JP2015093200A - 多軸骨固定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】拡大した回動角度で少なくとも1つの方向に骨固定要素を回動させることができ、かつ、モジュール式のロバスト設計の観点で向上した多軸骨固定装置を提供する。【解決手段】多軸骨固定装置は、少なくとも部分的に収容空間44に配置されたキャップ部材6を含み、当該キャップ部材6は、少なくとも部分的にヘッド3の周りに位置決めされるように構成された第1の部分61を有し、当該第1の部分61は、ヘッド3の挿入を可能にするように収容空間44内で拡張可能であり、ヘッド3に対して圧力をかけるように圧縮可能である。多軸骨固定装置はさらに、少なくとも部分的にキャップ部材6の第1の部分61の周りに位置決めされるように構成されたスリーブ状挿入片5を含み、当該スリーブ状挿入片5は、球形形状の外面部51を備え、受け部4内で回動するように構成される。【選択図】図1
Description
本発明は、拡大した回動角度を有する多軸骨固定装置に関する。当該骨固定装置は、骨または椎骨に固定するための骨固定要素と、骨固定要素を脊椎ロッドなどの安定化要素に結合するための受け部とを含み、骨固定要素は、受け部に対して回動可能であり、拡大した回動角度で中心軸から外れて回動されることができる。拡大した回動角度の向きは、中心軸を中心として360°の範囲内で選択可能であり得る。骨固定要素は、受け部の底部端から受け部に挿入可能である。
受け部の中心軸を中心として360°の範囲内で選択可能な拡大した回動角度を有する多軸骨固定装置は、US2012/0136395 A1から公知である。この多軸骨固定装置は、骨固定要素のヘッドの一部の周りに位置決めされ、受け部の収容空間内で回動するように構成されたスリーブ状挿入片を含んでいる。固定要素および挿入片は、受け部の中心軸に対してそれぞれの角度でロックされることができる。拡大した回動角度は、特定の方向に骨固定要素に対して受け部を回動させることによって自動的に達成可能である。一実施例では、骨固定要素は、受け部の頂部端から挿入され得る。別の実施例では、骨固定要素は、スリーブ状挿入片とともに、受け部の底部端から挿入され得る。
底部搭載タイプの多軸骨固定装置は、例えばUS2010/0234902 A1から公知である。
本発明の目的は、拡大した回動角度で少なくとも1つの方向に骨固定要素を回動させることができ、かつ、モジュール式のロバスト設計の観点で向上した多軸骨固定装置を提供することである。
本発明の実施例に係る多軸骨固定装置は、固定要素が受け部の底部端から挿入可能な底部搭載タイプの骨固定装置である。圧縮可能なキャップ部材が、骨固定装置のヘッドの少なくとも一部を取囲む。キャップ部材は、中実な、すなわちスリットまたは弾性部分のないスリーブ状挿入片に設置される。その結果、スリーブ状挿入片は、同一または類似の寸法の可撓性スリーブと比較して、強度が高くなる。これにより、構造が頑強になる。なぜなら、スリーブ状挿入片によって吸収される高いクランプ力をキャップ部材に対してかけることができるからである。
キャップ部材は、たとえ圧力がキャップ部材に対してかけられなくてもヘッドが摩擦によって内部に保持されるようにサイズ決めされる。ロッドの挿入のために受け部を位置合わせする目的で受け部が回動されるとき、骨固定要素に対する受け部の角度位置は維持され、摩擦力に打ち勝つことによって角度位置は変更可能である。これにより、手術中に装置を都合よく操作することができる。
キャップ部材は、その下縁の少なくとも一方の側に、凹部または切断部を有し得て、当該凹部または切断部により、凹部または切断部が位置する方向に、反対方向または別の方向と比較して、より大きな角度で固定要素を回動させることができる。キャップ部材に設けられた表示マークは、キャップ部材が受け部に配置されたときに拡大した回動角度の向きを表示し得て、当該向きをユーザに示すツールと協働し得る。キャップ部材は、キャップ部材に対して圧力がかけられない場合に受け部内で回転するように構成され、そのため、受け部の中心軸を中心として360°の範囲内で、拡大した回動角度の向きを調整することができる。拡大した回動角度は、受け部の中心軸から測定したときに約40°以上であり得る。
受け部内でキャップ部材の上に配置される別個のロッド受け要素が設けられ得る。ロッド受け要素は、ロッドのための座部を提供し、キャップ部材に圧力を伝えるように構成されている。ロッド受け要素は、ヘッドがキャップ部材に挿入されたときに受け部の頂部端から抜けることができないように第1の保持要素によって保持され得る。さらに、ロッド受け要素は、キャップ部材がスリーブ状挿入片によって少なくとも部分的に取囲まれるように第2の保持要素によってより下方の位置に保持され得る。この位置では、骨固定要素のヘッドは、ヘッドが底部端を通って外れることは防止されるがまだロックされていないロッキング前位置にある。
