JP2004500953A - 椎間結合装置 - Google Patents

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Abstract

この装置は、椎骨と結合される少なくとも1つの固定要素と、固定要素または各固定要素に対して運動可能な少なくとも1つの可動要素と、並びに固定要素または各固定要素に対する可動要素の関節運動を可能にする少なくとも1つの中間要素(22)とを含む。中間要素(22)は可動要素(10)の内部空間内に受け入れられ、および固定要素(2)は、少なくとも一部、中間要素(22)の内部空間(26)内に受け入れられている。前記中間要素(22)と固定要素(2)との間で少なくとも並進運動可能に結合させる手段が設けられ、この並進運動可能結合手段は、中間要素の内部空間の出口(27)のほぼ剛な周囲を含む。

Description

【0001】
本発明は椎間結合装置に関するものである。
【0002】
少なくとも2つの棒状ねじを含み、棒状ねじの各々は、対応椎骨本体に結合される第1の端部、膨らみをもつ中間部分並びに第2のねじ山付端部を有するこのタイプの装置が既知である。椎骨間に伸長するロッドの固定アーチが設けられた補助部材が、前記膨らみをもつ部分の各々上に配置されている。補助部材が適切な方法で位置決めされると直ちに、各ねじのねじ山付端部と協働するボルトが各補助部材を固定させる。
【0003】
一方で、既知のこの装置は、それが比較的繊細な組立方法を含むという点においてある種の欠点を示している。さらに、いったん埋植されると、装置はそれを構成する種々の要素間にいかなる自由度をも提供しない。したがって、椎骨本体の範囲に力がかかったとき、自由度がないためにこれらの力は装置全体に伝達され、この結果、装置はそれが結合している椎骨から切り離される傾向を有し、さらに椎骨チェーン全体の範囲における機能不良を導くことになる。
【0004】
これらの種々の欠点を解消するために、本発明は、その構造が簡単であり、その組立が容易であり、およびそれが結合する椎骨内に確実に埋植される装置の形成を提案する。
【0005】
このために、本発明は、少なくとも2つの椎骨を相互に結合するための椎間結合装置において、この装置が、
− 椎骨または仙骨と結合される少なくとも1つの固定要素と、
− 固定要素または各固定要素に対して運動可能な少なくとも1つの可動結合要素と、
− 並びに固定要素または各固定要素に対する可動要素または各可動要素の関節運動を可能にする少なくとも1つの中間要素とを含むことと、
− 中間要素または各中間要素が前記可動要素または前記固定要素の内部空間内に受け入れられていることと、
− 固定要素または可動要素が、少なくとも一部、中間要素の内部空間内に受け入れられていることと、
− および前記中間要素に対して前記固定要素または前記可動要素を少なくとも並進運動可能に結合させる手段が設けられ、この並進運動可能結合手段が、中間要素の内部空間のほぼ剛な出口の周囲を含むことと、
を特徴とする椎間結合装置を提供することを目的とする。
【0006】
以下に、本発明を、これに制約されない単なる例として与えられた添付図面により詳細に説明する。
図1は、図示されていない椎骨本体内に結合されるべき棒状ねじ2を含む本発明による結合装置の第1の実施態様を示す。このように固定要素を構成するこの棒状ねじに球形ヘッド4が設けられ、球形ヘッド4は赤道平坦部分6を含み、赤道平坦部分6は、それがねじ2の主軸Aに垂直ではないという意味で、傾斜して伸長している。さらに、ヘッド4にブラインド・ホール8があけられ、ブラインド・ホール8は、操作工具特に図示されていないスクリュー・ドライバの端部を受け入れるために使用される。
【0007】
図1に示されている装置は、同様に、一部のみが示され且つ全体に符号10が付けられている可動要素を含む。この可動要素は本体12を有し、本体12は本発明の装置が結合する2つの椎骨間を伸長し且つ2つの穴あき端部により終端されているが、穴あき端部のうちの1つ14のみが図示されている。
【0008】
各端部は要素10の内部空間を形成するハウジング16を構成し、内部空間は球の輪切りを形成する壁18により囲まれている。これらの壁はノッチ20を有し、ノッチ20は、のちに説明されるように、中間要素を挿入できるようにハウジング16の通過断面を局部的に広げることを可能にする。さらに、ハウジング16の出口16′の横寸法lはこのハウジングの直径Lより小さい。
