JP2013154172A - 多軸骨固定装置およびその製造方法 - Google Patents

多軸骨固定装置およびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】設計容易性および取扱い性を改善した骨固定装置を提供する。
【解決手段】骨固定装置は、頭部３とシャフト２とを有する骨固定要素１と受け部４とを含み、受け部４は、収容スペース８と収容スペース８と連通するボア４１とを有し、およびボア４１の中で移動するように構成され、頭部３と係合するための第１表面およびロッドが作用する第２表面を備える圧力部材６を含み、圧力部材６は、第１位置および第２位置を取るように構成され、第１位置を取るとき、頭部３を受け部４にロックする前に、シャフト２を所望の角度位置に維持できるように、第１位置において予負荷を頭部３に与え、第２位置を取るとき、頭部３を受け部４に対してロックするように構成され、第１位置は、圧力部材６に軸方向に沿って所定の力を加えることによって圧力部材６を移動させることによって得られ、圧力部材６は、受け部４との相互作用によって第１位置に維持され、軸方向力を加えることによって第１位置から解放することができる。
【選択図】図３ａ

Description

本発明は骨固定装置に関し、頭部と、骨に固定するためのシャフトとを有する骨固定要素と、上記骨固定要素をロッドに連結させるための受け部とを含み、上記受け部は、上記頭部を収容するための収容スペースと、上記収容スペースと連通するボアとを有し、上記ボアはボア軸を有し、骨固定装置はさらに、上記ボアの中で移動するように構成され頭部と係合するための第１表面およびロッドが作用する第２表面を備える圧力部材を含み、上記圧力部材は、第１位置および第２位置を取るように構成され、第１位置を取るとき、上記頭部を上記受け部にロックする前に、上記シャフトを所望の角度位置に維持できるように、上記第１表面と上記頭部との間の摩擦によって生じる予負荷を上記頭部に与え、第２位置を取るとき、上記頭部を上記受け部にロックするように構成され、上記第１位置は、上記圧力部材に軸方向に沿って所定の力を加えて上記圧力部材を移動させることによって得られ、上記圧力部材は、上記受け部との相互作用によって上記第１位置に維持され、軸方向力を加えることによって上記第１位置から解除することができる骨固定装置に関する。
ＵＳ２００７／０１１８１２３Ａ１は、角度形成が増大された多軸骨固定器を記載している。この多軸骨固定器はロック要素を有する。上記ロック要素は、ねじまたはフックのような固定部材を圧迫によって固定器頭部の中にロックする前に、固定部材が骨固定器の中心軸の周りで大きな角度で多軸回転できるように形成および構成される。
ＵＳ７，６０４，６５６Ｂ２は、ファスナと、通路を有するハウジングと、通路に設置されてファスナと係合可能なスペーサとを有する装置を記載している。上記ファスナと上記スペーサとは、ピン部材によってハウジングに固定される。上記ピン部材の端部は、テーパ表面を有する。ピン部材がハウジングを通して挿入されるとき、上記テーパ表面は、上記ファスナに向かって軸方向に沿って上記スペーサを押付ける。さらに、ロッドが上記スペーサから外されてスペーサが上記ファスナと係合しているときに、上記ピン部材は、スペーサに軸方向力を加えて、上記スペーサと上記ハウジングとの間の相対運動を防止する。上記ピン部材は、上記ファスナとの摩擦係合により上記スペーサを保持する。
ＵＳ２００７／０１１８１２３Ａ１ ＵＳ７，６０４，６５６Ｂ２ ＥＰ２３７１３１１Ａ１ ＵＳ２０１０／０２９８８９１Ａ１ ＥＰ２２２１０１２Ａ１ ＷＯ／２００９／０１５１００Ａ２ ＵＳ２００９／０１０５７７０Ａ１ ＵＳ２０１１／０２８２３９９Ａ１ ＵＳ２００４／０２６７２６４Ａ１ ＷＯ／２００９／０５８３１８Ａ１ ＵＳ２０１０／０１９１２９３Ａ１ ＥＰ２４５５０２８Ａ１ ＥＰ２４６８１９８Ａ１ ＷＯ／２０１２／０６４３６０Ａ１
上記の多軸骨固定装置は、所望の方向に増大した角度形成をできるようにしたが、設計の簡単さおよび装置の取扱という点において、多軸骨固定装置を改善する必要がまだ残っている。
