专利名称：一种脊柱骨固定系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种脊柱骨固定系统。
背景技术：
传统的脊柱骨固定系统都是用来实施脊柱的关节固定术，一般包括两个平行的刚性杆，这两个刚性杆与两个杆之间的横向连接构件一起，用钩或椎弓根螺钉固定到需要结合到一起的椎骨上，所述杆一般通过插销或其它锁定装置在钩和椎弓根螺钉上保持静止不动。
这些系统具有许多缺陷 ·它们构成了刚性且不可变形的组件，从而使得背部僵硬，脊柱不能弯曲； ·当这些植入儿童体内时，会影响脊柱的生长； ·它们会对脊柱附近处于自由状态的区域造成长期结构上和功能上的损伤，因为这些区域而后会受到过量活动，结果引起关节病、疼痛等等。
为了限制上述一些缺陷，至少部分地，人们已经提出了骨固定系统；在这些系统中，刚性杆滑动安装在支架上(例如，美国us 2006/0241594-A1专利)，这些支架可以本身枢转地安装在椎弓根螺钉上(例如，EP 1665 944-A1专利)，或者，在这些系统中，刚性杆由采用关节彼此相连的多个构件取代，这些构件与夹紧装置相连，使得它们能够被锁定在给定方向或位置上(例如，FR 2 715 825-A1专利)。
然而，这些系统有其自身的缺陷 · EP 1 66 5994-A1专利所述的系统是由许多不同部件组成，相当沉重，体积很大； -FR 2 715 825-A1专利所介绍的系统一旦植入后会呈刚性，不可变形，影响脊柱的弯曲，同时也影响脊柱的生长。
另外，人们知道(W0 2004/010881)，在椎骨上固定刚性杆，不是通过椎弓根螺钉， 而是采用挠性的系杆，将杆支架部件连接到肋骨或横突上。
发明内容
本发明的一个特别目的是通过脊柱骨固定系统来解决已有技术系统的上述缺陷， 避免使用脊柱关节固定术，所述脊柱骨固定系统与已有技术的脊柱骨固定系统相比，结构简单、较轻、而且体积较小，此外，不会影响脊柱的动作或灵活性，也不会影响儿童的成长。
为此，本发明提供了一种包括至少一个纵向杆的脊柱骨固定系统，所述纵向杆连接到紧固件上，例如钩或椎弓根螺钉上，以便固定到椎骨上，所述系统的特征在于，相对于至少一些紧固件来讲，该纵向杆是挠性的，且在其工作位置上可以自由滑动。
纵向杆的挠性的和其相对于在椎骨上固定装置的滑动能力使得所述系统可以整直脊柱，无需在椎骨上施加力就可变形，以便随背部弯曲，这样，就保持了它的活动性。另外，还可以保持儿童脊柱的生长，无需采用人工重复干预来对植入的系统进行修正。
根据本发明的另一个特性，挠性的杆采用生物相容塑料材料制成，诸如聚酯酮醚 (PEEK)。
这种材料是一种半晶质热塑性材料，可生物相容，可植入，可消毒，在强度和断裂方面具有机械特性，这些特性类似于金属，而且在植入后仍保留这些特性。
纵向杆的挠性的与相同尺寸的金属杆的挠性的相比，则要大得多，有助于患者在植入了本发明系统后，其背部仍能活动。
根据本发明的其他特性，纵向杆被导向在连接构件内平移移动，连接件与椎骨上的紧固装置相连，每个连接构件都包括一个纵向杆可穿过的环形体，和在上述紧固装置上安装所述环形体的装置。
有利的是，每个连接构件通过弹性扣环固定在上述紧固装置上，其包括两个横向袢扣，袢扣端部使用紧固装置互补装置上的紧固扣环。
这种特性使得系统的植入非常容易，因为植入是在插入纵向杆之前在挠性的杆上安装所需的所有连接构件，并随后用紧固扣环将所述连接件固定到椎弓根螺钉上，这些螺钉已经固定到椎骨上，如果纵向杆是刚性的话，这是不可能实现的。
在工作位置(植入状态)时，纵向杆会在至少部分连接构件内围绕垂直于纵向杆轴线的横向轴线枢转。
此外，在每个连接构件中，优选地，防止纵向杆围绕垂直于纵向杆和脊柱平面的轴线枢轴，即，例如，围绕构成固定到椎骨上的紧固装置的椎弓根螺钉轴线枢转。
