专利名称:外科紧固件及相关系统和方法本领域中已知外科(例如,医疗的)应用的专门紧固件。在典型的外科应用中,将这些专门的紧固件(例如,螺钉)紧固到患者的组织(例如,骨组织)。外科紧固件通常和其它设备,例如销、托架和板一起用于骨折的调整和固定以及其它的应用中。通常,传统的外科紧固件通过在安置部位的组织中形成孔洞且将紧固件穿过该孔洞从而被紧固到组织。该过程需要医疗专业人员来完成,用一只手将紧固件安置在接近放置部位,且用另一只手连接安装工具从而将紧固件驱动到组织中的孔洞中。从安装工具单独地处理紧固件占用了医疗工 作人员的双手,且造成负担、难操纵、不易于维持控制且精确放置紧固件。此外,直接人工地处理紧固件在紧固件插入到组织之前可增加有害病菌和细菌从医疗专业人员转移到紧固件的可能性,也可增加紧固件毁坏的可能性。一般来说,外科紧固件是临时的,且需要在外科手术之后或在整个愈合过程中的任何各种时间移除。由于各种原因,外科手术之后在某时间,需要移除外科整形的紧固件。例如,嵌进骨头中的紧固件可充当应力集中件的作用,其可增加接近紧固件位置的骨头中的骨折的风险,这是不希望有的。此外,随着时间的推移,紧固件的位置可偏离于初始的插入位置,其可导致感染或其它消极的副作用。至少,不移除紧固件可简单地引起不适,例如通过在紧固件周围的组织中传导冷温度或造成疼痛和刺激。尽管可能性很小,但是不移除紧固件可导致与金属探测器的假警报相关的患者的潜在不便。除了由于在患者的骨头中遗留装配的金属元件所引起的潜在消极后果,在金属元件的安装过程中也可引起一些消极效果。例如,在插入过程中可损坏紧固件,例如蹭碰头部或完全折断头部。头部的该损坏可使紧固件的进一步插入和/或拔出变得非常成问题。骨头本身的性质对移除临时的紧固件也提出了一些挑战。随着骨头的愈合,其倾向于将紧固件嵌得更紧,这可增加需要从骨头松开紧固件的扭矩。骨头也可长到紧固件的头部上,从而不易于接近紧固件。另一个问题来自于骨头的中空性质。当移除螺钉时,一旦从骨头的远端皮质拧开螺纹部分,螺钉头部给予的阻力可能不够使安装工具保持接合状态。而且再者,即使螺钉能够拔到螺纹部分的近端与骨头的近端皮质接触的点,骨头在长柄的周围也已经变紧了,这可妨碍进一步的进展。因此,当移除紧固件时,可能没有足够的阻力使安装工具在螺纹咬合的头部中保持接合状态。一些传统的紧固件利用各种头部和安装工具插座设计以努力改进紧固件和安装工具之间的耦接,这可改进安装和移除紧固件的方法。然而,该紧固件通常不能在紧固件和安装工具之间提供适当的耦接,用于既安装又移除紧固件,特别是在医疗和外科应用中要求单手操作的地方。一些系统包括安装工具,其在安装和移除之前将紧固件固定到安装工具,从而努力便于单手操作。然而,这些系统不能在许多医疗应用所需的操作和强度中提供适当的缓解,还有其它重要的缺点。此外,一些传统的紧固件(例如,骨植入物)为永久放置设计,与暂时放置相反。装备许多这些永久紧固件和相关的安装工具不是为了在植入之后移除紧固件,特别是当移除需要高扭矩时。而且再者,这些永久紧固件和安装工具在需要高扭矩安装的应用中,通常缺乏安装的紧固件。2008年4月2日申请的公开号为2008/0249577 (“577公开”)的美国专利申请所述的一个具体的传统永久植入物包括锅形(即,中空的半球形)的头部。半球形的头部经设计与关节承重面的轮廓相配。锅形头部在头部的外围具有能够被安装工具接合的小槽口,该安装工具经特定设计用于具有锅形头部的植入物。安装工具包括若干臂件,其在安装期·间能够被致动成接合槽口,并且在安装完成后脱离与槽口的接合。因为当安装时,植入物的外表面充当了承重表面,所以该外表面经设计基本平缓且没有凹凸不平。因此,槽口的尺寸和形状适于占据外表面相当小的部分(例如,外表面的面积被最大化,同时槽口的尺寸被最小化)。臂件类似地是小且柔性的,以用于接合和脱离槽口。因为槽口和臂件都小,所以永久植入物和安装工具没有足够的牢固性来处理许多高扭矩的医疗应用。此外,臂件形成角度,从而沿由外向内的方向进入槽口,因此臂件的相当一部分从锅形头部的外围向外突出(见577公开的图4(b))。在植入物的安装期间,向外突出的臂件易于钩挂或干扰植入物附近的组织。在非医疗的紧固件应用中,也存在类似于以上所讨论的那些挑战的其它挑战,例如涉及物质(例如木材、金属和塑料)的应用,或期望可靠、易操作且安全的紧固件和/或系统和方法以插入和/或移除紧固件的任何应用。
