CN110226957A - 多轴骨锚固装置以及多轴骨锚固装置和器械的系统 - Google Patents

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Abstract

一种骨锚固装置，其包括用于将杆联接到骨锚固元件的接收部件，所述接收部件包括：上部构件，其具有第一端部、第二端部、延伸通过第一端部和第二端部中心轴线、沿中心轴线从第一端部延伸到第二端部的通道和用于在第一端部处接收杆的凹部；下部构件，其具有第一端部、第二端部和从第一端部到第二端部沿轴向方向延伸的通道，下部构件能够从上部构件的第二端部连接到上部构件，下部构件包括用于骨锚固元件的头部的支座；压力构件，其用于向插入的头部施加压力且至少部分地被布置在上部构件中；当下部构件连接到上部构件时，下部构件可以处于：第一位置，其中插入的头部能够在支座中枢转；和第二位置，其中插入的头部相对于下部构件和上部构件锁定。

Description

多轴骨锚固装置以及多轴骨锚固装置和器械的系统
技术领域
本发明涉及一种多轴骨锚固装置以及一种多轴骨锚固装置和用于与该装置一起使用的器械的系统。更具体地，该骨锚固装置包括用于将杆联接到骨锚固元件的接收部件和用于将压力施加到插入的头部上的压力构件。该接收部件包括上部构件和下部构件，它们可以安装在一起以夹紧头部。
背景技术
WO2011/077511A1描述了一种能够用作为可枢转类型和固定类型两者的脊柱固定装置。该脊柱固定装置设置有螺钉和头部，所述螺钉和杆可以固定到所述头部。头部设置有头部本体和固定螺母，所述固定螺母将螺钉固定在头部本体的螺钉放置部分处。将固定螺母安装到头部本体的状态适于能够在第一状态和第二状态之间切换，在所述第一状态中螺钉能够枢转，在所述第二状态中螺钉不能枢转。
US 9,333,016B2描述了一种多轴骨锚固装置，其包括锚固元件和用于将该锚固元件联接到杆的接收部件，其中所述接收部件包括上部构件和下部构件以及位于该上部构件的底端部处或其附近的夹紧构件。当插入头部并且朝上部构件旋拧下部构件时，头部抵接上部构件中的止动部，使得头部由于摩擦而在接收部件中被保持在可调节角度位置。其还提供了一种压力构件，所述压力构件将由锁定螺钉施加的压力经由杆传递到头部上以便锁定头部。
在脊柱手术中，通常必须使用脊柱杆和多轴骨锚来矫正和/或稳定脊柱的多个部分。在这样的过程期间，重复调节骨锚固元件和杆相对于多轴骨锚固装置的接收部分变得必要。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种进一步改善的多轴骨锚固装置，其允许在手术期间安全和方便地操作，并且其目的在于提供一种由这种多轴骨锚固装置和适于与其一起使用的器械组成的系统。
该目的通过根据权利要求1的多轴骨锚固装置以及根据权利要求15的器械和多轴骨锚固装置的系统所实现。在从属权利要求中给出了进一步的改进措施。
更通用地，根据实施例，多轴骨锚固装置包括接收部件，所述接收部件具有上部构件和可连接到该上部构件的下部构件，下部构件包括用于骨锚固元件的头部的支座，接收部分还包括用于向插入的头部施加压力的压力构件；其中，当下部构件连接到上部构件时，下部构件可以处于第一位置和第二位置，在所述第一位置中，插入的头部能够枢转，在所述第二位置中，插入的头部被夹紧在下部构件和压力构件之间。
通过移动下部构件，更具体地，通过相对于上部构件旋转下部构件，(例如使用器械)可以实现头部的锁定和解锁。即使在移除器械后，下部构件仍保持在锁定位置中。通过以这样的力夹紧使得头部在操作条件下不能枢转，从而实现了头部的锁定。
在手术期间，也可以在杆尚未被插入或者杆在接收部件中处于远离杆接收凹部的底部的升高位置的情况下进行头部的锁定和解锁。这增加了在手术期间进行矫正步骤的可能性。
此外，头部的锁定和解锁可以独立于杆的固定而实现。因此，在对杆的位置进行调节的同时可以保持头部的锁定。
当骨锚固元件的头部被锁定在接收部件中并且杆仍然能够移动时，可以将骨锚固装置与器械一起拉向插入的杆，从而也将相关联的椎骨拉向杆以矫正椎骨的位置。因此，多轴骨锚固装置允许在手术期间对角位置和/或杆位置进行各种调节和重新调节。
多轴骨锚固装置还可以用作为这样的多轴骨锚固装置：其摩擦夹紧接收部件中的头部，这允许在最终锁定骨锚固装置之前将骨锚固元件暂时保持在头部的可调节角度位置。
上部构件的腿部可以各自包括形成延伸片的可分离部分。该延伸片允许在手术期间方便地操纵多轴骨锚固装置。此外，延伸片允许将植入物或器械的元件引导和/或供应到植入部位。这在微创手术(MIS)的情况中是特别有用的。在锁定头部和杆之后，可以折断延伸片。
根据一个实施例，多轴骨锚固装置可以以预组装的方式使用，其中在将骨锚固元件插入骨中之前将骨锚固元件与接收部件预组装。在另一实施例中，多轴骨锚固装置可以是底部装载的骨锚固装置，其中骨锚固元件从底部插入到接收部件中。这允许首先将骨锚固元件放置到骨中，然后安装接收部件。如此，可以提供模块化系统，其允许根据实际临床要求而将各种锚固元件与接收部件组合在一起。
