CN103505277A - 骨锚固器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种骨锚固器，其包括：锚固部件（1、1'），该锚固部件具有敞开的第一端部（11）和第二端部（12）以及在第一端部（11）和第二端部（12）之间的管状部段（13），从第一端部延伸到所述第二端部的纵轴线（L），以及用于在管状部段（13）的至少一部分中接合骨的骨接合结构（16）；其中锚固部件（1）由第一材料制造；芯体部件（2、2'），该芯体部件具有第一端部（21）和第二端部（22）并且可插入锚固部件中并且可连接到锚固部件；其中芯体部件（2）由不同于第一材料的第二材料制造。

Description

骨锚固器
技术领域
本发明涉及一种骨锚固器，该骨锚固器包括锚固部件并且还包括芯体部件，锚固部件具有管状部段和用于在管状部段的至少一部分中接合骨的骨接合结构，芯体部件可插入锚固部件中并且可连接到锚固部件。锚固部件由比芯体部件的材料挠性更大的材料制造。特别地，骨锚固器可以用于骨固定或稳定装置中并且它尤其适合用于将固定或稳定装置锚固在骨质疏松骨中。
背景技术
US2010/082071A1描述了一种复合螺钉，该复合螺钉优选地通过金属销嵌入具有面向外螺纹的聚合物管状结构中而制造，其中金属销包括螺钉头部、中间柄部和螺钉末端，并且聚合物螺纹管模制到金属柄部上或者在将聚合物结构模制到柄部上之后加工螺纹。在优选实施例中，该复合螺钉具有沿着螺钉柄部从末端到头部的可变刚度。因此，该复合螺钉意味着通过引入聚合物螺纹减小螺钉的刚度。
US6,168,597B1描述了一种骨螺钉，该骨螺钉具有螺纹柄部分、设在柄部中的纵向腔孔、头部以及朝着与头部相对的自由端部张开的张开部分。平行于纵轴线延伸的狭缝设在螺纹柄部的该部分中。膨胀部件包括形成骨螺钉的顶部的顶部分和柄部。首先将膨胀部件推入腔孔中并且然后将螺钉与膨胀部件一起拧入骨中。其后，通过将膨胀部件的顶部分牵引到柄部分的纵向腔孔中骨螺钉在骨内膨胀。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的骨锚固器，其特别有用于应用于弱骨质疏松骨（weak osteoporotic bone）中。
该目的由根据权利要求1所述的骨锚固器实现。在从属权利要求中给出了更多的改进。
骨锚固器的锚固部件由比芯体部件的材料挠性更大的材料制造。所以，骨锚固器的总刚度相比于仅仅由金属部件组成的骨锚固器的刚度减小。优选地，锚固部件的材料是聚合物材料并且芯体部件的材料是金属材料。
该骨锚固器具有的优点是锚固部件可以独立地插入骨中并且其后可以插入芯体部件。由于芯体部件可以通过滑动运动插入锚固部件中而没有任何旋拧操作，因此可以快速地并且以简单方式执行芯体部件的插入。备选地，锚固部件和芯体部件可以预先组装并且作为整体旋拧入骨中。
通过关于锚固部件和芯体部件选择材料的适当组合，可以获得骨锚固器的适当刚度。
该骨锚固器可以与所有已知的多轴接收部件和其它稳定装置一起使用。由于头部由通常用于稳定和/或固定装置的材料制造，因此头部可以有效地连接和固定到这样的稳定和/或固定装置。
锚固部件提供在骨中的改善长期锚固。
附图说明
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显示根据第一实施例的骨锚固器的透视分解图。
图2显示处于已组装状态的根据图1的骨锚固器的透视图。
图3显示锚固部件的第一端部的俯视图。
图4显示锚固部件的侧视图。
图5显示根据图4中的线A-A的锚固部件的横截面图。