【0009】
最後に、図1の装置は中間要素22を含み、中間要素22の外面24は球の一部を形成し、球の直径はハウジング16の直径Lと同じである。中間要素22に貫通開孔があけられ、貫通開孔は、輪切り球面壁により囲まれた内部空間を形成するハウジング26を構成し、輪切り球面壁の直径Dはヘッド4の直径と同じである。ハウジング26は、前記操作工具の、ブラインド・ホール8の方向への通過を可能にする室30と連絡している。
【0010】
図1に示されている装置の組立を図2および3により説明する。
最初に、中間要素22を可動要素10の内部空間16内に挿入することが行われる。このために、球形外面24が出口16′の付近に位置するように中間要素22を配置する。次に、中間要素22および可動要素10を軸方向に相互に近づける。中間要素および可動要素は、この挿入位置においては、回転可能にも並進運動可能にも結合されていない。
【0011】
次に、図2Aが示すように、中間要素22の球形外面24が内壁18の付近に伸長するように、中間要素22をその軸の周りに回転させる。この作業が完了すると直ちに、この使用位置においては、中間要素22は可動要素に対して並進運動可能ないかなる自由度をも有していない。実際に、出口16′の横寸法lは中間要素22の外径より小さい。他方で、この中間要素22は、可動要素10に対して回転可能な3つの自由度を有している。
【0012】
次に、図3が示すように、中間要素22のハウジング26内に棒状ねじ2の球形ヘッド4を挿入することが行われる。このために、最初に、平坦部分6が図3において水平方向に伸長するように、即ち中間要素22の主軸に垂直となるようにこのねじ2を傾ける。
【0013】
次に、この中間要素22の主軸に平行移動させてこの中間要素22をねじ2に近づける。平坦部分の横寸法dはハウジング26の出口27の横寸法d′に等しいかまたは僅かに小さいので、これにより、図3に示されているように、このハウジング26内へのヘッド4の自由な挿入が可能となる。
【0014】
出口27の周囲は本質的に剛であり即ち変形可能ではない。したがって、中間要素22はすべてが剛な材料特に金属で形成されていてもよい。変更態様として、この中間要素はポリエチレンのような変形可能な材料で形成されていてもよく、このときには、この出口付近に剛なリングがはめ込まれている。
【0015】
次に、平坦部分6が改めて傾斜されるように、即ち平坦部分6がもはや前記出口と対面しないようにヘッド4をハウジングの内部で回転させる。このとき、ヘッド4はこのハウジング26に対して回転が自由であるが、ヘッド4の直径Dはハウジング26の出口27の横寸法より大きいので、ヘッド4は中間要素22に対して並進運動可能ないかなる自由度をも有していない。
【0016】
装置が図3Aに示されている形状内に置かれると直ちに、この棒状ねじ2のブラインド・ホール8と協働する操作工具により、対応椎骨本体内に棒状ねじ2を固定することが行われる。
【0017】
組立の変更態様として、最初に、対応椎骨本体内に各棒状ねじを固定してもよい。次に、図2により説明されたように、各中間要素22を可動要素20の内部空間内に挿入する。
【0018】
次に、固定要素および可動要素を相互に近づけ、且つ中間要素22をそのハウジング16内で傾ける。次に、図3に示されたように、平坦部分6が出口27の周囲と協働するように、このように傾けられた中間要素22を棒状ねじ2に対して近づける。
【0019】
本発明の装置が図3Aの形状内に置かれると直ちに、平坦部分6上に、ねじ32のような好ましくは着脱可能なストッパ手段を装着してもよい。このねじ32は、中間要素22に対するヘッド4の回転を制限することにより、このヘッドが図3の位置を再びとることを妨害し、これにより中間要素22と棒状ねじ2との間のあらゆる分離が防止される。
【0020】
図4は本発明の変更態様を示し、この変更態様においては、棒状ねじ2′に球形ヘッド4′が設けられ、球形ヘッド4′それ自身に傾斜赤道平坦部分6′が設けられている。このヘッド4′は、前記と同様に、内部空間26′が設けられている中間要素22′内に挿入されている。
【0021】
図1−3により説明された例とは異なり、球形ヘッド4′および内部空間26′は同心であることに注目すべきである。さらに、中間要素22′は、上記と同様に、可動要素10′の内部空間16′内に受け入れられている。
【0022】
