专利名称：具有弯曲形状螺纹的骨固定系统的制作方法接骨螺钉以不同的变形用在不同的应用中。可以固定至接骨板或类似的植入物的接骨螺钉也熟知为锁紧螺钉。为了将接骨螺钉锁定至接骨板，接骨螺钉的头部设置有与板孔的内表面上的对应螺纹配合的螺纹。美国专利公开No. 2005/0277937和2009/0192550涉及用于固定至接骨板的典型固定螺纹。接骨螺钉的头部具有球形和具有V形棱的螺纹。头部的螺纹为与板孔的内螺纹配合的双导程螺纹。设置在板孔中的螺纹的棱相对于板具有限定角度，从而接骨螺钉以预定的角度对应地固定至接骨板。锁紧螺钉的螺纹头还可以具有圆柱形或圆锥形形状。美国专利No. 7，179，260和美国专利公开No. 2007/0276386涉及包括具有这种头部的锁紧螺钉的接骨板系统。螺钉头完全或部分地拧紧，以被接纳在螺纹板孔。美国专利公开No. 2005/0261688涉及具有圆锥形和带螺纹的头部的另一种接骨螺钉。螺纹头的螺纹面和顶端具有用于与板孔的内螺纹配合的梯形形状。EP 0 230 678 Al涉及用在牙科中的骨内螺钉植入物，包括轴和具有球形部的锥形头。螺钉的轴具有螺纹，该螺纹为圆柱形且在其外边缘上为圆形，用于将轴固定到颂骨中。用于锁紧应用的常规骨紧固件具有几个缺点。在骨紧固件头到植入物的旋紧操作中，紧固件的头部的螺纹可能倾斜并卡入植入物孔的螺纹部中。因此，螺纹头的螺纹面和顶端以及螺纹孔可能会受到损坏。而且，骨钻孔带来的裂片以及如人体组织部分的其它材料可能污染螺纹的边缘和沟槽，从而螺纹头的螺纹和植入物的孔的内螺纹可能堵塞。
本发明的各个方面涉及在没有堵塞的情况下便于容易地将螺纹骨紧固件头部拧入接骨板或任何其它植入物中。根据第一方面，提供了一种骨紧固件，用在整形外科中，用于将植入物固定至骨， 该骨紧固件包括构造为接合骨的轴和具有位于外表面上的用于接合植入物的螺纹(例如， 螺旋状螺纹)的头部。螺纹具有包括顶端的截面形状，其中顶端具有弯曲形状。骨紧固件的每个弯曲顶端形成弧形段。弧形段可以源自规则圆形或对称或不对称变形圆形(如，源自椭圆形)。弧形段的曲率半径可以在0. 05mm和3. Omm之间，特别地在 0. Imm和1.0mm之间。弧形段的角度范围可以在30°和200°之间，特别地在45°和180° 之间。于此独立地，包括头部的芯径的平面和弧形段的切线之间的角可以在-10°和90° 之间，特别地在0°和50°之间。骨紧固件的每个弯曲顶端可以由高度h限定，该高度h从由头部的芯体限定的平面延伸至顶端的尖端。顶端的该高度h可以在0. Imm和3. Omm之间， 特别地在0. 15mm和1. 5mm之间。弯曲顶端可以彼此紧邻设置。可替换地，弯曲顶端可以由凹部彼此分开。在一种可行的实施方案中，凹部具有平坦形状。圆周凹部还可以具有圆形、V形或梯形形状的截面。而且，头部的螺纹可以包括非弯曲(如，直线)或弯曲螺纹面。螺纹面可以连接顶端和凹部。每个弯曲螺纹面可以由弧形段限定。螺纹面通常可以具有不同于限定顶端的弧形段的曲率(如，沿相反方向和/或不同曲率半径)。头部的螺纹可以为多线螺纹，如双线螺纹。而且，头部的螺纹可以具有恒定的螺距。头部的螺纹的螺距可以在0. Imm和5. Omm之间，特别地在0. 25mm和3. Omm之间。头部的螺纹可以具有在0. Imm和3. Omm之间，特别地在0. 15mm和1. 5mm之间的螺纹深度。头部可以具有在1. Omm和IOmm之间的长度和在1. Omm和20. Omm之间的芯径。而且，头部可以具有在1.0mm和20. Omm之间的外径。头部可以具有大致圆锥形或弯曲(如球形)形状。