JP2009532182A - 横型コネクタ組立体 - Google Patents

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Abstract

骨係合固締具を、脊椎ロッドなどの細長部材に連結する横型コネクタ組立体(100)は、骨係合固締具の一部分を、貫通して受ける開口を有する横型コネクタ(110)を含む。この横型コネクタは、プレート部分および一体連結部分(114)を含み、この連結部分は、クランプ(150)によって細長部材に取り付けられる。この横型コネクタ組立体は、クランプと横型コネクタとの間に可変角度手段(130)を含むことができ、この可変角度手段(130)は、脊椎ロッドから外方に突出した軸線の周りで、横型コネクタが回転するのを可能とする。クランプは、細長部材を捕捉し、コネクタ組立体を係止させるテーパ付通路を含む。

Description

本発明は、一般に、様々な脊椎変形の治療用の脊椎固定に使用されるシステムなどの脊椎固定システムに関する。具体的には、本発明は、ロッドまたはテザーなどの細長部材を、フック、ねじ、またはボルトなどの骨係合固締具と相互連結する横型コネクタ組立体を企図する。
脊椎変形および脊椎損傷の治療は、この30年間で大幅に進化してきた。側弯症および後弯症などの脊椎変形、ならびに骨折、脊椎すべり症、および他の医学的徴候は、脊柱にわたって延びる比較的堅い細長部材のシステムを用いて治療されてきた。ある種のシステムでは、細長部材は、骨ボルトまたは骨ねじが貫通して延びるいくつかの開口またはスロットを有するプレートを構成する。骨係合固締具が、椎骨の様々な面にねじ込まれ、プレートに固定されると、細長プレートが固定されることになる。他のやり方では、堅い細長ロッドが、脊椎に埋め込まれたねじまたはフックに接合されて、各椎骨の相対的な位置を固定する。動的な安定化のためのさらに他のやり方では、少なくとも部分的に可撓な細長部材が、脊椎に埋め込まれた骨係合固締具に接合される。
どのような脊椎器具類の植込みにおいても、外科医の一目標は、使用しなければならないインプラントの量、外科的に到達する(access)ための開口の寸法、またはインプラントを患者の体内に固定するのにかかる時間の長さのいずれによるにしても、患者への侵入を最小限に抑えることである。さらに、このシステムは、使いやすく、植込み後に所望の安定化を実現するという確信を外科医に与えるものでなければならない。
細長部材と骨固締具との間に様々な運動自由度をもたらすコネクタが提供されてきているものの、骨固締具と細長部材との間の連結の改善が依然として求められる。
本発明は、骨係合固締具を細長部材に連結するコネクタ組立体を提供する。
一態様では、本発明は、骨係合固締具を、細長部材を保持する通路を有するクランプに接合するコネクタを含む。細長部材を通路内で保持するための圧縮部材が設けられ、通路内には、細長部材にかかる圧縮力を、コネクタをクランプに係止させる係止力に変換する機構が含まれる。一実施形態では、細長部材と係合する斜角の軸受面を備えた係止部材が設けられる。別の実施形態では、通路は、細長部材を、コネクタをクランプに係止させる係止部材の一部分に押し付ける斜角の軸受面を含む。
別の態様では、本発明は、骨係合固締具を細長部材に連結する横型コネクタ組立体を提供する。一実施形態では、コネクタ組立体は、プレート部分および第1の連結部分を有する横型コネクタを含み、プレート部分は、骨係合固締具を、貫通して受けるように構成された開口を画定し、第1の連結部分は、第1の係止面を画定する。この組立体は、細長部材を中に受けるように寸法設定された貫通通路を画定する本体と、連結軸線を画定し、横型コネクタの第1の連結部分と係合するように構成された第2の連結部分とを有するクランプをさらに含む。可変角度係止部材が、第1の連結部分と第2の連結部分との間に配設され、この可変角度係止部材は、横型コネクタの第1の係止面と複数の角度方向で係合する第2の係止面とを有し、かつ、この可変角度係止部材は、第2の係止面の反対側に係止部材軸受面を含む。この係止部材軸受面は、少なくとも一部が、細長部材と係合するように通路内に配設され、連結軸線に対して斜角で配設される。このシステムは、クランプと細長部材との間に延びる圧縮部材をさらに含み、この圧縮部材は、細長部材を軸受面に押し付ける働きをする。