图6显示根据第一实施例的骨锚固器的芯体部件的透视图。
图7显示根据第一实施例的骨锚固器的芯体部件的第一端部的俯视图。
图8显示图6的芯体部件的横截面图，其中该截面在包含纵轴线的平面中获得。
图9显示在将骨锚固器锚固到骨中的第一步骤中的根据第一实施例的骨锚固器的锚固部件的横截面图。
图10a显示将芯体部件安装到插入骨中的锚固部件的横截面图。
图10b显示图10a的放大部分。
图11a显示将芯体部件进一步插入锚固部件同时锚固部件膨胀的横截面图。
图11b显示图11a的放大部分。
图12a显示插入芯体部件同时进一步膨胀锚固部件的又一步骤。
图12b显示图12a的放大部分。
图13a显示将芯体部件连接到锚固部件的最后步骤的横截面图，其中芯体部件完全插入锚固部件中。
图13b显示图13a的放大部分。
图14至16显示将根据第一实施例的骨锚固器锚固在椎骨的椎弓根中的步骤。
图17显示具有根据第一实施例的骨锚固器的多轴骨锚固装置的横截面图。
图18显示具有根据第一实施例的骨锚固器的骨板的横截面图。
图19显示根据第二实施例的骨锚固器的透视分解图。
图20显示处于已组装状态的根据第二实施例的骨锚固器的透视图。
图21显示根据第二实施例的骨锚固器的侧视图。
图22显示沿着图21中的线B-B的根据第二实施例的骨锚固器的横截面图。
图23显示根据第二实施例的骨锚固器的第二端部的仰视图。
图24显示根据第二实施例的骨锚固器的锚固部件的第一端部的俯视图。
图25显示根据第二实施例的锚固部件的侧视图。
图26显示沿着图25中的线C-C的根据第二实施例的锚固部件的横截面图。
图27显示根据从第二实施例的锚固部件的第一端部的透视图。
图28显示根据第二实施例的骨锚固器的芯体部件的透视图。
图29显示根据第二实施例的芯体部件的横截面图，该截面在包含纵轴线的平面中获得。
具体实施方式
如图1和2中所示，根据第一实施例的骨锚固器包括呈螺钉部件的形式的锚固部件1，和芯体部件2。芯体部件2可以插入锚固部件1中并且连接到锚固部件以形成骨锚固器。
如图3至5中进一步所示，锚固部件1具有第一端部11，相对的第二端部12以及延伸通过第一端部11和第二端部12的纵轴线L。锚固部件形成为管状部件并且具有带有第一内径的第一部段13，第一部段从第一端部11延伸到离第二端部12一定距离处。在邻近第二端部12的第二部段14中，内径朝着第二端部12逐渐减小。第二部段14包括朝着第二端部12渐缩的锥形内表面14a。在第二端部12处，提供通到第二端部12并且延伸到第一部段13中的至少两个、优选三个或四个狭缝15。狭缝15大致平行于纵轴线L。借助于狭缝15，使锚固部件1在其第二端部12的区域中具有挠性，如下所述。
如图1和13a、13b中所示，当芯体部件完全插入时，第二端部12的前表面限定用于芯体部件的一部分的抵靠部。
锚固部件1上的外表面的至少一部分带有骨螺纹16。代替骨螺纹16，可以提供另一个骨接合结构，例如倒钩或纹理化表面。
在第一端部11处，多个凹陷17从第一端部11的前表面延伸到第一管状部段13中，并且形成用于与头部3形状配合接合的接合部分。
锚固部件1由这样的材料制造，所述材料具有比芯体部件2的材料的弹性模量小的弹性模量。优选地，锚固部件1由聚合物材料、特别是生物相容聚合物材料制造。例如，材料可以选自聚芳醚酮PAEK的族（group），包括聚醚醚酮PEEK、聚醚酮酮PEKK和聚醚酮PEK。然而，也可以使用其它聚合物材料。在制造期间通过选择适当的材料、锚固部件1的壁厚度、狭缝15的长度和宽度可以调节锚固部件1在其第二端部12可膨胀的程度。
