專利名稱：一種改進(jìn)的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)外科器械，具體涉及一種脊柱內(nèi)固定器。
技術(shù)背景
臨床上應(yīng)用的脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)一般由兩部分組成，即起錨固作用的椎弓根螺釘和起橋接作用的鋼棒、鋼板等連接構(gòu)件。脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)的工作原理是以病變部位為中心， 在上位椎體和下位椎體分別打入椎弓根螺釘，椎弓根螺釘之間通過連接構(gòu)件進(jìn)行固定，使上、下位椎體成為一個整體，從而由連接件替代原來的病變部位承受脊柱的各種作用力。脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)按連接構(gòu)件的類型又可分為堅(jiān)強(qiáng)固定和動態(tài)固定兩種，其中堅(jiān)強(qiáng)固定采用直鋼棒、直鋼板等具有較高剛度的結(jié)構(gòu)體作為連接件，被固定的上位椎體和下位椎體之間不能相對活動；動態(tài)固定則采用彈性固定器，被固定的上位椎體和下位椎體之間具有一定活動度。在現(xiàn)有技術(shù)中，上述動態(tài)固定根據(jù)固定方式的不同，分為采用具有U形彈性片的棘突間固定和采用兩根彈性棒的棘突兩側(cè)固定，前者如公開號為CN101332116A公開的一種脊椎棘突彈性內(nèi)固定器，后者如公開號為CN101579252A公開的一種椎骨后路動態(tài)內(nèi)固定棒和授權(quán)公告號為CN201194833Y公開的“一種腰椎彈性內(nèi)固定器”。由上述采用兩根彈性棒的棘突兩側(cè)固定所形成的固定系統(tǒng)可見，由于兩根彈性棒固定在椎間關(guān)節(jié)的后部，即脊柱的后柱上，而由“三柱理論”可知，有80%的載荷都集中在脊柱的前柱和中柱上，因此，作用在椎間盤上載荷中心必然位于椎間盤的中后部，那么所述的載荷中心至每一彈性棒彈性變形中心的距離較遠(yuǎn)，所產(chǎn)生的彎矩也就較大，且隨所述載荷中心至所述彈性變形中心的距離的增大成倍地增大。由上述分析可見，現(xiàn)有彈性棒所構(gòu)成的固定系統(tǒng)的剛度較低，穩(wěn)定性較差，應(yīng)力大且過于集中，易造成斷釘，斷棒的現(xiàn)象發(fā)生。發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種改進(jìn)的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置，該裝置所構(gòu)成的動態(tài)固定系統(tǒng)的剛度高，穩(wěn)定性好。
發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種改進(jìn)的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置，該內(nèi)固定裝置由連接相鄰兩節(jié)段的椎體的彈性固定器和將該彈性固定器錨固在椎體上的兩根椎弓根螺釘組成，其特征在于，所述的彈性固定器為U字型棒狀結(jié)構(gòu)，該U字型棒狀結(jié)構(gòu)的兩側(cè)邊之間的距離等于相鄰兩節(jié)段的椎體上的椎弓根之間的距離；所述U字型棒狀結(jié)構(gòu)的兩側(cè)邊的頭部分別設(shè)有錨固結(jié)構(gòu)；所述的彈性固定器與兩根椎弓根螺釘錨固在一起后，椎弓根螺釘?shù)妮S線與所述彈性固定器所在平面之間的夾角為15° 45°。
本發(fā)明所述的動態(tài)內(nèi)固定裝置，其中所述的彈性固定器的側(cè)邊的長度為患者椎骨矢狀徑的1/2 2/3。
本發(fā)明所述的動態(tài)內(nèi)固定裝置，其中所述的錨固結(jié)構(gòu)可以為螺紋連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)由設(shè)在所述彈性固定器的側(cè)邊的頭部的表面設(shè)有內(nèi)螺紋的錐形孔和與之相匹配的所述椎弓根螺釘?shù)谋砻嬖O(shè)有外螺紋的錐形釘帽構(gòu)成，其中，所述的錐形孔的軸線與所述彈性固定器所在平面之間的夾角為15° 45°。
