专利名称：用于柄状螺旋组件的材料组合的制作方法
用于柄状螺旋组件的材料组合
背景技术：
本申请涉 及柄状螺旋组件，更具体而言涉及具有由不同材料构造的元件的柄状螺 旋组件。各种情况可导致脊椎部(vertebral member)和/或椎间盘损伤。损伤可源自多种 原因，包括特定事件，诸如外伤、退行性状况、肿瘤或感染。对椎间盘和脊椎部的损伤可导致 疼痛、神经缺陷和/或运动丧失。细长部件，诸如但不限于杆、棒和板，可以沿着脊柱延伸， 以便再分配应力和/或恢复脊椎部的适当校准。细长部件可以是基本上直的，或者包括弯 曲构造，以与脊柱的弯曲一致。一个或多个柄状螺旋组件将细长部件连接至脊椎部。该组件通常在沿着脊柱的位 置被连接至脊椎部，细长部件将被定位在这些位置处。组件应当与细长部件牢固连接并且 提供用于保持细长部件定位的坚固的锚。与细长部件的连接通常证实是困难的，原因在于 被强加用来恢复脊椎部的适当校准的应力。组件应当由这样的材料构造，所述材料具有足够强度以抵抗由脊柱再校准引起的 应力。然而，组件通常体积庞大，并且所使用的材料可干扰磁共振成像以及对患者施加危险。
发明内容
本申请涉及将细长部件定位在患者内的柄状螺旋组件的实施方式。该组件可包括 接收器，所述接收器具有大小适合接收细长部件的槽和腔。该组件还可包括具有大小适合 安装在腔内的头的锚。该组件可以包括压缩部件，所述压缩部件大小适合安装在腔内并且 包括与所述头接触的第一面和与所述接收器接触的第二面。所述接收器、锚和压缩部件中 的至少一种可以由第一材料构造，并且所述接收器、锚和压缩部件中的至少一种可以由第 二材料构造。所述第一材料和第二材料可以包括不同的弹性模量以防止该组件变形。附图简述
图1是按照一个实施方式的柄状螺旋组件的示意图。图2是按照一个实施方式的柄状螺旋组件与细长部件的透视图。图3是沿图2的III-III线切割的截面图。图4是按照一个实施方式的接收器的透视图。图5是按照一个实施方式的柄状螺旋组件的截面图。图6是按照一个实施方式的接收器的示意性正视图。图7是按照一个实施方式的接收器的示意性正视图。图8是按照一个实施方式的接收器的示意性侧视图。图9是按照一个实施方式的接收器的示意性正视图。图10是按照一个实施方式的接收器的示意性正视图。图11是按照一个实施方式的接收器的示意性正视图。图12是按照一个实施方式的接收器的示意性正视图。图13是按照一个实施方式的接收器的截面图。
图14是按照一个实施方式的接收器的截面图。 图15是按照一个实施方式的压缩部件的截面图。图16是按照一个实施方式的接收器的分解透视图。图17是按照一个实施方式的柄状螺旋组件与细长部件的截面图。图18是按照一个实施方式的柄状螺旋组件的分解侧视图。发明详述本申请涉及柄状螺旋组件10的实施方式。图1图解了组件10的一个实施方式， 组件10由包括接收器20、固定螺钉30、压缩部件40和骨锚50在内的元件构成。所述元件 中的至少一种整体或部分由不同于其它元件的材料构造。图1包括其中接收器20由第一 和第二材料91、92构造、固定螺钉30和锚50由第二材料92构造以及压缩部件40由第三 材料93构造的实施方式。每种不同的材料包括不同的弹性模量以防止组件10变形。由第一材料和第二材料构造的组件10的元件的数目可以变化。在一个实施方式 中，仅有一个元件由第一材料构造，而其它元件由第二材料构造。在另一实施方式中，多个 元件由第一材料构造，而多个元件由第二材料构造。在一个实施方式中，一个或多个元件由 第三材料构造。同样，由至少两种不同材料构造的元件的数目可以变化。图2图解了与细长部件60连接的组件10，以及图3图解了组件10和细长部件60 的截面图。组件10包括大小适合接收细长部件60的接收器20。固定螺钉30连接至接收 器20以捕获细长部件60。锚50的一部分安装在接收器20的下面部分内。压缩部件40安 置在锚50与细长部件60之间的下面部分内。