專利名稱：可定位的脊椎固定裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及矯形術，特別是涉及在移植過程中脊椎桿上的夾子和其他附件的調(diào)節(jié)。
在脊椎固定裝置移植的準備過程中，將各種鉤子和夾子安置在脊椎桿上，但不固定于脊椎桿上。這是因為在將其植入人體后，需要精確的定位然后固定。但在準備植入人體時，帶有松松地安置其上的一系列固定裝置的脊椎桿，很難使固定裝置不發(fā)生較大的變位和方向的改變，甚至可能滑動，并從桿的端部脫落。例如，在Danek醫(yī)藥有限公司(本申請的受讓人)出售的TSRH脊椎移植系統(tǒng)中，使用了一系列的有眼螺栓。這些有眼螺栓與鉤子、螺釘和薄板連接，并沿脊椎桿定位。這些連接元件用來將各種鉤子和螺釘連接到桿的任何可能的位置上。當外科醫(yī)生使用這些沿桿成串排列的多個固定元件來治療病人時，將存在這些有眼螺栓連接元件從桿端部脫落的可能性。使這些有眼螺栓暫時或臨時定位在桿上，以致其具有不會脫離它們的位置的能力，將會有效的改善該系統(tǒng)。
在現(xiàn)有的系統(tǒng)中，其固定裝置已經(jīng)使用了定位螺定。我所了解的大多數(shù)情況是，固定裝置適當?shù)卦谌梭w內(nèi)定位后，使用定位螺釘將它們固定到脊椎桿上。在植入前的處理過程中，它們本身不能使固定裝置簡單地緊貼在桿上。據(jù)我所知，僅有一種脊椎固定系統(tǒng)使用了帶有一種裝置的固定元件，在植入前，固定元件靠該裝置可被暫時地固定于脊椎固定桿上。這是Cotrel Dubousset(C/D)操作方法，它使用了一種雛形鍛模，該鍛?；旧鲜且粋€圓柱形的元件，且其上帶有定位螺釘。這種圓柱形元件用作為將鉤子或螺釘固定到脊椎固定桿上的初步裝置。雛形鍛模中的定位螺釘不僅用于圓柱形元件的暫時定位，也用于最終將雛形鍛模緊固在脊椎固定桿上。Cotrel的4，641，636號美國專利，介紹了一個實例。
這種C/D雛形鍛模與本發(fā)明有較大的區(qū)別，即由于有C/D雛形鍛模，相同的定位螺釘不僅用來暫時地緊固雛形鍛模，也用來最終固定于桿上。相反，本發(fā)明的各個實施例包括有一個使用1/4″螺紋緊固件的有眼螺栓，用它提供最終的緊固。根據(jù)本發(fā)明，暫時性的緊固裝置不改變有眼螺栓、桿和鉤子或螺釘之間的這種初步固定方式。
本發(fā)明的目的是提供一種獨立的裝置，用于暫時性地將脊椎固定元件定位于長的脊椎固定桿上，以便簡化體內(nèi)植入系統(tǒng)的最終裝配。
本發(fā)明通過三個實施例進行描述。這三個實施例都涉及本發(fā)明的寬的發(fā)明目的，即簡化脊椎的外科手術。更準確地說，達到這一目的是通過改進現(xiàn)有的固定裝置，使之包括一些可沿脊椎植入桿暫時性地緊固的裝置，而且不損害固定元件的強度。
第一個實施例是在TSRH有眼螺栓固定裝置上設置一個定位螺釘，以便當桿在有眼螺栓中滑動時，該定位螺釘與桿相接合，但不用它來作最終的緊固。這就在有眼螺栓和桿之間具有某些機械約束，或者可以緊固或者可以放松，并且需要一個除僅零件重量外的有力的扭轉(zhuǎn)或者軸向載荷來使用眼螺栓在桿上產(chǎn)生相對運動。
另一個實施例包括一個可變形元件，如有塑性的柱銷的有眼螺栓，并且該柱銷與桿相接合，這樣就要求一特別有力的軸向或扭轉(zhuǎn)載荷，以便在脊椎桿和固定有眼螺栓之間產(chǎn)生相對運動。
