专利名称：一种万向椎弓根螺钉的制作方法
技术领域：
本申请涉及医疗器械领域，特别是涉及一种万向椎弓根螺钉。
背景技术：
在临床通常采用脊柱内固定系统对脊柱损伤进行治疗，而在脊柱内固定系统中椎弓根螺钉嵌置固定在脊椎骨上，是脊柱内固定系统中不可或缺的部分。目前常见的椎弓根螺钉根据螺钉头是否能够转动，主要分为两类定向椎弓根螺钉和万向椎弓根螺钉。与定向椎弓根螺钉相比，万向椎弓根螺钉具有临床操作简单、可适用性强等优点，使用比较广泛。但由于椎弓根螺钉作为植入物，不适合采用焊接、铆接等手段实现万向功能，所以现有的万向椎弓根螺钉采用弹性卡圈的结构来实现万向功能。图1为现有万向椎弓根螺钉的结构示意图，图2为图1的爆炸图，如图1和图2所示，1为螺钉座， 2为螺钉头，3为弹性卡圈，4为垫圈，在安装时，首先将垫圈4放置在螺钉座1内，再将螺钉头2的球状结构置于螺钉座1内，然后再用弹性卡圈3将球状结构固定在螺钉座1内，这样螺钉头2就可以以球状结构为固定点而转动，实现万向功能。通过对现有技术的研究，申请人发现采用的弹性卡圈对螺钉头的球状结构进行固定，其螺钉头拔出强度取决于弹性卡圈的弹性强度，受弹性卡圈的弹性强度的影响，在植入体内后，螺钉头常常会出现松动，影响脊柱内固定系统的稳定性。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种万向椎弓根螺钉，以解决由于弹性卡圈强度的原因，而导致螺钉头拔出强度低，进而导致螺钉头容易松动的问题，技术方案如下一种万向椎弓根螺钉，包括螺钉座、螺钉头和压环，其中所述螺钉座为管状结构，其一端侧壁上设置有两个相对称U型开口，另一端开口处内壁上设置有凸棱，并且所述螺钉座内壁上设置有卡位槽；所述螺钉头包括棒体和固定在所述棒体一端的球状结构，且所述棒体上设置有螺纹，所述球状结构位于所述螺钉座内，与所述凸棱的内侧相接触，并且其外径大于所述凸棱的内径，所述棒体位于所述螺钉座的外侧；所述压环的一端外壁上设置有两个相对称的凸块，且所述凸块设置在所述卡位槽内，所述压环与所述球状结构相接触，且其内径大于所述螺钉头上球状结构的外径，将所述螺钉头上的球状结构可转动地固定在所述卡位槽与凸棱之间。优选地，所述卡位槽设置在所述U型开口顶部与U型开口底部之间的螺钉座的内壁上。优选地，所述压环与所述球状结构相接触一端的结构为弧形结构。优选地，所述压环设置有凸块一端的端面上还设置有两个相对称的V型扩张槽。
优选地，所述两个V型扩张槽的轴线在一条直线上，且与所述两个凸块的连线相垂直。优选地，所述螺钉头球状结构顶端设置有内六角形槽。优选地，所述螺钉座上设置有凸棱的一端的断面上设置有多个万向槽。由以上技术方案可见，本申请实施例提供的万向椎弓根螺钉，螺钉座的一端设置有凸棱、螺钉头的棒体从螺钉座的另一端穿入螺钉座，螺钉座上的凸棱将螺钉头上的球状结构卡在螺钉座内，压环设置在螺钉座内部的卡位槽内，并且压环在外界压力的作用下进行扩张，固定在卡位槽内并将螺钉头的球状结构固定在螺钉座内。该万向椎弓根螺钉中，当向外拔螺钉头时，螺钉座上的凸棱将螺钉头的球状结构卡在螺钉座内，由于螺钉座不会发生弹性形变，所以螺钉头的拔出强度大，避免了现有的万向椎弓根螺钉由于弹性卡圈强度的原因，而导致螺钉头拔出强度低，进而导致螺钉头容易松动的问题。此外，弹性卡圈对材料弹性要相当的要求，而目前植入物螺钉通常采用的Ti6A14V 及Ti6A17Nb等植入级别钛合金的弹性性能难以满足卡圈制作的弹性要求，而采用弹性较好的Ti-Ni合金制作卡圈的话，由于其材料与螺钉座及螺钉头的材料不相同，但当两种不同材料固定在一起作为植入物植入后，在人体体液的环境中，会由于材料不同而存在产生电腐蚀的可能性，影响椎弓根螺钉的质量及使用寿命。而本申请实施例提供的万向椎弓根螺钉中，压环是在外界压力的作用下扩张后，固定在螺钉座内的卡位槽内，所以压环的材料不需要弹性强度，可以选择与螺钉座及螺钉头相同的材料，因此还可以避免现有万向椎弓根螺钉植入体内后由于电腐蚀而影响椎弓根螺钉的质量及使用寿命的问题。