JP2015058361A - 骨固定要素にロッドを連結するための連結アセンブリ、多軸骨固定装置、モジュール式多軸骨固定装置、およびモジュール式安定化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手術中の改良されたまたはより容易な取扱いを可能にする、多軸骨固定装置のための改良された連結アセンブリ、およびそのような多軸骨固定装置を提供する。
【解決手段】連結アセンブリは、ロッド１００を受けるためのくぼみ６２と固定要素１のヘッド３を収容するための収容空間とを含む受け部６と、収容空間に位置付けられる圧力要素７とを含む。圧力要素は、挿入されたヘッドをクランプするための可撓性部分を有し、可撓性部分は、骨固定要素のヘッドを収容するための中空の内部チャンバを含む。連結アセンブリはさらに、挿入されたロッドを支持するための溝８１を含む別個の部品であるロッド受け要素８を含む。圧力要素７はばね部分７９ａ、７９ｂをさらに含み、ばね部分は、中心軸Ｃを中心として周方向にある長さにわたって延在し、径方向に圧縮可能であり、ばね部分は、受け部の第１の端６ａに向かう圧力要素の動きを防止するために、受け部の内壁の係合構造に係合するように構成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、骨固定要素にロッドを連結するための連結アセンブリに関する。連結アセンブリは、ロッドを受けるためのくぼみと骨固定要素のヘッドを収容するための収容空間とを有する受け部と、ヘッドをクランプするための圧力要素と、圧力要素に接続可能であり、ロッドを支持するように構成された別個のロッド受け要素とを含む。圧力要素は、挿入された骨固定要素が取り外されないよう防止する位置に圧力要素が保持されるように、周方向にある長さにわたって延在し、受け部の内壁の一部に係合するように構成された、少なくとも１つのばね部分を含む。この発明はまた、そのような連結アセンブリを有するボトムローディングタイプの多軸骨固定装置に関する。さらに、この発明は、少なくとも２つの関連する閉鎖機構とともに交換可能に使用可能な少なくとも２つの異なるロッド受け要素を有する連結アセンブリを含む、モジュール式多軸骨固定装置に関する。最後に、この発明は、多軸骨固定装置と、直径が異なる少なくとも２本の安定化ロッド、または直径が異なる少なくとも２つの区分を有する１本のロッドとを用いた、モジュール式安定化装置に関する。

特許文献１は、骨固定要素にロッドを連結するためにロッドを受けるための受け部であって、ロッドを受けるためのチャネルを有する受け部本体を含み、骨固定要素のヘッドを収容するための収容空間を規定する受け部、および、収容空間に少なくとも部分的に設けられた圧力要素について記載している。一実施例では、圧力要素は、ヘッドがもはや受け部の底端を通って取り外されることができない圧力要素の事前ロッキング位置を固定するために、受け部の壁を通って延在するピンの下にパチンと嵌まることが可能な、外向きに向けられた部分を自由端に有する直立する２つの弾性指部を含む。

特許文献２は、ロッキング機構、ならびに、脊柱に骨ねじおよびロッドを固定する方法について記載している。ロッキング機構は、本体と、挿入物と、ロッド座面と、止めねじとを含む。本体は、骨ねじと挿入物とを受けるように構成された底部分を含んでいるが、挿入物と骨ねじとがいったん係合されると、挿入物および骨ねじがそれを通過しないよう防止する。ロッド座面は、ロッドと挿入物との間にある。

ＵＳ２０１０／０２３４９０２ Ａ１ ＵＳ２０１０／０１６０９８０ Ａ１

この発明の目的は、手術中の改良されたまたはより容易な取扱いを可能にする、ボトムローディングタイプの多軸骨固定装置のための改良された連結アセンブリ、およびそのような多軸骨固定装置を提供することである。さらに、システムのモジュール性に基づいてよりさまざまな用途を提供する、モジュール式多軸骨固定装置およびモジュール式安定化装置を提供することが目的である。

この目的は、請求項１に記載の連結アセンブリ、請求項１５に記載の多軸骨固定装置、請求項１６に記載のモジュール式多軸骨固定装置、および請求項１７に記載のモジュール式安定化装置によって解決される。

さらなる展開が、従属クレームで与えられる。
連結アセンブリは、周方向にある長さにわたって延在し、径方向に圧縮可能である少なくとも１つのばね部分を有する圧力要素を含む。ばね部分は、受け部の内壁の係合構造に係合するように構成されている。第１の係合位置では、ばね部分は、受け部の内壁の第１の係合構造に係合して、骨固定要素のヘッドの挿入中、受け部における圧力要素の上向きの動きを防止する。第２の係合位置では、ばね部分は、受け部の内壁の第２の係合構造に事前ロッキング位置で係合して、骨固定要素は受け部の下方開口部から引き抜かれないよう防止されている。

圧力要素の事前ロッキング位置では、骨固定要素のヘッドは、圧力要素によってヘッドに加えられた摩擦力によって保持されてもよい。摩擦力は、摩擦力を克服するための力をかけることによって、ヘッドの旋回が依然として可能であるようになっていてもよい。

発明の一実施例によれば、圧力要素の可撓性部分は、圧力要素の底端にスリットリングまたはスリットリングの一部を形成する、周方向に延在するスリットを有する。スリットリングは、骨固定要素のヘッドの挿入を可能にするために、径方向に拡張可能である。圧力要素のそのような可撓性部分にヘッドを挿入するために必要な力は、長手方向スリットまたは同軸スリットのみを有する可撓性部分を有する圧力要素に比べて減少する。したがって、多軸骨固定装置の組立てが容易になる。

連結アセンブリは、骨または脊椎にすでに挿入されている骨固定要素を用いて、その場で組立て可能である。

一実施例では、圧力要素は、骨固定要素のシャンクが、一方側に、反対側よりも大きい角度で旋回することを可能にするくぼんだ部分を、その下端に有していてもよい。圧力要素はさらに、より大きい旋回角度を提供するくぼんだ部分の位置を表示するために器具と協働するように構成された表示構成を有していてもよい。特殊用途、たとえば頚椎での用途のために、一方向における拡大した旋回角度が必要な場合がある。

