专利名称：多轴骨锚固装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将稳定杆锚固在骨中或椎骨中的多轴骨锚固装置。所述骨锚固装置包括锚固元件、用于接收所述骨锚固元件的头部并且用于接收待连接到所述锚固元件的稳定杆的接收部件。所述锚固元件可枢转地连接到所述接收部件并且可以通过经由布置在所述接收部件中的压カ元件将压カ施加于所述头部上而固定在一定角度。所述压カ 元件包括接触所述头部的头部接触表面。所述头部相对于所述头部接触表面略微超尺寸 (oversize)以获得过盈配合，使得在锁定所述头部之前通过摩擦夹紧所述头部。
背景技术：
US2004/0267264A1描述了ー种多轴固定装置，其中多轴骨螺钉包括接合元件，所述接合元件适合于提供球形头部和接收元件之间的足够摩擦以在将球形头部锁定在接收元件内之前能够使柄部保持在期望的角取向。接合元件例如由围绕头部的敞ロ卡环或由设在压缩帽处以摩擦地接合球形头部的弹簧元件或由设在压缩帽中的狭槽实现。
发明内容
本发明的目的是提供一种骨锚固装置，所述骨锚固装置允许手术期间的改善操作，同时保证安全固定。该目的由根据权利要求1所述的锚固装置实现。在从属权利要求中给出了其它的改进。使用该骨锚固装置，可以实现在期望的角位置相对于接收部件暂时夹紧头部而不需要锁定头部。这允许将接收部件保持在可调节角位置。在该状态下，压カ元件将预负荷施加于头部，其中头部未被锁定，但是被防止自由地枢转。当头部暂时被夹紧时，特別地在多个骨锚固器必须连接到杆的情况下便于接收部件相对于杆的对准和杆的插入。当杆已经插入接收部件中吋，在不完全松动头部的情况下杆的调节仍然是可能的。可以通过考虑压力元件和头部之间的过盈配合确定压力元件相对于头部的尺寸而准确地预定由压カ元件施加于头部的预负荷的大小。头部可以固定在容座中。这能够在没有附加卷边工具的情况下容易地组装装置。
本发明的其它特征和优点将借助于附图从实施例的描述变得明显。在附图中图1显示了根据第一实施例的多轴骨锚固装置的透视分解图。图2显示了处于已组装状态的骨锚固装置的透视图。图3显示了处于已组装状态的多轴骨锚固装置的横截面图，该横截面在垂直于杆轴线的平面中获得。图4显示了沿着图3中的线A-A的骨锚固装置的横截面图。
图5显示了处于已组装状态的骨装置的横截面图，该横截面在包括杆轴线的平面中获得。图6显示了图5的一部分的放大图。图7显示了多轴骨锚固装置的接收部件的透视图。图8显示了图7的接收部件的侧视图。图9显示了接收部件的横截面图，该截面在包括杆轴线的平面中获得。图10显示了接收部件的横截面图，该截面在垂直于杆轴线的平面中获得。图11显示了压カ元件的透视图。图12显示了压カ元件的侧视图。图13显示了图12的压カ元件转过90°的侧视图。图14显示了沿着图13中的线B-B的压カ元件的横截面图。图15显示了图11的压カ元件的仰视图。图16a)至16d)显示了组装多轴骨锚固装置的步骤。图17显示了根据第二实施例的多轴骨锚固装置的横截面图，该截面在包括杆轴线的平面中获得。图18显示了根据第三实施例的多轴骨锚固装置的横截面图，该截面在包括杆轴线的平面中获得。
具体实施例方式大体上在图1和2中显示的根据第一实施例的多轴骨锚固装置包括呈螺钉元件的形式的骨锚固元件1，所述骨锚固元件具有螺纹柄部2和头部3。头部3被成形为球节段， 所述球节段具有包括球的赤道或最大直径E的尺寸。头部3在它的自由端上具有用于与エ 具接合的凹陷4。骨锚固装置还包括用于将螺钉元件1连接到杆100的接收部件5。压カ 元件6在接收部件中布置在头部3的顶部上。为了将杆100固定在接收部件中并且为了将压カ施加于头部上，设有与接收部件5相配合的呈内螺钉7的形式的锁定装置。特別地如图3至10中所示，接收部件5为大致圆柱形并且具有顶端fe和底端恥以及朝着底端恥延伸的同轴腔孔51。在底端恥，设有用于容纳头部3的容座部分52。容座部分52为球形，具有的半径对应于头部3的半径，并且具有开ロ 52b，柄部可以延伸通过所述开ロ。头部3允许在容座部分52中类似于球窝接头枢转。