专利名称：骨固定组件及与其一起使用的套管和螺钉的制作方法骨骼系统包括许多扁长的骨骼，例如相对人体从人的躯干延伸的骨骼。这些骨骼包括骨盆、脊骨、肱骨、桡骨、尺骨、手骨、股骨、胫骨、腓骨、足骨。特别是这些骨骼遭受可以造成复杂的和破坏性的骨折的意外创伤，特别是，股骨、胫骨和肱骨常常在靠近髋关节、膝关节、踝关节、肩关节和肘关节处发生骨折。骨折的长骨的远端和/或近端经常必须与按解剖学定位的主要骨折碎片一起固定在骨板上。销、骨板和骨螺钉已经用于修复骨折的骨。骨板通常沿着长骨的外周纵向放置并具有孔或开口，螺钉可以通过所述孔或开口横向插入长骨。当长骨在其端部发生骨折时，常常产生许多骨碎片而且必须将骨碎片重新连接起来。理想地，将骨板放置在骨折区的远端和/或近端以允许固定这些碎片。具有骨的解剖学轮廓的骨板已经被提供用于骨折的固定和截骨术的固定。典型地，这种骨板或者允许将螺钉仅沿一个方向刚性固定到板孔中，或者允许将螺钉沿任意平面导入，然后将其锁定。如果板孔允许螺钉仅沿一个方向插入，则板内螺钉的最佳位置不允许骨折碎片被螺钉捕获。如果板孔允许螺钉以多个方向的方式导入，则螺钉可以捕获骨碎片，而不是被捕获。此外，当前所提供的在板中具有多向螺钉锁定机构的骨板不提供使用螺钉的定向来定位骨碎片的性能，正如利用当前所提供的具有沿单一方向固定或锁定的螺钉的骨板所作的一样。最近锁定板已经发展成用于脊骨和长骨的应用中。这种板具有套管，该套管的内部为螺纹，外部为平滑圆形，以便在骨板开口内枢转，从而允许多向骨螺钉插入。遗憾的是， 当将骨螺钉锁定到这些板的一块中时，骨螺钉相对骨板的枢转运动被套管平滑的外表面的摩擦所阻挡，而且由圆锥形螺钉头部施加到套管的内螺纹表面的径向力导致套管膨胀。施加到身体的前平面和矢形面中的螺钉上的力可以导致失去螺钉头部和板之间的稳定性。需要有克服上述缺点的新骨固定组件。图1是本发明的骨固定组件的底透视图。图2是图1的骨固定组件沿图1的2-2线的后侧正视图。图3是图1的骨固定组件将套管和螺钉移去后沿图2的3-3线的俯视图。图4是图1的骨固定组件沿图3的4-4线剖切的横截面图。图5是图1的骨固定组件的套管的透视图。图6是图5的套管沿图5的6-6线的端视图。图7是图5的套管沿图6的7-7线的俯视图。图8是图1的骨固定组件的骨板的一部分的透视图，说明用于接收图5的套管的骨板中的螺钉孔的第一和第二实施例。图9是图8的骨板部分沿图8的9-9线的横截面图。图10是图8的骨板部分中的螺钉孔的第一实施例沿图9的10-10线的横截面图。图11是图8的骨板部分中的螺钉孔的第二实施例沿图9的11-11线的横截面图。图12是图5的套管以垂直位置进入图8的骨板部分中的一个螺钉孔中的透视图。图13是类似于图12的透视图，将第一套管完全固定在图8的骨板部分中的螺钉孔的第一实施例的垂直位置，将第二套管完全固定并旋转到图8的骨板部分中的螺钉孔的第二实施例的水平位置。图14是图13的骨板部分沿图13的14-14线的横截面图。图15是图14的骨板部分沿图14的15-15线的横截面图。图16是图14的骨板部分沿图14的16-16线的横截面图。图17是本发明骨固定组件的套管的另一个实施例的透视图。
图18是图17的套管沿图17的18-18线的端视图。
图19是图17的套管沿图18的19-19线的俯视图
图20是图17的套管沿图19的20-20线的横截面图。
图21是与图17的套管一起使用的本发明骨板的一部分的透视图。
图22是图21的骨板的一部分的俯视图。
图23是图21的骨板沿图22的23-23线的横截面图。
图24是图21的骨板沿图22的24-24线的横截面图。
图25是本发明骨螺钉的透视图。
图26是图25的骨螺钉移去螺纹线后的内径沿图25的沈力6线的侧正视图
