CN104970872A - 一种脊柱固定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种脊柱固定装置，属于骨科植入物，包括骨板和螺钉，螺钉与骨板的钉孔配合，用于固定骨板。使用本发明中的脊柱固定装置时，螺钉穿过钉孔将骨板固定在骨上，操作简单且固定牢固，利于骨的愈合。
Description
技术领域
本发明涉及一种骨科植入物，具体地，涉及一种用于稳定脊柱的固定装置。
背景技术
由于退化、肿瘤以及由物理创伤引起的骨折和错位，可能对人体的脊柱造成各种各样的伤害。脊柱骨折十分常见，约占全身骨折的5%—6%。脊柱骨折可以并发育脊髓或末尾马尾神经损伤，特别是颈椎骨折，脱位合并有脊髓损伤者，据报告最高可达70%，能严重致残甚至丧失生命。脊柱骨折或错位主要症状为局部疼痛，站立及翻身困难，腹膜后血肿刺激了腹腔神经节，使肠蠕动减慢，常出现腹痛、腹胀甚至出现肠麻痹症状。因此，对脊柱骨折的有效治疗具有十分重要的意义。
在对脊柱骨折或错位进行的一些手术中要使用固定板，固定板利用穿过固定板的骨紧固件而紧固于脊柱的骨组织上，使两个或多个椎骨主体结合以使脊柱的一部分固定在需要的位置上。所述固定板必须满足在长期使用中与脊柱的稳固性和系统的可靠性，保证骨紧固件不会松开或从板上退出，确保板与骨之间的固定。
对此，现有技术中公开了一些脊柱骨板，如美国专利文献US2014/0249587中公开的脊柱固定骨板，其中的紧固件螺钉利用可膨胀环防止退出，螺钉头设置为可膨胀的花瓣状，将其旋入钉孔后，再将可膨胀环置入钉头的花瓣翼中，使螺钉头膨胀，抵住钉孔突出部，从而防退钉；但是在该技术方案中，钉头的可膨胀度有限，钉孔突出部挡住钉头的部分有限，板相对于骨运动时，并不能完全确保钉不从钉孔中滑出，且术中使用时将钉旋入后还需将可膨胀环置入钉头中，步骤相对复杂。
发明内容
为此，本发明需要解决的技术问题在于，现有技术中的脊柱骨板存在固定不牢固、术中操作步骤复杂的问题，从而提供了一种固定牢固且操作简单的骨板。
为了解决上述技术问题，本发明的脊柱固定装置，包括骨板和螺钉，所述骨板包括板本体、板孔以及插入板孔的钉孔套；所述钉孔套由弹性材料制成，与所述板孔之间设有相互结合以防止所述钉孔套转动的卡合部；所述钉孔套上设有贯通所述板上表面和下表面的孔，供螺钉穿过，所述钉孔套上表面设有向内延伸的凸缘，所述凸缘下方设有向下的凸起；所述螺钉用于插入所述钉孔套，所述螺钉的钉头上表面有凹槽，与所述钉孔套上的凸起相配合。
所述螺钉钉头表面的凹槽从上表面向下延伸，占整个钉头高度的1/10至1/4，优选1/8至1/5。
所述凹槽设置在钉头上表面外周，在半径的1/3至1/20区域内，优选在1/4至1/10区域内。
所述钉孔套向下的凸起高度小于所述钉头表面的凹槽深度。
所述钉孔套向下的凸起的底面和内表面为粗糙表面，所述钉孔套向下的凸起的底面和内表面设置有凸点、波纹或尖刺。
所述板本体的钉孔位置处为脊状凸起。
所述板本体的底面具有晶格结构。
所述晶格结构为环形网状十四面体晶格结构。
所述晶格结构的相对两个晶格平面的距离为0.1-0.5mm，其中十四面体的一个面平行于所述板本体的底面。
制备所述骨板包括以下步骤：（1）所述板本体一体成型；（2）采用3D打印成型技术在板本体底面形成晶格结构。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点。
1）本发明的脊柱固定装置中，插入骨板板孔的钉孔套上表面设有向内延伸的凸缘，所述凸缘下方设有向下的凸起，螺钉与板上的钉孔套配合，钉头上表面有凹槽，与所述钉孔套上的凸起相配合。旋入螺钉的过程中，由于钉孔套由弹性材料制成，凸缘被螺钉挤向两侧变形，使螺钉顺利插入；插入后，凸缘恢复至未形变位置，向下的凸起与螺钉头上的凹槽相对应。由于钉孔套与钉头之间存在空隙，允许钉头发生微动，促进骨折愈合；同时，如果螺钉头在钉孔套内发生微动、螺钉有退出趋势时，凸缘下的凸起会抵住钉头上的凹槽，不仅从上方提供阻止钉头向上退出的力，也从侧面给出阻止钉头在侧方向移动的力，全面阻止钉头退出。骨板植入骨表面后，只需再将螺钉旋入即可，避免了装配其它辅助部件的步骤，简化了操作。
