JP2019136504A - 骨アンカーと細長器具とのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】骨アンカーと細長器具とのシステムを提供する。【解決手段】システムは、第１端部（３）および第２端部（４）を有するシャンク（２）と、第１端部からシャンクを通って第２端部にまで延在するチャネルとを含む骨アンカー（１）を備える。チャネルはチャネル軸を規定する。内部前進構造がシャンクの第２端部またはその付近においてチャネルの内壁に設けられる。システムはチャネルを通って延在するように構成された細長器具（２０）を備える。細長器具は先端部分（２３）および外部前進構造（２５）を含む。外部前進構造は、先端部分を、チャネルにおいて第２端部に向かう方向に前進させるとともに第１端部に向かって反対方向に後退させることを可能にするようにシャンクの内部前進構造と協働する。先端部分を備えた細長器具はチャネルから取外し可能である。【選択図】図１

Description

本願は、カニューレ挿入型シャンクを備えた骨アンカーと、カニューレ挿入型シャンクに挿入可能な細長器具とのシステムに関する。

特定の低侵襲手術（minimally invasive surgery：ＭＩＳ）における脊椎手術の手順において、皮膚を貫いて、脊柱の堆骨内の骨アンカーの所期の位置に経皮的に配置されるキルシュナー鋼線（Ｋ−ワイヤ）などのガイドワイヤを用いることが公知である。いくつかの場合には、骨アンカーのための穴が予め空けられており、骨アンカーのためのねじが予め切られている。次いで、カニューレ挿入型シャンクを有する骨アンカーがガイドワイヤに沿って案内されて、最終的に椎弓根にねじ留めされる。その後、ガイドワイヤが取外される。このような骨アンカーおよび手順は、たとえばＵＳ８，６９０，９３０Ｂ２から公知である。

ガイドピンまたはドリルを通じて案内するためにカニューレ挿入される他の骨アンカーが当該技術において公知である。たとえば、ＵＳ５，０９８，４３５は、骨アンカーを形成するガイドピンおよびカニューレを含む骨安定化システムを開示している。ガイドピンの前方端部には、折れた骨へのガイド孔を予め定められた位置に空けるための穿孔手段が設けられている。システムの使用は、骨にガイドピンを挿入するステップと、ガイドピン上にわたってカニューレを配置するステップと、カニューレを骨内に前進させるステップとを含む。

ＵＳ７，９３８，８４８Ｂ２は、ねじの長手方向軸に沿って延在するチャネルを有するペディクルスクリューを開示する。ドリルは、チャネルを通って延在する。ドリルの第１端部は、チャネルの遠位開口部から出て延在している。

ＵＳ９，０９５，３９５Ｂ２は、長手方向チャネルを含む骨ねじを案内するための外科用Ｋ−ワイヤを開示している。閉じ要素が、骨ねじの長手方向チャネルの遠位端出口開口部を閉じるためにＫ−ワイヤの遠位端に形成されている。いくつかの実施形態においては、閉じ要素はねじによって長手方向チャネルに接続されている。

ＵＳ８，６９０，９３０Ｂ２ ＵＳ５，０９８，４３５ ＵＳ７，９３８，８４８Ｂ２ ＵＳ９，０９５，３９５Ｂ２

本発明の目的は、特定のＭＩＳ処置において、骨アンカーと、広範囲に適用されるとともに外科処置を簡素化する細長器具とのシステムを提供することである。

この目的は請求項１に記載のシステムによって解決される。さらなる展開例が従属請求項において記載されている。

システムの細長器具は、たとえば、切断装置、Ｋ−ワイヤ、移植部位における特徴もしくはマーカを検知するためのセンサ、または他の任意の器具であってもよい。各々の細長器具および骨アンカーはともに、移植部位に配置可能なユニットを形成する。さらに、細長器具に関連する外科処置を行なうことができる。その後、器具は、骨アンカーのチャネルから取外すことができる。必要に応じて、別のタイプの細長器具がチャネルに挿入されてもよい。したがって、骨アンカーは、必要な器具の特定の機能に応じてさまざまな器具と選択的に組合わせることができる。これにより、システムの適用範囲が広がる。

