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CN104302238A - 动态骨固定元件 - Google Patents

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CN104302238A
CN104302238A CN201380013911.1A CN201380013911A CN104302238A CN 104302238 A CN104302238 A CN 104302238A CN 201380013911 A CN201380013911 A CN 201380013911A CN 104302238 A CN104302238 A CN 104302238A
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Abstract

本发明公开了一种动态骨固定元件，所述动态骨固定元件能够包括固定构件和沿第一方向伸长的套管。所述套管能够限定通道，所述通道沿所述第一方向从近端穿过延伸到远端。所述通道具有第一横截面尺寸。所述固定构件具有头部、从所述头部延伸并沿第二方向伸长的轴、以及从所述轴延伸并与所述轴形成一体的基台构件，其中所述轴延伸穿过所述通道使得所述套管被捕获在所述基台构件和所述头部之间。位于所述通道内的所述轴的至少一部分具有第二横截面尺寸，所述第二横截面尺寸小于所述第一横截面尺寸使得所述固定构件能够相对于所述套管沿具有横向于所述第一方向的方向分量的方向移动。

Description

动态骨固定元件
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年3月13日提交的美国临时申请No.61/609,992和2012年4月2日提交的美国临时申请No.61/619,072的权益，上述临时申请中的每一个的内容据此全文以引用方式并入本文。
背景技术
每年数以百万的人经受骨折的痛苦。这种病症的治疗在很多情况下通过刚性固定来完成，所述刚性固定涉及经由多个骨固定元件(例如，骨螺钉、钩、固定构件、铆钉等)来将负荷载体(例如，骨板、棒等)附连到患者的骨折片以便将骨折片相对于彼此固定在一起。
负荷载体的动态固定据信能降低通常与刚性固定相关的应力量。在一些情况下，利用动态锁定螺钉来将负荷载体附连到骨折片。某些动态锁定螺钉包括焊接到套管的固定构件。套管接合骨并且固定构件可围绕焊接部并相对于套管移动，从而允许骨折片相对于彼此的微移动。已知的动态锁定螺钉可具有昂贵的制备成本并且对于某些应用而言可难以制备。因此，可需要改善的动态固定元件。
发明内容
在一个实施例中，动态骨固定元件被配置成将负荷载体联接到骨。动态骨固定元件可包括沿第一方向伸长的套管。套管可限定近端、沿第一方向与近端间隔开的远端、和沿第一方向从近端朝着远端延伸的通道。通道可具有沿垂直于第一方向的方向测量的第一横截面尺寸，并且套管还可限定被配置成接合骨的外表面。动态骨固定元件还可包括固定构件，所述固定构件具有头部、沿第二方向从头部延伸的轴、和从轴延伸的基台构件，其中所述轴被配置成延伸到通道中使得套管的至少一部分被捕获在基台构件和头部之间，从而将固定构件联接到套管。被配置成位于通道内的轴的至少一部分具有沿垂直于第二方向的方向的第二横截面尺寸，所述第二横截面尺寸小于第一横截面尺寸使得固定构件可相对于套管沿具有横向于第一方向的方向分量的方向移动。
在另一个实施例中，动态骨固定元件可包括沿第一方向伸长的套管、和联接到套管的固定构件。套管可限定近端、沿第一方向与近端间隔开的远端、和至少部分地限定通道的内表面。通道可沿第一方向从近端穿过延伸到远端。套管还限定被配置成接合骨的外表面。固定构件可具有头部、从头部延伸的轴、和从轴延伸的基台构件。固定构件可相对于套管沿第一方向移动，并且基台构件和头部均限定相应的基台表面，所述基台表面的尺寸设定成接触套管以便限制固定构件相对于套管沿第一方向的平移。
在另一个实施例中，动态骨固定元件可包括固定构件和沿第一方向伸长的套管。套管限定近端、沿第一方向与近端间隔开的远端、和至少部分地限定通道的内表面。通道沿第一方向从近端穿过延伸到远端。套管还限定被配置成接合骨的外表面。固定构件可具有头部、从头部延伸到通道中的轴、和从轴延伸的基台构件。基台构件将固定构件至少部分地联接到套管，使得固定构件的近端和远端均可相对于套管沿具有垂直于第一方向的方向分量的方向移动。
本发明还公开了制备动态固定元件的方法。在一个实施例中，将固定构件的轴沿纵向方向插入穿过套管的通道，直至固定构件的第一基台表面接触套管的第一末端，所述套管具有至少部分地限定通道的内表面，和被配置成接合骨的外表面，所述轴具有当轴插入通道中时与内表面间隔开的表面，使得固定构件可相对于套管沿横向于纵向方向的方向移动。然后将第二基台表面联接到固定构件，使得套管被捕获在第一基台表面和第二基台表面之间。
本发明还公开了横跨限定在第一骨部分和第二骨部分之间的骨间隙来固定负荷载体的方法。在一个实施例中，所述方法包括利用第一动态固定元件来将负荷载体联接到第一骨部分，所述第一动态固定元件具有第一固定构件和被捕获在第一固定构件的第一基台表面与第二基台表面之间的第一套管，所述第一套管具有内表面，并且所述第一固定构件包括具有第一表面的轴，所述第一表面与所述第一套管的内表面间隔开，使得所述第一固定构件可相对于所述第一套管移动。所述方法还包括利用第二动态固定元件来将负荷载体联接到第二骨部分，所述第二动态固定元件具有第二固定构件和被捕获在第二固定构件的第一基台表面与第二基台表面之间的第二套管，所述第二套管具有第二内表面，并且所述第二固定构件包括具有第二表面的轴，所述第二表面与所述第二套管的第二内表面间隔开，使得所述第二固定构件可相对于所述第二套管移动。
附图说明
上述发明内容以及以下对本申请实施例的详细说明在结合附图阅读时能够得到更好地理解。为示出本申请的方法、固定元件、和系统，附图中显示优选的实施例。然而，应当理解，本申请并不限于示出的精确方法、固定元件、和系统。在附图中：
图1为根据一个实施例的骨固定系统的侧正视图，所述固定系统具有负荷载体和至少两个动态固定元件，所述至少两个动态固定元件将负荷载体联接到由间隙隔开的相应解剖结构，所述动态固定元件为清楚起见以横截面形式示出；
图2A为根据一个实施例的动态固定元件的透视图，所述动态固定元件具有套管和联接到套管的固定构件，所述套管限定远端、近端、和从远端穿过延伸到近端的通道，并且所述固定构件包括轴、从轴的近端延伸的头部、和从轴的远端延伸的基台构件，使得所述套管被捕获在头部和基台构件之间；
图2B为图2A所示的动态固定元件的底部平面视图；
图2C为图2A所示的动态固定元件的侧正视图；
图2D为穿过线2D-2D的图2C所示的动态固定元件的剖视图；
图2E为穿过线2E-2E的图2C所示的动态固定元件的剖视图；
图2F为根据另一个实施例的穿过示出套管通道的线2F-2F的图2C所示的动态固定元件的剖视图；
图2G为示出其中固定构件可相对于套管移动的至少一些方向的动态固定元件的剖视图；
图2H为具有相对于套管逆时针旋转的固定构件的动态固定元件的剖视图；
图2I为根据另一个实施例的穿过线2I-2I的图2C所示的动态固定元件的剖视图；
图3为在将固定构件的头部焊接到固定构件的轴从而将固定构件联接到套管之前图2D所示的动态固定元件的剖视图；
图4为定位在模具中的固定构件的侧正视图，所述模具被配置成接收材料从而形成固定构件的头部和基台构件之间的套管；
图5A为根据另一个实施例的动态固定元件的透视图，所述动态固定元件具有套管和固定构件，所述固定元件包括基台构件，所述基台构件包括当固定构件的轴推进穿过套管的通道时向内挠曲的四个柔性延伸部；
图5B为图5A所示的固定构件的透视图；
图5C为图5B所示的固定构件的侧正视图；
图5D为穿过线5D-5D的图5C所示的固定构件的剖视图；
图6A为根据另一个实施例的可联接到图5B所示的固定构件的套管的透视图；
图6B为图6A所示的套管的顶部平面图；
图6C为图6A所示的套管的侧正视图；
图6D为穿过线6D-6D的图6C所示的套管的剖视图；
