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CN106236230B - 骨锚固装置的接收部件以及具有这种接收部件的骨锚固装置 - Google Patents

骨锚固装置的接收部件以及具有这种接收部件的骨锚固装置 Download PDF

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CN106236230B CN201610395802.6A CN201610395802A CN106236230B CN 106236230 B CN106236230 B CN 106236230B CN 201610395802 A CN201610395802 A CN 201610395802A CN 106236230 B CN106236230 B CN 106236230B
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Abstract

一种骨锚固装置的接收部件，包括：第一端(5a)、与第一端相对的第二端(5b)、穿过第一端和第二端而延伸的中心轴线(C)；基本U形的凹口(55)，其邻近第一端(5a)，用于接收脊柱固定元件，该凹口形成两个自由支腿(56a、56b)；孔(51)从第一端(5a)朝着第二端(5b)的方向延伸，并与所述凹口(55)连通；在各支腿(56a、56b)的外表面中的槽(57a、57b；57a’、57b’；57a”、57b”；57a”’、57b”’；570a、570b)，其有第一端和第二端，并在槽的第一端和槽的第二端之间沿周向方向延伸成弓形形状；在包括中心轴线(C)和穿过各支腿的中心延伸的平面中，表面的轮廓包括至少第一弓形部分(501、501’、501”、501”’、571)和与该第一弓形部分相对的第二弓形部分(502、502’、502”、502”’、572)，且该轮廓基本没有直的部分。

Description

骨锚固装置的接收部件以及具有这种接收部件的骨锚固装置
技术领域
本发明涉及一种骨锚固装置的接收部件，其中，该接收部件包括基本U形的凹口，用于接收脊柱固定元件，该基本U形的凹口形成两个自由支腿，且各支腿包括在其外表面中的槽，用于与仪器接合。特别是，接收部件设置成与适用于MIS(微创手术)的仪器一起使用。本发明还涉及一种具有这种接收部件的骨锚固装置以及一种骨锚固装置和仪器的系统，特别用于微创手术。
背景技术
US8518082B2介绍了一种经皮肤进入的装置，该经皮肤进入的装置包括内部管和外部管，还介绍了骨锚固组件，该骨锚固组件包括：骨锚固件，该骨锚固件有远侧骨接合部分；以及接收部件，该接收部件有用于接收脊柱固定元件的凹口。接收部件的近端可以有形成于其外表面上的弓形槽，用于方便仪器与接收部件的连接。弓形槽有近侧表面和与该近侧表面相对的远侧表面，该近侧表面和远侧表面各自向远侧朝向接收部件的支腿的外表面倾斜，且各自相对于垂直线(该垂直线定向成与接收部件的纵向轴线垂直)定向成大于0°的角度。在另一实施例中，近侧表面相对于垂直线(该垂直线定向成与接收部件的纵向轴线垂直)定向成在大约5°和大约30°之间的角度。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的、用于骨锚固装置的接收部件以及一种具有这种接收部件的骨锚固装置，它们有利于和/或支持与仪器接合，特别是与MIS仪器接合，并有简单的设计。而且，还提供了这种接收部件和仪器的系统。
该目的通过根据本发明的接收部件、根据本发明的具有这种接收部件的骨锚固装置以及根据本发明的骨锚固装置和仪器的系统来实现。
