專利名稱：帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種脊柱固定裝置，它能矯正并固定受傷的人類脊柱；更為獨特的是，它還涉及一種便于進行脊柱手術(shù)的脊柱固定裝置，它通過用形狀記憶合金制成的節(jié)狀柔性縱向桿和橫向連桿，使縱向桿和橫向連桿能拉長，以靈活地適應不同形狀的受傷脊柱的固定。
背景技術(shù)：
一般來說，脊椎由24塊骨頭(除骶椎以外)組成。它們通過關(guān)節(jié)件相互連接，而且關(guān)節(jié)件之間還有圓盤件。由于采用這種結(jié)構(gòu)，脊椎使人能保持某個姿勢，并能吸收一定的沖擊力。此外，脊椎對于運動也十分重要，它能保護所有內(nèi)部器官免受外部沖擊。但是，脊柱的脊椎骨也能因外部環(huán)境、長時間的不正確姿勢以及整形手術(shù)等因素受到傷害或扭傷，從而壓迫脊柱內(nèi)的神經(jīng)系統(tǒng)而誘發(fā)嚴重的背痛。
脊柱的某一部位受到傷害后，由于脊柱的受傷部位受到脊柱上相鄰的其它部位的壓迫，病人將無法從事日常生活的各種活動。這種脊柱病變需要通過外科手術(shù)來治療因椎間關(guān)節(jié)壓迫和不穩(wěn)定而誘發(fā)的神經(jīng)根部疼痛。
如圖1所示，傳統(tǒng)的脊柱固定裝置中包括若干椎弓根螺釘200，它們分別通過椎弓根插在受傷或變形的脊椎骨內(nèi)，其中每個椎弓根螺釘200在其頂部有一個螺釘頭201，螺釘頭201上有一個U型桿槽201a，螺釘頭的內(nèi)表面制有內(nèi)螺紋201b，在螺紋頭201的下方制有螺紋202，使椎弓根螺釘200能植入脊椎骨內(nèi)。有一對縱向桿250位于脊柱的兩側(cè)，連接在椎弓根螺釘200上，以防止脊椎骨移動。還有若干固定螺釘300，每個螺釘都有外螺紋，其上表面有一個扳手孔，它們被插在椎弓根螺釘200的螺釘頭201上的桿槽201a中，以防止縱向桿移動。橫向連桿400用來固定縱向桿250。
以下將參照附圖，對傳統(tǒng)的脊柱固定裝置的縱向桿和椎弓根螺釘作以簡單描述。
如圖2所示，椎弓根螺釘200的螺紋部分202被植入脊椎體500中。然后將縱向桿250插到桿槽201a中。在這種情況下，將固定螺釘300擰到桿槽201a的內(nèi)螺紋201b中。
此外，固定螺釘300被擰到桿槽201a中，是通過將其插入槽300a中，然后用扳手在它頂部擰來實現(xiàn)的。因此，在椎弓根螺釘200的桿槽201a中，固定螺釘300的底面壓住縱向桿250的頂部。
由于這種安裝方法，縱向桿250必然會擰緊在椎弓根螺釘200上，以矯正不能活動或受傷的脊椎體500。橫向連桿400的兩端固定在一對縱向桿250上，使橫向連桿400能固定在與椎弓根螺釘200連接的縱向桿250之間。當病人需要做向左或向右扭轉(zhuǎn)的活動時，橫向連桿400可防止縱向桿250轉(zhuǎn)動和移動。
在傳統(tǒng)的脊柱固定裝置中，縱向桿250是矯正脊椎的主要部件。因此，當縱向桿與脊椎骨不可分離地融合在一起時，其材料或性能(如彈性)對人體影響很大。由于采用醫(yī)用鈦合金制成，縱向桿250本身是沒有彈性的。由于脊椎骨段與縱向桿融合在一起來矯正脊椎體，因此它很難使腰椎線保持正常。
此外，脊椎骨在內(nèi)部與縱向桿融合在一起后，重量將集中在上段或下段，這樣在脊椎骨融合后幾年內(nèi)，會引起其它脊椎狹窄或腰椎不穩(wěn)定。
尤其重要的是，當腰椎受到?jīng)_擊后，縱向桿會斷裂而留在脊椎骨內(nèi)，從而帶來一些問題。
設(shè)置縱向桿的目的是保持正確的脊柱曲線形狀，而與每個人具體的脊柱形狀無關(guān)。這樣將難以實現(xiàn)每種產(chǎn)品的標準化以及做出各種形狀，從而增加產(chǎn)品成本。此外，因為縱向桿是直的，將椎弓根螺釘連接到縱向桿上時，縱向桿的結(jié)構(gòu)也會產(chǎn)生一系列問題。也就是說，每個人的脊柱形狀是相互不同的。因此，如果椎弓根螺釘沒有均勻地固定在各段之間，很難將直桿安裝在椎弓根螺釘上。這是由縱向桿的物理性質(zhì)決定的。在這種情況下，手術(shù)員必須根據(jù)縱向桿的位置傾斜椎弓根螺釘，以調(diào)整椎弓根螺釘?shù)木嚯x和方向。此外，手術(shù)員還必須用多軸型螺釘調(diào)整椎弓根螺釘頭的角度，這種螺釘可以在預定的角度范圍內(nèi)繞螺釘自由旋轉(zhuǎn)頭部，以便以連接上縱向桿。使用傳統(tǒng)的脊椎固定裝置進行手術(shù)需要保證精確性，因為手術(shù)員必須準確的確定位置來安裝椎弓根螺釘，然后還要在脊椎骨上打一個洞，給外科醫(yī)生造成了一個負擔。此外，還要花費大量的時間根據(jù)病人脊椎骨的曲線形狀來制作縱向桿，以及確定椎弓根螺釘?shù)奈恢谩?br> 為了解決傳統(tǒng)脊椎固定裝置的問題，已經(jīng)有各種類型的彈性縱向桿。
其中一種用來連接椎弓根螺釘?shù)膹椥钥v向桿如圖所示，韓國實用新型專利號為0,338,006。這種縱向桿由桿體601和在桿體601中間制出的彈性連接部分603組成。如圖3所示，彈性縱向桿有各種類型，例如半圓環(huán)型、螺旋彈簧型、小于桿體直徑的桿型，等等。
這些類型的縱向桿都有彈性連接部分，使桿體能夠彎曲。這種結(jié)構(gòu)使縱向桿在椎弓根節(jié)之間的預定范圍內(nèi)具有流動性。但是，這種縱向桿結(jié)構(gòu)導致喪失了脊柱矯正的基本功能，因為彈性連接部分引起了大范圍的移動。因為縱向桿必須支撐和連接脊柱段。在上述結(jié)構(gòu)中，桿體各段是可拆分的，這樣它們能在一定的彈性范圍內(nèi)移動。因此，不能實現(xiàn)脊柱各段之間可靠連接。
此外，當椎弓根螺釘偏離直線范圍時，縱向桿的結(jié)構(gòu)也會產(chǎn)生問題，因為它難以將縱向桿連接到椎弓根螺釘上。
圖4所示為傳統(tǒng)的用來防止椎弓根產(chǎn)生微小移動的橫向連桿的透視圖。
橫向連桿400由以下部分組成分別鉤在縱向桿250兩端的固定套410和活動套420；支撐在縱向桿250上的隔離桿430；以及與固定套410和活動套420相連接、使隔離桿430固定在縱向桿250上的固定螺釘440。
固定套410和活動套420分別設(shè)有半圓形的鉤形部位410a和420a，用來連接到縱向桿250上；有插在縱向桿250兩端的支撐孔410b和420b；還有用來插入固定螺釘440的螺釘孔410c和420c。
將固定套410上的鉤形部位410a鉤在縱向桿250上，然后將隔離桿430的一端插入支撐孔410b中。將活動套420的鉤形部位420a鉤在縱向桿250上，然后將隔離桿430的另一端插入支撐孔420b中。將固定螺釘440分別擰在螺釘孔410c和420c中，使縱向桿250可靠地緊固在隔離桿430的下方。
在橫向連桿400的結(jié)構(gòu)中，鉤形部位410a的內(nèi)徑幾乎與縱向桿250的直徑相等。因此，如果縱向桿250中有一根桿傾斜或它們之間相互不平行，橫向連桿400就不能遷就縱向桿250的這種傾斜或不平衡。如果縱向桿250傾斜或不平衡，固定套410和活動套420的支撐孔410a和420a也會不平衡，從而導致隔離桿430無法插入支撐孔410b和420b中。如果強制使隔離桿430固定在支撐孔410b和420b中，活動套420的位置就會扭曲，使縱向桿250與活動套420的鉤形部位420a脫開。在這種情況下，即使固定螺釘440仍擰在螺釘孔中，仍無法可靠地將隔離桿430支撐在縱向桿250上。由于橫向連桿400具有這一問題，就需要外科手術(shù)花費很長的時間。如果難以安裝橫向連桿400，可能會省略這一部件，但這將導致手術(shù)缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
