JP4365614B2 - ねじおよびロッド固定アセンブリ、ならびに、デバイス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定アセンブリに関する。より具体的には、本発明は、骨固定システムにおいて用いられるねじ固定アセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
いくつかの技術およびシステムが、脊椎を矯正および安定化させ、脊椎の各種のレベルにおける融合を容易にするために開発されてきた。変形性椎間板疾患、脊椎側弯症、脊椎すべり症、脊椎狭窄症を含む様々な状態における脊椎の安定化は、しばしば、脊椎にインプラントを取り付けて、その後インプラントを脊椎ロッドに安定化することを必要とする。このような脊椎固定デバイスは、脊椎の椎骨の動きを止め、１本の延長されたロッドを、選択された一連の椎骨に接続することによって、多数の椎骨にわたって、脊椎の配列を変更し得る。これらのロッドは、多数の椎骨、例えば、３〜４つの椎骨にまたがり得る。しかし、脊髄の解剖学的構造によって、３以上のインプラントが一直線になることが許容されることは少ない。この不規則性を考慮に入れるため、ロッドは、前頭面に沿って付けられる。
【０００３】
脊髄の固定は、椎骨の融合と、骨折および上記の脊髄の障害の治療とにおいて、一般的なアプローチとなってきた。骨髄の固定に対して一般的に用いられるデバイスは、骨固定プレートアセンブリである。典型的な骨固定プレートは、複数の開口部を有する、比較的平坦、かつ矩形のプレートを有する。さらなるアセンブリは、ロッドを複数の椎骨にロックするインプランテーション固定システムを含む。これらのアセンブリにおいて、他の脊髄固定システムにおける場合と同様に、骨固定プレートアセンブリまたはインプランテーション固定アセンブリを、患者の所望の椎骨または目的の椎骨に安定化する、各種のファスナ、例えば、骨用ねじが用いられる。これらのねじの設計および形は、所望される位置および使用法に依存して、変更され得る。
【０００４】
具体的には、多軸でロックするねじが、これらのデバイスとともに用いられる。これらのシステムとともに用いられる多軸ねじへの鍵は、ねじ頭を、椎骨と、そのアセンブリに安定化して取り付けることである。従って、多軸ねじは、多軸ねじを強くロックするタイプのねじ頭安定化デバイスとともに用いられる必要がある。ねじのどんな動きも、脊髄の治療処理に対して有害となり得る。さらに、一度ねじが椎骨に固定された後に動く場合、さらなる損傷が発生し得る。従って、ねじの動きは、最小限にされるか、または、無くす必要がある。
【０００５】
今日、市場には、多くの多軸ねじがあり、従来技術において公知である。さらに、多軸ねじをロックする安定化手段を提供する、多くのデバイスがある。例えば、特許文献１、２および３は、ロッド固定装置とともに用いられる、多軸のロックねじおよび結合要素デバイスを開示する。特許文献１は、ねじの球形の頭を多軸で維持するソケットを含むように、低い部分で内側に湾曲した内面を有する内部軸通路を含む結合要素を開示する。結合要素は、結合要素の上部から下に延びる、垂直に配向された一対の対向するチャネルをさらに含み、その間に、ロッドを受けるシートが規定される。チャネルは、さらに、上に延びる一対の部材に、上部の壁を提供する。部材は、それぞれ、その最上部に配置された、ロックを受ける外部のねじ切りを含む。アセンブリのインプランテーションの間、ロックナットは、ロッドの上部に対して密閉され、ロッドは、ねじ頭の上部に位置する。ナットによって、ロッドは、ナットとねじとの間にロックし、ねじは、ソケットにロックする。
【０００６】
特許文献２は、ロックリングが結合要素の下部の外部の周りに配置され、ロックリングが下側に並進する際に外側に向かって細くなる部分に対して内側方向の力を提供する、改変例を開示する。結果として、内部チャンバは、ねじ頭を、内部チャンバの中に押し込んで固定して、ねじ要素結合の多軸的な性質を消去する。
【０００７】
特許文献３は、ねじの球形の頭が、初期的に多軸で配置されている溝付きの内部チャンバを有し、下部が先細った結合要素を含む、多軸の整形のデバイスを開示する。結合要素は、インプラント装置のロッドを受けるくぼみを含む。ロックリングは、結合要素の下部の周りに配置され、ロックリングが下側に並進する際に、外側に向かって細くなる部分に対して内側方向の力を提供する。垂直スロットは、閉じられ、押し込まれ、垂直スロットの内部チャンバ内でねじ頭がロックされる。
【０００８】
特許文献４は、複雑な頭の形状、冠部材、および外部剛体を有するねじ頭を有する、複雑なロック機構を開示する。ロックは、冠部材を複雑な頭に対して圧縮することによって行われる。冠部材は、硬いシートに対して圧縮する。この圧縮によって、機械のリッジを頭に押し込み、ねじをその中に安定化させる。
【０００９】
他の一般的なロック機構の例は、ねじの周りでたわむように設計された可撓性部分を有する球形のシートを有するタイプのコレットである。可撓性部分を硬い外壁に対して圧縮することによって、コレットは、ヘッドに対して圧縮されて、その中にロックされる。これらのコレットの例は、多くの特許において見受けられる。例えば、特許文献５は、部分的に球形のヘッドを有する骨ねじを含む、複数軸の骨ねじアセンブリを開示する。さらに、アセンブリは、先細りのくぼみを規定する中央ボアを有する受け取り部材を含み、骨ねじ頭を保持する収縮コレットを受け取る。コレットは、骨ねじ頭を受ける、部分的に球形のくぼみを規定し、ねじ頭を実質的に囲む、たわむことができる指を含む。止めねじが、受け取り部材に取り付けられると、止めねじは、ロッドをコレットに対して圧縮する。これにより、コレットは、受け取り部材の先細りのくぼみに押され、そのことにより、コレットの指は、骨ねじ頭に対してたわむ。
【００１０】
他の特許、特許文献６は、骨固定部材を含む、脊髄のインプラント固定アセンブリを開示する。ロッドを受け取るシートは、ロッドの一部をその中に位置付けるように、骨固定要素に動作可能に接続されている。ナットおよびロックリングの形のロック機構は、ロッドを受けるシートの内壁を周りに付けさせ、その中に位置付けられたロッドを契合させて、内部ハウジングに対してロッドをロックおよび固定するように、受け取るシートを係合する。アセンブリは、さらに、その中に、ねじ頭を得る、ねじ頭を受けるインサートを含む。インサートは、アセンブリ内で、ねじ頭を捕らえるロック位置と、ねじ頭が入るか、または出る解除位置との間で可動である。
【００１１】
類似のコレットを利用する他の多軸ねじの特許は、特許文献７、特許文献８（ねじ頭とロッドとの間で圧縮される、球形のコレットの使用を開示する）、および、特許文献９（非常に複雑な二重ウェッジロック機構の使用を開示する）において開示されている。
【００１２】
より具体的には、特許文献８は、ロッドインプラント装置とともに用いられる、フェルールに取り付けられたロッドを利用する、多軸のペジクルねじデバイスを開示する。デバイスは、湾曲した頭およびロッドを受ける本体を有するねじをさらに含む。本体は、ロッドを受けるチャネルと、ねじ頭が挿入される軸ボアとを有する。ロッドが取り付けられたフェルールは、ねじ頭の上部の小さい湾曲したくぼみに、ねじ頭に対して安定化の位置付けを維持しながら、様々な角度で、ロッドが本体に入ることができるように、位置付けられる。上部の止めねじを挿入することによって、フェルール上に圧縮され、ロッドを正しい位置で、ねじ頭にロックする。さらに、本体は、アセンブリを完全に安定化するように、正しい位置でロックされる。
【００１３】