図5および5Aは、棒状ねじ2′′を可動要素10′′または中間要素22′′と結合させる着脱可能な固定手段が設けられている変更態様を示す。このために、棒状ねじのヘッド4′′に、固定要素34のねじ山付ロッド32と協働するねじ山5′′が設けられている。固定要素34は同様にキノコ形状のドーム36を含み、ドーム36は可動要素10′′の端部14′′の壁上に支持されている。
【0023】
図5Bの実施態様においては、ねじ山付ロッド32′が棒状ねじの球形ヘッド4′′と結合されている一方で、固定要素34′のドーム36′は同様に中間要素22′′の端部上にも支持されている。
【0024】
図6は本発明の追加変更態様を示し、この追加変更態様においては、中間要素22′′′にねじ穴23′′′があけられている。このねじ穴23′′′は、球形ヘッドを有していない棒状ねじ2′′′のねじ山付端部3′′′と協働する。さらに、中間要素22′′′は、前記の例のように、可動要素10′′′内に回り継手のように受け入れられている。
【0025】
変更態様として、上記棒状ねじを、仙骨板即ち仙骨上にねじで止められて使用される板から伸長するロッドにより置き換えてもよい。
図7および8は本発明の他の実施態様を示し、これらの実施態様においては、図1−3により説明されたものと同じの、少なくとも2つの棒状ねじ2並びに少なくとも2つの中間要素22が使用されている。
【0026】
可動要素110は管状本体112を含み、管状本体112は2つの閉鎖端部114により終端され且つ第1の縦方向ノッチ120があけられ、第1の縦方向ノッチ120の周囲はほぼ剛であり、これにより、各中間要素22を可動要素110の内部空間116内に挿入することを可能にする。
【0027】
これらの挿入は、図2、2Aおよび2Bにより説明されたものと同様に、中間要素を1/4回転だけ回転させることにより行われる。さらに、第1の縦方向ノッチ120に対して直径方向反対側に第2の縦方向ノッチ120′が設けられ、これにより、各ねじ2を対応椎骨内に固定するために、操作工具を通過させることができる。
【0028】
この実施態様は、中間要素22に、可動要素110に対して回転可能な3つの自由度を与え、且つ同様にこの中間要素を円筒本体112に沿って軸方向に滑動させることを可能にする。変更態様として、各ねじのヘッド4は、図4により説明された実施態様のように、中間要素に対して同心であってもよい。
【0029】
図9は3つの隣接椎骨を結合可能な装置を示す。
この装置は図4の端部ねじと同様な2つの端部ねじ2′を含む。各ねじは、中間要素22′と協働する平坦部分6′が設けられているヘッド4′を含む。中間要素22′は可動要素10′の内部空間16′内に受け入れられ、可動要素10′は、中間要素22′を受け入れているその端部とは反対側において、球形ヘッド15′により終端されている。
【0030】
さらに、中央の位置に配置された追加ねじ3′が設けられている。追加ねじ3′は伸長ヘッド5′を含み、伸長ヘッド5′内に2つのハウジング7′が設けられ、ハウジング7′の輪切り球形壁は180°以上の角度をもつ扇形に沿って伸長している。
【0031】
これらの2つのハウジングは、このねじ3′の主軸にほぼ直角に、相互に反対側が開いている。各ハウジング7′の出口の横寸法はその球形壁の直径より小さい。傾斜赤道平坦部分17′が設けられている各可動要素10′の球形ヘッド15′は、中央ねじ3′のハウジング7′の1つと協働している。
【0032】
人工器官の組立のために、最初に、ねじ2のヘッド4を中間要素22′の内部空間内に挿入することに関して前に説明されたように、各球形ヘッド15′を対応ハウジング7′の内部空間内に挿入することが行われる。
【0033】
次に、可動要素10′の内部空間内に各中間要素22′を挿入する。最後に、各端部ねじ2′のヘッド4′を対応中間要素22′の内部空間内に挿入する。
図10は2つの隣接椎骨並びに仙骨を結合することを可能にする装置を示す。
【0034】
同じような2つの可動要素60が設けられ、可動要素60の各々はロッド61を含む。これらのロッド61は、それらの2つの端部において、傾斜平坦部分が設けられた球形ヘッド65により終端されている。
【0035】
さらに、図9のねじ3′と同様な中央ねじ53′が設けられている。各球形ヘッド65は、この中央ねじ53′に付属の対応ハウジング57′内に受け入れられている。
【0036】
