用于二次压紧骨固定的远端骨锚钉 【技术领域】
本发明涉及骨折内固定装置。在可以适用的各类骨折中的一个应用中，本发明涉及特别适用于对股骨颈和其他近端股骨骨折进行固定的骨折固定装置以及方法。
相关领域的描述
股骨，另称为大腿骨，一般包括从髋延伸至膝的延长骨干。骨干的近端包括头部、颈部、大转子和小转子。股骨的头部置于髋骨的髋臼窝内在髋部形成球窝关节。股骨的远端包括内侧髁和外侧髁。两个髁咬合胫骨的上端形成膝关节。总体上，在骨骼中，股骨是最长和最坚固的骨骼。然而，股骨的一些部分极易发生骨折。
老年患者中的股骨大转子骨折最常发生于股骨颈区域。这些患者中由于高龄和病理变化，需要对骨骼损伤适时固定，以便尽量减少卧床时间和恢复时间。优选使用减少由所谓固定综合征引起的并发症的装置和步骤，这种综合征在脆弱的代谢情况下对患者可能是致命的。在手术干预中尽量减少血液损失也是优选的。同时，所使用的综合手段必须是稳定的，以使患者非常及时地处于坐姿，并在干预后两天或三天，重新保持逐渐负重地直立姿势。
股骨骨折的内固定一般是最普通的矫形外科方法。股骨骨折在股骨的近端和股骨的远端都发生。股骨近端的骨折(髋骨折)一般归类为股骨颈骨折(头部或头部下)、股骨转子间骨折和转子下骨折。股骨远端部分的骨折(膝骨折)指的是髁上骨折。髁上骨折一般在股骨下端的两髁之间垂直延伸，将股骨的远端分离为两个主要的骨碎片。骨折线可能进一步被粉碎，产生大量更小的骨碎片。延伸至骨颈部的股骨骨折通常较限制于骨干的骨折更难处理。
骨折的手术治疗需要内部固定骨折，并可能需要加压。股骨颈部、头部或转子的骨折已经使用大量的加压螺钉部件来处理，通常包括具有桶状构件、方头螺钉和加压螺钉的加压板。加压板绑在股骨的外面，桶状构件沿着朝向股骨头的方向被插入预先钻的孔中。具有螺纹末端和光滑部分的方头螺钉通过桶状构件被插入，这样可以跨过断裂部分，直至进入股骨头。带螺纹的部分咬合股骨头。加压螺钉将方头螺钉连接在固定板上。通过调整加压螺钉的张力可以调节骨折的压紧(复位)。
已经开发了许多种延长植入体(钉子，螺钉，大头针等)，它们被用来沿股骨颈的纵轴安置，前端(远端)部分位于股骨头内，以便固定股骨颈的骨折。延长植入体本身可被植入或连接于其他植入体如侧板或骨髓内柱。植入体前端部分典型地包括确实咬合住股骨头骨的工具(外部螺纹，伸展臂等)，但包含这样的咬合工具会带来几种明显的问题。首先，前端部分具有锋利边缘的植入体如有外部螺纹的植入体，在植入后有向近端髋关节负重面移行的倾向。当近端皮质骨的完整性不足以抵抗螺钉头向远端移动时，这种情况就会发生。在生理负荷量下这种近端的移行，也称为股骨头穿通，会引起邻近髋关节的明显损害。外侧有螺纹的植入体也可在植入过程中在骨内产生较大的应力集中，导致在骨中形成的螺纹剥脱，因此减弱咬合力。已知延伸臂装置的可移动臂通常在一端是游离的，另一端附着在植入体前端部分的主体上。结果，所有的疲劳负载集中在臂的附着末端上，在附着点上产生不期望形成的弯曲力矩。另外，传统的有螺纹植入体通常在有张力的情况下抓力不足，因此由于植入操作过程中的过分拉紧或在手术后患者体重的负荷下，螺纹会从股骨头上剥脱。
因此，尽管在以前的本领域中进行了许多努力，但仍然需要一种矫形固定装置，如用于股骨颈时在股骨头中具有改型的锁紧力，可防止移行和旋转，并可容易和迅速地在骨中使用。
发明概述
根据本发明的一个方面，提供了将第一块骨碎片与第二块骨碎片固定的方法。该法的步骤包括通过第一块骨碎片向第二块骨碎片的方向钻一个孔，通过该孔将一个固定装置推进，该装置包括互相联合的第一部分和第二部分。固定装置的远侧锚钉被旋转以将固定装置固定在第二块碎片上，近侧锚钉以轴向推进，以咬合第一块碎片并提供跨骨折部位的压紧。
在本方法的一个应用中，第二块骨碎片包括股骨头。可以选择地，第二块骨碎片包括胫骨、腓骨、股骨、肱骨、桡骨或尺骨。第一块骨碎片可包括髁状突。
该法可另外包括从第二部分上拆下第一部分的步骤。
根据本发明的另一个方面，提供了股骨颈骨折固定装置。该装置包括一个延长体，具有一个近侧末端和远侧末端，以及远端上的螺旋锚钉。在体部上靠近锚钉处提供了第一固位结构。体部可移动地携带近侧锚钉。近侧锚钉可向体部远侧方向移动，固位结构限制锚钉近端向体部近端的移动。在一个实施方案中，螺旋锚钉包绕着一个中央核心或轴向管腔。螺旋锚钉的外侧边缘限定了外侧的边界，中央核心或轴向管腔限定了最小的内径。
根据本发明另外的一个方面，提供了骨折固定装置。该装置包括具有近侧末端和远侧末端的延长体。松质骨锚钉位于远端。体部可轴向移动地携带近侧锚钉。在体部和近侧锚钉之间提供了互补的表面结构，可允许朝远端方向推进近侧锚钉以产生跨骨折部位的压紧，但抵抗近侧锚钉向近端的轴向运动。在一个实施方案中，松质骨锚钉包括一个包绕着中央核心或轴向管腔的螺旋边缘，螺旋锚钉的外侧边缘限定了外边界，中央核心或轴向管腔限定了小内径。
根据本发明的另一个方面，提供了处理股骨骨折的方法。该法的步骤包括朝向骨折的方向在股骨的远端钻至少一个，优选两个或三个孔，向每个孔中推进一个固定装置，该装置包括具有第一部分和第二部分的体部，第一部分形成远端骨锚钉，第二部分形成近侧末端。近端的部分被旋转，将远侧锚钉与骨折的远端骨咬合在一起，近侧锚钉沿固定装置向远端推进以压紧骨折。
根据发明的另一个方面，骨折固定装置包括具有一个近侧末端和一个远侧末端的延长体。在体部远侧末端还包括一个螺旋锚钉。第一固位结构在体部上，位于锚钉的近端。体部可移动地携带近侧锚钉，且近侧锚钉具有一个管状外套。管状外套至少具有一个倒钩，从管状外套向外径向延伸，并限定出在管状外套纵轴横断平面上的咬合表面。近侧锚钉可向体部的远侧方向移动，固位结构可阻止近侧锚钉向体部近端的移动。
根据本发明的另一个方面，提供了股骨颈骨折固定装置。该装置包括具有近侧末端和远侧末端的延长体，并包括可拆开地互相连接于联结点上的第一部分和第二部分。第一部分包括防旋转结构。螺旋状的远侧锚钉位于远侧末端上。第一固位结构位于体部上，在远侧锚钉的近端，且体部可移动地携带着近侧锚钉表面。近侧锚钉包括一个管状袖套，位于第一位置，向远端延伸过第一部分和第二部分之间的联结点。近侧锚钉表面可向体部的远侧方向移动。固位结构防止体部的近侧锚钉表面向近端移动，防旋转结构防止近侧锚钉的第一部分相对于近侧锚钉的旋转移动。
在一个实施方案中，第一固位结构包括一系列螺脊或槽沟。第二固位结构优选地位于管状袖套的内部，以与体部的第一固位结构协同作用。
根据本发明的另一个方面，提供了骨折固定装置。固定装置包括具有近侧末端和远侧末端的延长体，并包括可拆开地互相连接于联结点上的第一部分和第二部分。远侧末端携带有松质骨锚钉和/或皮质骨锚钉。近侧锚钉轴向可移动地装在体部，并包括一个向远端延伸过连接点的管状部分。互补的表面结构位于体部第一部分和近侧锚钉之间，允许近侧锚钉向远端方向推进，以拉紧固定装置，但阻止近侧锚钉向近端的轴向移动，和防止第一部分和近侧锚钉之间的旋转移动。
优选地，钻孔的步骤包括沿轴钻孔，向股骨头的方向延伸入股骨颈。在一个实施方案中，推进近侧锚钉的步骤包括轴向推进近侧锚钉，而相对于近侧锚钉固定装置不旋转。股骨骨折可以是股骨颈骨折(如，头部或头部下)、股骨转子间骨折或转子下骨折。
鉴于下列优选实施方案的详细描述，与附图和权利要求一起理解，本发明的进一步特征和优点对本领域的专业技术人员会是很明显的。
附图简述
