JP4395284B2 - シャンクおよび保持要素を有する要素 - Google Patents

Description

【０００１】
この発明は、ロッドへの接続のための、脊柱または災害外科診療において用いられる要素に関する。
【０００２】
米国５，１２９，３８８から公知の茎ねじは、ロッドを収容するため、２つの自由な脚を規定するＵ字型の窪みを有するヘッドを含み、脚にはロッドを固定するための固定ねじを受ける内側ねじ山が設けられる。脚が広がるのを防ぐため、脚にかぶせられるキャップが設けられる。
【０００３】
米国５ ００５ ５６２から公知の茎ねじについては、特許請求項１のプリアンブルに従い、内側ねじ山および鋸歯ねじ山としてそれと協働するねじのねじ山を構成し、こうして、ねじ止めの間の力の径方向の成分を完全に排除することにより、２つのフランクから外への広がりを回避する。
【０００４】
この種類の鋸または鋸歯ねじ山は、マイヤー（Meyer）の“Enzyklopadisches Lexikon, Mannheim, 1974, p302”から公知である。インプラントに関する、米国５ ６０５ ４５８および５ ６０７ ３０４の両明細書から公知のこの種類のインプラントについては、体内、特に股関節のインプラントに導入されまた、荷重を支えるフランクがねじ山の軸に対して９０°だけでなく負の角すらなして構成されるように鋸状ねじ山を構成する。これは、ねじ山によって得られる接続が、接続部分の径方向の相対的な動きに抗し、したがってインプラントのよりしっかりとした固定を保証するのを達成すると考えられる。ＥＰ−Ａ−１ １２８７７３から公知の茎ねじでは、ロッドを収容するヘッドの内側ねじ山が切込ねじ（negative thread）を有しかつ、それと協働するねじが対応して構成される。
【０００５】
この発明の目的は、上述の欠点を回避するのに好適な、最初に述べられた種類の要素を作製することである。特に、この種類のマウントの開放端の曲がりおよびしたがってねじとロッドとの間の接続の緩みが回避される。
【０００６】
この目的は、特許請求項１に特徴付けられる要素によって達成される。
この構成は、露出される脚と内側ねじ山との間の力の作用が、保持要素の開放端が外向きに押されず、代わりに内向きに引っ張られることにより、協働する要素の間で強力な接続がなされるように生じるという利点を有する。
【０００７】
この発明のさらなる特徴および利点は、図面を用いた実施例の説明から明らかになる。
【０００８】
【詳細な説明】
骨接合用ねじ（bone screw）としても一般的に用いられるかまたはフックとして構成可能であるのが当然の、図１に従う茎ねじは、ねじ山シャンク１およびヘッド２を有する。ヘッド２はＵ字型の窪み４を有し、これは、ねじの縦方向の軸３の方向におよび予め定められた深さを備えて延びる。これにより構成された２つの脚５、６上に、脚の開放端７から始まる内側ねじ山８が設けられる。内側ねじ山８に一致してねじ９が設けられ、その外側ねじ山は、内側ねじ山８と協働するように構成される。
【０００９】
動作において、ねじに接続されるロッド１０は、これがＵ字型窪みのベースの上で止まるようにＵ字型の窪み４の中に置かれる。次にねじ９がそれに対して十分深くねじ止めされて、Ｕ字型の溝の中に位置されるロッド１０に十分な停止圧力を加える。
【００１０】
図２および図３によりはっきりと見られるように、ヘッド２の内側ねじ山およびねじ９の外側ねじ山は、鋸状ねじ山のように構成される。固定されるべきロッド１０と反対の表面１１上に、ねじ９は、ねじ回しの挿入のためのスリットまたは六角形の窪みを有する。
【００１１】
ねじ山の中に、各々の場合、２つの隣接する部分フランク１２、１３がねじ山ピッチを形成する。２つの部分フランク１２、１３はフランク角βを囲む。開放端７に面するフランク側１３は、縦方向の軸３に垂直に延在しかつねじ山のベース２３上のフランク側１３と交差する（図３参照）平面４０とともに正の角β₁を囲む。開放端と反対向きの部分フランク１２は、図３に示される態様で、対応する平面４１とともに負の角β₂を囲むように傾けられる。図面からわかるように、ねじ９のねじ山はこれに対応して作られるため、ねじ９のピッチは内側ねじ山８とぴったり係合する。したがってねじ９の中では、開放端７または表面１１に面する各々のフランク２６は負の角β₂を形成し、これが対応するフランク１２と協働する。
【００１２】
図４に示される実施例は、内側ねじ山８およびそれと協働するねじ９ならびにロッド１０の構成において等しく対応する。対応する特徴は同じ参照番号で特徴付けられる。
【００１３】
