JP2012254320A - 破断延設部を有する螺旋状逆角度案内及び前進構造体 - Google Patents
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Abstract
【課題】使用中、駄目になり又は破断する可能性のないインプラントを提供する。
【解決手段】脊柱固定装置は、アンカー部材を多軸骨ねじ又はフックのような開放した受け部1、脊柱固定ロッド49をアンカー部材に作用可能に締結する回転可能な閉鎖体48と組み合わせる。アンカー部材は、ロッドを受け入れる通路を形成する隔てられたアーム82を有する。アームは、アームの主要部分に弱体化領域により接続されて、ロッドが締結された後、延設部5を破断させ又は分離することを可能にするアーム延設部5又はタブを有する。閉鎖体、アームの内面及びタブは、閉鎖体がロッド受け入れ通路内に前進するとき、機械的に協働してアーム及び延設部の歪曲を防止する、合わさる螺旋状の歪曲防止逆角度案内及び前進構造体を有する。
【選択図】図1
【解決手段】脊柱固定装置は、アンカー部材を多軸骨ねじ又はフックのような開放した受け部1、脊柱固定ロッド49をアンカー部材に作用可能に締結する回転可能な閉鎖体48と組み合わせる。アンカー部材は、ロッドを受け入れる通路を形成する隔てられたアーム82を有する。アームは、アームの主要部分に弱体化領域により接続されて、ロッドが締結された後、延設部5を破断させ又は分離することを可能にするアーム延設部5又はタブを有する。閉鎖体、アームの内面及びタブは、閉鎖体がロッド受け入れ通路内に前進するとき、機械的に協働してアーム及び延設部の歪曲を防止する、合わさる螺旋状の歪曲防止逆角度案内及び前進構造体を有する。
【選択図】図1
Description
[0001] 本発明は、逆角度ねじ形態物及びヘリカルフランジのような、相互係止し又は相互接続する螺旋状案内及び前進構造体の改良、より詳細には、半径方向装荷又は係合が生じたとき、歪曲防止の相互接続状態を提供する合わさる螺旋状案内及び前進装置に関する。
歪曲防止外形を有するかかる案内及び前進構造体は、脊椎固定ロッドを捕捉し且つ整復し、その後、アーム延設部又はタブが弱体化領域にて破断して低プロファイルのインプラントを形成することを容易にすべく伸長したアーム又はタブが形成された特に骨ねじである。特に、本発明において、相互係止する歪曲防止構成要素は、延設部にも見られ、閉鎖体が延設部の間を横断するとき、閉鎖体はそれらを互いに一定の位置に保持するから、延設部を歪曲させることなく、閉鎖体に、また、閉鎖体を通じて延設部の間に配置されたロッドに力を加えることができる。
[0002] 医療インプラントは、インプラントを備え付ける医師及びインプラントを設計する技術者の双方に対し多くの問題点を呈する。堅固であり、使用中、駄目になり又は破断する可能性のないインプラントであることが常に望まれる。更に、植込む手順の間、1組みの協働する構成要素が駄目になる可能性がある場合、どの特定の構成要素が駄目になるかを制御し且つそれがどうようにして駄目になるかを制御して、損傷を回避し且つその駄目になった構成要素を置換し又は修復するための外科手術が最小であるようにすることが望まれる。また、インプラントは、患者に対し低侵入性であるよう可能な限り小型で且つ軽量であることも望まれる。これらは、通常、相反する目標であり、解決することが難しいことがしばしばである。
[0003] 1つの型式のインプラントは、特殊な問題点を呈する。特に、骨ねじ、フック、及び同様のもののような脊椎アンカー部材は、損傷、病気又は先天的な欠陥に起因する問題点及び変形の修復のため多くの型式の腰部外科手術にて使用されている。例えば、脊柱骨ねじは、典型的に、脊柱内にねじ込まれる一端と、他端の受け部とを有している。受け部には、ロッド又はロッド様部材を受け入れる開口部及び通路が形成されており、次に、そのロッド又はロッド様部材は通路内に捕捉し且つ、受け部内にて係止して、備え付けた後、色々な要素間にて相対的に動くことのが阻止される。
[0004] かかる骨ねじ用の特に有用な型式の受け部は、開放した受け部又はヘッド部であり、全体としてU字形の開放した通路が受け部に形成され、また、ロッドは、開放した通路内に単に配置されている。次に、通路は、壁と、又は受け部を形成するアームと係合する何らかの型式の閉鎖部材にて閉じられ且つ、ロッドを通路内のその位置にて締結し又は固定する。
[0005] 開放した受け部装置は、必要され且つ使用されることが好ましいことがしばしばであるが、これらに関係して重大な問題点がある。開放した装置は、従来から、通路の両側部にあり且つ、ロッド部材を受け入れる2つの直立アームを有している。通路の頂部は、ロッド部材が通路内に配置された後、閉鎖部材により閉じられる。多くの開放したインプラントは、アームの間にて内面上に形成されたねじ部内にねじ込むねじ付きプラグにより閉じられるが、それは、かかる形態は低プロファイルとなるからである。しかし、かかるねじ付きプラグは、アームを歪曲させる結果となり又は少なくとも歪曲を防止しない一方、部品が緩み且つインプラントを駄目にする可能性のある半径方向外方に向けた力を発生させる点にて問題が生ずる。ロッド部材をその位置にて係止するため、比較的小さいプラグに又はある型式の止めねじに大きい力を加えなければならない。これらの力は、ロッド部材が骨ねじに対してその位置に締結され又は確実に係止されると共に、ロッドがその内部にて軸方向に又は回転可能に動くことができないようにするのを保証するのに十分なトルクを提供するため必要とされる。このことは、典型的に、114.8kgf−cm(100インチポンド)程度のトルクを必要とする。