さらに、2つの端部固定要素、即ち棒状ねじ52並びに仙骨上に固定された板53が設けられている。各可動要素60は、その中央ねじ53′とは反対側端部において、上記中間要素22、22′、22′′および22′′′と同様な中間要素72内に受け入れられている。
【0037】
さらに、この中間要素72は、棒状ねじ52または仙骨板53にそれぞれ付属のヘッド54、55の内部空間内に受け入れられている。
ヘッド65、中間要素72およびねじ52または板53の間の相互結合は、例えばねじ2のヘッド4、中間要素22および可動要素10の間に存在する相互結合と同様である。
【0038】
言い換えると、この図10においては、ヘッド65がヘッド4の代わりとなり、ねじ52または板53の内部空間が可動要素10の内部空間の代わりとなり、一方、中間要素72は、中間要素22がねじ2および可動要素10の関節結合を確保しているのと全く同様に、可動要素60およびねじ52の関節結合を確保している。
【0039】
図11および12は、2つの腰椎骨並びに仙骨を相互に結合することを可能にする装置を示す。
この装置は上部棒状ねじ152を含み、上部棒状ねじ152は傾斜平坦部分156が設けられた球形ヘッド154により終端されている。さらに、仙骨板153が設けられ、仙骨板153は傾斜平坦部分157が設けられた球形ヘッド155により終端されている。この装置は同様に中央ねじ159を含み、中央ねじ159は、傾斜赤道平坦部分163が設けられた球形ヘッド161により終端されている。
【0040】
さらに伸長板165が設けられ、伸長板165の各端部に対応空洞167があけられている。各空洞は図1に示されているハウジング16と同様である。この伸長板165にはさらに細長開口169があけられている。
【0041】
端部ねじ152または板153のヘッド154、155は、特に中間要素22と同様な中間要素172を介在して、対応空洞167内に受け入れられている。中央ねじ159のヘッド161は中間要素172′の内部空間内に受け入れられ、中間要素172′は、その出口とは反対側にナット174′と協働可能なねじ山付ロッド173′が設けられている意味で、中間要素172とは異なっている。
【0042】
次に、図11および12の装置の組立を説明する。
最初に、図2−2Bにより説明されたように、各中間要素172を対応空洞167内に挿入することが行われる。次に、伸長板165をねじ152および仙骨板153に近づける。
【0043】
次に、ヘッド154、155を各中間要素172の内部空間内に挿入する。これを行うために、伸長板を平行移動させることなく、これらの中間要素をねじ152および板153に対して回転させるだけでよい。これは、押さえ部材175を介して行うことができ、押さえ部材175の端部は椎骨とは反対側から空洞167の開口を貫通する。伸長板165を椎骨に近づける前に、中間要素172′が中央ねじ159の球形ヘッド161上に置かれていることに注意すべきである。この中間要素のロッド173′はこのとき板の開口169を貫通する。このように、ねじ山付ロッド173′上にナット174′を締め付けることにより、伸長板165に対して中央ねじ159を矢印Fに沿って移動させることが可能である。これは、特に、最終腰椎骨を移動させること即ちこの椎骨を「引っ張る」ことを可能にするかぎりにおいて有利である。
【0044】
図13は本発明の追加変更態様を示し、この追加変更態様においては、伸長板165が結合部材215により置き換えられ、結合部材215は2つのディスク221により終端されるロッド219を含み、ディスク221の各々には、空洞167と同様な空洞217が設けられている。
【0045】
さらに中間ディスク223が設けられ、中間ディスク223はカラー225によりロッド219上に固定可能である。このディスク223に中央開口227があけられている。
【0046】
各端部ディスク221は、中間要素172を介在して、ねじ172または仙骨板153と協働することができる。さらに、中間要素172′のねじ山付ロッド173′は、細長開口169と同様に、中間ディスク223の開口227を貫通することができる。
【0047】
図14は本発明の追加変更態様を示す。3つの棒状ねじ152、仙骨板153並びに伸長結合板265が設けられている。各ねじ152または板153の球形ヘッドは対応中間要素172′の内部空間内に受け入れられている。
【0048】
さらに、対応中間要素172′の各ねじ山付ロッド173′は、対応ナット174′と協働するように板265の開口269内に入り込むことができる。
