JP2023526170A - 二重ロッドインプラントカッター - Google Patents

Abstract

インプラントを切断するためのカッターが提供される。前記カッターは、ギアボックスと、前記ギアボックスに動作可能に連結された１次フライスビット、２次フライスビットおよびリードスクリューと、前記１次フライスビットに強固に連結された入力カップリングと、前記リードスクリューに強固に連結されたインプラントカプラとを有し、前記ギアボックスは、前記リードスクリューに関して並進するように、また前記入力カップリングに加えられた駆動力に応答して前記２次フライスビットを駆動するように動作可能である。

Description

様々なタイプの手術には、患者内での脊椎ロッドなどのインプラントの配置が含まれる。脊椎ロッドの正確な長さの正しい決定はしばしば、手術前に予測することが困難であり得るか、または不可能であり得るため、しばしば、それが移植された後に、脊椎ロッドの長さを調節する必要があるか、または調節することが望まれる。特定の外科的処置に関する標準プロトコルはまた、個々の患者にとって理想的なカスタマイズされた長さを最良に提供するように移植後に脊椎ロッドを切断する必要がある場合がある。長さを調節するために、脊椎ロッドは患者から取り外されて、現場から離れて所望の長さに切断されて、後の時点で患者内に再移植され得る。しかしながら、この手順は、時間がかかり、コストがかかり、患者は複数回の手術を受ける必要がある可能性がある。典型的な脊椎ロッドカッターはまた、位置調整および使用するのが困難であり、しばしば確実にカッターが切断動作中に位置調整され、かつ脊椎ロッドと係合された状態のままであるようユーザにかなりの注意を促す必要がある。そうして、原位置で使用され得る効率的かつ効果的なインプラントカッターが必要である。

加えて、脊椎ロッドが取り外される再置換術中に、より容易な取り外しを容易にするためにロッドを切断することは、外科医にとっての利点であり得る。また、外科医は脊椎ロッドを椎弓根スクリューにはめ込む係止キャップをねじ止め解除するための正しいドライバーを有さない場合がある。このシナリオでは、椎弓根スクリューの両側でロッドを切断する装置を有することもまた有利である。その後、スクリュー間のロッドのセクションは、容易に持ち上げて取り出すことができる。続いて、椎弓根スクリューに依然として取り付けられているロッドの残存する小セクションは、「運び（ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒｅｄ）」出すことができる。

本開示の例示的な実施形態によれば、インプラントを切断するためのカッターが提供される。カッターは、ギアボックスと、ギアボックスに動作可能に連結された１次フライスビット、２次フライスビットおよびリードスクリューと、１次フライスビットに連結された入力カップリングと、リードスクリューに連結されたインプラントカプラとを有し、ここで、ギアボックスは、リードスクリューに関して並進するように、且つ、入力カップリングに加えられた駆動力に応答して２次フライスビットを駆動するように動作可能である。

本開示の別の態様によれば、ギアボックスは、入力カップリングに加えられた駆動力に応答してリードスクリューに関してギアボックスを並進させるように動作可能な並進駆動アセンブリと、入力カップリングに加えられた駆動力に応答して２次フライスビットを駆動するように動作可能なフライス駆動アセンブリとを有する。

本開示のさらに別の態様によれば、並進駆動アセンブリは、１次フライスビットに外接し、かつ連結された第１ウォームスクリューと、第１ウォームスクリューに動作可能に連結された第１ウォームギアと、第１ウォームギアに強固に連結された第２ウォームスクリューと、第２ウォームスクリューに動作可能に連結された第２ウォームギアとを有し、第２ウォームギアは、リードスクリューに外接し、かつソケットと、第２ウォームギアのソケット中のナットとを有し、リードスクリューにねじ込み式に係合する。

本開示のまた別の態様によれば、フライス駆動アセンブリは、１次フライスビットに外接し、かつ強固に連結された第１スパーギアと、第１スパーギアに動作可能に連結された第２スパーギアと、第２スパーギアに動作可能に連結され、かつ２次フライスビットに連結された第３スパーギアとを有する。

本開示の他の態様によれば、第１スパーギア、第２スパーギアおよび第３スパーギアはそれぞれ、同じ数の歯を有する。入力カップリングは、ハドソンコネクタを含む。カッターは、ギアボックスに連結され、かつそれぞれ１次フライスビットおよび２次フライスビットに外接している第１チップコレクターおよび第２チップコレクターをさらに有する。第１チップコレクターおよび第２チップコレクターはそれぞれ、インプラントを受け入れるためのカットアウトと、インプラントからフライスされたチップおよび断片を維持するためのチップ収集キャビティとを有する。第１チップコレクターおよび第２チップコレクターはそれぞれ、インプラントカプラ上のそれぞれの溝と摺動自在に係合するための長手方向ガイドレールを有する。