為解決這些問題，本實用新型的一個主要目的是提供一種簡單方便的椎弓根螺釘與縱向桿之間的連接方法，即使手術(shù)時椎弓根螺釘稍有偏斜，也能通過每根縱向桿和橫向連桿形狀和長度的改變來解決，而縱向桿和橫向連桿是采用在一定溫度下能夠產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成的。
本實用新型的另一個目的是提供一種脊柱固定裝置，它具有足夠的強度在彈性力恢復的過程中矯正脊柱，使這種脊柱固定裝置對被矯正的脊椎段具有適應性。
此外，本實用新型的另一個目的是提供一種U型桿，它由形狀記憶合金制成。本實用新型中的這種U型桿能簡單方便地進行脊椎矯正手術(shù)，零件少，能直接植入所選定的脊椎骨中而不需要使用椎弓根螺釘。
根據(jù)本實用新型的一個側(cè)面，可以提供由以下部分組成的脊柱固定裝置若干椎弓根螺釘，每個螺釘?shù)捻敳坑幸粋€螺釘頭，螺釘頭下方制有螺紋用來植入脊椎弓根中，其螺釘頭上有一個安裝座，在安裝座底面有至少一個桿槽；一對與椎弓根螺釘連接的縱向桿，用來防止脊椎移動，其中縱向桿上設(shè)有一個彈性段并安裝在安裝座上的桿槽中；至少一根橫向連桿，其直桿部位設(shè)有彈性段，鉤形部位從直桿部位的兩端延伸，剛性地固定縱向桿對；若干固定螺釘，每個螺釘都剛性地插在螺釘頭上的安裝座中，以防止縱向桿移動，其中縱向桿和橫向連桿都采用在預定溫度下可以產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成。
本實用新型所述的縱向桿的兩端彎曲成鉤形，在螺釘頭的外表面上還制有至少一個固定槽并位于桿槽的下方，使每根縱向桿的一端能固定在固定槽中。本實用新型還包括若干螺釘頭帽，安裝在椎弓根螺釘頭上。本實用新型所述的縱向桿和橫向連桿在+10℃及以下溫度下為馬氏體狀態(tài)，在大約+35℃及以上溫度下為奧氏體狀態(tài)。本實用新型所述的縱向桿的彈性段和直桿部分有一段為彈簧狀。本實用新型所述的縱向桿的彈性段和直桿部分有一段為波浪形。本實用新型所述的直桿部分有一段為平板形。本實用新型所述的直桿部分的橫截面為圓形。本實用新型所述的椎弓根螺釘外表面上還有一個槽口，其橫向連桿為“S”形，S型的橫向連桿插在椎弓根螺釘?shù)牟劭谥小１緦嵱眯滦退龅穆葆旑^上安裝座的內(nèi)表面上制有內(nèi)螺紋，帶外螺紋的固定螺釘擰在螺釘頭安裝座的內(nèi)螺紋上，使固定螺釘能可靠地緊固縱向桿。
根據(jù)本實用新型的另一側(cè)面，可以提供由以下部分組成的脊柱固定裝置若干椎弓根螺釘，每個螺釘?shù)捻敳坑幸粋€螺釘頭，螺釘頭下方制有螺紋用來植入脊椎弓根中，螺釘頭的底面上制有第一根桿槽；若干螺釘頭帽，用來遮蓋椎弓根螺釘頭，螺釘頭帽的內(nèi)表面上制有第二根桿槽；一對由螺釘頭上的第一根桿槽和螺釘頭帽上的第二根桿槽包圍的一對縱向桿，用來防止脊椎移動，其中縱向桿上有一個彈性段；至少一根橫向連桿，其直桿部位設(shè)有一個彈性段，其鉤形部位從直桿部位的兩端延伸，剛性地固定縱向桿對；若干固定件，每個固定件將螺釘頭帽緊固在椎弓根螺釘頭上，它插在椎弓根螺釘頭上的安裝座中，防止縱向桿移動，而縱向桿和橫向連桿都采用在預定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成。本實用新型所述的螺釘頭上有一個螺紋窩，固定件通過螺紋窩將螺釘頭帽固定在螺釘頭上。
根據(jù)本實用新型的又一個側(cè)面，可以提供由以下部分組成的脊柱固定裝置若干椎弓根螺釘，每個螺釘?shù)捻敳坑幸粋€螺釘頭，螺釘頭下方制有螺紋用來植入脊椎弓根中，螺釘頭上有一個安裝座，安裝座的底面上有兩個平行的桿槽；一對連接在椎弓根螺釘上的縱向桿，用來防止脊椎移動，其中縱向桿采用在預定溫度下能夠產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成，縱向桿包括以下部件1)與螺釘頭中心對齊的直桿；2)直桿上的彈性段；3)支撐桿，其彎曲部分從直桿的兩端延伸并沿螺釘頭的外表面彎曲，其直線部分從彎曲部分的兩端延伸，插在桿槽中，還有若干固定螺釘，每個固定螺釘插在椎弓根螺釘頭的安裝座內(nèi)，用來防止縱向桿移動。本實用新型所述的縱向桿在大約+10℃及以下溫度下為馬氏體狀態(tài)，在大約+35℃及以上溫度下為奧氏體狀態(tài)。本實用新型所述的縱向桿的彈性段采用螺旋彈簧形狀。本實用新型所述的脊柱固定裝置還包括若干螺釘頭帽，它們安裝在椎弓根螺釘頭上。本實用新型所述的支撐桿相對放置。
根據(jù)本實用新型的又一個側(cè)面，可以提供由以下部分組成的脊柱固定裝置若干椎弓根螺釘，每個螺釘?shù)捻敳坑幸粋€螺釘頭，螺釘頭下方制有螺紋用來植入脊椎弓根中，螺釘頭的外表面上有至少一個環(huán)形槽；一對連接在椎弓根螺釘上的縱向桿，用來防止脊椎移動，每根縱向桿上的直桿與螺釘頭中心對齊，直桿上有彈性段，支撐環(huán)纏繞在螺釘頭上的環(huán)形槽中，其中縱向桿采用在預定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成。本實用新型所述的縱向桿在大約+10℃及以下溫度下為馬氏體狀態(tài)，在大約+35℃及以上溫度下為奧氏體狀態(tài)。本實用新型所述的縱向桿的彈性段為波浪形。本實用新型所述的支撐環(huán)相對放置。
根據(jù)本實用新型的又一個側(cè)面，可以提供由以下部分組成的脊柱固定裝置若干椎弓根螺釘，每個螺釘?shù)捻敳坑幸粋€螺釘頭，螺釘頭下方制有螺紋用來植入脊椎骨椎弓根中，螺釘頭上有一個穿過螺釘頭體的水平孔和用來安裝固定件的垂直螺釘孔；一對連接在椎弓根螺釘上的縱向桿，用來防止脊椎移動，其中縱向桿上設(shè)有直桿，其鉤形部位從直桿的兩端延伸并彎曲，然后插在水平孔中，其中縱向桿采用在預定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成；若干固定件，用來防止縱向桿通過螺釘頭的垂直螺紋孔移動。本實用新型所述的縱向桿在大約+10℃及以下溫度下為馬氏體狀態(tài)，在大約+35℃及以上溫度下為奧氏體狀態(tài)。
根據(jù)本實用新型的又一個側(cè)面，可以提供由以下部分組成的脊柱固定裝置若干椎弓根螺釘，每個螺釘?shù)捻敳坑幸粋€螺釘頭，螺釘頭下方制有螺紋用來植入脊椎弓根中，螺釘頭上有一個安裝座，在安裝座的底面上有兩個平行的桿槽；一對連接在椎弓根螺釘上的縱向桿，用來防止脊椎移動，每根縱向桿都為“U”形，而且采用在預定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成；若干固定件，每個固定件都插在椎弓根螺釘頭上的安裝座中，用來防止縱向桿移動。本實用新型所述的縱向桿在大約+10℃及以下溫度下為馬氏體狀態(tài)，在大約+35℃及以上溫度下為奧氏體狀態(tài)。
