骨螺钉闭锁机构及其使用方法

专利名称：骨螺钉闭锁机构及其使用方法
骨螺钉闭锁机构及其使用方法发明背景螺钉常常用于在患者体内固定装置，例如用于将板连接于椎骨构件的螺 钉。所述装置包括用于接纳骨螺钉的孔。装置被设置在体内，将骨螺钉穿过孔 插入骨以牢固连接装置。用螺钉附连装置的一个潜在的问题是螺钉存在从骨中脱出的趋势。在最初将螺钉插入骨中之后可能在某一点发生脱出的情况。要校正的话通 常需要另一次外科手术，将螺钉重新旋紧于骨，或取出和更换螺钉和/或装置。防脱出装置应由医师直接使用。这可包括以便于附连板的方式制备装置。 而且，该装置应被构造成医师能够确定是否适当安装并将有效防止螺钉脱出。发明内容本申请包括能够防止螺钉从板中脱出的装置和方法。所述板包括用于接纳 螺钉的孔，以使板附连于骨。固定件被设置在孔附近并从板的一个表面伸出。 闭锁机构附连于固定件，其尺寸被设置成适合在插入的螺钉的至少一部分上延 伸，以防止螺钉从孔中脱出。一种方法包括将螺钉插入孔中并将板附连于骨。然后将闭锁机构附连于固 定件。所述闭锁机构的尺寸为适合在骨螺钉上延伸并防止螺钉脱出。所述闭锁 机构可在单个螺钉上延伸，或者可在多个螺钉上延伸。


图1是根据本发明一个实施方式的具有多个孔和固定件的板的立体图。图2是显示了根据本发明一个实施方式的闭锁机构的分解图。 图3是图2所示闭锁机构的剖面图。图4是显示了根据本发明一个实施方式的闭锁机构的分解图。 图5是图4所示闭锁机构的剖面图。图6是显示了根据本发明一个实施方式的闭锁机构的分解图。图7是图6所示闭锁机构的剖面图。图8是显示了根据本发明一个实施方式的闭锁机构的分解图。 图9是图8所示闭锁机构的剖面图。图IO是显示了根据本发明一个实施方式的闭锁机构的分解图。图11是图IO所示闭锁机构的剖面图。图12是根据本发明一个实施方式的固定件的侧视图。
具体实施方式
本发明涉及在螺钉被安装到体内之后用于防止螺钉从板中脱出的装置和 方法的各种实施方式。板20包括孔21，用于接纳附连于骨的螺钉50。固定件 30与孔21相邻放置，并从板20的顶面伸出。闭锁机构40附连于固定件30， 其尺寸被设置为可在至少一部分螺钉50上延伸以防止螺钉50从孔21中脱出。图1显示了板20的一个实施方式，它具有多个孔21。板20的底面面向骨 定位，而第二侧的表面背对骨。板20具有跨越两个或多个骨的细长长度。孔 21可以是两个或多个的组合，如图1中板20的第一端所示，(即图l所示左端)， 或者可以是单独的，如图1中板20的第二端所示。凹部22可被定位成与一个 或多个孔21相邻并延伸入孔21中。凹部22的深度能够容纳所有或一部分的闭锁机构40，如下详细所述。固 定件30可设置在孔21旁，用于固定闭锁机构40。固定件30可位于凹部22内， 或者可从非凹进表面伸出。固定件30提供了使闭锁机构40连接于板20的附连机构。图2显示了固 定件30的一个实施方式，固定件30具有头部31和杆部32。杆部32带有螺纹 并可匹配在板20的螺纹开口 23内。开口 23可延伸穿过板20的整个厚度(即贯 通顶面和底面)，或者其深度可小于板厚度。 一旦固定，头部31在凹部22表面 上方延伸，用于接纳闭锁机构40。在一个实施方式中，头部31在板20表面上 方延伸。一个或多个螺钉50使板20附连于骨。螺钉50包括螺纹杆部51和头部52。 杆部51的尺寸被设置成可匹配在孔21内。头部52的尺寸被设置成接触孔21 的边缘。在一个实施方式中，孔21在板20的顶面具有较大的直径，在底面具 有较小的直径。所述较小的直径足以允许杆部51通过其中，并限制头部52的 通过。在一个实施方式中，头部52的形状与锥形部分的形状相符。可在各个孔21中插入相同类型的螺丝50以使板20附连于骨，或者可使用不同类型的 螺钉50来实现附连，如下所详细描述的。闭锁机构的一个实施方式如图2和3所示。闭锁机构40包括止动件41， 止动件41具有外缘，该外缘的尺寸被设置成可在一部分螺钉50上延伸。止动 件41可由弹性材料构成，当附连于固定件30时可偏转。止动件41的中央开 口 42的尺寸被设置成可在固定件头部31上延伸。