(57)【要約】【課題】骨固定装置を提供する。【解決手段】上記骨固定装置は、骨または椎骨に固定されるべきシャンク（２；２１）を備える固定要素（１；２０）と、少なくとも２つの固定要素を接続するための接続要素（９）とを備え、接続要素は弾性材料から作られ、上記骨固定装置はさらに、シャンクに接続されて、接続要素を受け、接続要素をシャンクに接続するための受部（３；２５）と、接続要素のための座部（８；３８）とを備え、座部は受部に設けられ、上記骨固定装置はさらに、接続要素を座部に固着するために受部と係合可能なロッキング要素（１０）を備え、凹部に受けられる接続要素（９）の少なくとも一部は実質的に平滑な表面を有し、ロッキング要素（１０）は形状適合接続がもたらされるように接続要素の表面と接触する係合構造（１２）を有する。【選択図】図１
2008068091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨固定装置であって、
骨または椎骨に固定されるべきシャンク（２；２１）を備える固定要素（１；２０）と、
少なくとも２つの固定要素を接続するための接続要素（９）とを備え、前記接続要素は弾性材料から作られ、前記骨固定装置はさらに、
前記シャンクに接続されて、前記接続要素を受け、前記接続要素を前記シャンクに接続するための受部（３；２５）と、
前記接続要素のための座部（８；３８）とを備え、前記座部は前記受部に設けられ、前記骨固定装置はさらに、
前記接続要素を前記座部に固着するために前記受部と回転可能に係合できるひとつなぎのロッキング要素（１０）を備え、
凹部に受けられる前記接続要素（９）の少なくとも一部は実質的に平滑な表面を有し、前記ロッキング要素（１０）は前記接続要素の表面と接触する係合構造（１２）を有する、骨固定装置。
【請求項２】
前記座部（８；３８）は、前記接続要素（９）の前記表面と接触する係合構造（１１；３９）を備える、請求項１に記載の骨固定装置。
【請求項３】
前記ロッキング要素（１０）の前記係合構造（１２）および前記座部（８；３８）の前記係合構造（１１；３９）は、前記接続要素の対向する側の対応する位置に配置される、請求項２に記載の骨固定装置。
【請求項４】
前記座部（８；３８）の前記係合構造（１１；３９）は、前記接続要素の長手方向に対して横切る方向に延在する細長い突起である、請求項１から３のいずれかに記載の骨固定装置。
【請求項５】
前記受部（３；２５）は、内部ねじ山が脚部に設けられた２つの開放した脚部を形成する実質的にＵ字型の凹部（４；３１）を有し、前記ロッキング要素（１０）は前記脚部の間に捩じ込まれるべき内部ねじである、請求項１から４のいずれかに記載の骨固定装置。
【請求項６】
前記ロッキング要素（１０）の前記係合構造は輪状突起（１２）である、請求項５に記載の骨固定装置。
【請求項７】
前記係合構造は突起を備える、請求項１から６のいずれかに記載の骨固定装置。
【請求項８】
前記係合構造は窪みを備える、請求項１から７のいずれかに記載の骨固定装置。
【請求項９】
前記受部（３）は、２つの開放した脚部（６，７）を形成する実質的にＵ字型の凹部（４）を有し、前記座部（８）は前記凹部の底部に設けられる、請求項１から８のいずれかに記載の骨固定装置。
【請求項１０】
前記骨固定要素（２０）は前記受部（２５）に旋回可能に接続され、前記座部（３８）は、前記受部において可動でありかつ圧力が圧力要素にかけられると前記骨固定要素の角度位置をロックする前記圧力要素（３５）に設けられる、請求項１から８のいずれかに記載の骨固定装置。
【請求項１１】
前記接続要素はエラストマー材料から作られる、請求項１から１０のいずれかに記載の骨固定装置。
【請求項１２】
前記接続要素はロッドである、請求項１から１１のいずれかに記載の骨固定装置。
【請求項１３】
前記接続要素（９）の前記表面は突起および／または窪みを持たない、請求項１から１２のいずれかに記載の骨固定装置。
【請求項１４】
前記ロッキング要素の前記係合構造は、間接的な形状適合接続を作り出すために前記接続要素の前記表面と係合する、請求項１から１３のいずれかに記載の骨固定装置。
【請求項１５】
前記座部の前記係合構造は、間接的な形状適合接続を作り出すために前記接続要素の前記表面と係合する、請求項２から１３のいずれかに記載の骨固定装置。
【請求項１６】
