用於穩定椎骨的穩定裝置及用於該穩定裝置的杆連接器的製作方法

2023-06-24 03:58:16 2

專利名稱：用於穩定椎骨的穩定裝置及用於該穩定裝置的杆連接器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於穩定骨的穩定裝置，所述穩定裝置包括第一 杆、第二桿以及連接第一桿和第二桿的杆連接器。所述杆連接器適於連接不同類型的杆，尤其是彈性杆和剛性杆。
背景技術：
已知多種用於部分脊柱的剛性固定的裝置。通常，這些裝置包括剛性脊柱穩定杆。可能必然要連接不同類型的剛性杆。例如，wo2005/099603 Al公開了 一種用於連接剛性杆的脊柱杆連接器。對於某些應用，希望有一種允許被連接稚骨運動到特定程度的動 態穩定。同樣，脊柱的剛性和動態穩定的組合在特定的臨床情況中可 能是合適的。US 2007/0005063 A3描述了用於脊柱段的多高度、多功 能穩定的系統和方法，它使用允許至少一部分推骨高度(vertebral level)運動的運動保持部以及基本上阻止至少一部分相鄰推骨高度運 動的運動阻止部。因此，需要使用組合的剛性杆和撓性杆，用於需要剛性和/或動態 穩定的多種臨床情況。 發明內容本發明的目的是提供一種應用面廣且構造簡單的穩定裝置。另外， 將提供一種杆連接器，該杆連接器適用於連接不同類型的杆，尤其是 撓性杆和剛性杆。所述目的通過根據權利要求l的穩定裝置和根據權利要求16的杆 連接器來實現。進一步的研製成果由從屬權利要求給出。根據本發明的穩定裝置例如可以在用於固定部分脊柱的剛性固定 系統的端部使用。在這種情況下，所述穩定裝置作為保護元件，用以 保護相鄰運動段不超負荷。此外，它可以用於具有以交替順序的動態和剛性固定件的分段穩定。所述杆連接器也可以只用於連接剛性杆。因此它的應用面廣。 在特定實施例中，所述杆連接器可以連接骨錨固裝置。 所述杆連接器適於與優選由合成橡膠材料製成的撓性杆以及與剛 性杆一起使用。當緊固鎖定元件以固定撓性杆時，彈性材料的變形引 起撓性杆、杆連接器和鎖定元件之間的間接或動態形狀配合連接(dynamic form-fit connection )， 而不會損害杆的整體結構。而且，杆的固定使用少量部件來實現。因此，使手術期間的操作 更容易。


通過參考以下結合附圖的實施例的詳細描述，本發明的進一步特 徵和優點將變得顯而易見並且被最好地理解。圖1示出了根據第一實施例的穩定裝置的透視圖。 圖2示出了根據圖1的穩定裝置的分解圖。 圖3示出了圖2的鎖定元件的透視圖。 圖4示出了穩定裝置的放大剖視圖。圖5示出了處於裝配好的狀態的穩定裝置的第二實施例的透視圖。圖6示出了圖5的穩定裝置的剖視圖。圖7示出了穩定裝置的笫三實施例的透視圖。圖8示出了圖7的穩定裝置的分解透視圖。圖9示出了圖7的穩定裝置的剖視圖。圖IO示出了圖7的穩定裝置的杆連接器的頂視圖。圖11示出了從根據圖7的穩定裝置的杆連接器的頂部看的透視圖。圖12示出了處於裝配好的狀態的穩定裝置的第四實施例的透視 圖13示出了圖12的穩定裝置的分解圖。圖14示出了圖12的穩定裝置的剖視圖。圖15示出了處於裝配好的狀態的穩定裝置的第五實施例的透視圖。圖16示出了圖15的穩定裝置的分解圖。圖17示出了圖15的穩定裝置的剖視圖。圖18a至c示出了穩定裝置的應用的示意性圖示。
具體實施方式
