一種脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種脊柱動(dòng)態(tài)連接棒，所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒沿其縱向方向包括：上連接端；第一彈性件；以及下連接端，所述上連接端和所述下連接端通過(guò)所述第一彈性件相互連接，在所述第一彈性件中設(shè)有彈性孔，且彈性凹槽形成在所述第一彈性件的外周部中，并且與所述第一彈性件的彈性孔相通或不相通，其特征在于：所述彈性凹槽為多頭螺旋凹槽結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒具有更好的力學(xué)性能和疲勞性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種脊柱動(dòng)態(tài)連接棒
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及【技術(shù)領(lǐng)域】為骨科內(nèi)植物【技術(shù)領(lǐng)域】，特別地涉及一種脊柱動(dòng)態(tài)連接棒?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]當(dāng)椎間盤(pán)退變或小關(guān)節(jié)滑脫或退變時(shí)，會(huì)導(dǎo)致椎間高度丟失，后方結(jié)構(gòu)不穩(wěn)，從而會(huì)導(dǎo)致椎間孔和椎孔狹窄；而這種狹窄會(huì)壓迫脊神經(jīng)或神經(jīng)根，導(dǎo)致病人腰腿疼、麻木等癥狀，嚴(yán)重影響病人的生活質(zhì)量。
[0003]在解決這一問(wèn)題上已知的最主要的方法是進(jìn)行椎間融合術(shù)，通過(guò)該椎間融合術(shù)，可以保持椎間高度，減少神經(jīng)結(jié)構(gòu)的壓力。目前，主要采用椎弓根螺釘系統(tǒng)(系統(tǒng)中連接棒通常是堅(jiān)固的金屬連接棒)、融合器以及各種板狀器件進(jìn)行堅(jiān)強(qiáng)固定。然而，融合節(jié)段的相對(duì)固定會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力向鄰近椎體集中，尤其會(huì)加重相鄰椎體的負(fù)載。同時(shí)，融合節(jié)段的活動(dòng)度喪失會(huì)導(dǎo)致相鄰節(jié)段的活動(dòng)范圍增大，以補(bǔ)償融合節(jié)段的活動(dòng)能力，從而引起鄰近節(jié)段的生物力學(xué)環(huán)境異常，生物力學(xué)環(huán)境的改變最終會(huì)導(dǎo)致鄰近節(jié)段退變。
[0004]脊柱外科醫(yī)生和科研人員研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的椎弓根螺釘系統(tǒng)在植入后不能活動(dòng)。雖然它增加了腰椎的穩(wěn)定性，但是同時(shí)也改變了腰椎的生物力學(xué)環(huán)境，從而導(dǎo)致鄰近節(jié)段退變的可能性?，F(xiàn)在已經(jīng)有一些腰椎動(dòng)態(tài)植入物出現(xiàn)，但是它們的治療效果較差，主要是穩(wěn)定性能不夠，運(yùn)動(dòng)范圍過(guò)大，還會(huì)有棘突骨折、植入物松動(dòng)等相關(guān)并發(fā)癥，從而導(dǎo)致再次手術(shù)的可能性。另一方面，這些植入物不能或不適合治療較為嚴(yán)重的腰椎退變癥狀，導(dǎo)致這些植入物的應(yīng)用范圍很窄。
[0005]近來(lái)，臨床上已出現(xiàn)了幾種椎弓根動(dòng)態(tài)連接棒，用于各種程度的腰椎退變癥狀的手術(shù)治療。這些動(dòng)態(tài)連接棒的主要功能是在保證脊柱穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，提供額外的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)性能。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)專(zhuān)利文獻(xiàn)US20070233075公開(kāi)了一種椎弓根螺釘系統(tǒng)，其由螺釘、內(nèi)核、間置物等組成，內(nèi)核穿入間置物而置于相鄰椎體的螺釘上，并由特殊的鎖扣鎖緊。通過(guò)調(diào)整內(nèi)核與間置物的剛度可以為病人提供穩(wěn)定性能和動(dòng)態(tài)性能。該現(xiàn)有技術(shù)椎弓根螺釘系統(tǒng)需要提供內(nèi)核和間置物，因而結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不方便手術(shù)植入。
