(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多軸骨固定装置であって、
骨に固定されるべきシャンク（２）と頭部（３）とを有する骨固定要素（１）と；
長手方向軸（Ｃ）と、ロッド（１００）を受けるためのチャネル（５４）と、前記頭部を回動可能に保持するための収容空間（５２、５１）とを有する受け部（５、５'）と；
前記受け部に位置決めされ、前記頭部上に圧力をかけて前記頭部を前記受け部にロックするように構成された圧力部材（７、７'、７''、７'''）とを含み；
前記圧力部材（７、７'、７''、７'''）は、圧力をかける表面（７５）と、自由端（７７ａ、７８ａ）を有する変形可能な部分（７７、７８；７７'、７８'；７７''、７８''）とを含み、前記変形可能な部分は少なくとも第１の構成および第２の構成をとるように構成され、前記多軸骨固定装置はさらに、
前記チャネル（５４）内に挿入可能であり、前記変形可能な部分上に力をかけるように構成されるロッキング部材（８、８'、８''）を含み；
前記頭部（３）、前記圧力部材（７、７'、７''、７'''）および前記ロッキング部材（８、８'、８''）が、前記受け部（５、５'）にあるとき、前記変形可能な部分の前記自由端（７７ａ、７８ａ）は前記受け部の支持表面（５８ａ，５９ｂ）に抗して当接し、
前記ロッキング部材（８、８'、８''）は前記チャネルにおいて長手方向に沿って可動であり、前記ロッキング部材は前記変形可能な部分（７７、７８；７７'、７８'；７７''、７８''）とまず接触し、前記変形可能な部分上に力をかけて、前記変形可能な部分を前記第１の構成から前記第２の構成にもたらし、それによって前記頭部をロックし、
前記変形可能な部分（７７、７８；７７'、７８'；７７''、７８''）は、前記第１の構成において、前記ロッキング部材が前記チャネル内に前進させられるとき、前記変形可能な部分が径方向に前記ロッキング部材（８、８'、８''）の経路内に突出するような態様で曲げられ、
前記ロッキング部材（８、８'、８''）がさらに下方に前進させられ、それによって前記変形可能な部分の内側に沿って摺動しても、前記変形可能な部分の前記第２の構成が維持され、それによって、前記ロッキング部材（８、８'、８''）は前記ロッド（１００）と接触し、前記ロッドをロックする、多軸骨固定装置。
【請求項２】
前記変形可能な部分（７７、７８；７７'、７８'；７７''、７８''）は弾性的に変形可能である、請求項１に記載の多軸骨固定装置。
【請求項３】
前記変形可能な部分（７７、７８；７７'、７８'；７７''、７８''）は、ニッケルチタン合金（ＮｉＴｉ合金）またはβチタンを含む、請求項１または２に記載の多軸骨固定装置。
【請求項４】
前記変形可能な部分（７７、７８；７７'、７８'；７７''、７８''）は、ニッケルチタン合金であるニチノールを含む、請求項３に記載の多軸骨固定装置。
【請求項５】
前記圧力部材（７、７'、７''、７'''）は主本体（７１、７２、７３）を含み、前記圧力をかける表面（７５）は前記頭部（３）に面し、前記変形可能な部分（７７、７８；７７'、７８'；７７''、７８''）は、前記圧力部材の、前記圧力をかける表面（７５）の反対側にある、請求項１〜４のいずれか１項に記載の多軸骨固定装置。 
【請求項６】
前記圧力部材（７、７'、７''、７'''）は、ロッド支持表面（７４’、７４''）のいずれの側上にも延在する少なくとも２つの直立した脚部を含み、前記脚部は各々前記変形可能な部分（７７、７８；７７'、７８'；７７''、７８''）を形成する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の多軸骨固定装置。
【請求項７】
前記脚部は各々長い部分（７７ｂ、７８ｂ；７７ｂ'、７８ｂ'；７７ｂ''、７８ｂ''）および短い部分（７７ｃ、７８ｃ；７７ｃ'、７８ｃ'；７７ｃ''、７８ｃ''）を含み、前記自由端（７７ａ、７８ａ）は前記短い部分に設けられ、前記長い部分は、前記ロッド支持表面（７４、７４'''）上に載置されるロッドの表面より高い高さまで延在する、請求項６に記載の多軸骨固定装置。
【請求項８】
前記ロッキング部材（８、８'）は、前記受け部（５、５'）と係合する第１の部材（８１）と、前記第１の部材に回転可能に接続される第２の部材（８４、８４'）とを含む、２部品ロッキング要素であり、前記第２の部材は前記変形可能な部分上に作用するように構成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の多軸骨固定装置。
【請求項９】
前記変形可能な部分（７７、７８；７７'、７８'；７７''、７８''）が、前記第１の構成にあるとき、前記圧力部材（７、７'、７''、７'''）は前記頭部（３）をクランプし、前記頭部は、ある角度的な向きにおいて維持されるが、ロックはされない、請求項１〜８のいずれか１項に記載の多軸骨固定装置。
【請求項１０】
前記圧力部材（７、７''、７'''）は単一体のピースである、請求項１〜９のいずれか１項に記載の多軸骨固定装置。
【請求項１１】
前記変形可能な部分（７７'、７８'）は、前記圧力要素の残りの部分（７１、７２、７３）に接続される別部品に含まれ、好ましくは、前記別部品のみが超弾性特性を有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の多軸骨固定装置。
