CN1204499A

CN1204499A - 紧固件

Info

Publication number: CN1204499A
Application number: CN 98102535
Authority: CN
Inventors: 马库斯·M·桑德斯; 约翰·M·卡皮坦; 亨利·J·H·布朗
Original assignee: ACRO MED CORP
Current assignee: DePuy Spine LLC; ACRO MED CORP
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 1999-01-13

Abstract

一种改进的紧固件,用于保持脊椎处于理想的空间关系。该紧固件有一个与脊椎相配合的具有第一外螺纹的安装部分;一个与保持件,例如螺帽上的内螺纹相配合的具有第二外螺纹的固定部分;以及一个圆形中间部分;一组间隔开的凹槽形成在中间部分上。每个凹槽有用于接受力以便相对脊椎转动紧固件的表面。中间部分包括圆形端表面和圆柱形外部侧表面。每个凹槽有一个从圆形端部表面延伸到圆柱形侧表面的开口。

Description

紧固件

本发明涉及一种用于保持脊椎处于理想的空间关系的新的改进的紧固件。

公知已经采用紧固件保持脊椎处于理想的空间关系。那些已知的紧固件中至少有一种带有用于与脊椎中的骨配合的外螺纹旋的安装部分。那些已知的紧固件有一个从安装部分轴向向外地延伸的固定部分。在固定部分上设有一个外螺纹旋，用于与一个有内螺纹旋的部件，例如螺帽配合。

在公知的紧固件的安装部分和固定部分之间有一个六边形的中间或凸出部分。公知的紧固件的中间或凸出部分与一个工具配合以相对脊椎转动紧固件。在美国专利NO．4854311中公开了具有这种结构的一种紧固件。在美国专利NO．5085660；5257994和5620443中公开了用于保持脊椎处于理想的空间关系的其它的紧固件。

本发明提供了一种用于保持脊椎处于理想的空间关系的新的改进的紧固件。这种紧固件包括一种带有一用于与脊椎配合的外螺纹旋的安装部分。这种紧固件有一带有与一有内螺纹的保持件配合的外螺纹旋的固定部分。中间或凸出部分位于固定部分和安装部分之间，并且与固定部分和安装部分相连。中间部分包括一组间隔开的凹槽，这些凹槽有用于接受力以便相对脊椎转动紧固件的表面。中间或凸出部分有一圆形结构，该圆形结构带有一个面向固定部分的端表面和一个从紧固件中心轴线面向外的侧表面。在中间部分中的每个凹槽都有一个开口，该开口从中间部分的端表面延伸到侧表面，并且通过该开口可以插入一个工具的一部分。

在了解了带有附图的如下描述，本发明的上述的和其它的特征将变得更加明显。附图中：

图1是一个说明按照本发明制造的一对紧固件与一个脊柱中的脊椎连接的方式的简图；

图2是图1中的一个紧固件的放大图；

图3是图2中的紧固件的部分放大图；

图4是沿着图3中的线4-4的端部视图，说明了图2中的紧固件的固定部分和中间部分的结构；

图5是沿着图4中的线5-5的放大的部分视图，进一步图示了图3中的紧固件的中间或凸出部分的结构；

图6是沿着图5中的线6-6的部分截面图，进一步图示了紧固件的中间部分或凸出部分上的凹槽的结构；以及

图7是一个工具的部分视图，该工具给图1-6中的紧固件的中间部分或凸出部分上的凹槽表面施加力。

下面描述本发明的优先实施例。

综述

图1显示了一个与一对保持组件12和14相连的人体脊柱10。保持组件12和14保持部分脊柱即脊椎16相互处于理想的空间关系。

保持组件12和14有相同的结构并且包括根据本发明制作的紧固件20。在本发明的图示实施例中，紧固件由一种生物适应性材料，尤其是由经阳极化处理的钛制成的。但是，如果必要，紧固件20可以用一种不同的材料制作。例如，紧固件20可用不锈钢制作。

