动态椎弓根螺钉植入物的制作方法

专利名称：动态椎弓根螺钉植入物的制作方法
技术领域：
本发明涉及技术领域为骨科内植物技术领域，特别地涉及动态椎弓根螺钉植入 物。
背景技术：
当椎间盘退变或小关节滑脱或退变时，导致椎间高度丢失，后方结构不稳，从而导 致椎间孔和椎孔狭窄，而这种狭窄会压迫脊神经或神经根，导致病人腰腿疼、麻木等症状， 严重影响病人的生活质量。在解决这一问题上已知的方法是医药保守治疗，这种方式旨在控制病症，即疼痛、 麻木，而非矫正以解决问题。对于一些患者，这可能需要长期的治疗，而这可能需要长期使 用止痛药，可能会引起病人的精神状态或其他不良副作用。另一种已知的方法是椎间融合或棘突间融合，这样可以保持椎间高度，减少神经 结构的压力。可以采用融合器，各种板状器件和椎弓根螺钉系统进行固定。然而，融合会使 上下两个椎体生长成一个整体，使得病人丧失了活动能力，因为它阻止了脊柱在问题节段 的任何方向的运动。而且更为严重的是它带来了新的问题，邻近脊柱节段的退变。已知的是脊柱融合节段的相对固定会导致应力向邻近椎体集中，尤其加重了相邻 椎体的负载。同时，融合节段的活动度丧失导致相邻节段的活动范围增大，以补偿融合节段 的活动能力，从而引起邻近节段的生物力学环境异常，生物力学环境的改变最终导致了邻 近节段退变。因此，脊柱外科医生和研究者研究发现，现有的椎弓根螺钉在植入后不能活动，虽 然增加了腰椎的稳定性，但是改变了腰椎的生物力学环境，从而导致邻近节段退变的可能 性。虽然现在已经有一些腰椎动态植入物出现，但是它们的治疗效果较差，会有棘突骨折、 植入物松动等相关并发症，从而导致再次手术的可能性。另一方面，这些植入物不能或不适 合治疗较为严重的腰椎退变症状，导致这些植入物的应用范围很窄。专利文献CN200680020249公开了一种棘突间脊椎和腰骶稳定装置及使用方法， 具体地，它公开了 U形的棘突柔性间隔体，以及构造成接合椎骨的棘突的一对侧向壁；可设 置固定套以将椎骨的棘突固定至柔性间隔体；为了将柔性间隔体固定在腰椎骨与相邻椎骨 之间，设置锚固组件；还提供了使用所述可植入装置来稳定患者脊柱的方法。专利文献US 20100100137公开了一种植入物，它包括一个多轴向锚固件和连接 件；锚固件具有一个柔性装置，能够提供关节活动，在多轴向锚固件固定后允许一定运动。 但是该现有技术的结构不太稳定，且只能提供有限的动态活动度；另外，该现有技术的装配 性能也不太好。专利文献US 20050192571公开了一种椎弓根柔性组件和方法，该组件包括螺钉 头具有公头隆起结构；骨固定结构具有母头凹陷的半球结构组成一个球窝关节；一个锁定 固定销子固定螺钉头和骨固定结构；一个挡块，用于保证长轴向的稳定。专利文献CN200480038132公开了一种骨锚定元件和包括这种类型的骨锚定元件
3的用于骨或脊椎骨的稳定装置，其中骨锚定元件包括一用于锚定在骨中的钉杆，所述杆具 有一可锚定在骨中的第一部分和一弹性构成的第二部分；以及包括一钉头，所述钉头构造 成用于连接一将至少两个骨锚定元件相连接的杆。该现有技术主要在普通椎弓根头端打下 一沉孔直到螺钉颈部，在孔道的壁上切割出螺旋槽沟，此举会显著降低螺钉颈部强度，因而 其实际可行性可能不高。

发明内容
