JP2015024135A - ロッドを骨アンカー要素に結合するための結合アセンブリ、骨アンカー装置および結合アセンブリのキット - Google Patents

ロッドを骨アンカー要素に結合するための結合アセンブリ、骨アンカー装置および結合アセンブリのキット Download PDF

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Abstract

【課題】手術中の改善されたまたはより容易な取扱い性が得られ、かつ拡大された適用分野を有する、ロッドを骨アンカー要素に結合するための改善された結合アセンブリを提供する。【解決手段】ロッドを骨アンカー要素に結合するための結合アセンブリであって、結合アセンブリは、受け部品と、ロッドを受けるための窪みと、骨アンカーの頭部を収容するための収容スペースと、収容スペース内に少なくとも一部が位置付けられるように構成された圧力要素と、第1の端面を含む第1の端、第1の端に隣接するロッドを挿入するためのチャネル、および受け部品の第2の端側に面する第2の端面を有する第2の端を含むロッド受け要素とを備える、結合アセンブリ。【選択図】図1

Description

本発明は、ロッドを骨アンカー要素に結合するための結合アセンブリに関し、この結合アセンブリは、ロッドを受けるための窪み、および、骨アンカー要素の頭部を収容するための収容スペースを備えた受け部品と、頭部を締付けるための圧力要素と、圧力要素と協働するロッド受け要素とを備える。圧力要素およびロッド受け要素は、骨アンカー要素が結合アセンブリ内に挿入されると、まず、ロッドを固定せずに骨アンカー要素の頭部が締付けられ、次に、1つの駆動ロック要素を用いてロッドが固定されることができるように協働するように構成される。本発明はさらに、このような結合アセンブリおよび骨アンカー要素を備えた骨アンカー装置に関する。さらに、本発明は、異なる直径を有するロッドの使用を可能にする、このような結合アセンブリおよび異なるロッド受け要素のキットに関する。
米国特許公開公報第2010/0160980号は、骨ねじおよびロッドを脊椎に固定する方法およびロック機構を記載している。ロック機構は、本体と、挿入物と、ロッド座部と、止めねじとを含む。本体は底部を含み、底部は、骨ねじおよび挿入物を受けるように構成されるものの、一旦挿入物および骨ねじが係合されると、挿入物および骨ねじが底部を貫通することを防止する。ロッド座部は、ロッドと挿入物との間にある。
米国特許公開公報第2013/0018428号は、結合要素と骨留め具とを備え、骨留め具は、結合要素のボアの底部を通して結合要素内に装着されることができる、整形外科的固定装置を記載している。
ロッドを骨アンカー要素に結合するための結合アセンブリと、さまざまな面について改善された底部装着式の多軸骨アンカー装置とを提供する必要性が未だある。
米国特許公開公報第2010/0160980号 米国特許公開公報第2013/0018428号
特に、本発明の目的は、手術中の改善されたまたはより容易な取扱い性が得られ、かつ拡大された適用分野を有する、ロッドを骨アンカー要素に結合するための改善された結合アセンブリを提供することである。
この目的は、請求項1に記載の結合アセンブリと、請求項16に記載の骨アンカー装置と、請求項19の結合アセンブリおよび異なるロッド受け要素のキットとにより解決される。さらなる進展は従属請求項に記載される。
結合アセンブリは、1つの駆動装置を用いて、ロック要素により骨アンカー要素の頭部およびロッドを順にロックできるようにする構造を有する。ロック要素を締めることにより、まず頭部が締付けられている間、ロッドは未だ可動である。圧力要素およびロッド受け要素の協働部分間が変形すると、次に、ロッドが頭部のロックに固定される。
圧力要素は、その内壁に窪みまたは窪み部分を有してもよく、窪みは、骨アンカー要素が、窪みまたは内側窪み部分の方向に、反対方向と比較してより大きな角度で旋回できるようにする。頭部がロックされていない限り圧力要素は結合要素内で回転可能であるため、拡大された旋回角度の位置は、中心軸の360°内で選択されることができる。
一旦頭部が挿入されると、ロッド受け要素は、圧力要素が骨アンカー要素の頭部の離脱を防止するプレロック位置に保持されるように、受け部品と係合する。プレロック位置では、骨アンカー要素の頭部は、圧力要素によって頭部に加えられる摩擦力により保持されてもよい。摩擦力は、摩擦力を克服する力を加えることにより、頭部の旋回が未だ可能となる程度であればよい。
発明の実施形態に従うと、圧力要素は、その下端にスリットリングを有する。スリットリングは、径方向に拡大することができ、骨アンカー要素の頭部の挿入を可能にする。このような圧力要素の可撓部分内に頭部を導入するために必要な力は、長手方向軸または同軸スリットしか有さない圧力要素と比較して、減少される。これにより、手術中の取扱い性がさらに容易化される。
結合アセンブリは、既に骨または脊椎内に挿入されている骨アンカー要素とインサイチューで組立てられることができる。ロッド受け要素は、特定の直径または直径範囲のロッドを受けるように設計されてもよい。結合アセンブリと、異なる直径のロッドを受けるように構成された少なくとも追加のロッド受け要素とを備えたキットを設けることにより、結合アセンブリを、異なる直径のロッドとともに使用することができる。これにより、骨アンカー装置の適用分野が拡大される。
骨アンカー装置は、モジュールシステムの一部であることができ、モジュールシステムは、シャンクの長さ、たとえば、異なるねじ山の種類、ピッチ、カニューレ状のシャンクまたは非カニューレ状のシャンクの異なる直径などのシャンクのアンカー特徴について異なり得るいくつかの骨アンカー要素と、1つの結合アセンブリとを含む。モジュール性は、異なる直径のロッドを結合アセンブリに結合するために、異なるロッド受け要素を用いることによりさらに増大されることができる。これにより、多種多様なインプラント間での選択肢が外科医に開かれる。さらに、在庫管理のための費用が減少され得る。
発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を用いたさまざまな実施形態の説明からより明らかになるであろう。
