阅读说明：本技术 一种改进型的侧置式椎弓根钉 (Follow-on side formula pedicle of vertebral arch nail ) 是由 何静 何伟义 于 2019-10-21 设计创作，主要内容包括：本发明申请所涉及的是一种应用于骨外科及神经外科手术中应用的植入物,具体就是一种被称为改进型的侧置式椎弓根钉；本发明申请除了能够有效地解决临床上最为被诟病的“易爆丝”与“高切迹”两大技术难题,并能够在“动态钉”与“固定钉”两者之间进行可逆转的切换的同时,进一步实行改进,将其切迹再降低、构件再精简,更重要的是：此改进型的侧置式椎弓根钉在手术中,能够确保对连接棒的精准定位并实行有效的约束。(The invention relates to an implant applied to bone surgery and neurosurgery, in particular to an improved side-mounted pedicle screw; the invention can effectively solve two technical problems of 'explosive wire' and 'high notch' which are most clinically and most seriously suffered from problems, and can further improve the 'dynamic nail' and the 'fixed nail' while carrying out reversible switching between the two, so that the notch is reduced, the components are simplified, and more importantly: the improved side-mounted pedicle screw can ensure accurate positioning of the connecting rod and effective restriction in operation.)

一种改进型的侧置式椎弓根钉

技术领域

本发明申请所涉及的是一种应用于骨外科及神经外科手术中应用的植入物，具体就是一种改进型的侧置式椎弓根钉；本发明申请在原有的侧置式的椎弓根钉的具有“防爆丝”、“低切迹”、“可切换”、“备货易”等优点的基础上，进行改进，将其切迹再降低、构件再精简，更重要的是：此改进型的侧置式椎弓根钉在手术中，能够确保对连接棒的精准定位并实行有效的约束。

技术背景

目前，在骨外科及神经外科领域内，对治疗椎间盘突出及椎管狭窄的手术治疗方案中所选用的椎弓根钉，各学术流派均提出诸多实施方案，其中，采用连接棒侧置式的技术方案，的确能够有效地解决“防爆丝”与“降切迹”以及“可切换”和“易备货”等临床上迫切希望解决的技术难题，如申请号为：201910494047.0，名称为“一种防爆丝的低切迹两用椎弓根钉”就是此类申请中的代表之作；但随着学术上的深入探讨，及在“产学研医”的研发过程中发现，仍有可以有进一步改进与完善之处：首先是：其“切迹”，还可再降低；其“构件”，还可再精简；其“配合”，还可更合理；其钉座外壁与钩框的内壁的带锥形的配合副，在理想的状态下，的确可准确地定位，为钉座上的夹棒凹槽与钩框上的压棒槽联合对连接棒进行精准的约束；但在对所试制的样板进行临床实操试用时发现：在手术台上的复杂环境中，由于血块、骨碎等细微杂物的存在，较容易阻碍了这样的带锥形的配合副的理想状态下的接触，从而导致其定位出现偏差，影响了对连接棒的约束。

如何在保持连接棒侧置式椎弓根钉的“防爆丝”、“降切迹”、“可切换”和“易备货”等优势的同时，再进一步进行完善，即解决其带锥形的配合副存在的在复杂环境中的“定位难”的这个在实际具体操作中所发现问题，以及在“降切迹”、“精简结构”、“节约成本”等诸方面的更进一步的努力，这是业界在临床上迫切需要解决的技术问题。

发明内容

针对业界在临床上迫切需要解决的技术问题，本研发小组通过多次的对比测试以及反复论证，公开了对前期所研制的侧置式椎弓根钉的改进及完善的技术方案如下：

首先是将前期所研制的侧置式椎弓根钉（以下简称“前钉”）所示的其钉座外壁与钩框的内壁的带锥形的配合副，改进成彼此为圆柱形的配合副，从根本上解决前钉所采用的带锥形的配合副在复杂的临床手术中，有可能因为血块或骨碎被卡在锥形配合副中，导致定位偏差，即钉座上的夹棒凹槽与钩框上的压棒槽所形成的弧形面的轴心不重合，进而不能联合精准地对连接棒实施约束。

进一步的，前钉的带锥形的配合副，在加工时，要对其锥度、中心线与钉座及钩框上的弧面的相对形位公差，有较严格的要求，否则亦无法实施对连接棒的有效约束，这就增加了加工的难度及加工成本；而本发明申请所公示的改进型侧置式椎弓根钉（以下简称本钉）的“锥形改柱形”的技术方案，可大大减少了这样的加工难度，从而节省了加工费用，亦使得本发明申请具有可操作性及可靠的实用性。