ロッド受け要素は、異なる直径を有するロッドまたはロッド区分を支持することを可能にする形状の溝を有していてもよい。したがって、骨固定装置と、直径が異なるさまざまなロッド、またはロッドの長さにわたって直径が変化する１本以上のロッドとを含む、モジュール式安定化装置が提供される。これにより、多軸骨固定装置は、使用されるロッドの直径に依存する多くの異なる用途にとって好適になる。

一実施例では、第１のタイプのロッド受け要素は、支持されるロッドの直径よりも小さい、軸方向の第１の高さを有する。第１のタイプのロッド受け要素は、ヘッドおよびロッドを同時にロックする１部品ロッキング装置とともに使用されるように構成されている。

別の実施例では、ロッド受け要素は、支持されるロッドの最大直径よりも大きい、軸方向の第２の高さを有する。第２のタイプのロッド受け要素は、ヘッドおよびロッドを独立してロックする２部品ロッキング装置とともに使用されるように構成されている。

モジュール式多軸骨固定装置は、骨固定要素と、第１のタイプのロッド受け要素および１部品ロッキング装置を有する、ならびに第２のタイプのロッド受け要素および２部品ロッキング装置を有する連結アセンブリとを含む。第１のタイプのロッド受け要素および１部品ロッキング装置と、第２のロッド受け要素および２部品ロッキング装置とは、交換可能に使用可能である。多軸骨固定装置の組立ては容易である。したがって、モジュール式部品を含むキットが提供可能であり、また、要求に応じて組立てを行なうことができる。

モジュール式多軸骨固定装置はさらに、シャンクの長さ、シャンクの異なるねじ山タイプ、ねじ山ピッチ、異なる直径といったシャンクの固定特性に関して、およびカニューレ状シャンクまたは非カニューレ状シャンクに関して異なり得る、いくつかの骨固定要素を含んでいてもよい。

骨固定要素に関するモジュール性、使用される閉鎖要素のタイプ、および採用可能なロッドに関するモジュール性は、医師に対し、さまざまな埋込み物の選択肢を広げる。加えて、在庫維持のためのコストが削減され得る。

この発明のさらなる特徴および利点は、添付図面を用いたさまざまな実施例の説明からより明らかとなるであろう。

骨固定装置の第１の実施例の分解斜視図である。 組立てられた状態での図１の骨固定装置の斜視図である。 図１および図２の第１の実施例に従った骨固定装置の、挿入されたロッドの軸に直交して取られた断面図である。 第１の実施例に従った受け部の上からの斜視図である。 図４に示す受け部の底からの斜視図である。 図４および図５に示す受け部の上面図である。 図４および図５に示す受け部の、図６のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図７ａの細部の拡大図である。 第１の実施例に従った圧力要素の上からの斜視図である。 図８に示す圧力要素の底からの斜視図である。 図８および図９に示す圧力要素の側面図である。 図８および図９に示す圧力要素の上面図である。 図８および図９の圧力要素の、図１１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 第１の実施例に従ったロッド受け要素の上からの斜視図である。 図１３のロッド受け要素の底からの斜視図である。 図１３および図１４に示すロッド受け要素の上面図である。 図１３および図１４のロッド受け要素の、図１５のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 第１の実施例に従った連結アセンブリを組立てる第１のステップの断面図である。 第１の実施例に従った連結アセンブリを組立てる第２のステップの断面図である。 図１８ａの細部の拡大断面図である。 第１の実施例に従った多軸骨固定装置を組立てる第１のステップの断面図である。 第１の実施例に従った多軸骨固定装置を組立てる第２のステップの断面図である。 第１の実施例に従った多軸骨固定装置を組立てる第３のステップの断面図である。 図２１ａの細部の拡大図である。 第２の実施例に従った連結アセンブリの圧力要素の斜視図である。 図２２に示す圧力要素の側面図である。 第２の実施例に従った連結アセンブリのロッド受け要素の上からの斜視図である。 図２４に示すロッド受け要素の底からの斜視図である。 図２４および図２５に示すロッド受け要素の上面図である。 図２４および図２５に示すロッド受け要素の、図２６のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。 モジュール式多軸骨固定装置およびモジュール式安定化装置の概略斜視図である。 第１の直径を有する挿入されたロッドと、１部品ロッキング装置とを有する、第１の実施例に従った多軸骨固定装置の断面図である。 第２の直径を有する挿入されたロッドと、１部品ロッキング装置とを有する、第１の実施例に従った多軸骨固定装置の断面図である。 第１の直径を有する挿入されたロッドと、２部品ロッキング装置とを有する、第２の実施例に従った多軸骨固定装置の断面図である。 第２の直径を有する挿入されたロッドと、２部品ロッキング装置とを有する、第２の実施例に従った多軸骨固定装置の断面図である。

図１および図２を参照して、第１の実施例に従った骨固定装置は、少なくとも部分的に骨ねじ山が設けられたシャンク２とヘッド３とを有する骨ねじの形をした骨固定要素１を含む。ヘッド３は、球の最大外径Ｅを含む球セグメント形状の表面部分と、ねじ込みツールとの係合のためのくぼみ４を有する平らな自由端とを有する。

骨固定装置はさらに、安定化ロッド１００を受けるための、および安定化ロッド１００を骨固定要素１に連結するための連結アセンブリ５を含む。連結アセンブリ５は、骨固定要素１のヘッドを受けるための、およびロッド１００を受けるための受け部６と、受け部６内に配置されるように構成された圧力要素７とを含む。圧力要素７は、受け部６内でヘッド３をロックする役割を果たす。連結アセンブリはさらに、圧力要素７に接続可能であり、 挿入されたロッドのための支持を提供する役割を果たす、ロッド受け要素８を含む。ロッドのための支持面が、以下に説明されるようにロッドが延在する受け部６のくぼみと整列されるように、ロッド受け要素８の回転位置を固定するために、ピン９が採用されてもよい。

また、受け部６でロッド１００を固定するために、およびロッド１００を介してロッド受け要素８および圧力要素７に力を加えて受け部６でヘッド３をロックするために、内部ねじの形をしたロッキング要素１０が設けられる。ロッキング要素１０は、骨固定要素１のヘッド３およびロッド１００を同時にロックするように構成された１部品ロッキング要素である。

