專利名稱：緊固件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于保持脊椎處于理想的空間關系的新的改進的緊固件。
公知已經采用緊固件保持脊椎處于理想的空間關系。那些已知的緊固件中至少有一種帶有用于與脊椎中的骨配合的外螺紋旋的安裝部分。那些已知的緊固件有一個從安裝部分軸向向外地延伸的固定部分。在固定部分上設有一個外螺紋旋，用于與一個有內螺紋旋的部件，例如螺帽配合。
在公知的緊固件的安裝部分和固定部分之間有一個六邊形的中間或凸出部分。公知的緊固件的中間或凸出部分與一個工具配合以相對脊椎轉動緊固件。在美國專利NO．4854311中公開了具有這種結構的一種緊固件。在美國專利NO．5085660；5257994和5620443中公開了用于保持脊椎處于理想的空間關系的其它的緊固件。
本發明提供了一種用于保持脊椎處于理想的空間關系的新的改進的緊固件。這種緊固件包括一種帶有一用于與脊椎配合的外螺紋旋的安裝部分。這種緊固件有一帶有與一有內螺紋的保持件配合的外螺紋旋的固定部分。中間或凸出部分位于固定部分和安裝部分之間，并且與固定部分和安裝部分相連。中間部分包括一組間隔開的凹槽，這些凹槽有用于接受力以便相對脊椎轉動緊固件的表面。中間或凸出部分有一圓形結構，該圓形結構帶有一個面向固定部分的端表面和一個從緊固件中心軸線面向外的側表面。在中間部分中的每個凹槽都有一個開口，該開口從中間部分的端表面延伸到側表面，并且通過該開口可以插入一個工具的一部分。
在了解了帶有附圖的如下描述，本發明的上述的和其它的特征將變得更加明顯。附圖中

圖1是一個說明按照本發明制造的一對緊固件與一個脊柱中的脊椎連接的方式的簡圖；圖2是圖1中的一個緊固件的放大圖3是圖2中的緊固件的部分放大圖；圖4是沿著圖3中的線4-4的端部視圖，說明了圖2中的緊固件的固定部分和中間部分的結構；圖5是沿著圖4中的線5-5的放大的部分視圖，進一步圖示了圖3中的緊固件的中間或凸出部分的結構；圖6是沿著圖5中的線6-6的部分截面圖，進一步圖示了緊固件的中間部分或凸出部分上的凹槽的結構；以及圖7是一個工具的部分視圖，該工具給圖1-6中的緊固件的中間部分或凸出部分上的凹槽表面施加力。
下面描述本發明的優先實施例。
綜述圖1顯示了一個與一對保持組件12和14相連的人體脊柱10。保持組件12和14保持部分脊柱即脊椎16相互處于理想的空間關系。
保持組件12和14有相同的結構并且包括根據本發明制作的緊固件20。在本發明的圖示實施例中，緊固件由一種生物適應性材料，尤其是由經陽極化處理的鈦制成的。但是，如果必要，緊固件20可以用一種不同的材料制作。例如，緊固件20可用不銹鋼制作。
緊固件20有一個內端或安裝部分22，它與脊椎中的骨配合以緊緊地將緊固件安裝在脊椎中。盡管圖1中只顯示了一對緊固件20，應理解的是有其它的緊固件20與脊柱的相鄰的脊椎16連接。
保持組件12和14(圖1)每個都包括一個縱向部件，例如一個沿著脊柱10延伸的圓柱形桿26。桿26是由生物適應性材料如不銹鋼或鈦制成的。每根桿26的長度足夠使得桿橫跨脊柱10中的至少兩個脊椎16。當然，在任何特定的安裝中，桿26的長度取決于被矯正的狀態和通過保持組件12和14相互保持理想的空間關系的脊椎16的數目。桿26可以在所有三個解剖平面或其中任何一個平面上彎曲成與脊柱10預想的曲線一致。