[0006] 骨ねじ、フック及び同様のもののような開放した受け部を有するインプラントは比較的小さいから、受け部にて上方に伸びるアームは、ロッド部材を締結するのに必要とされる大きいトルク作用力を加えることに応答して半径方向外方に向けた力によって押し拡げられる。歴史的に、初期の閉鎖体は、V字形ねじ部のねじが形成され、また、アームの各々の内部にて合わせるねじ部にねじ込まれる単純なプラグであった。受け部のアームの外方への撓みは、プラグを回転可能に付勢し続ける間、ロッドと締結係合することによりプラグの前進が抵抗を受けるため、プラグのV字形ねじ部の相互のカム動作によって引き起こされていた。かかる受け部のアームが十分に押し拡げられた場合、アームは、ねじ部が緩み又は非係合状態となり且つ閉鎖体が駄目になるのを許容する可能性がある。これに対処するため、押し拡げ力に対する抵抗を増し得るよう色々な技術が受け部に採用されている。例えば、幾つかの受け部において、アームは、アームの幅を何倍にも増すことにより顕著に強化されている。その結果、大きいプロファイルのインプラントとなり、このことは、常に望ましくなく、また、植込む手順の間、医師に与えられる作業空間を制限する可能性がある。これと代替的に、受け部の外面と係合する外側キャップが考案されている。その何れの場合でも、特に、ロッドに沿った空間を占めて、特定の手順に必要とされるインプラントの全てを配置するための空間が殆ど残らないようにする外ナットが使用されるとき、インプラントの大きさ、寸法及びプロファイルが顕著に増大するという残念な結果となる。
[0007] V字形ねじ部が半径方向に膨張するという問題点は、ねじ付き継手の色々なその他の適用例にて認識されている。この問題点を解決するため、いわゆる「突合わせ」ねじ形態物が開発されている。突合わせねじ部において、装荷側面としても知られた後面又はスラスト面は、ねじ部の軸線に対して垂直に向き決めされる一方、副軸側面としても知られた前面又は隙間面は角度が付けられたままである。この結果、ねじ付き受け部は、受け入れたねじ付き部材に対するトルクに対して中立に半径方向に反動することになる。しかし、突合わせねじ付き閉鎖体は、アームの歪曲に構造的に抵抗しないから、駄目になる可能性がある。
[0008] 医療インプラントの設計における別の挑戦すべき課題は、開放した受け部のアームの間にてロッド又はその他の構造部材を配置し又は捕捉することである。脊椎固定システム内に植込まれたロッドは、典型的に、脊柱の補正された曲率の形状を決定し得るよう曲げられ又は所要の形状とされ且つ、人間の椎骨内に植え込まれた開放した受け部の骨ねじによりその長さに沿って定着される。ロッドに与えなければならない複雑な曲率のため、真っ直ぐなロッド又は湾曲したロッドの一部分を骨ねじ受け部内に捕捉し且つロッドを受け部アーム内に締結することは困難であることがしばしばであり、それは、かかる受け部アームは、そのプロファイルを小さくし且つ植込んだシステムの患者に対する衝撃を最小にし得るよう最小の長さであることがしばしばであるからである。このため、一方にて、開放した受け部のアームを可能な限り短くして低プロファイルのインプラントとなるようにすることが望まれるものの、脊柱固定ロッドをかかる受け部のアーム間のU字形通路内に付勢することは困難であることがしばしばである。
[0009] 本発明は、アーム延設部又はタブを追加することにより、閉鎖部材を受け部内に案内し且つ前進させるため逆角度構造体を組み合わせることで本明細書にて上記に説明した1つ又はより多くの問題点を解決するものである。かかる延設部は、アームの主要部分に隣接する位置に配設され且つ、弱体化した破断領域により該主要部分と接続されている。
[0010] ねじ受容部に対して中立の半径方向効果を有する突合わせねじ及び四角形のねじ形態の場合と比較して、当該出願人の本発明による逆ねじ角度構造体は、閉鎖部材が回転し且つトルクが加えられたとき、受け部のねじ部をねじ軸線に向けて半径方向内方に確実に引っ張るねじ形態物を提供する。逆角度ねじ形態において、外ねじの後側部は、従来のV字形ねじ部におけるように、ねじ軸線から離れるのではなくて、ねじ軸線に向けて角度が付けられている。本発明は、かかるねじ形態物を利用して、閉鎖部材と受け部との相対的な回転に応答して、アーム延設部及び受け部アームの双方の間にて閉鎖部材を案内し且つ前進させるため改良された合わさり案内及び前進逆角度構造体を提供するものである。それぞれの受け部の伸長したアームは、ロッド又はその他の構造部材をその間にて捕捉するのを容易にする。次に、閉鎖部材の挿入及び回転をより容易にし、ロッドをインプラントの受け部内に下方に推進させることができる。本発明に従った延設部は、必然的に、弱体化領域を含み、閉鎖体がインプラント上に完全に着座した後、延設部を除去するための破断箇所を提供し、その結果、望ましい低プロファイルのインプラントが得られるものである。
[0011] 本発明の逆角度案内及び前進構造体は、延設部及び受け部アームが外方へ撓み且つ歪曲する可能性が大きく、また、何らかの種類のキャップ又はスリーブを使用して延設部の歪曲を防止しない限り、閉鎖部材を受け部内に配設する前に、延設部が望ましくなく破断する更なる結果となるかもしれない従来のV字形ねじ部を使用する場合に勝る明確な利点を提供する。本発明に従い、延設部の内面は、閉鎖体を相補的な逆角度案内及び前進構造体にて受け入れ、受け部のアーム内に回転するよう形成された螺旋状逆角度の案内及び前進構造体を有する。換言すれば、延設部は、受け部のアームにて見られるものと同一の歪曲防止構造体を有する。更に、延設部における逆角度構造体は、アームにおける構造体と整合され、閉塞部材の合わさる構造体が従う連続的な螺旋状経路を提供する。
[0012] 延設部又はタブは、ロッドを定着する椎骨から離れた距離にて捕捉し且つ閉鎖体を開放した受け部に向けて前進させることにより、椎骨に向けて付勢させることを可能にする。閉鎖部材における歪曲防止の案内及び前進構造体及び受け部のアームは協働して、アームの歪曲を防止するのと全く同様に、延設部における歪曲防止構造体は、閉鎖体における協働する構造体と協働して、延設部が望ましくない歪曲するのを防止し且つ、閉鎖体を案内して、閉鎖体を回転させるだけでアームにて案内部及び前進構造体と合わさるのを許容することができる。このように、閉鎖体における案内及び前進構造体は、アームに協働する構造体を有するように具体化する必要はない。更に、延設部の間にある間、ロッドに加えられる圧力は、ロッドがアームの間を通過するとき、続く。本発明の歪曲防止逆角度構造体は、大きい力をロッドに加えなければならないときでさえ、また、延設部が弱体化領域を含むときでさえ、かかる伸長したアーム又はタブを使用することを可能にし、ロッドが受け部のロッドを受け入れ通路内に着座し且つ十分に締結されたとき、延設部又はタブはアームの主要部分にて破断し、望ましい低プロファイルのインプラントを提供する。かかる延設部の脆く又は弱体化した性質のため、閉鎖部材によってロッドに力が加わったとき、延設部が外方に歪曲する可能性のためのみならず、かかる歪曲によりかかる延設部の過早の破断を引き起こす可能性があるため、延設部にV字形ねじ部を成功裏に設けることを実現し得ないであろう。
