多軸骨錨固件及固定脊柱的方法
2023-07-21 06:09:26
專利名稱：多軸骨錨固件及固定脊柱的方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種骨固定裝置以及相關的固定方法。更具體來講，本發明涉及多軸型的骨錨固件，例如用於固定脊柱的螺釘和鉤體，本發明還涉及與脊柱固定相關的方法。
背景技術：
現有技術中存在很多種治療脊柱病變的方法。一種公知的方法涉及這樣的方案將螺釘或鉤體錨固到椎骨上，並沿一脊杆將螺釘或鉤體固定起來，以對這些椎骨進行定位，或者使它們之間相互不可動。螺釘或鉤體的頭部通常帶有U形的通道，脊杆被插入到該通道中，隨後再由一定位螺釘或其它緊固機構夾緊。這種方法通常要涉及到多個螺釘或鉤體以及多根脊杆。採用這種方法，可將脊杆的形狀設計成能將椎骨保持在一定的定向上，以便於矯正附近的脊柱病變(例如拉直已異常彎曲的脊柱)。作為補充方案或替代方案，可以使螺釘或鉤體沿著脊杆相互分離開，以擠壓或撐開附近的椎骨。
外科醫生在使用該方法時常常會遇到很大的困難，原因在於使一根或多根脊杆對準螺釘或鉤體頭部上的U形通道是麻煩的。例如，由於脊柱的彎曲或者各個椎骨的尺寸和形狀的原因，螺釘或鉤體的頭部往往是不相互對齊的。為了利於將脊杆容易地插入到U形的通道內，並能在對脊杆、螺釘以及鉤體進行定位方面獲得額外的靈活性，目前已研製出了這樣的螺釘和鉤體其頭部或「主體」(包括U形的通道)在初始時被相對於螺釘的杆柄或鉤體進行樞轉。在Errico等人的第5,586,984號美國專利中公開了此類螺釘的一種實例，該專利的全部內容都被結合到文中作為參考。Errico等人的專利中所介紹的裝置、以及其它類似的現有裝置一般允許螺釘或鉤體相對於主體對稱地形成角度。但此類裝置的局限在於由於螺釘的杆柄或鉤體與主體的下分界邊緣相互接觸，因此角度的大小受到限制。在需要增大角度的、與脊柱有關的某些應用場合中，例如在對脊柱的頸部區域進行治療時，上述的設計會出現問題。
因而，現有技術中一直希望研製一種多軸骨錨固件，其能增大頭部與螺釘或鉤體之間的角度。現有技術中還一直希望開發出需要增大角度的治療脊柱病變的方法，例如，脊柱頸的區域的固定。
發明內容
本發明涉及一種多軸骨錨固件，其用於將一桿棒—例如脊杆連接到骨(例如椎骨)上。該多軸骨錨固件可包括一錨固構件(例如螺釘或鉤體)，其用於與骨進行連接；一本體構件，其具有用於接納杆棒的U形通道和一可壓縮的凹穴，其中的凹穴用於接納錨固構件的頭部，以使得錨固構件在初始時能相對於本體構件多軸向地形成角度；一套環，其可滑動地套在本體構件上，並能圍繞著頭部對凹穴進行擠壓；以及緊固件，其能將杆棒壓靠到套環上。本體構件可限定一第一軸線、一上分界邊緣、以及一下分界邊緣，且下分界邊緣可包括一豁孔區域，以便於當錨固構件被定向為朝向豁孔區域時，能允許增大錨固構件相對於第一軸線的角度。該分界邊緣的結構和尺寸可被設計成允許錨固構件相對於第一軸線形成約30°的第一角度，且豁孔區域的結構和尺寸可被設計成允許錨固構件相對於第一軸線形成約50°的第二角度。作為備選方案，第一角度可約為20°，第二角度可約為45°。豁孔區域相對於第一軸線的角度延伸範圍在約5°到約180°之間。優選地是，豁孔區域相對於第一軸線的角度延伸範圍在約15°到約20°之間。U形的通道可限定一第二軸線，且豁孔區域的中點偏離第二軸線約±45°和更小。根據一種示例性的實施方式，豁孔區域的中點偏離第二軸線在約20°到約25°之間(在正角度方向和負角度方向)。本體構件的至少一部分具有一錐形的外表面，且套環的至少一部分具有錐形的內表面。例如通過將緊固件抵靠到脊杆上就可使套環相對於本體構件向下滑動，這將造成錐形內表面與錐形的外表面相接合，從而環繞著頭部對凹穴進行擠壓，以固定錨固構件相對於本體構件的定向。
根據本發明的另一實施方式，多軸骨錨固件可包括一用於連接到骨上的錨固構件、一多軸地安裝到錨固構件上的本體構件、一用於對脊杆進行定向的承座、以及緊固件，該緊固件能與本體構件進行接合，以將脊杆壓靠到承座上。本體構件可限定一第一軸線，且承座可將脊杆定向為沿著一第二軸線，其中，第一軸線被定向成相對於第二軸線成一個銳角。例如，第一軸線相對於第二軸線的定向角度可以在約60°到約40°之間。作為備選方案，第一軸線相對於第二軸線的定向角度可以在約70°到約45°之間。多軸骨錨固件還可包括一插入構件，其被布置在本體構件中，用於接納所述頭部，且承座可與該插入構件相連。例如，承座可在插入構件上形成一個傾斜面，其基本上平行於第二軸線延伸。作為替換和補充方案，骨錨固件還可包括一套環，其環繞著本體構件進行布置，且承座與該套環相連。例如，承座可在套環上形成這樣一個傾斜面，其基本上平行於第二軸線延伸。
根據本發明的另一實施方式，錨固構件可包括一骨螺釘，其具有一桿柄，該杆柄的第一端被連接到頭部上，並具有與第一端相對的第二端，且杆柄可包括一不帶螺紋的部分和一帶螺紋的部分。優選地是，無螺紋部分基本上靠近所述第一端，螺紋部分基本上靠近第二端。杆柄可限定從第一端到第二端的杆柄長度，且無螺紋部分的延伸長度大於杆柄長度的約1/4。優選地是，無螺紋部分的延伸長度大於杆柄長度的約1/2。作為替代方案和補充方案，無螺紋部分可限定一無螺紋外徑，且螺紋部分可限定一螺紋內徑和螺紋外徑，其中，螺紋外徑大於無螺紋外徑。此外，無螺紋外徑可大於螺紋內徑。作為備選方案，無螺紋外徑可等於和小於螺紋內徑。
