專利名稱：用于脊柱植入系統(tǒng)的橫向偏移連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明從廣義上講涉及供脊柱植入系統(tǒng)使用的裝置，特別是使用與外圍輪廓相符的脊柱桿來聯(lián)接在沿該脊柱桿長度方向上的不同位置的那些裝置。更具體地講，本發(fā)明涉及一種用于把脊柱桿固定到可保證直接連接到脊柱的脊椎上的植入系統(tǒng)的固定元件上的裝置。
現(xiàn)已研制出許多用于校正和穩(wěn)定脊柱曲線和促進脊柱融合的方法和裝置。在一個系統(tǒng)中，一個可彎曲的桿沿縱向配置在脊柱附近，利用多個固定元件沿脊柱固定到不同的脊椎上?？梢蕴峁└鞣N各樣的固定元件，例如鉤形物或骨螺釘，它們的形狀被設(shè)計得可以與脊柱的特定的部位相連接。
一個這類系統(tǒng)的一個例子就是Danex Medical有限公司的TSRHR脊柱系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，鉤形物或骨螺釘通過帶眼螺栓連接到脊柱桿上。如在本技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的那樣，帶眼螺栓裝在脊柱桿上，并被鎖定在固定鉤或骨螺釘上的叉狀物之內(nèi)。一個螺母被旋在帶眼螺栓的螺桿上，以便將叉狀物夾緊，并將鉤形物或帶螺紋的元件牢固地固定到脊柱固定桿上。TSRH脊柱植入系統(tǒng)的詳細說明在Danek Medical有限公司提供的、1990年出版的《外科技術(shù)手冊》中已經(jīng)公開，在此作為參考加以引用。
外科大夫用這些脊柱植入系統(tǒng)的目的在于把脊椎固定元件(鉤形物和/或骨螺釘)按適當(dāng)?shù)慕馄饰恢醚b到脊柱上，然后把每一個固定元件連接到脊柱桿上，一旦裝上脊柱植入裝置，接著就可以校正解剖學(xué)上的變形并使脊柱穩(wěn)定。在理想情況下，固定元件固定在基本上平行于脊柱的共線位置上。然而，在很多情況下，一些特殊的脊椎偏離共線位置，在這些情況下，通常需要在徑向面內(nèi)使脊柱桿與外圍輪廓相符，以考慮到不正常的脊柱的橫向彎曲，如脊柱側(cè)凸彎曲。在脊柱桿已經(jīng)按解剖學(xué)上的規(guī)定與外圍輪廓相符后，固定鉤形物或骨螺釘可以直接裝配到橫向偏移的脊椎上。這種脊柱在徑向面上的橫向偏移也可以由Steffee的美國專利4771767中所述類型的脊柱固定裝置加以調(diào)整。在該專利中，許多較小的桿裝配在連接器之間。其他一些有關(guān)的系統(tǒng)提供了用于使螺釘從脊柱桿橫向偏移的手段，如在Steffee的美國專利4719905、Howland的美國專利5002542中所給出的那樣。
利用先有技術(shù)的脊柱固定裝置，特別是使用脊柱桿的脊柱固定裝置的一個困難就是在徑向面內(nèi)使脊柱桿與外圍輪廓相符通常是困難的，特別是因為脊柱桿也必須與脊柱正常的頸部和腰椎曲率輪廓相符。使三維桿與外圍輪廓相符通常是相當(dāng)困難的，并且這在一個具體的病人的可資利用的空間里有時是不可能的。
到目前為止，尚未研制出能充分地和簡單地解決這一問題而無需使該固定柱在徑向面內(nèi)與外圍輪廓相符的脊柱固定系統(tǒng)。Frigg 542的專利給出了一種從固定桿偏移開的蒂狀螺釘夾，該蒂狀螺釘夾包括用于改變桿的中心與該蒂狀螺釘之間距離的手段。在Frigg的專利中，提供了一對借助于一種特殊的偏移鉤結(jié)構(gòu)與之嚙合的帶鍵槽的表面。Frigg的裝置不適合安裝各種不同的脊柱固定元件，如骨螺釘或固定鉤。況且，F(xiàn)rigg的蒂狀螺釘夾要求用特殊形狀的鉤狀物與脊柱桿相連接。
