CN102525618B - 骨锚固装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种骨锚固装置，包括：骨锚固元件，具有头部和被构造成锚固在骨或椎骨中的轴；接收部件，用于将骨锚固元件联接到稳定元件，接收部件具有：顶端和底端，从顶端延伸到底端并且具有孔轴线的孔，用于接收稳定元件的基本U形凹口与孔连通；容座元件，布置在孔内并且围绕孔轴线可旋转，容座元件形成用于可枢转地保持头部的容座，其中容座元件被构造成允许骨锚固元件相对于孔轴线至一侧比至另一侧具有更大的枢转角；接触头部以将压力施加于头部的压力元件，相对于容座元件轴向地可移动并且连接到容座元件，从而将旋转力传递到容座元件。可以从顶部调节容座元件的取向。

Description

骨锚固装置
技术领域
本发明涉及一种骨锚固装置，所述骨锚固装置包括用于锚固在骨或椎骨中的骨锚固元件，用于将所述骨锚固元件联接到诸如脊柱杆的稳定元件的接收部件，其中所述骨锚固元件在所述接收部件中可枢转并且能够以扩大枢转角枢转到至少一侧。
背景技术
在US6,736,820中描述了该类型的骨锚固装置。该骨锚固装置包括骨螺钉和接收部件，所述接收部件具有敞开的第一孔和用于接收杆的大致U形横截面以及在与第一孔相反的端部上的第二孔和用于头部的容座。为了使螺钉元件可以以扩大角枢转到至少一侧，限定第二孔的自由端的边缘具有非对称构造。在经修改的实施例中提供插入件，所述插入件具有作为用于头部的容座的球形底部。这允许改变扩大枢转角的取向。
US2005/0154391A1描述了一种骨锚固器组件，所述骨锚固器组件具有骨锚固器和接收部件。接收部件具有第一部段和第二部段，所述第一部段具有限定第一孔轴线的第一孔，所述第二部段具有限定第二孔轴线并且尺寸被确定成接收骨锚固器的至少一部分的第二孔，其中第二孔轴线与第一孔轴线交叉。第二部段围绕第一孔轴线可旋转。在实施例中，第二部段安放在第一部段的内部。
由于第二部段相对于第一部段可旋转，因此能够将骨锚固器枢转到脱离彼此对准以避免由于相邻椎骨的紧靠引起的干扰。
在US2007/0118123A1中描述了另一种多种骨锚固器，其中提供锁定元件，所述锁定元件被成形并且构造为在将锚固元件加压锁定在锚固头部中之前允许诸如螺钉或钩的锚固元件以大角度围绕骨锚固器的中心轴线多轴地旋转。
使用前述的骨锚固装置，一旦螺钉元件部分地或完全被拧入骨中，难以调节其中螺钉具有扩大枢转角的位置。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的骨锚固装置，所述骨锚固装置便于调节骨锚固元件的扩大枢转角的方向。
该目的由根据权利要求1所述的骨锚固装置实现。在从属权利要求中给出了更多的改进。
所述骨锚固装置允许借助于从接收部件的顶端插入的起子旋转保持螺钉的头部的容座元件，使得枢转的方向可以被调节到任何期望方向。起子的取向(例如，起子的手柄的取向)可以被用作容座元件的取向的精确指示。因此，能够在手术期间调节扩大枢转角的方向。
还能够使用固定容座元件的单一支撑块然后相对于容座元件旋转接收部件而预调节容座元件的取向。
容座元件中的头部的锁定由从上方施加于头部的压力实现，然后头部被压靠在容座上。所以，头部的锁定以安全和可预测的方式实现。
附图说明
本发明的更多特征和优点将借助于附图从实施例的描述变得明显。
在附图中：
图1示出了根据实施例的具有脊柱杆的骨锚固装置的透视分解图。
图2示出了处于已组装状态的、不带有杆和固定螺钉的图1的骨锚固装置。
图3示出了图1的骨锚固装置的截面图，该截面垂直于杆轴线获得。
图4示出了图1的骨锚固装置的截面图，该截面沿着杆轴线获得。
图5示出了骨锚固装置的容座元件的透视图。
图6示出了图5的容座元件的侧视图。
图7示出了容座元件的截面图，该截面沿着图6中的线A-A获得。
