脊骨固定锁定机构.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200680009224.2

申请日:

20060322

公开号:

CN101146487A

公开日:

20080319

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:

IPC分类号:

A61B17/70

主分类号:

A61B17/70

申请人:

斯潘富兰特有限公司

发明人:

D·贝克,C·A·泰勒,A·E·孔兹勒,D·T·斯廷森

地址:

美国马萨诸塞州

优先权:

11/086,005

专利代理机构:

北京中创阳光知识产权代理有限责任公司

代理人:

尹振启

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内容摘要

本发明涉及一种锁定机构和固定方法,该固定是将如骨螺钉的固定装置(104)和如杆的稳定装置(106)固定到脊骨。锁定机构(106)包括基座(102)和锁定元件(108)。该基座包括构造用于容纳固定装置(104)的底部(114),从而使得底部(114)的插口(116)接合固定装置(104)的一部分,并且防止固定装置(104)完全从插口通过。该基座(106)还包括构造用于容纳稳定装置(106)的侧部(112)和锁定元件(108)。当与基座(102)的侧部(112)完全接合时,锁定元件(108)使得固定装置(104)和稳定装置(106)的相对位置锁定。

权利要求书

1.一种锁定机构,构造为用于接合和锁定骨固定装置(104)的相对位置和稳定装置(108)的相对位置,所述锁定机构具有基座(102),该基座包括:底部(114),其被构造用于容纳固定装置(104)并且防止固定装置(114)从这里完全穿过;以及侧部(112),其被构造用于在固定装置(104)和稳定装置(106)之间容纳稳定装置(106)和锁定元件(108);其中,通过侧部(112)的锁定元件(108)的容纳使得固定装置(104)和稳定装置(106)的相对位置锁定。 2.如权利要求1所述的锁定机构,进一步包括保持元件(110),该保持元件被构造用于接合基座(102)和稳定装置(106),以限制稳定装置(106)远离固定装置(104)的运动。 3.如权利要求2所述的锁定机构,进一步包括反馈机构,用于指示至少一个保持元件(110)或锁定元件(108)的接合。 4.如权利要求2或3所述的锁定机构,其中,所述保持元件(110)和基座(102)至少是下列中的一种:可滑动地接合,可旋转地接合或可扣接地接合。 5.根据权利要求2-4中任一项的基座,包括保持槽(112)和唇缘,该保持槽用于容纳保持元件(110),该唇缘用于减小基座(102)的侧部的张开。 6.如上述权利要求中的任一项所述的锁定机构,其中,所述基座(102)和锁定机构(108)沿着基座(114)的侧部(112)在多个位置可接合。 7.如上述权利要求中的任一项所述的锁定机构,其中,所述固定装置(104)包括轴(142)和头部(140),并且所述基座(102)的底部(114)包括比轴(142)大且比头部(140)小的孔(118)。 8.如上述权利要求中的任一项所述的锁定机构,其中,所述基座(102)的侧部(112)包括用于容纳稳定装置(106)的通道(124)。 9.如上述权利要求中的任一项所述的锁定机构,其中,所述稳定装置(106)包括杆。 10.如上述权利要求中的任一项所述的锁定机构,其中,所述底部(114)包括有锥度的插口(116),用于容纳和接合固定装置(104)。 11.如上述权利要求中的任一项所述的锁定机构,其中,所述基座(102)的侧部(112)包括用于接合锁定元件(108)的锁定槽(120),并且其中基座(102)和锁定元件(108)是可滑动地接合。 12.如权利要求11所述的锁定机构,其中,所述锁定元件(108)包括下面中的至少一种:楔子,通常开口偏置结构或者可膨胀的结构。 