【請求項１２】
前記変形可能な部分（７７、７８；７７'、７８'）は、前記第１の構成から前記第２の構成に弾性的に変形可能であり、それは、前記第２の構成にあるとき、前記ロッキング部材（８、８'、８''）が前記チャネルにおいて戻ると、自動的に前記第１の構成をとる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の多軸骨固定装置。
【請求項１３】
前記ロッキング部材（８、８'、８''）が前記チャネル（５４）において戻るとき、前記変形可能な部分（７７''、７８''）は前記第２の構成にとどまる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の多軸骨固定装置。
【請求項１４】
前記ロッド支持表面（７４'''）は、該ロッド支持表面（７４'''）の長手方向軸に垂直な平面に実質的にＶ字形の断面を有する、請求項６または７に記載の多軸骨固定装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の多軸骨固定装置と異なる直径を有する少なくとも２つのロッド（１００、１０１）とのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は多軸骨固定装置に関し、特に、脊椎手術または外傷手術における使用のための多軸骨固定装置に関する。多軸骨固定装置は、骨において係留されるべきシャンクと頭部とを有する骨固定要素を含む。頭部は、受け部において回動可能に保持され、圧力部材を介してその上に圧力をかけることによって、ある角度でロックすることができる。受け部で、骨固定要素は、ロッキング部材によって固定することができる安定化ロッドに結合することができる。圧力部材は変形可能な部分を含む。まず、ロッキング部材は、圧力部材に、変形可能な部分を変形させる荷重をかけ、それによって頭部はロックされる。その後、ロッキング部材はロッドと接触し、ロッドをロックする。多軸骨固定装置は、ロッキング部材と係合する単一の駆動部分を有する用具を用いて、連続的な態様で頭部およびロッドをロックすることを可能にする。
【背景技術】
【０００２】
米国８，０８８，１５２  Ｂ１は、頭部部品とその上に回動可能に取付けられるシャフトとを有する少なくとも１つの骨ねじを含む整形外科用の保持システムを記載する。クランプスリーブは、頭部部品に取付けられ、それは、ねじ切りシャフトにその上側から押圧されることにより、ねじ切りシャフトを頭部部品に対して固定することができる。さらに、クランプ装置が設けられ、それによって、クランプスリーブおよび保持バーが頭部部品内に押圧される。クランプ装置は、クランプ装置の作動中においてクランプ位置内に変位させられる、弾性的に変形可能な圧力要素を含む。
【０００３】
米国２０１２／０２５３４０８  Ａ１は、遠位部分、受け部部分および近位部分を含む骨ねじアセンブリのためのブッシングを記載する。遠位部分は、骨ねじの頭部と係合する遠位の係合表面を含む。受け部部分は固定ロッドを受ける。近位部分は、ロッキング部材と係合する近位係合表面と、ロッキング部材によってかけられる力に基づいて第１の構成から第２の構成に変形する変形可能な部分とを含む。
【０００４】
米国２０１３／０３４５７６１  Ａ１は、シャンクおよび頭部を有する骨固定要素と、シャンクに回動可能に結合され、ロッドを受けるためのチャネルを有する受け部とを含む多軸骨固定装置を記載する。圧力部材が受け部に配置され、頭部上に圧力をかけて頭部を受け部においてロックするよう構成される。圧力部材は変形可能な部分を有する。ロッキング部材によって圧力部材にかけられた荷重は頭部をクランプし、その後圧力部材と接触し、変形可能な部分は変形され、ロッキング部材はロッドと接触し、ロッドをクランプする。
【０００５】
公知の装置は、まず頭部を受け部にロックし、その後ロッドをロックすることを、単一の器具で、連続的な態様で可能にするが、かけられるべき必要なロッキング力が高い。これは、ロッドをクランプおよびロックする最終ステップが圧力要素の変形可能な部分の変形を伴うという事実から結果として生じる。変形に対して必要な力はクランプのために失われる。したがって、ロッドを安全にロックするためには、相対的に大きな力をかけなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国８，０８８，１５２  Ｂ１
【特許文献２】米国２０１２／０２５３４０８  Ａ１
【特許文献３】米国２０１３／０３４５７６１  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の目的は、単一の駆動部分を有する器具で頭部およびロッドの連続的なロックを可能にし、ロックのためにかけられるべく必要な力を低減する多軸骨固定装置を提供することである。加えて、この発明の目的は、そのような多軸骨固定装置と異なる直径を有する少なくとも２つのロッドとのシステムであって、低減された力がロックのためにかけられる連続的なロッキング機能を与えるシステム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に記載の多軸骨固定装置、および請求項１５に記載のシステムによって解決される。さらなる展開については従属請求項に示されている。