連接組件30將桿26和緊固件20連接起來。每個連接組件30包括一個保持件32。每個保持件32都有一供桿26從中延伸穿過的開口。每個保持件32有一供緊固件20的固定部分40從中延伸穿過的第二開口或狹槽38。
鎖緊裝置50防止保持件32相對于緊固件20移動。鎖緊裝置50包括與緊固件20的固定部分40上的螺紋配合的有內螺紋的止動螺母52。鎖緊螺母用來將止動螺母52壓緊在緊固件20上。
盡管桿26與緊固件20通過保持件32連接起來并且緊固件20相對脊椎16保持固定，但桿26和緊固件20之間的距離可以改變。為了使桿26與緊固件20之間能發生暫時的相對運動，連接組件30上的狹槽38有一個偏長結構。因此，通過緊固件20連接的脊椎16可以向著或遠離大體上保持固定的桿26運動。
保持組件12的總體結構類似于美國專利NO．5129900中公開的保持組件的結構。但應理解的是保持組件12和14可以有任何所希望的結構。例如，如果有必要，保持組件12和14可以按照美國專利NO．4854311和NO．5024213中公開的方式制作。
根據本發明制作的緊固件20有一個帶有螺旋形的外螺紋旋60的安裝部分22(圖2和3)，外螺紋旋與一個脊椎16配合(圖1)。螺紋旋60與脊椎中的骨配合。固定部分40(圖2和3)有一與一個止動螺母52配合的螺旋形外螺紋旋62。
一個圓形的中間或凸出部分64位于安裝部分22和固定部分40之間。中間部分64從安裝部分22和固定部分40徑向向外凸出。外螺紋旋60和62、安裝部分22、固定部分40以及中間部分64都有一個與緊固件20的中心軸線重合的中心軸線。緊固件-安裝部分和中間部分緊固件20的安裝部分22有將緊固件與脊椎連接起來的外螺紋旋60。外螺紋旋60是一個粗的螺旋形螺紋旋。在外螺紋旋60的上端部68有一個6度的斜度或偏斜螺紋尾部(如圖3所示)。外螺紋旋60可以具有與美國專利NO．4854311公開的結構相類似的結構。但應理解的是外螺紋旋可以具有任何所希望的結構。應該相信的是相對粗的外螺紋旋可能被優先采用以便保證與脊椎16的骨牢固接合。
中間或凸出部分64(圖3)與安裝部分22和固定部分40具有同軸關系。中間部分64具有一個大體上是圓形截面的結構。中間部分64包括一個形成為圓錐形的一部分的下部側表面或端表面72。
圓錐形的側面或端面72有一個與緊固件20的中心軸線重合的中心軸線。側表面72從安裝部分22的外端部68徑向向外并且軸向向上地(如圖3所示)向固定部分40張開。應該注意的是當緊固件20用于保持脊椎處于理想的空間關系時，側表面72可以壓靠在脊椎16上。中間或凸出部分64也包括一個圓柱形的側表面74，該側表面與圓錐形的側表面72和安裝部分22處于同軸關系。
根據本發明的特征，一對相同的凹槽78和80(圖2)形成在中間部分64上。凹槽78和80彼此徑向相對。凹槽78和80有一個大體上成矩形(圖4)的開口端部，該開口端部向上地(如圖2所示)面向固定部分40。凹槽78(圖3)有一個弧形底表面82，該表面有一個位于圓柱形側表面74的半徑上的曲率中心。凹槽78和80與合適的工具配合以便相對脊椎16轉動安裝部分22。緊固件-固定部分緊固件20的固定部分40(圖2和3)與安裝部分22和中間部分64形成一體并且處于同軸關系。固定部分40上的外螺紋旋62與安裝部分22上的外螺紋旋60處于同軸關系。止動螺母52(圖1)與固定部分40上的外螺紋旋62配合以阻止保持件32相對緊固件20移動。
平行的平坦部分88和90(圖4)形成在固定部分40的相對側。平行的平坦部分88和90在固定部分40的相對的端部之間軸向延伸(圖2)。相同的平坦部分88和90與保持件32上的狹槽38的平行的側面配合以防止緊固件20和保持件32之間的相對轉動。