骨アンカー装置の第1の実施形態の斜視分解図である。 組立てられた状態の図1の骨アンカー装置の斜視図である。 挿入されたロッドの軸に対して垂直に取られた図1および図2の第1の実施形態に従う骨アンカー装置の断面図である。 中心軸および挿入されたロッドのロッド軸を含む面内で取られた図1および図2の第1の実施形態に従う骨アンカー装置の断面図である。 第1の実施形態に従う受け部品の上方からの斜視図である。 図5に図示する受け部品の底部からの斜視図である。 図5および図6に図示する受け部品の上面図である。 図7中の線A−Aに沿った図5および図6に図示する受け部品の断面図である。 第1の実施形態に従う圧力要素の上方からの斜視図である。 図9に図示する圧力要素の底部からの斜視図である。 図9に図示する圧力要素の上面図である。 図11中の線B−Bに沿った図9および図10の圧力要素の断面図である。 圧力要素の第2の実施形態の側面図である。 圧力要素の第3の実施形態の上方からの斜視図である。 圧力要素の第4の実施形態の上方からの斜視図である。 第1の実施形態に従うロッド受け要素の上方からの斜視図である。 図16のロッド受け要素の底部からの斜視図である。 図16および図17に図示するロッド受け要素の上面図である。 図18中の線D−Dに沿った図16および図17のロッド受け要素の断面図である。 圧力要素およびロッド受け要素が受け部品と予め組立てられた、中心軸を含み、かつロッド軸に対して垂直な面内で取られた第1の実施形態に従う骨アンカー装置の結合アセンブリの断面図である。 図20aの拡大部分を示す図である。 変形例における受け部品、圧力要素およびロッド受け要素間での協働の拡大断面図である。 第1の実施形態に従う骨アンカー装置を組立てる第1のステップの断面図である。 第1の実施形態に従う骨アンカー装置を組立てる第2のステップの断面図である。 第1の実施形態に従う骨アンカー装置を組立てる第3のステップの断面図である。 第1の実施形態に従う結合アセンブリ内に骨アンカー要素の頭部を締付けるステップの断面図である。 ロッドをロックせずに頭部をロックするステップにおいて、挿入されたロッドおよびロック要素を有する骨アンカー装置の断面図である。 ロッドをロックするステップにおいて、挿入されたロッドおよびロック要素を有する骨アンカー装置の断面図である。 図26aの詳細の拡大部分を示す図である。 異なる直径を有するロッドを用いるための異なるロッド受け要素を有する結合アセンブリのキットの斜視分解図である。 第1の直径の挿入されたロッドと、第1の直径のロッドを受けるように適合されたロッド受け要素とを有する骨アンカー装置の断面図である。 挿入されたロッドと、ロック要素と、第1の直径と異なる第2の直径のロッドとの使用のために適合されたロッド受け要素とを有する骨アンカー装置の断面図である。 結合アセンブリの中心軸を含み、かつロッド軸に垂直な面内で取られた、挿入されたロッドおよびロック要素を有する第2の実施形態に従う骨アンカー装置の断面図である。
図1および図2では、第1の実施形態に従う骨アンカー装置は、少なくとも一部に骨ねじ山および頭部3が設けられたシャンク2を有する、骨ねじの形態の骨アンカー要素1を含む。頭部3は、球状区分型の外面部分を有し、それは、球体の最大外径Eと、ねじ込み式工具との係合のための窪み4を有する平坦な自由端とを含む。
骨アンカー装置はさらに、安定化ロッド100を受けるため、かつ安定化ロッド100を骨アンカー要素1に結合するための結合アセンブリ5を含む。結合アセンブリ5は、骨アンカー要素1の頭部3を受けるため、かつロッド100を受けるための受け部品6と、受け部品6内に配置されるように構成された圧力要素7と、受け部品6内に配置されるように構成されたロッド受け要素8とを含む。圧力要素7は、頭部3を受け部品6内にロックするために機能する。ロッド受け要素8は、ロッド100を受けるため、かつ頭部3をロックするように圧力要素7に対して作用するために機能する。ロッド受け要素8と協働するための少なくとも1つのピン9が設けられてもよい。
さらに、ロッド100を受け部品6およびロッド受け要素8内に固定するため、かつ、頭部3を受け部品6内にロックするようにロッド受け要素を介して圧力要素7に対して力を加えるための、内ねじの形態のロック要素10が設けられる。
ここで、図1から図8を参照して受け部品6を説明する。受け部品6は、上端である第1の端6aおよび下端である反対側の第2の端6bを有し、対称の中心軸Cが第1の端6aおよび第2の端6bを通過する。中心軸Cに同軸のボア61が設けられる。第1の端6aに隣接する第1の領域では、受け部品6は、第2の端6b側に向けられた底部を有する実質的にU字型の窪み62と、第1の端6aに向かって延びる2つの自由な脚部62a、62bとを有する。脚部62a、62bの領域では、ロック要素10と協働する雌ねじ63が設けられる。U字型窪み62により形成されるチャネルは、複数の骨アンカー装置を接続するために、その中にロッド100を受けるようなサイズにされる。U字型の窪み62の底部により規定される実質的に軸方向の高さまでの脚部62a、62bの領域では、ボア61は第1の内径を有する。脚部62a、62bの下方の領域では、ボア61は、第1の部分の第1の内径より大きい直径を有する拡幅部分61aを有する。第2の端6bと拡幅部分61aとの間に、ボア61は、円錐角を有する第2の端6bに向かって先細りする縮幅部分61bを有する。第2の端6bには開孔64が設けられ、開孔64の直径は、受け部品6の第2の端6bから頭部3を挿入することができるように、頭部3の最大直径Eより大きい。拡幅部分61aおよび縮幅部分61bは、骨アンカー要素1の頭部3のための収容スペースを規定する。
雌ねじ63の下方の第1の端6aからある距離をおいて、円周方向に延びる第1の溝66が脚部62a、62bの各々の内面に設けられる。第1の溝66は、以下に説明するように、ロッド受け要素8の保持部分と係合するために機能する。円周方向に延びる第2の溝67が雌ねじ63の下端に設けられてもよく、第2の溝67もまた、ロッド受け要素の保持部分と係合するために機能する。
脚部62a、62bの一方には、ピン9を受けるために、中心軸Mに実質的に垂直な方向に、脚部を通って、たとえば、脚部62bを通って延びる横断ボア68が設けられる。ボア68は、脚部の略中心に位置する。ピン9は好ましくは、一旦ボア68内に挿入されると、以下に説明するように、ピン9がボア61内へと短い距離延びて、ロッド受け要素8のための止め部を設けるような長さを有する。ピン9は、挿入された時、受け部品6の外面と同一面上にあってもよい。