ロッド受け要素は、挿入されたロッドの面の上方に延びる側壁を有し得る。これにより、ロッド受け要素は、ヘッドおよびロッドを同時にまたは順次ロックするように構成された単一部品ロッキング要素、または、ヘッドおよびロッドを独立してロックするように構成された二部品ロッキング要素とともに使用するのに適したものになる。
受け部、スリーブ状挿入片およびキャップ部材は、予め組立てられていてもよく、骨固定装置は、受け部の底部端から、予め組立てられた装置に容易に挿入可能である。これにより、まず骨固定要素を骨に挿入して、その後、受け部を装着することができる。この設計により、外科医またはその他のスタッフが、特定の長さおよび/または直径を有するねじまたは釘、カニューレが装着されたまたはカニューレが装着されていないねじまたは釘、およびさまざまな他の特徴を有するねじまたは釘などの好適な骨固定要素を選択することができ、それを予め組立てられた受け部と組合わせることができるモジュラーシステムを提供することができる。最後に、当該システムにより、好適な閉鎖機構を選択することができる。
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説明から明らかになるであろう。
図1〜図3に示されるように、第1の実施例に係る多軸骨固定装置は、ねじが切られたシャンク2とヘッド3とを有する骨ねじの形態の骨固定要素1を含んでいる。ヘッド3は、一般に、球形形状の外面部3aと、ドライバまたはツールと係合させるための凹部3bとをその自由端に有している。ヘッドの球形形状の外面部3aは、ヘッド3の最大外径Eを有する部分を含んでいる。ヘッド3は、骨固定要素1を安定化ロッド100に結合する受け部4に保持され得る。受け部4には、スリーブ状挿入片5と、スリーブ状挿入片5に設置され、ヘッド3に対して圧力をかけるキャップ部材6とが配置されている。さらに、ロッド100を受けて、キャップ部材6に圧力を伝えるための別個のロッド受け要素7が設けられている。受け部4にロッド100を留めて固定するように、第1のロッキング要素8aおよび第2のロッキング要素8bを備えるロッキング装置8も設けられている。
図3〜図7により詳細に示されているように、受け部4は、通常使用の位置において頂部端4aを形成する第1の端部と、通常使用の位置において底部端4bを形成する第2の端部と、底部端4bの方向に頂部端4aから延びる中心軸Cおよび通路41とを有している。頂部端4aに隣接して、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42が設けられている。凹部42によって、第1のロッキング要素8aと協働するための内部ねじ山43を備える2つの自由な脚部が形成される。
同軸ボアであり得る通路41は、受け部4の下方部分に(例えば底部端4bの近くに)設けられた収容空間44に開口している。収容空間44は、受け部4の底部端4bに下方開口45を有している。収容空間44はさらに、受け部4の底部端4bの近くに、スリーブ状挿入片5が設置され得る座部46を含んでいる。座部46は、スリーブ状挿入片5および受け部4によって形成される玉継ぎ手のためのソケットを提供するために球形形状を有している。なお、座部46は、テーパ状になっていてもよく、または玉継ぎ手を実現するために使用可能なさまざまな他の形状を有していてもよい。下方開口45の内径は、収容空間44の中央部分の内径よりも小さい。なお、また、通路41の内径は、頂部端4aと収容空間44との間で一定である必要はない。通路41は、異なる直径を有するさまざまな部分を有していてもよい。
スリーブ状挿入片5を頂部端4aから挿入できるようにするために、通路41および収容空間44の内壁には2つの対向する凹部47a,47bが形成されている。凹部47a,47bは、U字型凹部42と位置合わせされ、U字型凹部42の底部から収容空間44に延びている。凹部47a,47bのサイズは、90°傾いた位置においてスリーブ状挿入片5を頂部端4aから挿入できるようなものであり、すなわち、凹部47a,47bの幅は、軸方向のスリーブ状挿入片5の高さよりも大きい。中心軸Cを横断する方向の凹部47a,47bの底部間の距離は、スリーブ状挿入片の最大外径よりも大きい。凹部47a,47bは、座部46への挿入片5の傾きが可能であるような程度に収容空間44に延びている。
さらに、受け部4は、受け部4内に部品を保持するための保持要素を形成するピン9を受けるための少なくとも1つのピン孔48を有している。ピン孔48は、U字型凹部42のチャネル軸に対して90°に配置され得る。任意に、例えば受け部4の反対側に第2のピン(図示せず)が設けられてもよい。
