CN101249017A - 用于稳定椎骨的稳定装置及用于该稳定装置的杆连接器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于稳定椎骨的稳定装置，所述稳定装置包括第一杆(1)、第二杆(2)、连接第一杆和第二杆的杆连接器(3)，杆连接器包括用于接纳第一杆的接纳部(4)和用于将第一杆固定在接纳部中的固定元件(7)，其中在接纳部中设置有杆接触表面，并且其中所述杆接触表面的轮廓具有偏离第一杆的表面轮廓的偏离部(8；9)。杆连接器允许例如由合成橡胶材料制成的挠性杆与例如由金属制成的刚性杆连接。

Description

用于稳定椎骨的稳定装置及用于该稳定装置的杆连接器
技术领域
本发明涉及一种用于稳定骨的稳定装置，所述稳定装置包括第一杆、第二杆以及连接第一杆和第二杆的杆连接器。所述杆连接器适于连接不同类型的杆，尤其是弹性杆和刚性杆。
背景技术
已知多种用于部分脊柱的刚性固定的装置。通常，这些装置包括刚性脊柱稳定杆。可能必然要连接不同类型的刚性杆。例如，WO2005/099603A1公开了一种用于连接刚性杆的脊柱杆连接器。
对于某些应用，希望有一种允许被连接椎骨运动到特定程度的动态稳定。同样，脊柱的刚性和动态稳定的组合在特定的临床情况中可能是合适的。US 2007/0005063A3描述了用于脊柱段的多高度、多功能稳定的系统和方法，它使用允许至少一部分椎骨高度(vertebrallevel)运动的运动保持部以及基本上阻止至少一部分相邻椎骨高度运动的运动阻止部。
因此，需要使用组合的刚性杆和挠性杆，用于需要刚性和/或动态稳定的多种临床情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用面广且构造简单的稳定装置。另外，将提供一种杆连接器，该杆连接器适用于连接不同类型的杆，尤其是挠性杆和刚性杆。
所述目的通过根据权利要求1的稳定装置和根据权利要求16的杆连接器来实现。进一步的研制成果由从属权利要求给出。
根据本发明的稳定装置例如可以在用于固定部分脊柱的刚性固定系统的端部使用。在这种情况下，所述稳定装置作为保护元件，用以保护相邻运动段不超负荷。
此外，它可以用于具有以交替顺序的动态和刚性固定件的分段稳定。
所述杆连接器也可以只用于连接刚性杆。因此它的应用面广。
在特定实施例中，所述杆连接器可以连接骨锚固装置。
所述杆连接器适于与优选由合成橡胶材料制成的挠性杆以及与刚性杆一起使用。当紧固锁定元件以固定挠性杆时，弹性材料的变形引起挠性杆、杆连接器和锁定元件之间的间接或动态形状配合连接(dynamic form-fit connection)，而不会损害杆的整体结构。
而且，杆的固定使用少量部件来实现。因此，使手术期间的操作更容易。
附图说明
通过参考以下结合附图的实施例的详细描述，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见并且被最好地理解。
图1示出了根据第一实施例的稳定装置的透视图。
图2示出了根据图1的稳定装置的分解图。
图3示出了图2的锁定元件的透视图。
图4示出了稳定装置的放大剖视图。
图5示出了处于装配好的状态的稳定装置的第二实施例的透视图。
图6示出了图5的稳定装置的剖视图。
图7示出了稳定装置的第三实施例的透视图。
图8示出了图7的稳定装置的分解透视图。
图9示出了图7的稳定装置的剖视图。
图10示出了图7的稳定装置的杆连接器的顶视图。
图11示出了从根据图7的稳定装置的杆连接器的顶部看的透视图。