【０００９】
多軸骨固定装置は、頭部上に圧力をかける、圧力をかける表面と、受け部に支持される自由端を有する変形可能な部分とを有する圧力部材を含む。ロッキング部材で、力が変形可能な部分上にかけられ、それを第１の構成から第２の構成に変形し、圧力部材によって頭部上にかけられる圧力は増大する。これによって、変形可能な部分は、角度のある構成から実質的に真っすぐな構成に変形するトグルレバーの態様で機能する。ロッドのロックのために、ロッキング部材は、圧力要素の変形可能な部分のそれ以上の変形なしに、さらに前進させられ締められる。したがって、圧力要素の変形による力の損失が低減される。これは、ロッド上に作用する、より高いクランプ力を可能にし、次いで、ロックの安全性を増大させる。
【００１０】
一実施の形態では、圧力要素の変形可能な部分は弾性的に変形可能であり、高弾性材料、特にニッケルチタン（ＮｉＴｉ）−合金、特にニチノール、または、たとえば、βチタンのような、超弾性特性を有する材料を含む。この実施の形態では、変形可能な部分の高弾性のため、変形中の力の損失をさらに低減することができる。
【００１１】
一実施の形態では、圧力要素はそのような高弾性材料から形成された単一体のピースであり得る。他の実施の形態では、変形可能な部分のみが高弾性材料から形成され、他の材料から製造されてもよい圧力要素の残りの部分に取付けられる。これは製造コストを低減し、製造を容易にすることができる。変形可能な部分の弾性のため、圧力部材とそれと相互に作用する部品とのサイズ許容差を均衡させることができる。
【００１２】
さらなる実施の形態では、ロッキング部材が緩められても、頭部のロックは第２の構成において圧力要素によってかけられる圧力によって維持される。したがって、頭部が依然としてロックされた角度位置にとどまりながら、さらなるロッド位置の調整が可能である。変形可能な部分の位置は器具の適用によって第１の構成に変えることができる。
【００１３】
多軸骨固定装置により、まず頭部がロックされ、その後ロッドが固定されることが、単一の駆動部分を有する単一の器具の適用によって行なわれるような態様での、連続的なロックが可能である。これは手術中の多軸骨固定装置の取扱いを容易にする。
【００１４】
さらなる実施の形態では、圧力要素は受け部において第１の構成で位置決めされ、それは頭部上に圧力をかけ、ロック前に頭部を摩擦によって所望の角度の向きで維持する。これは、ロッドを挿入する前に骨固定要素に対する受け部の向きの調整をさらに容易にする。
【００１５】
多軸骨固定装置は頂部装填型であってもよく、骨固定要素は、頂部側、つまりロッキング部材が挿入される側から受け部に挿入される。代替的に、それは底部装填型であってもよく、骨固定要素の頭部は、底部側、つまりロッキング部材の反対側からから受け部に挿入される。
【００１６】
さらなる実施の形態では、ロッドを支持するための圧力部材の支持表面は、異なる直径を有するロッドを支持するよう構成される。これは、ロッドのサイズとは無関係に１つの単一の多軸骨固定装置を伴う連続的なロッキング機構を用いることを可能にする。
【００１７】
この発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面による実施の形態の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置の斜視分解図である。
【図２】組付けられた状態における、第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置の斜視図である。
【図３】第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置の受け部の頂部からの斜視図である。
【図４】第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置の受け部の底部からの斜視図である。
【図５】図３および図４の受け部の上面図である。
【図６】図５の線Ａ−Ａに沿った、図３および図４の受け部の断面図である。
【図７】第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置の圧力部材の斜視図である。
【図８】第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置のロッキング部材の斜視分解図である。
【図９】図８のロッキング部材の回転の中心軸を含む面においてとられる、図８のロッキング部材の断面図である。
【図１０ａ】連続的な態様において頭部およびロッドをロックするために受け部にロッキング部材を挿入し前進させるステップを示す、第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置の断面図である。
【図１０ｂ】連続的な態様において頭部およびロッドをロックするために受け部にロッキング部材を挿入し前進させるステップを示す、第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置の断面図である。
【図１０ｃ】連続的な態様において頭部およびロッドをロックするために受け部にロッキング部材を挿入し前進させるステップを示す、第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置の断面図である。
