CN102440826A - 脊椎固定系统的连结机构 - Google Patents

Abstract

本发明是有关一种脊椎固定系统的连结机构，尤指一种可调整角度的脊椎固定系统的连结机构。该连结机构包括：一骨固定装置，其近端为连结端，其远程用以固定待固定的脊椎骨节，其中该连结端具有一承接部；通过杆端的球弧凸块和球弧凹槽配合结合的第一连结杆和第二连结杆；杯体的杯口端具有连结机构的第一连结杯体和第二连结杯体；及一固定器，其用以将所述连结杯体固定于该骨固定装置的承接部；其特征在于：所述第一连结杯体的杯口端的连结机构和所述第二连结杯体的杯口端的连结机构成自体连结。上述的连结杯体的自体连结形成了一完整杯体，由此减少本固定系统的连结机构所占用的空间大小和结构复杂度，同时也进一步简化了手术的复杂度。

Description

脊椎固定系统的连结机构

技术领域

本发明是有关一种脊椎固定系统的连结机构，尤指一种可调整角度的脊椎固定系统的连结机构。

背景技术

脊椎固定手术中，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，例如腰椎为脊柱前弯症(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 pinsdesigned to have specific angles，)，来解决上述脊椎骨节通常并不平行问题。但这些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，这些方法在手术后，患部不具有如后弯(extension)、前屈(flexion)、侧弯(lateral bending)、扭转(axial torsion)等的动态功能。

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 block designed tohave specific angles)，来解决上述脊椎骨节通常并不平行问题。但这些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，这些方法在手术后，患部不具有如后弯(extension)、前屈(flexion)、侧弯(lateralbending)、扭转(axial torsion)等的动态功能。

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(auniversal pad fixation device)，来解决上述脊椎骨节通常并不平行问题。但这些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，这些方法在手术后，患部不具有如后弯(extension)、前屈(flexion)、侧弯(1ateralbending)、扭转(axial torsion)等的动态功能。

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等数十项，及美国相关的公开专利申请案US-20010012937、US-20020111626、......、US-20070161995、US-20070162006等数十项。这是目前的主流技术。这些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。

但上述这些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，这些方法在手术后，患部不具有如后弯(extension)、前屈(flexion)、侧弯(lateral bending)、扭转(axial torsion)等的动态功能。

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。

这些方法在手术后，患部虽具有动态功能，如后弯(extension)、前屈(flexion)、侧弯(lateral bending)、扭转(axial torsion)，但该设计稳定性差且具有松脱的危险性同时也需占用较大的空间。

本发明人等的中国台湾专利TW-200936097利用球弧装置使脊椎固定杆同时具备上述的动态功能，如后弯(extension)、前屈(flexion)、侧弯(lateral bending)及扭转(axial torsion)功能，但该专利是利用一外加的连结装置，让第一杯体与第二杯体加以连结，如此该脊椎固定装置将需要加大的空间，而使手术较为不便与耗时。

本发明除利用第一连结杆结合端的球弧凸块与第二连结杆结合端的球弧凹槽互相配合，使两相邻连结杆可由该球弧机构，达到调整两相邻连结杆之间的角度的目的并使该发明具备后弯(extension)、前屈(flexion)、侧弯(lateral bending)、扭转(axialtorsion)的动态功能，此外本发明亦采用两球弧状连结杯体间自体连结的设计，并将其放置于骨固定装置的承座部中，使该球弧状连结杯体可于固定前相对于承接部做转动，以调整固定杆的放置角度，以符合不同病患脊柱前弯症(lordosis)的角度；且该球弧状连结杯体装置于骨固定装置的承座部中的设计不占用任何空间，不仅解决本发明人等的中国台湾专利TW-200936097的缺点，且提升手术的方便性。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种脊椎固定系统的连结机构。

