橫向連接器組件的制作方法

專利名稱：橫向連接器組件的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及脊骨固定系統，如用在脊骨固定中以便治療多種脊骨 變形的系統。特別地，本發明考慮橫向連接器組件以便互連細長元件，如 桿或繩索，和骨頭嚙合緊固件，如鉤子、螺桿或螺釘。
背景技術：
脊骨變形和損傷的治療在過去30年得到顯著發展。已經采用跨脊柱 的相對剛硬的細長元件的系統來治療脊骨變形，如脊柱側凸和駝背以及骨 折、脊椎前移和其他醫學癥狀。在一類系統中，細長元件由具有大量開口 或狹縫的板構成，骨頭螺桿或骨頭螺釘延伸穿過這些開口或狹縫。骨頭嚙 合緊固件旋入椎骨的不同面并固定到板上從而實現細長板的固定。在其他 過程中，細長剛性桿結合到嵌入脊骨的螺桿或鉤子上從而固定每個椎骨的 相對位置。在另一個動態穩定化過程中，至少部分靈活的細長元件結合到 嚙合嵌入脊骨的緊固件的骨頭上。
在任何脊骨器械植入中，外科醫生的一個目的是最小化對病人侵入， 無論是必須使用的植入體的數量，外科進入創口的尺寸，還是在病人體內 固定植入體所要求的時間長度。而且，該系統必須容易使用并使外科醫生 確信其在植入后能夠提供所需的穩定度。
雖然已經存在在細長元件和骨頭緊固件間提供不同運動自由度的連 接器，但還需要在骨頭緊固件和細長元件間提供改善的連接。

發明內容
本發明提供用于連接骨頭嚙合緊固件和細長元件的連接器組件。在一 個方面，本發明包括結合骨頭嚙合緊固件和夾鉗的連接器，該夾鉗具有保 持細長元件的通道。提供壓縮元件來將細長元件保持在通道中，且通道中 包括一個機構來將細長元件上的壓縮力轉化為鎖定力，從而將連接器鎖定到夾鉗上。在一個實施例中，鎖定元件具有嚙合細長元件的傾斜支承表面。 在另一個實施例中，通道包括傾斜支承表面，該傾斜支承表面迫使細長元 件緊貼著將連接器鎖定到夾鉗的鎖定元件的一部分。
在另一方面，本發明提供用于連接骨頭嚙合緊固件至細長元件的橫向 連接器組件。在一個實施例中，連接器組件包括橫向連接器，該橫向連接 器具有板部分和第一連接部分，板部分定義開口，該開口被配置為接收穿 過其中的骨頭嚙合緊固件，而第一連接部分定義第一鎖定表面。該組件進 一步包括具有主體的夾鉗，該主體定義貫穿其中的通道，該通道尺寸適于 接收細長元件，該組件還包括第二連接部分，該第二連接部分定義連接軸 線并被配置為與橫向連接器的第一連接部分嚙合。可變角度鎖定元件設置 在第一連接部分和第二連接部分之間，可變角度鎖定元件具有第二鎖定表 面以便在多個角度方位嚙合橫向連接器的第一鎖定元件，且可變角度鎖定 元件包括與第二鎖定表面相對的鎖定元件支承表面。鎖定元件支承表面至 少部分設置在通道內以便嚙合細長元件，并相對連接軸線成斜角設置。該 系統進一步包括在夾鉗和細長元件之間延伸的壓縮元件，該壓縮元件動作 從而推動細長元件抵頂支承表面。
本發明進一步的方面、形式、實施例、目的、特征、益處和優點可以 通過下面詳細的附圖和說明書變得明顯。


圖1是根據本發明一個實施例的連接器組件的分解透視圖。
圖2是結合細長元件和骨頭嚙合元件的圖1中連接器組件的局部分解 透視圖。
圖3A是組裝形式的圖2中連接器的透視圖。
圖3B是沿線3B — 3B的圖3A中連接器的局部截面圖。
