CN101010043A - 脊柱固定系统的动态连接元件与包括连接元件的固定系统 - Google Patents

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Abstract

一种脊柱固定系统的连接元件(1)，它用于将至少两个可植入连接组件连接起来，其特征在于它是由缆线(2)和包围所述缆线(2)的用聚合物制成的护套(3)构成的。所述的缆线(2)是由至少一根与所述护套(3)同轴的弹性绞合线构成的。

Description

脊柱固定系统的动态连接元件 与包括连接元件的固定系统
技术领域
本发明涉及用于脊椎骨彼此连接的脊柱固定系统领域，更具体地涉及用于保持在至少两个分别植入脊椎骨中的固位元件间的间隔的连接元件领域。
背景技术
实际上脊柱连接有两类：一类接骨连接，另一类动态连接。
脊柱接骨连接是人们熟知的连接。它们事实上通常用于加固多个连续的脊椎骨。它们的目的是将这些连接脊椎骨固定在特定构型中，并且在骨融合期间使它们稳定，以便有可能在固定的情况下起固定稳定作用。这样一些连接由一些硬杆组成。
另一方面，通过允许一定的运动，这些动态连接用于降低对这些关节面和这些锥间盘施加的应力，同时必要时使这些脊椎骨一些相对于另一些重新排直。
现有技术已经知道这样一些连接元件。
特别地，在欧洲专利申请EP 0 669 109中已提出一种稳定邻近胸椎的设备。所述的设备包括由用弹性合成材料制成的带构成的连接元件，该元件的横截面是圆的。这种带用于在至少两个有蒂螺钉(pedicular screw)之间进行固定，这些螺钉分别由具有横向穿孔的头构成。将所述的带插入通过横向穿孔时可以将所述的带固定在所述的有蒂螺钉上，该带借助沿相应螺钉轴(即横向于穿孔)设置的夹紧螺钉再固定在每个所述有蒂螺钉上。所述的设备还包括安装在所述带周围的支承元件，以便构成耐压力的构架。
但是，这样一种连接元件的缺陷是不能进行任何的扭转恢复，从而脊椎骨不能在椎间盘周围进行旋转运动。
这种连接元件的另一个很大的缺陷是它不能弯曲，从而适应腰脊柱自然前凸。
另外，另一个缺陷是该连接元件占据很大的体积(约12.5毫米)。在某些情况下，可能显然很难阻止上述连接元件与骨接触，这是一种引起强烈疼痛的接触。
此外，这样一种设备的特别严重缺陷与下述事实相关：在将所述带放到应有位置之前需要选择支承元件长度。但是可能发生，带绷紧后这些螺钉之间的有效距离并不严格是期望的距离。然而，如此构成的设备在该带和支承元件放到应有位置之后在这些螺钉之间不可能有任何的随意转移和/或压缩。因此，外科医生只有卸下整个支承元件和带，再安装具有不同长度的新支承元件，就别无选择。
在国际专利申请WO 02/07621中还提出过一种连接件，该件用于脊椎骨中在至少两个用螺钉固定的固位元件之间保持间隔，所述的连接件包括：i)分成两个彼此间隔开的连续分枝的易弯曲部分，所述的分枝相对于所述件的纵轴是基本对称的，所述分枝的端部彼此两两连接起来，限定了第一中心平面，和ii)构成杆的两个刚性部分，具有第一固定部分和第二部分，所述两个刚性部分的每个所述第二部分分别沿着相反方向延伸，所述分枝的所述端部彼此两两连接起来，每个所述分枝的横截面小于所述刚性部分的横截面，以便所述连接件的所述固定部分分别固定在两个固位元件中的每个元件上，通过使彼此保持间隔的这些脊椎骨可彼此相对移动，在脊椎骨相对移动时，使该连接件能垂直于所述的中心平面伸缩性地弯曲。
但是，这种连接件的缺陷在于只能沿着适当确定的方向弯曲，即沿着垂直于这两个分枝构成的中心平面的方向弯曲。因而需要安装包括这样一些需要一定精度的连接件的整个稳定系统，因此会显得令人厌烦。
这样一种连接件的另一个缺陷也表现在其体积方面。
发明内容
本发明的第一个目的是克服前面所描述动态连接元件的缺陷，提出一种连接元件，它具有与这些动态连接元件等效的屈曲幅度，但确保它们保持其旋转方式。
实现所述的本发明目的连接元件的优点在于也能弯曲，从而适应于腰脊柱的自然前凸。
实现所述的本发明目的连接元件的优点还在于是一种不太损伤疗法，同时保证动态连接元件所需的功用性(柔软性、耐磨损等)。
所述连接元件的另一个优点是有可能快速将这些固位元件固定在这些脊椎骨上。
最后，所述连接元件的优点是将这些固位元件放到应有位置之后能够经受随意释放和/或压缩，
为此，本发明涉及一种脊柱固定系统的连接元件，它用于连接至少两个可植入连接组件，所述的连接元件的显著特点在于它由缆线和包围所述缆线的用聚合物制成的护套构成，所述缆线由至少一根与所述护套同轴的弹性绞合线构成，结果构成连接元件心线。