本发明的还一目的在于提供一种连结杯体为自体连结的脊椎固定系统的连结机构。

本发明的另一目的在于提供一种利用球弧结构，形成万向结合的脊椎固定系统的连结机构。

本发明的还一目的在于提供一种可调整角度的脊椎固定系统的连结机构。

本发明的另一目的在于提供一种具有动态功能的脊椎固定系统的连结机构。

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的连结机构。

本发明的另一目的在于提供一种具有球弧状连结杯体的脊椎固定系统的连结机构。

本发明的还一目的在于提供一种连结杯体可于骨固定装置的承接部中转动的脊椎固定系统的连结机构。

本发明的脊椎固定系统的连结机构，其包括：

一骨固定装置，其近端为连结端，其远程用以固定待固定的脊椎骨节，其中该连结端具有一承接部；

第一连结杆，其至少一端为结合端，该结合端近杆端处的外侧实质上成球弧状，其杆端具有一球弧凸块；

第二连结杆，其至少一端为结合端，该结合端近杆端处的外侧实质上成球弧状，其杆端具有一球弧凹槽，用以和所述第一连结杆的球弧凸块配合；

第一连结杯体，杯体的杯口端具有连结机构，该杯体底部内侧至少部份实质上成球弧形，该球弧曲率略小于或实质上等于所述第一连结杆的结合端近杆端处外侧的球弧曲率，用以和所述第一连结杆的结合端近杆端处外侧的球弧成万向结合，该杯体底部具有一穿孔，用以使所述第一连结杆的杆端由所述连结杯体内部穿出到外部；

第二连结杯体，杯体的杯口端具有连结机构，该杯体底部内侧至少部份实质上成球弧形，该球弧曲率略小于或实质上等于所述第二连结杆的结合端近杆端处外侧的球弧曲率，用以和所述第二连结杆的结合端近杆端处外侧的球弧成万向结合，该杯体底部具有一穿孔，用以使所述第二连结杆的杆端由该连结杯体内部穿出到外部；及

一固定器，其用以将所述的连结杯体固定于该骨固定装置的承接部；

其特征在于：所述第一连结杯体的杯口端的连结机构和所述第二连结杯体的杯口端的连结机构成自体连结。

上述的连结杯体的自体连结，其是利用第一连结杯体的杯口端连结机构及第二连结杯体的杯口端连结机构相互连结以形成一完整杯体，由此减少本固定系统的连结机构所占用的空间大小和结构复杂度，同时也进一步简化了手术的复杂度。

上述的连结杯体，其外侧可为球弧结构(请参照图1a)，使所述连结杯体放置于骨固定装置的承接部但未固定前，可于骨固定装置的承接部中转动，以调整角度。

上述的连结杯体，其自体连结可为任意已知的连结方式，如扣合连结、螺合连结、锁合连结、卡合连结或节点连结(请参照图4c、4d)。

上述的连结杯体，其穿孔形状并无限制，但以圆孔为较佳，其圆孔半径略大于或等于所述的连结杆的圆杆端半径，以略大于所述的连结杆的圆杆端半径为较佳，用以使所述的连结杆可在穿孔中万向转动，由所述的穿孔的大小亦可限制所述的连结杆转动的角度大小。

上述的连结杆，其可为两端皆为结合端或仅一端为结合端，其中该两相邻连结杆可由彼此的连结杆结合端的球弧凹槽与球弧凸块，使两相邻连结杆之间可相对转动(请参照图2b)，而达到调整两相邻连结杆之间的角度的目的。其中所述的连结杆结合端的球弧凹槽与球弧凸块旁可具有一调整平面，如倾斜调整平面、弧状调整平面等，让两相邻连结杆之间可由该倾斜平面来限制两相邻连结杆之间角度，使两相邻连结杆之间的角度不致于过大而导致无法复位或破坏所述的连结杆的结构，进而影响该脊椎杆件连结机构的功能。

上述的连结杆，其与结合端可为一体成形，或以已知的结合方式(例如卡合、螺合、锁合等)由多段杆件结合成一体。其中所述的连结杆类同已知脊椎固定杆，以圆杆状为较佳。

上述的连结杆结合端近杆端处的外侧球弧和所述的连结杯体底部内侧的球弧形成万向结合，使连结杆于连结杯体内可由彼此之间的球弧面相对转动，而达到调整两相邻连结杆之间的角度的目的。

