(57)【要約】【課題】  脊髄または外傷の手術で用いられる棒形状の要素を提供する。【解決手段】  棒形状の要素は、第１の骨固定要素（２０，２１）に接続するための第１の部分（３，９，１０３）、および第２の骨固定要素（２２，２１）に接続するための第２の部分（１０，９，１１７）、ならびに力が棒軸を横断して作用するときに弾性変形することができるように設けられた第１の弾性要素（４，５，１０５）を含み、第１の部分および第２の部分は、これらが棒軸方向において互いに対して移動することができるように案内される。  脊髄または外傷の手術で用いられる安定化装置において、棒形状の要素は、安定化されるべき部分の互いに対する制御された運動を可能にし、ここで撓み運動の調整が軸方向における可動性の調整とは分離される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脊髄または外傷の手術で用いられる棒形状の要素であって、
第１の骨固定要素（２０，２１）に接続するための第１の部分（３，９，１０３）と、
第２の骨固定要素（２２，２１）に接続するための第２の部分（１０，３，１１７）と、
力が棒軸を横断して作用するときに弾性変形することができるように設けられた第１の弾性要素（４，５，１０５）とを含み、
当該第１の部分および当該第２の部分は、これらが当該棒軸方向において互いに対して移動することができるように案内され、
第２の弾性要素（１３，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ）は、当該第１の部分の、当該第２の部分に対する軸方向の移動を減衰させるために設けられる、棒形状の要素。
【請求項２】
移動を制限するための止め具が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の棒形状の要素。
【請求項３】
当該第１の弾性要素（４，５，１０５）は、力が棒軸を横断しておよび当該棒軸方向に作用するときに、弾性変形することができることを特徴とする、請求項１または２に記載の棒形状の要素。
【請求項４】
当該第１の弾性要素（４，５，１０５）は、本質的に円筒形の形状であり、各々がその前面で１つの剛性部分（３，６，７，１０３，１０６）に接続され、当該第２の部分はスリーブ（９，１０，１１７）を含み、当該スリーブは当該剛性部分のうちの１つで移動することができるように案内されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１つに記載の要素。
【請求項５】
当該第２の弾性要素は、弾性材料で製造された減衰リング（１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ）であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の棒形状の要素。
【請求項６】
当該減衰リングは、当該スリーブの少なくとも１つの側で軸方向において設けられることを特徴とする、請求項４または５に記載の棒形状の要素。
【請求項７】
当該第２の弾性要素は、当該第１の部分および当該第２の部分に接続されるばね（１０９）を含み、かつ軸方向に拡張することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１つに記載の棒形状の要素。
【請求項８】
当該第１の弾性要素（４，５，１０５）および当該第２の弾性要素（１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ）は、棒の軸方向において異なるばね係数を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか１つに記載の棒形状の要素。
【請求項９】
当該第１の部分（３，９）および当該第２の部分（１０，９）は、円周方向において互いに対して移動することができることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１つに記載の棒形状の要素。
【請求項１０】
当該第１の部分（１０３）および当該第２の部分（１１７）は、円周方向における捩れに対して固定されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１つに記載の棒形状の要素。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１つに記載の、第１の骨固定要素および第２の骨固定要素、ならびに棒形状の要素を有する安定化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脊髄または外傷の手術における適用例のための棒状の要素、およびこのような棒状の要素を有する安定化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＰ０６６９１０９Ｂ１から、隣接する胸部椎骨を安定化させるための安定化装置が周知であり、これは２つの茎ねじ、および締付けねじによって茎ねじの受け部分に固定されたストラップを含み、さらにストラップに装着された耐圧本体の形状の支持要素を含む。この安定化装置は耐捻れ性ではない。さらに、張り力および圧縮力に対する曲げ弾性および弾性が結合される。