图27是图25的骨螺钉沿图25的27-27线的端视图。

5个翼部分由向下倾斜的斜上表面91和向上倾斜的斜下表面92形成。每一个表面91和92 以相对管状体66的水平中心线68的一个角度倾斜。适合在骨板32中使用的孔口 56的第一和第二实施例如图8-16所示。骨板32的一部分在图8中示意性地显示，而且此处的图解基本上是平面的，从而骨板沿平面延伸。通常，骨板32右部分中所示的孔口 102将套管33枢转所绕的轴限制成沿骨板32所在平面延伸的线。骨板32右部分中所示的孔口 103将套管的枢转轴限制到骨板32的平面。孔口 102的孔眼形成有内表面106，在图8、10和16中显示的最清楚，该内表面对中孔口 102的垂直中心线107并且为弓形，而且优选为相对中心线107的凹面。更优选的是，表面106的弓形形状接近套管外表面76的弓形形状。骨板32设有环绕孔口 102的上下端部的每一个的圆周延伸的脊108，所述脊与骨板32的相应外面和内面48和49邻接。 凹穴、间隙、狭缝或狭槽在孔口 102入口的相对侧延伸通过骨板32的外面48。当套管33相对孔口 102布置在垂直位置时，如图12所示，这种第一和第二狭槽111和112的尺寸适合接收相应的第一和第二翼81和82。狭槽111和112用作相应的第一和第二内凹槽113和 114的入口，在孔口 102的相对侧延伸通过至少一部分内表面106，在图10、14和15中显示的最清楚。每一个这种凹槽形成有下表面116，该下表面为从凹槽底部向上并向内延伸的斜弓形下表面117的一部分。类似的斜弓形上表面118与表面117完全相反，用于形成凹槽另一侧的一部分。下斜表面和上斜表面117和118在相应的具有相应的上限制表面和下限制表面123和124的上肩部和下肩部121和122处终止，该上限制表面和下限制表面在孔口 102附近平行于骨板部分32的水平中心线126延伸(见图10)。现在将描述套管33和孔口 102的布置。套管33最初放置在相对骨板32的垂直位置，如图12所示，而且套管的第一翼和第二翼81和82对准骨板的第一和第二狭槽111 和112。然后将套管33垂直插入孔口 102，以及垂直对准翼81和82行进通过相应的狭槽 111和112进入相应的凹槽113和114。每个翼81和82的前端或翼部分87接合凹槽的下表面116以限制套管的插入行进。其后，套管33绕枢转轴127旋转，如图13所示，所述枢转轴水平延伸通过套管和第一和第二翼81和82的中心。在这种旋转过程中，每个翼81和 82的前翼部分87沿形成第一和第二凹槽113和114的下斜表面117行进。与此同时，骨板32的凹内表面106接合套管33的凸外表面76。骨板内表面106具有的径向尺寸稍微小于套管外表面76的径向尺寸，以便当套管在孔口 102内从其垂直位置旋转到其水平位置时对套管施加径向压缩力。套管中的狭缝77允许套管的伸长体37在这种旋转过程中径向收缩。孔口内表面106和套管外表面76的共同的相似轮廓便于套管33的平滑压缩和收缩。 固定好的套管受到来自骨板内表面106与套管外表面76之间的接合的微小径向压缩。一旦套管33已经被放置在孔口 102内，套管可以通过绕枢转轴127的有限范围的运动而旋转或枢转，该枢转轴穿过第一和第二凹槽113和114的中心。在相应凹槽113和 114内的套管的第一和第二翼81和82的捕获相对骨板32固定枢转轴127。套管的上斜表面91或下斜表面92与骨板32内相应的上限制表面123或下限制表面124的接合限制套管在骨板内沿一个方向的可枢转运动的范围。优选地，限制可枢转运动以使套管的整个凸外表面76凹陷在孔口 102内而且被骨板的凹内表面106连续完全地接合。