图8示出了骨锚固装置的第一压力元件的透视图。
图9示出了图8的第一压力元件的俯视图。
图10示出了图8的第一压力元件的侧视图。
图11示出了沿着图10的线B-B的第一压力元件的截面图。
图12示出了骨锚固装置的第二压力元件的仰视透视图。
图13示出了图12的第二压力元件的俯视图。
图14示出了沿着图13的线C-C的第二压力元件的截面图。
图15示出了骨锚固元件、容座元件和第一压力元件的截面图。
图16示出了包括骨锚固元件、容座元件和第一压力元件的组件的透视图。
图17a)至17c)示出了根据第一实施例使用骨锚固装置的步骤。
图18a)至18c)示出了根据方法的第一例子的相对于接收部件调节容座元件的步骤。
图19示出了用于相对于接收部件调节容座元件的支撑块的俯视图。
图20示出了插入有骨锚固装置的支撑块的截面图，该截面沿着杆轴线获得。
图21示出了具有插入工具的骨锚固装置的透视图。
图22示出了图21的装置的放大部分。
图23示出了骨锚固装置和插入工具的另一个例子的一部分的透视图。
具体实施方式
如图1和2中所示，根据一实施例的骨锚固装置包括呈骨螺钉的形式、具有螺纹轴2和头部3的骨锚固元件1。头部3典型地为球形并且具有用于与起子接合的凹口3a。头部3保持在接收部件4中，所述接收部件将骨锚固元件1联接到稳定杆100。在接收部件4中，设置有为骨锚固元件1的头部3提供容座的容座元件5，用于将压力施加到骨锚固元件的头部3上的第一压力元件6和第二压力元件7。此外，提供呈固定螺钉8的形式的固定元件用于将杆100安装和固定在接收部件4中。当骨锚固装置被组装、但是骨锚固元件的角位置还未固定时，骨锚固元件1可以在无限多的方向上以扩大枢转角枢转(取决于接收部件4内的容座元件5的位置)，如图2中的箭头所示。
将参考图1至4描述接收部件4。它具有顶端4a和底端4b、中心轴线C和从顶端4a延伸到底端4b的同轴孔9。邻近顶端4a设有大致U形的凹口10，凹口10形成用于接收杆100的通道。借助于凹口10形成两个自由腿部11a、11b，所述腿部设有与固定螺钉8相配合的内螺纹12。孔9在靠近底端4b的下部分设有呈环形边缘的形式的限位件13，用于防止容座元件5通过在底端4b的开口14脱离。应当注意的是孔9不限于在图中示出的孔的特定形状，而是可以具有带不同直径的不同部分。
特别地在图5至7中示出了容座元件5。它包括中空圆柱形第一部分15，所述第一部分的内径略大于球形头部3的最大直径，并且所述第一部分的外径略小于孔9的内径，使得容座元件5可插入孔9中。第一部分15的轴向长度使得当头部3位于容座部分16内时，第一部分15突出到头部3之上。邻近第一部分15，容座元件5包括中空第二部分16，所述第二部分具有球形内表面16a以用于为球形头部3提供容座。第二部分16的外表面16b也为球形，具有的外径小于第一中空圆柱形部分15的外径。
特别地在图7中可以看到，第二部分16关于包括圆柱轴线Z的平面不对称。这通过下边缘16c相对于中空圆柱形第一部分15成角α倾斜来实现。由此，螺钉元件1可以当它安放在容座16a中时相对于圆柱轴线Z以更大的角枢转至一侧(与枢转至相对侧相比)。应当注意的是元件5的尺寸可以被确定为使得螺钉元件相对于一侧与相对于另一侧相比，枢转角可以仅仅多出大约10°，并且可以相对于相对侧多出大约40°至50°。同时，枢转角的大小被限制到这样的程度使得头部仍然在容座元件中具有足够的支撑。第二部分16不限于所示的设计。例如，可以由中空球形部分中的切口产生不对称，允许轴仅仅通过切口枢转。内表面16a示出为球形表面。然而，它可以具有另一种形状，例如任何锥形，所述形状尺寸被确定为防止头部3掉出。
容座元件5还包括在第一部分15的内壁上的多个同轴凹口18，所述同轴凹口通到第一部分15的自由端并且终止于离第一部分15的下端一定距离处。凹口18被提供用于与第一压力元件16上的相应突出部形成锁定接合。凹口18的数量和形状不限于图中所示的凹口的数量和形状，例如，仅仅需要一个凹口来形成第一压力元件6和容座元件5之间的形状锁定连接。
