TW201622657A - 聯結總成和多軸式骨骼固定裝置 - Google Patents

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陸茲 畢德曼
波德 費雪
威爾弗瑞德 馬希斯
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畢德曼科技股份有限公司
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Abstract

一種聯結總成,供桿件聯結於骨骼固定元件,該聯結總成(4,4')包括:一容納件(5,5'),具有一第一端(5a)、一第二端(5b)、一中心軸線(C)貫穿該第一端(5a)和該第二端(5b)、一包容空間(54),供包容一固定元件(1,1')之一頭部(3,3'),該包容空間具有一開口(55),在該第二端(5b),其尺寸可容許一頭部(3,3')插入,和一腔孔(51),從該包容空間延伸至該第一端(5a),以及一凹部(52),供容納一桿件(100);一扣持元件(6),構成至少部份定位於該包容空間(54)內,且能夠徑向撐張和/或壓縮,以容許扣持貫穿該開口(55)插入之一頭部(3,3')。扣持元件(6)利用在該包容空間(54)或其內所設一結合結構(56),保持在鄰近該開口(55)之位置。 聯結總成又包括一鎖定元件(7,7'),構成至少部份配置在該包容空間(54)內,該鎖定元件(7,7')可從一第一位置,即容許該扣持元件(6)撐張鬆開所插入頭部(3,3'),運動至一第二位置,即阻擾扣持元件(6)徑向撐張,以防插入之一頭部(3,3')脫出。 當該鎖定元件(7,7')在該第二位置時,一固定元件(1,1')之一頭部(3,3'),即可利用直接對該頭部(3,3')施壓力頂緊扣持元件(6)而鎖定。

Description

聯結總成和多軸式骨骼固定裝置
本發明係關於一種聯結總成,把桿件聯結到骨骼固定元件,以及一種多軸式骨骼固定裝置,包括此一聯結總成。聯結總成包括容納件,具有槽溝供容納桿件,包容空間供包容骨骼固定元件之頭部,和扣持元件供扣持骨骼固定元件頭部於容納件內。聯結總成亦可包括壓力元件,構成施壓於骨骼固定元件之頭部。聯結總成構成從容納件底部開口容納骨骼固定元件頭部,而扣持元件可例如套合到骨骼固定元件頭部,將其扣持於包容空間內。
US 6,248,105 B1揭示一種縱向桿件與椎腳螺釘之連接裝置。此裝置包括套筒、空心圓筒形插件和彈簧夾頭。彈簧夾頭具有環形凸緣在環形槽溝內靠近套筒之底部開口。彈簧夾頭具有孔穴,設計成容納椎腳螺釘之頭部。當桿件利用拉力螺釘鎖定時,桿件對插件施以壓力,利用分別相輔之錐形結合表面,結合彈簧夾頭。彈簧夾頭因而即壓碎鎖定於椎腳螺釘之頭部。由於容納在套筒環形槽溝內之凸緣,彈簧夾頭即被把持,即頭部則扣持於套筒內。
US 6,280,442 B1揭示一種多軸式骨骼螺釘總成。此總成包括容納構件、可以活動方式設置於容納構件下方開口部內之冠狀構件,和扣持構件,界定一通孔,比所容納骨骼固定器的頭部寬度小。扣持構件罩於容納構件之凹溝內。凹溝圍繞下方開口部延伸。扣持構件防止頭部脫出下方開口部。扣持構件呈C形,其間隙容許扣持構件從壓狀態套入凹溝內。一旦插入凹溝內,扣持構件即不能進一步撐張。
US 8,556,938 B1揭示一種多軸式骨骼螺釘總成,具有容納器,其下方孔穴與下方開口合作。幹部上部把在容納器孔穴內之扣持構件撐開,把幹部上部捕入容納器內。不論扣持構件或插件,可提供幹部上部 在容納器內之摩擦扣合。多軸式機制之最後鎖定,是由幹部上部和扣持構件間之摩擦結合提供。預組裝容納器、扣持構件和隨需要之插件,可在幹部植入椎骨之前或之後,支持或套合於幹部上部。
本發明之目的,在提供一種聯結總成,含有可從底部開口引進之頭部的扣持功能,其中可改善總成之可靠、耐用和處理。
此目的是利用申請專利範圍第1項把桿件聯結於骨骼固定元件用之聯結總成,和申請專利範圍第16項包括聯結總成之多軸式骨骼固定裝置解決。