开口42稍小于头部31，使 得当将止动件41推进到头部31上时止动件41偏转。偏转导致止动件41施加 保持力，该保持力足以使止动件41维持附连于头部31。头部31还可包括凹口 33，凹口 33围绕一部分或整个外周延伸且从头部 31的顶部间隔开一段距离。凹口 33的尺寸被设置成可接纳止动件41的内缘。 止动件41施加的压縮力使得止动件内缘坐落在凹口 33内。在另一个实施方式 中，头部31与杆部32的交接处形成有连接部34。连接部34也以与凹口 33相 同的方式接纳止动件41的内缘。开槽44所形成的一系列翼片43可围绕一部分或整个开口 42的内缘延伸。 如图3所示，止动件41可具有倾斜的截面形状。翼片43和成角度的截面形状 有利于止动件在插入到头部31上的过程中偏转。该实施方式的使用方法可根据具体应用场合而不同。首先将带有固定件30 的板20定位到患者体内，并将螺钉穿过孔21而插入，以使板20附连于骨。 将止动件开口 42与头部31对齐并将其向下推进到头部31上，使得开口 42的 尺寸变大并对头部31施加压縮力。在带有凹口 33或连接部34的实施方式中， 可使止动件41向下推进直到止动件的内缘安置于凹口 33或连接部34。闭锁机构40的另一个实施方式如图4和5所示。闭锁机构40包括止动件 41，止动件41具有中央开口 42。沿开口 42边缘设置有一个或多个翼片43或 开槽44。固定件头部31具有螺纹35以接纳翼片43。开口42稍小于头部31， 使得当将止动件41推进到头部31上时止动件41将偏转。偏转导致止动件41 施加压縮力，该压縮力足以使止动件41维持附连于头部。此外，翼片43的内 缘位于螺纹35内。止动件41可具有如图5所示的成角度的截面构型，以进一步有助于偏转。 翼片43还形成有接纳凹痕，用于附连工具以将止动件41进一步旋紧到螺 纹35上。因此，螺纹35俘获开口 42的边缘以防止止动件42从固定件30上 脱出，同时允许止动件41的旋转以使止动件41进一步附连于固定件30。在使用中，将板20设置在患者体内，并插入螺钉50以使板附连于骨。然 后，将止动件41推进到固定件30上，开口 42向下弯以匹配在固定件头部31 上。此时，止动件41可接触或不接触螺钉50。止动件41可进一步旋紧到头部 31的螺纹35上，以使止动件41进一步移动到头部31上。可采用附连于止动 件41的工具旋紧止动件，或者由医师用手来旋紧止动件。在一个实施方式中， 止动件41可围绕固定件30旋转直到其接触螺钉50并对其施加向下的保持力。闭锁机构40的另一个实施方式如图6和7所示。闭锁机构40包括环件45 和止动件41。环件45形成止动件41与固定件30间的连接点。在一个实施方 式中，环件45是具有C-形主体的卡环，该卡环可偏转以围绕头部31匹配并对 其施加压縮力。为进一步使环件45定位在头部31上，头部31可包括凹口 33， 其尺寸被设置成适合接纳环件45的内缘。在附连有止动件41时，凹口33可 进一步防止环件45沿头部31滑动。止动件41包括中央开口 42，其尺寸被设置成适合匹配围绕头部31。螺纹 46围绕开口 42的内缘延伸，并在止动件41附连于固定件30时与环件45的外 缘相互作用。根据具体应用，止动件41可由可偏转材料或刚性材料构成。在使用中，环件45可在将板20插入患者体内之前附连于固定件30。将板 20放置到患者体内并插入螺钉50以使板20附连于骨。然后，将止动件41推 进到固定件30上并由环件45连接。在一个实施方式中，止动件41为刚性材 料，当止动件41推进到固定件30上时，环件45向内偏转到凹口 33中。当螺纹46与环件45对齐时，环件45朝其初始形状向外回弹并位于螺纹 46内。如图7所最佳地显示的，环件45的内缘位于凹口 33内，而外缘位于螺 纹46内。在另一个实施方式中，当止动件41推进到固定件30上时，止动件 41和环件45都偏转。环件45也可在开始时连接于止动件41，并以与上述类 似的方式将它们推进到固定件30上。图8和9显示了固定件30和闭锁机构40的另一个实施方式。固定件30 包括分裂开的头部31，该头部由裂隙36分隔成第一部分和第二部分。裂隙36 的深度可以仅仅通过头部31的一部分、通过整个头部31、或延伸到杆部32。 