专利名称：用于稳定脊柱、具有用于固定杆的闭合装置的椎弓根螺钉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于稳定脊柱的、具有用于固定杆的闭合装置的椎弓根
螺钉(pedicle screw)，该椎弓根螺钉包括旋入部分、设置在所述旋入部分 上的头部和布置在所述头部中的U形凹部，所述凹部由两个臂的内表面和连 接所述两个内表面的底部表面形成，所述杆可插入所述凹部中，并且由所述 闭合装置保持在所述凹部中。
背景技术：
从各种设计的技术发展水平可了解具有用于固定杆的闭合装置的椎弓 根螺钉。这些螺钉用于稳定脊柱严重损坏的患者的脊柱。为了稳定，每一个 椎弓根螺钉旋入几个椎体中，并且将杆置入这些椎弓根螺钉的头部中，于是 所述杆在任何情况下均连接到各个的椎弓根螺钉，为实现此目的，使用闭合 装置。根据使用的杆的类型，可实现两种不同形式的固定。通过使用坚固的 杆，可以实现受损伤的椎体的加固。当假设能实现椎体的支撑稳定时，使用 弹性杆，能够在所述各椎体之间实现一定程度的柔韧性。
不管使用何种系统，目的是在插入的杆和椎弓根螺钉之间实现最佳连 接，这期望通过所使用的所述闭合装置实现。
EP-B-1 119 304中已知一种用于固定脊椎固定杆的装置，所述装置包括 具有头部和U形凹部的椎弓根螺钉，待固定的所述杆插入所述U形凹部中。 具有两个彼此相对侧向突出的突出部的可旋转部件用作闭合装置，所述突出 部具有螺旋状斜面(inclination)。通过旋转该可旋转部件，这些突出部终止 (endup)于U形凹部的两个臂的相应槽状凹部中。通过旋转该可旋转部件， 杆以夹紧方式固定。为了能够防止该可旋转部件松开，面向所述杆的夹紧表 面设置有横向延伸的凹部，该凹部设置成在到达夹紧位置时接合在所述杆的 表面中。
该装置操作简单。但是很难通过设置成接合在所述杆中的凹部的预定位
4置来获得用于将所述杆以最佳方式保持在椎弓根螺钉中的合适的张力。另 外，存在两个臂由可旋转部件的突出部弹性压离的风险，这可能干扰期望的 张力。
发明内容
因此，本发明的目的是形成一种用于稳定脊柱的、具有用于固定杆的闭 合装置的椎弓根螺钉，所述椎弓根螺钉易于操纵，并且通过所述椎弓根螺钉 可在使用任何类型的杆情况下获得期望的和最佳的张力。
根据本发明可实现该目的，在本发明中，所述闭合装置包括轭状锁定部 件，该锁定部件在彼此相对的两个端部区域的每一个上具有凸缘，在每一个 所述凸缘上设有彼此朝向对方的突出部。在所述两个臂的每一个上的外侧设 有凹槽，所述凹槽在这些臂上横向地延伸，以使所述轭状锁定部件可放置在 所述臂上并且可旋转，并且为了到达锁定位置，每一个突出部终止在所述对 应的凹槽中。张力螺钉可旋入所述轭状锁定部件中，所述张力螺钉以可旋转 的方式连接到张力部件，所述张力部件以导向方式插入在所述臂之间，并且 在所述锁定部件的锁定状态下，所述张力部件能够通过所述张力螺钉而被张 紧以抵靠插在所述凹部中的杆。
该闭合装置非常容易操作。特别地，预装配好的闭合装置具有锁定部件、 旋入锁定部件中的张力螺钉和连接到张力螺钉的张力部件，该闭合装置允许 其自身作为组合件放置在所述椎弓根螺钉上。旋入所述锁定部件中的所述张 力螺钉与所述张力部件可旋转地连接，并且所述张力部件可在形成用于容纳
所述杆的所述椎弓根螺钉的u形凹部的两个臂之间导向，并且在插入所述杆
之后移动。所述锁定部件通过旋转到达锁定位置。所述张力螺钉可拧紧，由 此以期望的力使张力部件压抵待固定的杆。通过将张力部件压抵所述杆，实 现所述锁定部件的突出部以相应的反作用力压抵各凹槽的相应的表面，由此 所述锁定部件也通过摩擦锁定固定，并且使所述锁定部件的回旋变成不可 能。
所述轭状锁定部件的锁定位置优选由头部中的止动部确定。由此确保实 现轭状锁定部件的合适的锁定位置。
所述张力部件优选设置有导向装置，通过所述导向装置，所述张力部件可以导向方式放置在所述头部的所述两个臂上，这有利于简化操作。
这些导向装置包括设置在所述张力部件上的导向肋，所述导向肋与设置 在所述臂上的导面配合，由此相应部件的制造变得非常容易。