可以改变套管的斜表面91和92的倾斜角以确定套管在骨板内的可枢转运动范围。以这种方式，具有不同构造的第一和第二翼81的82的多种套管可以被提供用于方便地选择套管可枢转运动的理想范围，从而使骨螺钉34与其一起应用。应该意识到上下限制表面123和IM之间的间隔相对骨板32的水平中心线126也可以调整以改变套管33在骨板内的可枢转运动范围。套管在骨板内的布置和操作过程中和将骨板与患者的骨连接过程中，骨板32的上下脊108限制套管33从骨板不经意的分离。在这点上，骨板32在每个孔口 102和套管 33的附近具有厚度，而且上下表面72和73之间的厚度小于骨板在孔口 102附近的厚度。 将套管33插入骨板32中后，上脊108可以被随意地冲压或者否则变窄(未示出)以便限制套管旋转到垂直位置，从而从骨板32移出。可选地或另外，可以在第一和第二狭槽111 的112的入口处冲压骨板32的外面48，同样限制套管33从骨板32中移出来。孔口 103允许枢转轴127在骨板32的平面中绕垂直于该平面延伸的轴旋转到想要的位置以便选择枢转平面，在该枢转平面中相关骨螺钉34相对骨板移动。孔口 103以基本类似于孔口 102的方式从骨板32形成，而且类似的附图标记已经用于描述孔口 103和 102以及骨板32的类似特征，在图11中显示的最清楚，孔口 103包括至少部分环绕孔口的垂直中心线107延伸的沟131，而且优选完全环绕孔口的圆周。沟131在孔口 103附近的骨板32部分的平面中延伸，而且优选形成有与上限制表面123共面的上表面132和与下限制表面IM共面的下表面133。平坦的上下表面132和133相互平行地延伸。以上述讨论的有关套管33插入孔口 102的相同方式将套管33插入孔口 103中。 一旦套管已经被旋转到相对骨板32的水平位置，如图13-16所示，套管可以在孔口 103内绕垂直于骨板平面延伸的轴旋转，从而使套管的径向对准翼81和82处于环状沟131的想要的部分。沟131的这部分用作横向对准或径向对准的凹槽，用于接收翼81和82。骨板的上下内表面132和133可以用作限制表面，类似于限制表面123和124，用于限制套管33 绕枢转轴127的枢转运动范围。在骨板32的一个优选实施例中，如图3所示，沿着头部41的近端部的三个孔口 56 容纳头部41中的三个端螺钉，所述孔口的形成类似于孔口 102。如图3所示，这三个孔口 56的第一和第二狭槽111和112以及其下面的第一和第二凹槽113和114相互平行对准并平行于骨板的纵向中心线38，从而使放置在这三个孔口 56内的套管33的枢转轴127相互平行地延伸，以便限制这种套管的枢转运动，以及相关的骨螺钉34在垂直于头部41延伸的共同平面中的左右运动。骨板32的头部41和颈部42中的其余孔口 56的形成可以类似于孔口 102或103或其任意组合。骨板32所带的多个机构用于接收相应的多个螺钉34并限制螺钉34相对骨板32 的绕相应枢转轴127的枢转运动。每一个这种机构可以包括套管33，该套管设有任何适当构造的第一和第二横向对准的销81和82。骨板32还可以进一步构造以使每一个这种机构设有第一和第二横向对准的凹槽，例如第一和第二凹槽113和114，用于相应地接收第一和第二销81和82。应该意识到可以提供其他实施例，例如骨板所带的任意合适类型的一个或多个销和可以设在套管中任意合适类型的第一和第二横向对准的凹槽。此外，其他合适的销和插口机构可以设有设在骨板和套管之一上的一个或多个销以及设在骨板和套管之另一个上的一个或多个插孔。这种机构可以用作将套管的枢转轴127限制到在骨板平面延伸的平面上，或者进行更多限制以便将枢转轴127限制在延伸到骨板平面的线上。