JP2010515552A - 骨固定具組立体 - Google Patents

Abstract

本発明は、患者の骨を安定させるための構造物に有用な骨固定具組立体を提供する。本発明の１態様では、骨固定具組立体は接続部材、固定具座、および骨固定具を含む。固定具座および固定具は接続部材内に受容可能であり、固定具座は、固定具を接続部材内に保持するために第１位置から第２位置に移動可能である。発明の別の態様では、骨固定具組立体はロッドホルダと、ロッドホルダの軸線を中心に回転できるようにロッドホルダに取り付けられた固定具座と、骨固定具とを含む。骨固定具は略「Ｔ」字状であり、骨固定具と固定具座との間の角度を変化させるために骨固定具が回動できるように、固定具座と回動自在な関係で係合する。
【選択図】 図１

Description

関連出願の相互参照

本出願は２００７年１月１２日に出願された米国特許仮出願第６０／８８４，７８６号および２００７年４月３日に出願された米国特許仮出願第６０／９０９，８９１号の利益を主張する。

発明の分野

[0001]本発明は医用固定装置に関し、さらに詳しくは、患者の骨を安定させるための構造物に有用な骨固定具組立体に関する。

背景

[0002]種々の整形外科的および神経学的処置は、１つの骨または骨片を別の骨または骨片に接続する構造物において固定具を利用する。例えば人間の脊柱の１つの椎骨と別の椎骨との接続は、一般的な有益な処置である。人間の脊柱の椎骨は、上下に次々と重ねて柱状に配列される。隣接椎骨間には椎間板が存在し、隣接椎骨間で力を伝達し、かつそれらの間にクッションを提供する。椎間板は脊柱の屈曲および捩りを可能にする。

[0003]年齢と共に椎間板の破壊または変性が始まり、結果的に椎間板の流体の損失が生じ、したがって結果的に椎間板の柔軟性が低下する。同様に、椎間板が薄くなり、椎骨同士を接近させる。変性の結果、椎間板の外層すなわち線維輪に断裂または亀裂が生じることもある。椎間板は外向きに膨隆し始めることもある。より重篤な事例では、椎間板の内部物質すなわち髄核が事実上、椎間板から外に押し出されることがある。

[0004]脊柱管狭窄として知られるプロセスで、過剰な骨成長、管内の（靭帯物質のような）組織の肥厚、または両方のため、脊柱管は狭窄することがある。

[0005]隣接椎骨間の椎間関節は変性して限局痛および／または放散痛を引き起こすことがある。

[0006]椎間板の変性変化に加えて、脊柱は自動車事故、転落、力仕事、および他の活動による外傷のため変化をきたすことがある。

[0007]脊柱は先天的に奇形することもあり、あるいは例えば脊柱側湾症、脊柱後湾症、脊椎症、脊椎すべり症、および他の変形の場合のように長い間に奇形になることもある。

[0008]上述した状態は、身体の種々の部分の美観の減損、疼痛、しびれ感、脱力感、または麻痺さえも引き起こすことがあり得る。上記状態および同様の状態の全てを集合的にここでは脊柱疾患と呼ぶ。

[0009]一般的に、外科医は、隣接椎骨を相互に安定させ、隣接椎骨間の正常な間隔を回復して脊柱の形状を改善し、かつ冒された神経組織の圧力を解放するように試みることによって、脊柱疾患を治療する。椎骨の安定化はしばしば、例えばペディクルスクリュのようなねじなどの固定具で椎骨に取り付けられたプレートおよび／またはロッドにより達成される。安定化は、隣接椎骨間の動きが排除されかつ椎骨間の骨融合が助長されるように不動にすることができ、あるいは、椎骨間の連続的動きが可能となるように動的にすることができる。しばしば、安定化は、骨、金属、またはプラスチックから作られた剛性スペーサを隣接椎骨間の椎間板空間内に挿入し、かつ椎骨を合体または融合させて単一の骨片にすることを含む。

[0010]患者の解剖学的形態および／または望まれる矯正はしばしば、固定具を骨および安定化構造物の残部に対して種々の角度で整列させることを必要とする。安定化構造物に対して傾斜させることのできるねじが開発され、それらは一般的に「多軸」ねじと呼ばれる。しかし、多くのそのような多軸ねじシステムが市場で販売されてきたという事実にもかかわらず、改善が望まれる。特に、現在の装置は角度調整が限定される。

概要

[0011]本発明は、患者の骨を安定化するための構造物において有用な骨固定具組立体を提供する。

[0012]本発明の１態様では、骨固定具組立体は接続部材、固定具座、および骨固定具を含む。固定具座および固定具は接続部材内に受容可能であり、固定具座は、固定具を接続部材内に保持するために第１位置から第２位置に移動可能である。

[0013]本発明の別の態様では、骨固定具組立体はロッドホルダと、ロッドホルダの軸線を中心に回転できるようにロッドホルダに取り付けられた固定具座と、骨固定具とを含む。骨固定具は略「Ｔ」字状であり、骨固定具と固定具座との間の角度を変化させるために骨固定具が回動できるように、固定具座と回動自在な関係に係合する。

[0014]本発明の別の態様では、ロッドホルダおよび固定具座は各々環状リムを含み、骨固定具組立体はさらに、内径と内径の周囲に形成された環状溝とを有する旋回リングを含み、環状溝はロッドホルダおよび固定具座の環状リムに同時に係合可能である。

[0015]本発明の別の態様では、ロッドホルダおよび固定具座は各々リムおよびアンダーカットを備え、ロッドホルダおよび固定具座は、一方のリムを他方のアンダーカット内に嵌合して、スナップ嵌合する関係により互いに係合可能である。

[0016]本発明の別の態様では、固定具座およびロッドホルダは各々溝を含み、固定具座およびロッドホルダは溝を整列させて入れ子状に一体に嵌合される。骨固定具組立体はさらに、両方の溝に同時に着座して固定具座およびロッドホルダを一体に係止する大きさに作られた係止リングを含む。