因此，在脊柱固定領(lǐng)域里仍然需要一種用于在脊柱桿和脊椎固定元件(如骨螺釘或鉤形物)之間起中間作用的連接器，以便使該元件沿橫向偏移離開脊柱桿。
由于認識到在脊柱固定領(lǐng)域里的這種需要，因而本發(fā)明設(shè)想了一種橫向偏移連接器，它能使脊柱固定元件連接到脊柱桿上，并且尤其是可以調(diào)節(jié)固定元件和桿之間在橫向距離上的偏差。在這個優(yōu)選的實施例中，橫向偏移連接器包括一個頭部，從頭部伸出一對平行的臂，在兩臂間形成一個長孔通道。所說的臂的結(jié)構(gòu)被設(shè)計成在它們的下側(cè)具有一系列的槽，所述槽在兩臂之間兩兩相互對準，處在一條垂直于連接器縱軸的直線上。將所述槽加工成為這樣是為了在其中接納脊柱桿。
在兩臂之間構(gòu)成所述長孔通道是為了在其中接納帶眼螺栓連接組件。所述帶眼螺栓是用通過它的眼孔的脊柱桿安裝在該連接器的兩臂之間。一個螺母擰在該帶眼螺栓的螺桿上，以便將該脊柱桿夾在該帶眼螺栓和連接器的那一對臂上的一對相互對準的槽之間。
偏移裝置還包括一個從連接器末端延伸出的用于與脊椎固定元件(如骨螺釘或鉤形物)連接的螺桿。一個螺母將該固定元件夾緊在該連接器的一個圓形肩狀凸出部和該螺母之間。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是由該橫向偏移連接器的兩臂上的一系列的槽來實現(xiàn)的。這些槽提供了一種可用來很容易地將骨螺釘連接到脊柱桿上的手段，在這種情況下這些元件間的橫向距離是可改變的。因此，本發(fā)明的橫向偏移連接器消除了在徑向面內(nèi)使桿與外圍輪廓相符的必要性。
該橫向偏移連接器的第二個優(yōu)點是它易于適應(yīng)連接各種不同的脊椎固定元件，如鉤形物或骨螺釘。無需對固定元件的結(jié)構(gòu)進行改進，因為本發(fā)明的偏移結(jié)構(gòu)是模仿桿型脊柱植入系統(tǒng)的標準化的非調(diào)節(jié)固定。
該橫向偏移連接器完成了一個本發(fā)明在脊柱桿和固定元件之間提供一個簡單的和有效的中間部件的任務(wù)。帶眼螺栓將偏移連接器連接到脊柱桿上，這實現(xiàn)了在兩個自由度上的一種簡單的連接，因此，簡化了脊柱固定系統(tǒng)在病人身上的安裝。
本發(fā)明其他的優(yōu)點和目的從下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的說明將變得更為清楚。


圖1是本發(fā)明的橫向偏移連接器的側(cè)視圖;
圖2是圖1所示的橫向連接器的底視圖;
圖3是表示在脊柱固定桿和骨螺釘之間處于連接狀態(tài)下的本發(fā)明的橫向偏移連接器的等軸視圖。
為了有助于理解本發(fā)明，將參照在附圖中所示的實施例并使用專門的術(shù)語對本發(fā)明進行闡述。這決不能理解成要對本發(fā)明作出任何限制，這里所描述的裝置的變換形式和進一步的改進以及對本發(fā)明的原理的進一步的應(yīng)用都視為對本發(fā)明所涉及的專業(yè)的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。
圖1和圖2所示的是按照本發(fā)明的橫向偏移連接器10。橫向偏移連接器10最好是用醫(yī)用級的不銹鋼或其他具有生物相容性的材料制成。連接器10包括一個頭部11，一對平行的臂14整體地連接在所述頭部11上，每一個臂都帶有一系列相互平行的槽17，槽與槽之間都有一個臺階18隔開，槽17在臂14的兩臂之間二二對正在一條與臂14的縱軸L垂直的直線上。槽17最好沿縱軸L等間隔，臂14的兩臂彼此分開，在它們之間限定一個長孔通道20。