从前面的讨论应清楚,需要安装和移除外科紧固件的装置、系统和方法,促进安装工具和紧固件之间的牢固接合。有利地,该装置、系统和方法在非医疗应用中也是有用的。本主题的发展响应本领域的最新技术发展水平,且特别响应了本领域中目前现成可用的安装工具和紧固件尚未完全解决的问题和需求。因此,发展本主题来提供安装和移除紧固件的装置、系统和方法,其克服了本领域中至少一个、许多或所有上述讨论的缺点。根据一个实施例,紧固件包括绕中心轴线限定的长柄和被耦接到长柄的头部。头部包括至少一个插座,该插座从紧固件的中心轴线径向向外间隔开。所述至少一个插座包括径向内表面,该径向内表面朝中心轴线沿从头部到长柄的方向径向向内形成角度。所述至少一个插座可以是环绕中心轴线的单个连续插座或者是多个周向隔开的插座。在一些具有连续插座的实施方式中,连续插座是环形。在某些实施方式中,至少一个插座包括径向外表面,该径向外表面朝中心轴线沿从头部向长柄的方向径向向内形成角度。至少一个插座可设置在中心轴线和头部的外围之间的头部上。根据具有连续插座的一些实施方式,该连续插座包括开口,该开口被限定在头部中形成的第一圆形边缘和头部中形成的第二圆形边缘之间。该第一和第二圆形边缘可限定同心圆。在另一个实施例中,紧固件和安装工具系统包括安装工具和类似于上述装置的紧固件的紧固件。安装工具包括柔性夹头和夹头弯曲部分。柔性夹头包括近端和远端。远端包括多个凸块,每个凸块与至少一个插座可匹配地接合。夹头弯曲部分可与夹头接合,从而弯曲夹头且将多个凸块朝向彼此径向向内牵引。根据一些实施方式,所述至少一个插座具有环形,并且所述多个凸块中的每个凸块都是弓形。当朝向彼此径向向内被牵引时,所述多个凸块可共同地限定对应所述连续插座的环形的环形。在某些实施方式中,紧固件包括中心钻孔,该中心钻孔穿过长柄和头部延伸。另夕卜,柔性夹头包括对准杆,该对准杆可与中心钻孔接合从而对准紧固件和柔性夹头。根据某些实施方式,所述多个凸块可匹配地接合于所述至少一个插座,而与所述连续紧固件和柔性夹头的相对旋转取向无关。所述多个凸块可安置成绕柔性夹头近端的周界。另外,每个所述凸块可包括径向内表面,该径向内表面从夹头的远端到夹头的近端方向径向向外延伸。·根据有一个实施例,紧固件包括同心地对准于紧固件中心轴线的长柄。该紧固件也包括耦接到长柄的头部。该头部从近端延伸到远端,且该长柄从邻近头部远端的近端延伸到远离头部远端的远端。头部包括至少一个插座,所述插座从紧固件的中心轴线径向向外间隔开。至少一个插座的径向最内部分朝中心轴线沿远离头部近端的方向径向向内延伸。在某些实施方式中,所述至少一个插座可以是环形插座。在一些实施方式中,所述至少一个插座环绕所述中心轴线。所述至少一个插座的所述径向最内部分与紧固件的中心轴线形成至少5°的劣角。在某些实施方式中,所述至少一个插座的径向最内部分与紧固件的中心轴线形成至少10°的劣角。类似地,所述至少一个插座的最外部分可与紧固件的中心轴线形成至少10°的劣角。根据一些实施方式,所述至少一个插座从头部的外围径向向内间隔开,沿着与中心轴线垂直的平面限定该外围。在某些实施方式中,所述至少一个插座具有沿着与紧固件中心轴线平行的平面限定的基本三角形横截面。在某些实施方式中,所述至少一个插座在头部的近端表面中形成。所述至少一个插座可至少占近端表面的总表面积的40%。头部可包括沿着与紧固件中心轴线垂直的平面限定的外围。所述至少一个插座以及在具有多个插座的实施例中的所述多个插座中的每一个都能够具有最外围径向长度的至少50%的径向长度。在一些实施方式中,所述至少一个插座的径向最内部分与紧固件中心轴线形成至少10°的劣角。在一些特定的实施方式中,一个或多个插座的径向最内部分与紧固件的中心轴线形成至少10°的劣角,且一个或多个插座的最外部分与紧固件的中心轴线形成至少60°的劣角。在某些实施方式中,所述至少一个插座从头部的外围径向地向内延伸,其中沿着与中心轴线垂直的平面限定该外围。所述至少一个插座还可从头部的外围径向向内间隔开。