[0017]本発明の別の態様では、骨固定具組立体は、ロッドホルダに取り付け可能かつ固定具座と係合可能な少なくとも１つのプレートを含む。

[0018]本発明の別の態様では、固定具のヘッドは、固定具の軸線を中心に回転できるように固定具に取り付けられた別個の部材を含む。

[0019]本発明の別の態様では、固定具のヘッドは、第１端および第２端と、第１端および第２端の各々の周りに形成された環状溝と、を含む。各環状溝は、固定具座の両側の固定具座の一部分を受容する。

[0020]本発明の種々の実施例について、添付の図面を参照しながら説明する。これらの図面は単に本発明の例証としての実施例を示すだけであって、その範囲を限定することを意図したものではない。

本発明に係る骨固定具組立体の斜視図である。 図１の骨固定具組立体の側面図である。 図１の骨固定具組立体の底面図である。 図１の骨固定具組立体の分解組立斜視図である。 図１の骨固定具組立体の側面断面図である。 図１の骨固定具組立体の側面断面図である。 図１の骨固定具組立体の側面断面図である。 図１の骨固定具組立体の側面断面図である。 部品の代替的嵌合を示す図１の骨固定具組立体の側面断面図である。 図１のねじ座の代替的配列の上面図である。 図１０のねじ座の部分側面断面図である。 図１０のねじ座の側面断面図である。 本発明に係る骨固定具組立体の別の実施形態の分解組立斜視図である。 図１３の骨固定具組立体の部分側面断面図である。 図１３の骨固定具組立体の側面断面図である。 本発明に係る骨固定具組立体の別の実施形態の分解組立斜視図である。 図１６の骨固定具組立体の側面断面図である。 図１７の側面断面詳細図である。 図１３〜１７の骨ねじの代替的配列の分解組立斜視図である。 図１９の骨ねじの実施形態の側面断面図である。 本発明に係る骨固定具組立体の別の実施形態の分解組立斜視図である。 図２１の骨固定具組立体の上面断面図である。 図２１の側面断面図である。 本発明に係る骨固定具組立体の別の実施形態の分解組立斜視図である。 図２４の骨固定具組立体の側面断面図である。 本発明に係る骨固定具組立体の別の実施形態の分解組立斜視図である。 図２６の骨固定具組立体の側面断面図である。

例証としての実施例の説明

[0048]本発明に係る骨固定具組立体の実施形態は、固定具が組立体の長手軸に対して回動しかつ長手軸を中心に旋回することができるように一体に取り付けられた、骨固定具および接続部材を含む。固定具および接続部材のマウンティングは、固定具が接続部材に対して１方向により大きく回動できるように偏倚させることができ、あるいは１方向のみに回動できるようにそれらを制約することができる。接続部材に対する固定具の回動態様を偏倚させるかまたは選択的に制約することによって、優位方向の回動量およびマウンティング強度の両方を増大することができる。固定具と接続部材との間のマウンティングの旋回性のため、接続部材に対する固定具の最大回動位置は独立して、組立体の長手軸を中心に任意の旋回位置に方向付けることができる。したがってこの構成は、固定具および接続部材の相対的方向付けに関して幾何学的に包括的である。

[0049]骨固定具は、ねじ、ピン、釘、ボルト、ステープル、フック、および／または骨を係合するための任意の他の適切な固定具を含むことができる。

[0050]接続部材は、プレート係合スタッド、ロッドホルダ、および／または患者の骨を安定化させるための構造物を組み付けるための任意の他の適切な部材を含むことができる。

[0051]マウンティングは、ボールソケット、ヒンジ、スピンドル、および／または他の適切なマウンティングを含むことができる。

[0052]本発明を例証するために使用する特定の実施形態は、ロッドを椎骨に取り付けるために有用なペディクルスクリュの形態である骨固定具組立体を示すが、骨固定具組立体は当分野で公知の種々の方法のいずれかで骨に接続することができ、体内の任意の位置で骨を安定化させるための当分野で公知の種々の構造物のいずれでも利用することができる。

[0053]例えば図１〜３は、隣接椎骨をロッド１０２に対して固定し、それによって椎骨を相互に対して安定化させるために、脊椎ロッド１０２に結合されたペディクルスクリュ組立体１００の形態である１対の骨固定具組立体を示す。各ペディクルスクリュ組立体１００は、ねじ１０４の形態である骨固定具と、ロッドホルダ１０６の形態である接続部材と、ねじ１０４およびロッドホルダ１０６を連結するねじ座１０８の形態であるマウンティング（図２）とを含む。組立体は、ロッドホルダ１０６、ねじ座１０８、およびねじ１０４を通る長手軸１１０を含む。

[0054]図２に明示するように、ねじ１０４は、長手軸１１０を含む少なくとも１つの垂直面内で回動して、ねじ１０４とロッドホルダ１０６との間の角度を変化させることができる。ねじ座１０８はねじ１０４が優位方向に最大角度まで回動することを許容する一方、他の方向の回動を制限する物質を保持することによって、支持および強度を維持する。図１〜３の実施例では、ねじ座１０８は、ねじ１０４が優先的に切欠き１１２内に回動することを可能にする切欠き１１２（図３）を含む。図３に明示するように、ねじ座１０８がロッドホルダ１０６内で回転するので、ねじ１０４は、長手軸１１０と交差する水平面内で、長手軸１１０を中心に旋回することもできる。垂直回動および水平旋回のこの組合せは、ロッドホルダ１０６が切欠き１１２の位置とは関係なく任意の所望の位置に旋回し、かつねじ１０４が最大ねじ回動の位置を選択的に向くことを可能にする。この動きを達成するための種々の機構について下述する。

[0055]図４〜８は、図１のペディクルスクリュ組立体１００の１実施形態の詳細を示す。ペディクルスクリュ組立体１００は、ねじ１０４、ロッドホルダ１０６、ねじ座１０８の形態であるマウンティング、ロッド挿入体１１４、および止めねじ１１６を含む。

[0056]ねじ１０４は、遠端の先端１２０、近端のヘッド１２２、およびそれらの間に延びる長手軸１２４を有する細長いシャンク１１８を含む。ねじ１０４を骨内にねじ込むことができるように、シャンクの周りにねじ山１２６が螺刻される。ヘッド１２２は筒形、円錐形、楕円形、球形、および／または任意の他の適切な形状とすることができる。図４の例証としての実施例では、ヘッド１２２は、略球形であり、下部ねじ座接触部１２８および上部挿入体接触部１３０を有する。

