用於穩定椎骨或骨部分的穩定裝置的製作方法

2023-11-30 15:49:26 2

專利名稱：用於穩定椎骨或骨部分的穩定裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於穩定椎骨或骨的穩定裝置，所述穩定裝置包括骨錨固裝置和至少兩個不同直徑的穩定杆。
背景技術：
為了穩定脊柱，包括待錨固到骨中的柄部和待連接到杆的頭部的骨錨固裝置是已知的。通常，一桿連接若干骨錨固裝置。取決於醫學指徵和待穩定的脊柱的區域，需要具有不同直徑的杆。杆的直徑在3mm至6mm以上的範圍內。通常，用於脊柱的下部分中的杆的直徑大於用於脊柱的上部分中的杆的直徑。例如，在脊柱的頸-胸區域中需要具有3mm 至3. 5mm的直徑的脊柱杆，在頸-胸區域和胸-腰區域之間的過渡區中需要具有3. 5mm至 4. 5mm的直徑的杆，在胸-腰區域中需要通常4. 5mm至5. 5mm的杆和在腰-骶區域中需要具有5mm至6. 35mm的直徑的杆。對於某個直徑的每個杆，需要特定的骨錨固裝置，例如椎弓根螺釘(pedicle screw)。它們特別地在杆插入其中的凹陷的尺寸方面彼此不同。提供不同的骨錨固裝置增加了成本並且使外科醫生的脊柱手術更複雜。US5, 873，878公開了一種錨固元件，用於附連到椎骨並且用於具有第一直徑的第一桿和具有第二、更小直徑的第二桿。錨固元件包括插入元件，所述插入元件可以插入錨固元件的頭部中從而允許插入具有更小直徑的杆。EP2070485A1描述了均可以用於不同直徑的杆的一種單軸骨錨固裝置和一種多軸骨錨固裝置。

發明內容
本發明的目的是提供一種用於椎骨或骨的穩定裝置，所述穩定裝置在系統的模塊性方面進一步改進。該目的由根據權利要求1所述的穩定裝置實現。在從屬權利要求中給出了更多的改進。使用該穩定裝置可以提供一種模塊化系統，所述模塊化系統允許根據要求取決於實際臨床需要組合各種錨固元件和任何合適的接收部件和任何合適的杆。這減小了多軸螺釘的成本、減小了庫存並且給予外科醫生植入物的相當多選擇。該穩定裝置的組裝可以在手術之前或期間由任何專業人員，例如由外科醫生或幫助他的任何人執行。該錨固裝置具有的優點在於它提供具有不同直徑的任何杆的安全夾緊。夾緊力不取決於杆的直徑。而且，不同直徑的杆的夾緊以無級方式實現。此外，該骨錨固裝置被構造成最小化部件的數量。因此它不需要附加部件來允許不同杆的固定。該穩定裝置可以例如用於兒童的脊柱側凸的矯正。當受到脊柱側凸矯正的兒童長大時，必須適應性地改變脊柱側凸矯正裝置。例如，可能必須使用具有比初始插入的杆更大直徑的其它杆。使用根據本發明的穩定裝置，能夠用保持錨固在椎骨中的骨錨固器在二次手術中替換初始使用的杆。


本發明的更多特徵和優點將藉助於附圖從實施例的描述變得明顯。在附圖中圖1顯示了根據第一實施例的具有第一桿的穩定裝置的透視分解圖。圖2顯示了處於已組裝狀態的圖1的穩定裝置的透視圖。圖3顯示了圖2的穩定裝置的橫截面圖，其中第一桿處於已組裝狀態，該截面垂直於杆軸線獲得。圖4顯示了圖3的穩定裝置的側視圖。圖5顯示了根據圖1至4的穩定裝置的接收部件的鎖定環的透視圖。圖6顯示了圖5的鎖定環的側視圖。圖7顯示了圖5的鎖定環的俯視圖。圖8顯示了圖2的穩定裝置的橫截面圖，其中第二桿處於已組裝狀態，該截面垂直於杆軸線獲得。