【０００３】
ＵＳ２００３／０１０９８８０Ａ１から、椎骨のための動的安定化装置が周知であり、これは椎骨で固定されるべき第１のおよび第２のねじを含み、この各々は、ねじを接続するばねを挿入するための受け部分およびこのようなばねを有する。このばね自体は、全体として、つる巻き状の引張ばねと類似した、密接に隣接する旋回を有するつる巻きばねの形状で設けられ、締付けねじによって受け部分に固定される。しかしながら、これによって、ばねがその柔軟性のために締付けねじの圧力を避けるため、骨ねじおよびばねの間の固定が緩むという恐れがある。さらに、従来のように、張り力および圧縮力に対する撓み弾性および弾性が結合される。
【０００４】
ＤＥ１０２３６６９１Ａ１から、骨のための、特に椎骨のための動的安定化装置が周知であり、これは少なくとも２つの骨固定要素およびこれを接続する剛性の棒、ならびに棒に設けられかつ骨固定要素の間に配置されるばね要素を含む。骨固定要素のうちの１つは棒に接続されて、棒軸の方向に移動できるようにすることにより、棒が、移動することのできる固定要素の動きを制限するための止め具を含むようにする。この安定化装置によって、棒軸方向における並進運動が可能になる。さらに、１つの固定要素を棒に対して移動させることができることにより、棒軸の周りで固定要素の回転運動がもたらされるが、棒の横方向の撓みはもたらされない。
【特許文献１】ＥＰ０６６９１０９Ｂ１
【特許文献２】ＵＳ２００３／０１０９８８０Ａ１
【特許文献３】ＤＥ１０２３６６９１Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、以前に損傷を受けた椎間板の動的な安定化において、および人工的な椎間板の使用において、特に可動性を制限するための内的機構のないものにおいて、動きまたは案内の動的制御の必要性がある。この目的に特に適しているのは、たとえば後方側から挿入される上述のようなもの等の弾性要素を有する安定化装置である。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、脊髄または外傷の手術における適用例のための棒形状の要素、およびこのような棒形状の要素を有する安定化装置を提供することであり、この棒形状の要素は、特に、以前に損傷を受けた椎間板の存在における、または人工的な椎間板の使用における、動的な後方の安定化または動きの動的な案内に適しており、ここでさまざまな自由度は互いから独立して調整することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に記載の棒形状の要素、および請求項１１に記載の安定化装置に
よって解決される。本発明のさらなる発展は独立クレームにおいて明らかにされる。
【０００８】
本発明は、並進運動に対する２つの骨固定要素間の接続の弾性が、骨固定要素を接続する棒部分の撓み弾性から切り離されるという利点を提供する。本発明に従った棒形状の要素で骨固定要素を接続することによって、任意に棒軸の周りでの自由な捻れ運動が可能になり、このため骨固定要素に働く力を減じることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の追加の特徴および特性が、添付の図面を基礎とした実施例の説明から明らかになる。以下のことは図面に示されている。
【００１０】
図１および２から明らかなように、第１の実施例に従った棒形状の要素１は、第１の剛性部分３を有する中空の円筒形の棒２、および両側でこれに隣接したばね部分４，５、ならびにばね部分に隣接した剛性の端部部分６，７を含む。この実施例において、ばね部分４，５は、ばね部分の間に位置する剛性の部分３と同じ外径を有し、一方で剛性の端部部分６，７はこれよりも小さい外径を有する。ばね部分４，５には凹部４ａまたは５ａが設けられ、この凹部は予め定められたピッチで、および予め定められた長さについて、円筒軸Ｒの周りでつる巻き形状で延在し、これは、内部８において放射状の方向で終了する。円筒軸Ｒの方向におけるばね部分４，５の長さ、円筒軸の方向におけるつる巻き形状の凹部４ａまたは５ａの高さｈ、つる巻きのピッチ、および中空の円筒形の棒の内径は、ばね部分４，５が、軸方向の力に対して所望の剛性、撓み力、すなわち棒軸を横断して作用する力、および捻り力を有するように選択される。