为了便于下面的说明，将构成所述连接元件心线的所述的绞合线定义为中心绞合线。
优选地，所述的连接元件包括至少一层6根至少在所述中心绞合线周围分布的绞合线。
根据本发明的有利结构，所述的连接元件包括相继置于所述中心绞合线周围的两层绞合线，包围所述中心绞合线的第一层绞合线由6根绞合线构成，包围所述第一层的第二层绞合线由12根绞合线构成。
优选地，构成该(或这些)层的这些绞合线由在所述中心绞合线周围的绞扭绞合线组成。
优选地，该(或这些)层的这些绞合线是由与所述中心绞合线材料不同的材料构成的。
优选地，该中心绞合线的直径与该(或这些)层的绞合线的直径不同。根据期望的结构类型，它可以小于或大于所述层的绞合线的直径。
优选地，构成该(或这些)层的绞合线是由钛或不锈钢构成的。
优选地，该中心绞合线是管形的。
优选地，该中心绞合线是由镍-钛合金、钛、不锈钢或聚合物构成的，例如像是由PEEK或聚氨酯构成的。
优选地，所述的护套是用聚氨酯、PEEK制成的，或由生物相容织物构成。
本发明的第二个目的是提出一种连接元件，它兼有动态连接元件功用性与接骨连接元件的功用性。更特别地，所述连接元件的目的是提出至少两个脊椎骨动态连接与另外脊椎骨的硬质连接的组合。
事实上，在把多级脊椎骨固定和稳定系统(多个脊椎骨装置)放在应有位置的情况下，可能需要借助动态连接将某些脊椎骨彼此连接起来，为的是允许作某些运动，而另一方面将其它的脊椎骨连接起来，为的是在骨融合(接骨连接)期间不允许有任何运动。在这些实际的固定和稳定系统中，借助附加固定元件，例如接线子，将这些动态连接元件与硬质连接元件连接起来。使用附加件的缺陷是增加了连接元件安装在这些固位元件上的时间。
因此，本发明还涉及一种脊柱固定系统的连接元件，它用于将至少两个可植入连接组件连接起来，其特征在于它包括至少刚性部分延伸到其中一端的柔性部分，所述的柔性部分包括至少部分被用聚合物制成的护套包围的缆线，所述的缆线是由至少一根与所述护套同轴的弹性绞合线构成的。
如此构成的连接元件能够提供脊椎骨的动态和硬质连接，而无须使用附加的固定元件。
在本说明书下面，将这种连接元件定义为半-动态连接元件。
另外，与前面一样，为了便于下面的描述，所述的弹性绞合线称之中心绞合线。
优选地，所述的刚性部分具有用于接纳至少部分所述缆线的空腔，所述的空腔是堵塞的或贯穿的。
优选地，所述的空腔构成达到与所述缆线紧密地配合。
优选地，所述的空腔在接纳所述缆线的末端方向有加宽的区域。
优选地，采用粘着、压接或焊接方法将该柔性部分固定在所述的刚性部分上。
优选地，所述缆线包括至少一层由6根绞合线构成的层，所述的绞合线分布在所述的中心绞合线周围。根据本发明的有利结构，所述的缆线包括两层相继置于所述中心绞合线周围的绞合线，包围所述中心绞合线的第一层绞合线是由6根绞合线构成的，包围所述第一层的第二层绞合线是由12根绞合线构成的。
优选地，构成该(或这些)层的绞合线由在所述中心绞合线周围的绞扭的绞合线构成。
优选地，该(或这些)层的绞合线是用与所述中心绞合线材料不同的材料制成的。
优选地，该中心绞合线的直径是与该(或这些)层绞合线的直径不同的。
优选地，构成该(或这些)层的绞合线用钛或不锈钢制成的。
优选地，该中心绞合线是管形的。
优选地，该中心绞合线是由镍-钛合金、钛、不锈钢或聚合物构成的，例如像是由PEEK或聚氨酯构成的。
优选地，所述的护套是用聚氨酯、PEEK制成的，或是用生物相容织物构成的。
本发明还涉及脊柱固定系统，它包括借助至少一个或两个前面描述连接元件连接的至少两个可植入连接组件。
附图说明
参照附图，通过下面作为纯粹解释性说明本发明的实施方式，将会更好地理解本发明：
-图1说明本发明动态连接元件的侧透视图；
-图2说明图1连接元件的变化实施方案；
-图3说明图2连接元件的剖面图；
-图4说明脊柱固定元件的部分透视图，该元件包括本发明的硬质连接元件和动态连接元件；以及
-图5说明按照本发明优选实施方式的半-动态连接元件的剖面图。
具体实施方式
图1-4示出的这些连接元件1构成如前面定义的动态连接件构成。这些连接元件用于将至少两个可植入连接组件连接起来。
图1示出的连接元件1是由被相对柔软的护套3包围的缆线2构成的。所述的缆线2本身是由绞合线或弹性杆构成的。
绞合线应该理解或者由单件构成(单绞合线)，或者由多根线构成的绞合线。