张力螺钉和张力部件之间的可旋转连接优选通过具有螺纹部分的张力 螺钉并且通过形成在螺纹部分和由螺栓件延伸出的螺栓件之间的支撑表面 来实现。为了容纳螺栓件，所述张力部件设置有中心孔。所述螺栓件的远离 所述螺纹部分的端部区域设置有增大部分，所述增大部分可通过弯曲该端部 区域以简单有利的方式实现，从而形成一种凸缘。
所述支撑表面优选支撑在相应设置在所述张力部件上的表面上，由此可 实现张力的最佳传送。
本发明的又一个有利的实施例在于由弹性材料制成的杆，该杆的圆柱状 表面设置有脊和凹部，并且连接所述臂的内表面的底部表面和轭状锁定部件 的面向所述杆的表面设置有相应的脊和凹槽。由此实现杆和椎弓根螺钉之间 的最佳形状配合的连接，这在所述杆由塑料材料、例如生物相容塑料制成时， 特别是聚氨酯基材料制成时特别有利。
本发明的实施例将在下面通过示例参照附图进一步描述。
图1以三维图示出处于分解状态的具有闭合装置的椎弓根螺钉，所述闭
合装置由张力部件、锁定部件和张力螺钉构成；
图2以剖视图示出根据图1的处于连接状态的闭合装置；
图3以三维图示出具有将要放置于其上的闭合装置的椎弓根螺钉；
图4以三维图示出具有已放置于其上且待锁定的闭合装置的椎弓根螺
钉；
图5以三维图示出具有已放置于其上且己锁定的闭合装置的椎弓根螺
钉；
图6为具有已放置于其上且已锁定的闭合装置的椎弓根螺钉的剖视和
图7以三维图示出椎弓根螺钉、待插入所述椎弓根螺钉中的杆以及张力 部件。
具体实施例方式
从图1可看出，椎弓根螺钉1包括设置有螺纹的旋入部分2，通过所述 旋入部分2，椎弓根螺钉1可以已知方式旋入患者脊柱的椎体中。头部3设 置在该旋入部分2上，所述头部3设置有U形凹部4。该U形凹部4由设置 在所述旋入部分2上的两个臂7、 8的内表面5、 6形成。这两个臂的两个内 表面5和6通过底部表面9彼此连接，所述底部表面9与待插入该U形凹部 中的杆的形状相匹配，这将在后面看到。
各臂7和8的两个侧向区域的每一个均设置有导面10、 11。两个臂7和 8外侧的上部区域中均设置有一个在这些臂上横向地延伸的凹槽12。所述凹 槽的底面和与所述凹槽12相邻的表面为圆弧形设计。
椎弓根螺钉1的头部3的U形凹部4可由闭合装置13闭合。该闭合装 置13包括张力部件14、锁定部件15和张力螺钉16。张力部件14允许自身 插入两个臂7和8之间。出于该目的，该张力部件14设置有两个彼此相对 的导向肋17和18，所述导向肋17和18的每一个与两个臂7和8的导面10 和11 一起形成导向装置。张力部件14的朝向底部表面9弯曲的表面19同 样具有与杆形状匹配的形状。
锁定部件15具有轭(yoke)的形状，并且在彼此相对的两个端部区域 的每一个上具有凸缘20。这些凸缘20的每一个上设置有突出部21，所述突 出部彼此朝向对方。另外，锁定部件15设置有孔22，该孔22设置有螺纹 23。张力螺钉16能够旋入该孔22的螺纹23中，所述张力螺钉设置有六角 插口24。通过该闭合装置13，椎弓根螺钉l的头部3中的U形凹部4可闭 合；插入该U形凹部中的杆由此被牢固地固定，如后面可看到的。
从图2可看出，闭合装置13装配在一起以形成组合件。张力螺钉16设 置有螺纹部分25,螺栓件26连接到所述螺纹部分25上。在螺纹部分25和 螺栓件26之间形成支撑表面27。螺栓件26突出到形成在张力部件14中的 中心孔28中。螺栓件26的远离螺纹部分25的端部区域设置有增大部分29， 该增大部分可例如通过弯曲该螺栓件26的端部区域来实现，以形成一种凸 缘，所述弯曲步骤可在张力螺钉16插入张力部件14中之后进行。因而张力 螺钉16和张力部件14以围绕螺栓件26可旋转的方式彼此连接。张力螺钉 16的支撑表面27将其自身支撑在以相应方式设置在张力部件14上的表面表面30上。于是，与张力部件连接的张力螺钉16能够旋入锁定部件15，由
此所述闭合装置13形成组合件。
