多轴骨锚固装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种多轴骨锚固装置，包括：锚固元件，具有用于锚固在骨中的柄部和头部，接收部件，用于接收骨锚固元件的头部并且用于接收杆，接收部件包括：上部件，上部件具有顶端和底端，延伸通过顶端和底端的中心轴线，在底端处具有通路的用于引入头部的头部接收部分，和在顶端处用于接收杆的通道；下部件，下部件具有顶端和底端以及从顶端延伸到底端的通路，下部件可从上部件的底端连接到上部件；其中至少一个夹紧部件设在上部件的底端处或附近，并且其中当头部插入头部接收部分中时当下部件连接到上部件从而保持头部时，夹紧部件配置成减小上部件的头部接收部分的通路的直径。
【专利说明】多轴骨锚固装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多轴骨锚固装置。该锚固装置包括具有柄部和头部的锚固元件并且还包括用于将锚固元件联接到杆的接收部件。接收部件具有上部件和可连接到上部件的下部件以及至少 一个夹紧部件，当组装上部件和下部件时所述至少一个夹紧部件配置成将锚固部件保持在接收部件中。该多轴骨锚固装置特别适合于提供模块化系统。
【背景技术】
[0002]WO 2011/077511A1描述了一种带有螺钉并且也带有头部的脊柱固定装置，螺钉和杆可以固定到所述头部。头部带有头部主体和将螺钉固定到头部的固定螺母。当安装到头部主体时，固定螺母保持螺钉。将固定螺母安装到头部主体的状态适合于在第一状态和第二状态之间可切换，在第一状态下螺钉被保持为能够枢转，在第二状态下螺钉被保持为不能枢转。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种多轴骨锚固装置，该多轴骨锚固装置在其操作方面并且在装置的应用的多样性方面得到改进。
[0004]该目的由根据权利要求1的多轴骨锚固装置实现。在从属权利要求中给出进一步的改进。
[0005]该多轴骨锚固装置是底部装载式多轴骨锚固装置，允许从接收部件的底部插入锚固元件。由于该设计，可以提供模块化系统，其中单接收部件可以与各种锚固元件组合。锚固元件可以在它们的柄部长度、柄部直径、锚固类型(例如螺钉、钉或其它骨锚固器)方面不同。借助于这样的模块化系统，该骨锚固装置可以在多种多样的临床情况下使用。这给予外科医生对于植入物的相当大的选择并且减小包括在植入物组或配置中的部件的数量。
[0006]该骨锚固装置可以容易地组装。用于骨锚固元件的头部的限位件设在接收部件中并且允许将锚固元件的头部正确地定位在接收部件中。
[0007]至少一个夹紧部件和限位件提供头部在接收部件内的摩擦配合使得锚固元件可以在接收部件中保持在可调节角位置。可以通过相对于锚固元件枢转接收部件手动地克服摩擦力，使得多个骨锚固装置可以容易地对准以接收将插入的杆。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]本发明的更多特征和优点将借助于附图从实施例的描述变得明显。
[0009]在附图中:
[0010]图1显示根据第一实施例的骨锚固装置的透视分解图。
[0011]图2显示处于已组装状态的图1的骨锚固装置的透视图。
[0012]图3显示根据第一实施例的接收部件的上部件的仰视透视图。
[0013]图4显示根据第一实施例的接收部件的俯视图。[0014]图5显示沿着图4中的线A-A的接收部件的上部件的横截面图。
[0015]图6显示上部件的放大部分的横截面图，其中珠插入设在上部件中的腔孔中。
[0016]图7显示根据第一实施例的接收部件的下部件的仰视透视图。
[0017]图8显示图7中所示的下部件的俯视图。
[0018]图9显示根据图8中的线B-B的下部件的横截面图。
[0019]图1Oa显示组装根据第一实施例的多轴骨锚固装置的第一步骤的横截面图。
[0020]图1Ob显示图1Oa的放大部分。
[0021]图1la显示组装根据第一实施例的多轴骨锚固装置的下一步骤的横截面图。
[0022]图1lb显示图1la的放大部分。
[0023]图12a显示组装根据第一实施例的骨锚固装置的另一步骤的横截面图，其中下部件连接到上部件。
[0024]图12b显示图12a的放大部分。