図15は本発明の最後の変更態様を示す。
【0049】
ロッド319を含む結合部材315が設けられ、ロッド315上に、カラー325により固定可能なディスク323が設けられている。
各ディスク323の開口327は中間要素172′のねじ山付ロッド173′を受入可能であり、中間要素172はねじ152の球形ヘッドまたは仙骨板153の球形ヘッドと協働する。各ロッド173′はさらにナット174′を受け入れることができる。
【0050】
本発明は上記の目的を達成することができる。
実際に、本発明の椎間結合装置を構成する種々の要素は比較的簡単な構造を有している。
【0051】
これらの要素の組立は特に容易であり且つ外科医は過大な体力を使うことなく組立を行うことができる。
さらに、本発明の結合装置の種々の要素の組立は、これらの要素を変形させることがないので、このことは機械的な信頼性の面で有利である。
【0052】
中間要素の存在は、固定要素および可動要素の2つの要素間に実際に回転クリアランスが存在しないときにおいても、固定要素および可動要素の相互組立を可能にすることに注目すべきである。
【0053】
最後に、本発明による椎間結合装置が組み立てられると直ちに、装置は機械的応力に関して特に引張応力に関して高い強度を有している。実際に、中間要素の存在は、本発明による結合装置が実際に受けた力をきわめて低いレベルで伝達させることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の第1の実施態様による椎間結合装置を構成する種々の要素を示した縦断面図である。
【図2】図2、2Aおよび2Bは、図1の装置の中間要素を、この装置の可動要素の内部空間内に組み込む3つのステップを示した、図1に類似の図である。
【図3】図3および3Aは、図1の装置の固定要素を、その中間要素の内部空間内に挿入することを示した、図1に類似の図である。
【図4】図4は、本発明による装置の変更態様を示した、図3Aに類似の図である。
【図5】図5Aおよび5Bは、本発明による装置の他の変更態様を示した、図3Aに類似の図である。
【図6】図6は、本発明による装置のさらに他の変更態様を示した、図3Aに類似の図である。
【図7】図7は、本発明の追加態様による装置の縦断面図である。
【図8】図8は、図7の装置の横断面図である。
【図9】図9は、本発明の追加変更態様を示した縦断面図である。
【図10】図10は、本発明の他の追加変更態様を示した縦断面図である。
【図11】図11は、本発明の追加変更態様による装置の種々の要素を示した斜視図である。
【図12】図12は、組み立てられた図11の装置の縦断面図である。
【図13】図13は、本発明の追加変更態様を示した、図11に類似の装置の斜視図である。
【図14】図14は、本発明の他の追加変更態様を示した、図11に類似の装置の斜視図である。
【図15】図15は、本発明のさらに他の追加変更態様を示した、図11に類似の装置の斜視図である。

Claims (19)

  1. 少なくとも2つの椎骨を相互に結合するための椎間結合装置において、この装置が、
    − 椎骨または仙骨と結合される少なくとも1つの固定要素(2;2′;2′′;2′′′;52、53;152、153)と、
    − 固定要素または各固定要素に対して運動可能な少なくとも1つの可動結合要素(10;10′;10′′;10′′′;60;110;165;215;265;315)と、
    − 並びに固定要素または各固定要素に対する可動要素または各可動要素の関節運動を可能にする少なくとも1つの中間要素(22;22′;22′′;22′′′;72;172、172′)とを含むことと、
    − 中間要素または各中間要素が前記可動要素(10;10′;10′′;10′′′;110;165;215;265;315)または前記固定要素(52、53)の内部空間(16;16′;116;167、169;217、227;327)内に受け入れられていることと、
    − 固定要素(2;2′;2′′;2′′′;152、153)または可動要素(60)が、少なくとも一部、中間要素の内部空間(26;26′)内に受け入れられていることと、
    − および前記中間要素に対して前記固定要素(2;2′;2′′;2′′′;152、153)または前記可動要素(60)を少なくとも並進運動可能に結合させる手段が設けられ、この並進運動可能結合手段が、中間要素(22)の内部空間(26)のほぼ剛な出口(27)の周囲を含むことと、
