專利名稱：骨錨固裝置、用于組裝骨錨固裝置的工具和方法及與骨錨固裝置一起使用的工具的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于將穩定桿錨固在骨中或椎骨中的骨錨固裝置、用于組裝骨錨固裝 置的組裝工具和方法以及與骨錨固裝置一起使用的插入工具。所述骨錨固裝置包括錨固元 件和接收部件，所述接收部件用于接收骨錨固元件的頭部以及用于接收待連接到錨固元件 的穩定桿。所述錨固元件能樞轉地連接到接收部件，并且能夠通過經由布置在接收部件中 的壓力元件將壓力施加到頭部上而以一定的角度被固定。所述壓力元件包括彈簧元件，所 述彈簧元件與接收部件的一部分接合，這樣所述壓力元件能夠被保持在允許錨固元件樞轉 的位置上。
背景技術：
US 5，716，356描述了一種多軸骨螺釘，這種多軸骨螺釘包括螺釘元件、接收部件 以及壓力元件，接收部件能樞轉地連接到螺釘元件，壓力元件將壓力施加到螺釘元件的頭 部上，以便固定螺釘元件和接收部件之間的角度。接收部件具有用于接收穩定桿的U形通 道。壓力元件包括圓柱形的凹槽，該凹槽與U形通道對準以便將所述桿接收于其中。為了 將壓力元件保持在與U形通道對準的位置，壓力元件的位置通過旋擰通過設置于接收部件 中的孔而被固定。US 5，672，176描述了具有壓力元件的多軸骨螺釘的另一實例，壓力元件同樣由旋 擰孔保持就位，而不防礙壓力元件夾緊頭部而進行的充分的運動。US 2005/0080420 Al描述了一種多軸骨螺釘，這種多軸骨螺釘包括螺釘元件、接 收元件、用于將螺釘元件保持在接收元件中的基部元件以及用于將壓力施加到螺釘元件的 頭部上的冠狀元件。冠狀元件包括卡環，該卡環通過與接收部件的止動表面干涉而有助于 將冠狀元件保持在接收部件內。所述多軸骨螺釘是所謂的底部裝載型螺釘，其中螺釘元件 從底部引入接收部件中。WO 2006/116437 A2描述了一種用于脊柱固定的多軸骨螺釘形式的骨錨固裝置， 這種骨錨固裝置包括螺釘元件、殼體、套管以及布置在殼體中用于將壓力施加到螺釘元件 的頭部上的夾頭(collet)。所述套管具有保持突起，所述保持突起咬合到殼體的相對壁位 置中的狹槽中。通常，上述類型的多軸骨螺釘例如由制造商以預組裝的狀態供應。在這種情況下， 特定的螺釘元件(例如具有特定長度和錨桿直徑或者特定的螺紋形式的螺釘元件)連接到 接收部件，并且壓力元件布置在其中，這樣螺釘元件不會脫開。對于外科手術而言，需要預 先選定和提供所需數量和類型的上述預組裝好的多軸骨螺釘作為完整的一套植入物。

發明內容
本發明的目的是提供一種骨錨固裝置、組裝這種骨錨固裝置的組裝工具和方法以 及用于與這種骨錨固裝置一起使用的插入工具，它們可以由外科醫生或其它工作人員在手術地點或任意其它地點以簡單的方式操作。上述目的通過根據權利要求1所述的錨固裝置、根據權利要求13所述的工具、根 據權利要求14所述的方法以及根據權利要求15所述的工具來實現。在從屬權利要求中給 出其它研發成果。所述骨錨固裝置僅具有幾個部件。這些部件都具有簡單的設計。這樣提供了低廉 的制造成本，并且提供了在沒有復雜的工具或器械的情況下的方便的操作。在已經制造成 這些部件之后并在將螺釘元件插入骨中之前，可以在任意供應狀態下用手組裝所述骨錨固 裝置。因此，在手術前或手術過程中，可以由任何人，特別是由外科醫生或輔助外科醫生的 任何人員進行所述多軸骨螺釘的組裝。通過所述骨錨固裝置，可以提供模塊化的系統，這種模塊化的系統允許根據實際 的臨床需求將各種骨錨固元件與任意合適的接收部件按要求進行組合。這樣降低了多軸骨 螺釘的成本、減少了庫存并且為外科醫生提供了植入物的大量的選擇。此外，現有的接收部 件可以用壓力元件進行改善，以形成根據本發明的骨錨固裝置。所述組裝工具是簡單的，并且所述組裝工具的功能和操作對于使用者而言是直接 明了的。壓力元件的正確安裝易于確認。用于插入骨錨固裝置的插入工具允許在手術過程 中安全操作骨錨固裝置。