本发明还提供了可防止纵向杆在至少其中一个上述连接装置内平移移动的锁定直ο 这样，纵向杆可以锁定，防止其在一端或在相对于其中一个或多个椎骨固定装置的端部之间的平移移动，特别是，保持所选择椎骨之间的预定距离。
根据本发明的另一个特性，所述系统包括两个平行的挠性的杆，连接到与椎骨的紧固装置上并用横向连接件连接到一起。
这些横向连接件呈刚性，采用小螺钉固定到部分上述连接构件上。
如上所述，紧固装置包括椎弓根螺钉或钩，有利的是，所述钩包括由挠性的和生物相容性材料制成的夹紧挡圈，所述材料诸如PEEK型塑料材料，例如，夹紧挡圈可通过薄片或横向突在椎骨上或在胸部肋骨上进行紧固。
下面参照附图，阅读以示例给出的发明说明，可以更好地理解本发明，本发明的其他特性、细节和优点会更清楚地显现出来，
图1为包括本发明骨固定系统的脊柱示意图； 图2为分解透视图，示出了本发明的椎弓根紧固件；
图3为图2所示螺钉的透视示意图； 图4为螺钉承窝的平面图； 图5为分解透视示意图，示出了本发明另一个实施例； 图6为图5所示装置的透视示意图； 图7为紧固件与其他紧固件横向连接示意图； 图8为分度钩的透视图； 图9和图10为横向连接装置的透视图。
具体实施例方式图1示出了脊柱1和本发明的骨固定系统，所述系统主要包括两个平行的纵向杆 2，该纵向杆在构件3内导向，后者与椎骨4上的紧固装置相连接。
每个纵向杆2都牢固地安装在至少其中一个连接构件3内，并能够在其它连接构件内滑动和枢转，从而可使患者的背部保持活动，并可使儿童的脊柱仍能生长。
每个纵向杆2还可以是挠性的，这样，它可以随背部动作，同时又可使脊柱保持对准。
图2到图4示出了本发明椎弓根紧固件，所述紧固件包括传统式或凹槽式螺纹杆 10(可使其能够在导向销钉上连接)，螺纹杆采用金属(例如钛或不锈钢)制成，和螺纹杆 10顶端上的承窝14，连接构件12通过弹性搭扣或夹子方式固定在承窝14上。
连接构件12包括可安装和导向球体16的壳体，球体带有一个孔18，挠性的圆柱形纵向杆2轴向穿过该孔并安装在该孔内，圆柱形杆2有间隙地延伸，从而能够在球体16内自由滑动。
在本发明的这个实施例中，连接构件12的半环形底部22形成了球体16的导向面 24，其安装在连接构件12的顶部，并通过任何合适方法一例如，通过焊接或粘结一固定到连接构件12上。
连接构件12的底座26包括这样的装置，诸如栓钉28，用来在螺钉10承窝14上定位和定中心，这种装置置于承窝顶面的小孔30内，附加轴向栓钉32设置在半环形部分22 上并置于承窝14表面24内的中央孔34内。
连接构件12采用两个平行的袢扣36固定到承窝14上，两个袢扣是连接构件12 外表面半环形槽内的U形带的端部形成，两个袢扣36设计成装入承窝14内两个横向腔室或槽40内，并包括在其端部的紧固扣件，用来与槽40底端处的互补装置弹性连接。
例如，袢扣36的端部可以分别呈扩展部分，用来分别置于承窝14内横向槽40的扩展端部41内，如图3所示。
为此，利用承窝的孔口 30和34内栓钉28和32的啮合，便完全可以在承窝14上确定连接件12的位置，并且也可将连接构件抵靠在承窝上，以便袢扣36进入并保持在槽40 内。
在连接构件12上施加牵引力时，可将袢扣36端部向外张开，连接构件12与承窝 14分开，以便使其与底座14脱开。
如图4所示，承窝14的球形内表面24位于两个截头圆锥形表面42之间，所述两个表面朝向承窝14的外表面展开，使得纵向杆2能够相对于螺钉10而有角度地移动。
同样，构件12顶部的球形内表面是在两个截头圆锥形表面之间形成的，截头圆锥形表面对应于承窝14的表面42。
