(57)【要約】【課題】手術中の取扱いを向上させることができる多軸骨固定装置を提供する。【解決手段】骨固定装置が提供され、骨固定装置は、ロッド（６）を骨固定要素（１）に結合するための受け部（５）を備え、受け部（５）は、第１の端部（５ａ）と、第２の端部（５ｂ）と、第１の端部（５ａ）と第２の端部（５ｂ）との間に延在する中心軸（Ｃ）と、ロッド（６）を受けるための、第１の端部（５２）における凹部（５２）と、骨固定要素（１）の頭部（３）を収容するための、第２の端部（５ｂ）における頭部受け部（５７）とを備え、頭部受け部（５７）は、少なくとも部分的に可撓性であり、骨固定装置はさらに、挿入された頭部（３）に圧力をかけるように構成された圧力部材（７）と、頭部受け部（５７）の周囲に配置されるように構成されたクランプリング（８）とを備え、第１の端部（５ａ）の方へのクランプリングの平行移動は、頭部受け部（５７）を圧縮させる力を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨固定装置であって、
ロッド（６）を骨固定要素（１）に結合するための受け部（５）を備え、前記受け部（５）は、第１の端部（５ａ）と、第２の端部（５ｂ）と、前記第１の端部（５ａ）と前記第２の端部（５ｂ）との間に延在する中心軸（Ｃ）と、ロッド（６）を受けるための、前記第１の端部（５ａ）における凹部（５２）と、骨固定要素（１）の頭部（３）を収容するための、前記第２の端部（５ｂ）における頭部受け部（５７）とを備え、前記頭部受け部（５７）は、少なくとも部分的に可撓性であり、前記骨固定装置はさらに、
挿入された頭部（３）に圧力をかけるように構成された圧力部材（７）と、
前記頭部受け部（５７）の周囲に配置されるように構成されたクランプリング（８）とを備え、前記第１の端部（５ａ）の方への前記クランプリングの平行移動は、前記頭部受け部（５７）を圧縮させる力を提供する、骨固定装置。
【請求項２】
前記受け部（５）と協働して、挿入されたロッド（６）をロックするように構成された固定要素（９）をさらに備える、請求項１に記載の骨固定装置。
【請求項３】
前記クランプリング（８）が前記頭部受け部（５７）の周囲にあるとき、前記クランプリング（８）は、挿入された頭部（３）がロックされるように前記クランプリング（８）が前記頭部受け部（５７）に力をかけるロッキング位置と、挿入された頭部（３）が前記受け部（５）に対して回動可能である非ロッキング位置とを取ることができる、請求項１または２に記載の骨固定装置。
【請求項４】
前記頭部受け部（５７）の外面（５７ａ）は、前記受け部（５）の前記第２の端部（５ｂ）に向かってテーパ状になっている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項５】
前記クランプリング（８）の内面（８７）は、前記受け部（５）の前記第２の端部（５ｂ）に向かってテーパ状になっている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項６】
前記ロッキング位置において、前記クランプリング（８）と前記頭部受け部（５７）とは、好ましくは自動ロックの態様で摩擦係合される、請求項３〜５のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項７】
前記圧力部材（７）は、前記頭部受け部（５７）が前記クランプリング（８）によって圧縮されたときに前記圧力部材（７）が前記頭部（３）に圧力をかけるように前記頭部（３）の一部を取り囲む部分を備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項８】
前記圧力部材（７）は、ロッド支持面（７８）を備え、前記固定要素（９）が前記ロッド（６）を固定するように締められると、前記ロッド（６）によって力が前記圧力部材（７）にかけられる、請求項２〜７のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項９】
骨または椎骨に固定するためのシャンク（２）と頭部（３）とを備える骨固定要素（１）をさらに含み、前記頭部（３）は、好ましくは球形外面部を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項１０】
ロッド（６）をさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項１１】
前記クランプリング（８）は、前記ロッド（６）の存在および／または前記凹部（５２）における前記ロッド（６）の位置および／または前記ロッド（６）の固定状況から独立して前記頭部（３）を前記受け部（５）にロックすることができる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項１２】
前記クランプリング（８）は、器具と係合されて前記クランプリング（８）を軸方向に移動させるように構成された係合構造（８８ａ，８８ｂ）を備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項１３】
前記凹部（５２）は、２つの直立した脚部（５２ａ，５２ｂ）を形成し、前記脚部は、前記受け部（５）の前記第１の端部（５ａ）に近接した第１の部分（５２０ａ，５２０ｂ）と、前記受け部（５）の前記第２の端部（５ｂ）に近接した第２の部分（５２１ａ，５２１ｂ）とを備え、前記第１の部分（５２０ａ，５２０ｂ）は、前記第２の部分（５２１ａ，５２１ｂ）から分離可能である、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項１４】
骨固定装置であって、