受け部の底部端4bの方を向く内部ねじ山43の端部には、アンダーカット部49が設けられており、当該アンダーカット部49の上縁49aは、以下により詳細に記載されるようにロッド受け要素7のための止め具を形成する。したがって、アンダーカット部49は、内部ねじ山43と収容空間44との間の通路41の内径よりも大きな深さを有する2つのリングセグメント形状の溝を形成する。
スリーブ状挿入片5は、図8〜図11により詳細に示されている。スリーブ状挿入片5は、上縁5aと、下縁5bとを有している。上縁5aと下縁5bとの間に、スリーブ状挿入片は、球形形状の外面部51を有し得る。スリーブ状挿入片5の最大外径は、受け部4の下方開口45の内径よりも大きい。したがって、スリーブ状挿入片5は、受け部4に設置されると下方開口45から抜けることができない。球形外面部51の寸法または形状は、挿入片5が座部46に設置されたときにスリーブ状挿入片5が受け部4内で回動および回転することができるように、受け部4の球形形状の座部46の寸法または形状に対応している。中心軸5cが受け部4の中心軸Cと同軸になるようにスリーブ状挿入片5が座部46に置かれると、下縁5bは、受け部の下方開口45から突き出る。例えば図3に示されるようにスリーブ状挿入片5が受け部4内で回動されるかまたは角度を付けられると、下縁5bの少なくとも一部が依然として下方開口45から突き出る。
スリーブ状挿入片5は、中空であり、以下に記載されるキャップ部材の球形形状の外面部の半径に対応する半径を有する球形形状の中央部52を有している。中央部52の下方端は、肩部53を形成する。肩部53の内径は、ヘッド3がキャップ部材6に挿入されたときのキャップ部材の球形形状部分の最大外径よりも小さく、そのため、挿入されたヘッド3を備えたキャップ部材6は、玉継ぎ手と同様に、スリーブ状挿入片5の球形中央部52内で回転および回動することができ、スリーブ状挿入片5およびキャップ部材6の球形面が係合されると、受け部の底部端4bを通してヘッド3を外すことができなくなる。肩部53と下縁5bとの間には、シャンク2が下縁5bに接触するまで骨固定要素1の角形成を可能にするように下縁5bの方向に広くなるテーパ部54が設けられている。球形中央部52と上縁5aとの間には、上縁5aの方向に広くなるテーパ部55が設けられている。テーパ部55の内径およびテーパ部55と球形部52との間の移行部の内径は、キャップ部材の可撓性部分の最大外径よりも大きく、そのため、挿入されたヘッド3を備えたキャップ部材6は、スリーブ状挿入片の上縁5aから球形中央部52に移動することができる。
球形中央部52および球形外側部51の中心点は、軸方向に同一であり得る。しかし、球形中央部52の中心点は、球形外側部51の中心点に対して下縁5bに向かう方向にシフトされてもよい。これにより、骨固定要素1の角形成の範囲をさらに増大させることができる。軸方向のスリーブ状挿入片5の高さは、軸方向のヘッド3の高さよりも小さく、そのため、図3および例えば図25に示されるようにヘッド3がキャップ部材6に挿入され、キャップ部材6がスリーブ状挿入片5に挿入されたときに、ヘッド3の球形外面3aの一部が依然としてスリーブ状挿入片5の上縁5aから突き出ることができる。
キャップ部材6について、図1〜図3および図12〜図15を参照して説明する。キャップ部材6は、キャップ部材6の一部を圧縮したときにヘッド3をクランプするように構成される圧力部材である。キャップ部材6は、第1の端部または上方端6aと、反対側の第2の端部または下方端6bと、上方端6aおよび下方端6bを通って延びる中心軸6cとを備えている。キャップ部材が受け部4に挿入されると、キャップ部材の中心軸6cは、受け部の中心軸Cと同軸になる。
下方端6bに隣接して、キャップ部材6は、径方向に圧縮および拡張可能であるように可撓性である第1の部分61を備えている。第1の部分61は、球形ヘッド3を内部にクランプするために実質的に球形形状である中空の内部チャンバ62を有している。下方端6bには、開口63を通して中空の内部チャンバ62にヘッド3を挿入するための開口63が設けられている。第1の部分61の外面は、スリーブ状挿入片5の球形形状の中央部52と協働するように構成される球形形状部分を備えている。第1の部分61の形状は、ヘッド3に据え付けられるキャップの形状に類似している。複数のスリット64が、下方端6bから第1の部分61を通って上方端6aに向かう方向に延びている。スリット64は、下方端6bの方に開口しており、拡大した領域64aを有し得る反対側の端部が閉じており、第1の部分61の圧縮または拡張を容易にする。拡大した領域64aは、円形形状を有していてもよい。スリット64の数および寸法は、ヘッド3が挿入されたときに第1の部分61の壁がヘッド3にはまるのに十分な可撓性を有するようなものである。
