CN113038894A - 椎弓根螺钉 - Google Patents

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Abstract

本发明广泛地涉及一种模块化椎弓根螺钉组件(10)，其用于固定和稳定患者(未示出)中的脊柱节段。模块化椎弓根螺钉组件(10)通常包括接骨螺钉(12)，布置成与接骨螺钉(12)的头部(16)协作的单轴内夹头(14)，布置成提供安置以保持内夹头(14)的座(18)，以及内夹头致动器(20)，所述内夹头致动器设计成接合座(18)，以激活内夹头(14)以在接骨螺钉(12)的头部(16)周围夹紧。

Description

椎弓根螺钉
技术领域
本发明广泛地涉及一种模块化椎弓根螺钉组件或子组件，其可配置成在矢状和横向平面中进行单轴运动或进行多轴运动。本发明还广泛地涉及单轴椎弓根螺钉组件，并且特别地但非排他地涉及单轴椎弓根螺钉子组件。
背景技术
在脊柱固定领域，有大量的椎弓根螺钉系统可供选择。螺钉系统通常设计用于多轴、一轴或单轴运动，从而使它们适合某些脊柱适应症。例如，矢状单轴螺钉通常用于脊柱的冠状不平衡，而横向单轴螺钉则用于脊柱的矢状不平衡。为了恢复，固定和稳定脊柱的急性和慢性不稳定性或畸形，脊柱外科医生必须携带大量的椎弓根螺钉选装件，以治疗各种脊柱病症。这增加了手术领域的库存量，并增加了灭菌、运输和库存存货的成本。
专利文献中涉及许多与脊柱固定相关的椎弓根螺钉系统。这些专利中的一些针对于螺钉系统，其中锚固件被配置成与接骨螺钉的头部协作以限制锚固件和相关联的杆的运动。美国专利申请公开号2017/0049484和2015/0134004是这种性质的椎弓根螺钉组件的示例，其中杆被锁定在锚固件内。这些组件在结构上相对复杂，包括适配器，所述适配器设计成锁定锚和相关联的杆围绕接骨螺钉的头部的运动。其他现有专利涉及旨在提供万向运动以捕获和锚定杆的多轴螺钉系统。美国专利号7,186,255公开了这种类型的多轴螺钉组件的一个示例，其包括套环，所述套环帮助将相关联的旋转件锁定到接骨螺钉，从而有效地将其减小为单轴螺钉。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种单轴椎弓根螺钉子组件，其包括：
接骨螺钉，其具有适合于插入椎骨中的带螺纹的骨干；
单轴内夹头，其配置成在工作位置在接骨螺钉的头部周围夹紧，所述头部是基本上球形的、具有截头表面，所述截头表面布置成在不工作位置与内夹头的对应支承表面协作以允许内夹头围绕接骨螺钉的头部的倾斜轴线倾斜；
座，其布置成提供安置以保持内夹头，所述座设计成与内夹头一起在不工作位置围绕所述接骨螺钉的头部的倾斜轴线倾斜。
根据本发明的第二方面，提供一种单轴椎弓根螺钉组件，其包括：
接骨螺钉，其具有适合于插入椎骨中的带螺纹的骨干；
单轴内夹头，其配置成在工作位置在接骨螺钉的头部周围夹紧，所述头部是基本上球形的、具有截头表面，所述截头表面布置成在不工作位置与内夹头的对应支承表面协作以允许内夹头围绕接骨螺钉的头部的倾斜轴线倾斜；
座，其布置成提供安置以保持内夹头，所述座设计成与内夹头一起在不工作位置围绕所述接骨螺钉的头部的倾斜轴线倾斜；
内夹头致动器，其设计成与座接合以激活内夹头以移动到工作位置，从而在接骨螺钉的头部周围夹紧以将内夹头和座锁定到所述接骨螺钉的头部。
优选地，单轴椎弓根螺钉子组件和组件为模块化结构。
根据本发明的第三方面，提供一种模块化椎弓根螺钉组件，其包括：
接骨螺钉，其具有适合于插入椎骨中的带螺纹的骨干；
内夹头，其选自单轴内夹头或多轴内夹头，每个内夹头均配置成在工作位置在接骨螺钉的头部周围夹紧，所述头部是基本上球形的、具有截头表面，其中：
i)单轴内夹头包括与接骨螺钉的头部的截头表面相对应的支承表面，所述支承表面布置成允许内夹头在不工作位置围绕所述接骨螺钉的头部的倾斜轴线倾斜；
ii)多轴内夹头包括限定内表面的腔，所述内表面配置成允许内夹头在不工作位置围绕所述接骨螺钉的头部进行多轴运动；
座，其布置成提供安置以保持内夹头，所述座设计成与选定的内夹头一起在不工作位置围绕所述接骨螺钉的头部单轴或多轴地运动；
内夹头致动器，其设计成与座接合以激活选定的内夹头以移动到工作位置，从而在接骨螺钉的头部周围夹紧以将选定的内夹头和座锁定到所述接骨螺钉的头部。
优选地，单轴内夹头包括多个爪元件，所述多个爪元件一起配置成在所述内夹头的不工作位置允许内夹头围绕所述接骨螺钉的头部的倾斜轴线倾斜。更优选地，爪元件中的至少一个包括限定单轴内夹头的对应支承表面的支承表面，所述支承表面配置成与接骨螺钉的头部的截头表面协作以允许单轴内夹头在不工作位置围绕所述接骨螺钉的头部的固定倾斜轴线倾斜。甚至更优选地，爪元件的支承表面是在多个爪元件中的相应的相对的一对中形成的一对相对的支承表面中的一个，所述一对相对的支承表面布置成与接骨螺钉的头部中的截头表面中的相应的一对协作。
优选地，座包括凹部，内夹头安置在所述凹部内以保持在不工作位置或工作位置，内夹头可经由内夹头致动器从i)其中接骨螺钉的头部在内夹头的爪元件在座的凹部中径向分离的情况下被接收在内夹头内的不工作位置移动到ii)其中接骨螺钉的头部在爪元件在接骨螺钉的头部周围夹紧的情况下被夹紧在内夹头内的工作位置。更优选地，座包括孔，所述孔与凹部连续地形成并且布置成用于将接骨螺钉的头部接收到内夹头中，所述内夹头被保持在不工作位置以用于安置在座的凹部中。甚至更优选地，座的凹部包括环形槽口，所述环形槽口配置成在内夹头处于不工作位置的情况下允许在将接骨螺钉的头部接收在内夹头中后内夹头的爪元件在环形槽口中的径向分离。仍更优选地，座包括环形凸缘，所述环形凸缘限定通过其接收接骨螺钉的头部的孔，所述凸缘配置成在内夹头处于工作位置的情况下促使内夹头的爪元件在接骨螺钉的头部周围夹紧。