本開示の他の態様によれば、インプラントカプラは、リードスクリューの遠位端に連結されたねじ込み式レセプタクルと、インプラントに解放可能に連結されたヘリコプタソケットとを有する。インプラントカプラは、スクリューのテューリップを受け入れるための凹部を有する。１次フライスビットおよび２次フライスビットはそれぞれ、インプラントを切断するためのスパイラル溝を有する遠位切断端と、ギアボックスに動作可能に連結された近位駆動端とを有する。遠位切断端はそれぞれ、丸みを帯びた縁を有する。１次フライスビットおよび２次フライスビットはそれぞれ、炭化タングステンを備える。１次フライスビット、２次フライスビットおよびリードスクリューは、実質的に線形の経路に沿って間隔を空け、１次フライスビットの長手方向軸および２次フライスビットの長手方向軸は、リードスクリューの長手方向軸に実質的に平行である。インプラントカプラは、脊椎ロッドに連結するように構造化されている。入力カップリングは、回転駆動力を受け入れるように動作可能である。

本開示の他の態様によれば、インプラントカッターは、インプラントの切断中にインプラントにクランプ力を加えるためのクランプ機構をさらに備える。一態様によれば、クランプ機構は、インプラントカプラに係合する軸方向に延在するシャフトを有し、シャフトは、近位端と、インプラントに締め付けて係合するように動作可能なその遠位端にあるインプラント係合可能先端とを有する。別の態様によれば、クランプ機構は、インプラントカプラを通って延在するセットスクリューを有する。別の態様によれば、クランプ機構は、インプラントカプラにねじ込み式に係合するように動作可能な内部ねじ山と、インプラントに締め付けて係合するための遠位縁とを有する。

本開示の別の例示的な実施形態によれば、脊椎に固着された脊椎ロッドを切断するためのカッターが提供される。カッターは、遠位端と、並進駆動アセンブリと、フライス駆動アセンブリとを有するギアボックスと、並進およびフライス駆動アセンブリに動作可能に連結された近位駆動端と、遠位切断端とを有する１次フライスビットと、フライス駆動アセンブリに動作可能に連結された近位駆動端と、脊椎ロッドを切断するための遠位切断端とを有する２次フライスビットと、並進駆動アセンブリに動作可能に連結され、かつ近位端と、遠位端とを有するリードスクリューと、１次フライスビットの近位駆動端に連結された入力カップリングと、リードスクリューの近位端に連結されたノブと、ギアボックスの遠位端に連結され、かつそれぞれ１次フライスビットおよび２次フライスビットに外接している第１チップコレクターおよび第２チップコレクターであって、チップコレクターはそれぞれ、脊椎ロッドを受け入れるためのカットアウトと、脊椎ロッドから切断されたチップおよび断片を維持するためのチップ収集キャビティと、長手方向に配置されたガイドレールが設けられた外側面とを有する、第１チップコレクターおよび第２チップコレクターと、リードスクリューの遠位端に連結された近位レセプタクルと、第１チップコレクターおよび第２チップコレクターのガイドレールとそれぞれ摺動自在に係合するようにサイズを有する第１溝および第２溝と、脊椎ロッドに解放可能に連結するように構造化されたソケットを有する遠位端とを有するインプラントカプラとを備える。

本開示の別の態様によれば、ソケットは、少なくとも１つの受け入れチャネルと、少なくとも１つの係止チャネルとを有する。本開示のさらに別の態様によれば、入力カップリングは、ドリルに解放可能に連結するように構造化されている。

本開示の例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、添付図面と併せて読み取った場合により良好に理解される。本開示を示す目的で、図面において例示的な実施形態が示される。しかしながら、本願は、示される厳密な構成および手段に限定されないことが理解されるべきである。

ドリルに連結されて、かつ脊椎ロッドを切断するように位置付けられた本開示の例示的な実施形態によるインプラントを切断するためのカッターの斜視図である。

図１のカッターの斜視図である。

図１のカッターの１次フライスビットおよび２次フライスビットの斜視図である。 図１のカッターの１次フライスビットおよび２次フライスビットの斜視図である。

説明の目的で破線で示されるハウジングを有する図１のカッターの部分斜視図である。

図１のカッターの部分分解斜視図である。

図１のカッターの並進駆動アセンブリの分解斜視図である。

図１のカッターのチップコレクターの側面図である。

フライスビットに外接している図８Ａのチップコレクターの縦断面図である。

図８Ａのチップコレクターの斜視図である。

図１のカッターのインプラントカプラの斜視図である。

図９Ａのインプラントカプラの別の斜視図である。

脊椎ロッド上で位置調整された図１のカッターの斜視図である。

脊椎ロッドと係合された図１のカッターの斜視図である。

脊椎ロッドと係合され、かつ解放可能に連結された図１のカッターの斜視図である。

脊椎ロッドを切断する図１のカッターの斜視図である。

本開示によるインプラントを切断するためのカッターの別の例示的な実施形態の正面断面図である。

本開示によるインプラントを切断するためのカッターの別の例示的な実施形態の下部の斜視図である。

本開示によるインプラントを切断するためのカッターの別の例示的な実施形態の正面図である。

インプラントを切断するための図１３Ａのカッターの正面断面図である。

ここでは、添付図面に示される本開示の例示的な実施形態について詳細に言及する。可能であれば、同じか、または類似の参照番号は、図面全体にわたって使用され、同じか、または類似の特徴を指す。図面は、簡略化形態であること、また正確な尺度で図示されていないことに留意されたい。本明細書中の本開示を参照して、便宜および明確のみの目的で、上方、下方、最上部、底部、上、下および対角線などの方向に関する用語が、添付図面に関して使用される。図面の後述の説明と併せて使用されるかかる方向に関する用語は、明示されていないいかなる方法でも本開示の範囲を限定すると解釈されるべきではない。加えて、本明細書において使用される用語「単数形」は、「少なくとも１つの」を意味する。用語は、上記で具体的に言及されるワード、その派生語、および同様の意味のワードを有する。

