可調整角度的骨螺釘和用於骨接合的骨固定的裝置的製作方法
2023-06-05 10:58:01
專利名稱：可調整角度的骨螺釘和用於骨接合的骨固定的裝置的製作方法
所屬領域本發明涉及如權利要求1的前序部分所述的骨螺釘和如權利要求25的前序部分所述的用於骨接合的骨固定的裝置。
在脊柱或脊柱的各部分的內部固定的情況下，這類裝置常常基本由基梗螺釘(Pedikelschraube)和一個或更多的沿脊柱方向延伸的縱向託架組成，該螺釘用螺紋錨定在要連接的脊骨體的基梗(Pedikel)中，該託架必須與基梗螺釘牢固地連接。為了穩定地錨定整個植入體，基梗螺釘必須一方面牢固地擰入基梗中，另一方面與縱向託架剛性連接。基梗螺釘的螺釘頭與縱向託架之間的連接通常用夾緊機構來實現，該夾緊機構即使在基梗螺釘相對於縱向託架有不同角度時，也必須使之有一穩定的連接。夾緊連接必須可以鬆開，由此，不必在脊柱區有大的組織開口就可重新取出整個植入體。
骨螺釘與板或託架之間的牢固的連接在其它內部骨固定中也是常見的。此處，骨螺釘也必須能相對於板或託架有不同的擺角，而不會影響連接的穩定性。
已經從US 5466237 BYRD中知道有一種用於脊骨體的內部固定的骨錨定螺釘與穩定杆之間的這種連接。這種已知的發明有一具有螺釘頭的骨錨定螺釘，該螺釘頭在其朝向螺釘杆的一側做成截球層形，而在末端做成凸起的。螺釘的截球層形部分放置在錨定元件的一個孔中，此時，該孔包括一下凹的朝螺釘杆變小的部分，以便在骨螺釘與錨定元件之間產生一球鉸鏈型連接。此球鉸鏈型連接通過上緊一在錨定元件上的螺母而被鎖住，該螺母壓在放在錨定元件中的縱向託架上，而該縱向託架以後就壓在螺釘頭的末端的凸起部分上，從而將螺釘頭鎖在錨定元件中。不過，由於在骨螺釘上和在錨定元件中的常常不精確配合的球形表面，這種可鎖住的球鉸鏈型連接不適於承受在骨固定時產生的力。此外，這種球鉸鏈型連接只能力鎖合地鎖住。
本發明用一骨螺釘和一用於骨接合的骨固定的裝置解決所提出的問題，該螺釘具有權利要求1的特徵，而該裝置具有權利要求25的特徵。
本發明的其它的有益的布置在從屬權利要求中表明。
按照本發明的骨螺釘包括一個與縱向軸線同心地錨定在一骨頭或骨頭部分中的螺釘杆和一同樣是同心的螺釘頭，以及在螺釘頭與螺釘杆之間的與縱向軸線同心的盤形突起。該突起的直徑大於螺釘杆的直徑。根據按照本發明的骨螺釘的實施形式，突起的直徑最好為8至10mm或4至6mm，而螺釘杆的直徑則最好為5至6mm或3至5mm。同樣按照本發明的骨螺釘的實施形式，突起的厚度最好為1至2mm或0.5至1mm。
突起的邊緣最好做成有稜角的，並且有一下邊緣，以靠在設有一彎曲的表面的孔的壁上。
在按照本發明的骨螺釘的另一實施形式中，突起在螺釘杆側包括多個圓形的與螺釘縱向軸線同心的邊緣，該邊緣具有朝螺釘杆減小的直徑d＞d1＞d2。直徑d、d1、d2的尺寸最好如此確定，以使該邊緣在一假想的、在螺釘杆側為凸起的表面上延伸。此假想的表面在按照本發明的骨螺釘的一個特殊的實施形式中可做成一與中間軸線同心的、具有半徑Y的球形區。
螺釘頭可做成凸起的，特別是球形的或半球形的。
螺釘頭和螺釘杆可按照實施形式做成一件的或多件的，其中，螺釘頭可用錐連接、螺紋連接或插旋式連接可分離地固定在螺釘杆上。
按照本發明的骨螺釘可按照實施形式用於在骨接合固定裝置中固定骨頭或骨頭部分，並可例如用於在一骨板上固定骨頭或骨頭部分，或也可在一脊柱固定裝置中用於固定脊骨體。
