特許 7555286 骨固定装置

(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】2024-09-12

(45)【発行日】2024-09-24

(54)【発明の名称】骨固定装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 17/70 20060101AFI20240913BHJP

【ＦＩ】

A61B17/70

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021026611

(22)【出願日】2021-02-22

(65)【公開番号】P2021133251

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2023-11-22

(31)【優先権主張番号】20159292

(32)【優先日】2020-02-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】62/981,194

(32)【優先日】2020-02-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(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】ルッツ・ビーダーマン

(72)【発明者】

【氏名】ベルトホルト・ダネッカー

(72)【発明者】

【氏名】ベルント・フィッシャー

【審査官】槻木澤 昌司

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２９６２５６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００３－５０５１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９８２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２７８８３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－１２６０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００２３０６１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ １７／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

骨固定装置であって、
骨に固定するためのシャンク（２）とヘッド（３，３’，３"）とを有する固定要素（１，１’，１"）と、
前記固定要素の前記ヘッド（３）を受ける受け部（５）とを備え、前記受け部は、前記シャンク（２）が前記受け部に対して所定の角度位置を含む複数の角度位置をとることができるように前記ヘッドを枢動可能に受けるように構成されており、前記受け部は、中心軸（Ｃ）を定義する通路（５１）を有し、
前記受け部内で前記ヘッドをクランプするために前記ヘッド（３，３'，３"）に圧力をかけるように構成された圧力部材（６，６'）をさらに備え、前記圧力部材は、前記通路内に少なくとも部分的に配置され、
前記ヘッド（３，３'，３"）は、前記圧力部材（６）の第２の位置指示構造と係合するように構成された第１の位置指示構造を定義する外側表面部を有し、
前記第１の位置指示構造又は前記第２の位置指示構造は、第１の曲率を定義する第１の湾曲部（３１）と前記第１の曲率とは異なる第２の曲率を定義する第２の湾曲部（３２）との間の遷移（３３）を含み、
前記第１の位置指示構造と前記第２の位置指示構造とが相互に係合し、前記ヘッドが前記複数の角度位置のうちの１つから前記所定の角度位置に枢動されるとき、前記遷移は、前記第２の又は前記第１の位置指示構造のそれぞれの他方によって通過され、前記受け部（５）に対する前記シャンク（２）の前記所定の角度位置の指示を提供する、骨固定装置。

【請求項2】

前記第１の位置指示構造は、前記遷移（３３）を含む、請求項１に記載の骨固定装置。

【請求項3】

前記第１の湾曲部（３１）は、前記第２の湾曲部（３２）よりも湾曲が少ない、請求項１又は２に記載の骨固定装置。

【請求項4】

前記第１の湾曲部（３１）は、第１の半径（Ｒ１）と関連付けられ、前記第２の湾曲部（３２）は、第２の半径と関連付けられ、前記第１の半径は、前記第２の半径とは異なる、請求項１から３のいずれかに記載の骨固定装置。

【請求項5】

前記第１の湾曲部（３１）と前記第２の湾曲部（３２）との間の前記遷移（３３）は、連続している、請求項４に記載の骨固定装置。

【請求項6】

前記第２の湾曲部（３２）は、前記ヘッド（３）の自由端（３ａ）と近接又は隣接して配置されている、請求項２から５のいずれかに記載の骨固定装置。

【請求項7】

前記第２の位置指示構造は、前記第１の湾曲部（３１）と前記第１の位置指示構造の前記第２の湾曲部（３２）との間の前記遷移（３３）を通過するように構成されたエッジ（６５）を含む、請求項１から６のいずれかに記載の骨固定装置。

【請求項8】

前記圧力部材（６、６'）は、前記第２の位置指示構造（６５）を定義する挿入された前記ヘッド（３）に面する内面を含むヘッド受け凹部（６４）を有し、前記内面は、前記第１の湾曲部（３１）の曲率に一致する第３の湾曲部（６４ａ，６４ｂ）を有する、請求項２から７のいずれかに記載の骨固定装置。

【請求項9】

前記ヘッド受け凹部（６４）は、前記ヘッドがロックの前にその中で摩擦によって保持されるようにスナップフィット方式で前記ヘッド（３，３'，３"）を受けるように構成されている、請求項８に記載の骨固定装置。

【請求項10】

前記第１又は前記第２の位置指示構造は、溝（３５）をさらに有する、請求項１から９のいずれかに記載の骨固定装置。

【請求項11】

前記第１の位置指示構造は、第１の平坦部（３４）をさらに有し、前記第２の位置指示構造は、前記第１の平坦部と係合するように構成された第２の平坦部（６４ｄ）をさらに有する、請求項１から１０のいずれかに記載の骨固定装置。

