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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-04
(45)【発行日】2023-08-15
(54)【発明の名称】骨固定装置、および、器具と骨固定装置とのシステム
(51)【国際特許分類】
A61B 17/70 20060101AFI20230807BHJP
【ＦＩ】
A61B17/70
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2018236572
(22)【出願日】2018-12-18
(65)【公開番号】P2019111331
(43)【公開日】2019-07-11
【審査請求日】2021-10-06
(31)【優先権主張番号】17210500.9
(32)【優先日】2017-12-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(31)【優先権主張番号】62/609,862
(32)【優先日】2017-12-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】511211737
【氏名又は名称】ビーダーマン・テクノロジーズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンディートゲゼルシャフト
【氏名又は名称原語表記】ＢＩＥＤＥＲＭＡＮＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＧＭＢＨ ＆ ＣＯ． ＫＧ
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ティモ・ビーダーマン
(72)【発明者】
【氏名】ベルトホルト・ダネッカー
【審査官】羽月 竜治
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２００８／００１５５７６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２１４０８４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０５５４９６０８（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００９／０１４９８８７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００７／０１７３８１９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－０２３７４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０１２１３６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
骨固定装置であって、骨固定要素（１）にロッド（６）を連結するための受け部（５，５′）を備え、前記受け部（５，５′）は、第１端部（５ａ）と、第２端部（５ｂ）と、前記第１端部（５ａ）と前記第２端部（５ｂ）との間に延在する中心軸（Ｃ）と、ロッド（６）を受けるための窪み（５３）とを含み、前記窪み（５３）により、２つの開いた脚部（５３ａ，５３ｂ）が形成されており、前記脚部は固定要素（９）と協働するように構成されており、前記受け部（５，５′）はさらに、骨固定要素（１）のヘッド（３）を回動可能に保持するためのヘッド受け部分（５４，５４′）を前記第２端部（５ｂ）に含み、前記ヘッド受け部分（５４，５４′）は、少なくとも部分的に可撓性があり、前記ヘッドを挿入するための開口部を前記第２端部（５ｂ）に有しており、前記骨固定装置はさらに、
前記ヘッド受け部分（５４，５４′）のまわりに少なくとも部分的に取付けられるロックリング（８）を備え、前記中心軸（Ｃ）を中心とした前記ロックリングの回転移動が前記ヘッド受け部分（５４，５４′）を圧縮させる力をもたらし、
前記ロックリング（８）が前記ヘッド受け部分（５４，５４′）のまわりにある場合、前記ロックリング（８）は、前記ヘッド（３）がロックされるように前記ロックリング（８）が前記ヘッド受け部分（５４，５４′）に対して力を加えるロック位置と、前記ヘッド（３）が前記受け部（５，５′）に対して回動可能となる非ロック位置とを取ることができ、前記ロックリングは、前記ロック位置と前記非ロック位置との間および前記非ロック位置と前記ロック位置との間で回転可能であり、
前記ロックリング（８）は、前記受け部（５，５′）の前記ヘッド受け部分（５４，５４′）のまわりに前記ロックリング（８）が取付けられたときに前記受け部（５，５′）に面する第１の端部を含み、前記ロックリング（８）は前記第１の端部とは反対側の第２の端部（８ｂ）を含み、
前記ロックリング（８）は、前記ロックリング（８）の前記第１の端部に向かう方向に開いている少なくとも１つの切欠（８５）を含み、前記少なくとも１つの切欠（８５）は、前記中心軸（Ｃ）に対して傾斜された態様で前記第２の端部（８ｂ）に向かって延在し、
前記切欠（８５）は、前記ロックリング（８）を回転させるための器具の突起（１０５）によって係合されるように構成される、骨固定装置。
【請求項2】
前記ロックリング（８）は内面（８２）を含み、前記ヘッド受け部分（５４，５４′）は外面を含み、前記内面は第１係合構造を有し、前記第１係合構造は、前記非ロック位置において前記ヘッド受け部分（５４，５４′）の前記外面上の第２係合構造と協働する、請求項１に記載の骨固定装置。
【請求項3】
前記第１係合構造は、前記外面において少なくとも１つの窪みを含み、前記内面（８２）において少なくとも１つの突起を含む、請求項２に記載の骨固定装置。
【請求項4】
前記少なくとも１つの窪みが複数の溝（５４ｂ）である、請求項３に記載の骨固定装置。
【請求項5】
