CN111194188A - 轻松起始中空骨螺钉 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于固定到骨或软组织中的外科螺钉。所述外科螺钉包括具有近侧端部和远侧端部的中空主体。所述中空主体的所述远侧端部具有锥形尖端，并且多个螺纹围绕所述中空主体的所述外部延伸。导引器从所述锥形尖端朝远侧延伸，并且其直径(可以是可变的或恒定的)小于所述锥形尖端的直径。所述外科螺钉是中空的，使得通道从所述近侧端部穿过所述主体延伸到(有时穿过)所述远侧端部。

Description

轻松起始中空骨螺钉
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年10月9日提交的名称为“Easy Start Cannulated Bone Screw”的美国临时专利申请序列号62/569,770和2017年12月15日提交的名称为“Easy StartCannulated Bone Screw”的美国临时专利申请序列号62/599,228的优先权。
技术领域
本公开整体涉及一种外科固定装置，并且更具体地讲，涉及一种用于固定到骨或软组织中的中空螺钉。
背景技术
在整形外科手术中，通常使用螺钉将生物材料或其他物体(例如植入物)固定在相对于骨的所需位置。例如，使用螺钉将骨块附接到现有骨上或将软组织固定到骨或软组织上。将螺钉初始拧入骨或骨块中可能很困难。因此，在一些规程中，需要引导孔以帮助对准螺钉。如在外科领域中众所周知的那样，引导孔的深度和直径小于螺钉，以便为螺钉提供导向，同时引导孔仍然足够窄，以允许螺钉的足够螺纹穿透骨性干扰部位。也可以使用骨锤将螺钉锤入足够深的深度，以使螺纹穿透骨性干扰部位。
钻出引导孔需要额外的手术时间和额外的外科器械。虽然使用骨锤将螺钉锤入骨中可能会使花费的时间更少并且需要的仪器更少，但精度却较低。将螺钉锤入骨中会带来更大的风险，即螺钉将无法与所需的固定位置对准。因此，需要一种外科螺钉，这种外科螺钉不需要使用引导孔或骨锤，同时保持牢固且可靠地固定在骨内。
发明内容
本发明涉及一种外科螺钉。该外科螺钉包括用于减小起始螺钉或将螺钉引入解剖结构中所需的扭矩的特征部。根据一个方面，外科螺钉包括具有近侧端部和远侧端部的中空主体。中空主体的远侧端部可具有锥形尖端以及多个螺纹，所述螺纹可以从最远侧端部处的位置、与远侧端部相邻的位置或在远侧端部近侧的位置围绕中空主体的外部延伸到最近侧端部处的位置、与远侧端部相邻的位置或在近侧端部远侧的位置。导引器从锥形尖端朝远侧延伸，并且其直径(可以是恒定的或可变的)小于锥形尖端的直径。外科螺钉是中空的，使得通道从近侧端部穿过主体延伸到远侧端部。
根据另一方面，外科螺钉包括具有近侧端部和远侧端部的中空主体，该中空主体具有锥形尖端。多个螺纹(从如上所述的位置)围绕中空主体的外部延伸。多个螺纹包括主螺纹和副螺纹。主螺纹的导程大于所述多个螺纹的螺距。导引器从锥形尖端朝远侧延伸。外科螺钉是中空的，使得通道从近侧端部穿过主体延伸到远侧端部。
应当理解，前述概念和下面更详细讨论的另外概念的所有组合(假如这样的概念不相互矛盾)被认为是本文所公开的发明主题的一部分。具体地讲，出现在本公开的结尾处的要求保护的主题的所有组合被认为是本文所公开的发明主题的一部分。还应当理解，本文明确采用的也可出现在以引用方式并入的任何公开中的术语应被赋予与本文所公开的特定概念最一致的含义。
参考下文描述的实施方案，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得到阐明。
附图说明
本发明的一个或多个方面作为实例在说明书结论处的权利要求中被特别指出并清楚地要求保护。通过以下结合附图的描述，本发明的前述和其他目的、特征和优点将变得显而易见，其中：
图1是根据一个实施方案的外科螺钉的近侧透视示意图；
图2是根据一个实施方案的外科螺钉的远侧透视示意图；
图3是根据一个实施方案的外科螺钉的侧视示意图；
图4是根据一个替代性实施方案的外科螺钉的透视示意图；
图5是根据一个替代性实施方案的外科螺钉的侧视示意图；