根據(jù)本實用新型的又一個側(cè)面，可以提供由以下部分組成的脊柱固定裝置至少一個椎弓根螺釘，其頂部有一個螺釘頭，螺釘頭下方制有螺紋用來植入脊椎弓根中，螺釘頭上有一個安裝座，安裝座的底面上有兩個平行的插槽；一對連接在椎弓根螺釘上的U型桿，用來防止脊椎移動，每根U型桿的一側(cè)直接植入脊椎弓根中，另一側(cè)插在一個插槽中；有至少一個固定件插在椎弓根螺釘頭上的安裝座中，用來防止縱向桿移動。本實用新型所述的脊柱固定裝置還包括一個中間連桿，中間連桿的兩端插入螺釘頭安裝座上的插槽中，以串聯(lián)的方式連接到椎弓根螺釘上。本實用新型所述的脊柱固定裝置還包括安裝到椎弓根螺釘頭上的螺釘頭帽。本實用新型所述的U型桿上有第一搭接件，用來將選定的脊椎骨和相鄰脊椎骨隔開，該第一搭接件上有一個彈性段，釘部直接植入脊椎弓根中，第一連桿從第一搭接件的一端延伸，其中釘部從第一搭接件的一端下向延伸，第一連桿的長度應短于螺釘頭安裝座的深度。本實用新型所述的中間連桿上有一個第二搭接件，用來將椎弓根螺釘隔開，第二搭接件上有一個彈性段，第二連桿從第二搭接件的兩端延伸，第二連桿的長度小于螺釘頭安裝座的深度。本實用新型所述的U型桿和中間連桿采用在預定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成。本實用新型所述的U型桿和中間連桿在大約+10℃及以下溫度下為馬氏體狀態(tài)，在大約35℃及以上溫度下為奧氏體狀態(tài)。本實用新型所述的釘部的外表面上制有若干齒狀區(qū)，用來防止釘部從脊椎弓根上脫開。本實用新型所述的U型桿的彈性段和中間連桿采用螺旋彈簧形狀。
根據(jù)本實用新型的又一個側(cè)面，可以提供由以下部分組成的脊柱固定裝置至少一根U型桿，每根U型桿上有一個搭接件，用來隔開選定的脊椎骨和相鄰脊椎骨，搭接件上有一個彈性段，其釘部植入脊椎弓根中，釘部從搭接件的兩端向下延伸，其中縱向桿采用在預定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成。本實用新型所述的釘部的外表面上有若干齒狀區(qū)，用來防止釘部從脊椎弓根上脫出。本實用新型所述的U型桿的彈性段和中間連桿為螺旋彈簧形狀。本實用新型所述的U型桿的彈性段和中間連桿為波浪形。
根據(jù)本實用新型的又一個側(cè)面，可以提供由以下部分組成的脊柱固定裝置若干椎弓根螺釘，螺釘上有一個螺釘頭；一對連接椎弓根螺釘?shù)目v向桿，縱向桿在第一溫度區(qū)呈第一種結(jié)構(gòu)，在第二溫度區(qū)呈第二種結(jié)構(gòu)，第二種結(jié)構(gòu)為形狀記憶合金的記憶形狀，縱向桿呈第一種結(jié)構(gòu)時能提供一定的操作空間，使具有記憶形狀的縱向桿比第一種結(jié)構(gòu)的縱向桿更緊，頭部設(shè)有固定件，用來可靠地固定縱向桿，縱向桿的端部固定在固定件上。
根據(jù)本實用新型的又一個側(cè)面，一種脊柱固定裝置由以下部分組成垂直排列的第一列和第二列椎弓根螺釘，基本上是相互平行的，第一列和第二列椎弓根螺釘分別包括以下部分a)固定在人體脊椎骨上的若干椎弓根螺釘，每個椎弓根螺釘包括以下部分1)有若干安裝部位的螺釘頭；2)腿部制成的外螺紋，用來植入脊椎骨中；b)分別與第一列和第二列椎弓根螺釘連接的第一列和第二列縱向桿，第一列和第二列縱向桿分別包括若干節(jié)狀桿，每根節(jié)狀桿的一端可靠地固定在其中一個安裝件中，節(jié)狀桿采用形狀記憶合金制成。本實用新型所述的脊柱固定裝置還包括至少一個用來連接節(jié)狀桿的橫向連桿。本實用新型所述的節(jié)狀桿上有一個彈性段，以提供彈性。本實用新型所述的節(jié)狀桿在大約+10℃及以下溫度下為馬氏體狀態(tài)，在大約+35℃及以上溫度下為奧氏體狀態(tài)。


結(jié)合以下附圖來考慮以下書面陳述，將更清楚地看出本實用新型的其它目的和好處圖1是傳統(tǒng)脊柱固定裝置的透視圖。
圖2是用于脊柱腰段的傳統(tǒng)脊柱固定裝置透視圖。
圖3是各種形式的傳統(tǒng)縱向桿平面圖。
圖4是用于縱向桿的傳統(tǒng)橫向連桿透視圖。
圖5是本實用新型第一個實施例的脊柱固定裝置透視圖。
圖6是圖5所示脊柱固定裝置組件的透視圖。
圖7是沿圖6中的A-A線剖開的剖面圖。
圖8是本實用新型第一個實施例中另一種形式縱向桿的平面圖。
圖9是本實用新型第一個實施例中椎弓根螺釘?shù)钠拭鎴D。
圖10是縱向桿與圖9所示椎弓根螺釘串聯(lián)連接的平面圖。
圖11是本實用新型第一個實施例中用于縱向桿的橫向連桿透視圖。
圖12是橫向連桿和縱向桿之間連接的主視圖。
圖13a是另一種形式縱向桿的透視圖。
圖13b是另一種形式縱向桿的平面圖。
圖14是橫向連桿與椎弓根螺釘頭之間連接的透視圖。
圖15是本實用新型第二個實施例的脊柱固定裝置主視圖。
圖16是本實用新型第三個實施例的脊柱固定裝置透視圖。
圖17是縱向桿與圖16所示椎弓根螺釘頭串聯(lián)連接的平面圖。
圖18是本實用新型第四個實施例的脊柱固定裝置透視圖。
圖19是縱向桿與圖18所示椎弓根螺釘頭串聯(lián)連接的透視圖。
圖20是圖18所示脊柱固定裝置組件的平面圖。
圖21是本實用新型第五個實施例的脊柱固定裝置透視圖。
圖22a和22b是本實用新型第六個實施例的脊柱固定裝置透視圖。
圖23是本實用新型第七個實施例的脊柱固定裝置透視圖。
圖24是本實用新型第七個實施例中U型桿透視圖。
圖25是本實用新型第七個實施例中椎弓根螺釘平面圖。
圖26是U型桿與圖23所示椎弓根螺釘頭串聯(lián)連接的透視圖。
圖27是本實用新型第八個實施例的脊柱固定裝置透視圖。
圖28是另一種形式的U型桿透視圖。
圖中1、椎弓根螺釘 2、縱向桿 3、橫向連桿 11、螺釘頭 11a、安裝座11b內(nèi)螺紋 12、桿槽 13、螺紋 14、縱向桿固定槽 15、桿體 16、彈性段17、固定螺釘 17a、外螺紋 17b、凹入部分 18、螺釘頭帽 20、螺釘頭帽21、桿槽 22、縱向桿插入槽 23、內(nèi)螺紋 24、桿槽 25、固定螺釘31、直桿部位 32、鉤形部位 33、彈性段 35、槽口 36、彎曲部位 40、椎弓根螺釘 41、螺釘頭 41a、安裝座 41b、內(nèi)螺紋 42、桿槽 42a、桿槽 43、螺紋 44、固定螺釘 44a、外螺紋 44b、凹入部分 45、螺釘頭帽 50、縱向桿 51、直桿 52、彈性段 53、支撐桿 53a、直線部分53b、彎曲部分 60、椎弓根螺釘 61、螺釘頭 61a、環(huán)形槽 62、螺紋 62a、環(huán)形槽 70、縱向桿 71、直桿部分 72、彈性段 73、支撐環(huán) 80、椎弓根螺釘 81、螺釘頭 81a、開口 81b、螺紋孔 82、螺紋 83、螺栓 90、縱向桿 91、直桿部分 92、鉤形部分 100、縱向桿(U型桿) 101、直桿式縱向桿 102、彈性段 110、椎弓根螺釘 110a、安裝座 110b、內(nèi)螺紋 111螺釘頭 111a、安裝座 112、插槽 113、螺紋 120、U型桿(縱向桿) 121、第一搭接件 122、釘部 123、第一連桿 125、齒狀部 126、彈性段 130、固定螺釘 130a、外螺紋 130b、內(nèi)螺紋 131、螺釘頭帽 140、中間連桿141、第二搭接件 142、第二連桿 146、彈性段 150、U型桿 152、搭接件 153、釘部 154、彈性段 155、齒狀區(qū) 200、椎弓根螺釘 201、螺釘頭 201a、桿槽 201b、內(nèi)螺紋 202、螺紋 250、縱向桿 300、固定螺釘 300a、槽 400、橫向連桿 410、固定套 410a、鉤形部位 410b、支撐孔 410c、螺釘孔 420、活動套 420a、鉤形部位 420b、支撐孔 420c、螺釘孔 430、隔離桿 440、固定螺釘 500、脊椎體 601、桿體 603、彈性連接部分具體實施方式
以下將參照附圖對本實用新型作以詳細論述。本實用新型中的脊柱固定裝置采用由形狀記憶合金制成的縱向桿和橫向連桿，可以輕松地矯正受傷的脊柱。尤其特別的是，縱向桿和橫向連桿采用鎳鈦諾合金(鎳鈦合金)制成，具有超級彈性。
以下將參照圖5至圖14詳細論述第一個實施例。