图7A为根据另一个实施例的动态固定元件的剖视图，所述动态固定元件具有套管和固定构件，所述固定构件包括基台构件，所述基台构件将固定构件联接到套管，使得所述基台构件沿垂直于固定构件延伸穿过套管的方向的方向为固定的；
图7B为根据另一个实施例的动态固定元件的剖视图，所述动态固定元件具有限定近侧通道部分和远侧通道部分的套管、以及包括近侧轴部分和远侧轴部分的固定构件，所述近侧轴部分具有圆形的横截面，并且所述远侧轴部分具有多边形的横截面；
图7C为穿过线7C-7C的图7B所示的动态固定元件的剖视图；
图7D为穿过线7D-7D的图7B所示的动态固定元件的剖视图；
图8A为根据本发明的另一个实施例的套管的侧正视图，所述套管包括位于所述套管的远端处的多个柔性腿部；
图8B为包括如8A所示的套管的动态固定元件的剖视图；
图9A为骨板和多个固定构件的侧正视图，所述多个固定构件为预装配的以便形成预制备的植入物；
图9B为骨板和多个固定构件的侧正视图，所述多个固定构件与骨板一体地形成以便形成预制备的整体式植入物；
图9C为具有配合特征结构的套管的侧透视图，所述配合结构被配置成接收螺钉驱动器的配合末端；
图9D为具有配合结构的套管的侧透视图，所述配合特征结构由通道限定使得通道被配置成接收螺钉驱动器的配合末端；
图9E为如图9A或图9B所示的联接到套管的植入物的侧透视图，所述套管已被驱动至相应的解剖结构内；并且
图10为根据另一个实施例的植入物的侧透视图，所述植入物联接到已驱动至相应椎体内的套管。
具体实施方式
下列描述中所使用的某些术语仅为了方便起见且并非限制性的。所述词汇“右”、“左”、“下”、和“上”指定附图中的方向，以此作为参照。所述词汇“内部”或“远侧”和“外部”或“近侧”是指分别朝向和远离植入物及其相关部分的几何中心的方向。所述词汇“前”、“后”、“上”、“下”、“内侧”、“外侧”和相关词汇和/或短语用于指示所参照的人体内的各种位置和取向，并不具有限制意义。所述术语包括以上列举的词汇、它们的派生词以及具有类似含义的词汇。
参见图1，骨固定系统10被配置成将第一基底或解剖主体14a和第二基底或解剖主体14b相对于彼此附连在一起，使得允许第一解剖主体14a和第二解剖主体14b的微移动。解剖主体14a和14b可各自被配置成骨折片、软组织、植入物、椎体、或者被配置成附接到另一个解剖主体的任何可供选择的结构。根据图示实施例，第一解剖主体14a和第二解剖主体14b被配置成由骨间隙(诸如，骨折部18)隔开的第一骨折片和第二骨折片。然而，应当理解，限定在第一解剖主体和第二解剖主体之间的间隙可由除骨折之外的病症限定，所述间隙包括限定在植入物与骨或软组织之间的解剖变形和间隙、或者甚至限定在相邻椎体之间的间隙(即，椎间隙)。
骨固定系统10可包括负荷载体22、至少一个动态骨固定元件26(诸如，将负荷载体22附连到第一解剖主体14a的第一动态骨固定元件26a)、和至少一个骨固定元件26(诸如，将负荷载体22附连到第二解剖主体14b的第二动态骨固定元件26b)。动态骨固定元件26被配置成允许解剖主体14a和14b相对于彼此的微移动。
继续参见图1，负荷载体22可被配置成骨板，所述骨板具有上部表面30、下部骨接触表面34、以及从上部表面30穿过延伸到下部骨接触表面34的至少两个骨固定孔38。负荷载体还包括限定固定孔38的相应内表面40。每个相应内表面40带有被配置成接合动态骨固定元件26的螺纹42。在图示实施例中，螺纹42完全地围绕每个表面40延伸，但应当理解，每个螺纹42可部分地围绕每个表面40延伸以便限定多个螺纹区段。尽管负荷载体22被示为骨板，但应当理解，负荷载体22可根据需要被配置成棒或其他稳定结构。
现在参见图2A-2E，动态骨固定元件26在本文中被描述为沿纵向方向“L”和侧向方向“A”水平延伸并且沿横向方向“T”竖直延伸。除非本文另外指明，否则术语“侧向”、“纵向”、和“横向”用于描述各种部件的正交方向分量。应当理解，尽管纵向方向和侧向方向被示出为沿水平平面延伸，并且横向方向被示出为沿竖直平面延伸，但是包含各个方向的平面可能在使用期间有所不同。例如，当骨固定系统10联接到脊柱时，横向方向T大体沿上-下(或尾-头)方向在竖直方向延伸，而由纵向方向L和侧向方向A限定的平面分别大体位于由前-后方向、和内侧-外侧方向限定的解剖平面内。因此，方向术语“竖直”和“水平”用于仅出于清晰和例证的目的来描述如图所示的动态骨固定元件26及其部件。
如图1和图2A-2E所示，每个动态骨固定元件26被配置成将负荷载体22附连到解剖结构，诸如骨。每个骨固定元件26包括套管50和联接到套管50的固定构件54。将固定构件54联接到套管50使得固定构件54能够相对于套管50沿横向方向、侧向方向、和纵向方向中的至少一个移动。固定构件54也可能够相对于套管50围绕平行于纵向方向的轴线旋转。固定构件54可由第一材料制成，并且套管50可由第二材料制成。第一材料可比第二材料更硬。例如，第一材料可包括钴铬合金并且第二材料可包括钛。然而，应当理解，套管50和固定构件54可根据需要由任何材料制成。
如图2A所示，动态骨固定元件26为沿第一方向X1(例如，纵向方向L)伸长的，并且具有近端P和沿第一方向X1与近端P间隔开的远端D。动态骨固定元件26并且具体地讲固定构件54可具有沿第一方向X1从近端P到远端D测量的总体长度L1，该总体长度介于约1.0mm和约160.0mm之间，并且对于一些实施例而言介于约1.0mm和约3.0mm之间。然而，应当理解，动态骨固定元件可根据需要具有任何长度。因此，动态骨固定元件26可被配置成将负荷载体附连到具有不同尺寸的不同解剖结构。例如，动态骨固定元件26可被配置成将负荷载体附连到下颌骨或颈椎。
如图2B-2E所示，套管50为沿第一方向X1伸长的，并且限定第一端或近端58和沿第一方向X1与近端58间隔开的第二端或远端62。套管50可具有从近端58到远端62测量的总体长度L2。套管50包括至少部分地限定通道66的至少内表面64，所述通道66沿第一方向X1从近端58朝着远端62延伸使得所述通道66延伸穿过近端58和远端62二者。如图2E所示，套管50包括限定通道66的四个表面64。因此，通道66的横截面为非圆形的。即，通道66的横截面可为多边形的，诸如如图所示的正方形。然而，应当理解，通道66可由任意数量的内表面64限定并且通道66的横截面可根据需要具有任何非圆形形状。例如，通道66的横截面可为六边形的。此外，应当理解，沿通道66的整个长度的通道66的每个部分的横截面可为非圆形的，或者作为另外一种选择，沿通道66的长度的仅一部分的通道66的横截面可为非圆形的，而通道66的长度的剩余部分具有圆形横截面。此外，应当理解，通道66可穿过近端并朝着远端延伸但未穿过远端。
如图2D和2E所示，通道66具有沿垂直于第一方向X1的方向测量的横截面尺寸D1。尺寸D1的尺寸可设定成使得通道66接收固定构件54，并且固定构件54可在通道66内沿具有横向于第一方向X1的方向分量的至少一个方向移动。应当理解，尺寸D1可在通道66的整个长度上为相同的或尺寸D1可沿通道66的长度而有所变化，前提条件是固定构件54把能够在所述的通道66内移动。
内表面64可各自限定相应的止挡件67，所述止挡件67被配置成限制固定构件54在通道66内的移动。即，止挡件67可限制固定构件相对于套管沿具有横向于第一方向X1的方向分量的方向的移动。止挡件67可为靠近通道66的近端的内表面64的部分，或者可为靠近通道66的远端的部分，如图2D所示。然而，应当理解，止挡件67可为设置在沿通道66的任何位置处的内表面64的部分，或者可甚至为通道的整个内表面64。
如图2A-2D所示，套管50还包括沿第一方向X1从近端58延伸到远端62的外表面70。外表面70带有螺纹74，所述螺纹74被配置成接合解剖结构，诸如骨。然而，应当理解，螺纹74可被配置成根据需要来接合任何解剖结构。如图2C所示，螺纹74可沿第一方向X1在套管50的整个长度上延伸。然而，应当理解，螺纹74可根据需要仅部分地沿套管50的长度延伸。此外，应当理解，螺纹74可包括围绕套管50延伸的多个螺纹区段，前提条件是螺纹74能够接合解剖结构并且将动态骨固定元件26附连到解剖结构。