优选地，所述的绞合线是与所述的护套3是同轴的，结果构成所述的连接元件1的中心心线。
在下面，所述的缆线2称之“中心绞合线”  并将还使用附图标记2。
所述的护套3是由柔软聚合物构成的，例如聚氨酯或PEEK(聚醚醚酮)。在本发明的特定结构中，所述的护套是一种生物相容织物。
同时，为了提供阻止脊椎骨在椎间盘周围旋转运动所需的返回，所述的缆线只是包括单一绞合线时，它优选地是由钛合金、PEEK制成，或由也称之Nitinol的镍/钛合金类的超弹性合金制成。
为了改进与连接元件弹性相关的特征，在所述中心绞合线2周围放置一层或多层相继的绞合线层。
图2和3具体地说明一种连接元件1，它包括分布在所述中心绞合线2周围的由6根绞合线40构成的层4。
优选地，所述的绞合线40绞扭设置在所述中心绞合线2周围。
根据本发明的另一个优选实施方式，所述的连接元件1的特征在于它包括第二层绞合线，该层优选地由十二根绞合线构成，并且包围由六根绞合线40构成的所述第一层4。
这些两层结构在这里是作为实例给出的。当然，对于本技术领域的技术人员显而易见的是，绞合线的构造和层数，以及每层的绞合线数及其结构，应随所述连接元件1的期望刚度(或弹性)而改变。
但是，通过直径制约条件应能指导选择缆线的形状和结构，其目的是制造小直径的连接元件(优选地小于或等于6毫米)，结果所述的连接元件是可能最低损伤疗法的连接元件。
与中心绞合线2一样，每层的绞合线是用弹性材料制成的。优选地，构成这些所述层的绞合线以及中心绞合线2用钛、不锈钢或PEEK制成。
但是，应该指出，构成这些所述层的绞合线用与制成所述中心绞合线2材料相同的材料制成这并不是很必要的。
同样地，所述的中心绞合线2也可以具有与构成所述层的绞合线不同的形状或尺寸。特别地，根据本发明的特定结构，所述的中心绞合线2是由管构成的。在这种情况下，所述的中心绞合线优选地是用PEEK制成的，所述层的绞合线是用钛或不锈钢制成的。
图4说明了脊柱固定系统100的部分透视图。
所述的固定系统包括多个可植入连接组件。在图4上只是示出了这些可植入连接组件中的三个，这三个连接组件分别标记为110、120、130。
每个连接组件通过连接元件分别与相邻一个连接组件连接。具体地，在这个实施例中，根据图1-3示出的其中一种实施方式，连接组件110通过脊柱接骨连接元件与连接组件120连接起来，连接组件120通过动态连接元件与连接组件130连接起来。
动态连接元件和脊柱接骨连接元件的结合于是能够提出一种可调整的固定系统，该系统包括接骨连接类的典型连接元件和动态连接元件。
图5为本发明优选实施方式的连接元件10剖面图。所述的连接元件10有利之处在于它构成“半-动态”连接件。
所述的连接元件10，呈杆状，是由柔性部分11和刚性部分12构成的，所述的刚性部分12被固定成与所述柔性部分11成一直线。所述连接元件10的“半动态”性能是由每个部分11、12提供的，柔性部分11起到动态连接作用，刚性部分12起到接骨连接作用。
优选地，所述的柔性部分11是由至少部分被用聚合物制成的护套14包围的缆线13构成的，所述的缆线13是由至少一根与所述护套14同轴的弹性绞合线构成的。所述的缆线13在其中一端具有从所述护套14中露出的裸露部分17。
刚性部分12具有不通的空腔15，而所述缆线13的裸露部分17插入其中。优选地，所述的空腔15构造成能够与所述的缆线13紧密配合。
关于其结构和功能，所述的柔性部分11，因此所述的缆线都会有规律地受到振动。然而，这样一种运动会产生剪切所述缆线13的危险。
事实上，所述的缆线13靠着由所述空腔15侧壁和刚性部分12端面形成的切割边缘弯曲。另外，为了制约这种剪切危险，所述的空腔15在其出口端具有加宽区域16。
制造所述的连接元件10的原理如下。
采用钻孔方法，在刚性部分12沿纵向形成所述的不通的空腔15。缆线13这时放到所述的空腔15中，直至达到所述空腔15的封闭端。通过粘着或压接将插入空腔15的这部分缆线13固定在其中。一旦放好缆线13并固定在刚性部分12的空腔15中，最后的步骤是在未插入空腔15中的这部分缆线13周围注入聚合物，形成护套14。
优选地，制造所述的连接元件10使得所述缆线13与刚性部分12是同轴的。
与前面描述的实施例一样，所述缆线13或者是由单一弹性绞合线构成的，或者是由一个或多个相继绞合线层包围的弹性绞合线构成的，所述层的所述绞合线优选地是绞扭的。
此外，前面对涉及这些层的绞合线和中心绞合线的构成和结构所作的描述也可应用于该结构范围内。
