茎用ねじアセンブリのための継手要素
【課題】本発明の目的は、ねじ頭部のロック方法，使用法の複雑さ，整形ロッド及びロッド捕捉アセンブリの適正配置の難しさ，幾つかの複雑な装置に関連した多数のパーツに必要な操作，並びに２種間の弱い境界面に由来する骨固定装置に関するロッド捕捉アセンブリの術後移動等について改良することにある。
【解決手段】本発明は、茎用ねじアセンブリ用の継手要素である。この継手要素は、上端と、下端と、前記上端から前記下端に向かい延びるロッド受容開口とを有しており、前記継手要素の前記上端及び下端間には、ねじ式締結具を受けるための孔が延びていて、前記継手要素が、把持面を含む外表面を有しており、前記座部は、前記ねじ式締結具の前記頭部の一部に係合するようになっている。
【解決手段】本発明は、茎用ねじアセンブリ用の継手要素である。この継手要素は、上端と、下端と、前記上端から前記下端に向かい延びるロッド受容開口とを有しており、前記継手要素の前記上端及び下端間には、ねじ式締結具を受けるための孔が延びていて、前記継手要素が、把持面を含む外表面を有しており、前記座部は、前記ねじ式締結具の前記頭部の一部に係合するようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脊椎固定装置に関し、特に、拡張可能な頭部付き茎用ねじを有する茎用ねじアセンブリに関するものである。好適な実施例において、この茎用ねじアセンブリは、座部を有する継手要素を含んでいて、該座部が茎用ねじの頭部を受けると共に、継手要素に関する茎用ねじの多軸線回りの運動を可能にしており、また、同茎用ねじアセンブリは、継手要素及び茎用ねじが相対的に運動するのを阻止するように、茎用ねじの頭部を拡開して継手要素の座部に押し付けるインサートを含んでいる。
【背景技術】
【０００２】
脊柱は、骨及び結合組織からなる非常に複雑な系統であり、この系統が身体の支持を可能にすると共に、精緻な脊柱及び諸神経を保護している。該脊柱は、１つの上にもう１つが積み重ねられた一連の椎骨を含んでおり、ここで、その各椎体は、椎体の外側面（皮質）を形成する比較的に強固な骨部分と、椎体の中心部（海綿状）を形成する比較的に弱い骨部分とを含んでいる。各椎体間には椎間板があり、これは、脊柱に加えられる圧縮力の緩衝及び抑制に備えている。精緻な脊髄及び諸神経を含む脊柱管は、椎体の後部に位置している。
【０００３】
種々の脊柱疾患が知られており、該疾患には、側湾症（脊椎の異常な側方湾曲），後湾症（通常は胸椎における脊椎の異常な前方湾曲），過剰前湾症（通常は腰椎における脊椎の異常な後方湾曲），脊椎すべり症（通常は腰椎もしくは頚椎における１つの椎骨上での別の椎骨の前転位），及びその他の疾患がある。その他の疾患は、椎間板の割れ又はずれ、変形性椎間板症、椎骨の骨折等のような異常，疾患もしくは障害により生じる。このような病気で苦しむ患者は、通常、神経機能の低下に加えて、極端な衰弱性の痛みを経験する。
【０００４】
本発明は、外科用移植材料を用いて脊椎の隣接椎骨を一緒に融着及び／又は機械的に固定する、脊椎固定と通常言われている技術にかかわっている。脊椎固定はまた、脊椎の全体的なアラインメントを変更するように隣接椎骨の互いのアラインメントを変更するのにも使用される。かかる技術は、上述した病気を治療するために、そして、大抵の場合、患者が受けている痛みを和らげるために、効果的に使用されてきた。しかしながら、後から詳しく述べるように、現在の固定装置に関しては幾つかの欠点がある。
【０００５】
ある脊椎固定技術は、脊椎とほぼ平行に延びる、脊椎ロッドと通常言われる整形ロッドを使用することにより脊椎を固定することを含んでいる。これは、脊椎を後方から露出させると共に、骨用ねじを適切な椎骨の茎(pedicles)に固定することにより行われる。該茎用ねじ（pedicle screw)は、通常、１つの椎骨につき２つ、即ち、棘突起の両側にある各茎のところに１つ設けられ、脊椎ロッドの固定ポイントとして作用する。その後、脊椎ロッドを受けるようになっているクランプ要素が使用され、脊椎ロッドを茎用ねじに結合する。この脊椎ロッドの調整影響力により、脊椎は、もっと望ましい形状に倣うように力を受ける。ある例においては、脊椎ロッドは、望ましい湾曲の脊柱を実現するために曲がることがある。
【０００６】
ビナウド（Vignaud)等に対する特許文献１は、Ｕ形状の頭部が剛に接続された茎用ねじを含む脊椎固定装置を開示している。このＵ形状の頭部は、その内部に脊椎ロッドを受けるためＵ形状のチャンネルを含んでいる。Ｕ形状の頭部には雌ねじ部が設けられているので、雄ねじ部を有する止めねじを雌ねじ部にねじ込みうる。茎用ねじを骨に挿入し、そして脊椎ロッドをＵ形状のチャンネルに配置した後、止めねじを継手要素の雌ねじ部にねじ込んで、脊椎ロッドをＵ形状のチャンネル内に固定すると共に、同脊椎ロッド及び茎用ねじ間の相対運動を防止する。また、該脊椎固定装置は、Ｕ形状の要素の上方部を覆うキャップを含んでいて、止めねじをＵ形状の頭部にねじ込む際にＵ形状の要素のアームが広がるのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５,１２９,３８８号明細書
【特許文献２】米国特許第５,７３３,２８６号明細書
【特許文献３】米国特許第５,６７２,１７６号明細書
【特許文献４】米国特許第５,４７６,４６４号明細書
【特許文献５】国際特許公報ＷＯ８８／０３７８１号
【特許文献６】米国特許第４,４８４,５７０号明細書
【特許文献７】米国特許第５,３４４,４２２号明細書
【特許文献８】米国特許第５,５８４,８３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
外科医は、上述した特許文献１に開示されたような脊椎固定装置を挿入しようと試みる際に、かなりの難しさをしばしば経験してきた。例えば、外科医は、往々にして、脊椎ロッドを骨用ねじのＵ形状頭部の中に効率的且つ適切に入れることができなかった。これは、脊椎の湾曲と、ねじが設けられる茎の配向が異なるため、茎用ねじのＵ形状の頭部が互いに整列しないことが往々にしてあるからである。脊椎ロッドは、茎用ねじを脊椎ロッドに接続するために、複数の平面上で曲げられることがしばしばあり、これは、脊椎ロッドとの結合を弱くすることになる。また、これらの諸問題は、手術を相当に長引かせることになり、外科手術に関連した合併症の可能性が増すことになる。
【０００９】
上述した特許文献１において認められた諸問題に応えて、エリコ（Errico)等に対する特許文献２、ビーダーマン(Biedermann)等に対する特許文献３及びメッツ−スタベンハーゲン(Metz-Stavenhagen)に対する特許文献４の各明細書は、骨に固定された固定要素が球状の頭部を有している多軸の脊椎固定装置を開示している。これらの米国特許における脊椎固定装置は、整形ロッド捕捉アセンブリを有していて、整形ロッドを該捕捉アセンブリ内に取り付けると共に、該整形ロッドを固定要素に接続する。固定要素の球状の頭部は、該固定要素が整形ロッドの捕捉アセンブリに関して運動することを可能にする。しかし、上述した米国特許のものは、各脊椎固定装置が挿入後にずれるかもしれないので、特許文献１に記載のものに認められる欠点の全てを解消するものではない。これは主として、固定要素の球状の頭部と整形ロッド捕捉アセンブリとの間の表面接触面積が不十分であることに由来している。また、該脊椎固定装置は複雑であり製造が難しい。
【００１０】
他の多軸骨固定装置は、特許文献５に教示されている。この公報は、骨結合板にある開口に骨用ねじを固定するための装置を記載している。骨用ねじの頭部は長手方向の溝を備えていて、この溝により、骨結合板にある開口の１つに入れられた後、頭部を拡張可能としている。ねじを開口の１つに挿通した後、頭部を拡開するために該頭部の頂部にある孔に調整ねじを螺入する。拡開した頭部の外表面は、骨結合板にねじを固定するように、骨結合板にある開口に圧接する。特許文献６もまた骨結合板と関連して用いられる骨用ねじを開示しており、該骨用ねじは、中央の開口と複数のスロットをもつ頭部を有していて、該開口及びスロットが頭部を複数の舌状部に分割している。頭部にある中央の開口には、頭部を拡開すると共に骨用ねじを骨結合板に関してロックするために、円錐面を有する拡開工具が挿入される。しかし、特許文献５及び特許文献６に記載のものは骨板に関係しており、整形ロッドを用いる脊椎固定装置ではない。
【００１１】
上述した装置があるにもかかわらず、先行技術の脊椎固定装置は、ねじ頭部のロック方法，使用法の複雑さ，整形ロッド及びロッド捕捉アセンブリの適正配置の難しさ，幾つかの複雑な装置に関連した多数のパーツに必要な操作，並びに２種間の弱い境界面に由来する骨固定装置に関するロッド捕捉アセンブリの術後移動等において改良の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る茎用ねじアセンブリは、上記課題を解決すべく以下のように構成されている。茎用ねじアセンブリは、骨に挿入するための先端部と、該先端部の反対側端部のところにある拡張可能な頭部とを有する締結具を含んでいる。該頭部は、それを形成している材料により、或いはその構造により拡張可能としうる。拡張可能な頭部についての好適な一構造は、１つ以上のスロットが形成された頭部を含んでいる。この場合において、拡張可能な頭部は、凸状部を含む外表面と、内法寸法を有する内表面を規定する凹所と、頭部の拡張を可能にするため内表面及び外表面間に延在する少なくとも１つのスロットを有するのが好ましい。また、該茎用ねじアセンブリは、頭部の凹所内に少なくとも部分的に配置することができるインサートを含んでいる。このインサートは、上述した凹所の内法寸法よりも大きい外法寸法を含む外表面を有する。この場合においては、インサートは頭部の凹所と一緒に回転可能でよい。
【００１３】
また、茎用ねじアセンブリは、茎用ねじを整形ロッドに結合するための継手要素を含んでいる。該継手要素は、締結具を受け入れるため同継手要素を貫いて延びる孔と、締結具の頭部を受ける座部とを有するのが好ましい。座部は、頭部の凸状部を受けると共に、更なる枢回運動を阻止するためロックされる前に締結具及び継手要素が相対的に枢回するのを可能にする凹状部を含んでいてよい。茎用ねじアセンブリは更に、継手要素に関連したロック部材を含んでいてよい。このロック部材は、整形ロッドが継手要素内に配置された後、該整形ロッドを継手要素内にロックする。該ロック部材は、インサートの外法寸法が頭部の内法寸法に当接するように、インサートを頭部の凹所内に押し込むようになっているのが望ましく、継手要素が締結具に関して更に枢回運動するのを阻止するため頭部が拡開して継手要素の座部に当る。
【００１４】
締結具の拡張可能な頭部は、頭部と継手要素の座部の間において、改良されたレベルの表面接触を提供している。この表面接触レベルの向上は、より確実なロック力を発生させる結果になる。また、ロック力は、締結具の頭部及び継手要素間の境界面のところで作用する摩擦力により増大する。この摩擦力は、継手要素の座部上にある締結具の頭部の法線力に比例し、従って、インサートが締結具の頭部を拡開させるべく作用するにつれて増大する。その結果、１つ以上の骨締結具に関する脊椎ロッド又は継手要素の術後のずれ及び／又は移動の可能性が相当に減少する。更に、本発明の茎用ねじアセンブリは部品の数が少ない。その結果、移植手術が非常に簡略化されると共に、構成要素が患者の身体内に落下する可能性が大きく減少する。
【００１５】
好適には、締結具は、ねじの先端部から頭部に向かい延びる雄ねじ部を有する茎用骨ねじ(pedicle bone screw)である。締結具は、サッタ−(Sutter)の特許文献６に開示されたような骨移植片材料を受けるために、雄ねじ部に１つ以上の穴を有していてよい。ねじを骨に固定するためにねじを使用する代わりに、他の好適な場合において、締結具は、前述したメッツ−スタベンハーゲンに対する特許文献４に開示されたようなフック形状の固定要素を含んでいてよい。締結具はまた、その外表面上にヒゲ状突起（barbs)を有する構造であってよく、これにより締結具は骨の中に強制的に入れられ、そしてヒゲ状突起は締結具が骨から引き出されるのを防止する。締結具は、好ましくは、頭部と先端部の間にネック部を含んでおり、該ネック部は頭部の近くに配置されるのが望ましい。ネック部は、凹状表面を有すると共に、締結具の雄ねじ部の直径よりも通常小さな直径を有する。締結具の頭部は、好ましくは、内法寸法を有する内表面を規定する凹所を含んでいる。また、頭部は、その内表面及び外表面間に延びる複数のスロットを含んでいる。締結具は、好ましくは、先端部から頭部まで延びる長手方向軸線を有しており、該締結具の凹所並びに内表面及び外表面はこの長手方向軸線に中心を置いている。スロットは、頭部の頂面のところでほぼ始まり、そして長手方向軸線とほぼ平行な方向に締結具の先端部に向かい延びる。複数のスロットは、締結具の上端のところで頭部を２つ以上の可撓性アーム部に分割する。１つの好適な場合において、頭部を６個の可撓性アーム部に分割するために、頭部には６個のスロットが形成されている。該可撓性アーム部は、頭部の外表面を拡開するために長手方向軸線から遠ざかる方向に曲がるようになっていることが望ましい。また、可撓性アーム部は、頭部の外法寸法を減少させるように、そして締結具を継手要素に入れる組み立てを考慮して、頭部を収縮するため長手方向軸線に向かい曲がることもできる。