图12示出了处于装配好的状态的稳定装置的第四实施例的透视图。
图13示出了图12的稳定装置的分解图。
图14示出了图12的稳定装置的剖视图。
图15示出了处于装配好的状态的稳定装置的第五实施例的透视图。
图16示出了图15的稳定装置的分解图。
图17示出了图15的稳定装置的剖视图。
图18a至c示出了稳定装置的应用的示意性图示。
具体实施方式
参考图1至4对稳定装置的第一实施例进行描述。所述稳定装置包括第一杆1、第二杆2和杆连接器3。在所示实施例中，第一杆1具有直径为d1的圆形横截面。它由弹性的生物相容材料制成，优选由塑料制成。例如，所述杆可以由合成橡胶材料制成，尤其是基于聚碳酸酯型聚氨酯、聚碳酸酯聚氨酯(PCU)或聚醚型聚氨酯(PEU)的材料。第一杆在外加负荷的作用下呈现弹性变形。第一杆的表面优选为平滑表面。
在所示实施例中，第二杆2具有直径为d2的圆形横截面，直径d2比第一杆的直径d1小。第二杆2可以由刚性材料制成，例如由生物相容金属或金属合金制成，或者由生物相容塑料制成。但是本发明不限于所述实施例，即第一杆1和第二杆2分别由弹性和非弹性材料制成，和/或杆具有不同的直径。第一杆也可以由刚性材料制成。杆的横截面可以具有任何形状。杆的直径可以不同或相同。此外，术语杆应理解为适于横跨至少两个椎骨或至少两个断裂或受伤的骨部之间的距离的长形元件。
在所示实施例中，杆连接器3由一体件(single piece)制成。它包括用于连接第一杆1的第一连接部4和用于连接第二杆2的第二连接部5。第一连接部4包括相对侧壁4a、4b，连接相对侧壁4a、4b的侧壁4d和连接侧壁的底壁。底壁的内表面形成用于第一杆1的座4c。由壁形成的接纳部具有大致成U形的横截面，从而形成用于接纳第一杆1的通道。在相对侧壁4a、4b的自由端设置有用于接纳锁定元件7的内螺纹6。锁定元件7可以是与内螺纹6配合的内螺钉。侧壁4d形成在第一杆1插入第一连接部时用于第一杆1的邻接表面或止挡。
尤其如在图2至4中可看到的，多个肋状突起8设置在座4c的表面上。肋状突起8在与通道轴线垂直的方向上延伸，即在杆1插入时与第一杆的纵向轴线L1垂直的方向上延伸。在所示实施例中，突起8的横截面基本为带圆顶的三角形。突起8具有的长度使得它们基本上延伸横过所述座。每个或几个肋状突起8可以在像凹槽的槽中在一侧或两侧伸出，从而在座的表面提供凹陷(未图示)。座4c形成杆接触表面。所述突起在杆接触表面上形成偏离杆1的表面的偏离部(deviations)。
内螺钉7在其杆接触面7a上具有环形突起9。环形突起9形成具有中心腔的环形肋。环形突起9的横截面与座的肋状突起8的横截面相似。在该实施例中环形突起的直径等于座上形成的两个肋状突起8的距离。因此，当杆1插入第一连接部并拧入内螺钉时，肋状突起8和环形突起9的接触杆的部分位于杆的相对侧上。更特别的是，肋状突起8和环形突起9的接触杆的部分分别在直径上的相对位置与杆的表面接合。
在所示实施例中，第二连接部5形成为与侧壁4d邻接的圆柱形突起。但是，第二连接部的外形可以具有任何其它形状。
第二连接部5包括孔10，孔10的直径足以接纳第二杆2。孔10可以是带螺纹的，并且第二杆2可以具有螺纹端部2a，螺纹端部2a与孔10的内螺纹配合以在第二连接部5和第二杆2之间提供螺纹连接。