13.如权利要求12所述的锁定机构,其中,所述锁定元件(108)包括具有固定装置侧(132)和稳定装置侧(130)的楔子,其中固定装置侧(132)或稳定装置侧(130)中的至少一个表面是斜坡的表面。 14.如上述权利要求中的任一项所述的锁定机构,其中,所述基座(102)的侧部(112)被构造用于容纳锁定元件(108),以使得当与基座(102)接合时锁定元件(108)大体平行于稳定装置(106)的纵向轴。 15.如上述权利要求中的任一项所述的锁定机构,其中,所述锁定元件(108)与基座(102)是部分地接合,从而使得固定装置(104)和稳定装置(106)被部分地锁定,以有助于固定装置(104)和稳定装置(106)的移动和对齐。 16.如权利要求15所述的锁定机构,其中,所述锁定元件(108)在于所述基座(102)部分地接合时是可分离的,以有助于固定装置(104)和稳定装置(106)中的至少一个移动或对齐的变化。 17.如上述权利要求中的任一项所述的锁定机构,其中,所述锁定元件(108)还被构造为在锁定元件(108)至少部分地与基座(102)接合后允许接近固定装置(104)。 18.如上述权利要求中的任一项所述的锁定机构,其中所述锁定元件(108)包括稳定装置侧(130),该稳定装置侧的外形被成形为与稳定装置(106)的外形相互作用。 19.如上述权利要求中的任一项所述的锁定机构,其中,所述锁定元件(108)包括固定装置侧(132),该固定装置侧的外形被成形为与固定装置(104)的外形相互作用。 20.如上述权利要求中的任一项所述的锁定机构,其中,所述锁定元件(108)比基座(102)的宽度长,从而使得当锁定元件(108)和基座(102)接合时,锁定元件(108)从基座(102)的侧部(112)突出。 21.如上述权利要求中的任一项所述的锁定机构,其中,所述锁定元件(108)包括用于接合固定装置(104)的相互交叉的指件。 22.如上述权利要求中的任一项所述的锁定机构,在锁定元件(108)和固定装置(104)之间进一步包括隔片,以协同地从锁定元件(108)向固定装置(104)传递力。 23.如权利要求22所述的锁定机构,其中,所述隔片的至少一侧包括下面中的至少一个波状表面或者相互交叉的指形件。 24.一种锁定机构,构造用于接合和锁定骨固定螺钉(104)的相对位置和杆(106)的相对位置,所述锁定机构具有郁金香形的基座(102),该基座包括:底部(114),其被构造用于容纳固定螺钉(104),该固定螺钉具有头部(140)和轴(142),其中头部(140)比轴(142)大,底部(114)具有比轴(142)大且比头部(140)小的孔,从而使得当固定螺钉(104)通过孔(118)时,底部(114)与头部(140)接合,以及侧部(112)被构造用于容纳杆(106)和在杆(106)和固定螺钉(104)之间的楔子(108);其中,通过郁金香形基座(102)的侧部(112)容纳的所述楔子(108)迫使固定螺钉(104)和杆(106)分离,并且使得固定螺钉(104)和杆(106)的相对位置锁定。 25.一种用于锁定固定装置和稳定装置的相对位置的方法,包括:将延伸通过基座(102)的底部(114)的固定装置(104)固定到骨头上;将稳定装置(106)放置在基座(102)的侧部(112);以及可滑动地将锁定元件(108)与基座(102)的侧部(112)接合在稳定装置(106)和固定装置(104)之间,以使得固定装置(104)和稳定装置(106)的相对位置锁定。 26.如权利要求25所述的方法,进一步包括在放置稳定装置(106)之前,将锁定元件(108)与基座(102)的侧部(112)部分地接合。 27.如权利要求26所述的方法,进一步包括在锁定元件(108)与基座(102)的侧部(102)完全接合之前,将保持元件(110)与基座(102)接合。 28.如权利要求27所述的方法,进一步包括,锁定元件(108)与基座(102)的侧部(102)完全接合之前,调整保持元件(110)。

