TW201509368A - 聯結桿件與骨骼固定元件用之聯結總成及骨骼固定裝置和套裝 - Google Patents

聯結桿件與骨骼固定元件用之聯結總成及骨骼固定裝置和套裝 Download PDF

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Lutz Biedermann
Wilfried Matthis
Bernd Fischer
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Biedermann Technologies Gmbh
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Abstract

本案提供一種聯結桿件與骨骼固定元件用之聯結總成，此聯結總成(5)包括：容納件(6)，具有第一端(6a)、第二端(6b)，和延伸貫穿第一端(6a)和第二端(6b)之中心軸線(C)；凹部(61)供容納桿件；包容空間，供包容骨骼固定件(1)之頭部(3)，包容空間在第二端(6b)具有開口，供頭部(3)插入；壓力元件(7)，構成至少部份定位在包容空間內，壓力元件(7)具有第一端，包括第一端表面(7a)和朝向容納件(6)的第二端(6b)之第二端(7b)，與容納件(6)中心軸線(C)共軸之中心軸線，以及夾持所插入頭部(3)之撓性部(71)；桿件容納元件(8)，為一分離件，包括第一端，有鄰近第一端的第一端表面(8a)，和供插入桿件(100)用之溝槽(81)，以及第二端，有第二端表面(8b)，朝向容納件(6)之第二端(6b)，其中第一端表面(8a)凸出超越所插入桿件(100)之上表面；其中壓力元件(7)之第一端表面(7a)，構成延伸入桿件容納元件(8)之溝槽(81)；又其中壓力元件(7)包括一部位(79)，構成在軸向負載下，與桿件容納元件(8)之一部位(8b)合作，使得不是壓力元件(7)之部位(79)，就是桿件容納 元件(8)之一部位(8b)變形，以推動壓力元件(7)之第一端表面(7a)按軸向進一步進入桿件容納元件(8)之溝槽(81)內。

Description

聯結桿件與骨骼固定元件用之聯結總成及骨骼固定裝置和套裝
本發明係關於一種聯結桿件與骨骼固定元件用之聯結總成，其中聯結總成包括容納件，有凹部供容納桿件，並有包容空間供包容骨骼固定元件之頭部，又包括夾持頭部用之壓力元件，以及與壓力元件合作之桿件容納元件。壓力元件和桿件容納元件構成之合作方式為，當固定元件插入聯結總成內時，可先夾持骨骼固定元件之頭部，來固止桿件，隨後可使用單一驅動鎖定元件，把桿件固止。本發明又關係到骨骼固定裝置，包括如此聯結總成，和骨骼固定元件。此外，本發明又涉及如此聯結總成與不同的桿件容納元件之套裝，得以使用不同直徑之桿件。
US 2010/0160980 A1記載一種鎖定機制，以及骨骼螺釘和桿件固止於脊柱之方法。鎖定機制包含本體、插件、桿件支座和固定螺釘。本體包含底部，構成容納骨骼螺釘和插件，但一旦插件和骨骼螺釘結合後，可防止插件和骨骼螺釘貫穿通過。桿件支座係介於桿件及插件之間。
US 2013/0018428 A1記載一種矯形外科固止裝置，包括聯結元件和骨骼扣件，於此骨骼扣件可經由聯結元件的腔孔底部，加載入聯結元件內。
現仍亟需提供一種聯結桿件與骨骼固定元件用之聯結總成，以及各方面改進之底部加載型多軸式骨骼固定裝置。
具體而言，本發明之目的，在於提供一種聯結桿件與骨骼固定元件之改進聯結總成，可供在手術當中改進或更容易處理，並擴大應用 領域。
此目的是由申請專利範圍第1項之聯結總成，申請專利範圍 第16項之骨骼固定裝置，以及申請專利範圍第19項之聯結總成和不同桿件容納元件之套裝解決。進一步發展於申請專利範圍附屬項。
聯結總成之結構得以使用鎖定元件以單一驅動，依序鎖定骨骼固定元件的頭部和桿件。藉旋緊鎖定元件，先夾持頭部，同時桿件尚可運動。於壓力元件和桿件容納元件合作部位之間變形時，經頭部鎖定之後，桿件即被固止。
壓力元件在其內壁可有凹部或凹陷部份，讓骨骼固定元件在凹部或內部凹陷部份之方向，有比相反方向樞動更大角度。因為只要頭部未鎖定，壓力元件即可在聯結元件內樞動，故擴大樞動角度位置，可在繞中心軸線360℃內選擇。
桿件容納元件與容納件結合，其方式是把壓力元件保持在預鎖定位置，一旦骨骼固定元件的頭部插入時，可防止頭部脫出。骨骼固定元件之頭部可利用壓力元件施予頭部之摩擦力保持在預鎖定位置。施力克服摩擦力時，頭部仍可樞動。
按照本發明具體例，壓力元件在其底端有開縫環。開縫環可按徑向擴張，讓骨骼固定元件之頭部插入。把頭部引進入壓力元件如此撓性部所必要力量，比只有縱向或共軸開縫的壓力元件減少。此舉更為簡化手術當中的處置。
