(57)【要約】【課題】背骨の手術または外傷の手術で使用する骨固定アセンブリを提供する。【解決手段】骨固定アセンブリは、シャフト（２）と、基部が前記シャフトに接続され、２つの自由な脚部（６，７）がロッドを受けるためのチャネル（４）を形成する実質的にＵ字型の断面を有する受け部（３）とを有する固定要素（１）と、少なくとも部分的に構造化された表面（１０，１１）を有するロッド（９）と、チャネル（４）に前記ロッドをロックするための、受け部と協働するロッキング部材（１２）とを含み、少なくともロッキング部材（１２）または受け部に、ロッドの前記構造化された表面（１０，１１）と係合するための係合部（１３；１４，１５）が設けられ、ロッキング部材、ロッドおよび受け部は、係合部が構造化された表面と係合するとすぐに、ロッドの動きを防ぐ形状ロッキングの態様でロッドが受け部に保持されるような態様で協働することを特徴とする。【選択図】図３
2007185508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
背骨の手術または外傷の手術で使用する骨固定アセンブリであって、
シャフト（２；１０２）と、基部が前記シャフトに接続され、２つの自由な脚部（６，７；１０６，１０７）がロッドを受けるためのチャネル（４；１０４）を形成する実質的にＵ字型の断面を有する受け部（３；１０３）とを有する固定要素（１；１０１）と、
少なくとも部分的に構造化された表面（１０，１１；１０′，１１′）を有するロッド（９）と、
前記ロッドをチャネルにロックするための、受け部と協働するロッキング部材（１２）とを含み、
少なくともロッキング部材（１２）または受け部に、ロッドの前記構造化された表面（１０，１１；１０′，１１′）と係合するための係合部（１３；１４，１５；１１４，１１５）が設けられ、ロッキング部材、ロッドおよび受け部は、係合部が構造化された表面と係合するとすぐに、ロッドの動きを防ぐ形状ロッキングの態様でロッドが受け部に保持されるような態様で協働することを特徴とする、骨固定アセンブリ。
【請求項２】
係合部（１３；１４，１５；１１４，１１５）は、ロッキング部材（１２）上であって受け部（３；１０３）内に設けられる、請求項１に記載の骨固定アセンブリ。
【請求項３】
構造化された表面は、前記ロッドの周方向に延在する溝（１０）を含む、請求項１または２に記載の骨固定アセンブリ。
【請求項４】
前記構造化された表面は、ねじ山（１０′）または波状の螺旋回旋を含む、請求項１または２に記載の骨固定アセンブリ。
【請求項５】
係合部は突出する端縁（１３）を含む、請求項１から３のいずれかに記載の骨固定アセンブリ。
【請求項６】
係合部は、構造化された表面の構造（１０，１０′）と噛み合う複数の突起（１４；１１４）を含む、請求項３から５のいずれかに記載の骨固定アセンブリ。
【請求項７】
受け部（３；１０３）は、前記脚部に設けられた雌ねじ（８；１０８）を含み、ロッキング要素は前記脚部の間に捩じ込まれる内部ねじ（１２）である、請求項１から６のいずれかに記載の骨固定アセンブリ。
【請求項８】
受け部（３）およびシャフト（２）は堅く接続され、前記係合部（１４）はチャネル（４）の底部（５）上に設けられる、請求項１から７のいずれかに記載の骨固定アセンブリ。
【請求項９】
受け部（１０３）およびシャフト（１０２）は旋回可能に接続される、請求項１から７のいずれかに記載の骨固定アセンブリ。
【請求項１０】
シャフトは受け部（１０３）に保持される頭部（１０２ａ）を一端に含み、圧力要素（１２０）は受け部に頭部をロックするように頭部に圧力をかけるために設けられる、請求項９に記載の骨固定アセンブリ。
【請求項１１】
圧力要素（１２０）は係合部（１１４，１１５）を含む、請求項１０に記載の骨固定アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、背骨の手術または外傷の手術で使用する骨固定アセンブリに関するものである。特に、この発明は、ロッドを受けるように受け部を有する少なくとも２つの骨固定要素と、骨固定要素を接続するためのこのようなロッドとを含む骨固定アセンブリに関するものであり、ロッドは形状ロッキング接続によって受け部に固定される。
【背景技術】
【０００２】