本發(fā)明所述的動態(tài)內(nèi)固定裝置，其中所述的錨固結(jié)構(gòu)也可以為所述彈性固定器的側(cè)邊的頭部設(shè)有球面孔，該球面孔內(nèi)嵌設(shè)有一個由形狀記憶合金制成的帶缺口的連接環(huán)，其外表面密布有用于增大與球面孔之間的摩擦的凸起；所述連接環(huán)的內(nèi)孔為表面設(shè)有內(nèi)螺紋的錐形孔，其軸線與所述彈性固定器所在平面之間的夾角分別為15° 45°，所述的椎弓根螺釘?shù)尼斆睘榕c所述連接環(huán)的錐形內(nèi)孔相匹配的表面設(shè)有外螺紋的錐形釘帽。
本發(fā)明所述的動態(tài)內(nèi)固定裝置，其中所述的錨固結(jié)構(gòu)還可以為該結(jié)構(gòu)具有一釘座，其一端設(shè)有切槽，該切槽的寬度與所述彈性固定器的側(cè)邊的頭部的直徑相匹配，槽底與所述彈性固定器的側(cè)邊的頭部的形狀相匹配，且與釘座的軸線之間形成15° 45°的夾角；所述釘座的體內(nèi)設(shè)有軸向通孔，該通孔一頭的內(nèi)表面與所述椎弓根螺的釘帽相匹配，另一頭設(shè)有內(nèi)螺紋；所述釘座體內(nèi)的軸向通孔中，自與釘帽相匹配的一頭起，依次設(shè)有下壓塊、上壓塊和與設(shè)在所述軸向通孔另一頭的內(nèi)螺紋相匹配的內(nèi)六角螺柱，其中所述下壓塊的上表面和所述上壓塊的上表面分別設(shè)有夾持所述彈性固定器的側(cè)邊的頭部的溝槽。
上述的第三種錨固結(jié)構(gòu)方案中，所述椎弓根螺釘?shù)尼斆睘榍蝾^，所述的下壓塊下表面與所述球頭形的釘帽相匹配。更進(jìn)一步地，所述彈性固定器的側(cè)邊的頭部和椎弓根螺釘?shù)穆菝鄙隙荚O(shè)有防滑花紋。
本發(fā)明所述的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置，由于兩椎弓根螺釘?shù)妮S線與彈性固定器所在平面之間形成15° 45°的夾角，使用時，兩椎弓根螺釘分別從上位椎體和下位椎體的錐弓根植入椎體內(nèi)，彈性固定器的彎曲部朝椎體前方延伸，因此彈性固定器的彈性變形中心與作用在椎間盤上載荷中心之間的距離大大減小，所產(chǎn)生的彎矩也相應(yīng)地減小，顯著提高了由該內(nèi)固定裝置構(gòu)成的動態(tài)固定系統(tǒng)的剛度，從而使得被固定的椎體獲得了更好的穩(wěn)定性。


圖1 圖3為本發(fā)明所述的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置的第一個具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖1為主視圖，圖2為俯視圖，圖3為立體圖。
圖4 圖6為本發(fā)明所述的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置的第二個具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖4為主視圖，圖5為俯視圖，圖6為立體圖。
圖7和圖8為本發(fā)明所述的連接環(huán)的一個具體結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖7為主視圖， 圖8為俯視圖。
圖9 圖12為本發(fā)明所述的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置的第三個具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖9為主視圖，圖10為俯視圖，圖11為右視圖，圖12為立體圖。
圖13 圖15本發(fā)明所述的釘座的一個具體結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖13為主視圖，圖 14為左視視圖，圖15為仰視圖。
圖16為本發(fā)明所述的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置的一個使用狀態(tài)圖。
圖17為現(xiàn)有技術(shù)中的一種椎弓根內(nèi)固定系統(tǒng)的使用狀態(tài)圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