圖4是根據本發明另一方面的連接器可替換實施例的局部截面圖。
具體實施例方式
為了促進對本發明原理的理解，現在參考附圖中示出的實施例，且將 使用特定語言來描述這些實施例。然而，應該理解，這不是為了限制本發明的范疇。這里考慮了所述設備、器械、方法的任何變化和進一步的修改， 以及這里所述的本發明原理的進一步應用，這些是本發明相關領域的技術 人員容易想到的。
現在參考圖1，其中示出根據本發明的連接器組件100。連接器組件
100包括板部分110、夾鉗主體150、可變角度鎖定墊圈130和固定夾160。 板部分包括細長開口 112和帶有鎖定面116的連接法蘭114，該鎖定面116 具有包圍連接開口 118的一系列徑向發散的花鍵(spline) 115。如圖3B 所示，內部連接開口 118包括定義內部肩件(shoulder) 120的環形槽。可 變角度鎖定墊圈130包括鎖定面132，該鎖定面132具有包圍開口 138并 被配置為與鎖定面116的花鍵115相互交叉的一系列徑向散發的花鍵。鎖 定墊圈130進一步包括在開口 138任一側隔開的一對漸細桿支承表面134 和136。在支承表面134和136間延伸的是凹陷的肩件140。
夾鉗主體150包括延伸到貫穿通道154內的帶螺紋開口 152。以基本 垂直的角度延伸遠離貫穿通道154的是連接延伸件157。在所示實施例中， 連接延伸件沿連接軸線Ll延伸并由間隙155分成上分支和下分支。上部 凸起158在上分支上形成，而下部凸起162在下分支上形成。固定夾160 適于沿間隙155滑動并嚙合板部分110的內部肩件120。
現在參考圖2，圖3A和圖3B，連接器組件100是以組裝形式示出的。 其組裝將在下面進一步描述。在圖2中，鎖定墊圈130已經圍繞夾鉗主體 150的連接延伸件157設置。連接延伸件157延伸穿過鎖定墊圈130中的 開口 138，并設置在連接開口 118中。可以理解，間隙155允許連接延伸 件157的上分支和下分支向內彎曲，從而允許凸起158和162越過內部肩 件120。在所示實施例中，形成上分支和下分支以便它們有彈性返回圖3B 中所示位置的趨勢，其中凸起158和162設置在肩件120后面的環形凹槽 中。以這種方式，凸起158和162與肩件120配合從而將連接延伸件保持 在與板部分110匹配接觸的位置，如圖3B所示。通過使夾鉗主體150、鎖 定墊圈130和板部分110處于圖2中所示的位置，固定夾154沿間隙155 通過直到其支腿位于板部分110上內部肩件120的后面。以這種方式，固 定夾154填充間隙155從而將組件鎖到一起，并以此防止上分支和下分支 向內彎曲而將凸起158和162從肩件120后面的環形凹槽中釋放出來。可以理解，對連接延伸件157、鎖定墊圈130和板部分IIO進行配置以便處 于圖2所示的保持位置，板部分110可相對鎖定墊圈130和夾鉗主體150 旋轉。鎖定墊圈上矩形肩件140和連接延伸件157的矩形放大部分間的互 連保持鎖定墊圈相對夾鉗主體50的角度關系基本穩定。在一個方面，在 制造和包裝以供使用的過程中，將連接器組件100預組裝到圖2中的保持 位置。
