多軸骨固定装置
【課題】多軸骨固定装置を提供する。
【解決手段】多軸骨固定装置は、骨に固定するための軸および湾曲した外面部分を有する頭部を備えた固定要素と、上端部および底端部、ロッドを受けるためのチャネル、上端部から底端部の方向に延在する同軸のボア、ならびに、頭部を底端部に受けるための座部を有する受け部と、ボア内に配置された圧力要素とを含む。圧力要素は、頭部の湾曲した外面部分と接触する頭部接触面部分を有する。頭部は、受け部に対して回動可能であり、圧力要素によって頭部に圧力を加えることによって角度をなして固定することができる。頭部は、外面部分と頭部接触面部分との間の摩擦によって頭部をクランプする締まりばめが実現されるように、湾曲した外面部分の寸法が頭部接触面部分に比べて大きくなっている。湾曲した外面部分は最大直径を有し、頭部接触面は、少なくとも最大直径を含む領域において頭部と接触する。
【解決手段】多軸骨固定装置は、骨に固定するための軸および湾曲した外面部分を有する頭部を備えた固定要素と、上端部および底端部、ロッドを受けるためのチャネル、上端部から底端部の方向に延在する同軸のボア、ならびに、頭部を底端部に受けるための座部を有する受け部と、ボア内に配置された圧力要素とを含む。圧力要素は、頭部の湾曲した外面部分と接触する頭部接触面部分を有する。頭部は、受け部に対して回動可能であり、圧力要素によって頭部に圧力を加えることによって角度をなして固定することができる。頭部は、外面部分と頭部接触面部分との間の摩擦によって頭部をクランプする締まりばめが実現されるように、湾曲した外面部分の寸法が頭部接触面部分に比べて大きくなっている。湾曲した外面部分は最大直径を有し、頭部接触面は、少なくとも最大直径を含む領域において頭部と接触する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、骨または堆骨に安定化ロッドを固定するための多軸骨固定装置に関する。骨固定装置は、固定要素と受け部とを含む、この受け部は、骨固定要素の頭部を受け、固定要素に接続される安定化ロッドを受ける役割を果たす。固定要素は、受け部に回動可能に接続されており、受け部に配置されている圧力要素を介して頭部に圧力を加えることによって角度をなして固定することができる。圧力要素は、頭部に接触する頭部接触面を含む。頭部は頭部接触面よりもわずかに大きな寸法を有しているため、この頭部がロックされる前に摩擦によってクランプされるように、締まりばめが実現される。
【背景技術】
【0002】
US2004/0267264A1が開示する多軸固定装置においては、多軸骨ねじは係合部材を備える。この係合部材は、受け部材内に球形の頭部をロックする前に軸を所望の角度方向で維持することができるように、球形の頭部と受け部材との間に十分な摩擦をもたらすよう適合されている。係合部材は、たとえば、頭部のまわりにおける開いたスナップリングによって、または、圧縮キャップに設けられて球形の頭部に摩擦係合するばね部材によって、または、圧縮キャップに設けられたスロットによって実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】US2004/0267264A1
【特許文献2】US2010/0145394A1
【特許文献3】WO/2009/014540A1
【特許文献4】WO/2009/055747A1
【特許文献5】EP2221012A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、手術中の処理を改善させつつも安全な固定を確実にする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に記載の固定装置によって達せられる。さらなる展開例を従属請求項に記載する。
【0006】
骨固定装置によれば、頭部をロックすることなく、頭部を受け部に対して所望の角度位置で一時的にクランプすることができる。これにより、受け部を調整可能な角度位置に維持することが可能となる。この状態では、圧力要素が頭部に予負荷を加えた場合に、頭部は、自由な回動だけが防止されて、ロックされることはない。頭部が一時的にクランプされた場合、特に、ロッドに多数の骨固定具を接続しなければならない状況で、受け部をロッドに対して位置合わせしたりロッドを挿入したりすることが容易になる。ロッドが受け部に既に挿入されている場合、頭部を十分に緩めなくてもロッドを調整することができる。
【0007】
圧力部材によって頭部に加えられる予負荷の量は、圧力部材と頭部との間の締まりばめを考慮して頭部に対する圧力部材の大きさを定めることによって、予め正確に規定することができる。
【0008】
頭部は座部に固定されてもよい。これにより、クリンプ工具を追加しなくても装置を容易に組立てることができる。
【0009】
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例の記載から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第1の実施例に従った多軸骨固定装置を示す分解斜視図である。
【図2】骨固定装置を組立てられた状態で示す斜視図である。
【図3】ロッド軸に対して垂直な面に沿った、多軸骨固定装置を組立てられた状態で示す断面図である。
【図4】図3における線A−Aに沿った骨固定装置の断面図である。
【図5】ロッド軸を含む面に沿った、骨固定装置を組立てられた状態で示す断面図である。
【図6】図5の一部分の拡大図である。
【図7】多軸骨固定装置の受け部を示す斜視図である。
【図8】図7の受け部を示す側面図である。