按照本發明的用於骨接合的骨固定的裝置包括至少一個骨螺釘和至少一個固定體，該骨螺釘有一被錨定在骨頭或骨頭部分中的螺釘杆和一螺釘頭，該固定體用於穩定地固定骨頭或骨頭部分。固定體有至少一個用於接納骨螺釘的孔，其中，該孔貫穿固定體並包括一下凹的、朝螺釘杆一側的端部變小的部分。骨螺釘有一布置在螺釘頭與螺釘杆之間的、與骨螺釘的縱向軸線同心的盤形突起。該突起的直徑要如此確定其尺寸，以使突起在孔的下凹部分中能以不同的骨螺釘的縱向軸線與孔的中間軸線之間的角度靠在孔的壁上。盤形突起的這種具有平的螺釘杆側的平面的構形使之有可能在骨螺釘與固定體之間有一直線形接觸，該平面在上緊螺釘時靠在孔的下凹的壁上。
在按照本發明的裝置的一個實施形式中，它用於在脊柱固定系統中將縱向託架與作為基梗螺釘做成的骨螺釘連接起來。固定體作為接納頭形成，該接納頭用於將縱向託架與基梗螺釘連在一起。除去貫穿接納頭、以用於接納基梗螺釘的通孔外，還另外做出一垂直於接納頭的中間軸線延伸的、朝著螺釘頭這一側的端部開口的通道，以用於接納縱向託架。此外，裝置另外包括夾緊裝置，該夾緊裝置以可拆卸的方式在螺釘頭的一側的端部與接納頭聯接，並用於在接納頭中固定縱向託架和基梗螺釘。通孔包括一下凹的、朝其螺釘杆的一側的端部變小的部分，以使基梗螺釘上的突起在孔的下凹部分中能以不同的螺釘軸線與孔的中間軸線之間的角度靠在通孔的壁上。
在按照本發明的裝置的另一個實施形式中，盤形突起在骨螺釘上有一直徑d，下凹的部分做成球形並有一直徑D，其中，D＝d。但是，通過這種結構，螺釘軸線相對於孔在固定體中的中間軸線只可能有小的角度，這是因為，要不然，只能在突起的圓周一部分上產生直線形的接觸。對於較大的角度，適合的是具有直徑D、而且其中D＞d的下凹部分的結構。在此情況下，比值d∶D選擇為0.5至1.0，最好為0.85至0.95。此外，螺釘頭的直徑要如此選擇，以使在骨螺釘處於傾斜位置時，它不會靠在孔的壁上，並由此限制骨螺釘的傾斜位置。
在按照本發明的裝置的又一實施形式中，下凹的部分做成截球層形，其中，球層有一半徑X，而下凹部分的直徑則為D，以使X≥D/2。D/2與X之比為0.5至1.0。最好為0.85至0.95。
在按照本發明的裝置的一個特殊的實施形式中，骨螺釘的凸起的螺釘頭做成球形或半球形。在縱向託架與基梗螺釘之間的連接裝置的情況下，這種結構的優點在於，即使在基梗螺釘位置傾斜時，被夾緊在螺釘頭與夾緊裝置之間的縱向託架也能與中間軸線同心地被壓在螺釘頭上。
凸起的螺釘頭可與螺釘杆做成一件，或在一兩件的骨螺釘的情況下與螺釘杆可拆卸地連接。通過兩件式的結構，首先可較簡單地在螺釘杆中設置用於插入一螺絲起子的裝置，例如一內六角或內螺紋。此外，在居中地在螺釘杆中布置例如一內六角時，縱向託架與螺釘頭之間的倚靠不會在植入骨螺釘之後受到螺釘頭的放置的不良影響。
骨螺釘上的突起的邊緣首先有利地在螺釘杆的一側的下側做成有稜角的，以便形成一下緣，該下緣是為了與下凹部分的壁有一直線形接觸。
按照本發明的裝置的另一實施形式與上述實施形式的差別只在於，螺釘頭與螺釘杆之間的突起包括多個與螺釘縱向軸線同心的邊緣，該邊緣有朝螺釘杆減小的直徑d＞d1＞d2。
該邊緣在螺釘杆的一側是圓形的。此時，直徑d、d1、d2的尺寸最好如此確定，以使邊緣在一假想的、在螺釘杆的一側凸起的表面上延伸，並且可在孔的下凹部分中以不同的在螺釘縱向軸線與中間軸線之間的角度靠在孔的壁上。
