本專利屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種鈷鉻鉬胸腰后路釘棒系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

胸腰椎等脊柱疾病最常見的解決方式為脊柱內(nèi)固定，在脊柱胸腰段內(nèi)固定方式中發(fā)展至今在脊柱后路內(nèi)固定是一種較為常見的方式。

脊柱后路內(nèi)固定，通常通過植入釘棒系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，胸腰后路釘棒系統(tǒng)是通過固定在胸椎或者腰椎上的一套系統(tǒng)，該系統(tǒng)被植入胸腰椎后有可能會使得被植入節(jié)段活動度過分限制，從而導(dǎo)致相鄰節(jié)段退變以及植骨融合不可靠甚至失敗，同時還可能因?yàn)閮?nèi)部應(yīng)力集中過大而導(dǎo)致系統(tǒng)失效，出現(xiàn)松動、斷釘?shù)痊F(xiàn)象。現(xiàn)有技術(shù)中的胸腰后路釘棒系統(tǒng)主要采用鈦合金和不銹鋼制造，主要包括鈦合金螺釘和鈦合金矯形棒，基于應(yīng)力因素的考慮，結(jié)合到鈦合金的強(qiáng)度問題，目前市面上的椎弓根釘和矯形棒體積都相對較大、直徑較粗，這雖然可以保證整個脊柱內(nèi)固定系統(tǒng)的整體剛度，但同時帶來了切跡過高、過于干擾體內(nèi)組織生長等不利因素。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中需要一種能夠具有較高的強(qiáng)度同時又具有較小的體積的釘棒系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本專利正是基于現(xiàn)有技術(shù)的上述需求而提出的，本專利要解決的技術(shù)問題是提供一種鈷鉻鉬胸腰后路釘棒系統(tǒng)，其具有較小的體積，并能夠提高整個系統(tǒng)的強(qiáng)度以及與脊柱固定的效果。

為了解決上述問題，本專利提供的技術(shù)方案包括：

一種鈷鉻鉬胸腰后路釘棒系統(tǒng)，所述鈷鉻鉬胸腰后路釘棒系統(tǒng)包括：椎弓根螺釘、矯形棒和螺塞；所述椎弓根螺釘用于固定在脊椎上，從而將整個釘棒系統(tǒng)錨固在脊椎上；所述椎弓根螺釘萬向螺釘和固定螺釘，所述固定螺釘為一體式設(shè)計(jì)，整體不能夠產(chǎn)生明顯形變，用于固定在脊椎的相應(yīng)位置上；所述萬向螺釘：釘帽、擋圈、卡圈、釘體；所述釘帽位于整個萬向螺釘?shù)捻敳浚蕡A柱體狀，在釘帽頂部開設(shè)有第一槽，所述第一槽貫穿整個釘帽直徑方向設(shè)置；所述第一槽用于容納螺塞，所述第一槽的槽壁上設(shè)置有螺紋，所述螺紋與螺塞上設(shè)置的螺紋相配合，從而允許所述螺塞通過螺紋配合的方式可操作地與所述釘帽固定；所述釘帽的底部開設(shè)有第一通孔，所述第一通孔的一端與所述第一槽的底壁相通，所述第一通孔的另一端將所述釘帽的底部貫通，所述第一通孔用于容納釘體，所述釘體的頂端包括一個球頭所述球頭容納在所述第一通孔中；所述球頭與所述第一通孔之間還設(shè)置有擋圈，所述擋圈位于所述球頭的頂部，位于所述第一開口的頂端與所述球頭之間，從所述球頭的頂部限定所述球頭在所述第一通孔中的位置；所述第一通孔的底部和所述球頭的底部之間設(shè)置所述卡圈，用于在所述球頭的下部限定所述球頭相對于所述釘帽的位置；螺塞通過螺紋與釘帽進(jìn)行旋緊配合關(guān)系，矯形棒置于所述釘帽上開設(shè)的第一槽中，隨著螺塞的逐漸旋入，螺塞底部與矯形棒上半面接觸并壓緊，矯形棒下半面與擋圈接觸并壓緊,實(shí)現(xiàn)螺塞和擋圈把矯形棒完全抱緊鎖死；所述螺塞、釘體的材料為鈦合金，硬度為260hv10；矯形棒、釘帽、卡圈的材料為鈷鉻鉬合金，硬度為40hrc；擋圈材料為純鈦，硬度為150hv10；鈷鉻鉬胸腰后路釘棒系統(tǒng)通過上述材料軟硬結(jié)合后形成一種軟硬結(jié)合的系統(tǒng)；所述釘體包括螺紋柱，所述螺紋柱與所述球頭固定設(shè)置，所述螺紋柱與所述球頭一體成型，所述螺紋柱同樣采用鈦合金制成，所述螺紋柱上設(shè)置有螺紋，所述螺紋柱的下部外周設(shè)置第一密度的螺紋，所述螺紋柱的上部外周設(shè)置第二密度的螺紋，所述第二密度的螺紋大于所述第一密度的螺紋，所述第一螺紋的長度與脊椎的骨質(zhì)層相對應(yīng)，所述第二螺紋的長度與脊椎的皮質(zhì)層相對應(yīng)；所述螺塞底端面設(shè)置有至少一個向下突出的凸起結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述螺塞逐漸旋入到所述釘帽中時，起初，所述凸起結(jié)構(gòu)與所述矯形棒接觸，凸起結(jié)構(gòu)與矯形棒上半面擠壓產(chǎn)生一定的彈性變形，起到對矯形棒預(yù)壓緊的功能；預(yù)壓緊狀態(tài)下，矯形棒并未鎖死，因此可以軸向調(diào)整矯形棒的角度，以滿足手術(shù)需求；在需要完全鎖死矯形棒與所述釘帽的情況下，再繼續(xù)向下擰動螺塞，當(dāng)對所述螺塞施加的扭矩達(dá)到預(yù)設(shè)的扭矩時，即完成壓緊，完成矯形棒的整個壓緊過程。