【図9】ロッド軸を含む面に沿った受け部の断面図である。
【図10】ロッド軸に対して垂直な面に沿って受け部を示す断面図である。
【図11】圧力要素を示す斜視図である。
【図12】圧力要素を示す側面図である。
【図13】図12の圧力要素を90°回転させて示す側面図である。
【図14】図13における線B−Bに沿った圧力要素の断面図である。
【図15】図11の圧力要素を示す底面図である。
【図16】a)からd)は、多軸骨固定装置の組立てステップを示す図である。
【図17】ロッド軸を含む面に沿った、第2の実施例に従った多軸骨固定装置の断面図である。
【図18】ロッド軸を含む面に沿った、第3の実施例に従った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】
【0011】
図1および図2に概略的に示される第1の実施例に従った多軸骨固定装置は、ねじ軸2および頭部3を有するねじ部材の形状をした骨固定要素1を含む。頭部3は、球体の赤道または最大直径Eを含む大きさを有する球台(spherical segment)の形状に形成される。頭部3は、その自由端に、工具との係合用の凹部4を有する。骨固定装置はさらに、ねじ部材1をロッド100に接続するための受け部5を含む。圧力要素6は頭部3の上の受け部に配置される。ロッド100を受け部に固定し、頭部に圧力を加えるために、内ねじ7の形状を有し、受け部5と協働するロック装置が設けられる。
【0012】
図3から図10に特に図示するように、受け部5は実質的に円筒形であり、上端部5aおよび底端部5bを有し、さらに、底端部5bの方に延在する同軸のボア51を有する。底端部5bには、頭部3を収容するための座部52が設けられる。座部52は、球形に形成され、頭部3の半径に対応する半径を有し、軸が延在することができる開口部52bを有する。これにより、玉継ぎ手と同様に、頭部3が座部52において回動することが可能となる。座部52の高さは、図6に図示のとおり、座部52が頭部3のうち最大直径Eを有する領域を含むように規定される。
【0013】
ボア51と座部52との間に、中空で円筒形の端縁部分52aが設けられる。この円筒形の端縁部分52aが有する内径は、ボア51の内径よりも小さく、頭部の最大外径Eよりもほんのわずかに小さい。言いかえれば、頭部3は、円筒形の端縁部分52aに比べてわずかに大きな寸法を有しており、これにより、頭部を、端縁部分を通して座部に押し込むことが可能となる。したがって、頭部3は、座部52に差込まれると、座部内で円筒形の端縁部分52aによって保持される。
【0014】
受け部は、上端部5aにおいて、ロッド100を受けるためのチャネルを形成する実質的にU字型の凹部53を有する。U字型の凹部により、受け部5の中心軸Cに対して垂直に延在するチャネル軸Lが形成される。雌ねじ54が、ロック装置の内ねじ7と協働するように、受け部において上端部5aに隣接して設けられる。
【0015】
特に図7、図9および図10から分かるように、互いから180°オフセットして配置される2つの凹部55は、ボア51から座部52内に延在するが、底端部5bまでは延びておらず、この底端部5bからは距離が空けられている。凹部55はチャネル軸Lに対して90°に配置される。凹部55の形状は、以下に記載するように、圧力要素6の一部を収容するよう構成される。
【0016】
圧力要素6は1つの部品として形成される。この圧力要素6は、実質的に円筒形の構造を有し、受け部5のボア51内で軸方向に移動することを可能にするような外径を有する。圧力要素は上端部6aおよび底端部6bを備える。上端部6aには、ロッド100を受けるよう構成された円筒形の凹部61が設けられる。底端部6bには、頭部3を受けるための球形の凹部62が設けられる。底端部6bには円周方向に対向する2つの切欠がある。これにより、下方に延在する対向した2つの突起(lug)63が設けられる。これらの突起63の内面は球形であり、外面は円筒形である。突起63は、たとえば図13に図示のとおり、側面図で見るとほぼV字型を有し、角には丸みがつけられ、底部は直線的である。しかしながら、突起の形状は実施例に示される形状には限定されず、たとえば、長方形もしくはU字型、または他の形状であってもよい。突起63は、円筒形の凹部によって形成されるチャネル軸に対して90°に配置される。球形の凹部62の深さは、圧力要素が頭部3に取付けられたときに、突起63が球形の頭部3のうち最大外径Eを有する領域を越えて延在するように規定される。
【0017】
球形の頭部3が球形の凹部63に挿入されたときに突起63によって頭部に加えられる摩擦力によって頭部を保持する締まりばめが実現されるようにするために、頭部3が球形の凹部63に比べてわずかに大きくなるように、球形の凹部63の大きさが球形の頭部3に対して相対的に規定される。摩擦力の強さは、頭部と突起63を備えた球形の凹部62との間に適切な締まりばめを設計することによって調整することができる。
【0018】
さらに、圧力要素6は、工具(図示せず)を備えたねじ頭部3へのアクセスを可能にするために同軸のボア64を有する。
【0019】
骨固定装置の部品はすべて、生体適合性材料、たとえば、チタンなどの生体適合性のある金属、たとえばニチノールなどの生体適合性のある金属合金、または、たとえばポリエーテルエーテルケトン(PEEK:polyetheretherketone)などの生体適合性のあるプラスチック材料、またはそれらの組合せから作られる。これらの部品は、同じ材料または異なる材料で製造することもできる。
【0020】
