[0001] 本
发明专利申请是申请日为2010年12月16日、申请号为201010591674.5、
发明名称为“骨锚固装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及用于将稳定杆锚固在骨或椎骨中的骨锚固装置。所述骨锚固装置包括锚固元件、接收部件，所述接收部件用于接收骨锚固元件的头部并用于接收待连接到锚固元件的稳定杆。所述锚固元件能枢转地连接到接收部件，并且能通过经由布置在接收部件中的压
力元件在所述头部上施加压力而被以一定
角度固定。所述压力元件具有用于夹紧头部的挠性部分。所述压力元件还具有固定部分，所述压力元件的固定部分接合位于接收部件处的固定部分，以便在压力元件插入接收部件之后防止压力元件遗失。
背景技术
[0003] US5,716,356描述了一种多轴
骨螺钉，这种多轴骨螺钉包括螺钉元件、能枢转地连接到螺钉元件的接收部件以及压力元件，所述压力元件用于在螺钉元件的头部上施加压力，以便固定螺钉元件与接收部件之间的角度。所述压力元件通过收缩穿过设置于接收部件中的孔而被保持在接收部件中的对准
位置上。
[0004] US5,672,176描述了另一种实例的多轴骨螺钉，这种多轴骨螺钉具有压力元件，所述压力元件也通过收
缩孔(crimp bores)在没有阻止压力元件的充分运动的情况下被保持就位，以便夹紧头部。
[0005] WO2006/116437A2描述了一种用于脊柱固定的骨锚
固件，这种骨锚固件为多轴骨螺钉的形式，包括螺钉元件、壳体、
套管和布置在壳体中用于在螺钉元件的头部上施加压力的夹头。所述套管具有保持突起，所述保持突起咬合在壳体的相对的壁部分中的狭槽中。
[0006] DE 43 07 576 C1中描述的多轴骨螺钉在接收部件处具有内
螺纹，该
内螺纹与压力元件的
外螺纹以及夹紧头部的夹紧螺钉的外螺纹相
啮合。
[0007] WO98/34554描述了一种多轴骨接合紧固组件，其中冠状部件压在骨螺钉的头部上。所述冠状部件是带螺纹的，并且所述冠状部件通过旋拧该冠状部件使之通过接收部件的螺纹部分而插入。因此，冠状部件不会意外地脱落。
[0008] 通常，上述类型的多轴骨锚固装置由例如制造商以预组装状态供应。在这种状态下，特定的螺钉元件(例如具有特定长度和特定锚杆直径或特定螺纹形式的螺钉元件)连接到接收部件，并且压力元件布置在接收部件中，从而压力元件不会掉出。对于外科手术，预先
选定和提供所需数量和类型的这种预组装好的多轴骨螺钉作为全套
植入物。
发明内容
[0009] 本发明的目的是提供一种骨锚固装置，其中部件能够在已经制造好之后在手术地点或任何其它地点由外科医生或者任何其它人员以简单的方式选择和组装。此外，所述骨锚固装置应该在外科手术过程中提供了改进的操作。
[0010] 上述目的通过根据本发明的锚固装置实现。在从属
权利要求中给出了其它研发成果。
[0011] 所述骨锚固装置仅仅具有很少几个部件。这些部件具有简单的设计。这样提供了较低的制造成本以及方便的操作。可以在部件已经制造好之后并且在螺钉元件插入骨中之前组装处于任意供应状态的骨锚固装置。因此，所述多轴骨螺钉的组装可以由任何人，特别是由外科医生或者由辅助外科医生的任何人员在外科手术之前或者外科手术过程中完成。
[0012] 通过所述骨锚固装置，可以提供一种模
块化系统，这种模块化系统允许根据实际临床需要按要求将多种锚固元件与任何合适的接收件组合。这降低了多轴螺钉的成本、减小了库存并且为外科医生提供了植入物的非常多的选择。此外，可以对现有的接收部件进行更新升级以形成根据本发明的骨锚固装置。
[0013] 所述骨锚固装置的压力元件被固定而不能掉出，即压力元件不能遗失。接收部件和压力元件之间的联接(coupling)通过刚性联接实现，这种刚性联接比基于
弹簧的联接更容易制造。
