專利名稱：用于將物體附接在骨組織上的通用錨固件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將各種物體(例如假體或植入體)附接在骨上的裝置，該裝置在 某些情況下用于將脊椎儀器錨固在人的脊柱的椎骨上。
背景技術(shù)：
快速增長的老年人群代表重要的整形外科市場，該整形外科市場具有與低質(zhì)量松 質(zhì)骨(cancelous)或海綿狀骨(骨質(zhì)疏松癥)相關(guān)的特別需要。在這些人中的骨縫合術(shù)處 理過程具有關(guān)于骨中的錨固件拔出或退出而松弛的危險(xiǎn)。錨固系統(tǒng)的可靠性取決于它抵抗 骨的拔出的能力。錨固件的除去可能導(dǎo)致附接在骨上的任何物體擠出或者甚至更差(松 弛)。已知的錨固系統(tǒng)提出了幾種方案已經(jīng)提出了發(fā)散或收斂螺釘來通過增加抓緊力而 抵抗拉出力。用于將錨固件固定在物體內(nèi)的鎖定機(jī)構(gòu)(例如鎖定螺釘或防反轉(zhuǎn)系統(tǒng))避免 了錨固件的拉出，但是不能避免整個(gè)結(jié)構(gòu)的擠出。雙皮層螺釘連接可能有危險(xiǎn)，并可能使得 結(jié)構(gòu)太剛性。這可能導(dǎo)致植入體自身破裂。已經(jīng)發(fā)展了錨固件的特殊特征(例如圓錐形 芯、自攻輪廓和粗糙表面)來增加對(duì)松質(zhì)骨的抓緊。可膨脹機(jī)構(gòu)(例如隨著同軸內(nèi)部元件 或“Molly螺釘”而膨脹的螺紋栓釘)將壓碎和裂開脆弱的骨組織，然后產(chǎn)生環(huán)繞錨固件的 埋入部分的空間。這可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生肘環(huán)套接(toggle)，并因此產(chǎn)生響應(yīng)生理微運(yùn)動(dòng)而 拉出或松弛的情況。授予Bramlet等的美國專利6695844公開了一種可膨脹、有翼片的緊固件，該緊固 件由外部元件和內(nèi)部機(jī)構(gòu)組成，該內(nèi)部機(jī)構(gòu)能夠使得翼片延長或縮回，翼片不僅能夠增加 在骨和裝置之間的交界面，而且能夠在松質(zhì)骨中膨脹。盡管翼片為鈍頭，但是骨-植入體的 交界面由于翼片的膨脹或收縮而削弱，因?yàn)榕蛎浀囊砥谒鼈儤修D(zhuǎn)時(shí)穿過骨開口，因此需 要改造骨。其它方案使用互鎖機(jī)構(gòu)，例如K金屬線，該K金屬線與骨螺釘相交(“An Interlocking Screw for Fixation in Osteoporotic Bone，，，由 McKoy 等在“骨質(zhì)疏松骨 中的內(nèi)部固定”中介紹，作者為YuehueiH. An, 2002年)，或者使用兩個(gè)元件，該兩個(gè)元件通 過它們的端部由螺紋連接件連接("Anchoring System for Fixing Object to Bones”， Lionel Sevrain 的美國專利申請(qǐng) No. 10/275710)。連接方案解決了一些問題，并提高了強(qiáng)度和可靠性，但是需要瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，該瞄準(zhǔn)系 統(tǒng)不僅從市場觀點(diǎn)還是從解剖學(xué)觀點(diǎn)來看都可能成為難題。因此需要一種用于將物體錨固 在骨上的改進(jìn)錨固系統(tǒng)和安裝方法。希望提供一種新穎的錨固系統(tǒng)，用于將各種物體固定在骨上，例如將脊柱裝置或 儀器固定在脊柱上，還希望提供一種錨固系統(tǒng)，它很好地用于防止錨固件拉出以及因此防 止過一段時(shí)間后物體的擠出和/或松弛。還希望提供一種錨固系統(tǒng)，使得在這樣的骨質(zhì)疏松骨中有所需的可靠性，而沒有附加瞄準(zhǔn)引導(dǎo)件的難題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，根據(jù)第一方面，提供了一種用于將物體錨固在骨上的錨固裝置，它包括錨 固元件，該錨固元件有近端和遠(yuǎn)端，該近端用于將物體保持在骨上，而遠(yuǎn)端處于骨中；以及 鎖定元件，該鎖定元件有近端和遠(yuǎn)端，且近端用于將錨固元件固定在骨中，并通過阻止它返 回或防止它松開螺絲而防止它拉出或松弛，而遠(yuǎn)端在骨中。