【請求項12】

前記第１の平坦部及び前記第２の平坦部は、円錐形である、請求項１１に記載の骨固定装置。

【請求項13】

前記第１及び／又は前記第２の位置指示構造は、それぞれの対称軸（Ｃ，Ｓ）まわりに回転対称である、請求項１から１２のいずれかに記載の骨固定装置。

【請求項14】

前記ヘッド（３'）の外側表面部は、実質的に球形のセグメント形状部（３１’）を有し、
前記第１の位置指示構造は、第１の円錐部（３４）を含み、前記第２の位置指示構造は、前記ヘッド（３’）が前記所定の角度位置にあるときに前記第１の円錐部と係合するように構成された第２の円錐部（６４ｄ）を有する、請求項１から１３のいずれかに記載の骨固定装置。

【請求項15】

前記第１の円錐部（３４）は、前記実質的に球形のセグメント形状部（３１’）の２つの球形セクション間に挟まれている、請求項１４に記載の骨固定装置。

【請求項16】

前記第１の円錐部（３４）は、前記ヘッドの自由端（３ａ）よりも前記シャンク（２）に近い前記ヘッド（３’）の下側にある、請求項１４又は１５に記載の骨固定装置。

【請求項17】

前記受け部（５）は、第１の端部（５ａ）及び反対側の第２の端部（５ｂ）と、前記第１の端部でロッド（１００）を受けるための凹部（５４）と、を有し、前記通路（５１）は、前記第２の端部に開口部（５２）を形成しつつ前記第１の端部と前記第２の端部とを通って延び、前記開口部は、前記第２の端部（５ｂ）を通じた前記ヘッド（３，３'，３"）の挿入を許容するような大きさである、請求項１から１６のいずれかに記載の骨固定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、受け部に対する骨アンカーの所定の角度位置を示すことを可能にする多軸タイプの骨固定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

このタイプの骨固定装置は、米国特許第９８３３２６３号明細書から知られている。そこに記載された骨固定アセンブリは、受け部材とシャンクとの相対的な位置関係を示すための１つ以上の特徴を含み、１つ以上の特徴は、例えば、シャンクが受け部材に対して特定の方向に位置決めされたときに触覚又は可聴フィードバックを提供するためにドラッグリングと相互作用する骨アンカーのヘッドに含まれている表面特徴の形態である。別の実施形態では、骨アンカーのヘッド及び受け部材に配置された圧縮キャップは、各々、受け部材に対するシャンクの向きの選択的ロックを可能にするように協働する係合特徴を含むことができる。公知の骨固定アセンブリでは、ヘッドと受け部材との間の相互作用は、シャンクの特別な角度位置を指示するために必要とされる。別の方法として、向きの指示機能がヘッドと圧縮キャップのみに提供されている場合、圧縮キャップの位置は、受け部材に対するシャンクの位置に結合される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許第９８３３２６３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の根底にある目的は、受け部材に対するシャンクの位置を示すことを可能にする改良された又は代替の骨固定装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

その目的は、請求項１又は請求項１２にしたがった骨固定装置によって解決される。さらなる発展は、従属請求項に記載されている。

【0006】

ある局面によれば、骨固定装置が提供され、骨固定装置は、骨に固定するためのシャンクとヘッドとを有する固定要素と、固定要素のヘッドを受ける受け部とを備え、受け部は、シャンクが受け部に対して所定の角度位置を含む複数の角度位置をとることができるようにヘッドを枢動可能に受けるように構成されており、受け部は、中心軸を定義する通路を有し、骨固定装置は、受け部内でヘッドをクランプするためにヘッドに圧力をかけるように構成された圧力部材をさらに備え、圧力部材は、通路内に少なくとも部分的に配置される。ヘッドは、圧力部材の第２の位置指示構造に係合するように構成された第１の位置指示構造を含み、受け部に対するシャンクの所定の角度位置の指示を提供する。好ましくは、圧力部材は、ヘッドの少なくとも一部を受けるためのヘッド受け凹部と、ヘッドがヘッド受け凹部内で摩擦によって保持されるような方法でヘッドを包囲するように構成されたセクションと、を有している。

【0007】

一実施形態では、第１の位置指示構造又は第２の位置指示構造は、異なる曲率を有する第１の湾曲部と第２の湾曲部との間の遷移を含む。第１の位置指示構造と第２の位置指示構造とが相互に係合し、ヘッドが複数の角度位置の一つから所定の角度位置に枢動されるとき、遷移は、第２の位置指示構造又は第１の位置指示構造のそれぞれの他方によって通過される。これは、フィードバックを生成する。このようなフィードバックは、ユーザによって受け取られることができ、及び／又は検出器によって検出することができる。

【0008】

より具体的には、第１及び第２の湾曲部は、互いに隣接するとともに異なる半径を有するヘッドの表面部であってもよい。圧力部材に設けられた第２の位置指示構造が、半径の小さい表面部から半径の大きい表面部に移動すると、フィードバックが生成される。

