TWI422362B - 脊椎骨骼穩定用之穩定裝置及桿連接器 - Google Patents

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Description

脊椎骨骼穩定用之穩定裝置及桿連接器
本發明係關於骨骼穩定用之穩定裝置，包括第一桿、第二桿，以及連接第一桿和第二桿之桿連接器。桿連接器適於連接不同型的桿，尤其是彈性桿和剛性桿。
已知有各種裝置，供脊柱各部份之剛性固定用。一般而言，此等裝置包括剛性脊椎穩定桿。必須將不同類型的剛性桿加以連接。例如WO 2005/099603 A1揭示一種脊椎桿連接器，供連接剛性桿之用。
對某些用途，需要動態穩定，使相連接椎骨運動至一特定角度。又，脊椎的剛性和動能穩定組合使用，適合特殊臨床情況。US 2007/0005063 A3記載脊椎節段多位階、多功能穩定用之系統和方法，使用運動保存部(容許至少一部份脊椎位階運動)和運動防止部(實質上防止至少一部份相鄰脊椎位階運動)。
因此，為需要剛性和/或動態穩定之各種臨床情況，亟需組合使用剛性桿和撓性桿。
本發明之目的，在於提供一種穩定裝置，用途多樣，構造簡單。此外，應設桿連接器，適於連接不同類型之桿，尤其是撓性和剛性桿。
此目的是利用申請專利範圍第1項之穩定裝置，和申請專利範圍第16項之桿連接器達成。進一步發展見申請專利範圍附屬項。
本發明穩定裝置可例如用在剛性固定系統之末端部，使一部份脊柱固定不動。在此情況下，穩定裝置可作為保護元件，以防相鄰運動節段之超載。
另外，可用於分段穩定，以輪替順序進行動態和剛性固定。
桿連接器亦可僅用於連接剛性桿，故用途多樣。
在特別具體例中，桿連接器可連接於骨骼固定器。
桿連接器適用撓性桿(由彈料性材料製成為佳)和剛性桿。旋緊鎖定元件以固定撓性桿時，彈性材料變形會導致撓性桿、桿連接器和鎖定元件間之間接或動態型套連接，無損桿的整體結構。
此外，由少量組件即可達成桿之固定，故方便手術當中的處置。
本發明其他特點和優點由參見附圖所示具體例之詳細說明，即可瞭解明白。
茲見第1－4圖說明穩定裝置之第一具體例。穩定裝置包括第一桿1、第二桿2，和桿連接器3。圖示具體例中，第一桿1呈圓形斷面，直徑d1 。由彈性之生理相容性材料製成，以塑膠為佳。例如，桿可由彈料性材料製成，尤指聚碳酸酯、聚胺酯、聚碳酸酯－胺酯(PCU)或聚醚－聚胺酯(PEU)為基質。第一桿在施加外來負荷下，呈現彈性變形。第一桿表面最好是光滑表面。
第二桿2在圖示具體例中呈圓形斷面，直徑d2 ，比第一桿之直徑d1 為小。第二桿2可由剛性材料製成，諸如生理相容性金屬或合金，或生理相容性塑膠。惟本發明不限於第一桿1和第二桿2分別由彈性和非彈性材料製成和/或桿呈不同直徑之具體例。第一桿可由剛性材料製成。桿的斷面可呈任何形狀。桿之直徑可不同，亦可相同。再者，桿一辭係指長形構件，適於跨越至少二脊椎，或至少二破裂或受傷之骨骼部份的距離。
桿連接器3在圖示具體例中係單件製成。包括第一連接部4連接第一桿1，和第二連接部5連接第二桿2。第一連接部4包括相反側壁4a,4b，相反側壁4a,4b之連接側壁，和連接側壁之底壁。底壁內表面形成第一桿1的底座。壁形成之容納部呈大約U形斷面，形成容納第一桿1用之通道。在相反側壁4a,4b的自由端，設有陰螺紋6，供容納鎖定元件7。鎖定元件7可為內螺釘，與陰螺紋6嚙合。當第一桿1插入第一連接部內時，側壁4d形成第一桿1之銜接表面或止動部。