參見圖1 圖3，本實(shí)施例的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置由連接相鄰兩節(jié)段的椎體的彈性固定器3和將該彈性固定器3錨固在椎體上的兩根椎弓根螺釘1組成，其中，所述的彈性固定器3為U字型棒狀結(jié)構(gòu)，其兩側(cè)邊3-1之間的距離為兩側(cè)邊(3-1)之間的距離等于相鄰兩節(jié)段的椎體上的椎弓根之間的距離，每一側(cè)邊3-1的長度等于患者椎骨矢狀徑的1/2 ； 所述的兩側(cè)邊3-1具有矩形的頭部3-2，該矩形頭部3-2設(shè)有用于錨固所述的椎弓根螺釘1 的錐形螺紋孔3-3，椎弓根螺釘1的釘帽1-1的表面設(shè)有與所述的錐形螺紋孔3-3相匹配的錐形螺紋，釘帽1-1的端部設(shè)有內(nèi)六角孔。所述的錐形螺紋孔3-3朝彈性固定器3 —側(cè)傾斜，其軸線與彈性固定器3所在平面形成15° 45°的夾角，亦即當(dāng)椎弓根螺釘1的釘帽1-1旋緊在錐形螺紋孔3-3上后，椎弓根螺釘1的軸線與彈性固定器3所在平面之間的夾角為15° 45°。
實(shí)施例2
參見圖4 圖8，本例中，所述的椎弓根螺釘1與彈性固定器3的錨固結(jié)構(gòu)為彈性固定器3的兩側(cè)邊3-1的矩形頭部3-2內(nèi)設(shè)有球面孔3-4，該球面孔3-4內(nèi)嵌設(shè)有一個帶缺口 4-1的連接環(huán)4，該連接環(huán)4的內(nèi)孔為表面設(shè)有內(nèi)螺紋的錐形孔，所述的椎弓根螺釘 1的釘帽1-1為表面設(shè)有外螺紋的錐形釘帽，并與連接環(huán)4的內(nèi)孔螺紋連接；所述的連接環(huán) 4的外壁上密布用于增大與球面孔3-4之間的摩擦的凸起4-2。由于連接環(huán)4上設(shè)有缺口 4-1，因此當(dāng)椎弓根螺釘1的釘帽1-1旋入連接環(huán)4的內(nèi)孔時，該連接環(huán)4便向外擴(kuò)張并撐緊在球面孔3-4內(nèi)，實(shí)現(xiàn)錨固連接。當(dāng)連接環(huán)4的頂面與彈性固定器3的側(cè)邊3-1的頭部 3-2的頂面平行時，其內(nèi)孔的軸線與彈性固定器3所在平面的夾角為15° 45°，亦即當(dāng)椎弓根螺釘1的釘帽1-1旋緊在連接環(huán)4上后，椎弓根螺釘1的軸線與彈性固定器3所在平面之間的夾角為15° 45°。錨固前，連接環(huán)4可以在球面孔3-4內(nèi)轉(zhuǎn)動，因此椎弓根螺釘1的植入方向也可以在一定范圍內(nèi)微整，便于手術(shù)時根據(jù)不同個體的椎體結(jié)構(gòu)選擇最合適的植入角度。本例中，所述的連接環(huán)4由醫(yī)用Ti-50. 5Ni鎳鈦諾(nitinol)形狀記憶合金制成，該形狀記憶合金在0 5°C低溫環(huán)境下體積縮小并變軟，此時容易將其嵌入球面孔 3-4中，在人體體溫環(huán)境下，該形狀記憶合金恢復(fù)原來的體積和硬度，利用該特性，當(dāng)內(nèi)固定裝置植入人體后，連接環(huán)4體積膨脹，能更牢固地連接在球面孔3-4上。
本例中，彈性固定器3的側(cè)邊3-1的長度等于患者椎骨矢狀徑的3/5。
本實(shí)施例上述以外的其他實(shí)施方式與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例3
參見圖10 圖16，本例中，彈性固定器3與椎弓根螺釘1之間通過一柱形釘座2 錨固，所述釘座2的上端設(shè)有U型的切槽2-3，該切槽2-3的寬度與所述彈性固定器3的側(cè)邊3-1的頭部3-2的直徑相匹配，槽底與所述彈性固定器3的側(cè)邊3-1的頭部3-2的形狀相匹配，且與釘座2的軸線之間形成的夾角a為15° 45°。所述釘座2的體內(nèi)設(shè)有軸向通孔，該通孔由位于上部的圓柱孔2-1和位于下部的半球面孔2-2連接而成，其中，圓柱孔2-1的上頭設(shè)有內(nèi)螺紋，半球面孔2-2的下端口處設(shè)置一切口 2-4，該切口 2-4位于上述切槽2-3的槽底較深的一頭的正下方(參見圖13 圖15)。所述的椎弓根螺釘1的釘帽 1-1為與上述的半球面孔2-2匹配的球頭，該球頭狀的釘帽1-1的表面設(shè)有防滑花紋8 ；使用時，椎弓根螺釘1從釘座2的通孔的上方插入，釘體從球面孔3-4的下端口伸出，球頭狀的釘帽1-1匹配在半球面孔2-2上，椎弓根螺釘1的頸部卡緊在所述的切口 2-4內(nèi)，以防止椎弓根螺釘3錨固后向兩側(cè)擺動。