CN102133128A - 脊椎固定系统 - Google Patents

Abstract

本发明是有关一种脊椎固定系统，尤指一种可调整角度的脊椎固定系统。本发明的脊椎固定系统包括：多数个骨固定装置，其近端为连结端，其远程用以固定待固定的脊椎骨节；一碟状调整垫片，其具有一通孔；多数个中空固定杆，其杆身用以与所述骨固定装置的连结端连结；多数个固定器，其用以将所述中空固定杆固定于所述骨固定装置；多数个结合器；及一连结索，其用以穿过所述中空固定杆及该碟状调整垫片的通孔，并以所述结合器将该连结索固定于所述中空固定杆中；其特征是：该碟状调整垫片用以装置于两相邻中空固定杆，使两相邻中空固定杆间可有限度的调整角度及/或具有弹性功能。

Description

脊椎固定系统

技术领域

本发明是有关一种脊椎固定系统，尤指一种可调整角度的脊椎固定系统。

背景技术

脊椎固定术中，常用固定杆作为辅助固定装置，但因脊椎并不是成一直线，各脊椎骨节通常也不平行，例如腰椎为脊柱腹凸(lordosis)。因此若将原本成一直线的固定杆，直接和植入待固定脊椎骨节的多数支骨钉结合固定成一体，将迫使不在一直线上的待固定脊椎骨节变成在一直线上，并使原本不该平行的各个待固定脊椎骨节变成平行。

为了避免上述缺失，因此医疗界提出各种改良结构，诸如：

1.以有角度的螺钉(angled screw)解决问题，诸如US-5,176,679、US-5,196,014、US-5,257,994、US-5,466,238等；例如US-5,176,679利用有角度的骨钉(locking pins designed to have specific angles)，来解决上述脊椎骨节通常并不平行问题。但所述方法只适用于一支固定杆和两支骨钉之间的脊椎骨节固定(因为两点成一直线)，但不适用于一支固定杆和三支(含)骨钉以上的脊椎骨节固定，因为三点通常不在一直线上，此外，所述方法在手术后，患部不具有弯曲(bending)/扭转(twisting)/伸展(stretching)的功能。

2.以有角度的固定块(angled connector)解决问题，诸如US-5,257,994、US-5,330,474等；例如US-5,257,994利用有角度的固定块(locking blockdesigned to have specific angles)，来解决上述脊椎骨节通常并不平行问题。但所述方法只适用于一支固定杆和两支骨钉之间的脊椎骨节固定(因为两点成一直线)，但不适用于一支固定杆和三支(含)骨钉以上的脊椎骨节固定，因为三点通常不在一直线上，此外，所述方法在手术后，患部不具有弯曲(bending)/扭转(twisting)/伸展(stretching)的功能。

3.以万向结合装置(universal connecting device)解决问题，诸如US-5,474,551、US-5,507,746、US-5,575,791等；例如US-5,474,551是利用万向垫片固定装置(a universal pad fixation device)，来解决上述脊椎骨节通常并不平行问题。但所述方法只适用于一支固定杆和两支骨钉之间的脊椎骨节固定(因为两点成一直线)，但不适用于一支固定杆和三支(含)骨钉以上的脊椎骨节固定，因为三点通常不在一直线上，此外，所述方法在手术后，患部不具有弯曲(bending)/扭转(twisting)/伸展(stretching)的功能。

4.以多轴螺钉(polyaxial screw)解决问题，诸如美国核准专利US-5,520,690、US-5,531,746、......US-7,186,2552、US-7,207,992等三十九件，及美国相关的公开专利申请案US-20010012937、US-20020111626、......、US-20070161995、US-20070162006等四十二件。这是目前的主流技术。所述技术基本上都是利用多轴螺钉(细节参见该案说明书)，来解决上述脊椎骨节通常并不平行问题。

但上述所述方法只适用于一支固定杆和两支骨钉之间的脊椎骨节固定(因为两点成一直线)，但不适用于一支固定杆和三支(含)骨钉以上的脊椎骨节固定，因为三点通常不在一直线上，此外，所述方法在手术后，患部不具有弯曲(bending)/扭转(twisting)/伸展(stretching)的功能。