ロッド（６）を骨固定要素（１）に結合するための受け部（５，５′）を備え、前記受け部（５，５′）は、第１の端部（５ａ）と、第２の端部（５ｂ）と、前記第１の端部（５ａ）と前記第２の端部（５ｂ）との間に延在する中心軸（Ｃ）と、ロッド（６）を受けるための、前記第１の端部（５ａ）における凹部（５２）と、骨固定要素（１）の頭部（３）を収容するための、前記第２の端部（５ｂ）における頭部受け部（５７，５７′）とを備え、前記頭部受け部（５７，５７′）は、少なくとも部分的に可撓性であり、前記骨固定装置はさらに、
前記頭部受け部（５７，５７′）の周囲に配置されるように構成されたクランプリング（８，８′）を備え、前記第１の端部（５ａ）の方への前記クランプリング（８，８′）の平行移動は、前記頭部受け部（５７，５７′）を圧縮させる力を提供し、
前記凹部（５２）は、２つの直立した脚部（５２ａ，５２ｂ）を形成し、前記脚部は、前記受け部（５，５′）の前記第１の端部（５ａ）に近接した第１の部分（５２０ａ，５２０ｂ）と、前記受け部（５，５′）の前記第２の端部（５ｂ）に近接した第２の部分（５２１ａ，５２１ｂ）とを備え、前記第１の部分（５２０ａ，５２０ｂ）は、前記第２の部分（５２１ａ，５２１ｂ）から分離可能である、骨固定装置。
【請求項１５】
前記クランプリング（８，８′）は、各々が前記受け部（５，５′）におけるガイド面（５６ａ，５６ｂ）と係合するように構成された２つのアーム（８３ａ，８３ｂ）を備え、好ましくは、前記アームは、器具と係合させるために前記受け部（５，５′）に設けられた係合構造（５４ａ，５４ｂ）と位置合わせされる、請求項１〜１４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、多軸骨固定装置に関する。より具体的には、骨固定装置は、ロッドを骨固定要素に結合するための受け部を含み、当該骨固定要素は、受け部に受けられる頭部を有し、骨固定装置はさらに、たとえば機器を用いて頭部を受け部にロックしたりロック解除したりするように構成されたクランプリングを含む。
【背景技術】
【０００２】
ＵＳ５，５４９，６０８には、ロッド埋め込み装置とともに使用するための多軸整形外科装置が記載されており、当該多軸整形外科装置は、湾曲した頭部を有するねじと結合要素とを含む。当該結合要素は、テーパ状部分を有し、当該テーパ状部分は、湾曲した頭部が最初に多軸配設されるスロット付き内部室と、埋め込み装置のロッドを受けるために側面に形成された凹部と、ロックナット最上部を受けるために上方部分に配設された外部ねじ山とを含む。結合要素の下方部分の外面の周囲にはロックリングが配設されて、下向きに平行移動した際に、外向きにテーパ状になった部分に対して内向きの力を提供し、それによって、内部室がねじ頭部をそこに破砕ロックするようにする。
【０００３】
ＵＳ２００５／００９６６５３Ａ１には、骨を固定および安定化して骨格構造の異常を矯正するために用いられる薄型整形外科装置が記載されている。当該装置は、骨ねじと、当該ねじに移動可能に取り付けられたクランプとを含む。当該クランプは、圧縮リングを含む。接続ロッドは、クランプにおけるスロットを介していくつかのねじを接続する。一実施形態では、ロッドとクランプとを結び付けるために止めねじが用いられる。ロッドがクランプを通された後、圧縮リングは、ロッドおよびねじの向きをロックする閉位置に動かされる。
【０００４】
ＵＳ２０１３／００８５５３６Ａ１には、多軸骨固定装置が記載されており、当該多軸骨固定装置は、受け部を含み、当該受け部は、ロッド受け部と、骨固定要素の頭部の導入およびクランピングのための頭部受け部と、頭部受け部の周囲に配置されるように構成されたロックリングとを有する。当該ロックリングは、ロックリングをロッキング位置から移動させることができるように、すなわちロック機構を解放するように、ツールと係合させるための係合構造を含む。これにより、外科医または他の開業医は、骨固定要素に対する受け部の角度位置の訂正またはさらなる位置決めもしくは再位置決めを行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＵＳ５，５４９，６０８
【特許文献２】ＵＳ２００５／００９６６５３Ａ１
【特許文献３】ＵＳ２０１３／００８５５３６Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
脊椎手術では、多くの場合、脊椎ロッドおよび多軸骨固定具を用いて、脊柱の複数のセグメントを修正および／または安定化させなければならない。このような処置中に、多軸骨固定装置の受け部に対して骨固定要素およびロッドを繰返し調節することが必要になるであろう。
【０００７】
本発明の目的は、手術中の取扱いを向上させることができる多軸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】
当該目的は、請求項１または１４に係る骨固定装置によって解決される。さらなる成果は、従属請求項に記載されている。特に、請求項１４の骨固定装置は、請求項１に従属する請求項に含まれるいずれかまたは全ての特徴によってさらに発展させることができる。
【０００９】
実施形態によれば、骨固定装置は、ロッドを骨固定要素に結合するための受け部を備え、受け部は、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在する中心軸と、ロッドを受けるための、第１の端部における凹部と、骨固定要素の頭部を収容するための、第２の端部における頭部受け部とを備え、頭部受け部は、少なくとも部分的に可撓性であり、骨固定装置はさらに、挿入された頭部に圧力をかけるように構成された圧力部材と、頭部受け部の周囲に配置されるように構成されたクランプリングとを備え、第１の端部の方へのクランプリングの平行移動は、頭部受け部を圧縮させる力を提供する。
【００１０】