【0009】

別の実施形態では、第１の位置指示構造は、第１の平坦部をさらに含み、第２の位置指示構造は、第１の平坦面部と係合するように構成された第２の平坦部をさらに含み、好ましくは、第１及び第２の平坦面部は、円錐部である。より具体的には、ヘッドは、実質的に球状のセグメント形状部を有していてもよく、第１の円錐部は、実質的に球状のセグメント形状部の２つの球形セクションの間に挟まれてもよい。第２の円錐部は、圧力部材に設けられていてもよい。

【0010】

さらなる実施形態では、第１の位置指示構造は、溝を含み、第２の位置指示構造は、少なくとも部分的に溝に入るように構成されたエッジ又は突起を含む。

【0011】

骨固定装置では、ロッド及び固定要素がまだ受け部に挿入されていないときに、挿入されたシャンクに対する受け部の位置合わせの外科的ステップが、所定の角度位置を確認することができるため容易になる。他の角度位置は、受け部に対してヘッドをロックする前に、ヘッドが受け部に対して摩擦によって一時的に保持されるため、容易に調整することができる。

【0012】

所定の角度位置は、シャンクと受け部とが互いに同軸となる位置であってもよい。この位置は、「ゼロ位置」とも呼ばれる。シャンクがゼロ位置にあるときに、シャンクに対する受け部のその場での位置合わせの間にフィードバックを得ることは、外科医にとって有利であるかもしれない。

【0013】

骨固定装置では、予め定義された角度位置を示すための相互作用は、シャンクと圧力部材との間の相互作用のみに限定される。シャンクが枢動されて予め定義された角度位置に入るときには、受け部材は関与しない。したがって、予め定義された角度位置の指示は、受け部内におけるヘッドのクランプとは実質的に独立している。

【0014】

フィードバックは触覚フィードバックであってもよく、受け部が所定の角度位置に達したときにユーザが手で感じる。さらに、受け部が所定の角度位置にあり、その位置から移動させなければならないとき、触覚フィードバックは、乗り越えるべき抵抗によっても生成されてもよい。

【0015】

いくつかの構成では、ユーザによって得られるフィードバックは可聴フィードバックであってもよい。そのような可聴フィードバックは、第１の位置指示構造と第２の位置指示構造との弾力的な係合によって引き起こされてもよい。

【0016】

ヘッド及び圧力部材上の第１及び第２の位置指示構造は、それぞれ、骨固定要素がその下端部から受け部に挿入されるボトム装填タイプ、及び、骨固定要素がその上端部から受け部に挿入されるトップ装填タイプの多軸骨固定装置において提供されてもよい。

【0017】

別の局面によれば、骨固定装置が提供され、骨固定装置は、骨に固定するためのシャンクとヘッドとを有する固定要素と、固定要素のヘッドを受ける受け部とを備え、受け部は、シャンクが受け部に対して所定の角度位置を含む複数の角度位置をとることができるようにヘッドを枢動可能に受けるように構成されており、受け部は、中心軸を定義する通路を有し、骨固定装置は、受け部内でヘッドをクランプするためにヘッドに圧力をかけるように構成された圧力部材を備え、圧力部材は、通路内に少なくとも部分的に配置される。ヘッドは、圧力部材の第２の位置指示構造に係合するように構成された第１の位置指示構造を含み、受け部に対するシャンクの所定の角度位置の支持を提供する。圧力部材は、ヘッドの少なくとも一部を受けるためのヘッド受け凹部を含み、ヘッド受け凹部は、ヘッドの球形表面部と係合するように構成された球形表面部を含み、球形表面部の端部は、当該端部が第２の位置指示構造を形成するように切り欠きに続いている。

【0018】

さらなる特徴及び利点は、添付の図面による実施形態の詳細な説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１実施形態における骨固定装置の分解斜視図である。

【図2】組み立てられた状態での図１の骨固定装置の斜視図である。

【図3】図１及び図２の骨固定装置の断面図を示し、その断面は、受け部の中央長手方向軸を含むとともに受け部の脚部の中央を通って延びる平面における断面図である。

【図4】図１から３の骨固定装置の一部である骨固定要素の一部の上部からの斜視図である。

【図5】図４に示される骨固定要素の一部の側面図である。

【図6】図１から３の第１実施形態における骨固定装置の圧力部材の上部からの斜視図である。

【図7】図６の圧力部材の底部からの斜視図である。

【図8】図６及び７の圧力部材の平面図である。

【図9a】図８におけるＡ－Ａ線での圧力部材の断面図である。

【図9b】図９ａの詳細の拡大図である。

【図10】図３に示される組み立てられた状態での骨固定装置の一部の拡大断面図であって、骨固定要素は、受け部の中心軸との角度がゼロ角度とは異なる角度になっている拡大断面図である。