受け部６について、図１〜７ｂを参照して以下に説明する。受け部６は、上端である第１の端６ａと、底端を形成する反対側の第２の端６ｂと、第１の端６ａおよび第２の端６ｂを通過する対称中心軸Ｃとを有する。中心軸Ｃと同軸の穴６１が設けられている。第１の端６ａに隣接する第１の領域において、受け部６は、第２の端６ｂの方に向けられた底と、第１の端６ａに向かって延在する２つの自由な側方脚部６２ａ、６２ｂとを有する、実質的にＵ字型のくぼみ６２を有する。脚部６２ａ、６２ｂには、ロッキング要素１０と協働する雌ねじ６３が設けられている。Ｕ字型のくぼみ６２によって形成されたチャネルは、少なくとも２つまたは複数の骨固定装置を接続するために、ロッド１００をそこに受けるようにサイズ決めされている。脚部６２ａ、６２ｂの領域において、Ｕ字型のくぼみ６２の底によって規定される軸方向のある実質的な高さまで、穴６１は第１の直径を有する。脚部６２ａ、６２ｂより下の領域において、穴６１は、第１の部分の第１の内径よりも大きい直径を有する、広くなった部分６１ａを有する。第２の端６ｂと広くなった部分６１ａとの間に、穴６１は、第２の端６ｂに向かってある円錐角でテーパが付けられた、狭くなった部分６１ｂを有する。第２の端６ｂには開口部６４が設けられており、開口部６４の直径は、ヘッド３の最大直径Ｅよりも大きく、受け部６の第２の端６ｂからのヘッド３の挿入を可能にする。広くなった部分６１ａおよび狭くなった部分６１ｂは、骨固定要素１のヘッド３のための収容空間を規定する。

第１の端６ａに隣接して位置する穴６１の第１の部分と、穴６１の広くなった部分６１ａとの間には、受け部の内壁において周方向に延在し、第２の端６ｂから第１の端６ａに向かう方向に広くなる実質的に円錐の形状を有する、くぼみ６５がある。図７ｂに詳細に見られるように、くぼみ６５のサイズは、受け部の第２の端６ｂに面するその端で、それが、穴６１の第１の部分の内径に実質的に対応する内径を有し、したがって、広くなった部分６１ａの上端に、内向きに突出する環状の縁６６を形成するようになっている。突出縁６６は、第１の止め具を規定する。くぼみ６５の上縁は、穴６１の第１の部分と実質的に同じ直径を有しており、第２の止め具を規定する第２の縁６７を形成する。くぼみ６５の円錐角は、以下に説明するように、くぼみ６５において、圧力要素７に設けられたばね部分を、予め応力をかけられた態様で保持できるようになっている。

脚部６２ａ、６２ｂの少なくとも１つには、ピン９を受けるために、実質的に中心軸Ｃに直交する方向に脚部、たとえば脚部６２ｂを通って延在する横断穴６８が設けられている。ピン９は、それがいったん横断穴６８に挿入されると、以下に説明するようにロッド受け要素８の回転位置を固定するための止め具を提供するように、穴６１内へと短い距離延在するような長さを有している。ピン９は、挿入されると、受け部６の外面と同一平面上にあってもよい。

図８〜１２を参照して、圧力要素７は、第１の端７ａと第２の端７ｂとを有する。圧力要素７の第２の端７ｂは、圧力要素７が受け部６内に配置される際、圧力要素７の第１の端７ａよりも、受け部６の第２の端６ｂに近くなるように構成されている。圧力要素７は、第２の端７ｂに開口部７２を有する中空の内部チャンバ７１を有する、実質的にキャップ状の部品であり、中空の内部チャンバ７１は、骨固定要素のヘッド３をそこに収容し、保持するように構成され、サイズ決めされている。中空の内部チャンバ７１に通じている、第１の端７ａの近くの開口部７３は、圧力要素７の第１の端７ａからヘッド３のくぼみ４にツールを用いてアクセスすることを可能にする。下方の開口部７２は、第２の端７ｂからのヘッド３の挿入を可能にするようなサイズを有している。第２の端７ｂに隣接する圧力要素７の下方部分７１ａは、外面が受け部の狭くなった部分６１ｂの形状に整合する状態で、第２の端７ｂに向かって狭くなっている。図示された実施例では、下方部分７１ａの外面は第２の端７ｂに向かう方向にテーパが付けられており、このテーパは、受け部６の狭くなった部分６１ｂのテーパに実質的に対応している。

第２の端７ｂから距離を置いて、周方向に延在するスリット７４が設けられている。圧力要素７が受け部６内に配置される際、スリット７４は、圧力要素７の中心軸Ｃを中心として、中心軸Ｃに実質的に直交する平面に沿って延在する。また、スリット７４は、中心軸Ｃを中心として１８０°以上、好ましくは２７０°以上、さらに好ましくは３４０°以上にわたって延在する。スリット７４により、第２の端７ｂにリング形状部分が設けられ、それは、接続片７５を形成する壁部分によって、圧力要素７の残りに一体的に接続されている。接続片７５は、それが、圧力要素７の残りへのリング形状部分の安定した接続を提供するような、周方向の長さを有する。周方向に延在するスリット７４の一端には、第２の端７ｂから、リング形状部分を完全に通って、周方向に延在するスリット７４へと延在する、実質的に垂直なスリット７６がある。これにより、リング形状部分は、周方向に切断または分割されて、径方向に拡張および圧縮可能なスリットリング７７を形成する。スリットリング７７の外面は、圧力要素７の第２の端に向かって狭くなる下方部分７１ａの狭くなった外面を形成する。スリットリング７７の位置およびサイズは、骨固定要素１のヘッド３が開口部７２を通して中空の内部チャンバ７１に挿入されると、垂直スリット７６の幅がより大きくなるようにスリットリング７７が拡張し、ヘッド３が中空の内部チャンバ７１に完全に挿入されると、スリットリング７７が、シャンク２に向かう方向においてヘッド３の最大直径Ｅの位置またはそれより下で、ヘッド３を包含するようになっている。スリットリング７７の領域における圧力要素７の内面は、ヘッド３のサイズに適合したサイズを有する球セグメント形状である。

スリットリング７７に隣接する圧力要素７の次の部分７１ｂは、受け部６の広くなった部分６１ａの内径よりも小さい外径を有する、実質的に円筒状である。対応する内面は、ヘッド３の最大外径Ｅに対応するかまたはそれより若干大きい内径を有する、実質的に円筒状である。