图6是根据一个替代性实施方案的外科螺钉的远侧透视示意图；
图7是根据一个替代性实施方案的外科螺钉的远侧端部示意图；
图8是根据一个实施方案的外科螺钉的远侧透视示意图；
图9是根据一个替代性实施方案的外科螺钉的侧视示意图；以及
图10是根据另一个替代性实施方案的外科螺钉的侧视示意图；
图11是根据又一个替代性实施方案的外科螺钉的侧视示意图；
图12是具有单头的外科螺钉的示例性实施方案的特写示意图；以及
图13是具有双头的外科螺钉的示例性实施方案的特写示意图。
具体实施方式
下面参考附图中所示的非限制性实例更全面地解释本发明的各方面及其某些特征、优点和细节。省略了对公知结构的描述，以免不必要地使本发明在细节上变得模糊。然而，应当理解，详细描述和具体的非限制性实例虽然指示了本发明的方面，但仅以说明的方式给出，而不是以限制的方式给出。根据本公开，在本发明的基本概念的精神和/或范围内的各种替换、修改、添加和/或布置对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
现在参考附图，其中类似的附图标记始终指代类似的部分，图1示出了根据一个实施方案的外科螺钉100的近侧透视示意图。外科螺钉100包括在近侧端部104与远侧端部106之间延伸的主体102。外科螺钉100可以由任何合适的生物相容性材料诸如钛或镁构成，并且可根据诸如机械加工的常用制造方法来制造(如本领域的普通技术人员结合查看本公开所应当理解的)。外科螺钉100也可以由生物复合材料构成并经由注射成型来制造(如本领域的普通技术人员结合查看本公开所应当理解的)。
如图1所示，主体102包括在近侧端部104处的允许外科螺钉100被扭转的特征部108。具体地讲，特征部108位于近侧端部104的外表面110上。例如，特征部108可以是任何常规螺钉头的特征部，也可以是非常规几何形状的特征部(例如，Tri-Lobe螺丝刀几何形状)。在所描绘的实施方案中，特征部108具有六边形的横截面。如图1所示，外科螺钉100是中空的，使得通道112从近侧端部104的外表面110处的特征部108穿过主体102延伸到远侧端部106。
现在转到图2，示出了根据一个实施方案的外科螺钉100的远侧透视示意图。在所描绘的实施方案中，外科螺钉100的主体102包括在远侧端部106处的尖端114。在图2中，尖端114是锥形区域(至少部分地锥形，可以一直渐缩到最远侧端部，并且可包括恒定的、可变的(递增或递减)锥度，或者具有相同或不同锥度值的多于一个锥度(可与无锥度的部分分开))，使得主体102朝向远侧端部106减缩。如上所述，外科螺钉100是中空的。图2示出了通道112，该通道穿过外科螺钉100的主体102延伸到远侧端部106处的尖端114。具体地讲，通道112从近侧端部104处的特征部108延伸到尖端114的外表面118上的开口116。
仍然参考图2，外科螺钉100包括在尖端114处的导引器120。在所描绘的实施方案中，导引器120是从尖端114延伸的细长延长部分。在所描绘的实施方案中，导引器120是从远侧端部106处的尖端114延伸的窄圆柱体。如图所示，导引器120也是中空的，使得导引器120具有外表面118，以及通向延伸穿过主体102的通道112的开口116。导引器120允许更容易地插入外科螺钉100，因为导引器120可用于将外科螺钉100在所需骨孔位置处对准。
现在参考图3，示出了根据一个实施方案的外科螺钉100的侧视示意图。如图3所示，外科螺钉100包括沿着主体102的长度的多个螺纹122。与所有常规螺钉一样，相邻螺纹122具有螺距p和底径d。然而，外科螺钉100的所描绘的实施方案的螺距p以及因此底径d可以是可变的/非恒定的(或者，螺距可以是可变的并且底径可以是恒定的，反之亦然，并且螺距和/或底径可在某一长度的主体内是可变的，而在另一长度的主体内是恒定的)。换句话讲，外科螺钉100的螺纹122未均匀地间隔开。在一个实施方案中，螺距p从近侧端部104到远侧端部106增大，而底径d从远侧端部106到近侧端部104增大。例如，如图3所示，远侧端部106处的螺距p1大于近侧端部104处的螺距p2，并且远侧端部106处的底径小于近侧端部104处的底径。
