DE3711013C1 - Pedicle screw - Google Patents

Pedicle screw

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DE3711013C1
DE3711013C1 DE19873711013 DE3711013A DE3711013C1 DE 3711013 C1 DE3711013 C1 DE 3711013C1 DE 19873711013 DE19873711013 DE 19873711013 DE 3711013 A DE3711013 A DE 3711013A DE 3711013 C1 DE3711013 C1 DE 3711013C1
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pedicle screw
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DE19873711013
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German (de)
Inventor
Juergen Prof Dr Harms
Lutz Biedermann
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Harms Juergen
Lutz Biedermann
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Abstract

The invention relates to a pedicle screw (1) having a screw thread and a reception part, as is used for monosegmental or multisegmental stabilisation of the spine. In order to facilitate insertion and to improve the connection between the screw and the threaded rod which is to be connected to it, the reception part (3) and fixing screws interacting therewith have the shape of hollow spherical segments and of spherical segments respectively, fitting into one another. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Pedikelschraube zur Stabili sierung von Wirbelsäulensegmenten, mit einem Gewindeschaft teil und einem kopfseitig vorgesehenen Aufnahmeteil für ei ne Stange, wobei die Stange und das Aufnahmeteil durch zwei an dem Aufnahmeteil angreifende Muttern fest miteinander ver bindbar sind. The invention relates in part to a pedicle screw for Stabili tion of spinal segments, having a threaded shank and a head end provided for receiving part for egg ne rod, the rod and the receiving part are fixed to each other ver bindable by two engaging the receiving part nuts. Derartige Schrauben werden zur mono- und mul tisegmentalen Stabilisierung der Wirbelsäule verwendet. Such screws are used for mono- and mul tisegmentalen stabilization of the spine.

Eine derartige Pedikelschraube ist aus der DE 26 49 042 B1 bekannt. Such a pedicle screw is known from DE 26 49 042 B1. Die Schraube weist einen Gewindeteil und einen starr damit verbundenen, am kopfseitigen Ende vorgesehenen Aufnahmeteil auf. The screw has a threaded portion and a rigid associated, provided at the head end of the receiving part. Es werden mehrere Paare solcher Schrauben jeweils in einem Abstand voneinander beidseitig von der Wirbelsäule in die Wirbelkörper eingeschraubt. In each case, screwed a plurality of pairs of such screws in a distance from each other on both sides of the spine into the vertebral bodies. Die jeweiligen Aufnahmeteile weisen Aufnahmeschlitze auf. The respective receiving parts have receiving slots. Durch diese Aufnahmeschlitze der rechten bzw. linken Gruppe der Schrauben wird jeweils eine Gewindestange geführt. By this receiving slots of the group of the right and left screw, a threaded rod is guided in each case. An beiden Seiten des jeweiligen Aufnahmeteiles sind Muttern auf der Gewindestange als Fixie rungsschrauben vorgesehen, mit denen die Stange am jeweili gen Aufnahmeteil fixiert wird. On both sides of the respective receiving part nuts are provided approximately screws on the threaded rod as a fixed gear with which the rod is fixed at jeweili gene receiving part. An den Stellen, an denen die Muttern an dem Aufnahmeteil angreifen, sind zylinderförmige Vertiefungen vorgesehen. At the points where the nuts engage the receiving part-cylindrical recesses are provided. Sie Muttern greifen in die Vertie fungen ein und liegen am Grund der Vertiefungen an. To access nuts into the Vertie levies and are at the bottom of recesses on. Dadurch soll verhindert werden, daß die in den Aufnahmeschlitz ein gesetzte Gewindestange sich aus diesem heraushebt. This is to prevent that which singles out into the slot a set threaded rod for this. Ein Nach teil dieser Lösung besteht darin, daß es sehr schwierig ist, die Schrauben einerseits fest in die Wirbelkörper einzu schrauben und andererseits die Schrauben in zwei Ebenen ge rade so zu stellen, daß die Achsen der Aufnahmeschlitze in den übereinander befindlichen Aufnahmeteilen so ausgerichtet sind, daß die Gewindestange ohne Verspannung der Schrauben durch die Aufnahmeschlitze hindurchführbar ist und die Muttern vollflächig auf dem Grund der zylinderförmigen Aus nehmungen aufliegen und so eine feste Verbindung bilden und sich im späteren Gebrauch keine Lockerung der Muttern ein stellt. A post portion of this solution is that it is very difficult to screw einzu screws on the one hand fixed in the vertebral bodies and on the other hand, the screws ge in two planes rade so as to provide that the axes of the receiving slots are aligned in the superimposed located receiving portions in such a way that the threaded rod without clamping of the screws can be passed through the receiving slots and recesses lie completely flat on the base of the cylindrical from the nuts and thus form a firm connection and sets in later use no loosening of the nuts.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pedikelschraube der ein gangs beschriebenen Art zu schaffen, die das Einsetzen er leichtert und eine dauerhafte Verbindung zwischen den Muttern und dem Aufnahmeteil ermöglicht. The object of the invention is to provide a pedicle screw of a type described at which it facilitates the insertion and allows a permanent connection between the nuts and the receiving part.

