專利名稱：混合骨板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合骨板，具體涉及允許更柔性地施加到多種骨幾何形狀的混合骨板。
背景技術(shù)：
骨板用于接骨術(shù)應(yīng)用，尤其用于若干種骨折。為此，已經(jīng)提供了多種不同的骨板幾何形狀，以滿足待治療患者的單獨(dú)的骨幾何形狀和骨折情況的要求。為了允許柔性地施加骨板，已經(jīng)提出若干種方法，以允許對例如螺釘進(jìn)行靈活取向，從而將骨板固定到骨上。例如，已經(jīng)在骨板的鉆孔內(nèi)提供了特別設(shè)計(jì)的螺紋，其允許接骨螺釘在安裝到骨和骨板時(shí)具有多種取向。此外，已經(jīng)提出具有彈性材料插入物的骨板，該插入物被壓配合或通過螺紋連接到骨板的開口中，其中這些插入物也允許在某個(gè)范圍內(nèi)以不同角度施加接骨螺釘。然而，由于骨板在螺釘孔區(qū)域內(nèi)的復(fù)雜幾何形狀或節(jié)約型應(yīng)用，大多數(shù)此前已知的方法不允許充分消毒。原因因此可能一方面是在將插入物壓配合到骨板開口內(nèi)時(shí)的腔、裂縫和微槽。另一方面，骨板可以在穩(wěn)定性方面優(yōu)化，使得當(dāng)使用無插入物的骨板和將接骨螺釘直接擰入硬骨板的開口中時(shí)，可能獲得在將接骨螺釘立即擰入骨板的鉆孔或帶螺紋鉆孔內(nèi)時(shí)出現(xiàn)的碎屑顆粒。尤其是，當(dāng)使用材料與骨板的材料不匹配的接骨螺釘時(shí)，可能發(fā)生上述情況。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到已知的現(xiàn)有技術(shù)，可以將本發(fā)明的目的看作是提供一種混合骨板，該骨板關(guān)于單獨(dú)骨的幾何形狀允許更高的柔性，同時(shí)增加待治療患者的安全。本發(fā)明的目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題解決，其中本發(fā)明的更多實(shí)施例包括在從屬權(quán)利要求中。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，骨板包括具有第一頂表面和第一底表面的第一板部分、具有第二頂表面和第二底表面的第二板部分，其中第一板部分具有比第二板部分更高的材料屈服強(qiáng)度，其中第一板部分和第二板部分彼此連接以形成過渡區(qū)域，其中在過渡區(qū)域內(nèi)，第一頂表面和第二頂表面一起形成封閉的頂部一體表面，并且第一底表面和第二底表面一起形成封閉的底部一體表面，其中第二板部分設(shè)計(jì)成在第一板部分上方變形。因此，可以連結(jié)第一板部分和第二板部分，以便使用具有較高材料屈服強(qiáng)度的第一板部分作為結(jié)構(gòu)部分，其中具有較低材料屈服強(qiáng)度的第二板部分用于將骨板單獨(dú)匹配到待治療患者相應(yīng)的骨幾何形狀。由于在過渡區(qū)域內(nèi)形成頂部和底部一體表面，可以進(jìn)行充分的消毒，因?yàn)橐惑w表面不允許雜質(zhì)滲透到骨板更大深度。具體地，第一頂表面過渡到第二頂表面內(nèi)以形成封閉的頂部一體表面，第一底表面過渡到第二底表面內(nèi)以形成封閉的底部一體表面，而不建立允許雜質(zhì)的任何間隙和腔。封閉的一體表面可以例如通過材料匹配而建立。壓配合例如不形成封閉的一體表面，因?yàn)榈谝话宀糠趾偷诙宀糠种g的過渡只是壓配合，但沒有材料配合，使得仍然存在腔容納雜質(zhì)的一定風(fēng)險(xiǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第一板部分由第一材料(特別是均質(zhì)材料)組成，第二板部分由第二材料(特別是均質(zhì)材料)組成。因此，第一板部分和第二板部分都可以由具有已知材料屬性(例如材料屈服強(qiáng)度) 的均質(zhì)材料形成。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第二材料為純鈦或軟鈦合金，第一材料為硬鈦合金。應(yīng)當(dāng)理解，軟鈦合金具有比硬鈦合金更低的材料屈服強(qiáng)度。