JP2009534165A - コネクタ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】脊椎ロッドの様な細長い部材を連結するためのコネクタ装置は、1つの実施形態では、ベースと柱を備えている第1部材と、第1部材の柱に外挿される穴を備えている第2部材を含んでいる。細長い部材は、概ね、両部材の間で、且つ柱の両側に設置されている。係止部材が柱に装着され、コネクタ部材と細長い部材を一体に係止している。
【選択図】図1
【選択図】図1
Description
本開示は、広義には脊椎固定システムに関係し、概括的には脊椎ロッドを接続するために使用されるコネクタ装置に関する。装置は、脊椎損傷又は変形の矯正に有用である。
幾つかの技法及びシステムが、脊椎湾曲の矯正及び安定化に使用するために、及び脊椎の疾患又は変性状態の場合に脊椎融合を促進するために開発されてきた。或るシステムでは、一対の曲げることのできるロッドが、脊柱に隣接して長手方向に配置されており、フックやスクリューの様な多数の固定要素によって脊椎の全長に沿って様々な椎骨に固定されている。或る特定の状況では、脊柱に接続されている既存の脊椎ロッドを新しい脊椎ロッドで補い、固定システムの強度と安定性を増すのが望ましいこともある。
脊椎中央線を横切って隣接する脊椎ロッドを連結し、剛性のある安定した構造を提供するため横方向のコネクタを提供する、数多くの脊椎ロッドシステムが開発されてきた。その様なシステムは、脊椎外科医に対して1つ又はそれ以上の難題を提示することになる。装置の多くは高い外形を有しているので、軟組織の外傷及び手術の複雑さが増す。更に、或る特定の状況では、脊椎中央線の同じ側の隣接する脊椎ロッドの間に横方向の接続を提供するのが望ましいこともある。
脊椎ロッドの間の剛性を有する横方向の接続は、ロッドの移動を制限し、構造的な剛性を高めるので有益である。脊椎の多レベルの融合が関与している多くの場合において、それらの特徴は、しっかりした骨の融合が達成される間、欠くことができない。融合が生じる前の術後期間には、相当量の運動が、ロッド又は他の細長い部材とワイヤ及びフックの様な他の構造体との間に生じる可能性がある。その様な運動は、例えば、脊柱側湾の矯正を減退させ、或いは骨盤を以前の変形位置に向けて回転させる可能性がある。2つの脊椎ロッドの間に剛性を有する横方向の接続を設けることで、矯正性能の損失を減らし、しっかりとした融合の促進を強化する、より堅固な構造を作り出すことができる。
最小限の構成要素と段階を用いて、装着が容易な先端を締め付ける様式で隣接する脊椎ロッドを連結し、固定システムの安定性を高める、低い外形の装置が依然として必要とされている。
本開示の原理の理解を促すことを目的として、これより図面に示す実施形態を参照してゆくが、実施形態の説明には特定の言語を使用する。しかしながら、これにより本発明の範囲に制限を加える意図は無いものと理解頂きたく、説明している装置に対する修正及び更なる変更、及び説明している本発明の原理の更なる応用は、本開示が関係する分野の当業者であれば普通に想起されるものと考えている。
図面を全体的に参照すると、コネクタ装置30の実施形態が示されている。この実施形態では、装置30は、第1保持部材32、第2保持部材34、及び係止部材36を含んでいる。概括的には、部材32と34は、以下で更に述べる様に、一体に組み立てられて、ロッドR1及びR2用の通路38及び40を形成している。部材32と34は、この実施形態では、係止部材36によって一体に固定されている。
部材32は、図示の実施形態では、概ねT字形状をしており、ベース部分42と、ベース42から伸張する柱44を有している。柱44は、互いに一体に形成されていてもよいし、他の実施形態では、別々に作られ、溶接又は他の適した取り付け方法で一体に取り付けられている。柱44は、図示の実施形態では部分42のほぼ中央に位置している。他の実施形態では、柱44は、他の位置に、例えば部分42の片側に向けた位置に配置されている。
