一种钴铬钼胸腰后路钉棒系统的制作方法

本专利属于医疗器械技术领域，具体而言涉及一种钴铬钼胸腰后路钉棒系统。

背景技术：

胸腰椎等脊柱疾病最常见的解决方式为脊柱内固定，在脊柱胸腰段内固定方式中发展至今在脊柱后路内固定是一种较为常见的方式。

脊柱后路内固定，通常通过植入钉棒系统来实现，胸腰后路钉棒系统是通过固定在胸椎或者腰椎上的一套系统，该系统被植入胸腰椎后有可能会使得被植入节段活动度过分限制，从而导致相邻节段退变以及植骨融合不可靠甚至失败，同时还可能因为内部应力集中过大而导致系统失效，出现松动、断钉等现象。现有技术中的胸腰后路钉棒系统主要采用钛合金和不锈钢制造，主要包括钛合金螺钉和钛合金矫形棒，基于应力因素的考虑，结合到钛合金的强度问题，目前市面上的椎弓根钉和矫形棒体积都相对较大、直径较粗，这虽然可以保证整个脊柱内固定系统的整体刚度，但同时带来了切迹过高、过于干扰体内组织生长等不利因素。

因此，现有技术中需要一种能够具有较高的强度同时又具有较小的体积的钉棒系统。

技术实现要素：

本专利正是基于现有技术的上述需求而提出的，本专利要解决的技术问题是提供一种钴铬钼胸腰后路钉棒系统，其具有较小的体积，并能够提高整个系统的强度以及与脊柱固定的效果。

为了解决上述问题，本专利提供的技术方案包括：

一种钴铬钼胸腰后路钉棒系统，所述钴铬钼胸腰后路钉棒系统包括：椎弓根螺钉、矫形棒和螺塞；所述椎弓根螺钉用于固定在脊椎上，从而将整个钉棒系统锚固在脊椎上；所述椎弓根螺钉万向螺钉和固定螺钉，所述固定螺钉为一体式设计，整体不能够产生明显形变，用于固定在脊椎的相应位置上；所述万向螺钉：钉帽、挡圈、卡圈、钉体；所述钉帽位于整个万向螺钉的顶部，呈圆柱体状，在钉帽顶部开设有第一槽，所述第一槽贯穿整个钉帽直径方向设置；所述第一槽用于容纳螺塞，所述第一槽的槽壁上设置有螺纹，所述螺纹与螺塞上设置的螺纹相配合，从而允许所述螺塞通过螺纹配合的方式可操作地与所述钉帽固定；所述钉帽的底部开设有第一通孔，所述第一通孔的一端与所述第一槽的底壁相通，所述第一通孔的另一端将所述钉帽的底部贯通，所述第一通孔用于容纳钉体，所述钉体的顶端包括一个球头所述球头容纳在所述第一通孔中；所述球头与所述第一通孔之间还设置有挡圈，所述挡圈位于所述球头的顶部，位于所述第一开口的顶端与所述球头之间，从所述球头的顶部限定所述球头在所述第一通孔中的位置；所述第一通孔的底部和所述球头的底部之间设置所述卡圈，用于在所述球头的下部限定所述球头相对于所述钉帽的位置；螺塞通过螺纹与钉帽进行旋紧配合关系，矫形棒置于所述钉帽上开设的第一槽中，随着螺塞的逐渐旋入，螺塞底部与矫形棒上半面接触并压紧，矫形棒下半面与挡圈接触并压紧,实现螺塞和挡圈把矫形棒完全抱紧锁死；所述螺塞、钉体的材料为钛合金，硬度为260hv10；矫形棒、钉帽、卡圈的材料为钴铬钼合金，硬度为40hrc；挡圈材料为纯钛，硬度为150hv10；钴铬钼胸腰后路钉棒系统通过上述材料软硬结合后形成一种软硬结合的系统；所述钉体包括螺纹柱，所述螺纹柱与所述球头固定设置，所述螺纹柱与所述球头一体成型，所述螺纹柱同样采用钛合金制成，所述螺纹柱上设置有螺纹，所述螺纹柱的下部外周设置第一密度的螺纹，所述螺纹柱的上部外周设置第二密度的螺纹，所述第二密度的螺纹大于所述第一密度的螺纹，所述第一螺纹的长度与脊椎的骨质层相对应，所述第二螺纹的长度与脊椎的皮质层相对应；所述螺塞底端面设置有至少一个向下突出的凸起结构，当所述螺塞逐渐旋入到所述钉帽中时，起初，所述凸起结构与所述矫形棒接触，凸起结构与矫形棒上半面挤压产生一定的弹性变形，起到对矫形棒预压紧的功能；预压紧状态下，矫形棒并未锁死，因此可以轴向调整矫形棒的角度，以满足手术需求；在需要完全锁死矫形棒与所述钉帽的情况下，再继续向下拧动螺塞，当对所述螺塞施加的扭矩达到预设的扭矩时，即完成压紧，完成矫形棒的整个压紧过程。