本発明の他の態様、形態、実施形態、目的、特徴、利益、および利点は、本明細書に記載の詳細な図面および説明から明らかとなろう。
次に、本発明の原理の理解を促すために、図面に示された実施形態を参照し、特定の用語を用いて同実施形態を説明する。とはいえ、本発明の範囲が限定されるものではないことを理解されたい。記載の装置、器具、方法におけるどのような変更およびさらなる改変、また、本明細書に記載の本発明の原理のどのようなさらなる応用も、本発明が関連する技術分野の当業者には、通常想起されるものとして企図される。
次に、図1を参照すると、本発明によるコネクタ組立体100が示される。コネクタ組立体100は、プレート部分110、クランプ本体150、可変角度係止ワッシャ130、および保持クリップ160を含む。プレート部分は、細長開口112と、連結開口118を取り囲む半径方向に放射した一連のスプライン115を有する係止面116を備えた連結フランジ114とを含む。図3Bに示されるように、内側連結開口118は、内側肩部120を画定する環状溝を含む。可変角度係止ワッシャ130は、開口138を取り囲む半径方向に放射した一連のスプラインを有する係止面132を含み、この係止面132は、係止面116のスプライン115と互いに嵌合して係合するように構成される。係止ワッシャ130は、開口138の両側に間隔を置いて配置された1対のテーパ付ロッド軸受面134および136をさらに含む。軸受面134と136との間には、陥凹した肩部140が延びている。
クランプ本体150は、貫通通路154内に延びるねじ付開口152を含む。連結延長部157が、貫通通路154から離れて実質的に垂直角度で延びている。例示の実施形態では、連結延長部は、連結軸線L1に沿って延び、間隙155によって上側枝部と下側枝部とに分割される。上側突起部158が上側枝部に形成され、下側突起部162が下側枝部に形成される。保持クリップ160が、間隙155に沿って摺動し、プレート部分110の内側肩部120と係合するように適合される。
次に、図2、3A、および3Bを参照すると、組み立てられた形状にあるコネクタ組立体100が示される。その組立てについて、以下でさらに説明する。図2では、係止ワッシャ130が、クランプ本体150の連結延長部157の周りに配置された状態である。連結延長部157は、係止ワッシャ130の開口138を貫通して延び、連結開口118内に位置した状態である。間隙155によって、連結延長部157の上下の枝部が内側に撓むことができ、それによって突起部158および162が内側肩部120を通り越すことが可能となることが理解されよう。例示の実施形態では、上下の枝部は、図3Bに示される位置に弾性的に戻り、突起部158および162が肩部120の背後にある環状溝内に配設された状態となる傾向を有するように形成される。このように、突起部158および162は、肩部120と協働して、図3Bに示されるように、連結延長部をプレート部分110と嵌合接触した状態で保持する。クランプ本体150、係止ワッシャ130、およびプレート部分110が図2に示される位置にある状態で、保持クリップ154は、その脚部がプレート部分110の内側肩部120の背後に収まるまで間隙155に沿って進む。このように、保持クリップ154は、間隙155を塞いで組立体を一体に係止し、それによって、上下の枝部が内側に撓んで、突起部158および162が肩部120の背後にある環状溝から抜け出るのを防止する。連結延長部157、係止ワッシャ130、およびプレート部分110は、図2に示される保持位置では、プレート部分110が、係止ワッシャ130およびクランプ本体150に対して回転できるように構成されることが理解されよう。係止ワッシャの長方形肩部140と、連結延長部157の長方形拡大部分との相互連結によって、係止ワッシャのクランプ本体50に対する角度関係が実質的に一定に維持される。一態様では、コネクタ組立体100は、製造工程の間、および使用のために包装される際に、図2の保持位置に予め組み立てられる。
