(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨の中に固定するための軸（２）および最大の外径を有する頭部（３）を含む骨固定要素（１）と、ロッド（６）を受け前記ロッドを前記骨固定要素（１）に結合するための受け部とを備える骨固定装置であって、前記受け部は、
受け部本体（５）を含み、前記受け部本体は、
前記ロッド（６）を受けるための溝部と、
前記骨固定要素の前記頭部（３）を収容するための収容空間（９、１５）とを有し、前記収容空間は前記頭部を差込むための開口（１４）を有し、前記受け部は、第１の端部（５ａ）と、第２の端部（５ｂ）と、前記第１の端部にあり前記ロッドのための前記溝部を形成する実質的にＵ字形の窪み（１０）とを有し、前記開口（１４）は前記第２の端部（５ｂ）に設けられ、
前記受け部はさらに、
少なくとも一部が前記収容空間内に位置する圧力要素（８、８′）を含み、前記圧力要素は前記頭部を締付ける可撓性部分（８２）を有し、
前記圧力要素は、前記開口（１４）から挿入可能な大きさにされ、前記圧力要素は、前記開口（１４）の直径よりも小さく、かつ、締付けられる前記頭部の最大の外径よりも小さい、第１の直径を有する実質的に円筒状の第１の区域（８１）と、前記開口（１４）の直径よりも大きな第２の直径を有する可撓性部分である第２の区域（８２）とを有する、骨固定装置。
【請求項２】
前記可撓性部分は圧縮されることで前記開口（１４）を通ることができる、請求項１に記載の骨固定装置。
【請求項３】
前記圧力要素は、前記頭部を差込むことができる位置である、前記受け部本体（５）における挿入位置を取ることができ、前記挿入位置において、前記可撓性部分の外壁と前記収容空間の内壁との間に空間（１５）があることにより、前記頭部が挿入されたときに前記可撓性部分を広げることができる、請求項１または２に記載の骨固定装置。
【請求項４】
前記挿入位置は、前記頭部（３）が挿入されたときに前記圧力要素がそれ以上移動しないようにする止め具（１７）によって定められる、請求項３に記載の骨固定装置。
【請求項５】
前記止め具（１７）は、前記受け部本体（５）の内側の環状突起部によって設けられる、請求項４に記載の骨固定装置。
【請求項６】
前記受け部本体（５）は、前記開口（１４）の近くに、前記圧力要素（８）の一部（８７）と協働して前記頭部を締付ける細くなる部分（１３、１３′）を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項７】
前記受け部本体（５）の前記細くなる部分（１３）および前記圧力要素の前記一部（８７）は、双方が先細り形状であるか、または、一方が先細り形状で他方が湾曲形状である、請求項６に記載の骨固定装置。
【請求項８】
前記圧力要素（８）の前記可撓性部分（８２）は、自由端から好ましくは第１の区域（８１）の中まで延びる複数のスリット（８５）を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項９】
前記圧力要素が前記受け部本体の中で回転することを防止するための装置が設けられている、請求項１から８のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項１０】
前記受け部は、第１の端部（５ａ）と、第２の端部（５ｂ）と、前記第１の端部および前記第２の端部の間に延びるボア（９）とを有し、
前記第１の端部（５ａ）に、閉鎖要素（７）と係合して前記溝部内で受けられた前記ロッド（６）を固定するためのねじ山（１２）が設けられており、
前記開口（１４）は前記第２の端部（５ｂ）に設けられている、請求項１から９のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項１１】
前記収容空間（９、１５）は、中空の円筒形状部分（９、９１）と、前記開口（１４）と前記中空の円筒形状部分（９、９１）との間に位置する空間（１５）とを含み、
