本發(fā)明涉及人體顱骨缺損進行重新修復技術領域，具體涉及一種醫(yī)用顱骨釘結構。

背景技術：

顱骨手術，如顱骨的缺損、修復和整形，顱骨修補術是治療顱骨缺損的有效方法，手術中需要使用一種材料(人工材料或自體骨)，用于缺損顱骨的修復。

目前常規(guī)采用的顱骨修復材料為鈦網(wǎng)，或者由有機玻璃或硅橡膠等材料制成的片狀物。手術時，根據(jù)顱骨缺損大小進行裁減后安置在缺損處，四周鉆孔用絲線或金屬材料固定。這類顱骨網(wǎng)板存在的一個突出問題是，強度差，不利于顱骨缺損部位的保護。如專利申請?zhí)枮?01120482438.x提供的顱骨網(wǎng)板，再如中國專利申請?zhí)枮?01010297116.8提供的具有防粘涂層的顱骨缺損修復鈦網(wǎng)，以及申請?zhí)?01120482478.4和申請?zhí)?01110173696.4提供的用于顱骨修補術的雙層鈦網(wǎng)。

在骨科手術中，常常要用到顱顱骨螺釘來連接斷骨或修正各種骨骼病變和畸形。由于骨骼是人體承受各種力學載荷的主要受力結構，再加上連接好的斷骨或修正好的骨骼很容易將所承受的力載荷傳遞給用于固定的顱顱骨螺釘，因此在實際使用中，顱顱骨螺釘往往需要承受各種各樣周期不同的變力。這不僅要求顱顱骨螺釘自身特別堅固，不會在外力作用下?lián)p壞，而且要求其能夠與骨骼組織牢固地接合，從而不會在外力作用下從骨骼中脫出。

對于第一點要求，主要表現(xiàn)為顱顱骨螺釘具有較高的彎曲強度，不會在垂直于軸線方向的外力作用下發(fā)生斷裂；對于第二點要求，主要是表現(xiàn)為顱顱骨螺釘不僅不會在軸向拔出力的作用下脫出，而且很難在力矩作用下沿軸線旋轉(zhuǎn)。

為了加強顱顱骨螺釘?shù)挚馆S向拔出力和軸向旋轉(zhuǎn)力矩的能力，傳統(tǒng)的做法是增加螺紋的牙型高度并加大螺紋的密度。這樣做會顯著增加螺釘和骨骼的接觸表面積，從而顯著增加軸向拔出力和軸向旋轉(zhuǎn)力矩的受力面積，由此來提高顱顱骨螺釘所能承受的軸向拔出力和軸向旋轉(zhuǎn)力矩。但是，這樣的做法會對顱顱骨螺釘其它方面的力學性能造成不利影響。

例如就螺釘?shù)目箯潖姸榷裕菁y牙型高度增大會使得相對而言螺紋的內(nèi)徑減小，使得螺釘能承受彎曲應力的截面積減小，抗彎強度顯著降低。尤其是當螺紋的密度較高時，容易在牙底處形成尖銳的折角，從而導致應力集中，進一步降低了螺釘?shù)膹澢鷱姸?。并且，牙型高度過高并且牙型的軸向尺寸過小，會造成螺紋牙的斷裂。

另一方面，為了保持較高的抗彎強度，又不得不增加螺紋的內(nèi)徑，從而減小螺紋牙型高度，其結果是在螺釘表面形成密集的低牙型高度的螺紋。顯然，這樣一種螺釘結構的抵抗軸向拔出力和軸向旋轉(zhuǎn)力矩的能力都不會太高，因為螺釘與骨骼的接觸面積實在是太小了。

因此，人們迫切需要一種新的顱顱骨螺釘，其能夠與骨骼接觸咬合時同時具有改善的抵抗軸向拔出力、軸向旋轉(zhuǎn)力矩和彎曲力矩三種外力的特性，從而全面提高顱顱骨螺釘?shù)男阅堋?/p>