細長器具が切断装置である場合、システムは、Ｋ−ワイヤを用いたり、予め穴を空けたり、予めねじを切ったりすることなく、挿入された切断装置と共に骨アンカーを配置することを可能にする。これにより、外科処置にかかる時間が節約される。さらに、骨アンカーが用いられるべき特定の臨床状況に適した形状および長さを有する切断部を備えた切断装置が選択され得る。

細長器具がＫ−ワイヤである場合、システムは、骨アンカーをＫ−ワイヤと共に１ユニットとして骨表面上に配置して、Ｋ−ワイヤ先端を骨に押込むことを可能にする。その後、Ｋ−ワイヤを案内手段として用いることができる。

細長器具がマーカである場合、骨アンカーおよびマーカ要素は、骨アンカーの位置が正確に検出され得るように、互いに対して規定された位置関係を有し得る。

さらなる特徴および利点が、添付の図面を参照した本発明の実施形態の説明から明らかになるだろう。

骨アンカーと切断装置の形状をした細長器具とのシステムの一実施形態を示す分解斜視図である。 図１のシステムを組立てられた状態で示す斜視図である。 図１および図２のシステムを、骨アンカーのチャネル軸を通って延在する面に沿って示す断面図である。 図３ａの拡大部分を示す図である。 堆骨の椎弓根に骨アンカーを埋込むステップ中における、図１〜図３ｂのシステムに取付けられた器具を示す斜視図である。 図１〜図３ｂのシステムを堆骨の椎弓根に挿入している状態を示す断面図である。 図１〜図３ｂのシステムを堆骨の椎弓根に挿入している状態を示す断面図である。 図１〜図３ｂのシステムを堆骨の椎弓根に挿入している状態を示す断面図である。 細長器具を取外した後の、挿入された骨アンカーの断面図である。 システムを形成するための骨アンカーと各々を骨アンカーと共に用いることができるさまざまな細長器具とを示す斜視図である。 システムのうち、改良されたＫ−ワイヤを含む細長器具を備えた部分を示す断面図である。 システムのうち、センサを含む細長器具を備えた部分を示す断面図である。 システムのうち、マーカを含む細長器具を備えた部分を示す断面図である。

図１〜図４は、骨アンカー１と切断装置２０の形状をした細長器具とのシステムの一実施形態を示す。骨アンカー１は、第１端部にヘッド３と、自由な第２端部４とを備えるシャンク２を含む。ヘッド３は、骨アンカー１の最大外径を規定する球形状の外面部分を有してもよい。骨ねじ５は、シャンク２の外面のうち少なくとも一部分上に設けられてもよい。シャンク２は、第２端部４に向かってわずかに先細になっていてもよい。工具と係合させるための係合窪み６が、ヘッド３の自由端面に形成されていてもよい。

図３ａおよび図３ｂにより詳細に示されるように、骨アンカー１にはカニューレ挿入がなされる。骨アンカー１は、ヘッド３から骨アンカー内全体を通り第２端部４にまで延在するチャネル７を含む。チャネル７は、第１端部から延在する同軸ボアによって、第２端部４から一定の距離まで形成されている。ボア軸は、チャネルの長手方向軸Ｌを規定する。第２端部４に隣接する部分においては、チャネル７の直径が同軸ボアよりもわずかに小さい。雌ねじ８の形状をした内部前進構造が、第２端部４に隣接するかまたは近接してチャネル内に設けられている。同軸ボアと前進構造との間に肩部９が形成されていてもよい。肩部９は、細長器具の挿入を制限するためにアバットメントとして機能する。これにより、骨アンカー１と細長器具との間に正確な位置関係を成立させることが可能となる。骨アンカー１におけるチャネル７の最少内径は雌ねじ８によって規定されている。

骨アンカー１に投入される骨用セメントまたは医療用物質のための出口を形成する目的で、シャンク２の壁に、少なくとも１つ（好ましくは複数の）径方向開口部１０（図６に図示）が設けられていてもよい。

