CN102119870A - 骨螺钉 - Google Patents

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Abstract

一种骨螺钉，包括：管状主体(1，1’，1”’)，所述管状主体(1，1’，1”’)具有第一端(2)和第二端(3)，其中所述管状主体具有管状壁，所述管状壁限定腔，并且多个开口(5，5’)设置成延伸穿过所述管状壁而通向所述腔；在所述管状壁的管状外表面上的外部骨螺纹(4)；头部(8，80)，所述头部(8，80)构造成与螺丝起子接合，以便通过在第一方向上转动螺丝起子而在骨中推进所述骨螺钉，所述头部还构造成在所述管状主体的第一端(2)处连接到所述管状主体；其中所述头部和所述管状主体是独立的部件，并且所述头部能与所述管状主体连接成使得所述头部被锁定而防止当在与所述第一方向相反的第二方向上转动螺丝起子时与所述管状主体断开连接。

Description

骨螺钉
技术领域
本发明涉及骨螺钉。特别地，本发明涉及能够用作锚固螺钉和与周围骨材料融合的融合螺钉(fusion screw)的骨螺钉。
背景技术
从US2004/0015172A1中已知能够用作融合螺钉的骨螺钉。这种骨螺钉具有：管状螺纹部分，该管状螺纹部分在它的壁中具有骨螺纹和多个凹槽；头部和尖端，其能够连接到管状螺纹部分。使用中，可以用骨材料或其它促进生长的材料填充管状部分，然后将尖端和/或头部连接到管状部分。通常，将骨螺钉插入骨中的预先制备好的芯孔中。在将骨螺钉插入骨中之后，所述骨螺钉与周围骨材料发生融合。所述骨螺钉能够作为牵引元件，以便借助于所述骨螺钉将骨的粉碎部分或分裂部分连接在一起。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的前述类型的骨螺钉，所述骨螺钉在骨中的位置可以在插入之后被校正，而且如果需要的话，所述骨螺钉在以后能够被容易地移除。
上述目的通过根据权利要求1所述的骨螺钉实现。其它研发成果在从属权利要求中给出。
根据本发明的骨螺钉能用支持融合的物质填充并且能被精确定位。当骨螺钉插入已经预先制备好的芯孔中时，外壁表面处的骨螺纹接合骨，并且骨螺钉通过借助于螺丝起子将骨螺钉更深地拧入骨中而被推进。为了调整骨螺钉的位置，可能需要倒退旋拧骨螺钉以便重新定位骨螺钉。这是方便的，因为骨螺钉的头部和管状主体牢固地相连而没有变松动或断开连接的风险。
所述骨螺钉可以作为骨锚固件，或者可以用于连接骨的骨折元件，或者可以作为支撑梁来加强脆弱的骨。
在某些情况下，临床上可能需要在后面阶段移除植入的骨螺钉，所述骨螺钉可能已经与周围骨材料融合。因为头部和管状主体牢固地相连，所以可以移除已经与周围骨材料融合的骨螺钉。
附图说明
从借助于附图对本发明的各个实施例的描述中，本发明的其它特征和优点将变得明了。
附图中：
图1示出根据第一实施例的骨螺钉的透视分解图。
图2示出处于组装状态下的图1的骨螺钉的透视图。
图3示出根据第一实施例的骨螺钉的放大分解侧视图，其中仅部分地示出管状部分。
图4示出图3的骨螺钉的透视分解图。
图5示出处于组装状态下的图3的骨螺钉的、沿着包含螺钉轴线的平面截取的剖视图。
图6示出沿着包含螺钉轴线的平面截取的根据图1的骨螺钉的在尖端区域中的局部放大剖视图。
图7示出尖端的放大透视图。
图8a-8d示出根据第一实施例的骨螺钉的使用步骤。
图9示出根据第二实施例的骨螺钉的透视分解图。
图10示出处于组装状态下的图9的骨螺钉的透视图。
图11以分解视图示出图9的骨螺钉的放大的局部。
图12示出图9的骨螺钉的管状部分的局部放大剖视图。
图13示出图11的骨螺钉的管状部分与头部相连的放大剖视图。
图14以侧视图示出根据前述实施例的骨螺钉的改进实例。
具体实施方式