优选地，上述锁紧状态下，螺塞与棒锁死，螺塞的所述凸起结构表面与矫形棒上半面产生凸起与凹陷的耦合塑性变形，这种变形在矫形棒收到外力产生相对于螺塞的扭转或轴向滑移趋势时，会发生“犁沟效应”(材料表面的凸起引起对表面的凹陷后，在滑动中，这种耦合接触面因挤压而发生塑性流动的现象。)，增加抵抗扭转或滑移的阻力，利于锁紧，进而提高了与矫形棒的连接性能。

优选地，矫形棒包括直棒，所述直棒整体呈现大致直线的形状，直棒的一端设置有六角，即在直棒一端的外周面上设置六个相连的平面，所述端部六角中间设置有圆环状的缺口，所述缺口的深度沿着矫形棒的圆周方向设置，以配合手术器械的弹簧钢珠使得所述矫形棒与所述手术器械固定。

本专利通过采用钴铬钼材料、钛合金材料以及纯钛材料制作不同的部件，实现了保证系统所需应力强度的情况下减小了系统中部件的外形尺寸，能有效减小术中的创口大小，并用于微创手术，降低了术中的风险，同时更利于病人的术后恢复。通过具体结构的配合结构设计，使得系统与脊椎的结合更加稳定，提高了使用效果。

附图说明

图1为本专利具体实施方式中一种钴铬钼胸腰后路钉棒系统的与脊椎的结合示意图；

图2为本专利具体实施方式中一种钴铬钼胸腰后路钉棒系统的整体结构示意图；

图3为本专利具体实施方式中万向螺钉的结构图；

图4为本专利具体实施方式中螺钉与脊椎的结合示意图；

图5为本专利具体实施方式中脊椎cobb角示意图；

图6为本专利具体实施方式中生理弯曲棒的弯曲角度示意图；

图7为本专利具体实施方式中生理弯曲棒的结构示意图；

图8为本专利具体实施方式中直棒的结构示意图；

图9为本专利具体实施方式中直棒与手术工具结合示意图；

图10为本专利具体实施方式中螺塞的结构示意图；

图11为本专利具体实施方式中螺塞断裂面的结构示意图；

图12为本专利具体实施方式中螺塞梅花槽与传统梅花槽的对比图；

图13为本专利具体实施方式中螺塞梅花槽与传统梅花槽的对比图；

图14为本专利具体实施方式中柱塞的末端螺纹与传统柱塞螺纹对比图。

图15为本专利具体实施方式中螺塞下部分与矫形棒上半面锁紧挤压塑性变形后的截面轮廓图；

图16为本专利具体实施方式中图xxx三种方案下轴向与扭转锁紧能力指数的比较图；

图17为本专利具体实施方式中方案1与方案3钉帽抗拉脱与钉帽螺纹抗剪切能力指数的对比图。

图18为本专利具体实施方式中可追溯标志与钉棒系统的结合示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本专利的具体实施方式进行详细说明，需要指出的是，该具体实施方式仅仅是对本专利优选技术方案的举例，并不能理解为对本专利保护范围的限制。