この保持位置にて、コネクタ組立体100は患者に植え込むことができる状態になっている。使用時には、骨ねじ210などの骨固締具が、所望の位置で患者に植え込まれる。図示されてはいないが、骨ねじ210は、後部固定手術では、軸線L3に沿って椎体の椎弓根に植え込まれることが企図される。さらに、複数の骨ねじ210が隣接する脊椎レベルに植え込まれると、後部固定手術が完了する。骨ねじ210が植え込まれた後は、細長い脊椎ロッド240が選択され、複数の骨ねじ210にわたって延びるのに十分な長さに切断される。少なくとも1つのコネクタ組立体100が、ロッド240に配置される。コネクタ組立体100は、プレート部分110がロッドクランプ本体150に対して回転できるような保持位置にある。プレート部分110は、開口112が骨ねじ210と実質的に並ぶように回転される。骨ねじ210の上側部分は、プレート部分110の開口112を貫通する。雌ねじ付ナット220が、骨ねじ210の雄ねじ付柱に連結され、骨ねじがプレート部分110と係合するまで進められる。
雄ねじ付止めねじ230が、開口152の雌ねじ付側壁とねじ係合される。止めねじ230は、図3Bに示されるように、圧縮軸線L2に沿って進む。止めねじ230が圧縮軸線L2に沿って進むにつれて、ロッド240は、圧縮軸線L2の方向に押し付けられる。図3Bに示される実施形態では、クランプ通路154の軸受壁156が、軸線L5と並んだ平面に延び、この平面は、軸線L2と実質的に平行な並びにある。ロッド240が、軸受面156に沿ってL2方向に移動するにつれて、ロッド240は、通路154内に延びる係止部材軸受面134および136の一部分と係合する。係止部材軸受面134および136は、軸線L4と実質的に並んだ係止部材軸受平面に延びる。例示の実施形態では、クランプ軸受面の軸線L5と、係止部材軸受面の軸線L4とは交差して、通路154内で鋭角を成す。このように、通路154は、止めねじおよび開口152に隣接し、連結軸線L1と実質的に並んだ第1の幅と、止めねじ230に対向して配設され、連結軸線L1と実質的に並んだ第2の幅とを有する。第1の幅は、第2の幅よりも大きい。第1の幅は、ロッド240の直径よりも大きく、第2の幅は、ロッド240の直径よりも小さい。
例示の実施形態では、傾斜壁156と、対応する傾斜壁134および136とが、止めねじに隣接する通路頂部から底部へとテーパの付いた側壁を備えた通路を形成する。止めねじ230がロッド240をテーパ付通路154内に押し込むにつれて、止めねじの圧縮力は、傾斜軸受壁156と、係止部材軸受壁134および136とによって、軸線L1に沿って加えられる係止力に変換される。例示の実施形態では、係止部材軸受面134および136は、連結軸線L1および圧縮軸線L2に対して斜角で配設される。クランプ軸受面もまた、連結軸線L1に対して斜角で配置される。軸受壁134および136に対して加えられるこの係止力が、係止部材130のスプラインを、プレート110の連結部分114の突出したスプライン115と係止係合するように押し付ける。ロッド240にかかる止めねじ圧縮力によって、係止ワッシャ130が係止軸線L1に沿って移動することになることが理解されよう。さらに、止めねじが移動すると、ロッド240が、軸受面134および136、ならびにクランプ軸受面156に沿って通路底部の方に移動する。ロッド240は、軸受面に沿って無数の位置に配置可能であることを理解されたい。さらに、係止部材130が連結部分114と完全に係合した状態では、止めねじ230によって圧縮力がさらに加えられると、軸線L1に沿って加えられる係止力が締め付けられ、ロッド230を3点接触係止で保持して、クランプ150がロッド240に沿って移動するのを阻止する傾向がある。締め付けられた止めねじによって、コネクタ組立体を図3Aおよび3Bに示される係止位置に保持する。3点接触係止は、ロッド240が、止めねじ230と、クランプ軸受壁156と、面134および136によって画定される分割係止部材軸受壁と係合することによって形成される。また、軸線L1に沿った平面では、ロッドは、クランプ軸受壁156と、軸受面156の軸線L1の横幅よりも広く間隔の開いた面134および136によって画定される係止部材軸受壁との間の3点係止位置で保持される。