橫向偏移連接器10的頭部11有一個圓形肩狀凸出部25。沿偏移連接器的縱軸L形成一個導(dǎo)向部分27，該導(dǎo)向部分包括一個由此延伸出的螺桿30。在該優(yōu)選實施例中，導(dǎo)向部向27的橫載面成矩形，并由圓形肩狀凸出部25的表面稍向外凸出，如在圖2中顯示的更為清楚的那樣。
橫向偏移連接器10適合于連接到脊柱桿40上，如在圖3中所示的那樣。更具體地說，桿40是被固定在臂14的兩臂之間的一對相互對正的槽17內(nèi)。在一個特定的實施例中，槽17加工成為半徑為0.094英寸(2.4mm)，以便接納0.188英寸(4.78mm)或0.250英寸(6.35mm)的標準脊柱桿。如在圖1中所示，槽被切成比整個半圓小的圓弧。因此，既使較大的脊柱桿(0.250英寸直徑)也可以被接納在這個特定的實施例的槽半徑之內(nèi)。槽的弧度必須足夠大，以適合于支承在槽17內(nèi)的桿的弧度內(nèi)，以便限制偏移連接器10相對于桿40的橫向移動。
在本發(fā)明的一個重要的特征中，長孔通道20提供了用于在臂14的二臂間安裝帶眼螺栓的空隙，帶眼螺栓45帶有一個脊柱桿40從其中穿過的孔46。帶眼螺栓45還包括從其上延伸出的螺桿47，可以將一個自鎖螺母擰在所述螺桿上。帶眼螺栓45可以優(yōu)先選用由Danek Medical有限公司提供的1/4英寸帶眼螺栓/自鎖螺母組件，如與Danek TSRH脊柱植入系統(tǒng)一同使用的、零件號為808-029的組件。
在優(yōu)先選用橫向偏移連接器10時，帶眼螺栓被安裝在一對平行臂14之間，脊柱桿從帶眼螺栓45的孔46中穿過。由于臂14的兩臂跨在帶眼螺栓兩側(cè)，所以桿40就定位于一對相互對正的槽17內(nèi)。帶眼螺栓45定位于連接器的長孔通道20之內(nèi)，結(jié)果它的螺桿47就向上伸展通過長孔通道20。而后將自鎖螺母48擰到螺桿47上，直到它與那對臂14的上表面接觸。當(dāng)自鎖螺母48被緊固到螺桿48上時，它就將那對臂14向下推，于是脊柱桿40就按三點剪切夾緊方式被夾緊在帶眼螺栓孔46和那對臂14上的槽17之間。在一個特定的實施例中，長孔通道20寬0.255英寸(6.48mm)、深0.938(23.83mm)，以便接納標準帶眼螺栓，如Danek帶眼螺栓NO，808-029。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，在橫向偏移連接器10上有一個用于與脊柱固定元件(例如骨螺釘50)匹配的裝置，如在圖3中所示。例如，骨螺釘50包括一個用于連接脊椎的蒂狀結(jié)構(gòu)的帶螺紋的軸51以及一個其構(gòu)造形成一個叉狀物53的頭部52。骨螺釘50利用與頭部11的圓形肩狀凸出部25接觸的叉狀物53與偏移連接器相連接。導(dǎo)向部分27在骨螺釘50的叉狀物53的兩臂之間通過，以便使骨螺釘50恰當(dāng)?shù)亩ㄏ?。?dǎo)向部分27的矩形截面結(jié)構(gòu)與叉狀物53的兩臂相嚙合，結(jié)果骨螺釘50受到限制不能圍繞偏移連接器的縱軸L轉(zhuǎn)動。任何這種扭矩都直接通過導(dǎo)向部分27和將要受到脊柱桿40作用的偏移連接器10的臂14來傳遞。