在具有多个插座的实施例中,所述多个插座中的每一个都可具有沿着与紧固件中心轴线垂直的平面限定的基本三角形横截面。在某些实施方式中,每个插座的径向最内部分包括三角形横截面的顶角。在一些实施方式中,所述至少一个插座具有沿着与紧固件中心轴线平行的平面限定的基本三角形横截面。紧固件可具有中心通道,该中心通道沿长柄和头部的整个长度与中心轴线同心地延伸。而且再者,在具有多个插座的实施例中,所述多个插座彼此间均等距离地间隔开。在某些实施方式中,所述至少一个插座具有与紧固件的中心轴线平行地限定的深度,其至少是头部近端和头部远端之间距离的50%。根据另一个实施例,紧固件和安装工具系统包括紧固件和安装工具。紧固件可类似于上述实施例的任何一个紧固件。安装工具经具体配置与紧固件一起使用,且包括柔性夹头和耦接到夹头的闭合机构。柔性夹头包括近端和远端。夹头的远端包括多个凸块,每个凸块在具有多个插座的实施例中可匹配地插入多个插座中的相应插座中,且在具有单个连续插座的实施例中可匹配地插入到单个插座中。可操作闭合机构以弯曲夹头,从而朝向彼此径向向内牵引多个凸块。根据该系统的某些实施方式,当所述多个凸块匹配地插入所述至少一个插座中时,通过操作闭合机构径向向内牵引多个凸块可抵于所述至少一个插座施加径向向内的定向压力,从而将紧固件固定到安装工具。另外,在一些实施方式中,当匹配地插入到所述至少一个插座中时,从紧固件头部的外围径向向内安置多个凸块,其中沿与紧固件中心轴线垂直的平面限定紧固件头部的外围。 在另一个实施例中,将外科紧固件固定到安装工具的方法包括提供外科紧固件,例如上述实施例中的紧固件。该方法包括沿与紧固件中心轴线基本平行的方向将安装工具的多个齿插入至少一个紧固件中。当插入到所述至少一个插座中时,该方法包括朝向彼此径向向内移动多个齿,从而将外科紧固件固定到安装工具。将安装工具的多个齿插入到所述至少一个插座中可包括用所述多个齿刺入紧固件头部的至少20%。在又一个实施例中,紧固件包括长柄和头部;该长柄同心地对准紧固件的中心轴线,且头部耦接到长柄,类似于上述实施例。然而,头部包括至少一个凸块,而不是至少一个插座。所述至少一个凸块的径向最内部分或表面朝中心轴线沿从远端到近端的方向径向向内延伸,而不是与上述所讨论的插座一样沿从近端到远端方向。对应的系统和方法实施例可包括具有至少一个插座的安装工具,所述至少一个插座通过径向向内弯曲、移动、牵引或绕一个或多个凸块安置至少一个插座而匹配地接收或固定紧固件的一个或多个凸块。贯穿本说明书的参考特征、优点或类似说法,其并不意味着用本发明可实现的所有特征和优点应是或是在发明的在任何单个实施例中。相反,参考的特征和优点的说法应理解为与被包括进本发明的至少一个实施例中的实施例有关的,所述具体特征、优点或特点。因此贯穿本说明书的特征和优点以及类似说法的讨论可指同一实施例,但是未必指同一实施例。此外,在此所述的装置、系统和方法的特征、优点和特点在一个或多个实施例中可以任何合适的方式组合在一起。相关技术领域的一个技术人员将意识到没有特殊实施例的一个或多个具体特征或优点也可实践该主题。在其它的例子中,在可能不出现在该主题的所有实施例中的某些实施例中,可意识到额外的特征和优点。从以下和权利要求将更清楚本主题的这些特征和优点,或可通过以下所述的主题实践认识到。为了迅速理解本主题的优点,通过参考附图中所阐明的具体实施例渲染以上所简述的该主题的更特殊描述。应理解这些附图仅描绘某些说明性的实施例,且因此不认为是其范围的限制,所以通过用说明书、权利要求和
中的额外特性和细节将描述和解释本主题的进一步实施例,其中图I是根据一个实施例,紧固件和安装工具系统的立体图;图2是根据一个实施例,紧固件的俯视图;图3是沿图2的线2-2观察,图2紧固件的横截面侧视图;图4是根据另一个实施例,紧固件的俯视图;图5是沿图4的线5-5观察的图3紧固件的横截面图;图6是以未锁定位置示出的根据一个实施例的安装工具的横截面侧视图;
图7是以锁定位置示出的图6的安装工具的横截面侧视图;图8是根据一个实施例,卡盘体的立体图;图9是根据一个实施例,安装工具夹头的立体主视图;图10是图9夹头的俯视图;图11是相对于一个实施例的紧固件处于第一接合位置的以及相对于紧固件处于第二接合位置的安装工具夹头的一个实施例的横截面侧视图;图12是根据一个实施例,具有环形插座的紧固件的立体图;图13是图12的紧固件的俯视图;图14是沿图13的线14-14观察,图12的紧固件的横截面侧视图;图15是根据另一个实施例,安装工具夹头的立体主视图;以及图16是图15的夹头的俯视图。