如图1-7中所示的根据第一实施例的骨螺钉包括管状主体1，该管状主体1具有开口的第一端2和第二端3以及螺钉轴线L。在所示的实例中，所述管状主体是圆筒形的。所述管状主体具有限定腔的管状壁。在管状壁的外表面上，设置有所谓的骨螺纹4。在所示的实施例中，骨螺纹沿着管状主体的整个长度设置。骨螺纹4构造成在骨螺钉拧入骨中时切割进骨中。此外，在管状壁中布置有多个开口5，所述开口5完全延伸穿过管状壁而通向所述腔。开口5示出为菱形形状的并且布置在骨螺纹4的螺纹牙顶之间。然而，可以想到开口5的形状和位置的任何其它变型。由管状主体1提供的腔具有适合容纳骨材料的容积。所述管状主体的壁厚优选地小于所述管状主体的外径的大约15％。
如图5中所示，管状主体1在它的第一端2的区域中具有设置在它的内壁表面上的内螺纹6。在第一端2处，多个凹槽7设置在管状主体的壁中，这些凹槽7沿着轴线方向从第一端2朝着第二端3的方向延伸一定距离。沿着径向方向看，这些凹槽完全延伸穿过管状主体的壁。在所示的实施例中，4个三角形凹槽7沿着第一端2的边缘的周向方向设置在等距离的位置处。
所述骨螺钉还包括能连接到第一端2的头部8。头部8基本为圆柱形形状并且所具有的外径大于管状主体1的外径。头部8具有背离管状主体1的第一端9以及面向管状主体的第一端2的第二端10。头部8在它的第二端10具有多个突起11，这些突起11的形状和位置使得这些突起11接合管状主体处的凹槽7，从而在头部8和管状主体1之间提供形状配合连接。在该实施例中，四个等距离布置的三角形突起从头部8的第二端10延伸。代替管状主体处的凹槽和头部处的突起，凹槽可以设置在头部处，而突起可以设置在管状主体处，或者头部和管状主体可以具有凹槽和突起这两者。在该实施例中，头部8是中空的(cannulated)。所述头部包括从第一端9到第二端10完全延伸穿过头部的同轴孔12。
在头部的第一端9设置有凹槽13，该凹槽13构造成用于与螺丝起子接合，螺丝起子用于通过在第一方向(该第一方向是拧入方向)上转动螺丝起子而将骨螺钉拧入骨中。凹槽13所具有的内径大于同轴孔12的内径。该凹槽的形状例如为六角形形状。然而，可以使用适合与螺丝起子接合的任何其它形状。上述的其它形状可以是例如方形形状、任何其它多边形形状或星形(梅花(torx))形状。在头部8的凹槽13和第二端10之间具有过渡部分14，该过渡部分14例如是渐缩形(tapered)部分，该渐缩形部分可以作为用于下面将要描述的具有渐缩形头部的固定螺钉的抵接部(abutment)。然而，所述过渡部分可以具有适合于所述固定螺钉的头部的形状的别的形状，或者所述过渡部分可以被省略。所述骨螺钉的头部8的第二端10优选地具有平坦表面，以便提供用于骨表面的抵接部。
所述骨螺钉还包括螺钉形式的固定元件15，该固定元件15的螺纹与设置在管状主体1的内壁表面处的内螺纹6配合。所述固定螺钉具有渐缩形头部16，所述固定螺钉的渐缩形头部16抵靠在头部的渐缩形过渡部分14上。此外，凹槽17(例如多边形凹槽)设置成用于与螺丝起子接合。
借助于上面描述的设计，具有用于螺丝起子的接合结构以便将骨螺钉插入骨中的头部8通过形状配合连接而连接到管状主体，这样防止了当在与拧入方向相反的方向上转动螺丝起子的情况下头部与管状主体断开连接。此外，头部和管状主体之间的经由连接元件的连接与拧入骨螺钉时作用在头部上的力无关。
对于固定元件，可以使用其它螺钉类型或者诸如卡口锁定装置之类的其它装置。
如图1、6和7中所示，所述骨螺钉还具有独立的尖端20。在该实施例中，尖端20能拆卸地连接到管状主体1。为此，管状主体1邻近该管状主体的第二端3具有内螺纹31，该内螺纹31可以由设置在所述尖端的突出部处的外螺纹21接合。在该实施例中，所述尖端是中空的。所述尖端具有完全延伸穿过所述尖端的同轴孔22，该同轴孔22朝着所述尖端端部变细。作为一个实例示出的是，尖端20还具有自切割结构23，该自切割结构23允许在骨螺钉被转动时切割骨，从而不需要预先制备芯孔。
可以想到其它类型的尖端。例如，所述尖端的设计可以是使得所述尖端能够经由压配合连接而连接到管状主体。还可以想到不具有自切割结构的尖端或者不具有同轴孔的尖端。最后，尖端还可以与管状主体1一体地形成。
头部中的同轴孔12以及尖端中的同轴孔22可以用作用于引导导丝穿过其中的引导结构。这两个同轴孔还可以用作用于引入液体骨接合剂或流体药物的通道。
所述骨螺钉的所有部件均由生物相容材料制成，所述生物相容材料诸如生物相容金属(例如不锈钢或钛)、生物相容金属合金(例如镍钛诺)、生物相容塑料材料(例如PEEK)或者上述材料的组合。
