CN101606860A - 骨锚固组件 - Google Patents

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Abstract

一种骨锚固组件，包括：骨锚固元件(1，20)，其具有待锚固到骨或椎骨中的锚杆(2，22)和用于接收杆(9)的接收部(3，25)；杆(9)，其至少部分地由在压力下呈现材料变形的材料制成；接收部包括通道(4，36)，通道具有大致为U形的横截面以及两个自由支腿(5，6，37，38)；第一锁定元件(11，101)，其与支腿配合以便将杆固定在通道中；第二锁定元件(12，102)，其与第一锁定元件配合并且独立于第一锁定元件地作用在杆上；其中在第二锁定元件(12，102)处设置销形突起(15，105)，当紧固第二锁定元件时，销形突起接触杆，并且在通道中设置至少一个销形突起(13a，13b，40a，40b)，当紧固第一锁定元件时，至少一个销形突起接触杆。

Description

骨锚固组件
技术领域
本发明涉及一种用于动态稳定的骨锚固组件，所述骨锚固组件包括：骨锚固元件，其具有待锚固到骨或椎骨中的锚杆，和用于接收杆的接收部；以及至少部分为柔性的杆，柔性区段由聚合材料制成。所述杆连接至少两个骨锚固元件。所述骨锚固元件包括两件式锁定装置，以允许借助具有圆尖端的销以两个步骤夹紧所述杆。
背景技术
例如从EP1759646A1中已知一种具有由弹性体材料制成的柔性杆的骨锚固组件。所述杆借助封闭盖和填充件而被保持在接收部中，当封闭盖拧到接收部上时，填充件压在杆上。填充件的表面和接收部的底部例如包括锥形销，所述锥形销压在杆上并且形成间接的形状配合连接(form-fit connection)，该形状配合连接有助于摩擦连接，从而将杆安全地保持就位。所述间接的形状配合连接通过杆材料的局部弹性变形或塑性变形而实现。所述骨锚固元件是单轴螺钉类型的，其中接收部和锚杆不是可枢转地连接的。
从描述一种多轴骨锚固元件的文献EP1795134A1中还已知一种具有柔性杆的骨锚固组件。接收部和锚杆可枢转地连接，并且设置一个压力元件，以便锁定锚杆相对于接收部的角位置。填充件的与杆接触的表面以及压力元件的与杆接触的表面具有肋状突起，所述肋状突起压在柔性杆上并且提供有助于将杆固定在接收部中的形状配合。
从EP19000334A1中已知一种上述类型的骨锚固组件，所述骨锚固组件包括一件式封闭元件，而不是封闭元件连同填充件。所述一件式封闭元件是拧在接收部的支腿之间的内螺钉，所述内螺钉在其压在柔性杆上的下侧上具有环形突起。
上述使用柔性杆的骨锚固组件包括用于夹紧杆的接合结构，所述接合结构具有尖锐边缘和/或所述接合结构具有齿状物或肋状物，所述齿状物或肋状物布置在杆的正好相对的两侧上，以便提供安全的锁定。
由于这种接合结构，如果杆的直径是小的，那么就存在削弱杆的危险。因此，已知的组件主要用于具有相对大直径(例如大约9mm或更大直径)的杆。然而，特别是当植入物要被放置在暴露并且不足以被肌肉、韧带或其它软组织遮盖的位置上时，需要利用使用小尺寸柔性杆这样类型的骨锚固组件。
FR2624720公开了一种骨缝合术装置，该骨缝合术装置包括具有锚杆和接收部的骨锚固元件以及固定杆，所述固定杆不是柔性的而是刚性的，通常由生物相容金属制成。所述固定杆由锁定盖保持在接收部中，所述锁定盖包括中心销，该中心销具有刺入刚性杆的表面中的尖端。具有所述尖端的销用于临时固定所述杆直到所述锁定盖被紧固。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于动态稳定的骨锚固组件，与已知的骨锚固组件相比，所述骨锚固组件使用小尺寸的柔性杆，同时提供与已知的骨锚固组件相同程度的杆的安全固定。
所述目的通过根据权利要求1的骨锚固组件实现，在从属权利要求中给出了其它研发成果。
所述骨锚固组件具有的优点在于：所述骨锚固组件例如可以用于具有9mm以下直径的弹性体柔性杆。当使用小直径的杆时，骨锚固元件，特别是接收部也可以被减小尺寸。因此，提供了一种矮外形的植入物，所述矮外形的植入物具有对周围身体物质刺激较小的优点。