ベース42は、幾分平面状になっており、外面46と側面48、50及び内面52を有している。面52の少なくとも一部分は、図示の実施形態では、凹面であり、或る特定の実施形態では、面52は、溝又はチャネル54、56を含んでいる。図示の様に、チャネル54と56は、実質的に円筒形で、ロッドR1、R2、又は様々な大きさの他の細長い部材を収容できるだけの大きさの直径を有していてもよい。ロッドが、チャネル(例えば、チャネル54)の直径より小さいか又は等しい直径を有している場合、ロッドは、チャネル54の中に嵌まり込み、及び/又はチャネル54の表面の殆どの部分と当接する。ロッドが、チャネルの直径より大きい直径を有している場合は、ロッドは、チャネルの縁部に接する。チャネル54と56は、この実施形態では実質的に互いに平行であり、柱44の両側に位置している。チャネル54と56は、図示の実施形態に示す様に、基本的に互いに同じ寸法形状になっていてもよいし、一方のチャネルが、直径、深さ、又は他の寸法に関して他方のチャネルと異なっていてもよい。更に、チャネル54と56は、両方共に柱44の片側に配置されていてもよいし、及び/又は平行でなくともよい。
柱44は、上で述べた様に、ベース42から伸張しており、図示の実施形態では、部分42に実質的に垂直な軸を有している。柱44は、自由端58からベース42までの存在する長さに実質的に沿って、標準的な機械ねじでねじが切られていてもよい。柱44は、チャネル54と56のそれぞれにロッドを配置できる大きさの直径を有している。而して、図示の実施形態では、柱44は、チャネル54又は56の何れも侵害しない。しかしながら、他の実施形態では、柱44は、チャネル54又は56の一方又は両方に侵入することがある。その様な場合、ロッドは、柱44並びにそれぞれのチャネルの表面及び/又は縁部と接触することになる。柱44の図示の実施形態は、自由端58からベース42に向かって伸張する、そして特定の実施形態では、実質的に柱44の全長に沿って伸張する、2つの溝59を含んでいる。他の実施形態では、柱44は、単一の溝59、或いは3つ以上の溝59を有していてもよく、又はその様な溝が無くてもよい。複数の溝59が柱44に設けられている場合、それらの溝は、柱44の周囲に不規則に間隔を空けて配置されていてもよい。
第2保持部材34は、柱44の周囲に嵌まり込むカバー又はキャップと考えてもよい。部材34の図示の実施形態は、外側面60、内側面62、側面63、64及び穴65を有する平板状の構造体である。外側面60は、図示の実施形態では、実質的に平坦であるが、他の実施形態では、湾曲していてもよく、実質的に平滑面でも粗面でもよい。例えば、外側面60は、係止部材36と高摩擦接続するようにローレット加工が施されていてもよい。内側面62は、2つのチャネル66、68を含んでおり、これらのチャネルは、実質的に円筒形で、ロッド又は様々な大きさの他の細長い部材を収容できるだけの大きさの直径を有していてもよい。チャネル66と68は、実質的に互いに平行で、穴65の両側に位置している。チャネル66と68は、図示の実施形態に示す様に、互いに基本的に同じ寸法形状になっていてもよいし、一方のチャネルが、直径、深さ、又は他の寸法に関して他方のチャネルと異なっていてもよい。チャネル66と68は、両方共に穴65の片側に配置されていてもよいし、及び/又は平行でなくともよい。更に、チャネル66と68の一方又は両方は、それぞれが向かい合うチャネル54又は56と実質的に同じでもよい。図示の実施形態では、例えば、チャネル66は、少なくとも直径及び深さに関しては、向かい合うチャネル54と実質的に同じであり、チャネル68も、少なくとも直径及び深さに関しては、向かい合うチャネル56と実質的に同じである。