[0007]Scient’x-Alphatec Spine公司提出了一種丨sobar? TTL植入物,該植入物為一種動(dòng)態(tài)連接棒，該連接棒的中間由一個(gè)完整的緩沖裝置組成,該緩沖裝置包含層疊的盤(pán)狀鈦合金結(jié)構(gòu)，允許線性伸縮，控制軸向和成角運(yùn)動(dòng)。每個(gè)盤(pán)簧都經(jīng)過(guò)氮氧化處理，增強(qiáng)了抗磨損能力。連接棒的緩沖特性在設(shè)計(jì)上允許0.4mm最大軸向壓縮和拉伸，同時(shí)允許(在屈伸和側(cè)屈時(shí))最大成±2.25°的運(yùn)動(dòng)。緩沖特性可以起到線性彈性“緩沖器”的作用。在組合式裝配系統(tǒng)中，其應(yīng)用于非融合節(jié)段，僅僅限制了屈伸活動(dòng)和軸向運(yùn)動(dòng)，但是沒(méi)有側(cè)彎和扭轉(zhuǎn)性能。另外，該系統(tǒng)還包括預(yù)置近15°的前凸。該現(xiàn)有技術(shù)植入物的結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，需要較多的組裝步驟，不方便手術(shù)植入。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN100409820C提出了一種帶形狀記憶合金的生物柔性脊柱固定裝置，其采用節(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(kāi)。其采用形狀記憶合金制成，因而能夠簡(jiǎn)單方便地連接縱向桿和椎弓根螺釘。該固定裝置雖可獲得很好的柔韌性，但該固定裝置的剛度較弱，穩(wěn)定性不強(qiáng)，不能提供脊柱足夠的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性能。[0009]現(xiàn)有技術(shù)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN102106750A提出了一種脊柱動(dòng)態(tài)連接棒，其包括上連接部、下連接部以及彈性件，所述上連接部和所述下連接部通過(guò)所述彈性件相互連接，其中所述上連接部、所述下連接部和所述彈性件一體地形成，在所述彈性件中設(shè)有彈性孔，且彈性凹槽形成在所述彈性件的外周部中。該脊柱動(dòng)態(tài)連接棒能在提供脊柱穩(wěn)定性的同時(shí)保持脊柱的正常生理活動(dòng)。但是，該現(xiàn)有技術(shù)專(zhuān)利文獻(xiàn)并沒(méi)有對(duì)脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的力學(xué)性能和疲勞性能的改善提出進(jìn)一步的建議。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于開(kāi)發(fā)一種脊柱動(dòng)態(tài)連接棒，該脊柱動(dòng)態(tài)連接棒具有更好的力學(xué)性能和疲勞性能。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種脊柱動(dòng)態(tài)連接棒，所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒沿其縱向方向包括:上連接端；第一彈性件；以及下連接端，所述上連接端和所述下連接端通過(guò)所述第一彈性件相互連接，在所述第一彈性件中設(shè)有彈性孔，并且彈性凹槽形成在所述第一彈性件的外周部中，并且與所述第一彈性件的彈性孔相通或不相通，其特征在于:所述彈性凹槽為多頭螺旋凹槽結(jié)構(gòu)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的上述方案，所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的彈性凹槽為多頭螺旋凹槽結(jié)構(gòu)，由此通過(guò)多頭螺旋凹槽結(jié)構(gòu)的作用可以使該脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的載荷傳導(dǎo)更為均勻，從而使其具有更好的力學(xué)性能和疲勞性能。
[0013]優(yōu)選的是，所述多頭螺旋凹槽結(jié)構(gòu)具有固定螺距或者具有變化螺距。由此，可以控制所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的彈性段結(jié)構(gòu)對(duì)載荷的線性或非線性響應(yīng)。
[0014]優(yōu)選的是，根據(jù)所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的承受載荷情況來(lái)設(shè)置所述彈性凹槽的起點(diǎn)和/或終點(diǎn)位置，以便減少在所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒中產(chǎn)生的應(yīng)力集中現(xiàn)象。由此，可以根據(jù)所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的不同載荷來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的彈性凹槽的起點(diǎn)和/或終點(diǎn)位置，從而可以顯著降低所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的應(yīng)力集中現(xiàn)象。