【図11】骨固定装置がゼロ角度位置であるときの組み立てられた状態における図３の骨固定装置の一部の拡大断面図である。

【図12】骨固定装置がゼロ角度位置とは異なる角度位置における図３の骨固定装置の拡大断面図である。

【図13】骨固定装置の第２実施形態における骨固定要素の一部の斜視図である。

【図14】図１３の骨固定要素の側面図である。

【図15】骨固定要素がゼロ角度位置における骨固定装置の第２実施形態の一部の拡大断面図である。

【図16】骨固定要素がゼロ角度位置とは異なる角度位置での図１５に示される骨固定装置の第２実施形態の一部の拡大断面図である。

【図17】骨固定装置の第３実施形態における骨固定要素の一部の斜視図である。

【図18a】図１７の骨固定要素の側面図である。

【図18b】図１８ａの拡大部分を示す図である。

【図19a】骨固定要素がゼロ角度位置での第３実施形態における多軸骨固定装置の断面図を示し、その断面は、受け部の中央長手方向軸を含むとともに受け部の脚部の中央を通って延びる平面における断面図である。

【図19b】図１９ａの拡大部分を示す図である。

【図20a】骨固定要素がゼロ角度位置とは異なる角度位置での図１９ａと同様の第３実施形態の多軸骨固定装置の断面図である。

【図20b】図２０ａの拡大部分を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１から図３に一般的に示されている第１の実施形態に従った多軸骨固定装置は、ねじ山シャンク２とヘッド３とを有するねじ部材の形態の骨固定要素１を含んでいる。シャンク軸Ｓは、シャンク２の長手方向軸又はねじ軸によって定義される。その自由端３ａにおいて、ヘッド３は、工具と係合するための凹部４を有していてもよい。骨固定装置は、ロッド１００のような細長い安定化部材のための骨固定要素を連結するための受け部５をさらに含んでいる。圧力部材６は、ヘッド３の上面に設けられた受け部内に配置されている。圧力部材６に圧力をかけるためにロッド１００を受け部５に固定するために、受け部５と協働する例えば止めねじのような形態のロック要素７をさらに設けてもよい。

【0021】

受け部５は、実質的に円筒状であり、第１の端部又は上端部５ａと、第２の端部又は下端部５ｂと、上端部５ａから下端部５ｂに向かって延びる通路５１と、を有し、通路５１は、長手方向の中心軸Ｃを画定している。通路５１は、下端部５ｂに開口部５２を形成し、この開口部５２は、骨固定要素１のヘッド３が下端部５２を通って挿入可能であるように、ヘッドの最大幅よりも大きい幅を有している。通路５１は、異なる幅及び／又は形状を有する複数のセクションを有していてもよく、図面に示される正確な形状に限定されない。開口部５２に隣接して、通路５１は、下端部５ｂに向かって、例えば円錐状に狭くなる狭窄セクション５１ａを有している。狭窄セクション５１ａは、挿入されたヘッド３に対して圧力部材６を介して圧縮力がかかるように圧力部材６の一部と協働する。幅広セクション５１ｂは、上端部５ａの方向に狭窄セクション５１ａに続いている。幅広セクション５１ｂは、当該幅広部内で圧力部材６の一部が広がってヘッド３の進入を許容するような寸法になっている。さらに、通路５１は、中間セクション５１ｃを有していてもよく、中間セクションは、幅広セクション５１ｂよりも小さな幅を有し、かつ、圧力部材の一部が軸方向にそこでスライドすることを許容する。最後に、上端部５ａ及び中間セクション５１ｃに隣接して、通路５１は、ロック要素７の挿入及びロック要素７との協働を可能にするために、中間セクション５１ｃよりも大きな内径を有するねじ穴５１ｄとして形成されている。受け部５及びロック要素７のそれぞれのねじ部５３，７１は、ロック要素７の締め付け時における半径方向の力を低減又は排除するためのねじ部であってもよく、例えば、角ねじのようなものであってもよい。雌ねじ５３の下端には、ねじ止まり５３ａが設けられていてもよい。さらに、図１及び図２に最もよく示されているように、実質的にＵ字形の凹部５４が上端部５ａに形成され、そこから離れるように延びている。実質的にＵ字形の凹部５４は、受け部５の上部を２つの自由脚部５５に分割し、ロッド１００を受けるための溝を形成している。実質的にＵ字形の凹部５４の長手方向軸は、ロッドが挿入されたときに、直線状のロッド１００の長手方向軸と一致している。

