CN109620382A - 一种椎弓根螺钉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种椎弓根螺钉，包括螺钉外径、底径、螺纹牙宽、螺距、螺纹牙型角，所述螺钉分为根部段和前段，根部段底径可以为2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0mm，对应前段底径分别为2.0、2.7、2.7、3.0、3.0、3.5、3.5、4.0、4.0、4.5mm；根部段设置四线螺纹，对应前段设置二线螺纹；或根部段设置六线螺纹，对应前段设置三线螺纹；四线或六线螺纹螺距均为1.5~2.0mm；二线或三线螺纹螺距均为3.0~4.0mm。使用本发明可节约进钉时间，增大轴向拔出力和静态扭转强度，有效节约手术时间，以及能进一步避免螺钉脱出和折断的现象发生。

Description

一种椎弓根螺钉
技术领域
本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种椎弓根螺钉。
背景技术
椎弓根螺钉可以应用于脊柱颈椎段后路内固定，胸腰椎骨折、滑脱、畸形、退行性病变及椎间盘突出后路内固定以及骶髂关节后路内固定等。
椎弓根螺钉的主要结构包括外径、底径、牙宽、螺距、牙型角等，外径与底径的差值将决定轴向拔出强度，底径的大小决定扭转强度，牙宽值决定螺牙的强度，螺距决定进钉时间，牙型角决定轴向拔出强度。
目前，椎弓根螺钉一般分为单线螺纹椎弓根螺钉和双线螺纹椎弓根螺钉，其中，单线螺纹椎弓钉和双线螺纹椎弓钉的底径又有变化和不变之分，总体来说，现有单线、双线螺纹椎弓钉的缺陷在于导程过小，进钉速度较慢，轴向拔出力和静态扭转强度也比较差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种椎弓根螺钉，可以节约进钉时间，增大轴向拔出力和静态扭转强度，这样能够有效节约手术时间，以及能进一步避免椎弓根螺钉脱出和折断的现象发生。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种椎弓根螺钉，包括螺钉外径、螺钉底径、螺纹牙宽、螺距、螺纹牙型角，所述螺钉分为根部段和前段，所述螺钉外径设置的规格可以为3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0mm，与所述螺钉外径规格对应的所述螺钉根部段底径分别为2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0mm，与所述螺钉外径规格对应的所述螺钉前段底径分别为2.0、2.7、2.7、3.0、3.0、3.5、3.5、4.0、4.0、4.5mm；所述螺钉根部段上设置四线螺纹，对应的所述螺钉前段上设置二线螺纹；或者所述螺钉根部段上设置六线螺纹，对应的所述螺钉前段上设置三线螺纹；所述四线或六线螺纹的螺距均为1.5~2.0mm；所述二线或三线螺纹的螺距均为3.0~4.0mm；所述四线或六线螺纹轴向长度均为5~35mm；所述二线或三线螺纹轴向长度均为11~60mm。
进一步地，所述螺纹牙型一侧边与所述螺纹轴线的垂直平面夹角为25度，所述螺纹牙型另一侧边与所述螺纹轴线的垂直平面夹角为5度，即所述螺纹牙型角为30度。
进一步地，所述螺纹牙宽为0.1~0.3mm。
进一步地，所述四线或六线螺纹的螺距为1.5mm，所述二线或三线螺纹的螺距为3.0mm。
进一步地，所述四线或六线螺纹轴向长度为26mm，所述二线或三线螺纹轴向长度为34mm。
进一步地，所述椎弓根螺钉由TC4钛合金或TC4 ELI钛合金材质制成。
本发明有益效果如下：使用本发明可以节约进钉时间，增大轴向拔出力和静态扭转强度，这样能够有效节约手术时间，以及能进一步避免椎弓根螺钉脱出和折断的现象发生。
附图说明
图1为本发明椎弓根螺钉结构示意图；
图2为本发明椎弓根螺钉的螺纹牙型角结构示意图；
其中：1是螺钉外径、2是螺钉底径、3是四线或六线螺纹的螺距、4是二线或三线螺纹的螺距、5是根部段、6是前段、7是四线或六线螺纹、8是二线或三线螺纹、9是螺纹牙宽、10是螺纹牙型一侧边与所述螺纹轴线的垂直平面夹角、11是螺纹牙型另一侧边与所述螺纹轴线的垂直平面夹角、12是螺纹牙型角。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本发明的特点与技术内容，下面结合附图对本发明的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明。