參考圖l至4對穩定裝置的第一實施例進行描述。所述穩定裝置 包括第一桿1、第二桿2和杆連接器3。在所示實施例中，第一桿1 具有直徑為^的圓形橫截面。它由彈性的生物相容材料製成，優選由 塑料製成。例如，所述杆可以由合成橡膠材料製成，尤其是基於聚碳 酸酯型聚氨酯、聚碳酸酯聚氨酯(PCU)或聚醚型聚氨酯(PEU)的 材料。第一桿在外加負荷的作用下呈現彈性變形。第一桿的表面優選 為平滑表面。在所示實施例中，第二桿2具有直徑為d2的圓形橫截面，直徑 d2比第一桿的直徑A小。第二桿2可以由剛性材料製成，例如由生物 相容金屬或金屬合金製成，或者由生物相容塑料製成。但是本發明不 限於所述實施例，即第一桿1和第二桿2分別由彈性和非彈性材料制 成，和/或杆具有不同的直徑。第一桿也可以由剛性材料製成。杆的橫 截面可以具有任何形狀。杆的直徑可以不同或相同。此外，術語杆應 理解為適於橫跨至少兩個推骨或至少兩個斷裂或受傷的骨部之間的距 離的長形元件。在所示實施例中，杆連接器3由一體件(single piece)製成。它 包括用於連接第一桿1的第一連接部4和用於連接第二桿2的第二連 接部5。第一連接部4包括相對側壁4a、 4b，連接相對側壁4a、 4b 的側壁4d和連接側壁的底壁。底壁的內表面形成用於第一桿1的座 4c。由壁形成的接納部具有大致成U形的橫截面，從而形成用於接納 第一桿1的通道。在相對側壁4a、 4b的自由端設置有用於接納鎖定元 件7的內螺紋6。鎖定元件7可以是與內螺紋6配合的內螺釘。側壁入第一連接部時用於第一桿1的鄰接表面或止 擋。尤其如在圖2至4中可看到的，多個肋狀突起8設置在座4c的表 面上。肋狀突起8在與通道軸線垂直的方向上延伸，即在杆1插入時 與第一桿的縱向軸線L垂直的方向上延伸。在所示實施例中，突起8 的橫截面基本為帶圓頂的三角形。突起8具有的長度使得它們基本上 延伸橫過所述座。每個或幾個肋狀突起8可以在像凹槽的槽中在一側 或兩側伸出，從而在座的表面提供凹陷(未圖示)。座4c形成杆接觸 表面。所述突起在杆接觸表面上形成偏離杆1的表面的偏離部 (deviations )。內螺釘7在其杆接觸面7a上具有環形突起9。環形突起9形成具 有中心腔的環形肋。環形突起9的橫截面與座的肋狀突起8的橫截面 相似。在該實施例中環形突起的直徑等於座上形成的兩個肋狀突起8 的距離。因此，當杆1插入第一連接部並擰入內螺釘時，肋狀突起8 和環形突起9的接觸杆的部分位於杆的相對側上。更特別的是，肋狀 突起8和環形突起9的接觸杆的部分分別在直徑上的相對位置與杆的 表面接合。在所示實施例中，第二連接部5形成為與側壁4d鄰接的圓柱形突 起。但是，第二連接部的外形可以具有任何其它形狀。第二連接部5包括孔10,孑L 10的直徑足以接納第二桿2。孑L 10 可以是帶螺紋的，並且第二桿2可以具有螺紋端部2a，螺紋端部2a 與孔10的內螺紋配合以在第二連接部5和第二桿2之間提供螺紋連 接。使用時，第一桿1和第二桿2以任意順序與杆連接器3連接。例 如，首先，可以通過將端部2a擰入孔10而將杆連接器和第二桿2連 接在一起。然後，將第一桿1插入第一連接部4的接收段，直到它置 於座4c上並且它的前面緊靠後側壁4d。然後，將內螺釘7插入並擰 緊，直到環形突起9與杆的表面接觸。如圖4中所示，環形突起的部 分向下壓在杆表面上。同樣，肋狀突起8從下方壓在杆表面上。突起不損害杆表面的完整性。杆開始在所施加壓力的作用下發生變形。這 種材料的變形產生間接的形狀配合連接。直接的摩擦力和間接的形狀配合力的組合就將杆保持在適當的位置。當第 一桿1和第二桿2都由 剛性材料製成時，杆通過摩擦力固定。第一桿和第二桿的自由端可以與另外的連接器或骨錨固裝置連接 以將穩定裝置錨固在骨中。在一變形中，環形突起9的直徑可以比最外面的肋狀突起8之間 的距離大或小。如實施例中所示，設置有兩個肋狀突起8。不過，也 可以設置多個肋狀突起。