本發明還涉及一種方法，其利用一第一多軸骨錨固件和一第二多軸骨錨固件對脊柱的頸部區域進行固定，其中的第一骨錨固件具有一第一螺釘構件和帶有一第一脊杆接納通道的第一本體構件，第二骨錨固件具有一第二螺釘構件和帶有一第二脊杆接納通道的第二本體構件。該方法可包括步驟將第一螺釘構件穿過一第一椎骨而插入到一第二椎骨中；將第二螺釘構件插入到一第三椎骨中；使第一脊杆接納通道與第二脊杆接納通道對準；以及將一脊杆固定到第一脊杆接納通道和第二脊杆接納通道中。第一螺釘構件可延伸穿過C2椎骨而進入到C1椎骨中。例如，第一螺釘構件可延伸穿過C2椎骨的一尾側關節突而進入到C1椎骨的外側塊中，由此將C1椎骨相對於C2椎骨固定起來。可按照向內側或向外側約0°到約25°的定向角度將第一螺釘構件插入，優選地是，以向內側或向外側約0°到約15°的定向角度插入。第一螺釘構件還可被按照向上約30°到約50°的定向角插入，且優選地是按照向上約30°到40°的定向角插入。第二螺釘構件例如可被插入到椎骨C3-C7、T1-T3中的任一中。
按照該方法的另一實施方式，第一螺釘構件可被插入到一第一椎骨的外側塊中。一第二螺釘構件可被插入到一第二椎骨的外側塊中。第一、第二椎骨的至少之一可從由C3-C7、T1-T3組成的椎骨組中選擇。第一螺釘構件可被按照向側旁約0°到約45°的定向角插入，以及按照向上約0°到約50°的定向角插入。優選地是，第一螺釘構件可按照向上約25°到約45°的定向角插入。
可結合附圖更好地理解下文的詳細描述，在圖中，相同的標號指代同類元件，其中圖1中的軸測圖表示了根據本發明的多軸骨錨固件的第一示例性實施方式；圖2是圖1所示多軸骨錨固件的側視圖；圖3是沿圖2中的III-III線對圖1所示的多軸骨錨固件所作的剖面圖；圖4是圖1所示多軸骨錨固件上本體構件的側視圖；圖5是圖4所示本體構件的俯視圖；圖6是圖1所示多軸型骨錨固構件的側視圖，表示了錨固構件形成一第一角度時的情形；圖7是圖1所示多軸型骨錨固構件的側視圖，表示了錨固構件形成一第二角度時的情形；
圖8中的側視圖表示了根據本發明的多軸骨錨固件的第二種示例性實施方式；圖9是圖8所示多軸骨錨固件的側視圖，且圖中用虛線表示被遮擋住的部分；圖10中的側視圖表示了根據本發明的多軸骨錨固件的第三種示例性實施方式；圖11是圖10所示多軸骨錨固件的側視圖，且圖中用虛線表示被遮擋住的部分；圖12中的側視圖表示了定位螺釘的一種示例性實施方式，該定位螺釘用於將脊杆固定到根據本發明的多軸骨錨固件上，且圖中用虛線表示被遮擋住的部分；圖13是圖12所示定位螺釘的俯視圖；圖14中的側視圖表示了螺母的一種示例性實施方式，該螺母用於將脊杆固定到根據本發明的多軸骨錨固件上；圖15是圖14所示螺母的仰視圖；圖16中的側視圖表示了根據本發明的多軸骨錨固件的第四種示例性實施方式；圖17中的側視圖表示了根據本發明的多軸骨錨固件的第五種示例性實施方式；圖18是沿XVIII-XVIII線對圖17所示多軸骨錨固件所作的剖視圖；圖19中的左向側視圖表示了脊柱的頸部區域和上胸部區域，在圖示的狀態下，該脊柱利用根據本發明的第一種示例性的脊柱固定方法進行了固定；圖20是圖19的後視圖；圖21中的左向側視圖表示了脊柱的頸部區域和上胸部區域，在圖示的狀態下，該脊柱利用根據本發明的第二種示例性的脊柱固定方法進行了固定；以及圖22是圖21的後視圖。
具體實施例方式
參見圖1，圖1表示了根據本發明的多軸骨錨固件的第一種示例性實施方式。多軸骨錨固件10基本上包括一本體12，其具有用於接納脊杆14或其它裝置的通道；一錨固構件16，其被連接到本體12上，以使得其可相對於本體12在多個軸向上轉動；以及一緊固件18，其用於將脊杆14固定到本體12上。緊固件18還能固定錨固構件16相對於本體12的角度位置。可利用錨固構件16(例如骨螺釘)將一個或多個骨錨固件10連接到椎骨上，並沿著脊杆14或其它裝置對這些骨錨固件進行定位，以矯正脊柱的對位或治療其它的脊柱病變。
參見圖2和圖3，這兩個附圖分別是多軸骨錨固件10的側視圖和剖面圖。如圖所示，本體12可包括一基本為圓筒形的構件，其限定了一第一軸線20；一上分界邊緣22；以及一下分界邊緣24。本體12可大體上是中空的，也就是說，其形成了一個從上分界邊緣22到下分界邊緣24的空腔21。第一軸線20沿空腔21的中線延伸。本體12可包括一脊杆接納通道26(為了舉例，圖中將其表示為U形的通道)，其被製成與上分界邊緣22和/或空腔21連通。在基本上靠近下分界邊緣24的位置處，制有一個凹穴28。在圖示的示例性實施方式中，脊杆接納通道26被定向成大體上與第一軸線20橫交，但如下文討論的那樣，其它的構造也是可行的。具體參見圖3，錨固構件16可包括一彎曲形的頭部30，其形狀和尺寸被設計成配合到凹穴28中，以使得本體12可沿著多個軸向與錨固構件16形成角度。如圖3中的示例性實施方式所示，彎曲頭部30可大體上為球形或截頂球形，且凹穴28為相匹配的形狀，但也可以考慮採用其它的形狀和結構。優選地是，彎曲頭部30具有一凹陷，該凹陷上制有鍵槽，以接納一六角扳手、扳手(torx)、或現有技術中公知的其它驅動工具，以便於將錨固構件16植入到椎骨中。
