JP2008502458A - 脊椎骨安定化システム用の固定システム - Google Patents

脊椎骨安定化システム用の固定システム Download PDF

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Abstract

椎体のような骨を安定させるための骨固定システムが開示されている。この固定システムは、安定化が望まれる骨に対して固定コネクターを固定するための骨アンカー(123,223,323,523,623,823)(たとえばネジ、フック、ピンまたは同様の構造体)を好ましくは備える固定コネクター(125,225,325,425,525,625,725,825)を含む。この固定システムはまた、安定化が望まれる骨同士の間で所望の空間的関係を維持できる安定化構造体を形成するために固定コネクターを一つに連結するための連結要素(127)(たとえばロッド、プレートあるいはその他の部材)を含む。連結要素の固定は、一時的には、タブ(109,209,409,509)、プラグ(1002,30')あるいはスリーブ(837)を用いて、そして最終的には横方向ファスナー(501,503,601,603)あるいはスリーブ(702,802,902',1102)を用いて実施できる。

Description

本明細書に開示された原理は、骨安定化システムに関するものである。特に本開示は、椎体(背骨)の安定化に好適な椎骨間連結システムに関する。
慢性の背骨の問題は、人口の大部分にとって苦痛および障害を引き起こす。多くの場合、慢性の背骨の問題は、椎骨間板の疾患および劣化ならびに椎骨間の関節の安定性の低下によって引き起こされる。こうした脊椎骨状態の例としては、変質板疾患、脊柱側弯症、脊椎すべり症、脊椎狭窄症などが挙げられる。椎骨間関節の安定化および/または関節固定術は、病気にかかるかあるいは劣化した椎骨間関節の動きに伴う苦痛を低減できる。堅固な椎骨間融合を可能とするためには、脊椎骨を安定化する必要がある。
脊椎骨安定化システムは、病気にかかった椎骨間関節の融合または安定化を可能とするよう脊椎骨を安定させるために発展してきた。あるタイプの脊椎骨安定化システムは、脊椎骨を安定させるのに使用されるコネクターおよびロッドを含む。そうした脊椎骨安定化システムの例は、特許文献1〜7に開示されている(それらの全開示内容は、この引用によって本明細書に組み込まれる)。こうしたシステムにおいては、コネクターは、ネジあるいはフックのような定着構造体によって、安定化が望まれる脊椎骨に対して定着される。1本以上のロッドが続いてコネクターに対して固定され、それに対してコネクターが固定される椎体を安定させるコネクター/ロッド構造体を形成する。
多くの公知の安定化システムにおいては、ロッドをコネクターに対して固定するのにネジ付きナットが使用されている。ロッドは、コネクター上でナットを緩く締め込むことによって適所で仮保持可能である。安定化を望む相対的位置決めに関して所望の調整を行った後、ナットがさらに締め込まれ、コネクター/ロッド構造体を最終的に固定できる。通常、コネクター/ロッド構造体を最終的に固定するのに必要なトルクを得るのにトルクレンチまたは類似の器具が使用される。ナットを締め込みながらトルクが患者に伝わるのを防止するために、アンチトルク器具がトルクレンチと組み合わされて頻繁に使用される。トルクレンチとアンチトルク器具の効果的な使用は難しく、しばしば医師の体力や経験に左右される。必要なものは、トルクを必要としない代替的脊椎骨安定化固定技術である。また必要なものは、最終的な締め付けの前にロッドあるいは他の脊椎骨連結要素を仮位置決めするための改良された手段である。
米国特許第6,613,050B1号明細書 米国特許第6,371,957B1号明細書 米国特許第6,050,997号明細書 米国特許第5,879,350号明細書 米国特許第5,725,527号明細書 米国特許第5,628,740号明細書 米国特許第5,545,165号明細書
本開示のある新規な態様は、脊椎骨固定システムに関するものであり、このシステムは、たとえばロッド、プレートあるいは同様の要素などの連結要素の仮保持を容易にする構造体を含む。
本開示の他の新規な態様は、最終締め付けのためにトルクを要しない脊椎骨安定化技術に関する。
さまざまな、さらなる新規な態様について以下で説明する。新規な態様は個々の特徴部および特徴部の組み合わせと関係付けることができる。上記概略的説明および以下の詳細な説明はいずれも単なる例示および説明に過ぎないものであり、本明細書に開示された実施形態が基礎とする広範な発明思想を制限するものではないことを理解されたい。
本開示は、概して言うと、たとえば椎体のような骨の安定化のための骨固定システムに関する。本固定システムは、安定化(固定)が望まれる骨に対して固定コネクターを固定するための骨アンカー(たとえばネジ、フック、ピンまたは類似の構造体)を好ましくは備える固定コネクターを含む。本固定システムはまた、安定化が望まれる骨同士の間の所望の空間的な関係を維持できる安定化構造体を形成するために固定コネクターを一つに連結するための連結要素(たとえばロッド、プレートあるいはその他の部材)を含む。
本開示の一態様は、固定コネクター内での連結要素の仮保持を容易にするよう構成された骨固定システムに関する。「仮保持」とは、連結要素を固定コネクターに対して最終的にロックするのに先立って、固定コネクター内で連結要素を一時的に保持することを含む。連結要素が仮保持されるとき、医師は、この連結要素の、固定コネクターに対するポジションまたは向きを調整できる。好ましくは、この調整は、手を使うか、あるいは外科用器具の助けを借り機械的な利点を伴って、システムハードウエアを緩めることを要さずに実施できる。
本開示のある実施形態では、本固定システムは、連結要素がレシーバー内に嵌め込まれたとき、連結要素を自動的に仮保持するレシーバーを備えることができる。たとえば、ある実施形態では、レシーバーは、連結要素を仮保持するための適所押し込み(press-in-place)保持機構を有することができる。そうした実施形態では、連結要素は、レシーバー内に手作業で嵌め込まれたとき、仮保持ポジションへとスナップ(弾撥)動作するか、あるいは別な様式で移動する。他の実施形態では、本固定システムは、所望の位置で連結要素を仮保持するために補助的固定要素(たとえばプラグ、リング、スリーブあるいはその他の構造体)と協働するレシーバーを備えることができる。
本開示の他の態様は骨固定システム用の最終固定/ロック機構に関する。ある実施形態では、この最終固定/ロック機構は、トルクを加えることなく、最終的なロックが可能である。