如图1所示，本具体实施方式提供了一种钴铬钼胸腰后路钉棒系统，所述钴铬钼胸腰后路钉棒系统包括椎弓根螺钉1、矫形棒2和螺塞3。

所述椎弓根螺钉1用于固定在脊椎上，从而将整个钉棒系统锚固在脊椎上，以起到固定和支撑的作用。

在本具体实施方式中，所述椎弓根螺钉1包括两种，一种是万向螺钉11、一种是固定螺钉12，所述固定螺钉11为一体式设计，整体不能够产生明显形变，用于固定在脊椎的相应位置上。所述万向螺钉12也能够被固定在脊椎上，但是其部分部件，如钉帽，能够相对于所述脊椎转动，从而在脊椎运动时提供相应的随动功能，图1中箭头示出了在钉棒系统中主要的应力方向。

在本具体实施方式中，所述万向螺钉的结构如图2、图3所示，在本具体实施方式中，所述万向螺钉12包括：钉帽121、挡圈122、卡圈123、钉体124。所述钉帽121位于整个万向螺钉的顶部，其整体外形优选为圆柱体状，在其顶部开设有第一槽125，所述第一槽贯穿整个钉帽直径方向设置，从而使得所述钉帽的上部具有一个缺口。所述第一槽125用于容纳螺塞3，所述第一槽的槽壁上设置有螺纹，所述螺纹与螺塞3上设置的螺纹相配合，从而允许所述螺塞通过螺纹配合的方式可操作地与所述钉帽固定。

所述钉帽121的底部开设有第一通孔，所述第一通孔的一端与所述第一槽125的底壁相通，所述第一通孔的另一端将所述钉帽的底部贯通，所述第一通孔用于容纳钉体，所述钉体采用钛合金制成，所述钉体的顶端包括一个球头所述球头容纳在所述第一通孔中，这样所述钉体就能够依靠所述球头与所述钉帽之间的配合能够向多个方向转动，这样就提供了较为丰富的万向螺钉的转动方式。如图3所述球头与所述第一通孔之间还设置有挡圈122，所述挡圈采用纯钛制成，所述挡圈位于所述球头的顶部，位于所述第一开口的顶端与所述球头之间，从所述球头的顶部限定所述球头在所述第一通孔中的位置；所述卡圈123位于所述第一通孔的底部和所述球头的底部之间，所述卡圈采用钴铬钼合金制成，用于在所述球头的下部限定所述球头相对于所述钉帽的位置。

在本具体实施方式中，所述螺塞3、钉体124的材料为钛合金，硬度为260hv10；矫形棒2、钉帽121、卡圈123材料为钴铬钼合金，硬度为40hrc；挡圈123材料为纯钛，硬度为150hv10。

在如图1-2中的钉棒系统安装配合的过程中，出现接触配合关系的几个零件为螺塞3、矫形棒2、挡圈123和钉帽121(详见图2)，即螺塞3通过螺纹与钉帽121进行旋紧配合关系，矫形棒2置于所述钉帽上开设的第一通槽125中，随着螺塞3的逐渐旋入，螺塞底部与矫形棒上半面接触并压紧，矫形棒下半面与挡圈接触并压紧,最终实现螺塞和挡圈把矫形棒完全抱紧锁死。通过试验对比(表1)，在相同的结构设计、对螺塞施加相同锁紧扭矩的前提下，其矫形棒轴向锁紧力，在试验方案3中所采用材料组合方式的轴向锁紧阻力最大。