部材34の穴64は、部材34の実質的に中央に位置していてもよい。図示の実施形態では、部材34は、実質的に平滑な内部表面70を有しており、一対のボス72が、穴65の中へと半径方向に伸張している。ボス72は、穴65の中に位置しているので、溝59と共にキー結合機構として機能し、部材34を柱44の回りに確実に特定の方向に向けて設置できるようになる。或る特定の実施形態では、ボス72と溝59は、それぞれの部材34と32に関して位置決めされているので、部材32は、部材32と34が実質的に互いに整列した状態の時に限り、部材34と組み立てることができるようになる。部材32と34が1つ又はそれ以上のチャネルを含んでいる実施形態では、ボス72と溝59は、各部材のその様なチャネルが互いに整列するように位置決めされる。柱44が異なる数の溝59を含んでいる実施形態では、溝59の数と等しいか又はそれより少ない数のボス72が穴65に設けられていてもよく、或いは穴65と柱44を他の方法で一体にキー結合させてもよい。柱44が1つ又はそれ以上の溝59を有していない実施形態では、穴65が、1つ又はそれ以上のボス72を有している必要は無い。
係止部材36は、図示の実施形態では、雌ねじが切られているナットになっており、この雌ねじは、柱44の機械加工ねじと噛み合わせることができる。係止部材36は、柱44上で回転させて締め付けるために外部が六角形になっている。係止部材36の底面74は、部材34の外側面60の隣接する部分と実質的に沿うようになっている。而して、外側面60が実質的に平坦な場合には、底面74も実質的に平坦であり、外側面60が曲面状の隣接穴64(例えば、凹面又は円錐面)を有している場合は、底面74も実質的に同様の曲面を有している。更に、底面74は、外側面60と密着接触及び/又は高摩擦を提供するため、平滑面又は粗面になっていてもよい。係止部材36としては、ロックナットの様な様々なナット構造を使用することができ、或いは圧設クランプ又は形状記憶クランプの様な他の型の係止又は保持部材を使用することができることも理解頂けよう。
装置30は、一般に、脊椎ロッドの様な2つの整形外科用の細長い部材を互いに接続するために使用される。装置30を使用する特定の実施形態を、脊椎手術手順に関して以下に説明する。装置30は、他の整形外科的処置でも使用できるものと理解頂きたい。
一般に、外科医は、最初に、機器を取り付けるため、開放性の低侵襲性の又は他の技法によって椎骨又は運動体節へアクセスする。第1ロッドR1は、1つ又はそれ以上の椎骨と、スクリュー、フック、クランプ、他の固定装置又はそれらの組み合わせなどの骨アンカー(図示せず)によって接続され、第2ロッドR2も、同様に、1つ又はそれ以上のロッドR1と同じ椎骨、又は異なる1組の椎骨と接続される。骨アンカーによってロッドを椎骨に取り付けるのは、装置30を植え込む同じ手術の間に行うことができ、或いは、装置30を導入する前の手術で、R1とR2の一方又は両方を植え込んでもよい。後者の場合、装置30は、「補正手術」で設置され、即ち新しいインプラントを設置し、古いインプラントを取り外し又は調節し、脊柱に対して調整又は更なる矯正を施し、又は以前の手術処置に何らかの方法で修正を施す、と言うこともできる。
装置30の部材32は、ロッドR1及びR2が内側面52と隣接し、柱44がロッドR1とR2の間に位置するように、ロッドR1及びR2に対して設置される。部材32がチャネル54及び/又は56を含んでいる実施形態では、ロッドR1及びR2の一方又は両方は、少なくとも部分的には、それらのそれぞれのチャネルの中に又はチャネルと隣接するように設置される。ロッドR1が、以前の手術処置で椎骨に接続されているか、又は装置30を設置する前に他の方法で椎骨に接続されている場合、部材32はロッドR1の周囲で操作されるので、ロッドR1は、上記の様に、部材32に隣接することになる。例えば、部材32の側面(例えば側面50)は、予め固定されたロッドR1と、隣接する骨又は他の組織との間を動かされる。次に、「補正」ロッドとなるロッドR2が、先に述べたように部材32に対して設置される。ロッドR2は、椎骨に、装置30に接続する前又は後で取り付けることができる。ロッドR1とR2が同じ手術処置の間に植え込まれる場合、装置30は、ロッドR1及びR2に対して、ロッドを椎骨に接続する前に、一方のロッドを椎骨に接続した後で且つ他方のロッドを椎骨に接続する前に、設置してもよいし、ロッドR1とR2を椎骨に接続した後で、ロッドR1及びR2に対して設置してもよい。