通过将夹头112的螺纹近端500插入通过卡盘体114进入安装工具110的轴316的螺纹部分315中且牢牢地拧紧就位,来安装夹头112。如图6所示,卡盘体114被安放在握把116中,且通过止动螺钉118保持就位,该止动螺钉118穿过握把中的孔径延伸且接合卡盘体中的凹陷404 (见图8)。如图6所示,安装工具110的旋钮130通过旋钮130的延伸部302耦接到轴316。在阐明的实施例中,旋钮130、轴316和延伸部302与彼此形成单件的整体式构造。握把116包括中心钻孔340,该中心钻孔340具有与第二远端部分344同轴的第一近端部分342。第一近端部分342的尺寸匹配地接收轴316,且第二远端部分344的尺寸匹配地接收延伸部302。轴316和延伸部302可相应在第一近端和第二远端部分342、344中旋转。优选地,第一近端部分342保持轴基本同轴地对准第一近端部分,且第二远端部分344保持轴基本同轴地对准第二远端部分。杠杆132通过第一枢转接头304连接到握把116。第二枢转接头306将杠杆132连接到锁定元件134的远端。锁定元件134的近端又通过第三枢转接头308连接到旋钮Iio的延伸部302。锁定元件134的近端通过耦接到轴316的钩环元件320固定到第三枢转接头308。钩环元件320被配置成,确保当轴316轴向移动时第三枢转接头308轴向移动,且确保轴316可相对于第三枢转接头可旋转。钩环元件320包括两个间隔开的凸舌322和套筒部分324,该凸舌竖直地背离轴316延伸,该套筒部分324包绕轴的至少一半外周。锁定元件134的近端被安置在两个凸舌322之间,且通过使得枢转接头308穿过凸舌和锁定元件中的孔径延伸而被固定到凸舌。当固定到锁定元件134的近端时,钩环元件320经配置将第三枢转接头308保持在相对于轴316的竖直固定位置中(见图6),但是允许轴相对于钩环元件旋转。通过使用被安装且固定到轴和延伸部302的停止器326,防止钩环元件320轴向或水平地相对于轴316移动(如图6所示)。更具体地,钩环元件320被有效地夹在停止器326和旋钮130的延伸部320之间。停止器326防止钩环元件320相对于轴316沿第一轴向移动,且延伸部302防止相对于轴316沿与第一轴向相反的第二轴向移动。当将紧固件从夹头112释放时,停止器326将夹头脱离接合的推力负载从杠杆132传递到轴316,且当将紧固件固定在夹头中时,延伸部302将夹头脱离接合的推力负载从杠杆132传递到轴316。在一个具体的实施例中,停止器326是接合在凹槽328中的外部卡环,该凹槽328被形成在轴316的外表面中。
参考图7,当按下杠杆132时,第二枢转接头306直接与第一和第三枢转接头304、308共线,以便沿向近端方向,即沿着由远到近的方向驱动轴316和旋钮130,如方向性箭头310所示。用旋钮抵靠卡盘体112扣紧夹头112之后,轴316和旋钮130沿向近端方向310的运动可导致在夹头的可压缩远端部分510和卡盘体114之间施加最大的压缩力,如以上所述。如图所示,当杠杆132处于完全闭合的位置中时,第二枢转接头306基本对准但是稍微低于第一枢转接头304和第三枢转接头308之间的直线,从而将少量的最大压缩力转成向下的力矩,该向下的力矩向下保持杠杆132,且将闭合的安装工具110锁定在完全闭合的位置中。注意,杠杆132向近端延伸出握把116,从而为提升以便解锁安装工具110提供方便的通路。如图8所示,中心钻孔406从远端410到近端412延伸卡盘体114的长度。卡盘体114包括夹头接合部分402,其从远端410延伸到远端和近端412之间的中间位置。沿夹头接合部分402的中心钻孔406沿由近端到远端的方向向内渐缩(例如,见图6的锥形表面407)。在未压缩状态中,中心钻孔806的锥形表面407的锥度约与夹头112的可压缩远端部分510的锥形表面514的锥度对应(见图9)。