一种对传统的椎弓根钉的改进的制作方法

文档序号:15270530发布日期:2018-08-28 22:22阅读:622来源:国知局

本发明申请,涉及一种应用在骨外科及神经外科手术中的新的学术探讨使用中的,具有“微动态”功能的椎弓根钉。



背景技术:

在当今的骨外科与神经外科的临床上,对于如何用手术性治疗腰间盘突出与腰椎管狭窄这种常见病,是热门话题之一。传统的做法,是沿用“刚性固定融合”的理论,使用的是属于该系统的,被称为“单轴钉”或“万向钉”的椎弓根钉。这类椎弓根钉的好处是简单,可靠,已流行多时;随着临床试验的不断深入探讨,发现:若被植入椎弓根钉的人的椎体,依然能相对相邻的椎体,保持微小的摆动角度,是十分有利于病变椎体的愈合与康复。这就是最近在临床上开始探讨的“微动态固定有利于促进融合”的理论,符合这样的理论且能产生这样的功能的椎弓根钉,被称为“微动态椎弓根钉”。



技术实现要素:

目前,根据上述的理论而制作而成的“微动态椎弓根钉”有许多种形式,如内置弹簧式、外置弹簧式等等。但都制作过程较复杂,构成的零件较多,且切迹较高。

本发明申请,就是采用了一种简单易可行的,利用在传统的属于“刚性固定融合”系统中的椎弓根钉,进行简单的改进,即可转变成应用在“微动态固定”系统中的带微动功能的新型椎弓根钉,且能实现将这种新型椎弓根钉的尾部所具有的外螺纹全部植入椎体内的最低切迹的效果;此外,还可以通过增减缕空槽的数量,及缕空槽占整个椎弓根钉的径向平面的多少而设定的此具有“微动态”功能的椎弓根钉的弯曲变形的程度;更可以通过对此类椎弓根钉的设有缕空槽的部位,即尾部与头部相邻之处,进行热处理或异质材料处理,改变此部位的物理性能,从而更好地实现所需的“微动态”效果。

本发明申请的技术方案如下:

在传统的“刚性固定融合”系统中,有一种被称为单轴钉(亦被称为单向钉)的椎弓根钉,其构成有两部分,即头部与尾部,尾部的作用是植入人的椎体骨内,而头部的作用是通过置入连接棒及旋紧螺塞,与相邻的椎弓根钉连接成一个整体。

本发明申请,所提出的技术方案,就是将上述的单轴钉的尾部靠近头部相连之处的一小段,在不改变其原有的螺纹的情况下,只需要使用普通的线切割机,即可加工出数条的一组的缕空槽,这样的缕空槽,就构成了可弯曲变形的部位,使得尾部在受到外力的作用时,可相对头部作微小的角度摆动,从而实现具有“微动态”的功能;也就是说,当受到外力作用时,如人体的正常前弯后仰或左右摆动时,植入人的椎体骨内的椎弓根钉的钉尾,能够相对于连接棒,也就是相邻的椎体之间,可作微量的摆动,从而有效地促进相邻的椎体的康复愈合,这就是具有“微动态”功能的椎弓根钉的原理及本发明申请所达到的技术效果。

进一步的,缕空槽细分为“避空处”与“变形处”;“避空处”为两个平面之间的间隙;“变形处”为呈圆柱形的空间,其作用为所述的单轴钉受外力作用时产生变形的应力释放区间:显而易见,所述的圆柱形的直径,应大于所述的“避空处”的间隙的高度。

再进一步地,所述的“变形处”的圆柱形空间的轴心线,平行于所述的单轴钉的尾部的径向平面,且在其轴向高度上等距离错开,并按单轴钉的尾部的轴向平面投影作等角度依次排布。

再进一步地,将所述的头部改进成呈球体,与传统的万向钉的钉座内腔相配合;球体的上端设有一个平面,平面上设有供旋具使用的盲孔,这就可以将本发明申请应用到“万向型”椎弓根钉中。

再进一步地,在所述的缕空槽相邻的部位,即单轴钉的尾部接近头部之处,使用热处理及异质化材料处理,改变此部位的材质的物理性能,从而更好地实现所需的“微动态”效果,使其更具备有利于通过缕空槽实现可控的变形规律的特点。

在下文再结合附图,及具体实施方式,对本发明申请作进一步的说明。

附图说明:

图1是本发明申请的二维图及局部放大图;

图2是本发明申请的局部的三维效果图;

图3是本发明申请在受外力的作用时,缕空槽变形的二维示意图;

图4是本发明申请的实施案例二的整体及局部放大的效果图;

其中:1,头部;2,尾部;3,缕空槽;31,缕空槽的变形处;32,缕空槽的避空处;