聯結總成可在現場與業已插入骨骼或椎骨內的骨骼固定元件組裝。桿件容納元件可設計成容納特定直徑或直徑範圍之桿件。提供套裝，包括聯結總成和構成容納不同直徑桿件的另外桿件容納元件，聯結總成即可用於不同直徑的桿件。此舉擴大骨骼固定裝置之應用領域。
骨骼固定裝置可為模組系統之組件，包含若干骨骼固定元件，可有不同的幹部長度、幹部之固定特點，諸如不同的螺紋型式、螺距、不同直徑的套筒幹部或無套筒幹部，以及一聯結總成。使用不同的桿件容納元件，把聯結總成聯結於不同直徑的桿件，可進一步增加模組性。此舉開放給外科醫師在大為廣泛的植入體當中選擇。此外，存料成本可以降低。
1‧‧‧骨骼固定元件
2‧‧‧幹部
3‧‧‧頭部
4‧‧‧凹部
5‧‧‧聯結總成
6‧‧‧容納件
6a‧‧‧容納件第一端
6b‧‧‧容納件第二端
7,7',7",7''',700‧‧‧壓力元件
7a‧‧‧壓力元件第一端表面
7b‧‧‧壓力元件第二端
8,8',800‧‧‧桿件容納元件
8a‧‧‧桿件容納元件第一端表面
8b‧‧‧桿件容納元件第二端表面
9‧‧‧銷件
10‧‧‧鎖定元件
61‧‧‧腔孔
61a‧‧‧擴寬部
61b‧‧‧縮窄部
62‧‧‧U形凹部
62a,62b‧‧‧自由股部
63‧‧‧陰螺紋
64‧‧‧開口
66‧‧‧第一凹溝
67‧‧‧第二凹溝
68‧‧‧橫向腔孔
69‧‧‧第三凹溝
71,71',71"‧‧‧帽狀部
71a‧‧‧斜縮外表面
71b‧‧‧截球形外表面部
72‧‧‧空心內室
73‧‧‧凹陷部
74,74'‧‧‧沿周延伸開縫
75‧‧‧開縫環
76‧‧‧連接條
77,77"‧‧‧垂直開縫
77a‧‧‧圓形部
78‧‧‧截錐形部
78a‧‧‧錐形腔孔
78b‧‧‧環狀凸部
78c‧‧‧圓筒形外表面部
79,79'‧‧‧軸環
79a‧‧‧平坦頂表面
79b‧‧‧開縫
81‧‧‧凹部
81a,81b,81a',81b'‧‧‧自由豎立股部
82‧‧‧開口
83a,83b,83a',83b'‧‧‧桿件支持凸部
84‧‧‧凹溝
85‧‧‧長形凹部
85a‧‧‧長形凹部底端
86‧‧‧凸部
86a‧‧‧平坦上表面
86b‧‧‧傾斜下表面
87‧‧‧截圓筒形凹部
100,100'‧‧‧桿件
200‧‧‧骨骼表面
790‧‧‧非變形性環形凸部
790a‧‧‧平坦上表面
880‧‧‧內凸部
890‧‧‧軸環般凸部
C,M‧‧‧中心軸線
E‧‧‧頭部最大直徑
第1圖為骨骼固定裝置第一具體例之分解透視圖；第2圖為第1圖骨骼固定裝置呈組裝狀態之透視圖；第3圖為第1和2圖第一具體例骨骼固定裝置取自垂直於所插入桿件軸線之斷面圖；第4圖為第1和2圖第一具體例骨骼固定裝置取自包含中心軸線和所插入桿件的桿件軸線之斷面圖；第5圖為第一具體例容納件之俯視透視圖；第6圖為第5圖所示容納件之仰視透視圖；第7圖為第5和6圖所示容納件之俯視圖；第8圖為第5和6圖所示容納件沿A-A線之斷面圖；第9圖為第一具體例壓力元件之俯視透視圖；第10圖為第9圖所示壓力元件之仰視透視圖；第11圖為第9圖所示壓力元件之俯視圖；第12圖為第9和10圖壓力元件沿第11圖B-B線之斷面圖；第13圖為壓力元件第二具體例之側視圖；第14圖為壓力元件第三具體例之俯視透視圖；第15圖為壓力元件第四具體例之俯視透視圖；第16圖為第一具體例桿件容納元件之俯視透視圖；第17圖為第16圖所示桿件容納元件之仰視透視圖；第18圖為第16和17圖所示桿件容納元件之俯視圖；第19圖為第16和17圖所示桿件容納元件沿第18圖D-D線之斷面圖；第20a圖為第一具體例骨骼固定裝置的聯結總成之斷面圖，其中壓力元件和桿件容納元件與容納件預組裝，又其中斷面圖係取自含中心軸線且垂直於桿件軸線之平面；第20b圖為第20a圖之細部放大圖；第20c圖為修飾實施例中容納件、壓力元件和桿件容納元件間合作之放大斷面圖；第21圖為第一具體例骨骼固定裝置組裝第一步驟之斷面圖；第22圖為第一具體例骨骼固定裝置組裝第二步驟之斷面圖； 第23圖為第一具體例骨骼固定裝置組裝第三步驟之斷面圖；第24圖為第一具體例聯結總成內骨骼固定元件的頭部夾持步驟之斷面圖；第25圖為鎖定頭部而未鎖定桿件的步驟中骨骼固定裝置連同所插入桿件和鎖定元件之斷面圖；第26a圖為桿件鎖定步驟中骨骼固定裝置連同所插入桿件和鎖定元件之斷面圖；第26b圖為第26a圖之細部放大圖；第27圖為使用不同直徑桿件的聯結總成與不同桿件容納元件之套裝分解透視圖；第28圖為骨骼固定裝置連同所插入第一直徑桿件和適於容納第一直徑桿件的桿件容納元件之斷面圖；第29圖為骨骼固定裝置連同所插入桿件和鎖定元件，以及適於使用與第一直徑不同的第二直徑桿件之桿件，和具有第二直徑的桿件之斷面圖；第30圖為第二具體例骨骼固定裝置連同所插入桿件和鎖定元件之斷面圖，其中斷面係取自包含聯結總成中心軸線並垂直於桿件軸線之平面。
本發明進一步特點和優點，由附圖所示諸具體例之說明，即可明白。
