专利名称：脊柱保持装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于使脊柱的第一和第二椎骨保持所要求的空间关系的装置。具体的说，本发明涉及用于使人体脊柱的颈椎骨保持所要求的空间关系的装置。
存在着各种公知的用于使脊柱保持所要求的空间关系的装置。有一些公知的装置具有穿过椎骨并与椎骨连接的杆，而有些公知的装置具有穿过椎骨并与椎骨连接的夹板。
本发明涉及一种使脊柱的第一和第二椎骨保持所要求的空间关系的装置。这种装置包括一根沿着脊柱布置的纵向构件。一个能与第一椎骨连接的构件上有第一和第二紧固件孔，以及一个能与纵向构件连接的部分。一个第一紧固件穿过上述构件上的第一紧固件孔，把该构件与第一椎骨连接。该第一紧固件有一个用于固定在第一椎骨上的第一端部，和一根纵轴线。一个第二紧固件穿过上述构件上的第二紧固件孔，把该构件与第一椎骨连接。该第二紧固件有一个用于固定在第一椎骨上的第一端部，和一根纵轴线。
按照本发明的一个特点，当上述第一和第二紧固件与上述第一椎骨连接时，从径向平面上看，上述第一紧固件的纵轴线和第二紧固件的纵轴线以一个锐角汇聚。该装置还包括用于把纵向构件与第二椎骨连接的装置。
按照本发明的另一个特点，上述与第一椎骨连接的构件有一个躯杆部分。该构件还有一个从该构件的躯杆部分凸出来的突出部分。该构件的突出部分能与上述第一椎骨朝向第二椎骨的一个表面接触。
在参照附图阅读了下面的详细描述之后，本技术领域的技术人员将更加明了本发明以上的和其他的特点。附图中
图1是按照本发明的用于保持一根脊柱的颈椎骨之间所要求的空间关系的装置的正视图2是沿图1中的2-2线的断面图；图3是沿图2中的3-3线的断面图；图4是沿图2中的4-4线的断面图；图5是组成图1中的装置的一部分的第一夹板的立体图；图6是图5中的夹板的另一个立体图；图7与图5相似，是组成图1中的装置的一部分的第二夹板的立体图；图8是图7中的夹板的另一个立体图；图9与图1相似，是本发明的第二实施例；图10是一块按照本发明的第三实施例制成的夹板的立体图；图11是图10中的夹板的一部分放大了的断面图，表示与该夹板协同工作的紧固螺钉和杆；本发明涉及一种用于使脊柱的椎骨保持所要求的空间关系的装置。作为本发明的一个有代表性的例子，图1表示了一种用于保持人体的脊柱C的骨骼部分，例如颈椎骨V1和V2的所要求的空间关系的装置10。上述脊柱C有一根轴线A，这根轴线是人体的垂直轴线。
装置10包括一对外科用的可植入的杆12和14(图1和2)。该装置10还包括连接上述杆12和14的第一和第二构件或夹板30和32；三个用于把上述第一夹板连接在第一椎骨V1上的紧固件38、40和42；以及三个用于把上述第二夹板连接在第二椎骨V2上的紧固件44、46和48。
上述第一根杆12(图1)是用适当的生物相容材料，例如钛或不锈钢制成的。第一根杆12呈长圆柱形，在垂直于第一根杆的纵向中心轴线的平面上具有圆形横断面。第一根杆12具有光滑的外表面，它的第一端部50做成帽状。第一根杆12在与第一端部相对的一端还有一个第二端部52。
第二根杆14和第一根杆12完全一样，它有一个做成帽状的第一端部54，还有一个与第一端部相对的第二端部56。杆12和14都能够弯曲到与脊柱C的正常弧线相符合的形状。这两根杆12和14合在一起时具有足够的强度和刚度，使椎骨V1和V2保持在所要求的空间关系。
上述杆12和14具有足够的长度，使得这两根杆至少能跨过两块椎骨V1和V2。杆12和14的长度取决于该装置10要使它们互相保持所要求的空间关系的椎骨的待矫正的状态和数目。如果装置10要使它们互相保持所要求的空间关系的椎骨多于两块，那么杆12和14就要长些，而且所使用的象夹板30和32那样的夹板也要多于两块。
上述第一夹板30(图5和6)用适当的生物相容材料，例如钛或不锈钢制成。上述第一夹板有一个主体部分60。该主体部分60有一个远离第一椎骨V1的平坦的外表面，和一个朝向第一椎骨V1的弧形的内表面64。当如下所述，第一夹板与第一椎骨V1连接起来时，上述内表面64可与第一椎骨V1的在前的表面接触。
第一夹板30的主体部分60还有一个中央部分66，该中央部分在第一夹板的第一侧面部分68与第二侧面部分70之间横向延伸。由于第一夹板30的内表面64是弧形的，所以第一夹板的中央部分66与第一侧面部分68和第二侧面部分70相比，就比较薄(从图3的左方向右方看时)。
第一夹板30的主体部分60还有第一和第二端部72和74。该第一端部72具有平坦的第一端面76，而第二端部74有一个平坦的第二端面78。第二端面78与第一端面76平行。
在第一夹板30的第一侧面部分68上有一个第一杆通道80。该第一杆通道80是一个贯穿第一和第二端面76和78，并且与第一夹板30的平坦的外表面62平行的孔。上述第一杆通道80由一个圆筒形表面81，和在圆筒形表面81的相对两端的锥形导向表面83和84所组成。该圆筒形表面81的直径稍大于上述第一杆12的直径，因此，第一杆与第一夹板30之间能够相对移动。