優(yōu)選地，上述鎖緊狀態(tài)下，螺塞與棒鎖死，螺塞的所述凸起結(jié)構(gòu)表面與矯形棒上半面產(chǎn)生凸起與凹陷的耦合塑性變形，這種變形在矯形棒收到外力產(chǎn)生相對于螺塞的扭轉(zhuǎn)或軸向滑移趨勢時，會發(fā)生“犁溝效應(yīng)”(材料表面的凸起引起對表面的凹陷后，在滑動中，這種耦合接觸面因擠壓而發(fā)生塑性流動的現(xiàn)象。)，增加抵抗扭轉(zhuǎn)或滑移的阻力，利于鎖緊，進(jìn)而提高了與矯形棒的連接性能。

優(yōu)選地，矯形棒包括直棒，所述直棒整體呈現(xiàn)大致直線的形狀，直棒的一端設(shè)置有六角，即在直棒一端的外周面上設(shè)置六個相連的平面，所述端部六角中間設(shè)置有圓環(huán)狀的缺口，所述缺口的深度沿著矯形棒的圓周方向設(shè)置，以配合手術(shù)器械的彈簧鋼珠使得所述矯形棒與所述手術(shù)器械固定。

本專利通過采用鈷鉻鉬材料、鈦合金材料以及純鈦材料制作不同的部件，實(shí)現(xiàn)了保證系統(tǒng)所需應(yīng)力強(qiáng)度的情況下減小了系統(tǒng)中部件的外形尺寸，能有效減小術(shù)中的創(chuàng)口大小，并用于微創(chuàng)手術(shù)，降低了術(shù)中的風(fēng)險，同時更利于病人的術(shù)后恢復(fù)。通過具體結(jié)構(gòu)的配合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)與脊椎的結(jié)合更加穩(wěn)定，提高了使用效果。

附圖說明

圖1為本專利具體實(shí)施方式中一種鈷鉻鉬胸腰后路釘棒系統(tǒng)的與脊椎的結(jié)合示意圖；

圖2為本專利具體實(shí)施方式中一種鈷鉻鉬胸腰后路釘棒系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本專利具體實(shí)施方式中萬向螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)圖；

圖4為本專利具體實(shí)施方式中螺釘與脊椎的結(jié)合示意圖；

圖5為本專利具體實(shí)施方式中脊椎cobb角示意圖；

圖6為本專利具體實(shí)施方式中生理彎曲棒的彎曲角度示意圖；

圖7為本專利具體實(shí)施方式中生理彎曲棒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本專利具體實(shí)施方式中直棒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本專利具體實(shí)施方式中直棒與手術(shù)工具結(jié)合示意圖；

圖10為本專利具體實(shí)施方式中螺塞的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本專利具體實(shí)施方式中螺塞斷裂面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本專利具體實(shí)施方式中螺塞梅花槽與傳統(tǒng)梅花槽的對比圖；

圖13為本專利具體實(shí)施方式中螺塞梅花槽與傳統(tǒng)梅花槽的對比圖；

圖14為本專利具體實(shí)施方式中柱塞的末端螺紋與傳統(tǒng)柱塞螺紋對比圖。

圖15為本專利具體實(shí)施方式中螺塞下部分與矯形棒上半面鎖緊擠壓塑性變形后的截面輪廓圖；

圖16為本專利具體實(shí)施方式中圖xxx三種方案下軸向與扭轉(zhuǎn)鎖緊能力指數(shù)的比較圖；

圖17為本專利具體實(shí)施方式中方案1與方案3釘帽抗拉脫與釘帽螺紋抗剪切能力指數(shù)的對比圖。

圖18為本專利具體實(shí)施方式中可追溯標(biāo)志與釘棒系統(tǒng)的結(jié)合示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本專利的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明，需要指出的是，該具體實(shí)施方式僅僅是對本專利優(yōu)選技術(shù)方案的舉例，并不能理解為對本專利保護(hù)范圍的限制。

