專利名稱：穩(wěn)定桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及一種用于治療脊椎病變的人工配件，更具體地，涉及一種穩(wěn)定桿， 用于與具有錨定件的脊椎固定組件一起使用，該錨定件用于穩(wěn)固固定裝置和穩(wěn)定桿。
背景技術(shù)：
各種脊椎固定方法已經(jīng)用于治療脊椎不穩(wěn)定和移位。最通常的用于脊椎穩(wěn)定的治 療方法是通過外科手術(shù)熔接來固定關(guān)節(jié)，或關(guān)節(jié)固定術(shù)。這已經(jīng)公知達幾乎整個世紀。然 而，在許多情況下會發(fā)生異構(gòu)(pseudoathrosis)，尤其是在涉及穿過腰骶熔接且超過兩塊 椎骨被熔接在一起之時的情況下。在本世紀早期，術(shù)后外部固定，例如通過使用夾板和鑄 件，是廣受歡迎的脊椎固定方法。隨著外科技術(shù)變得越來越精密，開發(fā)出了各種不同的新方 法來進行內(nèi)外固定。內(nèi)固定指的是如下穩(wěn)定治療方法，其完全在病人體內(nèi)進行，并且包括諸如骨板、螺 釘、桿和銷的通常公知的裝置。相反地，外固定意思是，穩(wěn)定裝置的至少某些部分位于病人 體外。隨著外科技術(shù)和手術(shù)方法變得越來越先進并且感染的可能性減小，外固定最終成為 受歡迎的固定方法，因為它對于病人受到的限制較小。脊椎的內(nèi)固定可用于治療多種疾病，包括駝背、脊椎前移和眩暈，節(jié)段性不穩(wěn)定， 例如由疾病、損傷、先天性缺陷和腫瘤所引發(fā)的椎間盤退變和/或骨折。關(guān)于內(nèi)脊椎固定， 面臨的一個主要挑戰(zhàn)是在不損傷脊髓的情況下穩(wěn)固住固定裝置。椎骨的椎弓根通常在它們 提供一個足夠強健的區(qū)域來將固定裝置穩(wěn)固就位時用來固定，即使在病人感受到出現(xiàn)惡化 的不穩(wěn)定情況時，例如在病人患骨質(zhì)疏松癥時也只能如此。當然的固定裝置和硬件系統(tǒng)通常包括固定裝置，例如螺釘、桿、和主體，主體用于 將桿相對于螺釘固定就位，接著螺釘將桿相對于脊椎固定。本發(fā)明提供了一種新穎的桿和 固定裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種與脊椎固定組件一起使用的桿。所述桿包括金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，該 金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括頂部、底部、貫穿其中的至少一個橫向延伸的通道。所述桿還包括彈性 材料，該彈性材料至少局部地封裝所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并基本填充延伸通過金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 的至少一個橫向通道。本發(fā)明還公開了一種與脊椎固定組件一起使用的桿，包括具有頂部和底部的金屬 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。所述桿還包括彈性材料，其局部圓周地封裝金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，從而使金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 和彈性材料一起形成桿，所述桿的至少一部分為大致圓柱形，其中，所述桿的大致圓柱形的 部分中的局部具有由彈性材料形成的表面，并且大致圓柱形部分的局部具有由并不被彈性 材料封裝的金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的底部形成的表面。本發(fā)明還公開了一種與脊椎固定組件一起使用的桿，該桿包括非圓柱形金屬基礎(chǔ) 結(jié)構(gòu)，其包括頂部、底部、端部。該桿還包括彈性材料，其至少局部地封裝金屬基礎(chǔ)材料，以形成具有大致圓柱形部分的桿。另外，沿著所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的長度的至少一部分上的重 心并不與上表面和下表面等距。本發(fā)明進一步公開了一種脊椎固定組件，包括桿和固定機構(gòu)。所述桿具有頂部和 底部，所述桿包括金屬材料和彈性材料。彈性材料局部圍繞金屬材料，從而使所述桿的底部 的表面的至少一部分由金屬材料形成。鎖定機構(gòu)配置為接收所述桿并接合所述桿的底部的 表面的由金屬材料形成的一部分。本發(fā)明的特征將參照下文的描述和附圖而清晰明顯。在說明書和附圖中，本發(fā)明 的特定實施例已經(jīng)得到詳細公開，因為表明了可以貫徹本發(fā)明宗旨的一些方式，但是可以 理解的是，本發(fā)明并不相應(yīng)地受到范圍限制。而是說，本發(fā)明包括在所附權(quán)利要求書的精神 和主旨下的所有變化、改造和等同替換。參照一個實施例所描述和/或圖示的特征可在一個或多個其他實施例中以相同 方式或類似方式使用，并且/或者與其他實施例的特征組合使用或者替換其他實施例的特 征。


圖IA-B是桿和金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的俯視立體圖；圖IC-D是圖IA-B的桿和金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的仰視立體圖；圖IE-F是圖IA-B的桿和金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖IG-H是圖IA-B的桿和金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的一部分的剖視圖；圖II是圖示出桿的彎曲部分的圖IA所示的桿的前方側(cè)視圖；圖2是圖IA-I的桿和兩個鎖定機構(gòu)的立體圖；圖3是圖IA-I的桿和鎖定機構(gòu)的剖視圖；圖4是具有I柱形橫截面的替換性金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的立體圖；圖5是具有星形橫截面的替換性金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的立體圖；圖6是具有大致圓形橫截面的替換性金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的立體圖；圖7是用于測量桿的動態(tài)屬性的示例性測試過程的視圖；圖8是使出多種不同桿的有限元分析測試結(jié)果的圖表。
