皮下椎弓根钉的制作方法

本实用新型属于医疗器械领域，涉及脊柱手术使用的椎弓根钉，特别涉及皮下椎弓根钉。

背景技术：

椎弓根是椎体的一部分，起于椎体后上部，短而厚，于椎体方向垂直向后方突起，其外形呈弧性，与椎体、关节突和椎板融合在一起。椎弓根是椎间孔的组成部分，同时也是连接椎体与椎板之间最坚强的骨性结构。医疗上，常使用椎弓根钉系统对椎弓根进行支撑或加固，为椎体提供稳定可靠的力学基础。

现有技术中的椎弓根系统通常包括多个椎弓根钉和钉棒，钉棒连接并固定各个椎弓根钉，使整个椎弓根钉系统形成稳定的立体结构。现有的椎弓根钉的结构如图1所示，其从上而下一般包括连接部01、过渡部02和螺杆部03。其中，连接部01设置有连接槽，用于与钉棒04连接；螺杆部03设置有螺纹，作用类似螺钉，用于植入椎体椎弓根；过渡部02则为上述的连接部01和螺杆部03的过渡结构。

中国发明专利CN101803944B公开了一种椎弓根钉，在结构上，其主要包括连接部和螺杆部。在钉体的轴线方向上，该种椎弓根钉的过渡部长度较短，长度约为0.5cm，而因为连接部的横截面积比螺杆部的横截面积大得多，这使得过渡部处的横截面积的变化率较大，因此在过渡部处容易发生应力集中。

中国发明专利申请CN105326546A公开了一种椎弓根钉系统，该种椎弓根系统中，其椎弓根钉的结构也是主要包括连接部和螺杆部，其过渡部的形状大概为半球状，该半球状的过渡部也使得在钉体的轴线方向上过渡部与螺杆部的交接处附近的横截面积的变化率很大，在该交接处也容易发生较为严重的应力集中。

中国发明专利CN103070725A也公开了一种微创加长臂椎弓根钉，该种椎弓根钉加长了连接部，但同样地，其过渡部的长度也是很短的，这同样使得过渡部的横截面积的变化率较大，容易发生应力集中。

人体椎弓根附近的结构从深到浅大概分为：椎弓根-肌肉层-皮下脂肪层-皮层。采用上述的传统的椎弓根钉进行手术时，椎弓根钉的螺杆部是大部分或完全植入患者的椎体内的，使得椎弓根钉的连接部位于患者的肌肉层，相应地， 椎弓根钉系统的钉棒也位于肌肉层。上述原因导致每次进行手术时，都需要广泛剥离患者的肌肉，为后续容纳椎弓根钉的连接部和椎弓根钉系统的钉棒作准备，手术难度加大，肌肉分离过多，对患者的损伤较大，也导致出血增多。对正常机体的内环境破坏过大，并对部分组织造成了不可逆的损伤，康复时间长。另外，在二次取钉手术时会再次损伤肌肉，医疗成本较高。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种能够把椎弓根钉的连接部设置在患者的皮下脂肪层的皮下椎弓根钉，其可避免广泛剥离患者的肌肉，降低医疗成本，并可有效防止钉体断裂，降低医疗风险。

发明思路：申请人在临床手术中发现，现在所使用的椎弓根钉的长度均为3.5-5.5cm，而采用传统的椎弓根钉进行手术时难免需要广泛剥离患者的肌肉，这也增加了手术的难度。为了解决现有的问题，申请人认为把椎弓根钉加长，使椎弓根钉的螺纹部植入患者的椎体后，椎弓根钉的连接部位于患者的皮下脂肪层是较好的方案，但椎弓根钉加长后钉体就容易断裂，因此在临床，一直没有出现加长的椎弓根钉，经查文献，也未见类似加长的椎弓根钉临床报道。因此，申请人认为有需要对现有的椎弓根钉进行改进，便设计出本实用新型。

本实用新型是这样实现的：

一种皮下椎弓根钉，包括连接部、过渡部和螺杆部，连接部和螺杆部通过过渡部连接，在皮下椎弓根钉的轴线方向上，过渡部的长度为1-3cm；过渡部从连接部平滑过渡到螺杆部。

其中，在皮下椎弓根钉的轴线方向上，皮下椎弓根钉的长度为5-9cm。

其中，穿过皮下椎弓根钉的轴线作剖面，在该剖面中，过渡部的边为过渡线；过渡线包括外圆弧和内圆弧，外圆弧的第一端与连接部的边相切，外圆弧的第二端与内圆弧的第一端相切，内圆弧的第二端与螺杆部的边相切；内圆弧的半径为4-6cm，外圆弧的半径为4-6cm。

