专利名称：骨头锚定装置和包括该装置的骨头稳定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种骨头锚定装置，所述骨头锚定装置包括接收部件，其用于接收杆状植入元件；骨头螺钉，其具有用于插入到脊柱的脊锥体中的螺纹部分；以及固定元件，其用于把杆状植入元件固定在接收部件内。
背景技术：
上述骨头锚定装置接收的杆状植入元件可以通常地连接到类似地锚定在相邻脊 椎骨中的另一个骨头锚定装置，以稳定脊柱的受到损伤的部分。本申请人的文献EP 1757243A1中描述了包括两个这种骨头锚定装置和一个杆状植入元件(在下文中也称为“杆件”)的骨头稳定装置的一个实施例。其中，公开了由刚性部分、柔性部分、形成在杆件内的孔、以及芯部构成的杆件。芯部设置在孔内，并穿过刚性部分的部件和柔性部分延伸。柔性部分可以由圆柱形导管制成，从内孔向外表面延伸的螺旋状开口形成在该圆柱形导管中。由此形成的柔性部分的特征在于它的轴向压缩或伸长刚度。这个刚度通过组合螺距、卷筒厚度和所使用的生物相容材料的弹性获得。芯部可以在孔内至少相对于其两端之一在轴向上自由地滑动。由此，该自由端在与柔性部分相邻的刚性部分中引导。芯部的弯曲刚度大于柔性部分自身的刚度。因此，杆件的弯曲特性主要由芯部确定。根据EP1757243A1，由于存在容纳芯部的孔，与没有使用柔性部件的普通杆件相t匕，杆件的直径或宽度增大。设计成接收杆件端部的一个具体骨头锚定装置设置有小的开口，而不是凹部。杆件的端部可以通过开口引入，这些开口的宽度对应于端部的减小后的宽度。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种改进的骨头锚定装置，该骨头锚定装置对包括杆件的稳定装置提供了增强的柔性。本发明的另一个目的在于提供一种可靠的骨头锚定装置，其有助于在对两个相邻放置的骨头锚定装置的距离要求非常严格的情况下(即在这些装置之间的相互距离被大幅度地减小的情况下)植入稳定装置。通过包括根据权利要求I的特征的在外伤或脊骨手术中使用的骨头锚定装置实现这些和其他目的。更多有利方面和实施方式从所附权利要求中变得更清楚。根据一方面，提供一种骨头锚定装置，其具有用于插入杆状植入元件(下文中也称为“杆件”)的接收部件。凹部从接收部件的第一(上)端朝向底部延伸。至少在它的底部中，凹部具有一个宽度(第一宽度)，该宽度(第一宽度)大于通过固定兀件固定的杆件的一部分的宽度(第二宽度)。在另一方面，该接收部件与设置有台阶部分的杆件联合使用。这里，用于通过固定元件固定杆件的刚性部分具有第一较小宽度，该台阶部分大致具有第二较大宽度。因此，台阶部分安装在凹部中，刚性部分安装到设置于接收部件中的内部固定或锁定装置。因此，没有游隙，并且通过准形状匹配(quasi form-fit)连接提高了锚定装置和杆件固定的可靠性。这种连接甚至也可以改进装置关于在轴向上施加到杆件上的较大的力的行为，该较大的力不然可能使杆滑动通过接收部件。当在凹部中使用这种台阶杆件时，减小了骨头锚定装置之间的最小距离。如将在下面的实施方式中所描述的那样，台阶部分可以是杆件的柔性部分。由此，为了保持与疲劳强度相结合的所需的特性(例如弯曲、压缩、膨胀、扭转刚度等)，需要柔性部分具有最小长度。在两个相邻的骨头锚定装置的(更具体地相邻的接收部件的两个相对的表面的)相互距离减小到该最小长度之下的情况下，这里提出的骨头锚定装置可以用于通过使凹部 的宽度增大以接收柔性部分的部分，而为柔性部分增加可用长度。根据涉及多轴锚定装置的另一方面，设置用于把固定元件施加的压力传递到骨头螺钉的头部的压力元件。该头部可以放置在接收部件的底端处的孔中。压力元件具有用于接收杆件的刚性部分的圆柱形凹部。该圆柱形凹部具有对应于杆件的宽度的第一较小宽度。根据这个方面的压力元件还设置有止挡面。该止挡面设计成与杆件的台阶部分的端面接合。在涉及单轴锚定装置的可选方面中，圆柱形凹部设置在接收部件的孔的底部处，并用于接收杆件的刚性部分。与上述方面类似，圆柱形凹部具有与杆件的宽度相对应的第一较小宽度。此外，止挡面朝向具有较大宽度的凹部定向。在一个特定实施方式中，止挡面形成为从压力元件的大致圆柱形的表面凹陷的平面。根据这个方面，压力元件可以为台阶的杆件以及骨头螺钉的球状或圆柱状的头部提供形状配合连接。由于凹陷的止挡面，台阶部分可以到达形成在接收部件中的第一孔的内部空间中，使得可以为容纳杆件的柔性部分保留更大的长度，即，可以进一步地减小锚定装置的相互距离。