图1是横跨股骨近端部分后横切面的后正视图，其中放置了两个股骨颈骨折固定装置。
如图1一样，图2是一个后横切面，其中放置了一个改型的固定装置。
图3a是与图1的固定装置相似的侧视横切面。
图3b是与图2的固定装置相似的侧视横前面。
图3c是一种双螺旋远侧锚钉的侧视图。
图3d是一种“V”螺纹远侧锚钉的侧视图。
图3e是一种锯齿螺纹远侧锚钉的侧视图。
图3f是一种三股螺旋远侧锚钉的侧视图。
图3g是一种分离的三股螺旋远侧锚钉的侧视图。
图3h是一种锥形螺纹远侧锚钉的侧视图。
图3i是一种锥形螺纹远侧锚钉的侧视图。
图4a是本发明的改型固定装置的正视透视图。
图4b是本发明进一步改型的固定装置的正视透视图。
图5是本发明固定装置远端轴向横切面图。
图6是与图1一样的后横切面，其中放置了一个固定装置和一体的近端固定板锚钉。
图6a是根据本发明的组合近侧锚钉和固定板的横切面示意图。
图7a是与图1一样的的后横切面，其中放置了一个固定板和固定装置。
图7b是通过股骨近端部分的横切面，图示了与固定板组合使用的固定装置。
图7c是与图7b一样的横切面，图示了本发明的固定装置与一个髓内钉的组合使用。
图8是一个可调节角度的近侧锚钉固定板的横切面图。
图9是图8近侧锚钉固定板的正面透视图。
图10是远端胫骨和腓骨的前面图，固定装置穿过侧面和中间的髁骨折。
图11是固定装置另一个实施方案的侧面透视图，该装置含有根据本发明的某种特性和优点。
图12是图11固定装置的侧视图。
图13是图12中经过线13-13的横切面图。
图13a是图13的13a部分的放大图。
图13b是图13的13b部分的放大图，固定装置在第一部分。
图13c是图13的13c部分的放大图，固定装置在第二部分。
图14是图12中经过线14-14的横切面图。
图15a-c示出使用图11中的固定装置固定股骨颈骨折的步骤。
优选实施方案的详细描述
尽管本发明的固定装置主要是被公开用于近端股骨的骨折，但本公开方法和结构可用于多种骨骼和骨折的任何一种，根据本公开文本，这对于本领域的专业技术人员是很明显的。例如，本发明的固定装置可用于手的多种骨折和骨切开术，如本领域中已知的的指骨间和掌指骨间关节固定术，横向指骨和掌骨骨折固定，螺旋指骨和掌骨骨折固定，斜指骨和掌骨骨折固定，髁间指骨和掌骨固定，指骨和掌骨骨切开固定术。许多趾骨和跖骨骨切开术和足部骨折也使用本发明的骨固定装置来稳定。这些包括远端干骺端骨切开术，如Austin和Reverdin-Laird所述，基底楔骨切开术，斜骨干，趾关节固定术以及其他本领域专业技术人员熟知的其他情况。骨固定装置可使用或不使用固定板或垫圈，所有这些可以是永久性的，可被吸收的或组合式的。
腓骨和胫骨髁骨折，皮隆(pilon)骨折和其他腿骨的骨折可根据本发明使用或不使用固定板固定和稳定，可以是可被吸收的或不吸收类型的，并使用本发明的可选择的实施方案。中间和后腿部的骨折和骨切开术，跗骨关节固定术和骨切开术或其他情况是本领域专业技术人员所熟知的。一个实例是中部踝撕脱碎片的固定。
本发明的固定装置也可用于将组织或结构固定在骨骼上，如韧带复置术和其他软组织固定方法。固定板和垫圈，为了进行软组织固定使用或不使用组织长钉，其他植入体也可固定在骨骼上，根据植入体和方法使用可再吸收或不能再吸收的固定装置。固定装置也可用于将缝合线固定在骨骼上，如各种组织悬吊手术。
例如，固定装置的表面应用如使用装置固定软组织如被膜，肌腱或韧带到骨骼上。也可用于将一种合成材料如马勒克斯网固定至骨骼上或将自体移植物如阔筋膜张肌固定在骨骼上。在此过程中，材料在骨骼上的固位可用所显示的颈圈，或大头针来完成，或颈圈被改型以容纳缝线或其他可促进固定的材料。
特殊的实例包括在基得纳(Kidner)手术中将后胫骨肌腱固定在足舟骨上。可以使用适当大小的本发明植入体和远端突出的软组织长钉的垫圈一起来完成此项应用。可使用装置来进行舟骨-楔骨关节固定术，可同时固定肌腱。在不进行关节固定术时，肌腱的固定可通过在邻近的骨骼中改变植入体的放置来完成。
在断裂，撕脱或脱离后，如在踝上，肩上或膝上，韧带或被膜的重置也可采用在此公开的装置完成。
固定装置也可用来辅助邻近骨骼，骨碎片之间的骨融合，或多种人工关节中的一种，如脊柱的第一和第二脊椎骨的锥体。
固定装置也可用来与半管状，1/3管状和动态压紧固定板组合使用，可使用金属和可吸收成分，如果颈圈被改型以匹配固定板上的开口。
在下面公开的套管设计可容纳充满抗生素的杆形骨针，以便局部用药的缓慢吸附。这对预防用药，特别是当伤口是开放的，或当存在骨髓炎和有证据表明骨折碎片已稳定时，是有益的。
为了军事或运动医学或医疗辅助人员现场使用，可组装成一套工具盒。这种工具盒包括一种植入工具和多种大小和类型的植入装置。工具盒可包括其他的组成部分如灭菌或消毒材料，钉皮机，绷带，手套和处理紧急伤口和骨折的基本工具。可包括抗生素杆用于运输过程中伤口的预防性应用。
图1为股骨10近端部分的后侧视图，其中安装了两个固定装置12。股骨10的近侧末端包括通过颈部16与长形体部或股骨10的骨干17连接的股骨头14。如图1中所示，颈部16的直径小于头部14的直径。颈部16和头部14位于一条轴线上，该轴线与股骨10体部17的纵轴所成的角度为大约126°。除此以外由于颈部16与股骨10体部17的纵轴的角度偏离，因此颈部16骨折的危险增加，与头部14相比颈部16的直径减少也是危险增加的一个原因。
大转子18在颈部16和股骨10体部17的连接处上向外突出。在大转子18的内侧是转子窝20。这个凹陷可容纳闭孔外肌的附着。小转子21位于颈部16和股骨10的体部17的连接的后内侧。大转子18和小转子21可固定肌肉。在股骨10的后表面，在与小转子21大约相同的轴向位置上是臀肌粗隆22，可附着臀大肌。股骨的其他细节在本领域是公知的，在此不再进一步详述。
图1图示了股骨头下股骨颈骨折24。股骨10近侧部分的骨折通常被归为股骨头或头下股骨颈骨折，转子间骨折和转子下骨折。为了叙述本发明，所有这些骨折将被认为是股骨颈骨折。
参考图1-4，固定装置12包括在近侧末端30和远侧末端32之间延伸的体部28。体部28的长度，直径和结构材料可根据需要进行的临床应用而发生改变。在成人人群中对多种骨折的优选实施方案中，体部28通常在定型后长度的范围在大约6mm至大约150mm，最大直径的范围是从大约2mm至大约12mm。螺旋锚钉的直径，如下所述，范围在大约2.0mm至大约15mm之间。通常，体部28的合适尺寸可根据特殊的骨折而发生变化。大体上，在踝部的骨折可使用的其体部直径为大约3mm至大约4.5mm之间，长度的范围在大约20mm至大约70mm之间。在髁部的骨折，可使用的体部直径范围为大约3.5mm至大约8.0mm之间，长度的范围为大约25mm至大约70mm之间。在科勒斯氏骨折(桡骨下端和尺骨)，所使用的直径范围为大约2.0mm至大约4.5mm之间，长度范围为大约6mm至大约70mm。
在一个实施方案中，体部28含有钛。但如下面所详述的，可根据已完成的固定装置12的尺寸和所需结构完整性，使用其他金属或生物可吸收或不吸收的聚合物材料。
体部28的远侧末端32装备了一个松质骨锚钉或远端皮质骨锚钉34。远端骨锚钉的其他细节在下面被描述。通常，在股骨颈的应用中，远端骨锚钉34适合旋转地被插入至股骨10头部14的松质骨中，将固定装置保持在股骨头内。
