(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨に固定され、または前記骨に連結されるインプラント可能な治療デバイスであって、
一方向に動く第一の部材(1; 2)と、
前記第一の部材(1; 2)に対して、前記一方向及びその逆方向の往復動作をするようにされる第二の部材(11)と、
本体(2; 1)と、
前記本体(2; 1)および前記第一の部材(1; 2)の少なくともいずれかに固定された傾斜表面(7)と、
前記傾斜表面(7)と第一の部材(1)との間、または前記傾斜表面(7)と前記本体(2; 1)との間に配置され、前記傾斜表面(7)に線接触をする楔部材(3)と、を備え、
前記楔部材(3)は、円筒体、ボール、樽状の部材および輪止めを含む群から選択される、デバイス。
【請求項２】
前記楔部材(3)の前記線接触の線の方向が、前記一方向の運動の方向に垂直である、請求項1に記載のデバイス。
【請求項３】
前記一方向の運動の方向に連続して配置された、複数の接触を行う摩擦手段が存在する、請求項1または請求項2に記載のデバイス。
【請求項４】
前記ボール、円筒体、樽状の部材もしくは輪止めに対向する静止された対向物が別体の部品として、直接摩擦により背後(backing)に接続されている、請求項1または請求項3に記載のデバイス。
【請求項５】
前記ボール、円筒体、樽状の部材もしくは輪止めに対向する複数の対向物が、その背後(backing)に接続されもしくは支持されている共通の支持体に取り付けられている、請求項1または請求項3に記載のデバイス。
【請求項６】
前記摩擦手段の複数の対向物が、前記一方向の運動の方向に連続して、1つ以上の別体の部品上に配置されている、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記往復動作を生み出す第二の部材(11)が、磁気ひずみ、形状記憶合金、MSMまたは圧電手段を備える部材である、請求項1〜請求項６のいずれか1項に記載のデバイス。
【請求項８】
請求項1〜請求項７のいずれか1項に記載のデバイスを備える、髄内の骨延長デバイス。
【請求項９】
請求項1〜請求項７のいずれか1項に記載のデバイスを備える、髄外の治療デバイス。
【請求項１０】
脊柱側湾症用の治療デバイスまたは顎の仮骨延長器である、請求項９に記載の髄外の治療デバイス。
【請求項１１】
係止可能な運動の方向に連続した楔部材(3)の群がそれぞれ、それらの独自の別体の取り付けフレームに、各係止手段がその独自の付勢バネを有し、かつ、取り付けフレームがロッドまたはチューブ上に連続して一度に1つずつ取り付けられるのに適切な仕方で取り付けられており、それにより、当該デバイスが組み立てられているときに、それらが、前記可能にされた一方向の運動の方向へ、前記ロッドまたはチューブに沿ってそれらの最終的な位置へと動かされる、請求項3に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプラント可能な治療デバイス、特に、一方向の運動を可能にする手段を有する治療デバイスに関する。この手段により、往復運動を生み出す部材の短い運動が、同じ方向の長い運動に変換される。
【背景技術】
【０００２】
先行技術が、同じ出願人の特許出願に係る下記特許文献1に示されている。下記特許文献1に開示された、骨延長治療についての背景情報を、本発明の説明にも援用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】フィンランド特許出願公開第20085238(A)号明細書（国際公開第2009/115645号）
【特許文献２】米国特許出願公開第2009/076597号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁気ひずみ材料によりもたらされる短い往復動作から十分な動力生成を実現することは、上記用途に関連して一つの課題(problem)であることが明らかになっている。一方向の運動を可能にする手段およびデバイス全体の隙間は、十分な動力が生成されるときに磁気ひずみ材料によって生み出される長さの変化よりも小さくなくてはならない。
磁気ひずみ材料は、例えば骨延長治療の際に十分な動力を提供するので、好ましい。しかし、生成される往復動作の長さが小さいことは、一方向の運動を可能にする手段に大きな要求が課されるので、問題である。磁気ひずみ材料は、その周りに電子機器を必要としない。
