技术领域
[0001] 本
发明涉及用于保持骨锚固器并且将其插入骨中的器械。该器械包括保持构件和位移构件，所述保持构件包括配置成在其间保持骨锚固器的头部的至少两个臂，所述位移构件作用于所述保持构件上使得所述保持构件可以呈第一配置和第二配置，在所述第一配置中它配置成接收头部，在所述第二配置中它保持插入的头部。此外，该器械包括
驱动轴，所述驱动轴配置成接合骨锚固器的头部。该器械的特定应用是与底部装载式多轴螺钉一起使用，所述底部装载式多轴螺钉包括骨锚固器和接收杆以将杆连接到骨锚固器的接收部件。在该应用中，首先使用该器械将骨锚固器插入骨中并且其后将接收部件原位安装到骨锚固器上。
背景技术
[0002] 用于保持和插入
骨螺钉、特别是椎弓根螺钉(pedicle screw)的器械从DE 202005 012 781 U获知。该器械包括具有用于骨螺钉的至少两个夹持臂的保持构件和相对于夹持臂可移动的位移构件。借助于位移构件夹持臂可以呈允许骨锚固器的插入的配置和骨锚固器保持在臂之间的配置。夹持臂包括接合骨螺钉上的凹陷的突起以便允许经由夹持臂拧入骨螺钉。
[0003] US 2012/0296171 A1描述用于骨锚固器的
插入器，所述插入器包括用于接合骨螺钉的头部的
驱动器和具有球形内表面部分的接收器构件，所述球形内表面部分变为与骨锚固器的头部和/或颈部接合。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种用于保持和插入骨锚固器的器械，其提供骨锚固器和器械之间的安全和鲁棒连接以及骨螺钉和器械的自动对准。
[0005] 该目的由根据
权利要求1的器械和根据权利要求14的骨锚固器中的器械的系统实现。在
从属权利要求中给出另外的改进。
[0006] 器械包括：具有用于骨锚固器的头部的容座的保持构件，位移构件，所述位移构件用于作用于保持构件使得保持构件可以呈第一配置和第二配置，在所述第一配置中它配置成允许头部进入容座，在所述第二配置中它配置成保持插入的头部，以及驱动轴，所述驱动轴配置成接合骨锚固器的头部。容座的中心以这样的方式从头部的中心偏移使得头部压靠在抵接表面上。由此，头部和驱动轴的接合部分之间的游隙被消除。这允许骨锚固器的精确插入而不产生驱动轴和骨锚固器之间的游隙。而且，借助于该设计，器械和骨锚固器之间的连接是鲁棒的。
[0007] 骨锚固器的头部可以以形状配合或正配合(positive fit)方式保持在容座中。此外，器械的驱动轴可以包括具有一结构的接合部分，所述结构以形状配合方式接合骨锚固器的头部的相应接合部分。所以，骨锚固器与驱动轴自动地正确对准。
[0008] 容座的尺寸和
位置可以设计成使得保持构件的下端用作骨表面的抵接部。因此，当用器械插入骨锚固器时，保持构件的自由下端抵靠骨表面并且指示已到达骨锚固器的正确插入，这允许其后在原位安装接收部件。
附图说明
[0009] 本发明的另外特征和优点将借助于附图从
实施例的描述变得明显。在附图中：
[0010] 图1显示根据实施例的器械的透视分解图。
[0011] 图2显示在第一配置中处于已组装状态的图1的器械的透视图，在所述第一配置中它配置成接收骨锚固器的头部。
[0012] 图3显示在第二配置中的图3的器械的透视图，在所述第二配置中骨锚固器的头部由器械接收和夹紧。
[0013] 图4显示器械的主要部分的横截面图，该横截面在包含器械的纵轴线的平面中获得。
[0014] 图5显示图4的器械的上部分的放大横截面图。
[0015] 图6显示图4的器械的下部分的放大横截面图。
[0016] 图7显示图1至6的器械的驱动轴的透视图。
[0017] 图8显示图7的驱动轴的多个部分的放大图。
[0018] 图9显示图1至6的器械的保持构件的前端侧的透视图。
[0019] 图10显示图9中所示的保持构件的后端侧的透视图。
[0020] 图11显示图9和10的保持构件的后端上的俯视图。
[0021] 图12显示沿着图11中的线A-A的图9至10的保持构件的横截面图。
[0022] 图13显示根据图1至6的器械的位移构件的后端侧的透视图。
[0023] 图14显示图13的位移构件的前端侧的透视图。