[0057]ロッドホルダ１０６は、略筒状本体１３２を含む。略筒状本体１３２は、近端付近の上部開口または第１開口１３８から、遠端付近の下部開口または第２開口１４０まで軸線１３６に沿って本体１３２を貫通する長手方向通路１３４を有する。本体１３２は、下部開口１４０に隣接するねじ座接触面１４２を画成する。ねじ座接触面１４２は凹状球形であることが好ましく、下部開口１４０の直径より大きい直径を有する。横行通路１４４は、ロッド１０２（図１）を受容するために軸線１３６に交差して本体１３２を貫通して延びる。横行通路１４４は、ロッド１０２を近位から遠位への移動することによりロッドホルダ１０６内に配置することができるように、近位方向に開口することが好ましい。代替的に、ロッド１０２を横方向にロッドホルダ１０６内に挿入しなければならないように、横行通路１４４は近位方向に閉鎖することができる。ねじのねじ山１４６は、上部開口１３８からロッドホルダ本体１３２内に遠位方向に螺刻される。

[0058]ねじ座１０８は、下部ロッドホルダ接触面１５０を有する略筒状本体１４８を有する。ロッドホルダ接触面１５０は、ねじ座接触面１４２と相対的に回動自在な関係に係合するように、凹状球形であることが好ましい。長手方向通路１５２は、近端付近の上部開口１５６から遠端付近の下部開口１５８まで軸線１５４に沿って本体１４８を貫通して延びる。本体１４８は、下部開口１５８に隣接してねじヘッド着座面１６０を画成する。ねじヘッド着座面１６０は凸状球形であることが好ましい。切欠き１６２は、長手方向通路１５２から半径方向外向きに延び、ねじシャンク１１８の一部分を受容する大きさである。切欠き１６２は本体１４８の途中までしか延びなくてもよく、あるいは図４に示し、以下でさらに詳述するように、本体を完全に貫通してもよい。

[0059]挿入体１１４は、近端付近の上部１６８から遠端付近の下部ねじヘッド接触面１７０まで長手軸１６６に沿って延びる、略筒状本体１６４を有する。ねじヘッド接触面１７０は、環状座１７４を画成する軸穴１７２を含むことが好ましい。横行通路１７６は、ロッド１０２を受容するために軸線１６６に交差して本体１６４を貫通して延びる。横行通路１７６は、ロッド１０２を近位から遠位への移動することにより挿入体１１４内に配置することができるように、近位方向に開口することが好ましい。代替的に、ロッド１０２を横方向に挿入体１１４内に挿入しなければならないように、横行通路１７６は近位方向に閉鎖することができる。横行通路１７６の底部はロッド接触面を画成し、凹状筒形であることが好ましい。

[0060]止めねじ１１６は、長手軸１８０を中心とする略筒状本体１７８と、外側に螺刻されたねじ山１８２と、ドライバ係合部１８４、この実施例ではマルチローブ形開口とを有する。止めねじ１１６は、ロッドホルダ１０６の上部開口１３８内に螺合受容可能である。

[0061]図５および６は、図４の構成部品を組み立てる方法を示す。図５を参照すると、ねじヘッド１２２はロッドホルダ１０６の下部開口１４０から上方に挿入される。ねじ座１０８は横に傾けられ、切欠き１６２をねじヘッド１２２の方向に向けて、ロッドホルダ１０６の上部開口１３８から挿入される。ねじ座１０８がねじ座接触面１４２と係合すると、ねじ座１０８は直立に傾けられるので切欠き１６２がねじヘッド１２２の下に摺動し、ねじシャンク１１８を受容する。ねじ１０４が切欠きの方向にだけ回動することができ、切欠きの方向と直角の方向には回動できないように、通路１５２および切欠き１６２は、ねじシャンク１１８の周りに密嵌する大きさにすることが好ましい。代替的に、例えば切欠き１６２がねじ座１０８全体に延在しない場合、ねじ座１０８をロッドホルダ１０６内に配置し、ねじ１０４をロッドホルダ１０６の上部開口１３８からねじ座１０８内に挿入することができる。しかし、この代替例の場合、ねじ山１２６を通過させることができるように、ねじ座内の通路１５２を充分に拡大する必要がある。

[0062]図６を参照すると、ひとたびねじ１０４およびねじ座１０８がロッドホルダ１０６内に配置されると、ロッド１０２を受容するための準備として、挿入体１１４がねじ１０４上に配置される。ねじ１０４、ねじ座１０８、および挿入体１１４は手術中に外科チームが組み立てることができ、あるいは事前に組み立てることができる。手術中のそれらの使用を簡素化するために、構成部品を事前に組み立て、分解を防止するように適宜係止することが好ましい。図４〜８の例示的実施形態では、ロッドホルダ１０６は、分解を防止するためにロッドホルダ１０６内に挿入体１１４を固定するために、内側に押し込まれる材料の薄いウェブ１８８を画成する盲穴１８６を含む。

[0063]手術中に、ねじ１０４は所望の角度で骨内、例えば椎弓根内に打ち込まれる。ねじ１０４が切欠き１６２内にある状態でロッドホルダ１０６はねじ１０４に対して所望の角度に回動し、かつ横行通路１４４を所望のロッドの向きに整列させるように、ロッドホルダ１０６はねじ座１０８に対して所望の向きに旋回される。次いでロッド１０２は横行通路１４４内に配置され、ロッド１０２、挿入体１１４、ねじ１０４、ねじ座１０８、およびロッドホルダ１０６を一体に押圧するように、止めねじ１１６はロッドホルダ１０６内にねじ込まれ、構造物を所望に位置に係止させる。

