骨螺钉.pdf

公开了骨螺钉(10)以及在骨骼中插入骨螺钉(10)的方法。在一示例中，骨螺钉(10)包括末端段(12，110，120，130)，以建立骨骼中的起始孔。导引段(14，112，122)位于末端段(12，110，120，130)近端，以在起始孔建立后建立骨骼中的导引孔。螺纹段(16)位于导引段(14，112，122)近端，以牢固固定骨螺钉(10)于骨骼中。顶端(18，60)位于螺纹段(16)近端，以允许手术棒牢固固定于骨螺钉(10)。

1.  一种骨螺钉，包括：
导引段，用于在建立所述起始孔后在所述骨骼中建立导引孔；
所述导引段近端的螺纹段，用于牢固固定所述骨螺钉于所述骨骼中；以及
所述螺纹段近端的固定段。

2.  权利要求1的骨螺钉，进一步包括在所述固定点远端且靠近所述导引段的末端段，用于在骨骼内建立起始孔。

3.  权利要求1的骨螺钉，其中所述导引段可包括探针。

4.  权利要求3的骨螺钉，其中所述椎弓根探针可选自Lenke型探针、弯曲桨式探针、桨式探针、橡子型探针和刮匙型探针。

5.  权利要求1的骨螺钉，其中所述末端段包括锥子。

6.  权利要求2的骨螺钉，其中所述末端段包括过渡至探针部分的锥子。

7.  权利要求1的骨螺钉，其中所述导引段包括具有刃口的钻头。

8.  权利要求7的骨螺钉，其中所述钻头包括至少一个螺旋槽。

9.  权利要求7的骨螺钉，其中所述钻头包括至少一个直槽。

10.  权利要求1的骨螺钉，其中所述螺纹段包括自攻丝部件。

11.  权利要求1的骨螺钉，其中所述固定段包括以多轴结构与所述螺纹段相连的顶端，使得所述顶端可相对所述螺纹段、所述导引段和所述末端段成一定角度放置。

12.  权利要求1的骨螺钉，其中所述固定段包括U形顶端，所述顶端包括与所述螺纹段一体化的球形底部和一对相对的直立臂。

13.  权利要求1的骨螺钉，其中所述固定段包括细长轴。

14.  一种骨螺钉，包括：
位于所述骨螺钉远端的钻头段；
所述钻头段近端的螺纹段；以及
所述螺纹段近端的固定点。

15.  权利要求14的骨螺钉，其中所述钻头段包括细长圆柱轴，其具有限定刃口的槽。

16.  权利要求15的骨螺钉，其中所述槽包括直槽。

17.  权利要求15的骨螺钉，其中所述槽包括螺旋槽。

18.  权利要求14的骨螺钉，其中所述螺纹段包括自攻丝部件。

19.  权利要求14的骨螺钉，进一步包括靠近所述钻头段位于所述固定点远端的末梢段。

20.  一种骨螺钉，包括：
位于所述骨螺钉远端的探针段；
所述探针段近端的螺纹段；以及
所述螺纹段近端的顶端。

21.  权利要求20的骨螺钉，其中所述螺纹段包括自攻丝部件。

22.  权利要求20的骨螺钉，其中所述探针段包括椎弓根探针。

23.  权利要求22的骨螺钉，其中所述椎弓根探针可选自Lenke型椎弓根探针、弯曲桨式探针、桨式椎弓根探针、橡子型椎弓根探针和刮匙型椎弓根探针的类别中选择。

24.  权利要求20的骨螺钉，其中所述顶端枢轴连接于所述螺纹段。

骨螺钉
技术领域
本发明一般涉及骨螺钉(bone screws)，更具体地，涉及插入骨骼前不要求对骨骼或骨骼段进行准备的骨螺钉。
背景技术