本発明の目的は、改善した多軸骨固定装置を提供することである。
この目的は、請求項１に記載の多軸固定装置および請求項１２に記載の多軸固定装置を組立てる方法によって達成される。さらなる展開例は従属請求項に記載されている。
多軸骨固定装置によれば、頭部をロックすることなく、正確に定められた力を用いて頭部を受け部に対して所望の角度位置で一時的にクランプすることができる。この状態では、圧力部材が頭部に予負荷を与えた場合に、頭部は、ロックされないが、摩擦によって自由に回動することはできない。この予負荷は、圧力部材に対して軸方向力を加えることによって得られる。そして、この予負荷は、圧力部材に作用して摩擦によって受け部に対して圧力部材を適所で保持する径方向力によって維持される。頭部が一時的にクランプされた場合、特に、多数の骨固定具をロッドに接続しなければならない状況で、ロッドおよびロッドの挿入に対する受け部の位置合わせが容易になる。
頭部をロックする前に頭部の位置を摩擦によって維持するメカニズムには、ばね部材または部分が一切使われていない。多軸骨固定装置は、部品の数が少ないであるため、設計が簡単である。実施形態によれば、締りばめ連結のおかげで、頭部に加える予負荷を得るためにさらなる部品は必要としない。締りばめ連結によって、径方向力、すなわち受け部の長手軸に対して９０の力は、材料の弾性変形により生じる。よって、骨固定装置は容易にかつ低コストで製造できる。さらに、既存の受け部は、形状を変更しなくても使用することができる。ただ、圧力部材の外径と受け部の内径との間に締りばめが得られるように圧力部材を調節しなければならない。
圧力部材によって頭部に与える予負荷の量は、組立てる際に、外部から加えられた軸方向力を調節することによって、簡単な方法で予め正確に規定することができる。このように頭部に発生した予負荷は再現できる。多軸骨固定装置は予め組立てられた状態で外科医に提供される。この組立状態において、圧力部材は、配置された位置から落ちることがなくまたは回転することによって配置された位置から抜出すことがない程度に、摩擦によって軸方向にかつ回転できるように受け部の中に固定される。よって、外科医が多軸骨固定装置を安全に取扱うことができる。さらに、工具を用いて予め定められた力で圧力部材を取付けることにより、再現できる摩擦ばめ、すなわち、締りばめ連結が実現できる。
本発明のさらなる局面によれば、袖状挿入片を取付けることによって、多軸骨固定装置は、高効率の固定を同様に与えるとともに、骨ねじの旋回角度を増大することができる。垂直な位置から測定した骨固定要素の受け部に対するこの旋回角度は４５度以上になる。したがって、骨固定装置は、多数の水平固定を必要とする応用、たとえば頚椎に特に適している。骨固定要素および袖状挿入片をロックするロックメカニズムが小さい表面に大きい挟持力を加える。よって、このロックメカニズムは効率的である。
骨固定装置を、骨固定要素が頂端から挿入される頂端装入装置として設計してもよく、骨固定要素が底部から挿入される底部装入装置として設計してもよい。
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形態の記載から明らかになるであろう。
第１実施形態に係る脊髄状ロッドを有する多軸骨固定装置を示す斜視分解図である。 組立てられた状態における図１の骨固定装置を示す斜視図である。 ロッドおよび固定ねじを含まない組立てられた状態における図１および図２の骨固定装置を示す断面前面図である。 図３ａの骨固定装置を示す断面前面図の部分拡大図である。 第１実施形態に係る受け部を示す断面前面図である。 第１実施形態に係る受け部を示す断面側面図である。 第１実施形態に係る受け部を示す上面図である。 第１実施形態に係る受け部を示す上面斜視図である。 第１実施形態に係る受け部を示す底面斜視図である。 第１実施形態に係る圧力部材を示す断面前面図である。 第１実施形態に係る圧力部材を示す側面図である。 第１実施形態に係る圧力部材を示す断面上面図である。 第１実施形態に係る圧力部材を示す底面斜視図である。 