专利名称：骨锚固装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于锚固在骨中、特别地应用于股骨的骨锚固装置，所述骨锚固装置包括具有外表面的中空柄、具有多个倒钩元件的倒钩架。所述柄和所述倒钩架可以以在第一构造中所述倒钩架的所述倒钩元件不突出到所述柄的外表面之外的方式以及以在第二构造中所述倒钩架的所述倒钩元件突出到所述柄的所述外表面之外的方式相对于彼此运动。所述倒钩架从所述第一构造运动到所述第二构造的方向与所述骨锚固装置的插入方向相反，其中所述骨锚固装置是无螺纹的。所述骨锚固装置例如可以应用于骨质疏松性股骨。
背景技术：
骨锚固装置的已知形式是包括柄的骨螺钉，所述柄具有用于将螺钉拧入骨中的螺纹。借助于螺丝起子将骨螺钉手动地插入骨中，这是耗时且费力的过程。而且，在将螺钉插 入骨中的过程期间，高压力可能作用于骨自身，这在某些临床应用中(例如在神经手术、脊柱手术、儿科手术或创伤手术中)是不希望的。特别对于骨质疏松症，作用于周围骨结构的这样的高压力是很有问题的。US2001/0000186A1公开了一种用于横跨第一骨部分和第二骨部分之间的骨折部将第一骨部分和第二骨部分进行联接的外科紧固组件，该外科紧固组件具有螺纹和中空部分，所述中空部分具有四个开口以用于引导由插入件保持的四个长形销，所述插入件可在所述中空部分内移动。当借助于工具轴向地回拉插入件时这些销与骨结构接合。
发明内容
本发明的目的是提供一种骨锚固装置，其可以比常规骨螺钉和骨钉更快地、更容易地并且用更小的力插入骨中并且也可以容易地从骨中去除。本发明的目的由这样一种骨锚固装置实现，其包括具有外表面的中空柄，具有多个倒钩元件的倒钩架，其中所述柄和所述倒钩架能够以在第一构造中所述倒钩架的所述倒钩元件不突出到所述柄的外表面之外的方式相对于彼此运动，并且其中所述柄和所述倒钩架能够以在第二构造中所述倒钩架的所述倒钩元件突出到所述柄的所述外表面之外的方式相对于彼此运动，其中所述倒钩架从所述第一构造运动到所述第二构造的方向与所述骨锚固装置的插入方向相反，其中所述骨锚固装置的外表面是无螺纹的。根据本发明的骨锚固装置便于通过将骨锚固装置压入骨中的预制钻孔中快速且牢固地锚固在骨中。在骨锚固装置的插入期间，形成倒钩架的插入件的倒钩元件延伸到骨锚固装置的中空柄的开口中，且不远于柄的外表面。在插入骨锚固装置之后，倒钩架和柄以这样的方式相对于彼此运动使得倒钩架的倒钩元件伸展并且通过中空柄的开口突出到柄的外表面之外。所以，倒钩元件防止骨锚固装置被拉出或变松。需要时可以通过仅仅使中空柄和倒钩架以这样的方式相对于彼此再次运动使得插入件的倒钩元件仅仅最大远至柄的外表面(即在该构造中倒钩元件不突出到柄的外表面)地延伸到开口中而容易地去除本发明的骨锚固装置。在该构造中没有倒钩效应，原因是倒钩元件不与周围骨结构接合。
倒钩元件可以是挠性的并且由任何挠性材料(例如镍钛诺)制造。镍钛诺的一个优点是由该材料制造的倒钩元件的变形是完全可逆的。
通过该可逆倒钩连接，无螺纹骨锚固装置在插入期间不对骨施加破坏力并且提供牢固的附连。所以，本发明尤其适合于骨质疏松症患者，原因是没有由直接作用于周围骨结构的螺纹或螺钉产生的破坏。倒钩元件穿透骨结构，其中随着可能更多地破坏周围骨结构的例如倒钩元件的扩展或外摆，这种穿透将更轻柔。此外，根据本发明的骨锚固装置的植入过程很快，原因是不必拧入骨锚固装置，而是仅仅插入骨锚固装置。根据本发明的骨锚固装置也容易制造。
参考结合附图进行的以下详细描述将显而易见并且将最佳地理解本发明的更多特征和优点。