當(dāng)使用帶眼螺栓45時，螺母32旋在從偏移連接器10伸出的螺桿30上，以便將骨螺釘50的頭部52牢固地連接在螺母32和圓形肩狀凸出部25之間。螺桿30的尺寸的確定最好仿照標準的帶眼螺栓(例如Danek 808-029帶眼螺栓)，因此，無需對骨螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)進行改進。圓形肩狀凸出部25的設(shè)置使骨螺釘50可以在除去垂直于連接器縱軸L的方向上的若干個方向上被連接在偏移連接器10上，如同脊柱的局部幾何形狀可能要求的那樣。在一個特定的實施例中，圓形肩狀凸出部是按0.250英寸(6.35mm)的半徑制作。
在一個特殊的實施例中，骨螺釘50可以是由Danek Medical(有限公司提供的骶骨脊椎螺釘(如零件號為808-225)，或其他類似的螺釘。當(dāng)然，在這個優(yōu)選的實施例中的骨螺釘被說成是該螺釘?shù)念^具有一開口的叉狀結(jié)構(gòu)，然而也可以使用封閉的螺釘頭，只是要帶有螺桿30可以穿過的孔。然而，最好采用開口叉狀結(jié)構(gòu)的骨螺釘，于是，骨螺釘510可以擰入脊椎，這樣就把偏移連接器10固定在骨螺釘和固定桿40之間。
在一般情況下，脊柱桿40和骨螺釘要相對于患者的脊柱定位，因此，要求苛刻的是骨螺釘50和脊柱桿40之間的連接具有某種手段以便考慮到這兩種元件之間的橫向距離的差別。在先的裝置要求在徑向面內(nèi)使脊柱桿彎曲或使它與外圍輪廓相符以便使脊柱桿接近骨螺釘，而本發(fā)明提供了一種可以在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)骨螺動釘和脊柱桿之間的距離的連接器。具體地說，橫向偏移連接器10可以在骨螺釘50和固定桿之間向前或向后移動，如圖3中箭頭所示，以便調(diào)節(jié)這兩個零件間的橫向距離。所要求的全部就是當(dāng)偏移連接器10連接到骨螺釘50上時，桿40安裝在一對適宜的槽17之內(nèi)。在圖示的實施例中，在0.162英寸(4.11mm)的間隔內(nèi)有五對這樣的槽17。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，槽的這種分布方式適合了大多數(shù)不正常的彎曲情況。自然，偏移連接器可以帶有具有更多的槽的較長的臂14。以便使脊柱桿40和脊椎固定元件50之間的橫向距離更大一些。
用帶眼螺栓45將偏移連接器10夾緊到桿40上，這還允許沿脊柱桿的縱向長度調(diào)節(jié)連接器。當(dāng)偏移連接器10首先連接到已擰在脊椎上的骨螺釘50上時，這個特征是重要的。由于帶眼螺栓可以自由地沿脊柱桿40滑動，所以偏移連接器10的位置就可以定向，結(jié)果導(dǎo)向部分27就對準骨螺釘50的叉形物53。然后，連接器10就可以橫向移動，直到導(dǎo)向部分27就可以滑入叉形物53內(nèi)。此刻，將兩個螺母32和48擰緊，以便牢固地把骨螺釘50連接到脊柱桿40上。
以上已對本發(fā)明按附圖和前面的說明進行了詳細的論述，而這種論述將被認為只是說明性的，而不是在特征上進行限制。顯然，這僅僅是給出了該優(yōu)選實施例并已作了說明，并且所有的變換和改進都落在本發(fā)明要求保護的范圍之內(nèi)。該優(yōu)選的橫向偏移連接器10的實施例的結(jié)構(gòu)是用于把骨螺釘50連接到脊柱桿40上，然而也可以考慮使用其他的脊椎固定元件。例如蒂狀鉤形物也可以連接到連接器的螺桿上，如以零件型號為808-005提供的Danek蒂狀半頂鉤形物，或以零件號為808-008提供的Danek大的薄層半頂鉤形物。