其中，穿过皮下椎弓根钉的轴线作剖面，在该剖面中，过渡部的边为过渡线；过渡线为内圆弧，该内圆弧的半径为4-6cm。

其中，穿过皮下椎弓根钉的轴线作剖面，在该剖面中，过渡部的边为过渡线；过渡线为从连接部的边连向螺杆部的边的直线。

其中，皮下椎弓根钉的中间设置有从钉头朝向钉尾的空心孔，空心孔的直径为1-1.8mm。

其中，所述螺杆部包括前后两部分，前部分为疏螺纹部分，所述疏螺纹部 分靠近所述皮下椎弓根钉的钉头，后部分为密螺纹部分，所述疏螺纹部分的螺距长于所述密螺纹部分的螺距。

其中，疏螺纹部分的螺距为3-4mm，密螺纹部分的螺距为1-2mm。

其中，在皮下椎弓根钉的轴线方向上，疏螺纹部分的长度为3.5-4cm，密螺纹部分的长度为1-1.5cm。

其中，连接部的周向表面上设置有V形易折缺口，在皮下椎弓根钉的轴线方向上，V形易折缺口位于连接部的中部。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的皮下椎弓根钉，其包括连接部、过渡部和螺杆部，连接部和螺杆部通过过渡部连接。其中，过渡部的长度为1-3cm。传统的椎弓根钉的长度一般为3.5-5.5cm，在5.5cm的传统椎弓根钉中，其螺杆部为4cm左右，过渡部为0.5cm左右，连接部为1.5cm左右。而本实用新型的皮下椎弓根钉通过把过渡部加长到1-3cm，使该种皮下椎弓根钉的总长度加长，该种皮下椎弓根钉的螺杆部完全进入患者的椎弓根之后，仍有3-5cm的钉体没有进入椎弓根，而这3-5cm的钉体中，有1-3cm是过渡部，这1-3cm的过渡部位于患者的肌肉层，剩余的连接部正好位于患者的皮下脂肪层，使椎弓根钉系统的钉棒可设置在患者的皮下脂肪层处，这样医护人员的大多数手术操作是在患者的皮层进行的，可避免广泛地剥离患者的肌肉，缩短手术时间，减少患者出血，并降低手术成本。同时，因为整个钉体的长度增加了，使得力臂增长，这会增加钉体断裂的几率，而传统的椎弓根钉的连接部与螺杆部之间的过渡部突变明显，如采用传统的结构容易加大应力集中现象，使钉体更容易发生断裂，为此，本实用新型把过渡部设置成平滑的过渡形式，这样可有效避免应力集中，减少钉体发生断裂的几率。

附图说明

图1是传统的椎弓根钉的示意简图。

图2是本实用新型的皮下椎弓根钉的剖视简图。

图3是过渡部的第二种实施方式的剖视简图。

图4是过渡部的第三种实施方式的剖视简图。

图5是本实用新型的皮下椎弓根钉的结构示意图。

附图中的附图标记包括：

01——连接部、02——过渡部、03——螺杆部、04——钉棒；1——连接部、11——V形易折缺口；2——过渡部、21——外圆弧、22——内圆弧；3——螺杆部、31——疏螺纹部分、32——密螺纹部分；4——空心孔。

具体实施方式

下面将通过实施例描述本实用新型，需要注意的是，实施例所描述的技术方案并不限定本实用新型。

实施例1

本实用新型的皮下椎弓根钉，如图2和图5所示，包括连接部1、过渡部2和螺杆部3，连接部1和螺杆部3通过过渡部2连接，在皮下椎弓根钉的轴线方向上，过渡部2的长度为1-3cm，由于增加了过渡部2的长度，使得整根皮下椎弓根钉的长度达到了5-9cm。在本实施例中，皮下椎弓根钉的长度为8cm，螺杆部为4cm，过渡部为2.5cm，连接部为1.5cm。人体椎弓根附近的结构从内而外大概分为椎弓根-肌肉层-皮下脂肪层-皮层，而肌肉层的厚度为1-3cm，当该种皮下椎弓根钉的螺杆部3完全植入患者的椎弓根及椎体之后，仍有4cm的钉体是外露的，而这4cm的钉体中，2.5cm的过渡部2位于患者的肌肉层，而1.5cm的连接部1正好位于患者的皮下脂肪层，使椎弓根钉系统的钉棒能够设置在患者的皮下脂肪层处，这样医护人员在手术时主要需要剖开患者的皮层，后需的大多数手术操作都是在患者的皮下脂肪层进行，可避免广泛地剥离患者的肌肉，缩短手术时间，减少患者出血，并降低手术成本。在本实施例中，该种皮下椎弓根钉采用钛合金一体成型得到，一体成型的方法不但能快速批量制造产品，而且容易使产品的外观呈流线形，也可使材料分布均匀，有效防止钉体断裂。