头部也可以为圆柱形的。头部的外径可以与轴的外径相同或大于轴的外径。骨紧固件的轴可以具有在1. Omm和20. 0之间的芯径。轴可以是非螺纹的或至少部分螺纹的。通常，具有至少部分螺纹轴的骨紧固件还可以称为接骨螺钉，而具有非螺纹轴的骨紧固件将称为骨钉。接骨螺钉可以为自攻螺钉或自钻孔螺钉。可替换地，轴可以采用非螺纹销或杆的形式。头部可以具有恒定的芯径(core diameter)。可替换地，头部的芯体可以具有圆锥形或弯曲(如球形)形状。在所有的情况中，头部的螺纹的外径可以以弯曲(球形)或锥形方式逐渐改变。根据另一方面，提供了植入物系统，用在整形外科中用于骨的固定。该植入物系统包括植入物，具有上表面和下表面；至少一个孔，贯穿植入物的上表面和下表面；和至少一个骨紧固件。所述至少一个骨紧固件包括构造为接合骨的轴和具有位于外表面上用于接合植入物的头部，其中螺纹具有包括顶端的截面形状，其中顶端具有弯曲形状。由于骨紧固件的头部的螺纹的顶端的圆形形状，改善了植入物的孔中的螺纹的接合。而且，在螺纹骨紧固件头部到植入物孔中的旋紧操作期间，避免了倾斜或堵塞。在上述方面中，其中所述至少一个板孔可以包括至少部分螺纹部，该至少部分螺纹部构造为与所述至少一个骨紧固件的头部的螺纹配合。可替换地，板孔中的螺纹可以由如大致在DE 43 43 117 A中描述的接合板孔的螺钉螺纹的螺纹形成。在两种情况中，设置在孔中的螺纹的参数类似于或等同于如在本文中限定的骨紧固件的头部的螺纹的参数。特别地，所述孔的螺纹可以具有包括顶端和凹部的截面形状，其中顶端和/或凹部具有弯曲形状。所述至少一个孔可以包括上非螺纹部和下螺纹部，下螺纹部构造为与所述至少一个骨紧固件的头部的螺纹配合。在这种情况中，所述至少一个孔的上部可以包括具有圆锥形或弯曲(如，球形)形的内向锥形部。所述至少一个孔的螺纹部可以朝向植入物的下表面逐渐变细。而且，所述至少一个孔的螺纹部可以具有多线螺纹(如，双线螺纹)。所述至少一个孔可以具有中心轴线，该中心轴线相对于植入物的竖直轴线倾斜。 限定在中心轴线和竖直轴线之间的角可以在0°和60°之间。可替换地，所述至少一个孔5可以相对于植入物的上表面或下表面倾斜。 根据接下来结合附图的详细描述，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得明显，其中图1为第一骨紧固件实施方式的侧视图；图2为第二骨紧固件实施方式的侧视图；图3为第三骨紧固件实施方式的侧视图；图4为第四骨紧固件实施方式的侧视图；图5为图2和4中示出的骨紧固件头部的螺纹的顶端的详图；图6为图1和3中示出的螺钉头的剖视图；图7为图2和4中示出的螺钉头的剖视图；图8为另一螺钉头实施方式的详图；图9为另一螺钉头实施方式的详图；图10为虚设植入物实施方式的剖视图；图11为另一虚设植入物实施方式的侧视图；图1IA为图11的植入物的顶视图；和图12为图11中示出的植入物的剖视图。
纟口口。图5以示意形式图示了图2和4中示出的示例性螺钉头14的螺纹结构的详图，以图示接骨螺钉实施方式的某些几何特征。在这种结构中，螺纹32的顶端观具有弯曲形状， 且由具有平坦形状截面的凹部；34彼此分离。如图5所示，每个弯曲顶端观都形成弧形段 48。弧形段可以为圆形(如图所示)、椭圆形或任何其它弯曲结构的一部分。弧形段48由曲率半径r和中心点m限定。弧形段的该曲率半径在0. 05mm和 3. Omm之间，特别地在0. Imm和1.0mm之间。而且，每个弧形段48具有在30°和200°之间，特别地在45°和180°之间的角度范围W。