如图6至8中进一步所示，芯体部件2包括第一端部21，相对的第二端部22以及大致杆状中心部分23。邻近第一端部21，提供锚固器的头部3。头部3具有在自由端部处的接合部分31，其形成具有凹陷（例如梅花型（torx-shaped）凹陷或六角形凹陷）的第一端部21，所述凹陷可以与工具接合。头部3还包括球形表面部分32。球形表面部分32的直径朝着杆状中心部分23减小。头部3用于将骨锚固器连接到例如稳定或固定装置的其它装置，例如连接到板状部件或多轴骨锚固器的接收部件。在球形外表面部分32和杆状中心部分23之间，提供颈部分34，该颈部分34具有的直径比球形外表面部分小且比杆状中心部分23大。颈部分34具有的外径使得它在第一端部11处配合到管状锚固部件1中。在径向和轴向上突出的突起34a存在于对应于锚固部件1的第一端部11处的凹陷17的位置上。突起34a配置成接合凹陷17，在锚固部件1的第一端部11实现芯体部件2和锚固部件1之间的形状配合连接。借助于突起34a和凹陷17的接合，芯体部件2可以固定到锚固部件1使得芯体部件2不能相对于锚固部件旋转。
在第二端部22处，芯体部件2包括末端24。末端24以一定锥角朝着第二端部22渐缩，其中该锥角大致对应于锚固部件1的锥形部分14a的锥角。在杆状中心部分23和末端24之间，存在圆柱形部分25，该圆柱形部分具有比末端的基部24a小的直径使得如在图2中可以看到的，末端24的基部24a抵靠锚固部件1的第二端部的前表面。
一个或多个引导部件26可以设在杆状中心部分23上，其中引导部件26具有大致圆柱形，具有朝着第二端部22渐缩的倾斜表面26。引导部件26的外径仅仅略小于锚固部件1的第一部段13的内径。所以，当芯体部件2插入管状锚固部件1中时，引导部件26通过沿着锚固部件1的内壁滑动而提供引导。锥形表面26a便于芯体部件2插入锚固部件1中。引导部件26可以与芯体部件2整体地形成或者可以是固定到芯体部件2的独立部件。引导部件也可以被省略。
芯体部件2由优选地比锚固部件的材料更硬、即具有更高弹性模量的材料制造。例如，芯体部件2由金属材料、身体相容金属合金制造，金属材料诸如钛、不锈钢，身体相容金属合金诸如Mi-Ti合金，例如镍钛诺（Nitinol）。
将参考图9至13b说明使用锚固部件的方法的第一实施例。首先，如图14中所示，将锚固部件插入骨、骨部分或椎骨（未显示）中。可以事先制备芯体孔。可以使用接合锚固部件的未显示的工具。用于形成至锚固部件1的形状配合连接的接合部分17也可以用作用于工具的接合部分。可以提供其它接合部分（未显示）。
在第二步骤中，如图10a和10b中所示，在末端24面对锚固部件1的情况下将芯体部件2插入锚固部件中直到末端24在第二端部12处抵靠锚固部件的内壁上的锥形部分14a。在插入期间，芯体部件2沿着锚固部件1的内表面滑动，同时通过内壁接触引导部件26芯体部件2被引导。
接着，如图11a和11b中所示，将芯体部件2进一步推进到锚固部件1中导致锚固部件在第二端部2处膨胀，原因是末端24的基部24a的外径大于管状锚固部件第二端部处的内径。
在一步骤中，如图12a和12b中所示，将芯体部件进一步推进到锚固部件2中允许末端24从锚固部件2离开，由此在第二端部12处进一步膨胀锚固部件2。
最后，如图13a和13b中所示，当仍然进一步推进芯体部件2时，锚固部件的膨胀部分回弹使得锚固部件用在第二端部12处的它的前表面抵靠末端的基部表面24a，圆柱形部分25延伸通过第二端部并且形成用于锚固部件的在径向上的抵靠部。末端的基部表面24a形成用于锚固部件的第二端部12的在纵向上的抵靠部。杆状中心部分23的尺寸使得在完全插入配置中，如图13a中所示，头部3的突起34a完全接合凹陷17使得芯体2相对于锚固部件1旋转固定。