优选地，椎弓根螺钉组件还包括用于固定到座的杆。更优选地，所述组件还包括可操作地联接到座以将杆锁定到座的锁定元件。甚至更优选地，内夹头致动器用作锁定元件，其中内夹头致动器为紧定螺钉的形式，所述紧定螺钉布置成接合座以激活内夹头并将杆锁定到座。替代地，内夹头致动器独立于锁定元件，其中内夹头致动器为外部紧定螺钉的形式，所述外部紧定螺钉布置成接合座以激活内夹头，并且锁定元件为内部紧定螺钉的形式，所述内部紧定螺钉布置成与外部紧定螺钉接合以将杆锁定到座。
优选地，所述座还包括一对支腿，所述一对支腿限定一对相对且轴向取向的通道，所述通道布置成用于接收所述杆以经由锁定元件锁定到座。更优选地，内夹头包括一对径向延伸的臂，所述一对径向延伸的臂彼此对准并布置成安置在座的所述一对相对的通道内，从而使杆相对于接骨螺钉的头部的倾斜轴线以固定的角度倾向取向，所述角度倾向由单轴内夹头的支承表面相对于所述一对径向延伸的臂的角位置确定。在一个实施方案中，所述臂与单轴内夹头的支承表面定向平行，其中杆取向成与接骨螺钉的头部的倾斜轴线基本垂直，处于工作位置的内夹头布置成围绕接骨螺钉的头部的倾斜轴线倾斜。在替代实施方案中，单轴内夹头的所述一对臂在方向上垂直于所述内夹头的支承表面，其中杆取向成与接骨螺钉的头部的倾斜轴线基本平行。
优选地，内夹头还包括设置在所述一对径向延伸的臂的任一侧的一对支腿，所述内夹头的所述支腿限定一对相对且轴向取向的通道，所述通道与座的通道基本对准并且布置成用于接收杆。更优选地，内夹头的支腿中的每一个包括突起，所述突起设计成可释放地保持在座的支腿中的对应开口内，以将内夹头在不工作位置和工作位置中都保持在座内。
优选地，模块化椎弓根螺钉组件还包括插入件，所述插入件易碎地连接至多轴内夹头，以从内夹头释放并定位在接骨螺钉的头部的截头表面处，多轴内夹头在i)不工作位置因此可移动以围绕接骨螺钉的头部进行多轴运动，并且在ii)工作位置布置成用于在接骨螺钉的头部周围夹紧，使得其有效夹紧表面通过位于所述螺钉头部的截头表面处的插入件而增加。更优选地，插入件是与多轴内夹头的相应的一对相对的爪元件易碎地连接的一对插入件中的一个，所述一对插入件配置成在多轴内夹头的工作位置定位在接骨螺钉的头部的相应的所述一对相对的截头表面处。
优选地，内夹头致动器的紧定螺钉以螺纹方式接合座的支腿以与内夹头接触，以在从不工作位置到工作位置的滑动动作中实现其运动，在所述工作位置中，座的环形凸缘接触内夹头的爪元件以在接骨螺钉的头部周围以增大的压力夹紧。更优选地，内夹头的径向延伸的臂布置成当内夹头在工作位置以足够的锁定压力在接骨螺钉的头部周围夹紧时搁置在它们所位于的座的相应通道的基部处。甚至更优选地，在内夹头在不工作位置与工作位置之间运动期间，内夹头的支腿中的每一个的突起被保持以在座的支腿的对应开口内滑动移动。
优选地，在内夹头从其不工作位置到工作位置的运动期间，内夹头致动器的紧定螺钉也实现杆到座的锁定。替代地，外部紧定螺钉包括螺纹孔，内部紧定螺钉被接收在螺纹孔内以将杆独立地锁定到座。
附图说明
为了更好地理解本发明的性质，现在将参考附图仅以举例的方式描述模块化椎弓根螺钉组件的优选实施方案，在附图中：
图1是本发明的模块化椎弓根螺钉组件的一个实施方案的透视图和替代截面的分解图；
图2是图1的模块化椎弓根螺钉组件的透视图和替代截面的局部分解图；
图3是图1和图2的模块化椎弓根螺钉组件的透视图和替代截面的装配图；
图4以平面图和侧视图示出了前述附图的模块化椎弓根螺钉组件，示意性地描绘了适于冠状不平衡的矢状单轴运动；
图5示出了从前述附图的模块化椎弓根螺钉组件截取的接骨螺钉的替代性透视图和纵向截面图；
图6示出了从图1至图4的模块化椎弓根螺钉组件截取的单轴内夹头的替代性透视图和纵向截面图；
图7描绘了替代图6的单轴内夹头的替代性单轴内夹头的替代性透视图和纵向截面图，其中模块化椎弓根螺钉组件适合于矢状不平衡；
图8以平面图和侧视图示出了装配有图7的单轴内夹头的模块化椎弓根螺钉组件，示意性地描绘了模块化椎弓根螺钉组件的单轴运动；
图9示出了替代图6或图7的单轴内夹头中的任一个的多轴内夹头的替代性透视图和纵向截面图，其中模块化椎弓根螺钉组件允许多轴运动；
图10描绘了替代图6或图7的单轴内夹头中的任一个的图9的多轴内夹头上的变体的替代性透视图和纵向截面图；
图11示出了从图1至图4的模块化椎弓根螺钉组件截取的座的替代性透视图和纵向截面图；
图12A和12B示出了适合于图1至图4的模块化椎弓根螺钉组件的内夹头致动器和锁定元件的替代实施方案的透视图和截面图。
具体实施方式
如在图1至图4中最佳所见，存在模块化椎弓根螺钉组件10，其用于固定和稳定患者(未示出)中的脊柱节段。椎弓根螺钉组件10为外科植入物的形式，其被配置用于治疗患者的脊柱的急性和慢性不稳定性或畸形。所述治疗通常包括以下步骤：矫正脊柱畸形，使用骨移植物弥合间隙来进行脊柱融合，以及涉及本发明技术的脊柱固定。
在优选实施方案中，模块化椎弓根螺钉组件10通常包括接骨螺钉12，布置成与接骨螺钉12的头部16协作的单轴内夹头14，布置成提供安置以保持内夹头14的座18，以及内夹头致动器20，所述内夹头致动器设计成接合座18，以激活内夹头14以在接骨螺钉12的头部16周围夹紧。图1以其分解图或分解状态示出了模块化椎弓根螺钉组件10，而：