容座部分52的高度使得容座部分52包括头部3具有最大直径E的区域，如图6中所示。在腔孔51和容座部分52之间设有中空圆柱形边缘部分52a，所述中空圆柱形边缘部分具有的内径小于腔孔51的内径并且仅仅略小于头部的最大外径E。换句话说，头部3 相对于圆柱形边缘部分52a略微超尺寸以允许头部通过边缘部分被推入容座中。因此，ー 旦头部3被引入容座部分52中，它由圆柱形边缘部分5 保持在容座部分内。接收部件在顶端fe具有大致U形凹陷53，所述凹陷53形成用于接收杆100的通道。借助于U形凹陷形成垂直于接收部件5的中心轴线C延伸的通道轴线し内螺纹讨邻近顶端fe设在接收部件处以用干与锁定装置的内螺钉7相配合。特別地在图7、9和10中可以看到，设有彼此偏移180°布置的两个凹陷55，所述凹陷从腔孔51延伸到离底端恥一定距离处进入容座部分52。凹陷55相对于通道轴线L成90°定位。凹陷55的形状被构造成容纳将在下面描述的压力元件6的一部分。压カ元件6形成为单件。它为大致圆柱形构造并且具有的外径允许它在轴向方向上在接收部件5的腔孔51内移动。压カ元件具有顶端6a和底端6b。在顶端6a设有圆柱形凹陷61，所述圆柱形凹陷被构造成在其中接收杆100。在底端6b设有用于在其中接收头部3的球形凹陷62。在底端6b设有在周向方向上的两个相対的切ロ，借助于所述切ロ 设有两个向下延伸的相对凸耳63，所述凸耳的内表面为球形并且所述凸耳的外表面为圆柱形。在侧视图中看，凸耳63具有大致V形，例如如图13中所示，其中角部被圆整并且底部是直的。然而，凸耳的形状不限于实施例中所示的形状。例如，它可以为矩形或U形或其它形状。凸耳63相对于圆柱形凹陷所形成的通道轴线成90°布置。球形凹陷62的深度使得当压カ元件安装到头部3上时凸耳63延伸超出球形头部3的具有最大外径E的区域。球形凹陷63相对于球形头部3的尺寸使得头部3相对于球形凹陷63略微超尺寸， 使得当球形头部3插入球形凹陷63中时获得过盈配合，所述过盈配合通过由凸耳63施加于头部上的摩擦力保持头部。可以通过设计头部和具有凸耳63的球形凹陷62之间的适当过盈配合而调节摩擦力的強度。此外，压カ元件6具有用于允许用工具(未显示)接近螺钉头部3的同轴腔孔64。骨锚固装置的所有部件由身体相容材料制造，所述生物相容材料例如为诸如钛的身体相容金属，诸如镍钛诺的身体相容合金，或诸如聚醚醚酮(PEEK)的身体相容塑料材料，或它们的組合。部件可以由相同或不同材料制造。现在将參考图16a)至16d)描述骨锚固装置的组装。首先，如图16a)中所示，将骨锚固装置的头部3引入压カ元件6的球形凹陷62中。由于头部3具有的直径略大于球形凹陷62的直径，因此头部3通过过盈配合保持在球形凹陷62内，如图16b)中所示。由此，凸耳63围绕头部延伸超出具有最大直径E的区域。在该状态下，可以通过施加力以克服头部和凸耳63之间的摩擦力而相对于压カ元件6枢转头部。然后，从顶端如将安装有压カ元件的螺钉元件1引入接收部件5中。由此，压力元件6被定向成使得它的圆柱形凹陷61与接收部件的U形凹陷12对准。所以，凸耳63被定向成使得它们可以接合接收部件的如先前图7中所示的凹陷55。最后，如图16d)中所示，通过克服插入通过容座部分的圆柱形上边缘5 和头部3之间的过盈配合插入的カ而将头部3插入容座部分52中。当带有压力元件6的头部3安装在接收部件5内时，头部3由凸耳63施加于头部上的摩擦力保持。此外，由于头部3由容座部分的圆柱形上边缘5 保持在容座部分52中， 因此头部在可调节的角位置暂时保持在接收部件中。压カ元件的附加固定(例如卷边)是非必要的，原因是压カ元件通过凸耳63接合在凹陷55中而防止旋转并且通过与头部的过盈配合防止通过敞ロ顶端脱离，所述头部自身由上边缘5 保持在容座部分中。在使用中，骨锚固装置可以在预组装状态下输送，如图16d)中所示。通常，需要若干骨锚固装置。然后将螺钉元件拧入骨或椎骨中并且然后对准接收部件以使杆100的插入具有正确取向。由于头部暂时被夹紧，因此为了枢转接收部件必须施加カ以克服夹紧カ直到每个接收部件具有正确取向。当所有接收部件对准吋，插入连接骨锚固装置的杆并且上紧内螺钉7以向下移动压カ元件，从而锁定头部使得螺钉元件相对于接收部件的角位置被固定。同时由内螺钉固定杆。
