JP4291690B2 - 調整可能な固定装置 - Google Patents

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Description

本発明は、概して、整形外科用デバイスに関し、特に骨セグメントを固定するための調整可能な固定装置に関する。
骨片を固定するための種々のタイプの整形外科用デバイスは周知である。このようなデバイスは、通常、骨折した骨部分を相互に相対的に固定した位置に維持することにより骨を安定させるために使用される。このデバイスにより得られる整合および安定は、骨折部の治癒を促進し、それにより正しく癒着させることができる。
内部固定デバイスとしては、種々の整形外科用途で骨片を固定するために使用する骨ねじ等がある。骨片を所望する構成で位置させることができ、１つまたはそれ以上の孔部をドリルで開けて、骨折部を横切ってねじ切りすることができる。次に、孔部の中に骨ねじをねじ込んで骨片を圧迫したり、安定させることができる。しかし、骨ねじの１つの欠点は、埋め込んだあとで骨ねじを置き直したり調整するのが難しいことである。異なる整合を行うためには、多くの場合、元の骨ねじを取り外して、次の骨ねじを埋め込むための新しい孔部をドリルで開ける必要がある。
骨を安定させるためには、金属ピンもよく使用される。骨ねじと同様に、骨を安定させるために、骨片を横切ってドリルで開けた孔部に金属ピンを挿入することができる。しかし、骨の部分を後で再度整合させなければならない場合には、骨ねじの場合のようにピンを取り出さなければならない。
髄内インプラントは、骨片を固定するために使用されるもう１つのデバイスである。このようなデバイスは、骨折した骨の中央管内に置かれ、ねじによりデバイスの縦方向の端部に固定される。髄内インプラントを使用すると、健康な組織にとって非常に有害であり、骨片の管内に設置するとインプラントを操作するのが難しくなる。
骨セグメントを安定させるためには、外部固定デバイスもよく使用される。これらのデバイスは、患者の皮膚を通して、骨折した骨内にドリルで開けられた孔部内に延びる複数のピンを使用する。例えば、骨折した骨の解剖学的に正しい縦軸にほぼ平行に配置されるロッドの形をとることができる通常の装置にピンを固定するためには、クランプが使用される。通常の装置とクランプとを組み合わせて使用すると、骨折部を動かないようにするためのしっかりとしたフレームができ、治癒を促進することができる。
外部骨格の固定は、種々の四肢の変形、負傷、および重度の開放骨折、重度のやけどに関連する骨折、伸延が必要な骨折、四肢の延長を必要とする骨折、関節固定、感染骨折、および治癒不能な骨折を含む他の状態を治療するのに好適な方法である。外部固定は、上記の内部固定アプローチと比較すると、いくつかの利点を有する。例えば、外部固定を使用すれば、変形、負傷または疾患の近くから通常離れている位置から骨格を安定させることができ、それにより関連処置または以降の処置中に、四肢および負傷箇所を直接監視することができる。さらに、外部固定を使用すれば、骨折部の整合、骨の延長、骨の圧迫、および最初の手術の後の固定した伸延の調整を容易に行うことができる。さらに、近位および遠位関節との干渉が極めて少ないので、負傷した四肢を直ちに動かすことができ、固定装置のピンの挿入は局所麻酔で行うことができる。
これらの開発が行われたにもかかわらず、もっと簡単に調整することができる固定デバイスの開発が待望されている。特に、接合部および全体の構造が改善された固定デバイスの開発が待望されている。
本発明は、それぞれが少なくとも１つの骨用ファスナーを収容するための少なくとも２つのクランプ・アセンブリを含む骨用固定装置に関する。この骨用固定装置は、第１および第２の端部、第１のカップリング部材、および第２のカップリング部材を有する本体を含む。第１のカップリング部材は、第１の軸を中心にして本体の第１の端部にピボット回転可能に結合することができ、第２のカップリング部材は、第２の軸を中心にして本体の第２の端部にピボット回転可能に結合することができる。ウェッジを本体内に配置することができ、並進軸に沿って配置されている穿孔を有することができる。ロッキング部材を並進軸に沿って配置することができ、動作できるようにウェッジに関連付けることができる。第１の可動素子を第１のカップリング部材とウェッジとの間に配置することができ、第２の可動素子を第２のカップリング部材とウェッジとの間に配置することができる。ウェッジは、カップリング部材のピボット回転を阻止するために可動素子と係合することができ、本体に対してピボット回転可能に可動素子から外れることができる。ある実施形態の場合には、第１および第２の軸を相互に交差するように配置することができ、一実施形態の場合には、第１および第２の軸を相互にほぼ垂直に配置することができる。
穿孔およびロッキング部材は、相互にねじ込み可能に関連付けることができる。さらに、ロッキング部材を並進軸に沿って正しい位置に固定することができ、並進軸を中心にして回転可能にすることができる。可動素子は、スライド可能にウェッジと関連付けることができる。
カップリング部材の中の少なくとも一方およびロッキング部材の中の少なくとも一方は、少なくとも一方のカップリング部材の嵩高加工のある部分が、少なくとも１つのロッキング部材の嵩高加工のある部分にしっかりとロックできるように、それぞれ嵩高加工のある部分を有することができる。嵩高加工のある部分は、鋸歯または切子面から選択した嵩高加工を含むことができる。本体の少なくとも一部は、円筒内面を有することができ、可動素子を、円筒面とスライド可能に関連付けるために構成し、そのような寸法にすることができる。可動素子は、弾性により相互の方向に片寄りさせることができる。
ウェッジは、相互に横方向に配置されている第１および第２の外部係合面を有することができる。ある実施形態の場合には、第１および第２の外部係合面は、約１０〜約７０度の範囲内の角度で配置されている。一実施形態の場合には、第１および第２の外部係合面は、約２２度の角度で配置することができる。
可動素子は、それぞれ、内部係合面を有することができ、可動素子の係合面は、ウェッジの第１および第２の外部係合面とほぼ同じ角度で配置することができる。
クランピング・アセンブリの中の少なくとも一方を、第１のカップリング部材と動作できるように関連付けることができる。少なくとも一方のクランピング・アセンブリは、第１のカップリング部材に対して並進できるようにすることができる。
伸延装置本体を、クランピング・アセンブリの少なくとも一方が伸延装置本体と動作できるように関連している状態で、骨用固定装置の第１のカップリング部材と動作できるように関連付けることができる。少なくとも１つのクランピング・アセンブリを伸延装置本体に対して並進できるようにすることができ、伸延装置本体に解放可能にロックすることができる。クランピング・アセンブリの少なくとも１つは、第１または第２のカップリング部材の中の少なくとも１つを含むことができる。
骨用固定装置は、さらに、穿孔軸に沿ってそこを通って延びる穿孔を含むジョイント・アセンブリ本体と、穿孔軸を横断するファスナーの軸に沿って延びるファスナーの孔部を有するジョイント・アセンブリを含むことができる。本体は、外面および内部穿孔面を有することができる。スリットは、穿孔軸に沿って、外面から内部穿孔面へファスナーの孔部を横切って延びることができる。この場合、スリットは、分離幅を有する対向スリット面を形成する。ジョイント・アセンブリも、ファスナーの孔部内に収容できるように構成され、そのような寸法を有するファスナーを含むことができる。穿孔のサイズは、対向スリット面の分離幅を変えることにより調整することができる。ジョイント・アセンブリ本体は、さらに、内部穿孔面上に半径方向に配置されている少なくとも１つのリブを含むことができ、第２のカップリング部材は、リブによりジョイント・アセンブリ内に保持することができる。さらに、第２のリブをジョイント・アセンブリ本体上に設置することができ、第３のカップリング部材を第２のリブによりジョイント・アセンブリ内に保持することができる。
第２および第３のカップリング部材は、インサート部材により一緒に結合される穿孔内に配置されている対向面を有することができる。インサート部材は、第２および第３のカップリング部材の凹部内を延びることができる。リンク部材を、第３のカップリング部材とクランピング・アセンブリの第２のものとの間に配置することができる。リンク部材は、ピボット回転可能に第２のクランピング・アセンブリに関連付けることができる。