【0022】

各脚部５５の周方向の中央部で、かつ、実質的にＵ字形の凹部５４の底部５４ａの上の軸方向位置には、各脚部５５を貫通する貫通孔５６が延びている。貫通孔５６は、図３に示すように、ピン５７を受けるように構成されている。ピン５７は、圧力部材６を受け部５に回転可能に固定するために機能してもよい。また、ピン５７は、受け部５内での圧力部材６の上方への移動を制限するために機能してもよい。さらに、脚部５５の両側には、受け部５の小型化に寄与する切り欠き５８が形成されていてもよい。受け部５への工具の係合を可能にするために、周方向の溝及び／又は中央の凹部のような工具係合部５９が脚部５５に任意に設けられてもよい。

【0023】

図４及び図５を追加的に参照して、骨固定要素１をより詳細に説明する。ヘッド３は、球体のセグメントの全体的な形状を有し、言い換えれば、球体の最大直径Ｅを有する断面を含むような大きさを有する切り取られた球体の全体的な形状を有する。球体のセグメントは、ヘッドの自由端３ａとシャンク２の首部２１との間に、外径が小さい方の一端が首部２１に近く、外径が大きい方の他端が首部２１よりも自由端３ａに近いように配置されていてもよい。しかし、球体のセグメントはまた、最大直径Ｅを有する部分から両側に等距離延びていてもよいし、最大直径Ｅで終わるか最大直径Ｅ以下で終わるようにしてもよい。首部２１は、実質的にネジ止めされていてもよい。

【0024】

より具体的には、ヘッド３は、その外表面に第１の湾曲部３１と第２の湾曲部３２とを含んでいる。第１の湾曲部３１は、ヘッド３の全体的な形状を形成する球体セグメントによって定義され、球体の半径によって定義される第１の曲率半径Ｒ１を有している。さらに、第１の湾曲部３１は、首部２１に隣接又は近接して配置され、示された実施形態では最大の外径Ｅを含んでいる。第２の湾曲部３２は、例えば、実質的に環状体セグメント形状であってもよく、第１の曲率半径Ｒ１よりも小さい第２の曲率半径Ｒ２を有している。第２の湾曲部３２は、第１の湾曲部３１とヘッド３の自由端３ａとの間に位置している。ヘッド３の中心を通るとともにシャンク軸Ｓを含む断面において、第１の湾曲部３１及び第２の湾曲部３２の表面は、実質的に円弧を形成している。さらに、第１の湾曲部３１と第２の湾曲部３２は、ヘッド３の外表面が遷移３３で実質的に連続するような方法で互いにつながっている。したがって、遷移３３においては、実質的な段差がなく、あるいは換言すれば、遷移は無段差である。第１の湾曲部３１及び第２の湾曲部３２は、遷移３３とともに、ヘッド３に設けられた第１の位置指示構造を形成している。なお、遷移の周囲の領域における第１の湾曲部３１及び第２の湾曲部３２の全体の一部のみが第１位置指示構造を形成してもよいことに留意すべきである。

【0025】

第２の湾曲部３２のシャンク軸Ｓ方向の軸方向長さは、第１の湾曲部３１の軸方向長さよりもかなり小さくてもよい。例えば、第２の湾曲部３２は、面取り領域の典型的な軸方向長さのみを有していてもよい。第２の湾曲部は、例えば、ワークピースの端部に半径を形成するように構成された旋削工具を用いて製造されてもよい。なお、第１の湾曲部と第２の湾曲部との間の遷移からなるこのような第１の位置指示構造は、コスト削減の努力に寄与する比較的容易な製造であることに留意すべきである。

【0026】

自由端部３ａは、実質的に平坦であってもよい。工具のための凹部４は、工具との形状フィット接続を提供するために、任意の形状、多角形形状、トルク形状、又は他の任意の形状を有していてもよい。

【0027】

ここで、図６から図９ｂを参照して、圧力部材６についてより詳細に説明する。本実施形態の圧力部材６は、単一の部材である。それは、第１の端部又は上端部６ａと、第２の端部又は下端部６ｂと、を有する。上端部６ａに隣接して、実質的に円筒状であってもよく、受け部５の通路５１内で軸方向に移動可能な外径を有する上側部分６１がある。上端部６ａには、ロッド支持面を提供するロッド受け凹部６２が形成されている。凹部６１の下部は、圧力部材が受け部５内にあるときに受け部５の中心軸Ｃと一致する圧力部材６の円筒軸に対して実質的に垂直に延びる長手方向の軸を有する実質的にＶ字形の断面を有していてもよい。凹部６２の深さは、ロッド１００の直径よりも小さくてもよい。それゆえ、ロッド１００が支持面上に載置されているとき、ロッド１００は、例えば図３に示されるように、圧力部材６の上端部６ａの上に突出する。ロッド支持面のＶ字形は、異なる直径のロッドを使用することを可能にする。