如图2D所示，套管50还包括第一或近侧基台表面76和远离第一基台表面76的第二或远侧基台表面78。第一基台表面76和第二基台表面78被配置成邻接固定构件54的相应基台表面，从而限制固定构件54相对于套管50沿第一方向X1的移动。如图所示，第一基台表面76和第二基台表面78可分别为套管50的近端58和远端62。因此，第一基台表面76和第二基台表面78可彼此间隔开距离L2。然而，应当理解，套管50的那部分可延伸到第一基台表面76的近侧和第二基台表面78的远侧，使得基台表面76和78并非为套管50的近端和远端。
如图2C和2D所示，固定构件54延伸到套管50的通道66中并且松散地联接到套管50，使得固定构件54可相对于套管移动。固定构件54具有头部80、沿第二方向X2从头部80朝远侧延伸的轴84、和从轴84延伸的基台构件88。如图所示，基台构件88可从轴84的远端延伸，使得套管50被捕获在头部80和基台构件88之间。以此方式，将套管50联接到固定构件54。应当理解，第二方向X2可平行于第一方向X1或可相对于第一方向X1成角度偏移。还应当理解，基台构件88可从邻近轴84的远端的轴的一部分延伸。
如图2C和2D所示，头部80包括具有圆形横截面的头部主体90并且限定近侧表面92、远侧表面94、和侧表面96，所述侧表面96在其从近侧表面92延伸到远侧表面94时向内渐缩。渐缩侧表面96带有螺纹98，所述螺纹98被配置成在动态骨固定元件26插入穿过负荷载体22的骨固定孔38中的一个时接合负荷载体22的螺纹42中的一个。一旦螺纹98已接合螺纹42，动态骨固定元件26将被锁定到负荷载体22。尽管在图示实施例中头部80包括螺纹98，但应当理解，头部可不含螺纹。此外，应当理解，侧表面96可在侧表面96从近侧表面92延伸到远侧表面94时径向向外渐缩，或者侧表面96可不含渐缩并且可基本上垂直于近侧表面92和远侧表面94。
如图2D所示，头部80还包括延伸到头部80的近侧表面92中的配合构件102。配合构件102被配置成接合驱动工具的相应配合构件。配合构件102可为六边形凹槽106，所述六边形凹槽106被配置成被驱动工具的六边形突出部接合，使得当驱动工具旋转时，动态骨固定元件26将被旋转并且驱动到解剖结构中。然而，应当理解，配合构件102可根据需要包括其他构型，前提条件是配合构件102可与驱动工具相配合，从而为动态骨固定元件26施加旋转。例如，配合构件102可为狭槽形凹槽。
如图2D所示，头部80的远侧表面94从轴84径向向外延伸以便限定具有第一基台表面114的肩部110。肩部110具有沿垂直于第二方向X2的方向测量的横截面尺寸D2。肩部110的横截面尺寸D2大于通道66的横截面尺寸D1。如图2D所示，第一基台表面114面向套管50的第一基台表面76并且被配置成邻接套管50的第一基台表面76以便限制固定构件54相对于套管50沿第一方向X1的远侧移动。
尽管在图示实施例中，头部80被配置成将骨板附连到解剖结构，但应当理解，头部80可具有其他构型以将其他负荷载体附连到解剖结构。例如，头部80可被配置成限定接收脊柱棒的通道。在此实施例中，通道可沿垂直于第二方向X2的方向延伸穿过头部并且可具有开口，使得通道可沿第二方向X2接收棒。然而，应当理解，通道可具有开口使得通道可沿垂直于第二方向X2的方向接收棒。
如图2D所示，轴84从头部80的远侧表面94朝远侧延伸。轴84可具有总体长度L3，该总体长度大于或基本上等于套管50的第一基台表面和第二基台表面之间的总体长度L2。因此，轴84可被配置成完全地延伸穿过套管50的通道66，使得轴84的近端位于通道66的近端的近侧并且轴84的远端位于通道66的远端的远侧。然而，应当理解，在一些情况下，轴84可具有小于套管50的总体长度L2的总体长度L3。例如，在一些实施例中，基台构件可从轴延伸，使得基台构件的一部分位于套管50的通道66内(参见例如图5A)。
如图2D和2E所示，轴84包括面向通道66的内表面64的至少外表面120。如图2E所示，轴84包括各自面向通道66的相应内表面64的四个外表面120。因此，轴84可具有非圆形的横截面。即，轴84的横截面可为多边形的，诸如如图所示的正方形。然而，应当理解，轴84可由任意数量的外表面120限定并且轴84的横截面可根据需要具有任何非圆形形状。例如，轴84和通道66的横截面可为六边形的，如图2H所示。此外，应当理解，沿轴84的整个长度的轴84的每个部分的横截面可为非圆形的，或者作为另外一种选择，沿轴84的长度的仅一部分的轴84的横截面可为非圆形的，而轴84的长度的剩余部分具有圆形横截面。由于轴84为非圆形的并且通道66为非圆形的，则套管50将随着固定构件54的旋转而旋转。即，当固定构件54旋转时，轴84的外表面120将接触套管50的内表面64，从而导致套管50旋转并且被驱动到解剖结构中。因此，为了使套管50随着固定构件54旋转而旋转，套管50并不必刚性地联接(即，焊接)到固定构件54。然而，应当理解，在一些实施例中，轴84和通道66可具有圆形横截面。例如，轴84或通道66可包括彼此接合的特征结构，使得当固定构件54旋转时，套管50将旋转。
如图2D和2E所示，轴84的外表面120各自面向通道66的相应内表面64，使得相应的非零间隙130被限定在外表面120和内表面64之间。如图所示，位于通道66内的轴84的至少一部分具有沿垂直于第二方向X2的方向测量的小于通道66的横截面尺寸D1的横截面尺寸D3。因此，固定构件54被通道66接收，使得固定构件54可在通道66内沿具有横向于第一方向X1的方向分量的至少一个方向移动。具体地讲，固定构件可相对于套管50沿多个方向移动，所述多个方向中的每个方向具有横向于第一方向X1的方向分量。应当理解，尺寸D3可在轴84的整个长度上为相同的或尺寸D3可沿轴84的长度有所变化，前提条件是固定构件54能够在所述的通道66内移动。还应当理解，横截面尺寸D1和横截面尺寸D3优选是沿相同方向测量的。
在另一个实施例中并且参照图2F，套管50可被配置成限制固定构件54在一个平面内相对于套管的移动。如图2F所示，套管50可包括共同限定通道66a的两个平行的第一表面64a和两个平行的第二表面64b(其长于第一表面64a)。因此，通道66a的横截面为矩形的。即，通道66a具有在第一表面64a之间沿垂直于第一方向X1的方向测量的第一横截面尺寸D5、以及在第二表面64b之间沿垂直于第一方向和测量第一横截面尺寸D5的方向二者的方向测量的第二横截面尺寸D6。如图所示，第二横截面尺寸D6大于第一横截面尺寸D5。
如图2F所示，通道66a的第一横截面尺寸D5基本上等于轴84的横截面尺寸D3，并且通道66a的第二横截面尺寸D6大于轴84的横截面尺寸D3。因此，固定构件54在垂直于第一方向X1的第一平面内可相对于套管50移动，并且在垂直于第一方向X1和第一平面二者的第二平面内相对于套管50固定。
重新参见2C和2D，基台构件88从轴84的远端延伸并且包括基台构件主体160，所述基台构件主体160具有圆形的横截面并且限定近侧表面162、远侧表面164、和从近侧表面162延伸到远侧表面164的侧表面166。如图2D所示，基台构件88的近侧表面162从轴84径向向外延伸，以便限定肩部170，所述肩部170具有面向头部80的第一基台表面114的第二基台表面174。肩部170具有沿垂直于第二方向X2的方向测量的大于通道66的横截面尺寸D1的横截面尺寸D4。第二基台表面174面向套管50的第二基台表面78并且被配置成邻接套管50的第二基台表面78以便限制固定构件54沿第一方向X1的近侧移动。
如图2G所示，套管50被捕获在头部80和基台构件88之间。如图所示，套管50的至少一部分(诸如，整个套管50)可被捕获在头部80的肩部110和基台构件88的肩部170之间，使得固定构件54沿第一方向X1相对于套管50为基本上固定的。套管50也可被捕获在头部80的肩部110和基台构件88的肩部170之间，使得固定构件54沿第一方向X1可相对于套管50移动。因此，第一基台表面114和第二基台表面174可沿第二方向X2彼此间隔开，使得基本上等于或大于套管50的总体长度L1的长度L4被限定在第一基台表面114和第二基台表面174之间。在其中长度L4大于长度L1的情况下，可变尺寸的间隙可被限定在套管50与头部80和/或套管50与基台构件88中的至少一者之间(参见例如图5A)，从而允许固定构件54相对于套管50沿第一方向X1的移动。