第１の実施例に対して、ここでは、いわゆる多軸ねじが存在する。ここでは、ねじ山シャンク１は、球状のヘッド１４を介して受部１５に接続される。受部は、一方端に、軸方向に対称に整列された第１のボア１６を有し、その直径は、ねじ山セクション１の直径よりも大きくかつヘッド１４の直径よりも小さい。受部は同軸の第２のボア１７をさらに有し、これは、第１のボアと反対に位置された端で開きかつその直径は、ねじ要素が開放端を通り、そのねじ山セクションが第１のボアを通りかつヘッド１４が第２のボアのベースまで導かれるように十分に大きい。第１および第２のボアの間に、小さな同軸のセクションが設けられる。これは第１のボアと直接に境をなし、開放端に向いた球状体として構成される。半径は、ヘッド１４のボール状セグメント形状のセクションの半径と実質的に等しい。内側ねじ山８はここでも、脚５、６の開放端７で境をなして設けられる。受部１５は、部分の中心と対称に配置されたＵ字型窪み１８をさらに有し、そのベースは第１のボアの方に向き、その２つの側の脚５、６は開放端７に向けて延在する。さらに、第２のボア１７の中に、球状ヘッド１４上に位置されて圧力要素が置かれる。動作においては、Ｕ字型窪みの中にロッド１０が挿入される。次に、ねじ９は、それが圧力要素１９およびしたがってヘッド１４に所望の圧力を加えてそれを止めるまで、図２に示されるのと同様に回されかつねじ止めされる。
【００１４】
ヘッドまたは受部が各々の場合に骨接合用ねじに接続される上述の実施例の代わりに、ヘッドまたは受部は、脊柱の後の骨突起部を繋ぐ（hooking）ため、脊柱外科診療で用いられるように、フックにも接続可能である。
【００１５】
鋸状ねじ山について上に述べられるとき、これは、部分フランクの方向を特徴付けるとされるだけである。三角形のねじ山、丸いねじ山および台形のねじ山の場合と同じように、丸まった先端および丸まったベースを有するねじ山、先の尖ったねじ山および先の尖ったねじ山ベースならびに平らなねじ山エッジおよび平らなねじ山ベースも含まれる。
【００１６】
図２に示されるようにねじがロッドを押さえ、１つの力の成分がねじの開放側１１に向かって作用しかつ第２の力の成分が各々の場合に外向きに作用するメートルねじを含む公知のねじの場合に対して、この発明に従う上述のねじ山の場合はここでも、１つの成分は開放端７に向けて作用するが、第２の成分は縦方向の軸３の方向に作用する。これにより、露出された脚５、６は外向きに押されず、対称な軸に向けて引張られるという結果になる。
【００１７】
図５では、図２のように、図１に示された茎ねじのヘッドが、ロッドを挿入されておよび内側ねじ山８に最初だけ挿入されて、示される。図６では、図５のセクションＶＩがより詳細に図示される。この拡大された図からわかるように、内側ねじ９および脚５の外側ねじ山は、以下のように互いに対して寸法決めされる。縦方向の軸３に一致するねじの中心からねじ９のねじ山のベース２１への半径ｒ₁は、対称な軸３と一致する保持要素の中心軸からそのスパイラル２０の先端への半径ｒ₂よりも小さい。縦方向の軸３と一致するねじの中心からねじ９のスパイラル２２の先端への半径ｒ₃は、縦方向の軸３と一致する保持要素の中心軸からその内側ねじ山のねじ山のベース２３への半径ｒ₄よりも小さい。
【００１８】
特に図６に見られるように、保持素子の露出された脚５、６およびねじ９が荷重なしに係合され、正のフランク角を有する、ねじのおよび内側ねじ山の協働するフランク１３、２４が互いに隣接すると、各々の場合に互いに面し、負のフランク角を有するフランク１２、２６の間に空隙２５ができる。
【００１９】
図７は図５および図６と同じものを示す。ここでは、ねじ９はそれに対して十分に深く内向きにねじ止めされてロッド１０を押さえ、それにより、ねじ９に対して、矢印２７で示される抗力を加える。この結果、図８に見られるように、各々の場合に互いに面するフランク１２、２６はこれにより、負のフランク角β₂をなして互いの上に来て、それにより、内側ねじ山のスパイラル２８、２９は、図８に示された態様で、図９のねじ山のピッチのそれぞれのベース２１に向けて内向きに引張られ、この結果、露出された脚は外向きにではなく内向きに偏る。
【００２０】
好ましい実施例では、半径ｒ₁およびｒ₂の測定値の間の差は、ねじの直径が５から１２ｍｍの場合、ねじ山の外径の約１から５％または０．１から０．５ｍｍである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ２等分された分解図中の単軸の茎ねじの側面図である。
【図２】 ロッドおよびナットを挿入された、図１に示された茎ねじのヘッドを示す図である。
【図３】 拡大された縮尺で図２に示された詳細IIIを示す図である。
【図４】 多軸ねじについての、図２で選ばれた図に対応するセクションを示す図である。
【図５】 ロッドを挿入され、内側ねじに緩くねじ止めされた、概略的に図示された保持要素を示す図である。
【図６】 拡大された縮尺で図５の詳細VIを示す図である。
【図７】 内側ねじが締められた後の、図５に示された図に対応する図を示す図である。
【図８】 拡大された縮尺で図７に示された詳細VIIIを示す図である。
【符号の説明】
１ ねじシャンク、２ ヘッド、４ Ｕ字型窪み、８ 内側ねじ山。

