專利名稱：動態(tài)骨固定元件以及使用該元件的方法
動態(tài)骨固定元件以及使用該元件的方法對相關申請的交叉參考本申請要求于2007年12月17日提交的序號為No. 61/014，308、發(fā)明名稱為 “動態(tài)固定系統(tǒng)”的美國臨時專利申請；2008年4月2日提交的序號為No. 61/041，824、 發(fā)明名稱為“動態(tài)固定系統(tǒng)”的美國臨時專利申請以及2008年6月25日提交的序號為 No. 61/075, 396、發(fā)明名稱為“受應力控制的骨固定”的美國臨時專利申請的優(yōu)先權，所述的 美國臨時專利申請的整體內容在此作為參考被引用。
背景技術：
每年有數(shù)百萬人會發(fā)生骨折。對這種情況的處治往往是通過涉及使用植入體的剛 性固定來完成，所述植入體例如是縱向承載器(如骨板，棒等)通過多個骨固定元件(如接 骨螺釘，鉤，銷，鉚釘?shù)?固定到病人的骨或骨碎片上，以便在骨折部位使發(fā)生骨折的骨穩(wěn)定。在骨固定中使用柔性或動態(tài)固定被認為是通過減小通常與剛性固定相關的應力 大小而提供了有利之處，從而更好地保護病人的骨或骨碎片。

發(fā)明內容
總體來說，本申請涉及穩(wěn)定骨或骨碎片的外科手術裝置和方法。更具體而言，本發(fā) 明涉及一種動態(tài)骨固定元件，和使用所述固定元件以穩(wěn)定骨或骨碎片的外科手術方法/步
馬聚ο在本發(fā)明的一個典型實施例中，該動態(tài)骨固定元件優(yōu)選包括骨接合部件和承載器 接合部件。所述骨接合部件優(yōu)選包括近端、遠端和管腔，所述管腔至少部分地從骨接合部件 的近端延伸出來。該管腔限定內表面。所述承載器接合部件優(yōu)選包括用于與承載器相接合 的頭部和從頭部延伸出的桿部。所述桿部優(yōu)選包括近端、遠端和外表面。所述桿部優(yōu)選的 尺寸和構造使其能至少部分地延伸進入在骨接合部件上形成的管腔中。優(yōu)選地，桿部的至 少一部分具有直徑Ds，且管腔的至少一部分具有直徑隊，Dl比Ds大使得桿部的外表面的至 少一部分空間遠離于管腔的內表面的至少一部分。另外，優(yōu)選地，桿部的遠端在骨接合部件 近端遠側的位置處被聯(lián)接到管腔上，從而使得頭部相對于骨接合部件移動，由此接合的骨 或骨碎片可相對于承載器移動使得能實現(xiàn)微小移動。管腔的內表面可傾斜角度θ，從而管腔在近端的直徑比管腔遠離近端的位置的 直徑大。管腔的錐角θ優(yōu)選在約0度到約10度之間。桿部優(yōu)選整體地與頭部形成。桿部優(yōu)選在骨接合部件的接近遠端的位置處連接到 管腔內的骨接合部件。桿部優(yōu)選通過壓配合連接聯(lián)接到管腔內的骨接合部件上。桿部的遠 端優(yōu)選具有比管腔的直徑^大的直徑。另一種可選方式是和/或另外，桿部可包括一個或多個形成于其上的帶織紋表 面。帶織紋表面優(yōu)選可彈性變形從而當桿部被插入管腔中時帶織紋表面變形。此后帶織紋 表面優(yōu)選變回它們較大的原始尺寸，使得帶織紋表面壓靠在管腔的內表面，以增加在桿部的外表面和管腔的內表面之間的接觸壓力。帶織紋表面可為形成在桿部的一部分上的多個 徑向延伸的脊部的形式。另一種可選方式是和/或另外，帶織紋表面可為形成在桿部的一 部分上的多個縱向延伸的脊部的形式。另一種可選方式是和/或另外，骨接合部件的外表面優(yōu)選包括多個形成在其外表 面上的螺紋用于接合病人的骨或骨碎片，桿部的外表面可通過焊接形成在骨接合部件的外 表面的中間的鄰近的螺紋而焊接到管腔的內表面上。頭部優(yōu)選包括用于接合在驅動工具上形成的末端的驅動元件。例如，頭部可包括 多個通孔以容納多個形成在驅動工具末端上的銷。銷的尺寸和構型適于穿過承載器接合部 件的頭部，并且與承載器接合部件和骨接合部件都相接觸，從而驅動工具的轉動同時轉動 承載器接合部件和骨接合部件。另一種可選方式是，例如，頭部可包括一個或多個在其上延 伸的突起，且骨接合部件包括一個或多個形成在其上的凹部，使得突起延伸進入凹部，從而 驅動工具的轉動同時轉動承載器接合部件和骨接合部件。在另一個典型實施例中，本發(fā)明還提供了一種跨越骨的骨折處內固定承載器的方 法。所述方法包括以下步驟(a)提供多個動態(tài)骨固定元件；(b)切開切口 ；和(c)通過在 骨折處的每一側上的兩個或更多的動態(tài)骨固定元件將承載器聯(lián)接到病人的骨上，從而使得 動態(tài)骨固定元件能夠使骨或骨碎片平行移動跨越骨折處；和(d)縫合切口以使得承載器和 多個動態(tài)骨固定元件保留在病人體內。優(yōu)選動態(tài)骨固定元件各自包括骨接合部件和承載器 接合部件，骨接合部件用于與骨接合，承載器接合部件用于與承載器接合。所述承載器接合 部件能夠與所述骨接合部件相關聯(lián)地移動，以使得承載器接合部件相對于骨接合部件的移 動能夠使骨或骨碎片平行移動跨越骨折處。骨接合部件優(yōu)選包括管腔，該管腔至少部分的 從骨接合部件的近端延伸，管腔限定了內表面。承載器接合部件優(yōu)選包括用于與承載器接 合的頭部和由頭部延伸的桿部，桿部具有近端，遠端和外表面，桿部的尺寸和構成可至少部 分的延伸進入骨接合部件上形成的管腔內。優(yōu)選地，桿部的外表面的至少一部分與管腔的 內表面至少一部分間隔開，使得頭部相對于骨接合部件移動。在骨內跨越骨折處固定承載器的方法還包括在骨折處F的一側或兩側插入一個 或多個標準的接骨螺釘，從而在起初一段時間內防止骨的微小移動，此后在渡過起初一段 時間后，標準的接骨螺釘可從病人的骨上拆除使得骨能夠微小移動。


結合附圖進行閱讀將會更好地理解前面的發(fā)明內容概述以及下面的對本申請的 優(yōu)選實施例的詳細描述。所屬領域技術人員前面對本申請的優(yōu)選實施例進行的概述以及下 面的具體實施方式
。為了實現(xiàn)對本申請的優(yōu)選的動態(tài)骨固定元件和外科手術步驟和/或方 法進行說明的目的，附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，應該理解本申請并不限于 如圖所示的確切布置和儀器。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的動態(tài)骨固定元件的剖視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第二典型實施例的動態(tài)骨固定元件的剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第三典型實施例的動態(tài)骨固定元件的剖視圖；圖3A是圖3中示出的動態(tài)骨固定元件的替換實施例的剖視圖，該剖視圖中示出了 動態(tài)骨固定元件的優(yōu)選典型的尺寸；
圖:3B是圖3中示出的動態(tài)骨固定元件的替換實施例的剖視圖，該剖視圖中示出了 在脊骨手術中應用的動態(tài)骨固定元件的典型例子；圖3C是圖3中示出的動態(tài)骨固定元件的替換實施例的剖視圖，該剖視圖中示出了 在外傷手術中應用的動態(tài)骨固定元件的典型例子；圖4A是根據(jù)承載器接合部件的一個典型實施例的承載器接合部件的桿部的遠端 上形成的多個徑向延伸的脊部或者薄片的詳細視圖；圖4B是根據(jù)承載器接合部件的一個典型實施例的承載器接合部件的桿部的遠端 上形成的多個縱向延伸的脊部或者薄片的詳細視圖；圖4C是根據(jù)承載器接合部件的一個典型實施例的承載器接合部件的桿部的遠端 上形成的多個徑向延伸的脊部或者薄片和多個縱向延伸的脊部或者薄片的詳細視圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的一個典型實施例的將承載器接合部件的桿部聯(lián)接到骨接合 部件上面的一種典型方法的側視圖；圖5B是將承載器接合部件的桿部聯(lián)接到骨接合部件上面的一種典型方法的沿著 圖5A所示5B-5B線的剖視圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的用于將動態(tài)骨固定元件的頭部聯(lián)接到驅 動工具上的驅動元件的分解透視圖；圖6B是在圖6A中聯(lián)接到驅動工具的頭部上的驅動元件的側視圖；圖6C是根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的用于將動態(tài)骨固定元件的頭部聯(lián)接到驅 