另外，骨螺钉的管状主体或其它部分可以涂覆有促进生长的物质，或者可以被粗糙化以便促进骨或血管的生长。
在图8a-8d中示出所述骨螺钉的使用步骤。在图8a所示的第一步骤中，将尖端20安装在管状主体1的第二端上。然后，将骨碎片100填充进由管状主体1提供的腔中。然后，如图8b所示，将头部8和固定螺钉15安装在管状主体1的第一端上。将头部8安装成使得头部第二端10处的突起11接合管状主体第一端2处的凹槽7。在该位置，引入并拧紧固定螺钉15，从而闭合所述骨螺钉，如图8c的侧视图以及图8d的剖视图中所示。
可以将这样准备好的骨螺钉插入骨中的已经预先制备好的芯孔中。用螺丝起子(未示出)接合凹槽13，并通过在拧入方向上转动螺丝起子而将骨螺钉推进到芯孔中。骨螺钉在芯孔中的位置可以略微进行校正，因为在相反方向上转动螺丝起子使得能够倒退旋拧螺钉。由于头部和管状主体之间的形状配合连接，这变得容易实施而没有头部和管状主体变松动或断开连接的风险。经过一定时间之后，周围骨与骨螺钉发生融合。
在使用的另一实施例中，所述固定螺钉的同轴孔18以及所述尖端的同轴孔22用于引导导丝(未示出)穿过其中。在这种情况下，经由患者的皮肤引入被引导穿过骨螺钉的导丝并推进导丝使之穿过组织，直到导丝到达必须放置骨螺钉的位置。将导丝插入骨中到达合适的方向和深度。然后，沿着延伸穿过骨螺钉的导丝引导骨螺钉，直到骨螺钉到达骨的表面，然后通过导丝的引导将骨螺钉拧入骨中。这特别地用在微创外科手术(MIS)中。
下面参考图9-13来描述第二实施例。相同的部件用相同的附图标记表示，并且不再重复对这些相同部件的描述。第二实施例的管状主体1’与第一实施例的管状主体1的不同之处在于：在管状主体的内壁表面处在距离第一端2和距离内螺纹6一定距离处设置有周向沟槽60形式的凹槽。沟槽60用于与下面将要描述的设置在头部处的突起接合。
头部80具有背离管状主体1’的第一端81以及面向管状主体1’的第二端82。第一端81的表面可以例如是透镜形状的。第二端82包括平坦表面，该平坦表面提供了用于骨表面的抵接部。头部80在它的第二端82处具有圆柱形突出部，该圆柱形突出部具有带外螺纹的第一部分83，所述外螺纹与设置在管状主体1’的内壁表面处邻近第一端2的内螺纹6配合。接着螺纹部分83设置有基本为圆柱形的部分，该基本为圆柱形的部分具有挠性壁部分84。在每个壁部分84的自由端设置有突起85，该突起85的形状使得突起85装配进管状主体1’的沟槽60中。
螺纹突出部83和挠性壁部分84的轴向长度使得如图13中所示，当头部80插入管状主体中并且部分83和内螺纹6之间的螺纹连接被拧紧时，突起85接合沟槽60。
此外，头部80在它的第一端具有用于与螺丝起子接合的凹槽86。凹槽86示出是星形形状的，但是可以具有任何多边形形状。同轴孔87延伸穿过头部80，同轴孔87具有邻近凹槽86的带内螺纹88的一部分，并且同轴孔87在挠性壁部分84的区域中具有内径较小的部分89，该内径较小的部分89在部分89a中朝着自由端渐缩。
根据第二实施例的固定元件50是具有圆柱形突出部51的定位螺钉，所述圆柱形突出部51不具有螺纹并且在所述圆柱形突出部的自由端具有渐缩部51a。当头部80插入管状主体中并且被拧紧，直到头部的渐缩部分89a和定位螺钉的渐缩部分51a彼此接合时，所述定位螺钉可以拧入头部80的同轴孔中。借助于此，挠性壁部分84略微被向外压，使得突起85接合沟槽60。当突起85接合沟槽60时，头部80固定到管状主体1’，并且不能变松动和断开连接。同轴孔52可以设置成用于引导导丝穿过其中。
根据第二实施例的骨螺钉的使用类似于根据第一实施例的骨螺钉的使用。将不再重描述根据第二实施例的骨螺钉的使用。
图14示出一个根据前述实施例的改进实施例的骨螺钉。头部8和尖端20可以是第一实施例、第二实施例或第三实施例的头部和尖端。管状主体1”’具有邻近尖端20并包括骨螺纹4的第一部分101以及邻近头部8并具有不带骨螺纹的光滑表面的第二部分102。根据该改进实施例的骨螺钉可以用作将两个骨部件201、201压在一起的压缩螺钉。所述骨螺钉拧入一个骨部件202中。在另一个骨部件201中，仅具有芯孔，骨螺钉的第一部分102延伸穿过所述芯孔。通过拧紧骨螺钉，头部8的第二端10抵靠在骨部件201的表面上，并且将骨部件201压靠在骨部件202上。在经过一定时间之后，骨部件与骨螺钉以及骨部件彼此之间发生融合。
