JP2009504363A - 骨造成装置 - Google Patents

Abstract

骨セメント装置が提供される。ある実施例において、この装置は注射器と針とを含む。注射器と針とは接続チューブによって相互接続される。さまざまなフィッティングが注射器、針、および接続チューブを結合するのに用いられる。接続チューブとフィッティングとはそれに沿って骨セメントが運ばれる通路を提供する。接続チューブ、フィッティング、および針はすべて、注射器の端部から針の端部まで実質的に均一な通路が提供されるよう構成される。

Description

発明の分野
この発明は概して骨造成に関し、特定的には骨造成を行なうための装置に関する。

発明の背景
椎体形成術は、骨多孔症またはその他の症状により圧潰した脊椎を造成するための周知の処置である。たとえば、参照によりここにその内容が援用される、２００１年８月１４日発行のマーフィ（Murphy）によるものである米国特許６，２７３，９１６（「マーフィ♯１」）を参照のこと。一般的に言えば、椎体形成術は、椎体に対して骨セメントの経椎弓根的な（transpedicular）または後側部の（posterolateral）注射をすることを含む。

マーフィ♯１および他のところに記載のように、さまざまなタイプの骨セメントが用いられ得る。１つの一般的な骨セメントはポリメチルメタクリレートであるが、当業者ならば他のタイプのものが思いつくであろう。多くの骨セメントの共通の特徴は、注射器から任意の連結チュービングおよび針を通って脊椎腔内への骨セメントの圧搾を達成するにはかなりの圧力が必要となり得るような粘性を有することである。しかしながらマーフィ♯１にも記載のように、椎体を過剰に充填することにより脊髄の破裂および患者の麻痺が起こり得るので、このように過剰に充填する可能性を低減するようかなりの注意が必要とされる。しかしながら、先行技術の注射器、接続チューブ、および針においては、注射器本体と針先端部との間の導管に沿って見つけられる凸凹によって、ある状況では、制御されかつ注意深い骨セメントの注射を椎体に対して行うことが妨げられ得る。このような凸凹は、先行技術の特定の例において、注射器、接続チューブ、および針の間の除去可能な接続のためのルアーロック接合部で見出し得る。さらに、非ポリメチルメタクリレートのセメントの粘性はポリメチルメタクリレートの粘性よりも概して大きく、このような粘性はルアーロック接合部において問題となり得る。

さらに、椎体形成術は画像ガイダンスのもとで行なわれるので、その下で処置が行われる撮像ビームに対する放射線専門医（またはこの処置を行なう他の医療専門家）の被曝を低減するようさらなる配慮がなされ得る。したがって、マーフィのものである米国特許６，４８８，６６７（「マーフィ♯２」）は、椎体への挿入中に放射線専門医が針を握り制御できつつ、さらに放射線専門医が針を直に握る必要がある場合よりも自分の手を撮像ビームから遠く離れて保つことができるよう用いられ得る針ホルダを教示する。これは効果的だが、マーフィ♯２における針ホルダの１つの問題は、ある状況においては、この針ホルダは針の長さに沿って滑り得ることであり、これが針に対する所望のレベルの制御を妨げ得る。

発明の概要
したがって、この発明の目的は、先行技術の短所の少なくとも１つを取除くまたは軽減する新規な骨造成装置を提供することである。

この発明の第１の局面において、骨セメントを保持するための搬送貯留部と、骨セメントを骨の中へ注射するための針とを含む骨セメント装置が提供される。この装置はさらに、貯留部と針とを相互接続する搬路を含み、この搬路は実質的に均一な寸法を有する。貯
留部は注射器であり得る。搬路は接続チューブを含み得る。搬路は接続チューブを搬送貯留部へと取付けるためのコネクタを含み得る。骨セメントは、ポリメチルメタクリレートであり得る。

ここで、この発明の実施例を添付の図面を参照して例示目的でのみ議論する。

発明の詳細な説明
ここで図１を参照すると、この発明の実施例に従った骨セメント搬送装置は概して２０で示される。装置２０は注射器２４、コネクタ２８、および接続チューブ３２を含む。装置２０は骨造成処置の一環として骨セメントを搬送するよう用いられる。この実施例において、処置とは椎体形成術である。