1.图2示出了处于部分组装状态的模块化椎弓根螺钉组件10，但是内夹头致动器20和相关联的杆22从组件10的其余部分缩回；
2.图3示出了处于其完全组装状态的模块化椎弓根螺钉组件10。
应当理解，具有带螺纹的骨干24的接骨螺钉12被设计用于插入椎骨中并且更具体地插入患者的椎弓根中(未示出)。仅示出了杆22的一部分，其每个端部均被截断，并且实际上可以是直的或者成形为基本上匹配所需的脊柱对准，其中杆22被锚定到一个或多个相邻的模块化椎弓根螺钉组件(未示出)。模块化椎弓根螺钉组件(诸如10)和相关联的杆(诸如22)一起用作临时固定装置，以将脊柱保持在其正确的位置，直到骨移植物或其他器械节段融合成骨头为止。
模块化椎弓根螺钉组件10根据用于患者脊柱的不稳定性或畸形所需的脊柱固定治疗而进行配置。图1至图4的优选实施方案的模块化椎弓根螺钉组件10配置成有助于治疗在脊柱的左右方向上的冠状不平衡。为此目的，单轴内夹头14包括支承表面26，所述支承表面对应于接骨螺钉12的头部16的截头平坦表面28。如图4示意性所示，支承表面26布置成允许内夹头14在不工作位置围绕接骨螺钉12的头部16的倾斜轴线30倾斜。单轴内夹头14被安置以相对于杆22以固定的角度倾向保持在座18内。图1至图4的模块化椎弓根螺钉组件10具有基本垂直于杆22取向的倾斜轴线30，其提供了组件10在适合于冠状不平衡的矢状平面中的单轴倾斜。
图5示出了图1至图4的优选实施方案的模块化椎弓根螺钉组件10的接骨螺钉12。重要的是，接骨螺钉12的球形头部16包括截头平坦表面，所述截头平坦表面是一对相对的截头平坦表面28a和28b中的一个。在该实施方案中，所述一对截头平坦表面28a和28b被配置成与在单轴内夹头14的内部形成的对应的一对支承表面26a和26b协作。如图2所示，该布置允许内夹头14在其不工作位置在矢状面中围绕接骨螺钉12的头部16的倾斜轴线30倾斜。在其他方面，该实施方案的接骨螺钉12插有纵向孔34，并开有一个或多个径向孔，诸如36a。
在该实施方案中，根据需要，以多个预定的长度和直径设置接骨螺钉12。重要的是，各种尺寸的接骨螺钉12中的每一个都包括共通尺寸和形状的头部，诸如16。具有截头平坦表面28a/b的共通头部16因此被设计成与优选实施方案的模块化椎弓根螺钉组件10的单轴内夹头(诸如14)匹配。申请人打算给以下物品上色：
1.接骨螺钉12的共通球形头部16以表示接骨螺钉12的直径；
2.接骨螺钉12的带螺纹的骨干24以表示接骨螺钉12的长度。
应当理解，较小直径的接骨螺钉的尺寸可能不足以允许插管，在这种情况下，带螺纹的骨干24是实心的，没有细长孔34和径向孔，诸如36a/b。在其他方面，接骨螺钉12的头部16包括常规的六角形插口38，以用于接收用于插入椎弓根中的工具(未示出)。
图6更详细地示出了从图1至图4的优选实施方案截取的单轴内夹头14。在该示例中，单轴内夹头14包括多个爪元件，诸如40a至40f，所述多个爪元件配置成在内夹头14的不工作位置允许围绕接骨螺钉12的头部16倾斜。这种倾斜动作是通过在相应的相对的一对爪元件40a和40d内部形成的相对的一对平坦支承表面26a和26b实现的。在内夹头14的不工作位置，在单轴内夹头14倾斜的情况下，内夹头14的支承表面20a/b围绕接骨螺钉12的头部16的对应的截头表面28a/b滑动。在工作位置，将内夹头14夹紧到接骨螺钉12的头部16会将内夹头14锁定到头部16。
图7示出了替代性单轴内夹头14′，除了相对的支承表面26a′和26b′的位置外，它与前述实施方案的内夹头14基本相同。表面26a′/b′重新配置模块化椎弓根螺钉组件10以进行单轴运动，但使接骨螺钉12的头部16的倾斜轴线30与杆22基本对准，参见图8。为了便于参考并且为了避免重复，替代性单轴内夹头14和14′的对应部件使用相同的附图标记。应当理解，带有替代的单轴内夹头14′的模块化椎弓根螺钉组件10适合于治疗矢状不平衡，诸如脊柱前后弯曲的脊柱后弯或脊柱前弯。在该替代性单轴配置中，螺钉组件10设计成在大致垂直于矢状面的横向平面中倾斜。
图9示出了多轴内夹头140，其配置成替代模块化椎弓根螺钉组件10中的单轴内夹头14或14′中的任一个。多轴内夹头140与单轴内夹头基本相同14/14′，但不包括相对的支承表面，诸如26a/b，但是多个爪元件400a至400f中的每一个具有相同的形状。这意味着多轴内夹头140包括限定内表面144的腔142，所述内表面配置成允许内夹头140在不工作位置围绕接骨螺钉12的头部16进行多轴运动。多轴内夹头140在其他方面具有与单轴内夹头14/14′相同的结构，其中处于工作位置的内夹头140的爪元件400a至400f在接骨螺钉12的头部16周围夹紧以锁定到接骨螺钉12。
图10描绘了图9的多轴内夹头140的一种变体。在该变体中，多轴内夹头140′包括一对插入件146a′和146d′，所述一对插入件分别易碎地连接到内夹头140′的相应的相对的一对爪元件400a′和400d′。每个插入件(诸如146a′)为填充倒角件的形式，其设计成在预定的力下从相应的爪元件(诸如400a′)释放，以定位在接骨螺钉12的头部16的截头平坦表面28a处。因此，该变体的多轴内夹头140′在不工作位置可移动以围绕接骨螺钉12的头部16进行多轴运动。处于工作位置的多轴内夹头140′在接骨螺钉12的头部16周围夹紧，其中所述一对插入件或填充倒角件(诸如146a′)增加暴露于多个爪(诸如内夹头140′的400a′至400f′)的头部16的有效夹紧表面。这意味着多轴内夹头140′不太可能从相关联的接骨螺钉12的头部16拉出。