附图说明
通过附图对实施例的描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。在附图中：
图1示出了根据第一实施例的多轴骨锚固装置的分解透视图。
图2示出了处于组装状态的图1的多轴骨锚固装置的透视图；
图3示出了处于组装状态的图1和图2的多轴骨锚固装置的横截面视图，其中截面取自垂直于杆轴线的平面；
图4示出了图1至图3的骨锚固装置的接收部件的上部构件的俯视透视图；
图5是图4的上部构件的仰视透视图；
图6示出了根据图4和图5的接收部件的上部构件的俯视图。
图7a示出了沿线A-A获得的图4至图6的上部构件的横截面视图；
图7b是图7a的细节的放大图；
图8示出了根据图1至图3的骨锚固装置的接收部件的下部构件的俯视透视图；
图9示出了图8的下部构件的仰视透视图；
图10示出了图8和图9的下部构件的俯视图；
图11是沿图10中的线B-B获得的下部构件的横截面视图；
图12示出了根据图1至图3的多轴骨锚固装置的接收部件的插入构件的透视图；
图13是图12的插入构件的横截面视图；
图14示出了可以用于图1至图3的多轴骨锚固装置的另一插入构件的透视图；
图15中示出了图14的插入构件的修改部分的仰视透视图；
图16示出了根据图1至图3的多轴骨锚固装置的压力构件的俯视透视图；
图17示出了图16的压力构件的仰视透视图；
图18示出了图16和图17的压力构件的俯视图；
图19示出了沿图18中的线D-D获得的图16至图18的压力构件的横截面视图；
图20示出了适于与根据图1至图3的多轴骨锚固装置一起使用的器械的内套筒的仰视透视图；
图21示出了图20的内套筒的仰视图；
图22示出了图20和图21的内套筒的横截面视图；
图23示出了适于与图1至图3的多轴骨锚固装置一起使用的器械的外套筒的透视图；
图24示出了图23的外套筒的仰视图；
图25示出了图23和图24的外套筒的前部分的透视图；
图26a至图26c示出了结合图1至图3的多轴骨锚固装置来附接和操作图20至图25的器械的步骤；
图27a至图27d示出了操作根据图1至图25的多轴骨锚固装置和器械的步骤；
图28示出了多轴骨锚固装置的第二实施例的分解透视图；
图29示出了处于组装状态的图28的多轴骨锚固装置的透视图；
图30示出了图28和图29的多轴骨锚固装置的横截面视图，该截面取自垂直于杆轴线的平面中；
图31示出了从图28至图30的多轴骨锚固装置的接收部件的上部构件的俯视透视图；
图32示出了图31的上部构件的仰视透视图；
图33示出了图31和图32的上部构件的俯视图；
图34示出了沿图33中的线F-F获得的图31至图33的上部构件的横截面视图；
图35示出了根据图28至图30的多轴骨锚固装置的接收部件的下部构件的俯视透视图；
图36示出了图35的下部构件的仰视透视图；
图37示出了图35和图36的下部构件的俯视图；
图38示出了沿图37中的线G-G获得的图35至图37的下部构件的横截面视图；
图39示出了图28至图30的多轴骨锚固装置的压力构件的俯视透视图；
图40示出了图39的压力构件的仰视透视图；
图41示出了图39和图40的压力构件的俯视图；
图42示出了沿图41中的线H-H获得的图39至图41的压力构件的横截面视图；
图43a至图43d示出了结合根据图28至图30的多轴骨锚固装置来附接和操作器械的步骤；
图44a至图44d示出了使用根据图28至图42的多轴骨锚固装置的步骤的横截面视图；
图45a至图45c示出了根据图28至图42的多轴骨锚固装置的操作状态的横截面视图。
具体实施方式
如图1至图3所示，根据第一实施例的多轴骨锚固装置包括骨螺钉形式的骨锚固元件1，其具有带螺纹部分的柄部和包括球形外表面部分的头部3。头部3具有最大直径E并且包括用于在自由端部表面处与螺丝刀接合的凹部4。骨锚固装置还包括接收部件5，所述接收部件用于接收锚固元件1的头部并且用于接收杆100，以便将骨锚固元件1联接到杆100。在接收部件5中，布置压力元件6用于当头部3插入接收部件5中时将压力施加到头部3上。此外，骨锚固装置包括固定元件7，其用于固定杆100并且用于将头部3锁定在接收部件5中。
如图1所示，接收部件5是具有上部构件8和下部构件10的两件式部件，所述下部构件能够连接到上部构件8。进一步参考图4至图7b，上部构件包括形成上端部的第一端部8a和形成下端部的相对的第二端部8b。由于其对称性，上部构件8包括从第一端部8a延伸穿过上部构件8到第二端部8b的中心轴线C。相邻于第一端部8a，存在具有最大第一外径的基本圆柱形的第一部分81，相邻于第二端部8b，存在具有第二外径的基本圆柱形的第二部分82，所述第二外径小于第一部分81的第一外径。由此，在第一部分81和第二部分82之间形成具有下表面81a的肩部。上部构件8的第一部分81包括基本U形的凹部83，其从第一端部8a朝第二部分延伸至一深度使得凹部83的底部接近第一部分81和第二部分82的连接处。通过基本U形的凹部83形成直立的自由腿部84，所述腿部是用于接收杆100的通道的侧壁。