再进一步地，将前钉中的钉体中的球头上的平面，从高于球心2.5~3mm的距离，下移到离其球心仅1mm，且在此平面上，再加工出一个凹平面，用于直接支承实施柔性约束的弹簧，从而精简了前钉所采用的压块，使得本钉在“精简结构”、“节约成本”的同时，亦节省了空间，为降低了整体切迹提供了可能。

再进一步地，在本钉所述的钉体的凹平面上，再加工出一个专供旋具使用的盲孔，并将盲孔的底部，设置成半球形，以配合所述的控制螺钉作用，这就为本钉实施“动态钉”与“固定钉”的可逆的切换，提供了可行。

再进一步地，在本钉所述的钉体的凹平面上，加工出一个的下沉的环形凹槽，为需要增加弹簧的作用力而增加高度的弹簧的安置，提供了一个可避免耗用切迹高度的可选文案。

再进一步地，所述的钩框，主体为一个不带锥度的圆柱筒状体，在圆柱筒状体的一侧，设置有一个缺口，在此缺口的上方，向外延伸出一个压棒臂，压棒臂设有一个向下开口的U形槽，当在临床应用时，这个缺口所露出的钉座上外侧的夹棒凹槽，与压棒臂上的U形槽，共同夹持并固定着所述的连接棒。

再进一步地，所述的钉座，呈中空的圆柱体，其外表面为具有台阶级的圆柱形，与所述钩框的内壁表面相配合；钉座的内腔的向上开口，为内螺纹；向下开口，为与所述钉体上的球头的外表面相配合的不完整的半球形凹面，在此凹面中央，开有一个通孔，供所述的钉体的尾部穿出而植入病变的椎体内。

再进一步地，所述的螺塞，具有与其轴线同轴的内外螺纹，分别与作用于钉体上的头部起切换作用的所述控制螺钉，及所述的钉座的向上开口的内螺纹相配合；螺塞顶端设有向外延伸的扁平状上盖，其中央有供旋具用的凹槽，扁平状上盖可以将套接于钉座上的所述钩框压紧，螺塞的向下面，加工出一个内凹的内腔。

再进一步地，所述的弹簧，为柱状压缩形弹簧，其上下两个端面，分别与螺塞的向下面的内凹的内腔及所述钉体的凹平面接触，从而为精简了前钉的压块后，依然能够实现对钉体的柔性约束。

再进一步地，所述的控制螺钉，其头部带螺纹，其尾部端面为一半球面，与所述的钉体配合，其置入与否，可实现“固定钉”切换成“动态钉”的可逆式的转换。

再进一步地，所述的连接棒为一圆柱体，其作用是将相邻的椎弓根钉作连接；由于所述的钩框上的压棒凹槽与钉座外侧的夹棒凹槽所呈的弧形面，在设计并加工时，是与与连接棒的轴线重合，故此，本钉通过“锥改柱”的技术改进，可以确保前钉因临床手术中存在的杂物的妨碍，影响其锥面配合而导致的上述轴线不重合，所产生的对连接棒约束力减弱的缺陷，在本钉中得以防范。

有益效果

本发明申请的有益效果，就是在确保前钉在解决了“防爆丝”、“低切迹”、“可切换”、“备货易”等优点的基础上，再继续进行深入优化并完善，通过“锥改柱”，达到了解决其带锥形的配合副存在的在复杂环境中的“定位难”的这个在实际具体操作中所发现问题；而“锥改柱”以及精简了压块，亦在较大程度上减轻了加工的难度及费用，节省了加工成本；此外，其切迹，亦有所降低。

综上所述，本发明申请具有明显的新颖性与创造性，亦具有很强的实用性，能在解决临床上所迫切需要解决的难题的同时，亦为推进从传统的“刚性固定融合”理论发展到“非融合固定”及“微动态促进融合”理论的实践中，作出了有益的尝试与探索；这种从依据新的理论，构思出相应的产品，再到研制样版，继而进行不断的改进、完善，并通过测试，实现从理论与样版的反复的相互引证的同时进行不断的改进完善的严谨的科学态度，为学术上的各家的争鸣，提供了切实的有益的前瞻性尝试，具有且必能产生极大的社会效益。