第一夹板30的第二侧面部分70与第一侧面部分68成镜面对称。在第二侧面部分70上有一个第二杆通道82。该第二杆通道82是一个贯穿第一和第二端面76和78，并且与第一夹板30的平坦的外表面62平行的孔。该第二杆通道82与上述第一杆通道80平行。上述第二杆通道82由一个圆筒形表面85，和在圆筒形表面85的相对两端的锥形导向表面86和87所组成。该圆筒形表面85的直径稍大于上述第二杆14的直径，因此，第二杆与第一夹板30之间能够相对移动。
一个圆形的第一紧固件孔90穿过第一夹板30的中央部分66。该第一紧固件孔90有一根轴线92(图2)，该轴线垂直于第一夹板30的外表面62。上述轴线92所延伸的第一方向由箭头94指示，即，当第一夹板30安装在第一椎骨V1上时，在图2中看，该方向为自右向左。上述第一方向94与杆12和14的轴线的方向垂直。
上述第一紧固件孔90的一部分由一个直径较大的圆筒形表面96(图6)形成，该圆筒形表面从第一夹板30外侧表面62沿着进入第一夹板的中心部分66的材料的方向延伸。上述圆筒形表面96的中心在上述第一紧固件孔90的轴线92上。该第一紧固件孔90的另一部分由一个直径较小的圆筒形表面98形成，该圆筒形表面从第一夹板30的内侧表面64沿着进入第一夹板的中心部分66的材料的方向延伸，延伸到沿径向向内与表面96隔开距离的位置。上述圆筒形表面98的中心在上述第一紧固件孔90的轴线92。
一个环形凸肩表面100(图2和6)沿着径向(相对于轴线92)在上述圆筒形表面96和98之间延伸。该凸肩表面100和上述直径较大的圆筒形表面96一起，在第一夹板30的外侧表面62上形成一个凹槽102。
第一夹板30的主体部分60还有一个圆形的第二紧固件孔110，该紧固件孔的位置靠近第一夹板的第一侧面部分68上的第一杆通道80，但仍与其隔开距离。该第二紧固件孔110既穿过第一夹板30的第二端面78，也穿过第一夹板的外表面62。
上述第二紧固件孔100的一部分由一个直径较大的圆筒形表面112(图6)形成，该圆筒形表面从第一夹板30外侧表面62沿着进入第一夹板的第一侧面部分68的材料的方向延伸。上述圆筒形表面112的中心在上述第二紧固件孔110的轴线114上(图4)。该圆筒形表面112与上述第一杆通道80隔开距离。
上述第二紧固件孔110的另一部分由一个直径较小的圆筒形表面116形成(图6)，该圆筒形表面从第一夹板30的内侧表面64沿着进入第一夹板的第一侧面部分68的材料的方向延伸，延伸到沿径向向内与表面112隔开距离的位置。上述圆筒形表面116的中心在上述第二紧固件孔110的轴线114上。
一个环形凸肩表面118(图3和6)沿着径向(相对于轴线114)在上述圆筒形表面112和116之间延伸。该凸肩表面118和上述直径较大的圆筒形表面112一起，在第一夹板30的内侧表面62上形成一个凹槽120。
上述第二紧固件孔110的轴线114与上述第一紧固件孔90的轴线92在空间相交，具体的说，从图3可见，当从与垂直轴线A成直角的横向平面上看时，上述第二紧固件孔110的轴线114(图3)与上述第一紧固件孔90的轴线92会聚。在所描述的实施例中，从该横向平面上看，上述轴线114与上述轴线92成大约10°角。
从图2可见，在径向平面上看，上述第二紧固件孔110的轴线114也与第一紧固件孔90的轴线92会聚。在所描述的实施例中，在径向平面上看，上述轴线114与上述轴线92会聚呈45°角。一般期望，在径向平面上看，上述角度最好在30°-60°的范围内。
上述第一夹板30的主体部分60还有一个圆形的第三紧固件孔130，该紧固件孔在第一夹板的第二侧面部分70上，其位置靠近第二杆通道82，但与其隔开距离。上述第三紧固件孔130既穿过第一夹板30的第二端面78，也穿过第一夹板的外侧表面62。
上述第三紧固件孔130的一部分由一个直径较大的圆筒形表面132(图6)形成，该圆筒形表面从第一夹板30外侧表面62沿着进入第一夹板的第二侧面部分70的材料的方向延伸。上述圆筒形表面132的中心在上述第三紧固件孔130的轴线134上(图4)。该圆筒形表面132与上述第二杆通道82隔开距离。
上述第三紧固件孔130的另一部分由一个直径较小的圆筒形表面136形成(图6)，该圆筒形表面从第一夹板30的内侧表面64沿着进入第一夹板的第二侧面部分70的材料的方向延伸，延伸到沿径向向内与表面32隔开距离的位置。上述圆筒形表面136的中心在上述第三紧固件孔130的轴线134上。
一个环形凸肩表面138(图3和6)沿着径向(相对于轴线134)在上述圆筒形表面132和136之间延伸。该凸肩表面138和上述直径较大的圆筒形表面132一起，在第一夹板30的内侧表面62上形成一个凹槽140。
上述第三紧固件孔130的轴线134(图3)与第二紧固件孔110的轴线114在同一个平面上，并且与轴线114平行。第三紧固件孔130的轴线134沿着横过第一紧固件孔90的轴线92的方向延伸。具体的说，从图3可见，在与垂直轴线A成直角的横向平面上看，第三紧固件孔130的轴线134与第一紧固件孔90的轴线92会聚。在所描述你的实施例中，当从该横向平面上看时，轴线134与轴线92成10°角。
从图2可见，在径向平面上看，上述第三紧固件孔130的轴线134也与第一紧固件孔90的轴线92会聚。在所描述的实施例中，在径向平面上看，上述轴线134与轴线92会聚呈45°角。一般期望，在径向平面上看，上述角度最好在30°-60°的范围内。