別の実施形態によれば、骨固定装置は、ロッドを骨固定要素に結合するための受け部を備え、受け部は、第１の端部と、第２の端部と、第１の端部と第２の端部との間に延在する中心軸と、ロッドを受けるための、第１の端部における凹部と、骨固定要素の頭部を収容するための、第２の端部における頭部受け部とを備え、頭部受け部は、少なくとも部分的に可撓性であり、骨固定装置はさらに、頭部受け部の周囲に配置されるように構成されたクランプリングを備え、第１の端部の方へのクランプリングの平行移動は、頭部受け部を圧縮させる力を提供し、凹部によって２つの直立した脚部が形成され、脚部は、受け部の第１の端部に近接した第１の部分と、受け部の第２の端部に近接した第２の部分とを備え、第１の部分は、第２の部分から分離可能である。
【００１１】
これらの実施形態によれば、ロッドの固定から独立して、骨固定要素を受け部に対してある角度位置にロックしたりロック解除したりすることができる。
【００１２】
頭部のロックは、クランプリングを上向きに、すなわち受け部の第１の端部の方に移動させることによって行われ、頭部の解放は、クランプリングを下向きに、すなわち受け部の第２の端部の方に移動させることによって行われる。ロックするためにクランプリングを上向きに移動させることには、頭部をロックする際に椎骨に圧力をかけることを回避するという臨床的利点があり得る。さらに、ロックするためにクランプリングを上向きに移動させることは、受け部の第２のまたは下方の端部における空間が少なくて済む。それによって、受け部の第２の端部を骨表面に近接して設置することができる。
【００１３】
頭部に圧力をかけるための圧力部材が設けられると、クランプ力をさらに効果的に頭部に分散させることができる。さらに、ロッドをロックすることによって、ロッドによって圧力部材にかけられる圧力は、頭部へのロック力をさらに増大させることができる。
【００１４】
受け部の脚部の分離可能な第１の部分は、手術中の多軸骨固定装置の便利な操作を可能にする延長タブを形成する。さらに、延長タブは、移植部位へのインプラントの要素または器具の誘導および／または供給を可能にし得る。これは、低侵襲手術（minimally invasive surgery：ＭＩＳ）の場合に特に有用である。
【００１５】
手術中の骨固定要素のロックおよびロック解除は、ロッドがまだ挿入されていない状態、またはロッドがロッド受け凹部の底面から離れた受け部の中の高い位置にある状態でも行うことができる。
【００１６】
クランプリングによって頭部をロックしたりロック解除したりするための器具は、ロッドおよび固定要素が受け部の経路に既に挿入されているがロッドがまだ固定されていないときに使用することができる。したがって、当該器具によって、受け部における骨固定要素の一時的なロックを行うことができる。骨固定要素の頭部が受け部にロックされているがロッドが依然として動かせるとき、器具によって、骨固定装置を挿入されたロッドの方に引っ張り、それによって関連付けられた椎骨をロッドの方に引っ張って椎骨の位置を修正することが可能である。したがって、多軸骨固定装置は、手術中の角度位置および／またはロッド位置のさまざまな調節および再調節を可能にする。
【００１７】
実施形態に係る多軸骨固定装置は、まず骨固定要素を骨に挿入し、その後、クランプリングを有する受け部を骨固定要素の頭部に装着することを可能にする。さらに、実施形態に係る多軸骨固定装置により、実際の臨床要件に応じてさまざまな固定要素と受け部とを要求に応じて組み合わせることを可能にするモジュール式システムを提供することができる。これにより、多軸ねじを使用する全体的コストが削減され、在庫が削減され、より幅広いまたはより応用のきくインプラントの選択肢が外科医に与えられる。
【００１８】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面によって実施形態の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】多軸骨固定装置の実施形態の分解斜視図である。
【図２】組み立てられた状態の図１の多軸骨固定装置の斜視図である。
【図３】組み立てられた状態の図１の多軸骨固定装置のさらなる斜視図である。
【図４】図１〜図３の多軸骨固定装置の断面図であって、断面は、挿入されたロッドの軸に対して垂直な、受け部の中心を通って延在する平面で取られている。
【図５】図１〜図４の多軸骨固定装置の受け部の、上からの斜視図である。
【図６】図５の受け部の、下からの斜視図である。
【図７】図５および図６の受け部の上面図である。
【図８】図７における線Ａ−Ａに沿った図５〜図７の受け部の断面図である。
【図９】図１〜図４の多軸骨固定装置のクランプリングの、上からの斜視図である。
【図１０】図９のクランプリングの、下からの斜視図である。
【図１１】図９および図１０のクランプリングの上面図である。
【図１２】図１１における線Ｂ−Ｂに沿った図９〜図１１のクランプリングの断面図である。
【図１３】図１〜図４の多軸骨固定装置の圧力部材の、上からの斜視図である。
【図１４】図１〜図４の圧力部材の、下からの斜視図である。
【図１５】図１３および図１４の圧力要素の上面図である。
【図１６】図１５における線Ｄ−Ｄに沿った図１３〜図１５の圧力要素の断面図である。
【図１７ａ】受け部および圧力部材を固定要素に装着するステップの断面図である。
【図１７ｂ】受け部および圧力部材を固定要素に装着するステップの断面図である。
【図１７ｃ】受け部および圧力部材を固定要素に装着するステップの断面図である。
【図１７ｄ】受け部および圧力部材を固定要素に装着するステップの断面図である。
【図１８ａ】クランプリングがロッキング位置を取っている多軸骨固定装置の断面図である。
【図１８ｂ】図１８ａの詳細の拡大図である。
【図１９】挿入されたロッドとロック部材とを有する多軸骨固定装置の断面図であって、ロッドおよび頭部はロックされている。
【図２０】挿入されたロッドとロック部材とを有する多軸骨固定装置の別の実施形態の断面図であって、ロッドは、ロッド受け凹部の中で高い位置にあり、固定されていない。
