骨錨固裝置的製作方法
2023-06-17 20:34:06 1
專利名稱：骨錨固裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及骨錨固裝置，其包括要錨固在骨或椎骨中的體杆以及連接至體杆以接收一桿的接收部。所述杆由鎖定裝置鎖定，該鎖定裝置具有用於與一工具接合的接合結構，接合結構設在鎖定裝置的外圓周處。接合結構突出到接收部上方，但在側向上未突出超過接收部。特別地，本發明涉及多軸骨螺釘，其中螺釘的頭部和一桿可以獨立地固定，並且該螺釘具有減小的尺寸。
背景技術：
US 6 224 598 BI公開了一種適於用在將杆構件固定至骨螺釘植入物中的螺紋插塞閉合件，所述閉合件包括具有帶螺紋的圓柱形外表面的插塞，使用中，所述插塞接收在醫用植入物的一對臂之間；完全穿過所述插塞的中心同軸孔，所述中心孔具有帶螺紋的內表面，其成形為接收定位螺釘。插塞閉合件和定位螺釘可以獨立地安裝，緊固定位螺釘以便共同提供杆的捕獲和鎖定，從而防止杆相對於骨螺釘平移運動和旋轉運動。US 2003/0100896A1公開了一種骨錨固裝置，其帶有體杆和與其連接以用於連接至一桿的接收部。該接收部具有凹部，該凹部具有形成兩個開口支腿的U形橫截面以用於接收杆。內螺紋設在開口支腿上。設置了鎖定組件，其包括帶有與支腿的內螺紋配合的外螺紋的螺母構件以及定位螺釘。螺母構件在一端具有用於與螺釘工具接合的狹縫。體杆具有球形頭部，該頭部可樞轉地保持在接收部中，並且設置了一壓力元件，當螺母構件被緊固時該壓力元件在頭部上施加壓力。通過緊固定位螺釘，杆固定在接收部中。因此，杆和頭部能夠彼此獨立地固定。內螺紋和螺母構件的配合的外螺紋設計成平螺紋。該植入物具有緊湊設計，原因在於防止支腿張開的外環或螺母不是必要的。US 6 063 090公開了一種骨錨固裝置，該骨錨固裝置帶有兩部件鎖定組件；張緊螺釘，其經由一插件固定球形頭部且沒有擠壓杆；以及固定杆的張緊裝置。US 2006/0036244A1還公開了一種帶有兩部件鎖定帽的骨錨固裝置，所述鎖定帽用於獨立地固定頭部和杆。張緊螺釘具有同軸凹部，該凹部帶有用於與工具接合的結構。鎖定裝置的外徑在各方面下由所需的張緊扭矩和螺紋形式確定。反過來，骨錨固裝置的上部部分的總體尺寸由鎖定裝置的尺寸確定。對於某些應用，關鍵地是一個骨錨固裝置和相鄰骨錨固裝置之間的距離儘可能小，例如對於矯正嬰兒脊柱側凸或對於脊柱的頸椎區域中的應用。
發明內容
本發明的目的是提供一種帶有鎖定裝置的骨錨固裝置，其可靠性與已知裝置相 同，但在杆軸線方向上的上部部分的尺寸明顯更小。該目的通過根據權利要求I的骨錨固裝置實現。骨錨固裝置的其它實施例在從屬權利要求中給出。用在根據本發明的骨錨固裝置中的鎖定裝置具有用於與工具接合的結構，其設在鎖定裝置的上部部件的外表面上。因此，可以減小沿杆軸線方向的骨錨固裝置的尺寸。鎖定裝置可以更好地接近工具，這有助於手術期間的處理。具有這種減小的尺寸以及改善的接近能力的骨錨固裝置特別適於應用於兒科手術或應用於頸椎或其他領域，其中有限的可獲得空間需要緊湊的植入物。鎖定裝置設計成使得止動部提供安全性，防止在使用中解體。還可以利用根據本發明的壓力元件和兩部件鎖定裝置升級具有單部件鎖定裝置的現有多軸骨螺釘。此外，骨錨固裝置具有如下優點其可以以兩種方式選擇鎖定裝置而被使用。如果選擇單部件鎖定裝置，可以同時將頭部鎖定在多軸位置並固定杆。如果選擇兩部件鎖定裝置，可以分離地鎖定頭部和固定杆。此外，該骨錨固裝置尺寸緊湊，原因在於其不必使用外螺母或環來防止接收部的支腿張開。結合附圖，本發明的其它特徵和優點將從實施例的描述中變得顯而易見。