使用时，第一杆1和第二杆2以任意顺序与杆连接器3连接。例如，首先，可以通过将端部2a拧入孔10而将杆连接器和第二杆2连接在一起。然后，将第一杆1插入第一连接部4的接收段，直到它置于座4c上并且它的前面紧靠后侧壁4d。然后，将内螺钉7插入并拧紧，直到环形突起9与杆的表面接触。如图4中所示，环形突起的部分向下压在杆表面上。同样，肋状突起8从下方压在杆表面上。突起不损害杆表面的完整性。杆开始在所施加压力的作用下发生变形。这种材料的变形产生间接的形状配合连接。直接的摩擦力和间接的形状配合力的组合就将杆保持在适当的位置。当第一杆1和第二杆2都由刚性材料制成时，杆通过摩擦力固定。
第一杆和第二杆的自由端可以与另外的连接器或骨锚固装置连接以将稳定装置锚固在骨中。
在一变形中，环形突起9的直径可以比最外面的肋状突起8之间的距离大或小。如实施例中所示，设置有两个肋状突起8。不过，也可以设置多个肋状突起。同样，可以在内螺钉的下侧7a设置多个突起。此外，可以在锁定元件的下侧和座的表面设置突起和空腔的组合，所述座将允许材料变形进入(flow into)所述空腔中。
在另一变形中，第二杆2和第二连接部之间的连接通过压配合连接的方式形成。
图5和6示出了稳定装置的第二实施例。与第一实施例中相同的部件用相同的附图标记表示，并且将不再重复其描述。第二实施例与第一实施例的不同之处在于杆连接器31的设计。杆连接器31具有与第一实施例相同的第一连接部4。第二连接部51包括孔11，孔11的直径比第二杆2的直径d2略大，以便第二杆2可以导入孔11中。螺纹孔12与孔11垂直设置。内螺钉13可以拧入孔12中，从而通过夹紧的方式将杆2固定在孔11中。孔12与内螺纹6平行地延伸。但是，孔12可以任何方式定向，例如围绕两个杆的纵向轴线相对于内螺纹6的定向成90°。
参考图7至11对稳定装置的第三实施例进行描述。与第一实施例相同的部件用相同的附图标记表示，并且将不再重复其描述。第三实施例与第一实施例的不同之处在于杆连接器的设计。杆连接器301包括与第一实施例相同的第一连接部，但是第二连接部与第一实施例不同。第二连接部501包括基本为U形的凹槽502中，凹槽502的宽度比第二杆2的直径d2略大，以便第二杆2可以导入凹槽502中。U形凹槽形成两个张开的支腿，所述支腿具有内螺纹503用于接纳锁定元件504。接纳杆2的U形凹槽502的底部以及与杆2接触的锁定元件504的下侧是光滑的。因此，如果杆2由施加外加负荷时不发生变形的刚性材料制成，杆2就通过摩擦力保持在适当的位置。侧壁4d形成用于杆2以及杆1的邻接表面。
图12至14示出了稳定装置的第四实施例。与前述实施例中相同的部件用相同的附图标记表示，并且将不再对其进行重复描述。
第四实施例与前述实施例的不同之处在于杆连接器的设计，所述杆连接器允许与骨锚固装置，例如骨螺钉20实现多轴连接。如图12至14中所示的杆连接器310包括用于连接第一杆1的第一连接部40和第二连接部5，在该实施例中所述第二连接部5与图5和6中所示的连接部5相同。第一连接部40包括位于座中心的孔41。孔41的形状优选为圆形，并且孔41的直径比骨螺钉20的球截形头部21的直径小。孔41的边缘可以成球形、圆锥形或其它形状，以便骨螺钉20可枢转地保持在第一连接部中。
设置压力元件43，其基本为圆柱形以便可以导入第一连接部40的接收段中。压力元件在其面向头部21的一侧具有至少部分包围头部21的球形凹槽44。此外，压力元件43包括基本为U形的凹槽45，凹槽45形成用于接纳杆1的通道。在U形凹槽45的底部47设置有至少两个肋状突起46，所述肋状突起46设计成与根据前述实施例的肋状突起8相似。内螺钉7与前述实施例的内螺钉相同。因此，杆连接器310与前述实施例中的第一连接部的不同之处在于用于杆1的座设置在压力元件43中。所述压力元件设置用于在骨螺钉20的头部21上施加压力。