図4に示される他の実施形態では、クランプ本体310は、骨固締具の軸線L3と実質的に並び、かつ係止軸線L2に実質的に垂直な軸線L6に沿って延びる雌ねじ付孔312を有する。雄ねじ付止めねじ330が、孔312内に配置され、軸線L6に沿って圧縮力を加える。クランプ本体の通路は、実質的に上述の通りに形成される。ロッド350が軸線L6に沿ってテーパ付通路内に進められるにつれて、ロッド350は、クランプ軸受面316に圧接され、それによって、このロッドは、軸受面に沿って摺動するにつれて係止軸線L2に沿って並進することになる。軸線L6に沿って圧縮力が加えられ続けると、ロッド330は、係止部材軸受面334に押し付けられ、係止部材が係止軸線に沿って並進して、プレートの連結部分に係止される結果となる。図4に示される実施形態では、クランプ通路は、係止部材の圧縮力を、実質的に垂直方向の係止力に変換するように構成されることが理解されよう。さらに、例示の実施形態では、止めねじ330および軸線L6は、軸線L5に沿って延びる斜角のクランプ軸受面316と、軸線L4に沿って延びる斜角の係止部材軸受面334との間の鋭角を実質的に二分する方向に延びる。
本発明の原理の例示および理解のために、上記の例示の実施形態を詳細に説明してきたが、本発明は、様々な脊椎安定化組立体に応用できることが企図される。例えば、一実施形態では、本発明のクランプ本体と係止ワッシャの組合せは、Shermanらの米国特許第5976135号の横型コネクタに応用することができ、前記特許の全体が参照により本明細書に組み込まれる。別の実施形態では、プレート部材の連結部分は、プレート部材の、骨固締具と係合する部分に対して可動である。この可動連結部分は、本発明に従って、止めねじの圧縮力がクランプ本体組立体によって変換されて伝達されるのに応答して、連結軸線に沿って並進してロッドを係止軸線に沿って並進させ、それによって組立体を係止位置まで移動させる。全体が参照により本明細書に組み込まれるTaylorの米国特許第6579292号、およびSimonsonの同第5885285号に記載のように、可動連結部分は、プレート部材に沿って摺動して骨ねじを捕捉かつ保持し、別個の係止ナットは必要でない。さらに、別の実施形態では、プレート部材は、骨固締要素のシャフトに接合されるように、実質的にリング形でもよい。
例示の実施形態では、止めねじが圧縮部材として示されてきたが、別の実施形態では、圧縮部材は、クランプ本体の雄ねじ付部分と係合する雌ねじ付きの外部ナットである。さらに他の実施形態では、圧縮部材は、ロッドに沿って摺動して、ロッドを通路内に係止させる1つまたは複数のテーパ付スリーブである。
このコネクタ組立体は、堅いロッド、および可撓なコネクタに有用である。例えば、一実施形態では、ロッド240は、チタンまたはステンレス鋼などの堅い材料で形成される。別の実施形態では、ロッド240は可撓性を有する。かかる実施形態では、ロッド240は、プラスチックまたは可撓性金属で形成される。さらに他の実施形態では、細長部材は、ロッドではなく、隣接する脊椎レベルとコネクタとの間で張力がかけられる可撓性ケーブルまたは紐である。さらに、横型とは、細長部材を骨ねじの軸線に直列に(in line)固定するのではなく、細長部材をねじ210などの骨固定要素のシャフトの一方に沿って(along)連結することを指す。
以上は、当業者が本開示の態様をよりよく理解できるように、いくつかの実施形態の特徴を概説したものである。本明細書で紹介した実施形態と同じ目的を実行し、かつ/または同じ利点を実現するために、他の工程および構造を設計または改変する基礎として、本開示を容易に使用できることが当業者には理解されよう。また、かかる同等の構成は、本開示の趣旨および範囲から逸脱するものではなく、かつ、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に様々な変更、代替、および変形を行うことができることが当業者には理解されよう。