【図１０ｄ】連続的な態様において頭部およびロッドをロックするために受け部にロッキング部材を挿入し前進させるステップを示す、第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置の断面図である。
【図１０ｅ】連続的な態様において頭部およびロッドをロックするために受け部にロッキング部材を挿入し前進させるステップを示す、第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置の断面図である。
【図１０ｆ】連続的な態様において頭部およびロッドをロックするために受け部にロッキング部材を挿入し前進させるステップを示す、第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置の断面図である。
【図１１】第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置の修正された圧力要素の斜視分解図である。
【図１２】２部品ロッキング部材のさらなる修正の斜視分解図である。
【図１３】第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置の修正されたロッキング部材の斜視図である。
【図１４】図１３のロッキング部材の断面図である。
【図１５ａ】連続的な態様において頭部およびロッドをロックするためにロッキング部材を挿入し前進させるステップを示す、第２の実施の形態に従う多軸骨固定装置の断面図である。
【図１５ｂ】連続的な態様において頭部およびロッドをロックするためにロッキング部材を挿入し前進させるステップを示す、第２の実施の形態に従う多軸骨固定装置の断面図である。
【図１５ｃ】連続的な態様において頭部およびロッドをロックするためにロッキング部材を挿入し前進させるステップを示す、第２の実施の形態に従う多軸骨固定装置の断面図である。
【図１５ｄ】連続的な態様において頭部およびロッドをロックするためにロッキング部材を挿入し前進させるステップを示す、第２の実施の形態に従う多軸骨固定装置の断面図である。
【図１６】異なる直径を有する２つのロッドを含む多軸骨固定装置のシステムの斜視分解図である。
【図１７ａ】挿入されたロッドが異なる直径を有する多軸骨固定装置の断面図である。
【図１７ｂ】挿入されたロッドが異なる直径を有する多軸骨固定装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
第１の実施の形態に従う多軸骨固定装置が図１および図２に示される。それは、ねじ切り部分を有するシャンク２と頭部３とを有する固定要素１を含む。頭部３は、球形に形状化された外側表面部分と、シャンク２と反対側に用具との係合のための凹部４とを有する。受け部５は骨固定要素１をロッド１００に連結するために設けられる。多軸骨固定装置は底部装填型であり、つまり骨固定要素１は底部端から受け部５に挿入される。頭部３を受け部において保持するために、保持器要素６が設けられる。加えて、骨固定要素１の頭部３上に圧力をかけるために、圧力部材７が受け部に配置される。頭部３およびロッド１００のロックのために、受け部内に挿入可能なロッキング部材８が設けられる。
【００２０】
図１〜図６をさらに言及して、受け部５は、第１の端部または頂部端５ａ、および第２の端部または底部端５ｂを有し、頂部端５ａおよび底部端５ｂを通り抜ける長手方向軸Ｃを有する実質的に円筒形の構築物である。長手方向軸Ｃと同軸に、第１の同軸ボア５１が、頂部端５ａから、底部端５ｂからの予め定められる距離まで、延在して設けられる。第１のボア５１より小さい直径を有する第２の同軸ボア５２が、底部端５ｂから第１のボア５１内に延在し、それは頭部３のための収容空間として働く。第２のボア５２によって、頭部３の外径より大きい内径を有する底部開口部５２ａが、底部端５ｂに形成される。これは底部端５ｂから開口部５２ａを通して頭部３を挿入することを可能にする。さらに、第２の端部５ｂからある距離に、環状溝５３が保持器要素６を収容するために設けられる。第２のボア５２の軸方向長は、頭部３が保持器要素６によって保持されるときに頭部３の最上部部分が圧力要素７によって係合されるよう第１のボア５１内に突出するような長さである。第１のボア５１の直径は第２のボア５２の直径ほど大きくある必要はないことが注目される。
【００２１】
受け部５は、頂部端５ａで始まり、底部端５ｂの方向に延在する、Ｕ字形の凹部５４をさらに含む。Ｕ字形の凹部５４によって、ロッド１００を受けるためのチャネルを規定する、２つの自由な脚部５５および５６が形成される。頂部端５ａに近接して、雌ねじ５７が脚部５５および５６の内側表面に設けられる。示された実施の形態では、雌ねじ５７は、実質的に水平の上側および下側ねじ筋フランクを有する平坦なねじ筋である。任意の他のねじ筋形式を雌ねじ５７に対して用いることができるが、脚部の遊びを低減するか除去するねじ筋形式が好ましい。
【００２２】
図３および図６に特に示されるように、２つの凹部５８および５９が脚部の内側壁にそれぞれ形成され、圧力要素７の一部をそこに収容するという目的を有する。凹部５８、５９は、周方向において実質的に各脚部５５および５６の中央に、および軸方向においてねじ筋５７の下側部分に、位置する。凹部５８および５９の上側壁５８ａ、５９ａまたは上側角部は、以下に説明されるように、圧力部材７に対する支持を形成する。