2）本发明的脊柱骨板，螺钉钉头表面的凹槽从钉头上表面向下延伸，占整个钉头高度的1/10至1/4，优选为1/8至1/3，凹槽设置在钉头上表面外周，在半径的1/3至1/20区域内，优选在1/4至1/10区域内；钉孔套向下的凸起高度低于凹槽的深度，这样钉孔套上表面开口既能保证螺钉顺利挤压钉孔套的凸缘进入钉孔，又能保证螺钉进入钉孔后，凸起位于凹槽上方，两者的配合关系使得钉不会从钉孔中滑出。
优选地，钉孔套中向下凸起的底面和内表面为粗糙表面，如设有凸点、波纹或尖刺，进一步加强与钉头的固定。
3）本发明的脊柱骨板，骨板底面有一层环形网状十四面体晶格结构，增加了与骨面之间的把持力，且抗压能力强，与上述固定件一起起到加强固定的作用。
附图说明
图1 为本发明的脊柱固定装置的一个实施方式的立体图；
图2 为本发明的脊柱固定装置的另一实施方式的侧视图；
图3为图2所示脊柱固定装置的分解图；
图4为本发明的脊柱固定装置中的钉孔套与螺钉配合的侧视图；
图5为本发明的脊柱固定装置的另一种钉孔套的侧视图；
图6为本发明的脊柱固定装置中的螺钉的立体图；
图7为本发明的底面具有晶格结构层的脊柱固定装置的立体图；
图8为图7中底面晶格结构的局部放大图。
附图标记
1-骨板， 2-螺钉，21-凹槽，3-骨板本体，4-板孔，5-钉孔套，51-卡合部，52-凸缘，53-凸起，6-第一端，7-第二端，8-连接段，9-脊突，10-晶格结构层， 11-十四面体晶格结构。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的脊柱固定装置作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明的脊柱固定装置用于稳定脊骨，由钛合金或者PEEK制成，包括骨板1和螺钉2，所述骨板1包括板本体3、板孔4以及插入板孔的钉孔套5；骨板具有第一端6和第二端7，第一端6和第二端7之间有一个或多个连接段8，第一端、第二端以及每一连接段上都有一对板孔6。板孔4内有与其配合的钉孔套5，所述钉孔套5由弹性材料制成，所述弹性材料为记忆合金或弹性聚合物材料，钉孔套5与所述板孔之间设有相互结合以防止所述板孔套转动的卡合部51；所述钉孔套5上设有贯通所述板上表面和下表面的孔，供螺钉穿过，所述钉孔套上表面设有向内延伸的凸缘52，所述凸缘52下方设有向下的凸起53。所述螺钉2与板上的钉孔套5配合；所述螺钉的钉头上表面有凹槽21，与所述钉孔套上的凸起相配合。所述螺钉钉头表面的凹槽21从上表面向下延伸，占整个钉头高度的1/10至1/4。所述凹槽设置在钉头上表面外周，在半径的1/3至1/20区域内。所述钉孔套向下的凸起高度小于所述钉头表面的凹槽深度。
在图4 所示的实施方式中，所述螺钉钉头表面的凹槽21从上表面向下延伸，占整个钉头高度的约1/10;凹槽21设置在钉头外周占半径的1/5至1/15区域内；所述钉孔套向下的凸起高度小于钉头表面的凹槽深度。与图5所示的钉孔套相配合的螺钉，钉头表面的凹槽21从上表面向下延伸，占整个钉头高度的约1/8；凹槽21设置在钉头外周占半径的1/10至1/4区域内。
在其他的实施方式中，钉孔套中向下凸起的底面和内表面可以设置为粗糙表面，设置有凸点，也可设置为波纹或尖刺，增加与螺钉头的摩擦力。
在其他的实施方式中，如图2 所示，板本体设置为波浪形脊突状，将板孔设置于脊突处，增加了板孔处的厚度，可提高螺钉处的固定强度。