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術中存在的缺陷，提供一種結構簡單、使用便捷、手術效果好、可實現(xiàn)標準化的方便制作，且對于顱骨效果良好一種醫(yī)用顱骨釘顱骨結構。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是設計一種醫(yī)用顱骨釘結構，所述顱骨釘結構包括具有第一前表面、第一后表面和牙頂?shù)牡谝宦菁y，在所述第一螺紋的至少部分牙頂上形成有包括第二前表面和第二后表面的第二螺紋，至少部分所述第二螺紋在過螺釘軸線的橫截面中的截面形狀為變化的，變化的方式包括漸變和突變，以及漸變和突變的結合，所述第一螺紋包括圓錐形螺紋內(nèi)徑，所述第二螺紋的螺距為變化的；在所述顱骨釘?shù)闹胁吭O有貫穿的空腔，空腔的上端部設有六角槽段，在六角槽段及空腔的底部分別設有封堵，所述顱骨釘采用醫(yī)用聚醚醚酮高分子材料制備而成。

本發(fā)明提出了一種新的醫(yī)用顱骨釘結構，其特點是在于在其原有的第一螺紋頂端的部分表面上，還形成有若干個第二螺紋。由于第二螺紋僅存在于第一螺紋的頂端，并不會減小原有第一螺紋的內(nèi)徑，也不會形成削弱的螺紋牙底，相應地也就不會削弱顱骨釘?shù)目箯潖姸?。但是，由于第二螺紋的存在，又能夠顯著地增加螺釘和顱骨的接觸表面積，使得軸向拔出力和軸向旋轉(zhuǎn)力矩的承載面積變大，由此確保螺釘力學性能的改善。另外，由于在顱骨釘體的中部設置了管狀的空腔，可以利用該空腔裝入高強度、高硬質(zhì)材料用于加強其強度。頁可以利用該空腔注入用于治療的藥物，在這種情況下可取出空腔底部的封堵，使藥物漫漫地滲入到病灶部位，也可以利用此空腔通道抽取腦積液，或抽取腦梗淤血，或用其通道注射藥物等治療。其中的六角槽段可用于螺釘?shù)木o固端，可用六角扳手插入六角槽段內(nèi)將螺釘擰緊或拆卸下來。

其中，所謂的“前”、“后”方向均是相對于顱骨螺釘?shù)男胄龇较蚨缘?，在本發(fā)明的描述中，將沿著軸線方向的螺釘旋入方向稱作“前”，而將相反的螺釘旋出方向稱作“后”。

優(yōu)選地，所述第二前表面在過螺釘軸線的橫截面中的方向線與螺釘旋入方向的夾角為55～100°，所述第二前表面在過螺釘軸線的橫截面中的方向線與螺釘旋入方向的夾角為75～95°，所述第二前表面在過螺釘軸線的橫截面中的方向線垂直于所述螺釘?shù)妮S線，在過螺釘軸線的橫截面中，所述第二螺紋的截面形狀大致呈現(xiàn)三角形、四邊形、半圓形中的至少一個。

但是，第二前表面不一定是平面結構，任何可以有效承受軸向拔出力的第二前表面結構，例如各種不規(guī)則弧形表面均可以被采用。而為了便于清楚地描述這些結構，這里引入了“方向線”的概念作為第二前表面的參考量。具體來說，“方向線”為將相關曲線的有效部分，即發(fā)揮承載或?qū)虻裙δ艿牟糠质孜蚕噙B的直線段，可以用來大致表示該曲線的走勢方向，但并不是嚴格的幾何學的概念。而出于同樣的考慮，在下文對第一前表面、第一后表面和第二后表面等的描述中也同樣使用“方向線”作為參考。

此外，“大致垂直于軸線”的意思是說，該方向線不一定是完全垂直的，也可以與軸線的垂線形成一個夾角。合適夾角的存在不會對螺釘抗軸向拔出力的能力產(chǎn)生任何實質(zhì)性的影響，其既可以是主動追求的角度修正，以實現(xiàn)螺釘其它方面性能的改善，也可以是對加工中角度誤差的容忍，從而顯著降低加工的難度，降低生產(chǎn)成本。

一般認為，第二前表面在過螺釘軸線的橫截面中的方向線與螺釘旋入方向的夾角為55～100°，優(yōu)選為75～95°時，可以基本忽略其對螺釘抗軸向拔出力的能力產(chǎn)生的負面影響。其中，可以有意將第二前表面設置為略向后傾斜，從而形成“倒鉤”的結構，反而可以在一定程度上進一步改善抗軸向拔出力的性能。