【００１１】
スリーブ９，１０は、剛性の端部部分６，７へそれぞれ滑動され、スリーブの内径は、スリーブが弾性の端部部分で滑動可能であるように剛性の端部部分６，７の外径よりもさらに大きくされる。スリーブ９または１０の外径は、対応する隣接したばね部分４または５の外径に対応する。スリーブ９，１０の長さは、剛性の端部部分６，７の長さよりも短い。
【００１２】
剛性の端部部分６，７の自由端で、中空の円筒形の棒２は、固定ねじ１１，１２がそれぞれ捻じ込まれる内部ねじ山を含む。固定ねじ１１，１２の各々の外径は、スリーブ９,１０の外径よりも大きい。
【００１３】
スリーブ９と、ばね部分４ａおよび固定ねじ１１との間で、ならびにスリーブ１０と、ばね部分５および固定ねじ１２との間で、２つの弾性リング１３ａ，１３ｂまたは１４ａ，１４ｂが設けられ、この外径はスリーブ９，１０の外径よりも僅かに大きい。取外された状態で、弾性リング１３ａ，１３ｂはスリーブ９を密封し、弾性リング１４ａおよび１４ｂはスリーブ１０を密封して、スリーブが前後に滑らないようにする。弾性リングは、体に適合するエラストマーから製造される。材料の圧縮性に依存して、軸方向における弾性リング１３ａ，１３ｂまたは１４ａ，１４ｂの幅は、スリーブ９，１０が対応する弾性リングを圧縮することによって、予め定められた程度まで変えることができるように選択される。
【００１４】
剛性部分３および剛性の端部部分６，７の長さ、ならびに円筒軸Ｒの方向におけるスリーブ９，１０の長さは、それが少なくとも、骨固定要素上で棒形状の要素を固定する以下に記載の固定要素の直径と同じくらいの大きさになるような寸法にされる。
【００１５】
図３から明らかなように、適用例の一例における棒形状の要素は、安定化装置の一部であり、これは、剛性部分３に接続され、かつ第１の椎骨３０に固定された第１の茎ねじ２０、剛性の端部部分６のスリーブ９に固く接続され、かつ椎骨３１に固定された第２の茎
ねじ２１、および椎骨３０に隣接した椎骨３２に固定され、かつ剛性の端部部分７のスリーブ１０に固く接続された第３の茎ねじ２２を含む。
【００１６】
特に図３ａに示されるように、茎ねじ２０，２１，２２は好ましくは多軸ねじであり、各々は、ねじ要素２３、および連接した態様でこれに接続された受け部分２４、およびねじ要素２３の頭部に作用する圧力部分２５、ならびに受け部分２４において棒形状の要素を固定するための固定要素２６を含む。示された適用例において、受け部分は棒形状の要素を挿入するためのチャネルと、受け部分に捻じ込むことのできる内部ねじとを含む。したがって、剛性部分３の長さおよびスリーブ９，１０の長さは、少なくともそれぞれの部分で棒形状の要素に押し込まれる内部ねじ２６の直径に等しい。
【００１７】
動作において、図１および２に示されるように、茎ねじは最初に椎骨に、次に予め組立てられた棒形状の要素に捻じ込まれ、この棒形状の要素は受け部分２４に置かれ、これに固定される。中部の椎骨３０の茎ねじ２０はこれにより棒形状の要素の剛性部分３に固く接続され、一方で２つの隣接する椎骨の茎ねじ２１，２２はスリーブ９，１０に固く接続される。
【００１８】
図４に示されるように、ここに示された多数部分の安定化装置において、中部の剛性部分３に接続された茎ねじ２０は、如何なる動きの間にも固定された地点をなす。脊柱が撓むと、ばね部分４，５は延長され、これにより軸方向における茎ねじ２１および２２の距離が増す。同時に、スリーブ９，１０は、固定ねじ１１，１２に隣接したそれぞれの外部弾性リング１３ａまたは１４ｂを押し付け、これを圧縮する。固定ねじ１１，１２はこれにより弾性リング１３ａ，１４ｂのための止め具をなす。
【００１９】
脊柱が撓むと、（図４の矢印Ａ,Ａ’で示されるように）本質的に外部弾性リング１３ａ，１４ｂのみが最初に変形され、一方でばね部分４，５は（図４の矢印Ｂ,Ｂ’で示されるように）僅かにしか拡大しない。撓みが増すと、変形された外部弾性リング１３ａ，１４ｂの復原力は、ばね部分４，５の復原力と比較して過度に大きな比率で増加し、最終的にばね部分４，５のみが制限された可動性を有し、一方で外部弾性リング１３ａ，１４ｂがかろうじてさらに変形することができる。
【００２０】
脊柱の拡張は、内部弾性リング１３ｂ，１４ａの復原力およびばね部分４，５の復原力に対して類似した態様で進む。
【００２１】
円筒軸Ｒの周りでのスリーブの回転が可能である。円筒軸の周りでの捩れ力は、これにより茎ねじの固定に作用しないように、かつ茎ねじを緩めないようにする。
【００２２】
