JP2020513866A - 調節可能な二溝式脊柱内部固定装置及び骨スクリュー - Google Patents

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Abstract

本発明は、第１ベース、第２ベース及び接続ロッドを含み、第１ベースと第２ベースには上方から下方に向かってそれぞれＵ型溝が開設されており、前記Ｕ型溝の内壁には雌ネジが設けられており、前記接続ロッドは水平方向に設けられており、前記第２ベースには水平方向に沿って長溝が開設されており、前記接続ロッドは、一端が第１ベースに挿設されるとともに、他端が第２ベースの長溝に挿設されており、前記接続ロッドは前記長溝内で揺動可能であり、前記第１ベースと第２ベースは接続ロッド上で相対的に回動可能である調節可能な二溝式脊柱内部固定装置を提供する。これによれば湾曲によるロッドへの応力集中や傷痕が減少するため、ロッドの使用寿命が保証される。本発明は、更に、前記内部固定装置を備え、第１ベース及び／又は第２ベースにスクリューロッドが設けられている骨スクリューを提供する。当該骨スクリューは使用しやすく、柔軟性がある。【選択図】図１

Description

本発明は脊柱内部固定医療機器に関し、特に、調節可能な二溝式脊柱内部固定装置及び骨スクリューに関する。
脊柱内部固定技術は、現在脊柱疾患に幅広く用いられている手術用技術である。初期の内部固定手術では、銀線で頸椎を固定する頸椎骨癒合術など比較的容易な方式が用いられていた。脊柱内部固定技術は、例えば前方又は後方からの脊柱側湾の矯正、複数部位における脊柱奇形の位置回復といった脊柱整形のニーズを満たすために主に進展してきた。脊柱内部固定技術を飛躍的に進展させたものとしては椎弓根スクリュー技術の出現があり、現在、椎弓根スクリュー固定技術は脊柱内部固定技術におけるコア技術となっている。
現在常用されている脊柱内部固定装置は、ロッド及びその他の補助器具と組み合わせて使用する各種椎弓根スクリューを含む。また、現在使用されているものには、一溝式の椎弓根スクリュー（一溝スクリューと略称）と二溝式の椎弓根スクリュー（二溝スクリューと略称）がある。
前記一溝スクリューは、脊柱の退行性病変、すべり症、腫瘍、骨折等の手術に常用されている。一方、前記二溝スクリューは、骨切り手術や、腰仙骨と腸骨の複合固定及び修復手術に適している。これによれば、骨切りを要する場合に骨切り操作のための安定した空間を確保できるため、脊髄損傷のリスクを効果的に低減しつつ、整形効果を実現可能となる。また、複合固定の際には、一方の溝内のロッドが腰仙骨の固定を実現し、他方の溝内のロッドが腸骨の固定を実現する。
前記二溝スクリューは手術時に高い利便性を提供するが、依然として解決不可能な課題も存在する。例えば、２つのロッドを二溝スクリューに装着する際、ロッドは平行に固定せねばならないため、ロッドの屈折や湾曲の回数及び可能性が増加してしまう。業界内では公知なように、矯正効果を発揮させたい場合において、ロッドは剛性が高く、患者によって実情も異なることから、一時的なロッドの湾曲に時間を要し、且つ、繰り返し湾曲させたとしても使用要求を満たせないとの事態が発生しやすい。その結果、ロッドに応力の集中や傷痕が生じ、使用寿命が多大な影響を受けるとともに、容易に機能が失われる。
本発明は、従来技術における欠点を解消すべく、ロッドの湾曲回数を減少させて使用寿命を保証する調節可能な二溝式脊柱内部固定装置を提供することを解決すべき技術的課題とする。
上記の技術的課題を解決すべく、本発明は以下の技術方法を用いる。
調節可能な二溝式脊柱内部固定装置であって、第１ベース、第２ベース及び接続ロッドを含み、第１ベースと第２ベースには上方から下方に向かってそれぞれＵ型溝が開設されており、前記Ｕ型溝の内壁には雌ネジが設けられており、前記接続ロッドは水平方向に設けられており、前記第２ベースには水平方向に沿って長溝が開設されており、前記接続ロッドは、一端が第１ベースに挿設されるとともに、他端が第２ベースの長溝に挿設されており、前記接続ロッドは前記長溝内で揺動可能であり、前記第１ベースと第２ベースは接続ロッド上で相対的に回動可能である。