在過螺釘軸線的橫截面中，第二螺紋可以呈現(xiàn)各種規(guī)則和不規(guī)則的截面形狀。例如當?shù)诙氨砻婧偷诙蟊砻嫦嘟粫r，第二螺紋大致呈現(xiàn)三角形；當?shù)诙氨砻婧偷诙蟊砻娴锥送ㄟ^直線段和/或曲線段相連時，第二螺紋大致呈現(xiàn)四邊形，優(yōu)選地為梯形；當?shù)诙氨砻婧偷诙蟊砻娴男甭什粩喔淖儾⒆罱K相連時，第二螺紋大致呈現(xiàn)半圓形。

這里的“大致”的意思是說，三角形、四邊形(梯形)和半圓形的表述并不完全符合幾何學的定義，例如三角形、四邊形(梯形)的各條邊不一定都是直線段，也可以包括規(guī)則或不規(guī)則的曲線段或折線段；也例如半圓形邊的曲率可以是逐漸改變的。并且，即使各邊都是直線段，它們的連接處也可以形成倒角或圓弧以消除應力集中。

優(yōu)選地，所述第二螺紋的頂端軸向尺寸和高度與第一螺紋的前后剩余部分的齒根強度存在函數(shù)關系，其中所述頂端軸向尺寸和高度的選取依據(jù)是，使得所述第一螺紋的前后剩余部分的齒根強度在安全范圍內(nèi)，并使得所述第二螺紋的骨接觸面積最大，所述第二螺紋的頂端軸向尺寸最大為所述第一螺紋牙頂寬度的70％，所述第二螺紋的高度最小為所述第一螺紋齒形高度的10％，所述第二后表面在過螺釘軸線的橫截面中的方向線與所述第一前表面對應部分的方向線形成不大于15°的夾角，所述第二后表面在過螺釘軸線的橫截面中的方向線與所述第一前表面對應部分的方向線平行，或所述第二后表面在過螺釘軸線的橫截面中的方向線與螺釘旋入方向的夾角為110～135°。

如背景技術中所描述的，抗軸向旋轉(zhuǎn)力矩的能力與螺釘和骨骼的總接觸面積密切相關，接觸面積越大，抵抗軸向旋轉(zhuǎn)力矩的能力也就越大，螺釘也就越不容易從骨骼當中旋出。

但是由于顱骨螺釘與骨骼之間的實際接觸表面具有一定的空間幾何形狀，很難求出精確值，因而在對結果要求不是十分精確的情況下，也可以將第二螺紋在軸向橫截面上的周長作為判斷螺釘抗軸向旋轉(zhuǎn)力矩能力的依據(jù)。

一般來說，增大第二螺紋的頂端軸向尺寸和高度都能有效地改善其性能。而要獲得明顯的性能提高，第二螺紋的高度不能小于第一螺紋齒形高度的10％，但是為了確保安全，頂端軸向尺寸不能超過第一螺紋牙頂寬度的70％。

優(yōu)選地，所述第二螺紋是連續(xù)的或者包括多個螺紋分段，當所述第二螺紋包括多個螺紋分段時，這些螺紋分段在過螺釘軸線的橫截面中具有不完全相同的截面。

其中，第一前表面對應部分是指其與第二后表面高度相同的那一部分表面。而“大致平行”的含義是指，兩條方向線之間不一定是完全平行的，也可以相互形成一個小的夾角。這一小夾角的存在不會明顯增加螺釘在旋入過程中的阻力，并且同樣地，其既可以是主動的角度修正，也可以是對加工中角度誤差的容忍。優(yōu)選地，兩方向線之間的夾角不超過15°，并且可正可負。

對于標準化的顱骨螺釘來說，第二后表面在過螺釘軸線的橫截面中的方向線與螺釘旋入方向的夾角大致為105～165°，優(yōu)選地為110～135°。

優(yōu)選地，所述第二螺紋的各邊包括直線段和/或曲線段，所述第二螺紋分布在螺紋部的前部和/或后部。

并且，第二螺紋可以分布在螺紋部的前部或其它任何部分，也可以分布在螺紋部的整個長度上。它還可以具有變化的螺距。

上述這些方案都是可選的對第二螺紋結構的優(yōu)化調(diào)整，可以針對特定的使用環(huán)境進一步地改善顱骨螺釘?shù)男阅?。例如具體來說，人體不同部位的骨骼本身就具有不同的骨密度，再加上各個年齡層次的患者的骨骼發(fā)育和衰老程度也各不相同，甚至是對同一塊骨頭，其由外至內(nèi)的骨密度分布也是不同的。因此，一成不變的顱骨螺釘螺紋不可能適用于所有的患者和部位。因此在設計時，可以根據(jù)病患的具體情況，通過調(diào)整第二螺紋的分布和截面變化，使得螺釘更加有效地實現(xiàn)與骨骼的接合。