至少早自二十世纪六十年代起，骨螺钉就已被用于脊柱器械。骨螺钉是通常由钛制成的螺钉，并可能涂有惰性一氮化钛(金色涂层)。如果骨螺钉用于脊柱的椎弓根，则其称为椎弓根螺钉。椎弓根螺钉最经常用作固定部分脊柱的螺钉、钢板(plate)和棒系统的一部分。在颈椎椎体的前路固定或钢板固定期间，前方或侧前方接近脊柱，并且一般使用骨螺钉将脊柱钢板牢固安装于受侵袭的椎骨。在插入椎间盘受损或脊柱骨折使得原结构不稳定时，这有利于脊柱融合——其中促进两个或两个以上椎骨生长在一起。
目前的椎弓根螺钉需要多个步骤以便在椎弓根内植入螺钉。一般地，这些步骤包括使用非常小的钻头、椎弓根或骨探针或锥子建立起始孔。一旦建立了起始孔，可使用较大钻头或椎弓根探针来建立导引孔。导引孔建立后，可使用丝锥按符合椎弓根螺钉螺纹的尺寸对导引孔进行攻丝。一些椎弓根螺钉为自攻丝螺钉，从而免除了对导引孔攻丝的步骤。一些骨螺钉——并非椎弓根螺钉，包括与螺纹和轴相关的钻头部件。手术程序所需的要求使用骨螺钉的每一额外步骤，对患者产生经受手术并发症的较大可能性，以及对医师产生由于在要求众多骨螺钉的长时间构建中的疲劳而犯错的可能性。
因此，仍需要改进的、便宜的且易于使用的骨螺钉和在骨骼内插入骨螺钉的方法，所述方法使对骨螺钉插入骨骼前的准备步骤的要求最小化。
发明内容
公开了可直接插入骨骼且不要求单独建立起始孔、导引孔并对导引孔攻丝的骨螺钉。在一个实施方式中，骨螺钉包括远末端段、中间导引段、中间螺纹段、以及近顶端或固定段。远末端段用于在骨骼中建立起始孔。中间导引段用于在骨骼中建立导引孔，且中间螺纹段用于牢固固定骨螺钉于骨骼中。在可选实施方式中，远末端段和中间导引段可合并为导引段，这大体上消除了起始孔段。本实施方式可用于其中不需要起始孔、起始孔由另一器械置入骨骼中、或使用桨式探针作为末端段的手术程序中。
固定段用作作为部分脊柱固定系统的棒等的锚。在一个实施方式中，固定段包括具有U形形式的顶端。在其它实施方式中，固定段可包括通过其它装置夹持其上的直的轴。据设想，本文公开的骨螺钉可用于脊柱手术外的其它类型手术程序，如，例如移植或置换手术，且因而可包括其它顶端构造。
骨螺钉的末端段包括锥形部分，其包括形成末端段中的刃口的切口。在另一实施方式中，末端段包括锥子或探针。如前所述，末端段用于在建立导引孔前在骨骼中建立起始孔或小孔。导引段包括细长轴，所述轴包括沿该细长轴的槽。该槽可为直槽或螺旋槽。细长轴可为锥形，使其尺寸随导引段进入骨骼而增加，但其它实施方式中，其可不为锥形。槽包括去除骨骼以建立骨螺钉导引孔的刃口。导引段可制成类似钻头以去除骨骼。
螺纹段用于将骨螺钉牢固固定到骨骼中的适当位置。螺纹段包括用于固定骨螺钉于骨骼中的螺纹。在一个实施方式中，螺纹制成为自攻丝螺纹使得导引孔不需要攻丝。在另一实施方式中，螺纹段包括自攻丝部件以及螺纹。在螺纹段的螺纹插入自攻丝部件在骨骼内建立的螺纹前，自攻丝部件对导引孔进行攻丝。骨螺钉顶端可为传统型螺钉顶端(螺钉头)，但在一个实施方式中，其包括设计用于容纳植入物棒的U形顶端。因此，本文公开的骨螺钉可提供三种功能，包括：建立起始孔、建立导引孔以及建立牢固固定骨螺钉于骨骼内的螺纹连接。这免除了外科医生执行三个分离步骤以在骨骼中插入骨螺钉的需要。
在另一实施方式中，公开了包括位于骨螺钉远端的钻头段的骨螺钉。钻头段用于在骨骼内建立导引孔。螺纹段位于钻头段近端以牢固固定骨螺钉于骨骼中。螺纹段可包括自攻丝部件，其在螺纹段的螺纹进入前对钻头段建立的导引孔进行攻丝。顶端可位于螺纹段近端，其可包括传统顶端或设计用于容纳棒的U形顶端。
