JP2012526608A - 自己保持ケーブルタイを有する骨固定要素 - Google Patents

Abstract

骨固定デバイスを骨に固定するためのシステムであって、目標部位のうちの１つおよび骨安定化要素の周囲に巻きつけ安定化させる可撓性の長尺状要素を備えるシステム。長尺状要素は、その第１表面から遠位に延在する複数の突起を含む。各突起は、骨固定要素であって、その中にヘッドから遠位の長尺状要素の一部を摺動可能に受容するためのサイズおよび形状とされた、骨固定要素を通って延在する溝を含む、骨固定要素と結合する近位当接表面を含み、骨固定要素は、ヘッドを受容し、ヘッドが溝を通って遠位に引き出されるのを阻止するための形状とされた凹部を含む。骨固定要素または長尺状要素は、近位当接表面のうちの１つと係合するように構成されたタブを含み、長尺状要素の突起がタブに対して近位に移動するのを阻止する。
【選択図】図１

Description

〔優先権主張〕
本出願は、２００９年５月１２日に提出された「Ｓｅｌｆ−Ｒｅｔａｉｎｉｎｇ Ｃａｂｌｅ Ｔｉｅ」と題された米国仮特許出願第６１／１７７，４４２号の優先権を主張するものであり、当該出願の全開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。

本出願は骨固定に関し、より具体的には骨締結システムおよび方法に関する。

多くの場合、骨折は、骨を安定化させるためにワイヤまたは他のケーブルを目標部位の周囲に巻きつけることによって処置される。一般に、ケーブルは目標部位の周囲で輪を形成し、所望の張力で係止されて、複数の骨の部分を互いに対する所望の空間的関係で保持する。この目的のための公知のケーブルは、一般に、所望の張力で骨の目標部位の周囲に輪を形成するケーブルを維持するために、ケーブルの伸長部と係止可能に係合する大きなヘッドを持って形成される。しかしながら、多くの場合、これらの係止ヘッドの大きな形状は、これらが骨および任意の関連する医療器具（例えば、骨スクリュー、骨プレートなど）から離れて突出することを必要とし、靭帯、神経および他の周辺組織を刺激する。さらに、そのようなケーブルは、しばしば埋め込まれた後に緩み、骨に沿って滑ることで、処置を行った骨の力学的安定性を減少させ、骨に対する更なる損傷の可能性を増大させる。骨粗しょう症のような骨の異常は、そうした人工装具周囲の骨折の可能性を更に増大させる。またケーブルの弛緩および／または移動は、骨の断片のずれ、こわばり、癒着不能、関節力学異常、治癒機能障害なども引き起こしうる。

本発明は、骨固定デバイスを骨に固定するためのシステムであって、近位端のヘッドと遠位端の間に延在する可撓性の長尺状要素を備え、長尺状要素は骨の目標部位のうちの１つおよび骨安定化要素の周囲に巻きつけ安定化させるように構成され、その第１表面から遠位に延在する複数の突起を含み、各突起は、骨固定要素であって、その中にヘッドから遠位の長尺状要素の一部を摺動可能に受容するためのサイズおよび形状とされた、骨固定要素を通って延在する溝を含む、骨固定要素と結合する近位当接表面を含み、骨固定要素は、ヘッドを受容し、ヘッドが溝を通って遠位に引き出されるのを阻止するための形状とされた凹部を含み、骨固定要素および長尺状要素のうちの一方は、近位当接表面のうちの１つと係合するように構成されたタブを含み、突起がその上に形成される長尺状要素の一部がタブに対して近位に移動するのを阻止する、システムを対象とする。

本発明の第１の実施形態によるシステムの部分断面図である。 本発明の第２の実施形態によるシステムの部分断面図である。 本発明の第３の実施形態によるシステムの部分断面図である。