本明細書において使用される「約」は、量、時間などの測定可能な値について言及する場合に、そのような変形が適切な場合、規定値から±２０％、±１０％、±５％、±１％、または±０．１％の変形を包含すると意図される。

本明細書において使用される「実質的に」は、程度が相当であり、指定されるもの、または当該技術分野内で受け入れられるようなそこからの適切な変形の大部分であるが、完全ではないことを意味する。本明細書において使用される「例示的な」は、一例として供することを意味する。

本願全体にわたって、その様々な態様が、範囲形式で提示され得る。範囲形式における説明は、単なる便宜および簡潔のためのものであり、本開示の範囲に対する柔軟性のない限定として解釈されるべきではないと理解されるべきである。それに応じて、範囲の説明は、具体的に開示される考え得る部分的な範囲全てならびにその範囲内の個々の数値を有するとみなされるべきである。例えば、１から６などの範囲の説明は、１から３、１から４、１から５、２から４、２から６、３から６などの具体的に開示される部分的な範囲、ならびにその範囲内の個々の数字、例えば１、２、２．７、３、４、５、５．３、および６を有するとみなされるべきである。このことは、範囲の広がりにかかわらず適用される。

さらに、本開示の例示的な実施形態の説明される特徴、利点および特性は、１つまたは複数の例示的な実施形態で任意の好適なやり方で併合され得る。本明細書中の説明に鑑みて、本開示は、特定の例示的な実施形態の特定の特徴もしくは利点のうちの１または複数なしで実施することができることは、関連技術の当業者に認識されよう。他の事例において、追加の特徴および利点は、本開示の例示的な実施形態全てにおいて存在し得ない特定の例示的な実施形態において認識され得る。

ここでは、図面を参照すると、本開示の例示的な実施形態によるカッター１００が示される。カッター１００は、例えば近位方向に取り付けられたテューリップ８１５を有する脊椎ロッドスクリュー８１０を使用して患者の脊椎８０５に固着された脊椎ロッド８００を含む脊椎ロッドを切断／フライスするのに使用され得る（図１および図１０Ａから図１０Ｄを参照）。カッター１００は、例えば、様々な長さおよび直径（例えば２、４、６、８、１０ｍｍなど）の移植された脊椎ロッド、ならびにスクリュー８１０以外の構造を使用して脊椎に固着されたものおよび例えばステンレス鋼、チタニウム、またはコバルト・クロムなどの様々な物質から構築されたものを切断するのに使用され得る。カッター１００は、脊椎ロッド（脊椎ロッド８００など）を切断するように動作可能であるとして、本明細書で説明され、また図面で示されるが、カッター１００および本開示によって予期される他の実施形態は、他のタイプのインプラントを切断／フライスするのに使用されてもよいこと、また本開示の様々な実施形態は、インプラントのいかなる特定のサイズ、タイプまたはカテゴリを用いた使用にも限定されることは意図されていないことが理解されるべきである。

図２から図５および図１０Ａから図１０Ｄに最もよく示されているように、カッター１００は、ギアボックス１０５と、１次フライスビットおよび２次フライスビット１１０、１１０'と、シャフト、例えばギアボックス１０５に動作可能に連結され、かつギアボックス１０５を通って延在するねじ込み式リードスクリュー１２０と、１次フライスビット１１０の近位端に強固に連結された入力カップリング１２５（これは、例えば、駆動源に連結するためのハドソンコネクタまたは同様のコネクタを含み得る）と、リードスクリュー１２０の近位端に連結されたノブ１３０と、ギアボックス１０５の遠位端に連結され、かつそれぞれ１次フライスビットおよび２次フライスビット１１０、１１０'に外接しているチップコレクター１３５、１３５'と、リードスクリュー１２０の遠位端に連結され、かつチップコレクター１３５、１３５'によって、例えばガイドレール６２５、６２５'を介して長手方向の並進のために誘導されるインプラントカプラ１４０とを有する。示された例示的な実施形態では、１次フライスビット、２次フライスビットおよびリードスクリューは、実質的に線形の経路に沿って間隔を空け、１次フライスビットの長手方向軸および２次フライスビットの長手方向軸は、リードスクリューの長手方向軸に実質的に平行である。