紧固件20有一个内端或安装部分22，它与脊椎中的骨配合以紧紧地将紧固件安装在脊椎中。尽管图1中只显示了一对紧固件20，应理解的是：有其它的紧固件20与脊柱的相邻的脊椎16连接。

保持组件12和14(图1)每个都包括一个纵向部件，例如一个沿着脊柱10延伸的圆柱形杆26。杆26是由生物适应性材料如不锈钢或钛制成的。每根杆26的长度足够使得杆横跨脊柱10中的至少两个脊椎16。当然，在任何特定的安装中，杆26的长度取决于被矫正的状态和通过保持组件12和14相互保持理想的空间关系的脊椎16的数目。杆26可以在所有三个解剖平面或其中任何一个平面上弯曲成与脊柱10预想的曲线一致。

连接组件30将杆26和紧固件20连接起来。每个连接组件30包括一个保持件32。每个保持件32都有一供杆26从中延伸穿过的开口。每个保持件32有一供紧固件20的固定部分40从中延伸穿过的第二开口或狭槽38。

锁紧装置50防止保持件32相对于紧固件20移动。锁紧装置50包括与紧固件20的固定部分40上的螺纹配合的有内螺纹的止动螺母52。锁紧螺母用来将止动螺母52压紧在紧固件20上。

尽管杆26与紧固件20通过保持件32连接起来并且紧固件20相对脊椎16保持固定，但杆26和紧固件20之间的距离可以改变。为了使杆26与紧固件20之间能发生暂时的相对运动，连接组件30上的狭槽38有一个偏长结构。因此，通过紧固件20连接的脊椎16可以向着或远离大体上保持固定的杆26运动。

保持组件12的总体结构类似于美国专利NO．5129900中公开的保持组件的结构。但应理解的是：保持组件12和14可以有任何所希望的结构。例如，如果有必要，保持组件12和14可以按照美国专利NO．4854311和NO．5024213中公开的方式制作。

根据本发明制作的紧固件20有一个带有螺旋形的外螺纹旋60的安装部分22(图2和3)，外螺纹旋与一个脊椎16配合(图1)。螺纹旋60与脊椎中的骨配合。固定部分40(图2和3)有一与一个止动螺母52配合的螺旋形外螺纹旋62。

一个圆形的中间或凸出部分64位于安装部分22和固定部分40之间。中间部分64从安装部分22和固定部分40径向向外凸出。外螺纹旋60和62、安装部分22、固定部分40以及中间部分64都有一个与紧固件20的中心轴线重合的中心轴线。紧固件-安装部分和中间部分

紧固件20的安装部分22有将紧固件与脊椎连接起来的外螺纹旋60。外螺纹旋60是一个粗的螺旋形螺纹旋。在外螺纹旋60的上端部68有一个6度的斜度或偏斜螺纹尾部(如图3所示)。外螺纹旋60可以具有与美国专利NO．4854311公开的结构相类似的结构。但应理解的是：外螺纹旋可以具有任何所希望的结构。应该相信的是：相对粗的外螺纹旋可能被优先采用以便保证与脊椎16的骨牢固接合。

中间或凸出部分64(图3)与安装部分22和固定部分40具有同轴关系。中间部分64具有一个大体上是圆形截面的结构。中间部分64包括一个形成为圆锥形的一部分的下部侧表面或端表面72。

圆锥形的侧面或端面72有一个与紧固件20的中心轴线重合的中心轴线。侧表面72从安装部分22的外端部68径向向外并且轴向向上地(如图3所示)向固定部分40张开。应该注意的是：当紧固件20用于保持脊椎处于理想的空间关系时，侧表面72可以压靠在脊椎16上。中间或凸出部分64也包括一个圆柱形的侧表面74，该侧表面与圆锥形的侧表面72和安装部分22处于同轴关系。