注射器２４は、注射器２４の遠位先端部４８から骨セメント（図示せず）を圧搾するようプランジャー４４が通り得るチャンバ４０を規定するバレル３６を含む。

コネクタ２８は、先端部４８とチューブ３２との間の導管がチューブ３２によって規定される導管と実質的に均一であるように、注射器２４をチューブ３２に対して取外し可能に結合するよう用いられ得るフィッティングを提供する。コネクタ２８についてはより詳しく下記で議論する。

チューブ３２は任意の好適な柔軟性のある材料からなり、約１０または約１５センチメートル（「ｃｍ」）から約２０または約３０ｃｍの長さを有する。チューブ３２は、コネクタ２８に取外し可能に取付け可能な近位先端部５２と、椎体形成術針（図示せず）に取外し可能に取付け可能な遠位先端部５６とを含む。先端部５２および５６は注射器２４から椎体形成術針の中へ骨セメントを導くための通路を規定する本体６０によって結合される。

注射器２４、コネクタ２８、およびチューブ３２は、ここで議論されるさまざまな特定の特徴に従って、公知の材料からなり、椎体形成術処置において配置のために好適である一般的な大きさおよび構成を有する。一般的に知られる既製の構成の一例としては、クック・グループ・インコーポレイテッド（COOK GROUP INCORPORATED）（私書箱４８９、ブルーミントン（Bloomington）、ＩＮ４７４０２−０４８９、米国）から入手可能であるクック・デュロ−ジェクト・ボーン・セメント・インジェクタ（Cook Duro-ject Bone Cement Injector）がある。

ここで図２を参照すると、装置２０の部分断面図は注射器２４の遠位先端部４８、コネクタ２８、およびチューブ３２の近位先端部５２をさらに詳しく示す。

図２に最もよく示されるように、先端部４８は、図２において参照符号「Ｄ１」によって示される内径を有する実質的に均一な中空の円筒形の導管６４を規定する。Ｄ１は、チャンバ４０から圧搾される骨セメントの種類に従って選択される。チャンバ４０が約１０立方センチメートル（「ｃｃ」）の体積を有し、骨セメントがポリメチルメタクリレートである場合は、Ｄ１は約５ミリメートル（「ｍｍ」）から約１５ｍｍであり得る。または、Ｄ１は約７ｍｍから約１２ｍｍであり得、またはＤ１は約８ｍｍから約１０ｍｍであり得る。しかしながら、当業者ならば、チャンバ４０の他の大きさ、Ｄ１の他の寸法、および／またはチャンバ４０から圧搾されるべき骨セメントの他の選択が思いつくであろう。

先端部４８はさらに、先端部４８の周辺外表面に沿って１セットの外側ねじ山６８を含む。

チューブ３２の先端部５２はさらに先端部５２の周辺外表面に沿って１セットの外側ねじ山７２を含む。チューブ３２は骨セメントを注射器２４から椎体形成術針へ運ぶための通路７６を提供する。通路７６は実質的に円筒形であり、導管６４と実質的に同じ構成および寸法を有する。したがって、通路７６は図２において参照符号Ｄ２で示される内径を有する。内径Ｄ２は内径Ｄ１と実質的に同じである。

コネクタ２８は実質的に円筒形であり、実質的に均一な表面を有する外表面を有する。コネクタ２８は、外側ねじ山６８に対して相補的な第１のセットの内側ねじ山８０によって、これらねじ山６８と８０とを共にねじり合わせることにより先端部４８がコネクタ２８内に確実に固定され得るように、特徴付けられる。同様に、コネクタ２８はさらに外側ねじ山７２に対して相補的な第２のセットの内側ねじ山８４によって、ねじ山７２と８４とを共にねじり合わせることにより先端部５２がコネクタ２８内に確実に固定され得るように、特徴付けられる。コネクタはさらに、内部環状フランジ８８によって特徴付けられる。したがって、フランジ８８は実質的に円筒形の開口部を提供し、導管６４および通路７６と実質的に同じ構成および寸法を有する。したがって、通路７６は図２において参照符号「Ｄ３」によって示される内径を有し、内径Ｄ３は内径Ｄ１および内径Ｄ２と実質的に同じである。