図３および図４に最もよく示されているように、１次フライスビットおよび２次フライスビット１１０、１１０'はそれぞれ、インプラント、例えば脊椎ロッド８００を切断するための遠位切断端３０５、３０５'と、ギアボックス１０５に動作可能に連結するためのそれぞれの駆動溝３１５、３１５'を有する近位駆動端３１０、３１０'とを有する。切断端３０５、３０５'は、チッピングを低減するためのノッチ付きまたは丸みを帯びた縁３２５、３２５'と、ビット１１０、１１０'の中央領域３３０、３３０'に向かって近位方向に脊椎ロッド８００から切断／フライスされたチップおよび他の断片を輸送するためのスパイラル溝３２０、３２０'とを有する。１つの例示的な実施形態では、少なくとも１次フライスビットおよび２次フライスビット１１０、１１０'の切断端３０５、３０５'は、炭化タングステンから作製されるが、フライスビット１１０、１１０'の他の部分もまた、炭化タングステンで作製されてもよく、あるいはそれらの任意または全ての一部が代替物質を使用して構築され得ることが理解されるべきである。また、切断端３０５、３０５'は、中央もしくは縁切断であってもよく、および／または丸みを帯びた縁３２５、３２５'を有してもよいこと、ならびに本開示の様々な例示的な実施形態は、任意の特定のタイプの切断端または脊椎ロッドに８００もしくは他のインプラントを切断する様式に限定されると意図されていないことが理解されるべきである。

図２および図５から図７を参照すると、ギアボックス１０５は、リードスクリュー１２０に関して遠位方向に、またはリードスクリューの長手方向の範囲に沿ってギアボックス１０５をそれぞれ並進させるように、また入力カップリング１２５に加えられた回転駆動力に応答して２次フライスビット１１０'を駆動するように動作可能な並進およびフライス駆動アセンブリ２１０、２１５、ならびに駆動アセンブリ２１０、２１５の様々なコンポーネントを摩耗から保護するための、およびハウジング２０５内のコンポーネントを適切に位置付けて、位置調整して、間隔を空けるための様々なワッシャー２７０ならびにブッシング２７５ａ、２７５ｂ、２７５ｃ、２７５ｄ、２７５ｅおよび２７５ｆを封入する、遠位プレート２０７を有するハウジング２０５を有する。図面に描写される例示的な実施形態では、駆動力は、例えば可撓性駆動シャフト５０５を有するドリル５００によって供給されるが、回転駆動力は、例えば剛性の駆動シャフトを介するなどの他の方式で入力カップリング１２５に加えられ得ること、および本開示の様々な例示的な実施形態は、駆動力を入力カップリング１２５に加える任意の特定の態様に限定されると意図されていないことが理解されるべきである。

図５から図７に最もよく示されているように、並進駆動アセンブリ２１０は、１次フライスビット１１０の近位駆動端３１０を受け入れる長手方向の穴２２５と、１次フライスビット１１０の駆動溝３１５に係合する長手方向に延在する駆動リブ２３０とを有する第１ウォームスクリュー２２０と、第１ウォームスクリュー２２０に動作可能に連結された第１ウォームギア２３５と、第１ウォームギア２３５を通って長手方向に延在し、かつ一端ではハウジング２０５内の端キャップ２８０およびサークリップ（図示せず）によって、また他端ではハウジング２０５の内部の位置調整レセプタクル２８５（図１０Ｄ）によって拘束されたシャフト２４５と、シャフト２４５上で回転自在に配置され、かつシャフト２４５に外接し、かつ第１ウォームギア２３５に強固に連結された第２ウォームスクリュー２５０と、第２ウォームスクリュー２５０に動作可能に連結にされ、かつリードスクリュー１２０に外接している六角ソケット２６０および長手方向の貫通穴２６５を有する第２ウォームギア２５５と、六角ソケット２６０内に位置付けられ、かつリードスクリュー１２０とねじ込み式に係合された六角リードナット２７２とを有する。

図５および図６に最もよく示されているように、フライス駆動アセンブリ２１５は、第１ウォームスクリュー２２０の遠位方向に１次フライスビット１１０に外接して、かつ１次フライスビット１１０の駆動溝３１５に係合する長手方向に延在する駆動リブ４１０を有する第１スパーギア４０５と、第１スパーギア４０５に動作可能に係合し、かつ第２ウォームギア２５５の遠位方向にリードスクリュー１２０に回転自在に外接している自由回転式の第２スパーギア４１５と、第２スパーギア４１５に動作可能に係合し、２次フライスビット１１０'に外接し、かつ２次フライスビット１１０'の駆動溝３１５'に係合する長手方向に延在する駆動リブ４２５を有する第３スパーギア４２０とを有する。

本明細書で説明され、また図面に示される並進およびフライス駆動アセンブリ２１０、２１５のコンポーネントは、リードスクリュー１２０に関して遠位方向にギアボックス１０５を並進させるように、また２次フライスビット１１０'を駆動するように一緒に動作するが、並進およびフライス駆動アセンブリ２１０、２１５は、これらの機能を実施するために同じか、または異なるコンポーネントの他の構成を有し得ること、ならびに本開示の様々な実施形態は、ギアボックス１０５を並進するか、または２次フライスビット１１０'を駆動するための任意の特定のコンポーネントまたはコンポーネントの配列に限定されると意図されていないことは理解されるべきである。また、並進およびフライス駆動アセンブリ２１０、２１５は、液圧などの非ギアコンポーネントおよび／または電気コンポーネントを有し得ること、ならびに本開示の様々な実施形態は、コンポーネントの任意のタイプまたはクラスに限定されると意図されていないことが理解されるべきである。

