專利名稱：脊椎或損傷手術(shù)的鎖定組件、帶有它的骨錨固裝置及其工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將桿元件固定在連接到軸桿的接收部分中以用于脊椎或損傷手術(shù)的鎖定組件。本發(fā)明進一步涉及一種使用這種鎖定組件的骨錨固裝置和與這種鎖定組件配合的工具。
背景技術(shù)：
US6,224,598B1公開了一種適用于將桿元件固定到骨螺釘植入物的螺紋插塞閉合件，所述閉合件包括具有螺紋圓柱形外表面的插塞，在使用時所述插塞被接收在醫(yī)療植入物的一對臂之間，一中心同軸孔完全穿過所述插塞，所述中心孔具有成形為接收定位螺釘?shù)膬?nèi)螺紋表面。插塞閉合件和定位螺釘可以獨立地安裝，并且定位螺釘被緊固以配合地提供桿的捕獲和鎖定，以便防止桿相對于骨螺釘?shù)钠揭坪托D(zhuǎn)運動。
US2003/0100896A1公開了一種骨錨固裝置，該骨錨固裝置帶有軸桿和與之連接以用于連接到桿的接收部分。接收部分具有帶U形橫截面的凹口以用于接收桿，所述桿帶有兩個張開的腿和在張開的腿上的內(nèi)螺紋。提供了一種鎖定組件，其包括螺母元件和定位螺釘，所述螺母元件帶有與腿的內(nèi)螺紋配合的外螺紋。螺母元件在一個端部上具有用于與螺釘工具接合的狹縫。軸桿具有樞轉(zhuǎn)地保持在接收部分中的球形頭部并且設(shè)置一壓力元件，當螺母元件被緊固時所述壓力元件在頭部上施加壓力。通過緊固定位螺釘，桿被固定在接收部分中。因而，桿和頭部可以彼此獨立地被鎖定。內(nèi)螺紋和螺母元件的配合外螺紋被設(shè)計成平螺紋。植入物具有緊湊設(shè)計，因為不需要防止腿張開的外部環(huán)或螺母。
鎖定組件的外徑在各個方面由所需的緊固轉(zhuǎn)矩和螺紋形狀確定。接著，骨錨固裝置的上部的總尺寸由鎖定組件的尺寸確定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鎖定組件和帶有鎖定組件的骨錨固裝置，所述骨錨固裝置具有與已知裝置相同的可靠性但是具有明顯更小的上部尺寸。此外，本發(fā)明的目的是提供一種用于這種鎖定組件的工具。
根據(jù)本發(fā)明的鎖定組件具有的優(yōu)點在于與已知的鎖定組件相比它可以被設(shè)計成帶有更小的外徑。所以，骨錨固裝置的尺寸可以被減小。帶有這樣的減小尺寸的骨錨固裝置特別適合應(yīng)用于頸椎或有限的可用空間需要緊湊植物物的其他區(qū)域。


通過參考結(jié)合附圖的實施方式的以下具體描述將顯而易見和將最佳地理解本發(fā)明的進一步特征和優(yōu)點。
更進一步地，鎖定組件被構(gòu)造成使得允許兩個或多個鎖定元件的嵌套。
使用根據(jù)本發(fā)明的工具，同時但獨立地固定鎖定組件的鎖定元件是可能的。
圖1示出帶有鎖定組件的骨錨固裝置的一個實施方式的橫截面圖。
圖2示出圖1的骨錨固裝置的透視正視圖。
圖3示出從鎖定組件的頂部看到的透視圖。
圖4示出圖3的鎖定組件的橫截面圖。
圖5示出圖3的鎖定組件的側(cè)視圖。
圖6示出工具的透視圖。
圖7示出與鎖定組件配合的工具的下部的橫截面圖。
圖8示出鎖定組件和工具的下部的透視圖。
圖9示出帶有在橫截面中示出的工具的配合部分的鎖定組件的透視圖，其中工具的其他部分被省略。
圖10示出鎖定組件的第一鎖定元件的改進型式的透視圖。
圖11示出鎖定組件的第一鎖定元件的進一步改進型式的透視圖。
圖12在頂視圖中示出鎖定組件的第二實施方式。
圖13在透視圖中示出鎖定組件的進一步實施方式。
圖14在頂視圖中示出圖13的鎖定組件。
圖15在沿著圖14的線A-A的截面中示出圖13的鎖定組件。
圖16在截面圖中示出與圖13的鎖定組件配合的工具。
具體實施例方式
圖1和2示出用在多軸骨錨固裝置1中的鎖定組件。骨錨固裝置包括骨螺釘2，所述骨螺釘具有帶骨螺紋的軸桿3和球形頭部4。骨螺釘2被接收在接收部分5中，所述接收部分具有第一端6和第二端7并且為基本為圓柱形的構(gòu)造。所述兩個端部垂直于縱向軸線L。與縱向軸線L共軸設(shè)置孔8，該孔從第一端6延伸到距離第二端7的一個預定距離處。在第二端7設(shè)置開口9，所述開口的直徑小于孔8的直徑。共軸孔8朝著開口9漸縮。在所示的實施方式中它以球形截面10的形式漸縮。然而，截面10可以具有任何其他形狀，例如圓錐形。