【０００５】
ニチノールなどの熱記憶金属は、加熱手段ならびに電力供給および制御手段をそれらのために必要とする。MSM（磁気形状記憶）材料は、磁気ひずみ材料よりも大きな運動を生成するが、それらの動力生成は機械的な伝動なしでは不十分である。一方、圧電アクチュエータは、必要な電圧を生成するのに例えば誘導コイルを必要とする。しかし、上記インテリジェント材料はすべて、制限の下で本発明とともに使用することができる。
【０００６】
本発明に係る仮骨延長術用途(distraction osteogenesis)は一般に以下の動力伝動を必要とする。
（1）運動は、制御された仕方により0.25mmの工程（1日につき0.25mmを4回、すなわち、1.0mm/日）で行われなければならない。
（2）動力伝動は、仮骨延長に必要な動力を伝動しなければならない。
（3）運動は工程ののち係止されなければならない。
（4）係止は、四肢から伝動される静的および動的な機械的応力に耐えなければならない。
【０００７】
くわえて、選択された治療方法、すなわち髄内釘(medullary nailing)には、特別な要求がある。
（5）動力伝動器は髄内釘内に収まらなければならない。
（6）使用される材料は生体適合性を備えていなければならない、または、体からの十分な遮断が可能でなければならない。
【０００８】
磁歪合金テルフェノール-D(Terfenol-D)により、約0.15mmの往復の繰り返される動作が、脚の延長治療の間、実現される。これは、治療に必要な逆の力での0.12％の長さ延長に相当する。テルフェノールはもろく、それゆえに、これに、捻り(twisting)、曲げ(turning)または切断力(cutting)を加えることはできない。現在の知識に照らして、大半の患者は、約800Nの伸展力で治療することができる。一番低くて、延長は300Nで実現されてきたが、一番高くて、必要な力は1400Nとなってきた。
【０００９】
脚の骨の延長治療に関連して、デバイスの使用中に通常生じる最大の力は、患者の体重の2.5倍のオーダーである。患者が歩くときにデバイスに加わるひずみは、釘の伸縮が最大で、伸縮の長さがもはや増加しないとき、かつ、それゆえに機構の摩擦表面が定位置に留まり、ひずみが数か月間、同じ位置に加わるときである治療の最終段階で、最大になる。治療された骨および脚の筋肉は、すぐに長さ方向のひずみの大部分を引き受けるようになり、それにより、主に捻りに抵抗する力が、支持するようデバイスのために残される。
【００１０】
先行の用途では、一方向の運動を可能にするための手段として、ボールナットおよびフリーホイールクラッチの組み合わせの使用、ならびに例えば逆とげ（barb）の使用を開示している。さらに、上記特許文献2（段落0022、図2C）は、整形外科または類似のデバイスとともに楔留めボールにより作動されるクラッチの使用を開示している。この用途は骨延長デバイスを教示していないように、必要とされる力はかなり小さい。
【００１１】
丸型の楔留めボールは高い表面圧力を生み出し、高い表面圧力はクラッチの一部に弾性および可塑性の変形を引き起こす。これは次いでクラッチに隙間を形成し、1つのボールが抵抗することになる力が大きくなると、隙間も大きくなる。利用可能な空間は極めて制限されているため、大きなボールおよび多数のボールクラッチはデバイス内に収まらない。ゆえに、上記特許文献2に記載の解決手段は、力が大きく、利用可能な空間が制限されている用途には不向きである。またこの解決手段は、仮骨延長デバイスが少なくとも通常の材料で形成されていない場合、機能しない。例えば、ボールベアリングで従来から使用されている材料は、デバイスが、全治療の継続期間中のひずみに耐えるために十分な耐久力を備えていない。
【００１２】
本発明の目的は、インプラント使用可能な、適切で、よりよく機能するデバイスを提供することであり、それにより、2つの取り付け点の間の距離の変化を、インテリジェント材料の長さが繰り返し変化する状態で実現できる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、線接触する楔手段が、一方向の運動を可能にする手段の戻りの運動を係止するために使用される。この楔手段は例えば円筒体または輪止めであってもよい。ボールまたは樽状の形状も、その噛み合い表面を適切に設計すれば可能である。