保持件32上的狹槽38作成大小可容納保持件32和緊固件20之間的滑動調節。當然，當止動螺母52被擰緊時，保持件32被緊緊地夾在中間部分64和止動螺母之間以防止保持件相對緊固件20移動。
平坦部分88和90(圖4)被一個大致等于或大于外螺紋旋62的內徑的一個距離間隔開。外螺紋旋62有螺旋形的螺紋牙側表面94和96(圖6)，螺紋牙側表面相交于外螺紋旋62上的螺旋形螺紋牙頂98和螺旋形螺紋根100。外螺紋旋62形成在固定部分40的圓柱形主干部分104上。
在圖示的固定部分40的實施例中，平坦部分88和90(圖4)之間的距離等于外螺紋旋62的內徑。這將導致平坦部分88和90與外螺紋旋62的螺紋根100相切地延伸。因此，平坦部分88和90之間的最小距離，即沿著垂直于平坦部分的徑向軸線測定的距離，等于外螺紋旋62的螺紋根100的直徑。
通過使平坦部分88和90(圖4)之間的距離等于外螺紋旋62的內徑，固定部分40的主干部分104就不會由于材料被截去以形成平坦部分88和90而削弱。為了形成平坦部分88和90，只有外螺紋旋62的材料被從固定部分40上移去。這樣就使得在平坦部分88和90形成在固定部分40上之前和之后，主干部分104的強度大體上相同。
一個驅動槽130(圖2、3和4)形成在固定部分40的外端部或上端部。驅動槽130接納一個驅動工具(未顯示)。力施加到驅動工具上以便相對脊椎16轉動緊固件20。
驅動槽130包括一個圓柱形的主體部分134和一組弧形彎角部分138(圖4)。弧形彎角部分138接納驅動工具的凸出部分。力從驅動工具傳遞到槽130的弧形彎角部分138以便相對脊椎16轉動緊固件20。弧形彎角部分138偏離一個包含緊固件20的中心線并且垂直于平坦部分88和90延伸的平面。包含緊固件20的中心線并且垂直于平坦部分88和90延伸的平面是緊固件的一個徑向平面并在圖4中標成通過使弧形彎角部分138偏離徑向平面144，彎角部分位于主干的一個部分，在該部分外螺紋旋62沒有被中斷以形成平坦部分88和90。這有利于使形成弧形彎角部分138處的主干部分的強度最大。因此，在不使臨近彎角部分138的主干部分104的材料斷裂的情況下，彎角部分138可以傳遞相當大的驅動力(扭矩)。緊固件-中間部分緊固件20的中間或凸出部分64有一個圓形橫截面結構。中間部分64的下面部分(如圖5所示)是由一個圓錐形端表面72形成的。圓柱形側表面74從圓錐形端表面72向上延伸。一個平的圓形上部端表面148從圓柱形側表面徑向向內延伸。上部端表面148位于一個垂直于緊固件20的中心軸線延伸的平面上。上部端表面148與圓錐形端表面72和圓柱形側表面74處于同軸關系。
為了有助轉動和／或驅動緊固件20，在緊固件20的中間部分64上形成有凹槽78和80。相同的凹槽78和80同時與工具150(圖7)配合以便沿著凹槽78和80的表面施加力，從而相對脊椎16轉動緊固件。應注意的是在不太可能出現的情況下即因任何原因固定部分40從安裝部分22斷裂，有凹槽78和80是特別有利的。
除了具有半圓形的底表面82之外，凹槽78包括一對平的平行側表面152和154(圖5)。側表面152和154垂直于中間部分64的平的圓形的且徑向延伸的上部端表面148延伸。凹槽80(圖4)有位于與凹槽78的側表面152和154相同的平行平面上的側表面156和158(圖4)。