当最初装配时,中心钻孔406和夹头112 的远端512的对应锥形表面407、514彼此接合,因此夹头112的远端510匹配地被装纳在中心钻孔中。当闭合杠杆132时,夹头的可压缩远端部分510沿夹头接合部分402的中心钻孔406沿从近到远的方向相对于中心钻孔滑动,因此中心钻孔的壁贴着夹头的可压缩远端部分施加指向内的力。该指向内的力使夹头112的可压缩远端部分510逐渐弯曲且径向压缩。接合表面的锥形特性使得将该指向内的力均匀分布于夹头112的远端510,从而有助于贴着紧固件120压缩远端。该中心钻孔406的锥形表面407也经配置接合且有助于压缩夹头的远端,该夹头的远端具有弯曲的或弓形的外表面。卡盘体114也包括键或花键420,其从中心钻孔406的内表面沿与卡盘体轴线平行的方向向内延伸。键420可在远端410到远端410和近端412的中间位置之间延伸。键420经配置接合键槽或狭缝(无图示),该键槽或狭缝在夹头112中形成,且沿与夹头轴线平行的方向延伸。换句话说,当夹头112插入到卡盘体114中时,键420被安置且保留在夹头的键槽中。键420和键槽之间的接合减少、限制或防止夹头112相对于卡盘体114的旋转。此外,当夹头112被适当地装纳在卡盘体114中时,可轴向对准键420和键槽。键420和键槽之间的轴向对准允许夹头112和卡盘体114之间沿轴向或长度方向的相对移动。尽管在阐明的实施例中,键420在卡盘体114的中心钻孔406中形成,且键槽在夹头112中形成,但是在其它的实施例中,键可形成于夹头中,且键槽可形成于中心钻孔中。在替代性实施例中,除键-键槽或花键之外的构造可用于减少、限制或防止卡盘体和夹头之间的相对旋转。例如,在某些实施方式中,一部分中心钻孔406可具有不圆的横截面形状,并且夹头的外表面可具有不圆的形状以至少大约匹配中心钻孔的不圆横截面形状。当夹头112被插入到中心钻孔406中时,夹头的不圆部分可被安置且匹配地接合在中心钻孔406的不圆部分中。因为部分的中心钻孔406和夹头是不圆的,所以它们之间的接合至少限制了夹头相对于卡盘体114的旋转。在具体的实施方式中,不圆的形状可以是任何各种形状,例如六角形、三角形、矩形和卵圆形。图8中也示出止动螺钉的凹陷404,其在卡盘体114的外表面中形成。该凹陷404经配置接合止动螺钉118,因此将卡盘体114牢牢地保持在卡盘底座303中就位(见图7)。尽管阐明的实施例描述了具有柔性夹头的安装工具110的具体类型,但是在其它的实施例中,使用相同或类似柔性夹头的其它安装工具来固定紧固件120。例如,在一个具体的实施例中,安装工具是具有电、磁或风力钻头马达的动力驱动器。该动力驱动器可具有轴,该轴可具有柔性夹头端部和套筒,该套筒可绕柔性夹头端部移动,从而弯曲该端部。轴和柔性夹头端部可制成单件式构造,可由钻头马达旋转地驱动。制动机构可将套筒绕柔性夹头端部保持就位。在一些实施方式中,当沿一个方向移动且稍微旋转套筒时,制动机构将柔性夹头的端部固定就位。沿相反方向旋转套筒可放开制动机构,从而允许套筒移出与柔性夹头端部的接合,导致该端部返回到不弯曲状态。在其它的实施例中,安装工具可以是类似于安装工具110的手动驱动的安装工具,不过具有棘轮机构,可操作该棘轮机构以弯曲夹头且固定紧固件。系统100的部件可由多种物质中的任何一种制造。例如,在一些实施例中,每个部件均是由金属或合金制造,例如钢、不锈钢和/或铝。而且,一个或更多个部件可由高强度 的塑料或聚合体制造。参考图11,通过将处于未压缩状态中的夹头112的凸块520至少部分地安置在紧固件的对应插座124中,紧固件120被固定到安装工具110。凸块520可沿从近到远的方向(例如基本与紧固件120的中心轴线160平行的方向)插入插座124中。换句话说,至少在一些实施例中,不须从紧固件120外围162径向向外地安置凸块520,且不需径向向内移动凸块520以便将凸块插入插座中。如图所示,在夹头112处于未压缩状态时,凸块520的最内边缘560和夹头的中心轴线540之间的距离大于插座124的最内边缘128和紧固件120的中心轴线160之间的距离。因此,夹头112的凸块520和插座124的最内边缘128之间存在足够的间隙,从而允许凸块至少部分地安置在插座中,而没有干涉。