特别地在图3和4中可以看到，当容座元件插入接收部件4中并且沿着孔9向下移动时，容座元件5抵靠在接收部件的环形边缘13上。容座元件的第二部分16的至少一部分延伸到接收部件的下开口14之外。容座元件5在接收部件4内可旋转，使得倾斜边缘16c可以相对于U形凹口10呈任何位置。因此，锚固元件1的具有扩大枢转角的位置可以相对于U形凹口10并且因此相对于杆轴线L呈任何取向。
现在将参考图8至11具体地解释第一压力元件6。第一压力元件6具有大致中空圆柱形部分19，所述大致中空圆柱形部分的外径仅仅略小于容座元件的第一中空圆柱形部分15的内径，使得第一压力元件6可以插入容座元件5的第一部分15中并且相对于容座元件轴向地可移动，这可以在图3和4中看到。在它的面对头部3的侧，第一压力元件6具有凹口20，所述凹口在该实施例中为球形凹口，具有适合于头部3的直径的内径，使得第一压力元件6可以将压力施加于头部3上。当第一压力元件6被插入时，它位于头部3上。它具有这样的轴向长度使得它突出到容座元件5之上，这可以在图3和4中看到。在圆柱形部分19的外表面设有多个同轴延伸的突出部21，所述突出部接合容座元件5的凹口18以形成第一压力元件和容座元件之间的形状锁定连接。在容座元件处的凹口18也形成用于第一压力元件的轴向运动的导向件。代替分别在容座元件的内表面和第一压力元件的外表面的多个凹口和突出部，容座元件和第一压力元件之间的任何其他连接是可想到的，所述连接允许旋转力从第一压力元件传递到容座元件。突出部21终止于离顶端一定距离处并且可以包括倒角21a以便于与容座元件5的相应凹口18的接合。
第一压力元件在与凹口20相对的端部包括用于与起子接合的接合结构22，在所示实施例中，该接合结构是六边形凹口。
将参考图12至14解释第二压力元件7。第二压力元件7为大致圆柱形并且在与头部3相反的一侧具有圆柱形凹口23，所述圆柱形凹口尺寸被确定为在其中引导杆100。借助于凹口23形成两个腿部24a、24b。在与凹口23相反的一侧，第二压力元件包括同轴凹口25，所述同轴凹口尺寸被确定为使得第二压力元件可以位于第一压力元件的圆柱形部分19上。第二压力元件7还包括浅的同轴孔26以允许用起子接近第一压力元件。在腿部24a、24b的外侧壁上形成两个同轴凹口27a、27b，所述同轴凹口通到顶侧并且靠近底侧，由此可以例如借助于如图3中所示设在接收部件处的销28a、28b防止第二压力元件7旋转和通过接收部件4的顶端4a脱离。
当插入第二压力元件时，它以这样的方式抵靠在第一压力元件上使得在容座元件5和第二压力元件7之间有间隙29，使得第二压力元件7不压在容座元件5上。
如图15和16中所示，第一压力元件6和容座元件5之间的形状锁定连接允许将在凹口22处接合第一压力元件的起子所施加的旋转力传递到容座元件5，使得容座元件5随着第一压力元件6旋转。由于第一压力元件6和容座元件5之间的形状锁定连接使得第一压力元件可以在轴向方向上相对于容座元件滑动，因此第二压力元件可以将压力施加于第一压力元件上以将头部3压靠在容座元件5上。
骨锚固装置整体地或部分地由生物相容材料制造，所述生物相容材料例如为诸如钛、不锈钢的生物相容金属，诸如镍钛诺等的生物相容合金，或诸如医用级聚醚醚酮(PEEK)的生物相容塑料材料。骨锚固装置的部件可以全部由相同材料制造或者可以由不同材料制造。