前記接続ロッドは、一端が固定的に第１ベースに挿設されるとともに、他端が回動可能に第２ベースに挿設されていることが好ましい。
更に、第２ベースのＵ型溝と前記長溝は連通しており、前記第２ベースのＵ型溝には押圧ブロックが設けられており、前記押圧ブロックの底面には位置規制凸起が設けられており、前記接続ロッドには環状凹溝が開設されており、前記接続ロッドは長溝を通って前記Ｕ型溝の溝底に挿入され、前記押圧ブロックの位置規制凸起が前記接続ロッドの環状凹溝と係合する。
前記接続ロッドは、一端が回動可能に第１ベースに挿設されており、他端が回動可能に第２ベースに挿設されていることが好ましい。
更に、第２ベースのＵ型溝と前記長溝は連通しており、前記第１ベース及び第２ベースのＵ型溝にはそれぞれ同一構造の押圧ブロックが設けられており、前記押圧ブロックの底面には位置規制凸起が設けられており、前記接続ロッドの両端には環状凹溝がそれぞれ開設されており、前記接続ロッドは、一端が第１ベースのＵ型溝の溝底に挿入されるとともに、他端が長溝を通って第２ベースのＵ型溝の溝底に挿入され、前記押圧ブロックの位置規制凸起が接続ロッドの環状凹溝と係合する。
前記第１ベースのＵ型溝における２つの側壁及び／又は第２ベースのＵ型溝における２つの側壁には切断口が開設されていることが好ましい。
本発明は、更に、使用しやすく柔軟性のある前記内部固定装置を備えた骨スクリューを提供する。具体的な技術方法として、第１ベース及び／又は第２ベースにはスクリューロッドが設けられている。
前記第１ベース及び／又は第２ベースにはボールジョイントが設けられており、前記スクリューロッドの一端にはボールヘッドが設けられており、前記ボールヘッドがボールジョイントに係合することが好ましい。
前記第１ベース及び／又は第２ベースにはネジ孔が開設されており、前記スクリューロッドがネジ孔に螺合することが好ましい。
上述したように、本発明における調節可能な二溝式脊柱内部固定装置及び骨スクリューは、以下の有益な効果を有する。
本発明の内部固定装置における２つのベースは、相対的な回動及び相対的な揺動が可能であり、ロッドの調整位置によって架橋及び案内の役割を発揮する。これによりロッドの湾曲回数が減少し、ひいては湾曲によるロッドへの応力集中や傷痕が減少するため、ロッドの使用寿命が保証されるとともに、過度に早い機能喪失が回避される。このほか、実際の使用時にロッドの湾曲回数を効果的に減少させられるため、手術の効率を効果的に向上可能である。よって、医者による手術時の操作が大幅に容易となり、医者の労働強度及び作業量が効果的に減少する。
本発明における内部固定装置を備えた骨スクリューは使用が容易であるとともに柔軟性があり、作業効果に優れる。
図１は、本発明における内部固定装置を示す図である。 図２は、本発明の内部固定装置における第１の構造分解図である。 図３は、本発明における第１ベースと第２ベースの揺動を俯瞰した図である。 図４は、本発明における第２ベースの正面図である。 図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。 図６は、本発明における押圧ブロックの構造図である。 図７は、本発明における押圧ブロックと接続ロッドの構造原理を示す図である。 図８は、本発明の内部固定装置における第２の構造を示す図である。 図９は、図８の分解図である。 図１０は、本発明の内部固定装置における切断口を有する第１の構造を示す図である。 図１１は、本発明の内部固定装置における切断口を有する第２の構造を示す図である。 図１２は、本発明の骨スクリューにおける第１の構造を示す図である。 図１３は、図１２の断面図である。 図１４は、本発明の骨スクリューにおける第２の構造を示す図である。 図１５は、本発明の骨スクリューにおける第３の構造を示す図である。 図１６は、本発明における内部固定装置の使用を示す図である。 図１７は、本発明における内部固定装置を有する骨スクリューの使用を示す図である。