本発明は、以下の説明および添付の図面を参照して更に理解されうるものであり、ここで、類似の要素は同じ参照番号によって参照される。本発明は、概して、締結を介して骨折した骨および骨の断片を安定化および固定するためのシステムおよび方法に関する。具体的には、本発明は、ケーブルを目標骨の周囲の所望の位置で係止するように構成された、最小の外面形状を有するケーブルタイであって、周辺組織への刺激を最小化または防止するように寸法を選択されたケーブルタイに関する。本発明による例示的ケーブルタイは、本体上に形成される自己係止切欠を有するように形成され、骨の目標部位の周囲に配置された場合に、ケーブルタイを所定の位置に係止することを可能とする。当業者が理解するように、本発明の実施形態は、骨固定術およびトロリー脊椎術を含む、締結を伴う複数の手法の任意のものに用いられうる。更に、例示的システムは、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、任意の骨固定術に用いられうることに留意されたい。本出願で使用される場合、近位および遠位の用語は、ケーブルタイに沿った方向を参照するものであり、ケーブルタイは、骨内に挿入される際にケーブルの先端部を形成する尖った先端を含む遠位端を有する。ケーブルは、この端部から近位に延在する。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態による例示的システム１００は、骨スクリュー１０４のような骨固定デバイス内に搭載されるケーブルタイ１０２を備える。当業者が理解するように、スクリュー１０４は、脊柱固定術による椎骨茎の固定のために構成された茎スクリューでありうる。スクリュー１０４は、ヘッド１０６と、骨の目標部位への挿入のために構成されたねじ軸１０８を備える。ヘッド１０６は、骨固定ロッド１１２と係合するように構成された弧状凹部１１０を有するように形成される。骨固定ロッド１１２は、当分野で知られ、以下により詳細に説明する脊柱固定術に従って、骨（図示せず）の外面への取り付けのために構成されることを当業者は理解するであろう。当業者が理解するように、ヘッド１０６は、ねじ軸１０８の長手軸に対してほぼ垂直にヘッドを通って延在する溝１１４を更に備える。溝１１４の第１端部には支台１１６が形成され、溝１１４に繋がる２つの分離した開口部１１８、１２０を画定する。以下により詳細に説明するように、開口部１２０は、ヘッド１２４が溝１１４を通過することなく、スクリュー１０４の外部に延在するヘッド１０６の形状を最小化するために、ケーブルタイ１０２のヘッド１２４をその中に収めるように構成された凹部１２２を更に備える。好適には、凹部１２２は、ケーブルタイの近位端がヘッド１２４の外部表面とほぼ同一平面に位置するように、ケーブルタイ１０２のほぼ球形のヘッド１２４を収容するように構成されうる。

ケーブルタイ１０２は、ヘッド１２４から遠位端１２８まで遠位に延在する長尺状部分１２６を含み、ケーブルタイ１０２の長さは、例えば、当分野で知られる、手術の遂行に適切な複数の標準長さのうちの任意のものが選ばれる。ケーブルタイ１０２は、複合プラスチック、ポリアリールエーテルエーテルケトン（「ＰＥＥＫ」）、または任意の他の生体適合性プラスチックを含むがこれに限定されない、任意の可撓性かつ耐久性のある材料で形成されうる。スクリュー１０４は、ステンレス鋼または別の生体適合性金属で形成することが可能である。ケーブルタイ１０２およびスクリュー１０４のそれぞれに選択される材料は、例えば、骨の目標部位への挿入中および挿入後にそれぞれの要素に印加されることが予想される負荷に基づいて選ばれうる。ヘッド１２４はほぼ球形として示されているが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、任意の所望の形状で形成されうる。同様に、凹部１２２は、ヘッド１２４の選択された形状を収容するためのサイズおよび形状とされうる。

この実施形態において、ケーブルタイ１０２の長尺状部分１２６は、ほぼ長方形の断面を有するように形成されるが、他の断面形状もまた想定される。長尺状部分１２６の第１長尺状壁１３４は、所定の角度で遠位に突出するタブ１３０を備える。タブ１３０は、長尺状部分１２６に沿って所定の距離だけヘッド１２４と離れており、ヘッド１２４が開口部１２０に収まる手術時構成において、タブ１３０は溝１１４内に配置される。長尺状部分１２６は、その上をタブ１３０が摺動する傾斜遠位表面を含む一連の歯を含むリブ状部１３２を更に含む一方で、歯の当接する近位表面は、タブ１３０と係止可能に係合してラチェット機構を形成する。リブ状部１３２は、ケーブルタイ１０２が目標構造の周囲に巻き付けられ開口部１１８を介してヘッド１０６に再度挿入された後にタブ１３０と係合することを十分に可能とする、第２長尺状壁１３６の所定の長さに沿って延在する。リブ状部１３２が周囲の組織を刺激することのないように、リブ状部１３２の長さは、溝１１４の長さとほぼ等しいか、あるいはより短い長さを有するように、任意に選択されうる。しかしながら、リブ状部１３２は、本発明の範囲から逸脱することなく、任意の長さで形成されうるものであり、また、長尺状部分１２６の任意の部分上に延在しうることに留意されたい。