在第1和2圖中，第一具體例之骨骼固定裝置，包含骨骼固定元件1，呈骨骼螺釘之形式，有幹部2、至少部份設有骨骼螺紋，和頭部3。頭部3具有截球形外表面部，含有球體最大外徑E，和平坦自由端，有凹部4，供與旋入工具結合。
骨骼固定裝置又包含聯結總成5，供容納穩定桿件100，並把穩定桿件100聯結於骨骼固定元件1。聯結總成5包含容納件6，可容納骨骼固定元件1之頭部3，並容納桿件100，壓力元件7構成配置於容納件6內，而桿件容納元件8亦構成配置於容納件6內。壓力元件7用於把頭部3鎖定入容納件6內。桿件容納元件8用來容納桿件100，並作用於壓力元件7，以鎖定頭部3。亦可設至少一銷件9，與桿件容納元件8合作。
又，設有呈內螺釘形式之鎖定元件10，供桿件100保固於 容納件6和桿件容納元件8，並經由桿件容納元件施力於壓力元件7，把頭部3鎖定於容納件6內。
茲參見第1至8圖說明容納件6。容納件6有第一端6a，即頂端，和對立第二端6b，即底端，貫穿第一端6a和第二端6b之對稱中心軸線C。設有腔孔61，與中心軸線C共軸。在鄰近第一端6a之第一區域內，容納件6具有實質上U形凹部62，底部朝向第二端6b，尚有二側向自由股部62a,62b，朝向第一端6a延伸。在股部62a,62b之區域內，設有陰螺紋63，與鎖定元件10合作。U形凹部62形成之溝槽大小，可容納桿件100於內，供連接複數骨骼固定裝置。在股部62a,62b區域內，直到由U形凹部62之底部所界定軸向實質上高度，腔孔61有第一陰螺紋。在股部62a,62b下方區域內，腔孔61有擴寬部61a，其直徑大於第一部之內徑。於第二端6b和擴寬部61a之間，腔孔61有縮窄部61b，以錐體角度朝第二端6b斜縮。在第二端6b設有開口64，開口64的直徑比頭部3之最大直徑E大，容許頭部3從容納件6之第二端6b插入。擴寬部61a和縮窄部61b界定骨骼固定元件1的頭部3之包容空間。
在陰螺紋63下方離第一端6a一段距離處，於各股部62a,62b內表面設有沿周延伸的第一凹溝66。第一凹溝66用來與桿件容納元件8的扣持部結合，詳後。沿周延伸的第二凹溝67可設在陰螺紋63下端，也用來與桿件容納元件之扣持部結合。
在股部62a,62b之一設有橫向腔孔68，按實質上垂直於中心軸線M之方向，延伸貫穿股部，例如貫穿股部62b，以容納銷件9。腔孔68大約位在股部中心。銷件9的長度最好是一旦插入腔孔68內時，銷件9可延伸一短距離進入腔孔61內，提供桿件容納元件8之止動部，詳後。銷件9插入時，可與容納件6外表面齊平。
詳見第1和9至12圖，壓力元件7具有自由端表面之第一端7a，和第二端7b。當壓力元件7配置於容納件6內時，其第二端7b構成比第一端7a更靠近容納件6之第二端6b。鄰近壓力元件7之第二端7b具有帽狀撓性部71，其空心內室72為實質上截球形。帽狀部71在第二端7b開口，容許骨骼固定元件1的頭部3插入。帽狀部71的外表面鄰近第二端7b具有縮窄部71a，按朝第二端7b之方向斜縮。其斜度實質上相當於容 納件6的縮窄部61b之斜度。縮窄部跨越進入實質上截球形外表面部71b。在一沿周位置接近第二端有內凹陷部73，使帽狀部71壁在凹陷部73比其他部份薄。凹陷部73之寬度和高度，使骨骼固定元件之幹部2可伸入其內。此舉容許骨骼固定元件1之幹部2，在骨骼固定元件1插入時，可在凹陷部73方向比相反方樞動更大角度。因此，樞動角度向一側加大。例如可擴大到約10°，惟亦可構想其他之擴大樞動角度，視壁厚和幾何形狀而定。
在距第二端7b一段距離處，設有沿周延伸開縫74。當壓力元件7配置在容納件6內時，開縫74沿實質上垂直於中心軸線C的平面，繞容納件6的中心軸線C沿周延伸。又，開縫74繞中心軸線C延伸超過180°，更好是超過270°，以超過340°尤佳。所以，利用開縫74，在第二端設有環形部，利用形成連接條76之壁部，整體連接於壓力元件7其餘部份。連接條76沿周方向的長度，使環形部穩定連接於壓力元件7其餘部份。在沿周延伸開縫74之一端，有實質上垂直開縫77，從第二端完全貫通環狀部75，進入開縫74內。環形部藉此按沿周方向劈開或裂開，並形成開縫環75，可在徑向擴張和壓縮。垂直開縫77的寬度最好比沿周開縫74的寬度小。開縫環75的外表面斜縮，並形成朝向壓力元件7第二端縮窄之外表面部71a。開縫環75之位置和尺寸，使得骨骼固定元件1之頭部3從帽狀部71的開口端插入時，開縫環75會擴張，致垂直開縫77的寬度加大，而當頭部3完全插入空心內部空間72時，開縫環75按朝向幹部2之方向，包圍頭部3的最大直徑E，以及頭部3的最大直徑E下方。
帽狀部71最大外徑，比容納件6的腔孔61第一部內徑稍小，也比擴寬部61a的腔孔直徑小。因此，開縫環75可在容納件6的擴寬部61a擴張。
帽狀部71在第二端7b對立側，設有錐形斜縮部78，朝向第一端表面7a斜縮，並有錐形腔孔78a，得以存取至固定元件1的頭部3之凹部4。錐形部78的高度和外部維度，使其可通過桿件容納元件8之底部開口，詳後。在距第一端表面7a一段距離處，於截錐形部78形成環狀凸部78b，具有平坦頂表面和傾斜下表面。凸部78b之沿周外表面78c為實質上圓筒形。
