专利名称：骨锚固设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将稳定杆锚固在骨头或脊椎中的骨锚固设备。骨锚固设备包括锚固元件、用于接收骨锚固元件的头部并且用于接收将连接至锚固元件的稳定杆的接收部件。锚固元件可枢转地连接至接收部件并且能通过经由布置于接收部件中的压力元件将压力施加到所述头部而以一定角度地被固定。头部包括容纳闭合环的凹陷，该闭合环被构造为以如此的方式与头部和压力元件配合，使得压力元件能在接收部件内采取其中压力元件通过摩擦经由所述闭合环夹持头部而没有将头部锁定的位置。
背景技术：
US2004/(^67264描述了一种多轴固定设备，其中多轴骨螺钉包括接合构件，接合构件适于在球形头部和接收器构件之间提供充分的摩擦以使得在将球形头部锁定于接收器构件内之前能将杆轴维持于期望的角向定向。接合构件例如通过围绕头部的开口卡扣环或通过设置于压缩盖帽处以摩擦地接合球形头部的弹簧构件或通过设置于压缩盖帽中的狭槽来实现。
发明内容
本发明的目标是提供一种骨锚固设备，其允许手术期间改进的操作并且能以简单的方式成本有效地制造。该目标由这样一种骨锚固设备来解决，其包括锚固元件，其具有头部和用于锚固在骨中的轴，接收部件，其具有顶端和底端、用于在其中接收杆的凹陷、从顶端在向着底端的方向上延伸的同轴腔孔以及在底端附近用于接收头部的座；压力元件，其能在腔孔内移动；由聚合体材料制成的元件，其布置于头部和压力元件之间；其中头部能够相对于接收部件枢转并且能够通过经由压力元件将压力施加到头部上而被固定于一角度，以及其中压力元件能采取其中所述由聚合体材料制成的元件和压力元件直接接触以使得压力元件经由所述由聚合体材料制成的元件将预负荷力施加到头部上的第一位置，其中在将头部锁定之前通过摩擦将头部维持于角向位置。利用这种骨锚固设备，能实现相对于接收部件将头部暂时夹持于期望的角向位置而没有将头部锁定。这允许接收部件保持于可调节的角向位置中。在这个位置中，压力元件将预负荷经由环施加到头部上，其中头部没有锁定但是通过摩擦被阻止自由枢转。在头部被暂时夹持时，方便了接收部件与杆的对准以及杆的插入。而且，在杆已经插入接收部件时，在没有完全松开接收部件内的头部的情况下仍然可以调节杆。最后，压力元件能施压到头部上以将头部锁定于其期望的位置中。另外，骨锚固设备仅具有几个设计简单的部件。而且，已经制造的骨锚固设备的头部能容易地升级至根据本发明的系统。仅需要提供围绕头部的槽和由槽容纳的闭合环。骨锚固设备的部件低成本地连续制造。
本发明的进一步特征和优点将从借助附图对实施例的描述中变得明显。在附图中图1示出骨锚固设备的分解透视图。图2示出处于组装状态的图1的骨锚固设备。图3a示出骨锚固元件的透视图。图北示出骨锚固元件的剖视图，截图沿包含螺钉轴线的平面截取。图3c示出骨锚固元件的俯视图。图如示出环的透视图。图4b示出环的侧视图。图如示出环的剖视图。图4d示出环的俯视图。图fe示出在头部的最终锁定之前处于组装状态的骨锚固设备的剖视图。图恥示出图fe的放大部分。图6a示出骨锚固元件和环的分解剖视图。图6b示出处于组装状态的骨锚固元件和环的剖视图。图6c示出图6b的放大部分。图6d示出处于组装状态的骨锚固元件、环和压力元件的剖视图。
具体实施例方式如图1、2和fe中所示的根据第一实施例的多轴骨锚固设备1包括呈具有螺纹轴 3和头部4的螺钉元件2形式的骨锚固元件2。头部4在其自由端处包括用来与工具(未示出)相接合以将螺纹轴3插入骨头的工具凹陷4a。骨锚固设备1还包括用来将螺钉元件 2连接至杆20的接收部件5。压力元件6布置于接收部件5中头部4的顶部上。为了将杆 20紧固于接收部件5中以及用于将压力施加到头部4上，提供与接收部件5配合的锁定设备，例如内螺丝7。如图3a、!3b和3c中所示，头部4成形为具有平坦自由端并且在平坦自由端处具有工具凹陷如的球截形。环形槽41设置于在朝着自由端的方向上高于最大直径部的位置处。 环形槽41的截面是具有开口侧的大致梯形，如能在图6a中看到的。环形槽41用来容纳环 8。环形槽41的基部与螺钉元件2的轴线大致同轴。环形槽的基部上的边缘能被倒圆。头部4的自由端也能不同于平坦形式。接收部件5是大致圆筒形单个部件并且具有顶端51和底端52。从顶端51延伸至底端52的通路由同轴腔孔53以及随后的用于接收螺钉元件2的头部4的座部分M形成。 座部分M在底端52处具有开口 55，螺钉元件2的轴3延伸穿过开口 55。座部分M示出为球形形状，但是其能是锥形的或者其能具有允许接收头部4以使得头部能相对于接收部件5枢转的任何其他形状。在顶端51处，设置大致U形的凹陷56，通过该凹陷形成作为用于接收杆20的沟槽的侧壁的两个自由支腿57、58。内部螺纹59设置于支腿处用来与内螺丝7配合。