纵向杆2在连接构件内围绕其旋转中心有角度地移动可以一例如一在所有方向上大约为15°到35°。围绕螺钉10轴线的有角度地移动优选被限制或大体上等于零。
承窝14的扁平外表面也包括对称的挡块或凸起44，用来将工具固定到承窝上，以
5便操作和插入紧固螺钉。
附图所示实施例的优点是，纵向杆2导向用球体16被限制在连接构件12内，无法与其脱开。
挠性的纵向杆2采用生物相容材料制成，优选PEEK型塑料材料，模制或热变形后可以具有合适的弯曲形状。PEEK材料具有4个吉帕斯卡(GPa)的弯曲模数。
例如，纵向杆2的直径在4到6毫米之间，并且在其整个长度上，其截面呈环形，或者，在其全部或部分长度上呈非环形，在这种情况下，可在球体16内互补形状的通道18内被导向，使得纵向杆2能够沿轴向自由滑动，与此同时，又可防止其围绕其自身轴线转动， 这样，就阻止了纵向杆2的任何扭转。
另外，根据需要进行的植入物的情况，也可以使用不同直径和不同挠性的纵向杆 2。
在另一种方式中，球体16用圆柱形导向件替代，该构件类似球体16，包括平移时纵向杆2导向的穿孔或通道，圆柱形导向件的轴线横向延伸，并垂直于纵向杆的轴线。穿孔在其每个端部都扩展，允许纵向杆围绕垂直于螺钉10轴线和纵向杆2轴线的轴线枢转，且在连接构件12两个弹性紧固扣环的袢扣36之间大体延伸。
图5和图6给出了本发明的另一个实施例，这个实施例与上述实施例的区别是，连接构件12不带球体16，所述构件主要是由环状体构成，环形体中央开口 46为长方形，挠性的杆2穿过该开口并沿其轴线在所述开口内自由滑动，并围绕垂直于纵向杆2轴线和螺钉 10轴线的横向轴线X枢转。
优选地，纵向杆2在开口 46内围绕螺钉10轴线的枢转为零或大体上为零。为此， 沿横向轴线X的开口 46的宽度稍大于纵向杆2的直径。
连接构件12由两个半环形部分48和50组成，采用激光焊或钨极惰性气体(TIG) 保护电弧焊将彼此固定，它们构成了一个环形体，使用横向袢扣52，通过弹性搭扣或夹子方式固定到螺钉10的承窝14上，这些袢扣安装到构件12上或与构件形成一个整体。
在这个实施例中，构件12的定位销从承窝14的顶面伸出，进入到构件12底面的对应孔内，轴向指形销53从所述构件底部50处伸出，进入到承窝14的中央通道内，以便确定构件12的中心和对其导向。
构件12的顶部48在远离螺钉10的一侧包括锥形孔口，该孔口沿螺钉10的轴线延伸并在连接构件12内安装锁定挠性的杆2的锁定螺钉54，这个锁定螺钉也可以构成限制纵向杆2围绕横向轴线X枢转的装置。
通过与锥形孔口相连接的另一个螺钉56，也可以将横向连接装置固定到连接构件 12上，如图7所示。
这些横向连接装置包括用螺钉56固定到构件12顶部48上的半环形部分58，这个部分58在一端带有横向突耳60，该突耳与中央孔一起构成，固定到横向连接杆的一端，横向连接杆穿过多个椎骨，而其另一端以同样方式固定安装在同一挠性的杆2上的另一个连接构件12上。
图8示出了在椎骨或肋骨上使用的紧固钩62，该钩包括与上述构件相同的连接构件12，该构件通过弹性紧固扣环固定到带有底部68的承窝66上，底部安装成可围绕中央轴线70枢转，该轴线在附图中呈大体垂直。承窝的底部68包括供挠性的系杆穿过的槽72，挠性的系杆一例如一可采用诸如PEEK的复合材料制成，起夹紧挡圈的作用，并能使钩62 固定到椎骨突或胸腔的肋骨上。特别是，可以将钩62固定到颈椎上，这样，就无需在那些高度活动的椎骨内使用螺钉，避免了骨头承受摩擦或裂解的风险。
如上所述，本发明的装置可以包括两个大体平行的挠性的杆2，使用横向连接装置将这些杆从一处连接到另一处，诸如图9和图10所示。