Diese Aufgabe wird durch eine Pedikelschraube der eingangs beschriebenen Art gelöst, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß der jeweilige das Widerlager für die Muttern bildende Teil des Aufnahmeteiles als hohlkugelseg mentförmige Pfanne und der damit in Eingriff bringbare Teil der Mutter als Kugelsegment mit entsprechendem Radius ausge bildet sind. This object is achieved by a pedicle screw of the type described in the introduction, which is characterized according to the invention characterized in that the respective abutment for the nuts forming part of the receiving part as hohlkugelseg ment-shaped pan and the resulting engageable portion of the mother as a spherical segment with corresponding radius are formed out.

Durch diese Lösung wird erreicht, daß die Mutter vollflächig an der diese aufnehmenden Pfanne anliegt. By this solution is achieved in that the nut bears on the receiving pan this entire surface. Einerseits wird dadurch verhindert, daß Scherkräfte über die Mutter auf die Gewindestange übertragen werden. On one hand, is prevented by the fact that shear forces on the nut to be transmitted to the threaded rod. Andererseits entsteht durch das vollflächige Anliegen eine feste Verbindung, die ein Lö sen durch das Tragen verhindert. On the other hand a fixed connection, the sen a Lö prevented from wearing caused by the full-surface concerns.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren. Further features and advantages of the invention will become apparent from the description of an embodiment with reference to FIGS. Von den Figuren zeigt The figures show

Fig. 1 eine Ausführungsform in Seitenansicht, teilweise geschnitten; 1 shows an embodiment in side elevation, partly in section.

Fig. 2 einen Teil aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab; Figure 2 shows a part of Figure 1 on an enlarged scale..;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den in Fig. 2 gezeigten Teil; Fig. 3 is a plan view of the part shown in Figure 2.

Fig. 4 ein Teil aus Fig. 1 in geändertem Maßstab; Figure 4 is a part of Figure 1 on a different scale..;

Fig. 5 das in Fig. 4 gezeigte Teil in einer um 90° ge drehten Darstellung, teilweise im Schnitt; Figure 5 shows the part shown in Figure 4 in a ge 90 ° turned view, partially in section..;

Fig. 6 das in Fig. 4 gezeigte Teil von der Rückseite; Fig. 6 is the part of the back shown in Fig. 4;

Fig. 7 das in Fig. 5 gezeigte Teil von oben; Fig. 7 is the part of the top shown in Figure 5. und and

Fig. 8 ein Ringelement aus der in Fig. 1 gezeigten Darstel lung in vergrößertem Maßstab. Fig. 8 is a ring member from the position shown in Fig. 1 depicting lung in an enlarged scale.

Bei der beschriebenen Ausführungsform weist die Transpedikel schraube 25 einen Gewindeschaftteil 26 und einen Aufnahme teil 27 auf. In the described embodiment, the Transpedikel screw 25 has a threaded shank portion 26 and a receiving part 27.

