КОСТНЫЙ ВИНТ
BONE SCREW

Область техники
Настоящее изобретение относится к костному винту с заостренным стержнем, ось которого совпадает с продольной осью винта. Винт предназначен для закрепления в кости или ее фрагменте и снабжен головкой, прикрепленной на стержне винта и имеющей приемное средство.
Уровень техники
Костные винты указанного типа известны. Их применяют, например, для фиксирования кости в ходе остеосинтеза и, конкретно, для прикрепления пластины или соединительного штыря к позвоночнику. Винты подвергаются существенным нагрузкам, например, при затягивании соединения между винтом и соединительным штырем или пластиной. Костный винт этого типа, описанный, например, в US 5466237, используется для прикрепления соединительного штыря к позвоночнику, причем указанный штырь жестко зажимают между головкой винта и гайкой.
В ЕР 0507162 А представлен костный винт, применяемый для прикрепления пластины, фиксирующей отломки кости к позвоночнику. Винт удерживается в указанной пластине посредством втулки.
В ЕР 1191891 А представлен костный винт, головка которого в осевом направлении состоит из двух частей. Такая конструкция предназначена для облегчения введения отвертки в головку винта.
Указанные костные винты изготовлены из металла, в частности из титана. Они отличаются высоким уровнем прочности, т.е. могут выдерживать высокие нагрузки при ввинчивании и присоединении к имплантату. Однако их недостатком является непрозрачность по отношению к рентгеновским лучам.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в разработке эффективного костного винта, относящегося к типу, описанному выше, и по меньшей мере в некоторых своих зонах обладающего высокой прозрачностью по отношению к рентгеновским лучам, сохраняя тем не менее функциональную надежность.
Указанная задача решается за счет того, что стержень винта изготовлен из пластика, по существу, прозрачного по отношению к рентгеновским лучам, а по меньшей мере в одной зоне, воспринимающей нагрузку, имеется компонент, материал которого отличается от материала сердечника, образующего основу стержня винта. Прозрачность костного винта согласно изобретению по отношению к рентгеновским лучам достигается посредством изготовления стержня винта из пластика, пропускающего указанные лучи, например, из полиэфирэфиркетона (ПЭЭК) или из ПЭЭК, армированного волокном. В обоих случаях пластик прозрачен по отношению к рентгеновским лучам и относительно прочен. Однако в армированном варианте этот материал приобретает относительную хрупкость. Тем не менее, несмотря на этот недостаток, применение стержня винта из ПЭЭК, армированного волокном, вполне возможно, поскольку по меньшей мере в одной зоне стержня, воспринимающей нагрузку, имеется компонент, который выполнен из другого материала. Таким материалом может быть металл или ПЭЭК. В предпочтительном варианте данный компонент размещен на головке винта и снабжен указанным приемным средством. Если компонент выполнен из металла, костный винт непрозрачен по отношению к рентгеновским лучам только в зоне своей головки. Как и обычный титановый винт, такой винт можно ввинчивать посредством отвертки, установленной на головку, а также затягивать. Зона, воспринимающая нагрузку, представляет собой участок, нагружаемый в наибольшей степени, в частности головку и/или заостренный кончик винта.
Согласно одному из вариантов осуществления указанный компонент находится на оконечности стержня винта. Он специально снабжен резьбой и позволяет винту проявить хорошие свойства, связанные со сверлением и нарезанием резьбы. Предусмотрена дополнительная возможность выполнить сверлящий заостренный наконечник самонарезающим. Тем не менее, в зоне своего стержня костный винт согласно изобретению, по существу, прозрачен по отношению к рентгеновским лучам.
Согласно другому варианту осуществления указанный компонент имеет форму втулки, позволяющей присоединить его к стержню винта, например посредством прессовой посадки или адгезионного связывания. В данном случае наличие втулки предусмотрено для улучшения сопротивления сдвигу. Предпочтительно поместить такую втулку в центральной зоне стержня винта между его головкой и заостренным кончиком.