前記圧力要素（８）は実質的に円筒形状の部分（８１）を含み、前記円筒形状の部分の直径が、前記中空の円筒形状部分の直径に対応することにより、前記圧力要素が前記開口（１４）を通して差込まれたとき、前記圧力要素が前記受け部本体の中で前記中空の円筒形状部分（９、９１）の長手方向の軸（Ｍ）に沿って移動することができ、および／または
前記空間（１５）の直径は、前記中空の円筒形状部分（９、９１）よりも大きく、および／または
前記可撓性部分（８２）の直径は、前記中空の円筒形状部分（９、９１）よりも大きい、請求項１から１０のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項１２】
前記開口（１４）の隣に位置する前記細くなる部分（１３）は、間に形成された溝（１３ｃ）を挟んで隣り合う２つの湾曲部分（１３ａ、１３ｂ）を有し、
前記圧力要素（８′）は、その下端において、前記湾曲部分（１３ａ、１３ｂ）に対応する２つの逆湾曲部分（８ａ、８ｂ）を有し、内側の頂点（８ｃ）が前記逆湾曲部分（８ａ、８ｂ）の間に形成され、端部の頂点（８ｄ）が前記逆湾曲部分の１つ（８ａ）の外側の端部を形成し、
前記端部の頂点（８ｄ）は、前記圧力要素の第１のロック状態において、前記可撓性部分（８２）の弾力によって前記溝（１３ｃ）の中に嵌められ、
前記内側の頂点（８ｃ）は、第２のロック状態において、前記可撓性部分（８２）の弾力によって前記溝（１３ｃ）の中に嵌められる、請求項６に記載の骨固定装置。
【請求項１３】
ロッド（６）と、閉鎖要素（７）とをさらに備える、請求項１から９のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッドを受けこのロッドを骨固定要素に結合するための受け部に関する。この受け部は、ロッドを受けるための溝部と骨固定要素の頭部を収容するための収容空間とを有する受け部本体、および、この頭部を締付けるための圧力要素を含む。収容空間の下側には、圧力要素を挿入するためかつ上記頭部を挿入するための開口がある。
【背景技術】
【０００２】
多軸骨ねじのさまざまな設計が知られており、骨ねじの回転位置は、頭部を側部から締付けることによって固定される。
【０００３】
米国特許第５，６７２，１７６号には、円錐形の座部と、圧力を頭部に対して上および側方から加える円錐形の圧力要素とを有する受け部を備えた骨ねじが記載されている。
【０００４】
米国特許第５，６６９，９１１号には、ロッドインプラント装置とともに使用するための多軸の整形外科用装置が記載されている。この整形外科用装置は、湾曲した頭部を有するねじと、その周りに配置されたロックカラーと、線形テーパ形状のソケットを有する受け部材とを含み、このソケットの中にはねじとカラーが重ねて収容される。カラーは受け部材の上端から差込まれる。ねじの頭部は下端から挿入することができる。
【０００５】
米国特許第６，０６３，０９０号は、長手方向の支持体を、椎弓根ねじに、長手方向の支持体を収容する溝部を有する収容ヘッドによって接続するのに使用される装置に関する。椎弓根ねじと収容ヘッドは、収容ヘッド内の円錐形の組立チャックを介し、椎弓根ねじ上の球状の頭部によって、接続される。この装置は、椎弓根ねじが骨に挿入された後に、椎弓根ねじを収容ヘッドの中に係合させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，６７２，１７６号
【特許文献２】米国特許第５，６６９，９１１号
【特許文献３】米国特許第６，０６３，０９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ロッドを受けこのロッドを骨固定要素に結合するための改良された受け部、および、構成部品が少なく、厚みが小さく、手術中の操作性が改善された、このような受け部を有する骨固定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、請求項１に記載の受け部および請求項１５に記載の骨固定装置によって達成される。さらなる発展形は従属請求項に記載されている。
【０００９】
