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CN101496736B - 具有封闭装置的椎弓根螺钉 - Google Patents

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CN101496736B CN2009100037471A CN200910003747A CN101496736B CN 101496736 B CN101496736 B CN 101496736B CN 2009100037471 A CN2009100037471 A CN 2009100037471A CN 200910003747 A CN200910003747 A CN 200910003747A CN 101496736 B CN101496736 B CN 101496736B
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Abstract

一种具有封闭装置的椎弓根螺钉，用于固定杆部以使脊柱稳定，其包括：拧入部、设置在拧入部上的头部、设置在头部中的U形凹槽，U形凹槽由两个臂的内表面和连接两个内表面的底面形成。杆部可插入U形凹槽中并由封闭装置保持。杆部设有垂直于杆轴线延伸的脊部和凹部。类似地，底面设有相应的脊部和凹部。封闭装置包括可插入到所述两个臂之间的支撑件。两个滑动件可移位地设置于支撑件上，并可经由运动机构从彼此推靠的位置进入被推离的位置，在被推离的位置中，在支撑件插入到两个臂之间的状态下，两个滑动件的彼此远离的两个端部区域分别伸到两个臂的凹槽中，封闭装置与椎弓根螺钉被锁定；杆部被牢固地保持在椎弓根螺钉中。

Description

具有封闭装置的椎弓根螺钉
技术领域
本发明涉及一种具有封闭装置的椎弓根螺钉，用于固定杆部以使脊柱稳定，该椎弓根螺钉包括：拧入部(screw-in part)、设置在该拧入部上的头部、设置在该头部中的U形凹槽，该U形凹槽由两个臂的内表面和连接所述两个内表面的底面形成，杆部可插入该U形凹槽中并由封闭装置保持，杆部设有基本上垂直于杆轴线延伸的脊部和凹部，底面设有相应的脊部和凹部。
背景技术
在本领域中，已知此类用于固定杆部的具有封闭装置的椎弓根螺钉有多种设计。这些螺钉用于稳定脊柱严重损伤的病人的脊柱。为了脊柱的稳定性，一个椎弓根螺钉各拧入多个脊柱体内，并在这些椎弓根螺钉的头部置入杆部，接着将该杆部总是连接于相应的椎弓根螺钉，为此使用了封闭装置。根据所使用的杆部的类型，可利用此类椎弓根螺钉和插入的杆部实现两种不同形式的稳定性。通过使用刚性杆部，可以加强受伤的脊柱体。为了脊柱体的支撑稳定性，可使用弹性杆部，由此各个脊柱体之间可以允许有一定的柔韧性。
不管使用何种系统，目的都是希望通过所使用的封闭装置实现插入的杆部与椎弓根螺钉之间的最佳连接。
从专利文献EP-B-119304可知一种用于固定脊柱杆(spinal rod)的装置，该装置包括具有头部的椎弓根螺钉，该头部具有U形凹槽，待固定的杆部插入到该U形凹槽中。作为封闭装置的是具有两个彼此相对的、沿侧向突出的凸轮面的可转动件，所述凸轮面具有螺旋状斜度(helical inclination)。通过转动该可转动件，所述凸轮面止于U形凹槽的两个臂的相应的槽形凹部中。通过转动该可转动件，杆部被以夹紧的方式保持。为了能够防止该可转动件松开，面向杆部的夹紧面设有横向延伸的凹槽，当到达夹紧位置时，所述凹槽必须在杆部的表面中接合。
这种装置的操作比较简单。然而，可能存在问题的是凹槽的预定位置，凹槽必须在这些预定位置处接合于杆部中以获得适当的张力，从而以最佳方式将杆部牢固地夹紧于椎弓根螺钉中。
还已知一些装置，由于椎弓根螺钉中的杆部入口以及杆部本身总是设有相应的垂直于杆部方向延伸且彼此接合的脊部和凹部，因而在这些装置中椎弓根螺钉与杆部之间可以实现贴合的连接。利用这些装置，完全不必通过夹紧力将杆部保持在椎弓根螺钉中；利用设有卡入装置的封闭装置可足以使椎弓根螺钉封闭，该卡入装置设有卡入(click-in)件，在封闭状态下，该卡入件在椎弓根螺钉的相应凹槽中接合，从而相应地保持杆部。
这样的装置非常易于操作。然而，在实际应用中，必须非常仔细地检查相应的卡入件是否完全接合于椎弓根螺钉的各凹槽中。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种具有封闭装置的椎弓根螺钉，用于固定杆部以使脊柱稳定，该封闭装置易于操作，且利用该封闭装置可确保在封闭状态下封闭装置与椎弓根螺钉之间具有最佳连接。
