脊椎内固定装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103190948 A (43)申请公布日 2013.07.10 CN 103190948 A *CN103190948A* (21)申请号 201210000987.8 (22)申请日 2012.01.04 A61B 17/70(2006.01) (71)申请人 中国科学院深圳先进技术研究院 地址 518055 广东省深圳市南山区西丽大学 城学苑大道 1068 号 (72)发明人 尚鹏 白雪岭 (74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人 吴平 (54) 发明名称 脊椎内固定装置 (57) 摘要 一种脊椎内固定装置， 包括多个固定单元。

2、及 连接杆。每个固定单元包括椎弓根钉及限位套 筒。 椎弓根钉包括椎头部及与椎头部的一端连接、 用于插入两相邻椎骨制定进入点、 且带有螺纹的 椎钉部， 椎头部远离椎钉部一端的端面形成有收 容槽， 收容槽的底部设有第一内球面， 椎头部的周 缘开设有两个相对设置、 且与收容槽相通的缺口 ； 限位套筒可活动地容置于收容槽中， 限位套筒的 外壁上设有与第一内球面滑动抵接的第一球面凸 起。连接杆依次固定地穿过多个固定单元的限位 套筒， 并收容于缺口内， 而将多个固定单元间隔联 接。上述脊椎内固定装置能够适应存在明显的骨 畸形、 需要广泛减压的病患及年老患者等的需求， 因此， 上述脊椎内固定装置的适应性较强。

3、。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 9 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图9页 (10)申请公布号 CN 103190948 A CN 103190948 A *CN103190948A* 1/1 页 2 1. 一种脊椎内固定装置， 其特征在于， 包括 ： 多个固定单元， 每个固定单元包括 ： 椎弓根钉， 包括椎头部及与所述椎头部的一端连接、 用于插入两相邻椎骨制定进入点、 且带有螺纹的椎钉部， 所述椎头部远离所述椎钉部一端的端面形成有收容槽， 所述收容槽 的底部设有第一内球面， 所述椎头部的周缘开。

4、设有两个相对设置、 且与所述收容槽相通的 缺口 ； 及 限位套筒， 可活动地容置于所述收容槽中， 所述限位套筒的外壁上设有与所述第一内 球面滑动抵接的第一球面凸起 ； 及 连接杆， 依次固定地穿设所述多个固定单元的限位套筒， 并收容于所述缺口内， 而将所 述多个固定单元间隔联接。 2. 根据权利要求 1 所述的脊椎内固定装置， 其特征在于， 所述限位套筒包括容置于所 述收容槽内的球形筒部及相对设置于所述球形筒部的两端、 与所述球形筒部相通的圆柱形 筒部， 所述圆柱形筒部穿过所述缺口， 所述第一球面凸起设置与所述球形筒部的外壁上。 3. 根据权利要求 1 所述的脊椎内固定装置， 其特征在于， 所。

5、述缺口呈 U 形。 4. 根据权利要求 1 所述的脊椎内固定装置， 其特征在于， 所述每个固定单元还包括盖 设于所述收容槽的开口上的锁定件， 所述限位套筒在所述锁定件与所述收容槽共同形成的 收容腔内可活动。 5. 根据权利要求 4 所述的脊椎内固定装置， 其特征在于， 所述锁定件包括盖设于所述 收容槽的开口的锁定帽及收容于所述收容槽中锁定柱。 6. 根据权利要求 5 所述的脊椎内固定装置， 其特征在于， 所述锁定柱上设有外螺纹， 所 述收容槽的侧壁上设有与所述外螺纹相匹配的内螺纹。 7. 根据权利要求 5 所述的脊椎内固定装置， 其特征在于， 所述限位套筒的外壁相对所 述第一球面凸起设有第二球。

