CN109745109A - 一种具有轴向缓冲及微动态功能的椎弓根钉 - Google Patents

Abstract

本发明申请公开了一种新型的椎弓根钉；这种将传统的固定融合的骨外科手术中常用的单轴钉及多轴钉，进行了外置弹簧的技术改造，使其可应用于非融合手术中，并能保持原来的简单、实用、切迹低的优点。

Description

一种具有轴向缓冲及微动态功能的椎弓根钉

技术领域

本发明申请涉及一种应用于骨外科手术器械中的植入物，具体涉及一种可以应用在非融合固定手术中的微动态钉。

背景技术

随着骨外科的学术研究的深入，临床上传统的刚性固定融合，逐步引领出新的分枝学科，即非融合固定，亦被称为动态固定，而与此非融合固定手术所配套使用的，就被称为动态钉。而目前在临床上应用的动态钉，相对于传统使用的刚性融合固定手术中使用的固定钉，加工复杂，结构增多，切迹过高，且性能不够稳定；如申请号为2011201084398，专利号为CN 202136405U，名称为“微增量支撑椎弓根钉”，就是明显的案例；

另外，目前在临床上逐步被采用的多款动态钉中，如授权公告号为CN20108568Y，名称为“销轴式脊柱钉棒固定钉”，既无“万向钉”的可调节钉头的作用，亦不存在轴向，即Z轴方向的缓冲区；而另外一些内置弹簧类的动态钉，虽然能形成适量的缓冲区，但由于在临床上，每个要做手术的椎体，在通常的情况下，均植入两枚，且两枚钉与椎体的冠向投影，呈梯形，于是，钉的Z轴方向受到限制，所呈现的缓冲区的作用，亦受影响；

发明内容

动态钉有其独特的的优点，就是在临床上，有利于手术部位的恢复，缺点亦同时存在；而在传统的刚性固定融合手术中所采用的固定钉，包括单轴钉与多轴钉，亦被称为单向钉与万向钉，则在结构上，加工工艺上，有其优势；

本发明申请，就是取两类钉的优点，集于一体，即将固定钉系列中的单轴钉及多轴钉中的钉体，进行改进，使其保留有固定钉的简单、实用、切迹低的优点，又能呈现动态钉的有利于病者恢复的优点；再舍弃动态钉中可作±10～15度的过多的摆动设定，仅保留在临床上通常所达到的±8度的摆动功能，并应用在非融合固定手术中。

本发明申请解决的技术方案如下：

将传统的固定钉中的钉体，在靠近钉体头部的部分，截取并去除一小段，代之一小段弹簧柱，使得钉体的头部与尾部，不再是一个刚体，而是在两者间串连着一小段弹簧柱；由于钉体的尾部，已植入人体骨头内，呈刚性连接；而钉体的头部，则被固定在连接棒上，亦呈刚性连接，但钉体的尾部与头部之间，串连着一小段弹簧，不再是刚性连接，而是呈可微量摆动的微动态连接，从而实现：钉体的尾部，连同已植入人体骨头，相对于已与连接棒作刚性连接的钉体的头部，可作微量摆动，从而达到非融合手术在临床上所要求达到的效果。

进一步地，串连着弹簧柱的头部，可直接与连接棒及螺塞配合，组成可作微动态支撑的单轴钉；

再进一步地，串连着弹簧柱的头部，设置成球状，置于连接器的内部，与其它零件配合，组成可作微动态支撑的多轴钉；

再进一步地，串连着弹簧柱的头部，设置成外表面设有螺纹或光滑面，以便与接骨板相匹配使用，组成多用于人体四肢的驳接及固定用的接骨钉；

再进一步地，通过选择不同的线径、圈高、弹簧丝的截面等弹簧的诸因素，实现钉体的不同组合，以适应不同的临床要求，例如双螺纹结构；

再进一步地，取消钉体的尾部的植入椎体的主要功能，压缩成只起填塞作用的“堵头”，直至取消，而改由延长了的钉体的中部，即用延长了的弹簧柱，代替钉体的尾部而直接的植入人体的骨内；

再进一步地，在延长了的，代替钉体的尾部的弹簧柱的外表面上，加工出带锥度的牙形，便于将钉体植入人体的骨内；

再进一步地，这样的弹簧的制作过程中，将弹簧丝的截面，不单呈圆形，还可拉制成异形，从而将截面呈异形的弹簧丝绕制成弹簧后，弹簧的外柱面呈带锥度的牙形，有利于形成双螺纹，而弹簧的内表面，所形成的螺旋槽位，则有利于与钉体的头部与尾部连接；