特許文献９は、骨を係合するファスナと、脊髄ロッドのような延長された部材とを含む脊髄固定アセンブリを開示する。固定アセンブリは、三次元空間におけるロッドに対する角度の連続的な範囲のいずれかで、骨を係合するファスナの脊髄ロッドへの固定を可能にする複数軸のアセンブリである。固定アセンブリは、その中を通るボアと、ボアと連絡するチャネルを有する受け取り部材を含み、脊髄ロッドの挿入のため、受け取り部材の上部で上方開口部を有する。受け取り部材の壁は、底部近傍で細くなっている。外部ウェッジ部材および内部ウェッジ部材も含まれている。両方の部材が、ほぼ、ワッシャーの形状を有し、その中を通るボアを有する。各ウェッジ部材において、それぞれのボアは、それぞれのウェッジ歩合の中央軸と平行ではない。さらに、ウェッジ部材の外側表面は、先細りになり得、それぞれのボアは、位置付けられ、取り付けられる場合に、自動ロックするように、先細りになり得る。骨を係合するファスナは、内部ウェッジ部材のボアに適合し、内部ウェッジ部材は、外部ウェッジ部材のボアに適合し、外部ウェッジ部材は、受け取り部材の細くなっている面に適合する。三次元空間において、所望の骨を係合するファスナの位置が得られる場合、部品は、密接な摩擦適合を達成するように位置付けられる。
【００１４】
特許文献１０は、頭を有するねじと、上部、側面および底部に穴を有する管状体と、要素を結合するロッドとを含むロッドインプラント装置とともに用いられる、多軸の整形デバイスを開示する。ねじ頭は、本体およびねじが互いに対して初期に回転するように、底部電極から延びるねじのシャフトとともに、本体に配置される。ロッド結合要素は、本体の側面の穴から延びるロッド結合要素の残りとともに、本体に位置するボール型の端部を有し、本体は、初期に、互いに対して多軸的に結合される。ロッド結合要素のボール型の端部は、ねじ頭の上部に配置される。止めねじは、本体の上部に設けられ、このねじを締めることによって、ボール、頭および本体は、圧力で互いにロックされ、さらなる相対的な動きが防がれる。
【００１５】
従来技術、特に、本明細書中に記載の従来技術において、多軸ねじは、複雑なロック機構およびさらなるロック部分を利用して、多軸ねじの動きを防ぐ。典型的には、ロック機構がより複雑になるにつれ、より多くの部品が必要とされ、製造コストは、高価になる。ロックして、強い保持の値を達成することが、より多くの部品では困難になる。さらに、各種の固定プレートおよび固定アセンブリは、これらのタイプの外科手術にとって重要である。かさばる部品は、柔組織の刺激の原因となり、融合の端部におけるファセット接合を損なう原因となり得る。用いられるインプラントのサイズを最小限にすることは、脊髄の外科手術において重要である。インプラントの拡張が原因となる軟組織の刺激は、一般的に起こることである。多くの場合、環境に対してインプラントが厚いことによって引き起こされる。例えば、インプラントは、筋肉組織内で充分に覆われないほど厚くなり得る。従って、インプラントの全体の厚さの低減は、重要な利点である。
【００１６】
【特許文献１】
米国特許第５，５５４，１５７号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，５４９，６０８号明細書
【特許文献３】
米国特許第５，５８６，９８４号明細書
【特許文献４】
米国特許第６，２８０，４４２号明細書
【特許文献５】
米国特許第６，０５３，９１７号明細書
【特許文献６】
米国特許第５，９６４，７６０号明細書
【特許文献７】
米国特許第６，０１０，５０３号明細書
【特許文献８】
米国特許第５，９１０，１４２号明細書
【特許文献９】
米国特許第５，８９１，１４５号明細書
【特許文献１０】
米国特許第６，０６３，０８９号明細書
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
強く、効果的に、かつ確実にねじ頭を所望の位置にロックするねじ頭の安定化機構またはデバイスが必要とされている。さらに、より簡略的、より効率的、かつ、より楽に、ねじを固定するため、サイズが最小であり、部品の数がより少ない、ねじ頭の安定化機構またはデバイスが必要とされている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、ねじと、必要に応じて、ロッドとを固定するねじおよびロッド固定アセンブリが提供される。ねじおよびロッド固定アセンブリは、ねじ、固定機構、実質的に環状のリング、ロッド位置付け機構、およびロック機構を含む。また、本発明は、ねじを固定する固定機構を提供する。固定機構は、グリップ部分と非グリップ部分とを有する内面壁をさらに含む。さらに、本発明は、機械的な力および摩擦力を、ねじ頭に導き、提供する実質的に環状のリングを備える。さらに、本発明は、ねじ頭に動作可能に係合され、その中のロッドの一部に対して圧縮されることができる少なくとも１つの可撓性部分を含むロッド位置付け機構を提供する。最終的に、本発明は、ロッドを係合するロック機構およびロッド位置付け機構を提供する。ロック機構は、ロッド位置付け機構の少なくとも１つの可撓性部分を、ロッドに対して、ロッドの周りに、偏向させる偏向機構を、ロッド位置付け機構の少なくとも１つの可撓性部分さらに係合するロック機構として、含む。
【００１９】
本発明によるねじとロッドを固定するためのねじおよびロッド固定アセンブリは、ねじ頭を含むねじと、該アセンブリに対する動きから該ねじを固定するための固定手段であって、該固定手段は、グリッピング部と非グリッピング部とを有する内面壁を含む、固定手段と、中心軸に対して伸び、端部を含む、実質的に環状のリングであって、該端部は、該ねじの一部がその中を通ると該ねじ頭に係合するための、該端部の外向きの方にテーパ状の円錐台表面を有する、実質的に環状のリングと、ロッドを内部に取り付けるために該固定手段に動作可能に係合するロッド取り付け手段であって、該ロッド取り付け手段内に取り付けられたロッドに対して圧縮可能な少なくとも１つの可撓性部を含み、該少なくとも１つの可撓性部は、テーパ状外面端部を有する、ロッド取り付け手段と、該ロッドおよびロッド取り付け手段を安定化し、かつ、係合するためのロック手段であって、少なくとも１つの可撓性部を含み、該ロック手段は、該ロッドに対して、かつ、該ロッドの周囲に該ロッド取り付け手段の該少なくとも１つの可撓性部を変形するための変形手段を含み、該ロック手段は、該ロッド取り付け手段の該少なくとも１つの可撓性部にさらに係合する、ロック手段とを備え、それにより上記目的が達成される。
【００２０】
前記固定手段は、実質的に管状の本体を含んでもよい。
【００２１】
前記実質的の管状の本体は、該実質的に管状の本体から伸びる、間隔の開いた、実質的に平行のアームをさらに含んでもよい。
【００２２】
前記固定手段の前記内面壁の前記グリッピング部は、前記ねじ頭によって該内面壁の弾性範囲内で広がってもよい。
【００２３】
前記固定手段の前記内面壁の一部は、ねじきりされていてもよい。
【００２４】
前記ロッド取り付け手段は、前記少なくとも１つの可撓性部が伸びる本体部を含んでもよい。
【００２５】
前記ロック手段は、前記固定手段の前記ねじきりされた内面に動作可能に係合するためのねじきりされた外面を含み、止めねじとして規定されてもよい。
【００２６】
前記止めねじは、前記少なくとも１つの可撓性部が、その内部に配置されたロッドの周囲を囲む場合、該少なくとも１つの可撓性部を収容する、球状の内部チャンバをさらに含んでもよい。
【００２７】
本発明によるねじ頭を選択的に固定する固定手段を含むねじ固定デバイスは、該固定手段が該ねじ頭を固定的にグリップするグリッピング部を有する内面壁を含み、それにより上記目的が達成される。
【００２８】
前記内面壁の前記グリッピング部は、前記ねじ頭によて弾性範囲内に広がってもよい。
【００２９】
前記固定手段は、実質的に管状の本体を含んでもよい。
【００３０】
前記実質的に管状の本体は、該実質的に管状の本体から伸びる、間隔の空いた、実質的に平行なアームを含んでもよい。
【００３１】
前記実質的に管状の本体は、近位端および遠位端を有し、該遠位端は、その内部にねじ頭を安定化するために内部にテーパ状でってもよい。
【００３２】
前記実質的に管状の本体は、前記内面壁を通って放射状に伸びる少なくとも１つの開口部を有していてもよい。
【００３３】
前記内面壁の一部は、ねじきりされていてもよい。
【００３４】
前記固定手段は、金属、プラスチック、合金、ポリマー、繊維およびそれらの組み合わせからなる群から選択された半可撓性材料からなっていてもよい。