如圖1所示，本具體實(shí)施方式提供了一種鈷鉻鉬胸腰后路釘棒系統(tǒng)，所述鈷鉻鉬胸腰后路釘棒系統(tǒng)包括椎弓根螺釘1、矯形棒2和螺塞3。

所述椎弓根螺釘1用于固定在脊椎上，從而將整個釘棒系統(tǒng)錨固在脊椎上，以起到固定和支撐的作用。

在本具體實(shí)施方式中，所述椎弓根螺釘1包括兩種，一種是萬向螺釘11、一種是固定螺釘12，所述固定螺釘11為一體式設(shè)計(jì)，整體不能夠產(chǎn)生明顯形變，用于固定在脊椎的相應(yīng)位置上。所述萬向螺釘12也能夠被固定在脊椎上，但是其部分部件，如釘帽，能夠相對于所述脊椎轉(zhuǎn)動，從而在脊椎運(yùn)動時提供相應(yīng)的隨動功能，圖1中箭頭示出了在釘棒系統(tǒng)中主要的應(yīng)力方向。

在本具體實(shí)施方式中，所述萬向螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示，在本具體實(shí)施方式中，所述萬向螺釘12包括：釘帽121、擋圈122、卡圈123、釘體124。所述釘帽121位于整個萬向螺釘?shù)捻敳?，其整體外形優(yōu)選為圓柱體狀，在其頂部開設(shè)有第一槽125，所述第一槽貫穿整個釘帽直徑方向設(shè)置，從而使得所述釘帽的上部具有一個缺口。所述第一槽125用于容納螺塞3，所述第一槽的槽壁上設(shè)置有螺紋，所述螺紋與螺塞3上設(shè)置的螺紋相配合，從而允許所述螺塞通過螺紋配合的方式可操作地與所述釘帽固定。

所述釘帽121的底部開設(shè)有第一通孔，所述第一通孔的一端與所述第一槽125的底壁相通，所述第一通孔的另一端將所述釘帽的底部貫通，所述第一通孔用于容納釘體，所述釘體采用鈦合金制成，所述釘體的頂端包括一個球頭所述球頭容納在所述第一通孔中，這樣所述釘體就能夠依靠所述球頭與所述釘帽之間的配合能夠向多個方向轉(zhuǎn)動，這樣就提供了較為豐富的萬向螺釘?shù)霓D(zhuǎn)動方式。如圖3所述球頭與所述第一通孔之間還設(shè)置有擋圈122，所述擋圈采用純鈦制成，所述擋圈位于所述球頭的頂部，位于所述第一開口的頂端與所述球頭之間，從所述球頭的頂部限定所述球頭在所述第一通孔中的位置；所述卡圈123位于所述第一通孔的底部和所述球頭的底部之間，所述卡圈采用鈷鉻鉬合金制成，用于在所述球頭的下部限定所述球頭相對于所述釘帽的位置。

在本具體實(shí)施方式中，所述螺塞3、釘體124的材料為鈦合金，硬度為260hv10；矯形棒2、釘帽121、卡圈123材料為鈷鉻鉬合金，硬度為40hrc；擋圈123材料為純鈦，硬度為150hv10。

在如圖1-2中的釘棒系統(tǒng)安裝配合的過程中，出現(xiàn)接觸配合關(guān)系的幾個零件為螺塞3、矯形棒2、擋圈123和釘帽121(詳見圖2)，即螺塞3通過螺紋與釘帽121進(jìn)行旋緊配合關(guān)系，矯形棒2置于所述釘帽上開設(shè)的第一通槽125中，隨著螺塞3的逐漸旋入，螺塞底部與矯形棒上半面接觸并壓緊，矯形棒下半面與擋圈接觸并壓緊,最終實(shí)現(xiàn)螺塞和擋圈把矯形棒完全抱緊鎖死。通過試驗(yàn)對比(表1)，在相同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、對螺塞施加相同鎖緊扭矩的前提下，其矯形棒軸向鎖緊力，在試驗(yàn)方案3中所采用材料組合方式的軸向鎖緊阻力最大。

優(yōu)選地，螺塞凸起結(jié)構(gòu)的輪廓設(shè)計(jì)為多段圓弧過渡的球弧面，增加與矯形棒的接觸應(yīng)力，增強(qiáng)螺塞對矯形棒的鎖緊能力。在如圖1-2中，螺塞3的底部增加了微小的球狀凸起結(jié)構(gòu)，這種微小凸起結(jié)構(gòu)在與矯形棒上半部分?jǐn)D壓接觸時，會引起二者接觸區(qū)應(yīng)力集中，致使二者接觸區(qū)產(chǎn)生塑性變形，螺塞球狀凸起受到矯形棒圓柱弧面的擠壓，產(chǎn)生塑性流動，形成倒馬鞍狀(如圖15及放大圖所示)結(jié)構(gòu)，弧面卡住矯形棒；矯形棒受球狀凸起的擠壓，表面發(fā)生塑性變形，形成“火山口”(如圖15及放大圖所示)結(jié)構(gòu)，與變形后的螺塞下表面緊密嚙合，增加了矯形棒受外旋扭矩或軸向推力而滑移時的阻力，也即增強(qiáng)了二者的連接性能。