在图17中显示了多轴骨锚固装置的第二实施例。与先前实施例相同的所有部件用相同的附图标记指示并且不再重复它们的描述。根据第二实施例的多轴锚固装置与根据第一实施例的骨锚固装置的区別在于容座部分52的圆柱形边缘5 可以不存在。代替中空圆柱形边缘52a，接收部件在它的内壁中具有两个凹陷56，所述凹陷彼此偏移180°并且在通道轴线L的方向上定向。当头部3插入容座部分52中时凹陷的位置处于与头部3的最大直径E相比更靠近第二端部恥的位置。压カ元件包括两个附加凸耳64，所述附加凸耳延伸超出头部的具有最大直径E的区域并且均相对于凸耳63成90°定向。凸耳64的每ー个具有向外延伸突出部65。当带有压カ元件的螺钉元件插入接收部件中并且提供接收部件和压カ元件之间的附加形状配合连接时突出部65卡扣到凹陷56中。凹陷相对于轴向方向具有这样的高度使得压カ元件能够进一歩向下移动以锁定头部3。在图18中显示了多轴骨锚固装置的第三实施例。根据第三实施例的多轴骨锚固装置与根据第二实施例的骨锚固装置的区别在于代替凹陷56和突出部65，凸耳64具有略微向外延伸的翼部66，所述翼部比接收部件的内径所允许的更向外延伸。当插入带有压カ 元件的头部时翼部66压靠在接收部件的内壁上并且通过压配合连接附加地保持头部。先前所述的实施例的修改是可想到的。在第一修改中，头部3不是由边缘或由突出部或翼部保持在容座部分中。在这样的修改中，为了避免带有压力元件的头部在朝着顶端如的方向上移动，压力元件通过卷边保持在接收部件内。其它修改包括两个以上凸耳或其它形状的凸耳，如关于第一实施例所述。在另外的修改中，根据第一实施例的凸耳可以设在除了垂直于通道轴线以外的其它位置。而且，第 ニ实施例的附加凸耳和突出部或第三实施例的翼部可以设在其它位置或以其它数量设置。容座部分可以具有除了球形以外的其它形状。例如，它可以为锥形。允许头部类似于球窝接头那样枢转的所有形状是可能的。而且头部和头部接触表面不必须为球形。它可以其它方式弯曲。对于锚固元件，所有类型的锚固元件可以使用并且与接收部件組合。这些锚固元件例如是不同长度、具有不同直径的螺钉，插管螺钉、具有不同螺纹牙型的螺钉、钉等。头部和柄部可以是可连接到彼此的独立部件。各种类型的接收部件可以特别地与不同的锁定装置一起使用。例如，代替单件式锁定装置，例如同时锁定杆和头部的内螺钉，可以使用具有外螺钉和内螺钉的两件式锁定装置。在该情况下，压カ元件具有U形凹陷，所述U形凹陷具有延伸到杆之上的腿部。使用两件式锁定装置，可以单独地固定头部和杆。此外，外螺母、外帽、卡ロ锁定装置等也是可能的。接收部件的形状不限于所示的实施例。例如，接收部件可以具有不对称端部分以用于允许螺钉元件朝特定侧的更大枢转角。在另ー个修改中，接收部件被构造成允许从底端引入螺钉元件。
权利要求
1.一种多轴骨锚固装置，包括锚固元件(1)，所述锚固元件具有用于锚固在骨中的柄部( 和头部(3)，所述头部具有弯曲的外表面部分；接收部件(5)，所述接收部件具有顶端(5a)和底端( )、用于在其中接收杆的通道 (12)、从所述顶端(5a)在所述底端(5b)的方向上延伸的同轴腔孔(51)，和在所述底端用于接收所述头部的容座部分(52)；布置在所述腔孔内的压カ元件(6)，所述压カ元件(6)具有接触所述头部( 的所述弯曲的外表面部分的头部接触表面部分(62、63、64)；其中所述头部C3)相对于所述接收部件( 可枢转并且可以通过经由所述压カ元件 (6)将压カ施加于所述头部上而固定在一定角度，并且其中所述头部在所述弯曲的外表面部分具有相对于所述头部接触表面部分(62、63、64)的超尺寸，因此获得过盈配合，所述过盈配合通过所述外表面部分和所述头部接触表面部分之间的摩擦而夹紧所述头部。
2.根据权利要求1所述的多轴骨锚固装置，其中所述弯曲的外表面部分具有最大直径 (E)并且其中所述头部接触表面部分(62、6；3)至少在包括所述最大直径Φ)的区域中接触所述头部。
3.根据权利要求1或2所述的多轴骨锚固装置，其中所述接收部件在它的内壁具有凹陷65)，所述凹陷延伸到所述容座部分(5 中以容纳所述头部接触表面部分(63)。