设置于接收部件的外表面中的槽由单个弯曲表面来限定，该弯曲表面可以有多个具有不同曲率的部分，并基本没有平表面部分。基本没有平表面部分的意思是至少在两个弓形部分之间没有平表面部分。槽的弯曲表面方便与仪器接合，例如仪器的钩入部分，特别是，槽方便仪器的接合部分滑入该槽内。这特别适合在MIS过程中通过MIS仪器来使用骨锚固装置，例如头部延伸装置。
接收部件能够以容易而且具有成本效益的方式来制造。
而且，通过槽的弯曲表面，减少了在与仪器接合的过程中的开槽效果。因此，所述接收部件与具有用于与仪器接合的角形表面部分的其它接收部件相比更坚固。而且，不需要使得仪器适应所述接收部件的槽的特定形状。
接收部件能够与现有仪器组合。这增加了接收部件的应用类型。
包括这种接收部件的骨锚固装置可以以任意形式来实现，例如顶部或底部装载的多轴线骨锚固装置、具有接收部件(该接收部件使用内部压缩部件或外部环来用于锁定锚固元件的角度位置)的骨锚固装置、或者单轴线骨锚固装置。
附图说明
通过下面参考附图对实施例的说明，将清楚本发明的其它特征和优点。附图中：
图1表示了根据第一实施例的、具有接收部件的骨锚固装置的分解透视图。
图2表示了图1的骨锚固装置在装配状态中的透视图。
图3表示了图2中所示的骨锚固装置的侧视图。
图4a表示了图2和3的骨锚固装置的剖视图，其中，剖面沿图3中的线A-A。
图4b表示了图4a的细节的放大剖视图。
图5表示了图1至4b的骨锚固装置的侧视图，其中，仪器的一部分附接于其上。
图6a表示了骨锚固装置的剖视图，其中有如图5中所示的仪器的一部分。
图6b表示了图6a的细节的放大剖视图。
图7表示了骨锚固装置的第二实施例的透视图，其中，接收部件处于装配状态。
图8表示了图7的骨锚固装置的正视图。
图9a表示了图7和8的骨锚固装置的剖视图，其中，剖面沿包含中心轴线和穿过接收部件的支腿的中心延伸的平面。
图9b表示了图9a中的细节的放大剖视图。
图10表示了骨锚固装置的第三实施例的透视图，其中，接收部件处于装配状态。
图11表示了图10的骨锚固装置的正视图。
图12a表示了图10和11的骨锚固装置的剖视图，其中，剖面沿包含中心轴线和穿过接收部件的支腿的中心延伸的平面。
图12b表示了图12a中圈出的细节的放大剖视图。
图13表示了根据第四实施例的、具有接收部件的骨锚固装置的正视图。
图14a表示了图13的骨锚固装置的剖视图，其中，剖面沿包含中心轴线和穿过接收部件的支腿的中心延伸的平面。
图14b表示了图14a中的细节的放大剖视图。
图15表示了具有接收部件的骨锚固装置的第一实施例的正视图。
图16a表示了图15的骨锚固装置的剖视图，其中，剖面沿包含中心轴线和穿过接收部件的支腿的中心延伸的平面。
图16b表示了图16a中的细节的放大剖视图。
具体实施方式
如图1至4b中所示，根据第一实施例的骨锚固装置包括锚固元件1，该锚固元件1有：柄2，该柄2有在其至少一部分中的骨螺纹；以及球形段形状的头部3。柄2可以插管。接合部分4可以设置于头部3的自由端表面处。锚固元件1与接收部件5可枢转地联接。压力元件6设置成在头部3上施加压力，以便锁定骨锚固元件1在接收部件5中的角度位置。接收部件5用于使得骨锚固元件1与脊柱固定元件联接，例如脊柱杆(未示出)，该脊柱杆能够插入接收部件内，并由锁定元件(未示出)例如固定螺钉来固定。
接收部件5可以形成为基本柱形部件，具有：第一端或顶端5a和相对的第二端或底端5b；中心轴线C，该中心轴线C可以是对称轴线；同轴孔51，该同轴孔51从第一端5a延伸至离第二端5b一距离；座52，用于骨锚固元件的头部3；以及下部开口53，该下部开口53在底端5b处。座52可以有适合头部3的形状的球形形状，但是也可以有其它形状，例如锥形变窄的形状，这适合允许头部3在座52中枢转。在第一端5a附近可以提供前进结构54(例如内螺纹)，用于允许锁定元件前进至孔51内。
基本U形的凹口55沿朝着第二端5b的方向从第一端5a延伸。凹口55用于在其中接收纵向脊柱固定元件(未示出)，例如杆。通过该凹口55而形成两个自由支腿56a、56b。在各支腿56a、56b的外表面中形成周向延伸的槽57a、57b，用于在外科手术过程中与保持所述接收部件5的仪器接合。槽57a、57b沿轴向方向布置在离第一端5a一距离处。