ジョイント・アセンブリ本体のスリットは、第１および第２のセクションを含むことができ、その場合、上記セクションは、相互に約２０〜５０度の範囲内の或る角度を有することができる。ジョイント・アセンブリは、繊維強化ポリマーから形成することができる。
骨用固定装置は、さらに、第２のウェッジ、第２のロッキング部材、第３の可動素子、および第４の可動素子を有する第２の本体を含むことができる。
本発明は、また、それぞれが、少なくとも１つの骨用ファスナーを収容するための少なくとも２つのクランピング・アセンブリを含む骨用固定装置に関する。骨用固定装置は、さらに、クランピング・アセンブリの間に配置されている本体を含むことができる。本体は、ジョイント・アセンブリを有する。ジョイント・アセンブリは、（１）第１および第２の端部および第２の端部から延びる突起を有する雄セグメントと、（２）第１および第２の端部と、第１の端部の近くに配置され、突起の少なくとも一部を収容するように構成され、そのような寸法を有する凹部と、凹部に接続している開口部とを有する雌セグメントと、（３）開口部内に収容できるように構成され、そのような寸法を有するカバー片とを含むことができる。雄セグメントは雌セグメントに挿入され、カバー片が開口部内に配置されると、カバー片は、突起が外れるのを阻止し、雄セグメントが、雌セグメントに対して解放可能に回転できる。
突起は、鋸歯状円筒部分を含むことができ、カバー片は、鋸歯状弓形の内面を含むことができ、その場合、鋸歯状円筒部分および鋸歯状弓形の内面は相互にしっかりとロックすることができる。雌セグメントは、さらに、ファスナー孔部を含むことができ、カバー片は、さらに、カバー片用の孔部を含むことができる。この場合、カバー片を開口部内に配置した場合、孔部は同軸状態になる。
骨用固定装置は、また、ファスナーを含むことができる。そのため、ファスナーが、同軸ファスナー孔部およびカバー片孔部内に配置された場合、カバー片を雌セグメントに固定することができる。
さらに、骨用固定装置は、少なくとも１つのテンション・クランプを含むことができる。テンション・クランプは、穿孔軸に沿ってその中を延びる穿孔と、穿孔軸を横切ってファスナーの軸に沿って延びるファスナー孔部を有する本体を含むことができる。本体は外面および内部穿孔面を有する。スリットは、穿孔に沿ってファスナー孔部を横切って外面から内部穿孔面に延びることができる。スリットは分離幅を有する対向スリット面を形成する。ファスナーは、ファスナー孔部内に収容できるように構成し、そのような寸法を有することができ、穿孔のサイズは対向スリット面の分離幅を変えることにより調整することができる。
本発明は、さらに、それぞれが少なくとも１つの骨用ファスナーを収容する少なくとも２つのクランピング・アセンブリと、クランピング・アセンブリ間に配置されている本体とを含む骨用固定装置に関する。本体は、下記の（１）、（２）および（３）からなるグループから選択した少なくとも１つのジョイントを有する。（１）第１および第２の端部を有する本体と、第１の端部にピボット回転可能に結合している第１のカップリング部材と、第２の端部にピボット回転可能に結合している第２のカップリング部材と、並進軸に沿って配置されている穿孔を有する本体内に配置されているウェッジと、並進軸に沿って配置され、ウェッジと動作できるように関連しているロッキング部材と、第１のカップリング部材とウェッジとの間に配置されている第１の可動素子と、第２のカップリング部材とウェッジとの間に配置されている第２の可動素子とを含み、ウェッジは、カップリング部材のピボット回転を阻止するために可動素子に係合することができ、本体に対してピボット回転可能に可動素子から外れることができる第１のジョイント；（２）外面と内部穿孔面を形成している穿孔軸に沿ってその中を延びる穿孔とを有するジョイント・アセンブリ本体と、穿孔軸に対して横にファスナー軸に沿って延びるファスナー孔部と、穿孔の方向にほぼ沿って、ファスナー孔部を横切って外面から内部穿孔面に延びていて、分離幅を有する対向スリット面を形成しているスリットとを含み、穿孔のサイズは、対向スリット面の分離幅を変えることにより調整することができる第２のジョイント；（３）その端部から延びる突起を有する雄セグメントと、その端部の近くに配置されている凹部と凹部に接続している開口部とを有する雌セグメントとを含み、凹部が突起の少なくとも一部を収容するように構成され、またそのような寸法を有し、さらに、開口部内に収容できるように構成され、そのような寸法を有するカバー片を含み、雄セグメントが雌セグメント内に挿入され、カバー片が開口部内に配置された場合に、カバー片は、突起が外れるのを阻止し、雄セグメントは雌セグメントに対して解放可能に回転することができる第３のジョイント。骨用固定装置の本体は、第１のジョイント、第２のジョイントおよび第３のジョイントの中から選択された少なくとも２つの異なるジョイントを含むことができる。一実施形態の場合には、本体は、少なくとも１つの第１のジョイントおよび少なくとも１つの第２のジョイントを備える。
添付の図面は、本発明の好適な特徴を示す。いくつかの図面中、類似の参照符号は、類似の素子を示す。
最初に図１を参照すると、この図は、本発明の一実施形態の調整可能な固定装置１０である。固定装置１０は、骨片またはセグメントを相互に安定させたり、しっかりと固定するのに適していて、チタン、ステンレス鋼、ポリマ、合金、合成材または他の材料のような任意の適当な材料から作ることができる。固定装置１０は、伸延装置本体１２および関連伸延装置クランプ・アセンブリ１４、および伸延装置バー１８を有する第１の本体部分１６、伸延装置ジョイント・アセンブリ２０およびカップリング２２を含む。伸延装置本体１２および関連構成部材は、伸延および圧迫に使用することができる。さらに、固定装置１０は、カップリング２８、Ｔクランプ・ジョイント・アセンブリ３０およびＴクランプ・リンク３２を有する第２の本体部分２６と一緒に中央ジョイント・アセンブリ２４を含む。Ｔクランプ・アセンブリ３４は、好適には、Ｔクランプ・リンク３２とピボット回転可能に関連しているＴクランプ・ピボット３６に固定することが好ましい。
図２および図２Ａ〜図２Ｃを参照すると、伸延装置本体１２は、第１の端部４０から第２の端部４２に軸３９に沿って延びる中央貫通孔部３８を含む。少なくとも一部がねじ切りされている本体４５を含む伸延装置ねじ４４は、軸３９を中心にして配置されていて、貫通孔部３８内に収容される。伸延装置ねじ４４は、合せピン１９により、伸延装置ねじ４４にピンで固定することができる伸延装置ねじカラー４６により、伸延装置本体１２の第１の端部４０に回転可能に関連している。好適には、合せピン１９は、ねじ４４が回転するとカラー４６が回転するように、伸延装置ねじカラー４６を伸延装置ねじ４４にしっかりと固定することが好ましい。伸延装置本体１２は、それに対してねじ４４の肩部５０が当たっているストップ４８を含む。ねじ４４のヘッド５２ａは、第１の端部４０内を延び、カラー４６内に収容される。好適には、ヘッド５２ａは、六角キーのような適当な形のツールにより係合することができる六角形または他の形の凹部を含むことが好ましい。それ故、第１の端部４０によりヘッド５４が支えられている状態で、またストップ４８により肩部５０が支えられている状態で、伸延装置本体１２に対して縦方向の固定位置に維持されながら、ねじ４４は軸３９を中心にして回転することができる。
図３に示すように、伸延装置クランプ・アセンブリ１４は、それぞれが骨用ファスナーを収容するための溝５９を有する対向前部および後部万力プレート５６、５８を含む。プレート５６、５８は、伸延装置止めネジ６０と整合していて、そのヘッド６２は、好適には、前部万力プレート５６の中央貫通孔部６４ａ内にスライド可能に収容することができることが好ましく、そのシャンク６４ｂは、好適には、伸延装置ナット６６内にねじ込み可能に収容できることが好ましい。万力プレート５６、５８は、さらに、それぞれが万力ワッシャ７０を有するペアの万力ねじ６８で一緒に結合される。万力ねじ６８は、各圧縮スプリング７６内の孔部７２、７４を通って延びていて、好適には、後部万力プレート５８内の孔部７８、８０内にねじ込み可能に収容できることが好ましい。それ故、伸延装置クランプ・アセンブリ１４の万力プレート５６、５８が相互に締め付けられるまで、スプリング７６は、万力プレート５６、５８を相互に分離していて、その間、万力プレート５６、５８は、各万力ねじ６８の締め付けの度合いの関数として、平行なまたは平行でない面内に全体を配置することができることに留意されたい。スプリング７６の上端および下端も、万力プレート５６、５８内の凹部に端接することができる。圧縮スプリング７６は、好適には、ステンレス鋼から作ることが好ましく、約０．１６ｋｇ／ｍｍのばね定数を有することが好ましい。伸延装置クランプ・アセンブリ１４は、例えば、骨内に挿入される骨接合用ピンまたは骨ねじのような骨用ファスナーを収容する。