说明书



技术领域

概而言之,本发明涉及用于治疗脊骨病理学的假肢(prostheses),特 别涉及用于夹持稳定杆的骨接口固定器。

背景技术

在本世纪,脊骨固定的各种方法已经被使用在脊骨不稳定和移置的治 疗中。脊骨稳定的最常用的治疗是通过外科手术熔接或关节固定手术使关 节固定。这种技术已被知晓几乎有一个世纪。然而,在很多情况下,特别 是涉及跨过腰骶关节的熔接和当将两个以上椎骨熔接在一起时,假肢是一 个问题。本世纪早期,手术后的外部固定(例如薄金属片和铸件的使用) 是脊骨固定所喜爱的方法。随着外科手术技术变得更加复杂,发展了各种 内部和外部固定的方法。

内部固定涉及病人整个内部稳定的治疗方法,并且包括公知的例如骨 板,螺钉,杆和销的设备。相比之下,外币固定涉及至少稳定装置的某部 分位于病人身体的外部。随着外科手术技术和程序变得更加高级和感染的 可能性降低,由于对病人有较小的限制,内部固定变为为人所喜爱的固定 方法。

脊骨的内部固定可以用于治疗多种疾病,包括驼背,脊椎前移和旋转, 部分的不稳定,例如由于疾病、外伤、天生缺陷和肿瘤疾病等形成的椎间 盘恶化和/或骨折。

与脊骨固定相关的一个主要挑战在于将固定装置固定到脊骨内且不损 伤脊髓。由于即使病人遭受诸如骨质疏松症的恶性不稳定,椎骨大体能提 供用于将固定装置夹持在合适的位置以固定治疗区,因此椎骨的梗节一般 用于固定。早期的固定装置涉及延伸过骨面而进入到硬节内的螺钉的使 用。

在现代外科手术程序中,当前用于内部脊骨固定的固定装置和硬件系 统一般设计满足一个或多个标准,例如:提供所指示的刚性,一般是沿着 病人脊骨的长轴,能适应对所使用脊骨的尺寸和形状大的变化;具有处理 该装置由于脊骨的运动而承受的张力和压力的能力;以及在植入和植入件 去除过程中提供容易的外科手术操作。

这些因素中,最难实现的极有可能是在通过外科手术将植入件植入或 者去除时提供的容易的外科手术操作。特别得,外科医生在程序中常常希 望安装、测试、调整和重新安装固定装置很多次,以保证装置被最优地定 位。由于瘫痪的危险,这在处理脊骨柱时特别的重要。

作为试图满足上述标准的设计的一个例子在美国专利No.5,466,237 中公开。该公开的固定装置包括被描述为具有骨螺钉和基座的可变位置锁 定锚。

公开的装置使用螺母作为锁定机构。如公开的,螺母被紧固到基座, 以沿着螺钉的纵向轴挤压连杆,使得螺钉以匹配接触的方式接合基座,由 此锁定在合适的位置。在使用中,保持固定装置的合适的定位同时紧固螺 母和其他的该种锁定机构是困难的。另外,当使用螺钉利用压力将杆锁定 在合适的位置时,很多现存的固定装置可能从固定装置的基座侧张开。基 座侧可能张开,并且在固定装置间产生间隙,而降低了有效性。优选地是, 固定装置能够防止张开。

优选的是,如果不需要通过紧固螺母或其他该种锁定机构产生所需的 挤压力,而能够将螺钉锁定。还优选的是,如果锁定机构包括用于辅助外 科医生在最终将植入件锁定在合适位置之前安装植入件的部分或初级锁 定。进一步优选地,如果锁定机构涉及用于防止,或者最至少地,最小化 锁定机构的各个部件的张开。

本发明包括能够克服现有技术缺陷的新型的固定装置。

发明内容

根据本发明的一个方面,提供了一种锁定机构,其构造成用于接合并 且锁定骨固定装置(fixation device)的相对位置和稳定装置 (stabilization device)的相对位置。锁定机构包括基座和在固定装置 和稳定装置之间的锁定元件,该基座具有底部和侧部,该底部构造用于容 纳固定装置并且防止固定装置完全穿过,该侧部构造用于容纳稳定装置。 基座的侧部被构造为容纳锁定元件,从而使得锁定元件的容纳使得固定装 置和稳定装置之间的相对位置锁定。

根据本发明的另一方面,提供了一种锁定机构,构造用于接合和锁定 在骨固定螺钉的相对位置和杆的相对位置。锁定机构包括郁金香形基座, 该基座具有用于容纳固定螺钉的底部,该固定螺钉具有头部和轴,其中头 部比轴宽。底部具有比轴大且比头部小的孔,从而当固定螺钉经过孔时, 底部与头部部接合。郁金香形基座还具有侧部,构造用于容纳杆以及杆和 固定螺钉之间的楔子。郁金香形的基座的侧部被构造成用于容纳楔子,从 而使得通过郁金香形基座的侧部容纳的楔子迫使固定螺钉和杆分离,使得 固定螺钉和杆的相对位置锁定。

根据本发明的另一方面,提供一种用于锁定固定装置和稳定装置的相 对位置的方法,包括:将固定装置固定到骨上,该固定装置沿伸过基座的 底部;通过基座的侧部放置稳定装置;以及可滑动地将锁定元件与基座的 侧部接合在稳定装置和固定装置之间,以使得固定装置和稳定装置之间的 相对位置锁定。

附图说明

图1是具有固定装置和稳定装置的本发明的锁定机构的分解透视图;

图2A是具有固定装置和稳定装置的本发明的锁定机构的横截面侧视 图;

图2B是具有固定装置和稳定装置的本发明的锁定机构的横截面前视 图;

图2C-D是本发明的可选保持元件和保持槽构造的横截面的前视图;

图3A-D是根据本发明的保持元件的顶部透视、底部透视、顶平面和侧 平面视图;