可以构造多个机构以使枢转轴127相互平行或以任何其他的合适的相互关系布置。骨固定组件 31可以被构造成包括共同接合装置，该共同接合装置可以为上述讨论的机构的形式或任何其他合适的构造，用于限制骨螺钉枢转所绕的轴，不管此轴是否处于骨板平面中。应该意识到套管33的第一和第二销81和82和孔口 102中的第一和第二凹槽113和114或孔口 103 中的沟131仅仅是本段落所述的机构和装置的典型实施例。可以提供本发明骨固定组件中使用的套管的其他合适的实施例。如图17-20所示，套管146基本类似于套管33，而且类似的附图标记已经被用于描述套管146和33的类似元件。套管146设有相对环壁71径向对准并基本垂直于套管146的横向中心线68延伸的第一和第二横向对准凹槽147和148，而不是具有的第一和第二横向对准销。在一个实施例中，凹槽147和148的每一个由垂直于管状体66的弧度延伸的平面基部151形成。凹槽147的基部151优选平行于凹槽148的基部151。凹槽147和148的每一个的形状可以类似于骨板32的第一和第二凹槽113和114，从而包括是下斜表面153的一部分的下表面 152，和上斜表面154，在每种情况下类似于凹槽113和114的表面116和118。环壁71形成有类似于上下肩部121和122的上下肩部157和158。肩部157和158具有相应的类似于上下限制表面123和124的上下限制表面161和162。狭槽163设有用于环壁171中的每个凹槽而且从基部151与外表面76交叉处开始，类似于狭槽111和112，用作凹槽的入适合与套管146 —起使用的骨板的一个实施例如图21-M所示。此处的骨板171 基本类似于骨板32，而且类似的附图标记已经用于描述骨板171和32的类似元件。骨板 171的头部41和颈部42设有多个孔口 172，所述孔口可以是任何合适类型而且在一个实施例中类似于骨板32的孔口 102。类似的附图标记已经用于描述孔口 172和102的类似特征。孔口 172的每一个设有向内延伸进入孔口的面对面的径向对准的第一和第二横向对准的销176和177。第一和第二销176和177可以是任何合适类型，例如上述讨论的任一类型，而且在一个实施例中基本类似于套管33的第一和第二翼81和82。第一和第二翼176 和177的每一个包括中心86和前后翼部分87和88。上斜表面91和下斜表面92也设在销 176和177的翼部分87和88的每一个上。将每一个套管146以类似于将套管33放置在骨板32的孔口 102中的方式放置在其相应的孔口 172内。在一种这样的放置方法中，每个套管146相对骨板171的外表面48 垂直对准，也就是说，套管平面垂直于骨板平面延伸，而且套管相对侧上的狭槽163与设在骨板中的相应的第一和第二翼176和177的前翼部分87对准。由行进通过狭槽163进入相应的第一和第二凹槽147和148的翼176和177引导套管146向前移动进入骨板，直到翼176和177的前翼部分87接合凹槽147和148的下表面152。其后，由第一和第二翼176 的177前翼部分87在凹槽的下斜表面153上的行进而引导套管146旋转，直到套管设在水平位置以使套管平面处于骨板平面中。任何合适类型的实心或管状的骨螺钉可以与骨固定组件31 —起使用。一种合适类型的骨螺钉34如图25-27所示，而且该骨螺钉由比如复合材料或金属的任何合适的材料制成，而且优选由不锈钢或钛制成。螺钉34包括沿纵轴187延伸的伸长杆部186，而且所述伸长轴具有近端部分或杆段191、远端部分或杆段192和在近端和远端部分191和192中间的中心部分或杆段193。杆部186设有由具有形成杆部186的外径的外径198的凸起的螺旋形脊197形成的外螺纹196。