第１実施形態に係る圧力部材を示す上面斜視図である。 袖状挿入片を示す断面前面図である。 袖状挿入片を示す上面斜視図である。 袖状挿入片を示す上面図である。 袖状挿入片を示す底面斜視図である。 袖状挿入片、受け部、骨固定要素および圧力部材を組立てるステップを示す図面である。 袖状挿入片、受け部、骨固定要素および圧力部材を組立てるステップを示す図面である。 袖状挿入片、受け部、骨固定要素および圧力部材を組立てるステップを示す図面である。 袖状挿入片、受け部、骨固定要素および圧力部材を組立てるステップを示す図面である。 袖状挿入片、受け部、骨固定要素および圧力部材を組立てるステップを示す図面である。 袖状挿入片、受け部、骨固定要素および圧力部材を組立てるステップを示す図面である。 袖状挿入片、受け部、骨固定要素および圧力部材を組立てるステップを示す図面である。 袖状挿入片、受け部、骨固定要素および圧力部材を組立てるステップを示す図面である。 第２実施形態においてロッドおよび固定ねじを含まない組立てられた状態における骨固定装置のロッドチャネル軸と垂直である断面図である。 図８ａの骨固定装置を示す断面図の部分拡大図である。 第２実施形態に係る受け部を示す斜視図である。 第２実施形態に係る圧力部材を示す斜視図である。 第３実施形態においてロッドおよび固定ねじを含まない組立てられた状態における骨固定装置のロッドチャネル軸と垂直である断面図である。 図１１ａの骨固定装置を示す断面図の部分拡大図である。 第３実施形態に係る受け部を示す斜視図である。 第３実施形態に係る圧力部材を示す斜視図である。 第４実施形態においてロッドおよび固定ねじを含まない組立てられた状態における骨固定装置のロッドチャネル軸と垂直である断面図である。 第５実施形態においてロッドおよび固定ねじを含まない組立てられた状態における骨固定装置のロッドチャネル軸と垂直である断面図である。
図１〜図３ｂに示されるように、第１実施形態に係る多軸骨固定装置は、ねじシャフト２および頭部３を有する骨ねじの形状をした骨固定要素１を含む。頭部３は一般的に、球形外表面部分３ａとその自由端にドライバのような工具と係合するための凹部３ｂとを有する。頭部３は、骨固定要素１を安定化ロッド１００に接続するための受け部４に保持される。組立てられた状態において、頭部３に座部を提供するための袖状挿入片５および骨固定要素１の頭部３に圧力を与えるための圧力部材６が受け部４に配置される。さらに、ロッド１００を受け部４に締め付け、固定する固定ねじ７の形状をした固定要素が設けられる。骨固定装置は、袖状挿入片５を有さなくても成し得る。この場合、頭部３の座部を受け部４に直接設ける。
図１〜図４ｃからわかるように、受け部４は、頂端部４ａと、底端部４ｂと、中心軸Ｃと、頂端部４ａから底端部４ｂの方向に延在する同軸ボア４１とを有する。頂端部４ａに隣接して、Ｕ字形凹部４２が設けられ、ロッド１００を受け入れるためのチャネルを形成する。Ｕ字形凹部４２によって２つの自由な脚部が形成される。この脚部には、組立てられた状態において固定ねじ７の外ねじ山と協働する内ねじ４３が設けられる（図２参照）。
同軸ボア４１は、受け部４の下部に設けられた収容スペース８に開口する。収容スペース８は、受け部４の底端部４ｂにおいて下部開口４５を有する。収容スペース８はさらに、受け部４の底端部４ｂの近くに袖状挿入片５を着座させる座部４６を含む。袖状挿入片５と受け部４とにより形成された玉継ぎ手のソケットを与えるために、座部４６は球形の形状を有する。なお、座部４６を先細にしてもよく、玉継ぎ手を実現するために使用できる他の形状にしてもよい。下部開口４５の内径は、収容スペース８の内径より小さい。なお、頂端部４ａと収容スペース８との間において同軸ボア４１の内径を一定にする必要がない。同軸ボア４１は、異なる直径を有する異なる部分を有してもよい。