沿周向方向，槽57a、57b沿各支腿56a、56b的整个宽度从由U形凹口55形成的槽道的一端至该槽道的另一端，并朝向U形凹口55开口。由于接收部件5的基本柱形形状，槽57a、57b有沿周向方向的弓形形状，且曲率中心处在中心轴线C上。
下面将参考图4a和4b更详细地介绍槽57a、57b的形状。形成所述槽57a、57b的表面是完全弯曲的表面，在弯曲部分之间没有任何平部分。在截面图中，形成各槽57a、57b的表面的轮廓形成弓形线，该弓形线有第一弓形部分501和与该第一弓形部分501相对的第二弓形部分502。弓形线基本没有直的部分，特别是在第一弓形部分501和第二弓形部分502之间。第一弓形部分501离第一端5a的距离比第二弓形部分502更远。当从第一端看时，第一弓形部分501为凸形，第二弓形部分502为凹形。而且，第一弓形部分501从相应支腿的外表面朝向接收部件5的第一端5a一直升高。第二弓形部分502也从外表面朝向接收部件的第一端5a一直升高。优选是，第一弓形部分501的升高比第二弓形部分502的升高更陡峭。因此，在图4a和4b的剖视图中，弓形线的轮廓可以类似于锯齿，其中，全部的直线形或角形的部分都圆角化。
而且，第一弓形部分501可以由具有不同曲率半径的子部分501m、501n来构成。例如，更靠近外表面的第一子部分501m可以有比更远离外表面的第二子部分501n更小的曲率半径。第二弓形部分502也可以类似于这样。子部分恒定地相互邻接。
第一弓形部分501和第二弓形部分502通过第三弓形部分503而相互连通，该第三弓形部分503沿径向方向最远离各支腿的外表面，并有比第一弓形部分501和第二弓形部分502更小的曲率半径。
如图1至3中所示，所述槽的截面沿该槽的整个长度相同。还有，在各支腿上的槽57a、57b具有镜像对称形状。
再参考图1，压力元件6为基本柱形部件，它的外径只是稍微小于同轴孔51的内径。用于接收脊柱固定元件的U形凹口61在装配状态中与接收部件的U形凹口55对齐。在面对头部3的一侧提供了基本球形凹口62，用于接触头部3(图4a)。另外，同轴孔63可以允许通过驱动器来接近头部3。
参考图5至6b，仪器100例如延伸装置(特别是用于微创手术(MIS)中)包括：第一套筒10，该第一套筒10形成外部套筒；第二套筒11，该第二套筒11形成内部套筒，并可定位在第一套筒10内；以及用于使得第二套筒11沿轴向方向相对于第一套筒10移动的机构(未示出)。当第一套筒10和第二套筒11装配时，延伸装置能够用于使用微创过程来将脊柱稳定系统的部件布置于病人体内。第一套筒10和第二套筒11各自包括细长的基本U形狭槽12，该狭槽12具有倒U形，与接收部件中的凹口55相当，这样，第一套筒10和第二套筒11各自分离成两个臂10a、10b、11a、11b，该臂10a、10b、11a、11b分别设置成与接收部件5的相应支腿56a、56b接合。狭槽12具有沿周向方向的宽度，该宽度大于脊柱稳定元件的直径，这样，它们允许脊柱稳定元件穿过所述狭槽插入。通过狭槽12，第一套筒10的臂沿与套筒轴线垂直的方向稍微柔性，因此，第一套筒10能够卡扣在接收部件5的支腿56a、56b上。第一套筒11的自由端表面110用于接触所述接收部件的第一端5a。在离第一套筒10的自由端一定距离处提供了周向内部凸起111，该周向内部凸起111设置成与槽57a、57b接合。周向凸起111的形状可以是适合与槽57a、57b接合的任意形状。特别是，周向凸起111的形状并不必须适应所述槽的形状。这允许使用具有不同形状的其它仪器来与骨锚固装置组合。
骨锚固装置的部件能够由可生物相容的材料来制造，例如可生物相容的金属，或者可生物相容的金属合金，例如不锈钢、钛、NiTi合金如镍钛诺、镁或镁合金，或者由可生物相容的塑料材料来制造，例如聚醚醚酮(PEEK)或者聚l-乳酸(PLLA)。所述部件能够由相同或不同的材料来制造。