明細書の図面に記載する構造、比率、寸法等は、いずれも当業者の理解と閲読のために明細書に開示の内容と組み合わされるにすぎず、本発明で実施可能な限定条件を規定するものではないため、技術上の実質的意味はない。あらゆる構造の補足、比率関係の変更又は寸法の調整は、本発明により得られる効果及び達成可能な目的に影響しないことを前提に、いずれも本発明で開示する技術内容の範囲に包括される。また、本明細書で引用する「上」、「下」、「前」、「後」、「中央」等の用語もまた記述を明瞭化するためのものにすぎず、本発明で実施可能な範囲を限定するものではない。よって、相対関係の変更又は調整もまた、技術内容を実質的に変更しないことを前提に、本発明で実施可能な範疇とみなされる。
脊柱外科手術では、骨スクリューを埋め込みにくい位置であるにも拘わらず、ロッドによる位置矯正や架橋を実現せねばならない場合がある。本発明の内部固定装置はこうした位置に適用され、脊椎手術に利便性を提供可能である。
図１〜図５に示すように、本発明における調節可能な二溝式脊柱内部固定装置は、第１ベース１、第２ベース２及び接続ロッド３を含む。第１ベース１と第２ベース２には、上方から下方に向かってそれぞれＵ型溝４が開設されており、前記Ｕ型溝４の内壁に雌ネジが設けられている。また、前記接続ロッド３は水平方向に設けられる。前記第２ベース２には水平方向に沿って長溝２１が開設されている。前記接続ロッド３は一端が第１ベース１に挿設されており、他端が第２ベース２の長溝２１に挿設されている。前記接続ロッド３は前記長溝２１内で揺動可能である。即ち、図３に示すように、第１ベース１と第２ベース２は水平方向において相対的に揺動可能である。また、前記第１ベース１と第２ベース２は接続ロッド３上で相対的に回動することも可能である。
本発明の構造原理としては、第１ベース１と第２ベース２が接続ロッド３によって全体構造を形成するよう接続されていることから、使用時には、医療用のロッドを両ベースのＵ型溝４にそれぞれ配置した後、押圧キャップをＵ型溝４の雌ネジに係合させることでＵ型溝４内にロッドをそれぞれ押圧すればよい。両ベースは相対的な回動及び相対的な揺動が可能なことから、ロッドを伴いつつ柔軟な位置調整が可能である。よって、ロッドそのものを何度も折り曲げる必要がなく、応力の集中や傷痕が減少するため、ロッドの機能喪失の機会が減少し、使用寿命が保証される。
図２〜図５に関連し、本発明における第２ベース２の長溝２１の幅は図４の左右方向に相当する。長溝２１の具体的な構造は、図５に示すように、両端部分が幅広の大口部２１１、中央部分が幅狭の小口部２１２となっており、中央の小口部２１２によって接続ロッド３の揺動時における位置を効果的に規制可能である。よって、中央の小口部２１２を中心に揺動することに相当し、揺動時における第１ベース１と第２ベース２の使用上の安定性が保証される。
実施例１：
本発明の第１の構造では、両ベースの相対的な回動が実現されるよう、接続ロッド３の一端が固定的に第１ベース１に挿設されるとともに、他端が回動可能に第２ベース２に挿設されている。具体的な実施構造としては、図２〜図７を参照すると、前記Ｕ型溝４と前記長溝２１とが連通している。前記第２ベース２のＵ型溝４には押圧ブロック５が設けられており、前記押圧ブロック５の底面には位置規制凸起５１が設けられている。また、前記接続ロッド３には環状凹溝３１が開設されている。前記接続ロッド３は長溝２１を通って前記Ｕ型溝４の溝底に挿入され、前記押圧ブロック５の位置規制凸起５１が前記接続ロッド３の環状凹溝３１と係合する。即ち、使用時において、接続ロッド３の端部を第２ベース２の長溝２１に挿入すると、Ｕ型溝４を通じて接続ロッド３の環状凹溝３１を視認可能となる。よって、押圧ブロック５をＵ型溝４に装入する際に、位置規制凸起５１を前記環状凹溝３１に進入させて位置規制することが可能となり、押圧ブロック５に対する接続ロッド３の回動が実現される。即ち、第２ベース２は接続ロッド３周りに自在に回動可能となるため、第１ベース１と第２ベース２の相対的な回動が実現される。また、本実施例の位置規制凸起５１と環状凹溝３１が係合されると、接続ロッド３上での第２ベース２の位置を規制可能となり、第１ベース１と第２ベース２の距離が決定される。即ち、生産加工時には、環状凹溝３１の位置によって両ベースの間隔を決定することで、様々な型番の製品を取得可能となる。また、接続ロッド３と第２ベース２の相対的な揺動を実現するためには以下のいくつかの方式がある。