圖I顯示了根據本發明的第一實施例的骨錨固裝置的分解透視圖。圖2顯示了組裝狀態下的骨錨固裝置的透視圖。圖3顯示了組裝狀態下的骨錨固裝置的截面圖，該截面沿垂直於杆軸線的平面截取。圖4顯示了根據第一實施例的鎖定裝置的剖視圖。圖5顯示了圖4的鎖定裝置的側視圖。圖6顯示了根據圖4的鎖定裝置的俯視圖。圖7顯示了根據第二實施例的骨錨固裝置的分解透視圖。圖8顯示了組裝狀態下、根據第二實施例的骨錨固裝置的截面圖，該截面沿垂直於杆軸線的平面截取。圖9a顯示了圖8的放大部分；圖9b顯示了如圖9a描繪的部分，且鎖定元件具有最小外徑的接合結構。圖10顯示了根據第三實施例的骨錨固裝置的分解透視圖。圖11示意性地顯示了用於升級現有多軸骨螺釘的根據第一實施例的鎖定裝置和壓力裝置。圖12顯示了包括第一、第二和第三實施例的骨錨固裝置的骨錨固裝置的模塊化系統。
具體實施例方式如特別是從圖1-3可以看出，根據第一實施例的骨錨固裝置包括螺釘元件1，其具有帶骨螺紋(未示出)的體杆2和頭部3。在該實施例中，頭部3具有球缺形狀。在其與體杆相反的表面上，頭部3包括用於與工具接合的凹部3a。螺釘元件I接收在接收部4中，該接收部具有第一端5和第二端6，並且是大體圓筒形構造。上述兩端垂直於縱向軸線L。與 縱向軸線L同軸地設置有孔7，其從第一端5延伸至離第二端6預定距離。在第二端6設有開口 8，其直徑小於孔7的直徑。同軸孔7朝向開口 8漸縮。在所示實施例中，其以球形部分9的形式漸縮。但是，部分9可以具有任何其它形狀，例如圓錐形。接收部4還包括U形凹部10，其始於第一端5並沿第二端6的方向延伸至離第二端6 —距離。藉助於U形凹部，形成兩個朝向第一端5終止的自由支腿11、12。內螺紋13設在支腿11、12的內表面上。在所示實施例中，內螺紋為具有水平上部和下部螺紋牙側的內螺紋。另外，設置壓力元件14，其大體為圓筒形構造，且外徑的尺寸設定成允許壓力元件14引入接收部的孔7中並沿軸向方向運動。在其面向第二端6的下側上，壓力元件14包括與頭部3配合的凹部15。凹部15可以是球形，以匹配頭部3的球形部分的輪廓。在其相對側，壓力元件14具有U形凹部16，通過該U形凹部16形成了兩個自由支腿17、18。將該U形凹部的橫向直徑選擇成使得要接收在接收部4中的直徑為D的杆20可以插入在凹部16中並被橫向引導到其中。U形凹部16的深度大於杆20的直徑D，使得當杆被插入時支腿17、18延伸到杆20的表面上方。壓力元件還在支腿17、18的內側、鄰近上端處包括凹 部21。孔19設在壓力元件中以使得螺釘元件的頭部3接近工具。從圖3可以看出，壓力元件14和接收部4可以分別在相對兩側具有變形(crimp)孔，以便將壓力元件14鬆鬆地保持在接收部內、壓力元件14的U形凹部16和接收部的U形凹部10對準的位置。骨錨固裝置還包括鎖定裝置30。如特別在圖1-6中所示，鎖定裝置30包括第一鎖定構件31和第二鎖定構件32。第一鎖定構件31具有第一端33和第二端34以及具有大體圓筒形形狀的部分，該部分的外表面上具有外螺紋35。如特別在圖4和5中所示，外螺紋35是匹配接收部4的內螺紋13的平螺紋。第一鎖定構件31還包括延伸穿過整個第一鎖定構件的軸向孔36。軸向孔36在其至少一部分上設有內螺紋37，該部分大致對應於第一鎖定構件的帶外螺紋的表面部分。在該實施例中，內螺紋37示出為形成為公制螺紋。第一鎖定構件31的帶有外螺紋35的帶螺紋的外表面部分的軸向長度使得外螺紋35與支腿11、12的內螺紋13配合。第一鎖定構件31鄰近其第一端33或在第一端附近包括接合結構38，其設在圓周處並可以成形為多邊形。在所示實施例中，接合結構38的外徑比鎖定構件的外螺紋35的外徑大。因此，當第一鎖定構件被緊固時，接合結構38可以形成止動部。另一方面，接合結構38的最大外徑等於或小於在支腿的相對兩側之間測得的接收部的外徑，如特別在圖2和3中看到的。因此，接合結構38不會橫向突出超過接收部4的外輪廓。最小外徑大於內螺紋13的內徑。