鉴于现有技术的缺陷，本发明的目的在于开发一种动态椎弓根螺钉植入物，这种 动态椎弓根螺钉植入物使得螺钉既能提供传统多轴向的摆动角，还能在锁紧后提供额外的 角度摆动且保证脊柱的稳定性。根据本发明的第一方面，提供了一种动态椎弓根螺钉植入物，包括螺钉座；压 环；螺钉；连接棒；以及压紧螺母，其中，所述螺钉包括螺钉主体和连接头，该连接头容纳在所述螺钉座内；所述连接 棒设置于所述螺钉座的开槽中，并且位于所述压环和所述压紧螺母之间；所述压紧螺母用 于拧入所述螺钉座的上部，从而压紧所述连接棒，其特征在于所述动态椎弓根螺钉植入物还设置有螺钉头套，该螺钉头套的内部为球窝结构， 所述螺钉的连接头具有球形外部结构，从而该球窝结构能够与所述螺钉的连接头相配合。根据上述的结构，提供了螺钉头套，该螺钉头套的主要作用是将螺钉的连接头包 裹住，使得万向螺钉的螺钉头即使在固定后仍然可以在螺钉头套内做多轴向的微小角度摆 动。因而，这种螺钉既有传统多轴向的摆动角，在锁紧后还能提供额外的角度摆动，并且能 够保证脊柱的稳定性。额外的角度摆动可以防止邻近节段因坚强固定而导致的过度载荷， 从而防止了邻近节段的退变。优选的是，所述螺钉头套的下部具有唇结构，该唇结构与所述螺钉的颈部相配合， 并布置成使得该唇结构的内侧能够限制螺钉的副摆动角，且该唇结构的外侧能够控制螺钉 的主摆动角。根据上述的结构，螺钉头套的唇部与螺钉的颈部设计成可以限制螺钉摆动角度的 范围。从而，本发明的结构可以增加螺钉的小角度摆动，可以改进邻近节段的应力分布，降 低邻近节段退变可能性，维持脊柱生理活动范围，从而实现动态固定。优选的是，所述压环的内部具有内凹面，所述内凹面为球形，以便与所述螺钉头套 的球形外壁相配合。根据上述的结构，压环的内球面与螺钉头套的外球面配合，使得在螺钉头套包住 螺钉并装入螺钉座后具有多轴向的大角度摆动，从而实现传统万向螺钉，以方便医生从各 个角度执行植入。由此，本发明既能提供植入过程中螺钉大角度的要求，也能提供植入后的 小位移摆动。优选的是，所述螺钉头套的球形外壁上具有台阶部，以使得所述压环的内凹面与 所述螺钉头套的台阶部相接触。根据上述的结构，所述压环的内凹面与所述螺钉头套的台阶部相接触并且传递压 力，从而能够对螺钉的多轴向的大角度摆动进行更好的控制。
优选的是，所述压环的外周与所述螺钉座的内腔配合，从而所述压环能够沿所述 螺钉座轴向运动。根据上述的结构，所述压环能够沿所述螺钉座轴向运动，从而能够更好地实现本 发明的动态椎弓根螺钉植入物的装配，并且通过压紧螺母从上部的拧入，可以将螺钉头套 固定在螺钉座内，以利于对螺钉的多轴向的大角度摆动的控制。优选的是，所述螺钉头套的外周具有多个条形开槽。根据上述的结构，条形开槽可以在螺钉的连接头插入螺钉头套时提供扩张的空 间，以便于螺钉的插入。优选的是，所述动态椎弓根螺钉植入物包括挡圈，所述挡圈用于嵌入到所述螺钉 座的内腔的下部的凹槽中，同时与所述螺钉头套相接触。根据上述的结构，可以将螺钉头套固定在螺钉座内，从而限制螺钉在轴向上的位 移，以利于对螺钉的多轴向的大角度摆动的控制。优选的是，所述挡圈中设置有开口。根据上述的结构，挡圈设置有开口，从而可以方便挡圈的嵌入组装。总之，根据本发明的技术方案，可以使得万向螺钉提供了动态固定的性能；并且， 能够使得螺钉植入后可以自适应脊柱的弯曲中心；并且可以防止脊柱的邻近节段退变。从 而，可以在恢复椎间高度、减少脊神经压力、提供脊柱稳定性的同时，保持脊柱的正常旋转 中心，提供治疗后的微动，降低脊柱邻近节段退变的可能性。从下面参考附图所描述的优选实施例中很容易理解本发明的上述特征和优点。