頂端部４ａから袖状挿入片５を導入するために、同軸ボア４１および収容スペース８の内壁に２つの対向する凹部４７ａ、４７ｂが設けられる（図４ｃ参照）。凹部４７ａ、４７ｂは、Ｕ字形凹部４２と位置合わせして配置され、Ｕ字形凹部４２の底面から収容スペース８の中まで延在する。凹部４７ａ、４７ｂの寸法は、袖状挿入片５を９０度に傾けて頂端部から導入できるように設けられる。すなわち、軸方向において、凹部４７ａ、４７ｂの幅は袖状挿入片５の高さより大きい。凹部４７ａ、４７ｂは、袖状挿入片５を傾けて座部４６の中に装入できる程度、収容スペース８の中まで延在する。
圧力部材６は、特に図５ａ〜図５ｅに示される。圧力部材６は、たとえば工具を用いて同軸ボア４１および収容スペース８の中でこの圧力部材６が移動できるような外径を有する実質的に円筒形である。同軸ボア４１の内表面と圧力部材６の外表面６５との間に締りばめまたはプレスばめ連結を得るために、圧力部材６の外径は同軸ボア４１の内径よりわずかに大きい。上記表面の一部のみが締りばめを形成してもよい。圧力部材６は上端６ａおよび下縁６ｂを有する。圧力部材６は、下縁６ｂの近傍に、頭部３の球形外表面部分３ａの形状と一致する球形を有する凹部６１を含む。上端６ａにおいて、圧力部材６は、ロッド１００を受け入れるための円筒形凹部６３を含む。さらに、圧力部材６は、組立てられた状態において工具がねじ頭部３にアクセスすることを可能にするための同軸ボア６４を有する。同軸ボア６４および円筒形凹部６３によって、頂端部４ａに面する２つの脚部が形成される。また、同軸ボア６４は、骨固定要素が回転された状態にあるときに頭部３の一部が同軸ボアを通って延在できるように構成される。
袖状挿入片５は特に図６ａ〜図６ｄに示される。袖状挿入片５は、上縁５ａおよび下縁５ｂを有する。袖状挿入片５は、上縁５ａと下縁５ｂとの間に球形外表面部分５１を含む。袖状挿入片５の最大外径は、受け部４の下方開口４５の内径より大きい。それによって、袖状挿入片５は、受け部４に着座させられたとき、下方開口４５から逃出せない。袖状挿入片５が座部４６に着座させられたときに受け部４の中で旋回および回転できるように、球形外表面部分５１の寸法は受け部４の球形座部４６に対応している。袖状挿入片５はその中心軸５ｃが受け部４の中心軸Ｃと同軸になるように着座させられたとき、下縁５ｂが下方開口４５から突出している。袖状挿入片５を受け部４の中で旋回させるときに、少なくとも下縁５ｂの一部がまだ下方開口４５から突出している。
袖状挿入片５は中空であり、骨固定要素１の頭部３の球形外表面部分３ａの半径と一致する半径を有する球形の中央内側部分５２を含む。中央部分５２の下端は肩部５３を形成する。頭部３が袖状挿入片５の中央球形部分５２の中で玉継ぎ手のように回転および旋回できるように、肩部５３の内径は球形頭部３の最大外径より小さい。肩部５３と下縁５ｂとの間に、外側に向かって先細になる先細部分５４が設けられ、シャフト２が下縁５ｂに接触するまでに骨固定要素１の角形成を可能にする。中央球形部分５２と上縁５ａとの間に、外側に向かって先細になる先細部分５５が設けられる。先細部分５５の内径および先細部分５５と中央球形部分５２との間の変わり目部分の内径は、常に頭部３の最大外径より大きい。したがって、頭部３を上縁５ａから袖状挿入片５に挿入することができる。上縁５ａにおいて、面取り部分５６が圧力部材６のストップとして機能し得るものとして設けられる。
中央球形部分５２の中心点が底端部４ｂに向かう方向にシフトされるように、中央球形部分５２の中心点と球形外表面部分５１の中心点をオフセットしてもよい。これによって、骨固定要素１の角形成範囲をさらに増大させることができる。軸方向における袖状挿入片５の高さは、軸方向における頭部３の高さより小さくしており、よって、図３ａからわかるように、頭部３が袖状挿入片５に挿入されるときに頭部３の球形外表面部分３ａの一部がまだ袖状挿入片５の上縁５ａから突出している。
骨固定要素１のシャフト２と袖状挿入片５の下縁５ｂとが接触していないときに、袖状挿入片５および骨固定要素１はそれぞれ独立して旋回することができる。骨固定要素１のシャフト２が旋回され、袖状挿入片５の下縁５ｂに係合しているときに、骨固定要素１をさらに旋回させると、袖状挿入片５が骨固定要素１とともに旋回される。圧力部材６が頭部３に接触しているとき、圧力部材６と袖状挿入片５との間に隙間が存在する。