在保持位置，連接器組件100準備植入到病人體內。在使用中，將骨 頭緊固件如骨頭螺桿210植入到病人體內所需的位置。雖然未示出，但可 以想到，對于后固定過程，骨頭螺桿210沿軸線L3植入到椎骨梗部 (pedide)。進一步地，多個骨頭螺桿210植入到鄰近脊骨層從而完成后固 定過程。 一旦骨頭螺桿210已經植入，選擇細長的脊骨桿240并按足夠跨 越多個骨頭螺桿210的長度截斷。至少一個連接器組件100位于桿240上。 連接器組件IOO處于保持位置以便板部分110可相對桿夾鉗主體150旋轉。 板部分110旋轉以便開口 112與骨頭螺桿210充分對齊。骨頭螺桿210的 上部通過板部分110中的開口 112。內部帶螺紋的螺母220連接到外部帶 螺紋的骨頭螺桿210的柱體并被推進從而將骨頭螺桿嚙合到板部分110上。
外部帶螺紋的固定螺桿230與內部帶螺紋的開口 152通過螺紋嚙合。 固定螺桿230沿壓縮軸線L2推進，如圖3B所示。隨著固定螺桿230沿壓 縮軸線L2推進，在壓縮軸線L2的方向上推動桿240。在圖3B所示的實 施例中，夾鉗通道154的支承壁體156在與軸線L5對齊的平面上延伸， 該軸線L5基本與軸線L2平行對齊。隨著桿240在沿支承表面156的方向 L2上移動，桿240嚙合延伸到通道154中的鎖定元件支承表面134和136 的一部分。鎖定元件支承表面134和136在與軸線L4基本對齊的鎖定元 件支承平面中延伸。在所示實施例中，夾鉗支承表面的軸線L5和鎖定元 件支承表面的軸線L4交叉從而在通道154中形成銳角。以這種方式，通 道154具有與連接軸線Ll基本對齊的第一寬度，該連接軸線Ll鄰近固定 螺桿和開口 152，并具有與連接軸線Ll基本對齊并相對固定螺桿230設置 的第二寬度。第一寬度大于第二寬度。第一寬度大于桿240的直徑，同時 第二寬度小于桿240的直徑。
在所示實施例中，斜壁156和相應的斜壁134及136形成一通道，該通道具有從鄰近固定螺桿的頂部到底部逐漸變小的側壁。當固定螺桿230 推動桿240進入漸細的通道154內時，固定螺桿的壓縮力通過傾斜支承壁 156和鎖定元件支承壁134和136轉化為沿軸線Ll施加的鎖定力。在所示 實施例中，鎖定元件支承表面134和136以相對連接軸線Ll和壓縮軸線 L2成傾斜角設置。夾鉗支承表面也相對軸線Ll傾斜設置。緊貼支承壁134 和136施加的鎖定力推動鎖定元件130的花鍵進入與板110的連接部分114 的凸起花鍵115鎖定嚙合的狀態。可以理解，桿240上的固定螺桿壓縮力 引起鎖定墊圈130沿鎖定軸線L1移動。進一步地，固定螺桿的移動使桿 240沿支承表面134和136移動，并使夾鉗支承表面156向通道底部移動。 可以理解，桿240可沿支承表面設置在無限數目的位置上。此外，通過鎖 定元件130與連接部分114充分嚙合，固定螺桿230施加的進一步壓縮力 具有緊固沿軸線Ll施加的鎖定力的趨勢，且具有將桿230保持為三點接 觸鎖定以阻止夾鉗150沿桿240移動的趨勢。緊固的固定螺桿將連接器組 件保持在鎖定位置，如圖3A和3B所示。三點接觸鎖定是由具有固定螺桿 230的桿240、夾鉗支承壁156和由表面134及136定義的分裂鎖定元件 支承壁之間的嚙合形成的。同時，在沿軸線Ll的平面中，將桿保持在夾 鉗支承壁156和由表面134及136定義的鎖定元件支承壁之間的三點鎖定 位置上，表面134和136以比支承表面156橫跨軸線Ll的寬度更寬地間 隔開。