在本實用新型的第一個實施例中，脊柱固定裝置包括以下部分植入病人脊椎骨內(nèi)的若干椎弓根螺釘1；位于脊柱兩側(cè)并與椎弓根螺釘連接的一對縱向桿2，用來防止脊椎移動；若干橫向連桿3，用來隔開縱向桿。
現(xiàn)在參看圖5至圖7，椎弓根螺釘1的頂部有一個螺釘頭11，螺釘頭的下方有螺紋13，用來植入脊椎骨中。螺釘頭11上有一個安裝座11a，用來安裝縱向桿2，安裝座11a的底面上有至少一個桿槽12。桿槽12的直徑與縱向桿2的直徑相符。
縱向桿2有一個彎曲的桿體15，在其兩端為鉤形，縱向桿2在桿體15的中部有一個彈性段16，用來產(chǎn)生彈性力，以反抗作用在病人脊椎上的沖擊力。
彈性段16采用螺旋彈簧制成。螺旋彈簧直徑與桿體15的直徑相等。彈性段16的另一種形式為波浪形，如圖8所示。桿徑大約在2至7毫米的范圍內(nèi)，可以按每次0.5毫米進行調(diào)整。
當椎弓根螺釘1與脊柱融合在一起時，彈性段16在脊柱節(jié)之間起緩沖作用。也就是說，當病人彎腰或扭曲腰部，或有沖擊力作用于其腰部時，彈性段16可以減輕病人活動或受到外部沖擊時產(chǎn)生的刺激。
固定螺釘17插在椎弓根螺釘1的螺釘頭11上的安裝座中，用來防止縱向桿2移動。固定螺釘17上有外螺紋17a，用來可靠地緊固縱向桿2，在螺釘頭的頂部有一個六角剖面的凹入部分17b，使固定螺釘17能插在螺釘頭11的安裝座11a中。固定螺釘17的長度應足夠短，不應從螺釘頭11的安裝座11a的上表面上伸出。
螺釘頭11的安裝座11a上也有內(nèi)螺紋11b，用來與固定螺釘17的外螺紋17a配合。
椎弓根螺釘1的螺釘頭11上有一個縱向桿固定槽14，用來緊固縱向桿2的一端?？v向桿2插在安裝座11a中，當桿端緊緊插在縱向桿固定槽14中時，它被插在桿槽12中。
縱向桿固定槽14和縱向桿2的直徑相同，或者縱向桿固定槽14的直徑稍大于縱向桿2的直徑。
螺釘頭帽18可以套在螺釘頭11的頂部，以消除固定螺釘17固定不正產(chǎn)生的變化。由于螺釘頭帽18提供輔助支撐，能改善縱向桿的固定力，所以可以將其用作固定桿之類的輔助桿。螺釘頭帽18是根據(jù)需要增加的，不是必需的。
椎弓根螺釘1的螺釘頭11上能容納兩個桿槽12和12’以及兩個縱向桿固定槽14和14’，如圖9所示。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，將縱向桿2和2’插入桿槽12和12’中，可以串聯(lián)固定縱向桿2而無需使用其它連接件，如圖10所示。
本實用新型的第一個實施例限制在上述結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)。例如，縱向桿可以采用直桿形狀，也可以采用垂直于桿體兩端的直角桿形狀。在這種改型縱向桿中，椎弓根螺釘1的結(jié)構(gòu)上只有一個桿槽而沒有縱向桿固定槽14。此外，它還可以用于不同結(jié)構(gòu)的椎弓根螺釘中，從而適應改型縱向桿。此外，改型縱向桿2采用固定螺釘17可靠地固定在螺釘頭11的安裝座11a中。
以下將參照圖11和圖12，詳細論述橫向連桿3。
橫向連桿3包括一個直桿部位31以及分別在直桿部位31的兩端延伸并彎曲的兩個鉤形部位32。橫向連桿3做成矩形板狀。橫向連桿3的長度大約在20至80毫米的范圍內(nèi)，可以按每次2毫米進行調(diào)整。如圖12所示，橫向連桿3通過鉤形部位32抓住縱向桿2和2’，從而將縱向桿2和2’隔開。在這里，板形的橫向連桿3的長度可以保證即使有外力作用在縱向桿2和2’上使縱向桿2和2’扭曲，也能保持縱向桿2和2’之間的間隔。
圖13a和圖13b所示的橫向連桿與圖11中的橫向連桿不同。也就是說，彈性段33位于直桿部位31的中部。彈性段33上有一個螺旋彈簧(如圖13a所示)或為波浪形(如圖13b所示)。橫向連桿3的彈性段33可以吸收作用在縱向桿2上的力。
圖14所示為S型橫向連桿3，它不同于圖11所示的橫向連桿。
S型橫向連桿3包括一個彎曲部位36以及從彎曲部位36的兩端水平延伸并彎曲的兩個鉤形部位32，用于固定椎弓根螺釘1的螺釘頭11。椎弓根螺釘1的螺釘頭11的圓周上有一個槽口35，用于將S型橫向連桿3的鉤形部位32插在螺釘頭11中。
本實用新型第一個實施例中的上述縱向桿2和2’以及橫向連桿3均采用在一定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成。
縱向桿2和2’以及橫向連桿3具有這樣一種溫度特性它們在+10℃及以下溫度范圍內(nèi)為馬氏體狀態(tài)，溫度大于+35℃時為奧氏體狀態(tài)，并恢復到所記憶的原來形狀。尤為獨特的是，在+26℃以下變形后的形狀可以保持不變，當熱處理溫度達到+35℃時，逐漸恢復所記憶的形狀。
形狀記憶材料的兩端和中間部位的鉤形和彈性段分別成型后，在650℃至750℃的溫度下熱處理一小時左右，即可得到縱向桿2和2’以及橫向連桿3。這樣，縱向桿2和2’以及橫向連桿3就具有了在一定溫度下變形的特性。
以下將詳細論述根據(jù)本實用新型第一個實施例進行安裝的過程。
椎弓根螺釘1按預定的角度和深度被植入所選定的脊椎弓根中。此時，不考慮螺釘?shù)牟季?，它們通常沒有完全對齊。使縱向桿2在+10℃及以下的溫度下變形，以延長縱向桿2的彈性段16，使縱向桿2便于插入椎弓根螺釘1的螺釘頭11上的安裝座11a中，然后再將縱向桿2插入螺釘頭11的安裝座11a中，使縱向桿2固定在若干螺釘1上。然后，將鉤形縱向桿2的端部插在縱向桿固定槽14中，同時將已變形的縱向桿2的直桿部分(桿體15)插入螺釘頭11的安裝座11a底面上制成的桿槽12中。用扳手將固定螺釘17的外螺紋17a向下擰在螺釘頭11的安裝座11a中，從而使固定螺釘17緊緊地固定在安裝座11a的內(nèi)螺紋11b中?？v向桿2被固定螺釘17壓緊，可靠地剛性固定在椎弓根螺釘1上。
縱向桿2安裝完成后，用手術(shù)熱源以高于+35℃的溫度對縱向桿2進行熱處理，使縱向桿2上被拉長的彈性段16收縮，在奧氏體相變的過程中恢復到所記憶的原來形狀。此時，在縱向桿2恢復到所記憶的原來形狀的同時，鉤形縱向桿的端部剛性地固定在螺釘頭11的縱向桿固定槽14中。這樣，縱向桿2的兩端固定在螺釘頭11上的縱向桿固定槽14中而不會分離。
根據(jù)以上論述，盡管椎弓根螺釘相互排列不是很齊，但縱向桿能簡單方便地連接在椎弓根螺釘1上，因為縱向桿2可以朝著椎弓根螺釘1自由彎曲。此外，脊柱融合后，當病人彎曲或扭曲后背時，縱向桿2還能通過彈性段16的超彈性作用使脊柱節(jié)之間產(chǎn)生移動。
在縱向桿2的安裝過程中，將縱向桿2和2’分別安裝在桿槽12中時，使用的是帶有兩個桿槽12和12’的椎弓根螺釘1。也就是說，縱向桿2和2’分別交替地固定在位于安裝座11a上的桿槽12和12’中，如圖10所示。所以，如果采用帶兩個桿槽12和12’的椎弓根螺釘1，則不需要使用其它用于串聯(lián)連接的連接件。
以下將詳細論述橫向連桿3的安裝過程。
將縱向桿2和2’安裝到椎弓根螺釘1上后，將橫向連桿3附著于一對縱向桿2上，從而將兩根縱向桿2隔開。橫向連桿3的安裝采用與上述縱向桿安裝過程相同的方法。也就是說，使橫向連桿3在10℃及以下的溫度下變形，以拉長直桿部位31或加寬鉤形部位32之間的距離。將橫向連桿3上變形的鉤形部位32插入縱向桿2的外表面中。如果采用S型橫向連桿，則插入螺釘頭11的槽口35中。橫向連桿3安裝完成后，將通過在+35℃以上的溫度下進行熱處理，使其轉(zhuǎn)變成奧氏體，從而恢復到所記憶的原來形狀，使橫向連桿3剛性地固定在縱向桿上。如果采用S型橫向連桿3，它將固定在椎弓根螺釘1的槽口35上。