优选地，螺塞凸起结构的轮廓设计为多段圆弧过渡的球弧面，增加与矫形棒的接触应力，增强螺塞对矫形棒的锁紧能力。在如图1-2中，螺塞3的底部增加了微小的球状凸起结构，这种微小凸起结构在与矫形棒上半部分挤压接触时，会引起二者接触区应力集中，致使二者接触区产生塑性变形，螺塞球状凸起受到矫形棒圆柱弧面的挤压，产生塑性流动，形成倒马鞍状(如图15及放大图所示)结构，弧面卡住矫形棒；矫形棒受球状凸起的挤压，表面发生塑性变形，形成“火山口”(如图15及放大图所示)结构，与变形后的螺塞下表面紧密啮合，增加了矫形棒受外旋扭矩或轴向推力而滑移时的阻力，也即增强了二者的连接性能。

优选的，螺塞3底部球状凸起与矫形棒上半部分因锁紧而挤压变形后，球状凸起发生塑性流动，球状凸起内凹，形成倒马鞍面，与形变后的矫形棒上半部分啮合，因这种啮合会对螺塞旋动产生阻碍作用，这与螺塞的螺纹间摩擦阻力类似，能有效地防止螺塞退旋松动。增强螺塞与矫形棒连接部位的耐抗疲劳性能。

以上所述不同材料的组合锁紧方式，以本实施例中的材质组合形成的软硬结合的体系为最佳。因为，在脊柱矫形中，矫形棒2是用于承载并传递脊柱负荷的桥梁，高刚度的矫形棒有助于矫形效果的维持和实现，并且高刚度的材质可以适当缩小其直径(相对钛合金材质而言)，因此选择钴铬钼作为其材料；同样的，为了尽可能缩小钉帽的体积，并保持其与钛合金材质钉帽相当的刚性，同样其材料选择为钴铬钼；进一步的，螺塞是通过螺纹与钉帽旋紧配合，若采用纯钛材质，则其螺纹在相同的锁紧扭矩下较钛合金材质易发生弹性和塑性变形，从而导致矫形棒和椎弓根钉之间出现松动或滑脱现象，因而选择钛合金作为其材料；而挡圈是作为钉帽与棒之间锁紧力传递的过渡块，并且无其他额外的功能性需求，故选择纯钛作为其材料。同时，在硬性材料和软性材料配合过程中，由于硬性材料的相对形变较小而软性材料的形变相对较大，因此相互接触的部件之间的摩擦力或锁紧力在软硬配合时会随之增大，相对纯钛合金组件的设计或者是纯钴铬钼材质设计而言，本具体实施方式中对承载应力的部件采用硬度较高的钴铬钼材料在保持强度的需要的情况下减小了部件的体积，而对于不需要额外功能性需求的部件采用相对软性的材料，则能够增大锁紧力(包括轴向锁紧力和扭转锁紧力，试验方法参考astmf1798)，从而提高整个钉棒系统的性能。

综上所述，钴铬钼、钛合金、纯钛的种材料组合方式其锁紧效果优于纯钴铬钼材质或纯钛合金材质。因此在本专利中，提出的钉帽、矫形棒选择钴铬钼材料，螺塞选择钛合金材料，挡圈选择纯钛材料具有突出的实质性特点和显著的进步。

表1各种不同材料相同结构的部件配合下综合锁紧能力指数数据对比

其中，综合锁紧能力指数指数＝sqrt(轴向锁紧能力指数²+扭转锁紧能力指数²)。其中：轴向锁紧能力指数＝轴向锁紧力/全钛合金材质轴向锁紧力；扭转锁紧能力指数＝扭转锁紧力/全钛合金材质的扭转锁紧力。

优选地，上述方案3的独特材料软硬配合锁紧方式，不仅提高了螺塞与棒的连接性能，同时也提高了钉体124的钉尾从钉帽125中拔出或滑脱而出的阻力，下文统称为钉帽拉脱力，本文中以钉帽抗拉脱能力指数来评价。以及钉帽螺纹抗剪切破坏的能力。下文以抗剪切能力指数来评价。