結合圖2和圖3來參見圖4，本體12的下部32環繞著凹穴28，優選地是，該下部是可壓縮的或彈性的，以允許本體12卡套住彎曲頭部30。在圖示的示例性實施方式中，本體12的下部32上形成有多條槽縫34，以提供所需的壓縮性或彈性。
繼續參見圖2、3和圖4，環繞著本體12的下部32可滑動地布置了一個套環36。當套環36被相對於本體12向下壓時，套環36的內表面38與本體12下部32的外表面相互作用，以便於將凹穴28圍繞彎曲頭部30按壓。更具體來講，套環36的內表面38是錐形的，和/或本體12下部32的外表面40是錐形的。本體12下部32的外表面40也可相對於本體12上部42的外表面向內凹縮，以使得套環36的外表面44與本體12上部42的外表面46具有較為一致的直徑。這樣的結構有助於減小多軸骨錨固件10的外形輪廓。
緊固件18在圖3中被表示為定位螺釘，其可與形成在本體構件12上部42內表面上的內螺紋48相接合。在本體12上旋緊緊固件18到可將緊固件18移動壓靠到脊杆14上(當脊杆處於脊杆接納通道26中時)，由此可將脊杆14推向套環36，這反過來將使套環36沿本體12下部32的錐形外表面40向下滑動。因而，下部32使凹穴28收縮，從而環套著錨固構件16的彎曲頭部30，並鎖定了錨固構件16相對於本體12的角度位置。換言之，將緊固件18旋緊就足以防止錨固構件16相對於本體12在多個軸向上的運動。此外，由緊固件18和套環36施加在脊杆14上的相反作用力可固定脊杆14在本體12上的位置和定向。套環36和本體12可被設計成這樣在先前已將錨固構件16和脊杆14固定就位之後，使用者通過鬆開緊固件18就能在錨固構件16相對於本體12仍然固定著的同時移動和重新定位通道26中的脊杆14。例如，可在套環36和本體12上設置基本上匹配或對應的錐度。按照這樣的結構，為了使錨固構件16再一次相對於本體12多軸地形成角度，需要使用者主動地對錨固構件16進行解鎖，例如利用一釋放器械進行解鎖。儘管在圖3中緊固件18被表示為一個內部定位螺釘，但本發明也可考慮採用其它的實施形式，包括下文討論的形式。
參見圖4和圖5，本體12可被改裝和設計為允許錨固構件16相對於本體12在一定的角度區間內具有增大的角度。本體12-更具體而言是分界邊緣24可包括一凹陷區域或豁孔區域50。由於具有豁孔區域50的這種構造，所以，如果錨固構件16被定向成朝向豁孔區域50，則錨固構件16可在接觸到下分界邊緣24之前相對於第一軸線20形成更大的角度，該角度將大於當錨固構件被定向成遠離豁孔區域50(即朝向下分界邊緣24的其餘部分)時所形成的角度。如圖6所示，下分界邊緣24的尺寸和結構可被設計成在錨固構件16與下分界邊緣24接觸到之前，其使錨固構件16可在一第一角度A1的範圍內成角。如圖7所示，豁孔區域50(其被套環36部分地遮擋住)的尺寸和結構可被設計成在錨固構件16的進一步成角偏轉被其與豁孔區域50或套環36之間的接觸關係阻止之前，其可使錨固構件16在一第二角度A2的範圍內成角。按照一種優選的實施方式，第一角度A1可以約為30°(即允許錨固構件16在約0°到約30°的範圍內成角)，且第二角度A2可以約為50°(即允許錨固構件16在約0°到約50°的範圍內成角)。按照另一優選實施方式，第一角度A1可約為20°，第二角度A2可約為45°。
反過來參見圖4和圖5，可相對於脊杆接納通道26-進而相對於脊杆14(圖中用虛線表示)來對豁孔區域50進行定向，以適應於不同的醫用場合。如圖所示，脊杆14(當位於脊杆接納通道26中時)限定了一第二軸線52。豁孔區域50限定了一個中點54。中點54可偏移第二軸線52一第三角度A3，該角度約為±45°或更小。更為優選地是，第三角度是在約20°到約25°之間(在正角方向或負角方向上)。按照圖4和5所示的示例性實施方式，第三角度A3約為22.5°，但其它的角度和結構也是可行的。儘管可採用其它的角度和結構，但豁孔區域50的角度延伸範圍C1在約5°到約180°之間，優選地是在約15°到約20°之間。
參見圖8和圖9，圖中表示了多軸骨錨固件的第二種示例性實施方式。多軸骨錨固件110基本上包括一本體112，其具有用於接納脊杆114的脊杆接納通道126；一錨固構件116(為了舉例，該構件在圖中被表示為骨螺釘)，其具有一彎曲形的頭部130；以及一緊固件118。本體112可限定一第一軸線120。多軸骨錨固件110還可包括一插入構件160，其被可滑動地布置在本體112中，並具有一個用於接納錨固構件116彎曲頭部130的凹穴128。優選地是，凹穴128和/或彎曲頭部130的結構和尺寸被設計成錨固構件116可相對於插入構件160，進而相對於本體112多軸地形成角度。例如，如圖8和圖9所示，彎曲頭部130和凹穴128可以為球形或截頂球形。
繼續參見圖8和圖9，插入構件160優選地可被壓縮而環套著彎曲頭部130。例如，可在插入構件160中設置多個槽縫162，但作為備選方案，可採用能實現所需壓縮性的其它公知構造。例如，可用彈性材料來製造插入構件160。此外，插入構件160可具有一錐形的外表面164和/或本體112可具有對應的錐形內表面166。相互對應的錐形表面164，166可具有這樣的作用當插入構件160在本體112中被向下壓(例如利用脊杆114的作用力下壓)時，可將插入構件160和凹穴128圍繞著彎曲頭部130進行擠壓；由此固定了錨固構件116相對於插入構件160和本體112的角度位置。如圖8和圖9所示，緊固件118可以是一內部定位螺釘，其與形成在本體112上的內螺紋148相接合，但緊固件118也可採用其它的構造一包括下文討論的結構形式。