優(yōu)選地，所述第二螺紋包括圓柱形螺紋內(nèi)徑，或所述第二螺紋包括圓錐形螺紋內(nèi)徑，或所述第二螺紋具有與第一螺紋形狀對應的螺紋內(nèi)徑。所述第二螺紋包括圓柱形螺紋內(nèi)徑，所述第二螺紋的橫截面形狀為分段的，從而使得所述第二螺紋始終位于所述第一螺紋的中部。

優(yōu)選地，所述第一螺紋大致為三角形螺紋、方形螺紋、梯形螺紋或半圓形螺紋。

優(yōu)選地，在所述第二螺紋的底部還包括具有第三前表面和第三后表面的第三螺紋，并且所述第三前表面和第三后表面的方向線分別與所述第二后表面和第二前表面的方向線大致平行。

優(yōu)選地，所述第二螺紋的頂端軸向尺寸為0～1.5mm，所述第二螺紋的高度為0～1.5mm，所述第二螺紋的齒形高度為0.1～0.5mm，位于所述螺釘前端的第二螺紋的高度大于或等于位于所述螺釘后端的第二螺紋的高度。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于：所述醫(yī)用顱骨釘顱骨結構具有簡單、使用便捷、手術效果好、可實現(xiàn)標準化的方便制作，且對于顱骨效果良好等特點。采用本發(fā)明顱骨釘結構還具有強度高，不但起到固定穩(wěn)固的效果，方便進行固定用操作，而且由于采用上述的多個子單元的連接結構，使得制作相對標準化，使得制作變得相對簡單，且使操作容易實現(xiàn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明醫(yī)用顱骨釘顱骨的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明醫(yī)用顱骨釘顱骨中圓圈部分的放大視圖，顯示了頸椎內(nèi)植入螺釘?shù)难佬徒Y構示意圖；

圖3是圖2所示的顱顱骨螺釘?shù)难佬徒Y構的改進方案；

圖4是圖2所示的螺釘?shù)难佬徒Y構的另一種改進方案；

圖5是依照本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式的頸椎內(nèi)植入螺釘?shù)闹饕晥D；

圖6是圖5所示的螺釘?shù)倪^軸線的橫截面示圖；

圖7是圖6中圓圈部分的放大視圖，顯示了顱骨釘?shù)难佬徒Y構；

圖8是依照本發(fā)明的顱骨釘?shù)牡诙菁y的可選修改方案的示意圖；

圖9a-9c是依照本發(fā)明的顱骨螺釘?shù)牡诙菁y的三種可選分布方式；

圖10a-10d是當?shù)谝宦菁y為錐形底徑結構時第二螺紋的四種布置位置；

圖11a-11h是依照本發(fā)明的第二螺紋的幾種可選形狀。

圖中：1、顱骨板本體；2、顱骨網(wǎng)板；2.1、子單元；2.2～2.6、顱骨螺釘孔；2.7、固定用長孔；2.8、側邊孔；2.9、異型固定用孔；3、顱骨釘。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

圖1、2，其顯示的是依照本發(fā)明設計的顱骨內(nèi)植入螺釘及其牙型結構的優(yōu)選實施方式。所述螺釘用于顱骨前路修復板系統(tǒng)，該系統(tǒng)已經(jīng)在顱骨手術中得到了廣泛的運用，其包括固定修復板和顱骨螺釘，通過用顱骨螺釘將固定修復板和骨頭緊固地連接在一起，從而利用修復板的剛性來實現(xiàn)斷骨的連接或顱骨病變和畸形的矯正。