【００１６】
拡張可能な頭部はまた、インサートを凹所内に少なくとも部分的に固定するために、凹所に延びて入る少なくとも１つのタブを含むのが好ましい。該タブは、可撓性アーム部の先端のところに形成されているのが好ましく、各可撓性アーム部が１つのタブを含むのが望ましい。これらの可撓性アーム部は、インサートを固定するためにタブを凹所に延入させて、該凹所の外周面の周りに実質的に環状の形状に通常配置される。
【００１７】
インサートは、上端と、下端と、該上端及び下端間に延びる長手方向軸線とを有するのが好ましい。また、該インサートは、その上端及び下端の間に、外表面と、該外表面の周りに延びるフランジ部とを好ましくは含んでいる。好適な場合において、フランジ部は、インサートの長手方向軸線に対して実質的に垂直な平面にある。該フランジ部は、インサートの外法寸法、即ち、最大直径を有するインサートの部分を規定するのが好ましい。換言すれば、フランジ部はインサートの最大直径部を提供している。側方から見たとき或いは側断面図において、インサートの外表面は、フランジ部からインサートの下端に向かい内方に傾斜している。この場合、インサートの下端形状は実質的に球形である。しかしながら、他の場合においては、インサート下端は平坦である。インサートの上端は、整形ロッドに係合するようになった放射状表面を有するのが好ましい。この上端の放射状表面は、整形ロッドに関するインサートの角度に関係なく、該整形ロッド及びインサート間に良好な表面接触を確保する。インサートが拡張可能な頭部の凹所内に少なくとも部分的に位置付けられたときに、インサートの上端は、特に、整形ロッドが締結具の頭部に接触するのを防止するために、該頭部の上端を越えて延びている。
【００１８】
他の好適な場合において、インサートは、同インサートの周囲から外方に延びる少なくとも１つ、好ましくは複数の半径方向の突起部を含んでいる。この半径方向の突起部は、インサートの上端に設けられているのが好ましく、各突起部は、インサートが凹所内に少なくとも部分的に配置されたときに拡張可能な頭部に形成されたスロットの１つに延びて入る大きさに作られている。インサートは、半径方向の突起部の直下に配置されるのが好ましい半径方向フランジ部と、インサートの上端に形成された受け口とを有する。受け口は、ねじ回し，六角棒スパナ等のような駆動体を受けるようになっている。この場合において、締結具は、駆動体をインサートの受け口に挿入し、次いで該駆動体を回してインサートを時計方向又は反時計方向に回転させることにより、骨に取り付けられる。インサートは駆動体からの駆動トルクを締結具に伝える。この駆動トルクは半径方向突起部とスロットの境界面でインサートから締結具に伝えられる。
【００１９】
他の好適な場合においては、インサートは受け口を有していないが、該インサートを貫いて延びる軸方向の孔を有している。これらの特定の場合においては、頭部の凹所が設けられた部分に、駆動体を受ける大きさに作られた受け口が形成される。インサートが凹所内に少なくとも部分的に位置付けられたときに、同インサートを貫いて延びる孔は頭部に形成された受け口と実質的に整列されているので、駆動体はこの孔を通過して頭部の受け口に到達することができる。その後、締結具を骨に固定するために、駆動体を回転して締結具を時計方向或いは反時計方向に回す。
【００２０】
継手要素は、上端及び下端と、該上端及び下端間に延びる長手方向軸線とを有する実質的にＵ形状の部材を含むことが好ましい。該継手要素は、その長手方向軸線に実質的に平行な方向に延びる孔を規定する内表面と、外表面とを有している。継手要素の内表面は締結具を受ける孔の形状を規定する。この場合において、この孔は、継手要素の長手方向軸線に実質的に平行な方向に延びている。継手要素は、好ましくは、ロック部材と螺合されるように適合したねじ部を含んでいる。この場合において、該ねじ部は継手要素の内表面に形成されており、そしてロック部材は、継手要素の該雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を有する止めねじを含んでいる。しかしながら、他の好適な場合においては、該ねじ部は継手要素の外表面に形成してよく、ロック部材は、継手要素の外表面にあるねじ部と螺合するように適合した雌ねじ部を有するロックナットを含む。継手要素はまた、整形ロッドを継手要素に着座させるパースエイダー（persuader)機器のような調節装置を受けるために該継手要素に形成された、１つ以上の窪みもしくは溝を有していてよい。この場合においては、この窪みもしくは溝は、継手要素の長手方向軸線に対して実質的に垂直な方向にほぼ延びている。
【００２１】
継手要素の下端にあるその内表面は、頭部の凸状部を受けるための、及び所定位置にロックされる前に継手要素に関して頭部が揺動するのを可能にするための凹状部を含んでいる座部を好ましくは画成している。この座部は、拡張空所において継手要素の下端近くに設けられるのが好ましい。該拡張空所は、雌ねじ部の直径よりも大きな直径を有するのが好ましい。
【００２２】
上述した茎用ねじアセンブリの組立て中に、締結具の先端部は、拡張可能な頭部がその凸状の外表面を継手要素の凹状の座部と接触させて拡張空所内に位置付けられるまで、継手要素の孔に通される。ある好適な場合において、これは、締結具の先端部を継手要素の下端に向かいその上端を経て通すことによって、行われる。締結具の先端部及びねじ部が継手要素の下端に向かい進むにつれて、頭部は、その外表面が継手要素の孔の最小直径よりも大きい直径を有するので、継手要素の孔の小径部分を通り過ぎうるように、収縮されねばならない。好適な場合において、孔の最小直径部分は、継手要素の雌ねじ部により規定されている。しかしながら、他の場合においては、最小直径部分は、環状のリングのような内向きに延びる突起部としうる。その結果、頭部の可撓性アーム部は、該頭部を収縮させるために内向きに曲がらなければならず、曲がると、頭部は継手要素の小径部分を通過しうる。頭部は、拡張空所に到達するまで収縮状態で継手要素を通り続け、到達すると、可撓性アーム部はその元の非湾曲位置に自由に復帰する。
【００２３】
一旦インサートが凹所内に位置決めされれば、インサートの外法寸法が頭部の凹所が形成された部分に当接するので、可撓性アーム部は内方に曲がることができない。このような理由で、頭部はもはや収縮できない。更に、締結具は、インサートが頭部の凹所が形成された部分内に固定状態に留まっている限り、継手要素から取り外すことはできない。
【００２４】
脊椎固定手術中、締結具を骨の中にねじ込んだ後、継手要素は、締結具に関して、また、そこに固定されたインサートに関して自由に揺動する。締結具のねじ部の直径より小さな直径の凹状面を有するのが好ましい上記締結具のネック部は、継手要素が締結具の長手方向軸線に関してより広い角度範囲にわたり揺動するのを可能にする。従って、整形ロッドは、継手要素のロッド受容開口内に、より容易に配置されうる。整形ロッドをロッド受容開口内に配置させた後、整形ロッドは、ロック部材を継手要素のねじ部にねじ込むことにより所定位置にロックされる。ロック部材が整形ロッドを十分に締め付けると、今度は整形ロッドが下向きの力をインサートに作用する。次いで、可撓性アーム部を互いに遠ざかる方向に強制的に動かして締結具の頭部を拡開させるため、インサートが更に凹所内に移動する。頭部が拡開するにつれて、継手要素の座部に係合する頭部の面積が増し、そして頭部が座部に与える法線力が増大する。従って、頭部及び継手要素間の境界面に沿って作用する摩擦力は法線力に比例するので、摩擦力も増大する。頭部及び継手要素間の表面接触面積の増大並びに摩擦力の増大によって、それらの間のロック力が増すと共に、継手要素が締結具に関して更に枢回もしくは揺動運動するのを阻止する。その結果、茎用ねじアセンブリが術後にずれたり及び／又は移動する可能性が大きく低減するので、脊髄もしくは脊椎移植患者に対する術後の合併症の発生が最小になる。本発明のある好適な場合においては、継手要素が締結具の頭部直上の整形ロッドを固定する。しかし、他の好適な場合においては、継手要素が、フリッグ（Frigg)に対する特許文献７及びマッケイ（McKay)に対する特許文献８に開示されたように、整形ロッドを茎用ねじの長手方向軸線から偏心して保持するように構成されていてよい。
【００２５】
本発明はまた、締結具を骨内に取り付ける工具を含んでいる。この工具は、回転可能のシャフトと、スロットに係合すべく該シャフトの端部から延びる１つ以上のピンもしくはフォークとを有する駆動体であることが好ましい。好適な場合においては、駆動体は、締結具の頭部にある各スロットについて１つのフォークを有する。この駆動体もシャフトの下端のところに雄ねじ部を有していてよい。この雄ねじ部は、締結具が骨内にねじ込まれているときに、継手要素の雌ねじ部に係合するように適合されていることが好ましい。駆動体の雄ねじ部と継手要素の雌ねじ部との係合により、締結具が骨に固定もしくは取着されたときの茎用ねじアセンブリの安定性が向上する。特に、ねじ部の係合は、締結具を骨内にねじ込むときの締結具に関する継手要素の相対運動を防止し、締結具の導入を簡略化する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る茎用ねじアセンブリに用いる締結具の斜視図である。
【図２】図１に示す締結具の平面図である。
【図３】図１に示す締結具の部分的な断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る茎用ねじアセンブリに用いるインサートの側面図である。
【図５】図４とは別の実施形態に係る茎用ねじアセンブリに用いるインサートの側面図である。
【図６】図４に示すインサートの斜視図である。
【図７】図４に示すインサートの平面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る茎用ねじアセンブリに用いる継手要素の斜視図である。
【図９】図８に示す継手要素の部分的な断面図である。
【図１０】図１に示す締結具を図８に示す継手要素と組み合せる茎用ねじアセンブリの組立方法を示す側面図である。
【図１１】図１０に示すサブアセンブリの次の組立工程における部分的な概略側面図である。
【図１２】図１１に示すサブアセンブリの次の組立工程における部分的な概略側面図である。
【図１３】図１０〜図１２に示すサブアセンブリの次の組立工程における側面図である。
【図１４】図１３に示すサブアセンブリの次の組立工程における側面図である。
【図１５】別の実施形態によるサブアセンブリの図１１に対応した部分的な断面図である。
【図１６】別の実施形態によるサブアセンブリの図１２に対応した部分的な断面図である。
【図１７】図４に示すインサートと図１に示す締結具とを組合わせる方法の第１ステップを示す部分的な概略側面図である。
【図１８】図１７に示すサブアセンブリの組立工程の第２ステップにおける部分的な概略側面図である。
【図１９】図１７に示すサブアセンブリの組立工程の第３ステップにおける部分的な概略側面図である。
【図２０】図１４に示す茎用ねじアセンブリの部分断面図である。
【図２１】図１４に示す茎用ねじアセンブリにおける継手要素のロッド受容開口内に整形ロッドを取付けた状態を表す側面図である。
【図２２】本発明の別の実施形態に係る茎用ねじアセンブリを示す斜視図である。
【図２３】図２２に示す茎用ねじアセンブリに用いるインサートの斜視図である。
【図２４】図２３に示すインサートの平面図である。
【図２５】図２４の線XXV−XXVによる断面図である。
【図２６】図２２に示す茎用ねじアセンブリの部分斜視図である。
【図２７】図２２に示す茎用ねじアセンブリの図２６とは別の部分斜視図である。
【図２８】図２２に示す茎用ねじアセンブリの平面図である。
【図２９】締結具を骨内に留めると共に整形ロッドを継手要素のロッド受容開口内に取付けた状態における図２２に示す茎用ねじアッセンブリの、図２８の線XXIX−XXIXによる断面図である。
【図３０】本発明の更に別の実施形態に係る茎用ねじアセンブリに用いるインサートの斜視図である。
【図３１】図３０に示すインサートの側面図である。
【図３２】図３０に示すインサートを茎用ねじアセンブリに組み立てる一方法の第１ステップを示す側面図である。
【図３３】図３２に示す茎用ねじアセンブリの組立工程の第２ステップにおける側面図である。
【図３４】図３３に示す茎用ねじアセンブリの組立工程の第３ステップにおける側面図である。
【図３５】図３４に示す茎用ねじアセンブリの部分的に拡大した断面図である。
【図３６】図３４に示す茎用ねじアセンブリにおける継手要素のロッド受容開口内に整形ロッドを取付けた状態を表す断面図である。
【図３７】本発明の更に別の実施形態に係る茎用ねじアセンブリに用いるインサートの側面図である。
【図３８】本発明の更に別の実施形態に係る茎用ねじアセンブリに用いるインサート及び締結具の側面図である。
【図３９】本発明のある好適な実施形態に従った、茎用ねじアセンブリの締結具を骨の中にねじ込むための駆動体の斜視図である。
【図４０】本発明の更なる好適な実施例に従った、茎用ねじアセンブリの締結具を骨の中にねじ込むための駆動体の斜視図である。
