JP4266581B2 - 骨用ねじおよび締付けツール - Google Patents

Description

【０００１】
この発明は、請求項１のプリアンブルに従った骨用ねじに関し、また骨用ねじを固定するための関連締付けツールにも関する。
【０００２】
骨用ねじは、たとえば、ＥＰ ０ ４８３ ２４２ Ｂ１から知られている。請求項１のプリアンブルに従った骨用ねじは、ＥＰ ０ ６１４ ６４９ Ａ１からさらに知られている。これらの骨用ねじの場合、ねじが深くねじ込まれるときと、ねじエレメントを固定するためおよびロッドを固定するためにも、高いトルクが加えられる。ロッド挿入後、ねじは手術中に手術を行なう者によって最後まで締付けられなければならないので、関係する脊椎を損傷するおそれがある。ねじが十分に最後まで締付けられなければ、ねじ／ロッドの連結が緩み、骨用ねじがその一定の位置を保てなくなるおそれがある。
【０００３】
この発明の目的は、骨用ねじの固定方法を改善し、一方ではねじを永続的に固定させるため十分に高いトルクを加えることを可能にし、他方ではねじ込む際に支持モーメントが骨または脊椎に伝達されることを低減または避けることにある。
【０００４】
この目的は、請求項１に従った骨用ねじによって、また、請求項９に従った締付けツールによって、達成される。
【０００５】
反対方向のねじ連結により、両方のねじエレメントは同時に固定できる。一方のねじエレメントを締付ける際にそこに発生するそれぞれの支持モーメントは、もう一方のねじエレメントのねじ連結を支持するトルクとして、同時に機能する。このように、危険なトルクが患者の骨に伝わることなく、より高いトルクを加えることができる。
【０００６】
この発明に従ったツールを用いれば、高いトルクを２つの反対方向に加えることができ、したがってそれらはお互いをほぼ打ち消し合う。ユーザが簡単な方法で２つのねじエレメント用のトルクを個々に変えることも、さらに可能である。
【０００７】
この発明のさらに有利な構成は、従属請求項の対象となっている。
以下の好ましい実施例の説明において、この発明を図面を参照して説明する。
【０００８】
【実施例】
［第１の実施例］
図２は、組立てられた状態の骨用ねじを示す。それは、ねじ山部２ａを有するねじシャンク２と頭部３とを有する実際のねじエレメント１を有する。頭部は球体の一部として構成されている。ねじ山軸と同軸に、かつねじ山部２ａとは反対の端に、頭部３はボックススパナと係合するための窪み４を有する。しかし、窪み４は別の適切な形状も有することができる。
【０００９】
骨用ねじは、円筒状に構成された受け部５をさらに含む。これは軸に対称に整列された第１の穴７を一端に有し、その直径はねじ山部２ａの直径より大きく、頭部３の直径より小さい。受け部５は同軸の第２の穴８をさらに有し、これは第１の穴７とは反対側の端に開いており、その直径は、ねじエレメントが開放端を通ってそのねじ山部が第１の穴７を通りその頭部３が第２の穴８の床に誘導されるのに十分な大きさを有している。第１および第２の穴の間には、小さな同軸部分９が設けられており、これは第１の穴７のすぐ横にあって、開放端に向かって球状に構成されており、その半径は、球体の一部として形成された頭部３の部分の半径とほぼ等しい。第２の穴８は、部分９の隣りに円筒部１７を有し、これに対し、開放端へと延びた内部ねじ山１０が隣接する。この実施例では、内部ねじ山１０は右回りのねじ山として構成されている。
【００１０】
受け部５は、Ｕ字形の窪み６の形をした開口部をさらに有し、それはこの部分の中心に対して対称に配置され、その床は第１の穴へ向けられており、その２つの側脚は第１の穴７とは反対側を向いた開放端に向かって延びている。Ｕ字形の窪み６の脚の開放端には、外部ねじ山１１が設けられている。この実施例では、外部ねじ山１１は左回りのねじ山として構成されている。
【００１１】