図２、図８Ａから図８Ｃ、および図１０Ａから図１０Ｄに最もよく示されているようにチップコレクター１３５、１３５'は、１次フライスビットおよび２次フライスビット１１０、１１０'に外接し、それぞれハウジング２０５の遠位プレート２０７に連結された近位漏斗状端６０５、６０５'、フライスビット１１０、１１０'と連通する内部チップ収集キャビティ６２０と、長手方向に延在するガイドレール６２５、６２５'が設けられた外側面と、チップ収集キャビティ６２０の遠位底部から本体部６１０、６１０'の遠位端まで延在する長手方向の穴６３０と、脊椎ロッド８００を受け入れるよう成形され、かつ本体部６１０、６１０'の遠位端にある長手方向の穴６３０に横方向にかつ交差して向かい合うカットアウト６３５とを有する略円筒状の本体部６１０を有する。チップコレクターの遠位端にある穴６３０の内径は、チップ収集キャビティ６２０を効果的に保持または密閉して、脊椎ロッド８００から除去されたチップおよび他の断片がキャビティ６２０から放出するのを防止するために１次フライスビットおよび２次フライスビット１１０、１１０'の外径と等しいか、またはそれらより僅かに大きい。図面に描写される例示的な実施形態では、カットアウト６３５は、脊椎ロッド８００を受け入れるようにＵ字型であるが、カットアウト６３５は、他のタイプのインプラントを受け入れるように異なって成形されてもよいことが理解されるべきである。

図２および図９Ａから図１０Ｄに最もよく示されているように、インプラントカプラ１４０は、リードスクリュー１２０の遠位端に連結された近位ねじ込み式レセプタクル７０５と、チップコレクター１３５、１３５'のガイドレール６２５、６２５'とそれぞれ摺動自在に係合する長手方向に延在する溝７２０、７２０'が設けられた外側面を有する略円筒状のカップリング本体７１０と、例えば切断／フライス動作中にカッター１００を適切に方向付けて、位置調整するために脊椎ロッドスクリュー８１０のテューリップ８１５を受け入れるように成形されたソケット７３０、例えばヘリコプタソケットおよび中空レセプタクル７３２が設けられた遠位端７２５とを有する。代替の例示的な実施形態では、インプラントカプラは、中空レセプタクルを有してもよく、または有さなくてもよく、例えば、インプラントカプラは、より小さな直径を有し得るか、またはソケット７３０と同様の、ロッドに係合するためのソケットを有する円筒であり得る。この代替的実施形態では、カプラは、テューリップ８１５を受け入れず、脊椎ロッド８００とのみ係合する。

ソケット７３０は、脊椎ロッド８００を解放可能に受け入れるように成形され、各々半径方向に位置調整されたか、または直径方向に向かい合った受け入れチャネル７４０、７４０'と、係止チャネル７４５、７４５'とを有するヘリコプタカットアウトを有する。係止チャネル７４５、７４５'はまた、チップコレクター１３５、１３５'のカットアウト６３５と同一平面上に位置調整するように構成され、その結果、１次フライスビットおよび２次フライスビット１１０、１１０'は、カッター１００の動作中に脊椎ロッド８００と適切に位置調整することができる。受け入れチャネル７４０、７４０'および係止チャネル７４５、７４５'は、異なって成形されたロッドおよび他のインプラントを受け入れるように異なって成形されてもよいことが理解されるべきである。また、インプラントカプラ１４０は、ソケット７３０に加えて、または代わりに、脊椎ロッド８００または他のインプラントを解放可能に受け入れるための構造を有してもよいことが理解されるべきである。

