CN108888327B - 一种弹性撑开脊柱生长棒系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹性撑开脊柱生长棒系统，包括矫形棒、卡子、弹簧和弹簧套管；所述矫形棒为圆棒，所述卡子包括卡环和锁紧螺钉，所述卡环套设在所述矫形棒上，所述卡环上设有螺孔，所述锁紧螺钉穿过所述螺孔与所述矫形棒锁紧连接；所述弹簧套设在所述矫形棒端部与所述卡子之间的矫形棒上，所述弹簧外套设所述弹簧套管；所述弹簧套管为方形管。本发明的弹性撑开脊柱生长棒系统不仅可以防止脊柱侧弯的加重，而且可以伴随患儿脊柱的发育增长，持续发挥撑开效应，结构简单，使用方便且制造成本低，极大减少了手术次数，同时具有更好的弯曲撑开力，对脊柱侧弯弯曲度大的患者有更好的矫正效果。

Description

一种弹性撑开脊柱生长棒系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种弹性撑开脊柱生长棒系统。

背景技术

正常人的脊柱从后面看应该是一条直线，并且躯干两侧对称。如果从正面看有双肩不等高或后面看到有后背左右不平，就应怀疑“脊柱侧凸”。它是一种脊柱的三维畸形，包括冠状位、矢状位和轴位上的序列异常。轻度的脊柱侧凸通常没有明显的不适，外观上也看不到明显的躯体畸形。较重的脊柱侧凸则会影响婴幼儿及青少年的生长发育，使身体变形，严重者可以影响心肺功能、甚至累及脊髓，造成瘫痪。

脊柱侧弯可以由不同的原因导致，最常见的为特发性脊柱侧弯，占总数的75％～85％，发病原因不清楚。此外还有先天性，是由于脊柱在胚胎时期出现脊椎的分节不完全、一侧有骨桥或者一侧椎体发育不完全或者混合有上述两种因素，造成脊柱两侧生长不对称，从而引起脊柱侧凸。神经肌肉性，是由于神经或肌肉方面的疾病导致肌力不平衡，特别是脊柱旁肌左右不对称所造成的侧凸。其他如：神经纤维瘤病合并脊柱侧凸，间质病变所致脊柱侧凸，代谢性、营养性或内分泌原因引起的脊柱侧凸等。

脊柱侧弯通常根据侧弯的大小、患者年龄、进展速度等因素综合考虑进行治疗，可以采取非手术治疗如理疗、体操疗法、石膏、支具等。如果患者侧弯较大，进展速度较快需要手术治疗，脊柱侧凸手术目的是：防止畸形进展；恢复脊柱平衡；尽可能的矫正畸形；尽量多的保留脊柱的活动节段；防止神经损害。

对于心肺发育成熟的青少年脊柱侧弯患者来说，借助节段内全椎弓根螺钉技术的三维矫形术综合应用各种脊柱矫形方法，如凹侧撑开凸侧压缩技术、转棒技术、平移技术、悬臂梁技术、脊柱侧凸节段内全椎弓根钉技术、直接去旋转技术等可以获得良好的矫形率，同时对内固定植入物的区域进行植骨以增强内固定之后的稳定性，从而获得可靠、持久的矫形效果。

但是，对于年龄<10岁幼儿发生的脊柱侧弯畸形(早发型脊柱侧弯)，脊柱外科的治疗一直面临着一大难题，因为这个时期的幼儿正处于生长发育的高峰期，脊柱侧弯无疑会对患儿的骨骼以及心肺等重要脏器的发育造成严重的负面影响，近年来相关研究还表明，婴儿出生后至5岁前，是脊柱纵向生长发育的第一个高峰期(以每年约2cm的速度稳定增长)。在此期间，若患儿的脊柱畸形持续进展，最终会压迫胸腔脏器，使胸腔容积减小，从而压迫肺实质，减小肺容积。倘若患儿得不到及时治疗或者治疗不当，会对幼儿产生严重的身体畸形和心肺发育受限，影响患儿的生活质量，甚至可引起心肺功能衰竭乃至死亡。但是传统的矫形融合技术又势必将导致正处于生长发育高峰时期的脊柱生长功能丧失，从而致使躯干缩短和心肺功能发育受限。因此应采用内固定植入物矫正脊柱畸形、稳定脊柱而尽量避免行脊柱融合术，以保持脊柱的正常生长是脊柱外科医生一直在寻找的方法。