[0015]優(yōu)選的是，所述上連接端和所述下連接端相對(duì)于所述第一彈性件的中心線偏心布置，并且所述上連接端和/或所述下連接端的橫截面為具有方向性的形狀，以便與相應(yīng)的椎弓根釘?shù)陌疾叟浜?。這里，“具有方向性的形狀”是指一種非圓的橫截面形狀，從而能夠使得所述上連接端和/或所述下連接端的橫截面形狀和相應(yīng)的椎弓根釘?shù)陌疾坌纬尚螤钆浜线B接。所述具有方向性的形狀可以是包括橢圓形、菱形和多邊形的規(guī)則圖形，或者是不規(guī)則圖形。由此，可以實(shí)現(xiàn)所述上連接端和/或所述下連接端的非圓橫截面與非圓的椎弓根釘凹槽配合，從而不僅可以實(shí)現(xiàn)更好的安裝導(dǎo)向性，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)更為穩(wěn)固的把持力，使所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒在使用中不容易發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]優(yōu)選的是，所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的所述上連接端和/或所述下連接端一體地形成有延長(zhǎng)段，使得所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒能夠在多節(jié)段腰椎手術(shù)中使用。所述延長(zhǎng)段可以是剛性直棒，或者所述延長(zhǎng)段可以具有一個(gè)或多個(gè)第二彈性件。所述第二彈性件的結(jié)構(gòu)與所述第一彈性件的結(jié)構(gòu)可以相同或不同。所述延長(zhǎng)段的長(zhǎng)度可以為一個(gè)或多個(gè)腰椎節(jié)段的長(zhǎng)度。由此，在延長(zhǎng)段為剛性直棒的情況下，則所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒整體上可實(shí)現(xiàn)融合加動(dòng)態(tài)穩(wěn)定功能，可以預(yù)防融合鄰近節(jié)段退行性病變。在延長(zhǎng)段為彈性段結(jié)構(gòu)的情況下，則所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒整體上可以實(shí)現(xiàn)多節(jié)段動(dòng)態(tài)穩(wěn)定功能。
[0017]總之，根據(jù)本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒能夠具有更好的力學(xué)性能和疲勞性能，從而可以保證器械植入人體后的安全性和可靠性。而且，本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒與其他動(dòng)態(tài)椎弓根螺釘連接棒相比具有更優(yōu)的彈性性能，符合脊柱生物力學(xué)要求；本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒在保證脊柱穩(wěn)定性能的前提下，可以提供脊柱更多的活動(dòng)范圍；本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒還可以提供更為準(zhǔn)確的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的鎖定方向和更為可靠的鎖定；本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒中的多頭螺旋凹槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以讓脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的載荷傳遞更為平衡；本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒中的特殊的螺旋凹槽起點(diǎn)和/或終點(diǎn)偏角設(shè)計(jì)可以有效減小應(yīng)力集中現(xiàn)象。多頭螺旋凹槽和特殊起點(diǎn)和/或終點(diǎn)偏角可以顯著提高脊柱動(dòng)態(tài)連接棒系統(tǒng)的疲勞性能。而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主要是依靠鏤空的螺旋凹槽來(lái)提供彈性參數(shù)可變的彈性性能，因而整個(gè)結(jié)構(gòu)為單一結(jié)構(gòu)，沒(méi)有過(guò)多的組裝步驟，避免了機(jī)械連接的磨損或失敗，非常方便手術(shù)植入。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]從下面參考附圖所描述的優(yōu)選實(shí)施例中很容易理解本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)，其中在各個(gè)附圖中相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。
[0019]圖1是應(yīng)用于脊柱的本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的示意圖。
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的立體示意圖。
[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的立體示意圖。
[0022]圖4是脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的俯視圖，其顯示了四種不同的連接端結(jié)構(gòu)。
[0023]圖5是根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的立體示意圖，其中所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒帶有雙頭螺旋凹槽。