具體實施例方式本發(fā)明涉及與用于脊椎穩(wěn)定的鎖定機構(gòu)一起使用的新穎的穩(wěn)定桿。穩(wěn)定桿優(yōu)選允 許在桿和鎖定機構(gòu)之間的金屬對金屬接觸表面，而展現(xiàn)與相同尺寸的金屬桿不同的彎曲性 能。這可以通過各種設(shè)計來實現(xiàn)，每種設(shè)計既包含金屬材料也包含彈性材料。初始參照圖IA-F示出示例性穩(wěn)定桿的立體圖和側(cè)視圖。桿100具有頂部102和 底部104以及側(cè)部106a和106b。桿100包括金屬材料108和彈性材料110。金屬材料108 可以包括但不限于鈦、鈦合金(例如，鈦/鋁/釩(Ti/Al/V)合金)、鈷鉻合金、不銹鋼、及 它們的組合，金屬材料108可包括上述材料的機械可兼容的混合物或者其他金屬材料。在 當前優(yōu)選的實施例中，金屬材料108是Ti/Al/V合金，例如Ti/6A1/4V ELI。彈性材料110 優(yōu)選是一種或多種高強度聚合物，例如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚酮酮醚酮 (PEKKEK)、自增強聚乙烯(SRP)、聚苯砜(PPSU)、聚砜(PSU)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或
7者它們的組合、或其他類似材料。在當前優(yōu)選的實施例中，彈性材料是PEKK。如圖IA所示，頂部102的一部分可以包括金屬材料108，頂部102的其他部分可以 包含彈性材料110。類似地，如圖IC所示，底部104的一部分可以包含金屬材料108，底部 104的其他部分可以包含彈性材料110。而且桿100可以形成為，彈性材料110局部封裝金 屬材料108，這可以通過注塑成型來實現(xiàn)，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所了解的。另外，頂部102 和底部104每一個均可具有金屬材料108或彈性材料110的區(qū)域。例如，圖IC示出在底部 104中的多個金屬材料108區(qū)域。而且，還可以優(yōu)選的是，將桿100配置為，金屬材料108各 部分沿著桿100就位，以便于與鎖定機構(gòu)(例如圖2和3的鎖定機構(gòu)144)進行金屬對金屬 的的相互作用。金屬材料108可以形式為金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108，例如在圖IB、ID、IF和IH中詳細示出 的，或者形式為金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408，、508或608，如圖4、5、6分別相應(yīng)示出的。如在此所用 的，術(shù)語“基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)”不限于內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而是意味著還包括圖6的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)608，即使基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)608形成在桿600外部。首先轉(zhuǎn)向圖1B、1D、1F和1H，金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108包括頂部120和底部122，并具有 穿過其中的至少一個橫向延伸通道116a_d。金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108大致為U形。更具體地，金 屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108的至少一部分的橫截面顯示為倒置的字母“U”?！癠”形的側(cè)部可為平坦或 具有彎曲部分，例如金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108的大致凹進的側(cè)表面。另外，底部122可具有軸向通 道118，延伸向金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的中心并沿著底部122的長度的至少一部分行進。軸向通道 118可與橫向通道116a-d中的一個或多個相交。因此，如圖1A-1I所示，桿100包括形式為U形金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108的金屬材料108 以及彈性材料110。彈性材料110至少局部地填充金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108的橫向通道116a-d中 的至少一個。另外，彈性材料可基本填充橫向通道116a-d中的一個或所有。橫向通道116a_d中的至少一個可定位為，不延伸到金屬基礎(chǔ)材料108的頂部120 或底部122。換句話說，橫向通道116a-d可以完全駐留在金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108內(nèi)。如圖所示， 所有橫向通道116a_d被定位為，它們不延伸到金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108的頂部120或底部122。 另夕卜，橫向通道116a-d可具有不同的尺寸。例如，橫向通道116d可大于橫向通道116a。改 變橫向通道116a_d的尺寸和位置，就可以改變金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108的彎曲性能，以及由此改 變桿100的彎曲性能。接著轉(zhuǎn)向圖1G-H，示出桿100的一部分的橫截面(圖1G)和金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108的 一部分的橫截面(圖1H)。