JP2022035503A - 椎弓根スクリュー、コイル体、及びこれらを用いた脊椎固定器具、並びに脊椎固定器具の固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】椎骨に対して緩むことなく確実に固定できる椎弓根スクリュー、コイル体、及びこれらを用いた脊椎固定器具、並びに脊椎固定器具の固定構造の提供を目的とする。【解決手段】椎骨１００に固定され、頭部に設けた固定ロッド受部２１に固定ロッド４０を掛け渡して固定する脊椎固定器具１に用いる椎弓根スクリュー１０に、頭部に固定ロッド受部２１が設けられるとともに、螺旋状のネジ山２３を有するネジ部分２２を備えたスクリュー体２０と、スクリュー体２０におけるネジ部分２２に外嵌するとともに、椎骨１００に設けられた下孔１１０に螺入されるコイル状の弾性変形可能なコイル部３２とを備え、スクリュー体２０のネジ山２３とコイル部３２の螺旋方向は同方向であるとともに、通常状態の螺旋ピッチＰ２を螺旋ピッチＰ１より広く設定した。【選択図】図２

Description

この発明は、上下の椎骨に装着したスクリューに固定ロッドをかけ渡して脊椎を固定する脊椎固定術に用いられる椎弓根スクリュー、コイル体、及びこれらを用いた脊椎固定器具、並びに脊椎固定器具の固定構造に関する。

例えば、腰椎椎間板ヘルニアや腰椎脊柱管狭窄症など脊椎のバランスが崩れていたり、椎骨の骨折などの疾患に対して、例えば、特許文献１で提案されているようなスクリューを上下の椎骨に装着し、スクリューに固定ロッドをかけ渡して脊椎を固定する脊椎固定術と呼ばれる治療方法が用いられる。

具体的には、各椎骨に対して２本ずつスクリューを椎弓から装着する。そして、椎骨に装着したスクリューの上部に設けたハウジング（固定ロッド受部）に上下方向に沿う固定ロッドを配置し、ハウジング（固定ロッド受部）に固定ロッドを固定する。これにより、上下の椎骨を固定することができる。

しかしながら、このような疾患を患う患者は、高齢者であったりして、椎骨に対するスクリューの固定が十分でないことがあった。
詳しくは、椎骨などの骨は、表面の皮質骨と、内部の海綿骨とがあり、表面を構成する皮質骨は強度を有するが、上述のような疾患を患う患者の椎骨内部の海綿骨は強度低下していることがあった。このように海綿骨が強度低下していると、椎弓から挿入して固定するスクリューは、海綿骨まで達するものの、強度低下しているため、十分な固定強度が得られにくい場合がある。この場合、スクリューの固定箇所に負荷が作用すると椎骨に対するスクリューの固定が緩むおそれがあった。

このような問題に対して、これまでは、スクリューの長さを長くして固定強度の向上を図ったり、固定ロッドをかけ渡すスクリューを固定する椎骨の数を三か所や四か所などに増やす、つまり固定箇所の増加によって、一か所当たりの固定箇所に作用する負荷を低減することで対処していた。
しかしながら、スクリューの長さを長くしたり、スクリューを固定する椎骨の数を増やすことは、施術される患者の負担が大きくなるといった懸念があった。

特開２０１７－０３８９３０号公報

この発明は、椎骨に対して緩むことなく確実に固定できる椎弓根スクリュー、コイル体、及びこれらを用いた脊椎固定器具、並びに脊椎固定器具の固定構造の提供を目的とする。

この発明は、椎骨に固定され、頭部に設けた固定ロッド受部に固定ロッドを掛け渡して固定する脊椎固定器具用の椎弓根スクリューであって、頭部に前記固定ロッド受部が設けられるとともに、螺旋状のネジ山を有するネジ部分を備えたスクリュー体と、該スクリュー体における前記ネジ部分に外嵌するとともに、前記椎骨に設けられた下孔に螺入されるコイル状の弾性変形可能なコイル体とが備えられ、前記スクリュー体の前記ネジ山と前記コイル体の螺旋方向は同方向であるとともに、通常状態の前記コイル体の螺旋ピッチが前記ネジ山の螺旋ピッチより広く設定されたことを特徴とする。

またこの発明は、椎骨に固定され、頭部に設けた固定ロッド受部に固定ロッドを掛け渡して固定する椎弓根スクリューをスクリュー体とともに構成し、頭部に前記固定ロッド受部が設けられるとともに、螺旋状のネジ山を有するネジ部分を備えた前記スクリュー体における前記ネジ部分に外嵌し、前記椎骨に設けられた下孔に螺入されるコイル状であり、前記スクリュー体の前記ネジ山と螺旋方向は同方向であるとともに、通常状態における螺旋ピッチが、前記ネジ山の螺旋ピッチより広く設定されたコイル体であることを特徴とする。

さらにこの発明は、上述の椎弓根スクリューと、前記椎骨に固定された前記椎弓根スクリューの頭部に設けた前記固定ロッド受部に掛け渡すように配置され、前記固定ロッド受部に固定される前記固定ロッドとで構成された脊椎固定器具であることを特徴とする。

さらにまたこの発明は、上述の椎弓根スクリューが前記椎骨に固定され、前記椎骨に固定された前記椎弓根スクリューの頭部に設けた前記固定ロッド受部に前記固定ロッドが掛け渡されるとともに、複数の前記固定ロッド受部に掛け渡すように配置された前記固定ロッドが前記固定ロッド受部に固定された脊椎固定器具の固定構造であることを特徴とする。