前記少なくとも１つの突起が複数の隆起（８２ｂ）である、請求項３または４に記載の骨固定装置。
【請求項6】
前記ヘッド受け部分（５４，５４′）において少なくとも部分的に収容されるとともに前記ヘッド（３）に対して圧力を加えるように構成された圧力部材（７，７′）をさらに備え、前記圧力部材（７，７′）は、固定要素（９）によって前記ヘッド（３）に対して加えられた力を伝達するように構成される、請求項１から５のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項7】
前記ロックリング（８）は、前記骨固定装置の外側部分を形成する、請求項１から６のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項8】
前記脚部（５３ａ，５３ｂ）の各々は、前記脚部の高さを低くするために前記脚部の上方部分（５３０ａ，５３０ｂ）を分離させることを可能にする、受け部（５）の外表面の円周溝（５ｃ）を含む弱化部分（５ｃ）を備え、前記脚部の前記上方部分は前記円周溝（５ｃ）よりも上方に延在する、請求項１から７のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項9】
分離されるべき前記上方部分（５３０ａ，５３０ｂ）内に延在する雌ねじ（５２）が前記脚部（５３ａ，５３ｂ）上に設けられている、請求項８に記載の骨固定装置。
【請求項10】
骨に係止するためのシャンク（２）と前記ヘッド（３）とを有する骨固定要素（１）をさらに備え、前記骨固定要素（１）の前記ヘッド（３）が、前記受け部（５，５′）の前記第２端部（５ｂ）において、前記ヘッド受け部分（５４，５４′）内で回動可能に保持される、請求項１から９のいずれか１項に記載の骨固定装置。
【請求項11】
前記ヘッドは球形の外面部分を有する、請求項１０に記載の骨固定装置。
【請求項12】
器具と請求項１から１１のいずれか１項に記載の骨固定装置とのシステムであって、前記器具は、前記ロックリング（８）に係合するように構成された外管（１００）と、
前記外管（１００）に少なくとも部分的に設けられる内管（１２０）とを備え、前記内管（１２０）は、前記受け部（５，５′）に係合するように構成されており、
前記外管（１００）は、前記外管（１００）が前記ロックリング（８）に係合して前記内管（１２０）が前記受け部（５，５′）に係合したときに、前記受け部（５，５′）に対して前記ロックリング（８）を移動させるように前記内管（１２０）に相対的にずらすことができ、
前記外管（１００）および前記ロックリング（８）は、前記外管（１００）の軸方向移動が結果として前記ロックリング（８）の回転移動をもたらすような態様で協働するように構成され、
前記外管（１００）は、前記外管（１２０）の軸方向移動を前記ロックリング（８）の回転移動に変換するために前記ロックリングのうち軸方向に傾斜した切欠（８５）において案内される突起（１０５）を含み、
前記内管（１２０）および前記外管（１００）は、互いに対して、前記受け部の第１端部と第２端部との間に延びる中心軸の方向に案内される、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、多軸骨固定装置、および、多軸骨固定装置と当該装置と共に用いられる器具とのシステムに関する。より特定的には、骨固定装置は、骨固定要素にロッドを連結するための受け部と、ヘッドをロックするとともに、たとえば器具を介してこのロックを解除するためのロックリングとを含む。
【背景技術】
【0002】
このタイプの多軸骨固定装置はＵＳ２０１７／００２０５７４Ａ１から公知である。公知の多軸骨固定装置は、ロッド受け部分と骨固定要素のヘッドを挿入してクランプするための可撓性のあるヘッド受け部分とを備えた受け部を含む。さらに、ヘッドをロックするためにヘッド受け部分のまわりに配置されるように構成されたロックリングが設けられている。受け部は第１係合構造を含み、ロックリングは第２係合構造を含む。係合構造は、ロック位置から、挿入されたヘッドが回動可能となる位置に向かって中心軸に沿って受け部に対してロックを移動させるために器具によって係合されるように構成されている。
【0003】
ＵＳ２０１６／０３３１４１２Ａ１は、骨固定要素にロッドを連結するための連結装置を開示する。連結装置は、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を含む。連結装置はさらに、収容空間に少なくとも部分的に配置されるとともに挿入されたヘッドをクランプするための可撓性のある部分を有する圧力要素と、圧力要素のうち可撓性のある部分のまわりに少なくとも部分的に延在するクランプ要素とを備える。クランプ要素は、第１位置から、クランプ要素が圧力要素に対してクランプ力を加える第２位置へと移動するように構成されている。この移動は中心軸を中心としてクランプ要素を回転させることを含む。
【0004】
ＷＯ２０１６／１７０４５２Ａ１は、少なくとも１つの接続棒材と、「チューリップ」型およびいわゆる「多軸」型の少なくとも１つの固定部材とを含む椎骨用骨接合器具を開示している。固定部材は、本体と、接続棒材のための係合ダクトを形成するヘッドとを含む。当該ヘッドは当該本体に対して関節接合されている。固定部材はさらに、ヘッドに対して角度を付けて移動するリングを含む。リングは、ヘッドの軸に沿った第１位置およびヘッドの軸に沿った第２位置を取ることができる。第１位置においては、ヘッドが本体に対して関節式に移動可能である。第２位置においては、ヘッドが本体に対して移動不可能となるかまたは実質的に移動不可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】ＵＳ２０１７／００２０５７４Ａ１
【文献】ＵＳ２０１６／０３３１４１２Ａ１
【文献】ＷＯ２０１６／１７０４５２Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