この受け部の利点は、圧力要素が薄型設計なので、圧力要素を受け部本体内に底部から差込むことができることである。受け部本体内の内部端は、圧力要素との接触部を形成して頭部の挿入位置を定める。したがって、圧力要素を挿入位置で保持するためのさらなる構成要素は不要である。
【００１０】
この受け部は厚みが小さく剛性が最大である。なぜなら、圧力要素が薄型設計であるために受け部本体の壁の厚みを大きくできるからである。
【００１１】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を用いた実施例に関する説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、骨固定装置の第１の実施例の斜視分解図を示す。
【図２】図２は、組立てられた状態の図１の骨固定装置の斜視図を示す。
【図３】図３は、骨固定装置の断面図を示し、この断面はロッドの軸に対して垂直である。
【図４】図４は、圧力要素の拡大斜視図を示す。
【図５】図５は、図４の圧力要素の断面図を示す。
【図６】図６は、図４の圧力要素の側面図を示す。
【図７】図７は、図４の圧力要素の底面図を示す。
【図８ａ】図８ａは、ロック位置にある圧力要素および受け部本体の設計の変形例の概略図を示す。
【図８ｂ】図８ｂは、ロック位置にある圧力要素および受け部本体の設計の変形例の概略図を示す。
【図８ｃ】図８ｃは、ロック位置にある圧力要素および受け部本体の設計の変形例の概略図を示す。
【図８ｄ】図８ｄは、ロック位置にある圧力要素および受け部本体の設計の変形例の概略図を示す。
【図９ａ】図９ａは、ロック前位置にある圧力要素および受け部のさらなる変形例の概略図を示す。
【図９ｂ】図９ｂは、ロック位置にある圧力要素および受け部のさらなる変形例の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１および図２に示されるように、第１の実施例に従う骨固定装置は、骨ねじの形態の骨固定要素１を含み、骨固定要素は、ねじが切られた軸２と、この実施例では球形セグメント形状の頭部である頭部３とを有する。頭部３は、ねじ込み工具と係合するための窪み４を有する。骨固定装置はさらに、ロッド６を受けてこのロッドを骨固定要素１に接続するための受け部本体５を含む。さらに、内ねじまたは止めねじの形態の閉鎖要素７が、ロッド６を受け部本体５内で固定するために設けられる。加えて、骨固定装置は、頭部を受け部本体５内でロックするための圧力要素８を含む。
【００１４】
次に、受け部本体５について図１〜図３を参照しながら説明する。受け部本体５は、第１の端部５ａと、第２の端部５ｂと、第１および第２の端部を通る対称軸Ｍとを含む。対称軸Ｍと同軸のボア９が、第１の端部５ａから第２の端部５ｂまで延びている。ボア９は、受け部本体の中央領域内の中間部分９１あたりまたはその近傍で、直径が最も小さい。第１の端部５ａに隣接する第１の領域において、受け部本体５は、対称軸Ｍについて対称であるＵ字形の窪み１０を有する。窪み１０は、第２の端部５ｂの方向に底部を有し、側方の２つの自由脚１１ａ、１１ｂを与える。脚１１ａ、１１ｂの領域に、この実施例では止めねじである閉鎖要素７と協働する、雌ねじ１２が設けられている。Ｕ字形の窪み１０によって形成される溝部は、複数の固定装置を接続するロッド６を中で受けることができる大きさにされている。
【００１５】
第２の端部５ｂ近くの第２の領域で、受け部本体５は、第２の端部５ｂに向かって細くなる部分１３を有する。この細くなる部分１３は、圧力要素とともに、ねじ頭に対して座部を与える。細くなる部分１３が、第２の端部５ｂから離れた場所にあることによって、ねじ軸２は一定の旋回角度範囲内で旋回できる。開口１４が第２の端部５ｂに設けられ、開口の直径は、細くなる部分１３の直径と同一またはそれよりも大きい。細くなる部分１３とボア９の中間部９１との間に、内径が細くなる部分１３の直径よりも大きな部分が設けられ、この部分が、後で説明する圧力要素を拡張させることが可能な空間１５を形成する。空間１５は、細くなる部分１３の反対側で、ボア９の中間部９１の中へと延び、中間部９１の直径はより小さいので、円形の肩部１６を与える。
【００１６】