直徑d、d1、d2最好如此選擇，以使該假想表面有一與中間軸線同心的球形區，其半徑為Y。
根據按照本發明的骨螺釘的實施形式，下凹部分的直徑D和突起的直徑d有利地為8～10mm，或4～6mm，而根據按照本發明的骨螺釘的實施形式，突起有一1～2mm或0.5～1mm的厚度。
根據按照本發明的骨螺釘的實施形式，螺釘杆的外徑有利地為5～6mm或3～5mm。
在按照本發明的裝置的另一實施形式中，固定體作為骨板形成，該骨板具有至少一個貫穿的孔，以接納一骨螺釘。再有，裝置可包括一緊定螺釘，它具有用於接納一螺絲起子的措施，此時，緊定螺釘可擰入一從上側送入至少一個孔中的內螺紋中，並且可在上緊時朝骨螺釘的螺釘頭壓緊。
通過本發明得到的主要優點為，由於按照本發明的用於接納骨螺釘的孔的結構，和具有突起的骨螺釘的結構，而該突起是為了倚靠在孔的下凹部分中，故可以產生一直線形的接觸，這種接觸在裝置固定時導致骨螺釘與固定體之間的牢固的連接。在孔壁可以變形的情況下，由於直線形的接觸，也可以在突起與孔壁之間產生一形鎖合的連接。由於骨螺釘做成兩件可得到的優點為，在與另一植入件例如縱向託架接觸的區域內，凸起的螺釘頭的表面是光滑的，而且這一區不會受到用於接納螺絲起子的措施的不良影響。
圖7示出通過按照本發明的裝置的另一實施形式的剖視圖；圖8示出按照本發明的骨螺釘的另一實施形式的視圖。
突起6就其直徑d而言要如此確定尺寸，以使它在下凹部分10中能以不同的在螺釘縱向軸線5與孔7的中間軸線8之間的角度靠在孔7的壁12上。由此可以保證，骨螺釘2能相對於骨固定體2以不同的角度擰在骨頭或骨頭部分中。
圖2和3示出按照本發明的裝置的一個實施形式，該裝置用於在脊柱固定系統中將縱向託架13與基梗螺釘14連在一起。這一裝置包括一基梗螺釘14、一具有中間軸線16的接納頭15和一夾緊裝置25，該基梗螺釘有一與其螺釘縱向軸線24同心的錨定在骨頭中的螺釘杆21和一凸起的螺釘頭22，該接納頭用於將縱向託架13與基梗螺釘連在一起，該夾緊裝置基本有一螺母的形狀並用一內螺紋32通過與接納頭15的上側18相鄰的外螺紋31以可折卸的方式擰在一起，並用於在接納頭15中固定縱向託架13和基梗螺釘14。
凸起的螺釘頭22做成截球形的，此時，截球的頂點29位於螺釘縱向軸線24上並形成基梗螺釘14的螺釘頭部側的末端。此外，在螺釘頭22上做有兩個或更多的平行於螺釘縱向軸線24取向的表面30，以作為兩個外邊緣(Aussenzweikant)，用於用螺絲起子將基梗螺釘14擰入骨頭中。也可以用外六角代替兩個外邊緣。
接納頭15有一在螺釘頭的一側的上側18、一在螺釘杆的一側的下側19、一與中間軸線16共軸線的貫穿接納頭15的通孔17和一附加的垂直於中間軸線16延伸的、朝上側18開口的通道20，該通孔17用於接納基梗螺釘14，該通道20用於接納一縱向託架13。採用這種方式，縱向託架13可從上側18放入開口的通道20中並可在該處用夾緊裝置25以可拆卸的方式固定。
通孔17包括一下凹的朝下側19變小的部分26，該部分在此處所示的按照本發明的裝置的實施形式中是做成截球層形的。
此外，基梗螺釘14在凸起的螺釘頭22與螺釘杆21之間有一與螺釘縱向軸線24同心的盤形突起23，該突起的尺寸要如此確定，以使突起23在通孔17的下凹部分26中能以不同的在螺釘縱向軸線24與中間軸線16之間的角度靠在通孔17的壁27上。