軸方向の第1の部分61のサイズは、ヘッド3がキャップ部材6に完全に挿入されたときに、キャップ部材6の下方端6bが、ヘッド3の最大直径Eを含むヘッド3の一部を越えてシャンク2に向かう方向に延びるようなものである。第1の部分61の中立位置における、すなわち圧縮も拡張もされていないときの、キャップ部材6の第1の部分61の最大外径は、収容空間44の内径よりも小さく、またスリーブ状挿入片5の上方テーパ部55の内径よりも小さい。したがって、キャップ部材が受け部4に据え付けられ、その第1の部分61が収容空間44に延びて、部分的にスリーブ状挿入片5に延びるときに、開口63を通してキャップ部材6にヘッド3を挿入することができる。
ヘッド3に対するキャップ部材6の寸法は、ヘッド3がキャップ部材6の下方開口63を通して中空の内部チャンバ62に挿入されたときに、ヘッド3が摩擦によって内部に保持されるようなものである。これは、摩擦力に打ち勝つ力を加えることによってキャップ部材6に対する骨固定要素の角度位置を調整できることを意味する。
キャップ部材6はさらに、その下方端6bに下方傾斜縁部65を有しており、下方傾斜縁部65では、キャップ部材6は、中心軸6cを中心とした特定の角度範囲にわたって、反対側と比較して軸方向に短くなっている。傾斜縁部65は、傾斜切断でキャップ部材6の一部を切取ることによって達成可能である。これにより、骨固定要素は、下方傾斜縁部65の方向に、反対方向と比較して大きな角度で、そのシャンク2がキャップ部材の下縁6bに当接する。拡大した回動角度は、例えば下方傾斜縁部65の代わりに他の手段によっても達成可能であり、シャンク2が反対方向により外向きに延びることを可能にする凹部が設けられてもよい。
キャップ部材6はさらに、可撓性の第1の部分61に隣接して、非可撓性の第2の部分66を備え、当該第2の部分66は、第2の部分66が通路41内を移動できるように受け部4における通路41の内径よりもわずかに小さいだけの外径を有する実質的に円筒形の外形を有している。当該円筒形状により、第2の部分66は受け部4内で回転可能である。また、キャップ部材6は、上方端6aから中空の内部チャンバ62に延びる同軸ボア67を備えている。特に図14から分かるように、同軸凹部67により、リング形状の平坦な上面が上方端6aに形成される。この面は、以下に記載されるロッド受け要素7の下面と協働する働きをする。
同軸ボア67を形成する内壁には、拡大した回動角度をもたらす下方傾斜縁部65の位置を表示するための表示マークとしての役割を果たす単一の凹部68が形成されている。凹部68は、上面図では下方傾斜縁部65の位置を見ることができなくても、凹部68が下方傾斜縁部65の位置を表示するように、周方向に下方傾斜縁部65と位置合わせされる。凹部68は、対応するツールと協働するように用いられてもよく、当該対応するツールは、例えば同軸ボア67を介してキャップ部材6と係合し、中心軸6cを中心として周方向に特定の向きを表示する例えば突出部などの対応する表示マークを有している。したがって、キャップ部材6を回転させることによって、拡大した回動角度の向きを所望の向きに調整することができる。
ここで図1および図16〜図19を参照して、ロッド受け要素7は、キャップ部材6とは別個の部品である。ロッド受け要素7は、自由端面を備えた第1の端部または上方端7aと、自由端面を備えた反対側の第2の端部または下方端7bとを備える実質的に円筒形の部品である。第1の端部に隣接して、2つの自由な直立脚部71a,71bが残るように円筒の一部を切抜く実質的に長方形の凹部71がある。下方端7bに隣接して、ロッド受け要素7を通って凹部71に延びる開口72、好ましくは円形の開口がある。開口72の内径は、キャップ部材6の同軸ボア67の内径よりも大きく、そのため、下方端7bの端面は、キャップ部材6の上方端6aの上方端面と完全に接触するように構成されている。
脚部71aと71bとの間の凹部71の底部には、2つのくぼんだ円筒セグメント形状のロッド支持突出部73a,73bが開口72の両側に設けられている。くぼんだ部分73a,73b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。ロッド支持突出部73a,73bは、突出部の両側で溝74によって脚部71a,71bから切り離され得る。凹部71の幅は、ロッド100を凹部71に受けることができるようなものである。ロッド100がロッド受け要素7の凹部71に挿入されると、ロッド100はロッド支持突出部73a,73bの上に載ることができる。脚部71a,71bの高さは、図3に示されるようにロッド100がチャネル71に入れられてロッド支持突出部73a,73bの上に載ったときに上方端7aがロッド上面の上方に位置するようなものである。