Der Gewindeschaftteil 26 umfaßt einen Gewindeteil 28 zum Ein schrauben in die Wirbelkörper. The threaded shank portion 26 includes a threaded portion 28 for a screw in the vertebral body. Am kopfseitigen Ende des Ge windeteiles ist ein kugelsegmentförmiger Kopf 29 vorgesehen. At the head end of the Ge threaded part a spherical segment-shaped head 29 is provided. Dieser weist auf seiner dem Gewindeteil abgewandten Seite eine sich senkrecht zur Achse des Gewindeteiles 28 er streckende ebene Fläche 30 auf, die dadurch gebildet ist, daß ein Abschnitt der Kugel abgeschnitten ist. This has, on its side remote from the threaded portion side of the perpendicular to the axis of the threaded part 28 stretching he flat surface 30 which is formed by a portion of the ball is cut off.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist koaxial zu dem Gewinde teil 28 eine Sechskantbohrung 31 vorgesehen. As is apparent from Fig. 3, is provided coaxially with the threaded portion 28 has a hexagonal bore 31. In diese kann mit einem Inbusschlüssel zum Einschrauben des Gewindeschaft teiles 26 in den Wirbelkörper eingegriffen werden. In this can be taken into the vertebral body 26 with an Allen wrench to screw in the threaded shank portion.

Der Aufnahmeteil 27 umfaßt zwei Kopfhälften 32, 33 sowie ei nen diese zusammenhaltenden Haltering 34 . The receiving portion 27 comprises two head halves 32, 33 as well as egg NEN this cohesive retaining ring 34th

Jede Kopfhälfte weist auf ihrer der anderen Kopfhälfte zuge wandten Innenseite einen kugelsegmentförmigen Abschnitt 35 auf. Each half of the head has a spherical segment-shaped portion 35 at its the other half of the head facing inside. Der Innenradius der Kugel entspricht dem Außenradius des Kopfes 29 . The inner radius of the sphere corresponds to the outer radius of the head 29th An den kugelsegmentförmigen Abschnitt schließt sich ein Halsabschnitt 36 an. The spherical segment-shaped portion, a neck portion 36 connects. Dieser hat die Form eines Seg mentes eines Kegelabschnittes und ist von dem kugelsegment förmigen Abschnitt ausgehend nach außen divergent ausgebil det. This has the shape of a truncated Seg mentes portion and is starting divergent ausgebil det of the spherical segment-shaped portion to the outside. Die Achse des Halsabschnittes geht durch den Mittelpunkt des kugelsegmentförmigen Abschnittes 35 . The axis of the neck portion passes through the center of the spherical segment-shaped portion 35th Auf der dem Halsab schnitt gegenüberliegenden Seite des kugelsegmentförmigen Abschnittes 35 erstreckt sich senkrecht zu der Symmetrie achse von Halsabschnitt und kugelsegmentförmigem Abschnitt ein Aufnahmeschlitz 37 , an dessen der anderen Kopfhälfte ab gewandten Außenseite eine Versenkung 38 vorgesehen ist. On the opposite side of the cut Halsab spherical segment-shaped portion 35 extends perpendicular to the axis of symmetry of the neck portion and kugelsegmentförmigem section a receiving slot 37 to which the other half of the head from facing outer side, a countersink 38 is provided. Die Breite des Aufnahmeschlitzes ist so gewählt, daß eine aufzu nehmende Gewindestange 39 lose durch diesen hindurchführbar ist, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. The width of the receiving slot is selected so that a aufzu participating threaded rod 39 is loosely be guided therethrough, as can be seen in FIG. 1.

Im Bereich des Halsabschnittes 36 weist die Kopfhälfte eine sich senkrecht zur Symmetrieachse von Halsabschnitt und ku gelsegmentförmigem Abschnitt erstreckende nutenförmige Aus nehmung 40 auf. In the area of the neck portion 36, the head half includes a vertically extending axis of symmetry of the neck portion and groove-like portion ku gelsegmentförmigem from recess 40.