将该闭合装置13装配在一起形成组合件，然后允许其自身放在椎弓根 螺钉1的头部3上。为此，如从图3看到的，锁定部件15相对于张力部件 14横向对准。于是，闭合装置13可移入椎弓根螺钉的U形凹部4中。为了 实现此过程，张力部件14的导向肋17和18通过两个臂7和8的导面10和 ll导向，由此防止在移入步骤中闭合装置13扭曲和倾斜。如从图3看到的， 张力部件14的各导向肋18设置有挖切部(cut-out) 31，由此实现锁定部件 15可相对于张力部件14围绕张力螺钉16的轴线在各自导向肋18上旋转。 在锁定部件15的旋转或锁定过程中，各个导向肋17用作止动部32;当锁定 部件15紧靠这些止动部32时，到达锁定位置。
图4中所示为闭合装置13放在椎弓根螺钉1的头部3上但是还没有锁 定的状态。由于张力部件14在两个臂7和8之间的导向位置，锁定部件15 相对于椎弓根螺钉1位于合适的位置中。为了锁定，锁定部件15现在可简 单地顺时针旋转；设置在凸缘20上的突出部21合适地终止于凹槽12中。 为了将这些突出部21移动到凹槽12中，各突出部21经过设置在张力部件 14的各导向肋18上的挖切部31。
图5中示出了锁定部件15已经到达锁定位置的情况。锁定部件15由此 在每一种情况下紧靠设置在张力部件14的导向肋17上的止动部32。
当椎弓根螺钉插入脊柱的椎体中时，自然地在放置闭合装置13之前插 入杆33，如在根据图6的剖视图中所示。在根据图6的剖视图中，以放置在 椎弓根螺钉1上的状态示出闭合装置13。锁定部件15位于锁定位置中，如 图5中所示。在该位置中，张力螺钉16此时可拧紧。当拧紧该张力螺钉16 时，张力螺钉16的支撑表面27挤压在张力部件14的表面30上。由此张力 部件14压抵杆33。由此产生的反作用力通过锁定部件15并且通过突出部 21传递到椎弓根螺钉1的头部3。因而杆33加固支撑在U形凹部4和张力 部件14中。同时实现锁定部件15固定以防止反向旋转。杆33由此以最佳 方式固定在椎弓根螺钉1的头部3中。
由于锁定部件15从外部围住U形凹部4的两个臂7和8，因此这两个 臂7和8即使在张紧状态中，仍保持在合适的位置中，即两个臂7和8不可
8能伸展而离开。因而，该椎弓根螺钉1的头部3可构造成非常紧凑。特别地， 高度可保持非常小。
如图7中所示，连接该椎弓根螺钉l中的臂7和8的内表面的底部表面
9设置有垂直于杆33延伸的脊34和凹槽35。杆33具有对应的脊36和凹槽 37。张力部件14也设置有相应的脊38和凹槽39。在杆33插入U形凹部4 中的状态下，椎弓根螺钉的脊34接合在杆的凹槽37中，而杆的脊36接合 在椎弓根螺钉的相应凹槽35中。对应地，张力部件的脊38接合在杆的凹槽 37中，而杆33的脊36接合在张力部件14的凹槽39中。因而在椎弓根螺钉 1、杆33和张力部件14或闭合装置13之间实现形状配合的连接。这在杆由 例如聚氨酯基生物相容性塑料等弹性材料制成时特别有利。
这类椎弓根螺钉以及闭合装置通常由钛合金制成。当然也可考虑其他适 当的材料。
在附图中所示的实施例示例中，椎弓根螺钉1和闭合装置13的张力部 件14以及杆33设置有对应的脊和凹槽。当然，特别地，如果使用由例如钛 合金制成的相对刚性的杆，则各自的表面可以是光滑的。当将具有光滑表面 的该杆固定在椎弓根螺钉中时，实现完全的摩擦连接，但是这同样由张力螺 钉的适当拧紧来实现牢固的加固(anchorage)。
通过该设计，获得具有闭合装置的椎弓根螺钉，利用该闭合装置，弹性 杆和刚性杆可以最佳方式固定在各自的椎弓根螺钉中。通过所示设计，可实 现非常紧凑的结构。而且可非常容易地实现将杆插入椎弓根螺钉中、闭合装 置的装配、锁定和张紧，并且仅需要非常简单的工具。
权利要求
1. 一种用于稳定脊柱的、具有闭合装置(13)的椎弓根螺钉，该闭合装置(13)用于固定杆(33)，该椎弓根螺钉包括旋入部分(2)、设置在所述旋入部分(2)上的头部(3)、布置在所述头部(3)中的U形凹部(4)，所述凹部由两个臂(7，8)的内表面(5，6)和连接所述两个内表面(5，6)的底部表面(9)形成，所述杆(33)可插入所述凹部(4)中并且由所述闭合装置(13)保持在所述凹部(4)中，其特征在于，所述闭合装置(13)包括轭状锁定部件(15)，该锁定部件(15)在彼此相对的两个端部区域的每一个上具有凸缘(20)，在每一个所述凸缘上设有彼此朝向对方的突出部(21)；而且，在所述两个臂(7，8)