【図４１】図４０に示す駆動体が締結具と係合した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明のこれらの目的、特徴及び利点並びにその他目的、特徴及び利点は、添付図面と関連付けて以下に記載される好適な実施例についての詳細な説明を読むことにより一層容易に明らかとなろう。
【００２８】
図１を参照すると、本発明の好適な実施例に従って、すり割付き茎用ねじアセンブリは、椎体の骨のような骨に挿入可能の先端部３２を有する締結具３０と、その頂端部にある拡張可能の頭部３４とを含んでいる。この締結具３０は、長手方向軸線Ａ−Ａを有すると共に、同締結具の先端部３２から拡張可能の頭部３４に向かって延びる雄ねじ部３６を好ましくは含んでいる。該雄ねじ部３６は、拡張可能の頭部３４に隣接して配置されるのが好ましい締結具のネック部３８で終端している。雄ねじ部３６の有する外径はネック部３８の直径よりも大きい。該ネック部は、好ましくは凹状面を有していて、後から詳細に説明するように、締結具３０が広範囲の角度にわたり自由に枢回するのを可能にする。上述した雄ねじ部３６，ネック部３８，及び拡張可能の頭部３４を有する締結具３０は、チタン或いはステンレス鋼のように耐久性があり且つ人体にインプラントすることができる非有機性材料で形成するのが好ましい。
【００２９】
図１〜図３を参照すると、拡張可能の頭部３４は、先端部３２から遠いところにある上端４０と、ネック部３８に一体的に結合した下端４２とを有する。頭部３４の外表面４４は凸状部を含んでいる。拡張可能な頭部３４には凹状部もしくは凹所４６が形成されており、該凹所４６は締結具３０の長手方向軸線Ａ−Ａに中心があることが好ましい。この凹所４６は、ある内法寸法の内表面４８を有する。また、頭部３４は、後から詳細に説明するように、該頭部の拡張及び収縮を可能にするため、該頭部の外面及び内面間に延在する複数のスロット５０を含んでいる。
【００３０】
図１及び図２を参照すると、好ましい締結具の拡張可能な頭部３４は、その外表面４４及び内表面４８間に延在する６個のスロット５０を含んでいる。該スロット５０は、頭部３４の周囲のまわりにほぼ一様に離間して配置されている。図２に示すように、第１のスロット５０ａの中心は、隣接する第２のスロット５０ｂの中心から、符号Ａ１で表わされた角度だけずれている。好ましい実施例においては、角度Ａ１は約６０°である。図２の実施例は６個のスロットを開示しているが、唯一つのスロットを含め、任意の数のスロットを頭部に形成してよい。これらのスロット５０は、拡張可能な頭部３４を分割して複数の可撓性のあるアーム部５２とする。各アーム部は、ネック部に隣接して締結具に一体的に結合された下端と、そこから離遠した上端とを有する。図２に示すように、可撓性のアーム部５２は、凹所４６をほぼ囲んでおり、そして好ましくは、この凹所４６の周辺周りに一様に離間した配置となっている。可撓性の各アーム部５２は、その上端のところに、凹所４６の中心にある長手方向軸線Ａ−Ａに向かって該アーム部から延びるタブ５４を有している。図３に示すように、凹所４６の内表面４８は、締結具３０の長手方向軸線Ａ−Ａに対して角度Ａ２を規定している。この角度Ａ２は、一つの実施例において約１５°である。
【００３１】
図４，図６及び図７を参照すると、本発明の茎用ねじアセンブリはまた、拡張可能の頭部（図２）にある凹状部内に少なくとも部分的に位置決め及び／又は固定しうるインサートもしくは挿入部材５６を含んでいる。図４に示すように、このインサート５６は、放射状表面の上端５８と、放射状表面の下端６０と、該上端及び下端５８，６０間に延在する外表面６２とを有している。また、インサート５６は、該上端及び下端間に延びる符号Ｂ−Ｂで表わされた長手方向軸線を有すると共に、外表面６２の最大直径部周りに延びるフランジ部６４を含んでいる。換言すれば、フランジ部６４は、インサート５６の最大外法寸法を規定している。しかし、他の好適な実施例においては、フランジ部は、インサート５６の最大外法寸法を規定していない。
【００３２】
インサートの外表面６２は、符号Ｄ１で表わされた第１直径の第１部分６６を有する。この第１部分６６は、インサート５６の上端５８とフランジ部６４との間に延在している。インサート５６の外表面は、インサート５６の下端６０とフランジ部６４との間に延在する第２部分６８を有している。インサート５６の外法寸法はフランジ部６４のところで符号Ｄ２で表わされた第２直径を有し、これは第１直径Ｄ１よりも大きい。インサートの下端６０とフランジ部６４との間において、外表面６２は、インサートの長手方向軸線Ｂ−Ｂに関して符号Ａ３で表わされた角度で内向きに傾斜している。図３及び４Ａを参照して、インサート５６の角度Ａ３は、このインサートが後から詳しく説明する理由のため頭部３４の外表面４４を拡開できるように、凹所４６の角度Ａ２よりも大きいのが好ましい。図４に示したインサートは実質的に球面状の下端を有しているが、図５に示すように、インサート５６’の下端６０’は実質的に平らであってもよい。
【００３３】
図８及び図９を参照して、茎用ねじアセンブリはまた、整形ロッドを締結具３０（図１）と接続するための継手要素７０を含んでいる。この継手要素７０は、上端７２及び下端７４と、上端から下端に延びる符号Ｃ−Ｃで表わされた長手方向軸線とを有する。また、継手要素７０は、その下端７４のところに凸状部を含む外表面７６を有している。この外表面は、整形ロッドを茎用ねじアセンブリに着座させるのに使用される強制もしくはパースエイダー（persuader)機器のような取付要素もしくは工具を用いて継手要素を把持及び／又は操作しうるように、上述の外表面には溝７８が形成されることが好ましい。該溝７８は継手要素の長手方向軸線Ｃ−Ｃに対して実質的に垂直の方向に延びることが好ましい。
【００３４】
孔８０は、締結具を受けるため継手要素７０の長手方向軸線Ｃ−Ｃに沿って延びている。この孔８０は、上端７２の近くに雌ねじ部８４を有し下端７４近くに拡張空所８６を有する継手要素の内表面８２を画成している。拡張空所８６の下端は、拡張可能な頭部（図１）の凸状外表面を受けるための凹状面を備えた座部８８を有するのが好ましい。拡張空所８６の内法寸法Ｄ３は、拡張可能な頭部（図２）が通常の未拡開状態にあるとき、該頭部の外表面の外法寸法よりも大きい直径を有する。その結果、締結具及び継手要素は、後から詳細に説明するように、頭部が未拡開であるとき、互いに関して自由に回転及び揺動ができる。
【００３５】
図１０〜図１４は、すり割付き茎用ねじアセンブリを組み立てる方法の好適な一例を示している。図１０を参照して、締結具３０の先端部３２は、継手要素７０の上端のところで同継手要素の孔８０（図９）に通される。締結具３０の雄ねじ部３６は、同雄ねじ部３６の外径が継手要素の雌ねじ部８４の直径よりも小さいので、自由に孔を通ることができる。しかし、一旦頭部３４が雌ねじ部８４に到達すれば、締結具３０は、頭部３４の外径が雌ねじ部８４の直径よりも大きいので、もはや孔８０を自由に通ることはできない。
【００３６】
図１１を参照して、孔８０を通り継手要素の下端に向かう締結具３０の頭部３４の移動を継続するために、頭部３４の可撓性アーム部５２は、該頭部を押し縮めるべく、矢印により示された方向に互いの方に向かって内方に湾曲しなければならない。押し縮められている状態下では、頭部３４の外径は、継手要素の雌ねじ部８４の直径よりも小さいか、或いはその直径に等しい。図１２を参照して、一旦頭部３４が雌ねじ部８４を越えて移動し拡張空所８６に入ると、可撓性のアーム部５２は、矢印により表わした方向に自由に移動して互いに遠ざかる。可撓性のアーム部５２は、頭部３４が押し縮められていない状態にあるときの該頭部３４の外径よりも拡張空所８６の内径の方が大きいので、元の向きに自由に復帰する。
【００３７】
図１５及び図１６を参照して、他の好適な実施例においては、頭部３４’の外径は継手要素７０’の雌ねじ部８４’の直径よりも小さい。その結果、頭部３４’は雌ねじ部８４’に沿って自由に通ることができる。これらの実施例において、孔は、継手要素７０’の拡開空所８６’と雌ねじ部８４’との間に位置した最小直径部８５’を有している。図１５に示すように、可撓性のアーム部５２’は頭部を縮めるために互いの方に向かい内方に移動しなければならない。押し縮められている状態下では、頭部３４’の外径は、継手要素７０’の最小直径部８５’の直径よりも小さいか、或いはその直径に等しい。図１６を参照して、一旦頭部３４’が最小直径部８５’を越えて移動し拡張空所８６’に入ると、可撓性のアーム部５２’は、自由に移動して互いに遠ざかり、頭部３４’をその元の押し縮められていない状態に戻す。最小直径部は、継手要素７０’の中心軸線Ｃ−Ｃに向かい内方に突き出るフランジ部８５’でよい。
【００３８】
図１３は、拡張可能の頭部３４が継手要素の拡開空所８６内に位置付けられた後の締結具３０と継手要素７０とを示している。拡張可能な頭部３４の外表面は拡開空所８６の内径よりも小さい直径を有するので、拡張可能な頭部３４及び締結具３０は継手要素７０に関して自由に枢回する。減少直径のネック部３８は、締結具３０が継手要素７０に関して広い角度範囲にわたり枢回することを可能とする。インサート５６（図４）はその後、拡張可能の頭部３４の凹所４６内に少なくとも部分的に配置される。
【００３９】
図１７〜図１９は、インサート５６を凹所４６内に少なくとも部分的に設けるための好適な方法の一例を示している。図１７は、インサート５６の外表面６２が頭部３４の可撓性アーム部５２に係合する前に該頭部３４の凹所４６近くにあるそのインサート５６を示している。フランジ部６４のところにおけるインサート５６の外法寸法は、凹所４６の内法寸法８８よりも大きい。凹所４６の内法寸法８８は、可撓性のアーム部５２の上端にある対峙したタブ５４間に延びている。
【００４０】
図１８において、インサート５６は、可撓性のアーム部５２に当接しており、そして下方向に移動して凹所４６の中に入る。その結果、インサートの外表面６２はタブ５４に係合して、可撓性のアーム部５２を矢印で示す方向に強制的に遠ざける。図１９を参照して、可撓性のアーム部５２は、インサート５６のフランジ部６４がタブ５４を通過するまで、互いに遠ざかるように曲り続け、通過すると、可撓性のアーム部５２は、自由に移動して矢印で指示した方向に互いの方に向かい戻る。その後はタブ５４がインサート５６を凹所４６内に少なくとも部分的に固定状態に保持する。凹所内に保持された状態で、インサート５６の上端５８は、後から詳細に説明する理由により、頭部３４の上端４０よりも上方にあることが好ましい。一旦インサート５６がタブ５４により固定されると、インサートの外表面６２は可撓性のアーム部５２の内表面４８、即ち、凹所４６の内表面に密接に係合しているため、可撓性のアーム部５２はもはや互いの方に内向きに縮むことはできない。その結果、一旦インサート５６が凹所４６内に固定されてしまえば、拡張可能な頭部の可撓性のアーム部５２を著しく操作することなくインサートを凹所から除去することは非常に難しい。
【００４１】
図１４及び図２０を参照して、一旦インサート５６が凹所４６内に取り付けられると、インサート５６及び締結具３０は、継手要素７０に関して一緒に自由に揺動することができる。図２０に示すように、インサート５６は、凹所４６内に完全に固定されてしまわない方が好ましく、また、拡張可能な頭部３４の上端４０に関して比較的に鮮明な輪郭を呈するのが望ましい。その結果、インサート５６の上端５８は、継手要素内に配置される整形ロッド（図示せず）が頭部３４に接触するのを防止するため、締結具３０の上端４０よりも上方に位置することになる。
【００４２】
図２１を参照して、インサート５６が拡張可能な頭部３４の凹所４６内に取り付けられた後、茎用ねじアセンブリは骨９０に挿入する準備ができる。第１のステップにおいて、締結具３０は、パイロットホールをこの骨に穿孔することにより骨９０に留めうる。次に、締結具３０の先端部３２はパイロットホールの中に入れられ、駆動体もしくはその他の工具を用いて骨にねじ込まれる。駆動体はねじ回しでよく、或いは後から詳細に説明するように、同駆動体から延びて頭部に形成された１つ以上のスロット内に嵌るように設計された１つ以上の突起部を含んでいてよい。ねじ付きの締結具３０は、同締結具の十分な部分が骨の中に留められるまで、骨９０内に埋め込まれる。
【００４３】
締結具３０を骨９０の中に留めた後、継手要素７０はこの締結具に関して自由に揺動及び回転する。この揺動及び／又は回転動作は、整形ロッド９２を継手要素７０のロッド受容開口９４内に配置させることが必要になる可能性がある。ロッド受容開口９４は、継手要素の頂部のところでＵ字形開口により規定するのが好ましい。上述したように、締結具３０のネック部３８は、凹状面と、締結具の雄ねじ部の直径よりも小さな直径とを有している。その結果、継手要素７０は、ネック部が頭部３４の下端まで全面的に延びている場合に可能であるよりも広い範囲の角度にわたり、締結具３０の長手方向軸線Ａ−Ａに関して揺動しうる。その後、整形ロッド９２をロッド受容開口９４内に配置できるように、継手要素７０を揺動及び／又は回転させうる。継手要素は溝７８を使用して動かしてもよいし、或いは同継手要素の本体部を把持することにより動かしてもよい。
【００４４】
