JP2021079094A - ロッドを骨アンカーに連結するための受け部材、多軸骨固定装置、およびシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】様々な外科矯正処置を可能にしながら、最小限の部材を用いてヘッドを受け部材に安全にロックすることができる多軸骨固定装置が必要とされている。【解決手段】ロッドを骨アンカーに連結するための受け部材が提供される。受け部材は、ヘッド受け部を備え、ヘッド受け部は、骨アンカー(1)のヘッド(3)を回動可能に受けるための内側座部(54,54′)を含み、ヘッド受け部は、ヘッドの挿入を可能にするように膨張可能であり、座部に挿入されたヘッドをロックするように圧縮可能である。受け部材は、ロッド受け部を備え、ロッド受け部は、凹部(58)を含み、凹部は、ロッド(100,101)を受けるための底部(58a)を有するチャネルを形成し、凹部は、2つの開放脚部(59)を形成する。受け部材は、膨張制限部材(6)を備え、膨張制限部材は、ヘッド受け部の外側でヘッド受け部を少なくとも部分的に取り囲む。脚部(59)が広げられると、ヘッド受け部は、圧縮され、挿入されたヘッド(3)に係止力を作用する。【選択図】図1
Description
本発明は、ロッドを骨アンカーに連結するための受け部材に関し、特に、別個の圧縮部材を使用することなく、骨アンカーをシャンクの角度位置にロックすることができる多軸骨固定装置に関する。
このような多軸骨固定装置は、例えばUS7530992B2から知られている。この既知の多軸骨固定装置は、多関節を介して、ロッドと骨固定要素とを接続するための受け部材を備える。骨固定要素は、シャンクおよびヘッドを含み、受け部材は、ヘッドと共にシャンクを挿入するための開口と、ロッドを受けるためのチャネルを形成するための凹部とを含む。ヘッドをクランプするための弾性を提供するために、受け部材の下部には、2つのスリット状の凹部が形成される。脚部を分けることにより、受け部材を圧縮する力によって、ヘッドは適所にロックされる。
別の骨アンカーアセンブリは、US9498254B2から知られている。この既知の受け部材は、底部装入部材であり、開口を有する座部を含み、開口のサイズは、底部から骨アンカーを装入することを可能にするように選択的に拡大および減少することができる。クロージャ要素を受け部材に連結することができ、力を加えて、座部のサイズおよび開口のサイズを減少することによって、骨アンカーに対して一定の角度で受け部材を固定することができる。
上述した既知の多軸骨固定装置は、骨アンカーのヘッドを受け部材に安全にロックすることができるが、様々な外科矯正処置を可能にしながら、最小限の部材を用いてヘッドを受け部材に安全にロックすることができる多軸骨固定装置が必要とされている。
この目的は、請求項1に記載された受け部材、請求項13に記載された多軸骨固定装置、および請求項14に記載された、受け部材または多軸骨固定装置と器具とを含むシステムによって解決される。本発明のさらなる展開例は、従属請求項に記載される。
一実施形態によれば、ロッドを骨アンカーに結合するための受け部材は、ヘッド受け部を備え、ヘッド受け部は、骨アンカーのヘッドを回動可能に受けるための内側座部を含み、ロッド受け部を備え、ロッド受け部は、凹部を含み、凹部は、ロッドを受けるための底部を有するチャネルを形成し、凹部は、2つの開放脚部を形成する。ヘッド受け部は、ヘッドの挿入を可能にするように膨張可能であり、座部に挿入されたヘッドをロックするように圧縮可能である。さらに、ヘッド受け部の外側に装着され、ヘッド受け部を少なくとも部分的に取り囲むように構成された膨張制限部材を備える。脚部が広げられると、ヘッド受け部は、圧縮され、挿入されたヘッドに係止力を作用する。
この受け部材は、通常ヘッドの上方に配置される圧縮部材などの追加部材を使用することなく、ヘッドをクランプし、ロックするように構成されている。したがって、この受け部材は、圧縮部材を備える受け部材に比べて、より容易に製造される。
ヘッドのロッキングは、ロッキング装置を用いて行うことができる。ロッキング装置は、上端から受け部材に挿入され、受け部材と協働することによって、脚部を広げる。多軸骨固定装置を最終的にロックするために、ロッキング装置は、受け部材に残される。代替的には、ロッキングは、受け部材の脚部を広げる器具を用いて行うことができる。器具を使用する場合、ロッキングは、一時的である。別個のロッキング装置を使用して、多軸骨固定装置を最終的にロックしてもよい。したがって、1つの受け部材を用いて、多くの異なる外科処置を行うことができ、これによって、多軸骨固定装置の適用範囲を大きく拡大することができる。
一実施形態において、膨張制限部材は、リングである。このような部材は、容易に製造される。
受け部材は、異なる長さ、サイズおよび形状のシャンクを有するいくつかの骨アンカーのうちの適切な1つを選択することを可能にする骨アンカー、例えばモジュール式ねじと共に使用されてもよい。特に、受け部の底部から骨アンカーのヘッドを挿入する場合、底部装入型骨固定装置を組み立てることができる。