其中，钉帽抗拉脱能力指数＝钉帽拉脱力试验值/全钛合金材质的钉帽拉脱力试验值。抗剪切能力指数＝钉帽螺纹剪切破坏的临界值/全钛合金材质钉帽螺纹剪切破坏的临界值。

特将方案3与方案1的试验结果进行了对比，见图16、图17所示。

如图3所示，所述钉体还包括螺纹柱，所述螺纹柱与所述球头固定设置，优选地，所述螺纹柱与所述球体一体成型，所述螺纹柱同样采用钛合金制成，所述螺纹柱的底端优选包括尖端，通过尖端能够便于植入到脊椎当中。在本具体实施方式中，所述螺纹柱具有双线程螺纹的结构。即所述螺纹柱的下部外周设置第一密度的螺纹，所述螺纹柱的上部外周设置第二密度的螺纹，所述第二密度的螺纹大于所述第一密度的螺纹。优选地，所述第二密度，即在单位长度上的螺纹数量，是所述第一密度的两倍。通过这种双线程的螺纹设计一方面可以增加骨容量，另一方面可以便于螺钉的拧入。

如图4所示，组合螺纹的设计即是考虑了人体椎弓根内两种骨质层的存在而专门设计的，在皮质骨层4，螺钉与骨质以摩擦为主要固定形式，在松质骨层5，螺钉与骨质以剪切为主要固定形式。

在皮质骨层，螺纹为小螺距双线程螺纹设计，增加了螺纹和皮质骨的接触面积，即增加了螺钉和骨质的摩擦力，从而增加了螺钉的把持力；在松质骨层，螺纹为大螺距单线程螺纹设计，螺纹两牙之间具有更大的容骨空间，即增加了螺纹牙齿间松质骨的骨容量，使得该部分具有更大的抗剪切能力，从而增加了螺钉的把持力，尤其对于钉体下半部分的锥螺纹而言，其外径为大螺距单线程螺纹，内径成锥形缩小，因而在此部分螺纹区间，容骨量比中间部分单线程螺纹更大，因而具有更大的抗剪切力，再次增加螺钉的把持力。

在本具体实施方式中所述固定螺钉也包括钉帽和钉体，所述钉帽和钉体一体成型或者是固定连接。所述钉帽上设置有与万向螺钉的第一槽同样的槽形结构，其钉体上可以采用与万向螺钉同样的双线程螺纹结构。基于篇幅的原因，本具体实施方式中不再详细描述。

如图2所示，所述万向螺钉和所述固定螺钉的第一槽的截面底部形成为圆弧状，这种设计是便于所述螺钉与矫形棒进行配合。所述螺钉与所述矫形棒的配合方式如图3所示。

在图中，所述矫形棒2部分容纳在所述第一槽125的底部，所述矫形棒与所述螺钉大致相互垂直设置，所述螺钉用于将整个钉棒系统固定到所述脊椎上，而所述矫形棒则主要用于通过棒体的刚度实现对于脊椎的矫形。所述矫形棒位于所述脊椎的外部，所述矫形棒与所述螺钉固定从而固定到所述脊椎上，同时利用矫形棒自身的刚度和形状来实现对于脊椎的矫形。

在本具体实施方式中，所述矫形棒包括直棒21和生理弯曲棒22。所述直棒21整体呈现大致直线的形状，所述生理弯曲棒具有一定的曲度。

在本具体实施方式中，生理弯曲棒主要是用于脊柱矫形手术，作用是恢复脊柱正常生理曲度。在医学上，对脊柱侧弯的严重程度多是通过脊柱节段侧弯的角度进行评估；而脊柱侧弯角度的测量是采用cobb角来进行测量，见图5所示。生理弯曲棒的预弯弧度则依据cobb角的数据来进行设计，其长度与需矫形的脊柱节段长度保持一致，其沿两端切线方向延长线相交所形成的角度α则与cobb角保持相适性，例如可以采用相同的角度，或者采用易于和所述cobb角相配合的角度，如图6所示。根据胸椎、腰椎其固有的生理曲度，设计出一系列的生理弯曲棒，以覆盖不同人群、不同节段矫形的需求。