【0028】

圧力部材６の下側部分６３は、下端６ｂに隣接するその下側領域６３ａで受け部の狭窄セクション５１ａと協働するように構成されたテーパ状の、好ましくは円錐状の外表面を含む。ヘッド受け凹部６４は、下端部６ｂからロッド受け凹部６２の底部６２ａから離れた位置まで延びる下部領域６３に形成されている。ヘッド受け凹部６４は、下端部６ｂに近い下側セクション６４ａであって、その半径がヘッド３の第１の湾曲部３１の半径と一致する実質的に中空の球体形状のものを有している。さらに、ヘッド受け凹部６４の最上部６４ｂもまた、下側セクション６４ａと同じ半径の中空球形状を有している。これにより、下側球形セクション６４ａ及び上側球形セクション６４ｂは、ヘッド３の第１の湾曲部３１に球形の支持を提供し、これによりヘッド３が枢動可能な座部を形成している。これら２つの球形セクション６４ａ，６４ｂの間には、切り欠きの形態を有し、上側球形セクション６４ｂの下端部よりも大きな内径を有する中間セクション６４ｃが設けられている。より詳細には、中間幅広セクション６４ｃは、例えば、実質的に平坦な段差で上側球形セクション６４ｂの下端部から拡幅し、それが下側球形セクション（図９ａ，９ｂ）の内径と一致するまで、例えば円錐形状で、内径を増大させながら連続する。段差によって、エッジ６５が形成される。エッジ６５は、好ましくは丸みを帯びている。エッジ６５は、球形部分の境界で規定されているため、ヘッド受け凹部６４の内面は、球形部６４ａ，６４ｂのヘッド当接面から内部に突出する別個の突起から実質的に自由に形成することができる。

【0029】

さらに、圧力部材の下側部分６３は、下端部６ｂに向かって開いた軸方向スロット６７によって分離された可撓性壁セクション６６を備えている。ある程度の可撓性を得るために、スロット６７は、その閉じた端部６７ａに向かって広がってもよい。スロット６７は、好ましくは、中間セクション６４ｃと最上端の球形のセグメント形状セクション６４ｂとの間の遷移まで軸方向に延びてもよい。

【0030】

ヘッド受け凹部６４及びその中に形成されたセクションの大きさは、ヘッド３が挿入されたときに、ヘッド３の自由端３ａが上側球形セクション６４ｂ内に延びるようなものである。そして、ヘッド３の外周面とヘッド受け凹部６４の中間セクション６４ｃの内周面との間に隙間６８が形成される。さらに、ヘッド３とヘッド受け凹部６４を含む圧力部材の下側部分６３との大きさは、ヘッド３の上側部分がエッジ６５に当接するまで可撓性壁セクション６６を離間させることにより、ヘッドを下端部６ｂから挿入することができるようなものである。この接続は、スナップフィット接続に類似している。ヘッド３がヘッド受け凹部６４に受けられると、例えばロック要素７でロックされる前に、可撓性壁セクション６６を介して摩擦によりその中に保持される。

【0031】

圧力部材は、ロッド受け凹部６２の側壁に形成された細長い凹部６９をさらに含んでいる。細長い凹部６９は、その長辺が中心軸Ｃに対して実質的に平行になるように配向されている。図３に示すように、細長い凹部６９は、側壁全体を通って延びており、ピン５７を受けるように構成されている。これにより、圧力部材６が受け部５に装着された際に、細長い凹部６９内に延びるピン５７を介してその回転位置に固定することができる。さらに、受け部に対する圧力部材６の第１の端部５ａに向けた相対的な上方移動は、凹部６９の下端部６９ａに対するピン５７の当接によって制限される。

【0032】

最後に、圧力部材６は、ヘッド３への、より具体的には工具を用いた骨固定要素１の凹部４へのアクセスを可能にするための同軸穴６０を有している。

【0033】

骨固定装置の部品及び部分は、任意の材料で作られてよいが、好ましくは、チタンまたはステンレス鋼、または任意の生体適合性金属または金属合金、またはプラスチック材料で作られる。生体適合性合金としては、ＮｉＴｉ合金、例えばニチノールが使用されてもよい。他の材料は、マグネシウム又はマグネシウム合金であってもよい。使用するための生体適合性プラスチック材料は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）又はポリ-Ｌ-ラクチド酸（ＰＬＬＡ）であってもよい。部品は、同じ材料で作られていてもよいし、互いに別の材料で作られていてもよい。

【0034】

使用時には、骨固定要素１は、最初に骨又は椎骨の準備された穴に挿入されてもよく、予め組み立てられた圧力部材６を有する受け部５がヘッド３に取り付けられている。あるいは、骨固定要素１は、圧力部材６を有する受け部５がヘッド３に既に取り付けられているような方法で事前に組み立てられる。装着の際には、ピン５７が細長い凹部６９の下端部６９ａに対して当接する最上部の挿入位置に圧力部材６がある状態で、ヘッド３は、受け部の下端５ａから挿入される。ヘッド３が挿入されると、圧力部材６は、下側外テーパ部６３ａが受け部５の狭窄セクション５１ａに入り込むとともにヘッド３に圧縮力がかかるまで下方に動かされる。また、この状態では、ヘッド３は、下側開口部５２から取り外されることができない。

