CN101991458B - 用于接收杆以将该杆联接至骨锚固元件的接收部件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于接收杆(6)以将该杆联接至骨锚固元件(1)的接收部件，该接收部件包括：接收部件主体(5)，该接收部件主体具有用于接收杆(6)的通道和用于容纳骨锚固元件的头部(3)的容纳空间(9、15)，该容纳空间具有用于引入头部的开口(14)；和压力元件(8、8’)，该压力元件至少部分地位于容纳空间中，该压力元件具有用于夹紧头部的柔性部分(82)；其中所述压力元件的尺寸使得压力元件可从开口(14)插入。

Description

用于接收杆以将该杆联接至骨锚固元件的接收部件
技术领域
本发明涉及一种用于接收杆以将该杆联接至骨锚固元件的接收部件。该接收部件包括：接收部件主体，该接收部件主体具有用于接收杆的通道和用于容纳骨锚固元件的头部的容纳空间；和用于夹紧该头部的压力元件。容纳空间在底部侧具有用于插入压力元件和用于插入头部的开口。
背景技术
多轴骨螺钉的各种设计是已知的，其中头部从侧部被夹紧以锁定骨螺钉的转动位置。
美国专利US5,672,176描述了具有接收部件的骨螺钉，该接收部件具有圆锥形座和圆锥形压力元件，该压力元件从上方和侧部将压力施加到头部上。
美国专利US5,669,911描述了一种与杆状植入设备一起使用的多轴外科整形装置。该装置包括：具有弯曲头部的螺钉；布置在弯曲头部周围的锁定圈，和具有线性渐缩的插口的接收构件，螺钉和锁定圈均套装在该插口中。锁定圈从接收构件的顶部被引入。螺钉的头部可从底部插入。
美国专利US6,063,090涉及一种装置，该装置用于通过具有容纳纵向支承件的通道的容纳头来将纵向支承件连接至椎弓根螺钉。椎弓根螺钉和容纳头经由容纳头中的圆锥形套爪夹头(collatechuck)和通过椎弓根螺钉上的球形头连接起来。这种装置允许在椎弓根螺钉已经被插入骨中之后将该椎弓根螺钉接合在容纳头内。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于接收杆以将该杆联接至骨锚固元件的改进的接收部件和提供一种具有这样的接收部件的骨锚固装置，该骨锚固装置由很少的部件组成，具有低的轮廓，以及在手术期间具有改进的操作性。
本发明的目的通过根据权利要求1所述的接收部件和根据权利要求15所述的骨锚固装置来实现。在从属权利要求中给出了进一步的发展。
接收部件具有下述优点：压力元件具有细长结构，这允许将压力元件从底部引入接收部件主体中。接收部件主体内的内端部止挡形成用于压力元件的邻接部，从而限定出用于头部的插入位置。因此，不需要用于将压力元件保持在插入位置中的附加部件。
接收部件具有低的轮廓和最大的刚度，这是因为由于压力元件的细长结构可增大接收部件主体的壁厚。
附图说明
根据结合附图描述的多个实施例，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。附图中：
图1示出了骨锚固装置的第一实施例的分解透视图。
图2示出了图1中的骨锚固装置处于已组装状态的透视图。
图3示出了骨锚固装置的剖视图，剖面垂直于杆轴线剖切。
图4示出了压力元件的放大透视图。
图5示出根据图4的压力元件的剖视图。
图6示出了图4的压力元件的侧视图。
图7示出了图4的压力元件的仰视图。
图8a至图8d示出了处于锁定位置的压力元件和的接收部件主体的结构变型的示意图。
图9a和图9b示出了处于预锁定位置和锁定位置的压力元件和接收部件的另一种变型的示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，根据第一实施例的骨锚固装置包括骨锚固元件1，该骨锚固元件1呈具有螺纹杆2和头部3的骨螺钉的形式，在这个实施例中，该头部为截球形头部。头部3具有用于与旋入工具接合的凹部4。骨锚固装置还包括用于接收杆6以将该杆连接至骨锚固元件1的接收部件主体5。另外，呈内螺钉或固定螺钉形式的闭合元件7设置用于将杆6固定在接收部件主体5中。此外，骨锚固装置包括用于将头部锁定在接收部件主体5中的压力元件8。