本発明者により実施された試験に基づき、一方向の運動を可能にする複数の連続したクラッチが、ひずみを受け易い隙間を減らし、適切に実施することにより、隙間の量が手段の数にほぼ反比例することがわかった。
本発明に係る解決手段を、添付図面により、以下に、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一方向の運動を可能にする本発明に係るデバイスの手段の実施形態を示す図である。
【図２】一方向の運動を可能にするデバイスのさまざまな断面を示す図である。
【図３】一方向の運動を可能にする手段を位置決めするための構成を示す図である。
【図４】円筒体上で作動するフリーホイールの原理を示す図である。
【図５】直線状の運動をする輪止めクラッチの原理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図1は、一方向の運動を可能にするデバイスの分解図である。該デバイスは、連続した複数の楔部材を備えているのが好ましい。図１では、ロッド1が本体2内を移動し、円筒体3が傾斜した表面7上に載っている。円筒体3はストッパ5が定位置にねじ止めされるときにバネとして働く弾性のプレート4により押される。ロッド1が、矢印で示す方向と反対に動いたとき、傾斜した表面7は円筒体3をロッドの端面8に向かって押し、それにより、円筒体3がロッド1を定位置に係止する。
【００１６】
複数の連続した楔または円筒体を、例えば、外周の移動の方向に対して傾いたまたは傾斜した角度にある円筒体またはボールを楔留めする連続した部品が、デバイスの外側または内側部分の噛み合い表面に収まる継ぎ手取り付け前部品(joint unattached pieces)に作用されるように組み立ててもよい。
次いで、傾斜した表面7が細片へと作用させられ、複数の連続した円筒体がそれらの上に配置される。この場合、バネは各円筒体ごとに設けられており、それにより、バネが細片の表面に載ってもよく、または、バネが、例えば円筒体3の端部の間の空間を越えて延びる手段とともに、ストッパ5により押されてもよい。バネとして、ポリマー（例えば生体適合性のシリゴンゴム）を使用してもよく、ポリマーにより円筒体が別体の細片上の定位置に接着される。
【００１７】
図1の実施形態では、例えば矩形の断面を有する角のあるロッド1が使用されている。矩形の断面上には、バネが円筒体を傾斜した表面とロッド1との間のギャップ内へと押圧する仕方でバネとして働く手段4により押圧されて、円筒体3が載る。
このバネ手段は、例えば生体適合性の発泡プラスチックシート、または例えばポリマー製のシリコンゴムバネ、または金属のバネであってもよい。金属のバネは、屈曲したシート状のコイルバネ、カップバネなどであってもよい。製造技術の観点からは、ロッドが、断面が直線である表面を備えるようにするのが最も容易である。それは、この場合、円筒体または輪止めが均一な厚みとなり、容易に製造されるためである。
【００１８】
円筒体はまた、例えば樽状であってもよいが、その場合、噛み合い表面は凹状にされなければならない。円形のアーチの形状の摩擦表面を有する樽状の円筒体または輪止めは、丸型の外側のチューブの内面とも線接触することを可能にする。しかし、この場合、内側のロッドの対応物は凹状になるようにされて、その曲率半径が外側のチューブの曲率半径と同じになるよう設計されなければならない。凹部および傾斜した噛み合い表面は別体の部品として形成してもよく、または、例えば角のある中央のロッドの表面上に加工してもよい。
【００１９】
直線の円筒体の代わりに、楔、ボールまたは樽状の円筒体を使用してもよい。代替案を図2に示す。ここでは、一番上の列に、点形の摩擦表面を生み出す手段を示している。点形の摩擦表面は、例えば骨延長デバイスでは、上述した理由により、有利ではない。なぜなら、利用可能な空間で構成されたとき、その作動は満足のいかないものであることが明らかとなっているからである。
【００２０】
3列目の例では、4つの樽状の楔または円筒体が示されている。6つ以上の円筒体を有する樽状の円筒体が使用された場合、本質的に丸型の外側チューブを使用することができる。
別体の傾斜した平面(separate slanted plane)を備える部品を使用することにより、ボールまたは円筒体を別々に楔留めする傾斜した部品を、例えばレーザまたは水切断または彫刻により加工することが可能になる。この「別体の部品」は圧縮力およびある程度の剪断力にのみさらされるが、引っ張り応力にはほとんどさらされない。ゆえに、「別体の部品」は、楔留めする傾斜した平面としての使用に最適な材料で形成することができる。