整形ロッド９２を配設した後、雄ねじ部を有する止めねじ（ロック部材）９６が継手要素７０の雌ねじ部８４に螺入される。止めねじ９６は、整形ロッド９２に当るまで、雌ねじ部８４にねじ込まれ続ける。その後、止めねじ９６は、整形ロッド９２をロッド受容開口もしくはチャンネル９４内にロックするため、更に回転され雌ねじ部に入る。この止めねじ９６が下向きの力を整形ロッド９２に作用し、そして該整形ロッド９２が下向きの力をインサート５６に作用する。インサート５６に作用する下向きの力により、同インサートが更に凹所４６内に移動して、可撓性のアーム部５２を互いに遠ざかる方向に無理に押し、頭部３４の外法寸法を拡大する。止めねじ９６を締め続けると、拡張可能な頭部３４の外面４４が継手要素７０の座部８８に接触して、継手要素を所定位置にロックすると共に、締結具に関する継手要素の更なる揺動運動を防止する。拡張可能である頭部の特質は、剛な頭部を有する締結具で得られるよりも大きな表面接触面積を頭部と継手要素の間に与えるのに備えている。拡張可能な頭部は、該頭部と継手要素の座部の間により大きな摩擦力を与えるので、発生するロック力は十分に大きい。
【００４５】
図２２〜図３１は本発明の好適な実施例に従ったすり割付き茎用ねじアセンブリを示している。図２２は、先端部１３２，雄ねじ部１３６，ネック部１３８及び拡張可能な頭部を含むねじ込み締結具１３０を示しており、該頭部は、頭部を可撓性のアーム部に押し込むための凹所及びスロットを有する。茎用ねじアセンブリはまた、継手要素１７０を含んでいる。締結具１３０及び継手要素１７０は、図１及び図８に関して上述したものと実質的に同様である。
【００４６】
図２３〜図２５を参照して、茎用ねじアセンブリ用のインサート１５６は、上端１５８と、放射状表面をもつ下端１６０と、該上端及び下端間に延在する外表面１６２とを有している。インサート１５６の上端１５８は、そこから外方に延びる半径方向の突起部１９８を有する。該半径方向の突起部１９８は、拡張可能な頭部（図１）に形成されたスロット内に嵌る大きさに作られている。このインサートは、その上端に、六角棒スパナ，或いはねじ回しのような駆動体を受けるために形成された受け口１９９を含んでいる。インサートはまた、突起部の直下に設けられたフランジ部１６４を含んでいる。このフランジ部は、外表面１６２の最大直径部の周りに延びると共に、好ましくは、インサートの外法寸法を規定している。インサートの外表面は、同インサートが移動して頭部の凹所の中に更に入りながら同頭部の可撓性のアーム部を互いに遠ざかる方向に押し込むことができるように、同インサートの長手方向軸線に関してある角度で内向きに傾斜している。
【００４７】
図２６は、拡張可能な頭部１３４の凹所内に取り付けられた図２３のインサート１５６を備える部分図を示している。同インサートは、図１７〜図１９に関して上述した方法とほぼ同様の工程を用いて凹所１４６内に取り付けられている。インサートの上端１５８から延びる半径方向の突起部１９８が頭部１３４のスロット１５０内に配置されている。頭部の可撓性のアーム部１５２は、インサート１５６により、互いの方に向かい内方に曲がるのを阻止されている。ある実施例においては、インサートの外表面１６２（図２５）により、アーム部１５２が互いの方に向かい内方に曲がるのを阻止していてよい。図２７を参照して、インサート１５６を締結具１３０の頭部に取り付けた後、締結具及びインサートは継手要素１７０に関して一緒に自由に枢回する。
【００４８】
図２８及び図２９を参照して、締結具は、最初にパイロットホールを骨１９０に穿孔し、次いで該締結具の先端部１３２をこのパイロットホールに挿入することによって、骨１９０に固定しうる。しかる後、六角棒スパナのような駆動体をインサート１５６の上端のところに形成された受け口１９９に挿入する。駆動体がインサート１５６を回転させるときに、締結具を骨１９０にねじ込むためにインサート１５６の半径方向突起部１５８が頭部１３４の可撓性アーム部に係合する。締結具を骨１９０内に留めた後、継手要素１７０は締結具に関して自由に揺動し回転するので、整形ロッド１９２を継手要素１７０のロッド受容開口１９４内に配置しうるように、継手要素１７０は締結具に関して自由に揺動し回転する。整形ロッド１９２が配置された後、雄ねじ部を有するロック部材１９６が継手要素１７０の雌ねじ部１８４を通るように該雌ねじ部と係合し、そしてロック部材１９６の下端１９７が整形ロッド１９２に係合するまで、該整形ロッド１９２に向かい進められる。ロック部材１９６は、下向きの力を整形ロッド１９２に与えるため、雌ねじ部１８４内に続けてねじ込まれる。次いで整形ロッド１９２が下向きの力をインサート１５６の上端１５８に与えて、同インサート１５６を拡張可能な頭部１３４の凹所１４６内に更に押し込む。該インサートが更に移動されて拡張可能な頭部１３４の凹所１４６内に入るにつれて、インサートの外表面１４４が可撓性のアーム部１５２を互いに遠ざかるように強制的に動かして、拡張可能な頭部の外径を拡大させる。その結果、拡張可能な頭部の外表面は継手要素１７０の座部１８８に係合して、該継手要素を締結具１３０に関して所定位置にロックすると共に、締結具に関する該継手要素の更なる揺動運動を阻止する。
【００４９】
図３０〜図３７は、本発明の更なる好適な実施例に従った茎用ねじアセンブリのためのインサート２５６を示している。この特定実施例において、締結具２３０及び継手要素２７０は上述した実施例と実質的に同一の構造である。しかしながら、図３０及び図３１を参照すると、インサート２５６は、実質的に球状である形状の外表面２６２と、頂部２５８のところにある最小直径部２６４とを有している。インサート２５６の外表面２６２が球状の形状であることにより、同インサートは、締結具２３０の頭部２３４の凹所２４６内で自由に回転するのが可能である。
【００５０】
図３２〜図３４は、図３０及び図３１のインサート２５６を用いてすり割付き茎用ねじアセンブリを組み立てるための好適な方法を示している。図３２を参照して、締結具２３０の先端部２３２は継手要素２７０の孔２８０に通される。締結具２３０の雄ねじ部２３６は、同雄ねじ部２３６の外径が継手要素２７０の孔２８０の最小径よりも小さいので、該孔２８０を自由に通ることができる。上述したように、孔の最小径は、継手要素２７０の雌ねじ部２８４か、或いは、フランジ部（例えば、図１５における部分８５’）のような、継手要素の孔の設計に組み込まれた別の特徴により規定することができる。しかし、一旦頭部２３４が継手要素２７０の最小直径部に到達すれば、締結具２３０は、頭部２３４の外径が最小径よりも大きいので、もはや孔２８０を自由に通ることはできない。
【００５１】
図３３は、拡張可能な頭部２３４が継手要素２７０の拡張空所２８６内に配置された後の締結具２３０及び継手要素２７０を示している。拡張可能な頭部２３４の外表面は拡張空所２８６の内径よりも小さな直径を有するので、拡張可能な頭部２３４及び締結具２３０は継手要素２７０に関して自由に枢回できる。径が減少されている締結具のネック部２３８は、締結具２３０及び継手要素２７０が互いに関して広い角度範囲にわたり枢回することを可能にする。
【００５２】
図３４及び図３５を参照して、その後、インサート２５６が拡張可能な頭部２３４の凹所２４６内に少なくとも部分的に配置される。該インサート２５６はこの凹所２４６内に頭部２３４の可撓性アーム部２５２により保持される。この時点で、インサート２５６は凹所２４６内で自由に回転し、また、継手要素２７０は締結具２３０に関して自由に枢回し回転する。図３６を参照して、整形ロッド２９２をロッド受容開口２９４内に取り付けた後、該整形ロッド２９２がインサート２５６を更に凹所２４５内に押し込むときに拡張可能な頭部２３４の拡開が行われる。
【００５３】
図３７は、本発明の他の好適な実施例に従った茎用ねじアセンブリ用のインサート３５６を示している。このインサート３５６は、その上端３５８に半径方向の突起部３９８を有している。上端３５８は、特に、整形ロッドを締結具の頭部から離した状態に維持しておくために、放射状湾曲を有する表面を画成している（図１）。この放射状湾曲の表面はまた、整形ロッドを継手要素内に取り付ける前の継手要素に関する締結具の運動を容易にする。インサートは、図１７〜図１９に示すように拡張可能な頭部の可撓性アーム部により固定されるための径方向のフランジ部３６４を含んでいる。
【００５４】
図３８は、本発明の更に別の実施例に従った茎用ねじアセンブリを示している。この茎用ねじアセンブリは、図１〜図３に示した実施例と実質的に同一の締結具４３０を含んでいる。該締結具４３０は、拡張可能な頭部４３４と、該拡張可能な頭部に形成された凹所４４６と、複数の可撓性アーム部４５２とを含んでいる。該締結具４３０は、凹所４４６の底部のところに形成された受け口４０２を有する。締結具を骨の中に入れ込むために該受け口に工具を挿入しうる。また、茎用ねじアセンブリは、上端４５８から下端４６０まで延びる孔４０１を有するインサート４５６を含むことが好ましい。この孔４０１は、上述した工具が該孔を通過して、締結具を骨内に入れ込むため凹所４４６の底部のところに形成された受け口４０２に入るのを可能にするようになった、軸方向孔であることが好ましい。
【００５５】
図３９を参照すると、好適な一実施例において、締結具５３０を骨５９０の中にねじ込むための駆動体５９１は、下向きに延びる複数のピンもしくはフォーク５９７のある下端５９５を備えたシャフト５９３を含んでいる。該フォーク５９７は、締結具５３０の頭部５３４にあるスロット５５０に嵌まり込む大きさに作られている。シャフト５９３が回転すると、フォーク５９７が頭部５３４の可撓性アーム部５４４に係合して、締結具５３０を回転させ、骨５９０の中にねじ込む。
【００５６】
図４０及び図４１は、本発明の更なる好適な実施例に従って締結具６３０を骨６９０の中にねじ込む駆動体６９１を示している。この駆動体６９１は、図３９に示したものと実質的に同一であり、下端６９５を有するシャフト６９３と、頭部６３４のスロット６５０に嵌り込む大きさに作られた下向きに延びる複数のフォーク６９７とを含んでいる。該駆動体は、好ましくはシャフト６９３とフォーク６９７（図４０）との間に雄ねじ部６９９を含んでいる。該雄ねじ部６９９は継手要素６７０の雌ねじ部６８４と螺合可能に組み合うよう設計されている。このように組み合う駆動体の雄ねじ部６９９及び雌ねじ部６８４の係合により、締結具６３０を骨６９０の中にねじ込むときに茎用ねじアセンブリ全体が通常安定化する。
【００５７】
上に論じた諸特徴を上述のように改変及び組合せたもの、また、その他のように改変及び組合せたものも使用可能であるから、好適な実施例についての上述の説明は、特許請求の範囲に規定された本発明を限定するというよりは、例示であると考えるべきである。
【符号の説明】
【００５８】
３０ 締結具
３２ 締結具の先端部
３４ 締結具の頭部
３４' 締結具の頭部
４４ 締結具の外表面
４６ 締結具の凹所
４８ 締結具の内表面
５０ 頭部にあるスロット
５２ 可撓性アーム部
５２' 可撓性アーム部
５４ 可撓性アーム部にあるタブ
５６ インサート
５６' インサート
５８ インサートの上端
６０ インサートの下端
６２ インサートの外表面
６４ インサートのフランジ部
７０ 継手要素
７０' 継手要素
７２ 継手要素の上端
７４ 継手要素の下端
８４ 頭部を受ける孔
８８ 継手要素の座部
９０ 骨
９２ 整形ロッド
９４ ロッド受容開口
９６ 止めねじ（ロック部材）
１３０ 締結具
１３２ 締結具の先端部
１３４ 締結具の頭部
１４６ 締結具の凹所
１５０ 頭部にあるスロット
１５２ 可撓性アーム部
１５６ インサート
１５８ インサートの上端
１６０ インサートの下端
１６４ インサートのフランジ部
１７０ 継手要素
１８８ 継手要素の座部
１９０ 骨
１９２ 整形ロッド
１９４ ロッド受容開口
１９６ 止めねじ（ロック部材）
２３０ 締結具
２３２ 締結具の先端部
２３４ 締結具の頭部
２５６ インサート
２６２ インサートの外表面
２７０ インサート
２９２ 整形ロッド
２９４ ロッド受容開口
３５６ インサート
３５８ インサートの上端
３６４ インサートのフランジ部
４３０ 締結具
４３４ 締結具の頭部
４４６ 締結具の凹所
４５２ 可撓性アーム部
４５６ インサート
４５８ インサートの上端
４６０ インサートの下端
５３０ 締結具
５３４ 締結具の頭部
５４４ 可撓性アーム部
５５０ 頭部にあるスロット
５９０ 骨
６３０ 締結具
６９０ 骨
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脊椎固定装置に関し、特に、拡張可能な頭部付き茎用ねじを有する茎用ねじアセンブリに関するものである。好適な実施例において、この茎用ねじアセンブリは、座部を有する継手要素を含んでいて、該座部が茎用ねじの頭部を受けると共に、継手要素に関する茎用ねじの多軸線回りの運動を可能にしており、また、同茎用ねじアセンブリは、継手要素及び茎用ねじが相対的に運動するのを阻止するように、茎用ねじの頭部を拡開して継手要素の座部に押し付けるインサートを含んでいる。
【背景技術】
【０００２】
