CN105496540A

CN105496540A - 具有骨诱导材料涂层的髂骨钉及脊椎固定装置

Info

Publication number: CN105496540A
Application number: CN201610038675.4A
Authority: CN
Inventors: 于滨生
Original assignee: Peking University Shenzhen Hospital
Current assignee: Peking University Shenzhen Hospital
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2036-01-20
Also published as: CN105496540B

Abstract

本发明涉及一种具有骨诱导材料涂层的髂骨钉及脊椎固定装置，包括钉体及连接器，钉体包括杆部及杆部的一端的头部，所述杆部的表面具有至少一部分表面具有外螺纹，所述外螺纹的表面涂覆有骨诱导材料层；连接器用以将所述头部与脊柱棒连接固定。本发明提供的髂骨钉及脊椎固定装置，一方面，可以利用骨诱导材料的生物活性，激发骨生成的能力，促进骨质生长愈合，而且可以使得钉体与骨质之间形成紧密结合，确保其连接的可靠性，另一方面，涂覆骨诱导材料，可以避免钉体与骨质直接接触，避免出现感染等问题。

Description

具有骨诱导材料涂层的髂骨钉及脊椎固定装置

技术领域

本发明涉及医疗外科器械领域，特别涉及一种具有骨诱导材料涂层的髂骨钉及脊椎固定装置。

背景技术

腰骶骨盆固定技术一直是脊柱外科领腰骶骨盆固定技术一直是脊柱外科领域的研究热点和难点，特别是关于如何提高内固定的稳定性和融合率方面。在治疗腰骶椎部位因结核、肿瘤的破坏及老年骨质疏松伴脊椎退变性疾病等需要进行病灶的清除、复位及内固定方面多数脊椎外科医生采用髂骨钉联合椎弓根钉固定法。生物力学研究表明：髂骨钉与腰骶椎弓根螺钉连接技术具有维持腰骶骨盆间稳定性的生物力学优势，此技术在腰骶骨盆固定的稳定性最好，各种运动状态下的活动度均明显减少。

髂骨钉联合椎弓根钉固定法具体为：提供脊柱棒和多根椎弓根钉及一根髂骨钉，多根椎弓根钉沿脊柱棒的延伸方向设置，每根椎弓根钉的一端通过连接器连接至脊柱棒，另一端拧入腰椎骨，而髂骨钉一端通过连接器连接至脊柱棒，另一端拧入髂骨，进而实现固定。

现有的髂骨钉一般包括钉体及连接器，钉体的杆部上具有外螺纹，钉体的头部设有连接器，连接器用于连接脊柱棒。这种结构的髂骨钉，钉体拧入髂骨，钉体与髂骨之间的生物相容性较差，难以做到紧密结合，容易松动，进而给人体造成疼痛感，而且，可能引发感染。

此外，现有的髂骨钉上的连接器，由于其结构强度差，在受力过程中，可能造成连接器变形，或者与脊柱棒之间的连接变得松动，进而影响治疗效果，甚至可能导致脊椎固定失效等。

发明内容

本发明的主要目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种具有骨诱导材料涂层的髂骨钉及脊椎固定装置。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种具有骨诱导材料涂层的髂骨钉，包括：

