TWI813158B - 脊椎固定裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種脊椎固定裝置,包含一脊椎固定椎弓根釘以及一外鞘。脊椎固定裝置藉由釘身設置有至少一鎖固結構及外鞘透過鎖固結構鎖固於脊椎固定椎弓根釘的配置,脊椎固定裝置可以強化脊椎手術時脊椎固定椎弓根釘對於植入椎骨後的穩定性。
Description
本發明是有關於一種脊椎固定裝置。
脊椎係為決定人體活動能力最重要的部位之一,當脊椎發生病變時,特別是在腰椎區段(Lumbar region)時,往往會對患者產生相當大的影響,包括可能會引起疼痛、麻木感、無力感,甚至是大小便失禁或困難等症狀。上述症狀的起因是椎體之間發生易位使得神經或脊髓受到壓迫,而臨床診斷上又可因成因的不同而區分為脊柱骨折或脫位、椎間盤突出症、脊椎滑脫症、脊椎管狹窄症或是退化性脊椎側彎等。當症狀嚴重時,患者往往無法藉由矯正改善不適,而必須仰賴脊椎手術進行復位治療,至於如何有效的固定復位後的椎體避免發生再次移位,是為治療成功與否的重要關鍵。
目前最穩定且應用也最為廣泛的治療手段為使用椎弓根釘固定器系統(pedicle screw fixation system)。椎弓根釘固定器系統可應用在傳統椎間盤切除後的椎節固定與復位、頸椎退化治療及脊椎側彎矯正等脊椎融合手術。
椎弓根釘釘身主要是橫切面為圓形之柱狀結構,並且搭配螺紋設計,椎弓根釘的植入點位於脊椎的後方,植入點一般會選擇在椎弓根的上小面關節(Superior Articular Process)外側以及橫突(Transverse Process)的交界處,接著穿過椎弓根(Pedicle)進入前方的椎體。
由椎體解剖構造來看,椎弓根處呈橢圓截面結構,也是在椎弓根釘鎖入後唯一與皮質骨接觸部位。比起椎體前柱,椎弓根為最主要受力的部位。椎弓根釘植入後椎弓根區域的穩定程度為主要影響椎弓根釘鬆脫與否的重要因素。
椎弓根釘固定系統以固定一個脊椎活動單元為一個最小的固定單位,因此需要四支椎弓根釘及兩根金屬桿。此固定裝置可於手術後提供脊椎立即穩定度,增加椎體間融合以及脊椎骨折癒合的機會。
然而,圓形切面之椎弓根釘於植入脊椎後雖能提供良好的初期穩定效果,椎弓根釘固定的失敗仍時常會發生。如在手術中或手術後發現固定效果不佳,造成脊椎釘鬆脫,導致整個脊椎後側固定器失效,手術的失敗會造成患者疼痛復發或需進行二次手術,造成患者更大困擾。深入探討椎弓根釘失敗原因,在椎體運動時脊椎承受了耦合力作用,如彎矩、拉力、壓力與扭轉等力,過大的耦合力作用會導致釘身與椎體連接介面產生超過骨可承受之應力,導致圓形切面之椎弓根釘周遭骨流失而於釘身與椎體連接介面產生間隙而鬆動。
為了解決上述問題,需研發出新穎之脊椎固定裝置以造福有此需求的廣大族群。本發明將從椎弓根釘釘身設計著手,改變椎弓根釘固定系統於椎弓根處之幾何構型,用以增加椎弓根釘本體與椎弓根接觸表面積,在降低椎弓根應力的同時,也增加椎弓根釘之結構強度,降低骨流失的風險。
有鑑於此,本發明之目的為提供一種脊椎固定裝置,包含一脊椎固定椎弓根釘以及一外鞘。該脊椎固定椎弓根釘包括一杯頭及一與該杯頭連結的釘身,其中該杯頭的一頂部至該釘身的一底部形成一縱長穿孔,該釘身設置有至少一鎖固結構。該外鞘呈一空心柱狀,該外鞘透過該至少一鎖固結構鎖固於該脊椎固定椎弓根釘的該釘身。
在本發明的一實施例中,該外鞘的一橫切面是呈橢圓形外徑。
在本發明的一實施例中,該至少一鎖固結構包括一靠近該杯頭的第一螺紋及一與該第一螺紋相鄰且靠近該底部的第二螺紋。
在本發明的一實施例中,該外鞘通過該第二螺紋並鎖固於該第一螺紋,且該外鞘包覆該第一螺紋。
在本發明的一實施例中,該第一螺紋的螺距與該第二螺紋的螺距彼此不相等。
在本發明的一實施例中,該第一螺紋的螺距是小於該第二螺紋的螺距。
在本發明的一實施例中,該外鞘包括一外壁面及一相對於該外壁面的內壁面,且該內壁面與該第一螺紋接觸。
在本發明的一實施例中,該內壁面設置有一第三螺紋,該第三螺紋配合該第一螺紋使該外鞘鎖固於該第一螺紋。
在本發明的一實施例中,該外壁面是呈一平滑面。
在本發明的一實施例中,該外壁面設置有一第四螺紋。
在本發明的一實施例中,該外鞘具有一為4mm至19mm的長軸與一為3mm至17mm的短軸,且該長軸與該短軸的比例為大於等於1.0。