接合結構38用於與工具以形狀配合的方式接合。形狀不必為多邊形，而是可以具有其他形狀。例如，接合結構的外輪廓可以是三角形、方形、星形、帶有相對平坦側邊的圓形或者其它形狀。第一鎖定構件31鄰近起第一端33包括凹部40，其用於容納下面描述的第二鎖定構件的一部分。第一鎖定構件31沿軸向方向的總長度使得，如圖3所示在組裝狀態下，第一鎖定構件33利用其第二端34壓到壓力元件14的支腿17、18上，支腿又壓到頭部上。第二鎖定構件32為要擰入第一鎖定構件31的同軸孔36的螺釘。第二鎖定構件32在一側上包括帶有環形肩部的無螺紋部分，環形肩部的外徑稍小於第一鎖定構件的凹部40的內徑，使得肩部41可以容納在凹部40中。因此，凹部40形成擰入第二鎖定構件32的止動部。此外，第二鎖定構件32在設置環形肩部的一端包括凹部42，用於與工具接合。凹部42可以成形為六邊形凹部或可以具有布置成星形的軸向凹槽。第二鎖定構件32的軸向長度如此，使得當第二鎖定構件32插入在第一鎖定構件中並且鎖定裝置擰入在接收部的支腿之間時，第二鎖定構件壓到杆20上，但不接觸壓力元件14。從圖3可以看出，在壓力元件的凹部20的底部與第二鎖定構件的下側之間存在間隙43。肩部41可以用於夾持第二鎖定構件，以便將其與第一鎖定構件組裝在一起並提供止動部。操作中，首先，將至少兩個通常預組裝的骨錨固裝置擰入到骨頭中，每個骨錨固裝置均包括螺釘元件I、接收部4和壓力元件14。
此後，將杆20插入到接收部4的U形凹部10中。然後，將包括可以預組裝的第一鎖定構件31和第二鎖定構件32的鎖定裝置30擰入到接收部4的支腿11、12之間。然後通過將工具(未示出)施加至接合結構38直到第一鎖定構件31壓在壓力元件的自由支腿上而緊固第一鎖定構件31。通過緊固第一鎖定構件31，壓力元件14在螺釘元件I的頭部3上施加壓力，以將頭部3鎖定在接收部4內其角向位置。接合結構38提供的止動部將施加的力限制到具體值。當頭部被鎖定時，杆20仍然可在接收部中滑動。通過緊固第二鎖定構件32，第二鎖定構件向下運動並壓到杆上，以將杆固定在其位置。施加在杆上的力可以通過使用抵靠凹部40的底部的環形肩部41所提供的止動部很好地限定。通過在第一鎖定構件的外圓周上設置接合結構38，第一鎖定構件在其尺寸上可以做得較小，特別是其中帶螺紋的外表面部分的直徑較小。如果第一鎖定構件31可以做得外徑較小，則接收部也可以做得外徑較小。結果，兩個骨錨固裝置之間在杆的方向上的距離可以較小。肩部41有助於第二鎖定構件的處理。骨錨固裝置的第二實施例在圖7_9a和9b中示出。與第一實施例相同的部件用相同的附圖標記表示，並且不再重複其描述。根據第二實施例的骨錨固裝置包括單部件鎖定裝置50。如圖7_9b所示，單部件鎖定裝置為內螺釘，其可以擰在接收部4的支腿11、12之間。在該實施例中，螺釘的螺紋55為與設在支腿上的平螺紋配合的平螺紋。內螺釘在其面向壓力元件14的一側上具有突起51，其直徑的大小正好如此，即突起51可以壓在杆20上但沒有接觸壓力元件。單部件鎖定裝置50的長度和圓柱形突起51的長度如此，使得如圖8所示在擰緊狀態下，圓柱形突起51接觸杆並且在單部件鎖定裝置的下表面53與壓力元件14的支腿17、18之間存在間隙52。單部件鎖定裝置50在與突起51相對的一側上包括接合結構54，其具有多邊形形狀以用於接合工具。接合結構54與第一實施例的兩部件鎖定裝置30的第一鎖定構件31的接合結構38相似。如圖9a所示，外徑D小於支腿區域中的接收部4的外徑DR。如圖9b所示，在鎖定元件更小的變型中，外徑D』僅僅稍大於內螺紋的內徑DT。接合結構突出到接收部4上方。因此，有助於手術期間鎖定元件與工具的緊固，原因在於接合結構容易接近工具。該骨錨固裝置的使用與第一實施例相同，除了使用單部件鎖定裝置50代替第一實施例的鎖定裝置30之外。