因此人们发明了各种脊柱非融合技术，主要包括：可以跟随脊柱生长滑动的生长棒技术，此类产品较多，但临床应用中均证实效果不确定，纵向可撑开型人工钛肋技术(Vertical Expandable Prosthetic Titanium Rib，VEPTR)，已经通过FDA认证并商品化，但适应证狭窄且并发症较多，限制其临床应用，还有磁控生长棒技术(magneticallycontrolled growing rod MCGR)也通过了FDA认证并市场化，但是其影响术后核磁评估，容易出现器械相关失败以及产生金属碎屑等目前引起了很大的争议，目前较为公认有效的还是基于美国的Harrington医生于1962年最早介绍，并由Moe医生随后对其进行改进的传统的生长棒技术，但是这种生长棒技术需要定期每隔6-9个月对患儿行延长手术以维持与脊柱的同步生长获得矫形和稳定，重复多次的手术，对患儿的生理、心理还有家庭的经济均造成了巨大的负担，此外反复多次的手术会促进脊柱后路自发融合及肋椎关节的自发融合，增加了脊柱侧弯的僵硬度，两三年后大部分病例无法继续撑开。其他并发症如感染、钩端拔出、固定上端交界处的后凸畸形等的发生率也较高。

因此，如何实现生长棒伴随脊柱生长发育的自动延长同时提供持续可靠的矫形力，减少手术次数是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种儿童脊柱侧弯弹性撑开脊柱生长棒系统，不仅可以防止脊柱侧弯的加重，而且可以伴随患儿脊柱的发育增长，持续发挥撑开效应，直到生长发育终止。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：包括矫形棒、卡子、弹簧和弹簧套管；所述矫形棒为圆棒，所述卡子包括卡环和锁紧螺钉，所述卡环套设在所述矫形棒上，所述卡环上设有螺孔，所述锁紧螺钉穿过所述螺孔与所述矫形棒锁紧连接；所述弹簧套设在所述矫形棒端部与所述卡子之间的矫形棒上，所述弹簧外套设所述弹簧套管；所述弹簧套管为方形管，一端为方形开口，另一端为圆形开口，所述弹簧套管的圆形开口靠近矫形棒端部，所述方形开口远离矫形棒端部。

为了使卡环的面板平滑，所述卡子卡环上的通孔为沉头孔。

为了使卡环与矫形棒锁紧更牢固，所述锁紧螺钉为星头螺钉或内六角螺钉。

所述矫形棒的长度大于两个弹簧套管的长度之和。

所述弹簧套管的长度小于等于所述弹簧的自由长度。

所述弹簧套管圆形开口的直径小于弹簧的外直径，大于等于矫形棒的直径，弹簧套管起到阻挡压缩弹簧的作用。

所述弹簧套管方形开口的直径大于弹簧的外直径。

所述卡子卡环内径大于所述弹簧的内直径，小于等于所述弹簧的外直径，卡环可以从弹簧套管方形开口内伸进弹簧套管内。

本发明弹性撑开脊柱生长棒系统的矫形棒、卡子、弹簧和弹簧套管的尺寸给儿童脊柱生长发育提供持续可靠的矫形力，更大程度的延长使用寿命，减少手术次数。

所述弹簧套管、矫形棒、空心螺钉和弹簧均采用钛合金材料制成。

本发明还提供了一种与所述脊柱生长棒系统配合使用的椎弓根螺钉，所述椎弓根螺钉包括钉头和钉杆，所述钉头上设有两片对称的螺钉座，所述螺钉座内壁设有内螺纹，所述两片螺钉座形成一个方形开口，与所述生长棒系统方形弹簧套管相匹配。