4.根据权利要求1至3之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述头部接触表面部分包括从相对侧夹紧所述头部的至少两个不同部分(63、64)。
5.根据权利要求4所述的多轴骨锚固装置，其中所述至少两个不同部分形成为凸耳 (63,64)。
6.根据权利要求1至5之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述压カ元件(6)为大致圆柱形，具有上端(6a)和下端(6b)，并且其中所述压カ元件在它的下端具有面对所述头部的凹陷(62)，借助于所述压カ元件的凹陷提供所述头部接触表面部分(63、64)。
7.根据权利要求1至6之一所述的多轴骨锚固装置，其还被构造成将所述头部(3)保持在所述容座(5 中防止朝着所述顶端(5a)移动。
8.根据权利要求1至7之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述容座(5 具有在所述头部的具有最大外径(E)的区域之上的上边缘(5 ),并且其中所述头部具有相对于所述上边缘(52a)的超尺寸使得所述头部可以穿过所述边缘部分(52a)并且一旦所述头部处于所述容座(5 中防止头部朝着所述顶端(5a)移动。
9.根据权利要求1至8之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述头部接触表面部分(64) 包括弹簧元件(65)，一旦所述头部处于所述容座部分(5 中，所述弹簧元件卡扣到设在所述接收部件(5)的内壁的凹陷(65)中以防止所述头部(3)朝着所述顶端(5a)移动。
10.根据权利要求1至9之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述头部接触表面部分 (64)具有翼部(66)，所述翼部具有相对于所述接收部件的内壁的超尺寸以获得所述翼部 (66)和所述接收部件( 之间的过盈配合，所述过盈配合防止所述头部朝着所述顶端(5a) 移动。
11.根据权利要求1至10之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述压カ元件具有杆接收通道(61)。
12.根据权利要求1至11之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述头部(3)的所述外表面部分为球形。
13.根据权利要求1至12之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述头部接触表面(62、 63、64)为球形。
14.根据权利要求1至13之一所述的多轴骨锚固装置，其中所述容座部分(5 为球形。
15.根据权利要求1至14之一所述的多轴骨锚固装置，其中设有与所述接收部件(5) 相配合的固定装置(7)以将所述头部( 锁定在所述容座(5 中并且将所述杆(100)固定在所述通道(1 中。
全文摘要
提供一种多轴骨锚固装置，包括锚固元件，具有用于锚固在骨中的柄部和头部，头部具有弯曲的外表面部分；接收部件，具有顶端和底端、用于在其中接收杆的通道、从顶端在底端的方向上延伸的同轴腔孔和在底端用于接收头部的容座部分；布置在腔孔内的压力元件，具有接触头部的弯曲的外表面部分的头部接触表面部分；其中头部相对于接收部件可枢转并且可以通过经由压力元件将压力施加于头部上而固定在一定角度，并且其中头部在弯曲的外表面部分具有相对于头部接触表面部分的超尺寸，使得获得过盈配合，过盈配合通过外表面部分和头部接触表面部分之间的摩擦夹紧头部。
文档编号A61B17/68GK102525622SQ20111043152
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月21日 优先权日2010年12月27日
发明者L·比德尔曼, M·克格尔, W·马蒂斯 申请人:比德尔曼技术有限责任两合公司