图1是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的整体透视图。图2是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的分解透视图。图3是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的横剖视图。图4是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的螺钉的示意图，其中图4(a)是螺钉的透视图，图4(b)是螺钉的横剖视图。图5是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的挡圈的透视图。图6是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的螺钉头套的示意图，其中图6 (a)是螺钉头套的横剖视图，图6 (b)是螺钉头套的透视图，图6 (c)是螺钉头 套的正视图，图6(d)是螺钉头套的顶视图。图7是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的压环的示意图，其中图7(a)是压环的透 视图，图7(b)是压环的横剖视图。图8是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的螺钉座的示意图，其中图8 (a)是螺钉座 的透视图，图8(b)是螺钉座的横剖视图。
具体实施例方式以下参考附图来详细描述本发明的优选实施例。图1是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的整体透视图，图2是本发明的动态椎弓 根螺钉植入物的分解透视图，图3是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的横剖视图。
参看图1-3，本发明的用于植入在椎体之中的动态椎弓根螺钉植入物包括螺钉 座1 ；压环2 ；螺钉头套3 ；螺钉4 ；挡圈5 ；连接棒6 ；以及压紧螺母7。图4是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的螺钉4的示意图，其中图4(a)是螺钉的 透视图，图4(b)是螺钉的横剖视图。从图4看看出，本发明的动态椎弓根螺钉植入物的螺 钉包括螺钉主体16和连接头8。螺钉主体16具有用于骨固定、特别是用于椎骨固定的螺纹 结构。连接头8大体具有球形的外形，并且位于螺钉主体16的一端且与螺钉主体16 —体 地相连。螺钉4的连接头8可以插入到螺钉头套3的球窝结构13中，从而与螺钉头套3相 连接。连接头8的顶端设置有便于器械连接的接口 9。图5是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的挡圈5的透视图。挡圈5可以嵌入到螺 钉座1下部的凹槽17中，同时与螺钉头套3接触，因而它能限制螺钉4脱出，同时提供螺钉 4的摆动角度。优选地，挡圈5设置有开口 18，以便于挡圈5的嵌入组装。图6是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的螺钉头套3的示意图，其中图6(a)是螺 钉头套3的横剖视图，图6(b)是螺钉头套3的透视图，图6(c)是螺钉头套3的正视图，图 6(d)是螺钉头套3的顶视图。具体地，螺钉头套3整体上为大体空心球的结构。螺钉头套 3在其上部具有上部通孔10，在其下部具有下部通孔11。上部通孔10方便上钉器械拧入， 下部通孔11是用于插入螺钉4的插入孔。螺钉头套3的外周具有多个条形开槽12 ；优选 地，在本实施例中，螺钉头套3的外周的上下两侧各有三个条形开槽12。这些条形开槽12 可以在螺钉4的连接头8插入螺钉头套3时提供扩张的空间，以便于螺钉4的插入。从图6可以看出，螺钉头套3的内部为球窝结构13，该球窝结构13用于配合螺钉 4的连接头8，从而形成球窝关节。