专利名称：骨科用万向衬垫固定结构的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种骨科用万向衬垫固定结构，尤指一种利用球弧结构的万向衬垫 以供固定杆可多轴转动的骨科用万向衬垫固定结构。
背景技术：
一般而言，脊椎并不是成一直线，而脊椎固定装置中的固定杆却为一直线，目前的 解决方式不外乎以下数种结构1.使用具有角度的骨钉，以抵消待固定骨节间的角度，例如参见Tw-183341、 TW-168911等。但所述结构，必须进行精确的术前评估，也不容许手术中任何偏差，以免无法 完全或过度抵消待固定骨节间的角度。2.使用外加的固定结合块，以抵消待固定骨节问的角度，例如参见TW-250680、 TW-292540等。但所述结构必须外加固定结合块、额外的结合螺帽等元/组件，占用较大的 手术空间，以致延长手术时间和术后愈合时间。3.以万向结合装置(universal connecting device)解决问题，诸如 US-5474551、US-5507746、US-5575791 等；例如 US-5474551 是利用万向垫片固定装置(a universal pad fixation device)，来解决上述脊椎骨节通常并不平行问题。但所述结构 相对较为复杂，对医生来说操作较麻烦以致延长手术时间，且由于所述结构是侧边锁定且 可供活动的关节较多，对整体装置的稳定度及可承载的荷重皆较U型固定杆差。4.使用双调整垫片固定结构，以抵消待固定骨节间的角度，例如参见TW-294034。 但所述结构只适用于骨板_骨钉固定系统，不能用于U型杆-固定杆系统。5.以多轴螺钉(polyaxial screw)解决问题，诸如美国核准专利US-5520690、
US-5531746、......US-71862552、US-7207992等，及美国相关的公开专利申请案
US-20010012937、US-20020111626、......、US-20070161995、US_20070162006 等。这是目前
的主流技术。所述技术基本上都是利用多轴骨钉来解决上述脊椎骨节通常并不平行问题。 所述多轴骨钉虽可轻易解决脊椎骨节通常并不平行的问题，但该多轴骨钉之U型承座部与 该多轴螺钉间、多轴螺钉与固定杆间结合、固定杆与该U型承座部间的稳定度却并不甚佳。而专利TW-200812541中图一 图三，其利用内侧为圆柱弧凹面的垫片与固定 杆连接来增加该螺钉、固定杆间结合的稳定度，但该垫片的外侧为平面，无法提供该固定 杆可相对于该螺钉做转动、调整角度以解决脊椎并不是成一直线的问题的功能；而专利 TW-200812541中图四 图六，该骨钉利用多轴螺钉提供该骨钉调整角度以解决脊椎不成一 直线的问题的功能，但亦由于该多轴螺钉可于U型承座部内任意转动，进而造成该U型承座 部、该多轴螺钉、该固定杆间结合的稳定度大幅下降。因此，如何既能轻易解决脊椎骨节通常并不平行的问题，又能使螺钉、固定杆间的 结合更加稳定，实为一大考验。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种使固定杆得以与骨钉更稳固连接的骨科用万向衬 垫固定结构。本发明的另一目的在于提供一种利用圆柱弧凹面与固定杆的圆柱弧凸面结合，以 使固定杆得以与骨钉更稳固连接的骨科用万向衬垫固定结构。本发明的又一目的在于提供一种可调整角度的骨科用万向衬垫固定结构。