TWI383770B - Orthopedic with a universal pad - Google Patents

Description

骨科用萬向襯墊固定結構

本發明係有關一種骨科用萬向襯墊固定結構，尤指一種利用球弧結構的萬向襯墊以供固定桿可多軸轉動之骨科用萬向襯墊固定結構。

一般而言，脊椎並不是成一直線，而脊椎固定裝置中的固定桿卻為一直線，目前的解決方式不外乎以下數種結構：

1.使用具有角度的骨釘，以抵消待固定骨節間的角度，例如參見TW-183341、TW-168911等。但該等結構，必須進行精確的術前評估，也不容許手術中任何偏差，以免無法完全或過度抵消待固定骨節間的角度。

2.使用外加的固定結合塊，以抵消待固定骨節間的角度，例如參見TW-250680、TW-292540等。但該等結構必須外加固定結合塊、額外的結合螺帽等元/組件，佔用較大的手術空間，以致延長手術時間和術後癒合時間。

3.以萬向結合裝置(universal connecting device)解決問題，諸如US-5474551、US-5507746、US-5575791等；例如US-5474551係利用萬向墊片固定裝置(a universal pad fixation device)，來解決上述脊椎骨節通常並不平行問題。但該等結構相對較為複雜，對醫生來說操作較麻煩以致延長手術時間，且由於該等結構是側邊鎖定且可供活動的關節較多，對整體裝置的穩定度及可承載的荷重皆較U型固定桿差。

4.使用雙調整墊片固定結構，以抵消待固定骨節間的角度，例如參見TW-294034。但該等結構只適用於骨板-骨釘固定系統，不能用於U型桿-固定桿系統。

5.以多軸螺釘(polyaxial screw)解決問題，諸如美國核准專利US-5520690、US-5531746、......US-71862552、US-7207992等，及美國相關的公開專利申請案US-20010012937、US-20020111626、......、US-20070161995、US-20070162006等。這是目前的主流技術。該等技術基本上都是利用多軸骨釘來解決上述脊椎骨節通常並不平行問題。該等多軸骨釘雖可輕易解決脊椎骨節通常並不平行的問題，但該多軸骨釘之U型承座部與該多軸螺釘間、多軸螺釘與固定桿間結合、固定桿與該U型承座部間的穩定度卻並不甚佳。

而專利TW-200812541中圖一～圖三，其利用內側為圓柱弧凹面之墊片與固定桿連接來增加該螺釘、固定桿間結合的穩定度，但該墊片之外側為平面，無法提供該固定桿可相對於該螺釘做轉動、調整角度以解決脊椎並不是成一直線的問題之功能；而專利TW-200812541中圖四～圖六，該骨釘利用多軸螺釘提供該骨釘調整角度以解決脊椎不成一直線的問題之功能，但亦由於該多軸螺釘可於U型承座部內任意轉動，進而造成該U型承座部、該多軸螺釘、該固定桿間結合的穩定度大幅下降。

因此，如何既能輕易解決脊椎骨節通常並不平行的問題，又能使螺釘、固定桿間的結合更加穩定，實為一大考驗。

本發明利用球弧結構襯墊以供固定桿多軸轉動的方式，不僅可輕易解決”脊椎並不是成一直線”(lordosis)所造成的困擾，並可使脊椎固定裝置中骨釘、桿件、襯墊與鎖定元件間的結合更加穩固，進而可承受更大的重量。