上記固定ロッド受部は、スクリュー体と一体で構成されもよいし、スクリュー体に対して向き等の角度を調整可能に組み付けられて一体化されるものであってもよい。
上述の固定ロッド受部に固定ロッドを掛け渡して固定するとは、固定ロッドが配置された固定ロッド受部にセットスクリュー等の固定治具で固定してもよいし、固定ロッド受部に固定手段が備えられており、固定ロッド受部に固定ロッドを配置することで固定されるように構成してもよい。

上述の通常状態の前記コイル体の螺旋ピッチが前記ネジ山の螺旋ピッチより広く設定されたこととは、コイル状の前記コイル体のリード角より前記ネジ山のリード角を緩やかに設定されたともいう。

この発明により、椎弓根スクリューを椎骨に対して緩むことなく確実に固定することができる。
詳述すると、コイル状の弾性変形可能で、螺旋方向が前記ネジ山と同方向であるコイル体の通常状態の螺旋ピッチが前記ネジ山の螺旋ピッチより広く設定されている。そのため、まず、前記椎骨に設けられた下孔にコイル体を螺入し、下孔に螺入したコイル体に対してスクリュー体を螺入する。これにより、螺旋ピッチが広い前記コイル体がスクリュー体のネジ山に外嵌することで、コイル体は、ネジ山の螺旋ピッチに沿ってたぐり寄せられるように短小化する。このようにして短小化した前記コイル体は、コイル状に形成されているため、径方向に拡大することとなる。このように、予め下孔に螺入していた前記コイル体の径が拡大することで、前記コイル体の外周側及びスクリュー体のネジ山が椎骨における下孔形成面に食い込み、固定強度を向上することができる。

したがって、前記コイル体とスクリュー体とで構成する椎弓根スクリューを椎骨に対して緩むことなく確実に固定することができる。よって、椎骨に対して緩むことなく確実に固定することができる椎弓根スクリューと固定ロッドとで構成された脊椎固定器具及び脊椎固定器具の固定構造では、椎弓根スクリューが不用意に緩むことなく、確実に脊椎を固定することができる。
なお、椎骨における下孔形成面には、あらかじめネジ溝が形成されていてもよいし、前記コイル体やスクリュー体のネジ山によるセルフタッピングによってネジ溝を形成してもよい。

この発明の態様として、前記コイル体の基端部に、通常状態におけるコイル径より径大なナット部が設けられてもよい。
この発明により、前記ナット部が椎骨表面の下孔の開口部分に当接するまで前記コイル体を螺入することで、スクリュー体を螺入した椎弓根スクリューを安定して椎骨に固定することができる。

またこの発明の態様として、前記ナット部の内面に、前記ネジ山に対応するネジ溝が設けられてもよい。
この発明により、前記ナット部の内面に設けられたネジ溝でコイル体に対するスクリュー体の螺入を案内できるため、予め下孔に螺入したコイル体に対してスクリュー体を容易に螺入することがきる。

またこの発明の態様として、前記ナット部に、外嵌する前記ネジ部分を固定するスクリュー固定部が設けられてもよい。
この発明により、固定状態の椎弓根スクリューにおいて、前記コイル体に対して螺入したスクリュー体を固定することができる。したがって、前記コイル体に対してスクリュー体が不用意に緩むことを防止でき、椎弓根スクリューのより安定した固定状態を実現することができる。

またこの発明の態様として、前記コイル体は、前記椎骨の前記下孔に螺合する外側ネジ山部と、該外側ネジ山部の基部から螺旋軸方向に延び、組み付け状態において前記外側ネジ山部の基部と前記ネジ山との間隔を調整する間隔調整部とが設けられてもよい。

この発明により、スクリュー体のネジ山と外側ネジ山部とのそれぞれにおいて、適したネジ山高さ及びネジ山角度に形成した場合、前記コイル体にスクリュー体を螺入した組み付け状態で螺旋ピッチの広い外側ネジ山部とスクリュー体のネジ山と間に隙間が形成される。

外側ネジ山部とスクリュー体のネジ山と間に隙間が形成されると、前記コイル体にスクリュー体を螺入しても、外側ネジ山部はネジ山の螺旋ピッチに沿いにくく、前記コイル体が短小化しにくくなる。

これに対し、組み付け状態において前記外側ネジ山部の基部と前記ネジ山との間隔を調整する間隔調整部が設けられているため、効率よく、螺旋ピッチが広い前記コイル体をスクリュー体のネジ山の螺旋ピッチに沿ってたぐり寄せられるように短小化させ、径方向に拡大することができる。
よって、径が拡大した前記コイル体の外側ネジ山部及びスクリュー体のネジ山が下孔形成面に確実に食い込み、固定強度を向上することができる。

またこの発明の態様として、前記コイル体の呼び径は一定であり、前記コイル体における内面が先端に向かって先細り形状であってもよい。
この発明により、前記コイル体の内部に、前記コイル体の軸方向に貫通し、スクリュー体が螺入する内部空間は先細り形状となる。そのため、前記コイル体に対してスクリュー体を螺入すると、先細り形状の内部空間を形成する前記コイル体の内面とスクリュー体とのくさび効果が生じる。

このスクリュー体の螺入に伴う前記コイル体の内面とスクリュー体とのくさび効果によって、螺旋ピッチの違いによる前記コイル体の短小化に伴う径大化に加え、前記コイル体はさらに径大化する。そのため、スクリュー体のネジ山とともに前記外側ネジ山部が下孔形成面により食い込み、固定強度をさらに向上することができる。