固定装置的近侧末端30装备了一个近侧锚钉36。近侧锚钉36可沿体部28向远端轴向移动，可压紧骨折24，如图1清晰所示，并在下面进行描述。如在下面将阐明的，互相联锁的结构如螺纹或在近侧锚钉36和体部28之间的棘齿样结构可阻止锚钉36在正常使用条件下向体部28近端的迁移。根据本公开文本中所揭示的相互联锁结构，近侧锚钉36可旋转或不旋转地沿体部28轴向推进。
在图解的实施方案中，近侧锚钉36包括一个外套38，如一个管体，可沿体部28共轴移动。外套38装配了一个或多个表面结构40如向中心径向突出的齿或翼缘，与体部28上的互补表面结构42协同运转。表面结构40和互补表面结构42可使近侧锚钉36沿体部28轴向向远端行进，但阻止近侧锚钉36沿体部28向近端行进。可使用多种互补表面结构的任意一种，如多种有环纹的环或螺纹配合，倾斜的棘齿结构和可与相对的倾斜结构或棘爪协同运转的类似结构，这些结构可允许单方向的棘齿样运动。
固位结构42可沿体部28轴向地分隔在近端边界54和远端边界56之间。因此在近端边界54和远端边界56之间的轴向距离与所需的近侧锚钉36行进的轴向运转范围和固定装置12的功能尺寸范围有关。在固定装置12的一个实施方案中，固位结构42包括许多螺纹，适合与近侧锚钉36上的固位结构40配合，后者可以是许多互补的螺纹。在这个实施方案中，近侧锚钉36可通过近侧锚钉36沿体部28的旋转沿体部28向远端推进。近侧锚钉36可通过反向旋转从体部28上很方便地去除，以便将体部28从患者体内移除。在这个实施方案中，翼缘44优选设有啮合结构，以允许拆卸工具沿体部28旋转翼缘。可装备多种啮合结构中的任意一种，如一个或多个槽、平面、孔或类似结构。在一个实施方案中，翼缘44装备有一个多角的，特别是五角或六角的周缘。如见图4a。
图4a和4b图示了在此所述各种实施方案中进行的外形改变。如图4a所示，固位结构42设置在直径减小的片断31上。直径减小的片断31与体部28的其他部分通过环状肩台29被分隔开。这种构造使管状外套38的外径与体部28的远端外径大致相同。以这种方式，在骨片断近端可形成单一内径的钻孔，以便容纳体部28和管状外套38，仅需很少的额外公差。可选择地，如图4b所示，体部28在其轴长上与在此形成的固位结构42有相同的直径。在这个实施方案中，近端外套38的外径将大于整个体部28的外径。
因此，本发明提供了一个骨固定装置，在置入远侧锚钉后可在运转的范围内对骨折提供压紧。远侧锚钉可放置于松质骨和/或远端皮质骨内，近侧锚钉可向远端推进一定的范围以对骨折提供压紧，不需要重新设置远侧锚钉，也不需开始将远侧锚钉置于相对于骨近端的准确位置。通过独立于远端锚钉的设置而在工作范围内张紧近端锚钉，使得所提供的单个装置能够用于多种骨折，并消除了准确的测量装置和远侧锚钉的准确放置的需要。在许多应用中，工作范围至少是装置总长度的至少大约10％，而且可以是总装置长度的20％或30％或更多。在用于股骨时，可提供的工作范围高至大约10mm，因为在这个范围内的估计值正常可在临床的安装中很容易达到。在其他应用中，如跖骨骨折，区域内工作范围从大约1mm至大约2mm就足够了。在此公开的实施方案可按比例具有更大或更小的工作范围，基于本公开文本，这对本领域的专业技术人员是很明显的。
近侧锚钉36包括一个翼缘44，它坐置于股骨的外表面或股骨邻近的组织上。翼缘44优选是环状翼缘，以使翼缘44和股骨之间的覆盖面或接触面最佳化。用于股骨头固定的环形或多角形的翼缘通常具有的直径至少较邻近的体部28大约大4mm，通常的范围是较邻近的体部28大大约4mm至大约20mm或更多。在一个修饰的实施方案中，翼缘44可以是弯曲的以符合股骨的弯曲形状，并进一步使翼缘44和股骨之间的覆盖面或接触面最佳化。
在图示的实施方案中，翼缘44的骨接触表面46位于或大致在一个平面上，所述平面倾斜于体部28的纵轴。可根据体部28的预期入口角度和股骨10的相关入口点表面，可使用翼缘44的骨接触表面46和体部28以及外套38之间的多种角度关系的任意一种。通常，贯穿头部14和颈部16的轴线与股骨10的较长体部17的纵轴之间的倾斜角度为大约126°。可使用的体部28纵轴和组织接触表面46之间的角度范围为大约90°至大约140°，通常对于固定角度的固定装置，其范围是从大约100°至大约120°。在图3a和3b中进行图示的是垂直的翼缘(即90°)。
可为临床医生提供一系列的近侧锚钉，在该系列中，骨接触表面46和体部28以及外套38的纵轴之间的角度关系是多样的(如，90°，100°，110°，120°，和130°)。例如，在单个无菌包装中该系列可与体部28相连。在鉴别体部28的入口角度和股骨10的相关入口点表面方向后，临床医生可从该系列中选择具有最适合的角度关系的锚钉36，用于体部28。
根据图8和9中图示的一种可选择的特征，翼缘44与体部28纵轴的角度是可调节的。更具体地，在这个实施方案中，管状外套38是与翼缘44分离的构件。外套38和翼缘44优选包括相应的半球体或径向表面45a和45b。表面45b环绕翼缘44中的孔49。这种配置可允许外套38从翼缘44伸出，并可绕其枢转。这样翼缘44的骨接触表面和体部28的纵轴之间的角度关系可根据入口的角度而变化。
作为图8和9中的独特特征，翼缘44被扩大，并包含一个或两个或更多的开口47，以容纳一个或两个或更多的股骨干锚钉(未示出)。如将结合图6所描述的那样，翼缘44可被延长，在解剖学上与股骨干的远端平行，因此可同时作为固定板。
再返回图3a和3b，体部28的近侧末端优选另外装配旋转联结48，使体部28可旋转地联结于推进装置。可使用多种推进装置，如电钻或手动工具，可使临床医生手工旋转松质骨锚钉34进入股骨头。因此，旋转联结48可具有多种横切面构造，如一个或多个平面或齿条。
在一个实施方案中，旋转联结48包含的体部28，其近端的投影是多角的横切面，如六角横切面。旋转联结48被图示为一个插入构件，被机械加工或轧制或接附在体部28的近侧末端30上。但旋转联结也可以是凹入构件的形式，如六角形或其他非环状横截面的管腔，延长经过体部28的近端或全长。尽管全长都被图示为实心的，也可如本领域中所理解的，体部28可被插管以适合放置金属丝。如所要描述的那样，中央套管的横切面可被制成为非环形的，如六角形，以适合安装相应的插入工具或不管近端断点的位置如何都可去掉装置。
体部28可安装至少一个和优选两个或三个或更多的断点50，它们沿体部28的近端轴向地分隔分布。断点50包括一个在体部28上的减弱截面，在近侧锚钉36适当拉紧后可促使体部28的近端切断。断点50可采用任意方式被构造，如通过机械加工或轧制，将一个环形凹陷设在进体部28的外壁上，或通过机械、激光或EDM钻孔形成一个或多个穿过体部28的横向孔道。
体部28也装配至少一个，优选两个或三个或更多的刻度线，它们沿体部28的近端部分轴向分隔排列。这种刻度线可用来表示体部28已经被插入进骨头中的距离。这种刻度线可包括表示骨的近端表面离远端骨锚钉34远侧顶端距离的标记(如以毫米或英寸)。
在此所图示的所有实施方案中，远侧锚钉34包括一个螺旋锁闭结构60以咬合松质骨和/或远端皮质骨。在图示的实施方案中，闭锁结构60包括一个如下所述的翼缘，围绕在一个中央核心62或一个轴向的管腔的周围。中央核心62或轴向管腔限定了螺旋闭锁结构60的小直径。同样，螺旋翼缘60的外侧边缘限制了螺旋闭锁结构60的大直径或外侧边界。根据远侧锚钉的轴向长度和所要进行的应用，翼缘至少伸展出一个，通常从大约2个至大约50个或更多的完整的转数。对于大多数股骨颈固定装置，翼缘通常形成大约2个至大约20个转数。螺旋翼缘60优选具有一定螺距和轴向的间隔，使松质骨内的固位力达到最佳的程度，从而使骨折得到最佳的压紧。