第一夹板30有一个突出部分150，该突出部分与第一夹板的主体部分60做成一个整体。从图2和5中看得最清楚，上述突出部分150从第一夹板30的主体部分60的第二端部74凸出来。当第一夹板30安装在第一椎骨V1上时，该突出部分150向第一方向94(图2)凸出。
当从图2中的第一方向94看时，上述突出部分150具有平坦的形状。当从与第一夹板30的外侧表面62平行的方向看时，如图5所示，上述突出部分150具有弧形。突出部分150的这种弧形一般与第一夹板30的主体部分60的内侧表面64的弧形相符。上述突出部分150在第一夹板30的第一和第二侧面部分68和70之间连续地延伸。或者，该突出部分150也可以沿着夹板30的宽度，在一个或者几个部位断开。
上述突出部分150有一个外端面152(图2)，该外端面是第一夹板30的主体部分60的第二端面78的延伸。突出部分150的相对的内端面154(图2)与外端面152平行。该突出部分150还有一个在该突出部分150的内端面154与外端面152之间延伸的内侧表面156。
上述第二和第三紧固件孔110和130部分穿过上述突出部分150。由图2可见，第二紧固件孔110穿过第一夹板30的突出部分150与主体部分60之间的(或相交的)角部。第三紧固件孔130也穿过第一夹板30的突出部分150与主体部分60之间的(或相交的)角部。
上述第二夹板32(图7)的形状在整体上与第一夹板30(图5)相同。但，第二夹板32(图7)的形状设计成，使得拧入第二夹板中的某些紧固件孔内的紧固件的端头，能够与装入第二夹板的杆通道中的杆12和14接触。这种接触能够把第二夹板32锁定在杆12和14上，不产生相对移动，其方式将在下面描述。
上述第二夹板32有一个主体部分160，该主体部分有一个远离椎骨V2的平坦的外表，和一个朝向椎骨V2的弧形的内表面164。当如下所述，第二夹板与第二椎骨V2连接起来时，上述内表面164可与第二椎骨V2的在前的表面接触。
第二夹板32的主体部分160还有一个中央部分166，该中央部分在第二夹板的第一侧面部分168与第二侧面部分170之间横向延伸。由于第二夹板36的内表面164是弧形的，所以第二夹板的中央部分166与第一侧面部分168和第二侧面部分170相比，就比较薄(从图4的左方向右方看时)。
第二夹板32的主体部分160还有第一和第二端部172和174。该第一端部172具有平坦的第一端面176，而第二端部174有一个平坦的第二端面178。第二端面178与第一端面176平行。
在第二夹板32的第一侧面部分168上有一个第一杆通道180。该第一杆通道180是一个贯穿第一和第二端面176和178，并且与第二夹板32的平坦的外表面162平行的孔。上述第一杆通道180由一个圆筒形表面181，和在圆筒形表面181的相对两端的锥形导向表面183和184所组成。该圆筒形表面181的直径稍大于上述第一杆12的直径。
在第二夹板32的第二侧面部分170上有一个第二杆通道182。该第二杆通道182是一个贯穿第一和第二端面176和178，并且与第二夹板32的平坦的外表面162平行的孔。该第二杆通道182与上述第一杆通道180平行，其直径与第一杆通道180相同。上述第二杆通道182由一个圆筒形表面185，和在圆筒形表面185的相对两端的锥形导向表面186和187所组成。该圆筒形表面185的直径稍大于上述第二杆14的直径。
一个圆形的第一紧固件孔190穿过第二夹板32的中央部分166。该第一紧固件孔190有一根轴线192(图2和4)，该轴线垂直于第二夹板32的外表面162。当第二夹板32安装在第二椎骨V2上时，上述轴线192沿着第一方向94延伸。
上述第一紧固件孔190的一部分由一个直径较大的圆筒形表面196(图8)形成，该圆筒形表面从第二夹板32外侧表面162沿着进入第二夹板的中心部分166的材料的方向延伸。上述圆筒形表面196的中心在上述第一紧固件孔190的轴线192上。该第一紧固件孔190的另一部分由一个直径较小的圆筒形表面98形成，该圆筒形表面从第二夹板32的内侧表面164沿着进入第二夹板的中心部分166的材料的方向延伸，延伸到沿径向向内与表面196隔开距离的位置。上述圆筒形表面198的中心在上述第一紧固件孔190的轴线192上。
一个环形凸肩表面200(图2和8)沿着径向(相对于轴线192)在上述圆筒形表面196和198之间延伸。该凸肩表面200和上述直径较大的圆筒形表面196一起，在第二夹板32的外侧表面162上形成一个凹槽202。
第二夹板32的主体部分160还有一个圆形的第二紧固件孔210，该紧固件孔的位置靠近第二夹板的第一侧面部分168上的第一杆通道180，并与其相交。该第二紧固件孔210既穿过第二夹板32的第二端面178，也穿过第二夹板的外表面162。
上述第二紧固件孔210的一部分由一个直径较大的圆筒形表面212(图8)形成，该圆筒形表面从第二夹板32外侧表面162沿着进入第二夹板的第一侧面部分168的材料的方向延伸。上述圆筒形表面212的中心在上述第二紧固件孔210的轴线214上(图2和4)。该圆筒形表面212与形成第一杆通道180的圆筒形表面181相交。因此，该第二紧固件孔210有一部分与第一杆通道180重叠。