【図２１】挿入されたロッドとロック部材とを有する図２０の多軸骨固定装置の斜視図であって、ロッドは移動可能である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜図４に示されるように、本発明の実施形態に係る骨固定装置は、たとえば骨ねじの形態の骨固定要素１を含み、骨固定要素１は、ねじ切り部を有するシャンク２と、球形外面部を有する頭部３とを有する。頭部３は、ドライバまたはツールと係合させるための凹部４を有し得る。骨固定装置は、骨固定要素１に接続されるロッド６を受けるための受け部５も含む。さらに、受け部５には、骨固定要素１の頭部３に圧力をかけるための圧力部材７が設けられ得る。また、骨固定装置は、受け部５の一部を圧縮して、圧力要素７、さらには頭部３に圧力をかけるための、受け部５に装着可能なクランプリング８を含む。最後に、骨固定要素は、受け部５にロッド６を固定するための、たとえば内ねじまたは止めねじの形態の固定要素９も含む。
【００２１】
図５〜図８をさらに参照して、受け部５についてさらに詳細に説明する。受け部５は、第１の端部５ａと、反対側の第２の端部５ｂと、第１の端部５ａおよび第２の端部５ｂを通る中心軸Ｃとを含む。第１の端部５ａから第２の端部５ｂまで受け部５を通って通路５１が延在している。通路５１は、第１の端部５ａから、第１の端部５ａからある距離のところまでの領域に、同軸ボア５１ａとして形成されてもよい。さらに、通路５１は、拡大して、同軸ボア５１ａの最大内径よりも大きな最大内径を有する収容空間５１ｂを形成し得る。収容空間５１ｂは、骨固定装置１の頭部３および圧力部材７の少なくとも一部を収容する役割を果たす。第２の端部５ｂにおいて、またはその付近で、収容空間５１ｂは、狭まって、第２の端部５ｂに向かう狭窄部５１ｃを形成する。狭窄部５１ｃは、テーパ状、より具体的には円錐テーパ状であってもよく、または別の形状で狭まっていてもよい。
【００２２】
第１の端部５ａから第２の端部５ｂの方向に、実質的にＵ字型であってもよい凹部５２が延在しており、凹部５２の幅は、ロッド６の直径よりもわずかに大きいため、ロッド６を凹部５２に設置して凹部５２内で誘導することができる。したがって、凹部５２は、ロッド６のための経路を形成する。凹部５２によって２つの自由な脚部５２ａ，５２ｂが形成され、脚部５２ａ，５２ｂ上には雌ねじ５３が設けられてもよい。雌ねじ５３は、たとえばメートルねじ、角ねじ、負角ねじ、鋸歯状ねじ、またはその他のねじ形態であってもよい。好ましくは、固定要素９をねじ込んだときに脚部５２ａ，５２ｂの遊びを防止または低減するために、角ねじまたは負角ねじなどのねじ形態が用いられる。
【００２３】
第１の端部５ａからある距離のところには、周方向溝５ｃの形態の分離（break-away）または分割（break-off）部が設けられており、当該部分は、溝５ｃよりも上方の脚部５２ａ，５２ｂの部分を分割することを可能にしている。当該溝は、脚部５２ａ，５２ｂを、溝５ｃよりも上方に延在する第１のまたは上方の部分５２０ａ，５２０ｂと、溝５ｃよりも下方に凹部５２の根元まで延在する第２のまたは下方の部分５２１ａ，５２１ｂとに分割する。溝５ｃにおいて、脚部５２ａ，５２ｂの壁厚は、脚部の上方部分５２０ａ，５２０ｂを下方部分５２１ａ，５２１ｂから分離することができるように小さくなっていてもよい。したがって、上方部分５２０ａ，５２０ｂは、それぞれ、延長タブを形成する。たとえば穿孔などの、上方部分５２０ａ，５２０ｂを下方部分５２１ａ，５２１ｂから分離することを可能にするためのその他の手段も考えられる。溝５ｃは、ツールとの安全な係合を提供することができる下向きに傾斜した上壁および／または下壁５ｃ′を有していてもよい。
【００２４】
雌ねじ５３は、ボア５１ａによって規定される経路に沿って固定要素９をねじ込むことができるように、脚部５２ａ，５２ｂの上方部分５２０ａ，５２０ｂおよび下方部分５２１ａ，５２１ｂの少なくとも一部に沿って設けられている。凹部５２の深さは、ロッド６が凹部５２内に設置されて固定要素９が脚部５２ａ，５２ｂの間にねじ込まれたときに、脚部の上方部分５２０ａ，５２０ｂが分割されると固定要素９が受け部５を実質的に突出させるということがないようなものである。脚部の上方部分５２０ａ，５２０ｂによって設けられる延長タブを用いて、たとえばＭＩＳにおける経路を規定して、インプラント部品、たとえばロッド６または固定要素９を患者の皮膚の下の移植部位における骨固定具１に誘導することができる。
【００２５】
図４および図８にさらに詳細に示されるように、通路５１の内壁上には、圧力部材７のために２つの止め具が設けられている。第１の止め具は、ねじ５３の下方に位置する第１の周方向溝５９ａの上壁によって形成される。第１の止め具は、頭部３が挿入されたときの圧力部材７の上方移動を防止する。第２の止め具は、下端５ａに向かう方向に第１の溝５９ａからある距離のところにある第２の周方向溝５９ｂによって形成される。第２の止め具は、圧力部材７が下方位置、特に以下でさらに詳細に説明する事前ロッキング位置にあるときの圧力部材７の上方移動を防止する。また、雌ねじ５３の下端にはアンダーカット５９ｃが設けられてもよい。
【００２６】
さらに、受け部５の壁、より具体的には上部部分５０の壁には、圧力部材７と係合するようにピン５０１ａ，５０１ｂなどの留め部材を挿入することに役立ち得る少なくとも１つ、好ましくは２つの孔５００ａ，５００ｂが設けられてもよい。孔５００ａ，５００ｂは、ロッド受け凹部５２から実質的に９０°であって、凹部５２の長手方向軸Ｌに対して互いに向かい合わせに設けられてもよい。
【００２７】