[0013] 本発明の目的及び有利な効果は、次の通りである、すなわち、内側部材を外側部材に案内し且つ前進させる改良された螺旋状案内及び前進構造体を提供することと、外側部材が外側部材内での内側部材の前進及びトルク付与に反応して歪曲し、内側部材及び外側部材が回転及び軸方向への前進を許容しつつ、かかる歪曲に対して半径方向に抵抗するような仕方にて、特に協働する形態とされた、逆角度構造体を提供することと、閉鎖体とインプラントとの間の協働可能に半径方向に重なり合う面に対しかかる逆角度構造体を提供し、アームを受け入れ得るように延設部の間を通るロッドを受け入れる延設部が設けられた開放した受け部のアームを有し、閉鎖体は、延設部及びアームに沿って閉鎖体が回転することによりロッドに対して押し付けられるようにし、脊柱固定金具のような外科的に植込んだ構造体に対して、特に、脊柱固定ロッドを受け取り且つ締結するため使用される受け部と協働する閉鎖体に対して特に良好に使用し得るようにされた、かかる逆角度案内及び前進構造体を提供し、脊柱固定ロッドの捕捉及び整復を容易にするため伸びたアームを有する開放した受け部を備える骨ねじと共に特に良好に使用し得るようにされ、その後、骨ねじは、ねじ受け部及び関連したインプラントから分離されて、低プロファイルのインプラントを提供するようにした、かかる逆角度案内及び前進構造体を提供し、経済的に製造でき、丈夫で且つ効果的に使用でき、特に、その所期の目的に良好に適応させた、かかる改良された逆角度ヘリカル案内及び前進構造体を提供することである。
[0014] 本発明のその他の目的及び有利な効果は、単に一例として本発明の特定の実施の形態を掲げる添付図面と共に、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
[0015] 図面は、本明細書の一部を構成し、また、本発明の一例としての実施の形態及びその色々な目的及び特徴を示すものである。
[0015] 図面は、本明細書の一部を構成し、また、本発明の一例としての実施の形態及びその色々な目的及び特徴を示すものである。
[0026] 要求されるように、本発明の詳細な実施の形態が本明細書に開示されている。しかし、開示された実施の形態は、色々な形態にて具体化することのできる本発明の単に一例にしか過ぎないことを理解すべきである。このため、本明細書に開示された特定の構造上及び機能上の詳細は、限定的であると解釈されるべきではなく、単に、請求項の基礎であり、また、実質的に任意の適正に詳細な構造体にて本発明を色々に採用することを当該技術の当業者に対し教示するための代表的な基礎として解釈されるべきである。
[0027] 図面をより詳細に参照すると、本発明を具体化する、全体として参照番号7の医療インプラント組立体と共に使用される上方に伸びる破断タブ又は延設部5と組み合わさった、全体として参照番号3の螺旋状案内及び前進逆角度構造体の1つの構成要素を有する本発明に従った受け部が参照番号1にて示されている。本出願にて頂部、底部、上方及び下方及び同様のものの語への言及は、色々な図面に示した整合状態、また、かかる装置に用いられる通常の意味合いを意味するものであり、実際の使用状態における受け部1及び医療インプラント組立体7の配置状態を制限することを意図するものではないことが理解される。
[0028] 本発明に従った逆角度及び前進構造体3は、内側部材16の上にて螺旋状に伸びる逆角度ねじ形態物10と、図面にて受け部1の一部分として示した外側部材21内を螺旋状に伸びる相補的な逆角度ねじ形態物19とを含む。逆角度ねじ形態物10、19は、内側部材16が回転し且つ外側部材21内に前進されるとき、協働して内側部材16を外側部材21内に螺旋状に案内する。内及び外ねじ形態物10、19は、内側部材16が強力なトルク作用を受けたとき、外側部材21が歪曲する傾向を防止するよう協働するそれぞれの歪曲防止面24、26を提供する。
[0029] 図示した実施の形態において、医療インプラント組立体7は、外側部材21を具体化する骨ねじ受け部1を含み、上側部分すなわち捕捉構造体38及び保持構造体42と一体的な本体36を有する軸部34を更に含む。軸部34、受け部1及び保持構造体42は、軸部本体36を椎骨45内に植え込む前に、組み立てられることが好ましい。
[0030] 図1には、閉鎖構造体48の一部として図示した内側部材16が更に示されており、該閉鎖構造体は、その回転により受け部1内に螺旋状に前進され且つロッド49のような長手方向部材に対してトルク作用が加えられ、ロッド49を受け部1内にて締結する。外側部材21及び内側部材16の実施の形態は、本明細書にて、受け部1及び閉鎖体48として示されているが、逆角度構造体3は、かかる適用例にのみ限定することを意図するものではない。インプラント組立体7は、ロッド又はその他の構造部材の受け入れ通路を有するフック又はその他のインプラント構造体とすることができることが特に理解される。また、図示したインプラント組立体7は、多軸組立体として示されているが、逆角度構造体3は、その他の型式の多軸組立体及び単軸骨ねじ、フック及びその他の型式のインプラントと共に使用し得るようにすることを意図するものである。