[0025]图13a显示组装根据第一实施例的多轴骨锚固装置的另一步骤，其中下部件正旋拧到上部件上。
[0026]图13b显示图13a的 一部分的放大图。
[0027]图14a显示组装根据第一实施例的多轴骨锚固装置的最后步骤的横截面图。
[0028]图14b显示图14a的一部分的放大图。
[0029]图15显示根据第二实施例的多轴骨锚固装置的透视分解图。
[0030]图16显示图15中所示的上部件的横截面图，该截面在垂直于杆轴线的平面中获得。
[0031]图17显示图16的一部分的放大图。
[0032]图18显示根据第一实施例的接收部件的下部件的俯视透视图。
[0033]图19显示沿着图18中的线C-C的下部件的横截面图。
[0034]图20显示根据第二实施例的多轴骨锚固装置的夹紧环的横截面图，该截面在包含夹紧环的中心轴线和狭槽的平面中获得。
[0035]图21显示组装根据第二实施例的多轴骨锚固装置的第一步骤的横截面图。
[0036]图22a显示组装根据第二实施例的多轴骨锚固装置的另一步骤。
[0037]图22b显示图22a的一部分的放大图。
[0038]图23显示处于完全组装状态的根据第二实施例的多轴骨锚固装置的横截面图。【具体实施方式】
[0039]如图1和2中所示，根据第一实施例的多轴骨锚固装置包括呈骨螺纹的形式的骨锚固元件1，该骨锚固元件具有带螺纹部分的柄部2和球段形头部3。头部3包括具有球的最大直径E的区域并且包括用于与螺丝刀接合的凹陷4。骨锚固装置还包括接收部件5以用于接收锚固元件I的头部3，并且用于接收杆100以便将骨锚固元件I联接到杆100。在接收部件5中，当头部3插入接收部件5中时，压力元件6布置成用于将压力施加到头部3。另外，骨锚固装置包括锁定元件7以用于固定杆并且用于将头部3锁定在接收部件5中。
[0040]如图1中所示，接收部件5包括上部件8和可连接到上部件8的下部件10。进一步参考图3至6,上部件8具有顶端81和相对的底端82。邻近顶端81,存在具有第一最大外径的第一大致圆柱形部分83，并且邻近底端82存在具有比第一直径小的第二直径的第二大致圆柱形部分84。第二部分84用作头部接收部分。由于它的对称性，上部件8包括通过上部件从顶端81延伸到底端82的中心轴线C。上部件还具有完全通过该部件从顶端81延伸到底端82的同轴通路85。通路85可以是沿着轴向可以具有不同内径的腔孔。邻近顶端提供大致U形凹陷86，借助于所述大致U形凹陷形成作为用于接收杆100的通道的侧壁的直立自由腿部87、88。在顶端81处或附近提供用于与锁定元件7接合的内螺纹89。第一部分83可以具有在垂直于通道轴线的平面中的相对平坦侧以减小总尺寸。
[0041]上部件8的第二部分84包括邻近或最接近第一大致圆柱形部分83的螺纹外表面部分90。在螺纹外表 面部分90和底端82之间，多个横向腔孔91设在圆周等距离位置处。腔孔91延伸完全通过第二圆柱形部分84的壁。每个腔孔91具有靠近上部件8的内壁而内径逐渐减小的区域91a，换句话说，倾斜内部段，使得内壁处的腔孔的直径略微减小。特别在图6中可以看到，每个腔孔91配置成在其中接收珠20。尽管图6仅仅显示接收在腔孔91中的一个珠20，但是在图1中可以看到，提供多个珠20。腔孔91的内径使得珠20可以在腔孔91中旋转。当珠20分别放置到腔孔91中时，腔孔的外缘91b可以卷边(crimp)以将珠20保持在腔孔91内。以该方式限制在腔孔91内的珠20配置成在横向上在某种程度上滑动，如图6中的双箭头S所示。因此，当在朝着上部件8的中心的方向上滑动时，珠20可以突出到通路85中。
[0042]通路85的内壁包括离底端82 —定距离的突起93。突起93为环形并且被球形地圆化，当它进入腔孔91的区域中时使得它配合锚固元件I的头部3。突起93处于离底端这样的距离处，使得当头部3抵靠它时，具有珠20的腔孔91处于具有头部3的最大直径E的区域之下的位置。此外，头部3突出到在突起93之上的通路85中使得它可以由压力元件6接触。
[0043]特别地参考图7至9，下部件10为大致套筒状部件，具有顶端101和相对的底端102以及完全从顶端101延伸到底端102的通路。通路包括具有内螺纹的第一部分103，该内螺纹与上部件的螺纹部分90的外螺纹配合。在第一部分103和底端102之间，存在第二部分104，该第二部分是无螺纹的并且具有比围绕上部件8的腔孔91的壁的外径略大的内径。更详细地，通路的第二部分104的外径具有这样的尺寸使得当珠容置于孔91中并且突出到下部件的外部时，下部件配置成在径向上朝着上部件8的内部移位珠20。
