專利名稱：用于接骨的接觸裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于電接觸骨螺釘?shù)慕佑|裝置，其中，該骨螺釘具有空腔且至少 部分地導電，在由骨螺釘和接觸裝置組成的結(jié)構(gòu)的植入后的最終狀態(tài)下在空腔的外部設置 接觸裝置的第一部分以及在骨螺釘?shù)目涨坏膬?nèi)部設置接觸裝置的第二部分，接觸裝置的第 一部分和第二部分至少部分地相互形成了對應電極(Gegengegenelektroden)且接觸裝置 的第二部分與骨螺釘電接觸，而接觸裝置的第一部分與骨螺釘絕緣，從而骨螺釘?shù)耐獗砻?至少部分地作為通過接觸裝置的第一部分形成的電極的反電極(Gegenelektrode)作用， 其中，接觸裝置具有空腔且在空腔內(nèi)設置至少一個電源，電源的電極分別直接或間接與接 觸裝置的第一部分和第二部分電接觸。
背景技術(shù)：
此類接觸裝置在接骨的領域內(nèi)是公知的。接骨用于通過植入螺釘、支撐板、鋼絲、 骨髓釘或類似物(其通常由不銹鋼或鈦合金制成)在負荷方面穩(wěn)定地以未損傷的、健康的 形狀固定斷裂的或損傷的骨頭的碎片。此類接骨方法使患者在調(diào)養(yǎng)受傷的骨頭(康復的必 要條件)的同時能夠快速開始活動。然而，通過相對非彈性的、擠壓組織的支撐植入造成的剛性固定的問題尤其是通 過血管和神經(jīng)的損傷妨礙了有機體的康復。此外，隨著植入時間的增加，支撐結(jié)構(gòu)的生物力 學質(zhì)量通過其功能的部分減少而受到損失。隨著生物學上的監(jiān)控的損失增加了通過有抵抗 力的細菌(MRSA =耐甲氧西林金黃色葡萄球菌)感染的風險。已經(jīng)被證實，這種細菌可能 以黏附的生物黏膜的形式在金屬植入物的表面上繁殖且以聚糖黏液菌膜的形式抑制抗生 素的作用。這些問題可以在骨科手術(shù)的范疇內(nèi)通過電-骨療法解決，例如使用前述通用接觸 裝置，比如在US6778861B1中所述。在該文獻中描述的磁感應電-骨療法中，在接骨裝置中 如此感應低頻的交變電勢，即相關(guān)的人體部位被置入交變磁場中。長期以來在眾多方法技 術(shù)的醫(yī)療應用中針對慢性病治療抗體，主要是感染的骨缺損、囊腫和腫瘤的轉(zhuǎn)移以及在臨 床實驗研究中證實，通過使用接骨植入物作為頻率非常低的正弦形交變電勢源在靠近支撐 金屬的骨骼區(qū)域中實現(xiàn)了最佳的康復效果。傳輸技術(shù)按照變壓器原理工作頻率特別低的正弦形磁場(頻率為大約1至 IOOHz，優(yōu)選4至20Hz，磁通量為0. 5至5mT (5至50高斯))穿過受傷的或生病的人體區(qū)域， 該磁場通過工作電流發(fā)生器以一個或多個初級的外電流線圈產(chǎn)生，配有接骨裝置的人體部 位被置入該線圈中。這種頻率非常低的電磁場盡可能無損地穿透組織連同可能的衣物和石 膏繃帶以及非磁性的(奧氏體的)接骨支撐金屬。在與其進行的電接觸中植入了次級的線 圈結(jié)構(gòu)、即所謂的變壓器。在變壓器中感應的電勢作用在骨頭損壞的區(qū)域以及通常作用在 與接骨裝置相鄰的組織上。通過將治療上有效的電勢在感應上變換成接骨的組成部分的技術(shù)避免了通過皮 膚導電產(chǎn)生的感染風險，且能夠以感應磁場的工作電流發(fā)生器的針對指示的編程確定電