每个横向连接装置包括直的或弯曲的刚性杆76，在杆的端部带有长方形槽78，用来供各个螺纹杆穿过，例如由球体16 (图2)导向部分22中央栓钉32构成。拧到每个栓钉 32上的螺帽80用来将每个部分22固定到杆76上，从而在穿过部分22的球体16的纵向杆 2之间保持预定间隔。
栓钉32的轴线可以大体上垂直于图9所示杆76，或可相对于图10右侧部分所示杆而倾斜，这样螺帽80在患者皮肤底下的伸出部分就少，特别是对儿童来讲，更是如此，为此，杆76的端部呈弯曲或倾斜形状。
另外，采用螺钉与构件12顶部48锥形孔口相啮合的方式，使横向杆76也可固定到连接构件12上，诸如图5所示。
权利要求
1.一种脊柱骨固定系统，包括连接到紧固装置(10，62)-—诸如钩或椎弓根螺钉---上的至少一个纵向杆O)，用来固定到椎骨上，所述系统的特征在于，纵向杆(2)是挠性的，并在相对于至少一些紧固装置的工作位置上自由滑动。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，杆(2)在连接构件(12)内导向，将连接构件连接到与椎骨相连的紧固装置(10，62)上。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在工作位置时，杆(2)在至少一些连接构件(12)内围绕垂直于杆的轴线的各个横向轴线(X)枢转。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在每个连接构件(12)中，防止杆围绕垂直于杆的轴线和上述横向轴线(X)的轴线枢转。
5.根据权利要求2到4中任何一项所述的系统，其特征在于，连接构件(12)按可释放方式安装在紧固装置(10，62)上。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，连接构件(12)用弹性紧固扣环固定到紧固装置(10，62)上，并包括横向袢扣(36)，其端部为紧固扣环装置，用来与紧固装置(10， 62)的互补装置(40，41)相连接。
7.根据权利要求2到6中任何一项所述的系统，其特征在于，每个连接构件(12)包括定位和定中心装置08，32)，用来确定连接构件在紧固装置(10,6 承窝(14)上的位置和中心。
8.根据前面任一项权利要求所述的系统，其特征在于，纵向杆(2)采用生物相容塑料材料制成，如PEEK。
9.根据权利要求2到8中任何一项所述的系统，其特征在于，纵向杆(2)至少部分的截面为非环形，每个连接构件(1 包括相应截面的通道，杆带间隙地穿过该通道，从而防止了杆的扭转。
10.根据权利要求2到9中任何一项所述的系统，其特征在于，在其中一些连接构件 (12)中，其包括锁定装置，将杆( 锁定到椎骨上的紧固装置。
11.根据权利要求2到10中任何一项所述的系统，其特征在于，其包括两个平行纵向挠性的杆0)，用横向连接件(76)连接到椎骨上的紧固装置上，并彼此相互连接，所述横向连接件的两端固定到安装在挠性的杆上的连接构件(12)上。
12.根据前面任一项权利要求所述的系统，其特征在于，椎骨上的紧固装置包括椎弓根螺钉(10)或钩(42)，用于挠性的和生物相容材料一诸如PEEK—制成的夹紧挡圈。
全文摘要
一种脊柱骨固定系统，其包括至少一个挠性杆，安装成可自由滑动，并在连接构件(12)内被导向枢转，构件(12)连接到椎骨上的紧固装置，如椎弓根螺钉(10)。本发明可以加强和稳定脊柱，同时保持其活动性，且在儿童身上不会影响脊柱的生长。
文档编号A61B17/70GK102186431SQ200980141647
公开日2011年9月14日 申请日期2009年10月23日 优先权日2008年10月23日
发明者洛非·米兰迪 申请人:洛非·米兰迪