图4图解了无其它组件元件和细长部件60的接收器20。接收器20包括基底21 和相对的侧壁22。在一个实施方式中，基底20通常是圆柱形的并且包括中空内腔23，其适 于接收锚50的头51。中空内腔23大小适合用于接收器20绕头51旋转和转动。侧壁22从基底20延伸并间隔开以形成大小适合接收细长部件60的槽24。支持 面25可以形成槽24的下部。在一个实施方式中，支持面25是弯曲的，以充分匹配安置在 槽24内的细长部件60的半径。在一个实施方式中，当细长部件60固定在槽24内时，接收 器20然后可以围绕头50自由旋转和转动。在另一实施方式中，支持面25被安置成使得细 长部件60接触头51。对于这样的实施方式，当细长部件60在槽24内固定时，其与头51啮 合并锁定接收器20的位置。侧壁22可包括螺纹26以接收固定螺钉30。螺纹26可以位于槽24的内部上，如 图2、3和4所图解，或者可以位于侧壁22的外部上，远离槽24。腔23位于基底21的下面部分并且大小适合接收头51。腔23包括具有容纳头51 的宽度的中央部分。上和下缩颈27、28位于中央部分的每一侧上以捕获头51。每个缩颈 27、28包括小于头51的宽度以使头51保持在腔23内。缩颈27、28可以由接收器20本身 形成，或者可以由与接收器20可操作连接的另外的元件形成，诸如压缩部件40，或锁紧环 75 (图 16)。接收器10的外表面29通常可以是圆形的。当有利于特定应用时也可以考虑其它 形状。例如，外表面29可以包括平面(未显示)，以允许接收器10与相邻接收器10之间 的间隙减小。钻孔81可以延伸经过侧壁22并接收第二固定螺钉(未显示)以使细长部件 60固定在槽24内。
固定螺钉30连接至接收器20以将细长部件60捕获在槽24内。在一个实施方式 中，固定螺钉30基本是圆盘形状的并且大小适合安装在内壁22之间的槽24的内部之内。 固定螺钉30包括与侧壁螺纹26啮合的外螺纹31。当充分安装在槽24之内时，固定螺钉 30可以经过细长部件60施加压缩力给头51以相对于接收器20锁定锚50的角位。在另一 实施方式中(未图解)，固定螺钉30连接至侧壁22的外部并且包括围绕接收器20延伸的 中心孔。锚50使接收器20固定至脊椎部。锚50包括头51和在外表面上具有螺旋式螺纹 的柄52。头51位于柄52的端部并且可以包括多种形状。锚50也可以被构造为铆钉和销， 每个具有连接至接收器20的第一端和连接至脊椎部的第二端。压缩部件40位于细长部件60与头51之间。压缩部件40包括形成与头51接触 的支撑面的第一侧面41和与细长部件60接触的第二侧面42。在一个实施方式中，第二侧 面42包括与头51的弯曲形状充分匹配的弯曲表面。组件10由至少一种元件形成，所述元件至少部分由不同于其它元件的材料构造。 图3包括接收器20、固定螺钉30和锚50由第一材料91构造以及压缩部件40由第二材料 92构造的实施方式。第一和第二材料91、92包括不同的弹性模量，具有不同的抗变形性。 材料91、92的布置和应用被协调，以最优化组件10的必要要求。图5包括具有固定螺钉30 和锚50由第一材料91构造以及接收器20和压缩部件40由第二材料92构造的另一实施 方式。在另一实施方式中(未图解)，接收器20由第一材料91构造，固定螺钉30由第二材 料92构造，以及压缩部件40和锚50由第三材料构造。多种不同材料可被用于组件10。在一个实施方式中，选择不同的材料，以便为特定 元件提供不同的物理性质。在一个实施方式中，一个或多个元件由钛构造，而一个或多个元 件由钴-铬构造。在一个实施方式中，每一种不同材料含有以下镍。在另一实施方式中，至少一种元件由不锈钢构造。可能期望整个组件10由不锈 钢构造，然而，不锈钢作为植入材料可能展示出不合需要的性能。因为不锈钢相对较重，因 此由不锈钢构造的整个组件10对于患者而言可能是沉重的。在磁共振成像(MRI)情况下 不锈钢也呈现出问题。