现在参考图1至图3对接收部件主体5进行描述。接收部件主体5包括：第一端部5a；第二端部5b；和穿过第一端部和第二端部的对称轴线M。与对称轴线M同轴的孔9从第一端部5a延伸到第二端部5b。该孔9在其位于接收部件主体的中心区域的中间部段91附近或邻近处具有最小直径。在邻近第一端部5a的第一区域处，接收部件主体5具有关于对称轴线M对称的U形凹部10。凹部10具有导向第二端部5b的底部并且设有朝第一端部5a延伸的两条自由的侧腿11a、11b。在腿11a、11b的区域中设有与闭合元件7相配合的内螺纹12，在这个实施例中，闭合元件7是固定螺钉。通过U形凹部10形成的通道的尺寸使得将杆6接纳于其中，该杆6连接多个锚固装置。
在靠近第二端部5b的第二区域处，接收部件主体5具有沿朝向第二端部5b的方向变窄的变窄部分13。变窄部分13提供用于螺钉头部和压力元件的座。变窄部分13位于离第二端部5b一距离处，以使得螺纹杆2能够在某一枢转角度范围内枢转。开口14设在第二端部5b处，该开口的直径与变窄部分13的直径相同或者大于该变窄部分的直径。在变窄部分13与孔9的中间部段91之间设有内直径大于变窄部分13的内直径的部分，该部分形成允许压力元件扩张的空间15，随后进行描述。空间15在其与变窄部分13相对的另一侧处越入具有较小直径的孔9的中间部段91，从而提供环形肩16。
孔9的中间部段91在其与空间15相对的一侧通过环形凸起17限制，该环形凸起17还可起止档的作用，详细描述如下。
从图1和图3-7中可看出，压力元件8包括第一部段81，第一部段81是大致圆筒形的并且具有略小于孔9中间部段91的内直径的外直径，以使得压力元件8可在孔9中运动。压力元件还具有第二部段82，该第二部段具有中空内部83，该中空内部是大致球形的并且具有适于将球形头部3夹紧在其中的尺寸。如从图3可看出的，第一部段81的外直径小于头部3的外直径，而第二部段82的最大外直径大于圆筒形部段81的外直径。第二部段82的自由端提供用于引入头部3的开口84。另外，第二部段82包括多个切口85，所述多个切口从开口84的边缘延伸通过第二部段82以在该第二部段中限定出略微有弹性的腿90。切口85的数目和尺寸使得第二部分的壁具有足够的柔性以便当头部3被插入时能卡扣在头部3上。如图所示，切口85可延伸到第一圆筒形部段81中以提高柔性。第二部段82的外壁表面包括球形的第一部分86和邻近开口84并且朝向开口84渐缩或弯曲或以其它方式变窄的第二部分87。当头部被锁定在接收部件主体中时，第二部分87与接收部件主体的变窄部分13相相配合。
另外，压力元件包括用于提供工具进入螺钉头部的同轴孔88。第一部段81在其自由端具有圆筒形或圆筒截面形凹部89，该圆筒形或圆筒截面形凹部89用于将杆6接纳于其中。
压力元件8的尺寸使得压力元件8可首先利用圆筒形第一部段81在接收部件主体5的第二端部5b处穿过开口14而插入。当第二部段82要经过开口14时，该第二部段由于第二部段82或者第二部段的腿90的柔性而被压缩，这允许压力元件8被完全引入接收部件主体5中。
压力元件8可被推入接收部件主体5中，直至第一部段81的上边缘抵靠由接收部件主体5中的环形凸起提供的止档17。当压力元件就位时，柔性的第二部段82位于孔9的中间部段91与接收部件主体5的变窄部分13之间的部分中。在压力元件的第二部段82的外壁与接收部件主体5的内壁之间的空间15中仍存在自由空间，这允许当头部3被插入时，柔性的第二部段82扩张到该空间中。
压力元件的圆筒形凹部89的深度小于杆6的半径，以使得压力元件通过拧入内螺钉7而被下压，该内螺钉被压到杆6上，而杆又压到压力元件8上。压力元件8在接收部件主体5中的取向使得压力元件的圆筒状凹部89与接收部件主体5的U-形凹部对准。