螺钉头套3的球形外壁上具有台阶部14，该台阶部14在 螺钉头套3的高度方向上直径逐渐减小。该台阶部14可以与压环2的内凹面19配合，以 传递压力载荷，以便锁定螺钉的主摆动角。螺钉头套3的下部具有唇结构15，该唇结构15 的内侧可以限制螺钉的副摆动角，该唇结构15的外侧可以控制螺钉的主摆动角度。图7是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的压环2的示意图，其中图7(a)是压环2 的透视图，图7(b)是压环2的横剖视图。压环2具有上钉器械插入孔20。压环2的外周与 螺钉座1的内腔配合，从而压环2可以沿螺钉座1轴向运动。压环2的内部为球形的内凹 面19，内凹面19与螺钉头套3的台阶部14相接触。压环2依靠设于上部的连接棒6向螺 钉头套1提供压力。图8是本发明的动态椎弓根螺钉植入物的螺钉座1的示意图，其中图8(a)是螺钉 座1的透视图，图8(b)是螺钉座1的横剖视图。螺钉座1具有内腔21，所述内腔21包括 带螺纹的上部部分和光滑的下部部分，所述内腔21可以容纳挡圈5、螺钉4的连接头8、螺 钉头套3和压环2，并对压环2沿轴向移动提供导向作用。螺钉座1还具有U型开槽22，用 于放置连接棒6。螺钉座1的上部的内侧面具有螺纹结构，以便于与压紧螺母7啮合连接。 螺钉座1的内腔21的光滑的下部部分的下部周壁中沿着圆周方向设置有一凹槽17，挡圈5 可以嵌入到螺钉座1的该凹槽17中，以用于固定挡圈17，从而限制螺钉4的向下位移。连接棒6用于连接多个螺钉，连接棒6被设置于螺钉座1的U型开槽22中，并且 位于压环2和压紧螺母7之间。压紧螺母7可以拧入螺钉座1的上部的内侧面，从而与螺钉座1连接，用于压紧连 接棒6。
从以上实施例可知，根据本发明的动态椎弓根螺钉植入物，在传统椎弓根螺钉的 基础上进一步设置了螺钉头套装置并改进了螺钉结构。如现有技术中已知的那样，传统椎弓根万向螺钉在固定后，螺钉头与螺钉座具有 一定的角度且螺钉头不能再有任何摆动，属于坚强固定方式。但是，根据本发明，所述动态 椎弓根螺钉植入物还设置有螺钉头套，该螺钉头套的内部为球窝结构，所述螺钉的连接头 具有球形外部结构，从而该球窝结构能够与所述螺钉的连接头相配合。通过上述设置，本发 明可以防止脊柱的邻近节段退变，保留脊柱活动度。即，本发明提供了螺钉头套，该螺钉头 套的主要作用是将螺钉的连接头包裹住，使得万向螺钉的螺钉头即使在固定后仍然可以在 螺钉头套内做多轴向的微小角度摆动。而且，根据本发明，所述螺钉头套的下部具有唇结构，该唇结构与所述螺钉的颈部 相配合，并布置成使得该唇结构的内侧能够限制螺钉的副摆动角，该唇结构的外侧能够控 制螺钉的主摆动角。通过上述设置，螺钉头套的唇部与螺钉的颈部设计成可以限制螺钉摆 动角度的范围。这种受限制的小角度摆动是本发明的一个重要方面，由此提供的优点是可 以增加螺钉的小角度摆动，可以改进邻近节段的应力分布，降低邻近节段退变可能性，维持 脊柱生理活动范围，实现动态固定，更符合临床应用的要求，得到的临床效果更好。另外，根据本发明，所述压环的内部具有内凹面，所述内凹面为球形，以便与所述 螺钉头套的球形外壁相配合。从而，压环的内球面与螺钉头套的外球面配合，使得在螺钉头 套包住螺钉并装入螺钉座后具有多轴向的大角度摆动(这点与传统万向螺钉的功能相似， 但是实现的结构不同)，从而实现传统万向螺钉，以方便医生从各个角度执行植入。即，本发 明既能提供植入过程中螺钉大角度的要求，也能提供植入后的小位移摆动。医生在植入操作过程中，根据实际需要可以调整螺钉头与钉座的角度范围，方便 螺钉的植入。当植入到正确位置时，压紧压紧螺母使得压环与螺钉头套紧密配合，从而限制 了螺钉头套的多轴向摆动，也就是锁定了螺钉的植入角度。