[0024]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的俯視圖，其顯示了螺旋凹槽的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置設(shè)計(jì)的一個(gè)例子。
[0025]圖7是圖6的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的立體示意圖。
[0026]圖8是根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的立體示意圖，其具有剛性直棒作為延長(zhǎng)段。
[0027]圖9是根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的立體示意圖，其中延長(zhǎng)段具有另外一個(gè)彈性件。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下參考附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0029]在現(xiàn)有技術(shù)中，脊柱融合手術(shù)的椎弓根螺釘系統(tǒng)連接棒通常是堅(jiān)固的金屬連接棒。這樣的堅(jiān)固的金屬連接棒沒(méi)有彈性。該堅(jiān)固的金屬連接棒能夠使得脊柱的融合節(jié)段彼此相對(duì)固定。但是，融合節(jié)段的相對(duì)固定會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力向鄰近椎體集中；同時(shí)，融合節(jié)段的活動(dòng)度的喪失會(huì)導(dǎo)致相鄰節(jié)段的活動(dòng)范圍增大，以補(bǔ)償融合節(jié)段的活動(dòng)能力，從而引起鄰近節(jié)段的生物力學(xué)環(huán)境異常；而生物力學(xué)環(huán)境的改變會(huì)最終導(dǎo)致鄰近節(jié)段退變。
[0030]本發(fā)明的裝置屬于脊柱非融合手術(shù)的椎弓根動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。圖1是應(yīng)用于脊柱的本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的示意圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的立體示意圖。
[0031]在圖1和圖2中，附圖標(biāo)記I表示脊柱動(dòng)態(tài)連接棒；附圖標(biāo)記2表示上連接端；附圖標(biāo)記3表示下連接端；附圖標(biāo)記4表示彈性件；附圖標(biāo)記5表示彈性凹槽；附圖標(biāo)記6表示彈性孔。[0032]本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒相對(duì)于原有的連接棒增加了一段彈性件4，該彈性件4可以為連接棒提供彈性性能，在連接棒植入后，維持脊柱一定的活動(dòng)范圍。整個(gè)脊柱動(dòng)態(tài)連接棒I包括上連接端2、下連接端3、彈性件4、彈性凹槽5和彈性孔6。在脊柱動(dòng)態(tài)連接棒I植入人體后，彈性件4能夠維持人體脊柱在一定的活動(dòng)范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
[0033]具體地，所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒I沿其縱向方向包括:上連接端2 ;彈性件4 ;以及下連接端3。所述上連接端2和所述下連接端3通過(guò)所述彈性件4相互連接。在所述彈性件4中設(shè)有彈性孔6，且彈性凹槽5形成在所述彈性件4的外周部中。該脊柱動(dòng)態(tài)連接棒I呈單體結(jié)構(gòu)。脊柱動(dòng)態(tài)連接棒I的上連接端2用于連接至人體脊柱結(jié)構(gòu)的一部分，脊柱動(dòng)態(tài)連接棒I的下連接端3用于連接至人體脊柱結(jié)構(gòu)的另一部分。上連接端2和下連接端3通過(guò)位于其間的彈性件4連接在一起，且上連接端2、下連接端3和彈性件4形成為一體結(jié)構(gòu)。上連接端2、下連接端3、彈性件4都具有柱狀結(jié)構(gòu)。在彈性件4的大致中部處鉆出有所述彈性孔6，該彈性孔6大體沿其中心線延伸并且沿著縱向穿透通過(guò)彈性件4。在彈性件4的外周部中切出有彈性凹槽5。該彈性凹槽5在彈性件4的外周部中螺旋形地延伸?？梢酝ㄟ^(guò)鏤空彈性件4的外周部而形成所述彈性凹槽5。由于通過(guò)鏤空彈性件4的外周部而形成彈性凹槽5，所以所述彈性凹槽5穿透彈性件4的外周部，使得中央的彈性孔6可以通過(guò)該彈性凹槽5與外部相通。此外，彈性凹槽5也可以以不穿透彈性件4的外周部的方式設(shè)置在彈性件4的外周部中，此時(shí)，彈性凹槽5與彈性孔6通過(guò)彈性件4的外周部而彼此分隔，從而彈性凹槽5與彈性孔6不連通。通過(guò)上面設(shè)計(jì)的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒1，彈性件4既可以維持脊柱的穩(wěn)定性，又可以讓脊柱在一定范圍內(nèi)活動(dòng)，從而可以保持正常脊柱的生物力學(xué)環(huán)境。