Die beiden Kopfhälften 32, 33 sind identisch ausgebildet. The two head halves 32, 33 are identically formed. Ihre Abmessungen sind so gewählt, daß der Mittelpunkt 41 des kugelsegmentförmigen Abschnittes 35 jeweils einen Bruchteil eines Millimeters außerhalb der der jeweiligen zweiten Kopf hälfte gegenüberliegenden Trennebene 42 liegt, so daß bei Zusammenfügen der beiden Kopfhälften 32, 33 parallel zuein ander um den Kopf ein Spalt 43 zwischen den beiden Hälften entsteht. Their dimensions are chosen so that the center 41 of the spherical segment-shaped portion 35 outside of the side opposite to the respective second head half parting plane 42 is located in each case a fraction of a millimeter, so that when joining the two head halves 32, 33 parallel to each other around the head, a gap 43 formed between the two halves.

Der Haltering 34 weist eine innere Oberfläche 44 auf, die praktisch die Negativform der Außenfläche des Halsabschnittes 36 ist. The retaining ring 34 has an inner surface 44 which is substantially the negative of the outer surface of the neck portion 36th Insbesondere weist die innere Oberfläche 44 einen in die nutenförmige Ausnehmung 40 hineinpassenden hervor stehenden Wulst 45 mit jeweils daran angrenzenden seitlichen Randbereichen 46, 47 auf. In particular, the inner surface 44 has a fitting into the groove-shaped recess 40 protruding bead 45 with adjoining each lateral edge regions 46, 47. Der Innendurchmesser des Halterin ges 34 , also insbesondere des Wulstes 45 und der Randberei che 46, 47 ist so gewählt, daß der Ring 34 eine solche Spannung auf die beiden Kopfhälften 32, 33 ausübt, wenn diese in der in Fig. 1 gezeigten Weise zunächst noch ohne einge setzte Gewindestange 39 auf den Kopf 29 aufgesetzt sind, daß sie innerhalb eines durch die Konizität des Halsabschnittes 36 bestimmten Winkels frei um die Längsachse des Gewinde schaftteiles 26 schwenkbar sind und für das Einsetzen der Gewindestange 39 ausreichend fest mit dem Kopf und somit mit dem Gewindeschaftteil 26 so verbunden sind, daß die beiden Kopfhälften in dem von dem Ring umfaßten Bereich weiter zu sammen sind als in dem gegenüberliegenden, den Aufnahme schlitz aufweisenden Bereich. The inner diameter of the keeper ges 34, ie in particular the bead 45 and the edge preparation surface 46, 47 is selected so that the ring 34 such a voltage to the two head halves 32, 33 exert, when it in the position shown in Fig. 1 example, first not yet been put threaded rod are mounted on the head 29 39 that it about the longitudinal axis of the threaded shaft portion 26 are pivoted within a region defined by the taper of the neck portion 36 angle-free and sufficient for the insertion of the threaded rod 39 integral with the head and thus with are the threaded shaft portion 26 is connected so that the two head halves are further included together in the area of the ring than in the opposite, slot the receiving having area.

Wie am besten aus den Fig. 4 und 8 ersichtlich ist, ist die Versenkung 38 als hohlkugelförmige Pfanne ausgebildet, wobei der Mittelpunkt des hohlkugelförmigen Abschnittes je weils auf einer Geraden liegt, die in der am besten aus Fig. 4 ersichtlichen Weise vom Grund des Aufnahmeschlitzes 37 in der Höhe einen Abstand aufweist, der ein wenig größer ist als der Radius der Gewindestange 39 . As is best seen in FIGS. 4 and 8, the sinking 38 is formed as a hollow spherical cup, the center of the hollow spherical portion, depending weils on a straight line in the manner shown best in FIG. 4 way from the bottom of the receiving slot in height has a distance 37 which is slightly larger than the radius of the threaded rod. 39 Die Achse erstreckt sich durch den Aufnahmeschlitz und durch dessen Mitte. The axis extends through the receiving slot and through the center thereof.