螺旋形脊197的中间邻接部分为具有形成杆部的内径的内径202的螺旋形基部201。杆部186还设有自动攻丝和随意自动钻进的尖锐的远尖端203。头部204通过颈部205结合到杆部186的近端部分191上。头部204优选当其向远端延伸时为渐缩的以便成为圆锥形状，而且优选为外螺纹。颈部205优选为渐缩的。杆部186的近端和远端部分191和192在图沈中显示的最清楚，简单起见，螺钉 34的外螺纹已经被从杆部186和头部204处移出，该近端和远端部分可以是相对中心部分 193的长度的任何合适的长度。优选近端和远端部分191和192为大约相等的长度，而且相对中心部分193确定其尺寸以便接近哺乳动物躯体的骨的外部刚性部分的厚度。中心部分193优选接近哺乳动物骨的中心的非隆起部分，更特别的是，螺钉34的近端部分191和远端部分192的每一个可以具有的长度范围为3-10毫米，而且优选大约5毫米。螺钉的中心部分193的长度变化取决于螺钉的类型和长度。螺钉34可以具有的长度范围为10-150 毫米。杆部186的外径和内径198和202构造成用于增加所需的将用于固定骨板的螺钉 34从骨中拔出的力。优选这种拔出的力足够高以便能抑制不想要的将骨螺钉和板从骨中的移动。基于这一点，螺旋形脊197优选在杆部186的长度上具有恒定的外径198。外径范围可以为2-10毫米。另外，螺旋形基部201的内径202优选在杆部的中心部分193的长度上恒定。杆部的近端和远端部分191和192具有沿向远端的方向减小的内径202，以使近端和远端部分191和192的每一个都向远端渐缩。近端和远端部分191和192的锥度可以改变；而且优选范围为0. 01-0. 30毫米，更优选在该部分191和192的每一个的长度上为大约 0. 1毫米。头部204优选形成有至少一个驱动插口，如图25和27所示，而且优选第一或内驱动插口 206和第二或外驱动插口 207与相应的第一和第二驱动元件(未示出)一起使用。 驱动插口 206和207的每一个在纵轴187上对中。内或第一驱动插口 206可以是任何合适类型，而且如图27所示，具有由平行于轴187延伸的六个可操作表面208形成的六角或六头构造。内驱动插口的其他合适构造包括正方形结构(未示出)和星形结构(未示出)以及其他结构。第一驱动插口具有最大的横向尺寸或直径209，形成为由内驱动插口 206的可操作表面208横跨的最大径向距离，如图27所示，即是六边形构造的两个可操作表面208 的一个交叉点和该构造的两个其它可操作表面208的交叉点的相对点之间的距离。外或第二驱动插口 207也可以是任何合适的构造，比如十字形构造，具有由垂直于纵轴187延伸的可操作表面212形成的多个沿四个径向延伸的狭缝211。狭缝211优选不同于可操作表面 208而且具有以与最大直径209相同的方式形成最大横向尺寸或直径213，该最大横向尺寸或直径213大于内驱动插口 206的最大直径209。最大直径213为形成第二驱动插口的十字构造的两个相对狭缝211的端部之间的距离。描述本发明骨固定组件31相对骨板32的操作和使用，该骨板具有其中的套管33 和在其中形成的多个孔口 102和103以及螺纹孔57。套管33以上述的或者在将骨固定组件输送到操作位置之前或恰好在本步骤之前的方式插入骨板32中。骨板32的头部41可以被连接到目标导向装置(未示出)，该目标导向装置允许骨板32的整个杆部43以经皮方式插入，并且允许骨钻(未示出)和骨螺钉34通过经皮技术以最佳方式导入以接合骨板， 相对正在被治疗的骨，板32的颈部42位于骨的干骺端软骨区。当将螺钉34放置在具有椭圆形斜表面61的螺纹孔57的中心时，例如通过导向器或导向装置，当锁定螺钉34向下行进通过螺纹孔57的光滑的椭圆形斜表面61时，板相对骨移动。