凹槽78的半圓形底表面82(圖5)有一個位于圓柱形側表面74的半徑上的曲率中心。這樣，底表面82的曲率中心就位于一個垂直于緊固件20的縱向中心軸線159(圖3)并且與其相交的軸線上。底表面82(圖5和6)有穿過整個底表面的相同的彎曲弧度。
凹槽78的弧形底表面82從圓柱形側表面74(圖4和5)徑向向內地延伸到一個大約介于固定部分40上的外螺紋旋62(圖4)和圓柱形側表面74之間的位置處。凹槽78有一個垂直于側表面152和154延伸的端壁160。端壁160有與圓柱形側表面74(圖5)上的開口164同樣的結構。端壁160平行于緊固件20的中心軸線159(圖3)延伸。除了圓柱形側表面74上的開口164以外，凹槽78有一個位于中間部分64的平的圓形端表面148上的大體是矩形的開口166(圖4)。
凹槽80有與凹槽78相同的結構。凹槽80有一個平行于凹槽78的端壁160延伸的端壁167(圖4)。凹槽80有一個半圓形的底表面168，該底表面有一個與凹槽78的底表面82的中心軸線重合的中心軸線。凹槽80有一個從端表面148延伸到圓柱形側表面74的開口170。
在本發明的圖示實施例中，在中間部分64上僅有兩個凹槽78和80。但應理解的是如果必要，可以有更多的凹槽。在本發明的圖示實施例中，凹槽78從中間部分64的圓柱形側表面74徑向向內延伸。但是，如果必要，凹槽78也可延伸到由圓錐形端表面72環繞成的中間部分64之中。凹槽80與凹槽78有相同的結構和與中間部分64相同的關系。緊固件-轉動工具工具150(圖7)有一對凸出部分172和174，凸出部分可以穿過開口166和170放入凹槽78和80。凸出部分172和174然后對凹槽78和80的側表面施加力。工具150(圖7)包括一個圓柱體或主體部分176。凸出部分172和174形成在圓柱體部分176的下端(如圖7所示)。
凸出部分172和174與凹槽78和80有相同的結構。因此，凸出部分172和176的形狀可使得它們與凹槽78和80緊密配合。主體部分176有一外部側表面190，側表面190形成了一個與中間部分64的圓柱形側表面74有相同直徑的圓柱形部分。在本發明的圖示實施例中，凸出部分172和174有內側表面196和198，內側表面196和198形成了一個具有與工具150的圓柱形外部側表面190的軸線重合的軸線的圓柱形部分。凸出部分172和174上的內側表面196和198被一個比凹槽78和80的端表面160和168之間的距離大的距離間隔開。因此，凸出部分172和174不是完全地填滿凹槽78和80中。但是，如果必要，凸出部分172和174能作成完全填滿凹槽78和80中。
當要借助工具150相對脊椎16轉動緊固件20時，工具軸向向下移動(如圖7所示)，直到凸出部分172和174穿過緊固件20的中間部分64上的開口166和170進入凹槽78和80(圖4)。力(扭矩)施加到工具150上。這個力就通過工具150的主體176傳遞到凸出部分172和174。
凸出部分172和174上的側表面和弧形端表面緊緊壓在凹槽78和80的側表面上以便相對脊椎順時針或逆時針方向轉動緊固件。當要將緊固件20安裝在脊椎16上時，可用工具150順時針方向轉動緊固件從而增加中間部分64壓在脊椎上的力。此外，可用工具150逆時針方向轉動緊固件以便從脊椎上卸下緊固件。結論本發明提供了一種用于保持脊椎16處于理想的空間關系的新的改進的緊固件20。這種緊固件20包括一種帶有一個用于與脊椎16配合的外螺紋旋60的安裝部分22。這種緊固件20有一個固定部分40，該固定部分40有一個與具有內螺紋的保持件52配合的外螺紋旋62。中間或凸出部分64位于固定部分22和安裝部分40之間并且與它們相連。中間部分64包括一組間隔開的凹槽78和80，這些凹槽有用于接受力以便相對脊椎16轉動緊固件20的表面。