结合附图参考本发明的具体实施方式
可以更好地理解本发明，其中，图I示出了脊柱的示意图；图2示出了根据本发明的实施方式的骨头锚定装置的分解图；图3示出了处于装配状态的图2中的骨头锚定装置；图4示出了根据图2的装置的接收部件的放大立体图；图5示出了图4的接收部件的俯视图；图6示出了根据图4的接收部件的剖视图；图7示出了根据图4的接收部件的侧视图；图8示出了根据图4的接收部件的正视图9示出了根据图2的装置的压力元件的放大立体图；图10示出了根据图9的压力元件的正视图；图11示出了根据图9的压力元件的侧视图；图12示出了包括图2的骨头锚定装置的骨头稳定装置的剖视图；图13示出了图12的放大部分；图14示出了图12的骨头稳定装置的装配的第一步骤的侧视图；图15示出了图12的骨头稳定装置的装配的第二 (最终)步骤；
图16示出了与图14相应的立体图；图17示出了与图15相应的立体图；图18示出了根据本发明的第二实施方式的骨头锚定装置的分解图；图19示出了与图18相应的立体图，其中固定螺钉被拧入；图20示出了根据图18的装置的接收部件的放大正视图；图21示出了根据图18的装置的接收部件的剖视图；图22示出了根据第二实施方式的骨头稳定装置的剖视图。
具体实施例方式图I示出了与不同地放置的骨头锚定装置14a_14f结合的脊骨解剖模型(spineanatomy)的下部。每个骨头锚定装置均包括骨头螺钉和用于接收并固定例如骨头螺钉的头部的接收部件。骨头锚定装置14a_14f中的每一个被锚定在胸或腰脊椎的一个椎骨中。从图I中可以清晰地看出，高位胸部中的两个相邻骨头锚定装置14a和14b之间的椎弓根间距(interpedicular distance)从25mm-30mm朝向位于下部腰椎部分中的各个骨头锚定装置14e和14f (其稳定L5-S1)的值10_15mm减小。如上所述，设计成通过连接相邻锚定装置14a-14f实现稳定并具有柔性和弯曲特性的杆件16必须为相应的柔性部分保留最小长度。因此，当考虑下部腰椎部分时，需要例如15_长度的柔性部分无法容易地放置在传统的骨头锚定装置的各个接收部件之间。必须注意的是，典型的接收部件也可以为所需的距离量提供额外的6-12mm。图2和图3示出了这里提出的骨头锚定装置14的实施方式。图2示出了分解状态中涉及的部件的分解图，而图3示出了处于装配状态的装置。首先，将描述装置中现有技术部分已知的基本部件。骨头锚定装置14包括骨头螺钉2、接收部件4、压力元件6和固定元件(螺钉)8。骨头螺钉2具有头部24、以及用于插入到骨头如脊椎体(未示出)中的螺纹部分22。在这个实施方式中，骨头螺钉2具有球形的头部24，但本发明不限制头部24和/或螺纹部分22的具体形状和功能。为部件所选择的材料可以是任何的生物相容的材料，或诸如钛或钛合金之类的金属。接收部件4为基本上对称的形式，并具有第一端部40和锥形的第二端部41。第一孔42从第一端部40延伸，以限定接收部件4的内部空间，该内部空间也基本上为圆柱形。在孔42的内壁的上部，形成内螺纹45，该内螺纹45可以与固定元件8的对应的外螺纹81啮合(也参见图4-8)。
压力元件6放置在第一孔42内，并位于固定元件8和骨头螺钉2的头部24之间。骨头螺钉2容纳在与第一孔42相邻的第二孔43内，并放置在接收部件4的与第一端部40相对的第二端部41处。压力兀件6设置有底部表面69 (没有详细不出),该底部表面69在本具体实施方式
中布置成与骨头螺钉2的头部24的球形表面形成形状匹配连接(也参见图9-11)。这里可以注意到，上述的骨头螺钉2的连接的具体类型涉及多轴骨头锚定装置。但是，本领域技术人员可以容易地认识到，本发明的待说明的功能和效果可以类似地适用于下面结合第二实施方式描述的单轴骨头锚定装置。在把固定元件8拧入到接收部件4的螺纹45中后，压力施加到插入接收部件4中的杆件16。然后，压力进一步传递到压力元件6，以通过摩擦力锁定骨头螺钉2。下面，具体参考示出了接收部件4的放大示意图的图4至图8说明这里提出的修改的细节。