[0014] 所述螺钉元件能从接收部件的顶部或者从接收部件的底部组装。这就给使用骨锚固装置的外科医生提供了骨锚固装置的非常自由的应用。
附图说明
[0015] 本发明的其它特征和优点将从借助附图对
实施例的描述中变得明了。附图中：
[0016] 图1示出根据第一实施例的骨锚固装置的分解透视图。
[0017] 图2示出处于组装状态下的图1的骨锚固装置。
[0018] 图3示出根据第一实施例的骨锚固装置的垂直于杆的轴线截取的剖视图。
[0019] 图4示出根据第一实施例的骨锚固装置的沿着杆的轴线截取的剖视图。
[0020] 图5示出根据第一实施例的骨锚固装置的压力元件的透视图。
[0021] 图6示出压力元件的垂直于杆的轴线截取的剖视图。
[0022] 图7示出沿着垂直于杆的轴线的方向看的图5的压力元件的侧视图。
[0023] 图8示出图5的压力元件的仰视图。
[0024] 图9a-9d示意性地示出根据第一顺序组装根据第一实施例的骨锚固装置的步骤。
[0025] 图10a-10d示意性地示出根据第二顺序组装根据第一实施例的骨锚固装置的步骤。
[0026] 图11示出根据第二实施例的骨锚固装置的分解透视图。
[0027] 图12示出处于组装状态下的根据第二实施例的骨锚固装置的垂直于杆的轴线截取的剖视图。
[0028] 图13示出图12所示的第二实施例的骨锚固装置在不带杆和固定螺钉情况下的放大剖视图。
[0029] 图14示出根据第二实施例的骨锚固装置的俯视图。
[0030] 图15示出根据第二实施例的骨锚固装置的压力元件的透视图。
[0031] 图16示出图15的压力元件的垂直于杆的轴线截取的剖视图。
[0032] 图17示出图15的压力元件的仰视图。
[0033] 图18示出根据第二实施例的改进实施例的骨锚固装置的接收部件的俯视透视图。
[0034] 图19示出图18的接收部件的垂直于杆的轴线的侧视图。
[0035] 图20示出图18的接收部件的沿着图19的线A-A截取的剖视图。
[0036] 图21示出图18和19的接收部件的沿着图19中的平面C截取的俯视剖视图。
[0037] 图22示出第二实施例的改进实施例的压力元件的剖视图。
[0038] 图23示出接收部件和插入的压力元件的沿着图19中的平面C截取的剖视图。
[0039] 图24示出根据第三实施例的骨锚固装置的分解透视图。
[0040] 图25示出处于组装状态下的根据第三实施例的骨锚固装置的垂直于杆的轴线截取的剖视图。
[0041] 图26示出根据第三实施例的压力元件的侧视图。
具体实施方式
[0042] 如图1和2中所示，根据第一实施例的骨锚固装置包括骨螺钉形式的骨锚固元件1，该骨锚固元件1具有螺纹锚杆2和头部3，在该实施例中头部3是球截形头部。头部3具有用于与拧入工具接合的凹槽4。所述骨锚固装置还包括接收部件5，接收部件5用于接收杆6，以便将所述杆连接到骨锚固元件1。此外，还设置有内螺钉或者固定螺钉形式的固定元件7，用于将杆6固定和夹紧在接收部件5中。另外，所述骨锚固装置还包括压力元件8，该压力元件8用于施加压力以将头部3
锁定在接收部件5中。
[0043] 参考图1-4说明接收部件5。接收部件5包括顶端5a、底端5b以及经过顶端5a和底端5b的对称轴线M。与对称轴线M同轴的孔9从顶端5a延伸到底端5b。借助于孔9在所述底端处形成开口10。所述孔的直径大于头部3的最大外径，因此在底端5b处的开口10的直径大于头部3的最大外径。孔9在邻近所述底端处具有收缩部分(narrowing section)9a，该收缩部分
9a朝着底端5b收缩。所述收缩部分可以具有锥形形状、或圆化部分、或能够在下面将描述的压力元件8上施加
压缩力的任何其它形状。收缩部分9a提供了用于螺钉的头部3和压力元件