根据本发明的特征，一对相同的凹槽78和80(图2)形成在中间部分64上。凹槽78和80彼此径向相对。凹槽78和80有一个大体上成矩形(图4)的开口端部，该开口端部向上地(如图2所示)面向固定部分40。凹槽78(图3)有一个弧形底表面82，该表面有一个位于圆柱形侧表面74的半径上的曲率中心。凹槽78和80与合适的工具配合以便相对脊椎16转动安装部分22。紧固件-固定部分

紧固件20的固定部分40(图2和3)与安装部分22和中间部分64形成一体并且处于同轴关系。固定部分40上的外螺纹旋62与安装部分22上的外螺纹旋60处于同轴关系。止动螺母52(图1)与固定部分40上的外螺纹旋62配合以阻止保持件32相对紧固件20移动。

平行的平坦部分88和90(图4)形成在固定部分40的相对侧。平行的平坦部分88和90在固定部分40的相对的端部之间轴向延伸(图2)。相同的平坦部分88和90与保持件32上的狭槽38的平行的侧面配合以防止紧固件20和保持件32之间的相对转动。

保持件32上的狭槽38作成大小可容纳保持件32和紧固件20之间的滑动调节。当然，当止动螺母52被拧紧时，保持件32被紧紧地夹在中间部分64和止动螺母之间以防止保持件相对紧固件20移动。

平坦部分88和90(图4)被一个大致等于或大于外螺纹旋62的内径的一个距离间隔开。外螺纹旋62有螺旋形的螺纹牙侧表面94和96(图6)，螺纹牙侧表面相交于外螺纹旋62上的螺旋形螺纹牙顶98和螺旋形螺纹根100。外螺纹旋62形成在固定部分40的圆柱形主干部分104上。

在图示的固定部分40的实施例中，平坦部分88和90(图4)之间的距离等于外螺纹旋62的内径。这将导致平坦部分88和90与外螺纹旋62的螺纹根100相切地延伸。因此，平坦部分88和90之间的最小距离，即沿着垂直于平坦部分的径向轴线测定的距离，等于外螺纹旋62的螺纹根100的直径。

通过使平坦部分88和90(图4)之间的距离等于外螺纹旋62的内径，固定部分40的主干部分104就不会由于材料被截去以形成平坦部分88和90而削弱。为了形成平坦部分88和90，只有外螺纹旋62的材料被从固定部分40上移去。这样就使得在平坦部分88和90形成在固定部分40上之前和之后，主干部分104的强度大体上相同。

一个驱动槽130(图2、3和4)形成在固定部分40的外端部或上端部。驱动槽130接纳一个驱动工具(未显示)。力施加到驱动工具上以便相对脊椎16转动紧固件20。

驱动槽130包括一个圆柱形的主体部分134和一组弧形弯角部分138(图4)。弧形弯角部分138接纳驱动工具的凸出部分。力从驱动工具传递到槽130的弧形弯角部分138以便相对脊椎16转动紧固件20。弧形弯角部分138偏离一个包含紧固件20的中心线并且垂直于平坦部分88和90延伸的平面。包含紧固件20的中心线并且垂直于平坦部分88和90延伸的平面是紧固件的一个径向平面并在图4中标成

通过使弧形弯角部分138偏离径向平面144，弯角部分位于主干的一个部分，在该部分外螺纹旋62没有被中断以形成平坦部分88和90。这有利于使形成弧形弯角部分138处的主干部分的强度最大。因此，在不使临近弯角部分138的主干部分104的材料断裂的情况下，弯角部分138可以传递相当大的驱动力(扭矩)。紧固件-中间部分

紧固件20的中间或凸出部分64有一个圆形横截面结构。中间部分64的下面部分(如图5所示)是由一个圆锥形端表面72形成的。圆柱形侧表面74从圆锥形端表面72向上延伸。一个平的圆形上部端表面148从圆柱形侧表面径向向内延伸。上部端表面148位于一个垂直于紧固件20的中心轴线延伸的平面上。上部端表面148与圆锥形端表面72和圆柱形侧表面74处于同轴关系。