本发明的再一目的在于提供一种使固定杆可多轴转动的骨科用万向衬垫固定结构。本发明的又一目的在于提供一种以球弧凸面/球弧凹面、圆柱弧凸面/圆柱弧凹 面结合的骨科用万向衬垫固定结构。本发明的再一目的在于提供一种利用球弧结构的万向衬垫以供固定杆多轴转动 的骨科用万向衬垫固定结构。本发明的又一目的在于提供一种使骨钉可单轴多向旋转的骨科用万向衬垫固定 结构。本发明的再一目的在于提供一种利用可旋转的单轴多向骨钉及球弧结构的万向 衬垫以调整角度的骨科用万向衬垫固定结构。本发明的骨科用万向衬垫固定结构，其包括多数支骨钉，所述骨钉是包含一承座部，及一螺钉，该承座部与螺钉连接的一端为 固定端，另一端则为承座端；一杆件，该杆件连接多数支所述骨钉；多数组球弧结构的万向衬垫，所述球弧结构万向衬垫是连接于该杆件上，且置于 所述螺钉的承座部中；及多数组固定器，所述固定器是连接所述承座部的固定端，用以将该球弧结构的万 向衬垫迫紧该杆件，使该杆件固定于该承座部；其特征是所述球弧结构万向衬垫包含一第一球弧结构万向衬垫及一第二球弧结 构万向衬垫，其中该第一球弧结构万向衬垫内侧及该第二球弧结构万向衬垫内侧实质上成 圆柱弧凹面，以使该第一球弧结构万向衬垫及该第二球弧结构万向衬垫得以连接及/或迫 紧于该杆件的上下两端，而该第一球弧结构万向衬垫外侧及该第二球弧结构万向衬垫外侧 实质上成球弧凸面，由该球弧结构万向衬垫使该杆件得以调整角度并固定于该骨钉的承座 部中。上述所述骨钉的承座部及螺钉可为多轴骨钉、一体成型的单轴骨钉(如 EP1900334图一)，或任意螺钉可相对于承座部做单轴旋转的单轴旋转骨钉(如图3_1)，其 中单轴旋转骨钉亦可加以任意已知的固定功能机制，构成一可固定单轴旋转骨钉。该固定 功能机制可为裂缝迫紧固定机制(参见图3-3)、凹槽卡合固定机制(参见图3-2)、凹槽-裂 缝迫紧固定机制(参见图3-4)、凸部/凹部卡合固定机制、凸部/凹部-裂缝迫紧固定机 制、多角固定卡合固定机制、多角固定-裂缝迫紧卡合固定机制等，该单轴旋转骨钉及该固 定功能机制的细节、说明、实施方式及实施例请参见发明人等同日申请的另一项专利申请 案「骨科用旋转骨钉」。其中所述骨钉以单轴旋转骨钉为较佳，其中又以具有固定功能机制 的可固定单轴旋转骨钉为更佳。上述该骨钉若为一体成型的单轴骨钉，则该承座端底部可为实质上成球弧凹面的
4形状，该球弧凹面的曲率半径实质上等于或稍大于该球弧结构万向衬垫外侧的球弧曲率半 径；同理，若该骨钉为单轴旋转骨钉或可固定单轴旋转骨钉，则该螺钉顶端可为实质上成球 弧凹面的形状，该球弧凹面的曲率半径实质上等于或稍大于该球弧结构万向衬垫外侧的球 弧曲率半径。上述该杆件可为任意已知的实心杆件、至少部分空心管状的杆件、多股线材缠绕 而成的弹性杆件(如TW-M333169)、至少部份具有弹性的杆件(如弹簧)、亦或至少部份具 有挠曲性的杆件(如Tw-200812541中图4所示)。上述该杆件可由钛、钛金属、不锈钢或其它已知的骨科用金属材料制成，亦或具有 生物兼容性的弹性材料制成者，如PCU(聚碳酸酯胺基甲酸酯)、碳素纤维、聚醚醚酮等。上述的第一球弧结构万向衬垫及所述第二球弧结构万向衬垫可为两分开部件的 球弧结构万向衬垫，亦可为以任意具有生物兼容性的材料连接或暂时连接所述第一球弧结 构万向衬垫及所述第二球弧结构万向衬垫。