圖9顯示了圖8的穩定裝置的側視圖。圖10顯示了根據第二實施例的穩定裝置的接收部件的鎖定環的透視圖。圖11顯示了圖10的鎖定環的側視圖。圖12顯示了圖10的鎖定環的俯視圖。圖13顯示了根據經修改的第二實施例的鎖定環的杆支撐件的放大部分的橫截面圖。圖14a)至C)顯示了根據經進一步修改的第二實施例的鎖定環的杆支撐件的放大部分的橫截面圖，其中杆具有不同直徑。圖15a)至C)顯示了根據經又進一步修改的第二實施例的鎖定環的杆支撐件的放大部分的橫截面圖，其中杆具有不同直徑。
具體實施例方式如圖1和2中所示，根據第一實施例的穩定裝置包括呈骨螺釘的形式的骨錨固元件1，該骨錨固元件1具有螺紋柄部2和帶彎曲表面部分的頭部3。在該實施例中，頭部為球節段形。頭部3具有用於與工具接合的凹陷4。穩定裝置還包括接收部件5，所述接收部件用於接收第一桿100以將它連接到骨錨固元件1。此外，呈內螺釘的形式的固定元件7被提供用於將杆100固定到接收部件5中。穩定裝置包括用於將頭部3鎖定在接收部件5中的鎖定環8。提供具有與第一桿的直徑不同的直徑的至少一個另一個杆(未顯示)。這些杆具有圓形橫截面。而且，這些杆具有基本光滑的表面。將參考圖1至4說明接收部件5。它包括杆接收部分9，所述杆接收部分為大致圓柱形並且具有第一端部9a和相對的第二端部％。同軸的第一腔孔10設在第二端部％，如圖3和8中所示。第一腔孔10的直徑小於骨錨固元件的頭部3的直徑。杆接收部分9還具有從第一端部9a延伸到離第二端部9b —定距離處的同軸的第二腔孔11。第二腔孔11 的直徑大於第一腔孔10的直徑。大致U形凹陷12在杆接收部分中從第一端部9a沿第二端部9b的方向延伸，凹陷12的直徑大於任何杆的直徑，使得杆100和穩定裝置的任何其它杆可以置於凹陷中並且可以在其中被引導。藉助於凹陷12形成兩個自由腿部，內螺紋13 設在所述自由腿部上。內螺紋可以是公制螺紋、平螺紋、負角螺紋、鋸齒螺紋或任何其它螺紋牙形。優選地，使用諸如平螺紋或負角螺紋的螺紋牙形，當內螺釘7擰入時防止腿部12a、 12b的張開。凹陷12的深度使得杆100或穩定裝置的另外杆的每一個以及內螺釘7可以插入腿部之間。在圖1中可以看到，切口 15在杆接收部分中設在由凹陷12形成的通道的兩端上。在杆接收部分9的外表面中設有凹槽16，所述凹槽在圓周方向上延伸並且用於與鎖定環8的一部分接合。在第二端部9b —側，接收部件5包括頭部接收部分17，所述頭部接收部分提供用於骨錨固元件1的頭部3的容納空間。頭部接收部分17具有的最大外徑小於杆接收部分 9的最大外徑。內部中空部分18形成用於骨錨固元件1的頭部3的容座，並且經由開口 19 通到頭部接收部分的自由端部17b。中空部分18在它的形狀上適應頭部3的形狀，在所示實施例中，它為球形部分以容納球形頭部3。此外，中空部分18被構造成從涵蓋包括頭部3 的最大直徑的區域的一側包圍骨錨固元件的頭部3。多個狹縫20設在頭部接收部分17中，通到自由端部17b。狹縫20使頭部接收部分17具有撓性，使得它可以被壓迫以藉助於摩擦將頭部3夾緊並且最後鎖定在中空內部部分18中。根據頭部接收部分17的期望撓性設置狹縫20的數量和尺寸。頭部接收部分17 的撓性使得可以通過膨脹頭部接收部分插入錨固元件的頭部3並且可以通過壓迫頭部接收部分夾緊頭部。