不锈钢是铁磁性材料，由不锈钢构造的元件可被MRI期间产生的强 磁场物理移动。不锈钢也可在元件周围产生假象(artifacts)(在MRI图像中空白空间区 域)。另外，不锈钢元件可以增加感染率，并且对镍过敏的患者可能不能忍受不锈钢接收器。 因此，有限数量的元件由不锈钢构造，以利用需要的性质，同时其它元件由不同材料构造以 减少不合需要的性质。组件10可以由多种不同材料构造。实例包括但不限于钛、钴铬和不锈钢。个别元 件也可以由两种或多种不同材料构造。在一个实施方式中，接收器20包括由第一材料91诸 如钛构造的基底21和由第二材料92诸如钴-铬构造的侧壁22。不同的材料91、92可能是 必需的，原因在于侧壁22暴露于通过细长部件60和/或固定螺钉30施加的力。这些力可 引起侧壁22从槽24向外张开，使得固定螺钉30和细长部件60松动，甚或从接收器20脱 离。因此，侧壁22由第二材料92构造以提供对这些力更大的阻力。不同材料是连接在一起以形成整体元件的分离部分。此外，这些部分被连接在一 起以在插入患者体内之前形成完整的元件。这防止元件部分在插入患者体内时分离。多种不同的方法和结构可以被包括以连接这些部分。图6图解了一种实施方式，
6其中接收器20具有由第一材料91形成的基底21和由第一材料91和第二材料92形成的 侧壁22。第二材料92位于侧壁22的外部上。具体而言，第二材料沿着每个侧壁22的内部 和外部部分延伸。第二材料92沿着侧壁22延伸并在靠近支持面25处终止。第二材料92 的内边缘包括与固定螺钉30啮合的螺纹26。第二材料92可以延伸穿过侧壁22的整个宽 度或有限宽度。图7图解了类似的实施方式，其中第二材料92连接至侧壁22的一侧并形 成槽24的表面。所述部分也可以包括配合面以便于不同材料之间的连接。图8图解了一实施方式，其包括由楔形榫形状的接头85连接的侧壁22和基底21。侧壁22由第一材料91形成， 而基底21由第二材料92形成。图9图解了另一实施方式，其中侧壁22和基底21包括互 补表面，该互补表面配合在一起并且包括沿互补表面的接头85。图10包括一实施方式，其 中基底21包括具有角86的凹槽，并且侧壁22之一包括安装在角86内的支柱87。基底21 和支柱87包括对准并形成支持面25的连续曲线的互补表面。各种其它配合表面也被考虑， 诸如但不限于榫槽、过盈配合、焊接和成形。图11图解了基底21和每个侧壁22的下面部分由第一材料91形成以及每个侧壁 22的上部分由第二材料92形成的实施方式。图12图解了由不同垂直水平的材料91、92形 成的接收器20的实施方式。基底21和侧壁22都由多段材料91、92形成。图13和14图解了腔23的不同实施方式。图13图解了包括由第二材料92形成 的腔23的基底21的下面部分，并且基底21的上面部分和侧壁22由第一材料91形成。图 14图解了一实施方式，其中接收器20的大部分由第一材料91形成，而第二材料92形成腔 23的内表面。图15图解了由第一和第二材料91、92构造的压缩部件40的实施方式。包括第二 面42的上面部分由第一材料91构造。包括第一面41的下面部分由第二材料92构造。图16图解了第一部分由第一材料91形成的接收器20的实施方式。该第一部分 包括基底21和侧壁22两者的部分。凹槽76在第一部分中形成并延伸到侧壁22下面部分 和基底21中。由第二材料92形成的第二部分安装在凹槽76内。锁紧环75在第一和第二 部分上延伸并且功能是将螺钉头51锁在腔23内。锁紧环75可以由第一材料91或第二材 料92构造。由不同材料构造的部分可以以多种方式连接在一起。实例包括但不限于扩散粘 结、电子束焊接和生物相容性粘合剂。扩散粘结是固态连接工艺，能够连接很多种金属组 合。该工艺可以在多种持续期间、施加压力、结合温度和热施加方法下应用。粘结通常以固 相形成并且可以在真空或保护性气氛中实施，其中热通过辐射、感应、直接或间接电阻加热 来施加。