根據(jù)另一方面，提供了第一和第二緊固件，第一緊固件用于與錨固元件的近端配 合，第二緊固件用于與鎖定元件的近端配合。更具體地說，第二緊固件充分設(shè)計(jì)成與鎖定元 件的角度匹配。而且，根據(jù)另一方面，提供了一種用于將物體安裝在骨上的方法，它包括以下步 驟(a)提供錨固元件和鎖定元件，它們各自有近端和遠(yuǎn)端；(b)將錨固元件引入骨中，其 中，所述近端將物體保持在骨上；(C)將鎖定元件定位在錨固元件的近端中；以及(d)防止 錨固元件松開。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，有一種系統(tǒng)用于將一個(gè)或多個(gè)物體附接在骨組織上， 它包括錨固元件，該錨固元件有近端和遠(yuǎn)端，該近端包括凹座和孔，該孔相對(duì)于錨固元件的 長度軸線傾斜；以及鎖定元件，該鎖定元件有近端和遠(yuǎn)端，該近端包括凹座；其中，錨固元 件的孔用于使得鎖定元件插入穿過。在特殊實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括至少一個(gè)緊固件，其 中，該緊固件用于與錨固元件的近端中的凹座配合，或者用于與鎖定元件的近端中的凹座 配合，或者與兩者都配合。在一個(gè)特殊實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括第一和第二緊固件，其中，第一 緊固件用于與錨固元件的近端中的凹座配合，第二緊固件用于與鎖定元件的近端中的凹座 配合。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，在第二緊固件的頭部上的角度等于鎖定元件插入錨固 元件中的角度。在其他特殊實(shí)施例中，錨固元件、鎖定元件或者它們兩者有粗糙表面。在特 定方面，孔的內(nèi)壁的表面平滑、粗糙或有螺紋。在本發(fā)明的特殊方面，在錨固元件的長度軸 線和鎖定元件的長度軸線之間的角度在1和89度之間、在10和75度之間、在10和50度 之間、在10和35度之間、或者在25和30度之間。在本發(fā)明的特殊實(shí)施例中，錨固元件的凹座的形狀和/或鎖定元件的凹座的形狀 為六邊形、五邊形、正方形、三角形、十字形、加號(hào)形、線性或者星形。在本發(fā)明的特殊方面， 第二緊固件為球端六邊形緊固件。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，有一種將一個(gè)或多個(gè)物體固定在骨上的方法，它包括 利用本發(fā)明的系統(tǒng)或部件來將物體錨固在骨上的步驟。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，有一種 成套工具，它包括本發(fā)明的系統(tǒng)和部件。前面已經(jīng)相當(dāng)大致地概括了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，以便可以更好地理解下面 對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說明。下面將介紹本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)，它們將形成本發(fā)明的權(quán)利要 求的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，所述的概念和特殊實(shí)施例可以很容易地作為改變或 設(shè)計(jì)用于執(zhí)行本發(fā)明相同目的的其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)知道，這些等效 結(jié)構(gòu)并不脫離如附加權(quán)利要求中所述的本發(fā)明精神和范圍。被認(rèn)為是本發(fā)明的特征的新穎 特征(對(duì)于它的構(gòu)成和操作方法)以及其它目的和優(yōu)點(diǎn)都將從下面的說明并結(jié)合附圖而更好地理解。不過應(yīng)當(dāng)清楚地知道，各圖只是用于圖示和說明目的，并不是限制本發(fā)明。