図1ないし図3には、本開示の原理に従った新規な態様の実例である特徴部を有する脊椎骨固定コネクター125を示す。固定コネクター125は、このコネクター125を、たとえば椎体のような骨に対して固定するためのネジ部123を有する。コネクター125はまた、ネジ部123に対して連結されたレシーバー(たとえばサドル)を含む(たとえば、このネジ部はレシーバー100の底部に着座するヘッド199を含む)。レシーバー100は上面開放端部115と対向するよう配置されたロッドシート113を含む。レシーバー100はまた、シート112から上面開放端部115へと上方に延在する離間した脚部107を含む。脚部107とシート113は協働して、ロッド127あるいはその他の連結要素を受ける(収容する)ための内部ポケット119を形成する。脚部107はさらに、対向するタブ109の形態の仮保持構造体を含む。以下で説明するように、タブ109は、ポケット119内でロッド127のような連結要素を仮固定するよう構成されている。
図示した実施形態では、タブ109はその対応する脚部107と一体であり、しかも脚部107の内面108からポケット119内に横方向に突出している。タブ109はそれぞれ、シート113から離れる方向を向く上部傾斜面104と、シート113に向う方向を向く下部傾斜面106とを含む。傾斜面104,106はタブ109の頂点137で交差する。
脚部107はまた、タブ109から上方に延在する上側部分197を含む。上側部分197は、いったん上記構造体に対する調整がなされると、ポケット119内でロッドを最終的にロックするために、固定要素をレシーバー100に対して固定するための構造体を提供できる。そうしたファスナー(固定具)は、好ましくは、ロッドが脚部107同士の間で固定的に締め付けられるよう(把持されるよう)脚部107を互いに押しやるよう構成される。一例としてのファスナーは、脚部107の上側部分197の外部上に装着されるスリーブ、上側部分同士の間のポケットの上端側部を横切って延在するクロス部材、あるいはその他の構造体を含む。
ロッド127をレシーバー100のポケット119内で仮固定するために、ロッド127は、レシーバー100の上面開放端部115を貫通してポケット119内へと下方に差し込まれる。ロッド127の差し込みに先立って、レシーバー100の脚部107は非屈曲状態にあり、しかも頂点137同士の間の距離はロッド127の最大幅(たとえばロッドの直径)よりも小さなものである。ロッド127が下方にポケット119内に押し込まれるとき、ロッド127の下側部分はタブ109の上部傾斜面104に当接し、ロッドを受け容れるために脚部107が分離するよう、それを撓ませる(たとえば屈曲させる)。脚部107は、上記ロッドの中心がタブ109の頂点137の下方に移動するまで分離するように撓み続ける。いったんロッド127の中心が頂点137の下方に移動すると、タブ109の下部傾斜面106はロッド127の上側部分の輪郭をたどり、これによって脚部107は非撓み状態へと戻るよう内側に移動し始める。差し込み工程は、図2に示すように、ロッドがレシーバー100のシート113に着座するようになったとき完了する。このように配置されているので、ロッド127の上方への移動は、タブ109によって制限されるか、あるいは抵抗を受ける(すなわちロッド127はタブ109とシート113との間で捕らえられる)。ゆえに、ロッド127はポケット119内で仮保持される。ロッド127をポケット119から取り外すためには、ロッド127を十分に大きな力で上方に引き上げて、脚部107が離間するように再び撓ませ、これによってロッドがタブ109同士の間を通過できるようにする。
ある実施形態では、タブ109とシート113との間の深さは、ロッドが仮保持されたとき、脚部が非撓み状態へと完全に復帰することを可能とするのに十分なほど大きなものである。そうした実施形態では、ロッドはタブ109とシート113との間の領域で緩く捕らえられる。他の実施形態では、タブ109とシート113との間の深さは、ロッドが仮保持されたとき、脚部が非撓み状態へと完全に復帰することを可能とするのに十分なほどの大きさではない。そうした実施形態では、ある程度撓んだ脚部107がロッド127に対して締め付け力(把持力)を加えることになるが、これが、レシーバー100に対するロッドの回転動作および軸方向のスライドに抗する。締め付け力はタブ109によって加えられ、これによってロッド127はタブ109とシート113との間で把持される。好ましくは、この締め付け力は、手作業であるいは医療器具を用いて、ロッドに対してロッドを回転させるかあるいは軸方向にスライドさせることを可能とするのに十分なほど小さなものである。
レシーバー100の脚部107はさまざまな素材から、たとえばチタニウム、ニチノール、ステンレススチール、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマーあるいはその他の物質から形成できる。脚部107がロッド127を受け容れるために撓むとき、脚部107は、好ましくは、この脚部107を形成する素材の弾性限界を超えては変形しない。ゆえに、外側に撓んだとき、脚部107は、この脚部107を形成する素材の固有の弾性によって非撓み状態へと戻る方向に弾撥付勢される。
レシーバー100とロッド127との間にもたらされる接続は、「スナップフィット接合」と呼ぶことができる。ここで用いているように、「スナップフィット接合」との用語は、保持ポジションから非保持ポジションへと屈曲し、つまり撓み、続いて部材固有の可撓性すなわち弾性によって保持ポジションへと戻るように動く部材によってもたらされる接合を意味する。
図1および図2のコネクター125に関して、ネジ123は、最終締め付けに先立ってレシーバー100に対して多軸関係(polyaxial relationship)を有する。別な実施形態では、ネジ部はレシーバーに対して固定された関係を有することができる。さらに、ネジ部123のアンカーを図1および図2に示したが、他のタイプのアンカー、たとえばフック、リベット、ピンまたはその他の構造体を使用することもできる。