同時(shí)，硬鈦合金具有比純鈦更高的材料屈服強(qiáng)度。通常，鈦和鈦合金是非常適合醫(yī)學(xué)用途的材料，因?yàn)殁伜外伜辖鹬亓枯p且非常耐腐蝕。將第二材料提供為純鈦或軟鈦合金允許與硬鈦合金的第一材料之間可靠的材料匹配。應(yīng)該注意的是，硬鈦合金意味著其比軟鈦合金更硬。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，硬鈦合金為Ti6A14V合金。考慮到強(qiáng)度和穩(wěn)定性，Ti6A14V合金尤其適合醫(yī)學(xué)用途。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，純鈦為2級鈦。相對于硬鈦合金，2級純鈦允許第二板部分在第一板部分上方變形。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，過渡區(qū)域由第一材料和第二材料組成。因此，過渡區(qū)域由由第一材料和第二材料組成的合金形成。具體地，過渡區(qū)域在橫向方向上可具有可變的第一材料和第二材料的含量比，使得在靠近第一板部分處，合金含有的第一材料量比第二材料更高，其中靠近第二板部分的過渡區(qū)域的合金含有的第二材料量比第一材料更高。因此，可以建立從第一板部分到第二板部分的平滑過渡，以允許過渡區(qū)域具有更高的穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，過渡區(qū)域由焊縫形成。焊縫是一方面形成從第一頂表面到第二頂表面、另一方面形成從第一底表面到第二底表面的一體表面的可靠的可能性。此外，焊縫允許在第一板部分和第二板部分之間的材料配合，而無需添加更多材料。焊縫還允許在第一板部分和第二板部分之間在材料的更大深度內(nèi)可靠地連接，使得可以在第一板部分和第二板部分之間建立可靠穩(wěn)定的連接。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，焊縫通過選自下組的過程形成，所述組包括激光焊接、脈沖激光焊接、電子束焊接和脈沖電子束焊接。上述焊接過程允許可靠地連結(jié)第一板部分和第二板部分，以在骨板的頂側(cè)和底側(cè)上形成封閉的一體表面。具體地，除過渡區(qū)域之外的材料的形態(tài)可以基本上保持不變，使得第一板部分的材料屬性和第二板部分的屬性在實(shí)施焊接過程之后基本上保持不變。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，焊縫從第一頂表面和第二頂表面之間的連接線以及第一底表面和第二底表面之間的連接線兩者開始焊接。具體地講，對于具有一定厚度的骨板，從骨板兩側(cè)(即一方面第一頂表面和第二頂表面之間的鄰接線，第一底表面和第二底表面之間的鄰接線)開始的焊接過程允許可靠地形成封閉的一體表面，以避免腔。然而應(yīng)該注意的是，尤其對于具有較薄厚度尺寸的骨板， 僅從一側(cè)(頂或底)開始的焊縫過程可以足夠在頂表面和底表面上形成封閉的一體表面。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第二部分為插入物。插入物可以是用于施加接骨螺釘?shù)沫h(huán)形部分。當(dāng)提供具有比剩余骨板低的材料屈服強(qiáng)度的插入物時(shí)，可以通過使插入物變形來根據(jù)需要對準(zhǔn)接骨螺釘?shù)姆较颍沟猛ㄟ^提供具有較低材料屈服強(qiáng)度的插入物，可以根據(jù)待治療患者的骨的單獨(dú)幾何形狀匹配骨板的
4施加(特別是接骨螺釘和骨板)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第一頂表面和第二頂表面之間的連接線以及第一底表面和第二底表面之間的連接線中的至少一個(gè)形成閉環(huán)。因此，具體地，由較軟材料制成的第二板部分可以被具有較硬材料的第一板部分環(huán)繞。因此，具有較高材料屈服強(qiáng)度的材料的周圍部分可用作使骨板的外部輪廓基本上保持所需形式或形狀的結(jié)構(gòu)元件，其中內(nèi)部部分(即較軟材料或具有較低材料屈服強(qiáng)度的材料的第二板部分)可用來幾何形狀上匹配于待治療患者的單獨(dú)骨幾何形狀。