伸延装置クランプ・アセンブリ１４は、レール部分８２を伸延装置本体１２の溝８４に挿入することにより、伸延装置本体１２に取り外し可能に結合される。特に図２Ａおよび図２Ｂに示すように、溝８４は、第１の端部４０のところに最大幅Ｌ１を有し、伸延装置本体１２の残りの部分に沿って、溝８４は長さＬ１より大きい最大幅Ｌ２を有する。好適には、後部万力プレート５８に端接する伸延装置ナット６６は、伸延装置ナット６６が第１の端部４０に達した場合に、プレート５８の移動が阻止されるように平面８６上の溝８４に入ることが好ましい。伸延装置ナット６６の長さＬ３は、第１の端部４０のところの溝８４の長さＬ１より長いので、伸延装置クランプ・アセンブリ１４が、第１の端部４０の方向にスライドして離脱するのを防止する。さらに、伸延装置クランプ・アセンブリ１４は、伸延装置本体１２に対して移動することができる。何故なら、伸延装置ナット６６の長さＬ３は、伸延装置本体１２内の溝８４の長さＬ２とほぼ同じであるからである。さらに、レール部分８２は、好適には、溝８４の上面８８、９０と端接している状態で、溝８４内にスライド可能に収容できる大きさにすることが好ましい。面８８、９０はレール部分８２が溝８４内に保持されるように横断面に配置される。伸延装置クランプ・アセンブリ１４の位置を固定するために、伸延装置止めネジ６０は、伸延装置本体１２内の溝８４の張出し部分９２、９４に対して、伸延装置ナット６６をしっかりと締め付ける。伸延装置ナット６６は、その中のねじ付き孔部の近くに長方形の突起６６ａを含むことができる。その場合、突起６６ａは、後部万力プレート５８内の類似の形の凹部内に係合し、それにより後部万力プレート５８に対して、伸延装置ナット６６が回転するのを防止するように構成されそのような寸法に作られる。
図１、図２および図２Ｃに示すように、伸延装置本体１２は、好適には、その内部にその間に位置するロック・バー１０２を備える対向ロック片９８、１００が配置されている貫通スロット９６を備えていることが好ましい。ねじ付き伸延装置止めネジ１０４は、ロック片１００内に収容され、ロック片９８内にねじ込み可能に収容される。その結果、ロック片９８、１００およびロック・バー１０２が相互に引き寄せられ、接合状態になると、伸延装置ナット６６が相互に接触した場合、伸延装置クランプ・アセンブリ１４の移動を阻止することができる。図２Ｄ〜図２Ｇは、これらの構成部材の詳細図である。
図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、これらの図は、ほぼ平らな端部１０６、本体部分１０７、全体が弓形で鋸歯状部分１０８および貫通孔部１０９を備えている伸延装置バー１８を示す。好適には、鋸歯状部分１０８の鋸歯は、約１８０度の円形の経路の周囲に配置されることが好ましい。貫通スロット１１０は、図１に示すように、平らな端部１０６の近くの本体１０７内に位置していて、ねじ付き伸延装置ナット１１２を収容する。伸延装置バー１８は、伸延装置軸１１４の周囲に位置していて、軸１１４が調整可能な固定装置１０の軸１１６と一致した場合に、端部１０６を伸延装置本体１２の盲孔部３８内に挿入することができる。図４Ｃに示すように、伸延装置バー１８の本体部分１０７の断面は、弓形のセクション１１８および平らなセクション１２０によりキー止めされる。伸延装置本体１２の盲孔部３８は、本体部分１０７を収容するためのキー通し路としての働きをする。それ故、伸延装置バー１８の１つの好適な方向を、伸延装置本体１２および伸延装置クランプ・アセンブリ１４に対して設定することができる。所望する方向に向けるために、または回転するのを防止するために、あるいはその両方の目的で、キー通し路および貫通孔部が他の形をとることができることを理解することができるだろう。
孔部１２２は、伸延装置バー１８内に設けられていて、伸延装置軸１１４を中心にして中央に配置される。孔部１２２の大きさは、伸延装置ねじ４４のねじ付き本体４５を収容できる大きさである。好適には、ねじ付き本体４５は、ねじ付き伸延装置ナット１１２にねじ込み可能に関連させることが好ましい。別の方法としては、または追加的な方法としては、伸延装置バー１８の孔部１２２にねじ切りすることができる。それ故、伸延装置ねじ４４は伸延装置本体１２に対して固定位置に保持されているので、一致している軸３９、１１４、１１６を中心にして伸延装置ねじ４４が回転すると、組立伸延装置本体１２および伸延装置バー１８の全長が長くなったり、短くなったりする。それ故、このような長さの調整により、固定装置１０を用いて骨セグメントを伸延させたり、または圧迫することができる。例えば、図１および図４Ｃに示すように、平らな面１２６ａのような、伸延装置バー１８の側面上に設けられているスケール１２４により、所望する調整長さを測定することができる。
図２を参照すると、伸延装置ねじ４４が過度に延びたり、うっかり外れるのを防止するために、ねじ付き端部５２ｂの近くのねじ付き本体４５に沿ってねじ山の付いていないギャップ４５ａを設けることができる。例示としての一実施形態の場合には、ギャップ４５ａは、伸延装置ナット１１２の幅より長く、大きさは約５ｍｍであり、その場合、本体４５の直径はねじ付きの領域よりも小さい。それ故、ギャップ４５ａが伸延装置ナット１１２に届いた場合、伸延装置ナット１１２に対して伸延装置ねじ４４がさらに並進するのが防止される。伸延装置ねじ４４の自由端部にはねじ山の付いていないギャップ４５ａがないので、伸延装置本体１８に対する伸延装置本体１２の移動を、伸延装置本体１２が伸延装置本体１８から外れないように阻止することができる。
図５〜図５Ｃについて説明するが、図１のところですでに説明したように、第１の本体部分１６は、伸延装置バー１８、伸延装置ジョイント・アセンブリ２０および内蔵鋸歯状部分１２５を備えるカップリング２２を含む。これらの構成部材は、図に示すように、軸３９、１１４、１１６と整合している。ジョイント・アセンブリ２０は、それぞれほぼ垂直な軸１２６、１２８を中心にして、伸延装置バー１８およびカップリング２２が旋回および関節接合ができるように構成されている。さらに、ジョイント・アセンブリ２０は、以下に説明するように、ジョイント・止めネジ１２９により、同時に伸延装置バー１８およびカップリング２２のこのような関節接合を解放可能にロックするように構成されている。それ故、２つの自由度で解放可能なロックを同時に行うことができる。そうするために、ジョイント・アセンブリ２０のジョイント・アセンブリ本体２０ａ内には、第１のロック片１３０、ウェッジ・アクチュエータ１３２、および第２のロック片１３４が収容されている。図５Ｂ〜図５Ｃは、例示として組立てた構成の部分断面図である。
図５Ｄは第１のロック片１３０の側面図であり、図５Ｅは断面図である。同様に、図５Ｆおよび図５Ｇは、第２のロック片１３４の側面図および断面図である。図５Ｄおよび図５Ｆの側面図を見れば分かるように、ロック片１３０、１３４は、それぞれ弓形側壁１３１、１３５を有する。例示としての一実施形態の場合には、ロック片１３０は側壁１３１上に２つの弓形凹部１３６を有し、一方ロック片１３４は、側壁１３５上に２つの弓形凹部１３８を有する。図５および図５Ｃに示すように、対向凹部１３６、１３８の各ペアは、弾性Ｏリング１３９を収容できる大きさを有し、Ｏリングは凹部内に位置していて、相互の方向にロック片１３０、１３４を限定的に片寄りする。他の実施形態の場合には、Ｏリング１３９の代わりにテンション・スプリングを使用することができる。好適には、上部凹部１４０、１４２は、そのヘッドのすぐ下にジョイント・止めネジ１２９の一部を収容するために、それぞれロック片１３０、１３４内に位置することが好ましい。伸延装置バー１８の鋸歯状部分１０８は、第１のロック片１３０の鋸歯状部分１４４と係合し、一方カップリング２２の鋸歯状部分１２５は、第２のロック片１３４の鋸歯状部分１４６と係合する。