図3Aおよび図3Bには、単一レベル脊椎骨安定化処置において使用されているロッド/コネクター構造体を示す。処置を実施するにあたっては、コネクター125が、安定化を望む椎体190,191に固定される。続いてはロッド127が、コネクター125のポケット119内に、その内部で仮保持されるように押し込まれる。このようにしてコネクター125は、ロッド127用の一時的プレースホルダーとしての役割を果たす。続いて医師は、所望の相対的位置決め状態を実現するために、椎体190,191の相対的位置を調整できる。たとえば、椎体190,191は互いに圧着させることが、離れるように伸延させることが、そして互いに横方向に移動させることができる。伸延あるいは圧着の間、ロッドはコネクター125内で軸方向にスライドする。いったん、椎体同士の間の所望の空間的(三次元的)関係が得られると、ロッドは、たとえばロックリング131のような最終固定要素を使用することによって、コネクター125に対して最終的にロック、つまり把持固定される。別なタイプの最終固定要素の例を、図4ないし図15を用いて説明する。図3Aおよび図3Bには単一レベル処置を示すが、本開示の原理によるコネクターはまた、湾曲または直線ロッドを利用して、複数レベル処置において使用することもできる。
図4ないし図15に示すように、最終調整がなされた後に、数多くのそれぞれ異なる固定要素/機構を、ロッドをコネクターに対して完全にあるいは最終的に固定するために使用できる。たとえば、トルク型、非トルク型あるいは他の最終固定技術を使用できる。以下の最終固定技術は、一体式仮保持機能を有するレシーバーと共に、あるいはそれなしで使用できる固定技術であることもまた理解されたい。
図4ないし図6には、レシーバー200に連結されたネジ部223を含む脊椎骨固定コネクターの一実施形態を示す。レシーバー200はポケット219を形成している。図1および図2の実施形態と同様に、コネクター225は、ポケット219内に配置されたタブ209を備える。コネクター225は、レシーバー200に対して連結されるよう構成されたリベット構造体502の形態の横方向ファスナーをさらに含む。レシーバー200は、リベット構造体502を受けるためのスロット(孔)221を含む。リベット構造体502は、レシーバー200のスロット221内に、ポケット219の中心軸線229に対して直交する方向に直線的に挿入されるよう構成される。リベット構造体502は相互係合部品(たとえばプラグ503およびキャップ502)を具備してなるが、これらの部品は、たとえばロッド127のような連結要素をポケット219内で最終的に締め付け固定するために互いに噛み合う。
通常使用時、ロッド127はまずレシーバーのポケット219内で(たとえばタブ209によって)仮保持される。仮保持されている間に、ロッドのポジションはコネクター225に対して調整できる。調整工程が完了した後、ロッドは、レシーバー200のポケット219を横切って横方向にリベット構造体502を配置することによって、適所にて最終的にロックされる。リベット構造体502が互いに押圧されるとき、レシーバー200の脚部207は互いに(相手方向に)押しやられ、これによってロッド127は脚部207同士の間で締め付けられ、そして適所にて保持される。リベット構造体502は好ましくは十分な力で連結要素を締め付け固定し、連結要素127がコネクター225に対してスライドするのを阻止する。
先に説明したように、固定コネクター225の横方向ファスナーは、プラグ503およびキャップ501を含むリベット型構造体として図示されている。プラグ503は、キャップ501内に直線的に挿入され、そしてプラグ503とキャップ501とがレシーバー200のスロット221を挿通した後にキャップ501と互いに噛み合うようになっている。図5および図6には、連結要素127が締め付け固定された状態でコネクター225を示すが、ここではプラグ503およびキャップ501は相互に噛み合った状態となっている。
リベット構造体502のプラグ503およびキャップ501は、図4ないし図6に示すように、互いに噛み合うスナップフィット(弾撥嵌合)接合部を有していてもよい。ある実施形態では、プラグ503を、それがキャップ501内に挿入されるとき内側に撓むよう、そしてその後、キャップ501内に完全に挿入されたとき、相互に噛み合う状態へと自己拡張するよう構成できる。あるいはキャップ501を、プラグ503を受け容れるために拡張し、そしてその後、プラグ503がキャップ501内に完全に挿入されたとき相互に噛み合う状態へと自己収縮するよう構成できる。
図7には、最終固定のための別バージョンの横方向ファスナーを備えた固定コネクター325を示す。図7の実施形態に示す固定コネクター325は、本質的に、図4ないし図6に示す固定コネクター225と同一であるが、この実施形態は、連結要素127をコネクター325に対して締め付け固定するのに用いた最終固定法が、ボルト601およびナット603の組み合わせのようなネジ式コンポーネントを使用している点で相違する。コネクター325は、レシーバー300に対して固定されたネジ部323を具備してなる。レシーバーは脚部307同士の間に形成されたポケット319を含む。ボルトおよびナットの組み合わせを締め込むことによって、レシーバーの脚部307は互いに引き寄せられ、ポケット319内で保持されたロッド127を最終的に締め付け固定する。ナット603は、トルクを加えるための一般的な工具(たとえばレンチ、プライヤーその他)を用いてボルト601に螺着させることができる。
図8ないし図12には、ロッド127をコネクター525に対して締め付け固定するのに使用される、その他の最終固定アセンブリの例を示す。固定コネクター525はレシーバー500に連結されたネジ部523を備える。レシーバー500は、二つの脚部507間に形成されたポケット519を有する。仮保持タブ509がこのポケット519内に突出している。コネクター525はまた、レシーバー500の脚部の上を直線的にスライドするよう構成されたスリーブ型ファスナー802を含む。ある実施形態ではスリーブ802は、摩擦嵌合によってレシーバー500に対して固定される。スリーブ802は、レシーバー500のポケット519内でロッド127をロックするよう構成されている。
通常使用時、ロッド127はポケット519内で(たとえばタブ509によって)まず仮保持される。必要な調整を行った後、ロッド127は、レシーバー500のポケット内で、レシーバー500の脚部507の上を下方にスリーブ802を直線的にスライドさせることによって最終ロックされる。スリーブ802および/または脚部507は好ましくはテーパー状の接触面を備え、このテーパーは、スリーブ802が脚部507の上を下方にスライドさせられるとき、ロッド127を締め付けるようレシーバー500の脚部507を内側に屈曲させる。このようにしてロッド127は、レシーバー500内で締め付け固定される。ある実施形態では、モーレス(Mores)テーパーを利用できる。
図8ないし図11に示すように、レシーバー500の脚部507は外部接触面517を備え、この面517は、下方にゆくにつれて、レシーバー500の中心軸線529に対して斜めに外側に先細となっている(テーパーが付けられている)。