所以，如果采用上述結(jié)構(gòu)的橫向連桿3，即使縱向桿2和2’相互不平行，也可以輕松地固定縱向桿2。
以下將參照圖15，詳細論述本實用新型的第二個實施例，參考號所代表的零件與本實用新型第一個實施例相同。
在第二個實施例中，椎弓根螺釘1的螺釘頭11上制有一對第一桿槽21和21’，將縱向桿2固定在螺釘上部。此外，在桿槽21和21’的下方分別制有一對縱向桿插入槽22和22’，縱向桿插入槽22和22’分別位于桿槽21和21’的軸線上。以預定的深度在螺釘頭11的內(nèi)表面上制有內(nèi)螺紋23。
螺釘頭11的上部設(shè)有螺釘頭帽20，螺釘頭帽20上有一對第二桿槽24和24’，與第一桿槽21和21’相對應。固定螺釘25擰在穿過螺釘頭帽20的內(nèi)螺紋23上，使螺釘頭11可靠地固定在螺釘頭帽20上。
第一桿槽21和21’以及第二桿槽24和24’的直徑與縱向桿2和2’相符。縱向桿插入槽22和22’的直徑與縱向桿2的直徑相同或稍大。
如果只有第一桿槽21和21’中的一個桿槽，兩個內(nèi)螺紋可以位于第一桿槽的兩側(cè)。如果兩個桿槽都有，則可以在第一桿槽21和21’的中部設(shè)置一個內(nèi)螺紋。本圖所示為一對第一桿槽21和21’。這兩個桿槽需要以串聯(lián)的方式交替地將兩根縱向桿2和2’固定在第一桿槽21和21’上。
以下將參照圖16至28詳細論述本實用新型的第三至八個實施例。
在這些實施例中，縱向桿、U型桿和中間連桿都采用在+10℃及以下溫度下為馬氏體形態(tài)、在+35℃以上溫度下為奧氏體形態(tài)并能恢復到所記憶的原來形狀的形狀記憶合金制成。這些實施例中的形狀記憶合金需要經(jīng)過在+10℃及以下溫度下的初次變形。在+26℃以下的溫度下變形后的形狀保持不變。加熱到+35℃后形狀恢復。
以下將參照圖16和圖17詳細論述本實用新型的第三個實施例。
在這個實施例中，采用了若干椎弓根螺釘40，其頂部有一個螺釘頭，螺釘頭上有一個安裝座41a，安裝座41a的底面上有兩個平行的桿槽42和42’，在螺釘頭的下方制有螺紋43，用來植入脊椎弓根中。
安裝座41a上的兩個平行桿槽42和42’用來連接縱向桿50和椎弓根螺釘40，且無需使用其它連接件。在這里，桿槽42和42’的直徑等于縱向桿50的直徑。
固定螺釘44插在椎弓根螺釘40的螺釘頭41上的安裝座41a中，用來防止縱向桿50移動。為了可靠地緊固縱向桿50，固定螺釘44上有一個外螺紋44a，螺釘頭41的安裝座41a上有橫截面為六角形的凹入部分44b。固定螺釘44的長度應足夠短，不會從螺釘頭41的安裝座41a的上表面上伸出。螺釘頭41的安裝座41a上有內(nèi)螺紋41b，用于和固定螺釘44的外螺紋44a配合。
螺釘頭帽45可以套在螺釘頭41的頂部，以消除固定螺釘44固定不正產(chǎn)生的變化。螺釘頭帽45采用輔助的桿固定件，起輔助支撐的作用，以改善桿的固定力。
在這個實施例中有一對縱向桿50，直桿51位于螺釘頭的中心線上，在直桿51的中部制有彈性段52以產(chǎn)生彈性力，吸收作用于病人脊椎上的沖擊力，還有一個支撐桿53，從直桿51的兩端延伸，固定在桿槽42和42’中的一個桿槽中。
縱向桿的直徑大約在2至7毫米的范圍內(nèi)，可以按每次0.5毫米進行調(diào)整。
彈性段52類似于一個螺旋彈簧。螺旋彈簧的直徑與直桿51相等。彈性段52也可以采用波浪形。
支撐桿53上有一個直線部分53a，能安裝到桿槽42a和42’中的一個桿槽中，彎曲部分53b從直桿51的兩端延伸，沿螺釘頭41的外表面彎曲。
縱向桿50的直桿部分51靠支撐桿53的形狀保持螺釘頭41的中心線上。
在同一個螺釘頭41上，兩根支撐桿53相對放置。但兩根支撐桿53可以做成相反的形狀，即使圖紙上沒有標示。也就是說，支撐桿53的彎曲部分53b位置相反并沿螺釘頭41的外表面彎曲，通過這種方式可以將縱向桿50以串聯(lián)方式交替地連接在椎弓根螺釘40上。
參看圖17，分別將縱向桿50兩側(cè)的支撐桿53安裝到桿槽42和42’中。此外，固定螺釘44與螺釘頭41上的安裝座41a的內(nèi)螺紋41b相配合，剛性地固定在縱向桿50上。
以下將參照圖18至20，詳細論述本實用新型的第四個實施例。
現(xiàn)在參看圖18，它只由若干椎弓根螺釘60和一個縱向桿70組成。
椎弓根螺釘60包括其項部的螺釘頭61和螺釘頭下方的螺紋62。螺釘頭61有上第一和第二環(huán)形槽62a和62a’，制于其外表面上。
縱向桿70包括兩個直桿部分71和71’，位于椎弓根螺釘60的螺釘頭61的中心線上，在兩個直桿部分71和71’之間為波浪形的彈性段72，支撐環(huán)73和73’分別從直桿部位71和71’的兩端延伸，插在第一和第二環(huán)形槽61a和61a’中。
縱向桿70的支撐環(huán)73和73’形狀相反，但它們可以在同一個螺釘頭61上相對放置，即使圖中沒有標示。
現(xiàn)在參看圖19和圖20，采用以上支撐環(huán)73和73’將縱向桿70以串聯(lián)方式交替地連接在椎弓根螺釘60的螺釘頭61上的環(huán)形槽61a和61a’上。
以下將參照圖21詳細論述本實用新型的第五個實施例。
現(xiàn)在參看圖21，第五個實施例中有若干椎弓根螺釘80，在其頂部有一個螺釘頭81，為圓柱狀物，螺釘頭81的下方制有螺紋82。螺釘頭81上有一個開口81a，水平穿過圓柱狀物，可以容納縱向桿90的兩端，螺釘頭81的上方還有一個螺紋孔81b，垂直于開口81a。螺釘頭81的螺紋孔81b與螺栓83配合，用來緊固縱向桿90。
縱向桿90上有一個直桿部分91以及從直桿部分91兩端呈圓形延伸的鉤形部分92及92’，插入開口81a中。直桿91在縱向桿90的中部可以設(shè)有一個彈性段。
以下將詳細論述縱向桿90的安裝過程。
在這個實施例中，縱向桿90安裝在椎弓根螺釘80中，使縱向桿90的圓形鉤形部分92在+10℃及以下的溫度下變?yōu)橹睏U。另一方面，縱向桿90上的直桿形鉤形部分92被插在開口81a中。然后，在+35℃以上的溫度下對縱向桿90進行熱處理，使縱向桿90上變形的鉤形部分92恢復到所記憶的原來形狀，剛性地固定在螺釘頭81上。將縱向桿90插入椎弓根螺釘80中以后，螺栓83與螺釘頭81上的螺紋孔81b配合，將縱向桿90緊固在椎弓根螺釘80上。
以下將參照圖22，詳細論述本實用新型的第六個實施例。
在第六個實施例中，將若干椎弓根螺釘安裝到脊椎弓根中后，只須將縱向桿安裝到椎弓根螺釘上即可，簡化了連接工作。
現(xiàn)在參看圖22a，因為椎弓根螺釘40的結(jié)構(gòu)與上述第三個實施例相同，因此將不再對椎弓根螺釘進行詳細說明。參考號所代表的零件與本實用新型第三個第六個實施例中的縱向桿100制成“U”形。將椎弓根螺釘40插入脊椎弓根中后，將U型桿100安裝到螺釘頭41上的桿槽42和42’中。將固定螺釘44擰在螺釘頭41的安裝座41a上，將縱向桿100固定在椎弓根螺釘40上，從而完成縱向桿100的連接工作。如果椎弓根螺釘40沒有對齊，U型桿100可以產(chǎn)生變形，以適應沒有對齊的椎弓根螺釘40。這樣，變形后的縱向桿100可以輕易放在螺釘頭41上安裝座41a的桿槽42和42’中。變形后的縱向桿100恢復到縱向桿100所記憶的原來形狀，從而糾正沒有對齊的椎弓根螺釘40的位置。
可以用圖22b所示的直桿式縱向桿101和101’來代替U型桿100。直桿式縱向桿101和101’的中部設(shè)有一個彈性段102。直桿式縱向桿101和101’分別交替地固定在位置安裝座41a上的桿槽42和42’中。因此，如果采用帶彈性段102的直桿式縱向桿101和101’，則不需要使用其它連接件進行這種串聯(lián)連接。