另外，對于金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108和彈性材料110，圖IG示出橫截面 的幾何中心130以及重心132。盡管重心132可位于幾何中心130處，但是重心132和幾何 中心130也可以不共享同一位置。例如，幾何中心130和重心132可以隔開距離D1。在圖 IG所示的實例中，Dl大約為0. 2毫米(mm)。類似地，圖IH示出金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108的橫截面的幾何中心134和重心136。盡管 重心132可位于幾何中心134處，但是重心也可以就位為，它并不與金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108的頂 部120和底部122等距。具體而言，D2是在幾何中心134和重心136之間的距離。D2例如 可以是大約0.5毫米。另外，重心136可以在軸向通道118內(nèi)。接著轉(zhuǎn)向圖II，示出桿100的側(cè)視圖。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所了解的，桿100可 為適于桿100的意向使用的任意尺寸。例如當用于脊椎穩(wěn)定時，桿100可具有范圍從大約
83毫米到大約7毫米的直徑。另外，所述桿可具有范圍從大約40毫米到大約180毫米的長 度L。如圖所見，由于桿100的微小曲率，桿100的頂部102具有大致凹進的形狀，桿100的 底部104具有大致凸出的形狀。例如，所述桿可以大致彎曲，從而使它形成大約10度到大 約30度的弧形，如圖所示為角Al。對于圖II所示的桿100，角Al是20度。然而，本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員可以理解的是，所述桿可以是直的，并且圖II所示的弧形可以是任意大致彎 曲的形狀，并且不限于圓弧。接著轉(zhuǎn)向圖2，圖IA-I所示的桿100具有兩個鎖定機構(gòu)140a和140b。圖2的鎖 定機構(gòu)140a和140b可以是任何鎖定機構(gòu)，例如美國專利申請No. 11/806，802中所述的任 意鎖定機構(gòu)，該美國專利申請以其整體作為參照并入于此。而且，當圖2的系統(tǒng)用于脊椎固 定時，為了正確地解剖參照，“上”或“頂”意味著相對于病人的后部，“下”或“底”意味著相 對于病人的前部。因此，桿100的底部104相對于病人處于前部，桿100的頂部102處于后 部。因此，當桿100沿著從后到前的方向移動時，桿100被鎖定機構(gòu)140a和140b接收。每個鎖定機構(gòu)140x包括主體142x、固定裝置150x、鎖定元件144。桿100被主體 142x接收，并相對于固定裝置150x被鎖定就位。鎖定元件144防止桿100在鎖定機構(gòu)140x 中向上移動。接著轉(zhuǎn)向圖3，更為詳細地示出桿100和示例性鎖定機構(gòu)140的橫截面。本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明的桿可以與本領(lǐng)域公知的各種不同類型的鎖定機構(gòu)中的 任一種一起使用。示例性鎖定機構(gòu)140包括主體142，其被配置為接收固定裝置150，例如， 螺釘。所示出的特定的鎖定機構(gòu)140還包括插入件148，其接合固定裝置150的頭部。插 入件148可以是可壓縮的，從而能夠插入主體140中。然而，一旦插入主體140中，插入件 148可膨脹到具有更大的寬度。當固定裝置150插入到主體140中時，固定裝置150的頭部優(yōu)選以滑入配合的方 式接合插入件148，從而使插入件150膨脹而容納頭部。當插入件148和固定裝置150的組 合被壓向主體140的底部時，主體140接合插入件148的側(cè)部，導(dǎo)致插入件148更緊密地接 合固定裝置150的頭部，并防止插入件148和固定裝置150離開主體142。主體142還包括側(cè)面部分，側(cè)面部分被配置為接合桿100，例如通過通道接合，例 如通過將桿100滑動通過主體142的側(cè)面部分，或者通過將桿100通過主體142的頂部插 入通道，通道就能夠放置桿100。主體142還被配置為，接收桿座146，例如通過在主體142 的底部或頂部中的孔來接收。優(yōu)選地，在插入桿100之前將桿座146插入主體142中，從而 使桿座146最終定位在桿100和插入件148之間。桿座146可具有用于接收桿100的錐形部分。桿座146的錐形部分可配置為接合 不同尺寸的桿。例如，桿座146的錐形部分可在桿座146的每一例上具有多個彎曲部，這些 彎曲部提供用于接觸不同尺寸的桿的不同表面。如圖3可見，桿100的底部104接觸桿座 146。優(yōu)選地，形式可為金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108的金屬材料接觸桿座146，桿座146優(yōu)選也為金 屬。金屬疊金屬界面可以比金屬疊彈性材料界面更為穩(wěn)定。如圖所示，金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108 的底部122接合桿座146的錐形部分。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解的是，在桿100和鎖 定機構(gòu)140之間的接觸表面可以通過其他方式或裝置實現(xiàn)，并且可以是平坦的而不是錐形 的。相應(yīng)地，在此類情況中期望的是，使用具有沿著桿的底部104不同定位的金屬材料108 的桿，以便提供與平坦表面的金屬疊金屬接觸。