上部构件8还包括同轴通道85，其从第一端部8a到第二端部8b完全延伸穿过上部构件8。通道85可以是沿轴向方向具有不同内径的孔。更具体地，通道85可以具有第一部分85a，该第一部分从第一端部8a延伸到距离基本U形的凹部83的底部一定距离并且具有足以在其中将固定构件7插入并推进的宽度。通道85从第一部分85a延续到具有较小宽度的第二部分85b，其中第二部分85b构造成在其中以滑动方式接收压力构件6的一部分。第二部分85b从上部构件8的第一部分81与第二部分82的接合处向上延伸一小段距离。相邻于第二部分85b，存在通道85的第三部分85c，所述第三部分具有大于第二部分85b的直径并且构造成在其中接收头部3。因此，在通道85的第二部分85b和第三部分85c之间设置台阶部，所述台阶部形成用于压力构件6的止动部800，如下所述的那样。在第三部分85c和第二端部8b之间可以存在球面部分85d，所述球面部分构造成配合头部3的外球形表面部分，以便容纳和夹紧其中的头部3的部分。
上部构件8的第二部分82至少在其一段中包括外螺纹86，所述外螺纹用作为使下部构件10朝上部构件8前进的推进结构。基本平行于中心轴线C的多个纵向狭缝87设置在第二部分82中。狭缝87优选地布置在等距位置处并且朝第二端部8b开口。通过狭缝87，使得上部构件8的第二部分82能够略微伸展和压缩。这允许例如在多轴骨锚固装置的组装期间，通过球面部分85d中的摩擦来保持和夹紧插入的头部3。狭缝87优选地在周向方向上相对于U形凹部83的纵向轴线镜像对称地布置，特别地，狭缝87中的两个狭缝与U形凹部83对准，另外的狭缝从这两个狭缝偏移90°。
在距第一端部8a一定距离处，设置有弱化部分，所述弱化部分允许腿部84的一部分折断脱离。弱化部分包括在上部构件8的外表面上的周向延伸的凹槽88，所述凹槽将腿部84分成：第一部分或上部分84a，其在凹槽88上方延伸；以及第二部分或下部分84b，其在凹槽88下方延伸到凹部83的基部。凹槽的下壁在轴向方向上突出超过上壁，从而形成窄肩部88a。在凹槽88处，腿部84的壁厚减小。如此，上部分84a形成延伸的腿部，其也被称为骨锚固装置的延伸片。这种延伸片可以特别适于限定通路，例如在微创手术(MIS)中，以便将植入部件(例如固定元件7)引导至患者皮肤下方的植入部位。可以考虑用于提供允许将上部分84a从下部分84b脱离的弱化部分的任何其他的装置，例如穿孔等。在延伸的腿部84a的区域中，上部构件8的外径可以略微小于腿部84b的下部分区域的外径。在延伸的腿部84a折断之后，腿部的下部分的自由端部形成接收部件5的上端部。
沿着腿部84的上部分84a和下部分84b中的至少一部分设置内螺纹89，使得固定元件7可以沿着由通道85的第一部分85a限定的通路而被向下旋拧。基本U形的凹部83的深度使得当杆100放置到凹部83中且固定构件7在腿部84之间被旋拧时，固定构件7在腿部的上部分84a已经折断时不会大幅突出于上部构件8。在内螺纹89的下端部可以存在底切部89a。
在第一部分81的外表面处，在U形凹部83的左侧和右侧可以形成切除部90，所述切除部可以被器械接合以便以旋转固定的方式保持上部构件8。
特别参考图8至图11，下部构件10是螺母状部件，其具有：形成上端部的第一端部10a；形成下端部的第二端部10b；以及从第一端部10a到第二端部10b完全延伸的通道。该通道包括具有内螺纹的第一部分101，使得下部构件10可以旋拧到上部构件8的第二部分82上。在带螺纹的第一部分101的端部处，可以设置底切部101a。在第一部分101和第二端部10b之间，存在第二部分102，所述第二部分是无螺纹的并且朝第二端部10b变窄，在特定示例中所述第二部分呈锥形地变窄。通过第二部分102，形成用于骨锚固元件1的头部3的支座。通道在第二端部10b处提供的开口的内径大于骨锚固元件13的柄部2的最大外径，使得柄部2可以穿过该开口。
下部构件10的外表面包括接合结构103，所述接合结构可以如图所示的那样是多个平坦部分，所述多个平坦部分例如以多边形方式布置，例如在安装下部构件10时可以用手抓握所述接合结构，或者例如当使用骨锚固装置时可以利用器械抓握所述接合结构时。接合结构101可以具有适于被器械接合的任何其他的形状。
如图2和图3所示，当下部构件10安装到上部构件8时，下部构件10的最大外径与上部构件8的最大外径相同或仅略大。下部构件10的轴向高度使得当下部构件10以最终构造连接到上部构件8时，下部构件10可以容纳骨锚固元件的头部3。