[0064]図４〜８の例示的実施形態では、ねじ座１０８および挿入体１１４はそれらの間に間隙１９０を有するように形作られ、かつねじ座１０８がロッドホルダ１０６のねじ座接触面１４２に対して回動することができ、ねじシャンク１１８がねじ座１０８に対して回動することができるように、ねじ座１０８はねじシャンク１１８に隣接して（図６で１９２に示すように）逃げが設けられる。これは事実上「双投」動作を生じ、そこでねじシャンク１１８がねじ座１０８に当接しかつねじ座１０８がほとんどの方向で挿入体１１４に当接するまで、ねじ１０４は第１の量回動することができ（図７）、かつそれがロッドホルダ１０６に当接するまで切欠き１６２の優位方向にさらなる量（図８）回動することができる。ロッドホルダ１０６は、好ましい方向にさらに回動することができるように、切欠きを設けることができ、ねじ座１０８は、ねじシャンク１１８がロッドホルダ１０６に当接する前にさらに回動するように、ロッドホルダ１０６の下にさらに突出するように延長させることができる。

[0065]図９の実施形態では、間隙が無く、ねじ１０４は切欠き１６２の方向のみに回動することができる。換言すると、ねじ１０４は、切欠き１６２の方向を除き、全ての方向の回動を抑止される。この「単投」構成は、挿入体１１４がねじヘッド１２２に押し付けられたときに改善された係止が達成されるように、ねじのヘッド１２２を挿入体１１４に対してセンタリング状態に維持するので有利である。

[0066]図１０〜１２は、図４〜８のねじ座１０８と略同様に構成されかつ同様に動作する代替的ねじ座２００を示す。特に、ねじ座２００は、ねじヘッド１２２が弧に沿って摺動しかつ弧上の任意の位置で回動することを可能にする細長いねじヘッド着座面２６０を有する点が、図４〜８のそれとは異なる。代替的に、細長いねじヘッド着座面２６０は、ねじ１０４を好適な着座領域と選択的に係合させることによって離散的範囲（図１２）のねじの形成角度を可能にする、複数の離散ヘッド着座領域２６１を含んでもよい。これは、ねじ１０４に追加的回動範囲をもたらすのに有利であり得る。それはまた、改善された係止が達成されるように、ヘッド１２２が座１０８に対して摺動しかつ挿入体１１４に対してセンタリング状態を維持することを可能にする、図７〜８に示すような「双投」構成に有利であり得る。

[0067]図１３〜１５は、図１と同様のペディクルスクリュ組立体の別の実施形態の詳細を示す。この実施形態では、ねじは、ねじ座とヒンジ回動自在な関係に係合する横行ヘッド（下でさらに詳述する）を有する。横行ヘッドは本発明の回動および旋回態様と組み合わせて、低背を提示する小型のねじ組立体を可能にする。図１４に明示するように、ねじヘッドは大きい横方向幅３１８に比較して小さい縦方向高さ３１６を有し、ロッドホルダおよびねじヘッド組立体の全体的縦方向寸法３２０は小さい。本発明の低背性は、従来の「多軸」ねじが収まりきれないため適用されなかった状況で、ペディクルスクリュ組立体を使用することが可能になるので、有利である。本発明の低背性はまた、特にねじの周囲の肉質量が少ない小柄または細身の患者において、患者の皮膚の下に突出する瘤の存在を低減させることによって、審美性および快適性の利点をも提供する。この実施形態の横行ヘッド構成は低背化を可能にしながら、同時にヘッドをより確実に捕獲し、組立体の機械的強度を向上する。ペディクルスクリュ組立体３００はねじ座３０２、ねじ３０４、挿入体３０６、ロッドホルダ３０８、旋回リング３１０、保持リング３１２、および止めねじ３１４を含む。

[0068]ねじ座３０２は、近位方向を向いたショルダ３２６と、リム３２８と、アンダーカット３２９とを画成する略筒状本体３２４を有する（図１４）。長手方向通路３３０は、本体内を軸線３３２に沿って近端付近の上部開口３３４から遠端付近の下部開口まで延びる。本体は、本体３２４内に遠位方向に延びるねじヘッド接触面３３８を画成する。ねじヘッド接触面３３８は筒形、円錐形、楕円形、球形、および／または任意の他の適切な形状とすることができる。図１３〜１５の例証としての実施例では、ねじヘッド接触面３３８は、本体の長手方向通路３３０の両側に形成され、長手軸３３２に交差する軸線３４０に沿って整列する両側性筒状陥凹を含む。切欠き３４２は長手方向通路３３０から外向きに延び、ねじ３０４の一部分を受容する大きさである。切欠き３４２は本体３２４の途中までしか延びなくてもよく、あるいは図１３に示すように本体３２４を完全に貫通してもよい。

[0069]ねじ３０４は、遠端の先端３５２と、近端のヘッド３５４と、それらの間に延びる長手軸３５６とを有する細長いシャンク３５０を含む。ねじ３０４を骨にねじ込むことができるように、シャンク３５０の周囲にねじ山３５８が螺刻される。ヘッドは筒形、円錐形、楕円形、球形、および／またはヘッド接触面３３８と協働係合する任意の他の適切な形状とすることができる。図１３の例証としての実施例では、ヘッドは略筒状であり、軸線３６０に沿ってねじシャンクに交差して外向きに突出する。ねじは略「Ｔ」字状であり、ヘッド３５４は、シャンク３５０が長手方向通路３３０および切欠き３４２内を移動しながらねじが軸線３４０、３６０を中心に回動することができるように、軸線３４０、３６０が同軸上に整列する状態で、ねじ座３０２のねじヘッド接触面３３８と係合する大きさである。

[0070]挿入体３０６は、長手軸３６６に沿って近端付近の上部３６８から遠端付近の下部ねじヘッド接触面３７０まで延びる、略筒状本体３６４を有する。横行通路３７２は、ロッド１０２を受容するために軸線３６６に交差して本体を貫通する。横行通路３７２は、ロッド１０２を近位から遠位への移動することにより挿入体３０６内に配置することができるように、近位方向に開口することが好ましい。代替的に、ロッド１０２を横方向に挿入体３０６内に挿入しなければならないように、横行通路３７２は近位方向に閉鎖することができる。横行通路３７２の底部はロッド接触面３７４を画成し、凹状筒形であることが好ましい。本体は、横行通路３７２をロッドホルダ３０８に対して方向付けるように、ロッドホルダ３０８の対応する溝３６３（図１４）と係合する長手方向リブ３６２を含む。