仍然参考图3，外科螺钉100的螺纹122是双头螺纹。双头螺纹是成180度相对的两个螺纹。如图3所示，外科螺钉100包括交错的起始头124。换句话讲，副螺纹128比主螺纹126晚180度起始。如图13所示，当外科螺钉100具有双头或交错起始头124时，主螺纹122A具有导程L，该导程大于螺纹122(122A、122B)的螺距p。外科螺钉100也可具有三头或任何额外多头(如本领域的普通技术人员结合查看本公开所应当理解的，未示出)或单头(图12)，其中导程L和螺距p相等。在一个实施方案中，如图3所示，主螺纹126具有减小的表面积A。减小的表面积A减小了阻力并减小了与骨头的初始接合期间的扭矩。
现在转到图4至图11，示出了根据替代性实施方案的外科螺钉100的各种视图示意图。首先，在图4中，示出了根据一个替代性实施方案的外科螺钉100的透视示意图。与图1至图3中的外科螺钉100一样，图4中的外科螺钉100包括在近侧端部104与远侧端部106之间延伸的主体102，该主体具有在近侧端部104处的外表面110上的特征部108，该特征部允许外科螺钉100被扭转。如图4所示，外科螺钉100是中空的，使得通道112从近侧端部104的外表面110处的特征部108穿过主体102延伸到远侧端部106。与图1至图3的外科螺钉100一样，图4至图11所示的外科螺钉100可以由任何合适的生物相容性材料诸如钛或镁或者生物复合材料构成，并且可根据诸如机械加工或注射成型的常用制造方法来制造。
图5示出了根据一个替代性实施方案的外科螺钉100的侧视示意图。图5所示的外科螺钉100具有沿着螺钉100的主体102延伸的螺纹122。所描绘的实施方案中的相邻螺纹122具有恒定的(即，相等的)螺距p。然而，外科螺钉100也可具有螺纹122，该螺纹具有可变的螺距p1、p2，如图3中的实施方案所示。图5中的外科螺钉100的实施方案还具有螺纹122，该螺纹具有从近侧端部104减缩到远侧端部106的底径d。具体地讲，底径d从近侧端部104到远侧端部106减小(在一些实施方案中，其直径可以恒定地减小，并且在其他实施方案中，其直径可以非恒定地减小)。
仍然参考图5，外科螺钉100的实施方案还包括双头螺纹(即，交错起始头)124。如上所述，双头螺纹124包括主螺纹126，其与副螺纹128成180度相对，使得副螺纹128比主螺纹126晚180度(即，围绕主体102的外部)起始。然而，在其他实施方案中，副螺纹128可以比主螺纹126晚至少5度到至多360度起始。主螺纹126和副螺纹128具有减小的表面积A1、A2，以在与骨头的初始接合期间减小阻力并减小扭矩。
现在转到图6至图7，示出了根据一个替代性实施方案的外科螺钉100的远侧端部和远侧透视示意图。在外科螺钉100的所描绘的实施方案中，主螺纹126和副螺纹128被倒角。倒角去除了主螺纹和副螺纹的前缘，进一步减小了其表面积A1、A2。如图6所示，倒角形成主螺纹126上的第一锋利边缘130和副螺纹128上的第二锋利边缘132。锋利边缘130、132允许外科螺钉100与骨之间的更好接合。在所描绘的实施方案中，主螺纹126的远侧部分134被构造成使得与副螺纹128的表面积A2相比，主螺纹126的表面积A1进一步减小。在另外的实施方案中，当使用外科螺钉100与相对于骨的软组织接合时，使用半径代替倒角。
现在参考图8，示出了根据一个实施方案的外科螺钉100的远侧透视示意图。在所描绘的实施方案中，外科螺钉100包括在远侧端部106处的凹口特征部136。在一个实施方案中，如图8所示，凹口特征部136从外科螺钉100的远侧端部106处的导引器120延伸。在所描绘的实施方案中，凹口特征部136是从导引器120大致切向延伸的凹口。当骨很坚硬时，凹口特征部136可被锤入骨中。例如，外科医生将导引器120在所需骨孔位置处对准，并锤击外科螺钉100的近侧端部104，使得导引器120和凹口特征部136与骨接合。在另一个实施方案中，当外科螺钉100旋转时，凹口特征部136用于发现主骨与移植物之间的间隙。当凹口特征部136发现间隙时，其将主螺纹126引导至所需区域，并且外科用螺钉100可以旋转并安装而无需锤击。