接下来，更详细地参考图12和13，在下部构件10中设置环形插入构件9，用于使下部构件10的第二端部10b处的开口变窄。插入构件9具有第一端部(或上端部)9a和第二端部(或下端部)9b。在第一端部9a和第二端部9b之间的外表面91是渐缩的，例如是锥形，使得插入构件9配合到下部构件10的变窄的第二部分102中。环形的插入构件9的内表面92具有球面形状，所述球面形状适于头部3的球形外表面部分的形状。因此，当环形插入构件9被安装到下部构件10时，插入构件的内表面92形成用于头部3的支座。插入构件9开有单个槽93，其使得环形插入构件9能够压缩，从而使得所述环形插入构件可以被安装到下部构件10并且以偏置的方式被保持在第二部分102中。此外，环形插入构件9可以具有：与第一端部9a相邻的小的倾斜内表面部分94a；和与第二端部9b相邻的另一小的倾斜内表面部分94b。应该注意的是，外表面91可以具有除圆锥形状之外的变窄形状，特别是适合于下部构件10中的通道的第二部分102的任何变窄表面的形状。
当环形插入构件9被安装到下部构件10时，通道在第二端部10b处提供的开口变窄，使得头部3不能穿过下部开口。当柄部2的最大外径大于头部3的最大外径E时，可以使用环形插入构件9。在该情况中，在柄部2穿过通道之后安装插入构件9。
如图14中所示，修改的插入构件9’包括完全穿过插入构件9’延伸的槽93，槽93设置在相对角的侧部上，使得插入构件9’是两件式的部件。可以使用插入构件9’来代替插入构件9。参考图15，修改的插入构件9’可以具有凹部或切除部95，其扩大了用于将柄部2枢转到特定侧部的空间。因此，到凹部95所在侧部的最大枢转角度大于在其他枢转方向中的角度。也可以在其他周向位置处设置一个以上的用于扩大枢转角度的凹部或切除部，以便扩大其他方向上的枢转角度。根据图12和图13的环形插入构件9同样也可以包设置有这样的切除部或凹部95。
现在转到图16至图19，压力构件6包括第一端部(或上端部)6a和相对的第二端部(或下端部)6b。相邻于第一端部6a，压力构件6具有第一部分61，所述第一部分为基本圆柱形的，其外径仅略微小于上部构件8中的通道85的第二部分85b的内径，使得第一部分61可以在通道85的第二部分85b中滑动。垂直于第一部分的圆柱轴线，形成基本圆柱段形状的凹部，所述凹部提供杆支撑表面62。相邻于第二端部6b，压力构件6包括基本圆柱形的第二部分63，其外径大于第一部分61的外径。因此，肩部63a存在于第二部分63和第一部分61之间。肩部63a构造成抵接接收部件5的上部构件8中的止动部800，以便限制压力构件6朝第一端部8a的向上运动。相邻于第二端部6b，存在基本球面段形状的凹部64，其半径对应于头部3的半径，因此，当压力构件6放置在头部3上并且压在头部上时，负荷分散到头部3上。此外，设置同轴通孔65以用于允许接近头部3的凹部4。
如图18的俯视图所最佳示出的那样，与杆支撑表面62的圆柱轴线相对应的轴线L成90度处，在第二部分63的外表面处形成突出部66。突出部66在轴向方向上延伸。其可以具有如下形状：半圆柱形状或另外具有圆形顶部部分66a圆形形状。突出部66构造成接合上部构件8的第二部分82中的狭缝87中的一个狭缝，从而防止压力构件6旋转。当突出部66接合狭缝87中的从杆轴线偏移90°的一个狭缝时，杆支撑表面62与基本U形凹部83对准，从而可以放置杆100。
根据第一实施例的多轴骨锚固装置可以以预组装的方式使用。柄部2穿过下部构件10中的通道，使得柄部2穿过第二端部10b处的开口。此后，将环形插入件9插入，直到所述环形插入件搁置于下部构件10中的通道的第二部分102中。压力构件6从上部构件8的第二端部8b安装到上部构件8，并且所述压力构件定向成使得突起部66可以进入一个90°偏移的狭槽87，以便使杆支撑表面62与U形凹部83对准。为了将下部构件10安装到上部构件8，头部3可以被上部构件8的球面部分85d中的摩擦所保持。然后，将下部构件10旋拧到上部构件8的第二部分82上，直到头部3搁置于支座92中。头部3被松散地保持在支座92和压力构件6之间，使得头部能够枢转。如果柄部的最大外径大于或等于头部3的最大直径E，则可以使用上述过程。如果柄部2的最大直径小于头部的最大直径E，则可以在柄部穿过之前安装环形插入件9或者可以省略环形插入件。在该情况下，开口设计成小于头部的最大直径。
参照图20至图25，将描述适于与多轴骨锚固装置一起使用的器械。该器械包括内套筒200，所述内套筒放置在外套筒300中。如图20至图22所示，内套筒包括具有自由端部200a的前部分和基本细长的凹部201，所述细长的凹部将前部分成两个相对的臂部202。细长的凹部201的宽度至少与杆100的直径大小相同。在距离自由端部200a一定距离处，设置有内锥部203，所述内锥部的直径从前部向后套筒部分变窄。在朝自由端部200a的方向上与锥部203相邻，紧跟着是内部第一套筒部分204，其适应腿部84的上部分84a的外部形状。第一部分204具有这样的轴向长度，所述轴向长度至少延伸至由凹槽88提供的周向肩部88a。内部第一套筒部分204之后是内部第二套筒部分205，所述第二部分具有稍大的内径，使得在第一套筒部分204和第二套筒部分205之间形成台阶部204a，台阶部204a构造成搁置于上部构件8的凸起88a上。第二套筒部分205具有内径，使得腿部的下部分84b可以至少部分地被容纳在其中。加厚的侧部分205b设置在臂部202中的每个臂部的每侧上，侧部分205b构造成在切除部90的位置处与上部构件8中的基本U形凹部83的侧面相应地接合。因此，当内套筒200附接到上部构件8时，防止了上部构件8相对于内套筒200旋转。此外，内套筒200构造成接收通过其中的固定构件，使得固定构件7可以向下移动通过内套筒200。