図３ａおよび図３ｂにおける矢印により示されるように、図面の上方から加えられた力Ｆは、摩擦抵抗（２つの水平矢印により表される）および摩擦によって頭部を受け部４に対して所望の角度方向に保持する予負荷力（図３ｂにおいて小さな矢印により表される）に分かれる。摩擦抵抗は、圧力部材６と受け部４との間の締りばめ連結により生じる。この締りばめ連結において、少なくとも圧力部材６の一部の外径は受け部４の対応する部分の内径よりわずかに大きい。頭部３に作用する予負荷力は、全系統に小さな弾性予負荷を引起す。
第１実施形態に係る骨固定装置を予め組立てるステップは、図７ａ〜図７ｈに示される。第１実施形態に係る骨固定装置を以下のように予め組立てることができる。図７ａおよび図７ｂからわかるように、まず、袖状挿入片５を９０度傾けて、Ｕ字形凹部４２の位置で受け部４に挿入する。図７ｂに示されるように、袖状挿入片５を下方へ移動させて、収容スペース８に進入させる。袖状挿入片５の外径は受け部４の下方開口４５の内径より大きいため、袖状挿入片５は下方開口４５の下縁を通って逃げ出すことができない。次いで、図７ｃおよび図７ｄに示されるように、袖状挿入片５を傾けて、最終的には図７ｄに示されるように座部４６に着座させる。
その後、図７ｅおよび図７ｆからわかるように、頭部３の外表面部分３ａが袖状挿入片５の座部５２に係合するまで、骨固定要素１を受け部４の頂端部４ａから挿入する。次いで、図７ｈにおける矢印によって表されるように上方から所定の力を加えることによって、図７ｇからわかるように圧力部材６を頂端部４ａから挿入する。円筒形凹部６３がロッド１００を受け入れるための受け部４のＵ字形凹部４２と位置合わせして配置されている位置に、圧力部材６を配置する。締りばめ連結の度合いによって、工具を用いて圧力部材６を受け部４の中に押付けてもよい。上方からの所定力は、たとえば手動でまたは工具によって生成されてもよく、一定におよび／または大きさまたは方向が制御されてもよい。
骨固定装置は全体的にまたは部分的に、生体適合性材料、たとえばチタン、ステンレスのような生体適合性のある金属、たとえばニチノールのような生体適合性のある金属合金、または、たとえばポリエーテルエーテルケトン（PEEK）などの生体適合性のあるプラスチック材料から作られる。
図８ａ〜図１０は骨固定装置の第２実施形態を示す。上記第１実施形態と同様ないし類似する部品および部分ついては、同じ参照番号を付し、その説明は繰り返さない。第２実施形態に係る骨固定装置は、圧力部材６′の外表面６５′および受け部４′の同軸ボア４１′の対応する表面の構造において、第１実施形態に係る骨固定装置と異なる。他のすべての部分は、第１実施形態に係る骨固定装置と同一である。
特に図８ｂからわかるように、同軸ボア４１′の表面は、たとえば粗面、丸溝付き、溝付き、または隆起付きとなるように構成される。圧力部材６′の外表面も、たとえば粗面、丸溝付き、溝付き、または隆起付きとなるように構成される。このように構成された２つの表面の相互作用は、圧力部材６′が第１端部４ａ′に向かって後方へ移動することを防止する。したがって、締りばめ連結の保持機能がさらに増加する。上記表面のうち一方のみが上記のように構成されてもよい。
図１１ａ〜図１３は骨固定装置の第３実施形態を示す。上記第１実施形態と同様ないし類似する部品および部分ついては、同じ参照番号を付し、その説明は繰り返さない。第３実施形態に係る骨固定装置は、圧力部材６″および受け部４″の対応する部分の構造において、第１実施形態に係る骨固定装置と異なる。他のすべての部分は、第１実施形態のものと同一である。
わずかに異なる外径を有する上方部分６５ａ″と下方部分６５ｂ″とを備える圧力部材６″の外表面６５″に関して、この場合の締まりばめは、受け部４″の同軸ボア４１″の表面と接触する圧力部材６″の外表面の下方部分６５ｂ″のみに存在する。これは、下方部分６５ｂ″の直径が同軸ボア４１″の直径よりわずかに大きいことを意味する。上方部分６５ａ″の直径を同軸ボア４１″の直径と同じまたはそれより小さくしてもよい。上方部分６５ａ″はさらに、圧力部材６″の脚部の自由端に設けられた２つの突起６７″を備える。圧力部材６″が受け部４″に挿入されるとき、突起６７″は外側へ径方向に延在し、受け部４″の同軸ボア４１″に設けられた環状溝４８″に掛け締められる。突起６７″の外径が同軸ボア４１″の直径より大きいため、突起６７″が環状溝４８″にはめ込まれるとき、圧力部材６″の脚部は互いの方へ圧縮され、弾性的に広がる。