[0071]ロッドホルダ３０８は、軸線３８４に沿って近端付近の上部または第１開口３８６から遠端付近の下部または第２開口３８８まで本体３８０内に延びる長手方向通路３８２を有する本体３８０を含む。下部開口３８８は、挿入体３０６およびねじヘッド３５４を受容する大きさである。本体３８０は、遠位方向を向いたショルダ３９０と、リム３９２と、本体３８０内に延びるアンダーカット３９３とを画成する（図１４）。横行通路３９４は、ロッド１０２を受容するために軸線３８４に交差して本体３８０を貫通して延びる。横行通路３９４は、ロッド１０２を近位から遠位への移動することによりロッドホルダ３０８内に配置することができるように、近位方向に開口することが好ましい。代替的に、ロッド１０２を横方向にロッドホルダ３０８内に挿入しなければならないように、横行通路３９４は近位方向に閉鎖することができる。上部開口３８６から遠位方向にロッドホルダ本体３８０内にねじ山３９６が螺刻される。本体３８０は、挿入体３０６を受容するための拡大空洞３９８を画成する。空洞３９８は遠位方向を向いた内部ショルダ３９９を画成し、それに対して挿入体３０６の上部３６８が当接し、挿入体３０６を空洞３９８内でロッドホルダ３０８とねじ座３０２との間に捕獲する。

[0072]旋回リング３１０は、軸線４０４に沿って近端付近の上部または第１開口４０６から遠端付近の下部または第２開口４０８まで本体４００を貫通して延びかつ内面４１０を画成する長手方向通路４０２を有する、略筒状本体４００を含む。旋回リング３１０は外径および内径を有する。旋回リング３１０は、本体４００内に内面４１０から半径方向外向きに延びる内部環状溝４１２を含む。旋回リング３１０を弾性変形させて内径および外径を変化させることができるように、旋回リング３１０は切欠き４１４によって中断される。内径および環状溝４１２は、以下でさらに説明するように、ねじ座３０２およびロッドホルダ３０８のリムおよびアンダーカットと係合する大きさである。

[0073]保持リング３１２は、旋回リング３１０の周りにプレス嵌合する大きさの内径を有する略筒状中空リングを含む。

[0074]止めねじ３１４は、長手軸４２４を中心とする略筒状本体４２０と、外側に螺刻されたねじ山４２６と、ドライバ係合部４２８とを有する。止めねじ３１４は、ロッドホルダ３０８の上部開口３８６内に螺合受容可能である。

[0075]図１４および１５は、図１３のペディクルスクリュ組立体３００を断面図で示す。ペディクルスクリュ組立体３００を組み立てるために、ねじヘッド３５４はねじ座３０２内に着座する。挿入体３０６はロッドホルダ３０８の空洞３９８内に配置され、ねじ座３０２の頂部はロッドホルダ３０８の底部と当接する。旋回リング３１０は、ロッドホルダ３０８およびねじ座３０２上で滑動することができるように、ばねにより開環する。旋回リングは、ねじ座３０２およびロッドホルダ３０８のリム３２８、３９２が溝４１２内に捕獲された状態で、適所にスナップ嵌合される。次いで、旋回リング３１０がばねにより開環してねじ座３０４およびロッドホルダ３０８を解放するのを防止するために、保持リング３１２が旋回リング３１０の周りの適所にプレス嵌合される。ねじ座３０２およびロッドホルダ３０８は長手軸を中心に相互に対して回転自在であり、ねじ３０４は横軸を中心にねじ座３０２に対して回動自在である。ねじ３０４およびねじ座３０２の「Ｔ」ヘッド構成は、ねじ３０４およびねじ座３０２を相互に対して回転１自由度に制約するヒンジ継手をそれらの間に形成する。図１３〜１５の実施形態では、ねじシャンク３５０は長手方向通路３３０の側面と当接して、ねじ３０４が図１５で左側に回動するのを防止する。ねじ３０４は図１５で右側には切欠き３４２内に最大回動角度まで自由に回動することができる。ねじ３０４をより多く受容するようにねじ座３０２をさらに遠位に延長させて切欠き３４２を深くすることによって、回動角度をさらに増大させることができる。そのような変更により、９０度以上の回動角度を容易に得ることができる。逆に、図１３〜１５の浅いねじ座は、より小型で低背の組立体をもたらす。

[0076]手術中に、ねじ３０４は所望の角度で骨内、例えば椎弓根内に打ち込まれる。ねじ３０４が切欠き３４２内にある状態でロッドホルダ３０８はねじ３０４に対して所望の角度に回動し、かつ横行通路３９４を所望のロッドの向きに整列させるように、ロッドホルダ３０８はねじ座３０２に対して所望の向きに旋回される。次いでロッド１０２は横行通路３９４内に配置され、ロッド１０２、挿入体３０６、ねじ３０４、ねじ座３０２、およびロッドホルダ３０８を一体に押圧するように、止めねじ３１４はロッドホルダ３０８内にねじ込まれ、構造物を所望に位置に係止させる。

[0077]図１６〜１８は、図１と同様のペディクルスクリュ組立体５００の別の実施形態の詳細を示す。図１６〜１８のペディクルスクリュ組立体５００は、それがねじ座５０２、「Ｔ」ねじ５０４、挿入体５０６、ロッドホルダ５０８、および止めねじ５１０を含む点では、図１３〜１５のそれと同様である。しかし、図１６〜１８のペディクルスクリュ組立体５００は、ねじ座５０２およびロッドホルダ５０８を一体に捕獲かつ保持するために旋回リングおよび保持リングを有する代わりに、ねじ座５０２およびロッドホルダ５０８を直接一体にスナップ嵌合する点が、図１３〜１５のそれとは異なる。ねじ座５０２はリム５１２およびアンダーカット５１４を有する下部外殻の形を取り、ロッドホルダ５０８はリム５１６およびアンダーカット５１８を有する上部外殻の形を取る（図１８）。ねじ座５０２およびロッドホルダ５０８は、一方のリムを他方のアンダーカット内に嵌合させて、一体にスナップ嵌合する。図１６〜１８の実施形態の挿入体５０６も、図１３〜１５の実施形態の挿入体３０６とは異なる。挿入体５０６は、ねじ５０４の筒状ヘッド５２２を受容するように形作られた筒形凹状下面５２０を有する（図１６）。挿入体５０６はまた、中心長手方向通路５２６内を上方に延びて横行ロッド受容通路５２８内に至る筒状ボス５２４（図１７）をも有する。ロッド１０２をペディクルスクリュ組立体５００内に配置し、止めねじ５１０を締め付けると、ロッド１０２はボス５２４を押圧し、それにより挿入体５０６がねじヘッド５２２に押し付けられ、構造物が適所に係止される。図１６〜１８の実施形態は、比較的深いねじ座５０２および対応する深いねじ受容切欠きを持ち、大きい回動角度がもたらされるように図示されていることに注目されたい。