【００３５】
本発明によるねじ頭を固定的にグリップし、かつ、安定化するための装置は、側壁を含む通路と、固有ロック手段であって、該ねじ頭が該通路を通って、該ロック手段内に入ると、該ねじ頭をグリップし、かつ、ロックするための固有ロック手段とを備え、それにより上記目的が達成される。
【００３６】
前記通路は、実質的に管状の本体を含んでもよい。
【００３７】
前記ロック手段は、前記側壁の半可撓性部として規定されてもよい。
【００３８】
本発明によるロッドを中に取り付けるロッド取り付け手段は、該ロッド取り付け手段内に取り付けられたロッドを圧縮可能な少なくとも１つの可撓性部を含む、ロッド取り付け手段を備え、該可撓性部は、テーパ状の外面端部を有し、それにより上記目的が達成される。
【００３９】
前記ロッド取り付け手段は、前記少なくとも１つの可撓性部が伸びる本体部を含んでもよい。
【００４０】
前記テーパ状外面端部は、実質的に管状の本体に配置された少なくとも１つの開口部に係合し、かつ、ロックするために、該テーパ状表面から放射状に伸びる少なくとも１つのタブ伸長を有してもよい。
【００４１】
本発明によるロッドおよびロッド取り付け手段を安定化し、かつ、係合するためのロック部材は、少なくとも１つの可撓性部を含み、該ロック部材は、該ロッド取り付け手段の該少なくとも１つの可撓性部にさらに係合するように、該ロック部材は、該ロッドに対して、および、該ロッドの周囲に該ロッド取り付け手段の少なくとも１つの可撓性部を変形する変形手段を含んでもよい。
【００４２】
前記ロック部材は、ねじきりされた外部表面を含む止めねじであってもよい。
【００４３】
前記止めねじは、前記ロッド取り付け手段の少なくとも１つの可撓性部を収容する、球状の内部チャンバをさらに含んでもよい。
【００４４】
前記止めねじは、前記ロッド取り付け手段の少なくとも１つの可撓性部を収容する、テーパ状の内部チャンバをさらに含んでもよい。
【００４５】
本発明による中心軸に対して伸び、端部を含む実質的に環状のリングは、該端部がねじの一部が通りぬけるとき、該ねじの頭を係合するために、該端部の方に外向きにテーパ状の円錐台表面を有してもよい。
【００４６】
前記端部は、ギャップ部を含んでもよい。
【００４７】
本発明によるねじおよびロッド固定アセンブリは、ねじを固定するための固定手段であって、該固定手段は、グリッピング部と非グリッピング部とを有する内面壁を含み、少なくとも１つの開口部が該内面壁を通って伸びる、固定手段と、ロッドを内部に取り付けるために該固定手段に動作可能に係合するロッド取り付け手段であって、該ロッド取り付け手段内で取り付けられたロッドに対して圧縮可能な少なくとも１つの可撓性部を含む、ロッド取り付け手段とを備え、該可撓性部は、テーパ状外面と、該内面壁の該少なくとも１つの開口部に動作可能に係合し、挿入するために、該テーパ状外面から放射状に伸びる少なくとも１つのタブ手段とを有し、それにより上記目的が達成される。
【００４８】
本発明によるねじおよびロッドを固定するねじ固定アセンブリは、ねじを固定する固定手段であって、該固定手段は、グリップ部と非グリップ部とその上の少なくとも１つのくぼみとを有する内面壁を含む、固定手段と、ロッドの一部に係合し、該固定手段内に該ロッドを安定化するプラグ安定化手段であって、該プラグ安定化手段は、該内面壁の該少なくとも１つのくぼみに係合する伸長タブ手段を含む、プラグ安定化手段とを備え、それにより上記目的が達成される。
【００４９】
本発明によるねじおよびロッドを固定するねじおよびロッド固定アセンブリは、ヘッド部を含むねじと、該アセンブリに対する動きから該ねじを固定するための固定手段であって、該固定手段は、半可撓性グリッピング部と非グリッピング部とを有する内面壁を含む、固定手段と、ロッドを内部に取り付けるために該固定手段に動作可能に係合するロッド取り付け手段であって、該ロッド取り付け手段内に取り付けるロッドに対して圧縮可能な少なくとも１つの可撓性部を含む、ロッド取り付け手段と、該ロッド取り付け手段を安定化し、かつ、係合するためのロック手段であって、少なくとも１つの可撓性部を含み、該ロック手段は、該ロッド取り付け手段の該少なくとも１つの可撓性部を係合するように、該ロック手段は、該ロッドに対して、かつ、該ロッドの周囲に該ロッド取り付け手段の該少なくとも１つの可撓性部を変形するための変形手段を含む、ロック手段とを備え、それにより上記目的が達成される。
【００５０】
【発明の実施の形態】
本発明の他の利点は、添付の図面をと共に考慮される、以下の詳細な説明を参照することによって本発明がより良く理解されるにつれて、容易に理解される。
【００５１】
本発明によって構成されたねじおよびロッド固定アセンブリを、図中、概して１０で示す。ねじおよびロッド固定アセンブリ１０は概して、ねじ、ロッド、またはその両方を固定および／またはロックする。さらに、ねじおよびロッド固定アセンブリ１０は、種々の部品を異なる組み合わせで含む。例えば、ねじおよびロッド固定アセンブリ１０は、ねじ、固定機構、実質的に環状のリング、ロッド取り付け機構、およびロック機構のうちのいずれか、すべて、または組み合わせを含み得る。
【００５２】
本発明は、その固定機構を変更することなくねじ頭をロックする。固定機構は元来の機能どおり、剛性にねじ頭をグリップし、それにより、固定グリップを確実にするために固定機構に力を付与したり固定機構を変更したりすることなく、脊椎の動きによって起こり得るねじ頭の動きを防止する。ねじ頭を固定機構のロッキング部またはグリップ部に入れることにより、ねじ頭に付与された圧縮力によりねじ頭の周縁がロックされる。基本的には、固定機構は、側壁と元来備わったロック機構とを含む通路である。ロック機構は、ねじ頭が通路を介して固定機構に入る際にねじ頭をグリップしロックする。通路は、実質的に管状体であり、半可撓性材料によって形成されている。
【００５３】
本発明は、従来技術に対して数々の利点を有する。これらの利点は、現行の多軸ねじ固定アセンブリを簡素化することを含むが、これに限定されない。例えば、本発明では高価なコレットも他の同様のねじ頭保持機構も用いられない。さらに本発明は、従来の他のデバイスに比べて、サイズ、直径、周囲、および全体的寸法が大幅に小さい。本発明は、ねじ頭の直径を超えるコレット、クラウン、またはキャップなどの追加の部品を用いないため、本発明によるねじおよびロッド固定アセンブリのサイズは大幅に低減される。したがって、本発明、特に固定機構は、ねじが入るか、取り付けするだけのサイズがあれば十分である。本発明の別の利点は、ねじおよび／またはねじ頭がより均一に且つより制御された様式で安定化されることである。
【００５４】
さらに、コレット設計、クラウン、キャップ、および複雑なねじ保持機構の構造に関する許容誤差の問題が排除される。加えて、本発明のねじおよびロッド固定アセンブリ内に設けられたねじは、固定ねじを構成する内部機構がなくとも確実にロックされ得る。ねじは装置により適切な取り付け位置にまで押圧により容易に降下され得、それにより装置が取り外された後も所望の角度でロックされたねじを構成することができる。
【００５５】
本明細書において、用語「弾性範囲」は、材料ボディに対する応力、張力、および／または力が除去された後に材料ボディの変形が完全に消滅する応力、張力、および／または力の域を意味する。弾性とは、材料ボディに付与された応力、張力、および／または力が除去された後に元の寸法に戻る、材料ボディの能力である。しかし、応力、張力、または力が一旦弾性範囲を越えると、材料ボディは元の寸法に戻ることができず、永久に変形されたままである。
【００５６】
本明細書において、用語「変形域」は、弾性範囲の範囲外の、過剰な量の歪み、力、または負荷を意味する。変形域においては、変形が維持され、材料ボディはもとのサイズに戻ることはできない。基本的に変形は、形態の変化が、材料ボディに作用する外力または負荷によって発生する場合に起こる。
【００５７】