ロック片１３０、１３４は、ウェッジ・アクチュエータ１３２とスライドして係合するように構成されている。ある例示としての実施形態の場合には、ロック片１３０、１３４の内面１４８、１５０は、相互に約２２度の角度で横断面内に位置する。図５Ｅおよび図５Ｇに示すように、内面１４８は、好適には、第１のロック片１３０の底面１４９に垂直なラインに対して、角度θ１の方向を向くことができることが好ましく、内面１５０は、好適には、第２のロック片１３４の底面１５１に垂直なラインに対して、角度θ２の方向を向くことができることが好ましい。角度θ１、θ２は、好適には、ほぼ同じであることが好ましく、それぞれ好適には約５〜約３５度、より好適には約１１度であることが好ましい。内面１４８、１５０は、その上をウェッジ・アクチュエータ１３２がスライドする接触面としての働きをする。図５Ｈ〜図５Ｌを参照すると、ウェッジ・アクチュエータ１３２は、ペアの外面１５２、１５４が相互に角度θ３で位置するように、横断面内に位置するペアの外面１５２、１５４を含む。好適には、角度θ３は、角度θ１またはθ２の約２倍であることが好ましく、約１０〜約７０度の範囲内、より好適には、約２２度であることが好ましい。ロック片１３０、１３４の内面１４８、１５０は、ウェッジ・アクチュエータ１３２の外部接触面１３２ａ、１３２ｂの中の一方と、それぞれスライドして係合することができる。
第１および第２のロック片１３０、１３４の間のウェッジ・アクチュエータ１３２の位置は、図５Ｍのジョイント・止めネジ１２９により調整することができる。ジョイント・止めネジ１２９は、ヘッド１５６とねじ付きシャフト１５８とを有する。好適には、ヘッド１５６は、六角キーのような適当な形の工具により係合することができる六角形または他の形の領域を含むことが好ましい。好適には、上記の形の領域は凹状になっていることが好ましいが、ヘッド１５６の外面自体を工具と係合するように形成することが好ましい。シャフト１５８は、好適には、ウェッジ・アクチュエータ１３２内のねじ付き孔部１６０にねじ込み可能に係合するのが好ましい。完全に組み立てた場合、ヘッド１５６は、好適には、ジョイント・アセンブリ２０のジョイント・アセンブリ本体２０ａ内の対応する凹部１６４内に位置するワッシャ１６２に端接することが好ましい。
ジョイント・止めネジ１２９の下部１６６は、ジョイント・アセンブリ本体２０ａの対向側面から突き出ていて、キャップ１６８により正しい位置に固定されている。ジョイント・止めネジ１２９の下部１６６は、シャフト１５８の縦軸に横方向に位置している貫通孔部１６６ａを含んでいて、キャップ１６８は、同様に、貫通孔部１６８ａを含んでいるので、キャップ１６８がジョイント・止めネジ１２９上に位置している場合には、貫通孔部１６６ａは、貫通孔部１６８ａと整合することができる。整合すると、ピン１６８ｂをその中に挿入することができる。好適には、締まりばめにより、キャップ１６８およびジョイント・止めネジ１２９と結合することが好ましい。他の実施形態の場合には、止めネジ１２９は、その内部の溝のところで下部１６６に結合している止めリングにより正しい位置に固定される。そうしたい場合には、ワッシャ１６８’を止めリングとジョイント・アセンブリ本体２０ａの間に（例えば、図５Ｂおよび図５Ｃに示す）設置することができる。
図５Ｎ〜図５Ｑは、ジョイント・アセンブリ２０のジョイント・アセンブリ本体２０ａの例示としての実施形態を示す。図５Ｏに示すように、ジョイント・アセンブリ本体２０ａは、好適には、類似の弓形の外壁でロック片１３０、１３４を収容することができるほぼ円形の断面を有することが好ましい。再び図５Ａを参照すると、ロック片１３０、１３４は、ジョイント・ピボット・ピン１７０、１７２により、ジョイント・アセンブリ２０内に保持される。ピン１７０は、伸延装置バー１８をジョイント・アセンブリ本体２０ａに結合し、ジョイント・アセンブリ本体２０ａの同軸の孔部１７４、および伸延装置バー１８の貫通孔部１０９内に収容される。同様に、ピン１７２は、カップリング２２をジョイント・アセンブリ本体２０ａに結合し、ジョイント・アセンブリ本体２０ａの同軸の孔部１７６、およびカップリング２２の貫通孔部１７８内に収容される。
動作中、ジョイント・止めネジ１２９は、好適には、ウェッジ・アクチュエータ１３２内のねじ付き孔部１６０とねじ込み可能に関連することができることが好ましい。止めネジ１２９は、キャップ１６８により位置決めできるように固定されているので、その中央軸１８０を中心にして回転することができるが、ウェッジ・アクチュエータ１３２による止めネジ１２９のねじ込み可能な係合により、中央軸１８０に沿って、止めネジ１２９のヘッド１５６に対して、ウェッジ・アクチュエータ１３２が上下に移動する。上への移動中、ウェッジ・アクチュエータ１３２の外部接触面１３２ａは、ロック片１３０の内面１４８とスライドして係合し、ウェッジ・アクチュエータ１３２の外部接触面１３２ｂは、ロック片１３４の内面１５０とスライドして係合し、その結果、ロック片１３０、１３４の鋸歯状部分１４４、１４６は、伸延装置バー１８の鋸歯状部分１０８と係合し、カップリング２２の鋸歯状部分１２５は、構成部材を正しい位置に解放可能にロックする。それ故、軸１２６を中心にした伸延装置バー１８の角形成、および軸１２８を中心にしたカップリング２２の角形成を解放可能に固定することができる。ウェッジ・アクチュエータ１３２が下方に移動すると、ロック片１３０、１３４、伸延装置バー１８およびカップリング２２の相互に係合している鋸歯状面間の圧力が同時に解放され、その結果、固定装置１０の伸延装置バー１８およびカップリング２０は、相互に容易に角形成できるようになる。
本明細書で図示し、説明した実施形態は、ほぼ垂直な軸を中心にして構成部材の回転または関節接合をロックすることができるが、他の実施形態の場合には、軸は垂直でなくてもよい。例えば、ウェッジ・アクチュエータ１３２は、ロック片の鋸歯および関節接合の方向が、ウェッジ・アクチュエータ１３２のいずれの側面上でもほぼ同じになるように、ペアのロック片１３０間に配置することができる。別の方法としては、ペアのロック片１３４を使用することができる。それ故、伸延装置バー１８およびカップリング２２のようなペアの構成部材を、同じ面内で配向することができる。さらに他の実施形態の場合には、２つの構成部材の関節接合を画定する軸を相互に交差させることができる。その結果、構成部材を横断面内で配向することができる。
次に、図１および図６Ａ〜図６Ｃを参照すると、図では、中央ジョイント・アセンブリ２４は、穿孔軸１８４に沿ってその中を延びる穿孔１８２を備えるジョイント２４ａを有する。穿孔１８２は、以下に簡単に説明するように、対向カップリング２２、２８を収容するように構成され、そのような寸法を有する。例示としての一実施形態の場合には、中央ジョイント・アセンブリ２４のジョイント２４ａは、側面１８８から穿孔面１９０まで、アセンブリ部分１９２、１９４を画定するためにジョイント２４ａの全長を延びるスリット１８６を含む。ファスナーの孔部１９６も内蔵されていて、アセンブリ部分１９２、１９４を通して側面１９８から側面１９９に延びる。好適には、球形ワッシャ２０２上に位置していることが好ましいねじ付き中央クランプねじ２００は、ファスナーの孔部１９６を通して延びていて、側面１９８の近くの固定装置の孔部１９６内に位置するステンレス鋼のねじ込みインサート２０４とねじ込み可能に係合する。
球形ワッシャ２０２は、好適には、側面１９９の近くの中央クランプ・アセンブリ２４のジョイント２４ａ内の球形凹部内に位置することが好ましい。ワッシャおよび凹部が球形の幾何学的形状をしているので、中央クランプねじ２００のクランピング動作が容易になる。他の実施形態の場合には、ファスナーの孔部１９６は、接続アセンブリ部分１９４および側面１９８の間にねじ込むことができる。
図６Ｂに特に詳細に示すように、中央ジョイント・アセンブリ２４のジョイント２４ａの穿孔１８２は、中央軸２０６を通る平面を中心にしてほぼ対称であり、上記平面は穿孔軸１８４に垂直である。穿孔１８２は、通常、内径Ｄ１を有するが、内径Ｄ１より小さい内径Ｄ２を形成する円周方向の内部リブ２０８、２１０を含む。
カップリング２２、２８は、穿孔１８２内に収容できるように、またその内部で解放可能に回転できるように構成され、そのような寸法を有する。図７Ａ〜図７Ｃを参照すると、各カップリング２２、２８は、一体型の鋸歯状部分１２５および平面２１２を含む。円周方向の溝２１４は、穿孔１８２内にリブ２０８、２１０の中の一方を収容し、穿孔軸１８４を中心にして回転するような寸法を有する。別の方法としては、カップリング２２、２８の中の一方を凹部２１６と一緒に形成することができ、他方のカップリングを凹部２１６にはめこむことができ、またそれに対応する突起と一緒に形成することができる。さらに、中空部分２１６を形成することもできる。ある実施形態の場合には、図８Ａ〜図８Ｃに示すように、穿孔軸１８４に沿って剛性を増大するために、中央支持片２１８をカップリング２２、２８の間の中空部分２１６内に設置することができる。