因此，具體地， 可以以充分限定的方式保持骨板的外部輪廓或外部邊緣的形式和形狀穩(wěn)定性，使得可以保持骨板的外部幾何形狀。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第一板部分包括第一壁部分，第二板部分包括第二壁部分，其中第一壁部分和第二壁部分在焊接過程之前彼此對準(zhǔn)。因此，在骨板的制造過程中可以建立形式匹配，這使得形成封閉的一體表面的制造過程更加容易，因?yàn)樾问狡ヅ淇梢员苊庠谥圃爝^程中的較大的腔。此外，由于未使用額外的材料，并且在提供第一壁部分和第二壁部分的形式匹配時(shí)，要填充的總體積基本上保持不變，因此在建立焊縫時(shí)，基本上可以避免形成凹的過渡部分。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第一壁部分和第二壁部分都被形成為圓柱形部分。應(yīng)該注意的是，圓柱形部分可以是圓形的圓柱形部分，但也可以是具有任何其他橫截面輪廓的圓柱形部分，例如橢圓圓柱體或自由形式圓柱體。應(yīng)該注意的是，上述特征也可以是組合。上述特征的組合也可以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，即使不進(jìn)行明確的詳細(xì)描述。，本發(fā)明的這些和其他方面將從參考下文所述實(shí)施例或通過參考下文所述實(shí)施例的闡述而變得顯而易見。


下面將參照下列附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。圖1示出了處于未焊接狀態(tài)的具有第一板部分和第二板部分的骨板。圖2示出了處于從兩側(cè)焊接的已焊接狀態(tài)的具有第一板部分和第二板部分的骨板。圖3示出了處于從一側(cè)焊接的已焊接狀態(tài)的具有第一板部分和第二板部分的骨板。圖4示出了骨板的剖視圖，其具有作為第一板部分的框架主體和作為第二板部分的插入物。圖5示出了具有在第一板部分和第二板部分之間的閉環(huán)連接線的骨板的俯視圖。圖6示出了具有在第一板部分和第二板部分之間的閉環(huán)連接線的細(xì)長形式的骨板。圖7示出了具有在第一板部分和第二板部分之間的開環(huán)連接線的細(xì)長骨板。圖8示出了具有在第一板部分和第二板部分之間的開環(huán)連接線以及在第一板部分內(nèi)的插入物的骨板的俯視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了具有第一板部分10和第二板部分20的骨板1。第一板部分10具有第一頂表面14和第一底表面15。第二板部分20具有第二頂表面M和第二底表面25。圖1 示出了處于未連結(jié)或未焊接狀態(tài)的第一板部分和第二板部分，其中為清楚起見，部分10和 20示出為具有間隙。然而應(yīng)該注意的是，也處于未焊接狀態(tài)的板部分10和20可以定位成彼此鄰接，使得第一板部分10的第一壁部分11鄰接第二板部分的第二壁部分21。頂表面 14和M形成連接線44，其中底表面15和25形成底部連接線。第一板部分的材料具有比第二板部分20高的材料屈服強(qiáng)度。因此，如下文關(guān)于圖2和圖3所描述的，當(dāng)?shù)谝话宀糠?10和第二板部分20彼此連結(jié)或連接時(shí)，第二板部分20可以在第一板部分10上方變形。圖2示出了處于連結(jié)狀態(tài)的骨板1的第一板部分10和第二板部分20，圖中示出為焊接接頭。在連結(jié)或焊接狀態(tài)下，骨板1還包括連結(jié)第一板部分10和第二板部分20的過渡區(qū)域30。因此，骨板1具有封閉的一體表面4和底部封閉的一體表面5，封閉的一體表面4 一方面由第一頂表面和第二頂表面形成，底部封閉的一體表面5由底表面15和25形成。處于焊接狀態(tài)的連接線具有焊縫的寬度。應(yīng)該注意的是，焊接過程可通過激光焊接、脈沖激光焊接、電子束焊接或脈沖電子束焊接進(jìn)行。因此，焊接過程的影響可以限制在過渡區(qū)域30，使得第一板部分和第二板部分20的結(jié)構(gòu)形態(tài)基本上保持不變。這也允許在材料屈服強(qiáng)度、可變形性等方面保持第一板部分10和第二板部分20的材料屬性。應(yīng)該注意的是，過渡區(qū)域30的表面可具有略微凸的或凹的形狀，但過渡區(qū)域的表面使表面4和5基本上保持封閉的一體表面，以避免腔。