脊柱は、骨及び結合組織からなる非常に複雑な系統であり、この系統が身体の支持を可能にすると共に、精緻な脊柱及び諸神経を保護している。該脊柱は、１つの上にもう１つが積み重ねられた一連の椎骨を含んでおり、ここで、その各椎体は、椎体の外側面（皮質）を形成する比較的に強固な骨部分と、椎体の中心部（海綿状）を形成する比較的に弱い骨部分とを含んでいる。各椎体間には椎間板があり、これは、脊柱に加えられる圧縮力の緩衝及び抑制に備えている。精緻な脊髄及び諸神経を含む脊柱管は、椎体の後部に位置している。
【０００３】
種々の脊柱疾患が知られており、該疾患には、側湾症（脊椎の異常な側方湾曲），後湾症（通常は胸椎における脊椎の異常な前方湾曲），過剰前湾症（通常は腰椎における脊椎の異常な後方湾曲），脊椎すべり症（通常は腰椎もしくは頚椎における１つの椎骨上での別の椎骨の前転位），及びその他の疾患がある。その他の疾患は、椎間板の割れ又はずれ、変形性椎間板症、椎骨の骨折等のような異常，疾患もしくは障害により生じる。このような病気で苦しむ患者は、通常、神経機能の低下に加えて、極端な衰弱性の痛みを経験する。
【０００４】
本発明は、外科用移植材料を用いて脊椎の隣接椎骨を一緒に融着及び／又は機械的に固定する、脊椎固定と通常言われている技術にかかわっている。脊椎固定はまた、脊椎の全体的なアラインメントを変更するように隣接椎骨の互いのアラインメントを変更するのにも使用される。かかる技術は、上述した病気を治療するために、そして、大抵の場合、患者が受けている痛みを和らげるために、効果的に使用されてきた。しかしながら、後から詳しく述べるように、現在の固定装置に関しては幾つかの欠点がある。
【０００５】
ある脊椎固定技術は、脊椎とほぼ平行に延びる、脊椎ロッドと通常言われる整形ロッドを使用することにより脊椎を固定することを含んでいる。これは、脊椎を後方から露出させると共に、骨用ねじを適切な椎骨の茎(pedicles)に固定することにより行われる。該茎用ねじ（pedicle screw)は、通常、１つの椎骨につき２つ、即ち、棘突起の両側にある各茎のところに１つ設けられ、脊椎ロッドの固定ポイントとして作用する。その後、脊椎ロッドを受けるようになっているクランプ要素が使用され、脊椎ロッドを茎用ねじに結合する。この脊椎ロッドの調整影響力により、脊椎は、もっと望ましい形状に倣うように力を受ける。ある例においては、脊椎ロッドは、望ましい湾曲の脊柱を実現するために曲がることがある。
【０００６】
ビナウド（Vignaud)等に対する特許文献１は、Ｕ形状の頭部が剛に接続された茎用ねじを含む脊椎固定装置を開示している。このＵ形状の頭部は、その内部に脊椎ロッドを受けるためＵ形状のチャンネルを含んでいる。Ｕ形状の頭部には雌ねじ部が設けられているので、雄ねじ部を有する止めねじを雌ねじ部にねじ込みうる。茎用ねじを骨に挿入し、そして脊椎ロッドをＵ形状のチャンネルに配置した後、止めねじを継手要素の雌ねじ部にねじ込んで、脊椎ロッドをＵ形状のチャンネル内に固定すると共に、同脊椎ロッド及び茎用ねじ間の相対運動を防止する。また、該脊椎固定装置は、Ｕ形状の要素の上方部を覆うキャップを含んでいて、止めねじをＵ形状の頭部にねじ込む際にＵ形状の要素のアームが広がるのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５,１２９,３８８号明細書
【特許文献２】米国特許第５,７３３,２８６号明細書
【特許文献３】米国特許第５,６７２,１７６号明細書
【特許文献４】米国特許第５,４７６,４６４号明細書
【特許文献５】国際特許公報ＷＯ８８／０３７８１号
【特許文献６】米国特許第４,４８４,５７０号明細書
【特許文献７】米国特許第５,３４４,４２２号明細書
【特許文献８】米国特許第５,５８４,８３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
外科医は、上述した特許文献１に開示されたような脊椎固定装置を挿入しようと試みる際に、かなりの難しさをしばしば経験してきた。例えば、外科医は、往々にして、脊椎ロッドを骨用ねじのＵ形状頭部の中に効率的且つ適切に入れることができなかった。これは、脊椎の湾曲と、ねじが設けられる茎の配向が異なるため、茎用ねじのＵ形状の頭部が互いに整列しないことが往々にしてあるからである。脊椎ロッドは、茎用ねじを脊椎ロッドに接続するために、複数の平面上で曲げられることがしばしばあり、これは、脊椎ロッドとの結合を弱くすることになる。また、これらの諸問題は、手術を相当に長引かせることになり、外科手術に関連した合併症の可能性が増すことになる。
【０００９】
上述した特許文献１において認められた諸問題に応えて、エリコ（Errico)等に対する特許文献２、ビーダーマン(Biedermann)等に対する特許文献３及びメッツ−スタベンハーゲン(Metz-Stavenhagen)に対する特許文献４の各明細書は、骨に固定された固定要素が球状の頭部を有している多軸の脊椎固定装置を開示している。これらの米国特許における脊椎固定装置は、整形ロッド捕捉アセンブリを有していて、整形ロッドを該捕捉アセンブリ内に取り付けると共に、該整形ロッドを固定要素に接続する。固定要素の球状の頭部は、該固定要素が整形ロッドの捕捉アセンブリに関して運動することを可能にする。しかし、上述した米国特許のものは、各脊椎固定装置が挿入後にずれるかもしれないので、特許文献１に記載のものに認められる欠点の全てを解消するものではない。これは主として、固定要素の球状の頭部と整形ロッド捕捉アセンブリとの間の表面接触面積が不十分であることに由来している。また、該脊椎固定装置は複雑であり製造が難しい。
【００１０】
他の多軸骨固定装置は、特許文献５に教示されている。この公報は、骨結合板にある開口に骨用ねじを固定するための装置を記載している。骨用ねじの頭部は長手方向の溝を備えていて、この溝により、骨結合板にある開口の１つに入れられた後、頭部を拡張可能としている。ねじを開口の１つに挿通した後、頭部を拡開するために該頭部の頂部にある孔に調整ねじを螺入する。拡開した頭部の外表面は、骨結合板にねじを固定するように、骨結合板にある開口に圧接する。特許文献６もまた骨結合板と関連して用いられる骨用ねじを開示しており、該骨用ねじは、中央の開口と複数のスロットをもつ頭部を有していて、該開口及びスロットが頭部を複数の舌状部に分割している。頭部にある中央の開口には、頭部を拡開すると共に骨用ねじを骨結合板に関してロックするために、円錐面を有する拡開工具が挿入される。しかし、特許文献５及び特許文献６に記載のものは骨板に関係しており、整形ロッドを用いる脊椎固定装置ではない。
【００１１】
上述した装置があるにもかかわらず、先行技術の脊椎固定装置は、ねじ頭部のロック方法，使用法の複雑さ，整形ロッド及びロッド捕捉アセンブリの適正配置の難しさ，幾つかの複雑な装置に関連した多数のパーツに必要な操作，並びに２種間の弱い境界面に由来する骨固定装置に関するロッド捕捉アセンブリの術後移動等において改良の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る茎用ねじアセンブリは、上記課題を解決すべく以下のように構成されている。茎用ねじアセンブリは、骨に挿入するための先端部と、該先端部の反対側端部のところにある拡張可能な頭部とを有する締結具を含んでいる。該頭部は、それを形成している材料により、或いはその構造により拡張可能としうる。拡張可能な頭部についての好適な一構造は、１つ以上のスロットが形成された頭部を含んでいる。この場合において、拡張可能な頭部は、凸状部を含む外表面と、内法寸法を有する内表面を規定する凹所と、頭部の拡張を可能にするため内表面及び外表面間に延在する少なくとも１つのスロットを有するのが好ましい。また、該茎用ねじアセンブリは、頭部の凹所内に少なくとも部分的に配置することができるインサートを含んでいる。このインサートは、上述した凹所の内法寸法よりも大きい外法寸法を含む外表面を有する。この場合においては、インサートは頭部の凹所と一緒に回転可能でよい。
【００１３】
また、茎用ねじアセンブリは、茎用ねじを整形ロッドに結合するための継手要素を含んでいる。該継手要素は、締結具を受け入れるため同継手要素を貫いて延びる孔と、締結具の頭部を受ける座部とを有するのが好ましい。座部は、頭部の凸状部を受けると共に、更なる枢回運動を阻止するためロックされる前に締結具及び継手要素が相対的に枢回するのを可能にする凹状部を含んでいてよい。茎用ねじアセンブリは更に、継手要素に関連したロック部材を含んでいてよい。このロック部材は、整形ロッドが継手要素内に配置された後、該整形ロッドを継手要素内にロックする。該ロック部材は、インサートの外法寸法が頭部の内法寸法に当接するように、インサートを頭部の凹所内に押し込むようになっているのが望ましく、継手要素が締結具に関して更に枢回運動するのを阻止するため頭部が拡開して継手要素の座部に当る。
【００１４】
締結具の拡張可能な頭部は、頭部と継手要素の座部の間において、改良されたレベルの表面接触を提供している。この表面接触レベルの向上は、より確実なロック力を発生させる結果になる。また、ロック力は、締結具の頭部及び継手要素間の境界面のところで作用する摩擦力により増大する。この摩擦力は、継手要素の座部上にある締結具の頭部の法線力に比例し、従って、インサートが締結具の頭部を拡開させるべく作用するにつれて増大する。その結果、１つ以上の骨締結具に関する脊椎ロッド又は継手要素の術後のずれ及び／又は移動の可能性が相当に減少する。更に、本発明の茎用ねじアセンブリは部品の数が少ない。その結果、移植手術が非常に簡略化されると共に、構成要素が患者の身体内に落下する可能性が大きく減少する。
【００１５】
好適には、締結具は、ねじの先端部から頭部に向かい延びる雄ねじ部を有する茎用骨ねじ(pedicle bone screw)である。締結具は、サッタ−(Sutter)の特許文献６に開示されたような骨移植片材料を受けるために、雄ねじ部に１つ以上の穴を有していてよい。ねじを骨に固定するためにねじを使用する代わりに、他の好適な場合において、締結具は、前述したメッツ−スタベンハーゲンに対する特許文献４に開示されたようなフック形状の固定要素を含んでいてよい。締結具はまた、その外表面上にヒゲ状突起（barbs)を有する構造であってよく、これにより締結具は骨の中に強制的に入れられ、そしてヒゲ状突起は締結具が骨から引き出されるのを防止する。締結具は、好ましくは、頭部と先端部の間にネック部を含んでおり、該ネック部は頭部の近くに配置されるのが望ましい。ネック部は、凹状表面を有すると共に、締結具の雄ねじ部の直径よりも通常小さな直径を有する。締結具の頭部は、好ましくは、内法寸法を有する内表面を規定する凹所を含んでいる。また、頭部は、その内表面及び外表面間に延びる複数のスロットを含んでいる。締結具は、好ましくは、先端部から頭部まで延びる長手方向軸線を有しており、該締結具の凹所並びに内表面及び外表面はこの長手方向軸線に中心を置いている。スロットは、頭部の頂面のところでほぼ始まり、そして長手方向軸線とほぼ平行な方向に締結具の先端部に向かい延びる。複数のスロットは、締結具の上端のところで頭部を２つ以上の可撓性アーム部に分割する。１つの好適な場合において、頭部を６個の可撓性アーム部に分割するために、頭部には６個のスロットが形成されている。該可撓性アーム部は、頭部の外表面を拡開するために長手方向軸線から遠ざかる方向に曲がるようになっていることが望ましい。また、可撓性アーム部は、頭部の外法寸法を減少させるように、そして締結具を継手要素に入れる組み立てを考慮して、頭部を収縮するため長手方向軸線に向かい曲がることもできる。
【００１６】
拡張可能な頭部はまた、インサートを凹所内に少なくとも部分的に固定するために、凹所に延びて入る少なくとも１つのタブを含むのが好ましい。該タブは、可撓性アーム部の先端のところに形成されているのが好ましく、各可撓性アーム部が１つのタブを含むのが望ましい。これらの可撓性アーム部は、インサートを固定するためにタブを凹所に延入させて、該凹所の外周面の周りに実質的に環状の形状に通常配置される。
【００１７】
インサートは、上端と、下端と、該上端及び下端間に延びる長手方向軸線とを有するのが好ましい。また、該インサートは、その上端及び下端の間に、外表面と、該外表面の周りに延びるフランジ部とを好ましくは含んでいる。好適な場合において、フランジ部は、インサートの長手方向軸線に対して実質的に垂直な平面にある。該フランジ部は、インサートの外法寸法、即ち、最大直径を有するインサートの部分を規定するのが好ましい。換言すれば、フランジ部はインサートの最大直径部を提供している。側方から見たとき或いは側断面図において、インサートの外表面は、フランジ部からインサートの下端に向かい内方に傾斜している。この場合、インサートの下端形状は実質的に球形である。しかしながら、他の場合においては、インサート下端は平坦である。インサートの上端は、整形ロッドに係合するようになった放射状表面を有するのが好ましい。この上端の放射状表面は、整形ロッドに関するインサートの角度に関係なく、該整形ロッド及びインサート間に良好な表面接触を確保する。インサートが拡張可能な頭部の凹所内に少なくとも部分的に位置付けられたときに、インサートの上端は、特に、整形ロッドが締結具の頭部に接触するのを防止するために、該頭部の上端を越えて延びている。
【００１８】