脚部５２ａ，５２ｂを備える受け部５の上部部分５０は、ロッド受け部を形成する。上部部分５０は、実質的に円筒形の外面を有する。当該外面には、器具と係合させるための係合構造が設けられており、当該係合構造は、周方向リブ５４ａ，５４ｂによって形成され得る。示されている実施形態では、各脚部５２ａ，５２ｂ上にそれぞれ１つのリブ５４ａ，５４ｂがある。リブ５４ａ，５４ｂは、溝５ｃと上部部分５０の下端５０ａとの間に位置決めされている。リブ５４ａ，５４ｂの各々は、上部部分５０の周囲の一部にわたって、たとえばおよそ４分の１円弧で延在している（図５および図７参照）。当該構成は、各リブ５４ａ，５４ｂの一端が凹部５２に位置決めされ、各リブの他端が各脚部５２ａ，５２ｂのおよそ中央まで延在するようなものである。したがって、周方向において、各脚部５２ａ，５２ｂの外面上にはそれぞれリブの無い面部分５５ａ，５５ｂがある。さらに、リブ５４ａ，５４ｂは、中心軸Ｃおよび凹部５２の長手方向軸を通って延在する平面に対して非対称の態様で配置されている。より具体的には、リブ５４ａ，５４ｂの位置は、中心軸Ｃに対して測定されたときに１８０°だけオフセットされ、中心軸Ｃに対して回転されているため、脚部５２ａのリブ５４ａは、受け部５の一方の側においてロッド受け凹部５２まで延在しており、リブ５４ｂは、受け部５の他方の側においてロッド受け凹部５２まで延在している。これにより、器具をまずリブの無い部分５５ａ，５５ｂ上に設置し、次いで回転させてリブ５４ａ，５４ｂと係合させることができる。リブ５４ａ，５４ｂは、実質的に長方形の断面を有していてもよく、周方向に面取りされた端部を有していてもよい。各脚部５２ａ，５２ｂ上のリブの数は単一のリブに限定されるものではなく、２つ以上のリブが各脚部５２ａ，５２ｂ上に軸方向に存在してもよい、ということが理解されるであろう。また、リブの形状は、他の実施形態では異なっていてもよい。リブの代わりに、またはリブに加えて、溝または他の係合構造が設けられてもよい。
【００２８】
リブは、脚部５２ａ，５２ｂの上方部分５２０ａ，５２０ｂが分割されると、受け部の上端に近接する。これにより、骨表面から離れた位置で骨固定装置を器具と係合させることができ、身体組織に対する損傷を回避する。
【００２９】
受け部５の外面は、実質的に平坦または平面的な引っ込んだ部分５６ａ，５６ｂも含む。引っ込んだ部分５６ａ，５６ｂは、周方向に延在するリブ５４ａ，５４ｂ対応付けて周方向に上部部分５０に位置決めされ、上部部分５０の下端における端縁５０ａから、中心軸Ｃに対して平行な方向に、リブ５４ａ，５４ｂから予め定められた距離のところまで延在している。引っ込んだ部分５６ａ，５６ｂの目的は、以下で説明するようにクランプリング８のアームを上向きに突出させるためのガイド面を提供するというものであり得る。引っ込んだ部分５６ａ，５６ｂは、実施形態に見られるように受け部５の円筒形の外面輪郭から引っ込んだ平面的な平坦面を有していなくてもよく、丸みを帯びていてもよく、および／または、側壁を備えていてもよく、またはクランプリング８のアームとの誘導係合を可能にするように適合された任意の形状を有していてもよい。
【００３０】
上部部分５０と受け部の第２の端部５ｂとの間には、収容空間５１ｂを含む受け部５の頭部受け部５７が設けられている。頭部受け部５７の外面部分、好ましくは外面全体は、実質的に円錐形状であり、受け部５の第２の端部５ｂに向かってテーパ状になっている。頭部受け部の最大外側幅は、上部部分５０の下端５０ａにおいて受け部５の幅よりも小さいため、下端５０ａは肩部を形成する。
【００３１】
頭部受け部５７は、可撓性である。特に、頭部受け部５７は、中心軸Ｃの方に向けられた力が作用すると圧縮可能である。示されている実施形態では、頭部受け部５７は、スリット５８によって分離される複数の可撓性壁セクション５７ｂで構成され、スリット５８は、長手方向に延在しており、第２の端部５ｂに向かって開口している。スリット５８の数およびサイズは、頭部受け部５７の所望の可撓性に応じて選択される。第２の端部５ｂにおける通路５１の内径は、頭部３を第２の端部５ｂから挿入できるようなものである。
【００３２】
図９〜図１２をさらに参照して、クランプリング８についてさらに詳細に説明する。クランプリング８は、上端または第１の端部８ａと、反対側の下端または第２の端部８ｂとを備え、第２の端部８ｂに向かって狭まっている実質的に球形の外面８１を有し得る。第１の端部８ａにおける、またはそこに隣接した球形面８１の外径は、クランプリング８を受け部５の頭部受け部５７の周囲に装着したときにクランプリングの球形外面８１と受け部５の上部部分５０の円筒形外面とが、たとえば図２および図３に示されるように互いに面一になるようなものであってもよい。クランプリング８の内径は、クランプリング８を頭部受け部５７の周囲に装着でき、上端８ａが受け部５の上部部分５０の下端または端縁５０ａの方に向くようなものである。しかし、クランプリング８の外面の形状は他の実施形態では異なっていてもよいということに留意されたい。たとえば、外面８１は、円筒形状または別の形状を有していてもよい。
【００３３】
特に図１２から分かるように、クランプリング８は、上端８ａに隣接する、または実質的に隣接する第１の円筒形内面部８６をさらに有する。下端８ｂに隣接して、または実質的に隣接して、クランプリング８の第２の内面部８７は、内径が下端８ｂに向かって円錐形に狭まっていくようにテーパ状になっていてもよい。第２の内面部８７は、頭部受け部の外面部５７ａと協働するように構成される。好ましくは、円錐形外面部５７ａの円錐角は、クランプリングの円錐形内面部８７の円錐角に対応する。円錐角は、クランプリング８が頭部受け部５７の周囲にあるときに少なくともクランプリング８の特定の位置において自動ロックが行われるように選択されてもよい。頭部受け部５７およびクランプリング８の係合面の形状は、クランプリング８を頭部受け部５７上で上向きに、すなわち端縁５０ａの方に移動させたときに、頭部受け部５７の協働面５７ａおよびクランプリング８の第２の内面部８７がさらなる内向きの径方向の力をかけるようなものである。
【００３４】
クランプリング８は、第１の端部８ａから延在する２つの上向きの突出するアーム８３ａ，８３ｂをさらに含む。アーム８３ａ，８３ｂの長さは、たとえば図２に示されるように、クランプリング８が受け部に取り付けられたときにアーム８３ａ，８３ｂを摺動可能に受けるように配置された受け部５の上部部分５０の引っ込んだ部分５６ａ，５６ｂの長さに実質的に対応する。同様に、アーム８３ａ，８３ｂの幅は、引っ込んだ部分５６ａ，５６ｂの幅に実質的に対応する。２つのアーム８３ａ，８３ｂは、互いに直径方向に対向して位置している。