图11示出了从图1至图4的优选实施方案的模块化椎弓根螺钉组件10截取的座或头部18。座18在一般意义上被设计为提供安置以保持内夹头(诸如14)，所述内夹头在不工作位置与座18一起围绕接骨螺钉12的头部16倾斜。在该实施方案中，座18包括凹部44，诸如18的内夹头安置在所述凹部内以经由内夹头致动器20来进行激活。因此，内夹头14可通过内夹头致动器20从以下位置移动：
1.其中接骨螺钉12的头部16在内夹头14的爪元件(诸如40a至40f)在座18的凹部44中径向分离的情况下被接收在内夹头14内的不工作位置；
2.其中接骨螺钉12的头部16在爪元件40a至40f在接骨螺钉12的头部16周围夹紧的情况下被锁定在内夹头14内的工作位置。
在该实施方案中，座18包括孔46，所述孔与凹部44连续地形成并且布置成用于接收接骨螺钉12的头部16。接骨螺钉12的头部16因此被接收在内夹头14中，所述内夹头被保持在不工作位置以用于安置在座18的凹部44中。座18的凹部44包括环形槽口47，所述环形槽口配置成在内夹头14处于不工作位置的情况下允许在将接骨螺钉12的头部16接收在内夹头14中后爪元件40a至40f在环形槽口46中的径向分离。座18还包括环形凸缘48，所述环形凸缘限定通过其接收接骨螺钉12的头部16的孔46。凸缘48配置成在内夹头14处于工作位置的情况下促使内夹头14的爪元件40a至40f在接骨螺钉12的头部16周围夹紧。
图12A示出了从图1至图4的模块化椎弓根螺钉组件10的优选实施方案截取的内夹头致动器20。内夹头致动器20与锁定元件成一体，并且它们一起以一体的紧定螺钉49的形式设置。一体的紧定螺钉49以螺纹方式接合座18，以用于内夹头14的激活和杆22到座18的锁定。一体的紧定螺钉49包括用于接收用于向紧定螺钉49施加扭矩载荷的工具(未示出)的六角形插口51。在图12B所示的替代实施方案中，锁定元件的功能独立于内夹头致动器20′。内夹头致动器20′为外部紧定螺钉50的形式，其布置成以螺纹方式接合座18以激活内夹头14。锁定元件为内部紧定螺钉或平头螺钉52的形式，其布置成与外部紧定螺钉50以螺纹方式接合。平头螺钉52因此独立于外部紧定螺钉50操作以将杆22锁定到座18。
返回图11，可以看到座18包括一对支腿60a和60b，所述一对支腿限定一对相对且轴向取向的通道62a和62b。通道62a/b布置成接收杆22以经由锁定元件49锁定到座18。如图6所示，内夹头14包括一对径向延伸的臂64a和64b，它们彼此对准并布置成安置在座18的一对相对的通道62a和62b内。因此，杆22相对于接骨螺钉12的头部16的倾斜轴线30以固定的角度倾向取向。应当理解，该角度倾向由单轴内夹头14的平坦支承表面26a/b相对于所述一对径向延伸的臂64a/b的角位置确定。
在具有图6的单轴内夹头14的优选实施方案中，臂64a/b取向与内夹头14的支承表面26a/b定向平行，其中杆22取向成与接骨螺钉12的头部16的倾斜轴线30基本垂直，处于不工作位置的内夹头14布置成围绕接骨螺钉的头部的所述倾斜轴线倾斜。模块化椎弓根螺钉组件10的这种配置适合于脊柱固定，以治疗其中螺钉组件10在矢状面中倾斜的冠状不平衡。替代地，可将图7的单轴内夹头14′装到模块化椎弓根螺钉组件10。在这种情况下，单轴内夹头14′的径向臂64a′/b′在方向上垂直于内夹头14′的支承表面26a′b′，其中杆22设置成与接骨螺钉12的头部16的倾斜轴线30基本平行。在这种配置中，模块化椎弓根螺钉组件10适合于脊柱固定，以治疗矢状不平衡，诸如后凸畸形，并且螺钉组件10在横向平面中倾斜。
如图6和图7的单轴内夹头14和14′以及图9和图10的多轴内夹头140和140′中最佳所见，内夹头(诸如14)包括设置在所述一对径向延伸的臂60a和60b的任一侧的一对支腿70a和70b。支腿70a/b限定被布置用于接收杆22的一对相对且轴向取向的通道72a/b。如图3最佳所见，内夹头14的所述一对通道72a/b与座18的通道62a/b基本对准。内夹头14的支腿(诸如70b)中的每一个包括突起(诸如74b)，以用于可释放地保持在座18的对应支腿60b中的对应开口(诸如76b)内。突起74b为奶嘴的形式，其被设计成将内夹头14在不工作位置和工作位置都保持在座18内。
图1至图3最佳地示出了组装本发明的该实施方案的模块化椎弓根螺钉10的事件的顺序。应当理解，尽管未示出，但是在组装模块化椎弓根螺钉10之前，通常将接骨螺钉12插入被识别进行内固定的椎弓根(未示出)中。对于已被识别进行内固定的其他椎弓根，重复此步骤。模块化椎弓根螺钉组件10的其余部分的组装涉及以下步骤：
1.内夹头选自单轴内夹头14/14′或多轴内夹头140/140′，这取决于所需的治疗，诸如冠状或矢状不平衡所需的治疗；
2.选定的夹头(诸如14)被装载在座18内，内夹头14经由其突起(诸如74b)保持在座18中，其径向臂(诸如64a)安置在座18的相对通道(诸如62a)内；
3.座18和相关联的内夹头14被压在接骨螺钉12的头部16上方，从而使支承表面(诸如26a)与接骨螺钉12的头部16的对应的截头表面(诸如28a)对准；
4.处于不工作位置相对于座18略微升高的内夹头围绕接骨螺钉12的头部16扩展以用于接收头部16；
5.处于不工作位置的内夹头14围绕接骨螺钉12的头部16弹性收缩以用于其保持；
6.杆22被装载到座18和内夹头14的对准通道(诸如分别为62a和72a)中，其中经由适当的工具使用于单轴内夹头14的接骨螺钉12进行任何相对较小的旋转；