さらなる実施形態において、リングは、受け部材に挿入されたヘッドを予めロックするように構成されている。その結果、ヘッドは、完全にロックされていなくても、抜け出すことができない。
さらなる実施形態において、膨張制限部材は、受け部材に挿入されたヘッドに摩擦力を加える。その結果、受け部材に対して骨アンカーをロックする前に、骨アンカーを所望の角度方向に維持することができる。
さらなる実施形態において、受け部材は、異なる直径のロッドを安全に支持するように構成されたロッド支持面を備える。特に、ロッド支持面は、ロッドを保持するための2つの傾斜面を備えてもよい。このような場合、ヘッドに対する係止力をさらに増大させる力成分を生成することができる。
さらなる実施形態において、ヘッドを座部内に仮保持するように、座部は、ヘッドの最大外径を有する領域を僅かに超えて延在してもよい。
さらなる実施形態において、受け部材と器具とを含むシステムが提供される。器具は、受け部材の脚部を広げることによって、ヘッド受け部を圧縮するように構成されている。これによって、ロッキング装置および/またはロッドをロッド用のチャネルに挿入することなく、器具を用いて、ヘッドをヘッド受け部に仮ロックすることができる。
受け部材と器具とを含むさらなる別のシステムが提供される。器具は、ヘッド受け部に挿入されたヘッドに直接作用することによって、ヘッドの角度位置を仮ロックするように構成されている。このシステムは、外科処置時にヘッドを仮ロックすることができる。
最後に、さらなる実施形態において、ロッドを骨アンカーに連結するための受け部材は、ヘッド受け部を備え、ヘッド受け部は、骨アンカーのヘッドを回動可能に受けるための内側座部を含み、ロッド受け部を備え、ロッド受け部は、凹部を含み、凹部は、ロッドを受けるための底部を有するチャネルを形成し、凹部は、2つの開放脚部を形成する。ヘッド受け部は、ヘッドの挿入を可能にするように膨張可能であり、座部に挿入されたヘッドをロックするように圧縮可能である。ロッド受け部には、広げ部材の係合面と係合することによって脚部を広げるように構成された係合面が設けられる。脚部が広げられると、ヘッド受け部は、圧縮され、挿入されたヘッドに係止力を加える。広げ部材は、ロッキング装置の下端または器具の一部であってもよい。係合面は、受け部材および広げ部材にそれぞれ設けられた異なる傾斜面を含んでもよい。これらの係合面が互いに接触し、互いに対して移動されると、脚部を広げる力成分が生成される。
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照して、実施形態の記載から明らかになるであろう。
図1〜3は、第1の実施形態に係る多軸骨固定装置を示す。この多軸骨固定装置は、骨アンカー1を備える。骨アンカー1は、ねじ山を有するシャンク2と、ヘッド3とを含む。ヘッド3は、外側球面部と、自由端に設けられ、ねじドライバと係合するための凹部4とを有する。外側球面部は、球体の最大直径を有する領域を含むように構成することができる。骨固定装置は、受け部材5をさらに含み、受け部材5は、骨アンカー1のヘッド3を受け、ロッド100を骨アンカー1に連結するためにロッド100を受ける。より具体的には、受け部材5は、異なる直径のロッド100、101を選択的に収容するように設計されている。また、骨固定装置は、ロッキング装置7を含み、ロッキング装置7は、挿入されたロッドを受け部材5にロックするように構成されている。より具体的には、受け部材5は、異なるデザインを有するロッキング装置7、8と共に選択的に使用できるように設計されている。ロッキング装置7は、例えば、2つの部材からなるロッキング装置であってもよく、ロッキング装置8は、単一の部材からなるロッキング装置であってもよい。
さらに図4〜7を参照して、本実施形態において、受け部材5は、モノリシック部材である。受け部材5は、第1の端部または上端5aと、反対側の第2の端部または下端5bとを含む。中心軸線Cは、長手方向に沿って、第1の端部5aおよび第2の端部5bを通過する。受け部材の全体の外形は、実質的に円筒形であってもよい。通路50は、第1の端部5aから第2の端部5bまで延在する。通路50は、異なる直径を有するいくつかのセクションを有することができる。上端5aに隣接する第1のセクション51において、通路は、第1の直径を有する同軸ボアとして形成されてもよく、中央セクション52において、通路は、第1の直径より小さい第2の直径を有する同軸ボアとして形成されてもよい。第1のセクション51と第2のセクション52との間には、移行セクション53が設けられる。移行セクション53は、第2のセクション52に向かって先細になり、傾斜面53aを形成する。傾斜面53aは、ロッキング装置7、8の一部に当接するための当接部を形成する。下端5bに隣接する通路は、ヘッド3を受けるための座部54によって囲まれている。座部54は、下端5bに向かって先細になり、ヘッド3がその内部で回動可能な形状を有する。本実施形態において、座部54は、ヘッド3の球面形状と合致する球面セグメント形状を有している。しかしながら、座部54は、ヘッド3がその内部で回動できる任意の他の形状、好ましくは第2の端部5bに向かって細くなる形状を有してもよい。座部54は、開口55を介して第2の端部5bに開口する。座部54は、ヘッド3の最大外径を越える位置までヘッド3を取り囲む。これによって、ヘッド3は、上端5aに向かって移動することができない。