再进一步地，钉体的头部，由弹簧柱的一端，进行锻造并加工而成，甚至有最新的加工手段，如3D打印制成；

本发明申请的有益效果是：对传统的固定钉系列中的单轴钉及多轴钉，进行简单的改进，即能达到保留有固定钉的简单、实用、切迹低的优点，又能呈现微动态钉的有利病者恢复的优点，并应用在非融合固定手术中。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明申请做进一步说明。

附图说明

图1为本发明申请实施案例一的三维效果图；

图2为本发明申请实施案例一的爆炸图；

图3为本发明申请实施方案例二的头部的效果图；

图4为本发明申请实施方案例三的头部的效果图；

图5为本发明申请的弹簧(中部)的弹簧丝的截面；

图6为本发明申请的弹簧(中部)所起的缓冲作用的示意图；

图7为本发明申请的弹簧，因调节圈高及截面配合所形成的双螺纹结构，以及不同的头部与尾部的搭配；

图8为本发明申请的实施方案四的效果示意图；

其中：1、上端(头部)；2、下端(尾部)；3、弹簧(中部)；11、头部凸台上的螺纹槽；12、U形槽；13、内螺纹；14、头部上的旋具孔；15，头部的外表面；21、尾部凸台上的螺纹槽；22、堵头；31、弹簧丝的截面形状；32，弹簧3所形成的缓冲区；4、螺塞；5、连接棒；6、钉座；7、椎体；

具体实施方式

以下结合附图对本发明申请的原理及特征进行描述，所举实例，只用于解释本发明申请，并非用于限定本发明申请的范围。

目前在骨外科手术及神经外科手术中，所用的骨钉，主要是椎弓根钉，有两大类；一类是传统的“固定融合系统”中所用固定钉，包括单向钉及万向钉，亦称为单轴钉与多轴钉；另一类是近来流行的“非融合固定系统”的所用的“动态钉”，两者的主要区别是：无论其头部在手术过程中，能否摆动，只要是装上连接棒及螺塞后，用于植入人体骨内的下端(尾部)如果再无法相对连接棒作摆动，这就属于固定钉；反之，若能依然可作微量摆动的，就属于动态钉；两者各有优劣：前者简单、实用、切迹低；而后者，则对手术后的恢复，有明显的效果；

本发明申请，就是对结构简单的固定钉作出改进，使其既保留固定钉的简单、实用的优点，又能达到微动态钉的功能，并能保证实现Z轴向的缓冲作用；

如图1所示的实施案例一，就是将传统的单轴钉，在头部1与尾部2之间截取并去除一小段，取代之的是一小段弹簧3，弹簧3的内孔，分别与头部1的凸台11及与尾部的凸台21连接，在临床手术中，当钉体中的尾部，植入人体的椎体内，再置入连接棒，上紧螺塞后，与钉的尾部成刚性连接的椎体，相对于连接棒，不再是无法摆动，而是由于一小段弹簧3的作用下，依然可作轻微的摆动，这就对手术后的患病部位的恢复，有极大的帮助。这就是非固定融合系统的原理及特点。

如图2所示的实施例一的爆炸图，可更清楚地看到，头部1、尾部2、弹簧3的相互关系，凸台11与21上的螺纹状的凸槽，则更有利于与弹簧的连接，及大大增加其拨出的阻力，然后再加以焊接等物理方式作永久性连接。

如图3所示的实施例二，就是将固定融合系统中的万向钉的头球钉，拆分成两段，即呈球状的头部1，与带螺纹的尾部2，其间串连接上弹簧3，头球钉安置在钉座6的下部。当头球钉的尾部2，植入椎体后，形成一个刚体；此时，可摆动的钉座6，有利于对相邻椎体上的连接棒5对接，而当螺塞4旋紧后，1、4、5、6连成一个刚体，这两组刚体，则可在弹簧3的作用下，相对可行轻微的摆动，从而实现“非固定融合系统”中，要达到的临床要求。