外套筒300包括具有自由端部300a的前部分。基本矩形的凹部301将前部分成两个相对的臂部302。矩形的凹部301的宽度使得当外套筒放置在接收部件5上时，在臂部302抵接如上所述那样插入的杆之前，所述臂部可以旋转一定程度。因此，臂部302在周向方向上的宽度小于上部构件8的腿部84在周向方向上的宽度。
外套筒包括内部第一套筒部分303，其从自由端部300a延伸一段距离并且具有足以在其中容纳内套筒200的内径。接着内部第一套筒部分303，存在内部第二套筒部分304，其内径小于第一内套筒部分，使得在套筒第一部分303和套筒第二部分304之间形成肩部303a。在安装状态下，当外套筒300放置在内套筒200上并且器械附接到多轴骨锚固装置时，第二套筒部分304包围下部构件10，并且内套筒的自由端部200a抵接外套筒300的肩部303a(图27)。第二套筒部分304包括以多边形方式布置的多个轴向延伸的平坦表面304a，所述多个轴向延伸的平坦表面构造成与下部构件10的平坦表面103形式的接合结构相接合。因此，在外套筒300和下部构件10之间实现形状配合接合，其允许下部构件10与外套筒300一起旋转，同时上部构件8被内套筒200旋转地固定。
多轴骨锚固装置的部件和器械可以各自由生物相容性材料(例如钛或不锈钢)、生物相容性合金(例如镍钛合金(例如镍钛诺))、镁或镁合金制成，或者由生物相容的塑料材料(例如聚醚醚酮(PEEK)或聚-L-丙交酯酸(PLLA))形成。另外，这些部件可以由彼此相同或不同的材料制成。
参照图26a至图26c，其示出了结合根据第一实施例的多轴骨锚固装置来操作所述器械的步骤。如上所述，多轴骨锚固装置是预组装的。杆100和固定构件7可以插入上部构件8中。器械以这样的方式组装：外套筒300的臂部302与内套筒200的臂部202重叠。内套筒的一个臂部202的其中一个纵向边缘与外套筒的对应臂部302的其中一个边缘基本对齐。如图26a所示，将器械放置到上部构件8上，直到台阶部204a在凹槽88处抵接凸起88a并且臂部202的加厚部分205b包围腿部84的下部分84b，以便旋转地固定上部构件8。外套筒的臂部302在内套筒的自由端部200a下方延伸，并且以形状配合的方式将下部构件10的平坦表面部分103与平坦表面部分304a相接合(图26b)。如图26c所示，外套筒300旋转，从而使下部构件10旋转，使得下部构件10进一步旋拧到上部构件8的第二部分82上。
现在转到图27a至图27d，将解释头部3的锁定和解锁。如图27a所示，下部构件10旋拧到上部构件8上一定程度，使得头部3仍然能够相对于接收部件枢转。在下部构件10的第一端部10a与上部构件8的下端部81a之间提供间隙500。应当注意的是，下部构件10可以旋拧到上部构件8的第二部分82上一定程度，使得头部3保持完全松开或者使得头部3被轻微地夹紧在插入构件9的表面92与压力构件6的表面64之间，从而使得头部被摩擦保持在可调节的角度位置中。由于下部构件10可以以无级方式旋转，因此施加在头部3上的夹紧力是可调节的。因此，下部构件处于其中头部可枢转的第一位置。杆100和固定构件7可以已经插入上部构件8中。器械被放置在上部构件8上。
如图27b所示，器械进一步向下移动，直到上部构件8被内套筒200旋转地固定，并且外套筒300接合下部构件10的接合结构。
然后，如图27c所示，下部构件10与外部套筒300一起旋转，使得具有环形插入件9的下部构件10的底部将头部3压靠在压力构件6上。压力构件6与肩部63a抵接止动部800，所述止动部施加反作用力并且防止压力构件6的向上移动。在下部构件10相对于上部构件8的第二位置中，头部3被锁定。杆100能够沿杆轴线的方向以及沿中心轴线的轴向方向自由移动，所述杆仅被固定构件7限制。在第二位置中，在上部构件8的第一部分81的下端部81a与下部构件的第一端部10a之间仍然存在间隙500。
最后，如图27d所示，杆100被安置在压力构件6的杆支撑表面62中，利用螺丝刀400紧固固定构件7直到所述固定构件压在杆100上，所述杆又压在压力构件上，以便最终锁定头部3和杆100。可以抽走器械。
在下部构件10的第二位置中，可以在不松开头部3的锁定的情况下移除器械。而且，沿相反方向旋转外套筒300会释放头部3的锁定，使得头部3能够枢转。