本發明之一目的，在提供一種使固定桿得以與骨釘更穩固連接之骨科用萬向襯墊固定結構。

本發明之另一目的，在提供一種利用圓柱弧凹面與固定桿之圓柱弧凸面結合，俾使固定桿得以與骨釘更穩固連接之骨科用萬向襯墊固定結構。

本發明之又一目的，在提供一種可調整角度之骨科用萬向襯墊固定結構。

本發明之再一目的，在提供一種使固定桿可多軸轉動之骨科用萬向襯墊固定結構。

本發明之又一目的，在提供一種以球弧凸面/球弧凹面、圓柱弧凸面/圓柱弧凹面結合之骨科用萬向襯墊固定結構。

本發明之再一目的，在提供一種利用球弧結構的萬向襯墊以供固定桿多軸轉動之骨科用萬向襯墊固定結構。

本發明之又一目的，在提供一種使骨釘可單軸多向旋轉之骨科用萬向襯墊固定結構。

本發明之再一目的，在提供一種利用可旋轉之單軸多向骨釘及球弧結構的萬向襯墊以調整角度之骨科用萬向襯墊固定結構。

本發明之骨科用萬向襯墊固定結構，其包括：複數支骨釘，該等骨釘係包含一承座部，及一螺釘，該承座部與螺釘連接之一端為固定端，另一端則為承座端；一桿件，該桿件連接複數支該等骨釘；複數組球弧結構之萬向襯墊，該等球弧結構萬向襯墊係連接於該桿件上，且置於該等螺釘之承座部中；及複數組固定器，該等固定器係連接該等承座部之固定端，用以將該球弧結構之萬向襯墊迫緊該桿件，使該桿件固定於該承座部；其特徵在：該等球弧結構萬向襯墊包含一第一球弧結構萬向襯墊及一第二球弧結構萬向襯墊，其中該第一球弧結構萬向襯墊內側及該第二球弧結構萬向襯墊內側實質上成圓柱弧凹面，藉以使該第一球弧結構萬向襯墊及該第二球弧結構萬向襯墊得以連接及/或迫緊於該桿件之上下兩端，而該第一球弧結構萬向襯墊外側及該第二球弧結構萬向襯墊外側實質上成球弧凸面，藉由該球弧結構萬向襯墊使該桿件得以調整角度並固定於該骨釘之承座部中。

上述該等骨釘之承座部及螺釘可為多軸骨釘、一體成型的單軸骨釘(如EP1900334圖一)，或任意螺釘可相對於承座部做單軸旋轉的單軸旋轉骨釘(如圖3-1)，其中單軸旋轉骨釘亦可加以任意已習知之固定功能機制，構成一可固定單軸旋轉骨釘。該固定功能機制可為裂縫迫緊固定機制(參見圖3-3)、凹槽卡合固定機制(參見圖3-2)、凹槽-裂縫迫緊固定機制(參見圖3-4)、凸部/凹部卡合固定機制、凸部/凹部-裂縫迫緊固定機制、多角固定卡合固定機制、多角固定-裂縫迫緊卡合固定機制等，該單軸旋轉骨釘及該固定功能機制之細節、說明、實施方式及實施例請參見發明人等同日申請的另一項專利申請案「骨科用旋轉骨釘」。其中該等骨釘以單軸旋轉骨釘為較佳，其中又以具固定功能機制之可固定單軸旋轉骨釘為更佳。

上述該骨釘若為一體成型之單軸骨釘，則該承座端底部可為實質上成球弧凹面的形狀，該球弧凹面之曲率半徑實質上等於或稍大於該球弧結構萬向襯墊外側之球弧曲率半徑；同理，若該骨釘為單軸旋轉骨釘或可固定單軸旋轉骨釘，則該螺釘頂端可為實質上成球弧凹面的形狀，該球弧凹面之曲率半徑實質上等於或稍大於該球弧結構萬向襯墊外側之球弧曲率半徑。

上述該桿件可為任意已習知之實心桿件、至少部分空心管狀之桿件、多股線材纏繞而成之彈性桿件(如TW-M333169)、至少部份具彈性的桿件(如彈簧)、亦或至少部份具撓曲性的桿件(如TW-200812541中圖4所示)。