上述第二紧固件孔210的另一部分由一个直径较小的圆筒形表面216形成，该圆筒形表面从第二夹板32的内侧表面264沿着进入第二夹板的第一侧面部分168的材料的方向延伸，延伸到沿径向向内与表面212隔开距离的位置。上述圆筒形表面216的中心在上述第二紧固件孔210的轴线214上。
一个环形凸肩表面218(图4和8)沿着径向(相对于轴线214)在上述圆筒形表面212和216之间延伸。该凸肩表面218和上述直径较大的圆筒形表面212一起，在第二夹板32的外侧表面262上形成一个凹槽220。
上述第二紧固件孔210的轴线214与上述第一紧固件孔190的轴线192在空间相交，具体的说，从图4可见，当从与垂直轴线A成直角的横向平面上看时，上述第二紧固件孔210的轴线214与上述第一紧固件孔190的轴线192汇聚。在所描述的实施例中，从该横向平面上看，上述轴线214与上述轴线192成大约10°角。
从图2可见，在径向平面上看，上述第二紧固件孔210的轴线214也与第一紧固件孔190的轴线192汇聚。在所描述的实施例中，在径向平面上看，上述轴线214与轴线192汇聚呈45°角。一般期望，在径向平面上看，上述角度最好在30°-60°的范围内。
上述第二夹板32的主体部分160还有一个圆形的第三紧固件孔230，该紧固件孔在第二夹板的第二侧面部分170上，其位置靠近第二杆通道182，并与其相交。上述第三紧固件孔230既穿过第二夹板32的第二端面178，也穿过第二夹板的外侧表面162。第二夹板32上的第三紧固件孔230与第二夹板上的第二紧固件孔210之间的距离稍大于第一夹板30中的第三紧固件孔130与第一夹板中的第二紧固件孔110之间的距离。
上述第三紧固件孔230的一部分由一个直径较大的圆筒形表面232(图8)形成，该圆筒形表面从第二夹板32外侧表面262沿着进入第二夹板的第二侧面部分170的材料的方向延伸。上述圆筒形表面232的中心在上述第三紧固件孔230的轴线234上(图4)。该圆筒形表面232与形成第二杆通道182的圆筒形表面185相交。因此，上述第三紧固件孔230与第二杆通道182的一部分重叠。
上述第三紧固件孔230的另一部分由一个直径较小的圆筒形表面236形成(图8)，该圆筒形表面从第二夹板32的内侧表面264沿着进入第二夹板的第二侧面部分170的材料的方向延伸，延伸到沿径向向内与表面232隔开距离的位置。上述圆筒形表面236的中心在上述第三紧固件孔230的轴线234上。
一个环形凸肩表面238(图4和8)沿着径向(相对于轴线234)在上述圆筒形表面232和236之间延伸。该凸肩表面238和上述直径较大的圆筒形表面232一起，在第二夹板32的内侧表面162上形成一个凹槽240。
上述第三紧固件孔230的轴线234与第二紧固件孔210的轴线214在同一个平面上，并且与轴线214平行。第三紧固件孔230的轴线234沿着横过第一紧固件孔190的轴线192的方向延伸。具体的说，从图4可见，在与垂直轴线A成直角的横向平面上看，第三紧固件孔230的轴线234与第一紧固件孔190的轴线192汇聚。在所描述的实施例中，当从该横向平面上看时，轴线234与轴线192成10°角。
从图2可见，在径向平面上看，上述第三紧固件孔230的轴线234也与第一紧固件孔190的轴线192汇聚。在所描述的实施例中，在径向平面上看，上述轴线234与轴线192汇聚呈45°角。一般期望，在径向平面上看，上述角度最好在30°-60°的范围内。
第二夹板32有一个突出部分250，该突出部分与第二夹板的主体部分160做成一个整体。从图4和7中看得最清楚，上述突出部分250从第二夹板32的主体部分160的第二端部174凸出来。当第二夹板32安装在第二椎骨V2上时，该突出部分250向第一方向94(图2)凸出。
当从图2中的第一方向94看时，上述突出部分250具有平坦的形状。当从与第二夹板32的外侧表面162平行的方向看时，上述突出部分250具有弧形。突出部分150的这种弧形一般与第二夹板32的主体部分160的内侧表面164的弧形相符。上述突出部分250在第二夹板32的第一和第二侧面部分168和170之间连续地延伸。或者，该突出部分250也可以沿着夹板32的宽度，在一个或者几个部位断开。
上述突出部分250有一个外端面252(图2)，该外端面是第二夹板32的主体部分160的第二端面178的延伸。突出部分250的相对的内端面254(图2和8)与外端面252平行。该突出部分250还有一个在该突出部分250的内端面254与外端面252之间延伸的内侧表面256。上述第二和第三紧固件孔210和230部分穿过上述突出部分250。第二紧固件孔210和第三紧固件孔230都穿过在第二夹板32的突出部分250与主体部分160之间的角部，或者与其相交。
把第一夹板30与第一椎骨V1连接起来，以及把第二夹板32与第二椎骨V2连接起来的紧固件38、40、42、44、46和48都是完全一样的。正因为如此，所以下面只详细描述紧固件40。
紧固件40(图3)包括一根套管300和一个扩管器310。上述套管300有一个空心的，长的躯杆部分302，其中心与紧固件40的纵轴线304重合。套管300的躯杆部分302中有一个圆筒形的中心孔308 T在套管300的躯杆部分302的外圆周表面上有粗大的外螺纹306。