またこの発明の態様として、前記外側ネジ山部の頂部には、螺旋方向に沿って凹凸が設けられてもよい。

この発明により、前記コイル体の径大化に伴って下孔形成面に前記外側ネジ山部が食い込む際に、螺旋方向に沿って設けられた凹凸のうち凸に力が集中し、スクリュー体のネジ山とともに、前記外側ネジ山部が下孔形成面にさらに食い込み、固定強度をより向上することができる。

またこの発明の態様として、前記スクリュー体における前記ネジ部分は、呼び径は一定であり、且つネジ胴部が先端に向かって先細り形状であってもよい。

この発明により、前記外側ネジ山部とともに、スクリュー体のネジ山が、下孔形成面の螺入範囲の全域において確実に食い込み、固定強度を向上することができる。

この発明によれば、椎骨に対して緩むことなく確実に固定できる椎弓根スクリュー、コイル体、及びこれらを用いた脊椎固定器具、並びに脊椎固定器具の固定構造を提供することができる。

組付け状態の椎弓根スクリューの底面側からの斜視図。 組付け状態の椎弓根スクリューの説明図。 椎弓根スクリューの底面側からの分解斜視図。 ナットコイルの説明図。 椎弓根スクリューの説明図。 装着状態の脊椎固定器具を概略斜視図。 装着状態の脊椎固定器具を概略断面図。 脊椎固定器具の装着方法の斜視図による説明図。 脊椎固定器具の装着方法の斜視図による説明図。 脊椎固定器具の装着方法の斜視図による説明図。 椎弓根スクリューの固定方法の概略断面図による説明図。 椎弓根スクリューの固定方法の概略断面図による説明図。 椎弓根スクリューの固定方法の概略断面図。 別の実施形態の椎弓根スクリューの底面側からの斜視図。

この発明の一実施形態を以下図面とともに説明する。
図１は組付け状態の椎弓根スクリュー１０の底面側からの斜視図を示し、図２は組付け状態の椎弓根スクリュー１０の説明図を示している。詳述すると、図２（ａ）は組付け状態の椎弓根スクリュー１０の側面図を示し、図２（ｂ）は同状態の椎弓根スクリュー１０の正面図を示し、図２（ｃ）は図２（ａ）におけるＡ－Ａ断面図を示している。

また、図３は椎弓根スクリュー１０の底面側からの分解斜視図を示し、図４はナットコイル３０の説明図を示し、図５は椎弓根スクリュー１０の説明図を示している。
詳しくは、図４（ａ）はナットコイル３０の上方からの斜視図を示し、図４（ｂ）はナットコイル３０の正面図を示し、図４（ｃ）は図４（ａ）におけるＢ－Ｂ断面図を示している。図５（ａ）はスクリュー体２０における図２（ａ）のＡ－Ａ断面図を示し、図５（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ－Ｂ断面図を示し、図５（ｃ）は図２（ａ）におけるＡ－Ａ断面図を示している。

椎弓根スクリュー１０は、脊椎固定器具１に用いる椎弓根スクリューであり、スクリュー体２０とナットコイル３０とを備えている。
スクリュー体２０は、頭部に固定ロッド受部２１が設けられるとともに、螺旋状のネジ山２３を有するネジ部分２２を備えている。

詳しくは、ネジ軸部２４の外周に螺旋状のネジ山２３が設けられたネジ部分２２のネジ頭部２５に対して回転自在に固定ロッド受部２１が設けられている。
固定ロッド受部２１は、所定の厚みで構成する略円筒状であり、周方向における対向する２か所にＵ字状に凹んだＵ字凹部２１１を設けている。Ｕ字凹部２１１は、後述する固定ロッド４０が嵌め込める幅で形成している。

また、Ｕ字凹部２１１が形成された固定ロッド受部２１における上部内面には、後述するセットスクリュー５０が螺合できる内面ネジ溝２１２を備えている。
このように構成した固定ロッド受部２１は、後述するネジ部分２２のネジ頭部２５に対して下部が軸方向（図５（ａ）において上下方向）を中心として回転可能に嵌合している。

ネジ部分２２は、先端側（図５（ａ）において下側）に向かって徐々に縮径される先細り形状の略円柱状のネジ軸部２４の外周に沿って螺旋状のネジ山２３を備えるとともに、基端に（図５（ａ）において上端）ネジ頭部２５を備えている。

ネジ山２３は、螺旋ピッチＰ１（図５（ａ）参照）で右ネジを構成するネジ山であり、ネジ部分２２における全域において呼び径が一定に設定されている。

つまり、先細り形状の略円柱状のネジ軸部２４の外周に沿って螺旋状に形成されたネジ山２３は、呼び径が一定であるため、基端側から先端側に向かって、ネジ山角度は一定であるが、ネジ山高さが徐々に高くなるように形成されている。

ネジ頭部２５は、ネジ軸部２４の基端に設けられ、ネジ山２３よりひと回り大径に形成れた略円柱状であり、基端側が開放された六角柱状の凹部である工具穴２５１を設けている。工具穴２５１は、スクリュー体２０を螺入するインサーターなどの螺合工具が挿入・嵌合できる穴である。