附图说明

在下文内，结合附图及具体实施方案，对本发明出进一步的解释说明：

图1是本发明申请的二维图及效果图；

图2是本发明申请的特征的***效果示意图；

图3是前钉的“锥形配合副”可能导致的定位不稳的示意图；

图4是本发明申请的螺塞、钉座与钩框的配合所形成对连接棒的约束示意图；

图5是本发明申请中的实施例二的二维图与效果图；

图6是本发明申请中的实施例三，特显示其球头钉与弹簧的配合状态；

图7是本发明申请与传统的顶置连接棒式椎弓根钉在切迹与爆丝的对比图；

其中：

螺塞1； 螺塞外螺纹11；螺塞内螺孔12；螺塞旋具孔13；

螺塞空腔14；螺塞上盖15；

钩框2； 钩框内壁21；钩框缺口22；压棒槽23；压棒臂24；导入弧角25；

连接棒3；弹簧5；控制螺钉6；控制螺钉螺纹61；控制螺钉尾端面62；

钉座4； 钉座外壁41；钉座内螺纹42；钉座夹棒凹槽43；

钉座内腔半球面44； 被精简的前钉中的压块（8）；

钉体7；钉体头部71；钉体尾部72；钉体上平面73；钉体旋具孔74；

螺塞、钩框与钉座配合间隙g； 临床上可能出现的障碍物k；切迹高度差h；

压棒臂24与夹棒凹槽43的弧面的轴心O₂与O₄；以及连接棒3的轴心线O₃。

具体实施方式

为了使本发明申请所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解的是，在本发明申请的描述中，术语“左右”、“上下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明申请，而不是要求本发明申请必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1，是本发明申请所示的二维图及效果图，从图1可以看出；本钉是沿用了前钉的基本结构形式，即摒弃了传统的椎弓根钉的连接棒中置式（请参阅图7中间图所示）的惯用形式，改进为侧置式，所述连接棒3被置于所述钉座4的一侧，为所述钉座4实施与螺塞1作环抱式的螺纹配合提供了可行性，从而从根本上避免了传统的椎弓根钉因为其钉座上的U形开口槽所形成的结构缺陷，（请参阅图7右侧效果图所示）可能产生的临床上俗称为“爆丝”的现象，而且同时为腾出所述连接棒中置式所占用的连接棒的直径的高度，达到有效地降低“切迹”提供了空间。

图2所示，就是本发明申请，即本钉的特征的***效果示意图；如图中所示，再结合图1的二维图，可知：所述螺塞1的外螺纹11与所述钉座4的空腔内的内螺纹42相配合，并利用螺塞上盖15将套接在钉座外壁41上的所述钩框2压紧；主体为圆柱管状的所述钩框2的一侧开有一个缺口22，此缺口22所露出的钉座夹棒凹槽43，与此缺口22上方向外伸出的压棒臂24上的向下开口的压棒槽23，联合实施对所述连接棒3进行约束固定；所述钉体7上的平面73，与前钉相比，降低了约2mm，直到接近其球心的高度，从而降低了整钉的切迹；所述弹簧5，为圆柱形，其一端上顶着螺塞1的向下的凹陷空腔14，另一端直接通过的平面73实施对所述钉体7作柔性约束，使得所述钉体7仅利用钉体头部71与钉座内腔半球面44所形成的配合，即可绕其球心作摆动；并且，可以将前钉用于约束球头钉摆动的压块（8）精简，从而为降低切迹提供了可能性，亦进一步简化构件，节约了制造成本。

当手术进行到后期时，操作者可选择将图2所示的控制螺钉6，利用其上端的螺纹61，旋入所述螺塞1中的内螺孔12中，使控制螺钉尾端面62进入所述钉体旋具孔74中，并抵压着其底部，如图1中的二维图的中心线右侧所示，此状态下，所述钉体7，就无法相对所述钉座4作摆动，本钉就被切换成符合“刚性固定融合理论”的“固定钉”；从此可以看出，控制螺钉6，具有对整个本钉的使用状态具有切换的功能，即取决于置入控制螺钉6与否。

从图3所揭示，侧置式椎弓根钉的工作原理，就是利用所述钉座4上的夹棒凹槽43，与所述钩框2上的压棒槽23，联合实施对所述连接棒3的约束与固定；对于前钉的这样利用锥面的配合形式，虽然具有较高的定位作用，但在加工过程，亦需要较高的加工精度与严格的形位公差等级；当在理想的状态时，在两者的锥形配合副的准确定位下，压棒槽23与夹棒凹槽43的弧面的轴心O₂与O₄；以及连接棒3的轴心线O₃，应该是呈重合，且只有是重合，才能实施对所述连接棒3的约束与固定，如图3左上角图示。

在临床应用上，其手术过程是：由于在术前，钉体7与弹簧5及钉座4，已完成装配，故此，首先用专用旋具利用旋具孔74，将所述钉体尾部72植入病者的椎体，当相邻的椎体已完成同样的工作后，再将所述连接棒3与所述各钩框2交替套置入相应的所述钉座4上，对连接棒3作初步固定后，再依次置入螺塞1，锁紧，从而完成整个手术过程。