圖1、2中可以看出，一種醫(yī)用顱骨釘結構，所述顱骨釘結構包括具有第一前表面11、第一后表面12和牙頂?shù)牡谝宦菁y，在所述第一螺紋的至少部分牙頂上形成有包括第二前表面16和第二后表面17的第二螺紋，至少部分所述第二螺紋在過螺釘軸線的橫截面中的截面形狀為變化的，變化的方式包括漸變和突變，以及漸變和突變的結合，所述第一螺紋包括圓錐形螺紋內(nèi)徑，所述第二螺紋的螺距為變化的；在所述顱骨釘?shù)闹胁吭O有貫穿的空腔5，空腔的上端部設有六角槽段35，在六角槽段35及空腔的底部分別設有封堵6。

醫(yī)用顱骨釘結構，其特點是在于在其原有的第一螺紋頂端的部分表面上，還形成有若干個第二螺紋。由于第二螺紋僅存在于第一螺紋的頂端，并不會減小原有第一螺紋的內(nèi)徑，也不會形成削弱的螺紋牙底，相應地也就不會削弱顱骨釘?shù)目箯潖姸取５?，由于第二螺紋的存在，又能夠顯著地增加螺釘和顱骨的接觸表面積，使得軸向拔出力和軸向旋轉(zhuǎn)力矩的承載面積變大，由此確保螺釘力學性能的改善。另外，由于在顱骨釘體的中部設置了管狀的空腔，可以利用該空腔裝入高強度、高硬質(zhì)材料用于加強其強度。頁可以利用該空腔注入用于治療的藥物，在這種情況下可取出空腔底部的封堵，使藥物漫漫地滲入到病灶部位，也可以利用此空腔通道抽取腦積液，或抽取腦梗淤血，或用其通道注射藥物等治療。其中的六角槽段可用于螺釘?shù)木o固端，可用六角扳手插入六角槽段內(nèi)將螺釘擰緊或拆卸下來。

第一螺紋的螺紋內(nèi)徑呈圓柱形，直徑d1為2.2mm，外徑d1為4.0mm。相應地，第一螺紋牙型的最大高度h1為0.9mm。

而如圖2所示，本實施例所采用的第一螺紋的軸向橫截面大致呈現(xiàn)斜邊梯形，其前表面11與旋入方向的夾角α1為115°，軸向橫截面的后表面12與旋入方向的夾角β1為85°，螺紋牙頂軸向尺寸l1為0.4mm。第二螺紋大致呈現(xiàn)斜邊三角形。

但是，本領域的一般技術人員可以很容易想到，第一螺紋也可以采用其它現(xiàn)有的螺紋形式，例如各種三角形螺紋、方形螺紋和其它形狀的梯形螺紋。當然，第一螺紋可以采用本領域中的各種標準化螺紋，并且這樣的選用不會對本發(fā)明第二螺紋的應用造成任何影響。在實際使用中，制造商往往還會根據(jù)自己的內(nèi)部標準對第一螺紋的尺寸進行微小的調(diào)整，這樣的調(diào)整也屬于已知的技術。

繼續(xù)參照圖2，第二螺紋的環(huán)節(jié)大致位于第一螺紋對應環(huán)節(jié)的頂端中央，這是為了確保在形成第二螺紋后，第一螺紋的剩余部分13、14具有大致相等的機械強度。這樣能更容易地確保第一螺紋原有功能不受影響，從而更大程度地增加第二螺紋的高度和軸向尺寸。

第二螺紋的前表面16和后表面17在過螺釘軸線的橫截面上呈現(xiàn)分別位于前后兩側的兩直線段，兩直線段的底部通過圓弧倒角相連，以消除應力集中。第二螺紋的高h1為0.22mm，頂端軸向尺寸l1為0.2mm，這樣為第一螺紋的前后剩余部分13、14留下了足夠的底部軸向尺寸，從而具有足夠的齒根強度，不會在使用中發(fā)生斷齒等事故。

第二螺紋的前表面16主要用來承載軸向拔出力，因而要求其具有較大的傾斜度，以避免使用時從骨頭中滑出。一般來說，與軸線垂直的前表面16即可實現(xiàn)此目的，但是也可以令其與垂面具有一定的夾角，例如在本實施方式中，前表面16與旋入方向的夾角γ1為80°。