参见图2G，将固定构件54联接到套管50，使得头部80可沿第三方向X3移动并且基台构件88可沿第四方向X4移动。第三方向X3和第四方向X4具有垂直于第一方向X1的方向分量。也可换句话讲，将固定构件54联接到套管50，使得固定构件54的近端可沿第三方向X3移动并且固定构件的远端可沿第四方向X4移动。因此，根据动态骨固定元件的构型，固定构件54的每个部分可相对于套管50移动。由于固定构件54可相对于套管50沿第一方向X1、第三方向X3、和第四方向X4移动，因此固定元件26具有改善的应力分散性并且允许微移动以由此改善所产生的骨的质量。
第三方向X3和第四方向X4可为基本上相同的方向或者彼此基本上相反的方向。例如，当第三方向X3和第四方向X4为基本上相同的方向时，固定构件54相对于套管50移动使得轴84的近侧部分和远侧部分接触或者说是受限于通道66的相同内表面64的止挡件67。作为另外一种选择，当第三方向X3和第四方向X4彼此基本上相反时，固定构件54相对于套管50移动使得轴84的近侧部分接触或者说是受限于通道66的第一内表面64的近侧止挡件67并且轴84的远侧部分接触或者说是受限于与第一内表面64相对和面对的第二内表面64的远侧止挡件67。然而，应当理解，固定构件54可移动使得轴84挠曲并且头部80相对于基台构件88移动。例如，在使用时，基台构件88可并非为可移动的，并且可受限于动态骨固定元件所附连的解剖结构。在这种情况下，轴84可挠曲并且头部80可相对于套管50和基台构件88移动。
当第三方向X3和第四方向X4彼此基本上相反时，轴84延伸的方向(即，第二方向X2)可为相对于通道66的中心轴线成角度偏移的。例如，如图2G所示，固定构件54可相对于套管50移动，使得轴84以相对于中心轴线C的角度延伸。角度可为介于约0度和约50度之间的任何角度。然而，应当理解，角度可根据需要为任何角度并且可取决于轴84的尺寸和/或通道66的尺寸。
固定构件54也可相对于套管50沿第一方向X1移动，使得可变的间隙被限定在头部80的基台表面和套管50的第一基台表面之间、以及在基台构件88的基台表面和套管50的第二基台表面之间。可变的角度间隙可等于或大于零。因此，固定构件54可相对于套管50沿多个方向移动，每个方向具有垂直于或平行于第一方向X1的方向分量。
现在参见图2H，固定构件54也可相对于套管50围绕中心轴线C旋转。固定构件54可顺时针或逆时针地旋转。如图所示，由于轴84和通道66为多边形的，因此固定构件54的旋转可为受限的。即，固定构件54可被限于相对于套管50旋转指定的角度。例如，固定构件54可被限于旋转30度，如图所示。然而，应当理解，固定构件54和套管50可被配置成使得固定构件54可根据需要相对于套管50旋转任何角度。因此，固定构件54可具有相对于套管50的至多六个自由度。
在操作期间并且参照图1，可将负荷载体22横跨限定在第一骨部分和第二骨部分之间的骨间隙来附连到第一骨部分和第二骨部分。负荷载体22可被定位成使得至少一个固定孔38与第一骨部分14a对齐并且至少一个固定孔38与第二骨部分14b对齐。可将第一动态骨固定元件26a插入穿过固定孔38之一，使得套管50接合第一骨部分14a并且头部80的螺纹接合固定孔38的螺纹。类似地，可将第二动态骨固定元件26b插入穿过固定孔38之一，使得套管50接合第二骨部分14b并且头部80的螺纹接合固定孔38的螺纹。通过使用动态骨固定元件26，允许第一骨部分14a和第二骨部分14b沿多个方向(包括纵向方向)的微移动，以便促进第一骨部分14a和第二骨部分14b的融合。第一骨部分14a和第二骨部分14b可为下颌骨部分或颈椎的椎体。然而，应当理解，第一骨部分14a和第二骨部分14b可为存在于身体内的任何骨部分或解剖结构。
现在参见图3和4，可利用多种制造技术来将固定构件54联接到套管50。在每种情况下，固定构件54可松散地联接(即，并非焊接)到套管50。即，固定构件54的所有部分可相对于套管50移动。例如，当固定构件54联接到套管50时，固定构件54的近端和远端二者沿具有垂直于第一方向X1的方向分量的方向可相对于套管50移动。然而，应当理解，在使用期间，固定构件54的远侧部分可相对于套管50固定。
如图3所示，固定构件54可最初形成为使得头部80与一体形成的或换句话讲整体式的轴84和基台构件88分离。为了装配动态骨固定元件26，可将轴84插入到通道66的远端中并且沿纵向方向L朝着通道66的近端进行平移，直至基台表面174邻接套管50的第二基台表面68。一旦插入后，就可通过焊接来将具有基台表面114的头部80联接到轴84的近端，从而将套管50分别捕获在头部80的基台表面114和基台构件88的基台表面174之间。然而，应当理解，可以其他方式来装配动态骨固定元件26，前提条件是轴84与第一基台表面一体地形成并且可在稍后的时间来将第二基台表面联接到轴。例如，应当理解，头部80和轴84可为一体形成的，而基台构件88为分离的。在这种情况下，将轴84插入穿过通道66的近端并且沿纵向方向L朝着通道66的远端进行平移，直至基台表面114邻接套管50的第一基台表面76。一旦插入后，就可通过焊接来将具有基台表面174的基台构件88联接到轴84的远端。还应当理解，可在不使用焊接的情况下来将头部80或基台构件88联接到轴84。例如，可利用形成于头部80、轴84、和/或基台构件88上的锁定或搭扣特征结构来将头部80或基台构件88联接到轴84。
如图4所示，也可将套管50包覆成型到固定构件54上。在这种情况下，固定构件54可为整体式的或换句话讲可一体地形成为单个单元，并且可将套管50包覆成型到轴84上。即，头部80、轴84、和基台构件88可彼此形成一体，并且可利用模具200来将套管50包覆成型到轴84上。如图4所示，模具200可包括上模头和下模头204。模头中的一者可相对于另一者移动，或者两个模头均可相对于彼此移动。除非另外指明，否则上模头和下模头可按照相同的方式进行构造，使得可通过翻转上模头并且使上模头与下模头204接合来形成模具。因此，尽管本文中详细地描述了下模头204，但应当理解，下模头204的描述适用于上模头，除非另外指明。
下模头204包括限定接合表面212的顶部表面208，所述接合表面212被配置成接合上模头的互补接合表面。下模头204还限定凹坑216，所述凹坑216从接合表面212垂直地延伸到模头204中。凹坑216被配置成接收轴84并且限定围绕轴84的半部的部分，诸如，套管50的第一半部。如图所示，凹坑216具有外壁218，所述外壁218的形状设定成对应于套管50的外壁的形状。当模头接合在一起时，下模头204的凹坑216可与上模头的互补凹坑进行结合，以形成对应的模具腔体。模具腔体可限定围绕整个轴84的套管50。
下模头204还包括具有通道234的至少一个注入管道节段230，所述通道234限定终端，所述终端限定延伸穿过凹坑216的外壁218的注入端口238。通道234被配置成接收模塑材料并且将模塑材料引导到由上模头和下模头形成的腔体中。注入模塑材料与轴和凹坑一致，从而形成如上所述的套管50。
为了确保在轴84的外表面和套管50的通道66的内表面之间形成间隙，可在轴和模头204之间设置填充材料220。例如，填充材料220可为设置在轴84上的石蜡，所述石蜡可在套管50已形成之后进行移除以由此允许固定构件54在套管50的通道66内移动。然而，应当理解，填充材料可具有其他构型。例如，填充材料可为砂。
应当理解，可根据需要利用任何技术来制造固定元件26。例如，套管50也可通过三维金属打印(诸如，选择性激光烧结)成型到或换句话讲联接到固定构件54。选择性激光烧结系统可包括高功率激光器(诸如，二氧化碳激光器)，所述高功率激光器被配置成将小金属粒子熔合成具有所需三维形状(即，套管50的形状)的块。因此，为了形成套管50，可将包含套管50的三维描述的数字文件下载到或换句话讲传送到系统。当此过程开始时，可使粉末状材料的第一薄层扩散到所述系统的整个构建平台上。然后利用得自三维数字描述的数据，激光器将在粉末状材料的第一层上选择性地绘制套筒50的横截面。当激光器绘制横截面时，其选择性地烧结(加热并且熔合)粉末状材料以由此产生代表套管50的第一横截面的固体块。所述系统继续执行此过程，直至套管50最终形成。