スクリュー体２０とともに椎弓根スクリュー１０を構成するナットコイル３０は、基端側の頭部に設けたナット部３１と、コイル状のコイル部３２とで構成している。

ナット部３１は、平面視略六角形状の外形で形成し、６面構成された側面のうち等間隔な３面には、ナット部３１の内側と外側と貫通する固定ネジ穴３１１を設けている。

また、平面視略六角形状の外形で形成されたナット部３１の中央には、後述する螺合空間３３の上部が配置されており、螺合空間３３を形成するナット部３１の内面には、螺合空間３３に螺合するスクリュー体２０のネジ山２３が螺合する螺合溝３１２を設けている。
上述の固定ネジ穴３１１は、螺合空間３３に螺入されたスクリュー体２０のネジ部分２２に対して、径方向に押圧して固定するイモネジ（図示省略）を螺合可能にネジ溝が設けている。

コイル部３２は、ナット部３１の先端（図５（ｂ）において下端）から先端側に向かって、軸方向Ｘに沿ってコイル状に延びており、スクリュー体２０のネジ部分２２より短い長さＬ１で形成している。なお、長さＬ１は、後述する椎骨１００の椎弓１０２の長さ程度の長さである。

このように、軸方向Ｘに沿って螺旋ピッチＰ２のコイル状に延びるコイル部３２は、図５（ｂ）のａ部拡大図に示すように、軸方向Ｌに延びる間隔調整部３２１と、間隔調整部３２１から径外側に向かって断面略三角状に突出する外側ネジ山部３２２とで構成している。

外側ネジ山部３２２は、ネジ山角度及びネジ山高さが一定であるとともに、ネジ山２３の螺旋ピッチＰ１より広い間隔である螺旋ピッチＰ２のコイル状に形成している。なお、外側ネジ山部３２２は、ネジ山２３と同じ螺旋方向であり、螺旋ピッチＰ２で設けられたネジ山底部同士の間隔がネジ山２３のネジ山底部の長さより広くなる形状である。

また、外側ネジ山部３２２の頂部には、図４（ａ）のａ部拡大図に示すように、螺旋方向に沿って、凸部３２４ａと凹部３２４ｂとが交互に連続する凹凸部３２４が設けられている。
そして、外側ネジ山部３２２の底部側（内径側）で軸方向Ｌに沿って延びる間隔調整部３２１は、図５（ｂ）のｂ部拡大図に示すように、全体として螺旋ピッチＰ２の螺旋状に巻き取られた略リボン状である。間隔調整部３２１は、図５（ｂ）のｂ部拡大図に示すように、間隔調整部３２１同士の間にはネジ山２３のネジ山底部の長さより広い間隔３２３が設けられる長さで形成している。

このように構成されたコイル部３２は、ネジ山角度及びネジ山高さが一定である外側ネジ山部３２２による呼び径（外側ネジ山部３２２の頂部の径）は軸方向Ｌに沿って変化せず一定であるが、間隔調整部３２１の厚みが先端側に向かって徐々に厚くなっている。

そして、ナット部３１とコイル部３２とで構成するナットコイル３０の平面視中央には、軸方向Ｌに貫通する螺合空間３３が形成されている。この螺合空間３３は、上述のように、間隔調整部３２１の厚みが先端側に向かって徐々に厚くなっているため、上端が径Ｗ１に対して下端が径Ｗ１より小径である径Ｗ２となる先細り形状の略円柱状の空間となっている。

なお、間隔調整部３２１の厚みを一定とするとともに、外側ネジ山部３２２のネジ山角度を一定とし、外側ネジ山部３２２のネジ山高さを先端側に向かって徐々に高くするように形成して、先細り形状の略円柱状の空間である螺合空間３３を形成してもよい。

上述のように構成されたスクリュー体２０及びナットコイル３０は、生体親和性にすぐれ、骨と直接、強固に結合しやすく、アレルギーが起きにくく、生体内で長期的に安定するチタンあるいはチタン合金で構成している。

椎弓根スクリュー１０は、ナットコイル３０の螺合空間３３に、スクリュー体２０のネジ部分２２を螺入して組み付けることができる。
具体的には、ナットコイル３０のナット部３１の基端側より、スクリュー体２０を螺入する。このとき、ナット部３１の内面に形成された螺合溝３１２にネジ部分２２のネジ山２３が螺合しながら挿入される。そして、ネジ部分２２の先端側がコイル部３２まで到達すると、間隔調整部３２１同士の間に形成された間隔３２３をネジ溝として、ネジ部分２２のネジ山２３が間隔３２３に螺合しながら螺入する。

しかしながら、螺旋ピッチＰ２で形成されたコイル部３２における間隔３２３に螺合するネジ山２３は螺旋ピッチＰ１で形成されている。そのため、ネジ山２３が間隔３２３に嵌り込みながら螺合すると、コイル状のコイル部３２が、螺旋ピッチＰ１に沿うように変形して長さＬ２に短小化する（図５（ｃ）参照）。

そして、通常状態で外径Ｗ３であったコイル部３２は、長さＬ２に短小化することで、コイル状であるため、外径Ｗ４に拡径することとなる。
なお、螺合空間３３が上端が径Ｗ１に対して下端が径Ｗ１より小径である径Ｗ２となる先細り形状の略円柱状の空間であるため、螺合空間３３にネジ部分２２が螺入することで、ネジ軸部２４とコイル部３２の内面とでくさび効果により拡径することとなる。

その結果、通常状態で外径Ｗ３であったコイル部３２が、長さＬ２に短小化するとともに、外径Ｗ４に拡径された椎弓根スクリュー１０を構成することができる。このとき、スクリュー体２０のネジ山２３は、ナットコイル３０における間隔３２３を通り、外側ネジ山部３２２同士の間に露出することとなる。