軸向橫截面的后表面17主要用來引導螺釘?shù)男?。因而一方面其傾斜度一般小于前表面16，以減小阻止旋入的摩擦力矩，另一方面，其傾斜度可大致與第一螺紋的前表面11相等，從而避免旋入過程中與第一前表面11的受力發(fā)生沖突，增加旋入的阻力。例如在本實施方式中，δ1為115°，與第一前表面11和旋入方向的夾角α1相等。

當然，本領域的技術人員能夠在上述實施例的基礎上很容易做出各種改進。例如，第二螺紋橫截面的各邊并不一定由單條直線段形成，也可以包括曲線段或者直線段和曲線段的組合。

而各種數(shù)據(jù)值也是可以根據(jù)需要進行選取，例如在另一個實施例(結構參照圖2)中，第一螺紋的外徑d1’變?yōu)?.5mm，內(nèi)徑d1’變?yōu)?.8mm，前表面11與旋入方向的夾角α1’變?yōu)?25°，而第二螺紋的高度h1’和頂端軸向尺寸l1’均變?yōu)?.3mm，前表面16與旋入方向的夾角γ1’變?yōu)?5°，后表面17與旋入方向的夾角δ1’變?yōu)?20°。

另外，雖然在本實施方式中每個第一螺紋的頂端僅設置了單個第二螺紋，但是本領域技術人員很容易想到，第二螺紋的數(shù)量可以依照需要設置為若干個(例如圖3中的兩個)以適應所需的受力狀況，只要這樣的結構能夠確保第一螺紋的各個剩余部分13～15具有足夠的強度而不會發(fā)生斷裂等事故。不過在一般情況下，采用單個第二螺紋就可以足夠提高螺釘承受軸向拔出力和軸向旋轉(zhuǎn)力矩的能力。

下面參照圖4，其顯示的是圖2所示螺釘牙型結構的又一種替代方案，其與第一實施方式的區(qū)別在于，圖4中的第二螺紋呈現(xiàn)斜邊梯形結構。其中，第一螺紋的參數(shù)沒有做修改，而第二螺紋的參數(shù)變化在于，頂端軸向尺寸l2增加為0.25mm，相應地，第一螺紋在其前后的剩余部分23、24的徑向尺寸均有所減小，同時h2保持0.22mm不變。這樣，梯形橫截面的底端軸向尺寸d2變?yōu)?.1mm(包括了兩側的圓角尺寸)。

通過將兩實施例進行對比，可以很清楚地發(fā)現(xiàn)，在本實施例中，由于第二螺紋橫截面的周長進一步增大了，因此螺釘與骨頭的接觸面積相應增加，使得螺釘抗旋轉(zhuǎn)力矩的能力進一步得到提升。同時，由于第二螺紋的前后表面的尺寸和角度均未發(fā)生改變，因此螺釘抗軸向拔出力的能力并未受什么影響。

唯一可能的缺陷在于，由于第一螺紋的剩余部分23、24的徑向尺寸有所減小，使得剩余部分23、24的強度降低，在使用中剩余部分23、24可能會在根部處斷裂。但是事實上，通過合理地設置剩余部分23、24的徑向尺寸，完全可以確保此結構的安全可靠。

圖5～7顯示了根據(jù)本發(fā)明設計的又一種頸椎內(nèi)植入螺釘。該顱骨螺釘?shù)慕Y構和尺寸與前兩個實施方式相比做了進一步的改進。其中，圖5顯示了該螺釘?shù)闹饕晥D，圖6為了清楚顯示了該螺釘?shù)穆菁y輪廓，而將螺釘沿過軸線的橫截面剖開，圖7是圖6的局部放大視圖，可以更加清楚地顯示螺紋形狀。

其中，為了進一步優(yōu)化螺釘?shù)氖芰顩r，在本實施例中第一螺紋不再像前一實施例一樣采用圓柱體內(nèi)徑的普通螺紋結構，而是采用在本領域已經(jīng)普遍使用的圓錐角ε為3～12°的圓錐底徑結構，如圖6所示。

顱骨螺釘30由本領域的常用材料，例如醫(yī)用鈦合金或醫(yī)用不銹鋼制成，具有較高的剛性和硬度。其主要包括頭部31、螺紋部32和尾部33，其中頭部31具有尖端34，適于釘入到骨頭中；而尾部33一般具有適于與操作部件相連并傳遞力矩的連接部35，如圖6所示；而螺紋部32則用于在螺釘30被釘入骨頭中以后，承載螺釘所受的各種變力載荷，其形狀設計直接影響到螺釘?shù)牧W性能。