鎖定機構(gòu)140還可以包括鎖定元件144，其配置為接合主體142和桿100，從而將 桿100壓向固定裝置150。如同在桿100和桿座146之間的界面，在桿100和鎖定元件144 之間的界面可以是金屬疊金屬的。例如，桿100的頂部102可以由金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108的頂 部形成。接著轉(zhuǎn)向圖4，示出I柱形金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408。金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408包括頂部420、 頂部422以及側(cè)部414a和414b、以及貫穿其中的至少一個橫向延伸的通道416a-d。橫向 通道416a-e中的至少一個可以定位為，它并不延伸到金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408的頂部420或底部 422。換句話說，橫向通道416a-e可以完全駐留在金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408內(nèi)。如圖所示，所有橫 向通道416a-e被定位為，它們并不延伸到金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408的頂部420或底部422。另外， 橫向通道416a-e可具有不同尺寸。例如，橫向通道416d可大于橫向通道416a。改變橫向 通道416a-e的尺寸和位置，就可以改變金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408的彎曲性能，并因此改變所述桿 的彎曲性能。金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408優(yōu)選在尺寸和形狀上類似于金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108。同樣地，金 屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408的頂部可具有大致凹進的形狀，并且金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408的底部422可具有 大致凸起的形狀。接著轉(zhuǎn)向圖5，示出星形金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)508。金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)508在設(shè)計和形狀上類 似于金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108和408，并包括頂部520、底部522、以及側(cè)部514a和514b、以及貫穿 其中的至少一個橫向延伸的通道516a_e。接著轉(zhuǎn)向圖6，示出大致圓柱形金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)608。金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)608在設(shè)計和形 狀上類似于金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108、408、508，并且包括頂部620、底部622、側(cè)部614a和614b、以 及貫穿其中的至少一個橫向延伸的通道616a-e。另外，金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)608包括內(nèi)軸向通道 618，該內(nèi)軸向通道618可以與橫向通道616a-e中的一個或多個相交。橫向通道416a_e中的至少一個可以定位為，它并不延伸到金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408的頂 部420或底部422。換句話說，橫向通道416a-d可以完全駐留在金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408內(nèi)。如 圖所示，所有橫向通道416a-e被定位為，它們并不延伸到金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408的頂部420或 底部422。另外，橫向通道416a-e可以具有不同的尺寸。例如，橫向通道116d可以大于橫 向通道416a。改變橫向通道416a-e的尺寸和位置，就可以改變金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408的彎曲性 能，并由此改變所述桿的彎曲性能。金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408優(yōu)選在尺寸和形狀上類似于金屬基 礎(chǔ)結(jié)構(gòu)108。同樣地，金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)408的頂部420可具有大致凹進的形狀，并且金屬基礎(chǔ) 結(jié)構(gòu)408的底部422可具有大致凸起的形狀。接著轉(zhuǎn)向圖7和8，示出根據(jù)本發(fā)明的示例性桿的彎曲性能。圖7示出確定桿的彎 曲性能的測試過程。所示出的桿100圖示測試過程。如圖所示，桿100被倒置地放置在中 央支撐件702上，從而使桿100的頂部102停留在支撐件702上。為了如圖8所示進行分 析，桿100具有已知長度，該長度為大約4英寸(inch)，并具有已知直徑，該直徑為6毫米。 然后，在側(cè)部106a和106b附近將向下力F施加于桿100的底部104，并且測量桿100的角 位移。優(yōu)選地，與在桿100翻轉(zhuǎn)并且向下的力在側(cè)部106a和106b附近施加于桿100的 頂部102時相比，在力被如圖7所示施加時桿100的抗彎強度更小。換句話說，相同的力F， 與施加于底部104時相比，在施加于頂部102時，導(dǎo)致更小的角位移。另外，桿100在側(cè)向 側(cè)方向上的彎矩可以不同于在從上到下方向上的彎矩。桿100在側(cè)向側(cè)方向上的彎矩也可