上述套管300的躯杆部分302沿其径向和轴向开槽，所以该躯杆部分能向径向扩胀。在套管300的内表面上有许多凸起(图中未示出)，用于与扩管器310接触，并以下述方式使套管的躯杆部分302扩张。
上述套管300的头端部分314有一个圆筒形的外表面316。一圈环形的凸缘318围绕着套管300的头端部分314，并且沿着径向从上述外表面316向外凸出。上述套管300的头端部分314有两个锥形的内表面320和322。上述锥形的内表面322与在套管300中形成的内螺纹324相接。
套管300的头端部分314沿其径向和轴向开槽，使得该头端部分分割成四个扇形部分326。这四个扇形部分326能互相沿着径向和相对于紧固件40的轴线304相对移动，即，套管300的头端部分314能向径向扩张。
上述扩管器310有一个头端部分340和一个躯杆部分342。上述扩管器310的躯杆部分342的内端部344的直径稍大于套管300中的圆筒形中心孔308的直径。
扩管器310的头端部分340有一个X形的改锥槽346，用于容纳改锥头，以便使扩管器相对于套管300产生转动。头端部分340有两个锥形的外表面348和350。扩管器310的头端部分340上的锥形外表面350的锥角，与套管300的头端部分314上的锥形内表面322的锥角不同。
扩管器310的头端部分340上的锥形外表面350与在扩管器310上形成的外螺纹352相接。上述扩管器310上的外螺纹352拧入套管300上的内螺纹324内。
当要把装置10安装在脊柱C上时，可以先把杆12和14与夹板30和32装配在一起。具体的说，把第一杆12穿过第一夹板30上的第一杆通道80，再穿过第二夹板32上的第一杆通道180。第一夹板30上的锥形导向表面83和84中的一个，以及第二夹板32上的锥形导向表面183和184中的一个，能为第一杆12的插入导向。再把第二杆14穿过第一夹板30上的第二杆通道82，再穿过第二夹板32上的第二杆通道182。第一夹板30上的锥形导向表面86和87中的一个，以及第二夹板32上的锥形导向表面186和187中的一个，能为第二杆14的插入导向。
然后，把杆12、14与夹板30、32的组装件定位在脊柱C的暴露的前表面上。上述第一夹板30(图2)的位置定在靠近第一椎骨V1处，所以第一夹板的突出部分150上的第一端面154与第一椎骨V1上的下表面360接触。上述第一椎骨V1上的下表面360朝向第二椎骨V2。上述第二夹板32的位置定在靠近第二椎骨V2处，所以第二夹板的突出部分250的第一端面254与第二椎骨V2上的上表面362接触。第二椎骨V2上的上表面362朝向第一椎骨V1。
当把第一夹板30定位在第一椎骨V1上，而第二夹板32定位在第二椎骨V2上时，使用一个适当的钻头导向件和钻头(图中未示出)，在第一椎骨V1和第二椎骨V2上钻出紧固件的孔。
然后，插入紧固件38、40和42，把第一夹板30和第一椎骨连接起来。虽然紧固件40并不一定要首先完成插入和固定，但可以以它作为例子来描述。
把紧固件40的套管300穿过第一夹板30上的第二紧固件孔110，再把它拧入用公知的方式(图中未示出)在椎骨V1上钻出的孔内，把套管固定在椎骨V1的位置上。套管300的未扩张的头部314装在第一夹板30的凹槽120内。
然后，把紧固件40的扩管器310插入套管300内。扩管器310的外螺纹部分352拧入套管300上的内螺纹324中。当扩管器310完全拧入套管300时，上述扩管器310的内端部344便使套管的躯杆部分302沿径向向外扩张，借以把套管锁定在椎骨V1上。当扩管器310已经完全拧入套管300内时，扩管器310的头部340便与套管300的头部314接触。扩管器310的头部340把套管300上的锁定的扇形部分326沿着径向向外楔，使它与第一夹板30接触，牢牢地把紧固件40锁定在第一夹板的位置上。上述紧固件40的头部靠近上述突出部分150。
第一夹板30的其余紧固件38和42，以同样的方式安装在椎骨V1上，并牢固地把第一夹板固定住。紧固件38和42的头部都靠近突出部分150。结果，第一夹板30就牢固地连接在椎骨V1上了。
紧固件44、46和48用同样的方式把第二椎骨V2与第二夹板32连接起来。紧固件44、46和48的头部都靠近突出部分250。结果，紧固件44、46和48都牢固地锁定在第二夹板32上，而第二夹板32则牢固地与第二椎骨V2连接起来。
从图2可见，紧固件40(图中未示出的紧固件42也一样)与突出部分150成一个角度(从图2中看，此角度向上)。因此，当把紧固件40、42拧紧在第一椎骨V1上时，这两个紧固件要把第一夹板30的突出部分150拉到紧紧地靠住该椎骨的表面360上，即，从图2中看向上方拉。同时，紧固件40和42，还有紧固件38都要把第一夹板30的主体部分60紧紧地拉向第一椎骨V1的向前的表面，即，图2中向左方拉。因此，可以看出，拧紧紧固件38、40和42，将把第一夹板30沿着两个方向拉向第一椎骨V1。