接收部件4设置有从第一端部40延伸的两个凹部44和49。该两个凹部限定接收部件4的两个腿部46，并用于把杆件16插入到接收部件4中。第一凹部44具有大致翻转锁眼的形状，即第一凹部44具有底部44a和上部44b，其中，底部具有7. 5mm的较大的宽度(从垂直于所插入杆件的轴线并垂直于接收部件4的纵向轴线的方向上测量的直径)，并且上部具有5. 5mm的较小的宽度。底部44a具有大致圆形或椭圆形形状(参见图8)。它具有增大的宽度，以容纳杆件16的台阶部分。位于图4和图8的后侧或位于图6中的右侧的第二凹部49是具有U形的传统类型。它的宽度在其上部以及底部达到5. 5mm。通过第一凹部44的底部44a的内壁和接收部件4的外表面相交所限定的边缘47被斜切，以便于在装配时杆件16的台阶部分的插入，这将在下面说明。下面，参考图9至图11说明按照这里所提出的进行修改的压力元件6的细节。压力元件6具有环形基部65和被圆柱形凹部61分开的两个腿部62。压力元件还具有大致圆柱形的外表面63。圆柱形凹部61设计成接收杆件16的刚性部分161，并且因此具有对应的5_的宽度，以安装该刚性部分161。圆柱形凹部具有纵向轴线，在把压力元件插入到接收部件4的第一孔42时，该纵向轴线垂直于该孔42的纵向轴线定向。压力兀件6还具有止挡面64,该止挡面64布置为从大致圆柱形的外表面63凹陷的平面。止挡面64设置成抵靠在杆件16的台阶部分162的端面163上，或反之亦然。止挡面64相应地设置为环形扇区的形状，这从图10的正视图中可以清晰地看出。优选地，台阶部分的端面还分别通过垂直于杆或圆柱形凹部的纵向轴线的平面表示。可以注意到的是，这个实施方式中的固定元件8在其底端具有延伸部82。延伸部82具有小于螺纹部分的减小的直径。这个减小的直径允许台阶部分162被容纳在接收部件4的第一孔42的内部空间中。延伸部82的沿孔42的纵向方向的长度等于或大于由于杆件16的台阶部分产生的台阶的高度。这个延伸部82的底面向杆件16的刚性部分161施加压力，同时固定元件8的螺纹部分的形成角度的底面(未示出)可以例如向压力元件6的腿部62施加压力。图12示出了包括上面详细说明的两个骨头锚定装置14和一个台阶状杆件16的骨头稳定装置I的剖视图。图13示出了图2的放大细节图。这个实施方式中的台阶部分162表示杆件16的柔性部分，与EP 1757243所公开的特性类似，该柔性部分包括例如包围孔的螺旋状打开的管，在该孔中，芯部可以在它的至少一个端部处滑动。台阶部分贯穿相应的第一凹部44 (由于底部44a)并进入到对应的骨头锚定装置14 (例如图I中的装置14e和14f)的接收部件4的内部空间(由于止挡面64)。从而，可以节省在图12中示意性表示的长度100、101，以容纳接收部件4之间的台阶部分。例如，长度100、101分别为2-4mm。从而，容纳台阶部分的最小长度减小为这与对于L5-S1稳定(参见图I)的可用要求相符。图14至图17示出了骨头稳定装置I的装配过程。图14、图15示出了侧视图，而图16、图17示出了各个步骤的立体图。首先，骨头螺钉2通过第一孔42和第二孔43插入到接收部件4中，随后把螺钉2锚定在相应的骨头中。然后，台阶状杆件16的具有较小宽度例如5mm的刚性部分161插入到凹部44和49中。然后，固定元件8拧入但不拧紧(图14和图16)。 接着，两个接收部件4朝向彼此移动，以缩短相互之间的距离(在图14中通过箭头表示)。由此，台阶部分162进入凹部44的每个底部44a，其中凹部44的斜切的边缘47有助于补偿轻微的未对准。最后，台阶部分162的端面163抵靠在压力元件6的止挡面64上(图15和图17)。图18至图22示出了另一个实施方式。这个实施方式涉及单轴骨头锚定装置214。与第一实施方式相比，相似的部件用同样的标号表不。在下面的部分中，仅说明第二实施方式的不同的特征。在这个实施方式中，骨头螺钉部件202与接收部件204整体形成。从而，螺纹部分22从接收部件的底端41在固定的方向上延伸(即在固定前不可以旋转)。因此，与第一实施方式不同，在这个锚定装置中，既没有压力元件，也没有第二孔。相反，接收部件的第一孔42具有底端，圆柱形凹部261形成在该底端处，该圆柱形凹部261类似地用于接收杆件16的刚性部分161。类似于第一实施方式，平面止挡面264朝向翻转钥匙形状的凹部44的部分44a定向，该凹部44具有较大的宽度以接收杆件16的台阶部分162。止挡面264的平面垂直于圆柱形凹部261的纵向轴线延伸，并且也类似于根据第一实施方式的止挡面164，该止挡面264的平面也与第一孔的内部空间相交。本领域的技术人员应当清楚，在不背离由所附权利要求限定的范围的前提下，这里提出的修改可以具体化为各种其他的结构，并且实现类似的效果。