円筒部１７には圧力エレメント１８が収容されており、それは、頭部３に面した側に球状の凹み１９を有するように構成されており、その半径は、球体の一部のように形成された頭部３の部分の半径とほぼ等しい。圧力エレメント１８の外径は、圧力エレメント１８が円筒部１７内で摺動運動を実行できる、つまり円筒部１７内を頭部３に向かって移動できるように選択される。圧力エレメント１８は好ましくは同軸穴２０を有し、これにより、窪み４へのアクセスが可能になり、また圧力エレメント１８へのアクセスも容易になる。
【００１２】
固定ねじ１３がさらに設けられており、これは、内部ねじ山１０に適合する外部ねじ山、つまり右回りのねじ山を有する。
【００１３】
さらに、ロックナット１４が設けられており、これは外部ねじ山１１、つまり左回りのねじ山に適合する内部ねじ山を有する。
【００１４】
操作においては、ねじエレメント１は、第２の穴８の開放端から第１の穴７へ送り込まれる。たとえばボックススパナのような適切なツールを用いて、ねじエレメント１は次に骨にねじ込まれることができる。次に、圧力エレメント１８とロッド１６とが連続して挿入される。この状態でのねじエレメント１および受け部５はまだ、互いに対し十分旋回可能である。この後、固定ねじ１３が受け部５の内部ねじ山１０にねじ込まれる。固定ねじ１３はそこでロッド１６に押し当たり、それは次に圧力エレメント１８に押し当たり、最終的に頭部３を穴７に押し当てる。このように、ねじエレメントと受け部５とは、互いに対して、およびロッド１６に対して固定される。
【００１５】
同時に、またはその後、ロックナット１４が受け部５の外部ねじ山１１に、固定ねじ１３のねじ込み方向とは反対のねじ込み方向にねじ込まれる。ロックナット１４および固定ねじ１３は、この２つの部品の各々が所望の保持力をロッド１６に作用させるまで、互いに別々に回される。
【００１６】
ねじ山が逆方向に走っているため、固定ねじ１３およびロックナット１４を締付ける間、ねじ連結の回転方向は反対方向に走る。実質的な利点は、手術を行なっている者が、締付け動作の際に、トルクが骨に伝わることなく両方のねじ連結に対してより強いトルクを加えることができるという点、または、ねじ連結の締付け動作の際の一方のツールの互いの対抗により、両方のねじが他方のツールによって緩められる点にある。ねじ連結の安定性は実際、それぞれのねじ連結の締付け方向における逆トルクの相互支持により確実となり、または場合によっては強化される。
【００１７】
［第２の実施例］
図３に従った第２の実施例を以下に説明する。各々の場合、対応する部分は同じ参照符号を用いて提示されており、第１の実施例におけるそれらの説明を参照されたい。
【００１８】
ねじエレメント１と受け部５とは、第１の実施例に対応する。前述の実施例とは異なり、頭部固定ねじ１２とロッド固定ねじ１３′とが設けられている。頭部固定ねじ１２は、受け部５の内径１０とロッド固定ねじ１３′の外径との間に設けられている。ロッド固定ねじ１３′は、第１の実施例の固定ねじ１３よりも小さな外径を有する。
【００１９】
頭部固定ねじ１２の外部ねじ山は、受け部の内部ねじ山１０に適合する。この実施例では、これは右回りのねじ山である。さらに、頭部固定ねじ１２は、ロッド固定ねじ１３′の外部ねじ山に適合する内部ねじ山１５を有する同軸穴を備えている。この実施例では、これは左回りのねじ山である。
【００２０】
第１の実施例とは異なり、圧力エレメント１８′は、頭部３からロッド１６を越えて頭部固定ねじ１２の下側まで延びた、延長された円筒エレメントとして構成されている。圧力エレメント１８′は、第２の端８に向いて開き、受け部５のＵ字形の窪み６と平行に延びた、ロッド１６を受けるためのＵ字形の窪み１８ｃ′を有する。床は、ロッド１６を受けられるように、円筒状に構成されている。圧力エレメント１８′のＵ字形の窪みの深さは、受け部５の円筒軸の方向から見ると、受けるべきロッド１６の直径よりも大きく、したがって側脚１８ａ′および１８ｂ′を有する圧力エレメント１８′は、ロッド１６より上に上向きに突き出している。受けるべきロッド１６の直径よりも小さい直径を有する同軸穴が、Ｕ字形の窪みの床に隣接できる。
【００２１】