部材34は、部材32の柱44が部材34の穴64を貫通して伸張するように、部材32の上方に設置される。柱44が1つ又はそれ以上の溝59を含んでおり、且つ1つ又はそれ以上のボス72が穴65の中へと伸張している実施形態では、ボス72は溝59と整列するので、部材34が柱44に沿って下方に滑動する際には、ボス72が溝に沿って滑動する。部材34は柱44に沿って滑動するので、例えば、ロッドR1とR2が、少なくとも部分的には、チャネル66と68の中に、又はチャネルと隣接するように設置される時には、部材34は、ロッドR1とR2に隣接又は当接することになる。部材34と部材32が、互いに対して及びロッドR1とR2対してこの様に配置されると、係止部材36を柱44に係合させることができる。係止部材36がナットで、柱44にねじが切られている実施形態では、係止部材36は、部材32と34をロッドR1とR2に押し付けるために、柱44の上にそして部材34に対してねじ込まれる。柱44の高さが、装置30をロッドR1及びR2に係止した時に、柱44の一部分が係止部材36から突出する様な場合は、突出する柱44の部分を切断するか、削り落とすか、又は他の方法で取り除いてもよい。
先に述べたように、装置30で2つのロッドR1及びR2を一体に接続して、1組の椎骨又は脊椎運動体節に対して頑丈な2つのロッドによる支持を形成すること、又は、一方が上位の組の椎骨に取り付けられ、他方が下位の組の椎骨に取り付けられている2つのロッドを連結することによって長い「ロッド」を形成すること、の何れかを行うことができる。装置30は、予め植え込まれたロッドに対して容易に配置することができ、なぜなら、装置30は、この様なロッドに対して、使用できる空間的を使って、即ち、ロッドが接続されている骨アンカーを動かすこと無く、又はロッドやアンカーの部分の周囲又はその内部に成長している骨や他の組織を除去すること無く、又はそれらを妨げること無く、配置できるからである。必要ならば、骨又は他の組織を、チャネル54、56、66及び/又は68の中の様な、部材32と34の間に配置することができ、部材32と34を、骨又は他の組織の周りに、及び、骨又は他の組織が付いているロッド部材の周りに係止することもできる。部材32と34が分離しており、装置30の内側に容易にアクセスできるという装置30の開放的な性質によって、解剖学的な又は外科的な状況の範囲で装置30を使用することができる。
上に述べた構造に対して変形例を作ることもできるものと理解頂きたい。例えば、柱44の実施形態は、比較的平滑であってもよいし、別の係止機構による接続ができる他の造形を含んでいてもよい。柱44が平滑な場合は、クランプ機構(例えば、ばね負荷式クランプ)を柱44の周囲及び部材34の上に設置して、部材32と34が、ロッドR1及びR2の様な細長い部材の周りに、及び/又はそれに保持されるようにすることもできる。柱44に開口部又は窪みを設けて、その中にピン又はバーを挿入し、係止機構を柱44に及び部材34に押し付けて保持することもできる。更に、他の実施形態では、柱44の溝、又は部材34のボス72が無い場合もある。この様な実施形態では、異なるキー結合機構が採用されることになり、又はキー結合機構が存在せず、部材34が、柱44に対して自由に回転できるようになっていてもよい。
更に、柱44にねじが切られている場合は、図8の1つの実施形態で示している、底面又は伸張部76を含んでいる雌ねじ付き係止部材36’を設けてもよい。係止部材36’は、部材32と34が細長い部材を把持するように部材34に力を加えるだけでなく、更に底面76が一方又は両方の細長い部材に接触する。この様に、細長い部材とコネクタ20が係合される付加的な単一の又は複数の点が設けられ、コネクタの摩擦力及び把持強度を高めることができる。底面76は、圧縮可能な部分、例えば、板ばねに類似する部分、又はゴム又は弾性ポリマーの様な弾性的に圧縮可能な材料の部分であってもよい。