第一紧固件38有一根纵向中心轴线，当第一紧固件38放入第一夹板30上的第一紧固件孔90中时，该中心轴线便与第一紧固件孔90的轴线92重合。当第二紧固件40放入第一夹板30上的第二紧固件孔110中时，该第二紧固件40的纵向中心轴线304便与第二紧固件孔110的轴线114重合。
如上所述，从径向平面(图2)上看，第一紧固件孔90的轴线92与第二紧固件孔110的轴线114交汇成一锐角。因此，当第一和第二紧固件38和40把第一夹板30与第一椎骨V1连接起来时，第一紧固件38的纵轴线和第二紧固件40的纵轴线304也在径向平面上交汇成锐角(图2)。在所描述的实施例中，第一紧固件38的轴线与第二紧固件40的轴线304在径向平面上交汇成45°角。一般说，在径向平面上的这种交汇角最好大约在30°-60°的范围内。
当把第三紧固件42设置在第一夹板30的第三紧固件孔130中时，其纵向中心轴线便与第三紧固件孔130的轴线134重合。如上所述，第一紧固件孔90的轴线92与第三紧固件孔110的轴线134在径向平面上交汇成一个锐角(图2)。因此，当第一和第三紧固件38和42把第一夹板30与第一椎骨V1连接起来时，第一紧固件38的纵轴线和第三紧固件42的纵轴线也在径向平面上交汇成锐角(图2)。在所描述的实施例中，第一紧固件38的轴线与第三紧固件42的轴线在径向平面上交汇成45°角。一般说，在径向平面上的这种交汇角最好大约在30°-60°的范围内。
第二夹板32以同样的方式固定在第二椎骨V2上。拧紧紧固件44、46和48将把第二夹板32沿着两个方向拉向第二椎骨V2。
当第一紧固件44、第二紧固件46和第三紧固件48把第二夹板32与第二椎骨V2连接起来时，第一紧固件44的轴线和第二紧固件46的轴线在径向平面上交汇成锐角(图2)。同样，第一紧固件44的轴线和第三紧固件48的轴线也在径向平面上交汇成锐角(图2)。在所描述的实施例中，从径向平面上看，这些轴线大约交汇成45°角。一般说，在径向平面上的这种交汇最好大约在30°-60°的范围内。
由于有三个螺钉把夹板30或32分别固定在脊柱C上，所以能正确地保持夹板在脊柱上的位置。以上这些特点有助于上述装置10在使颈椎骨相对于人的头部作各种程度的移动时，使椎骨V1和V2保持在各自的位置上。
当第二夹板32连接在第二椎骨V2上时，外侧的紧固件46和48便把第二夹板固定在第二椎骨上。紧固件46和48还起把第二夹板32锁定在杆12和14上的作用。这是因为，当各紧固件上的扩管器完全拧入紧固件的套管中时，紧固件46和48的套管300上的锁定扇形部分326(图4)沿着径向向外移动，分别与杆12和14啮合的缘故。紧固件46和48与杆12和14之间的啮合阻止了紧固件46和48与杆之间的相对运动。紧固件的锁定扇形部分326的径向移动还把这两根杆分别夹住在第二夹板32上的杆通道180和182的圆筒形表面181和185上。结果，扩张后的紧固件46和48阻止了第二夹板相对于杆12和14的运动。
相反，上述第一夹板30却是能相对于杆12和14运动的，因为第二和第三紧固件孔110和130是与杆通道80和82隔开距离的。因此，第一夹板30能相对于第二夹板32运动。
因此，第一椎骨V1能沿着垂直方向相对于第二椎骨V2向下移动。这种相对移动能在安置在椎骨V1和V2之间的骨移植物上保持一定的荷载。如果第一夹板30不能相对于第二夹板32垂直地向下移动，那么椎骨V1与V2之间的距离就将保持不变。如果放置在椎骨V1和V2之间的骨移植物被充分吸收了，那么它就会收缩，与椎骨V1和V2之一或两者脱开。允许夹板30与32之间有相对运动，有助于对放置在椎骨V1和V2之间的骨移植物保持一定的荷载，并且保持椎骨与骨移植物接触，便于骨骼的生长。夹板30和32上的突出部分150和250最好设计成使它不与放置在椎骨之间的骨移植物接触。
杆12和14上的帽子50和54分别限制了第一椎骨V1离开第二椎骨V2的距离。这有助于使椎骨V1和V2保持与骨移植物的接触。
在有些情况下，可能不需要或不希望使用夹板30那样的可移动的夹板。这时，可以在同一个装置10上使用两块同样的固定夹板32。这种装置示于图9。上夹板32(图9)固定在椎骨V1和杆12与14上。下夹板32(图9)则固定在椎骨V2和杆12和14上。因此，该装置10(图9)固定在椎骨V1和V2之间不能作相对运动。
图10和图11表示按照本发明的另一个实施例支承的夹板30a。上述夹板30a可在装置10中代替夹板30。一般说来，夹板30a与夹板30(图5和6)相似，所以对于同样的零件用同样的标号来表示。为了清楚起见，在图10和图11的零件标号后面附加符号“a”。
在夹板30a上设置了一对与杆12和14啮合的紧固螺钉370，以阻止夹板的移动，从而阻止了相应的骨骼部分相对于杆的移动。具体的说，夹板30a的外表面62a在靠近第二杆通道82a处有一个凹槽372。一个凹台374从凹槽372向内延伸，通到螺纹孔376。螺纹孔376的内端部378与第二杆通道82a相交。在夹板30a的相对的一侧68a上，一个第二螺纹孔380与第一杆通道80a相交。
把夹板30a与杆12和14装配好，并定位在靠近脊柱C的位置上之后，把紧固件38-42穿过甲板0a上的紧固件孔90a、110a和130a，把夹板与相应的骨骼捕固定住。夹板30a用的紧固件的头部不与杆12和14接触，也不把杆夹住在夹板30a上。