本明細書において、用語「ねじ」１２は、らせん状の溝を有する中実シリンダと、それに適合する、対応する溝を有する中空シリンダとを含む、傾斜平面を有する簡単な機械を意味する。ねじ１２は、止めねじなどの任意のタイプであり得、そのサイズ、形状および設計は当業者に公知のいずれのものでもよい。場合によっては、ねじ１２が別の形状および／またはサイズのねじ頭１４を有することが望ましいこともあり得る。
【００５８】
本明細書において、用語「ロッド」１６は、所望の長さを有する実質的に円柱状のボディを意味する。本発明によると、ロッドは典型的には人体内で用いられて、骨、特に脊椎の整合を補助するロッド１６である。
【００５９】
本発明のねじおよびロッド固定アセンブリ１０、特に固定機構の１つの重要な特徴は、剛性材料ではなく半可撓性材料を用いることである。材料強度の当業者に公知であるように、金属またはその複合体などの材料は、弾性範囲と変形域とを有する。例えば、材料のサンプルが張力を受けており弾性範囲を超えることを許可されない場合、サンプルは伸張する。
【００６０】
弾性伸張は、張力が解放されると材料ボディが元の寸法に戻るという様式で起こる。本発明にこの特性を適用することにより、固定機構の壁が、ねじ、シャフト、または他の部品のヘッド部に対して均一な圧縮負荷を与えるために有効に用いられ得る制御可能ばねとして作用する。弾性伸張は、固定機構の内部寸法よりも大きいヘッド部を導入することにより起こる。このことが、ヘッド部を受け入れるために固定機構を強制的に拡張させる。固定機構は、ばねと同様の様式で、ヘッド部が取り外されると元の寸法に戻る。しかし、ヘッドが固定機構内にある間、固定機構はヘッド部に圧縮力を付与する。したがって、固定機構は、剛性にねじ頭を元来の機能どおりグリップすることにより動作し、それにより、別の手段により固定機構に力を付与したり固定機構を変更したりすることなく、ねじ頭の動きを防止する。
【００６１】
固定機構の壁をその弾性範囲内で拡張するというこの特性、およびそれによりヘッド部周縁から内方に向けて発生する力を、「ばね反作用」と呼ぶ。この弾性範囲の範囲外においては、材料は永久的に変形し、元の寸法には戻らない。そのため、内部で発生した圧縮力を用いる制御可能な反作用を有しておくためには、材料の弾性範囲内にあることが不可欠である。
【００６２】
固定機構の壁の拡張によって発生する圧縮力は、材料、材料の厚み、コーティングを変更することにより、あるいは固定機構の材料にその他の変更を加えることにより、容易に制御され得る。ヘッド部の材料および硬度も任意のものに変更され得る。比較的柔らかい材料は、部品の寸法に対する許容誤差をより良く補償し、比較的硬い材料は、固定機構のより制御された拡張を提供し得る。
【００６３】
ねじ頭を固定機構のグリップ部またはロッキング部に入れることにより、ねじ頭に対する圧縮力によりねじ頭周縁がグリップまたはロッキングされる。概して、固定機構は、側壁と元来備わったロック機構とを含む通路である。ロック機構は、ねじ頭が通路を介して固定機構に入る際にねじ頭をグリップしロックする。通路は、実質的に管状体であり、元来備わったロック機構は側壁の半可撓性部分である。固定機構を別の表現で説明すると、半可撓性材料によって構成された単一壁ベッセルである。
【００６４】
本発明は、当業者に公知の任意の適切な材料によって構成され得る。好適には本発明は、用いられる環境に適合する材料によって構成される。本発明は、種々の金属材料によって形成される。金属材料は、チタン、ステンレス鋼、および当業者に公知の他の適切な合金を含むが、これらに限定されない。さらに別の材料も単独で、あるいは上記の金属材料との組み合わせで用いられ得る。例えば、種々のプラスチック、ファイバ、および他のポリマーが、種々の金属材料と組み合わせて用いられ得る。これらの組み合わせは、本発明の様々な部品またはその一部を構成するために用いられ得る。さらに、本発明の種々の部分に他のタイプのコーティングも行われ得る。これは、上記種々の部分の耐久性、強度、および利用性を向上させるために行われる。しかし典型的には、本発明を形成するために用いられる材料は、生物系内で用いられる場合には、非常に強靱で非反応性でかつ生物系に対して非抗原性でなければならない。しかし本発明が生物系の外で用いられる場合には、上記特性は必ずしも必要ではない。
【００６５】
本発明の種々の実施形態がある。添付の図面に示すいくつかの実施形態では、同様の構成はダッシュをつけた参照符号で示す。本明細書で数々の実施形態を開示し記載するが、各実施形態は本発明の固定機構の改変例を含む。
【００６６】
本発明の第１の実施形態において、ねじおよびロッド固定アセンブリ１０は、ねじ頭１４を有するねじ１２を備える。ねじおよびロッド固定アセンブリ１０、および、より具体的には、固定機構１８は、ねじ頭１４を把握および固定する。選択的に、ねじおよびロッド固定アセンブリはロッド１６を固定する。ねじおよびロッド固定アセンブリ１０は、ねじ頭１４が、ねじおよびロッド固定アセンブリ１０に対して動かないように固定する固定機構１８を備える。固定機構１８は、グリップ部２２および非グリップ部２４を有する内部表面壁２０を含む。固定機構１８は、ねじ頭１４を係合し、最終的にねじ１２を動作可能に係合する。固定機構は、基本的に、半可撓性材料を含む通路または単壁（ｓｉｎｇｌｅ−ｗａｌｌ）容器である。上述のように、固定機構１８、より具体的には、グリップ部２２は、半可撓性材料のばね反応によって生成される圧縮力を介してねじ頭１４を確実に把握する。ばね反応がねじ頭１４から生じ、グリップ部２２を、材料の弾性範囲内であるが元の寸法を超えて延伸することを繰返す。結果として、グリップ部２２は、元の寸法に戻るばね反応有し、従って、ねじ頭１４上に圧縮力を生成する。その結果、ねじ頭１４は、把握部分２２内で確実に把握される。
【００６７】
ねじおよびロッド固定アセンブリ１０は、ねじ頭１４に機械力および摩擦力を案内および提供するための、実質的なアニューラリング２６を含む。さらに、ねじ固定アセンブリ１０は、ねじ頭１４と動作可能に係合されたロッド取り付け機構２８を含み、かつロッド取り付け機構２８内に取り付けられたロッド１６に対して圧縮されることが可能な、少なくとも１つの可撓性部位４６を有する。ロッド取り付け機構２８は、テーパー状の外部表面端部３４をさらに含む。あるいは、ロッド取り付け機構２８は、円筒形状であり得る。
【００６８】
ねじおよびロッド固定アセンブリ１０は、図に一般に示されるロック機構３６を含む。ロック機構３６は、ロッド１６およびロッド取り付け機構２８を係合する。ロック機構３６は、ロッド取り付け機構２８の少なくとも１つの可撓性部位４６を、ロッド１６に対しておよびロッド１６の周囲にそって湾曲した変形機構３８を含む。これは、ロック機構３６がロッド取り付け機構２８の少なくとも１つの可撓性部位４６をさらに係合するからである。変形機構３８は、特に、テーパー状外部表面端部３４を係合および湾曲させる。
【００６９】
固定機構１８は、実質的に管状のボディ４０を含む。上述のように、固定機構１８は、グリップ部２２および非グリップ部２４を含む。この固定機構１８は、本明細書中に記載される種々の実施形態の全てに含まれる。上述のように、固定機構１８、具体的には、グリップ部２２は、グリップ部２２が元の寸法を超えて延伸され、かつ元の寸法に戻る場合、グリップ部２２と係合されるねじ頭１４にかかる圧縮力を生成する半可撓性材料を利用する。グリップ部２２は、実質的に管状のボディ４０の部位であり、この管状のボディ４０は、ねじ１２がグリップ部２２の中に一旦挿入されると、ねじ頭１４を把握かつ固定する。グリップ部２２は、固定機構１８を構成する材料のバネ反応によってねじ頭１４を把握かつ固定する。従って、ねじ１２のねじ頭１４は、内部表面壁２０の弾性範囲内で内部表面２０を拡張するので、恒久的に変形されることはない。内部表面壁２０の材料が弾性を有するので、この材料のばね反応は、ねじ頭１４および最終的にねじ１２を確実に所定の位置に固定するための、ねじ頭１４への十分な力を生成する。
【００７０】