先に述べた実施形態に対する他の変形例も考えられる。例えば、部材32及び/又は34は、実質的に長方形でもよいし、他の形状を有していてもよい。その様な部材をより嵩張らないようにし、隣接する組織と干渉し、又はこれを刺激することがないようにするため、部材32’及び/又は34’は、図9−10に示す様に、実質的に菱形になっていてもよい。この実施形態では、部材32’と34’は、穴65と柱44に近接する中間部Mで最も幅が広く、細長い部材に隣接する側部48’、50’、63’及び64’で比較的細い幅まで狭くなっている。この菱形形状は、更に、細長い部材(仮想線で示す)の長手方向軸に対し傾いた表面Sを提供している。細長い部材に接続されている椎骨の屈曲又は伸張が起きた時には、手術中でも自然な運動の時でも、細長い部材と、部材32’ 及び34’の隣接する表面Sとの間の非垂直的な関係の故に、細長い部材に掛かる応力が制限される。部材32’ と34’は、実質的に同じ形状を有していてもよいし、一方が他方と幾らか異なった形状であってもよいものと理解されたい。部材32’と34’の他の態様は、部材32と34に関して先に述べた態様と実質的に同じであってもよい。
更に、先に述べたように、チャネル(例えば、54、56、66及び68)が設けられている場合、それらのチャネルは、実質的に互いに同じ大きさでもよいし、幾らか異なる大きさでもよい。而して、例えば、部材32のチャネル54と部材34のチャネル66は、部材32のチャネル56と部材34のチャネル68より幾らか小さい半径を有していてもよい。この様な状況では、大きい方のロッドをチャネル56と68によって作り出される通路に収容し、小さい方のロッドをチャネル54と66によって作り出される通路に収容することができる。この様な構造は、2つの異なる直径を有するロッドを植え込む場合に有用であろう。而して、例えば、比較的大きなロッドが最初の手術で植え込まれ、比較的微小な補正が必要な場合は、上で述べたように設計されている実施形態のコネクタ30を用いて、幾らか細いロッドを補正手術で植え込んでもよい。同様に、恐らくは小児科の症例で、比較的細いロッドが最初の手術で植え込まれている場合、後で、補正手術で、大きなロッドを、この様な実施形態のコネクタ30を用いて植え込んでもよい。
コネクタ30の部品は、コネクタ30と共に使用される具体的な細長い部材、又は他のインプラントにも適合性のある、生体適合性材料で構成されている。而して、コネクタ30は、チタン、ニッケル、チタン及びニッケルの合金、ステンレス鋼、或る種の頑強なプラスチック材料、又は他の頑強な材料で作ってもよい。コネクタ装置30用に選定される材料は、コネクタ装置30と共に使用されるロッドの材料と同じであるか、又は、少なくとも、ロッドと共に使用された時に不快な又は不都合な反応を引き起こすことのない材料とすべきである。上記以外の材料を使用することもできるものと理解頂きたい。
以上、本開示を、図面に示し、上記説明で詳細に解説してきたが、それらは例示を目的としており何ら制限を加えるものではない。好適な実施形態を示し説明したに過ぎず、特許請求の範囲に述べる精神の範囲に入る全ての変更及び修正は保護の対象となるよう要求するものと理解頂きたい。
Claims (16)
- 細長い部材を連結するためのコネクタ装置において、
ベース部分と柱を有する第1部材と、
穴を有する第2部材であって、前記部材は、前記柱が前記穴を貫通して伸張し、前記部材は互いに対して可動であるように接続されており、接続された前記部材は、第1の細長い部材の一部分を収容するための第1位置と、第2の細長い部材の一部分を収容するための第2位置とを画定しており、前記位置は、前記部材の間に、且つ前記柱のそれぞれの側にある、第2部材と、
前記柱に接続され、前記第2部材を前記第1部材に向けて押圧する様になっている係止部材と、を備えている装置。 - 前記部材の少なくとも一方は、前記位置の内の少なくとも1つの位置に少なくとも1つのチャネルを含んでおり、前記少なくとも1つのチャネルは、実質的に直線状であり、且つ前記部材の他方と向かい合っており、前記少なくとも1つのチャネルは、細長い部材の少なくとも一部分を収容できる寸法形状に作られている、請求項1に記載の装置。
- 前記柱にはねじが切られており、前記係止部材は雌ねじが切られているナットである、請求項1に記載の装置。
- 前記柱は、少なくとも1つの長手方向の溝を含んでおり、前記第2部材は、前記穴の中へと伸張し、且つ前記柱の溝に沿って滑動できる寸法形状に作られている少なくとも1つのボスを含んでいる、請求項1に記載の装置。