7.内夹头致动器20和锁定元件被拧入座18中，以同时进行i)使内夹头14激活或运动到工作位置以用于在接骨螺钉12的头部16周围夹紧以将内夹头14和座18锁定到所述头部16，并且ii)将杆22锁定到座18。
该实施方案的内夹头致动器20或一体的紧定螺钉49以螺纹方式接合座18的支腿(诸如60a)，以与内夹头14接触以在从不工作位置到工作位置的滑动动作中实现其运动。在工作位置，座18的环形凸缘48接触内夹头14的爪元件(诸如40a至40f)，以随着压力增加而在接骨螺钉12的头部16周围夹紧。当内夹头14以足够的锁定压力在接骨螺钉12的头部16周围夹紧时，内夹头14的径向延伸的臂(诸如64a)布置成搁置在它们所位于的座18的相应的通道(诸如62a)的基部处。在该示例中，座18的支腿60a的开口(诸如76a)形成为纵向狭槽，使得内夹头14的突起(诸如74a)被保持以在内夹头14在不工作位置与工作位置之间的运动期间在对应狭槽(诸如76a)内滑动移动。
在本发明的另外的方面，提供了一种单轴椎弓根螺钉子组件或组件。在这些方面，子组件或组件不需要为模块化结构。在两个方面中，子组件或组件都限于单轴内夹头，其中内夹头和相关联的座围绕相关联的接骨螺钉的头部的倾斜轴线进行单轴倾斜。子组件或组件可以采用图1至图4的实施方案的形式，但是内夹头和底座永久地安装到接骨螺钉的头部。应当理解，单轴椎弓根螺钉子组件或组件也可在与该实施方案的平面正交的平面中倾斜。非模块化螺钉子组件或组件的这些其他方面在内夹头和座就位的情况下都插入到椎骨或椎弓根中。
现在已经描述了模块化椎弓根螺钉组件的几个优选实施方案，对于本领域技术人员而言显而易见的是，它们具有以下优点：
1.除内夹头和接骨螺钉外，模块化组件共享共通或通用组件，从而降低了脊柱外科医生保持充足库存的成本；
2.单轴和多轴组件依靠用于接骨螺钉的共通尺寸和形状的头部，从而最大程度地减少所需的接骨螺钉范围；
3.通过选择单轴或多轴内夹头，可将模块化椎弓根螺钉组件重新配置成进行单轴或多轴运动；
4.通过选择适当的单轴内夹头，可以轻松配置单轴椎弓根螺钉子组件或组件，以用于冠状或矢状不平衡；
5.处于其多轴配置的模块化椎弓根螺钉组件设计成增加了在相关联的接骨螺钉的头部周围的夹紧力，以减少拉出的可能性。
本领域技术人员将理解，本文所描述的本发明除了具体描述的那些之外还可以进行变化和修改。例如，如果单轴或多轴内夹头的选择在组件的重新配置中是有效的，那么模块化椎弓根螺钉组件的内夹头和/或座的具体结构可以不同于优选实施方案。内夹头和接骨螺钉的头部上的成对的支承表面和截头表面可分别限于接骨螺钉的头部上的单个支承表面和对应的截头表面。接骨螺钉的头部上的截头表面可以不是平坦的，只要它与内夹头中的对应支承表面互补，所述支撑表面允许围绕接骨螺钉的头部的倾斜轴进行单轴倾斜。
所有这样的变化和修改应被认为在本发明的范围之内，本发明的性质将从前述描述中确定。

Claims (54)

1.一种单轴椎弓根螺钉子组件，其包括：
接骨螺钉，其具有适合于插入椎骨中的带螺纹的骨干；
单轴内夹头，其配置成在工作位置在所述接骨螺钉的头部周围夹紧，所述头部是基本上球形的、具有截头表面，所述截头表面布置成在不工作位置与所述内夹头的对应支承表面协作以允许所述内夹头围绕所述接骨螺钉的所述头部的倾斜轴线倾斜；
座，其布置成提供安置以保持所述内夹头，所述座设计成与所述内夹头一起在所述不工作位置围绕所述接骨螺钉的所述头部的所述倾斜轴线倾斜。
2.根据权利要求1所述的单轴椎弓根螺钉子组件，其中所述单轴内夹头包括多个爪元件。
3.根据权利要求2所述的单轴椎弓根螺钉子组件，其中所述爪元件中的至少一个包括限定所述单轴内夹头的对应支承表面的支承表面，所述支承表面配置成与所述接骨螺钉的所述头部的所述截头表面协作以允许所述单轴内夹头在所述不工作位置围绕所述接骨螺钉的所述头部的所述固定倾斜轴线倾斜。
4.根据权利要求3所述的单轴椎弓根螺钉子组件，其中所述爪元件的所述支承表面是在所述多个爪元件中的相应的相对的一对中形成的一对相对的支承表面中的一个，所述一对相对的支承表面布置成与所述接骨螺钉的所述头部中的所述截头表面中的相应的一对协作。
5.根据前述权利要求中任一项所述的单轴椎弓根螺钉子组件，其中所述单轴椎弓根螺钉子组件为模块化结构。
6.一种单轴椎弓根螺钉组件，其包括：
接骨螺钉，其具有适合于插入椎骨中的带螺纹的骨干；
单轴内夹头，其配置成在工作位置在所述接骨螺钉的头部周围夹紧，所述头部是基本上球形的、具有截头表面，所述截头表面布置成在不工作位置与所述内夹头的对应支承表面协作以允许所述内夹头围绕所述接骨螺钉的所述头部的倾斜轴线倾斜；
座，其布置成提供安置以保持所述内夹头，所述座设计成与所述内夹头一起在所述不工作位置围绕所述接骨螺钉的所述头部的所述倾斜轴线倾斜；
内夹头致动器，其设计成与所述座接合以激活所述内夹头以移动到所述工作位置，从而在所述接骨螺钉的所述头部周围夹紧以将所述内夹头和所述座锁定到所述接骨螺钉的所述头部。
7.根据权利要求6所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述单轴内夹头包括多个爪元件，所述多个爪元件一起配置成在所述内夹头的所述不工作位置允许所述内夹头围绕所述接骨螺钉的所述头部的所述倾斜轴线倾斜。
8.根据权利要求7所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述爪元件中的一个包括限定所述单轴内夹头的对应支承表面的支承表面，所述支承表面配置成与所述接骨螺钉的所述头部的所述截头表面协作以允许所述单轴内夹头在所述不工作位置围绕所述接骨螺钉的所述头部的所述固定倾斜轴线倾斜。