ボア９の中間部９１は、空間１５の反対側で、円形の突起１７によって制限され、これは以下でより詳細に説明するように止め具としても機能することができる。
【００１７】
図１および図３〜図７からわかるように、圧力要素８は実質的に円筒形の第１の区域８１を含み、第１の区域８１は、圧力要素８がボア９内で移動できるよう外径がボア９の中間部９１の内径より僅かに小さい。圧力要素はさらに第２の区域８２を有し、第２の区域は中空の内部８３を有し、この内部は、実質的に球状で、球状の頭部３を中で締付けるような大きさを有する。第１の区域８１の外径は、図３からわかるように、頭部３の外径よりも小さく、第２の区域８２の最大の外径は、円筒形区域８１の外径よりも大きい。第２の区域８２の自由端は、頭部３を差込むための開口８４を与える。さらに、第２の区域８２は、開口８４の端部から第２の区域８２を通って延びる複数のスリット８５を含み、その中に幾分弾力のある脚９０を定める。スリット８５の数および寸法は、頭部３が挿入されるときに、第２の区域の壁が頭部３の上に嵌るのに十分な可撓性を第２の区域の壁に与えるような、数および寸法である。スリット８５は、図面に示されるように、第１の円筒区域８１の中まで延びて可撓性を高めることができる。第２の区域８２の外壁表面は、球状の第１の部分８６と、開口８４に隣接し、開口８４に向かってテーパ形状または湾曲形状をなしそうでなければ細くなる第２の部分８７とを含む。この部分８７は、頭部が受け部本体内でロックされたとき、受け部本体の細くなる部分１３と協働する。
【００１８】
さらに、圧力要素は、工具によるねじ頭へのアクセスを与える同軸ボア８８を含む。第１の区域８１は、その自由端で、ロッド６を中で受けるための円筒形または円筒セグメント形の窪み８９を有する。
【００１９】
圧力要素８の寸法は、圧力要素８を受け部本体５の第２の端部５ｂの開口１４を通して挿入するときに円筒形の第１の区域８１を最初に挿入できるような寸法である。第２の区域８２が開口１４を通過しようとするとき、第２の区域８２はそのまたはその脚９０の可撓性によって圧縮され、これにより、圧力要素８を受け部本体５の中に完全に差込むことができる。
【００２０】
圧力要素８は、第１の区域８１の上端部が、受け部本体５の環状の突起部によって設けられた止め具１７に接触するまで、受け部本体５の中に押し込むことができる。圧力要素がこの位置にあるとき、可撓性のある第２の区域８２は、ボア９の中間部９１と受け部本体５の細くなる部分１３との間の部分に位置する。空間１５の中にはまだ、圧力要素の第２の区域８２の外壁と、受け部本体５の内壁との間に、自由空間が残っているので、可撓性のある第２の区域８２は、頭部３が挿入されるときにこの空間の中で拡張できる。
【００２１】
圧力要素の円筒形の窪み８９の深さは、ロッド６の半径よりも小さいため、圧力要素８を押すロッド６を押す内ねじ７をねじ込むことによって、圧力要素は押下げられる。受け部本体５内で、圧力要素８は、その円筒形の窪み８９が受け部本体５のＵ字形の窪みと整列するような方向に向けられる。
【００２２】
骨固定装置を作る構成要素の材料は、好ましくは、ステンレス鋼、チタンなどの生体適合性金属、ニッケルチタン合金、特にニチノールなどの生体適合性合金であるが、医療用途向けＰＥＥＫなどの生体適合性プラスチック材料を用いることができる。
【００２３】
使用時には、まず、圧力要素８が、下端の開口１４を介して、止め具１７に接触するまで受け部本体５の中に差込まれる。これは、受け部本体を圧力要素８とともに予め組立てるために、外科医がまたは前もって行なうことができる。その後、頭部３を下端の開口を通して差込み、止め具１７に対して圧力要素８を上向きに押す。これが挿入位置であり、これによって、ねじ頭３を開口８４を通して圧力要素８の中に挿入することで、中空の内部８３または各脚９０を、圧力要素８が頭部３の上に嵌められるまで、広げる。これは、ねじが切られた軸２を骨の中にねじ込む前に、または、受け部本体５とその内側の圧力要素を頭部３の上に載せることによってねじが切られた軸２を骨の中に挿入した後に、行なうことができる。頭部３は、挿入されたときには、可撓性の区域８２が圧縮されていなければまだ圧力要素８の中で旋回できる。次に、複数の骨固定装置を、骨、たとえば隣り合う椎骨の根元にインプラントし、ロッド６をそれぞれに挿入する。次に受け部本体の角位置を調整してもよい。最後に、止めねじ７を締めることによって、ロッド６を圧力要素の上に対して押し下げる。圧力要素の第２の区域８２の外壁の第２の部分８７が、受け部本体の細くなる部分１３と係合するまで、ロッド６は押し下げられる。この状態で、頭部が所望の角位置でロックされるように、頭部を圧力要素の内側で締付ける。