脊椎手術においては、しばしば、脊椎ロッドおよび多軸骨固定具を用いて、脊柱の複数の部分を補正および／または安定化しなければならない。このような手順中に、多軸骨固定装置の受け部に対して骨固定要素およびロッドを繰返し調整することが必要になるかもしれない。
【0007】
したがって、本発明の目的は、手術中に安全かつ利便性の高い操作を可能にするさらに改善された多軸骨固定装置を提供すること、ならびに、このような多軸骨固定装置およびこれと共に用いられるように適合された器具からなるシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この目的は、請求項１に記載の多軸骨固定装置によって、また、請求項１２に記載の器具と多軸骨固定装置とのシステムによって解決される。さらなる展開例が従属請求項において提供される。
【0009】
多軸骨固定要素は、受け部に対して或る角度位置でロックすることができ、ロッドの固定とは別個に、その角度位置からロック解除することができる。したがって、ヘッドのロックを維持することができるとともに、ロッドの位置を調整することができる。
【0010】
ヘッドのロックは、中心軸を中心としてロックリングを一方向に回転させることによって達成され、ロック解除は、ロックリングを反対方向に回転させることによって達成される。このような設計であれば、薄型にするために、ヘッド受け部分の大きさを軸方向に小さくすることもできる。さらなる臨床上の利点として、ヘッドをロックするためにロックリングを下方向に移動させる必要がなくなるので、ヘッドをロックする際に椎骨に対して加えられる圧力を減らすことができる点が挙げられる。さらに、ロックリングおよびヘッド受け部分のそれぞれの２つのテーパ面が係合することによってロックが実現されるような公知の装置と比べて、ロック解除するのに必要な力が少なくて済む。
【0011】
手術中における骨固定要素のロックおよびロック解除はまた、ロッドが挿入されていない状態で、または、ロッド受け窪みの底部から距離を空けて受け部において高い位置にある状態で、行なわれてもよい。これにより、手術中に補正工程を行なう可能性が高くなる。
【0012】
付加的に、ヘッドに対して圧力を加えるための圧力部材が設けられている場合、クランプ力がヘッドに対してより有効に分散され得る。さらに、ロッドをロックする際に、圧力部材に対してロッドによって加えられる圧力がヘッドに対するロック力をさらに高める可能性もある。
【0013】
脚部は各々、延在タブを形成する分離可能部分を含み得る。延在タブは、手術中に多軸骨固定装置を利便性良く操作することを可能にする。さらに、延在タブは、インプラントまたは器具の部品を移植部位にまで案内および／または供給することを可能にする。これは、低侵襲手術（minimally invasive surgery：ＭＩＳ）の場合には特に有用である。延在タブは、ヘッドおよびロッドをロックした後に折取られてもよい。
【0014】
器具は、下方移動がヘッドのロックに関連付けられているとともに上方移動が受け部におけるヘッドのロック解除に関連付けられているので、操作するのに利便性が良い。さらに、ロッドおよび固定要素が受け部のチャネルに既に挿入されているがロッドがまだ固定されていない場合であっても、当該器具を用いることができる。これにより、当該器具を用いて、受け部に骨固定要素を一時的にロックすることができる。骨固定要素のヘッドが受け部においてロックされており、ロッドが依然として移動可能である場合、器具を備えた骨固定装置を、挿入されたロッドに向かって引張り、これにより、堆骨の位置を補正するために関連する堆骨をロッドに向かって引張ることもできる。したがって、多軸骨固定装置は、手術中に角度位置および／またはロッド位置のさまざまな調整および再調整を可能にする。
【0015】
多軸骨固定装置は、骨固定要素が最初に骨に挿入され、その後、ロックリングを備えた受け部が骨固定要素のヘッド上に取付けられるような態様で、ボトムローディング式骨固定装置として用いられてもよい。さらに多軸骨固定装置の場合、実際の臨床上の要件に応じて、必要に応じてさまざまな固定要素を受け部と組合わせることを可能にするモジュラーシステムが設けられてもよい。これにより、多軸ねじを用いる際の全体的費用が削減され、在庫が削減され、より広範かつより多用途なインプラントの選択肢が外科医に与えられる。
【0016】
本発明のさらなる特徴および利点が、添付の図面を参照した実施形態の記載から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】多軸骨固定装置の実施形態を示す分解斜視図である。
【図23】多軸骨固定装置および器具の一部を、挿入されたロッドの長手方向軸に沿って示す側面図である。
【図34】多軸骨固定装置のさらなる実施形態を器具の一部と共に示す、挿入されたロッドの長手方向軸に対して垂直に延在するとともに受け部の中心を通って延在する平面に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図１～図４に示されるように、本発明の一実施形態に従った多軸骨固定装置は骨固定要素１を含む。骨固定要素１は、たとえば骨ねじの形状であって、ねじ部分を備えたシャンク２と、球状に形作られた外面部分を備えたヘッド３とを有する。ヘッド３は、ドライバと係合させるための窪み４を有していてもよい。骨固定装置はまた、骨固定要素１に接続されるべきロッド６を受けるための受け部５を含む。加えて、骨固定要素１のヘッド３に対して圧力を加えるための圧力部材７が受け部５に設けられていてもよい。さらに、骨固定装置は、ヘッド３に対して圧力を加えるために受け部５の一部を圧縮するためのロックリング８を含む。ロックリング８は受け部５に取付け可能である。最後に、骨固定要素はまた、たとえば、受け部５にロッドを固定するための内ねじまたは止めねじの形状をした固定要素９を含む。
【0019】