3壓、頻率、強度、信號形狀等治療參數(shù)和治療時間。除了基于磁感應的電接骨之外還提出在植入物中設置能量源，從而不需要昂貴的 外接儀器來產(chǎn)生治療所需的電場以及在理想的情況下持續(xù)存在電場，這意味著患者不一定 位于外接的磁場中。該解決方案的缺點在于，必須為能量源在植入物中提供加大的容積，這 由于醫(yī)學上的邊緣條件不會輕易實現(xiàn)。比如參見US6778861B1的圖4，用于能量源的容積至 少由導入骨螺釘?shù)闹萌胛锏拈L度和直徑限定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，改進現(xiàn)有的接觸裝置，使得為置入電子部件提供增大的容積。 此外還應改善在手術(shù)期間接觸裝置的可操作性和可靈活使用性、生物學上的效果、治療效 果以及經(jīng)濟性。該目的通過獨立權(quán)利要求的特征實現(xiàn)。本發(fā)明其它有利的實施方式在從屬權(quán)利要求中限定。本發(fā)明在現(xiàn)有的接觸裝置的基礎上如此改進，即接觸裝置的第一部分在由骨螺 釘和接觸裝置組成的結(jié)構(gòu)植入后的最終狀態(tài)下設置在近端。通過將接觸裝置的第一部分 設置在骨螺釘?shù)耐獠?，在接觸裝置內(nèi)提供了增大的容積。接觸裝置可以以簡單的方式在手 術(shù)期間置入已經(jīng)植入的骨螺釘中，而無需為此特別準備的措施，這是因為特別是取消了在 US6778861B1的圖4中存在的在結(jié)構(gòu)遠端的尖部且就此而言還不必采用預鉆孔或其它措施 來為現(xiàn)在不再存在的接觸裝置的尖部提供足夠的電接觸。特別是可以用實際上任何傳統(tǒng)的 管狀的螺釘來裝配接觸裝置。手術(shù)者在置入骨螺釘之后才必須決定其是否保持現(xiàn)狀或配備 接觸裝置。這在采用多個骨螺釘來固定為通電部件的組成部分的骨板的情況下是非常重要 的。一個或多個骨螺釘可以配備按照本發(fā)明的接觸裝置，而其它骨螺釘可以保持不具有接 觸裝置。但無論如何必須首先在完全植入由骨板和骨螺釘組成的結(jié)構(gòu)之后決定哪些螺釘需 配備接觸裝置。通過按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)優(yōu)選整個骨螺釘形成陰極，而位于骨螺釘外部的接 觸裝置的第一部分至少部分地形成陽極。以這種方式，磁感應的骨生成集中在骨螺釘?shù)姆€(wěn) 定區(qū)域上、即螺桿上的，這是因為骨生成取決于各電極的極性，即在陰極上得到促進，而在 陽極上得到抑制。因此，在接觸裝置的近端周圍的骨形成被抑制、避免，和/或引起骨質(zhì)溶 解，而在骨折的區(qū)域中以希望的方式增強了骨形成。特別是由此簡化了骨螺釘?shù)闹踩?，因?接觸裝置可以為了進行植入而簡單地構(gòu)造，而不會被骨組織所阻礙。有利的是，接觸裝置可被推入骨螺釘中?；谠搶嵤┓绞娇蓪凑毡景l(fā)明的接觸 裝置推入任意骨螺釘中，這是因為在骨螺釘?shù)膬?nèi)壁上無須設置用于容納接觸裝置的特殊機 構(gòu)。因此特別有利的是，接觸裝置的第二部分通過至少一個彈簧觸片與骨螺釘接觸。 一個或多個彈簧觸片有利地在推入接觸裝置時與接觸裝置連接且從某一推入位置開始以 及特別是在由骨螺釘和接觸裝置組成的結(jié)構(gòu)的最終位置上支撐在中空的骨螺釘?shù)膬?nèi)壁上。 接觸裝置可以從前面開始配有一個或多個此類彈簧觸片。還可以考慮一個或多個彈簧觸片 類似作為適配器在接觸裝置與骨螺釘之間作用，從而使結(jié)構(gòu)相同的接觸裝置能夠通過不同 的彈簧觸片的轉(zhuǎn)接與不同形式的骨螺釘配合。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，接觸裝置可旋入骨螺釘中。在此情況下，接觸裝置必須具有外螺紋，而在骨螺釘?shù)目涨恢性O置內(nèi)螺紋。特別有利的是，至少一個電源包括蓄電池。為此類蓄電池、比如鋰離子電池，特別 是在設置在骨螺釘外的接觸裝置第一部分內(nèi)部提供足夠的容積。同樣，至少一個電源包括電容器。比如可以設置所謂的法拉電容(Supercap)來存