頭部接收部分17的外表面具有第一部分21，所述第一部分具有的外徑朝著自由端部17b增加，例如以向外彎曲方式。鄰近第一部分21設有圓周凹槽22，所述圓周凹槽相對於第一部分21凹陷並且用於與鎖定環8的一部分接合。鄰近凹槽22設有具有大致圓柱形外表面的頭部接收部分的第三部分23。第三部分23被構造成與鎖定環的一部分相配合以增強鎖定環的夾緊作用。現在將參考圖1至7描述鎖定環8。鎖定環8為大致圓柱形並且具有上端部8a和下端部Sb。在安裝狀態下，上端部8a在杆接收部分的第一端部9a的方向上定向，並且下端部8b朝著頭部接收部分的自由端部17b定向。在圖3和8中可以看到，內表面部分81a設在上端部附近，與頭部接收部分的第一外表面部分21相配合，以將壓迫力施加於頭部接收部分17。在下端部8b，鎖定環包括向內突出的邊緣82，所述向內突出的邊緣的內徑小於鎖定環的其它部分的內徑。向內突出的邊緣82被構造成接合頭部接收部分的凹槽22。鎖定環8還具有由狹縫84彼此分離的向上延伸壁部分83a。向上延伸壁部分83a 布置在鎖定環的內圓周肩部85的外圓周處並且使鎖定環的上部分具有撓性。狹縫的數量和尺寸以及壁部分83a的厚度被配置成使得獲得期望撓性。在自由端部，壁部分83a包括接合部分83b，所述接合部分被成形為接合設在杆接收部分9的外表面上的凹槽16。鎖定環8相對於頭部接收部分17以這樣的方式確定尺寸，使得當鎖定環處於第一位置時，如圖3中所示，頭部接收部分可以在鎖定環內膨脹以允許引入頭部3。彼此直徑相對定位的兩個突出部86形成於鎖定環的上部分中。突出部86具有這樣的高度使得當鎖定環8處於頭部3還未被鎖定的位置時，如圖3中所示，它們突出到大致 U形凹陷12的底部之上並且延伸到切口 15中。突出部通過狹縫84'與向上延伸壁部分 83a分離，所該狹縫的尺寸被設計成使得壁部分83a到突出部86的左邊和右邊的距離大於接收部件中的切口 15的寬度。鎖定環以這樣的方式圍繞接收部件5的頭部接收部分17布置，使得突出部86位於凹陷12的位置。由此，當未插入杆時突出部86防止鎖定環旋轉。特別地在圖3至6中可以看到，突出部的自由端部表面86a是凹的。在第一實施例中，自由端部表面86a形成為圓柱形凹陷，具有的圓柱半徑小於第一桿100的半徑並且小於任何另外杆的半徑。自由端部表面86a的區域中的突出部86的寬度小於可以插入的任何杆的直徑。因此，當第一桿100插入U形凹陷12中並且置於突出部86上時，第一桿100 在兩個接觸區域P1、P2接觸突出部86的自由端部表面86a，所述接觸區域大致形成為在杆軸線R的方向上延伸的線接觸。接觸區域稍稍與端部表面86a的自由邊緣分開地朝著自由端部表面的底部定位。當內螺釘7插入並且上緊時，它沿著在杆100的頂部上的第三接觸區域P3接觸杆 100。第三接觸區域P3也是在杆軸線R的方向上延伸的大致線接觸。頭部接收部分17的撓性和在開口端部17b的頭部接收部分的尺寸允許通過從自由端部17b將鎖定環8組裝到頭部接收部分17上而安裝所述鎖定環。內螺釘7具有對應於內螺紋13的螺紋。如果使用防止腿部張開的螺紋牙形，則諸如內螺釘7的單個固定元件就夠了。這減小了徑向方向上的骨錨固裝置的尺寸。諸如外螺母的其它固定元件也是可能的。穩定裝置包括第二桿101，所述第二桿具有的直徑大於第一桿100的直徑，如圖8 和9中所示。