本発明による例示的方法によれば、１つまたは複数のスクリュー１０４が、骨（図示せず）の目標部位内にねじ留めされる。次いで、ロッド１１２がスクリュー１０４の凹部１１０に収められ、当分野で知られる任意の技法を使用して、所定の位置に一時的に保持される。次いで、ケーブルタイ１０２の遠位端１２８が、スクリュー１０４のヘッド１０６を通って溝１１４の遠位端から出るように、タブ１３０を含む第１長尺状壁１３４がスクリュー１０４の軸１０８に面する状態で、開口部１２０内に挿入される。次いで、長尺状部分１２６がロッド１１２の周囲に巻き付けられ、開口部１１８内に挿入され、溝１１４を通る。次いで、任意の公知の張力装置および／または方法を使用して、任意の所望の張力のために、ケーブルタイ１０２がロッド１１２の周囲で方向Ａに引っ張られる。この力の印加により、リブ状部１３２がタブ１３０を通り越えて摺動し、ヘッド１２４がそれ以上遠位に移動できなくなるまで、ヘッド１２４を凹部１２２内に引き込む。ラチェットによるタブ１３０のリブ状部１３２との係合は、遠位端１２８が溝１１４内へと近位に後退するのを防止することにより、ケーブルタイ１０２の位置を固定し、加えられる所望の張力を維持する。溝１１４の外へと突出するケーブルタイ１０２の遠位部は、その後、スクリュー１０４のヘッド１０６に対してほぼ同一平面上に位置するように調整される。

図２は、以下に説明するものを除くと図１のシステム１００とほぼ類似して形成されるシステム１００´を示し、同様の要素は同様の参照番号で表示される。システム１００´とシステム１００の間の主要な差異は、システム１００´の溝１１４´が、骨スクリュー１０４の長手軸に対して垂直ではなく、弧状の経路に沿ってヘッド１０６を通り延在することである。ここに示す実施形態において、溝１１４´は弧状の経路を辿り、その端部は軸１０８から見て外側を向いている。したがって、ケーブルタイ１０２´を目標の解剖学的構造（図示せず）の周囲に締め付けるために、軸１０８から離れて伸長する方向Ａ´に向けて力が印加される。この実施形態による骨スクリュー１０４のヘッド１０６において、支台１１６は、近位部分１１６および遠位部分１１６´を含み、それぞれが溝１１４を第１部分１１７と第２部分１１７´とに隔てる仕切りとして形成される。したがって、溝１１４´の第１部分１１７の近位端は開口部１２０および開口部１２０´の間に延在し、一方、第２部分１１７´は開口部１１８および開口部１１８´の間に延在する。支台１１６の部分１１６、１１６´は、第１部分１１７と第２部分１１７´を互いに対して開放する間隙によって互いに隔てられ、そこを通って延在するケーブルタイ１０２´の隣り合う部分が互いに当接することを可能にする。また、溝１１４´の第２部分１１７´は、部分１１６、１１６´の間の間隙と直線上に並ぶ隆起部１１５を含みうるものであり、そこを越えて間隙を通過するケーブルタイ１０２´の部分が、ケーブルタイ１０２´の隣り合う部分と接触させる。システム１００´のための例示的方法は、図１に関して先に開示した方法と実質的に同じである。所望の場合、システム１００´において使用するケーブルタイ１０２´のリブ状部１３２´は、ケーブルタイ１０２´が上述した様式で所望の張力に設定された場合に、リブ状部１３２´が部分１１６、１１６´の間の間隙と直線上にあることを確保できる範囲内で、より短く形成することができる。

図３に示すように、本発明の第３の例示的実施形態によるシステム２００は、図１のケーブルタイ１０２とほぼ類似して形成されるケーブルタイ２０２を備える。システム２００では、ケーブルタイ２０２は、前の実施形態で説明したような骨スクリューの代わりに、骨プレート２０４と係合する。ケーブルタイ２０２は、ケーブルタイ２０２の近位端に形成されたヘッド２２４から遠位端２２８まで遠位に延在する、長尺状部分２２６を備える。ケーブルタイ２０２の第１長尺状壁２３６は、第２長尺状壁２３８上に形成されたリブ状部２３２のリブの１つと係合するように構成された、タブ２３０を備える。タブ２３０およびリブ状部２３２は、以下に、より詳細に説明するように、ヘッド２２４が骨プレート２０４のプレート孔２０６内に係止され、長尺状部分２２６が骨の目標部位の周囲に巻き付けられた後に、ケーブルタイ１０２に関して先に説明したものと同様に、係止可能に係合するように構成される。プレート孔２０６は、骨プレート２０４を通って、その上面から動作時位置にある場合に骨２１２と接触する底面まで延在する。プレート２０４は、骨に沿って、例えばプレート孔２０６の軸に対してほぼ垂直な長手軸に沿って延在する。プレート孔２０６は、底端（すなわち、骨２１２の表面に隣接する端部）の直径が上端の直径よりも小さくなるように、次第に細くされている。しかしながら、プレート孔２０６は、本発明の範囲から逸脱することなく、任意の所望の寸法で、また、骨プレート２０４を通る任意の所望の角度で、形成されうることに留意されたい。