優(yōu)選的，螺塞3底部球狀凸起與矯形棒上半部分因鎖緊而擠壓變形后，球狀凸起發(fā)生塑性流動，球狀凸起內(nèi)凹，形成倒馬鞍面，與形變后的矯形棒上半部分嚙合，因這種嚙合會對螺塞旋動產(chǎn)生阻礙作用，這與螺塞的螺紋間摩擦阻力類似，能有效地防止螺塞退旋松動。增強(qiáng)螺塞與矯形棒連接部位的耐抗疲勞性能。

以上所述不同材料的組合鎖緊方式，以本實(shí)施例中的材質(zhì)組合形成的軟硬結(jié)合的體系為最佳。因?yàn)?，在脊柱矯形中，矯形棒2是用于承載并傳遞脊柱負(fù)荷的橋梁，高剛度的矯形棒有助于矯形效果的維持和實(shí)現(xiàn)，并且高剛度的材質(zhì)可以適當(dāng)縮小其直徑(相對鈦合金材質(zhì)而言)，因此選擇鈷鉻鉬作為其材料；同樣的，為了盡可能縮小釘帽的體積，并保持其與鈦合金材質(zhì)釘帽相當(dāng)?shù)膭傂?，同樣其材料選擇為鈷鉻鉬；進(jìn)一步的，螺塞是通過螺紋與釘帽旋緊配合，若采用純鈦材質(zhì)，則其螺紋在相同的鎖緊扭矩下較鈦合金材質(zhì)易發(fā)生彈性和塑性變形，從而導(dǎo)致矯形棒和椎弓根釘之間出現(xiàn)松動或滑脫現(xiàn)象，因而選擇鈦合金作為其材料；而擋圈是作為釘帽與棒之間鎖緊力傳遞的過渡塊，并且無其他額外的功能性需求，故選擇純鈦?zhàn)鳛槠洳牧?。同時，在硬性材料和軟性材料配合過程中，由于硬性材料的相對形變較小而軟性材料的形變相對較大，因此相互接觸的部件之間的摩擦力或鎖緊力在軟硬配合時會隨之增大，相對純鈦合金組件的設(shè)計(jì)或者是純鈷鉻鉬材質(zhì)設(shè)計(jì)而言，本具體實(shí)施方式中對承載應(yīng)力的部件采用硬度較高的鈷鉻鉬材料在保持強(qiáng)度的需要的情況下減小了部件的體積，而對于不需要額外功能性需求的部件采用相對軟性的材料，則能夠增大鎖緊力(包括軸向鎖緊力和扭轉(zhuǎn)鎖緊力，試驗(yàn)方法參考astmf1798)，從而提高整個釘棒系統(tǒng)的性能。

綜上所述，鈷鉻鉬、鈦合金、純鈦的種材料組合方式其鎖緊效果優(yōu)于純鈷鉻鉬材質(zhì)或純鈦合金材質(zhì)。因此在本專利中，提出的釘帽、矯形棒選擇鈷鉻鉬材料，螺塞選擇鈦合金材料，擋圈選擇純鈦材料具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。

表1各種不同材料相同結(jié)構(gòu)的部件配合下綜合鎖緊能力指數(shù)數(shù)據(jù)對比

其中，綜合鎖緊能力指數(shù)指數(shù)＝sqrt(軸向鎖緊能力指數(shù)²+扭轉(zhuǎn)鎖緊能力指數(shù)²)。其中：軸向鎖緊能力指數(shù)＝軸向鎖緊力/全鈦合金材質(zhì)軸向鎖緊力；扭轉(zhuǎn)鎖緊能力指數(shù)＝扭轉(zhuǎn)鎖緊力/全鈦合金材質(zhì)的扭轉(zhuǎn)鎖緊力。

優(yōu)選地，上述方案3的獨(dú)特材料軟硬配合鎖緊方式，不僅提高了螺塞與棒的連接性能，同時也提高了釘體124的釘尾從釘帽125中拔出或滑脫而出的阻力，下文統(tǒng)稱為釘帽拉脫力，本文中以釘帽抗拉脫能力指數(shù)來評價。以及釘帽螺紋抗剪切破壞的能力。下文以抗剪切能力指數(shù)來評價。

其中，釘帽抗拉脫能力指數(shù)＝釘帽拉脫力試驗(yàn)值/全鈦合金材質(zhì)的釘帽拉脫力試驗(yàn)值。抗剪切能力指數(shù)＝釘帽螺紋剪切破壞的臨界值/全鈦合金材質(zhì)釘帽螺紋剪切破壞的臨界值。