[0078]図１３〜１８の実施形態の特徴の１つは、ねじおよびねじ座が長手軸を中心に相互に対して旋回しないので、骨に対する優先的なねじ回動の方向、例えば切欠きの方向を向き付けるために、ねじは骨内にねじ込まれたり、骨からねじ出されることである。一般的に、切欠きの好ましい向き付けは、いずれかの方向に半回転以内に達成することができるので、ねじの深さの変化は最小限である。図１９〜２０は、優先的なねじの回動の方向をねじの深さと関係なく調整することができるように、図１３〜１８の実施形態のねじに取って代ることのできるねじ組立体６００を示す。ねじ組立体６００はねじ６０２、分離モジュール式「Ｔ」ヘッド６０４、およびねじ座６０３を含む。ねじ６０２は、遠端の先端６０６と、近端のヘッド６０８と、それらの間に延びる長手軸６１０とを有する細長いシャンク６０５を含む。ねじ６０２を骨内にねじ込むことができるように、シャンク６０５の周りにねじ山６１２が螺刻される。「Ｔ」ヘッド６０４は、ヘッド軸線６１６に沿って向き付けられた略筒状本体６１４と、ヘッド軸線６１６に交差して本体６１４を貫通する通路６１８とを含む。「Ｔ」ヘッド６０４は、長手軸６１０に交差してシャンク６０５の縮径部に組み付けられる２つのヘッド半体の組立体であることが好ましい。「Ｔ」ヘッド６０４を２つの半体で作成することによって、通路およびねじヘッド６０８はねじ山６１２より小さい径を有することができるので、ねじヘッド６０８および「Ｔ」ヘッド６０４をより小型にすることができる。しかし、単部品型「Ｔ」ヘッド６０４も本発明の範囲内であり、通路６１８およびヘッド６０８の径は相応の大きさに作られる。ねじヘッド６０８を受容するために、通路６１８と同軸的にさら穴付き座６２２が形成される。ねじヘッド６０８の下面６２４は座６２２と当接し、ねじ６０２が「Ｔ」ヘッド６０４を通過するのを防止する。「Ｔ」ヘッド６０４の通路６１８にねじ６０２を受容することにより、図１９の組立体６００は、ねじシャンク６０５を骨に対して回転させる必要なく、ねじ座３０２、５０２が（「Ｔ」ヘッド６０４と共に）軸線６１０を中心に回転することができるように、図１３〜１７の「Ｔ」ねじ３０４、５０４に取って代ることができる。したがって、優先的なねじ回動の向き付けは、骨におけるねじ６０２の深さを変えることなく、調整することができる。図１９〜２０の「Ｔ」ヘッドは場合により、ヘッド軸線６１６の周りに本体６１４の両側に形成された環状溝６２６を含む。図２０に明示する通り、ペディクルスクリュ組立体６００に力が加えられたときに、ねじ座６０５が外側に広がるのを防止するために、溝６２６はねじ座６０５の両側で一部分６２８を捕獲する。

[0079]図２１〜２３は、図１と同様のペディクルスクリュ組立体７００の別の実施形態の詳細を示す。図２１〜２３の実施形態は、ねじ座７０２、「Ｔ」字状ねじ組立体７０４、係止リング７０６、ロッドホルダ７０８、および止めねじ７１０を含む。ねじ座７０２およびロッドホルダ７０８の組立体は、図２１のねじ座７０２およびロッドホルダ７０８が、直接一体にスナップ嵌合するのではなく、係止リング７０６で係止されていることを除いては、図１６の実施形態と同様である。ねじ座７０２は溝７１２を含み、ロッドホルダ７０８は溝７１４を含み、各溝は係止リング７０６の一部分を受容する大きさである。係止リング７０６は、それが弾性的に拡張および収縮することを可能にする切欠き７１６を含む。係止リング７０６は最初に構成部品の１つに組み付けられる。例えばそれはねじ座７０２の溝７１２内にスナップ嵌合することができる。次いでロッドホルダ７０８はねじ座７０２内に押し込まれ、溝７１２、７１４が整列するまで係止リング７０６を拡張させ、係止リング７０６は部分的に各溝７１２、７１４内に存在するように収縮して、ロッドホルダ７０８およびねじ座７０２を相対的に回転するように一体に係止させる

[0080]図２１〜２３の「Ｔ」ねじ組立体７０４は、図１９〜２０の実施形態と同様に、骨内のねじ組立体７０４の深さを変えることなく、優先的ねじの回動方向の向き付けを可能にする。しかし、図２１〜２３の実施形態では、「Ｔ」ねじ組立体７０４は、ねじ７２３のヘッド７２２の通路７２０に横方向に挿入されたピン７１８を含む。ピン７１８およびねじ７２３が長手軸７２４を中心に相互に対して回転することができるように、通路７２０は長手軸７２４の周りで回転自在に拡大される。したがって、ピン７１８がねじ座７０２に着座したときに、ねじ座７０２およびピン７１８はねじ７２３を中心に回転することができる。

[0081]図２１〜２３の実施形態はまた、挿入体が無く、かつロッド１０２（図２１〜２３には図示せず）がねじヘッド７２２に直接支持される点も他の実施形態とは異なる。