图14至16显示将骨锚固器应用到椎骨100的椎弓根（pedicle）的如前所述的使用方法。图14显示首先用工具101将锚固部件插入椎弓根中。然后，去除工具并且插入芯体部件，如图15中所示。图16显示最后配置，其中芯体部件2完全插入锚固部件1中。
在使用方法的第二实施例中将如图13a中所示的具有芯体部件的预组装锚固部件作为整体组件插入骨中。
在图17中显示了骨锚固器与稳定装置一起的第一应用。根据第一实施例的骨锚固器接收在多轴骨锚固器的接收部件4中。接收部件4为大体圆柱形并且包括顶端41、底端42以及从顶端延伸到离底端一定距离处的同轴腔孔43。腔孔43朝着底端42缩窄并且提供开口44。靠近底端，提供用于可枢转地接收头部3的容座45。U形凹陷从顶端延伸到离顶端一定距离处以用于接收杆5。借助于U形凹陷提供两个自由腿部46、47，所述自由腿部具有用于与锁定部件6配合的内螺纹48。此外，提供压力部件7，所述压力部件将压力施加到头部3上使得通过上紧锁定部件可以将头部3锁定在某个角位置。骨锚固器可以与用于多轴骨螺钉的接收部件和设计的其它部分一起使用。芯体部件2的头部3也可以设计成使得它包括用于接收杆并且用于接收锁定部件以固定杆的部段，如可以从单轴骨螺钉获知的。
在图18中显示了应用的第二例子，其中根据第一实施例的骨锚固器与骨板9一起使用，所述骨板具有用于接收每个骨锚固器的头部3的容座部分11和孔10。这样的骨板的各种配置是可想到的。同样在该例子下，头部3可以在其形状上进行适应以对应于设在骨板中的接收部分。
参考图19至21，显示了骨锚固器的第二实施例。锚固部件1'和芯体部件2'均包括彼此配合以增强芯体部件2'的固定以防止部件的旋转和轴向运动的结构。
将参考图24至27更详细地描述锚固部件1'。与先前实施例的部件和部分相同的部件和部分用相同的附图标记指示并且将不重复它们的描述。锚固部件1'包括由纵向延伸肋状突起18提供的内部引导结构。肋状突起18从第一端部11延伸到离第二端部12一定距离处。优选地，肋状突起18仅仅一直延伸到狭缝15的端部使得锚固部件的挠性部分不具有肋状突起。
例如，四个肋状突起18相对于彼此成90°布置使得它们形成十字形布置。另外，在第二端部12处，多个凹陷19（例如四个）布置在端部12的端面中。凹陷19用于与芯体部件2'上的相应部分接合。头部3在其面对杆状部分23的侧面具有突起34a'，所述突起布置和配置成接合具有肋状突起18的管状部段13。
芯体部件2'在其杆状中心部分23上具有至少一个、优选多个间隔开的引导部件26'。引导部件26'的最大外径略小于锚固部件2'在肋状突起18之间的空间中的内径。引导部件26'包括纵向凹槽26a'，所述纵向凹槽在圆周方向上彼此间隔开布置在对应于突起18的位置的位置。因此，凹槽26a'配置成与肋状突起18接合。
在面朝着第一端部22的末端24的基部，存在向外并且在朝着芯体部件2'的第一端部21的方向上突出的突起24b。突起24b配置成接合在锚固部件的凹陷19中。
借助于芯体部件2'和锚固部件1'之间的上述形状配合连接，提供防止芯体部件2'相对于锚固部件1'的旋转并且也防止部件的轴向位移的结构。
这样的接合结构的其它设计是可能的。例如，可以提供多于或少于四个突起和凹槽。锚固部件的内壁可以具有当接合芯体部件2'的相应轮廓时防止旋转的椭圆形轮廓或其它轮廓。
实施例的另外修改是可能的。例如，芯体部件可以由两个或更多个部件制造。头部可以制造为可以连接到芯体部件的独立部件。而且，头部3可以是锚固部件的一部分。