受け部材の下端5bに隣接する部分には、複数のスリット57が形成されている。これらのスリットは、受け部材の下部に可撓性を与える。より具体的には、ヘッド3が下方開口55を通って進入すると、ヘッド受け部は、僅かに膨張することによりヘッドにスナップし、ヘッド3を座部54に保持する。本実施形態において、4つのスリット57が、周方向に90°離間して配置されている。下端5bの可撓性を高めるため、スリット57は、拡幅端部57aを有してもよい。スリットの端部57aは、軸方向に沿って、座部54よりも上方に設けられてもよい。
ロッド100、101を受けるための凹部58が、上端5aから下端5bに向かって延在している。凹部58は、実質的に直線状の側壁と、ロッド100、101を支持するための支持面58aを形成する実質的にV字形の底面とを有することができる。支持面58aは、略三角形状に配向された2つの傾斜面からなり、挿入されたロッドは、実質的に2つの接触線に沿って支持され、傾斜面にそれぞれ接触する。したがって、異なる直径のロッド100、101のいずれかがロッド支持面に載置されたとき、ロッド軸を横切る方向への摺動が阻止される。凹部58の幅は、最大径までの異なる径を有するロッドを収容可能に決められる。凹部58の底部は、スリット57の端部57aの上方から一定の距離で離れている。
凹部58は、ロッドを受けるためのチャネルを形成する。具体的には、凹部58によって、2つの開放脚部59が形成される。通路50の第1のセクション51において、脚部は、雌ねじ山60を含む。雌ねじ山60は、上端5aから移行セクション53の始端まで延在する。すなわち、内ねじ山は、移行セクション53の上方で終了する。雌ねじ山60のねじ形状は、例えば、正方形ねじ、V字形ねじ、または他のねじ形状であってもよい。
スリット57と凹部58とは、対向する一対のスリットが凹部58に整列され、対向する他方の一対のスリットが凹部58の長手方向軸線Lに対して90°の角度で配置されるように互いに対して配置される。
また、受け部材5の外面には、対向する2つの係合突起61がそれぞれの脚部59に形成されている。係合突起61は、脚部の周方向の略中央に設けられ、自由端5aから一定の距離で離れている。具体的には、係合突起61は、より長い底辺が軸方向に沿って第2端部5bに面するように、台形に形成されてもよい。
より一般的には、受け部材は、凹部58を含み、ロッド受け部を形成する上部と、座部54を含み、ヘッド受け部を形成する下部とに分けられる。スリット57によって、ヘッド受け部は、膨張可能であり、骨アンカーのヘッド3が下方開口55を通って進入して座部54に着座することを可能にする。また、ヘッド受け部は、圧縮可能であり、摩擦によって挿入されたヘッド3をクランプし、最終的に、挿入されたヘッド3を座部54にロックする。対向する一対のスリット57が凹部58に整列されているため、脚部59の広がりは、凹部58に整列されたスリット57を狭くする。これによって、ヘッド受け部は、圧縮され、挿入されたヘッド3をロックする。脚部59の広がりを引き起こす力が解除されると、脚部59は、非広がり位置に戻り、これによって、ヘッド受け部の圧縮が解除される。
さらに、受け部材5は、脚部59の外縁にそれぞれ設けられた実質的に三角形の凹部62を含む。凹部62は、上端5aから、凹部58のV字形底面58aの軸方向上方の位置まで延在することができる。各凹部62の外側表面62aは、後述する器具の一部に当接する当接面を形成する。当接面は、長手中心軸に実質的に平行に延在する。受け部材5は、4つの凹部62を有するが、凹部58によって形成されたチャネルの両側に少なくとも2つの凹部を設けてもよい。
再び図1〜3を参照して、受け部材5は、膨張制限部材6をさらに備え、膨張制限部材6は、ヘッド受け部の外側でヘッド受け部を取り囲むように構成されている。本実施形態において、膨張制限部材6は、リングである。リングは、ヘッド受け部に沿ってリングをロッド受け部に向かって移動する場合、ヘッド受け部を取り囲まない位置に移動することを可能にする軸方向高さを有してもよい。リングの断面は、リングの厚さよりも大きい高さを有する実質的に矩形であってもよい。しかしながら、リングは、他の寸法を有してもよい。リングの内径は、ヘッド3が座部54に着座していないときに、すなわち、受け部材の未装入構成において、ヘッド受け部を圧縮すると、リングを下端5bから受け部材5の外面に沿ってスライドできるように決められる。未装入構成の場合、ヘッド受け部の周りに装着されたリング6は、僅かな摩擦によって保持される。図3〜5に詳細に示すように、受け部の外径は、受け部材5の上部のより大きい直径から下部のより小さい直径に僅かに減少することによって、ストッパ6aを形成する。ストッパ6aは、リングを受け部材5に装着して上端5aに向かって移動するときに、リングの当接部として機能する。ストッパ6aの軸方向位置は、受け部材5のロッド受け部に対応する領域にある。また、スリット57の拡幅端部よりもやや下方の位置に、ストッパ6bが形成されている。ストッパ6bは、装着された膨張制限部材6が第2の端部5bから抜け出すことを防止する。