5.以人工关节固定装置解决问题，例如TW-I275380(细节参见该案说明书)，来解决上述脊椎骨节通常并不平行问题。

但所述方法同样只解决两支骨钉之间的脊椎骨节固定问题，无法解决三支(含)骨钉以上的脊椎骨节固定问题，而且该案连接上杆(该案标号10)的球容体(该案标号102)，和连接下杆(该案标号11)的球结体(该案标号111)之间的结合，没有限制机制，会造成连接上杆(该案标号10)和连接下杆(该案标号11)之间角度的不固定，亦即固定效果较差。此外，所述方法在手术后，患部不具有扭转(twisting)/伸展(stretching)的功能。

美国的公开专利申请案US-20070288011，该专利是利用中空固定杆、连结索及垫片，使两相邻中空固定杆可调整角度，但该专利中的垫片为一类似圆球的垫片，因此该垫片虽可达到调整角度的功能，但该垫片并无提供一控制角度的机制，如此将导致两相邻杆件之间的角度可无限度的变动，因此若患者遭受到不当外力，将使两相邻中空固定杆之间可能因不当的受力而造成两相邻杆件因无法控制角度而产生角度过大的情况发生，进一步使两相邻杆件无法恢复成应有的角度及位置，而影响骨固定系统固定患部的功能，最终导致骨固定系统失效，且造成患者难以弥补的伤害。

本发明是利用碟状调整垫片、中空固定杆及连结索的结合，使两相邻中空固定杆可调整角度，其由碟状调整垫片的盘片部分，加以限制两相邻中空固定杆可调整的角度，使两相邻中空固定杆之间的角度不致于过大而导致无法复位或破坏该中空固定杆的结构，进而影响该骨固定系统的功能，且本发明可由弹性碟状调整垫片使两相邻中空固定杆之间具有弹性，让患者于术后活动时，两相邻中空固定杆可由具有弹性的碟状调整垫片具有扭转(twisting)/伸展(stretching)/缓冲弹性(cushion)/前屈(flexion)/后仰(extension)/侧弯(lateralbending)的功能。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种脊椎固定系统。

本发明的另一目的在于提供一种具有碟状调整垫片的脊椎固定系统。

本发明的又一目的在于提供一种具有连结索的脊椎固定系统。

本发明的再一目的在于提供一种具有中空固定杆的脊椎固定系统。

本发明的还一目的在于提供一种以结合器固定连结索的脊椎固定系统。

本发明的又一目的在于提供一种具有弹性的脊椎固定系统。

本发明的另一目的在于提供一种可调整角度的脊椎固定系统。

本发明的再一目的在于提供一种动态的脊椎固定系统。

本发明的还一目的在于提供一种可压缩的脊椎固定系统。

本发明的再一目的在于提供一种有限度控制调整角度的脊椎固定系统。

本发明的又一目的在于提供一种具有旋转螺钉的脊椎固定系统。

本发明的脊椎固定系统，其包括：

多数个骨固定装置，其近端为连结端，其远程用以固定待固定的脊椎骨节；

一碟状调整垫片，其具有一通孔；

多数个中空固定杆，其杆身用以与该骨固定装置的连结端连结；

多数个固定器，其用以将所述中空固定杆固定于所述骨固定装置；

多数个结合器；及

一连结索，其用以穿过该中空固定杆及该碟状调整垫片的通孔，并以该结合器将该连结索固定于该中空固定杆中；

其特征是：该碟状调整垫片用以装置于两相邻中空固定杆，使两相邻中空固定杆间可有限度的调整角度及/或具有弹性功能。

上述的碟状调整垫片，其可为任意形体为飞碟状或类似飞碟状的碟状调整垫片(请参照图4a、4b)，其由盘片部分，加以限制两相邻中空固定杆可调整的角度(请参照图2a)，其中该蝶状调整垫片的盘片可为一具有倾斜角度的盘片，以利于该蝶状调整垫片与中空固定杆之间的角度调整，而不致出现两相邻中空固定杆之间的角度过大而无法复位、连结索承受较大之力而容易断裂或破坏该中空固定杆-碟状调整垫片-连结索的连结结构等问题，进而影响该脊椎固定系统的功能。