同樣，可以在內螺釘的下側7a設置多個突起。 此外，可以在鎖定元件的下側和座的表面設置突起和空腔的組合，所 述座將允許材料變形進入(flow into)所述空腔中。在另一變形中，第二桿2和第二連接部之間的連接通過壓配合連 接的方式形成。圖5和6示出了穩定裝置的第二實施例。與第一實施例中相同的 部件用相同的附圖標記表示，並且將不再重複其描述。第二實施例與 第一實施例的不同之處在於杆連接器31的設計。杆連接器31具有與 第一實施例相同的第一連接部4。第二連接部51包括孔11，孔ll的 直徑比第二桿2的直徑(12略大，以便第二桿2可以導入孔11中。螺 紋孔12與孔11垂直設置。內螺釘13可以檸入孔12中，從而通過夾 緊的方式將杆2固定在孔11中。孑L 12與內螺紋6平行地延伸。但是， 孔12可以任何方式定向，例如圍繞兩個杆的縱向軸線相對於內螺紋6 的定向成90°。參考圖7至11對穩定裝置的笫三實施例進行描述。與第一實施例 相同的部件用相同的附圖標記表示，並且將不再重複其描述。第三實 施例與第一實施例的不同之處在於杆連接器的設計。杆連接器301包 括與第一實施例相同的第一連接部，但是第二連接部與第一實施例不 同。第二連接部501包括基本為U形的凹槽502中，凹槽502的寬度 比第二桿2的直徑d2略大，以便第二桿2可以導入凹槽502中。U形 凹槽形成兩個張開的支腿，所述支腿具有內螺紋503用於接納鎖定元件504。接納杆2的U形凹槽502的底部以及與杆2接觸的鎖定元件 504的下側是光滑的。因此，如果杆2由施加外加負荷時不發生變形 的剛性材料製成，杆2就通過摩擦力保持在適當的位置。側壁4d形成 用於杆2以及杆1的鄰接表面。圖12至14示出了穩定裝置的第四實施例。與前述實施例中相同 的部件用相同的附圖標記表示，並且將不再對其進行重複描述。第四實施例與前述實施例的不同之處在於杆連接器的設計，所述 杆連接器允許與骨錨固裝置，例如骨螺釘20實現多軸連接。如圖12 至14中所示的杆連接器310包括用於連接第一桿1的第一連接部40 和第二連接部5，在該實施例中所述第二連接部5與圖5和6中所示 的連接部5相同。第一連接部40包括位於座中心的孔41。孔41的形 狀優選為圓形，並且孔41的直徑比骨螺釘20的球截形頭部21的直徑 小。孔41的邊緣可以成球形、圓錐形或其它形狀，以便骨螺釘20可 樞轉地保持在第 一連接部中。設置壓力元件43，其基本為圓柱形以便可以導入第一連接部40 的接收段中。壓力元件在其面向頭部21的一側具有至少部分包圍頭部 21的球形凹槽44。此外，壓力元件43包括基本為U形的凹槽45，凹 槽45形成用於接納杆1的通道。在U形凹槽45的底部47設置有至 少兩個肋狀突起46，所述肋狀突起46設計成與根據前述實施例的肋 狀突起8相似。內螺釘7與前述實施例的內螺釘相同。因此，杆連接 器310與前述實施例中的第一連接部的不同之處在於用於杆1的座設 置在壓力元件43中。所述壓力元件設置用於在骨螺釘20的頭部21 上施力口壓力。使用時，將骨螺釘導入杆連接器310的第一連接段40中，然後導 入壓力元件43。骨螺釘20、壓力元件43和杆連接器310可以是預先 裝配好的。當骨螺釘20擰入推骨或骨時，由於骨螺釘20和杆連接器 310之間的多軸連接，杆連接器310可以對準用於接納杆。當內螺釘7被緊固時，它可以首先壓在第一桿l上。然後，在第 一桿l由於其彈性而發生變形之後，內螺釘7接觸壓力元件43的凸緣。9這樣，杆就被鎖定在其位置上。進一步緊固內螺釘7之後，它壓在壓 力元件43的凸緣上。然後壓力元件43進一步將該壓力施加在頭部上， 頭部又壓靠在孔41的邊緣上。這樣，骨螺釘就被鎖定在其角位置上。