在所述的釘座2的軸向通孔中，自半球面孔2-2起，向上依次設(shè)有下壓塊6、上壓塊7和與設(shè)在所述的圓柱孔2-1的內(nèi)螺紋相匹配的內(nèi)六角螺柱5， 其中，所述下壓塊6下表面設(shè)有與所述球頭形的釘帽1-1相匹配的球形凹槽，所述下壓塊6 上表面和所述上壓塊7下表面分別設(shè)有夾持所述彈性固定器3的側(cè)邊3-1的頭部3-2的溝槽。所述的彈性固定器3的兩側(cè)邊3-1卡在上述的U型的切槽2-3內(nèi)，該卡入部分的表面設(shè)有防滑花紋8 ；所述的內(nèi)六角螺柱5通過上壓塊7將彈性固定器3的側(cè)邊3-1壓緊在切槽 2-3的槽底上；彈性固定器3的側(cè)邊3-1則通過下壓塊6將椎弓根螺釘1的釘帽1-1壓緊在半球面孔2-2上。上述的下壓塊6和上壓塊7也是由醫(yī)用Ti-50. 5Ni鎳鈦諾(nitinol) 形狀記憶合金制成，利用其形狀記憶特性增強(qiáng)椎弓根螺釘1、釘座2以及彈性固定器3之間的連接。
本例中，彈性固定器3的側(cè)邊3-1的長度等于患者椎骨矢狀徑的2/3。
本實(shí)施例上述以外的其他實(shí)施方式與實(shí)施例1相同。
下面結(jié)合附圖，對應(yīng)用本發(fā)明的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置的有益效果作進(jìn)一步的分析
參見圖16，圖中的上位椎體和下位椎體之間植入了兩個實(shí)施例1中所述的內(nèi)固定裝置，每一內(nèi)固定裝置中的椎弓根螺釘1沿錐弓骨植入至椎體9內(nèi)，彈性固定器的彎曲部延伸至椎體9的中柱對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，亦即彈性固定器3的變形中心10位于椎體9的中柱對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)；圖中的箭頭表示作用在椎體9上的載荷的方向，該載荷與彈性固定器3的變形中心10之間的垂直距離為Li。參見圖17，圖中的上位椎體和下位椎體之間植入了兩個現(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)固定裝置，其具有U型彎曲部彈性變形器3與椎弓根螺釘1的軸線在同一平面上，圖中的箭頭表示作用在椎體9上的載荷方向，該載荷與彈性固定器3的變形中心10之間的垂直距離為L2。由圖16和圖17中可明顯看出，Ll比L2小得多，亦即在彈性固定器3 的剛度相同情況下，在同一載荷作用下，本發(fā)明的內(nèi)固定裝置的變形更小，也就是由本發(fā)明的內(nèi)固定裝置構(gòu)成的內(nèi)固定系統(tǒng)的剛度更高，穩(wěn)定性更好。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置，該內(nèi)固定裝置由連接相鄰兩節(jié)段的椎體的彈性固定器⑶和將該彈性固定器⑶錨固在椎體上的兩根椎弓根螺釘⑴組成，其特征在于，所述的彈性固定器(3)為U字型棒狀結(jié)構(gòu)，該U字型棒狀結(jié)構(gòu)的兩側(cè)邊(3-1)之間的距離等于相鄰兩節(jié)段的椎體上的椎弓根之間的距離；所述U字型棒狀結(jié)構(gòu)的兩側(cè)邊(3-1)的頭部 (3-2)分別設(shè)有錨固結(jié)構(gòu)；所述的彈性固定器C3)與兩根椎弓根螺釘(1)錨固在一起后，椎弓根螺釘(1)的軸線與所述彈性固定器(3)所在平面之間的夾角為15° 45°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置，其特征在于，所述的彈性固定器(3)的側(cè)邊(3-1)的長度為患者椎骨矢狀徑的1/2 2/3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種改進(jìn)的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置，其特征在于，所述的錨固結(jié)構(gòu)為螺紋連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)由設(shè)在所述彈性固定器(3)的側(cè)邊(3-1)的頭部(3-2) 