CN101601606A - 用于胸腰椎骨折复位及腰椎滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于胸腰椎骨折复位及腰椎滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构，其特征是；一椎弓根螺钉；一螺钉连接器，该螺钉连接器有一个开口用于接收椎弓根螺钉，它还设置一连接结构用于连接棒连接器；一棒连接器，该棒连接器有两个开口，一个用于接收棒，另一个用于接收锁定螺母；一锥度锁定环，该锥度锁定环用于将螺钉连接器与椎弓根螺钉锁紧和解锁以及将棒连接器与螺钉连接器锁紧和解锁。本结构可以完成冠状面、矢状面和横断面方向的调整；同时棒和螺钉分开锁定，可以在提供撑开的同时提供提拉和旋转的力量，便于骨折和滑脱复位。本结构设计巧妙，结构很小，对植骨面影响较少。

Description

用于胸腰椎骨折复位及腰椎滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构

技术领域

本发明涉及的是一种用于胸腰椎骨折和腰椎滑脱复位和固定的椎弓根螺钉固定结构。具体的说，本螺钉结构主要包括一个低切迹、两步锁定、可以自由旋转的侧方锁定钉棒连接器和一种特殊设计的椎弓根螺钉。

背景技术

胸腰椎骨折，尤其是胸腰段骨折是脊柱骨折中最常见的类型。脊柱骨折的90％发生在胸腰椎(T11到L4)。损伤的机制、骨折不稳的程度、是否合并神经损伤以及患者的年龄是决定治疗主要因素，大部分稳定的胸腰椎骨折不需手术，仅需一定的外固定和早期活动。但如果患者存在脊柱不稳、进行性脊柱畸形和/或神经损伤就需要手术治疗。手术的目的除神经减压外，恢复椎体高度和脊柱前凸是提高治疗效果和避免术后疼痛和迟发性神经损伤最重要的因素。对于神经损伤程度较轻，不需要直接神经减压的患者，特别是合并后方复合韧带结构损伤的屈曲牵拉性骨折，应用后路椎弓根螺钉治疗此类骨折是最常用和简单有效的治疗方法。后路椎弓根螺钉结构不仅可以进行脊柱的三柱稳定，还可以复位骨折、扩大椎管和间接减压神经组织。后路复位的机制是应用撑开椎弓根螺钉时产生的力量，利用完整的韧带挤压骨折块使其复位，但是撑开的力量可能不能完全使脊柱的前柱完全复位，高度不能完全恢复，而且会引起脊柱前凸的消失甚至后凸畸形的加重。如果这时你想通过加压复位和恢复前凸，由于纵棒没有锁定，这又造成撑开复位的丢失。目前，临床上应用的大部分椎弓根螺钉结构一旦撑开并将棒锁定后不能再进行进一步的复位和后凸畸形的矫正。虽然目前市场上有蛇牌(Aesculap)的Socon系统、AO的USS骨折系统和Depuy的RECO系统可以用于骨折的复位，但Socon系统的复位工具复杂，需要广泛的组织显露，而且夹钳设计分为左右侧，使用不方便。AO的USS骨折系统需要特殊的Schanz螺钉，有4种不同设计的夹钳，复位后需要剪断螺钉，同样存在工具复杂，应用不够简单、方便的缺点。Depuy的RECO系统需要一种很大的楔形垫片，通过两枚螺钉拧入来调节角度进行骨折复位，但很大的垫片明显减少植骨融合的面积。另外AO的USS骨折系统和Depuy的RECO系统还具有转动角度有限的缺点。

目前锥度锁定的椎弓根螺钉是顶部锁定的，这些螺钉在美国专利文献中已有叙述，如美国专利申请号11493624和11493625，但是此种螺钉用于脊柱创伤的病人有两个缺点。第一，由于螺钉是单步锁定，不能在同时实现撑开和复位；第二，加入固定棒以后，螺钉头被固定棒遮挡，无法实现复位。目前市场上流行的侧方锁定钉棒连接器如美敦利的TSRH-3D系统是单步锁定的，不能方便地实现撑开和复位，而两步锁定的侧方锁定钉棒连接器，如史赛克的TRIO+和强生公司的RECO都存在体积大的缺点，而连接器的体积过大就会减少植骨空间，影响手术的治疗效果。传统的创伤治疗器械如AO的USS系统使用牙齿啮合，有调节范围小，精度差的缺点，而且需锁紧后切断螺钉，手术过程比较复杂。