电子束焊接是熔焊工艺，其中一束高速电子被施加于被连接的材料。在撞击后随 着电子的动能被转化成热，所述部分熔化。不必施加压力，尽管焊接经常在真空中进行以防 止电子束分散。生物相容性粘合剂被施加至一个或多个部分并形成永久性连接。另外，多 种连接方法可以用在同一部分上(例如，扩散粘结和生物相容性粘合剂)。在一个实施方式中，组件10包括压缩部件40。在如图17图解的另一实施方式中， 组件10不包括压缩部件40。组件10包括接收器20、固定螺钉30和锚50。图18图解了柄状螺旋组件的另一实施方式，其包括接收器20、固定螺钉30、压缩 部件40和骨锚50。这种组件进一步包括锁紧环95。在组装过程中，骨锚50的头被底部加载到接收器20中。然后沿骨锚50的长度移动锁紧环95并使其附着至接收器20以将骨锚 50的头至少部分捕获在接收器20内。在一个实施方式中，接收器20由钴-铬构造，剩余的 元件由钛构造。在一个实施方式中，锁紧环95由钴-铬构造。为便于描述使用了空间相关的术语诸如“在……之下”、“在……以下”、“下面的”、 “在……之上”、“上面的”等，以解释一个元件相对于第二元件的定位。除不同于在附图中所 描绘的方向之外，这些术语意图包括装置的不同方向。此外，术语诸如“第一”、“第二”等也 被用于描述各种元件、区域、部分等，并且 也不意图是限定性的。在整篇说明书中相同的术 语指的是相同的要素。如本文所用，术语“具有”、“含有”、“包括”、“包含”等是开放式术语，其表示所述 要素或特征的存在，但是不排除另外的要素或特征。冠词“一个(a)”、“一个(an)”和“该 (the) ”意图包括复数以及单数，除非上下文清楚地表示其它方式。本发明也可以以除本文所述之外的其它具体方式实施，而不背离本发明的范围和 必要特征。本实施方式因此在所有方面被考虑，如所阐述的并且没有限定性，并且在所附权 利要求书含义和等价范围内的所有变化意图被包括其中。
权利要求
一种将细长部件定位在患者内的柄状螺旋组件，所述组件包括接收器，其包括大小适合接收细长部件的槽和腔；锚，其具有大小适合安装在所述腔内的头；压缩部件，其大小适合安装在所述腔内，并且包括与所述头接触的第一面和与所述接收器接触的第二面；所述接收器、锚和压缩部件中的至少一种由第一材料构造，并且所述接收器、锚和压缩部件中的至少一种由第二材料构造，所述第一材料和第二材料包括不同的弹性模量，使得所述第二材料包括比所述第一材料更大的抗变形性。
2.权利要求1所述的柄状螺旋组件，其中所述接收器和所述锚由所述第二材料构造， 以及所述压缩部件由所述第一材料构造。
3.权利要求1所述的柄状螺旋组件，其中所述接收器、锚和压缩部件中的至少一种由 第三材料构造，其具有不同于所述第一材料和第二材料的弹性模量。
4.权利要求1所述的柄状螺旋组件，由所述第一材料构造的所述接收器、锚和压缩部 件中的至少一种也部分由所述第二材料构造。
5.权利要求1所述的柄状螺旋组件，其中所述第一材料包括钛。
6.权利要求1所述的柄状螺旋组件，其中所述第二材料包括钴-铬。
7.一种将细长部件定位在患者内的柄状螺旋组件，所述组件包括接收器，其包括大小适合接收所述细长部件的槽和腔；锚，其具有大小适合安装在所述腔内的头；所述接收器由第一材料构造，并且所述锚由第二材料构造，所述第一材料和第二材料 包括不同的弹性模量，使得所述锚和所述接收器之一包括更大的抗变形性。
8.权利要求7所述的柄状螺旋组件，其进一步包括压缩部件，所述压缩部件大小适合 安装在所述腔内，并且包括与所述头接触的第一面和与所述接收器接触的第二面，所述压 缩部件由所述第一材料和第二材料之一构造。
9.权利要求7所述的柄状螺旋组件，其中所述接收器和所述锚之一包含由所述第一材 料构造的第一部分和由所述第二材料构造的第二部分，其中所述第一材料与所述第二材料 是分离的，并且所述第一部分和所述第二部分在被放置在所述患者体内之前形成不可分离 的整体结构。