特に、図1、および図9から図12に見られるように、圧力要素7は、自由端面7aを有する第1の端および第2の端7bを有する。圧力要素7の第2の端7bは、圧力要素7が受け部品6内に配置されたとき、圧力要素7の第1の端よりも受け部品6の第2の端6bにより近くなるように構成されている。第2の端7bに隣接して、圧力要素7は、実質的に球状区分型の中空内部チャンバ72を有するキャップ状の可撓性部分71を有する。キャップ状部分71は、骨アンカー要素1の頭部3の挿入を可能にするように、第2の端7bで開いている。キャップ状部分71の外面は、第2の端7bに向かう方向に先細る第2の端7bに隣接する縮幅部分71aを有する。先細りは、受け部品6の縮幅部分61bの先細りに実質的に対応する。縮幅部分は、実質的に球状区分型の外面部分71b内にわたる。1つの円周方向の位置には、キャップ状部分71の壁が残りの部分よりも窪み部分73で薄肉になるように、第2の端に隣接して内側窪み部分73が存在する。窪み部分73の幅および高さは、骨アンカー要素のシャンク2がその中を延びることができる程度である。これにより、骨アンカー要素1が挿入されたとき、骨アンカー要素1が窪み部分73の方向に、反対方向よりも大きな角度に旋回することができる。したがって、旋回角度は一方側に拡大される。拡大は、たとえば、およそ10°であることができるが、壁の厚さおよび幾何学的形状に依存して、他の拡大された旋回角度が企図されてもよい。
第2の端7bからある距離をおいて、円周方向に延びるスリット74が設けられる。スリット74は、圧力要素7が受け部品6内に配置されたとき、中心軸Cに実質的に垂直な面に沿って受け部品7の中心軸Cのまわりを円周方向に延びる。さらに、スリット74は、中心軸Cのまわりを約180°超、好ましくは270°超、さらに好ましくは340°超延びる。したがって、スリット74により、第2の端にリング型部分が設けられ、それは、接続帯76を形成する壁部により圧力要素7のその他の部分に一体的に接続されている。接続帯76は、リング型部分の圧力要素7のその他の部分への安定した接続が得られる程度の円周方向の長さを有する。円周方向に延びるスリット74の一端には、第2の端からリング型部分75の全域を通ってスリット74内へと延びる、実質的に鉛直方向のスリット77が存在する。これにより、リング型部分は円周方向に切抜かれるか、または分割され、径方向に拡大および圧縮されることができるスリットリング75を形成する。鉛直方向スリット77の幅は、好ましくは、円周方向スリット74の幅よりも小さい。スリットリング75の外面は先細りされ、圧力要素7の第2の端に向かって縮幅する外面部分71aを形成する。スリットリング75の位置およびサイズは、骨アンカー要素1の頭部3がキャップ状部分71の開孔端から挿入されたとき、スリットリング75は、鉛直方向スリット77の幅がより大きくなるように拡大し、頭部3が中空内部チャンバ72内に完全に挿入されたとき、スリットリング75は、最大直径Eおよびシャンク2に向かう方向の頭部3の最大直径Eの下方で頭部3を内包する程度である。
キャップ状部分71の最大外径は、受け部品6のボア61の第1の部分の内径より若干小さく、さらに、拡幅部分61a内のボアの直径より小さい。したがって、スリットリング75は、受け部品6の拡幅部分61a内で拡大することができる。
キャップ状部分71の第2の端7bの反対側には、第1の端面7aに向かって先細りし、かつ、アンカー要素1の頭部3の窪み4へのアクセスを可能にする円錐状ボア78aを有する円錐状先細り部分78が設けられる。円錐状部分78は、以下に説明するロッド受け要素8の底部開孔を貫通することができる程度の高さおよび外側寸法である。第1の端面7aからある距離をおいて、環状突起部78bが、平坦な上面および傾斜した下面を有する円錐状区分型部分78に形成される。突起部78bの外周面78cは、実質的に円筒状である。
キャップ状部分71と円錐状区分型部分78との遷移部には、第1の端面7aに向かって拡幅し、かつ、ロッド受け要素8の一部と協働するための当接部を形成する平坦な上面79aを有する円錐状拡幅鍔部79が存在する。円錐状鍔部79は、第1の端面7aを越えて、さらに突起部78bも越えて径方向に延びる。平坦な上面79aは、圧力要素7の第1の端面7aの下方に軸方向に位置する。鍔部79の構造および/またはサイズは、軸方向の負荷が平坦な上面79aに対して作用するとき、鍔部79が軸方向に少なくとも若干変形可能となる程度である。この場合、鍔部は外側方向に広がる。鍔部の変形は弾性変形であってもよい。
図13は、圧力要素の変形された実施形態である。圧力要素7′は、キャップ状部分の横断スリットについてのみ異なる。キャップ状部分71′は、実質的に鉛直方向のスリット77′から中心軸のまわりを螺旋形状に少なくとも一部延びるスリット74′を有する。さらなる変形例では、スリット77′は実質的に鉛直方向ではなく、螺旋状スリット74′の単なる一部である。
圧力要素の別の変形された実施形態を図14に示す。圧力要素7″は、図9から図12に図示する実施形態に従う圧力要素と、円錐状鍔部の形状により異なる。円錐状鍔部には等間隔でスリット79bが介在し、それらが円周方向鍔部分79′を形成しており、図示する実施形態では、4つの鍔部分79′を形成している。スリット数ならびに鍔部分のサイズおよび厚さにより、鍔部79′の特定の可撓性を達成することができる。
圧力要素のさらなる変形された実施形態を図15に図示する。圧力要素7″′は、図9から図12に図示する圧力要素と、キャップ状部分の設計により異なる。キャップ状部分71″は、等間隔を空けられた複数の鉛直方向スリット77″を備えている。鉛直方向スリット77″は、第2の端7bに向かって開いており、圧力要素7″′の第1の端に向かう方向に拡幅された円形部分77aにより閉じられている。スリットの数およびサイズは、キャップ状部分71″の特定の可撓性を達成するように選択される。さらに、この実施形態に従う圧力要素7″′は、円錐状区分型部分78での環状突起部78bを有さない。
圧力要素のさまざまな実施形態の特徴の多くの異なる組合せを合体して、圧力要素のさまざまな他の実施形態を生み出すことができることが理解されるべきである。