【００２１】
この「別体の部品」は、傾斜した平面または楔の対応物が、例えば炭化タングステンまたは窒化チタンの円筒体またはボールを支持する傾斜した部分のみを形成することにより、別体の、より小さい部品として構成するという仕方でも構成することができる。この場合、これらは、円筒体、ボールまたは楔を支持し、かつ、それらを定位置に維持する部品として働く薄い金属シートに、超音波で例えば溶接することができる。あるいは、部品を内側のロッドまたは外側のチューブに直接溶接することができる。
【００２２】
「別体の部品」を使用することで、「別体の部品」がロッドの表面に適合される仕方で、例えば丸型のロッドをロッド1として使用することも可能になる。この場合、傾斜した表面はこのようにして内側のロッド上にあり、外側のチューブの表面上の摩擦表面を係止する。
この場合、樽状の円筒体を使用することもできる。樽状の円筒体の長手方向の曲率は、外側のチューブの内面の曲率に対応する。この場合、傾斜した表面を備える「別体の部品」が、内側のチューブ内に、それらが丸型のロッド上に直接載る仕方、または、直線の噛み合い表面がそれらに対して傾く仕方で適合する。両方の場合に、内側のロッド自体の容易な加工性が利点となる。これにより、特殊な形状の傾斜した表面を備える部品を、例えば鋳造により大きく連続して形成することができる。
【００２３】
「別体の部品」は、断面が矩形または円形のアーチであるのが好ましい場合があり、その場合、その噛み合い表面はロッドの外面またはチューブの内面となる。このとき「別体の部品」は、例えば、左側が開いていてもよい、金属シートで形成されたチューブ状の部品であってもよい。チューブ状の部品は、それ自身のバネ力により、内側のロッドまたは外側のチューブに向かって締め付ける。この場合、それにより、「別体の部品」は、真っ直ぐにされ、かつ、その噛み合い表面よりもわずかに大きなまたは小さな開いたチューブへと巻かれ、その結果、それがその噛み合い表面にしっかりと固定しているのが好ましい。外側のチューブまたは内側のチューブに対する最終的な形態は、ボール、円筒体または楔により強制されたときにのみ起こる。「別体の部品」は、例えば、焼結されたボールを保持する部品を有する薄い金属プレートであってもよく、または、「別体の部品」は、ボール用の穴または空洞を有するプレートであってもよい。「別体の部品」は作動中に、その基部に対して動かない。
【００２４】
「別体の部品」は、例えば図1のストッパ5により、長手方向に係止される。そして、同時に、係止中にも、摩擦力は部品を外側の部品の表面に対して所定の位置に維持する。円形の部分を備える「別体の部品」の利点は、丸型のチューブを内面または外面上で使用することができることにあり、または、正確な断面形状を有する溝を、別体のレール上の、もしくは例えば、円筒体を楔留めする傾斜した溝を備える硬質金属の部品内のボール用に加工することができる。これらは、これらを保持する、チューブ状の、長手方向に開いたスリーブにさらに溶接または半田付けされ、スリーブは、係止手段により押圧されたときに表面に対して最終的に締め付ける。
【００２５】
このようにして、チューブの内面の複数の傾斜した円筒状の表面の機械加工が回避され、傾斜した部品自体の材料が自由に選択されてもよい。このようにして、傾斜した表面を例えばセラミックスまたは炭化タングステンで、かつ、その支持部材および他の部品を例えばステンレス鋼またはチタンで形成することができる。このようにして、硬質で耐圧縮性の材料を円筒体に対して使用することができる。このようにして、円筒体または輪止めの第2の噛み合い表面は、1つの材料で形成したときに比べて、弾性が低下し、耐久性が高くなる。第2の噛み合い表面は可動であり、それゆえに、その塑性変形は欠点がより少ない。これは、各作動サイクルで、円筒体が新しい点を押圧し、デバイスの対応するチューブが何度も使用されなくてよいためである。これは、デバイスが通常、患者に特化しており、それゆえに、機構が通常、一度の使用のみのためだからである。
【００２６】
傾斜した表面は小さな「別体の部品」上に加工するのが容易である。これは、この場合、車のタイヤスタッドおよび削岩機のドリルビットから公知の技術と同様に、焼結を使用することもできるからである。また、例えば電解成長および放電加工は、伸縮性のチューブの表面に直接行うよりも、取り付け前の部品に行うほうが容易である。