在圖4中示出按照本發明的兩件式骨螺釘2的實施形式。螺釘頭3與螺釘杆4之間的連接為一錐連接。在螺釘頭3上與螺釘縱向軸線5同心地做出一錐形榫頭，該榫頭可在一與螺釘縱向軸線5同心的、具有一內錐34的孔33中固定在螺釘杆4的在螺釘頭一側的端部上。
圖5示出按照本發明的兩件式骨螺釘2的另一實施形式。此處，螺釘頭3與螺釘杆4之間的連接為一螺紋連接。在螺釘頭3上與螺釘縱向軸線5同心地做有一帶螺紋的榫頭35，該榫頭可在一與螺釘縱向軸線5同心的、具有內螺紋37的孔36中擰在螺釘杆4的在螺釘頭的側的端部上。
圖6示出按照本發明的兩件式骨螺釘2的又一實施形式。此處，螺釘頭3與螺釘杆4之間的連接為一插旋式連接。在螺釘頭3上與螺釘縱向軸線5同心地做有一具有一沿徑向突出的銷39的榫頭38，該銷可扣入一與螺釘縱向軸線5同心的、具有一槽43的孔40中，其中，槽43有一平行於螺釘縱向軸線5延伸的部分42和一沿周向在孔40中延伸的部分41。
圖7示出按照本發明的裝置的一個實施形式，該裝置與
圖1所示的裝置不同之處僅在於，固定體1為一具有至少一個用於骨螺釘2的貫穿的孔7的骨板，裝置另外包括一具有用於接納一螺絲起子的措施47的緊定螺釘45，該緊定螺釘可擰入一從上側11引入孔7中的內螺紋46中，並在上緊時壓向螺釘頭22。採用這種可牢固地上緊的緊定螺釘45，可在骨板1中得到骨螺釘2的角度穩定的固定。
在圖8中示出按照本發明的骨螺釘2的一個實施形式，該骨螺釘與圖4至6所示的實施形式的差別只在於，突起6在螺釘杆的一側包括多個圓形的邊緣53、54、56，其中，這些邊緣53、54、56的直徑d、d1、d2的尺寸要如此確定，以使邊緣53、54、56沿一假想的、在螺釘杆的一側凸起的表面55上延伸，該表面製成與中間軸線5同心的、具有半徑Y的球形區。
權利要求
1.骨螺釘(2、14)，它具有一與螺釘縱向軸線(5、24)同心並錨定在一骨頭或骨頭部分中的螺釘杆(4、21)和一螺釘頭(3、22)。其特徵為，骨螺釘(2、14)在螺釘頭(3、22)與螺釘杆(4、21)之間有一與螺釘縱向軸線(5、24)同心的盤形突起(6、23)，突起的直徑大於螺釘杆(4、21)的直徑。
2.如權利要求1的骨螺釘(2、14)，其特徵為，突起(6、23)的邊緣做成有稜角的，並且有至少一個下邊緣(28、53、54、56)。
3.如權利要求2的骨螺釘(2、14)，其特徵為，突起(6)包括多個與螺釘縱向軸線(5、24)同心的邊緣(53、54、56)，該邊緣具有朝螺釘杆(4)減小的直徑d＞d1＞d2。
4.如權利要求3的骨螺釘，其特徵為，邊緣(53、54、56)是圓形的，而且直徑d、d1、d2的尺寸要如此確定，以使邊緣(53、54、56)在一假想的、在螺釘杆的一側的凸起的表面(55)上延伸。
5.如權利要求4的骨螺釘，其特徵為，假想的表面(55)為一與中間軸線(8、16)同心的、具有半徑Y的球形區。
6.如權利要求1至5的任一項的骨螺釘(2)，其特徵為，螺釘頭(22)做成凸起的。
7.如權利要求6的骨螺釘(2)，其特徵為，螺釘頭(22)做成球形的。
8.如權利要求7的骨螺釘(2)，其特徵為，螺釘頭(22)做成半球形的，其中，螺釘頭(22)的頂部在端部與螺釘縱向軸線(24)相交。
9.如權利要求1至8的任一項的骨螺釘(2)，其特徵為，螺釘頭(3、22)與螺釘杆(4、21)做成一件。