【0035】

ロッドを挿入してそれをロック要素７で固定することによって骨固定装置がまだ最終的にロックされていない限り、受け部５及び骨固定装置１は、骨固定装置１が受け部の中心軸Ｃに対するシャンク軸Ｓの様々な角度位置をとることができるように、互いに相対的に枢動させることができる。ヘッド３の摩擦クランプの強さに応じて、ロック前に任意の位置を暫定的に維持することができる。これは、ロッド及びロック要素７を挿入しなくても可能である。

【0036】

本実施形態における所定の位置は、図３及び図１１に示すように、シャンク軸Ｓと受け部の中心軸Ｃとが一致する位置であってもよい。すなわち、骨固定要素は、受け部５に対してゼロ角度位置をとる。このゼロ角位置とは異なる位置は、図１０及び図１２に示されている。骨固定要素１がゼロ角度位置とは異なる角度位置にあるとき、エッジ６５は、シャンクが枢動された側とは反対側でヘッド３の第２の湾曲部３２に接触している。その後、ヘッド３が図３及び図１１に示すゼロ角度位置に向かって受け部５に対して相対的に枢動されると、エッジ６５は、半径が小さい第２の湾曲部３２から半径が大きい第１の湾曲部３１に向かってヘッド３の外表面に沿って移動し、それによって遷移を通過する。移動の間、第１の湾曲部３１が上側球形セクション６４ｂに接触するまで、圧力部材はわずかに拡大してもよい。小さな半径から大きな半径への遷移は、傾斜台のように機能し、ユーザへの触覚フィードバックを生成する。ユーザは、ゼロ角度位置に到達するまで、又は、別の角度位置に向かって枢動することによって再び離れるまで、傾斜の変化を経験してもよい。異なる湾曲セクションによって提供される位置指示構造は回転対称であるため、フィードバックは、任意の方向に枢動するときに生成される。

【0037】

適切な角度位置が見つかると、ロッド及び固定要素７を挿入して固定要素７を締め付けることにより、構造全体がロックされる。

【0038】

ここで、図１３から図１６を参照して、多軸骨固定装置の第２の実施形態について説明する。第２実施形態に従った多軸骨固定装置は、第１実施形態に従った多軸骨固定装置とは、骨固定要素及び圧力部材の形状が異なる。受け部は、第１実施形態にのものと同じである。同一又は類似度の高い部品は、同じ参照数字で示され、その説明は繰り返されない。骨固定要素１'は、最大直径Ｅを有するセクションを含むとともに、首部２１につながる球形のセグメント形状部３１'を有するヘッド３'を有している。球形の外表面は、首部２１に向かって先細りする円錐部３４によって中断されている。円錐部３４は、自由端表面３ａよりも首部２１に近い位置にある。より具体的には、円錐部３４は、ヘッド３'の下側部に位置しており、すなわち、最大直径Ｅを有するセクションと首部２１に隣接する球形状部との間に挟まれている。円錐部３４の軸方向の延長は、球形のセグメント形状部３１'全体の軸方向の延長よりもかなり小さくてもよい。軸方向の長さは、枢動を可能にするのに十分な球形表面がまだ存在するのと同じくらい大きくてもよい。具体的には、例えば、球形のセグメント形状部３１'の軸方向長さの３分の１未満又は４分の１未満であってもよい。

【0039】

圧力部材６'は、ヘッド３'の円錐セクション３４と係合するための対応円錐部を備えている点を除いて、前の実施形態の圧力部材と同一である。図１５及び図１６に示すように、円錐セクション６４ｄは、ヘッド受け凹部６４の下側球形セクション６４ａ内に形成されている。円錐セクション６４ｄは、ヘッド３'の円錐セクション３４と同じ円錐角を有していてもよく、同じ軸方向の延長を有していてもよい。しかし、軸方向の延長は、ヘッド３'の円錐セクション３４の軸方向の延長よりも小さくてもよい。円錐セクション６４ｄは、ヘッド受け凹部６４の内壁内で円周方向に完全に延びており、ゼロ角度位置ではヘッド３'の円錐セクション３４と一致するような高さにある。