ロッド受け要素7の外径は、受け部4の通路41の内径よりもわずかに小さいだけであり、そのため、ロッド受け要素7は、ある程度通路41内を移動可能であり、通路41内で導かれる。
ロッド受け要素7はさらに、各々の脚部71a,71bに、凹部71の底部から、第1の端部7aからある距離のところまで実質的に延びる細長い凹部75を備えている。凹部75は、完全に各々の脚部71a,71bを通って径方向に延びている。凹部75は、ピン9を内部に収容できるような幅を有している。各々の細長い凹部75の底部端75aは、1つの凹部に延びるピン9のための止め具を形成する。当該止め具は、キャップ部材6が挿入位置にあるときにロッド受け要素7が受け部4の第1の端部4aから抜けることを防ぐ。さらに、凹部75は、少なくとも1つのピン9とともに、受け部4の凹部42とロッド受け要素7のチャネル71との間の位置合わせを維持するための留め装置としての役割を果たし得る。ピン9は、スリーブ状挿入片5、キャップ部材6およびロッド受け要素7と予め組立てられた受け部4を、特にロッド受け要素7および/またはキャップ部材6の喪失から守る第1の保持要素を形成する。2つの凹部75を各側に1つずつ設けることにより、180°オフセットされた2つの向きでロッド受け要素7を受け部4に挿入することができる。これは、例えば使用されるピン9が1つだけである場合に都合がよい。
また、ロッド受け要素7は、各々の脚部71a,71bに、凹部75の上方の位置に、平坦な上面76aと傾斜した下面76bとを備えた周方向に延びる突出部76を有している。突出部76の最大外径は、内部ねじ山73の内径よりもわずかに大きい。ロッド受け要素7が通路41に挿入されると、脚部71a,71bはわずかに圧縮され、そのため、ロッド受け要素7は下方に移動することができ、これは突出部の下方側76bの傾斜により可能である。以下でより詳細に説明するように、突出部76は、アンダーカット部49に入るように構成され、アンダーカット部49の上縁49aは、突出部76の平坦な上面76aと協働してロッド受け要素7の上方移動を防ぐ第2の保持要素を形成する。
さらに、各々の脚部71a,71bには、凹部71の底部から第1の端部7aに延びる長手方向に延びる円筒セグメント形状の凹部77が設けられている。
骨固定装置は、全体としてまたは一部が、生体適合性の金属もしくは金属合金、例えばチタン、ステンレス鋼、ニッケルチタン合金、例えばニチノールなどの生体適合性の材料、または、例えばポリアリールエーテルケトンの群、例えばポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などからの生体適合性のプラスチック材料でできている。
ここで図20〜図23を参照して、受け部は、以下のようにスリーブ状挿入片5およびキャップ部材6およびロッド受け要素7と予め組立てられ得る。まず、図20に示されるように、スリーブ状挿入片5が頂部端4aから受け部に、傾いた向きで、すなわちスリーブの中心軸5cが受け部4の中心軸Cに垂直であるように、挿入される。さらに、スリーブ状挿入片5は、受け部の凹部47a,47bに延びるような向きに挿入される。次に、図21に示されるように、スリーブ状挿入片5は、少なくとも部分的に受け部4の下方開口45を通るときに傾けられ、その結果、図22にさらに示されるように中心軸5cが受け部4の中心軸Cと同軸になる向きを収容空間44内でとることができる。次いで、これも図22に示されるように、第1の部分61の下方部分がスリーブ状挿入片5の球形中央部52に保持されるまで、キャップ部材6が頂部端4aから受け部に挿入される。次のステップにおいて、図23に示されるように、ロッド100を受けるための凹部71が受け部4の凹部42と位置合わせされるように、ロッド受け要素7が上方端4aから通路41に挿入される。続いて、ロッド受け要素7の脚部のうちの1つ71bにおける細長い凹部75と係合するまでピン9がピン孔48に挿入される。これにより、ロッド受け要素7の回転位置が固定され、ロッド受け要素7は、受け部4の頂部端4aから抜けることから守られる。
拡大した回動角度がもたらされる向きは、キャップ部材が受け部4に挿入されてから、または、ヘッドをキャップ部材に挿入した後、キャップ部材を回転させることによって調整可能である。
図23および図24に示されるように、キャップ部材6がヘッド3のための挿入位置にあるときには、ロッド受け要素7の脚部71a,71b上の周方向突出部76は、アンダーカット49の上方の位置にある。