钉体，所述钉体包括杆部及杆部的一端的头部，所述杆部的表面具有至少一部分表面具有外螺纹，所述外螺纹的表面涂覆有骨诱导材料层；

连接器，用以将所述头部与脊柱棒连接固定。

优选地，所述连接器包括：

套筒，所述套筒一端与所述头部万向转动连接，所述套筒另一端的侧壁设有两个相对的沿轴线延伸的U形收纳缺口；

螺帽，所述螺帽与所述套筒的所述另一端螺纹连接。

优选地，所述套筒的所述一端设有球头座，所述球头座上通孔，所述通孔的孔壁为球面，所述杆部由所述通孔穿出，所述头部为与所述球面相适配的球形结构。

优选地，所述套筒的所述一端形成有沿径向向内侧凸出的挡沿，所述球头座设置于套筒内，且所述球头座形成有沿轴向凸出的台阶部，所述台阶部止挡于所述挡沿。

优选地，所述套筒的所述另一端的外表面设有外螺纹，所述螺帽具有与所述外螺纹匹配的内螺纹。

优选地，所述螺帽包括：

盖体，所述盖体包括圆周壁及顶壁，所述圆周壁设有所述内螺纹；

抵触台，所述抵触台自所述顶壁沿朝向所述套筒的方向凸出形成，所述抵触台的轴线与所述盖体的轴线重合，且直径小于所述套筒的内径。

优选地，所述抵触台的自由端端面设有形成有与所述脊柱棒相适配的弧形定位槽。

优选地，所述抵触台的高度大于所述圆周壁的高度。

优选地，所述骨诱导材料层为羟基磷灰石和/或镁金属。

另一方面，本发明提供了一种脊椎固定装置，包括：

脊柱棒；

如上所述的具有骨诱导材料涂层的髂骨钉，所述连接器固定连接于所述脊柱棒。

根据本发明提供的具有骨诱导材料涂层的髂骨钉及脊椎固定装置，通过在钉体的外螺纹上涂覆一层骨诱导材料，一方面，可以利用骨诱导材料的生物活性，激发骨生成的能力，促进骨质生长愈合，而且可以使得钉体与骨质之间形成紧密结合，确保其连接的可靠性，另一方面，涂覆骨诱导材料，可以避免钉体与骨质直接接触，避免出现感染等问题。

附图说明

图1是本发明实施例具有骨诱导材料涂层的髂骨钉的结构示意图；

图2是本发明实施例具有骨诱导材料涂层的髂骨钉的分解示意图；

图3是本发明实施例具有骨诱导材料涂层的髂骨钉的剖视图；

图4是本发明实施例具有骨诱导材料涂层的髂骨钉中钉体与球头座连接的剖视图。

附图标记：

钉体10；

杆部101；

头部102；

连接器20；

套筒201；

U形收纳缺口2011；

外螺纹2012；

挡沿2013；

螺帽202；

圆周壁2021；

顶壁2022；

抵触台2023；

弧形定位槽2024；

球头座203；

通孔2031；

球面2032；

台阶部2033。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语″中心″、″纵向″、″横向″、″长度″、″宽度″、″厚度″、″上″、″下″、″前″、″后″、″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″顶″、″底″″内″、″外″、″顺时针″、″逆时针″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，″多个″的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″、″固定″等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图2所示，本发明实施例提供了一种具有骨诱导材料涂层的髂骨钉，包括钉体10及连接器20。

钉体10包括杆部101及杆部101的一端的头部102，所述杆部101的表面具有至少一部分表面具有外螺纹，所述外螺纹的表面涂覆有骨诱导材料层(未示出)。

连接器20用以将所述头部102与脊柱棒连接固定，例如钉体10的头部102与连接器20连接，而连接器20与脊柱棒连接，如此，即可实现钉体10与脊柱棒连接固定。

作为优选地，骨诱导材料层为羟基磷灰石和/或镁金属。

羟基磷灰石(hydroxyapatit，HA)是一种不可吸收的生物陶瓷材料，分子式是Ca10(PO4)6(OH)2，其化学组成和天然骨组织、牙齿相近(齿和骨基质都是由数十纳米至数百纳米的羟基磷灰石结晶组成，具有类似陶瓷的结构)，因此，它具有高度的生物相容性且无生物毒性，无刺激性，无致敏性，无致癌性。羟基磷灰石具有良好的骨引导力，能和人体内部组织在交界面上形成局部化学键性结合，羟基磷灰石通过与周围的骨质进行钙、磷离子的交换而达到完全的整合，新骨和羟基磷灰石在界面上无纤维结缔组织存在，结合强度很高，基于上述诸多优点，以羟基磷灰石作为骨诱导材料，可以激发骨生成的能力，促进骨质生长愈合，而且可以使得钉体10与骨质之间形成紧密结合，确保其连接的可靠性。

而镁作为一种取材广泛的金属材料，是人体必需元素，参与重要的新陈代谢活动，近年来的研究证明其有良好的生物相容性，可被人体吸收，过量的镁可以通过尿液排出体外，具有较高的安全性。镁在生物内环境中会产生Mg(OH)2，在体内150mmol/L氯离子作用下，会迅速形成可溶性的镁离子化合物，可被人体所吸收。镁具有较低的杨氏模量(40～45GPa)，和人体密致骨接近，比强度、比刚度高等一系列优点，是理想的生物材料。除此之外，金属镁还具有良好的骨诱导能力，因此，将镁作为骨诱导材料，由于镁合金在降解过程中释放的镁离子及在其周围形成的碱性环境，可以引起镁合金周围组织中骨形态发生蛋白(BMP-2)的增加，进而刺激多潜能间充质细胞的分化、成长，引起局部的新骨生成，进而，也可以使得钉体10与骨质之间形成紧密结合，确保其连接的可靠性。