在本發明的一實施例中,該外鞘具有一為3mm至20mm的高度。
在本發明的一實施例中,該脊椎固定椎弓根釘具有一為3mm至11mm的直徑。
在本發明的一實施例中,該內壁面與該外壁面之間的間距為1mm。
在本發明的一實施例中,該外鞘的材質為金屬或塑膠。
在本發明的一實施例中,該金屬為鈦合金或不銹鋼。
在本發明的一實施例中,該塑膠為聚乳酸(polylactic acid,PLA)、聚乳酸甘醇酸(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)或聚(醚-醚-酮)(poly(ether-ether-ketone),PEEK)。
綜上所述,本發明脊椎固定裝置的功效在於:藉由釘身設置有至少一鎖固結構及外鞘透過鎖固結構鎖固於脊椎固定椎弓根釘的配置,脊椎固定裝置可以強化脊椎手術時脊椎固定椎弓根釘對於植入椎骨後固定的穩定性。
脊椎固定裝置植入椎體後椎弓根處之最大應力可比圓形切面之椎弓根釘固定系統降低10%。
以下將進一步說明本發明的實施方式,下述所列舉的實施例係用以闡明本發明,並非用以限定本發明之範圍,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1:脊椎固定裝置
11:脊椎固定椎弓根釘
12:外鞘
111:杯頭
112:釘身
113:頂部
114:底部
115:鎖固結構
116:第一螺紋
117:第二螺紋
121:外壁面
122:內壁面
123:第三螺紋
124:第四螺紋
L:長度
W:寬度
圖1是脊椎固定裝置的脊椎固定椎弓根釘之一實施例的示意圖。
圖2A至圖2C是脊椎固定裝置的外鞘之實施例的示意圖。
圖3是脊椎固定裝置的脊椎固定椎弓根釘搭配外鞘之一實施例的示意圖。
圖4是脊椎固定裝置的脊椎固定椎弓根釘搭配外鞘之另一實施例的示意圖。
圖5是脊椎固定裝置的操作示意圖。
圖6A及圖6B是脊椎固定裝置的脊椎固定椎弓根釘及外鞘之一實施例的示意圖。
本文中所使用數值為近似值,所有實驗數據及尺寸數據皆表示在20%的範圍內。
以下將參照相關圖式,說明依據本發明脊椎固定裝置的實施例,其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
本發明脊椎固定裝置,可藉由釘身設置有至少一鎖固結構及外鞘透過鎖固結構鎖固於脊椎固定椎弓根釘的配置,脊椎固定裝置可以強化脊椎手術時脊椎固定椎弓根釘對於植入椎骨後固定的穩定性。以下將以實施例來說明本發明脊椎固定裝置的結構及特徵。
請參閱圖1至圖4,其為本發明脊椎固定裝置1之一實施例的示意圖。脊椎固定裝置1包含一脊椎固定椎弓根釘11以及一外鞘12。該脊椎固定椎弓根釘11包括一杯頭111及一與該杯頭111連結的釘身112,其中該杯頭111的一頂
部113至該釘身112的一底部114形成一縱長穿孔,該釘身112設置有至少一鎖固結構115。該外鞘12呈一空心柱狀,該外鞘12透過該至少一鎖固結構115鎖固於該脊椎固定椎弓根釘11。
在本實施例中,外鞘12的一橫切面是呈橢圓形外徑,外鞘12有至少三種的不同實施態樣,參見圖2A至圖2C。
在本實施例中,鎖固結構115的數目為兩個,包括一靠近杯頭111的第一螺紋116及一與第一螺紋116相鄰且靠近底部114的第二螺紋117,參見圖1。
在本實施例中,外鞘12通過第二螺紋117並鎖固於第一螺紋116,且外鞘12包覆第一螺紋116,參見圖3及圖4。
在本實施例中,第一螺紋116的螺距與第二螺紋117的螺距彼此不相等。較佳地,第一螺紋116的螺距是小於第二螺紋117的螺距,參見圖1。
在本實施例中,外鞘12包括一外壁面121及一相對於外壁面121的內壁面122,且內壁面122與第一螺紋116接觸,參見圖2A至圖4。
在本實施例中,內壁面122設置有一第三螺紋123,第三螺紋123配合第一螺紋116使外鞘12鎖固於第一螺紋116,參見圖2A至圖4。
在本實施例中,外壁面121是呈一平滑面,參見圖2A及圖3。
在另一實施例中,外壁面121設置有一第四螺紋124,參見圖2B及圖4。
在本實施例中,外鞘12具有一為4mm至19mm的長軸以及一為3mm至17mm的短軸,且長軸與短軸的比例為大於等於1.0。
在本實施例中,外鞘12具有一為3mm至20mm的高度。