有助于夹紧杆的销具有最上面部分的圆尖端。因此，杆表面的整体结构没有被破坏，因为所述销没有刮伤所述结构。两个步骤夹紧杆是安全有效的。
设置机械止挡，从而防止了夹紧销刺入杆的表面中，这是由于对压力进行限制的原因。
附图说明
从借助附图对实施例的描述中，进一步的特征和优点将变得显而易见。附图中：
图1示出根据第一实施例的骨锚固组件的分解透视图。
图2示出根据图1的骨锚固组件的透视图，所述骨锚固组件处于杆最终被夹紧之前的组装状态下。
图3示出根据第一实施例的骨锚固组件的垂直于杆轴线截取的截面图，其中锁定装置还没有插入。
图4示出根据图3的骨锚固组件的沿包含杆轴线的平面截取的截面图。
图5示出根据图3的骨锚固组件的截面图，其中锁定装置已经插入但还没有被紧固。
图6示出图3的锚固装置的垂直于杆轴线截取的截面图，其中锁定装置的外部锁定螺钉被紧固，而锁定装置的内部锁定螺钉还没有被紧固。
图7示出图6中所示的骨锚固组件的截面图。
图8示出骨锚固组件的垂直于杆轴线截取的截面图，所述骨锚固组件处于锁定装置被完全紧固的状态下。
图9示出图8的骨锚固组件的沿包含杆轴线的平面截取的截面图。
图10示出锁定装置的放大截面图，其中内部锁定螺钉还没有被紧固。
图11示出锁定装置的截面图，其中内部锁定螺钉被紧固。
图12示出根据第一实施例的杆的垂直于杆轴线截取的截面图，示意性地示出内部锁定螺钉的销的接合。
图13示出杆的垂直于杆轴线截取的截面图，所述杆处于两个肋状齿在相对两侧接合杆的情况下。
图14示出骨锚固组件的第二实施例的透视分解图。
图15示出根据第二实施例的骨锚固组件的垂直于杆轴线截取的截面图。
图16和图17示出根据第二实施例的骨锚固组件的沿着杆轴线的侧视图和沿着杆轴线截取的截面图，所述骨锚固组件处于紧固内部锁定装置之前的状态下。
图18和图19分别示出在内部锁定装置被紧固时的根据图16和图17的骨锚固组件。
具体实施方式
如图1和2中所示，根据第一实施例的骨锚固组件包括单轴骨螺钉形式的骨锚固元件1，所述骨锚固元件1具有带骨螺纹的锚杆2，并且在一端具有尖端且在相对端具有接收部3。所述接收部3基本为圆柱形并且包括基本为U形的凹槽4，所述U形凹槽4形成两个自由支腿5、6，所述两个自由支腿5、6限定用于杆的插入的通道。在所述支腿上设置内螺纹7。U形凹槽的底部形成用于接收杆9的座8。杆9用于连接几个骨锚固元件。为了将杆9固定在凹槽4中，设置一个两件式锁定装置10，所述锁定装置10包括外部锁定螺钉11和内部锁定螺钉12。所述锁定装置可以拧在所述支腿5、6之间。接收部3在内螺纹7的下端处包括肩部7a，所述肩部7a用于形成用于外部锁定螺钉11拧入的止挡。
在座8的表面上，更具体地说是在U形凹槽4的底部上设置两个销13a、13b，所述两个销13a、13b优选地位于所述通道的两端。所述销的最上面部分位于与通道的纵向轴线L平行的线上。销13a、13b基本为圆柱形并且它们的自由端是圆的(rounded)，优选地是半球形的。更特别地，所述销是具有圆自由端的纵向杆形销。
锁定装置10的外部锁定螺钉11包括同轴螺纹孔11a，内部锁定螺钉12可以拧入所述螺纹孔11a中。如图11和12中最佳看到的，外部锁定螺钉11具有外螺纹11b，外螺纹11b优选地为平螺纹形式，该平螺纹与接收部的支腿5、6内侧处的平螺纹7配合，以便防止所述支腿在外部锁定螺钉11拧入时张开。外部锁定螺钉11还包括环形同轴凹槽11c，该同轴凹槽11c具有用于与拧入工具(未示出)相接合的接合结构。内部锁定螺钉12在一端包括环形突起12a，该环形突起12a的直径比同轴凹槽11c的内径略大。如图11中所示，当内部锁定螺钉12拧入时，环形突起12a抵靠在同轴凹槽11c的内边缘上，从而防止内螺钉进一步前进。因此，设置一个止挡用于内部锁定螺钉12引入外部锁定螺钉11中。当然，用于内部锁定螺钉的拧入的止挡还可以实现为其它形式。内部锁定螺钉的螺纹部分的长度与外部锁定螺钉11的螺纹孔的长度对应。内部锁定螺钉还具有同轴圆形凹槽12b，该同轴圆形凹槽12b具有用于拧入内部锁定螺钉12的接合结构。内部锁定螺钉12在其与环形突起12a相对的一侧包括同轴销15，该同轴销15用于压在杆9上。如图11中所示，当内部锁定螺钉拧入外部锁定螺钉中时，同轴销15从锁定装置的基本齐平的下侧突出。所述销15优选地为具有半球形自由端的圆柱形，更特别地，所述销15为具有圆自由端的纵向杆形销并且其尺寸基本上与接收部的销13a和13b的尺寸相对应。通道中的销形突起13a、13b布置成轴向偏移开第二锁定螺钉上的销形突起15的圆柱轴线。