在本实用新型的皮下椎弓根钉中，因为整个钉体的长度增加了，使得力臂增长，相应地应力会增大，这也增加了钉体断裂的几率，因此需要对该皮下椎弓根钉作防断裂设计。具体如图2所示，在皮下椎弓根钉的剖面图中，过渡部2两侧的边为过渡线，过渡线包括外圆弧21部分和内圆弧22部分，外圆弧21半径为4-6cm，内圆弧21半径为4-6cm，其中外圆弧21的第一端与连接部1的边相切，外圆弧21的第二端与内圆弧22的第一端相切，内圆弧22的第二端与螺杆部3的边相切，这样可保证整个过渡部2的平滑程度，在轴线方向上，过渡部2的横截面积没有出现较大的突变，也没有横截面积突变的凹凸点存在，这样可有效防止应力集中，减少钉体断裂的几率。

在本实施例中，如图2所示，皮下椎弓根钉的中间设置有从钉头朝向钉尾的空心孔4。空心孔4的直径为1-1.8mm。手术时，先用直径为1mm左右的导针在C臂X光机的帮助下在患者的椎弓根处进行定位，确定位置良好后，再把皮下椎弓根钉在导针的引导下植入患者的椎弓根。

在本实施例中，如图2和图5所示，螺杆部3包括前后两部分，前部分为螺距较长的疏螺纹部分31，疏螺纹部分31靠近皮下椎弓根钉的钉头，后部分为螺距较短的密螺纹部分32。其中，疏螺纹部分31的螺距为3-4mm，密螺纹部分32的螺距为1-2mm，在皮下椎弓根钉的轴线方向上，疏螺纹部分31的长度为3.5-4cm，密螺纹部分32的长度为1-1.5cm。对于普通人来说，椎体部分以松质骨为主，椎弓根部分以皮质骨为主，而皮质骨较为坚硬，松质骨则较为松散。当钉体植入患者的椎弓根后，螺杆部3的前部分主要位于患者的椎体，螺杆部3的后部分主要位于患者的椎弓根，因此，把螺杆部3的前部分设置成螺距较长的疏螺纹部分31，在手术时，先钻入的疏螺纹部分31可使螺杆部3更快地钻进患者的椎弓根，缩短手术时间；而后钻入的密螺纹部分32，其螺距小，螺纹密度大，与皮质骨之间的接触面积大，使皮下椎弓根钉与椎弓根之间的配合更牢固，保证手术的成功率。因而本实用新型把皮下椎弓根钉的前部分设计成疏螺纹的松质骨螺钉，后部分设计成密螺纹的皮质骨螺钉。

在本实施例中，如图2和图5所示，连接部1的周向表面上设置有V形易折缺口11，在皮下椎弓根钉的轴线方向上，V形易折缺口11设置与连接部的中部。在实际应用中，通常把皮下椎弓根钉的连接部1做得比较长，这样在进行钉体植入手术时，工具与连接部1的接触面积大，方便医护人员操作。而在钉体植入患者的椎弓根后，钉体尾部的较长的连接部1是对患者不利的，因此，在皮下椎弓根钉的位置确定了之后，通过该V形易折缺口11把连接部的无效固定部分扳离，使连接部1的长度缩短。

实施例2

在本实施例中，除了过渡部2的结构不同于实施例1外，其他同实施例1。在本实施例中，如图3所示，把过渡边设置为一段内圆弧，该内圆弧的半径R1为4-6cm，该形状也可达到平滑过渡的目的。

实施例3

在本实施例中，除了过渡部2的结构不同于实施例1外，其他同实施例1。在本实施例中，如图4所示，把过渡边设置成一段直线，该形状也可达到平滑 过渡的目的。当然，过渡边还可为其他形式，只要过渡部2采用平滑过渡的方式连接连接部1和螺杆部3，即可有效防止应力集中，而类似的替代方案也落入本实用新型的保护范围之内。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。