儲能量。此外有利的是，至少一個電源包括線圈。特別有利的是，線圈與蓄電池和/或電容器并聯(lián)。即使當蓄電池或電容器在不具 有線圈的情況下也可以作為能量源，且用于容納外磁場的能量的線圈也足夠?qū)锹葆敿?電，也可以特別有利地采用線圈與蓄電池和/或電容器的組合；由此通過磁感應使用線圈 來為蓄能器充電，從而使針對裝置的加電所必要的能量雖然通過外磁場提供，但在外磁場 不在時也存在。因此，當植入物每天一次以較短的時間加載外部的交變磁場時，足夠通過該 磁場為蓄能器充電且將所儲存的能量提供用于一天中剩余的時間。此外有利的是，在接觸裝置的空腔內(nèi)設置函數(shù)發(fā)生器。此類函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生優(yōu)選 正弦或類似的交流電。如果通過接觸裝置內(nèi)部的蓄電池提供能量，則首先提供直流電，其原 則上適用于以合適的方式對骨螺釘加電。還可以提供交流電，用于以這種方式產(chǎn)生類似的 電學條件，如其通過公知的具有外磁場和內(nèi)部變壓器線圈的交變場治療眾所周知。結(jié)合此 類交流電需有利地注意到，交流電在接觸裝置的外部產(chǎn)生至少主要為正極，而螺桿至少主 要位于負極，這是因為以這種方式在骨頭的受傷區(qū)域需要骨頭的生長且需抑制或避免接觸 裝置的外部的不需要的增長。這些電勢的提供可以通過將二極管和必要時濾波電容并聯(lián)到 通過函數(shù)發(fā)生器形成的電源實現(xiàn)。特別有利的是，在接觸裝置的空腔中設置用于獲取和傳遞信號的測量電路和高頻 識別電路，其中，所述信號特別與生理學上重要的參數(shù)相符。通過測量裝置可以比如測量獨 立于組織狀態(tài)的阻抗或PH值。同樣可以持續(xù)地監(jiān)控當前的電壓。然后，相應的信號可以通 過高頻識別電路(RFID)傳遞到外部的評價裝置。有利的是，接觸裝置為了采用由骨螺釘和接觸裝置組成的結(jié)構(gòu)的植入后的最終狀 態(tài)進行與骨螺釘卡扣連接或止動連接。手術(shù)者因此即使是在困難的條件下也有用于在骨螺 釘內(nèi)部正確布置接觸裝置的其它依據(jù)?？圻B接或止動連接還可以阻止接觸裝置相對于骨 螺釘不小心的隨后的位移。本發(fā)明還涉及一種具有按照本發(fā)明的骨螺釘?shù)慕庸茄b置。


下面，參照附圖借助于優(yōu)選的實施方式示例性闡述本發(fā)明。其中圖1為由骨螺釘和接觸裝置組成的結(jié)構(gòu)的第一實施方式的軸向截面圖以及圖2為由骨螺釘和接觸裝置組成的結(jié)構(gòu)的第二實施方式的軸向截面圖。在隨后的本發(fā)明優(yōu)選實施方式的說明中，相同的附圖標記表示相同或相似的部 件。
具體實施例方式圖1示出了由骨螺釘和接觸裝置組成的結(jié)構(gòu)的第一實施方式的軸向截面圖。其描述了骨螺釘14以及置入骨螺釘14的空腔12中的接觸裝置10。骨螺釘14具有螺桿34和設置在螺桿34上的螺紋段36。在螺桿34的近端連接有 螺釘頭38，其優(yōu)選配有一個裝置，用于旋入骨螺釘14的工具可以嵌入該裝置中。比如骨螺 釘14的空腔12在螺釘頭38的區(qū)域中通過內(nèi)六角或類似的型面配合和/或力配合裝置限定。接觸裝置10包括設置在近端的蓋狀的第一部分16和設置在遠端的長形的第二部 分18，其中，遠端的第二部分18伸入骨螺釘14的空腔12中。設置導電的彈簧觸片28用 于接觸裝置10與骨螺釘14的機械和電接觸。為了改善機械和電接觸還可以與此處所示不 同在不同的軸向坐標上設置大量的彈簧觸片。接觸裝置10的蓋狀的第一部分16包括空腔 20，其中設置了不同的電子部件，在當前的實施例中為蓄電池24、高頻識別電路(RFID)32、 二極管40以及歐姆電阻42。蓄電池24用于提供電能，其陰極與接觸裝置10的長形的第二 部分18電接觸且其陽極與接觸裝置10的蓋狀的第一部分16的導電外殼44接觸。