在图1中图示的实例中的螺旋翼缘60通常定型为扁刃形或径向伸展的螺纹。但可以理解的是螺旋翼缘60可具有多种横切面形状，如矩形，三角形或根据本公开文本经过常规实验被认为需要用于特殊用途的其他形状。大内径与小内径的比例可根据所需要的松质骨内的固位力被优化设计，并要考虑远侧锚钉34的结构完整型和强度。远侧锚钉34要被最佳化的另一个方面是大内径和小内径的形状，在图示的实施方案中，通常是具有一个锥形远端32的圆柱形。
螺旋翼缘60的远端32和/或螺旋翼缘60的外缘是可以防止损伤的(如钝的或软的)。这可防止固定装置12在植入后向髋关节支撑面解剖学近端的移行倾向(即，股骨头穿通)。远端的移行也可通过近侧锚钉36的存在及其尺寸来防止，其覆盖面较传统的螺丝钉更大。
图2和3b图示的是远侧锚钉34的一种变型。远侧锚钉34包括一个延长的螺旋闭锁结构60，它成螺旋形的围绕一个轴向的管腔，全长中至少有一个，优选大约2个至20个或更多的完整的转数。轴向管腔限定了通常为圆柱形的小内径。与前面的实施方案相似，延长体60具有一定的螺距和轴向的间隔使松质骨内的固位力达到最佳化，从而使骨折得到最佳的压紧。延长体60的顶端72是尖的。尽管没有图示，但这种变化特别适合管状的固定装置12。也就是这样一种设计，其中中央的管腔经过体部28和远侧锚钉34。
图5是经过图2和3b中图示类型的远侧锚钉的轴向横切面图。图5也图示了形成螺旋形闭锁结构的螺旋翼缘的横切面。横切面的宽度为w，高度为h。通过常规的试验，可以改变延长体的形状，宽度w，高度h来使松质骨内的固位力最佳化。当w近似等于h时，横切面是圆形，正方形或多面体。通常，用于股骨颈时，w和h的范围在大约1mm至大约8mm之间。
图3c图示了远侧锚钉34的另一个变化。在这种配置中，远侧锚钉34形成了一个双螺旋，包括两个延长结构360，362螺旋状地围绕一个轴向管腔，全长中至少有一个，优选从大约2个至20个或更多的完整转数。与以前的实施方案类似，延长体360，362的形状，宽度w和高度h以及螺距和轴向间隔都可经过常规的试验而被优化，使松质骨内的固位力最佳化，从而使骨折得到最佳的压紧。轴向管腔的直径也可被优化，螺旋翼缘360，362的顶端364可以是锥形的或尖的，通过自行攻丝和自行钻孔使得很容易插入。双螺旋设计可被此处其他公开的任何设计所采用。在一个用于股骨颈的实施方案中，延长结构360，362通常具有矩形的横切面，高度和宽度的范围为大约1.0-4.0毫米。在这样一个实施方案中，大内径的范围是大约4.0-15毫米，小内径的范围是大约2.0-8.0毫米，螺距的范围是大约每英寸3至大约12个螺纹。
图3d图示了远侧锚钉34的另一个变型。在这个实施方案中，锚钉34包括了一个通常具有“V”形横切面的螺旋翼缘370。图示的翼缘370侧面的角度大约为60度，形成两个负重支撑面372，374和一个钝的外缘376。面向近端的表面372承载轴向负荷以防止滑脱。在螺旋翼缘370的这个实施方案中，小内径近似等于0。这样一种配置的优点是当远侧锚钉34被插入至远端骨碎片如股骨10的一部分中时，可使更多的骨头位于正常位置上。但应该理解的是在一个改型的配置中，可增加小内径以考虑在所需的松质骨内的固位力和远侧锚钉34的结构完整型和强度之间形成平衡。可选择两个表面372，374之间的角度以及螺旋翼缘370的螺距和轴向间隔，使松质骨内的固位力最佳化，从而使骨折得到最佳的压紧。
图3e图示了远侧锚钉34的另一个变型。在这种变化中，远侧锚钉34包括具有一个锯齿螺纹设计的螺旋翼缘380。即翼缘380通常具有矩形的横切面，并径向地向外延伸，在一些实施方案中向近端倾斜，形成近端凹入的螺旋。这种配置提高了远侧锚钉34的脱出强度，因为翼缘380的支撑面382，384通常与承重方向是垂直的。对于前面的配置，螺旋翼缘380的小内径近似等于0。但应该理解的是在一个改型的配置中，可增加小内径以考虑在所需的松质骨内的固位力和远侧锚钉34的结构完整型和强度之间形成平衡。对于以前的实施方案，螺距和轴向间隔可被优化以增加松质骨内的固位力，从而使横跨骨折得到最佳的压紧。
图3f和3g图示了远侧锚钉34的其他变型。最初根据图3f，远侧锚钉34包括至少三个螺钉或翼缘390，392，394，后者通常径向地围绕一个圆柱形的中央核心395，其中在图示的配置中也限定了延伸经过体部28的轴向管腔397的壁。远侧锚钉34的大内径大体为圆柱形。螺旋翼缘390，392，394的前导端396被磨得锋利，以便辅助螺丝自行攻丝和/或自行钻孔。在这种配置中，螺旋翼缘390，392，394与上述的配置相比具有较低的螺距。而且，与以前的配置相比，将远侧锚钉34插入任何指定的轴向距离，这种配置需要较少的旋转数。
例如，在用于股骨颈的实施方案中，螺旋翼缘390，392，394的螺距范围是大约每英寸2至大约12个螺纹。因此在插入的过程中与具有更大螺距的单个螺旋螺纹相比，远侧锚钉34需要较少的旋转就可达到相同的轴向行程。另外，这种配置接触的骨头较少。在一个改型的配置中，远侧锚钉包括两个或四个螺旋翼缘如翼缘390，392，394。根据本公开文本，螺旋翼缘的数目，螺距和轴向间隔可通过常规的实验被优化。在一个双螺旋翼缘的实施方案中，小内径为大约4.5毫米，大内径约为7.0毫米，螺距为大约每英寸5.5个螺纹。
在图3g中，远侧锚钉34包括分离的三联螺旋远侧锚钉设计，类似于上述的配置。但在这种配置中，一个螺旋翼缘被穿通成为轴向管腔397，该管腔的范围被中央核心395限定。这样，三个翼缘400，402，403仍然围绕在中央核心395周围。与以前的配置相比，这种配置接触较少的骨头。与以前的实施方案一样，螺距和轴向间隔通过常规的实验来优化。也可提供一个分离的双螺旋，具有两个翼缘或螺纹。
图3h和3i图示了远侧锚钉34的更多变化。在图3h中，远侧锚钉34通常包括一个V形翼缘410，它围绕在一个中央核心412周围，该核心也限定了中央管腔413的范围，后者延伸经过体部28。V形翼缘410的大内径大体为圆柱形。相对比的是，中央核心的小内径在远端方向上逐渐减小。这样在图示的配置中，中央核心通常在螺纹近端和远端之间的一个点上消失在圆柱形的中央管腔413中，并在图示的实施方案中，大约在远侧锚钉34的纵轴中心414。这种配置增强了远侧锚钉34的近侧部分416，该部分在脱出时最可能发生拉伸和疲劳。可以预测的是翼缘410的形状以及螺距，轴向间隔和中央核心的锥度可通常在此公开的常规实验而被优化。
在图3i中，远侧锚钉34也包括围绕一个轴向管腔的一个V形螺旋翼缘420。在这种配置中，大内径和小内径从锚钉34的近端422向远端424逐渐缩小。在远端424，小内径近似等于0。在这个配置中，锥形远侧锚钉34的远端424可进行自行攻丝，而锚钉34的近端422可自行钻孔。与以前的实施方案一样，螺旋翼缘430的形状，螺距，轴向间隔和大内径和小内径的锥度可进一步通过常规的实验被优化。在一个改型的配置中，螺旋翼缘430可围绕在一个中央核心周围，该核心从近端422至远端424逐渐缩小。