在帽狀部71和截錐形部78的過渡，有錐形擴寬軸環79， 朝第一端表面7a擴寬，有平坦的頂表面79a，形成支座，與桿件容納元件8的一部份合作。錐形軸環79按徑向延伸越過第一端表面7a，也超越凸部78b。平坦頂表面79a按軸向位於壓力元件7的第一端表面7a下方。軸環79的結構和/或尺寸，當軸向負載作用於對平坦頂表面79a時，會使軸環79在軸向稍微變形。在此情況下，軸環朝外張開。軸環的變形可為彈性變形。
第13圖表示壓力元件之修飾具體例。壓力元件7'不同處只在帽狀部之橫向開縫。帽狀部71'有開縫74'，從實質上垂直開縫77'按蝸形方式延伸，至少部份圍繞中心軸線。在又一修飾例中，開縫77'並非實質上垂直，而是一部份蝸形開縫74'。
壓力元件另一修飾具體例如第14圖所示。壓力元件7"與第9至12圖所示具體例之壓力元件不同，在於錐形軸環之形狀。錐形軸環在規則性距離以開縫79b間斷，形成沿周軸環部79'，在圖示具體例中，有四個軸環部79'。憑開縫數量，以及軸環部的尺寸和厚度，可達成軸環79'之特殊撓曲性。
壓力元件又一修飾具體例，見第15圖。壓力元件7'''與第9至12圖所示壓力元件不同，在於帽狀部之設計。帽狀部71"包括複數直立開縫77"，等距分隔。垂直開縫77"朝向第二端7b開口，並在朝向壓力元件7'''的第一端之方向，以擴寬的圓形部77a封閉。選擇開縫數量和尺寸，以達成帽狀部71"之特殊撓曲性。再者，此具體例之壓力元件7'''在截錐形部78無環狀凸部78b。
須知壓力元件諸具體例特點之許多不同組合，可組合產生壓力元件之各種其他具體例。
茲參見第1圖以及第16至19圖，桿件容納元件8是與壓力元件7分開之組件。為實質上圓筒形組件，包括有自由端表面8a之第一端，和具有自由端表面8b之對立第二端。鄰近具有第一端表面8a的第一端，為實質上長方形凹部81，切開圓筒之一部份，留下二自由豎立股部81a,81b，其自由端表面形成第一端表面8a。在第二端8b有開口82，以圓形開口為佳，延伸貫穿桿件容納元件8，進入凹部81內。開口82內徑比壓力元件的第一端表面7a之外徑小，故壓力元件之第一端表面7a可延伸通過開口 82，進入桿件容納元件8內。此外，開口82內徑實質上等於壓力元件7截錐形部78所設環狀凸部78b的圓筒形外表面部78c之外徑，或尺寸稍小。因此，當截錐形部78延伸貫穿桿件容納元件8的開口82，且凸部78b之圓筒形外表面部78c，以干涉配合方式，在開口82與桿件容納元件8之內周表面接觸時，壓力元件7可藉桿件容納元件8保持在一起。
在股部81a和81b間的凹部81底，於形成開口82的腔孔兩側，設有二凹曲面截圓筒形桿件支持凸部83a,83b。凹曲部83a,83b半徑宜選擇適配待用特殊桿件之半徑。桿件支持凸部83a,83b，在凸部各側利用凹溝84，與股部81a,81b分離。凹部81寬度使桿件100可容納入凹部81內。當桿件100插入桿件容納元件8之凹部81內時，可置於桿件支持凸部83a,83b上。股部81a,81b高度使得桿件100置入溝槽81內，並置於桿件支持凸部83a,83b上時，第一端表面8a位在稍超出桿件上表面。
桿件容納元件8之外徑，只比容納件6的腔孔61內徑稍小，使桿件容納元件8可在腔孔61內運動，並在其內導引。
桿件容納元件8在各股部81a,81b又包括長形凹部85，從凹部81底實質上延伸至離第一端表面8a一段距離。凹部85在徑向延伸完全通過各股部81a,81b。凹部85寬度使銷件9可包容於其內。各長形凹部85之底端85a，形成伸入各凹部的銷件9之止動部。壓力元件7在插入位置時，止動部可防止桿件容納元件8經容納件6的第一端6a逸出。此外，凹部85可連同至少一銷件9，用做保固裝置，以維持容納件6的凹部62與桿件容納元件8的溝槽81間對準。
桿件容納元件8在各股部大約各股部軸向中心，也有沿周延伸凸部86，有平坦上表面86a，和傾斜下表面86b，其斜度使得在桿件容納元件向下朝容納件6的第二端6b推動時，容許凸部86運動脫出凹溝66,67。凸部86的形狀可參見第20a和25圖，凸部86分別扣入凹溝66,67內，以平坦上表面86a頂住凹溝66,67頂緣。
此外，各股部設有縱向延伸之截圓筒形凹部87，從凹部81底延伸到第一端表面8a。
骨骼固定裝置全部或部份，由生理相容材料製成，諸如生理相容性金屬或合金，例如鈦、不銹鋼、鎳鈦合金，例如鎳鈦諾，或生理相 容性塑膠材料，例如聚醚醚酮(PEEK)。