前記受部における前記接続要素のロッキングは、前記ロッキング要素の、前記接続要素との間接的な形状適合接続の一部とともに摩擦接続によって達成される、請求項１から１５のいずれかに記載の骨固定装置。
【請求項１７】
前記ロッキング要素と前記受部との間の接続はねじ式接続である、請求項１から１６のいずれかに記載の骨固定装置。
【請求項１８】
前記ロッドは前記座部と前記ロッキング要素との間に締め付けられ、前記座部の外形および前記ロッキング要素の外形は前記ロッドの外形から外れる、請求項１から１７のいずれかに記載の骨固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、骨の動的安定化のため、特に脊椎の動的安定化のための骨固定装置に関する。この発明は、平滑な表面を有しかつ弾性材料から作られる可撓性ロッドと接続され得る骨固定要素を備える。
【背景技術】
【０００２】
骨ねじと弾性材料から作られる可撓性ロッドとを備える骨固定装置は、ＥＰ  １  ３６４  ６２２  Ａ２号およびＥＰ  １  ５２７  ７４２  Ａ１号から公知である。ロッドは、骨ねじの受部の底部に設けられたリブ構造と協働して形状適合接続を形成する波形の表面を有する。ＥＰ  １  ５２７  ７４２  Ａ１号に従う骨固定装置はさらに、ロッドの波形の表面と係合するリブ構造を有する閉鎖要素を備える。傾斜を回避するために、リブ構造に対するロッドの波形の表面の位置決めは、受部にロッドを正確に挿入することを要する。さらに、連続的な位置決めは可能ではない。これによって、受部に対するロッドの位置の調節が困難になり、時間を要するものになる。
【０００３】
ＵＳ  ２００４／０１３８６６０  Ａ１号は、剛性ロッドを骨ねじの受けボディにロックするためのロッキングキャップアセンブリを開示する。ロッキングキャップアセンブリは、内側ロッキング要素と外側ロッキング要素とを含む。外側ロッキング要素はナットのような部材であり、内側ロッキング要素は外側ロッキング要素に回転可能に接続される。内側ロッキング要素は、ロッドに面する側に、ロッドと接触する輪状の変形可能な接触要素を有する。外側ロッキング要素を締めると、変形可能な要素は変形し、ロッキングキャップアセンブリが必要な程度まで締められたかどうかを外科医が判断できるように外科医にフィードバックをもたらす。一例では、変形可能な要素は、ロッドに冷間溶接される変形可能な金属製リングである。
【特許文献１】ＥＰ  １  ３６４  ６２２  Ａ２号
【特許文献２】ＥＰ  １  ５２７  ７４２  Ａ１号
【特許文献３】ＵＳ  ２００４／０１３８６６０  Ａ１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の目的は、弾性材料から作られる可撓性ロッドとともに使用されることができ、かつ便利に取扱うことができるが同時に安全なロッキングをもたらす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】
【０００５】
この目的は請求項１に記載の骨固定装置によって解決される。さらなる展開は従属請求項に提示される。
【０００６】
骨固定装置は、ロッキング要素を締める間にロッドの弾性材料の変形がロッドの一体構造を損なうことなく弾性ロッド、受部およびロッキング要素の間の間接的または動的な形状適合接続を引起すという利点を有する。
【０００７】
ロッドが平滑な表面を有するので、ロッドの連続的な位置決めが可能である。
骨固定装置はさらに、ロッドの長手方向の軸に沿った方向へのロッドの材料の流動が最小限に抑えられるという利点を有する。
【０００８】
ロッドの固着は少数のパーツで達成される。したがって、固着の確実性を失うことなく
手術中の骨固定装置の取扱いを容易にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面と併せて実施例の以下の詳細な説明を参照することによって明らかになり、最もよく理解されることになる。
【００１０】
図１から図４に示すように、第１の実施例に従う骨固定装置は、骨ねじ山を有するシャンク２と、一端に先端部と、反対の端部に受部３とを有する単軸骨ねじの形態の骨固定要素１を備える。受部３は、実質的に円筒形をしており、２つの自由な脚部５、６を形成する実質的にＵ字型の凹部４を備える。雌ねじ７が脚部に設けられる。Ｕ字型の凹部の底部は、ロッド９を受けるための座部８を形成する。ロッド９はいくつかの骨固定要素を接続するために用いられる。ロッド９を凹部４に留めるために、脚部５、６の間に捩じ込まれることができる内部ねじ１０の形態のロッキング要素が設けられる。