中間或凸出部分64有一個圓形結構，該圓形結構帶有一個朝向固定部分的端表面148和一個從緊固件中心軸線159面向外的側表面74。在中間部分64中的每個凹槽78和80都有一個開口164，該開口從中間部分64的端表面148延伸到側表面74并且通過該開口可以插入一個工具的一部分。
權利要求
1．一種用于保持脊椎處于理想的空間關系的緊固件，該緊固件包括一個有第一外螺紋結構的第一部分，該部分用于與脊椎螺紋配合；一個有第二外螺紋結構的第二部分，該部分用于與一內螺紋件配合；以及一個位于所述第一和第二部分之間并與所述第一和第二部分連接的中間部分，所述中間部分包括一組間隔開的凹槽，這些凹槽至少部分地設置成從所述第二部分上的所述第二外螺紋結構徑向向外，所述的每個凹槽都有用于接受力以便相對脊椎轉動所述緊固件的表面結構。
2．如權利要求1所述的緊固件，其特征在于所述第二部分包括表面結構，這些表面結構用于在所述第二部分的與所述中間部分相對的一個端部限定一個驅動凹槽，該驅動凹槽有一組用于接受力以便相對脊椎轉動所述緊固件的彎角部分。
3．如權利要求1所述的緊固件，其特征在于所述凹槽組的所述凹槽的第一個位于所述第二部分的第一側面附近，所述凹槽組的所述凹槽的第二個位于所述第二部分的第二側面附近，所述第二部分的第二側面與所述第二部分的第一側面相對。
4．如權利要求1所述的緊固件，其特征在于所述凹槽組的每個凹槽都包括一個朝向離開所述第一部分的方向的開口端部，通過它一個工具的一部分可以活動。
5．如權利要求1所述的緊固件，其特征在于所述凹槽組的每個凹槽都包括一個從所述第一外螺紋結構的中心軸線徑向向外的開口部分，通過它一個工具的一部分可以活動。
6．如權利要求1所述的緊固件，其特征在于所述凹槽組的每個凹槽都包括一個單一開口，通過該開口，一個工具可以活動，所述開口有一個朝向離開所述第一部分方向的第一組成部分和一個朝向離開所述第一外螺紋結構的中心軸線的方向的第二組成部分。
7．如權利要求1所述的緊固件，其特征在于所述中間部分包括一個朝向離開所述第一部分方向的圓形端部表面和一個與所述第一外螺紋結構以及所述第二外螺紋結構處于同軸關系的圓柱形側表面，所述凹槽組的每個凹槽都有一個至少部分地由所述圓形端部表面限定的開口。
8．如權利要求1所述的緊固件，其特征在于所述中間部分包括一個朝向離開所述第一部分方向的圓形端部表面和一個與所述第一外螺紋結構以及所述第二外螺紋結構處于同軸關系的圓柱形側表面，所述凹槽組的每個凹槽都有一個至少部分地由所述圓柱形側表面限定的開口。
9．一種用于保持脊椎處于理想的空間關系的緊固件，所述緊固件包括一個有螺紋結構的安裝部分，用于與脊椎配合，所述螺紋結構包括一個具有螺紋牙側表面結構的外螺紋旋，螺紋牙側表面用于與脊椎中的骨配合以便防止所述外螺紋旋相對于脊椎軸向移動；以及一個與所述安裝部分相連并且從所述外螺紋旋徑向向外凸出的凸出部分，所述凸出部分包括一個圓形端表面和一個圓形側表面，第一凹槽位于所述凸出部分中，與所述凸出部分的圓形側表面的第一組成部分相鄰，第二凹槽與所述第一凹槽間隔開地形成并且位于凸出部分中，與所述凸出部分的圓形側表面的第二組成部分相鄰，所述第一和第二凹槽被穿過所述外螺紋旋的中心軸線延伸的凸出部分的一部分分隔開，所述第一和第二凹槽至少部分地設置成從所述安裝部分的外螺紋旋徑向向外。