このように構成された椎弓根スクリュー１０を用いた脊椎固定器具１について、図６乃至図１３とともに説明する。
なお、図６は装着状態の脊椎固定器具１を概略斜視図を示し、図７は装着状態の脊椎固定器具１を概略断面図を示し、図８乃至図１０は脊椎固定器具１の装着方法の斜視図による説明図を示している。

詳しくは、図８（ａ）は下孔１１０を設けた椎骨１００の斜視図を示し、図８（ｂ）は椎骨１００の下孔１１０にナットコイル３０を装着する前の状態の斜視図を示している。
図９（ａ）は椎骨１００の下孔１１０に対して椎弓根スクリュー１０を装着したナットコイル３０に対してスクリュー体２０を装着する前の状態の斜視図を示し、図９（ｂ）は椎骨１００の下孔１１０に椎弓根スクリュー１０を装着した状態の斜視図を示している。

また、図１０（ａ）は椎骨１００の下孔１１０に装着した椎弓根スクリュー１０の固定ロッド受部２１に固定ロッド４０を掛け渡した状態の斜視図を示し、図１０（ｂ）は、掛け渡した固定ロッド４０をセットスクリュー５０で固定した状態の斜視図を示している。

また、図１１及び図１２は椎弓根スクリュー１０の固定方法の概略断面図による説明図を示し、図１３は椎弓根スクリュー１０の固定方法の概略断面図を示している。詳しくは、図１１（ａ）は椎骨１００における下孔１１０の形成した箇所の断面図を示し、図１１（ｂ）は同断面において、下孔１１０にネジ溝１１１を形成した状態の断面図を示している。

図１２（ａ）は同断面において、椎骨１００における下孔１１０にナットコイル３０を装着する前の状態の断面図を示し、図１２（ｂ）は同断面において、下孔１１０にナットコイル３０を装着した状態の断面図を示している。

図１３は、下孔１１０に装着したナットコイル３０に対してスクリュー体２０を螺入して椎弓根スクリュー１０を固定した状態の断面図を示している。

脊椎固定器具１は、上述の椎弓根スクリュー１０と、椎弓根スクリュー１０同士を掛け渡す固定ロッド４０と、固定ロッド４０を椎弓根スクリュー１０の固定ロッド受部２１に固定するセットスクリュー５０と、固定ロッド４０同士を連結するクロスコネクタ６０とを備えている。

具体的には、並設された複数の椎骨１００に対してそれぞれ椎弓根スクリュー１０は２本ずつ装着されるとともに、椎骨１００の並設方向に並ぶ複数の椎弓根スクリュー１０をそれぞれ掛け渡す２本の固定ロッド４０を備えている。また、各椎弓根スクリュー１０の固定ロッド受部２１に対してそれぞれ螺着する複数のセットスクリュー５０と、並設方向に直交する幅方向に所定間隔を隔てて、並設方向に沿って配置された２本の固定ロッド４０を幅方向に連結する２つのクロスコネクタ６０とを備えている。
なお、脊椎を構成する椎骨１００の並設方向は人体の上下方向になる。

固定ロッド４０は、所定の曲げ性能を有するロッドであり、固定ロッド受部２１のＵ字凹部２１１に装着可能な径で形成している。

セットスクリュー５０は、固定ロッド受部２１の内面ネジ溝２１２に螺合可能なネジ山を外周面に形成した略円柱状であり、上面に、マイナスドライバの嵌合ができるスリットを設けている。

クロスコネクタ６０は、固定ロッド４０に外嵌するとともに、幅方向の間隔を調整可能に構成している。なお、クロスコネクタ６０は、固定ロッド４０の端部付近の両側にそれぞれ装着できるように２つ備えている。

このように各要素が構成された脊椎固定器具１は、図６に示すように、椎骨１００の下孔１１０に装着された椎弓根スクリュー１０の固定ロッド受部２１同士に並設方向に沿って配置された固定ロッド４０を掛け渡すとともに、セットスクリュー５０で固定ロッド受部２１に固定する。そして、幅方向の両側に配置された固定ロッド４０同士の端部付近を、クロスコネクタ６０で幅方向に連結して構成している。

続いて、図７乃至図１３とともに、脊椎固定器具１の装着方法を説明する。
なお、以下の説明では、３つの椎骨１００に対して脊椎固定器具１を装着することとするが、２つの椎骨１００に対して脊椎固定器具１を装着してもよいが、４つ以上の椎骨１００に対して脊椎固定器具１を装着してもよい。

まず、各椎骨１００の所定箇所に、図示省略するドリルで穿孔し、下孔１１０を形成する（図８（ａ）及び図１１（ａ）参照）。
具体的には、椎骨１００における関節突起１０１の幅方向外側の椎弓１０２から椎体１０３に向かう方向の下孔１１０を幅方向両側に形成する。そのため、下孔１１０及び下孔１１０に装着する椎弓根スクリュー１０は断面Ｖ字状に配置される。

なお、椎骨１００は、表面の皮質骨１００ａと、内部の海綿骨１００ｂとで構成されているが、脊椎固定器具１を装着するような患者の場合、皮質骨１００ａは強度を有するが、海綿骨１００ｂの強度は低下していることが多い。しかしながら、椎弓１０２において下孔１１０を形成する箇所は、皮質骨１００ａの割合が大きく、しっかりと椎弓根スクリュー１０を装着することができる。