操作においてまず、第１の実施例と同様に、既に組み込まれた圧力エレメント１８′とともに第２の穴８から穴７へ挿入されたねじエレメント１は、頭部固定ねじ１２を頭部３へねじ込むことにより、それが一時的な回転安定化を経験するように押しつけられる。それから、ロッド１６が受け部および圧力エレメントのＵ字形の窪みに配置される。次に、ロッド固定ねじ１３′が頭部固定ねじ１２にねじ込まれ、圧力エレメント１８′の窪みの床へとロッド１６を押し当ててロッド１６を固定する。
【００２２】
最後に、頭部固定ねじ１２を時計回りの方向に、ロッド固定ねじ１３′を逆時計回りの方向に、所望の保持力で同時に両方を締付けることができる。
【００２３】
２つの実施例に共通しているのは、それぞれの場合のねじエレメントに、回転ツールとともに回転することを可能にするスリット、穴などが備わっていることである。有利なことに、２つのねじは同時に締付けられ、そのため反対方向にかかるトルクの利点が効き目を表わす。
【００２４】
この実施例では、ロッド固定ねじ１３′および頭部固定ねじ１２の締付け中、ねじ連結の回転方向は反対の方向に走っている。実質的な利点は、手術を行なっている者が、締付け動作の際に、トルクが骨に伝わることなく両方のねじ連結に対してより強いトルクを加えることができるという点、または、ねじ連結の締付け動作の際の一方のツールの互いの対抗により、両方のねじが他方のツールによって緩められる点にある。ねじ連結の安定性は実際、それぞれのねじ連結の締付け方向における逆トルクの相互支持により確実となり、または場合によっては強化される。
【００２５】
その他の態様では、ねじ山の回転のそれぞれの方向は、もちろん逆にしてもよい。つまり、上述の実施例において右回りのねじ山として構成されたものを左回りのねじ山として構成し、上述の構成において左回りのねじ山として構成したものを右回りのねじ山として構成することが可能である。
【００２６】
［ツールの第１の実施例］
以降、締付けツールとして示されるツールを、以下に説明する。これは、前述の２つの実施例の２つのねじ連結を同時に締付けるのに適切なものである。
【００２７】
図４および５は、締付けツール２１の第１の実施例を示す。締付けツール２１は第１のハンドル２２を有し、そこから第１のシャンク２３が延びている。第１のシャンクは、回転しないように固定されて第１のハンドル２２に連結されている。シャンク２３の端には、第１のねじまたは係合エレメント２７が備わっている。第１のシャンク２３は、第２の中空シャンク２４に囲まれている。第２の中空シャンク２４の第１のハンドル２２に向いた端は、第２のハンドル２５として構成されている。第２の中空シャンク２４のもう一端には、第２のねじまたは係合エレメント２６が備わっている。第２のねじまたは係合エレメント２６は、第１のねじまたは係合エレメント２７を同心円状に取囲んでいる。第１のシャンク２３および第２の中空シャンク２４は、互いに対して回転可能である（図４の矢印ＡおよびＢ）。
【００２８】
［操作の形態］
たとえば第２の実施例の骨用ねじを固定するため、第１のねじまたは係合エレメント２７および第２のねじまたは係合エレメント２６が、頭部固定ねじ１２およびロッド固定ねじ１３′と係合する。一方の手がそこで第１のハンドル２２を掴み、もう一方の手が第２のハンドル２５を掴む。２つのハンドルを反対の回転方向に回転させることにより、第１のねじまたは係合エレメント２７および第２のねじまたは係合エレメント２６もねじられ、反対の方向に締付けられる。第１のハンドル２２および第２のハンドル２５の回転運動を異なるように行なうこと、または、たとえば１つのハンドルのみを回転させ、もう一方のハンドルは単に固定させることも可能である。このことは、所要トルク次第で回転運動が変更可能であることを意味する。トルクが反対の回転方向に作用するため、トルクは骨用ねじに伝わらず、患者を危険にさらすことはなくなる。反対方向に走るトルクは実際に互いを打ち消し合うため、トルクはねじエレメント１に作用しない。さらなる利点は、第１のねじまたは係合エレメント２７および第２のねじまたは係合エレメント２６の同心円構成により、少しのスペースしか必要なく、これは手術する領域が常に限られる手術の際に非常に有利となる。
【００２９】
［締付けツールの第２の実施例］
第２の実施例に従った締付けツールを以下に説明する。各々の場合、対応する部分は同じ参照符号を与えられており、前述の実施例におけるそれらの説明を参照されたい。