按照本發明要旨,聯結總成包含容納件、扣持元件和鎖定元件。容納件具有包容空間,在容納件一端有一開口。固定元件之頭部可插入貫穿開口,容納於包容空間內。扣持元件利用在包容空間或其內提供之結合結構,保持在開口附近之位置內。
扣持元件可徑向撐張和/或壓縮,即使利用結合結構保持在位置內,因而當頭部插入穿過開口時,即可套在頭部上。為把頭部扣持於容納件之包容空間內,利用設置鎖定元件,可防止或至少阻擾扣持元件撐張。於是,按照一具體例,鎖定元件徑向部份包圍扣持元件之結合部,以阻礙其撐張。在非鎖定狀態時,只要能阻礙頭部鬆開,在扣持元件各結合部和鎖定元件之間,即可能有少量餘隙。結果,即可防止扣持元件鬆開固定元件之頭部。
鎖定元件容許在包容空間內的第一位置(此時扣持元件得以撐張),和第二位置(此時扣持元件發生上述徑向鎖定)之間運動。在第二位置時,當固定元件之頭部要最後鎖定,朝底部開口定向,並利用扣持元件以外之元件(例如桿件和/或鎖定元件本身),且直接施加於頭部之壓力,會反而把頭部壓緊於扣持元件。換言之,頭部被鎖定在桿件和扣持元件之間,或鎖定元件(做為壓力元件)和扣持元件之間,或此全部三個元件當中。
在此最後鎖定狀態時,鎖定元件仍然阻擾扣持元件徑向撐張,而扣持元件仍然由於結合結構,牢牢保持在容納件包容空間內之位置。在一非限制實施具體例中,當鎖定元件在第一位置時,結合結構把扣持元 件保持在包容空間內形成之環形凹溝內,容許扣持元件撐張,其中固定元件之頭部可以插入包容空間之開口內。
由於扣持元件是利用容納件包容空間內之結合結構,和鎖定元件之徑向結合支持,而不參與從桿件或另一元件,諸如壓力元件,施以壓力,故其功能限於扣持固定元件之頭部。因此,可增進其可靠性和耐久性。
再者,扣持元件不需完全包圍固定元件之頭部,與上述文件US 6,248,105 B1不同,其特別在沿容納件中心軸線(以保持在定位看來)方向之尺寸,大為減少,使扣持元件可從包容空間開口對立之頂部方向,載入包容空間內。因此,可改進組件之原位組裝,進一步把底部開口寬度窄化到幾乎是頭部的直徑。因此,進一步提高扣持元件之穩定性、可靠性和耐久性,容納維度亦可縮小。
1,1'‧‧‧固定元件
2‧‧‧幹部
3,3'‧‧‧固定元件頭部
4,4'‧‧‧聯結總成
5,5'‧‧‧容納件
5a‧‧‧容納件第一端
5b‧‧‧容納件第二端
6,6'‧‧‧扣持元件
7,7'‧‧‧鎖定元件
9‧‧‧固設元件
31'‧‧‧結合凹部
34‧‧‧翼形部
51‧‧‧腔孔
52‧‧‧凹部
54‧‧‧包容空間
55‧‧‧開口
56‧‧‧結合結構
57‧‧‧第二結合肩部
61‧‧‧第一結合部
62‧‧‧第二結合部
63‧‧‧開縫
64‧‧‧空心球形截面狀部
71‧‧‧圓筒形外表面
72‧‧‧內孔穴
73‧‧‧凹部
74‧‧‧空心球形截面狀內凹部
75‧‧‧桿件容納部
77‧‧‧第一結合肩部
100‧‧‧桿件
C‧‧‧中心軸線
第1圖為多軸式骨骼固定裝置第一具體例之分解透視圖;第2圖為第1圖所示骨骼固定裝置在組裝狀態之透視圖;第3圖為第1圖所示骨骼固定裝置之斷面圖;第4A圖為按照第一具體例容納件取自第4B圖沿AA線之斷面圖;第4B圖為第4A圖容納件之俯視圖;第5A圖為第4A圖所示容納件之俯視透視圖;第5B圖為第4A圖所示容納件之仰視透視圖;第6A圖為按照第一具體例鎖定元件之俯視透視圖;第6B圖為第6A圖鎖定元件之仰視透視圖;第7A圖為第6A圖所示鎖定元件取自第7B圖沿BB線之斷面圖;第7B圖為第6A圖鎖定元件之俯視圖;第8A圖為按照第一具體例扣持元件之俯視透視圖;第8B圖為第8A圖扣持元件之仰視透視圖;第9A圖為第8A圖扣持元件取自第9B圖沿DD線之斷面圖;第9B圖為第8A圖扣持元件之俯視圖;第10A圖為按照第一具體例把扣持元件插入容納件內第一步驟之斷面 