[0031] 以下に更に詳細に説明するように、閉鎖構造体48は、ロッド49又はその他の長手方向部材を軸部34の上側部分すなわち捕捉構造体38に対して偏倚させる一方、該上側部分すなわち捕捉構造体は、保持構造体42を偏倚させ受け部1と一定の摩擦接触状態にし、ロッド49を椎骨45に対して固定する。受け部1及び軸部34は、次のような仕方にて協働する、すなわち受け部1及び軸部34は、互いに且つ側部から側部に、また、前側から後側の双方にて選んだ角度範囲内にて、複数の角度、関節接続式又は回転可能な整合状態の任意の1つにて固定し、双方が植込む手順の終了近くにて互いに係止され又は固定される迄、受け部1が軸部34に対し撓み可能に又は関節接続式に係合することを可能にする。
[0032] 図1ないし図3に最も良く示した軸部34は細長であり、螺旋状に巻いた骨植込み可能なねじ部54を有する軸本体36を備え、該ねじ部は、捕捉構造体38に隣接する位置に配置された首部56付近から本体36の先端58まで伸び且つ、そこから半径方向外方に伸びている。使用中、把持及び前進のためねじ部54を利用する本体36は、先端58を先にして椎骨45内に植込まれ且つ、備え付け又はドライブツール(図示せず)により椎骨45内に推進させて、図8ないし図10に示し、また、以下の段落にてより詳細に説明するように、椎骨45内に首部56付近まで植え込む。軸部34は、全体として参照符号Aにて特定した細長い回転軸線を有する。
[0033] 首部56は、軸本体36から軸方向外方に且つ上方に伸びている。首部56は、本体36の隣接する頂部62と比較して小さい半径である。本体の頂部62からある距離に、このため、本体36が椎骨45内に植え込まれたとき、椎骨45からある距離に配設された接続装置又は捕捉装置を提供する捕捉構造体38が首部56から軸方向に且つ外方に更に伸びている。
[0034] 捕捉構造体38は、軸部34を受け部1に接続し且つ軸部34を受け部1内にて捕捉する形態とされている。捕捉構造体38は、螺旋状に巻いた前進構造体を有する実質的に円筒状外面64を備え、該前進構造体は、図示した実施の形態において、首部56付近から着座面68に隣接する位置まで伸びるV字形ねじ部66である。単純なねじ部66が図面に示されているが、本発明の代替的な実施の形態にて、突合わせ及び逆角度ねじのようなその他の型式のねじ部、及び相互係止面を有する螺旋状に巻いたフランジのような非ねじ部を含む、その他の構造体を代替的に使用することが考えられる。
[0035] 軸部34は、ソケットの形態をした打込み構造体を含むドライブツール(図示せず)が係合するための、その頂端面又はドーム72付近に配設されたツール係合構造体70を更に含む。ドライブツールは、軸部本体36を椎骨45内に推進させ且つ回転させることの双方のため、ソケット及び合わさる突起を形成し得るようツール係合構造体70の回りに嵌まる形態とされている。具体的には、図1ないし図10に示した実施の形態において、ツール係合構造体70は、ねじ付き軸部本体36及びねじ付き捕捉構造体38の双方と同軸状である六角形の形状の伸長ヘッド部の形状をしている。
[0036] 軸部34の頂面72は、図面に示したように、湾曲し又はドーム形状であり、骨ねじ組立体7が図8ないし図10に示したように組み立てられたとき、ロッド49と確実に係合し且つ軸部34の受け部1に対する任意の整合状態となるようにする。特定の実施の形態において、面72は平滑である。本発明の実施に従って必ずしも要求されないが、面72は、面72とロッド49との摩擦係合を更に増し得るよう刻線付き面又はギザギザ面付きとすることができる。
[0037] 図面に示した軸部34は、軸線Aに沿って軸部34の全長に亙って伸びる小さい中央穴74を有するカニューレとされている。穴74は、軸部4の円筒状内壁75により画成され、また、軸部先端58の第一の円形の開口部76と、頂面72の第二の円形の開口部78とを有する。穴74は、ねじ付き本体36及び捕捉構造体の外面64と同軸状である。穴74は、軸部本体36を挿入する前、椎骨45内に挿入された1本のワイヤー(図示せず)が軸部34の内部を通るための通路を提供し、該ワイヤーは、軸部本体36を椎骨45内に挿入するための案内部を提供する。
[0038] 図1及び図6ないし図10を参照すると、受け部1は、部分円筒状の内側プロファイルと、小面付き外側プロファイルとを有する、全体としてU字形の外観を有する。受け部1は、U字形の支え台を形成し且つアーム82の間にU字形通路84を画成する1対の直立アーム82と、ロッド49を作用可能にきちっと受け入れ得るようロッド49と実質的に同一の半径を有する下側座部86とを有するほぼ球形の基部80を含む。
[0039] 図1、図6及び図7を特に参照すると、受け部1には、アーム82の当初の長さを長くし得るよう破断延設部又はアームタブ5が設けられ、このため、延設部5の間にロッドの受け入れ通路を形成し、これによりロッド受け入れ通路84の長さを通路の長さだけ長くする。通路84を長くする目的は、ロッド49を椎骨45からより離れた距離にて通路84内に捕捉し、これによりロッド49を閉塞構造体48により捕捉し且つ、閉鎖体48の前進により通路84内の着座した位置に向けて「整復し」又は付勢することである。このことは、ロッド49の位置又は椎骨自体を整復する点にて特に効果的である。この目的のため、延設部又はタブ5の内面88には、アーム82の主要部分から且つ延設部5に沿って連続的に伸びて、その間に連続的で且つ均一な螺旋状通路を形成する逆角度ねじ部19が設けられる。
[0040] 1対の弱体化領域90がアームの主要部分82と破断延設部5との間に配設されている。弱体化領域90は、図1、図6及び図7に示したように、軸線Aに対して全体として垂直に伸びるV字形の凹み部又は切欠きに隣接する領域とし、又は弱体化領域90にて延設部5をアーム82から破断させることにより、延設部5をアーム82から直ちに分離するため、アームの厚さを減少させ又は薄くする任意のその他の型式のものとすることができる。弱体化領域90は、ロッド49をその着座位置(図8及び図9)に向けて付勢することを可能にするのに十分、堅固であるものとする。しかし、延設部5は、閉鎖構造体48が延設部5の間を通過した後、アームの主要部分がその位置に保持されている間、延設部5を領域90の回りにて前後方向に回動させ又は曲げることにより、アーム82の主要部分から破断させ又は分離することができる。形成される低プロファイルの植え込んだ構造体は、図8ないし図10に示されている。