【００３０】
図６〜８は、締付けツール２１′の第２の実施例を示す。第１の実施例と同様、締付けツール２１′は第１のハンドル２２を有し、そこから第１の中央シャンク２３が延びている。中央シャンクは、回転しないよう固定されて第１のハンドル２２に連結されている。中央シャンク２３の端には、第１のねじまたは係合エレメント２７が備わっている。
【００３１】
第１の実施例とは異なり、第１のシャンクは、第１のシャンク部２３ａと第２のシャンク部２３ｂとからなる。
【００３２】
第１のシャンク部２３ａと第２のシャンク部２３ｂとの間には、ギアが配置されている。図７および８に、ギアの断面が示されている。以降、図８の拡大図を参照する。ギアは、第１のカバー３２と、ほぼ円筒状のスリーブ構成要素３３と、第２のカバー３５とから構成されるギアハウジング３０からなる。第１のカバー３２および第２のカバー３５は、各々の場合、スリーブ構成要素３３に皿ねじ（図示せず）を介してねじ止めされる。第１のカバー３２は中央の穴３２ａを有し、これを通って第１のシャンク部２３ａがギアハウジングの内部に突き出す。反対側に整列されて、第２のカバー３５に穴３５ａが設けられており、これを通して第２のシャンク部２３ｂがギアハウジングの内部に突き出している。ギアハウジング３０の内部に位置する第１のシャンク部２３ａおよび第２のシャンク部２３ｂの端には、歯車３７、３８が回転しないよう固定されて配置されている。２つの歯車の締付けは各々の場合、第１および第２の歯車と第１および第２のシャンク部とを貫通する穴を通って第１のシャンクに対し横方向に延びたピン３９、４０を介して行なわれる。このように、歯車は回転しないように固定されてそれぞれのシャンク部に連結される。この実施例では、歯車は傘型車として構成されている。
【００３３】
スリーブ構成要素３３では、対向する２つの同軸穴が、第１のシャンク２３および第２のシャンク２４の軸方向に対し横方向に配置され、その穴を通ってシャフト３４が押し込まれる。２つの歯車４１、４２が、シャフト３４上に回転可能に保持される。この実施例では、歯車は傘型車である。傘型車４１、４２は、第１のシャンク部２３ａの歯車３７と第２のシャンク部２３ｂの歯車３８の両方と、ともに回転する。
【００３４】
第１のシャンク部２３ａはそこで入力シャフトとして作動し、第２のシャンク部２３ｂは出力シャンクとして作動することができる。第１のシャンク部２３ａにより伝えられたトルクが、歯車４１、４２を介して、第２のシャンク部２３ｂの歯車３８へ伝達される。回転方向はそこで反転され、したがって第２のシャンク部２３ｂは、第１のシャンク部２３ａとは反対の方向に回転する。
【００３５】
さらに、第２の中空シャンク２４が、回転しないよう固定されてギアハウジングのカバー３５に、少なくとも１つのピン３６を介して、この場合では２つのピンを介して、連結される。このように、ギアハウジングの回転中、第２のスリーブ型のシャンク２４も回転する。スリーブ型のシャンク２４のギアハウジングへの結合、および２つの歯車４１、４２のシャフト３４を介してのギアハウジングへの結合により、第２のシャンク部２３ｂが固定された場合、第１のシャンク部２３ａの回転は、スリーブ型のシャンク２４へギアハウジング３０を介して伝達されることができる。
【００３６】
第１の実施例と同様、第１のねじまたは係合エレメント２７が、第１のシャンク２３の第２のシャンク部２３ｂの端に設けられている。同様に、第１のシャンク２３はスリーブ型のシャンク２４に囲まれている。ここでは、ギアハウジングが、スリーブ型のシャンク２４の第１のハンドルに向いた端に、第２のハンドル２５を形成している。スリーブ型のシャンク２４のもう一端には、第２のねじまたは係合エレメント２６が設けられている。第２のねじまたは係合エレメント２６は、第１のねじまたは係合エレメント２７を同心円状に取囲んでいる。中央シャンク２３とスリーブ型のシャンク２４とは、互いに対して回転可能である。
【００３７】
［操作の形態］