圧力要素７はさらに、円筒部分７１ｂから続く中間部分７１ｃを有する。中間部分７１ｃは、圧力要素７の第１の端７ａに向かって広くなる円錐形の外面を有する。第１の端７ａの方向に面している中間部分７１ｃの最外縁７８は、外向きに突出している。中間部分７１ｃの円錐角は実質的に、受け部６の円錐形のくぼみ６５の円錐角に対応している。中間部分７１ｃの内面は円筒状であり、円筒部分７１ｂの内径に対応する内径を有している。

次に、上方円筒部分７１ｄが、中間部分７１ｃから圧力要素７の第１の端７ａに向かって延在している。上方円筒部分７１ｄの外径は、下方円筒部分７１ｂの外径と実質的に同じであってもよく、特に、穴６１の内径よりも若干小さい。上方円筒部分７１ｄは、同軸穴７３と、中空の内部チャンバ７１の一部であり、骨固定要素１の球セグメント形状のヘッド３に適合した半径を有する球セグメント形状区分７１０とを含む。このため、たとえば図３に見られるように、骨固定要素１のヘッド３が中空の内部チャンバ７１に挿入され、傾けられると、球セグメント形状区分７１０は、ヘッド３の表面と接触する。

中間部分７１ｃには、２つのばね部分７９ａ、７９ｂが設けられている。ばね部分７９ａ、７９ｂはリングセグメント形状であり、特に図１１に見られるように、中心軸Ｃを中心としておよそ９０°の角度αにわたって延在している。しかしながら、リングセグメント形状のばね部分７９ａ、７９ｂは、達成すべき所望の可撓性に依存して、中心軸Ｃを中心として、より小さい、またはより大きい角度にわたって延在していてもよい。

ばね部分７９ａ、７９ｂは、中心軸Ｃと実質的に同軸に延在するスリットと、実質的に周方向に延在するスリットによって生成される。特に図１０を参照して、ばね部分７９ａは、以下のスリットによって形成される。第１の垂直スリット７９１ａは、中心軸Ｃに対して実質的に垂直方向または同軸方向において、圧力要素７の下方円筒部分７１ｂから中間部分７１ｃの上端に向かって延在している。第２の垂直スリット７９２ａは、第１の垂直スリット７９１ａから周方向に間隔をあけており、圧力要素７の下方円筒部分７１ｂから中間部分７１ｃの下端まで延在している。第１のまたは上方の水平スリット７９３ａは、中心軸Ｃを中心として、ばね部分の角度αを規定する角度にわたって、第１の垂直スリット７９１ａから周方向に延在している。第２のまたは下方の水平スリット７９４ａは、中心軸Ｃを中心として、角度αよりも若干小さい角度にわたって、第２の垂直スリット７９２ａの上端から周方向に延在している。第３の垂直スリット７９５ａは、第１の水平スリット７９３ａおよび第２の水平スリット７９４ａの端同士を接続する。垂直スリット７９１ａ、７９２ａ、７９５ａの周方向の幅は、水平スリット７９３ａ、７９４ａの軸方向の幅より大きくてもよい。また、上方の水平スリット７９３ａの幅は、下方の水平スリット７９４ａの幅と同じであってもよい。

第１および第２の垂直スリット７９１ａ、７９２ａにより、リングセグメント形状のばね部分７９ａを圧力要素７の残りと接続する一片が形成される。第３の垂直スリット７９５ａにより、リングセグメント形状のばね部分７９ａには、周方向において自由端が設けられる。

第２のリングセグメント形状のばね部分７９ｂは同様に形成され、第１の垂直スリット７９１ｂ、第２の垂直スリット７９２ｂ、および第３の垂直スリット７９５ｂと、第１の上方水平スリット７９３ｂおよび第２の下方水平スリット７９４ｂとを含む。リングセグメント形状のばね部分７９ａ、７９ｂは、特に図１２に示すように、中心軸Ｃを含み、各ばね部分の第１の垂直スリット７９１ａ、７９１ｂ間に延在する鏡面に対して鏡面対称となるように配置されている。このため、リングセグメント形状のばね部分７９ａ、７９ｂの自由端は、周方向に見ると互いに対向している。

ばね部分７９ａ、７９ｂは、径方向に圧縮可能であり、拡張可能である。圧力要素７が受け部６の穴６１に挿入されると、ばね部分７９ａ、７９ｂは、圧力要素７が穴６１の中を下向きに動けるように若干圧縮される。ばね部分７９ａ、７９ｂが、第１の直径を有する穴６１の部分をいったん通過すると、それらは、円錐形のくぼみ６５に弾性的にパチンと嵌め込まれるように構成されている。

圧力要素７はさらに、周方向に間隔をあけ、若干弾性である複数の直立するリングセグメント形状の突起７１ｅを、その第１の端７ａに隣接して含む。外面は、以下に説明するようにロッド受け要素との安全な接続を提供するように、若干テーパが付けられていてもよい。内面は、円筒状であってもよい。直立する突起７１ｅは上方円筒部分７１ｄの外面から間隔をあけており、同軸穴７３を包囲している。

第２の端７ｂに隣接して、圧力要素７の下縁には、スリットリング７７の下縁によって形成されたくぼんだ部分７９６がある。くぼんだ部分７９６の形状およびサイズは、骨固定要素１のシャンク２がくぼんだ部分７９６の方向に旋回すると、反対方向よりも大きい旋回角度で圧力要素７の下縁に当接するようになっている。したがって、くぼんだ部分７９６は、一方向にのみ拡大した旋回角度を提供する。図１０に見られるように、くぼんだ部分７９６は、ばね部分７９ａ、７９ｂのうちの１つのほぼ中間に配置されてもよい。上方円筒部分７１ｄの内壁の対応する周方向位置に、第２のくぼんだ部分７９７が設けられる。第２のくぼんだ部分７９７は、たとえば圧力要素が、第２のくぼんだ部分７９７に係合するための係合部分を含むツール（図示せず）と係合される場合、第１のくぼんだ部分７９６の位置を表示する役割を果たす。そのようなツールは、たとえば、第２のくぼんだ部分７９７の位置をユーザに示し、そしてその結果として、第１のくぼんだ部分７９６の位置をユーザに示す視覚表示を、そのハンドル上に有していてもよい。このため、多軸骨固定装置がすでに骨または脊椎に埋め込まれていても、拡大した旋回角度を提供する第１のくぼんだ部分７９６の位置が見える。このツールはまた、第２のくぼんだ部分７９７にぴったり合った態様で係合して圧力要素を回転させ、第１のくぼんだ部分７９６の配向を調節するために使用可能である。

