[发明专利]双螺纹矫形螺钉

说明书

技术领域

本发明涉及用于接骨中矫形螺钉的领域，尤其涉及用于在两个类型的骨需要穿透并且接合的场合。

背景技术

脊柱稳定的通常治疗是通过一对螺钉插入每块要结合的脊椎骨中并通过两个刚性杆将螺钉头连接到脊柱的任意一侧来实现对两块或多块脊椎骨的固定。清理椎间盘空间并将骨移植插入清理后的椎间盘空间内使得骨在脊椎骨之间生长，直到几个月后，完成结合。

螺钉通常插入椎弓根内，每块脊椎骨需要两个螺钉，从而对于每级结合需要最少四个螺钉。参考图1所示，其是脊椎骨10的横截面轴向图，示出了一对经过椎弓根12进入脊椎骨本体13、并将结合杆14夹紧到脊椎骨上的椎弓根螺钉11。如观察的那样螺钉必须经过椎弓根的坚硬皮层骨进入脊椎骨本体的相对软的松质骨15内。借助于椎弓根螺钉插入方式的脊柱结合是当前最普遍的适用于脊柱稳定的手术，全世界每年有成千上万的例子。尽管这些手术大部分采用背部开刀手术，但是在外科技术中最新的改进能使这个手术具有很少侵害地进行。特别地，已经发展了计算机引导机器人的技术来保证螺钉插入的精确度。

一种不同的固定技术，仅仅使用两个倾斜插入螺钉，一个在脊椎骨的任意一侧，在1996年欧洲脊柱杂志第5卷第281-285页由D.Grob等著作的题名“在晚期椎间盘恶化脊椎骨前移的情况下的直接椎弓根体内固定”的文献中第一次描述。在该文献中建议的外科方法是用于在L4-L5和L5-S1级处的倾斜的经椎弓根的体间固定。在该技术中，一对螺钉在两侧插入下椎骨的椎弓根并朝上椎骨本体的前部皮质边缘对角地穿过椎间盘。这种倾斜过程的变型在属于克利夫兰门诊基金会的公开号为US2009/0163957的美国专利申请“倾斜的腰椎间结合”以及属于Mazor外科技术公司的共同正在审查的申请号为PCT/IL2009/001130名称为“机器人引导倾斜脊柱稳定术”的PCT专利申请中均有描述，其中描述了一种通过使用机器人手术系统的微创倾斜进入脊柱结合手术的系统和方法，其在进入轨迹附近仍然对神经结构存在很小的危险。现在参考图2，其是两个相邻脊椎骨21、22的侧视图，示出了倾斜插入式椎间固定螺钉23的位置和进入路径。另外在此过程中，螺钉23必须经过椎弓根区域24的坚硬的皮质骨，穿过下脊椎骨和上脊椎骨的相对端板25、26的坚硬的皮质骨，并且进入上脊椎本体的柔软的松质骨28内。

这两种脊柱结合方法涉及螺钉轨迹，从在椎弓根处的进入点处穿过脊椎骨本体，经过两种不同的且分离的骨结构。众所周知，为了在松质骨内提供良好的支撑和高拔出阻力，与必须穿透相当硬的皮质骨的螺钉相比，必须使用粗螺距螺钉。用于这些手术中的现有技术螺钉因此基本上是在松质骨内最佳的固定以及同样用于皮质骨的进入和固定之间的折衷。

在说明书的本部分和其他部分提到的每个出版物公开的内容在此以引用的方式加入它们的全文。

发明内容

本申请描述了用于不同类型的骨的新型矫形固定螺钉。由于矫形固定螺钉可穿透并保持具有不同特性的骨结构，螺钉应考虑这些不同的特性相应地构造。因此，当从椎弓根进入脊柱骨本体时常规的后进式椎弓根螺钉必须穿过不同的骨层。同样，当从下脊柱骨椎弓根穿过椎间盘空间进入上脊柱骨本体时，倾斜螺钉必须穿过不同的骨层。在任一情况下，螺钉的远端必须首先穿过椎弓根壁的皮质骨层—但是相同的远端仍然必须被设计为在脊柱骨本体的松质骨中具有最佳抓紧力。

在本申请中描述的示例性螺钉的主要特征之一是需要维持拔出力。因为松质骨比皮质骨柔软，较粗螺纹优选用于松质骨而非皮质骨。因此螺钉应当包含两种不同的螺纹—一种在远端优选用于松质骨而一种在近端优选用于皮质骨。

最大化拔出力要求螺钉直径尽可能大，特别是在螺钉插入不太硬的松质骨的远端末端。但是，对于脊柱结合手术，最大螺钉直径受5-8毫米的椎弓根壁直径的限制，螺钉在到达脊柱骨本体的松质骨之前必须穿过椎弓根壁。

本申请中描述的示例性螺钉应当在插入时具有增大的拔出力，然而不会增大插入扭矩，因此不会增大在螺钉插入期间的作用在脊椎骨上的力。此外，螺钉应当被构造成具有克服压缩和挠曲破坏的最大强度。

一个示范实施例涉及一种矫形用螺钉，该螺钉包括：

(i)远端区段，包括具有外径和螺距的远端螺纹，和

(ii)近端区段，包括双螺纹，该双螺纹具有第一螺纹和第二螺纹，第一螺纹具有相同的螺距且形成在与远端螺纹相同的螺旋线上，第二螺纹具有相同的螺距但外径小于远端螺纹的外径，且形成在不同的螺旋线上以便其螺纹布置于第一螺纹的螺纹的中间。