根据本发明可实现此目的，其中封闭装置包括可插入到两个臂之间的支撑件；两个滑动件可移位地设置于该支撑件上，所述滑动件能经由运动机构从彼此推靠的位置进入被推离位置，在该被推离的位置中，在该支撑件插入到所述两个臂之间的状态下，所述两个滑动件的彼此远离的两个端部区域分别伸到所述两个臂的凹槽中，从而将该封闭装置锁定于该椎弓根螺钉。
通过在使封闭装置封闭以将杆部固定于椎弓根螺钉中的过程中致动该运动机构，将所述两个滑动件强制性地引导至椎弓根螺钉上的两个凹槽内；从而确保牢固的锁定。
优选地，该运动机构包括可转动件，该可转动件以可绕着与所述两个滑动件的移位方向垂直的轴线转动的方式设置于该支撑件中，该可转动件设有两个平行于该轴线定位的销，所述销分别与设置在各滑动件上的凸轮装置协同作用。
所述滑动件和可转动件插入到该支撑件中，盖放置于该支撑件上并连接至该支撑件，该盖设有孔，该可转动件被可转动地支承在该孔中，由此获得的优点在于该封闭装置构造成为能容易操作的单元。
在本发明的另一优选实施例中，在该可转动件与该支撑件之间设有多个接合件，在被推离的位置中，接合件将两个滑动件保持于接合状态。一方面，通过接合件的接合，向将该封闭装置插入到该椎弓根螺钉中的人员指示该封闭装置已最佳地插入到该椎弓根螺钉中。另一方面，位于被推离状态中的两个滑动件的位置被固定；进而这两个滑动件的自动移位被防止。
优选地，这些接合件均由弹性臂构成，所述弹性臂的一端连接于可转动件，且所述弹性臂的弹性自由端上设有凸起，在接合状态下，所述凸起总是接合于分别设置在支撑件上或盖上的相应凹槽中。这样不仅可实现最佳的功能，还可由此实现简单且紧凑的结构。
为致动可转动件，该可转动件设有特定形状的腔，具有相对应的特定形状的转动工具能插入到该腔中。
优选地，所述滑动件的彼此远离的端部区域设有斜面，由此可确保两个滑动件在椎弓根螺钉的两个臂的两个凹槽中无故障地运动。
优选地，支撑件的朝该杆部转动的表面的形状与该杆部表面相适应，且该表面设有相应的脊部和凹部，由此可实现将该杆部最佳地固定于该椎弓根螺钉中。
优选地，该支撑件的拐角区域设有导引肋，利用所述导引肋可将该支撑件以被导引的方式放置于设有导引面的头部上。因此，可简化该封闭装置在该椎弓根螺钉上的放置。
在本发明的另一优选实施例中，该杆部由弹性材料制成，特别是聚氨基甲酸酯生物相容塑料制成，由此可实现脊柱体的支撑稳定性。
现将参考附图以示例的方式更加详细地说明本发明的实施例。
附图说明
图1为其上放置有杆部的、具有封闭装置的椎弓根螺钉的三维图；
图2为椎弓根螺钉的头部和处于分解状态的封闭装置的各元件的三维图；
图3为其上放置有处于锁定位置的封闭装置的椎弓根螺钉的剖视图；
图4为其上放置有可转动件的封闭装置的支撑件以及两个滑动件的其中之一的三维图；
图5为具有处于被推动到一起的状态的两个滑动件的封闭装置的俯视剖视图；以及
图6为具有被推离的滑动件的封闭装置以及接合后的接合件的俯视剖视图。
具体实施方式
从图1中可见，椎弓根螺钉(pedicle screw)1包括带有螺纹的拧入部2，利用该拧入部，能够以已知的方式将椎弓根螺钉1拧入到病人脊柱的脊柱体内。在该拧入部2上设有具有U形凹槽4的头部3。该U形凹槽由两个臂7、8的内表面5、6(图3)形成，所述两个臂7、8牢固地连接于拧入部2。所述两个臂7、8的两个内表面5、6通过底面9连接在一起，该底面9与待插入到该U形凹槽4中的杆部10的形状相适应，该杆部示于图1中的椎弓根螺钉1的外侧。
该杆部10设有垂直于杆轴线11延伸的脊部12和凹部13。类似地，U形凹槽4的底面9设有与杆部10的脊部12和凹部13相对应的脊部14和凹部15。在杆部10插入到U形凹槽4中的状态下，杆部10的脊部12位于U形凹槽4的对应凹部15中，同时U形凹槽4的脊部14进入到杆部10的凹部13中，由此获得贴合(formfitting)的连接。杆部10不会沿着杆轴线11的方向相对于椎弓根螺钉1发生移动。
在图1所示的椎弓根螺钉1上设有封闭装置16。该封闭装置16包括多个可装配成一个单元的独立部件，即：支撑件17、盖18、可转动件19及两个滑动件20、21。这些部件将在下文详细地说明。经由可转动件19，两个滑动件20、21自身可以滑动，由此封闭装置16可以被锁定在放置于椎弓根螺钉1上的状态，进而插入到椎弓根螺钉1中的杆部被以最佳方式保持。为了操作可转动件19，该可转动件19设有具有一定结构的腔或槽形腔22，具有相对应的结构形状或槽形状的公知转动工具可以插入到该腔22中，由此能够通过转动所述转动工具而将封闭装置16从非锁定状态带入到锁定状态，反之亦然。椎弓根螺钉1的头部3的两个臂7、8分别设有用于容纳所述两个滑动件20、21的凹槽23、24。
图2示出了椎弓根螺钉1的头部3，该头部3具有两个通过底面9相互连接的臂7、8，该底面9设有相应的脊部14和凹部15。在两个臂7、8中设有两个凹槽23、24，两个滑动件20或21可以分别插入到所述两个凹槽23、24中。