図５～図８を付加的に参照して、受け部５をより詳細に記載することとする。受け部５は、上方端部または第１端部５ａと、反対側に下方端部または第２端部５ｂと、第１端部５ａおよび第２端部５ｂを通過する中心軸Ｃとを備える。通路５１は、第１端部５ａから受け部５を通って第２端部５ｂにまで延在する。通路５１は、異なる直径を有するいくつかの区域を有していてもよい。第１端部５ａを始端として第１端部５ａから距離を空けて延在する１つの区域においては、通路５１は同軸ボア５１ａとして形成されており、その少なくとも一部に雌ねじ５２が設けられていてもよい。通路５１はさらに、骨固定装置のヘッド３および圧力部材７のうち少なくとも一部を収容する役割を果たす収容空間５１ｂ内へと広がっていてもよい。第２端部５ｂにおいてまたはその付近において、収容空間５１ｂが第２端部５ｂに向かって狭窄して狭窄部分５１ｃとなる。狭窄部分５１ｃは先細にすることができ、より具体的には、円錐状に先細にすることができるか、または、別の形状になるよう狭窄させることもできる。第２端部５ｂにおいて通路５１によって規定される開口部は、骨固定要素１のヘッド３を通過させるように構成されており、これにより、骨固定装置がボトムローディング式多軸骨固定装置として用いることができるようになる。
【0020】
実質的にＵ字型であり得る窪み５３は、第１端部５ａから第２端部５ｂの方向に延在する。この場合、窪み５３の幅は、ロッド６を窪み５３に配置してその内部を案内することができるように、ロッド６の直径よりもわずかに大きくなっている。これにより、窪み５３は、ロッド６のためのロッド受け窪みまたはチャネルを形成する。窪み５３により、２つの自由な脚部５３ａ、５３ｂが形成され、その上に、雌ねじ５２が少なくとも部分的に位置している。雌ねじ５２は、たとえば、メートルねじ、角ねじ、負角ねじ、鋸歯ねじまたは他の如何なるねじ形状であってもよい。好ましくは、角ねじまたは負角ねじなどのねじ形状は、固定要素９がねじ留めされる際に脚部５３ａ、５３ｂが広がるのを防止するかまたは抑制するために用いられる。
【0021】
脚部５３ａ、５３ｂの一部を分離させるかまたは折り取ることを可能にする弱化区域が、第１端部５ａから距離を空けて設けられている。弱化区域は、受け部５の外面上に円周方向溝５ｃを含む。円周方向溝５ｃは、脚部５３ａ、５３ｂを、溝５ｃの上方に延在する第１部分または上方部分５３０ａ、５３０ｂと、溝５ｃの下方において窪み５３の基部にまで延在する第２部分または下方部分５３１ａ、５３１ｂとに分割する。溝５ｃにおいて、脚部５３ａ、５３ｂの壁厚が薄くなっている。これにより、上方部分５３０ａ、５３０ｂは、それぞれ、骨固定装置の延在タブとも称される延在脚部を形成する。このような延在タブは、患者の皮膚下の移植部位における骨固定具１にまでインプラント要素（たとえば、ロッド６または固定要素９）を案内するために、たとえば低侵襲手術（ＭＩＳ）の際に経路を規定するのに特に適しているかもしれない。上方部分５３０ａ、５３０ｂを下方部分５３１ａ、５３１ｂから分離することを可能にするために弱化区域を設けるための他の手段、たとえば穿孔などが企図されてもよい。
【0022】
雌ねじ５２は、固定要素９を同軸ボア５１ａによって規定された経路に沿ってねじ込むことができるように、脚部５３ａ、５３ｂの上方部分５３０ａ、５３０ｂおよび下方部分５３１ａ、５３１ｂのうち少なくとも一部に沿って設けられている。窪み５３の深さは、ロッド６が窪み５３に配置されて固定要素９が脚部５３ａと５３ｂとの間にねじ留められる場合、脚部の上方部分５３０ａ、５３０ｂが折取られたときに固定要素９が実質的に受け部５から突出さないような深さにされている。
【0023】
脚部５３ａ、５３ｂを含む受け部５の上方部分５０はロッド受け部分を形成する。受け部５の上方部分５０と第２端部５ｂとの間に、受け部５のうち収容空間５１ｂを含むヘッド受け部分５４が設けられている。ヘッド受け部分５４の最大外側幅は上方部分５０の下方端部５０ａにおける受け部５の幅よりも短くなっており、これにより、ロッド受け部分の下方端部５０ａが肩部を形成することとなる。ヘッド受け部分５４は、第２端部５ｂにおいて、外側に突出るリム５５を備えた実質的に円筒形の外面部分を含む。外側に突出るリム５５は、ロックリング８が受け部５の上に取付けられると不用意に取り外すことができなくなるように、ロックリング８のための止め部を形成している。さらに、ヘッド受け部分５４の円筒形部分の軸方向長さは、ロックリング８の主部分の高さに実質的に対応しており、このため、実際に取付けられたロックリング８は軸方向に移動できなくなる。
【0024】
ヘッド受け部分５４は可撓性があり、特に、中心軸Ｃに向けられる力の作用を受けて圧縮可能である。図示される実施形態においては、ヘッド受け部分５４は、複数の可撓性のある壁区域５４ａから構成されている。複数の可撓性のある壁区域５４ａは、中心軸Ｃに対して実質的に平行に延在するとともに第２端部５ｂに向かって開いているスリット５６によって隔てられている。スリット５６の数および大きさはヘッド受け部分５４の所望の可撓性に応じて選択される。ヘッド受け部分５４に可撓性があるために、第２端部５ｂにおける開口部も拡張させたり圧縮させたりすることができる。より詳細には、開口部の大きさは、ヘッド３が入り込んで弾力的に元の状態に跳ね戻ってくる際に可撓性のある壁区域５４ａがばらばらに広げられるような大きさにされている。
【0025】
ここで図６ａおよび図６ｂをより詳細に参照すると、好ましくは可撓性のある壁区域５４ａの各々の外面上に、長手方向に延在する溝５４ｂが設けられている。溝５４ｂは、好ましくは中心軸Ｃに対して平行に延びており、好ましくは、中心軸Ｃを中心とした円周方向に見たときに可撓性のある壁区域５４ａの中心に位置している。溝５４ｂは、以下に記載されるロックリング８の一部と協働するための役割を果たす。外側に突出るリム５５上において、溝５４ｂが円周方向に広がって幅広部分５４ｃを形成している。これらの幅広部分５４ｃは、ロックリング８の取付けを容易にし得る。実施形態においては、各々の可撓性のある壁区域５４ａが溝５４ｂを含む一方で、ロックリング８を回転させるときにロックリング８がヘッド３および／または圧力部材７に対して圧力を加えることを可能にするために、可撓性のある壁区域５４ａがこのような溝５４ｂを少なくとも１つまたはより少ない数（たとえば、１つおきに）含んでいれば十分であることに留意されたい。溝５４ｂは浅くてもよく、円筒セグメント形状の断面を有していてもよいが、ロックリング８に設けられている対応する構造を把持したり解放したりすることを可能にする他の断面を有していてもよい。