當第二桿101插入接收部件中時，它位於鎖定環的突出部的端部表面86a的自由邊緣上。因此，接觸區域Pl和P2相比彼此與第一桿100的接觸區域稍稍更遠離。突出部和凹自由端部表面86a的尺寸和杆的直徑以及內螺釘7的長度和形狀使得杆沿著三個接觸線PI、P2和P3被夾緊。當杆以類似於三點固定的該方式被夾緊時杆處於穩定位置。由此在每個突出部86實現沿著杆的牢固多線接觸。應當理解的是接觸線不是無限細的線，而是根據在宏觀上產生的接觸具有一定粗度。因此，提供與杆的直徑無關的安全固定。可以用於錨固裝置的杆的直徑可以在最大直徑和最小直徑之間變化，所述最大直徑和最小直徑在幾何上以這樣的方式限定使得杆在任何情況下具有與突出部的自由端部表面接觸的兩條接觸線。穩定裝置的第二實施例與第一實施例的區別在於設在鎖定環上的突出部的形狀。 穩定裝置的所有其它部分是相同的並且具有相同的附圖標記。不再重複它們的描述。如圖10至12中所示，根據第二實施例的突出部的自由端部表面86a'形成具有大致V形橫截面的凹槽。V的底部可以是直的或圓整的。由V形包括的角α使得直徑小於V 形凹槽的最大直徑的杆在平行於杆軸線R的方向上延伸的兩個相對的接觸區域Ρ1、Ρ2接觸凹槽。與第一實施例中相同，接觸區域為大致線接觸。如圖13中所示，在經修改的第二實施例中，V形凹槽的底部具有向內彎曲部分860a『和直側壁86la'。在另一個修改中，如圖14a)至c)中所示，V形凹槽另外具有直側壁863a'。在又一個修改中，如圖15a)至15c)中所示，V形凹槽具有V形的凹彎曲側壁 864a『和直側壁863a『。而且在經修改的實施例中，杆沿著兩個接觸區域Pl、P2位於自由端部表面86a'上。圖14a)至14c)和圖15a)至15c)示意性地顯示了具有逐漸增加直徑的杆100、 101,102的接觸。每種情況下，杆在兩個點上、或當三維地觀察時在呈線接觸的形式的兩個接觸區域P1、P2上安放在V形凹槽中。杆由固定元件的內螺釘從上面夾緊。因此，每個杆處於類似於三點夾緊的穩定夾緊位置。如果使用大杆，則杆還可以在直側壁的區域中在接觸區域P4接觸V形凹槽。接收部件5、鎖定環8、內螺釘7和骨錨固元件1由生物相容材料(例如鈦或不鏽鋼)或生物相容合金(例如鎳鈦諾)或生物相容塑料材料(例如PEEK)製造。部件可以全部由相同或不同材料製造。現在將參考圖3和8說明對於所有實施例都相同的鎖定環的功能。如圖3和8中所示，鎖定環8的第一位置以這樣的方式限定使得向內突出的邊緣82接合在頭部接收部分 17的外表面的凹槽22，所述第一位置是插入位置，並且在所述第一位置鎖定環8相對於接收部件5鎖閉。向內突出的邊緣82的內徑大於在凹槽22的位置的頭部接收部分17的外徑，從而當引入頭部3時允許頭部接收部分17膨脹。在第一位置，鎖定環8附加地由接收部件5的杆接收部分9和稍稍向外彎曲的鎖定環的撓性壁部分83a之間的夾緊力保持。當鎖定環處於第一位置時，頭部接收部分17未被壓迫。在該位置，螺釘頭部的引入是可能的。在第一位置，鎖定環被防止朝著杆接收部分的第一端部9a向上移動，原因是它用肩部85抵靠頭部接收部分的第二端部9b並且用向內突出的邊緣82抵靠凹槽22的上壁。鎖定環抵靠第二端部％並且抵靠凹槽22的上壁將鎖定環8保持就位，防止向上運動。 