【００３５】
さらに、上端８ａと下端８ｂとの間の軸方向におけるクランプリング８の高さは、たとえば図４に示されるように、受け部５の頭部受け部５７の高さに実質的に対応する。
【００３６】
上向きに突出するアーム８３ａ，８３ｂの各々は、外面上で器具と係合させるための係合構造を含む。係合構造は、それぞれのアームの自由端部分に、またはその付近に形成され得る。この実施形態では、係合構造は、周方向に延在するノッチまたは溝８８ａ，８８ｂとして設けられている。係合構造がアーム８３ａ，８３ｂの自由端に、またはその付近に設けられるので、多軸骨固定装置がインサイチュで組み立てられた状態にあるときに、クランプリング８の係合構造および受け部５の係合構造は、互いに近接して、骨表面から離れたところに位置することになる。この構成では、器具のために必要とされる身体組織内の空間が少なくて済む。周方向における係合構造、たとえばノッチ８８ａ，８８ｂの長さは、アーム８３ａ，８３ｂの幅に制限され、受け部の係合構造、すなわち周方向リブ５４ａ，５４ｂの長さに実質的に対応する。
【００３７】
アーム８３ａ，８３ｂは、クランプリングを頭部受け部５７の周囲に装着したときに引っ込んだ部分５６ａ，５６ｂに嵌合するような長さを有する。好ましくは、アーム８３ａ，８３ｂの自由端は、クランプリング８のいかなる軸方向位置においてもリブ５４ａ，５４ｂの下側に対して当接しておらず、そのため、クランプリング８は、最下位置と最上位置との間を、逆の場合も同様に、軸方向に自由に移動可能である。ノッチ８８ａ，８８ｂの形状は、長方形断面、鳩尾形状、またはその他の形状を含んでもよい。
【００３８】
図１３〜図１６をさらに参照して、圧力部材７についてさらに詳細に説明する。圧力部材７は、上端７ａを有する上方または第１の部分７１と、下端７ｂを有する下方または第２の部分７２とを含む。第２の部分７２は、球形頭部３をクランプするように実質的に球形に成形されてもよい中空内部７３を有する。可撓性部分７２は、第２の端部７ｂにおいて開口している。複数のスリット７４が下端７ｂから第２の部分７２を通って延在している。スリット７４の数および寸法は、頭部３が挿入されているときに第２の部分７２の壁が頭部３にはまるだけの可撓性を有しているようなものである。圧力部材７の下端７ｂに隣接した外面部７５は、テーパ状、特に円錐テーパ状であってもよい。外面部７５は、受け部５の下端５ｂに隣接して設けられる受け部の内面部５１ｃと協働するように構成される。外面部７５は、別の態様で下端７ｂに向かって狭まっていてもよいということが理解されるであろう。圧力部材７の第２の部分７２の別の外面部７６は、実施形態に示されているように球台形状であってもよく、その結果、第２の部分はキャップ状である。なお、外面は、テーパ状、または円筒形、またはテーパ状と円筒形と球形との組み合わせなどのその他の形状を有していてもよい。
【００３９】
圧力部材７の第１の部分７１は、第２の部分７２に隣接した実質的に円筒形の外面７７を有し得る。示されている実施形態では、第２の部分７２は、円筒形部分７７に対して引っ込んでいるが、その他の形状も可能であろう。挿入されたロッド６を支持するように構成されたロッド支持面７８が第１の部分７１に設けられてもよい。ロッド支持面７８は、さまざまな直径のロッドの支持を可能にするために中心軸Ｃを横断する方向にＶ字型の断面を有し得るが、平坦な形状であってもよく、または円筒形形状であってもよく、またはその他の形状であってもよい。
【００４０】
ロッド支持面７８の長手方向軸は、中心軸Ｃを横断して、特に中心軸Ｃに対して垂直に延在している。ロッド支持面７８の左側および右側には、実質的に平坦な内面と実質的に円筒形の外面とを有する直立した脚部７９ａ，７９ｂが形成されている。中心軸Ｃの方向におけるロッド支持面７８の軸方向位置は、直立した脚部７９ａ，７９ｂの根元またはそれらの間の中間よりも、直立した脚部７９ａ，７９ｂの自由端に近接していてもよい。直立した脚部７９ａ，７９ｂは、それらの自由端に、外向きに向けられた部分７００ａ，７００ｂをそれぞれ有する。外向きに向けられた部分７００ａ，７００ｂは、圧力部材が挿入位置にあるときに溝５９ａと係合するように構成される。ロッド支持面７８と直立した脚部７９ａ，７９ｂとの間には、ロッド支持面７８に対して平行に延在する溝７０１ａ，７０１ｂが形成され、脚部７９ａ，７９ｂをさらに可撓性にしている。溝７０１ａ，７０１ｂは、円弧形状の断面を有していてもよい。直立した脚部７９ａ，７９ｂの中央には、軸方向に細長い貫通孔７０２ａ，７０２ｂが設けられてもよく、貫通孔７０２ａ，７０２ｂの長手方向軸は、中心軸Ｃに対して平行である。貫通孔７０２ａ，７０２ｂは、ピン５０１ａ，５０１ｂまたは他の保持手段と係合されて受け部５内に圧力部材７を保持し、好ましくは圧力部材７を回転から守るように適合され得る。ドライバまたはツールによる頭部３へのアクセスを可能にするために、同軸ボア７０２も圧力部材７に設けられてもよい。
【００４１】
圧力部材７の寸法は、骨固定要素１の頭部３を挿入したときに第２の部分７２が収容空間５１ｂにおいて広がることができるようなものである。円筒形部分７７の外径は、圧力部材７が滑り込むことができるように受け部５の上部部分５０における通路５１の内径よりもわずかに小さい。圧力部材７は、受け部の上端５ａから挿入可能であってもよく、それによって、挿入中に、第２の部分７２が収容空間５１ｂ内に配置されて、外向きに向けられた部分７００ａ，７００ｂが溝５９ａと係合するまで、可撓性の第２の部分７２および直立した脚部７９ａ，７９ｂは互いの方にわずかに圧縮され得る。
【００４２】