図8ないし図12に示すスリーブ802は、レシーバー500の脚部507をスライド可能に受け容れるよう構成された貫通孔801を形成している上面壁821を有する。レシーバー500の脚部507は、好ましくは、孔801の周囲形状と概ね合致する横断面を有する。ある実施形態では、スリーブ802はまた、当該スリーブがレシーバー500に設置された際に、ロッド127の上面側と係合するよう構成された窪みすなわちポケットを形成する輪郭取りされた下面を有する。図9および図10には、レシーバー500に結合されたスリーブ802によって連結要素127が締め付け固定状態となっているコネクター525を示す。
図11を参照すると、スリーブ802がレシーバー500に設置された際に、脚部507の外部接触面517と係合するよう構成された、対向する内部接触面803を備えたスリーブ802が図示されている。接触面803は、下方にゆくにつれて、スリーブ802の中心軸線829に対して斜めに外側に先細となっている(テーパーが付けられている)。ある実施形態では、スリーブ802の内部接触面803のテーパー角は、概ね、脚部507の外部接触面517のテーパー角と一致する。接触面517,803の対応するテーパーによって、スリーブ802が脚部507の上を下方にスライドさせられるとき、脚部507は内側に屈曲させられる。ゆえにロッド127は、スリーブ802をレシーバー500の脚部507上をスライドさせることによって、ポケット519内で最終的に締め付け固定できる。図12Aにはスリーブ802の上面を示し、また図12Bにはスリーブ802の底面を示すが、図12Bには対向する垂直内壁803のテーパーが図示されている。
図13に関して、レシーバー500と共に使用するのに適した代替スリーブ902が示されている。スリーブ902は完全なリング型構造を有し、単一の貫通孔901が内面903によって形成されている。リング902は、レシーバー500の脚部507の上を直線的にスライドするような形状およびサイズとなっており、レシーバー500内でロッド127を最終的にロックするために脚部507を内側に屈曲させるようになっている。スリーブ802の接触面803と同様に面903も、レシーバー500内でのロッドの最終締め付け固定をもたらすために、レシーバー500の接触面517のテーパーと概ね合致するか、あるいはさもなければ当該テーパーと協働するようテーパー付けされていてもよい。
図14および図15には、テーパー式締め付け固定機構を備えた固定コネクター425の他の実施形態を示す。固定コネクター425は脚部407を備えたレシーバー400を具備してなり、脚部407同士の間にはポケット419が形成されている。仮保持タブ409はポケット419内に突出している。スリーブ702がレシーバー400内でロッドを最終的にロックするために使用されている。スリーブ702は、レシーバー400のテーパー付き(勾配付き)外部接触面417と協働する内部接触面703を備え、スリーブ702がレシーバー400の脚部407上をスライドさせられるとき、ロッドをレシーバー400内で締め付け固定し、そしてロックさせるようになっている。
図14および図15の実施形態に図示する固定コネクターは、図8ないし図12に示す固定コネクターと同様に機能するが、この実施形態では、サドル400の脚部407が外側垂直面417上に、レシーバー400上でスリーブ702を保持するのを助けるために、別個のロック構造体405(たとえばタブ、斜面、歯など)を含む点で相違する。スリーブ702は、それがレシーバー400の脚部407上に嵌め込まれた後に相互に噛み合った状態でスリーブ702を保持するためにレシーバー400のロック構造体405と係合するよう構成されたロック構造体701(たとえばタブ、斜面、ラチェットなど)を含んでいてもよい。図13に示すタイプのスリーブ902はまたサドル400と組み合わせて使用できる。
図16ないし図18には、脊椎骨の安定化に使用される仮締め付け手段を含む脊椎骨固定コネクター625の他の実施形態を示す。固定コネクター625は骨ネジ623すなわち別なアンカーを備える。本コネクターはまた、骨ネジ623に結合されたレシーバー600を含む。レシーバー600は、たとえばロッド127のような連結要素を受けるための内部ポケット619を形成している脚部607を有する。コネクター625はさらに、レシーバー600の内部ポケット619内でロッド127を仮固定するよう構成されたプラグ1002の形態の仮締め付けコンポーネントを具備してなる。スリーブ902はレシーバー600内でロッド127を最終的にロックするのに使用される。
使用時、ロッド127はレシーバー600のポケット619内にまず配置される。ロッド127がポケット619内に配置された後、このロッド127は、ポケット619内にプラグ1002をねじ込むことによってポケット内で仮保持される。その後、レシーバー600内でのロッド127の最終ロックは、レシーバー600の脚部607上でスリーブ902をスライドさせることによって達成される。スリーブ902が下方にスライドさせられるとき、脚部607は内側に撓んで、最終ポジションでロッドを締め付け固定する。
図16ないし図18に関して、レシーバー600の脚部607は、内部ネジ605を形成している対向する内面603を含む。ネジ605は、(ネジの頂点間で測った)内側ネジ径と、(ネジの谷間間で測った)外側ネジ径とを有する。レシーバー600の外側ネジ径RODが図16には明示されている。
図16なしい図18に示すように、プラグ1002は好ましくは、外ネジ1003を備えた略円筒体を含む。プラグ1002は、レシーバーの脚部607間に、緩くねじ込まれるよう構成されており、プラグ1002の外ネジ1003はレシーバー600の内ネジ605と係合する。プラグ1002の外ネジ1003は、(ネジの谷間間で測った)内側ネジ径と、(ネジの頂点間で測った)外側ネジ径とを有する。プラグ1002の外側ネジ径PODが図16には明示されている。
プラグ1002の外側径PODは、レシーバー600の外側径RODよりも小さなサイズであり、この結果、プラグ1002をレシーバー600の脚部607間に緩くねじ込むことができる。ある応用例では、プラグ1002は、ロッド127がポケット619内で一時的に締め込み固定(仮クランプ)されるよう、それがロッド127と接触するまで前進させることができる。他の応用例では、プラグ1002はロッド127と係合するには足らない深さまでポケット619内にねじ込まれる。そうした応用例では、プラグ1002は、ロッドに締め付け力を加えることなくポケット内でロッドを仮保持する(たとえばロッドがポケットから持ち上がらないようにする)。