Die mutternförmigen Fixierschrauben 48, 49 weisen an den der jeweiligen Versenkung gegenüberliegenden Seiten konvexe ku gelsegmentförmige Abschnitte 51, 52 auf. The nut-shaped fixing screws 48, 49 have at the opposite sides of the respective sinking convex ku gelsegmentförmige portions 51, 52. Diese sind so aus gerichtet, daß der jeweilige Mittelpunkt auf der durch das Innengewinde der Mutter laufenden Mittenachse liegt. These are so directed from in that the respective center lies on the current through the inner thread of the nut center axis. Die Radien sind im wesentlichen gleich den Radien der kugelseg mentförmigen Versenkung 38 . The radii are substantially equal to the radii of kugelseg ment shaped sinking 38th Dadurch wird erreicht, daß beim Festschrauben der mutternförmigen Fixierschrauben 48, 49 die kugelsegmentförmigen Abschnitte auch bei geringer Verkantung der Gewindestange 39 gegen die Mittenachse des Aufnahme schlitzes 37 vollflächig an den hohlkugelsegmentförmigen Pfannen anliegen. It is thereby achieved that when tightening the nut-shaped fixing screws 48, 49, the spherical segment-shaped portions over the entire surface even at a low applied jamming of the threaded rod 39 against the center axis of the receiving slot 37 to the hollow spherical segment-shaped pans. Ein Verkanten der Muttern entfällt. Tilting of the nuts is eliminated. Dar über hinaus liegen die Muttern mit ihrer ganzen Oberfläche an den Pfannen an. Dar beyond are the nuts with their entire surface to the pans.

Bevorzugt ist entweder die Oberfläche der Pfannen oder die der kugelsegmentförmigen Abschnitte der Fixierschrauben 48, 49 oder die Oberflächen beider jeweils zusammenwirkender Tei le aufgerauht, so daß beim Fixieren durch Festziehen der Fixierschrauben 48, 49 durch eine Art Kaltverschweißung eine feste Verbindung entsteht, die sich nicht unbeabsichtigt löst. Either the surface of the pans or the spherical segment-shaped portions of the fixing screws 48, 49, or the surfaces of both each cooperating Tei le is preferably roughened so that a fixed connection is formed in fixing by tightening the fixing screws 48, 49 by a kind of cold welding that does not itself unintentionally released.

Zum Einsetzen der Pedikelschraube nach der in den Fig. 1-8 beschriebenen Ausführungsform wird zunächst die Pedi kelschraube in die jeweiligen Wirbelkörper dadurch einge schraubt, daß mit der Inbusschraube durch die Aufnahme schlitze hindurch in die Sechskantbohrung zum Schrauben ein gegriffen wird. To insert the pedicle screw in the manner described in FIGS. 1-8 embodiment, the Pedi is first kelschraube into the respective vertebral bodies screwed characterized in that with the screw through the receiving slots and into the hexagonal bore for screwing a is gripped. Nach dem Einschrauben werden die Aufnahmetei le 27 mit den beiden durch den Haltering 34 zusammengehalte nen Kopfhälften 32, 33 so in ihrer Richtung ausgerichtet, daß die Gewindestangen 39 ohne Einwirkung von Scherkräften in die Aufnahmeschlitze 37 einsetzbar sind. After screwing the Aufnahmetei be le 27 with the two through the retaining ring 34 together contents NEN head halves 32, 33 oriented in direction, that the threaded rods 39 can be used without the action of shear forces in the receiving slots 37th Die Gewindestan gen werden dann jeweils mit in den Versenkungen 38 sitzenden Fixierschrauben 48, 49 fixiert. The threaded Stan gene are then fixed with each seated in counterbores 38 fixing screws 48, 49th Die Fixierschrauben können dabei je nach Wunsch entweder so fest angezogen werden, daß das Aufnahmeteil 27 sich nicht mehr um den Kopf 29 herum ver schwenken läßt und somit eine im wesentlichen starre Verbin dung zwischen Aufnahmeteil 27 und Gewindeschaftteil 26 ent steht, oder die Schrauben werden nur so weit angezogen, daß noch eine gewünschte gedämpfte Bewegung zwischen den beiden Teilen möglich ist. The locking screws can, depending on the desire to be either tightened so that the receiving part can no longer be ver pivot 27 to the head 29 around and thus dung a substantially rigid Verbin is ent between the receiving part 27 and threaded shank portion 26, or the screws are only so far attracted so that a desired damped movement between the two parts is possible.