[0024] 图15显示图13和14的位移构件的后端上的俯视图。
[0025] 图16显示图13和14的位移构件的横截面图。
[0026] 图17显示根据图1至6的器械的
致动器的后端侧的透视图。
[0027] 图18显示图17的致动器的前端侧的透视图。
[0028] 图19显示图17和18的致动器的后端的俯视图。
[0029] 图20显示沿着图19中的线C-C的图17和18的致动器的横截面图。
[0030] 图21显示当器械处于第一配置时插入骨锚固器的头部的第一步骤中的器械的一部分的横截面图。
[0031] 图22显示在具有骨锚固器的插入头部的第一配置中的器械的一部分的放大横截面图。
[0032] 图23a显示在具有骨锚固器的插入头部的第二配置中的器械的横截面图。
[0033] 图23b显示图23a的细节的放大横截面图。
[0034] 图24至26显示具有插入头部的器械的下部分的示意性放大横截面图。
具体实施方式
[0035] 参考图1至3，根据实施例的用于保持骨锚固器并且将其插入骨中的器械包括：驱动轴1，所述驱动轴配置成接合骨锚固器的头部分并且将
扭矩传递到骨锚固器；保持构件2，用于接收并且保持骨锚固器的头部；以及位移构件3，所述位移构件配置成作用于保持构件2。保持构件可以呈如图2中所示的第一配置和如图3中所示的第二配置，在所述第一配置中骨锚固器的头部可以插入保持构件中，在所述第二配置中骨锚固器的头部紧紧地保持在保持构件2中。该器械还包括致动器4，所述致动器与驱动轴1和位移构件3协作从而将位移构件3移动到对应于保持构件2的第一和第二配置的第一和第二位置。最后，器械包括可连接到驱动轴1的
手柄5。
[0036] 更详细地参考图2和3，该实施例中的骨锚固器100包括
螺纹柄部101和在螺纹柄部101的一个端部处的头部102。头部102典型地具有球形的表面部分和大致平坦自由端表面103。球形表面部分可以包括球的最大直径的区域。这样的骨锚固器通常在借助于稳定杆稳定脊柱的多轴骨螺钉中使用。多轴骨螺钉典型地具有接收部件(未显示)，所述接收部件配置成可枢转地接收骨锚固器100并且接收脊柱稳定杆(未显示)以将杆连接到骨锚固器。该器械特别可应用于底部装载式多轴骨螺钉，其中骨螺钉100的头部102从其底端、即从面对骨表面的端部插入接收部件中。
[0037] 参考图4至8，驱动轴1可以是整体大致杆状构件，其包括第一端部1，也就是使用中的近端，和相对的第二端部12，也就是使用中的远端。在第一端部11处设有接合突起13，所述接合突起配置成接合骨锚固器的头部102的头部中的相应凹陷以将扭矩传递到头部102。接合突起13具有梅花形。然而，允许以形状配合或正配合方式将接合突起13连接到骨锚固器100的头部102的任何其它形状是可能的。在接合突起13之后，驱动轴1包括具有大于接合突起13的第一直径的第一轴部分14。在第一轴部分14的前端处形成有抵接表面14a，所述抵接表面围绕接合突起13圆周地延伸并且大致平坦。
[0038] 在与接合突起13相对的一侧，第一轴部分14包括具有
外螺纹的螺纹部段15，所述外螺纹用于与保持构件2的相应
内螺纹协作，这允许在保持构件2中安装到轴部分14上。在离螺纹部段15一定距离处有具有更大外径的部段16使得提供面朝着第一端部11的环形抵接表面16a。当保持构件安装到第一轴部分14时该抵接表面16a用作保持构件2的限位件。具有略小于部分16的直径的中间部分16b可以存在以改善
稳定性或保持构件2与驱动轴1之间的连接的对准。
[0039] 在远端12和更大直径部段16之间有第二轴部分17，所述第二轴部分包括大约在中间部段处的具有更大外径的部分18。部分18具有螺纹并且与致动器4协作。优选地，部分18的螺纹是细
螺距螺纹并且更特别地，它可以是多头细螺距螺纹，例如双线细螺距螺纹。当致动器4沿着螺纹部段18来回拧动时这允许获得致动器4在轴向方向上的更大位移。因此，可以以更小的转动或用更短的时间获得位移构件3的位移。邻近第二端部12的端部部段19包括相比于单线螺纹的一个或多个纵向平坦部19a，以提供与手柄5的形状配合连接，使得一旦手柄安装到驱动轴1手柄5不能相对于驱动轴1旋转。可以提供端部部段19上的环形凹槽19b，所述环形凹槽与手柄5中的相应突起协作以防止手柄的不慎拆卸。
