外科扭矩限制器械的制作方法
【專利說明】外科扭矩限制器械
[0001]相關(guān)專利申請的交叉引用
[0002]本專利申請要求2013年3月14日提交的美國臨時申請61/782，594和2013年3月14日提交的美國專利申請序列號13/826，718的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益。所述專利的所有公開內(nèi)容以引用方式并入本申請中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及扭矩限制器械、系統(tǒng)和相關(guān)方法，具體地涉及扭矩限制驅(qū)動器械和系統(tǒng)及其制造方法，以及限制扭矩的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]將植入物固定到骨或其他組織的外科固定裝置，諸如錨定件或螺絲，在符合經(jīng)過臨床測試的方案使用時有效。扭矩限制器是外科醫(yī)生可用于幫助定位和大致鎖定錨定件到位的一類裝置。扭矩限制器可有助于確保在植入期間將僅用于固定植入物到適當(dāng)位置所需的扭矩實際施加到錨定件。扭矩限制器還有助于限制對于錨定件或組織的損壞。盡管將扭矩限制器用于醫(yī)療應(yīng)用，典型的扭矩限制器設(shè)計制造復(fù)雜并且成本高昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開的實施例涉及限制扭矩的一種方法，該扭矩從驅(qū)動器械的柄部端通過扭矩傳遞構(gòu)件傳遞至相對于柄部延伸的軸。該方法可包括沿著相對于軸的方向?qū)⑴ぞ厥┘拥奖浚⒃谑┘拥呐ぞ匦∮谙拗频呐ぞ刂禃r將施加的扭矩從柄部通過扭矩傳遞構(gòu)件傳輸至軸。當(dāng)施加的扭矩大于限制的扭矩值時，扭矩傳遞構(gòu)件和柄部中的至少一個變形，以允許柄部沿著相對于扭矩傳遞構(gòu)件和軸兩者的方向旋轉(zhuǎn)。
【附圖說明】
[0006]結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，能夠更好地理解前述
【發(fā)明內(nèi)容】
和以下本公開的器械的示例性實施例的詳細(xì)說明。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本專利申請并不局限于所示出的精確的示意圖和布置方式。在附圖中:
[0007]圖1是根據(jù)本公開的實施例的扭矩限制器械的透視圖；
[0008]圖2是圖1中所示的器械的分解圖；
[0009]圖3是圖1中所示的器械的分解透視圖；
[0010]圖4是沿著圖1中的線4-4截取的器械的剖視圖；
[0011]圖5A是圖1中所示的器械的柄部的側(cè)正視圖；
[0012]圖5B是沿著圖5A中的線5B-5B截取的柄部的剖視圖；
[0013]圖5C是圖5B中所示的柄部的一部分的詳細(xì)剖視圖；
[0014]圖6A是圖1中所示的器械的扭矩傳遞構(gòu)件的側(cè)正視圖；
[0015]圖6B是沿著圖6A中的線6B-6B截取的扭矩傳遞構(gòu)件的剖視圖；
[0016]圖7為圖1中所示的器械的側(cè)視圖；
[0017]圖8A是沿著圖7中的線8A-8A截取的器械的剖視圖；
[0018]圖8B是圖8A中所示的柄部的一部分的詳細(xì)剖視圖；
[0019]圖9A和9B是圖1中器械的一部分的示意性剖視圖，示出了處于第一或初始構(gòu)型的柄部；
[0020]圖1OA和1B是圖1中示出的器械的一部分的示意性剖視圖，示出了處于第二變形構(gòu)型的柄部；
[0021 ]圖11是根據(jù)本公開另一個實施例的器械的剖視圖；
[0022]圖12是圖11中所示的器械的分解圖；
[0023]圖13是圖11中所示的器械的分解剖視圖；