Mit beiden oben beschriebenen Ausführungsformen der Pedikel schraube wird eine um die Symmetrieachse unbegrenzte freie Bewegung und in horizontaler und vertikaler Richtung eine voreinstellbare Bewegung, die vorzugsweise bei einem Winkel von 10 bis 30° liegt, erreicht. With both the above described embodiments of the pedicle screw an unlimited free movement around the symmetry axis and in horizontal and vertical directions a presettable movement, which is preferably at an angle of 10 ° to 30 ° is achieved. Bei der zuletzt beschriebe nen Ausführungsform wird zusätzlich erreicht, daß die Bau länge der Pedikelschraube besonders kurz gehalten ist. In the last-described embodiment, in addition nen achieved that the construction length of the pedicle screw is kept particularly short.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind Gewinde schaftteil 26 und Aufnahmeteil 27 gelenkig miteinander ver bunden. In the above-described embodiment, threaded shaft portion 26 and receiving portion 27 are hingedly connected to each other ver. Nach einer anderen Ausführungsform sind Gewinde schaftteil und Aufnahmeteil einstückig in der Weise ausgebil det, daß der Gewindeschaftteil an seinem Kopf den Aufnahme teil einstückig angeformt hat. In another embodiment, threaded shaft portion are integrally and receiving part ausgebil det in such a manner that the threaded shaft portion has at its head part the receptacle integrally formed. Die Ausbildung der Widerlager flächen für die Fixierschrauben und die Fixierschrauben selbst sind in gleicher Weise wie oben beschrieben ausgebil det. The formation of the abutment faces for the fixing screws and the fixing screws themselves are ausgebil det in the same manner as above.

Claims (4)

  1. 1. Pedikelschraube ( 25 ) zur Stabilisierung von Wirbelsäulen segmenten, mit einem Gewindeschaftteil ( 26 ) und einem kopf seitig vorgesehenen Aufnahmeteil ( 27 ) für eine Stange ( 39 ), wobei die Stange ( 39 ) und das Aufnahmeteil ( 27 ) durch zwei an dem Aufnahmeteil ( 27 ) angreifende Muttern fest miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige das Widerlager ( 38 ) für die Muttern bildende Teil des Aufnahmeteiles ( 27 ) als hohlkugelsegmentförmige Pfanne und der damit in Eingriff bringbare Teil der Mutter als Kugelsegment mit entsprechen dem Radius ausgebildet sind. 1. pedicle screw (25) segments for the stabilization of vertebral column, with a threaded shank part (26) and a head end provided for receiving part (27) for a rod (39), said rod (39) and the receiving part (27) by two at the receiving part (27) engaging bolts are firmly connected to one another, characterized in that the respective abutment (38) corresponding to forming part of the receiving part (27) of a hollow spherical segment-shaped socket and thus engageable portion of the mother as a spherical segment for the nuts with the radius are formed.
  2. 2. Pedikelschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aufnahmeteil ( 27 ) und Gewinde schaftteil ( 26 ) gelenkig miteinander verbunden sind. 2. A pedicle screw according to claim 1, characterized in that the receiving part (27) and threaded shank portion (26) are hinged together.
  3. 3. Pedikelschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aufnahmeteil und Gewindeschaft teil einstückig ausgebildet sind. 3. A pedicle screw according to claim 1, characterized in that the receiving part and threaded shaft portion are integrally formed.
  4. 4. Pedikelschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der hohlkugelförmigen Pfanne und/oder des Kugelsegmentes rauh ausgebildet ist. 4. A pedicle screw according to one of claims 1 to 3, characterized in that the surface of the hollow spherical pan and / or the spherical segment is formed rough.
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