头部31外侧还设置有螺纹35。闭锁机构40包括止动件41，止动件41具有带 螺纹46的中央开口42。在使用期间，将止动件41推进到头部31上，使头部 31向内压縮而减小裂隙36的宽度。将止动件41施加的力在头部上推进一段距 离。然后进一步旋转而进一步移动到固定件上并对螺钉50施加保持力。止动件41的旋转可由安装在接纳部48内的工具来实现。固定件30和闭锁机构40的另一实施方式如图10、 11和12所示。固定件 30包括围绕头部31延伸的单螺纹35。头部31具有大致细长形状，第一侧39a 比第二侧39b的线性程度大得多。止动件41具有大致细长形状的中央开口 42， 所述形状粗略地对应于头部31的形状。开口42包括边缘49a，边缘49a的线 性程度比第二边缘49b大得多。在一个实施方式中，开口42比头部31小，使 得当止动件41推进到头部31上时止动件41将偏转。在使用中，插入螺钉50以使板20附连于骨。然后将止动件41推进到头 部31上。止动件41的细长边缘49a与头部31的细长的侧部39a大致对齐，第 二边缘49b与第二边缘39b大致对齐。在一个实施方式中，开口42比头部31 小，开口 42膨胀以在固定件30上施加保持力。止动件41进一步旋转，而边缘49a、 49b沿头部31的螺纹35定位，以使 止动件41进一步移动到固定件30上。在另一个实施方式中，开口42与头部 31具有相同尺寸或稍大于头部31。使开口42与头部对齐，然后旋转以使边缘 49a、 49沿螺纹35定位，并被进一步牵拉到头部31上。在上述实施方式中，固定件30可在板20插入患者体内之前附连于板20。 在一个图1所示的实施方式中，板20和固定件30被构造成单件式的结构。在 两件式结构中，固定件30可在制造期间者医疗操作时附连于板20。当止动件41附连于固定件30时，止动件41可接触或不接触螺钉50。在 一个实施方式中，止动件41与螺钉头部52的顶部之间的可存在一定的间隙。 当螺钉50从骨中开始脱出时，螺钉头部52与止动件41接触，防止其进一步 脱出。在另一个实施方式中，当止动件41附连于固定件30时与螺钉头部52 相接触。在一个实施方式中，将止动件41推进到固定件上直到止动件41与螺 钉头部52相接触。然后将止动件41进一步旋转到固定件头部31的螺纹上， 以使止动件41进一步移动到固定件30上并对螺钉头部52施加较大的压縮力。 该压縮力使螺钉50相对于板20保持固定并防止其脱出。在这些实施方式中，医师能够用肉眼观察止动件41相对于头部31的位置。 这种视觉确认能够确保止动件41充分附连于固定件30并在螺钉50上延伸以 防止其脱出。医师还可获得触觉反馈以确保止动件41的适当安装。该反馈可 包括当开口 42在固定件头部31上偏转时感觉开口 42的扩张(例如图2的实施 方式)以及感觉翼片43的偏转(图4的实施方式)。触觉反馈也可通过卡口作用(snapping action)来感觉，例如当图6的实施方式中环件45的外缘坐落在止动 件的螺纹46内，或者图10中环件41坐落在螺纹35内时。触觉反馈也可在止 动件41向下推进到螺纹头部52上时发生。当止动件41安装到固定件30上时，螺钉50将不能从骨中取出。在一些 实施方式中，需要从固定件30上取出闭锁机构40才能进行取出操作。这可通 过从固定件30松脱止动件41或取出止动件41来实现。 一旦取出止动件41， 就可从骨中取出螺钉50。在其它实施方式中，从板20上松脱固定件30，以将 止动件41提升远离螺钉50。在一些实施方式中，接纳部48位于止动件41的顶面上，用于接纳工具来 转动止动件41，如图8所示。接纳部48可包括单个工具接纳部分，或者可在 开口 42的相对侧包括偏置的工具接纳部分。在一些上述实施方式中，止动件41与头部31螺纹啮合。在另一实施方式 中，止动件41和固定件头部31中的一个或两者包括一系列平行凹痕和齿件而 不是螺纹46。将止动件41推进到固定件头部31上，当止动件41与头部31相 匹配时凹痕和齿件产生棘轮作用。用图7所示的实施方式举例来说，止动件41 包括一系列齿件和凹痕，它们的尺寸被设置成适合容纳环件45的外缘。