旋緊緊固件118可將脊杆114擠壓到插入構件160上，從而使得插入構件160在本體112中向下移動。因而，將緊固件118旋緊就能固定錨固構件116相對於本體112的角度位置，並能將脊杆114緊固在脊杆接納通道126中。插入構件160和本體112可被設計成在錨固構件116和脊杆114已被固定就位之後，使用者通過鬆開緊固件118就能在錨固構件116相對於本體112仍然固定著的同時移動通道126中的脊杆114。例如，可在插入構件118和本體112上設置基本上匹配或對應的錐度。按照這樣的結構設計，為了使錨固構件116再一次相對於本體112多軸地形成角度，需要使用者主動地對錨固構件116進行解鎖，例如利用一釋放器械進行解鎖。
多軸骨錨固件110可被設計成這樣脊杆114沿一第二軸線168延伸，該第二軸線被定向成相對於本體112的第一軸線120成一個銳角A4。例如，可在插入構件160上設置一承座170，以將脊杆114沿第二軸線168定向。承座170可以是形成在插入構件160上部上的一個傾斜面。優選地是，承座170的延伸方向基本上平行於第二軸線168。作為備選方案，承座170可被設置在本體112本身上，例如可以通過使脊杆接納通道126相對於第一軸線120成一定角度就能形成承座。換言之，本體112上構成脊杆接納通道126的兩個U形切口將具有不同的尺寸。按照一種優選的實施方式，角度A4在約40°到約60°之間。按照另一種優選的實施方式，儘管可採用其它的角度，但角度A4在約45°到約70°之間。此外，本體112和/或插入構件160上可設置如上文針對圖1-9所述的豁孔區域。
參見圖10和圖11，圖中表示了多軸骨錨固件的第三種示例性實施方式。多軸骨錨固件210基本上包括一本體212，其具有用於接納脊杆214的脊杆接納通道226；一錨固構件216(為了舉例，該構件在圖中被表示為骨螺釘)，其具有一彎曲形的頭部230；以及一緊固件218，用於將脊杆214固定在脊杆接納通道226中。本體212可限定一第一軸線220。多軸骨錨固件210還可包括一套環236，其被布置成環繞著本體212的下部232。
與多軸骨錨固件10(見圖1-7)的情況相同，本體212可具有一凹穴228，其用於接納彎曲形頭部230，以使得錨固構件216可相對於本體212多軸地形成角度。優選地是，凹穴228和彎曲頭部230基本上為球形或截頂球形，但其它的結構形式也是可行的。另外，本體212的下部232優選地具有多個槽縫234，這些槽縫使得本體212和凹穴228可擠壓在彎曲頭部230周圍。槽縫234使本體212彈性地卡套在彎曲頭部230上。此外，套環236的內表面238和/或本體212下部232的外表面240可具有相配的錐度，該錐度使得本體212和凹穴228在套環236相對於本體212向下移動時擠壓環繞著彎曲頭部230。因而，將緊固件218旋緊到脊杆214上能使套環236向下抵緊，從而將本體212和凹穴228緊壓在彎曲頭部周圍。從而，錨固構件216相對於本體212的角度位置就被固定了，且脊杆214被緊固到脊杆接納通道226中。套環236和本體212可被設計成在錨固構件216和脊杆214已被固定就位之後，使用者通過鬆開緊固件218就能在錨固構件216相對於本體212仍然固定著的同時移動通道226中的脊杆214。例如，套環236和本體212設置有基本上匹配或對應的錐度。按照這樣的結構設計，為了使錨固構件216再一次相對於本體212多軸地形成角度，需要使用者主動地對錨固構件216進行解鎖，例如利用一釋放器械進行解鎖。
套環236可包括一承座270，其將脊杆214沿著一第二軸線268定向。承座270可包括套環236上傾斜的上表面，當脊杆214位於脊杆接納通道226中時，該上表面與脊杆214相接觸，在此情況下，傾斜的上表面優選地是與第二軸線268平行。按照一種優選的實施方式，承座270對脊杆214進行定位，使得第二軸線268與本體212的第一軸線220形成一個銳角A4。按照一種優選的實施方式，角度A4在約40°到約60°之間。根據另一種優選實施方式，儘管可採用其它的角度，但角度A4在約45°到約70°之間。本體212和/或套環236上可設置如上文針對圖1-9所述的豁孔區域。
參見圖12和圖13，圖中表示了緊固件的一種備選實施方式。緊固件318可包括一定位螺釘380和一端帽382。定位螺釘380向外與形成在本體12、112、212(如上所述)上的內螺紋螺紋接合。此外，定位螺釘380可包括一凹穴384，其內製有鍵槽，以接納一驅動工具，例如六角扳手、扳手(torx)、或本領域公知的其它工具。優選地是，端帽382包括一外邊圈386，其配合到本體12、112、212(如上所述)的上部上。當緊固件380被旋緊擠壓到本體12、112、212中接納的脊杆上時，外邊圈386有助於防止本體12、112、212的上部在螺釘380軸向力的作用下向外張開。定位螺釘380和端帽382可被製成一體，或者作為備選方案，它們可以是分開的部件，可利用焊接、粘接、壓配合或本領域公知的其它技術將它們結合起來。