從借助于附圖對實施例的描述中，本發明的其它特征和優點將變得明了。附圖 中圖1示出第一實施例的骨錨固裝置的分解側視圖；圖2示出圖1的骨錨固裝置處于組裝狀態并轉過90°的側視圖；圖3示出根據圖2的骨錨固裝置沿著線A-A的剖視圖；圖4示出圖3的骨錨固裝置的接收部件的剖視圖；圖5a)至圖5c)分別示出根據第一實施例的骨錨固裝置的壓力元件的側視圖、轉 過90°的側視圖以及剖視圖；圖6a)至圖6c)分別示出根據第二實施例的骨錨固裝置的壓力元件的側視圖、轉 過90°的側視圖以及剖視圖；圖7a)至圖7c)分別示出根據第三實施例的骨錨固裝置的壓力元件的側視圖、轉 過90°的側視圖以及剖視圖；圖8a)至圖8c)分別示出根據第四實施例的骨錨固裝置的壓力元件的側視圖、轉 過90°的側視圖以及剖視圖；圖9a)至圖9h)示出使用用于組裝骨錨固裝置的工具來組裝骨錨固裝置的步驟， 每個步驟分別以側視圖和轉過90°的側視圖示出；圖10示出骨錨固裝置連同用于將骨錨固裝置插入骨中的工具的側視圖；圖11示出所述工具的一部分連同骨錨固裝置的放大剖視圖。
具體實施例方式根據圖1至圖5中所示的第一實施例的骨錨固裝置1包括骨錨固元件，在該實例中所述骨錨固元件是具有螺紋錨桿3和頭部4的螺釘元件2。頭部4例如成形為球截形。 所述頭部4在其自由端部具有用于與工具接合的凹槽4'。所述骨錨固裝置還包括用于將 螺釘元件2連接到桿20的接收部件5。壓力元件6布置在接收部件5中位于頭部4之上。 為了將桿20固定在接收部件5中并且為了將壓力施加到壓力元件上，設置有一個兩件式的 鎖定裝置，該兩件式的鎖定裝置由與接收部件5配合的外螺釘7和與外螺釘7配合的內螺 釘8組成。應該理解的是，所示的鎖定裝置是示例性的，并且能夠以許多其它的設計實現， 特別是實現為一件式的鎖定裝置并且具有不同的螺紋形式。特別地如圖1至圖4中所示的接收部件5形成為一體件。在所示的例子中，所述 接收部件5基本為圓筒形，并且在所述接收部件的一端具有用于穿過螺紋錨桿3的第一孔 51。緊接著第一孔51的是用于容納螺釘元件的頭部4的座部分52。座部分52可以是球 形的或漸縮的，或者可以具有允許容納頭部4從而使得頭部4能夠相對于接收部件樞轉的 任意其它形狀。所述座部分可以具有螺紋部分52'，以便于插入較大直徑的螺釘錨桿。朝 向與第一孔51相對的一側開口的第二孔53設置用于引入螺紋錨桿3連同頭部4。所述接 收部件在第二孔53那側具有基本為U形的凹槽M，借助于所述凹槽M形成兩個自由支腿 55、56，這兩個自由支腿55、56是用于接收桿20的通道的側壁。在支腿處設置有內螺紋57， 用于與鎖定裝置的外螺釘7配合。第二孔53可以在位于較大直徑的內螺紋部分和較小直 徑的中間部分之間的過渡部分處具有漸縮段57'，該漸縮段57'提供壓力元件向下運動 的止擋部。此外，延伸穿過接收部件5的孔57、58設置在支腿55、56中的相對側上。孔57、 58的直徑和橫截面構造成允許與下面將要描述的壓力元件6的一部分接合。特別地如圖1、圖3以及圖5a)至圖5c)中所示的根據第一實施例的壓力元件6形 成為一體件。所述壓力元件6具有基本為圓筒形的構造，并且所具有的外徑使得所述壓力 元件能夠在接收部件5的第二孔53內沿軸線方向運動。在所述壓力元件的面對螺釘元件 的頭部4的一側設置有適合于頭部4的尺寸的球形凹槽61。