现在转到图9至图10，示出了根据另外的实施方案的外科螺钉100的侧视示意图。在图9至图10所示的实施方案中，在外科螺钉100的远侧端部106(导引器120)处通往通道112的开口116是实心的或替换为实心特征部138。实心特征部138可以是圆形的，如图9所示，或者实心特征部138可具有任何其他合适的几何形状。例如，实心特征部138可以是钻尖140，如图10所示。在图9至图10所示的实施方案中，实心特征部138不是中空的。然而，在替代性实施方案中，中空也可以完全去除(如图9至图10所示)或仅部分去除。换句话讲，实心特征部138可以是完全实心的或仅部分实心的。
现在参考图11，示出了根据又一个实施方案的外科螺钉100的侧视示意图。在所描绘的实施方案中，外科螺钉100包括在近侧端部104和远侧端部106之间沿着主体102的一个或多个外部标记142。图11中的外科螺钉100的外部标记142是深度指示器标记142。在外科螺钉100的旋转和安装期间，深度指示器标记142对于外科医生(或其他使用者)是可见的。深度指示器标记142允许外科医生确定外科螺钉100在骨或软组织内的深度。在所描绘的实施方案中，深度指示器标记142是围绕外科螺钉100的外部延伸的圆周标记。然而，深度指示器标记142可以放置在沿着外科螺钉100的外部的任何位置，使得其对于外科医生(或其他使用者)是可见的。如图11所示，深度指示器标记142可根据需要包括以等距间隔(例如，5mm)隔开的多个标记142、单个深度标记或以不规则间隔隔开的多个标记，并且可以由射线照相材料制成或涂覆有射线照相材料。
如本文所定义和使用的所有定义应被理解为优先于字典定义、以引用方式并入的文档中的定义和/或所定义术语的普通含义。
尽管已经在本文中描述和示出了各种实施方案，但本领域的普通技术人员将容易设想到用于执行功能和/或获得结果和/或本文所述的优点中的一个或多个的各种其他装置和/或结构，并且此类变型和/或修改中的每一个都被认为在本文所述的实施方案的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易地理解，本文所述的所有参数、尺寸、材料和构型均是示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或构型将取决于本发明的教导内容用于其的一个或多个特定应用。仅使用常规实验，本领域技术人员将认识到或能够确定本文所述的特定实施方案的许多等同形式。因此，应当理解，前述实施方案仅通过示例给出，并且在所附权利要求及其等同形式的范围内，可以不同于具体描述和受权利要求保护的方式来实践实施方案。本公开的实施方案涉及本文所述的每个单独的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。此外，如果这些特征、系统、制品、材料、套件和/或方法不是相互矛盾的，则两个或更多个这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法的任何组合也包括在本公开的范围内。
本文所用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，并且并非旨在对本发明进行限制。如本文所用，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”也旨在包括复数形式。还应当理解，术语“包括(comprise)”(以及“包括(comprise)”的任何形式，诸如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”)、“具有(have)”(以及“具有(have)”的任何形式，诸如“具有(has)”和“具有(having)”)、“包含(include)”(以及“包含(include)”的任何形式，诸如“包含(includes)”和“包含(including)”)、以及“含有(contain)”(以及“含有(contain)”的任何形式，诸如“含有(contains)”和“含有(containing)”)为开放式系动词。因此，"包括"、"具有"、"包含"或"含有"一个或多个步骤或元件的方法或装置。同样，“包括”、“具有”、“包含”或“含有”一个或多个特征的方法的步骤或装置的元件具有那些一个或多个特征，但不限于仅具有那些一个或多个特征。此外，以某种方式构造的装置或结构至少以该方式构造，但是也可以以未列出的方式构造。