圖;第10B圖為按照第一具體例把扣持元件插入容納件內第二步驟之斷面圖;第10C圖為按照第一具體例把扣持元件插入容納件內第三步驟之斷面圖;第10D圖為按照第一具體例把扣持元件帶到並利用容納件的結合結構保持於定位狀態之斷面圖;第11A圖為按照第一具體例把鎖定元件插入容納件內第一步驟之透視圖;第11B圖為按照第一具體例把鎖定元件插入容納件內第二步驟之透視圖;第11C圖為按照第一具體例把鎖定元件插入容納件內第三步驟之透視圖;第12A圖為按照第一具體例聯結總成中鎖定元件在第一位置狀態之斷面圖;第12B圖為按照第一具體例聯結總成中固定元件頭部插入聯結總成開口內狀態之斷面圖;第12C圖為按照第一具體例聯結總成中扣持元件利用固定元件頭部撐張狀態之斷面圖;第12D圖為按照第一具體例聯結總成中骨骼固定元件頭部插入完成,頭部利用扣持元件的空心球形截面狀凹部容納,而鎖定元件仍然在第一位置狀態之斷面圖;第13A圖為按照第一具體例以摩擦扣合鎖定扣持元件和預鎖定固定元件頭部之步驟;第13B圖為按照第一具體例把桿件插入裝置內之步驟;第13C圖為按照第一具體例旋緊固設元件並以所指示組件間的壓力按選擇定向最後鎖定固定元件頭部之步驟;第14圖為多軸式骨骼固定裝置第二具體例之分解透視圖;第15圖為第14圖骨骼固定裝置組裝狀態之透視圖;第16圖為第二具體例骨骼固定裝置組裝狀態之斷面圖; 第17圖為聯合第二具體例所採用骨骼固定元件之透視圖;第18A圖為按照第二具體例第14圖鎖定元件之俯視透視圖;第18B圖為第18A圖鎖定元件之仰視透視圖;第19A圖為第18A圖鎖定元件取自第19B圖沿EE線之斷面圖;第19B圖為第18A圖鎖定元件之俯視圖;第20A圖為按照第二具體例聯結總成中鎖定元件在第一位置狀態之斷面圖;第20B圖為按照第二具體例聯結總成中骨骼固定元件頭部插入完成,頭部利用扣持元件的空心球形截面狀凹部容納,而鎖定元件仍然在第一位置狀態之斷面圖;第20C圖為按照第二具體例中扣持元件被鎖定元件鎖定,把頭部扣持於包容空間內之狀態圖;第20D圖為按照第二具體例旋緊固設元件並以所指示組件間的壓力按選擇定向最後鎖定固定元件頭部之步驟。
本發明參照附圖所示諸具體例加以說明,即可更加明白。
茲參見第1至13C圖說明聯結總成和多軸式骨骼固定裝置之第一具體例。第1-3圖提供總成和裝置之概覽,第4A-9B圖提供更相關組件之細部。第10A-13C圖繪示按照第一具體例總成和裝置之使用。
如第1圖所示,多軸式骨骼固定裝置包括固定元件1、聯結總成4和固設元件9,諸如固定螺釘,把桿件100與固定元件1連接。固定元件1包括球形截面狀頭部3,具有平坦頂部32,供利用驅動器等外部工具結合之結合部31,和球形部33。固定元件1又有幹部2,設有骨骼螺紋21,以及頭部22,把幹部連接至頭部3。
聯結總成4包括容納件5、扣持元件6、鎖定元件7和銷8。容納件5為實質上圓筒形,有視需要之平坦側,和結合部,可供利用外部工具結合。容納件5具有頂端5a和底端5b,以及從頂端5a朝底端5b延伸之內腔孔51。詳見第3-5B圖,在底端5b形成開口55,得以把頭部3引進入包容空間54,在容納件內從開口55朝腔孔51延伸。
在此具體例內,包容空間54為圓筒形,在其底端鄰近開口 55,具有環狀延伸之凹溝,有做為扣持元件6的結合結構56功能,配置成容納扣持元件6之環形結合部,詳後。腔孔51、包容空間54和環狀結合部56各相對於容納件5之中心軸線C呈對稱和共軸。
U形凹部52從容納件5頂端5a伸出,界定二個自由股部58,其內側設有陰螺紋53。設有固設元件9,具備外部工具(諸如驅動器,圖上未示)用之結合部92,和陽螺紋91,可螺合於容納件5之螺紋53,二個旋緊、固設和鎖定插入凹部52內之桿件100,以及插入包容空間54內之頭部3。
參見第6A-7B圖更詳細說明鎖定元件7。鎖定元件7具有二個圓筒形外表面部71,配置成彼此對立。二個部位71透示鎖定元件7之外徑,實質上相當於包容空間54之內徑。因此,當鎖定元件7提供給包容空間54時,鎖定元件7即與包容空間54之內壁結合,因而可沿中心軸線C平移運動。又,鎖定元件7沿周包括二個對立圓筒形凹陷外表面部79,透露出鎖定元件在橫向縮徑。二個部位79分別在圓筒形外表面部71間延伸。圓筒形凹陷外表面部79縮徑選擇小於內腔孔51之內徑,尤其是小於螺紋53內徑,讓鎖定元件7相對於最後組裝狀態轉90°之方式,從頂端5a引進,見第11A-C圖。