[0082]図２４〜２５は、これまでの実施形態と同様のペディクルスクリュ組立体の別の実施形態の詳細を示す。ペディクルスクリュ組立体８００はねじ座８０２、「Ｔ」ねじ８０４、挿入体８０６、ロッドホルダ８０８、保持リング８１０、および止めねじ（図示せず）を含む。ロッドホルダ８０８は、内向きのリップ８１４を有する複数の遠位方向に延びるタブ８１２を含む。ねじ座８０２は、リップをスナップ嵌合関係に受容することのできる環状溝８１８を含む。タブ８１２をねじ座８０２上に押し付けて、リップ８１４が溝８１８と係合するまでタブ８１２を外向きに撓ませ、タブを内向きにスナップ嵌合させることによって、ロッドホルダ８０８はねじ座８０２に取り付けられる。保持リング８１０がタブ８１２を包囲し、タブが外向きに撓んでねじ座８０２を解放するのを防止するように、保持リング８１０はロッドホルダ８０８上に押し付けられる。

[0083]図２６〜２７は、これまでの実施形態と同様のペディクルスクリュ組立体の別の実施形態の詳細を示す。ペディクルスクリュ組立体８５０はねじ座８５２、「Ｔ」ねじ８５４、ロッドホルダ８５６、および止めねじ（図示せず）を含む。ロッドホルダ８５６をねじ座８５２に取り付けるために、１つ以上のプレート８５８が設けられる。各プレートは、内向きに突出するリップ８６２を有する遠位方向に延びる部分８６０を含む。ねじ座８５２は、リップ８６２を受容することのできる環状溝８６４を含む。プレートは、ねじ、クリップ、接着剤、溶接、はんだ付け、および／または他の適切な固定機構のような適切な固定機構を用いて、ロッドホルダ８５６に取り付けられる。図示する実施例では、２つのプレート８５８はロッドホルダ８５６の両側に形成された切欠き８６６内に挿入され、ねじ８６８がプレート８５８を貫通してロッドホルダ８５６内にねじ込まれ、プレートがロッドホルダ８５６に取り付けられる。

[0084]骨固定具組立体およびその使用の実施例を詳細に説明しかつ図示したが、それは単なる例証および実施例として意図されたものであって、限定とみなすべきではないことを理解されたい。人間の脊柱の椎骨を接続するための安定化構造物を組み立てるのに使用されるペディクルスクリュ組立体の形で本発明について例証した。しかし、骨固定具組立体は、他の種類の固定具および接続部材と共に構成して、体内の任意の位置における骨および骨片を安定化させる他の種類の構造物を組み立てることができる。したがって、骨固定具組立体およびその使用における変形および改変は、当業者には明白である。種々の例示的実施形態は、中でも特にねじ座、ねじ、回動機構、旋回機構、および挿入体のような種々の構成部品の代替的構成を例証している。ほとんどの場合、当業者には容易に理解される通り、１つの実施形態の構成部品の代替的構成は、別の実施形態の同様の構成部品に取って代ることができる。例えば図１〜８の実施形態で示したねじ座は、図１３〜２７の実施形態に示した「Ｔ」ヘッドねじのいずれかと共に使用するように、筒状の座を用いて容易に改変することができる。同様に、ねじ座をロッドホルダに取り付けるために例示した種々の機構を相互に置き換えることができる。さらに、例示的実施形態全体を通して、構成部品の接合関係を示した部分で、構成部品の雄雌性は本発明の範囲内で、当分野で公知の通り、逆にすることができる。以下の特許請求の範囲は、全てのそのような変形例および均等物を網羅することが意図されている。

Claims (30)