如图5所示，弧形段48不是半圆形的(即， w < 180° )，且弧形段48的顶端28由位于包括螺钉头14的螺纹32的芯径的平面ρ和在其与芯体相交叉的地方与弧形段48相切的切线t之间的角k限定。该角k可以在-10° 和90°之间，特别地在0°和50°之间。而且，弧形段48的更大的倾斜部50可以由弯曲的螺纹面50限定。每个弯曲的螺纹面50将凹部34与顶端观的顶部连接在一起。应当注意到，螺纹面50通常可以具有与限定顶端观的弧形段48不同的曲率。而且，如图5所示， 每个弯曲的顶端观可以由从由螺钉头14的芯体限定的平面延伸至顶端观的顶部的高度 h限定。顶端沘的高度h可以在0. Imm和3. Omm之间，特别地在0. 15mm和1.5mm之间。图6和7示出了螺钉头14的详细剖视图。如图6中图示的螺钉头具有根据图1和 3示出的螺钉头的螺纹16的螺纹结构，其中弯曲顶端观彼此仅靠设置在头部14的外表面上。图7图示了根据图2和4中示出的螺钉头的螺纹32的螺纹结构，其中弯曲顶端观由具有平坦形状截面的凹部34彼此分离。如从图6和7中看到的那样，螺钉头14朝向螺钉轴逐渐变细，并且因此具有圆柱形形状。螺钉头14的圆柱形形状由在10°和179°之间的锥角u限定。在本实施方式中，锥角u为20°或30°。
而且，螺钉头14包括工具固定部52，用于接收像螺钉驱动器或类似物的工具。工具固定部52可以由设置在螺钉头14内并相对于接骨螺钉的中心轴线M对称地设置的凹槽52形成。凹槽52的开口 56设置在螺钉头14的顶面中。在垂直于接骨螺钉的中心轴线 54的平面的剖视图中，工具固定部52的形状形成具有圆形顶端和边缘的星形图案，像梅花头螺钉插座(torx socket) 0该工具固定插座52包括具有开度角ο的锥形上部58。工具固定插座52的这个上部58的开度角ο在10°和179°之间，特别地为120°。图8示出了包括具有顶端观的螺纹62的螺钉头60的另一实施方式的侧视图。螺钉头60具有恒定的芯径，且因此形成圆柱体。而且，如图8所示，头部60的螺纹62的外径逐渐变细。因此，螺纹62形成具有圆柱形形状的包络面，该包络面由位于包络面64的外表面和包括头部60的芯径并垂直于接骨螺钉的中心轴线M的平面之间的角α限定。该角 α可以在10°和89°之间，且特别地为70° -85°。而且，由通过头部60的芯体限定的平面66和垂直于接骨螺钉的中心轴线M的平面之间的角β为90°。图9图示了包括具有顶端28的螺纹70的螺钉头68的侧视图。图8中示出的螺钉头60和图9中示出的螺钉头68之间的差异在于，头部68的芯体具有由螺钉的中心轴线 M和由螺钉头68的圆锥形芯体限定的平面之间的角γ限定。该角γ可以在1°和50° 之间，且在图9的实施方式中约10°。而且，头部68的螺纹70的外径逐渐变细并限定包络面64。包络面64也向着接骨螺钉的轴逐渐变细，其中角δ限定在包络面64的外表面和接骨螺钉的中心轴线M之间。该角δ可以在Γ和50°之间，且在图9的实施方式中约 20°。图10图示了虚设接骨板72形式的植入物的实施方式的剖视图，该虚设接骨板72 在需要时(如，按照形状、厚度等)可以适宜用在矫形外科中，用于骨的固定。接骨板72具有上表面74和下表面76。而且，如图10所示，接骨板72包括延伸穿过上表面74和下表面 76的两个孔78，用于接纳骨紧固件(如，如上所述的且在图1-9中示出的接骨螺钉)。接骨板72沿着其整个长度具有变化的厚度。每个孔78包括(任选)上部80和构造为与骨紧固件的头部的螺纹配合的下螺纹部82。每个孔78的上部80具有大致具有圆锥形或弯曲(如，球形)形状的内向锥形部84。 