例示としての一実施形態の場合には、一方のカップリング２２、２８を中央ジョイント・アセンブリ２４のジョイント２４ａ内の孔部２２２を通して延びていて、カップリング２２、２８内の凹部２２４内に収容される止めねじまたはピン２２０により穿孔１８２内に保持することができる。止めねじまたはピン２２０により、一方のカップリング２２、２８を、中央ジョイント・アセンブリ２４に対して回転できるように固定することができ、一方、他方のカップリング２２、２８は、自由に回転することができる。それ故、カップリング２２、２８が回転している時に、中央クランプねじ２００へアクセスすることができる。スリット１８６は、例えば、図６Ｃに示すように通常開いていて、カップリング２２、２８は、穿孔１８２内でスライド可能に自由に回転することができる。回転軸１８４を中心にしてカップリング２２、２８の所望する向きを選択した場合には、ねじ２００を締め付けることができ、それによりジョイント２４ａの領域１９２、１９４の分離幅が狭まり、カップリング２２、２８の回転を阻止する。好適には、各カップリング２２、２８の回転は、ねじ２００の締め付けの度合いにより同時に規制され、それ故、両方のカップリング２２、２８は、どちらも自由に回転することも、正しい位置に固定されることもできることが好ましい。
他の実施形態の場合には、内部リブ２０８、２１０を使用しないで、中央ジョイント・アセンブリ２４のジョイント２４ａの穿孔１８２を平滑にすることができる。ペアの止めねじまたはピン２２０を中央ジョイント・アセンブリ２４内の適当な孔部に収容することができる。１本のねじまたはピン２２０を、カップリング２２、２８を穿孔１８２内に保持することができるように、各カップリング２２、２８内の凹部２２４内に収容することができる。
図９Ａ〜図９Ｃに示すように、第２の本体部分２６は、カップリング２８、Ｔクランプ・ジョイント・アセンブリ３０、およびＴクランプ・リンク３２を含む。第２の本体部分２６のＴクランプ・ジョイント・アセンブリ３０は、図５Ｂ〜図５Ｑのところですでに説明した伸延装置ジョイント・アセンブリ２０と同じものであり、それ故、ここではさらに詳細に説明しない。しかし、第２の本体部分２６は、それぞれ、ほぼ垂直な軸２２６、２２８を中心にして、カップリング２８およびＴクランプ・リンク３２が、旋回または関節接合することができるように構成されていることに留意されたい。第２の本体部分２６が、例えば、図１に示すように、調整可能な固定装置１０の軸１１６を中心にして整合すると、軸２２６は伸延装置ジョイント・アセンブリ２０の軸１２６に平行になり、一方、軸２２８はアセンブリ２０の軸１２８に平行になる。しかし、これらの軸は、第１の本体部分１６、中央ジョイント・アセンブリ２４、および第２の本体部分２６により行うことができる関節接合を行った場合には、平行にならなくてもよい。
図９Ａ〜図９Ｃについて説明すると、Ｔクランプ・リンク３２は、約１８０度の円形の経路の周囲に位置している鋸歯状部分２３０上に鋸歯を備える。Ｔクランプ・リンク３２の鋸歯状部分２３０は、Ｔクランプ・リンク３２が正しい位置に解放可能にロックすることができるように、ロック片１３４の鋸歯状部分１４６と係合する。ピン１７２は、Ｔクランプ・リンク３２をＴクランプ・ジョイント・アセンブリ３０のジョイント・アセンブリ本体２０ａに結合し、ジョイント・アセンブリ本体２０ａの同軸孔部１７６およびリンク３２の貫通孔部２３２内に収容される。Ｔクランプ・リンク３２は、さらに、本体部分２３４および軸２４２上に配置されている、同軸孔部２４０を含むペアの延長部２３６、２３８を備える。好適には、軸２２８、２４２は平行であることが好ましい。延長部２３６、２３８は、好適には、リンクの中央軸２４６の周囲に対称に配置されていて、以下に説明するように、Ｔクランプ・ピボット３６を収容できる大きさであることが好ましい中央開口部２４４を形成する。ペアのピン孔部２４８、２５０も、延長部２３６、２３８内に設けられていて、好適には、孔部２４０に垂直に配置されていることが好ましい。図１に示すように、Ｔクランプ・ピボット・ピン２５２は、孔部２４０に挿入され、ピン孔部２４８、２５０およびピボット・ピン２５２内に同じように位置している孔部に挿入されているクロス・ピン２５４により、延長部２３６、２３８に固定される。締まりばめを、その内部にクロス・ピン２５４を保持するために、クロス・ピン２５４の一部およびピン孔部２４８、２５０の間で使用することができる。好適には、Ｔクランプ・ピボット・ピン２５２は、Ｔクランプ・リンク３２に回転できるように固定するのが好ましい。
図１０Ａを参照すると、この図の場合、Ｔクランプ・アセンブリ３４は、それぞれが骨用ファスナーを収容するための溝２５９を有する対向している前部万力プレート２５６および後部万力プレート２５８を備える。プレート２５６、２５８は、図１に示すようにＴクランプ・止めネジ２６０と接続している。止めネジ２６０は、それぞれが万力ワッシャ７０を備えているペアの万力ねじ６８により一緒に結合されているプレート２５６、２５８内のそれぞれの孔部２８０、２８２を通して突き出ている。万力ねじ６８は、各圧縮スプリング７６内の孔部２６２、２６４を通って延びるが、好適には、後部万力プレート２５８内の孔部２６６、２６８にねじ込み可能に収容することができることが好ましい。それ故、Ｔクランプ・アセンブリ３４の万力プレート２５６、２５８が相互に締め付けられるまで、スプリング７６は、相互に離れるように万力プレート２５６、２５８を片寄りさせていることに留意されたい。その間、各万力ねじ６８の締め付けの度合いの関数として、万力プレート２５６、２５８は、平行な面または平行でない面に通常配置される。スプリング７６の上端部および下端部も、万力プレート２５６、２５８の凹部に端接することができる。後部万力プレート２５８も、クランプ取付けねじ２７４ａが延びるペアの孔部２７０、２７２を備える。
図１および図１０Ｂ〜図１０Ｄに示すように、Ｔクランプ・ピボット３６は、取付けねじ２７４ａがその中に収容することができるように配置されているペアの外部孔部２７４、２７６を含む。Ｔクランプ・ピボット３６内の中央の孔部２７８は、それぞれ、万力プレート２５６、２５８内の孔部２８０、２８２と同軸に配置することができ、孔部２７８、２８０、２８２は、Ｔクランプ・止めネジ２６０を収容する。最後に、貫通孔部２８４は、Ｔクランプ・ピボット３６の延長部２８６内に配置されるが、好適には、孔部２７８に垂直に延びることが好ましい。孔部２７８は、ねじ付きの部分２７８ａおよびねじ山のない座ぐり部分２７８ｂを含む。座ぐり２７８ｂの直径はねじ付きの部分２７８ａの直径より大きい。
Ｔクランプ・ピボット・ピン２５２が同軸の孔部２４０、２８４を通して延びている場合には、Ｔクランプ・ピボット３６はＴクランプ・リンク３２に結合している。好適には凹状領域であることが好ましい六角形または他の形の領域は、止めネジ２６０の上端部２６０ａ内に設けることができ、六角形キーのような適当な形の工具により係合させることができる。止めネジ２６０は、好適には、Ｔクランプ・ピボット３６内の孔部２７８のねじ付きの部分２７８ａにねじ込み可能に関連するねじ付きシャンク２６０ｂを有することが好ましい。Ｔクランプ・ピボット・ピン２５２を中心とする、Ｔクランプ・アセンブリ３４のピボット回転を阻止するために、例示としての一実施形態の場合には、Ｔクランプ・止めネジ２６０は、Ｔクランプ・止めネジ２６０の下端部２６０ｃが、Ｔクランプ・ピボット・ピン２５２により支持されるように位置させることができる。
Ｔクランプ・ピボット・ピン２５２の本体は、平面が、支持するためにＴクランプ・止めネジ２６０の下端部２６０ｃの表面積をもっと広くするために、本体に沿って含まれるようにほぼ六角形にすることができる。Ｔクランプ・止めネジ２６０（図１に示す）の下端部２６０ｃは、Ｔクランプ・ピボット３６（図１０Ｄに示す）内の孔部２７８の一部２７８ａ、２７８ｂの交差するところに形成されている肩部と端接する肩部を形成し、それによりＴクランプ・止めネジ２６０の移動を制限する。
クランプ・アセンブリ１４および／または、Ｔクランプ・アセンブリ３４の他の実施形態も使用することができる。例えば、Ｔクランプ・ピボット３６を下の万力プレート２５８と一体に形成することができ、その場合には、孔部２７０、２７２を通って延びる取付けねじ２７４ａは必要なくなる。