カッター１００を動作させて、脊椎ロッド８００を切断／フライスするために、ユーザは第１に、カッター１００（図１０Ａを参照）を位置調整して、インプラントカプラの中空レセプタクル７３２を脊椎ロッドスクリュー８１０のテューリップ８１５と係合させると同時に、インプラントカプラ１４０の受け入れチャネル７４０、７４０'を、脊椎ロッド８００と位置調整する（図１０Ｂを参照）。ひとたび、脊椎ロッド８００がインプラントカプラ１４０の受け入れチャネル７４０、７４０'内に完全に受け入れられたら、ユーザは、カッター１００を反時計回りに回転して（カッター１００の近位側から遠位方向に見た場合）、脊椎ロッド８００を係止チャネル内に完全に位置付けて（図１０Ｃを参照）、それによりカッター１００に関して適所に脊椎ロッド８００を強固に係止して、１次フライスビットおよび２次フライスビット１１０、１１０'を、脊椎ロッド８００と位置調整する。次に、ユーザは、入力カップリング１２５に時計回りの駆動力を加える。入力カップリング１２５の時計回りの回転は、１次フライスビット１１０を駆動し、これはさらに、１次フライスビット１１０の駆動溝３１５に、第１スパーギア４０５の駆動リブ４１０に係合させて、ギア４０５を１次フライスビット１１０と時計回りに回転させる。第１スパーギア４０５の回転は、自由回転式の第２スパーギア４１５をリードスクリュー１２０に関して反時計回りに回転させ、それがさらに、第３スパーギア４２０を時計回りに回転させる。第３スパーギア４２０が回転するにつれ、第３スパーギア４２０の駆動リブ４２５は、２次フライスビット１１０'の駆動溝３１５'に係合して、ビット１１０'をまた第３スパーギア４２０とともに時計回りに回転させる。第１スパーギア、第２スパーギアおよび第３スパーギア４０５、４１５、４２０は同様のサイズを有し、同じ数の歯を有するため、第３スパーギア４２０は、第１スパーギア４０５と同じ速度でかつ同じ時計回り方向で回転し、確実に１次フライスビットおよび２次フライスビット１１０、１１０'は同じ速度で時計回りに回転する。しかしながら、スパーギア４０５、４１５、４２０は、異なったサイズを有し、および／または異なる数の歯を有してもよいこと、また２次フライスビット１１０'は、１次フライスビット１１０と比較して異なる速度でまたは異なる回転方向で回転してもよいことが理解されるべきである。

また１次フライスビット１１０の回転は、１次フライスビット１１０の駆動溝３１５に、第１ウォームスクリュー２２０の駆動リブ２３０に係合させて、それを１次フライスビット１１０とともに時計回りに回転させる。第１ウォームスクリュー２２０の回転は、シャフト２４５に関する第１ウォームギア２３５および第２ウォームスクリュー２５０の回転を引き起こして、それはさらに、リードスクリュー１２０に関する第２ウォームギア２５５および六角リードナット２７２の時計回りの回転を引き起こす。リードナット２７２は、リードスクリュー１２０とねじ込み式に係合するため、またインプラントカプラ１４０と脊椎ロッド８００との係合がリードスクリュー１２０の縦方向変位を防止することから、六角リードナット２７２の時計回りの回転が、リードスクリュー１２０にリードナット２７２上で遠位力を生成させ、それによりギアボックス１０５（連結されたフライスビット１１０、１１０'およびチップコレクター１３５、１３５'を用いて）を、チップコレクター１３５、１３５'のガイドレール６２５、６２５'と、インプラントカプラ１４０の溝７２０、７２０'との係合によって誘導されるリードスクリュー１２０に沿って遠位方向に並進させる。別の実施形態において、装置は、ウォーム駆動ギアに代わって複合ギアセットを使用してもよい。

ギアボックス１０５は、１次フライスビットおよび２次フライスビット１１０、１１０'の遠位切断端３０５、３０５'が脊椎ロッド８００と接触するまで（その時点で、脊椎ロッド８００の切断／フライスが開始する）遠位方向に並進する。チップコレクター１３５、１３５'のカットアウト６３５は、脊椎ロッド８００と係合して、それらがそれを通って進むにつれフライスビット１１０、１１０'を誘導するのに役立つ。脊椎ロッド８００から除去されたチップおよび他の断片は、１次フライスビットおよび２次フライスビット１１０、１１０'のスパイラル溝３２０、３２０'によって近位方向に、チップコレクター１３５、１３５'のチップ収集キャビティ６２０へと輸送され、そこでそれらは、切断／フライス動作中に堆積および維持される。１次フライスビットおよび２次フライスビット１１０、１１０'は、それらが脊椎ロッド８００を通って切断するまで引き続き遠位方向に並進して、この時点で、切断／フライス動作が終了し（図１０Ｄ）、カッター１００が患者から取り外される。

脊椎ロッド８００と係合して、１次フライスビットおよび２次フライスビット１１０、１１０'の遠位中心切断端３０５、３０５'がとてもはるか遠位方向に患者へと並進するのを防止するカットアウト６３５の近位上面によって、過剰切断は防止される。換言すると、脊椎ロッドに隣接しているため、チップコレクターのカットアウトの近位上面は、ひとたび脊椎ロッドがそれにより切断されたら、１次フライスビットおよび２次フライスビットの切断端のさらなる遠位貫通を防止する。例えば、脊椎ロッドの最大直径は、現在６ｍｍである。したがって、６ｍｍよりも僅かに大きい距離でのカッターの移動時にハードストップが見られる。カッターに対して同心状の円筒ガイドは、脊椎ロッドを受け入れるカットアウトを有する。カッターの最も遠い移動は、これらの誘導を超えて延在しないと限定される。