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图1a显示了附连到骨板的根据第一实施例的在第一构造中的骨锚固装置的透视图1b显示了附连到骨板的根据第一实施例的在第二构造中的骨锚固装置的透视图2显示了根据第一实施例的在第一构造中的骨锚固装置的透视图。图3显示了根据第一实施例的在第一构造中的骨锚固装置以及连接螺钉的透视图4显示了图3中所示的骨锚固装置的透视分解图。图5a显示了图1a中所示的骨锚固装置的放大部分的透视图。图5b显示了图1b中所示的骨锚固装置的放大部分的透视图。图6a显示了根据第一实施例的在第一构造中的骨锚固装置的侧视图。图6b显示了根据第一实施例的在第一构造中的骨锚固装置的横截面图。图6c显示了根据第一实施例的在第二构造中的骨锚固装置的侧视图。图6d显示了根据第一实施例的在第二构造中的骨锚固装置的横截面图。图7a显示了插入骨中的根据第一实施例的在第一构造中的骨锚固装置的前部部分的横截面图。
图 7b分的横截面图。
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显示了插入骨中的根据第一实施例的在第二构造中的骨锚固装置的前部部图8a显示了根据第二实施例的在制造构造中的倒钩架的透视图。图8b显示了根据第二实施例的在第一构造中的倒钩架的透视图。图8c显示了根据第二实施例的在第二构造中的倒钩架的透视图。图9a显示了根据第二实施例的在第一构造中的骨锚固装置的放大部分的透视图9b显示了在第二构造中的根据第 二实施例的骨锚固装置的放大部分的透视图1Oa显示了根据第二实施例的在第一构造中的骨锚固装置的侧视图。
图1Ob显示了根据第二实施例的在第一构造中的骨锚固装置的横截面图。图1Oc显示了根据第二实施例的在第二构造中的骨锚固装置的侧视图。图1Od显示了根据第二实施例的在第二构造中的骨锚固装置的横截面图。
具体实施例方式参考图1至图7b描述了根据本发明的第一实施例的骨锚固装置I。从图1a和图1b可以看到，无螺纹骨锚固装置I (特别地股骨锚固器I)可以连接到骨板100，该骨板包括例如通过螺钉固定到骨的板状主体和可以容纳骨锚固装置I的一部分的管状主体，其中板状主体和管状主体可以以成角方式一体地彼此连接，这可以从图1a和图1b看到。图2显示了具有柄的骨锚固装置1，该柄包括大致圆柱形中空柄部分2和大致圆柱形中空头部分3。柄部分2具有第一端部23、第二端部24和至少一个同轴凹槽21，其中凹槽21从第一端部23延伸到离第二端部24预定距离处。凹槽21在离柄部分2的第二端·部24 —距离处包括孔22。柄部分2和头部分3成一体地形成并且头部分3的外径大于柄部分2的外径。也可能提供作为独立部件的柄部分2和头部分3和/或使它们具有相同直径。在图3和图4中显示了锁定螺钉4，通过该锁定螺钉，骨锚固装置I可以经由内螺纹25 (参见图6b、6d)固定到骨板100。从图4可以看到，骨锚固装置I还包括具有销71的套筒7，该销被构造成与柄部分2的凹槽21的孔22协作。销71例如可以是卡扣紧固件，例如可以抵抗弹簧力(未显示)被推入套管7的内部。套筒7装配在中空柄部分2中，S卩，套筒7的外径等于或略小于中空柄部分2的内径，这例如可以从图6b和图6d看到。销71装配在柄部分2的凹槽21的孔22中并且可以从柄部分2的内部卡扣到孔22中。由此套筒7用作也可插入中空柄部分2中的螺钉6的限位部。套筒7防止螺钉6朝着柄部分2的第一端部23移动。为了防止螺钉6在向着第二端部24的方向上移动，抵接部分26 (图6b、6d)与柄部分2成一体地提供，形成用于螺钉6的头部的抵接部。由于这种抵接，螺钉6只能从第一端部23插入柄部分2中。此外，提供呈插入件的形式的倒钩架5，该倒钩架具有第一端部55、第二端部56、柄元件53、头元件51和连接到柄元件53的多个倒钩元件52。倒钩架5的头元件51包括圆柱形部分和形成尖端的圆锥形部分。从图5a可以看到，头部分3包括具有多个圆周凹槽33的外表面31。在图5a中显示了三个凹槽33。凹槽33具有圆弧形横截面。在每个凹槽33的底部设有开口 32，所述开口彼此距离相同地周向地分布并且延伸通过中空头部分3的壁以用于在操作中引导倒钩元件52。