上述該桿件可由鈦、鈦金屬、不銹鋼或其他已習知之骨科用金屬材料製成，亦或具生物相容性之彈性材料製成者，如PCU(聚碳酸酯胺基甲酸酯)、碳素纖維、聚醚醚酮等。

上述該等第一球弧結構萬向襯墊及該等第二球弧結構萬向襯墊可為兩分開部件之球弧結構萬向襯墊，亦可為以任意具生物相容性之材料連接或暫時連接該等第一球弧結構萬向襯墊及該等第二球弧結構萬向襯墊。該連接或暫時連接方式可為實質上利用類套筒形式連接該等第一球弧結構萬向襯墊及該等第二球弧結構萬向襯墊(例如參見圖4-1a、4-1b)、實質上利用連接片形式連接該等第一球弧結構萬向襯墊及該等第二球弧結構萬向襯墊(例如參見圖4-2)、實質上利用線連接形式連接該等第一球弧結構萬向襯墊及該等第二球弧結構萬向襯墊(例如參見圖4-3a、4-3b)或實質上使該等第一球弧結構萬向襯墊及該等第二球弧結構萬向襯墊為一體成型(例如參見圖4-4a、4-4b)。其中該等球弧結構萬向襯墊以利用任意具生物相容性之材料連接或暫時連接該等第一球弧結構萬向襯墊及第二球弧結構萬向襯墊為較佳。

上述該等固定器，其中該等固定器可為任意已習知之螺合(諸如EP2016916、EP2022424、EP1891904、US6458132、USRE37665等)、卡合(諸如TW485803)等方式與該等骨釘之承座部的固定端連接。

上述該等固定器，其中該等固定器底端可為實質上成球弧凹面之形狀，該等固定器底端的球弧凹面之球弧曲率半徑係為實質上略大於或等於該等球弧結構萬向襯墊外側之球弧曲率半徑，以加強該等固定器之固定效果。

茲以圖式進一步說明本發明較佳具體例如下：圖1為本發明骨科用萬向襯墊固定結構一個較佳具體例的立體分解圖。其中標號100為球弧結構萬向襯墊，110為第一球弧結構萬向襯墊，120為第二球弧結構萬向襯墊，111為第一球弧結構萬向襯墊外側，112為第一球弧結構萬向襯墊內側，121為第二球弧結構萬向襯墊外側，122為第二球弧結構萬向襯墊內側，200為固定桿，300為固定器，310為固定器底端，400為骨釘，410為承座部，411為固定端，412為承座端，420為螺釘。其中球弧結構萬向襯墊100藉由其第一球弧結構萬向襯墊內側112及第二球弧結構萬向襯墊內側122之圓柱弧凹面與固定桿連接，且第一球弧結構萬向襯墊外側111及第二球弧結構萬向襯墊外側121為球弧凸面，使球弧結構萬向襯墊100得以於承座部410之承座端412的內空間中自由轉動以調整固定桿200及骨釘400之角度至適當角度，再藉由固定器300與承座部410之固定端的螺合將該球弧結構萬向襯墊100迫緊固定桿200並將其固定於承座部410之內空間中，固定器底端310為球弧凹面使其與外側為球弧凸面之球弧結構萬向襯墊100間的結合更加穩固。

圖2為圖1所示較佳具體例的結合剖面示意圖。其中標號111為第一球弧結構萬向襯墊外側，121為第二球弧結構萬向襯墊外側，200為固定桿，300為固定器，310為固定器底端，420為螺釘，413為承座端底部。其中第一球弧結構萬向襯墊外側111及第二球弧結構萬向襯墊外側121實質上成球弧凸面，而固定器底端310、承座端底部413實質上成球弧凹面，藉由此球弧凸面/凹面的連結，使桿件200得以藉由球弧結構萬向襯墊100調整其與螺釘420之角度並固定於承座端411之內空間中。