所述壓力元件在其與頭部4相 對的一側具有圓柱形凹槽62，凹槽62適于在其中接收桿20。借助于凹槽62形成兩個自由 支腿63、64，這兩個自由支腿63、64形成用于接收所述桿的通道的側壁。在所示的實施例 中，凹槽62的深度大于所述桿的直徑，這樣所述支腿在所述桿的上方延伸。所述壓力元件 在壓力元件的與頭部4相對的一端可以具有凸緣(rim)，該凸緣具有增大的直徑從而提供 肩部65，肩部65在壓力元件夾緊頭部4時抵靠接收部件的漸縮段57'。所述壓力元件還包括位于每個支腿63、64的外壁部分上的彈簧元件66、66'，彈 簧元件66、66'具有與接收部件，特別是與孔58、59配合的制動部(detent portion)67, 67'。彈簧元件66、66'借助于狹槽69、69'形成，狹槽69、69'在頂部和底部閉合并且在 平行于所述通道的縱向軸線的方向上完全延伸穿過支腿，由此使得每個支腿的一部分與壓 力元件的主體間隔開。在彈簧元件的外壁處設置有制動部67、67'，制動部67、67'向外 伸出，使得壓力元件在制動部處的外徑大于接收部件的第二孔53的內徑。所述狹槽的總 體尺寸大于接收部件中的孔58、59的橫截面。所述狹槽的深度和總體尺寸使得彈簧元件 66,66'能夠回彈地運動到由所述狹槽提供的空間中，達到使得制動部67、67'能夠沉陷于 (immersed)所述狹槽提供的空間中的程度。特別地如從圖5b)和圖5c)中可以看出的，制 動部在接收部件的孔的軸線方向上是不對稱的，以便允許壓力元件的插入但阻止壓力元件 的移除。制動部67、67'具有以傾斜的方式過渡(goes over)到上部中的基本為圓形的基部，所述上部具有與孔58、59的上壁抵接的邊緣67a，這樣，如圖3中所示，一旦制動部咬合 到孔58、59中，制動部就不能在不使用特定工具的情況下被移除。最后，壓力元件6具有延伸穿過該壓力元件的同軸孔6a，以便允許借助工具接近 頭部4。鎖定裝置的外螺釘7能夠擰入接收部件的螺紋支腿中，直到外螺釘7壓在壓力元 件的上凸緣上，這樣使壓力元件向下運動直到壓力元件壓在頭部上，以便將頭部鎖定在接 收部件中。所述外螺釘具有螺紋孔71，內螺釘8能夠擰入螺釘孔71中，以便夾緊桿20。骨 錨固裝置的部件均由生物相容材料(諸如鈦或不銹鋼)、生物相容金屬合金(例如Ti-M合 金)或者生物相容塑料材料(諸如PEEK)制成。特別地，壓力元件6可以由生物相容塑料 材料制成，這樣使得彈簧元件容易制造并且具有安全功能。將參照圖1至圖4以及圖6對第二實施例的骨錨固裝置進行描述。對與第一實施 例相同的部件將不再進行重復描述。類似的部件具有相同的附圖標記。第二實施例與第一 實施例的不同之處僅在于壓力元件的設計。如在圖6a)至圖6c)中可以看出的，壓力元件 601與第一實施例的壓力元件6的不同之處僅在于制動部670、670'的形狀。制動部670、 670'在接收部件的孔的軸線方向上是對稱的，以便允許壓力元件的插入和移除。在所示的 特定實施例中，制動部成形為球的一部分。由于制動部在向上和向下的方向上是連續的，所 以制動部能夠通過壓力元件的向下運動咬合到孔58、59中，并且能夠通過壓力元件的向上 運動被從孔58、59中移除。在接收部件處的凹槽58、59可以制成為較小的尺寸，并且制成 為形狀與制動部的形狀相適合，這樣制動部670、670'能夠咬合到凹槽58、59中并且安置 于凹槽58、59中。制動部可以具有任意其它對稱形狀。將參照圖1至圖4以及圖7對第三實施例的骨錨固裝置進行描述。對與第一實施 例相同的部件將不再進行重復描述。類似的部件具有相同的附圖標記。