将凸块520至少部分地安置在对应插座124中之后,通过调整安装工具110的扣紧部分(例如通过沿扣紧方向转动旋钮130),向内彼此压缩可压缩的远端部分510的部段513 (如定向箭头580所示)。如以上所讨论,以该方式调整扣紧部分,将夹头112的可压缩远端部分510的锥形表面514推抵于卡盘体114,这导致远端部分压缩。随着可压缩的远端部分压缩,插座124和凸块520的表面和/或边缘之间的接合将紧固件120推向夹头112(如方向性箭头582所示),因此可将凸块更加完全地安置在插座中,如图11中的虚线所示。在使用安装工具110的扣紧部分最初压缩可压缩远端部分510之后,通过调整安装工具的锁定部分(例如通过压下杠杆112),可压缩远端部分被进一步压缩且锁定就位。最终,在扣紧部分和锁定部分的调整之间,夹头112的可压缩远端部分510被充分压缩,以便凸块520的最内边缘560贴着插座的最内边缘124施加径向向内的定向力(和/或凸块的侧表面545贴着插座的侧表面140施加压力),从而将紧固件120固定到安装工具110。因为相应地插座124和凸块520的最内边缘124、560(在一些实施例中,以及侧表面140、545)的径向向内倾斜的性质,在夹头112被充分压缩的同时,阻止紧固件120与夹头112脱离接
八
口 ο另外,如图11所示,在一些实施例中,夹头112的可压缩远端部分510被流线型制造,从而减少与邻近紧固件安装部位的物体或组织的干涉。更具体地,夹头112的最大直径0C小于紧固件120头部122的最大直径因此,当紧固件被固定到安装工具110以用于安装或移除紧固件时,夹头112没有任何部分在紧固件的外围径向向外处延伸。以该方式,安装工具110不限制其内可安装紧固件120 (或可从其移除紧固件)的空间的大小,且在安装和移除紧固件期间其不易于钩挂邻近的物体或组织。可执行上述操作,以便将紧固件120固定到安装工具110,用于将紧固件安装到目标物体(例如骨组织)中或将安装的紧固件从目标物体移除。另外,尽管阐明的实施例包括具有多个插座的紧固件和具有对应的多个凸块的安装工具,但是在其它的实施例中,紧固件可包括多个凸块,安装工具可包括对应的多个插座,且这并不违反本主题的本质。根据图12所示的另一个实施例,系统100能够包括外科紧固件620,其具有的一些特征与紧固件120的特征相似。例如,紧固件620包括头部622和长柄626,其分别类似于紧固件120的头部122和长柄126。紧固件620具有类似于紧固件120特征的其它特征,其 中相同的数字表示相同的元件。然而,紧固件620包括不同于紧固件120特征的一些特征。例如,头部622包括单个插座624,而不是像头部122 —样具有多个插座124。而且再者,单个插座624具有大体圆、圈或环形,与插座124的大体三角形不同。在阐明的实施例中,紧固件620包括中心钻孔650以用于接收插管金属丝或基尔希纳金属丝(K-wire)。中心钻孔650相对于紧固件的中心轴线660 (例如,见图13和图14)以同轴的方式延伸紧固件的整个长度。插座624包围中心钻孔650。在没有中心钻孔650的紧固件620的实施例中,插座624包围紧固件的中心轴线660。通常,插座624在头部122的外表面或近端表面670中形成,且径向向内朝沿背离头部外表面延伸的方向形成角度。插座624包括径向内表面640和径向外表面642,这两者都径向向内沿背离头部622外表面670延伸的方向(S卩,沿从头部到长柄的方向)形成角度。参考图13,插座624是单个连续的凹槽或狭缝,其绕紧固件620的中心轴线660延伸360度。所阐明的插座624是环、圆或圈形。例如,插座624的径向内表面640和头部622的外表面670之间的交集边缘限定了一圆圈,该圆圈与插座624的径向外表面642和头部的外表面之间的交集边缘所限定的圆圈是同心的。插座624的开口或入口被限定为两个交集边缘之间的空间。因为径向内表面640径向向内形成角度,所以径向内和外表面640、642之间的交集边缘628限定插座624的径向最内部分。尽管阐明的插座624具有如以上所述的环形,但是在其它的实施例中,插座具有不违背本公开本质的其它连续的或环绕的形状。例如,在一些实施例中,插座624可具有基本三角形、正方形、矩形或卵圆形。