梢允前惭b框架的固定部。為了將輥?zhàn)颖３志臀唬瑥膹椈珊椭渭c輥?zhàn)拥慕佑|點(diǎn)到楔表面的距離必須比輥?zhàn)拥陌霃礁?。支撐件也可以具有杯形形狀。一旦安裝框架已被安裝就位，則支撐件也可以能夠移除?？梢瞥闹渭?yōu) 選地設(shè)計(jì)成使得它將不會(huì)裝配在該設(shè)備內(nèi)，而是必須與安裝結(jié)合地被移除。可移除的支撐件可以是例如塑性的。安裝框架優(yōu)選地在它們的端部處是光滑且擦亮的，安裝框架彼此接觸以便在它們之間不形成間隙。借助于分離的連續(xù)框架，更易于進(jìn)行組裝，并且因?yàn)槲磳?duì)它們未施加拉力因此連續(xù)的安裝框架在使用期間彼此被緊密地壓靠，并且因此分離的框架不會(huì)降低設(shè)備的強(qiáng)度和堅(jiān)固性，這是因?yàn)榛旧蟽H壓縮力，并且某種程度上僅扭轉(zhuǎn)力被在外部施加在安裝框架上，如果設(shè)備的結(jié)構(gòu)的其余部分不會(huì)接收這些壓縮力和扭轉(zhuǎn)力。安裝框架也能與組裝結(jié)合而被相互焊接以使結(jié)構(gòu)變得剛硬。因?yàn)槊總€(gè)安裝框架均能優(yōu)選地由單片材料制成，因此它們能被構(gòu)造成在鎖定裝置的支撐力的方向上非常堅(jiān)固，在該情況下單個(gè)鎖定裝置的間隙盡可能地小并且在由鎖定裝置的最高力產(chǎn)生的力(也就是說，由楔表面或楔塊產(chǎn)生的力)的方向上沒有接頭。最簡單的安裝框架呈厚環(huán)的形狀，在用于桿的孔中存在用于輥?zhàn)拥膬A斜楔表面，并且可以存在用于彈簧的安裝凹部，該凹部給予了彈簧合適的柔性。給予柔性的凹部也可以位于下一個(gè)安裝框架中。在框架中不需要任何這使得在該設(shè)備中不另外需要的部件這樣的部件。例如，與圖I相比，安裝框架可以顯著更短并且不需要止動(dòng)件。此外，扭簧比聚合物彈簧占據(jù)更小的空間。可以使安裝框架僅略長于輥?zhàn)拥闹睆?。為了便于組裝，許多連續(xù)輥?zhàn)右材芾蒙锵嗳菸镔|(zhì)粘合到獨(dú)立部件上。合適的粘合劑可以是例如彈性的生物相容的有機(jī)硅塑料，該粘合劑稍后還充當(dāng)產(chǎn)生用于輥?zhàn)踊蛐ǖ钠珘毫Φ膹椈?。在該情況下，例如，硅樹脂用來將輥?zhàn)诱澈显谛泵嫔?，而使得粘合劑在稍后的操作期間同時(shí)充當(dāng)壓力彈簧。實(shí)際上，楔的背部于是必須被成形或變得粗糙以使得粘合劑或塑性鑄件將保持可靠地固定到楔部件。設(shè)備的組裝一完成，輥?zhàn)踊蛐▔K自身就與粘合劑分開。還可以使用例如用于暫時(shí)接合的水冰(water ice)，該水冰在組裝后易于通過加熱去除。在該情況下，彈力必須以不同的方式來產(chǎn)生。在輥?zhàn)踊蛐ㄅc聚合物彈簧之間可以具有分離的支撐部或支承部，該支撐部或支承部使彈簧和輥?zhàn)酉嗷シ蛛x。這防止了軟彈簧部件在使用期間繞輥?zhàn)优まD(zhuǎn)，因此防止聚合物停止在摩擦面之間。支撐部可以在整個(gè)組裝時(shí)期內(nèi)暫時(shí)連接到輥?zhàn)踊蛘咧尾恳部梢岳绨惭b在位于輥?zhàn)拥亩瞬刻幍妮S承上。如果使用楔塊，則楔塊能借助充當(dāng)彈簧的彈性材料粘合，以使得粘合劑幾乎在一端保持將楔就位并且同時(shí)在使用期間產(chǎn)生偏壓力。在這樣的情況下，合適設(shè)計(jì)的配對(duì)件能用于楔。如果輥?zhàn)咏柚鷱椥跃酆衔锉徽澈显谛泵婊蛑谓Y(jié)構(gòu)上，則它們也可以充當(dāng)非旋轉(zhuǎn)楔。在該情況下輥?zhàn)拥奈恢迷诓僮髌陂g將不會(huì)改變，但是當(dāng)鎖定被釋放時(shí)，聚合物彈簧將使輥?zhàn)?在鎖定期間被稍微扭轉(zhuǎn))的位置返回接近于原始位置。如果在輥?zhàn)又邪l(fā)生塑性變形或磨損，則輥?zhàn)右虼藢⒃谑褂闷陂g很可能變得在其摩擦面上略平。其它優(yōu)選的彈簧材料是鋼、泡沫橡膠或泡沫塑料以及鎳鈦諾(其是眾所周知的超彈性且生物相容的材料)。圖3示出了允許單向運(yùn)動(dòng)的裝置的不同位置。在第一和第三方案(A和C)中，允許單向運(yùn)動(dòng)的裝置19位于Terfenol裝置11的不同端部。在該情況下，最大路徑S比當(dāng)裝置19如在第二和第四圖(B和D)中那樣處于相同側(cè)時(shí)更短。前兩個(gè)應(yīng)用(A和B)的鎖定摩擦面14抵靠內(nèi)部伸縮管或伸縮桿1，并且后兩個(gè)應(yīng)用(C和D)的摩擦面14抵靠外管2起作·用。布置在同一側(cè)上的裝置在結(jié)構(gòu)上需要附加中間壁或支撐件，因此結(jié)構(gòu)變得略微更復(fù)雜。輥?zhàn)踊蛐梢詢H位于裝置的沿一個(gè)方向移動(dòng)的一側(cè)上。輥?zhàn)踊蛐ㄒ虼藢⒁苿?dòng)裝置壓在位于相對(duì)側(cè)的摩擦面上。這使得可以使用楔或輥?zhàn)幼陨砩系牟煌Σ撩嬉约捌浔骋r面。楔或輥?zhàn)颖仨毥?jīng)受住比背襯面的具有更大表面積的摩擦面大得多的表面壓力。而且在該情況下，楔或輥?zhàn)拥男ń潜仨氉阋枣i定該楔或輥?zhàn)?，但是不必具有一個(gè)以上楔或輥?zhàn)?。這不僅從制造成本的角度來說是優(yōu)選的，而且因?yàn)閷H在一側(cè)存在變形因此對(duì)導(dǎo)致間隙的高表面壓力來說也是優(yōu)選的。該方案還可以形成半圓形橫截面，在該情況下背襯的摩擦面是彎曲的。