切断装置２０の形状をした細長器具は、（図４に示される）第１端部または後方端部２１と反対側の第２端部または前方端部２２とを含む、実質的に棒状の部材である。基本的に、切断装置２０は円筒状ロッドとして形成されており、骨アンカー１の長さよりも長い後方端部２１から前方端部２２までの長さを有する。具体的には、切断装置２０の長さは、切断装置２０が骨アンカー１の通路７を通って延在して一方側において骨アンカー１の第２端部４から突出るように構成されるとともに、後方端部２１を器具１００から突出させるように骨アンカーを挿入するために（図４に示される）器具１００内を通って延在するように構成されるように、設定されている。

切れ刃２４を含む先端部分２３が、前方端部２２に隣接して設けられている。たとえば、切れ刃２４は、先端部分２３の外面における窪みによって形成されてもよく、窪みのうち少なくとも１つの端縁は切断機能を実行するように構成されている。図には１つの切れ刃２４しか示されていないが、複数の切れ刃が設けられていてもよい。１つの切れ刃または複数の切れ刃の形状は直線的であってもよい。切れ刃２４は、長手方向に延在してもよく、または螺旋形であってもよく、または骨を切断するように構成されていれば他の如何なる形状であってもよい。切断装置２０は、骨アンカー１の雌ねじ８と協働するように構成された雄ねじ２５の形状をした外部前進構造を備えた区域を、先端部分２３に隣接して、または先端部分２３から距離を空けたところに備える。雄ねじ２５を備えた区域の軸方向長さは、骨アンカー１のうち雌ねじ８を備えた区域の長さ以上であり得るので、切断装置２０が骨アンカー１の通路７に挿入されると、切断装置２０の位置は、一定の範囲にわたって正確に調整することができる。雄ねじ２５を備えた区域の後に続けて、小さい首部分２６が設けられてもよい。切断装置の残り部分または主部分２７は、切断装置２０が同軸ボア内で摺動できるように通路７の同軸ボアの内径よりもわずかに小さい外径を有するとともに平滑面をなす円筒状ロッドとして形成することができる。

さらに、切断装置２０は、切断装置がチャネル７に挿入されたときに主部分２７のうち骨アンカー１の外側の位置において、器具１００の一部と係合するための係合構造（図示せず）を備えていてもよい。このような係合部分は、切断装置２０が骨アンカーに挿入されて先端部分２３が骨アンカー１の第１端部４から外に延在しているときに、切断装置２０を骨アンカー１に対して回転可能に固定することを目的としている。

骨アンカー１および切断装置２０は各々、たとえばチタンもしくはステンレス鋼といった生体適合性材料、たとえば、ニチノールといったＮｉＴｉ合金などの生体適合性合金、マグネシウムもしくはマグネシウム合金、または、たとえばポリエーテルエーテルケトン（polyether ether ketone：ＰＥＥＫ）もしくはポリ−ｌ−ラクチド酸（poly-l-lactide acid：ＰＬＬＡ）などの生体適合性プラスチック材料から、構成されていてもよい。加えて、上記部品は互いに同じ材料または異なる材料で作製することができる。

組立てのために、切断装置のうち骨アンカー１の第２端部４から突出る切断部分２３の長さが協働し合うねじ８と２５とによって調整されるような態様で、骨アンカー１が器具１００によって保持され得るとともに切断装置２０が骨アンカー１のチャネル７に挿入される。なお、切断装置２０および骨アンカー１が予め組合わされて器具で把持され得ることに留意されたい。切断装置２０の種類を（すなわち切れ刃２４の形状および先端部分２３の長さに関して）選択することによって、かつ、ねじ付き骨アンカー１の第２端部４から外に突出る部分の長さを調整することによって、移植部位における特定の要件に適合されたシステムを提供することができる。最後に、切断装置２０が、ねじ８および２５によって骨アンカーに軸方向に固定されるとともに、切断装置２０と器具１００との協働する係合部分（図示せず）によって回転可能に固定される。したがって、骨アンカー１および切断装置２０は１ユニットとして骨に挿入されるように構成されている。