现在参见图5A-5D，固定构件可构造成使得动态骨固定元件26可进行手动装配且无需使用模具或焊接。如图5A-5D所示，动态骨固定元件326包括套管350和松散地联接到套管350的固定构件354。套管350和固定构件354与图2A-2E所示的套管50和固定构件54相同，并且包括类似的结构，除非另外有所描述。此外，动态骨固定元件326按照与动态骨固定元件26类似的方式操作和起作用，除非另外有所描述。
如图5A所示，套管350为沿第一方向X1伸长的，并且限定第一端或近端358和沿第一方向X1与近端358间隔开的第二端或远端362。套管350可具有沿第一方向X1从近端358到远端362测量的总体长度L2。套管350包括至少部分地限定通道366的内表面364，所述通道366沿第一方向X1从近端358朝着远端362延伸，使得所述通道366延伸穿过近端358和远端362二者。如图所示，通道366具有沿垂直于第一方向X1的方向测量的横截面尺寸D1。通道366的尺寸D1可接收固定构件354，使得固定构件354可在通道366内沿具有横向于第一方向X1的方向分量的至少一个方向移动。
如图所示，套管350还包括第一或近侧基台表面376和背向第一基台表面376的第二或远侧基台表面378。第一基台表面376和第二基台表面378被配置成邻接固定构件354的相应基台表面，从而限制固定构件354相对于套管350沿第一方向X1的移动。如图所示，第一基台表面376和第二基台表面378可分别为套管350的近端358和远端362。因此，第一基台表面376和第二基台表面378可沿第一方向X1彼此间隔开长度L2。然而，应当理解，套管350的部分可延伸到第一基台表面376的近侧和第二基台表面378的远侧使得基台表面376和378并非为套管350的绝对近端和远端。
如图5A所示，固定构件354沿第一方向X1延伸穿过套管350的通道366。如图5B和5C所示，固定构件354具有头部380、从头部380沿第二方向X2朝远侧延伸的轴384、和从轴384延伸的基台构件388。如图所示，基台构件388可从轴384的远端延伸，使得基台构件388的至少一部分沿垂直于第二方向X2的方向延伸并且套管350被捕获在头部380和基台构件388之间。以此方式，套管350可联接到固定构件354。
如图5B和5C所示，头部380包括具有圆形横截面的头部主体390并且限定近侧表面392、远侧表面394、和侧表面396，所述侧表面396在其从近侧表面392延伸到远侧表面394时向内渐缩。渐缩侧表面396带有螺纹398，所述螺纹398被配置成在动态骨固定元件326插入穿过负荷载体22的骨固定孔38中的一个时接合负荷载体22的螺纹42中的一个。一旦螺纹398已接合螺纹42，动态骨固定元件326就将锁定到负荷载体22。
如图5A和5C所示，头部380的远侧表面394从轴384径向向外延伸以便限定具有第一基台表面414的肩部410。肩部410具有沿垂直于第二方向X2的方向测量的横截面尺寸D2。肩部410的横截面尺寸D2大于通道366的横截面尺寸D1。如图5A所示，第一基台表面414面向套管350的第一基台表面376并且被配置成邻接套管350的第一基台表面376以便限制固定构件354沿第一方向X1的远侧移动。
如图5C所示，轴384从头部380的远侧表面394朝远侧延伸。轴384包括面向通道366的内表面364的至少一个外表面420。类似于动态骨固定元件26，固定构件354和套管350被配置成使得当固定构件354旋转时，轴384的外表面420将接触套管350的内表面364，从而导致套管350旋转并且被驱动到解剖结构中。因此，套管350不必刚性地连接(即，焊接)到固定构件354。
如图5A所示，轴384的外表面420各自面向通道366的相应内表面364，使得相应的非零间隙430被限定在外表面420和内表面364之间。因此，位于通道366内的轴384的至少一部分具有沿垂直于第二方向X2的方向测量的小于通道366的横截面尺寸D1的横截面尺寸D3。因此，固定构件354被通道366接收，使得固定构件354可在通道366内沿具有横向于第一方向X1的方向分量的至少一个方向移动。具体地讲，固定构件354可相对于套管350沿多个方向移动，所述多个方向中的每个方向具有横向于第一方向X1的方向分量。应当理解，尺寸D3可在轴384的整个长度上为相同的或尺寸D3可沿轴384的长度有所变化，前提条件是固定构件354能够在所述的通道366内移动。
如图5A-5D所示，基台构件388从轴384的远端延伸并且包括至少一个(诸如，四个)柔性延伸部460，所述柔性延伸部460由细长狭槽461彼此隔开并且被配置成在动态骨固定元件326的装配期间随着轴384穿过通道366而向内弹性挠曲。每个柔性延伸部460包括细长主体462和搁架464，所述搁架464从主体462的远侧部分沿垂直于第二方向的方向径向向外延伸。搁架464一起限定肩部470，所述肩部470具有面向头部380的第一基台表面414的第二基台表面474。基台构件388或至少肩部470具有沿垂直于第二方向X2的方向测量的大于通道366的横截面尺寸D1的横截面尺寸D4。第二基台表面474面向套管350的第二基台表面378并且被配置成邻接套管350的第二基台表面378以便限制固定构件354沿第一方向X1的近侧移动。
如图5C所示，每个搁架464还包括外表面468，所述外表面468从搁架464的近侧表面到搁架464的远侧表面向内渐缩。每个渐缩表面468被配置成接合通道366的内表面364，从而当轴384穿过通道366时向内推压柔性延伸部460。然而，应当理解，外表面468不必为渐缩的并且可根据需要具有其他构型。例如，外表面468可垂直于搁架464的近侧表面。
如图5A所示，至少一部分(诸如，整个)套管350被捕获在头部380的肩部410和基台构件388的肩部470之间，使得套管350的所述部分沿第一方向与基台构件388的基台表面474对齐。如图所示，套管350可被捕获在头部380的肩部410和基台构件388的肩部470之间，使得固定构件354沿第一方向X1可相对于套管350移动，或者套管350可被捕获在头部380的肩部410和基台构件388的肩部470之间，使得固定构件354沿第一方向X1相对于套管350为基本上固定的。因此，第一基台表面414和第二基台表面474可沿第二方向X2彼此间隔开，使得基本上等于或大于在套管350的第一基台表面376和第二基台表面378之间的总体长度L2的长度LC3被限定于第一基台表面414和第二基台表面474之间。
如图5A所示，在其中长度LC3大于长度L2的情况下，可变尺寸的间隙480可被限定在套管350与头部380和/或套管350与基台构件388中的至少一者之间。具体地讲，可变尺寸的间隙480可被限定在头部380的基台表面与套管350的第一基台表面376之间、和/或基台构件388的基台表面与套管350的第二基台表面378之间。可变尺寸的间隙480可沿平行于第一方向X1的方向进行测量并且可在约0mm和约0.4mm之间变化。然而，应当理解，可变尺寸的间隙480可在任何所需的距离之间变化。还应当理解，当头部380和套管350之间的间隙480减小时，基台构件388和套管350之间的间隙480增加，反之亦然。
通过如下方式来将固定构件354联接到套管350：将基台构件388插入通道366的近端中，使得搁架464的渐缩表面468接触通道的内表面364，从而将柔性延伸部从第一位置向内挠曲或换句话讲推压到挠曲的第二位置。当轴384穿过通道366时，柔性延伸部460将保持挠曲状态。一旦搁架464已穿过通道366并且位于套管350的远侧，柔性延伸部460就将返回到第一位置或至少基本上接近第一位置，以便将套管350捕获在第一基台表面414和第二基台表面474之间。因此，基台构件388可在基台构件388位于通道366中时限定具有沿第二方向的第一横截面尺寸的外表面，并且在基台构件388位于通道366的远侧时，所述外表面可限定沿第二方向的大于第一横截面尺寸的第二横截面尺寸。因此，基台构件388为弹性的，使得外表面在位于通道366中时为压缩的并且在位于通道366的远侧时为扩张的。