【００２３】
図１、図７および図１０ａ〜図１０ｆにおいて理解できるように、圧力部材は、実質的に円筒形の切片状に形状化された中央部分７１と、対向する側部に設けられ、円筒形の外側表面部分を有する２つの側部フランジ７２、７３とを有する。圧力部材のフランジ７２、７３間の頂部表面７ａには、ロッド支持表面７４が、実質的に円筒形の切片形状化された凹部の形式で、円筒軸が、受け部５の中心軸Ｃと一致する中心軸Ｃに垂直である状態で、設けられる。円筒形の切片状に形状化されたロッド支持表面７４の半径は、その上に支持されるべきロッド１００の半径と一致する。圧力要素７は、さらに、上側表面７ａの反対に、球形の頭部３の半径と一致する球体の半径を有する実質的に球形の凹部７５を含む。凹部７５の内側表面は、圧力をかける表面を形成する。凹部７５の下側縁部は、圧力部材７の底部端７ｂを形成する。加えて、ドライバまたは別の器具での頭部３へのアクセスを可能にするために、同軸の貫通穴７６が中央部分７１を通って延在する。
【００２４】
２つの直立アーム７７、７８は上側表面７ａから突出する。アーム７７、７８は、フランジ７２および７３の上側表面７ａの実質的に中間に位置決めされ、実質的に矩形断面を有し、その矩形の長辺は、ロッド支持表面７４の円筒軸と実質的に平行である。ロッド支持表面７４の円筒軸と平行な方向におけるアーム７７、７８の幅は、それぞれ、この方向におけるフランジ７２および７３の幅より小さい。さらに、ロッド支持表面の円筒軸に垂直な方向におけるアーム７７、７８の幅は、この方向におけるフランジ７２および７３の幅より小さく、そのため、アーム７７および７８はフランジ７２および７３の縁部とは離れて離間される。アーム７７、７８の厚みは上方向に減少する。
【００２５】
各アーム７７、７８は自由端７７ａ、７８ａを含む。上側表面７ａに近接して、アーム７７および７８は縦に延在する長い部分７７ｂ、７８ｂを有する。長い部分の端部から、短い部分７７ｃ、７８ｃが、径方向に外方向に、長い部分から遠ざかるように、実質的に９０度以上の角度で延在する。長い部分７７ｂ、７８ｂは、短い部分７７ｃ、７８ｃの長さの２倍以上を有してもよい。アームのサイズは、長い部分７７ｂ、７８ｂがロッド支持表面７４上に配置されるロッドの上側表面より上を延在するようなサイズである。
【００２６】
この実施の形態では、圧力部材７は単一体のピースである。それは完全に高弾性材料から形成されてもよい。そのような材料はたとえば超弾性特性を有する金属または金属合金であり得る。そのような金属合金は、たとえばニチノールのようなニッケルチタン合金（ＮｉＴｉ合金）、またはβチタンであり得る。しかしながら、必要な高弾性を与えることができる他の材料も適用可能である。
【００２７】
その形状および材料のため、アーム７７および７８は可撓性がある。特に、第１の構成では、アーム７７、７８は、それらが図７に示されるような曲げられた形状によって規定される静止位置にあり、短い部分７７ｃ、７８ｃは、長い部分７７ｂ、７８ｂとの鈍角を含む。第２の構成では、アーム７７および７８は変形され、短い部分７７ｃ、７８ｃと長い部分７７ｂ、７８ｂとの間の角度が増大され、長い部分が外方向に撓ませられてもよい。第２の構成では、荷重をアーム７７および７８を通して頭部３上に伝えることができる。言いかえれば、圧力要素７は、受け部５と頭部３との間で作用する、アームによって形成されるトグルレバーのシステムと同様に振舞い、アームの曲げ領域は回転の中間点に対応する。
【００２８】
図１０ａ〜図１０ｆにおいて特に理解できるように、圧力部材７が受け部５に挿入され、アーム７７、７８の自由端７７ａ、７８ａが凹部５８、５９において支持表面５８ａ、５９ａに抗して当接すると、第１のボア５１の底部から下側縁部７ｂの距離が依然としてあるように、圧力部材は第１のボア５１に収容される。
【００２９】
図１および図１０ａ〜図１０ｆに示されるように、保持要素６は、保持要素６を径方向に圧縮可能および拡張可能にするスロット６１を有する、スロットを設けられたリングとして形成される。保持要素６の外側寸法は、保持要素６がわずかに圧縮した態様で溝５３に挿入することができ、予圧下で溝５３に保持されるようなサイズである。
【００３０】
ここで図１および図２ならびに図８〜図１０ｆを特に参照して、ロッキング部材８は、止めねじ８１と、止めねじ８１に回転可能に接続される座金８４とを含む、２部品ロッキング部材である。より詳細には、止めねじ８１は、脚部５５および５６の雌ねじ５７と係合するように構成され、その上側にドライバのための係合部分８２を有する。貫通穴８３がそれの下側に設けられてもよい。座金８４は、貫通穴８３を通って延在し、リベット状の接続を与えるために他方側で変形される、中央の同軸ピン８５で、止めねじ８１に接続されてもよい。座金８４の下側端縁８４ａは丸み付けられている。これは、ロッキング部材８と圧力部材７との間の円滑な滑り接触を保証する。座金８４は止めねじ８１と同じ外側輪郭を有してもよい。
【００３１】