1. 骨を安定化構造物に接続するための骨固定具組立体であって、
   近端から遠端まで延びる接続部材軸線と、前記近端に隣接する第１開口と、前記遠端に隣接する第２開口とを有する接続部材と、
   第１端と、第２端と、前記第１端および前記第２端の間に延びる座軸線と、前記座軸線と平行に前記第１端から前記第２端に連通する通路とを有する固定具座と、
   骨係合部と、ヘッドと、前記骨係合部および前記ヘッドの間に延びる固定具軸線とを有する骨固定具と、
   を備え、
   前記固定具座が前記第１開口を通して挿入可能であり、前記骨固定具が前記第２開口を通して挿入可能であり、
   前記固定具座および骨固定具が前記接続部材内に挿入された後、前記座軸線が前記接続部材軸線に交差する第１位置から前記座軸線が前記接続部材軸線と平行する第２位置まで前記固定具座が移動可能であり、前記固定具座が前記固定具と係合して前記固定具を前記接続部材に保持する、
   骨固定具組立体。
2. 前記固定具座は、
   外縁と、
   前記固定具座が前記第１位置から前記第２位置に移動したときに前記固定具を受容するために前記通路から前記外縁まで半径方向外向きに延びる切欠きと、を含む、請求項１に記載の骨固定具組立体。
3. 前記固定具座は、前記接続部材軸線を含む少なくとも１つの垂直面内で前記固定具座が回動することができるように、前記第２位置で回動自在な関係に前記接続部材と係合する、請求項１に記載の骨固定具組立体。
4. 前記固定具座が前記第２位置で前記接続部材軸線を中心に回転自在な関係に接続部材と係合し、かつ
   前記骨固定具は、前記骨固定具と前記接続部材との間の角度を変化させるために、前記座軸線を含む少なくとも１つの垂直面内で前記固定具が前記固定具座に対して回動することができるように回動自在な関係に固定具座と係合する、請求項１に記載の骨固定具組立体。
5. 前記固定具は、前記座軸線を含む１つの垂直面内でのみ前記固定具座に対して回動することができる、請求項４に記載の骨固定具組立体。
6. 前記固定具は、前記固定具軸線および前記座軸線が平行になる第１位置から前記固定具軸線が前記座軸線に交差する第２位置まで回動することができ、
   前記固定具は、前記第１位置から１方向にのみ回動することができる、請求項５に記載の骨固定具組立体。
7. 前記固定具座は、
   外縁と、
   前記固定具が前記第１位置から前記第２位置まで回動したときに前記固定具を受容するために、前記通路から前記外縁に向かって少なくとも途中まで半径方向外向きに延びる切欠きと、
   を含む、請求項６に記載の骨固定具組立体。
8. 前記接続部材が球面を含み、前記固定具座が相補的合わせ球面を含む、請求項１に記載の骨固定具組立体。
9. 前記ヘッドが球面を含み、前記固定具座が相補的合わせ球面を含む、請求項１に記載の骨固定具組立体。
10. 前記ヘッドが円筒面を含み、前記固定具座が相補的合わせ円筒面を含む、請求項１に記載の骨固定具組立体。
11. 前記固定具座が、前記固定具が複数の離間位置で前記固定具座と回動自在な関係に係合可能であるように、細長い着座面を含む、請求項１に記載の骨固定具組立体。
12. 前記ヘッドが前記固定具軸線の両側に半径方向外向きに延び、
    前記ヘッドが前記第２位置において回転１自由度の回動自在な関係に前記固定具座と係合する、請求項１に記載の骨固定具組立体。
13. 骨を脊椎ロッドに接続するための骨固定具組立体であって、
    ロッドホルダ軸線と、前記脊椎ロッドを受容するために前記ロッドホルダ軸線に交差してロッドホルダを貫通して延びるロッド受容通路とを有するロッドホルダと、
    前記ロッドホルダ軸線を中心に回転するように前記ロッドホルダに取り付けられた固定具座と、
    第１端の骨係合部と、第２端のヘッドと、前記第１端および前記第２端の間に延びる固定具軸線とを含む細長いシャンクを有する骨固定具と、
    を備え、
    前記骨固定具が略「Ｔ」字状となるように、前記ヘッドが前記固定具軸線に交差する方向に伸び、
    前記骨固定具と前記固定具座との間の角度を変化させるために、前記座軸線を含む少なくとも１つの垂直面内で前記骨固定具が回動することができるように前記ヘッドが前記固定具座と回動自在な関係に係合する、骨固定具組立体。
14. 前記固定具座は、
    第１端と、
    第２端と、
    前記第１端及び前記第２端の間に延びる座軸線と、
    前記第１端から前記第２端に連通する通路と、
    外縁と、
    前記通路から前記外縁に向かって少なくとも途中まで半径方向外向きに延びる切欠きと、
    を含み、
    前記固定具が前記固定具軸線および前記座軸線が平行になる第１位置から前記固定具軸線および前記座軸線が交差する第２位置まで回動することができ、
    前記固定具が前記第２位置にあるときに前記切欠きが前記固定具の一部分を受容する、請求項１３に記載の骨固定具組立体。
15. 前記固定具が、前記骨固定具と前記固定具座の間の角度を変えるべく前記座軸線を含む１つの垂直面内でのみ前記固定具座に対して回動することができる、請求項１４に記載の骨固定具組立体。
16. 前記固定具が前記第１位置から１方向にのみ回動することができる、請求項１５に記載の骨固定具組立体。
17. 前記ヘッドが円筒面を含み、前記固定具座が相補的合わせ円筒面を含む、請求項１３に記載の骨固定具組立体。
18. 前記固定具座が環状リムを含み、前記ロッドホルダが環状リムを含み、
    前記骨固定具組立体がさらに、内径と、前記内径の周りに形成され前記ロッドホルダおよび前記固定具座の前記環状リムに同時に係合可能な環状溝とを有する旋回リングを含む、請求項１３に記載の骨固定具組立体。
19. 前記リングが前記環状リムを受容するために開環することができるように中断され、
    前記骨固定具組立体は、前記旋回リングが開環するのを防止するために前記旋回リングの周りに受容可能な保持リングをさらに含む、請求項１８に記載の骨固定具組立体。
20. 前記固定具座がリムおよびアンダーカットを含み、
    前記ロッドホルダがリムおよびアンダーカットを含み、
    前記固定具座およびロッドホルダが、一方のリムを他方のアンダーカット内に嵌め込んで、スナップ嵌合関係により互いに係合可能である、請求項１３に記載の骨固定具組立体。
21. 前記固定具座およびロッドホルダの少なくとも一方のリムが中断され、複数の半径方向に可撓なタブを画成し、
    前記骨固定具組立体がさらに前記タブの周りに受容可能な保持リングを含む、請求項２０に記載の骨固定具組立体。
22. 前記固定具座および前記ロッドホルダの各々が溝を含み、
    前記固定具座およびロッドホルダが溝を整列させて入れ子状に一体に嵌合され、
    前記骨固定具組立体がさらに、両方の溝に同時に着座して前記固定具座およびロッドホルダを一体に係止する大きさに作られた係止リングを含む、請求項１３に記載の骨固定具組立体。
23. 前記ロッドホルダに取り付け可能であるとともに前記固定具座と係合可能である少なくとも１つのプレートをさらに備えた、請求項１３に記載の骨固定具組立体。
24. 前記ロッドホルダが外面を含み、かつ前記少なくとも１つのプレートが前記外面に挿入される、請求項２３に記載の骨固定具組立体。
25. 前記プレートが少なくとも１つのねじによって前記ロッドホルダに取り付けられる、請求項２３に記載の骨固定具組立体。
26. 前記プレートがリップを含み、
    前記固定具座が溝を含み、
    前記リップが前記固定具座を前記ロッドホルダに対して保持するために前記溝と係合可能である、請求項２３に記載の骨固定具組立体。
27. 前記ヘッドが、前記固定具軸線を中心に回転するように前記固定具に取り付けられた別個の部材を含む、請求項１３に記載の骨固定具組立体。
28. 前記別個の部材が、前記固定具軸線に交差して前記固定具に組み付けられる複数の別個の部材を含む、請求項２７に記載の骨固定具組立体。
29. 前記固定具が前記固定具軸線に交差して前記固定具を貫通して形成された横行通路を含み、
    前記別個の部材が前記横行通路に挿入される細長い部材を含み、
    前記細長い部材が前記固定具軸線を中心に回転自在であるように、前記横行通路が前記固定具軸線の周りで回転自在に拡大される、請求項２７に記載の骨固定具組立体。
30. 前記ヘッドが、第１端および第２端と、前記第１端および前記第２端の各々の周りに形成された環状溝と、を含み、
    各環状溝が前記固定具座の両側で前記固定具座の一部分を受容する、請求項１３に記載の骨固定具組立体。

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