切断／フライス動作の完了後、チップコレクター１３５、１３５'は、カッター１００から取り外されて、その結果、脊椎ロッド８００から切断／フライスされたチップおよび他の断片、ならびに１次フライスビットおよび２次フライスビット１１０、１１０'のスパイラル溝３２０、３２０'に残った状態のままの任意のチップおよび断片は、アクセスされて、破棄され得る。少なくとも幾つかの例示的な実施形態では、チップコレクター１３５、１３５'の取り外しは、第１にインプラントカプラ１４０をカッター１００から引き離すことによって容易にされ得る。これは、第１にノブ１３０を反時計回りに回転させて、インプラントカプラ１４０のねじ込み式レセプタクル７０５からリードスクリュー１２０の遠位端を縮めること、次にカプラ１４０を遠位方向にスライドして、インプラントカプラ１４０の溝７２０、７２０'からチップコレクター１３５、１３５'のガイドレール６２５、６２５'を解放することによって達成され得る。次に、カッター１００は、第１にチップコレクター１３５、１３５'およびインプラントカプラ１４０を再装着すること、次に手動で反時計回りの回転力を入力カップリング１２５に加えることにより、またはドリル５００もしくは他のメカニズムを使用することにより、ギアボックス１０５を近位方向にその初期位置へと並進させることによって、新たな切断／フライス動作を実行するためにリセットされ得る。

図１１、図１２、図１３Ａおよび図１３Ｂは、インプラントの切断中にクランプ力をインプラントに加えるためのクランプ機構を有する、本開示さらに例示的な実施形態を開示する。これらの実施形態の様々なクランプ機構は、インプラントをしっかりとかつ一定に適所に保持し、フライスによって引き起こされるインプラントのチャタリングを防止する、すなわち即ちインプラントの振動に抵抗する。簡潔のために、図１～図１０Ｄに示されるその対応物から構造および／または機能が物質的に逸脱するか、または別の方法では本開示の適切な理解に必要である、図１１、図１２、図１３Ａおよび図１３Ｂに示されるインプラントカッターの要素のみ、詳細に説明される。

図１１を参照すると、インプラントの切断中にクランプ力をインプラント８００に加えるためにインプラントカプラ１４０'に動作可能に結合されたクランプ機構９００の例示的な実施形態が示される。クランプ機構９００は、軸方向に延在する細長いシャフト９０２を備え、それらは例えばその近位端９０２ａに関してインプラントカプラにねじ込み式に係合するねじ山を有する。ねじ軸は、その近位端にハンドル９０４を、またインプラント、例えば脊椎ロッド８００に締め付けて係合するように動作可能であるその遠位端にインプラント係合可能先端９０６を有する。細長いねじ軸９０２は少なくともインプラントカプラ１４０にねじ込み式に係合する一方で、ノブ１３０'およびねじ込み式リードスクリュー１２０'のうちの一方または両方はそれに応じて、内部にねじ込まれてシャフト９０２の外部ねじ切りと係合することが理解される。すなわち、リードスクリュー１２０'および／またはノブ１３０'は、内部ねじ山を有する長手方向の貫通孔を有し得る。しかしながら、ハンドル９０４によってねじ軸の回転に対する耐性を最小化するために、ノブ１３０'およびねじ込み式リードスクリュー１２０'には、ねじ軸の直径より僅かに大きな直径の平滑な壁付き内部穴が設けられる。

図１２を参照すると、インプラントの切断中にクランプ力をインプラント８００に加えるためのインプラントカプラ１４０''に動作可能に結合されるクランプ機構１０００の例示的な実施形態が示される。クランプ機構１０００は、インプラントカプラ１４０''から半径方向または横方向に突出するセットスクリューレシーバ１００２と、セットスクリューレシーバでインプラントカプラにねじ込み式に係合し、かつインプラントに締め付けて係合するように動作可能な横方向に延在するセットスクリュー１００４とを備える。セットスクリューは、ソケット１００６またはセットスクリューが、それがインプラントにしっかり係合するまでインプラントカプラに進行するのを許可する他のツールを係合可能な構造を有する。次に、フライス中に発生するインプラントの最小限の振動または振動なしで、インプラントのフライスを実行することができる。

図１３Ａおよび図１３Ｂを参照すると、図示されていないインプラントに、その切断中にクランプ力を加えるためのインプラントカプラ１４０'''に動作可能に結合されたクランプ機構１１００の例示的な実施形態が示される。図１３Ｂに示されるように、インプラントカプラの外周面は、１１０２で外部にねじ込まれている。クランプ機構は、インプラントカプラを囲み、かつインプラントカプラの外部ねじ切りにねじ込み式に係合するように構成されている内部ねじ切り１１０６を有する実質的に円筒状のスリーブ１１０４を有する。さらに、内部ねじ込み式スリーブ１１０４は、インプラントに締め付けて係合するように動作可能な遠位縁１１０８を有する。図１３Ａに示されるように、スリーブ１１０４の外側表面には、インプラントカプラと相対的にスリーブを回転する際にユーザのグリップを高めるための構造１１１０が設けられ得る。そのような構造は、凹部、隆起部、こぶ等を有し得る。ひとたびインプラントカプラが、インプラントと係合されると（図示せず）、ユーザは、スリーブの遠位縁１１０８をインプラントとのしっかりとした圧縮係合に進む方向で、スリーブ１１０４を回転させる。インプラントがしっかり係合されて、フライス中に発生するインプラントの最小限の振動または振動なしで、フライス動作を実行し、それによりインプラントは、インプラントカッター１００''によって容易にかつ正確に切断される。