「別体の部品」は薄い金属片であってもよく、または、バネ手段が載ることのできる水平方向の壁をも備える薄片であってもよい。バネ手段はまた、例えば、組み立て中に接着剤として同時に働く金属製のバネまたはポリマーのバネであってもよい。
【００２７】
図4は、円筒体、ボールまたは樽状の部品とともに作動する内側および外側の係止デバイス用のさまざまな代替的な構造を示している。図2は図4の断面A-Aのさまざまな代替案を示している。
図5はさまざまな輪止め構造を示している。図5から外れて、輪止め用の複数のバネがあってもよい。その場合、構造体に形成された塑性変形は、ジョイントバネにより付勢された楔への、程度の異なる付勢力を生成しない。また、楔の間にバネがあってもよく、その場合、バネは薄くてもよく、かつ、ストロークの長さが小さくてもよく、それにより、楔がその付勢力を失うことなしに、楔の間の小さな角度の相違を許容することができる。
【００２８】
図5から外れて、両側にバネがあってもよい。その場合、楔の異なる端部が異なる方向に付勢される。各楔はまた、固定された端部に、成形された噛み合い表面を有していてもよい。
円筒体3は、ポリマーのビーズにより、固定の中間壁または取り付け前の部品のベースに、および場合によっては楔部品にも、取り付けられていてもよい。取り付けられると、円筒体は、バネとして働くポリマーを押圧し、ポリマーは、円筒体を傾斜した表面にしっかりと押圧する力を生成する。円筒体とポリマーとの間には、バネの力を伝達する分離支持手段があってもよい。バネは金属製であってもよい。
【００２９】
組み立てを容易にするために、連続した楔または円筒体を、取り付け中に隙間なしで一緒に押圧される連続した取り付けフレーム内に取り付けることができる。この場合、同じ端面に対して働くロッドまたはチューブの楔または円筒体は異なる取り付けフレーム内にあるが、ロッドまたはチューブの同じ点に対して働く反対の手段は、同じ取り付けフレーム内にあるのが好ましい場合がある。組み立て後、取り付けフレームは、それらの間に大きな隙間のない仕方で、その最終的な位置内へと連続して押圧される。作動中、フレームに対して、それらを分離する大きな力が働くことはなく、それゆえに、互いの上に載った取り付けフレームの端面が滑らかで、かつ真っ直ぐであれば、隙間がないことは容易に実現される。
【００３０】
例えば1つの取り付けフレーム中の2つまたは4つの円筒体または楔、好ましくは平坦なロッドに働く2つの円筒体、4つの円筒体、すなわち、矩形のロッドに働く2つの反対の対が存在していてもよい。あるいは、円筒体の対応する対として、単なる真っ直ぐな表面を使用することもできる。グループ中の円筒体のそれぞれは、それ自身の付勢バネを有している。付勢バネは、バネが、デバイスの組み立てに関連して円筒体が取り付けフレームに取り付けられるのを可能にし（一度に1つの取り付けフレーム）、次いで、取り付けフレームを、それらの最終的な位置へと隙間なしに動かすことにより、一方向に動かし、その際それらが連続して押圧または接続され、その結果、連続した取り付けフレームが一緒に、運動の方向へ複数の連続した係止手段を形成するように配置されている。
【００３１】
バネは、事前に取り付けフレームに溶接されていてもよい。その場合、取り付けフレームをロッド上に組み立てるときに、円筒体をロッドの端部とバネとの間のギャップから通過させることができる。または、円筒体は、ロッドもしくはチューブが円筒体をその最終的な位置に保持するまで円筒体を定位置に維持しておく適切な道具により、取り付け前に定位置に維持しておくことができる。道具は、ロッドおよび道具が取り付け中に完全に一列にならないとしても円筒体を定位置に維持する、円筒体を支持する手段を、場合によっては追加で備える、例えば係止ロッドの形状のデバイスであってもよい。支持体は、例えば、バネ負荷された押し器であってもよい。押し器は、道具がわずかに横に動いた場合でも、バーの前縁が円筒体を定位置に支持し、支持体を変移させるまで、円筒体がしっかりと定位置に押圧されたままになる仕方で、少なくとも道具の端部まで延びている。道具はまた、取り付け中に円筒体を定位置に維持するための手段を備えていてもよい。その場合、円筒体は道具の上に配置され、道具は取り付けフレーム内へと押圧され、その結果、取り付けフレームのバネが、道具を取り付けフレーム内へと押したときに、円筒体を定位置に停止させる。このあと、取り付け道具が取り付けフレームを介してロッドにより押され、円筒体がロッドの端部へと取り付けフレームを係止する。