ここで図５ａ〜図５ｃを参照すると、切断装置２０を備えた骨アンカー１および器具１００の一部が示される。器具１００は例示的な実施形態として示されている。器具１００は、外側からヘッド３に係合する第１ヘッド係合部分１０１と、窪み６においてヘッド３に係合する第２ヘッド係合部分１０２と、骨アンカー１のヘッド３が器具にしっかりとクランプされるように第１ヘッド係合部分１０２をヘッド３に向かって押込むクランプスリーブ１０３とを備える。第２ヘッド係合部分１０２は、切断装置２０内を通過するための通路を含む。図５ａに示されるように、骨アンカー１と切断装置２０とで構成されるユニットは、骨アンカー１が挿入されるべき位置（たとえば、堆骨５００の椎弓根）に配置される。切れ刃２４は皮質骨に貫通させるために用いられる。したがって、先端部分２３は骨アンカー１のための経路を準備して、骨アンカー１をそこに容易に捩じ込むことができるようにする。穴は予め空けておかなくてもよい。

次いで、図５ｂおよび図５ｃに示されるように、骨アンカー１は、シャンク２が最後に埋込まれてヘッド３が骨表面から突出るまで、椎弓根に捩じ込まれる。切断装置２０が備わった骨アンカー１の配置は画像化方法の助けを借りて行われてもよい。

骨アンカーが最終位置にある場合、切断装置２０はねじ巻きが戻されて、図６に示されるように骨アンカーから取外される。必要に応じて、プラグ部材を挿入することによって第２端部４を閉じることができ、および／または、開口部１０から流出し得る骨用セメントもしくは別の物質を注入することができる。

図７は骨アンカー１およびさまざまな細長器具を示す。このような器具は、たとえば、切断装置２０、改良されたＫ−ワイヤなどの医療用ガイドワイヤ３０、センサ４０、およびマーカ５０を含み得る。器具の各々が骨アンカー１と共にユニットを形成する。さまざまな器具と骨アンカーとが、用途に応じて１つの細長器具を骨アンカー１と選択的に組合わせることを可能にするモジュラーシステムを形成してもよい。

改良されたＫ−ワイヤなどの医療用ガイドワイヤ３０の形状をした細長器具が、図８においてより詳細に示される。ガイドワイヤ３０は、骨アンカー１のチャネル７内を通って案内させることができるように、実質的に滑らかな外面を有するとともにねじ８の内径よりもわずかに小さい外径を有する。従来通り、ガイドワイヤ３０は骨に押込まれるように構成された先端部分３１を有する。骨アンカー１の雌ねじ８と協働するように構成された雄ねじ３２の形状をした外部前進構造が、先端部分３１から距離を空けて設けられている。好ましくは、雄ねじ３２の軸方向長さは、雌ねじ８の軸方向長さよりも短い。より詳細には、雄ねじ３２の軸方向長さは、チャネル７内で摺動しないようにガイドワイヤ３０を軸方向に固定するのに必要なだけのねじ巻き数を備える。この場合、ねじ巻き数は少なくとも１つまたは少ない数であってもよい。雄ねじ３２は、雄ねじ３２が雌ねじ８に係合したときに先端部分３１と好ましくは先端部分３１に隣接する部分３３とが第２端部４から突出るように、先端部分３１から離れた位置に配置されてもよい。

使用の際に、ガイドワイヤ３０と骨アンカー１とは、ガイドワイヤ３０を骨アンカー１に捩じ込むことによって組合され、さらに、システムは、ガイドワイヤの先端部分３１が骨に押込まれるように骨表面上に１ユニットとして配置される。その後、ねじ同士の係合が外れるまで骨アンカー１を下方に捩じ込むことができる。この状態で、ガイドワイヤは通常のガイドワイヤと同様に用いることができ、骨アンカー１および他の部分は、ガイドワイヤに沿って移植部位に向かって案内されてもよい。または、骨アンカーおよび改良されたＫ−ワイヤを骨表面上に１ユニットとして配置することができ、Ｋ−ワイヤを骨に押込んで雌ねじに沿ってさらに下方に捩じ込むことができる。