[0041] 逆角度ねじ形態物19は、延設部5の内面88及びアーム82の回りにて不連続的な全体として螺旋状パターン又は形態にて配設されており、該逆角度ねじ形態物は、典型的なねじ部であり、また、色々なピッチを有することができ、従来のねじ部が変化するのとほぼ同一の仕方にて反時計回り方向に前進させ又は変化させることができる。該ねじ形態物19は、また、本明細書にて歪曲防止面26として特定した前面92と、後面94とを有する。本明細書にて使用するように、前面及び後面という語は、受け部1を閉じるために使用されるとき、閉鎖構造体を受け部1の中心回転軸線Bに沿って受け部1の基部80に向けた方向に動かすことにより、閉鎖構造体48と合わさり係合するため前進する方向を意味する。図示した実施の形態において、前進は、閉鎖構造体48の時計回り方向への回転により生ずる。図6及び図7にて理解し得るように、ねじ部19の全体的な断面形状は、鈍角三角形の形状である。また、前面92及び後面94が回転軸線Bを通る面と交差することは、前面92及び後面94の双方が根元96からねじ形態物19の頂部98まで受け部1の基部80の方向に向けて下方に傾斜することを意味することも理解できる。後面が回転軸線に対し垂直に配置される突合わせねじ部と比較して、本発明の逆角度ねじ形態物において、後面は回転軸線に対しある角度にて配設され、該面は前面と全体として同一方向に向けて傾斜する。このことは、また、前面及び後面が反対方向に向けて傾斜する従来のV字形ねじ部の場合と相違する。後面94と回転軸線Bを通る面との交差は、典型的に、回転軸線Bに対して垂直な線に対して約1°ないし約45°の角度にて生ずる。本発明の逆角度ねじ部に関する更なる詳細は、その内容を参考として引用し本明細書に含めた、2000年8月23日付けで出願された米国特許出願番号09/644,777に記載されている。
[0042] ツール係合開口104は、アーム82の外面又は小面に形成されている。開口104は、軸部34及び保持構造体42と組み立てられる間、また、軸部本体36を椎骨45内に植え込む間、受け部1を保持するため使用することができる。上方に突き出す隠れた内側凹所106が開口104と連通している。保持ツール(図示せず)は、構造体が開口104と合わさり且つ開口104内に受け入れられると共に、保持ツールを基部80に対して且つアーム延設部5に向けて僅かに軸方向上方に引っ張ることにより、その箇所にて係止するようにすることができる寸法及び形状とされている。保持ツール及びそれぞれの開口104は、捻り/捻り解除又はスナップ嵌め/スナップ係合解除状態を含むが、これらにのみ限定されない多岐に渡る係合配向の形態とすることができ、保持ツールは、開口104及び凹所106内に係合するようツールを配置し得るよう外方に歪曲する脚部を有する。開口104及び協働する保持ツールは、アーム82の任意の面に沿って色々な寸法及び位置となる形態とすることができることが分かる。
[0043] 基部80の内面110により実質的に画成された室又はキャビティ108が受け部1と連通し且つ、該受け部1のU字形の形状をした通路84の下方に配置されており、キャビティ108は、U字形通路84内に上方に開放している。内面110は、実質的に球形であり、その少なくとも一部分は、球形の部分的な内側着座面112を形成する。面112は、以下により詳細に説明するように、保持構造体42と合わさる寸法及び形状とされている。
[0044] 基部80は、球形面110の半径よりも小さい半径を有する制限的な首部113を更に含む。首部113は、キャビティ108及び基部80の下方外部116と連通する穴114を画成する。穴114は、受け部1の回転軸線Bに対し同軸状に整合されている。首部113及び関係した穴114は、首部113の位置にて保持構造体42に対する制限部を形成し、保持構造体42が受け部1内に着座したとき、保持構造体42がキャビティ108から進み且つ受け部1の下側外部116外に出るのを防止すべく、以下に更に詳細に説明するように、保持構造体42の半径方向寸法よりも小さい寸法及び形状とされている。しかし、保持構造体は、圧縮可能とし(かかる構造体が欠損部分を有するような場合)、また、保持構造体を首部113を通して装荷し、次に、受け部1の球形の着座面内にて拡張し且つ完全に着座するのを許容するようにすることも考えられる。
[0045] 保持構造体又はリング42を使用して軸部34の上側部分すなわち捕捉構造体38を受け部1内に保持する。図4及び図5に最も良く示した保持構造体42は、軸部34と関係した細長い軸線Aと同一である作用可能な中心軸線を有するが、保持構造体42が軸部34から分離されたとき、回転軸線は、図5に示したように軸線Cとして識別される。保持構造体42は、頂面122からその底面124まで保持構造体42を完全に貫通する中心穴120を有する。第一の円筒状内面126は、穴120の実質的な部分を画成し、面126は、底面124に隣接する位置から内面126に対し垂直に配設された平坦な着座面129まで伸びる螺旋状リブ又はねじ部128により示したように、螺旋状に巻いた案内及び前進構造体を有する。
[0046] 図面には、単純な螺旋状リブ128が示されているが、本発明の代替的な実施の形態にて、突合わせねじ部及び逆角度ねじ部のような、その他の型式のねじ部及び相互係止面を有する螺旋状に巻いたフランジのような非ねじ部を含む、その他の螺旋状構造体を代替的に使用することが考えられる。螺旋状リブ128を有する円筒状内面126は、以下により詳細に説明するように、回転する間、捕捉構造体の外面64及び螺旋状案内及び前進構造体又はねじ部66と合わさる形態とされている。
[0047] 保持構造体42は、第一の円筒状内面126と同軸状の第二の内壁又は円筒状面132を更に含む。面132は、保持構造体42の着座面129と頂面122との間に配設され、また、円筒状面126の直径よりも大きい直径を有する。以下により詳細に説明するように、捕捉構造体38の着座面129及び面68と協働する円筒状面132は、ツール係合構造体70の基部の回りにある凹所と、軸部本体36を骨内に推進するために使用されるツール(図示せず)に対する安定的な着座面とを提供する。面又は凹所の外壁である壁132は、かかるドライブツールの外面に適合した形状とすることができ、また、例えば、ドライブツールを一層良く把持し得るよう六角形の形状の小面付きとすることができる。