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有的万向椎弓根螺钉的结构示意图；图2为图1的爆炸图；图3为本申请实施例提供的万向椎弓根螺钉的剖视结构示意图；图4为图3的爆炸图；图5为本申请实施例提供的螺钉座的结构示意图；图6为本申请实施例提供的螺钉座的剖视结构示意图；图7为本申请实施例提供的压环的结构示意图；图8为本申请实施例提供的压环的侧视图；图9为图8的仰视图；图10为本申请实施例提供的压环在组装时的结构示意图。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。图3为本申请实施例提供的万向椎弓根螺钉的剖视结构示意图。图4为图3的爆炸图。如图3和图4所示，该万向椎弓根螺钉包括螺钉座1、螺钉头2和压环5，螺钉头 2一端设置在螺钉座1内部，压环5位于在所述螺钉座1的内部。图5为本申请实施例提供的螺钉座的结构示意图。图6为本申请实施例提供的螺钉座的剖视结构示意图。如图5所示，螺钉座1为管状结构，在其一端开口侧壁上设置有两个U型开口 11，并且两个U型开口 11以管状结构的中心为对称中心对称分布，在螺钉座1 的另一端开口处内壁上设置有凸棱12，并且凸棱12的内径小于螺钉座1的内径。卡位槽 13为环形卡位槽，设置在U型开口 11顶部与U型开口 11底部之间的螺钉座的内壁上，优选位置在U型开口 11的底部位置处。本申请实施例中，螺钉座1的内径可以均勻一致，也可以为从设置有U型开口 11的一端至设置有凸棱12—端直径逐渐减小。此外，如图5所示， 在螺钉座1设置有凸棱12的一端的端面上还可以设置有多个万向槽14。在本申请实施例中，万向槽14的个数为3个，通过设置万向槽14，可以增加螺钉座1与螺钉头2之间的偏转角度，进而扩大万向转向范围。如图4所示，在两个U型开口 11之间的压环5的壁上还可以设置有两个相对称的通孔15。如图4所示，螺钉头2包括棒体20和固定在棒体20 —端的球状结构21，，并且棒体20上还设置有螺纹，用于将球状结构21稳定的固定于人体脊椎上。螺钉头2的球状结构21的外径大于凸棱12的内径，球状结构21位于螺钉座1内，并且与凸棱12的内侧相接触。棒体20的另一端位于螺钉座1的外侧。球状结构21的外径还小于螺钉座1的内径， 这样在安装时，棒体20的另一端由螺钉座1上设置有U型开口 11的一端穿入，并使球状结构21与凸棱12相接触接触。本申请实施例中，如图4所示，螺钉头2的球状结构21顶端还设置有内六角形凹槽22，用于通过工具将万向螺钉头植入人体脊椎。图7为本申请实施例提供的压环的结构示意图。图8为本申请实施例提供的压环的侧视图。图9为图8的仰视图。如图7、图8和图9所示，压环5 —端外壁上设置有两个相对称的凸块51，并且压环5的外径小于螺钉座1的内径，两个相对称凸块的最远距离大于螺钉座1的内径且小于卡位槽13的内径。压环5上的凸块51位于卡位槽13内，并且远离凸块51的一端与螺钉头2的球状结构21相接触，将球状结构21可转动地固定在卡位槽13与凸棱12之间，并且压环5与球状结构21相接触一端的结构为弧形结构。在本申请实施例中，压环5上设置有凸块51 —端的端面上还设置有两个相对称的 V型扩张槽52，两个V型扩张槽52的轴线在一条直线上，且与两个凸块51的连线相垂直， 用于当压环5安装到位后，在外力作用下，将V型扩张槽52所在的一端扩张，使压环5固定在卡位槽13内。如图10所示，图中6为扩张工具，使用扩张工具6向两个V型扩张槽52 进行施加压力F，压力F会分成两个分力Fl和F2，并分别作用在V型扩张槽52的两个斜面上，将压环5上V型扩张槽52所在的一端扩张，使压环5固定在卡位槽13内。下面结合该万向椎弓根螺钉的装配过程对其结构进行进一步描述。