そして、形成した下孔１１０の内面に、図示省略するタップでネジ溝１１１を形成する（図１１（ｂ）参照）。なお、ネジ溝１１１は、ネジ山２３と同じ螺旋ピッチＰ１のネジ溝である。ネジ溝１１１が形成された下孔１１０に対してナットコイル３０を螺入して装着する（図８（ｂ）及び図１２（ａ）参照）。このとき、図９（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、ナットコイル３０のナット部３１が椎骨１００の表面に当接する位置まで螺入する。

このように、ナット部３１が椎骨１００の表面に当接するように装着されたナットコイル３０の螺合空間３３に対してスクリュー体２０を螺入して装着する（図９（ｂ）及び図１３参照）。
スクリュー体２０をナットコイル３０の螺合空間３３に螺入すると、ナット部３１が椎骨１００の表面に当接したナットコイル３０は椎骨１００に対して回転できないため、スクリュー体２０とナットコイル３０との間で相対回転する。

つまり、スクリュー体２０とナットコイル３０との差動回転により、椎骨１００に対して回転できないナットコイル３０に対してスクリュー体２０を螺入することができる。
上述したように、椎骨１００に装着されたナットコイル３０のコイル部３２は短小化して拡径するとともに、コイル部３２の内面とネジ部分２２とのくさび効果によって拡径する。

コイル部３２が拡径することで、コイル部３２の外側ネジ山部３２２の頂部は下孔１１０の内周面に食い込む。特に、外側ネジ山部３２２の頂部に形成した凹凸部３２４の凸部３２４ａに力が集中し、下孔１１０の内周面により食い込ませることができる。また、コイル部３２の間隔３２３から径外側に露出するスクリュー体２０のネジ山２３は下孔１１０のネジ溝１１１に螺合することとなる。したがって、椎弓根スクリュー１０は、海綿骨１００ｂの強度が低下した椎骨１００であってもしっかりと装着することができる。
なお、このとき、ナットコイル３０のナット部３１に設けた固定ネジ穴３１１に随省略するイモネジを螺挿し、ナットコイル３０に対してスクリュー体２０を固定してもよい。

このようにしっかりと下孔１１０に固定した椎弓根スクリュー１０の固定ロッド受部２１に対して、並設方向に向けた固定ロッド４０を掛け渡すように嵌合させて配置する（図１０（ａ）参照）。そして、その外側から、セットスクリュー５０を固定ロッド受部２１の内面ネジ溝２１２に螺合させて固定する（図１０（ｂ）参照）。
そして、椎骨１００における幅方向の両側に設けた固定ロッド４０同士を、クロスコネクタ６０で固定して、脊椎固定器具１の装着は完了する（図６参照）。

上述のように、椎弓根スクリュー１０は、椎骨１００に固定され、頭部に設けた固定ロッド受部２１に固定ロッド４０を掛け渡して固定する脊椎固定器具１に用いるものである。そして、椎弓根スクリュー１０は、頭部に固定ロッド受部２１が設けられるとともに、螺旋状のネジ山２３を有するネジ部分２２を備えたスクリュー体２０と、スクリュー体２０におけるネジ部分２２に外嵌するとともに、椎骨１００に設けられた下孔１１０に螺入されるコイル状の弾性変形可能なコイル部３２を有するナットコイル３０とが備えられている。また、スクリュー体２０のネジ山２３とコイル部３２の螺旋方向は同方向であるとともに、通常状態の螺旋ピッチＰ２が螺旋ピッチＰ１より広く設定されている。

このように構成した椎弓根スクリュー１０を用いた脊椎固定器具１及び脊椎固定器具１を用いた固定構造は、椎弓根スクリュー１０を椎骨１００に対して緩むことなく確実に固定することができる。
詳述すると、コイル状の弾性変形可能で、螺旋方向がネジ山２３と同方向であるコイル部３２の通常状態の螺旋ピッチＰ２がネジ山２３の螺旋ピッチＰ１より広く設定されている。そのため、まず、椎骨１００に設けられた下孔１１０にコイル部３２を螺入し、下孔１１０に螺入したナットコイル３０に対してスクリュー体２０を螺入する。

これにより、螺旋ピッチが広いナットコイル３０のコイル部３２がスクリュー体２０のネジ山２３に外嵌することで、コイル部３２は、螺旋ピッチＰ１に沿ってたぐり寄せられるように短小化する。このようにして短小化したコイル部３２は、コイル状に形成されているため、径方向に拡大することとなる。

このように、予め下孔１１０に螺入していたナットコイル３０のコイル部３２の径が拡大することで、コイル部３２の外周側及びスクリュー体２０のネジ山２３が椎弓根スクリュー１０における下孔１１０の形成面に食い込み、固定強度を向上することができる。

したがって、ナットコイル３０とスクリュー体２０とで構成する椎弓根スクリュー１０を椎骨１００に対して緩むことなく確実に固定することができる。よって、椎骨１００に対して緩むことなく確実に固定することができる椎弓根スクリュー１０と固定ロッド４０とで構成された脊椎固定器具１及び脊椎固定器具１の固定構造では、椎弓根スクリュー１０が不用意に緩むことなく、確実に脊椎を固定することができる。

また、コイル部３２の基端部に、通常状態におけるコイル径より径大なナット部３１が設けられている。そのため、ナット部３１が椎骨１００の表面の下孔１１０の開口部分に当接するまでナットコイル３０を螺入することで、スクリュー体２０を螺入した椎弓根スクリュー１０を安定して椎骨１００に固定することができる。