第２および第３実施形態に係る骨固定装置は、第１実施形態と同様に予め組立てられる。
図１４は骨固定装置の第４実施形態を示す。上記第１実施形態と同様ないし類似する部品および部分ついては、同じ参照番号を付し、その説明は繰り返さない。第４実施形態に係る骨固定装置が第１実施形態に係る骨固定装置と異なる点は、受け部４′″と圧力部材６′″との間に締まりばめ連結がないことである。すなわち、圧力部材６′″の少なくとも一部の外径は、受け部′″の対応する部分の内径と同じまたはそれより小さい。その代わりに、止めねじ９′″が設けられ、組立てる際に、受け部４′″の一方の脚部に位置する貫通ボア４９′″にねじ込まれて、圧力部材６′″を受け部４′″に対して固定する。止めねじ９′″は、工具と係合するための係合部９２′″および圧力部材６′″の外表面６５′″と協働する平底側面９１′″を含む。他のすべての部分は、第１実施形態のものと同一である。
第４実施形態に係る骨固定装置を予め組立てる際の初期ステップは、第１実施形態に記載されたものと同様である。上方から圧力部材６′″に所定の力を加えて、頭部３′″に作用する予負荷力を規定する。その後、止めねじ９′″をねじ込むことにより、圧力部材６′″を摩擦によって固定する。止めねじ９′″は、径方向で、すなわち、軸Ｃ′″と垂直方向で圧力部材６′″の外表面６５′″に作用する。それによって、圧力部材６′″は適当な位置に固定される。したがって、頭部３′″に作用する予負荷力が維持される。
図１５は骨固定装置の第５実施形態を示す。上記第１実施形態と同様ないし類似する部品および部分ついては、同じ参照番号を付し、その説明は繰り返さない。第５実施形態に係る骨固定装置が第１実施形態に係る骨固定装置と異なる点は、受け部４″″と圧力部材６″″との間に締まりばめ連結がないことである。すなわち、圧力部材６″″の少なくとも一部の外径は受け部″″の対応する部分の内径と同じまたはそれより小さい。受け部４″″の一方の脚部には、圧着めくら穴１０″″が設けられている。他のすべての部分は、第１実施形態のものと同一である。
第５実施形態に係る骨固定装置を予め組立てる際の初期ステップは、第１実施形態に記載されたものと同様である。上方から圧力部材６″″に所定の力を加えて、頭部３″″に作用する予負荷力を規定する。その後、圧着工具を用いて圧着することにより、圧力部材６″″を摩擦によって固定する。よって、圧着めくら穴１０″″に隣接する受け部４″″の変形可能な部分１０ａ″″が変形され、変形された材料は圧力部材６″″の外表面６５″″に径方向の圧力を与える。それによって、圧力部材６″″は適当な位置に固定される。したがって、頭部３″″に作用する予負荷力が維持される。
記載された実施形態のさらなる変形例も考えられる。たとえば、骨固定要素については、すべての種類の固定要素を用いることができ、受け部と組合せることができる。これらの骨固定要素は、たとえば、長さや直径の異なるねじ、カニューレねじ、異なるねじ山形状を有するねじ、釘、フックなどである。頭部およびシャフトは、互いに接続可能な別個の部品であってもよい。
受け部の変形例としては、ロッドを受け入れるための凹部を含む。その凹部は、傾けられまたは側方に開口される。また、Ｕ字形の凹部の代わりに、その凹部は中心軸と垂直である。外側ナット、外側キャップ、バヨネットロック装置、またはその他のものを含む他の種類のロック装置も可能である。すべての実施形態において、頭部と接触する圧力部材の内表面部分は、必ずしも球形にする必要がない。頭部に圧力を与えるのに適する他の形状であってもよい。
骨固定要素のロッドおよび頭部を別々に固定する２部分ロック装置を用いることも可能である。
追加的な圧着により圧力部材の回転を防止することも可能である。
なお、上記異なる実施形態の部品を互いに組合わせることができる。