動工具上的驅動元件的側視圖；圖7是使承載器與病人骨相互連接的動態(tài)骨固定元件的剖視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第一典型外科手術方法的固定長骨的典型方法的剖視圖；圖9是圖8中的長骨固定的典型方法的第二剖視圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二典型外科手術方法的固定長骨的典型方法的剖視圖；圖IlA是根據(jù)本發(fā)明的第三典型外科手術方法的固定長骨的典型方法的剖視圖；圖IlB是圖IlA中的長骨固定的典型方法的第二剖視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的第四典型實施例的動態(tài)骨固定元件的剖視圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的第五典型實施例的動態(tài)骨固定元件的剖視圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的第六典型實施例的動態(tài)骨固定元件的剖視圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的第七典型實施例的動態(tài)骨固定元件的剖視圖；圖16A是根據(jù)本發(fā)明的第八典型實施例的動態(tài)骨固定元件的頭部的第一詳細剖 視圖；圖16B是根據(jù)本發(fā)明的第八典型實施例的動態(tài)骨固定元件的頭部的第二詳細剖 視圖；圖16C是根據(jù)本發(fā)明的第八典型實施例的動態(tài)骨固定元件的頭部的第三詳細剖 視圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的第九典型實施例的動態(tài)骨固定元件的局部剖視圖；圖18A是根據(jù)本發(fā)明的第一典型實施例的動態(tài)椎弓根螺釘(pedicle screw)固定 夾具的剖視圖；圖18B是圖18A示出的動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具的一部分的詳細剖視圖18C是圖18A示出的動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具的替換實施例的剖視圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明的第二典型實施例的動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具的剖視圖；圖20A是根據(jù)本發(fā)明的第三典型實施例的動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具的剖視圖；圖20B是與圖20A示出的動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具相連接的構架的沿圖20A中的 20B-20B線的剖視圖。圖21A是根據(jù)本發(fā)明的第四典型實施例的動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具的剖視圖；圖21B是用于連接圖21A示出的動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具的連接構件的動態(tài)截面 的詳細剖視圖；圖22是根據(jù)本發(fā)明的第五典型實施例的動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具的剖視圖；圖23是圖22示出的動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具的替換實施例的剖視圖；和圖M是根據(jù)本發(fā)明的第六典型實施例的動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具的剖視圖。
具體實施例方式在以下具體實施方式
部分中所使用的特定術語學僅是出于便利性的目的且并不 旨在進行限制。術語“右(right)”、“左(left)，，、“上(top)”和“下(bottom)”表示的是所描 述的附圖中的方向。術語“向內(inwardly)”和“向外(outwardly) ”分別指的是朝向和遠離 該裝置及其指定部分的幾何學中心的方向。術語“前部(anterior) ”、“后部(posterior)”、 “上部(superior) ”、“下部(inferior) ”和相關術語和/或短語表示所描述的人體中的優(yōu)選 位置和取向且并不旨在進行限制。該術語學包括上面列舉的術語、其派生用語和具有相似 意義的術語?，F(xiàn)在將結合附圖對本發(fā)明的一些典型實施例進行描述?？偟膩碚f，本發(fā)明涉及一 種動態(tài)骨固定元件10，10’，10”，和一種將病人的骨或骨碎片B進行柔性或動態(tài)固定的外科 手術步驟和/或方法。更具體而言，本發(fā)明涉及一種動態(tài)骨固定元件10，10’，10”不同的實 施例，和一種內部長骨固定的外科手術步驟和/或方法，該方法使用一定數(shù)目的動態(tài)骨固 定元件10，10’，10”以在跨越骨折部位F穩(wěn)定病人的骨B。正如所屬領域技術人員通常應 該理解地那樣，應當清楚到盡管骨固定元件10，10’，10”，和內部長骨固定的外科手術步驟 和/或方法描述的是和病人的長骨有關，例如大腿骨(大腿)，脛骨和腓骨(胳膊)，上膊骨 (上臂)，撓骨和尺骨(下臂)等，本領域技術人員能意識到該骨固定元件10，10’，10”，和內 部長骨固定的外科手術步驟和/或方法可用于其它的外科手術中，例如脊髓手術、上頌的 骨固定、外部固定。一般來說，正如以下大部分內容所描述的，骨固定元件10，10’，10”優(yōu)選包括第一 骨接合部件20，20’，20”，例如，舉例為帶外螺紋的接骨螺釘、鉤、螺栓、銷、鉚釘?shù)龋偷诙v 向承載器接合部件40，40’，40”，例如，舉例為擴大的頭部42，42’，42”。所述承載器接合部 件40，40 ’，40，，與骨接合部件20，20 ’，20，，相關聯(lián)地移動，這樣使得在使用動態(tài)骨固定元件 10，10，，10”的組合時，可使得承載器接合部件40，40，，40”相對于與骨接合部件20，20，， 20”的移動，從而接合的骨B可相對于承載器12移動。也就是，承載器接合部件40，40’，40” 包括頭部42，42’，42”，頭部與例如骨板12或棒，以及桿部50，50’，50”，這部分將在下面大 部分的內容中描述。骨接合部件20，20’，20”包括，例如，用于與病人的骨B接合的多條外 螺紋27,27',27 ”，和用于接收至少一部分桿部50, 50', 50 ”的內部管腔觀，28 ’，28 ”。桿部
750, 50', 50 ”的外表面56, 56', 56 ”和管腔28, 28', 28 ”的內表面30，30，，30 ”優(yōu)選的尺寸和 構造是使得它們之間有余隙或間隙。另外，承載器接合部件40，40’，40”的頭部42，42’，42” 不是直接聯(lián)接于骨接合部件20，20，，20 ”，優(yōu)選地，在頭部42，42，，42 ”的遠端46，46，，46 ”和 骨接合部件20，20’，20”的近端22，22’，22”之間具有余隙或間隙。其中，承載器接合部件 40,40', 40，，的桿部50，50，，50，，伸進骨接合部件20，20，，20 ”中形成的管腔28, 28', 28，，，使 得動態(tài)骨固定元件10，10’，10”可以彎曲和/或移動，以使得能夠實現(xiàn)和/或吸收骨B相對 于承載器12的微小移動。參見圖1，動態(tài)骨固定元件10的第一實施例優(yōu)選包括以第一骨接合部件20，例如， 舉例為用于與病人骨B接合的帶外螺紋的接骨螺釘，和第二承載器接合部件40，例如，舉例 為擴大的頭部42。帶外螺紋的接骨螺釘包括內腔觀，用于接收從承載器接合部件40的頭 部42延伸的桿部50。也就是，骨接合部件20包括近端22，遠端對，外表面沈和管腔28。 