在图5a中在每个凹槽33中显示了四个开口 32。这意味着开口 32彼此成90°的角定向定位。也能提供更多或更少的凹槽33、更多或更少的开口 32或关于它们的角定向以不同方式布置开口 32。从图5a、5b可以看到，倒钩架5的头部51形成骨锚固装置I的尖端。从图6a和图6b可以看到，显示了在第一构造中的骨锚固装置I。骨锚固装置I包括在它的第一端部23上的内螺纹25，该内螺纹可以与锁定螺钉4(图4)协作以例如将骨锚固装置I固定到骨板100。套筒7设在中空柄部分2内并且形成螺钉6的限位部，该螺钉具有接合结构63以用于与用于转动螺钉6的工具(未显示)接合。倒钩架5部分地设在头部分3内并且部分地设在柄部分2内。邻近倒钩架5的第一端部55，柄元件53具有螺纹孔， 该螺纹孔具有内螺纹54以用于接合螺钉6的外螺纹。
在第一构造中倒钩架5的头部51的圆锥形部分与头部分3的圆形外边缘齐平。由此，头部51的圆锥形部分形成在该第一构造中的骨锚固装置I的尖端。关于柄部分2和倒钩架5的相对位置，在抵接部分26和倒钩架5的第一端部55之间有第一距离。此外，连接到倒钩架5的柄元件53的倒钩元件52延伸到头部分3的开口 32中，不远于头部分3的外表面31。在该构造中倒钩元件52不突出到头部分3的外表面31之上。所以，在第一构造中骨锚固装置I可以容易地引入在骨中钻出的孔中，该孔可以从图7a看到。
相对于图6a和图6b中所示的第一构造，在图6c和图6d中所示的第二构造中倒钩架5更靠近螺钉6和套筒7地定位。此外关于柄部分2和倒钩架5的相对位置，在抵接部分26和倒钩架5的第一端部55之间有第二距离，其中在第一构造中的第一距离大于在第二构造中的第二距离。第二距离可能几乎为零。在该构造中插入件5的倒钩元件52弯曲并且通过开口 32突出到头部分3的外表面31之外。在该构造中，骨锚固装置I固定在骨中，这可以从图7b看到。这种固定是可逆的。为了防止倒钩元件52超负荷或剪切，通过将内螺纹54的钻入深度的尺寸确定成使得在获得第二构造的情况下螺钉6完全拧入来限制柄部分2和倒钩架5彼此之间的相对位置(以及在第二构造中倒钩元件52的运动和因此的变形)。由于倒钩架5相对于柄2的无级运动，在第一构造和第二构造之间存在许多中间构造。
特别地从图6b和图6d可以看到，倒钩元件52相对于倒钩架5的柄元件53的表面成角地突出，该角度在制造过程期间基于所使用的材料和倒钩元件52的实际尺寸而选择，使得获得倒钩元件52的期望刚度。通过钻出倒钩元件(该倒钩元件可以设计成具有大致圆形横截面的短销)借助于压配合连接插入其中的钻孔，倒钩元件52附连到倒钩架5的柄元件53。也可以以不同方式将倒钩元件52附连到倒钩架5，例如通过粘合剂结合。由于它们的构造和附连，倒钩元件52相对于倒钩架5并且也相对于引导倒钩元件的头部分3的开口 32弹性地变形。倒钩元件52以箭头状、幼羽状或杉树状构造布置，其中“箭头”朝着尖端51定向。
骨锚固装置I可以由任何身体相容材料制造。优选地，可以使用身体相容金属(例如钛、不锈钢和它们的合金)或身体相容塑料材料。柄部分2和头部分3可以由与倒钩架5 相同的材料制造，或者由不同的材料制造(如果期望不同的材料来保证倒钩元件52具有必要的弹性特性)。然而优选地，倒钩架5和/或倒钩元件52由具有形状记忆和/或超弹性特性的形状记忆合金制造或由具有类弹簧特性的材料(例如不锈钢或钛合金)制造。例如， 镍钛合金(例如镍钛诺)适合用于倒钩元件52。
如下地组装骨锚固装置。首先，从第一端部23 (在图6a_d中从上方)将螺钉6插入柄部分2中。抵接部分26将螺钉6保持就位。在那之后从第一端部23将套筒7插入柄部分2中并且将销71卡扣到孔22中。由此螺钉头部现在轴向地固定在套筒7和抵接部分 26之间并且只能由该引导结构旋转。然后，以这样的方式从头部分3(在图6a-d中从下方) 将倒钩架5插入头部分3中使得倒钩元件52延伸到开口 32中，但是不突出到外表面31之外。借助于从柄部分2的第一端部23通过套筒7插入螺钉6的接合结构63中的工具(未显示)将螺钉6拧入倒钩架5的内螺纹54中。