次のステップにおいて、骨固定要素1が受け部4に接続される。骨固定要素1は骨部または椎骨にすでに挿入されており、手術部位において現場で受け部4が骨固定要素のヘッド3に取付けられるか、または、事前に骨固定要素が受け部4に接続され、その後、骨または椎骨に挿入されるか、のいずれかである。図24および図25に示されるように、ヘッド3は、スリーブ状挿入片5を通してキャップ部材6の内部チャンバ62に挿入される。それによって、キャップ部材6は、その上方端6aがロッド受け要素の下方端7bに当接するまで、受け部4の上方端4aの方に上方に移動される。これにより、細長い凹部の底部75aがピン9に当接するまで、ロッド受け要素がわずかに上方に移動する。突出部76は、受け部4の内部ねじ山43の頂と頂との間の空間に延び、そのため、その空間内で軸方向に移動可能になる。ヘッド3が中空の内部チャンバ62に入ると、図26に示されるように、ヘッド3が内部チャンバ62に完全に入るまで、キャップ部材6の第1の部分61は、スリーブ状挿入片5の上方テーパ部55内で拡張する。
次のステップにおいて、図27に示されるように、ロッド受け要素7は、下方に移動され、挿入されたヘッド3を備えたキャップ部材6をスリーブ状挿入片5の球形中央部52にシフトさせる。突出部76の上面76aがアンダーカット49にはまるまで、ロッド受け要素7は下方に押される。この位置において、アンダーカット49の下縁49aは、ロッド受け要素7が再び上方に移動できないようにロッド受け要素7を保持する。同時に、ヘッド3を受け部から外すことができないようにスリーブ状挿入片5の下方開口が狭くなるような程度に、キャップ部材6の第1の部分61はスリーブ状挿入片5によって圧縮される。これは、キャップ部材のロッキング前位置である。ヘッド3がキャップ部材6の第1の部分61内に摩擦によって保持されるので、受け部4に対する骨固定要素1の相対的な角度位置を事前に維持しながら、骨固定要素に対して受け部4を手動でまたは別の方法で回動させることができる。
キャップ部材6のロッキング前位置においては、ヘッド3は、全ての方向に受け部4に対して回動可能である。ヘッド3が受け部4に対して回動すると、骨固定要素1のシャンク2は、スリーブ状挿入片5の下方部分54に当接する。それによって、図27に示されるように、スリーブ状挿入片5は、受け部4の収容空間44の座部46内で回動する。骨固定要素1は、反対方向よりも大きな角度で、下方傾斜縁部65を備える側に回動し得る。シャンク軸Sが含み得る、受け部4の中心軸Cとの最大角度として規定される拡大した回動角度αは、中心軸Cから測定したときに40°以上であってもよい。ヘッド3がキャップ部材6内で回動すると、ヘッド3の一部はキャップ部材の同軸ボア67に延び得る。
最後に、ロッド100が受け部およびロッド受け要素7に挿入され、ロッキング要素8が受け部4に挿入される。二部品ロッキング要素8では、図1に示されるように、第1のロッキング要素8aは、ロッド受け要素7の脚部71a,71bの上方端7aに作用する。第1のロッキング要素8aが締められると、ロッド受け要素7およびキャップ部材6を通してヘッド3およびスリーブ状挿入片5に圧力が伝えられる。これにより、スリーブ状挿入片5が収容空間44の座部46に押込まれる。第1のロッキング要素8aが最終的に締められると、キャップ部材6内のヘッド3および収容空間44内のスリーブ状挿入片5は両方とも、受け部に対する骨固定要素1の位置が固定されるようにロックされる。第2のロッキング要素8bを締めることにより、ロッド100が固定される。中実の、非弾性のスリーブ状挿入片5により、当該構造は、可撓性スリーブまたは可撓性キャップ部材のみを備えた装置と比較して、より頑強になり、より高いロッキング力を吸収することができる。
二部品ロッキング装置8の代わりに、例えばロッドのみに作用する中央突出部を備えた止めねじで構成され得る単一部品ロッキング装置(図示せず)を用いてもよい。単一部品ロッキング装置がかける圧力は、ロッド100に伝達され、ロッド受け要素7およびキャップ部材6に伝達される。ロッド100およびヘッド3は、同時に固定可能である。他の種類のロッキング装置、例えば単一の駆動部のみを備え、ヘッドおよびロッドを順次固定する順次ロッキング装置が考えられ得る。
臨床用途では、少なくとも2つの骨固定要素が、骨または隣接する椎骨に固定され、ロッドによって接続される。一実施例では、外科医またはその他のスタッフが、所望の骨固定要素を選択して、スリーブ状挿入片、キャップ部材およびロッド受け要素と予め組立てられた受け部と当該所望の骨固定要素を組合わせることができる。骨固定装置の設計により、直径、長さおよび他の特徴の点で適切な骨固定要素を選択することができる。さらに、好適なロッキング装置が選択され得る。したがって、個々に選択および適合可能なさまざまな要素を含むモジュラーシステムが提供される。