第１の実施例の変形において、棒形状の要素は、１つだけのばね部分と、スリーブを有する１つの部分とを含む。この要素は、２つの隣接する椎骨、剛性部分に固く接続された１つの固定要素、および対応するスリーブに接続された第２の固定要素の間で用いられることになる。
【００２３】
さらなる変形では、剛性部分は設けられず、むしろスリーブを有する２つの端部部分のみが設けられ、ばね部分がその間に延在する。
【００２４】
さらなる変形において、ばね部分および剛性部分、ならびに互いの間のばね部分の直径は異なる。さらに、ばね部分は異なる弾性を有することができる。棒形状の要素の実現は、図１から４に示された対称的な構造に制限されるのではなく、たとえば断面の長さが異なるようにすることによって非対称とすることもできる。茎ねじの代わりに、異なるタイプの止め具、たとえば嵌め込まれたリングまたは同様の手段を与えることができる。
【００２５】
固定要素は、単軸ねじもしくは多軸ねじ、または周知の態様でフックの形態で設けることができる。
【００２６】
図５から７に示された第２の実施例において、棒形状の要素１００は、第１の剛性部分１０３および自由端１０４を有する中空の円筒形の棒１０２、第１の剛性部分１０３に隣接したばね部分１０５、ならびにばね部分１０５に隣接した第２の剛性部分１０６を含む。ばね部分１０５は、第１の実施例と類似して、中空の円筒形の棒１０２の壁におけるつる巻き形状の凹部によって形成される。ばね部分１０５および剛性部分１０３は同一の外径を有し、一方で第２の剛性部分１０６の外径は第１の実施例における剛性の端部部分６に類似してさらに小さい。
【００２７】
図６および７から特に明らかであるように、剛性端部部分１０６は長方形の孔１０７，１０７′を含み、これらは自由端２から予め定められた距離に置かれ、互いから１８０°オフセットされる。自由端に隣接した剛性部分１０３は内部ねじ山１０８を含む。
【００２８】
中空の円筒形の棒１０２において、ばね要素１０９が設けられ、これは本質的に棒形状に形成され、その一方端で外部ねじ山を有する第１の接続部分１１０を含み、外部ねじ山は剛性部分１０３の内部ねじ山１０８と協働する。第１の接続部分と反対側の端部で、ばね要素１０９は第２の接続部分１１１を含み、これは図６および７から特に明らかであるように、放射状の方向に連続するボア１１２を含む。ばね要素１０９の長さは、ばね要素１０９が剛性部分１０３の端部に取付けられ、かつ円筒軸の方向において予め定められた程度に伸ばされた状態で、放射状のボア１１２が長方形の孔１０７,１０７’と一致するおよび／またはこれらと重複するようにする。
【００２９】
さらに、スリーブ１１７が設けられ、この内径は、スリーブ１１７が剛性の端部部分で滑動することができる程度に、剛性の端部部分１０６の外径よりも大きくされる。スリーブ１１７の外径は、ばね部分１０５または剛性部分１０３の外径に対応する。スリーブは、その端部でカバー面１１８で閉じられ、これは組立てられた状態でばね部分から見て外側を向いている。
【００３０】
さらに、スリーブ１１７はその外壁でおよびそのカバー面１１８から距離をおいて、互いから１８０°オフセットされた２つの円形の孔１１９，１１９′を含み、この直径はばね要素１０９のボア１１２の直径に対応する。
【００３１】
組立てられた状態で、ピン１２０は、スリーブ１１７の孔１１９，１１９′を通って、および棒の剛性の端部部分１０６の長方形の孔１０７，１０７′を通って、ならびにばね要素１０９のボア１１２を通って案内され、上記ピンは、孔１１９，１１９′においておよびボア１１２において嵌め合いの態様で存在する。ピン１２０の長さは、スリーブ１１７の外径に等しいか、またはそれよりも僅かに小さい。
【００３２】
棒の剛性部分１０６の直径、長方形の孔１０７，１０７′の位置、スリーブ１１７の長さ、および孔１１９，１１９′の位置は、組立てられた状態で、剛性部分１０６が、長方形の孔に当接するピン１２０で制限される長方形の孔の長さによって規定される距離に亘って、スリーブ１１７内で滑動することができるように選択される。
【００３３】
ばね要素は、好ましくは弾性プラスチック材料から製造され、端部部分１１０，１１１は、剛性部分の端部または好ましくは剛性となるように形成されるピンに接続される。棒形状の要素の残余部分は、チタン等の体に適合した材料から、または体に適合したプラスチック材料から製造される。
【００３４】