詳見第2至4圖，在底座4c表面設有複數肋條狀凸部8，肋條狀凸部8按通道軸線的垂直方向延伸，即在桿1插入時，是垂直於第一桿之縱軸線L1 。在圖示具體例中，凸部8呈實質上三角形斷面，有圓滑尖端。凸部8的長度是實質上跨越底座。各或若干肋狀凸部8可在底座表面提供凹陷(圖上未示)的凹溝狀凹部內一側或任一側伸出。底坐4c形成桿接觸表面。凸部形成桿接觸表面與桿1表面崎嶇不平。
內螺釘7在其桿接觸表面7a具有環狀凸部9。環狀凸部9形成有中央腔室之圓環形肋條，環形凸部9的斷面，類似底座的肋條狀凸部8斷面。此具體例中環形凸部之直徑，相當於底座上所形成二肋條狀凸部8之距離。因此，當桿1插入第一連接部內，把內螺釘旋入時，肋條狀凸部8和肋條狀凸部9與桿接觸之部份，位於桿之兩側。具體而言，肋條狀凸部8和肋條狀凸部9與桿接觸之部份，分別在徑向相反對位置，與桿表面結合。
在圖示具體例中，第二連接部5鄰接側壁4d形成圓筒形凸部。惟第二連接部之外形可具有任何外形。
第二連接部5包括腔孔10，其直徑足以容納第二桿2。腔孔10可有螺紋，而第二桿2可有螺紋端部2a，與腔孔10的陰螺紋嚙合，提供第二連接部5和第二桿2間之螺合連接。
使用時，第一桿1和第二桿2以任意順序以桿連接器3加以連接。例如，首先把端部2a旋入腔孔10內，將桿連接器和第二桿2連接。然後，把第一桿1插入第一連接部4之容納段內，直至定置於底座4c上，以其前面銜接後側壁4d。隨後，把內螺釘7插入並旋緊，直至環形凸部9與桿表面接觸。如第4圖所示，部份環狀凸部被向下壓到桿表面。同此，肋條狀凸部8從下面被壓到桿表面。凸部無損桿表面的整體性，在旋壓下，桿開始流動。此材料流動造成間接型套連接。直接摩擦力和間接型套力組合，把桿固定其位。若第一桿1和第二桿2二者均為剛性材料，則桿可利用摩擦力加以固定。
第一桿和第二桿的自由端可連接於又一連接器或骨骼固定器，把穩定裝置固定於骨骼內。
在修飾例中，環狀凸部9直徑可大於或小於最外肋條狀凸部8間之距離。如圖示具體例，設有二肋條狀凸部8。惟在內釘下側7a可設複數凸部。在鎖定元件下側和底座表面可設凸部和凹部組合，容許材料流入凹部內。
又一修飾例是，第二桿2和第二連接部間之連接，是利用壓套連接為之。
第5和6圖表示穩定裝置之第二具體例。與第一具體例相同之組件，標示同樣參考號碼，不再贅述。第二具體例與第一具體例不同，在於桿連接器31之設計。桿連接器31具有第一連接部4，與第一具體例一致。第二連接部51包括腔孔11，其直徑比第二桿2的直徑d2 稍大，故第二桿2可引進入腔孔11內。設有螺紋腔孔12，與腔孔11垂直。內螺釘13可旋入腔孔12內，利用夾持力，把桿2固定於腔孔11內。腔孔12與陰螺紋6平行延伸。惟腔孔12可以任何方式定向，例如繞二桿之縱向軸線，相對於陰螺紋6定向轉90°。
穩定裝置第三具體例參見第7至11圖說明之。與第一具體例一致之組件標示同樣參考號碼，不再贅述。第三具體例與第一具體例不同，在於桿連接器的設計。桿連接器301包括第一連接部，與第一具體例一致，但第二連接部不同。第二連接部501包括實質上U形凹部502，其寬度比第二桿2的直徑d2 稍大，故第二桿2可引進入凹部502內。U形凹部形成二股部，具有陰螺紋503可供容納鎖定元件504。容納桿2之U形凹部502底面，以及與桿2接觸之鎖定元件504下側，均為光滑面。因此，若桿2為硬質材料製成，施加外部負荷時，不會流動，桿2即利用摩擦力保持其位。側壁4d形成桿2和桿1之銜接表面。