プラグ1002はまた、工具30を受けるよう構成された構造部1001を有していてもよい。プラグ1002の工具受け構造部は、図16ないし図18では、内ネジ1011を備えたスロット1001として図示されている。図18に示すような工具30は、プラグ1002のスロット1001のネジ1011と係合するよう構成された外ネジ36を備えたチップ35を有するシャフト33を具備してなる。工具30は、レシーバー600の脚部607間でプラグ1002を中に押し動かすのに使用するのに好適なものである。図18には相互係合ネジを有するものとして示されているが、工具およびプラグに関するこの実施形態は単に代表例であって、プラグ1002の回転駆動を可能とするその他の係合手段も本発明の範囲内のものである。たとえばある実施形態では、プラグは、六角ドライバーあるいはその他の工具を受けるための六角ソケットのようなソケットを具備してなることができる。
プラグ1002によっていったん仮締め込みされると、ロッド127は、ポケット619内で連結要素127を締め込み固定するためにレシーバー600の脚部607の内側への撓みを引き起こすようなものとされた上記固定法を用いて、最終的非仮固定が可能となる。図17に関して、スリーブ902はコネクター625内でのロッド127の最終ロックをもたらすのに使用される。
使用時、ロッド127は、当該ロッド127がポケット619内に捕らえられるよう、ポケット619内にプラグ1002をねじ込むことによってレシーバー600と仮固定される。必要な位置調整を行った後、ロッド127は、レシーバー600の外面上でスリーブ902をスライドさせることによって適所にロックされる。スリーブ902をレシーバー600上でスライドさせるとき、脚部607は最終ポジションでロッド127をロックするために内側に屈曲する。脚部607が内側に屈曲するとき、プラグの外側ネジ径PODとレシーバーの外側ネジ径RODとの間の差は、ロッド127がレシーバー600内で締め付け固定されるまで減少する。スリーブ902および/または脚部607は上記のテーパーを備えた接触面を備えていてもよく、これが、レシーバー600の脚部607を、ロッド127をその最終ポジションでロックするために内側に屈曲させる。
ある実施形態では、プラグ1002は、最終的な締め込み固定(クランプ)の後、レシーバーから、ネジを緩めて取り外すことができる。他の実施形態では、プラグ1002は、最終締め付けの後、レシーバー内に残置することができる。
上述したように、プラグ1002のスロット1001と係合するよう構成された工具30は、プラグ1002をねじ込みかつ/またはネジを緩めてプラグ1002を取り出すのに使用可能である。工具30はまた、レシーバー600の上でスリーブ902を直線的に押しやるのに必要な力に対抗する直線的な力を(たとえば上方に)加えるのに使用できる。このようにして医師は、患者にかなりの大きさの直線的な力を伝達することなく、コネクターの脚部607の周りでスリーブ902をスライドさせることができる。ロッド127が最終ポジションでいったんロックされると、工具30の工具チップ35は、プラグ1002のスロット1001からネジを緩めて取り外すことでプラグ1002を残すことができ、あるいはプラグ1002を、ネジを緩めて取り出すのに使用できる。図19には、プラグ1002と一体となったシャフト33'を有する代替工具30'を示す。
図20には、レシーバー600に対して最終ポジションでロッド127をロックするための代替最終固定機構を示す。この最終固定機構は、その最終ポジションでロッドをロックするために内側スリーブ902'と協働する外側スリーブ1102を含む。内側スリーブ902'は、中実/連続リングあるいは孔あきリングとすることができる。
内側スリーブ902'は、当該スリーブ902'の上端905と底端906との間で延在する外側壁904を備えた概ね円筒体を具備してなる。スリーブ902'の外側壁904には、当該スリーブ902'が、その上端905に小さな外径を、そしてその底端906に大きな外径を有するように、スリーブ902'の中心軸線に対して斜めに外向きにテーパーが付けられている。スリーブ902'は内部テーパーを持っていても、あるいは持っていなくてもよい。
外側スリーブ1102は、当該スリーブ1102の上端1105と底端1106との間で延在する開口部を形成する内面1104を有する。外側リング1102の内面1104は、第1のリング902'の外面904のテーパー角に合致するテーパー角を有する。外側スリーブ1102は、底端1106に大きな内径を、そして上端1105に小さな内径を有する。スリーブ1102が有する開口部は、内側スリーブ902'を受け容れるようなサイズである。
使用時、内側スリーブ902'は、レシーバー600に対して最終ポジションでロッドをロックするためにレシーバー600上をスライドさせられる。内側スリーブ902'を適所にスライドさせた後、外側スリーブ1102は、内側スリーブ902'を締め付けるために、この内側スリーブ902'の上でスエージ加工される。
図21には、レシーバー700と、このレシーバー700内でロッド127を仮保持するためのプラグ1002とを含む固定コネクター725を示す。コネクター725はまた、図4の実施形態に関して説明したタイプの最終ファスナー502を含む。
使用時、プラグ1002は、ロッド127をレシーバー700内で仮固定するために、レシーバー700内に緩くねじ込まれる。ロッドをその最終ポジションへと調整した後、ファスナー502が取り付けられる。ファスナー502の取り付け時、レシーバーの脚部707には横方向荷重が加えられ、これが脚部を互いに屈曲させ、そしてロッド127を締め付け固定する。脚部707が互いに屈曲するとき、レシーバーの脚部707とプラグ1002との間の半径方向間隔が低減する。上記ナット/ボルト型機構のような他のタイプの最終ファスナーもまた、プラグ型仮締め付けコンポーネントと組み合わせて使用できる。
図22および図23には、脊椎骨の安定化に使用するための固定コネクター825の他の実施形態を示す。図22および図23に示す実施形態は、米国特許第5,863,293号、第5,964,760号および第6,132,432号の明細書(これはこの引用によってその全体が本明細書組み込まれる)に開示される実施形態に類似の特徴部を有する多軸ネジロック機構を有する。図22および図23に示す多軸ネジロック機構はまた、上述した図1ないし図21の実施形態においても使用できることは明白である。