ここで、図16のa)からd)を参照して、骨固定装置の組立てについて説明する。まず、図16のa)に図示のとおり、骨固定装置の頭部3を圧力要素6の球形の凹部62に差込む。頭部3が球形の凹部62の直径よりもわずかに大きな直径を有しているので、頭部3は、図16のb)に図示のとおり球形の凹部62内で締まりばめによって保持される。これにより、突起63が、最大直径Eを有する領域を越えて頭部のまわりに延在する。この状態では、頭部と突起63との間の摩擦力を上回る力を加えることによって、圧力要素6に対して頭部を回動させることができる。
【0021】
次いで、圧力要素が取付けられたねじ要素1が上端部5aから受け部5内に差込まれる。これにより、圧力要素6は、その円筒形の凹部61が受け部のU字型の凹部12と位置合わせされるように方向付けされる。したがって、突起63は、先に図7に図示されたように、受け部の凹部55に係合し得るように方向付けされる。最後に、図16のd)に図示のとおり、座部の上方の円筒形端縁52aと頭部3との間における締まりばめによって加えられる力に打勝つことにより、頭部3が座部52aに挿入される。
【0022】
圧力要素6を備えた頭部3が受け部5内に取付けられると、頭部3は、突起63によって頭部に加えられる摩擦力によって保持される。さらに、頭部3が座部の円筒形の上方端縁52aによって座部52に保持されるので、頭部は、調整可能な角度位置で受け部に一時的に保持される。クリンピング(crimping)などで圧力要素を付加的に固定する必要はない。なぜなら、圧力要素は、突起63が凹部55に係合することによって、回転しないように固定され、さらに、上方端縁52aによって座部に保持される頭部との締まりばめによって、開いた上端部を通って抜け出さないように固定されるからである。
【0023】
使用時に、骨固定装置は、図16のd)に示されるように予め組立てられた状態で搬送されてもよい。通常、複数個の骨固定装置が必要とされる。次いで、ねじ部材が骨または堆骨に捩じ込まれ、さらに、受け部が、ロッド100を挿入するための正しい向きになるよう位置合わせされる。頭部が一時的にクランプされるので、受け部を回動させるためには、各々の受け部が正しい向きになるまでクランプ力を上回る力を加える必要がある。すべての受け部が位置合わせされると、骨固定装置を接続するロッドが挿入され、内ねじ7が締められることにより、圧力要素が下方に移動して頭部がロックされる。これにより、受け部に対するねじ部材の角度位置が固定される。同時に、ロッドが内ねじによって固定される。
【0024】
多軸骨固定装置の第2の実施例を図17に示す。上述の実施例に含まれる部分と同じ部分はすべて同じ参照番号で示されており、その説明は繰返さない。第2の実施例に従った多軸固定装置は、座部52の円筒形の端縁52aが設けられていない可能性がある点で、第1の実施例に従った骨固定装置とは異なる。受け部は、中空の円筒形の端縁52aの代わりに2つの凹部56をその内壁に備える。これらの2つの凹部56は、互いから180°オフセットされ、チャネル軸Lの方向に向けられている。頭部3が座部52に挿入されると、凹部は、頭部3の最大直径Eよりも第2の端部5bに近い位置に配置される。
【0025】
圧力要素は、頭部のうち最大直径Eを有する領域を越えて延在する2つの付加的な突起64を含む。これらの2つの付加的な突起64は各々、突起63に対して90°に向けられている。突起64の各々は外側に延在するノーズ部65を備える。圧力要素を備えたねじ部材が受け部に挿入され、受け部と圧力要素との間がさらにぴったりと適合した状態で接続されると、ノーズ部65が凹部56にぴったりと嵌まり込む。軸方向に対する凹部の高さは、圧力要素をさらに下方に移動させて頭部3をロックすることができるような高さに規定される。
【0026】
多軸骨固定装置の第3の実施例を図18に示す。第3の実施例に従った多軸骨固定装置は、突起64が、凹部56およびノーズ部65の代わりに、受け部の内径が許容し得るよりも外側に延在する、わずかに外側に延在するフラップ66を備える点で、第2の実施例に従った骨固定装置とは異なる。圧力要素を備えた頭部が挿入されると、フラップ66が受け部の内壁を押圧し、圧力ばめ接続によって頭部を付加的に保持する。
【0027】
上述の実施例の変形例も想到可能である。第1の変形例においては、頭部3は端縁によって、またはノーズ部もしくはフラップによっては座部に保持されない。このような変形例においては、圧力要素を備えた頭部が上端部5aの方に向かって移動するのを防ぐために、圧力要素が受け部内でクリンプによって保持される。
【0028】
他の変形例は、第1の実施例に関連付けて説明したように、3つ以上の突起または他の形状の突起を備える。さらなる変形例においては、第1の実施例に従った突起は、チャネル軸に対して垂直をなす以外の位置に設けることもできる。また、第2の実施例の付加的な突起およびノーズ部または第3の実施例のフラップは他の位置に設けられてもよく、または他の個数分だけ設けられてもよい。
【0029】
座部は、球形とは異なる形状であってもよく、たとえば、先細にすることができる。玉継ぎ手のように頭部を回動させることができる形状であれば如何なる形状も実現可能である。また、頭部および頭部接触面は球形である必要はなく、湾曲していてもよい。
【0030】
固定要素については、すべての種類の固定要素を用いることができ、受け部と組合せることができる。これらの固定要素は、たとえば、長さや直径の異なるねじ、管状のねじ(cannulated screws)、さまざまなねじ形状を有するねじ、釘などである。頭部および軸は、互いに接続可能な別個の部品であってもよい。
【0031】