ここで図1、および図16から図19を参照して、ロッド受け要素8は、圧力要素7とは別の部品である。ロッド受け要素8は、自由端面8aを有する第1の端および自由端面8bを有する反対側の第2の端を備えた、実質的に円筒状の部品である。第1の端面8aを有する第1の端に隣接して、2つの自由な直立脚部81a、81bが残るように円筒の一部を切抜く実質的に矩形状の窪み81が存在し、脚部81a、81bの自由端面は、第1の端面8aを形成する。第2の端8b側には、開孔82、好ましくは円形の開孔が存在し、ロッド受け要素8を通って窪み81内へと延びる。開孔82の内径は、圧力要素の第1の端面7aが開孔82を通ってロッド受け要素8内へと延びることができるように、圧力要素の第1の端面7aの外径よりも小さい。さらに、開孔82の内径は、圧力要素7の円錐状区分型部分78に設けられた環状突起部78bの円筒状外面部分78cの外径と比較して、実質的に同じであるか、または若干小さいサイズを有する。したがって、円錐状部分78がロッド受け要素8の開孔82を通って延びるとき、圧力要素7は、ロッド受け要素8とともに保持されることができ、突起部78の円筒状外面部分78cは、締まり嵌めにより開孔82でロッド受け要素8の内側円周面に接する。
脚部81aと81bとの間の窪み81の底部には、2つの凹状円筒区分型ロッド支持突起部83a、83bが、開孔82を形成するボアの両側に設けられている。凹状部分83a、83bの半径は、好ましくは、使用される特定のロッドの半径に適合されるように選択される。ロッド支持突起部83a、83bは、突起部の各側で溝84により脚部83a、83bから分離されてもよい。窪み81の幅は、ロッド100が窪み81内に受けられることができる程度である。ロッド100がロッド受け要素8の窪み81内に挿入されると、それはロッド支持突起部83a、83b上に載置されることができる。脚部81a、81bの高さは、ロッド100がチャネル81内に配置され、ロッド支持突起部83a、83b上に載置されると、第1の端面8aがロッド上面の若干上方に位置する程度である。
ロッド受け要素8の外径は、ロッド受け要素8がボア61内で動くことができ、かつボア61内に誘導されるように、受け部品6のボア61の内径より若干小さいのみである。
ロッド受け要素8は、各脚部81a、81bに、実質的に窪み81の底部から、第1の端面8aからある距離まで延びる細長い窪み85をさらに備える。窪み85は、径方向に各脚部81a、81bの全域を通って延びる。窪み85は、ピン9がその中に収容されることができるような幅を有する。各細長い窪み85の下端85aは、それぞれの窪み内へと延びるピン9のための止め部を形成する。止め部は、圧力要素7が挿入位置にあるとき、ロッド受け要素8が受け部品6の第1の端6aから脱出することを防止する。さらに、窪み85は、少なくとも1つのピン9とともに、受け部品6の窪み62とロッド受け要素8のチャネル61との間の位置合わせを維持する固定装置として機能してもよい。
ロッド受け要素8は、軸方向の各脚部の略中心における各脚部に、平坦な上面86aおよび傾斜した下面86bを有する円周方向に延びる突起部86をさらに有する。傾斜した下面86bの傾斜は、ロッド受け要素が受け部品6の第2の端6bに向かって下方に押されると、突起部86が溝66、67から外れることができる程度である。突起部86の形状は、図20aおよび図25に見られるように、突起部86が溝66、67内にそれぞれ嵌入し、平坦な上面86aが溝66、67の上側縁部に当たって当接することができる程度である。
さらに、各脚部には、長手方向に延びる円筒区分型窪み87が設けられ、それは、窪み81の底部から第1の端面8aまで延びる。
骨アンカー装置は、全体または一部が、たとえば、チタン、ステンレス鋼、たとえばニチノールなどのニッケル−チタン合金などの、生体適合性金属もしくは金属合金などの生体適合性材料、または、たとえば、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの生体適合性プラスチック材料からなる。
図20aから図20cを参照して、結合アセンブリは、以下の方法で予め組立てられてもよい。ロッド受け要素8および圧力要素7は、受け部品6内に挿入される。これにより、圧力要素は、受け部品6の下側開孔64を通って挿入されてもよい。ロッド受け要素8は、突起部86が第2の溝67内にスナップ嵌合するまで脚部81a、81bをともに少しだけ押すことにより、受け部品の第1の端6aから挿入されてもよい。図20aおよび図20bに図示する第1の実施形態では、圧力要素7は、締まり嵌めによりロッド受け要素8内に一時的に保持される。これは、開孔82において、ロッド受け要素8の内面に対して若干大きいサイズを有する圧力要素7上の突起部78bの円筒状表面部分78cにより達成される。平坦な上面86aが受け部品6内の第2の溝67の上側縁部に当接するため、圧力要素の挿入中に、ロッド受け要素8が受け部品の第1の端6aから脱出することが防止される。圧力要素7も最上位置にあり、そこでは、鍔部79の平坦面79aがロッド受け要素8の第2の端面8aに当接する。
この配置により、キャップ状部分71、特に、スリットリング75は、同軸ボア61が最大内径の拡幅部分61aを有する位置に位置する。図20aに見られるように、スリットリング75は、この位置において拡大するスペースを有する。
代替的な実施形態では、圧力要素が環状突起部78bを有さない図20cに図示するように、たとえば、図15に図示するような圧力要素7″′の場合などでは、圧力要素7は、ロッド受け要素8との締まり嵌めにより挿入位置に保持されるのではなく、受け部品の内側で第3の溝69に係合する鍔部79の最外縁部にスナップ接続されることにより、挿入位置に保持される。第3の溝69は、圧力要素を挿入位置に保持するために必要なだけであるため、小さくて浅くてもよい。
図21から図26bを参照して、骨アンカー要素1およびロッド100との結合アセンブリ5の使用を説明する。図21に図示するように、まず、好適な骨アンカー要素1が骨内に移植される。図21では、参照番号200は骨表面を図示する。骨アンカー要素1は、結合アセンブリが接続されることなく移植部位内に配置されることができるため、骨アンカー要素1の移植のステップが容易化される。その後、圧力要素7およびロッド受け要素8が挿入位置にある結合アセンブリ5が、骨アンカー要素1の頭部3上に配置される。図23に図示するように、頭部3は、下側開孔64を通って受け部品6に入り、圧力要素7の開いた第2の端7bを通って圧力要素7のキャップ状部分71に入る。頭部3が圧力要素7のスリットリング75に接すると、圧力要素7は、鍔部79がロッド受け要素の第2の端面8bに当たった状態で押し、脚部81bの細長い窪み85の底部85aが受け部品6の脚部62bを通って延びるピン9に当接するまでロッド受け要素を上方にずらす。したがって、頭部が挿入されるとき、ロッド受け要素8が受け部品6の第1の端6aから押出されることが防止される。