10不同于在從下到上方向上的彎矩。如圖8可見，桿100示出比所測試的填充鈦和碳的PEEK更大的撓性。事實上，優(yōu)選 地，桿100所展現(xiàn)的彎曲性能，即緣于所施加載荷的角位移，類似于由彈性模量大于或等于 大約IOGPa并小于或等于大約70GPa的材料形成的6毫米桿的彎曲性能。例如，桿100所 展現(xiàn)的彎曲性能可以類似于，由彈性模量大于或等于大約15GPa并小于或等于大約40GPa 的材料形成的6毫米桿的彎曲性能。形成對比的是，與桿100形狀大致相同的實心的6毫 米和實心的5. 5毫米的Ti/6A1/4V的桿，由于Ti/6A1/4V的硬度，而具有小得多的撓性，彈 性模量為大約105GPa。盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合示例性實施例進行了描述，但是所描述的實施例應(yīng)在各方面 均被認為是示例性而非限制性的。也可以形成其他此類特征、方面、變體、改造以及等同替 換，只要不偏離本發(fā)明的僅僅由所附權(quán)利要求書限定的宗旨和范圍即可。另外，可以理解的 是，在一個實施例中描述的特征和部分，可以以相同或類似的方式使用于或者可以應(yīng)用于 其他實施例。盡管本發(fā)明已經(jīng)參照特定實施例進行描述和圖示，但是顯而易見的是，本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員在閱讀和理解本說明書的基礎(chǔ)上，可以進行特定的等同替代和改造。本發(fā)明包 括所有此類等同變換和改造，并且僅受所附權(quán)利要求書的范圍所限制。
權(quán)利要求
一種與脊椎固定組件一起使用的桿(100)，包括金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、608)，包括頂部(120、420、520、620)，底部(122、422、522、622)，和貫穿其中的至少一個橫向延伸的通道(116a d、416a e、516a e、616a e)；和彈性材料(110)，該彈性材料(110)至少局部地封裝所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、608)，并基本填充延伸通過金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、608)的至少一個橫向通道(116a d、416a e、516a e、616a e)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)的至少一部分呈現(xiàn)出的 彎曲特性類似于由彈性模量大于或等于大約lOGPa并小于或等于大約70GPa的材料形成的 6毫米桿的彎曲特性。
3.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)的至少一部分 在側(cè)向側(cè)方向上的彎矩不同于在從下到上的方向上的彎矩。
4.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)的至少一部分 在第一方向上的抗彎強度大于在與第一方向相反的第二方向上的抗彎強度。
5.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的桿(100)，其特征在于，所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、 408,508,608)并不顯現(xiàn)為圓柱形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的桿(100)，其特征在于，所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、 608)的至少一部分的橫截面為大致I柱形、大致星形、或大致U形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的桿(100)，其特征在于，所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、 608)的底部(122)包括軸向通道(118、618)。
8.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的桿(100)，其特征在于，所述彈性材料(110)僅僅 局部圓周地封裝金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、608)，從而使金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、 608)的頂部(120、420、520、620)的至少一部分或者金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、608)的底 部(122、422、522、622)的至少一部分形成所述桿(100)的表面的一部分。
9.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的桿(100)，其特征在于，沿著金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108)的 長度的至少一部分上的重心(136)并不位于所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108)的長度的所述一部分 的幾何中心(134)。
10.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)被略微彎曲， 從而使頂部(102)的一部分具有大致凹進的形狀，并且底部(104)的一部分具有大致凸起 的形狀。
11.一種與脊椎固定組件一起使用的桿(100)，包括金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、608)，包括頂部(120、420、520、620)和底部(122、422、 522,622)；彈性材料(110)，其局部圓周地封裝金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、608)，從而使金屬基 礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、608)和彈性材料(110) 一起形成桿(100)，所述桿(100)的至少一部 分為大致圓柱形，其中，所述桿(100)的大致圓柱形的部分中的局部具有由彈性材料(110) 形成的表面，并且大致圓柱形部分的局部具有由并不被彈性材料(110)封裝的金屬基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)(108、408、508、608)的底部(122、422、522、622)形成的表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)的所述表面的至少一 部分由金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、608)的頂部(120、420、520、620)形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求11-12中的任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)的至 少一部分所展現(xiàn)的彎曲特性類似于由彈性模量大于或等于大約lOGPa并小于或等于大約 70GPa的材料形成的6毫米桿的彎曲特性。