[0044]当下部件安装到上部件时，邻近第一端部101的下部件10的外表面可以与上部件的外表面齐平，并且可以例如以圆化方式朝着第二端部102渐缩。在下部件的任何部分处的通路的内径大于柄部2的外径并且也大于骨锚固元件I的头部3的最大外径E。此外，下部件10可以具有布置在相对侧的平坦表面部分105，当下部件安装到上部件8时，所述平坦表面部分便于下部件10的抓握。优选地，在如图2中所示的完全组装状态下平坦表面部分105对应于上部件的平坦表面部分以减小多轴骨锚固装置在沿着杆轴线的方向上的尺寸。
[0045]现在将参考图1和IOa解释压力元件6。压力元件6是具有顶端61和相对的底端62的大致圆柱形部件。邻近顶端61，存在用于接收杆100的大致圆柱形凹陷63。邻近底端62，存在大致球段形凹陷64，该大致球段形凹陷具有的半径对应于头部3的半径使得当压力元件6放置到头部上并且向下加压时，负荷分配到头部3上。此外，提供同轴通孔以用于允许接近骨锚固元件I的头部3的凹陷4。[0046]多轴骨锚固装置的部件由生物相容材料制造。特别地，它们可以由生物相容金属(例如钛)、生物相容合金(例如镍钛诺(Nitinol))或生物相容塑料材料(例如PEEK (聚醚醚酮))制造。部件可以全部由相同或不同材料制造。
[0047]现在将参考图1Oa至14b描述根据第一实施例的多轴骨锚固装置的组装。首先，如图1Oa和IOb中所示，以预组装方式与压力元件6 —起提供上部件8。压力元件6布置在上部件8中使得球段形凹陷64朝着底端82定向。它可以例如通过卷边暂时在上部件8中保持和对准。珠20插入腔孔91中并且保持在其中。引入骨锚固元件，头部3通过上部件的底端82进入上部件的通路85中。当头部3经过具有珠20的区域时，珠20由头部3朝着外部移动以允许头部3经过，如图1Ob中所示。
[0048]接着，如图1la和Ilb中所示，将头部3进一步引入通路85中直到它抵靠突起93并且被防止进一步向上移动。在该配置中，珠20相对于头部3布置在头部3的最大直径E之下的位置处。珠20处于最外位置，其中珠的朝着内部定向的表面部分与上部件的围绕腔孔91的内壁齐平或在其之后。[0049]如图12a和12b中所示，通过将下部件定向成使其顶端101朝着上部件8并且将其旋拧到上部件8的螺纹部分90上而将下部件10安装到上部件8。
[0050]在图13a和13b中可以看到，当下部件的通路的第二、无螺纹部分104经过珠20时，突出到外部的珠20由第二部分104朝着上部件8的通路86的内部移动到这样的程度使得珠20的一部分突出到上部件的通路85中，由此减小该位置处的通路85的直径。由于通路85的内径大致对应于头部3的最大直径E，因此在部分104朝着内部移动珠20后，通路85通过珠20的内径的减小就防止头部3通过底端82去除。这将头部3在上部件8内保持就位。
[0051]最后，如图14a和14b中所示，下部件安装到上部件直到它的顶端101抵靠上部件8的第一圆柱形部分83。在该配置中，通过下部件10将珠20保持在内部位置的作用，锚固元件I的头部3可枢转地保持在上部件8中。取决于具有珠20的腔孔92相对于头部3的尺寸，珠20将轻微压力施加到头部3使得一方面在头部3和珠20之间并且另一方面在头部3和突起93之间生成摩擦力。因此，头部3在预负荷下保持在可调节角位置。需要大于摩擦力的力，从而使上部件和下部件相对于骨锚固元件枢转。这便于在手术期间的操作。
[0052]在使用中，至少两个多轴骨锚固装置插入骨中、例如插入相邻椎骨的椎弓根中。由上部件和下部件组成的接收部件相对于骨锚固元件枢转直到它们对准以接收杆100。然后，插入杆100并且锁定元件7旋拧在上部件8的腿部87、88之间并且上紧直到它们压紧到杆100上。压力经由压力元件传递到头部3并且锁定整个组件。
[0053]现在参考图15至20，根据第二实施例的多轴骨锚固装置包括骨锚固元件1、接收部件5'以及压力元件6和锁定元件7 (未显示)，接收部件具有上部件8'、下部件10'和呈夹紧环200的形式的夹紧部件。与第一实施例的部分相同的部分用相同的附图标记指示并且不重复它们的描述。