圖3-1、3-2、3-3、3-4分別為本發明骨科用萬向襯墊固定結構中單軸旋轉螺釘與承座部連結方式的較佳具體例示意圖。其中標號110為第一球弧結構萬向襯墊，120為第二球弧結構萬向襯墊，200為固定桿，300為固定器，310為固定器底端，320為內固定元件，330為外固定元件，400為骨釘，410為承座部，411為固定端，420為螺釘，421為螺釘頂端，510單軸旋轉機制，520為凹槽卡合固定機制，530為裂縫迫緊固定機制。圖3-1中，固定桿200可藉由固定器底端310、螺釘頂端421及第一球弧結構萬向襯墊100、第二球弧結構萬向襯墊120之球弧凹/凸面結合機制的轉動以調整最適當的固定角度；除此之外，螺釘420為單軸旋轉螺釘，其利用單軸旋轉機制與承座部410連結並藉由該單軸旋轉機制510調整兩承座部U型開口間的最適當角度以利固定桿200的置放(參見圖6)。固定器300則用以將第一球弧結構萬向襯墊100及第二球弧結構萬向襯墊120迫緊固定桿200並固定於承座部410之內空間中，固定器包含一內固定元件320和一外固定元件330除了可加強鎖定效果，且外固定元件330的鎖定也有助於防止承座部410外張變形的情況發生。圖3-2中，螺釘420及承座部410利用凹槽卡合固定機制520做單軸旋轉以利兩骨釘間調整最適當角度，並於調整至最適當角度後亦可藉由凹槽卡合固定機制520將螺釘420固定於承座部410以增加骨釘400之穩定性，此外，第一球弧結構萬向襯墊100及第二球弧結構萬向襯墊120間為一體成型(參見圖4-4a，4-4b)。圖3-3中，螺釘420及承座部410可利用裂縫迫緊固定機制530做單軸旋轉以利兩骨釘間調整最適當角度，並於調整至最適當角度後亦可藉由裂縫迫緊固定機制530將螺釘420固定於承座部410以增加骨釘400之穩定性。圖3-4中，螺釘420及承座部410可利用凹槽-裂縫迫緊固定機制540做單軸旋轉以利兩骨釘間調整最適當角度，並於調整至最適當角度後亦可藉由凹槽卡合固定機制520及裂縫迫緊固定機制530組合而成的凹槽-裂縫迫緊固定機制將螺釘420固定於承座部410以增加骨釘400之穩定性。其中單軸旋轉螺釘請參見發明人等同日申請的專利申請案「骨科用旋轉螺釘」中圖1、圖2a、圖2b、圖2c、圖2d)。

圖4-1a、4-1b、4-2、4-3a、4-3b、4-4a、4-4b分別為本發明骨科用萬向襯墊固定結構中球弧襯墊的較佳具體例示意圖。其中標號110為第一球弧結構萬向襯墊，120為第二球弧結構萬向襯墊，200為固定桿。圖4-1a顯示第一球弧結構萬向襯墊110及第二球弧結構萬向襯墊120間利用類套筒連結形式610連結。圖4-1b中，第一球弧結構萬向襯墊110及第二球弧結構萬向襯墊120間藉由類套筒連結形式610連結使第一球弧結構萬向襯墊110及第二球弧結構萬向襯墊120可在桿件200上前後移動藉此調整兩球弧襯墊100間的距離，以配合兩骨釘400間的距離(參見圖6)。圖4-2顯示第一球弧結構萬向襯墊110及第二球弧結構萬向襯墊120間利用連接片連結形式620連結。圖4-3a顯示第一球弧結構萬向襯墊110及第二球弧結構萬向襯墊間120利用線連結形式630連結。圖4-3b顯示第一球弧結構萬向襯墊110及第二球弧結構萬向襯墊120間藉由線連結形式630連結使其可在桿件200上前後移動藉此調整兩球弧襯墊100間的距離，以配合兩骨釘400間的距離(參見圖6)。圖4-4a顯示第一球弧結構萬向襯墊110及第二球弧結構萬向襯墊120間可利用一體成型連結形式640連結。圖4-4b顯示第一球弧結構萬向襯墊110及第二球弧結構萬向襯墊間120藉由一體成型連結形式640連結使其可在桿件200上前後移動藉此調整兩球弧襯墊間的距離，以配合兩骨釘400間的距離(參見圖6)。