[0034]由上可知，本發(fā)明屬于一種椎弓根動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，其主要實(shí)現(xiàn)方式是:脊柱動(dòng)態(tài)連接棒和椎弓根螺釘固定后，依靠脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的剛度提供脊柱的即刻穩(wěn)定性，同時(shí)，脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的彈性部分又可以提供脊柱在一定范圍內(nèi)的活動(dòng)度，從而保持正常脊柱的生物力學(xué)環(huán)境，防止鄰近節(jié)段因堅(jiān)強(qiáng)固定而導(dǎo)致的過(guò)度載荷，從而防止了鄰近節(jié)段的退變。因此，本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒可以在恢復(fù)椎間高度、減少脊神經(jīng)壓力、提供脊柱穩(wěn)定性的同時(shí)，保持脊柱的正常旋轉(zhuǎn)中心，提供治療后的微動(dòng)，降低鄰近節(jié)段退變的可能性。
[0035]圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的立體示意圖，圖4是脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的俯視圖，其顯示了四種不同的連接端結(jié)構(gòu)。類(lèi)似地，附圖標(biāo)記2表示上連接端；附圖標(biāo)記3表示下連接端；附圖標(biāo)記4表示彈性件；附圖標(biāo)記6表示彈性孔。如圖3、4所示，脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的上連接端2和下連接端3相對(duì)于所述彈性件4的中心線偏心布置，并且所述上連接端2和/或所述下連接端3的橫截面可以為具有方向性的形狀，以便與相應(yīng)的椎弓根釘?shù)陌疾叟浜?。所述具有方向性的形狀可以是包括橢圓形、菱形和多邊形的規(guī)則圖形，或者是不規(guī)則圖形。圖4中分別示出了上連接端2和下連接端3的橫截面分別可以為橢圓形、方形、菱形或正六邊形。由于脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的安裝具有方向性，所以通過(guò)上述的具有方向性的形狀的連接端橫截面形狀(非圓橫截面)，可以實(shí)現(xiàn)所述上連接端和/或所述下連接端的非圓橫截面與非圓的椎弓根釘凹槽配合，從而不僅可以實(shí)現(xiàn)更好的安裝導(dǎo)向性，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)更為穩(wěn)固的把持力，使所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒在使用中不容易發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0036]圖5是根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的立體示意圖，其中所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒I帶有雙頭螺旋凹槽。如圖5所示，所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒I形成有彈性凹槽，所述彈性凹槽可以為多頭螺旋凹槽結(jié)構(gòu)。本文中所述的“多頭螺旋凹槽”包括雙頭或更多頭螺旋凹槽，圖5中示出了具有雙頭螺旋凹槽的結(jié)構(gòu)的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒1，其中，附圖標(biāo)記7表示第一頭螺旋凹槽，附圖標(biāo)記8表示第二頭螺旋凹槽。因?yàn)樗黾怪鶆?dòng)態(tài)連接棒I的彈性凹槽為多頭螺旋凹槽結(jié)構(gòu)，所以，通過(guò)多頭螺旋凹槽結(jié)構(gòu)的作用可以使脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的載荷傳導(dǎo)更為均勻。所述多頭螺旋凹槽結(jié)構(gòu)可以具有固定螺距或者具有變化螺距，由此可以相應(yīng)地控制脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的彈性段結(jié)構(gòu)對(duì)載荷的線性或非線性響應(yīng)。
[0037]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的俯視圖，其顯示了螺旋凹槽的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置設(shè)計(jì)的一個(gè)例子，圖7是圖6的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的立體示意圖。類(lèi)似地，附圖標(biāo)記I表示脊柱動(dòng)態(tài)連接棒；附圖標(biāo)記2表示上連接端；附圖標(biāo)記3表示下連接端；附圖標(biāo)記6表示彈性孔。脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的彈性凹槽的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置對(duì)于脊柱動(dòng)態(tài)連接棒整體結(jié)構(gòu)在承載時(shí)的應(yīng)力分布情況影響很大。