【0026】
上方部分５０の外面は実質的に円筒形である。脚部の上方部分５３０ａ、５３０ｂの領域において、外径は、上方部分５０の下方端部５０ａに隣接する領域よりも小さくてもよい。溝５ｃの下方において、各々の脚部上には、円周方向に延在する係合窪み５７が上方部分５０の外面上に設けられている。係合窪み５７は、器具（より特定的には器具の内管）との係合のための役割を果たす。好ましくは、係合窪みは、Ｕ字型の窪み５３から距離を空けて両側において終端している。
【0027】
最後に、通路５１の内壁上に、圧力部材のための２つの止め部が設けられている。第１止め部は、雌ねじ５２の下方に位置する第１円周方向溝５８ａの上方壁によって形成されている。第１止め部は、ヘッド３が挿入されると、圧力部材７の上方移動を妨げる。第２止め部は、第２円周方向溝５８ｂによって、第１溝５８ａから第２端部５ｂに向かう方向に距離を空けて設けられている。第２止め部は、以下により詳細に記載されるように、圧力部材７が下方位置、特にロック前位置にある場合、圧力部材７の上方移動を妨げる。付加的には、アンダーカット５８ｃが雌ねじ５２の下方端部に設けられていてもよい。
【0028】
さらに、受け部５の壁において、より具体的には、上方部分５０の壁において、少なくとも１つ、好ましくは２つの穴５９が設けられてもよく、穴５９は、圧力部材７に係合するためにピン５０９などの固定部材を挿入するための役割を果たし得る。これらの穴５９は、ロッド受け窪み５３から実質的に９０°ずつ空けて互いの反対側に位置していてもよい。
【0029】
図９～図１２を付加的に参照してロックリング８をより詳細に記載することとする。ロックリング８は、第１端部８ａの上方端部と反対側の第２端部８ｂの下方端部とを含むとともに、第１端部８ａと第２端部８ｂとの間に、第２端部８ｂに向かって狭くなる実質的に球形の外面８１を有していてもよい。第１端部８ａにあるかまたは第１端部８ａに隣接する球面８１の外径は、ロックリング８が受け部５のヘッド受け部分５４のまわりに取付けられている場合に、確実にコンパクトに設計するためにロックリングが受け部５の上方部分５０から実質的に外側に突出さないような大きさにされ得る。しかしながら、ロックリング８の外面８１の形状が他の実施形態において異なり得ることにも留意されたい。たとえば、外面８１は円筒形または別の形状を有していてもよい。第１端部８ａと第２端部８ｂとの間のロックリングの軸方向高さは、クランプリングが上方部分５０の下方端部５０ａと外側に突出るリム５５との間において受け部５のヘッド受け部分５４上に嵌まるような大きさにされている。
【0030】
特に図１２から分かるように、ロックリング８は、上方端部８ａに隣接しているかまたは実質的に隣接している内側円筒面部分８２を有する。内側円筒面８２上において、複数の長手方向の突起または隆起８２ｂは、ロックリング８が受け部５上に取付けられたときに中心軸Ｃに対して平行な軸方向に延在するように形成される。隆起８２ｂは、円周方向において等距離に間隔を空けて配置されている。これらの円周方向幅は、隆起８２ｂがヘッド受け部分５４のうち可撓性のある壁部分５４ａの溝５４ｂに係合するような構成となるように設定されている。隆起８２ｂの数は、好ましくは、ヘッド受け部分５４の溝５４ｂの数に対応している。
【0031】
内側円筒面部分８２と上方端部との間に、円筒内面部分８２から第１端部８ａに向かって広がる小さな先細区域８２ａが設けられていてもよい。この先細部分８２ａは、ロックリング８をヘッド受け部分５４上に取付けるのを容易にする。
【0032】
ロックリング８はさらに、自由端部８４を有するとともに第１端部８ａから延在する上方に突出る２つのアーム８３ａ、８３ｂを含む。アームの自由端部８４は端縁において丸みがあってもよい。アーム８３ａ、８３ｂの各々の上に、アームの自由端部８４から第１端部８ａにまでまたはその付近にまで延在する切欠８５が形成されている。切欠８５は、ロックリング８が受け部５上に取付けられたときに中心軸Ｃに対して平行な線に対して傾斜するように延びている。特に図９から分かるように、アーム８３ａ、８３ｂ上の溝８５は、リングの回転軸である中心軸Ｃに対して垂直な方向から見ると、互いに対して反対方向に傾斜している。切欠８５の底部８５ａは丸みがあってもよく、切欠８５の幅は、器具の上、より具体的には器具の外管上、に設けられた突起が案内する態様で切欠に嵌まり込むような大きさにされる。より詳細には、このような突起が切欠８５に入り込むと、突起が、スロット付きリンクのガイド機能と同様にそこに案内される。傾斜角は、器具の突起の案内によって、ロックリング８を好適に回転させることができるように選択されている。
【0033】
隆起８２ｂを含む内側円筒面部分８２の大きさは、ロックリング８が受け部５のヘッド受け部分５４のまわりに取付けられたときに、隆起８２ｂが、ヘッド受け部分５４ｂのうち可撓性のある壁区域５４ａを圧縮することなく溝５４ｂに嵌まり込むように設定されている（図２４も参照）。ロックリング８およびヘッド受け部分５４は、中心軸Ｃを中心としてロックリング８をある程度まで回転させることによって隆起８２ｂを動かして溝５４ｂから出すことにより、隆起８２ｂを押し当てることによって可撓性のある壁部分５４ａを圧縮するような態様で協働するように構成されている。
【0034】
ロックリング８は、付加的には、アームの両側の外側球面８１に２つの対向する平坦部分８６を有していてもよい。２つの対向する平坦部分８６は、ロックリング８が受け部５に取付けられたときにロッドチャネルと位置合わせされるように構成されている。アーム８３ａと８３ｂとの間の円周方向における距離は少なくともロッドをアーム間に配置することができるような長さにされている。図示のとおり、たとえば、図２において、アーム８３ａ、８３ｂの高さは、ロックリング８が受け部５上に取付けられたときにアームの自由端部８４が係合窪み５７よりも下方において距離を空けて配置されるような高さにされている。