第三個實施例使用了一個在有眼螺栓上的肋狀的或螺紋的開口，它與有槽的桿相配合，以阻止有眼螺栓在桿上不必要的滑動。
這三個實施例都力圖幫助外科醫(yī)生能夠沿脊椎桿暫時地定位和固定有眼螺栓，以使植入患者的特殊鉤子和螺釘接近定位。
這樣做，在體內(nèi)進行固定裝置的最終裝配將變得較為容易。


圖1是有眼螺栓和鉤子與部分脊椎桿的組合的實體圖。
圖2是圖1不帶固定鉤子的組合實體圖。
圖3是圖1的剖視圖，剖視位置就在鉤子的上方，并且示出了松套在脊椎桿上的組合情況。
圖4是類似圖3的剖視圖，但示出了鉤子的上臂部分，將其剖開示出了本發(fā)明第一實施例有眼螺栓的內(nèi)部結構，用有眼螺栓緊貼在桿上作暫時性的固定，但還不將鉤子夾緊到桿上。
圖5是類似圖4的視圖，它示出了固定鉤子和有眼螺栓相互夾緊，并在最終固定時夾緊在桿上。
圖6是類似圖4的視圖，它示出了一個不同的實施例，其中在有眼螺栓上用了一個塑性柱銷，以便將它緊貼在桿上。
圖7是有眼螺栓和脊椎桿第三個實施例的實體圖。
圖8是有眼螺栓自身的實體圖。
圖9是有眼螺栓與脊椎桿結合部位的剖視圖。
為了便于理解本發(fā)明的原理，對圖示的實施例使用參照標號，并且對相同的物體使用相同的專門術語?？梢岳斫猓景l(fā)明的范圍并不受此限制，這樣一些圖示裝置的改形和改進及如圖示中設想的本發(fā)明原理的進一步應用，如通常發(fā)生的情況那樣，對本領域的熟練技術人員來說，都應當是本發(fā)明涉及的范圍。
現(xiàn)在參照圖1所示的細節(jié)，它示出了(但不完全)帶有固定裝置12的脊椎桿11。該固定裝置是Danek醫(yī)藥有限公司(本申請的受讓人)出售的TSRH脊椎系統(tǒng)中應用的所謂“三點剪切夾緊機構”型。該機構包括一個有眼螺栓13，它滑動地裝在桿上。該有眼螺栓包括一個從該螺栓正面16外伸的螺桿14，并在螺桿14上旋有螺母17。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，定位螺釘18旋擰在螺桿14的內(nèi)部。
根據(jù)TSRH系統(tǒng)，一個鉤子或螺釘可以裝在有眼螺栓上，然后通過旋緊螺桿上的螺母17，將其夾緊在有眼螺栓上并夾緊在脊椎桿上。這里所述的實施例中，固定裝置是一個鉤子部件19，它包括鉤子部分21和一個雙側叉臂部分22。該叉臂部分具有兩個上臂23和24及兩個下臂26和27，標號27未示于圖上，但就如下臂26位于上臂23下面一樣，它正好位于上臂24的下面。當有眼螺栓滑動地套的桿11上時，沿箭頭28的方向(圖2)推動鉤子，可使其包著有眼螺栓移動入位。上臂的內(nèi)表面23F和24F之間的入口空間及相應的下臂之間的該空間，其寬度應當允許脊椎桿進入鉤子部件的叉臂。同樣地，上臂23的下表面23L和下臂26的上表面26U之間的垂直空間，及相應的另一對上下臂之間的該空間，應能大到足以使有眼螺栓13滑動地進入到例如圖1和圖3所示的位置。在這種情況下，在有眼螺栓的中心開孔32和桿11的光滑外圓周表面之間存在有一個很小的間隙31。為了圖示的目的，該間隙在圖中被放大了，但這一間隙只足以使有眼螺栓沿桿滑動。此時，螺母17仍處于有眼螺栓螺桿上足夠遠的地方，以致螺母不會干擾鉤子部件安裝到有眼螺栓和桿組合體上。
在病人背脊上安裝和正確定位后，將螺母17旋入螺桿直到將固定裝置和有眼螺栓夾靠在脊椎桿上。但這是在安裝前處理組裝的過程中進行的，對此本發(fā)明已加以描述。