因此，可以避免在骨板上或骨板中(特別是在連結(jié)區(qū)段或過渡區(qū)域30內(nèi))產(chǎn)生雜質(zhì)。圖2示出了骨板1的接頭，其具有一定厚度，使得焊接過程從頂表面和底表面兩側(cè)進(jìn)行。因此，焊縫基本上具有沙漏形式，即從底表面以及頂表面漸縮的形狀。應(yīng)當(dāng)注意的是，對于具有較小厚度的骨板1，焊接過程也可以僅從一側(cè)進(jìn)行，如圖 3所示。在這種情況下，焊接過程從頂表面或底表面進(jìn)行，使得焊縫基本上從頂表面漸縮。焊接區(qū)域或過渡區(qū)域30由合金形成，該合金由第一板部分10和第二板部分20的材料組成。作為具有較高材料屈服強(qiáng)度的板部分的第一板部分10可以由例如硬鈦合金(例如Ti6A14V合金)制成，該合金已經(jīng)在過去建立為用于醫(yī)學(xué)用途的目的。第二板部分20可以由純鈦(例如2級鈦)或軟鈦合金制成。因此，可以使第二板部分20在第一板部分10上方變形，以實(shí)現(xiàn)對例如待治療患者的單獨(dú)骨幾何形狀的幾何匹配。圖4示出了骨板1，其中第一板部分為一種框架，其中插入作為第二板部分20的插入物。圖4示出了骨板1的示意圖，其具有框架10和插入物20，而沒有過渡區(qū)域的更多細(xì)節(jié)。插入物例如用來允許插入接骨螺釘和允許插入物(即第二板部分)具有限定的變形，其中作為骨板框架的第一板部分10基本上保持整個(gè)骨板1的穩(wěn)定性。然而，插入物并不限于圓形插入物，也可以是具有不同形狀的細(xì)長插入物。具體地，插入物提供了頂部連接線44 和底部連接線45，二者形成閉環(huán)。因此，第二板部分20被第一板部分10圍繞，以保持整個(gè)骨板的穩(wěn)定性。然而在具體情況中，也有用的是不提供此類穩(wěn)定的外部輪廓，以便具有更柔性的骨板部分，如關(guān)于圖7和圖8將進(jìn)一步詳細(xì)描述的。圖4的插入物2允許對準(zhǔn)接骨螺釘?shù)姆较蚧驅(qū)⒙菁y切割至如插入物2的第二骨板的材料。具體地，插入物的材料可由在擰入帶螺紋螺釘內(nèi)時(shí)不趨于形成裂片的材料形成。
圖5示出了具有插入物2和形成較大的插入?yún)^(qū)域6的島形的第二板部分20兩者的骨板的俯視圖，插入物2具有一個(gè)中心孔，該較大區(qū)域允許例如多個(gè)鉆孔3。鉆孔可以設(shè)計(jì)成圓形鉆孔，或者也可以設(shè)計(jì)成細(xì)長的孔或槽。在圖5中，所有第二板部分20提供了作為閉環(huán)的連接線44。圖6示出了具有第一板部分10和第二板部分20的骨板1的另一個(gè)實(shí)施例。第一板部分10環(huán)繞第二板部分20以提供更高的穩(wěn)定性，特別是在第二板部分具有需要外部穩(wěn)定化的非常低的材料屈服強(qiáng)度時(shí)。第一板部分10和第二板部分都可以設(shè)有鉆孔。應(yīng)該注意的是，在具有比第一板部分10低的材料屈服強(qiáng)度的第二板部分20內(nèi)，可以提供另一個(gè)板部分50。可能有用的是提供另一個(gè)或第三板部分50，該部分具有比第二板部分20的材料屈服強(qiáng)度低的材料屈服強(qiáng)度。因此，第二板部分的材料允許大致匹配第二板部分，其中具有另一個(gè)減小的材料屈服強(qiáng)度的另一個(gè)第三板部分50允許更細(xì)節(jié)地匹配例如接骨螺釘?shù)膶?zhǔn)方向。圖7示出了骨板1的另一個(gè)示例性實(shí)施例，其中第一板部分10和第二板部分20 連接以形成連接線44、45。圖7中的連接線44、45延伸至整個(gè)骨板1的外部輪廓，使得在圖 7的實(shí)施例中，第一板部分10不環(huán)繞第二板部分20。因此，第二板部分20可能具有更柔性的匹配性。圖8示出了本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的俯視圖，其中骨板1包括第一板部分 10和第二板部分20。連接第一板部分和第二板部分的連接線44、45可被形成為彎曲線，但該連接線也可以根據(jù)需要被形成為直線。外部輪廓7和連接線44、45形成的角度(角度α ) 可以在+/-45°之間，優(yōu)選地基本上為90°。