たとえば、第２の実施例の骨用ねじを固定するため、第１のねじまたは係合エレメント２７および第２のねじまたは係合エレメント２６が、頭部固定ねじ１２およびロッド固定ねじ１３′と係合する。一方の手がそこで第１のハンドル２２を掴み、もう一方の手が第２のハンドルとして機能するギアハウジング３０を掴む。２つのハンドルを反対の回転方向に回転させることにより、第１のねじまたは係合エレメント２７および第２のねじまたは係合エレメント２６もねじられ、反対の方向に締付けられる。第１のハンドル２２および第２のハンドル３０の回転運動を異なるように行なうこと、または、たとえば１つのハンドルのみを回転させ、もう一方のハンドルまたはギアハウジングは単に固定させることも可能である。このことは、所要トルク次第で回転運動が変更可能であることを意味する。トルクが反対の回転方向に作用するため、トルクは骨用ねじのねじエレメント１に伝わらず、患者を危険にさらすことがなくなる。ギアハウジング３０が単に固定されるように保持され、トルクが第１のハンドル２２を介してのみ締付けツールに伝えられる場合でも、トルクは、中央シャンク２３の第２のシャンク部２３ｂと第２のスリーブ型のシャンク２４の両方に、ギアハウジング３０を介して伝達され、そこでトルクは異なる方向を有する。
【００３８】
第１の実施例と同様、さらなる利点は、第１のねじまたは係合エレメント２７および第２のねじまたは係合エレメント２６の同心円構成により、少しのスペースしか必要なく、これは手術する領域が常に限られる手術の際に非常に有利となる。
【００３９】
骨用ねじは、ここで述べられた多軸ねじとしての実施例に限定されない。骨用ねじは実際、単軸ねじとしても構成されることができ、それによれば、ねじの頭部３と受け部５とは一体に構成されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に従った骨用ねじの第１の実施例の、部分的に断面が示された分解図である。
【図２】 組立てられた状態の第１の実施例の、部分的に断面が示された図である。
【図３】 拡大されかつ部分的に断面が示された骨用ねじの代替的な実施例を示す図である。
【図４】 締付けツールの第１の実施例の側面図である。
【図５】 図４の締付けツールの断面が示された側面図である。
【図６】 締付けツールの第２の実施例の側面図である。
【図７】 図６の締付けツールの断面が示された側面図である。
【図８】 図７のＣを拡大した詳細図である。
【符号の説明】
１ ねじエレメント、２ ねじシャンク、３ 頭部、５ 受け部、６ 窪み、８ 穴、１０ 内部ねじ山、１１ 外部ねじ山、１３ 固定ねじ、１４ ロックナット、１６ ロッド。

Claims (16)

1. ねじシャンク（２）とねじ頭部（３）とを含むねじエレメント（１）と、
   ロッド（１６）を受けるための円筒受け部（５）とを含む骨用ねじであって、円筒受け部は円筒の一端（８）から来る円筒軸と同軸の穴を有し、前記骨用ねじはさらに、
   前記骨用ねじに連結されるべきロッド（１６）を受けるため、円筒軸に対し横方向に延びた開口部（６）と、
   一端（８）にある内部ねじ山（１０）、およびそれと協働し、内部ねじ山（１５）のある中央の穴（１２ａ）を有する第１のねじ（１２）と、
   ロッド（１６）を固定させるため、内部ねじ山（１５）と協働する第２のねじ（１３´）とを含み、
   ２つのねじ山（１０、１５）が反対方向に走るよう構成されていることを特徴とする、骨用ねじ。
2. ねじ頭部（３）と受け部（５）とは一体的に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の骨用ねじ。
3. 開口部（６）が一端（８）に向けて開放されたＵ字形の窪みとして構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の骨用ねじ。
4. 挿入されたねじエレメント（１）のねじ頭部（３）に作用する、ねじ頭部（３）の上部の受け部（５）内に配置された圧力エレメント（１８´）により特徴づけられる、請求項１に記載の骨用ねじ。
5. 圧力エレメント（１８′）が第１のねじ（１２）と一体に構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の骨用ねじ。