鎖定元件7在其頂面又有桿件容納部75,其配置在於容納桿件100,如第1和2圖所示。再者,內共軸腔孔72提供存取鎖定元件7之內孔穴72,在上部包括球形截面狀凹部74,供容納部份球形頭部3,在底部包括凹部73,具有實質上圓筒形內壁73a。內壁73a亦可呈錐形或其他斜縮形狀。凹部73適於容納扣持元件6之相對應圓筒形、錐形或斜縮形等結合部62(第二結合部),詳後。
鎖定元件7之球形截面狀凹部74,其尺寸定為適應頭部3之球形部33,得以按照需要選擇固定元件,在預鎖定或下述最後鎖定狀態的特殊多軸式定向。為建立在此具體例中之預鎖定狀態,在鎖定元件7頂部設有二個臂桿76,其末端具有結合肩部77,可與例如在螺紋53底端的內腔孔51壁部所設相對應結合肩部57彈性結合。臂桿76長度和結合肩部57在腔孔51內壁之直立高度位置,可選擇為當肩部57,77套入並且彼此相互結合時,扣持元件6之第二結合部62至少部份容納於具有內壁73a之凹 部73內。在如此狀態時,扣持元件6被鎖定,防止頭部3從扣持元件6脫出,於此稱為預鎖定狀態。
由第3和13A圖可見,當利用鎖定元件7之桿件容納部75容納桿件100時,由固設元件9對桿件100進一步施壓力,會負面導致壓力傳送到鎖定元件7,後者本身又把壓力經由其內球形截面狀凹部轉移到固定元件1的頭部3。如此一來,第一具體例之鎖定元件7即有壓力元件之功能。
扣持元件6之細節可參照第8A-9B圖說明。扣持元件6實質上呈環形,有開縫63。扣持元件6因此展現開口環。開縫63容許扣持元件6徑向撐張和/或壓縮。扣持元件6包括(第一)實質上環形結合部61,構成可利用設在包容空間54之環形結合凹溝或結合結構56容納,和第二結合部62,自此具體例內,具有少許錐形外觀,但亦可為圓筒形或其他斜縮狀。第二結合部62具有複數規則性配置凸緣或凸出部65,利用U形槽孔隔開,可降伏冠狀配置。本發明不限於圖示之特別配置。亦可用其他種凸部,或單一之錐形、圓筒形、圓滑或斜縮壁。第二結合部62構成被凹部73容納,可具有鎖定元件7的圓筒形、錐形、斜縮或圓滑內壁73a。結合部62一旦容納入鎖定元件7之凹部73內,即碰到內壁73a時,即可防止進一步撐張。在此具體例中,第二結合部62即從第一結合部61朝插入的容納件5頂端5a延伸。第一和第二結合部61,62形成整體單件式。
雖然第二結合部62外觀可為圓筒形、錐形、斜縮或圓滑等,扣持元件6內壁包含空心球形截面狀部64,詳見第9A圖,其中曲率相當於固定元件1的頭部3之球形部33。換言之,球形截面狀部64配置成容納並扣持固定元件1之頭部3。
為了在扣持元件6之鎖定狀態,扣持固定元件1的頭部3,扣持元件6之內徑狀態是,當第二結合部62容納於鎖定元件7之凹部73(也是在扣持元件6壓縮狀態)時,要比頭部3小,以防頭部從扣持元件6脫出。
第一具體例聯結總成4之組裝和使用,參見第10A-13C圖說明如下。
茲參見第10A-10D圖說明扣持元件6插入容納件內。如第 10A圖所示,扣持元件6是從容納件5的頂端5a插入腔孔51內。由於扣持元件6外徑大於腔孔51的內徑,尤其是陰螺紋53,扣持元件6是以傾斜方式插入,於到達包容空間54內之預定位置時,朝水平姿勢轉動。參見第10B和10C圖,一旦扣持元件6已到達包容空間54內,內徑較腔孔51為大之處時,扣持元件6可帶到比較不傾斜的位置,相較於中心軸線C更靠近共軸定向。
扣持元件6在未受拉力、不偏壓狀態時,環形結合部61之外徑,比包容空間54內徑大,使扣持元件6頂住包容空間54之內壁。選擇扣持元件6之較大直徑,當環形結合部61進入並套入容納件5之環形結合凹溝或結合結構56時,讓扣持元件6保持在與中心軸線C共軸的位置,如第10D圖所示。在圖示此步驟時,扣持元件6從無拉力狀態稍被壓縮,直至套入凹溝內,然後再撐張至無拉力狀態。結合結構56之凹溝內徑大於扣持元件6環形結合部61之外徑,以提供足夠容差或餘隙,在固定元件1之頭部3按下述插入時,容許扣持元件6從無拉力狀態撐張。