制成骨锚固装置的部件的材料优选为与身体相容的金属(比如不锈钢、钛)和与身体相容的合金(比如镍钛合金，特别是镍钛诺)。然而，也可以使用与身体相容的塑料材料，比如医用级的聚醚醚酮(PEEK)。
在使用中，首先，压力元件8经由底部开口14被引入接收部件主体5中，直至压力元件抵靠止档17。这可以通过外科手术或者在外科手术之前完成以使得接收部件主体与压力元件被预组装。此后，头部3通过底部开口被引入并且将压力元件8向上推靠在止档17上。这是插入位置，该插入位置允许螺钉头部3通过开口84被引入压力元件8中，从而分别使中空内部83或者腿90扩展，直至压力元件8卡扣到头部3上。这可在将螺纹杆2旋入骨中之前或者在已将螺纹杆2旋入骨中之后通过将内部有压力元件的接收部件主体5安装在头部3上来完成。当头部3被插入时，如果柔性部段92未被压缩，则头部仍可在压力元件8内枢转。然后，多个骨锚固装置被分别植入骨内，例如在邻近椎骨的椎弓根中，并且分别插入杆6。然后，可调整接收部件主体的角位置。最后，固定螺钉7被上紧，从而将杆6下压到压力元件上，该压力元件被下压，直至压力元件的第二部段82的外壁的第二部分87与接收部件主体的变窄部分13接合。在这种情况下，头部被夹紧在压力元件的内部中，以使得头部被锁定在期望的角位置中。
图8a至图8d示出了接收部件主体5的变窄部分13和压力元件的与该变窄部分13接合的第二部分87的各种结构设计。图8a示出了这两部分以基本相同的角度线性渐缩。这在压力元件的第二部分87与接收部件主体5的变窄部分13之间提供基本均匀的压力分布。图8b和图8c示出了所述两部分以不同的角度渐缩的两种不同结构设计。图8b示出了在变窄部分13底部的主接触区域，而图8c示出了在变窄部分13顶部的主接触区域。图8d示出了压力元件的渐缩的第二部分87和接收部件主体的圆形部分13，其中弯曲部被导向接收部件主体5的中心。通过这样的配置，可获得在圆形部分处定位的接触区域。
在图9a和图9b中，接收部件主体5的一个改进实例的变窄部分13’具有通过在一个在另一个顶部上的两个弯曲部分13a、13b形成的双球形圆角体(radius)，其中在两个弯曲部分之间具有槽13c。弯曲部被导向中心轴线M。相应地，改进的压力元件8’在其下端部处具有与弯曲部分13a和13b相对应的两个反向弯曲部8a、8b，在这两个反向弯曲部8a、8b之间有脊部8c，以及在压力元件的易弯曲的外边缘处具有外脊部8d。
如图9a所示，当压力元件8’向下运动时，其最低边缘接合在槽13c中。在该位置中，存在头部3的摩擦夹紧，但该摩擦夹紧仍允许头部3在施加的力大于当头部3被引入插入位置时用于使头部3枢转的力时枢转。这是一个预锁定状态。如图9b所示，通过将压力元件8’进一步向下压，压力元件8’的弯曲部与变窄部分13’的弯曲部接合，从而最终锁定头部3。
骨锚固装置的其它变型也是可能的。例如，压力元件8可以具有的与上面描述的U形的并且提供在杆上方延伸的腿的圆筒形凹部89相对应的凹部。双部件闭合元件于是可用来分别夹紧头部和杆。可以提供用于阻止压力元件转动的装置(未示出)。这样的装置可例如通过卷曲孔或者通过从壁延伸到压力元件的凹部(未示出)中的销来实现。
另外，在压力元件通过底部开口插入并且被进一步向内推动之后，与压力元件抵接的邻接部或止档17可设置在接收部件的其它位置处，例如设置在环形凸起16处，其于是与压力元件的凸起部相互作用以形成用于压力元件的邻接部。

Claims (11)

1.一种用于接收杆(6)以将所述杆联接至骨锚固元件(1)的接收部件，所述接收部件包括：
接收部件主体(5)，所述接收部件主体具有：
通道，所述通道用于接收所述杆(6)；和
容纳空间(9、15)，所述容纳空间(9、15)用于容纳所述骨锚固元件的头部(3)，所述容纳空间具有用于引入所述头部的开口(14)，和
单件式压力元件(8、8’)，所述压力元件(8、8’)至少部分地位于所述容纳空间中，所述压力元件具有用于夹紧所述头部的柔性部分(82)；
其中，所述压力元件的尺寸使得压力元件能从所述开口(14)插入；