图4A-D是根据本发明的锁定元件的顶部透视、底部透视、前平面和侧 平面视图;以及

图5A-B是本发明可以使用的示例性固定装置的透视图。

具体实施方式

首先参照图1和2A-D,图1显示了本发明的锁定机构的分解透视图, 图2A-B显示了本发明的锁定机构的横截面的视图。锁定机构100被构造 为用于接合并且锁定相对于稳定装置106的相对位置的固定装置104的相 对位置。锁定机构100包括基座102和锁定元件108。基座102包括底部 114,该底部被构造成用于容纳固定装置104,从而使得底部114的插口 116接合固定装置104的部分,并且防止固定装置104完全由此穿过。

固定装置104例如可以是螺钉,具有头部140的螺钉和具有螺纹144 的轴142。固定装置104的例子显示在图5A和5B中。为了防止固定装置 104完全穿过基座102,基座102优选包括比轴140大且比头部140小的 孔118。当固定装置104被压向基座102的底部114时,基座102的底部 114的插口116接合固定装置104的头部。另外,底部114的插口116可 以有锥度,以容纳和接合固定装置104。

基座102也包括侧部112,该侧部构造用于容纳稳定装置106和锁定 元件108。稳定装置106可以例如是杆,并且基座102的侧部112包括用 于容纳稳定装置106的通道124。

锁定机构100也可以包括保持元件110,该保持元件被构造成用于容 纳基座102和稳定装置106,从而使得保持元件110起作用,以限定稳定 装置106远离固定装置104的运动。保持元件110和基座102可以是,例 如是可滑动地接合,可旋转地接合和/或可扣接的接合。因此,基座102 可以包括用于容纳保持元件110的保持槽122。另外,基座102也可以包 括唇缘,用于减小基座102的侧部的张开。图2C-D显示了可以用于帮助 防止基座102的侧部112张开的保持槽122和保持元件110的不同类型的 构造,

锁定元件108被构造成用于与基座102的侧部112接合,以使得固定 装置104和稳定装置106的相对位置锁定。锁定元件108优选地在固定装 置104和稳定装置106之间与基座102的侧部112接合,从而使得锁定元 件108使得固定装置104和稳定装置106被迫分开。

为了有助于与锁定元件108接合,基座102的侧部112可以包括至少 一个锁定槽120,该锁定槽被构造用于容纳可滑动地接合的锁定元件108。 锁定槽120可以定位在基座102的侧部112,从而使得锁定元件108在与 基座102接合时大体平行于稳定装置108的纵向轴。锁定元件108可以部 分地接合基座102,从而使得固定装置104和稳定装置106被部分地锁定, 这样有助于固定装置104和稳定装置106的移动和对齐。一旦锁定元件108 完全接合时,再定位可能更困难。

锁定元件108一旦部分地与基座102接合时,优选可从基座102分离, 这样以有助于固定装置104和/或稳定装置106的位移或对齐的改变。为 了使得锁定元件108更容易地从基座102分离,锁定元件108可以比基座 102的宽度长,从而使得当所述锁定元件108和基座102完全接合时,锁 定元件108从基座102的侧部112伸出。锁定元件108也可以被构造为使 得当锁定元件108部分地与基座102接合时,锁定元件108允许接近固定 元件104。

锁定元件108可以包括,例如楔子、通常开口偏置的结构或可膨胀的 结构。优选地,锁定元件108具有固定装置侧132和稳定装置侧130,其 中固定装置侧132或稳定装置侧130中的至少一个表面是倾斜的表面。应 该理解的是,本发明可以利用一点也不倾斜的锁定元件108。另外,稳定 装置侧130可以成形为与稳定装置106的外形相互作用,并且固定装置侧 132可以成行为与固定装置108的外形相互作用。

现在转向图2A和2B,更详细地说明了本发明的锁定机构100。图2A 是具有固定装置104和稳定装置106的本发明的锁定机构100的横截面侧 视图。图2B具有固定装置104和稳定装置106的本发明的锁定机构100 的横截面前视图。