ＵＳ５，２０７，６７８号は、ねじと、ねじをロッドと接続するための受け部材とを含むペディクルスクリューを開示する。このロッドは、２つのナットによって受け部材にロックされるねじ切りされたロッドであり、この２つのナットは受け部材の外側と係合し、ねじ切りされたロッド上で調節可能である。受け部材に対するロッドの位置を再調節するために、ナットはねじ切りされたロッド上で回転される。常に２つのナットが調節されなければならないので、この手順は時間がかかる。
【０００３】
ＵＳ５，４４３，４６７号は、ロッドを受けるための受け部を有する骨固定要素と、内部ねじと、ロッドを受け部に留め、固定するための外側ロックナットとを含む骨固定アセンブリを開示する。このロッドは滑らかな表面を有する。ロッドの固定は摩擦ロッキングによって達成される。後のステップにおいて再調節できるようにするためにロッドの一時的なロッキングが望まれる場合でさえ、十分な締付力を達成するために相当なトルクがかけられなければならない。
【０００４】
ＵＳ５，７１６，３５６号は、ねじ切りされたロッドと接続される固定部材を開示する。固定部材は、骨に固定されるシャフトと、ロッドを受けるためにＵ字型の断面を有する受け部とを有する。窪みによって、雄ねじおよび雌ねじを備える２つの開いた脚部が形成される。雄ねじに螺合されるナット部材が設けられ、ロッキング部材は脚部の間に螺合される。ナット部材もしくはロッキング部材、またはそれら両方は、ねじ切りされたロッドと係合する突起を有する。固定部材はさらに、一方では固定部材とロッドとの間の堅い接続を得るために、他方では位置を最終的にロックする前に固定部材とロッドとの間の位置を正確に調節するために容易に操作できるようにするためにロッドに作用する予め装着されたばね部材をＵ字型の窪みの底部に含む。ばね部材があることによって、ロッキング部材がまだ十分に締められていない場合にロッドは依然として長手方向に移動可能である。さらに、ばね部材があることによって、ロッドと受け部との間の接続は、常に、十分な締付けのために大きなトルクがかけられる必要がある摩擦ロッキングである。
【０００５】
ＵＳ５，９６１，５１７号は、このような固定部材でロッドの位置を調節するための調節ツールを開示する。
【特許文献１】ＵＳ５，２０７，６７８号
【特許文献２】ＵＳ５，４４３，４６７号
【特許文献３】ＵＳ５，７１６，３５６号
【特許文献４】ＵＳ５，９６１，５１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の目的は、大きなトルク力を使用する必要なく固定部材に対するロッドの位置をすばやく正確に調節および再調節できる骨固定アセンブリを提供することである。
【０００７】
この目的は、請求項１に記載の骨固定アセンブリによって解決される。さらなる発展は
従属請求項においてもたらされる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
骨固定アセンブリは、摩擦ロッキングによるロッドの固定と比較すると、ロッキング要素を介してごくわずかなトルクをかけることによってロッドへの大きな締付力をもたらすという利点を有する。これは、ロッドの位置を調節および再調節するプロセスの間にロッキング要素に小さなトルクをかけることによってロッドの一時的な固定を容易にする。形状ロッキング接続のために、一時的な固定は、ロッド上で操作が行なわれるときに緩みに耐えるのに十分な強度を有する。さらに、一時的な固定は、内部ねじをごくわずかに逆に回すことによってすばやく緩められることができる。したがって、骨固定装置は、手術中に最終的にロックされるまでに数回ロッドの位置を再調節する必要がある、側湾などの背骨の変形を矯正する用途で好適である。
【０００９】
骨固定アセンブリが爪車タイプのロッドを含む場合、爪車タイプのロッドでは、ねじ切りされたロッドまたは滑らかなロッドと比較して、同じ保持力を達成するのに必要な固定のためのトルクがより低いという点でさらなる利点がもたらされる。
【００１０】
先行技術の装置と比較してより低いトルクをかけることでロッドの事前固定が達成されるので、受け部の脚部の広がりは低減される。
【００１１】