在本具体实施方式中，所述生理弯曲棒具有预定的弯曲度，相较于普通直棒，生理曲度预弯棒可使内植与脊柱的接触面积达到最大，在维持生理曲度方面可以起到一定的效果，术后对于压缩的椎体也能够达到满意的撑开作用。如图7所示，所述生理弯曲棒的一个端部外周面上设置有凹槽，所述凹槽的数量优选为两个，所述凹槽的深度方向沿着所述生理弯曲棒的直径方向设置，通过设计所述凹槽，也是便于在对于所述生理弯曲棒端部施加旋转力和轴向平移力的情况下保证旋转力的有效作用，从而避免了打滑现象的发生，提高了使用过程中的便利性和输送到预定位置的准确性。所述生理弯曲棒的另外一个端部上设置有锥形端，设置所述锥形端的目的是为了当采用微创手术，即采用尽可能小的创口；尽可能少地剥离植入位置组织、肌肉、韧带的剥离等)形式将植入物植入时，端部锥形设计可有利于矫形棒的植入，减少对植入位置周围组织肌肉的激惹，减少对韧带、神经的牵拉，从而降低对患者的损伤。

在本具体实施方式中所述矫形棒，无论是直棒还是生理弯曲棒都相采用钴铬钼合金制成，矫形棒由于主要承载脊柱的应力，因此需要保持足够的强度，在单位体积的材质下，钴铬钼合金具有较高的强度，因此，对现有技术5.5、6.0、6.35mm直径的矫形棒钛合金棒，钴铬钼系统采用4.75mm钴铬钼棒，即可拥有不低于5.5mm钛合金棒的力学性能，并且体积更小，体内所占空间更小，大大减小了植入物对体内组织的影响。

如图8所示，在本具体实施方式中，矫形棒中的直棒21的一端还设置有六角211，即在直棒一端的外周面上设置六个相连的平面。现有技术中的普通圆周面设置的矫形棒，进行脊柱侧弯矫形手术时，利用矫形棒的旋转来矫正脊柱侧弯畸形，如果使用普通矫形棒，则旋转棒时可能会打滑；而本具体实施方式中采用端部六角设计则可以在对所述矫形棒进行旋转操作时由于六个面非平滑设计从而保证旋转力能够有效地施加到所述矫形棒上，从而保证了棒的稳定旋转，达到理想的矫形状态。更进一步地，在本具体实施方式中，所述端部六角中间设置有圆环状的缺口212，所述缺口的深度沿着矫形棒的圆周方向设置，此缺口是配合手术器械使用，即在使用手术器械配合矫形棒实施矫形手术时，例如，可以在所述手术器械与矫形棒的六角结构组合到一块时，通过钢珠和弹簧与所述缺口配合的方式，将所述手术器械与所述矫形棒进行锁紧，可确保在手术过程中完全锁死器械和矫形棒之间的连接，确保手术过程中的使用稳定性，其组合原理如图9所示。可确保手术器械稳定地配合六角棒，防止手术器械从矫形棒的六角端滑脱。图9中仅仅列举了此为一种方式，亦可换成其他方式，例如如可以将钢珠和弹簧换成锁扣形式。

如图3所示，在本具体实施方式的钉棒系统中，所述矫形棒设置在所述螺钉的钉帽上，在手术过程中，需要对放置好的矫形棒进行预压紧，保证矫形棒和螺钉具有一定的相对固定关系，从而维持后续操作中矫形棒的稳定性。为此在本具体实施方式中设置螺塞，以用于将所述矫形棒压紧在所述钉帽中。