ある例示としての実施形態の場合には、伸延装置本体１２、伸延装置バー１８、カップリング２２、２８、Ｔクランプ・リンク３２およびロック片１３０、１３４は、Ｖｉｃｔｒｅｘ（登録商標）４５０ＣＡ３０、すなわち、多くのオートクレーブの殺菌サイクルに耐えることができ、同時に高い機械的強度、応力亀裂に対する抵抗および耐薬品性を有するＸ線透過性炭素繊維強化ポリアリールエーテルケトン熱可塑性プラスチックのようなポリマから形成される。このポリマのＸ線透過性特性により、Ｘ線装置の視野内に固定装置１０を置いた場合、下に位置する骨および／または関節を有利に視覚化することができ、それにより、例えば、固定装置に近い骨および／または関節の表面の解剖学的整合を映像化することができる。このポリマが選ばれたもう１つの理由は比較的軽量であるからである。好適には、Ｔクランプ・リンク３２は、映像化の際に影ができるのを防止するために、Ｘ線透過性ポリマから形成することが好ましい。都合のよいことに、本発明の固定装置は、ｐｉｌｏｎ骨折とも呼ばれる、ひどく粉砕骨折した遠位脛骨骨折の治療と併用する場合、Ｘ線透過性Ｔクランプ・リンクを使用すると、関節をうまく視覚化することができる。
好適には、伸延装置ジョイント・アセンブリ２０およびＴクランプ・ジョイント・アセンブリ３０の本体ジョイント２０ａ、および中央ジョイント・アセンブリ２４のジョイント２４ａは、適当な薄さの場合に、Ｘ線透過性特性を与える６０６１−Ｔ６アルミニウムから形成することが好ましい。万力プレート５６、５８、２５６、２５８およびＴクランプ・ピボット３６は、チタン合金（チタン６％およびアルミニウム４％およびバナジウム）から形成され、ウェッジ・アクチュエータ１３２は、好適には、１７−４ＰＨ硬化ステンレス鋼から形成することが好ましい。他の実施形態の場合には、ウェッジ・アクチュエータ１３２は、３１６Ｌステンレス鋼から形成される。本発明の他のファスナーまたはジョイント・止めネジ１２９のようなファスナー類似の構成部材は、好適には、金属であることが好ましく、１７−４ＰＨ硬化ステンレス鋼または３１６Ｌステンレス鋼のような適当な硬度の材料から形成することができる。ファスナーは、また、例えば、ニューヨーク州シラキュース所在のＡｎｏｐｌａｔｅ社が販売しているポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）と一緒に堆積されるリンを含む無電解ニッケルの表面コーティングを有することができる。このような表面コーティングを行うと、擦り傷を受けにくくなり、潤滑性を与えることができる。別の方法としては、ファスナーまたはファスナー類似の構成部材は、擦り傷に強いステンレス鋼のような擦り傷を受けにくい材料から形成することができる。
それ故、調整可能な固定装置１０による関節接合を要約すると、伸延装置ジョイント・アセンブリ２０を使用すると、構成部材は、好適には垂直であることが好ましい２つの軸を中心にして角形成を行うことができ、中央ジョイント・アセンブリ２４を使用すると、好適には平行であることが好ましい２つの面を中心にして回転を行うことができ、Ｔクランプ・ジョイント・アセンブリ３０を使用すると、構成部材は、好適には垂直であることが好ましい２つの軸を中心として角形成をすることができる。Ｔクランプ・ピボット３６を使用すると、追加の軸を中心にして角形成を行うことができる。さらに、調整可能な固定装置１０の全長をおおまかに調整することができ、伸延装置クランプ・アセンブリ１４の位置を伸延装置本体１２に対して調整することができる。例えば、圧迫および伸延を行うための長さの微調整は、伸延装置ねじ４４により行うことができる。
図１１を参照すると、この図は、外部固定装置内で使用するためのジョイントのもう１つの配置である。ジョイント・アセンブリ３００は、伸延装置ロッド３０２、第１の回転可能なセグメント３０４、回転可能なセグメント・キャップまたは旋回セグメント３０６、第２の回転可能なセグメント３０８、およびＴクランプ・リンク３１０を含む。骨接合用ピンを保持するのに適しているクランプ・アセンブリは、ジョイント・アセンブリ３００のいずれの端部にも固定することができる。テンション・クランプ３１２は、伸延装置ロッド３０２を第１の回転可能なセグメント３０４に結合し、もう１つのテンション・クランプ３１４は、第２の回転可能なセグメント３０８をＴクランプ・リンク３１０に結合する。図１１に示すように、テンション・クランプ３１２、３１４は、相互に鏡像になっている。それ故、テンション・クランプ３１２についての詳細な説明は、テンション・クランプ３１４にそのまま適用できる。
図１２Ａ〜図１２Ｆを参照すると、テンション・クランプ３１２は、第１の中央孔部の軸３１８に沿って配置されている第１の貫通孔部３１６を有するほぼ円筒状本体部分３１５を含む。ペアのほぼ平行な延長部３１９ａ、３１９ｂは、本体部分３１５に接続していて、第２の中央孔部の軸３２２に沿って配置されている第２の貫通孔部３２０を含む。好適には、軸３１８、３２２は、相互にほぼ垂直であることが好ましい。延長部３１９ａ、３１９ｂは、分離するように片寄りされていて、側面３２６から貫通孔部面３２８へ延びるスリット３２４およびテンション・クランプ３１２の幅により分離している。スリット３２４は、好適には、それぞれ相互に角度αで配向されている第１および第２のセクション３２９ａ、３２９ｂを含むことが好ましい。
例示としての一実施形態の場合には、角度αは、約２０〜５０度の範囲内、より好適には、約３３．６度であることが好ましい。図１２Ｄに示すように、ファイバによる補強は、好適には、矢印Ａの方向に沿って行うことが好ましい。好適には、図１１に示すように、インサート・ナット３３０ａは、貫通孔部３２０内に設置することができ、平滑な上部３３２ａおよびねじ付きの下部３３２ｂを備えるファスナー３３２を収容することが好ましい。各ファスナー３３２は、好適には、球形の凹部と係合するための球形の下部を備えるヘッドを含むことが好ましい。図１２Ｇの一実施形態の場合には、インサート・ナット３３０ａは、円形のヘッド３３４、円形でない本体３３６、および中央貫通孔部３３７を有する。円形でない本体３３６は、例えば、正方形または任意の他の適当な形であってもよい。好適には、貫通孔部３２０のシートは、インサート・ナット３３０ａがその内部で自由に回転しないように、類似の円形でない形をしていることが好ましい。インサート・ナット３３０ａは、さらに、本体３３６に接着剤により接着することができる。
第１の回転可能なセグメント３０４は、その中に対向インサート・ナット３３０ｂおよび３３０ｃが位置する貫通孔部３４０を備える。好適には、インサート・ナット３３０ａのところで説明したように、貫通孔部３４０内のシートは、インサート・ナット３３０ｂ、３３０ｃがその内部に挿入された場合、回転が防止されるような形にすることが好ましい。好適には、インサート・ナット３３４ａ、３３４ｂのヘッド３３４が相互に端接した場合、ヘッド上の鋸歯を有する表面が摩擦で係合し、ほぼ一定の間隔の係合鋸歯を中心にして相互に回転することができるように、インサート・ナット３３４ａ、３３４ｂのヘッド３３４の上面３３８は、スター・グラインド・パターンのように鋸歯状にすることが好ましい。それ故、対向インサート・ナット３３４ａ、３３４ｂのヘッド３３４が相互にバラバラに位置している場合、ヘッドは相互に自由に回転することができ、一方、ヘッド３３４が相互にしっかりと圧着された場合には、回転は阻止される。第１の回転可能なセグメント３０４は、さらに、インサート・ナット３３０ｂの本体３３６が孔部３４０内に配置された場合、ヘッド３３４は凹部３４２内にほぼ適合するように凹部３４２を含むことができる。ある例示としての実施形態の場合には、インサート・ナット３３０ａ、３３０ｂ内の貫通孔部３３７は平滑であり、一方インサート・ナット３３０ｃ内の貫通孔部３３７は、固定装置３３２のねじ付きの下部３３２ｂを収容するためにねじが切られている。
組み立てた場合、ヨーク・ピン３３９は、伸延装置ロッド３０２の同軸孔部３１６、３４１ａ、３４１ｂ内に収容される。ある例示としての実施形態の場合には、ヨーク・ピン３３９は、伸延装置ロッド３０２に対して回転しないようにキーで固定される。それ故、テンション・クランプ３１２は、伸延装置ロッド３０２を第１の回転可能なセグメント３０４に結合する。同様に、もう１つの回転不能なヨーク・ピン３３９は、Ｔクランプ・リンク３１０の同軸孔部３１６，３４３ａ、３４３ｂ内に収容され、テンション・クランプ３１４は、第２の回転可能なセグメント３０８をＴクランプ・リンク３１０に結合する。
それ故、伸延装置ロッド３０２またはＴクランプ・リンク３１０の所望する向きを選択すると、ファスナー３３２をねじ込み可能にインサート・ナット３３０ｃと係合させることにより、ファスナー３３２により締め付けることができ、それにより貫通孔部３１６の直径が小さくなり、延長部３１９ａ、３１９のギャップが狭くなり、そのため関節接合が阻止される。好適には、軸３１８、３２２を中心にする関節接合を、ファスナー３３２の締め付けの度合いで同時に規制することが好ましい。それ故、例えば、伸延装置バー３０２は、両方の軸３１８、３２２を中心にして自由に回転するか、または正しい位置に固定される。