（１）前記押圧ブロック５を第２ベース２に対し水平面内で独立して回動可能とし、接続ロッド３の揺動時に押圧ブロック５を接続ロッド３と同期して回動させる。
（２）前記押圧ブロック５を弾性材とし、接続ロッド３の回動時に押圧ブロック５を弾性変形させることで、接続ロッド３を揺動させることに適した状態とする。
本実施例では、図６に示すように、前記押圧ブロック５は接続ロッド３の形状に適合する逆Ｕ字型構造をなしている。当該押圧ブロック５の両端には内プレート５２と外プレート５３がそれぞれ設けられており、内プレート５２と外プレート５３の間に隙間５４が存在している。内プレート５２は弾性変形可能であり、前記位置規制凸起５１が内プレート５２に設けられている。前記内プレート５２における接続ロッド３に面する側の形状は接続ロッド３の外壁に適合している。押圧ブロック５を接続ロッド３に押圧すると、２つの内プレート５２は接続ロッド３に対し効果的に密着するよう、まず外側に拡張してから再び内側に収縮する。前記隙間５４は、内プレート５２の外側への拡張及び内側への収縮のための変形スペースを提供する。接続ロッド３が第２ベース２に対し揺動する際、押圧ブロック５は接続ロッド３に対しては動作することなく、接続ロッド３の揺動に伴って小口部２１２を中心に回動する。
実施例２：
図７〜図９に関連して、本発明における第２の構造では、前記接続ロッド３の一端が回動可能に第１ベース１に挿設されるとともに、他端が回動可能に第２ベース２に挿設されている。即ち、第１ベース１と第２ベース２がいずれも回動可能に接続ロッド３に組み合わされている。具体的な実施構造は前記第１の構造の原理と同様である。即ち、第２ベース２のＵ型溝４と前記長溝２１とが連通しており、前記第１ベース１及び第２ベース２のＵ型溝４にそれぞれ同一構造の押圧ブロック５が設けられている。前記押圧ブロック５の底面には位置規制凸起５１が設けられており、前記接続ロッド３の両端には環状凹溝３１がそれぞれ開設されている。前記接続ロッド３の一端が第１ベース１のＵ型溝４の溝底に挿入されるとともに、他端が長溝２１を通って第２ベース２のＵ型溝４の溝底に挿入されると、前記押圧ブロック５の位置規制凸起５１が接続ロッド３の環状凹溝３１と係合する。即ち、使用時において、接続ロッド３の両端を第１ベース１及び第２ベース２にそれぞれ挿入すると、２つのＵ型溝４を通じて前記環状凹溝３１を視認可能となる。よって、２つの前記押圧ブロック５をＵ型溝４に装入する際に、２つの押圧ブロック５の位置規制凸起５１を環状凹溝３１にそれぞれ進入させて位置規制することが可能となり、接続ロッド３が２つのベースに対し自在に回動可能となる。これにより、第１ベース１と第２ベース２の相対的な回動が実現される。また、本実施例における２つのベース間の位置を位置規制凸起５１と環状凹溝３１により規制することも可能なため、２つの環状凹溝３１間の距離の違いによって様々な型番の製品を生産できる。なお、本実施例における接続ロッド３と第２ベース２の揺動可能な係合構造については実施例１と同様である。