在此的任何一个实施方案中，在远侧锚钉和近侧项圈或固定板之间可以提供一个防旋转闭锁，如一个齿条或其他的中间定位结构，在植入后可防止装置的近侧和远侧末端的相对旋转。
在使用中，临床医生首先确定要被处理的骨折患者，如股骨颈骨折，它可被一个内固定装置固定。临床医生进入股骨的近端，如果需要就将断骨复位，选择一个骨钻，根据传统的技术钻一个孔80。在股骨颈骨折的实例中，如已经讨论的经常使用三个孔和固定装置。优选地，孔80的直径范围在大约3mm至大约8mm。这个直径稍大于远侧锚钉34的直径。孔80优选延伸至或稍超出骨折24之外。
选择的固定装置12具有的轴长和外径与孔80相配。固定装置12的远侧末端32向远端推进至孔80中直至远侧锚钉34到达孔80的远端。近侧锚钉36在将体部28推进至孔80之前由固定装置12携带，或在体部28置入孔80中后被加入。在体部28安装到位后，临床医生可使用多种驱动装置，如电钻或手动工具来旋转松质骨锚钉34进入股骨头。
当对体部28的近侧末端30进行近端牵引时，如通过传统的止血钳，钳子或有刻度的加载装置，近侧锚钉36向远端推进直至锚钉36紧贴于股骨的外表面或股骨邻近的组织。固定装置12穿过骨折处的适当压紧可通过触觉反应来完成，或通过使用一种有刻度的装置来对植入装置加载预先确定的负荷。本发明的结构的一个优点是能够不依赖远侧锚钉34的安装来调节压紧。
适当拉紧近侧锚钉36后，体部28的近端伸展部分30优选被切断，折断，反向旋转或被去除。体部28可使用常规的锯，铣刀或骨钳来切割，它们在临床安装过程中是常规使用的。可以选择地，可以选择固定装置，即它按照拉紧确定长度，以便近端没有突出部分。
在去掉体部28的近侧末端30后，根据常规的伤口闭合技术闭合切口部位，并覆盖敷料。
根据图2，在一种配置中，近侧锚钉36包括一个或多个倒钩41，径向地从管状外套28向外延伸。倒钩41沿管状外套38的纵轴径向地对称分布。每个倒钩41都具有一个横向的啮合表面43，将近侧锚钉36锚着在骨骼中。横向啮合表面43可置于一个平面上，该平面横向于管状外套38的纵轴或倾斜于管状外套38的纵轴。在上述任一种配置中，横向的啮合表面43大体面向翼缘44的骨接触表面46。这样，横向啮合表面43可防止近侧锚钉36向骨头近端的移动。
倒钩41可使骨固定装置进行骨折的“第二次压紧”。如上面所解释的那样，当近侧锚钉36被适当拉紧时，骨固定装置可用于提供横跨骨折的初始压紧。但当手术后患者的体重或施加应力于骨头时，骨折典型地经历第二次压紧，可进一步压紧骨折。在这样的第二次压紧过程中，倒钩41可防止近侧锚钉36向骨头近端的移动。体部28和近侧锚钉36的棘齿型结构40，42可使近侧锚钉36沿体部28向远端移动。因此，由二次压紧引起的任何松动可由近侧锚钉36收紧，因为固位结构40，42可防止近侧锚钉36向体部29的近端移动。这个装置因此在被植入患者体内后可自行拉紧。
优选地，临床医生将获得一系列固定装置12，它们之间具有不同的直径、轴长和角度关系。它们可以被每包装一个包装在无菌封套或可剥开的小袋中，或包装在计量药筒中，每个药筒可容纳多个装置12。在遇到可被认为适合使用固定装置的骨折时，临床医生可确定尺寸和加载的需求，并从该系列中选择一个可满足所需规格的固定装置。
在某些类型的骨折中如股骨颈骨折，临床医生想要将两个或三个或更多的固定装置12引入至股骨头14中以固定骨折24。如果临床医生根据骨折24的特性确定，股骨10的头部14有可能围绕单个固定装置12旋转，则需要这样做。即使是最小的旋转也会抑制骨折的愈合。明显的旋转会引起固定装置的故障或股骨头的坏死。也可需要两个固定装置12，其中骨折的方向通常与植入的轴平行，这在本领域是可以理解的。
图6公开了近侧锚钉36的一个变化例，其中近侧锚钉36可与固定板一体形成或附着于该固定板。图6中的固定装置12的其余特征与以前讨论的实施方案是相同的。近侧锚钉90包括一个延伸翼缘92，它从外套93延伸出来，纵向沿着(解剖学的尾部或远端)股骨10的体部17。延伸翼缘92优选包括一个或多个孔94，以容纳一个或多个股骨轴螺丝96。翼缘92可以或不能在(在解剖学上靠近)外套93的上方延伸。在一个倾斜翼缘的实施方案中通过反向旋转，去除近端翼缘，可更容易地允许从体部旋转去掉近侧锚钉36。
图6a图示了一个一体的近侧锚钉36和近侧固定板的横切面视图。近侧锚钉36的尺寸和方向可根据要进行的用途，在很宽的范围内变化。例如，外套93的纵轴相对翼缘92的平面可以是倾斜的或垂直的。翼缘92可根据要进行的用途具有多种尺寸和剖面形状。在垂直方向上固定板92的长度在图6a中图示，用于股骨颈固定骨折，其范围为至少大约0.5英寸至大约10英寸或更多。固定板92如图示是平的，特别是在小的固定板实施方案中，或是弯曲的或其曲线形态以改善固定板92在邻近骨上的附着。固定板92可配有一个或多个孔眼以容纳骨螺丝或其他如图6和7中图示的固定装置。
图7a为固定装置12与传统的固定板100在一起使用的示意图。图7中的固定装置12与在此其他地方描述的实施方案是相同的。固定装置12与一个延长的侧面支撑板或固定板100一起使用，该固定板在孔80上方和下方纵向延伸。延长的侧面固定板100包括一个孔102，优选其直径较外套38的直径稍大。延长的侧面固定板100优选也包括一个或多个孔104，可容纳一个或多个股骨轴螺丝106。有利的是，延长的侧面固定板100可将翼缘44施加的压力分散至股骨17的更大区域，并影响负荷的分布。在一个可选择的实施方案中，延长的侧面固定板100可包括在外套38上的一个或多个孔，可容纳转子锚钉螺丝(未示出)。
图7b图示了被定型的侧面固定板100。近侧锚钉36也在翼缘44上形成了一个锥形的(如圆锥形或表面凹的)骨或固定板接触表面。
如图7c所示，本领域的专业技术人员可理解的是，本发明的固定装置12也可与髓内钉或杆101一起使用。
如已经描述的那样，本发明的固定装置12除了近端股骨外可用于很宽范围内的解剖学部位的安置。例如，侧面和中间踝骨折可很容易地采用本发明的装置来固定。图10为远端腓骨120和胫骨122的前视图。腓骨120远端中止于侧踝124，胫骨122远端中止于中间踝骨126。
根据本发明固定装置12在图示中延伸通过侧踝124，跨过侧踝骨折128，进入腓骨120。如已经描述的那样，固定装置12包括可固定在腓骨120内的远侧锚钉34，延长体28和一个近侧锚钉36。
图10也图示了一个固定装置12，延伸通过中间踝骨126，跨过中间踝骨骨折130，进入胫骨122。尽管图10图示了侧面踝骨骨折128和中间踝骨骨折130的固定，本领域的专业技术人员可以理解的是，上述骨折也会单独发生。固定装置跨过踝骨骨折的安装可采用上述股骨颈骨折固定的相同基本步骤来完成。
图11-13图示了根据本发明具有某些特性和优点的固定装置512的改型实施方案。与以前的实施方案一样，固定装置512包括一个体部28，该体部在近侧末端30和远侧末端32之间延伸。体部28的长度，直径和构件材料可根据要进行的临床应用而变化。在一个为成人多种骨折优化的实施方案中，在定型后，体部28的长度通常的范围是大约10mm至大约150mm，最大直径的范围是大约2mm至大约8mm。螺旋锚钉的大内径，在下面描述，其范围是大约2.7mm至大约12mm。通常，体部28的合适尺寸将根据特定骨折情况而发生变化。一般而言，对于踝骨折，可使用的轴直径的范围是大约3mm至大约4.5mm，长度的范围是大约25mm至大约70mm。对于髁骨折，可使用的轴直径范围为大约3.5mm至大约6.5mm，长度范围是大约25mm至大约70mm。对于科勒斯氏骨折(远端桡骨和尺骨)，可使用的直径范围是大约2.0mm至大约4.5mm，长度是大约6mm至大约70mm之间的任意值。