【００３２】
バネが応力を受ける前に、バネが適切にアーチ状にされた、または傾いた形状に形成されていた場合、円筒体は取り付けフレームのバネ上に留まる。これは、重力の影響によりバネを下方へと位置付ける。次いで、取り付けフレームおよびバネは、例えばテーブル上に、バネがテーブルに対するように、水平方向に配置される。このあと、円筒体は、楔平面の角度によって形成されるピークの下の、バネ上の定位置に据えられる。このあと、すべての円筒体が定位置に来ると、テーブルと接触している円筒体の間にロッドを押圧することにより、係止手段がロッド上に持ち上げられる。これにより、バネがすべての側で非常に均一に付勢され、取り付けが速くて容易になる。係止平面は、まさにロッドの先端で固定されたままとなる。これは、運動の自由な方向がテーブルから上方に向かうためである。このあと、続く取り付けフレームを、対応するやり方でロッド上に取り付けることができ、それにより、フレームがロッド上に連続して据わる。内側の係止手段は、対応するやり方で、一度に1つずつ、連続して、チューブ内に取り付けることができる。
【００３３】
円筒体を支持するバネは、本体の定位置に溶接することができる、プレート状の捻りバネであるのが好ましく、または、バネは係止リングとして働くように構成することもできる。その場合、例えば4つの円筒体を有するバネが、同じ係止リングの部品となり、リング全体が、適切な溝内またはクランプ内でバネ力により係止する。バネが溶接されておらず、組み立て段階で取り付け前の部品であれば、取り付けフレームおよび円筒体のあとにバネのみを取り付けることにより、組み立てを行うことができる。捻りバネの利点は簡便さおよび平坦さにある。くわえて、鋼片で形成されたバネは耐久力があり滑り易く、円筒体の回転を不必要に妨げない。バネとして、例えば起伏のあるバネ座金を使用することもできる。バネ座金は捻りバネとしても機能するが、反対の表面、すなわち例えば次の取り付けフレーム上に載る。
【００３４】
取り付けフレームおよびそれらのバネは、それらがまた、取り付け前の取り付けフレームの円筒体または楔ですら定位置に維持するように構成することもできる。この目的のために、バネに対して円筒体の楔表面の反対側にある支持体がある。支持体は、円筒体がさらに動くことを防止する。くわえて、支持体またはバネを、円筒体を保持するように設計することができる。支持体は例えば、円筒体の後の楔表面上に楔留めされたリングであってもよく、または、支持体は取り付けフレームの固定された部品であってもよい。円筒体が定位置に留まるように、バネおよび支持体の、円筒体との接触面は、楔表面からの円筒体の半径内よりも大きくなくてはならない。支持体はまたカップ状の形状を有していてもよい。支持体はまた、取り付けフレームが定位置に取り付けられると、取り外し可能であってもよい。取り外し可能な支持体は、デバイス内に適合せず取り付けに関連して取り外さなければならないように設計されているのが好ましい。取り外し可能な支持体は、例えばプラスチックであってもよい。
【００３５】
取り付けフレームは、それらの間に隙間が形成されないようにするために、互いに接触した状態にあるそれらの端部分が滑らかで、かつ光沢を有しているのが好ましい。別体の連続したフレームにより、組み立てを行うことが容易になり、連続した取り付けフレームは、引っ張り力が加わることがないため、使用中に互いにぴったりと押圧され、そのため、別体のフレームはデバイスの強度および堅固さを低下させることがない。なぜなら、デバイスの構造体の残りがそれらを受け入れなければ、本質的に圧縮力のみ、およびいくらかの捻り力が取り付けフレームに外部から加わるだけだからである。取り付けフレームは、構造体を堅固にするために、組み立てに関連して互いに溶接することもできる。
【００３６】
各取り付けフレームは好ましくは1つの材料で形成することができるため、係止手段の支持力の方向に極度に中実に構成することができる。その場合、単一の係止手段の隙間は可能な限り小さくなり、係止手段の最大の力により生成される力（すなわち、楔表面または輪止めにより生成される力）の方向に接合箇所がない。最も簡単な取り付けフレームは、厚みの大きいリングの形状であり、ロッド用の穴内の円筒体用に傾斜した楔表面があり、バネ用の取り付け凹部があってもよく、バネがそれらに適切な可撓性を与える。可撓性を与える凹部はまた、次の取り付けフレームにあってもよい。他の場合にデバイスに必要とされないこのような部品は、フレームには必要ない。例えば、図1と比較して、取り付けフレームはかなり短くされていてもよく、ストッパは必要ない。さらに、捻りバネはポリマーのバネよりも占有する空間が少ない。取り付けフレームを円筒体の直径よりもほんのわずかに長くすることが可能である。