在图17a)-17c)中示出了使用骨锚固装置的步骤。骨锚固装置可以以这样的方式预组装使得容座元件5、骨锚固元件1、第一压力元件6和第二压力元件7插入接收部件4中并且例如借助于销28a、28b固定以防止第二压力元件7掉出并且防止第二压力元件7的旋转。在该情况下，第二压力元件的圆柱形凹口23与接收部件的U形凹口10对准。容座元件抵靠在接收部件的环形边缘13上。在预组装状态下，头部3可以在容座元件5内自由地枢转。在下一个步骤中，将骨锚固元件1拧入骨部分或椎骨中。通常多个骨锚固元件被使用并且通过杆100连接。在插入杆100之前，通过相对于头部3枢转接收部件来对准接收部件。为了根据期望方向以扩大枢转角调节容座元件5的位置，用起子旋转第一压力元件6。由于容座元件5形状配合地连接到第一压力元件6，因此它随着第一压力元件6旋转。然后，如图17b)中所示，插入杆。接着，如图17c)中所示，将固定螺钉8拧入接收部件的腿部之间并且上紧，使得杆100压在第二压力元件7上，第二压力元件自身压在第一压力元件上，由此将头部锁定在容座元件5中。同时，容座元件压靠在环形边缘13上并且由此固定在它的旋转位置。
实施例的修改是可想到的。例如，能够省略第二压力元件并且将杆直接压在第一压力元件上。在另一个修改中，第二压力元件具有腿部，所述腿部延伸到杆之上并且固定元件8是两部分式固定元件，具有作用于第二压力元件的外螺钉和作用于杆的内螺钉。在另一个修改中，所有类型的骨锚固器可以用于骨锚固元件，例如骨钉、其他类型的骨螺钉、插管螺钉等。骨锚固元件的头部和轴可以是彼此可连接的独立部件。
图18至20示出了用于调节容座元件5的旋转位置的工具和方法的例子。提供支撑块30，所述支撑块包括从顶表面30a延伸到支撑块30中的纵向孔31。在顶表面30a中形成延伸到支撑块中的凹口32，所述凹口具有对应于容座元件5的第二部分16的外表面16b的内表面32a。因此，凹口32是不对称的并且适应容座元件5的下部分16的形状。如图19和20中所示，当预组装骨锚固装置以螺纹轴2插入孔31中时，容座元件的第二部分16位于凹口32中并且由于形状锁定连接而被防止在其中旋转。
一旦骨锚固装置完全插入孔31中，螺钉元件1和包括第二压力元件7的接收部件相对于容座元件5和第一压力元件6可旋转。因此，接收部件可以相对于容座元件和第一压力元件旋转，使得容座元件5具有期望的取向。在图18b和18c中示出了两个例子。
使用支撑块的调节可以在实际手术进行之前进行并且可以用于容座元件5的预定向。为了保持容座元件的该取向，可以使用用于将螺钉元件插入骨中的插入工具，如图21和22中所示。插入工具50具有第一部分51，所述第一部分具有在一个端部的手柄52、在另一个端部的尖端53和外螺纹部分54，该外螺纹部分54邻近尖端并与接收部件4的腿部上的内螺纹12相配合。该工具还具有第二部分55，所述第二部分具有接合接收部件的U形凹口10的两个侧凸缘55a、55b。第一部分51相对于第二部分55可旋转。当该工具接合骨锚固装置时，第二部分55通过与U形凹口的接合保持接收部件并且当螺纹部分54拧入腿部之间时尖端53压在螺钉头部上。容座元件的取向由此通过预张力固定并且轴可以用插入工具插入骨中。
在替代方法中，骨锚固装置可以用图23中所示的工具60插入骨中，所述工具具有在它的端部的简单起子61部分，例如头螺丝起子(torxdrive)。在该情况下，在插入期间不保持容座元件的旋转取向。在轴的插入之后，用于与第一压力元件中的凹口22接合的独立起子用于从顶端调节容座元件的旋转位置。可见标记可以设在起子处以用作容座元件的位置的指示。

Claims (17)

1.一种骨锚固装置，包括：
骨锚固元件(1)，所述骨锚固元件具有头部(3)和被构造成锚固在骨或椎骨中的轴(2)；
接收部件(4)，用于将所述骨锚固元件联接到稳定元件(100)，所述接收部件具有：
顶端(4a)和底端(4b)，从所述顶端延伸到所述底端并且具有孔轴线(C)的孔(9)，
用于接收所述稳定元件的凹口(10)，所述凹口与所述孔(9)连通；
容座元件(5)，所述容座元件布置在所述孔(9)内并且围绕所述孔轴线可旋转，所述容座元件形成用于可枢转地保持所述头部的容座，