センサ４０の形状をした細長器具が図９に示される。図９に示されるように、センサ４０はハウジング４１を含む。ハウジング４１は実質的に管状であって、骨アンカー１のチャネル７内を通過するように構成されている。ハウジング４１は、第２端部４を通って延在し得る先端部分４２を有する。ハウジング４１は、先端部分４２に隣接して前進構造を備える。この前進構造は、骨アンカー１の雌ねじ８と協働するように構成された雄ねじ４３の形状をしている。雄ねじ４３の軸方向長さは、雌ねじ８の軸方向長さ以上であってもよい。雄ねじ４３に隣接して首部分４４が存在していてもよい。首部分４４の後に、滑らかな外面を備えたハウジング４１の主部分４５が続いてもよい。センサ要素４６はハウジング４１に位置決めされている。センサ要素４６は先端部分４７を備える。先端部分４７は、たとえば、骨の密度などのそれぞれの特徴を検知するように構成されているか、または、神経を監視するように構成されている。他の任意の好適なセンサ要素も企図され得る。

センサ４０は、骨アンカーが骨に既に挿入された状態で挿入されてもよく、または、骨アンカー１と予め組合わされて骨アンカー１と共に骨に挿入されてもよい。

骨上の位置をＸ線および／またはマーキングによって検出するためのマーカなどのマーカ５０の形状をした細長器具が図１０においてより詳細に示される。マーカ５０は、実質的に棒状であり、骨アンカー１の同軸ボアの内径よりもわずかに小さい内径を有している。マーカ要素５２（たとえば、Ｘ線検出可能要素）を含む先端部分５１が設けられている。骨アンカー１の雌ねじ８と協働するように構成された雄ねじ５３の形状をした外部前進構造が、先端部分５１から距離を空けて設けられている。雄ねじ５３の軸方向長さは、雌ねじ８の軸方向長さ以下であり得る。雄ねじ５３に隣接し得る肩部５４は、骨アンカーへのマーカ５０の挿入を制限するためにチャネル７において肩部または段差９に当接するように構成されている。肩部５４は、肩部５４が肩部９に当接したときに、マーカ要素が第２端部４に位置決めされて第２端部４からわずかに突出し得るような位置に配置されている。肩部９によって提供される止め部によって、骨アンカー１に対するマーカ５０の位置が規定されている。したがって、マーカ５０は、骨アンカー１の位置を正確に示すことができる。

使用時に、好ましくは、マーカ５０および骨アンカー１が予め組合わされて骨に挿入されてもよい。

上述のシステムのさらなる変形例が企図され得る。骨アンカーの形状は実施形態において示される形状に限定されない。骨釘などの、たとえば骨ねじのない骨アンカーのような如何なる種類の骨アンカーが用いられてもよい。骨アンカーのヘッドが球形状で示されている。しかしながら、他のいかなる好適なヘッドも企図され得る。特に、多軸骨アンカーを設けるための受け部がヘッドに取付けられてもよい。

骨アンカーのチャネルは円筒形以外の形状であってもよい。骨アンカーの壁における開口部は如何なる形状であってもよく、特に、長手方向に延在するスリットも企図され得る。最後に、開口部は省くことができる。

前進構造はねじとして示されている。しかしながら、前進構造を形成するために複数の同心リブが用いられてもよく、または、チャネル内で切断装置を連続的もしくは徐々に前進させることを可能にする別の前進構造が用いられてもよい。

細長器具の他の実施形態を提供するために細長器具のさまざまな特徴が組合わされてもよい。

１ 骨アンカー、２ シャンク、３ 第１端部、４ 第２端部、７ チャネル、８ 内部前進構造、２０、３０、４０、５０ 細長器具、２３、３１、４２、５１ 先端部分、２５、３２、４３、５３ 外部前進構造、Ｌ チャネル軸。

Claims (15)