В предпочтительном варианте указанный компонент помещен на головке винта, однако, приемлем также вариант осуществления, в котором на головке находится первый компонент, в то время как второй компонент помещен на оконечности стержня винта. С одной стороны, такая конструкция обеспечивает очень хорошие свойства, связанные с нарезанием резьбы и сверлением, а, с другой, - высокий уровень способности костного винта выдерживать нагрузку в зоне головки. В таком варианте стержень винта, по существу, также прозрачен по отношению к рентгеновским лучам.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет описано более подробно на примере нескольких вариантов его осуществления со ссылками на чертежи.
На фиг.1-5 винты согласно изобретению схематично представлены в продольных разрезах.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показан винт 1, стержень 15 которого сформирован сердечником 3 и, по существу, по всей своей длине снабжен наружной резьбой 4. Ось стержня 15 совпадает с продольной осью 27 винта. Сердечник 3 выполнен из пластика, прозрачного по отношению к рентгеновским лучам, например, из ПЭЭК или из ПЭЭК, армированного волокном (предпочтительно углеродным). Волокна могут быть как длинными, так и короткими. Однако приемлемы также и другие биологически совместимые пластики, прозрачные по отношению к рентгеновским лучам, например поликарбонат, полиэтилен, полиэфиркетон или полиэфирэфиркетонэфиркетон. Как можно видеть на чертеже, ось стержня 15 совпадает с продольной осью 27 винта.
Головка 14, компонент 5 которой представляет собой втулку, расположена на противоположном конце стержня 15 относительно заостренного кончика 13. Компонент 5 жестко присоединен к сердечнику 3 посредством, например, прессовой посадки или адгезионного связывания и выполнен из металла, такого как титан или сталь. В варианте с сердечником 3 из ПЭЭК, армированного углеродным волокном, компонент 5 можно выполнить из ПЭЭК, т.е. армированные волокна находятся только в сердечнике 3. В случае прижатия, например, к пластине или соединительному штырю компонент 5 представляет собой участок, воспринимающий нагрузку. Для ввинчивания винта 1 в кость или ее фрагмент головка 14 снабжена внутренним приемным гнездом 6, например углублением в виде многогранника. Однако средство для взаимодействия с инструментом может находиться и вне компонента 5.
На фиг.2 показан винт 2, сконструированный в самонарезном варианте и также имеющий сердечник 3′ из ПЭЭК или из ПЭЭК, армированного волокном. На сердечник 3′ нанесена резьба 4′, которая также является наружной и используется для закрепления в кости или ее фрагменте. Оконечность стержня 15′ выполнена в данном случае в виде заостренного наконечника 7, материал которого отличается от материала сердечника 3′. Предусмотрена возможность нанести на наконечник 7 резьбу 28, которая может быть наружной резьбой, предназначенной для самонарезания и представляющей собой продолжение в зоне наконечника резьбы 4′. Предпочтительно выполнить наконечник 7 из сравнительно твердого материала, например из титана или стали. Для прикрепления наконечника 7 к сердечнику 3′ использованы те же приемы, что и в предыдущем варианте, т.е. прессовая посадка или адгезионное связывание, а также навинчивание по резьбе 8, однако, возможны и другие типы соединения.
Головка 14′ винта в данном случае сформирована стаканом 5′, материал которого отличается от материала сердечника 3′. Стакан 5′, жестко присоединенный к сердечнику 3′, изготовлен, например, из металла, в частности из титана, или из ПЭЭК (если сердечник 3′ выполнен из ПЭЭК, армированного волокном), и снабжен внутренним приемным гнездом 6′. На головке 14′ винта нарезана коническая резьба 31, выполненная с возможностью закрепления в соответствующем отверстии пластины (на чертеже не показана).
На фиг.3 показан винт 10″, выполненный с возможностью использования в качестве трансламинарного штифта. Данный винт имеет сердечник 3″ из ПЭЭК или из ПЭЭК, армированного волокном. Примерно посередине между заостренным кончиком 13″ и головкой 14″ в сердечнике 3″ выполнен кольцеобразный вырез 16 в виде канавки, в который вставлена втулка 9. Она зафиксирована по меньшей мере в осевом направлении и изготовлена из материала, отличающегося от материала сердечника 3″. Втулка 9 предназначена для повышения сопротивления сдвигу в центральной зоне сердечника 3″, однако, ее можно поместить также и на другом участке сердечника, например ближе к заостренному кончику 13″ или к головке 14″. Предпочтительно выполнить втулку 9 из подходящего металла, например из стали или титана. Втулка 9 размещена заподлицо с периферийной поверхностью 17 винта. Головка 14″ снабжена втулкой 5″ с наружной резьбой 4″. Как можно видеть на чертеже, втулка 5″ имеет предпочтительно цилиндрическую форму и жестко прикреплена к сердечнику 3″, например посредством адгезионного связывания с ним. Как и в предыдущих вариантах, головка 14″ имеет внутреннее приемное гнездо 6″.