這里已經(jīng)總體介紹了本發(fā)明的特征，下面將參考附圖，該附圖表示了本發(fā)明的特定實(shí)施例Io圖1是本發(fā)明的錨固元件的示意透視圖。圖2a是錨固元件的示意剖視圖。圖2b是錨固元件的近端的示意俯視圖。圖3是具有鎖定元件的錨固元件的示意透視圖。圖4是具有鎖定元件的錨固元件的示意剖視圖。圖5是保持物體(板)的錨固元件的透視圖。圖6a是第一緊固件Fl的一個(gè)實(shí)施例的桿(六角鍵)的剖視圖。圖6b是第一緊固件Fl的遠(yuǎn)端(球端六角形工具)的示意透視圖。圖6c是第一緊固件Fl的側(cè)視圖。圖7是可以用于第二緊固件F2的差速器的示意透視圖。圖8a是第一緊固件Fl的遠(yuǎn)端(球端六角形工具)的放大透視圖。圖8b是遠(yuǎn)端(球端六角形工具)的放大側(cè)視圖，表示了 25至30度角進(jìn)入六角形工具。圖8c是傾斜插入的示例。圖8d是在六邊形螺釘內(nèi)接合的第一緊固件Fl的側(cè)視圖。圖9a是皮層類型鎖定元件L的側(cè)視圖。圖9b是松質(zhì)類型鎖定元件L的側(cè)視圖。圖9c是無頭類型鎖定元件L的側(cè)視圖。圖10表示了互鎖錨固件和鎖定元件的各種角度模式。圖11表示了除了相應(yīng)緊固件外，在錨固元件中的鎖定元件的一個(gè)實(shí)施例，其中相應(yīng)緊固件有與鎖定元件在錨固元件中的角度相對(duì)應(yīng)的角度。圖12表示了緊固件的示例實(shí)施例和它在錨固元件中的相應(yīng)鎖定元件。通過前述說明和下面對(duì)各個(gè)特殊實(shí)施例的更詳細(xì)說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚本 發(fā)明在骨錨固裝置領(lǐng)域提供了明顯的進(jìn)步。根據(jù)下面的詳細(xì)說明將更好地理解各種特殊實(shí) 施例的附加特征和優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明整個(gè)參引美國臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 60/896960，該美國臨時(shí)專利申請(qǐng) No. 60/896960的申請(qǐng)日為2007年3月洸日。在說明書中使用的術(shù)語“一”或“一個(gè)”的意思可以是一個(gè)或多個(gè)。在權(quán)利要求中 當(dāng)與措辭“包括”結(jié)合使用時(shí)，措辭“一”或“一個(gè)”的意思可以是一個(gè)或多個(gè)。這里使用的 “另一”的意思可以是至少第二或更多。本發(fā)明的一些實(shí)施例可以包括或基本包括本發(fā)明的 一個(gè)或多個(gè)元件、方法步驟、方法和/或系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)知道，這里所述的任意系統(tǒng)、方法或成分 可以對(duì)于這里所述的任意其它方法或成分來實(shí)施。
1.本發(fā)明本領(lǐng)域技術(shù)人員(也就是具有本技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員)應(yīng)當(dāng)知道， 這里所述的、用于錨固骨的系統(tǒng)可以有多種變化。下面對(duì)各個(gè)特殊特征和實(shí)施例的詳細(xì)說 明將參考用于哺乳動(dòng)物的骨(例如包括椎骨)的改進(jìn)骨錨固裝置來說明本發(fā)明的總體原 理。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過本說明書將清楚適用于其它用途的其它實(shí)施例。任意哺乳動(dòng)物的骨(包括人的骨)可以具有施加于其上的本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和 /或成分。