他の好適な場合において、インサートは、同インサートの周囲から外方に延びる少なくとも１つ、好ましくは複数の半径方向の突起部を含んでいる。この半径方向の突起部は、インサートの上端に設けられているのが好ましく、各突起部は、インサートが凹所内に少なくとも部分的に配置されたときに拡張可能な頭部に形成されたスロットの１つに延びて入る大きさに作られている。インサートは、半径方向の突起部の直下に配置されるのが好ましい半径方向フランジ部と、インサートの上端に形成された受け口とを有する。受け口は、ねじ回し，六角棒スパナ等のような駆動体を受けるようになっている。この場合において、締結具は、駆動体をインサートの受け口に挿入し、次いで該駆動体を回してインサートを時計方向又は反時計方向に回転させることにより、骨に取り付けられる。インサートは駆動体からの駆動トルクを締結具に伝える。この駆動トルクは半径方向突起部とスロットの境界面でインサートから締結具に伝えられる。
【００１９】
他の好適な場合においては、インサートは受け口を有していないが、該インサートを貫いて延びる軸方向の孔を有している。これらの特定の場合においては、頭部の凹所が設けられた部分に、駆動体を受ける大きさに作られた受け口が形成される。インサートが凹所内に少なくとも部分的に位置付けられたときに、同インサートを貫いて延びる孔は頭部に形成された受け口と実質的に整列されているので、駆動体はこの孔を通過して頭部の受け口に到達することができる。その後、締結具を骨に固定するために、駆動体を回転して締結具を時計方向或いは反時計方向に回す。
【００２０】
継手要素は、上端及び下端と、該上端及び下端間に延びる長手方向軸線とを有する実質的にＵ形状の部材を含むことが好ましい。該継手要素は、その長手方向軸線に実質的に平行な方向に延びる孔を規定する内表面と、外表面とを有している。継手要素の内表面は締結具を受ける孔の形状を規定する。この場合において、この孔は、継手要素の長手方向軸線に実質的に平行な方向に延びている。継手要素は、好ましくは、ロック部材と螺合されるように適合したねじ部を含んでいる。この場合において、該ねじ部は継手要素の内表面に形成されており、そしてロック部材は、継手要素の該雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を有する止めねじを含んでいる。しかしながら、他の好適な場合においては、該ねじ部は継手要素の外表面に形成してよく、ロック部材は、継手要素の外表面にあるねじ部と螺合するように適合した雌ねじ部を有するロックナットを含む。継手要素はまた、整形ロッドを継手要素に着座させるパースエイダー（persuader)機器のような調節装置を受けるために該継手要素に形成された、１つ以上の窪みもしくは溝を有していてよい。この場合においては、この窪みもしくは溝は、継手要素の長手方向軸線に対して実質的に垂直な方向にほぼ延びている。
【００２１】
継手要素の下端にあるその内表面は、頭部の凸状部を受けるための、及び所定位置にロックされる前に継手要素に関して頭部が揺動するのを可能にするための凹状部を含んでいる座部を好ましくは画成している。この座部は、拡張空所において継手要素の下端近くに設けられるのが好ましい。該拡張空所は、雌ねじ部の直径よりも大きな直径を有するのが好ましい。
【００２２】
上述した茎用ねじアセンブリの組立て中に、締結具の先端部は、拡張可能な頭部がその凸状の外表面を継手要素の凹状の座部と接触させて拡張空所内に位置付けられるまで、継手要素の孔に通される。ある好適な場合において、これは、締結具の先端部を継手要素の下端に向かいその上端を経て通すことによって、行われる。締結具の先端部及びねじ部が継手要素の下端に向かい進むにつれて、頭部は、その外表面が継手要素の孔の最小直径よりも大きい直径を有するので、継手要素の孔の小径部分を通り過ぎうるように、収縮されねばならない。好適な場合において、孔の最小直径部分は、継手要素の雌ねじ部により規定されている。しかしながら、他の場合においては、最小直径部分は、環状のリングのような内向きに延びる突起部としうる。その結果、頭部の可撓性アーム部は、該頭部を収縮させるために内向きに曲がらなければならず、曲がると、頭部は継手要素の小径部分を通過しうる。頭部は、拡張空所に到達するまで収縮状態で継手要素を通り続け、到達すると、可撓性アーム部はその元の非湾曲位置に自由に復帰する。
【００２３】
一旦インサートが凹所内に位置決めされれば、インサートの外法寸法が頭部の凹所が形成された部分に当接するので、可撓性アーム部は内方に曲がることができない。このような理由で、頭部はもはや収縮できない。更に、締結具は、インサートが頭部の凹所が形成された部分内に固定状態に留まっている限り、継手要素から取り外すことはできない。
【００２４】
脊椎固定手術中、締結具を骨の中にねじ込んだ後、継手要素は、締結具に関して、また、そこに固定されたインサートに関して自由に揺動する。締結具のねじ部の直径より小さな直径の凹状面を有するのが好ましい上記締結具のネック部は、継手要素が締結具の長手方向軸線に関してより広い角度範囲にわたり揺動するのを可能にする。従って、整形ロッドは、継手要素のロッド受容開口内に、より容易に配置されうる。整形ロッドをロッド受容開口内に配置させた後、整形ロッドは、ロック部材を継手要素のねじ部にねじ込むことにより所定位置にロックされる。ロック部材が整形ロッドを十分に締め付けると、今度は整形ロッドが下向きの力をインサートに作用する。次いで、可撓性アーム部を互いに遠ざかる方向に強制的に動かして締結具の頭部を拡開させるため、インサートが更に凹所内に移動する。頭部が拡開するにつれて、継手要素の座部に係合する頭部の面積が増し、そして頭部が座部に与える法線力が増大する。従って、頭部及び継手要素間の境界面に沿って作用する摩擦力は法線力に比例するので、摩擦力も増大する。頭部及び継手要素間の表面接触面積の増大並びに摩擦力の増大によって、それらの間のロック力が増すと共に、継手要素が締結具に関して更に枢回もしくは揺動運動するのを阻止する。その結果、茎用ねじアセンブリが術後にずれたり及び／又は移動する可能性が大きく低減するので、脊髄もしくは脊椎移植患者に対する術後の合併症の発生が最小になる。本発明のある好適な場合においては、継手要素が締結具の頭部直上の整形ロッドを固定する。しかし、他の好適な場合においては、継手要素が、フリッグ（Frigg)に対する特許文献７及びマッケイ（McKay)に対する特許文献８に開示されたように、整形ロッドを茎用ねじの長手方向軸線から偏心して保持するように構成されていてよい。
【００２５】
本発明はまた、締結具を骨内に取り付ける工具を含んでいる。この工具は、回転可能のシャフトと、スロットに係合すべく該シャフトの端部から延びる１つ以上のピンもしくはフォークとを有する駆動体であることが好ましい。好適な場合においては、駆動体は、締結具の頭部にある各スロットについて１つのフォークを有する。この駆動体もシャフトの下端のところに雄ねじ部を有していてよい。この雄ねじ部は、締結具が骨内にねじ込まれているときに、継手要素の雌ねじ部に係合するように適合されていることが好ましい。駆動体の雄ねじ部と継手要素の雌ねじ部との係合により、締結具が骨に固定もしくは取着されたときの茎用ねじアセンブリの安定性が向上する。特に、ねじ部の係合は、締結具を骨内にねじ込むときの締結具に関する継手要素の相対運動を防止し、締結具の導入を簡略化する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る茎用ねじアセンブリに用いる締結具の斜視図である。
【図２】図１に示す締結具の平面図である。
【図３】図１に示す締結具の部分的な断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る茎用ねじアセンブリに用いるインサートの側面図である。
【図５】図４とは別の実施形態に係る茎用ねじアセンブリに用いるインサートの側面図である。
【図６】図４に示すインサートの斜視図である。
【図７】図４に示すインサートの平面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る茎用ねじアセンブリに用いる継手要素の斜視図である。
【図９】図８に示す継手要素の部分的な断面図である。
【図１０】図１に示す締結具を図８に示す継手要素と組み合せる茎用ねじアセンブリの組立方法を示す側面図である。
【図１１】図１０に示すサブアセンブリの次の組立工程における部分的な概略側面図である。
【図１２】図１１に示すサブアセンブリの次の組立工程における部分的な概略側面図である。
【図１３】図１０〜図１２に示すサブアセンブリの次の組立工程における側面図である。
【図１４】図１３に示すサブアセンブリの次の組立工程における側面図である。
【図１５】別の実施形態によるサブアセンブリの図１１に対応した部分的な断面図である。
【図１６】別の実施形態によるサブアセンブリの図１２に対応した部分的な断面図である。
【図１７】図４に示すインサートと図１に示す締結具とを組合わせる方法の第１ステップを示す部分的な概略側面図である。
【図１８】図１７に示すサブアセンブリの組立工程の第２ステップにおける部分的な概略側面図である。
【図１９】図１７に示すサブアセンブリの組立工程の第３ステップにおける部分的な概略側面図である。
【図２０】図１４に示す茎用ねじアセンブリの部分断面図である。
【図２１】図１４に示す茎用ねじアセンブリにおける継手要素のロッド受容開口内に整形ロッドを取付けた状態を表す側面図である。
【図２２】本発明の別の実施形態に係る茎用ねじアセンブリを示す斜視図である。
【図２３】図２２に示す茎用ねじアセンブリに用いるインサートの斜視図である。
【図２４】図２３に示すインサートの平面図である。
【図２５】図２４の線XXV−XXVによる断面図である。
【図２６】図２２に示す茎用ねじアセンブリの部分斜視図である。
【図２７】図２２に示す茎用ねじアセンブリの図２６とは別の部分斜視図である。
【図２８】図２２に示す茎用ねじアセンブリの平面図である。
【図２９】締結具を骨内に留めると共に整形ロッドを継手要素のロッド受容開口内に取付けた状態における図２２に示す茎用ねじアッセンブリの、図２８の線XXIX−XXIXによる断面図である。
【図３０】本発明の更に別の実施形態に係る茎用ねじアセンブリに用いるインサートの斜視図である。
【図３１】図３０に示すインサートの側面図である。
【図３２】図３０に示すインサートを茎用ねじアセンブリに組み立てる一方法の第１ステップを示す側面図である。
【図３３】図３２に示す茎用ねじアセンブリの組立工程の第２ステップにおける側面図である。
【図３４】図３３に示す茎用ねじアセンブリの組立工程の第３ステップにおける側面図である。
【図３５】図３４に示す茎用ねじアセンブリの部分的に拡大した断面図である。
【図３６】図３４に示す茎用ねじアセンブリにおける継手要素のロッド受容開口内に整形ロッドを取付けた状態を表す断面図である。
【図３７】本発明の更に別の実施形態に係る茎用ねじアセンブリに用いるインサートの側面図である。
【図３８】本発明の更に別の実施形態に係る茎用ねじアセンブリに用いるインサート及び締結具の側面図である。
【図３９】本発明のある好適な実施形態に従った、茎用ねじアセンブリの締結具を骨の中にねじ込むための駆動体の斜視図である。
【図４０】本発明の更なる好適な実施例に従った、茎用ねじアセンブリの締結具を骨の中にねじ込むための駆動体の斜視図である。
【図４１】図４０に示す駆動体が締結具と係合した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明のこれらの目的、特徴及び利点並びにその他目的、特徴及び利点は、添付図面と関連付けて以下に記載される好適な実施例についての詳細な説明を読むことにより一層容易に明らかとなろう。
【００２８】
図１を参照すると、本発明の好適な実施例に従って、すり割付き茎用ねじアセンブリは、椎体の骨のような骨に挿入可能の先端部３２を有する締結具３０と、その頂端部にある拡張可能の頭部３４とを含んでいる。この締結具３０は、長手方向軸線Ａ−Ａを有すると共に、同締結具の先端部３２から拡張可能の頭部３４に向かって延びる雄ねじ部３６を好ましくは含んでいる。該雄ねじ部３６は、拡張可能の頭部３４に隣接して配置されるのが好ましい締結具のネック部３８で終端している。雄ねじ部３６の有する外径はネック部３８の直径よりも大きい。該ネック部は、好ましくは凹状面を有していて、後から詳細に説明するように、締結具３０が広範囲の角度にわたり自由に枢回するのを可能にする。上述した雄ねじ部３６，ネック部３８，及び拡張可能の頭部３４を有する締結具３０は、チタン或いはステンレス鋼のように耐久性があり且つ人体にインプラントすることができる非有機性材料で形成するのが好ましい。
【００２９】
図１〜図３を参照すると、拡張可能の頭部３４は、先端部３２から遠いところにある上端４０と、ネック部３８に一体的に結合した下端４２とを有する。頭部３４の外表面４４は凸状部を含んでいる。拡張可能な頭部３４には凹状部もしくは凹所４６が形成されており、該凹所４６は締結具３０の長手方向軸線Ａ−Ａに中心があることが好ましい。この凹所４６は、ある内法寸法の内表面４８を有する。また、頭部３４は、後から詳細に説明するように、該頭部の拡張及び収縮を可能にするため、該頭部の外面及び内面間に延在する複数のスロット５０を含んでいる。
【００３０】