退变性腰椎滑脱是脊柱外科最常见的需要手术治疗的疾病之一。腰椎滑脱的复位需要三个不同方向的量，即提拉力、纵向撑开力和矢状面的旋转力。目前临床上应用的复位系统都存在一些缺点，大部分系统虽然提供了撑开和提拉的力量，没有提供旋转的力量。即使有些系统提供了旋转的力量(如TSRH-3D)，但撑开后如果锁定棒，就同时锁定了螺钉而不能在提供提拉和旋转的力量，如果不锁定棒，就就需要撑开钳持续撑开的情况下进行提拉和旋转，这样撑开钳必须在手术野内而会影响其它操作。因此需要开发一种具有三维活动而且能够在撑开锁定的基础上，可以同时进行提拉和旋转的复位系统，以便进行良好的复位和固定。

发明内容

针对已有技术的不足，本发明提供一种新型椎弓根螺钉结构，该螺钉结构可以完成冠状面、矢状面和横断面方向的调整。

以下详细介绍本发明一种胸腰椎骨折复位及滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构，一椎弓根螺钉；一螺钉连接器，该螺钉连接器有一个开口用于接收椎弓根螺钉，它还设置一连接结构用于连接棒连接器；一棒连接器，该棒连接器有两个开口，一个用于接收棒，另一个用于接收锁定螺母；一锥度锁定环，该锥度锁定环用于将螺钉连接器与椎弓根螺钉锁紧和解锁以及将棒连接器与螺钉连接器锁紧和解锁。

优化的，所述螺钉连接器与椎弓根螺钉的锁紧和解锁动作与棒连接器与螺钉连接器的锁紧和解锁动作同步。

优化的，螺钉连接器一端设置径向的半圆形的开口用于安装椎弓根螺钉，该连接器另一端的轴向设置一插槽用于连接棒连接器。

优化的，所述螺钉连接器的外表面设置两个锥面，一个锥面用于控制螺钉连接器与椎弓根螺钉的锁紧和解锁，另一个锥面用于控制棒连接器与螺钉连接器锁紧和解锁；所述锥度锁定环的径向也设置一半圆形的开口，该锥度锁定环套装在螺钉连接器的外部，锥度锁定环的内表面也设置两个锥面，它们与螺钉连接器的两个锥面配合并接触，成为锁紧与解锁动作的主动件。

优化的，所述螺钉连接器半圆形开口的底部设置一槽，该槽使其开口可以进行径向的弹性收缩。

优化的，所述螺钉连接器另一端的轴向设置一圆筒形插槽用于连接棒连接器；棒连接器设置与其配合的一圆柱状插头；螺钉连接器圆筒形插槽的内表面和棒连接器圆柱状插头的外表面设置为摩擦接触面。