必須ではないが、各ねじ山６８および８０ならびにねじ山７２および８４の方向は、ねじ山６８および８０が係合され、ねじ山７２および８４が係合されるときに、注射器２４（またはチューブ３２）が第１の方向へ回転することにより、注射器２４、コネクタ２８、およびチューブ３２の間のすべての接続が締められ、その一方、反対の方向への回転により注射器２４、コネクタ３８、およびチューブ３２の間の接続が緩められるように選択される。さらなる明確さのため、「締める」とは先端部４８および５２がフランジ８８に向かうように促されること、「緩める」とは先端部４８および５２がフランジ８８から離れるように促されることを意味する。

図示されてはいないが、先端部４８がフランジ８８に当接するようにコネクタ２８内において先端部４８は完全に締められ、さらに先端部５２がフランジ８８の対向する側に当接するようコネクタ２８内において完全に締められると、チャンバ４０と先端部５６に接続される椎体形成術針（図示せず）との間に実質的に均一な通路が提供されると当業者ならば理解するであろう。

この発明の他の実施例を図３に示し、それは骨セメント搬送装置２０ａを示す。装置２０ａは装置２０と多くの共通の構成要素を共有し、同様の構成要素は同様の参照符号を含むが、接尾辞「ａ」をその後ろに伴う。なお、装置２０ａは装置２０からのコネクタ２８のようなコネクタを含まないが、コネクタ２８の機能性は先端部４８ａと統合される。先端部４８ａには第１の直径を有する導管６４ａと、この第１の直径よりも大きい第２の直径を有する、先端部４８ａの内表面の上に形成される１セットの内側ねじ山８４ａとが設けられる。第２の直径は先端部５２ａの外径と一致する。したがって、ねじ山８４ａは先端部５２ａの外側ねじ山７２ａと相補的である。ここで、図２は分解された装置２０を示すが、図３においては装置２０ａは組立てられているということは明らかである。したがって、図３において、チャンバ４０ａと通路７６ａとの間に実質的に均一な通路が見られ得る。

各々が一度組立てられると、装置２０および装置２０ａの動作は実質的に同じである。参照の容易さのため、この動作の記載においては、装置２０のみがさらに議論されることになるが、当業者ならばこのような議論が装置２０に適用可能であると認識するであろう。動作において、装置２０は、注射器２４とチューブ３２との間に実質的に確実でシール
された接続が得られるように（図３における装置２０ａの組立てられた姿と同様に）組立てられることになる。注射器２４およびチューブ３２はこのようにコネクタ２８において「締められる」ため、これによりチャンバ４０から通路７６へ実質的に均一な通路が提供される。次に、プランジャー４４がバレル３６から取除かれ、チャンバ４０は骨セメントで満たされる。プランジャー４４は次いでバレル３６内に再挿入される。プランジャー４４が押し下げられると、骨セメントは導管６４の中へと促され、フランジ８８によって規定される開口部を通って通路７６の中へと到達する。導管６４によって規定される経路、フランジ８８によって規定される開口部、および通路７６は実質的に均一であるので、骨セメントの流れに対する乱流およびその他の妨害は低減され、これによりプランジャー４４を押し下げる外科医の側の労力を和らげ、その外科医が先端部５６に接続される椎体形成術針から骨セメントが圧搾されることとなる速度について向上された予見性を有することを可能にする。

この発明の別の実施例を図４〜図７において示し、それは骨造成処置に用いられる針１２０を示す。所望であるならば、必須ではないが、装置１２０は装置２０または装置２０ａに関連して用いられ得る。針１２０はスタイレット１２４とスタイレット１２４を受入れるためのトロカール１２８とを含む。マーフィ♯２において記載されるように、組立てられると、スタイレット１２４とトロカール１２８とは椎体を突き刺すための硬い器具を提供する。