[0048] 保持構造体又はリング12は、受け部1の部分球形の形状をした着座面112と合わさる寸法及び形状とされ、面112と関係した半径にほぼ等しい半径を有する半径方向外側の部分球形の形状をした面134を有する。保持構造体の半径は、受け部1の首部113の半径よりも大きい。必ずしも必要ではないが、外側の部分球形の形状をした面134は、ギザギザ付き面又は同様の面のような高摩擦面とすることが考えられる。
[0049] 組立体7と共に利用される細長いロッド又は長手方向部材49は、再構築脊柱外科手術にて利用される多岐に渡るインプラントの任意のものとすることができるが、通常、均一な直径及び全体として平滑な面を有する円筒状面136を含む円筒状の細長い構造体である。ロッド49は、受け部1のU字形通路84の底部付近にてきちっと着座する寸法及び形状とされることが好ましく、また、通常の作用時、下方座部86にて通路84の底部より僅かに上方に配置される。特に、ロッド49は、図8及び図9に示したように、通常、軸部の頂面72と直接的に又は当接状態にて係合し且つ、ドーム状軸部の頂面72に対して偏倚され、その結果、組立体7が完全に組み立てられたとき、軸部34を受け部1の基部80に向けた方向に下方に偏倚させる。この状態となるようにするためには、保持構造体42が受け部のキャビティ108の下側部分にきちっと着座したとき、軸部の頂面72が通路84の空間内に少なくとも僅かだけ伸びなければならない。これにより軸部34及び保持構造体42は、ロッド49が軸部の頂面72を下方に強く押すことにより、受け部1に対するその位置に係止され又は保持される。
[0050] 図1及び図6ないし図10を参照すると、閉鎖構造体又は閉鎖頂部48は、直立アーム82及びアームの破断延設部5の主要部分における合わさり構造体と共に使用される多岐に渡る異なる型式の任意の閉鎖構造体とすることができる。図示した閉鎖頂部48は、全体として円筒状の半径方向外面142と、平坦な頂部143と、実質的に平坦な底部144とを有する円筒状の形状のプラグである。閉鎖構造体48は、参照符号Dで全体として示した回転軸線を有する。回転軸線Dは、閉鎖構造体48の半径方向中心にある。回転軸線Dと同軸状である、開口又は穴147の形態をした内側ツール係合構造体は、頂部143を通り且つ閉鎖構造体48を部分的に貫通して伸びている。開口147は、開口147にて構造体48と係合可能なアレン型ツール148にて閉鎖構造体48を備え付け又は除去することができるように六角形の断面を有するよう多小面付きである。六角形の形状の開口147が図面に示されているが、ツール係合構造体は、トーレックス(TORX)という商標名にて販売されている多ローブ状ドライブのような、多岐に渡るツール係合形態をとることができ又は1対の隔たった開口又は同様のもののような色々な形状の1つ以上の開口を含むことができる。本明細書にて特定の閉鎖構造体48が示されているが、本発明は、色々な型式及び形態のプラグ及び止めねじと共に使用することが考えられる。例えば、閉鎖構造体は、挿入のため、破断ヘッド部を含むことができる。
[0051] 閉鎖構造体48は、また、ロッド面136に貫入するための先端149として示したロッド49と係合し且つロッド49を固定するのを助ける構造体も含む。図示しないが、かかる閉鎖構造体は、切断縁部及び(又は)粗面化した下面を更に含むことができる。
[0052] 閉鎖構造体48の実質的に円筒状の外面142は、逆角度ねじ形態物10を有する内側部材16を具体化する。ねじ形態物10は、前面152と、歪曲防止面24として本明細書にて識別した後面154とを含む。受け部1に関して本明細書にて説明した場合と同様、前側及び後側という語は、閉鎖構造体48を受け部1の中心回転軸線Bに沿って(及び構造体48の軸線Dの回り)且つ受け部1の基部80に向けた方向に動かすことにより、閉鎖構造体48が受け部1内に前進する方向を示す。ねじ部10の全体的な断面形状は、鈍角三角形の形状をしている。前面152及び後面154が回転軸線Dを通る面と交差する点にて、面152、154の双方は、根元156からねじ形態物10の頂部158まで閉鎖体48の底面144から離れる方向に向けて上方に又は後方に傾斜することが理解できる。面152、154の双方はまた、閉鎖体48が受け部1と係合したとき、受け部1の基部80から離れる方向に向けて上方に又は後方に傾斜する。
[0053] 逆角度ねじ形態物は、延設部5及びアーム82にて巻かれ、時計回り方向に回転したとき、閉鎖構造体48が回転して受け部1内に前進するのを可能にし、特に、U字形通路を84の頂部又は上方に開放した部分を覆い、延設部5又はアーム82を歪曲させることなく、ロッド49を捕捉するため、不連続的な逆角度ねじ形態物19と係合するような形状及び配置とされている。閉鎖構造体48は、また、前進することによりロッド49に対し作用可能に偏倚され且つトルク作用下にてロッド49に圧力を加え、このため、ロッド49は通路84内に伸びる軸部の頂端面72に対し下方に付勢される。軸部の頂面72を下方に偏倚させることは、ロッド49と面72との摩擦係合状態を作用可能に生じさせ且つ、また、保持構造体42を受け部1の基部80に向けて付勢し、保持構造体の球形外面134を受け部1の部分的な球形の内側着座面112に対し固定状態に摩擦可能に着座させ、これにより軸部34及び保持構造体42を受け部1に対して選んだ剛性な位置に固定することになる。
[0054] 受け部1内にて閉鎖体48を前進させ得るように、トルクが閉鎖体48に時計回り方向に加えられたとき、後面154は、受け部1のねじ部19の後面94と係合し且つ、該後面94に対して押されることが理解される。この過程により閉鎖体48に加えられた力は、軸方向、すなわち閉鎖構造体48の回転軸線Dに対して平行な第一の成分と、半径方向内方へのベクトル、すなわち、閉鎖構造体48の回転軸線Dに向けた第二の成分とを有する、受け部1に作用する反力による抵抗を受ける。