在临床使用中，延伸装置附接在骨锚固装置的接收部件5上。例如，骨锚固装置可以通过微创过程而植入椎骨的椎弓根内。仪器可以在骨锚固装置植入之前或骨锚固装置植入病人体内之后与该骨锚固装置连接。仪器与接收部件的附接通过使得第一套筒10朝向接收部件5运动来实现。当臂10a、10b接触接收部件5的第一端5a时，臂展开至一定程度，并通过进一步向下运动，而由它们的凸起111卡入槽57a、57b内。通过槽57a、57b的表面的弯曲结构来方便由仪器与槽57a、57b接合。由于弯曲表面，将防止开槽效果和卡住，且仪器的接合凸起111平滑地滑入槽57a、57b内。同时，由于槽的结构，能够防止仪器的意外脱开。
然后，第二套筒11相对于第一套筒10朝向接收部件5运动，直到它的自由端表面110按压在接收部件的第一端5a上。因此，接收部件由仪器的第一套筒10和第二套筒11的臂10a、10b、11a、11b来牢固保持。
在外科手术处理过程中，可以植入多个骨锚固装置，各接收部件可以与分开的延伸装置连接。通过使得延伸装置旋转，多个骨锚固件的接收部件5的U形凹口55能够对齐，以便允许杆插入。杆穿过延伸装置的狭槽12插入，并通过锁定元件来固定，该锁定元件被引导通过所述延伸装置，直到它能够螺纹连接在接收部件5的支腿56a、56b之间。通过所述延伸装置，能够使用微创技术来执行压缩或撑开过程。
下面将参考图7至9b介绍具有接收部件的骨锚固装置的第二实施例。与第一实施例相同或类似的部件或部分以相同参考标号表示，且不再重复它们的说明。接收部件5’包括槽57a’、57b’，该槽57a’、57b’具有底切部分(从支腿56a、56b的外表面看)。更详细的说，在如图9a和9b所示的剖视图中，第二弓形部分502’包括：第一子部分502m’，该第一子部分502m’为凸形(从接收部件5’的第一端5a看)；以及第二子部分502n’，该第二子部分502n’为凹形(从接收部件5’的第一端5a看)。因此，第二弓形部分502’与第一弓形部分501’相比有类似陡度，并有由于子部分502m’、502n’的曲率半径变化而提供的底切部分。第三弓形部分503’可以有与第二子部分502n’相同的曲率半径，并可以直接连续至第一弓形部分501’中。第一弓形部分501’可以与第一实施例的第一弓形部分类似。通过槽的这种形状，能够进一步减小仪器脱开的危险。
下面将参考图10至12b介绍具有接收部件的骨锚固装置的第三实施例。与前面实施例类似或相同的部件和部分以相同参考标号表示，且不再重复它们的说明。接收部件5”与前面实施例的接收部件的区别在于槽57a”、57b”的形状。更详细的说，第一弓形部分501”有单个曲率半径，这样，整个第一弓形部分501”形成一段圆弧。与前面实施例相比，曲率半径比前面实施例的第一弓形部分的曲率半径更小。与第一弓形部分501”的曲率半径相比，第二弓形部分502”有大得多的曲率半径。还有，第二弓形部分502”比第一弓形部分501”短得多。与第一和第二弓形部分相比，形成在第一弓形部分501”和第二弓形部分502”之间的过渡部分的第三弓形部分503”具有小得多的曲率半径，这样，过渡部分具有圆角的、近似90°拐角的形状。这种设计提供了用于仪器通过第一弓形部分501”的引导，并方便与只稍微弓形的第二弓形部分502”脱开。
下面将参考图13至14b介绍具有接收部件的骨锚固装置的第四实施例。与前面实施例相同或非常类似的部件和部分以相同参考标号表示，且不再重复它们的说明。接收部件5”与前面实施例的接收部件的区别在于槽57a”’、57b”’的形状。槽57a”’、57b”’包括：第一弓形部分501”’，该第一弓形部分501”’有单个曲率半径；与其相对的第二弓形部分502”’，该第二弓形部分502”’有单个曲率半径，该曲率半径比第一弓形部分501”’的曲率半径小得多；以及过渡部分503”’，该过渡部分503”’的曲率半径在第一弓形部分501”’的曲率半径和第二弓形部分502”’的曲率半径之间，这样，弓形线的轮廓类似于变形的圆弧段，其中，第一弓形部分501”’稍微向外弯曲。这种设计能够使得仪器容易卡入，还防止开槽效果。