非グリップ部２４に関して、ねじ１２およびねじ頭１４は、その中で内部表面壁２０を拡張しない。その代わりに、ねじ１２およびねじ頭１４は、固定機構１８の内部表面壁２０の非グリップ部２４によって包囲される領域内で自由に動くことができる。内部表面壁２０のグリップ部２２および非グリップ部２４は、設計に依存して、同じ材料または異なった材料を含み得る。例えば、グリップ部２２は、付加的な強度および／または可撓性を提供するために、付加的なコーティングまたは材料を有し得る。好適には、固定機構１８全体、特に、グリップ部２２の端部にて半可撓性材料を含む。当然、非グリップ部２４もさらに、半可撓性材料をさらに含み得る。半可撓性材料は、金属、プラスチック、合金、ポリマー、繊維、これらの組み合わせ、および、所望の弾性および弾性範囲を有する任意の他の同様の材料を含むが、これらに限定されない。従って、ねじ頭１４のロックは、ねじ頭１４が実質的に管状のボディ４０のグリップ部２２の中に入る以外に、固定機構の他の操作を必要としない。
【００７１】
固定機構１８の実質的に管状のボディ４０は、種々の設計を有し得る。実質的に管状のボディ４０は、本発明と共に利用されるが、当業者に公知の任意の他の同様のボディの形状が本発明と共に利用され得る。実質的に、管状のボディ４０は、さらに、その所望の利用に依存して寸法全体が変更される。さらに、実質的に管状のボディ４０は、セグメント化され得るので、実質的に管状のボディ４０の部位は、スナップオフ（ｓｎａｐｐｅｄ ｏｆｆ）され得る。さらに、実質的に管状のボディ４０は、ねじ山を付けるかまたは平滑化され得る。ねじ山付けは、その外部表面上または内部表面上でなされ得る。ねじ山付けは、固定機構１８が、後述されるように、同様にねじ山付けされたロック機構３６と関連して用いられる場合に有用である。
【００７２】
固定機構１８の例は、図１Ａおよび図１Ｂに示される。この実施形態において、固定機構１８は、比較的薄い壁を有する、実質的に管状のボディ４０を利用する。実質的に管状のボディ４０は、外径および内径を有し、内径の部位がねじ頭１４の直径よりも小さくなる（すなわち、内部表面壁２０のグリップ部２２）。ねじ頭１４が実質的に管状のボディ４０の中へ下方に押し込まれる場合、ねじ頭１４は、ねじ頭１４より小さい内径を、管状のボディ４０の弾性範囲内に留めるが強引に拡張させる。内部表面壁２０が弾性を保持すると、グリップ部２２における内部表面壁２０のバネ反応は、著しい圧縮力を生成する。これは、内部表面壁２０が、変形された状態から元の状態に必然的に戻るからである。このばね反応またはばね力は、内部表面壁２０においてフープ（ｈｏｏｐ）応力を生成する圧力容器の機械的変形と等価である。この応力が内部表面壁２０の材料の弾性範囲内に留まる限り、ねじ頭１４に作用する負荷または力は一定の状態に留まる。さらに、ねじ頭１４に作用する力は、内部表面壁２０のグリップ部２２の能力と直接的に関係し、この場合、変形または膨張に抵抗する。従って、グリップ部２２における内部表面壁２０が厚いほど、より大きいばね反応および圧縮力が生成され、かつねじ頭１４に付与される。当然、ねじ頭１４がより小さい直径の領域（グリップ部２２）のより奥に押し込められる必要があり、その中の内部表面壁２０がより厚くなると、ねじ頭１４を小さい直径の領域（グリップ部２２）のさらに奥に追いやるためにより多くの力が必要とされる。
【００７３】
当業者にとって、固定機構１８の内径を狭くする種々の方法がある。１つの方法は、単純なボーリング技術（図１Ａおよび図１Ｂ）によって内径を低減することである。さらに、同じ設計を形成するために種々の金型が生成され得る。
【００７４】
固定機構１８’の別の実施形態において、内部表面壁は、内部がテーパー状にされ、内部表面壁２０’は、さらに、ねじ山付けされる２５（図２）。図２に示されるように、固定機構１８’は、実質的に管状のボディ４０または単壁容器である。固定機構１８’、より具体的には、グリップ部２２’は、上述の半可撓性材料を含む。グリップ部２２’は、半可撓性材料であるために、グリップ部２２’がねじ頭１４によってその元の寸法を超えて延伸される場合、ねじ頭１４を中に固定するための十分なねじ頭への圧縮力を生成する。グリップ部２２’は、ねじ頭がその中のグリップ部２２’の内部部位２３の中に入った後にねじ頭１４によって一次的に変形された後、その元の寸法に戻るときに、ばね反応を有する。
【００７５】
固定機構１８’のグリップ部２２’の内部は、その中が球形に形成される２３。従って、ロック機構３６’は、固定機構１８’の中に挿入されると、ねじ頭１４は、その中が球形に形成された２３グリップ部２２’を係合する。ねじ頭１４がより奥に押し込まれると、より多くの障害が生成される。この障害は、管状構造が膨張し、ねじ頭１４上に圧縮力（例えば、ばね反応）を生成することによって補償される。この実施形態において、固定機構１８’は、実質的に管状のボディ４０’から延びる、間隔を置いた、実質的に平行のアーム４２の組を含む。これらのアーム４２は、図２に示されるように、ねじ固定アセンブリ１０’の組立てが完成された後に、実質的に管状のボディ４０’から選択的にスナップオフされ得る。
【００７６】
図３において、固定機構１８”の別の実施形態が示される。この実施形態は、図２に示される実施形態との類似である。しかしながら、固定機構１８”のこの実施形態は、ねじ山付けされた内部表面２５と対向する、ねじ山付けされた外部表面２７を有する。再び、固定機構１８”、より具体的にはグリップ部２２”は、上述の半可撓性材料を含み、グリップ部２２”が、中に挿入されたねじ頭１４によって延伸された後、元の寸法に戻ると、グリップ部２２”は、ねじ頭１４上に圧縮力を生成する。図３に示される固定機構１８”の実施形態は、ナットまたは他のデバイスと類似の異なったロック機構３６”を用いる。図３における固定機構１８”の実施形態は、実質的に管状のボディ４０”から延びる、間隔を置いた、実質的に平行の一対のアーム４２’の組を含む。
【００７７】
固定機構１８’’’のさらに別の実施形態（図４）において、金属あるいは金属および複合材料（例えば、ポリマー）が利用される。複合材料は、金属が混合され得るか、外部コーティングシェルとして用いられ得る。複合材料は、依然として半可撓性であるので、グリップ部２２”が延伸されるが、元の寸法に戻る場合、圧縮力が生成される。さらに、示される固定機構１８’’’のグリップ部２２’’’は、最小の量の材料を用いて、Ｘ線の障害を最小化し、他方、ねじ頭を固定するために、依然として十分なばね反応を提供する。この特定の固定機構１８’’’と共に用いられるねじ頭１４は球形に形成される。
【００７８】
図５は、複合材料を使用する固定機構１８’’’’の別の実施形態を例示する。固定機構１８’’’’は、内部金属コンポーネントを有する複合／ポリマー外部シェルを含んでハイブリッド負荷共有構造を形成する。また、固定機構１８’’’’（より特定すると、把持部分２２’’’’）は、半可撓材料を利用して、ネジ頭１４が把持部２２’’’’に挿入されることによって把持部２２’’’’が伸張された後に把持部２２’’’’がその元の寸法に戻る場合にネジ頭１４上に十分な圧迫力が生成されるようにする。固定機構１８’’’’は、図５に示すように、基本的にネジ頭１４をその内部に収容し得る、通路（ｐａｓｓａｇｅｗａｙ）または単壁容器（ｖｅｓｓｅｌ）である。
【００７９】
図１５において、固定機構１８’’’’の別の実施形態を示す。固定機構１８’’’’は、半可撓であるポリマーで構成される。固定機構１８’’’’は、ネジ頭１４位置に金属リングを有する実質的に管状の本体４０’’’’を含む。上記のように、半可撓固定機構１８’’’’（より特定すると、把持部２２’’’’）は、ネジ頭１４によって把持部２２’’’’が伸張された後に把持部２２’’’’がその元の寸法に戻る場合に圧迫力をネジ頭１４上に生成する。固定機構１８’’’’はさらに球状ネジ台座２３を含む。球状ネジ台座２３は、一般にその内部に実質的に管状の本体４０’’’’を生成するように加工される。球状ネジ台座２３は、収縮と把持を可能にする。この実施形態は、実質的に管状の本体４０’’’’がネジ頭１４上に十分なバネ反作用または力、または十分な摩擦による保持力を提供するほどに十分強くない場合に非常に有用である。これば、負荷共有複合構造の例である。