6. 圧力エレメント（１８′）はロッド（１６）を受けるための窪み（１８ｃ′）を有し、その軸方向における深さはロッド（１６）の直径よりも大きいことを特徴とする、請求項５に記載の骨用ねじ。
7. 受け部（５）の一端（８）の外周上に円周方向に設けられているスナップリング（１４′）によりさらに特徴づけられている、請求項１に記載の骨用ねじ。
8. 第２のねじ（１３′）は、ロッド（１６）を押してこれを圧力により固定するように第１のねじ（１２）にねじ込み可能であるということを特徴とする、請求項１に記載の骨用ねじ。
9. 請求項１から８のうちの１つに従った骨用ねじを固定するための締付けツール（２１、２１′）であって、
   一端がねじまたはナットと係合するように、およびもう一端が第１のハンドル（２２）を有するように構成された中央シャンク（２３）と、
   一端がねじまたはナットと係合するように、およびもう一端が第２のハンドル（２５）を有するように構成された、中央シャンク（２３）を取り囲むスリーブ型のシャンク（２４）とを有し、
   両方のシャンク（２３、２４）が互いに対し回転可能な、締付けツール。
10. 中央シャンク（２３）は縦方向に第１のシャンク部（２３ａ）と第２のシャンク部（２３ｂ）とに分かれており、その間に、入力側が第１のシャンク部（２３ａ）に連結され、出力側が第２のシャンク部（２３ｂ）に連結されたギアが配置され、
    ギアは、入力側に入るトルクの回転方向が出力側で反転可能に構成され、
    ギアはギアハウジング（３０）を有し、それにスリーブ型のシャンク（２４）が回転しないよう固定されて連結され、そのため第１のシャンク部（２３ａ）に伝えられた入力トルクが、中央シャンク（２３）の第２のシャンク部（２３ｂ）への逆向きの出力トルクとして、および／またはスリーブ型のシャンク（２４）への、入力トルクと同様に向けられた出力トルクとして、方向転換可能であることを特徴とする、請求項９に記載の締付けツール（２１′）。
11. ギアハウジング（３０）が第２のハンドルを形成し、第１のハンドル（２２）またはギアハウジング（３０）を介して伝えられたトルクが、第１のハンドル（２２）またはギアハウジング（３０）を所望の割合で固定することにより、中央シャンク（２３）およびスリーブ型のシャンク（２４）に、各々の場合、反対方向に伝達可能であることを特徴とする、請求項１０に記載の締付けツール（２１′）。
12. 中央シャンク（２３）の第１のシャンク部（２３ａ）が、ギアハウジング（３０）に設けられた第１の穴（３２ａ）により回転可能に保持され、その端において回転できないように固定されて第１の歯車（３７）に連結されており、
    中央シャンク（２３）の第２のシャンク部（２３ｂ）が、ギアハウジング（３０）に設けられた第２の穴（３５ａ）により回転可能に保持され、その端において回転できないように固定されて第２の歯車（３８）に連結されており、
    第１および第２の歯車（３７、３８）と係合する少なくとも１つの第３の歯車（４１、４２）が、ギアハウジング（３０）内に回転可能に保持されていることを特徴とする、請求項９または１０に記載の締付け装置（２１′）。
13. 第３の歯車（４１、４２）が、２つのシャンク（２３、２４）の軸に対し垂直に立っているシャフト（３４）上に回転可能に保持されていることを特徴とする、請求項１２に記載の締付けツール（２１′）。
14. 第４の歯車（４２）が、第３の歯車（４１）の反対側に配置されて設けられていることを特徴とする、請求項１２および１３のいずれかに記載の締付けツール（２１′）。
15. シャフト（３４）がギアハウジング（３０）の一方からもう一方へと延びており、第３および第４の歯車（４１、４２）がともにその上に保持されていることを特徴とする、請求項１４に記載の締付けツール（２１′）。
16. 歯車（３７、３８、４１、４２）が傘型車として構成されていることを特徴とする、請求項１２から１５のいずれかに記載の締付けツール（２１′）。

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