管腔28從近端22到靠近遠端M的端面至少部分地延伸。在一個優(yōu)選實施例中，骨接合部件20的外表面沈包括多條螺紋27，該螺紋延伸一 段長度并由此與骨折的骨或骨碎片B接合。螺紋的角度和形狀可根據(jù)滿足特定的錨固需要 而不同，例如，在骨質疏松樣骨中。骨接合部件20的遠端M可以是傾斜的，以包括自攻或 自鉆末端，這一點對本領域技術人員是公知的。承載器接合部件40包括具有外表面56的桿部50和頭部42。桿部50由近端52到 遠端M縱向延伸，且其大小和形狀被設置為可部分的設置于骨接合部件20的管腔觀中。 如圖所示，頭部42可由軸遠端52以比桿部50的外表面56的半徑大的半徑徑向向外突出。 全部的桿部52可被接收在管腔觀中，從而頭部42的遠端46鄰接于骨接合部件20的近端 22。另一種可選方式是，參見在圖2中最佳示出的動態(tài)骨固定元件10’，在骨接合部件 20’中形成的管腔28’可比由承載器接合部件40’的頭部42’延伸的桿部50’的長度短，從 而僅有一部分的桿部50’配合在管腔28’內，同時頸部分31’從骨接合部件20’突出。該頸 部分31’可彎曲，允許頭部42’相對于桿部的遠端54’和/或相對于骨接合部件移動。使 用中，動態(tài)骨固定元件10’的頸部31’優(yōu)選位于承載器12的骨面對表面13’和病人的骨或 骨碎片B之間，使得頸部31’必要地適應于病人的骨或骨碎片B的微小移動而移動和/或 變形。優(yōu)選地，參見在圖3-3C中最佳示出的動態(tài)骨固定元件10”，軸分50”從承載器接合 部件40”的頭部延伸，具有直徑Ds，其比形成在骨接合部件20”的管腔直徑^小，以使得在 桿部50”的外表面56”和管腔28”的內表面之間具有余隙(例如環(huán)形空間)，從而頭部42” 可相對于骨接合部件20”移動。優(yōu)選的動態(tài)骨固定元件10”允許頭部42”離開動態(tài)骨固定 元件10”的縱向軸線11”有大約2毫米的移動。在其它的實施例中更多或更少的桿部50” 的彎曲和更多或更少的頭部42”的移動是可能的。桿部50”的遠端54”優(yōu)選在端部25”聯(lián) 接和/或附接到管腔上從而使得桿部50”在管腔觀”內具有更大的移動自由，這一點將在 下面的大量內容中描述。本領域技術人員應當理解余隙的尺寸根據(jù)調節(jié)骨接合部件20”和 承載器接合部件40”間的允許的移動是可調的。另外和/或另一種可選方式是，形成在骨接合部件20”內的管腔觀”可為錐形以使 得管腔觀”的直徑在骨接合部件20”的近端22”的直徑比管腔28”在端部25”的直徑大。管腔觀”的錐角θ可在約0度到約10度之間。本領域技術人員應當理解錐角θ可根據(jù) 調節(jié)骨接合部件20”和承載器接合部件40”間的允許的移動而可調節(jié)。在使用中，錐角θ 的大小可用來限制承載器接合部件40”的頭部42”和骨接合部件20”之間的移動最大量， 這是通過限制在桿部50”的外表面56””接觸骨接合部件20”上形成管腔28”的內表面30” 之前桿部50”的彎曲和/或移動的最大量來實現(xiàn)的。需要注意桿部50”的外表面56”可是 錐形來代替或進一步使管腔20”的內表面30”為錐形。另一種可選方式是和/或另外，頭 部42”的遠端46”和骨接合部件20”的近端22”可為有角度的(角α)以提供承載器接合 部件40”和骨接合部件20”之間增大的余隙。特別的參見圖:3Β和3C，為了滿足在脊骨和外傷處置中的預期的不同的承載，總的 來說，為了脊骨應用(圖3Β中最佳示出)，優(yōu)選軸50”的遠端Μ”具有比桿部50”的近端 52”更大的直徑，以適應較高的期望的應力，該較高的應力在桿部50”的近端52”期望得到。 這樣，對于在期望直彎曲而不是S彎曲的脊骨特定實施例，桿部50”的外表面56”優(yōu)選為錐 形從而桿部50”的遠端54”具有比桿部50”的近端52”更大的直徑。另外，骨接合部件中 形成的管腔觀”優(yōu)選包括一個或多個成圓錐形的或“階梯”圓柱形的表面四”，以適應軸50” 相對于骨接合部件20”的增加的移動。如圖所示，管腔觀”還可包括“喇叭”形的遠端且軸 50”可包括在頭部帶有橢圓形頸部和在近端具有唇部53”的圓錐形，在唇部53”處與骨接合 部件20”的近端22”接觸。這與外傷應用(最佳示于圖3C)不同，例如長骨固定通常不必增大軸50”的遠端 的直徑，因為軸50”通常忍受S-彎曲(有時候在脊骨應用中不能實現(xiàn))，所以，在外傷應用 中軸50”的遠端和近端52”，Μ”承受大約相同的力。因此，優(yōu)選的外傷-特定實施例可包 括軸50”，該軸50”在整個長度上或大部分的長度上具有恒定的直徑，這比直徑逐漸增加或 在遠端Μ”上具有增大的直徑部分的軸50”容易加工。如圖所示，對于希望S-彎曲的外傷 特定實施例，管腔觀”可包括圓筒形和喇叭形遠端，同時軸50”可包括圓筒形和在頭部的橢 圓形頸部。桿部50，50，，50”可與頭部42，42，，42”整體地形成。另一種可選方式是，桿部50， 50 ’，50 ”還可與頭部42，42 ’，42 ”通過現(xiàn)有的任意手段連接，或者通過以下熟知的但是不局 限于粘結，焊接，熱焊，銅焊，壓配合，摩擦配合，過盈配合，螺紋連接，銷連接，收縮，鑲鋸齒 邊，一個或多個扣件，例如，通過縱向或徑向插入的銷或螺釘?shù)?。另外，桿部50，50’，50”可 以為任意尺寸、形狀和構型，包括但是不限于直的，傾斜的，彎曲的，立方體的，中空的，開縫 的，或者以類似彈簧件形成的，例如是螺旋彈簧。頭部42，42，，42”還可包括多條外螺紋43，43，，43”，用于與承載器12接合，從而 使動態(tài)骨固定元件10，10’，10”可鎖定在承載器12上。本領域技術人員應當理解，承載器 12上包括多個開口 14，通過所述開口動態(tài)骨固定元件10，10’，10”被插入骨或骨碎片B中， 開口 14可與承載器接合部件40，40，，40”的頭部42，42，，42”上形成的螺紋43，43，，43”接 合。頭部42，42’，42”優(yōu)選包括驅動元件60，這一點將在后面更多詳細內容里介紹。本領域 技術人員應當清楚，頭部42，42’，42”只要結構能以希望的方式與承載器12接合，它可采用 任意的尺寸和形狀。承載器接合部件40，40，，40”的桿部50，50，，50”可與骨接合部件20，20，，20”整體
地形成。另一種可選方式是，承載器接合部件40，40，，40 ”的桿部50，50，，50 ”還可與骨接合部件20，20 ’，20 ”、優(yōu)選的是在管腔觀，28 ’，28 ”通過現(xiàn)有的任意手段連接，或者通過以下熟 知的但是不局限于粘結，焊接，軟釬焊，硬釬焊，壓配合，摩擦配合，過盈配合，螺紋連接，銷 連接，收縮，鑲鋸齒邊，開口銷，一個或多個扣件，例如通過縱向或徑向插入的銷或螺釘?shù)?。?yōu)選地，承載器接合部件40，40，，40 ”的桿部50，50，，50 ”在形成在骨接合部件20， 20，，20，，中的管腔28，28 ’，28 ”內與骨接合部件20, 20', 20 ”連接。也就是說，在一優(yōu)選實施 例中，桿部50，50，，50”被插入管腔觀，28，，28”中且在端部25，25，，25”與骨接合部件20， 20’，20”相連，位于骨接合部件20，20’，20”的近端22，22’，22”的末端，和骨接合部件20， 20，，20”的遠端24，24，，24”鄰近或接近。更優(yōu)選地，承載器接合部件40，40，，40”的桿部 50, 50', 50，，通過壓配合而鎖定在形成在骨接合部件20，20，，20 ”中的管腔沘，28，，28 ”內。 也就是，總的來說，形成在骨接合部件20，20”，20”中的管腔28，28，，28”的直徑Dl比桿部 50, 50，，50”的至少一部分(優(yōu)選為桿部50, 50，，50”的遠端54，54，，54”)的直徑Ds略小， 使得將桿部50，50’，50”插入或離開骨接合部件20，20’，20”時需要一定的力。以這種方式， 桿部50，50，，50 ”與骨接合部件20，20，，20 ”的壓配合接合保證承載器接合部件40，40，，40 ” 不會從骨接合部件20，20 ’，20 ”分離，且增強了承載器接合部件40，40 ’，40，，和骨接合部件 20，20，，20”間的縱向力和扭轉力的傳遞。