図１０及び図１１に示すように、本発明における前記第１ベース１のＵ型溝４の２つの側壁及び／又は第２ベース２のＵ型溝４の２つの側壁には切断口４１が開設されている。切断口４１は必要に応じて切断可能なため、状況ごとの手術ニーズに応えられる。具体的な構造は、図１０に示すように、第１ベース１の高さが第２ベース２の高さよりも大きく、第１ベース１におけるＵ型溝４の２つの側壁に切断口４１が開設されている。前記切断口４１が未切断の場合には、第１ベース１のＵ型溝４によってＵ型溝４に対するロッドの設置範囲が上昇する。また、前記切断口４１を切断することで、第１ベース１と第２ベース２の高さを等しくできる。他の具体的構造では、図１１に示すように、第１ベース１と第２ベース２の高さが同じであり、且つ、Ｕ型溝４の２つの側壁にそれぞれ切断口４１が開設されている。なお、構造原理と使用方法については図１０と同様である。
図１、図１２及び図１３に関連して、本発明は更に、前記内部固定装置を備え、第１ベース１及び／又は第２ベース２にスクリューロッド６が設けられている骨スクリューを開示する。即ち、第１ベース１と第２ベース２それぞれにスクリューロッド６が挿設されてもよいし、第１ベース１と第２ベース２のいずれかにスクリューロッド６が設けられてもよい。
図１２及び図１３に示すように、当該骨スクリューの具体的構造として、前記第１ベース１は、前記Ｕ型溝４の溝底に底面と連通する貫通孔１１が開設されている。貫通孔１１にはボールジョイントが設けられており、スクリューロッド６の一端にはボールヘッド６１が設けられている。スクリューロッド６はＵ型溝４から前記貫通孔１１に挿入され、ボールヘッド６１がボールジョイントに係合することで所定の位置に装着される。続いて、押圧ヘッド８がＵ型溝４に挿入される。前記押圧ヘッド８もまた逆Ｕ字型構造をなしており、下部に２つの押圧部が備わっている。押圧部はボールヘッド６１を押圧することでボールヘッドの位置を規制可能である。即ち、第１ベース１とスクリューロッド６はユニバーサル接合される。
当該骨スクリューの他の具体的構造として、前記第１ベース１及び／又は第２ベース２の底部にはネジ孔が開設されおり、前記スクリューロッド６がネジ孔に螺合されている。即ち、相対的に固定されるよう組み合わされている。また、スクリューロッド６は第１ベース１及び／又は第２ベース２に溶接してもよい。
図１４及び図１５は、それぞれ切断口４１を有する２種類の骨スクリューの構造を示す図である。
図１６は本発明における内部固定装置の使用を示す図である。図１〜図７、図１６に関連して、第１ベース１と第２ベース２にはそれぞれロッド７が装着されている。また、２つのロッド７には更にその他の骨スクリューが組み合わされている。第１ベース１及び第２ベース２は椎骨１０と接続関係になく、浮いた状態となっている。第１ベース１と第２ベース２は相対的な回動及び相対的な揺動が可能なことから、ロッド７を折り曲げることなく２つのロッド７を案内でき、架橋及び案内の役割を発揮する。
脊柱外科手術では、骨スクリューの埋め込み可能位置に対し本発明における前記内部固定装置を備えた骨スクリューを使用する。図１７では、第２ベース２にスクリューロッド６が設けられている。図１〜図７、図１２、図１７に関連して、第２ベース２のスクリューロッド６を椎骨１０にねじ込むことで全体の位置決めが実現される。第１ベース１と第２ベース２にはそれぞれロッド７が装着されており、２つのロッド７が更にその他の骨スクリューに組み合わされる。よって、本発明の骨スクリューは、位置決めを実現しつつ２つの前記ロッド７を架橋及び案内する役割を発揮する。
上述したように、本発明における調節可能な二溝式脊柱内部固定装置及び骨スクリューは、ロッドの湾曲が過度に多く、操作に時間と労力を要するとの課題を解決可能であるとともに、手術の効率を効果的に向上可能である。したがって、本発明は従来技術における実質的な課題を効果的に解消するため、高度な利用価値と使用意義を有する。
なお、上記の実施形態は本発明の原理と効果を例示的に説明するものにすぎず、本発明を制限するものではない。本発明は、全体思想を逸脱しないことを前提に、更に多くの面において改良が可能である。また、本技術を熟知する者であれば、本発明の精神及び範疇を逸脱しないことを前提に、上記実施例を補足又は変更可能である。よって、当業者が本発明で開示する精神及び技術思想を逸脱することなく完了するあらゆる等価の補足又は変更は、本発明の請求の範囲に包括される。