特將方案3與方案1的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比，見圖16、圖17所示。

如圖3所示，所述釘體還包括螺紋柱，所述螺紋柱與所述球頭固定設(shè)置，優(yōu)選地，所述螺紋柱與所述球體一體成型，所述螺紋柱同樣采用鈦合金制成，所述螺紋柱的底端優(yōu)選包括尖端，通過尖端能夠便于植入到脊椎當(dāng)中。在本具體實(shí)施方式中，所述螺紋柱具有雙線程螺紋的結(jié)構(gòu)。即所述螺紋柱的下部外周設(shè)置第一密度的螺紋，所述螺紋柱的上部外周設(shè)置第二密度的螺紋，所述第二密度的螺紋大于所述第一密度的螺紋。優(yōu)選地，所述第二密度，即在單位長度上的螺紋數(shù)量，是所述第一密度的兩倍。通過這種雙線程的螺紋設(shè)計(jì)一方面可以增加骨容量，另一方面可以便于螺釘?shù)臄Q入。

如圖4所示，組合螺紋的設(shè)計(jì)即是考慮了人體椎弓根內(nèi)兩種骨質(zhì)層的存在而專門設(shè)計(jì)的，在皮質(zhì)骨層4，螺釘與骨質(zhì)以摩擦為主要固定形式，在松質(zhì)骨層5，螺釘與骨質(zhì)以剪切為主要固定形式。

在皮質(zhì)骨層，螺紋為小螺距雙線程螺紋設(shè)計(jì)，增加了螺紋和皮質(zhì)骨的接觸面積，即增加了螺釘和骨質(zhì)的摩擦力，從而增加了螺釘?shù)陌殉至?；在松質(zhì)骨層，螺紋為大螺距單線程螺紋設(shè)計(jì)，螺紋兩牙之間具有更大的容骨空間，即增加了螺紋牙齒間松質(zhì)骨的骨容量，使得該部分具有更大的抗剪切能力，從而增加了螺釘?shù)陌殉至Γ绕鋵τ卺旙w下半部分的錐螺紋而言，其外徑為大螺距單線程螺紋，內(nèi)徑成錐形縮小，因而在此部分螺紋區(qū)間，容骨量比中間部分單線程螺紋更大，因而具有更大的抗剪切力，再次增加螺釘?shù)陌殉至Α?/p>

在本具體實(shí)施方式中所述固定螺釘也包括釘帽和釘體，所述釘帽和釘體一體成型或者是固定連接。所述釘帽上設(shè)置有與萬向螺釘?shù)牡谝徊弁瑯拥牟坌谓Y(jié)構(gòu)，其釘體上可以采用與萬向螺釘同樣的雙線程螺紋結(jié)構(gòu)。基于篇幅的原因，本具體實(shí)施方式中不再詳細(xì)描述。

如圖2所示，所述萬向螺釘和所述固定螺釘?shù)牡谝徊鄣慕孛娴撞啃纬蔀閳A弧狀，這種設(shè)計(jì)是便于所述螺釘與矯形棒進(jìn)行配合。所述螺釘與所述矯形棒的配合方式如圖3所示。

在圖中，所述矯形棒2部分容納在所述第一槽125的底部，所述矯形棒與所述螺釘大致相互垂直設(shè)置，所述螺釘用于將整個釘棒系統(tǒng)固定到所述脊椎上，而所述矯形棒則主要用于通過棒體的剛度實(shí)現(xiàn)對于脊椎的矯形。所述矯形棒位于所述脊椎的外部，所述矯形棒與所述螺釘固定從而固定到所述脊椎上，同時利用矯形棒自身的剛度和形狀來實(shí)現(xiàn)對于脊椎的矯形。

在本具體實(shí)施方式中，所述矯形棒包括直棒21和生理彎曲棒22。所述直棒21整體呈現(xiàn)大致直線的形狀，所述生理彎曲棒具有一定的曲度。

在本具體實(shí)施方式中，生理彎曲棒主要是用于脊柱矯形手術(shù)，作用是恢復(fù)脊柱正常生理曲度。在醫(yī)學(xué)上，對脊柱側(cè)彎的嚴(yán)重程度多是通過脊柱節(jié)段側(cè)彎的角度進(jìn)行評估；而脊柱側(cè)彎角度的測量是采用cobb角來進(jìn)行測量，見圖5所示。生理彎曲棒的預(yù)彎弧度則依據(jù)cobb角的數(shù)據(jù)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，其長度與需矯形的脊柱節(jié)段長度保持一致，其沿兩端切線方向延長線相交所形成的角度α則與cobb角保持相適性，例如可以采用相同的角度，或者采用易于和所述cobb角相配合的角度，如圖6所示。根據(jù)胸椎、腰椎其固有的生理曲度，設(shè)計(jì)出一系列的生理彎曲棒，以覆蓋不同人群、不同節(jié)段矯形的需求。