參見第11A-11C圖說明鎖定元件7插入容納件5內。如第11A圖所示,把鎖定元件7從頂端5a引進入容納件5之腔孔51內。因此,凸出之圓筒形外表面部71面朝U形凹部52,即鎖定元件7相對於最後安裝狀態之定向偏差90度。再者,凹陷之圓筒形外表面部79面向螺紋53,得以安全通過腔孔51。
如第11B圖所示,當鎖定元件7(尤指其包含表面71,79之底部或基部)已通過螺紋53,到達容納件5之包容空間54時,鎖定元件7可藉圓筒形外表面部71與包容空間54內壁部間之滑動結合,轉動90度。
如第11C圖所示,以臂桿76和肩部77朝向具有螺紋53和肩部57的股部58,鎖定元件6轉動90度進入最後位置,準備肩部57,77結合,以建立預鎖定狀態,參見第13A圖後述。在此狀態,頂住肩部77的臂桿76凸出部,置於腔孔71內壁之相對應凸出部上,提供肩部57朝下面向開口55和底端5b。換言之,肩部57,77尚未結合。
第12A-12D圖詳示固定元件1的頭部3插入包容空間54內之過程。如第12A圖所示,於頭部3插入之前,把銷8插入在容納件5側壁所形成長形洞孔59內,使其尖部凸入於容納件5之洞孔51內,進入鎖 定元件7臂桿76所形成長形通孔761內。在此狀態,可預防意外轉(90度)回到原先插入之位置。
其次,如第12B圖所示,把固定元件1的頭部3引進入開口55內,表面部33於是碰到扣持元件6內壁。由於凸緣般環形結合部61牢靠容納於容納件5的結合結構56之結合凹溝內,扣持元件6保持在與中心軸線C共軸位置,其中不可能沿中心軸線C平移,而扣持元件6開始因應頭部插入,按徑向撐張,局部增加直徑,如第12C圖箭頭所示。結合凹溝56內之徑向餘隙或容差,與頭部3最大外徑和扣持元件6最小內徑間之差異相同,或甚至更大,即等於或大於撐張量。
如第12D圖所示,頭部3繼續插入,使扣持元件6回到無拉力狀態,或至少比較少撐張狀態。扣持元件6連同容納件5,利用其壓縮力套上頭部3。第12D圖又顯示鎖定元件7相對於扣持元件6之未鎖定「第一」位置。然而,由於球形頭部3在此狀態時,容納在扣持元件6之匹配球形截面狀表面64內,其中間產生充分摩擦量,維持固定元件之在最後鎖定之前,於組裝和現場應用之際,相對於容納件5之所需角位定向。因此,達成頭部3和扣持元件間之摩擦扣合連接。
茲參見第13A-13C圖說明固定元件1頭部3之預鎖定和最後鎖定,以及扣持元件6之鎖定。如第13A圖所示,在此具體例中,扣持元件6之鎖定和固定元件1頭部3之預鎖定,是利用鎖定元件7從第一位置(第12D圖所示)運動至第二位置所完成,其中第二結合部62容納在鎖定元件7之凹部73或孔穴72內,使結合部62是從外側徑向結合,並阻擾其進一步撐張。如上所知,內壁73a和結合部62之間即使有些餘隙,仍可接受,只要能防止頭部3脫出。扣持元件6因而被鎖定,在此狀態下,頭部3再也無法脫離包容空間54或開口55。
在第13B圖所示次一步驟中,把桿件100插入U形凹部52內,以鎖定元件7之桿件容納表面75加以容納。在此情況時,鎖定元件7對扣持元件6的第二結合部62所施壓縮力,只有在試圖用力除去固定元件1時施加。
第13A和13B圖亦表示頭部3在容納件內之預鎖定狀態。藉鎖定元件7沿中心軸線C朝開口55和底端5b滑動,加上扣持元件6鎖 定,使鎖定元件7之臂桿76朝內撓曲,而鎖定元件7的臂桿76尖端所設肩部77,終於彈性閂鎖入在容納件5的內腔孔51內壁具有肩部57之相對應凹部內。在此狀態,如第13A圖所示,防止扣持元件6撐張超出內壁73a,以致頭部3不再能夠脫離扣持元件6(預鎖定)。同時維持上述頭部3和扣持元件6間之摩擦套合連接。
第13C圖表示頭部3最後鎖定於容納件5內之步驟。把固設元件9旋入容納件5的螺紋53內,對桿件100施以向下力量。桿件100在此壓力轉移到鎖定元件7之桿件容納部75上,反而施壓力於頭部3,因而把頭部3壓緊於扣持元件6之空心球形截面狀部64。扣持元件6無法撐張,因為被鎖定元件7所鎖定,而扣持元件6不能朝開口55和底端5b下滑,因為其結合部61容納於結合凹溝56內。所施壓力方向如第13C圖箭頭所示。