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中的任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)的至 少一部分在側(cè)向側(cè)方向上的彎矩不同于在從下到上方向上的彎矩。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14中的任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)的至 少一部分在第一方向上的抗彎強度大于在與第一方向相反的第二方向上的抗彎強度。
16.根據(jù)權(quán)利要求11-15中的任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) (108、408、508、608)并不顯現(xiàn)為圓柱形。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的桿(100)，其特征在于，所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、 608)的至少一部分的橫截面為大致I柱形、大致星形、大致U形、或大致圓柱形。
18.根據(jù)權(quán)利要求11-17中的任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) (108、408、508、608)的底部(122、422、522、622)包括軸向通道(118,618)
19.根據(jù)權(quán)利要求11-18中的任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) (108、408、508、608)包括延伸通過金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、608)的至少一個橫向通道 (116a-d,416a-e,516a-e,616a-e)，并且彈性材料(110)基本填充延伸通過金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) (108、408、508、608)的至少一個橫向通道(116a-d、416a-e、516a-e、616a_e)。
20.根據(jù)權(quán)利要求11-19中的任一項所述的桿(100)，其特征在于，沿著金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) (108)的長度的至少一部分上的重心(136)并不位于所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108)的長度的所 述一部分的幾何中心(134)。
21.根據(jù)權(quán)利要求11-20中的任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)被略 微彎曲，從而使頂部(102)的一部分具有大致凹進的形狀，并且底部(104)的一部分具有大 致凸起的形狀。
22.—種與脊椎固定組件一起使用的桿(100)，包括非圓柱形金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108)，包括頂部(120)、底部(122)、端部(114)；和彈性材料(110)，至少局部地封裝金屬基礎(chǔ)材料(108)，以形成具有大致圓柱形部分的 桿(100)；其中，沿著所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108)的長度的至少一部分上的重心(136)并不與上表 面(120)和下表面(122)等距。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)的至少一部分所展現(xiàn) 的彎曲特性類似于由彈性模量大于或等于大約lOGPa并小于或等于大約70GPa的材料形成 的6毫米桿的彎曲特性。
24.根據(jù)權(quán)利要求22-23中任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)的至少 一部分在側(cè)向側(cè)方向上的彎曲不同于在從下到上方向上的彎矩。
25.根據(jù)權(quán)利要求22-24中任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)的至少 一部分在第一方向上的抗彎強度大于在與第一方向相反的第二方向上的抗彎強度。
26.根據(jù)權(quán)利要求22-25中任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、608)并不顯現(xiàn)為圓柱形。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的桿(100)，其特征在于，所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108)的至少一 部分的橫截面為大致I柱形、大致星形、或大致U形。
28.根據(jù)權(quán)利要求22-27中任一項所述的桿(100)，其特征在于，金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108) 的下表面包括軸向通道(118)。