根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例，為了防止有眼螺栓在進入人體前和在體內(nèi)裝配過程中，在處理桿的過程中沿桿滑動，將定位螺釘18旋入螺桿14上的螺孔33。在所示實施例中，螺釘具有一個接納工具的凹槽34。該凹槽是一個改錐槽口，以便旋轉(zhuǎn)定位螺釘，使其端部18E緊貼于桿11上，足以拉動有眼螺栓靠在桿上的與定位螺定相對的徑向區(qū)域36處。其緊固度是可調(diào)的，從而外科醫(yī)生可以用手推動有眼螺栓沿桿滑動。如前所述，但不存在由于其自身的重量或安裝其上的鉤子部件的重量而引起沿桿的滑動。然而，在患者體內(nèi)安裝脊椎桿組合件之后，定位螺釘可以被放松，如前面所述，以便能夠準確地把固定鉤子定位在要求的地方。然后，通過旋緊螺桿14上的螺母17，直到使其夾靠在鉤子部件的上臂23的外表面23S和下臂26的外表面26S上，從而使固定鉤子被夾緊在脊椎桿上。這樣，將有眼螺栓拉向螺母，并且緊緊地夾持有眼螺栓的區(qū)域36靠在與螺桿徑向相對的桿上，并徑向地相對上下臂23和26的內(nèi)圓柱面，如圖5中的37處。在這種方式中，固定元件是用與現(xiàn)有技術中由Danek醫(yī)藥有限公司出售的固定元件相同的方式牢固地固定于適當?shù)奈恢?。但在最終夾緊前，使組裝操作十分容易。這將特別有利于五個或六個這樣的固定裝置。它們可以在植入人體前，裝于脊椎桿上，并且本發(fā)明可阻止每個有眼螺栓沿桿自由滑動，從而在處理和植入人體過程中很容易保持它們在桿上的位置。
現(xiàn)在參照圖6，其中與前述實施例相同的零部件使用相同的參考標號。然而，在這一實施例中，有眼螺栓113在后壁117處有一個開孔116，其中緊配合地裝有一個塑性聚合物的柱銷118。該柱銷的內(nèi)端119凸出進入有眼螺栓的中心開孔132，以致當滑靠在脊椎桿11上時，稍有變形緊緊地與桿11相接合，從而不能使有眼螺栓在桿上移動或轉(zhuǎn)動，除非人為地施加外力。塑性柱銷伸進中心開孔132的初始量，可根據(jù)參與的外科醫(yī)生的選擇，通過選用特殊的材料和柱銷與孔之間配合的緊密度來決定。人們希望在有眼螺栓安裝到脊椎桿上的過程中，柱銷不在孔中移動，并且通過塑性材料本身的變形來控制有眼螺栓在桿上轉(zhuǎn)動或軸向移動的滑動摩擦阻力。尼龍是制作柱銷的合適材料。使用可變形的聚合物，其目的是允許有眼螺栓沿桿定位，并保持在所處的位置。換句話說，除非施加有力的軸向載荷或扭轉(zhuǎn)載荷，有眼螺栓不會改變所在的位置。鉤子或螺釘與桿之間的最終固定鎖緊，是通過標準方法來完成。
在圖6的實施例中，在其上帶有各種有眼螺栓的脊椎桿植入人體后，固定元件12的最終定位和夾緊是用前述方式，即如前面參照圖5所示那樣，上緊螺母17靠在上臂和下臂的表面上加以固定。當然，在該實施例中不需要螺桿114上的螺孔和定位螺釘。
現(xiàn)參照圖7、8、9，其中示出了本發(fā)明的另一個實施例。在此例中，脊椎桿211具有軸向相間的環(huán)形溝槽212，這些溝槽可以有矩形的截面。有眼螺栓213裝于桿上，并具有一個旋上螺母117的螺桿214。但在本實施例中，有眼螺栓的中心開孔有所不同，其內(nèi)有螺旋的凸肋233。凸肋的旋繞螺距與脊椎桿上溝槽的間距相等。因此，凸肋至少在桿的一側嵌入溝槽內(nèi)，如圖9所示，以阻止有眼螺栓在桿上不必要的滑動和錯位。凸肋肋頂?shù)膬?nèi)徑234稍大于桿的最大外徑，以致能讓有眼螺栓有意地沿桿移動所要求的程度。桿自身上的溝槽深度為0.005至0.010英寸。如上述本發(fā)明的兩個實施例，組合件在桿上的最終夾緊，是通過緊固螺母17靠在上下臂20上，例如靠在固定部件12的23和26上來完成的。