受け部５、保持要素６、骨固定要素１およびロッキング部材８は、圧力部材７の材料とは異なる材料から形成することができる。特に、材料は、ステンレス鋼、チタンのような身体適合性金属もしくは金属合金またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のような身体適合性プラスチックのような、任意の身体適合性材料であり得る。部品はすべて同じ材料、または異なる材料であり得る。さらなる実施の形態では、多軸骨固定装置のすべての部品は圧力部材７と同じ材料であり得る。
【００３２】
骨固定装置は予め以下のように組付けられてもよい。第１のアセンブリ方法では、骨固定要素１の頭部３は下側開口部の５２ａを通して受け部５に挿入される。次いで、保持要素６が圧縮されて溝５３に挿入される。一旦保持要素６が溝５３に入ると、頭部３は保持要素６によって回動可能に保持され、下側開口部５２ａを通って取外すことはできない。代替のアセンブリ方法では、保持要素６が溝５３に入れられ、骨固定要素１は受け部の頂部端５ａを通って挿入され、シャンク２は下側開口部５２ａを通って延在し、頭部３は保持要素６上に載置される。保持要素６は、頭部３が受け部５の下側開口部５２ａを通って引かれるのを防ぐ。
【００３３】
圧力要素７は、頂部端５ａを通って、ロッド支持表面７４の円筒軸が受け部のＵ字形の凹部５４の長手方向軸と整列する向きに、挿入される。圧力要素７のアーム７７、７８は、挿入中において互いに向かってわずかに圧縮され、図１０ａ〜図１０ｆに示されるように、アーム７７、７８の自由端７７ａ、７８ａは、受け部の凹部５８および５９内に留まり、それぞれ、凹部５８、５９の上側壁５８ａ、５９ａによってそこに支持される。圧力要素７の、圧力をかける表面７５は、少なくとも部分的に頭部３の外側表面と接触する。圧力要素７の寸法は、組付けられた状態において、頭部３がしかしなおロックされていないときに、圧力をかける表面７５と頭部３との間の摩擦によるロック前に、圧力要素が、所望の角度方向で受け部５に骨固定要素１を維持する予応力を頭部３上にかけるような寸法である。
【００３４】
図１０ａ〜図１０ｃに示されるように、アーム７７、７８は、第１のボア５１の内側壁から、ある距離を有し、第１のボア５１の内側壁と、アーム７７、７８の外側表面との間に隙間があり、それは、アームが外方向に撓ませられることを可能にする。
【００３５】
多軸骨固定装置の使用および機能は図１０ａ〜図１０ｆを参照して説明される。通常、少なくとも２つの骨固定要素１が骨部分または近接する脊椎骨に挿入され、それらの受け部５はロッド１００を取るようそれらのＵ字形の凹部５４と整列される。図１０ａに示されるように、ロッキング部材８は脚部５５、５６間にねじ込められる。ロッキング部材８がさらにねじ込められると、座金８４の下側の丸み付けられた縁部８４ａは、アームの短い部分７７ｃ、７８ｃと、長い部分７７ｂ、７８ｂへの遷移部の近くで接触する（図１０ｂ）。座金８４は止めねじ８１に回転可能に接続されるので、それは、止めねじ８１が受け部５内にさらに前進させられるときは、基本的には回転しない。これは、ロッキング部材８によってアーム上にかけられる力は、実質的に軸方向および径方向の力であり、横方向力は低減される、という効果を有する。
【００３６】
ロッキング部材８は、図１０ｃおよび図１０ｄにおいて理解できるように、アーム７７、７８上にアーム７７および７８を変形させる力をかける。それによって、圧力部材７のアーム７７および７８は、より真っすぐになるような傾向がある。アーム７７、７８の自由端７７ａ、７８ａは、受け部５に支持され、圧力をかける表面７５は、それ自体は保持要素６上に支持される頭部３上に支持されるので、アームは軸方向にはより長くなることはできないが、図１０ｅに示されるようにそれらの長い部分が径方向に外方向に撓ませられる。アームの変形は頭部３上に継続的に増大する圧力を結果として生じる。
【００３７】
図１０ｅに示されるように、アーム７７および７８の長い部分７７ｂ、７８ｂは、ロッキング部材８を締める間に外方向にさらに変形され、ボア５３によって与えられる空間内に延在する。アーム７７、７８が図１０ｅに示されるような第２の構成にあるとき、頭部３は、その上にかけられる圧力によって完全にロックされる。ロッキング要素がさらに下方へ前進させられ、それによって、力をほんのわずかにしか必要とせずにアームの内側に沿って摺動しても、第２の構成が維持される。第２の構成では、ロッキング部材８がロッドと接していないので、ロッド１００は依然として可動である。
【００３８】
最後に、図１０ｆに示されるように、ロッド１００がロッキング部材８によってその上にかけられる圧力によって固定されるまで、さらなるロッキング部材８の締付けによって、ロッキング部材８をロッド表面に向かって前進させる。
【００３９】
第１の実施の形態では、ロッキング部材８を緩めると、アーム７７、７８は、それらの高い弾性のために、第１の構成に戻る。次いで、頭部３およびロッド１００の位置が再び調整され得る。
【００４０】
図１１は、圧力部材の修正を示す。第１の実施の形態の圧力部材７の部分と同一のすべての部分は、同じ参照番号を付され、その記載は繰り返されない。圧力部材７'はアーム７７'、７８'を有し、それらは、別個のピースであり、フランジ７２、７３の上側表面７ａにおける凹部７２ａ、７３ａ内に挿入可能である。別個のアーム７７'、７８'はたとえば故意でない解体を防ぐプレス嵌め接続または任意の他の接続によって圧力部材７に接続される。圧力要素７'においてはアーム７７'、７８'のみが、高弾性材料、たとえばニチノールのようなニッケルチタン（ＮｉＴｉ）合金またはたとえばβチタンのような超弾性特性を示す材料から形成される。主要部品７１およびフランジ７２、７３は、ステンレス鋼もしくはチタンまたは任意の他の身体適合性材料のような他の材料から形成される。この実施の形態で、圧力部材７'の製造は容易になり得、コストを節約することができる。