骨锚固元件1和锁定装置10由生物相容材料制成，所述生物相容材料例如钛、不锈钢或另外的生物相容材料(例如PEEK)。
杆9至少部分地由柔性生物相容材料制成，优选地由塑料材料制成，并且更具体地由弹性体材料制成。这种材料可以例如基于聚碳酸酯型聚氨酯或聚碳酸酯型聚氨脂(PCU)。然而，也可以应用其它材料，例如苯乙烯-异丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SIBS)和其它弹性体。所述杆不必全部由单一材料制成，而是可以包括几种材料，并且内部结构和/或区段具有不同的柔性/刚性。柔性区段是待被夹紧在接收部中的区段。杆9的直径可以是用于脊柱稳定的杆的任何常用的直径，具体地可以是从4.5mm-9mm的直径。
使用中，首先将至少两个骨锚固元件1拧入相邻的椎骨中，例如拧入椎弓根中。根据第一实施例形成至少一个骨锚固元件。此后，将杆9插入接收部3中并固定杆9。下面参考图3到9解释固定过程。如图3和4中所示，将内部锁定螺钉12拧入外部锁定螺钉中仅仅到一定程度，使得销15的仅仅一小部分从外部锁定螺钉11的下侧突出。将杆9插入通道中直到杆9搁置在从座8突出的销13a、113b上。
然后，如图5中所示，将锁定装置10插入支腿之间，这样销15直接靠在杆9上。
如图6和7中所示，当将外部锁定螺钉11完全拧入支腿5、6之间直到外部锁定螺钉11搁置在接收部的肩部7a上时，销13a、13b压到杆的表面中，直到这两个销由于杆的材料的局部变形而完全陷入(immersed into)杆的表面中，这致使杆发生局部弹性变形和/或塑性变形。
然后，如图8和9中所示，紧固内部锁定螺钉12。在紧固内部锁定螺钉12直到突起12a抵靠在外部锁定螺钉11上的过程中，销15压在杆表面的相对侧上并且陷入杆的表面中。由于接收部中的肩部7a形式的机械止挡以及内部锁定螺钉的环形突起12a与外部锁定螺钉的同轴凹槽11c的边缘配合形式的机械止挡，由销13a、13b、15施加在杆表面上的压力被很好地限定并且不会过大。销的尺寸，特别是销的高度、销的自由端部的直径和圆角(radius)设计成使得在由所述止挡限制的给定压力下，销没有破坏杆的整体结构。
如具体地可以在图9中看到的，沿垂直于杆的纵向轴线的方向看到的销固定的布置是三点式固定，这中三点式固定是特别安全的。那就意味着在杆的可能导致在夹紧部位的杆的整体结构被破坏的危险的正好相对的两侧位置上没有夹紧。
如图6到9中所示，以两个步骤进行杆的固定。在第一步骤中，从下方借助销13a、13b固定杆。在第二步骤中，从上方借助销15固定杆。这样形成安全有效的固定。
如图12中示意性地示出的，当销15和销13a、13b陷入杆中时，在未被夹紧的状态下，在垂直于杆轴线(虚线18)的截面中的杆的表面面积几乎没有改变。与此相对照，如图13中所示，从相对两侧由肋状物19夹紧杆将致使在接收部内的表面面积减小很多(从虚线减小到实线)。由于根据本发明的夹紧，如图12中所示，表面面积的减小显著小于具有肋状物的情况。因为通道中的销13a、13b轴向偏移开第二锁定元件上的销15，所以杆在夹紧部位的横截面可以被最大化。
下面将参考图14到19描述骨锚固组件的第二实施例。与先前描述的实施例相同的部件用相同的附图标记表示并且将不重复这些相同部件的描述。