動作において、剛性部分１０３は、たとえば上述の多軸ねじのうちの１つで骨に固定された固定要素に接続され、一方でスリーブ１１７を通って延在する棒形状の要素の他方端は第２の骨固定要素に接続される。棒形状の要素１００をその解放された状態から拡張することによって、最初に、本質的にスリーブ１１７は剛性部分１０６に対して移動するようになり、一方でばね要素１０５は、ばね要素１０９と比較してその弾性が低いために、殆ど変形しない。最後に、ピン１２０は長方形の孔１０７，１０７′の一方端に到達することによって、スリーブ１１７の剛性部分１０６に対するいかなるさらなる移動も防がれて、棒形状の要素がばね部分１０５のばね力に対してのみさらに拡張することができるようにする。棒形状の要素の圧縮は、スリーブ１１７を剛性部分１０６に対して移動させることによって、同様に最初に、ばね要素１０９の復原力に逆らって、長方形の孔１０７，１０７′の他方端でのピン１２０の止め具に向かって進む。一旦ピンが当接すると、棒形状の要素の圧縮は、ばね部分１０５の復原力に逆らって進む。
【００３５】
棒形状の要素の撓み弾性、すなわち棒軸を横断して作用する力の作用に対する撓み弾性は、ばね部分１０５の撓み弾性のみによって決定される。
【００３６】
第２の実施例において、ばね要素１０９はしたがって第１の実施例の弾性リング１３ａ、１３ｂ，１４ａ、１４ｂの機能を担い、一方でばね部分１０５はばね部分４，５に対応する。
【００３７】
しかしながら、第１の実施例とは対照的に、円筒軸Ｒの周りでの回転は第２の実施例に従った棒形状の要素１００では可能ではない。なぜなら回転は、長方形の孔１０７，１０７′で案内されるピン１２０によって防がれるからである。
【００３８】
第２の実施例の変形において、棒形状の要素が第１の実施例のような多数部分の適用例のために設けられる。この目的のために、対称の構造を有する別のスリーブを備えた別のばね部分が、図６に従った自由端１０４に隣接して設けられる。この目的のために、第２のばね要素を設けるか、示されたばね要素を長くして何らかの手段によってその中部で剛性部分１０３に接続するか、またはばね要素をさらに長くして、剛性の端部部分に接続せずに、単にこれを通って案内されるようにする。
【００３９】
以前のように、長さおよび直径は記載されたように実施される必要はなく、むしろ個々の断面は異なる長さおよび／または直径を有することができる。
【００４０】
さらに、第１のおよび第２の実施例に従った棒形状の要素またはスリーブは、円形の断面を有する必要はなく、楕円形または別の形状となるように実現することもできる。剛性部分６，７およびスリーブ９，１０を非円形の断面を有するように設けることによって、捩れ運動の制限を実現することができる。
【００４１】
さらなる変形において、ばね要素１０９は、つる巻きばねの形状で、金属または体に適合したプラスチック材料から製造される。
【００４２】
上述の実施例の要素を互いに組合せることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１の実施例に従った棒形状の要素の上面図である。
【図２】図１の棒形状の要素の断面図である。
【図３】第１の状態における棒形状の要素の適用例の一例を概略的に示す図である。
【図３ａ】図３の詳細を示す概略断面図である。
【図４】第２の状態で図３に従った適用例の一例を概略的に示す図である。
【図５】第２の実施例に従った棒形状の要素の上面図である。
【図６】９０°回転させた図における、図５に従った棒形状の要素の断面図である。
【図７】図５および６に従った棒形状の要素の部分的な断面の分解図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  棒形状の要素、２  中空の円筒形の棒、３  第１の剛性部分、４,５  ばね部分、６,７  剛性の端部部分、９,１０  スリーブ、１１,１２  固定ねじ、１３a,１３ｂ  弾性リング、２０  第１の茎ねじ、２３  ねじ要素、２４  受け部分、２５  圧力部分。
【図１】
2005253971.tif 000003
【図２】
2005253971.tif 000004
【図３】
2005253971.tif 000005
【図３ａ】
2005253971.tif 000006
【図４】
2005253971.tif 000007
【図５】
2005253971.tif 000008
【図６】
2005253971.tif 000009
【図７】
2005253971.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月2日(2005.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005253971.tif 000011
【図２】
2005253971.tif 000012
【図３】
2005253971.tif 000013
【図３ａ】
2005253971.tif 000014
【図４】
2005253971.tif 000015
【図５】
2005253971.tif 000016
【図６】
2005253971.tif 000017
【図７】
2005253971.tif 000018