【００１１】
特に図１および図４に見ることができるように、複数のリブのような突起１１が座部８の表面上に設けられる。リブのような突起１１は、凹部４の長手方向の軸Ｌに垂直な方向に延在し、したがって、ロッド９の長手方向の軸ＬRに垂直に延在する。示される実施例では、突起１１は丸みを帯びた先端部を有する実質的に三角形の断面を有する。突起１１の長さは、座部８に対応するＵ字型を形成するようなものである。突起１１は雌ねじ７からある距離のところで終了する。リブのような突起１１の各々またはいくつかは、座部の表面に窪みをもたらす溝のような凹部において、片側または両側に突き出ていてもよい。代替的には、突起のうちの１つまたはいくつかに隣接する座部の表面に１つまたはいくつかの窪みが設けられ得る。
【００１２】
ロッド９は、弾性の可撓性の生体適合性材料、好ましくはプラスチックから作られる。たとえば、ロッド９は、ポリカーボネートポリウレタンまたはポリカーボネートウレタン（polycarbonateurethane）（ＰＣＵ）に基づくエラストマー材料から作られる。したがって、ロッドは外部荷重がかかった状態で弾性変形を示す。
【００１３】
脚部５、６の間に捩じ込まれるべき内部ねじ１０は、ロッド９に面する側１０ａに、中央空洞を有する環状リブの形態の輪状突起１２を備える。特に図４に見ることができるように、輪状突起１２の断面は、座部のリブのような突起１１の断面と類似している。輪状突起１２がロッド９と接触すると、２つの接触エリア１２ａおよび１２ｂが設けられ、そこでは輪状突起がロッドを押す。輪状突起１２の直径は、接触エリア１２ａ、１２ｂと２つの外側のリブのような突起の接触エリア１１ａおよび１１ｂとがそれぞれに、受部３の中央軸Ｃに平行な垂線Ｖａ、Ｖｂ上で、ロッド９の表面の対向する側に位置するようなものである。
【００１４】
骨固定要素１および内部ねじ１０は、生体適合性の剛性材料、好ましくはチタンまたはチタン合金などの金属から作られる。
【００１５】
使用する際には、まず、少なくとも２つの骨固定要素１が、隣接する椎骨、たとえば椎骨の茎に捩じ込まれる。その後、ロッド９が、座部８に据付けられるまで受部３に挿入される。その後、内部ねじ１０を捩じ込むことによってロッドはその位置にロックされる。内部ねじ１０がまだ締められていない場合、依然としてロッドの位置を段のない態様で調節できる。なぜならロッドが平滑な表面を有するためである。ロッドの位置を調節した後、輪状突起１２がロッドの表面と接触するまで内部ねじ１０が締められる。図４に見ることができるように、輪状突起の対向する部分１２ａおよび１２ｂはロッドの表面を押し下げる。同様に、リブのような突起１１は下からロッドの表面を押している。突起はロッドの表面の完全性を損なうことはない。ロッドは、圧力がかかった状態で流動し始める。こ
の材料の流動は結果的に間接的な形状適合接続をもたらす。直接的な摩擦力および間接的な形状適合力の組合せによって、ロッドが所定の位置に保持される。
【００１６】
輪状突起１２の直径は、最も外側のリブのような突起１１の間の距離に等しいか、またはその距離よりも大きい可能性がある。図５ａに見ることができるように、座部の突起によって形成された係合構造およびロッドの対向する表面部分上の対応する場所にロッキング要素上の突起によって形成された係合構造の１つの構成は形状適合接続をもたらし、この形状適合接続は、ロッド９の長手方向に作用する力Ｆに耐性がある。
【００１７】
図５ｂに示すロッドに関して座部の突起およびロッキング要素の突起が交互になった構成も上述の間接的な形状適合接続を引起すが、この間接的な形状適合接続は、ロッドの軸方向に作用する力Ｆに対する耐性がより少ない。力Ｆが大きい場合、図５ｂに示す接続はロッドの波状のような動きを防ぐことができず、したがって、ロッドの固着がより少なくなる。
【００１８】
内部ねじの輪状突起によって、充填部品または圧力部品を用いる代わりに係合構造がロッキング要素自体に設けられることが可能である。
【００１９】
図６から図１４は、骨固定装置の第２の実施例を示す。骨固定装置は、骨ねじ山を有するシャンク２１と、一端に先端部と、反対の端部に球形の頭部２２とを有するねじ要素を有する多軸骨ねじの形態の骨固定要素２０を備える。捩じ込みツールと係合するための凹部２３が、シャンクの反対側の頭部２２の側に設けられる。