[0024]圖14為圖11中所示的器械的剖視圖；
[0025]圖15A和15B是圖11中所示器械的一部分的剖視圖，示出了處于第一構(gòu)型和第二變形構(gòu)型的扭矩傳遞構(gòu)件；
[0026]圖16是根據(jù)本公開的另一個實施例的器械的剖視圖；
[0027]圖17是圖16中所示的器械的分解圖；
[0028]圖18是圖16中所示的器械的分解剖視圖；
[0029]圖19A和19B是圖16中所示的器械中的致動器的剖面圖，示出了初始構(gòu)型和變形構(gòu)型；以及
[0030]圖20是圖16中所示器械中使用的扭矩傳遞構(gòu)件和致動器的透視圖。
【具體實施方式】
[0031]參見圖1，扭矩限制驅(qū)動器械或器械2可接收或支撐緊固件14，并且可將緊固件14固定到緊固位置16，直至達(dá)到指定的扭矩限值或限制的扭矩值TL。器械2可包括柄部4、可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到柄部4的扭矩傳遞構(gòu)件6以及至少由扭矩傳遞構(gòu)件6支撐的軸8 ο例如，軸8附接到扭矩傳遞構(gòu)件6或與扭矩傳遞構(gòu)件6成為一體和整體。器械2在近側(cè)端部10(其可由柄部4限定)以及遠(yuǎn)側(cè)或緊固件結(jié)合端12(其沿著器械軸線11與近側(cè)端部10間隔開，該軸根據(jù)需要可沿著縱向方向L或其他任何線性或非線性方向延伸)之間延伸。如本文所用，術(shù)語“近側(cè)”及其衍生物是指從緊固件接合端12朝向近側(cè)端部的方向。如本文所用，術(shù)語“遠(yuǎn)側(cè)”及其衍生物是指從近側(cè)端部10朝向緊固件接合端12的方向。
[0032]軸8沿著器械軸線11朝向緊固件接合端12相對于柄部4延伸。如果沿著第一旋轉(zhuǎn)方向3 (圖5)向柄部4施加的扭矩(在本文也稱為施加的扭矩TA)小于限制的扭矩值TL，施加的扭矩TA通過扭矩傳遞構(gòu)件6傳遞至軸8并且器械2將緊固件14驅(qū)動到緊固位置16中。當(dāng)柄部4上施加的扭矩TA大于限制的扭矩值TL時，扭矩傳遞構(gòu)件6和柄部4中的至少一個可彈性變形，以允許柄部4沿著相對于扭矩傳遞構(gòu)件6和軸8兩者的旋轉(zhuǎn)方向3旋轉(zhuǎn)。如果柄部4相對于扭矩傳遞構(gòu)件6和軸8兩者旋轉(zhuǎn)，則緊固件14沿著旋轉(zhuǎn)方向3進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)或緊固到緊固位置16中受到限制，這是因為扭矩不再經(jīng)由軸8傳遞至緊固件14。柄部4和/或扭矩傳遞構(gòu)件6的變形沿著器械軸線11上的固定位置發(fā)生，使得柄部4和扭矩傳遞構(gòu)件6均不縱向位移以限制傳遞至軸8的扭矩。另外，器械被配置成當(dāng)柄部4如上所述沿著第一旋轉(zhuǎn)方向3旋轉(zhuǎn)時限制扭矩。如果柄部4沿著與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向5旋轉(zhuǎn)，則器械2不包括扭矩限制功能。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，一些緊固件經(jīng)由順時針旋轉(zhuǎn)方向固定或緊固到位，而其他緊固件可經(jīng)由逆時針旋轉(zhuǎn)方向緊固到位。因此，本文所述的扭矩限制器械可被配置成沿緊固件所配置的任何緊固方向來限制施加的扭矩的應(yīng)用。