この発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照した以下の詳細な説明を参照することによって明白になり、最もよく理解されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１から図７に示される固定アセンブリの第１の実施例は、ねじ切りされたシャフト２と受け部３とを有する骨固定要素１を含む。受け部３は実質的には円筒形であり、ねじ切りされたシャフトの側に底部５を備えるＵ字型の窪み４を有する。Ｕ字型の窪み４によって、２つの自由な脚部６、７が形成される。雌ねじ８を有するボアは、Ｕ字型の窪み４によって形成されるチャネル内に設けられ、ねじ切りされたシャフト２の中心軸と同軸に形成される。雌ねじ８は任意の公知のねじ山の形を有し得る。しかしながら、脚部６、７の広がりを防ぐという点で、平坦なねじ山または負の角度のねじ山が有利である。
【００１３】
固定アセンブリはさらに、構造化された表面を有する長手方向のロッド９を含む。示される実施例では、ロッドは円形の断面を有する。この構造は、周方向の山の頂き１１によって分けられる複数の周方向の溝１０を含む爪車タイプの構造である。
【００１４】
ロッド９を受け部に固定できるようにするために、ロッキング部材１２が設けられる。この実施例におけるロッキング部材は、脚部６、７の間の雌ねじ８に捩じ込まれる内部ねじまたは据え付けねじである。内部ねじ１２は、図２から図５に示されるように、ロッドに面する側に環状の突起１３を含む。環状の突起１３の寸法は、図３および図４に示されるように、ロッドに螺合された位置で環状の突起１３が溝１０と係合するようにロッドの溝１０の寸法の関数として選択される。好ましくは、溝１０および対応する突起１３の形は丸い。
【００１５】
図３、図４および図６から図７に示されるように、受け部３は、そのＵ字型の窪み４の底部５上に、ロッドの表面の構造と係合し得る構造を有する。示される実施例では、この構造は切込み１５によって分けられる複数の突起１４を含み、この切込み１５は、窪み４によって規定されるチャネルの長手方向の軸Ｌを横切る方向に周方向に延在する。突起１４は、ロッドの溝１０と係合できるように選択される寸法を有する。突起の数は、溝および窪みの底部の利用可能な空間の寸法に依存する。
【００１６】
特に図６および図７に示されるように、受け部はさらに、Ｕ字型の窪み４によって形成されるチャネルの底部に中央の窪み１６を有し得る。窪み１６によって、突起１４は窪み１６の右側および左側に位置する２つのグループにそれぞれに分割される。この構成は、湾曲したロッドが使用されるような場合に、突起がチャネルの底部５全体にわたって設けられる場合と比較して有利である。
【００１７】
図６および図７に示される構造の突起１４の間の切込み１５は、細かいまたは鋭いものである。変形例では、切込み１５は突起１４の間に谷を形成するように幅を有する。この谷は丸みをつけられている場合もあれば、異なったように成形される場合もある。同様に、爪車タイプのロッドの構造は、鋭い山の頂き１１または丸みをつけられたもしくは異なったように成形された山の頂き１１を有し得る。爪車タイプのロッドおよび内部ねじの対応する環状の突起１３のために使用される構造、ならびに受け部の底部のために使用される構造は、使用される材料に従っておよび／またはこの構造が係合するときに作用する所望の力に従って選択される。
【００１８】
同様に、受け部３の底部５上にある突起の数は、特定の要件に従って選択される。図８および図９に示されるように、窪み１６の両側に単一の突起１４′を１つだけ設けることが可能である。内部ねじ１２も、ロッドと係合するように２つ以上の単一の突起を有し得る。
【００１９】
骨固定アセンブリの部品が作られる材料は、たとえばチタン、ステンレス鋼、または骨ねじのために使用され得る別の材料などの生体適合性のある材料である。材料は異なる要素ごとに異なる可能性がある。特に、材料はロッドと骨固定要素との間の堅固な形状ロッキング接続を可能にするのに十分に堅い。
【００２０】
動作中に、最初に、少なくとも２つの骨固定要素が骨、特に隣接する椎骨の中に捩じ込まれる。次いで、表面構造１０、１１が受け部の底部の構造１４、１５と係合するようにロッド９が骨固定要素の受け部のＵ字型の窪み４の中に置かれる。その後、内部ねじ１２が捩じ込まれる。環状の突起１３がロッドの表面の構造と係合するとすぐに、ロッドは形状ロッキングの態様、つまりポジティブ接続で受け部に保持され、これはいかなる方向へのロッドの動きも防ぐ。形状ロッキングまたはポジティブロッキング接続のために、低いトルクをかけることは十分な事前固定を得るのに十分である。