図３および図１３〜１６を参照して、ロッド受け要素８を説明する。ロッド受け要素８は、第１の端８ａと反対側の第２の端８ｂとを有する、実質的に中空の円筒状部品である。特に図１３および図１６に見られるように、丸くなった底８１ａを有する実質的にＶ字形の断面を有する溝８１が、第１の端８ａから第２の端８ｂの方向に延在している。溝８１は、ロッド１００が挿入された場合にロッド１００の長手方向軸と平行である、長手方向を規定する。溝８１は、ロッド１００を支持するための支持面を提供する。図３を参照して、ロッド１００は円形の断面を有しており、溝８１において、ロッド軸と平行な方向に延在する２つの接触線Ｐ１、Ｐ２に沿って支持される。溝８１によって支持されるロッド区分の直径に依存して、接触線Ｐ１およびＰ２は、図３に示すロッド１００に比べてより小さい直径を有するロッドについては、より底８１ａ側に位置し、より大きい直径を有するロッドについては、より第１の端８ａ側に位置する。このため、溝８１は、異なる直径を有する異なるロッド、または単一のロッドのうちの異なる直径を有する異なるロッド区分を支持するように構成されている。

第２の端８ｂに隣接して、２つの対向する環状セグメント形状の突出部８２ａ、８２ｂが設けられ、それらは、径方向において中心軸Ｃに向かって延在し、かつ周方向においてある長さに沿って延在している。第２の端８ｂから測定された、環状セグメント形状の突出部８２ａ、８２ｂの軸方向の高さは、圧力要素の直立する突起７１ｅの高さに対応している。また、環状セグメント形状の突出部８２ａ、８２ｂの内面は、第２の端８ｂに向かって若干テーパが付けられており、圧力要素の直立する突起７１ｅのテーパ付き外面と協働するように構成されている。環状セグメント形状の突出部８２ａ、８２ｂが圧力要素の直立する突起７１ｅの外壁にいったん係合すると、直立する突起７１ｅは若干圧縮されて環状セグメント形状の突出部８２ａ、８２ｂに当接し、そのため、圧力要素がロッド受け要素８に接続され、摩擦力によって保持される。周方向における環状セグメント形状の突出部８２ａ、８２ｂの中心の位置は、溝８１の底８１ａに対して実質的に９０°である。

溝８１の片側におけるロッド受け要素の外壁には、中心軸Ｃと実質的に同軸である細長いくぼみ８３が設けられている。細長いくぼみ８３は、ピン９のための当接部として機能する、第１の端８ａへ向かう閉鎖端８４を有している。細長いくぼみ８３により、ロッド受け要素８の正確な回転位置を固定する固定要素が提供される。細長いくぼみ８３は、第２の端８ｂに向かって開いている。

溝８１の深さは、ロッド受け要素８によって支持可能なロッドの最大直径よりも小さい。言い換えれば、第１の端８ａは、ロッド受け要素８によって支持可能な最大直径を有するロッドの上面より下に位置する。

ロッド受け要素８の外径は、受け部の穴６１の内径よりも少しだけ小さく、好ましくは、図３に示すように圧力要素７とロッド受け要素８とが組立てられた場合、圧力要素７の上方円筒部分７１ｄの外径と同一平面上にある。

骨固定装置は、全体としてまたは部分的に、生体適合性材料、たとえば生体適合性金属または金属合金、たとえばチタン、ステンレス鋼、ニッケルチタン合金、たとえばニチノール、もしくは、生体適合性プラスチック材料、たとえばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などで作られる。

図１７を参照して、直立する突起７１ｅが、ロッド受け要素８の環状セグメント形状の突出部８２ａ、８２ｂ間に挿入され保持されるように、圧力要素７とロッド受け要素８とを予め組立てることによって、連結アセンブリ５が組立てられる。ロッド受け要素８の溝８１に対する圧力要素７の配向は、ばね部分７９ａ、７９ｂの中心が、周方向において、溝８１の長手方向軸から測定された実質的に９０°の角度で位置するようになっている。ロッド受け要素８と予め組立てられた圧力要素７は、圧力要素の第２の端７ｂが受け部６の第２の端６ｂの方向に面する状態で、受け部の第１の端６ａから挿入される。挿入中、ばね部分７９ａ、７９ｂは径方向に圧縮される。なぜなら、受け部６の穴６１の第１の部分の内径は、ばね部分７９ａ、７９ｂの最外縁７８よりも小さい直径を有するためである。

図１８ａおよび図１８ｂを参照して、圧力要素７が、ばね部分７９ａ、７９ｂの最外縁７８が受け部６の円錐形のくぼみ６５に到達した位置になるとすぐに、最外縁７８は、円錐形のくぼみ６５の上端を形成する突出部６７の背後にパチンと嵌まる。それにより、ばね部分７９ａ、７９ｂは、円錐形のくぼみ６５へと径方向に拡張するように構成されている。その後、ピン９の前面が、ロッド受け要素８に設けられた細長いくぼみ８３へと延在するまで、ピン９が横断穴６８に挿入される。ピン９は、受け部のＵ字型のくぼみ６２とロッド受け要素８の溝８１とが整列されたままとなるように、圧力要素およびロッド受け要素を、意図せず回転しないように固定する役割を果たす。この状態では、連結アセンブリ５は予め組立てられており、骨固定要素に、およびロッドに連結するために使用可能である。予め組立てられた状態では、拡大した旋回角度を有する方向を規定する第１のくぼんだ部分７９６の配向が調節できるように、圧力要素７をロッド受け要素８に対して、ひいては受け部６に対して回転させることが、依然として可能である。

さらに図１９および図２０を参照して、骨固定要素１とともに連結アセンブリ５を使用することを説明する。図１９に示すように、まず、好適な骨固定要素１が選択される。それはまず、連結アセンブリに接続され、その後、骨部分または脊椎に挿入されてもよい。また、これに代えて、骨固定要素１はまず、連結アセンブリ５がそれに接続されることなく、埋め込み部位に配置されてもよい。図１９に示すように、ヘッド３は、下方開口部６４を通して受け部６に入り、圧力要素７の開いた第２の端７ｂを通して圧力要素７の中空の内部チャンバ７１に入る。ヘッドが圧力要素７のスリットリング７７に接触する際、圧力要素７は、受け部６の第１の端６ａに向かって上向きに動くことができない。なぜなら、ばね部分７９ａ、７９ｂの上面が、第２の止め具を形成する円錐形のくぼみ６５の上端６７に当接しているためである。