在附圖和上述說明書中詳細圖示和描述本發(fā)明的同時，上述情況在特征方面被認為是例證性的，并不受此限制，而應當理解為所示出和描述的僅僅是優(yōu)選實施例。因此，在本發(fā)明的精神范圍內(nèi)的所有變化和改形都要求加以保護。
權利要求
1.一種在植入人體前預先沿脊椎植入桿上緊固定元件的系統(tǒng)，它包括一個有眼螺栓，它具有包容脊椎桿的中心開孔；在有眼螺栓上的阻止裝置，它將有眼螺栓預先定位在桿上的固定位置處，并阻止有眼螺栓在重力作用下沿桿自由滑動；及夾緊裝置，它位于有眼螺栓上，與阻止裝置無關，用以將有眼螺栓牢固地夾緊在桿上，并防止有眼螺栓在外力作用下沿桿移動。
2.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中有眼螺栓包括一個外部有螺紋的螺桿，而阻止裝置是一個在有眼螺栓螺桿上的定位螺定，并可旋動以便將其與桿緊貼地接合，用以防止有眼螺栓沿桿自由滑動，但并不依靠該定位螺釘作最終固定。
3.根據(jù)權利要求2的系統(tǒng)，其中夾緊裝置包括一個旋擰在螺桿外面的螺母，并可在螺桿上旋動，用以夾住裝在有眼螺栓上的脊椎固定元件。
4.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中阻止裝置包括一個裝在有眼螺栓上的可變形的聚合物柱銷，它凸出進入有眼螺栓的中心開孔，足以妨礙有眼螺栓在桿上自由滑動。
5.根據(jù)權利要求4的系統(tǒng)，其中;有眼螺栓包括一個從有眼螺桿徑向外伸的外部有螺紋的螺桿;柱銷凸出進入中心開孔的位置，該位置大致徑向地對著螺桿所處的位置，并且柱銷由于桿而產(chǎn)生彈性變形，從而摩擦地阻止有眼螺栓相對桿移動。
6.根據(jù)權利要求5的系統(tǒng)，其中夾緊裝置包括一個旋擰在螺桿外面的螺母，并可在螺桿上旋動，用以夾住裝在有眼螺栓上的脊椎固定元件。
7.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中阻止裝置包括一個在有眼螺栓中心開孔中向內(nèi)凸出的肋。
8.根據(jù)權利要求7的系統(tǒng)，其中阻止裝置包括在桿外表面上縱向間隔的環(huán)形溝槽，用來與有眼螺栓的凸肋相嚙合，以阻止有眼螺栓沿桿自由滑動。
9.根據(jù)權利要求8的系統(tǒng)，其中;凸肋是螺旋形的肋，其螺距與溝槽之間的間距相等。
10.根據(jù)權利要求9的系統(tǒng)，其中夾緊裝置包括一個旋擰在螺桿外面的螺母，并可在螺桿上旋動，用以夾住裝在有眼螺栓上的脊椎固定元件。
全文摘要
一種裝置，它們安置在沿脊椎植入桿(11)的脊椎固定鉤或螺釘元件上，用以防止或阻止它們在植入人體前處理過程中，沿桿不必要的滑動。一個實施例在有眼螺栓(13)上使用了定位螺釘(18)，且該定位螺釘與桿(11)接合。另一個實施例在有眼螺栓上使用了塑性柱銷(118)，且該柱銷與桿接合。第三個實施例在有眼螺栓(213)上使用了溝槽開縫(232)，并與有溝槽的桿(211)配合，用以阻止有眼螺栓在桿上不必要的滑動。
文檔編號A61B17/56GK1079642SQ93106119
公開日1993年12月22日 申請日期1993年4月29日 優(yōu)先權日1992年4月29日
發(fā)明者R·B·阿什曼 申請人:丹內(nèi)克醫(yī)學有限公司