在這種情況下，單部件鎖定裝置50壓在杆上，杆又壓在壓力元件14上，以將頭部3固定在接收部4中。因此，杆和頭部同時被固定。圖10顯示了骨錨固裝置的第三實施例。其與第二實施例的不同之處主要在於壓力元件的形狀。所有其它部件都相同。壓力元件140與第一和第二實施例的壓力元件14的不同之處在於其具有短的支腿141、142，當杆被插入時，這些支腿沒有突出到杆的上方。所有其它特徵都與壓力元件14相同。在另一變型中，壓力元件140沒有用於接收杆的凹部，也沒有支腿。其可以形成為壓力盤。在又一變型中，單部件鎖定裝置50沒有用於壓在杆上的突起51。圖11示意性地顯示了根據第一實施例的骨錨固裝置的鎖定裝置30和壓力元件14，其用於升級帶有單部件鎖定元件的現有多軸骨螺釘。已知的多軸骨螺釘200具有定位螺釘形式的單部件鎖定元件250和壓力盤214。與具有單部件鎖定元件250的骨錨固裝置相比，就接收部的外徑而言，帶有兩部件鎖定裝置(未顯示)的已知骨錨固裝置的尺寸較大。但是，可以通過利用根據第一實施例的鎖定裝置30和壓力元件14更換定位螺釘250和壓 力盤214來升級現有的骨錨固裝置200。因此，提供了尺寸最小化且具有能夠獨立地固定杆和頭部的優點的骨錨固裝置。圖12顯示了包括第一、第二和第三實施例的骨錨固裝置的骨錨固裝置的模塊化系統。如果使用壓力元件14，則可以互換地使用單部件鎖定裝置以及兩部件鎖定裝置。可選地，單部件鎖定裝置可以與壓力元件14或140 —起使用。外科醫生可以選擇單部件鎖定裝置50或兩部件鎖定裝置30與相同的骨錨固裝置協同使用。對於某些應用，用於同時鎖定頭部和杆的單部件鎖定裝置是有利的，特別是如果必須迅速地進行固定。對於某些應用，有利地分離地固定頭部和杆。由於外科醫生可以使用相同的骨錨固裝置並且可以自由地選擇所需的鎖定裝置，因此對於不同的骨錨固裝置不必準備不同的接收部以及不同的壓力元件。可以對這些實施例進行變型。代替平螺紋，可以使用其它螺紋形式。此外，頭部3抵靠的接收部4的部分10不必為球形，而是可以具有其它形狀，只要頭部3由開口 8的邊緣所保持即可，就像球和相接合的座一樣。在另一變型中，接收部設計成允許從第二端、從接收部的底部引入頭部。
權利要求
1.一種骨錨固裝置，包括 錨固元件(1)，包括要錨固在骨頭或椎骨中的體杆(2)， 接收部(4)，其連接至體杆，所述接收部包括與體杆相反的第一端(5)和面對體杆的第二端(6);穿過兩端的縱向軸線(L);與縱向軸線同軸的孔(7)，其從第一端延伸通過接收部的至少一部分；以及用於接收杆件(20)的大體U形凹部(10);該凹部形成向第一端的方向延伸的兩個自由支腿(11，12)，所述支腿設有內螺紋(13)， 鎖定裝置(30 ;50)，用於將杆件固定在接收部中，所述鎖定裝置包括 與內螺紋(13)配合的外螺紋(35 ;55)，以及 接合結構(38 ;54)，其設在突出到接收部的第一端(5)上方的外表面的至少一部分的圓周上，該結構能夠與一工具以形狀配合的方式接合，並且其中所述鎖定裝置在所述接合結構(38)的區域中的最大外徑大於接收部的內螺紋(13)的內徑； 其中，所述接合結構(38 ；54)的所述外徑小於所述接收部在所述支腿(11，12)的區域中的外徑。
2.根據權利要求I的骨錨固裝置，其特徵在於所述錨固元件包括頭部(3)，所述接收部(4)包括鄰近所述第二端、用於可樞轉地接收所述頭部的區域(9)。
3.根據權利要求2的骨錨固裝置，還包括壓力元件(14)，其布置在接收部(4)中、頭部(3 )和鎖定裝置(30 )之間，用於在所述頭部上施加壓力，以將頭部鎖定在接收部中。
4.根據權利要求3的骨錨固裝置，其特徵在於所述壓力元件(14)具有用於接收杆件(20 )的至少一部分的大體U形凹部(16 )，該凹部的深度大於杆件的直徑。