优化的，所述螺钉连接器圆筒形插槽和棒连接器圆柱状插头的对应位置设置用于放置C形定位环的槽。

优化的，所述棒连接器设置一圆筒形的开口用于插入固定棒，棒连接器还设置一螺纹孔用于安装螺母；螺纹孔和圆筒形开口互相垂直。

优化的，所述锥面的角度在0.5到5度之间。

优化的，所述锥度锁定环外部的侧面设置两个凹槽。

优化的，所述螺钉的顶部设置内六角沉孔，该沉孔内设置内螺纹。

本发明的优点如下：

1、本结构具有三维调节功能，可以完成冠状面、矢状面和横断面方向的调整。

2、本结构采用一种新型的螺钉和棒的连接结构，纵棒和螺钉分开锁定。可以在提供撑开的同时，同时提供提拉和旋转的力量，便于骨折和滑脱复位。

3、钉棒连接结构设计巧妙，结构很小，钉棒之间可以任意旋转，棒的锁定采用螺栓结构，钉的锁定采用零扭矩锁定，锁定方便、抗旋转能力强，对骨骼损伤小，不影响植骨面。

4、本结构采用侧方锁定，具有切迹低的优点。

5、本结构的螺钉内六角内具有特殊设计的螺纹，可以连接我们设计的提拉复位钳，同时完成提拉复位和旋转复位。

6、本螺钉系统不仅用于胸腰椎骨折和腰椎滑脱的治疗，还可以用于其它脊柱疾病的固定和复位，通过螺钉的自由旋转，改善脊柱矢状面平衡。

说明书附图

图1a是本专利涉及的侧方锁定钉棒连接器的立体图；

图1b是本专利中的侧方锁定钉棒连接器的正视图；

图1c是本专利中的侧方锁定钉棒连接器的俯视图；

图1d是本专利中的侧方锁定钉棒连接器的立体图，显示开口槽；

图2是本专利中的侧方锁定钉棒连接器与螺钉，锁定螺母，和棒的立体装配图；

图3a是本专利中的侧方锁定钉棒连接器与螺钉，锁定螺母，和棒的正视装配图；

图3b是本专利中的侧方锁定钉棒连接器与螺钉，锁定螺母，和棒的剖面图；

图4a是本专利中的侧方锁定钉棒连接器与螺钉，锁定螺母，和棒的俯视装配图；

图4b是本专利中的侧方锁定钉棒连接器与螺钉，锁定螺母，和棒的剖面图；

图5是侧方锁定钉棒连接器解锁状态的侧向的剖面图；

图6a是侧方锁定钉棒连接器解锁状态的水平方向剖面图；

图6b是侧方锁定钉棒连接器解锁状态的锥度锁定环和螺钉连接器的细节放大图。

具体实施方式

一种胸腰椎骨折复位及滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构，本专利涉及的两步锁定的侧方锁定钉棒连接器由棒连接器，螺钉连接器，锥度锁定环组成。螺钉连接器有一个开口，用于接收椎弓根螺钉。棒连接器有两个开口，一个用于接收棒，另一个接收锁定螺母。第一步，锁定螺母先将棒牢固地固定在棒连接器上。第二步，螺钉连接器套在棒连接器外，而锥度锁定环套在螺钉连接器外，当锥度锁定环推向螺钉时，将螺钉连接器和棒连接器固定起来，同时又将螺钉和螺钉连接器固定起来，这样螺钉和棒就被固定了。

它的主要结构是；一椎弓根螺钉；一螺钉连接器，该螺钉连接器有一个开口用于接收椎弓根螺钉，它还设置一连接结构用于连接棒连接器；一棒连接器，该棒连接器有两个开口，一个用于接收棒，另一个用于接收锁定螺母；一锥度锁定环，该锥度锁定环用于将螺钉连接器与椎弓根螺钉锁紧和解锁以及将棒连接器与螺钉连接器锁紧和解锁。

螺钉连接器与椎弓根螺钉的锁紧和解锁动作与棒连接器与螺钉连接器的锁紧和解锁动作同步。螺钉连接器一端设置径向的半圆形的开口用于安装椎弓根螺钉，该连接器另一端的轴向设置一插槽用于连接棒连接器。所述螺钉连接器的外表面设置两个锥面，一个锥面用于控制螺钉连接器与椎弓根螺钉的锁紧和解锁，另一个锥面用于控制棒连接器与螺钉连接器锁紧和解锁；所述锥度锁定环的径向也设置一半圆形的开口，该锥度锁定环套装在螺钉连接器的外部，锥度锁定环的内表面也设置两个锥面，它们与螺钉连接器的两个锥面配合并接触，成为锁紧与解锁动作的主动件。所述螺钉连接器半圆形开口的底部设置一槽，该槽使其开口可以进行径向的弹性收缩。所述螺钉连接器另一端的轴向设置一圆筒形插槽用于连接棒连接器；棒连接器设置与其配合的一圆柱状插头；螺钉连接器圆筒形插槽的内表面和棒连接器圆柱状插头的外表面设置为摩擦接触面。所述螺钉连接器圆筒形插槽和棒连接器圆柱状插头的对应位置设置用于放置C形定位环的槽。所述棒连接器设置一圆筒形的开口用于插入固定棒，棒连接器还设置一螺纹孔用于安装螺母；螺纹孔和圆筒形开口互相垂直。