第三實施例與第一 實施例的不同之處僅在于壓力元件的設計。壓力元件602具有通向頂部的狹槽690、690'， 這樣彈簧元件660、660'是能回彈地運動到狹槽中的唇緣。通過這種構造，可以增強彈簧元 件的撓性。如同第一實施例中那樣，制動部67是不對稱的。將參照圖1至圖4以及圖8對第四實施例的骨錨固裝置進行描述。對與第一實施 例相同的部件將不再進行重復描述。類似的部件具有相同的附圖標記。第四實施例與第二 實施例的不同之處僅在于壓力元件的設計。壓力元件603不具有帶肩部65的加寬的凸緣。 此外，支腿處的狹槽691、691'通向頂部，由此形成作為彈簧元件的彈性唇緣。如同第二實 施例中那樣，制動部670、670'是對稱的。形成用于所述桿的通道的凹槽620所具有的側壁 沒有伸出到所述桿的上方。因此，壓力元件能夠與一件式鎖定裝置一起使用，所述一件式鎖 定裝置通過作用于壓力元件而同時鎖定所述桿和頭部。根據第四實施例的壓力元件容易制 造、具有增強撓性的彈簧元件并且是能移除的。圖5至圖8中描述的不同的壓力元件的特征可以彼此組合，以構造各種其它的壓 力元件。下面參照圖9a)至圖9h)披露用于組裝骨錨固裝置的工具以及組裝步驟。每個步 驟的第一幅圖示出在桿的軸線方向上的側視圖，而接下來的第二幅圖示出在垂直于桿的軸 線的側視圖。工具90包括基部91，基部91基本為圓柱形，并且所具有的直徑允許將該基部 放置到支撐物(例如桌子等)(未示出)上。圓柱形的中間部分92從基部91同軸地延伸。如圖9g)中所示，中間部分的外徑使得中間部分能夠被引入接收部件中。在中間部分處、在 與基部91相對的一端設置有模擬(dummy)桿部93。模擬桿部93具有與桿20相同的直徑， 這樣模擬桿部93裝配到由壓力元件6中的凹槽62形成的通道中。模擬桿部93的桿軸線 垂直于基部的圓柱軸線延伸。在步驟1中，如圖9a)和圖9b)中所示，首先將所述工具放置到支撐物上，使得模 擬桿部93位于頂部。然后，如圖9c)和圖9d)中所示，將壓力元件放置在模擬桿部93上， 其中U形凹槽62面向下。在步驟2中，使已經預組裝好的螺釘元件2和接收部件5朝向所 述工具運動，其中接收部件的U形凹槽M面向下并且與模擬桿部93的軸線對準。通過從 頂部(也就是從第二孔5 將螺釘元件引入接收部件中直到頭部4坐于座部分52中，而預 先對螺釘元件和接收部件進行預組裝。在步驟3中，通過向下按壓接收部件，將模擬桿部 93連同壓力元件6 —起引入接收部件中。將位于如上所述的壓力元件的支腿上的彈簧元 件66、66'按壓到狹槽69、69'中，直到到達接收部件中的凹槽58、59中，凹槽58、59允許 彈簧元件展開并允許捕獲制動部67，67'。制動部的捕獲是聽得見的，這樣使用者可以確 定壓力元件處于正確的位置。借助于所述工具，能夠容易地以正確的定向將壓力元件插入， 這樣壓力元件的桿接收凹槽62與接收部件的U形凹槽M對準。此外，通過將彈簧元件接 合到接收部件的凹槽中，將壓力元件保持在對準位置。在該位置，頭部仍能在接收部件中樞 轉。壓力元件被牢固地保持，從而壓力元件在操作過程中不會從接收部件中掉出，但在施加 夾緊頭部的力時，壓力元件仍能運動。如前所述，如果使用具有對稱的制動部的壓力元件，那么可以通過用螺釘元件將 壓力元件從接收部件中壓出而將壓力元件從預組裝位置移除。因此，外科醫生或任意其它人員可以根據需要在現場容易地預組裝合適組合的錨 固元件和接收部件。下面參照圖10和圖11描述用于將骨錨固裝置插入骨中的工具以及該工具的使 用。工具100包括驅動元件101，該驅動元件101在管狀的對應保持元件(counter-holding element) 102中能旋轉地受引導，所述對應保持元件102固定地連接到手柄103。