進一步地，接收部分5具有U形凹口11，該凹口在第一端6開始并且沿第二端7的方向延伸到距離所述第二端的一個預定距離處。借助于U形凹口形成朝著第一端6終止的兩個自由腿12、13。鄰近第一端6，接收部分5包括在腿12、13的內(nèi)表面的內(nèi)螺紋14。在所示的實施方式中，內(nèi)螺紋14是具有水平上螺紋面和下螺紋面的平螺紋。
更進一步地，設(shè)置具有基本為圓柱形構(gòu)造的壓力元件15，所述壓力元件的外徑尺寸被制成為使得允許壓力元件15被引入到接收部分的孔8中和沿軸向方向移動。壓力元件15在其面向第二端7的下側(cè)包括與頭部4的球形截面配合的球形凹口16。壓力元件15在其相對側(cè)具有橫向延伸到縱向軸線L的U形凹口17，借助于所述U形凹口17形成兩個自由腿18、19。該U形凹口的側(cè)向直徑選擇成使得將被接收在接收部分5中的桿20可以插入到凹口17中并且被側(cè)向引導到其中。該U形凹口17的深度大于桿20的直徑，使得當桿20插入時腿18、19延伸到桿20的表面之上。
骨錨固裝置包括鎖定組件30。特別如圖2-5中所示，鎖定組件30包括第一鎖定元件31和第二鎖定元件32。第一鎖定元件具有第一端33和第二端34以及在第一和第二端之間并且基本為圓柱形狀，所述第一鎖定元件的外表面具有外螺紋35，所述外螺紋在所示的實施方式中是與接收部分5的內(nèi)螺紋14匹配的平螺紋。進一步地，第一鎖定元件包括從第二端34沿第一端33的方向延伸的共軸孔36。共軸孔36包括內(nèi)螺紋，在所示的實施方式中所述內(nèi)螺紋是公制螺紋。第一鎖定元件31進一步包括共軸凹口37，所述共軸凹口從第一端33開始并且延伸到距離第二端34的一個預定距離處。凹口37的平均直徑大于共軸孔36的直徑。特別在圖3中可以看到，借助于凹口37形成基本為環(huán)形的壁。形成從第一端33沿著壁延伸到凹口37的底部39的多個縱向凹槽38。在該實施方式中所示的凹槽38具有近似半圓形的橫截面。它們沿凹口37的圓周方向等距離地分布。優(yōu)選地，形成至少兩個凹槽。凹口37的壁可以具有鄰近第一端33的傾斜表面40，以便于引入工具。凹口37的深度選擇成使得孔36的長度仍足夠與第二鎖定元件32配合，以用于良好固定。在另一方面，凹口37的深度使得提供足夠與工具接合的區(qū)域。
第二鎖定元件32成形為定位螺釘，該定位螺釘帶有與共軸孔36的內(nèi)螺紋配合的外螺紋42。第二鎖定元件32的軸向長度使得當?shù)诙i定元件32完全擰入到第一鎖定元件31中時它稍稍從第一鎖定元件的第二端34突出。特別在圖4中可以看出，第二鎖定元件32包括與第一鎖定元件的凹口37和凹槽38類似的共軸凹口43，所述共軸凹口帶有沿縱向方向延伸的凹槽44。凹口43和凹槽44用于與下文將要描述的工具適形(form-fit)配合。
在圖6-9中示出與鎖定組件配合的工具。工具50包括管51和可在管51中滑動的棒52。管51具有與鎖定組件配合的端部53和帶有抓握部分58的第二端，所述抓握部分例如具有六邊形的外部形狀。特別在圖7-9中可以看出，端部53具有減小的外徑，該外徑對應(yīng)于第一鎖定元件的凹口37的內(nèi)徑。端部53包括多個突起54，所述突起的數(shù)量小于或等于第一鎖定元件的凹槽38的數(shù)量。突起54被構(gòu)造和設(shè)計成接合第一鎖定元件的凹槽38，以在工具的端部53和第一鎖定元件的凹口37之間提供適形連接。端部53的軸向長度優(yōu)選地等于或大于凹口37的深度。
棒52包括端部55，所述端部55被構(gòu)造和設(shè)計成與第二鎖定元件32的凹口43配合。為此，端部55具有多個突起56，所述突起的數(shù)量等于或小于第二鎖定元件的凹口44的數(shù)量，并且所述突起被構(gòu)造和設(shè)計成與凹槽44接合。棒52在其相對端上具有抓握部分57，所述抓握部分允許抓握棒52和獨立于管51旋轉(zhuǎn)它。棒52的長度選擇成使得當管的端部53接合第一鎖定元件時，第二鎖定元件32可以由棒的端部55獨立地接合并且被擰入到第一鎖定元件中。