在本具體實(shí)施方式中，所述生理彎曲棒具有預(yù)定的彎曲度，相較于普通直棒，生理曲度預(yù)彎棒可使內(nèi)植與脊柱的接觸面積達(dá)到最大，在維持生理曲度方面可以起到一定的效果，術(shù)后對于壓縮的椎體也能夠達(dá)到滿意的撐開作用。如圖7所示，所述生理彎曲棒的一個端部外周面上設(shè)置有凹槽，所述凹槽的數(shù)量優(yōu)選為兩個，所述凹槽的深度方向沿著所述生理彎曲棒的直徑方向設(shè)置，通過設(shè)計(jì)所述凹槽，也是便于在對于所述生理彎曲棒端部施加旋轉(zhuǎn)力和軸向平移力的情況下保證旋轉(zhuǎn)力的有效作用，從而避免了打滑現(xiàn)象的發(fā)生，提高了使用過程中的便利性和輸送到預(yù)定位置的準(zhǔn)確性。所述生理彎曲棒的另外一個端部上設(shè)置有錐形端，設(shè)置所述錐形端的目的是為了當(dāng)采用微創(chuàng)手術(shù)，即采用盡可能小的創(chuàng)口；盡可能少地剝離植入位置組織、肌肉、韌帶的剝離等)形式將植入物植入時，端部錐形設(shè)計(jì)可有利于矯形棒的植入，減少對植入位置周圍組織肌肉的激惹，減少對韌帶、神經(jīng)的牽拉，從而降低對患者的損傷。

在本具體實(shí)施方式中所述矯形棒，無論是直棒還是生理彎曲棒都相采用鈷鉻鉬合金制成，矯形棒由于主要承載脊柱的應(yīng)力，因此需要保持足夠的強(qiáng)度，在單位體積的材質(zhì)下，鈷鉻鉬合金具有較高的強(qiáng)度，因此，對現(xiàn)有技術(shù)5.5、6.0、6.35mm直徑的矯形棒鈦合金棒，鈷鉻鉬系統(tǒng)采用4.75mm鈷鉻鉬棒，即可擁有不低于5.5mm鈦合金棒的力學(xué)性能，并且體積更小，體內(nèi)所占空間更小，大大減小了植入物對體內(nèi)組織的影響。

如圖8所示，在本具體實(shí)施方式中，矯形棒中的直棒21的一端還設(shè)置有六角211，即在直棒一端的外周面上設(shè)置六個相連的平面?，F(xiàn)有技術(shù)中的普通圓周面設(shè)置的矯形棒，進(jìn)行脊柱側(cè)彎矯形手術(shù)時，利用矯形棒的旋轉(zhuǎn)來矯正脊柱側(cè)彎畸形，如果使用普通矯形棒，則旋轉(zhuǎn)棒時可能會打滑；而本具體實(shí)施方式中采用端部六角設(shè)計(jì)則可以在對所述矯形棒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作時由于六個面非平滑設(shè)計(jì)從而保證旋轉(zhuǎn)力能夠有效地施加到所述矯形棒上，從而保證了棒的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，達(dá)到理想的矯形狀態(tài)。更進(jìn)一步地，在本具體實(shí)施方式中，所述端部六角中間設(shè)置有圓環(huán)狀的缺口212，所述缺口的深度沿著矯形棒的圓周方向設(shè)置，此缺口是配合手術(shù)器械使用，即在使用手術(shù)器械配合矯形棒實(shí)施矯形手術(shù)時，例如，可以在所述手術(shù)器械與矯形棒的六角結(jié)構(gòu)組合到一塊時，通過鋼珠和彈簧與所述缺口配合的方式，將所述手術(shù)器械與所述矯形棒進(jìn)行鎖緊，可確保在手術(shù)過程中完全鎖死器械和矯形棒之間的連接，確保手術(shù)過程中的使用穩(wěn)定性，其組合原理如圖9所示。可確保手術(shù)器械穩(wěn)定地配合六角棒，防止手術(shù)器械從矯形棒的六角端滑脫。圖9中僅僅列舉了此為一種方式，亦可換成其他方式，例如如可以將鋼珠和彈簧換成鎖扣形式。

如圖3所示，在本具體實(shí)施方式的釘棒系統(tǒng)中，所述矯形棒設(shè)置在所述螺釘?shù)尼斆鄙?，在手術(shù)過程中，需要對放置好的矯形棒進(jìn)行預(yù)壓緊，保證矯形棒和螺釘具有一定的相對固定關(guān)系，從而維持后續(xù)操作中矯形棒的穩(wěn)定性。為此在本具體實(shí)施方式中設(shè)置螺塞，以用于將所述矯形棒壓緊在所述釘帽中。

所述螺塞3的結(jié)構(gòu)如圖10所示，在本具體實(shí)施方式中，所述為螺塞采用為鈦合金材料制成，硬度為260hv10。

在本具體實(shí)施方式中，所述螺塞整體呈圓柱狀，在所述圓周的外周設(shè)置有螺紋，所述柱塞上的螺紋，與所述螺釘釘帽第一槽內(nèi)壁上的螺紋配合，從而將所述螺塞自上而下從所述第一槽的開口處選入所述螺釘?shù)牡谝徊?。所述矯形棒容納在所述槽的底部，當(dāng)所述螺塞自上而下旋入時，逐漸施加將所述矯形棒擠壓到所述釘帽的下壓力，從而將所述矯形棒保持在所述釘帽之中。