圧力要素7は、受け部品内で回転可能である。圧力要素7は、拡大された旋回角度を与える窪み部分73が特定の位置にあるように配置されてもよい。これを達成するために、窪み部分73が所望の位置をとるように圧力要素を回転させることができる位置合わせ特徴(図示せず)を設けることができる。
頭部3をさらにキャップ状部分71内に導入すると、スリットリング75が受け部品6のボア61の拡幅部分61a内で拡大する。このとき、頭部3は完全に挿入されることができる。スリットリング75は接続帯76では拡大しないため、頭部3の挿入は中心軸Cと全く同軸ではなく、中心軸Cから若干外れているか、または位置ずれしていることもある。頭部3をさらに導入することにより、スリットリング75は最大限まで拡大され得、頭部3がチャンバ72の内壁に当接するまで頭部3を中空内部チャンバ72の上部に入れることができる。ここで、図23に図示するように、スリットリング75は頭部3のまわりで弾性収縮することができる。
頭部3が上側領域のキャップ状部分71の内壁に当接すると、スリットリング75は、図23に見られるように、最大直径Eを有する領域より下方の頭部3の部分を内包する。この状態で、スリットリング75が頭部3を摩擦により締付けるため、骨アンカー要素1は、受け部品6に相対的な所望の角位置まで旋回されることができ、圧力要素7と頭部3との間の摩擦嵌めによりそこに保持されることができる。
最後に、図24に図示するように、器具(図示せず)により受け部品6を引張り、ロッド受け要素8を押下することにより、スリットリング75が縮幅部分61b内に押込まれるため、スリットリング75の先細り外面71aが受け部品6の縮幅部分61bに係合する。同時に、突起部86が受け部品6の第1の溝66内にスナップ嵌合する。この状態で、図24に図示するように、ロッド受け要素8の突起部86の平坦な上面86aが当接する溝66の上側縁部により設けられる止め部のために、ロッド受け要素8は上方に移動することが防止される。頭部3は、圧力要素7のキャップ状部分71により既に締付けられている。スリットリング75が頭部3と受け部品の縮幅部分61bとの間に位置するため、受け部品6の下側開孔64が狭められ、頭部3は、下側開孔64から脱落したり押出されたりすることが防止される。これがプレロック状態である。
臨床使用では、通常、少なくとも2つの骨アンカー装置が骨内に挿入され、受け部品が並べられる。骨アンカー要素1の頭部3が摩擦力により圧力要素内に保持されるため、受け部品6は手動により容易に並べられることができ、その角位置は、頭部と圧力要素7との間に摩擦力により維持される。次に、図25に見られるように、ロッド100は受け部品6内に挿入され、ロック要素10は、受け部品6の脚部62a、62b間にねじ込まれる。ロッド100は、まず、ロッド受け要素8の支持表面83a、83bにより支持される。ロック要素を締めると、ロッド受け要素8が若干下方に動かされている間、ロック要素10はロッド受け要素8の第1の端面8aに単に接触し、第1の端面8aに力を加える。図25に図示するように、力Fは、第2の端面8bを介して圧力要素7の鍔部79の平坦な上側端面79aに伝達され、頭部3に伝達され、頭部3からスリットリング75および受け部品に伝達される。これにより、頭部3が受け部品に対して角位置にロックされている間、ロッド100はロッド軸の方向に未だ可動である。
ここで図26aおよび図26bを参照して、ロック要素10をさらに前進させると、第2の端面8bが圧力要素7の鍔部79の上面79aにより大きな力Fを加えるため、図26bに見られるように、鍔部79は若干変形される。これにより、ロッド受け要素8はさらに若干下方に動くことができるため、ロック要素10がロッドを押圧する。これによりロッドが固定される。この状態で、力がロッドおよび圧力要素7の第1の端面7aを通って頭部3および受け部品6に伝達される。
図3および図4に図示するように、ロックされた状態では、アンカー要素1は、それがシャンクにより圧力要素の窪み部分73に当接しているとき、反対方向よりもより大きな旋回角度をとり得る。
ロッド100の受け部品6に相対的な位置を訂正する必要がある場合、ロック要素10は、ロッドに対する圧力が緩和され、ロッドが再び可動自在になるまで逆回転される。スリットリング75は受け部品の縮幅部分内に保持されているため、頭部3のロックが維持される。
図27は、少なくとも2つのロッド受け要素8、8′を備えた結合アセンブリを有する骨アンカー装置のキットを示す。受け部品6、圧力要素7およびロッド受け要素8を備えた結合アセンブリ5は、前述と同じであり、前述のすべての変形例を有することができる。ロッド受け要素8は第1のロッド受け要素であり、第1の外径を有する第1のロッドであるロッド100を受けるようなサイズおよび構成とされている。ロッド受け要素8′は第2のロッド受け要素であり、第1のロッド100の第1の直径より小さい第2の直径を有する第2のロッド100′を受けるようなサイズおよび構成とされている。その結果、第2のロッド受け要素8′のロッド支持表面83a′、83b′は、第2の直径を有する第2のロッド100′に対応する曲率を有し得る。さらに、第2のロッド受け要素8′の直立脚部81a′、81b′の高さは、第2のロッド100′がロッド受け要素8′内に挿入されるとき、第2のロッド100′のロッド上面の若干上方に突出するように、第1のロッド受け要素8の脚部81a、81bの高さよりも小さい。外径のサイズおよび内径は、第1のロッド受け要素8と同じである。
図28は、第2のロッド受け要素8′を有し、第2のロッド100′に結合されている骨アンカー装置を示す。図29は、第1のロッド受け要素8を有し、第1のロッド100に結合されている第1の骨アンカー装置を示す。第2のロッド受け要素8′の高さが第1のロッド受け要素8の高さより小さいため、ロック要素10は、図27に図示するような第1の直径ロッド100を使用する場合と比較して、図27に図示するように、脚部の間により深くねじ込まれなければならない。