该连接或暂时连接方式可为实质上利用类套 筒形式连接所述第一球弧结构万向衬垫及所述第二球弧结构万向衬垫(例如参见图4-la、 4-lb)、实质上利用连接片形式连接所述第一球弧结构万向衬垫及所述第二球弧结构万向 衬垫(例如参见图4-2)、实质上利用线连接形式连接所述第一球弧结构万向衬垫及所述第 二球弧结构万向衬垫(例如参见图4-3a、4-3b)或实质上使所述第一球弧结构万向衬垫及 所述第二球弧结构万向衬垫为一体成型(例如参见图4-4a、4-4b)。其中所述球弧结构万向 衬垫以利用任意具有生物兼容性的材料连接或暂时连接所述第一球弧结构万向衬垫及第 二球弧结构万向衬垫为较佳。上述的固定器，其中所述固定器可为任意已知的螺合(诸如EP2016916、 EP2022424, EP1891904, US6458132, USRE37665 等)、卡合(诸如 TW485803)等方式与所述 骨钉的承座部的固定端连接。上述的固定器，其中所述固定器底端可为实质上成球弧凹面的形状，所述固定器 底端的球弧凹面的球弧曲率半径是为实质上略大于或等于所述球弧结构万向衬垫外侧的 球弧曲率半径，以加强所述固定器的固定效果。本发明利用球弧结构衬垫以供固定杆多轴转动的方式，不仅可轻易解决“脊椎并 不是成一直线”(lordosis)所造成的困扰，并可使脊椎固定装置中骨钉、杆件、衬垫与锁定 组件间的结合更加稳固，进而可承受更大的重量。
图1为本发明骨科用万向衬垫固定结构的一个较佳具体例的立体分解图。图2为图1所示较佳具体例的结合剖面示意图。图3-1、3-2、3-3、3_4分别为本发明骨科用万向衬垫固定结构中单轴旋转螺钉与 承座部连结方式的较佳具体例示意图。图4-la、4-lb、4-2、4-3a、4-3b、4-4a、4_4b分别为本发明骨科用万向衬垫固定结 构中球弧衬垫的较佳具体例示意图。图5为本发明骨科用万向衬垫固定结构第一球弧衬垫及第二球弧衬垫分别与固 定器及螺钉连结的一较佳具体例示意图。图6为本发明骨科用万向衬垫固定结构装置于骨节的一较佳具体例示意图。
附图标记
100.球弧结构万向衬垫110.第一球弧结构万向衬垫
111.第一球弧结构万向衬垫外侧112.第一球弧结构万向衬垫内侧
113.第一球弧结构万向衬垫连结孔120.第二球弧结构万向衬垫
121.第二球弧结构万向衬垫外侧122.第二球弧结构万向衬垫内侧
123.第二球弧结构万向衬垫连结孔200.固定杆
300.固定器310.固定器底端
311.固定器连结孔320.内固定组件
330.外固定组件400.骨钉
410.承座部411.固定端
412.承座端413.承座端底部
420.螺钉421.螺钉顶端
422.螺钉连结孔510.单轴旋转机制
520.凹槽卡合固定机制530.裂缝迫紧固定机制
610.类套筒连结形式620.连接片连结形式
630.线连结形式640.一体成型连结形式
711.第一连结装置712.第一连结索
713.第一连结片721.第二连结装置
722.第二连结索723.第二连结片
810.骨节820.骨节
具体实施例方式兹以图式进一步说明本发明较佳具体例如下图1为本发明骨科用万向衬垫固定结构的一个较佳具体例的立体分解图。其中标 号100为球弧结构万向衬垫，110为第一球弧结构万向衬垫，120为第二球弧结构万向衬垫， 111为第一球弧结构万向衬垫外侧，112为第一球弧结构万向衬垫内侧，121为第二球弧结 构万向衬垫外侧，122为第二球弧结构万向衬垫内侧，200为固定杆，300为固定器，310为固 定器底端，400为骨钉，410为承座部，411为固定端，412为承座端，420为螺钉。