专利名称：稳定脊柱用的杆状植入物及包括该杆状植入物的稳定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及特别用于稳定脊柱的杆状植入物以及包括这种杆状植 入物的脊柱稳定装置。所述杆状植入物包括至少部分地由弹性体材料 制成的挠性杆，并且还包括用于加强所述植入物的特别是对沿轴线方 向的脊柱的转动运动和剪切力的抵抗性的增强杆。所述脊柱稳定系统 ，一..，_______________ 一少两个待连接刭
件，
背景技术：
EP0 669 109 Bl公开了 一种用于稳定相邻的胸推骨的稳定装置。 所述装置包括两个单轴推弓根螺钉、借助于夹紧螺钉固定在每个推弓 根螺钉的接收构件中的条带以及安装在所述条带上并且设计成压力承 受体的支撑元件。然而，所述稳定装置不是抗扭刚性的并且不允许轴 向伸长。此外，使用单轴推弓根螺钉限制了这种稳定装置的应用。
US 2007/0093820 Al公开了 一种动态脊柱稳定装置，该动态脊柱 稳定装置包括由弹性体材料制成的挠性杆，该挠性杆夹紧在单轴骨螺 钉的接收部中。EP 1 795 134 Al和EP 1 900 334 Al描述了一种脊柱 稳定系统，该脊柱稳定系统具有挠性弹性体杆和多轴骨螺钉。
包括挠性的弹性体杆的动态稳定系统适用于控制、特别是消除脊 柱运动段的轴向压缩和伸长。对于通过切割弹性体杆来获得杆状植入 物的合适的长度来说，弹性体材料是有利的并且简化了植入物的制造。
在推间盘早期退化或局部损坏或损伤的临床病例中，脊柱的相应 运动段受到增大的转动运动和剪切力。这样的转动运动和剪切力可能 导致剧烈疼痛。
US 2007/049937 Al公开了 一种杆状植入物，该杆状植入物包括金属中空杆，该杆在杆的壁中具有螺旋形凹槽形式的挠性段。在所述中 空杆中设置有纵向芯，该纵向芯能够相对于杆的一个端部固定，并且 能够相对于杆的另一个端部运动。由脊柱的剪切运动导致的杆状植入 物的扭折问题被显著地减小。
发明内容
本发明的目的是提供用于脊柱的植入物和稳定系统，该用于脊柱 的植入物和稳定系统特别适用于应当抑制脊柱的转动运动和剪切运动 的情况。
所述目的通过根据权利要求1所述的植入物和根据权利要求12 所述的稳定系统实现。在从属权利要求中给出了其它研发成果。
根据本发明的杆状植入物具有弹性体杆的优点，诸如便于制造和 操控，但是与纯粹的弹性体杆相比具有增强的稳定性，并且是允许弹 性体杆和增强杆的各种组合的模块化系统。
所述杆状植入物和稳定系统通过使用弹性体杆而允许动态消除轴 向拉伸运动和压缩运动，并且由于增强杆而显著增强了对转动运动和/ 或剪切运动和/或弯曲运动的抵抗性。
其它特征和优点将从借助于附图对实施例的详细描述中变得清 楚。附图中
图1示出稳定系统沿杆的轴线截取的示意性剖视图。 图2示出稳定系统的示意性侧视图。
图3示出适合于杆状植入物的骨锚固元件的示意性透视图。
图4示出图3的骨锚固元件垂至于杆的轴线截取的示意性剖视图，
其中插入有杆状植入物。
图5示出具有改进的杆状植入物的图3的骨锚固元件的示意性剖视图。
图6示出具有另一改进的杆状植入物的图3的骨锚固元件的示意性剖视图。
图7示出在对杆状植入物的适应性进行改进的骨锚固元件的示意 性透^L图。
图8示出图7的骨锚固元件垂至于杆的轴线截取的示意性剖视图， 其中插入有杆状植入物。
具体实施例方式
如图l和2中所示，稳定装置1包括杆状植入物2和多个骨锚固 元件3。所述骨锚固元件可以锚固在骨结构中，特别是锚固在脊柱的 相邻推骨中。杆状植入物2可以连接到骨锚固元件，从而所述杆状植 入物锚固在推骨中。因此，杆状植入物2的总长度是使得杆状植入物 横跨脊柱的至少两个推骨的距离。
在所示的实施例中，所述杆状植入物由圆柱形杆20形成，该圆柱 形杆20包括第一端部2a和第二端部2b。 一同轴孔21从第一端部2a 到第二端部2b延伸穿过圆柱形杆20。在该实施例中，所述同轴孔具 有圆形横截面。
在同轴孔21中容纳有增强杆22，该增强杆22具有圆形横截面并 且直径尺寸制成为使得增强杆22能够在同轴孔21内滑动。增强杆22 从第 一端部2a延伸到至少第二端部2b并且可以突出超过圆柱形杆20 的第二端部2b。增强杆22在一个端部(例如在第一端部2a)处借助 于止挡23被限制了其相对于杆20的运动。止挡23可以形成为例如盘 状物，该盘状物安装到增强杆的所述一个端部。可以想到止挡23的其 它构造。例如，所述止挡可以是沿增强杆22的端部部分能够进行调节 的。这例如可以通过在增强杆22的端部部分的外表面上设置螺紋并且 通过设置待旋拧于所述螺紋端部部分上并抵靠圆柱形杆22的端部2a 的螺母而得以实现(未图示)。