參見圖4A-4C，為了增加承載器接合部件40，40，，40 ”和骨接合部件20，20，，20 ”間 的連接強度，承載器接合部件40，40’，40”的桿部50，50’，50”在其上包括一個或多個帶織 紋的表面80。在應用中，帶織紋的表面80的尺寸和構型要么與桿部50，50’，50”的直徑Ds 有關，要么獨立的，比形成在骨接合部件20，20’，20”中的管腔觀，28’，28”的直徑Dl略大。 在組裝時，帶織紋的表面80變形作為桿部50，50’，50”被插入形成在骨接合部件20，20’， 20”中的管腔觀，28’，28”中。然后，優(yōu)選由于材料的彈性，帶織紋的表面80變形為它原始 的大小從而使得帶織紋的表面80對管腔觀，28’，28”的內表面30，30’，30”施加壓力，增加 了桿部50，50’，50”與骨接合部件20，20’，20”的移動和/或分離時的阻力。也就是，在桿 部50，50，，50”的外表56，56，，56”上設置帶織紋的表面80，增加了桿部50，50’，50”的夕卜 表56，56，，56 ”和管腔28, 28', 28，，的內表面30，30，，30，，之間的接觸壓力，也就增加了桿部 50，50’，50”與骨接合部件20，20’，20”之間的可傳遞的力和接觸力。在圖4A中最佳示出， 帶織紋的表面80可為多個在桿部50，50’，50”的一部分上形成的徑向延伸脊部或者薄片 82的形式，優(yōu)選的在鄰近桿部50，50，，50”的遠端M，54，，54設置徑向脊部或者薄片82 增加了桿部50，50’，50”相對于骨接合部件20，20’，20”的徑向或拔出力。另一種可選方式 是，在圖4B中最佳示出，帶織紋的表面80可為多個縱向延伸的脊部或者薄片84的形式，優(yōu) 選的在鄰近桿部50，50，，50”的遠端M，54，，54設置徑向脊部或者薄片84增加了桿部 50，50’，50”相對于骨接合部件20，20’，20”的扭矩或扭轉力。另一種可選方式是，在圖4C 中最佳示出，桿部50，50’，50”可包括多個徑向的脊部或者薄片82和縱向的脊部或者薄片 84，以同時增加桿部50，50’，50”相對于骨接合部件20，20’，20”的徑向力和扭轉力。本領 域技術人員應當能理解，脊部或者薄片82，84可具有其它的形狀，例如螺旋形。另外和/或另一種可選方式是，在圖5A和5B中最佳示出，桿部50，50’，50”可被插 入到骨接合部件20，20’，20”上形成的管腔觀，28’，觀”中，且在W處焊接到骨接合部件20， 20，，20 ”上。桿部50，50，，50 ”在W處焊接到骨接合部件20，20，，20 ”上，從動態(tài)骨固定元件 10，10，，10”的外部開始通過螺旋焊接鄰接骨接合部件20，20，，20”的外表面沈，26',沈”上形成的螺紋27，27，，27”的W處。通過螺紋27，27，，27”為焊接路徑，對骨接合部件20，20，， 20”的螺紋外形的損傷最小。桿部50，50’，50”在W處焊接到骨接合部件20，20’，20”，可通 過任何現(xiàn)有的合適的焊接過程或者將來可知的，包括但是不限于激光焊，電子束焊，電阻接 柱焊等。對于本領域技術人員應該理解，承載器接合部件40，40’，40”的桿部50，50’，50” 在W處焊接到骨接合部件20，20’，20”可輔以或不輔以壓配合或者其它連接方法。更進一 步，壓配合可配合或不配合帶織紋表面80 (例如，徑向和/或縱向的脊部或者薄片82，84)如前面提到的，頭部42，42’，42”可包括驅動元件60，以和驅動工具64上響應的 尖端62接合，例如旋轉動態(tài)骨固定元件10，10’，10”到與病人的骨或骨碎片B接合的螺絲 刀。驅動元件60包括現(xiàn)在或將來可知的任意形式，包括但不限于外六邊形，星形驅動模式， Philips頭模式，用于螺絲刀的槽，用于相應的螺紋柱的螺紋，內部凹部等。本領域技術人員 應當清楚，驅動元件60可以具有任何形狀或結構，只要驅動元件60能驅動動態(tài)骨固定元件 10，10’，10”進入病人骨或骨碎片B中的希望的位置。優(yōu)選地，為了使得承載器接合部件40，40，，40 ”的頭部42，42，，42 ”結合，并且在使 得承載器接合部件40，40 ’，40 ”在骨接合部件20，20 ’，20 ”中不滑動或分離地轉動骨接合部 件20，20，，20，，，承載器接合部件40，40，，40 ”的頭部42，42，，42，，包括多個通孔68，以容納 從驅動工具64的遠端延伸的多個銷63，這一點在圖6A和6B中最佳地示出。多個銷的尺 寸和構型適于穿過承載器接合部件40，40，，40”的頭部42，42，，42”，并且和骨接合部件20， 20，，20”相接觸，因而多個銷與承載器接合部件40，40，，40”以及骨接合部件20，20，，20”都 接觸，從而驅動工具64的轉動同時轉動承載器接合部件40，40’，40”以及骨接合部件20， 20’，20”。另一種可選方式是，如圖6C中最佳示出的，承載器接合部件40，40’，40”的頭部 42，42，，42”可包括從其上延伸一個或多個突起70，并且骨接合部件20，20，，20”可包括在 其內形成一個或多個凹槽72，使得突起70伸進凹槽72中，從而驅動工具64的轉動同時轉 動承載器接合部件40，40，，40”以及骨接合部件20，20，，20”。優(yōu)選地，凹槽72的長度比突 起70的長度長，因此在突起70接觸凹槽72之前允許頭部42，42’，42”的初始轉動。本領 域技術人員應當理解，凹槽72可形成在頭部42，42’，42”上且突起70可形成在骨接合部件 20，20，，20” 上。在使用中，如圖7最佳地示出，通過兩個或更多個動態(tài)骨固定元件10，10’，10”聯(lián) 接承載器12如板與病人的骨或骨碎片B，動態(tài)骨固定元件10，10’，10”可將骨或斷裂骨的骨 碎片B彼此固定在一起。一個典型的例子就是，承載器12可以是沿著骨B進行定位的板， 以使它延伸跨越骨折部位F將骨碎片B彼此分開。一旦將承載器12已被適當?shù)胤胖煤?，?態(tài)骨固定元件10，10’，10”就可以插入承載器板12上形成的第一開口 14，使得從骨折部位 F的一個剖面看來，直至頭部42，42，，42”與第一開口 14接合，且骨接合部件20，20，，20”與 骨折部位F —側上的骨碎片B接合。第二動態(tài)骨固定元件10，10’，10”采用與上述大體上 相同的方式插入承載器12上的第二開口 14，這樣，第二動態(tài)骨固定元件10，10’，10”與骨碎 片B接合。以此類推，動態(tài)骨固定元件10，10’，10”就可將骨碎片B—一固定。不難理解， 可使用任意數(shù)量的動態(tài)骨固定元件10，10’，10”，用來連接承載器12和骨或骨碎片B。典型外科手術步驟/方法一般來說，人骨B由一層堅硬的、薄的外部皮質部分包圍著一層較軟的、網眼狀的內部部分組成。因此，從剖面圖看，人骨B包括一層皮質骨，中間層的孔狀骨和又一層的皮 質骨。嚴格的固定一般指，將一塊或多塊骨固定在骨B上骨折部位F的任一側面上。實際 應用中，會對斷裂的骨B產生壓力，從而使得骨B和承載器12彎曲，繼而導致第二層皮質骨 的壓縮(例如，離承載器12最遠的皮質骨)。具有標準的接骨螺釘5，在板12內實質上是 零移動，這是由于板12非常堅硬，板12不能以允許在第一層皮質骨內(例如皮質骨最靠近 板12的層)被壓縮的方式被壓縮，正如此，一般來說，在皮質骨的第一層內不會形成臨床意 義上的愈合組織。但是，與動態(tài)骨固定元件10，10’，10”的配合使得皮質骨的第一層(例如 皮質骨最靠近板12的層)能夠移動并且有助于同時在皮質骨的第一和第二層內形成愈合 組織。也就是，與動態(tài)骨固定元件10，10’，10”的配合使得骨碎片B相對于其它碎片能平行 移動，該移動依次導致皮質骨的各層的微小移動和有助于皮質骨的第一和第二層內愈合組 織的形成。更具體而言，參見圖8和圖9，根據(jù)本發(fā)明的一個方面的一種用于內部長骨固定的 步驟包括在骨折部位F的每一側都使用兩個或更多的動態(tài)骨固定元件10，10’，10”，從而承 載器接合部件40，40，，40”的頭部42，42，，42”相對于骨接合部件20，20，，20”的導致的移 動使得另外的彎曲，跨越骨或骨碎片B的骨折部位F的平行移動。即，通過和兩個或多個動 態(tài)骨固定元件10，10’，10”在骨折部位F兩側的配合，優(yōu)選的典型的外科步驟當皮質骨的第 一層的兩側上的骨/骨碎片B保持恒定的接觸時有助于跨越骨折部位F的恢復，這和現(xiàn)有 技術的骨B只在壓力作用下彎曲的剛性固定系統(tǒng)正相反。