其中球弧结 构万向衬垫100是由其第一球弧结构万向衬垫内侧112及第二球弧结构万向衬垫内侧122 的圆柱弧凹面与固定杆连接，且第一球弧结构万向衬垫外侧111及第二球弧结构万向衬垫 外侧121为球弧凸面，使球弧结构万向衬垫100得以于承座部410的承座端412的内空间 中自由转动以调整固定杆200及骨钉400的角度至适当角度，再由固定器300与承座部410 的固定端的螺合将该球弧结构万向衬垫100迫紧固定杆200并将其固定于承座部410的内 空间中，固定器底端310为球弧凹面使其与外侧为球弧凸面的球弧结构万向衬垫100间的 结合更加稳固。图2为图1所示较佳具体例的结合剖面示意图。其中标号111为第一球弧结构万 向衬垫外侧，121为第二球弧结构万向衬垫外侧，200为固定杆，300为固定器，310为固定器 底端，420为螺钉，413为承座端底部。其中第一球弧结构万向衬垫外侧111及第二球弧结 构万向衬垫外侧121实质上成球弧凸面，而固定器底端310、承座端底部413实质上成球弧凹面，由此球弧凸面/凹面的连结，使杆件200得以由球弧结构万向衬垫100调整其与螺钉 420的角度并固定于承座端412的内空间中。图3-1、3-2、3-3、3_4分别为本发明骨科用万向衬垫固定结构中单轴旋转螺钉与 承座部连结方式的较佳具体例示意图。其中标号Iio为第一球弧结构万向衬垫，120为第二 球弧结构万向衬垫，200为固定杆，300为固定器，310为固定器底端，320为内固定组件，330 为外固定组件，400为骨钉，410为承座部，411为固定端，420为螺钉，421为螺钉顶端，510 单轴旋转机制，520为凹槽卡合固定机制，530为裂缝迫紧固定机制。图3-1中，固定杆200 可由固定器底端310、螺钉顶端421及第一球弧结构万向衬垫100、第二球弧结构万向衬垫 120的球弧凹/凸面结合机制的转动以调整最适当的固定角度；除此之外，螺钉420为单轴 旋转螺钉，其利用单轴旋转机制与承座部410连结并由该单轴旋转机制510调整两承座部 U型开口间的最适当角度以利固定杆200的置放(参见图6)。固定器300则用以将第一球 弧结构万向衬垫100及第二球弧结构万向衬垫120迫紧固定杆200并固定于承座部410的 内空间中，固定器包含一内固定组件320和一外固定组件330除了可加强锁定效果，且外固 定组件330的锁定也有助于防止承座部410外张变形的情况发生。图3-2中，螺钉420及 承座部410利用凹槽卡合固定机制520做单轴旋转以利两骨钉间调整最适当角度，并于调 整至最适当角度后亦可由凹槽卡合固定机制520将螺钉420固定于承座部410以增加骨钉 400的稳定性，此外，第一球弧结构万向衬垫100及第二球弧结构万向衬垫120间为一体成 型(参见图4-4a，4-4b)。图3-3中，螺钉420及承座部410可利用裂缝迫紧固定机制530 做单轴旋转以利两骨钉间调整最适当角度，并于调整至最适当角度后亦可由裂缝迫紧固定 机制530将螺钉420固定于承座部410以增加骨钉400的稳定性。图3_4中，螺钉420及 承座部410可利用凹槽-裂缝迫紧固定机制做单轴旋转以利两骨钉间调整最适当角度，并 于调整至最适当角度后亦可由凹槽卡合固定机制520及裂缝迫紧固定机制530组合而成的 凹槽-裂缝迫紧固定机制将螺钉420固定于承座部410以增加骨钉400的稳定性。