10．如權利要求9所述的緊固件，其特征在于所述第一凹槽包括一個朝向離開所述外螺紋旋方向的第一開口，一個工具的第一部分可以通過該開口插入，以使該工具的第一部分對所述第一凹槽的表面施加力，所述第二凹槽有一個與第一開口間隔開并且朝向離開所述外螺紋旋方向的第二開口，該工具的第二部分可以通過第二開口插入，以使該工具的第二部分對所述第二凹槽的表面施加力。
11．如權利要求9所述的緊固件，其特征在于所述第一凹槽包括一個至少部分地位于所述凸出部分的圓形側表面并且從所述凸出部分的所述圓形側表面徑向向外的第一開口，一個工具的第一部分可以通過該開口插入，以使該工具的第一部分對所述第一凹槽的表面施加力；所述第二凹槽有一個至少部分地位于所述凸出部分的圓形側表面并且從所述凸出部分的圓形側表面徑向向外的第二開口，該工具的第二部分可以通過第二開口插入，以使該工具的第二部分對所述第二凹槽的表面施加力。
12．如權利要求9所述的緊固件，其特征在于所述第一凹槽包括一個至少部分地位于所述凸出部分的所述圓形端部表面并且從所述凸出部分的圓形端部表面沿著遠離所述外螺紋旋的方向軸向向外的第一開口，一個工具的第一部分可以通過該開口插入，以使該工具的第一部分對所述第一凹槽的表面施加力；所述第二凹槽有一個至少部分地位于所述凸出部分的圓形端部表面并且面向遠離所述外螺紋旋的方向的第二開口，該工具的第二部分可以通過第二開口插入，以使該工具的第二部分對所述第二凹槽的表面施加力。
13．如權利要求9所述的緊固件，其特征在于所述第一凹槽包括一個第一開口，該第一開口有位于所述凸出部分的所述圓形側表面并且從所述凸出部分的所述圓形側表面徑向向外的第一部分，以及至少部分地位于所述凸出部分的圓形端部表面并且從所述凸出部分的圓形端部表面沿著遠離所述外螺紋旋的方向軸向向外的第二部分，一個工具的第一部分可以通過所述第一開口的第一和第二部分插入，以使該工具的第一部分對所述第一凹槽的表面施加力；所述第二凹槽有一個與所述第一開口間隔開的第二開口，所述第二開口有位于所述凸出部分的圓形側表面并且從所述凸出部分的圓形側表面徑向向外的第一部分，以及至少部分地位于所述凸出部分的圓形端部表面并且從所述凸出部分的圓形端部表面沿著遠離所述外螺紋旋的方向軸向向外的第二部分，該工具的第二部分可以通過所述第二開口的第一和第二部分插入，以使該工具的第二部分對所述第二凹槽的表面施加力。
14．如權利要求9所述的緊固件，其特征在于還包括一個固定部分，該固定部分與所述凸出部分相連并且從所述凸出部分的圓形端部表面軸向向外地延伸，在所述固定部分上設有外螺紋結構，用于與一個有內螺紋的保持件配合。
全文摘要
一種改進的緊固件,用于保持脊椎處于理想的空間關系。該緊固件有一個與脊椎相配合的具有第一外螺紋的安裝部分;一個與保持件,例如螺帽上的內螺紋相配合的具有第二外螺紋的固定部分;以及一個圓形中間部分;一組間隔開的凹槽形成在中間部分上。每個凹槽有用于接受力以便相對脊椎轉動緊固件的表面。中間部分包括圓形端表面和圓柱形外部側表面。每個凹槽有一個從圓形端部表面延伸到圓柱形側表面的開口。
文檔編號A61F5/01GK1204499SQ9810253
公開日1999年1月13日 申請日期1998年6月23日 優先權日1998年6月23日
發明者馬庫斯·M·桑德斯, 約翰·M·卡皮坦, 亨利·J·H·布朗 申請人:美商艾克羅米德公司