10.如權利要求1至9的任一項的骨螺釘(2)，其特徵為，骨螺釘為多件的，其中，至少螺釘頭(3、22)與螺釘杆(4、21)是分開的、但是是可以與螺釘縱向軸線(5、24)同心地連接的單獨的件。
11.如權利要求10的骨螺釘(2)，其特徵為，螺釘頭(3、22)與螺釘杆(4、21)是可拆卸地連接的單獨的件。
12.如權利要求10的骨螺釘(2)，其特徵為，螺釘頭(3、22)，突起(6、23)和螺釘杆(4、21)是分開的、但是是可以與螺釘縱向軸線(5、24)同心地連接的單獨的件。
13.如權利要求10至12的任一項的骨螺釘(2)，其特徵為，螺釘頭(3、22)用一錐連接與螺釘杆(4、21)連接。
14.如權利要求10至12的任一項的骨螺釘(2)，其特徵為，螺釘頭(3、22)用一螺紋連接與螺釘杆(4、21)連接。
15.如權利要求10至12的任一項的骨螺釘(2)，其特徵為，螺釘頭(3、22)用一插旋式連接與螺釘杆(4、21)連接。
16.如權利要求1至15的任一項的骨螺釘(2)，其特徵為，突起(6、23)的直徑d為8～10mm。
17.如權利要求1至16的任一項的骨螺釘(2)，其特徵為，突起(6、23)有一1～2mm的厚度。
18.如權利要求1至17的任一項的骨螺釘(2)，其特徵為，螺釘杆(4、21)的外徑為5～6mm。
19.如權利要求1至15的任一項的骨螺釘(2)，其特徵為，突起(6、23)的直徑d為4～6mm。
20.如權利要求19的骨螺釘(2)，其特徵為，突起(6、23)有一0.5～1mm的厚度。
21.如權利要求20的骨螺釘(2)，其特徵為，螺釘杆(4、21)的外徑為3～5mm。
22.如權利要求1至21的任一項的骨螺釘(2)，其特徵為，該螺釘用於在骨接合固定裝置中固定骨頭或骨頭部分。
23.如權利要求22的骨螺釘(2)，其特徵為，該螺釘用於在一骨板(1)上骨定骨頭或骨頭部分。
24.如權利要求22的骨螺釘(2)，其特徵為，該螺釘為一基梗螺釘(14)並用於在脊柱固定裝置中固定脊骨體。
25.用於骨接合的骨固定的裝置，它具有至少一個如權利要求1至24的任一項的骨螺釘(2、14)，和(A)至少一個板形、稜柱形或圓柱形的固定體(1、15)，該固定體有至少一個具有中間軸線(8、16)、以用於接納骨螺釘(2、14)的孔(7、17)，和一在螺釘杆一側的下側(9、19)與一在螺釘頭一側的上側(11、18)，其中(B)孔(7、17)包括一朝下側變小的部分(10、26)，其特徵為，(C)突起(6、23)的直徑d要如此確定尺寸，以使突起(6、23)可在孔(7、17)的下凹部分(10、26)中以不同的在螺釘縱向軸線(5、24)與中間軸線(8、16)之間的角度靠在孔(7、17)的壁(12、27)上。
26.如權利要求25的裝置，其特徵為，(A)骨螺釘(2)為具有凸起的螺釘頭(22)的基梗螺釘(14)；(B)固定體(1)為一具有中間軸線(16)的接納頭(15)，它用於將縱向託架(13)與基梗螺釘(14)連在一起，而且此接納頭(15)另外還有一垂直於中間軸線(16)延伸的、朝上側(18)開口的通道(20)，以用於接納縱向託架(13)；以及(C)裝置另外包括一夾緊裝置(25)，它能以可拆卸的方式從上側(18)與接納頭(15)連接，並用於在接納頭(15)中固定一縱向託架(13)與基梗螺釘(14)。
