专利名称：骨锚固装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于骨的动态稳定，尤其用于脊骨的动态稳定的 骨锚固装置。它包括可以与挠性杆连接的骨锚固元件，所述挠性杆具 有平滑的表面并且由弹性材料制成。
背景技术：
包括骨螺钉和由弹性材料制成的挠性杆的骨锚固装置在EP1364622A2和EP1527742A1中是已知的。所述杆具有波紋表面， 该波紋表面与设置在骨螺钉接收部分的底部上的肋结构配合以形成形 状配合连接。根据EP1527742A1的骨锚固装置附加地包括闭合元件， 该闭合元件具有与杆的波紋表面接合的肋结构。杆的波紋表面相对于 肋结构的定位需要杆精确插入到接收部分中以避免倾斜。此外，连续 的定位是不可能的。这就使得杆相对于接收部分的位置调整是困难和 耗时的。US2004/0138660A1披露了 一种用于将刚性杆锁定到骨螺钉的接 收主体的锁定盖组件。该锁定盖組件包括内部和外部锁定元件。外部 锁定元件为类似螺帽的部件，并且内部锁定元件可旋转地连接到外部 锁定元件上。所述内部锁定元件在其面对杆的一侧具有环形可变形接 触元件，该可变形元件与杆接触。当紧固外部锁定元件时，所述可变 形元件变形从而提供反馈给外科医生以使得他能够确定锁定盖组件是 否紧固到需要的程度。在一个示例中，可变形元件为冷焊接到所述杆 上的可变形的金属环。发明内容本发明的一个目的是提供一种骨锚固装置，该装置能够与弹性材
料制成的挠性杆一起使用，并且该装置具有方便的操作，同时还提供 安全的锁定。所述目的通过根据权利要求1的骨锚固装置实现。在从属权利要 求中给出了进一步的开发。所述骨锚固装置具有如下优点在锁定元件紧固期间，在不损害 所述杆的整体结构的情况下，所述杆的弹性材料的变形导致在弹性杆、 接收部分和锁定元件之间的间接的或者动态的形状配合连接。由于所述杆具有平滑的表面，因此杆的连续定位是可能的。此外，所述骨锚固装置还具有如下优点所述杆的材料的流动沿 着所述杆的纵轴线方向被最小化。所述杆的固定通过很少数量的部件实现。因此在外科手术期间， 所述骨锚固装置的操作是便利的，而没有损失固定的可靠性。
参考下面的结合附图的实施例的详细说明，将使得本发明的进一步的特征和优点更明显并且更容易理解。图1示出骨锚固装置的第一实施例的透视分解图。图2示出装配状态下的图1的骨锚固装置。图3示出图1的骨锚固装置的锁定元件的透视图。图4示出图l和2的骨锚固装置的一部分的截面图。图5a示出根据本发明的骨锚固装置的固定机构的示意图。图5b示出另一个固定机构的示意图。图6示出根据第二实施例的骨锚固装置的透视分解图。图7示出图6中所示的骨锚固装置在装配状态下的透视图。图8示出根据图7的在装配状态下的骨固定装置的一部分沿杆的轴线截取的截面图。图9示出图8中的骨锚固装置沿线M-M的截面图。图10示出第二实施例的锁定元件的截面图。图11示出根据第二实施例的骨锚固装置的压力元件的透视图。图12示出图11中所示的压力元件的顶视图。 图13示出图11中所示的压力元件的侧视图。 图14示出图13中所示的压力元件沿图13中线S-S的截面图。
具体实施方式
如图1至4中所示，根据第一实施例的骨锚固装置包括单轴骨螺 钉形式的骨锚固元件1，该骨锚固元件在一端具有带骨螺紋和尖端的 锚杆2,在相对端具有接收部3。接收部3基本为圆柱形并且包括基本 为U形的凹槽4，所述凹槽4形成两个自由腿部5、 6。在腿部上设置 有内螺紋7。 U形凹槽的底部形成用于接收杆9的座8。杆9用于连接 多个骨锚固元件。为了将杆9稳固在凹槽4中，设置内螺钉10形式的 锁定元件，所述内螺钉可以拧入腿部5、 6之间。如在图l和4中具体可看到的，多个肋状凸起11设置在座8的表 面上。肋状凸起11在垂直于凹槽4的纵向轴线L的方向上延伸并且 因此垂直于杆9的纵向轴线LR延伸。在所示实施例中，凸起ll具有 带圓形尖端的基本为三角形的横截面。凸起ll的长度使得它们能够形 成对应于座8的U形。凸起的端部距离内螺紋7有一段距离。