【0040】

使用時には、ヘッド３'が受け部５内にある圧力部材６'に挿入され、圧力部材の外側円錐セクション６３ａと受け部の狭窄セクション５１ａとが係合してヘッドをクランプするように圧力部材が下方に移動されると、ヘッドは、球形のセグメント形状部３１'がヘッド受け凹部６４の球形セクション６４ａ，６４ｂに接触して骨固定要素の枢動を可能にするようにヘッド受け凹部６４内に捕捉される。骨固定要素１'が図１５に描かれているようにゼロ角度位置にあるとき、ヘッド３'の円錐セクション３４と圧力部材６'の６４ｄとが係合している。これにより、ゼロ角度位置は自動的に中央に位置する。図１６に示すように、骨固定要素がゼロ角度位置とは異なる角度位置に枢動されると、ヘッド３'の円錐セクション３４と圧力部材６４の６４ｄとは実質的に係合していない。ゼロ角度位置への移動又はゼロ角度位置からの移動は、フィードバック、好ましくはユーザへの触覚フィードバックを生成する。それゆえ、ゼロ角位置は、容易に識別され得る。

【0041】

なお、図１３から図１６に描かれた骨固定要素１'は、前の実施形態においてより小さい半径を有する自由端面３ａに近い第２の湾曲部３２を有していないことに留意すべきである。しかしながら、骨固定要素１'もまた、第１実施形態と同様に、より小さい半径を有する第２の湾曲部３２を有することが考えられる。

【0042】

図１７から図２０ｂを参照して、多軸骨固定装置の第３の実施形態を説明する。
第３の実施形態に従った多軸骨固定装置は、骨固定要素の形状、より具体的には骨固定要素のヘッドの形状において、第１及び第２の実施形態に従った多軸骨固定装置とは異なる。先の実施形態のものと同一又は高度に類似している部品及び部分は、同じ参照数字で示され、その説明は繰り返されない。骨固定要素１"は、第２の実施形態と同様に、全体的に球形のセグメント形状部３１"を有するヘッド３"を有している。球形のセグメント形状部３１"は、最大直径Ｅを有するセクションを含んでいてもよい。自由端３ａから離れた位置には、中心軸の周りに円周方向にかつ同心円状に延びる溝３５が形成されている。溝３５は、球形の輪郭のような丸みを帯びた内側輪郭を有していてもよい。さらに、溝３５は、比較的小さく浅い。具体的には、溝３５の深さは、球形のセグメント形状部３１"の球状の外側輪郭と溝３５との間に遷移を生じさせるのに十分であるようなものであってもよい。溝の軸方向位置は、溝３５が首部２１よりも自由端３ａに近いようなものである。それは、図示のように、自由端３ａからの距離が、軸方向における溝の幅とほぼ同じか、又は溝の幅よりもわずかに大きい程度であってもよい。

【0043】

使用時には、圧力部材６が受け部内にあるときに圧力部材６のヘッド受け凹部６４内にヘッド３"が挿入され、圧力部材６の下側外円錐部６３ａが受け部の狭窄部５１ａと係合してヘッドをクランプするように下方に移動されると、ヘッド３"は、圧力部材の上側球形のセグメント形状部６４ｂに当接する。図１９ａ及び１９ｂに示すように、骨固定要素がゼロ角度位置にあるとき、エッジ６５は、溝３５内にわずかに突出している。したがって、骨固定要素１"は、ゼロ角度位置にわずかに保持される。図２０ａ及び２０ｂに示すように、骨固定要素１"が枢動されると、エッジ６５は、溝３５の外に移動される。これにより、使用者にフィードバック、例えば触覚フィードバックが与えられる。同様に、エッジ６５が溝３５内に移動すると、そのようなフィードバックが発生する。このフィードバックは、触覚抵抗であってもよい。したがって、ゼロ角位置に移動するとき、フィードバックは、ゼロ角位置を容易に識別し得るユーザに与えられる。

【0044】

なお、ヘッドは、第２の実施形態のような円錐面をさらに有していてもよく、圧力部材は、第２の実施形態のような円錐面をさらに有していてもよいことに留意すべきである。代替的に、又は追加的に、ヘッドは、第１の実施形態のように、より小さな半径を有する付加的なセクションを有していてもよい。

【0045】

上述した実施形態の変更が考えられる。１つの実施形態の特徴が他の実施形態の特徴と組み合わされ、様々なさらなる実施形態を提供することができる。受け部は、示された様々な実施形態の受け部に限定されるものではない。相互作用はヘッドと圧力部材との間のみであるため、すべての既知の受け部を使用して、第１及び第２の位置指示構造を有する適切な骨固定要素及び圧力部材を後付けしてもよい。位置指示構造は、ゼロ位置のみを指示することに限定されない。それらはまた、シャンクが受け部に対してゼロとは異なる角度をとる所定の位置を示すために使用することもできる。この場合、位置指示機能は、他の位置にあってもよい。

【0046】

ヘッドは、球形のヘッドであり、圧力部材は、球形のヘッド受け凹部を有するように示されているが、骨固定装置はそれに限定されない。ヘッド及び圧力部材は、１つ又は複数の異なる平面のみで角度調整を可能にするような形状であることが考えられる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9a】

【図9b】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18a】

【図18b】

【図19a】

【図19b】

【図20a】

【図20b】