根据图12，13和13a，体部28包括第一部分536和第二部分538，可在连接540处连接在一起。在图示的实施方案中，第一部分536携带远侧锚钉34，而第二部分538形成体部28的近侧末端30。第一和第二部分536，538优选在连接540处可分离地相互连接。在所示实施方案中，第一和第二部分536、538通过联锁螺纹而可分离地连接在一起。特别在图13a中清晰可见：体部28包括一个内表面541，它限定中央管腔542的范围，该管腔优选沿整个体部28从近端30延伸至远端32。在第一部分536的近侧末端，内表面541包括第一螺纹部分544。第一螺纹部分544被构造成与第二螺纹部分546紧密结合，第二螺纹部分位于第二部分538的外表面545上。第一和第二螺纹部分544，546的联锁环状螺纹可脱离地互相连接在一起。在一个改型的实施方案中，第一和第二螺纹部分544，546的方向可以反转。即第一螺纹部分544可位于第一部分536的外表面，第二螺纹部分546可位于第二部分538远端的内表面541上。也可使用其他的多种可分离的相互啮合结构，如下所述可在植入后使第二部分538被去掉。
在一个改型的配置中，第二部分538包括多种拉紧的构件中的任意构件，使近侧的张力施加于远侧锚钉34上，而近侧锚钉向远端推进压紧骨折。例如，多种管子或金属丝可被去除地附着在第一部分536上，并向近端延伸至近端机头。在一个这样的配置中，第一部分536可以包括一个可释放的连接体，其形式是一个闭锁构件，如一个锁眼或钩子。第二部分538可以包括一个相互啮合的可释放的连接体(如，一个相互啮合的钩子)，以啮合第一部分536。以这种方式，第二部分538可分离地连接于第一部分536。如下面所解释的那样，这样的近端牵引可通过第二部分施加到第一部分536。可选择的是，第二部分548可配有一个锁眼或钩子，或横向连接杆，围绕或通过该部分，缝线或金属线可向前推进，两者的末端都保留在装置的近端上。在压紧步骤中拉紧构件上的近侧张力作用下，缝线或金属线的一个末端被释放，另一个末端被拉离装置。可选择的可释放近侧拉紧结构可根据本公开文本由本领域专业技术人员来设计。
如上所述，固定装置的近侧末端30可配有一个近侧锚钉36，它可沿体部28向远端移动，使骨折被压紧，这将从下面的描述中很明显地了解到。如将在下面要解释的，互补锁固的结构如体部28和近侧锚钉36之间的螺纹或棘齿样结构可防止锚钉36在正常使用条件下向近端移动。近侧锚钉36优选沿体部28轴向推进，不需要旋转，如本公开文本所述。
在图示的实施方案中，近侧锚钉36包括一个外套552，如一个管体，可沿体部28同轴移动。如在图11和13中清晰可见的，在最终的位置上，外套552向远端延伸经过第一部分536和第二部分538之间的连接540。外套552配有一个或多个表面结构554，如向内径向伸出的翼缘556(见图13b和13c)，与在体部28的第一部分536上的互补表面结构558相配合。在图示的实施方案中，互补表面结构558包括一系列环状螺脊或凹槽560。表面结构554和相补表面结构558可使近侧锚钉36向体部28的远端轴向移动，但阻止近侧锚钉36向体部28的近端行进。
例如，如在图13b中最大程度可见的，翼缘556的近侧末端向体部28的纵轴偏转。这样，当近侧锚钉36向体部28的近端推动时，翼缘556可与互补表面结构558的凹槽或螺脊560啮合。这样可阻止近侧锚钉36向体部28的近端移动。相反，如在图13c中清晰可见的，当近侧锚钉36向体部28的远端移动时，翼缘556向体部28和螺脊560的外侧弯曲，以便使近侧锚钉可向远端移动。当然，本领域的专业技术人员将能认识到有许多其他的互补表面装置可允许进行单向棘齿样运动。例如，也可使用多个环形圈或螺旋螺纹，斜面的棘齿结构和类似结构，与相反的斜面结构或棘爪协同运转。在一个实施方案中，相对的螺丝螺纹被造型用作棘齿。
固位结构558沿体部28轴向间隔排列于近端边界562和远端边界564之间。近端边界562和远端边界564之间的轴向距离与近侧锚钉36的所需轴向工作范围有关，因此也确定了固定装置512功能尺寸范围。所以，如上所述，紧随远侧锚钉的安放，固定装置512可跨过一个移动范围，对骨折进行压紧。
与以前的实施方案一样，近侧锚钉36包括一个翼缘44，它紧靠在股骨的外表面或股骨邻近的组织上。在图示的实施方案中，翼缘44是一个环状边缘，可优化翼缘44和股骨之间的覆盖面或接触面。用于股骨头固定的环状或多角形翼缘通常的直径较邻近的体部28至少大4mrn，通常较邻近的体部28大的范围为大约4mm至大约20mm或更多。在图示的实施方案中，翼缘44的骨接触表面是锥形的，大体朝向股骨10的骨干部17。
在一个改型的实施方案中，近侧锚钉36的外套552包括一个或一个以上或更多的倒钩，它们在管状外套552表面径向向外延伸。如上所述，这种倒钩可在装置被植入进患者体内后用来自行拉紧。倒钩对称地径向分布于外套552的纵轴周围。每个倒钩具有一个横向的啮合表面，在骨中锚着近侧锚钉50。横向啮合表面位于一个平面上，该平面横向于外套552的纵轴，或相对于管状外套552的纵轴是倾斜的。在各种配置中，横向啮合表面通常朝向翼缘44的骨接触表面46。这样，横向啮合表面可防止近侧锚钉向骨头的近端移动。
如上面所提到的，临床医生被提供近侧锚钉36的系列，该系列中的各种近侧锚钉在骨接触表面46和体部28以及外套552的纵轴之间的角度关系是多样的(如90°，100°，110°，120°和130°)。单个体部28可与该系列一起放在单个无菌包装中。在确定体部28的入口角度和相连的股骨10的入口点表面方向之后，临床医生可从该系列中选择出具有最适合的角度关系的锚钉36，与体部28一起使用。
特别参考图12和13，体部28的近侧末端30配有一个旋转的联结570，使体部28的第二部分538旋转的连接于一个旋转装置上。体部28的近侧末端30可根据需要被旋转完成一个或两个不连续的功能。在本发明的一个应用中，在将横跨骨折的装置拉紧后近侧末端30被旋转，去除体部28的第二部分538或将一个附加装置锚定在骨上。旋转联结570的旋转也可用于旋转地将远侧锚钉推进骨头中。可使用多种旋转装置中的任意一种，如电钻或手动工具，使临床医生能够人工地旋转体部的近侧末端30。因此旋转联结570可以具有多种横切面构型，如一个或多个平面，或齿槽。
在一个实施方案中，旋转联结570包括体部的一个近端突出部分，其具有多角形的横切面的轴向凹陷，该横切面可以是例如六角形横切面。旋转联结570被图示为一个凹陷构件，被机械加工或轧制或接附在体部28的近侧末端30上。但旋转联结也可以是凸出构件，如六角形或其他非环状横截面的凸出部分。
在图示的实施方案中，体部28被插管以便在安置导丝时调节装置，这在本领域中是已知的。图示的中央管的横切面是环形的，但在其他实施方案中可以是非环形的，如六角形，能够容纳相应的压入式工具，以安装或去除体部28的第二部分538，如下所述。在另一个实施方案中，体部28部分或全部是实心的。