在又一实施方式中，公开了包括位于骨螺钉远端的探针段的骨螺钉。探针段用于在骨骼中建立导引孔。螺纹段位于钻头段近端，以牢固固定骨螺钉于骨骼中。螺纹段可包括自攻丝部件，其在螺纹段的螺纹进入前对钻头段建立的导引孔进行攻丝。位于螺纹段近端的顶端可包括传统顶端或设计用于容纳棒的U形顶端。
另一方面包括在骨骼内插入骨螺钉的方法。在该实施方式中，使用骨螺钉的末端段在骨骼内形成起始孔。形成起始孔后，使用骨螺钉的导引段在骨骼内形成导引孔。最后，使用导引段近端的骨螺钉螺纹段形成骨骼内的螺纹连接，使得骨螺钉牢固固定于骨骼中。
在骨骼中插入骨螺钉的另一方法涉及钻头段或探针段的使用。取决于使用的实施方式，钻头或探针段用于在骨骼内形成导引孔。骨螺钉包括螺纹段，其用于在导引孔形成后在骨和骨螺钉间建立螺纹连接。
分析以下附图和详细说明后，对于本领域技术人员，本发明的其它系统、方法、特征和优点将是显而易见的或将成为显而易见的。所有这些额外系统、方法、特征和优点意图包含于本说明内，在本发明的范围内，并受下列权利要求所保护。
附图说明
附图中部件不必按比例绘制，相反，重点在于说明本发明的原理。另外，附图中，相同参考数字在不同视图中指代相应部件。
图1是代表性骨螺钉的透视图。
图2示出了在脊柱的椎弓根内制造起始孔的图1的骨螺钉。
图3示出了在椎弓根内制造导引孔的图1的骨螺钉。
图4示出了正被拧入椎弓根的图1的骨螺钉。
图5示出了具有多轴顶端组件的骨螺钉。
图6示出了具有钻头型段的骨螺钉。
图7示出了具有探针段的骨螺钉。
图8示出了具有锥子末端和探针部分的骨螺钉部分。
图9示出了具有方形末端段的骨螺钉部分。
图10示出了具有Lenke型末端段的骨螺钉部分。
图11a示出了具有弯曲桨式探针末端段的骨螺钉部分。
图11b是图11a所示弯曲桨式探针末端段的部分侧视图。
图12示出了具有另一弯曲桨式探针末端段的骨螺钉部分。
图13示出了具有橡子(acorn)末端段的骨螺钉部分。
图14示出了具有杯形刮匙末端段的骨螺钉部分。
具体实施方式
集中参照图1-4，显示了代表性骨螺钉10，其沿纵轴延伸，且包括远末端段12、中间导引段14、中间螺纹段16和近固定段18。本文使用的“远”指骨螺钉10与骨骼啮合时骨螺钉10前进的方向，“近”指与远向相反的方向。末端段12用于在骨22内建立小的起始孔20或扩大现有起始孔20，骨22在一个实例中包括骨螺钉10插入其中的椎弓根。在本实施方式中，末端段12包括钝末端24和锥形部分26，锥形部分26包括限定刃口30的切口28，刃口30的尺寸或直径在沿锥形部分26向导引段14延伸时渐增。因此，使用本文公开的骨螺钉10免除了手术程序中使用独立器械或作为独立步骤建立起始孔的需要。
如下详述，在本发明的一个实施方式中，可操作骨螺钉10建立起始孔、建立导引孔并通过螺纹牢固固定骨螺钉10于病人的骨中。这为外科医生节省了时间，并缩短了涉及放置多个骨螺钉10的手术程序的时间长度。结果是，病人不必长时间进行手术程序，且医师在长时间手术程序中经受的压力减少。在其它实施方式中，起始孔的建立可能并非必需，因此，骨螺钉10的这些实施方式中可仅包括导引段14。在这些实施方式中，末端段12和导引段14可视为同一个。