使用时，将骨螺钉导入杆连接器310的第一连接段40中，然后导入压力元件43。骨螺钉20、压力元件43和杆连接器310可以是预先装配好的。当骨螺钉20拧入椎骨或骨时，由于骨螺钉20和杆连接器310之间的多轴连接，杆连接器310可以对准用于接纳杆。
当内螺钉7被紧固时，它可以首先压在第一杆1上。然后，在第一杆1由于其弹性而发生变形之后，内螺钉7接触压力元件43的凸缘。这样，杆就被锁定在其位置上。进一步紧固内螺钉7之后，它压在压力元件43的凸缘上。然后压力元件43进一步将该压力施加在头部上，头部又压靠在孔41的边缘上。这样，骨螺钉就被锁定在其角位置上。
在另一变形中，第二连接部形成为与第一连接部相同，以便可以连接相同类型的两个杆，例如彼此相同的两个弹性杆。
图15至17中示出了稳定装置的第五实施例。与前述实施例相同的部件使用与前述实施例中相同的附图标记表示。所述稳定装置包括杆连接器311，该杆连接器311与前述实施例的杆连接器的不同之处在于锁定元件71和第一杆1之间设置有垫片(filling piece)80。根据第五实施例的连接器311包括第一连接器410，该第一连接器410具有相对侧壁410a、410b和提供用于杆1的座的底壁4c，并且具有如前述实施例的在所述座上的突起8。侧壁410a和410b具有的高度使得在插入杆1后可以放入垫片80。在内螺纹6下面的侧壁410a、410b的内壁上可以设置与导向部81a、81b接合的导向槽411a、411b，导向部81a、81b可以设置在垫片80的相对侧上。导向槽和导向部也可以省去。垫片80在其面向第一杆1的一侧包括凹槽82，凹槽82的形状与杆的外部形状相适应。在所示实施例中它是截圆柱形凹槽82。在凹槽82的接触杆的表面上，可以设置沿与杆1纵向轴线基本上垂直的方向延伸的肋状突起83。垫片80在其相对侧可以包括开口84，锁定元件71下侧的圆形突起可转动地接合在开口84中。所述开口也可以省去。锁定元件71与前述实施例的锁定元件7相似。它可以具有接合开口84的突起(未图示)以提供可转动连接。
第二连接部51与第二实施例中的相同。在第一连接部410和第二连接部51之间设置有侧壁410d，该侧壁形成在第一杆和第二杆插入时用于它们的邻接表面。
使用时，在插入第一杆1后插入垫片，而后拧入锁定元件。所述锁定元件可相对于垫片转动。它压在垫片上，垫片又压在杆1的表面上。
图18示意性地示出了稳定装置就脊柱100的稳定而言的不同应用。图18a示出了一种单型(single type)刚性杆2，例如钛杆，其可以与骨锚固装置101连接并锚固在脊椎的椎骨中用于刚性固定。图18b示出了位于带刚性杆2的稳定构造端部的根据本发明的连接器31，所述连接器31将刚性杆2的末段与弹性杆1连接。在这种情况下，由于稳定运动段的刚性固定产生的力，力的流动可以伸出进入脊柱的相邻运动段以保护它不超负荷。
图18c示出了以一种构造的稳定系统的应用，在该构造中弹性杆1和刚性杆2以交替的方式布置。
可以有其它修改。例如，第一连接段和第二连接段可以相对彼此定位，这样杆各自的座处于相同或不同的高度，以应对不同的解剖情况。此外，连接段可以相对彼此定向成不同于零度的角度。杆连接器可以设计成第一和第二连接部并排布置，即与第一连接部的侧壁相对。第一和第二连接段可以形成为彼此永久或可拆卸地连接的独立部件。分隔第一和第二连接部的侧壁4d、410d可以省去。
所述不同实施例的元件可以组合，例如每个第二连接部可以与每个第一连接部组合。设置在座和/或锁定元件或垫片的杆接触表面上的偏离杆表面轮廓的偏离部可以具有除肋状外的其它形状。例如也可以设置点状或圆点状突起/空腔。