權(quán)利要求
1.一種固定或互連到骨的可植入治療設(shè)備，該設(shè)備利用允許單向運(yùn)動(dòng)的裝置、借助產(chǎn)生沿同一方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件來產(chǎn)生單向漸進(jìn)運(yùn)動(dòng)，其特征在于，所述允許單向運(yùn)動(dòng)的裝置(14)包括基于摩擦且形成線接觸的楔裝置(3)，該楔裝置選自包括輥?zhàn)?、滾珠或楔塊的組。
2.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，所述楔裝置的線接觸垂直于運(yùn)動(dòng)方向。
3.如權(quán)利要求I或2所述的設(shè)備，其中，沿單向運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向連續(xù)地存在數(shù)個(gè)用于促成接觸的摩擦裝置。
4.如權(quán)利要求I或3所述的設(shè)備，其中，所述滾珠、所述輥?zhàn)踊蛩鲂▔K的靜止配對(duì)件被制造為單獨(dú)部件，該單獨(dú)部件進(jìn)一步連接到或借助于摩擦直接靠在自身的背襯上，或者數(shù)個(gè)配對(duì)件附接到公共支撐部，該公共支撐部進(jìn)一步連接到或支撐在自身的背襯上。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述摩擦裝置的數(shù)個(gè)配對(duì)件沿運(yùn)動(dòng)方向連續(xù)地布置在一個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)部件上。
6.如上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，形成伸長接觸的摩擦裝置還通過壓靠在往復(fù)的摩擦裝置的后側(cè)的摩擦面上來產(chǎn)生摩擦力，從而抵抗沿一個(gè)方向移動(dòng)的部分中的返回運(yùn)動(dòng)。
7.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件包括磁致伸縮的記憶金屬、磁性形狀記憶合金或壓電裝置。
8.一種包括如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所要求的設(shè)備的髓內(nèi)骨延長設(shè)備。
9.一種包括如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所要求的設(shè)備的髓外治療設(shè)備，該設(shè)備例如為用于脊柱側(cè)凸的治療設(shè)備或下巴牽引器。
10.如權(quán)利要求3所述的可植入設(shè)備，其中，沿可鎖定運(yùn)動(dòng)方向連續(xù)的多組楔裝置均安裝在它們自己的分開的安裝框架中，使得每個(gè)鎖定裝置均具有其自己的偏壓彈簧并且所述安裝框架適于以一次一個(gè)的方式連續(xù)地安裝在桿或管上，由此在所述設(shè)備被組裝時(shí)，能將所述安裝框架在所允許的單向運(yùn)動(dòng)的方向上沿著所述桿或管移動(dòng)到它們的最終位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固定或互連到骨的可植入設(shè)備，該可植入設(shè)備利用允許單向運(yùn)動(dòng)的裝置借助產(chǎn)生沿同一方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件來產(chǎn)生單向運(yùn)動(dòng)。在該可植入設(shè)備中，所述允許單向運(yùn)動(dòng)的裝置包括基于摩擦且形成線接觸的裝置。
文檔編號(hào)A61B17/72GK102933164SQ201180025392
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者J·哈亞, H·哈里拉, A·利特萬寧 申請(qǐng)人:阿爾托大學(xué)基金會(huì)