【００２０】
骨固定要素２０はさらに、第１の端部２６と、第１の端部と反対側の第２の端部２７と、第１の端部および第２の端部の平面と交差する中央軸Ｃとを有する受部２５を備える。第１の端部から、第２の端部から予め定められた距離の所まで延在するボア２９が、中央軸Ｃと同軸上に設けられる。第２の端部２７に開口３０が設けられ、その直径はボア２９の直径よりも小さい。頭部２２は、シャンクが開口３０を通って延在する状態で受部２５に旋回可能に保持される。
【００２１】
受部２５はさらに、第１の端部２６から始まり、第２の端部２７の方向に延在する実質的にＵ字型の凹部３１を有する。Ｕ字型の凹部によって、雌ねじ３４を有する２つの自由な脚部３２、３３が形成される。
【００２２】
外径がボア２９の内径よりも僅かに小さい実質的に円筒形の構造の圧力要素３５が設けられ、圧力要素３５は受部のボア２９に導入されることができ、軸方向に動かされることが可能である。圧力要素３５は、第２の端部２７の方に向く下方側に球形の凹部３６を備え、その半径はねじ要素の球形の頭部２２の半径に対応する。反対側に、圧力要素３５は、中央軸Ｃに対して横切って延在するＵ字型の凹部３７を備える。この凹部の横径は、受部２５に受けられるべきロッド９が凹部３７に挿入されることができ、その中に横方向に誘導されることができるように選択される。Ｕ字型の凹部３７の深さは、組立てられた状態で、ロッドがＵ字型の凹部３７に置かれるときに、凹部の脚部３７ａ、３７ｂがロッドの上面まで延在するように選択される。好ましくは、凹部３７の深さはロッド９の直径に等しい。リブのエリアにおける凹部の横径および／または凹部３７の深さは、ロッドの材料の局所的な塑性流動を可能にするようにロッドの直径よりも僅かに大きい可能性がある。
【００２３】
圧力要素３５のＵ字型の凹部の底部３８はロッド９のための座部を形成する。第１の実施例と同様に、複数のリブのような突起３９が座部３８の表面上に設けられる。示される実施例では、Ｕ字型の凹部３７の長手方向の軸ｌに対して横切る方向、したがってロッド
９の長手方向の軸ＬRに対して横切る方向に延在する２つのリブのような突起３９が存在する。さらに、圧力要素は、捩じ込みツールで頭部２２の凹部２３にアクセスできるようにするために同軸ボア４０を備える。
【００２４】
ロッキング要素は、ロッド９に面する側１０ａに輪状突起１２を有する、第１の実施例におけるのと同様の内部ねじ１０である。輪状突起１２の寸法は、図８に示すように、ロッドの対向する側で、輪状突起１２の、ロッドとの接触エリア１２ａおよび１２ｂが、圧力要素のリブのような突起の接触エリア３９ａ、３９ｂに対応する位置に位置するようなものである。
【００２５】
圧力要素３５および内部ねじ１０の寸法は、組立てられた状態で、内部ねじの下方側１０ａが圧力要素の脚部の上部端部面４１ａ、４１ｂの上に載るようなものである。圧力要素の突起３９および内部ねじの輪状突起１２の寸法は、ロッドの表面の完全性を損なうことなく間接的な形状適合とともにプレス嵌めによる安全な固着が達成されるようなものである。
【００２６】
使用する際には、骨固定要素２０は予め組立てられる。すなわち、骨ねじが受部に旋回可能に保持され、圧力要素が挿入され、圧力要素のＵ字型の凹部が受部のＵ字型の凹部と整列する位置に僅かに保持される。骨固定要素が骨に捩じ込まれ、骨ねじに対する受部の角度位置が調節される。ロッド９が挿入され、内部ねじ１０がロッドを締め付けるまで下に締められる。締め付けの機能は第１の実施例におけるものと同一である。締めると、内部ねじは圧力要素の上部端部面４１ａ、４１ｂを押し、したがって、頭部２２の方に圧力要素を下に押し、頭部の角度位置を受部にロックする。
【００２７】
内部ねじの下方側１０ａが圧力要素の上部端部面４１ａ、４１ｂの上に載るので、突起１２、３９がロッドを押すときの弾性ロッド９の材料の流動は、受部２５における頭部２２の固着を緩めることには繋がらない。
【００２８】
ロッドの一体構造を損なうことなく突起３９、１２をロッドの表面に押し込むことによってロッドのロッキングが達成されるので、第２の調節が可能である。
【００２９】
上述の実施例の変更が可能である。