根據(jù)本發(fā)明，可以根據(jù)所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒I的承受載荷情況來(lái)設(shè)置所述彈性凹槽的起點(diǎn)和/或終點(diǎn)位置，以便減少在所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒I中產(chǎn)生的應(yīng)力集中現(xiàn)象。由此，可以根據(jù)脊柱動(dòng)態(tài)連接棒I的不同載荷來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的螺旋凹槽的起點(diǎn)和/或終點(diǎn)位置，從而可以顯著降低所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒I的應(yīng)力集中現(xiàn)象。例如，關(guān)于螺旋凹槽的起點(diǎn)和/或終點(diǎn)位置的具體的偏角設(shè)置，可以通過(guò)有限元分析軟件來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。比如，對(duì)于具有雙頭螺旋凹槽的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒I而言，可以預(yù)先設(shè)置一個(gè)角度Ct和角度β的設(shè)計(jì)范圍(角度α和角度β分別是兩條螺旋凹槽的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置相對(duì)于彈性件的中性面的夾角)，然后通過(guò)有限元分析軟件找出許多個(gè)在這個(gè)范圍內(nèi)的兩個(gè)角度的設(shè)計(jì)組合，并通過(guò)迭代計(jì)算找到其中的最優(yōu)解，使得在該角度組合的情況下承受固定載荷的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒上產(chǎn)生的應(yīng)力最小(尤其是彈性件的彈性凹槽上的應(yīng)力最小)，由此在這種設(shè)計(jì)參數(shù)的指導(dǎo)下，可以使脊柱動(dòng)態(tài)連接棒在承受人體載荷情況時(shí)發(fā)生材料屈服或者破壞的可能性降到最低。最后，還可再結(jié)合具體加工工藝確定一個(gè)比較有利于實(shí)際加工又符合上述設(shè)計(jì)的角度組合。例如，如果脊柱動(dòng)態(tài)連接棒I有兩條螺旋凹槽，則兩條螺旋凹槽中的一條凹槽的 起點(diǎn)與中性面可以成30°夾角，而另外一條凹槽可以與中性面成25。夾角。
[0038]圖8是根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的立體示意圖，其具有剛性直棒9作為延長(zhǎng)段11 ;圖9是根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的立體示意圖，其中延長(zhǎng)段12具有另外一個(gè)彈性件10。類(lèi)似地，附圖標(biāo)記2表示上連接端；附圖標(biāo)記3表示下連接端；附圖標(biāo)記4表示彈性件。所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的所述上連接端2和/或所述下連接端3可以一體地形成有延長(zhǎng)段11、12，使得所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒能夠在多節(jié)段腰椎手術(shù)中使用。如圖8所示，所述延長(zhǎng)段11是剛性直棒9。所述延長(zhǎng)段也可以具有一個(gè)或多個(gè)另外的彈性件，如圖9所示，所述延長(zhǎng)段12可以具有一個(gè)另外的彈性件10，該另外的彈性件10的結(jié)構(gòu)可以與前面所述的彈性件4的結(jié)構(gòu)相同。此外，所述延長(zhǎng)段的上述一個(gè)或多個(gè)另外的彈性件的結(jié)構(gòu)也可以與前面所述的彈性件4的結(jié)構(gòu)不相同。所述延長(zhǎng)段11、12的長(zhǎng)度可以為一個(gè)或多個(gè)腰椎節(jié)段的長(zhǎng)度。由此，在延長(zhǎng)段為剛性直棒的情況下，則所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒整體上可實(shí)現(xiàn)融合加動(dòng)態(tài)穩(wěn)定功能，可以預(yù)防融合鄰近節(jié)段退行性病變。在延長(zhǎng)段為彈性段結(jié)構(gòu)的情況下，則所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒整體上可實(shí)現(xiàn)多節(jié)段動(dòng)態(tài)穩(wěn)定功能。