8的座。孔9在接收部件5的较下面的部分中还包括直径增大的部分9b以及紧跟该直径增大的部分9b的直径减小的中间部分9c，但是该直径减小的中间部分9c仍然大于头部3的最大直径。紧跟该直径减小的中间部分9c形成有直径增大的凹进部分9d，该直径增大的凹进部分9d用作用于与压力元件8接合的固定部分。在凹进部分9d和顶端5a之间具有设置有内螺纹的部分9e。部分9e的直径小于部分9d的直径，并且略小于压力元件8的最大外径，但是仍然大于头部3的外径。
[0044] 接收部件5在邻近顶端5a的区域中具有基本为U形的凹槽11，该凹槽11相对于对称轴线M对称。凹槽11具有指向底端5b的底部并且提供了两个自由的侧向支腿11a、11b，这两个支腿11a、11b朝顶端5a延伸。由基本为U形的凹槽11形成的通道的尺寸制成为在其中接收连接多个锚固装置的杆6。
[0045] 如特别在图3和4中可以看出的，凹进部分9d位于支腿11a、11b的内壁上。凹进部分9d与压力元件8的一部分配合，从而防止压力元件从接收部件5中脱落。
[0046] 如在图1和3-8中可以看出的，压力元件具有顶端8a和底端8b。邻近顶端8a具有基本为圆柱形的第一部分81，该第一部分81所具有的外径略小于孔9的中间部分9c的内径，这样压力元件8能够以该压力元件的圆柱形部分81的至少一部分延伸穿过接收部件5的中间部分9c。邻近顶端8a设置有基本为U形的凹槽82，该基本为U形的凹槽82形成为用于在其中引导杆6。借助于基本为U形的凹槽82，形成了具有
侧壁82a、82b的通道。在每个侧壁82a、82b上在距离顶端8a一定距离处形成有突起83，该突起83在周向方向上从外壁沿着所述通道的侧壁延伸。突起83的外径大于孔9的中间部分9c的内径，并且大于接收部件的螺纹部分9e的内径，但是略小于凹进部分9d的内径，这样突起83能够接合位于接收部件5的另一侧的凹进部分9d。因此，所述突起形成与凹进部分9d配合以便防止压力元件遗失的固定部分。如在图7中可以看到的，通道的侧壁82a、82b的宽度至少略小于接收部件的基本为U形的凹槽11的宽度。压力元件在每个侧壁82a、82b的外壁上具有另外的凹槽84，该另外的凹槽84位于所述突起的背离顶端8a的一侧，并且该另外的凹槽84可以用于例如与工具(未示出)接合。
[0047] 压力元件8还具有第二部分85，该第二部分85具有中空的内部86，该中空的内部86基本为球形形状并且具有用于将球形头部3夹紧于其中的尺寸。第二部分85的最大外径基本上与圆柱形的第一部分81的外径相同。第二部分85的自由端提供了用于引入头部3的开口87。此外，第二部分85还包括多个狭缝88，狭缝88从开口87延伸穿过第二部分85以便限定弹性壁。狭缝88的数量和尺寸使得第二部分85的壁具有足够的挠性，以便在头部3插入时咬合在头部3上。狭缝88可以延伸进圆柱形的第一部分81中(未示出)，以便增强挠性。第二部分85的外表面基本是圆化的(rounded)并且具有朝向底端8b的锥形的(tapered)或曲面的(curved)或收缩的部分89。当头部被锁定在接收部件5中时，收缩部分89与接收部件5的收缩部分9a配合。
[0048] 在该实施例中，固定元件7是内螺钉，该内螺钉构造成在内螺钉拧入接收部件5的支腿11a、11b之间时压在杆6上。应该注意的是，在所示的实施例中，当杆6插入时，侧壁82a、82b在所述杆的表面下方延伸。因此，通过拧紧内螺钉，将压力也施加到压力元件上，从而将压力施加到头部3上。然而，可以想到任何其它封闭和固定机构。例如，固定元件7可以是两件式固定元件，这种两件式固定元件具有压在压力元件的顶端上的外螺钉以及独立地压在所述杆上的内螺钉，以用于独立地固定所述杆和所述头部。
[0049] 在附图中示出接收部件的具有内螺纹的部分9e具有平螺纹。然而，可以有任何其它螺纹形式。那么可以有适于特定螺纹形式的特定封闭和固定机构。
[0050] 所述骨锚固装置的部件由
生物相容材料制成，特别是由生物相容金属、生物相容金属