现在参见图6A-6D，根据另一个实施例构造的套管550可被配置成松散地联接到固定构件，诸如，固定构件354。如图6A所示，套管550为沿第一方向X1伸长的，并且限定第一端或近端558和沿第一方向X1与近端558间隔开的第二端或远端562。套管550可具有沿第一方向X1从近端558到远端562测量的总体长度L2。套管550包括沿第一方向X1从近端558朝着远端562延伸的通道565。具体地讲，套管550包括至少部分地限定通道565的第一部分566的第一内表面564和至少部分地限定通道565的第二部分570的第二内表面568，所述第二部分570沿第一方向X1从第一部分566的远端朝着远端562延伸。因此可以说，通道565包括第一部分566和第二部分570。如图所示，通道565的第一部分566具有沿垂直于第一方向X1的方向测量的横截面尺寸D7，并且通道565的第二部分570具有也沿垂直于第一方向X1的方向测量的且大于通道565的第一部分566的横截面尺寸的第二横截面尺寸D8。
通道565的第一部分566具有沿第一方向X1的长度LC1并且通道565的第二部分570具有沿第一方向的第二长度LC2。第一部分566的长度LC1和尺寸D7被配置成使得通道565可接收固定构件354，使得固定构件354可在通道566内沿具有横向于第一方向X1的方向分量的至少一个方向移动。通道565的第二部分570的尺寸D8被配置成使得第二部分570可接收固定构件354的搁架464，以便将将固定构件354联接到套管550。尺寸D8可为足够大的，以允许固定构件354的远端沿垂直于第一方向X1的方向移动。
如图6B所示，套管550包括限定第一部分566的四个表面564。因此，第一部分566的横截面为非圆形的。即，第一部分566的横截面可为多边形的，诸如如图所示的正方形。然而，应当理解，第一部分566可由任意数量的内表面564限定并且第一部分566的横截面可根据需要具有任何非圆形形状。例如，第一部分566的横截面可为六边形的。此外，应当理解，沿第一部分566的整个长度第一部分566的每个部分的横截面可为非圆形的，或者作为另外一种选择，沿第一部分566的长度的仅一部分第一部分566的横截面可为非圆形的，而第一部分566的长度的剩余部分具有圆形横截面。
搁架464可由第二部分570接收使得固定构件354为沿第一方向固定的，或者搁架464可由第二部分570接收使得固定构件354可在通道565内沿第一方向移动。例如，套管550还包括被配置成邻接固定构件354的相应基台表面从而限制固定构件354相对于套管550沿第一方向X1的移动的第一或近侧基台表面576和第二或远侧基台表面578。如图所示，第一基台表面376和第二基台表面378可分别为第二部分570的近端358和远端362。即，第一基台表面576和第二基台表面578可至少部分地限定第二部分570并且可沿第一方向为彼此相对的。因此，第一基台表面376和第二基台表面378可沿第一方向X1彼此间隔开第二长度LC2。基台构件388的搁架464可具有沿第一方向X1的长度LM，该长度小于第二长度LC2从而允许固定构件354沿第一方向X1移动。
如图6C所示，套管550还包括沿第一方向X1从近端558延伸到远端562的外表面580。外表面580带有螺纹582，所述螺纹582被配置成接合解剖结构，诸如骨。然而，应当理解，螺纹582可被配置成根据需要来接合任何解剖结构。如图6C所示，螺纹582可沿第一方向X1在套管550的整个长度上延伸。然而，应当理解，螺纹582可根据需要仅部分地沿套管550的长度延伸。此外，应当理解，螺纹582可包括围绕套管550延伸的多个螺纹区段，前提条件是螺纹582能够接合解剖结构并且将动态骨固定元件附连到解剖结构。
如图6C所示，套管还可包括邻近远端562的切割槽586。因此，当固定元件旋转时，切割槽586将切割到解剖结构中，从而将套管550推进到解剖结构中。
可通过如下方式来将固定构件354联接到套管550：将基台构件388插入通道565的近端中，使得搁架464的渐缩结构468接触通道365的第一部分566的内表面564，从而将柔性延伸部从第一位置向内弹性地挠曲或换句话讲推压到挠曲的第二位置。当轴384穿过第一部分566时，柔性延伸部460将保持挠曲状态。一旦搁架464已穿过第一部分566并进入第二部分570，柔性延伸部460就将返回到第一位置或至少基本上接近第一位置，以便将套管550捕获在至少基台表面474和头部380之间。根据第二部分570的长度LC2、轴384的长度、和搁架464的长度LM，固定构件354可被配置成沿第一方向移动。
基台表面576和578可被配置成限制固定构件354沿第一方向的移动。然而，应当理解，在一些实施例中，套管550的近端可限定基台表面。在此类实施例中，套管550的近端以及近侧基台表面576被配置成限制固定构件354沿第一方向的移动。因此可以说，套管550的至少一部分沿第一方向X1被捕获在基台构件388的基台表面474与头部380之间。在其中套管550的捕获部分限定第一长度(即，第一部分566的长度LC1)并且固定构件354限定在头部380和基台构件388的基台表面474之间的大于第一长度的第二长度(即，LC3)的实施例中，固定构件可沿第一方向X1移动。
在另一个实施例中并且参见图7A，动态固定元件626可包括套管50和固定构件654，所述固定构件654联接到套管使得所述固定构件654的近端在远端被固定时可相对于套管50移动。固定构件654与图5A-5D所示的固定构件354相同并且包括类似的结构，除非另外有所描述。此外，动态骨固定元件626按照与动态骨固定元件326类似的方式操作和起作用，除非另外有所描述。
如图7A所示，固定构件654沿第一方向X1延伸穿过套管50的通道66并且包括头部680、沿第二方向X2从头部680朝远侧延伸的轴684、和从轴684延伸的基台构件688。如图所示，基台构件688可从轴684的远端延伸，使得基台构件688的至少一部分沿垂直于第二方向X2的方向延伸并且套管50被捕获在头部680和基台构件688之间。以此方式，套管50可联接到固定构件654。
轴684从头部680朝远侧延伸。轴684包括面向通道66的内表面64的至少一个外表面720。如图7A所示，轴684的外表面720各自面向通道66的相应内表面64，使得相应的非零间隙730被限定在外表面720和内表面64之间。因此，位于通道66内的轴684的至少一部分具有沿垂直于第二方向X2的方向测量的小于通道66的横截面尺寸D1的横截面尺寸D9。因此，固定构件654被通道66接收，使得头部680可相对于套管50沿具有横向于第一方向X1的方向分量的至少一个方向移动。具体地讲，头部680可相对于套管50沿多个方向移动，所述多个方向中的每个方向具有横向于第一方向X1的方向分量。然而，应当理解，尺寸D9可在轴684的整个长度上为相同的，或者尺寸D9可沿轴684的长度有所变化，前提条件是头部680能够相对于所述的套管50移动。
基台构件688从轴684的远端延伸并且包括至少一个(诸如，四个)柔性延伸部760，所述柔性延伸部760由细长狭槽761彼此隔开并且被配置成在动态骨固定元件626的装配期间随着轴684穿过通道66而向内弹性挠曲。每个柔性延伸部760包括细长主体762和搁架764，所述搁架764沿垂直于第二方向的方向从主体762的远侧部分径向向外延伸。搁架764一起限定肩部770，所述肩部770具有沿垂直于第二方向X2的方向测量的大于通道66的横截面尺寸D1的横截面尺寸D10。因此，基台构件688被配置成限制固定构件654相对于套管50沿第一方向的移动。
继续参见图7A，位于通道66内的基台构件688的部分790具有基本上等于通道66的横截面尺寸D1的横截面尺寸D11。因此，基台构件688可沿垂直于第一方向X1的方向相对于套管50固定。因此可以说，固定构件654的远端可相对于套管固定，而固定构件654的近端可相对于套管50移动。
现在参见图7B-7D并根据另一个实施例，动态固定元件826可包括套管850和联接到套管850的固定构件854，使得固定构件854的一部分具有圆柱形的横截面并且另一部分具有多边形的横截面。如图7B所示，固定构件854按照与图5A-5D所示的固定构件354联接到套管相类似的方式联接到套管850并且包括类似的结构，除非另外有所描述。