需要说明的是，普通羟基磷灰石的缺点是脆性大，断裂韧性仅为钛合金的1/70～1/40，抗疲劳强度差，而材料的多孔化使得其机械强度进一步下降。而镁具有较低的杨氏模量(40～45GPa)，和人体密致骨接近，比强度、比刚度高等一系列优点，因此，将镁和羟基磷灰石复合使用，可以克服羟基磷灰石的缺陷，提高其强度，尤其是在髂骨位置，其受力作用较大，只有具有了足够的强度，采能确保其骨修复有效。

可以理解的是，作为优选地，杆部101上只在植入骨内的部分涂覆骨诱导材料层，进而起到增加螺钉与骨的亲和，进而提高骨对螺钉的把持力，增加稳定，预防松动等作用。

参照图2至图4所示，在本发明的一个实施例中，连接器20包括套筒201及螺帽202，套筒201一端与所述头部102万向转动连接，也就是说，钉体10的头部102与套筒201一端之间可以万向转动。套筒201另一端的侧壁设有两个相对的沿轴线延伸的U形收纳缺口2011，该U形收纳缺口2011是用于收纳放置脊柱棒的。螺帽202与所述套筒201的所述另一端螺纹连接，当螺帽202与套筒201所述的另一端螺纹连接之后，U形收纳缺口2011即形成封闭状态，其内部的脊柱棒即可被固定在套筒201上。

由于髂骨为作为人体中承重较大的部分之一，所以，收到的较大的压力，对应的，髂骨钉固定于髂骨中时，也会受到较大压力，此时，如此，髂骨钉的头部102与脊柱棒是固定连接而不能活动的，则水出现应力集中，导致髂骨损伤等问题。有鉴于此，本实施例中，由于钉体10的头部102与套筒201一端之间可以万向转动，因此，可以使得内应力均匀分散，进而避免髂骨损伤。此外，钉体10的头部102与套筒201一端采用万向转动连接方式，也方便于钉体10方向的调整，进而使其适应确定的钉道方向。

参照图3、图4所示，在本发明的一个具体实施例中，套筒201的所述一端设有球头座203，所述球头座203上通孔2031，所述通孔2031的孔壁为球面2032，所述杆部101由所述通孔2031穿出，所述头部102为与所述球面2032相适配的球形结构。

也就是说，通过球头座203中的球面2032与球形的头部102之间的配合，即可实现套筒201的所述一端与钉体10的头部102之间万向转动连接，其转动平顺，结构简单，装配方便。

更为具体的，在发明的一个示例中，套筒201的所述一端形成有沿径向向内侧凸出的挡沿2013，所述球头座203设置于套筒201内，且所述球头座203形成有沿轴向凸出的台阶部2033，所述台阶部2033止挡于所述挡沿2013。

也就是说，球头座203是设置于套筒201所述一端的内部的，而且是与套筒201所述一端内的台阶部2033相抵的，如此，球头座203被限定在套筒201内。采用这种结构，其结构简单，装配时是需要将球头座203从套筒201所述另一端装入即可，装配方便。

在本发明的一个优选实施例中，套筒201的所述另一端的外表面设有外螺纹2012，所述螺帽202具有与所述外螺纹2012匹配的内螺纹。

需要说明的是，现有技术中，一般都是在套筒201上设置内螺纹，再将螺塞的外表面设置外螺纹，进行利用螺塞与套筒201螺纹配合，这种螺纹配合方式，由于套筒201上开设有两个相对的U形收纳缺口2011，而且，该U形收纳缺口2011相对较大，因此，其套筒201的上端相当于被分成了相对的两个半圆形部分，显然，其强度大幅度降低，在通过螺塞螺纹连接后，且整体结构的非常低，在受到较大压力时，其U形收纳缺口2011内的脊柱棒与套筒201相互之间的作用力造成套筒201所述另一端变形，甚至损坏，进而造成套筒201与脊柱棒松脱，脊椎固定失效等问题。而本实施例中，通过在套筒201的所述另一端的外表面设置外螺纹2012，再与螺帽202螺纹配合，如此，螺帽202对套筒201的所述另一端起到加强作用，可以提高其强度，进而在使用中脊柱棒与套筒201固定牢固可靠，避免现有技术中因结构问题造成的脊柱固定失效等问题。