接收部件5还在距底端52 —定距离处(该距离小于距顶端51的的距离)包括两个盲孔500a、500b，从而形成从外表面延伸至距同轴腔孔53的内壁一定距离的卷压腔孔， 用来以下面描述的方式进行卷压。盲孔500a、500b布置为彼此偏移180°并且相对于由U 形凹陷56形成的沟槽成90°。盲孔500a、500b相对于同轴腔孔53的腔孔轴线垂直地对准。接收部件5的处于盲孔500a、500b的闭合端与接收部件5的同轴腔孔53之间的部分被构造为可变形部分。压力元件6形成为单个部件。其为大致圆筒形构造并且具有允许压力元件在接收部件5的腔孔53内沿轴向移动的外径。压力元件6具有顶端61和底端62。在压力元件6 被插入接收部件5时，底端62面向螺钉元件2的头部4。在顶端61处，设置U形凹陷64， 借助于该凹陷形成两个支腿65、66，这两个支腿65、66形成沟槽以在其中接收杆20。另外， 压力元件6包括用于用工具(未示出)触及螺钉头部4的同轴腔孔67。如图1和2中所示，压力元件6是坚固元件，其布置于接收部件5中以使得接收部件5的U形凹陷56和压力元件6的U形凹陷64对准。压力元件6包括对应于接收部件5的卷曲腔孔500a、500b的两个卷曲腔孔。其中在卷曲之后，压力元件保持于旋转地对准的位置中并且位于其中压力元件能将轻微的预负荷施加到头部4上的轴向位置处。图如至4(1示出环8。如图如中所示，环8是闭合的。其在未变形状态下具有大致圆形横截面。环8由可弹性变形的塑料，例如生物兼容的弹性体制成。作为弹性体，能使用例如UHMWPE(超高分子量聚乙烯)、硅、P⑶、SIBS或它们的组合。骨锚固设备1的其他部件由身体兼容材料，比如身体兼容的金属(例如钛)、身体兼容的金属合金(比如镍钛诺) 或身体兼容的塑料(比如例如PEEK)或它们组合来制成。环8的尺寸是如此的以使得在环被插入环形槽41时，环8基本上未变形并且从环形槽41稍微突出。由于环形槽41的横截面是梯形的，环形槽41提供了在负荷由压力元件 6施加到环8上时环8变形的空间。在图fe中所示的组装状态下，头部4定位于座M中并且压力元件6布置于头部4 的顶部上。压力元件6的自由支腿65、66的高度构造为使得自由支腿65、66在杆被插入并且搁靠在沟槽的底部上时没有延伸高于杆20。压力元件6如图如和恥中所示能采取通过借助于腔孔500a、500b、600a、600b的卷曲而连接压力元件6和接收部件5所限定的第一位置，在第一位置中环8和压力元件6以如此的方式配合以使得压力元件6将预负荷力经由环8施加到头部4上，其中在将头部4锁定之前通过摩擦将头部4维持于角向位置。力经由内螺丝7、杆20、压力元件6和环8施加到头部4上。具有大致圆形横截面的环8变形， 使得其横截面在这个第一位置中是大致椭圆形的。通过变形，环8将反作用力施加到压力元件6上以使得头部4维持处于角向位置。这个位置能通过将力施加至螺钉元件2以克服摩擦力来调节。压力元件6还能采取其中头部4通过拧紧内螺丝7而锁定的第二位置。而且，压力元件6能采取其中头部能自由地枢转的第三位置。在这些位置中，压力元件6基本上没有与环8摩擦接触。通过选择环8的尺寸以及环形槽41的尺寸，能获得期望的摩擦力。图6a至6d示出骨锚固元件2的组装。环8安装于骨锚固元件2的头部4上并且由环形槽41容纳，如图6b和6c中所示。图6d示出安装有压力元件6的骨锚固元件2。当向轴3的方向向下移动压力元件6时，头部4通过摩擦维持于向角位置。
在使用中，首先，以预组装状态提供骨锚固元件1，且压力元件6处于其中头部4暂时摩擦地被夹持的第一位置。通常需要使用数个骨锚固设备1。螺钉元件2然后拧入骨头或脊椎并且然后通过施加力以克服夹持力来枢转接收部件5，直到每个接收部件5具有用于杆20插入的正确定向。由于所述暂时夹持，接收部件5保持于这个角向位置中。插入连接这些骨锚固设备1的杆20并且拧紧内螺丝7以向下移动压力元件6从而锁定头部4，以使得螺钉元件2相对于接收部件5的角向位置固定。然后由内螺丝7固定杆20。对于锚固元件，能使用各种锚固元件并且其能与接收部件相组合。这些锚固元件例如是具有不同直径的不同长度的螺钉、插管式螺钉、具有不同螺纹形式的螺钉、钉子等。 