当止 动件41推进到固定件头部31上时，环件45随着齿件的通过而被向内压縮， 然后向外扩张进入凹痕。固定件30被设置成能使止动件41在螺钉50的一部分上延伸。该部分可 包括螺钉头部52的顶面，或螺钉50的其它一些部分。举例来说，图3显示止 动件41在螺钉头部52边缘的唇部53上延伸。止动件41在螺钉50上延伸的 程度足以防止螺钉从骨中脱出。这可包括有限量的重叠或大范围的重叠。止动件41可被设置成在单个螺钉50或多个螺钉50上延伸。在图1的右 端所示的实施方式中，固定件30被定位成能够接纳在单个孔21上延伸的止动 件41。在其它所示实施方式中，固定件30被定位成能使止动件41在两个或多 个孔21上延伸。固定件30可相对于两个孔21定位，以使止动件41在两个或多个螺钉50 的一部分上延伸。在一个实施方式中，固定件30位于多个孔21之间的中心， 以使止动件41在每个螺钉头部52上方延伸相等的量。在另一个实施方式中， 固定件30离开各个孔21不同距离，止动件41在每个螺钉头部52上方所延伸 的量不同。固定件30可以多种方式附连于板20。在一个实施方式中，固定件30包括 螺纹杆部32，螺纹杆部32可啮合板20中的开口 23。固定件30也可通过粘合剂、焊接、弹簧锁等方式附连。而且，不同的固定件30可以不同的方式附连附连于单个板20。举例来说， 第一固定件可通过螺纹杆部30附连，第二固定件则具有可压縮杆部，其从远 端延伸的底足抵靠板20的底表面卡接。止动件41可具有成角度的截面形状。通过允许止动件开口 42扩张以及当 止动件41被压到螺钉头部52上时使其弯曲，该形状有利于插入期间的偏转。 在另一个实施方式中，止动件41基本上为平面。板20和闭锁机构40的一个应用是连接两个或多个椎骨构件。其它应用也 是可能的，并被认为在这些实施方式的范围内。这些实施方式中可使用各种螺钉50，例如固定角度螺钉和可变角度螺钉， 如图2和3所示。固定角度角度(显示在板20的左侧)包括在头部52和杆部51 之间的中间部分。头部52包括顶面以及顶面与中间部分之间的球面。固定角 度螺钉50穿过孔21,球面接触对应的孔21的球面。 一旦螺钉50被完全插入， 中间部分的直径近似于孔的宽度而形成配合关系(snug relationship)，导致螺钉 50不能相对于板20枢转或平移。可变角度螺钉(显示在板20的右侧)也包括位 于头部52和杆部51之间的中间部分。头部52包括位于顶面和中间部分之间 的球面。可变角度螺钉的中间部分比固定角度螺钉要窄。 一旦位于孔21中， 中间部分向内离开孔21的边缘一段距离。因此，当头部球面位于相应的孔21 的球面中时，可变角度螺钉50可相对于板20和孔21的轴线成角度。该角度 取决于中间部分的尺寸及孔21的尺寸。而且，螺钉50可以相对于孔21轴线 以多种角度插入。固定角度和可变角度螺钉的实施方式在美国专利6,669,700 中描述，其内容结合于此作为参考。在一个实施方式中，止动件41附连于固定件30。然后，附连有止动件41 的固定件30被进一步旋入板20以使止动件41相对于螺钉50进一步推进。为 了进行校准，止动件41可保持附连于固定件30，而固定件30从板脱离的同时 也实现了止动件41的取出。本发明可以除本文所述之外的其它具体方式实施而不背离本发明的范围 和必要特征。因此，认为此处的实施例在所有方面都应被认为是示例性而非限 制性的，在所附权利要求书的含义及等价范围内的所有改变都包括在本文中。
权利要求
1.一种适合连接于椎骨构件的板系统，其包括板，所述板具有面向椎骨构件的第一表面和背对椎骨构件的第二表面；孔，所述孔从所述第一表面到所述第二表面延伸穿过所述板；螺钉，所述螺钉具有用来插入椎骨构件中的前端和与前端相对的头部，所述头部具有顶面；固定件，所述固定件从所述板的所述第二表面伸出并离开所述孔第一距离而定位；和止动件，所述止动件适于防止螺钉从椎骨构件脱出，所述止动件具有开口和外缘，所述开口的尺寸被设置成能匹配到所述固定件上，而所述外缘则位于所述螺钉的一部分上，所述止动件适于在骨螺钉插入椎骨构件之后附连于所述固定件。
2. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述固定件还包括与所述板的 开口连接的螺纹杆部。
3. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述固定件包括宽度减小的凹 口，凹口的尺寸为适合接纳所述止动件的边缘。
4. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述系统还包括沿所述固定件 的至少一部分延伸的螺纹。
5. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，开口宽度小于固定件宽度。
6. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述止动件由弹性材料构成， 当将止动件放置到固定件上时，该弹性材料发生偏转。
7. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括从所述开口内 缘延伸入止动件的多个翼片。
8. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述止动件在所述螺钉的顶面 上延伸。
9. 一种适合连接椎骨构件的板系统，其包括板，所述板具有面向椎骨构件的第一表面和背对椎骨构件的第二表面； 第一和第二孔，所述第一和第二孔从所述第一表面到所述第二表面延伸穿 过所述板；至少一个螺钉，所述螺钉具有插入椎骨构件的前端以及与前端相对的头部；固定件，所述固定件从所述板的第二表面伸出并且离开第一孔第一距离和离开第二孔第二距离定位；和止动件，所述止动件适于防止所述至少一个螺钉从椎骨构件中脱出，所述 止动件具有开口和外缘，所述止动件被构造成在插入到固定件上期间偏转以使止动件附连于固定件，其外缘位于每一个所述至少一个螺钉的一部分上，所述 止动件适于在将骨螺钉插入椎骨构件之后附连于固定件。
10. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述止动件还包括排列在所 述开口内缘上的多个翼片和开槽。
11. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述固定件还包括凹口，所 述凹口可接纳所述开口内缘以使所述止动件附连于固定件。
12. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括位于固定件 与止动件之间的环件，所述环件发挥作用以使所述止动件附连于固定件。
13. 如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述环件位于所述固定件的 凹口内。
14. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括在固定件外 缘上的凸轮机构，该凸轮机构接纳所述开口内缘以使所述止动件附连于固定件 并压缩螺钉。
15. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述固定件包括由裂隙分隔 开的第一和第二部分。
16. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述固定件可拆卸地附连于 板，所述固定件和止动件可作为整体一起从板上拆下。
全文摘要
提供了防止螺钉从板中脱出的装置和方法。板包括孔，用于接纳附连于骨的螺钉。固定件相邻于孔定位并从板的一个表面伸出。闭锁机构附连于固定件，其尺寸被设置成适合在插入的螺钉的至少一部分上延伸，以防止螺钉从孔中脱出。一种方法包括将螺钉插入孔中，以使板附连于骨。然后使闭锁机构附连于固定件。所述闭锁机构的尺寸被设置成适合在骨螺钉上延伸并防止螺钉脱出。
文档编号A61B17/70GK101237830SQ200680028963
公开日2008年8月6日 申请日期2006年6月9日 优先权日2005年6月10日
发明者J·M·梅, R·A·法利斯 申请人:华沙整形外科股份有限公司