На фиг.4 показан винт 11 с сердечником 3′′′, как и в предыдущих вариантах выполненным из ПЭЭК или из ПЭЭК, армированного волокном. У переднего конца сердечник 3′′′ имеет вырез 19, в который вставлен заостренный наконечник 7′′′, причем материал, из которого изготовлен наконечник, значительно тверже материала сердечника 3′′′.
Сердечник 3′′′ снабжен дополнительно вырезом 18, в который вставлена деталь 5′′′, жестко присоединенная к сердечнику. Деталь 5′′′ образует головку 14′′′, которая имеет сферическую наружную поверхность 29 и внутреннее приемное гнездо 6′′′. Предпочтительно сконструировать винт 11 в самонарезном варианте. Между наконечником 7′′′ и головкой 14′′′ винт прозрачен по отношению к рентгеновским лучам. Головка 14′′′ пригодна, например, для установки по нескольким осям в соответствующей конкретной системе. В частности, головку 14′′′ можно установить и жестко зажать в ответном вырезе пластины. Деталь 5′′′ изготовлена, например, из титана или пригодной стали.
На фиг.5 представлен винт 12 для шейки бедра, который, как можно видеть на чертеже, в продольном направлении образует ступенчатую структуру с увеличенным наружным диаметром у переднего конца, причем на указанном участке нанесена цилиндрическая резьба 26. Винт имеет сердечник 30, в котором выполнен канал 22, проходящий в осевом направлении. Канал 22, связанный с резьбовым приемным гнездом 23, открыт у обоих концов сердечника 30. У переднего заостренного конца в сердечнике 30 выполнен периферийный вырез 20, в который введен наконечник 7″ в виде втулки. Указанный наконечник 7″ жестко присоединен к сердечнику 30, например посредством адгезионного связывания. Однако приемлемо также соединение 21 типа прессовой посадки или навинчивания. У конца, противоположного наконечнику 7″, сформирована втулка 24, которая также жестко присоединена к сердечнику 30. Во втулке 24 имеется углубление 25, выполненное, например, в форме паза, который ориентирован в осевом направлении и у которого винт 12 можно застопорить, предотвращая его вращение. Как и в предыдущих вариантах, наконечник 7″ и втулка 24 изготовлены из материала, отличающегося от материала сердечника 30 (имеются в виду материалы, уже упомянутые выше). Более конкретно, по сравнению с сердечником 30 для наконечника 7″ и втулки 24 использован существенно более твердый материал. В принципе, к каждому из предлагаемых стержней или наконечников можно присоединить любую из головок 14-14′′′, представленных на фиг.1-5. Кроме того, канал 22, показанный на фиг.5, можно также выполнить и в винтах по фиг.1-4. В любом случае винты можно дополнительно снабдить маркерами, известными per se, например танталовыми волокнами или сульфатом бария. Приемлемы также покрытия, например, из титана или гидроксиапатита.
Перечень обозначений
1 - винт
2 - винт
3 - сердечник
4 - резьба
5 - втулка или аналогичная деталь
6 - внутреннее приемное гнездо
7 - заостренный наконечник
8 - соединение (резьба)
9 - втулка
10 - винт
11 - винт
12 - винт
13 - заостренный кончик
14 - головка
15 - стержень
16 - вырез
17 - периферийная поверхность
18 - вырез
19 - вырез
20 - вырез
21 - соединение
22 - канал
23 - внутреннее приемное гнездо (резьба)
24 - втулка
25 - углубление
26 - резьба
27 - продольная ось винта
28 - резьба
29 - наружная лицевая поверхность
30 - сердечник
31 - резьба.