优选地，板本体的底面有晶格结构层10，如图7所示的实施方式中，所述晶格结构为环形网状十四面体晶格结构11，所述晶格结构11的相对两个晶格平面的距离为0.1-0.5mm，优选为0.2mm，其中十四面体的一个面平行于板本体的底面。晶格结构是组成物质的基础单位，不同于其他的三维网状结构，增加摩擦力的同时，具有更好的稳定性和抗压强度，本实施例中，网状结构采用的是稳定性优异的环形网状十四面体晶格结构，增加了表面粗糙度、提高了板的稳定性。其中的环形网状十四面体的一个面大体平行于板本体的底面。所述网状结构相当于骨板厚度的十分之一。当然，其厚度也可设置成其他数值。本发明中设置成此厚度是兼顾骨板整体厚度和对骨板固定强度的要求，保证骨板切迹不至太高，又有效提高了骨板对骨的把持力，提高了固定强度和稳定性。
制造上述固定装置的方法包括如下步骤：采用传统的精密铸造工艺制造骨板本体，在骨板下表面形成网状结构；网状结构采用3D打印技术形成，在本发明中为环状十四面体晶格结构，其中的一个面平行于骨板的下表面。
使用该固定装置时，将钉孔套5卡入板上的板孔4内，在钉孔套5和板本体3之间设有相互结合的卡合部51。通过设置卡合部51，使得在将螺钉2旋入骨骼时，钉孔套5不会相对于板本体发生转动，从而提高了本固定装置的可靠性。然后将板植入患者体内所需位置处，将螺钉2旋入钉孔套5，继而旋入待处理的骨骼中，通过螺钉将人体的骨骼与板固定在一起。板本体下方有环状十四面体晶格结构11，增加了板与骨面之间的把持力，保证了板的固定强度和稳定性；同时，由于钉孔套5由弹性材料制成，螺钉2旋入钉孔套5时，向钉孔两侧挤压凸缘52，旋入钉孔套5后，凸缘52恢复未挤压状态，向下的凸起53位于钉头凹槽上方，凸起的高度小于钉头表面的凹槽深度，钉头在钉孔套内有一定的活动度，能产生微动，促进骨折愈合；同时，如果螺钉向外位移过大，钉孔套上的凸起53会抵住钉头的凹槽，从而侧面和上面都有力阻止钉头退出，且退出力越大，凸起53和凹槽21的配合会越紧密。因此，本发明中的技术方案，用于脊柱的固定，尤其是用于颈椎前路的固定，通过对板本体以及板孔、螺钉的设计，全面提高了骨板的固定强度，允许微动，促进骨折愈合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种脊柱固定装置，包括骨板和螺钉，
所述骨板包括板本体、板孔以及插入板孔的钉孔套；所述钉孔套由弹性材料制成，与所述板孔之间设有相互结合以防止所述钉孔套转动的卡合部；所述钉孔套上设有贯通所述板上表面和下表面的孔，供螺钉穿过，所述钉孔套上表面设有向内延伸的凸缘，所述凸缘下方设有向下的凸起；
所述螺钉用于插入所述钉孔套，所述螺钉的钉头上表面有凹槽，与所述钉孔套上的凸起相配合。
2.根据权利要求1所述的脊柱固定装置，其特征在于：所述螺钉钉头表面的凹槽从上表面向下延伸，占整个钉头高度的1/10至1/4。
3.根据权利要求2所述的脊柱固定装置，其特征在于：所述凹槽设置在钉头上表面外周，在半径的1/3至1/20区域内。
4.根据权利要求1所述的脊柱固定装置，其特征在于：所述钉孔套向下的凸起高度小于所述钉头表面的凹槽深度。
5.根据权利要求4所述的脊柱固定装置，其特征在于：所述钉孔套向下的凸起的底面和内表面为粗糙表面。
6.根据权利要求1至5任一所述的脊柱固定装置，其特征在于：所述板本体的钉孔位置处为脊状凸起。
7.根据权利要求1至5任一所述的脊柱固定装置，其特征在于：所述板本体的底面具有晶格结构。
8.根据权利要求7所述的脊柱固定装置，其特征在于：所述晶格结构为环形网状十四面体晶格结构。
9.根据权利要求8所述的脊柱固定装置，其特征在于：所述晶格结构的相对两个晶格平面的距离为0.1-0.5mm，其中十四面体的一个面平行于所述板本体的底面。
10.一种制备权利要求7或8或9所述的脊柱固定装置的方法，其特征在于：制备所述骨板包括以下步骤：（1）所述板本体一体成型；（2）采用3D打印成型技术在板本体底面形成晶格结构。
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