专利名称：用于骨缝合术的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照本发明方案1的上位概念所述的用于骨缝合术的装置。
这种装置用于多轴线刚性螺纹配件，尤其用于与脊柱相关的应用，例如用于椎弓根螺钉或者椎弓根钩。但这种装置也可通常用于与骨板的骨缝合术。其他可能的应用包括分离-压缩装置(distraction-compression apparatus)或者椎间植入物。
背景技术：
这种用于骨缝合术的装置的一现有技术在USA6235033有记载，其中可动的环形插入件设置在弹簧头和骨板的钻孔之间，可通过一开口来压缩和膨胀该插入件，以便增强螺钉和骨板之间的固定。这一已知的现有技术有许多缺陷。
-插入件是环形的，并且沿轴向是刚性的，可在螺钉转动的同时转动，从而阻止锁定。
-插入件也可在板孔中完全转动，于是插入件与错误侧(在错误方向上缩小的内圆锥)一起停止转动。
上述关于现有技术的评述只是用来解释本发明的背景技术，而不意味着所引用的现有技术在本申请或者其优先权登记注册时是实际公开的或者是公知的。
发明内容
本发明致力于解决这一问题。本发明基于制造一种用于骨缝合术的装置，其中纵向骨固定元件(在下文中利用骨螺钉的例子进行更详细的说明)在多轴方向上可相对于骨板移动，并可以以稳定角度锁定，所述装置只需要总共4个构件，即骨板、用于板孔的插入件、纵向骨固定元件(骨螺钉)和螺钉插入元件(例如改锥)。
本发明通过提供如方案1所述的装置来解决问题。
与US-A6235033相反，本发明具有不需要额外的膨胀螺钉的优点。另一优点是根据其固有特性可在轴向尺寸上伸缩的螺旋弹簧可在径向尺寸上被压缩和膨胀。而且加工过程更容易、成本更低。螺旋弹簧的另一优点在于，当骨螺钉被插入时，骨螺钉的头(优选地为圆锥形式)楔入螺旋弹簧中。
在一优选的实施例中，螺旋弹簧的绕圈(优选地两圈以上)偏离中心(out-of-centre)。这里和下文中使用的术语“偏离中心”指的是偏离准确的圆形区域的每个横截面，尤其是棱柱的横截面和椭圆形横截面。垂直于中心轴线定位的通道的横截面也优选地形成为偏离中心的结构。螺旋弹簧的外包络面的垂直于所述纵轴定位的横截面优选地以大体与所述通道横截面的形式设置相对应。这样获得另外的优点，即当骨螺钉被旋入时，插入件不再能够绕其自身的轴线旋转。即意味着插入件与螺钉之间不再有相互运动，因此插入件也不会向外展开地倾斜，从而螺钉也不会锁定。
不仅可借助于通道和插入件的相关几何形状来实现插入件在通道中的旋转锁止，也可利用其他导致插入件抵抗相对于其纵轴的旋转而被牢固地固定的装置来实现插入件在通道中的旋转锁止，只要只有通道中的插入件允许与骨缝合术相关的至少部分轴向运动，优选地保持可回转即可。例如如果螺旋弹簧至少在其弹簧绕圈的一点上(例如在其一个自由端处)固定于通道中就足以。
在一特殊的实施例中，优选地作为骨板设计的骨缝合术装置中的通道的横截面设置成多边形，并且优选地为六角形，从而该通道呈现为棱柱形，优选地为六角棱柱。螺旋弹簧于是优选地也设计带有多边形(例如六角形)横截面。在带有六角形横截面的设计中，六角形通道中的骨螺钉可同时在三个水平(levels)上回转，以便可设定任何所需的回转角度。这种自由度只受到板厚和在优选接合的横截面变窄部分处的插入件的邻接的限制。大部分骨板自然地设置有多个通道。
在另一实施例中，骨缝合术元件的通道至少在其两个出口中的一个的方向上膨胀，优选地为圆锥形。插入件的通道典型地具有棱柱形式，并且优选地为六角棱柱。但也可设计为具有圆形中空圆柱的形式。
在另一实施例中，插入件的中央钻孔的直径沿一个方向减小，并且优选地该孔为圆锥形式。该设计允许利用反圆锥、即例如设置有圆锥螺钉头的骨螺钉对插入件进行扩张。但插入件的孔也可以是圆柱形式。
在优选地设计作为骨板的骨缝合术装置中，垂直于中心轴线定位的通道的横截面也可设置为椭圆形式。
插入件的表面，优选地在其外包络曲线的区域内，被理想地滚花，即喷砂粗化(blasted rough)。骨板中的通道可类似地也被滚花或者喷砂粗化。
通道也可以以适合的方式，例如以围绕周边延伸的凹槽形式设置有宏观结构。这一设计的优点在于得到插入件与骨板之间的可靠的锁定连接。
优选地在插入件的外包络曲线的区域内，插入件的表面可设置有涂层，该涂层是由硬度大于插入件所用材料的一些材料制成，并且所述插入件的表面可能另外设置有宏观结构。骨缝合术元件的通道也可以被滚花和优选地喷砂粗化。骨缝合术元件的通道也可设置有涂层，该涂层是由硬度比骨缝合术元件本身所用材料大的材料制成。