さまざまな種類の受け部を、特にこのようなさまざまなロック装置と用いることができる。たとえば、ロッドと頭部とを同時にロックする内ねじなどの1部品からなるロック装置ではなく、外ねじおよび内ねじを備えた2部品からなるロック装置を用いることができる。この場合、圧力要素はU字型の凹部を有しており、脚部がロッドの上方に延在している。2部品からなるロック装置であれば、頭部とロッドとは独立して固定することができる。さらに、外側ナット、外側キャップ、差込み型ロック装置なども実現可能である。受け部の形状は図示された実施例には限定されない。たとえば、受け部は、ねじ部材の回動角度を特定の側により大きくすることを可能にするために、非対称的な端部を有していてもよい。
【0032】
さらなる変形例においては、受け部は、底端部からねじ要素を差込むことを可能にするよう構成される。
【符号の説明】
【0033】
1 固定要素、2 軸、3 頭部、5 受け部、5a 上端部、5b 底端部、12 チャネル、51 同軸のボア、52 座部、6 圧力要素、62、63、64 頭部接触面部分、E 最大直径。
【技術分野】
【0001】
本発明は、骨または堆骨に安定化ロッドを固定するための多軸骨固定装置に関する。骨固定装置は、固定要素と受け部とを含む、この受け部は、骨固定要素の頭部を受け、固定要素に接続される安定化ロッドを受ける役割を果たす。固定要素は、受け部に回動可能に接続されており、受け部に配置されている圧力要素を介して頭部に圧力を加えることによって角度をなして固定することができる。圧力要素は、頭部に接触する頭部接触面を含む。頭部は頭部接触面よりもわずかに大きな寸法を有しているため、この頭部がロックされる前に摩擦によってクランプされるように、締まりばめが実現される。
【背景技術】
【0002】
US2004/0267264A1が開示する多軸固定装置においては、多軸骨ねじは係合部材を備える。この係合部材は、受け部材内に球形の頭部をロックする前に軸を所望の角度方向で維持することができるように、球形の頭部と受け部材との間に十分な摩擦をもたらすよう適合されている。係合部材は、たとえば、頭部のまわりにおける開いたスナップリングによって、または、圧縮キャップに設けられて球形の頭部に摩擦係合するばね部材によって、または、圧縮キャップに設けられたスロットによって実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】US2004/0267264A1
【特許文献2】US2010/0145394A1
【特許文献3】WO/2009/014540A1
【特許文献4】WO/2009/055747A1
【特許文献5】EP2221012A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、手術中の処理を改善させつつも安全な固定を確実にする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に記載の固定装置によって達せられる。さらなる展開例を従属請求項に記載する。
【0006】
骨固定装置によれば、頭部をロックすることなく、頭部を受け部に対して所望の角度位置で一時的にクランプすることができる。これにより、受け部を調整可能な角度位置に維持することが可能となる。この状態では、圧力要素が頭部に予負荷を加えた場合に、頭部は、自由な回動だけが防止されて、ロックされることはない。頭部が一時的にクランプされた場合、特に、ロッドに多数の骨固定具を接続しなければならない状況で、受け部をロッドに対して位置合わせしたりロッドを挿入したりすることが容易になる。ロッドが受け部に既に挿入されている場合、頭部を十分に緩めなくてもロッドを調整することができる。
【0007】
圧力部材によって頭部に加えられる予負荷の量は、圧力部材と頭部との間の締まりばめを考慮して頭部に対する圧力部材の大きさを定めることによって、予め正確に規定することができる。
【0008】
頭部は座部に固定されてもよい。これにより、クリンプ工具を追加しなくても装置を容易に組立てることができる。
【0009】
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例の記載から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第1の実施例に従った多軸骨固定装置を示す分解斜視図である。
【図2】骨固定装置を組立てられた状態で示す斜視図である。
【図3】ロッド軸に対して垂直な面に沿った、多軸骨固定装置を組立てられた状態で示す断面図である。
【図4】図3における線A−Aに沿った骨固定装置の断面図である。
【図5】ロッド軸を含む面に沿った、骨固定装置を組立てられた状態で示す断面図である。
【図6】図5の一部分の拡大図である。
【図7】多軸骨固定装置の受け部を示す斜視図である。
【図8】図7の受け部を示す側面図である。
【図9】ロッド軸を含む面に沿った受け部の断面図である。
【図10】ロッド軸に対して垂直な面に沿って受け部を示す断面図である。
【図11】圧力要素を示す斜視図である。
【図12】圧力要素を示す側面図である。
【図13】図12の圧力要素を90°回転させて示す側面図である。
【図14】図13における線B−Bに沿った圧力要素の断面図である。
【図15】図11の圧力要素を示す底面図である。
【図16】a)からd)は、多軸骨固定装置の組立てステップを示す図である。
【図17】ロッド軸を含む面に沿った、第2の実施例に従った多軸骨固定装置の断面図である。
【図18】ロッド軸を含む面に沿った、第3の実施例に従った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】