的表面設(shè)有內(nèi)螺紋的錐形孔(3-3)和與之相匹配的所述椎弓根螺釘(1)的表面設(shè)有外螺紋的錐形釘帽(1-1)構(gòu)成，其中，所述的錐形孔(3-3)的軸線與所述彈性固定器(3)所在平面之間的夾角為15° 45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種改進(jìn)的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置，其特征在于，所述的錨固結(jié)構(gòu)為所述彈性固定器(3)的側(cè)邊(3-1)的頭部(3-2)設(shè)有球面孔(3-4)，該球面孔 (3-4)內(nèi)嵌設(shè)有一個由形狀記憶合金制成的帶缺口(4-1)的連接環(huán)G)，其外表面密布有用于增大與球面孔(3-4)之間的摩擦的凸起G-2)；所述連接環(huán)的內(nèi)孔為表面設(shè)有內(nèi)螺紋的錐形孔，其軸線與所述彈性固定器C3)所在平面之間的夾角分別為15° 45°，所述的椎弓根螺釘(1)的釘帽(1-1)為與所述連接環(huán)(4)的錐形內(nèi)孔相匹配的表面設(shè)有外螺紋的錐形釘帽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種改進(jìn)的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置，其特征在于，所述的錨固結(jié)構(gòu)為該結(jié)構(gòu)具有一釘座O)，其一端設(shè)有切槽0-3)，該切槽(2-3)的寬度與所述彈性固定器(3)的側(cè)邊(3-1)的頭部(3-2)的直徑相匹配，槽底與所述彈性固定器(3)的側(cè)邊 (3-1)的頭部(3-2)的形狀相匹配，且與釘座O)的軸線之間形成15° 45°的夾角；所述釘座( 的體內(nèi)設(shè)有軸向通孔，該通孔一頭的內(nèi)表面與所述椎弓根螺釘(1)的釘帽(1-1) 相匹配，另一頭設(shè)有內(nèi)螺紋；所述釘座(2)體內(nèi)的軸向通孔中，自與釘帽(1-1)相匹配的一頭起，依次設(shè)有下壓塊(6)、上壓塊(7)和與設(shè)在所述軸向通孔另一頭的內(nèi)螺紋相匹配的內(nèi)六角螺柱(5)，其中所述下壓塊(6)的上表面和所述上壓塊(7)的上表面分別設(shè)有夾持所述彈性固定器(3)的側(cè)邊(3-1)的頭部(3-2)的溝槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種改進(jìn)的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置，其特征在于，所述椎弓根螺釘(1)的釘帽(1-1)為球頭，所述的下壓塊(6)下表面與所述球頭形的釘帽(1-1)相匹配。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種改進(jìn)的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置，其特征在于，所述彈性固定器(3)的側(cè)邊(3-1)的頭部(3-2)和椎弓根螺釘(1)的螺帽(1-1)上都設(shè)有防滑花紋 ⑶。
全文摘要
發(fā)明涉及一種改進(jìn)的脊椎動態(tài)內(nèi)固定裝置，該內(nèi)固定裝置由連接相鄰兩節(jié)段的椎體的彈性固定器(3)和將該彈性固定器(3)錨固在椎體上的兩根椎弓根螺釘(1)組成，其特征在于，所述的彈性固定器(3)為U字型棒狀結(jié)構(gòu)，該U字型棒狀結(jié)構(gòu)的兩側(cè)邊(3-1)之間的距離等于相鄰兩節(jié)段的椎體上的椎弓根之間的距離；所述U字型棒狀結(jié)構(gòu)的兩側(cè)邊(3-1)的頭部(3-2)分別設(shè)有錨固結(jié)構(gòu)；所述的彈性固定器(3)與兩根椎弓根螺釘(1)錨固在一起后，椎弓根螺釘(1)的軸線與所述彈性固定器(3)所在平面之間的夾角為15°～45°。由本發(fā)明的內(nèi)固定裝置所構(gòu)成的動態(tài)固定系統(tǒng)的剛度高，穩(wěn)定性好。
文檔編號A61B17/70GK102499745SQ201110348949
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者劉陽, 孫培棟, 王海明, 趙衛(wèi)東 申請人:南方醫(yī)科大學(xué)