以下將參照圖23至26詳細論述本實用新型的第七個實施例。
現(xiàn)在參看圖23至25，第七個實施例至少有一個椎弓根螺釘110、一對U型桿120和一根中間連桿140。
現(xiàn)在參看圖25，椎弓根螺釘110的頂部有一個螺釘頭111，螺釘頭111的下方制有螺紋113，用來植入脊椎弓根中，其中螺釘頭111上有安裝座111a，在安裝座111a的底面制有第一和第二插槽112和112’。
縱向桿120采用U形結(jié)構(gòu)，用來防止脊椎移動。
U型桿120的一側(cè)直接植入脊椎弓根中，另一側(cè)插入插槽112和112’中的一個插槽中。
采用中間連桿140，分別將其兩端插入螺釘頭111的插槽112和112’中，從而將U型桿120串聯(lián)連接在椎弓根螺釘110中。
參看圖24，U型桿120上有第一搭接件121，用來將選定的脊椎骨和相鄰脊椎骨隔開，在第一搭接件121的中部有一個彈性段126，釘部122從第一搭接件121的一端向下延伸，直接植入脊椎弓根中，第一連桿123則從第一搭接件121的另一端向下延伸，固定在椎弓根螺釘110中。第一連桿123的長度應短于螺釘頭111上安裝座111a的深度，使第一連桿123能插入椎弓根螺釘110的插槽112中。釘部122上有一段齒狀區(qū)125，用于防止釘部122從脊椎弓根上脫開。齒狀區(qū)125可以采用電火花加工機床加工。U型桿120的直徑大約在2至7毫米的范圍內(nèi)，可以按每次0.5毫米進行調(diào)整。
脊柱完全融合后，U型桿120就不會從脊椎上脫開，因為齒狀區(qū)125已埋入脊椎中。
根據(jù)本實用新型的這個實施例，可以用兩根U型桿120和一個椎弓根螺釘110對三塊相鄰的脊椎骨進行連接。
中間連桿140上有第二搭接件141，將椎弓根螺釘110隔開，在第二搭接件141的中部有一個彈性段146，第二連桿142從第二搭接件141的兩端向下延伸，其中第二連桿142的長度短于螺釘頭111上安裝座111a的深度。其原因是應留有一定的量用來插入固定螺釘?shù)裙潭?br> U型桿120的第一連桿123以及第二連桿142基本上相同。在串聯(lián)連接中，第二連桿142中的一根桿從中間連桿140的兩端延伸，插入椎弓根螺釘110的螺釘頭111上的插槽112中，另一根桿則插入相鄰椎弓根螺釘110’的螺釘頭111’的插槽112’中。
彈性段126和146可以采用螺旋彈簧或波浪件制成。每個彈性段126和146的直徑基本上與第一和第二搭接件121和141相同。
在這一實施例中，至少有一個固定螺釘130與椎弓根螺釘110的螺釘頭111上的安裝座111a配合，用來防止U型桿120移動。
同樣，在這一實施例中，至少有一個螺釘頭帽131套在螺釘頭111上。螺釘頭帽131用來提高U型桿120的固定力，而無須采用固定件等其它桿件。
以下將詳細論述U型桿120在第一至第六脊椎之間安裝的過程。
參看圖23和26，第一和第二椎弓根螺釘110和110’被分別植入第二和第三中間脊椎骨中。將第一U型桿120的第一連桿123插入第一椎弓根螺釘110的插槽112和112’中的一個插槽中，將第二U型桿120’的另一根連桿(123’)插入第二椎弓根螺釘110’的插槽112”中。
第一和第二U型桿120和120’的釘部122和122’被分別植入第一脊椎骨和第四脊椎骨中。分別將中間連桿140兩側(cè)的兩根第二連桿142插入第一和第二椎弓根螺釘110和110’的插槽112’和112”中。
U型桿120和120’以及中間連桿140安裝完成后，使固定螺釘130的外螺紋130a與螺釘110上的安裝座110a配合，然后用扳手將固定螺釘130擰在安裝座110a的內(nèi)螺紋110b上。由此一來，U型桿120和中間連桿140同時被固定螺釘130壓住，使U型桿120和中間連桿140可靠地剛性固定在椎弓根螺釘110中。盡管椎弓根螺釘110和110’沒有完全對齊，但U型桿120可以簡單方便地連接到椎弓根螺釘110上。還可以通過使U型桿120和中間連桿140變形來進一步實現(xiàn)這一目的。
將第一和第二U型桿120和120’的第一連桿123和123’插入螺釘頭111的插槽112和112’之前，U型桿120將在一定的相變溫度(+10℃及以下)下變形，在這種情況下，第一U型桿120的一端被理想地連接到螺釘頭111的插槽112上。然后，變形后第一和第二U型桿120和120’的釘部122和122’被植入脊椎骨的孔中。此外，變形的第一和第二U型桿120和120’的第一連桿123和123’被插在螺釘頭111的插槽112和112’上。最后，在椎弓根螺釘110和110’、U型桿120和120’、以及中間連桿140之間完成了縱向桿連接。
接著，使用帶熱源的手術(shù)刀，在形狀恢復溫度點(+35℃及以上)對U型桿120和中間連桿140進行熱處理。被拉長的彈性段126和146恢復到所記憶的原來形狀，并轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體狀態(tài)。
此時，在恢復到所記憶的原來形狀過程中，第一和第二連桿123和142、U型桿120和中間連桿140被剛性地固定在螺釘110的插槽112和112’中。
在這一實施例中，在U型桿120和中間連桿140上分別制有彈性段126和146，脊柱融合后，當病人彎曲或扭曲后背時，由于彈性段的超彈性作用，允許脊柱節(jié)之間產(chǎn)生移動。
在第七個實施例的上述結(jié)構(gòu)中，第一和第二U型桿120和120’采用對稱結(jié)構(gòu)。這樣就需要有四個椎弓根螺釘，盡管傳統(tǒng)的脊柱固定裝置中也需要所有這些螺釘。但在本實用新型中只需要兩個椎弓根螺釘。因此在這一實施例中，椎弓根螺釘?shù)臄?shù)目減少了。特別需要說明的是，如果需要矯正兩塊脊椎骨，可以只用一根U型桿120而不需要其它椎弓根螺釘，即可進行脊椎的矯正工作。如果需要矯正三塊脊椎骨，則只需要一個椎弓根螺釘。
以下參照圖27和28，詳細論述本實用新型的第八個實施例。
在這一實施例中，U型桿150直接植入脊椎的椎弓根中，而不需要任何椎弓根螺釘。
現(xiàn)在參看圖27和28，至少有一根U型桿150位于脊柱的兩側(cè)。
U型桿150上有一個搭接件152，用于將選定的脊椎骨和相鄰脊椎骨隔開，釘部153從搭接件152的兩端向下延伸，植入脊椎弓根中，搭接件152上制有一個彈性段154。
彈性段154采用螺旋彈簧(見圖27)、波浪件或S型件制成(見圖28)。此外，釘部153上有一段齒狀區(qū)155，它能防止釘部153從脊椎弓根上脫開。
齒狀區(qū)125可以采用電火花加工機床加工。
盡管本實用新型的這些最佳實施例的展示為示意性的，但具有專業(yè)技術(shù)的人仍可以看出，在不偏離后面權(quán)力要求中透露的實用新型范圍和精神的條件下，可以進行各種改進、添加和采用替代品。
在本實用新型的第一至第八個實施例中，縱向桿和橫向連桿采用具有超彈性的形狀記憶的鎳鈦諾合金(鎳鈦合金)制成。因此，盡管椎弓根螺釘在手術(shù)中沒有對齊，本實用新型仍可以簡單方便地在縱向桿和椎弓根螺釘之間實現(xiàn)結(jié)構(gòu)性連接，而且在脊椎和/或植入點上不產(chǎn)生額外的力。
此外，在本實用新型中，縱向桿和橫向連桿在可選范圍內(nèi)設(shè)有彈性段?？v向桿上的彈性段允許脊柱節(jié)融合后有輕微的移動。這樣，由于縱向桿和橫向連桿具有超彈性，可以分散作用在已融合的脊柱節(jié)上的力。因此，腰椎上的負擔減輕了。此外，如果使用本實用新型的脊柱固定裝置，它還有減少上段和下段之間產(chǎn)生并發(fā)癥的作用。