如图7B所示，套管850限定包括近侧通道部分866a和远侧通道部分866b的通道866。近侧通道部分866a可限定横截面尺寸D12并且远侧通道部分866b可限定小于近侧通道部分866b的横截面尺寸的横截面尺寸D13。如图7C和7D所示，近侧通道部分866a可具有圆形的横截面并且远侧通道部分866b可具有多边形(例如，正方形、六边形等等)的横截面。然而，应当理解，近侧通道部分866a和远侧通道部分866b可根据需要具有任何形状和尺寸。
继续参见图7B-7D，固定构件854沿第一方向X1延伸穿过套管850的通道866并且包括头部880、沿第二方向X2从头部880朝远侧延伸的轴884、和从轴884延伸的基台构件888。如图所示，基台构件888可从轴884的远端延伸，使得基台构件888的至少一部分沿垂直于第二方向X2的方向延伸并且套管850被捕获在头部880和基台构件888之间。以此方式，套管850可联接到固定构件854或换句话讲被固定构件854捕获。
如图7B所示，轴884从头部880朝远侧延伸，并且基台构件888从轴884朝远侧延伸。如图7B所示，轴884可限定横截面尺寸D14，并且位于通道866内的基台构件888的部分可限定小于轴884的横截面尺寸的横截面尺寸D15。如图7C和图7D所示，轴884可具有圆形的横截面并且位于远侧通道部分866b内的基台构件888的部分可具有多边形(例如，正方形、六边形等等)的横截面。此外，轴884的尺寸D14可小于近侧通道部分866a的尺寸D12，使得在轴884的外表面与限定近侧通道部分866a的套管850的内表面之间形成间隙930。类似地，尺寸D13可小于尺寸D15，使得在基台构件888的外表面与限定远侧通道部分866b的套管850的内表面之间形成间隙930。因此，固定构件854可被通道866接收，使得头部880可相对于套管850沿具有横向于第一方向X1的方向分量的所有方向移动并且使得固定构件854的旋转导致套管850与固定构件854一起旋转。
现在参见图8A和8B，动态固定元件926可包括限定多个柔性腿部958的套管950、和联接到套管950的固定构件(诸如，固定构件54)。如图8A和8B所示，固定构件54可与图2A-2E所示的固定构件相同，并且套管950可被配置成使得当固定构件穿过套管950的通道966时，柔性腿部958将向外挠曲以允许基台构件穿过套管950的通道966。然而，应当理解，固定构件可根据需要具有任何构型。例如，固定构件可类似于图5A-5D所示的固定构件354。
如图8A和8B所示，套管950包括沿第一方向伸长的主体952和沿第一方向延伸穿过主体952的通道966。主体952的远端包括限定柔性腿部958的多个切口953。柔性腿部958为弹力柔性的，使得当固定构件954穿过通道966时，柔性腿部958将向外挠曲，直至固定构件54的基台构件88已穿过通道966。如图8A所示，通道966可具有近侧通道部分966a和远侧通道部分966b。近侧通道部分966a可具有大于远侧通道部分966b的横截面尺寸的横截面尺寸。例如，近侧通道部分966a可具有等于或大于基台构件88的横截面尺寸D4的横截面尺寸，使得基台构件88可穿过近侧通道部分966a。
近侧部分966b的横截面尺寸可小于基台构件88的横截面尺寸D4，使得当基台构件88穿过远侧通道部分966b时，基台构件88导致柔性腿部958向外挠曲以便允许基台构件88穿过远侧通道部分966b。
继续参见图8A，套管950可限定使近侧通道部分966a过渡为远侧通道部分966b的斜坡部分980。当固定构件54穿过通道966时，基台构件88将骑压在斜坡部分980上，从而导致柔性腿部958向外挠曲。当基台构件88已完全穿过通道966时，柔性腿部958将基本上返回到其初始位置，使得套管950被捕获在固定构件54的基台构件88和头部80之间。
现在参见图9A-9E，骨固定系统1010可包括被配置成骨板1022的负荷载体、预装配或换句话讲预联接到骨板1022以便形成植入物1024的固定构件1054、以及可接收相应固定构件1054的相应套管1050。可通过将固定构件1054插入穿过骨板1022的相应孔来将固定构件1054预联接到骨板1022以由此形成植入物1024(如图9A所示)，或者可将骨板1022和固定构件1054预联接使得骨板1022和固定构件1054一体地形成以便形成整体式植入物1054(如图9B所示)。
如图9C所示，套管1050可包括位于其近端的配合特征结构1052。否则，根据此前所述的套管中的任何一个来构造套管1050。配合特征结构1052可为狭槽，所述狭槽被配置成接收螺钉驱动器，使得螺钉驱动器的旋转将套管1050驱动到解剖结构中。然而，应当理解，套管1050可各自限定通道1066，所述通道1066的形状设定成接收驱动器1078的驱动器配合接口1077，使得驱动器1078的旋转将导致套管1050旋转，如图9D所示。例如，通道1066和驱动器的配合接口1077均可具有多边形的横截面，诸如，正方形或六边形。
在操作期间，可紧贴即将由骨板1022接合的解剖结构放置钻导引器，使得可在解剖结构中形成孔。一旦形成后，就可将套管1050驱动到或换句话讲放置在钻孔中。然后可将预装配或换句话讲预联接的植入物联接到套管1050。即，预联接到骨板1020的固定构件1054可搭扣到套管1050中或换句话讲与套管1050相配合，如图9E所示。
现在参见图10，骨固定系统1110可被配置成脊柱固定系统并且可包括被配置成脊柱棒1122的负荷载体，所述脊柱棒1122可联接到多个椎体V，诸如，可根据需要联接到椎体的相应椎弓根或椎体的任何其他部分。系统1110还可包括预装配或换句话讲预联接到脊柱棒1122以便形成植入物1124的多个固定构件1154、以及可接收相应固定构件1154的相应套管1150。可通过将固定构件1154手动地装配到脊柱棒1122来将固定构件1154预联接到脊柱棒1122，或者可将脊柱棒1122和固定构件1154预联接使得脊柱棒1122和固定构件1154一体地形成以便形成整体式植入物1124。应当理解，可根据需要来将固定系统1110的特征结构结合到任何脊柱固定系统中。例如，可将固定系统1110的特征结构结合在美国专利公开No.2011/0106166所示的脊柱固定系统中，该专利公开的内容据此引用方式并入本文。
在操作期间，可紧贴即将由脊柱棒1122接合的椎体V放置钻导引器，使得可在椎体中形成孔。一旦形成后，就可将套管1150驱动到或换句话讲放置在钻孔中。然后可将预装配或换句话讲预联接的植入物联接到套管1150。即，预联接到脊柱棒1120的固定构件1154可搭扣到套管1150中或换句话讲与套管1150相配合，如图10所示。
固定元件可被配置成具有多种长度，并且因而可被配置成在头部和套管之间具有从多种最大间隙变化的可变间隙。例如，如本文所述的被配置成附接到颅骨或颅颌面区域的固定元件可被构造为使得最大间隙范围介于约0.15mm和约0.4mm之间。即，具有1mm的总体长度的固定元件可具有约0.5mm的通道长度、约0.35mm的轴长度、以及介于头部和套管之间的0.15mm的最大间隙，具有2.7mm的总体长度的固定元件可具有约2.0mm的通道长度、约1.6mm的轴长度、以及介于头部和套管之间的0.2mm的最大间隙，并且具有约5.0mm的总体长度的固定元件可具有约3.2mm的通道长度、约2.6mm的轴长度、以及介于头部和套管之间的0.4mm的最大间隙。因此可以说，固定元件可具有小于5.0mm的总体长度。然而，应当理解，所列出的尺寸仅为示例性的，并且所述的固定元件可根据需要具有任何尺寸。
本领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的广义的发明构思的情况下，可对上述实施例作出修改。此外，应当理解，如相对于本文所述的任何实施例的上述结构、特征结构、和方法，除非另外指明，否则可被结合到本文所述的任何其它实施例中。例如，动态骨固定元件26可被构造为使得间隙480被限定在套管50与头部80或套管50与基台构件88中的至少一者之间，或者套管的任何通道均可为完全圆柱形的。此外应当理解，可根据需要利用任何技术来制造动态骨固定元件26和326，所述技术并不限于本文所述的那些。因此，应当理解，本发明并不局限于所公开的具体实施例，而是旨在涵盖属于本公开的实质和范围内的修改形式。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种被配置成将负荷载体联接到骨的动态骨固定元件，所述动态骨固定元件包括：