从图1中可见，支撑件17设有表面25，在封闭装置16放置于椎弓根螺钉1上的状态下，该表面25朝插入到椎弓根螺钉中的杆部10转动。该表面25的形状与杆部表面相适应。支撑件17还设有与头部的底面9的脊部14和凹部15相对应并与之对齐的脊部26和凹部27，以使杆部10的脊部12和凹部13可由头部3和封闭装置16完全地包围，由此实现杆部10在椎弓根螺钉1中的最佳贴合固定。
在支撑件17中，两个滑动件20、21能够插入到对应的导引件(图未示)中。为此，支撑件17的两侧设有开口28。因而，两个滑动件20、21自身可以沿这些导引件(图未示)彼此朝向及彼此分离地滑动，由此，在推离状态下，这两个滑动件20、21的彼此远离的两个端部区域29伸过开口28并突出。
可转动件19放置于可移位地插入到支撑件17中的两个滑动件20、21上。在朝两个滑动件20、21转动的表面上，该可转动件19设有两个销30、31，每个销均平行于轴线32定位，可转动件19可围绕轴线32转动。两个销30、31分别伸到设置在各滑动件20、21上的凸轮装置33中，所述凸轮装置33设计为制造于相应的滑动件20或滑动件21中的槽形凹部。
盖18放置于可转动件19上，该盖18设有孔34，可转动件19在该孔34中被可转动地支承。盖18能够以已知的方式例如经由压销或以其他已知的适当方式，牢固地连接至支撑件17。如图1所示，当杆部插入椎弓根螺钉1中时，可以将以这种方式构造的封闭装置16放置于椎弓根螺钉1上。为此，支撑件的各个拐角区域总是具有导引肋35，利用所述导引肋，可以按被导引方式将支撑件17和封闭装置16放置于头部3上，该头部3对应地设有导引面36。
在图4中的组装状态中示出了盖18、插入到盖18中的可转动件19以及两个滑动件中的一个滑动件21，由此可清楚地看出协同操作。通过转动盖18中的可转动件19，经由销30以及设置在滑动件21中的凸轮装置33，可使滑动件21沿着箭头42的方向移位。滑动件20(图未示)也经由销31沿着箭头42的方向对应地移位。由此实现两个滑动件20、21从彼此推靠的位置移位至彼此被推离的位置。
图3示出了放置于椎弓根螺钉1上的封闭装置16。在将封闭装置16放置在椎弓根螺钉1的头部3上之后，通过转动可转动件19，经由设置在可转动件19上的销30、31以及位于两个滑动件20、21中的凸轮装置33，两个滑动件20、21移入到推离位置中。由此，两个滑动件20、21的彼此远离的端部区域29被推入到设置在椎弓根螺钉1的头部3的相应臂7上或臂8上的凹槽23、24中。由此，封闭装置16被锁定在椎弓根螺钉1的头部3中；因此，插入到椎弓根螺钉1的头部3中的杆部可被以贴合的方式保持。
图5示出了处于被推到一起的位置中的两个滑动件20、21。这意味着在该位置，能够将封闭装置16放置于椎弓根螺钉的头部3上。由此，多个导引肋35由两个臂7、8的导引面36导引。于是，两个滑动件20、21被拉回足够远，以致两个滑动件20、21能够在两个臂7、8之间运动。
可转动件19设有接合件37。各接合件37均包括弹性臂38，弹性臂38的一端连接至可转动件19。各弹性臂38的弹性自由端上均设有凸起39。
当封闭装置16放置于头部3上时，滑动件20、21位于设置在头部3的两个臂7、8上的凹槽23、24的高度。由图6可以看出，通过转动可转动件19，将两个滑动件20、21带入到推离位置，这通过凸轮装置33中的两个销30、31的滑动来实现。由此，封闭装置16相对于头部3位于锁定位置。在该位置中，弹性臂38的两个凸起39停止在盖18中所设置的凹部40中，并卡(snap)入凹部40中。在可转动件19的该转动位置中，该可转动件19由此被保持在该位置中，并可防止可转动件19的意外自动回转。由此确保了封闭装置16相对于头部3的锁定位置。该接合步骤还使得操作封闭装置的人员能够注意到已到达锁定位置，由此表示该封闭装置已被最佳地锁定。在图4中还可特别地看出，通过设置在滑动件20、21上的斜面(bevel)41，可确保能以最佳的方式将滑动件20、21移入两个臂7、8的各自的凹槽23或24中。在图4中还可看到两个具有凸起39的弹性臂38的其中之一以及设置于盖18的孔34中的凹部40，所述凸起39连接于可转动件19并且可接合于凹部40中。
利用这种用于相应地设置于椎弓根螺钉的封闭装置，能够实现在杆部的插入和固定过程中非常容易操作。并且，杆部能以贴合方式最佳地保持在椎弓根螺钉中。通过这些接合件，还能确保封闭装置不会自动变松。优选地，椎弓根螺钉和封闭装置由钛合金制成。

Claims (11)