參見第20a至20c圖，聯結總成可按下述方式預組裝。把桿件容納元件8和壓力元件7插入容納件6內。於是，壓力元件可插通容納件6之下方開口64。桿件容納元件8可從容納件第一端6a插入，只要把股部81a,81b稍微壓在一起，直到凸部86套入第二凹溝67內。在第20a和20b圖所示第一具體例內，壓力元件7是利用干涉配合，暫時保持於桿件容納元件8內。此係利用壓力元件7上的凸部78b之圓筒形表面部78c達成，其尺寸在開口82處，比桿件容納元件8之內表面稍大。在壓力元件插入之際，可防止桿件容納元件8經容納件第一端6a脫出，因為平坦上表面86a頂住容納件6內的第二凹溝67上緣。壓力元件7亦在其最頂位置，軸環79的平坦表面79a頂住桿件容納元件8之第二端表面8b。
利用此配給，帽狀部71尤其是開縫環75，位在共軸腔孔61之擴寬部61a具有最大內徑的位置。如第20a圖所示，開縫環75有空間可容在此位置擴張。
在第20c圖所示變通具體例，壓力元件無環狀凸部78b，例如第15圖所示壓力元件7'''，此變通具體例之壓力元件7，並未利用桿件容納元件8之干涉配合保持在插入位置，而是經由軸環79最外邊緣之套接，在容納件之內側與第三凹溝69結合。第三凹溝69可又小又淺，不需把壓力元件保存在插入位置即可。
參見第21至26b圖說明聯結總成5連同骨骼固定元件1和桿件100之使用。如第21圖所示，首先把適當骨骼固定元件1移植入骨骼內。在第21圖中200標示骨骼表面。因為骨骼固定元件1可置入移植處，不需有聯結總成連接，方便骨骼固定元件1之移植步驟。然後，把聯結總成5連同壓力元件7和在插入位置之桿件容納元件8，置於骨骼固定元件1之頭部3上。如第23圖所示，頭部3通過下方開口64進入容納件6內，並通過壓力元件7之開口第二端7b，進入壓力元件7之帽狀部71。當頭部3觸及壓力元件7之開縫環75，壓力元件7以軸環79壓緊桿件容納元件之第二端表面8b，向上推移桿件容納元件，直到股部81b的長形凹部85之底部85a，頂住貫穿容納件6的股部62b延伸之銷件9。因此，當頭部插入時，可防止桿件容納元件8經容納件6之第一端6a被推出。
壓力元件7可在容納件內轉動。其置放要使具有加大樞動角度的凹陷部73，處在特殊位置。為達成此目的，可提供對準特點(圖上未示)，得以轉動壓力元件，使凹陷部73呈現所需位置。
把頭部3進一步引進入帽狀部71內，使開縫環75在容納件6的腔孔61之擴寬部61a內擴張。因為開縫環75在連接條76擴張，頭部3插入時不會與中心軸線C準確共軸，而是與中心軸線C稍有出入或偏差。把頭部3進一步引進，開縫環75會擴張到最大程度，容許頭部3進入空心內室72之上部，直到頭部3頂住室72之內壁。此時，開縫環75可彈性接觸頭部3周圍，如第23圖所示。
當頭部3在上方區域頂住帽狀部71內壁時，開縫環75包圍頭部3在最大直徑E區域下方之一部份，見第23圖。在此條件下，開縫環75以摩擦方式夾持頭部3，故骨骼固定元件1可相對於容納件6樞動至所需角度位置，並利用壓力元件7和頭部3間之摩擦扣合保持於此位置。
最後，拉容納件6，以儀器(圖上未示)壓下桿件容納元件8，如第24圖所示，把開縫環75壓入縮窄部61b，使開縫環75之斜縮外表面71a，結合容納件6之縮窄部61b。同時，凸部86套入容納件6之第一凹溝66內。在此狀況，如第24圖所示，可防止桿件容納元件8向上運動，因為桿件容納元件8的凸部86之平坦上表面86a，頂住凹溝66上緣所設止動部。頭部3已被壓力元件7之帽狀部71所夾持。因為開縫環75位在頭部3和容納件的縮窄部61b之間，容納件6之下方開口64變窄，防止頭部3經下方開口64脫出或被推出。此為預鎖定狀態。
臨床使用時，通常把至少二件骨骼固定裝置插入骨骼內，和容納件對齊。因為骨骼固定元件1之頭部3利用摩擦力保持於壓力元件內，容納件6容易以人為對齊，利用頭部和壓力元件7間之摩擦力，維持其角度位置。然後，如第25圖所示，把桿件100插入容納件6內，將鎖定元件10旋入於容納件6的股部62a,62b之間。桿件100先利用桿件容納元件8的支持表面83a,83b加以支持。旋緊鎖定元件，令桿件容納元件8稍微向下運動，而鎖定元件10只觸及桿件容納元件8之第一端表面8a，對第一端表面8a施力。力量F經第二端表面8b轉移到壓力元件7的軸環79之平坦上端表面79a，到頭部3，並從頭部3到開縫環75和容納件，如第25圖所示。 藉此把頭部3鎖定在相對於容納件之角度位置，而桿件100仍可按桿件軸線方向運動。
茲參見第26a和26b圖，鎖定元件10進一步改進，造成第二端表面8b對壓力元件7的軸環79之上表面79a，施加更大力量F，以致軸環79稍微變形，由第26b圖可見。藉此可使桿件容納元件8稍微進一步向下運動，故鎖定元件10施壓於桿件。因而，桿件即告固止。在此狀況，力量透過桿件和壓力元件7之第一端表面7a，傳送到頭部3和容納件6。
在第3和4圖所示鎖定狀態，固定元件1在幹部頂住壓力元件之凹陷部73時，呈現的樞動角度比相反方向更大。
若桿件100相對於容納件6之位置要改正，只要向後轉動鎖定元件10，直到解除對桿件之壓力，桿件又可自由活動。因為開縫環75保持在容納件之縮窄部，可維持頭部3鎖定。