【００４１】
図１２は、修正されたロッキング部材の斜視分解図を示す。ロッキング部材８'は、止めねじ８１と、たとえばリベット状の接続によって止めねじ８１に回転可能に接続することができる座金８４'とを含む、２部品ロッキング部材である。座金８４'は、実質的に矩形の主要部分８６と、主要部分８４ａ'から対向する側部上において延在する、２つの対向する、円筒形の切片状に形状化されたフランジ８７、８８とを有する。フランジ８７、８８は、各々、縦に延在する実質的に平坦な最外表面部分８７ａ、８８ａを有し、中心軸に垂直な方向におけるその部分の幅は、実質的に圧力部材７のアーム７７、７８の幅以上である。これにより、座金８４'は、ロッキング部材８'が受け部５において前進させられるとき、中心軸Ｃに向かって面する圧力部材７のアーム７７および７８の内側表面に沿って滑らかに摺動する。実質的に平坦な垂直表面部分８７ａ、８８ａにより、座金８４'によってかけられる圧力は、アーム７７および７８上に、よりよく伝達されることができる。矩形の主要部分８６は、止めねじ８１がねじ込められるときに座金８４'が回転するのを防ぐ。したがって、アーム上に作用する横方向力の発生が回避される。
【００４２】
図１３および図１４に示されるさらなる修正では、ロッキング部材８''は単一体である。ロッキング部材８''は、係合部分８２と、係合部分８２と反対側の、斜角がつけられた下側縁部８３''とを有する、止めねじとして形成される。斜角がつけられた下側縁部８３''は、ロッキング部材８'が下方へ移動されるときに十分な圧力がアーム７７、７８上にかけられることを保証する。
【００４３】
多軸骨固定装置の第２の実施の形態を図１５ａ〜図１５ｄを参照して記載する。多軸骨固定装置の第２の実施の形態は、受け部および圧力部材の設計において、第１の実施の形態と異なる。用いられるロッキング部材は先に記載されるような１部品ロッキング部材８''である。しかしながら、先に記載されるような２部品ロッキング部材も用いることができることが注記される。
【００４４】
受け部５'は、軸方向において受け部５'のおおよそ中間に設けられる拡大されたボアセクション５１ａを含む。拡大されたボアセクション５１ａは、圧力部材のアームを変形するための、より多くの空間を与えるために働く。加えて、２つの横方向貫通ボア５５ａおよび５６ａが横断方向において脚部５５、５６の実質的に中央に位置決めされる。貫通ボア５５ａ、５６ａは、器具を用いた第１のボア５１へのアクセスを許すように構成される。
【００４５】
図１５ａに特に示されるように、圧力部材７''は先の実施の形態の圧力部材とはアームの形状の点で異なる。アーム７７''、７８''は長い部分７７ｂ''、７８ｂ''を有し、それは、圧力部材７''の上側表面７ａの近くで外方向にわずかに曲げられる。さらに、短い部分７７ｃ''、７８ｃ''は、長い部分７７ｂ''、７８ｂ''との間に、９０度または９０度よりほんのわずかに大きい角度を含む。アーム７７''、７８''の曲げ特性は、第１の実施の形態のそれとは異なる。圧力が、曲げ領域の近くで、短い部分７７ｃ''、７８ｃ''上にかけられると、アーム７７''、７８''上にかけられる圧力は垂直な長い部分７７ｂ''および７８ｂ''を外方向に変形させ、アーム７７''、７８''は近似のＳ字形（図１５ｄ）をとる。
【００４６】
図１５ａおよび１５ｂに示されるように、斜角がつけられた縁部８３''が曲げ領域の領域においてアーム７７''、７８''に当接するまで、ロッキング部材８''のねじ込めは可能である（図１５ｂ）。さらに、図１５ｃに示されるようなロッキング部材８''の前進は、アーム７７''、７８''の長い部分７７ｂ''、７８ｂ''の外方向の曲げを結果として生じる（図１５ｃ）。この構成では、頭部３上への圧力は増大される。ロッキング部材８''のさらなるねじ込めはアーム７７''、７８''の近似のＳ字形への変形を結果として生じさせ、それによって、長い部分７７ｂ''、７８ｂ''はフリップフロップのように外方向に留まる。この構成では、頭部３はロックされる。ロッキング部材８''がロッド１００の上側表面上に押圧するまで、ロッキング部材８''をさらに前進させることは、ロッド１００のロックを結果として生じる（図１５ｄ）。
【００４７】
図１５ｄに示される構成では、アーム７７''、７８''が変形し戻されない限り、アームの変形は永久的なままである。したがって、ロッキング部材８''は、頭部３の角度位置がロックされたままで、ロッド１００の位置を再調整するようねじ戻されることができる。頭部３のロックは、貫通ボア５５ａ、５５ｂを通って延在し、アーム７７''、７８''を押してそれらの元の位置に戻す器具を適用することによって、解放することができる。
【００４８】