末端段12过渡至位于末端段12近端的导引段14。导引段12用于在末端段12或独立器械已形成起始孔20后建立骨骼22中的导引孔32。导引段12包括细长圆柱部分34，圆柱部分34包括沿细长圆柱部分34向上延伸预定距离的直槽36。直槽36包括在骨骼22中切割导引孔32的刃口38。圆柱部分34可随其接近螺纹段16在直径上稍有增加，或为锥形。因此，可操作导引段14形成骨22内的导引孔32。这免除了外科医生在骨骼22中已建立起始孔32后使用第二种器械建立导引孔32的需要，免除了一个手术步骤。
导引段14过渡至位于导引段14近端的螺纹段16。螺纹段16用于牢固固定骨螺钉10于骨骼22内。螺纹段16具有螺旋盘绕、径向向外延伸的骨可植入螺纹40，螺纹40从导引段14的末端轴向延伸接近固定段18。螺纹段16也可包括位于导引段14和螺纹段16间的过渡点的自攻丝部件42。自攻丝部件42在导引孔32的内表面切出螺纹，使得螺纹段16的螺纹40啮合或配合导引孔32内切出的螺纹。在可选实施方式中，螺纹40可包括自攻丝螺纹40，从而免除螺纹段16中包括自攻丝部件42的需要。
如前所述，螺纹段16过渡至位于导引段14近端的固定段18。在一实施方式中，固定段18包括U形顶端，U形顶端包括一对相对的直立向上的臂44，臂44从圆柱底部46向上延伸至顶面48。臂44形成U形支架50，并限定臂44之间的U形通道52。U形支架50与脊柱手术中使用的棒的半径基本相同，用以可操作贴合地容纳棒，如图4虚线所示的棒11。
每一臂44具有限定圆柱形轮廓的内表面54。每一臂44的内表面54包括位于顶面48远端且向下延伸臂44约一半长度的内螺纹构件56。尽管内螺纹构件56显示为螺旋螺纹，也设想可使用锯齿螺纹、方螺纹、反角螺纹或其它螺纹样结构。包括锁定构件或紧定螺钉58以固定棒于U形支架50内。将锁定构件58拧入内螺纹构件56，以施加压力或力于棒11，从而确保棒11固定到位。
尽管在整个附图中，固定段18显示为U形顶端，应理解，术语固定段应被广义解释为包括其它类型的固定机构。例如，在本发明一些实施方式中，固定段18可包括细长轴(如，图7的轴102)。另一手术装置的夹持装置或仅夹持装置可用于夹持在细长轴上。在本发明的其它实施方式中，骨螺钉10可采用空心螺钉(cannulated screw)的形式。
参照图5，在又一实施方式中，骨螺钉10包括多轴顶端组件60。在该实施方式中，包括U形顶端62，由此螺纹段16、导引段14和开始段12提供为相对U形顶端62成自由角度并枢轴运动。接插口部分64可形成于骨螺钉10的球形顶端66内，以施加扭矩于螺纹段16、导引段14和开始段12，使它们定位于骨骼22内。球形顶端66位于螺纹段16近端。
U形顶端62构造为与本发明前述实施方式大体相同，只是其包括轴向开口68以允许骨螺钉10的柄部分70从中穿过，同时保持球形顶端66于其中。适于定位于U形顶端62内的压盖72基本为圆柱形，且包括棒容纳表面74。在一实施方式中，本文公开的骨螺钉10提供有多轴顶端组件60，其允许骨螺钉10的柄部分70相对U形顶端62进行自由或选择性成角运动。图5所示多轴顶端组件60应视为说明性，因为存在几种不同类型的可用于本发明的多轴顶端组件。