上述的碟状调整垫片，其可为具有弹性的碟状调整垫片，使两相邻中空固定杆之间具有弹性，让患者于术后活动时，两相邻中空固定杆可由具有弹性的碟状调整垫片，减缓两相邻中空固定杆所承受的冲力，而不是完全由没有手术的骨节承受所有压力。

上述的碟状调整垫片，其可为任意已知的弹性垫片，如金属弹片式碟状调整垫片或于金属弹片式碟状调整垫片内灌注弹性材料等，其中该弹性材料诸如塑料(聚胺酯、聚硅氧或PEEK)、聚合物、橡胶或复合材料(意即由两种或两种以上材料制成)等。

上述的骨固定装置，其可为已知的骨钉(其可为单轴骨钉mono-axial screw或多轴骨钉poly-axial screw)、类似骨结合器(例如骨钩-hook等)、或辅助结合器(例如侧块-side block等)，以骨钉为较佳。其与中空固定杆的结合方式可为已知固定杆和骨钉、骨钩或侧块等的固定方式，例如直接螺合或卡合等。

上述的中空固定杆，其可为任意已知形式的中空固定杆，以具有一通孔可让连结索轻易穿过为较佳。

上述的中空固定杆，其两端可进一步具有一凹槽结构(请参照图2b)，用以使碟状调整垫片的凸起部分接触，让碟状调整垫片与中空固定杆之间更利于调整角度。该中空固定杆为两端皆具有凹槽结构或仅一端具有凹槽结构，其中该凹槽结构与中空固定杆可为一体成型或以任意已知的结合方式连结，如螺合、卡合、锁合或钉合等，以一体成型为较佳。

上述的连结索，其可为任意已知的连结索，其是用以连结中空固定杆与碟状调整垫片，并于脊椎固定系统最前端及最末端的中空固定杆以结合器加以固定该连结索，使连结索不会于中空固定杆中松脱。

上述的结合器，其可为任意已知的连结索结合器，如固定夹、套管、压制套管或套环-压制套管等(请参照图3a至3i)。

上述的结合器及与连结索的连结，其可为任意已知的连结方式，如压制连结(请参照图3d)、螺合连结(请参照图3a)等。

上述的骨固定装置与中空固定杆的连结，其可为任意已知的连结方式，如螺合连结(传统骨钉与杆件的螺合连结)、锁固连结或卡合连结等。其中该骨固定装置与中空固定杆之间可进一步放置一垫片，以加强骨固定装置与中空固定杆的连结。

上述的骨钉，其螺钉部分可为一旋转螺钉(请参照图5a、5b)，其中该旋转螺钉用以调整骨钉承接部的角度，该骨钉与旋转螺钉之间可进一步具有一固定机制以利于在调整骨钉承接部的角度后，将骨钉与旋转螺钉加以固定。其中该固定机制可为任意已知的固定机制，如凹槽卡合固定机制，(请参照图5b)，裂缝迫紧固定机制(请参照图5c)，或凹槽一裂缝迫紧固定机制等(请参照图5d)。已知的单轴骨钉(mono-axial screw)因螺钉部分与承接部为一体成型，因此单轴骨钉打入骨节后，必须加以旋转单轴骨钉以符合杆件放置的角度，造成手术时的诸多不便。已知的多轴骨钉(poly-axial screw)，为了达到最大的旋转及调整角度，因此对于骨钉的承接部与螺钉部份之间的连结性较为不稳固，使得骨钉的承接部与螺钉部份在承受外力时较为脆弱，无法如本发明的旋转螺钉与承接部的连结，可有效的加强两者之间的固定关系，而提高其稳定性。该旋转螺钉及该固定功能机制的细节、说明、实施方式及实施例请参见发明人等同日申请的另一项专利申请案「骨科用旋转骨钉」(其中本发明的承接部类同于该「骨科用旋转骨钉」发明中的承座部)。其中所述骨钉以单轴旋转骨钉为较佳，其中又以具固定功能机制的可固定单轴旋转骨钉为更佳。