【００８０】
必要に応じて、ネジおよびロッド固定アセンブリ１０はさらに、中心軸のまわりに伸長するエッジ部分３０を有する実質的に環状のリング２６を含み得る。環状リング２６は、本明細書中に記載の通路または容器を形成する実質的に管状の本体４０を含む固定機構１８と連係して動作する。固定機構１８は、固定機構１８（より特定すると、把持部２２）を構成する材料のバネ反作用によって十分な圧迫力を生成し（バネ反作用は、把持部が伸張された後に元の寸法に戻る場合に圧迫力を生成する）が、さらなる摩擦および／または機械的力が必要となることがよくある。
【００８１】
環状リング２６のエッジ部分３０は、ネジ頭１４に係合するためのエッジ部分３０へ向かって外側へ先細りする円錐台面を有し、ネジ１２の一部が通過できるようにする。実質的に環状なリング２６はネジ頭１４をガイドし、かつさらなる機械的力かつ摩擦力をネジ頭１４上へ提供する。ネジおよびロッド固定アセンブリ１０は、機械的締め付け（ｌｏｃｋｉｎｇ）および摩擦締め付けの両方を必要とする。ロッド１６を保持するには主に摩擦締め付けが必要とされ、ネジ頭１４を固定するには機械的締め付けおよび摩擦締め付けの両方が必要である。固定機構１８を構成するために利用される種々の材料は必ずしも十分な機械的および摩擦締め付け力を提供するとは限らない。したがって、固定機構１８内により小さな、実質的に環状のリング２６を使用することで、その内部に十分な機械的および摩擦締め付け力が提供され得る。締め付けは実質的に環状のリング２６の金属部分によってその一部を負担されるが、ポリマー／ファイバー強化部分はより強い界面を生成する。実質的に環状のリング２６は必要に応じて使用される。したがって、ネジおよびロッド固定アセンブリ１０は実質的に環状のリング２６を含み得る。あるいは、ネジおよびロッド固定アセンブリ１０の実施形態は、実質的に環状のリング２６を含まず、ネジ頭１４、固定機構１８、ロッド取り付け機構２８、および締め付け機構３６だけを含み得る。
【００８２】
本発明はさらに、動作可能に固定機構１８に係合されるロッド取り付け機構２８を提供する。ロッド取り付け機構２８はさらに、ロッド取り付け機構２８内で取り付けされるロッド１６に対して圧迫可能な少なくとも１つの可撓部分４６を含む。可撓部分４６は先細り外部表面端３４を有する。ロッド取り付け機構２８は本体部分４４を有する。図７、１０〜１４、および１６に示す実施形態において、互いに実質的に平行な２つの可撓部分またはアーム４６が存在する。この状況において、２つの可撓部分４６および本体部分４４は、その内部に第１台座３０を規定する実質的にＵ形状内部壁３２を形成する。さらに、可撓部分４６は先細り外部表面端３４を有する。
【００８３】
ロッド取り付け機構２８の少なくとも１つの可撓部分４６は、ロッド１６の外周または外部表面のまわりの輪郭に位置することによってロッド１６をその内部にしっかりと係合する。ロッド取り付け機構２８を改変することにより、着脱可能な可撓部分４６は、その上に締め付け機構３６が締め付けられる際に、ロッド１６を係合し得る（図７および８）。したがって、図９に例示するように、締め付け機構３６が固定機構１８内で前進すると、可撓部分はロッド１６の上に押しつけられ、これにより可撓部分４６のロッド１６上の接触面積が増加し、かつさらにその上のかかる摩擦力が増加する（図１２Ａおよび１２Ｂ）。図１２Ａは、ロッド取り付け機構２８を例示する。ここで、ロッド１６はロッド取り付け機構２８中に取り付けされ、かつ可撓部分４６はロッド１６の上で伸張される。図１２Ｂは、ロッド取り付け機構２８を例示する。ここで、締め付け機構３６が可撓部４６のまわりに締め付けられる結果、可撓部分４６がロッド１６をまわりから圧迫する。可撓部分４６は、ロッド１６をまわりから圧迫するために締め付け機構３６によって内部に収縮される。図１２Ａおよび１２Ｂにおいて、可撓部分４６の曲げを明確にするための締め付け機構３６を図示しない。
【００８４】
上記のように、実質的に環状のリング２６または内部スリーブ２６を追加し、把持を強化し、または固定機構１８とネジ頭１４との間のスペーサとして機能させることが可能である。把持が強化されると、実質的に管状の本体４０の外部表面壁２１より柔軟でかつ組成の異なる材料が内部表面壁２０上に設置されるので、ネジ頭１４が外部表面壁２１を直接とはならないように圧迫する。例えば、柔軟な、市販の純粋な、実質的に環状のリング２６またはスリーブ２６がＴｉ−６Ａｌ−４Ｖから構成されるより強い本体の内側に存在する。この場合、外部表面壁２１は管状バネとして機能するが、過度に弱くてバネ反作用を起こし得ない可能性のあるより柔軟な内部は、ネジ頭１４がより柔軟な材料にくい込んでネジの締め付けを強化し得る（図１３および１４）。加えて、製造面で、実質的に管状の本体４０の内側をオーバボア（ｏｖｅｒｂｏｒｅ）し、かつ実質的に環状のリング２６またはスリーブ２６を付加することは利点であり得る。そのようなスリーブ２６は、それぞれ図１３および１４に示すような、薄い、ベタ（ｓｏｌｉｄ）壁またはギャップ２９を有するスプリット壁であり得る。スプリットまたはギャップ２９によって、スリーブ２６は、実質的に管状の本体４０の外部表面２１に干渉せずに撓り得る。スリーブ２６は、アセンブリがより容易なように、プレスばめされるか、ある程度のクリアランスを有し得る。半可撓ポリマーまたは複合材料は実質的に管状の本体４０に対して使用され得、かつチタンなどの異なる材料は、スリーブ２６がさらなる強化、より良いネジ１２締め付け、および／または改善されたロッド１６の係合を提供するために使用され得る。
【００８５】
本発明の締め付け機構３６に関して、締め付け機構３６はロッド１６およびロッド受け取り機構２８を係合する。締め付け機構は固定機構１８と連係して動作する。ここで、固定機構１８は通常、内部に締め付け機構３６を収容し得る実質的に管状の本体４０である。また、固定機構１８は基本的に、半可撓材料から構成される通路または単壁容器である。固定機構１８は、ネジ頭１４が把持部２２に挿入されることによって把持部２２がその弾性範囲内で伸張された後に把持部２２がその元の寸法に戻る場合に生成されるバネ反作用の結果、ネジ頭１４上に把持部分２２を介して圧迫力をかける。締め付け機構３６はネジおよびロッド固定アセンブリ１０全体を固定および締め付ける。締め付け機構３６は、ロッド取り付け機構２８の少なくとも１つの可撓部分４６をロッド１６のまわりで収縮させて、締め付け機構３６がさらにロッド取り付け機構２８の少なくとも１つの可撓部分４６に係合するようにするための収縮機構３８を含む。収縮機構３８は、締め付け機構３６自体の内部表面または一部であり得る。収縮機構３８はさらにその内部の先細り外部表面３４にさらに係合する。
【００８６】
締め付け機構３６は、当業者に公知であるようなナット、ネジ、止めネジ（ｓｅｔ ｓｃｒｅｗ）、または他の同様の締め付け機構３６であり得る。締め付け機構３６は通常、その上の少なくとも１つの表面上にネジ山付きである。図９、１４、１０、１１、１３、および１４は、締め付け機構３６の実施形態を例示する。上記のように、締め付け機構３６は、好ましくは、固定機構１８の内部ネジ山付き表面２５に動作可能に係合するためのネジ山付き外部表面４８を含む止めネジである。あるいは、締め付け機構３６は、本明細書中で開示されるような固定機構１８の外部ネジ山付き表面２７に動作可能に係合するためのネジ山付き内部表面５０を含む締め付けナットであり得る。
【００８７】
締め付け機構３６はさらに、少なくとも１つの可撓部分４６がその内部に配置されたロッド１６のまわりに輪郭をなすように配置された場合に、ロッド取り付け機構２８の少なくとも１つの可撓部分４６を収容するための球状の内部チャンバ３９を含み得る。球状の内部チャンバ３９はまた、任意のタイプの器具を収容する際に有用であり得る。
【００８８】