所述锥面的角度在0.5到5度之间。

所述锥度锁定环外部的侧面设置两个凹槽。

所述螺钉的顶部设置内六角沉孔，该沉孔内设置内螺纹。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：

请参考图1a至1d，侧方锁定钉棒连接器主要包括棒连接器30，螺钉连接器10，和锥度锁定环20组成。螺钉连接器上有一个开口11，用于接收椎弓根螺钉。螺钉连接器10有一个开口的槽16使螺钉连接器可以进行径向的弹性收缩。同时，开口槽便于在安装的时候可以收缩套在锁定环里面。锥度锁定环20套在螺钉连接器10外面，也有一个半圆形的开口21用于接收螺钉。锥度锁定环还有两个槽22，这样可以使用专门的手术器械夹住锥度锁定环20进行锁定动作。图1c显示的是解锁时锥度锁定环20的位置，将锁定环20向左方推的时候，就会在径向压缩螺钉连接器10，同时，也会压缩螺钉连接器的开口11从而固定螺钉50和螺钉连接器10相对位置。棒连接器30有一个圆筒形的开口31，在手术过程中可将固定棒插入开口31中。棒连接器30还有一个和开口31方向垂直的螺纹孔32，这样当锁定螺母旋转进入螺纹孔以后就可以将棒牢固地压在开口31里面。

图2是侧方锁定钉棒连接器，螺钉50，棒5，和锁定螺母40的立体装配示意图。为了更好地显示本专利中的两步锁定原理，参考图3a和3b。螺钉50一般有螺纹52，螺杆51，和用于连接螺丝刀的内六角沉孔53三大部分组成。在手术过程中需要使用一把螺丝刀插入内六角的沉孔53内，螺纹52要经过椎弓根旋转进入椎体。螺杆部分51一般是光滑并且是圆筒形，这样螺钉既可以在螺钉连接器的开口11中自由旋转，也可以沿着螺钉进行纵向滑动，从而在锁定前可以最大限度地调整位置。

螺钉连接器10主要有开口11，圆筒状摩擦接触面12，定位槽15，和两个锥面13和14组成。当锥面13和14受到挤压时，开口11和摩擦接触面12就向内收缩。开口11向内收缩时就挤压在螺钉的螺杆部分上，而螺钉连接器的摩擦接触面12就压缩在棒连接器30的摩擦接触面33上，当压缩足够紧密时，螺钉50和螺钉连接器10的相对位置就固定了，而螺钉连接器10和棒连接器30则通过摩擦接触面固定起来。螺钉连接器10还包括一个放置C形定位环6的槽，这样可以在解锁状态时防止棒连接器30脱离螺钉连接器10。锥度锁定环20的内部有两个锥面23和24，分别和螺钉连接器10上的两个锥面13和14接触。在锁紧状态下，这两对锥面13和23，以及14和24互相紧密地压缩在一起的。锥面的角度一般在0.5度至5度之间，小的锥面角可以保证螺钉连接器10和锥度锁定环20在使用过程中不松脱。锥度锁定环20的外部侧面有两个凹槽22，可将专用的手术器械夹紧在锁定环20上，以便于在手术中锁紧或解锁整个侧方锁定钉棒连接器。棒连接器30主要由圆筒形的摩擦面33，用于放置C形定位环6的定位槽34，开口31和螺纹孔32组成。将图中所示的螺母40拧入螺纹孔32，螺母上的顶点43就压在棒5的圆柱面上，从而进一步将棒5固定在棒连接器30上。螺母40上有用于扳手的外六角41和螺纹42。一般在手术中，应将相邻阶段的椎体撑开，再用螺母40将棒5固定到棒连接器30上，然后沿着轴线4旋转螺钉50来调节棒5和螺钉50之间的角度和脊椎的复位角度，最后将锥度锁定环20向螺钉方向滑动，从而锁紧整个侧方锁定钉棒连接器。

图3a，3b以及4a和4b是侧方锁定钉棒连接器解锁状态下的位置，将锥度锁定环20向棒连接器开口31方向滑动时，锥面13和23以及锥面14和24便脱离接触，如图6a和6b所示。此时螺钉连接器20由于弹性而向外张开，螺钉的光滑部分51和螺钉连接器的开口11之间的压缩力就消失了，这时螺钉50和螺钉连接器10之间就可以沿着螺钉轴线3自由旋转或沿着螺钉轴线3滑动，因此在解锁位置既可将侧方锁定钉棒连接器从螺钉上取下来也可以调整螺钉和侧方锁定钉棒连接器的位置。而螺钉连接器10的摩擦接触面12和棒连接器30的摩擦接触面33也由于压缩力的消失而自由地沿着水平的轴线4转动，因此棒连接器30就可以和螺钉之间沿着水平方向的轴线4自由旋转，这样就可以在解锁状态下调整螺钉和棒的角度，这个角度决定了手术中椎体角度复位的效果。