在使用中，将骨锚固装置I插入设在骨中的钻出钻孔中。然后借助于工具(未显示)旋转螺钉6，该工具通过螺钉和螺母连接在朝着柄部分2的第一端部23的方向上移动倒钩架5。由此倒钩元件52开始进一步移动通过头部3的开口 32并且突出到头部分3的表面31之外。由此，骨锚固装置I固定在骨中。由于倒钩元件的挠性并且由于开口 32的形状，倒钩元件52在垂直于骨锚固装置的纵轴线的方向上弯曲。通过这种弯曲，倒钩元件52穿透周围骨结构。倒钩元件52在产生的通道中扩展，导致周围骨结构的最小破坏。可能提供具有尖锐尖端的倒钩元件52。在图8a至图1Od中显示了骨锚固装置的第二实施例。因而系统和装置的功能与关于本发明的第一实施例描述的相同；只有倒钩架的构造是不同的。在图8a至图8c中显示了根据第二实施例的倒钩架5’，该倒钩架包括具有倒钩元件52’的大致圆柱形中空套筒状主体。具有大致矩形横截面的倒钩元件52’例如通过激光切割在圆柱形主体的壁中切出。优选地，倒钩架5’由形状记忆材料(例如镍钛诺)制造。在图8a中显示了在其制造构造中的倒钩架5’，其中倒钩元件52’未伸展，而是与倒钩架5’的圆柱形主体的表面的剩余部分齐平。在图8b中显示了在第一构造中的倒钩架5’，其中倒 钩元件52’部分地伸展。在图8c中显示了在其第二构造中的倒钩架5’，其中倒钩元件52’完全伸展。图9a和图9b对应于图5a和5b，显示了骨锚固装置I’，其包括具有凹槽21’的柄部分2’和具有多个凹槽32’以及外表面31’和尖端51’的头部分3’。从图1Oa和图1Ob可以看到，倒钩架5’夹紧在尖端51’和柄部件53’之间，该柄部件具有第一端部55’和第二端部56’。尖端51’包括内螺纹511并且柄部件53’的第二端部56’有形成外螺纹，该外螺纹被构造成接合尖端51’的内螺纹511以夹紧倒钩架5’。倒钩架5’的壁由柄元件53’的圆周部分和尖端51’的圆周部分支撑，其中这些支撑圆周表面的外径和倒钩架5’的外径大致相同使得整个结构可插入骨锚固装置I’的头部分3’中。柄部分2’和头部分3’相对于倒钩架5’的运动与第一实施例中一样地发生。柄元件53’包括在其第一端部55’上的内螺纹54’，该内螺纹与螺钉6’协作。螺钉6’固定在抵接部分26’和套筒V之间并且只能执行用于使倒钩架5’相对于柄部分2’和头部分3’移动的旋转运动，与第一实施例中一样。图1Oa和图1Ob显示了在第一构造中的骨锚固装置1’，该第一构造与关于第一实施例所述的第一构造相同，并且图1Oc和图1Od显示了在第二构造中的骨锚固装置I’，该第二构造与关于第一实施例所述的第二构造相同。根据本发明的骨锚固装置，特别是股骨锚固器，可以与骨板一起使用，如图1a和Ib中所示，尤其用于骨质疏松性骨。而且可想到所有另外的应用，其中骨锚固装置可以用于代替常规骨螺钉或代替以骨锚固方式使用的常规销。也可能提供刚性倒钩元件。在这样的情况下开口应当被构造成用于引导倒钩元件的长孔或长凹槽。此外代替与抵接部分一起用于支撑螺钉的套筒，可以使用支撑螺钉并且允许工具通过以及与螺钉的接合结构接合的其它元件。例如，可以使用卡环。
权利要求
1.一种用于锚固在骨中的骨锚固装置(1、1’)，包括 具有外表面的中空柄(2、2’、3、3’)， 具有多个倒钩元件(52、52’)的倒钩架(5、5’)，其中 所述柄(2、2’、3、3’)和所述倒钩架(5、5’)能够以在第一构造中所述倒钩架(5、5’)的所述倒钩元件(52、52’)不突出到所述柄(2、2’、3、3’)的外表面(31、31’)之外的方式相对于彼此运动，并且其中 所述柄(2、2 ’、3、3 ’)和所述倒钩架(5、5 ’)能够以在第二构造中所述倒钩架(5、5 ’)的所述倒钩元件(52、52’)突出到所述柄(2、2’、3、3’)的所述外表面(31、31’)之外的方式相对于彼此运动，其中 所述倒钩架(5、5’)从所述第一构造运动到所述第二构造的方向与所述骨锚固装置(1、I’)的插入方向相反，其中 所述骨锚固装置(1、I’)的外表面是无螺纹的。