所述骨锚固组件包括骨锚固元件20、与先前描述的杆相同的杆9和锁定装置100。所述骨锚固元件包括骨锚固件21，该骨锚固件21具有待锚固到骨中的锚杆22和球形头部23，该球形头部23在自由端具有用于将锚固件拧入骨中的凹槽24。接收部25基本为圆柱形并且包括第一端26和第二端27以及同轴孔28，所述同轴孔28从第一端26延伸到第二端27并且在靠近第二端27的区域中渐缩，从而如图15中所示，锚固件的头部23被可枢转地保持在接收部中并位于第二端27处。此外，接收部25还包括一个从第一端26沿着第二端27的方向延伸的U形凹槽29。借助所述U形凹槽29形成两个自由支腿30、31，所述两个自由支腿30、31包括内部螺纹32。
设置一个压力元件33，该压力元件33基本为圆柱形并且尺寸制成为使得该压力元件可以运动到接收部25的孔28内。压力元件33具有同轴孔34，该同轴孔34延伸穿过压力元件并且允许引导拧入工具穿过其中以便拧入锚固件21。压力元件33还包括球形凹槽35，该球形凹槽35适于接收锚固件21的球形头部23。另外，压力元件33还包括基本为U形的凹槽36，该U形凹槽36从压力元件的自由端沿着球形凹槽35的方向延伸。借助U形凹槽36形成两个自由支腿37、38，所述两个自由支腿37、38形成用于接收杆的通道的侧壁。在通道的底部39上设置两个销40a、40b，这两个销40a、40b以与第一实施例的销13a、13b类似的方式布置并且在该实施例中位于孔34的两侧。在所示实施例中，所述销具有基本为四边形的形状并且它们的最上面部分是半圆柱形的。然而，所述销可以具有任何形状，只要最上面部分是圆的，如第一实施例中所描述的那样。销40a、40b的最上面部分位于与杆的纵向轴线R平行的线上。
具体如图15中所示，压力元件33的尺寸制成为使得在杆插入通道中并且销40a、40b陷入杆9的表面中时，支腿37、38在杆表面稍上方处延伸。
与第一实施例相对照，接收部的内螺纹32在其端部上不具有肩部，而是设置用于锁定装置的止挡，所述止挡由压力元件33的支腿37、38的上边缘41提供。
如同第一实施例中那样，锁定装置100包括外部锁定螺钉101和内部锁定螺钉102。外部锁定螺钉101与第一实施例的外部锁定螺钉11的区别仅仅在于：外部锁定螺钉101包括用于与拧入工具接合的用于拧入的突出接合结构101c，而不是凹槽11c。然而，外部锁定螺钉101也可以形成为与第一实施例的外部锁定螺钉11相同。外部锁定螺钉101还包括同轴螺纹孔101a，内部锁定螺钉102可以拧入所述同轴螺纹孔101a中。内部锁定螺钉102与第一实施例的内部锁定螺钉12相似。内部锁定螺钉102在其一端包括环形突起102a和用于拧入的凹槽102b。
内部锁定螺钉102在其另一端包括销105，销105的形状像根据第一实施例的销15那样制成。当内部锁定螺钉102拧入外部锁定螺钉101中时，环形突起102a抵靠在接合结构101c的一部分上，由此形成一止挡，从而防止内部锁定螺钉102的进一步拧入。在该状态下，仅有销105从锁定装置的下侧突出。
使用中，首先将至少两个骨锚固元件拧入相邻的骨部分或椎骨中。在该状态下，压力元件不固定锚固件相对于接收部的角位置，并且可以使接收部对准以接收杆9。接下来参考图16到19描述固定。如同第一实施例中那样，将锁定装置100组装成使得内部锁定元件102没有完全拧入外部锁定元件101中。将杆插入压力元件的通道中，从而所述杆搁置在销40a、40b上。然后，通过拧入第一锁定螺钉101直到它压在压力元件的上边缘41上而紧固锁定装置100。因为支腿37、38稍微突出于杆表面上方，所以将压力元件连同杆一起整个向下压以便将头部23固定在接收部25中，从而杆不再能够枢转。在该过程中，当杆被压入压力元件中时，销40a、40b压在杆的下表面上由此陷入下表面中，并且将杆固定在压力元件的U形凹槽中。此后，如图18和19中所示，紧固内部锁定螺钉102直到环形突起102抵靠在接合结构101c上。如同第一实施例中那样，尺寸制成为使得在该状态下，销105压在杆的表面上并且陷入杆的表面中而没有任何过大的力。因此，固定是如同第一实施例中那样的两步式固定，这样的固定是安全有效的。在第一步骤中，还要将头部23锁定在接收部内。