换句话说,插座624的径向内表面640和头部622的外表面670之间的交集边缘限定了第一形状(例如,正方形、矩形、三角形、椭圆形等等),该第一形状与插座624的径向外表面642和头部外表面之间的对应第一形状的交集边缘所限定的第二形状是同心的。在又一个实施例中,两个非同心的形状可限定插座624。插座624被安置在头部622的外表面670上、位于从头部最外围662径向向内间隔开且从中心钻孔650和螺钉轴线660径向向外间隔开的位置。更具体地,径向距离Rp被限定在头部622外围662和插座624径向外表面642与头部外表面670的交集之间。同样地,径向距离Rc被限定在紧固件620中心轴线660和插座624径向内表面640与头部622外表面670的交集之间。头部622的半径Rh等于径向距离RP、径向距离R。和插座624的最大径向厚度Rk的组合。尺寸Rh、RP、Rc和Rk可具有各种值中的任意值并且相对于彼此形成各种比例中的任意比例。由于径向内和外表面640、642具有径向向内会聚角度,所以插座624的径向厚度沿背离头部622外表面670延伸的方向减少(例如,见图14)。如图14所示,径向内表面640径向向内形成角度,从而相对于中心轴线660限定劣角ΘΚΙ。优选地,插座664被配置成,在紧固件安装到物质例如组织内期间,劣角θ ΕΙ够大以至于能够使安装工具保持固定到紧固件620,但是其又够小以至于减少固定紧固件所需的安装工具的铰接(以下将更详细地描述)。在一些实施方式中,例如,劣角ΘΚΙ在大约5°到大约20°之间。在一个具体的实施方式中,劣角Qri大约10°。径向外表面642可相对于中心轴线660以类似于径向内边缘640的方式向内径向形成角度。更具体地,径向外表面642相对于中心轴线660限定劣角θΕΟο在一些实施方式中,例如,劣角在大约30°到大约80°之间。在一个具体的实施方式中,劣角大约60°。尽管阐明的实施例包括向内径向倾斜的外表面642,但是在其它的实施例中,插座624的最外表面142可以不向内形成角度。 参考图15和图16,根据另一个实施例系统100包括夹头712,其享有类似夹头112的特征的一些特征。夹头712的基本特点基本与夹头112的那些特点相同,其中同样的附图标记指同样的元件。然而,夹头712适于与紧固件620的单个插座624 —起使用,而不是与紧固件120的多个插座124 —起。例如,夹头712具有螺纹端部700和通常与螺纹端部相反的可压缩端部710。可压缩端部710可弹性地压缩以便固定紧固件620,且其可弹性地解压缩以便放开紧固件620。像夹头112—样,夹头712的可压缩端部710包括多个凸块720。然而,凸块720的尺寸和形状不同于夹头112的凸块520。通常,凸块520限定显著隔开的、迥异的、径向对准的齿,而凸块720绕可压缩端部710周界紧密地隔开(例如,仅间隔纵向裂缝730的宽度),从而共同限定基本环形的凸块。在某些实施方式中,每个凸块720可被限定为具有大体部分圆形、弓形和/或半月形。夹头712的可压缩远端部710包括多个悬臂部段713,每个所述悬臂部段可相对于彼此移动。每个部段713包括相应一个凸块520。在某些实施方式中,所述部段可朝彼此压缩或彼此接触,从而形成连续的环形凸块。在某些实施例中,凸块720具有与插座624相同的横截面形状和尺寸。更具体地,每个凸块720包括对应插座624径向内表面640的径向内表面765,因此凸块720可匹配地接合插座624 (例如,可插入插座624中和/或可嵌套地接合插座624)。更具体地,凸块720的径向内表面765相对于夹头712的中心轴线740向内形成角度。在某些实施例中,被限定在相应径向内表面765和中心轴线740之间的劣角与被限定在径向内表面640和紧固件620中心轴线660之间的劣角Θ _基本相同。每个凸块720也包括对应插座624径向外表面642的径向外表面765。径向外表面765可相对于夹头712的中心轴线740向内形成角度。在某些实施方式中,被限定在相应径向外表面765和中心轴线740之间的劣角基本相同于或小于被限定在径向内表面640和紧固件620中心轴线660之间的劣角Θ KQ。