在操作中，首先，包括骨螺釘2、接收部分5和壓力元件15的至少兩個通常預組裝的骨錨固裝置被擰入到骨中。之后，桿20插入到接收部分5的U形凹口11中。然后，包括優(yōu)選被預組裝的第一鎖定元件31和第二鎖定元件32的鎖定組件30被擰入到接收部分5的腿12、13之間。通過應(yīng)用工具50使得管的端部53接合第一鎖定元件的凹口37和凹槽38以形成適形連接而緊固第一鎖定元件。這樣，壓力由第一鎖定元件的下側(cè)施加到壓力元件的自由腿18、19上，所述壓力元件壓在骨螺釘2的頭部4上，以將頭部鎖定在其相對于接收部分5的旋轉(zhuǎn)位置。
然后，第二鎖定元件32通過工具的應(yīng)用被緊固，原因在于棒的端部56接合第二鎖定元件的凹口43并且施加轉(zhuǎn)矩。這樣，桿20相對于接收部分的位置被固定接收部分5相對于骨螺釘2的位置和桿20相對于接收部分的位置的微調(diào)可以通過松開第一鎖定元件31或第二鎖定元件32被執(zhí)行。
圖9在截面中示出鎖定組件30的透視圖，其中工具的端部53和56使鎖定元件接合工具。僅僅為了圖解，未示出工具的剩余部分。在圖9中可以看出，工具的端部以及第一和第二鎖定元件的凹口形成適形連接，以用于施加轉(zhuǎn)矩以擰入鎖定元件。第一鎖定元件的外螺紋35是不帶有凹口或中斷的連續(xù)形狀。所以，該鎖定元件的尺寸可以被減小。這保證了第一鎖定元件的安全鎖定。工具與第一鎖定元件接合所需的區(qū)域位于凹口37內(nèi)。這允許將第一鎖定元件31設(shè)計成帶有減小直徑。如果凹槽38的數(shù)量增加，凹槽的深度則可以被減小。因而，第一鎖定元件的尺寸可以對應(yīng)于凹槽數(shù)量的增加而被減小。
第一鎖定元件31的外部尺寸的大小決定骨錨固裝置的接收部分和其他元件的大小。進一步地，由于第一鎖定元件的外螺紋在其整個長度上保持完整，因此鎖定元件的高度可以被減小。
圖10示出帶有改進形狀的凹槽的第一鎖定元件31。凹槽38′具有三角形橫截面。圖11示出帶有另一改進形狀的凹槽的第一鎖定元件31。凹槽38″具有方形橫截面。然而，本發(fā)明并不限于這些改進型式，凹槽的橫截面同樣可以具有另一形狀。
圖12示出鎖定組件的第二實施方式。鎖定組件300包括三個鎖定元件。第一鎖定元件301成形為類似于第一實施方式的鎖定元件31。第二鎖定元件302與第一實施方式的第二鎖定元件30的不同之處在于，它具有類似于第一鎖定元件的共軸螺紋孔，以接收第三鎖定元件303。也可以設(shè)計帶有三個以上嵌套鎖定元件的鎖定組件，使得每個鎖定元件具有螺紋共軸孔以接收另一鎖定元件。以該方式，對于某些應(yīng)用，例如如果用于復雜的微創(chuàng)手術(shù)過程中，可以實現(xiàn)改善的固定。
根據(jù)進一步實施方式的鎖定組件由單一鎖定元件400組成，所述鎖定元件400具有外螺紋401和從第一端403到第二端404延伸穿過整個鎖定元件的共軸孔402。共軸環(huán)形凹口405從第一端403沿第二端的方向延伸。該凹口的壁包括用于接合工具的多個縱向凹槽406。借助于凹口405和共軸孔402，共軸中空圓柱部分407形成于鎖定元件中。
用于接合鎖定元件的工具可適于接合環(huán)形凹口405。圖16示出與鎖定元件400配合的示例性工具500。端部501包括適于以適形方式接合凹口405的環(huán)形突起502。端部501也包括帶有止動彈簧504的中心突起503，所述中心突起接合共軸孔402以便于鎖定元件的對準和操作。
鎖定元件可以用于這樣的應(yīng)用中，在所述應(yīng)用中必須通過孔402引入器械和線，例如在微創(chuàng)手術(shù)的情況下。
進一步的改進型式是可以的。外螺紋和內(nèi)螺紋可以具有任何螺紋形狀，例如諸如公制螺紋。然而，使用平螺紋、鋸齒螺紋或負角螺紋用于第一鎖定元件的外螺紋和接收部分的配合內(nèi)螺紋具有的優(yōu)點在于，它防止接收部分的腿張開。所以，不需要防止張開的外部環(huán)或螺母。通過與作為外螺紋的平螺紋一起使用本發(fā)明的鎖定組件，植入物可以進一步被小型化。
凹槽的數(shù)量和凹槽的形狀可以變化。
可以想象將第一鎖定元件設(shè)計成帶有凹口，所述凹口具有帶或不帶凹槽的四邊形或六邊形或其他多邊形的橫截面。在該情況下，工具的端部具有匹配形狀。這還提供了工具和第一鎖定元件之間的適形連接，并且第一鎖定元件的外螺紋保持完整。