每个或 几个肋状凸起11可以在沟槽状凹槽中在一侧或者两侧上伸出，所述沟 槽状凹槽在座的表面提供凹陷。可替换地，可以设置在座的表面中的 一个或几个凹陷，所述一个或几个凹陷与一个或几个凸起w比连。所述杆9由弹性可挠曲的生物相容的材料制成，优选由塑料制成。 例如，杆9由基于聚碳酸酯-聚氨脂或者聚碳酸酯型聚氨酯(PCU)的 弹性材料制成。因此所述杆示出在施加的外部荷载下弹性变形。旋捋在腿部5、 6之间的内螺钉10包括在面对杆9的一侧的环形 凸起12，该环形凸起12为具有中心空腔的环形肋的形式。如在图4 中具体可看到的，环形凸起12的横截面类似于座的肋状凸起11的横 截面。当环形凸起12与杆9接触时，在环形凸起压靠到杆的位置提供 两个接触区域12a和12b。环形凸起12的直径设置成使得接触区域 12a、 12b以及两个外部肋状凸起的接触区域lla、 lib位于杆9表面
的相对侧、垂直线Va、 Vb上，所述垂直线Va、 Vb分别平行于接收 部分3的中心轴线C。骨锚固元件1和内螺钉10由生物相容的刚性材料制成，优选由例 如钛或钛合金的金属制成。在使用中，首先将至少两个骨锚固元件1旋入相邻的推骨中，例 如旋入推骨的推弓根中。之后，将杆9插入接收部分3直到所述杆就 位于座8中。之后，通过旋入内螺钉10将杆锁定到它的适当位置上。 由于杆具有平滑的表面，如果仍然没有拧紧内螺钉IO，仍然可以以无 级的方式调整杆的位置。在调整杆的位置之后，柠紧内螺钉IO直到环 形凸起12与杆的表面接触。如图4中可看到的，环形凸起的相对部分 12a和12b向下压靠到杆的表面上。同样地，肋状凸起ll从下面压靠 到杆的表面上。凸起不会损害杆的表面的整体性。杆在施加的压力下 开始流动。这种材料流动形成间接的形状配合(indirect form-fit)连 接。直接的摩擦力以及间接的形状配合力的组合将杆保持在适当的位 置。环形凸起12的直径可以等于或大于最外面的肋状凸起11之间的 距离。如在图5a中可看到的，由座的凸起形成的接合结构以及由锁定元 件上的凸起形成的接合结构在杆的相对表面部分上的相应位置处的一 种布置提供了形状配合连接，该形状配合连接抵抗作用在杆9的纵向 方向上的力F。如图5b所示，座的凸起以及锁定元件的凸起相对于杆 的替换布置也形成如上所述的间接的形状配合连接，然而，这种形状 配合连接较少地抵抗作用在杆的轴向方向上的力F。在很大的力F的 情况下，图5b中所示的连接不能禁止杆的波状运动，因此提供杆的很 小的固定。内螺钉的环形凸起使得可以在锁定元件自身位置处提供接合结构 来代替利用垫片或者压力片。图6至14示出骨锚固装置的第二实施例。所述骨锚固装置包括多 轴骨螺钉形式的骨锚固元件20,所述骨锚固元件具有螺钉元件，该螺
钉元件在一端具有带骨螺紋和尖端的锚杆21，在相对端具有球形头部22。 在与锚杆相对的头部22的一侧提供用于与柠入工具接合的凹槽23。骨锚固元件20进一步包括接收部分25,该接收部分25具有第一 端26、与第一端相对的第二端27以及与第一端和第二端的平面相交 的中心轴线C。提供与中心轴线C同轴的孔29，该孔29从第一端延 伸到距离第二端预定距离的位置。在第二端27处提供开口 30，开口 30的直径小于孔29的直径。头部22可枢转地保持在接收部分25中， 并且锚杆延伸穿过开口 30。接收部分25进一步具有基本为U形的凹槽31，该凹槽31在第一 端26处开始沿第二端27的方向延伸。通过U形凹槽形成具有内螺紋 34的两个自由腿部32、 33。提供基本为圆柱结构的压力元件35，该压力元件的外径仅仅稍小 于孔29的内径，以允许压力元件35被引入接收部分的孔29中并且在 轴向方向上运动。压力元件35在朝向第二端27的底部一侧包括球形 凹槽36 ，该球形凹槽36的半径对应于螺4丁元件的球形头部22的半径。 压力元件35在相对一侧包括横向于中心轴线C延伸的U形凹槽37。 该凹槽的横向直径选择为使得将要接收在接收部分25中的杆9能够插 入凹槽37中并且在凹槽中被横向导向。