【００３７】
組み立てを容易にするために、多くの連続した円筒体を、生体適合性の物質で、取り付け前の部品に接着することもできる。適切な接着剤は例えば、弾性で生体適合性のシリコンプラスチックであってもよく、これはのちほど、円筒体または楔に対して付勢力を生成するバネとしても働く。その場合、例えば、シリコンは、接着がその後の作動中に圧力バネとして同時に働く仕方で、円筒体を傾斜した表面に接着するのに使用される。実際、楔の後部はこのとき、接着またはプラスチック鋳造が楔部にしっかりと固定されたままとなる仕方で、成形され、または粗くされなければならない。円筒体または輪止め自体は、デバイスの組み立てが完了したあとできるだけ早く、接着から取り外してもよい。組み立て後、熱により容易に取り外される、水でできた氷を、一時的な接合用に使用することも例えば可能である。その場合、バネ力を異なるやり方で生成しなければならない。
【００３８】
円筒体または楔とポリマーのバネとの間には、バネと円筒体とを互いに分離する、別体の支持体または支え部品があってもよい。これにより、使用中に柔らかいバネ部品が円筒体の周りで捻られるのが防止され、それにより、ポリマーが摩擦表面の間に来るのが防止される。支持体部品は組み立ての持続のために、円筒体に一時的に接続されてもよく、または、支持体部品はまた、例えば、円筒体の端部にあるベアリング上に取り付けられてもよい。輪止めを使用する場合、使用中に、接着により楔が一端部のほぼ定位置に維持され、かつ同時に付勢力が生成される仕方で、輪止めを、バネとして働く弾性の材料により接着することができる。このような場合、適切に設計された対応物を楔に使用することができる。円筒体が、傾斜した表面または支持体構造体上に弾性のポリマーで接着されている場合、それらはまた非回転式の楔として働いてもよい。その場合、円筒体の位置は作動中変化しないことになるが、係止が解除されたときに、ポリマーのバネは、係止中に幾分捻れていた円筒体の位置を、元の近くまで戻すことになる。これにより、円筒体に塑性変形または磨耗が起きた場合に、円筒体はおそらく、使用中にその摩擦表面がわずかに平坦になることになる。
【００３９】
他の好ましいバネ材料は、鋼、スポンジゴムまたは発泡プラスチックおよびニチノールである。ニチノールは周知の、超弾性および生体適合性の材料である。
図3は、一方向の運動を可能にする手段のさまざまな位置を示している。第1および第3の解決手段（AおよびC）では、一方向の運動を可能にする手段19が、テルフェノール手段11の異なる端部にある。この場合、最大パスSは、第2および第4の解決手段（BおよびD）のように手段19が同じ側にあるときよりも短くなる。最初の2つの用途（AおよびB）の係止摩擦表面14は内側の伸縮性の内側のチューブまたはロッド1に抗し、最後の2つの用途（CおよびD）の摩擦表面14は外側のチューブ2に抗する。同じ側に配置された手段は、構成時に追加の中間の壁または支持体を必要とし、それゆえに、構成がやや複雑になる。
【００４０】
円筒体または楔は、一つの方向に動く手段の一方の側にのみあってもよい。次いで、円筒体または楔は、反対側にある摩擦表面に、動く手段を押圧する。これにより、楔または円筒体自体の異なる摩擦表面およびその補強表面を使用することが可能になる。楔または円筒体は、より大きな表面領域を有する補強の摩擦表面よりもはるかに大きな表面圧力に耐えなければならない。その場合にも、楔または円筒体の楔角は、楔または円筒体を係止するのに十分でなければならないが、1つ以上の楔または円筒体である必要はない。これは、製造コストの観点からだけでなく、変形が、かつ、それゆえに隙間を生じさせる表面圧力が、一方の側でのみ起こることになるゆえに、好ましい。この解決手段は半円形の断面をも可能にし、その場合、補強の摩擦表面は湾曲している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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