[0054]如图16和17中所示，上部件8'的头部接收部分84包括邻近底端82的环形部段900，该环形部段具有朝着底端82呈圆锥形加宽的内表面并且具有的直径大于在突起93之下的通路的内径。圆锥形状用于生成在径向上作用于夹紧环200的逐渐增加的压缩力，如下所述。[0055]下部件10'与第一实施例相同具有带内螺纹的第一部分103和邻近第一部分的通路的第二部分104'，所述第二部分具有的中空圆锥形状在尺寸上大致适应上部件8'的第二部分900的外轮廓使得当下部件1(V安装到上部件V时，上部件V的第二部分900配合到下部件10'的第二部分104'中。
[0056]在第二端部102处，下部件10'包括将底端102处的通路的内径限制到头部3的大致最大直径E的向内突出边缘106。
[0057]特别在图15和20中可以看到，夹紧环200具有顶端201、底端202和狭槽203。狭槽203使夹紧环在径向上可压缩。特别在图20和21中可以看到，夹紧环优选地以这样的方式与下部件10'预组装，使得夹紧环用其下端202靠置在下部件10'的向内突出边缘105上。夹紧环200的尺寸使得当夹紧环200靠置在下缘105上时，它不压缩或不完全压缩使得狭槽203仍然开口。夹紧环200的横截面朝着中心轴线圆化，即使是在底端202，并且在外部从顶端201朝着底端202呈圆锥形加宽使得特别在图21中可以看到，它大致配合到下部件10'的第二部分104'中并且保持在其中。
[0058]现在将参考图21至23描述多轴骨锚固装置的组装。在第一步骤中，将骨锚固元件I从底端82插入上部件8'中。然后从底端将预组装有夹紧环200的下部件10'安装到上部件8'上。如图21中所示，将下部件10'旋拧到上部件8'上。通过将下部件10'进一步旋拧到上部件8'上，环形圆锥下部段900开始从上面接触夹紧环200并且穿透到夹紧环200和下部件10'的第二部分104'之间的空间中，特别如图22a和22b中所示。由于它的圆锥形状，下部段900在径向上渐增地压缩夹紧环200使得夹紧环200的内径减小。最后，如图23中所示，当下部件10'完全安装到上部件8'时，夹紧环被压缩到这样的程度使得它突出到上部件的通路85中并且减小在头部3的最大直径E之下的位置处的通路的内径。因此，防止头部3通过底端102被去除。同时，夹紧环200将轻微压力施加到头部，使得头部在可调节角位置摩擦地保持在夹紧环200和突起93之间。
[0059]先前所述的实施例的修改是可想到的。例如，尽管显示具有珠20的多个腔孔91，但是具有珠的至少一个腔孔可能足以实现该功能。尽管在第二实施例中，下部分900显示为环形部分，但是可以想到施加压力以压缩夹紧环的至少两个或多个不同凸耳部分。形成用于头部的限位件的突起93不需要是环形的，而是可以通过周向分开的突起实现。此外，突起不需要在内部为球形。
[0060]代替珠或夹紧环，可想到其它夹紧装置，例如当引入头部时压缩并且当头部经过它们的位置时伸展并且将头部保持就位的弹簧元件。
[0061]上部件和下部件的外轮廓不限于实施例中所示的外轮廓。而且，代替上部件和下部件之间的螺纹连接，允许将下部件固定到上部件的压配合连接或任何其它连接是可能的。接收部件也可以具有允许骨锚固元件向一侧比向另一侧以更大角枢转的设计。
[0062]锁定元件不限于实施例中所示的内螺钉。任何类型的锁定元件或锁定元件的组合是可想到的，例如两部分式锁定元件。而且，压力元件不限于实施例中所示的特定形状。例如，压力元件可以具有代替圆柱形凹陷的U形凹陷，所述U形凹陷提供用于杆的通道，腿部在杆之上延伸，使得可以使用允许独立地固定头部和杆的相应锁定装置。
[0063]骨锚固元件可以是任何合适的骨锚固元件，例如骨螺钉、骨钉、具有倒钩的骨锚固器、空心骨锚固元件等。
【权利要求】