図22および図23に示す実施形態に関して、固定コネクター825は、ロッド受けポケット819と、アンカー受けポケット900とを有するレシーバー835を含む。ロッド受けポケット819は、レシーバー835の脚部807同士の間に形成されている。アンカー受けポケット900はリテーナー815を収容するよう構成されている。ネジ部823はポケット900内でリテーナー815に連結されている。リテーナー815は好ましくは、ネジ部823の略球状ヘッド817を受ける略球状空隙809を有する。ヘッド817と空隙809の対応する形状によって、ヘッド817がリテーナー815内で旋回/回動することが可能となり、これによって最終固定に先立ってネジ部823の軸線の向きをレシーバー835に対して角度調整できるようになる。コネクター825はまた、ネジ部823をレシーバー835に対して最終軸方向ポジションでロックするための、そしてロッド127をロッド受けポケット819内でロックするための、たとえばスリーブ837のような最終ファスナーを具備してなる。
リテーナー815は、空隙809を形成しているフレキシブルな脚部814を含む。リテーナー815をアンカー受けポケット900内に配置したとき、リテーナー815の上端811は、レシーバー835のロッド受けポケット819から見えるようになる。
レシーバー835のアンカー受けポケット900は、ロッド受けポケット819から離れるよう下方にゆくにつれて、直径が小さくなるテーパー付き内面902を含む。アンカー受けポケット900は下側開口部909を含み、この開口部909を経て、リテーナー815およびネジ部823をレシーバー835内に下側から組み付けることができる。
レシーバー835内にネジ部823を下方から組み付けるために、まずリテーナー815を下側開口部909を経てアンカー受けポケット900内に嵌め込む。リテーナーをアンカー受けポケット900内に嵌め込んだ後、ネジ部813のヘッド817を下側開口部909を経て嵌め込み、そしてリテーナー815の空隙809内にスナップ(弾撥式)嵌合させる。ネジ部823のヘッド817を空隙809内に嵌め込むとき、リテーナー815は開拡し(たとえば脚部が外側に撓み)、これによってリテーナー815およびネジヘッド817を、取り外し工具なしでは、ポケット900から取り外すことができなくなる。
使用時、組み立てられたコネクター825は安定化を望む骨に定着させられる。続いてはロッドがコネクター825のロッド受けポケット819内に嵌め込まれて、定着させたコネクター同士を相互連結し、これによってロッド/コネクター構造体を形成する。ロッド127は、図22に示すように、スリーブ837をレシーバー835の脚部の上側部分891の上で下方に直線的にスライドさせることによってポケット819内で仮保持される。ある実施形態では、脚部の上側部分891にはテーパーが付けられず、あるいは僅かなテーパーのみが付けられ、そしてスリーブ837と緩く係合するよう、あるいはロッドおよびネジ部を適所で最終ロックさせることなく僅かな摩擦嵌合によってスリーブ837と係合するよう構成される。
ロッドが仮保持されている間に、ロッド/コネクター構造体を調整することができる。たとえば、コネクター825はロッド127に対して動くことができ、しかもロッド127はコネクター825内で回動できる。また、ネジ部の、その対応するレシーバーに対する軸方向位置は調整可能である。ロッド/コネクター構造体を最終調整した後、ロックスリーブ837は図23に示すように最終ロックポジションまで下方にスライドさせられる。スリーブ837が最終ロックポジションまで移動するとき、スリーブ837はロッド127をポケット819内で下方に押しやる。ロッド127が下方に押しやられるとき、ロッド127はアンカー受けポケット900内でリテーナー815と係合し、これによってリテーナー815はポケット900のテーパー面902によって締め付けられる。締め付けられるときリテーナー815は、その対応するネジヘッド817を締め付け固定し、ネジ部823を、その対応するレシーバー835に対して最終的な所望の角度でロックする。さらに、スリーブ837が図23のポジションにあるとき、レシーバー835の脚部807は、ロッド127をコネクター825に対して適所で最終的にロックするために、ロッド127に対して締め付け固定される。
ある実施形態では、クランプ作用は、上側部分891に比べて増大したテーパー角を有するテーパー部位893によって提供できる。スリーブ837は、ロックポジションでスリーブ837を保持するためにレシーバー835のロック構造体805と(たとえばスナップ嵌合関係で)互いに噛み合うロック構造体801を含むことができる。脚部807は、ロッドが適所でロックされた後、コネクター825の外形を小さくするため、上側部分891をレシーバー835から分離させるのを容易にするためのノッチ895を含むことができる。
図24および図25には、固定コネクター425'の他の実施形態および図14および図15の固定コネクター425と同じ共通コンポーネントを示す。固定コネクター425'は、湾曲したロッドを受けるよう構成されたポケット419'を含むよう変更されている。特に、ポケット419'は、対向する凹部440を形成する内部対向面を有する脚部407'同士の間に形成されている。凹部440(たとえばくり抜き部)は、脚部の上端部から下方に仮保持タブ409'を貫通して延在している。凹部440は、脚部の上端から下方にタブ409'を貫通して延在する垂直隆起499同士の間に形成されている。ロッドがポケット419'内で締め付け固定されたとき、隆起部499はロッドと接触し、一方で凹部440はロッド湾曲に適応するための空間を提供する。
本明細書で説明した実施形態は全て、ネジ部の形態のアンカーを含むものとして示されている。たとえばピン、フックあるいはその他の構造体のようなその他のアンカーも使用できることは明らかである。
本明細書で説明した実施形態は、さまざまなコンポーネント、たとえばレシーバー、アンカー、スリーブ、ロッド、ファスナーおよび他のコンポーネントを含む。これらコンポーネントをそれぞれ異なるタイプの素材から製造できることは明白であろう。代表的素材としては、チタニウム、ニチノール、ステンレススチール、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマーなどが挙げられる。
先の詳細な説明から、本発明の趣旨あるいは範囲から逸脱することなく、本発明のデバイスを変更あるいは改変できることは明白であろう。ゆえに、本発明の趣旨から逸脱しない全ての変更および改変は、請求の範囲およびその等価物に包含されるものである。