在本實施方式中，頭部31、螺紋部32和尾部33的結構和尺寸采用各種公知的骨螺釘?shù)慕Y構和尺寸，尤其是采用各種標準化螺釘?shù)某叽?。只是各生產(chǎn)商會根據(jù)其內(nèi)部規(guī)范而做一些微調(diào)，但是這種微調(diào)不會對螺釘?shù)慕Y構和性能產(chǎn)生影響。

由于第一螺紋采用的是錐形底徑結構，因此如圖6所示，其第一螺紋的參數(shù)在整個螺紋長度上不斷改變。例如，第一螺紋在螺紋部32靠近頭部31的附近具有最大高度h3為0.9mm，之后隨著第一螺紋向后延伸，其高度不斷減小，并最終在靠近尾部33的附近消失。

如圖7所示，在第一螺紋的該環(huán)節(jié)中，螺紋牙頂?shù)膹较虺叽鏻3為0.42mm，并且該螺紋齒的前表面和后表面分別與旋入方向形成大致115°和85°的夾角，從而分別形成第一螺紋承載軸向拔出力的承載表面和引導螺釘旋入到骨頭中的引導表面。

繼續(xù)如圖7所示，本實施例中的第二螺紋同前兩個實施例中一樣，也是大致位于第一螺紋對應環(huán)節(jié)的頂端中央，從而限定出第一螺紋的剩余部分303、304。第二螺紋也大致呈現(xiàn)倒置的三角形，由前表面、后表面以及將兩表面底部連接在一起的圓弧構成。其中，第二前表面與旋入方向的夾角γ3為90°，后表面與旋入方向的夾角δ3為125°，從而實現(xiàn)了“易于旋入、難以脫出”的設計目的。

與第一螺紋不同，本例中的第二螺紋采用的仍然是圓柱形內(nèi)徑的結構，具有均勻的尺寸結構。其高h3始終為0.22mm，頂端軸向尺寸l3始終為0.2mm。這樣的尺寸選擇同樣可以有效地增加軸向拔出力的承載面積和螺釘與骨頭的接觸面積，從而有效地提高抗軸線拔出力和旋轉(zhuǎn)力矩的能力，同時不會降低第一螺紋剩余部分303、304的強度和整個螺釘?shù)膹澢鷱姸?。當然，通過選取合適的參數(shù)，也可以將第二螺紋設置為與第一螺紋相同或不同的圓錐底徑結構。

需要注意的是，選取適當?shù)膮?shù)以及將第一螺紋與第二螺紋的類型進行搭配，不僅可以實現(xiàn)本發(fā)明的基本功能，還可以產(chǎn)生額外的效果。

例如在本例中，由于第一螺紋采用的是圓錐底徑結構，因此從前到后其高度由最大的0.9mm不斷減小并最終幾乎為零。結果是，第一螺紋與骨骼的接觸力幾乎全部分布于螺紋部32靠前的部分上，尤其是靠近頭部31的附近，變力載荷沿著螺釘長度方向的分布很不均勻。而第二螺紋的高度h3始終保持為0.22mm不變，除了能夠增強總的抗軸向拔出力的能力和抗旋轉(zhuǎn)力矩的能力以外，還尤其提高了螺紋部32后半部分的性能，從而使得軸向拔出力和旋轉(zhuǎn)力矩沿著螺釘長度的分布變得比較均勻，額外優(yōu)化了螺釘?shù)目傮w受力狀況。

但是應當明白的是，并不是在所有的情況下都希望螺釘?shù)氖芰Ψ植甲兊酶泳鶆颍瑢τ谀承┨囟ü趋纴碚f，需要將其承載的外力集中在某些特定區(qū)域。而通過對第一螺紋和第二螺紋的類型及參數(shù)進行選擇，可以部分實現(xiàn)外力載荷的選擇性分配。

例如對于脊柱椎體來說，由于其骨密度由外到內(nèi)特殊的變化狀況，因此螺釘與骨骼接合時，絕大部分的載荷只能由螺釘頭部承受。相應地，要提高螺釘?shù)目傮w性能，就要提高這一部分的局部性能。由此，同樣呈現(xiàn)圓錐底徑結構的第二螺紋，或者前部圓柱、后部分圓錐的第二螺紋，或者前部圓錐、中部圓柱、后部圓錐的第二螺紋就更加適合。