上述的固定器，其可为任意已知的固定器，用以与骨固定装置的承接部结合，其中该固定器底端面可为配合其下方装置的顶端面，例如：若其下方为一圆柱状杆件，则该固定器底端面可为一圆柱弧凹面；若其下方为一底面为平面的衬垫，则该固定器底端面为一平面；若其下方为一球弧衬垫，则该固定器底端面为一配合该球弧衬垫的弧度的球弧凹面(请参见发明人等同日申请的另一项专利申请案「骨科用万向衬垫固定结构」中图3-1、图3-2、图3-3、图3-4、图5)，用以使中空固定装置与骨固定装置的连结更加稳固，其中该固定器与该骨固定装置的承接部的结合方式可为任意已知的固定方式，如锁合、卡合、螺合等，以螺合为较佳。

上述的骨固定装置、中空固定杆、碟状调整垫片、结合器和连结索，其材质可选用任何被认可且适用的骨科材料，如可植入人体的金属材料，例如铁基材料不锈钢316LVM(stainless steel 316 LVM)、钛基材料Ti-6-4、及钴钼合金等。而其中连结索其材质除了可以是上述金属材质外，也可以选用任何被认可且适用的有机材质，例如人工、韧带、碳纤维或达克龙或等。

上述的中空固定杆，可经设定尺寸及组态以装配于两个相邻脊椎骨钉之间，该结合杆亦可为利用正反螺牙套筒结构使其可调整长度以配合两相邻脊椎骨节之间距。该中空固定杆除上述提及的材料外，也可以生物兼容性材料制成，诸如塑料(聚胺酯、聚硅氧或PEEK)、聚合物、橡胶或复合材料(意即由两种或两种以上材料制成)。当判定用以制造中空固定杆时，可能考虑各种因素，包括但不限于耐受消毒的能力、耐受施加于其上之力的能力、重量、耐久性、弹性且塑性的弯曲、及/或变形的能力、以及在变形之后保持形状的能力。

上述该碟状调整垫片除上述提及的材料外，也可以生物兼容性材料制成，诸如塑料(聚胺酯、聚硅氧或PEEK)、聚合物、橡胶或复合材料(意即由两种或两种以上材料制成)。当判定用以制造碟状调整垫片时，可能考虑各种因素，包括但不限于耐受消毒的能力、耐受施加于其上之力的能力、重量、耐久性、弹性且塑性的弯曲、及/或变形之能力、以及在变形之后保持形状的能力。

附图说明

图1为本发明脊椎固定系统的一较佳具体例示意图。

图2a为本发明脊椎固定系统的中空固定杆、碟状调整垫片及连结索结合的较佳具体例示意图。

图2b为图2a部分放大示意图。

图3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i分别为本发明脊椎固定系统的结合器与连结索结合的较佳具体例示意图。