29.根據(jù)權(quán)利要求22-28中任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) (108)包括延伸通過所述金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108)的至少一個橫向通道(116a-d)，并且彈性材 料(110)基本填充延伸通過金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108)的至少一個橫向通道(116a-d)。
30.根據(jù)權(quán)利要求22-29中任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述彈性材料(110) 僅僅局部圓周地封裝金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108)，從而使金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108)的上表面(120)的至 少一部分或者金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108)的下表面(122)的至少一部分形成所述桿(100)的表面 的一部分。
31.根據(jù)權(quán)利要求22-30中任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)被略微 彎曲，從而使上表面的一部分具有大致凹進的形狀，并且下表面的一部分具有大致凸起的 形狀。
32.—種脊椎固定組件，包括桿(100)，其具有頂部(102)和底部(104)，所述桿(100)包括金屬材料(108、408、508、 608)和彈性材料(110)，其中，彈性材料(110)局部圍繞金屬材料(108、408、508、608)，從而 使所述桿(100)的底部(104)的表面的至少一部分由金屬材料(108、408、508、608)形成； 和鎖定機構(gòu)(140a-b)，其配置為接收所述桿(100)并接合所述桿(100)的底部(104)的 表面的由金屬材料(108、408、508、608)形成的一部分。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的桿(100)，其特征在于，所述彈性材料(110)局部圍繞所述 金屬材料(108、408、508、608)，從而使所述桿(100)的頂部(102)的表面的至少一部分由金 屬材料(108、408、508、608)形成。
34.根據(jù)權(quán)利要求32-33中任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述鎖定機構(gòu) (140a-b)被配置為，接收所述桿(100)并接合所述桿(100)的頂部(102)的表面的由金屬 材料(108、408、508、608)形成的一部分。
35.根據(jù)權(quán)利要求32-34中任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)的至 少一部分呈現(xiàn)出的彎曲特性類似于由彈性模量大于或等于大約IOGPa并小于或等于大約 70GPa的材料形成的6毫米桿的彎曲特性。
36.根據(jù)權(quán)利要求32-35中任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)的至少 一部分在側(cè)向側(cè)方向上的彎矩不同于在從下到上的方向上的彎矩。
37.根據(jù)權(quán)利要求32-36中任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)的至少 一部分在第一方向上的抗彎強度大于在與第一方向相反的第二方向上的抗彎強度。
38.根據(jù)權(quán)利要求32-37中任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述金屬材料(108、 408,508,608)并不形成顯現(xiàn)為圓柱形的形狀。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的桿(100)，其特征在于，所述金屬材料(108、408、508、608) 的至少一部分的橫截面為大致I柱形、大致星形、或大致U形。
40.根據(jù)權(quán)利要求32-39中任一項所述的桿(100)，進一步包括延伸穿過由金屬材料 (108、408、508、608)形成的結(jié)構(gòu)的至少一個橫向通道(116a-d、416a-e、516a-e、616a_e)， 其中所述彈性材料(110)基本填充延伸穿過由金屬材料(108、408、508、608)形成的結(jié)構(gòu)的 至少一個橫向通道(116a-d、416a-e、516a-e、616a_e)。
41.根據(jù)權(quán)利要求32-40中任一項所述的桿(100)，其特征在于，沿著所述桿(100)的 長度的至少一部分上的重心(132)并不位于所述桿(100)的長度的所述一部分的幾何中心 (130)。
42.根據(jù)權(quán)利要求32-41中任一項所述的桿(100)，其特征在于，所述桿(100)被略微 彎曲，從而使頂部(102)的一部分具有大致凹進的形狀，并且底部(104)的一部分具有大致 凸起的形狀。
全文摘要
一種桿(100)，例如用于脊椎穩(wěn)定，由金屬材料(108、408、508、608)和彈性材料(110)制成。所述桿(100)可具有金屬基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(108、408、508、608)，其可為非圓柱形，提供期望硬度以便在至少一個方向上彎曲，并且該桿還可具有金屬外表面，用于接合脊椎固定鎖定機構(gòu)(140a-b)的金屬構(gòu)件。另外，彈性材料(110)可僅僅局部地圓周封裝金屬材料(108、408、508、608)，從而使金屬材料(108、408、508、608)形成桿(100)的表面的一部分。
文檔編號A61B17/70GK101977559SQ200980110298
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日
發(fā)明者卡爾·A.·克諾布洛赫, 戴維·A.·沃爾什, 戴維·S.·蘭多爾 申請人:美國脊椎生物學(xué)集團有限公司