圖8顯示了依照本發(fā)明的又一類顱骨螺釘?shù)难佬徒Y構示意圖。為了描述簡單，將不再對已經(jīng)介紹過的部分做詳細解釋。

從圖8中可以清楚看出，這里的第二螺紋不再是像前幾個實施方式一樣，始終保持相同的橫截面，而是采用了變橫截面的設置?？蛇x的變截面方式包括漸變和突變，以及漸變和突變的結合。

第二螺紋采用變截面的優(yōu)點在于，可以根據(jù)沿螺釘長度方向的載荷分布來對第二螺紋的結構和參數(shù)進行相應調(diào)整，從而實現(xiàn)螺釘整體性能的進一步優(yōu)化。

另外需要注意的是，圖8中還顯示了另一種改進的螺紋結構。如圖8中最右端的螺紋齒所示，在第二螺紋的底部還可以具有額外的第三螺紋40，同第二螺紋一樣，第三螺紋也可以改善螺釘在承受各種載荷時的受力狀況，使得螺釘?shù)臋C械性能進一步提高。

圖9a-9c則顯示了本發(fā)明的另外三個可選方案。其中在圖9a中，第二螺紋沿著螺釘?shù)恼麄€軸向長度分布在第一螺紋的頂端。這一方案中第二螺紋的長度最長，因而對機械性能的提升也最大。但是正如前文中所描述的，由于不同部位的骨骼密度分布不盡相同，分布在整個軸向長度上的第二螺紋有時是沒有必要的，不僅對性能的提升非常有限，還會反過來增加加工成本。

因而有時候，人們更需要如圖9b和9c中所示的第二螺紋，這些第二螺紋只連續(xù)或分段地分布在第一螺紋的部分頂端。這樣的好處是，可以根據(jù)需要有針對性地優(yōu)化螺釘?shù)男阅?。例如對主要的承載部分進行加強，或者改善載荷分布的不均。

下面將參照圖10a-10d，其顯示了第一螺紋采用圓錐底徑結構時，顱骨螺釘?shù)乃姆N可選方案。

圖10a顯示的是其中結構最簡單的一種方案，即將第二螺紋設置為始終具有不變的螺距t。這樣的結構加工起來比較簡便，但是可能會帶來結構上的缺陷。

其原因在于，由于第二螺紋采取等螺距t的布置方式，因而第二螺紋在第一螺紋頂端的相對位置不斷后移，如圖10a中所示。這樣，如果螺釘?shù)拈L度足夠長，就會造成第二螺紋的后表面過于靠近第一螺紋的后表面，使得第一螺紋靠后的剩余部分的機械強度太低，很容易折斷。甚至當螺釘長度達到一定值時，第二螺紋會直接割破第一螺紋的后表面。

雖然如此，圖10a中的方案仍然具有很廣泛的應用，因為在螺紋長度不太大的情況下，這一缺陷并不明顯，并且在技術上加工起來很方便。而在螺紋長度較大時，就需要對第二螺紋的結構和參數(shù)進行調(diào)整，以優(yōu)化螺釘?shù)男阅?。圖10b-10d就分別顯示了這樣的技術方案。

在圖10b所示的方案中，第二螺紋被設置為螺距不斷改變(如圖中t1、t2、t3、t4所示)，從而抵消第一螺紋為圓錐底徑結構而引起的變化。

在圖10c所示的方案中，第二螺紋采用變截面的結構。這樣雖然不能避免上述缺陷的發(fā)生，但是在安全范圍內(nèi)，反而可以進一步增加螺釘與骨骼的接觸面積從而提高性能。

在圖10d所示的方案中，圖10b和圖10c所示的兩個方案被結合在一起，從而既提高了性能，又消除了風險。不過，其加工工藝也是最復雜的。

此外，除了上面已經(jīng)詳細描述的具體結構以外，圖11a-11h還示出了幾種可選的第二螺紋橫截面形狀。這些結構的第二螺紋都對螺釘?shù)男阅苡胁煌潭鹊奶岣摺?/p>

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。