權(quán)利要求1.一種帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于由以下部分組成若干椎弓根螺釘，每個螺釘?shù)捻敳坑幸粋€螺釘頭，螺釘頭的下方制有螺紋，用來植入脊椎弓根中，其中螺釘頭上有一個安裝座，安裝座的底面上至少有一個桿槽；一對連接到椎弓根螺釘上的縱向桿，用來防止脊椎移動，其中縱向桿上有一個彈性段，縱向桿安裝在安裝座的桿槽中；至少一根橫向連桿，其直桿部分有一個彈性段，鉤形部分從直桿部分的兩端延伸，剛性地固定縱向桿對；若干固定螺釘，每個螺釘都剛性地插在螺釘頭的安裝座內(nèi)，防止縱向桿移動，其中縱向桿和橫向連桿采用在預定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于縱向桿的兩端彎曲成鉤形，在螺釘頭的外表面上還制有至少一個固定槽并位于桿槽的下方，使每根縱向桿的一端能固定在固定槽中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置還包括若干螺釘頭帽，安裝在椎弓根螺釘頭上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，縱向桿和橫向連桿在+10℃及以下溫度下為馬氏體狀態(tài)，在大約+35℃及以上溫度下為奧氏體狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，縱向桿的彈性段和直桿部分有一段為彈簧狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，縱向桿的彈性段和直桿部分有一段為波浪形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，直桿部分有一段為平板形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，直桿部分的橫截面為圓形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，椎弓根螺釘外表面上還有一個槽口，其橫向連桿為“S”形，S型的橫向連桿插在椎弓根螺釘?shù)牟劭谥小?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，螺釘頭上安裝座的內(nèi)表面上制有內(nèi)螺紋，帶外螺紋的固定螺釘擰在螺釘頭安裝座的內(nèi)螺紋上，使固定螺釘能可靠地緊固縱向桿。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于螺釘頭的底面有第一桿槽；若干螺釘頭帽，用來遮蓋椎弓根螺釘頭，螺釘頭帽的內(nèi)表面上有一個第二桿槽；被螺釘頭的第一桿槽和螺釘頭帽的第二桿槽包圍的一對縱向桿，用來防止脊椎移動，其中縱向桿上有一個彈性段；至少一根橫向連桿，其直桿部分有一個彈性段，鉤形部分從直桿部分的兩端延伸，剛性地固定縱向桿對；若干固定螺釘，每個螺釘都將螺釘頭帽緊固在椎弓根螺釘頭上，被插入椎弓根螺釘頭的安裝座內(nèi)，防止縱向桿移動，其中縱向桿和橫向連桿采用在預定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或11所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，螺釘頭上有一個螺紋窩，固定件通過螺紋窩將螺釘頭帽固定在螺釘頭上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于螺釘頭上有一個安裝座，安裝座的底面上有兩個平行的桿槽；一對連接到椎弓根螺釘上的縱向桿，用來防止脊椎移動，其中縱向桿采用在預定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成，縱向桿包括以下部分1)一根直桿，與螺釘頭的中心線對齊，2)直桿上有一個彈性段，3)支撐桿，其彎曲部分從直桿的兩端延伸，沿螺釘頭的外表面彎曲，其直線部分從彎曲部分的兩端延伸，插在桿槽中；若干固定螺釘，每個螺釘插在椎弓根螺釘頭的安裝座內(nèi)，防止縱向桿移動。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或13所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，縱向桿在大約+10℃及以下溫度下為馬氏體狀態(tài)，在大約+35℃及以上溫度下為奧氏體狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或13所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，縱向桿的彈性段采用螺旋彈簧形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求1或13所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置還包括若干螺釘頭帽，它們安裝在椎弓根螺釘頭上。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或13所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，支撐桿相對放置。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于螺釘頭的外表面上至少有一個環(huán)形槽；一對連接到椎弓根螺釘上的縱向桿，用來防止脊椎移動，每一根縱向桿上都有一個直桿部分，與螺釘頭的中心線對齊，直桿上有一個彈性段，支撐環(huán)盤繞在螺釘頭的環(huán)形槽上，其中縱向桿采用在預定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1或18所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于任何結(jié)構(gòu)的脊柱固定裝置中，縱向桿在大約+10℃及以下溫度下為馬氏體狀態(tài)，在大約+35℃及以上溫度下為奧氏體狀態(tài)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1或18所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，縱向桿的彈性段為波浪形。
21.根據(jù)權(quán)利要求1或18所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，支撐環(huán)相對放置。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于螺釘頭上有一個穿過螺釘頭體的水平孔和一個用來安裝固定件的垂直螺紋孔；一對連接到椎弓根螺釘上的縱向桿，用來防止脊椎移動，縱向桿上有一個直桿部分，鉤形部分從直桿部分的兩端延伸并彎曲，插入水平孔中，其中縱向桿采用在預定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成；若干固定件，通過螺釘頭上的垂直螺紋孔來防止縱向桿移動。