图28至图30描绘了多轴骨锚固装置的第二实施例。将不再重复与第一实施例非常相同或相似的部件和部分的描述，并且这些部件或部分的附图标记与第一实施例中的相同。该多轴骨锚固装置与根据第一实施例的多轴骨锚固装置的不同之处在于，其被设计为底部装载的多轴骨锚固装置，即，骨锚固元件的头部3能够通过下部构件10’的底端部插入。多轴骨锚固装置包括接收部件5’，其包括上部构件8’和下部构件10’。此外，压力构件6’设置在上部构件8’和下部构件10’中。
更详细地参考图31至图34，上部构件8’是在第一端部8a和第二端部8b之间的基本圆柱形的部分。相邻于第二端部8b，在外表面处设置外螺纹86，其用于将下部构件10’连接到上部构件8’。通道85’包括：与第一端部8a相邻的第一部分85a，所述第一部分延伸到基本U形的凹部83的底部上方的一定距离处；和第二部分85b，所述第二部分的直径稍小，所述直径朝处于加宽部分85e的第二端部8b变宽以便允许压力构件6’如下所解释的那样扩张。在距U形凹部83的底部一定距离处，周向凹槽800’设置在腿部84的内壁中，更具体地，设置在腿部84b的下部分。凹槽800’的上边缘用作为用于压力构件6’的止动部。凹槽800’的下边缘可以倾斜以便允许压力构件6’的进一步向下移动。将腿部84分成上部分84a和下部分84b并且提供折断部分的外部凹槽88’可以具有例如沿圆周方向的V形横截面。
如图35至图38所示，下部构件10’是类似于第一实施例的下部构件的螺母状件。包括内螺纹的通道的第一部分101具有更大的内径，使得所述第一部分配合到上部构件8’的外螺纹86上。通道的第二部分102也朝第二端部10b变窄。第二部分102构造成在其中接收压力构件6’的下端部。在第一部分101和第二部分102之间形成平坦的环形表面101b。
现在转到图39至图42，将额外地参考图39至图42更详细地描述压力构件6’。压力构件6’包括：具有第一端部(或上端部)6a的上部分(或第一部分)61’；和具有第二端部(或下端部)6b的下部分(或第二部分)62’。第二部分62’具有中空内部63’，所述中空内部可以是基本球形的以便将球形的头部3夹紧在其中。第二部分62’包括多个狭缝64’，所述多个狭缝在下端部6b处开口并且延伸穿过第二部分62’。狭缝64’的数量和尺寸使得第二部分62’的壁是柔性的，更具体地说，当头部3插入时，所述第二部分的壁可以扩张以便卡到头部3上。与压力构件6’的下端部6b相邻的外表面部分65’可以是渐缩的，例如为锥形渐缩的。外表面部分65’构造成与下部构件10’的第二部分102配合，所述下部构件的第二部分朝下部构件10’的第二端部10b变窄。压力构件6’的第二部分62’的另一外表面部分66’可以是球形的。因此，第二部分的整体形状是帽状的。应注意的是，外表面部分65’、66’可以具有任何其他形状。
压力构件6’的第一部分61’可以具有与第二部分62’相邻的基本圆柱形的外表面。在所示的实施例中，第二部分62’相对于圆柱形的第一部分61’凹入，但是，任何其他的形状也是可以的。杆支撑表面68’可以设置在第一部分61’中，所述杆支撑表面构造成支撑插入的杆100。杆支撑表面68’可以在横向于中心轴线C的方向上具有V形横截面以便允许支撑不同直径的杆。然而，杆支撑表面也可以是平坦的或圆柱形的，或者可以具有任何其他的形状。
杆支撑表面68’的纵向轴线L横向于中心轴线C延伸。在杆支撑表面68’的左侧和右侧，形成直立腿部69’，其具有基本平坦的内表面和基本圆柱形的外表面。直立腿部69’在其自由端部相应地具有向外指向的部分70，所述向外指向的部分构造成接合上部构件8’的凹槽800’。在杆支撑表面68’和直立腿部69’之间形成平行于杆支撑表面68’延伸的凹槽71，所述凹槽使得直立腿部69’更加柔性。凹槽71可以具有圆形段形状的横截面。在直立腿部69’的中心处，可以设置细长的通孔72，其纵向轴线平行于中心轴线C。通孔72可以适于与销(未示出)或其它保持设备接合，以便将压力构件6’保持在上部构件8’内，从而保持压力构件6’与U形凹部83对准。为了允许改锥或工具接近头部3，在压力构件6’中设置同轴孔73。
压力构件6’的尺寸使得当骨锚固元件1的头部3被插入时，第二部分62’可以在上部构件8’的通道85’的扩大部分85e中扩张。圆柱形的第一部分61’的外径略小于接收部件5的上部构件8’中的通道85’的第二部分85b的内径，使得压力构件6’可以在其中滑动，其中在插入期间，柔性的第二部分62’和直立腿部69’可以被略微压缩，直到第二部分62’被布置在加宽部分85e的容纳空间中。
第二实施例的骨锚固装置可以以这样的方式预组装：即压力构件6’插入上部构件8’中，并且下部构件10’连接到上构件8’。因此，骨锚固元件1可以从下部构件10’的底端部10b插入到接收部件5’中。