スタイレット１２４は突刺先端部１３６を有するシャフト１３２と、先端部１３６に対向するシャフト１３２の端部の上に位置するグリップ１４０とによって特徴付けられる。トロカール１２８はダクト１４４と、開口先端部１４８と、先端部１４８に対向するダクト１４０の端部の上に位置するハンドル１５２とによって特徴付けられる。スタイレット１２４およびトロカール１２８の全体の構成、大きさ、長さ、およびその他の特徴（シャフト１３２およびダクト１４０の長さまたは相補的な先端部１３６もしくは１４８の形状）は特に限定されず、所望の椎体形成術またはその他の骨造成処置に従って選択され得る。

先端部１３６はハンドル１５２の上に位置する開口部１５６の中へ受入可能である。開口部１５６はハンドル１５２の切断面部１６０の上に位置する。切断面部１６０は握られ得るノブ１６４に近接する。切断面部１６０は形状においてグリップ１４０と相補的である。図５に最もよく見られるように、スタイレット１２４がトロカール１２８に組立てられると、グリップ１４０およびハンドル１５２は、ハンマーのための打撃表面を提供する実質的に硬く連続する集合部を提供する。当業者には公知であるように、このようなハンマーは先端部１３６および１４８を脊椎（または造成処置が所望であり得る他の骨の位置）の中へ打込むのに用いられる。

針１２０はさらに、グリップ１４０を切断面部１６０内に取付けるためのロックを含む。ロックはさまざまな所望の構成をとり得るが、この実施例においては、このロックはグリップ１４０の上に位置するタブ１６８と、ハンドル１５２の上の相補的な溝１７２とを含む。したがって、スタイレット１２４が一度溝１５２の中へ挿入されると、グリップ１４０は、タブ１６８を溝１７２内においてロックされる位置に係合するよう回転され得る。このロックされる位置（図５に最もよく見られる）において、先端部１３６および１４８は連続する突刺表面を提供するよう整列される。ロックされない位置において、スタイレット１２４はトロカール１２８から取除かれ得る。

針１２０はさらに、ハンドル１５２に除去可能に取付け可能なホルダ１７６を含む。この実施例において、図６に最もよく示されるように、ハンドル１５２はボール１８４を受入れるための球状ソケット１８０を含む。ボール１８４は実質的に球状であり、ソケット
１８０より僅かに小さい。ボール１８４は、アーム１９２の対をそれ自体が含む突出部１８８を含む。図５および図６に最もよく見られるように、アーム１９２はホルダ１７６の上に位置する溝１９６の相補的な対の中へ嵌まり、そのためホルダ１７６は除去可能にハンドル１５２に取付けられ得る。

ハンドル１５２はさらに張力機構２００を含む。この実施例において、張力機構は、ピン２０８をボール１８４と係合するまたは係合を解消するように促すよう回転可能なセットねじ２０４を含む。ピン２０８がボール１８４と係合する程度により、ボール１８４はソケット１８０内において自由に回転するか、またはボール１８４内における実質的に固定される位置に保持されることになる。ねじ２０４を調整することでボール１８４へ加えられる力の量を変動させ、これにより、ハンドル１５２に対してホルダ１７６を動かすようホルダ１７６に加えられる力の量に影響を与える。

図６においても、針１２０が装置２０ａに接続されるのが図示される。具体的には、チューブ３２ａが開口部１５６に接続されるのが図示される。なお、チューブ３２ａと開口部１５６とを接続するフィッティングは２１２で示される。フィッティング２１２は、図３に図示される先端部５２ａと４８ａとの間のフィッティングと実質的に同じ態様で構成される。一般的に言えば、フィッティング２１２はこのように構成され、チューブ３２ａと針１２０との間に確実な嵌合を提供しつつ、さらに骨セメントが通るための実質的に均一な経路を提供する。したがって、ハンドル１５２は、通路７６ａと連通する通路２１６を含む。通路２１６は通路７６ａと実質的に同じ構成および寸法である。さらに、ダクト１４４は通路２１６と連通する通路２２０を含む。通路２２０は通路２１６と実質的に同じ構成および寸法である。したがって、骨セメントが通路７６ａを通り、通路２１６および２２０を通って移動する際には、それは実質的に同じ寸法および構成の通路の全体を通って運ばれ、最終的に椎体内に入る。ここで、装置２０ａと針１２０とが共に用いられる場合、骨セメントは先端部４８ａから先端部１４８までの実質的に均一な経路を通って運ばれるということが理解されるであろう。