本発明の他の変形例において、ロック機構３６が含まれない。代わりに、異なるタイプのロッド位置付け機構２８’’’’’’が用いられ得る。この特定の実施形態において、ロッド位置付け機構２８’’’’’’は、固定機構１８’’’’’’に直接挿入される。ロッド位置付け機構２８’’’’’’は、固定機構１８’’’’’’に動作可能に係合する。また、固定機構１８’’’’’’は、固定機構１８（より具体的には、グリップ部分２２’’’’’’）が、その中に挿入されるねじの頭１４によって、弾性範囲内で伸びた後、元の寸法に戻る場合、ねじの頭１４に加えられる圧縮力を生成する、半可撓性材料から製造される。
【００８９】
ロッド位置付け機構２８’’’’’’は、上記のロッド位置付け機構２８と同じ構造の部品を含む。ロッド位置付け機構２８’’’’’’は、先細りの外面３４’’’’’’と、動作可能に係合し、固定機構１８’’’’’’の実質的に管状の本体４０’’’’’’の内面壁２４’’’’’’上に位置する、少なくとも１つのくぼみ３３または開口部３５に挿入される、先細りの外面３４’’’’’’から放射状に延びる少なくとも１つのタブ機構３１とを有する少なくとも１つの可撓性部分４６’’’’’’を含む。タブ機構３１のサイズ、形および寸法は、ロッド受け取り機構２８’’’’’’の構造全体の所望のサイズに従って、変更される。同様に、内面壁２４’’’’’’を通じて延びる、くぼみ３３または開口部３５は、設計に従って変更される（図１６）。
【００９０】
ロッド位置付け機構２８’’’’’’が、固定機構１８’’’’’’内部、ねじの頭１４の上に挿入されるにつれ、ロッド位置付け機構２８’’’’’’の可撓性部分４６’’’’’’は、固定機構１８’’’’’’の内面壁２４’’’’’’によって生成された干渉によって引き起こされる、タブ機構３１に偏向に起因して、その中に位置する挿入されたロッド１６の周りに沿って付けられ、圧縮する。タブ機構３１がくぼみ３３または開口部３５のいずれかに係合した後、ロッド位置付け機構２８’’’’’’の可撓性部分４６’’’’’’が、ロッド１６の周りに沿って付けられた、圧縮された状態で、ロックされたままになる。圧縮された状態からロッド位置付け機構２６’’’’’を解除するため、器具は、ロッド位置付け機構２６’’’’’と固定機構１８’’’’’’との間に挿入される必要があるのみである。
【００９１】
本発明のさらに他の実施形態において、ロッド位置付け機構２８が、取り除かれ、異なる実施形態のロック機構３６’’’’’’’が代わりに用いられる。ロック機構３６’’’’’’’は、ねじおよびロッド固定アセンブリ１０の内部、ロッド１６が固定機構１８’’’’’’’に挿入された後は、ロッド１６の上に挿入される、プラグ安定化機構５２（図１７）である。他の実施形態と同様に、固定機構１８’’’’’’’は、半可撓性材料から製造される。また、半可撓性材料に起因して、固定機構１８’’’’’’’、より具体的には、グリップ部分２２’’’’’’’が、グリップ部分２２’’’’’’’が弾性範囲内で伸びた後に、元の寸法に戻った後、ねじの頭１４に加えられる圧縮力を生成する。
【００９２】
プラグ安定化機構５２は、任意のタイプのねじのデバイス、例えば止めねじ３６’’’’’’である。プラグ安定化機構５２は、その中に位置するロッド１６と、ねじおよびロッド固定アセンブリ１０’’’’’’’全体とを確実に固定するため、ロッド１６の少なくとも一部に接触する。プラグ安定化機構５２は、形が実質的に円柱状であり、固定機構１８’’’’’’’の実質的に管状の本体４０に挿入することができる。また、プラグ安定化機構５２は、固定機構１８’’’’’’’の実質的に管状の本体４０’’’’’’’の内面壁２０’’’’’’’内に位置する、少なくとも１つのくぼみ３３’または開口部３５’と動作可能に係合する、少なくとも１つの外側に細くなるように延びるタブ機構５５を含む。延びるタブ機構５５のサイズ、形および寸法は、固定機構１８’’’’’’’全体の構造の所望のサイズに従って、変更される。同様に、内面壁２０’’’’’’’上のくぼみ３３’、または内面壁２０’’’’’’’を通じて延びる開口部３５’は、設計に従って変更される（図１７）。
【００９３】
プラグ安定化機構５２が、固定機構１８’’’’’’’の内部、ロッド１６の上に挿入されるにつれ、第１のシート３０’’’’’’’内に位置するプラグ安定化機構５２が挿入されたロッド１６に対して圧縮する。その後、延びるタブ機構５５が、くぼみ３３’または開口部３５’のいずれかと係合する場合、プラグ安定化機構５２が、ロッド１６に圧縮された状態で、ロックされたままになる。
【００９４】
必要に応じて、プラグ安定化機構５２は、任意のタイプのさらなるねじ１２に動作可能に係合して、ロッド１６をさらに締め付ける、ねじ切りされた内面５３をさらに含む。従って、ねじ１２は、プラグ機構５２に挿入され、ねじ止めされ得る。あるいは、プラグ安定化機構５２の外面５７は、固定機構１８’’’’’’’の実質的に管状の本体４０’’’’’’’のねじ切りされた内面２０’’’’’’’と係合するため、ねじ切りされ得る。
【００９５】
本発明は、骨ねじ１２とのみ用いられることに限定されない。例えば、固定機構１８’’’’’’’は、他のタイプのねじ、機械的部品、および／または構造体とともに用いられることにも適用され得る。固定機構１８’’’’’’’は、依然として、他の実施形態と同様に、半可撓性材料を用いて、固定機構１８’’’’’’’が弾性範囲内で伸びた後に元の寸法に戻る際に生じるバネ反応から得られる圧縮力を生成する。
【００９６】
本発明とともに用いられ得る他の部品には、本発明で固定され得る、クロスリンクコネクタの他のインプラント、例えば、スイベルジョイント５８が含まれる（図１８）。この状態において、球形の頭５４は、直径を縮小した部分５６に無理に入れられて、球形の頭５４に力が加えられ、確実に固定される。図１８において、管部分の球形の頭が示され、球形の頭のグリップ部分２２への動きは、アセンブリ全体をロックする。図１８に示すアセンブリ１０’’’’’’’’は、本明細書中に記載のように、ロック機構３６によって、さらにロックされる。さらに、器具は、アセンブリ１０を簡略的にロックするように用いられ得る。２つの部品を充分な力で反対方向に単に引っ張ることによって、図１９に示すように、壁が伸び、圧縮力が頭の部分に及ぼされるので、２つの部品が確実にロックされる。
【００９７】
本明細書において開示され、説明されてきたねじ固定アセンブリおよびデバイスの部品は、当業者にとって公知である、各種の方法によって製造され得る。例えば、アセンブリおよびデバイスは、まず、丸い棒材から外側の形を覆うことによって製造され得る。その後、ねじ切りされた端部またはねじ切りされた端部の伸長部分をつかんで、穴は、反対側の端部において製造される。この穴は、テーパに対して小型であり、テーパが１つのツールで切断されることを可能にする。部品が旋盤において回転している間、小さい切断チップを有する中ぐり棒が、穴およびテーパに導入され、凸部を切断する。ねじが切られ、任意の伸長部分が切断され、スロットは、より適合するように、削られるか、切断される。
【００９８】
各種の他の部品が、旋盤において掴まれる伸長部分を有する円柱状の形を切断することによって製造され得る。一方の端部で穴が旋削され、小さい切断チップを有する中ぐり棒が、穴に入り、球形のシートを切断するために用いられる。外側のスロットおよびヒンジの細部が、鋸またはワイヤで、切り開かれることによって、切断される。
【００９９】
本明細書を通じて、各種の刊行物が、著者および年を用いて参照されてきた。しかし、米国特許は、番号および発明者を用いて参照されてきた。刊行物についての完全な言及を以下に列挙する。これらの刊行物および特許の開示内容は、その全文を通じて、本発明が属する技術分野の状態をより完全に説明するため、本明細書中で参考として援用される。
【０１００】
本発明は、例示的な様態で開示されており、用いられている用語は、限定するのではなく、説明するという単語の性質に含まれるように意図されることが理解される。
【０１０１】