6、面凸起， 所述锁定柱远离所述锁定帽的一端的端面形成有与所 述第二球面凸起滑动抵接的第二内球面。 8. 根据权利要求 5 所述的脊椎内固定装置， 其特征在于， 所述锁定帽上开设有用于配 合手术工具的凹槽。 9. 根据权利要求 1 所述的脊椎内固定装置， 其特征在于， 所述连接杆上设有刻度值， 所 述限位套筒上还开设有用于露出所述刻度值的通孔。 10. 根据权利要求 1 所述的脊椎内固定装置， 其特征在于， 所述椎头部呈圆柱状， 所述 椎头部的外壁上设有两个相对设置、 用于配合手术工具的平面部。 权 利 要 求 书 CN 103190948 A 2 1/5 页 3 脊椎内固定装置 【技术领域】 0。

7、001 本发明涉及医疗器械领域， 特别是涉及一种脊椎内固定装置。 【背景技术】 0002 脊柱内固定技术广泛应用于脊柱退行性疾病、 椎管狭窄、 脊椎前移、 脊柱肿瘤、 创 伤等手术治疗中。脊柱手术治疗的目的是减压、 重建正常序列及骨性融合。外科手术后常 常需要融合手术以稳定脊柱， 通常采用脊椎内固定装置来支撑脊柱直到达到所需的融合水 平。内固定的优势就在于矫正畸形， 促进融合， 早期康复。椎弓根钉内固定系统能够有效完 成脊柱的三柱固定， 符合脊柱固定的生物力学要求， 已经成为常用的脊柱内固定系统。 0003 非融合性内固定又叫 “动态性稳定” ， 由 Mulholland 等在 20 世纪 8。

8、0 年代首先提 出的。所谓动态固定系统就是在不植骨融合的情况下， 维持脊柱运动节段的运动并改变 负荷传递的内固定系统。其目的是改变运动节段承载负荷的方式， 控制节段间的异常活 动， 这意味着动态固定是通过控制脊柱的异常活动并允许更多的生理性负荷传递来缓解 疼痛和预防邻近节段退变的。非融合技术在欧洲已经取得巨大临床效果， 目前在美国通 过了 FDA 临床试验。经椎弓根固定系统的非融合技术领域的产品包括 ： Graf 带、 DYNESYS 固定系统 (dynamic neutralization system)、 FASS 固定系统 (fulcrum assisted soft stabiliza。

9、tion system)、 Twinflex 固定系统等。 0004 Graf 带 ： Graf 带由 2 根与椎弓根钉相连的涤纶韧带组成， 固定时需要保持预定的 张力。 Graf韧带限制腰椎于前凸位置， 并使腰椎小关节锁定在过伸状态， 但是不能分散椎间 盘的负荷。 Graf韧带固定后可以锁住关节突关节面， 防止关节间旋转， 保证正常范围内的屈 伸活动， 从而起到缓解疼痛的作用。适应证选择恰当， 将 Graf 韧带用于腰背肌力量尚好、 小 关节轻度退变的年轻患者。 0005 DYNESYS 固定系统由钛合金椎弓根钉、 聚酯索、 聚碳酸盐材质的圆柱形弹性管组 成。聚酯索被固定在椎弓根钉的头端并维。

10、持与 Graf 韧带相似的张力， 连接椎弓根钉的聚酯 索穿过一个中空的圆柱形弹性管， 以防止聚酯索对椎弓根头部产生过大的拉力， 固定的聚 酯索承受牵拉的负荷而圆柱形弹性管外套对抗压缩负荷。这与 Graf 韧带相似， 所不同的是 韧带周围套一个塑料筒。因为属于弹性固定， 所以允许固定节段的椎体间有一定的相对运 动而不是无活动。不适用于已经存在明显的骨畸形和需要广泛减压的病例。 0006 FASS 固定系统可以说是 Graf 韧带的改进。旨在解决 Graf 韧带存在的 2 个缺 点 ： Graf 韧带造成的前凸， 尤其在合并小关节病变时会导致椎间孔狭窄及神经根受压。 Graf 韧带增加了纤维环后方。