其中，所述接收部件主体具有：第一端部(5a)、第二端部(5b)和位于所述第一端部处形成用于接收所述杆的所述通道的大致呈U-形的凹部(10)、和在所述第一端部(5a)和所述第二端部(5b)之间延伸的孔(9)，其中，所述孔(9)在其位于接收部件主体的中心区域的中间部段(91)附近处具有最小直径，而且其中所述开口(14)设置在所述第二端部(5b)处；
其特征在于，所述压力元件具有第一部段(81)和第二部段(82)，所述第一部段具有小于所述开口(14)的直径的第一直径，所述第二部段是所述柔性部分，并且所述第二部段具有大于所述开口(14)的直径的第二直径，以及
其中插入位置由止档(17)来限定，当所述头部(3)被插入时，所述止档(17)阻止所述压力元件的进一步运动，
其中，所述压力元件(8)的柔性部分(82)具有多个切口(85)，所述切口从所述自由端部延伸到第一部段(81)。
2.根据权利要求1所述的接收部件，其中所述柔性部分能通过对其进行压缩而穿过所述开口(14)。
3.根据权利要求1或2所述的接收部件，其中所述压力元件能占据所述接收部件主体(5)中的允许引入所述头部的插入位置，而且在所述插入位置中，在柔性部分的外壁与容纳空间的内壁之间存在空间(15)，从而在所述头部被插入时允许柔性部分扩展。
4.根据权利要求1或2所述的接收部件，其中所述止档(17)由所述接收部件主体(5)内的环形凸起来提供。
5.根据权利要求1或2所述的接收部件，其中所述接收部件主体(5)在所述开口(14)附近具有变窄部分(13、13’)，所述变窄部分与所述压力元件(8)的邻近位于所述第二部段(82)的自由端部处的开口(84)的部分(87)相配合以夹紧所述头部。
6.根据权利要求5所述的接收部件，其中所述接收部件主体(5)的变窄部分(13)和所述压力元件的邻近位于所述第二部段(82)的自由端部处的开口(84)的部分(87)均是渐缩的，或者其中一个是渐缩的而另一个是弯曲的。
7.根据权利要求1或2所述的接收部件，其中在所述接收部件主体中提供用于阻止所述压力元件转动的装置。
8.根据权利要求1或2所述的接收部件，其中螺纹(12)设置在所述第一端部(5a)处以用于与闭合元件(7)接合从而固定接收在通道内的杆(6)，以及
所述开口(14)设置在所述第二端部(5b)处。
9.根据权利要求1或2所述的接收部件，其中所述容纳空间(9、15)包括中空的圆柱形部分(9、91)和位于所述开口(14)与所述中空的圆柱形部分(9、91)之间的空间(15)，而且
所述压力元件(8)包括大致圆柱形部分(81)，所述大致圆柱形部分(81)的直径对应于所述中空的圆柱形部分的直径，以允许当压力元件已经通过所述开口(14)被引入时，所述压力元件沿着所述中空的圆柱形部分(9、91)的纵向轴线(M)在所述接收部件主体中运动；和/或
所述空间(15)的直径大于所述中空的圆柱形部分(9、91)的直径；和/或
所述柔性部分(82)的直径大于所述中空的圆柱形部(9、91)的直径。
10.根据权利要求5所述的接收部件，其中邻近所述开口(14)的所述变窄部分(13)具有一个位于另一个的顶部的两个弯曲部分(13a、13b)，其中在所述两个弯曲部之间形成有槽(13c)，和
所述压力元件(8’)在其下端部处具有与所述弯曲部分(13a、13b)对应的两个反向弯曲部分(8a、8b)，其中所述两个反向弯曲部分(8a、8b)之间形成有内脊部(8c)，而边缘脊部(8d)形成一个反向弯曲部(8a)的外边缘；
所述边缘脊部(8d)布置成通过处于所述压力元件的第一锁定状态的柔性部分(82)的弹性力而卡扣到所述槽(13c)中；以及
所述内脊部(8c)布置成通过处于第二锁定状态的所述柔性部分(82)的弹性力而卡扣到所述槽(13c)中。
11.一种骨锚固装置，所述骨锚固装置具有：骨锚固元件(7)；根据权利要求1至10中任一项所述的接收部件；杆(6)；和闭合元件(7)。
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