在又一个改进实施例中，所有前面的实施例的管状主体的第二端3是自由的，并且尖端被省略。在这种情况下，第二端3可以设有切割齿，所述切割齿构造成切割进骨中，从而通过将骨螺钉拧入骨中而用切割下的骨材料自动地自填充管状主体的腔。
在又一个改进实施例中，头部的外径可以等于、甚至小于管状主体的外径。这样就允许骨螺钉完全没入骨中。
在又一个改进实施中，头部和尖端不是中空的。

Claims (17)

1.一种骨螺钉，包括：
管状主体(1，1’，1”’)，所述管状主体(1，1’，1”’)具有第一端(2)和第二端(3)，其中所述管状主体具有管状壁，所述管状壁限定腔，并且多个开口(5，5’)设置成延伸穿过所述管状壁而通向所述腔；
在所述管状壁的管状外表面上的外部骨螺纹(4)；
头部(8，80)，所述头部(8，80)构造成与螺丝起子接合，以便通过在第一方向上转动螺丝起子而在骨中推进所述骨螺钉，所述头部还构造成在所述管状主体的第一端(2)处连接到所述管状主体；
其中所述头部和所述管状主体是独立的部件，并且
其中所述头部能与所述管状主体连接成使得所述头部被锁定而防止当在与所述第一方向相反的第二方向上转动螺丝起子时与所述管状主体断开连接。
2.根据权利要求1所述的骨螺钉，其中所述头部(8)通过形状配合连接而连接到所述管状主体(1)。
3.根据权利要求1或2所述的骨螺钉，其中所述头部(8，80)具有至少一个突起(11，85)和/或至少一个凹槽，所述头部(8，80)的所述至少一个突起(11，85)和/或至少一个凹槽分别接合在管状主体(1，1’)处的至少一个凹槽(7，60)和/或至少一个突起中。
4.根据权利要求3所述的骨螺钉，其中所述管状主体(1，1’)处的所述至少一个突起或所述至少一个凹槽(7)设置在所述第一端(2)的边缘处。
5.根据权利要求3所述的骨螺钉，其中所述管状主体(1，1’)处的所述至少一个突起或所述至少一个凹槽(60)设置在距离所述第一端(2)一定距离处。
6.根据权利要求1-5之一所述的骨螺钉，其中固定元件(15，50)设置成用于锁定所述头部。
7.根据权利要求6所述的骨螺钉，其中所述固定元件(15，50)固定所述头部，而与由螺丝起子作用在所述头部上的力无关。
8.根据权利要求6或7所述的骨螺钉，其中所述固定元件(15，50)是螺钉，优选地是拧入所述头部中并将所述头部连接到所述管状主体的内螺钉。
9.根据权利要求1-8之一所述的骨螺钉，其中在所述第二端(3)设置有尖端(20，120)，所述尖端为独立的部件或者与所述管状主体一体地形成。
10.根据权利要求1-9之一所述的骨螺钉，其中所述管状主体的壁厚比所述管状主体的外径小大约15％。
11.根据权利要求1-10之一所述的骨螺钉，其中所述骨螺纹(4)沿着所述管状壁的整个外表面延伸。
12.根据权利要求1-11之一所述的骨螺钉，其中所述外表面的一部分(102)不带骨螺纹，所述部分优选地邻近所述头部。
13.根据权利要求1-12之一所述的骨螺钉，其中所述头部(8，80)具有背离所述管状主体的第一端(9，81)以及面向所述管状主体的第二端(10，82)，其中所述头部的第一端具有基本平坦的部分，该基本平坦的部分提供抵接部。
14.根据权利要求1-13之一所述的骨螺钉，其中所述头部(8，80)包括引导孔，所述引导孔构造成用于引导导丝穿过其中。
15.根据权利要求1-14之一所述的骨螺钉，其中所述管状主体是圆筒形的。
16.根据权利要求1-15之一所述的骨螺钉，其中所述头部具有与所述螺钉轴线同轴并用于与螺丝起子接合的凹槽(13)。
17.根据权利要求1-16之一所述的骨螺钉，其中所述头部和所述尖端是中空的，以用于引导导丝。
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