11、的负荷， 可导致椎间盘源性疼痛。FASS 系统由椎弓根钉、 套 管及后方的弹性韧带构成。 柔软的套管安装在椎弓根钉之间， 可转移纤维环后方的负荷， 弹 性韧带提供椎弓根钉之间的张力并维持脊柱前凸， 可起到压缩作用， 同时套管把后方的压 缩应力转变为前方的撑开应力。相当于 Graf 韧带的高分子韧带安放在杠杆的后方压缩椎 弓根帽， 通过增加杠杆力后， 有效地防止 Graf 韧带所引起的侧隐窝狭窄和后纤维环应力增 加。 说 明 书 CN 103190948 A 3 2/5 页 4 0007 Twinflex 动态固定系统由两对可弯曲的 2.5mm 不锈钢和其间的平头连接器组成， 椎弓根钉通过连接器。

12、固定， 由其上的拧紧螺钉锁住。脊柱柔性固定由两个锁定元件和柔性 金属连接件组成， 以柔性稳定脊柱受侵袭区域。但 Twinflex 动态固定系统活动取决于可弯 曲的 2.5mm 不锈钢的弹性以及患者腰背肌力量。 0008 FASS 固定系统和 Twinflex 动态固定系统等非融合固定技术具有一定的柔性， 只 适应腰背肌力量尚好、 小关节轻度退变的年轻患者， 不能适应已经存在明显的骨畸形、 需要 广泛减压的病患及年老患者等的需求。 因此， 需要改善的动态脊椎内固定装置， 适应不同年 龄患者的需求。 【发明内容】 0009 基于此， 有必要提供一种适应性较强的脊椎内固定装置。 0010 一种脊椎内。

13、固定装置， 包括 ： 0011 多个固定单元， 每个固定单元包括 ： 0012 椎弓根钉， 包括椎头部及与所述椎头部的一端连接、 用于插入两相邻椎骨制定进 入点、 且带有螺纹的椎钉部， 所述椎头部远离所述椎钉部一端的端面形成有收容槽， 所述收 容槽的底部设有第一内球面， 所述椎头部的周缘开设有两个相对设置、 且与所述收容槽相 通的缺口 ； 及 0013 限位套筒， 可活动地容置于所述收容槽中， 所述限位套筒的外壁上设有与所述第 一内球面滑动抵接的第一球面凸起 ； 及连接杆， 依次固定地穿设所述多个固定单元的限位 套筒， 并收容于所述缺口内， 而将所述多个固定单元间隔联接。 0014 在优选的实。

14、施例中， 所述限位套筒包括容置于所述收容槽内的球形筒部及相对设 置于所述球形筒部的两端、 与所述球形筒部相通的圆柱形筒部， 所述圆柱形筒部穿过所述 缺口， 所述第一球面凸起设置与所述球形筒部的外壁上。 0015 在优选的实施例中， 所述缺口呈 U 形。 0016 在优选的实施例中， 所述每个固定单元还包括盖设于所述收容槽的开口上的锁定 件， 所述限位套筒在所述锁定件与所述收容槽共同形成的收容腔内可活动。 0017 在优选的实施例中， 所述锁定件包括盖设于所述收容槽的开口的锁定帽及收容于 所述收容槽中锁定柱。 0018 在优选的实施例中， 所述锁定柱上设有外螺纹， 所述收容槽的侧壁上设有与所述 。

15、外螺纹相匹配的内螺纹。 0019 在优选的实施例中， 所述限位套筒的外壁相对所述第一球面凸起设有第二球面凸 起， 所述锁定柱远离所述锁定帽的一端的端面形成有与所述第二球面凸起滑动抵接的第二 内球面。 0020 在优选的实施例中， 所述连接杆上设有刻度值， 所述锁定帽上开设有用于配合手 术工具的凹槽。 0021 在优选的实施例中， 所述连接杆上设有刻度值， 所述限位套筒上还开设有用于露 出所述刻度值的通孔。 0022 在优选的实施例中， 所述椎头部呈圆柱状， 所述椎头部的外壁上设有两个相对设 置、 用于配合手术工具的平面部。 说 明 书 CN 103190948 A 4 3/5 页 5 0023。