[0055] 本発明に従って多軸骨ねじ組立体7が使用される前に、保持構造体42は、典型的に、最初に、図6に破線で示したように、受け部のU字形通路84内に、次に、キャビティ108内に挿入され又は頂部から装荷され、構造体42を受け部1の内面110内に配設する。次に、保持構造体42を約90°回転させ、受け部1と同軸状となるようにし、次に、同様に図6に示した、受け部1の着座面112と摺動係合する状態にて座すようにする。
[0056] 図7を参照すると、軸部の捕捉構造体38は、首部113により画成された穴114を通して受け部1内に予め装荷され、挿入され又は底部から装荷される。このとき、受け部1内に配設された保持構造体42は、軸部の捕捉構造体38と同軸状に整合され、螺旋状案内及び前進構造体66が保持構造体42の螺旋状案内及び前進構造体128と回転可能に合わさる。
[0057] 軸部34及び(又は)保持構造体42は、それぞれの円筒状面64、126に沿って構造体66、128と完全に合わさるように回転され、着座面68及び着座面129が図7ないし図9に示したのと同一の面内にて隣接し且つ配設される迄、捕捉構造体38を保持構造体42に固定する。捕捉構造体38の保持構造体42との恒久的、剛性な係合は、接着剤、スポット溶接を使用すること、一方又は双方のねじをポンチ又は同様のものにて変形させることにより更に保証し且つ支持することができる。この時点にて、軸部34は、受け部1と摺動可能に且つ回転可能に係合する一方、受け部1の捕捉構造体38及び下側開口又は首部113は、協働して、軸部本体36を受け部1との回転可能な関係に維持する。保持構造体42のみがヘッドの球形の着座面112と摺動可能に係合している。捕捉構造体38及び軸部本体36のねじ付き部分の双方が受け部1と隔たった関係にある。
[0058] 次に、軸部34の六角形の形状をした伸長ヘッド部70と係合することにより、軸部34を作用可能に推進し且つ回転させるドライブツール(図示せず)を使用して軸部34を回転させることにより、組立体7は、典型的に、椎骨45のような骨内にねじ込まれる。好ましくは、ドライブツールがツール係合構造体又はヘッド部70と係合するとき、その一端部分は、構造体70、着座面68、隣接する着座面129及び円筒状内面132により画成された凹所内に配設され、ドライブツールの底面は、着座面68及び着座面129の双方と接触し且つ摩擦可能に係合する。ドライブツールが回転する間、ドライブツールの外面と円筒状面132との多少の摩擦係合を実現することができる。
[0059] 典型的に、受け部1及び保持構造体42は、軸部本体36を椎骨45内に挿入する前に、軸部34に組み立てられるが、特定の状況において、軸部本体36は、保持構造体42を利用して受け部1との組み立てを許容するよう顕著に伸びる捕捉構造体38と共に最初に部分的に植え込んでもよい。次に、軸部本体36を椎骨45内に更に推進することができる。
[0060] 椎骨45は、予め穿孔して、骨への応力を最小にし、また、挿入されたカニューレ74が軸部34を配置し且つ椎骨45に対して角度を付けるための案内部を提供するような形状とされたガイドワイヤー(図示せず)を有するようにしてもよい。案内部としてガイドワイヤー共にタップを使用することにより更なるタップ穴を形成することができる。次に、最初にワイヤーを底部開口部76内にねじ込み、次に、頂部開口部78から出るようにすることにより、組立体7又は一体的な軸部34は、カニューレ導入穴74を利用してガイドワイヤーまで推進させる。次に、配置案内部としてガイドワイヤーを使用することにより、軸部34を椎骨45内に推進する。
[0061] 図7ないし図10を参照すると、ロッド49は、最終的に破断延設部5の間に配置され、次に、ねじ部10をねじ部19と合わせ、構造体48を基部80に向けて下方に回転させ、ロッド49に対し偏倚させ又は押すことにより、閉鎖構造体48を延設部5内に挿入し且つ延設部5の間にて前進させる。ロッド40が延設部5から受け部のアーム82と着座面86付近との間に配設された位置まで進むとき、構造体48によりロッド49に加えられる圧力は続く。協働する閉塞構造体48、破断延設部5及びアーム82の歪曲防止逆角度構造体3は、閉鎖構造体48が受け部1の基部80に向けて下方に移動するとき、延設部5及びアーム82を互いに向けて偏倚させる。ロッド及び閉鎖構造体48の双方がアーム82の間にて受け部1内に配設されたとき、延設部5を曲げて、延設部5が弱体化領域90にてアーム82から破断されるようにすることにより破断延設部5を除去することができる。次に、閉鎖構造体48は、所望に応じてロッド49に対し更に締結することができる。
[0062] 軸部の頂端面72は、軸部34と受け部1との間に存在する回転程度に関係なく、ほぼ同一程度、通路84内にほぼ等しく上方に伸びるよう丸味が付けられているため、また、ドーム形状面72はU字形通路84内に上方に伸びるような寸法及び形状とされているため、面72にはロッド49が係合し、該面は、閉鎖構造体48がロッド49に向けて且つロッド49まで下方に偏倚するとき、受け部1の基部80に向けて下方に押される。一方、軸部34に加わる下方への圧力は、保持構造体42を受け部の着座面112に向けて下方に付勢し、保持構造体の着座面129が受け部の着座面112と摩擦係合する。閉鎖構造体48がロッド49に対して押されると、このとき、ロッド49は軸部34に剛性に装着された軸部及び保持構造体42に対して押される一方、軸部は、受け部1と摩擦可能に且つ剛性に装着された状態となり、軸部本体36を受け部1及びロッド49に対して所望の角度形態に固定することになる。
[0063] 図10には、ロッド49と、椎骨45内に配置された閉鎖構造体48とを含む、多軸骨ねじ軸組立体7が示されている。骨軸部34の軸線Aは、受け部1の軸線Bと同軸状でなく示されており、軸部34は、この角度を付けた係止形態にて固定されている。備え付ける外科手術の間、ロッド49又は同様のものの配置に起因して必要とされるように、その他の角度形態を実現することができる。