由於扣持元件6的維度和形狀,容許從頂端5a插入,如第10A-10D圖所示,故容納件5的底部開口55直徑可以小些,更加支持扣持元件6於鄰接開口55之結合凹溝56內。此舉可經鎖定元件7取代扣持元件6直接施壓力於頭部3為之,一如上述US 6,248,105 B1之彈簧夾頭所提。與彈簧夾頭相較,扣持元件6減少扣持頭部3之功能,故其沿中心軸線C之維度(即其高度)可選擇較小,容許從頂端5a引進,反而得以選擇較小寬度之底部開口55。
本發明第二具體例參照第14-20D圖說明。與第一具體例相同組件標示同樣號碼,其說明從略。第二具體例與第一具體例不同,主要在鎖定元件7'和固定元件1',和某種程度之容納件5'。更具體而言,第二具體例不具備預鎖定狀態,而鎖定元件7'也不配置成壓力元件。然而,扣持元件6之特點,與鎖定元件7'之互動,以及結合結構,二具體例之間相同。
由第14-16圖可明白,聯結總成4'包括容納件5'、扣持元件6和鎖定元件7'。容納件5'與第一具體例之容納件5不同,在於不設腔孔洞孔59,此容許引進銷8把鎖定元件7鎖定於預鎖定位置。改為在容納件5'側壁形成皺縮腔孔591。
第二具體例之鎖定元件7'與第一具體例之鎖定元件7不同,在於不設臂桿76或肩部77,此在第一具體例中方便鎖定元件(壓力元 件)和頭部3間以摩擦扣合之預鎖定狀態。而本具體例之鎖定元件7'僅用來鎖定扣持元件6,防止頭部3'從容納件5'脫出。然而,在鎖定元件7'之圓筒形外表面71形成小小凹部711,構成容納皺縮腔孔591末端之可變形部,使用外部工具(圖上未示)可使此部變形,凸入包容空間54。
如第18A-19B圖所示,鎖定元件7'呈實質上圓筒形,具有圓筒形外表面部71和凹陷圓筒形外表面部79,像第一具體例。惟鎖定元件7'無內部球形截面狀凹部,而是鎖定元件7'具有內腔孔72',容許存取固定元件1'之結合部31',和凹部73,具有內壁73a一如第一具體例,其功能在於結合扣持元件6之第二結合部62,以鎖定扣持元件6之撐張。凹部73之維度和形狀類似第一具體例。
以此結構,第二具體例之鎖定元件7'不會與固定元件1的頭部3'互動,而從第16圖可見,桿件100直接施壓力到固定元件1'之頭部3'上。
第二具體例之固定元件1'如第17圖所示。骨骼固定元件1'包括球形頭部3',具有球形外表面,在自由上端平勻,頭部整體為球形。設在自由端的結合部31',包括翼部,以螺旋般方式從自由上端中心點延伸。在此具有例中,結合部包括四個翼部。四個翼部34描出臂部十字外廓,各按同樣方向延伸。藉此使驅動器之結合表面,較使用多角形或其他凹部有所增進。可轉移之負載較高。驅動器或具有類似形狀的相對應工具之結合部,已知有商標Mortorq®。由於頭部之球形輪廓,頭部3'可延伸貫穿凹部73和內腔孔72',可建立桿件100和頭部3'間的直接壓力轉移。
第二具體例聯結總成4'及其多軸式骨骼裝置之組裝和使用,可參照第20A-D圖加以說明。
如第20A圖所示,相當於第一具體例的第12A圖所示狀態,在插入頭部3'之前,把鎖定元件7'引進入容納件5'之腔孔71,類似第11A-C圖所示。因而,桿件容納表面75'即與容納件5'的桿件容納槽溝或U形凹部52對齊。扣持元件6已利用容納扣持元件6第一結合部61之結合結構56凹溝,保持於定位。
其次,如第20B圖所示,相當於第12D圖所示第一具體例情形,頭部3'已插入容納件5'的底部開口55,利用扣持元件6之內部空心 球形截面狀部64容納。在第20A和20B圖中,鎖定元件7'是在第一未鎖定位置。鎖定元件7'可利用皺縮腔孔591末端壁之一部份變形,保持在此暫時位置,該一部份則從包容空間54的內壁凸出,進入鎖定元件7'之小小凹部711內。
如第20C圖所示,相當於第13A圖所示第一具體例情形,鎖定元件7'在表面71與包容空間54內壁間之滑動結合中,沿中心軸線C朝開口55和底端5b運動,其中孔雪73的內壁73a被引導至扣持元件6的第二結合部62,加以鎖定。利用手動、工具,或已插入之桿件100,以小小壓力,即可施以(較小)力量達成推動鎖定元件7'。一如第一具體例,當第二結合部頂住鎖定元件7'之內壁73a,鎖定元件7'會阻擾扣持元件6進一步撐張。