1. 骨アンカーと細長器具とのシステムであって、
   骨アンカー（１）を備え、前記骨アンカー（１）は、第１端部（３）および第２端部（４）を有するシャンク（２）と、前記第１端部（３）から前記シャンク（２）を通って前記第２端部（４）にまで延在するチャネル（７）とを含み、前記チャネル（７）はチャネル軸（Ｌ）を規定し、
   内部前進構造（８）が、前記シャンク（２）の前記第２端部（４）にまたは前記第２端部（４）の付近において、前記チャネル（７）の内壁に設けられており、前記システムはさらに、
   前記チャネル（７）を通って延在するように構成された細長器具（２０，３０，４０，５０）を備え、
   前記細長器具（２０，３０，４０，５０）は先端部分（２３，３１，４２，５１）および外部前進構造（２５，３２，４３，５３）を含み、前記外部前進構造（２５，３２，４３，５３）は、前記先端部分（２３，３１，４２，５１）を、前記チャネル（７）において前記第２端部（４）に向かう方向に前進させるとともに前記第１端部（３）に向かって反対方向に後退させることを可能にするように、前記シャンク（２）の前記内部前進構造（８）と協働し、
   前記先端部分（２３，３１，４２，５１）を備えた前記細長器具は前記チャネル（７）から取外し可能である、システム。
2. 前記内部前進構造（８）は雌ねじであり、前記外部前進構造（２５，３２，４３，５３）は雄ねじである、請求項１に記載のシステム。
3. 前記雌ねじおよび前記雄ねじは円筒形のねじである、請求項２に記載のシステム。
4. 前記先端部分（２３，３１，４２，５１）は、好ましくは、前記第２端部（４）から外に延在するまで、前記チャネル（７）内を前記第１端部（３）から前記第２端部（４）にまで前進するように構成される、請求項１から３のいずれか１項に記載のシステム。
5. 前記細長器具（２０，３０，４０，５０）は、前記先端部分（２３，３１，４２，５１）が前記チャネル（７）の前記第２端部（４）にあるかまたは前記第２端部（４）の付近にあるときに前記シャンク（２）の前記第１端部（３）から外に延在するような長さを有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。
6. 前記内部前進構造（８）および前記外部前進構造（２５，３２，４３，５３）は、前記骨アンカーに対する前記細長器具（２０，３０，４０，５０）の位置が、ずれないように軸方向に固定されるような態様で協働するように構成される、請求項１から５のいずれか１項に記載のシステム。
7. 前記細長器具（２０，３０，４０，５０）はさらに第１係合構造を含み、前記第１係合構造は、前記細長器具（２０，３０，４０，５０）が前記骨アンカーに対して相対的に回転するのを防ぐために、前記骨アンカーにおいて、または器具において第２係合構造と協働するように構成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載のシステム。
8. 前記外部前進構造（２５，３２，４３，５３）の軸方向長さは、前記内部前進構造（８）の軸方向長さ以上である、請求項１から７のいずれか１項に記載のシステム。
9. 前記細長器具（２０，３０，４０，５０）は、前記先端部分（２３）の反対側において後方端部（２１）と、前記後方端部（２１）側において前記外部前進構造（２５，４３）に隣接するかまたは近接して首部分（２６，４４）とを含む、請求項１から８のいずれか１項に記載のシステム。
10. 前記外部前進構造（２５，３２）の軸方向長さは、前記内部前進構造（８）の軸方向長さよりも短く、好ましくは、前記細長器具（２０，３０，４０，５０）を軸方向に摺動させないように固定するのに十分な長さを有する、請求項１から７のいずれか１項に記載のシステム。
11. 前記先端部分（２３）は、骨に切込みを入れるように構成された少なくとも１つの切れ刃（２４）を含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載のシステム。
12. 止め部（９）が、前記骨アンカーへの前記細長器具の挿入を制限するために前記チャネル（７）の内壁に設けられており、好ましくは、前記先端部分はセンサ要素（４６）またはマーカ要素（５２）を含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載のシステム。
13. 前記細長器具（２０，３０，４０，５０）は管（５１）を含む、請求項１から１２のいずれか１項に記載のシステム。
14. 前記細長器具は一体型部分である、請求項１から１２のいずれか１項に記載のシステム。
15. 工具（１００）をさらに含み、前記工具（１００）は、前記シャンク（２）を保持するように構成された第１部分と、前記細長器具（２）が軸方向に回転可能に前記シャンク（２）に固定されるように前記細長器具（２０，３０，４０，５０）を保持するように構成された第２部分とを有する、請求項１から１４のいずれか１項に記載のシステム。