第27圖表示骨骼固定裝置與包括至少二支桿件容納元件8,8'的聯結總成之套裝。聯結總成5包括容納件6、壓力元件7和桿件容納元件8，與前述相同，並可具有前述之所有修飾例。桿件容納元件8為第一桿件容納元件，其尺寸和構造可容納桿件100，為具有第一外徑之第一桿件。桿件容納元件8'為第二桿件容納元件，其尺寸和構造可容納第二桿件100'，具有第二直徑，比第一桿件100之第一直徑小。因此，第二桿件容納元件8'之桿件支持表面83a',83b'曲率，與具有第二直徑之第二桿件100'相當。此外，第二桿件容納元件8'的直立股部81a',81b'之高度，比第一桿件容納元件8的股部81a,81b高度低，故當第二桿件100'插入桿件容納元件8'內時，僅凸出稍微超出第二桿件100'之桿件上表面。外徑尺寸和內徑，均與第一桿件容納元件8相同。
第28圖表示骨骼固定裝置具有第二桿件容納元件8'，聯結於第二桿件100'。第29圖表示第一骨骼固定裝置具有第一桿件容納元件8，聯結於第一桿件100。因為第二桿件容納元件8'之高度，比第一桿件容納元件8之高度低，鎖定元件10在如第27圖所示旋入股部間，要比第27圖所示使用之第一直徑桿件100更深。
利用套裝，選擇適當的桿件容納元件，以單一骨骼固定裝置，即可使用各種直徑之各種桿件。甚至可用不同直徑節段之桿件，例如 在一段有第一直徑，在另一段有比第一直徑小之第二直徑。在此情況，第一骨骼固定裝置有高度較大之第一桿件容納元件，而第二骨骼固定裝置有高度較小之第二桿件容納元件。套裝開啟各種用途，提供模組式系統之優點。例如，對於骨骼固定元件，各種固定元件均可用，並與聯結總成組裝。 此等固定元件有例如不同長度、不同直徑之螺釘、套筒螺釘、不同螺紋形式之螺釘、釘子、鉤等。頭部和幹部亦可為分開組件，可彼此連接。
另外，可提供聯結總成與至少又一壓力元件之套裝。壓力元件可設計不用凹部擴大樞動角度，亦可有若干凹部，例如二個或以上之等距隔離凹部，在二個或以上方向擴大樞動角度。把像壓力元件和桿件容納元件等元件，與容納件組裝，可容易產生對特殊臨床用途最適當之骨骼固定裝置。
參照第30圖說明聯結總成第二具體例。第30圖表示骨骼固定裝置具有固定元件1、桿件100和鎖定元件10，一如前述具體例。壓力元件700與前述具體例之壓力元件不同，無變形部與桿件容納元件合作，也沒有環狀凸部以干涉配合方式與桿件容納元件連接。壓力元件700改為包括非變形性環形凸部790，有平坦上表面790a，與桿件容納元件800第二端的軸環般錐形擴寬凸部890合作。軸環般凸部890形狀與前述具體例所述軸環79實質上顛倒。當負載經由鎖定元件10作用於桿件容納元件800，該凸部890與壓力元件700之平坦上表面790a結合時，稍具撓性。再者，桿件容納元件800，在其第二端8b包括內凸部880，有錐形外表面，構成結合壓力元件700的錐形部78之錐形外表面，以便暫時支撐壓力元件700。在此具體例中，於桿件容納元件800發生變形。其效果與前述具體例相同，即當鎖定元件10旋緊時，桿件容納元件令稍微向下運動，使壓力元件之第一端表面7a向上運動，觸及桿件，而鎖定元件10即結合桿件。
上述具體例可構思各種修飾例。容納件不限於圖示確實形狀。凹部62不必為正確U形。腔孔61可分若干段，具有不同寬度，只要具備擴大部，提供壓力元件擴張空間即可。圖示容納件底部之縮窄部呈斜縮，但亦可圓滑。且，在壓力元件底端帽狀部之外表面亦可圓滑。合作夾持頭部的容納件和壓力元件之表面組合，可為斜縮對斜縮，斜縮對圓滑，或反之圓滑對圓滑。壓力元件可為圓筒部取代錐形部78。
頭部和相對應壓力元件帽狀部內室和外表面，可有其他形狀。例如可呈現二對立平坦部，使樞動連接為單一平面。
各種桿件均可用。雖然圖示桿件為光滑表面，但亦可粗糙桿件或具有結構之桿件。
雖然在此已揭示許多不同具體例，須知不同具體例之不同組件可以混合和配合，以產生各種其他不同具體例。
1‧‧‧骨骼固定元件
2‧‧‧幹部
3‧‧‧頭部
4‧‧‧凹部
5‧‧‧聯結總成
6‧‧‧容納件
7‧‧‧壓力元件
7a‧‧‧壓力元件第一端表面
8‧‧‧桿件容納元件
8a‧‧‧桿件容納元件第一端表面
8b‧‧‧桿件容納元件第二端表面
9‧‧‧銷件
10‧‧‧鎖定元件
62‧‧‧U形凹部
63‧‧‧陰螺紋
66‧‧‧第一凹溝
68‧‧‧橫向腔孔
71‧‧‧帽狀部
79‧‧‧軸環
81‧‧‧凹部
86‧‧‧凸部
100‧‧‧桿件
C‧‧‧中心軸線
E‧‧‧頭部最大直徑

Claims (19)