図１及び図２を参照すると、好ましい締結具の拡張可能な頭部３４は、その外表面４４及び内表面４８間に延在する６個のスロット５０を含んでいる。該スロット５０は、頭部３４の周囲のまわりにほぼ一様に離間して配置されている。図２に示すように、第１のスロット５０ａの中心は、隣接する第２のスロット５０ｂの中心から、符号Ａ１で表わされた角度だけずれている。好ましい実施例においては、角度Ａ１は約６０°である。図２の実施例は６個のスロットを開示しているが、唯一つのスロットを含め、任意の数のスロットを頭部に形成してよい。これらのスロット５０は、拡張可能な頭部３４を分割して複数の可撓性のあるアーム部５２とする。各アーム部は、ネック部に隣接して締結具に一体的に結合された下端と、そこから離遠した上端とを有する。図２に示すように、可撓性のアーム部５２は、凹所４６をほぼ囲んでおり、そして好ましくは、この凹所４６の周辺周りに一様に離間した配置となっている。可撓性の各アーム部５２は、その上端のところに、凹所４６の中心にある長手方向軸線Ａ−Ａに向かって該アーム部から延びるタブ５４を有している。図３に示すように、凹所４６の内表面４８は、締結具３０の長手方向軸線Ａ−Ａに対して角度Ａ２を規定している。この角度Ａ２は、一つの実施例において約１５°である。
【００３１】
図４，図６及び図７を参照すると、本発明の茎用ねじアセンブリはまた、拡張可能の頭部（図２）にある凹状部内に少なくとも部分的に位置決め及び／又は固定しうるインサートもしくは挿入部材５６を含んでいる。図４に示すように、このインサート５６は、放射状表面の上端５８と、放射状表面の下端６０と、該上端及び下端５８，６０間に延在する外表面６２とを有している。また、インサート５６は、該上端及び下端間に延びる符号Ｂ−Ｂで表わされた長手方向軸線を有すると共に、外表面６２の最大直径部周りに延びるフランジ部６４を含んでいる。換言すれば、フランジ部６４は、インサート５６の最大外法寸法を規定している。しかし、他の好適な実施例においては、フランジ部は、インサート５６の最大外法寸法を規定していない。
【００３２】
インサートの外表面６２は、符号Ｄ１で表わされた第１直径の第１部分６６を有する。この第１部分６６は、インサート５６の上端５８とフランジ部６４との間に延在している。インサート５６の外表面は、インサート５６の下端６０とフランジ部６４との間に延在する第２部分６８を有している。インサート５６の外法寸法はフランジ部６４のところで符号Ｄ２で表わされた第２直径を有し、これは第１直径Ｄ１よりも大きい。インサートの下端６０とフランジ部６４との間において、外表面６２は、インサートの長手方向軸線Ｂ−Ｂに関して符号Ａ３で表わされた角度で内向きに傾斜している。図３及び４Ａを参照して、インサート５６の角度Ａ３は、このインサートが後から詳しく説明する理由のため頭部３４の外表面４４を拡開できるように、凹所４６の角度Ａ２よりも大きいのが好ましい。図４に示したインサートは実質的に球面状の下端を有しているが、図５に示すように、インサート５６’の下端６０’は実質的に平らであってもよい。
【００３３】
図８及び図９を参照して、茎用ねじアセンブリはまた、整形ロッドを締結具３０（図１）と接続するための継手要素７０を含んでいる。この継手要素７０は、上端７２及び下端７４と、上端から下端に延びる符号Ｃ−Ｃで表わされた長手方向軸線とを有する。また、継手要素７０は、その下端７４のところに凸状部を含む外表面７６を有している。この外表面は、整形ロッドを茎用ねじアセンブリに着座させるのに使用される強制もしくはパースエイダー（persuader)機器のような取付要素もしくは工具を用いて継手要素を把持及び／又は操作しうるように、上述の外表面には溝７８が形成されることが好ましい。該溝７８は継手要素の長手方向軸線Ｃ−Ｃに対して実質的に垂直の方向に延びることが好ましい。
【００３４】
孔８０は、締結具を受けるため継手要素７０の長手方向軸線Ｃ−Ｃに沿って延びている。この孔８０は、上端７２の近くに雌ねじ部８４を有し下端７４近くに拡張空所８６を有する継手要素の内表面８２を画成している。拡張空所８６の下端は、拡張可能な頭部（図１）の凸状外表面を受けるための凹状面を備えた座部８８を有するのが好ましい。拡張空所８６の内法寸法Ｄ３は、拡張可能な頭部（図２）が通常の未拡開状態にあるとき、該頭部の外表面の外法寸法よりも大きい直径を有する。その結果、締結具及び継手要素は、後から詳細に説明するように、頭部が未拡開であるとき、互いに関して自由に回転及び揺動ができる。
【００３５】
図１０〜図１４は、すり割付き茎用ねじアセンブリを組み立てる方法の好適な一例を示している。図１０を参照して、締結具３０の先端部３２は、継手要素７０の上端のところで同継手要素の孔８０（図９）に通される。締結具３０の雄ねじ部３６は、同雄ねじ部３６の外径が継手要素の雌ねじ部８４の直径よりも小さいので、自由に孔を通ることができる。しかし、一旦頭部３４が雌ねじ部８４に到達すれば、締結具３０は、頭部３４の外径が雌ねじ部８４の直径よりも大きいので、もはや孔８０を自由に通ることはできない。
【００３６】
図１１を参照して、孔８０を通り継手要素の下端に向かう締結具３０の頭部３４の移動を継続するために、頭部３４の可撓性アーム部５２は、該頭部を押し縮めるべく、矢印により示された方向に互いの方に向かって内方に湾曲しなければならない。押し縮められている状態下では、頭部３４の外径は、継手要素の雌ねじ部８４の直径よりも小さいか、或いはその直径に等しい。図１２を参照して、一旦頭部３４が雌ねじ部８４を越えて移動し拡張空所８６に入ると、可撓性のアーム部５２は、矢印により表わした方向に自由に移動して互いに遠ざかる。可撓性のアーム部５２は、頭部３４が押し縮められていない状態にあるときの該頭部３４の外径よりも拡張空所８６の内径の方が大きいので、元の向きに自由に復帰する。
【００３７】
図１５及び図１６を参照して、他の好適な実施例においては、頭部３４’の外径は継手要素７０’の雌ねじ部８４’の直径よりも小さい。その結果、頭部３４’は雌ねじ部８４’に沿って自由に通ることができる。これらの実施例において、孔は、継手要素７０’の拡開空所８６’と雌ねじ部８４’との間に位置した最小直径部８５’を有している。図１５に示すように、可撓性のアーム部５２’は頭部を縮めるために互いの方に向かい内方に移動しなければならない。押し縮められている状態下では、頭部３４’の外径は、継手要素７０’の最小直径部８５’の直径よりも小さいか、或いはその直径に等しい。図１６を参照して、一旦頭部３４’が最小直径部８５’を越えて移動し拡張空所８６’に入ると、可撓性のアーム部５２’は、自由に移動して互いに遠ざかり、頭部３４’をその元の押し縮められていない状態に戻す。最小直径部は、継手要素７０’の中心軸線Ｃ−Ｃに向かい内方に突き出るフランジ部８５’でよい。
【００３８】
図１３は、拡張可能の頭部３４が継手要素の拡開空所８６内に位置付けられた後の締結具３０と継手要素７０とを示している。拡張可能な頭部３４の外表面は拡開空所８６の内径よりも小さい直径を有するので、拡張可能な頭部３４及び締結具３０は継手要素７０に関して自由に枢回する。減少直径のネック部３８は、締結具３０が継手要素７０に関して広い角度範囲にわたり枢回することを可能とする。インサート５６（図４）はその後、拡張可能の頭部３４の凹所４６内に少なくとも部分的に配置される。
【００３９】
図１７〜図１９は、インサート５６を凹所４６内に少なくとも部分的に設けるための好適な方法の一例を示している。図１７は、インサート５６の外表面６２が頭部３４の可撓性アーム部５２に係合する前に該頭部３４の凹所４６近くにあるそのインサート５６を示している。フランジ部６４のところにおけるインサート５６の外法寸法は、凹所４６の内法寸法８８よりも大きい。凹所４６の内法寸法８８は、可撓性のアーム部５２の上端にある対峙したタブ５４間に延びている。
【００４０】
図１８において、インサート５６は、可撓性のアーム部５２に当接しており、そして下方向に移動して凹所４６の中に入る。その結果、インサートの外表面６２はタブ５４に係合して、可撓性のアーム部５２を矢印で示す方向に強制的に遠ざける。図１９を参照して、可撓性のアーム部５２は、インサート５６のフランジ部６４がタブ５４を通過するまで、互いに遠ざかるように曲り続け、通過すると、可撓性のアーム部５２は、自由に移動して矢印で指示した方向に互いの方に向かい戻る。その後はタブ５４がインサート５６を凹所４６内に少なくとも部分的に固定状態に保持する。凹所内に保持された状態で、インサート５６の上端５８は、後から詳細に説明する理由により、頭部３４の上端４０よりも上方にあることが好ましい。一旦インサート５６がタブ５４により固定されると、インサートの外表面６２は可撓性のアーム部５２の内表面４８、即ち、凹所４６の内表面に密接に係合しているため、可撓性のアーム部５２はもはや互いの方に内向きに縮むことはできない。その結果、一旦インサート５６が凹所４６内に固定されてしまえば、拡張可能な頭部の可撓性のアーム部５２を著しく操作することなくインサートを凹所から除去することは非常に難しい。
【００４１】
図１４及び図２０を参照して、一旦インサート５６が凹所４６内に取り付けられると、インサート５６及び締結具３０は、継手要素７０に関して一緒に自由に揺動することができる。図２０に示すように、インサート５６は、凹所４６内に完全に固定されてしまわない方が好ましく、また、拡張可能な頭部３４の上端４０に関して比較的に鮮明な輪郭を呈するのが望ましい。その結果、インサート５６の上端５８は、継手要素内に配置される整形ロッド（図示せず）が頭部３４に接触するのを防止するため、締結具３０の上端４０よりも上方に位置することになる。
【００４２】
図２１を参照して、インサート５６が拡張可能な頭部３４の凹所４６内に取り付けられた後、茎用ねじアセンブリは骨９０に挿入する準備ができる。第１のステップにおいて、締結具３０は、パイロットホールをこの骨に穿孔することにより骨９０に留めうる。次に、締結具３０の先端部３２はパイロットホールの中に入れられ、駆動体もしくはその他の工具を用いて骨にねじ込まれる。駆動体はねじ回しでよく、或いは後から詳細に説明するように、同駆動体から延びて頭部に形成された１つ以上のスロット内に嵌るように設計された１つ以上の突起部を含んでいてよい。ねじ付きの締結具３０は、同締結具の十分な部分が骨の中に留められるまで、骨９０内に埋め込まれる。
【００４３】
締結具３０を骨９０の中に留めた後、継手要素７０はこの締結具に関して自由に揺動及び回転する。この揺動及び／又は回転動作は、整形ロッド９２を継手要素７０のロッド受容開口９４内に配置させることが必要になる可能性がある。ロッド受容開口９４は、継手要素の頂部のところでＵ字形開口により規定するのが好ましい。上述したように、締結具３０のネック部３８は、凹状面と、締結具の雄ねじ部の直径よりも小さな直径とを有している。その結果、継手要素７０は、ネック部が頭部３４の下端まで全面的に延びている場合に可能であるよりも広い範囲の角度にわたり、締結具３０の長手方向軸線Ａ−Ａに関して揺動しうる。その後、整形ロッド９２をロッド受容開口９４内に配置できるように、継手要素７０を揺動及び／又は回転させうる。継手要素は溝７８を使用して動かしてもよいし、或いは同継手要素の本体部を把持することにより動かしてもよい。
【００４４】
整形ロッド９２を配設した後、雄ねじ部を有する止めねじ（ロック部材）９６が継手要素７０の雌ねじ部８４に螺入される。止めねじ９６は、整形ロッド９２に当るまで、雌ねじ部８４にねじ込まれ続ける。その後、止めねじ９６は、整形ロッド９２をロッド受容開口もしくはチャンネル９４内にロックするため、更に回転され雌ねじ部に入る。この止めねじ９６が下向きの力を整形ロッド９２に作用し、そして該整形ロッド９２が下向きの力をインサート５６に作用する。インサート５６に作用する下向きの力により、同インサートが更に凹所４６内に移動して、可撓性のアーム部５２を互いに遠ざかる方向に無理に押し、頭部３４の外法寸法を拡大する。止めねじ９６を締め続けると、拡張可能な頭部３４の外面４４が継手要素７０の座部８８に接触して、継手要素を所定位置にロックすると共に、締結具に関する継手要素の更なる揺動運動を防止する。拡張可能である頭部の特質は、剛な頭部を有する締結具で得られるよりも大きな表面接触面積を頭部と継手要素の間に与えるのに備えている。拡張可能な頭部は、該頭部と継手要素の座部の間により大きな摩擦力を与えるので、発生するロック力は十分に大きい。
【００４５】
図２２〜図３１は本発明の好適な実施例に従ったすり割付き茎用ねじアセンブリを示している。図２２は、先端部１３２，雄ねじ部１３６，ネック部１３８及び拡張可能な頭部を含むねじ込み締結具１３０を示しており、該頭部は、頭部を可撓性のアーム部に押し込むための凹所及びスロットを有する。茎用ねじアセンブリはまた、継手要素１７０を含んでいる。締結具１３０及び継手要素１７０は、図１及び図８に関して上述したものと実質的に同様である。
【００４６】