驅動元件 101包括末端部101'，該末端部101'能與螺釘元件的頭部4的凹槽4'接合。驅動元件 101的總體長度使得驅動元件延伸穿過對應保持元件102，并且穿過接收部件5和壓力元件 6而進入螺釘元件的頭部的凹槽4'中。因此，在骨錨固裝置和驅動元件之間形成剛性連 接。對應保持元件102具有能連接到接收部件5的末端部102'。為此，在該末端部設置有 帶螺紋的突出部122，該帶螺紋的突出部122與接收部件5的支腿上的內螺紋57配合。在 帶螺紋的突出部122和末端部102'之間形成肩部123，當將對應保持元件102連接到接收 部件時，肩部123起到止擋部的作用。帶螺紋的突出部122具有的長度使得該帶螺紋的突 出部122在對應保持元件102連接到接收部件時接觸壓力元件的上邊緣。這阻止壓力元件 在螺釘元件插入骨中時對骨施加的反作用力下向上移動。在使用中，在組裝好骨錨固裝置之后，將接收部件與對應保持元件接合，并且將驅 動元件連接到頭部4的凹槽4'。然后，將螺釘元件插入骨中。之后，將工具移除、樞轉接 收部件直到接收部件具有正確的定向以便接納桿。插入連接幾個骨錨固裝置的桿，并且擰 緊鎖定裝置，以使得壓力元件向下運動從而夾緊頭部。然后，通過鎖定裝置的內螺釘將桿固定。
對于錨固元件而言，可以使用所有類型的錨固元件并且可以與接收部件組合。這 些錨固元件例如是具有不同長度、不同直徑的螺釘、空心螺釘(carmulated screws)、具有 不同螺紋形式的螺釘、釘子等。所有類型的接收部件可以特別地與不同的鎖定裝置一起使用，所述鎖定裝置例如 一件式鎖定裝置，所述的一件式鎖定裝置諸如將桿和頭部同時鎖定的單個定位螺釘、外螺 母、外帽、卡合鎖定裝置或其它鎖定裝置。用于壓力元件的彈簧元件的接合凹槽不需要完全 穿透壁，而是可以僅僅設置在內壁處。接收部件的形狀不限于所示的實施例。例如，接收部 件可以具有不對稱的端部，以允許螺釘元件與一側成較大的樞轉角度。壓力元件的形狀也不限于所示的實施例。僅舉例來說，壓力元件可以夠造成例如 經由錐形漸縮部和/或可以具有夾緊頭部的開槽部分或其它形狀而從頭部那側將壓力施 加到頭部上。還可以想到上面描述的工具的改進實施例。例如，組裝工具可以構造成夾緊壓力 元件。
權利要求
1.一種骨錨固裝置，包括錨固元件O)，所述錨固元件(2)具有頭部⑷以及用于錨固在骨中的錨桿(3)；形成為一體件的接收部件，所述接收部件具有用于接收頭部(4)的座(5 和用于接收 待連接到錨固元件的桿00)的通道(54)；形成為一體件的壓力元件(6，601，602，603)，所述壓力元件(6，601，602，603)能在接 收部件中運動以便能夠將壓力施加到頭部上；其中所述錨固元件能相對于所述接收部件樞轉，并且能夠通過經由壓力元件將壓力施 加到頭部上而以一定的角度被固定，并且其中所述壓力元件(6，601，602，60；3)包括彈簧元 件(66，66')，所述彈簧元件(66，66')與接收部件的一部分(58，59)接合，這樣所述壓力 元件能夠被保持在允許錨固元件樞轉的位置上。
2.根據權利要求1所述的骨錨固裝置，其中所述彈簧元件(66，66')整體地形成于所 述壓力元件的壁部分(63，64)中。
3.根據權利要求2所述的骨錨固裝置，其中所述彈簧元件陽6，66')由所述壁的通過 狹槽(69，69' ,690,690' ,691,691')間隔開的一部分形成。
4.根據權利要求1至3之一所述的骨錨固裝置，其中所述彈簧元件(66，66')包括制 動部(67，67')，所述制動部(67，67')能回彈地沉陷于所述狹槽中，并且所述制動部能夠 接合在形成于所述接收部件的內壁處的凹槽(58，59)中。