    を特徴とする椎間結合装置。
  2. 中間要素または各中間要素(22;22′;22′′;22′′′;72;172、172′)が可動要素(10;10′;10′′;10′′′;110;165;215;265;315)の内部空間内に受け入れられていることと、固定要素(2;2′;2′′;2′′′;152、153)が、少なくとも一部、中間要素の内部空間内に受け入れられていることと、および中間要素に対して固定要素を少なくとも並進運動可能に結合させる手段が設けられていることとを特徴とする請求項1の装置。
  3. 前記中間要素(22;22′;22′′;22′′′;172)が前記可動要素(10;10′;10′′;10′′′;110;165;215)に対して並進運動可能に結合されていることを特徴とする請求項2の装置。
  4. 可動要素(10)の内部空間(16)の出口(16′)が、可動要素に対して中間要素を並進運動可能に結合する本質的に剛な周囲を有することを特徴とする請求項3の装置。
  5. 前記中間要素(22;22′;22′′;22′′′)が輪切り球形外面(24)を有し、且つ前記可動要素(10;10′;10′′;10′′′)に設けられている対応球形内面(18)と協働することを特徴とする請求項3または4の装置。
  6. 固定要素(2′)が中間要素(22′)の内部空間内に受け入れられているヘッド(4′)を有することと、および前記ヘッド、中間要素および前記可動要素(10′)の内部空間が同心であることを特徴とする請求項5の装置。
  7. 前記中間要素(172′)が可動要素(165;215;265;315)に対して同様に回転可能に結合されていることを特徴とする請求項3の装置。
  8. 中間要素(22)が、前記第1の可動要素(110)に対して少なくとも並進運動可能な少なくとも1つの自由度を有することを特徴とする請求項2の装置。
  9. 前記可動要素(110)が管状部分(112)を有し、管状部分(112)に沿って前記中間要素(22)が滑動可能であることを特徴とする請求項8の装置。
  10. 前記可動要素(10;10′;10′′;10′′′;110)が中間要素(22;22′;22′′;22′′′)をこの可動要素の内部空間(16;116)内に挿入するためのノッチ(20、120)を有することを特徴とする請求項2ないし9のいずれかの装置。
  11. 前記固定要素(2;2′;2′′)が中間要素(22;22′;22′′)に対して回転可能な少なくとも1つの自由度を有することを特徴とする請求項2ないし10のいずれかの装置。
  12. 前記固定要素(2;2′;2′′)が、中間要素(22;22′;22′′)の対応球形内面(28)と協働可能な球形外面を有することを特徴とする請求項11の装置。
  13. 前記固定要素の球形外面に、前記固定要素(2;2′;2′′)を中間要素(22;22′;22′′)の内部空間内に挿入するための赤道平坦部分(6;6′)が設けられていることを特徴とする請求項12の装置。
  14. 前記固定要素(2)に、固定要素(2)に対する中間要素(22)の回転を制限可能にする特に着脱可能なストッパ部材(32)が設けられていることを特徴とする請求項13の装置。
  15. 作業中において、並進運動および回転運動を同時に行うことにより、固定要素(2′′′)が中間要素(22′′′)に結合されることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかの装置。
  16. 固定要素が、中間要素(22′′′)のねじ穴(23′′′)と協働可能なねじ山付端部(3′′′)を有することを特徴とする請求項15の装置。
  17. 中間要素または各中間要素(72)が固定要素(52、53)の内部空間内に受け入れられていることと、可動要素(60)が少なくとも特に中間要素の内部空間内に受け入れられていることと、および中間要素に対して可動要素を少なくとも並進運動可能に結合させる手段が設けられていることとを特徴とする請求項1の装置。
  18. 固定要素が棒状ねじ(2;2′;2′′;2′′′;52、152)であることを特徴とする請求項1ないし17のいずれかの装置。
  19. 固定要素が仙骨上に固定可能な板(53、153)であることを特徴とする請求項1ないし18のいずれかの装置。
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