16、 上述脊椎内固定装置， 当植入患者的脊椎后， 椎头部插入两相邻椎骨制定进入点， 限位套筒可活动的容置于椎头部的收容槽内， 且限位套筒的第一球面凸起与收容槽底部的 第一内球面滑动抵接， 连接杆固定穿设于多个固定单元的限位套筒， 并收容于缺口， 而将多 个固定单元间隔联接 ； 当脊椎弯曲时， 限位套筒的第一球面凸起相对第一内球面滑动， 而使 限位套筒相对椎弓根钉活动， 且由于连接杆固定穿设多个固定单元的限位套筒使得限位套 筒的活动一致， 从而使得连接杆联接的多个固定单元的椎弓根钉的椎头部相对发生靠拢或 是远离， 就能够不费力的实现弯曲脊椎， 从而也能适应存在明显的骨畸形、 需要广泛减压的 病患及年。

17、老患者等的需求， 因此， 上述脊椎内固定装置的适应性较强。 【附图说明】 0024 图 1 为一实施方式的脊椎内固定装置的结构示意图 ； 0025 图 2 为图 1 所示的脊椎内固定装置的另一角度的结构示意图 ； 0026 图 3 为图 1 所示的脊椎内固定装置的另一角度的结构示意图 ； 0027 图 4 为图 1 所示的脊椎内固定装置的椎弓根钉的结构示意图 ； 0028 图 5 为图 4 所示的椎弓根钉的剖面图 ； 0029 图 6 为图 1 所示的脊椎内固定装置的限位套筒的结构示意图 ； 0030 图 7 为图 6 所示的限位套筒的另一角度的结构示意图 ； 0031 图 8 为图 6 所示。

18、的限位套筒的另一角度的结构示意图 ； 0032 图 9 为图 6 所示的限位套筒的另一角度的结构示意图 ； 0033 图 10 为图 1 所示的脊椎内固定装置的锁定件的结构示意图 ； 0034 图 11 为图 10 所示的锁定件的另一角度的结构示意图 ； 0035 图 12 为图 10 所示的锁定件的另一角度的结构示意图 ； 0036 图 13 为图 1 所示的脊椎内固定装置的连接杆的结构示意图 ； 0037 图 14 为图 1 所示的脊椎内固定装置的弯腰时的状态示意图 ； 0038 图 15 为图 1 所示的脊椎内固定装置的弯腰时的另一状态的剖面图。 【具体实施方式】 0039 下面结合附图。

19、和具体实施例对脊椎内固定装置进一步说明。 0040 如图1所示， 一实施方式的脊椎内固定装置10， 包括多个固定单元100及将多个固 定单元 100 联接的连接杆 200。 0041 请参阅图 2 及图 3， 每个固定单元 100 包括椎弓根钉 110、 限位套筒 120 及锁定件 130。 0042 请参阅图 4 及图 5， 椎弓根钉 110 用于插入相邻椎骨制定进入点。椎弓根钉 110 包 括椎头部 114 及与椎头部 114 的一端连接、 且带有螺纹 1162 的椎钉部 116。椎头部 114 的 横截面大致为圆形。可以理解， 椎头部 114 的横截面也可以为椭圆或者其它形状。椎头部 1。

20、14 远离椎钉部 116 的一端的端面上形成有收容槽 112。收容槽 112 的底部设有第一内球 面 1122。收容槽 112 的侧壁上设有内螺纹 1124。椎头部 114 的周缘开设有两个相对设置、 且与收容槽 112 相通的缺口 1142。缺口 1142 呈 U 形。缺口 1142 的相对的侧壁之间的距离 与限位套筒 120 的两端的外径相匹配， 缺口 1142 的底部到椎头部 114 的开口的边缘的距离 说 明 书 CN 103190948 A 5 4/5 页 6 大于限位套筒 120 的两端的外径， 从而可以方便限位套筒 120 在收容槽 112 内滑动。在本 实施例中， 椎头部 11。