可知由於鎖定元件7'內並無球形截面狀凹部,內腔孔72'可型造成,當頭部3'容納於扣持元件6之空心球形截面狀凹部64內時,使鎖定元件7'和固定元件1'的頭部3'間,並無接觸或幾乎不接觸。
如第20D圖所示,相當於第13C圖所示第一具體例之情形,最後鎖定是利用容納件5'頂端5a的附設和旋緊固設元件9所達成,因而施壓力於鎖定元件7'的桿件容納部75'內所容納桿件100上。桿件100把壓力轉移到球形頭部3'。球形頭部3'反而壓緊扣持元件6,既不撐張也不鬆開頭部3',因其第二結合部62在徑向受到孔雪73的內壁73a所拘束,也不會徑向進一步朝開口55運動,因為其第一結合部61容納在結合結構56之環形凹溝內。
第一和第二具體例之骨骼固定裝置整體或部份,可由生理相容性材料製成,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,諸如聚醚醚酮(PEEK),或生理相容性陶質材料。尤其是,可構想扣持元件和/或鎖定元件由超彈性鎳鈦合金或貝他鈦製成。
聯結總成和多軸式骨骼固定裝置可構思進一步修飾。
容納件之其他修飾包含例如,U形凹部垂直於中心軸線,改為凹部可傾斜、向側面開口,或呈封閉槽溝形式。亦可有其他種鎖定裝置,包含外螺帽、外蓋、插旋鎖定裝置等,如上述。尤其是可用二件式鎖定裝 置,包含第一鎖定元件,經由壓力元件施壓於頭部,和第二鎖定元件,經由壓力元件僅施壓於桿件,以單獨鎖定頭部和桿件。在某些具體例中,鎖定元件與頭部接觸之內表面部(第一具體例),不一定要球形狀。內表面部可有任何其他形狀,適於施壓於頭部。又,鎖定元件之設計可不同,且不限於第一或第二具體例所示特別設計。
扣持壓力元件並令壓力元件相對於槽溝對準以容納容納件之桿件用的銷,可用其他扣持機制。
在上述具體例中,包容空間為實質上圓筒形。然而,亦可用其他形狀或圓筒形以外,容許鎖定元件(具有相對應形狀或非圓筒形),在分別與未鎖定和鎖定狀態連接之第一和第二位置間運動。
在上述具體例中,所示鎖定元件不是設有臂桿和肩部以遂行預鎖定狀態,便是無臂桿。然而,二者具體例亦可分別形成無、或按其他方式以臂桿圍繞,和有相對應功能。
上述或含有扣持元件和鎖定元件(無論是否以壓力元件具體化)的其他具體例之聯結總成,可在現場當鎖定元件插入骨骼內,例如椎骨,或在尚未植入狀態時,套上到固定元件1,1'之頭部3,3'。
3‧‧‧固定元件頭部
5‧‧‧容納件
6‧‧‧扣持元件
7‧‧‧鎖定元件
9‧‧‧固設元件
54‧‧‧包容空間
64‧‧‧空心球形截面狀部
74‧‧‧球形截面凹部
75‧‧‧桿件容納部
100‧‧‧桿件

Claims (17)

  1. 一種聯結總成,供桿件聯結於骨骼固定元件,該聯結總成(4,4')包括:一容納件(5,5'),具有一第一端(5a)、一第二端(5b)、一中心軸線(C)貫穿該第一端(5a)和該第二端(5b)、一包容空間(54),供包容一固定元件(1,1')之一頭部(3,3'),該包容空間具有一開口(55),在該第二端(5b),其尺寸可容許一頭部(3,3')插入,和一腔孔(51),從該包容空間延伸至該第一端(5a),以及一凹部(52),供容納一桿件(100);一扣持元件(6),構成至少部份定位於該包容空間(54)內,且能夠徑向撐張和/或壓縮,以容許扣持貫穿該開口(55)插入之一頭部(3,3');其中該扣持元件(6)利用在該包容空間(54)或其內所設一結合結構(56),保持在鄰近該開口(55)之位置;一鎖定元件(7,7'),構成至少部份配置在該包容空間(54)內,該鎖定元件(7,7')可從一第一位置,即容許該扣持元件(6)撐張鬆開所插入頭部(3,3'),運動至一第二位置,即阻擾扣持元件(6)徑向撐張,以防插入之一頭部(3,3')脫出;其中當該鎖定元件(7,7')在該第二位置時,一固定元件(1,1')之一頭部(3,3'),即可利用直接對該頭部(3,3')施壓力頂緊扣持元件(6)而鎖定者。