的每一个上的外侧设有凹槽(12)，所述凹槽(12)在所述臂上横向地延伸，以使所述轭状锁定部件(15)能放置在所述臂(7，8)上并且能够旋转，并且为了到达锁定位置，每一个突出部(21)终止在所述对应的凹槽(12)中；并且，张力螺钉(16)能旋入所述轭状锁定部件(15)中，所述张力螺钉(16)以可旋转的方式连接到张力部件(14)，所述张力部件(14)能以导向方式插入在所述两个臂(7，8)之间，并且在所述锁定部件(15)的锁定状态下，所述张力部件(14)能够通过所述张力螺钉(16)而被张紧以抵靠插在所述凹部(4)中的杆(33)。
2. 根据权利要求l所述的具有闭合装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所述轭状锁定部件(15)的锁定位置通过限位止动部(32)预先限定在所述头部(3)中。
3. 根据权利要求1或2所述的具有闭合装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所述张力部件(14)设置有导向装置，通过所述导向装置，所述张力部件(14)以导向方式置于所述头部(3)的所述两个臂(7， 8)之间。
4. 根据权利要求3所述的具有闭合装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所述导向装置包括设置在所述张力部件(14)上的导向肋(17， 18)，所述导向肋(17， 18)与设置在所述臂(7， 8)上的导面(10， 11)配合。
5. 根据权利要求1到4中任一项所述的具有闭合装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所述张力螺钉(16)具有螺纹部分(25)，所述螺纹部分(25)由螺栓件(26)延伸，并且，在所述螺纹部分(25)和所述螺栓件(26)之间形成支撑表面(27)。
6. 根据权利要求5所述的具有闭合装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所 述张力部件(14)设置有中心孔(28)，所述张力螺钉(16)的所述螺栓件(26)突出到所述中心孔(28)中，并且，所述螺栓件(26)的远离所述螺 纹部分(25)的端部区域设置有增大部分(29)。
7. 根据权利要求5所述的具有闭合装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所 述支撑表面(27)支撑在相应设置在所述张力部件(14)上的表面(30)上。
8. 根据权利要求1到7中任一项所述的具有闭合装置的椎弓根螺钉，其 特征在于，所述杆(33)由弹性材料制成，所述杆(33)的圆柱状表面设置 有脊(36)和凹槽(37)，并且，连接所述两个臂(7， 8)的内表面(5， 6) 的底部表面(9)和朝向所述杆(33)弯曲的所述张力部件(14)的表面设 置有相应的脊(34; 38)和凹槽(35; 39)。
9. 根据权利要求8所述的具有闭合装置的椎弓根螺钉，其特征在于，弹 性的所述杆(33)由生物相容塑料，特别是聚氨酯基材料制成。
全文摘要
一种用于稳定脊柱的、具有用于固定杆的闭合装置的椎弓根螺钉，闭合装置包括轭状锁定部件，该锁定部件在彼此相对的两个端部区域的每一个上具有凸缘，在每一个所述凸缘上设有彼此朝向对方的突出部。在椎弓根螺钉的U形凹部的两个臂的外侧设有凹槽，每一个凹槽在所述臂上横向地延伸，以使轭状锁定部件放置在臂上并且可旋转，并且为了到达锁定位置，每一个突出部终止在对应的凹槽中。张力螺钉可旋入轭状锁定部件中，张力螺钉以可旋转方式连接到张力部件，张力部件以导向方式可插入在臂之间，并且在锁定部件的锁定状态下，张力部件能够通过张力螺钉而张紧以抵靠插在凹部中的杆。由此实现杆在椎弓根螺钉中的最佳固定。
文档编号A61B17/86GK101485590SQ20081019026
公开日2009年7月22日 申请日期2008年12月30日 优先权日2007年12月31日
发明者托马斯·策恩德, 雷托·布劳恩施魏勒 申请人:斯班莱股份有限公司