锁定机构100包括基座102和用于与固定装置104和稳定装置106接 合的锁定元件108。锁定机构100可以包括用于辅助接合的保持元件110。 基座102、固定装置104、稳定装置106、锁定元件108和保持元件110 中的每一个可以由本领域所公知的多种材料制造,并且当锁定机构100被 用作骨固定时优选地是由与生物相容的材料制造。该种材料包括但不限 于,钛,钛合金(例如,钛/铝/钒(Ti/Al/V)合金),钴-铬合金,不锈 钢,陶瓷(氧化铝陶瓷,氧化锆陶瓷,氧化钇氧化锆陶瓷等),高强度聚 合体(例如,PEEK,PEKK等),热解碳,钽,碳合成材料以及其混合物。 有些材料更适合固定表面,例如钴-铬合金,钛,(Ti/Al/V)合金,但是 本领域所公知的用于固定表面的任何材料可以用在本发明。该种材料通常 用在骨固定中或者类似结构中。优选地,材料是刚性的,并且在一个实施 例中,基座102、固定装置104、稳定装置106、锁定元件108和保持元件 110都是由Ti/Al/V合金制造,例如Ti/6Al/4V合金ELI。

不过,一个本领域的普通技术人员应该承认的是,除了螺钉外的固定 装置104在不背离本发明的范围内是可以使用的,在这里显示和说明螺钉, 以说明固定装置104和基座102的接合,以及用于固定装置104和稳定装 置106的相对位置的锁定的方法。另外,可以使用各种类型的螺钉。螺钉 的两个示例类型在图5A和5B中说明。

基座102的尺寸可以与现有技术装置的相似。例如,基座102的高度 可以处于从大约0.4英寸到大约1英寸的范围内。在一个实施例中,基座 102的高度处于从大约.588英寸到大约.598英寸的范围内。另外,基座 102的宽度可以处于大于0.25到大约1英寸的范围内。在一个实施例中, 基座102的宽度处于从大约.405英寸到大约.415英寸的范围内。

基座102具有侧部112和底部114。底部114可以倾斜,如图2B所示, 并且包括插口116和孔118。由于在图1和2A-B所示的基座102的类型的 大体形状有些像郁金香花,该基座102的类型常常被本领域的技术人员称 为“郁金香”。插口116优选大小设置为容纳固定装置104(例如螺钉), 并且孔118优选大小设置为防止固定装置104整体从孔中穿过。孔118优 选位于基座102的底部。

插口116被构造成用于锁定固定装置104的接合,或者更具体地,固 定装置104的头部140的接合表面146。为了有助于锁定接合,插口116 的表面可以包括粗糙的或者卷曲的表面和/或表面固定机构,例如脊部, 槽,凸块,小点或者类似物。另外,固定装置104的接合表面146可以具 有相似的表面。

基座102在侧部112也包括通道124,用于容纳稳定装置106,例如杆 或者动态稳定元件。虽然通道124优选用于容纳稳定装置106,尽管由于 外科医生必须将稳定装置106穿过开口放置而不是将稳定装置放置在通道 124内,使得带有开口的基座102的使用可能更加麻烦,但是本领域的技 术人员应该理解的是,在侧部112的开口也可以用于容纳稳定装置。利用 通道124容纳稳定装置106为外科医生提供了更大的灵活性。

在放置稳定装置106在通道124内后,需要将稳定装置106保持在通 道124内,从而使得锁定元件(例如锁定元件108)能够固定稳定装置106 的位置。因此,基座102的侧部112也包括配置用于容纳保持元件110的 保持槽122a和122b。保持槽122a和122b在通道124内至少定位在稳定 元件106的中心线上面,并且在通道124内可以定位在稳定元件106的顶 部的上面。当锁定机构100被用于脊骨固定时,“上面”意味着相对于病 人是身体后面(posterior),“下面”意味着相对于病人是身体前面 (anterior)。因此,基座102的底部114相对于病人是前面,并且当固定 装置104和稳定装置106从病人后面向前面移动时,固定装置104和稳定 装置106被基座102容纳。

由此,保持元件110与基座102的侧部114的保持槽122a和122b接 合,以保持稳定装置106位于通道124内。保持元件110和基座102可以 是可滑动地接合,可旋转地接合,和/或可扣接地接合。在图1、2A-B和 3A-D中公开的实施例中,保持元件110和基座102是可旋转地接合。本领 域的技术人员应该理解的是,保持元件110的主要目的并不是强制稳定装 置106与固定装置104接合。相反,保持元件110的主要目的是防止稳定 装置106通过锁定元件108被强压出通道124。换句话说,保持元件110 不向下拧,以对稳定装置106施加增大的力,从而接合和锁定稳定装置106 和固定装置104。没有锁定元件108,保持元件110自己并不涉及固定装 置104和稳定装置106。

基座102的侧部112也被构造成用于容纳锁定元件108,该锁定元件 被构造成用于接合基座102的侧部112。在图1、2A-B和3A-D中例示性的 实施例中,锁定元件可滑动地与基座102的侧部112的锁定槽120a和120b 接合。在该实施例中,锁定槽120a和120b位于稳定元件106的中心线的 下面并且在固定元件104的头部的中心线的上面。