【0011】
図1および図2に概略的に示される第1の実施例に従った多軸骨固定装置は、ねじ軸2および頭部3を有するねじ部材の形状をした骨固定要素1を含む。頭部3は、球体の赤道または最大直径Eを含む大きさを有する球台(spherical segment)の形状に形成される。頭部3は、その自由端に、工具との係合用の凹部4を有する。骨固定装置はさらに、ねじ部材1をロッド100に接続するための受け部5を含む。圧力要素6は頭部3の上の受け部に配置される。ロッド100を受け部に固定し、頭部に圧力を加えるために、内ねじ7の形状を有し、受け部5と協働するロック装置が設けられる。
【0012】
図3から図10に特に図示するように、受け部5は実質的に円筒形であり、上端部5aおよび底端部5bを有し、さらに、底端部5bの方に延在する同軸のボア51を有する。底端部5bには、頭部3を収容するための座部52が設けられる。座部52は、球形に形成され、頭部3の半径に対応する半径を有し、軸が延在することができる開口部52bを有する。これにより、玉継ぎ手と同様に、頭部3が座部52において回動することが可能となる。座部52の高さは、図6に図示のとおり、座部52が頭部3のうち最大直径Eを有する領域を含むように規定される。
【0013】
ボア51と座部52との間に、中空で円筒形の端縁部分52aが設けられる。この円筒形の端縁部分52aが有する内径は、ボア51の内径よりも小さく、頭部の最大外径Eよりもほんのわずかに小さい。言いかえれば、頭部3は、円筒形の端縁部分52aに比べてわずかに大きな寸法を有しており、これにより、頭部を、端縁部分を通して座部に押し込むことが可能となる。したがって、頭部3は、座部52に差込まれると、座部内で円筒形の端縁部分52aによって保持される。
【0014】
受け部は、上端部5aにおいて、ロッド100を受けるためのチャネルを形成する実質的にU字型の凹部53を有する。U字型の凹部により、受け部5の中心軸Cに対して垂直に延在するチャネル軸Lが形成される。雌ねじ54が、ロック装置の内ねじ7と協働するように、受け部において上端部5aに隣接して設けられる。
【0015】
特に図7、図9および図10から分かるように、互いから180°オフセットして配置される2つの凹部55は、ボア51から座部52内に延在するが、底端部5bまでは延びておらず、この底端部5bからは距離が空けられている。凹部55はチャネル軸Lに対して90°に配置される。凹部55の形状は、以下に記載するように、圧力要素6の一部を収容するよう構成される。
【0016】
圧力要素6は1つの部品として形成される。この圧力要素6は、実質的に円筒形の構造を有し、受け部5のボア51内で軸方向に移動することを可能にするような外径を有する。圧力要素は上端部6aおよび底端部6bを備える。上端部6aには、ロッド100を受けるよう構成された円筒形の凹部61が設けられる。底端部6bには、頭部3を受けるための球形の凹部62が設けられる。底端部6bには円周方向に対向する2つの切欠がある。これにより、下方に延在する対向した2つの突起(lug)63が設けられる。これらの突起63の内面は球形であり、外面は円筒形である。突起63は、たとえば図13に図示のとおり、側面図で見るとほぼV字型を有し、角には丸みがつけられ、底部は直線的である。しかしながら、突起の形状は実施例に示される形状には限定されず、たとえば、長方形もしくはU字型、または他の形状であってもよい。突起63は、円筒形の凹部によって形成されるチャネル軸に対して90°に配置される。球形の凹部62の深さは、圧力要素が頭部3に取付けられたときに、突起63が球形の頭部3のうち最大外径Eを有する領域を越えて延在するように規定される。
【0017】
球形の頭部3が球形の凹部63に挿入されたときに突起63によって頭部に加えられる摩擦力によって頭部を保持する締まりばめが実現されるようにするために、頭部3が球形の凹部63に比べてわずかに大きくなるように、球形の凹部63の大きさが球形の頭部3に対して相対的に規定される。摩擦力の強さは、頭部と突起63を備えた球形の凹部62との間に適切な締まりばめを設計することによって調整することができる。
【0018】
さらに、圧力要素6は、工具(図示せず)を備えたねじ頭部3へのアクセスを可能にするために同軸のボア64を有する。
【0019】
骨固定装置の部品はすべて、生体適合性材料、たとえば、チタンなどの生体適合性のある金属、たとえばニチノールなどの生体適合性のある金属合金、または、たとえばポリエーテルエーテルケトン(PEEK:polyetheretherketone)などの生体適合性のあるプラスチック材料、またはそれらの組合せから作られる。これらの部品は、同じ材料または異なる材料で製造することもできる。
【0020】
ここで、図16のa)からd)を参照して、骨固定装置の組立てについて説明する。まず、図16のa)に図示のとおり、骨固定装置の頭部3を圧力要素6の球形の凹部62に差込む。頭部3が球形の凹部62の直径よりもわずかに大きな直径を有しているので、頭部3は、図16のb)に図示のとおり球形の凹部62内で締まりばめによって保持される。これにより、突起63が、最大直径Eを有する領域を越えて頭部のまわりに延在する。この状態では、頭部と突起63との間の摩擦力を上回る力を加えることによって、圧力要素6に対して頭部を回動させることができる。
【0021】
次いで、圧力要素が取付けられたねじ要素1が上端部5aから受け部5内に差込まれる。これにより、圧力要素6は、その円筒形の凹部61が受け部のU字型の凹部12と位置合わせされるように方向付けされる。したがって、突起63は、先に図7に図示されたように、受け部の凹部55に係合し得るように方向付けされる。最後に、図16のd)に図示のとおり、座部の上方の円筒形端縁52aと頭部3との間における締まりばめによって加えられる力に打勝つことにより、頭部3が座部52aに挿入される。