【0035】
さらに図１３～図１６をより詳細に参照して圧力部材７を説明することとする。圧力部材７は、上方端部７ａを備えた上方部分または第１部分７１と、下方端部７ｂを備えた下方部分または第２部分７２とを含む。第２部分７２は、第２端部７ｂにおいて開口部を備えた中空の内部チャンバ７３を含む。中空のチャンバ７３は球形のヘッド３をそこに収容してクランプするように構成されている。このことを実現するために、第２部分７２には、スリット７４によって少なくとも部分的に可撓性がある。これらスリット７４は、第２端部７ｂに向かって開いているとともに、チャンバ７３のうち広い内側部分に対応して第２端部７ｂから距離を空けて終端している。スリット７４は、それらの閉端部において幅広部分７４ａを有していてもよい。スリット７４の数および寸法は、ヘッド３が挿入されているときに第２部分の壁がヘッド３上に嵌まるほど十分に可撓性をもつように設定されている。第２部分７２の外面は、実質的に円筒形であって、圧力部材が通路５１を通って受け部の収容空間５１ｂ内にまで摺動することを可能にする外径を備えている。第２端部７ｂに隣接する下方端部７６は、ヘッド受け部分５４の狭窄部分５１ｃと協働するように構成されている。たとえば、下方端部７６は、受け部の狭窄部分５１ｃとして先細にされていてもよい。
【0036】
圧力部材の第１部分７１はまた、第２部分７２と同一平面上にある実質的に円筒形の外面を有してもよい。挿入されたロッド６を支持するように構成されたロッド支持面７７は、第１部分７１に設けられてもよい。ロッド支持面７７は、異なる直径を持つロッドを支持できるようにするために中心軸Ｃに対して横方向に沿ってＶ字状の断面を有していてもよい。代替的には、ロッド支持面７７は平坦であってもよく、円筒形であってもよく、または、他の形状であってもよい。
【0037】
ロッド支持面７７の左側および右側には、実質的に円筒形の外面を有する直立した脚部７８ａ、７８ｂが形成されている。たとえば、脚部７８ａ、７８ｂは、支持面７７の左側および右側にスロット７９を設けることによって形成されてもよい。スロット７９により、脚部７８ａ、７８ｂは、ロッド支持面７７に向かって内側に曲げることができる。外側に向けられた部分７００が、直立した脚部７８ａ、７８ｂのそれぞれの自由端部上に形成されている。外側に向けられた部分７００は、圧力部材７が挿入位置にある場合には受け部５の通路５１における溝５８ａに係合し、かつ、圧力部材がロック前位置に場合には溝５８ｂに係合するように構成されている。
【0038】
直立した脚部７８ａおよび７８ｂの中心において、軸方向に細長い貫通穴７０１が設けられてもよく、その長手方向軸は、圧力部材７が受け部５に挿入されると中心軸Ｃに対して平行となる。貫通穴７０１は、好ましくは圧力部材７を回転させないようにするために、受け部５の内部で圧力部材７を保持するためのピン５０９または他の保持手段によって係合されるように適合されている。ドライバまたは工具を用いてヘッド３にアクセスすることを可能にするために、同軸ボア７０２が圧力部材７に設けられてもよい。
【0039】
圧力部材の寸法は、骨固定要素３のヘッド３が挿入されているときに第２部分７２のうち可撓性のある部分が収容空間５１ｂにおいて拡張し得るような寸法にされている。
【0040】
ここで、図３、図４および図１７～図２２を参照して、多軸骨固定装置と共に用いられるように適合された器具を説明する。器具は、外管１００と、外管１００内に摺動可能に配置された内管１２０とを含む。図においては、外管１００および内管１２０の前方部分だけが示されている。外管１００および内管１２０の各々は、任意の好適な形状を有し得る後方部分を含む。後方部分は、特に、外管１００を内管１２０に対して保持するためのおよび／または移動させるための任意のグリップまたはハンドル部分を有し得る。好ましくは、外管１００および内管１２０は、たとえば、窪みまたはスロットにおいて案内される突起によって案内される態様で互いに対して摺動可能である。この案内は、多軸骨固定装置から器具を取外し易くするために解除されてもよい。
【0041】
図１７～図１９に示されるように、外管１００は、実質的にＵ字型のスロット１０２によって形成される、２つの対向するアーム１０１ａおよび１０１ｂで構成される前方部分を含む。この場合、スロットの開口側は自由端部１０３に方向付けられている。実質的にＵ字型のスロット１０２は、外管１００の前方部分が図３において示されるように受け部５の上方部分５０上にわたって配置されるのに十分な可撓性を有するような態様で設計されている実質的に長方形のスロット１０４におけるＵ字形の底部に繋がっていてもよい。アーム１０１ａ、１０１ｂは、それらの自由端部１０３に向かって実質的に三角形に形作られていてもよい。各々のアーム１０１ａ、１０１ｂは、自由端部１０３に、またはその付近に、ロックリング８の切欠８５に嵌まり込む内向き突起１０５を含む。突起１０５は、外管１００を下向きに軸方向移動させることにより突起１０５の圧力が切欠８５の側壁に対して加わり、これにより、中心軸Ｃを中心としてロックリングを回転させるような態様で切欠８５において案内されるように構成されている。
【0042】
内管１２０は、受け部５に係合するとともに受け部５を保持するように構成されている２つのアーム１２１ａ、１２１ｂを有する前方部分を含む。アーム１２１ａ、１２１ｂは、受け部５の上方部分５０上に嵌め込むことができる程度にまでアーム１２１ａ、１２１ｂに可撓性をもたらす、実質的にＵ字型のスロット１２２によって設けられている。より詳細には、前方部分は、自由端部１２３に隣接して、実質的に円筒形の窪み１２４を含む。実質的に円筒形の窪み１２４は、脚部５３ａの上方部分５３０ａおよび脚部５３ｂの上方部分５３０ｂを収容するような大きさにされている。内側に突出る突起１２５が、自由端部１２３に隣接または近接して形成されている。内側に突出る突起１２５は、受け部５における係合窪み５７にそれぞれ嵌合する脚部１２１ａ、１２１ｂの各々上に形成されている。受け部が回転不可能な態様で保持されるように突起１２５と窪み５７との間の協働がなされる。受け部５が骨固定要素１に連結されると、内管１２０も受け部５を軸方向に固定する。