由於在非壓迫狀態下鎖定環的內徑大於頭部接收部分的外徑，因此頭部接收部分17膨脹到鎖定環內的空間中是可能的。在第一位置，頭部可以自由地樞轉。通過如箭頭A所示朝著頭部接收部分的自由端部17b移位鎖定環8直到撓性壁部分83a的接合部分8 彈性地卡扣到設在杆接收部分9的凹槽16中而獲得第二位置(未顯示)，在所述第二位置鎖定環相對於接收部件5鎖閉並且所述第二位置是預鎖定位置。在第二位置，鎖定環的內傾斜表面81a壓靠在頭部接收部分的第一外表面部分21 上，從而壓迫頭部接收部分17以將頭部3夾緊在中空內部部分18內而不完全鎖定頭部。另夕卜，向內突出的邊緣82壓靠在頭部接收部分17的第三部分23上，導致額外的壓緊力。由此，頭部的夾緊不僅可以從頭部3的上面或側面實現，而且可以從頭部3的下部分的區域實現。在手術期間產生的狀況下，骨錨固元件1相對於接收部件5的角位置被保持並且可以僅僅通過將額外的力施加於螺釘元件的接收部件上而鬆動。在該預鎖定位置骨錨固元件不能從接收部件去除，但是螺釘元件的角度形成是可能的。通過進一步向下移位鎖定環直到螺釘頭部3最後鎖定在頭部接收部分17內而獲得第三位置(未顯示)，所述第三位置是鎖定位置。鎖定環的內表面81a以這樣的方式接合頭部接收部分17的第一部分21的外表面，使得通過壓迫頭部接收部分而鎖定頭部3。另夕卜，向內突出的邊緣82還在下部分23壓迫頭部接收部分，由此增強鎖定力。
骨錨固裝置如下被預組裝。首先，將鎖定環8從自由端部17b安裝到接收部件5 上。這例如可以由製造商完成。優選地，鎖定環8處於圖3和8中所示的第一位置，在所述第一位置鎖定環通過向內突出的邊緣82與凹槽22的接合被鎖閉。其後，將錨固元件1的頭部3從自由端部17b引入頭部接收部分17的中空內部部分18中。其後相對於接收部件向下移動鎖定環，使得向內突出環82滑動到凹槽22之外並且撓性壁部分83a的接合部分 83b卡扣到凹槽16中，由此處於第二位置。
在手術期間的使用中，將包括接收部件、骨錨固元件和處於預鎖定位置的鎖定環的已預組裝骨錨固裝置擰入骨中。頭部的凹陷4可以用螺釘工具通過第一腔孔10接近。
具有適合於特定臨床應用的直徑的杆被選擇並且插入凹陷12中直到它由突出部 86的自由端部表面支撐。因此，使用該穩定裝置提供一種模塊化系統，所述模塊化系統允許選擇並且組裝合適的錨固元件和合適的杆。
為了相對於杆正確地對準接收部件，樞轉接收部件。一旦獲得杆相對於其它骨錨固裝置的正確位置，上緊內螺釘7。由於杆6抵靠在鎖定環的突出部86上，因此鎖定環8向下移位到第三位置，所述第三位置是鎖定位置。當鎖定環8朝著頭部接收部分的自由端部 17b移動時，它壓迫頭部接收部分，由此鎖定頭部。內螺釘的最後上緊同時鎖定杆和頭部。
所示實施例的更多修改是可能的。例如，鎖定環可以具有另一種形狀。預鎖定功能也可以以另外方式實現。
對於錨固元件，可以使用所有類型的已知錨固元件，例如螺釘、釘、鉤、插管螺釘、 具有可以彼此連接的獨立頭部和柄部的錨固元件。
杆也可以具有沿著杆軸線的彎曲部。
頭部接收部分可以具有傾斜開口端部或者可以不對稱以允許頭部在一個方向上形成更大的角度。
頭部接收部分的外表面和鎖定環的內表面可以具有其它形狀，當鎖定環向下移位時所述其它形狀允許頭部接收部分被壓迫。
權利要求