所述螺塞3的结构如图10所示，在本具体实施方式中，所述为螺塞采用为钛合金材料制成，硬度为260hv10。

在本具体实施方式中，所述螺塞整体呈圆柱状，在所述圆周的外周设置有螺纹，所述柱塞上的螺纹，与所述螺钉钉帽第一槽内壁上的螺纹配合，从而将所述螺塞自上而下从所述第一槽的开口处选入所述螺钉的第一槽。所述矫形棒容纳在所述槽的底部，当所述螺塞自上而下旋入时，逐渐施加将所述矫形棒挤压到所述钉帽的下压力，从而将所述矫形棒保持在所述钉帽之中。

在本具体实施方式中，所述螺塞底端面设置有至少一个向下突出的凸起结构，当所述螺塞逐渐选入到所述钉帽中时，起初，所述凸起结构与所述矫形棒接触，起到对矫形棒预压紧的功能；由于凸起的结构形状，在预压紧状态时，所述凸起结构与矫形棒的初始接触面积较小，故容易产生塑性变形，因此可以将矫形棒初锁紧并且具有一定的可调性，以满足手术过程中的预压紧的需求；在后续过程中，当需要完全锁死矫形棒与所述钉帽的情况下，再继续向下拧动螺塞，由于所述螺塞的材质为钛合金而矫形棒为钴铬钼材料，因此矫形棒的硬度大于所述螺塞的硬度，当对所述螺塞施加的力达到预设的断裂力时，螺塞的所述凸结构起断裂变形，最终完成矫形棒的整个压紧过程。

螺塞底端面凸起结构的形状、尺寸和数量可以根据螺塞的大小规格、矫形棒的规格来进行相应确定，使得针对不同规格的螺塞和矫形棒都可以达到最理想的锁紧状态。

更进一步地，考虑到椎弓根螺钉中复位螺钉的使用，自断螺塞、复位螺塞等需要在术中进行掰断或扭断使用，所以需要相应的断裂截面的设计来确保定量的掰断或扭断力，据此我们考虑设计出多种不同的断裂截面来确保精确的断裂力和平整的断裂截面，以此来将产品断裂缺口对体内组织的影响减到最小。断裂面都是基于减薄的外壁来设计，但是为了提高断裂力的精确性和断裂面的平整度，在本具体实施方式中提供了如图11所示的各种优选的断裂面设计。

自断螺塞和复位螺塞在术中是需要进行扭断，并且此扭断力是一个定值，进一步地，从确定的扭断力值来确保螺塞将钉帽和矫形棒之间的锁紧力是定值，从而确保在钉棒系统植入后其最终锁紧状态是处在一个基本相同的状态，避免因人为因素导致的锁紧力不一致、螺塞未锁紧等人为因素问题，确保产品植入后的安全性。同时，考虑到断口的平整性，结合钛合金材质断裂特性，对切口结构进行设计，这种带切口结构发生断裂需满足的条件为：在平面应力状态下，缺口强度为：其中kt为应力集中系数，σbn为断裂强度，σf为光滑试样的断裂强度，εf为光滑试样的断裂应变。根据hart-smith方法可知，kt值与缺口部分厚度、宽度、和切口曲率半径等有关，通过合理的参数匹配，实现精确的强度选择。另外，切口根部应力状态发生改变，从单纯的平面应力状态，转变为三向应力状态，这种应力状态使得材料裂纹萌生和裂纹扩展被局限在一定的平面内，更容易形成平直的断口形貌。相关的验证试验表现出与理论分析一致的结果。