【0022】
圧力要素6を備えた頭部3が受け部5内に取付けられると、頭部3は、突起63によって頭部に加えられる摩擦力によって保持される。さらに、頭部3が座部の円筒形の上方端縁52aによって座部52に保持されるので、頭部は、調整可能な角度位置で受け部に一時的に保持される。クリンピング(crimping)などで圧力要素を付加的に固定する必要はない。なぜなら、圧力要素は、突起63が凹部55に係合することによって、回転しないように固定され、さらに、上方端縁52aによって座部に保持される頭部との締まりばめによって、開いた上端部を通って抜け出さないように固定されるからである。
【0023】
使用時に、骨固定装置は、図16のd)に示されるように予め組立てられた状態で搬送されてもよい。通常、複数個の骨固定装置が必要とされる。次いで、ねじ部材が骨または堆骨に捩じ込まれ、さらに、受け部が、ロッド100を挿入するための正しい向きになるよう位置合わせされる。頭部が一時的にクランプされるので、受け部を回動させるためには、各々の受け部が正しい向きになるまでクランプ力を上回る力を加える必要がある。すべての受け部が位置合わせされると、骨固定装置を接続するロッドが挿入され、内ねじ7が締められることにより、圧力要素が下方に移動して頭部がロックされる。これにより、受け部に対するねじ部材の角度位置が固定される。同時に、ロッドが内ねじによって固定される。
【0024】
多軸骨固定装置の第2の実施例を図17に示す。上述の実施例に含まれる部分と同じ部分はすべて同じ参照番号で示されており、その説明は繰返さない。第2の実施例に従った多軸固定装置は、座部52の円筒形の端縁52aが設けられていない可能性がある点で、第1の実施例に従った骨固定装置とは異なる。受け部は、中空の円筒形の端縁52aの代わりに2つの凹部56をその内壁に備える。これらの2つの凹部56は、互いから180°オフセットされ、チャネル軸Lの方向に向けられている。頭部3が座部52に挿入されると、凹部は、頭部3の最大直径Eよりも第2の端部5bに近い位置に配置される。
【0025】
圧力要素は、頭部のうち最大直径Eを有する領域を越えて延在する2つの付加的な突起64を含む。これらの2つの付加的な突起64は各々、突起63に対して90°に向けられている。突起64の各々は外側に延在するノーズ部65を備える。圧力要素を備えたねじ部材が受け部に挿入され、受け部と圧力要素との間がさらにぴったりと適合した状態で接続されると、ノーズ部65が凹部56にぴったりと嵌まり込む。軸方向に対する凹部の高さは、圧力要素をさらに下方に移動させて頭部3をロックすることができるような高さに規定される。
【0026】
多軸骨固定装置の第3の実施例を図18に示す。第3の実施例に従った多軸骨固定装置は、突起64が、凹部56およびノーズ部65の代わりに、受け部の内径が許容し得るよりも外側に延在する、わずかに外側に延在するフラップ66を備える点で、第2の実施例に従った骨固定装置とは異なる。圧力要素を備えた頭部が挿入されると、フラップ66が受け部の内壁を押圧し、圧力ばめ接続によって頭部を付加的に保持する。
【0027】
上述の実施例の変形例も想到可能である。第1の変形例においては、頭部3は端縁によって、またはノーズ部もしくはフラップによっては座部に保持されない。このような変形例においては、圧力要素を備えた頭部が上端部5aの方に向かって移動するのを防ぐために、圧力要素が受け部内でクリンプによって保持される。
【0028】
他の変形例は、第1の実施例に関連付けて説明したように、3つ以上の突起または他の形状の突起を備える。さらなる変形例においては、第1の実施例に従った突起は、チャネル軸に対して垂直をなす以外の位置に設けることもできる。また、第2の実施例の付加的な突起およびノーズ部または第3の実施例のフラップは他の位置に設けられてもよく、または他の個数分だけ設けられてもよい。
【0029】
座部は、球形とは異なる形状であってもよく、たとえば、先細にすることができる。玉継ぎ手のように頭部を回動させることができる形状であれば如何なる形状も実現可能である。また、頭部および頭部接触面は球形である必要はなく、湾曲していてもよい。
【0030】
固定要素については、すべての種類の固定要素を用いることができ、受け部と組合せることができる。これらの固定要素は、たとえば、長さや直径の異なるねじ、管状のねじ(cannulated screws)、さまざまなねじ形状を有するねじ、釘などである。頭部および軸は、互いに接続可能な別個の部品であってもよい。
【0031】
さまざまな種類の受け部を、特にこのようなさまざまなロック装置と用いることができる。たとえば、ロッドと頭部とを同時にロックする内ねじなどの1部品からなるロック装置ではなく、外ねじおよび内ねじを備えた2部品からなるロック装置を用いることができる。この場合、圧力要素はU字型の凹部を有しており、脚部がロッドの上方に延在している。2部品からなるロック装置であれば、頭部とロッドとは独立して固定することができる。さらに、外側ナット、外側キャップ、差込み型ロック装置なども実現可能である。受け部の形状は図示された実施例には限定されない。たとえば、受け部は、ねじ部材の回動角度を特定の側により大きくすることを可能にするために、非対称的な端部を有していてもよい。
【0032】
さらなる変形例においては、受け部は、底端部からねじ要素を差込むことを可能にするよう構成される。
【符号の説明】