図２３〜図２５を参照して、茎用ねじアセンブリ用のインサート１５６は、上端１５８と、放射状表面をもつ下端１６０と、該上端及び下端間に延在する外表面１６２とを有している。インサート１５６の上端１５８は、そこから外方に延びる半径方向の突起部１９８を有する。該半径方向の突起部１９８は、拡張可能な頭部（図１）に形成されたスロット内に嵌る大きさに作られている。このインサートは、その上端に、六角棒スパナ，或いはねじ回しのような駆動体を受けるために形成された受け口１９９を含んでいる。インサートはまた、突起部の直下に設けられたフランジ部１６４を含んでいる。このフランジ部は、外表面１６２の最大直径部の周りに延びると共に、好ましくは、インサートの外法寸法を規定している。インサートの外表面は、同インサートが移動して頭部の凹所の中に更に入りながら同頭部の可撓性のアーム部を互いに遠ざかる方向に押し込むことができるように、同インサートの長手方向軸線に関してある角度で内向きに傾斜している。
【００４７】
図２６は、拡張可能な頭部１３４の凹所内に取り付けられた図２３のインサート１５６を備える部分図を示している。同インサートは、図１７〜図１９に関して上述した方法とほぼ同様の工程を用いて凹所１４６内に取り付けられている。インサートの上端１５８から延びる半径方向の突起部１９８が頭部１３４のスロット１５０内に配置されている。頭部の可撓性のアーム部１５２は、インサート１５６により、互いの方に向かい内方に曲がるのを阻止されている。ある実施例においては、インサートの外表面１６２（図２５）により、アーム部１５２が互いの方に向かい内方に曲がるのを阻止していてよい。図２７を参照して、インサート１５６を締結具１３０の頭部に取り付けた後、締結具及びインサートは継手要素１７０に関して一緒に自由に枢回する。
【００４８】
図２８及び図２９を参照して、締結具は、最初にパイロットホールを骨１９０に穿孔し、次いで該締結具の先端部１３２をこのパイロットホールに挿入することによって、骨１９０に固定しうる。しかる後、六角棒スパナのような駆動体をインサート１５６の上端のところに形成された受け口１９９に挿入する。駆動体がインサート１５６を回転させるときに、締結具を骨１９０にねじ込むためにインサート１５６の半径方向突起部１５８が頭部１３４の可撓性アーム部に係合する。締結具を骨１９０内に留めた後、継手要素１７０は締結具に関して自由に揺動し回転するので、整形ロッド１９２を継手要素１７０のロッド受容開口１９４内に配置しうるように、継手要素１７０は締結具に関して自由に揺動し回転する。整形ロッド１９２が配置された後、雄ねじ部を有するロック部材１９６が継手要素１７０の雌ねじ部１８４を通るように該雌ねじ部と係合し、そしてロック部材１９６の下端１９７が整形ロッド１９２に係合するまで、該整形ロッド１９２に向かい進められる。ロック部材１９６は、下向きの力を整形ロッド１９２に与えるため、雌ねじ部１８４内に続けてねじ込まれる。次いで整形ロッド１９２が下向きの力をインサート１５６の上端１５８に与えて、同インサート１５６を拡張可能な頭部１３４の凹所１４６内に更に押し込む。該インサートが更に移動されて拡張可能な頭部１３４の凹所１４６内に入るにつれて、インサートの外表面１４４が可撓性のアーム部１５２を互いに遠ざかるように強制的に動かして、拡張可能な頭部の外径を拡大させる。その結果、拡張可能な頭部の外表面は継手要素１７０の座部１８８に係合して、該継手要素を締結具１３０に関して所定位置にロックすると共に、締結具に関する該継手要素の更なる揺動運動を阻止する。
【００４９】
図３０〜図３７は、本発明の更なる好適な実施例に従った茎用ねじアセンブリのためのインサート２５６を示している。この特定実施例において、締結具２３０及び継手要素２７０は上述した実施例と実質的に同一の構造である。しかしながら、図３０及び図３１を参照すると、インサート２５６は、実質的に球状である形状の外表面２６２と、頂部２５８のところにある最小直径部２６４とを有している。インサート２５６の外表面２６２が球状の形状であることにより、同インサートは、締結具２３０の頭部２３４の凹所２４６内で自由に回転するのが可能である。
【００５０】
図３２〜図３４は、図３０及び図３１のインサート２５６を用いてすり割付き茎用ねじアセンブリを組み立てるための好適な方法を示している。図３２を参照して、締結具２３０の先端部２３２は継手要素２７０の孔２８０に通される。締結具２３０の雄ねじ部２３６は、同雄ねじ部２３６の外径が継手要素２７０の孔２８０の最小径よりも小さいので、該孔２８０を自由に通ることができる。上述したように、孔の最小径は、継手要素２７０の雌ねじ部２８４か、或いは、フランジ部（例えば、図１５における部分８５’）のような、継手要素の孔の設計に組み込まれた別の特徴により規定することができる。しかし、一旦頭部２３４が継手要素２７０の最小直径部に到達すれば、締結具２３０は、頭部２３４の外径が最小径よりも大きいので、もはや孔２８０を自由に通ることはできない。
【００５１】
図３３は、拡張可能な頭部２３４が継手要素２７０の拡張空所２８６内に配置された後の締結具２３０及び継手要素２７０を示している。拡張可能な頭部２３４の外表面は拡張空所２８６の内径よりも小さな直径を有するので、拡張可能な頭部２３４及び締結具２３０は継手要素２７０に関して自由に枢回できる。径が減少されている締結具のネック部２３８は、締結具２３０及び継手要素２７０が互いに関して広い角度範囲にわたり枢回することを可能にする。
【００５２】
図３４及び図３５を参照して、その後、インサート２５６が拡張可能な頭部２３４の凹所２４６内に少なくとも部分的に配置される。該インサート２５６はこの凹所２４６内に頭部２３４の可撓性アーム部２５２により保持される。この時点で、インサート２５６は凹所２４６内で自由に回転し、また、継手要素２７０は締結具２３０に関して自由に枢回し回転する。図３６を参照して、整形ロッド２９２をロッド受容開口２９４内に取り付けた後、該整形ロッド２９２がインサート２５６を更に凹所２４５内に押し込むときに拡張可能な頭部２３４の拡開が行われる。
【００５３】
図３７は、本発明の他の好適な実施例に従った茎用ねじアセンブリ用のインサート３５６を示している。このインサート３５６は、その上端３５８に半径方向の突起部３９８を有している。上端３５８は、特に、整形ロッドを締結具の頭部から離した状態に維持しておくために、放射状湾曲を有する表面を画成している（図１）。この放射状湾曲の表面はまた、整形ロッドを継手要素内に取り付ける前の継手要素に関する締結具の運動を容易にする。インサートは、図１７〜図１９に示すように拡張可能な頭部の可撓性アーム部により固定されるための径方向のフランジ部３６４を含んでいる。
【００５４】
図３８は、本発明の更に別の実施例に従った茎用ねじアセンブリを示している。この茎用ねじアセンブリは、図１〜図３に示した実施例と実質的に同一の締結具４３０を含んでいる。該締結具４３０は、拡張可能な頭部４３４と、該拡張可能な頭部に形成された凹所４４６と、複数の可撓性アーム部４５２とを含んでいる。該締結具４３０は、凹所４４６の底部のところに形成された受け口４０２を有する。締結具を骨の中に入れ込むために該受け口に工具を挿入しうる。また、茎用ねじアセンブリは、上端４５８から下端４６０まで延びる孔４０１を有するインサート４５６を含むことが好ましい。この孔４０１は、上述した工具が該孔を通過して、締結具を骨内に入れ込むため凹所４４６の底部のところに形成された受け口４０２に入るのを可能にするようになった、軸方向孔であることが好ましい。
【００５５】
図３９を参照すると、好適な一実施例において、締結具５３０を骨５９０の中にねじ込むための駆動体５９１は、下向きに延びる複数のピンもしくはフォーク５９７のある下端５９５を備えたシャフト５９３を含んでいる。該フォーク５９７は、締結具５３０の頭部５３４にあるスロット５５０に嵌まり込む大きさに作られている。シャフト５９３が回転すると、フォーク５９７が頭部５３４の可撓性アーム部５４４に係合して、締結具５３０を回転させ、骨５９０の中にねじ込む。
【００５６】
図４０及び図４１は、本発明の更なる好適な実施例に従って締結具６３０を骨６９０の中にねじ込む駆動体６９１を示している。この駆動体６９１は、図３９に示したものと実質的に同一であり、下端６９５を有するシャフト６９３と、頭部６３４のスロット６５０に嵌り込む大きさに作られた下向きに延びる複数のフォーク６９７とを含んでいる。該駆動体は、好ましくはシャフト６９３とフォーク６９７（図４０）との間に雄ねじ部６９９を含んでいる。該雄ねじ部６９９は継手要素６７０の雌ねじ部６８４と螺合可能に組み合うよう設計されている。このように組み合う駆動体の雄ねじ部６９９及び雌ねじ部６８４の係合により、締結具６３０を骨６９０の中にねじ込むときに茎用ねじアセンブリ全体が通常安定化する。
【００５７】
上に論じた諸特徴を上述のように改変及び組合せたもの、また、その他のように改変及び組合せたものも使用可能であるから、好適な実施例についての上述の説明は、特許請求の範囲に規定された本発明を限定するというよりは、例示であると考えるべきである。
【符号の説明】
【００５８】
３０ 締結具
３２ 締結具の先端部
３４ 締結具の頭部
３４' 締結具の頭部
４４ 締結具の外表面
４６ 締結具の凹所
４８ 締結具の内表面
５０ 頭部にあるスロット
５２ 可撓性アーム部
５２' 可撓性アーム部
５４ 可撓性アーム部にあるタブ
５６ インサート
５６' インサート
５８ インサートの上端
６０ インサートの下端
６２ インサートの外表面
６４ インサートのフランジ部
７０ 継手要素
７０' 継手要素
７２ 継手要素の上端
７４ 継手要素の下端
８４ 頭部を受ける孔
８８ 継手要素の座部
９０ 骨
９２ 整形ロッド
９４ ロッド受容開口
９６ 止めねじ（ロック部材）
１３０ 締結具
１３２ 締結具の先端部
１３４ 締結具の頭部
１４６ 締結具の凹所
１５０ 頭部にあるスロット
１５２ 可撓性アーム部
１５６ インサート
１５８ インサートの上端
１６０ インサートの下端
１６４ インサートのフランジ部
１７０ 継手要素
１８８ 継手要素の座部
１９０ 骨
１９２ 整形ロッド
１９４ ロッド受容開口
１９６ 止めねじ（ロック部材）
２３０ 締結具
２３２ 締結具の先端部
２３４ 締結具の頭部
２５６ インサート
２６２ インサートの外表面
２７０ インサート
２９２ 整形ロッド
２９４ ロッド受容開口
３５６ インサート
３５８ インサートの上端
３６４ インサートのフランジ部
４３０ 締結具
４３４ 締結具の頭部
４４６ 締結具の凹所
４５２ 可撓性アーム部
４５６ インサート
４５８ インサートの上端
４６０ インサートの下端
５３０ 締結具
５３４ 締結具の頭部
５４４ 可撓性アーム部
５５０ 頭部にあるスロット
５９０ 骨
６３０ 締結具
６９０ 骨
【特許請求の範囲】
【請求項１】
茎用ねじアセンブリ用の継手要素であって、
該継手要素が、上端と、下端と、前記上端から前記下端に向かい延びるロッド受容開口とを有しており、
前記継手要素の前記上端及び下端間には、ねじ式締結具を受けるための孔が延びていて、前記継手要素が、把持面を含む外表面を有しており、
前記座部は、前記ねじ式締結具の前記頭部の一部に係合するようになっていて、前記継手要素が、把持面を含む外表面を有している、茎用ねじアセンブリ用の継手要素。
【請求項２】
前記継手要素の前記上端及び下端間に延びる長手方向軸線を有する、請求項１に記載の継手要素。
【請求項３】
前記把持面は、前記継手要素の前記外表面に形成された１つ以上の凹状部を含む、請求項２に記載の継手要素。
【請求項４】
前記１つ以上の凹状部は、前記継手要素の長手方向軸線を横断する方向に延びる、請求項３に記載の継手要素。
【請求項１】
茎用ねじアセンブリ用の継手要素であって、
該継手要素が、上端と、下端と、前記上端から前記下端に向かい延びるロッド受容開口とを有しており、
前記継手要素の前記上端及び下端間には、ねじ式締結具を受けるための孔が延びていて、前記継手要素が、把持面を含む外表面を有しており、
前記座部は、前記ねじ式締結具の前記頭部の一部に係合するようになっていて、前記継手要素が、把持面を含む外表面を有している、茎用ねじアセンブリ用の継手要素。
【請求項２】
前記継手要素の前記上端及び下端間に延びる長手方向軸線を有する、請求項１に記載の継手要素。
【請求項３】
前記把持面は、前記継手要素の前記外表面に形成された１つ以上の凹状部を含む、請求項２に記載の継手要素。
【請求項４】
前記１つ以上の凹状部は、前記継手要素の長手方向軸線を横断する方向に延びる、請求項３に記載の継手要素。
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【公開番号】特開２０１０−２７９７１９（Ｐ２０１０−２７９７１９Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７１９９８（Ｐ２０１０−１７１９９８）
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【分割の表示】特願２０００−３０８７１３（Ｐ２０００−３０８７１３）の分割
【原出願日】平成１２年１０月１０日（２０００．１０．１０）
【出願人】（５００５２０３３０）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【分割の表示】特願２０００−３０８７１３（Ｐ２０００−３０８７１３）の分割
【原出願日】平成１２年１０月１０日（２０００．１０．１０）
【出願人】（５００５２０３３０）
【Ｆターム（参考）】
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