图4a、4b为本发明脊椎固定系统2种蝶状调整垫片的较佳具体例示意图。

图5a、5b、5c、5d为本发明脊椎固定系统4种旋转螺钉的较佳具体例示意图。

图6为本发明脊椎固定系统与装置于骨节的一较佳具体例示意图。

图7为本发明脊椎固定系统与装置于骨节的另一较佳具体例示意图。

附图标记

110.第一中空固定杆        111.接合部

120.第二中空固定杆        121.接合部

130.第三中空固定杆        140.第四中空固定杆

150.第五中空固定杆        200.碟状调整垫片

210.凸起部                220.盘片部

230.通孔                  300.连结索

400.结合器                410.U型套环

420.阻挡器                500.骨钉

510.承接部                520.旋转螺钉

521.旋转端                610.骨节

620.骨节                  630.骨节

具体实施方式

图1为本发明脊椎固定系统的一较佳具体例示意图。其中标号110为第一中空固定杆，111为第一中空固定杆110的接合部，120为第二中空固定杆，121为第二中空固定杆120的接合部，200为碟状调整垫片，210为凸起部，220为盘片部，300为连结索，400为结合器，500为骨钉。其中该连结索300是用以穿过第一中空固定杆110、碟状调整垫片200及第二中空固定杆120，并将连结索300两端以结合器400加以固定，以防止连结索300滑脱，其中第一中空固定杆110及第二中空固定杆120的杆身放入骨钉500的接合槽，以螺合的方式将第一中空固定杆110及第二中空固定杆120与骨钉500加以固定。其中第一中空固定杆110及第二中空固定杆120的接合部111，121为一具有凹槽的接合部，用以符合碟状调整垫片200的突起部210，使碟状调整垫片200与第一中空固定杆110及第二中空固定杆120的接合部111，121，更容易调整彼此之间的角度，且由碟状调整垫片200的具有倾斜角度的盘片部220，加以限制两相邻中空固定杆可调整的角度，而不致出现两相邻中空固定杆之间的角度过大而无法复位、连结索承受较大之力而容易断裂或破坏该中空固定杆-碟状调整垫片-连结索的连结结构等问题，进而影响该脊椎固定系统的功能。

图2a为本发明脊椎固定系统的中空固定杆、碟状调整垫片及连结索结合的较佳具体例示意图。其中标号110为第一中空固定杆，120为第二中空固定杆，200为碟状调整垫片，300为连结索。其中该连结索300是用以穿过多个中空固定杆及碟状调整垫片，由连结索300、中空固定杆及碟状调整垫片的连结，使脊椎固定系统可有限度的调整角度，以符合不同位置脊椎的曲度或符合骨固定装置打入骨节的位置。

图2b为图2a局部放大示意图。其标号类同图2a。

图3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i分别为本发明脊椎固定系统的结合器与连结索结合的较佳具体例示意图。其中标号110为第一中空固定杆，200为碟状调整垫片，300为连结索，400为结合器，410为U形套环，420为阻挡器。图3a显示：结合器400为螺合机构，其是利用螺合的方式将连结索300固定。图3b显示：结合器400为固定夹，其是利用夹合的方式将连结索300固定。图3c显示：结合器400为套管，其是利用夹合的方式将连结索300固定。图3d显示：结合器400为双信道压制套管，其是利用夹合的方式将连结索300固定。图3e显示：结合器400为斜角压制套管，其是利用夹合的方式将连结索300固定，并利用斜角端与中空固定杆的杆端形成卡合的方式。图3f显示：结合器400为压制套管，其是利用夹合的方式将连结索300固定。图3g显示：结合器400为双压制套管，其是利用夹合的方式将连结索300固定。图3h显示：结合器400为压制套管，其是利用连结索300穿过U形套环410并加以夹合的方式将连结索300固定。图3i显示：结合器400为压制套管，其是利用连结索300穿过阻挡器420并加以夹合的方式将连结索300固定。

图4a、4b为本发明脊椎固定系统2种蝶状调整垫片的较佳具体例示意图。其中标号200为碟状调整垫片，210为凸起部，220为盘片部，230为通孔。图4a显示：碟状调整垫片200的凸起部210用以与中空固定杆的杆端接触(请参照图2b)，利用凸起部210的曲面，使碟状调整垫片200与中空固定杆达到调整角度的功能，且进一步由盘片部220加以限制中空固定杆可调整的角度，让中空固定杆并不是无限度的调整角度，以确保两相邻中空固定杆之间的角度不至于过大而无法复位、连结索承受较大之力而容易断裂或破坏该中空固定杆-碟状调整垫片-连结索的连结结构等问题的产生，进而影响该骨固定系统的功能。图4b显示：盘片部220具有一倾斜角度，用以限制两相邻中空固定杆的角度。