其中单 轴旋转螺钉请参见发明人等同日申请的专利申请案「骨科用旋转螺钉」中图1、图2a、图2b、 图 2c、图 2d)。图4-la、4-lb、4-2、4-3a、4-3b、4-4a、4_4b分别为本发明骨科用万向衬垫固定结 构中球弧衬垫的较佳具体例示意图。其中标号110为第一球弧结构万向衬垫，120为第二球 弧结构万向衬垫，200为固定杆。图4-la显示第一球弧结构万向衬垫110及第二球弧结构 万向衬垫120间利用类套筒连结形式610连结。图4-lb中，第一球弧结构万向衬垫110及 第二球弧结构万向衬垫120间是由类套筒连结形式610连结使第一球弧结构万向衬垫110 及第二球弧结构万向衬垫120可在固杆件200上前后移动，由此调整两球弧衬垫100间的 距离，以配合两骨钉400间的距离(参见图6)。图4-2显示第一球弧结构万向衬垫110及 第二球弧结构万向衬垫120间利用连接片连结形式620连结。图4-3a显示第一球弧结构 万向衬垫110及第二球弧结构万向衬垫120间利用线连结形式630连结。图4-3b显示第 一球弧结构万向衬垫110及第二球弧结构万向衬垫120间是由线连结形式630连结使其可 在固杆件200上前后移动，由此调整两球弧衬垫100间的距离，以配合两骨钉400间的距离 (参见图6)。图4-4a显示第一球弧结构万向衬垫110及第二球弧结构万向衬垫120间可 利用一体成型连结形式640连结。图4-4b显示第一球弧结构万向衬垫110及第二球弧结 构万向衬垫120间是由一体成型连结形式640连结使其可在杆件200上前后移动，由此调整两球弧衬垫间的距离，以配合两骨钉400间的距离(参见图6)。图5为本发明骨科用万向衬垫固定结构第一球弧衬垫及第二球弧衬垫分别与固 定器及螺钉连结的一较佳具体例示意图。其中标号110为第一球弧结构万向衬垫，111为第 一球弧结构万向衬垫外侧，112为第一球弧结构万向衬垫内侧，113为第一球弧结构万向衬 垫连结孔，120为第二球弧结构万向衬垫，121为第一球弧结构万向衬垫外侧，122为第一球 弧结构万向衬垫内侧，123为第一球弧结构万向衬垫连结孔，300为固定器，310为固定器底 端，311为固定器连结孔，420为螺钉，421为螺钉顶端，422为螺钉连结孔，711为第一连结装 置，712为第一连结索，713为第一连结片，721为第二连结装置，722为第二连结索，723为第 二连结片。图5中固定器300利用第一连结索712 —端穿过固定器连结孔311连接固定器 300内的第一连结装置711，另一端则穿过第一球弧结构万向衬垫连结孔113连接一圆柱弧 凸面曲率稍小于或等于第一球弧结构万向衬垫内侧112的圆柱弧凹面曲率的第一连结片 713，以和第一球弧结构万向衬垫110连结；同理，螺钉420则利用第二连结索722 —端穿过 螺钉连结孔422连接第二连结装置721，第二连结索722另一端则穿过第二球弧结构万向衬 垫连结孔123连接一圆柱弧凸面曲率稍小于或等于第二球弧结构万向衬垫内侧122的圆柱 弧凹面曲率的第二连结片723，以和第二球弧结构万向衬垫120连结。图6为本发明骨科用万向衬垫固定结构装置于骨节的一较佳具体例示意图。其 中标号110为第一球弧结构万向衬垫，120为第二球弧结构万向衬垫，200为固定杆，300为 固定器，400为骨钉，410为承座部，420为螺钉，810为第一脊椎骨节，820为第二脊椎骨节。 图6中螺钉420锁定于第一脊椎骨节810中，固定杆利用第一球弧结构万向衬垫110及第 二球弧结构万向衬垫120调整最适当角度放置于两骨钉400的承座部410中，并由固定器 300锁定于承座部410将第一球弧结构万向衬垫110及第二球弧结构万向衬垫120迫紧固 定杆200，并将固定杆200固定于两骨钉400上。