[0033]器械2被配置成使得柄部4或扭矩傳遞構(gòu)件6可在第一構(gòu)型X(圖4、15A)和第二或變形構(gòu)型Y(圖10A、10B、15B)之間循環(huán)迭代。對于第一構(gòu)型X，柄部4和扭矩傳遞構(gòu)件6可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接，使得儀器2能夠?qū)⑹┘拥呐ぞ豑A通過扭矩傳遞構(gòu)件6傳遞至軸8。對于第二或變形構(gòu)型Y，施加的扭矩TA超出扭矩限制值TL，并且柄部4或扭矩傳遞構(gòu)件6中的任一個變形，使得柄部4與扭矩傳遞構(gòu)件6分離，并且可相對于扭矩傳遞構(gòu)件6和軸8旋轉(zhuǎn)。當(dāng)器械2處于第二構(gòu)型Y并且沿著旋轉(zhuǎn)方向3向柄部4施加更多扭矩時，柄部4繼續(xù)相對于扭矩傳遞構(gòu)件6旋轉(zhuǎn)，使得器械2轉(zhuǎn)變回第一構(gòu)型X(圖4、15A)。第一和第二構(gòu)型Y之間的迭代可產(chǎn)生可聽見的“味嗒”聲，從而告知用戶已達(dá)到緊固件14的指定扭矩限值。器械軸線11與器械縱向方向L大致對齊并沿該方向延伸。器械2限定徑向方向R，該方向垂直于縱向方向L和/或器械軸線11取向。徑向方向R可沿著以下方向取向:橫向方向T，該橫向方向垂直于縱向方向L和/或器械軸線11;側(cè)向方向A，該側(cè)向方向垂直于徑向方向R和縱向方向L和/或器械軸線11兩者;或者側(cè)向A和橫向T方向的組合。因此，盡管示出的器械2具有徑向坐標(biāo)，另選地，器械可被構(gòu)造以便限定笛卡爾坐標(biāo)，使得徑向方向R限定側(cè)向A和橫向方向中的一個或兩個。
[0034]緊固件接合端12被配置成接收、接合或支撐緊固件14。緊固件14可為任何類型的緊固件，例如錨定件、螺絲、螺栓或螺紋軸。緊固位置16可為骨19中的孔或腔17、植入物中的孔和/或腔、附加緊固件(例如螺母或承窩、自鉆緊固件)或被配置成接收緊固件的其他任何裝置或結(jié)構(gòu)。在具體的實施例中，本文所述的器械為外科驅(qū)動器械用于將錨定件或螺絲植入可植入裝置、骨或其他組織中。
[0035]參見圖4，柄部4被配置用于可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到扭矩傳遞構(gòu)件6。在例示的實施例中，柄部4可限定具有多個縱向?qū)R溝槽60的柄部主體30，該溝槽沿著柄部主體30的一部分延伸。扭矩傳遞構(gòu)件6可限定具有一個或多個突起72的主體70，該突起沿著徑向方向R從主體70突起成與溝槽60聯(lián)接接合。溝槽60和突起72被配置成當(dāng)器械2處于第一構(gòu)型X時與彼此的相應(yīng)結(jié)構(gòu)配合和聯(lián)接。當(dāng)器械處于第二構(gòu)型Y時，突起72與溝槽60分離，使得柄部4可相對于扭矩傳遞構(gòu)件6和軸8旋轉(zhuǎn)。
[0036]如圖1、2和7中所示，軸8的至少一部分固定，例如以旋轉(zhuǎn)的方式固定到扭矩傳遞構(gòu)件6。軸8的一部分也可由柄部4支撐。軸8可限定遠(yuǎn)側(cè)端部18、沿著縱向方向L與遠(yuǎn)側(cè)端部18朝近側(cè)間隔開的近側(cè)端部20、以及設(shè)置在軸遠(yuǎn)側(cè)端部18和軸近側(cè)端部20之間的中間部分
22。在例示的實施例中，軸遠(yuǎn)側(cè)端部18形成器械2的緊固件接合端12，中間部分22由扭矩傳遞構(gòu)件6支撐，并且軸近側(cè)端部20由柄部4(圖7-8)承載。軸遠(yuǎn)側(cè)端部18可以任何方式配置以便接合緊固件14。緊固件接合端12可限定六角頭、梅花頭、平頭、星型、承窩或其他任何合適的緊固件附接構(gòu)件。在另一個實施例中，緊固件接合端12可附接到緊固件附接構(gòu)件。例如，緊固件接合端12可聯(lián)接到限定緊固件附接構(gòu)件的承窩(圖12)。承窩可被配置成配合緊固件的頭部，例如錨定件或螺絲的頭部，或配合螺母。