沿第一方向伸长的套管，所述套管限定近端、沿所述第一方向与所述近端间隔开的远端、和沿所述第一方向穿过所述近端并朝着所述远端延伸的通道，所述通道具有沿垂直于所述第一方向的方向测量的第一横截面尺寸，所述套管还限定被配置成接合骨的外表面；以及
固定构件，所述固定构件具有头部、沿第二方向从所述头部延伸的轴、和基台构件，所述基台构件从所述轴延伸使得所述基台构件的至少一部分面向所述头部，其中所述头部限定带有螺纹的侧表面，并且所述轴被配置成延伸到所述通道中使得所述套管的至少一部分被捕获在所述基台构件和所述头部之间从而将所述固定构件联接到所述套管，
其中被配置成位于所述通道内的所述轴的至少一部分具有沿垂直于所述第二方向的方向的第二横截面尺寸，所述第二横截面尺寸小于所述第一横截面尺寸使得所述固定构件能够相对于所述套管沿具有横向于所述第一方向的方向分量的方向移动。
2.根据权利要求1所述的动态固定元件，其中当所述固定构件联接到所述套管时，间隙被限定在(i)所述套管与所述头部和(ii)所述套管与所述基台构件中的至少一者之间。
3.根据权利要求1至2中的一项所述的动态骨固定元件，其中所述头部限定肩部，并且所述整个套管被配置成捕获在所述基台构件和所述肩部之间使得所述固定构件能够相对于所述套管沿所述第一方向移动。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的动态骨固定元件，其中当所述固定构件联接到所述套管时，所述固定构件能够相对于所述套管沿多个方向移动，所述多个方向中的每个方向具有横向于所述第一方向的方向分量。
5.根据权利要求1至6中的一项所述的动态骨固定元件，其中所述通道的横截面为非圆形的，并且所述轴的横截面为非圆形的，使得当所述固定构件联接到所述套管时所述固定构件的旋转导致所述套管旋转。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的动态骨固定元件，其中所述基台构件具有大于所述第一横截面尺寸的第三横截面尺寸。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的动态骨固定元件，其中所述基台构件包括至少一个柔性延伸部，所述至少一个柔性延伸部被配置成当所述轴穿过所述通道时向内挠曲。
8.根据权利要求7所述的动态骨固定元件，其中所述至少一个柔性延伸部包括细长主体和从所述细长主体的远侧部分向外延伸的搁架，所述搁架限定被配置成接合所述套管的远端的基台表面。
9.根据权利要求7所述的动态骨固定元件，其中所述通道包括限定所述第一横截面尺寸的第一部分、和从所述第一部分的远端延伸的第二部分，所述第二部分具有大于所述第一部分的横截面尺寸的横截面尺寸。
10.根据权利要求9所述的动态骨固定元件，其中所述至少一个柔性延伸部包括细长主体和从所述细长主体的远侧部分向外延伸的搁架，所述至少一个柔性延伸部被配置成(i)当所述搁架穿过所述通道的第一部分时从第一位置向内挠曲到第二位置、以及(ii)当所述搁架被设置在所述通道的第二部分中时移动回到至少基本上所述第一位置。
11.根据权利要求10所述的动态骨固定元件，其中所述通道的第二部分限定基台表面，并且所述搁架限定基台表面，所述基台表面被配置成邻接由所述通道的第二部分限定的所述基台表面从而限制所述固定构件沿所述第一方向的移动。
12.根据权利要求1中的一项所述的动态骨固定元件，其中所述套管限定多个柔性腿部，所述多个柔性腿部被配置成当所述基台构件穿过所述通道时向外挠曲。
13.根据权利要求1至12中的一项所述的动态骨固定元件，其中当所述固定构件联接到所述套管时，所述固定构件的远端能够相对于所述套管移动。
14.根据权利要求1至13中的一项所述的动态骨固定元件，其中所述头部限定相应的基台表面，所述基台表面的尺寸设定成接触所述套管以便限制所述固定构件相对于所述套管沿所述第一方向的平移。
15.根据权利要求14所述的动态骨固定元件，其中所述头部的基台表面被配置成邻接所述套管的近端，并且所述基台构件的基台表面被配置成邻接所述套管的远端。
 

Claims (15)

1. 一种被配置成将负荷载体联接到骨的动态骨固定元件，所述动态骨固定元件包括：
沿第一方向伸长的套管，所述套管限定近端、沿所述第一方向与所述近端间隔开的远端、和沿所述第一方向穿过所述近端并朝着所述远端延伸的通道，所述通道具有沿垂直于所述第一方向的方向测量的第一横截面尺寸，所述套管还限定被配置成接合骨的外表面；以及
固定构件，所述固定构件具有头部、沿第二方向从所述头部延伸的轴、和基台构件，所述基台构件从所述轴延伸使得所述基台构件的至少一部分面向所述头部，其中所述轴被配置成延伸到所述通道中使得所述套管的至少一部分被捕获在所述基台构件和所述头部之间从而将所述固定构件联接到所述套管，
其中被配置成位于所述通道内的所述轴的至少一部分具有沿垂直于所述第二方向的方向的第二横截面尺寸，所述第二横截面尺寸小于所述第一横截面尺寸使得所述固定构件能够相对于所述套管沿具有横向于所述第一方向的方向分量的方向移动。
2. 根据权利要求1所述的动态固定元件，其中当所述固定构件联接到所述套管时，间隙被限定在(i)所述套管与所述头部和(ii)所述套管与所述基台构件中的至少一者之间。
3. 根据权利要求1至2中的一项所述的动态骨固定元件，其中所述头部限定肩部，并且所述整个套管被配置成捕获在所述基台构件和所述肩部之间使得所述固定构件能够相对于所述套管沿所述第一方向移动。
4. 根据权利要求1至3中的一项所述的动态骨固定元件，其中当所述固定构件联接到所述套管时，所述固定构件能够相对于所述套管沿多个方向移动，所述多个方向中的每个方向具有横向于所述第一方向的方向分量。
5. 根据权利要求1至6中的一项所述的动态骨固定元件，其中所述通道的横截面为非圆形的，并且所述轴的横截面为非圆形的，使得当所述固定构件联接到所述套管时所述固定构件的旋转导致所述套管旋转。
6. 根据权利要求1至5中的一项所述的动态骨固定元件，其中所述基台构件具有大于所述第一横截面尺寸的第三横截面尺寸。
7. 根据权利要求1至6中的一项所述的动态骨固定元件，其中所述基台构件包括至少一个柔性延伸部，所述至少一个柔性延伸部被配置成当所述轴穿过所述通道时向内挠曲。
8. 根据权利要求7所述的动态骨固定元件，其中所述至少一个柔性延伸部包括细长主体和从所述细长主体的远侧部分向外延伸的搁架，所述搁架限定被配置成接合所述套管的远端的基台表面。
9. 根据权利要求7所述的动态骨固定元件，其中所述通道包括限定所述第一横截面尺寸的第一部分、和从所述第一部分的远端延伸的第二部分，所述第二部分具有大于所述第一部分的横截面尺寸的横截面尺寸。
10. 根据权利要求9所述的动态骨固定元件，其中所述至少一个柔性延伸部包括细长主体和从所述细长主体的远侧部分向外延伸的搁架，所述至少一个柔性延伸部被配置成(i)当所述搁架穿过所述通道的第一部分时从第一位置向内挠曲到第二位置、以及(ii)当所述搁架被设置在所述通道的第二部分中时移动回到至少基本上所述第一位置。
11. 根据权利要求10所述的动态骨固定元件，其中所述通道的第二部分限定基台表面，并且所述搁架限定基台表面，所述基台表面被配置成邻接由所述通道的第二部分限定的所述基台表面从而限制所述固定构件沿所述第一方向的移动。
12. 根据权利要求1中的一项所述的动态骨固定元件，其中所述套管限定多个柔性腿部，所述多个柔性腿部被配置成当所述基台构件穿过所述通道时向外挠曲。
13. 根据权利要求1至12中的一项所述的动态骨固定元件，其中当所述固定构件联接到所述套管时，所述固定构件的远端能够相对于所述套管移动。
14. 根据权利要求1至13中的一项所述的动态骨固定元件，其中所述头部限定相应的基台表面，所述基台表面的尺寸设定成接触所述套管以便限制所述固定构件相对于所述套管沿所述第一方向的平移。
15. 根据权利要求14所述的动态骨固定元件，其中所述头部的基台表面被配置成邻接所述套管的近端，并且所述基台构件的基台表面被配置成邻接所述套管的远端。
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