图5a、5b、5c、5d为本发明脊椎固定系统4种旋转螺钉的较佳具体例示意图。其中标示500为骨钉，510为承接部，520为旋转螺钉，521为旋转端。图5a显示：旋转螺钉520的旋转端521与承接部510之间可相互旋转，而由相互旋转的动作，以调整承接部510与旋转螺钉520之间的角度，使承接部510调整角度后能符合杆件放置的位置。图5b显示：旋转螺钉520的旋转端521与承接部510之间可相互旋转，而由相互旋转的动作，以调整承接部510与旋转螺钉520之间的角度，使承接部510调整角度后能符合杆件放置的位置。其中旋转端521具有一由凹槽卡合固定机制，使旋转螺钉520于旋转至适合角度时，可由凹槽卡合固定机制将旋转螺钉520与承接部510加以固定。图5c显示：旋转螺钉520的旋转端521与承接部510之间可相互旋转，而由相互旋转的动作，以调整承接部510与旋转螺钉520之间的角度，使承接部510调整角度后能符合杆件放置的位置。其中旋转端521具有一裂缝迫紧固定机制，使旋转螺钉520于旋转至适合角度时，可由裂缝迫紧固定机制将旋转螺钉520与承接部510加以固定。图5d显示：旋转螺钉520的旋转端521与承接部510之间可相互旋转，而由相互旋转的动作，以调整承接部510与旋转螺钉520之间的角度，使承接部510调整角度后能符合杆件放置的位置。其中旋转端521具有一凹槽-裂缝迫紧固定机制，使旋转螺钉520于旋转至适合角度时，可由凹槽-裂缝迫紧固定机制将旋转螺钉520与承接部510加以固定。

图6为本发明脊椎固定系统与装置于骨节的一较佳具体例示意图。其中标号110为第一中空固定杆，120为第二中空固定杆，130为第三中空固定杆，200为碟状调整垫片，500为骨钉，610为第一骨节，620为第二骨节，630为第三骨节。脊椎固定系统装置于脊椎骨节，碟状调整垫片200放置于两相邻中空固定杆之间，用以调整两相邻中空固定杆的角度。

图7为本发明脊椎固定系统与装置于骨节的另一较佳具体例示意图。其中标号110为第一中空固定杆，120为第二中空固定杆，130为第三中空固定杆，140为第四中空固定杆，200为碟状调整垫片，500为骨钉，610为第一骨节，620为第二骨节，630为第三骨节。两相邻骨节角度较大，可于两相邻骨节装置两个以上的碟状调整垫片200，用以符合角度的调整。

Claims (10)

1.一种脊椎固定系统，其包括：

多数个骨固定装置，其近端为连结端，其远程用以固定待固定的脊椎骨节；

一碟状调整垫片，其具有一通孔；

多数个中空固定杆，其杆身用以与该骨固定装置的连结端连结；

多数个固定器，其用以将所述中空固定杆固定于所述骨固定装置；

多数个结合器；及

一连结索，其用以穿过所述中空固定杆及该碟状调整垫片的通孔，并以所述结合器将该连结索固定于所述中空固定杆中；

其特征是：该碟状调整垫片用以装置于两相邻中空固定杆，使两相邻中空固定杆间有限度的调整角度及/或具有弹性功能。

2.如权利要求1所述的脊椎固定系统，其中该骨固定装置为骨钉。

3.如权利要求2所述的脊椎固定系统，其中该骨钉的螺钉部分为旋转螺钉。

4.如权利要求1所述的脊椎固定系统，其中该碟状调整垫片为飞碟状碟状调整垫片或类似飞碟状碟状调整垫片。

5.如权利要求1所述的脊椎固定系统，其中该碟状调整垫片为弹性碟状调整垫片。

6.如权利要求5所述的脊椎固定系统，其中该弹性碟状调整垫片为金属弹片式碟状调整垫片。

7.如权利要求6所述的脊椎固定系统，其中该弹性碟状调整垫片为中空金属弹片式碟状调整垫片。

8.如权利要求7所述的脊椎固定系统，其中该弹性碟状调整垫片为灌注有弹性材料的中空金属弹片式碟状调整垫片。

9.如权利要求1、4、5、6、7或8所述的脊椎固定系统，其中该碟状调整垫片进一步为盘片具有倾斜角度的碟状调整垫片。

10.如权利要求1所述的脊椎固定系统，其中该固定器底部为球弧。

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