另一方面，当然显而易见的是半动态连接元件10不限于图5所示的结构。事实上，当然显而易见的是柔性部分优选地可以通过刚性部分在其两侧延伸。
同样地，在采用多级脊椎骨的稳定与固定系统的情况下，柔性部分和这个或这些刚性部分的长度应随每个相邻脊椎骨之间的期望连接类型而改变。
最后，该动态连接元件优选地应是由刚性部分将彼此分开的多个柔性部分构成的。
前面作为实例描述了本发明。应该理解在不偏离本申请的范围的情况下本技术领域的技术人员同样能够实施本发明不同具体实施方案。

Claims (19)

1.一种脊柱固定系统的连接元件(10)，它用于将至少两个可植入连接组件连接起来，其特征在于，该连接元件包括杆，所述杆包括至少刚性部分(12)延伸到其中一端的柔性部分(11)，所述柔性部分(11)包括至少部分被用聚合物制成的护套(14)包围的缆线(13)，所述缆线是由至少一根与所述护套(14)同轴的弹性绞合线构成的。
2.根据权利要求1所述的连接元件(10)，其特征在于，所述刚性部分具有不通的空腔(15)，它用于接纳至少部分所述缆线(13)。
3.根据权利要求1所述的连接元件(10)，其特征在于，所述刚性部分具有贯穿空腔(15)，用于接纳至少部分所述缆线(13)。
4.根据权利要求2或3所述的连接元件(10)，其特征在于，所述空腔(15)构造成能与所述缆线(13)配合。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的连接元件(10)，其特征在于，所述空腔(15)具有在接纳所述缆线(13)的端部方向上加宽的区域(16)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的连接元件(10)，其特征在于，所述柔性部分(11)采用粘着、压接或焊接方法被固定在刚性部分(12)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的连接元件(10)，其特征在于，该缆线(13)包括至少一层由至少6根绞合线(40)构成的层(4)，所述绞合线分布在所述中心绞合线的周围。
8.根据前述权利要求中任一项所述的连接元件(10)，其特征在于，所述缆线包括设置在所述中心绞合线周围的两个相继绞合线层，包围所述中心绞合线的第一层绞合线层由6根绞合线构成，包围所述第一层的第二层绞合线层由12根绞合线构成。
9.根据权利要求7或8所述的连接元件(10)，其特征在于，构成该层或多层的绞合线由在所述中心绞合线周围绞扭的绞合线组成。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的连接元件(10)，其特征在于，该层或多层的绞合线由与所述中心绞合线材料不同的材料制成。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的连接元件(10)，其特征在于，该中心绞合线的直径与该层或多层绞合线的直径不同。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的连接元件(10)，其特征在于，构成该层或多层的绞合线用钛或不锈钢或钛-镍合金制成。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的连接元件(10)，其特征在于，该中心绞合线是管形的。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的连接元件(10)，其特征在于，该中心绞合线是用镍-钛合金、钛、不锈钢或聚合物制成的。
15.根据前述权利要求中任一项所述的连接元件(10)，其特征在于，该中心绞合线用PEEK或聚氨酯制成。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的连接元件(10)，其特征在于，所述护套(14)用聚氨酯制成。
17.根据权利要求1-15中任一项所述的连接元件(10)，其特征在于，所述护套(14)用PEEK制成。
18.根据权利要求1-15中任一项所述的连接元件(10)，其特征在于，所述护套(14)用生物相容织物构成。
19.一种脊柱固定系统，该系统包括借助至少一个根据权利要求1-18中任一项所述的连接元件(10)连接的至少两个可植入连接组件。
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