为了有助转动和／或驱动紧固件20，在紧固件20的中间部分64上形成有凹槽78和80。相同的凹槽78和80同时与工具150(图7)配合以便沿着凹槽78和80的表面施加力，从而相对脊椎16转动紧固件。应注意的是：在不太可能出现的情况下即因任何原因固定部分40从安装部分22断裂，有凹槽78和80是特别有利的。

除了具有半圆形的底表面82之外，凹槽78包括一对平的平行侧表面152和154(图5)。侧表面152和154垂直于中间部分64的平的圆形的且径向延伸的上部端表面148延伸。凹槽80(图4)有位于与凹槽78的侧表面152和154相同的平行平面上的侧表面156和158(图4)。

凹槽78的半圆形底表面82(图5)有一个位于圆柱形侧表面74的半径上的曲率中心。这样，底表面82的曲率中心就位于一个垂直于紧固件20的纵向中心轴线159(图3)并且与其相交的轴线上。底表面82(图5和6)有穿过整个底表面的相同的弯曲弧度。

凹槽78的弧形底表面82从圆柱形侧表面74(图4和5)径向向内地延伸到一个大约介于固定部分40上的外螺纹旋62(图4)和圆柱形侧表面74之间的位置处。凹槽78有一个垂直于侧表面152和154延伸的端壁160。端壁160有与圆柱形侧表面74(图5)上的开口164同样的结构。端壁160平行于紧固件20的中心轴线159(图3)延伸。除了圆柱形侧表面74上的开口164以外，凹槽78有一个位于中间部分64的平的圆形端表面148上的大体是矩形的开口166(图4)。

凹槽80有与凹槽78相同的结构。凹槽80有一个平行于凹槽78的端壁160延伸的端壁167(图4)。凹槽80有一个半圆形的底表面168，该底表面有一个与凹槽78的底表面82的中心轴线重合的中心轴线。凹槽80有一个从端表面148延伸到圆柱形侧表面74的开口170。

在本发明的图示实施例中，在中间部分64上仅有两个凹槽78和80。但应理解的是：如果必要，可以有更多的凹槽。在本发明的图示实施例中，凹槽78从中间部分64的圆柱形侧表面74径向向内延伸。但是，如果必要，凹槽78也可延伸到由圆锥形端表面72环绕成的中间部分64之中。凹槽80与凹槽78有相同的结构和与中间部分64相同的关系。紧固件-转动工具

工具150(图7)有一对凸出部分172和174，凸出部分可以穿过开口166和170放入凹槽78和80。凸出部分172和174然后对凹槽78和80的侧表面施加力。工具150(图7)包括一个圆柱体或主体部分176。凸出部分172和174形成在圆柱体部分176的下端(如图7所示)。

凸出部分172和174与凹槽78和80有相同的结构。因此，凸出部分172和176的形状可使得它们与凹槽78和80紧密配合。主体部分176有一外部侧表面190，侧表面190形成了一个与中间部分64的圆柱形侧表面74有相同直径的圆柱形部分。在本发明的图示实施例中，凸出部分172和174有内侧表面196和198，内侧表面196和198形成了一个具有与工具150的圆柱形外部侧表面190的轴线重合的轴线的圆柱形部分。凸出部分172和174上的内侧表面196和198被一个比凹槽78和80的端表面160和168之间的距离大的距离间隔开。因此，凸出部分172和174不是完全地填满凹槽78和80中。但是，如果必要，凸出部分172和174能作成完全填满凹槽78和80中。

当要借助工具150相对脊椎16转动紧固件20时，工具轴向向下移动(如图7所示)，直到凸出部分172和174穿过紧固件20的中间部分64上的开口166和170进入凹槽78和80(图4)。力(扭矩)施加到工具150上。这个力就通过工具150的主体176传递到凸出部分172和174。