1.一种具有封闭装置(16)的椎弓根螺钉，用于固定杆部(10)以使脊柱稳定，所述椎弓根螺钉包括：拧入部(2)、设置在所述拧入部(2)上的头部(3)、设置在所述头部(3)中的U形凹槽(4)，所述U形凹槽(4)由两个臂(7、8)的内表面(5、6)和连接所述两个内表面(5、6)的底面(9)形成，所述杆部(10)能插入所述U形凹槽(4)中并由所述封闭装置(16)保持，所述杆部(10)设有基本上垂直于杆轴线(11)延伸的脊部(12)和凹部(13)，且所述底面设有相应的脊部(14)和凹部(15)，其特征在于，所述封闭装置(16)包括支撑件(17)，所述支撑件(17)能插入到所述两个臂(7、8)之间，两个滑动件(20、21)可移位地设置于所述支撑件(17)上，所述滑动件能经由运动机构从彼此推靠的位置进入被推离的位置，在所述被推离的位置中，在所述支撑件(17)插入到所述两个臂(7、8)之间的状态下，所述两个滑动件(20、21)的彼此远离的两个端部区域(29)分别伸到所述两个臂(7、8)的凹槽(23、24)中，所述封闭装置(16)与所述椎弓根螺钉被锁定。
2.根据权利要求1所述的具有封闭装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所述运动机构包括可转动件(19)，所述可转动件(19)设置于所述支撑件(17)中，能围绕垂直于所述两个滑动件(20、21)的移位方向的轴线(32)转动，所述可转动件设有两个平行于所述轴线(32)定位的销(30、31)，所述销分别与设置在各所述滑动件(20、21)上的凸轮装置(33)协同作用。
3.根据权利要求2所述的具有封闭装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所述滑动件(20、21)和所述可转动件(19)插入到所述支撑件(17)中，盖(18)放置于所述支撑件(17)上并连接于所述支撑件(17)，所述盖设有孔(34)，所述可转动件(19)被可转动地支承在所述孔(34)中。
4.根据权利要求2或3所述的具有封闭装置的椎弓根螺钉，其特征在于，在所述可转动件(19)与所述支撑件(17)之间设有多个接合件(37)，在所述被推离的位置中，所述接合件(37)将所述两个滑动件(20、21)保持于接合状态。
5.根据权利要求4所述的具有封闭装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所述接合件(37)均包括弹性臂(38)，所述弹性臂(38)的一端连接于所述可转动件(19)，且在所述弹性臂(38)的弹性自由端上设有凸起(39)，在接合状态下，所述凸起(39)总是接合于设置在所述支撑件(17)上或设置在所述盖(18)上的相应凹槽中。
6.根据权利要求2或3所述的具有封闭装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所述可转动件(19)设有特定形状的腔(22)，具有相对应的特定形状的转动工具能插入到所述腔(22)中。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的具有封闭装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所述滑动件(20、21)的彼此远离的端部区域(29)设有斜面(41)。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的具有封闭装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所述支撑件(17)的朝所述杆部(10)转动的表面(25)的形状与所述杆部表面相适应，且所述表面(25)设有相应的脊部(26)和凹部(27)。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的具有封闭装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所述支撑件(17)的拐角区域设有导引肋(35)，通过所述导引肋(35)，能够以被导引的方式将所述支撑件(17)放置于所述头部(3)上，所述头部(3)设有导引面(36)。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的具有封闭装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所述杆部(10)由弹性材料制成。
11.根据权利要求10所述的具有封闭装置的椎弓根螺钉，其特征在于，所述杆部(10)由聚氨酯基生物相容塑料制成。
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