本開示の原理による新規な態様の実例である特徴部を有する脊椎骨固定コネクターの側面図である。 その内部に仮保持されたロッドを備えた図1の脊椎骨固定コネクターの側面図である。 図1および図2のコネクターを利用する単一レベルロッド/コネクター構造体が設けられた脊椎骨の後方側部斜視図である。 図3Aのロッド/コネクター構造体の側面図である。 本開示の原理による新規な態様の実例である特徴部を有する第2の脊椎骨固定コネクターの側面図であり、ロッドがコネクター内に仮保持された状態で示されている。 最終ロックポジションでの図4の脊椎骨固定コネクターの側面図である。 図5の脊椎骨固定コネクターの斜視図である。 本開示の原理による新規な態様の実例である特徴部を有する第3の脊椎骨固定コネクターの側面図である。 本開示の原理による新規な態様の実例である特徴部を有する第4の脊椎骨固定コネクターの斜視図である。 ロックポジションでの図8の脊椎骨固定コネクターの斜視図である。 図9の脊椎骨固定コネクターの側面図である。 図12Bの切断線11‐11に沿って取った横断面図である。 図8〜図11に示すコネクターのロックスリーブの上面図である。 図12Aのロックスリーブの底面図である。 代替ロックスリーブの横断面図である。 本開示の原理による新規な態様の実例である特徴部を有する第5の脊椎骨固定コネクターの側面図であり、コネクターが一部横断面でかつ非ロックポジションに置かれた状態で示されている。 ロックポジションでの図14の脊椎骨固定コネクターの側面図である。 本開示の原理による新規な態様の実例である特徴部を有する第6の脊椎骨固定コネクターの側面図であり、コネクターはロッドを仮保持した状態で示されている。 ロックポジションでの図16の脊椎骨固定コネクターの側面図である。 取り外し可能な工具と組み合わせて使用される図16の脊椎骨固定コネクターの側面図である。 本開示の原理による新規な態様の実例である特徴部を有する第7の脊椎骨固定コネクターの側面図である。 本開示の原理による新規な態様の実例である特徴部を有する第8の脊椎骨固定コネクターの一部を断面にて示す側面図である。 本開示の原理による新規な態様の実例である特徴部を有する第9の脊椎骨固定コネクターの側面図である。 本開示の原理による新規な態様の実例である特徴部を有する第10の脊椎骨固定コネクターの断面図であり、コネクターはロッドをその内部に仮保持した状態で示されている。 図22の脊椎骨固定コネクターの断面図であり、完全固定ポジションにて当該コネクターを示している。 本開示の原理による新規な態様の実例である特徴部を有する第11の脊椎骨固定コネクターの斜視図である。 図24の脊椎骨固定コネクターの上面図である。
符号の説明
30,30' 工具
33,33' シャフト
35 チップ
36 外ネジ
100 レシーバー
104 上部傾斜面
106 下部傾斜面
107 脚部
108 内面
109 タブ
112 シート
113 ロッドシート
115 上面開放端部
119 内部ポケット
123 ネジ部
125 固定コネクター
127 ロッド
131 ロックリング
137 頂点
190,191 椎体
197 上側部分
199 ヘッド
200 レシーバー
207 脚部
209 タブ
219 ポケット
221 スロット(孔)
223 ネジ部
225 コネクター
229 中心軸線
300 レシーバー
307 脚部
319 ポケット
323 ネジ部
325 固定コネクター
400 レシーバー
405 ロック構造体
407,407' 脚部
409,409' 仮保持タブ
417 外部接触面
419,419' ポケット
425,425' 固定コネクター
440 凹部
499 垂直隆起
500 レシーバー
501 キャップ
502 リベット構造体
503 プラグ
507 脚部
509 仮保持タブ
517 外部接触面
519 ポケット
523 ネジ部
525 コネクター
529 中心軸線
600 レシーバー
601 ボルト
603 ナット
605 ネジ
607 脚部
619 内部ポケット
623 骨ネジ
625 固定コネクター
700 レシーバー
701 ロック構造体
702 スリーブ
703 内部接触面
707 脚部
725 固定コネクター
801 貫通孔
802 スリーブ
803 内部接触面
805 ロック構造体
807 脚部
809 空隙
811 上端
813 ネジ部
814 脚部
815 リテーナー
817 略球状ヘッド
819 ロッド受けポケット
821 上面壁
823 ネジ部
825 固定コネクター
829 中心軸線
835 レシーバー
837 スリーブ
891 上側部分
893 テーパー部位
895 ノッチ
900 アンカー受けポケット
901 貫通孔
902 スリーブ
902' 内側スリーブ
903 内面
904 外側壁
905 上端
906 底端
909 下側開口部
1001 スロット
1002 プラグ
1003 外ネジ
1011 ネジ
1102 外側スリーブ
1104 内面
1105 上端
1106 底端

Claims (28)

  1. 連結要素を骨に対して固定するための固定コネクターであって、
    骨アンカーと、
    前記骨アンカーに対して連結されたレシーバーであって、前記連結要素を受けるためのポケットを形成している脚部を備えたレシーバーと、
    前記ポケット内で前記連結要素を仮保持するために前記ポケット内に突出する第1のタブと、を具備してなることを特徴とする固定コネクター。
  2. 前記第1のタブは前記脚部の一つと一体であることを特徴とする請求項1に記載の固定コネクター。
  3. 前記第1のタブは上側斜面を備えることを特徴とする請求項1に記載の固定コネクター。
  4. 前記第1のタブは下側斜面を備えることを特徴とする請求項3に記載の固定コネクター。
  5. 前記ポケット内に突出すると共に第1のタブと対向する第2のタブをさらに具備してなることを特徴とする請求項1に記載の固定コネクター。
  6. 前記脚部は第1および第2の脚部を備えると共に、前記第1のタブは前記第1の脚部と一体でありかつ前記第2のタブは前記第2の脚部と一体であることを特徴とする請求項5に記載の固定コネクター。
  7. 前記連結要素を前記ポケット内で最終ポジションにて保持するための最終固定構造体をさらに具備してなることを特徴とする請求項1に記載の固定コネクター。
  8. 前記最終固定構造体は、前記レシーバーの脚部同士の間で、前記ポケットを横切って横方向に配設されることを特徴とする請求項7に記載の固定コネクター。
  9. 前記最終固定構造体は、一つに固定される二つの固定コンポーネントを具備してなることを特徴とする請求項8に記載の固定コネクター。