凸出部分172和174上的侧表面和弧形端表面紧紧压在凹槽78和80的侧表面上以便相对脊椎顺时针或逆时针方向转动紧固件。当要将紧固件20安装在脊椎16上时，可用工具150顺时针方向转动紧固件从而增加中间部分64压在脊椎上的力。此外，可用工具150逆时针方向转动紧固件以便从脊椎上卸下紧固件。结论

本发明提供了一种用于保持脊椎16处于理想的空间关系的新的改进的紧固件20。这种紧固件20包括一种带有一个用于与脊椎16配合的外螺纹旋60的安装部分22。这种紧固件20有一个固定部分40，该固定部分40有一个与具有内螺纹的保持件52配合的外螺纹旋62。中间或凸出部分64位于固定部分22和安装部分40之间并且与它们相连。中间部分64包括一组间隔开的凹槽78和80，这些凹槽有用于接受力以便相对脊椎16转动紧固件20的表面。

中间或凸出部分64有一个圆形结构，该圆形结构带有一个朝向固定部分的端表面148和一个从紧固件中心轴线159面向外的侧表面74。在中间部分64中的每个凹槽78和80都有一个开口164，该开口从中间部分64的端表面148延伸到侧表面74并且通过该开口可以插入一个工具的一部分。

Claims

1．一种用于保持脊椎处于理想的空间关系的紧固件，该紧固件包括一个有第一外螺纹结构的第一部分，该部分用于与脊椎螺纹配合；一个有第二外螺纹结构的第二部分，该部分用于与一内螺纹件配合；以及一个位于所述第一和第二部分之间并与所述第一和第二部分连接的中间部分，所述中间部分包括一组间隔开的凹槽，这些凹槽至少部分地设置成从所述第二部分上的所述第二外螺纹结构径向向外，所述的每个凹槽都有用于接受力以便相对脊椎转动所述紧固件的表面结构。

2．如权利要求1所述的紧固件，其特征在于所述第二部分包括表面结构，这些表面结构用于在所述第二部分的与所述中间部分相对的一个端部限定一个驱动凹槽，该驱动凹槽有一组用于接受力以便相对脊椎转动所述紧固件的弯角部分。

3．如权利要求1所述的紧固件，其特征在于所述凹槽组的所述凹槽的第一个位于所述第二部分的第一侧面附近，所述凹槽组的所述凹槽的第二个位于所述第二部分的第二侧面附近，所述第二部分的第二侧面与所述第二部分的第一侧面相对。

4．如权利要求1所述的紧固件，其特征在于所述凹槽组的每个凹槽都包括一个朝向离开所述第一部分的方向的开口端部，通过它一个工具的一部分可以活动。

5．如权利要求1所述的紧固件，其特征在于所述凹槽组的每个凹槽都包括一个从所述第一外螺纹结构的中心轴线径向向外的开口部分，通过它一个工具的一部分可以活动。

6．如权利要求1所述的紧固件，其特征在于所述凹槽组的每个凹槽都包括一个单一开口，通过该开口，一个工具可以活动，所述开口有一个朝向离开所述第一部分方向的第一组成部分和一个朝向离开所述第一外螺纹结构的中心轴线的方向的第二组成部分。

7．如权利要求1所述的紧固件，其特征在于所述中间部分包括一个朝向离开所述第一部分方向的圆形端部表面和一个与所述第一外螺纹结构以及所述第二外螺纹结构处于同轴关系的圆柱形侧表面，所述凹槽组的每个凹槽都有一个至少部分地由所述圆形端部表面限定的开口。

8．如权利要求1所述的紧固件，其特征在于所述中间部分包括一个朝向离开所述第一部分方向的圆形端部表面和一个与所述第一外螺纹结构以及所述第二外螺纹结构处于同轴关系的圆柱形侧表面，所述凹槽组的每个凹槽都有一个至少部分地由所述圆柱形侧表面限定的开口。