锚固部件的第二端部可以闭合并且在芯体部件上的末端可以被省略。在该情况下，提供将芯体部件固定到锚固部件的结构。
头部可以具有取决于骨锚固器的预期使用的不同形状。第二实施例的材料和材料的组合可以与第一实施例中相同。

Claims (16)

1.一种骨锚固器，包括：
锚固部件（1、1'），所述锚固部件具有敞开的第一端部（11）和第二端部（12）以及在所述第一端部（11）和所述第二端部（12）之间的管状部段（13），从所述第一端部延伸到所述第二端部的纵轴线（L），以及用于在所述管状部段（13）的至少一部分中接合骨的骨接合结构（16）；
其中所述锚固部件（1）由第一材料制造；
芯体部件（2、2'），所述芯体部件具有第一端部（21）和第二端部（22），并且所述芯体部件可插入所述锚固部件中并且可连接到所述锚固部件；
其中所述芯体部件（2）由不同于所述第一材料的第二材料制造。
2.根据权利要求1所述的骨锚固器，其中所述第一材料是具有比所述第二材料大的挠性的材料。
3.根据权利要求1或2所述的骨锚固器，其中所述第一材料是聚合物材料。
4.根据权利要求1至3之一所述的骨锚固器，其中所述第二材料是金属材料。
5.根据权利要求1至4之一所述的骨锚固器，其中所述骨接合结构（16）是骨螺纹。
6.根据权利要求1至5之一所述的骨锚固器，其中所述骨锚固器（1、1'）的所述第一端部（11）和所述第二端部（12）形成所述管状部段（13）的敞开端部，并且其中所述锚固部件（1、1'）在所述第二端部（12）可膨胀。
7.根据权利要求1至6之一所述的骨锚固器，其中所述锚固部件（1、1'）包括大致平行于所述纵轴线延伸并且通到所述第二端部（12）的至少两个狭缝（15）。
8.根据权利要求1至7之一所述的骨锚固器，其中所述锚固部件包括在所述第二端部（12）处或附近的内壁处的锥形部段（14a），所述锥形部段朝着所述第二端部（12）渐缩。
9.根据权利要求1至8之一所述的骨锚固器，其中所述锚固部件（1、1'）包括在所述第一端部（11）处或附近的接合结构（17），所述接合结构优选地呈从所述第一端部（11）的前表面延伸到所述管状部段（13）中的至少一个凹陷的形式。
10.根据权利要求1至9之一所述的骨锚固器，其中所述芯体部件（2、2'）包括在所述第一端部处的头部（3、3'），所述头部（3、3'）优选地具有球形外表面部分（32）。
11.根据权利要求10所述的骨锚固器，其中所述头部（3、3'）包括用于接合所述锚固部件（1、1'）的接合部分（34）。
12.根据权利要求1至11之一所述的骨锚固器，其中所述芯体部件（2、2'）包括在所述第二端部（12）处的末端（24），所述末端朝着所述第二端部渐缩。
13.根据权利要求12所述的骨锚固器，其中所述末端（24）的最大外径大于管状部段（14）在所述第二端部（12）处的内径。
14.根据权利要求1至13之一所述的骨锚固器，其中所述芯体部件（2）包括抵靠部分（24a），所述抵靠部分与所述锚固部件（1）的抵靠部分（12）配合以防止所述芯体部件（2）朝着所述第一端部（11）移动。
15.根据权利要求1至14之一所述的骨锚固器，其中所述锚固部件（1'）的管状部段（13）的内壁具有成形部（18），所述成形部以防止所述芯体部件（2'）旋转的方式与所述芯体部件（2'）的相应成形部（26a）配合。
16.根据权利要求1至15之一所述的骨锚固器，其中所述管状部段的内壁包括至少一个纵向延伸突起（18）并且所述芯体部件包括至少一个相应的纵向凹槽（26a）。
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