一个紧固螺钉370拧入孔376中。该紧固螺钉370的内端部382与第二杆14的圆柱形外表面接触。紧固螺钉370与第二杆14的接触把这根杆夹住在夹板30a的第二侧面部分70a上。另一个紧固螺钉370拧入孔380中，把第一杆12夹住在夹板30a的第一侧面部分68Aa上。
结果，上述紧固螺钉370，杆12和14，以及夹板30a就都锁定在一起。夹板30a不能相对于杆12和14沿长度方向移动。由于夹板30a固定在相应的骨骼部分上，所以该骨骼部分也不能相对于杆12和14移动。
为了看得更清楚，夹板30a上的突出部分150a的位于紧固件孔110a和130a处的一部分被切掉了。这样，就在夹板30a的两个侧面部分68a和70a上分别有两个突出部分的片断151和153。上述突出部分的片断151和153在夹板30a的纵轴线或中心线的相对的两侧。同样为了提高清晰度，在夹板30a中央的突出部分150a的一部分也切掉了，并且在夹板30A上设置了一个缺口384。
本技术领域的技术人员从以上对本发明的描述可以看出，能对本发明作各种改进和变化。但是，这种在该技术领域内的常规的改进和变化将被本申请的权利要求书所覆盖。
权利要求
1.一种用于使脊柱的第一和第二椎骨保持所要求的空间关系的装置，该装置包括一可沿着脊柱定位的纵向构件；一可与第一椎骨连接的构件，该构件有第一和第二紧固件孔，和一个能与上述纵向构件连接的部分；一能穿过上述构件中的第一紧固件孔，把上述构件与第一椎骨连接起来的第一紧固件，上述第一紧固件有一个用于固定在第一椎骨上的第一端部，和一根纵轴线；一能穿过上述构件中的第二紧固件孔，把上述构件与第一椎骨连接起来的第二紧固件，上述第二紧固件有一个用于固定在第一椎骨上的第一端部，和一根纵轴线；当上述第一和第二紧固件把上述构件与第一椎骨连接起来时，上述第一紧固件的纵轴线在径向平面上看起来，和第二紧固件的纵轴线相交成一个锐角；以及用于把上述纵向构件与第二椎骨连接起来的装置。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述第一和第二紧固件分别有一个与上述第一端部相对的第二端部，当上述第一和第二紧固件把上述构件与第一椎骨连接起来时，上述第一紧固件的第一端部与上述第二紧固件的第一端部隔开一个第一距离，而上述第一紧固件的第二端部与上述第二紧固件的第二端部隔开一个比上述第一距离大的第二距离。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，它还包括一个紧固螺钉，当上述第一和第二紧固件把上述构件与第二椎骨连接起来时，该紧固螺钉能与上述纵向构件连接，锁定上述构件相对于上述纵向构件的运动。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，它还包括一个在上述第一或第二紧固件之一上的部分，当上述第一和第二紧固件把上述构件与第二椎骨连接起来时，该部分可与上述纵向构件连接，锁定上述一个紧固件的运动，从而锁定上述构件相对于上述纵向构件的运动。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述第二紧固件的纵轴线在径向平面上看起来，和上述第一紧固件的纵轴线相交成一个大约在30°-60°范围内的角度。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，上述第二紧固件的纵轴线在径向平面上看起来，和上述第一紧固件的纵轴线相交成一个大约45°角。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述构件还有一个第三紧固件孔，上述装置还包括一个能穿过上述构件中的第三紧固件孔的第三紧固件，把上述构件与第一椎骨连接起来，上述第三紧固件有一个用于固定在第一椎骨上的第一端部，和一根纵轴线。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，上述第二紧固件与第三紧固件通常在一个平面上，当上述第一、第二和第三紧固件把上述构件与第一椎骨连接起来时，在一个径向平面上看起来，上述第一紧固件的纵轴线与上述第三紧固件的纵轴线相交成一个锐角。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述把纵向构件与第二椎骨连接起来的装置包括一个能与第二椎骨连接的第二构件，上述第二构件至少有两个紧固件孔和一个能与上述纵向构件连接的部分；一个穿过上述第二构件中的至少两个紧固件孔中的第一紧固件孔的第一附加紧固件，它把上述第二构件与第二椎骨连接起来，上述第一附加紧固件有一个用于固定在第二椎骨上的第一端部和一根纵轴线；一个穿过上述第二构件中的至少两个紧固件孔中的第二紧固件孔的第二附加紧固件，它把上述第二构件与第二椎骨连接起来，上述第二附加紧固件有一个用于固定在第二椎骨上的第一端部和一根纵轴线；当上述第一和第二附加紧固件把上述第二构件与第二椎骨连接起来时，在一个径向平面上看起来，上述第一和第二附加紧固件的纵轴线相交成一个锐角。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，它还包括当上述第一和第二紧固件把上述第一构件与第一椎骨连接起来时，锁定上述第一构件相对于上述纵向构件的运动的装置；上述第二构件当上述第一和第二附加紧固件把上述第二构件与第二椎骨连接起来时，能相对于上述纵向构件运动。