【００２１】
後続の段階で、微調節が行なわれ、それによって、ロッドにおける各々の固定要素の、ロッドの長手方向の軸に対する係合位置が調節される。微調節のために、ロッドの構造の、内部ねじの構造との形状ロッキング係合を緩めるように内部ねじがわずかに逆に回される。事前固定が低いトルクで得られるので、据え付けねじをすばやく逆に回すことによって内部ねじは緩められることができる。これは取扱いを容易にし、手順を加速させる。ロッドに対する固定要素の最終的な位置が見つけられた後、受け部にロッドをしっかりと固定するように内部ねじが締められる。
【００２２】
記載される固定アセンブリによって、摩擦ロッキングのみによって滑らかなロッドが固定される場合の事前固定と比較して、低いトルクでロッドの事前固定が得られることができる。これは、構造化されたロッドがばね部材を使用して固定される場合と比較しても当てはまる。さらに、固定アセンブリは、ロッドの締付けのためのばね要素を有する構造と比較して、より単純な構造を有する。これによって製造が容易になる。
【００２３】
第１の実施例の変形例が図１０ａ、図１０ｂ、図１１および図１２に示される。この変形例は、ロッドがねじ切りされたロッド９′であるという点で、第１の実施例とは異なる
。したがって、溝１０′および山の頂き１１′は、ねじ山のピッチを備える螺旋構造を有する。対応して、受け部の底部にある構造１４″はねじ山のピッチを有する。ねじ切りされたロッド９′は、爪車タイプのロッドと比較して製造がより容易である。
【００２４】
第２の実施例は、図１３から図１５を参照して記載される。第２の実施例は、骨固定要素がいわゆる多軸ねじとして形成され、それによって、ロッドを受ける受け部が、関連するねじ切りされたシャフトに旋回可能に接続されるという点で、第１の実施例とは異なる。上述の実施例に対応するこの実施例の部品のために同一の参照数字が使用される。
【００２５】
骨固定要素１０１は、ねじ切りされたシャフト１０２と、捩じ込みツールと係合するための窪み１０２ｂを備えた球形セグメント型の部分を有する頭部１０２ａとを含む。受け部１０３は、実質的には円筒形であり、頭部が受け部に旋回可能に保持されるように頭部１０２ａを受けるためのセクション１０３ａを有する同軸のボアを含む。受け部１０３はさらに、ロッドを受けるためのＵ字型の窪み１０４を有する。Ｕ字型の窪み１０４によって、内部ねじ１０８を含む２つの脚部１０６、１０７が形成される。
【００２６】
実質的に円筒形であり、受け部の中で前後に移動されることができる外径を有する圧力部材１２０が設けられる。圧力部材は、頭部に面する側に、頭部１０２ａの少なくとも一部と係合するための好ましくは球形の窪み１２１を有する。対向する側に、圧力部材は円筒形の窪み１２２を有し、円筒の軸はねじの軸を横切って延在する。円筒形の窪みの半径は、ロッド９を受けるように適合される。
【００２７】
円筒形の窪み１２２の表面は、切込み１１５によって分けられる突起１１４を含み、切込み１１５は、ロッド９の溝１０と係合するために周方向にロッドの軸を横切って延在し、これは第１の実施例の受け部３の底部５の構造と類似している。圧力要素１２０はさらに、捩じ込みツールを用いてアクセスできるようにするための同軸のボア１２３を有する。圧力要素の大きさは、図１４および図１５に示されるように、組立てられた状態で円筒形の窪み１２２の底部が受け部のＵ字型の窪みの底部１０５の上に突出するようなものである。ねじ、受け部および圧力要素は予め組立てられることができる。
【００２８】
ロッド９および内部ねじ１２は、第１の実施例のものと同一である。
動作中に、少なくとも２つの骨固定要素が、２つの骨片または２つの隣接する椎骨の中に置かれる。その後、ロッドが受け部のＵ字型の窪みに差込まれる。受け部がねじに対して旋回可能であるので、ねじ切りされたシャフトに対する受け部の角位置は調節されることが可能である。内部ねじが捩じ込まれるとき、内部ねじはロッドに圧力をかけ、ロッドは圧力要素に圧力をかけて、受け部のセクション１０３ａに圧力要素を押付ける。内部ねじが低いトルクで締められる場合に、一時的な固定または事前固定が達成され得る。ロッドの一時的な固定は、一方では内部ねじとロッドとの間の形状ロッキング接続によって引起こされ、他方ではロッドと圧力要素との間の形状ロッキング接続によって引起こされる。微調節は第１の実施例と同じ方法で行なわれる。