ロッキング装置7は、外側ロッキング部材70と、内側ロッキング部材75とを含む。外側ロッキング部材70は、脚部59に設けられた雌ねじ山60と協働するように構成された雄ねじ山71を有する円筒形の止めねじとして形成される。外側ロッキング部材70は、装着時に受け部材の第2の端部5bに面する側において、実質的に円筒形の無ねじ部72を含む。無ねじ部72の下方外縁72aは、受け部材5の傾斜面53aと協働するように構成されている。外縁72aは、丸く形成されてもよい。特に図3に示されるように、外側ロッキング部材70の軸方向長さは、外側ロッキング部材70が脚部59の間にねじ込まれると、外縁72aが傾斜面53aに接触するように決められる。これによって、外側ロッキング部材70は、脚部59を広げる力を傾斜面53aに作用する。外側ロッキング部材70は、内側ロッキング部材75と協働するように構成された雌ねじ山を有するねじ山付き穴73をさらに含む。さらに、外側ロッキング部材70の縁部72aと反対側の上部には、ドライバなどの工具と係合するための複数の工具係合凹部74を設けてもよい。
内側ロッキング部材75は、外側ロッキング部材70にねじ込まれる止めねじとして形成されている。内側ロッキング部材75の雄ねじ山76は、任意のねじ形状を有してもよく、好ましくは、実施形態に示されたように正方形ねじであってもよい。これによって、負荷の分散を向上させることができる。内側ロッキング部材75は、装着時に受け部材5の第2の端部5bに面する側において、雄ねじ山76の最も下方のねじ山に隣接する環状突起77を含む。環状突起77は、装着された内側ロッキング部材75が外側ロッキング部材70から偶然に抜け出すことを防止することができる。内側ロッキング部材75は、工具係合凹部78を含む。工具係合凹部78は、工具に係合するための任意の好適な形状、例えば、トルク形状または六角形状を有してもよい。
ロッキング装置7は、ヘッド3およびロッド100を別々にロックするように構成されている。外側ロッキング部材70を用いて、ヘッド3を座部54にロックすることができる。内側ロッキング部材75を用いて、ロッド100を凹部58にロックすることができる。
図1の矢印によって示すように、1つの部材からなるロッキング装置8と2つの部材からなるロッキング装置7とは、互換的に使用することができる。1つの部材からなるロッキング装置8は、雄ねじ山81と、ロッドに面する下面85を有する無ねじ下部82とを有する円筒形止めねじとして形成されてもよい。無ねじ下部82は、受け部材の傾斜面53aと協働することによって、脚部59に広がり力を作用するように構成された縁部82a(図14参照)を含む。ロッキング装置8の無ねじ下部82と反対側の上部は、ドライバなどの工具と係合するための工具係合構造を有してもよい。本実施形態において、工具係合構造は、自由端からある距離まで延在する中央同軸ボア83と、複数の径方向スロット84(本実施形態において4つのスロット)とを含むように形成されている。しかしながら、工具係合構造は、様々な工具に適合する異なる形状を有してもよい。
骨固定装置の部材および部品は、任意の材料から作製されてもよいが、好ましくは、チタンまたはステンレススチールから作製されてもよく、任意の生体適合性金属、生体適合性合金または生体適合性プラスチック材料から作製されてもよい。生体適合性合金として、ニッケルチタン合金、例えばニチノールを使用することができる。他の材料として、マグネシウムまたはマグネシウム合金を使用することができる。生体適合性プラスチック材料として、例えば、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)またはポリ−L−ラクチド酸(PLLA)を使用することができる。部材は、同じ材料または異なる材料から作製されてもよい。
図8〜10は、リングの形にした膨張制限部材6と受け部材5との組み立てを示す。図8は、受け部材5の下端5b側に置かれている装着前の膨張制限部材6を示している。次に、図9に示すように、膨張制限部材を受け部材の上面に装着する。リングの内径は、未装入構成のヘッド受け部の領域に位置する受け部材5の外径よりも僅かに小さいため、膨張制限部材は、装着時にヘッド受け部を僅かに圧縮する。その結果、脚部59は、僅かに広げられる。図10に示す次のステップにおいて、ストッパ6aに当接するまで、膨張制限部材を上方にスライドする。この位置では、膨張制限部材は、ヘッド受け部を圧縮しない。膨張制限部材がヘッド受け部の上方に位置し且つストップ6aによって画定された最も上方の位置に位置するときに、ヘッド受け部は、骨アンカー1のヘッド3が座部54に進入することを可能にするように膨張することができる。
次に、図11a〜11eを参照して、リングの形にした膨張制限部材を装着した受け部材5と骨アンカーとの組み立てを説明する。組み立ては、多軸骨固定装置を患者の体内に埋入する前に行われてもよい。代替的には、組み立ては、骨アンカー1を骨に挿入した後に行われてもよい。この場合、リングを装着した受け部材は、骨から突出するヘッド3に取り付けられる。