在圖4所示的進一步實施例中，夾鉗主體310具有沿軸線L6延伸的 內螺紋孔312，軸線L6基本與骨頭緊固件軸線L3對齊并基本垂至于鎖定 軸線L2。外螺紋固定螺桿330位于孔312內并沿軸線L6施加壓縮力。夾 鉗主體的通道基本如上述那樣形成。隨著桿350沿軸線L6推進到漸細通 道中，桿350緊貼著夾鉗支承表面316支承，從而使得桿在沿支承表面滑 動時沿鎖定軸線L2平移。沿軸線L6的持續壓縮力迫使桿330緊貼鎖定元 件支承表面334并導致鎖定元件沿鎖定軸線平移從而緊貼板連接部分鎖 定。可以理解，在圖4所示的實施例中，夾鉗通道被配置為將鎖定元件的 壓縮力轉化為基本垂直方向上的鎖定力。而且，在所示的實施例中，固定 螺桿330和軸線L6在一方向上延伸，該方向基本將沿軸線L5延伸的傾斜 夾鉗支承表面316和沿軸線L4延伸的傾斜鎖定元件支承表面334之間的銳角二等分。
雖然為了圖示說明和理解本發明原理詳細描述了上述實施例，但應該 考慮到本發明可應用到多種脊骨穩定化組件。例如，在一個實施例中，本
發明的夾鉗主體和鎖定墊圈組合可應用到授予Sherman等人的美國專利 No.5976135的橫向連接器中，該專利通過參考整體合并于此。在另一個實 施例中，板元件的連接部分可相對嚙合骨頭緊固件的板元件部分移動。可 移動連接部分響應由根據本發明的夾鉗主體組件轉化的固定螺桿壓縮力 的傳輸而沿連接軸線平移，從而使桿沿鎖定軸線平移并由此移動組件至鎖 定位置。如授予Taylor的美國專利No.6579292和授予Simonson的美國專 利No.5885285所述，可移動連接部分沿板元件滑動從而捕獲并保持骨頭螺 桿而無需獨立的鎖定單元，這兩個專利通過參考整體合并于此。進一步地， 在另一個實施例中，板元件可基本為環形，以便結合到骨頭緊固元件的軸 桿上。
雖然在所示實施例中固定螺桿是作為壓縮元件示出的，在另一個實施 例中，壓縮元件是帶有與夾鉗主體的外螺紋部分嚙合的內螺紋的外螺母。 在又一個實施例中，壓縮元件是一個或多于一個沿桿滑動從而將桿鎖定在 通道中的漸細套件。
連接器組件對于剛性桿和柔性連接器來說是有用的。例如，在一個實 施例中，桿240由例如鈦或不銹鋼等剛性材料形成。在另一個實施例中， 桿240是柔性的。在這樣的實施例中，桿240由塑料或柔性金屬形成。在 又一個實施例中，細長元件不是桿而是可在鄰近脊骨層和連接器之間張緊 的柔性纜線或繩索。更進一步地，橫向指的是細長元件沿骨頭固定元件如 螺桿210的軸桿的一側的連接，與此相對的是將細長元件固定為與骨頭螺 桿的軸線對齊。
上面的說明概況了幾個實施例的特征，因此本領域技術人員可以更好 地理解本公開的多個方面。本領域技術人員應理解，他們可以容易地將本 公開作為基礎來設計或改進其他過程和結構以實現同樣目的，和/或實現與 本文所述實施例同樣的優點。本領域技術人員也應理解，這樣的等效構造 不偏離本發明的精神和范疇，且可作出各種改動、替換和變化而不偏離本 發明的精神和范疇。
權利要求