ここで図７を参照すると、針ホルダ１２０には（必須ではないが）さらに振動器２２４が設けられ得る。この実施例において、振動器２２４は携帯電話または無線呼出装置に一般的に利用されるようなアンバランスマイクロモータ２２６を含む。マイクロモータ２２６はハンドル１５２の中に収納され、かつダクト１４４に振動力を提供し、これにより通路２１６および２２０を通る骨セメントの流れを促進し、さらにこれによりプランジャー４４ａで必要とされる注射のための力を軽減するようサイズ決めされる。マイクロモータ２２６はハンドル１５２内に収納されるバッテリ２２８またはその他の電力供給源から電力供給され、マイクロモータ２２６およびバッテリ２２８の両方に動作可能に接続される電力スイッチ２３２を介して選択的にオンまたはオフされる。

ここではこの発明のさまざまな特徴および構成要素の具体的な組合せのみが議論されてきたが、当業者にとっては、開示された特徴および構成要素の所望のサブセット並びに／またはこれら特徴および構成要素の代替的な組合せが所望のように利用され得るということは明らかであろう。たとえば装置２０もしくは装置２０ａまたはそれらのハイブリッドは針１２０と共に用いられ得る。さらに針１２０は振動器２２４を含む必要はない。

さらに、接続、フィッティングなどの具体的なタイプが装置２０および装置２０ａならびにホルダ１２０について示されるが（たとえば、相補的なねじ山のセット）、注射器（または他の搬送貯留部）から椎体（または他の骨の部位）の中までの実質的に均一な通路という成果を達成するであろう膨大な数多くの他のフィッティングもこの発明の範囲内である。実際に、このような均一な経路を提供するようこのような経路のさまざまな地点に沿った単一の構造物が利用され得る。

さらに、ポリメチルメタクリレートが一般的な骨セメントとして述べられてきたが、他の骨セメントもこの発明の範囲内である。このような他の骨セメントにはハイドロキシアパタイト、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、カルシウムハイドロキシアパタイト、または骨と一体になり新しい骨を形成し得る任意の他のセメントが含まれる。これらセメントのそれぞれの粘性はポリメチルメタクリレートの粘性よりも高いので、非ルアーロックシステムが設けられる。さらに、この発明はより低い圧力で如何なるセメントをも注射することを可能にする。

この発明の上述した実施例はこの発明の例であることを意図し、請求項によってのみ規定されるこの発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって変形例および修正例が達成されてもよい。

この発明の実施例にしたがった骨セメント搬送装置を示す。 図１の装置のある部分の分解図を示す。 この発明の別の実施例にしたがった骨セメント搬送装置を示す。 この発明の別の実施例に従った針の分解図を示す。 組み立てられた際の図４の針を示す。 図４および図５の針の部分断面図を示す。 図４〜図６の針の底面等角図を示す。

Claims (31)