應(yīng)該注意的是，術(shù)語“包括”不排除其他元件或步驟，“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。 結(jié)合不同實(shí)施例描述的元件也可以組合，以形成協(xié)同效應(yīng)。應(yīng)該注意的是，權(quán)利要求書中的附圖標(biāo)記不應(yīng)理解為是對權(quán)利要求范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種骨板，包括第一板部分(10)，其具有第一頂表面(14)和第一底表面(15)；第二板部分(20)，其具有第二頂表面04)和第二底表面05)；其中所述第一板部分具有比所述第二板部分更高的材料屈服強(qiáng)度，其中所述第一板部分和所述第二板部分彼此連接以形成過渡區(qū)域(30)，其中在所述過渡區(qū)域內(nèi)，所述第一頂表面和所述第二頂表面一起形成封閉的頂部一體表面G)，所述第一底表面和所述第二底表面一起形成封閉的底部一體表面(5)，其中所述第二板部分設(shè)計(jì)成在所述第一板部分上方變形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的骨板，其中所述第二板部分(10)由第一材料組成，所述第一板部分OO)由第二材料組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的骨板，其中所述第一材料為純鈦或軟鈦合金，所述第二材料為硬鈦合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的骨板，其中所述硬鈦合金為Ti6A14V合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的骨板，其中所述純鈦為2級鈦。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的骨板，其中所述過渡區(qū)域(30)由所述第一材料和所述第二材料組成。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的骨板，其中所述過渡區(qū)域(30)由焊縫形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的骨板，其中所述焊縫通過選自下組的過程形成，所述組包括激光焊接、脈沖激光焊接、電子束焊接和脈沖電子束焊接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的骨板，其中所述焊縫從所述第一頂表面(14)和所述第二頂表面04)之間的連接線G4)以及所述第一底表面(1 和所述第二底表面0 之間的連接線G5)兩者進(jìn)行焊接。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的骨板，其中所述第二部分OO)為插入物。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的骨板，其中所述第一頂表面(14)和所述第二頂表面04)之間的連接線G4)以及所述第一底表面(1 和所述第二底表面0 之間的連接線G5)中的至少一個(gè)形成閉環(huán)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的骨板，其中所述第一板部分(10)包括第一壁部分(11)，所述第二板部分OO)包括第二壁部分(21)，其中所述第一壁部分和所述第二壁部分在焊接過程之前彼此對準(zhǔn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的骨板，其中所述第一壁部分(11)和所述第二壁部分都被形成為圓柱形部分。
全文摘要
一種具有第一板部分和第二板部分的骨板，其中所述第一板部分和所述第二板部分的表面形成封閉的一體表面，以允許改善消毒。
文檔編號A61B17/80GK102387754SQ200980158538
公開日2012年3月21日 申請日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者馮魏丁 H., 施奈德 J., 格里姆 M., 里默 R. 申請人:斯特賴克特勞馬股份公司