また、ナット部３１の内面に、ネジ山２３に対応する螺合溝３１２が設けられている。そのため、ナット部３１の内面に設けられた螺合溝３１２でナットコイル３０に対するスクリュー体２０の螺入を案内できるため、予め下孔１１０に螺入したナットコイル３０に対してスクリュー体２０を容易に螺入することがきる。

また、ナット部３１に、外嵌するネジ部分２２を固定する固定ネジ穴３１１が設けられているため、固定状態の椎弓根スクリュー１０において、ナットコイル３０に対して螺入したスクリュー体２０を固定することができる。したがって、ナットコイル３０に対してスクリュー体２０が不用意に緩むことを防止でき、椎弓根スクリュー１０のより安定した固定状態を実現することができる。

また、ナットコイル３０のコイル部３２は、椎骨１００の下孔１１０に螺合する外側ネジ山部３２２と、外側ネジ山部３２２の基部から螺旋軸方向に延び、組み付け状態において外側ネジ山部３２２の基部とネジ山２３との間隔を調整する間隔調整部３２１とが設けられている。

そのため、スクリュー体２０のネジ山２３と外側ネジ山部３２２とを適したネジ山高さ及びネジ山角度に形成することで、組み付け状態で螺旋ピッチの広い外側ネジ山部３２２とスクリュー体２０のネジ山２３と間に隙間が形成される。

外側ネジ山部３２２とスクリュー体２０のネジ山２３と間に隙間が形成されると、ナットコイル３０にスクリュー体２０を螺入しても、外側ネジ山部３２２は螺旋ピッチＰ１に沿いにくく、コイル部３２が短小化しにくくなる。

これに対し、組み付け状態において外側ネジ山部３２２の基部とネジ山２３との間隔を調整する間隔調整部３２１が設けられている。そのため、効率よく、螺旋ピッチが広いコイル部３２をスクリュー体２０の螺旋ピッチＰ１に沿ってたぐり寄せられるように短小化させ、径方向に拡大することができる。
よって、径が拡大したコイル部３２の外側ネジ山部３２２及びスクリュー体２０のネジ山２３が下孔１１０の形成面に確実に食い込み、固定強度を向上することができる。

また、コイル部３２の呼び径は一定であり、コイル部３２における内面が先端に向かって先細り形状であるため、コイル部３２の内部に、コイル部３２の軸方向に貫通し、スクリュー体２０が螺入する螺合空間３３は先細り形状となる。そのため、コイル部３２に対してスクリュー体２０を螺入すると、先細り形状の螺合空間３３を形成するコイル部３２の内面とスクリュー体２０とのくさび効果が生じる。

このスクリュー体２０の螺入に伴うコイル部３２の内面とスクリュー体２０とのくさび効果によって、螺旋ピッチの違いによるコイル部３２の短小化に伴う径大化に加え、コイル部３２はさらに径大化する。そのため、スクリュー体２０のネジ山２３とともに外側ネジ山部３２２が下孔１１０の形成面により食い込み、固定強度をさらに向上することができる。

また、外側ネジ山部３２２の頂部には、螺旋方向に沿って凹凸部３２４が設けられている。そのため、コイル部３２の径大化に伴って下孔１１０の形成面に外側ネジ山部３２２が食い込む際に、螺旋方向に沿って設けられた凹凸部３２４のうち凸部３２４ａに力が集中する。よって、スクリュー体２０のネジ山２３とともに、外側ネジ山部３２２が下孔１１０の形成面にさらに食い込み、固定強度をより向上することができる。

また、スクリュー体２０におけるネジ部分２２は、呼び径は一定であり、且つネジ軸部２４が先端に向かって先細り形状である。そのため、外側ネジ山部３２２とともに、スクリュー体２０のネジ山２３が、下孔１１０の形成面の螺入範囲の全域において確実に食い込み、固定強度を向上することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の椎骨は椎骨１００に対応し、
以下同様に、
固定ロッド受部は固定ロッド受部２１に対応し、
固定ロッドは固定ロッド４０に対応し、
脊椎固定器具は脊椎固定器具１に対応し、
椎弓根スクリューは椎弓根スクリュー１０に対応し、
ネジ山はネジ山２３に対応し、
ネジ部分はネジ部分２２に対応し、
スクリュー体はスクリュー体２０に対応し、
下孔は下孔１１０に対応し、
コイル体はナットコイル３０あるいはコイル部３２に対応し、
コイル体の螺旋ピッチは螺旋ピッチＰ２に対応し、
がネジ山の螺旋ピッチは螺旋ピッチＰ１に対応し、
ナット部はナット部３１に対応し、
ネジ溝は螺合溝３１２に対応し、
スクリュー固定部は固定ネジ穴３１１に対応し、
外側ネジ山部は外側ネジ山部３２２に対応し、
間隔調整部は間隔調整部３２１に対応し、
凹凸は凹凸部３２４に対応し、
ネジ胴部はネジ軸部２４に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

例えば、上述の説明では、上記固定ロッド受部２１がネジ頭部２５に対して調整可能に組み付けられて一体化されてスクリュー体２０を構成したが、ネジ部分２２と固定ロッド受部２１とが一体構成されたスクリュー体２０であってもよい。
また、あらかじめネジ溝１１１が形成した下孔１１０にナットコイル３０を挿入したが、コイル部３２によるセルフタッピングによって螺合溝３１２を形成してもよい。