上部80的内向锥形部84的弯曲或球形形状可以由圆形或椭圆形截面的一部分限定，圆形或椭圆形的中心点设置在沿着孔78的中心轴线86的位置上。每个孔78的下部82朝向接骨板72的下表面76逐渐变细。螺纹部82的锥度由锥角ε限定，锥角ε在1°和179°之间，特别地在10°和120°之间，且更特别地在图10 的实施方式中约20°。如图10所示，下螺纹部82包括具有彼此紧靠设置的弯曲凹部90的螺纹88。而且，孔78的螺纹88为多线螺纹(双螺纹)。在一种实施方案中，植入物系统至少包括具有双螺纹88的接骨板72以及包括具有单线螺纹的头部的骨固定元件(如图2、4、 7或9的任何一种接骨螺钉)。图11和IlA示出了具有如图10中所示的数个板孔78的虚设接骨板92形式的植入物的另一种实施方式，该虚设接骨板92具有头部94和轴部96。如图11中的接骨板92 的侧视图所示，头部94具有比轴部96小的厚度。而且，如图IlA所示，接骨板92具有沿着板设置并相对于接骨板92的上表面74倾斜的数个螺纹孔78。在需要时(如，根据形状、厚度等)接骨板92可以适于用在矫形外科中，用于骨的固定。
图12图示了接骨板92的沿着图IlA中示出的交叉线的剖视图A_A。从图12中可以看出，接骨板92的每个孔78可以相对于接骨板92可以具有不同的角取向。这种角取向由孔78的中心轴线86和接骨板92的竖直轴线98限定。因此，如图12所示，孔78的中心轴线86相对于接骨板92的竖直轴线98倾斜，其中，角度a、b、C、d、e、f限定在中心轴线 86和竖直轴线98之间。这些角度可以在0°和60°之间。包括植入物和如上所述的至少一个骨紧固件的植入物系统可以用在矫形外科中， 用于骨的固定。骨紧固件和植入物通常可以由不锈钢、钛或任何其它生物适合的材料制成。 虽然骨紧固件的头部包括具有圆形形状的螺纹顶端，但骨紧固件的轴可以适应不同应用， 并且因此可以为螺纹的或非螺纹的。在螺纹轴的情况中，轴的螺纹顶端通常可以不是圆形的。而且，在植入物的孔设置有螺纹的情况中，该螺纹可以是圆形的或不是圆形的。虽然本文中示出的接骨板孔是圆形的，但它们是细长的，且可以是部分螺纹的，如美国专利No. 5，709，686 (〃 ‘ 686专利〃)所示。‘686专利中示出的螺纹可以由在此描述的弯曲形状螺纹代替。骨紧固件的头部的螺纹的弯曲顶端改善了植入物孔中的螺纹的接合。而且，在螺纹骨紧固件头部到植入物孔中的旋紧操作期间，避免了倾斜或堵塞，或至少降低了倾斜或堵塞。因此，骨紧固件头部的螺纹和植入物孔的任选螺纹部未损坏(并且患者不被由这种损坏产生的螺纹部分伤害)。而且，由于圆形的顶端，粘附至螺纹的来自骨钻孔的碎片以及如人体组织部分的其它材料具有很少的有害影响。虽然已经主要联系接骨螺钉和接骨板描述了上述实施方式，但将容易明白的是，本文中呈现的技术也可以与其它类型的骨紧固件(如具有杆状或销状轴的骨钉、如 Kirschner线之类的线状骨紧固件等)以及其它类型的植入物(如骨转移器)结合实施。 因此，本发明不限于任何类型的骨紧固件或任何类型的植入物。可以容易地组合在上述联合附图的说明书中描述的特征，以产生不同的实施方式。因此将会明白的是，上文描述的内容可以以多种方式变化。这种变化不被认为是偏离本发明的范围，并且如对本领域技术人员来说将是明显的所有这种修改是要被包含在接下来的权利要求的保护范围之内。


一种骨紧固件，用在整形外科中，用于将植入物固定至骨，所述骨紧固件具有构造为接合骨的螺纹或非螺纹轴和具有在外表面上以接合植入物的螺纹的头部。所述紧固件的头部上的螺纹具有包括具有弯曲形状的顶端的截面形状。