1. 一種連接骨頭嚙合緊固件至細長元件的橫向連接器組件，其包括橫向連接器，其具有板部分和第一連接部分，所述板部分定義開口，該開口被配置為接收貫穿其中的所述骨頭嚙合緊固件，且所述第一連接部分定義第一鎖定表面；夾鉗，其具有一主體，該主體定義貫穿其中的通道，該通道尺寸適于接收所述細長元件，該夾鉗還具有第二連接部分，該第二連接部分定義連接軸線并被配置為與所述橫向連接器的所述第一連接部分嚙合；可變角度鎖定元件，其設置在所述第一連接部分和所述第二連接部分之間，所述可變角度鎖定元件具有第二鎖定表面以便在多個角度方位上嚙合所述橫向連接器的所述第一鎖定表面，且所述可變角度鎖定元件具有與所述第二鎖定表面相對的鎖定元件支承表面，所述鎖定元件支承表面至少部分設置在所述通道內以便嚙合所述細長元件并相對于所述連接軸線以傾斜角度設置；以及壓縮元件，其在所述夾鉗和所述細長元件之間延伸，所述壓縮元件動作以推動所述細長元件抵頂所述鎖定元件支承表面。
2. 如權利要求1所述的連接器，其中所述鎖定元件支承表面基本沿支 承平面延伸，且所述第二鎖定表面基本沿鎖定平面延伸，所述支承平面被 定向為與所述鎖定平面相交。
3. 如權利要求1所述的連接器，其中所述鎖定元件支承表面具有一長 度，并被配置為沿所述鎖定元件支承表面的所述長度在無限多個位置上嚙 合所述細長元件。
4. 如權利要求1所述的連接器，其中所述壓縮元件具有壓縮軸線，所 述壓縮軸線基本垂直于所述連接軸線。
5. 如權利要求1所述的連接器，其中所述夾鉗包括帶螺紋孔，且所述壓縮元件是帶螺紋固定螺桿，其適于接收在所述帶螺紋孔中。
6. 如權利要求4所述的連接器，其中所述壓縮軸線與所述鎖定元件支 承平面相交，以便所述壓縮元件緊貼所述細長元件的推進朝著所述鎖定元 件支承表面推動所述細長元件。
7. 如權利要求1所述的連接器，其中所述夾鉗的所述通道包括基本與 所述可變角度鎖定機構的所述相對支承表面相對設置的夾鉗支承表面，所 述夾鉗支承表面適于嚙合所述細長元件。
8. 如權利要求7所述的連接器，其中所述夾鉗支承表面相對于所述連 接軸線以傾斜角度設置。
9. 如權利要求8所述的連接器，其中所述細長元件在鎖定位置以三點 連接嚙合所述夾鉗支承表面、所述鎖定元件支承表面和所述壓縮元件。
10. 如權利要求8所述的連接器，其中所述夾鉗的所述通道具有第一 寬度和第二寬度，該第一寬度鄰近所述壓縮元件，該第二寬度在所述夾鉗 支承表面和基本與所述壓縮元件相對的所述鎖定元件支承表面之間，所述 第一寬度大于所述第二寬度。
11. 一種連接骨頭嚙合緊固件至細長元件的橫向連接器組件，其包括: 橫向連接器，其具有板部分和第一連接部分，所述板部分定義開口，該開口被配置為接收貫穿其中的骨頭嚙合緊固件，且所述第一連接部分定 義第一鎖定表面；夾鉗，其具有一主體，該主體定義貫穿其中的通道，該通道尺寸適于 接收所述細長元件，該夾鉗還具有第二連接部分，該第二連接部分定義連 接軸線并被配置為與所述橫向連接器的第一連接部分嚙合，所述通道包括 夾鉗支承表面，該夾鉗支承表面被配置為嚙合基本與所述第二連接部分相 對的所述細長元件，所述夾鉗支承表面相對于所述連接軸線以傾斜角度設置；可變角度鎖定元件，其設置在所述第一連接部分和所述第二連接部分 之間，所述可變角度鎖定元件具有第二鎖定表面以便在多個角度方位上嚙 合所述橫向連接器的所述第一鎖定表面，且所述可變角度鎖定元件具有與 所述第二鎖定表面相對的鎖定元件支承表面，所述鎖定元件支承表面至少 部分設置在所述通道內以便嚙合所述細長元件并相對于所述連接軸線以 傾斜角度設置；以及壓縮元件，其在所述夾鉗和所述細長元件之間延伸，所述壓縮元件動 作以推動所述細長元件抵頂所述夾鉗支承表面并因此抵頂所述鎖定元件 支承表面，從而將所述第一鎖定表面鎖定到所述第二鎖定表面上。