第二鎖定元件32或在第二實施方式的鎖定組件300的情況下的第三鎖定元件303，或者通常在具有多個鎖定元件的鎖定組件的情況下的最內(nèi)部鎖定元件不需要具有如實施方式中所示的帶凹槽的凹口。最內(nèi)部鎖定元件具有用于接合擰入工具的凹口(例如六邊形凹口)就足夠了。工具的相應(yīng)端部于是適合該形狀。
本發(fā)明并不限于如第一實施方式中所示的多軸骨錨固裝置。它可以用在單軸骨錨固裝置的情況中，其中接收部分同樣固定連接到骨螺釘?shù)妮S桿。此外，多軸骨錨固裝置可以具有不同構(gòu)造。它可以具有一種設(shè)計的接收部分，所述設(shè)計允許螺釘從接收部分的底部而不是從頂部插入。
鎖定組件也可以用于這種類型的骨錨固裝置中，其中接收部分被設(shè)計和構(gòu)造成使得桿與骨螺釘?shù)闹行妮S線側(cè)向隔開地被固定。
權(quán)利要求
1.一種鎖定組件，其用于將桿固定在用于脊椎或損傷手術(shù)中的骨錨固裝置(1)的接收部分中，所述鎖定組件(30；300)包括第一鎖定元件(31；301)，其具有第一端(33)、第二端(34)、縱向旋轉(zhuǎn)軸線和設(shè)有外螺紋(35)的基本為圓柱形的外表面，一共軸孔(36)完全穿過所述第一鎖定元件(31)，并在所述孔處設(shè)置內(nèi)螺紋，第二鎖定元件(33)，其具有縱向旋轉(zhuǎn)軸線和基本為圓柱形的外表面，所述外表面帶有與所述第一鎖定元件的內(nèi)螺紋(35)配合的外螺紋，其特征在于，所述第一鎖定元件(31)具有從第一端(33)沿第二端(34)的方向延伸的凹口(37)，所述凹口限定圓周閉合的壁部分，其中所述壁部分的內(nèi)部具有用于與工具接合的縱向延伸結(jié)構(gòu)(38)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖定組件，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)包括設(shè)在壁部分中的多個縱向延伸凹口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎖定組件，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)包括設(shè)在壁部分中的多個縱向延伸凹槽(38)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的鎖定組件，其特征在于，第一鎖定元件的外螺紋(35)在其整個軸向長度上是完整的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的鎖定組件，其特征在于，第一鎖定元件的外螺紋(35)被設(shè)計成平螺紋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的鎖定組件，其特征在于，所述第二鎖定元件(32；302)被設(shè)計成定位螺釘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的鎖定組件，其特征在于，所述第一鎖定元件被成形以完全接收在骨錨固裝置的接收部分中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的鎖定組件，其特征在于，所述第二鎖定元件包括設(shè)有內(nèi)螺紋的共軸孔，以接收第三鎖定元件(303)，所述第三鎖定元件帶有與所述內(nèi)螺紋配合的外螺紋。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述的鎖定組件，其特征在于，所述第二鎖定元件(32；302)具有第一端和第二端以及從第一端沿第二端的方向延伸的凹口(43)，所述凹口具有內(nèi)壁部分，所述內(nèi)壁部分帶有多個縱向延伸的突起(44)。