キットにより、1つの骨アンカー装置を用いて、適切なロッド受け要素を選択することによりさまざまな直径を有するさまざまなロッドを使用することができる。異なる直径の区域を有する1つのロッド、たとえば、ある区域では第1の直径を有し、別の区域では第1の直径より小さい第2の直径を有するロッドを使用することも可能である。この場合、第1の骨アンカー装置は、より大きな高さを有する第1のロッド受け要素を有し、第2の骨アンカー装置は、より小さな高さを有する第2のロッド受け要素を有する。キットは、多様な用途を可能にし、モジュールシステムの利点を提供する。たとえば、骨アンカー要素については、あらゆる種類のアンカー要素が使用され、結合アセンブリと組合されることができる。これらのアンカー要素は、たとえば、異なる長さのねじ、異なる直径を有するねじ、カニューレ状のねじ、異なるねじ山の形態を有するねじ、爪、フックなどである。頭部およびシャンクは、互いに接続可能な別の部品であってもよい。
さらに、少なくとも1つのさらなる圧力要素を備えた結合アセンブリのキットを提供することができる。圧力要素は、拡大された旋回角度のための窪みなしで設計されることも、または、いくつかの窪み、たとえば、2以上の方向に拡大された旋回角度を有するために2つ以上の等間隔を空けられた窪みを有することもできる。圧力要素および受け部品を有するロッド受け要素などの要素を組合せることにより、特定の臨床途用のための最も好適な骨アンカー装置を容易に生み出すことができる。
図30を参照して、結合アセンブリの第2の実施形態を説明する。図30は、先の実施形態と同様に、アンカー要素1、ロッド100およびロック要素10を備えた骨アンカー装置を示す。圧力要素700は、ロッド受け要素と協働する変形可能な部分がなく、ロッド受け要素に締まり嵌めで接続されるための環状突起部を有さない点で、先の実施形態の圧力要素と異なる。この代わりに、圧力要素700は、ロッド受け要素800の第2の端で鍔部状円錐拡幅突起部890と協働する平坦な上面790aを有する変形不可能な環状突起部790を備える。先の実施形態で説明したように、鍔状突起部890は、鍔部79と比較して実質的に反転形状を有する。鍔状突起部890は、負荷がロック要素10を介してロッド受け要素800に作用すると、圧力要素700の平坦な上面790aに係合するときに若干可撓性である。さらに、ロッド受け要素800は、圧力要素700を一時的に保持するために、圧力要素700の円錐部分78の円錐外面に係合するように構成された円錐外面を有する内側突起部880を第2の端8bに備える。この実施形態では、変形は、ロッド受け要素800で起きる。効果は先に説明した実施形態と同じであり、すなわち、ロッド受け要素は、ロック要素10が締められると、若干下方に動くことができるため、圧力要素の第1の端面7aは上方に動いてロッドに接触し、ロック要素10はロッドに係合することができる。
以上に説明した実施形態のさまざまな変形が企図されてもよい。受け部品は、図示する形状そのものに限定されない。窪み61は、正確なU字型を有さなくてもよい。圧力要素の拡大のためのスペースを与える拡大された部分が設けられる限り、ボア61は異なる幅を有するいくつかの区域を有することができる。受け部品の底部での縮幅部分は、先細りするように図示されるが、円形状とすることもできる。さらに、圧力要素の下端でのキャップ状部分の外側表面は、円形状とすることもできる。互いに協働して頭部を締付ける受け部品および圧力要素の表面の組合せは、先細りおよび先細り、先細りおよび円形状、ならびにその逆、円形状および円形状とすることができる。圧力要素は、円錐状部分78の代わりに円筒状部分を有してもよい。
頭部ならびに、それに応じて圧力要素のキャップ状部分の内部チャンバおよび外部表面は、別の形状を有することができる。たとえば、2つの対向する平坦化された部分が存在し、旋回接続を単面的にしてもよい。
あらゆる種類のロッドを使用することができる。平滑表面を有するロッドを図示したが、粗面化ロッドまたは構造を有するロッドが用いられてもよい。ロッドは、可撓性のロッドであってもよい。
本明細書中に数多くの異なる実施形態を開示したが、異なる実施形態からの異なる部品を混合し、適合させて、多様なさらなる他の異なる実施形態を生み出すことができることが認識される。
5,5′ 結合アセンブリ、6a 第1の端、6b 第2の端、6 受け部品、61 窪み、3 頭部、64 開孔、1 骨アンカー、61a,61b 収容スペース、7,7′,7″,7″′,700 圧力要素、7a 第1の端面、7b 第2の端、71;71′,71″ 可撓性部分、8a 第1の端面、100,100′ ロッド、81 チャネル、8b 第2の端面、8,8′,800 ロッド受け要素、79,79′,790 部分、8b、890 部分

Claims (19)

  1. ロッドを骨アンカー要素に結合するための結合アセンブリであって、前記結合アセンブリ(5,5′)は、
    第1の端(6a)、第2の端(6b)、ならびに、前記第1の端(6a)および前記第2の端(6b)を通って延びる中心軸(C)を有する受け部品(6)と、
    ロッドを受けるための窪み(61)と、
    骨アンカー(1)の頭部(3)を収容するための収容スペース(61a,61b)とを備え、前記収容スペース(61a,61b)は、前記頭部(3)を挿入するために前記第2の端(6b)に開孔(64)を有し、前記結合アセンブリ(5,5′)はさらに、
    前記収容スペース(61a、61b)内に少なくとも一部が位置付けられるように構成された圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)を備え、前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)は、第1の端面(7a)を備えた第1の端および前記受け部品(6)の前記第2の端(6b)側に面する第2の端(7b)と、前記受け部品(6)の前記中心軸(C)と同軸の中心軸と、挿入された前記頭部(3)を締付けるための可撓性部分(71;71′,71″)とを備え、前記結合アセンブリはさらに、