[0040] 借助于圆柱形驱动轴1限定器械的纵轴线L。
[0041] 接着，将参考图9至12解释保持构件2。保持构件2为套筒状并且具有第一端部或近端21和相对的第二端部或远端22。在离第二端部22一定距离处有内螺纹部段23，所述内螺纹部段具有略小于第二端部22处的套筒的直径的直径。内螺纹部段23与驱动轴1上的螺纹部段15协作。通过直径的减小形成肩部23a，所述肩部面朝着第二端部22并且与驱动轴1上的部分16b协作。保持构件由狭槽24开槽，所述狭槽通向第一端部21并且在包括纵轴线L的平面中延伸通过保持构件2使得两个弹性臂25a、25b由狭槽24形成。狭槽24加宽到大致长形开口24a中并朝着第二端部22闭合。开口24a将更大的挠性提供给臂25a、25b。
[0042] 在离第一端部21一定距离处，有提供用于骨锚固器的头部102的容座26的内球段形部段。内球段形部段26的半径使得它大致匹配头部102的外表面部分的形状。在图23b中可以更详细地看到，球段形部段26设计成使得具有由部段26限定的球的最大直径的区域在容座的上边缘26a和下边缘26b之间。因此，当头部102接收在容座26中并且臂
25a、25b
挤压在一起时，头部102以形状配合方式保持在容座26中。邻近容座26，有具有小于容座26的下边缘26b的内径的圆柱形部段27。在圆柱形部段27和第一端部21之间，有朝着由容座26限定的容座呈锥形的锥形部段28。当头部102接收在容座26中并且臂
25a、25b挤压在一起时，头部102保持在保持构件中使得它不能通过第一端部21被去除。
[0043] 更详细地参考图6和23b，当头部102放置到容座26中时容座26的球的中心C1在轴向方向上从头部102的球的中心C2偏移。更具体地，在第二配置中，当头部102保持在容座26中并且两个臂25a、25b挤压在一起时容座26的球的中心离驱动轴的抵接表面14a的距离d1小于头部102的球的中心C2离抵接表面14a的距离d2。借助于此，当头部102保持在容座26中时它受到倾向于朝着抵接表面14a移动头部102的
力。
[0044] 包括容座26、圆柱形部分27和锥形部分28的保持构件的下部分的尺寸大致对应于多轴骨螺钉的接收部件并且轴向方向上略大。所以，当头部3保持在保持构件2中并且插入骨中时，保持构件的第一端部21形成用于骨表面的抵接部使得禁止骨锚固器100进一步插入骨中。头部102突出到骨表面之上达到这样的程度使得接收部件可以容易地安装在其上。
[0045] 保持构件2的长度使得当保持构件2拧接到驱动轴的螺纹部分15上直到它的第二端部22抵靠抵接表面16a时，第一端部21延伸超出驱动轴的第一端部11一定距离。该距离使得容座26和头部102的相应的球的中心C1和C2之间的偏移导致头部102的自由端表面103压靠在驱动轴1的抵接表面14a上。保持构件2的内径使得驱动轴的部分14可以穿过其中并且在其中被引导。
[0046] 此外，特别地如图12中所示，邻近保持构件2的第一端部21的外表面部分29为锥形使得它朝着第二端部22缩窄。因此，保持构件2类似于筒夹夹头(collet chuck)并且起到筒夹夹头的作用。
[0047] 将参考图4至6和13至16描述位移构件3。位移构件3形成为大致圆柱形套筒，其具有套筒的第一端部或近端31和相对的第二端部或远端32。位移构件3的内径使得在图4至6中可以看到，保持构件2可以延伸通过位移构件3。邻近第一端部31位移构件的内表面33在一个方向上略呈锥形使得它朝着第一端部31加宽。朝着第二端部跟在该略呈锥形部段33之后的是第二略呈锥形部段34，所述第二略呈锥形部段具有的锥
角更加小于部段33的锥角。位移构件3的剩余部分具有圆柱形内表面35。当位移构件3从在第一配置中的它的第一位置移动到在第二配置中的第二位置时，略呈锥形表面34和33的功能是与保持构件2的锥形外表面29协作。在该位移期间，锥形内表面34和33沿着锥形外表面29滑动，由此生成作用于臂25a、25b的渐
增压力，将臂挤压在一起以夹紧插入的头部102。