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)、类似骨固定装置(例如骨钩-hook等)、辅助骨固定装置(例如侧块-side block等)或旋转螺钉(参见本发明人等另一中国台湾专利TW-99100438)，以骨钉或旋转骨钉为较佳。该骨固定装置与连结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。

上述的连结杯体固定于该骨固定装置的连结端的固定方式，其可为任意已知的固定方式，如螺合固定(传统骨钉与杆件的螺合连结)、锁固固定或卡合固定等。

上述的骨固定装置、连结杆、连结杯体或固定器，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 316LVM)、钛基材料(如Ti-6Al-4V)、及钴铬钼合金等。

上述的连结杆，其亦可进一步配置一连结套筒以连结两相邻连结杆(请参照图5)，并由连结套筒调整两相邻连结杆之间的距离以配合不同脊椎间的间距。

附图说明

图1a为本发明脊椎固定系统的连结机构一较佳具体例分解示意图。

图1b为图1a结合图。

图2a为本发明脊椎固定系统的连结机构一较佳具体例剖面示意图。

图2b为图2a连结杆转动示意图。

图3为本发明脊椎固定系统的连结机构中连结杯体的较佳具体例剖面示意图。

图4a、4b、4c、4d为本发明脊椎固定系统的连结机构4种连结杯体结合方式的较佳具体例示意图。

图5为本发明脊椎固定系统的连结机构的多段式连结杆的较佳具体例示意图。

图6为本发明脊椎固定系统的连结机构组装于骨节的一较佳具体例示意图。

图7为图6另一视角示意图。

附图标记

100连结杯体      110第一连结杯体    120第二连结杯体

130双节点连结    140单节点连结      150球弧结构

160球弧结构      200固定器          310第一连结杆

311球弧凸块      312近杆端处外侧    313倾斜调整平面

320第二连结杆    321球弧凹槽        322近杆端处外侧

323倾斜调整平面  330第三连结杆      340第四连结杆

350套筒          360套筒            410螺钉部

420承接部        510骨节            520骨节

530骨节

具体实施方式

图1a为本发明脊椎固定系统的连结机构一较佳具体例分解示意图。第一连结杆310与第二连结杆320分别穿过第一连结杯体110与第二连结杯体120，因第一连结杆310与第二连结杆320的近杆端处外侧312、322大于第一连结杯体110与第二连结杯体120的穿孔，因此第一连结杆310与第二连结杆320将不会滑脱出连结杯体，第一连结杯体110与第二连结杯体120由自体连结机构将第一连结杆310、第二连结杆320包覆于所述的连结杯体之中，第一连结杆310的球弧凸块311与第二连结杆320的球弧凹槽321由彼此的球弧机构(请参照图2b)，使连结杆之间可相对转动，以调整连结杆间的角度。骨固定装置的承接部420开口大小及/或连结杯体穿孔的大小，可加以限制两相邻连结杆可调整的角度，使两相邻连结杆之间的角度不致于过大而导致无法复位或破坏该连结杆的结构，进而影响该脊椎固定系统的连结机构的功能。固定器200将连结杯体固定于承接部420中。第一连结杯体110与第二连结杯体120的外侧面为球弧结构150，使该连结杯体放置于承接部420后，可于承接部420转动，以调整角度。第一连结杆310的近杆端处外侧312与第二连结杆320的近杆端处外侧322为球弧，使连结杆于连结杯体底部内侧的球弧机构可由彼此之间的球弧面相对转动，而达到调整两相邻连结杆之间的角度的目的。