27.如權利要求25或26的裝置，其特徵為，圓盤形突起(6、23)有一直徑d，下凹的部分(10、26)做成球形並有一直徑D，其中，D＝d。
28.如權利要求25或26的裝置，其特徵為，圓盤形突起(6、23)有一直徑d，下凹的部分(10、26)做成球形並有一直徑D，其中，D＞d。
29.如權利要求28的裝置，其特徵為，d∶D之比在0.5與1.0之間。
30.如權利要求29的裝置，其特徵為，d∶D之比在0.85與0.95之間。
31.如權利要求25或26的裝置，其特徵為，下凹的部分(10、26)做成截球層形，其中，球層有一半徑X，而且X≥D/2。
32.如權利要求31的裝置，其特徵為，D/2與X之比為0.5與1.0之間。
33.如權利要求32的裝置，其特徵為，D/2與X之比為0.85與0.95之間。
34.如權利要求25至33的任一項的裝置，其特徵為，突起(6、23)的邊緣做成有稜角的，並且有至少一個下緣(28、53、54、56)。
35.如權利要求25至34的任一項的裝置，其特徵為，突起(6)包括多個與螺釘縱向軸線(5、24)同心的邊緣(53、54、56)，它們具有朝螺釘杆(4)減小的直徑d＞d1＞d2。
36.如權利要求35的裝置，其特徵為，邊緣(53、54、56)是圓形的，而且直徑d、d1、d2要如此確定其尺寸，以使邊緣(53、54、56)在一假想的、在螺釘杆的一側凸起的表面(55)上延伸，並在孔(7、17)的下凹部分(10、26)中能以不同的在螺釘縱向軸線(5、24)與中間軸線(8、16)之間的角度靠在孔(7、17)的壁(12、27)上。
37.如權利要求36的裝置，其特徵為，假想的表面(55)為一與中間軸線(8、16)同心的、具有半徑Y的球形區。
38.如權利要求25或27至37的任一項的裝置，其特徵為，固定體(1)為一骨板，該板具有至少一個用於骨螺釘(2)的貫穿的孔(7)，裝置另外包括一緊定螺釘(45)，該螺釘具有用於接納一螺絲起子的措施，該緊定螺釘可擰入從上側(11)引入孔(7)中的內螺紋(46)中，並在上緊時壓靠在螺釘頭(22)上。
全文摘要
本發明涉及一種骨螺釘(2、14),它具有一與螺釘縱向軸線(5、24)同心並錨定在一骨頭或骨頭部分中的螺釘杆(4、21)和一螺釘頭(3、22),其特徵為,骨螺釘(2、14)在螺釘頭(3、22)與螺釘杆(4、21)之間有一與螺釘縱向軸線(5、24)同心的盤形突起(6、23),突起的直徑大於螺釘杆(4、21)的直徑。本發明還涉及用於骨接合的骨固定的裝置,它具有:(A)至少一個這種骨螺釘(2、14),和(B)至少一個板形、稜柱形或圓柱形的固定體(1、15),該固定體有至少一個具有中間軸線(8、16)、以用於接納骨螺釘(2、14)的孔(7、17),和一在螺釘杆一側的下側(9、19)與一在螺釘頭一側的上側(11、18),其中,(C)孔(7、17)包括一朝下側變小的部分(10、26),其中,(D)突起(6、23)的直徑d要如此確定,以使突起(6、23)可在孔(7、17)的下凹部分(10、26)中以不同的在螺釘縱向軸線(5、24)與中間軸線(8、16)之間的角度靠在孔(7、17)的壁(12、27)上。
文檔編號A61B17/58GK1352540SQ99816747
公開日2002年6月5日 申請日期1999年7月7日 優先權日1999年7月7日
發明者羅伯特·弗裡格, 羅伯特·費魯斯 申請人:庫爾斯恩蒂斯股份公司