5.根據權利要求1-4中任一項的骨錨固裝置，其特徵在於所述鎖定裝置(30)是兩部件鎖定裝置，包括 第一鎖定構件(31)，該第一鎖定構件具有第一端(33)和在其至少一部分上設有外螺紋(35)的第二端(34)，該外螺紋與設在所述支腿上的內螺紋(13)配合；同軸孔(36)，其完全穿過第一鎖定構件；以及設在所述同軸孔的至少一部分上的內螺紋(37)，其中所述第一鎖定構件設有所述接合結構(38)，以及 第二鎖定構件(32)，第二鎖定構件具有外表面，該外表面在其至少一部分上帶有與設在第一鎖定構件(31)的所述同軸孔(36)上的內螺紋配合的外螺紋。
6.根據權利要求5的骨錨固裝置，其特徵在於所述第一鎖定構件(31)設計成在不固定杆件的情況下鎖定頭部，並且所述第二鎖定構件(32)設計成固定所述杆件。
7.根據權利要求1-6中任一項的骨錨固裝置，其特徵在於鎖定裝置(50)包括單部件鎖定元件，其具有所述接合結構(38 ;54)。
8.根據權利要求7的骨錨固裝置，其特徵在於所述單部件鎖定元件在其面向杆件(20)的一側上具有突起(51)。
9.根據權利要求7或8的骨錨固裝置，其特徵在於一壓力元件(14)布置在接收部(4)中、頭部(3 )和鎖定裝置(50 )之間，用於在所述頭部上施加壓力，並且鎖定裝置(50 )的尺寸設定成在組裝狀態下在鎖定裝置(50)和壓力元件(14)之間提供間隙(52)。
10.根據權利要求1-9中任一項的骨錨固裝置，其特徵在於所述接合結構(38;54)的外輪廓為多邊形或星形。
11.根據權利要求1-10中任一項的骨錨固裝置，其特徵在於所述接合結構(38；54)的外徑大於鎖定裝置(30 ；50)的外螺紋(35 ；55)的外徑。
12.—種模塊化系統，包括 錨固元件(1)，包括要錨固在骨頭或椎骨中的體杆(2)， 接收部(4)，其連接至體杆，所述接收部包括與體杆相反的第一端(5)和面對體杆的第二端(6);穿過上述兩端的縱向軸線(L);與縱向軸線同軸的孔(7)，其從第一端延伸通過接收部的至少一部分；以及用於接收杆件(20)的大體U形凹部(10);該凹部形成向第一端的方向延伸的兩個自由支腿(11，12)，所述支腿設有內螺紋(13)， 壓力元件(14)，其布置在接收部(4)中、頭部(3)和鎖定裝置(30)之間，用於在所述頭部上施加壓力，以將頭部鎖定在接收部中，其中所述壓力元件(14)具有用於接收杆件(20)的至少一部分的大體U形凹部(16)，該凹部的深度大於杆件的直徑， 根據權利要求5或6的兩部件鎖定裝置(30)以及根據權利要求7-9中任一項的單部件鎖定裝置(50)。
13.根據權利要求12的模塊化系統，其特徵在於兩部件鎖定裝置(30)和單部件鎖定裝置(50)能夠互換地使用。
全文摘要
一種骨錨固裝置，包括錨固元件(1)，包括要錨固在骨頭或椎骨中的體杆(2)，接收部(4)，其連接至體杆，所述接收部包括與體杆相反的第一端(5)和面對體杆的第二端(6)；穿過兩端的縱向軸線(L)；與縱向軸線同軸的孔(7)，其從第一端延伸通過接收部的至少一部分；以及用於接收杆(20)的大體U形凹部(10)；該凹部形成沿第一端的方向延伸的兩個自由支腿(11，12)，所述支腿設有內螺紋(13)，鎖定裝置(30；50)，用於將杆固定在接收部中，所述鎖定裝置包括與內螺紋(13)配合的外螺紋(35；55)，以及接合結構(38；54)，其設在突出到接收部的第一端(5)上方的外表面的至少一部分的圓周上，該結構可與一工具以形狀配合的方式接合，並且其中所述結構(38)區域中的所述第一鎖定構件的最大外徑大於接收部的內螺紋(13)的內徑。
文檔編號A61B17/70GK102670294SQ20121013607
公開日2012年9月19日 申請日期2007年12月19日 優先權日2006年12月22日
發明者J·哈姆斯, L·比德曼, W·馬蒂斯 申請人:比德曼莫泰赫有限公司