第12至14圖表示穩定裝置之第四具體例。與前述諸具體例相同的組件，標示同樣參考號碼，不再贅述。
第四具體例與前述諸具體例不同，在於桿連接器之設計，可與骨骼固定器(例如骨釘20)多軸向連接。如第12至14圖所示桿連接器310包括與第一桿1連接之第一連接部40，和第二連接部5，後者在此例中與第5和6圖所示連接部5一致。第一連接部40包括在底座中心之腔孔41。腔孔41形狀以圓形為佳，腔孔41直徑較骨釘20的球體截面形頭部21的直徑為小。腔孔41邊緣可形成球形或錐形，或其他形狀，故骨釘20可樞動保持在第一連接部內。
設有施壓元件43，呈實質上圓筒形，可引進入第一連接部40之容納段內。施壓元件在其面向頭部21之側面，具有球形凹部44，包圍至少部份頭部21。施壓元件43又包括實質上U形凹部45，形成容納桿1用之通道。在U形凹部45的底面47設有至少二肋條狀凸部46，其設計像前述諸具體例之肋條狀凸部8。內螺釘7與前述諸具體例之內螺釘一致。因此，桿連接器310的第一連接部與前述諸具體例不同，在於施壓元件43內設有桿1用底座。施壓元件施壓於骨釘20之頭部21。
使用時，把骨釘引進入桿連接器310之第一連接段40內，再引進施壓元件43。骨釘20、施壓元件43和桿連接器310可以預組合。當骨釘20旋入脊椎或骨骼內時，由於骨釘20和桿連接器310間之多軸向連接，桿連接器310可對齊，以容納桿。
在旋緊內螺釘7時，可先壓住第一桿1。惟在第一桿1因彈性變形時，內螺釘7即接觸施壓元件43之突緣。因此，桿即鎖定其位。進一步旋緊螺釘7時，即壓住施壓元件43之突緣。施壓元件43即進而對頭部施壓，從而壓緊腔孔41邊緣。因此，骨釘即鎖定其角位。
又一修飾例是，形成第二連接部，與第一連接部一致，故可連接同型之二桿，例如二彈性桿彼此連接。
穩定裝置之第五具體例，如第15至17圖所示。與前述諸具體例一致之組件，標示前述諸具體例同樣之參考號碼。穩定裝置包括桿連接器311，與前述諸具體例不同，在於鎖定元件71和第一桿1之間設有充填件80。第五具體例之連接器311包括第一連接部410，有相反側壁410a,410b和底壁4c，提供桿1之底座，其高度是在桿1插入後，可引進充填件80。在陰螺紋6下方之側壁411a,410b內壁，可設導溝411a,411b，與導部81a,81b結合，後者可設在充填件80兩側的充填件上。導溝和導部亦可省略。充填件80包括在面向第一桿1側面的凹部82，其形狀適於桿之外形。在圖示具體例中，呈圓筒節段形凹部82。與桿接觸的凹部82表面，可設肋條狀凸部83，在桿1總軸線之基本上垂直方向延伸。充填件80在其兩側可包括開口84，鎖定元件71下側之圓形凸部可轉動自如結合其內，開口亦可省略。鎖定元件71與前述諸具體例之鎖定元件7相似。可有凸部(圖上未示)結合開口84，以提供轉動連接。
使用上，在插入第一桿1後，插入充填件，然後旋入鎖定元件。鎖定元件可相對於充填件轉動。施壓於充填元件，從而壓在桿1的表面。
第18圖簡略表示穩定裝置就脊柱100穩定之不同應用。第18a圖表示單型剛性桿2，例如鈦桿，可連接骨骼固定器101，定置於脊椎骨內，供剛性固定。第18b圖表示在具有剛性桿2的穩定構造末端，本發明連接器31把剛性桿2末段與彈性桿1連接。在此情況下，力量流動會延伸入脊椎的相鄰運動節段，加以保護，以免因穩定運動節段的剛性固定造成之力而超載。