本领域的技术人员应该理解的是,尽管图2A和2B所示的基座102被 构造用于容纳这样的锁定元件108,即其线性轴线大体平行于稳定装置106 的线性轴线,但是基座102也可以构造成用于容纳这样的锁定元件108, 即其线性轴线大体不平行于稳定装置106的线性轴线。例如,锁定元件108 的线性轴线可为具有相对于稳定装置106的轴大体垂直、大体平行,或者 之间的任意位置的轴。换句话说,锁定元件108可以在围绕基座102的任 意位置被基座102容纳。

当锁定元件108接合锁定槽120a和120b时,锁定元件108迫使固定 装置104和稳定装置106分离,并且使得固定装置104和稳定装置106的 的相对位置锁定。另外,锁定元件108可以比基座102的宽度长,从而一 旦完全,与锁定槽120a和120b接合,锁定元件108从基座102的侧部112 突出。这对本发明的锁定机构100的某些使用特别有利,从而使得外科医 生更容易地部分地或者完全地接合或者分离锁定元件108。另外,锁定元 件108突出部分的尺寸对于外科医生是可见的,起到对接合面的可视指示 器的作用。

如图4A-D所示,锁定元件被构造成用于在固定装置106和稳定装置 108之间移动,并且可以呈楔子的形式,该楔子具有前侧126和后侧128。 锁定元件108也包括固定装置侧132和稳定装置侧130。固定装置侧132 的表面从前侧126到后侧128可以是斜坡。稳定装置侧130的表面从前侧 126到后侧128也可以是斜坡。换句话说,固定装置侧132和稳定装置侧 130中的一个或两个表面都可以是斜坡的。另外,固定装置侧132和稳定 装置侧130的两个表面可以一点也不倾斜。

斜坡的倾斜度可以变化,但是大体从大约0.5到大约6度的范围内。 在一个实施例中,倾斜度的范围从大约1.5到大约4度。

另外,固定装置侧132和/或稳定装置侧130的表面可以相对地平滑, 如与锁定机构100的其他接合表面相反。另外,锁定机构108可以由钛合 金制造,并且固定装置侧132和/或稳定装置侧130的表面可以具有粗糙 的或卷曲的表面和/或表面固定机构,例如脊部、槽、凸块、小点或者类 似的,用于提高表面磨擦系数。例如,稳定装置侧130或固定装置侧132 可以通过喷洒氧化铝而变粗糙。

本领域的技术人员应该理解的是,其他的表面处理也可以用在固定装 置侧132和稳定装置侧130的表面上。本领域技术人员还应该理解的是, 锁定机构100的任意表面,和/或固定装置104的任意表面,和/或稳定装 置106的任意表面也可以进行表面处理。

固定装置侧32的外形可以成形以改善与固定装置104的接合。该外形 可以增加锁定元件108和固定装置104接合的面积。例如,如果锁定机构 100被用于将固定螺钉104与大体球形头部140接合,头部固定侧132的 外形可以被成形为,使它包括具有与头部140的曲率相近似曲率的通道。 相思的,稳定装置侧130的外形被成形为提高锁定元件108和稳定装置106 接合的面积。当稳定装置106是杆时,稳定装置侧130的外形可以成形, 以使得它包括具有与杆的外部表面曲率相近似的曲率的通道。本领域的技 术人员应该理解的是,该外形为可选择性地减小锁定元件108和固定装置 104接合的面积。

另外,固定装置侧132可以被设计为,使它能提高固定装置与目标的 固定。例如,固定装置侧132可以包括相互交叉的指形件,脊部或其他机 构,用于提高在固定装置侧132和固定装置104(例如螺钉)之间的相互 作用。

在图1、2A-B和4A-D的例示性实施例中,锁定元件108可滑动地与基 座102的侧部112的锁定槽120a和120b接合。因此,锁定元件108也包 括用于与锁定槽120a和120b可滑动地接合的边138a和138b。边138a 和138b中的每一个可以包括鼻引入件156a和156b,以分别有助于边138a 和138b在锁定槽120a和120b的初始移动。

另外,锁定元件108可以包括入口孔134,用于在锁定元件108部分 地与基座102的侧部112接合后为固定装置104提供入口。该入口孔134 也可以为调整或放置固定装置104提供入口,其中锁定元件108在固定装 置104移动或调整之前被放置。入口孔134优选向锁定元件108的前侧126 偏置。因此,当锁定元件108只有部分接合时,如果入口孔134被定位在 锁定元件108的中心,则入口孔134与其它情况下相比更直接地位于固定 装置104的上面。因此,当锁定元件108部分地与侧部112接合时,驱动 机构可以通过入口孔134,以向固定装置104施加驱动力。