まず、図11aに示すように、骨アンカー1のヘッド3は、受け部材5の開口55に対して配向される。膨張制限部材6は、最も上方のストッパ6aに位置する。さらに図11bに示すように、ヘッド3は、開口55を通って受け部材5の通路50に進入する。ヘッド3が通路に進入するときに、図11cに示すように、受け部材5のヘッド受け部は、僅かに膨張される。挿入時、脚部59は、互いに対して僅かに離れる。この時に、リングは、ヘッド受け部の周りに位置していないため、挿入時の膨張を妨げない。図11dに示すように、ヘッド3の最大直径を有する領域が開口55を通ると、ヘッド3は、座部54に保持される。同時に、ヘッド3は、さらに上方に移動することができない。その理由は、座部54は、最大外径を有する領域を越えて延在し、ヘッド3のさらなる移動を防止するからである。最後に、図11eに示すように、ストッパ6bに当接するまでリングを下方に移動する。その結果、リングは、正しい位置でヘッド受け部を囲む。リングのサイズによって、リングは、ヘッド受け部に小さな圧縮力を作用し、摩擦によってヘッド3を座部54にクランプする。これによって、ヘッドを最終的にロックする前に、受け部材に対して骨アンカーを所望の角度位置に維持することができる。同時に、膨張制限部材は、ヘッド3が下方開口から抜け出すことを防止する。これにより、ヘッドは、受け部材5に予めロックされる。図11eに示す構成において、多軸骨固定装置を埋入した骨、骨部位または椎骨に対して、いくつかの矯正処置を行うことができる。
以下、図12a〜12dを参照して、多軸骨固定装置のロッキングを説明する。図12aに示すように、ロッド100は、凹部58に挿入され、ロッキング装置7は、上端5aから挿入される。図示の例において、ロッド100は、チャネルの側壁に接触できる直径を有する。
次に、ロッキング装置7の縁部72aと受け部材5aの傾斜面53aとの係合を示す拡大図は、図12b〜12dの上部にそれぞれ示されている。図12bにおいて、ロッキング装置をさらにねじ込むことによって、ロッドをロッド支持面58aに向かって移動する。ロッキング装置7の縁部72aは、傾斜面53aの上部領域に当接する。次に、図12cに示すように、傾斜面53aに沿って縁部72aをさらに移動すると、外向きの力成分が発生し、受け部材5の上方の矢印によって示されるように、脚部59を広げる。同時に、挿入されたヘッド3の周りのヘッド受け部は、圧縮される。これは、受け部材5の下方の矢印によって示されている。リングは、摩擦によって保持され、ヘッド受け部を取り囲む。ヘッドに作用する圧縮力がヘッドをロックした場合、脚部をさらに広げることができない。最後に、図12dに示すように、ヘッド3がヘッド受け部の圧縮によってロックされると、ロッド100に係止力を加えるように内側ロッキング部材75を下方にねじ込むことによって、内側ロッキング部材75を用いて、ロッド100を単独にロックすることができる。これによって、図12dにおいて斜め矢印によって示された力成分を生成する。この力成分は、脚部を広げる力に加えられ、ヘッドの追加の係止力に寄与する。
2つの部材からなるロッキング装置7を用いて、異なる直径のロッドを固定することができる。図13に示すように、上述したロッド100よりも小さい直径のロッド101が挿入される。ロッドを凹部58に固定することは、ロッド101の上面に押圧するまで、内側ロッキング部材75をロッド101に向かってねじ込むことによって達成することができる。ヘッド3のロックは、図12a〜12dを参照して説明した方法と同様に行われる。したがって、2つの部材からなるロッキング装置7を備えると、多軸骨固定装置の適用範囲を大きく拡大することができる。
図14は、単一の部材からなるロッキング装置8と、ロッド101より大きい直径を有するロッド100とを含む骨固定装置の使用を示す。単一の部材からなるロッキング装置は、特定の直径を有するロッドと共に使用するように構成されている。ロッキング装置8が脚部59の間にねじ込まれると、縁部82aは、傾斜面53aに接触することによって、脚部59を広げる。その結果、ヘッド受け部を圧縮し、ヘッド3をロックする。同時に、ロッキング装置8の下面85は、ロッド100の上面に接触し、ロッド100をロッド支持面58aに向かって押圧することによって、ロッドを固定する。
ヘッドをロックするときに脚部59の広がりに関わらず、ロッキング装置7、8は、装置の全体をロックすることができ、すなわち緩めにならない。
使用時に、椎骨、例えば椎弓根、または他の骨部材に2つの骨固定装置を挿入し、ロッドを介して連結する。上述した多軸骨固定装置を使用する場合、多くの調整および矯正処置を容易に行うことができる。
以下、図15〜19を参照して、多軸骨固定装置と共にシステムを形成する器具を説明する。