第18c圖表示穩定系統應用在彈性桿1和剛性桿2輪替配置之構造。
可有其他修飾例。例如，第一連接段和第二連接段彼此相對位置，使桿之各底座在相同或不同高度，以副不同的解剖情況。再者，連接可彼此呈一角度定向，0角度除外。桿連接器可設計成，使第一和第二連接部設置成並列配置，即與第一連接部的側壁對立。第一和第二連接段可形成分開組件，可彼此永久性或可折式連接。分開第一和第二連接部的側壁4d,410d可省略。
上述各種具體例之元件可以組合，例如，各第二連接部可與各第一連接部組合。在底座的桿接觸表面上所設桿表面輪廓和/或鎖定元件和/或充填件，除肋條狀外，可有其他形狀，例如亦可設有點狀或尖狀凸部/凹部。
1．．．第一桿
2．．．第二桿
2a．．．螺紋端部
3,31,301,310,311．．．桿連接器
4,40,410．．．第一連接部
4a,4b,410a,410b．．．相反側壁
4c．．．底座
4d,410d．．．相反側壁之連接側壁
5,51,502．．．第二連接部
6,503．．．陰螺紋
7,71,504．．．鎖定元件
7a．．．桿接觸表面
8,46,83．．．肋條狀凸部
9．．．環狀凸部
d1 ,d2 ．．．直徑
L1 ．．．第一桿之縱軸線
10,11,41．．．腔孔
12．．．螺紋腔孔
13．．．內螺釘
502．．．U形凹部
20．．．骨釘
21．．．球體截面形頭部
43．．．施壓元件
44．．．球形凹部
45．．．U形凹部
47．．．U形凹部的底面
80．．．充填件
411a,411b．．．導溝
81a,81b．．．導部
82．．．第一桿側面的凹部
84．．．開口
100．．．脊柱
101．．．骨骼固定器
第1圖為第一具體例穩定裝置之透視圖；第2圖為第1圖穩定裝置之分解圖；第3圖為第2圖鎖定元件之透視圖；第4圖為穩定裝置之放大斷面圖；第5圖為穩定裝置第二具體例之組合狀態透視圖；第6圖為第5圖穩定裝置之斷面圖；第7圖為穩定裝置第三具體例之透視圖；第8圖為第7圖穩定裝置之分解透視圖；第9圖為第7圖穩定裝置之斷面圖；第10圖為第7圖穩定裝置之桿連接器俯視圖；第11圖為第7圖穩定裝置之桿連接器俯視透視圖；第12圖為穩定裝置第四具體例組合狀態之透視圖；第13圖為第12圖穩定裝置之分解圖；第14圖為第12圖穩定裝置之斷面圖；第15圖為穩定裝置第五具體例組合狀態之透視圖；第16圖為第15圖穩定裝置之分解圖；第17圖為第15圖穩定裝置之斷面圖；第18a至第18c圖為穩定裝置之簡略應用圖。
1．．．第一桿
2．．．第二桿
2a．．．螺紋端部
3．．．桿連接器
4．．．第一連接部
4a,4b．．．相反側壁
4c．．．底座
4d．．．相反側壁之連接側壁
5．．．第二連接部
6．．．陰螺紋
7．．．鎖定元件
8．．．肋條狀凸部
L1 ．．．第一桿之縱軸線

Claims (14)

  1. 一種脊椎骨骼穩定用之穩定裝置，包括：一第一桿(1)，由彈性材料製成；一第二桿(2)；一桿連接器(3；31；301；310；311)，連接該第一桿(1)和該第二桿(2)，該桿連接器包括容納該第一桿(1)用之一容納部(4；40；410)，和把該第一桿固定於該容納部內用之一固定元件(7)；其中在該容納部(4；40；410)內設有一桿接觸表面(4c；47；7a；44)；且其中該桿接觸表面之輪廓包括與該第一桿(1)表面輪廓崎嶇不平(8；9；46；83)，以致固定該第一桿(1)時，使該第一桿之該彈性材料變形；該第一桿(1)係配置成利用經由該固定元件(7)施壓產生之摩擦力，和利用該輪廓崎嶇不平(8；9；46；83)發生之間接型套助力，固定在該容納部(4；40；410)內定位者。