另外,锁定元件108可以在固定装置侧132具有自保持机构(例如脊 部)。该脊部162也可以在稳定装置侧130上。优选地,脊部朝向锁定元 件108的前侧123被定位,从而当锁定元件108与基座接合时,脊部帮助 防止锁定元件104收回。

进一步,锁定元件108的宽度在入口孔130处更窄,这样使得当入口 孔130定位在固定装置104的上面时,锁定元件108和固定装置104存在 着更小的接合。进一步,锁定元件108可以在固定装置表面132、稳定装 置表面130或两者都具有锥形158。优选地,锁定元件108在固定装置表 面132具有锥形158,以辅助锁定元件108与固定装置104的接合。

锁定元件108也可以被构造为,使得当锁定元件108与侧部112完全 接合时锁定元件108被锁定。为了有助于锁定,锁定元件108可以包括插 销、抓手、齿或者类似物,起到锚的作用,防止当锁定机构108被完全接 合时锁定机构108缩回。

另外,锁定元件108和基座102可以包括反馈机构,以指示锁定元件 108和基座102的接合。例如,锁定元件108可以是颜色编码,或者具有 与基座102上的脊部或凸块相匹配的脊部或凸块,从而使得例如外科医生 可以感觉到匹配脊部或凸块的相互作用,以确定锁定元件108与基座102 的接合水平。

为了使得设置在固定装置104和稳定装置106之间的锁定元件108能 够锁定固定装置104和稳定装置106之间的相对位置,锁定机构100优选 地也包括保持元件110,该保持元件由锁定元件108施加的力限制稳定装 置106向上的运动。本领域的普通技术人员应该理解的是,可以使用其他 类型的保持元件110。例如,在稳定装置106通过基座102的侧部112的 孔被插入进基座102处时,基座102的侧部112可以起到保持元件110的 作用。也可以使用任意其他类型的保持元件110。

本领域的普通技术人员应该理解的是,在固定装置104与稳定装置106 中的任意一个或两者和锁定元件108之间可以使用中间元件,这可能脱离 本发明的范围。例如,中间元件可以是位于锁定元件108和固定装置104 之间的隔片(spacer)。隔片因此可以被构造为具有外形表面,和/或交叉 的指形件,如参考锁定元件108的固定装置表面132描述的那些。类似的, 在锁定元件108和稳定装置106之间的中间元件内可以具有与稳定装置表 面130相似的表面。

图1、2A-B和3A-D显示了根据本发明的例示性保持元件110的透视图、 顶平面和侧平面视图。如上所述,保持元件110将稳定装置106保持在通 道124内,并且当锁定元件108与基座102的侧部112接合以迫使稳装置 106和固定装置104分开时,防止稳定装置106远离锁定元件108移开。 也如前所述,保持元件110可以是如图3A-D所示的盖子。另外,保持元 件110例如铰链垂直或者水平连接到基座102。另外,保持元件110可以 例如结合入基座102的侧部112,这样的话,稳定装置106通过穿过侧部 112的孔的上边而被防止离开固定装置104。

在图1、2A-B和3A-D中的具体实施例,保持元件110是盖子的形式。 保持元件110优选地在一个方向上比其他方向上长,从而使得当保持元件 110被旋转90度时,与基座102的侧部的保持槽122a和122b相接合。如 所示的,保持元件110包括转动元件148,该转动元件被构造为容纳一工 具,该工具用于有助于将保持元件110旋转地与保持槽122a和122b相接 合。具体地,保持元件110包括翼部150a和150b,构造用于与保持槽122a 和122b相接合。每一个翼部150a和150b在翼部150a和150b的边沿分 别包括鼻件160a和160b,以有助于与保持槽122a和122b相接合。保持 元件110优选地与保持槽122a和122b的接合是通过下面实现的,放置保 持元件110靠近保持槽122a和122b并且然后顺时针旋转90度,从而使 得鼻件160a和160b与保持槽122a和122b接合,由此辅助翼部150a和 150b与保持槽122a和122b的接合。

保持元件110也包括稳定装置表面152,当翼部150a和150b与保持 槽122a和122b接合时,该稳定装置表面防止稳定装置106向通道124的 上面移动。稳定装置表面152也可以包括与稳定装置106的外表面相近的 外形154。外形154可以包括,例如穿过保持元件110的稳定装置侧154 的至少一个通道。