同樣，在這里已公開了偏移連接器10的一個具體的實施例的尺寸，然而，這些尺寸當(dāng)然不是定為限制性的，換句話講，就給定的解剖關(guān)系而論，可以很容易地改變連接器的一些具體部位的尺寸，而不會脫離本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種橫向偏移連接器，供脊柱植入系統(tǒng)用于把脊椎固定元件連接到靠近患者的脊柱的脊柱桿上，所述連接器包括一個頭部；一對從所述頭部沿其縱軸整體地伸出的平行臂，所述的這一對臂在垂直于所述縱軸的方向上彼此隔開，以便在它們之間確定一個長孔通道，所述的長孔通道的尺寸可容納從其中通過的帶眼螺栓組件；在所述這對臂的每一對臂的表面上設(shè)置了一系列槽，所述的一系列槽的每一個在所述的這對臂之間是二二對正在一條直線上，并且所述這一系列槽的每一個按照為在其中可接納所述脊柱桿而設(shè)計的半徑加工成形；一個從所述頭部按與所述那對平行臂的方向相反的方向沿縱軸整體地伸出的螺桿；一個用于擰在所述螺桿上的螺母，借此當(dāng)所述螺母被擰在所述螺桿上時，脊椎固定元件被夾緊在所述頭部和所述螺母之間。
2.按照權(quán)利要求1所述的橫向偏移連接器，其中所述頭部包括一個當(dāng)所述固定元件被夾緊在所述頭部和所述螺母之間時為接觸所述脊椎固定元件而設(shè)置的曲面形狀凸出部。
3.按照權(quán)利要求1所述的橫向偏移連接器，其中所述脊椎固定元件包括一個圍成一個叉形開口的叉形部分，在其中所述頭部包括一個導(dǎo)向部分，所述導(dǎo)向部分沿其縱軸方向橫截面為矩形，以便嚙合于脊椎固定元件的叉形開口內(nèi)，結(jié)果限制固定元件圍繞所述縱軸轉(zhuǎn)動。
4.一種在脊柱植入系統(tǒng)中用于把一系列脊椎固定元件連接到病人身上靠近脊柱的脊柱桿上的組件，在其中所述一系列固定元件是非共線的，所述的組件包括一個橫向偏移連接器，它包括一個頭部;一對從所述頭部沿其縱軸整體地伸出的平行臂，所述的這一對臂在垂直于所述縱軸的方向上彼此隔開，以便在它們之間確定一個長孔通道;在所述這對臂的每一個臂表面上設(shè)置了一系列槽，所述一系列槽的每一個在所述這對臂之間是兩兩對正在一條直線上，并且所述這一系列槽的每一個按照為在其中可接納所述脊柱桿而設(shè)計的半徑加工成形;一個從所述頭部按與所述那對平行臂的方向相反的方向沿縱軸整體地伸出的螺桿;一個用于擰在所述螺桿上的螺母，借此當(dāng)所述螺母被擰在所述螺桿上時，脊椎固定元件被夾緊在所述頭部和所述螺母之間;安裝在所述長孔通道中的裝置，用于將所述那對臂夾緊到所述脊柱桿上，而所述脊柱桿安裝在所述那對臂的每一個臂上的那一系列槽當(dāng)中的一個之中，借此，脊柱桿可以以可調(diào)的方式安裝在所述一系列槽的所述那個槽中，而所述那對臂橫跨在所述脊柱桿與脊椎固定元件之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種橫向偏移連接器，它用于把脊柱桿連接到脊椎固定元件(如鉤形物或骨螺釘)上。所述橫向偏移連接器具有一個頭部，從所述頭部伸出一對平行臂，結(jié)果在兩臂之間形成一個長孔通道。所述的兩臂在它們的下側(cè)加工有一系列槽，用于接納脊柱桿。在臂之間的長孔通道的構(gòu)形可以在其中容納帶眼螺組件。帶眼螺釘安裝在連接器的兩臂之間。而螺母擰到帶眼螺栓的螺桿上，以便將脊柱桿夾緊在帶眼螺栓和偏移連接器的兩臂之間。
文檔編號A61B17/56GK1077620SQ92114940
公開日1993年10月27日 申請日期1992年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月4日
發(fā)明者里查德·B·阿什曼, 米歇爾·C·謝曼 申請人:達納醫(yī)學(xué)股份有限公司