图43a至图43d示出了结合器械来使用根据第二实施例的骨锚固装置的步骤。可以使用具有结合图20至图25所述的内套筒200和外套筒300的器械。通过前部分的向下运动(图43b)，直到内套筒200以旋转固定的方式接合上部构件8’并且外套筒300与下部构件10’的外表面上的接合结构103相接合(图43c)来将器械附接到具有插入的杆100和固定构件7的组装好的骨锚固装置(图43a)。为了锁定头部，旋转外套筒300以便将下部构件10’朝上部构件8’旋拧(图43d)。
参照图44a至图44d，将更详细地解释骨锚固装置的组装。如图44a所示，压力构件6’在上部构件8’中处于插入位置，在所述插入位置中向外指向的部分70延伸到内螺纹89的下端部处的底切部801中。下部构件10’已经被旋拧到上部构件8’上一定程度，以便使得在上部构件8’的第二端部8b与下部构件10’中的通道的第一部分101的底表面101a之间存在间隙500’。压力构件的柔性部分62’至少部分地位于上部构件8’的通道85’的加宽部分85e中，使得所述柔性部分可以在所述加宽部分中扩张。
如图44b所示，骨锚固元件1的头部3从下部构件10’的第二端部10b插入并且进入压力构件6’的中空内部63’。头部3向上推动压力构件6’，使得向外指向的部分70抵接内螺纹89的最下面的螺纹圈。压力构件的柔性的第二部分62’卡到头部3上，如图44c所示。此后，压力构件6’可以向下移动，直到向外指向的部分70与凹槽800’接合。压力构件6’的最下面的外锥形部分65移动到下部构件10’中的通道的第二部分102中，从而使下部开口变窄(图44d)。在该预锁定位置，防止了压力构件6’向上移动，并且在头部3仍然能够枢转的同时防止了头部3滑出下部开口。
使用器械解锁和锁定的步骤示出在图45a至图45c中。如图45a所示，头部未被锁定，即，处于下部构件10’相对于上部构件8’的第一位置中，其中头部3能够相对于接收部件5的部件枢转。附接器械，使得内套筒200接合上部构件8’，并且外套筒接合下部构件10’处的接合结构。在图45b中，外套筒300已经被旋转，使得下构件10’被进一步朝上部构件8’旋拧，由此压力构件6’的下部锥形外表面部分65’被更深地压入下部构件的通道的第二部分102中，并且由此柔性部分62’作用到头部3上的压缩力增加直到下部构件处于其中头部3被锁定的第二位置中。因为下部构件10’可以以无级方式旋转，施加到头部3上的夹紧力是可调节的。图45c示出了在具有插入的杆100和固定构件7的情况下的骨锚固装置和器械。在下部构件10’的第二位置或锁定位置中，间隙500’相较于第一位置或解锁位置更小。
在临床使用中，至少两个骨锚固元件被插入到例如相邻的椎骨的椎弓根中，并且如前所述那样将接收部件安装到头部上。此后，附接器械或者在附接器械之前插入杆和固定构件。利用骨锚固装置，可以通过在杆被放置到接收部件中或不被放置到接收部件中的情况下锁定和解锁头部来执行多个操作。
可以想到上述实施例的修改方案。尽管下部构件和上部构件之间的连接部被示出为螺纹连接部，但是可以使用其他类型的连接部，例如卡口连接部或其他连接部。
也可以设想提供了器械和下部构件之间连接的下部构件和器械的其他接合结构。可以使用能够将力传递到下部构件上的任何牢固的连接，例如任何形状配合连接或摩擦配合连接。
可以使用将旋转固定的上部构件保持且允许下部构件移动的任何器械。
根据本发明的其他实施例的骨锚固装置可以以另外的修改形式提供。例如，骨锚固元件的头部可以具有任何其他的形状，例如带有平坦侧面的球形或圆柱形，其中设置允许锚固元件在单个平面中枢转的单平面装置。压力构件可以具有不同的形状。
可以省略接收部件上的延伸片。
另外，在一些实施例中，也可以使用其他类型的固定元件，例如，具有替代的推进结构的非螺纹锁定元件。另外，可以使用所有类型的骨锚固元件，例如具有倒钩的骨钉或骨锚。
可以组合和/或互换实施例的特征以便产生各种其他的实施例。

Claims (15)

1.一种多轴骨锚固装置，其包括
接收部件(5、5’)，所述接收部件用于将杆(100)联接到骨锚固元件(1)，所述接收部件(5、5’)包括：
上部构件(8、8’)，所述上部构件具有：第一端部(8a)；第二端(8b)；延伸穿过所述第一端部和所述第二端部的中心轴线(C)；沿所述中心轴线从所述第一端部延伸到所述第二端部的通道(85、85’)；和用于在所述第一端部处接收所述杆的凹部(83)；
下部构件(10、10’)，所述下部构件具有：第一端部(10a)和第二端部(10b)；和从所述下部构件的第一端部沿轴向方向延伸到所述下部构件的第二端部的通道(101、102)，所述下部构件能够从所述上部构件的第二端部(8b)连接到所述上部构件，其中所述下部构件包括用于所述骨锚固元件的头部(3)的支座(92、102)；
压力构件(6、6’)，所述压力构件用于将压力施加到插入的所述头部(3)上，所述压力构件至少部分地布置在所述上部构件(8、8’)中；
其中当所述下部构件(10、10’)连接到所述上部构件(8、8’)时，下部构件能够处于第一位置和第二位置，在所述第一位置中，插入的所述头部(3)能够在所述支座(92、102)中枢转，在所述第二位置中，插入的所述头部(3)相对于下部构件和上部构件被锁定。