21、4 呈圆柱状， 椎头部 114 的外壁上设有相对设置、 用于配合手术工具的 平面部 1144， 从而可以方便手术工具夹住椎弓根钉 110。椎钉部 116 插入两相邻椎骨制定 进入点。椎钉部 116 为带有螺纹 1162 的圆锥状， 且沿着远离椎头部 114 的方向椎钉部 116 的横截面的直径之间减小， 从而方便椎弓根钉 110 插入相邻椎骨制定进入点。 0043 请参阅图 6、 7、 8 及图 9， 限位套筒 120 可活动地收容于收容槽 112 中。限位套筒 120 的外壁上设有与第一内球面 1122 滑动抵接的第一球面凸起 122， 限位套筒 120 能够相 对收容槽 112 的第一内球。

22、面 1122 滑动， 从而使得限位套筒 120 与椎弓根钉 110 之间具有一 定的活动度。限位套筒 120 的外壁相对第一球面凸起 122 的一侧设有第二球面凸起 124。 限位套筒120的侧壁上还开设有通孔125。 在本实施例中， 限位套筒120包括收容于收容槽 112 的球形筒部 126 及对称设置于球形筒部 126 的两端、 与球形筒部 126 相通、 且穿过椎头 部 114 的缺口 1142 的圆柱形筒部 128。第一球面凸起 122 及第二球面凸起 124 相对设置于 球形筒部 126 的外壁上。圆柱形筒部 128 穿过椎头部 114 的相对的缺口 1142。缺口 1142 的相对。

23、的侧壁之间的距离与圆柱形筒部 128 的外径相匹配， 缺口 1142 的底部到椎头部 114 的开口的边缘的距离大于圆柱形筒部128的外径， 从而可以方便限位套筒120在收容槽112 内滑动。 0044 请参阅图 10、 11 及 12， 锁定件 130 盖设于椎头部 114 的收容槽 112 的开口上。限 位套筒 120 在锁定件 130 与收容槽 122 共同形成的收容腔内可活动。在本实施例中， 锁定 件130包括盖设于收容槽112的开口上的锁定帽132及收容于收容槽112中的锁定柱134。 锁定帽 132 大致为圆形， 与收容槽 112 相适配。锁定帽 132 上开设有用于配合手术工具的。

24、 凹槽 1322。凹槽 1322 优选为六角凹槽， 方便手术工具对锁定件 130 进行操作。可以理解， 凹槽 1322 也可以为十字形或者是方形。在其它实施例中， 可以在锁定帽 132 远离收容槽 112 的一面设置凸台 ( 图未示 )， 凸台 ( 图未示 ) 的横截面可以为六角形、 十字形等。锁定 柱 134 上设有与收容槽 112 的侧壁上的内螺纹 1124 相匹配的外螺纹 1342。锁定柱 134 远 离锁定帽 132 的一端的端面上形成有与限位套筒 120 的第二球面凸起 124 滑动抵接的第二 内球面 1344。可以理解， 限位套筒 120 与锁定件 130 也可以间隔设置。 004。

25、5 在本实施例中， 椎弓根钉 110、 限位套筒 120 及锁定件 130 均为刚性件。刚性的椎 弓根钉 110 及限位套筒 120 大大提高了脊柱手术的融合率。 0046 请一并参阅图 13， 连接杆 200 依次固定穿过多个固定单元 100 的限位套筒 120， 并收容于缺口 1142 内， 而将多个固定单元 100 间隔联接。可以理解， 连接杆 200 与限位套 筒 120 过盈配合， 从而可以防止限位套筒 120 从连接杆 200 脱离， 也可以方便多个固定单元 100 的限位套筒 120 滑动一致。连接杆 200 为刚性杆。连接杆 200 的横截面为圆形。连接 杆200上设有刻度值(。

26、图未示)， 从而可以根据通过相邻两个椎弓根钉110之间的所需的距 离选择连接杆 200。且通过通孔 125 露出连接杆 200 上的刻度值 ( 图未示 )， 从而可以计算 相邻两个椎弓根钉 110 之间的距离。在本实施例中， 连接杆 200 与多个固定单元 100 的限 位套筒 120 之间固定， 使得多个固定单元 100 的限位套筒 120 在收容槽 112 的活动保持一 致， 方便脊椎内固定装置 10 固定于脊椎后， 仍能保证脊椎的生理活动。 0047 如图 14 及图 15 所示， 上述脊椎内固定装置 10 实现弯曲功能如下 ： 0048 当植入脊椎内固定装置 10 的患者弯腰时， 连接。