示例包括較長骨、短骨、扁平骨、不規(guī)則骨、附屬骨和籽骨。特殊示例包括但不局 限于椎骨、股骨、肱骨、橈骨、尺骨、大腿骨、脛骨、腓骨、鎖骨、肋骨、掌骨、跖骨、趾骨、顱骨、 胸骨、肩胛骨、無名骨、椎骨、上頌骨、蝶骨、腕骨、跗骨、髕骨、額間骨、翼上骨、冠狀縫小骨、 前囟骨、矢狀縫小骨(sagittal ossicle)、人字縫小骨以及鱗部-頂骨小骨。本發(fā)明部件的材料可以為任意合適類型。在某些實(shí)施例中，錨固件和鎖定元件的 材料為可生物相容。材料的示例包括生物醫(yī)學(xué)金屬材料，包括不銹鋼；合金(鋁、鈷、鎳、 鉭、鎢、釩等)；鈷基合金；或者鈦和它的合金。其它材料示例包括聚合物生物材料，例如合 成的、不可生物降解的聚合物；聚乙烯(高密度聚乙烯-HDPE，超高分子量聚乙烯UHMWPE)、 聚(醚酮醚)或者PEEK。聚合物基復(fù)合生物材料也可以使用，包括纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料(例 如碳纖維或凱夫拉kevelar)。本發(fā)明的錨固件、鎖定元件和(通過外推的)緊固件的形狀、直徑、長度和任意相 關(guān)角度可以為任意類型，只要鎖定元件能夠以一定角度定位在錨固件中，以便產(chǎn)生V形(或 L形，成90度結(jié)構(gòu))結(jié)構(gòu)，且只要相應(yīng)緊固件可以插入在錨固件和/或鎖定元件的頭部中的 相應(yīng)凹座104中，以便施加用于將它們固定在骨中的力矩。下面參考圖1至9介紹根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的錨固裝置或植入體(總體利用標(biāo) 號(hào)100表示)。錨固系統(tǒng)100大致包括錨固元件A和鎖定元件L (見圖3)。圖1表示了根據(jù)特定實(shí)施例的錨固元件A。錨固元件A大致有松質(zhì)螺釘(cancelous screw)特征，例如兩部分的桿包括可選擇的粗糙(coarse)、自攻螺紋103，該螺紋103設(shè)計(jì) 成錨固在較軟的髓骨或者松質(zhì)骨中，且頂部有平滑的無螺紋部分101，這使得它能夠用作方 頭螺釘。無螺紋的上部部分101有傾斜孔102，該傾斜孔102相對(duì)于錨固元件的桿的軸向平 面有一定角度(例如大約25)。錨固元件A的近端有近端凹座104，這樣，它能夠與緊固件 例如鍵、螺絲刀或扳手接合(見圖2b)。在特殊實(shí)施例中，錨固元件A的近端有六角形(六 邊形)類型的近端凹座104，這樣，它能夠與六邊形尖端緊固件(例如鍵或扳手，見圖2b)接合。這里使用的術(shù)語“緊固件”是指工具例如扳手、鍵或螺絲刀，它用于通過錨固件的 頭部而將相應(yīng)錨固件插入骨中，和/或通過鎖定元件的頭部的凹座104而將相應(yīng)鎖定元件 插入錨固件中。盡管鎖定元件或錨固件的頭部的凹座104可以為任意形狀，但是這里所述的實(shí)施 例(其中兩個(gè)頭部都為六邊形)只是示例性的。也就是，用于使得各緊固件插入錨固件或鎖 定元件中的凹座104的形狀可以為任意形狀，例如包括六邊形、五邊形、正方形、三角形、 十字形、加號(hào)形、線性、星形等。在特殊實(shí)施例中，鎖定元件的頭部小于錨固件的頭部，不過 在其它實(shí)施例中，鎖定元件的頭部的尺寸與錨固件的頭部相同。在另一特定實(shí)施例中，錨固 件的近端的凹座104和鎖定元件的近端的凹座104為相同的形狀和/或尺寸，而在其它實(shí)施例中，錨固件的近端的凹座104和鎖定元件的近端的凹座104并不為相同形狀和/或尺 寸。圖2表示了錨固元件的剖視圖(圖2a)和錨固元件的近端的俯視圖(圖2b)。用 于將各緊固件插入錨固件或鎖定元件中的凹座104的形狀可以為任意形狀，例如包括六 邊形、五邊形、正方形、三角形、十字形、加號(hào)形、線性、星形等(如下面所示)，它們例如可 以稱為狹槽的、Phillips、Pozidriv、torx(梅花頭)、六邊形鍵、Robertson、Tri-Wing、 Torq-Set 或 Spanner。
權(quán)利要求