但在实操时发现，当前钉中所述钩框2套接入所述钉座4时，由于两者是锥形配合，在开始套接时，两者之间呈现较大的空隙，而在临床手术中，往往存在血块，肉丝，骨碎等微细杂物K，且手术过程时间紧迫，视线欠佳，这些微细杂物K极有可能被卡在两锥面之间；当使用旋具将所述螺塞1利用其外螺纹11与所述钉座4的内螺纹42的螺纹副，将所述钩框2向下压时，由于杂物K的障碍，导致两锥面无法完全配合，两个轴心线产生相对倾斜，于是，轴心O₂与O₄不重合，无法协同实施对所述连接棒3的有效约束，导致钉、棒系统不稳，影响手术效果，如图3右上角图所示，（为表示更清楚，其轴线倾斜作夸张处理）。

本发明申请所示的本钉，就是在观察前钉在临床上的模拟操作而发现问题并作出改进，具体的技术方案，就是将前钉所采用的用锥面配合来作定位，改进为用圆柱形配合面来作定位；如图4所示。

这样的改进的有益之处是：首先，是降低了加工难度问题；由于圆柱形相对于锥形，更容易加工成形，且其各表面与轴线的距离相同，只要确保圆柱形的直径，及其轴线与压棒槽23及夹棒凹槽43的弧面的轴心O₂与O₄水平距离的精度即可，则两者在装配后，在未置入连接棒3时，其O₂与O₄水平方向的位置已能准确确定，只有上下方向的位置未得到确定，而置入连接棒3后，受连接棒3圆柱面的限定，其上下方向的位置，自然调整到合适的位置，O₂与O₄及O₃必定重合；而从锥形的特点可知，各表面到其轴线的距离，在轴线的上下方向上，是不尽相同的，这就为加工锥形体时，增加了对锥体的锥度、直径，以及与弧面的轴心O₂与O₄的水平距离及上下高度的精度要求，一旦这四个要素中的一个，出现了误差，就必会影响所述连接棒的被约束与被固定。

其次是：柱形面的配合，是可以避免锥形面配合在术中可能被杂物K干扰的可能性；从图4所示的对柱形面配合的局部放大图中可知，所述钩框2与所述钉座4的圆柱形配合面上，均设有导入弧角25，正是本发明申请在对前钉的实操测试中发现问题而特设的这个导入弧角25，能有效且方便地将钩框2的内壁21导入到钉座4的外壁41中进行装配，且当在装配过程中，遇到有杂物K干扰时，圆柱形配合面的恰当的公差尺寸，使得杂物K无法藏于配合面中间，而只会被导入弧角25推到两个配合面的垂直方向上的配合间隙g，从而避免了锥面配合过程中，其接触面距离从较大逐渐变小，使得杂物K逐渐被迫卡在配合面中的现象。

此外，亦是由于本发明申请在设计本钉时，所特设的自由浮动区间g，除了有效处理可能存在的杂物K之外，还可以有效消化处理圆柱形配合面中的轴线与压棒槽23与夹棒凹槽43的弧面的轴心O₂与O₄垂直方向的公差积累，即，在安置所述连接棒3时，只需要先将连接棒3置于夹棒凹槽43的弧面，O₄及O₃则必定重合；而随着所述螺塞1将套接在所述钉座4上的所述钩框2 上的压棒槽23逐渐往下压，压棒槽23的弧面最终必然会与连接棒3的圆柱面重合并将其锁定；从此亦可以看到，本钉所设置的配合间隙g，可以有效的地降低钉座4与钩框2的加工难度；亦可以证明，本发明申请，具有较大的可操作性及实用性。

从图5所示的，是本发明申请的实施例二，具体的做法，就是只是对前钉的切迹及简化构件作出改进：取消前钉的压块（8），将所述弹簧5直接置于所述螺塞1的向下的螺塞空腔14与所述钉体上平面73之间，取消了压块（8）与改低了钉体头部71的高度，即能实现“降低切迹”的作用。

为了进一步的将“降低切迹”并同时充分发挥所述弹簧5的弹性功能，本发明专利公开了实施例三，如图6所示，即将钉体上平面73，设置成一个环形凹槽，将所述弹簧5下沉到其底部，这样的结果是可以适当增加弹簧5的高度，能够对所述钉体7实施更有效的柔性约束。

综上所述，本发明申请所提出的技术方案，就是通过对前钉的改进，除了能够保持前钉的“防爆丝”、“低切迹”、“可切换”以及“备货易”等优点之外，还能通过“锥改柱”的技术措施，解决“定位难”的临床上所遇到的技术难题，具有明显的创造性与新颖性；同时进一步降低其切迹及精简其构件，达到节约成本、提高功效的作用，具有足够的实用性；而且，上述实施例为本发明申请的优选实施方式，并非穷尽其它实施例，因此，只要运用本发明申请所公开的说明书和附图内容所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明申请的保护范围之内。