図１２Ｊに断面を示す旋回セグメント３０６は、第１の円筒端部３４４、第２の円筒部分３４５、および第３の円形の端部３４６を含む。端部３４６の直径は部分３４５の直径より大きく、部分３４５の直径は端部３４４の直径より大きい。第１の回転可能なセグメント３０４の例示としての一実施形態の場合には、孔部３４８が設けられていて、その中に固定することができる旋回セグメント３０６の端部３４４および部分３４５を収容するように構成されていて、そのような寸法を有する。端部３４４は、好適には、ねじ込み可能に孔部３４８に収容することが好ましい。他の実施形態の場合には、旋回セグメント３０６は、回転可能に保持されるか、または第１の回転可能なセグメント３０４内に一体に形成される。
図１３Ａ〜図１３Ｅは、第２の回転可能なセグメント３０８の詳細図である。本体３５０は、旋回セグメント３０６の一部を収容する孔部３５２を含む。例示としての一実施形態の場合には、旋回セグメント３０６の第３の円形端部３４６は、内壁３５４のすぐ近くに位置する。上部スロット３５６が設けられていて、その形はほぼ長方形である。さらに、孔部３５８は、スロット壁部３６０から外壁部３６２に延びる。もう１つの孔部３６４が、第１の回転可能なセグメント３０４内の上記の孔部３４０と同じように、テンション・クランプ３１４と一緒に使用するために設けられている。孔部３５８、３６４は、それぞれ軸３６６、３６８の周囲に配置されていて、例示としての一実施形態の場合には、これらの軸は相互にほぼ平行である。
カバー３７０は、鋸歯状部分３７２、弓形凹部３７４、肩部３７６および孔部３７８を有する。カバー３７０は、好適には、第２の回転可能なセグメント３０８の上部スロット３５６とほぼ同じサイズにすることが好ましい。凹部３７４は、旋回セグメント３０６の第３の円形端部３４６を収容し、保持するように構成され、そのような寸法を有する。そのため、端部３４６はその内部で回転することができる。カバー３７０が上部スロット３５６内に挿入されると、肩部３７６は、好適には、スロット壁部３６０と端接することが好ましい。好適には、第２の円筒部分３４５は、鋸歯を有し、そのため、カバー３７０の鋸歯３７２が部分３４５と係合することが好ましい。
さらに、ねじ付き孔部を備えるインサート・ナット３３０ｄが孔部３５８のシート内に設けられていて、ファスナー３３２が、ヘッドの球形の下部が孔部３７８の球形のシート内に位置することができるように、同軸孔部３７８、３５８内に挿入されると、ファスナー３３２はねじ込み可能にインサート・ナット３３０ｄと係合する。それ故、第１の回転可能なセグメント３０４と旋回セグメント３０６との組み合わせは、ファスナー３３２が緩んだ場合、第２の回転可能なセグメント３０８に対して自由に回転することができ、一方、ファスナー３３２がカバー３７０の鋸歯状部分３７２および鋸歯状の第２の円筒部分３４５を引き寄せてしっかりと係合した場合には、回転は阻止される。ファスナー３３２のヘッドは、それぞれ、テンション・クランプ３１２、３１４およびカバー３７０の対応する球形の凹部と係合するための球形の下部を含むことができる。
本発明についていろいろと説明してきたが、種々の機能は単独でまたは任意の組み合わせで使用することができることを理解されたい。それ故、本発明は、本明細書に記載した特に好適な実施形態のみに制限されない。
さらに、本発明関連の当業者であれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、種々の変更および修正に思い付くことができることも理解されたい。例えば、伸延装置ナット、インサート・ナット、および止めネジを、一緒に使用する構成部材と一体に形成することができる。場合によっては、インサート・ナットは、ねじ付き孔部を供給する。他の実施形態の場合には、ねじ付きインサート・ナットを使用しないですむように、ねじ山を構成部材と一体に形成することができる。
本発明の他の実施形態は、伸延装置バー以外の構成部材と一緒に使用することができる、いくつかの伸延装置ジョイント・アセンブリのような、本明細書に開示する異なる構成のジョイントを使用することができる。また、本発明の固定装置を伸延装置ジョイント・アセンブリおよびＴクランプ・ジョイント・アセンブリの両方で説明したが、他の構成の固定装置も本発明の範囲内に含まれる。このような実施形態の中の１つは、１つまたはそれ以上の伸延装置ジョイント・アセンブリを含むことができるが、Ｔクランプ・ジョイント・アセンブリを含むことはできない。さらに、伸延装置クランプ・アセンブリおよびＴクランプ・アセンブリについて説明したが、ある種の固定装置は、１つのタイプだけのクランプ・アセンブリまたは本明細書に記載したもの以外のクランプ・アセンブリを有することができる。さらに、本発明のために説明した材料を、他のＸ線透過性材料を使用することにより修正することができる。さらに、相互係合素子および／または構成部材と一緒に使用するための鋸歯について説明してきたが、代わりに、切子面を有する表面のような他の適当な嵩高加工を有する面を使用することもできる。それ故、本明細書の開示から、当業者であれば容易に行うことができるすべての修正は本発明の他の実施形態として本発明に含まれる。
骨の外部固定用装置の一実施形態の分解図である。 図１の伸延装置本体の分解図である。 図２の伸延装置本体の一方の端部のところの側面図である。 本体端部の中間の図２の伸延装置本体の断面図である。 ＩＩＣ−ＩＩＣ線に沿って切断した、図２の伸延装置本体の断面図である。 図１のロック片である。 図１のロック・バーである。 図１のもう１つのロック片である。 図１の止めネジである。 図１の伸延装置クランプ・アセンブリの分解図である。 図１の伸延装置バーの側面図である。 それぞれＩＶＢ−ＩＶＢ線およびＩＶＣ−ＩＶＣ線に沿って切断した、図４Ａの伸延装置バーの断面図である。 図１の第１の本体部分の分解斜視図である。 図５の第１の本体部分の組立斜視図である。 Ｏリングを含まない、図５の第１の本体部分の部分断面斜視図である。 図１の第１のロック片の側面図である。 図１の第１のロック片のＶＥ−ＶＥ線に沿って切断した断面図である。 図１の第２のロック片の側面図である。 図１の第２のロック片のＶＧ−ＶＧ線に沿って切断した断面図である。 図５のウェッジ・アクチュエータの側面図である。 図５のウェッジ・アクチュエータの底面図である。 図５のウェッジ・アクチュエータの平面図である。 図５のウェッジ・アクチュエータの前面図である。 図５Ｈのウェッジ・アクチュエータのＶＬ−ＶＬ線に沿って切断した断面図である。 図１のジョイント・止めネジの側面図である。 図１の伸延装置ジョイント・アセンブリの本体ジョイントの側面図である。 ＶＯ−ＶＯ線に沿って切断した、図５Ｎの伸延装置ジョイント・アセンブリの本体ジョイントの断面図である。 図５Ｎの伸延装置ジョイント・アセンブリの本体ジョイントのもう１つの側面図である。 ＶＱ−ＶＱ線に沿って切断した、図５Ｐの伸延装置ジョイント・アセンブリの本体ジョイントの断面図である。 図１の中央クランプ・アセンブリのジョイントの側面図である。 それぞれＶＩＢ−ＶＩＢおよびＶＩＣ−ＶＩＣ線に沿って切断した、図６Ａの中央クランプ・アセンブリのジョイントの断面図である。 図１のカップリングの側面図である。 ＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に沿って切断した、図７Ａのカップリングの断面図である。 ＶＩＩＣ−ＶＩＩＣ線に沿って切断した、図７Ａのカップリングの断面図である。 ペアのカップリングがその中に挿入された図６Ａの中央クランプ・アセンブリである。 ＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿って切断した、図８Ａの組立中央クランプ・アセンブリの断面図である。 図８Ａの組立中央クランプ・アセンブリの分解斜視図である。 図１の第２の本体部分の分解斜視図である。 図９Ａの第２の本体部分の組立斜視図である。 図９ＡのＴクランプ・リンクの断面図である。 図１のＴクランプ・アセンブリの分解斜視図である。 図１のＴクランプ・ピボットの平面図である。 図１０ＢのＴクランプ・ピボットの側面図である。 図１０ＢのＴクランプ・ピボットのＸＤ−ＸＤ線に沿って切断した断面図である。 骨の外部固定用装置と一緒に使用するための、ジョイント・アセンブリのもう１つの実施形態の分解図である。 図１１のテンション・クランプの斜視図である。 図１２Ａのテンション・クランプの側面図である。 図１２Ａのテンション・クランプのＸＩＩＣ−ＸＩＩＣ線に沿って切断した断面図である。 図１２Ａのテンション・クランプの繊維強化の方向を示す。 ＸＩＩＥ−ＸＩＩＥ線に沿って切断した、図１２Ｃのテンション・クランプの断面図である。 図１２Ａのテンション・クランプの平面図である。 図１１のインサート・ナットの斜視図である。 図１１の第１の回転可能なセグメントの平面図である。 ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿って切断した、図１２Ｈの第１の回転可能なセグメントの断面図である。 中央の縦方向の面に沿って切断した、図１１の回転可能なセグメント・キャップの断面図である。 図１１の本体の底面図である。 ＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線に沿って切断した図１３Ａの本体の断面図である。 図１３Ａの本体の平面図である。 図１１のカバーの底面図である。 ＸＩＩＩＥ−ＸＩＩＩＥ線に沿って切断した、図１３Ｄのカバーの断面図である。