- 前記柱は、直径上の互いに反対側に位置する2つの長手方向の溝を含んでおり、前記第2部材は、前記穴の中へと伸張し、且つ直径上の互いに反対側に位置する2つのボスを含んでおり、前記ボスは、前記柱のそれぞれの溝に沿って滑動できる寸法形状に作られている、請求項1に記載の装置。
- 前記第1部材の前記ベース部分は、中央部と2つの側部を有しており、前記第2部材は、中央部と2つの側部を有しており、前記第1部材の前記ベース部分と前記第2部材の少なくとも一方は、前記側部が前記中央部より幅が狭くなっている実質的に菱形の形状を有している、請求項1に記載の装置。
- 前記第1部材の前記ベース部分は、中央部と2つの側部を有しており、前記柱は、前記中央部に位置しており、前記側部の内の第1側部は、前記第1位置に、実質的に前記第2部材と向かい合い、且つ細長い部材の少なくとも一部分を収容できる寸法形状に作られている第1の実質的に直線状のチャネルを含んでおり、前記側部の内の第2側部は、前記第2位置に、実質的に前記第2部材と向かい合い、且つ細長い部材の少なくとも一部分を収容できる寸法形状に作られている第2の実質的に直線状のチャネルを含んでいる、請求項1に記載の装置。
- 前記チャネルは、実質的に平行である、請求項7に記載の装置。
- 前記柱は、実質的に前記チャネルの間に位置している、請求項7に記載の装置。
- 前記第2部材は、中央部と2つの側部を有しており、前記穴は、前記第2部材の前記中央部に位置しており、前記第2部材は、前記第1位置に、実質的に前記第1チャネルと向かい合う第3の実質的に直線状のチャネルを、そして前記第2位置に、実質的に前記第2チャネルと向かい合う第4の実質的に直線状のチャネルを含んでいて、前記第1及び第3チャネルが、共同して細長い部材用の通路を形成し、前記第2及び第4チャネルが、共同して細長い部材用の通路を形成するようになっている、請求項7に記載の装置。
- 少なくとも部分的には前記通路の一方の中に第1の細長い部材を、そして少なくとも部分的には前記通路の他方の中に第2の細長い部材を、更に備えている、請求項10に記載の装置。
- 脊椎整形外科のインプラント装置において、
第1及び第2の脊椎ロッドと、
ベース部分と中央の柱を有している第1コネクタ部材であって、前記ベース部分は、前記柱からずれて配置されている第1及び第2のチャネルを含んでおり、前記第1ロッドは、前記第1チャネルの少なくとも一部分を占有し、且つ前記第1コネクタ部材と接触しており、前記第2ロッドは、前記第2チャネルの少なくとも一部分を占有し、且つ前記第1コネクタ部材と接触しており、前記柱は、実質的に前記第1及び第2ロッドの間を伸張している、第1コネクタ部材と、
中央の穴と前記穴からずれて配置されている第3及び第4チャネルを有している第2コネクタ部材であって、前記第3チャネルは前記第1チャネルとほぼ平行であり、前記第4チャネルは前記第2チャネルとほぼ平行であり、前記柱は前記穴を少なくとも部分的には通って伸張している、第2コネクタ部材と、
前記柱の少なくとも一部分の周囲に装着され、前記第2コネクタ部材に係合している係止部材であって、これによって、前記第1及び第2コネクタ部材と前記第1及び第2の細長い部材は、実質的に互いに動くことができない状態になっている、係止部材と、を備えている装置。 - 前記柱と前記第2コネクタ部材は、前記第2コネクタ部材の前記柱に対する回転を実質的に制限するが、前記第2コネクタ部材の前記柱に対する並進を制限しない、キー結合機構の部分を含んでいる、請求項12に記載の装置。
- 前記キー結合機構は、前記柱に、少なくとも1つの実質的に直線状の溝を、そして前記第2コネクタ部材に、前記少なくとも1つの溝の中に少なくとも部分的には配置される少なくとも1つのボスを、含んでいる、請求項13に記載の装置。
- 前記柱には雄ねじが切られており、前記係止機構はナットである、請求項12に記載の装置。
- 前記ナットは、前記細長い部材の少なくとも1つと接触する底面を含んでいる、請求項15に記載の装置。
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