１ 第１ベース
２ 第２ベース
３ 接続ロッド
４ Ｕ型溝
５ 押圧ブロック
３１ 環状凹溝
５１ 位置規制凸起
２１ 長溝
５２ 内プレート
５３ 外プレート
５４ 隙間
６ スクリューロッド
７ ロッド
８ 押圧ヘッド
６１ ボールヘッド
１１ 貫通孔
１０ 椎骨
２１１ 大口部
２１２ 小口部
４１ 切断口

Claims (9)

  1. 第１ベース（１）、第２ベース（２）及び接続ロッド（３）を含み、第１ベース（１）と第２ベース（２）には上方から下方に向かってそれぞれＵ型溝（４）が開設されており、前記Ｕ型溝（４）の内壁には雌ネジが設けられており、前記接続ロッド（３）は水平方向に設けられており、前記第２ベース（２）には水平方向に沿って長溝（２１）が開設されており、前記接続ロッド（３）は、一端が第１ベース（１）に挿設されるとともに、他端が第２ベース（２）の長溝（２１）に挿設されており、前記接続ロッド（３）は前記長溝（２１）内で揺動可能であり、前記第１ベース（１）と第２ベース（２）は接続ロッド（３）上で相対的に回動可能であることを特徴とする調節可能な二溝式脊柱内部固定装置。
  2. 前記接続ロッド（３）は、一端が固定的に第１ベース（１）に挿設されるとともに、他端が回動可能に第２ベース（２）に挿設されていることを特徴とする請求項１に記載の調節可能な二溝式脊柱内部固定装置。
  3. 第２ベース（２）のＵ型溝（４）と前記長溝（２１）は連通しており、前記第２ベース（２）のＵ型溝（４）には押圧ブロック（５）が設けられており、前記押圧ブロック（５）の底面には位置規制凸起（５１）が設けられており、前記接続ロッド（３）には環状凹溝（３１）が開設されており、前記接続ロッド（３）は長溝（２１）を通って前記Ｕ型溝（４）の溝底に挿入され、前記押圧ブロック（５）の位置規制凸起（５１）が前記接続ロッド（３）の環状凹溝（３１）と係合することを特徴とする請求項２に記載の調節可能な二溝式脊柱内部固定装置。
  4. 前記接続ロッド（３）は、一端が回動可能に第１ベース（１）に挿設されており、他端が回動可能に第２ベース（２）に挿設されていることを特徴とする請求項１に記載の調節可能な二溝式脊柱内部固定装置。
  5. 第２ベース（２）のＵ型溝（４）と前記長溝（２１）は連通しており、前記第１ベース（１）及び第２ベース（２）のＵ型溝（４）にはそれぞれ同一構造の押圧ブロック（５）が設けられており、前記押圧ブロック（５）の底面には位置規制凸起（５１）が設けられており、前記接続ロッド（３）の両端には環状凹溝（３１）がそれぞれ開設されており、前記接続ロッド（３）は、一端が第１ベース（１）のＵ型溝（４）の溝底に挿入されるとともに、他端が長溝（２１）を通って第２ベース（２）のＵ型溝（４）の溝底に挿入され、前記押圧ブロック（５）の位置規制凸起（５１）が接続ロッド（３）の環状凹溝（３１）と係合することを特徴とする請求項４に記載の調節可能な二溝式脊柱内部固定装置。
  6. 前記第１ベース（１）のＵ型溝（４）における２つの側壁及び／又は第２ベース（２）のＵ型溝（４）における２つの側壁には切断口（４１）が開設されていることを特徴とする請求項１に記載の調節可能な二溝式脊柱内部固定装置。
  7. 請求項１に記載の内部固定装置を備え、第１ベース（１）及び／又は第２ベース（２）にスクリューロッド（６）が設けられていることを特徴とする骨スクリュー。
  8. 前記第１ベース（１）及び／又は第２ベース（２）にはボールジョイントが開設されており、前記スクリューロッド（６）の一端にはボールヘッドが設けられており、前記ボールヘッドがボールジョイントに係合することを特徴とする請求項７に記載の骨スクリュー。
  9. 前記第１ベース（１）及び／又は第２ベース（２）にはネジ孔が開設されており、前記スクリューロッド（６）がネジ孔に螺合することを特徴とする請求項７に記載の骨スクリュー。

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