在另一特殊的实施例中，优选地设计为骨板的骨缝合术装置中的通道朝向下侧缩小，也优选地朝向顶部缩小，从而得到防止插入件掉落或者被压出的横截面变窄部分。通道的横截面变窄部分和插入件的压缩能力可理想地相互协调，以便设计为螺旋弹簧的插入件可通过暂时缩小其最大直径来装配到通道中。
在一特殊的实施例中，插入件的外包络面是凸出的形式，骨缝合术元件的通道是凹入的形式。
优选地，骨缝合术装置至少在其通道的区域中，插入件也至少在其外包络曲线的区域中，是由多种材料制成的，优选地由硬度不同的材料制成。例如，插入件可由生物相容性合成材料制成，诸如骨板的骨缝合术装置由与人体相容的某些金属制成。但插入件也可由金属制成，骨缝合术装置可由合成材料制成，优选地由强化塑料制成。不同材料导致表面的塑性变形并由此导致形式匹配。
沿其纵轴方向测量的插入件的高度小于沿其中心轴线方向测量的骨板中的通道的高度。插入件的所述高度在实践中为通道高度的40％～85％，但优选地为通道高度的45％～65％。
用于插入到插入件中的骨螺钉优选地设置有圆锥螺钉头，该螺钉头可另外设置有外螺纹。本实施例的优点在于允许插入件在一个步骤中既张开又锁定。
在一特殊的实施例中，螺旋弹簧的弹簧丝的直径小于或者等于螺钉头外螺纹的两个螺纹端(threading tips)之间的距离。螺旋弹簧的弹簧丝的横截面也可以是偏离中心的，但优选地为正方形或者菱形形式。
螺旋弹簧的螺旋梯度优选地大体等于螺钉头的外螺纹的螺纹梯度。而且螺旋弹簧的弹簧丝的直径优选地大于通道的径向横截面变窄部分。
在下文中在代表几个实施例的局部示意图的基础上描述本发明和本发明的派生形式。所有实施例涉及作为骨缝合术装置的骨板。关于椎弓根螺钉、椎弓根钩、分离-压缩装置或者椎间植入物的相关应用也是可能的。
图1示出了以骨板形式实现的用于骨缝合术的装置的透视图；图2示出了图1所示骨板的剖面图，该骨板包括螺旋弹簧形式的插入件；图3示出了在图2中沿线III-III截取的剖面图；图4示出了六角螺旋弹簧形式的插入件的示意性透视图；
图5示出了图1所示骨板的剖面图，该骨板包括图4所示的插入件；图6示出了穿过一用于骨板缝合术装置的骨螺钉的纵向剖面图。
具体实施例方式
图1至5示出的骨缝合术装置包括带有用于与骨头接触的下侧6、顶部5和通道2的骨板1，该通道2连接下侧6和顶部5以接纳用于骨螺钉20(图6)的多轴线回转插入件(图2和4)，其中所述通道2具有中心轴线3。可插入通道2的插入件10(图2和4)设置有用于接纳骨螺钉20(图6)的中央通道11，其中该中央通道11具有纵轴12、用于与通道2接触的外包络面13和限定中央通道11的内包络面14。
插入件10包括允许插入件径向压缩和膨胀的六角形螺旋弹簧。骨板1的通道2设置有朝向下侧6并朝向顶部5变窄以防止插入件10掉出或被压出的径向横截面变窄部分7。通道2的横截面变窄部分7和插入件10的压缩特性彼此协调，从而可在压缩状态下将插入件10插入到通道2中。
如图1所示，骨板1的通道2设置有槽8形式的宏观结构，该槽8沿着周边延伸。
如图3所示，垂直于中心轴线3定位的通道2的横截面4几乎是六角形的，即偏离中心的。插入件10的垂直于纵轴12定位的横截面大体与骨板1的通道2的横截面4相对应，从而插入通道2的插入件10抵抗相对于其纵轴12的旋转运动而被固定，而在通道2中沿轴向相对于骨板1保持部分可移动或者可回转。
如图2所示，通道4的直径沿着骨板1的下侧6的方向减小，从而通道4形成为圆锥形式。形成插入件10的螺旋弹簧也类似地为圆锥形式。
图6所示骨螺钉20可被插入到插入件10中。骨螺钉20具有用于锚定在骨头中的螺纹杆21、螺钉轴线23和用于插入到插入件10的中央通道11中的螺钉头22，螺钉头22大体与中央通道11的形式相对应。垂直于螺钉轴线23定位的穿过螺钉头22的横截面朝向螺纹杆21减小而形成一圆锥。螺钉头22设置有外螺纹24，该外螺纹的螺纹梯度与作为插入件10实现的螺旋弹簧的螺旋梯度相对应。螺钉头22还具有用于接纳六角改锥的内六角25，在附图中未示出。
下面将简要描述用于骨缝合术的装置的临床应用。所述装置的插入件10被预装配在骨板1的通道2中或者另一骨缝合术装置中。因此不需要外科医生进行插入操作。在插入件10被预装配在通道2中的情况下，将骨板1放置在骨头上。这可以在使不同的断裂部分或者脊椎体已经复位之前或者之后进行。有三种安放骨螺钉20的标准方案a)钻孔，螺纹切削，拧紧；b)钻孔，(用自攻螺钉)拧紧；或者c)(用自钻孔、自攻螺钉)拧紧。