參見圖14和15，圖中表示了緊固件的另一備選實施方式。按照該實施方式，緊固件418是一螺母488，其具有與本體構件(圖中未示出)上表面上形成的外螺紋相接合的內螺紋490。緊固件418還可包括一內部隔離物492，其將被接納到本體構件的上部中。如果設置了內部隔離物492，則當緊固件418被旋緊擠壓到脊杆上時，其將有助於防止本體構件的上部在螺母488的軸向力作用下向內彎曲。螺母488和隔離物492可被製成一體，或者作為備選方案，它們可以是分開的部件，可利用焊接、粘接、壓配合或本領域公知的其它技術將它們結合起來。
參見圖16，圖中表示了多軸骨錨固件510的一種備選實施方式，在該實施方式中，錨固構件516是一鉤體594。按照該實施方式，鉤體594的尺寸和結構被設計成便於連接到椎骨的梗節部(pedicle)、薄板部(lamina)、或其它部分上，本領域普通技術人員能領會此內容。
參見圖17和18，圖中表示了多軸骨錨固件的另一種備選實施方式。除了下文詳述的特徵之外，多軸骨錨固件610與多軸骨錨固件10(如上所述，且被表示在圖1-7中)大體上類似。如圖17和圖18所示，錨固構件616可包括一骨螺釘，其具有一桿柄695，該杆柄的第一端696被連接到彎曲頭部630上，杆柄695還具有與第一端696相對的第二端697。另外，杆柄695可包括一螺紋部分698和一無螺紋部分699。如圖所示，無螺紋部分699可大體上靠近第一端696，和/或螺紋部分698可大體上靠近第二端697，但也可採用其它的結構設計。當錨固構件616被植入到椎骨中時，無螺紋部分699有助於消除螺紋對神經根的幹擾。
如圖17所示，杆柄695限定了從第一端696到第二端697的杆柄長度L1，無螺紋部分699限定了無螺紋長度L2。按照一種優選的實施方式，無螺紋長度L2大於杆柄長度L1的約1/4。按照另一種優選實施方式，無螺紋部分L2可大於杆柄長度L1的約1/2。
繼續參照圖17，無螺紋部分699可限定一無螺紋外徑D1，螺紋部分699可限定一螺紋外徑D2，其大於無螺紋外徑D1。此外，螺紋部分699可限定一螺紋內徑D3，且無螺紋外徑D1大於螺紋內徑D3。作為備選方案，D1可等於或大於D2。
應當指出的是，在圖17和圖18中，本體612的下分界邊緣624上未設置有豁孔區域650或其它凹陷區域。結果就是，不論錨固構件616相對於本體構件612處於任何定向上，錨固構件616相對於本體構件612所成的角度都是相同的。例如，錨固構件616相對於本體612繞所有的軸線所成的角度都可達到約30°。但本領域普通技術人員將認識到作為備選措施，可設置豁孔區域，以便於適用於特定的醫學應用。本領域普通技術人員還能認識到本體612可被用在圖1-16所示的實施方式中。
下文將參照圖19和20描述固定脊柱頸部區域的第一種示例性方法。可使用上述的任意一種多軸骨錨固件或本領域公知的任何其它多軸骨錨固件來完成下述的方法，但上述的多軸骨錨固件是優選的。該方法總體上包括步驟將一第一多軸骨錨固件1010連接到C1和C2椎骨上；優選地是，將一第二多軸骨錨固件2010連接到C3或C4椎骨上(儘管作為備選，C3到T3椎骨也是可能的)；以及將一脊杆固定到第一和第二多軸骨錨固件1010、2010上，以將椎骨對齊。例如可通過將第一骨錨固件1010的骨螺釘1016穿過C2椎骨的尾側關節突而插入到C1椎骨的外側塊中來完成上述操作，這樣就能將C1椎骨相對於C2椎骨固定起來。作為備選，第二骨錨固件2010可被植入到脊柱其它區域(即下胸區域或腰部區域)的一個或多個椎骨中。
為了將骨螺釘1016經C2椎骨插入到C1椎骨中，必須要按照向內側或向外側以約0°到約25°的定向角度插入骨螺釘1016，如圖20中的角度α所示，更為優選地是，按照向內側或向外側約0°到約15°的定向角度插入。作為補充方案或替代方案，如圖19中的角度β所示，必須要按照向上約30°到約50°的定向角度插入骨螺釘1016，更為優選地是，按照向上約30°到約40°的定向角度插入。上文針對本發明多軸骨錨固件所描述的豁孔區域的結構和尺寸可被設計成能實現必需的向中、向側和/或向上角度，但本發明的方法並不受限於文中所述多軸骨錨固件的結構。
在將骨螺釘1016插入之前，希望鑽出和/或攻出一個從C2椎骨通向C1椎骨的孔洞。在孔洞是被攻出的情況下，不對C1椎骨的前皮質層進行攻鑽將是優選的。一旦骨螺釘1016已被完全插入到C2和C1椎骨中之後，本體1012可被卡套在骨螺釘1016的彎曲頭部1030上。作為備選方案，可在將骨螺釘1016插入到C2和C1椎骨中之前，將本體1012和彎曲頭部1030預先組裝到一起。
優選地是，第二多軸骨錨固件2010被連接到C3或C4椎骨上，例如通過將骨螺釘2016旋擰到C3或C4椎骨中就能實現上述連接。作為備選方案，第二多軸骨錨固件2010可被連接到其它椎骨(包括位於C3到T3區間內的那些椎骨)上。一旦第二多軸骨錨固件2010被植入之後，就可轉動本體1012和本體2012，以使它們各自的脊杆接納通道(圖19和圖20中未示出)對正，從而可將脊杆1014插入到其中。一旦椎骨被重新定位以矯正附近的畸形之後，就可將第一和第二多軸骨錨固件1010、2010的緊固件(圖19和圖20未示出)旋緊，以將脊杆1014緊固到第一和第二多軸骨錨固件1010、2010上，並固定了本體1012、2012相對於骨螺釘1016、2016的角度位置，因而形成了剛性很大的構造。