所述增强杆在第二端部2b处是能够运动的。然而，还可以在距离 第二端部2b —定距离处设置第二止挡(未图示)。所述第二止挡可以 是能够调节的。如果设置第二止挡，那么第一止挡和第二止挡之间的距离大于第一端部2a和第二端部2b之间的距离，从而增强杆22是能 够自由运动的。
杆20的材料是当杆20受到沿轴线方向作用的压缩力或拉伸力时 呈现挠性的塑性材料。特别合适的是呈现这样的挠性的聚合材料，优 选弹性体材料(诸如聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯(PCU)或聚硅醚)。 然而，呈现这样的弹性特征的任何其它材料都是合适的。因为所述材 料呈现挠性特性，所以圆柱形杆20也反作用于绕杆的轴线的转动力和 具有垂至于杆的轴线的分量的剪切力。这些力由脊柱运动段的扭转运 动和剪切运动引起。
为了控制和消除这些转动力和剪切力，增强杆22由比圆柱形杆 20的挠性小的材料或者由在沿着杆的轴线作用的力的作用下不呈现 出挠性的材料制成。特别合适的材料是生物相容金属(诸如不锈钢、 钛或钛合金(诸如镍钛诺))或刚性塑性材料(诸如PEEK或碳纤维 增强的PEEK)或其它材料。
增强杆22可以是带涂层的，以便于在圆柱形杆20的同轴孔内滑 动。可供选择地，可以设置滑动导引件或滑动轴承以便于所述增强杆 的滑动。
骨锚固元件3可以是任意的单轴骨螺钉或骨钩，但是优选地是如 图l和2中图示的多轴骨螺钉。所述多轴骨螺钉3包括螺钉元件31, 螺钉元件31具有螺紋锚杆和球形头部，该球形头部能够枢转地保持在 接收所述杆的接收部32中。为了相对于接收部32以所需的角位置固 定螺钉元件31，设置作用在螺钉元件31的头部上的压力元件33。杆 状植入物2被接收在接收部32中并且借助于固定元件34被固定。
图3和4示出尤其适于与所述杆状植入物一起使用的骨锚固元件 30。所迷骨锚固元件30包括螺钉元件31，该螺钉元件31具有螺紋锚 杆、球形头部和用于接收杆状植入物2的接收部32。所述接收部基本 为圆柱形或立方形并且包4舌同轴孔32a，该同轴孔32a从一个端部延 伸到相对的端部并且相对于一个端部渐缩，以便能够枢转地容纳螺钉 元件31的螺钉头部。接收部32还包括用于接收杆状植入物2的U形
7凹槽32b。
设置笫一压力元件33，该第一压力元件33基本为圆柱形并且能 够在所述孔中运动。所述第一压力元件压在螺钉元件的头部上并且具 有用于容纳杆状植入物2的U形凹槽33b。该U形凹槽33b所具有的 深度使得当杆状植入物插入时，压力元件伸出到杆状植入物2的表面 之上。
设置一 固定螺钉34，该固定螺钉34可以从U形凹槽32b的自由 端部拧入接收部32中。
此外，还设置第二压力元件35，该第二压力元件35可以用固定 螺4丁34向下按压。
第一压力元件33和第二压力元件35成形为使得在不压在增强杆 22上的情况下，将杆状植入物2封闭在第一压力元件和第二压力元件 之间并且沿轴线方向固定杆状植入物2。因此，增强杆仍然是能够运 动的。固定元件34还压在第一压力元件33上，以便将螺钉元件31 的头部固定在接收部中，而与杆状植入物的固定无关。
第一压力元件33和第二压力元件35的接触所述杆状植入物的表 面可以具有接合结构，该接合结构接合杆的表面而不会损伤杆状植入 物的表面结构。
图5和6示出增强杆的横截面和弹性体杆20中的相应的孔的变 型。在图5中，示出了改进的杆状植入物2'，该杆状植入物2'与前述 实施例的杆状植入物2的区别在于增强杆22'的横截面是矩形的，并 且杆20中的相应的孔也具有矩形的横截面。在图5中所示的实施例中， 杆状植入物2'布置成使得增强杆22'的矩形的长边与螺钉元件31的轴 线垂直地对准。然而，任意其它定向也是可以。在图6中所示的实施 例中，增强杆2'的横截面是十字形的。
可以想到增强杆的其它横截面，例如多边形横截面。通过使用具 有非圆形横截面的增强杆可以增强对转动力和/或剪切力和/或弯曲力 的抵抗性。此外，如果需要的话，所述杆状植入物可以通过使用具有 非圆形横截面的增强杆而具有依赖方向的弯曲挠性(orientationdependent bending flexibility )。
图7和8示出改进的骨锚固元件300，该骨锚固元件300与骨锚 固元件30的区别在于压力元件33'具有U形凹槽33b'，该U形凹槽 33b'所具有的深度使得当杆状植入物插入时，所述压力元件仅仅略微 地伸出到杆状植入物2的表面之上。在所述U形凹槽的底部上设置有 一个或多个销状突起36,该销状突起36接合杆状植入物2的表面。