12. 如權利要求ll所述的連接器，其中所述夾鉗支承表面具有一長度， 并被配置為沿所述夾鉗支承表面的所述長度在無限多個位置上嚙合所述 細長元件。
13. 如權利要求ll所述的連接器，其中所述鎖定元件支承表面相對于 所述連接軸線以第二傾斜角度設置。
14. 如權利要求13所述的連接器，其中所述細長元件在鎖定位置以三 點連接嚙合所述夾鉗支承表面、所述鎖定元件支承表面和所述壓縮元件。
15. 如權利要求13所述的連接器，其中所述夾鉗的所述通道具有第一 寬度和第二寬度，該第一寬度鄰近所述壓縮元件，該第二寬度在所述夾鉗 支承表面和基本與所述壓縮元件相對的所述鎖定元件支承表面之間，所述 第一寬度大于所述第二寬度。
16. 如權利要求ll所述的連接器，其中所述夾鉗支承表面和所述鎖定 元件支承表面之間定義一銳角。
17. 如權利要求16所述的連接器，其中所述壓縮軸線基本二等分所述銳角。
18. 如權利要求16所述的連接器，其中所述壓縮軸線與所述夾鉗支承 表面基本對齊。
19. 一種連接骨頭嚙合緊固件至細長元件的連接器組件，其包括 連接器，其具有固定到骨頭的骨頭嚙合部分和定義第一鎖定表面的第一連接部分；夾鉗，其具有一主體，該主體定義貫穿其中的通道，該通道尺寸適于 接收所述細長元件，該夾鉗還具有第二連接部分，該第二連接部分定義連 接軸線并被配置為與所述連接器的所述第一連接部分嚙合；可變角度鎖定元件，其設置在所述第一連接部分和所述第二連接部分 之間，所述可變角度鎖定元件具有第二鎖定表面以便在多個角度方位上嚙 合所述橫向連接器的所述第一鎖定表面，且所述可變角度鎖定元件具有與 所述第二鎖定表面相對的鎖定元件支承表面；壓縮元件，其在所述夾鉗和所述細長元件間沿壓縮軸線延伸，所述壓 縮元件在所述細長元件上施加沿所述壓縮軸線的壓縮力；以及鄰近所述通道設置的裝置，其用于將沿所述細長元件上的所述壓縮軸 線的所述壓縮力轉化為鎖定力，該鎖定力沿所述連接軸線取向從而推動所 述細長元件抵頂所述鎖定元件支承表面，從而將所述第一鎖定表面鎖定到 所述第二鎖定表面上。
20. 如權利要求19所述的連接器，其中用于轉化的所述裝置包括至少 一個支承表面，所述至少一個支撐表面相對所述連接軸線以傾斜角度設 置。
全文摘要
一種連接骨頭嚙合緊固件至細長元件的橫向連接器組件，如脊骨桿，其包括橫向連接器，該橫向連接器具有接收骨頭嚙合緊固件的一部分穿過其中的開口。該橫向連接器包括板部分和一體的共軛部分，該共軛部分通過夾鉗附連到細長元件。該橫向連接器組件可包括在夾鉗和橫向連接器的共軛部分之間的可變角度裝置，該可變角度裝置允許橫向連接器圍繞從脊骨桿向外延伸的軸線旋轉。該夾鉗包括漸細通道從而捕獲細長元件并鎖定連接器組件。
文檔編號A61B17/68GK101420917SQ200780013693
公開日2009年4月29日 申請日期2007年3月29日 優先權日2006年4月5日
發明者D·N·貝克, M·D·卡波特, M·S·威爾德曼 申請人:華沙整形外科股份有限公司