11.一种用于使脊柱的第一椎骨与该脊柱的第二椎骨保持所要求的空间关系的装置，该装置包括一可与第一椎骨连接的构件；上述构件有一个躯杆部分；上述构件有一个从上述构件的躯杆部分向第一方向凸出来的突出部分，上述构件的突出部分与上述第一椎骨上朝向第二椎骨的表面接触。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，上述构件的躯杆部分有一个第一端部，和一个设置在上述第一端部与上述第二椎骨中间的第二端部，上述躯杆部分上有设置在上述第二端部的第一和第二紧固件孔，上述突出部分从上述第二端部凸出来。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，上述构件的躯杆部分有一个通常平坦的外表面，上述构件的突出部分具有在垂直于上述构件的躯杆部分的外表面的平面的方向上延伸的，普通平坦的形状。
14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，它还包括一个能与上述构件连接，以便把上述构件与第一椎骨连接起来的第一紧固件，该第一紧固件有一个用于固定在第一椎骨上的部分，和一个头部；以及一个能与上述构件连接，以便把上述构件与第一椎骨连接起来的第二紧固件，该第二紧固件有一个用于固定在第一椎骨上的部分，和一个头部；当上述第一和第二紧固件把上述构件与第一椎骨连接起来时，上述第一紧固件和第二紧固件的头部位于上述构件的突出部分的附近。
15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，上述构件的躯杆部分具有相对的第一和第二侧面部分，上述构件的突出部分在上述第一侧面部分上有一个第一扇形部分，在上述第二侧面部分上有一个第二扇形部分。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，上述突出部分的第一扇形部分在上述构件的纵轴线的相对的一侧，与上述突出部分的第二扇形部分隔开距离。
17.如权利要求15所述的装置，其特征在于，上述构件的突出部分在上述第一和第二侧面部分之间，基本上沿着上述构件连续地延伸。
18.如权利要求11所述的装置，其特征在于，它还包括一对能沿着脊柱定位的纵向构件；上述构件具有第一和第二紧固件孔，和能与上述纵向构件连接的部分；一个第一紧固件穿过上述构件上的第一紧固件孔，把上述构件与第一椎骨连接起来，上述第一紧固件有一个用于固定在第一椎骨上的第一端部和一根纵轴线；以及一个第二紧固件穿过上述构件上的第二紧固件孔，把上述构件与第一椎骨连接起来，上述第二紧固件有一个用于固定在第一椎骨上的第一端部和一根纵轴线；当上述第一和第二紧固件把上述构件与第一椎骨连接起来时，上述第一紧固件和第二紧固件的纵轴线在一个径向平面上看来相交成一个锐角。
19.一种用于使脊柱的第一和第二椎骨保持所要求的空间关系的装置，该装置包括一可与第一椎骨连接的构件；一能把上述构件与第一椎骨连接起来的第一紧固件装置，上述第一紧固件装置有一个用于固定在第一椎骨上的第一端部，和一根纵轴线；一能把上述构件与第一椎骨连接起来的第二紧固件装置，上述第二紧固件装置有一个用于固定在第一椎骨上的第一端部，和一根纵轴线；当上述第一和第二紧固件装置把上述构件与第一椎骨连接起来时，上述第一紧固件装置的纵轴线在径向平面上看起来，和第二紧固件装置的纵轴线相交成一个锐角。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，上述第一紧固件装置和第二紧固件装置牢固地锁定在上述构件上。
21.如权利要求19所述的装置，其特征在于，上述构件上有第一和第二紧固件孔，上述第一紧固件装置包括一个穿过穿过上述构件上的第一紧固件孔，把上述构件与第一椎骨连接起来的第一紧固件，以及上述第二紧固件装置包括一个穿过穿过上述构件上的第二紧固件孔，把上述构件与第一椎骨连接起来的第二紧固件。
22.如权利要求19所述的装置，其特征在于，它还包括一个能沿着脊柱定位的纵向构件，上述构件具有能与上述纵向构件连接的部分。
全文摘要
一种用于使脊柱的第一和第二椎骨保持所要求的空间关系的装置,包括一可沿着脊柱定位的纵向构件。一块诸如夹板那样的可与第一椎骨连接的构件,它具有第一和第二紧固件孔,和一个能与上述纵向构件连接的部分。第一和第二紧固件穿过各紧固件孔,固定在第一椎骨上。第一和第二紧固件的轴线相交成锐角。与第一椎骨连接的构件上有躯杆部分和突出部分,该突出部分与第一椎骨上朝向第二椎骨的表面啮合。
文档编号A61B17/70GK1169848SQ9711210
公开日1998年1月14日 申请日期1997年5月28日 优先权日1996年5月31日
发明者亚历克斯·迪尼罗, 爱德华·C·本兹尔, 袁汉生, 迈克尔·H·韦弗斯, 阿伦·C·史密斯 申请人:美商·艾克罗米德公司