キャップ部材のさらなる実施例について、図28〜図31を参照して説明する。キャップ部材6’は、スリットの設計の点でキャップ部材6とは異なっている。複数の長手方向のスリットの代わりに、1つ以上の実質的に水平に延びるスリットが設けられる。キャップ部材6’は、第1の実質的に垂直なスリット640aを有しており、当該第1の実質的に垂直なスリット640aは、下縁6bから延びて、実質的に水平なスリット640bに開口しており、当該実質的に水平なスリット640bは、一方の側の第1の端部(図示せず)および第2の側の第2の端部640dまでわずかに傾いた態様で中央部分の周りに延びている。実質的に垂直なスリット640aは、好ましくは、下方傾斜端縁65が設けられる側にあってもよい。キャップ部材6’の他の部分は全て同一であり、同一の参照番号を有しており、その説明は繰返さない。受け部およびロッド受け要素は、第1の実施例と同一である。第2の実施例に係るキャップ部材6’により、ロッキング前位置における保持力は両方のキャップ部材について同一または類似であり得るが、ヘッドをキャップ部材6’に挿入するために必要な挿入力を第1の実施例のキャップ部材6と比較して減少させることができる。
上記の実施例のさまざまな変形例が考えられ得る。受け部は、示されているような厳密な形状に限定されるものではない。凹部42は、厳密なU字型を有している必要はない。保持要素は、例えばロッド受け要素および受け部の互いに対する移動を防ぐばね部分、スナップリングまたは他の構造によって、他の態様で実現されてもよい。
ヘッド3および対応してキャップ部材6の内部チャンバ62は、別の形状を有していてもよい。例えば、回動接続を単一平面的にする2つの対向する平坦な部分が存在していてもよい。
さまざまな異なる種類の固定要素が使用可能であり、受け部と組合わせ可能である。これらの固定要素は、例えば異なる長さを有するねじ、異なる直径を有するねじ、カニューレが装着されたねじ、異なるねじ山形態を有するねじ、釘、フックなどであってもよい。また、いくつかの固定要素では、ヘッドおよびシャフトは、互いに接続可能な別個の部品であってもよい。
全ての種類のロッドが使用可能である。平滑な面を備えたロッドが示されているが、粗面化されたロッドまたはある構造を有するロッドが用いられてもよい。また、ロッドは可撓性ロッドであってもよい。
いくつかの異なる実施例が本明細書に開示されているが、さまざまなさらに他の異なる実施例を提供するように異なる実施例からの異なる構成要素を混ぜ合わせて適合させることができるということが理解される。
1 固定要素;2 シャンク;3 ヘッド;3a 球形形状の外面部;4 受け部;4a 第1の端部;4b 第2の端部;5 スリーブ状挿入片;6,6’ キャップ部材;41 同軸通路;42 チャネル;44 収容空間;45 下方開口;51 球形形状の外面部;61 第1の部分;100 ロッド;C 中心軸。
Claims (16)
- 多軸骨固定装置であって、
骨に固定するためのシャンク(2)およびヘッド(3)を有する固定要素(1)を含み、前記ヘッドは、球形形状の外面部(3a)を備え、前記多軸骨固定装置はさらに、
前記ヘッド(3)に回動可能に接続されるように構成された受け部(4)を含み、前記受け部は、第1の端部(4a)と、第2の端部(4b)と、前記第1の端部(4a)および前記第2の端部(4b)を通って延びる中心軸(C)と、ロッド(100)を受けるためのチャネル(42)と、前記第2の端部(4b)に下方開口(45)を有する、前記ヘッド(3)を収容するための収容空間(44)と、前記第1の端部(4a)から前記収容空間(44)に延びる同軸通路(41)とを有し、前記多軸骨固定装置はさらに、
少なくとも部分的に前記収容空間(44)に配置されたキャップ部材(6,6’)を含み、前記キャップ部材(6,6’)は、少なくとも部分的に前記ヘッド(3)の周りに位置決めされるように構成された第1の部分(61)を有し、前記第1の部分(61)は、前記ヘッド(3)の挿入を可能にするように前記収容空間(44)内で拡張可能であり、前記ヘッド(3)に対して圧力をかけるように圧縮可能であり、前記多軸骨固定装置はさらに、
少なくとも部分的に前記キャップ部材(6,6’)の前記第1の部分(61)の周りに位置決めされるように構成されたスリーブ状挿入片(5)を含み、前記スリーブ状挿入片(5)は、球形形状の外面部(51)を備え、前記受け部(4)内で回動するように構成される、多軸骨固定装置。 - 前記キャップ部材(6,6’)の前記第1の部分(61)は、前記ヘッド(3)の少なくとも一部を内部に収容するための球形形状の内壁部を有する中空の内部空間(62)と、前記ヘッド(3)を挿入するための下方開口(63)とを備え、前記下方開口(63)は、一方向に別の方向と比較して大きな角度でヘッド(3)を回動させることができるように構成された部分(65)を有する境界端縁(6b)を備える、請求項1に記載の多軸骨固定装置。