图1为本发明椎弓根螺钉结构示意图，如图1所示，包括螺钉外径1、螺钉底径2、螺纹牙宽、螺距、螺纹牙型角，所述螺钉分为根部段5和前段6，所述螺钉外径1设置的规格可以为3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0mm，与所述螺钉外径规格对应的所述螺钉根部段5底径分别为2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0mm，与所述螺钉外径规格对应的所述螺钉前段6底径分别为2.0、2.7、2.7、3.0、3.0、3.5、3.5、4.0、4.0、4.5mm；所述螺钉根部段5上设置四线螺纹，对应的所述螺钉前段6上设置二线螺纹；或者所述螺钉根部段5上设置六线螺纹，对应的所述螺钉前段6上设置三线螺纹；所述四线或六线螺纹的螺距3均为1.5~2.0mm；所述二线或三线螺纹的螺距4均为3.0~4.0mm；所述四线或六线螺纹7轴向长度均为5~35mm；所述二线或三线螺纹8轴向长度均为11~60mm。
这里，本发明设置的螺钉根部段底径可以加大静态扭转强度，设置的螺钉前段底径可以与相应的螺钉前段外径差值扩大，从而增大螺钉的轴向拔出力。
现有单线、双线螺纹椎弓根螺钉的外径设置规格一般均为4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5mm；当现有单线、双线螺纹椎弓根螺钉的底径不变时，对应的底径一般均分别为2.8、3.3、3.5、4.0、4.0、4.5、4.5、5.0mm；当现有单线、双线螺纹椎弓根螺钉的底径变化时，对应的螺钉根部段底径一般均分别为3.2、3.4、3.8、4.3、4.8、5.3、5.8、6.3mm，对应的螺钉前段底径一般均分别为2.9、3.1、3.3、4.0、4.3、4.8、5.3、5.6mm。
需要注意的是在医用脊柱后路内固定领域，医生的选择原则是强度高而不会刺穿椎弓根壁的椎弓根螺钉，患者使用的各椎弓根螺钉规格是固定的，故在临床上选用同规格即相同外径的椎弓根螺钉进行横向比较。
通过实验可知，使用本发明实施例设置的外径规格为4.0mm时，对应的所述螺钉根部段底径为3.0mm、螺钉前段底径为2.7mm，这样组合的椎弓根螺钉相比较现有的外径规格为4.0mm时，对应的2.8mm不变底径的单线、双线螺纹椎弓根螺钉，在静态扭转强度上提升了12%，在轴向拔出力上增加了44%，相比较现有的外径规格为4.0mm 、底径变化时，对应的3.2mm螺钉根部段底径、2.9mm螺钉前段底径的单线及双线螺纹椎弓根螺钉，在轴向拔出力上增加了19.2%。
通过实验可知，使用本发明实施例设置的外径规格为5.0mm时，对应的所述螺钉根部段底径为4.0mm、螺钉前段底径为3.0mm，这样组合的椎弓根螺钉相比较现有的外径规格为5.0mm时，对应的3.5mm不变底径的单线、双线螺纹椎弓根螺钉，在静态扭转强度上提升了13%，在轴向拔出力上增加了40%，相比较现有的外径规格为5.0mm 、底径变化时，对应的3.8mm螺钉根部段底径、3.3mm螺钉前段底径的单线及双线螺纹椎弓根螺钉，在静态扭转强度上提升了5%，在轴向拔出力上增加了4%。
本发明通过对相同外径规格的底径进行优化改善，在手术后的恢复中，能进一步避免椎弓根螺钉脱出和折断的现象发生。
这里，本发明还设置了3.5mm的螺钉外径规格，相对应2.5mm的螺钉根部段底径、2.0mm的螺钉前段底径，这样组合的椎弓根螺钉；另外本发明也设置了8.0mm的螺钉外径规格，相对应7.0mm的螺钉根部段底径、4.5mm的螺钉前段底径，这样组合的椎弓根螺钉。
这里，对应的所述四线螺纹的导程为6.0~8.0mm，对应的所述六线螺纹的导程为9.0~12.0mm，对应的所述二线螺纹的导程为6.0~8.0mm，对应的所述三线螺纹的导程为9.0~12.0mm。
这里，本发明设置的四线或六线螺纹及其螺距、二线或三线螺纹及其螺距可以增大相应的螺纹导程，从而使手术中进钉的时间减少。
这里，所述四线或六线螺纹的螺距3优选为1.5mm，所述二线或三线螺纹的螺距4优选为3.0mm。
现有单线螺纹椎弓根螺钉的螺距一般在2.5~5.0mm，对应的导程为2.5~5.0mm；现有双线螺纹椎弓根螺钉的螺距一般在2.0~2.5mm，对应的导程为4.0~5.0mm。