【００２４】
図８ａ〜図８ｄは、受け部本体５の細くなる部分１３と、細くなる部分１３と係合する圧力要素の部分８７の、さまざまな設計を示す。図８ａは、これら２つの部分が、実質的に同一角度で線形的に先細りになる状態を示す。これは、圧力要素の第２の部分８７と受け部本体５の細くなる部分１３との間の圧力分布を実質的に均一にする。図８ｂおよび図８ｃは、これらの部分が異なる角度で先細りになる、２つの異なる設計を示す。図８ｂは主要な接触領域が下端部にある状態を示し、図８ｃは主要な接触領域が細くなる部分１３の上端にある状態を示す。図８ｄは、圧力要素の先細りになる第２の部分８７、および受け部本体の丸くされた部分１３を示し、この湾曲は受け部本体５の中央の方向を向いている。このような構成を用いて、丸くされた部分に接触領域を位置付けることができる。
【００２５】
図９ａおよび図９ｂでは、受け部本体５の変形例の細くなる部分１３′は、溝１３ｃを間に挟んで隣り合う２つの湾曲部分１３ａ、１３ｂによって形成された球の２通りの半径を有する。この湾曲は中央軸Ｍの方向を向いている。これに対応して、変形圧力要素８′は、その下端に、湾曲部分１３ａ、１３ｂに対応し、頂点８ｃを間に挟む、２つの逆湾曲部分８ａ、８ｂを有し、外側の頂点８ｄは圧力要素の外側の曲がった端部にある。
【００２６】
図９ａに示されるように、圧力要素８′が下向きに移動すると、その最も下の端部は溝１３ｃと係合する。この位置では頭部３は摩擦で保持されるが、それでもなお、頭部３が挿入位置に差込まれたときに頭部３を旋回させる力よりも大きな力が加えられると、頭部３は旋回する。これがロック前状態である。図９ｂに示されるように、圧力要素８′をさらに下向きに押すと、圧力要素８′の湾曲部分が細くなる部分１３′の湾曲部分と係合し最終的に頭部３をロックする。
【００２７】
この骨固定装置にはさらなる変形が可能である。たとえば、圧力要素８は、上記の円筒形の窪み８９に対応する、Ｕ字形でロッドを超えて延びる脚部を提供する窪みを有することができる。この場合は２部閉鎖要素を用いて頭部およびロッドを別々に固定することができる。圧力要素の回転を防止するための装置を設けることができる（図示せず）。このような装置は、たとえば締付けボアによって、または壁から圧力要素の窪み（図示せず）の中へと延びるピンによって、実現可能である。
【００２８】
さらに、圧力要素が下端の開口を通して挿入されさらに内側に押された後に接触する接触部または止め具１７は、たとえば円形の肩部１６のような、受け部内の他の場所に設けてもよく、これは次に圧力要素の突起部と相互作用して圧力要素の接触部が生じる。
【符号の説明】
【００２９】
１  骨固定要素、３  頭部、５  受け部本体、６  ロッド、７  閉鎖要素、８  圧力要素。
【図１】
0005598973.tif 000002
【図２】
0005598973.tif 000003
【図３】
0005598973.tif 000004
【図４】
0005598973.tif 000005
【図５】
0005598973.tif 000006
【図６】
0005598973.tif 000007
【図７】
0005598973.tif 000008
【図８ａ】
0005598973.tif 000009
【図８ｂ】
0005598973.tif 000010
【図８ｃ】
0005598973.tif 000011
【図８ｄ】
0005598973.tif 000012
【図９ａ】
0005598973.tif 000013
【図９ｂ】
0005598973.tif 000014