也就是，當內部損傷的連接中應 用時，當兩個或更多的動態(tài)骨固定元件10，10’，10”和獨立的骨或骨碎片B附著時，桿部50， 50’，50”被施力而采用通常的“S”形構型，通常和另外的平行，以適應縮附著的骨或骨碎片 B的微小移動。當與外部動態(tài)固定例如通過外部Schanz螺釘進行的固定比較時，內部動態(tài)固定 完全在內部，從而減小了和khanz螺釘接觸的感染的風險。另外，對于內部動態(tài)骨固定，接 骨螺釘對動態(tài)骨固定元件10，10’，10”的干涉保持靜止，因為所有的動態(tài)運動都發(fā)生在管腔 觀，28’，28”中。相反的，對于外部動態(tài)骨固定，在外部khanz螺釘中的S-彎曲發(fā)生在沿著 螺釘長度方向，從而形成了骨-螺釘?shù)母缮?，以至于外部Schanz螺釘?shù)膹澢饾u減弱螺釘 在骨上的附著。在骨折部位F的每一側上都和獨立的骨固定元件10，10’，10”配合不充分，由于骨 折部位F的每一側上的獨立的動態(tài)骨固定元件10，10’，10”允許每一個骨碎片B彎向承載 器12 (例如在板12和骨B之間的成角度是允許的)。骨碎片B允許圍繞螺釘?shù)妮S線轉動。 另外，在骨折部位F的每一側上都使用獨立的動態(tài)骨固定元件10，10’，10”允許動態(tài)骨固定 元件10，10’，10”彎曲。由此，在骨折部位F的每一側上都使用獨立的動態(tài)骨固定元件10， 10’，10”減少在骨恢復時構造的整體穩(wěn)定性。另一種可選方式是，在圖10中最佳示出的典型的外科手術步驟第二實施例，可采 用在骨折部位F的一側上使用兩個或更多動態(tài)骨固定元件10，10’，10”而在骨折部位F的 另一側上使用標準接骨螺釘5來實施。由于這一原因或其它原因，在骨折部位的一側上與 標準接骨螺釘5配合，這在外科手術需要或希望限制骨折的骨的移動僅在骨折的一側時具 有獨特的優(yōu)點。另一種可選方式是和/或另外，在圖IlA和IlB中最佳示出的典型的外科手術步驟第三實施例，包括在骨折部位F的兩側使用一個或更多的標準接骨螺釘5，從而在起初一 段時間內防止骨/骨碎片B的微小移動。那也就是，例如，在骨折部位F的一側或兩側使用 一個或更多的標準接骨螺釘5，使得在起初的時間段內，例如兩周或三周，骨或骨碎片B的 微小移動被防止，使得骨折部位F有初始時的穩(wěn)定性而有利于初始的恢復組織的形成。也 就是，在初始的骨固定數(shù)日后，組織和/或細胞可以復制和轉化，這樣，斷裂區(qū)域一邊的細 胞不斷生長直至它們與另一邊的細胞融合。最終，骨折部位F被橋接，從而恢復骨骼的元 氣。此后，從外科結構中移除標準接骨螺釘5使得骨/骨碎片B可以有微小移動，同時使 得/或使得骨/骨碎片F(xiàn)分散。另外，單個或多個標準接骨螺釘5可以被應用在骨折區(qū)域 F的一面或兩面，這樣，如果融合不成功，骨/骨碎片可被重新調整、安置或使用其它可選的 固定方法?？商鎿Q的動態(tài)骨固定元件的實施例參見圖12，動態(tài)骨固定元件100的第四優(yōu)選實施例可為一個完整的動態(tài)骨固定元 件的形式。那就是，承載器接合部件140可與骨接合部件120為一體形成從而桿部150可 與承載器接合部件140可與骨接合部件120 —體形成。動態(tài)骨固定元件100的第四優(yōu)選實 施例可通過在動態(tài)骨固定元件100上形成的管腔1 獲得彈性。也就是，由于形成在骨接 合部件120中的桿部150和管腔1 尺寸和構型，頭部142可相對于骨接合部件120彎曲 和/或移動。另一種可選方式是和/或另外，動態(tài)骨固定元件100的第四優(yōu)選實施例可通過對 頸部131(例如，在骨接合部件120和承載器接合部件140之間的區(qū)域)不同的設計來獲 得彈性。優(yōu)選地，頸部131的區(qū)域的材料被取走以減少結構的硬度。取走材料的結果是動 態(tài)骨固定元件100具有增加的更多的彈性。例如，動態(tài)骨固定元件100為在頸部是一個或 多個槽190的形式。槽190可在頸部131處形成從而頸部131可作為彈簧的功能，允許頸 部131彎曲，從而允許頭部142相對于骨接合部件120移動。頸部131形成的槽190的形 狀可構型為一系列形狀和構型中的任意一種。為了控制軸向和轉動移動而提供了不同的構 型。例如，螺旋狀的彈簧構型允許軸向移動并且通常不阻礙螺釘轉動，但是矩形構型允許軸 向移動且通常阻礙螺釘移動。另一種可選方式是，V形彈簧構型阻礙螺釘移動且通常限制 軸向移動。在動態(tài)骨固定元件100的頸部131上形成的槽190的恒定材料和構型的彈簧可 用來控制頭部142的移動。另外，附加的元件，例如，斜面、圓錐孔和硬銷等，可與移動限制 方式相適應。參見圖13，動態(tài)骨固定元件100的第五優(yōu)選實施例包括形成并穿過頸部131’的中 空體積101，，從而滑鍵銷150，可位于中空體積101，內。在使用中，滑鍵銷150，和前面描 述的桿部類似，但是滑鍵銷150’不能與骨接合部件120’以及連接承載器接合部件140’連 接或接合。滑鍵銷150’可為，例如為與骨接合部件120’整體形成。滑鍵銷150’可從骨接 合部件120，延伸穿過頸部131，的中空體積101，且進入承載器接合部件140，的142，。缺 口 102’優(yōu)選地設置在滑鍵銷的外表面156’和頭部142’之間。如圖所示，滑鍵銷150’優(yōu)選 包括頭部151，和本體部153，。動態(tài)骨固定元件100，的頸部131，優(yōu)選包括多個槽190，， 如前面所述的與動態(tài)骨固定元件100有關的結構。在使用中，軸向和壓縮的彈性由形成在 動態(tài)骨固定元件100’的頸部131’上的槽190’提供。該彈性受到滑鍵銷150’和滑鍵銷和 動態(tài)骨固定元件100’的頭部142’之間的缺口的尺寸的限制，從而當動態(tài)骨固定元件100’被軸向壓縮、伸展或移動時，滑鍵銷150’當作堵頭且限制運動，一般是發(fā)生在滑鍵銷150’ 接觸頭部142’的內壁表面時該位置。參見圖14，動態(tài)骨固定元件100”的第六優(yōu)選實施例可包括滑鍵銷150”，其不是完 整地形成在動態(tài)骨固定元件100”上，而是與骨接合部件120”上形成的管腔128”連接?；?鍵銷150”與骨接合部件120”上形成的管腔128”的連接可采用前面描述的任意方式。更 進一步，動態(tài)骨固定元件100”的頸部131”可由薄壁中空凸面突出部形成或者優(yōu)選具有提 供彈性和/或柔性的彈簧的功能的波紋管結構型成。薄壁中空凸面突出部或波紋管結構可 由阻尼材料填充以優(yōu)選控制柔性且保護動態(tài)骨固定元件100”的結構完整性。滑鍵銷150” 為可選擇的且可從動態(tài)骨固定元件100”拆除。參見圖15，動態(tài)骨固定元件100”’的第七優(yōu)選實施例可包括在動態(tài)骨固定元件 100”’的頸部131”’(例如在頭部142”’和骨接合部件120”’之間)內的阻尼材料或彈性 元件192”’?；I銷150”’優(yōu)選延伸穿過阻尼材料或彈性元件192”’。該阻尼材料或彈性 元件192”’可為固定，軸向可移動的或相對滑鍵銷150”’是可轉動的。在使用中，阻尼材料 或彈性元件192”’可作為阻尼器。至于動態(tài)骨固定元件的第五，第六和第七實施例(如圖13-15所示)，應該注意 滑鍵銷150’，150”，150”’的大小和構型可為任何形式的形狀和大小。例如，滑鍵銷150’， 150”，150”’可包括一個圓柱狀或圓錐狀等的頭部以及本體部可更長些或短些和可為斜面。 另外，動態(tài)骨固定元件上形成的管腔大小和構型可為任何形式的形狀和大小，例如它可為 圓柱狀，或它可為傾斜的等。另外，需要注意盡管滑鍵銷150’，150”，150”’的端部示出的為 實質上圓形，它們還可為任意的幾何構型，例如多邊形。參見圖16A-16C，動態(tài)骨固定元件200的第八優(yōu)選實施例可包括在承載器接合部 件240的頭部242上形成的一個或多個槽M7。槽247從頭部M2的遠端246延伸進頭部 242 (如圖16A所示)。另一種可選方式是，槽247從頭部242的近端244延伸進頭部242 (如 圖16B所示)。