作為備選方案，脊杆1014的一端可被插入到其中一個本體1012、2012中，且對脊杆1014進行操作來對椎骨體重新進行定位。然後，可將脊杆1014的另一端插入到另一本體1012、2012中，然後再將脊杆1014固定就位。脊杆1014的第一端可被固定到本體1012、2012的其中之一中，且在操作脊杆1014以重新定位椎骨體之前，將緊固件相對於本體1012、2012固定起來。在該方法的又一種實施方式中，骨錨固件1010、2010如上述那樣被插入到脊柱中，且脊杆1014的兩端被插入到骨錨固件1010、2010中，且脊杆的一端被固定或緊固到骨錨固件1010、2010中，並沿著脊杆1014施加一個擠壓力或撐開力，以使多軸骨錨固件移動，從而向椎骨施加了擠壓力或撐開力，而後將脊杆1014的第二端固定到多軸骨錨固件中。
下文將參照圖21和22介紹固定脊柱頸部區域的第二種示例性方法。按照這種方法，一第一骨螺釘1016可被插入到一第一椎骨的外側塊中。例如，第一骨螺釘1016可被插入到C3到T3區間內的任意椎骨中，例如如圖21和22所示那樣可被插入到椎骨C4中。另外，第二骨螺釘2016可被插入到一第二椎骨的外側塊中。例如，第二骨螺釘2016可插穿過從C3到T3區間中的任何其它的椎骨，例如如圖21和22所示那樣插穿過椎骨C6。作為備選方案，第二骨螺釘2016可被植入到脊柱其它區域(即下胸區域或腰部區域)中的一個或多個椎骨中。如圖21和圖22所示，第一、第二骨螺釘1016、2016可只延伸到一塊椎骨的外側塊中，或者作為備選，可延伸到相鄰的椎骨中，以將椎骨固定到一起(例如如上文參照圖19和20所描述的那樣)。
希望在植入骨螺釘之前，預先在椎骨上鑽出和/或攻出孔洞。在孔洞是被攻出的情況下，優選地是只對近端的皮質層進行攻鑽。另外，在植入之前，可將骨螺釘1016和/或2016與本體1012、2012預先組裝到一起，或者作為備選方案，在骨螺釘被植入之後，將本體1012、2012卡套到骨螺釘1016、2016的彎曲頭部1030、2030上。
為了將第一骨螺釘1016或第二骨螺釘2016插入到椎骨的外側塊中，必須要按照向上約0°到約50°的定向角度插入第一或第二骨螺釘1016、2016，優選地是，按照向上約25°到約45°的定向角度插入，圖21中的角度γ表示了該定向角度。作為補充或替代方案，如圖22中的角度δ所示，必須要按照向外側約0°到約45°的定向角度插入第一或第二骨螺釘1016、2016。根據一種優選的實施方式，第一或第二骨螺釘1016、2016插入的起始點為外側塊中心內側約2mm處，或者外側塊中心內側約2mm、尾側約2mm處。
一旦第一、第二多軸骨錨固件1010、2010已被植入之後，就可轉動它們的本體1012、2012，以使它們的脊杆接納通道(圖21和22中未示出)相互對正，從而可將脊杆1014插入到其中。一旦椎骨被重新定位以矯正附近的畸形之後，就可將緊固件(圖21和圖22中未示出)旋緊，以將脊杆1014緊固到第一和第二多軸骨錨固件1010、2010上，並固定了本體1012、2012相對於骨螺釘1016、2016的角度位置，因而形成了剛性很大的構造。
很顯然，儘管文中公開的示例性實施方式實現了本發明上述的目的，但應當認識到本領域技術人員能構思出多種改型和其它的實施方式。因而，可以理解後附的權利要求將要覆蓋所有這些屬於本發明設計思想和保護範圍的改型和實施方式。
權利要求
1.一種多軸骨錨固件，其用於將杆棒連接到骨上，該骨錨固件包括錨固構件，其用於與骨連接，且錨固構件具有彎曲形的頭部；本體構件，其被多軸向地安裝到彎曲頭部上，且本體構件限定第一軸線；承座，其用於將杆棒沿第二軸線定向；以及緊固件，其能與本體構件相接合，以將杆棒壓靠到承座上；其中，第一軸線被定向成相對於第二軸線成銳角。
2.根據權利要求1所述的多軸骨錨固件，其特徵在於第一軸線被定向成相對於第二軸線成約40°到約60°的角度。
3.根據權利要求1所述的多軸骨錨固件，其特徵在於第一軸線被定向成相對於第二軸線成約45°到約70°的角度。
4.根據權利要求1所述的多軸骨錨固件，其特徵在於還包括插入構件，其被布置在本體構件中，並具有用於接納頭部的可壓縮凹穴，其中，承座與插入構件相關聯。
5.根據權利要求4所述的多軸骨錨固件，其特徵在於承座在插入構件上形成一傾斜面，且該傾斜面的延伸方向大體上平行於第二軸線。
6.根據權利要求4所述的多軸骨錨固件，其特徵在於旋緊緊固件將杆棒壓靠到承座上，並使得插入構件環繞彎曲頭部地擠壓，且固定錨固構件相對於本體構件的角度位置。
7.根據權利要求1所述的多軸骨錨固件，其特徵在於還包括套環，其被環繞著本體構件進行布置，其中，承座與套環相關聯。
8.根據權利要求7所述的多軸骨錨固件，其特徵在於承座在套環上形成一傾斜面，且該傾斜面大體上平行於第二軸線延伸。
9.根據權利要求7所述的多軸骨錨固件，其特徵在於旋緊緊固件可將杆棒壓靠到承座上，並使得套環環繞彎曲頭部地擠壓本體，且固定錨固構件相對於本體構件的角度位置。
10.根據權利要求1所述的多軸骨錨固件，其特徵在於緊固件是定位螺釘，其能與形成在本體構件上的內螺紋相接合。
11.根據權利要求10所述的多軸骨錨固件，其特徵在於還包括外端帽，其與定位螺釘相關聯。
12.根據權利要求1所述的多軸骨錨固件，其特徵在於緊固件是螺母，其能與形成在本體構件上的外螺紋相接合。