1.一种多轴骨锚固装置，包括: 锚固元件(1)，所述锚固元件具有用于锚固在骨中的柄部(2)，和头部(3)， 接收部件(5、5')，用于接收所述骨锚固元件的头部并且用于接收杆(100)，所述接收部件包括: 上部件(8、8')，所述上部件具有顶端(81)和底端(82)，延伸通过所述顶端和所述底端的中心轴线(C)，在所述底端(82)处具有通路(85)的用于引入所述头部的头部接收部分(84)，和在所述顶端(81)处用于接收所述杆的通道(86)； 下部件(10、10')，所述下部件具有顶端(101)和底端(102 )以及从所述下部件的顶端延伸到所述下部件的底端的通路(103、104)，所述下部件可从所述上部件的底端(82)连接到所述上部件； 其中至少一个夹紧部件(20、200)设在所述上部件的底端(82)处或附近，并且其中当所述头部插入所述头部接收部分(84)中时当所述下部件连接到所述上部件从而保持所述头部(3)时，所述夹紧部件(20、200)配置成减小所述上部件(8、8')的所述头部接收部分(84)的所述通路(85)的直径。
2.根据权利要求1所述的多轴骨锚固装置，其中当所述头部插入并且所述下部件连接到所述上部件时，所述至少一个夹紧部件(20、200)尺寸确定成使得它将压力施加到所述头部(3)。
3.根据权利要求1或2所述的多轴骨锚固装置，其中当所述下部件(10、10')未连接到所述上部件(8、8')时，所述至少一个夹紧部件(20、200)在径向上相对于所述中心轴线C可移动。
4.根据权利要求1至3之一所述的多轴骨锚固装置，其中提供在围绕所述中心轴线(C)的圆周方向上布置的多个夹紧部件。
5.根据权利要求4所述的多轴骨锚固装置，其中所述夹紧部件是珠(20)。
6.根据权利要求5所述的多轴骨锚固装置，其中所述珠(20)设在大致横向于所述中心轴线(C)延伸的所述上部件(8)的腔孔(91)中。
7.根据权利要求5或6所述的多轴骨锚固装置，其中所述珠(20)可旋转地保持在所述上部件(8)中。
8.根据权利要求5至7之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述珠(20)在横向于所述中心轴线的径向上以有限方式可移动。
9.根据权利要求1至3之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述至少一个夹紧部件是在径向上可压缩的夹紧环(200 )。
10.根据权利要求9所述的多轴骨锚固装置，其中所述夹紧环(200)是开槽环。
11.根据权利要求9或10所述的多轴骨锚固装置，其中所述夹紧环(200)布置在所述下部件(10')中。
12.根据权利要求9至11之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述上部件(8')具有在底端(82)处的夹紧部分(900)，当所述下部件连接到所述上部件时所述夹紧部分与所述夹紧环(200)配合从而压缩所述夹紧环。
13.根据权利要求1至12之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述至少一个夹紧部件(20,200)被固定以防止卸除。
14.根据权利要求1至13之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述上部件(8、8')包括用于所述头部(3 )的限位件(93 )，所述限位件设在所述通路(85 )中并且防止所述头部的进一步插入。
15.根据权利要求14所述的多轴骨锚固装置，其中所述限位件(93)处于离所述上部件(8、8')的底端(82)这样的距离处，使得当所述头部(3)抵靠该限位件时，所述至少一个夹紧部件(20、200)布置在在轴向上位于具有所述头部(3)的最大直径E的区域下方的位置处。
16.根据权利要求1至15之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述上部件(8、8')和所述下部件(9、9')可通过螺纹连接。
17.根据权利要求1至16之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述上部件(8、8')包括压力元件(6)，所述压力元件从相对于所述头部的最大直径(E)与所述夹紧部件(20、200)相对的一侧将压力施加到所`述头部(3)。
【文档编号】A61B17/70GK103519877SQ201310263920
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2012年7月3日
【发明者】L·比德尔曼, W·马蒂斯, T·比德尔曼, B·丹内克尔 申请人:比德尔曼技术有限责任两合公司