权利要求
1.一种骨科用万向衬垫固定结构，其包括多数支骨钉，所述骨钉是包含一承座部，及一螺钉，该承座部与螺钉连接的一端为固定 端，另一端则为承座端；一杆件，该杆件连接多数支所述骨钉；多数组球弧结构的万向衬垫，所述球弧结构万向衬垫是连接于该杆件上，且置于所述 螺钉的承座部中；及多数组固定器，所述固定器是连接所述承座部的固定端，用以将该球弧结构的万向衬 垫迫紧该杆件，使该杆件固定于该承座部；其特征是所述球弧结构万向衬垫包含一第一球弧结构万向衬垫及一第二球弧结构 万向衬垫，其中该第一球弧结构万向衬垫内侧及该第二球弧结构万向衬垫内侧成圆柱弧凹 面，以使该第一球弧结构万向衬垫及该第二球弧结构万向衬垫得以连接及/或迫紧于该杆 件的上下两端，而该第一球弧结构万向衬垫外侧及该第二球弧结构万向衬垫外侧成球弧凸 面，由该球弧结构万向衬垫使该杆件得以调整角度并固定于该骨钉之承座部中。
2.如权利要求1所述的骨科用万向衬垫固定结构，其中该骨钉为单轴旋转骨钉或可固 定单轴旋转骨钉。
3.如权利要求1或2所述的骨科用万向衬垫固定结构，其中该螺钉顶端及/或承座端 为成球弧凹面的形状。
4.如权利要求1所述的骨科用万向衬垫固定结构，其中该杆件为实心杆件、至少部分 空心管状的杆件、多股线材缠绕而成的弹性杆件、至少部份具有弹性的杆件、或至少部份具 有挠曲性的杆件。
5.如权利要求1所述的骨科用万向衬垫固定结构，其中该杆件为骨科用金属材料制成 者、或具有生物兼容性的弹性材料制成者。
6.如权利要求1所述的骨科用万向衬垫固定结构，其中所述第一球弧结构万向衬垫及 所述第二球弧结构万向衬垫，为两分开部件的球弧结构万向衬垫。
7.如权利要求1所述的骨科用万向衬垫固定结构，其中所述第一球弧结构万向衬垫及 所述第二球弧结构万向衬垫间以任意具有生物兼容性的材料连接或暂时连接。
8.如权利要求1所述的骨科用万向衬垫固定结构，其中所述固定器以卡合方式、螺合 方式与该骨钉的承座部连接。
9.如权利要求8所述的骨科用万向衬垫固定结构，其中所述固定器底端为成球弧凹面 之形状。
10.如权利要求8所述的骨科用万向衬垫固定结构，其中所述固定器包含一外固定组 件及一内固定组件。
全文摘要
本发明是有关骨科用万向衬垫固定结构，其包括多数支骨钉，所述骨钉是包含一承座部及一螺钉，承座部与螺钉连接的一端为固定端，另一端则为承座端；一杆件，该杆件连接多数支所述骨钉；多数组球弧结构的万向衬垫，其是连接于该杆件上，且置于所述螺钉的承座部中；所述球弧结构万向衬垫包含一第一球弧结构万向衬垫及一第二球弧结构万向衬垫，其中第一球弧结构万向衬垫内侧及第二球弧结构万向衬垫内侧成圆柱弧凹面，以使第一球弧结构万向衬垫及第二球弧结构万向衬垫得以连接并/或迫紧于该杆件的上下两端，而第一球弧结构万向衬垫外侧及该第二球弧结构万向衬垫外侧成球弧凸面，由球弧结构万向衬垫使该杆件得以调整角度并固定于骨钉的承座部中。
文档编号A61B17/86GK102133131SQ201010034298
公开日2011年7月27日 申请日期2010年1月21日 优先权日2010年1月21日
发明者卢士钧, 林士斌, 林士闳 申请人:卢士钧, 林士斌, 林士闳