【００２９】
この発明のさらなる変形例が考えられる。ロッドの表面の構造は異なる可能性があり、たとえば波状の螺旋回旋を有する可能性がある。たとえば、鈍角を形成する鋭い山の頂きも可能である。このような鋭い山の頂きが設けられる場合、形成された歯がロッドの長手方向でより小さいために、より細かい目盛り付けが達成されることができる。しかしながら、丸みをつけられた形では、より確実な微調節を行なうことができる。受け部の底部の構造およびロッキング要素に設けられた突起の底部の構造も異なる可能性がある。
【００３０】
１つの部品にのみ、つまりロッキング部材または受け部もしくは圧力要素にそれぞれに上記構造を設けることが可能である。
【００３１】
さらなる変形例では、Ｕ字型の窪みは受け部の上部には開いておらず、横側に開いている。
【００３２】
第２の実施例のさらなる変形例では、頭部およびロッドは独立して固定されることが可能である。この場合には、圧力要素は円筒形の窪みの代わりにＵ字型の窪みを有し、このＵ字型の窪みによって、ロッドの上に延在する脚部が形成される。ロッキング部材は第１のねじを含み、この第１のねじは、圧力要素のみを押し、ロッドと係合する据え付けねじが設けられるねじ切りされた同軸のボアを有する。
【００３３】
この発明は骨固定要素としてのねじに限定されるものではなく、骨鉤または他の骨固定要素とともに実現されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】組立てられた状態の、第１の実施例による骨固定装置の斜視図である。
【図２】図１の骨固定装置のロッドおよび内部ねじの側面図である。
【図３】ロッドの軸に沿って断面を取った、図１の骨固定装置の断面図である。
【図４】図３の詳細の拡大図である。
【図５】図２の内部ねじの断面図である。
【図６】上から見た図１から図４の骨固定装置の受け部の斜視図である。
【図７】図６に示される受け部の上面図である。
【図８】図６に示される受け部のさらなる変形例の斜視図である。
【図９】図８に示される受け部の上面図である。
【図１０ａ】受け部の変形例の斜視図である。
【図１０ｂ】図１０ａに示される受け部の上面図である。
【図１１】第１の実施例に従う骨固定装置の変形例についてのロッドおよび内部ねじの側面図である。
【図１２】図４に示される断面に類似した、変形されたロッドの断面図の詳細を示す図である。
【図１３】第２の実施例による骨固定装置の分解斜視図である。
【図１４】ロッドの長手方向の軸に沿った断面の、第２の実施例の骨固定装置の断面図である。
【図１５】図１４の詳細の図である。
【図１６】図１３から図１５の骨固定装置の圧力要素の斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１，１０１  固定要素
２，１０２  シャフト
３，１０３  受け部
４，１０４  チャネル
６，７；１０６，１０７  脚部
９  ロッド
１０，１１；１０′，１１′  構造化された表面
１２  ロッキング部材
１３；１４，１５；１１４，１１５  係合部
【図１】
2007185508.tif 000003
【図２】
2007185508.tif 000004
【図３】
2007185508.tif 000005
【図４】
2007185508.tif 000006
【図５】
2007185508.tif 000007
【図６】
2007185508.tif 000008
【図７】
2007185508.tif 000009
【図８】
2007185508.tif 000010
【図９】
2007185508.tif 000011
【図１０ａ】
2007185508.tif 000012
【図１０ｂ】
2007185508.tif 000013
【図１１】
2007185508.tif 000014
【図１２】
2007185508.tif 000015
【図１３】
2007185508.tif 000016
【図１４】
2007185508.tif 000017
【図１５】
2007185508.tif 000018
【図１６】
2007185508.tif 000019