在本實施例中,脊椎固定椎弓根釘11具有一為3mm至11mm的直徑。
在本實施例中,內壁面122與外壁面121之間的間距是可依據實際需求而可變化的(參見圖2A~圖2C及圖6B)。例如,外鞘12之橢圓長徑為脊椎固定
椎弓根釘11的釘身112圓心上下各偏心1mm,即釘身112直徑加2mm為外鞘12長徑尺寸。此外,外鞘12之橢圓短徑是大於脊椎固定椎弓根釘11的釘身112之直徑。
在本實施例中,外鞘12的材質可為金屬或塑膠。
在本實施例中,金屬可為鈦合金或不銹鋼。
在本實施例中,塑膠可為聚乳酸(polylactic acid,PLA)、聚乳酸甘醇酸(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)或聚(醚-醚-酮)(poly(ether-ether-ketone),PEEK)。
在又一實施例中,外鞘12的外型可呈橢圓彈簧,參見圖2C,或橢圓管狀。
在實際操作上,需要進行脊椎手術的患者可藉由將本發明脊椎固定裝置1植入至椎骨中進行定位,而杯頭111會外露,參見圖5。
在一實施例中,脊椎固定裝置1植入至椎骨中時,外鞘12會同時埋入椎骨中,參見圖6A。藉此,外鞘12具有一長度L(即長軸)及一寬度W(即短軸),其中長度L與寬度W之間的比例為大於等於1.0(1.0)(參見圖6B),而呈現此比例的外鞘12可提供最佳的壓合(press-fit)狀態,提升脊椎固定裝置1的固定度及穩定度。
綜上所述,本發明脊椎固定裝置1藉由釘身112設置有至少一鎖固結構115及外鞘12透過鎖固結構115鎖固於脊椎固定椎弓根釘11的配置,脊椎固定裝置1可以強化脊椎手術時脊椎固定椎弓根釘11對於植入椎骨後固定的穩定性。
以上所述僅為舉例性,而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇,而對其進行之等效修改或變更,均應包含於後附之申請專利範圍中。
1:脊椎固定裝置
11:脊椎固定椎弓根釘
12:外鞘
111:杯頭
112:釘身
113:頂部
114:底部
121:外壁面
Claims (15)
- 一種脊椎固定裝置,包含:一脊椎固定椎弓根釘,包括一杯頭及一與該杯頭連結的釘身,其中從該杯頭的一頂部至該釘身的一底部形成一縱長穿孔,該釘身設置有至少一鎖固結構;以及一外鞘,呈一空心柱狀,該外鞘透過該至少一鎖固結構鎖固於該脊椎固定椎弓根釘的該釘身;該外鞘的一橫切面是呈橢圓形外徑;該外鞘具有一為4mm至19mm的長軸以及一為3mm至17mm的短軸,且該長軸與該短軸的比例為大於1.0。
- 如請求項1的脊椎固定裝置,其中該至少一鎖固結構包括一靠近該杯頭的第一螺紋及一與該第一螺紋相鄰且靠近該底部的第二螺紋。
- 如請求項2的脊椎固定裝置,其中該外鞘通過該第二螺紋並鎖固於該第一螺紋,且該外鞘包覆該第一螺紋。
- 如請求項2的脊椎固定裝置,其中該第一螺紋的螺距與該第二螺紋的螺距彼此不相等。
- 如請求項2的脊椎固定裝置,其中該第一螺紋的螺距是小於該第二螺紋的螺距。
- 如請求項2的脊椎固定裝置,其中該外鞘包括一外壁面及一相對於該外壁面的內壁面,且該內壁面與該第一螺紋接觸。
- 如請求項6的脊椎固定裝置,其中該內壁面設置有一第三螺紋,該第三螺紋配合該第一螺紋使該外鞘鎖固於該第一螺紋。
- 如請求項6的脊椎固定裝置,其中該外壁面是呈一平滑面。
- 如請求項6的脊椎固定裝置,其中該外壁面設置有一第四螺紋。
- 如請求項1的脊椎固定裝置,其中該外鞘具有一為3mm至20mm的高度。
- 如請求項10的脊椎固定裝置,其中該脊椎固定椎弓根釘具有一為3mm至11mm的直徑。
- 如請求項6的脊椎固定裝置,其中該內壁面與該外壁面之間的間距為1mm。
- 如請求項1的脊椎固定裝置,其中該外鞘的材質為金屬或塑膠。
- 如請求項13的脊椎固定裝置,其中該金屬為鈦合金或不銹鋼。
- 如請求項13的脊椎固定裝置,其中該塑膠為聚乳酸(polylactic acid,PLA)、聚乳酸甘醇酸(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)或聚(醚-醚-酮)(poly(ether-ether-ketone),PEEK)。
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