U形凹槽37的深度选择为使 得在装配状态下，当杆放置在U形凹槽37中时，凹槽的腿部37a、37b 向上延伸到杆的上表面。优选地，凹槽37的深度等于杆9的直径。凹 槽在肋区域中的横向直径和/或凹槽37的深度可以稍大于杆的直径以 允许杆的材料的局部塑性流动。压力元件35的U形凹槽的底部38形成用于杆9的座。类似于第 一实施例，多个肋状凸起39设置在座38的表面上。在所示实施例中 具有两个肋状凸起39，所述肋状凸起在横向于U形凹槽37的纵向轴 线l,因此横向于杆9的纵向轴线LR的方向上延伸。此外，压力元件 包括同轴孔40以允许利用拧入工具进入头部22的凹槽23。锁定元件为如第一个实施例的内螺钉10,该内螺钉在其面对杆9
的一侧10a上具有环形凸起12。如图8所示，环形凸起12的尺寸设 置为使得环形凸起12与杆的接触区域12a和12b位于对应于压力元件 的肋状凸起在杆的对侧上的接触区域39a、 39b的位置。压力元件35和内螺钉10的尺寸设置成在装配情况下，使内螺钉 的下侧10a置于压力元件的腿部的上端表面41a、 41b上。压力元件的 凸起39以及内螺钉的环形凸起12的尺寸设置成使得在不损害杆的表 面的整体性的情况下，通过压配合以及形状配合获得安全的固定。在使用中，预先装配骨锚固装置20，即将骨螺钉可枢转地保持在 接收部分中，然后插入压力元件并将压力元件轻微地保持在一位置， 在该位置压力元件的U形凹槽与接收部分的U形凹槽对准。将骨锚固 元件旋入骨中，并调整接收部分相对于骨螺钉的角位置。插入杆9并 向下拧紧内螺钉10直到该内螺钉夹紧杆。所述夹紧作用与在第 一实施 例中的相同。当拧紧时，内螺钉压靠到压力元件的上端表面41a、 41b 并因此向下将压力元件压靠到头部22上，以锁定头部在接收部分中的 角位置。由于内螺钉的下侧10a置于压力元件的上端表面41a、 41b上，当 凸起12、 39压靠在杆上时，弹性杆9的材料的流动不会导致头部22 在接收部分25中的固定变松。在不损害杆的整体结构的情况下，当通过将凸起39、 12压入杆的 表面中实现杆的锁定时，可以进行二次调整。可以对上面描述的实施例进行修改。肋状凸起的数量是可以变化的。代替在锁定元件和座的表面上仅 仅提供肋状凸起，可以提供凸起和凹陷的组合。因此这就允许在凸起 压靠到杆的表面上时，已位移的材料能够在凹陷中流动以形成形状配 合连接。有利地，凸起和凹陷的容积相近或者具有相同的尺寸以便在 材料流动完成之后，杆的在与接收部分连接的区域中的体积与以前的 尺寸大致相同。凸起和/或凹陷不需要具有肋状或沟槽状的结构，而是可以具有任 何形状。与杆的表面接触的凸起可以具有除了环形形状之外的其它形
状。根据外部载荷，应该提供至少一个齿，该至少一个齿成形为陷入 杆的表面中，从而分别在锁定元件和杆之间或者在座和杆之间形成间 接的形状配合。在锁定元件上的凸起的环形结构是优选的，因为所述 环形结构便于通过转动动作拧紧锁定元件。所述杆不需要具有圆形横截面。所述杆可以具有椭圆的、矩形的 或者方形的横截面。第二实施例中，为了避免材料通过设置在压力元件中的孔40流 出，可以提供一个盖，用于在骨锚固元件旋入骨之后关闭孔。还可以修改锁定元件。例如，锁定元件可以是具有同轴销的螺母， 该销与螺母一体形成。所述销具有与杆的表面接触的凸起。在该情况 中，接收部分的自由腿部具有与螺母的螺紋配合的外螺紋。在上述第 二实施例中，骨锚固元件从顶部引入到接收部分中。然而，骨锚固元 件也可以从接收部分的底部引入，如果接收部分被构造成允许这样的 话。骨锚固元件的头部和锚杆可以构造成能够组装的分离的部件。 本发明并不限于用螺钉作为骨锚固元件，而是本发明可以通过骨 钩或者任何其它骨锚固元件实现。
权利要求