リブのような突起の数は変化してもよい。ロッキング要素および座部の表面に設けられたリブのような突起のみを有する代わりに、突起および窪みの組合せが設けられ得る。したがって、これによって、突起がロッドの表面を押すときに移動する材料が窪みに流動して形状適合接続を生成できるようになる。有利に、突起および窪みの体積は、材料の流動が完了した後、受部との接続領域におけるロッドの体積の大きさが以前とほぼ同じであるように類似しているか、または同じ大きさを有する。
【００３０】
突起および／または窪みはリブまたは溝のような構造を有する必要はなく、任意の形状を有し得る。ロッドの表面と接触する突起は、輪状とは別の形状を有し得る。外部荷重に依存して、ロッキング要素とロッドとの間または座部とロッドとの間にそれぞれに間接的な形状適合を作り出すためにロッドの表面に沈み込むように成形された少なくとも１つの歯が設けられるべきである。ロッキング要素上の突起の輪状構造は、回転の動きによってロッキング要素を締めることを容易にするので好ましい。
【００３１】
ロッドは円形の断面を有する必要はない。ロッドは楕円形、長方形または正方形の断面を有し得る。
【００３２】
第２の実施例では、圧力要素に設けられたボア４０を通って材料が流出することを回避
するために、骨固定要素が骨に捩じ込まれた後ボアを閉じるためのキャップが設けられ得る。
【００３３】
ロッキング要素も変更され得る。たとえば、ロッキング要素は同軸のピンを有するナットである可能性があり、同軸のピンはナットとひとつなぎの状態で形成される。ピンはロッドの表面と接触する突起を有する。この場合、受部の自由な脚部はナットのねじ山と協働する雄ねじを有する。上述の第２の実施例では、骨固定要素は上から受部に導入される。しかしながら、骨固定要素は、可能にするように受部が構築されるならば、受部の下から導入されることもできる。
【００３４】
骨固定要素の頭部およびシャフトは、組立てられることができる別個のパーツとして構築され得る。
【００３５】
この発明は、骨固定要素としてのねじに限定されず、骨鉤または他の骨固定要素で実現されることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】骨固定装置の第１の実施例の分解斜視図である。
【図２】組立てられた状態の図１の骨固定装置の図である。
【図３】図１の骨固定装置のロッキング要素の斜視図である。
【図４】図１および図２の骨固定装置の一部の断面図である。
【図５ａ】この発明に従う骨固定装置の固着機構の概略図である。
【図５ｂ】別の固着機構の概略図である。
【図６】第２の実施例に従う骨固定装置の分解斜視図である。
【図７】組立てられた状態の図６に示す骨固定装置の斜視図である。
【図８】断面がロッドの軸に沿った断面図で、組立てられた状態の図７に従う骨固着装置の一部を示す図である。
【図９】線Ｍ−Ｍに沿った図８の骨固定装置の断面図である。
【図１０】第２の実施例のロッキング要素の断面図である。
【図１１】第２の実施例に従う骨固定装置の圧力要素の斜視図である。
【図１２】図１１に示す圧力要素の上面図である。
【図１３】図１１に示す圧力要素の側面図である。
【図１４】図１３における線Ｓ−Ｓに沿った、図１１に示す圧力要素の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１，２０  固定要素
２，２１  シャンク
３，２５  受部
８，３８  座部
９  接続要素
１０  ロッキング要素
１２  係合構造
【図１】
2008068091.tif 000003
【図２】
2008068091.tif 000004
【図３】
2008068091.tif 000005
【図４】
2008068091.tif 000006
【図５ａ】
2008068091.tif 000007
【図５ｂ】
2008068091.tif 000008
【図６】
2008068091.tif 000009
【図７】
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【図８】
2008068091.tif 000011
【図９】
2008068091.tif 000012
【図１０】
2008068091.tif 000013
【図１１】
2008068091.tif 000014
【図１２】
2008068091.tif 000015
【図１３】
2008068091.tif 000016
【図１４】
2008068091.tif 000017