当骨中的孔被钻得偏离板的中心并使板相对骨移动时，螺钉；34的颈部205接合板32，反之亦然。如果需要，可以将具有螺纹头部或非螺纹头部的螺钉放入骨板32中以允许压缩骨折位置。位于骨板32的颈部 42的套管33的至少一个螺纹孔眼74被以一定角度导向骨的端部区域，以允许支持与板32 相对的骨的侧面。在一个合适的步骤中，在完成将骨螺钉34插入设在其中形成有圆周沟131的孔口 103中的套管33之前，例如孔口 103位于骨板32的颈部42中，套管在孔口 103内旋转，直到套管33的枢转轴127在骨板平面处于想要的位置。这种旋转由第一和第二翼81和82在圆周延伸的沟131中的行进而导向。一旦处于这种位置，骨板内的上下平坦的表面132和 133限制套管33在骨板内的可枢转运动。以这种方式，套管可以在骨板32内旋转360度以允许将螺钉以任何想要的方向插入骨中。当将骨螺钉34拧入套管33时，螺钉34行进通过套管的锥形螺纹孔眼74，造成套管的环壁71径向膨胀，从而使套管的外表面76被完全接合并被骨板的内表面106压缩。套管33中的狭缝77允许套管的这种径向膨胀。孔口 103内的套管33的完全凹陷，尤其是外套管表面76被骨板的内表面106完全同心接合，增强了骨板内套管的刚性固定。以这种方式，套管33通过将骨螺钉34紧固到骨板32和下面的正在治疗的哺乳动物躯体的骨中而被刚性固定到骨板32的孔口 103中。当将螺钉34完全固定在板和下面的骨中时，套管外表面76和骨板内表面106之间的增加的摩擦力进一步增加了对螺钉-套管-板组件在所有方向上的运动的限制。当螺钉完全固定在骨板32和正被治疗的骨中时，骨螺钉34的近端和远端部分191 和192处的锥形内径202增强了螺钉的摩擦接合。尤其是当螺钉到达其在骨内的完全固定位置时，这种锥形导致由骨的近外壁和远外壁施加在螺钉上的增大的径向力。如果在治疗过程中由于某种原因，是在进行随后的在骨内重新固定的程序之前，将螺钉从骨板32和正在被治疗的骨退出来，螺纹196的恒定外直径198减小了不想要的将螺钉从骨内的拔出，第一驱动插口 206和第一驱动元件可以一起使用，用于使骨螺钉34相对骨板32 纵向移动，例如在整个过程中相对骨板推进或收回螺钉。如果第一驱动插口在该过程中被破坏或否则变得不可操作，则第二驱动元件可以与第二驱动插口 207 —起使用，用于相对骨板32和正被治疗的骨进一步推进或收回骨螺钉34。当使用第一驱动插口 206时，形成第二驱动插口 207的狭缝211径向延伸超过第一驱动插口 206的可操作表面208，从而使其不被剥离(stripped)或否则使其不可操作。应该意识到第二驱动插口 207可以是任何合适的构造，在该第二驱动插口中，其可操作表面212不受任何剥离的影响或否则使第一驱动插口 206的可操作表面208不可操作。从前述可以看出已经提供了新的骨固定组件。组件的骨板允许骨螺钉以可控方向插入正被治疗的骨中。螺钉可以相对骨板枢转，而且这种枢转可以理想地被限制成平面运动。这种平面运动可以相对骨板调整。提供具有增大的拔出力的骨螺钉。螺钉头部可以包括第二驱动插口，所述第二驱动插口不受第一驱动插口的任何剥离或其他毁坏而被损害， 如果第一驱动插口变得不可操作，则允许进一步推进或收回螺钉。


用于与螺钉(34)一起使用的骨固定组件(31)，包括骨板(32)和具有适用于接收螺钉的孔眼(74)的套管(33)。骨板具有基本平坦的部分并在骨板的所述部分中设有用于接收套管的孔(56)。骨板的所述部分和套管共同构造用于提供套管在孔中绕枢转轴(127)的枢转运动，并将该枢转轴限制到在骨板的所述部分中延伸的平面中。提供与骨固定组件一起使用的新的骨连接螺钉。