[0048] 第二端部32具有用作用于如下所述的致动器4的抵接部的自由环形端表面32a。从端表面32a，具有更小内径的短环形缘边32b向上突出。而且，瓣片状延伸部或瓣片(flap)36突出到缘边32b之上。瓣片36具有大致圆柱形内表面和大致圆柱形外表面以及当在侧向前视图中观察时的梯形轮廓，因此在邻近缘边32b的
基础上的它的宽度大于它的自由端部。此外，在自由端部处，瓣片36包括与下面将描述的致动器4的一部分协作的向
外延伸圆周突起37。肩部32a和向外突起37之间的瓣片36的高度大致对应于在轴向方向上的致动器4的内部分的高度。瓣片36具有将位移构件3可旋转地连接到致动器但是防止位移构件3相对于致动器4的轴向运动的随动件的功能。致动器的轴向前进导致位移构件3的跟随轴向前进。
[0049] 位移构件3还可以具有完全延伸通过圆柱形壁部分的多个长形开口38。开口38用于便于部件的清洁。
[0050] 位移构件3的总轴向长度使得在对应于第一配置的致动器4的位置，第一端部31具有离保持构件的第一端部21的一定距离，所述距离允许保持构件2从位移构件3的第一端部31向外伸展以允许头部的插入。此外，所述长度使得在对应于第二配置的致动器4的第二位置，锥形内部段33、34与保持构件的锥形外表面29协作以夹紧头部102。
[0051] 将参考图4至6和17至20描述致动器4。致动器4包括第一端部或近端41和相对的第二端部或远端42。在离第二端部42一小段距离处设有具有内螺纹的腔孔43，所述内螺纹与驱动轴1的部段18的外螺纹协作。所以，内螺纹也优选地是多头细螺纹。邻近螺纹腔孔43，有大致圆柱形内部段44，所述大致圆柱形内部段具有的直径大于驱动轴1的螺纹部段18的外径，使得驱动轴1的螺纹部段18可以延伸通过其中。在圆柱形内部段44和第一端部41之间，有第二圆柱形部段45，所述第二圆柱形部段具有小于部段44的直径，使得环形肩部45a设在致动器4内。特别地在图5中可以看到，圆柱形部段45的内径使得驱动轴1的部分17和另外位移构件3的瓣片36可以延伸通过其中。肩部45a和第一端部41之间的距离使得瓣片36可以用它的圆周向外突起37的下侧抵靠肩部45a并且致动器的第一端部41可以抵靠位移构件3的自由端表面32a。因此，位移构件3配置成经由瓣片36连接到致动器4，使得致动器4可以相对于位移构件3旋转，但是位移构件3在轴向方向上相对于致动器4固定。
[0052] 致动器4还包括邻近第二端部42的、具有便于夹持的多个平坦部46a的上部大致圆柱形外部段46。平坦部46显示为卵形，但是可以具有任何其它形状。数量可以是任何数量。代替平坦部46a，其它装置可以用于便于夹持，例如纵向波纹或凹槽或糙化表面。
[0053] 致动器还包括邻近第一端部41的第二外圆柱形部段47，所述第二外圆柱形部段具有的外径大致对应于位移构件3的外径，使得致动器4与位移构件3齐平，如图3至5中所示。
[0054] 进一步参考图1，手柄5包括具有内部平坦部分的同轴腔孔51，所述内部平坦部分与驱动轴的平坦部19a协作，使得手柄5可以以旋转固定方式安装到驱动轴1的后端部分19上。手柄5的腔孔51可以具有内部环形突起，所述内部环形突起接合驱动轴1的凹槽
19b使得手柄5可以卡接到驱动轴1上。
[0055] 可以与组织或骨
接触的器械的所有部分可以由身体相容材料、例如不锈
钢制造。
[0056] 器械容易组装和拆卸。这提供的优点是在使用之后可以容易地清洁它。如下安装器械。首先将保持构件2拧接到驱动轴上使得驱动轴的第一部分14延伸通过保持构件2。保持构件2在驱动轴上的位置在轴向方向上通过保持构件的第二端部22抵靠抵接表面16a被限制。然后位移构件3连接到致动器4，其中瓣片36插入致动器4中直到它的突起37停靠在肩部45a上并且致动器的第一端部41停靠在位移构件3的自由端表面32a上。然后，从驱动轴的第二端部12将预组装的位移构件3和致动器4放置到驱动轴1上，使得致动器的内部螺纹部分43拧接到驱动轴1的外部螺纹部分18上。最后，将手柄5卡接到驱动轴
1的向后端部19上。
[0057] 将参考图21至23b描述器械与骨锚固器一起使用。在第一配置中，致动器4处于比在第二配置中更靠近驱动轴1的第二端部12的第一位置。如图2中所示，为了到达作为“打开配置”的第一配置，致动器4由手在逆