１，１′，１″，１′″，１″″ 骨固定要素、２，２′，２″，２′″，２″″ シャフト、３，３′，３″，３′″，３″″ 頭部、３ａ 球形外表面部分、４，４′，４″，４′″，４″″ 受け部、４１，４１′，４１″，４１′″，４１″″ ボア、４２ Ｕ字形凹部、４３ 雌ねじ、４５，４５′，４５″，４５′″，４５″″ 下開口、４６ 座部、４ａ 頂端部、４ｂ 底端部、５，５′，５″，５′″，５″″ 袖状挿入片、５ｂ，５ｂ′，５ｂ″，５ｂ′″，５ｂ″″ 下縁、５１ 球形外表面部分、５２ 中央内側部分、６，６′，６″，６′″，６″″ 圧力部材、６１ 凹部、６５ 外面、８，８′，８″，８′″，８″″ 収容スペース、Ｃ 縦軸、Ｆ 力。
ＵＳ２００７／０１１８１２３Ａ１ ＵＳ７，６０４，６５６Ｂ２

Claims (15)

  1. 多軸骨固定装置であって、
    頭部（３，３′，３″，３′″，３″″）と、骨に固定するためのシャフト（２，２′，２″，２′″，２″″）とを有する骨固定要素（１，１′，１″，１′″，１″″）と、
    前記骨固定要素（１，１′，１″，１′″，１″″）をロッド（１００）に連結させるための受け部（４，４′，４″，４′″，４″″）とを含み、前記受け部（４，４′，４″，４′″，４″″）は、前記頭部（３，３′，３″，３′″，３″″）を収容するための収容スペース（８，８′，８″，８′″，８″″）と、前記収容スペース（８，８′，８″，８′″，８″″）と連通するボア（４１，４１′，４１″，４１′″，４１″″）とを有し、前記ボア（４１，４１′，４１″，４１′″，４１″″）はボア軸を有し、
    前記多軸骨固定装置はさらに、前記ボア（４１，４１′，４１″，４１′″，４１″″）の中で移動するように構成され、頭部（３，３′，３″，３′″，３″″）と係合するための第１表面およびロッド（１００）が作用する第２表面を備える圧力部材（６，６′，６″，６′″，６″″）を含み、
    前記圧力部材（６，６′，６″，６′″，６″″）は、第１位置および第２位置を取るように構成され、
    第１位置を取るとき、前記頭部（３，３′，３″，３′″，３″″）を前記受け部（４，４′，４″，４′″，４″″）にロックする前に、前記シャフト（２，２′，２″，２′″，２″″）を所望の角度位置に維持できるように、第１位置において前記第１表面と前記頭部（３，３′，３″，３′″，３″″）との間の摩擦によって生じる予負荷を前記頭部（３，３′，３″，３′″，３″″）に与え、
    第２位置を取るとき、第２位置において前記頭部（３，３′，３″，３′″，３″″）を前記受け部（４，４′，４″，４′″，４″″）に対してロックするように構成され、
    前記第１位置は、前記圧力部材（６，６′，６″，６′″，６″″）に軸方向に沿って所定の力を加えることによって前記圧力部材（６，６′，６″，６′″，６″″）を移動させることによって得られ、
    前記圧力部材（６，６′，６″，６′″，６″″）は、前記受け部（４，４′，４″，４′″，４″″）との相互作用によって前記第１位置に維持され、軸方向力を加えることによって前記第１位置から解放することができる、多軸骨固定装置。
  2. 径方向力を加えることにより前記圧力部材（６，６′，６″，６′″，６″″）と前記受け部（４，４′，４″，４′″，４″″）の少なくとも一部との間に生じた摩擦によって、前記圧力要素は前記第１位置に維持される、請求項１に記載の多軸骨固定装置。
  3. 前記圧力部材（６，６′，６″）は、締りばめ式で前記ボア（４１，４１′，４１″）に配置される、請求項１または２に記載の多軸骨固定装置。
  4. 前記ボア（４１′）の表面は、少なくとも一部において、たとえば粗面、丸溝付き、溝付き、または隆起付きとなるように構成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の骨固定装置。
  5. 前記圧力部材（６′）の外表面（６５′）は、少なくとも一部において、たとえば粗面、丸溝付き、溝付き、または隆起付きとなるように構成される、請求項１から４のいずれか１項に記載の骨固定装置。