通過接 觸裝置10的長形的第二部分18與骨螺釘14的電接觸形成陰極，而接觸裝置10的蓋狀的 第一部分16的導電外殼44形成陽極。必須避免這兩個對應電極的短路，為此可以使接觸裝置10的蓋狀的第一部分16 具有電絕緣的區(qū)域46，其形成了接觸裝置10的蓋狀的第一部分16的遠端的界線。絕緣區(qū) 域46可以比如通過DLC層實現(xiàn)(DLC=類金剛石)?？商鎿Q或附加的是，可以在接觸裝置 10的蓋狀的第一部分16與骨螺釘14之間設置其它的絕緣裝置。這些絕緣裝置可以與骨螺 釘14固定、與接觸裝置10的蓋狀的第一部分16固定或作為單獨的部件實施。由接觸裝置10和骨螺釘14組成的植入后的結(jié)構(gòu)的最終狀態(tài)可以固定地限定，即 通過止擋限定，止擋比如通過接觸裝置10的蓋狀的第一部分16的絕緣件46之間的接觸形 成，或其還可以通過卡扣連接或止動連接實現(xiàn)。同樣，由接觸裝置10和骨螺釘14組成的植 入后的結(jié)構(gòu)的最終狀態(tài)還可以變化，從而手術(shù)者可以在手術(shù)期間決定或遠或近地將接觸裝 置10推到骨螺釘中。當然還可以將接觸裝置10的蓋狀的第一部分16的空腔20內(nèi)的電子部件嵌入電 絕緣的物質(zhì)中，比如組織可承受的澆注樹脂中。這同樣適用于空腔22，其位于接觸裝置10 的長形的第二部分18中。在當前的實施例中，在該空腔22的內(nèi)部設置線圈26，其優(yōu)選具有 軟磁核。當由骨螺釘14和接觸裝置10組成的結(jié)構(gòu)位于外部的交變磁場中時，該線圈被用 作能量供應裝置來對蓄電池24充電。為此，線圈26在電路上與蓄電池24并聯(lián)，其線圈的 一個極與蓄電池24的陽極連接，而線圈的另一個極與蓄電池24的陰極連接，此處的前提條 件是導電的接觸裝置10的長形的第二部分18的轉(zhuǎn)接。還可以實現(xiàn)電子部件的直接接觸。在接觸裝置10的第一部分16中設置的其它電子部件具有不同的用途。RFID32在 接觸裝置10的蓋狀的第一部分16中的結(jié)構(gòu)示意性地示出。重要的是，該RFID32可以將信 號傳遞到外部的評價裝置，所述信號涉及內(nèi)部的測量電路的輸出信號。二極管40在直接通 過線圈26提供電壓時用于對電壓進行整流。歐姆電阻42用作代替不同的其它電子部件， 通過歐姆電阻可以改變電壓曲線。圖2示出了由骨螺釘和接觸裝置組成的結(jié)構(gòu)的第二實施方式的軸向截面圖。此處 采用函數(shù)發(fā)生器30，其通過其輸入端由蓄電池24供給能量，而其輸出端與接觸裝置10的兩 個部分16、18接觸。二極管又用于使近端的蓋狀的第一部分16主要具有正電勢，而骨螺釘14具有主要為陰極的部件。同樣如結(jié)合圖1所示，還可以在所示的具有函數(shù)發(fā)生器30的實施方式中設置用作 遙測裝置的RFID。在上面的說明書中、在附圖中以及在權(quán)利要求書中公開的本發(fā)明的特征既可以單 獨地也可以以任意組合的形式對于實現(xiàn)本發(fā)明是重要的。附圖標記列表
10接觸裝置
12空腔
14骨螺釘
16第一部分
18第二部分
20空腔
22空腔
24蓄電池
26線圈
28彈簧觸片
30函數(shù)發(fā)生器
32電路
34螺桿
36螺紋
38螺釘頭
40二極管
42歐姆電阻
44導電外殼
46絕緣殼體
權(quán)利要求