1.一種用于將一個(gè)或多個(gè)物體附接在骨組織上的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括錨固元件，所述錨固元件具有近端和遠(yuǎn)端，其中，所述近端包括凹座和孔，所述孔相對(duì) 于所述錨固元件的長度的軸線傾斜；以及鎖定元件，所述鎖定元件具有近端和遠(yuǎn)端，其中，所述近端包括凹座；所述錨固元件的孔用于所述鎖定元件穿過所述孔插入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)緊固件，其中，所述緊固件用于與所 述錨固元件的所述近端中的凹座配合，或者用于與所述鎖定元件的所述近端中的凹座配 合，或者與二者都配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括第一緊固件和第二緊固件，其中，所述第一緊 固件用于與所述錨固元件的所述近端中的凹座配合，所述第二緊固件用于與所述鎖定元件 的所述近端中的凹座配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述第二緊固件的頭部的角度與所述鎖定元件 插入所述錨固元件內(nèi)的角度相對(duì)應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述錨固元件、所述鎖定元件或者兩者都具有粗 糙表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述孔的內(nèi)壁的表面平滑、粗糙或具有螺紋。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中在所述錨固元件的長度的軸線和所述鎖定元件 的長度的軸線之間的角度在1到89度之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中在所述錨固元件的長度的軸線和所述鎖定元件 的長度的軸線之間的角度在10到75度之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中在所述錨固元件的長度的軸線和所述鎖定元件 的長度的軸線之間的角度在10到50度之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中在所述錨固元件的長度的軸線和所述鎖定元件 的長度的軸線之間的角度在10到35度之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中在所述錨固元件的長度的軸線和所述鎖定元件 的長度的軸線之間的角度在25到30度之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述錨固元件的凹座的形狀和/或所述鎖定元 件的凹座的形狀為六邊形、五邊形、正方形、三角形、十字形、加號(hào)形、線性或者星形。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述第二緊固件為球端六邊形緊固件。
14.一種用于將一個(gè)或多個(gè)物體固定在骨上的方法，包括利用如權(quán)利要求1所述的系 統(tǒng)將所述物體錨固在所述骨上的步驟。
15.一種成套工具，該成套工具包括如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于將物體附接在骨上的錨固裝置和方法，其包括錨固元件，該錨固元件有近端和遠(yuǎn)端，其中，該近端用于將物體保持在骨上，而遠(yuǎn)端處于骨中；以及鎖定元件，該鎖定元件有近端和遠(yuǎn)端，且近端用于將錨固元件固定在骨上，并通過阻止它返回或防止它旋松而阻止它拉出或松弛，同時(shí)遠(yuǎn)端處于骨中。本發(fā)明還提供了第一和第二緊固件，第一緊固件用于與錨固元件的近端配合，第二緊固件用于與鎖定元件的近端配合。第二緊固件的端部可以有與鎖定元件的角度相匹配的角度。
文檔編號(hào)A61B17/58GK102046105SQ200980118021
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月26日
發(fā)明者L·C·塞夫蘭 申請(qǐng)人:斯恩蒂斯有限公司