図２０に示すように、ヘッド３を中空の内部チャンバ７１内にさらに挿入すると、受け部６の穴６１の広くなった部分６１ａの内部で、スリットリング７７が拡張する。ヘッド３を中空の内部チャンバ７１内に挿入する間、スリットリング７７は、受け部６の穴６１の広くなった部分６１ａの内部で拡張する。ヘッド３はそれから、完全に挿入可能である。スリットリング７７は接続片７５では拡張しないため、ヘッド３の挿入は、中心軸Ｃとまったく同軸ではないかもしれず、代りに、中心軸Ｃから若干ずれているかもしれない。ヘッド３をさらに挿入することにより、スリットリング７７は最大限まで拡張されてもよく、ヘッド３が、第２の端７ｂに隣接するチャンバ７１の球セグメント形状部分に置かれるまで、中空の内部チャンバ７１の上方部分に入ることを可能にする。ここで、スリットリング７７は、図２０に示すように、ヘッド３の周りで弾力的に収縮可能である。

図２１ａおよび図２１ｂを参照して、器具（図示せず）を用いて受け部６を引っ張り、圧力要素７を押し下げることにより、スリットリング７７は、受け部６の狭くなった部分６１ｂへと押し込まれる。受け部６の内壁のくぼみ６５の円錐形状は、圧力要素７がさらに下向きに動かされる際にばね部分７９ａ、７９ｂが摺動することを可能にする傾斜面を提供しており、それにより、ばね部分７９ａ、７９ｂの上方外縁７８が受け部６の第２の内側突出部６６の背後にパチンと嵌まるまで、再度ばね部分７９ａ、７９ｂを徐々に圧縮する。この位置で、圧力要素は、内側突出縁６６によって提供される第１の止め具により、受け部の第１の端６ａに向かって上向きに動かないよう防止されている。ヘッド３はすでに、スリットリング７７によってクランプされている。スリットリング７７はヘッドと受け部６の狭くなった部分６１ｂとの間に位置しているため、受け部６の下方開口部６４は狭くなっており、ヘッド３は、下方開口部６４を通って落下したり押し出されたりしないよう防止されている。これが、事前ロッキング状態である。

臨床で使用する場合、通常、少なくとも２つの骨固定装置が骨に挿入され、受け部同士が整列される。骨固定要素１のヘッド３は、摩擦力によって圧力要素７内に保持される。このため、受け部６は容易に手動で整列可能であり、その角度位置は、ヘッド３と圧力要素７との間の摩擦力によって維持される。

最後に、図３を参照して、ロッド１００が受け部６に挿入される。それは、実質的に２つの長手方向接触区域Ｐ１、Ｐ２で、溝８１の上面に載っている。次に、受け部６の脚部６２ａ、６２ｂ間に、ロッキング要素１０がねじ込まれる。ロッキング要素１０を締付けると、ロッキング要素は、それが上方ロッド表面と接触するまで、ロッドに向かって進む。ロッキング要素１０によって加えられた力は、ロッド１００から圧力要素７に伝わる。最後に、ヘッド３およびロッド１００がロックされる。ヘッド３は、受け部に対してある特定の角度位置でロック可能である。

骨固定要素は、圧力要素７の第２の端７ｂのくぼんだ部分７９６の方向に、反対方向よりも大きい角度まで旋回可能である。

図２２および図２３を参照して、圧力要素７の第２の実施例を説明する。圧力要素７’は、ばね部分７９ａ’、７９ｂ’が自由端を有していない点でのみ異なっている。各ばね部分７９ａ’、７９ｂ’はそれぞれ、２つの垂直スリット７９８ａ、７９８ｂ、７９９ａ、７９９ｂによってそれぞれ生成された軸方向延在片を介して、リングセグメント形状部分の端に取付けられており、２つの垂直スリットのうちの一方は、第１の水平スリット７９３ａ、７９３ｂへと延在し、他方は、第２の水平スリット７９４ａ、７９４ｂへと延在している。

ロッド受け要素の第２の実施例について、図２４〜２７を参照して説明する。第１の実施例のものと同一であるかまたは類似している部品および部分は、同じ参照数字を有しており、それらの説明は繰り返されない。ロッド受け要素８’は、ロッド支持溝８１から上向きに延在する、対向する２つの直立する脚部８６ａ、８６ｂを含む。直立する脚部８６ａ、８６ｂは、第１の端８ａから始まる、中空円筒状のロッド受け要素’８に切込まれた実質的に矩形のくぼみ８６によって設けられる。直立する脚部８６ａ、８６ｂは、ロッド支持溝８１に載っている挿入されたロッドの上面より上に延在するような高さを有する。これにより、ロッド受け要素８’は、図２８に示すような２部品ロッキング装置１０’とともに使用するのに好適となる。

２部品ロッキング装置１０’は、外側ロッキング要素１０ａと、内側ロッキング要素１０ｂとを含む。外側ロッキング要素１０ａは受け部の雌ねじ６３と協働し、第２の実施例に従ったロッド受け要素８’の第１の端８ａに当接するように構成されている。内側ロッキング要素１０ｂは外側ロッキング要素１０ａのねじ穴にねじ込み可能であり、ロッドと協働するものの、ロッド受け要素８’とは協働しないように構成されている。２部品ロッキング要素１０’が使用される場合、骨固定要素１のヘッド３は、外側ロッキング要素１０ａを用いて第２の実施例に従ったロッド受け要素８’のみに圧力を加え、圧力要素７、７’を介してヘッド３に圧力を加えることによってロック可能であり、また、ロッドは、ヘッド３のロッキングとは独立して、内側ロッキング要素１０ｂを用いてその表面に圧力を加えることによって独立してロック可能である。