下面将参考图15至16b介绍骨锚固装置的第五实施例。接收部件500与前面实施例的接收部件的区别在于槽的形状。在剖视图中，槽570a、570b有圆弧段的轮廓。因此，第一弓形表面部分510、第二弓形表面部分520和第三弓形表面部分530都有相同的曲率半径和相同的曲率中心。这种设计特别容易制造，还防止开槽效果。
还设想了上述实施例的变化形式。尽管实施例表示了允许从第一端插入骨锚固元件的特定类型的接收部件(所谓的顶部装载的多轴线骨锚固装置)，但是任意其它接收部件可以设有根据所述实施例的槽。接收部件的这些其它实施例可以是底部装载的接收部件，其中，下部开口足够大，以便从底侧插入骨锚固元件。这对于多轴线骨锚固装置可以特别有利，其中，骨锚固元件首先植入骨内，然后安装接收部件。其它类型的接收部件可以是具有内部压缩部件的接收部件，或者是使用外部环来压缩骨锚固元件的头部以便锁定角度位置的接收部件。尽管实施例表示了多轴线骨锚固装置，但是接收部件也可以是单轴线骨锚固装置的接收部件，其中，柄与接收部件固定连接。还有，单平面骨锚固装置(其只允许锚固元件在单个平面中枢转)也可以设有如上所述的槽。另外，允许骨锚固元件有向一侧的更大枢转角度或可调节的更大枢转角度的接收部件也可以设有根据实施例的槽。
骨锚固元件的柄能够有用于锚固在骨内的任意合适形状和结构，例如螺纹柄、有倒钩的柄、钉、插管的柄(在壁中有或没有开口)、或者非插管的柄等。对于多轴线骨锚固装置，骨锚固元件的头部能够有允许在接收部件中枢转的任意形状。
在又一变化形式中，槽可以沿周向方向终止于离U形凹口一距离处。对于特定用途，槽可以在一个支腿上有与另一支腿相比不同的形状。特别是，任意形状的上述槽可以设置在一个支腿上，另一形状的上述槽可以设置于另一支腿上。
具有接收部件的骨锚固装置以及仪器和骨锚固装置的系统并不局限于在微创手术(MIS)中使用，而是也能够结合所有其它外科手术处理过程和/或微小开口外科手术处理过程来使用。
应当知道，上述实施例的单个特征能够与其它实施例的特征组合、混合和匹配，以便产生多种其它实施例。

Claims (16)

1.骨锚固装置的接收部件，所述接收部件包括：
第一端(5a)、与所述第一端相对的第二端(5b)、穿过所述第一端和第二端延伸的中心轴线(C)；
基本U形的凹口(55)，所述凹口(55)邻近所述第一端(5a)，用于接收脊柱固定元件，其中，所述基本U形的凹口形成两个自由支腿(56a、56b)；以及
孔(51)，所述孔(51)从所述第一端(5a)朝着第二端(5b)的方向延伸，并与所述基本U形的凹口(55)连通；
在各个所述支腿(56a、56b)的外表面中的槽(57a、57b；57a’、57b’；57a”、57b”；57a”’、57b”’；570a、570b)，其中，每个所述槽有第一端和第二端，并在所述槽的第一端和所述槽的第二端之间绕所述中心轴线沿周向方向以弓形形状延伸；
其中，在包括所述中心轴线(C)和穿过各支腿的中心而延伸的平面中，各个所述槽在该平面中所形成的截面的表面的轮廓由完全弯曲的第一弓形部分(501、501’、501”、501”’、571)、与所述第一弓形部分(501、501’、501”、501”’、571)相对的完全弯曲第二弓形部分(502、502’、502”、502”’、572)和位于所述第一弓形部分和第二弓形部分之间的完全弯曲的第三弓形部分(503)限定，所述第三弓形部分(503)沿与所述中心轴线(C)垂直的方向最远离各支腿的外表面，并与所述第一弓形部分和第二弓形部分连通，从而在截面中限定了完全弯曲的剖面，从而使得所述轮廓完全没有直的部分；