例えば螺合または摩擦嵌合を介してプレート孔２０６内に受容される係止ブロック２１０は、動作時構成において、係止ブロック２１０がプレート孔２０６のほぼ中央に置かれるように、プレート孔２０６の軸とほぼ直線上に並ぶ軸に沿って延在する。係止ブロック２１０は、その軸に対してほぼ垂直な角度で係止ブロックを通って延在する溝２１６を更に備える。係止ブロック２１０を通って延在する溝２１６は、その第１端部２１８および第２端部２２０において開口している。以下により詳細に説明するように、溝２１６の第１端部は、好適には、ケーブルタイ２０２の１本がそこを通過することを可能とするのに十分な広さとされ、一方、溝２１６の第２端部２２０は、並んでそこを通るケーブルタイ２０２を２本受容するためのサイズとされる。溝２１６は、ケーブルタイ２０２に張力をかけた場合に、ヘッド２２４を凹部２２２の外に引き抜くことができないようにするため、ケーブルタイ２０２のヘッド２２４と係止可能に係合するように構成された凹部２２２を更に備える。例えば、凹部２２２は、その中にヘッド２２４が摺動しうる拡大端部と、そこから延在するより小さなスロットと、を有しうるものであり、ケーブルタイ２０２およびヘッド２２４が、凹部２２２の拡大端部から横方向に、スロット内に動かされる際に、ヘッド２２４がスロットの外側に遠位に動くのを阻止する。

システム２００の例示的使用方法によれば、骨プレート２０４は、最初に骨２１２の目標部位に対して所望の向きで配置される。次いで、溝２１６の第１端部２１８および第２端部２２０が使用者から依然としてアクセス可能とするために、ケーブルタイのヘッド２２４が凹部２２２内に係止可能に挿入され、係止ブロック２１０が開口部２１４内に挿入される。次いで、ケーブルタイ２０２の遠位端２２８が溝２１６の第１端部２１８と隣接するまで、遠位端２２８が骨２１２の目標部位の周囲に引き寄せられる。次いで、後の実施形態においてより詳細に説明するとおり、リブ状部３２３がタブ２３０と面するように、ケーブルタイ２０２の遠位端２２８が、第１端部２１８を介して溝２１６内に挿入される。次いで、ケーブルタイ２０２に所望の張力がかけられるまで、タブ２３０がリブ状部２３２上をラチェット作用により動くように、遠位端２２８がヘッド２２４の外側に、矢印Ｂの方向に引き寄せられる。次いで、遠位端２２８が係止ブロック２１０の第１端部２１８内に挿入され、溝２１６に通される。タブ２３０のリブ状部２３２との係合が、ケーブルタイを所望の位置および張力で係止し、また、ケーブルタイが弛緩するのを阻止する。当業者であれば理解するように、タブ２３０およびリブ状部２３２は溝２１４内部に収容されるので、係止ブロック２１０に印加される（例えば、通常の磨耗などによる）外力によって骨の周囲のケーブルタイ２０２の位置が危険に晒されることはない。

骨プレート２０４を通して挿入される係止ブロック２１０と共に本実施形態を説明してきたが、係止ブロック２１０は、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、骨スクリューまたは他の骨固定デバイスにおいても用いられうることに留意されたい。

本発明の構造および方法論において、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、様々な修正および変形を行いうることが当業者には明白であろう。したがって、本発明の修正および変形は、それらが添付の請求項およびその均等物の範囲にある限り、本発明に包含されることが意図される。

Claims (18)