10.一种将细长部件定位在患者内的柄状螺旋组件，所述组件包括接收器，其包括大小适合接收所述细长部件的槽和腔；锚，其具有大小适合安装在所述腔内的头；压缩部件，其大小适合安装在所述腔内，并且包括与所述头接触的第一面和与所述接 收器接触的第二面；所述接收器、锚和压缩部件之一包含由第一材料构造的第一部分和由第二材料构造的 第二部分，所述第一材料和第二材料包括不同的弹性模量，使得所述第二材料包括比所述 第一材料更大的抗变形性，其中所述第一材料与所述第二材料是分离的；所述第一部分和所述第二部分在放置在所述患者体内之前被构造为整体结构。
11.权利要求10所述的柄状螺旋组件，其中所述接收器包括由所述第一材料构造的第 一部分和由所述第二材料构造的第二部分，所述第一部分包括其中设置有所述腔的基底，以及所述第二部分包括间隔分开而形成所述槽的侧壁。
12.权利要求10所述的柄状螺旋组件，其中所述第二部分专门由所述第二材料构造。
13.权利要求10所述的柄状螺旋组件，其中所述第二部分由所述第一材料和所述第二 材料的组合构造。
14.权利要求10所述的柄状螺旋组件，其中所述第一材料和所述第二材料的每一种含 有以下的镍。
15.一种将细长部件定位在患者内的柄状螺旋组件，所述组件包括 锚，其包括头和柄；接收器，其包括基底，一对侧壁，其从所述基底向外延伸并间隔分开而形成大小适合接 收所述细长部件的槽，以及腔，其在所述基底中形成并且大小适合接收所述锚的头；所述基底由第一材料构造和所述侧壁由第二材料构造，其中所述第一材料与所述第二 材料是分离的，并且所述基底和所述侧壁在被放置在所述患者体内之前形成不可分离的整 体结构；所述第一材料和所述第二材料包含不同的弹性模量，以防止所述接收器由于通过所述 细长部件施加的力而变形。
16.权利要求15所述的柄状螺旋组件，其中所述侧壁专门由所述第二材料构造。
17.权利要求15所述的柄状螺旋组件，其中所述基底和所述侧臂在接头处连接在一起。
18.权利要求15所述的柄状螺旋组件，其中所述基底和侧壁通过扩散粘结、电子束焊 接和生物相容性粘合剂连接在一起。
19.一种将细长部件定位在患者内的柄状螺旋组件，所述组件包括 锚，其包括头和柄；接收器，其包括第一端和第二端，所述第一端包括大小适合接收所述锚的头的腔，所述 第二端包括大小适合接收所述细长部件的槽；所述第一端由第一材料构造和所述第二端由第二材料构造，选择所述第二材料，以便 对来自通过所述细长部件施加的力提供比所述第一材料更大的抗变形性，所述第一材料与 所述第二材料是分离的，并且所述第一端和所述第二端在插入所述患者体内之前形成不可 分离的整体结构。
20.权利要求19所述的植入物，其中所述第二材料包括比所述第一材料更高的弹性模量。
21.权利要求19所述的植入物，其中所述第一端部分由所述第二材料构造以抵抗来自 通过螺杆的头施加的力的变形。
22.权利要求19所述的植入物，其进一步包括位于所述腔内的压缩部件，其具有与所 述头接触的第一面和与所述细长部件接触的第二面。
全文摘要
本申请涉及将细长部件定位在患者内的柄状螺旋组件。该组件可包括具有大小适合接收细长部件的槽和腔的接收器。该组件还可包括具有大小适合安装在腔内的头的锚。该组件可以包括压缩部件，其大小适合安装在腔内并且包括与所述头接触的第一面和与所述接收器接触的第二面。所述接收器、锚和压缩部件中的至少一种可以由第一材料构造，并且所述接收器、锚和压缩部件中的至少一种可以由第二材料构造。所述第一材料和第二材料可以包括不同的弹性模量以防止该组件变形。
文档编号A61B17/70GK101873836SQ200980100326
公开日2010年10月27日 申请日期2009年1月12日 优先权日2008年1月14日
发明者B·S·威尔考克斯, E·D·丹斯弗德, J·M·迈尔达, R·R·巴拉德 申请人:华沙整形外科股份有限公司