为了增强椎弓根螺钉的把持力，所述钉杆上设有第一外螺纹段和第二外螺纹段，第一外螺纹段紧靠钉头设置，第一外螺纹螺距小于第二外螺纹段螺距。

有益效果

1、本发明的弹性撑开脊柱生长棒系统不仅可以防止脊柱侧弯的加重，而且可以伴随患儿脊柱的发育增长，持续发挥撑开效应，结构简单，使用方便且制造成本低，极大减少了手术次数。

2、本发明的弹性撑开脊柱生长棒系统具有更好的弯曲撑开力，对脊柱侧弯弯曲度大的患者有更好的矫正效果。

3、本发明的弹性撑开脊柱生长棒系统将弹簧设置在套管内，由于套管的保护，避免了软组织长入弹簧导致的弹力下降，从而保证力量施加于脊柱骨质。

4、本发明的生长棒系统中弹簧套管设计为方形，在拧紧外螺母锁定后不易产生形变，可以有效避免套筒和矫形棒之间的滑动，使脊柱侧弯校正效果更好。

附图说明

图1本发明弹性撑开脊柱生长棒系统整体结构示意图；

图2本发明弹性撑开脊柱生长棒系统部分装配图；

图3本发明弹性撑开脊柱生长棒系统卡子放大结构示意图；

图4本发明弹性撑开脊柱生长棒系统放大的弹簧套管左视图；

图5本发明弹性撑开脊柱生长棒系统放大弹簧套管A-A向剖视图；

图6本发明弹性撑开脊柱生长棒系统放大的弹簧套管后视图；

图7本发明的椎弓根螺钉结构示意图；

图中附图标记如下：

矫形棒1，卡子2，弹簧3，弹簧套管4，卡环21，锁紧螺钉22，螺纹通孔211，方形开口41，圆形开口42，椎弓根螺钉5，钉头51，钉杆52，螺钉座53，方形开口54，第一外螺纹段521，第二外螺纹段522。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1-图6所示，本发明的弹性撑开脊柱生长棒系统，包括矫形棒1、卡子2、弹簧3和弹簧套管4；

所述矫形棒1为粗细均匀的圆棒，如图1；所述卡子2包括卡环21和锁紧螺钉22，如图3，所述卡环21套设在所述矫形棒1上，所述卡环21上设有螺纹通孔211，所述锁紧螺钉22穿过所述螺纹通孔211与所述矫形棒1锁紧连接，从而使卡子2固定在矫形棒1上；

所述弹簧3套设在所述矫形棒1端部与所述卡子2之间的矫形棒上，如图1和2所示，所述弹簧3外套设所述弹簧套管4；

如图4-图6所示，所述弹簧套管4为方形管，一端为方形开口41，另一端为圆形开口42，所述弹簧套管的圆形开口靠近矫形棒端部，所述方形开口远离矫形棒端部。

如图1和图2所示，

所述矫形棒1的长度大于两个弹簧套管4的长度之和。

所述弹簧套管4的长度小于等于所述弹簧3的自由长度。

所述弹簧套管4圆形开口42的直径小于弹簧3的外直径，大于等于矫形棒1的直径，弹簧套管4起到阻挡压缩弹簧的作用。

所述弹簧套管4方形开口41的直径大于弹簧的外直径。

所述卡子卡环21内径大于所述弹簧3的内直径，小于等于所述弹簧3的外直径，卡环21可以从弹簧套管4方形开口41内伸进弹簧套管4内。

在一实施例中，为了使卡环的面板平滑，所述卡子卡环21上的通孔211为沉头孔，如图3所示。

在一实施例中，所述锁紧螺钉为星头螺钉，在另一实施例中所述锁紧螺钉为内六角螺钉，如图3所示。

上述实施例中，矫形棒1、卡子2、弹簧3和弹簧套管4均采用钛合金材料制成。

本发明还提供了一种与所述脊柱生长棒系统配合使用的椎弓根螺钉5，所述椎弓根螺钉5包括钉头51和钉杆52，所述钉头51上设有两片对称的螺钉座53，所述螺钉座53内壁设有内螺纹，所述两片螺钉座53形成一个方形开口54，与所述生长棒系统方形的弹簧套管4相匹配，如图7所示。