9.根据权利要求8所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述爪元件的所述支承表面是在所述多个爪元件中的相应的相对的一对中形成的一对相对的支承表面中的一个，所述一对相对的支承表面布置成与所述接骨螺钉的所述头部中的所述截头表面中的相应的一对协作。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述座包括凹部，所述内夹头安置在所述凹部内以保持在不工作位置或工作位置，所述内夹头可经由所述内夹头致动器从i)其中所述接骨螺钉的所述头部在所述内夹头的所述爪元件在所述座的所述凹部中径向分离的情况下被接收在所述内夹头内的所述不工作位置移动到ii)：其中所述接骨螺钉的所述头部在所述爪元件在所述接骨螺钉的所述头部周围夹紧的情况下被夹紧在所述内夹头内的所述工作位置。
11.根据权利要求10所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述座包括孔，所述孔与所述凹部连续地形成并且布置成用于将所述接骨螺钉的所述头部接收到所述内夹头中，所述内夹头被保持在所述不工作位置以用于安置在所述座的所述凹部中。
12.根据权利要求11所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述座的所述凹部包括环形槽口，所述环形槽口配置成在所述内夹头处于所述不工作位置的情况下允许在将所述接骨螺钉的所述头部接收在所述内夹头中后所述内夹头的所述爪元件在所述环形槽口中的径向分离。
13.根据权利要求11或12所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述座包括环形凸缘，所述环形凸缘限定通过其接收所述接骨螺钉的所述头部的孔，所述凸缘配置成在所述内夹头处于所述工作位置的情况下促使所述内夹头的所述爪元件在所述接骨螺钉的所述头部周围夹紧。
14.根据权利要求6至13中任一项所述的单轴椎弓根螺钉组件，其还包括用于固定到所述座的杆。
15.根据权利要求14所述的单轴椎弓根螺钉组件，其还包括可操作地联接到所述座以将所述杆锁定到所述座的锁定元件。
16.根据权利要求15所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述内夹头致动器用作所述锁定元件，其中所述内夹头致动器为紧定螺钉的形式，所述紧定螺钉布置成接合所述座以激活所述内夹头并将所述杆锁定到所述座。
17.根据权利要求15所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述内夹头致动器独立于所述锁定元件，其中所述内夹头致动器为外部紧定螺钉的形式，所述外部紧定螺钉布置成接合所述座以激活所述内夹头，并且所述锁定元件为内部紧定螺钉的形式，所述内部紧定螺钉布置成与所述外部紧定螺钉接合以将所述杆锁定到所述座。
18.根据权利要求16或17所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述座还包括一对支腿，所述一对支腿限定一对相对且轴向取向的通道，所述通道布置成用于接收所述杆以经由所述锁定元件锁定到所述座。
19.根据权利要求18所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述内夹头包括一对径向延伸的臂，所述一对径向延伸的臂彼此对准并布置成安置在所述座的所述一对相对的通道内，从而使所述杆相对于所述接骨螺钉的所述头部的所述倾斜轴线以固定的角度倾向取向，所述角度倾向由所述单轴内夹头的所述支承表面相对于所述一对径向延伸的臂的角位置确定。
20.根据权利要求19所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述臂与所述单轴内夹头的所述支承表面定向平行，其中所述杆取向成与所述接骨螺钉的所述头部的所述倾斜轴线基本垂直，处于所述工作位置的所述内夹头布置成围绕所述接骨螺钉的所述头部的所述倾斜轴线倾斜。
21.根据权利要求19所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述单轴内夹头的所述一对臂在方向上垂直于所述内夹头的所述支承表面，其中所述杆取向成与所述接骨螺钉的所述头部的所述倾斜轴线基本平行。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述内夹头还包括设置在所述一对径向延伸的臂的任一侧的一对支腿，所述内夹头的所述支腿限定一对相对且轴向取向的通道，所述通道与所述座的通道基本对准并且布置成用于接收所述杆。
23.根据权利要求22所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述内夹头的所述支腿中的每一个包括突起，所述突起设计成可释放地保持在所述座的所述支腿中的对应开口内，以将所述内夹头在所述不工作位置和所述工作位置中都保持在所述座内。
24.根据权利要求18至23中任一项所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述内夹头致动器的所述紧定螺钉以螺纹方式接合所述座的所述支腿以与所述内夹头接触，以在从所述不工作位置到所述工作位置的滑动动作中实现其运动，在所述工作位置中，所述座的所述环形凸缘接触所述内夹头的所述爪元件以在所述接骨螺钉的所述头部周围以增大的压力夹紧。