【0033】
1 固定要素、2 軸、3 頭部、5 受け部、5a 上端部、5b 底端部、12 チャネル、51 同軸のボア、52 座部、6 圧力要素、62、63、64 頭部接触面部分、E 最大直径。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
多軸骨固定装置であって、
骨に固定するための軸(2)、および、湾曲した外面部分を有する頭部(3)を備える固定要素(1)と、
上端部(5a)および底端部(5b)、ロッドを受けるためのチャネル(12)、上端部(5a)から底端部(5b)の方向に延在する同軸のボア(51)、ならびに、底端部に頭部を受けるための座部(52)を備える受け部(5)と、
ボア内に配置された圧力要素(6)とを含み、圧力要素(6)は、頭部(3)の湾曲した外面部分と接触する頭部接触面部分(62,63,64)を有し、
頭部(3)は受け部(5)に対して回動可能であり、圧力要素(6)を介して頭部に圧力を加えることによって角度をなして固定することができ、頭部はまた、外面部分と頭部接触面部分との間の摩擦によって頭部をクランプする締まりばめが実現されるように、湾曲した外面部分が頭部接触面部分(62,63,64)に比べて大きな寸法を有する、多軸骨固定装置。
【請求項2】
湾曲した外面部分は最大直径(E)を有し、頭部接触面部分(62,63)は、少なくとも最大直径(E)を含む領域において頭部と接触する、請求項1に記載の多軸骨固定装置。
【請求項3】
受け部は、その内壁に、頭部接触面部分(63)を収容するように座部(52)内に延在する凹部(55)を有する、請求項1または2に記載の多軸骨固定装置。
【請求項4】
頭部接触面部分は、頭部を両側からクランプする少なくとも2つの別個の部分(63,64)を含む、請求項1から3のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項5】
前記部分は突起(63,64)として形成される、請求項4に記載の多軸骨固定装置。
【請求項6】
圧力要素(6)は、実質的に円筒形であり、上方端部(6a)および下方端部(6b)を有し、前記圧力要素(6)はその下方端部に頭部に面する凹部(62)を有し、これにより、頭部接触面部分(63,64)が設けられる、請求項1から5のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項7】
上端部(5a)の方に移動しないように頭部(3)を座部(52)に保持するようさらに構成される、請求項1から6のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項8】
座部(52)は、頭部のうち最大外径(E)を有する領域の上方に上方端縁(52a)を有し、
頭部は、前記頭部が端縁部分(52a)を通ることができるが、座部(52)に配置されると上端部(5a)の方に移動することが防止されるように、上方端縁(52a)に比べて大きな寸法を有する、請求項1から7のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項9】
頭部接触面部分(64)はばね要素(65)を含み、前記ばね要素(65)は、頭部(3)が座部(52)に配置されたときに前記頭部(3)が上端部(5a)の方に移動するのを防ぐように、受け部(5)の内壁に設けられた凹部(65)に嵌まり込む、請求項1から8のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項10】
頭部接触面部分(64)は、受け部の内壁に比べて大きな寸法を有するフラップ(66)を備え、これにより、フラップ(66)と受け部(5)との間に締まりばめをもたらして、頭部が上端部(5a)の方に移動するのを防ぐ、請求項1から9のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項11】
圧力要素は、ロッドを受けるチャネル(61)を有する、請求項1から10のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項12】
頭部(3)の外面部分は球形である、請求項1から11のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項13】
頭部接触面(62,63,64)は球形である、請求項1から12のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項14】
座部(52)は球形である、請求項1から13のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項15】
受け部(5)と協働して頭部(3)を座部(52)にロックし、チャネル(12)にロッド(100)を固定するための固定装置(7)が設けられる、請求項1から14のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項1】
多軸骨固定装置であって、
骨に固定するための軸(2)、および、湾曲した外面部分を有する頭部(3)を備える固定要素(1)と、
上端部(5a)および底端部(5b)、ロッドを受けるためのチャネル(12)、上端部(5a)から底端部(5b)の方向に延在する同軸のボア(51)、ならびに、底端部に頭部を受けるための座部(52)を備える受け部(5)と、
ボア内に配置された圧力要素(6)とを含み、圧力要素(6)は、頭部(3)の湾曲した外面部分と接触する頭部接触面部分(62,63,64)を有し、