装配该万向椎弓根螺钉时，首先将螺钉头2上的棒体20，由螺钉座1上设有U型开口 11的一端穿入，将螺钉头2上的球状结构21与凸棱12相接触。然后将压环5上两个凸块51分别卡在两个U型开口 11中，并将压环5推到动与螺钉头2的球状结构21相接触， 并且此时压环5上的两个凸块51到达卡位槽13，再转动压环5，使两个V型扩张槽52的轴线与两个U型开口 11相平行。在外力作用下，将V型扩张槽52所在的一端扩张，使压环5 固定在卡位槽13内，这样即可实现将螺钉头2的球状结构21可转动地固定在螺钉座1内。由以上技术方案可见，本申请实施例提供的万向椎弓根螺钉，螺钉座的一端设置有凸棱、螺钉头的棒体从螺钉座的另一端穿入螺钉座，螺钉座上的凸棱将螺钉头上的球状结构卡在螺钉座内，压环设置在螺钉座内部的卡位槽内，并且压环在外界压力的作用下进行扩张，固定在卡位槽内并将螺钉头的球状结构固定在螺钉座内。该万向椎弓根螺钉中，当向外拔螺钉头时，螺钉座上的凸棱将螺钉头的球状结构卡在螺钉座内，由于螺钉座不会发生弹性形变，所以螺钉头的拔出强度大，避免了现有的万向椎弓根螺钉由于弹性卡圈强度的原因，而导致螺钉头拔出强度低，进而导致螺钉头容易松动的问题。此外，弹性卡圈对材料弹性要相当的要求，而目前植入物螺钉通常采用的Ti6A14V 及Ti6A17Nb等植入级别钛合金的弹性性能难以满足卡圈制作的弹性要求，而采用弹性较好的Ti-Ni合金制作卡圈的话，由于其材料与螺钉座及螺钉头的材料不相同，但当两种不同材料固定在一起作为植入物植入后，在人体体液的环境中，会由于材料不同而存在产生电腐蚀的可能性，影响椎弓根螺钉的质量及使用寿命。而本申请实施例提供的万向椎弓根螺钉中，压环是在外界压力的作用下扩张后，固定在螺钉座内的卡位槽内，所以压环的材料不需要弹性强度，可以选择与螺钉座及螺钉头相同的材料，因此可以避免现有万向椎弓根螺钉植入体内后由于电腐蚀而影响椎弓根螺钉的质量及使用寿命的问题。以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种万向椎弓根螺钉，其特征在于，包括螺钉座、螺钉头和压环，其中所述螺钉座为管状结构，其一端侧壁上设置有两个相对称U型开口，另一端开口处内壁上设置有凸棱，并且所述螺钉座内壁上设置有卡位槽；所述螺钉头包括棒体和固定在所述棒体一端的球状结构，且所述棒体上设置有螺纹， 所述球状结构位于所述螺钉座内，与所述凸棱的内侧相接触，并且其外径大于所述凸棱的内径，所述棒体位于所述螺钉座的外侧；所述压环的一端外壁上设置有两个相对称的凸块，且所述凸块设置在所述卡位槽内， 所述压环与所述球状结构相接触，且其内径大于所述螺钉头上球状结构的外径，将所述螺钉头上的球状结构可转动地固定在所述卡位槽与凸棱之间。
2.根据权利要求1所述的万向椎弓根螺钉，其特征在于，所述卡位槽设置在所述U型开口顶部与U型开口底部之间的螺钉座的内壁上。
3.根据权利要求1所述的万向椎弓根螺钉，其特征在于，所述压环与所述球状结构相接触一端的结构为弧形结构。
4.根据权利要求3所述的万向椎弓根螺钉，其特征在于，所述压环设置有凸块一端的端面上还设置有两个相对称的V型扩张槽。
5.根据权利要求4所述的万向椎弓根螺钉，其特征在于，所述两个V型扩张槽的轴线在一条直线上，且与所述两个凸块的连线相垂直。
6.根据权利要求1所述的万向椎弓根螺钉，其特征在于，所述螺钉头球状结构顶端设置有内六角形槽。
7.根据权利要求1所述的万向椎弓根螺钉，其特征在于，所述螺钉座上设置有凸棱的一端的断面上设置有三个万向槽。
全文摘要
本申请公开了一种万向椎弓根螺钉，包括螺钉座、螺钉头和压环，其中螺钉座为管状结构，其一端侧壁上设有两个U型开口，另一端开口处设有凸棱，并且螺钉座内壁上设有卡位槽；螺钉头包括棒体和固定在所述棒体一端的球状结构，且球状结构位于螺钉座内，与所述凸棱的内侧相接触，并且其外径大于凸棱的内径；压环的一端外壁上设有两个相对称的凸块，且凸块设在卡位槽内，压环与球状结构相接触，且其内径大于球状结构的外径，将球状结构可转动地固定在卡位槽与凸棱之间。该万向椎弓根螺钉中，螺钉座上的凸棱将螺钉头的球状结构卡在螺钉座内，由于螺钉座不会发生弹性形变，所以避免了现有的万向椎弓根螺钉由于弹性卡圈强度的原因而导致的问题。
文档编号A61B17/70GK102525635SQ201010584040
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者刘道志, 向勇刚, 吕振杰, 杨天兵, 金航军, 黄加春 申请人:上海微创骨科医疗科技有限公司