Claims (2)

1. ロッド（１０）への接続のため、シャンク（１）と、それに接続された保持要素（２）と、ねじ（９）とを備える要素であって、
   前記保持要素（２）は、開放端（７）を有する２つの脚（５，６）を備え、前記ロッド（１０）を収容するためのＵ字型の断面を有する窪み（４）と、前記脚（５，６）上の内側ねじ山（８）とを有し、
   前記ねじ（９）は、前記内側ねじ山（８）と協働して直接的にまたは間接的にロッド（１０）に作用し、
   互いに隣接する２つのフランク（１２，１３）を有する内側ねじ山（８）上で、前記開放端（７）とは反対の側を向くフランク（１２）は、ねじ山のベース（２３）を通りかつ中心軸（３）に垂直に延びる平面とともに負のフランク角β₂を囲み、
   内側ねじ山（８）と協働する前記ねじ（９）は前記内側ねじ山（８）に一致する外側ねじ山を有し、
   中心軸（３）からねじ（９）のねじ山のベース（２１）への半径（ｒ₁）は、中心軸（３）から前記保持要素（２）のスパイラルの先端（２０）への半径（ｒ₂）よりも小さく、
   中心軸（３）からねじ（９）のスパイラルの先端（２２）への半径（ｒ₃）は、前記保持要素（２）の中心軸（３）からその内側ねじ山（８）のねじ山のベース（２３）への半径（ｒ₄）よりも小さくなっており、
   前記保持要素（２）の前記脚（５，６）とねじ（９）とが抗力なしに係合されることによって正のフランク角β₁を有して協働するフランク（１３，２４）が互いに当接すると、負のフランク角β₂を有しかつ互いに面するフランク（１２，２６）の間に空隙（２５）ができる、要素。
2. 脚（５，６）のねじ山のベース（２３）は、丸く構成されることを特徴とする、請求項１に記載の要素。

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