    第1の端面(8a)を備えた第1の端と、前記第1の端に隣接するロッド(100,100′)を挿入するためのチャネル(81)と、前記受け部品(6)の前記第2の端(6b)側に面する第2の端面(8b)を有する第2の端とを備えた別の部品であるロッド受け要素(8,8′,800)を備え、前記第1の端面(8a)は、挿入されたロッド(100,100′)の上面を越えて突出し、
    前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)の前記第1の端面(7a)は、前記ロッド受け要素(8,8′)の前記チャネル(81)内に延びるように構成され、
    前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)は、部分(79,79′,790)を備え、前記部分は、前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)の前記第1の端面(7a)を軸方向に前記ロッド受け要素(8,8′)の前記チャネル(81)内へとさらに動かすように、前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)の前記部分(79,79′,790)または前記ロッド受け要素(8,8′,800)の部分(8b、890)またはこれらの両方が変形されるように、軸方向負荷下で前記ロッド受け要素(8,8′,800)の前記部分(8b、890)と協働するように構成されている、結合アセンブリ。
  2. 前記ロッド受け要素(8,8′,800)は、前記第2の端に開孔(82)を有し、前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)の前記第1の端面(7a)は、前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)の前記表面部分(79,79′,790)または前記ロッド受け要素(8,8′,800)の前記表面部分(8b、890)のいずれかが変形されると、前記圧力要素の前記第1の端面(7a)がロッド支持体を形成するように、前記ロッド受け要素(8,8′)の前記開孔(82)を通って前記ロッド(100,100′)用の前記チャネル(81)内へと延びるように構成されている、請求項1に記載の結合アセンブリ。
  3. 前記受け部品(6)は、前記開孔(64)近くの内壁に縮幅部分(61b)を備え、前記縮幅部分(61b)は、前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)の前記可撓性部分(71)の外側表面部分(71a)と協働して、挿入された前記頭部(3)を締付け、前記頭部の前記開孔(64)からの脱離を防止するように構成されている、請求項1または2に記載の結合アセンブリ。
  4. 前記受け部品(6)の前記縮幅部分(61b)および前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)の前記可撓性部分(71)の前記外側表面部分(71a)は、両方とも先細りであるか、または円形状であるか、または、一方が先細りであり他方が円形状であるか、またはその逆である、請求項3に記載の結合アセンブリ。
  5. 挿入された前記頭部(3)がロックされていないとき、前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)は、前記受け部品(6)内で回転可能である、請求項1から4のいずれか1項に記載の結合アセンブリ。
  6. 前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)の前記可撓性部分(71)は、前記中心軸(C)のまわりに少なくとも一部延びる、前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)の前記第2の端(7b)から離間された第1のスリット(74,74′)と、前記圧力要素の前記第2の端(7b)から前記第1のスリット内へと延びる第2のスリット(77,77′)とを有し、前記第1のスリット(74,74′)は、前記第2のスリット(77,77′)から離れて延び、前記第2のスリットより長い、請求項1から5のいずれか1項に記載の結合アセンブリ。
  7. 前記第1のスリット(74,74′)は、挿入された前記頭部(3)を横方向に内包するように構成されたスリットリング(75)を規定する、請求項6に記載の結合アセンブリ。
  8. 前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)の前記可撓性部分(71)は、前記第2の端(7b)の内壁に窪み部分(73)を備え、前記窪み部分(73)は、シャンク(2)により挿入された前記頭部(3)が、前記窪み部分(73)の方向に、反対方向よりも大きい旋回角度で旋回できるようにする、請求項1から7のいずれか1項に記載の結合アセンブリ。
  9. 前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)は、実質的に円錐区分型または円筒状の第2の部分(78)を備え、前記第2の部分(78)は、前記第1の端面(7a)を有する前記第1の端と、前記第1の端から前記第1の可撓性部分(71)内へと延びる同軸の円錐状または円筒状ボア(78a)とを備えた、請求項1から8のいずれか1項に記載の結合アセンブリ。
  10. 前記ロッド受け要素(8,8′)の前記部分(8b,890)と協働する前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)の前記部分(79,79′,790)は、前記圧力要素の前記第1の端(7a)の外周を越えて径方向に延びる突起部(79,79′,790)により形成される、請求項1から9のいずれか1項に記載の結合アセンブリ。
  11. 前記突起部(79)は、前記可撓性部分(71)から離れて前記圧力要素(7)の前記第1の端に向かって延びる実質的に円錐型の鍔部である、請求項10に記載の結合アセンブリ。
  12. 前記ロッド受け要素(8,8′,800)は、2つの離間された脚部(81a,81b)を備え、前記脚部(81a,81b)の自由端は、前記第1の端面(8a)およびロッド支持表面(83a,83b,83a′,83b′)を形成する、請求項1から11のいずれか1項に記載の結合アセンブリ。