- 前記キャップ部材(6,6’)は、前記キャップ部材(6,6’)が前記受け部(4)に挿入されたときにより大きな回動角度を可能にする前記境界端縁(6b)の前記部分(65)の向きを表示するように構成された表示マーク(68)を備える、請求項2に記載の多軸骨固定装置。
- 前記キャップ部材(6,6’)のサイズは、一旦前記ヘッド(3)が前記キャップ部材(6,6’)の前記第1の部分(61)に挿入されると前記ヘッド(3)が摩擦によって前記キャップ部材(6,6’)に保持されるようなものである、請求項1から3のいずれか1項に記載の多軸骨固定装置。
- 前記キャップ部材(6,6’)は、前記第1の部分(61)が圧縮されない場合、前記受け部(4)内で回転可能である、請求項1から4のいずれか1項に記載の多軸骨固定装置。
- 前記キャップ部材(6,6’)は、前記受け部(4)の前記第1の端部(4a)の方を向く実質的に平坦なリング形状の面(6a)を有する第2の部分(66)を備える、請求項1から5のいずれか1項に記載の多軸骨固定装置。
- 前記スリーブ状挿入片(5)は、前記挿入片(5)の中心軸(5c)が前記受け部(4)の前記中心軸(C)と同軸になる位置で前記挿入片(5)が前記受け部に設置されたときに、前記受け部(4)から離れる方向に前記収容空間(44)の前記下方開口(45)を越えて延びる下縁(5b)を備える、請求項1から6のいずれか1項に記載の多軸骨固定装置。
- 前記スリーブ状挿入片(5)は、前記ヘッド(3)が前記キャップ部材(6,6’)に挿入されたときの前記キャップ部材の前記第1の部分(61)の最大直径以上の直径を有する開口(55)を有する、請求項1から7のいずれか1項に記載の多軸骨固定装置。
- 前記スリーブ状挿入片(5)は、前記ヘッド(3)が前記キャップ部材の前記第1の部分(61)に挿入されたときに前記挿入片(5)が前記キャップ部材(6,6’)に対して回動可能であるように、前記キャップ部材(6,6’)の前記第1の部分(61)の球形形状の外面部と協働するように構成された球形形状の内面部(52)を有する、請求項1から8のいずれか1項に記載の多軸骨固定装置。
- 前記ヘッド(3)が前記キャップ部材(6,6’)に挿入されたときに、前記挿入片(5)は、前記受け部(4)の前記中心軸(C)に対しておよび前記固定要素(1)の長手方向軸(S)に対して回動可能であり、前記固定要素(1)は、前記キャップ部材(6,6’)の中心軸(6c)に対して回動可能であり、前記固定要素(1)および前記挿入片(5)は、前記キャップ部材(6,6’)により前記ヘッド(3)および前記挿入片(5)に対して圧力をかけることによって、前記受け部(4)の前記中心軸(C)にそれぞれの角度でロックされることができる、請求項1から9のいずれか1項に記載の多軸骨固定装置。
- 前記キャップ部材(6,6’)と前記受け部(4)の前記第1の端部(4a)との間の前記通路(41)に位置決めされたロッド受け部(7)をさらに備える、請求項1から10のいずれか1項に記載の多軸骨固定装置。
- 前記ロッド受け部(7)は、前記キャップ部材(6,6’)の前記第1の部分(61)に圧力を伝えるように構成される、請求項11に記載の多軸骨固定装置。
- 前記ロッド受け部(7)は、前記ロッド(100)を受けるためのチャネル(71)を備え、第1の保持要素(9)が設けられ、前記第1の保持要素(9)は、前記ロッド受け部(7)が前記受け部(4)の前記第1の端部(4a)から抜けることを防ぐように前記ロッド受け部(7)と前記受け部(4)との間で作用し、前記ロッド受け部(7)の前記ロッドを受けるための前記チャネル(71)と前記受け部(4)の前記チャネル(42)とを位置合わせした状態に保持するように好ましくは構成される、請求項11または12に記載の多軸骨固定装置。
- 第2の保持要素(49,76a)が設けられ、前記第2の保持要素(49,76a)は、前記キャップ部材(6,6’)から前記ヘッド(3)が外れることを防ぐという点で前記スリーブ状挿入片(5)に対して所定の位置に前記キャップ部材(6,6’)の前記第1の部分(61)を保持するように前記ロッド受け部(7)と前記受け部(4)との間で作用する、請求項11から13のいずれか1項に記載の多軸骨固定装置。
- 前記ロッド受け部(7)の前記ロッド(100)を受けるための前記チャネル(71)は、挿入されたロッド(100)の上面の上方に延びる側壁を備える、請求項11から15のいずれか1項に記載の多軸骨固定装置。
- 前記ロッド受け部(7)は、下面部(7b)を備える別個の部品であり、前記下面部(7b)は、前記キャップ部材の上面部(6a)に対向し、前記キャップ部材(6,6’)に圧力を伝えるように前記上面部(6a)と協働する、請求項11から15のいずれか1項に記載の多軸骨固定装置。
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