头部和轴能够是能相互连接的分离部件。特别地，各种接收部件能与不同锁定设备一起使用。例如，代替单件式锁定设备 (比如同时锁定杆和头部的内螺丝)，能使用具有外螺丝和内螺丝的两件式锁定设备。在此情况下，压力元件具有U形凹陷，并且支腿延伸高于杆。对于这种两件式锁定设备，头部和杆能独立地固定。而且，外螺母、外部盖帽、卡口锁定设备或其他锁定设备也是可能的。接收部件的形状不限于所示实施例。例如，接收部件能具有用于允许螺钉元件向一侧枢转更大角度的非对称端部。在一个变型中，环形槽没有设置于头部上，而是设在接收部件的内壁上用于容纳环。环和头部以如此的方式配合以使得压力元件经由环将预负荷力施加到头部上，其中在将头部4锁定之前通过摩擦将头部维持于角向位置。在又一变型中，提供由非柔性材料比如例如PEEK制成的环。这种环应当相对于头部的表面仅稍微超尺寸，以确保摩擦接触。而且，环的横截面还能是大致椭圆形的、矩形的等或能在环的圆周上变化。代替使用一单个环，还能使用一个或数个布置于头部或压力元件的环形槽中的柔性元件。这些元件或环的横截面也可以分别变化。在又一变型中，接收部件被构造为允许从底端导入螺钉元件。
权利要求
1.一种骨锚固设备(1)，包括:锚固元件O)，其具有头部(4)和用于锚固在骨中的轴(3)，接收部件(5)，其具有顶端(51)和底端(52)、用于在其中接收杆00)的凹陷(56)、从顶端(51)在向着底端(52)的方向上延伸的同轴腔孔(53)以及在底端(52)附近用于接收头部(4)的座(54)；压力元件(6)，其能在腔孔(53)内移动；由聚合体材料制成的元件(8)，其布置于头部(4)和压力元件(6)之间；其中头部(4)能够相对于接收部件( 枢转并且能够通过经由压力元件(6)将压力施加到头部(4)上而以一角度被固定，以及其中压力元件(6)能采取其中所述由聚合体材料制成的元件(8)和压力元件(6)直接接触以使得压力元件(6)经由所述由聚合体材料制成的元件(8)将预负荷力施加到头部 (4)上的第一位置，其中在将头部(4)锁定之前通过摩擦将头部(4)维持于角向位置。
2.根据权利要求1的骨锚固设备(1)，其中压力元件(6)能采取其中压力元件施压到头部(4)上以使得头部(4)被锁定的第二位置。
3.根据权利要求1或2的骨锚固设备(1)，其中所述由聚合体材料制成的元件(8)是闭合环⑶。
4.根据权利要求1至3之一的骨锚固设备(1)，其中头部(4)包括槽(41)，该槽被形成为使得其能容纳所述由聚合体材料制成的元件(8)。
5.根据权利要求4的骨锚固设备(1)，其中头部(4)是具有自由端的球形并且槽Gl) 定位于在朝着自由端的方向上位于头部的最大直径部上方的位置处。
6.根据权利要求1至3之一的骨锚固设备(1)，其中压力元件(6)包括槽(41)，该槽被形成为使得其能容纳所述由聚合体材料制成的元件(8)。
7.根据权利要求1至6之一的骨锚固设备(1)，其中在压力元件(6)处于第一位置时， 所述由聚合体材料制成的元件(8)相对于环形的槽Gl)稍微超尺寸以使得在所述由聚合体材料制成的元件(8)和压力元件(6)之间获得摩擦配合。
8.根据权利要求1至7之一的骨锚固设备(1)，其中所述由聚合体材料制成的元件(8) 由弹性体材料制成。
9.根据权利要求1至8之一的骨锚固设备(1)，其中所述由聚合体材料制成的元件(8) 的横截面在未变形状态下是大致圆形的。
10.根据权利要求1至9之一的骨锚固设备(1)，其中提供固定元件(7)以用于固定杆 (20)。
全文摘要
提供了一种骨锚固设备，其包括锚固元件，其具有用于锚固在骨中的轴和头部；接收部件，其具有顶端和底端、用于在其中接收杆的凹陷、从顶端在向着底端的方向上延伸的同轴腔孔以及在底端附近用于接收头部的座；压力元件，其可在腔孔内移动；以及由聚合体材料制成的环，其布置于头部和压力元件之间。头部可相对于接收部件枢转并且能通过经由压力元件将压力施加到头部上来固定于一角度，并且其中压力元件能采取其中环和压力元件直接接触以使得压力元件经由环将预负荷力施加到头部上的第一位置，其中在将头部锁定之前通过摩擦将头部维持于角位置。
文档编号A61B17/70GK102525620SQ201110428639
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月20日 优先权日2010年12月23日
发明者L·比德尔曼, M·梅尔, W·马蒂斯 申请人:比德尔曼技术有限责任两合公司