9．一种用于保持脊椎处于理想的空间关系的紧固件，所述紧固件包括：一个有螺纹结构的安装部分，用于与脊椎配合，所述螺纹结构包括一个具有螺纹牙侧表面结构的外螺纹旋，螺纹牙侧表面用于与脊椎中的骨配合以便防止所述外螺纹旋相对于脊椎轴向移动；以及一个与所述安装部分相连并且从所述外螺纹旋径向向外凸出的凸出部分，所述凸出部分包括一个圆形端表面和一个圆形侧表面，第一凹槽位于所述凸出部分中，与所述凸出部分的圆形侧表面的第一组成部分相邻，第二凹槽与所述第一凹槽间隔开地形成并且位于凸出部分中，与所述凸出部分的圆形侧表面的第二组成部分相邻，所述第一和第二凹槽被穿过所述外螺纹旋的中心轴线延伸的凸出部分的一部分分隔开，所述第一和第二凹槽至少部分地设置成从所述安装部分的外螺纹旋径向向外。

10．如权利要求9所述的紧固件，其特征在于所述第一凹槽包括一个朝向离开所述外螺纹旋方向的第一开口，一个工具的第一部分可以通过该开口插入，以使该工具的第一部分对所述第一凹槽的表面施加力，所述第二凹槽有一个与第一开口间隔开并且朝向离开所述外螺纹旋方向的第二开口，该工具的第二部分可以通过第二开口插入，以使该工具的第二部分对所述第二凹槽的表面施加力。

11．如权利要求9所述的紧固件，其特征在于所述第一凹槽包括一个至少部分地位于所述凸出部分的圆形侧表面并且从所述凸出部分的所述圆形侧表面径向向外的第一开口，一个工具的第一部分可以通过该开口插入，以使该工具的第一部分对所述第一凹槽的表面施加力；所述第二凹槽有一个至少部分地位于所述凸出部分的圆形侧表面并且从所述凸出部分的圆形侧表面径向向外的第二开口，该工具的第二部分可以通过第二开口插入，以使该工具的第二部分对所述第二凹槽的表面施加力。

12．如权利要求9所述的紧固件，其特征在于所述第一凹槽包括一个至少部分地位于所述凸出部分的所述圆形端部表面并且从所述凸出部分的圆形端部表面沿着远离所述外螺纹旋的方向轴向向外的第一开口，一个工具的第一部分可以通过该开口插入，以使该工具的第一部分对所述第一凹槽的表面施加力；所述第二凹槽有一个至少部分地位于所述凸出部分的圆形端部表面并且面向远离所述外螺纹旋的方向的第二开口，该工具的第二部分可以通过第二开口插入，以使该工具的第二部分对所述第二凹槽的表面施加力。

13．如权利要求9所述的紧固件，其特征在于所述第一凹槽包括一个第一开口，该第一开口有位于所述凸出部分的所述圆形侧表面并且从所述凸出部分的所述圆形侧表面径向向外的第一部分，以及至少部分地位于所述凸出部分的圆形端部表面并且从所述凸出部分的圆形端部表面沿着远离所述外螺纹旋的方向轴向向外的第二部分，一个工具的第一部分可以通过所述第一开口的第一和第二部分插入，以使该工具的第一部分对所述第一凹槽的表面施加力；所述第二凹槽有一个与所述第一开口间隔开的第二开口，所述第二开口有位于所述凸出部分的圆形侧表面并且从所述凸出部分的圆形侧表面径向向外的第一部分，以及至少部分地位于所述凸出部分的圆形端部表面并且从所述凸出部分的圆形端部表面沿着远离所述外螺纹旋的方向轴向向外的第二部分，该工具的第二部分可以通过所述第二开口的第一和第二部分插入，以使该工具的第二部分对所述第二凹槽的表面施加力。

14．如权利要求9所述的紧固件，其特征在于还包括一个固定部分，该固定部分与所述凸出部分相连并且从所述凸出部分的圆形端部表面轴向向外地延伸，在所述固定部分上设有外螺纹结构，用于与一个有内螺纹的保持件配合。