也可使用目标(target)衬套或者钻套。刚性目标衬套当然不可行，它将会抵消从角度可调整螺钉获得的有利之处。这种目标衬套另一方面为了限制调整区域是实用的。如果未使用自钻孔螺钉，而必须事先钻孔，则可使用钻套。在这种情况下，钻套将保护柔软的部件。
通常有两种安放多个骨螺钉20的可能A)在放置骨板之前采取复位的情况下，骨螺钉20可以被立即固定；B)在已经放置骨板之后采取复位的情况下，骨螺钉20将只被扭转到将骨板固定在骨头上的程度。然后才进行最终的复位或者校正，通过进一步扭转一些角度能锁止骨螺钉20。
权利要求
1.一种用于骨缝合术的装置，包括A)骨缝合术元件(1)，具有顶部(5)和下侧(6)、连接下侧(6)与顶部(5)以接纳多轴线回转插入件(10)的通道(2)，所述插入件用于纵向骨固定元件(20)，其中通道(2)具有中心轴线(3)；B)可插入到通道(2)中的插入件(10)，该插入件具有用于接纳所述骨固定元件(20)的中央通道(11)，其中所述中央通道(11)具有纵轴(12)，其特征在于，C)插入件(10)被设计为螺旋弹簧，带有外包络面(13)和限定所述中央通道(11)的内包络面(14)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述螺旋弹簧的绕圈(15)是偏离中心的，并且优选地为棱柱形式。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通道(2)的垂直于中心轴线(3)的横截面(4)是偏离中心的，并且优选地为棱柱形式。
4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，螺旋弹簧(10)的外包络面(13)的垂直于纵轴(12)的横截面(16)大体与通道(2)的横截面(4)的形式相对应。
5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，螺旋弹簧可在径向上被压缩或者膨胀。
6.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，插入通道(2)中的插入件(10)抵抗相对于其纵轴(12)的旋转而被牢固地固定，但相对于骨缝合术元件(1)沿轴向至少部分地在通道(2)中保持移动或者可回转。
7.如权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，通道(2)的横截面(4)设计成多边形，并且优选地为六角形。
8.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，通道(2)具有大体棱柱的形式，优选地为六角棱柱。
9.如权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，骨缝合术元件(1)的通道(2)优选地以圆锥形式至少在其两个出口中的一个的方向上膨胀。
10.如权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，插入件(10)的中央通道(11)优选地以圆锥形式至少在其两个出口中的一个的方向上膨胀。
11.如权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，插入件(10)的中央通道(11)具有棱柱形式，并且优选地为六角棱柱。
12.如权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，插入件(10)的中央通道(11)具有圆形中空圆柱的形式。
13.如权利要求1至12中任一项所述的装置，其特征在于，插入件(10)的表面优选地在其外包络曲线(13)的区域内被滚花，和优选地被喷砂粗化。
14.如权利要求1至13中任一项所述的装置，其特征在于，插入件(10)的表面优选地在其外包络曲线(13)的区域中设置有涂层，该涂层是由硬度大于插入件(10)所用材料的一些材料制成。
15.如权利要求1至14中任一项所述的装置，其特征在于，插入件(10)的表面优选地在其外包络曲线(13)的区域中设置有宏观结构。
16.如权利要求1至15中任一项所述的装置，其特征在于，骨缝合术元件(1)的通道(2)被滚花，和优选地喷砂粗化。
17.如权利要求1至16中任一项所述的装置，其特征在于，骨缝合术元件(1)的通道(2)设置有涂层，该涂层是由硬度比骨缝合术元件(1)本身所用材料大的一些材料制成。
18.如权利要求1至17中任一项所述的装置，其特征在于，骨缝合术元件(1)的通道(2)优选地以围绕周边延伸的凹槽(8)的形式设置有宏观结构。