受け部５、圧力部材７、クランプリング８および骨固定要素１、ならびにロッド６の各々は、生体適合性の材料、たとえばチタンもしくはステンレス鋼、ＮｉＴｉ合金、たとえばニチノールなどの生体適合性の合金、マグネシウムもしくはマグネシウム合金、または、たとえばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）もしくはポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）などの生体適合性のプラスチック材料でできていてもよい。また、これらの部品は、同一の材料でできていてもよく、または互いに異なる材料でできていてもよい。
【００４３】
ここで図１７ａ〜図１７ｄを参照して、多軸骨固定装置の使用について説明する。まず、図１７ａに示されるように、圧力部材７およびクランプリング８を有する受け部５が装着される前に、骨固定要素１は既に骨１０００に挿入されている場合がある。圧力部材７およびクランプリング８を有する受け部５は、事前に組み立てられていてもよく、圧力部材７は、細長い貫通孔７０２ａ，７０２ｂを貫通するピン５０１ａ，５０１ｂによって受け部５に留められる。示されているように、圧力部材７は、脚部７９ａ，７９ｂの外向きに向けられた端部部分７００ａ，７００ｂが第１の溝５９ａの中に延在する挿入位置にある。クランプリング８は、頭部受け部５７に圧縮力をかけない、またはわずかにしかかけない下方位置にある。クランプリングのアーム８３ａ，８３ｂは、受け部５の引っ込んだ部分５６ａ，５６ｂと係合する。
【００４４】
次に、図１７ｂに示されるように、受け部５が骨固定要素１の頭部３に装着される。頭部３は、受け部５の第２の端部５ｂにおける開口を通って収容空間に入る。このステップでは、脚部７９ａ，７９ｂの外向きに向けられた端部部分７００ａ，７００ｂが、第１の溝５９ａの上壁によって設けられる第１の止め具に対して当接するまで、圧力部材７は、頭部によって上向きに動かされる。
【００４５】
図１７ｃに示されるように、頭部３は、次いで、圧力部材７の中空内部７３に入る。第２の部分７２が頭部３を横から取り囲むように、圧力部材７の第２の部分７２の可撓性壁が頭部にはまる。圧力部材７の第２の部分７２は、実質的に収容空間５１ｂの中に延在する。
【００４６】
最後に、図１７ｄに示されるように、骨固定要素１および圧力部材７に対して受け部５が上向きに引っ張られる。それによって、脚部７９ａ，７９ｂの外向きに向けられた部分７００ａ，７００ｂは、第２の溝５９ｂにはまる。同時に、頭部３および圧力部材７は、受け部の狭窄部５１ｃに引き込まれる。これによって、頭部３を摩擦によってクランプすることができる。頭部３はロックされないので、摩擦力に打ち勝つことによって受け部５の中で依然として回動することができる。摩擦力の強さによっては、受け部５は、骨固定要素１に対して特定の角度位置に一時的に保持される場合もある。同時に、頭部３が受け部５から引き抜かれることが防止される。このように、頭部３は、受け部５に対する事前ロッキング状態にある。圧力部材７は、第２の溝５９ｂの上壁によって上向きに移動することが防止される。
【００４７】
なお、この実施形態に係る骨固定装置は、骨固定要素１が骨に挿入される前に受け部５に既に結合されている事前に組み立てられた態様で使用することもできる。
【００４８】
図１８ａ〜図１９を参照して、頭部３および骨固定装置全体のロックについて説明する。図１８ａおよび図１８ｂに示されるように、頭部３は、挿入されたロッド６が存在しない状態であって固定部材９もない状態で、受け部にロックされ得る。これを実現するために、矢印によって示されるようにクランプリングが上向きに引っ張られる。これは、クランプリング８と係合する器具（図示せず）を用いて行うことができる。このような器具は、たとえば、受け部５におけるリブ５４ａ，５４ｂの形態の係合構造およびクランプリング８におけるノッチ８８ａ，８８ｂの形態の係合構造と係合して、受け部５に対してクランプリング８を変位させ得る。クランプリングが上向きに、すなわち受け部５の第１の端部５ａの方に引っ張られると、受け部５の頭部受け部５７のテーパ状外面部５７ａとクランプリング８のテーパ状内面部８７との係合が増大する。頭部受け部５７にかけられる径方向の力により、頭部受け部５７が圧縮される。この結果、そこに収容されている圧力要素７および頭部３に圧力がかけられる。クランプリングが最上位置にあるときに、頭部３はロックされる。頭部３のロックは、挿入されたロッドの存在および／または位置からは独立している。
【００４９】
クランプリング８は、係合円錐面同士の間の自動ロックによってこのロッキング位置に保持され得る。この場合、クランプリング８は、たとえば器具を用いて、自動ロックを生じさせる摩擦力よりも多きな力を加えるだけでロッキング位置から移動させることができる。その代わりに、またはそれに加えて、凹部と取り外し可能に係合するばね要素またはクランプリング８と受け部５との間のその他の着脱可能な接続などの、クランプリングをロッキング位置に保持する保持機構が設けられてもよい。
【００５０】
最後に、図１９に示されるように、ロッド６および固定要素９が挿入されると、固定要素９は、ロッド６を固定するように締められる。ロッド６は、圧力部材７のロッド支持面７８によって支持されるので、固定要素９を締めることにより、圧力部材７が収容空間５１ｂの下方部分５１ｃに下向きに押し付けられ、それによって頭部３のロックが増大して、装置全体がロックされる。
【００５１】
外科手術において、まず、少なくとも２つの骨固定要素１がたとえば２つの隣接する椎骨に固定される。次いで、受け部５がそこに装着される。頭部３の正確な角度位置およびロッド６に対する受け部５の正確な位置が見つけられると、固定要素９は締められる。ロッド６の再位置決めは、頭部３のロックを緩めることなく可能である。脚部の上方部分５２０ａ，５２０ｂにより、ロッドが凹部５２の中で高い位置にあるときにロッド位置および／または頭部３の角度位置の修正ステップを実行することが可能である。
【００５２】