Claims (16)

1.一种用于稳定椎骨的稳定装置，包括：
第一杆(1)，
第二杆(2)，
连接第一杆(1)和第二杆(2)的杆连接器(3；31；301；310；311)，所述杆连接器包括用于接纳第一杆(1)的接纳部(4；40；410)和用于将第一杆固定在接纳部中的固定元件(7)，
其中在接纳部(4；40；410)中设置有杆接触表面(4c；47；7a；44)，并且其中杆接触表面的轮廓包括偏离第一杆(1)的表面轮廓的偏离部(8；9；46；83)。
2.如权利要求1所述的稳定装置，其中第一杆(1)由弹性材料制成，优选由合成橡胶材料制成。
3.如权利要求1或2所述的稳定装置，其中杆接触表面上的偏离部设置在杆插入时杆的至少一侧上。
4.如权利要求1至3之一所述的稳定装置，其中第二杆(2)是刚性杆。
5.如权利要求1至4之一所述的稳定装置，其中轮廓的偏离部(8；9；46；83)是在杆接触表面上的突起和/或凹陷。
6.如权利要求1至5之一所述的稳定装置，其中第一杆(1)具有纵向轴线(L1)，并且偏离部(8；9；46)基本上在横向于第一杆的纵向轴线的方向上延伸。
7.如权利要求1至6之一所述的稳定装置，其中杆接触表面包括在接纳部中形成用于第一杆(1)的座的座部(4c；47)和与座部相对的夹紧部(7a)，其中夹紧部设置在锁定元件(7)上。
8.如权利要求1至6之一所述的稳定装置，其中杆接触表面包括座部(4c；47)和与座部相对的夹紧部(82)，并且其中夹紧部设置在锁定元件(7)和杆(1)之间的垫片(80)上。
9.如权利要求1至8之一所述的稳定装置，其中第一杆(1)通过锁定元件(7)所施压力产生的摩擦力和由轮廓的偏离部(8；9；46；83)产生的间接形状配合作用固定在接纳部中。
10.如权利要求1至9之一所述的稳定装置，其中第二杆(2)和杆连接器(3；31；301；310；311)是独立部件。
11.如权利要求1至10之一所述的稳定装置，其中杆连接器(3；31；301；310；311)包括用于在其中接纳第二杆(2)的端部的开口(10；11；502)和用于将第二杆固定在该开口中的固定装置(2a；13；504)。
12.如权利要求11所述的稳定装置，其中开口(11)是螺纹孔，并且第二杆(2)的端部(2a)具有与螺纹孔的螺纹配合的外螺纹。
13.如权利要求11所述的稳定装置，其中开口(502)是带有内螺纹的U形凹槽，并且固定装置是待拧入U形凹槽中的内螺钉(504)。
14.如权利要求1至13之一所述的稳定装置，其中用于接纳第一杆(1)的接纳部(4；40)具有U形凹槽，并且固定元件(7)是待拧入U形凹槽中的内螺钉。
15.如权利要求1至14之一所述的稳定装置，其中用于接纳第一杆的接纳部与骨锚固装置(20)连接。
16.一种用于连接第一杆(1)和第二杆(2)的杆连接器，所述杆连接器包括：
用于接纳第一杆(1)的接纳部(4；40；410)和用于将第一杆固定在接纳部中的固定元件(7)，
其中在接纳部(4；40；410)中设置有杆接触表面(4c；47；7a；44)，并且其中杆接触表面的轮廓包括偏离第一杆(1)的表面轮廓的偏离部(8；9；46；83)，并且其中杆(1)通过锁定元件(7)所施压力产生的摩擦力和由轮廓的偏离部(8；9；46；83)产生的间接形状配合作用而被保持在第一连接部中的适当位置。
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