以下权利要求中的所有装置或步骤加上功能元件的对应结构、材料、操作和等同物，如果有的话，旨在包括用于与如具体要求保护的其他要求保护的元件组合地执行功能的任何结构、材料或操作。已经出于说明和描述的目的给出了本发明的描述，但是该描述不是穷举的或者将本发明限制为所公开的形式。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。选择和描述实施方案是为了最好地解释本发明的一个或多个方面的原理和实际应用，并使本领域的其他普通技术人员能够理解本发明的一个或多个方面，以用于具有适合于所设想的特定用途的各种修改的各种实施方案。

Claims (20)

1.一种外科螺钉，包括：
具有近侧端部和远侧端部的中空主体，所述远侧端部具有锥形尖端；
多个螺纹，所述螺纹围绕所述中空主体的外部的至少一部分设置；
导引器，所述导引器从所述锥形尖端朝远侧延伸；
其中所述导引器的直径小于所述锥形尖端的直径；以及
通道，所述通道从所述近侧端部穿过所述主体延伸到所述远侧端部。
2.如权利要求1所述的外科螺钉，其中所述导引器是中空圆柱体，使得所述通道从所述近侧端部延伸穿过所述导引器。
3.如权利要求1所述的外科螺钉，其中所述导引器包括实心特征部。
4.如权利要求3所述的外科螺钉，其中所述实心特征部是钻尖。
5.如权利要求1所述的外科螺钉，还包括在所述中空主体上的指示深度的一个或多个外部标记。
6.如权利要求1所述的外科螺钉，其中所述多条螺纹包括主螺纹，所述主螺纹具有在所述锥形尖端处具有第一表面积的第一边缘，以及副螺纹，所述副螺纹具有在所述锥形尖端处具有第二表面积的第二边缘，其中所述第一表面积小于所述第二表面积。
7.如权利要求1所述的外科螺钉，还包括从所述导引器延伸的凹口特征部。
8.如权利要求7所述的外科螺钉，其中所述凹口特征部是从所述导引器大致切向延伸的凹口。
9.如权利要求1所述的外科螺钉，其中所述中空主体由钛构成。
10.一种外科螺钉，包括：
具有近侧端部和远侧端部的中空主体，所述远侧端部具有锥形尖端；
多个螺纹，所述螺纹围绕所述中空主体的外部的至少一部分设置，并且包括主螺纹和副螺纹；
其中所述主螺纹的导程大于所述多个螺纹的螺距；
导引器，所述导引器从所述锥形尖端朝远侧延伸；以及
通道，所述通道从所述近侧端部穿过所述主体延伸到所述远侧端部。
11.如权利要求10所述的外科螺钉，其中所述多个螺纹中的每对相邻螺纹具有螺距和底径，每个螺距是相等的并且每个底径是相等的。
12.如权利要求10所述的外科螺钉，其中所述多个螺纹包括第一对相邻螺纹和第二对相邻螺纹，所述第一对相邻螺纹具有第一螺距，并且所述第二对相邻螺纹具有第二螺距，其中所述第一螺距大于所述第二螺距。
13.如权利要求10所述的外科螺钉，其中所述第一对相邻螺纹具有第一底径，并且所述第二对相邻螺纹具有第二底径，其中所述第一底径大于所述第二底径。
14.如权利要求10所述的外科螺钉，其中所述主螺纹具有在所述锥形尖端处具有第一表面积的第一边缘，并且所述副螺纹具有在所述锥形尖端处具有第二表面积的第二边缘，其中所述第一表面积小于所述第二表面积。
15.如权利要求14所述的外科螺钉，其中所述第一边缘和所述第二边缘被倒角。
16.如权利要求14所述的外科螺钉，其中所述第一边缘和所述第二边缘在所述锥形尖端上交错。
17.如权利要求10所述的外科螺钉，其中所述主螺纹和所述副螺纹成180度相对。
18.如权利要求10所述的外科螺钉，其中所述主螺纹和所述副螺纹成5度至360度的范围内的角度相对。
19.如权利要求10所述的外科螺钉，其中所述导引器是中空圆柱体。
20.如权利要求1所述的外科螺钉，还包括从所述导引器大致切向延伸的凹口。
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