合金或生物相容塑料制成。例如像不锈
钢、
钛、
镍钛合金(诸如镍钛诺)之类的材料，像PEEK之类的生物相容塑料或者上述材料的组合都是可以的。
[0051] 下面参考图9a-9d来描述根据第一顺序组装所述骨锚固装置的步骤。在图9a所示的第一步骤中，提供适用于预定临床应用的特定骨锚固元件1。所述特定骨锚固元件可以从具有不同的锚杆长度、锚杆直径等的多个骨锚固元件中选择。通常，骨锚固元件的头部3具有大致相同的尺寸。提供接收部件5和压力元件8。然后，首先将压力元件与螺钉元件1组装。这就意味着头部3经由开口87插入压力元件的中空内部部分86中。压力元件8借助于挠性壁部分而容易地咬合到头部3上。
[0052] 然后，如图9b中所示，将骨锚固元件1连同安装在骨锚固元件1上的压力元件8一起从顶端5a插入接收部件5中。压力元件相对于接收部件的定向使得突起83指向U形凹槽的方向。然后，如图9c中所示，将骨锚固元件1连同安装在骨锚固元件1上的压力元件8一起进一步插入接收部件5中，并使压力元件的突起83位于U形凹槽内。
[0053] 然后，如图9d结合图3和4中所示，将骨锚固元件1连同压力元件一起转动90°，使得压力元件任一侧侧壁上的突起83与接收部件5任一侧支腿11a和11b上的凹进部分9d相接合。当所述突起与凹进部分9d相接合时，防止了压力元件掉出，因为所述突起由用作止挡的凹进部分9d的上边缘阻挡。此外，还防止了压力元件插入太深，因为凹进部分9d的下边缘用作止挡。在图3和4所示的该位置，压力元件的挠性第二部分85由接收部件的收缩部分9a压缩，从而夹紧头部3。
[0054] 此外，如在图9d中可以看到的，通过转动压力元件使得压力元件的基本为U形的凹槽和接收部件的基本为U形的凹槽对准。
[0055] 根据前面描述的第一顺序的组装步骤，所述骨锚固装置用作顶部装载型多轴骨锚固装置，即从接收部件的顶端5a引入骨锚固元件。
[0056] 在临床使用中，外科医生或者任何其它人员(例如辅助人员)能够选择合适的骨锚固元件并使用简单的工具自行组装所述多轴骨锚固装置。组装好之后，将骨锚固元件插入骨中，并使接收部件与连接若干骨锚固装置的稳定杆对准。为了固定所述杆和所述头部，拧紧固定元件7。通过拧紧固定元件，将压力元件的收缩部分89进一步压入接收部件的收缩部分9a中，从而在最终拧紧之后，将头部3牢固地夹紧成锁定头部相对于接收部件5的角位置。由于压力元件和接收部件的设计，所以基于压力元件的收缩部分89和接收部件的收缩部分
9a的特定几何形状，可以在最终锁定之前实现头部的自锁。如果收缩部分9a和89例如具有带有用于摩擦锁定的适当锥角的锥形，那么可以实现自锁。自锁在最终锁定之前希望保持螺钉元件和接收部件之间的角度关系的某些临床应用中可能是有用的。
[0057] 下面参考图10a-10d描述根据可供选择的第二顺序组装所述骨锚固装装置的步骤。如图10a和10b所示，首先从顶端5a将压力元件8插入接收部件5中。使突起83指向接收部件的U形凹槽11。然后，如图10c中所示，将压力元件转动90°，使得突起83与凹进部分9d相接合。在该位置，防止了压力元件经由顶端5a脱落。此外，还使得压力元件的U形凹槽与接收部件的U形凹槽对准。然后，经由接收部件5的底端5b处的开口10插入骨锚固元件11，并将骨锚固元件11插入压力元件的挠性第二部分85中。由此，使压力元件朝着接收部件的顶端5a运动直到突起83抵靠在用作止挡的凹进部分9d的上边缘上。压力元件的挠性第二部分可以扩张而进入由孔9的部分9b提供的空间中，以便咬合到头部3上。
[0058] 以上面描述的方式，所述骨锚固装置可以用作底部装载型多轴骨锚固装置，其中从底端5b将骨锚固元件引入接收部件中。在临床使用中，可以首先将骨锚固元件插入骨中，此后安装其上带有压力元件的接收部件。