5.根據權利要求4所述的骨錨固裝置，其中所述制動部(67，67')成形為關于所述壓 力元件的運動方向不對稱，從而允許壓力元件組裝到接收部件，但是阻止壓力元件從接收 部件上拆卸。
6.根據權利要求5所述的骨錨固裝置，其中所述制動部(67，67')包括抵靠所述凹槽 (58，59)的壁的邊緣(67a)。
7.根據權利要求1至4之一所述的骨錨固裝置，其中所述制動部(670)成形為關于壓 力元件的運動方向對稱，從而允許組裝和拆卸壓力元件。
8.根據權利要求3至7之一所述的骨錨固裝置，其中所述狹槽(69，69')在相對的兩 側是開口的。
9.根據權利要求3至8之一所述的骨錨固裝置，其中所述狹槽(690，690')在三側是 開口的，第三側優選朝向壓力元件的背離所述頭部的一側定向。
10.根據權利要求1至9之一所述的骨錨固裝置，其中所述壓力元件(6，601，602，603) 具有用于接收所述桿的通道，并且其中所述彈簧元件(66，66')形成于所述通道的至少一 個側壁(63，64)中。
11.根據權利要求1至10之一所述的骨錨固裝置，其中所述接收部件具有第一孔(51) 和第二孔(53)，所述第一孔(51)位于通道(54)的相對側以便錨固元件的錨桿(3)穿過其 中，所述第二孔(53)位于相對側用于引入錨桿(3)和頭部0)。
12.根據權利要求1至11之一所述的骨錨固裝置，其中設置鎖定裝置(7，8)，所述鎖定 裝置(7，8)與接收部件配合，以便獨立地或同時地鎖定頭部和桿。
13.一種用于組裝根據權利要求1至12之一所述的骨錨固裝置的工具，所述工具包括 基部(91)和模擬桿部(93)，模擬桿部能連接到壓力元件(6，601，602)。
14.一種使用根據權利要求13所述的工具組裝根據權利要求1至12之一所述的骨錨固裝置的方法，所述方法包括下述步驟使所述工具位于一個位置上，在該位置模擬桿部位于所述基部的頂部； 將模擬桿部與壓力元件連接；將接收部件放置在壓力元件上，并且將接收部件壓靠在所述基部上，直到彈簧元件 (66，66')與接收部件接合。
15. 一種用于將根據權利要求1至12之一所述的骨錨固裝置插入骨中的工具，所述工 具包括驅動元件(101)，所述驅動元件(101)能旋轉地連接到對應保持元件(102)，其中所述 驅動元件(101)的尺寸制成為能夠延伸穿過所述對應保持元件(10 和接收部件而進入頭 部的凹槽)中，所述工具還優選地包括阻止壓力元件的脫開運動的止擋部(122， 123)。
全文摘要
提供了骨錨固裝置，包括錨固元件(2)，其具有頭部(4)及用于錨固在骨中的錨桿(3)；形成為一體件的接收部件，其具有用于接收頭部(4)的座(52)和用于接收待連接到錨固元件的桿(20)的通道(54)；形成為一體件的壓力元件(6，601，602，603)，其能在接收部件中運動以便能將壓力施加到頭部上；其中錨固元件能相對于接收部件樞轉，并能通過經由壓力元件將壓力施加到頭部上而以一定的角度被固定，壓力元件(6，601，602，603)包括彈簧元件(66，66′)，彈簧元件(66，66′)與接收部件的一部分(58，59)接合，這樣壓力元件能被保持在允許錨固元件樞轉的位置上。還提供了用于組裝骨錨固裝置的工具和方法以及用于將骨錨固裝置插入骨中的工具。
文檔編號A61B17/92GK102125457SQ20101025650
公開日2011年7月20日 申請日期2010年8月17日 優先權日2009年8月20日
發明者L·比德曼, M·梅爾 申請人:比德曼莫泰赫有限責任兩合公司