1. 骨固定デバイスを骨に固定するためのシステムであって、
   近位端におけるヘッドと遠位端の間に延在する可撓性の長尺状要素であって、骨の目標部位のうちの１つおよび骨安定化要素の周囲に巻き付け、安定化させるように構成され、その第１表面から遠位に延在する複数の突起を含み、各突起は近位当接表面を含む、長尺状要素と、
   骨固定要素であって、前記ヘッドから遠位の前記長尺状要素の一部をその中に摺動可能に受容するためのサイズおよび形状とされた、前記骨固定要素を通って延在する溝を含み、前記ヘッドを受容し、前記ヘッドが前記溝を通って遠位に引き出されるのを阻止するための形状とされた凹部を含み、前記骨固定要素および前記長尺状要素のうちの１つは、前記近位当接表面のうちの１つと係合するように構成されたタブを含み、前記突起が形成された前記長尺状要素の一部が前記タブに対して近位に動くのを阻止する、骨固定要素と、
   を備える、システム。
2. 前記突起は、ラチェットとして前記タブと摺動可能に係合するための傾斜遠位表面を含み、各突起が、前記突起の対応する前記当接表面と係合するための前記タブを超えて遠位に動くように、前記長尺状要素の前記遠位部の遠位方向への動きが、前記タブを越えて前記突起を引き寄せて、前記長尺状要素の遠位部の新たな最近位位置を画定する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記タブは、骨の目標部位の周囲の動作時構成にある場合に前記溝内に受容される、前記長尺状要素の一部上に形成される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記タブは、前記突起が形成される第２表面の反対側の、前記長尺状要素の長手軸の側面に位置する前記長尺状要素の第１表面上に形成される、請求項３に記載のシステム。
5. 前記溝は、互いに面する第１表面と第２表面によって互いに隣接する前記長尺状要素の２つ分の厚さを受容するためのサイズとされる、請求項１に記載のシステム。
6. 前記溝は、前記長尺状要素の近位部がその中に受容される第１内腔と、安定化させる骨の部位の周囲に巻き付けられた後に、前記長尺状要素の遠位部がその中に挿入される第２内腔と、を隔てる仕切りを含む、請求項５に記載のシステム。
7. 前記仕切りは、そこを通して前記第１表面と前記第２表面が互いに接触する間隙を含む、請求項６に記載のシステム。
8. 前記第１内腔および第２内腔のうちの１つは、前記間隙と直線上に並ぶ隆起部を含み、その中に受容される前記長尺状要素の近位部および遠位部のうちの対応する１つが、前記近位部および遠位部のもう一方と接触することを促進する、請求項６に記載のシステム。
9. 前記骨固定要素は骨プレートおよび係止ブロックを含み、前記係止ブロックは前記骨プレート内の孔内部に結合可能であり、前記溝は前記係止ブロックを通って延在する、請求項１に記載のシステム。
10. 前記骨固定要素は骨スクリューおよび骨ピンのうちの１つであり、前記溝がそのヘッドを通って延在する、請求項１に記載のシステム。
11. 前記骨固定要素は、その周囲に前記長尺状要素が固定される骨固定ロッドを受容するための形状とされた凹部を含む茎スクリューである、請求項１に記載のシステム。
12. 骨締結部材を骨に固定するためのデバイスであって、
    骨固定要素であって、前記骨締結部材の伸長部をその中に摺動可能に受容するためのサイズおよび形状とされた、前記骨固定要素を通って延在する溝を含み、前記溝の長手軸は、前記骨固定要素の長手軸に対して傾斜しており、前記骨固定要素は、前記骨締結部材の拡大ヘッドを受容するためのサイズおよび形状とされた第１開口部と、前記拡大ヘッドが前記溝を通って前記溝の外部に出るのを阻止するためのサイズおよび形状とされた第２開口部と、を有する凹部を含み、前記溝は、前記骨締結部材が通過する場合に、前記骨締結部材が目標骨の周囲で輪を形成し、前記溝を通って再挿入されるように構成され、前記骨締結部材の近位部は、前記溝内部で前記骨締結部材の遠位部と摩擦係合する、骨固定要素を備える、デバイス。
13. 前記溝は、前記骨締結部材の前記近位部をその中に受容する第１内腔と、安定化させる骨の前記目標部位の周囲に巻き付けられた後に、前記骨締結部材の前記遠位部がその中に挿入される第２内腔と、を隔てる仕切りを含む、請求項１２に記載のデバイス。
14. 前記仕切りは、そこを通して前記骨締結部材の前記近位部および遠位部が接触する間隙を含む、請求項１３に記載のデバイス。
15. 前記第１内腔および第２内腔のうちの１つは、前記骨締結部材の前記近位部および遠位部の所定の部分が互いに接触することを促進するように構成された隆起部を含む、請求項１３に記載のデバイス。
16. 前記骨固定要素は、手術時構成において骨プレート内に挿入可能な係止ブロックを更に備え、前記係止ブロックは、前記係止ブロックの前記骨プレートへの挿入によって、そこを通して挿入される前記骨締結部材の位置を固定できるように構成される、請求項１２に記載のデバイス。
17. 前記骨固定要素は骨スクリューおよび骨ピンのうちの１つであり、前記溝がそのヘッドを通って延在する、請求項１２に記載のデバイス。
18. 前記骨固定要素は、その周囲に前記長尺状要素が固定される骨固定ロッドを受容するための形状とされた凹部を含む茎スクリューである、請求項１２に記載のデバイス。

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