其中，各个所述槽在该平面中所形成的截面的轮廓包括多于一个曲率半径。
2.根据权利要求1所述的接收部件，其中：所述第一弓形部分(501、501’、501”、501”’、571)有至少一个第一曲率半径，第二弓形部分(502、502’、502”、502”’、572)有至少一个第二曲率半径，所述完全弯曲的轮廓包括所述第三弓形部分(503)，所述第三弓形部分有第三曲率半径，所述第三曲率半径比第一曲率半径小。
3.根据权利要求2所述的接收部件，其中：所述第三曲率半径比所述第二曲率半径小。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的接收部件，其中：所述第一弓形部分(501、501’、501”、501”’、571)从所述支腿的外表面朝向所述接收部件的第一端(5a)一直升高。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的接收部件，其中：所述第二弓形部分(502、502’、502”、502”’、572)从所述支腿的外表面朝向所述接收部件的第一端(5a)一直升高。
6.根据权利要求5所述的接收部件，其中：所述第二弓形部分(502、502’、502”、502”’、572)比第一弓形部分(501、501’、501”、501”’、571)更小陡度地升高。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的接收部件，其中：所述槽(57a、57b；57a’、57b’；57a”、57b”；57a”’、57b”’；570a、570b)沿周向方向沿所述支腿的整个宽度延伸，因此所述槽朝向所述基本U形的凹口而开口。
8.根据权利要求1至3中任意一项所述的接收部件，其中：当从所述接收部件的第一端(5a)看时，所述第一弓形部分(501、501’、501”、501”’、571)为凸形。
9.根据权利要求1至3中任意一项所述的接收部件，其中：当从所述接收部件的第一端(5a)看时，所述第二弓形部分(502、502’、502”、502”’、572)为凹形。
10.根据权利要求1至3中任意一项所述的接收部件，其中：当从所述接收部件的第一端(5a)看时，所述第二弓形部分为凸形(502m)，随后为凹形弓形部分(502n’)，从而提供底切部分。
11.根据权利要求1至3中任意一项所述的接收部件，其中：所述第一弓形部分(501、501’、501”’)有多个曲率半径。
12.根据权利要求1至3中任意一项所述的接收部件，其中：所述第二弓形部分(502、502’、502”)包括多个曲率半径。
13.根据权利要求1至3中任意一项所述的接收部件，其中：所述槽(57a、57b；57a’、57b’；57a”、57b”；57a”’、57b”’；570a、570b)的表面的轮廓沿周向方向在所述槽的整个长度上相同。
14.一种骨锚固装置，包括：骨锚固元件(1)，所述骨锚固元件(1)有柄(2)，用于锚固在骨内；以及根据权利要求1至13中任意一项所述的接收部件(5、5’、5”、5”’、500)。
15.由根据权利要求1至13中任意一项所述的接收部件和仪器构成的系统，其中：仪器(100)包括第一套筒(10)，所述第一套筒(10)有两个臂(10a、10b)，各臂(10a、10b)包括凸起(111)，该凸起(111)设置成与在所述支腿(56a、56b)上的槽(57a、57b；57a’、57b’；57a”、57b”；57a”’、57b”’；570a、570b)接合。
16.根据权利要求15所述的系统，其中：所述凸起(111)具有与所述槽(57a、57b；57a’、57b’；57a”、57b”；57a”’、57b”’；570a、570b)的轮廓并不匹配的轮廓。
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