另外，軸遠(yuǎn)側(cè)端部18可被配置成具有模塊化設(shè)計，使得不同的接合頂端可聯(lián)接到軸遠(yuǎn)側(cè)端部18并可互換使用。軸遠(yuǎn)側(cè)端部18可磁化以支撐緊固件。軸中間部分22接合扭矩傳遞構(gòu)件6，使得扭矩傳遞構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地固定到軸8。軸8可限定設(shè)置在軸近側(cè)端部20和軸遠(yuǎn)側(cè)端部18之間的脊28。中間部分22朝向軸近側(cè)端部20相對于脊28朝近側(cè)設(shè)置。中間部分22可具有被配置成與扭矩傳遞構(gòu)件6中的對應(yīng)結(jié)構(gòu)配合的正方形、矩形或十字型橫截面尺寸。脊28遠(yuǎn)側(cè)的橫截面尺寸可為圓形。軸近側(cè)端部20可限定頸部24以及從頸部24延伸的接合構(gòu)件26。軸8可由鋼、不銹鋼、金屬或金屬合金或具有用于驅(qū)動器械中的足夠強(qiáng)度和剛度的其他任何材料形成。柄部4可接收軸接合構(gòu)件26，使得柄部4可相對于軸旋轉(zhuǎn)。
[0037]參見圖5A-5C，柄部4可限定在柄部近側(cè)端部32和沿著縱向方向L與近側(cè)端部32間隔開的柄部遠(yuǎn)側(cè)端部34之間延伸的柄部主體30。柄部主體30可進(jìn)一步限定設(shè)置在柄部主體30的徑向中心處的柄部中心軸線31。柄部軸線31與器械軸線11同軸。柄部主體30還可限定外表面36、沿著徑向方向R與外表面36間隔開的內(nèi)表面38以及面向遠(yuǎn)側(cè)的表面40，該面向遠(yuǎn)側(cè)的表面沿著徑向方向R從內(nèi)表面38朝向柄部中心軸線31延伸。壁62沿著徑向方向R在柄部外表面36和柄部內(nèi)表面38之間延伸，并圍繞柄部主體30的周邊延伸。內(nèi)表面38和面向遠(yuǎn)側(cè)的表面40可限定沿著縱向方向L至少部分地穿過柄部主體30延伸的腔42。柄部主體30還限定和腔42連通的遠(yuǎn)側(cè)開口 44。開口 44的尺寸設(shè)計成接收穿過其中的扭矩傳遞構(gòu)件6的至少一部分。腔42被配置成將柄部4可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到扭矩傳遞構(gòu)件6，如下文所詳述。
[0038]參見圖3和5A-5C，柄部主體30，例如壁62可限定溝槽60a_h。溝槽60a_h被配置成對應(yīng)于突起72的結(jié)構(gòu)。溝槽60a-h沿著縱向方向L(圖3)從柄部遠(yuǎn)側(cè)端部34朝向面向遠(yuǎn)側(cè)的表面40延伸。溝槽60a-h可為線性溝槽。柄部主體30可限定延伸穿過沿直徑相對的溝槽60(例如溝槽60a和60e)的第一柄部徑向軸線Tl。第一徑向軸線垂直于柄部軸線31。柄部主體30還限定在沿直徑相對的溝槽60(例如溝槽60c和60g)之間延伸的第二柄部徑向軸線T2。第一徑向軸線Tl垂直于第二徑向軸線T2。每個軸線Tl和T2與柄部軸線31或柄部主體30的徑向中心C相交。
[0039]參見圖5B和5C，壁62限定每個溝槽60，使得溝槽60沿著徑向方向R朝向外表面36延伸。內(nèi)表面38還限定設(shè)置在每個溝槽60之間的內(nèi)部徑向表面166a-h。內(nèi)部徑向表面166a_h也可稱為壁突起64的末端。柄部內(nèi)表面38可限定一個或多個外部徑向表面160，該外部徑向表面限定相應(yīng)一個或多個溝槽60的最外部徑向邊界。夕卜部徑向表面160可設(shè)置在第一壁162和與第一壁162相對的第二壁164之間。第一壁162和第二壁164，以及外部徑向表面160至少部分限定溝槽60。第一壁162從外部徑向表面160延伸到第一內(nèi)部徑向表面