19.如权利要求1至18中任一项所述的装置，其特征在于，骨缝合术元件(1)的通道(2)设置有朝向其下侧(6)和优选地也朝向其顶部(5)变窄以防止插入件(19)掉落或者被推出的横截面变窄部分(7)。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，通道(2)的横截面变窄部分(7)和形成为螺旋弹簧的插入件(10)相互协调，以便插入件(10)可通过暂时缩小其最大直径而被插入到通道(4)中。
21.如权利要求1至20中任一项所述的装置，其特征在于，插入件(10)的外包络面(13)是凸出的形式。
22.如权利要求1至21中任一项所述的装置，其特征在于，骨缝合术元件(1)的通道(2)是凹入的形式。
23.如权利要求1至22中任一项所述的装置，其特征在于，A)骨缝合术元件(1)至少在其通道(2)的区域中，以及B)插入件(10)至少在其外包络曲线(13)的区域中，C)是由多种材料制成的，优选地由硬度不同的材料制成。
24.如权利要求1至23中任一项所述的装置，其特征在于，骨缝合术元件(1)由合成材料制成，优选地为强化塑料制成，而插入件(10)由金属制成。
25.如权利要求1至24中任一项所述的装置，其特征在于，沿其纵轴(12)方向测量的插入件(10)的高度小于沿其中心轴线(3)方向测量的通道(2)的高度。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，插入件(10)的高度为通道(2)的高度的40％～85％，优选地为通道(2)的高度的45％～65％。
27.如权利要求1至26中任一项所述的装置，其特征在于，还包括纵向骨固定元件(20)，优选地为骨螺钉的形式，具有用于锚定在骨头中的螺纹杆(21)、螺钉轴线(23)和用于插入到插入件(10)的中央通道(11)中的螺钉头(22)，螺钉头(22)大体与插入件(10)的中央通道(11)的形式相对应。
28.如权利要求27所述的装置，其特征在于，垂直于螺钉轴线(23)定位的穿过螺钉头(22)的横截面朝向螺纹杆(21)减小，优选地为圆锥形式。
29.如权利要求27或28所述的装置，其特征在于，螺钉头(22)设置有外螺纹(24)。
30.如权利要求1至29中任一项所述的装置，其特征在于，A)骨缝合术元件(1)为骨板；以及B)下侧(6)适于与该骨板接触。
31.如权利要求1至29中任一项所述的装置，其特征在于，骨缝合术元件(1)为椎弓根螺钉或者椎弓根钩。
32.如权利要求1至29中任一项所述的装置，其特征在于，骨缝合术元件(1)为分离-压缩装置。
33.如权利要求1至29中任一项所述的装置，其特征在于，骨缝合术元件(1)为椎间植入物。
34.如权利要求29至33中任一项所述的装置，其特征在于，作为插入件(10)实现的螺旋弹簧的弹簧丝的直径小于或者等于螺钉头(22)的外螺纹(24)的两个螺纹端之间的距离。
35.如权利要求1至34中任一项所述的装置，其特征在于，作为插入件(10)实现的螺旋弹簧的弹簧丝的直径是偏离中心的，但优选地为正方形或者菱形形式。
36.如权利要求29至35中任一项所述的装置，其特征在于，作为插入件(10)实现的螺旋弹簧的绕圈的梯度大体与螺钉头(22)的外螺纹(24)的梯度相对应。
37.如权利要求19至36中任一项所述的装置，其特征在于，螺旋弹簧的弹簧丝的直径大于通道(2)的径向横截面变窄部分(7)。
38.如权利要求1至37中任一项所述的装置，其特征在于，作为插入件(10)实现的螺旋弹簧包括多个绕圈(15)，优选地包括大于2个的绕圈(15)。
全文摘要
本发明公开了一种用于骨缝合术的装置，包括A)骨缝合术元件(1)，具有顶部(5)和下侧(6)、连接下侧(6)与顶部(5)以接纳多轴线回转插入件(10)的通道(2)，所述插入件用于纵向骨固定元件(20)，其中通道(2)具有中心轴线(3)；B)可插入到通道(2)中的插入件(10)，该插入件具有用于接纳所述骨固定元件(20)的中央通道(11)，其中所述中央通道(11)具有纵轴(12)。所述插入件(10)被设计为螺旋弹簧，带有外包络面(13)和限定所述中央通道(11)的内包络面(14)。
文档编号A61B17/80GK1694652SQ02829868
公开日2005年11月9日 申请日期2002年12月6日 优先权日2002年12月6日
发明者C·马蒂厄, R·弗里格, R·施奈德, R·阿彭泽勒 申请人:库尔斯恩蒂斯股份公司