[0039]總之，根據(jù)本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒能夠具有更好的力學(xué)性能和疲勞性能，從而可以保證器械植入人體后的安全性和可靠性。而且，本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒與其他動(dòng)態(tài)椎弓根螺釘連接棒相比具有更優(yōu)的彈性性能，符合脊柱生物力學(xué)要求；本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒在保證脊柱穩(wěn)定性能的前提下，可以提供脊柱更多的活動(dòng)范圍；本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒還可以提供更為準(zhǔn)確的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的鎖定方向和更為可靠的鎖定；本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒中的多頭螺旋凹槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以讓脊柱動(dòng)態(tài)連接棒的載荷傳遞更為平衡；本發(fā)明的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒中的特殊的螺旋凹槽起點(diǎn)和/或終點(diǎn)偏角設(shè)計(jì)可以有效減小應(yīng)力集中現(xiàn)象。多頭螺旋凹槽和特殊起點(diǎn)和/或終點(diǎn)偏角可以顯著提高脊柱動(dòng)態(tài)連接棒系統(tǒng)的疲勞性能。而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主要是依靠鏤空的螺旋凹槽來(lái)提供彈性參數(shù)可變的彈性性能，因而整個(gè)結(jié)構(gòu)為單一結(jié)構(gòu)，沒(méi)有過(guò)多的組裝步驟，避免了機(jī)械連接的磨損或失敗，非常方便手術(shù)植入。
[0040]對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以很容易對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的細(xì)節(jié)進(jìn)行各種變型和改進(jìn)。這些變型和改進(jìn)都 落在本發(fā)明的構(gòu)思的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種脊柱動(dòng)態(tài)連接棒，所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒(I)沿其縱向方向包括:上連接端(2);第一彈性件(4);以及下連接端(3)， 所述上連接端(2 )和所述下連接端(3 )通過(guò)所述第一彈性件(4 )相互連接，在所述第一彈性件(4)中設(shè)有彈性孔(6)，并且 彈性凹槽(5)形成在所述第一彈性件(4)的外周部中，并且與所述第一彈性件(4)的彈性孔(6)相通或不相通， 其特征在于: 所述彈性凹槽(5)為多頭螺旋凹槽結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒，其特征在于: 所述多頭螺旋凹槽結(jié)構(gòu)具有固定螺距或者具有變化螺距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒，其特征在于: 根據(jù)所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒(I)的承受載荷情況來(lái)設(shè)置所述彈性凹槽(5)的起點(diǎn)和/或終點(diǎn)位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至 3中的任一項(xiàng)所述的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒，其特征在于: 所述上連接端(2)和所述下連接端(3)相對(duì)于所述第一彈性件(4)的中心線偏心布置，并且所述上連接端(2)和/或所述下連接端(3)的橫截面為具有方向性的形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒，其特征在于: 所述具有方向性的形狀是包括橢圓形、菱形和多邊形的規(guī)則圖形，或者是不規(guī)則圖形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒，其特征在于: 所述脊柱動(dòng)態(tài)連接棒(I)的所述上連接端(2 )和/或所述下連接端(3 ) 一體地形成有延長(zhǎng)段(11、12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒，其特征在于: 所述延長(zhǎng)段(11)是剛性直棒(9 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒，其特征在于: 所述延長(zhǎng)段(12)具有一個(gè)或多個(gè)第二彈性件(10)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒，其特征在于: 所述第二彈性件(10)的結(jié)構(gòu)與所述第一彈性件(4)的結(jié)構(gòu)相同或不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脊柱動(dòng)態(tài)連接棒，其特征在于: 所述延長(zhǎng)段(11、12)的長(zhǎng)度為一個(gè)或多個(gè)腰椎節(jié)段的長(zhǎng)度。
【文檔編號(hào)】A61B17/70GK103565502SQ201210260364
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月25日
【發(fā)明者】馮勇, 黎潔, 呂振杰, 黃加春 申請(qǐng)人:上海微創(chuàng)骨科醫(yī)療科技有限公司