这时，位于螺钉球套的螺钉还可 以有微小角度的摆动，控制这种摆动的大小只与螺钉球套的唇部设计有关，而与螺钉是否 锁紧没有关系。另外，本发明的动态椎弓根螺钉植入物可以由钛合金、钴基合金、镍钛合金等金属 材料制成；此外，本发明的植入物的部分结构也可以由聚醚醚酮、PCU、加强聚醚醚酮、超高 分子量聚乙烯等高分子或复合材料制成。对于本领域的普通技术人员而言，可以很容易对本发明的实施例的细节进行各种 变型和改进。这些变型和改进都落在本发明的构思的范围之内。
权利要求
1.一种动态椎弓根螺钉植入物，包括螺钉座⑴；压环⑵；螺钉⑷；连接棒(6)；以 及压紧螺母(7)，其中，所述螺钉(4)包括螺钉主体(16)和连接头(8)，该连接头(8)容纳在所述螺钉座 ⑴内；所述连接棒(6)设置于所述螺钉座⑴的开槽02)中，并且位于所述压环(2)和 所述压紧螺母(7)之间；所述压紧螺母(7)用于拧入所述螺钉座(1)的上部，从而压紧所述 连接棒(6)，其特征在于所述动态椎弓根螺钉植入物还设置有螺钉头套(3)，该螺钉头套(3)的内部为球窝结 构(13)，所述螺钉的连接头(8)具有球形外部结构，从而该球窝结构(13)能够与所述 螺钉⑷的连接头⑶相配合。
2.根据权利要求1所述的动态椎弓根螺钉植入物，其特征在于，所述螺钉头套C3)的下 部具有唇结构(15)，该唇结构(15)与所述螺钉的颈部相配合，并布置成使得该唇结构(15) 的内侧能够限制螺钉的副摆动角，且该唇结构(1 的外侧能够控制螺钉的主摆动角。
3.根据权利要求1或2所述的动态椎弓根螺钉植入物，其特征在于，所述压环O)的 内部具有内凹面(19)，所述内凹面(19)为球形，以便与所述螺钉头套(3)的球形外壁相配I=I O
4.根据权利要求3所述的动态椎弓根螺钉植入物，其特征在于，所述螺钉头套C3)的球 形外壁上具有台阶部(14)，以使得所述压环( 的内凹面(19)与所述螺钉头套C3)的台阶 部(14)相接触。
5.根据权利要求1或2所述的动态椎弓根螺钉植入物，其特征在于，所述压环( 的外 周与所述螺钉座(1)的内腔配合，从而所述压环( 能够沿所述螺钉座(1)轴向运动。
6.根据权利要求1或2所述的动态椎弓根螺钉植入物，其特征在于，所述螺钉头套(3) 的外周具有多个条形开槽(12)。
7.根据权利要求1或2所述的动态椎弓根螺钉植入物，其特征在于，所述动态椎弓根螺 钉植入物包括挡圈(5)，所述挡圈(5)用于嵌入到所述螺钉座(1)的内腔的下部的凹 槽(17)中，同时与所述螺钉头套(3)相接触。
8.根据权利要求7所述的动态椎弓根螺钉植入物，其特征在于，所述挡圈( 中设置有 开口(18)。
全文摘要
本发明涉及动态椎弓根螺钉植入物。具体地，提供了一种动态椎弓根螺钉植入物，包括螺钉座；压环；螺钉；连接棒；以及压紧螺母，其中所述螺钉包括螺钉主体和连接头，该连接头容纳在所述螺钉座内；所述连接棒设置于所述螺钉座的开槽中，并且位于压环和所述压紧螺母之间；所述压紧螺母用于拧入所述螺钉座的上部，从而压紧所述连接棒。所述动态椎弓根螺钉植入物还设置有螺钉头套，该螺钉头套的内部为球窝结构，所述螺钉的连接头具有球形外部结构，从而该球窝结构能够与所述螺钉的连接头相配合。因而，可以使得螺钉既能提供传统多轴向的摆动角，还能在锁紧后提供额外的角度摆动且保证脊柱的稳定性。
文档编号A61B17/70GK102133132SQ20101062304
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者冯勇, 刘道志, 李雷, 田芳 申请人:上海微创骨科医疗科技有限公司