還可替換的，槽247可從頭部對2的圓周邊249延伸朝向動態(tài)骨固定元件 200的縱軸201 (如圖16C所示)。槽247可為與動態(tài)骨固定元件200的縱軸201實質上平 行或與動態(tài)骨固定元件200的縱軸201成一定角度。另一種可選方式是和/或附加的，槽 247可為傾斜的，或者槽247可為直線的或其它構型。在使用中，頭部242可彎曲，槽247的 大小，錐度以及位置限定彎曲的范圍和彎曲度。應當能理解槽247可變形以適合動態(tài)骨固 定元件200的特定用途，例如，槽247可具有更大或更小的錐度，它可延伸進頭部M2更少 或更遠，它可為任意角度，和多個槽可使用。參見圖17，動態(tài)骨固定元件300的第九優(yōu)選實施例可包括多片(multipiece)頭部 組件從而在頭部342優(yōu)選形成一個或多個槽347。多片頭部組件優(yōu)選包括頭部342，本體部 分350和可選擇的阻尼材料394。頭部342優(yōu)選包括孔343，通過該孔本體部分350優(yōu)選地 插入且優(yōu)選連接到該孔。頭部342，孔343和本體部分350的大小和構型都適合一個或多個 槽或間隙347形成在頭部342和本體部分350之間。一個或多個槽或間隙347優(yōu)選填充阻 尼材料394。應當能理解根據(jù)動態(tài)骨固定元件300的用途，任意類型的槽或間隙347可并到 頭部342，和任意數(shù)量的阻尼材料394可使用。另外或另一種可選方式是，槽或間隙347可 部分的或全部的填充阻尼材料394。進一步，應該意識到本體部分350連接到頭部342可 通過任意的方法實現(xiàn)，包括但不限于，壓配合，螺紋連接，焊接，銷連接，收縮，鑲鋸齒邊等。另外，聚合成分或簡化的結構，例如板簧，盤簧，曲形板簧等也可使用。動態(tài)骨固定元件10，10，，10”，100，100，，100”，100”，，200，300(集合地 10-300) 的優(yōu)選實施例可由本領域中現(xiàn)在或將來可知的任意生物相容性的材料制成，包括但不限于 鈦，鈦合金，不銹鋼等。另外，動態(tài)骨固定元件10-300的優(yōu)選實施例可涂覆涂層以利于骨完 整性。例如，骨接合部件 20，20，，20”，120，120，，120”，120”，，220，320 (集合地 20-320)可 被涂覆，例如羥磷灰石，或者它的外表面被做成粗糙的，穿孔的或經過表面處理的，例如陽 極-等離子-化學嵌入羥磷灰石進入鈦-氧化物表面層。另一種可選方式是和/或另外， 優(yōu)選實施例的動態(tài)骨固定元件10-300可被涂覆或可使用一種或多種半-或非-生物相容 性材料，例如鎳，鎳合金，Ni-Ti合金(例如鎳鈦諾)，不銹鋼，形狀記憶合金，鈷鉻(CoCr)或 鈷鉻合金，例如CoCrMo，CoCrMoC，CoCrNi，CoCrffNi等。例如，骨接合部件10-300可由鈷鉻 鉬制成且外螺紋可由或可不由純鈦的等離子體涂覆。骨接合部件20-320 和承載器接合部件 40，40，，40”，140，140，，140”，140”，，240， ；340(集合地40-340)可由相同的材料制成。另一種可選方式是，骨接合部件20-320可由 不同于承載器接合部件40-340的材料制成。例如，骨接合部件20-320可由生物相容性的 金屬制成，更優(yōu)選是一種容易處理的材料，使得例如外部骨螺紋可被銑出，例如鈦，鈦合金， 例如TAV(Ti-6Al-4V)或TAN(Ti-6Al-7Ni)。承載器接合部件40-340可由高強度材料(例 如，Rp 0.2 > 1000MPA)制成，使得提供高彈性和最大穩(wěn)定性。另外，承載器接合部件40-340 優(yōu)選由提供耐頭部-板接口內的微振磨損的材料制成。承載器接合部件40-340可由，例如 一種堅硬的金屬或金屬合金制成，例如CoCrMo，CoCrMoC, CoCrNi, CoCrWNi。在一特別優(yōu)選 的實施例中，骨接合部件20-320由鈦或鈦合金制成，例如TAV或TAN，同時承載器接合部分 40-340由鈷鉻(CoCr)制成。在前面的典型實施例中使用的阻尼器材料可為任何現(xiàn)有的或將來可知的具有阻 尼特性的材料制成，包括但不限于，聚合物，硅樹脂，聚氨酯(urethane)，聚碳酸酯-聚氨酯 (PCU)，聚芳醚酮(PAEK)族的彈性構件，聚酯-醚族的彈性構件、水凝膠、共聚物等。阻尼材 料的確切的類型和數(shù)量是根據(jù)所要求的阻尼彈性來選擇的。對本領域技術人員應清楚，在動態(tài)骨固定元件10-300中使用堅硬的金屬或金屬 合金防止動態(tài)骨固定元件10-300對承載器12的磨損。同樣可以防止產生驅動損傷以便能 夠很容易地對承載器12進行修正。動態(tài)骨固定元件10-300可被制造成，當由于連接的骨或骨碎片B的微小移動使得 它們受到內部的力時，它們可彈性地變形。也就是，如果骨或骨碎片B微小移動的方向是朝 著初始位置時，動態(tài)骨固定元件被彈回它們的初始位置。另一種可選方式是，動態(tài)骨固定元 件10-300可構造為在骨或骨碎片B微小移動過程中被施力時進行彈性的變形，從而動態(tài)骨 固定元件10-300保持它們變形后形狀甚至是微小移動過程中所施力撤消之后。動態(tài)骨固 定元件10-300可構造為以實質上恒定的彈性系數(shù)(例如力兩倍于最大產生兩倍變形的) 變形。另一種可選方式是，動態(tài)骨固定元件10-300可構造為直到有微小移動施加的力超過 預定值之前一直實質上保持不彎曲。一般來說，在使用中承載器接合部件的移動優(yōu)選是非直線的。更特殊的，桿部優(yōu)選 設計為可彎曲的銷使得桿部可相對于骨接合部件移動和能給出在限定范圍內彎曲。參見圖 3A，在動態(tài)骨固定元件的典型優(yōu)選實施例中為了優(yōu)化動態(tài)骨固定元件而得到最大的插入扭矩與桿部的彈性的比值，骨接合部件的外徑和位移的比為約10到約20，優(yōu)選為15。骨接合 部件的外徑與桿部的外徑的比值為約1. 4到約2. 2，優(yōu)選為1. 8。骨接合部件的外徑與桿部 的有效彎曲長度的比值為約3. 5到約5. 5，優(yōu)選為4. 6。骨接合部件和承載器接合部件的典 型尺寸在表1中列出
骨接合部件 的外徑(d)骨接合部件 的長度(1)總位移(c )桿部的外徑 (dl)有效彎曲長 度(if)3. 50mm26. OOmm+/ - 0. 20mm2. OOmm17. OOmm5. OOmm34. OOmm+/ - 0. 30mm3. OOmm25. OOmm6. 20mm36. OOmm+/ - 0. 50mm3. 40mm23. OOmm6. 20mm46. OOmm+/ - 0. 50mm3. 40mm30. OOmm表1-典型尺寸動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具椎弓根螺釘固定夾具在多骨結構，例如小平面關節(jié)或osteophites，要防止對棒伸 入椎弓根螺釘?shù)囊恢本€前進的固定中經常使用。結果是，固定夾具可用于渡過這些障礙。在 這些例子中，通過例如與阻尼器配合而提供固定夾具的彈性可具有優(yōu)點。例如，阻尼器可為 彈性或聚合部件的形式，例如PCU，硅樹脂，橡膠等。另一種可選方式是，阻尼器可為彈簧例 如板簧，盤簧，曲形板簧等的形式。參見圖18A和18B，動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具500的第一優(yōu)選實施例可包括接骨螺 釘502和構架510。構架510優(yōu)選包括椎弓根螺釘夾持組件520和棒夾持組件530。椎弓 根螺釘夾具組件520優(yōu)選包括夾持套筒522，套爪5M和鎖緊機構526，緊閉和/或鎖定接 骨螺釘502相對于構架510的位置，但是用于椎弓根螺釘固定夾具的其它構型也是可以考 慮的。棒夾持組件530可偏離或位于椎弓根螺釘夾具組件520的一側。棒夾持組件530 優(yōu)選包括凹部532，夾持部534，鎖定帽部分536和阻尼器550。夾持部534優(yōu)選的形狀像 基座且包括棒-容納部分542附著在柱部分540上。棒-容納部分542優(yōu)選具有比柱部分 540的圓周長的周長。另外，棒-容納部分542優(yōu)選具有比構架510上形成的凹部532直徑 稍長的長度或周長。