1. 骨セメントを保持するための搬送貯留部と、
   前記骨セメントを骨の中へ注射するための針と、
   前記貯留部と前記針とを相互接続する搬路とを含み、前記搬路は実質的に均一な寸法を有する、骨セメント装置。
2. 前記貯留部は注射器である、請求項１に記載の装置。
3. 前記搬路は接続チューブを含む、請求項１に記載の装置。
4. 前記搬路は前記接続チューブを前記搬送貯留部へと取付けるためのコネクタを含む、請求項３に記載の装置。
5. 前記骨は椎体である、請求項１に記載の装置。
6. 前記骨セメントは、ポリメチルメタクリレート、ハイドロキシアパタイト、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、カルシウムハイドロキシアパタイト、または骨と一体となり新しい骨を形成し得る他の任意のセメントからなる群から選択される、請求項１に記載の装置。
7. 前記搬送貯留部は前記コネクタに結合するための遠位先端部を有する注射器である、請求項４に記載の装置。
8. 前記遠位先端部と前記コネクタとは１セットの相補的な内側および外側ねじ山を介して結合される、請求項７に記載の装置。
9. 前記チューブは、前記コネクタを結合するための近位先端部を有する、請求項８に記載の装置。
10. 前記近位先端部と前記コネクタとは１セットの相補的な内側および外側ねじ山を介して結合される、請求項９に記載の装置。
11. 前記搬送貯留部は前記チューブを結合するための遠位先端部を有する注射器であり、前記チューブは前記注射器を結合するための近位先端部を有する、請求項３に記載の装置。
12. 前記遠位先端部と前記近位先端部とは１セットの相補的な内側および外側ねじ山を介して結合される、請求項１１に記載の装置。
13. 前記骨セメントはＰＭＭＡであり、前記搬送貯留部は約１０立方センチメートルの体積を有し、前記搬路は約５ミリメートルと約１５ミリメートルとの間の直径を有する、請求項１に記載の装置。
14. 前記骨セメントはＰＭＭＡであり、前記搬送貯留部は約１０立方センチメートルの体積を有し、前記搬路は約７ミリメートルと約１２ミリメートルとの間の直径を有する、請求項１に記載の装置。
15. 前記骨セメントはＰＭＭＡであり、前記搬送貯留部は約１０立方センチメートルの体積を有し、前記搬路は約８ミリメートルと約１０ミリメートルとの間の直径を有する、請求項１に記載の装置。
16. 前記針は、
    スタイレットと、
    前記スタイレットを受入れ、前記搬路を提供するためのトロカールとを含み、
    前記スタイレットと前記トロカールとは、骨を突き刺すための硬い器具を提供するよう係合可能である、請求項１に記載の装置。
17. 前記トロカールは、
    開口先端部と、
    前記搬路のある部分を規定する第１の通路を有するダクトと、
    前記開口先端部と対向する、前記ダクトの端部の上に位置するハンドルとを含み、前記ハンドルは前記ダクトにおける前記第１の通路と連通する第２の通路を規定する開口部を有する、請求項１６に記載の装置。
18. 前記スタイレットは、
    シャフトと、
    突刺先端部と、
    前記突刺先端部と対向する、前記シャフトの端部の上に位置するグリップとを含む、請求項１７に記載の装置。
19. 前記スタイレットの前記突刺先端部は前記ハンドルの前記開口部内に受入れ可能である、請求項１８に記載の装置。
20. 前記ハンドルはさらに切断面部とノブとを含み、前記切断面部は形状において前記スタイレットの前記グリップと相補的であり、前記グリップと前記切断面部とは前記トロカール内に前記スタイレットを固定するために係合可能である、請求項１９に記載の装置。
21. 前記針は前記グリップを前記切断面部内に取付けるためのロックをさらに有する、請求項２０に記載の装置。
22. 前記ロックは、前記グリップの上にタブと、前記ハンドルの上に相補的な溝とを含み、前記タブはロックされる位置において前記溝の中に係合され、ロックされない位置において前記溝から離れる、請求項２１に記載の装置。
23. 前記搬路は接続チューブを含み、前記接続チューブは前記ハンドルにおいて前記開口部との結合のための遠位先端部を有する、請求項１７に記載の装置。
24. 前記遠位先端部と前記開口部とは１セットの相補的な内側および外側ねじ山を介して結合される、請求項２３に記載の装置。
25. 前記ハンドルは振動力を提供するための振動器をさらに有し、前記振動力は前記ハンドルの前記通路および前記ダクトの前記通路を通る骨セメントの流れを促進する、請求項１７に記載の装置。
26. 前記振動器はマイクロモータと、前記マイクロモータに電力供給するための電力供給源とを含む、請求項２５に記載の装置。
27. 前記電力供給源はバッテリである、請求項２６に記載の装置。
28. 突刺先端部を有する針と、
    前記突刺先端部に対向する、前記針の端部の上に位置するハンドルと、
    前記ハンドルに対してホルダを、前記ホルダが前記ハンドルに対して複数の方向に移動可能であるように取付けるための取付部とを含む、骨セメント搬送装置。
29. 前記取付部は、前記ハンドルにおける、前記ホルダの上に配置される相補的なボールを受入れるための球状のソケットである、請求項２８に記載の装置。
30. 前記取付部は張力機構を含み、前記張力機構は前記ボールを回転させるのに必要とされる力を変動することを提供する、請求項２９に記載の装置。
31. 張力機構はセットねじである、請求項３０に記載の装置。

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