可以想到几个改进实施例。例如，接收部或压力元件的通道的底部中的销的数量是可以变化的。在某些情况下，两个以上的销可能是有利的。销的形状也是可以变化的。然而，销的高度、圆的最上面部分的圆角必须设计成使得对杆的整体结构没有破坏性，同时提供安全的固定。
还可以想到锁定装置的多个改进实施例。例如，两件式锁定装置可以由外螺母和内螺钉组成，并且内螺钉具有销。接收部和锁定装置之间的接合不是必须是螺纹接合的，可以想到其它形式的接合，例如卡口联接。
可以想到已知的所有其它类型的多轴骨锚固装置，这些多轴骨锚固装置可以被改进以具有上述销。例如还可以使用这样的多轴螺钉，其中从下面插入骨锚固件，即所谓的底部装载件。

Claims (15)

1.骨锚固组件，包括：
骨锚固元件(1，20)，其具有待锚固到骨或椎骨中的锚杆(2，22)，
和用于接收杆(9)的接收部(3，25)；
杆(9)，其至少部分地由聚合材料制成；
所述接收部(3，25)包括通道(4，36)，所述通道具有大致为U形的横截面以及两个自由支腿(5，6，37，38)，
第一锁定元件(11，101)，其与所述支腿配合以便将所述杆固定在所述通道中；
第二锁定元件(12，102)，其与所述第一锁定元件配合并且独立于所述第一锁定元件地作用在所述杆上；
其特征在于：在所述第二锁定元件处设置销形突起(15，105)，当紧固所述第二锁定元件时，所述销形突起接触所述杆。
2.根据权利要求1所述的骨锚固组件，其特征在于：在所述通道中设置至少一个销形突起(13a，13b，40a，40b)，当紧固所述第一锁定元件时，所述至少一个销形突起接触所述杆。
3.根据权利要求1或2所述的骨锚固组件，其特征在于：所述销是纵向杆形销，并且所述销(13a，13b，40a，40b，15，105)与所述杆接触的表面是圆的。
4.根据权利要求1-3之一所述的骨锚固组件，其特征在于：在所述通道的底部布置有多个销(13a，13b，40a，40b)。
5.根据权利要求4所述的骨锚固组件，其特征在于：所述销(13a，13b，40a，40b)沿着所述通道的纵向轴线布置。
6.根据权利要求1-4之一所述的骨锚固组件，其特征在于：所述第一锁定元件(11，101)是与设置于所述接收部的支腿(5，6)上的内螺纹(7，32)相配合的外部锁定螺钉。
7.根据权利要求6所述的骨锚固组件，其特征在于：所述第一锁定元件(11，101)包括同轴螺纹孔(11a，101a)，并且所述第二锁定元件(12，102)是待拧入所述螺纹孔中的内螺钉。
8.根据权利要求1-7之一所述的骨锚固组件，其特征在于：所述锚杆(2，22)和所述接收部(3，25)可枢转地连接，并且设置一个压力元件(33)，所述压力元件在所述锚杆的端部(23)上施加压力，以便锁定所述锚杆相对于所述接收部的角位置。
9.根据权利要求8所述的骨锚固组件，其特征在于：所述压力元件(33)包括所述的用于接收所述杆(9)的通道(36)。
10.根据权利要求9所述的骨锚固组件，其特征在于：所述销(40a，40b)设置于所述压力元件(33)中。
11.根据权利要求1-10之一所述的骨锚固组件，其特征在于：所述销设置于所述通道的两外端处。
12.根据权利要求1-10之一所述的骨锚固组件，其特征在于：设置一个对所述第二锁定元件(12，102)插入所述第一锁定元件(11，101)中进行限制的止挡(12a，102a)。
13.根据权利要求1-11之一所述的骨锚固组件，其特征在于：设置一个对所述第一锁定元件(11，101)插入所述接收部(3，25)中进行限制的止挡(7a，41)。
14.根据权利要求1-13之一所述的骨锚固组件，其特征在于：所述材料是聚合物，优选地是弹性体材料。
15.根据权利要求2-14之一所述的骨锚固组件，其特征在于：所述通道中的至少一个销形突起(13a，13b，40a，40b)设置成轴向偏移开设置于所述第二锁定元件处的销形突起(15)。
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