  2. 如申請專利範圍第1項之聯結總成,其中該扣持元件(6)界定一開口或開口環狀者。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之聯結總成,其中該扣持元件(6)包含一個或多個開縫(63),以便容許該扣持元件(6)撐張和/或壓縮者。
  4. 如申請專利範圍第1至3項之一項聯結總成,其中該扣持元件(6)包含:一第一結合部(61),與該容納件(5,5')在該包含空間(54)或其內所設之該結合結構(56)結合,諸如保持該扣持元件(6)於定位;一第二結合部(62),與該鎖定元件(7,7')運動至該第二位置時結合,諸如防止該扣持元件(6)撐張者。
  5. 如申請專利範圍第4項之聯結總成,其中該扣持元件(6)之該第一 結合部(62),呈環形或環形截面狀者。
  6. 如申請專利範圍第4至5項之一項聯結總成,其中在該包容空間(54)或其內所設之該結合結構(56),係形成於該包容空間(54)內壁之凹部者。
  7. 如申請專利範圍第6項之聯結總成,其中該凹部呈環形凹溝之形狀者。
  8. 如申請專利範圍第4至7項之一項聯結總成,其中該扣持元件(6)之該第二結合部呈圓筒形或錐形狀,當該扣持元件(6)保持於該包容空間(54)內之定位時,即與該中心軸線(C)共軸者。
  9. 如申請專利範圍第1至8項之一項聯結總成,其中該扣持元件(6)又包含一空心球形截面狀部(64),構成容納該頭部(3,3')者。5
  10. 如申請專利範圍第4至8項之一項聯結總成,其中該鎖定元件(7,7')包括:一至少部份圓筒形外表面(71),其維度為當容納於其內,至少在該第一和該第二位置之間時,可與該包容空間(54)內壁滑動結合;一內孔穴(72),包含一凹部(73),具有一內壁(74),構成結合該扣持元件(6)之該第二結合部(62),當該鎖定元件(7,7')在該第二位置時,可防止該扣持元件(6)撐張者。
  11. 如申請專利範圍第10項之聯結總成,其中該鎖定元件(7)為一壓力元件,配置成容納並轉移壓力,從固設元件(9),在該第一端(5a)附設於該容納件(5)之該腔孔(51),和/或一桿件(100),容納於該容納件(5)之該凹部(52)內,轉向該頭部(3),以便緊緊鎖定該頭部(3)者。
  12. 如申請專利範圍第10項之聯結總成,其中該鎖定元件(7)之該內孔穴(72)又包括一空心球形截面狀內凹部(74),構成容納該頭部(3,3')者。
  13. 如申請專利範圍第1至12項之一項聯結總成,其中該鎖定元件(7,7')包括一桿件容納部(75),構成容納一桿件(100)者。
  14. 如申請專利範圍第1至12項之一項聯結總成,其中該鎖定元件(7,7')包括一第一結合肩部(77),構成當該鎖定元件(7,7')在該第二位置時,結合設在該腔孔(51)或包容空間(54)內之一第二結合肩部(57)者。
  15. 如申請專利範圍第1至14項之一項聯結總成,其中該扣持元件(6)和/或鎖定元件(7,7')構成諸如可從該第一端(5a),插入該腔孔(51)和該容納件(5,5')之包容空間(54)內者。
  16. 一種多軸式骨骼固定裝置,包括:一骨骼固定元件(1,1'),具有幹部(2),供固定於骨骼,和一頭部(3,3');一聯結總成(4,4'),按照申請專利範圍第1至15項之一項者。
  17. 如申請專利範圍第16項之多軸式骨骼固定裝置,其中:該骨骼固定元件之該頭部(3'),包括一球形末端表面,有供一驅動器用之一結合凹部(31'),其中該凹部包括複數翼形部(34),以螺旋般方式,從該自由端表面之一中心點延伸;該扣持元件(6')和該鎖定元件(7')造型使該頭部(3')可部份延伸貫穿,以便利用一插入之桿件(100)直接加以結合者。
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