符号の説明
１０ 調整可能な固定装置 １２ 伸延装置本体
１４ クランプ・アセンブリ １８ 伸延装置バー
２０ ジョイント・アセンブリ ２２、２８ カップリング
３０ Ｔクランプ・ジョイント・アセンブリ
３２ Ｔクランプ・リンク ３４ Ｔクランプ・アセンブリ
３６ Ｔクランプ・ピボット ３９、１１４，１１６ 軸
９８、１００ ロック片 １０２ ロック・バー
１０４ 止めネジ １１２ 伸延装置ナット
１２４ スケール １２９ ジョイント・止めネジ
１３２ ウェッジ・アクチュエータ １７０、１７２ ピン
１８６ スリット ２００ 中央クランプねじ
２０２ 球形ワッシャー ２０４ ねじ込みインサート
２５２ Ｔクランプ・ピボット・ピン ２５４ クロス・ピン
２６０ Ｔクランプ・止めネジ ３３２ ファスナー

Claims (28)

  1. 骨用固定装置であって、
    それぞれが少なくとも１つの骨用ファスナーを収容するための少なくとも２つのクランピング・アセンブリと、
    前記クランピング・アセンブリ間に配置されている本体とを備え、前記本体が、第１および第２の端部と、第１のカップリング部材と、第２のカップリング部材とを有し、
    前記第１のカップリング部材が、第１の軸を中心にして前記本体の前記第１の端部にピボット回転可能に結合し、
    前記第２のカップリング部材が、第２の軸を中心にして前記本体の第２の端部にピボット回転可能に結合し、さらに、
    並進軸に沿って配置されている穿孔を有する前記本体内に位置するウェッジと、
    並進軸に沿って配置されていて、動作できるように前記ウェッジと関連しているロッキング部材と、
    前記第１のカップリング部材と前記ウェッジとの間に配置されている第１の可動素子と、
    前記第２のカップリング部材と前記ウェッジとの間に配置されている第２の可動素子とを備え、
    前記ウェッジが、前記カップリング部材のピボット回転を阻止するために前記可動素子と係合することができ、前記本体に対してピボット回転可能に、前記可動素子から外れることができ、
    少なくとも１つのカップリング部材と少なくとも１つの可動素子がそれぞれ嵩高加工のある部分を互いにしっかりとロックすることができ、
    前記第１のおよび第２の可動素子が相互の方向に弾性で片寄りされている骨用固定装置。
  2. 前記ロッキング部材が、並進軸に沿って正しい位置に固定され、前記並進軸を中心にして回転できる、請求項１に記載の骨用固定装置。
  3. 前記可動素子が、前記ウェッジとスライド可能に関連する、請求項２に記載の骨用固定装置。
  4. 前記嵩高加工のある部分が、鋸歯および切子面から選択した嵩高加工を含む、請求項１に記載の骨用固定装置。
  5. 前記本体の少なくとも一部が、円筒内面を有し、前記可動素子が、前記円筒表面とスライド可能に関連するように構成され、そのような寸法を有する、請求項３に記載の骨用固定装置。
  6. 前記ウェッジが、相互に交差して配置されている第１および第２の外部係合面を備える、請求項１に記載の骨用固定装置。
  7. 前記第１および第２の外部係合面が、約１０度〜約７０度の範囲内のある角度で配置されている、請求項６に記載の骨用固定装置。
  8. 前記第１および第２の外部係合面が、約２２度の角度で配置されている、請求項７に記載の骨用固定装置。
  9. 前記可動素子が、それぞれ、内部係合面を備え、前記可動素子の係合面が、前記ウェッジの前記第１および第２の外部係合面とほぼ同じ角度で配置されている、請求項８に記載の骨用固定装置。
  10. 前記第１および第２の軸が、相互に交差するように配置されている、請求項１に記載の骨用固定装置。
  11. 前記第１および第２の軸が相互にほぼ垂直に配置されている、請求項１０に記載の骨用固定装置。
  12. 前記クランピング・アセンブリの中の少なくとも１つが、前記第１のカップリング部材に動作できるように関連している、請求項１に記載の骨用固定装置。
  13. 前記少なくとも１つのクランピング・アセンブリが、前記第１のカップリング部材に対して並進できる、請求項１２に記載の骨用固定装置。
  14. 前記第１のカップリング部材と動作できるように関連している伸延装置本体をさらに備え、前記クランピング・アセンブリの中の少なくとも１つが、前記伸延装置本体と動作できるように関連している、請求項１に記載の骨用固定装置。
  15. 少なくとも１つのクランピング・アセンブリが、前記伸延装置本体に対して並進することができ、前記伸延装置本体に解放可能にロックすることができる、請求項１４に記載の骨用固定装置。
  16. 前記クランピング・アセンブリの中の少なくとも１つが、前記第１および第２のカップリング部材の中の少なくとも１つを備える、請求項１に記載の骨用固定装置。
  17. ジョイント・アセンブリをさらに備え、前記ジョイント・アセンブリが、
    穿孔軸に沿ってその中を延びる穿孔と、前記穿孔軸を横切るファスナー軸に沿って延びるファスナー孔部とを有するジョイント・アセンブリ本体を備え、前記本体が外面および内部穿孔面を有し、さらに、
    前記穿孔軸に沿ってまた前記ファスナー孔部を横切って前記外面から前記内部穿孔面に延びるスリットを備え、前記スリットが、分離幅を有する対向スリット面を形成し、さらに、
    前記ファスナー孔部に収容できるように構成され、そのような寸法を有するファスナーを備え、
    前記穿孔のサイズが、前記対向スリット面の分離幅を変えることにより調整することができる、請求項１に記載の骨用固定装置。
  18. 前記ジョイント・アセンブリ本体が、前記内部穿孔面上に半径方向に配置されている少なくとも１つのリブをさらに備える、請求項１７に記載の骨用固定装置。
  19. 前記第２のカップリング部材が、前記リブにより前記ジョイント・アセンブリ内に保持される、請求項１８に記載の骨用固定装置。
  20. 前記ジョイント・アセンブリ本体が、第２のリブをさらに備え、第３のカップリング部材が、前記第２のリブにより前記ジョイント・アセンブリ内に保持される、請求項１９に記載の骨用固定装置。
  21. 前記第２および第３のカップリング部材が、インサート部材により一緒に結合されている前記穿孔内に配置されている対向面を有する、請求項２０に記載の骨用固定装置。
  22. 前記インサート部材が、前記第２および第３のカップリング部材の凹部内を延びる、請求項２１に記載の骨用固定装置。
  23. 前記第３のカップリング部材と前記クランピング・アセンブリの第２のものとの間に配置されているリンク部材をさらに備える、請求項２２に記載の骨用固定装置。
  24. 前記リンク部材が、前記第２のクランピング・アセンブリにピボット回転可能に関連している、請求項２３に記載の骨用固定装置。
  25. 前記スリットが、第１および第２のセクションを含み、前記セクションが相互に約２０度〜５０度の範囲内のある角度で配向されている、請求項１７に記載の骨用固定装置。
  26. 前記ジョイント・アセンブリが、繊維強化ポリマーから形成される、請求項１７に記載の骨用固定装置。
  27. 第２の本体をさらに備え、前記第２の本体が、第２のウェッジと、第２のロッキング部材と、第３の可動素子と、第４の可動素子とを備える、請求項１に記載の骨用固定装置。
  28. 前記穿孔およびロッキング部材が、相互にねじ込み可能に関連する、請求項１に記載の骨用固定装置。
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