在另一變形中，第二連接部形成為與第一連接部相同，以便可以 連接相同類型的兩個杆，例如彼此相同的兩個彈性杆。圖15至17中示出了穩定裝置的第五實施例。與前述實施例相同 的部件使用與前述實施例中相同的附圖標記表示。所述穩定裝置包括 杆連接器311，該杆連接器311與前述實施例的杆連接器的不同之處 在於鎖定元件71和第一桿1之間設置有墊片(filling piece) 80。根據 第五實施例的連接器311包括第一連接器410，該第一連接器410具 有相對側壁410a、 410b和提供用於杆1的座的底壁4c，並且具有如 前述實施例的在所述座上的突起8。側壁410a和410b具有的高度使 得在插入杆1後可以放入墊片80。在內螺紋6下面的側壁410a、 410b 的內壁上可以設置與導向部81a、 81b接合的導向槽411a、 411b，導 向部81a、 81b可以設置在墊片80的相對側上。導向槽和導向部也可 以省去。墊片80在其面向第一桿1的一側包括凹槽82，凹槽82的形 狀與杆的外部形狀相適應。在所示實施例中它是截圓柱形凹槽82。在 凹槽82的接觸杆的表面上，可以設置沿與杆1縱向軸線基本上垂直的 方向延伸的肋狀突起83。墊片80在其相對側可以包括開口 84，鎖定 元件71下側的圓形突起可轉動地接合在開口 84中。所述開口也可以 省去。鎖定元件71與前述實施例的鎖定元件7相似。它可以具有接合 開口 84的突起(未圖示)以提供可轉動連接。第二連接部51與第二實施例中的相同。在第一連接部410和第二 連接部51之間設置有側壁410d，該側壁形成在第一桿和第二桿插入 時用於它們的鄰接表面。使用時，在插入第一桿l後插入墊片，而後擰入鎖定元件。所述 鎖定元件可相對於墊片轉動。它壓在墊片上，墊片又壓在杆l的表面 上。圖18示意性地示出了穩定裝置就脊柱100的穩定而言的不同應用。圖18a示出了一種單型(single type )剛性杆2，例如鈦杆，其可 以與骨錨固裝置101連接並錨固在脊稚的推骨中用於剛性固定。圖18b 示出了位於帶剛性杆2的穩定構造端部的根據本發明的連接器31，所 述連接器31將剛性杆2的末段與彈性杆1連接。在這種情況下，由於 穩定運動段的剛性固定產生的力，力的流動可以伸出進入脊柱的相鄰 運動段以保護它不超負荷。圖18c示出了以一種構造的穩定系統的應用，在該構造中彈性杆 1和剛性杆2以交替的方式布置。可以有其它修改。例如，第一連接段和第二連接段可以相對彼此 定位，這樣杆各自的座處於相同或不同的高度，以應對不同的解剖情 況。此外，連接段可以相對彼此定向成不同於零度的角度。杆連接器 可以設計成第一和第二連接部並排布置，即與第一連接部的側壁相對。 第一和第二連接段可以形成為彼此永久或可拆卸地連接的獨立部件。分隔第一和第二連接部的側壁4d、 410d可以省去。所述不同實施例的元件可以組合，例如每個第二連接部可以與每 個第一連接部組合。設置在座和/或鎖定元件或墊片的杆接觸表面上的 偏離杆表面輪廓的偏離部可以具有除肋狀外的其它形狀。例如也可以 設置點狀或圓點狀突起/空腔。
權利要求
1.一種用於穩定椎骨的穩定裝置，包括第一桿(1)，第二桿(2)，連接第一桿(1)和第二桿(2)的杆連接器(3；31；301；310；311)，所述杆連接器包括用於接納第一桿(1)的接納部(4；40；410)和用於將第一桿固定在接納部中的固定元件(7)，其中在接納部(4；40；410)中設置有杆接觸表面(4c；47；7a；44)，並且其中杆接觸表面的輪廓包括偏離第一桿(1)的表面輪廓的偏離部(8；9；46；83)。