在本具體實(shí)施方式中，所述螺塞底端面設(shè)置有至少一個向下突出的凸起結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述螺塞逐漸選入到所述釘帽中時，起初，所述凸起結(jié)構(gòu)與所述矯形棒接觸，起到對矯形棒預(yù)壓緊的功能；由于凸起的結(jié)構(gòu)形狀，在預(yù)壓緊狀態(tài)時，所述凸起結(jié)構(gòu)與矯形棒的初始接觸面積較小，故容易產(chǎn)生塑性變形，因此可以將矯形棒初鎖緊并且具有一定的可調(diào)性，以滿足手術(shù)過程中的預(yù)壓緊的需求；在后續(xù)過程中，當(dāng)需要完全鎖死矯形棒與所述釘帽的情況下，再繼續(xù)向下擰動螺塞，由于所述螺塞的材質(zhì)為鈦合金而矯形棒為鈷鉻鉬材料，因此矯形棒的硬度大于所述螺塞的硬度，當(dāng)對所述螺塞施加的力達(dá)到預(yù)設(shè)的斷裂力時，螺塞的所述凸結(jié)構(gòu)起斷裂變形，最終完成矯形棒的整個壓緊過程。

螺塞底端面凸起結(jié)構(gòu)的形狀、尺寸和數(shù)量可以根據(jù)螺塞的大小規(guī)格、矯形棒的規(guī)格來進(jìn)行相應(yīng)確定，使得針對不同規(guī)格的螺塞和矯形棒都可以達(dá)到最理想的鎖緊狀態(tài)。

更進(jìn)一步地，考慮到椎弓根螺釘中復(fù)位螺釘?shù)氖褂?，自斷螺塞、?fù)位螺塞等需要在術(shù)中進(jìn)行掰斷或扭斷使用，所以需要相應(yīng)的斷裂截面的設(shè)計(jì)來確保定量的掰斷或扭斷力，據(jù)此我們考慮設(shè)計(jì)出多種不同的斷裂截面來確保精確的斷裂力和平整的斷裂截面，以此來將產(chǎn)品斷裂缺口對體內(nèi)組織的影響減到最小。斷裂面都是基于減薄的外壁來設(shè)計(jì)，但是為了提高斷裂力的精確性和斷裂面的平整度，在本具體實(shí)施方式中提供了如圖11所示的各種優(yōu)選的斷裂面設(shè)計(jì)。

自斷螺塞和復(fù)位螺塞在術(shù)中是需要進(jìn)行扭斷，并且此扭斷力是一個定值，進(jìn)一步地，從確定的扭斷力值來確保螺塞將釘帽和矯形棒之間的鎖緊力是定值，從而確保在釘棒系統(tǒng)植入后其最終鎖緊狀態(tài)是處在一個基本相同的狀態(tài)，避免因人為因素導(dǎo)致的鎖緊力不一致、螺塞未鎖緊等人為因素問題，確保產(chǎn)品植入后的安全性。同時，考慮到斷口的平整性，結(jié)合鈦合金材質(zhì)斷裂特性，對切口結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種帶切口結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂需滿足的條件為：在平面應(yīng)力狀態(tài)下，缺口強(qiáng)度為：其中kt為應(yīng)力集中系數(shù)，σbn為斷裂強(qiáng)度，σf為光滑試樣的斷裂強(qiáng)度，εf為光滑試樣的斷裂應(yīng)變。根據(jù)hart-smith方法可知，kt值與缺口部分厚度、寬度、和切口曲率半徑等有關(guān)，通過合理的參數(shù)匹配，實(shí)現(xiàn)精確的強(qiáng)度選擇。另外，切口根部應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，從單純的平面應(yīng)力狀態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)槿驊?yīng)力狀態(tài)，這種應(yīng)力狀態(tài)使得材料裂紋萌生和裂紋擴(kuò)展被局限在一定的平面內(nèi)，更容易形成平直的斷口形貌。相關(guān)的驗(yàn)證試驗(yàn)表現(xiàn)出與理論分析一致的結(jié)果。

更進(jìn)一步地，所述螺塞的頂部開設(shè)有截面為六角形或者梅花形的凹槽，因?yàn)樗雎萑枰┘有D(zhuǎn)的力從而逐漸擠壓到所述矯形棒上，因此所述凹槽即是用于使用工具將螺塞向下擰緊。在現(xiàn)有技術(shù)中，所述凹槽的整體為垂直設(shè)置，其不同位置的截面形狀和尺寸大致相同。這種截面形狀的凹槽在使用中有時候工具和槽之間不能保證對中性，即安裝過程中，工具和槽會發(fā)生相對晃動，在脊椎手術(shù)的過程中，細(xì)微的角度差別往往會產(chǎn)生較大的影響，因此如果工具和槽之間產(chǎn)生相對晃動，則會導(dǎo)致上釘過程中螺釘受力方向歪斜，螺釘安裝不能達(dá)到預(yù)期的安裝位置，從而硬性影響整個釘棒系統(tǒng)的性能。為了解決上述問題，在本具體實(shí)施方式中，如圖12所示，優(yōu)選地，所述螺塞頂端的凹槽設(shè)置為錐形槽，即，所述凹槽的截面中，所述槽口的直徑從上到下逐漸減小，這樣，配合與所述錐形槽形狀相同的錐形螺絲刀或者類似工具時，由于錐面的導(dǎo)向作用實(shí)現(xiàn)工具和所述螺塞的自動對中，從而可以保證起子和螺釘?shù)妮S線同軸，這樣可以避免螺釘安裝位置不正確的問題。