  6. 前記圧力部材（６″）は、外側へ径方向に延在する２つの突起（６７″）を有し、前記突起（６７″）は、前記圧力部材（６″）が前記受け部（４″）に挿入されるとき、前記ボア（４１″）に設けられた環状溝（４８″）に掛け締めるように形成される、請求項１から５のいずれか１項に記載の骨固定装置。
  7. 前記圧力部材（６，６′，６″，６′″，６″″）は、実質的に円筒形である、請求項１から６のいずれか１項に記載の骨固定装置。
  8. 前記圧力部材（６，６′，６″，６′″，６″″）は、上端（６ａ，６ａ′，６ａ″，６ａ′″，６ａ″″）および下縁（６ｂ，６ｂ′，６ｂ″，６ｂ′″，６ｂ″″，６′″，６″″）を有し、前記圧力部材（６，６′，６″，６′″，６″″）は、前記下縁（６ｂ，６ｂ′，６ｂ″，６ｂ′″，６ｂ″″）の近傍に、前記頭部（３，３′，３″，３′″，３″″）の球形外表面部分（３ａ，３ａ′，３ａ″，３ａ′″，３ａ″″）の形状と一致する球形を有する凹部（６１，６１′，６１″，６１′″，６１″″）を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の骨固定装置。
  9. 袖状挿入片（５，５′，５″，５′″，５″″）が、前記頭部（３，３′，３″，３′″，３″″）の一部を囲むように設けられ、球形外表面部分（５１，５１′，５１″，５１′″，５１″″）を有し、かつ、前記受け部（４，４′，４″，４′″，４″″）の中で回転するように構成され、袖軸（５ｃ，５ｃ′，５ｃ″，５ｃ′″，５ｃ″″）が長手軸（Ｃ）と同軸になるように前記袖状挿入片（５，５′，５″，５′″，５″″）を前記受け部（４，４′，４″，４′″，４″″）の中に着座させるとき、前記袖状挿入片（５，５′，５″，５′″，５″″）の下縁（５ｂ，５ｂ′，５ｂ″，５ｂ′″，５ｂ″″）が、下開口（４５，４５′，４５″，４５′″，４５″″）を通って延在する、請求項１から８のいずれか１項に記載の骨固定装置。
  10. 前記圧力部材（６′″）は、前記ボア（４１′″）に延在して前記圧力部材（６′″）の外表面と摩擦接触する止めねじ（９′″）の作用によって前記第１位置に保持される、請求項１または２に記載の多軸骨固定装置。
  11. 前記圧力部材（６″″）は、圧着によって前記第１位置に保持される、請求項１または２に記載の多軸骨固定装置。
  12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の骨固定装置を製造する方法であって、
    前記骨固定要素（１，１′，１″，１′″，１″″）の前記頭部（３，３′，３″，３′″，３″″）を前記受け部（４，４′，４″，４′″，４″″）に配置するステップと、
    前記圧力部材（６，６′，６″，６′″，６″″）を前記受け部（４，４′，４″，４′″，４″″）に配置するステップと、
    前記圧力部材（６，６′，６″，６′″，６″″）に所定の軸方向力を加えて前記骨固定要素（１，１′，１″，１′″，１″″）の前記頭部（３，３′，３″，３′″，３″″）に作用する予負荷力を生成するステップとを含み、
    前記予負荷力は、径方向に作用する力によって維持される、骨固定装置を製造する方法。
  13. 前記径方向に作用する力は、前記圧力部材（６，６′，６″）と前記受け部（４，４′，４″）との間の締りばめ式連結から生じる、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記径方向に作用する力は、前記受け部（４′″）に設けられた貫通ボア（４９′″）に止めねじ（９′″）をねじ込んで、前記圧力部材（６′″）に圧力を与えることにより生じる、請求項１２または１３に記載の方法。
  15. 前記径方向に作用する力は圧着によって生じ、前記受け部（４″″）の変形可能な材料が前記圧力部材（６″″）に圧力を与える、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の方法。
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