权利要求
1.一种骨头稳定装置(I)，包括 至少一个骨头锚定装置(14)，包括 (a)用于接收杆状植入元件(16)的接收部件(4)，所述接收部件(4，204)具有 -第一孔(42)，所述第一孔与纵向轴线同轴，并从所述接收部件的第一端部(40)延伸，以及 -凹部(44)，所述凹部从所述第一端部延伸，以实现所述杆状植入元件(16)的插入； (b)骨头螺钉(2，202)，所述骨头螺钉具有用于插入到骨头中的螺纹部分(22); (c)固定元件(8)，所述固定元件提供给所述第一孔(42)，以固定所述杆状植入元件的刚性部分(161); 所述杆状植入元件(16)还包括 Cd)刚性部分(161)，所述刚性部分通过骨头锚定装置的固定元件(8)固定，其中，所述刚性部分(161)具有第一宽度； (e)台阶部分(162)，所述台阶部分具有被所述骨头锚定装置(14)的接收部件(4)的凹部(44)的底部(44a)接收的厚度； 其中，所述接收部件的所述凹部(44)具有第二宽度，所述第二宽度大于所述第一宽度，使得所述凹部(44)能容纳所述杆状植入元件的具有增大厚度的台阶部分(162)。
2.根据权利要求I的骨头稳定装置(I)，其中 所述骨头锚定装置(14)还包括压力元件(6)，所述压力元件具有圆柱形凹部(61)和止挡面(64)，所述圆柱形凹部用于接收所述杆状植入元件的所述刚性部分(161);并且 所述杆状植入元件(16 )的台阶部分(162 )具有端面(163 )，所述端面(163 )布置成抵靠在所述压力元件(6)的所述止挡面(64)上。
3.根据权利要求I或2的骨头稳定装置(I)，其中，所述接收部件(4)在所述第一孔(42)的底端处设有圆柱形凹部(261)，该圆柱形凹部(261)适于接收所述杆状植入元件(16)的刚性部分(161)，所述骨头螺钉(202)与所述接收部件(4) 一体形成。
4.根据权利要求I至3中的任一项的骨头稳定装置(I)，其中，所述接收部件(4)具有两个凹部，第一凹部(44)至少设置有具有所述第二宽度的底部(44a)，并且第二凹部(49)形成为大致U形并布置成具有所述第一宽度。
5.一种骨头锚定装置(14)，包括 用于接收杆状植入元件(16)的接收部件(4)，所述接收部件(4，204)具有 第一孔(42)，所述第一孔与纵向轴线同轴，并从所述接收部件的第一端部(40)延伸，以及 凹部(44)，所述凹部从所述第一端部延伸，以实现所述杆状植入元件的插入； 骨头螺钉(2，202)，所述骨头螺钉具有用于插入到骨头中的螺纹部分(22)； 固定元件(8)，所述固定元件提供给所述第一孔(42)，以固定所述杆状植入元件的刚性部分(161)； 其中，所述杆状植入元件的所述刚性部分(161)具有第一宽度，所述接收部件的所述凹部(44)具有第二宽度，所述第二宽度大于所述第一宽度，使得所述凹部(44)能容纳所述杆状植入元件的具有增大厚度的台阶部分(162);其特征在于 所述接收部件的凹部(44)具有翻转锁眼的形状，且底部(44a)具有所述第二宽度，上部(44b)朝着所述接收部件的第一端部定向并具有所述 第一宽度。
全文摘要
一种骨头锚定装置(14)，包括接收杆状植入元件(16)的接收部件(4)，该接收部件具有第一孔(42)，其与纵向轴线同轴并从接收部件的第一端部(40)延伸；和凹部(44)，其从第一端部延伸以实现杆状植入元件的插入。该装置(14)还包括骨头螺钉(2，202)，其具有插入到骨头中并固定或可定位在接收部件的第二端部(41)处的螺纹部分(22)；固定元件(8)，其提供给第一孔(42)以固定杆状植入元件的刚性部分(161)；其中，杆状植入元件的刚性部分(161)具有第一宽度，接收部件的凹部具有第二宽度，第二宽度大于第一宽度，使得凹部(44)能容纳杆状植入元件的具有增大厚度的台阶部分(162)。
文档编号A61B17/70GK102715944SQ20121024323
公开日2012年10月10日 申请日期2008年10月7日 优先权日2007年10月11日
发明者J·哈姆斯, L·比德尔曼, W·马蒂斯 申请人:比德曼莫泰赫有限公司