更进一步地，所述螺塞的顶部开设有截面为六角形或者梅花形的凹槽，因为所述螺塞需要施加旋转的力从而逐渐挤压到所述矫形棒上，因此所述凹槽即是用于使用工具将螺塞向下拧紧。在现有技术中，所述凹槽的整体为垂直设置，其不同位置的截面形状和尺寸大致相同。这种截面形状的凹槽在使用中有时候工具和槽之间不能保证对中性，即安装过程中，工具和槽会发生相对晃动，在脊椎手术的过程中，细微的角度差别往往会产生较大的影响，因此如果工具和槽之间产生相对晃动，则会导致上钉过程中螺钉受力方向歪斜，螺钉安装不能达到预期的安装位置，从而硬性影响整个钉棒系统的性能。为了解决上述问题，在本具体实施方式中，如图12所示，优选地，所述螺塞顶端的凹槽设置为锥形槽，即，所述凹槽的截面中，所述槽口的直径从上到下逐渐减小，这样，配合与所述锥形槽形状相同的锥形螺丝刀或者类似工具时，由于锥面的导向作用实现工具和所述螺塞的自动对中，从而可以保证起子和螺钉的轴线同轴，这样可以避免螺钉安装位置不正确的问题。

目前市面上六方槽、梅花槽等用于传递扭矩的工具槽都是柱状的，使用相应的六角、梅花起子可以拧紧螺钉等，但此种工具槽的缺点在于工具和槽之间不能保证对中性，即安装过程中，工具和槽会发生相对晃动，影响使用。

在本实施例中使用起子配对螺钉中的工具槽，在使用时出现螺钉轴线和工具轴线不同轴的问题，导致上钉过程中螺钉受力方向歪斜，螺钉安装不能达到预期的安装位置，针对这一问题，我们提出锥形工具槽，具有自动对中性，当起子和螺钉上工具槽配对时，由于锥面的自动对中性，可以保证起子和螺钉的轴线同轴，这样可以避免螺钉安装位置不正确的问题，示例如图13所示。

更为优选地，如图14所示，所述螺塞底部末端螺纹收尾处有钝头的末端，所述钝头末端是相对于传统的螺纹末端逐渐减薄从而消失在螺柱上而言的。采用钝头末端时，在螺纹的末端，直接截断，参见图14所示。非钝头的螺塞的螺纹设计，螺纹起始是从无到有的自然过渡，在这过渡过程中，有部分螺纹的牙型是非完整牙型且薄弱，在旋入时有略微的错位很容易造成牙型的变形，从而导致螺塞旋入的不畅以及安装错牙的可能。而采用钝头螺纹设计的螺塞，则可避免上述问题的产生。通过螺纹切边设计，螺塞上外螺纹的底径显露出来，这样在螺塞拧入钉帽内螺纹时，显露出来的螺纹内径可以保证螺纹的对中安装，确保螺纹牙齿间的正确嵌入，不会出现螺纹配对错误的问题，借助此种设计，螺塞拧入钉帽更加快捷，安装更加顺畅。

更为优选地，本具体实施方式中的根钉系统还包括附加于所述根钉系统上的标识模块。

目前，用于内植入物系统的所有标识均在产品本体上，诸如产品上的打标等用以确定该产品属于何种规格、批次等，但用于内植入物系统的产品本身就体型小，故而打标会更小，所以在实际操作过程中产品的标识辨别非常麻烦。

本专利具体实施方式中提出一种外部的标识系统，用于植入物的追溯，即给予每件植入物产品均配对相应的标示牌，将标示牌和产品整合起来，可拆卸地固定在所述钉棒系统上，实现一体化，如此如果需要对产品进行追溯则只需要查看标示牌即可，标示牌上的信息记录可以使用数字、图形等代码，例如二维码、条形码等，利用与之配对的扫描仪器进行扫描即可得到所需的该产品的所有相关信息。标示牌和钉棒系统产品整合示例如图18所示。

以上仅仅是本专利优选的技术方案而已，虽然对于本具体实施方式中的位置通信原理和实施方式进行了详细介绍，但是对于本具体实施方式中未提及的技术细节可以采用本领域公知的技术来实现，因此未一一列举。

然而，对于本领域技术人员而言，依据本专利实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均可以有改变之处；所以，凡是对本具体实施方式中的要素进行的修改、删除或替换均应当纳入到本专利的保护范围之内。综上所述，本说明书的内容不应当理解为对本专利保护范围的限制。