圖5為本發明骨科用萬向襯墊固定結構第一球弧襯墊及第二球弧襯墊分別與固定器及螺釘連結的一較佳具體例示意圖。其中標號110為第一球弧結構萬向襯墊，111為第一球弧結構萬向襯墊外側，112為第一球弧結構萬向襯墊內側，113為第一球弧結構萬向襯墊連結孔，120為第二球弧結構萬向襯墊，121為第一球弧結構萬向襯墊外側，122為第一球弧結構萬向襯墊內側，123為第一球弧結構萬向襯墊連結孔，300為固定器，310為固定器底端，311為固定器連結孔，420為螺釘，421為螺釘頂端，422為螺釘連結孔，711為第一連結裝置，712為第一連結索，713為第一連結片，721為第二連結裝置，722為第二連結索，723為第二連結片。圖五中固定器300利用第一連結索712一端穿過固定器連結孔311連接固定器300內的第一連結裝置711，另一端則穿過第一球弧結構萬向襯墊連結孔113連接一圓柱弧凸面曲率稍小於或等於第一球弧結構萬向襯墊內側112之圓柱弧凹面曲率的第一連結片713，藉以和第一球弧結構萬向襯墊110連結；同理，螺釘420則利用第二連結索722一端穿過螺釘連結孔422連接第二連結裝置721，第二連結索722另一端則穿過第二球弧結構萬向襯墊連結孔123連接一圓柱弧凸面曲率稍小於或等於第二球弧結構萬向襯墊內側122之圓柱弧凹面曲率的第二連結片723，藉以和第二球弧結構萬向襯墊120連結。

圖6為本發明骨科用萬向襯墊固定結構裝置於骨節之一較佳具體例示意圖。其中標號110為第一球弧結構萬向襯墊，120為第二球弧結構萬向襯墊，200為固定桿，300為固定器，400為骨釘，410為承座部，420為螺釘，810為第一脊椎骨節，820為第二脊椎骨節。圖6中螺釘420鎖定於第一脊椎骨節810中，固定桿利用第一球弧結構萬向襯墊110及第二球弧結構萬向襯墊120調整最適當角度放置於兩骨釘400之承座部410中，並藉由固定器300鎖定於承座部410將第一球弧結構萬向襯墊110及第二球弧結構萬向襯墊120迫緊固定桿200，並將固定桿200固定於兩骨釘400上。