  13. 前記受け部品(6)または前記ロッド受け要素(8,8′)は、第1の保持突起部(9)を備え、前記第1の保持突起部(9)は、前記頭部(3)の前記圧力要素(7)内への挿入を可能にする前記ロッド受け要素(8,8′)の挿入位置において、前記ロッド受け要素(8,8′)が前記第1の端(6a)を通って前記受け部品(6)から外れることを防止する第1の止め部が設けられるように、前記受け部品(6)および前記ロッド受け要素(8,8′)の他方側の第1の保持窪み(85)と協働するように構成されている、請求項1から12のいずれか1項に記載の結合アセンブリ。
  14. 前記ロッド受け要素(8,8′)または前記受け部品(6)は、第2の保持突起部(86)を備え、前記第2の保持突起部(86)は、前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)が、挿入された前記ヘッドの脱離を防止する位置にあるとき、前記ロッド受け要素(8,8′,800)が前記受け部品(6)の前記第1の端(6a)側に動くことを防止する第2の止め部が設けられるように、前記受け部品(6)および前記ロッド受け要素(8,8′)の他方側の第2の保持窪み(66)と協働するように構成されている、請求項1から13のいずれか1項に記載の結合アセンブリ。
  15. 前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)は、前記ロッド受け要素(8,8′,800)と前記受け部品の前記第2の端(6b)との間の前記受け部品(6)内に配置されるように構成され、かつ、前記ロッド受け要素(8,8′,800)または前記受け部品(6)との接続により前記頭部(3)のための挿入位置に一時的に保持されるように構成されている、請求項1から14のいずれか1項に記載の結合アセンブリ。
  16. 骨アンカー装置であって、
    骨および頭部(3)に留められるためのシャンク(2)を有する骨アンカー要素(1)と、
    ロッド(100,100′)と、
    結合要素(5,5′)とを備え、前記結合要素は、
    第1の端(6a)、第2の端(6b)、ならびに、前記第1の端(6a)および前記第2の端(6b)を通って延びる中心軸(C)を有する受け部品(6)と、
    前記ロッドを受けるための窪み(61)と、
    前記骨アンカー要素(1)の前記頭部(3)を収容するための収容スペース(61a,61b)とを備え、前記収容スペース(61a,61b)は、前記頭部(3)を挿入するために前記第2の端(6b)に開孔(64)を有し、前記骨アンカー装置はさらに、
    前記収容スペース(61a,61b)に少なくとも一部が位置付けられるように構成された圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)を備え、前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)は、第1の端面(7a)を備えた第1の端および前記受け部品(6)の前記第2の端(6b)側に面する第2の端(7b)と、前記受け部品(6)の前記中心軸(C)と同軸の中心軸と、挿入された前記頭部(3)を締付けるための可撓性部分(71,71′,71″)とを備え、前記骨アンカー装置はさらに、
    第1の端面(8a)を備えた第1の端と、前記第1の端に隣接するロッド(100,100′)を挿入するためのチャネル(81)と、前記受け部品(6)の前記第2の端(6b)側に面する第2の端面(8b)を有する第2の端とを備えた別の部品であるロッド受け要素(8,8′,800)を備え、
    前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)の前記第1の端面(7a)は、前記ロッド受け要素(8,8′,800)の前記チャネル(81)内に延びるように構成され、
    前記骨アンカー装置はさらに、
    前記頭部(3)および前記ロッド(100,100′)をロックするために、前記受け部品(6)内に径方向に前進するように構成されたロック要素(10)を備え、
    前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)は、部分(79,79′,790)を備え、前記部分(79,79′,790)は、前記圧力要素(7,7′,7″,7″′)の前記第1の端面(7a)を軸方向に前記ロッド受け要素(8,8′,800)の前記チャネル(81)内へとさらに動かすように、前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)の前記部分(79,790)または前記ロッド受け要素(8,8′,800)の部分(8b,890)のいずれかが変形されるように、前記ロック要素(10)により前記ロッド受け要素(8,8′)に対して加えられた軸方向負荷下で前記ロッド受け要素(8,8′)の前記部分(8b,890)と協働するように構成されている、骨アンカー装置。
  17. 前記ロッド受け要素(8,8′,800)および前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)は、前記ロック要素(10)が締められると、まず、負荷は前記ロック要素(10)により、前記ロッド受け要素(8,8′,800)および前記圧力要素(7,7′,7″,7″′,700)を介して前記ロッドでなく前記頭部(3)のみに加えられ、その後、前記ロック要素(10)をさらに締付けると、負荷は前記ロッド(100,100′)に加えられる、請求項16に記載の骨アンカー装置。
  18. 前記結合アセンブリ(5)は、請求項1から15のいずれか1項に記載の結合アセンブリである、請求項16または17に記載の骨アンカー装置。
  19. 前記ロッド受け要素(8,8′,800)は、第1のロッド直径を有する第1のロッド(100)を受けるように構成された、第1の深さを有するチャネルを有する第1のロッド受け要素(8,800)であり、前記ロッド受け要素(8,8′,800)はさらに、第2のロッド直径を有する第2のロッド(100′)を受けるように構成された、第2の深さを有するチャネル(81′)を有する少なくとも第2のロッド受け要素(8′)を備え、前記第1の深さは前記第2の深さと異なる、キット。
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