为了增强椎弓根螺钉5的把持力，所述钉杆52上设有第一外螺纹段521和第二外螺纹段522，第一外螺纹段521紧靠钉头设置，第一外螺纹段521螺距小于第二外螺纹段522螺距。

本发明用于儿童脊柱侧弯矫形手术，具体使用方法如下：

手术中，在合适的脊柱节段进行椎弓根螺钉5的置入后，选择合适长度的矫形棒1及弹簧套管4，

1、将卡子2的卡环21套在矫形棒1的一端上，将锁紧螺钉22穿过螺纹通孔211并沿螺纹通孔211的螺纹拧紧，使锁紧螺钉22与矫形棒锁紧连接，从而使卡子2固定在矫形棒1上，矫形棒1的另一端上也同样固定一个卡子2；

2、将两个弹簧3分别从矫形棒2端部上套进矫形棒，然后将两个弹簧套管4套在弹簧3外，此时弹簧3被卡在弹簧套管4与卡子2之间，随着弹簧套管4靠近卡子2，弹簧3被压缩，适当调整弹簧套管4的位置使弹簧3产生适当预载后，将弹簧套管4安装固定于椎弓根螺钉5，此时弹簧3被压缩产生的弹力，使矫形棒1与弹簧套管4之间产生一定的撑开力，使弯曲的脊柱被矫正，在儿童生长过程中弹簧预载的弹力随脊柱的生长不断释放。

本发明的弹性撑开脊柱生长棒系统不仅可以防止脊柱侧弯的加重，而且可以伴随患儿脊柱的发育增长，持续发挥撑开效应，对脊柱弯曲程度大的患者有更显著的治疗效果。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种弹性撑开脊柱生长棒系统，其特征在于，包括矫形棒、卡子、弹簧和弹簧套管；所述矫形棒为圆棒，所述矫形棒的两端均设置有所述卡子、所述弹簧和所述弹簧套管，所述卡子包括卡环和锁紧螺钉，所述卡环套设在所述矫形棒上，所述卡环上设有螺孔，所述锁紧螺钉穿过所述螺孔与所述矫形棒锁紧连接，使所述卡子固定在所述矫形棒上；所述弹簧套设在所述矫形棒端部与所述卡子之间的矫形棒上，所述弹簧外套设所述弹簧套管，使所述弹簧被卡在所述弹簧套管与所述卡子之间，随着所述弹簧套管靠近所述卡子，所述弹簧被压缩，适当调整所述弹簧套管的位置使所述弹簧产生适当预载后，将所述弹簧套管安装固定于椎弓根螺钉，所述弹簧被压缩产生的弹力使所述矫形棒与所述弹簧套管之间产生撑开力；所述弹簧套管为方形管，一端为方形开口，另一端为圆形开口，所述弹簧套管的圆形开口靠近矫形棒端部，所述方形开口远离矫形棒端部。

2.如权利要求1所述的脊柱生长棒系统，其特征在于，所述卡子的卡环上的螺孔为沉头孔。

3.如权利要求1所述的脊柱生长棒系统，其特征在于，所述锁紧螺钉为星头螺钉或内六角螺钉。

4.如权利要求1-3任意一项所述的脊柱生长棒系统，其特征在于，所述矫形棒的长度大于两个弹簧套管的长度之和。

5.如权利要求1-3任意一项所述的脊柱生长棒系统，其特征在于，所述弹簧套管的长度小于等于所述弹簧的自由长度。

6.如权利要求1-3任意一项所述的脊柱生长棒系统，其特征在于，所述弹簧套管圆形开口的直径小于弹簧的外直径，大于等于矫形棒的直径。

7.如权利要求1-3任意一项所述的脊柱生长棒系统，其特征在于，所述弹簧套管方形开口的直径大于弹簧的外直径。

8.如权利要求1-3任意一项所述的脊柱生长棒系统，其特征在于，所述卡子的卡环内径大于所述弹簧的内直径，小于等于所述弹簧的外直径。

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