通过实验可知，使用本发明实施例设置的螺钉根部段六线螺纹及其螺距1.5mm、螺钉前段三线螺纹及其螺距3.0mm，这样组合的椎弓根螺钉相比较现有的单线椎弓根螺钉及其2.5~5.0mm的螺距会节约相应进钉时间72.0%~55.5%，相比较现有的双线椎弓根螺钉及其2.0~2.5mm的螺距会节约相应进钉时间55.5%~44.4%。
通过实验可知，使用本发明实施例设置的螺钉根部段四线螺纹及其螺距1.5mm、螺钉前段二线螺纹及其螺距3.0mm，这样组合的椎弓根螺钉相比较现有的单线椎弓根螺钉及其2.5~5.0mm的螺距会节约相应进钉时间58.3%~33.3%，相比较现有的双线椎弓根螺钉及其2.0~2.5mm的螺距会节约相应进钉时间33.3%~16.7%。
目前，平均一台脊柱胸腰后路手术使用椎弓根螺钉的数量超过6根，有时甚至会高达20根，随着手术中使用的椎弓根螺钉的数量增加，使用本发明椎弓根螺钉将会节约更多的手术时间。
这里，所述四线或六线螺纹轴向长度优选为8~30mm，所述二线或三线螺纹轴向长度优选为15~40mm。
这里，本发明设置的所述四线或六线螺纹轴向长度均为5~35mm，可以根据人体内皮质骨深度不同从而进行很好地固定，设置的所述二线或三线螺纹轴向长度均为11~60mm，能够应用于更深的松质骨植入，加大轴向拔出力，且植入后更加稳固。
进一步地，所述螺纹牙型一侧边与所述螺纹轴线的垂直平面夹角为25度，所述螺纹牙型另一侧边与所述螺纹轴线的垂直平面夹角为5度，即所述螺纹牙型角为30度。
这里，设置的所述螺纹牙型角可以拥有更大的骨容量和更大角度的防退出性能，且牙型拥有更好的强度。
进一步地，所述螺纹牙宽为0.1~0.3mm。
这里，所述螺纹牙宽优选为0.1~0.25mm。
这里，本发明设置的螺纹牙宽增加了螺牙的强度。
进一步地，所述椎弓根螺钉由TC4钛合金或TC4 ELI钛合金材质制成。
图2为本发明椎弓根螺钉的螺纹牙型角结构示意图，如图2所示，所述螺纹牙宽9为0.1~0.3mm，优选为0.1~0.25mm；所述螺纹牙型一侧边与所述螺纹轴线的垂直平面夹角10为25度，所述螺纹牙型另一侧边与所述螺纹轴线的垂直平面夹角11为5度，即所述螺纹牙型角12为30度。
这里，设置的所述螺纹牙宽增加了螺牙的强度，设置的所述螺纹牙型角可以拥有更大的骨容量和更大角度的防退出性能，且牙型拥有更好的强度。
以上涉及器件的具体型号不作限制及详细描述，以上涉及器件的深入连接方式不作详细描述，作为公知常识，本领域的技术人员能够理解。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种椎弓根螺钉，包括螺钉外径、螺钉底径、螺纹牙宽、螺距、螺纹牙型角，其特征在于，所述螺钉分为根部段和前段，所述螺钉外径设置的规格可以为3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0mm，与所述螺钉外径规格对应的所述螺钉根部段底径分别为2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0mm，与所述螺钉外径规格对应的所述螺钉前段底径分别为2.0、2.7、2.7、3.0、3.0、3.5、3.5、4.0、4.0、4.5mm；所述螺钉根部段上设置四线螺纹，对应的所述螺钉前段上设置二线螺纹；或者所述螺钉根部段上设置六线螺纹，对应的所述螺钉前段上设置三线螺纹；所述四线或六线螺纹的螺距均为1.5~2.0mm；所述二线或三线螺纹的螺距均为3.0~4.0mm；所述四线或六线螺纹轴向长度均为5~35mm；所述二线或三线螺纹轴向长度均为11~60mm。
2.根据权利要求1所述的一种椎弓根螺钉，其特征在于，所述螺纹牙型一侧边与所述螺纹轴线的垂直平面夹角为25度，所述螺纹牙型另一侧边与所述螺纹轴线的垂直平面夹角为5度，即所述螺纹牙型角为30度。
3.根据权利要求1所述的一种椎弓根螺钉，其特征在于，所述螺纹牙宽为0.1~0.3mm。
4.根据权利要求1所述的一种椎弓根螺钉，其特征在于，所述四线或六线螺纹的螺距为1.5mm，所述二线或三线螺纹的螺距为3.0mm。
5.根据权利要求1所述的一种椎弓根螺钉，其特征在于，所述四线或六线螺纹轴向长度为8~30mm，所述二线或三线螺纹轴向长度为15~40mm。
6.根据权利要求1所述的一种椎弓根螺钉，其特征在于，所述椎弓根螺钉由TC4钛合金或TC4 ELI钛合金材质制成。
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