  1. 一種聯結桿件與骨骼固定元件用之聯結總成，該聯結總成(5,5')包括：一容納件(6)，具有一第一端(6a)、一第二端(6b)，和延伸貫穿該第一端(6a)和該第二端(6b)之一中心軸線(C)；一凹部(61)供容納一桿件；一包容空間(61a,61b)，供包容一骨骼固定元件(1)之一頭部(3)，該包容空間(61a,61b)在該第二端(6b)具有一開口(64)，供插入該頭部(3)；一壓力元件(7,7',7",7''',700)，構成至少部份定位在該包容空間(61a,61b)內，該壓力元件(7,7',7",7''',700)具有一第一端，包括一第一端表面(7a)和朝向該容納件(6)的該第二端(6b)之一第二端(7b)，與該容納件(6)的該中心軸線(C)共軸之一中心軸線，以及夾持一所插入頭部(3)之一撓性部(71,71',71")；一桿件容納元件(8,8',800)，為一分離件，包括一第一端，有鄰近該第一端的一第一端表面(8a)，和供插入一桿件(100,100')用之一溝槽(81)，以及一第二端，有一第二端表面(8b)，朝向該容納件(6)之該第二端(6b)，其中該第一端表面(8a)凸出超越一所插入桿件(100,100')之一上表面；其中壓力元件(7,7',7",7''',700)之該第一端表面(7a)，構成延伸入該桿件容納元件(8,8')之該溝槽(81)內；又其中該壓力元件(7,7',7",7''',700)包括一部位(79,79',790)，構成在軸向負載下，與該桿件容納元件(8,8',800)之一部位(8b,890)合作，使得該壓力元件(7,7',7",7''',700)之該部位(79,79',790)，或該桿件容納元件(8,8',800)之該部位(8b,890)，或二者變形，以推動該壓力元件(7,7',7",7''',700)之該第一端表面(7a)按軸向進一步進入該桿件容納元件(8,8')之該溝槽(81)內者。
  2. 如申請專利範圍第1項之聯結總成，其中該桿件容納元件(8,8',800)在該第二端具有一開口(82)，且其中該壓力元件(7,7',7",7''',700)之該第一端表面(7a)構成延伸貫穿該桿件容納元件(8,8')之該開口(82)，進入該桿件(100,100')之該溝槽(81)內，致使當該壓力元件(7,7',7",7''',700)之該表面部(79,79',790)，或該桿件容納元件(8,8',800)之該表面部(8b,890)變形時，該壓力元件之該第一端表面(7a)即形成一桿件支座者。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之聯結總成，其中該容納件(6)在接近該開口(64)之內壁，包括一縮窄部(61b)，構成與該壓力元件(7,7',7",7''',700)的 該撓性部(71)之一外表面部(71a)合作，以夾持一插入之頭部(3)，並防止該頭部經該開口(64)脫出者。
  4. 如申請專利範圍第3項之聯結總成，其中該容納件(6)之該縮窄部(61b)，和該壓力元件(7,7',7",7''',700)的該撓性部(71)之該外表面部(71a)，二者均係斜縮或圓滑，或其一為斜縮而另一為圓滑，或反之者。
  5. 如申請專利範圍第1至4項之一項聯結總成，其中當一插入頭部(3)未被鎖定時，該壓力元件(7,7',7",7''',700)可在該容納件(6)內轉動者。
  6. 如申請專利範圍第1至5項之一項聯結總成，其中該壓力元件(7,7',7",7''',700)之該撓性部(71)具有一第一開縫(74,74')，與該壓力元件(7,7',7",700)之該第二端(7b)隔離，至少部份繞該中心軸線(C)延伸，並有一第二開縫(77,77')，從該壓力元件之該第二端(7b)延伸進入該第一開縫，且其中該第一開縫(74,74')背離該第二開縫(77,77')延伸，較該第二開縫為長者。
  7. 如申請專利範圍第6項之聯結總成，其中該第一開縫(74,74')界定一開縫環(75)，構成側向包圍一插入之頭部(3)者。
  8. 如申請專利範圍第1至7項之一項聯結總成，其中該壓力元件(7,7',7",7''',700)之該撓性部(71)，在該第二端(7b)之其內壁包括一凹陷部(73)，容許一插入之頭部(3)連同幹部(2)，按該凹陷部(73)之方向，比一相反方向樞動一更大樞動角度者。
  9. 如申請專利範圍第1至8項之一項聯結總成，其中該壓力元件(7,7',7",7''',700)包括一實質上截錐形或圓筒形第二部(78)，後者包括該第一端，具有該第一端表面(7a)，和一共軸錐形或圓筒形腔孔(78a)，從該第一端延伸進入該撓性第一部(71)者。
  10. 如申請專利範圍第1至9項之一項聯結總成，其中該壓力元件(7,7',7",7''',700)與該桿件容納元件(8,8')之該部(8b,890)合作的該壓力元件(7,7',7",7''',700)之該部(79,79',790)，係由按一徑向延伸超越該壓力元件的該第一端(7a)外周緣之一凸部(79,79',790)所形成者。
  11. 如申請專利範圍第10項之聯結總成，其中該凸部(79)係實質上錐形軸環，背離該撓性部(71)，朝向該壓力元件(7)之該第一端延伸者。