  10. 前記二つの固定コンポーネントは、一つに鋲接合されることを特徴とする請求項9に記載の固定コネクター。
  11. 前記二つの固定コンポーネントは、一つにスナップ式嵌合されることを特徴とする請求項9に記載の固定コネクター。
  12. 前記二つの固定コンポーネントは、一つに螺着されることを特徴とする請求項9に記載の固定コネクター。
  13. 前記最終固定構造体は、前記脚部の外部の周りに配設されるスリーブを具備してなることを特徴とする請求項7に記載の固定コネクター。
  14. 前記スリーブは、前記スリーブが前記脚部の外部の周りに配設された際に、前記脚部を互いに締め込むための内部テーパーを具備してなることを特徴とする請求項13に記載の固定コネクター。
  15. 前記スリーブは、前記スリーブが前記脚部の周りに配設された際に、前記レシーバーの前記脚部を受けるための開口部を形成する上面壁を具備してなることを特徴とする請求項13に記載の固定コネクター。
  16. 前記アンカーは骨ネジであることを特徴とする請求項1に記載の固定コネクター。
  17. 前記骨ネジは多軸線ネジからなることを特徴とする請求項16に記載の固定コネクター。
  18. 骨安定化システムであって、
    連結要素と、
    骨アンカーと、
    前記骨アンカーに連結されたレシーバーであって、前記連結要素を受けるためのポケットを形成している脚部を具備してなるレシーバーと、を具備してなり、
    前記レシーバーの前記脚部は、前記連結要素を収容するために前記連結要素が前記ポケット内に嵌め込まれたとき撓むように構成されており、前記連結要素は前記脚部によって前記ポケット内で仮保持されるようになっていることを特徴とする骨安定化システム。
  19. 前記連結要素は概ね円形の横断面を有することを特徴とする請求項18に記載の骨安定化システム。
  20. 連結要素を骨に対して固定するための固定コネクターであって、
    骨アンカーと、
    前記骨アンカーに連結されたレシーバーであって、前記連結要素を受けるためのポケットを形成している脚部を具備してなるレシーバーと、を具備してなり、
    前記レシーバーは、前記連結要素が前記ポケット内に嵌め込まれたとき、前記ポケット内で前記連結要素を自動的に仮保持するための手段を備えることを特徴とする固定コネクター。
  21. 連結要素を骨に対して固定するための固定コネクターであって、
    骨アンカーと、
    前記骨アンカーに連結されたレシーバーであって、前記連結要素を受けるためのポケットを形成している脚部を具備してなるレシーバーと、
    前記ポケット内で前記連結要素を固定するための、前記脚部同士の間で前記ポケットを横切って横方向に延在する横方向ファスナーと、を具備してなり、
    前記横方向ファスナーは、前記脚部が固定コネクターを前記ポケット内で締め付け固定するように、前記脚部を互いに撓ませるよう構成されてなることを特徴とする固定コネクター。
  22. 連結要素を骨に対して固定するための固定コネクターであって、
    骨アンカーと、
    前記骨アンカーに連結されたレシーバーであって、前記連結要素を受けるためのポケットを形成している脚部を具備してなるレシーバーと、
    前記ポケット内に前記連結要素を固定するために前記脚部上に配置されるスリーブであって、前記レシーバーの前記脚部を受けるための開口部を形成している上面壁を含むスリーブと、を具備してなることを特徴とする固定コネクター。
  23. 連結要素を骨に対して固定するための固定コネクターであって、
    骨アンカーと、
    前記骨アンカーに連結されたレシーバーであって、前記連結要素を受けるためのポケットを形成している脚部を具備してなるレシーバーと、
    前記ポケット内に前記連結要素を固定するために前記脚部上に配置される第1のスリーブであって、ネジ山が形成されていない内面を有する第1のスリーブと、
    前記第1のスリーブを締め込むために前記第1のスリーブ上に配置される第2のスリーブと、を具備してなることを特徴とする固定コネクター。
  24. 連結要素を骨に対して固定するための固定コネクターであって、
    骨アンカーと、
    前記骨アンカーに連結されたレシーバーであって、前記連結要素を受けるためのポケットを形成している脚部を具備してなるレシーバーと、
    前記連結要素を前記ポケット内で仮保持するために前記レシーバー内に配設されたプラグと、
    最終固定構造体であって、前記脚部が、前記連結要素を前記ポケット内で最終的にロックするために前記連結要素を締め付けるよう、前記プラグに対して前記脚部を内側に撓ませる最終固定構造体と、を具備してなることを特徴とする固定コネクター。
  25. 連結要素を骨に対して固定するための固定コネクターであって、
    骨アンカーと、
    前記骨アンカーに連結されたレシーバーであって、前記連結要素を受けるためのポケットを形成している脚部を具備してなるレシーバーと、
    前記脚部に沿って直線的にスライドさせることによって前記レシーバー上に配置されるスリーブと、を具備してなり、
    前記スリーブは、前記連結要素が前記ポケット内で仮保持される第1のポジションおよび前記連結要素が前記ポケット内で最終保持される第2のポジションへと移動できるようになっていることを特徴とする固定コネクター。
  26. 前記脚部は前記第1のタブ上で延在する上側部分を含むと共に、固定コネクターはさらに、前記連結要素を前記ポケット内で最終ロックするために、前記脚部の上側部分に装着される最終固定要素を具備してなることを特徴とする請求項1に記載の固定コネクター。
  27. 前記骨アンカーは、前記レシーバーの底端部内に配置されるヘッドを有するネジを具備してなることを特徴とする請求項1に記載の固定コネクター。
  28. 連結要素を骨に対して固定するための固定コネクターであって、
    骨アンカーと、
    前記骨アンカーに連結されたレシーバーと、を具備してなり、
    前記レシーバーは、前記連結要素を受けるためのポケットを形成している脚部を含み、前記脚部は、前記ポケット内で前記連結要素を仮保持するためのポケット内に突出するタブを含み、前記脚部は前記タブから上方に延在する上側部分を含み、前記脚部はさらに、前記タブを貫通すると共に前記脚部の前記上側部分に沿って上方に延在する対向する凹状領域を含み、前記脚部はそれぞれ、その間に前記凹状領域が形成される上方に延在する隆起部をさらに含むことを特徴とする固定コネクター。
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