【0043】
図２３は、骨固定装置を、固定要素１が堆骨１０００に挿入された状態で、かつ外管がロックリング８の切欠８５と協働するように配置された状態で示す。図２４は、上述のとおり、ロックリング８の隆起８２ｂとヘッド受け部分の溝５４ｂとの係合を示す、骨固定装置の断面図を示す。これはロックリング８の非ロック位置である。
【0044】
受け部５、圧力部材７、ロックリング８および骨固定要素１、さらには、ロッド６および器具は各々、生体適合性のある材料でできており、たとえば、チタンもしくはステンレス鋼、ＮｉＴｉ合金、たとえばニチノールなどの生体適合性合金、マグネシウムもしくはマグネシウム合金、または、たとえばポリエーテルエーテルケトン（polyether ether ketone：ＰＥＥＫ）もしくはポリ－ｌ－ラクチド酸（poly-l-lactide acid：ＰＬＬＡ）などの生体適合性のあるプラスチック材料でできている。加えて、これらの部品は互いに同じ材料または異なる材料でできていてもよい。
【0045】
ここで図２５～図３３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こととする。まず、図２５ａおよび図２５ｂに示されるように、骨固定要素１と、圧力部材７およびロックリング８を備えた予め組立てられた受け部５とは、骨（たとえば、堆骨１０００の椎弓根）に挿入され得る。これは以下のように実現することができる。第１使用方法においては、骨固定要素１が最初に骨に挿入される。次いで、受け部５、圧力部材７およびロックリング８のアセンブリが骨固定要素１のヘッド３上に取付けられる。圧力部材７は、圧力部材の細長い貫通穴７０１に係合するピン５０９によって受け部５内に保持される。これにより、ロッド支持面７７は受け部５のチャネル５３と位置合わせされる。
【0046】
ロックリング８が非ロック位置にある場合、骨固定要素１のヘッド３は、ヘッド受け部分５４の下方開口部を通って収容空間５１ｂに（より具体的には圧力部材７の内側チャンバ７３に）入り込み得る。ヘッド３がヘッド受け部分５４に入り込むと、圧力部材７は受け部５の第１端部５ａに向かって上方向に動かされる。これが挿入位置であって、この挿入位置においては、圧力部材７が受け部の第１端部５ａから抜け出てしまう（図示せず）のを防ぐように外側延在部分７００が溝５８ａに係合している最上位置に、圧力部材５が位置している。圧力部材７のうち可撓性のある第２部分７２は、ヘッド３が入り込むことを可能にするために収容空間において拡張し得る。
【0047】
骨固定装置を挿入する代替的な態様においては、骨固定要素１と、圧力部材７およびロックリング８を備えた受け部５とは、骨に挿入されるよりも前に既に予め組立てられている。
【0048】
図２５ａおよび図２５ｂに示される条件では、圧力部材７は、端部分７００が溝５８ｂに係合してヘッド３が下方開口部内を通って移動するのを防止するように、下方に動かされている（ロック前条件）。受け部５は、ヘッド受け部分５４および圧力部材７の大きさに応じてヘッド３に対して回動可能であり、受け部５に対する骨固定要素１の如何なる角度位置もヘッド３と圧力部材７との協働する表面間の摩擦に基づいて維持することができる。
【0049】
次いで、図２６に示されるように、器具の内管１２０は、内管１２０のアーム１２１ａ、１２１ｂが受け部５の脚部５３ａ、５３ｂと位置合わせされるように受け部５上に配置される。内管１２０は、内側に突出る突起１２５が図２７ａおよび図２７ｂに示されるように、脚部の外面における窪み５７に嵌まり込むまで、下方向に摺動される。
【0050】
これにより、内管１２０および受け部５は、並進移動および回転移動を考慮して互いに対して固定される。
【0051】
その後、図２８ａおよび図２８ｂに示されるように、外管１００は、アーム１０１ａ、１０１ｂが受け部５のＵ字型の窪み５３に位置するような向きで、内管１２０上に配置される。こうして、突起１０５がロッドチャネル内に突出る。受け部上に外管を正確に配置することができるように、印または他の任意のアライメント特徴または方向付け特徴が内管および外管に存在し得ることに留意されたい。
【0052】
図２９ａおよび図２９ｂに示されるように、さらに、突起１０５がそれぞれロックリング８のうち傾斜した切欠８５の上方に位置するように外管１００を９０°だけ回転させる。この場合も、器具の後方端部においては正確な配置が示されて監視され得る。
【0053】
次いで、図３０ａおよび図３０ｂに示されるように、外管１２０が下方向に動かされることにより、突起１０５がロックリング８の傾斜した切欠８５に係合し、これにより、図３０ｂにおける矢印によって示される方向にロックリングを回転させる。こうして、突起１０５がそれぞれ切欠８５によって案内されると、ロックリング８はこの案内に追従して回転させられる。回転中、ロックリングの隆起８２ｂは、ヘッド受け部分の溝５４ｂから抜け出て、可撓性のある壁部分５４ａを圧縮させる。これにより、ヘッド３が多軸式にロックされる。
【0054】
図３１ａおよび図３１ｂは、外管１００の最低位置を示しており、突起１０５がそれぞれロックリング８の傾斜した窪み８５の底部８５ａの上に位置している。これは、ヘッド３がヘッド受け部分５４においてロックされているロック位置に対応している。外管１００の下方向への移動中に、内管１２０に対する外管の回転が防止され得るように外管が内管に対して案内され得る（図示せず）ことに留意されたい。
【0055】
最後に、図３２に示されるように、ロッド６が挿入されてもよく、ロッドの位置を調整した後、ロッド６は固定ねじ９によって固定される。固定ねじ９はまた、ロッド６を介して圧力部材７に対して圧力を加え、これにより、ヘッド３とロッド６とが最終的にロックされる。