  12. 如申請專利範圍第1至11項之一項聯結總成，其中該桿件容納元件(8,8',800)包括二隔開股部(81a,81b)，其自由端形成該第一端表面(8a)，和一 桿件支持表面(83a,83b,83a',83b')者。
  13. 如申請專利範圍第1至12項之一項聯結總成，其中該容納件(6)或該桿件容納元件(8,8')包括一第一扣持凸部(9)，構成與該容納件(6)和桿件容納元件(8,8')之另一的一第一扣持凹部(85)合作，以提供一第一止動部，在該桿件容納元件(8,8')之插入位置時，可防止該桿件容納元件(8,8')，經該第一端(6a)脫出該容納件(6)，而容許一頭部(3)插入該壓力元件(7)內者。
  14. 如申請專利範圍第1至13項之一項聯結總成，其中該桿件容納元件(8,8')或該容納件(6)包括一第二扣持凸部(86)，構成與該容納件(6)和該桿件容納元件(8,8')之另一的第二扣持凹部(66)合作，使具有一第二止動部，當該壓力元件(7,7',7",7''',700)在其防止一插入頭部脫出之位置時，即可阻止該桿件容納元件(8,8',800)朝向該容納件(6)之該第一端(6a)運動者。
  15. 如申請專利範圍第1至14項之一項聯結總成，其中該壓力元件(7,7',7",7''',700)構成可配置在該容納件(6)內，介於該桿件容納元件(8,8',800)和該容納件的該第二端(6b)之間，並構成透過與該桿件容納元件(8,8',800)或該容納件(6)連接，暫時保持在一頭部(3)之一插入位置者。
  16. 一種骨骼固定裝置，包括：一骨骼固定元件(1)，有固定於骨骼用之一幹部(2)，和一頭部(3)；一桿件(100,100')；一聯結元件(5,5')，該聯結元件包括：一容納件(6)，具有一第一端(6a)、一第二端(6b)，和貫穿該第一端(6a)和該第二端(6b)之一中心軸線(C)；一凹部(61)，供容納該桿件；和一包容空間(61a,61b)，供包容該骨骼固定元件(1)之該頭部(3)，該包容空間(61a,61b)具有一開口(64)，在該第二端(6b)，供插入該頭部(3)；一壓力元件(7,7',7",7''',700)，構成至少部份定位在該包容空間(61a,61b)內，該壓力元件(7,7',7",7''',700)具有包括一第一端表面(7a)之一第一端，和朝向該容納件(6)的該第二端(6b)之一第二端(7b)，一中心軸線(C)，與該容納件(6)之該中心軸線(C)共軸，和一撓性部(71,71',71")，以及夾持一插入頭部(3)；一桿件容納元件(8,8',800)，係分開組件，包括一第一端，鄰近該第 一端包括第一端表面(8a)和插入一桿件(100,100')用之一溝槽(81)，和一第二端，具有一第二端表面(8b)，朝向該容納件(6)之該第二端(6b)；其中該壓力元件(7,7',7",7''',700)之該第一端表面(7a)，構成延伸入該桿件容納元件(8,8',800)之該溝槽(81)內；和一鎖定元件(10)，構成按軸向推進入鎖定該頭部(3)之該容納件(6)，和該桿件(100,100')內；其中該壓力元件(7,7',7",7''',700)包括一部位(79,79',790)，構成在該鎖定元件(10)對該桿件容納元件(8,8')施以軸向負載下，與該桿件容納元件(8,8')之一部位(8b,890)合作，使得該壓力元件(7,7',7",7''',700)之該部位(79,790)，或該桿件容納元件(8,8',800)之該部位(8b,890)變形，致該壓力元件(7,7',7",7''')之該第一端表面(7a)按軸向進一步運動進入該桿件容納元件(8,8',800)之該溝槽(81)內者。
  17. 如申請專利範圍第16項之骨骼固定裝置，其中該桿件容納元件(8,8',800)和該壓力元件(7,7',7",7''',700)配置成在旋緊該鎖定元件(10)時，起初由該鎖定元件(10)經該桿件容納元件(8,8',800)和該壓力元件(7,7',7",7''',700)只施負載於該頭部(3)，未及該桿件，隨後繼續旋緊該鎖定元件(10)，即施加負載於該桿件(100,100')者。
  18. 如申請專利範圍第16或17項之骨骼固定裝置，其中該聯結總成(5)係申請專利範圍第1至15項之一項聯結總成者。
  19. 一種套裝，包括申請專利範圍第1至15項之一項聯結總成，其中該桿件容納元件(8,8',800)係一第一桿件容納元件(8,800)，具有一溝槽，有一第一深度，構成容納具有一第一桿件直徑之一第一桿件(100)，又包括至少一第二桿件容納元件(8')，具有一溝槽(81')，有一第二深度，構成容納具有一第二桿件直徑之一第二桿件(100')，其中該第一深度與該第二深度不同者。
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