さらには、上述の説明では、上述の椎弓根スクリュー１０では、ナットコイル３０を下孔１１０に挿入してから、下孔１１０に挿入されたナットコイル３０に対してスクリュー体２０を挿入して、椎弓根スクリュー１０を構成した。これに対し、図１４に示すように、スクリュー体２０のネジ部分２２における先端をナットコイル３０の螺合空間３３に挿入して、スクリュー体２０とナットコイル３０とを組み付けて用いてもよい。この場合、スクリュー体２０の先端に組み付けられたナットコイル３０の下孔１１０への挿入に対して、ナットコイル３０へのスクリュー体２０の挿入を連続して行うこととなる。

１…脊椎固定器具
１０…椎弓根スクリュー
２０…スクリュー体
２１…固定ロッド受部
２２…ネジ部分
２３…ネジ山
２４…ネジ軸部
３１…ナット部
３２…コイル部
４０…固定ロッド
１００…椎骨
１１０…下孔
３１１…固定ネジ穴
３１２…螺合溝
３２１…間隔調整部
３２２…外側ネジ山部
３２４…凹凸部
Ｐ１…螺旋ピッチ
Ｐ２…螺旋ピッチ

Claims (18)

1. 椎骨に固定され、頭部に設けた固定ロッド受部に固定ロッドを掛け渡して固定する脊椎固定器具用の椎弓根スクリューであって、
   頭部に前記固定ロッド受部が設けられるとともに、螺旋状のネジ山を有するネジ部分を備えたスクリュー体と、
   該スクリュー体における前記ネジ部分に外嵌するとともに、前記椎骨に設けられた下孔に螺入されるコイル状の弾性変形可能なコイル体とが備えられ、
   前記スクリュー体の前記ネジ山と前記コイル体の螺旋方向は同方向であるとともに、
   通常状態の前記コイル体の螺旋ピッチが前記ネジ山の螺旋ピッチより広く設定された
   椎弓根スクリュー。
2. 前記コイル体の基端部に、通常状態におけるコイル径より径大なナット部が設けられた
   請求項１に記載の椎弓根スクリュー。
3. 前記ナット部の内面に、前記ネジ山に対応するネジ溝が設けられた
   請求項２に記載の椎弓根スクリュー。
4. 前記ナット部に、外嵌する前記ネジ部分を固定するスクリュー固定部が設けられた
   請求項２又は請求項３に記載の椎弓根スクリュー。
5. 前記コイル体は、
   前記椎骨の前記下孔に螺合する外側ネジ山部と、
   該外側ネジ山部の基部から螺旋軸方向に延び、組み付け状態において前記外側ネジ山部の基部と前記ネジ山との間隔を調整する間隔調整部とが設けられた
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の椎弓根スクリュー。
6. 前記コイル体の呼び径は一定であり、
   前記コイル体における内面が先端に向かって先細り形状である
   請求項５に記載の椎弓根スクリュー。
7. 前記外側ネジ山部の頂部には、螺旋方向に沿って凹凸が設けられた
   請求項５又は請求項６に記載の椎弓根スクリュー。
8. 前記スクリュー体における前記ネジ部分は、
   呼び径は一定であり、且つネジ胴部が先端に向かって先細り形状である
   請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の椎弓根スクリュー。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の椎弓根スクリューと、
   前記椎骨に固定された前記椎弓根スクリューの頭部に設けた前記固定ロッド受部に掛け渡すように配置され、前記固定ロッド受部に固定される前記固定ロッドとで構成された
   脊椎固定器具。
10. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の椎弓根スクリューが前記椎骨に固定され、
    前記椎骨に固定された前記椎弓根スクリューの頭部に設けた前記固定ロッド受部に前記固定ロッドが掛け渡されるとともに、
    複数の前記固定ロッド受部に掛け渡すように配置された前記固定ロッドが前記固定ロッド受部に固定された
    脊椎固定器具の固定構造。
11. 前記コイル体の基端部に設けられた、通常状態におけるコイル径より径大なナット部が前記椎骨に当接した
    請求項１０に記載の脊椎固定器具の固定構造。
12. 椎骨に固定され、頭部に設けた固定ロッド受部に固定ロッドを掛け渡して固定する椎弓根スクリューをスクリュー体とともに構成し、
    頭部に前記固定ロッド受部が設けられるとともに、螺旋状のネジ山を有するネジ部分を備えた前記スクリュー体における前記ネジ部分に外嵌し、
    前記椎骨に設けられた下孔に螺入されるコイル状であり、
    前記スクリュー体の前記ネジ山と螺旋方向は同方向であるとともに、
    通常状態における螺旋ピッチが、前記ネジ山の螺旋ピッチより広く設定された
    コイル体。
13. 通常状態におけるコイル径より径大なナット部が基端部に設けられた
    請求項１２に記載のコイル体。
14. 前記ナット部の内面に、前記ネジ山に対応するネジ溝が設けられた
    請求項１３に記載のコイル体。
15. 前記ナット部に、外嵌する前記ネジ部分を固定するスクリュー固定部が設けられた
    請求項１３又は請求項１４に記載のコイル体。
16. 前記椎骨の前記下孔に螺合する外側ネジ山部と、
    該外側ネジ山部の基部から螺旋軸方向に延び、組み付け状態において前記外側ネジ山部の基部と前記ネジ山との間隔を調整する間隔調整部とが設けられた
    請求項１２乃至請求項１５のいずれかに記載のコイル体。
17. 呼び径は一定であり、
    内面が先端に向かって先細り形状である
    請求項１６に記載のコイル体。
18. 前記外側ネジ山部の頂部には、螺旋方向に沿って凹凸が設けられた
    請求項１６又は請求項１７に記載のコイル体。

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