100．．．球弧襯墊

110．．．第一球弧結構萬向襯墊

111．．．第一球弧結構萬向襯墊外側

112．．．第一球弧結構萬向襯墊內側

113．．．第一球弧結構萬向襯墊連結孔

120．．．第二球弧結構萬向襯墊

121．．．第二球弧結構萬向襯墊外側

122．．．第二球弧結構萬向襯墊內側

123．．．第二球弧結構萬向襯墊連結孔

200．．．固定桿

300．．．固定器

310．．．固定器底端

311．．．固定器連結孔

320．．．內固定元件

330．．．外固定元件

400．．．骨釘

410．．．承座部

411．．．固定端

412．．．承座端

413．．．承座端底部

420．．．螺釘

421．．．螺釘頂端

422．．．螺釘連結孔

510．．．單軸旋轉機制

520．．．凹槽卡合固定機制

530．．．裂縫迫緊固定機制

610．．．類套筒連結形式

620．．．連接片連結形式

630．．．線連結形式

640．．．一體成型連結形式

711．．．第一連結裝置

712．．．第一連結索

713．．．第一連結片

721．．．第二連結裝置

722．．．第二連結索

723．．．第二連結片

810．．．骨節

820．．．骨節

圖1為本發明骨科用萬向襯墊固定結構一個較佳具體例的立體分解圖。

圖2為圖1所示較佳具體例的結合剖面示意圖。

圖3-1、3-2、3-3、3-4分別為本發明骨科用萬向襯墊固定結構中單軸旋轉螺釘與承座部連結方式的較佳具體例示意圖。

圖4-1a、4-1b、4-2、4-3a、4-3b、4-4a、4-4b分別為本發明骨科用萬向襯墊固定結構中球弧襯墊的較佳具體例示意圖。

圖5為本發明骨科用萬向襯墊固定結構第一球弧襯墊及第二球弧襯墊分別與固定器及螺釘連結的一較佳具體例示意圖。

圖6為本發明骨科用萬向襯墊固定結構裝置於骨節之一較佳具體例示意圖。

110．．．第一球弧結構萬向襯墊

120．．．第二球弧結構萬向襯墊

200．．．固定桿

300．．．固定器

400．．．骨釘

410．．．承座部

420．．．螺釘

520．．．凹槽卡合固定機制

530．．．裂縫迫緊固定機制

Claims (10)

1. 一種骨科用萬向襯墊固定結構，其包括：複數支骨釘，該等骨釘係包含一承座部，及一螺釘，該承座部與螺釘連接之一端為固定端，另一端則為承座端；一桿件，該桿件連接複數支該等骨釘；複數組球弧結構之萬向襯墊，該等球弧結構萬向襯墊係連接於該桿件上，且置於該等螺釘之承座部中；及複數組固定器，該等固定器係連接該等承座部之固定端，用以將該球弧結構之萬向襯墊迫緊該桿件，使該桿件固定於該承座部；其特徵在：該等球弧結構萬向襯墊包含一第一球弧結構萬向襯墊及一第二球弧結構萬向襯墊，其中該第一球弧結構萬向襯墊內側及該第二球弧結構萬向襯墊內側實質上成圓柱弧凹面，藉以使該第一球弧結構萬向襯墊及該第二球弧結構萬向襯墊得以連接及/或迫緊於該桿件之上下兩端，而該第一球弧結構萬向襯墊外側及該第二球弧結構萬向襯墊外側實質上成球弧凸面，藉由該球弧結構萬向襯墊使該桿件得以調整角度並固定於該骨釘之承座部中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之骨科用萬向襯墊固定結構，其中該骨釘為單軸旋轉骨釘或可固定單軸旋轉骨釘。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之骨科用萬向襯墊固定結構，其中該螺釘頂端及/或承座端為實質上成球弧凹面的形狀。
4. 如申請專利範圍第1項所述之骨科用萬向襯墊固定結構，其中該桿件為實心桿件、至少部分空心管狀之桿件、多股線材纏繞而成之彈性桿件、至少部份具彈性的桿件、或至少部份具撓曲性的桿件。
5. 如申請專利範圍第1項所述之骨科用萬向襯墊固定結構，其中該桿件為骨科用金屬材料製成者、或具生物相容性之彈性材料製成者。
6. 如申請專利範圍第1項所述之骨科用萬向襯墊固定結構，其中該等第一球弧結構萬向襯墊及該等第二球弧結構萬向襯墊，為兩分開部件之球弧結構萬向襯墊。
7. 如申請專利範圍第1項所述之骨科用萬向襯墊固定結構，其中該等第一球弧結構萬向襯墊及該等第二球弧結構萬向襯墊間以任意具生物相容性之材料連接或暫時連接。
8. 如申請專利範圍第1項所述之骨科用萬向襯墊固定結構，其中該等固定器以卡合方式、螺合方式與該骨釘之承座部連接。
9. 如申請專利範圍第8項所述之骨科用萬向襯墊固定結構，其中該等固定器底端為實質上成球弧凹面之形狀。
10. 如申請專利範圍第8項所述之骨科用萬向襯墊固定結構，其中該等固定器包含一外固定元件及一內固定元件。