图1b为图1a结合图。

图2a为本发明脊椎固定系统的连结机构一较佳具体例剖面示意图。第一连结杯体110与第二连结杯体120包覆第一连结杆310与第二连结杆320，并放入骨钉的承接部420，第一连结杆310的球弧凸块311与第二连结杆320的球弧凹槽321由彼此的球弧机构，使连结杆之间可相对转动，以调整连结杆间的角度(请参照图2b)。连结杆的倾斜调整平面313、323的倾斜角度大小，用以有限度的调整两相邻连结杆之间的角度。

图2b为图2a连结杆转动示意图。

图3为本发明脊椎固定系统的连结机构中连结杯体的较佳具体例剖面示意图。第一连结杯体110与第二连结杯体120连结后，其内侧表面为球弧结构160，使连结杆于连结杯体内可由彼此之间的球弧面相互转动，而达到调整两相邻连结杆之间的角度的目的。

图4a、4b、4c、4d为本发明脊椎固定系统的连结机构4种连结杯体的较佳具体例示意图。图4a显示：第一连结杯体110与第二连结杯体120间以螺合方式连结。图4b显示：第一连结杯体110与第二连结杯体120间以卡合方式连结。图4c显示：连结杯体100由双节点连结130，由侧面包覆连结杆，并以卡合方式固定。图4d显示：连结杯体100由单节点连结140，由侧面包覆连结杆，并以卡合方式固定。

图5为本发明脊椎固定系统的连结机构的多段式连结杆的较佳具体例示意图。第一连结杆310与套筒360之间以螺合方式连结，并以此调整长度，其中第二杆件320与套筒350的连结类同第一连结杆310与套筒360。

图6为本发明脊椎固定系统的连结机构组装于骨节的一较佳具体例示意图。第一连结杆310的球弧凸块与第二连结杆320的球弧凹槽由彼此的球弧机构，使连结杆之间可相对转动，以调整连结杆间的角度。

图7为图6另一视角示意图。

Claims (6)

1.一种脊椎固定系统的连结机构，其包括：

一骨固定装置，其近端为连结端，其远程用以固定待固定的脊椎骨节，其中该连结端具有一承接部；

第一连结杆，其至少一端为结合端，该结合端近杆端处的外侧成球弧状，其杆端具有一球弧凸块；

第二连结杆，其至少一端为结合端，该结合端近杆端处的外侧成球弧状，其杆端具有一球弧凹槽，用以和所述第一连结杆的球弧凸块配合；

第一连结杯体，杯体的杯口端具有连结机构，该杯体底部内侧至少部份成球弧形，该球弧曲率略小于或等于所述第一连结杆的结合端近杆端处外侧的球弧曲率，用以和所述第一连结杆的结合端近杆端处外侧的球弧成万向结合，该杯体底部具有一穿孔，用以使所述第一连结杆的杆端由该连结杯体内部穿出到外部；

第二连结杯体，杯体的杯口端具有连结机构，该杯体底部内侧至少部份成球弧形，该球弧曲率略小于或等于所述第二连结杆的结合端近杆端处外侧的球弧曲率，用以和所述第二连结杆的结合端近杆端处外侧的球弧成万向结合，该杯体底部具有一穿孔，用以使所述第二连结杆的杆端由该连结杯体内部穿出到外部；及

一固定器，其用以将所述连结杯体固定于该骨固定装置的承接部；

其特征在于：所述第一连结杯体的杯口端的连结机构和所述第二连结杯体的杯口端的连结机构成自体连结。

2.如权利要求1所述的脊椎固定系统的连结机构，其中所述第一连结杯体与所述第二连结杯体外侧为球弧状。

3.如权利要求1所述的脊椎固定系统的连结机构，其中所述自体连结为卡合或螺合。

4.如权利要求1所述的脊椎固定系统的连结机构，其中所述第一连结杆结合端球弧凸块旁及第二连结杆结合端的球弧凹槽旁具有一调整平面。

5.如权利要求4所述的脊椎固定系统的连结机构，其中所述调整平面为一倾斜调整平面。

6.如权利要求1所述的脊椎固定系统的连结机构，其中所述骨固定装置为骨钉或旋转螺钉。

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