器具は、外側スリーブ30と、内側スリーブ40とを含む。図面は、外側スリーブ30および内側スリーブ40の前部のみを示しているが、外側スリーブ30および内側スリーブ40は、端部および外側スリーブに対して内側スリーブを移動する機構を有する。図15、16および22をより詳細に参照して、外側スリーブ30は、ロッドを凹部58に挿入した後に受け部材5上に配置されるように設計される。これを可能にするために、外側スリーブは、前端3aから一定の距離まで延在する凹部31を有する。凹部31によって、対向する2つのアーム32が形成される。凹部の幅および深さは、外側スリーブが受け部材に係合するときに、凹部が受け部材の凹部58の幅に一致するまたはより大きな幅を有するように決められる。これによって、ロッド100は、凹部31を通ることができ、ロッド軸に沿って軸方向に移動することができる。外側スリーブ30の内径は、外側スリーブ30が受け部材5の外面と係合できるように決められる。また、凹部31は、外側スリーブを受け部材にスナップする役割を果たし、これによってアーム32が僅かに広げられる。凹部31の上方には第2の凹部36が設けられる。第2の凹部は、長手方向に延在し、ブリッジ37によって凹部31から隔離される。凹部36は、外側スリーブの前部により高い可撓性を与える。
係合部33が、外側スリーブ30の前端3aに隣接して設けられる。係合部33は、切欠き34を含む。切欠き34は、脚部59の外面に設けられた突起61が通るようなサイズおよび形状を有する。突起61および切欠き34は、外側スリーブと受け部材5との間に形状適合連結(form-fit connection)を形成する。また、前端3aに隣接して、受け部材5の外径よりも僅かに大きい内径を有する大径部35を設けてもよい。これによって、図22に示すように、受け部材5の外側表面と外側スリーブ30の内側表面との間に小さい間隙35aが形成される。間隙35aは、脚部が外側に僅かに移動するための空間を提供する。また、器具を取り外すときに、間隙35aは、外側スリーブの取り外しを容易にすることができる。
内側スリーブ40は、前端4aを有する。内側スリーブ40の内径は、外側スリーブ30内の内側スリーブを受け部材5上に配置したときに、前端4aが受け部材5の上端5aに載せるように決められる。実質的に矩形またはU字形の凹部41が、前端4aから後端(図示せず)に向かって延在している。凹部41は、内側スリーブ40の前部を2つのアーム42に分割する。図22に示すように、凹部41の幅および深さは、内側スリーブをロッド100上に配置できるように決められる。より具体的には、凹部41の幅は、受け部材の凹部58の幅に対応する。
2つのアーム42の各端部には、前端4aから長手方向に延在する突起43が設けられている。より具体的には、4つの突起43が設けられ、それぞれの突起がU字状の凹部41に隣接している。これらの突起43は、受け部材5の脚部59の外縁に設けられた凹部62と係合するように構成されている。図19および21から最もよく分かるように、U字形凹部41に面していない各突起43の表面43aは、突起43の厚さが突起の自由端から内側スリーブ40の前端4aに向かって大きくなるように傾斜している。傾斜面43aは、脚部59の凹部62の外側表面62aと係合する。傾斜面43aが略垂直な表面62aに対して傾斜しているため、突起43は、受け部材5の脚部59に広がり力成分を作用する。したがって、この係合は、脚部を広げる。
図20a〜20cを参照して、多軸骨固定装置および器具の使用を説明する。図20aに示す第1のステップにおいて、外側スリーブ30を受け部材5に装着する。係合部33は、突起61にスナップすることによって、外側スリーブと受け部材との間に形状適合連結を形成する。凹部31は、受け部材の凹部58と整列される。また、内側スリーブ40は、受け部材5の凹部58と整列するように配向される。この場合、内側スリーブの前端4aは、受け部材の上端5aに接触しておらず、突起43も凹部62の表面62aに押圧していない。この構成において、ヘッドは、摩擦によって所望の角度位置に維持されている。例えば、手動で摩擦力を克服することによって、ヘッドを旋回することができる。また、膨張制限部材6によってヘッド受け部の膨張が制限され、ヘッドが抜けないため、ヘッドは、座部に安全にロックされる。ロッド100は、凹部58の底部から離れて高い位置に配置されてもよい。これによって、例えば、骨アンカーを固定した椎骨または骨部位をロッド100に向かって引っ張るなど、様々な外科処置を行うことができる。
次に、図20bに示すように、突起43の傾斜面43aが凹部62の外側表面62aに接触するまで、内側スリーブ40を下方に移動することによって、受け部材5の脚部59を広げる。突起61は、外側スリーブ30の切欠き34に僅かに深く入ることができる。さらに、外側スリーブ30の大径部35は、外側スリーブと受け部材との間に間隙を形成し、脚部を僅かに広げるための空間を提供する。脚部が広げられると、ヘッドは、ヘッド受け部に圧縮され、ロックされる。
最後に、図20cに示すように、内側スリーブ40を通ってロッキング装置を挿入する。ロッド100およびロッキング装置をさらに下方にすることによって、ロッキング装置は、脚部を広げることによって、ヘッド3のロックを維持する。最後に、器具を取り外すことができる。
図21は、傾斜表面43aと外側表面62aとの係合をより詳細に示す。その結果、脚部が広げられ、ヘッド受け部を圧縮する。図22は、図20cの構成の断面図を示し、特に、内側スリーブの前端4aと受け部材の上端5aとの当接を示す。