13.根據權利要求12所述的多軸骨錨固件，其特徵在於還包括與螺母相關聯的內部墊片。
14.根據權利要求1所述的多軸骨錨固件，其特徵在於錨固構件是螺釘或鉤體。
15.根據權利要求1所述的多軸骨錨固件，其特徵在於錨固構件包括骨螺釘，其具有杆柄，該杆柄具有與彎曲頭部相連的第一端和與第一端相對的第二端，且杆柄包括無螺紋部分和螺紋部分。
16.根據權利要求15所述的多軸骨錨固件，其特徵在於無螺紋部分基本上靠近第一端，螺紋部分基本上靠近第二端。
17.根據權利要求16所述的多軸骨錨固件，其特徵在於杆柄限定了從第一端到第二端的杆柄長度，且無螺紋部分的延伸長度大於杆柄長度的約1/4。
18.根據權利要求17所述的多軸骨錨固件，其特徵在於無螺紋部分的延伸長度大於杆柄長度的約1/2。
19.根據權利要求15所述的多軸骨錨固件，其特徵在於無螺紋部分限定一無螺紋外徑；螺紋部分限定一螺紋內徑和螺紋外徑；以及螺紋外徑大於無螺紋外徑。
20.根據權利要求19所述的多軸骨錨固件，其特徵在於無螺紋外徑大於螺紋內徑。
21.根據權利要求1所述的多軸骨錨固件，其特徵在於本體構件具有一穿通延伸的空腔，且空腔限定了所述第一軸線。
22.根據權利要求1所述的多軸骨錨固件，其特徵在於所述骨是椎骨。
23.根據權利要求1所述的多軸骨錨固件，其特徵在於杆棒是脊杆。
24.一種多軸骨錨固件，其用於將杆棒連接到骨上，該骨錨固件包括錨固構件，其用於與骨連接，錨固構件具有頭部；本體構件，其具有用於接納杆棒的U形通道和可壓縮的凹穴，其中的凹穴用於接納所述頭部，以使得錨固構件在初始時能相對於本體構件多軸向地形成角度；套環，其可滑動地套在本體構件上，並能圍繞著頭部對凹穴進行擠壓；以及緊固件，其能將杆棒壓靠到套環上；其中，本體構件限定了第一軸線、上分界邊緣、以及下分界邊緣，且下分界邊緣包括豁孔區域，以便於當錨固構件被定向為朝向豁孔區域時，能增大錨固構件相對於第一軸線的角度。
25.根據權利要求24所述的多軸骨錨固件，其特徵在於分界邊緣的結構和尺寸被設計成允許錨固構件相對於第一軸線形成約30°的第一角度，且豁孔區域的結構和尺寸被設計成允許錨固構件相對於第一軸線形成約50°的第二角度。
26.根據權利要求25所述的多軸骨錨固件，其特徵在於第一角度約為20°，第二角度約為45°。
27.根據權利要求24所述的多軸骨錨固件，其特徵在於U形通道限定第二軸線，且豁孔區域的中點偏離第二軸線的角度在約0°到約45°之間。
28.根據權利要求27所述的多軸骨錨固件，其特徵在於豁孔區域的中點偏離第二軸線的角度在約20°到約25°之間。
29.根據權利要求24所述的多軸骨錨固件，其特徵在於豁孔區域相對於第一軸線的角度延伸範圍在約5°到約180°之間。
30.根據權利要求24所述的多軸骨錨固件，其特徵在於豁孔區域相對於第一軸線的角度延伸範圍在約15°到約20°之間。
31.根據權利要求24所述的多軸骨錨固件，其特徵在於本體構件的至少一部分具有錐形的外表面，且套環的至少一部分具有錐形的內表面。
32.根據權利要求31所述的多軸骨錨固件，其特徵在於使套環相對於本體構件向下滑動，以使得錐形內表面與錐形外表面相接合，由此環繞著頭部對凹穴進行擠壓，以固定錨固構件相對於本體構件的定向。
33.根據權利要求32所述的多軸骨錨固件，其特徵在於旋緊緊固件將杆棒壓靠到套環上，以使得套環相對於本體構件向下滑動。
34.根據權利要求24所述的多軸骨錨固件，其特徵在於緊固件是定位螺釘，其能與形成在本體構件上的內螺紋相接合。
35.根據權利要求34所述的多軸骨錨固件，其特徵在於還包括外端帽，其與定位螺釘相關聯。
36.根據權利要求24所述的多軸骨錨固件，其特徵在於緊固件是螺母，其能與形成在本體構件上的外螺紋相接合。
37.根據權利要求36所述的多軸骨錨固件，其特徵在於還包括與螺母相關聯的內部墊片。
38.根據權利要求24所述的多軸骨錨固件，其特徵在於錨固構件是螺釘或鉤體。
39.根據權利要求24所述的多軸骨錨固件，其特徵在於錨固構件包括骨螺釘，其具有杆柄，該杆柄具有與頭部相連的第一端和與第一端相對的第二端，且杆柄包括無螺紋部分和螺紋部分。
40.根據權利要求39所述的多軸骨錨固件，其特徵在於無螺紋部分基本上靠近第一端，螺紋部分基本上靠近第二端。
41.根據權利要求40所述的多軸骨錨固件，其特徵在於杆柄限定了從第一端到第二端的杆柄長度，且無螺紋部分的延伸長度大於杆柄長度的約1/4。
42.根據權利要求41所述的多軸骨錨固件，其特徵在於無螺紋部分的延伸長度大於杆柄長度的約1/2。
43.根據權利要求39所述的多軸骨錨固件，其特徵在於無螺紋部分限定無螺紋外徑；螺紋部分限定螺紋內徑和螺紋外徑；以及螺紋外徑大於無螺紋外徑。
44.根據權利要求43所述的多軸骨錨固件，其特徵在於無螺紋外徑大於螺紋內徑。
45.根據權利要求24所述的多軸骨錨固件，其特徵在於所述骨是椎骨。
46.根據權利要求24所述的多軸骨錨固件，其特徵在於杆棒是脊杆。
47.根據權利要求24所述的多軸骨錨固件，其特徵在於所述頭部基本上是球形的。
48.一種方法，其利用一第一多軸骨錨固件和一第二多軸骨錨固件對脊柱的頸部區域進行固定，其中的第一骨錨固件具有一第一螺釘構件和帶有一第一脊杆接納通道的第一本體構件，第二骨錨固件具有一第二螺釘構件和帶有一第二脊杆接納通道的第二本體構件，該方法包括步驟將第一螺釘構件穿過一第一椎骨而插入到一第二椎骨中；將第二螺釘構件插入到一第三椎骨中；使第一脊杆接納通道與第二脊杆接納通道對準；以及將一脊杆固定到第一脊杆接納通道和第二脊杆接納通道中。