为了增强侧方锁定钉棒连接器的抗扭转性能，防止复位丢失，摩擦接触面12和33的表面应该经过粗糙化处理和硬化热处理来增加摩擦系数。表面的粗糙化可以用工业中常用的喷砂工艺，也可以用滚花工艺等等。

请参考图4b和图5；为了方便在手术中复位，在螺钉50的内六角上还可以设置内螺纹54，由于复位的器械就可以和螺钉50之间通过螺纹54而固定起来，这样不但可以进行复位动作，而且同时还可以把螺钉50沿着螺钉轴线3向上提拉，这对于有腰椎滑脱的病人是很重要的。在设计用于本专利中的侧方锁定钉棒连接器锁定和解锁工具时，可以把复位，提拉，以及锥度锁定功能集中到一把工具上，这样不但可以简化手术过程，还可以减少手术时间，提高手术效率。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述操作，所有在本发明的实质范围内作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1、一种用于胸腰椎骨折复位及腰椎滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构，其特征是；

一椎弓根螺钉；

一螺钉连接器，该螺钉连接器有一个开口用于接收椎弓根螺钉，它还设置一连接结构用于连接棒连接器；

一棒连接器，该棒连接器有两个开口，一个用于接收棒，另一个用于接收锁定螺母；

-锥度锁定环，该锥度锁定环用于将螺钉连接器与椎弓根螺钉锁紧和解锁以及将棒连接器与螺钉连接器锁紧和解锁。

2、根据权利要求1所述的用于胸腰椎骨折复位及腰椎滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构，其特征是；所述螺钉连接器与椎弓根螺钉的锁紧和解锁动作与棒连接器与螺钉连接器的锁紧和解锁动作同步。

3、根据权利要求1或2所述的用于胸腰椎骨折复位及腰椎滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构，其特征是；螺钉连接器一端设置径向的半圆形的开口用于安装椎弓根螺钉，该连接器另一端的轴向设置一插槽用于连接棒连接器。

4、根据权利要求3所述的用于胸腰椎骨折复位及腰椎滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构，其特征是；所述螺钉连接器的外表面设置两个锥面，一个锥面用于控制螺钉连接器与椎弓根螺钉的锁紧和解锁，另一个锥面用于控制棒连接器与螺钉连接器锁紧和解锁；所述锥度锁定环的径向也设置一半圆形的开口，该锥度锁定环套装在螺钉连接器的外部，锥度锁定环的内表面也设置两个锥面，它们与螺钉连接器的两个锥面配合并接触，成为锁紧与解锁动作的主动件。

5、根据权利要求3所述的用于胸腰椎骨折复位及腰椎滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构，其特征是；所述螺钉连接器半圆形开口的底部设置一槽，该槽使其开口可以进行径向的弹性收缩。

6、根据权利要求1所述的用于胸腰椎骨折复位及腰椎滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构，其特征是；所述螺钉连接器另一端的轴向设置一圆筒形插槽用于连接棒连接器；棒连接器设置与其配合的一圆柱状插头；螺钉连接器圆筒形插槽的内表面和棒连接器圆柱状插头的外表面设置为摩擦接触面。

7、根据权利要求6所述的用于胸腰椎骨折复位及腰椎滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构，其特征是；所述螺钉连接器圆筒形插槽和棒连接器圆柱状插头的对应位置设置用于放置C形定位环的槽。

8、根据权利要求1所述的用于胸腰椎骨折复位及腰椎滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构，其特征是；所述棒连接器设置一圆筒形的开口用于插入固定棒，棒连接器还设置一螺纹孔用于安装螺母；螺纹孔和圆筒形开口互相垂直。

9、根据权利要求4所述的用于胸腰椎骨折复位及腰椎滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构，其特征是；所述锥面的角度在0.5到5度之间。

10、根据权利要求4所述的用于胸腰椎骨折复位及腰椎滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构，其特征是；所述锥度锁定环外部的侧面设置两个凹槽。

11、根据权利要求1所述的用于胸腰椎骨折复位及腰椎滑脱复位固定的新型椎弓根螺钉结构，其特征是；所述螺钉的顶部设置内六角沉孔，该沉孔内设置内螺纹。

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