目前市面上六方槽、梅花槽等用于傳遞扭矩的工具槽都是柱狀的，使用相應(yīng)的六角、梅花起子可以擰緊螺釘?shù)?，但此種工具槽的缺點(diǎn)在于工具和槽之間不能保證對中性，即安裝過程中，工具和槽會發(fā)生相對晃動，影響使用。

在本實(shí)施例中使用起子配對螺釘中的工具槽，在使用時出現(xiàn)螺釘軸線和工具軸線不同軸的問題，導(dǎo)致上釘過程中螺釘受力方向歪斜，螺釘安裝不能達(dá)到預(yù)期的安裝位置，針對這一問題，我們提出錐形工具槽，具有自動對中性，當(dāng)起子和螺釘上工具槽配對時，由于錐面的自動對中性，可以保證起子和螺釘?shù)妮S線同軸，這樣可以避免螺釘安裝位置不正確的問題，示例如圖13所示。

更為優(yōu)選地，如圖14所示，所述螺塞底部末端螺紋收尾處有鈍頭的末端，所述鈍頭末端是相對于傳統(tǒng)的螺紋末端逐漸減薄從而消失在螺柱上而言的。采用鈍頭末端時，在螺紋的末端，直接截斷，參見圖14所示。非鈍頭的螺塞的螺紋設(shè)計(jì)，螺紋起始是從無到有的自然過渡，在這過渡過程中，有部分螺紋的牙型是非完整牙型且薄弱，在旋入時有略微的錯位很容易造成牙型的變形，從而導(dǎo)致螺塞旋入的不暢以及安裝錯牙的可能。而采用鈍頭螺紋設(shè)計(jì)的螺塞，則可避免上述問題的產(chǎn)生。通過螺紋切邊設(shè)計(jì)，螺塞上外螺紋的底徑顯露出來，這樣在螺塞擰入釘帽內(nèi)螺紋時，顯露出來的螺紋內(nèi)徑可以保證螺紋的對中安裝，確保螺紋牙齒間的正確嵌入，不會出現(xiàn)螺紋配對錯誤的問題，借助此種設(shè)計(jì)，螺塞擰入釘帽更加快捷，安裝更加順暢。

更為優(yōu)選地，本具體實(shí)施方式中的根釘系統(tǒng)還包括附加于所述根釘系統(tǒng)上的標(biāo)識模塊。

目前，用于內(nèi)植入物系統(tǒng)的所有標(biāo)識均在產(chǎn)品本體上，諸如產(chǎn)品上的打標(biāo)等用以確定該產(chǎn)品屬于何種規(guī)格、批次等，但用于內(nèi)植入物系統(tǒng)的產(chǎn)品本身就體型小，故而打標(biāo)會更小，所以在實(shí)際操作過程中產(chǎn)品的標(biāo)識辨別非常麻煩。

本專利具體實(shí)施方式中提出一種外部的標(biāo)識系統(tǒng)，用于植入物的追溯，即給予每件植入物產(chǎn)品均配對相應(yīng)的標(biāo)示牌，將標(biāo)示牌和產(chǎn)品整合起來，可拆卸地固定在所述釘棒系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)一體化，如此如果需要對產(chǎn)品進(jìn)行追溯則只需要查看標(biāo)示牌即可，標(biāo)示牌上的信息記錄可以使用數(shù)字、圖形等代碼，例如二維碼、條形碼等，利用與之配對的掃描儀器進(jìn)行掃描即可得到所需的該產(chǎn)品的所有相關(guān)信息。標(biāo)示牌和釘棒系統(tǒng)產(chǎn)品整合示例如圖18所示。

以上僅僅是本專利優(yōu)選的技術(shù)方案而已，雖然對于本具體實(shí)施方式中的位置通信原理和實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)介紹，但是對于本具體實(shí)施方式中未提及的技術(shù)細(xì)節(jié)可以采用本領(lǐng)域公知的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，因此未一一列舉。

然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，依據(jù)本專利實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均可以有改變之處；所以，凡是對本具體實(shí)施方式中的要素進(jìn)行的修改、刪除或替換均應(yīng)當(dāng)納入到本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。綜上所述，本說明書的內(nèi)容不應(yīng)當(dāng)理解為對本專利保護(hù)范圍的限制。