49.根據權利要求48所述的方法，其特徵在於第一螺釘構件延伸穿過C2椎骨而進入到C1椎骨中。
50.根據權利要求49所述的方法，其特徵在於第一螺釘構件延伸到C1椎骨的外側塊中。
51.根據權利要求49所述的方法，其特徵在於第一螺釘構件延伸穿過C2椎骨的一尾側關節突。
52.根據權利要求48所述的方法，其特徵在於第一螺釘構件將第二椎骨相對於第一椎骨固定起來。
53.根據權利要求48所述的方法，其特徵在於按照向內側或向外側約0°到約25°的定向角度將第一螺釘構件插入。
54.根據權利要求48所述的方法，其特徵在於按照向內側或向外側約0°到約15°的定向角度插入第一螺釘構件。
55.根據權利要求48所述的方法，其特徵在於第一螺釘構件被按照向上約30°到約50°的定向角插入。
56.根據權利要求48所述的方法，其特徵在於第一螺釘構件被按照向上約30°到約40°的定向角插入。
57.根據權利要求48所述的方法，其特徵在於插入第一螺釘構件的步驟包括從第一椎骨向第二椎骨鑽出一第一孔洞的操作。
58.根據權利要求57所述的方法，其特徵在於插入第一螺釘構件的步驟還包括攻制第一孔洞至少一個部分的操作。
59.根據權利要求48所述的方法，其特徵在於第一本體構件限定了一第一軸線、一上分界邊緣、以及一下分界邊緣，且下分界邊緣包括一豁孔區域，以便於當第一螺釘構件被定向為朝向豁孔區域時，能增大第一螺釘構件相對於第一軸線的角度。
60.根據權利要求59所述的方法，其特徵在於分界邊緣的結構和尺寸被設計成允許第一螺釘構件相對於第一軸線形成約30°的第一角度，且豁孔區域的結構和尺寸被設計成允許第一螺釘構件相對於第一軸線形成約50°的第二角度。
61.根據權利要求60所述的方法，其特徵在於第一角度約為20°，第二角度約為45°。
62.根據權利要求59所述的方法，其特徵在於第一脊杆接納通道限定一第二軸線，且豁孔區域的中點偏離第二軸線的角度在約0°到約45°之間。
63.根據權利要求60所述的方法，其特徵在於豁孔區域相對於第一軸線的角度延伸範圍在約5°到約180°之間。
64.一種方法，其利用一第一多軸骨錨固件和一第二多軸骨錨固件對脊柱進行固定，其中的第一骨錨固件具有一第一螺釘構件和帶有一第一脊杆接納通道的第一本體構件，第二骨錨固件具有一第二螺釘構件和帶有一第二脊杆接納通道的第二本體構件，該方法包括步驟將第一螺釘構件插入到一第一椎骨的外側塊中；將第二螺釘構件插入到一第二椎骨中；使第一脊杆接納通道與第二脊杆接納通道對準；以及將一脊杆固定到第一脊杆接納通道和第二脊杆接納通道中。
65.根據權利要求64所述的方法，其特徵在於第二螺釘構件被插入到第二椎骨的外側塊中。
66.根據權利要求64所述的方法，其特徵在於第一、第二椎骨的至少之一是從由C3、C4、C5、C6、C7、T1、T2和T3組成的椎骨組中選出的。
67.根據權利要求64所述的方法，其特徵在於第一螺釘構件被按照向側旁約0°到約45°的定向角插入。
68.根據權利要求64所述的方法，其特徵在於第一螺釘構件被按照向上約0°到約50°的定向角插入。
69.根據權利要求64所述的方法，其特徵在於第一螺釘構件被按照向上約25°到約45°的定向角插入。
70.根據權利要求64所述的方法，其特徵在於第一本體構件限定了一第一軸線、一上分界邊緣、以及一下分界邊緣，且下分界邊緣包括一豁孔區域，以便於當第一螺釘構件被定向為朝向豁孔區域時，能增大第一螺釘構件相對於第一軸線的角度。
71.根據權利要求70所述的方法，其特徵在於分界邊緣的結構和尺寸被設計成允許第一螺釘構件相對於第一軸線形成約30°的第一角度，且豁孔區域的結構和尺寸被設計成允許第一螺釘構件相對於第一軸線形成約50°的第二角度。
72.根據權利要求71所述的方法，其特徵在於第一角度約為20°，第二角度約為45°。
73.根據權利要求70所述的方法，其特徵在於第一脊杆接納通道限定一第二軸線，且豁孔區域的中點偏離第二軸線的角度在約0°到約45°之間。
74.根據權利要求70所述的方法，其特徵在於豁孔區域相對於第一軸線的角度延伸範圍在約5°到約180°之間。
全文摘要
本發明涉及一種多軸骨錨固件，其用於將一桿棒連接到骨上，該骨錨固件包括一錨固構件，其用於與骨進行連接；一本體構件，其具有用於接納杆棒的U形通道和一可壓縮的凹穴，其中的凹穴用於接納錨固構件的頭部，以使得錨固構件在初始時能相對於本體構件多軸向地形成角度；一套環，其可滑動地套在本體構件上，並能圍繞著頭部對凹穴進行擠壓；以及緊固件，其能將杆棒壓靠到套環上。本體構件可限定一第一軸線、一上分界邊緣、以及一下分界邊緣，且下分界邊緣可包括一豁孔區域，以便於當錨固構件被定向為朝向豁孔區域時，能增大錨固構件相對於第一軸線的角度。本發明還公開了用於增大錨固構件角度的其它結構。另外，本發明還涉及用於固定脊柱上頸部區域的方法。
文檔編號A61B17/58GK1867298SQ200480030243
公開日2006年11月22日 申請日期2004年10月13日 優先權日2003年10月14日
發明者T·R·凱爾, R·伯傑, M·沃爾特 申請人:庫爾斯恩蒂斯股份公司