另外,保持元件110和基座102可以包括反馈机构,用于指示保持元 件110和基座102的接合。例如,保持元件110可以具有设计用于与基座 102上的脊部或凸块相匹配的脊部或凸块,从而使得,例如外科医生可以 感觉到匹配脊部或凸块的相互作用,以确定保持元件110和基座102的接 合水平。

本领域的普通技术人员可以理解的是,在附图中所使得保持元件的具 体实施例仅仅是不背离本发明的范围的前提下的多种保持元件类型中的 一种。例如,保持元件110以线形的方式可滑动地与保持槽122a和122b 接合。本领域的普通技术人员可以理解的是,保持槽120a、120b、122a、 122b的具体形状和类型可以大体上改变。例如,保持槽122a可以在保持 槽122a内包括与翼部150a的小凸块相互作用的微槽,从而使得当翼部 150a和保持槽122a合理地接合时更明显。相似的,翼部150a和150b可 以具有小脊部的表面,以增大在翼部150a和150b和保持槽122a和122b 之间的摩擦,从而有助于防止保持元件110分离。

这些表面可以是粗糙的或卷曲的,和/或包括至少一个表面固定机构, 例如脊部、槽、凸块、小点或者类似物,以增加摩擦系数。例如,表面可 以通过喷洒氧化铝而变粗糙。本领域的普通技术人员应该理解的是,也可 以使用其他的表面处理。

另外,如显示在图2C-D中,保持槽122a和122b以及翼部150a和150b 可以被构造成防止基座102的侧部112张开。多种机构对于本领域的技术 人员来说是显而易见的。例如,翼部150a和150b以及保持槽122a和122b 可以被构造为保持槽122a和122b具有顶部表面,该顶部表面与保持槽 122a和122b的侧表面形成锐角。另外,翼部150a和150b以及保持槽122a 和122b可以具有锁定唇缘,如图2D所示。

在使用中,本发明的固定机构100提供了用于接合和锁定固定装置104 和稳定装置106的相对位置的方便方法。本局本发明的一个方面,固定装 置104通过基座102的底部114,然后固定到目标(例如脊椎骨或其他的 骨)。稳定装置106然后通过基座102的侧部112被放置。在一个具体实 施例中,稳定装置被放置在通道124内。放置稳定装置106之后,锁定元 件108在固定装置104和稳定装置106之间被可滑动地与基座102的侧部 112接合,以使得固定装置104和稳定装置106的相对位置锁定。另外, 保持元件110可以在放置稳定元件106之后并且在完全接合锁定元件108 之前与基座接合。

另外,在放置稳定装置106之前,固定机构100可以允许固定装置104 部分锁定。例如,在放置稳定元件108之前或者之后,锁定元件108可以 部分地与固定机构104接合。另外,锁定元件108可以包括孔,该孔允许 通过驱动机构接近固定装置104,以将固定装置104固定到目标上(例如, 脊椎或骨)。在这种情况下,在将固定装置104固定到目标之前锁定元件 108可以部分地接合。

锁定元件100在锁定元件108完全接合之前也允许固定装置106再此 被调整。因此,锁定元件108可以部分地接合,然后固定装置104可以被 固定到目标,然后在锁定元件108完全接合以将固定装置14和稳定装置 106固定到相对位置之前,稳定装置106根据需要定位和再调整。另外, 锁定元件108在固定装置104固定到目标之后可以部分地接合。另外,锁 定元件108可以一点也不部分地接合,而一旦固定装置104和稳定装置106 被合适地放置,则简单地完全接合。

尽管本发明已经接合例示性实施例说明,说明的实施例在所有的方面 应该成为是说明性的而不是限制性的。在不背离本发明的精神和范畴的基 础上,显然可以对该种其他的特征和方面进行变形、修改或等同替换,因 此权利要求意由随附的权利要求中的范围所限定。另外,应该理解的是, 在用在一个实施例中所描述的特征和部件可以以相同或相似的方式在其 他实施例中应用。

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本发明涉及一种锁定机构和固定方法,该固定是将如骨螺钉的固定装置(104)和如杆的稳定装置(106)固定到脊骨。锁定机构(106)包括基座(102)和锁定元件(108)。该基座包括构造用于容纳固定装置(104)的底部(114),从而使得底部(114)的插口(116)接合固定装置(104)的一部分,并且防止固定装置(104)完全从插口通过。该基座(106)还包括构造用于容纳稳定装置(106)的侧部(1。

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