明らかに、本発明の多くの改変例および変形例が、上記の教示内容から可能である。従って、特に説明しない限り、添付の特許請求の範囲内で、本発明が実施され得ることが理解される。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明は、ねじ、および、オプションとしてロッドを固定するためのねじおよびロッド固定アセンブリを提供する。そのねじおよびロッド固定アセンブリは、ねじ、固定機構、実質的に環状のリング、ロッド取り付け機構およびロック機構を含む。本発明は、また、ねじを固定するための固定機構を提供する。固定機構は、グリッピング部と非グリッピング部とを有する内面壁をさらに含む。さらに、本発明は、ねじ頭に機械力および摩擦力をガイドし、提供する実質的に環状のリングを提供する。さらに、本発明は、ねじ頭に動作可能に係合し、ロッドの一部を内部に圧縮可能な少なくとも１つの可撓性部を含む、ロッド取り付け機構を提供する。さらには、本発明は、ロッドおよびロッド取り付け機構に係合するためのロック機構を提供する。そのロック機構は、ロッド取り付け機構の少なくとも１つの可撓性部にさらに係合するように、そのロック機構は、ロッドに対して、かつ、ロッドの周囲にロッド取り付け機構の少なくとも１つの可撓性部を変形するための変形機構を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 図１Ａは、固定機構の非グリップ部分内を自由に移動可能であるねじ頭（円で示される）を示す断面図である。
【図１Ｂ】 図１Ｂは、本発明の固定機構の内面壁のグリップ部分内に確実に固定されているねじ頭を示す断面図である。
【図２】 図２は、本発明のねじおよびロッド固定アセンブリのある実施形態の詳細な断面図である。
【図３】 図３は、固定機構が遠位において内面で細くなっている、固定機構のある実施形態の詳細な断面図である。
【図４】 図４は、ｘ線の妨害を最小限にするため、最小限の材料が用いられる、ねじ頭が固定機構内に確実に固定される、ねじおよびロッド固定アセンブリの他の実施形態を示す図である。
【図５】 図５は、外側の殻に複合ポリマー材料を利用して、内側の金属部品とともに、固定機構内にねじ頭を確実に固定する、混成荷重を共用する構造を形成する、固定機構の他の実施形態を示す図である。
【図６】 図６は、実質的に環状のリングが球形のくぼみおよび平坦な部分、ならびにスルーホールを有し、ねじ頭に機械的な力および／または摩擦力を提供する、インサートが任意の形であってもよい、ねじおよびロッド固定アセンブリのある実施形態において用いられる実質的に環状のリングの斜視図である。
【図７】 図７は、ロック機構が延びる可撓性部分に取り付けられ、延びる可撓性部分を、その中に位置するロッドのまわりに偏向させるにつれて、脊髄ロッドを係合する、延びる可撓性部分を有する円柱状および／または先細りの外面を含むロッド位置付け機構の斜視図である。
【図８】 図８は、図７に示すロッド位置付け機構の断面図である。
【図９】 図９は、ロック機構が、その中に、ロック機構の延びる可撓性部分を係合して、延びる可撓性部分が確実に内側に偏向し、その中に位置付けられたロッドの周りに沿って付けられる、内部チャンバまたは周辺部分を有する、図７に示すロッド位置付け機構とともに用いられる、ロック機構（止めねじ）の斜視図である。
【図１０】 図１０は、ねじ頭が、固定機構内でのねじ頭のロックを強めるため、織り込まれる、ねじ、固定機構、ロッド位置付け機構、およびロック機構を含む、ねじおよびロッド固定アセンブリの実施形態の斜視図である。
【図１１】 図１１は、図１０に示す、ねじおよびロッド固定アセンブリの線で描かれた斜視図である。
【図１２Ａ】 図１２Ａは、ロッド位置付け機構が、ロッドをその中に位置付け、ロッド位置付け機構の延びる可撓性部分が延びた状態の本発明のある実施形態のロッド位置付け機構の拡大された側面図である。
【図１２Ｂ】 図１２Ｂは、延びる可撓性ロッドが圧縮された状態であり、その上のロッドの周りに付けられ、ロッドに対して係合する、ロッド位置付け機構を示す断面図である。
【図１３】 図１３は、固体の実質的に環状のリングを含む、ねじおよびロッド固定アセンブリの他の実施形態の側面を示す斜視図である。
【図１４】 図１４は、固定機構内の実質的に環状のリングの可撓性を最大にするように、実質的に環状のリングを含む、ねじおよびロッド固定アセンブリの側面を示す斜視図である。
【図１５】 図１５は、外面がポリマー、複合材料、または他の材料であり、固定機構が、偏向を可能にする内面壁のグリップ部分内に位置する球形のねじのシートを含む、固定機構の斜視図である。
【図１６】 図１６は、ロッド位置付け機構が、固定機構の本体に押し込まれる場合に、ロッドの上で偏向し、ロッド位置付け機構の側面上のタブが、ロッド位置付け機構がロックされたままになることを確実にするように、固定機構の開口部またはくぼみに係合する、本発明の固定機構およびロッド位置付け機構の側面図である。
【図１７】 図１７は、ロッドが内面壁上の溝に係合するその中の固定機構に導入され、ロック機構がねじおよびロッド固定アセンブリ全体をロックするように締め付けられた後に、ねじ切りされたロック機構が、実質的に環状の本体に押し込まれる、固定機構の他の実施形態の斜視図である。
【図１８】 図１８は、構造体の頭が、ねじとは反対に、固定機構のグリップ部分内にあり、構造体の頭のグリップ部分へのさらなる動きは、ねじおよびロッド固定アセンブリをロックする、ねじおよびロッド固定アセンブリの断面図である。
【符号の説明】
１０ ねじおよび固定アセンブリ
１２ ねじ
１４ ねじ頭
１６ ロッド
１８ 固定機構
２０ 内部表面壁
２２ グリッピング部
２４ 非グリッピング部
２６ 環状リング

Claims (6)

1. ねじとロッドを固定するためのねじおよびロッド固定アセンブリであって、
   ねじ頭を含むねじと、
   該アセンブリに対する動きから該ねじを固定するための固定手段であって、該固定手段は、グリッピング部と非グリッピング部とを有する内面壁を含み、該固定手段はさらに、一対の実質的に平行なアームを備えた管状の本体を含み、該一対の実質的に平行なアームは、該ねじおよびロッド固定アセンブリの組立てが完成された後、該管状の本体からスナップオフされ得る、固定手段と、
   中心軸に対して伸び、端部を含む、実質的に環状のリングであって、該端部は、該ねじの一部がその中を通ると該ねじ頭に係合するための、該端部の外向きの方にテーパ状の円錐台表面を有する、実質的に環状のリングと、
   ロッドを内部に取り付けるために該固定手段に動作可能に係合するロッド取り付け手段であって、該ロッド取り付け手段内に取り付けられたロッドに対して圧縮可能な少なくとも１つの可撓性部を含み、該少なくとも１つの可撓性部は、テーパ状外面端部を有する、ロッド取り付け手段と、
   該ロッドおよびロッド取り付け手段を安定化し、かつ、係合するためのロック手段であって、少なくとも１つの可撓性部を含み、該ロック手段は、該ロッドに対して、かつ、該ロッドの周囲に該ロッド取り付け手段の該少なくとも１つの可撓性部を変形するための変形手段を含み、該ロック手段は、該ロッド取り付け手段の該少なくとも１つの可撓性部にさらに係合する、ロック手段とを備える、ねじおよびロッド固定アセンブリ。
2. 前記固定手段の前記内面壁の前記グリッピング部は、前記ねじ頭によって該内面壁の弾性範囲内で広がる、請求項１に記載のねじおよびロッド固定アセンブリ。
3. 前記固定手段の前記内面壁の一部は、ねじきりされている、請求項１に記載のねじおよびロッド固定アセンブリ。
4. 前記ロッド取り付け手段は、前記少なくとも１つの可撓性部が伸びる本体部を含む、請求項１に記載のねじおよびロッド固定アセンブリ。
5. 前記ロック手段は、前記固定手段の前記ねじきりされた内面に動作可能に係合するためのねじきりされた外面を含み、止めねじとして規定される、請求項１に記載のねじおよびロッド固定アセンブリ。
6. 前記止めねじは、前記少なくとも１つの可撓性部が、その内部に配置されたロッドの周囲を囲む場合、該少なくとも１つの可撓性部を収容する、球状の内部チャンバをさらに含む、請求項５に記載のねじおよびロッド固定アセンブリ。

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