2.根据权利要求1所述的多轴骨锚固装置，其中，在所述上部构件(8、8’)中设置止动部(800、800’)，所述压力构件(6、6’)构造成在所述骨锚固元件的头部(3)插入的情况下、当所述下部构件(10、10’)从所述第一位置移动到所述第二位置时抵接所述止动部。
3.如权利要求1或2所述的多轴骨锚固装置，其中，通过使所述下部构件(10、10’)沿轴向方向前进，下部构件(10、10’)能够从所述第一位置移动到所述第二位置，其中当下部构件(10、10’)从所述第一位置移动到所述第二位置时，施加到插入的所述头部(3)上的夹紧力增加。
4.如权利要求1至3中任一项所述的多轴骨锚固装置，其中，所述下部构件(10、10’)构造成借助于器械而从所述第一位置移动到所述第二位置或从所述第二位置移动到所述第一位置，并且其中下部构件构造成在不借助器械的情况下保持在所述第一位置和所述第二位置中。
5.如权利要求1至4中任一项所述的多轴骨锚固装置，其中，所述下部构件(10、10’)能够通过螺纹连接部(86)连接到所述上部构件(8、8’)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的多轴骨锚固装置，其中，所述下部构件(10、10’)包括用于与器械(200、300)接合的外部接合结构(103)，所述器械构造成将下部构件(10、10’)从所述第一位置移动到所述第二位置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的多轴骨锚固装置，其中，设置固定元件(7)，所述固定元件与用于所述杆的凹部(83)接合，优选地所述固定元件构造成通过插入的所述杆(100)而将压力施加到所述压力构件(6、6’)上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的多轴骨锚固装置，其中，所述下部构件(10、10’)包括在所述下部构件的第二端部(10b)处的开口，并且其中所述开口的内径大于所述骨锚固元件的头部(3)的最大直径(E)。
9.根据权利要求8所述的多轴骨锚固装置，其中，所述下部构件(10)包括插入构件(9、9’)，所述插入构件构造成被插入下部构件(10)中以便使所述开口的直径变窄至小于所述头部(3)的最大直径。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的多轴骨锚固装置，其中，所述上部构件(8)包括相邻于或靠近所述上部构件的第二端部(8b)的内壁部分(85d)，所述内壁部分具有适合于所述头部(3)的球形外表面部分的形状的球形形状，并且其中优选地当头部(3)进入上部构件时，上部构件(8)的相邻于所述上部构件的第二端部(8b)的内壁部分是可扩张的，优选地上部构件(8)的相邻于所述上部构件的第二端部(8b)的内壁部分包括至少一个狭缝(87)。
11.根据权利要求8所述的多轴骨锚固装置，其中，所述压力构件(6’)包括包围插入的所述头部(3)的柔性部分(62’)，并且其中压力构件(6’)的下边缘(65)构造成当头部被插入时使所述下部构件(10’)的第二端部(10b)处的所述开口变窄。
12.根据权利要求11所述的多轴骨锚固装置，其中，所述骨锚固元件(1)的头部(3)能够从所述下部构件的第二端部(10b)插入下部构件(10’)中。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的多轴骨锚固装置，其还包括具有柄部(2)和头部(3)的骨锚固元件(1)，所述柄部(2)用于在骨中锚固，所述头部具有球形的外表面部分。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的多轴骨锚固装置，其中，所述上部构件(8、8’)包括下表面(8b、81a)，所述下部构件(10、10’)包括面朝上部构件(8、8’)的所述下表面(8b、81a)的上表面(10a、101b)，其中在所述第二位置中，在所述下表面(8b、81a)和所述上表面(10a、101b)之间存在间隙(500、500’)。
15.一种器械与根据权利要求1至14中任一项所述的骨锚固装置的系统，所述器械包括
外套筒(300)，所述外套筒构造成接合所述下部构件(10、10’)；
内套筒(200)，所述内套筒至少部分地设置在所述外套筒(300)中并且构造成以旋转固定的方式接合所述上部构件(8、8’)；
其中所述外套筒(300)能够相对于所述内套筒(200)移动，以便在外套筒(300)接合所述下部构件(10、10’)并且内套筒(200)接合所述上部构件(8、8’)时相对于上部构件(8、8’)移动下部构件(10、10’)。
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