骨固定装置のさらなる実施形態が図２０および図２１に示されている。図２０および図２１に係る実施形態は、受け部およびクランプリングの設計の点で前の実施形態とは異なっている。さらに、この実施形態は、圧力部材を含んでいない。他の全ての部品は、前に説明した実施形態と同一または同様であり、前の実施形態と同一の参照番号で示され、その説明は繰返さない。受け部５′は、上部部分５０′と、頭部受け部５７′とを備える。通路５１′は、第１の端部５ａから第２の端部５ｂまで延在している。通路５１′は、第１の端部５ａから、そこからある距離のところまで延在する第１の同軸ボア５１ａ′と、第２の端部５ｂから、そこからある距離のところまで延在する収容空間５１ｂ′とを備える。収容空間５１ｂ′は、球形であって、摩擦によって球形頭部３を収容および保持するようにサイズ決めされてもよい。収容空間５１ｂ′と第１の同軸ボア５１ａ′との間には、第１の同軸ボア５１ａ′よりも小さな直径を有する第２の同軸ボア５１ｄ′が設けられてもよい。これにより、挿入された頭部３が上向きに移動することを防止することができる。頭部受け部５７′を可撓性にするために、収容空間５１ｂ′の壁にスリット５８′が設けられてもよい。スリットは、第２の同軸ボア５１ｄ′の領域の中に延在してもよい。頭部受け部５７′の外面部は、第２の端部５ｂに向かって円錐テーパ状になっていてもよい。
【００５３】
クランプリング８′は、アーム８３ａ，８３ｂの各々の側に、直立した可撓性壁部８５を有し、可撓性壁部８５は、それらの自由端に、受け部５′における溝５９０と係合してクランプリング８′をロッキング位置に保持するように構成された歯８５ａを有する。可撓性壁部８５は、アーム８３ａ，８３ｂからオフセットされた領域において互いに間隔をあけて配置されて、ロッド６をそれらの間に挿入することを可能にしている。
【００５４】
骨固定要素１は、頭部３が頭部受け部５７′に挿入され、クランプリング８′が頭部受け部５７′の周囲に装着される事前に組み立てられた状態で使用される。この状態では、頭部３はロックされずにクランプされるのみであり、頭部３の角度位置は調節可能である。頭部３の角度位置が調節されるとき、ロッド６および固定要素９は、凹部５２の中で高い位置にある場合もあれば、まだ挿入されていない場合もある。頭部３の正確な角度位置が見つけられると、クランプリング８′は、（たとえば、図示されていない器具を用いて）上向きに動かされて、頭部３を収容空間５１ｂ′にロックするための頭部受け部５７′およびクランプリング８′の２つの円錐面５７ａ，８７の係合によって生じる内向きの力により、頭部受け部５７′を圧縮する。ロッドは、固定要素９を締めることによって固定される。
【００５５】
さらなる変形例も考えられる。頭部受け部の外面およびクランプリングの内面は、テーパ状でなくてもよく、特に円錐テーパ状でなくてもよく、クランプリングが上向きに動かされたときに２つの面の係合がクランプリングによる頭部受け部の圧縮を引き起こすような他の形状を有していてもよい。より具体的には、係合面の形状は、一致した形状でなくてもよい。たとえば、頭部受け部の外面と係合するクランプリングの内面も円筒形であってもよい。また、クランプリングは、さまざまな他の設計を有していてもよい。
【００５６】
器具と受け部またはクランプリングとの間の形状係合接続を提供する受け部および／またはクランプリング上の他の係合構造も考えられる。いくつかの実施形態では、係合構造は、受け部の一方の側にのみ設けられ、クランプリングの一方の側に設けられてもよい。係合構造の位置は、上記の実施形態に示されているものとは方向が異なっていてもよい。
【００５７】
本発明の他の実施形態に係る骨固定装置は、さらなる変形された形態で提供されてもよい。たとえば、骨固定要素の頭部は、たとえば、扁平な側面を有する円筒形状または球形形状などのその他の形状を有していてもよく、単一の平面において固定要素を回動させることを可能にするモノプラナー（monoplanar）装置が提供される。また、頭部は、円錐形状または他の形状であってもよく、頭部受け部の内部中空セクションは、特定の形状に適合される。さらなる変形例では、頭部受け部の可撓性は、材料の特性に基づいてもよく、または材料の特性によって促進されてもよく、たとえばプラスチック材料が使用されてもよく、頭部受け部のスリットは、完全にまたは部分的に省略されてもよい。
【００５８】
圧力部材において、直立した脚部は省略されてもよい。頭部の挿入中に圧力部材が抜けることを防止する他の構造が設けられてもよい。また、圧力部材は、受け部５の下端５ｂから挿入できるように成形されてもよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、頭部受け部は、一方向における挿入された頭部のより大きな屈曲角形成（angulation）を可能にするために、傾斜した開放端を有していてもよく、または非対称であってもよい。
【００６０】
受け部の延長タブは、省略されてもよい。
また、いくつかの実施形態では、他の種類の固定要素、たとえば代替的な前進構造を有するねじ切りされていないロック要素も使用されてもよい。また、たとえばくぎまたはかえしを有する骨固定具などの全ての種類の骨固定装置が使用されてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  骨固定要素、３  頭部、５  受け部、５ａ  第１の端部、５ｂ  第２の端部、６  ロッド、７  圧力部材、８  クランプリング、５２  凹部、５７  頭部受け部、Ｃ  中心軸。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１７ｃ】
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【図１７ｄ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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