与以前的实施方案一样，远侧锚钉34包括一个螺旋闭锁结构60，可啮合松质骨和/或远端皮质骨。在图示的实施方案中，闭锁结构60包括一个翼缘，围绕在轴向管腔的周围。根据远侧锚钉的轴长和所要进行的应用实例，翼缘可伸展出至少一个，通常为大约2个至大约50个或更多的完整转数。对于大多数股骨颈固定装置，翼缘通常完成大约2个至大约20个转数。螺旋翼缘60优选的螺距和轴向间隔使松质骨内的固位力最佳化，从而使骨折得到最佳的压紧。
图示实施方案中的螺旋翼缘60通常具有一个三角形的横切面形状。但应该理解的是螺旋翼缘72可以具有多种横切面形状，如矩形，椭圆形或根据本公开文本通过常规实验被认为是特定应用实例所需要的其他形状。如上根据图3a-3i，螺旋翼缘60的外边缘限定了外侧边界。外边界与中央管直径的比例可根据所需要的松质骨内的固位力被优化，并考虑远侧锚钉34的结构完整型和强度。远侧锚钉的另一个要被优化的方面是外边界和中央核心的形状，在图示的实施方案中大体为圆柱形。
螺旋翼缘60的远侧末端32和/或外边缘是可以防止损伤的(如钝的或软的)。这样可防止固定装置12在植入后向髋关节支撑面解剖学近端的移行倾向(即，股骨头穿通)。远端的移行也可通过近侧锚钉36的存在及其尺寸来防止，锚钉36的覆盖面较传统的螺丝钉更大。
也可使用远侧锚钉32的其他配置。例如，上述的各种远侧锚钉被插入至固定装置512中。特别的是，远侧锚钉包括围绕中央核心的单个螺线，与传统螺钉很像，它被插管以便于安置导丝。可以选择的是，可使用一个双螺旋螺纹，第一螺纹的远端旋转地偏离第二螺纹的远端。使用双螺旋螺纹能够较相应的单个螺旋螺纹在设定程度的旋转中获得更大的轴向移动距离，和更大的固位力。特殊的远侧锚钉设计可根据需要的应用来最佳化，并考虑所需的性能特性、远侧骨的完整性、以及是否远侧锚钉只与松质骨啮合或也啮合皮质骨。
特别参考图11和14，固定装置512包括体部28的第一部分536和近侧颈圈36之间的一个防旋转闭锁。在图示的实施方案中，第一部分536包括一对扁平的侧板580，它可在近侧颈圈36中与相应的扁平结构582相互作用。可使用一个或三个或更多的轴向延伸的平面。这样近侧颈圈36的转动被传递至第一部分536和体部28的远侧锚钉34上。当然，本领域中的专业技术人员将认识到可使用多种类型的齿条或其他中间定位结构来防止近侧锚钉和体部28的第一部分536相对旋转。
为了旋转近端颈圈，翼缘44优选配有一个啮合结构使插入装置能转动翼缘44。可装配多种啮合结构，如一个或多个沟槽，平板，小孔或类似结构。在一个实施方案中，翼缘44配有一个多角形，特别是一个五角形或六角形凹槽84。见图13。
在使用中，临床医生首先确定要被要被处理的骨折患者，如可被一个内固定装置固定的股骨颈骨折。临床医生进入股骨的近端，如果需要就将断骨复位，选择一个骨钻，根据传统的技术钻一个孔80(见图15a)。通常，孔80的直径范围常常在大约3mm至大约8mm。这个直径稍大于远侧锚钉34的直径。孔80优选延伸至或稍超出骨折24之外。
选择的固定装置12具有的轴长和外径与孔80相配。固定装置12的远侧末端32向远端推进至孔80中直至远侧锚钉34到达孔80的远端。近侧锚钉50在将体部28推进至孔80之前由固定装置12携带，或在体部28置入孔80中后被加入。一旦体部28安装到位，临床医生可使用多种驱动装置，如电钻或手动工具来旋转近侧锚钉36，因此松质骨锚钉34进入股骨头。
一旦锚钉34位于所需的位置上，对体部28的近侧末端30进行近端牵引，如通过传统的止血钳，钳子或有刻度的加载装置，远端的压力则施加于近侧锚钉36。以这种方式，近侧锚钉36向远端推进直至锚钉36紧贴于股骨的外表面或股骨邻近的组织，如图15b所示骨折24被完全复位。适当拉紧固定装置512可通过触觉反应来完成，或通过使用一种有刻度的装置来对植入装置加载预先确定的负荷。本发明的结构的一个优点是能够不依赖远侧锚钉34的安装来调节压紧。
在近侧锚钉36适当拉紧后，体部28的第二部分538优选从第一部分536上脱离，并被去掉。见图15c。在图示的实施方案中，这涉及第二部分538通过联结570围绕第一部分旋转。临床上显示与在此前面确定的许多骨折连接，单个固定装置512就足够了。但根据骨骨折部分位置和身体需要，可使用两个或三个或更多的固定装置512以图1中图示的相似方式来复位单发的骨折。例如，在此图示类型的近端股骨骨折的情况下，典型地要植入至少两个，优选三个固定装置12来横跨股骨颈。使用三个固定装置512为横跨骨折提供了足够的压紧，并使股骨头围绕单个固定装置512的轴旋转的危险性最小化。固定装置的近侧末端可通过如三孔固定板或杆被连接在一起，也可以互相独立。
在去掉每个体部28的第二部分538后，根据常规的伤口闭合技术闭合切口部位，并覆盖敷料。
在一个改型的配置中，第二部分538形成推进装置的一部分，可用来旋转近侧锚钉36，因此松质骨锚钉34进入股骨头中。第二部分538可用来进行近端牵引以压紧骨折。在适当拉紧后，第二部分538可从第一部分536上脱离，并用推进装置来去掉。
在前面的变化中，第二部分538可与可旋转的控制器连接，该控制器例如展开装置上的拇指旋转控制器。在临床的场所打开容器，露出植入体的近侧末端，这样第二部分538的远侧末端可被分离地连接在上面。手工工具的近端收缩将植入体带出包装中。然后植入体被置入骨内的孔中，被旋转以放置远侧锚钉，操纵机头在第二部分538上进行近端牵引，同时向远端推进近侧锚钉。横跨骨折进行适当的拉紧后，第二部分38从植入体上被分离，从患者体内被去除。在螺纹啮合的实例中，第二部分538可通过旋转拇指旋转控制器或机头上的其他旋转控制器被从植入体上分离。在一个可选择的实施方案中，例如其中第二部分538包括一个牵引金属丝，在横跨骨折进行适当拉紧后，牵引金属丝的第一末端被释放，这样牵引金属丝通过附着在机头上的第二末端的近端收缩而被从植入体上去掉。
如上所提到的，固定装置512也可与髓内钉或杆一起使用，这对本领域专业技术人员是可以理解的。固定装置512除了近端股骨外也可用于很宽范围内的解剖学部位的安置，如已经描述的那样。例如，侧面和中间踝骨折可很容易地采用本发明的装置来固定。见图10。
本发明的固定装置可用传统的生物可吸收材料或传统的不可吸收材料，其组合物和其等量物来制成。另外，可使用一些天然材料如自体移植物。可吸收材料的实例包括同聚物和与丙交酯，乙交酯，环丙烷碳酸酯，己内酯和p-dioxanone的共聚物和其混合物。可使用下面的两个混合物：1)聚(p-dioxanone)和丙交酯/乙交酯共聚物的混合物，公开于美国专利第4,646,741，该专利在此结合作为参考，和(2)富含乙交酯的两个或多个聚合物的混合物，具有很高的丙交酯含量聚合物的一个聚合物，和其他具有很高乙交酯含量的聚合物，公开在美国专利第4,889,119，该专利在此结合作为参考。
下面确定了可用于本发明成分的多种聚合物。这些聚合物中的许多已经被报道可生物降解为水溶性，无毒的物质，可被机体排出：
聚己酸内酯
聚(L-丙交酯)
聚(DL-丙交酯)
聚乙交酯
聚(L-丙交酯-co-D，L-丙交酯)
70∶30聚(1-丙交酯-co-D，L-丙交酯)
95∶5聚(DL-丙交酯-co-乙交酯)
90∶10聚(DL-丙交酯-co-乙交酯)
85∶15聚(DL-丙交酯-co-乙交酯)
75∶25聚(DL-丙交酯-co-乙交酯)