2.根据权利要求1的骨锚固装置(1、1’)，其中所述骨锚固装置(1、1’)包括螺钉(6、6 ’ )并且所述倒钩架(5、5 ’)包括内螺纹(54、54 ’)，并且其中通过旋转所述螺钉(6、6 ’)能够实现从所述第一构造运动到所述第二构造。
3.根据权利要求1或2的骨锚固装置(1、1’)，其中所述柄(2、2’、3、3’)具有多个开口(32、32’)，并且其中在所述第二构造中所述倒钩元件(52、52’ )由所述开口(32、32’)引导。
4.根据权利要求1至3中的任一项的骨锚固装置(1、I’)，其中在所述第一构造中所述倒钩元件(52、52’)由所述开口(32、32’)引导。
5.根据权利要求1至4中的任一项的骨锚固装置(1、1’)，其中所述倒钩架(5、5’)能插入所述柄(2、2’、3、3’)中。
6.根据权利要求1至5中的任一项的骨锚固装置(1、1’)，其中所述柄(2、2’、3、3’)包括头部分(3、3’ )和柄部分(2、2’)。
7.根据权利要求1至6中的任一项的骨锚固装置(1、1’)，其中所述倒钩架(5、5’)包括柄元件(53、53’)和头元件(51、51’)，其中所述头元件(51、51’)形成所述骨锚固装置(1、I，)白勺尖立而。
8.根据权利要求1至7中的任一项的骨锚固装置(1’)，其中所述倒钩架(5’)是套筒。
9.根据权利要求1至8中的任一项的骨锚固装置(1、1’)，其中所述倒钩元件(52、52’)是销。
10.根据权利要求1至9中的任一项的骨锚固装置(1’)，其中所述倒钩元件(52’)和所述倒钩架(5 ’)成一体地连接。
11.根据权利要求1至7中的任一项的骨锚固装置(1、1’)，其中所述倒钩元件(52、52’)由诸如镍钛诺的形状记忆材料制造。
12.根据权利要求1至11中的任一项的骨锚固装置(1、1’)，其中所述倒钩元件(52、52’)以幼羽状或箭头状构造布置，其中所述“箭头”朝着所述骨锚固装置(1、1’)的尖端定向。
13.根据权利要求1至12中的任一项的骨锚固装置(1、1’)，其中所述螺钉(6、6’)保持轴向固定使得所述螺钉(6、6 ’)只能执行旋转运动。
14.根据权利要求1至13中的任一项的骨锚固装置(1、1’)，其中所述螺钉的头部轴向地固定在第一抵接部(26、26’)与第二抵接部(7、7’)之间。
15.根据权利要求2至14中的任一项的骨锚固装置(1、1’)，其中所述倒钩元件(52、52’)和所述开口(32、32’)以这样的方式协作使得在所述第二构造中所述倒钩元件(52、52’)穿透周围骨结构。
全文摘要
本发明的目的是提供一种骨锚固装置，其可以比常规骨螺钉和骨钉更快地、更容易地并且用更小的力插入骨中并且也可以容易地从骨去除。为了实现该目的提供了一种用于锚固在骨中的骨锚固装置，所述骨锚固装置包括具有外表面的中空柄、具有多个倒钩元件的倒钩架。所述柄和所述倒钩架可以以在第一构造中所述倒钩架的所述倒钩元件不突出到所述柄的外表面之外的方式以及以在第二构造中所述倒钩架的所述倒钩元件突出到所述柄的所述外表面之外的方式相对于彼此移动。所述倒钩架从所述第一构造移动到所述第二构造的方向与所述骨锚固装置的插入方向相反。其中所述骨锚固装置的外表面是无螺纹的。
文档编号A61B17/68GK102988104SQ20121033656
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月12日 优先权日2011年9月15日
发明者L·比德尔曼, W·马蒂斯, G·波尔 申请人:比德尔曼技术有限责任两合公司