时针方向上旋转，使得位移构件3跟随该运动并且呈缩回位置。保持构件的臂25a、25b突出到位移构件3之外达到这样的程度使得它们配置成弹性地挤压彼此分开。如图21中所示，在第一配置中，头部102将两个臂25a、25b挤压分开直到它卡扣到容座26中。在插入期间，驱动轴的接合突起13进入设在头部102的自由端表面处的相应接合凹陷104中。接合突起13可以进入凹陷104中直到头部102的自由端表面103抵靠驱动轴的抵接表面14a。在该插入步骤期间，柄部101与驱动轴1对准。头部102以形状配合方式在轴向方向上并且也在容座26中保持使得它不能容易地被去除。
[0058] 通过在顺时针方向上旋转致动器4，位移构件3朝着保持构件2的第一端部移动，如图3中所示。当位移构件3朝着保持构件2的第一端部21移动时，位移构件3的锥形内表面33、34与保持构件2的外锥形表面部分29接触，如图23a中所示。由此，两个臂25a、25b被挤压在一起。同时，压力传递到头部102，如图23b中的
水平箭头Fr所示。由于球形容座26的球的中心C1相对于头部102的球的中心C2在朝着驱动轴1的抵接表面14a的方向上偏移，因此力Fu作用于头部102，所述力具有在朝着抵接表面14a的轴向方向上定向的分量。因此头部102紧紧地压在抵接表面14a上。接合部分13和接合凹陷104之间的可能游隙被消除。所以，外科医生经历没有任何游隙的螺钉的插入。
[0059] 在作为“闭合配置”的第二配置中，头部102紧紧地保持在保持构件中。在该配置中它可以插入骨中。保持构件2的第一端部21用作骨的抵接部，所述抵接部限制插入并且保证骨锚固器的充足部分在骨表面之上突出使得接收部件可以在随后安装到头部102上。
[0060] 器械和骨锚固器的系统的实施例包括上述器械和具有头部的骨锚固器，其中容座和保持构件的尺寸适合于头部的尺寸。
[0062] 参考图24至26，保持构件2中的用于头部的容座可以以不同形状设计。与先前所述的实施例相同的部件和部分用相同的附图标记表示。例如，如图24中所示，保持构件2′可以具有容座26′，所述容座具有邻近下部圆柱形部分的球段形状26a′，其在朝着第二端部或远端的方向上延续有略呈圆锥形加宽部分26b′。与先前实施例中一样，容座部分的尺寸使得当臂被压缩时，头部受到朝着抵接表面14a挤压它的力。
[0063] 在图25所示的实施例中，容座26″具有下锥形部分26a″，所述下锥形部分朝着第一端部或近端呈锥形并且朝着第二端部以圆柱形部分26b″中延续。圆柱形部分的内径略大于头部102的最大直径，使得当臂挤压在一起时锥形部分将试图向上移动头部的力施加到头部，然而由于头部抵靠抵接表面14a，因此头部紧紧地压靠在抵接表面14a上。
[0064] 在图26所示的实施例中，容座包括朝着第一端部呈锥形的第一锥形部分26a″′，后面跟着圆柱形部分26b″′，后面跟着朝着第二端部呈锥形的第二锥形部分
26c″′。功能与其它实施例相同。
[0065] 在所有实施例中容座具有这样的尺寸使得当臂被压缩时，头部受到在抵接表面的方向上向上移动它的力，由此它压靠在抵接表面上。
[0066] 作为修改的另一例子，致动器可以由允许移位位移构件以获得第一和第二配置的其它装置实现。
[0067] 致动器也可以被省略。例如，位移构件可以具有内部螺纹，所述内部螺纹与保持构件的外部螺纹协作并且允许位移构件沿着保持构件前进。
[0068] 抵接表面不需要为圆形或环形。可以使用提供充足面积以生成足够的摩擦从而消除接合突起13和头部的接合凹陷104之间的游隙的任何抵接表面。
[0069] 保持构件可以具有可以以弹性方式挤压在一起的两个以上的臂，例如三个或以上臂。
[0070] 代替实施例中所示的
螺纹连接，可以提供其它可拆卸连接。
[0071] 对于骨锚固器，可以使用具有柄部和头部分的任何骨锚固器。骨锚固器不必必须被拧入。该器械也适合于将骨锚固器推动到孔中。
[0072] 尽管骨锚固器的头部和容座显示为设计成用于多轴骨锚固器，但是也可能头部和容座具有平坦侧部分，所述平坦侧部分使骨锚固器适合于允许仅仅在单平面中枢转的单平面骨锚固装置。