  2. 如申請專利範圍第1項之穩定裝置，其中該桿接觸表面上之該崎嶇不平係在該桿插入時，設在該桿之一側者。
  3. 如申請專利範圍第1項之穩定裝置，其中該第二桿(2)係剛性桿者。
  4. 如申請專利範圍第1至3項任一項之穩定裝置，其中該輪廓之崎嶇不平(8；9；46；83)係在該桿接觸表面之凸部和/或凹部者。
  5. 如申請專利範圍第1至3項任一項之穩定裝置，其中該第一桿(1)有縱向軸線(L1 )，而該崎嶇不平(8；9；46)係實質上按橫越該第一桿縱向軸線之方向延伸者。
  6. 如申請專利範圍第1至3項任一項之穩定裝置，其中該桿接觸表面包括一底座部(4c；47)，在該容納部內形成該第一桿(1)之一底座，以及在該底座部對面之一夾持部(7a)， 其中該夾持部係設在該固定元件(7)上者。
  7. 如申請專利範圍第1至3項任一項之穩定裝置，其中該桿接觸表面包括一底座部(4c；47)和該底座部對面之一夾持部(82)，又其中該夾持部係設在配置於該固定元件(7)和該桿(1)間之一充填件(80)上者。
  8. 如申請專利範圍第1至3項任一項之穩定裝置，其中該第二桿(2)和該桿連接器(3；31；301；310；311)係分開組件者。
  9. 如申請專利範圍第1至3項任一項之穩定裝置，其中該桿連接器(3；31；301；310；311)包括一開口(10；11；502)，供容納該第二桿(2)之一末端於其內，以及一固定機構(2a；13；504)，把該第二桿固定於開口內者。
  10. 如申請專利範圍第9項之穩定裝置，其中該開口(10)係一螺紋腔孔，而該第二桿(2)之該末端(2a)具有一陰螺紋，與該螺紋腔孔之螺紋嚙合者。
  11. 如申請專利範圍第9項之穩定裝置，其中該開口(502)係具有一陰螺紋之一U形凹部，而該固定機構係可旋入該U形凹部內之一內螺釘(504)者。
  12. 如申請專利範圍第1至3項任一項之穩定裝置，其中容納該第一桿(1)用之該容納部(4；40)具有該U形凹部，而該固定元件(7)係可旋入該U形凹部內之一內螺釘者。
  13. 如申請專利範圍第1至3項任一項之穩定裝置，其中容納該第一桿用之該容納部，係與一骨釘(20)連接者。
  14. 一種桿連接器，用於連接彈性材料製成之一第一桿(1)，和一第二桿(2)，該連接器包括：容納該第一桿(1)用之一容納部(4；40；410)，和把該第一桿固定於該容納部內之一固定元件(7)；其中在該容納部(4；40；410)內具有一U形斷面， 形成一槽溝，以容納該第一桿，並有一桿接觸表面(4c；47；7a；44)；且其中該桿接觸表面之輪廓包括與第一桿(1)表面輪廓崎嶇不平(8；9；46；83)；又其中該桿(1)係利用經由該固定元件(7)施壓產生之摩擦力，以及利用該桿接觸表面(4c；47；7a；44)輪廓之崎嶇不平(8；9；46；83)和該第一桿(1)與該桿接觸表面(4c；47；7a；44)間彼此施壓力造成該第一桿(1)表面之部份變形造成之結合，而保持在該容納部(4；40；410)內定位者。
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