25.根据权利要求24所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述内夹头的所述径向延伸的臂布置成当所述内夹头在所述工作位置以足够的锁定压力在所述接骨螺钉的所述头部周围夹紧时搁置在它们所位于的所述座的相应通道的基部处。
26.根据权利要求24或25所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中在所述内夹头在所述不工作位置与所述工作位置之间运动期间，所述内夹头的所述支腿中的每一个的所述突起被保持以在所述座的所述支腿的对应开口内滑动移动。
27.根据权利要求16所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中在所述内夹头从其不工作位置到工作位置的运动期间，所述内夹头致动器的所述紧定螺钉也实现所述杆到所述座的锁定。
28.根据权利要求17所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述外部紧定螺钉包括螺纹孔，所述内部紧定螺钉被接收在所述螺纹孔内以将所述杆独立地锁定到所述座。
29.根据权利要求6至28中任一项所述的单轴椎弓根螺钉组件，其中所述单轴椎弓根螺钉组件为模块化结构。
30.一种模块化椎弓根螺钉组件，其包括：
接骨螺钉，其具有适合于插入椎骨中的带螺纹的骨干；
内夹头，其选自单轴内夹头或多轴内夹头，每个内夹头均配置成在工作位置在所述接骨螺钉的头部周围夹紧，所述头部是基本上球形的、具有截头表面，其中：
i)所述单轴内夹头包括与所述接骨螺钉的所述头部的所述截头表面相对应的支承表面，所述支承表面布置成允许所述内夹头在不工作位置围绕所述接骨螺钉的所述头部的倾斜轴线倾斜；
ii)所述多轴内夹头包括限定内表面的腔，所述内表面配置成允许所述内夹头在所述不工作位置围绕所述接骨螺钉的所述头部进行多轴运动；
座，其布置成提供安置以保持所述内夹头，所述座设计成与选定的内夹头一起在所述不工作位置围绕所述接骨螺钉的所述头部单轴或多轴地运动；
内夹头致动器，其设计成与所述座接合以激活所述选定的内夹头以移动到所述工作位置，从而在所述接骨螺钉的所述头部周围夹紧以将所述选定的内夹头和所述座锁定到所述接骨螺钉的所述头部；
内夹头致动器，其设计成与所述座接合以激活所述选定的内夹头以移动到所述工作位置，从而在所述接骨螺钉的所述头部周围夹紧以将所述选定的内夹头和所述座锁定到所述接骨螺钉的所述头部。
31.根据权利要求30所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中一起配置成在所述内夹头的所述不工作位置允许所述内夹头围绕所述接骨螺钉的所述头部的所述倾斜轴线倾斜。
32.根据权利要求31所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述爪元件中的至少一个包括限定所述单轴内夹头的对应支承表面的支承表面，所述支承表面配置成与所述接骨螺钉的所述头部的所述截头表面协作以允许所述单轴内夹头在所述不工作位置围绕所述接骨螺钉的所述头部的所述固定倾斜轴线倾斜。
33.根据权利要求32所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述爪元件的所述支承表面是在所述多个爪元件中的相应的相对的一对中形成的一对相对的支承表面中的一个，所述一对相对的支承表面布置成与所述接骨螺钉的所述头部中的所述截头表面中的相应的一对协作。
34.根据权利要求30至33中任一项所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述座包括凹部，所述内夹头安置在所述凹部内以保持在不工作位置或工作位置，所述内夹头可经由所述内夹头致动器从i)其中所述接骨螺钉的所述头部在所述内夹头的所述爪元件在所述座的所述凹部中径向分离的情况下被接收在所述内夹头内的所述不工作位置移动到ii)：其中所述接骨螺钉的所述头部在所述爪元件在所述接骨螺钉的所述头部周围夹紧的情况下被夹紧在所述内夹头内的所述工作位置。
35.根据权利要求34所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述座包括孔，所述孔与所述凹部连续地形成并且布置成用于将所述接骨螺钉的所述头部接收到所述内夹头中，所述内夹头被保持在所述不工作位置以用于安置在所述座的所述凹部中。
36.根据权利要求35所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述座的所述凹部包括环形槽口，所述环形槽口配置成在所述内夹头处于所述不工作位置的情况下允许在将所述接骨螺钉的所述头部接收在所述内夹头中后所述内夹头的所述爪元件在所述环形槽口中的径向分离。
37.根据权利要求35或36所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述座包括环形凸缘，所述环形凸缘限定通过其接收所述接骨螺钉的所述头部的孔，所述凸缘配置成在所述内夹头处于所述工作位置的情况下促使所述内夹头的所述爪元件在所述接骨螺钉的所述头部周围夹紧。
38.根据权利要求30至37中任一项所述的模块化椎弓根螺钉组件，其还包括用于固定到所述座的杆。
39.根据权利要求38所述的模块化椎弓根螺钉组件，其还包括可操作地联接到所述座以将所述杆锁定到所述座的锁定元件。