図１６を参照して、多軸骨固定装置の第３の実施の形態が示される。第１または第２の実施の形態と同一の部品および部分は、同じ参照番号を有し、その記載は繰り返されない。圧力部材７'''は、ロッド支持表面７４'''を含み、それは、ロッド支持表面７４'''の長手方向軸に垂直な方向に実質的にｖ形状の断面を有する。これによって、異なる直径を有するロッド１００および１０１を多軸骨固定装置とともに用いることができる。図１７ａに示されるように、ロッド１００と比較して、より小さい直径を有するロッド１０１が、圧力要素７'''のロッド支持表面７４'''の上で支持される。ロッド１０１は、ロッド支持表面７４'''の長さに沿って延在する、接点Ｐ１、Ｐ２の、対向する線に沿って支持される。圧力部材７'''のアーム７７、７８は挿入されたロッド１０１の表面より上を延在する。先の実施の形態におけるように、ロッキング部材８のねじ込めは、まず頭部３のロックを行ない、その後ロッド１０１のロックを行なう。図１７ｂに示されるように、ロッド１０１より大きい直径を有するロッド１００も、ロッド１０１の場合における接点線Ｐ１、Ｐ２よりもロッド支持表面７４'''の底部からより高く位置決めされる実質的に２つの接点線Ｐ１'、Ｐ２'に支持される。ロッド１００に対しても、アーム７７および７８はロッドの表面より上を延在する。受け部５内にロッキング部材８を前進させることは、まず頭部３をロックし、その後ロッド１００をロックする。
【００４９】
これによって、多軸骨固定装置と異なる直径を有する少なくとも２つのロッドとからなるシステムを提供することができる。これは、外科医が所望の適用例によって適切なロッドを選択することを可能にする。
【００５０】
上記の記載された実施の形態の修正が考えられる。異なる実施の形態の部品および部分は混合および一致されることができる。記載されたロッキング部材のいずれかを多軸骨固定装置の第１〜第３の実施の形態に対して用いることが可能である。先に記載されたさまざまな圧力部材およびロッキング部材を選択し組合せることができる。
【００５１】
圧力部材が、変形可能な部分の自由端が受け部にある状態で支持され得、変形可能な部分の変形のための空間を提供する限り、受け部について、骨固定要素を頂部端からのみ挿入することができる典型的な頂部装填設計、または骨固定要素を底部端から挿入することができる任意の他の底部装填設計のような、他の設計が可能である。受け部は、特定の方向における拡大された回動角度が可能なように設計されてもよい。
【００５２】
第１の状態から第２の構成への変形が可能な限り、アームは多くの異なる形状を有することができる。１つの単一のアームでさえ十分であってもよい。アームは連続的なピースである必要はない。トグルレバーを形成するためにヒンジを介して接続される２つの実質的に剛性のレバーからアームを構築することが考えられる。この場合、変形は、トグルレバーを第１の角度のある構成から第２の実質的に真っすぐな構成に持って来ることにある。
【００５３】
骨固定要素のために、ねじ、爪、カニューレが挿入されたアンカー、フックなどのような、すべての種類の骨固定要素が考えられる。頭部およびシャンクは、ともに接続可能な２つのピースでさえあってもよい。頭部は、骨固定要素が受け部に関して多軸的に回動可能なように、球台形状を有するよう示されるが、頭部および／または受け部または圧力要素は回動が１つの単一面においてのみ起こり得るように設計されてもよい。
【００５４】
圧力部材の、圧力をかける表面は、頭部と直接接触状態にあってもよく、または中間部品を介して頭部と作動的に接触状態にあってもよい。
【００５５】
ロッキング部材の機能は器具によって実現することもできる。圧力部材に荷重をかけるように構成される他の種類のロッキング部材も用いることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  骨固定要素、２  シャンク、３  頭部、５，５'  受け部、７，７'，７''，７'''  圧力部材、８，８'，８''，８'''  ロッキング部材、５１，５２  収容空間、５４  チャネル、７５  圧力をかける表面、７７ａ，７８ａ  自由端、７７，７８；７７'，７８'；７７''，７８''  変形可能な部分、１００  ロッド、Ｃ  長手方向軸。
【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１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１０ｄ】
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【図１０ｅ】
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【図１０ｆ】
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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１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【図１５ｄ】
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【図１６】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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