本発明の一態様によるコネクタ組立体の分解斜視図である。 細長部材と骨係合部材とが組み合わされた、図1のコネクタ組立体の部分分解斜視図である。 図2のコネクタが組み立てられた形状にある斜視図である。 図3Aのコネクタの線3B−3Bに沿った部分断面図である。 本発明の別の態様によるコネクタ組立体の代替実施形態の部分断面図である。

Claims (20)

  1. 骨係合固締具を細長部材に連結する横型コネクタ組立体であって、
    プレート部分および第1の連結部分を有する横型コネクタであって、前記プレート部分が、前記骨係合固締具を受けるように構成された開口を画定し、前記開口を前記骨係合固締具が通り、前記第1の連結部分が、第1の係止面を画定する、横型コネクタと、
    本体及び第2の連結部分を有するクランプであって、前記本体は、前記細長部材を中に受けるように寸法設定され、前記本体を通る通路を画定し、前記第2の連結部分は、連結軸線を画定し、前記横型コネクタの前記第1の連結部分と係合するように構成される、クランプと、
    前記第1の連結部分と前記第2の連結部分との間に配設される可変角度係止部材であって、前記可変角度係止部材は、前記横型コネクタの前記第1の係止面と複数の角度方向で係合する第2の係止面を有し、前記可変角度係止部材は、前記第2の係止面の反対側に配設される係止部材軸受面を有し、前記係止部材軸受面は、少なくとも一部が、前記細長部材と係合するように前記通路内に配設され、前記連結軸線に対して斜角で配設される、可変角度係止部材と、
    前記クランプと前記細長部材との間に延びる圧縮部材であって、前記圧縮部材は、前記細長部材を前記係止部材軸受面に押し付ける働きをする、圧縮部材とを備える、横型コネクタ組立体。
  2. 前記係止部材軸受面が、実質的に軸受平面に沿って延び、前記第2の係止面が、実質的に係止平面に沿って延び、前記軸受平面が、前記係止平面と交差する向きにある、請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記係止部材軸受面が、ある長さを有し、前記係止部材軸受面の前記長さに沿って無数の位置で前記細長部材と係合するように構成される、請求項1に記載のコネクタ。
  4. 前記圧縮部材が、圧縮軸線を有し、前記圧縮軸線が、前記連結軸線に対して実質的に垂直である、請求項1に記載のコネクタ。
  5. 前記クランプが、ねじ付孔を含み、前記圧縮部材が、前記ねじ付孔内に受けられるように適合されたねじ付止めねじである、請求項1に記載のコネクタ。
  6. 前記圧縮部材が前記細長部材に対して前進すると、前記細長部材を前記係止部材軸受面の方に押し付けるように、前記圧縮軸線が前記係止部材軸受平面と交差する、請求項4に記載のコネクタ。
  7. 前記クランプの前記通路が、前記可変角度係止機構の前記反対側の軸受面に実質的に対向して配設されたクランプ軸受面を含み、前記クランプ軸受面が、前記細長部材と係合するように適合される、請求項1に記載のコネクタ。
  8. 前記クランプ軸受面が、前記連結軸線に対して斜角で配設される、請求項7に記載のコネクタ。
  9. 前記細長部材が、係止位置で、前記クランプ軸受面、前記係止部材軸受面、および前記圧縮部材と3点連結で係合する、請求項8に記載のコネクタ。
  10. 前記クランプの前記通路が、前記圧縮部材に隣接する第1の幅と、前記クランプ軸受面と前記係止部材軸受面との間の、前記圧縮部材に実質的に対向する第2の幅とを有し、前記第1の幅が前記第2の幅よりも大きい、請求項8に記載のコネクタ。
  11. 骨係合固締具を細長部材に連結する横型コネクタ組立体であって、
    プレート部分および第1の連結部分を有する横型コネクタであって、前記プレート部分が、前記骨係合固締具を受けるように構成された開口を画定し、前記開口を前記骨係合固締具が通り、前記第1の連結部分が、第1の係止面を画定する、横型コネクタと、