具体实施方式

以下结合附图,对本发明申请的原理及特征进行描述,所举的实施方案,只用于解释本发明申请,并非用于限定本发明申请的范围。

传统的用于“刚性固定融合”系统中的具有单轴功能的椎弓根钉,整个钉体,主要由钛或不锈钢加工而成,呈单一刚性件,足够的刚度,使得整个钉体不产生变形,从而保证钉体在植入人体骨后,与整个系统保持相对固定。而最新的临床理论,则要求椎弓根钉在植入人的椎体骨并把整个系统均固定后,椎体骨能相对相邻的椎体能作微小的,约±3°左右的摆动;目前,为达到此功能,有选用内置弹簧式,亦有选用外置弹簧式,而本发明申请采用的是一种简单而可行的技术方案,就是在椎弓根钉的尾部2靠近头部1之处,加工出一组数个的缕空槽3,如图1所示的二维图及局部放大图中可清楚看到,本发明申请的所述的缕空槽3的基本特征及所处的位置。

再结合图2所示的局部的三维效果图,就可以更清楚揭示出本发明申请的实施案例一所述的缕空槽3的特征:一组共四条缕空槽3,每条缕空槽3,均平行置于椎弓根钉的尾部2的径向平面上;其中最靠近头部1的缕空槽3,紧贴头部1而设,其余的三条缕空槽,沿椎弓根钉的尾部2的轴线方向上,每相隔0.8mm,依次而设定,这就使得一整组共四条的缕空槽,在所述的尾部2的轴线方向上,只占用不到4mm的切迹高度,这就比利用弹簧进行微动控制的,无论是外置弹簧式或内置弹簧式的各类目前开始流行的“微动态固定”系统的椎弓根钉的切迹低得多,且零件减少,可靠实用,加工简单,只需要使用普通的线切割机加工即可,具有较大的临床应用效果及经济效益,亦就具有明显的新颖性及实用性。

从图2所示的局部效果图中可以看出,一组共四条的缕空槽3,是在原来的椎弓根钉的尾部2的基础上加工而成,基本保留原来存在的螺纹结构,从而使得所述的尾部2,可几乎全部地旋入人的椎体骨内,而外置弹簧式等其它微动态的椎弓根钉,则无法具有此功能,这亦是本发明申请的新颖性之一。

图3所揭示的是本发明申请所述的缕空槽3产生弯曲变形的示意图;从图1~图3,均可清楚看出:缕空槽3是由两个部分合成:缕空槽的变形处31,呈圆柱形空间,其圆柱形的直径,必应大于缕空槽的避空处32的两个平面形成的间隙空间的距离;本发明申请所示的实施案例中,上述两个数据分别为0.5mm与0.2mm,这就使得当椎弓根钉受外力作用时,所产生的弯曲变形,集中在楼空槽的变形处31,而其圆柱形的空间结构,可有效避免材料力学上的所谓“应力集中”导致“危险断面”的产生,而避空处32,则可以起到控制变形极限的作用。

再从图1与图2,可以看出,本发明申请所示的一组缕空槽,不仅在单轴钉的尾部2的轴向高度上是等距错开,且在尾部2的轴向平面投影上,亦作等角度依次排布,本实施案例是一组四个缕空槽3,每个依次转动90度,这就使得:无论人体作前弯后仰或左右摆动,均有相应方向的缕空槽3上的变形处31参与弯曲变形,从而达到临床上所要求的效果。

从图1~图3可以看出,在本发明申请的实施案例一的实施中,缕空槽的变形处31的呈圆柱形空间的轴心线,是穿过尾部2的垂直轴心线,也就是说,每条缕空槽3基本占所在的尾部2的径向平面的一半,即缕空区域与非缕空区各占50的百分比;根据多次的实验室及临床上的测试,这样的比例,比较合理;但随着临床上的不断深入探讨,及各分枝探索,可能要求椎弓根钉因为要承受不同的外力,而应有不同的弯曲变形程度;这很简单,而只需要调整上述的比例,即可达到目的。

图4是本发明申请的实施案例二,其实就是将属于“刚性固定融合”系统中的万向形椎弓根钉组件中的球头钉,按本发明申请所示的技术方案去进行改进,即在球头钉中加上一组本发明申请所示的缕空槽3,从而成为带“微动态”功能的万向型椎弓根钉。

在椎弓根钉的尾部2靠近头部1的相连之处,即所述的一组缕空槽3的设置部位,如果结合使用热处理或异质化材料处理,改变此部位的材质的物理性能,如采用回火工艺处理,改变其间的结晶排列,可降低其脆性,提升其韧性,增加其可延伸度;采用异质化材料处理,可使该部位的材料发生变异,增加其弹性模量,从而更好地实现所需的“微动态”效果,使其更具备有利于通过缕空槽3实现可控的变形规律的特点。

上述实施例为本发明申请优选实施方式,其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的,均在本发明申请保护范围之内。

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