1、 骨锚固装置，包括锚固元件(l; 20),该锚固元件包括被锚固到骨或推骨中的锚杆 (2; 21);连接元件(9),该连接元件用于连接至少两个锚固元件，该连接 元件由弹性材料制成；接收部分(3; 25)，该接收部分被连接到锚杆以接收连接元件并 且将连接元件连接到锚杆；用于连接元件的座(8; 38)，该座设置在接收部分中；整体的锁定元件(IO)，该锁定元件可旋转地与接收部分接合，用 于将所述连接元件固定在所述座中；其中接收在凹槽中的所述连接元件(9)的至少 一部分具有基本平 滑的表面，并且锁定元件(10)具有接触所述连接元件的表面的接合 结构(12)。
2、 根据权利要求l所述的骨锚固装置，其中所述座(8;38)包括 接触所述连接元件(9)的表面的接合结构(11; 39)。
3、 根据权利要求2所述的骨锚固装置，其中锁定元件(10)的接 合结构(12)和座(8; 38)的接合结构(11; 39)布置在所述连接元 件相对侧的相应位置上。
4、 根据权利要求1至3之一所述的骨锚固装置，其中座(8; 38) 的接合结构(11; 39)为细长凸起，所述凸起在横向于所述连接元件 的纵向方向的方向上延伸。
5、 根据权利要求1至4之一所述的骨锚固装置，其中所述接收部 分(3; 25)具有基本为U形的凹槽(4; 31)，所述凹槽形成两个张 开腿部，在腿部上设有内螺紋，并且所述锁定元件(10)为拧入到所 述腿部之间的内螺4丁。
6、 根据权利要求5所述的骨锚固装置，其中所述锁定元件(10) 的接合结构为环形凸起(12)。
7、 根据权利要求1至6之一所述的骨锚固装置，其中所述接合结 构包括凸起。
8、 根据权利要求1至7之一所述的骨锚固装置，其中所述接合结 构包括凹陷。
9、 根据权利要求1至8之一所述的骨锚固装置，其中所述接收部 分(3)具有形成两个张开腿部(6， 7)的基本为U形的凹槽(4), 并且所述座(8)设置在所述凹槽的底部。
10、 根据权利要求1至8之一所述的骨锚固装置，其中所述骨锚 固元件(20)可枢转地连接到所述接收部分(25),其中所述座(38) 设置在压力元件(35)中，所述压力元件可在所述接收部分中运动， 如果在所述压力元件上施加压力，则该压力元件锁定所述骨锚固元件 的角位置。
11、 根据权利要求1至10之一所述的骨锚固装置，其中所述连 接元件由弹性材料制成。
12、 根据权利要求1至11之一所述的骨锚固装置，其中所述连 接元件为杆。
13、 根据权利要求1至12之一所述的骨锚固装置，其中所述连 接元件(9)的表面没有凸起和/或凹陷。
14、 根据权利要求1至13之一所述的骨锚固装置，其中所述锁接。 、， 、,、"、、
15、 根据权利要求2至13之一所述的骨锚固装置，其中所述座 的接合结构接合所述连接元件的表面以形成间接的形状配合连接。
16、 根据权利要求1至15之一所述的骨锚固装置，其中通过锁 定元件与连接元件的摩擦连接以及一部分间接形状配合连接而实现所 述连接元件在所述接收部分中的锁定。
17、 根据权利要求1至16之一所述的骨锚固装置，其中所述锁 定元件和所述接收部分之间的连接为螺紋连接。
18、 根据权利要求1至17之一所述的骨锚固装置，其中所述杆被夹紧在所述座和所述锁定元件之间，其中所述座的轮廓以及所述锁 定元件的轮廓偏离所述杆的轮廓。
全文摘要
所提供的骨锚固装置包括锚固元件(1；20)，该锚固元件包括锚固到骨或椎骨中的锚杆(2；21)；连接元件(9)，该连接元件用于连接至少两个锚固元件，所述连接元件由弹性材料制成；接收部分(3；25)，该接收部分连接到锚杆以接收连接元件并将连接元件连接到锚杆；用于连接元件的座(8；38)，该座设置在接收部分中；锁定元件(10)，该锁定元件可与接收部分接合，以便将所述连接元件固定在所述座中；其中所述连接元件(9)的接收在所述凹槽中的至少一部分具有基本平滑的表面，并且锁定元件(10)具有接合结构(12)，该接合结构与连接元件的表面接触，从而提供形状配合连接。
文档编号A61B17/60GK101143108SQ20071014893
公开日2008年3月19日 申请日期2007年9月12日 优先权日2006年9月15日
发明者L·比德曼, S·弗洛伊迪格, W·马蒂斯 申请人:比德曼莫泰赫有限公司