【0056】
図３３は、ヘッド３をロック解除する動作を示す。外管１００が上方向に動かされ、これにより、ロックリング８を矢印によって示されるように反対方向に回転させる。こうして、隆起８２ｂが、ロックリング８のロック解除位置を規定するヘッド受け部分５４の溝５４ｂにまで戻ってくる。
【0057】
外科手術において、最初に、少なくとも２つの骨固定要素１が、たとえば、隣接する椎骨内に係止され得る。次いで、受け部５がその上に取付けられる。その後、ロッド６が挿入される。ヘッド３の正確な角度位置が見出されると、ロックリング８を回転させることによってヘッド３をロックすることができる。ロッド６は、ヘッド３のロックを緩めなくても、再度位置決めすることができる。脚部の上方部分５３０ａおよび５３０ｂがあることにより、ロッドが窪み５３において高い位置にある場合に、ロッド位置および／またはヘッド３の角度位置の補正工程を実行することができる。ロッドおよび固定要素が受け部に既に配置されている状態で、すべての補正工程を行なうことができる。
【0058】
多軸骨固定装置のさらなる実施形態を図３４および図３５に関連付けて記載することとする。図３４および図３５に従った実施形態は、受け部のヘッド受け部分の設計および圧力部材の設計の点で先の実施形態とは異なる。他のすべての部分は既に記載された実施形態と同じであるかまたは同様であり、先の実施形態におけるのと同じ参照番号で示されており、その説明は繰り返されない。圧力部材７′は、ヘッド３を横方向に取り囲む可撓性のある部分を備えていない。図３４に示されるように、圧力部材７′は実質的に円筒形である第２部分または下方部分７２′を有する。第２部分または下方部分７２′は、ヘッド３に面するその下側面に球形の窪み７３′を有する。球形の窪み７３′はヘッド３の上方部分を収容する。したがって、圧力部材７′は上方からヘッド３に対して圧力を加えるように構成されている。受け部５′はヘッド受け部分５４′を含む。収容空間は、ヘッド３のための座部、好ましくは、同時に狭窄部分および座部を形成している球形状の中空部分５１ｃ′、を下方端部５ｂの隣りに備える。
【0059】
ロックリング８が回転すると、座部５１ｃ′は、たとえばロッドの位置決めおよび／または再位置決めの最中に、ヘッド３を一時的にクランプするためにヘッド３に対して押し当てられる。最後に固定ねじ９が締められると、圧力部材７′に対して圧力が加えられ、これによりヘッド３が座部５１ｃ′に押し込まれ、これにより、ヘッドとロッドとがロックされる。
【0060】
上述の実施形態の変形例が企図され得る。たとえば、本発明は、ロックリングの傾斜した窪みを器具の突起と係合させる特定の実施形態を用いてロックリングを回転させることに限定されない。また、器具を用いて直接ロックリングを回転させることが可能であってもよい。
【0061】
器具と受け部またはロックリングとの間を接続する、受け部および／またはロックリングの他の係合構造も企図され得る。
【0062】
本発明の他の実施形態に従った骨固定装置は、さらに変形された態様で提供することができる。たとえば、骨固定要素のヘッドは、たとえば、平らな側面を備えた円筒形状または球形状などの他の任意の形状を有することができる。単一の平面において固定要素を回動させることを可能にする単一平面型装置が提供される。ヘッドはまた、ヘッド受け部分の内側中空部分が特定の形状に適合されるように、円錐形または他の形状に形作ることができる。さらなる変形例においては、ヘッド受け部分の可撓性は、材料の特性に基づいていてもよく、または材料の特性によって促進されてもよく、たとえば、プラスチック材料が用いられてもよく、ヘッド受け部分におけるスリットが全体的または部分的に省かれてもよい。
【0063】
圧力部材においては、直立した脚部が省かれてもよい。ヘッドの挿入中に圧力部材が外れるのを防止する他の構造が設けられてもよい。圧力部材はまた、受け部の下方端部から挿入できるような形状にされてもよい。圧力部材も完全に省くことができる。このような場合、ヘッドは、ロックリングをヘッド受け部分に対して作用させることによってのみロックすることができる。ロッドは、固定ねじとロッド受けチャネルの底部との間においてのみクランプすることができる。
【0064】
いくつかの実施形態においては、ヘッド受け部分は、傾斜した開口端を有し得るか、または、挿入されたヘッドの角度を一方向により大きくすることを可能にするように非対称的であってもよい。
【0065】
受け部上の延在タブは省くことができる。
加えて、いくつかの実施形態においては、他の種類の固定要素も用いることができ、たとえば、代替的な前進構造を有するねじ無しのロック要素を用いることもできる。加えて、たとえば鉤状部を備えた骨固定具または釘などのすべての種類の骨固定要素を用いることができる。
加えて、いくつかの実施形態においては、他の種類の固定要素も用いることができ、たとえば、代替的な前進構造を有するねじ無しのロック要素を用いることもできる。加えて、たとえば鉤状部を備えた骨固定具または釘などのすべての種類の骨固定要素を用いることができる。
【符号の説明】
【0066】
１ 骨固定要素、３ ヘッド、５，５′ 受け部、６ ロッド、５ａ 第１端部、５ｂ 第２端部、８ ロックリング、９ 固定要素、５３ 窪み、５３ａ，５３ｂ 脚部、５４，５４′ヘッド受け部分、Ｃ 中心軸。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6a】
【図6b】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25a】
【図25b】
【図26】
【図27a】
【図27b】
【図28a】
【図28b】
【図29a】
【図29b】
【図30a】
【図30b】
【図31a】
【図31b】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