参照图6，在另一实施方式中，骨螺钉10可包括过渡至钻头段80的开始段12。钻头段80包括细长圆柱部分82，细长圆柱部分82包括以螺旋结构沿细长圆柱部分82向上延伸预定距离以接近螺纹段16起始处的螺旋槽84。螺旋槽84包括刃口86，以在安装骨螺钉10于骨骼22内时去除骨骼。钻头段80用于为螺纹段16建立导引孔。开始段12包括终止于尖点90的锥形部分88。本领域技术人员应理解，槽的类型、形状和尺寸在本发明的可选实施方式中可以变化。
参照图7，在该实施方式中，骨螺钉10包括过渡至螺纹段16的椎弓根探针段100。椎弓根探针段100包括细长轴部分102和探针104。图7所示探针部分104是具有末端106和桨部分108的桨式探针。探针部分104可从几种不同类型探针中选择，如Lenke型探针、桨式探针和刮匙型探针等。如图5所示，开始段12也可制成具有尖末端的锥子形。
参照图8，示出了部分骨螺钉10，其包括过渡至探针段112的锥子末端110。锥子末端110用于建立骨骼22中的起始孔，且探针段112用于建立骨骼22中的导引孔。锥子末端110包括削尖为可刺穿骨骼22的细尖的尖峰。探针段112与本发明前述实施方式所述探针相同，且可包括例如桨式探针。图8所示骨螺钉10包括螺纹段16和顶端18，如图1-4所示。
参照图2-4，本发明的另一方面涉及在骨骼22中插入骨螺钉10的方法。在一实施方式中，该方法包括以下步骤：(a)使用骨螺钉10的末端段12形成起始孔20；(b)使用末端段12近端的骨螺钉10的导引段14形成导引孔32；以及(c)使用导引段14近端的骨螺钉10的螺纹段16在骨骼22中形成螺纹连接41，使得骨螺钉10牢固固定于骨骼22中。
又一实施方式包括在骨骼22中插入骨螺钉10的方法，包括以下步骤：(a)使用骨螺钉10的钻头段80(见图6)形成导引孔32；以及(b)使用钻头段80近端的骨螺钉10的螺纹段16在骨骼22内形成螺纹连接41，使得骨螺钉10牢固固定于骨骼22中。
在又一实施方式中，在骨骼22中插入骨螺钉10的第三种方法包括以下步骤：(a)使用骨螺钉10的探针段100(见图7)形成导引孔32；以及(b)使用探针段100近端的骨螺钉10的螺纹段16在骨骼内形成螺纹连接41，使得骨螺钉10牢固固定于骨骼22中。该手术方法也包括啮合植入物至骨螺钉10。在一实施方式中，脊柱棒11通过如紧定螺钉58的锁定构件定位并啮合于顶端18中。
参照图9，本发明的又一实施方式公开了包括方形锥子末端段120的骨螺钉10。方形锥子末端段120过渡至钻头段122。钻头段122过渡至连于顶端段126的螺纹段124。方形锥子末端段120用于建立起始孔。钻头段122用于建立导引孔，且包括至少一个槽128。尽管示为螺旋槽，槽128也可包括直槽。另外，螺纹段124也可包括自攻丝部件，如前所述。
参照图10，示出代表性Lenke型末端段130，其可用于骨螺钉10的末端段12上。参照图11a和11b，示出弯曲桨式探针132，也称为“Steffe型探针”，其可用于骨螺钉的末端段12上。弯曲桨式探针132包括连于中间导引段14的弯曲部分。图12示出了另一种形式的弯曲桨式探针132。如图13所示，橡子型末端段134也可用于制造起始孔。图14示出了杯形刮匙型末端段136，其包括位于末端段12最末端的杯138。
尽管附图和前述说明书已详细示出并说明了本发明，应将其视为说明性而非限制性的。