40.根据权利要求39所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述内夹头致动器用作所述锁定元件，其中所述内夹头致动器为紧定螺钉的形式，所述紧定螺钉布置成接合所述座以激活所述内夹头并将所述杆锁定到所述座。
41.根据权利要求39所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述内夹头致动器独立于所述锁定元件，其中所述内夹头致动器为外部紧定螺钉的形式，所述外部紧定螺钉布置成接合所述座以激活所述内夹头，并且所述锁定元件为内部紧定螺钉的形式，所述内部紧定螺钉布置成与所述外部紧定螺钉接合以将所述杆锁定到所述座。
42.根据权利要求40至41中任一项所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述座还包括一对支腿，所述一对支腿限定一对相对且轴向取向的通道，所述通道布置成用于接收所述杆以经由所述锁定元件锁定到所述座。
43.根据权利要求42所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述内夹头包括一对径向延伸的臂，所述一对径向延伸的臂彼此对准并布置成安置在所述座的所述一对相对的通道内，从而使所述杆相对于所述接骨螺钉的所述头部的所述倾斜轴线以固定的角度倾向取向，所述角度倾向由所述单轴内夹头的所述支承表面相对于所述一对径向延伸的臂的角位置确定。
44.根据权利要求43所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述臂与所述单轴内夹头的所述支承表面定向平行，其中所述杆取向成与所述接骨螺钉的所述头部的所述倾斜轴线基本垂直，处于所述工作位置的所述内夹头布置成围绕所述接骨螺钉的所述头部的所述倾斜轴线倾斜。
45.根据权利要求43所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述单轴内夹头的所述一对臂在方向上垂直于所述内夹头的所述支承表面，其中所述杆取向成与所述接骨螺钉的所述头部的所述倾斜轴线基本平行。
46.根据权利要求43至45中任一项所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述内夹头还包括设置在所述一对径向延伸的臂的任一侧的一对支腿，所述内夹头的所述支腿限定一对相对且轴向取向的通道，所述通道与所述座的通道基本对准并且布置成用于接收所述杆。
47.根据权利要求46所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述内夹头的所述支腿中的每一个包括突起，所述突起设计成可释放地保持在所述座的所述支腿中的对应开口内，以将所述内夹头在所述不工作位置和所述工作位置中都保持在所述座内。
48.根据权利要求30至47中任一项所述的模块化椎弓根螺钉组件，其还包括插入件，所述插入件易碎地连接至所述多轴内夹头，以从所述内夹头释放并定位在所述接骨螺钉的所述头部的所述截头表面处，所述多轴内夹头在i)所述不工作位置因此可移动以围绕所述接骨螺钉的所述头部进行多轴运动，并且在ii)所述工作位置布置成用于在所述接骨螺钉的所述头部周围夹紧，使得其有效夹紧表面通过位于所述螺钉头部的所述截头表面处的所述插入件而增加。
49.根据权利要求48所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述插入件是与所述多轴内夹头的相应的一对相对的爪元件易碎地连接的一对插入件中的一个，所述一对插入件配置成在所述多轴内夹头的所述工作位置定位在所述接骨螺钉的所述头部的相应的所述一对相对的截头表面处。
50.根据权利要求42至47中任一项所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述内夹头致动器的所述紧定螺钉以螺纹方式接合所述座的所述支腿以与所述内夹头接触，以在从所述不工作位置到所述工作位置的滑动动作中实现其运动，在所述工作位置中，所述座的所述环形凸缘接触所述内夹头的所述爪元件以在所述接骨螺钉的所述头部周围以增大的压力夹紧。
51.根据权利要求50所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述内夹头的所述径向延伸的臂布置成当所述内夹头在所述工作位置以足够的锁定压力在所述接骨螺钉的所述头部周围夹紧时搁置在它们所位于的所述座的相应通道的基部处。
52.根据权利要求50或51所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中在所述内夹头在所述不工作位置与所述工作位置之间运动期间，所述内夹头的所述支腿中的每一个的所述突起被保持以在所述座的所述支腿的对应开口内滑动移动。
53.根据权利要求40所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中在所述内夹头从其不工作位置到工作位置的运动期间，所述内夹头致动器的所述紧定螺钉也实现所述杆到所述座的锁定。
54.根据权利要求41所述的模块化椎弓根螺钉组件，其中所述外部紧定螺钉包括螺纹孔，所述内部紧定螺钉被接收在所述螺纹孔内以将所述杆独立地锁定到所述座。
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