図２８は、モジュール式多軸骨固定装置と、異なるロッド直径を有する異なる種類の安定化ロッド１００、１００’とをを含む、骨または脊椎を安定化するためのモジュール式装置を示す。モジュール式多軸骨固定装置は、受け部６と、圧力要素７、７’とともに交換可能に使用可能な第１の実施例に従ったロッド受け要素８および第２の実施例に従ったロッド受け要素８’との連結アセンブリ５を含むアセンブリキットとを含む。ロッド受け要素８を含む第１のタイプの連結アセンブリに対応して、１部品ロッキング装置１０がモジュール式装置の一部であり、また、ロッド受け要素８’を含む第２のタイプの連結アセンブリに対応して、２部品ロッキング装置１０’がモジュール式装置の一部である。なお、ロッド受け要素８またはロッド受け要素８’と協働するように構成された他のタイプのロッキング装置も採用されてもよい。

モジュール式多軸骨固定装置はさらに、少なくとも１つの骨固定要素１を含み、好ましくは、シャンクの長さ、シャンクの異なるねじ山タイプ、ねじ山ピッチ、異なる直径といったシャンクの固定特性、カニューレ状シャンクまたは非カニューレ状シャンクに関して、もしくは他の特性に関して異なり得る、複数の骨固定要素を含む。この多軸骨固定装置はボトムローディングタイプの多軸骨固定装置であるため、この多軸骨固定装置の組立ては、たとえば医師または医師支援者によって容易に行なわれ、手術中または手術前に好適な骨固定装置が要求に応じて提供できるようになっている。

モジュール式安定化装置はさらに、異なる直径を有する少なくとも２本のロッド１００、１０１、および／または、直径が異なる区分を有する少なくとも１本のロッドを含む。

図２９ａ〜３０ｂは、図２８に示すモジュール式システムの要素の様々な組合せを示す。図２９ａでは、第１のタイプのロッド受け要素８を用いた第１のタイプの連結アセンブリが、直径がより大きいロッド１００および１部品ロッキング装置１０とともに使用される。ロッキング装置１０はロッドに圧力を加え、ロッドおよびヘッド３を同時にロックする。図２９ｂでは、図２９ａに示すような第１のタイプの連結アセンブリが、図２９ａに示すロッド１００よりも直径が小さいロッド１０１とともに使用される。１部品ロッキング装置１０は、直径がより小さいロッドに圧力を加え、ヘッドおよびロッドを同時にロックする。直径がより小さいロッドは、直径がより大きいロッドと同様に安全にクランプされる。

図３０ａでは、第２のタイプのロッド受け要素８’を用いた第２のタイプの連結アセンブリが、直径がより大きいロッド１００および２部品ロッキング装置１０’とともに使用される。外側ロッキング要素１０ａは、ロッド受け要素８’の第１の端８ａに作用し、それは次に圧力要素７に力を伝えてヘッド３をロックする。ロッドは依然として軸方向に可動であり、ロッドに圧力を加えるもののヘッドには圧力を加えない内側ロッキング要素１０ｂによって独立してロック可能である。図３０ｂは、図３０ａに示すロッドよりも直径が小さいロッド１０１が使用される点以外は、図３０ａと同じ状況を示す。ロッドをクランプするために、内側ロッキング要素１０ｂを外側ロッキング要素により深くねじ込まなければならない。

前述の実施例の様々な修正が考えられ得る。受け部は、図示された通りの形状に限定されない。受け部のくぼみ６２は、厳密なＵ字形を有していなくてもよい。穴６１は、圧力要素の拡張のための基盤を提供する拡大した部分６１ａが設けられる限り、幅が異なるいくつかの区分を有していてもよい。受け部の底の狭くなった部分はテーパが付いているように図示されているが、丸みを帯びていてもよい。圧力要素７、７’の底端での下方部分の外面も、丸みを帯びていてもよい。ヘッドをクランプするために協働する受け部の表面と圧力要素の表面との組合せは、テーパ付き表面とテーパ付き表面、テーパ付き表面と丸みを帯びた表面、丸みを帯びた表面とテーパ付き表面、および丸みを帯びた表面と丸みを帯びた表面であってもよい。

実施例は、ヘッドをクランプする１つの単一リングセグメント形状区分を用いて説明されてきた。しかしながら、ヘッドをクランプするための２つ以上のリングセグメント形状区分があってもよい。

水平スリットおよび垂直スリットは、厳密に水平または厳密に垂直でなくてもよく、それらは、異なる弾性特性を達成するために、傾斜、もしくは、直線形状または円形形状とは異なる形状を有していてもよい。

圧力要素の中空の内部チャンバおよび骨固定要素のヘッドは、旋回接続が多軸ではなく単一平面となるように、骨固定要素の旋回を１つの単一平面に制限する形状を有していてもよい。

また、拡大した旋回角度を有する２つ以上の方向を有するために、圧力要素の第２の端に２つ以上、たとえば２つまたは３つのくぼんだ部分を設けることも可能である。また、旋回角度があらゆる方向で同じとなるように、圧力要素の第２の端のくぼんだ部分を省略してもよい。

あらゆる種類のロッドが使用可能である。滑らかな表面を有するロッドが図示されているが、粗いロッドまたは構造を有するロッドが使用されてもよい。ロッドはまた、可撓性材料で作られたロッド、または他の手段を介して可撓性を有するロッドであってもよい。

多くの異なる実施例がここに開示されているが、さらに他のさまざまな異なる実施例を作り出すために、異なる実施例からの異なる構成要素を混ぜて整合させることが可能である、ということが理解される。

１：骨固定要素、２：シャンク、３：ヘッド、５：連結アセンブリ、６：受け部、６ａ：第１の端、６ｂ：第２の端、６１ａ：広くなった部分、６１ｂ：狭くなった部分、６２：くぼみ、６５：くぼみ、６６：突出縁、６７：第２の縁、７、７’：圧力要素、７ａ：第１の端、７ｂ：第２の端、７１：中空の内部チャンバ、７４：スリット、７５：接続片、７６：スリット、７７：スリットリング、７９ａ、７９ｂ：ばね部分、８、８’：ロッド受け要素、１０、１０’：ロッキング要素、１００、１０１：ロッド。

Claims (17)