27、杆 200 穿设的限位套筒 120 在相应 说 明 书 CN 103190948 A 6 5/5 页 7 的椎弓根钉 110 的椎头部 116 的收容槽 112 内可活动， 限位套筒 120 的球形筒部 126 上的 第一球面凸起 112 相对第一内球面 1122 滑动， 第二球面凸起 124 相对锁定件 130 的锁定柱 134的第二内球面1344滑动， 圆柱形筒部128穿过缺口1142， 且椎弓根钉110的椎钉部116 固定在相邻脊椎的制定进入点， 则连接杆 200 联接的多个椎弓根钉 110 的椎头部 114 向靠 拢或是远离的方向运动， 从而实现患者向前或是向后弯腰。 0049 上述脊。

28、椎内固定装置 10， 当植入患者的脊椎后， 椎头部 116 插入两相邻椎骨制定 进入点， 限位套筒 120 可活动的容置于椎头部 114 的收容槽 112 内， 且限位套筒 120 的第 一球面凸起 122 与收容槽 114 底部的第一内球面 1122 滑动抵接， 连接杆 200 固定穿设于 多个固定单元 100 的限位套筒 120， 并收容于缺口 1142， 而将多个固定单元 100 间隔联接 ； 当脊椎弯曲时， 限位套筒 120 的第一球面凸起 122 相对第一内球面 1122 滑动， 而使限位套 筒 120 相对椎弓根钉 110 活动， 且由于连接杆固定穿设多个固定单元 100 的限位套。

29、筒 120， 使得限位套筒 120 的活动一致， 从而使得连接杆 200 联接的多个固定单元 100 的椎弓根钉 110 的椎头部 114 相对发生靠拢或是远离， 就能够不费力的实现弯曲脊椎， 从而也能适应存 在明显的骨畸形、 需要广泛减压的病患及年老患者等的需求， 因此， 上述脊椎内固定装置 10 的适应性较强。 0050 当上述脊椎内固定装置 10 使得内固定后， 相邻节段仍然具有正常生理活动度， 且 脊椎内固定装置 10 的椎弓根钉 110 与限位套筒 120 是利用其结构之间的相互配合而提供 恒定的生理活动度， 可以直接根据需要固定的椎体的不同， 选择相应的椎弓根钉 110 调节 内固。

30、定后的相邻锥体的活动度， 适应不同年龄的患者， 减小现有的非融合固定技术引起的 内固定的应力遮挡、 应力集中等因素引起固定段骨量减少及骨结构紊乱与骨力学性能下 降、 固定节段各向运动范围减少或消失、 融合的相邻节段发生退变等问题。 0051 可以理解， 限位套筒 120 的圆柱形筒部 128 可以省略， 此时， 限位套筒 120 只具有 球形筒部 126， 限位套筒 120 容置于收容槽 112 中， 连接杆 200 穿过多个固定单元 100 的限 位套筒 120 及椎弓根钉 110 的椎头部 114 相对两侧的缺口 1142， 而将多个固定单元 100 联 接。锁定件 130 可以省略， 此。

31、时可以将椎弓根钉 110 的椎头部 114 设计为具有防止限位套 筒 120 从收容槽 112 中脱离的结构。例如， 在椎头部 114 的开口边缘设计可活动的卡持物。 0052 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保 护范围。因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说 明 书 CN 103190948 A 7 1/9 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103190948 。

32、A 8 2/9 页 9 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103190948 A 9 3/9 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 103190948 A 10 4/9 页 11 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103190948 A 11 5/9 页 12 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 103190948 A 12 6/9 页 13 图 9 图 10 图 11 说 明 书 附 图 CN 103190948 A 13 7/9 页 14 图 12 图 13 说 明 书 附 图 CN 103190948 A 14 8/9 页 15 图 14 说 明 书 附 图 CN 103190948 A 15 9/9 页 16 图 15 说 明 书 附 图 CN 103190948 A 16 。