    本体及び第2の連結部分を有するクランプであって、前記本体は、前記細長部材を中に受けるように寸法設定され、前記本体を通る通路を画定し、前記第2の連結部分は、連結軸線を画定し、前記横型コネクタの前記第1の連結部分と係合するように構成され、前記通路が、前記第2の連結部分に実質的に対向して前記細長部材と係合するように構成されたクランプ軸受面を含み、前記クランプ軸受面が、前記連結軸線に対して斜角で配設される、クランプと、
    前記第1の連結部分と前記第2の連結部分との間に配設される可変角度係止部材であって、前記可変角度係止部材は、前記横型コネクタの前記第1の係止面と複数の角度方向で係合する第2の係止面を有し、前記可変角度係止部材は、前記第2の係止面の反対側に配設される係止部材軸受面を有し、前記係止部材軸受面は、少なくとも一部が、前記細長部材と係合するように前記通路内に配設される、可変角度係止部材と、
    前記クランプと前記細長部材との間に延びる圧縮部材であって、前記圧縮部材は、前記細長部材を前記クランプ軸受面に押し付け、それによって前記係止部材軸受面に押し付け、それによって前記第1の係止面を前記第2の係止面に係止させる働きをする、圧縮部材とを備える、横型コネクタ組立体。
  12. 前記クランプ軸受面が、ある長さを有し、前記クランプ軸受面の前記長さに沿って無数の位置で前記細長部材と係合するように構成される、請求項11に記載のコネクタ。
  13. 前記係止部材軸受面が、前記連結軸線に対して第2の斜角で配設される、請求項11に記載のコネクタ。
  14. 前記細長部材が、係止位置で、前記クランプ軸受面、前記係止部材軸受面、および前記圧縮部材と3点連結で係合する、請求項13に記載のコネクタ。
  15. 前記クランプの前記通路が、前記圧縮部材に隣接する第1の幅と、前記クランプ軸受面と前記係止部材軸受面との間の、前記圧縮部材に実質的に対向する第2の幅とを有し、前記第1の幅が前記第2の幅よりも大きい、請求項13に記載のコネクタ。
  16. 前記クランプ軸受面と前記係止部材軸受面とがそれらの間で鋭角を画定する、請求項11に記載のコネクタ。
  17. 前記圧縮軸線が、前記鋭角を実質的に二分する、請求項16に記載のコネクタ。
  18. 前記圧縮軸線が、前記クランプ軸受面と実質的に並ぶ、請求項16に記載のコネクタ。
  19. 骨係合固締具を細長部材に連結するコネクタ組立体であって、
    コネクタであって、骨に固定するための骨係合部分と、第1の係止面を画定する第1の連結部分とを有する、コネクタと、
    本体及び第2の連結部分を有するクランプであって、前記本体は、前記細長部材を中に受けるように寸法設定され、前記本体を通る通路を画定し、前記第2の連結部分は、連結軸線を画定し、前記コネクタの前記第1の連結部分と係合するように構成された第2の連結部分を有する、クランプと、
    前記第1の連結部分と前記第2の連結部分との間に配設される可変角度係止部材であって、前記可変角度係止部材は、前記横型コネクタの前記第1の係止面と複数の角度方向で係合する第2の係止面を有し、かつ、前記可変角度係止部材は、前記第2の係止面の反対側に係止部材軸受面を有する、可変角度係止部材と、
    前記クランプと前記細長部材との間に圧縮軸線に沿って延びる圧縮部材であって、前記圧縮部材は、前記圧縮軸線に沿って前記細長部材に圧縮力を加える、圧縮部材と、
    前記通路に隣接して配設された手段であって、前記圧縮軸線に沿って前記細長部材にかかる前記圧縮力を、前記連結軸線に沿って向かう係止力に変換して、前記細長部材を前記係止部材軸受面に押し付け、それによって前記第1の係止面を前記第2の係止面に係止させる、手段とを備える、コネクタ組立体。
  20. 変換する前記手段が、前記連結軸線に対して斜角で配設された少なくとも1つの軸受面を含む、請求項19に記載のコネクタ。
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