1. 骨固定要素にロッドを連結するための連結アセンブリであって、連結アセンブリは、
   受け部（６）を含み、受け部（６）は、第１の端（６ａ）と、第２の端（６ｂ）と、第１の端および第２の端を通って延在する中心軸（Ｃ）と、ロッド（１００、１０１）を受けるためのくぼみ（６２）と、固定要素（１）のヘッド（３）を収容するための収容空間（６１ａ、６１ｂ）とを含み、収容空間は、ヘッド（３）を挿入するための開口部（６４）を第２の端（６ｂ）に有し、連結アセンブリはさらに、
   収容空間に少なくとも部分的に位置付けられるように構成された圧力要素（７、７’）を含み、圧力要素は第１の端（７ａ）と第２の端（７ｂ）とを有し、第２の端（７ｂ）は第１の端（７ａ）よりも受け部の第２の端（６ｂ）に向かってより近くに位置付けられるように構成され、圧力要素はさらに、挿入されたヘッド（３）をクランプするための可撓性部分（７４、７５、７６、７７）を有し、可撓性部分（７４、７５、７６、７７）は、骨固定要素のヘッドを収容するための中空の内部チャンバ（７１）を含み、連結アセンブリはさらに、
   挿入されたロッド（１００、１０１）を支持するための溝（８１）を含む別個の部品である、ロッド受け要素（８、８’）を含み、
   連結アセンブリは、
   圧力要素（７、７’）が少なくとも１つのばね部分（７９ａ、７９ｂ）をさらに含み、ばね部分は、中心軸（Ｃ）を中心として周方向にある長さにわたって延在し、径方向に圧縮可能であり、ばね部分（７９ａ、７９ｂ）は、受け部の第１の端に向かう圧力要素の動きを防止するために、受け部（６）の内壁の係合構造（６５、６６、６７）に係合するように構成されていることを特徴とする、連結アセンブリ。
2. ばね部分（７９ａ、７９ｂ）は、径方向に弾性的に圧縮可能な、周方向に延在する少なくとも１つのリングセグメント形状部分を含む、請求項１に記載の連結アセンブリ。
3. ばね部分は、中心軸を中心としてある長さに沿って延在する第１のスリット（７９３ａ、７９３ｂ）と、中心軸を中心としてある長さに沿って延在する第２のスリット（７９４ａ、７９４ｂ）とによって規定される、請求項１または２に記載の連結アセンブリ。
4. ばね部分（７９ａ、７９ｂ）は、周方向において第１の端と第２の端とを有し、少なくとも第１の端または第２の端は、圧力要素の本体に取付けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の連結アセンブリ。
5. 第１および第２の端は、圧力要素の本体に取付けられている、請求項４に記載の連結アセンブリ。
6. ばね部分（７９ａ、７９ｂ）は、圧力要素（７、７’）の第１の端（７ａ）に向かって面する側に、より大きい外径を有し、圧力要素の第２の端（７ｂ）に向かって面する側に、より小さい外径を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の連結アセンブリ。
7. ロッドを受けるためのくぼみの左側および右側にそれぞれ位置する２つのばね部分（７９ａ、７９ｂ）が設けられ、好ましくは、ばね部分（７９ａ、７９ｂ）は、中心軸を中心として周方向に２０°〜１６０°、より好ましくは４０°〜１４０°の長さにわたって、より好ましくは９０°にわたって延在している、請求項１〜６のいずれかに記載の連結アセンブリ。
8. 可撓性部分（７４、７５、７６、７７）は、中心軸を中心として少なくとも部分的に延在する、圧力要素（７）の第２の端（７ｂ）から間隔をあけた第１のスリット（７４）と、圧力要素の第２の端から第１のスリットへと延在する第２のスリット（７６）とを有し、第１のスリットは第２のスリットから遠ざかって延在し、第２のスリットよりも長い、請求項１〜７のいずれかに記載の連結アセンブリ。
9. 係合構造は、受け部の内壁のくぼみ（６５）を含み、くぼみの１つの縁（６７）は、ばね部分と係合されるように構成された内向き突出部を形成する、請求項１〜８のいずれかに記載の連結アセンブリ。
10. 係合構造は、受け部の第１の端（６ａ）に向かって面している収容空間の領域に設けられている、請求項１〜９のいずれかに記載の連結アセンブリ。
11. 圧力要素（７、７’）は、その第２の端（７ｂ）にくぼんだ部分を含み、くぼんだ部分は、くぼんだ部分（７９６）の方向に、反対方向よりも大きい角度まで、骨固定要素（１）を旋回させることを可能にし、好ましくは、圧力要素は、第２のくぼんだ部分（７９７）、または、くぼんだ部分（７９６）の位置を表示するように構成された表示構成を含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の連結アセンブリ。
12. ロッド受け要素（８、８’）の溝（８１）は、直径が異なるロッドを支持できるように互いに対してある角度で延在する側壁を有する、請求項１〜１１のいずれかに記載の連結アセンブリ。
13. ロッド受け要素（８’）は、溝（８１）の両側で、溝（８１）によって支持されるロッドの表面より上に突出するような高さまで延在する、脚部（８６ａ、８６ｂ）を含む、請求項１〜１２のいずれかに記載の連結アセンブリ。
14. ロッド受け要素（８、８’）と圧力要素とは、好ましくは弾性要素（７１ｅ）を介して互いに接続可能である、請求項１〜１３のいずれかに記載の連結アセンブリ。
15. 骨に固定するためのシャンク（２）およびヘッド（３）を有する骨固定要素（１）と、
    請求項１〜１４のいずれかに記載の連結アセンブリ（５）とを含む、多軸骨固定装置。
16. モジュール式多軸骨固定装置であって、
    請求項１５に記載の多軸骨固定装置と、
    少なくとも２つのロッド受け要素（８、８’）とを含み、第１のロッド受け要素（８）は、挿入されたヘッドおよび挿入されたロッドを同時にロックする１部品ロッキング装置（１０）と協働するように構成され、第２のロッド受け要素（８’）は、挿入されたヘッドおよび挿入されたロッドを独立してロックする２部品ロッキング装置（１０’）と協働するように構成されており、モジュール式多軸骨固定装置はさらに、
    １部品ロッキング装置（１０）および２部品ロッキング装置（１０’）を含む、モジュール式多軸骨固定装置。
17. 請求項１２〜１４のいずれかに記載の連結アセンブリと、
    請求項１５または１６に記載の骨固定装置とを含み、
    直径が異なる少なくとも２本のロッド（１００、１０１）、および／または、直径が異なる区分を有する少なくとも１本のロッドをさらに含む、モジュール式安定化装置。

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