尽管在阐明的实施例中,夹头712的可压缩端部710包括三个部段713和三个凸块720,每个所述凸块都与相应部段相关联,但是在其它的实施例中,夹头712可具有两个或超过三个的部段和两个或超过三个的凸块。在一些实施方式中,如果需要,每个部段713可包括超过一个的凸块720。例如,在阐明的实施例中,每个凸块720绕相应部段整个周界延伸。然而,如果合适,可在每个部段713上使用多个类似形状的凸块720,而不是在部段上使用单个凸块。夹头712也包括悬臂的对准杆790,其被安置在中心钻孔735中,且与所述中心钻孔735同轴地延伸。最接近可压缩端部710的对准杆790的远端(例如,自由端)从远端表面750向远侧延伸。对准杆790的近端(例如,固定端)被耦接到螺纹端部700。对准杆790相对于可压缩端部710的部段513在中心钻孔735中可自由移动。紧固件620以类似于上述参考图11的方式被固定到安装工具110。例如,将处于未压缩状态的夹头712的凸块720至少部分地安置在插座624中。然而,不像与紧固件120和夹头112相关联的多个插座124和凸块520的设置,不必要为了将凸块恰当插入插座624中而在插座624和凸块720之间旋转对准。换句话说,因为插座624是环形/无接头环带(endless)插座,因此能在紧固件620和夹头712相对于相应中心轴线660、740具有任何各种旋转取向时将凸块720恰当地插入插座624中。该旋转方向的独立性可使紧固件620固定到夹头712更简单容易。
在将凸块720至少部分地安置在插座624中之后,通过调整安装工具110的扣紧部分可朝向彼此向内地压缩可压缩远端部710的部段713。当可压缩远端部510压缩时,插座624和凸块720的径向内表面640、765之间的接合分别朝着夹头712推动紧固件620以便牢固地且完全地将凸块容纳在插座中。通过调整上述安装工具的锁定部分,凸块720贴着插座624施加额外的压缩力和保持力。在将紧固件安装到物质(例如,生物组织或骨头)中期间,最终的压缩力和保持力足够确保紧固件620和安装工具(包括夹头712)的共同旋转。在贴着插座624扣紧凸块720之后,在夹头保持压缩状态的同时,插座624和凸块720的相应径向内表面640、765的倾斜性,防止紧固件620脱离接合于夹头712。理想地是,避免在安装过程中手动接触紧固件,以便减小紧固件污染和/或损坏的可能性。根据一个方法,本公开的紧固件不需要手动接触紧固件即可固定到安装工具且可驱动到外科部位处的物质中。在外科紧固件安装到生物物质中之前,将紧固件杀菌且安置在无菌的环境中(例如,无菌的盘子中),以便为安装过程做准备。医疗专业人员用耦接到安装工具的夹头手动地抓住安装工具且安置安装工具,从而不需要接触紧固件即可将夹头的凸块部分地插入到无菌紧固件的插座中。随着凸块插入插座中,手动地扣紧安装工具,以便贴着插座压缩夹头且将紧固件固定到安装工具。将安装工具(具有固定的紧固件)移到手术部位,且将其定向成将紧固件以期望的角度安置在安装点上方。然后医疗专业人员通过铰接(例如,旋转)安装工具将紧固件驱动到生物物质中。当将紧固件固定到夹头且将紧固件安装在物质中时,为了便于紧固件620和夹头712之间的同轴对准,夹头的对准杆790可安置在紧固件的中心钻孔650中。在将凸块720安置在插座624中、贴着紧固件压缩夹头712以及将紧固件驱动到物质中的同时,对准杆790和中心钻孔650之间的接合作用使紧固件620和夹头712维持同轴(例如,竖直)对准。不违背本主题的精神或本质特点,可将本主题包含在其它具体形式中。所述实施例在各方面仅被认为是说明性的,而没有限制性。因此,本主题的范围由权利要求而不是由上述描述表明。在权利要求的等价意义和范围内的所有变化都被包含到权利要求的范围中。
根据一个实施例,紧固件(620)包括绕紧固件中心轴线(160)限定的长柄(626)。紧固件也包括被耦接到所述长柄的头部(622)。所述头部包括至少一个从所述紧固件中心轴线径向向外间隔开的插座(624)。所述至少一个插座包括径向内表面(640),所述径向内表面朝所述中心轴线沿从头部到长柄的方向径向向内形成角度。
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