次に図23および図24を参照して、第2の実施形態の器具を説明する。多軸骨固定装置も僅かに変更された。同一部分または非常に類似している部分は、前述した実施形態と同様の参照番号で示されている。特に図24に見られるように、突起61が設けられていない。その代わりに、器具と係合するための凹部61′が脚部に設けられる。器具は、外側スリーブ30′を含む。外側スリーブ30′にロッド用の凹部31′を設けることによって、2つのアーム32′を形成する。アームには、凹部61′に係合するように構成された内向き突起34′が設けられている。アームの可撓性を高めるために、追加の凹部36′を設けることができる。内側スリーブ40′は、実質的にU字形の凹部41を備え、アーム42′の領域内に縮小された外径を有する。これによって、アーム42′は、受け部材の通路50内に進入することができる。アーム42′は、内側スリーブ40′の上部4bが自由端5aに当接すると、アーム42′の自由端面42a′が挿入されたヘッド3を押圧するような長さを有する。自由端面42a′は、ヘッドの球面形状に一致する球面形状を有する。
使用時、内側スリーブ40′は、ヘッド3を座部54′に仮ロックする。内側スリーブ40′を引き戻すと、座部内のヘッドを再び旋回することができる。したがって、この器具のみを用いて、ヘッド3を仮ロックすることができる。器具を取り外した後、ロッキング装置7、8を挿入することによって、多軸骨固定装置を最終的にロックする。
図25〜27は、器具のさらなる実施形態を示す。この器具に応じて、受け部材5″を僅かに変更した。受け部材5″は、受け部材の外側から、ヘッドと器具とを横方向に係合するための凹部61″を含む。突起の形状は、器具の形状に適合する。図示の例において、凹部61″は、矩形断面を有し、通路50から外側に向かって幅が増加する。凹部61″は、器具のプライヤ状アーム400を案内できるように傾斜している。図面に示されたプライヤ状アームは、直立部または垂直部401と、球形端面400aを有する傾斜部402とを有する。各アーム400は、傾斜部402が凹部61″を通って進入し、端面400aが挿入されたヘッド3を押圧するように構成されている。また、器具は、アーム400を作動して凹部に進入し、ヘッドを押圧すること、および/またはヘッドを解放して凹部61″から取り外すことを行う作動機構(図示せず)を含む。したがって、作動機構は、プライヤのように機能する。この器具は、ヘッドと係合することによって、ヘッドを受け部材に仮ロックすると共に、ロッキング装置7の挿入を可能にする。使用時、ヘッドを仮ロックした後、器具を取り外し、第1の実施形態と同様に、最終的にロッキング装置を用いてロッドをロックすることができる。
記載された実施形態を変更することができる。また、1つの実施形態に記載の特徴を別の実施形態に記載の特徴と組み合わせるこれによって、更に多くの別の実施形態を作り出すことができる。部材は、実施形態に示された詳細な形状に限定されない。
骨アンカーを受け部材の底端から挿入する底端装入骨固定装置として、骨固定装置を説明して図示したが、本発明は、骨アンカーを受け部材の頂端から挿入する頂端装入骨固定装置に適用することもできる。
ロッドは、平滑な表面を有する剛性ロッドとして示されているが、「ロッド」という用語は、受け部材のロッド受け部に受けられ、ロッキング部材によってロッド受け部に固定されるように構成された任意の細長い接続部材を意味する。特に、ロッドは、様々な形状、直径、表面特性などを含む。
本発明から逸脱することなく、様々な他の変更を行うことができる。特に、第1の実施形態の器具の凹部62を省略することもできる。受け部材は、実施形態に記載されている特定の形状に限定されない。受け部材は、モノリシック部材として示されているが、2つの部材から形成されてもよい。スリットの数および形状を変更することができる。受け部材の外形は、異なってもよい。膨張制限部材は、リングではなくてもよく、例えば、両側から受け部材に取り付けられ、固定される2つのクランプ型ハーフリングであってもよい。
ねじ、釘などの全ての種類の骨アンカーを使用することができる。
1 骨アンカー、2 シャンク、3 ヘッド、4 凹部、5 受け部材、5a 第1の端部(上端)、5b 第2の端部(下端)、6 膨張制限部材、6a,6b ストッパ、7,8 ロッキング装置、30,30′ 外側スリーブ,40,40′ 内側スリーブ、43 突起、50 通路、53a,62a 傾斜面、54,54′ 座部、55 開口、58 凹部、58a 底面(ロッド支持面)、59 脚部、60 雌ねじ山、100,101 ロッド、400 アーム、401 垂直部、402 傾斜部。
Claims (15)
- ロッドを骨アンカーに連結するための受け部材であって、
ヘッド受け部を備え、前記ヘッド受け部は、前記骨アンカー(1)のヘッド(3)を回動可能に受けるための内側座部(54,54′)を含み、前記ヘッド受け部は、前記ヘッドの挿入を可能にするように膨張可能であり、前記座部に挿入されたヘッドをロックするように圧縮可能であり、
ロッド受け部を備え、前記ロッド受け部は、凹部(58)を含み、前記凹部は、前記ロッド(100,101)を受けるための底部(58a)を有するチャネルを形成し、前記凹部は、2つの開放脚部(59)を形成し、
膨張制限部材(6)を備え、前記膨張制限部材は、前記ヘッド受け部の外側で前記ヘッド受け部を少なくとも部分的に取り囲み、