柱部分540優(yōu)選的尺寸和構型為插入構架510上形成的凹部532，使得 在柱部分MO的外表面和凹部532的內表面之間有余隙和間隙。另外，柱部分540優(yōu)選具 有比構架510上形成的凹部532高度稍大的高度，使得在棒-容納部分M2的底表面和構 架510上的頂表面之間有余隙和間隙。優(yōu)選地在柱部分540的外表面和凹部532之間的余 隙以及棒-容納部分542的底表面和構架510上的頂表面之間的余隙填充了阻尼器550，更 優(yōu)選為阻尼材料。阻尼器550優(yōu)選為環(huán)形且插入構架510上形成的凹部532中。柱部分540優(yōu)選被 插入到凹部532中且穿過形成在阻尼器550上的空腔，由此柱部分540被阻尼器550環(huán)繞。 構架510可還包括形成在底表面的孔M5，在孔545處與凹部532連通，孔545的大小和構型成容納柱部分討0的端面M2。優(yōu)選地在柱部分540的端面542和孔545的內圓周之間 具有余隙或間隙。阻尼器材料550優(yōu)選地被壓配合或噴射造型入構架510的凹部532中。 另一種可選方式是，阻尼器550壓配合或噴射造型入其它構架(未示出)，其被壓配合入構 架510的凹部532中。在使用中，棒504優(yōu)選被設置在棒-容納部分542中且被鎖定帽536夾緊在其中。 在該位置，由于阻尼器550的彈性，棒504相對于構架510和椎弓根螺釘502可自由地移動。 優(yōu)選地，當動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具500達到希望彎曲的最大角度時，夾持部534的大小和 構型被設置為與構架510接觸。另一種可選方式是，如圖18C所示，夾持部534’可具有棒容納部分M2’和延伸部 560’，延伸部560’可為中空圓筒狀元件，其包括可彎曲的突出部562’上形成的多個槽。在 使用中，可彎曲的突出部562’被插入到構架510’的凹部532’中。可彎曲的突出部562’ 的中間空間優(yōu)選由阻尼器550 ’填充。在使用中，槽為夾持部534 ’提供了附加的彈性，使得 沿著阻尼器陽0’的夾持部534’的底部分允許棒502’的移動，是由于阻尼器550’的彈性 和突出部562’的彈性。在一些實施例中，棒容納部分討2’可在構架510’的凹部532’內 轉動。參見圖19，動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具600的第二優(yōu)選實施例可包括椎弓根螺釘夾 持組件620和棒夾持組件630，其中椎弓根螺釘夾持組件620和棒夾持組件630是垂直排 列，這和第一實施例的并列排列的構型不同。阻尼器650，更優(yōu)選為阻尼材料，優(yōu)選位于椎弓 根螺釘夾持組件620和棒夾持組件630之間，使得在椎弓根螺釘夾持組件620和棒夾持組 件630之間提供了彈性。另一種可選方式是，阻尼器650可使椎弓根螺釘夾持組件620和 棒夾持組件630相互連接。可通過機械裝置將阻尼器650安裝在椎弓根螺釘夾持組件620 和棒夾持組件630之間，包括，例如，通過構架，環(huán)等。優(yōu)選地，阻尼器650被噴射造型進入 和環(huán)繞構架或環(huán)610，以將椎弓根螺釘夾持組件620和棒夾持組件630連接在一起(如圖 19的左側所示)。參見圖20A和20B，動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具700的第三優(yōu)選實施例可包括椎弓根 螺釘夾持組件720和棒夾持組件730。棒夾持組件730通過構架710偏置或位于椎弓根螺 釘夾持組件720的側部。構架710，在椎弓根螺釘夾持組件720連接棒夾持組件730的位 置，優(yōu)選包括多個槽712，其提供了在棒夾持組件730和椎弓根螺釘夾持組件720之間的彈 性。槽712根據(jù)需要的彈性量的大小可采用任意的形狀或形式。參見圖2IA和2IB，動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具800的第四優(yōu)選實施例可包括椎弓根 螺釘夾持組件820和棒夾持組件830。棒夾持組件830通過連接部分810偏置或位于椎弓 根螺釘夾持組件820的側部。連接部分810優(yōu)選包括動態(tài)部分840。例如，動態(tài)部分840可 為彈簧(如圖21A和21B所示)，阻尼材料等的形式。在使用中，連接部分810的動態(tài)部分 840允許棒夾持組件830相對于椎弓根螺釘夾持組件820彎曲。動態(tài)部分840大小和構型 可為在特定的應用中提供所需要的彈性量。連接部分810可為與椎弓根螺釘夾持組件820 和棒夾持組件830通過已知的機械裝置連接。例如，連接部分810可與椎弓根螺釘夾持組 件820的本體連接和接收在棒夾持組件830中的連接器夾具832內。參見圖22，動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具900的第五優(yōu)選實施例可包括棒/螺釘夾持 組件910，鎖定環(huán)920和動態(tài)接骨螺釘902。棒/螺釘夾持組件910可為側部開口的椎弓根螺釘組件。動態(tài)接骨螺釘902和棒904優(yōu)選插入棒/螺釘夾持組件910中的它們各自的接 收部分中。在使用中，這是對于本領域技術人員可以理解的，在棒收納部分中繃緊棒904使 得棒904壓下到鎖定環(huán)920，其再使得棒/螺釘夾持組件910的螺釘收納部分緊固和夾持動 態(tài)接骨螺釘902。動態(tài)接骨螺釘902然而優(yōu)選結合一個或多個彈性元件使得接骨螺釘可相 對于棒904移動或彎曲。例如，動態(tài)螺釘902可包括頭部906，其包括用于收納一對有斜面 的彈簧墊圈907的空腔。第一有斜面的彈簧墊圈907a優(yōu)選位于動態(tài)螺釘902的棒-面對 端，中部有角度地朝向第二有斜面的彈簧墊圈907b，同時第二有斜面的彈簧墊圈907b優(yōu)選 位于動態(tài)螺釘902的鄰近軸的位置，中部有角度地朝向第一有斜面的彈簧墊圈907a。動態(tài) 螺釘902優(yōu)選包括形成在其上的脊部903，脊部903接收在兩個有斜面的彈簧墊圈907的中 間。脊部903優(yōu)選的大小和構型可阻止有斜面的彈簧墊圈907的滑動。在使用中，有斜面的彈簧墊圈907彎曲，允許骨接觸部分相對于頭部906偏轉或彎 曲，然后相對于椎弓根螺釘組件900的其余部分偏轉或彎曲。盡管兩個有斜面的彈簧墊圈 907被示出和描述，但是其它類型和數(shù)量的彈簧是可能的。另外，接骨螺釘902可收納在頭 部906和/或以其它任何方式與彈簧接觸，包括但不限于，焊接，粘接等。根據(jù)彈簧的類型 以及使用的連接彈簧的方式，螺釘?shù)慕Y構可變型。例如，彈簧可構型為不包括脊部，或者包 括凹部或槽等收納彈簧。另一種可選方式是，如圖23最佳示出，螺釘頭部設計的彈簧可被 阻尼材料950替代，或者另一種可選方式是，圖22的彈簧可采用阻尼材料950。參見圖M，動態(tài)椎弓根螺釘固定夾具1000的第六優(yōu)選實施例可包括椎弓根螺釘 夾持組件1020，棒夾持組件1030和彈性元件1040，其中彈性元件1040位于棒夾持組件 1030和椎弓根螺釘夾持組件1020之間。如圖所示，棒夾持組件1030可采用側部開口棒夾 持組件的形式。椎弓根螺釘夾持組件1020優(yōu)選被鎖定環(huán)1022環(huán)繞。連接椎弓根螺釘夾持 組件1020和棒夾持組件1030的彈性元件1040優(yōu)選由阻尼材料制成。在使用中，阻尼材料 1040彎曲，壓縮和伸展，以允許椎弓根螺釘夾持組件1020相對于棒夾持組件1030移動。盡 管阻尼材料被描述，采用機械彈簧也是可能的。盡管前面的描述或附圖代表了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是應該理解在不偏離由 所附的權利要求書中限定的本發(fā)明的精神和保護范圍的情況下可作出不同的增加，修改， 合并和/或其它替換。特別是，所屬領域的技術人員應該清楚不偏離本發(fā)明的精神或其中 的實質特點的情況下，本發(fā)明可采用其它特定形式來實現(xiàn)。所屬領域技術人員應當理解，在 對結構、布置、比例、材料和部件的很多方面改進的情況下使用本發(fā)明，在不偏離本發(fā)明的 原則的情況下它可特別地適用特定的環(huán)境和操作需求。另外，在這里描述的技術特征可單 獨使用或與其它地技術特征結合而使用。例如，所描述的和第一實施例相聯(lián)系的技術特征 可用于和/或互換在其它實施例中描述的技術特征。現(xiàn)在披露的實施例被認為是在所有方 面都是示意性的而不是限定性的，所附的權利要求書中簡要說明的本發(fā)明的保護范圍不局 限于前面的說明書。所屬領域技術人員應該理解可在不偏離本發(fā)明所附的權利要求書的廣義范圍的 情況下對本發(fā)明做出不同的變型和改變。其中一些在前面已經討論且其它情況對所屬領域 技術人員來說也是顯而易見的。