50∶50聚(DL-丙交酯-co-乙交酯)
90∶10聚(DL-丙交酯-co-乙交酯)
75∶25聚(DL-丙交酯-co-己内酯)
50∶50聚(DL-丙交酯-co-己内酯)
Polydioxanone
聚酰胺酯
共聚草酸酯
聚碳酸酯
聚(谷氨酸-co-亮氨酸)
所需的这些或其他聚合物中的任何一种或混合物可由本领域的专业技术人员通过常规的实验来确定，并考虑机械要求、优选的制造技术和所需要的再吸收时间。根据本公开文本可通过常规的实验来完成优化。
可以选择的是，这些构件可用生物相容性材料如镍钛诺，不锈钢，钛和本领域已知的其他材料模制，成形或机械加工而形成。在一个实施方案中，骨固定装置的构件用生物可吸收材料灌注制模，消除了愈合后需要的去除步骤。用于本发明的显示具有足够的结构完整性的一种适合的生物可吸收材料是聚-P-dioxanone，可购自Ethicon Division of Johnson&Johnson。聚(L-丙交酯，或co-DL-乙交酯)或两种材料的混合物如上所述可选择使用。如在此所使用的，术语如生物可吸收的，生物可再吸收的和生物可降解的可交换使用，指将在原位消失的材料，在骨愈合足够的时间后，留下可接受的副产物。在此任何装置的部分或全部可由在本文其他地方所述的自体移植材料或合成骨材料制成，可适合进行特殊的设计。
本发明的生物可吸收植入体可根据本领域已知的多种技术的任何一种来制造，根据所需要的特殊聚合物，以及可接受的制造成本和尺寸的耐受性，根据本公开文本，这对于本领域的专业技术人员将是可以理解的。例如，多种生物可吸收聚合物、共聚物或聚合物混合物的任何一种可在单个压紧铸型周期中被铸型，或铸型周期后在插针或套管的表面上机械加工表面结构。也可能使用美国专利4,743,257的技术，该专利在此结合作为参考，将可吸收的纤维铸型，将聚合物结合在一起形成一个加强纤维的可吸收装置。
通过合适的塑模或以高速和高压注入合适的铸模中，在可吸收聚合熔融物的挤压或注射成形过程中，也可形成一个导向的或自行加固的结构。当发生冷却时，熔融物的流动方向仍然在固体材料中，形成一个导向的或自行加固结构。铸模具有已完成装置构件的形状，但也可能通过机械灌注模铸或冲压半成品来制造本发明的构件。用熔融铸型、固态拉制或压紧、生物可吸收聚合材料来制造构件是有益处的，其描述见，如美国专利第4,968,317和4,898,186，该二专利申请在此合并为参考文献。
适合用于本发明的锚钉构件的加强纤维包括陶瓷纤维，像生物可吸收的羟磷灰石或生物活性玻璃纤维。这种生物可吸收的陶瓷纤维加强材料的描述，如见已公布的欧洲专利申请0146398和WO/96/21628，该二专利申请在此合并为参考文献。
作为构件的导向、加强纤维或自行加强的一般特征，许多加强元件被定向使得它们可有效承载被导向所用锚钉的不同的外部负荷(如张力，弯曲和切变力负荷)。
许多应用中使用的导向和/或加强锚钉材料具有的张力强度范围是大约100-2000MPa，弯曲强度范围为大约100-600MPa，剪切强度范围为大约80-400MPa，可为任何特殊的设计和应用优化。另外，它们相对坚硬和坚韧。这些机械特性超过那些显示的强度经常在大约40和100MPa之间而且可变形的或脆性的非加强或非导向的可吸收聚合物。如见S.Vainionpaa，P.Rokkanen和P.Tormnld，“人体组织中生物可降解聚合物的外科应用”，Progr Polym.Sci.，14卷，(1989)，679-716页，其全部公开书在此合并为参考文献。
本发明的构件(或全部或部分构件表面上的生物可吸收聚合物包被层)，可以包含一个或多个生物活性物质，如抗生素，化疗物质，血管生长因子，加速伤口愈合的物质，生长激素，抗血栓形成剂，骨生长促进剂或药物，和类似物质。需要这样的生物活性植入体，因为它们除了可提供机械支持以外，还可促使损伤愈合。
另外，构件可提供多种结构性改型以达到多种目的，如骨接合(osteoincorporation)，或更快或更均衡地吸收进体内。例如，通过在锚钉构件上形成微凹痕或粗糙表面，可增强骨接合。可选择的是，毛细管通路贯穿插针和颈圈，如使用开放的网格泡沫材料制造锚钉构件，通过此装置产生弯曲的通路。这种构造可增加装置与体液接触的表面区域，因此通常可增加吸收率。毛细管通路可选择地通过激光钻孔或其他的技术来制成，根据本公开文本可为本领域专业技术人员所理解。通常，确定锚钉被毛细管通路或开放网格泡沫通路穿透的程度，要平衡装置所需的结构完整性和所需的再吸收时间，还要考虑所需聚合物的特定强度和吸收特性。
一个开放网格生物可吸收材料的描述见美国专利第6,005,161，以互相连接，开放网格网络形式的聚(羟基)酸，可根据髂脊复制人松质骨的结构，所具有的物理特性(强度)在数值上超过人体(哺乳动物)的髂脊松质骨。被认为可维持物理特性的大体结构在数值上至少等同于人髂脊松质骨，植入后最少可维持90天。美国专利第6,005,161的公开书在此合并为参考文献。
固定装置也可由传统的不可吸收的，生物相容材料制成，包括不锈钢，钛，其合金，聚合物，复合物和类似物，和它们的等价物。在一个实施方案中，远侧锚钉由金属螺旋组成，而体部和近侧锚钉由一种生物可吸收材料组成。可选择地，远侧锚钉由一种生物可吸收材料组成，体部和近侧锚钉由一种生物可吸收材料或一种不可吸收材料组成。作为进一步的选择，每个远侧锚钉和体部由不可吸收的材料组成，连接于一个可吸收的构件。这可以通过在远侧锚钉和体部之间装配一个同心接头而完成，一个横向的可吸收插针从中延伸出来。这个实施方案将在插针消失后使体部被去掉，而把远侧锚钉留在骨内。
本发明的构件(或部分或全部锚钉表面上的生物可吸收聚合物包被层)，可包含一种或多种生物活性物质，如抗生素，化疗物质，血管生长因子，伤口愈合促进物质，生长激素，抗血栓形成药物，骨生长促进剂或药物，和类似物质。需要这种生物活性植入体，因为除了可提供机械支持以外，可促使伤口愈合。
另外，这些构件可提供多种结构性改型以达到多种目的，如骨接合，或更快或更均衡地吸收进体内。例如，通过在锚钉构件上形成微凹痕或粗糙表面，可增强骨接合。可选择的是，毛细管通路贯穿插针和颈圈，如使用开放的网格泡沫材料制造锚钉构件，通过此装置产生弯曲的通路。这种构造可增加装置与体液接触的表面区域，因此通常可增加吸收率。毛细管通路可选择地通过激光钻孔或其他的技术来制成，根据本公开文本，可为本领域专业技术人员所理解。通常，确定锚钉被毛细管通路或开放网格泡沫通路穿透的程度，要平衡装置所需的结构完整性和所需的再吸收时间，还要考虑所需聚合物的特定强度和吸收特性。
根据材料的类型，本发明的构件可通过熟知的杀菌技术来灭菌。合适的杀菌技术包括热灭菌，放射灭菌，如钴60照射或电子束，环氧丙烷灭菌和类似方法。
本发明的任意一种骨固定装置的特定尺寸，根据所要进行的应用实例可很容易变化，根据本公开文本，对本领域中的专业技术人员是很明显的。而且尽管本发明已经就某些优选的实施方案进行描述，但发明的其他实施方案包括改变尺寸、构型和材料，根据本公开文本，这对于本领域专业技术人员也将是很明显的。另外，和在此的一个实施方案共同讨论的所有特性都可很容易地适合用于在此的其他实施方案中。在不同的实施方案中使用多种术语或相似特性的多个参考文献除了特别说明以外，其含义没有差异。相应地，本发明仅以所附的权利要求书来描述，并不受在此公开的优选实施方案所限制。