其中所述容座元件被构造成允许所述骨锚固元件相对于所述孔轴线(C)至一侧比至另一侧具有更大的枢转角；
接触所述头部以将压力施加于所述头部的压力元件(6)，所述压力元件(6)连接到所述容座元件(5)，从而允许所述容座元件的角调节，
其中所述压力元件(6)经由形状锁定连接而连接到所述容座元件，从而将旋转力传递到所述容座元件(5)。
2.根据权利要求1所述的骨锚固装置，其中所述压力元件(6)相对于所述容座元件(5)轴向地可移动。
3.根据权利要求1所述的骨锚固装置，其中所述容座元件(5)抵靠在所述接收部件(4)中的限位件(13)上。
4.根据权利要求1所述的骨锚固装置，其中所述容座元件(5)具有至少部分球形的内表面(16a)。
5.根据权利要求1所述的骨锚固装置，其中所述容座元件(5)在所述底端(4b)至少部分地突出到所述接收部件(4)之外。
6.根据权利要求1所述的骨锚固装置，其中所述容座元件具有倾斜的下边缘(16c)，从而提供至一侧的扩大的枢转角。
7.根据权利要求1所述的骨锚固装置，其中所述容座元件(5)包括与所述压力元件(6)处的相应突出部(21)或凹口接合的至少一个轴向凹口(18)或突出部。
8.根据权利要求1所述的骨锚固装置，其中所述压力元件具有用于与起子接合的接合部分(22)。
9.根据权利要求8所述的骨锚固装置，其中所述接合部分设在所述压力元件背离所述头部(3)的一侧。
10.根据权利要求1所述的骨锚固装置，其中所述容座元件(5)具有圆柱形部分(15)并且所述压力元件(6)具有圆柱形部分，所述容座元件(5)的圆柱形部分和所述压力元件(6)的圆柱形部分相对于彼此在轴向上可移动，但是在旋转上固定。
11.根据权利要求1所述的骨锚固装置，其中所述压力元件(6)是第一压力元件并且其中第二压力元件(7)在所述第一压力元件的顶部上设在所述接收部件中，并且其中所述第二压力元件(7)具有用于引导所述稳定元件(100)的凹口(23)。
12.根据权利要求11所述的骨锚固装置，其中在所述头部锁定在所述容座元件(5)中的状态下所述第二压力元件压在所述第一压力元件(6)上而不接触所述容座元件。
13.根据权利要求11或12所述的骨锚固装置，其中所述第二压力元件相对于所述第一压力元件(6)可旋转。
14.根据权利要求1所述的骨锚固装置，其中第二压力元件(7)在所述接收部件(4)中被固定以防止旋转。
15.根据权利要求1所述的骨锚固装置，其中用于稳定元件的凹口(10)为U形。
16.一种用于调节多轴骨锚固装置的枢转角的方法，其中所述锚固装置包括：
骨锚固元件(1)，所述骨锚固元件具有头部(3)和被构造成锚固在骨或椎骨中的轴(2)；
接收部件(4)，用于将所述骨锚固元件联接到稳定元件(100)，所述接收部件具有：
顶端(4a)和底端(4b)，从所述顶端延伸到所述底端并且具有孔轴线(C)的孔(9)，
用于接收所述稳定元件的基本U形的凹口(10)，所述凹口与所述孔(9)连通；
容座元件(5)，所述容座元件布置在所述孔(9)内并且围绕所述孔轴线可旋转，所述容座元件形成用于可枢转地保持所述头部的容座，
其中所述容座元件被构造成允许所述骨锚固元件相对于所述孔轴线(C)至一侧比至另一侧具有更大的枢转角；
接触所述头部以将压力施加于所述头部的压力元件(6)，所述压力元件(6)经由形状锁定连接而连接到所述容座元件(5)，从而允许所述容座元件的角调节，所述方法包括以下步骤：
将所述容座元件或所述接收部件(4)支撑在支撑装置(30)中；
相对于所述容座元件(5)旋转所述接收部件(4)以调节扩大的枢转角的取向。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述容座元件(5)以形状锁定方式支撑在所述支撑装置(30)中的凹口(32a)中。
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