頭部(3)は受け部(5)に対して回動可能であり、圧力要素(6)を介して頭部に圧力を加えることによって角度をなして固定することができ、頭部はまた、外面部分と頭部接触面部分との間の摩擦によって頭部をクランプする締まりばめが実現されるように、湾曲した外面部分が頭部接触面部分(62,63,64)に比べて大きな寸法を有する、多軸骨固定装置。
【請求項2】
湾曲した外面部分は最大直径(E)を有し、頭部接触面部分(62,63)は、少なくとも最大直径(E)を含む領域において頭部と接触する、請求項1に記載の多軸骨固定装置。
【請求項3】
受け部は、その内壁に、頭部接触面部分(63)を収容するように座部(52)内に延在する凹部(55)を有する、請求項1または2に記載の多軸骨固定装置。
【請求項4】
頭部接触面部分は、頭部を両側からクランプする少なくとも2つの別個の部分(63,64)を含む、請求項1から3のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項5】
前記部分は突起(63,64)として形成される、請求項4に記載の多軸骨固定装置。
【請求項6】
圧力要素(6)は、実質的に円筒形であり、上方端部(6a)および下方端部(6b)を有し、前記圧力要素(6)はその下方端部に頭部に面する凹部(62)を有し、これにより、頭部接触面部分(63,64)が設けられる、請求項1から5のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項7】
上端部(5a)の方に移動しないように頭部(3)を座部(52)に保持するようさらに構成される、請求項1から6のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項8】
座部(52)は、頭部のうち最大外径(E)を有する領域の上方に上方端縁(52a)を有し、
頭部は、前記頭部が端縁部分(52a)を通ることができるが、座部(52)に配置されると上端部(5a)の方に移動することが防止されるように、上方端縁(52a)に比べて大きな寸法を有する、請求項1から7のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項9】
頭部接触面部分(64)はばね要素(65)を含み、前記ばね要素(65)は、頭部(3)が座部(52)に配置されたときに前記頭部(3)が上端部(5a)の方に移動するのを防ぐように、受け部(5)の内壁に設けられた凹部(65)に嵌まり込む、請求項1から8のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項10】
頭部接触面部分(64)は、受け部の内壁に比べて大きな寸法を有するフラップ(66)を備え、これにより、フラップ(66)と受け部(5)との間に締まりばめをもたらして、頭部が上端部(5a)の方に移動するのを防ぐ、請求項1から9のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項11】
圧力要素は、ロッドを受けるチャネル(61)を有する、請求項1から10のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項12】
頭部(3)の外面部分は球形である、請求項1から11のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項13】
頭部接触面(62,63,64)は球形である、請求項1から12のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項14】
座部(52)は球形である、請求項1から13のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【請求項15】
受け部(5)と協働して頭部(3)を座部(52)にロックし、チャネル(12)にロッド(100)を固定するための固定装置(7)が設けられる、請求項1から14のいずれかに記載の多軸骨固定装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【公開番号】特開2012−135618(P2012−135618A)
【公開日】平成24年7月19日(2012.7.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−279564(P2011−279564)
【出願日】平成23年12月21日(2011.12.21)
【出願人】(511211737)ビーダーマン・テクノロジーズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンディートゲゼルシャフト (30)
【氏名又は名称原語表記】BIEDERMANN TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年7月19日(2012.7.19)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年12月21日(2011.12.21)
【出願人】(511211737)ビーダーマン・テクノロジーズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンディートゲゼルシャフト (30)
【氏名又は名称原語表記】BIEDERMANN TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG
【Fターム(参考)】
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