参照图3所示，更为有利的，在本发明的一个实施例中，螺帽202包括盖体及抵触台2023，盖体包括圆周壁2021及顶壁2022，所述圆周壁2021设有所述内螺纹。抵触台2023自所述顶壁2022沿朝向所述套筒201的方向凸出形成，所述抵触台2023的轴线与所述盖体的轴线重合，且直径小于所述套筒201的内径。

也就是说，螺帽202上形成有抵触台2023，当螺帽202螺纹连接在套筒201上并向下运动时，抵触台2023伸入至套筒201内，并随螺帽202向下运动，当向下运动至一定位置时，抵触台2023的自由端端面(也就是下端端面)与穿设在U形收纳缺口2011中的脊柱棒相抵，进而将脊柱棒压紧固定在U形收纳缺口2011中，确保脊柱棒与套筒201固定牢固可靠。

作为优选地，抵触台2023的高度大于所述圆周壁2021的高度，如此，在随螺帽202向下运动时，能够更快介入对脊柱棒的压迫，进而起到更好的压紧固定作用。

在本发明的一个实施例中，抵触台2023的自由端端面设有形成有与所述脊柱棒相适配的弧形定位槽2024。如此，当抵触台2023的自由端端面(也就是下端端面)与穿设在U形收纳缺口2011中的脊柱棒相抵时，脊柱棒刚好位于该弧形定位槽2024中，起到定位作用，确保脊柱棒固定更加稳固。

本发明实施例提供了一种脊椎固定装置，包括脊柱棒及上述实施例所述的具有骨诱导材料涂层的髂骨钉，所述连接器20固定连接于所述脊柱棒。

具体的，脊柱棒穿设在套筒201上的U形收纳缺口2011中，螺帽202与套筒201螺纹连接后，其上抵触台2023将脊柱棒压紧固定在U形收纳缺口2011。

根据本发明提供的具有骨诱导材料涂层的髂骨钉及脊椎固定装置，通过在钉体10的外螺纹上涂覆一层骨诱导材料，一方面，可以利用骨诱导材料的生物活性，激发骨生成的能力，促进骨质生长愈合，而且可以使得钉体10与骨质之间形成紧密结合，确保其连接的可靠性，另一方面，涂覆骨诱导材料，可以避免钉体10与骨质直接接触，避免出现感染等问题。此外，连接器20可实现与脊柱棒固定连接，连接的牢固性和可靠性更高。

在本说明书的描述中，参考术语″一个实施例″、″一些实施例″、″示例″、″具体示例″、或″一些示例″等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种具有骨诱导材料涂层的髂骨钉，其特征在于，包括：

连接器，用以将所述头部与脊柱棒连接固定。

2.根据权利要求1所述的具有骨诱导材料涂层的髂骨钉，其特征在于，所述连接器包括：

螺帽，所述螺帽与所述套筒的所述另一端螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的具有骨诱导材料涂层的髂骨钉，其特征在于，所述套筒的所述一端设有球头座，所述球头座上通孔，所述通孔的孔壁为球面，所述杆部由所述通孔穿出，所述头部为与所述球面相适配的球形结构。

4.根据权利要求3所述的具有骨诱导材料涂层的髂骨钉，其特征在于，所述套筒的所述一端形成有沿径向向内侧凸出的挡沿，所述球头座设置于套筒内，且所述球头座形成有沿轴向凸出的台阶部，所述台阶部止挡于所述挡沿。

5.根据权利要求2所述的具有骨诱导材料涂层的髂骨钉，其特征在于，所述套筒的所述另一端的外表面设有外螺纹，所述螺帽具有与所述外螺纹匹配的内螺纹。

6.根据权利要求5所述的具有骨诱导材料涂层的髂骨钉，其特征在于，所述螺帽包括：

7.根据权利要求6所述的具有骨诱导材料涂层的髂骨钉，其特征在于，所述抵触台的自由端端面设有形成有与所述脊柱棒相适配的弧形定位槽。

8.根据权利要求6所述的具有骨诱导材料涂层的髂骨钉，其特征在于，所述抵触台的高度大于所述圆周壁的高度。

9.根据权利要求1所述的具有骨诱导材料涂层的髂骨钉，其特征在于，所述骨诱导材料层为羟基磷灰石和/或镁金属。

10.一种脊椎固定装置，其特征在于，包括：

脊柱棒；

如权利要求1至9中任一项所述的具有骨诱导材料涂层的髂骨钉，所述连接器固定连接于所述脊柱棒。