固定元件34'是具有外螺钉37和内螺钉38的两件式固定元件。外 螺钉37拧入接收部32中并且压在压力元件33'上，以便锁定螺钉元件 31在所述接收部中的角位置。内螺钉38在其面向杆状植入物2的侧 面上具有销状突起39。内螺钉38连同突起36 —起夹紧杆状植入物2， 而与螺钉元件31的头部在接收部32中的固定无关。销状突起36和 39的尺寸以及固定元件34'的内螺钉和外螺钉的尺寸是使得仅仅杆20 被夹紧，而增强杆22仍然能够自由地运动。
使用中，首先将至少两个骨锚固元件插入相应的推骨中。此后， 确定所需的杆状植入物的长度，并从由弹性体杆和增强杆组成的杆上 切下合适的杆状植入物。如果需要的话，在一个或两个端部处包括止 挡。
此后，将杆状植入物插入骨锚固元件的接收部中。然后，将推骨 调节到它们相对于彼此的合适位置上，并且锁定螺钉元件31相对于所 述接收部的多轴位置。在调节接收部的距离之后，固定杆状植入物。
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权利要求
1.一种用于稳定骨结构、特别是用于稳定脊柱的杆状植入物，该杆状植入物(2，2′，2″)包括杆构件(20)，所述杆构件具有第一端部(2a)和第二端部(2b)以及纵向轴线，所述杆构件至少部分地由呈现挠性的塑性材料制成；设置在所述杆构件中的纵向孔(21)；和容纳在所述孔(21)中的增强杆构件(22，22′，22″)，所述增强杆构件由比所述杆构件本身更具刚性的材料制成，其中所述增强杆构件能够在所述孔中滑动。
2. 根据权利要求1所述的杆状植入物，其中所述杆构件的塑性材 料是弹性体材料。
3. 根据权利要求1或2所述的杆状植入物，其中所述增强杆构件 由生物相容金属或生物相容的刚性塑性材料制成。
4. 根据权利要求l-3之一所述的杆状植入物，其中所述孔从所述 第一端部延伸到所述第二端部。
5. 根据权利要求l-4之一所述的杆状植入物，其中所述增强杆构 件(22， 22'， 22〃)相对于所述杆构件的第一端部(2a)的滑动运动 被限制，并且能够相对于所述杆构件的第二端部(2b)运动。
6. 根据权利要求1-5之一所述的杆状植入物，其中设置有止挡 (23)，所述止挡(23)限制所述增强杆构件(22， 22'， 22")相对于所述第一端部(2a)的相对运动。
7. 根据权利要求6所述的杆状植入物，其中在距离所述第二端部 (2b) —定距离处设置第二止挡。
8. 根据权利要求1-7之一所述的杆状植入物，其中所述杆构件 (20)整体由所述塑性材料制成。
9. 根据权利要求l-8之一所述的杆状植入物，其中所述增强杆构 件(22'， 22〃)的横截面是非圆形的。
10. 根据权利要求1-9之一所述的杆状植入物，其中所述杆构件
11.根据权利要求l-10之一所述的杆状植入物，其中设置有便于所述增强杆构件的滑动的装置。
12. —种脊柱稳定装置，该脊柱稳定装置包括根据权利要求1-11 之一所述的杆状植入物(2 )以及至少两个待连接到所述杆状植入物的 骨锚固元件(3)。
13. 根据权利要求12所述的脊柱稳定装置，其中至少一个所述骨 锚固元件是多轴螺钉(3)，该多轴螺钉(3)包括能够在接收所述杆 状植入物(2)的接收部(32)中枢转的螺钉元件(31)。
14. 根据权利要求13所述的脊柱稳定系统，其中所述多轴螺钉设 计成使得所述螺钉元件(31)相对于所述接收部(32)的位置能够被 锁定，而与所述杆状植入物(2)的固定无关。
15. 根据权利要求12-14之一所述的脊柱稳定系统，其中所述杆 状植入物(2)固定成使得所述增强杆构件在所述杆构件(20)被夹紧 时仍然能够运动。
全文摘要
一种用于稳定骨结构、特别是用于稳定脊柱的杆状植入物，该杆状植入物(2，2′，2″)包括杆构件(20)，所述杆构件具有第一端部(2a)和第二端部(2b)以及纵向轴线，所述杆构件至少部分地由呈现挠性的塑性材料制成；设置在所述杆构件中的纵向孔(21)；和容纳在所述孔(21)中的增强杆构件(22，22′，22″)，所述增强杆构件由比所述杆构件本身更具刚性的材料制成，其中所述增强杆构件能够在所述孔中滑动。
文档编号A61B17/70GK101664334SQ20091017066
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月1日 优先权日2008年9月4日
发明者B·丹内克尔, H·拉普, J·哈姆斯, L·比德曼 申请人:比德曼莫泰赫有限公司