權利要求
1.一種用于將承載器聯(lián)接到病人的骨或骨碎片上的動態(tài)骨固定元件，所述動態(tài)骨固定 元件包括用于與所述骨或骨碎片接合的骨接合部件，所述骨接合部件包括近端、遠端和管腔，所 述管腔至少部分地從骨接合部件的近端延伸出來，所述管腔限定內表面；和承載器接合部件，所述承載器接合部件包括用于與承載器相接合的頭部和從頭部延伸 出的桿部，所述桿部具有近端、遠端和外表面，所述桿部的尺寸和構造使其能至少部分地延 伸進入在骨接合部件上形成的管腔中；其中，所述桿部的至少一部分具有直徑Ds，且所述管腔的至少一部分具有直徑隊，^比 Ds大從而使得桿部的外表面的至少一部分空間遠離于管腔的內表面的至少一部分；且其中，桿部的遠端在骨接合部件近端遠側的位置處被聯(lián)接到管腔上，從而使得頭部相 對于骨接合部件移動。
2.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)骨固定元件，其中管腔的內表面呈錐角θ傾斜，從而使 得管腔近端的直徑^比管腔近端遠側位置處的直徑^大。
3.根據(jù)權利要求2所述的動態(tài)骨固定元件，其中管腔的錐角θ小于約10度。
4.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)骨固定元件，其中桿部整體地與頭部形成。
5.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)骨固定元件，其中桿部在接近骨接合部件遠端的位置處 被聯(lián)接到管腔內的骨接合部件上。
6.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)骨固定元件，其中桿部通過壓配合連接被聯(lián)接到管腔內 的骨接合部件上。
7.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)骨固定元件，其中桿部的遠端具有比管腔的直徑大的直徑。
8.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)骨固定元件，其中桿部包括一個或多個形成在其上的帶 織紋表面。
9.根據(jù)權利要求8所述的動態(tài)骨固定元件，其中在桿部被插入到管腔中時所述帶織紋 表面產生彈性變形，此后帶織紋表面變回較大的原始尺寸，從而使得帶織紋表面壓靠在管 腔的內表面上，以增加在桿部的外表面和管腔的內表面之間的接觸壓力。
10.根據(jù)權利要求8所述的動態(tài)骨固定元件，其中所述帶織紋表面為形成在桿部的一 部分上的多個徑向延伸的脊部。
11.根據(jù)權利要求8所述的動態(tài)骨固定元件，其中所述帶織紋表面為形成在桿部的一 部分上的多個縱向延伸的脊部。
12.根據(jù)權利要求8所述的動態(tài)骨固定元件，其中所述帶織紋表面為形成在桿部的一 部分上的多個徑向延伸的脊部和多個縱向延伸的脊部。
13.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)骨固定元件，其中桿部的遠端被聯(lián)接到管腔的內表面上。
14.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)骨固定元件，其中骨接合部件包括多條用于與骨或骨 碎片接合的形成在其外表面上的螺紋，桿部的外表面通過焊接形成在骨接合部件的外表面 上的中間的鄰近的螺紋而被焊接到管腔的內表面上。
15.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)骨固定元件，其中頭部包括與在驅動工具上形成的末 端接合的驅動元件，所述頭部包括用以接收多個形成在驅動工具末端上的銷的多個通孔，所述銷的尺寸和構型使得其延伸穿過承載器接合部件的頭部并且與骨接合部件相接觸，從 而使得所述多個銷與承載器接合部件和骨接合部件都相接觸，以使得驅動工具的轉動同時 轉動承載器接合部件和骨接合部件。
16.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)骨固定元件，其中頭部包括與在驅動工具上形成的末 端接合的驅動元件，所述頭部包括一個或多個在其上延伸出的突起，且骨接合部件包括一 個或多個形成在其上的凹部，從而使得突起延伸進入所述凹部，從而驅動工具的轉動同時 轉動承載器接合部件和骨接合部件。
17.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)骨固定元件，其中所述骨接合部件由選自由TAV和TAN 組成的組中選擇的生物相容性金屬制成，且所述承載器接合部件由鈷鉻制成。
18.—種跨越骨的骨折處內固定承載器的方法，所述方法包括以下步驟(a)提供多個動態(tài)骨固定元件；(b)切開切口；以及(c)通過在骨折處的每一側上的兩個或更多的動態(tài)骨固定元件將承載器聯(lián)接到病人的 骨上，從而使得動態(tài)骨固定元件能夠使骨平行移動跨越骨折處；和(d)縫合切口以使得承載器和多個動態(tài)骨固定元件保留在病人體內。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中所述多個動態(tài)骨固定元件各自包括骨接合部件 和承載器接合部件，所述骨接合部件用于與所述骨接合，所述承載器接合部件用于與所述 承載器接合，所述承載器接合部件能夠與所述骨接合部件相關聯(lián)地移動，以使得承載器接 合部件相對于骨接合部件的移動能夠使骨平行移動跨越骨折處。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中骨接合部件還包括管腔，所述管腔至少部分地 從骨接合部件的近端延伸出來，所述管腔限定了內表面；且承載器接合部件還包括用于與 承載器接合的頭部和由頭部延伸出的桿部，所述桿部具有近端、遠端和外表面，所述桿部的 尺寸和構型可使其至少部分地延伸進入骨接合部件上形成的管腔中，所述桿部的外表面的 至少一部分與所述管腔的內表面至少一部分間隔開，以使得頭部能夠相對于骨接合部件移 動。
21.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中承載器接合部件相對于骨接合部件的移動使承 載器接合部件呈大體上“S”形的構型。
22.根據(jù)權利要求18所述的方法，進一步包括在骨折處F的一側或兩側上插入一個或 多個標準接骨螺釘，從而防止在起初一段時間內骨發(fā)生移動。
23.根據(jù)權利要求22所述的方法，進一步包括在渡過起初一段時間后，從病人的骨上 拆除標準接骨螺釘，從而使得所述骨能夠進行移動。
全文摘要
本發(fā)明涉及動態(tài)骨固定元件和一種穩(wěn)固骨或骨碎片的外科手術方法。該動態(tài)骨固定元件優(yōu)選包括骨接合部件和承載器接合部件。該骨接合部件優(yōu)選包括用于與病人的骨相接合的多條螺紋和管腔。該承載器接合部件優(yōu)選包括用于與承載器(例如骨板)接合的頭部和桿部。該桿部優(yōu)選至少部分地延伸進入該管腔。優(yōu)選桿部外表面的至少一部分與管腔內表面的至少一部分通過間隙而空間分離，使得頭部可相對于骨接合部件移動。桿部的遠端優(yōu)選聯(lián)接至管腔。
文檔編號A61B17/80GK102137627SQ200880126947
公開日2011年7月27日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權日2007年12月17日
發(fā)明者A·阿彭策勒, B·勒赫曼, C·瓦薩爾, R·弗里格, S·楚爾施米德, U·赫利格爾 申請人:新特斯有限責任公司