1.一種用於穩定椎骨或其它骨的穩定裝置，包括 具有不同直徑的至少兩個杆(100、101)；錨固元件(1)，具有用於錨固在骨中的柄部(2)和頭部(3)；接收部件(5)，用於將來自所述至少兩個杆的一個杆連接到所述錨固元件；所述接收部件包括頂部端部(9a)和底部端部(17b)；杆接收部分(9)，具有用於接收杆(6)的通道(12)，以及頭部接收部分(17)，用於容納骨錨固元件的頭部(3)，所述頭部接收部分具有開口端部(19、17b)並且具有撓性，從而允許所述頭部的引入和夾緊；以及包圍所述頭部接收部分(17)的鎖定環(8)，其中通過用所述杆壓在所述鎖定環上以朝著所述開口端部(17b)移動所述鎖定環而夾緊所述頭部；其中所述鎖定環(8)具有表面部分(86a、86a')，所述表面部分被構造成在圓周方向上在至少兩個不同的接觸區域(P1、P2)接觸所述杆(100、101)的每一個。
2.根據權利要求1所述的穩定裝置，其中所述表面部分被成形為使得所述接觸區域 (P1、P2)沿著杆軸線(R)延伸。
3.根據權利要求1或2所述的穩定裝置，其中所述表面部分(86a)是彎曲的，具有的曲率半徑小於所述杆(100、101)的每一個的曲率半徑。
4.根據權利要求1至3之一所述的穩定裝置，其中所述表面部分(86a)通過圓柱形凹陷形成，所述圓柱形凹陷具有的直徑小於所述杆(100、101)的每一個的直徑。
5.根據權利要求1至3之一所述的穩定裝置，其中所述表面部分(86a')為大致V形。
6.根據權利要求5所述的穩定裝置，其中形成V形的基部的側壁(860a'、864a')是彎曲的。
7.根據權利要求5或6所述的穩定裝置，其中所述表面部分還包括直側壁(863a')。
8.根據權利要求1至7之一所述的穩定裝置，其中所述表面部分被成形為以無級方式夾緊具有不同直徑的多個杆。
9.根據權利要求1至8之一所述的穩定裝置，其中所述杆具有大致圓形的橫截面。
10.根據權利要求1至9之一所述的穩定裝置，其中所述鎖定環具有彼此偏移180°的兩個突出部(86)，並且其中所述突出部的每一個包括被構造成在圓周方向上在至少兩個不同的接觸區域接觸所述杆的每一個的表面部分。
11.根據權利要求10所述的穩定裝置，其中所述突出部(86)延伸到所述通道(1 中。
全文摘要
提供一種用於穩定椎骨或其它骨的穩定裝置，包括具有不同直徑的至少兩個杆；錨固元件，具有用於錨固在骨中的柄部和頭部；接收部件，用於將來自所述至少兩個杆的一個杆連接到所述錨固元件；所述接收部件包括頂部端部和底部端部、具有用於接收杆的通道的杆接收部分，以及用於容納骨錨固元件的頭部的頭部接收部分，所述頭部接收部分具有開口端部並且具有撓性，從而允許所述頭部的引入和夾緊；以及包圍所述頭部接收部分的鎖定環，其中通過用所述杆壓在所述鎖定環上以朝著所述開口端部移動所述鎖定環而夾緊所述頭部；其中所述鎖定環具有表面部分，所述表面部分被構造成在圓周方向上在至少兩個不同的接觸區域接觸所述杆的每一個。
文檔編號A61B17/70GK102525621SQ20111042866
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月20日 優先權日2010年12月23日
發明者B·丹內克爾, L·比德爾曼, W·馬蒂斯 申請人:比德爾曼技術有限責任兩合公司