[0059] 参考图11-17来描述第二实施例的骨锚固装置。与第一实施例类似的部件用相同的附图标记表示，并且对与第一实施例相同的部件不重复进行描述。第二实施例与第一实施例的不同之处在于压力元件和接收部件的设计。代替由U形凹槽82形成的通道，压力元件8＇仅具有沟槽82＇，杆6置于该沟槽82＇中。在圆柱形部分81的背离顶端8a的下端处设置有两个突起83＇，这两个突起83＇位于从沟槽82＇偏移90°的位置处。如图12中所示，当组装好骨锚固装置并拧紧固定元件7时，突起83＇延伸进接收部件的下面部分中的直径增大的部分9b中。直径增大的部分9b的上边缘形成用于突起83＇的止挡，防止在没有插入所述杆和所述固定元件的情况下(如图13中所示)，压力元件8经由顶端5a脱落。
[0060] 为了允许将压力元件插入接收部件中并允许突起83＇的接合，接收部件5＇在它的基本为U形的凹槽11的底部上具有两个凹槽11c，这两个凹槽11c的位置和尺寸制成为使得突起83＇能够在压力元件8＇插入的过程中与所述两个凹槽11c接合。
[0061] 第二实施例的骨锚固装置的组装类似于第一实施例的骨锚固装置的组装。压力元件单独地、或者压力元件与安装在压力元件中的骨锚固元件一起地插入接收部件中，并且使突起83＇指向接收部件5的U形凹槽11。使压力元件沿朝着接收部件的底端5b的方向运动，直到突起83＇接合基本为U形的凹槽11底部上的凹槽11c。在进一步插入之后，当突起83＇到达直径增大的部分9b时，将压力元件8＇转动90°，使得压力元件8＇的U形凹槽与接收部件的U形凹槽对准。在该状态下，压力元件8＇被固定而不能掉出。
[0062] 下面参考图18-22来描述第二实施例的改进实施例。该改进实施例与第二实施例的不同之处在于：代替第二实施例中的两个突起83＇，压力元件8＇＇仅具有一个突起83＇＇。相应地，改进的第二实施例的接收部件5＇＇仅具有一个凹槽11c，该凹槽11c位于基本为U形的凹槽11的底部上，用于与唯一的一个突起83＇＇相接合。此外，如图18、20和21中所示，设置有凹槽13，该凹槽13从凹槽11c沿着周向方向延伸基本四分之一圈的长度。因此，压力元件的突起83＇＇在压力元件转动时被在凹槽13中引导，以便使所述U形凹槽对准。突起83＇＇抵靠凹槽13的用作止挡的上边缘。此外，突起83＇＇抵靠凹槽的沿着周向方向的端部，这防止了压力元件的进一步转动，如图23中所示。
[0063] 下面参考图24-26来描述第三实施例的骨锚固装置。
[0064] 第三实施例与第一和第二实施例的不同之处在于压力元件和接收部件的设计。压力元件和接收部件之间的防止压力元件掉出的联接是螺纹联接。根据第三实施例的接收部件的与第一和第二实施例的接收部件类似的部件用相同的附图标记表示，并且对与第一和第二实施例的接收部件类似的部件不重复进行描述。压力元件8＇＇＇与根据第二实施例的压力元件的不同之处在于：代替突起83＇，在基本为圆柱形的部分81的下端处设置有细牙螺纹部分830。部分830沿轴线方向的高度与基本为圆柱形的部分81的高度相比是小的。所述螺纹可以例如是公制细牙螺纹或任何其它螺纹。
[0065] 代替根据第一和第二实施例的骨锚固装置的孔9的直径减小的部分9c，接收部件5＇＇＇具有与压力元件的螺纹部分830配合的孔9的相应螺纹部分930。
[0066] 当压力元件8＇＇＇插入接收部件5＇＇＇中并且螺纹部分830旋拧通过具有内螺纹的螺纹部分930而使得压力元件进入直径增大的部分9b时，具有内螺纹的部分930用作防止压力元件8＇＇＇经由顶端5a脱落的止挡。如同第一和第二实施例中那样，通过首先插入压力元件然后转动压力元件来实现防止掉出的固定。在第三实施例中，通过旋拧压力元件使之通过具有内螺纹的部分930来实现所述转动。
[0067] 可以想到其它改进实施例的骨锚固装置。例如，代替第一和第二实施例中所描述的具有突起的压力元件，接收部件可以具有接合在设置于压力元件处的相应凹槽中的突起。