前記脚部(59)が広げられると、前記ヘッド受け部は、圧縮され、挿入されたヘッド(3)に係止力を作用する、受け部材。 - 前記膨張制限部材(6)は、リングである、請求項1に記載の受け部材。
- 前記ヘッド受け部は、前記ヘッド(3)を挿入するおよび受けるための膨張可能且つ圧縮可能な開口(55)を含む、請求項1または2に記載の受け部材。
- 前記膨張制限部材(6)は、挿入されたヘッドが前記開口(55)から抜け出すことができないように、前記開口(55)の膨張を制限するように構成されている、請求項3に記載の受け部材。
- 前記膨張制限部材(6)は、挿入されたヘッド(3)を最終的にロックする前に、摩擦によってヘッド(3)を前記座部(54,54′)にクランプするように、前記ヘッド受け部に圧縮力を作用するように構成されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の受け部材。
- 前記膨張制限部材(6)は、前記ヘッド受け部を取り囲む第1の位置から、前記ロッド受け部に向かって第2の位置に移動可能であり、
前記膨張制限部材が前記第2の位置に位置するときに、前記ヘッド受け部は、前記ヘッド(3)の挿入を可能にするように膨張可能であり、
好ましくは、前記受け部材は、前記ヘッド受け部から前記受け部材(5)の上端(5a)に向かって前記膨張制限部材のさらなる移動を制限するための第1のストッパ(6a)を備え、
さらに好ましくは、前記受け部材は、前記受け部材(5)の下端(5b)に向かって前記膨張制限部材のさらなる移動を制限するための第2のストッパ(6b)を備える、請求項1から5のいずれか一項に記載の受け部材。 - 前記ロッド受け部は、広げ部材と係合するように構成された係合面(53a,62a)をさらに含み、
前記広げ部材は、前記係合面(53a)に係合し、前記凹部(58)の前記底部(58a)の方向に移動することによって、前記脚部(59)を広げる、請求項1から6のいずれか一項に記載の受け部材。 - 前記係合面(53a)は、前記脚部(59)に形成された傾斜面であり、
前記広げ部材は、前記脚部の間に挿入されるまたは取り出されるように構成されたロッキング装置(7,8)の縁部(72a)によって形成され、
前記脚部は、好ましくは、雌ねじ山(60)を含み、
前記ロッキング装置(7、8)は、前記脚部の間にねじ込まれる、請求項7に記載の受け部材。 - 前記係合面(62a)は、周方向に沿って、少なくとも前記脚部(59)の片側、好ましくは両側に設けられ、
前記広げ部材は、器具(30,40)の端部(43)によって形成される、請求項7または8に記載の受け部材。 - 前記座部(54)は、前記ヘッド(3)が前記座部内に位置するときに、前記ロッド受け部に向かって前記ヘッド(3)のさらなる移動を制限するように構成され、好ましくは前記ヘッド(3)の最大外径を超えて延在するように構成され、
前記ヘッドは、好ましくは、前記ヘッドの前記最大外径を含む球状外面を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の受け部材。 - 前記ロッド受け部は、異なる直径のロッドを支持するように構成されたロッド支持面(58a)をさらに含み、
前記ロッド支持面は、好ましくは、実質的にV字形の断面を有する、請求項1から10のいずれか一項に記載の受け部材。 - 前記ロッド受け部に隣接する第1の端部(5a)と、
前記ヘッド受け部に隣接する第2の端部(5b)と、
前記第1の端部および前記第2の端部を通って延在する中心軸(C)と、
軸方向に沿って、前記第1の端部から前記第2の端部まで延在する通路(50)とをさらに備え、
好ましくは、前記通路には、挿入されたヘッド(3)に作用する別個の圧縮部材が存在しない、請求項1から11のいずれか一項に記載の受け部材。 - 多軸骨固定装置であって、
請求項1から12のいずれか一項に記載の受け部材と、
骨アンカー(1)とを備え、
前記骨アンカー(1)は、骨に固定されるシャンク(2)と、ヘッド(3)とを含む、多軸骨固定装置。 - システムであって、
請求項1から12のいずれか一項に記載の受け部材または請求項13に記載の多軸骨固定装置と、
器具とを備え、
前記器具(30′,40′,400)は、挿入されたヘッド(3)と直接係合することによって、前記ヘッドを前記座部に仮ロックするように構成された係合部(42′,402)を含む、システム。 - 前記器具(30′,40′)は、前記脚部(59)に装着するように構成された外側スリーブ(30′)と、前記脚部(59)の間に延在することによって、前記座部(54′)に挿入されたヘッド(3)を押圧するように構成された内側スリーブ(40)とを含み、および/または
前記脚部(59)は、少なくとも1つの脚部(59)に設けられた少なくとも1つの開口(61″)、好ましくは各脚部に設けられた開口をさらに含み、
前記器具(400)は、好ましくは、プライヤ(401,402)の形にした押圧部材を含み、
各プライヤ部材は、1つの開口(61″)を通って延在し、挿入されたヘッド(3)を押圧するように構成されている、請求項14に記載のシステム。
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