如图4所示的实施例三，就是通常用于人体四肢创伤中所用的接骨钉，头部1的顶部，设有供旋转工具用的孔或槽14，头部1的外表面15，成光滑的球面，或是带锥形的锥柱状，或是带外螺纹，总之，可与接骨板相匹配；尾部2修改成有利于加长了的弹簧3旋转入人体骨内的、用于填塞弹簧中空的“堵头”22；加长了的弹簧3，就利用其外表面的具有螺纹的特征，旋入人体骨内；由于弹簧3有一段置于接骨板的匹配孔中，使得人体骨依然可相对接骨板，作轻微的微动。

如图5所示的弹簧3的截面图，常用的圆形截面，容易绕制成弹簧，但为了提高弹簧与人体骨的咬合，可先将弹簧丝拉制成如图5中的A、B、C、D等形状，然后再绕制成弹簧，按此制作的弹簧，其外表面更具螺纹特征，且内表面，则更利于与头部与尾部的连接；这样的更具螺纹特征的外表面牙形，亦可通过专门的加工工艺，在圆形截面的弹簧上，再加工而成。

临床上，每一个椎体，在通常的情况下，均植入两枚椎弓根钉，且这两枚钉与椎体的冠向投影，呈梯形，如图6所示。于是，当钉的Z轴方向受到冲击力时，如果是普通的单轴钉，极容易导致椎体与钉返松，甚至脱落；即使是内置弹簧式的动态钉，亦因其投影呈梯形，梯形的几何形状，决定了其可供缓冲的限制；而本发明申请的特征，在一对弹簧3的约束下，椎体可相对连接棒作δ_X的缓冲，从而大大减少了外来的冲击力，对避免“钉松棒断”起重要作用；同理，对于其它方向的冲击力，以及扭力，均起到减缓放慢的作用；

如图7所示，不同的头部1，尾部2，加上弹簧3的牙形，圈高等诸要素的不同组合，则可适应不同的临床要求，例如，当将螺纹的圈高，设置成与尾部的螺纹牙距的一半时，则形成“双螺纹”的特征，较密的螺纹，刚好植入人体骨的皮质骨层，使得钉对骨的咬合能力更强；；

随着加工工艺的进步，亦可以在弹簧的一端，用锻造工艺加工成头部，更可以选用3D打印而成，如图8；

上述实施例为本发明申请优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种应用在骨外科手术中的椎弓根钉组件中的钉体，上端(头部)设有与椎弓根钉组件中的相应的构件配合的特征；下端(尾部)设有便于植入人体椎弓根的螺纹；中部为弹簧，弹簧的两端，分别与上端及下端连接；上端及下端与弹簧连接之处为凸台。

2.根据权利要求1所述的钉体的上端及下端与弹簧连接之处的凸台，其特征在于，设置有与弹簧的内孔相配合的螺纹槽，并用机械方式作永久性刚性连接。

3.根据权利要求1所述的钉体中的弹簧，其绕制弹簧的弹簧丝的截面，除通常呈圆形之外，还可以做成特殊异形，使其外表面利于植入骨内，内表面有利于与上、下端连接。

4.根据权利要求1所述的钉体的上端(头部)，其特征在于，凸台的上方，为一圆柱体，设置有一U形开口槽，槽内设有内螺纹；分别与连接棒及螺塞相匹配。

5.根据权利要求1所述的钉体的上端(头部)，其特征在于，凸台的上方，为一圆球体，其顶部有一平面，平面内有一盲孔，与旋转工具配合；圆球体安置在连接器的最下端，所述钉体的中部与下端伸出连接器的下方开口。

6.根据权利要求1所述的钉体的的上端(头部)，其特征在于，顶部设有与工具匹配的孔或槽，外表面设有与接骨板相匹配的螺纹或光滑面。

7.根据权利要求1所述的钉体，下端(尾部)可缩短成为“堵头”，直至可取消，而由延长的中部，即加长的弹簧柱，利用弹簧柱所具有的带螺纹性质的外观特征，直接植入人体的骨内。

8.根据权利要求3所述的钉体的弹簧，其特征在于，在已有的带螺纹性质的其外柱面，被加工成带锥度的螺纹齿形，及调整弹簧的圈高，便于旋入人体的骨内，且形成“双螺纹”结构。

9.根据权利要求1～8所述的钉体的上端(头部)，其特征在于，可由弹簧的一端，经锻打后再加工形成，或可由新的加工方式，如3D打印，直接加工制作而成。