2. 如權利要求1所述的穩定裝置，其中笫一桿(l)由彈性材料 製成，優選由合成橡膠材料製成。
3. 如權利要求1或2所述的穩定裝置，其中杆接觸表面上的偏離 部設置在杆插入時杆的至少一側上。
4. 如權利要求1至3之一所述的穩定裝置，其中第二桿(2)是 剛性杆。
5. 如權利要求1至4之一所述的穩定裝置，其中輪廓的偏離部(8; 9; 46; 83)是在杆接觸表面上的突起和/或凹陷。
6. 如權利要求1至5之一所述的穩定裝置，其中第一桿(l)具 有縱向軸線(LJ，並且偏離部(8; 9; 46)基本上在橫向於第一桿的 縱向軸線的方向上延伸。
7. 如權利要求1至6之一所述的穩定裝置，其中杆接觸表面包括 在接納部中形成用於第一桿(1)的座的座部(4c; 47)和與座部相對 的夾緊部(7a)，其中夾緊部設置在鎖定元件(7)上。
8. 如權利要求1至6之一所述的穩定裝置，其中杆接觸表面包括 座部(4c; 47)和與座部相對的夾緊部(82)，並且其中夾緊部設置在 鎖定元件(7)和杆(1)之間的墊片(80)上。
9. 如權利要求1至8之一所述的穩定裝置，其中第一桿(l)通過鎖定元件(7)所施壓力產生的摩擦力和由輪廓的偏離部(8; 9; 46; 83)產生的間接形狀配合作用固定在接納部中。
10. 如權利要求1至9之一所述的穩定裝置，其中第二桿(2)和 杆連接器(3; 31; 301; 310; 311)是獨立部件。
11. 如權利要求1至IO之一所述的穩定裝置，其中杆連接器(3; 31; 301; 310; 311)包括用於在其中接納第二桿(2)的端部的開口(10; 11; 502)和用於將第二桿固定在該開口中的固定裝置(2a; 13; 504)。
12. 如權利要求11所述的穩定裝置，其中開口 (ll)是螺紋孔， 並且第二桿(2)的端部(2a)具有與螺紋孔的螺紋配合的外螺紋。
13. 如權利要求11所述的穩定裝置，其中開口 (502)是帶有內 螺紋的U形凹槽，並且固定裝置是待擰入U形凹槽中的內螺釘(504 )。
14. 如權利要求1至13之一所述的穩定裝置，其中用於接納第一 杆(1)的接納部(4; 40)具有U形凹槽，並且固定元件(7)是待 擰入U形凹槽中的內螺釘。
15. 如權利要求1至14之一所述的穩定裝置，其中用於接納第一 杆的接納部與骨錨固裝置(20)連接。
16. —種用於連接第一桿(1)和第二桿(2)的杆連接器，所述 杆連接器包括用於接納第一桿(1)的接納部(4; 40; 410)和用於將第一桿固 定在接納部中的固定元件(7),其中在接納部(4; 40; 410)中設置有杆接觸表面(4c; 47; 7a; 44)，並且其中杆接觸表面的輪廓包括偏離第一桿(1)的表面輪廓的 偏離部(8; 9; 46; 83)，並且其中杆(1)通過鎖定元件(7 )所施壓 力產生的摩擦力和由輪廓的偏離部(8; 9; 46; 83)產生的間接形狀 配合作用而被保持在第 一連接部中的適當位置。
全文摘要
提供了一種用於穩定椎骨的穩定裝置，所述穩定裝置包括第一桿(1)、第二桿(2)、連接第一桿和第二桿的杆連接器(3)，杆連接器包括用於接納第一桿的接納部(4)和用於將第一桿固定在接納部中的固定元件(7)，其中在接納部中設置有杆接觸表面，並且其中所述杆接觸表面的輪廓具有偏離第一桿的表面輪廓的偏離部(8；9)。杆連接器允許例如由合成橡膠材料製成的撓性杆與例如由金屬製成的剛性杆連接。
文檔編號A61B17/70GK101249017SQ20081000964
公開日2008年8月27日 申請日期2008年2月19日 優先權日2007年2月23日
發明者L·比德曼, W·馬蒂斯 申請人:比德曼莫泰赫有限公司