一種接觸裝置(10)，用于與具有空腔(12)、至少部分導電的骨螺釘(14)電接觸，其中，在由骨螺釘(14)和接觸裝置(10)組成的結(jié)構(gòu)的植入后的最終狀態(tài)下，接觸裝置(10)的第一部分(16)設置在空腔(12)外部，接觸裝置(10)的第二部分(18)設置在骨螺釘(14)的空腔(12)內(nèi)部，接觸裝置的第一部分(16)和第二部分(18)至少部分地相互形成對應電極，且接觸裝置的第二部分(18)與骨螺釘(14)電接觸，而接觸裝置(10)的第一部分(16)相對于骨螺釘(14)絕緣，從而使骨螺釘(14)的外表面至少部分地作為由接觸裝置(10)的第一部分(16)形成的電極的反電極工作，其中，接觸裝置(10)具有空腔(20、22)且在空腔(20、22)中設置至少一個電源(24、26)，所述電源的電極分別直接或間接地與接觸裝置(10)的第一部分(16)和第二部分(18)電接觸，其特征在于，接觸裝置(10)的第一部分(16)在由骨螺釘(14)和接觸裝置(10)組成的結(jié)構(gòu)的植入后的最終狀態(tài)下設置在近端。
2.如權(quán)利要求1所述的接觸裝置，其特征在于，接觸裝置(10)能夠被推入骨螺釘(14)中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的接觸裝置，其特征在于，接觸裝置(10)的第二部分(18)通 過至少一個彈簧觸片(28)與骨螺釘(14)接觸。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的接觸裝置，其特征在于，接觸裝置(10)能夠旋入骨 螺釘(14)中。
5.如前述權(quán)利要求中任一項所述的接觸裝置，其特征在于，至少一個電源包括蓄電池 (24)。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的接觸裝置，其特征在于，至少一個電源包括電容器。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的接觸裝置，其特征在于，至少一個電源包括線圈 (26)。
8.如權(quán)利要求7所述的接觸裝置，其特征在于，線圈(26)與蓄電池(24)和/或電容器并聯(lián)。
9.如前述權(quán)利要求中任一項所述的接觸裝置，其特征在于，在接觸裝置(10)的空腔 (20)內(nèi)設置函數(shù)發(fā)生器(30)。
10.如前述權(quán)利要求中任一項所述的接觸裝置，其特征在于，在接觸裝置(10)的空腔 (20)中設置用于獲取和傳遞信號的測量電路和高頻識別電路(32)，其中，所述信號特別與 生理學上重要的參數(shù)相符。
11.如前述權(quán)利要求中任一項所述的接觸裝置，其特征在于，為了達到由骨螺釘(14) 和接觸裝置(10)組成的結(jié)構(gòu)的植入后的最終狀態(tài)，接觸裝置(10)與骨螺釘(14)卡扣連接 或止動連接。
12.一種接骨裝置，具有骨螺釘(14)和如前述權(quán)利要求中任一項所述的接觸裝置 (10)。全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于骨螺釘(14)的接觸裝置(10)，其中，在由骨螺釘(14)和接觸裝置(10)組成的結(jié)構(gòu)的植入后的最終狀態(tài)下，接觸裝置(10)的第一部分(16)設置在空腔(12)外部，第二部分(18)設置在骨螺釘(14)的空腔(12)內(nèi)部，兩個部分(16、18)相互形成對應電極，且第二部分(18)與骨螺釘(14)電接觸，而第一部分(16)相對于骨螺釘(14)絕緣，其中，接觸裝置(10)包括具有電源(24、26)的空腔(20、22)，該電源的極分別直接或間接地與第一部分(16)和第二部分(18)電接觸。為了特別是在為電子部件提供的容積方面改善此類接觸裝置，接觸裝置(10)的第一部分(16)在由骨螺釘(14)和接觸裝置(10)組成的結(jié)構(gòu)的植入后的最終狀態(tài)下設置在近端。
文檔編號A61N1/32GK101965158SQ200880127578
公開日2011年2月2日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者威爾納·克勞斯, 黑里貝特·史蒂芬 申請人:新磁有限公司