10.一種骨錨固裝置，其帶有待錨固在骨中的軸桿和接收桿的接收部分，接收部分(5)包括具有基本為U形橫截面的凹口(11)以用于接收桿(20)，所述桿在一端上帶有兩個張開的腿(12，13)和在張開的腿上的內(nèi)螺紋(14)，并帶有根據(jù)權(quán)利要求1-9之一所述的鎖定組件(30；300)，其中第一鎖定元件的外螺紋(35)與設(shè)在所述腿上的內(nèi)螺紋(14)配合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的骨錨固裝置，其特征在于，所述軸桿(3)可樞轉(zhuǎn)地或可旋轉(zhuǎn)地連接到所述接收部分(5)，并且其中所述第一鎖定元件(31；301)直接或間接作用在所述軸桿(3)上，以鎖定所述軸桿相對于所述接收部分的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的骨錨固裝置，其特征在于，所述軸桿(3)包括球形端部(4)，并且其中第一鎖定元件(31；301)通過壓力元件(15)作用在所述端部(4)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-11之一所述的骨錨固裝置，其特征在于，所述第二鎖定元件(32；302)作用在所述桿(20)上，以固定所述桿相對于接收部分的位置。
14.一種與權(quán)利要求1-9之一所述的鎖定組件配合的工具，所述工具包括第一工具部分(53)，其帶有縱向旋轉(zhuǎn)軸線并帶有用于與第一鎖定元件(31；301)的凹口的縱向結(jié)構(gòu)(38)接合的結(jié)構(gòu)(54)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的工具，進一步包括用于接合第二鎖定元件(32；302)的第二工具部分(55)，所述第一和第二工具部分可彼此獨立地旋轉(zhuǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的工具，其特征在于，第一工具部分(53)是管(51)的端部，并且第二工具部分(55)是可在管中滑動的棒(52)的端部。
17.一種鎖定組件，其用于將桿固定在用于脊椎或損傷手術(shù)中的骨錨固裝置(1)的接收部分中，所述鎖定組件包括鎖定元件(400)，其具有第一端(403)、第二端(404)、縱向旋轉(zhuǎn)軸線和設(shè)有外螺紋(401)的基本為圓柱形的外表面，一共軸孔(402)完全穿過所述第一鎖定元件，其特征在于，所述鎖定元件(400)具有從第一端(403)延伸到距離第二端(404)的一段距離處的凹口(405)，所述凹口限定圓周閉合的壁部分，其中所述壁部分的內(nèi)部包括用于與工具接合的縱向延伸凹槽(406)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的鎖定組件，其特征在于，凹口(405)是環(huán)形的。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的鎖定元件，其特征在于，共軸孔(402)是不帶螺紋的。
全文摘要
提供了一種鎖定組件(30)，其用于將桿(20)固定在用于脊椎或損傷手術(shù)中的骨錨固設(shè)備(1)的接收部分(5)中，所述鎖定組件包括第一鎖定元件(31)，其具有第一端、第二端、縱向旋轉(zhuǎn)軸線和設(shè)有外螺紋(35)的基本為圓柱形的外表面，一共軸孔(36)完全穿過所述第一鎖定元件，并在所述孔處設(shè)置內(nèi)螺紋；第二鎖定元件(32)，其具有縱向旋轉(zhuǎn)軸線和基本為圓柱形的外表面，所述外表面帶有與所述第一鎖定元件的內(nèi)螺紋配合的外螺紋，其特征在于，所述第一鎖定元件(31)具有從第一端沿第二端的方向延伸的凹口(37)，所述凹口限定圓周閉合的壁部分，其中所述壁部分的內(nèi)部具有用于與工具接合的縱向延伸結(jié)構(gòu)(38)。此外，提供了一種工具(50)，其具有可以分別獨立地接合第一和第二鎖定元件的部分(54，56)。
文檔編號A61B17/60GK101045011SQ20071009189
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者盧茨·比德爾曼, 威爾弗里德·馬蒂斯 申請人:比德曼莫泰赫有限公司