23.根據(jù)權(quán)利要求1或22所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，縱向桿在大約+10℃及以下溫度下為馬氏體狀態(tài)，在大約+35℃及以上溫度下為奧氏體狀態(tài)。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于螺釘頭上有一個安裝座，安裝座的底面上有兩個桿槽；一對連接到椎弓根螺釘上的縱向桿，用來防止脊椎移動，每根縱向桿都采用“U”形，縱向桿采用在預定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成；若干固定件，每個固定件插入椎弓根螺釘頭上的安裝座內(nèi)，以防止縱向桿移動。
25.根據(jù)權(quán)利要求1或24所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，縱向桿在大約+10℃及以下溫度下為馬氏體狀態(tài)，在大約+35℃及以上溫度下為奧氏體狀態(tài)。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于螺釘頭上有一個安裝座，安裝座的底面上有兩個平行的插槽；一對連接到椎弓根螺釘上的U型桿，用來防止脊椎移動，每根U型桿的一側(cè)直接植入脊椎弓根中，另一側(cè)插入其中一個插槽中；至少一個固定件，插入椎弓根螺釘頭上的安裝座內(nèi)，以防止縱向桿移動。
27.根據(jù)權(quán)利要求1或26所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置還包括一個中間連桿，中間連桿的兩端插入螺釘頭安裝座上的插槽中，以串聯(lián)的方式連接到椎弓根螺釘上。
28.根據(jù)權(quán)利要求1或26所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置還包括安裝到椎弓根螺釘頭上的螺釘頭帽。
29.根據(jù)權(quán)利要求1或26所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，U型桿上有第一搭接件，用來將選定的脊椎骨和相鄰脊椎骨隔開，該第一搭接件上有一個彈性段，釘部直接植入脊椎弓根中，第一連桿從第一搭接件的一端延伸，其中釘部從第一搭接件的一端下向延伸，第一連桿的長度應短于螺釘頭安裝座的深度。
30.根據(jù)權(quán)利要求1或26所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，中間連桿上有一個第二搭接件，用來將椎弓根螺釘隔開，第二搭接件上有一個彈性段，第二連桿從第二搭接件的兩端延伸，第二連桿的長度小于螺釘頭安裝座的深度。
31.根據(jù)權(quán)利要求1或26所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，U型桿和中間連桿采用在預定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成。
32.根據(jù)權(quán)利要求1或26所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，U型桿和中間連桿在大約+10℃及以下溫度下為馬氏體狀態(tài)，在大約35℃及以上溫度下為奧氏體狀態(tài)。
33.根據(jù)權(quán)利要求1或26所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，釘部的外表面上制有若干齒狀區(qū)，用來防止釘部從脊椎弓根上脫開。
34.根據(jù)權(quán)利要求1或26所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，U型桿的彈性段和中間連桿采用螺旋彈簧形狀。
35.根據(jù)權(quán)利要求24所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于縱向桿中至少一根U型桿，每根U型桿上有一個搭接件用來選定的脊椎骨和相鄰脊椎骨隔開，搭接件上有一個彈性段，釘部植入脊椎弓根中，釘部從搭接件的兩端下向延伸；U型桿采用在預定溫度下能產(chǎn)生變形的形狀記憶合金制成。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，釘部的外表面上有若干齒狀區(qū)，用來防止釘部從脊椎弓根上脫出。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，U型桿的彈性段和中間連桿為螺旋彈簧形狀。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，U型桿的彈性段和中間連桿為波浪形。
39.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于有螺釘頭的若干椎弓根螺釘；一對與椎弓根螺釘連接的縱向桿，其中縱向桿在第一溫度區(qū)內(nèi)呈第一種結(jié)構(gòu)，在第二溫度區(qū)內(nèi)呈第二種結(jié)構(gòu)，第二種結(jié)構(gòu)是形狀記憶合金所記憶的形狀，縱向桿在第一種結(jié)構(gòu)下提供了操作空間，使具有所記憶形狀的縱向桿比第一種結(jié)構(gòu)更緊；螺釘頭部有固定件，用來可靠地固定縱向桿，縱向桿的端部被固定在固定件上。
40.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于垂直排列的第一列和第二列椎弓根螺釘，兩列螺釘基本上相互平行，第一列和第二列椎弓根螺釘包括以下部分若干插在人類脊柱的脊椎骨上的椎弓根螺釘，每個椎弓根螺釘包括以下部分1)有若干安裝件的螺釘頭，2)腿部制有外螺紋，用來植入脊椎中；第一列和第二列縱向桿分別與第一列和第二列椎弓根螺釘連接，第一列和第二列縱向桿的每根縱向桿包括若干節(jié)狀桿，每根節(jié)狀桿的一端可靠地固定在其中一個安裝件上，節(jié)狀桿采用形狀記憶合金制成。
41.根據(jù)權(quán)利要求1或40所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置還包括至少一個用來連接節(jié)狀桿的橫向連桿。
42.根據(jù)權(quán)利要求1或40所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于脊柱固定裝置中，節(jié)狀桿上有一個彈性段，以提供彈性。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其特征在于的脊柱固定裝置中，節(jié)狀桿在大約+10℃及以下溫度下為馬氏體狀態(tài)，在大約+35℃及以上溫度下為奧氏體狀態(tài)。
專利摘要本實用新型涉及一種脊柱固定裝置，特別是帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，采用節(jié)狀柔性縱向桿連接椎弓根螺釘，用橫向連桿將縱向桿隔開，它們都采用形狀記憶合金制成，因而能夠簡單方便地連接縱向桿和椎弓根螺釘。從本實用新型來看，即使在手術(shù)中椎弓根螺釘沒有對齊，也能簡單方便地將縱向桿安裝到?jīng)]有對齊的椎弓根螺釘上。此外，即使縱向桿傾斜或不平行，也能將橫向連桿輕松地安裝到縱向桿對上。
文檔編號A61B17/70GK2759412SQ20042012215
公開日2006年2月22日 申請日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日
發(fā)明者樸慶佑 申請人:樸慶佑