[0064] 組立体7及び関係したロッド49並びに閉鎖構造体48を除去することが必要とされる場合、開口147と合わさり且つ反時計回り方向に回転されて、閉鎖構造体48を回転させると共に、受け部1内のその前進方向を逆にするアレンレンチ型(図示せず)のドライブツール148又はその他の同様の寸法のツールを使用することにより、分解が実現される。次に、組み立てのため、本明細書に上記に説明した手順と逆の順序にて組立体7の分解が実現される。
[0065] 本発明の特定の形態を示し且つ本明細書にて説明したが、本発明は、説明し且つ図示した特定の形態又は配置にのみ限定されるべきではないことを理解すべきである。
Claims (10)
- 細長い部材を固定する装置において、
(a)その間に部材を受け入れる通路を形成するように間隔をおいて配置された複数のアームを有する受け部であって、前記アームは主要部分と、弱体化領域により前記主要部分と接続された延設部分とを有し、前記アームの前記主要部分及び前記延設部分は内面を有する受け部と、
(b)内部に前記細長い部材を締結すべく前記通路内に受け入れ得る寸法とされた閉鎖体と、
(c)前記閉鎖体の回りにて且つ閉鎖体に沿って螺旋状に伸び、第一の逆角度ねじを有する閉鎖体の案内及び前進構造体と、
(d)前記アームの前記主要部分及び前記延設部分の回りにて及びその内面に沿って螺旋状に伸び、第一の逆角度ねじと相補的であり且つ該ねじに対して協働可能に噛み合い、前記閉鎖体が前記受け部内に前進したとき、前記アームの歪曲を防止する第二の逆角度ねじ部を有し、前記閉鎖体は前記細長い部材に対して前進し前記細長い部材を捕捉し且つ前記受け部に対して締結するようにした不連続的な受け部の案内及び前進構造体と
を備え、
(e)前記アームの前記延設部分は、前記閉鎖体が前記細長い部材を前記アームの前記主要部分により形成された通路の一部分内に捕捉した後、前記主要部分から分離可能である、細長い部材を固定する装置。 - 請求項1に記載の装置において、前記受け部は、脊柱固定アンカーであり、前記細長い部材は脊柱固定ロッドである、装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記受け部は、椎骨内に植え込み得るようにされた開放した受け部の骨ねじであり、前記細長い部材は脊柱の固定のロッドである、装置。
- 請求項3に記載の装置において、前記開放した受け部の骨ねじは、多軸骨ねじ組立体であり、該多軸骨ねじ組立体は、
(a)骨に固定するための本体と、前記本体から伸びる捕捉構造体とを有する軸部であって、前記捕捉構造体は第一の螺旋状に巻いたねじを有する外面を備える軸部と、
(b)前記受け部と一体的な受け部の基部であって、キャビティを部分的に画成する着座面を有し、前記部材を受け入れる通路は、キャビティと連通し、前記キャビティは、前記捕捉構造体を貫通するよう受け入れ得る寸法及び形状とされた開口部を通して基部の外部と連通するようにした受け部の基部と、
(c)外面と、第二の螺旋状に巻いたねじを有する内面を含む中央穴とを有する保持構造体であって、前記第一の螺旋状に巻いたねじ部が、前記第二の螺旋状に巻いたねじ部と回転可能に噛み合い、前記保持構造体を前記受け部の基部キャビティ内にて前記捕捉構造体に固定する形態とされ、前記外面は、前記受け部の基部の着座面と摺動可能に係合して、前記軸部本体を前記受け部に対して選択的な角度にて配置することを可能にする形態とされた保持構造体と
を備える、装置。 - 請求項4に記載の装置において、
(a)前記受け部の基部の着座面は実質的に球形であり、
(b)前記保持構造体の外面は実質的に球形である、装置。 - 請求項4に記載の装置において、前記軸部はカニューレとされる、装置。
- 脊柱固定ロッドを締結し且つ定着する脊柱固定構造体において、
(a)その間にロッドを受け入れる通路を形成する1対の隔たったアームを含む開放した脊柱固定アンカーであって、前記アームは、主要部分と、弱体化領域により前記主要部分に接続された延設部分とを有し、前記アームの前記主要部分及び前記延設部分は内面を有する、開放した脊柱固定アンカーと、
(b)前記通路内に受け入れ得る寸法とされ且つ回転させ、また、前進させて脊柱固定ロッドを締結し得るようにされた閉鎖体と、
(c)前記閉鎖体の回りにて且つ前記閉鎖体に沿って螺旋状に伸び、第一の歪曲防止面を有する、閉鎖体の案内及び前進ねじ形態物と、
(d)前記主要部分の回りにて且つその内面に沿って螺旋状に伸び、第二の歪曲防止面を有する、アンカーの案内及び前進ねじ形態物
とを備え、
(e)前記第一及び第二の歪曲防止面は、相補的であり且つ、前記閉鎖体がアンカー内に前進したとき、協働してアームの歪曲を防止し、前記ねじ形態物の各々は、
i)前面と、
ii)後面とを更に備え、
iii)前記アンカーに対して前記閉鎖体の回転軸線と直交する面から見て、前面及び後面の双方が、前記アンカー内への前記閉鎖体の前進方向に対して実質的に同一の方向に向けて傾斜しており、
(f)前記アームの前記延設部分は、前記閉鎖体が前記アームの前記主要部分の間に配置された前記通路の一部分内にて前記ロッドを締結するとき、前記主要部分から分離される、脊柱固定構造体。 - 請求項7に記載の構造体において、前記アンカーは、椎骨内に螺旋状に植え込み得るようにされて、開放した受け部を有する骨ねじである、構造体。
- 請求項8に記載の構造体において、前記骨ねじは多軸骨ねじである、構造体。
- その間にロッドを受け入れる通路を形成する、上方に伸び且つ隔てられた1対のアームを有する受け部を備えた脊柱インプラントにおいて、
(a)前記アームに隣接して配設された上方に伸び、弱体化領域を有し、前記弱体化領域にて曲げ及び前記アームから除去可能な延設部を備え、
(b)前記アーム及び前記延設部の各々は、不連続的な螺旋状に巻いた逆角度構造体を有する内方を向いた面を含み、前記面は、前記閉鎖体上の噛み合い逆角度構造体と半径方向に相互係止すると共に、前記閉鎖体が前記閉鎖体の回転により前記延設部と前記アームとの間にて前進し且つ移動するのを許容するようにした、脊柱インプラント。
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