変化は、その広い発明概念を逸脱することなく、上述する例示的な実施形態に成され得ることは、当業者に理解される。したがって、本開示は、開示される特定の例示的な実施形態に限定されず、本明細書で画定される特許請求の範囲の主旨および範囲内での変更を網羅すると意図されると理解される。

Claims (24)

1. ギアボックスと、
   前記ギアボックスに動作可能に連結された１次フライスビット、２次フライスビットおよびリードスクリューと、
   前記１次フライスビットに連結された入力カップリングと、
   前記リードスクリューに連結されたインプラントカプラと
   を備えるインプラントを切断するためのカッターであって、
   前記ギアボックスは、前記リードスクリューに対して並進するように、かつ、前記入力カップリングに加えられた駆動力に応答して前記２次フライスビットを駆動するように動作可能である、カッター。
2. 前記ギアボックスは、
   前記入力カップリングに加えられた前記駆動力に応答して前記リードスクリューに対して前記ギアボックスを並進させるように動作可能な並進駆動アセンブリと、
   前記入力カップリングに加えられた前記駆動力に応答して前記２次フライスビットを駆動するように動作可能なフライス駆動アセンブリと
   を有する、請求項１に記載のカッター。
3. 前記並進駆動アセンブリは、
   前記１次フライスビットに外接し、かつ連結されている第１ウォームスクリューと、
   前記第１ウォームスクリューに動作可能に連結された第１ウォームギアと、
   前記第１ウォームギアに強固に連結された第２ウォームスクリューと、
   前記第２ウォームスクリューに動作可能に連結された第２ウォームギアであって、第２ウォームスクリューは前記リードスクリューに外接し、かつソケットを有する、第２ウォームギアと
   を有する、請求項２に記載のカッター。
4. 前記並進駆動アセンブリは、前記第２ウォームギアの前記ソケット中にナットをさらに有し、前記並進駆動アセンブリは、前記リードスクリューにねじ込み式に係合する、請求項３に記載のカッター。
5. 前記フライス駆動アセンブリは、
   前記１次フライスビットに外接し、かつ強固に連結された第１スパーギアと、
   前記第１スパーギアに動作可能に連結された第２スパーギアと、
   前記第２スパーギアに動作可能に連結され、かつ、前記２次フライスビットに外接し、前記２次フライスビットに強固に連結された第３スパーギアと
   を有する、請求項２に記載のカッター。
6. 前記第１スパーギア、前記第２スパーギアおよび前記第３スパーギアは、同様のサイズを有し、前記第１スパーギア、前記第２スパーギアおよび前記第３スパーギアはそれぞれ同じ数の歯を有する、請求項５に記載のカッター。
7. 前記ギアボックスに連結され、かつそれぞれ前記１次フライスビットおよび前記２次フライスビットに外接している第１チップコレクターおよび第２チップコレクターをさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のカッター。
8. 前記第１チップコレクターおよび前記第２チップコレクターはそれぞれ、前記インプラントを受け入れるためのカットアウトと、前記インプラントからフライスされたチップおよび断片を保持するためのチップ収集キャビティとを有する、請求項７に記載のカッター。
9. 前記第１チップコレクターおよび前記第２チップコレクターはそれぞれ、前記インプラントカプラ上のそれぞれの溝と摺動自在に係合するための長手方向ガイドレールを有する、請求項８に記載のカッター。
10. 前記インプラントカプラは、前記リードスクリューの遠位端に連結されるレセプタクルと、前記インプラントに解放可能に連結するように構造化されたヘリコプタソケットとを有する、請求項１から９のいずれか一項に記載のカッター。
11. 前記インプラントカプラは、スクリューのテューリップを受け入れるための凹部を有する、請求項１０に記載のカッター。
12. 前記１次フライスビットおよび前記２次フライスビットはそれぞれ、前記インプラントを切断するためのスパイラル溝を有する遠位切断端と、前記ギアボックスに動作可能に連結された近位駆動端とを有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のカッター。
13. 前記遠位切断端はそれぞれ、丸みを帯びた縁を有する、請求項１２に記載のカッター。
14. 前記１次フライスビットおよび前記２次フライスビットはそれぞれ、炭化タングステンを備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載のカッター。
15. 前記１次フライスビット、前記２次フライスビットおよび前記リードスクリューは、実質的に線形の経路に沿って離間されている、請求項１から１４のいずれか一項に記載のカッター。
16. 前記インプラントカプラは、脊椎ロッドに連結するように構造化されている、請求項１から１５のいずれか一項に記載のカッター。
17. 前記入力カップリングは、回転駆動力を受け入れるように動作可能である、請求項１から１６のいずれか一項に記載のカッター。
18. 前記インプラントの切断中に前記インプラント
    にクランプ力を加えるためのクランプ機構をさらに備える、請求項１から１７のいずれか一項に記載のカッター。
19. 前記クランプ機構は、前記インプラントカプラに係合する軸方向に延在するシャフトを有し、前記シャフトは、近位端と、前記インプラントに締め付けて係合するように動作可能な前記シャフトの遠位端にあるインプラント係合可能先端とを有する、請求項１８に記載のカッター。
20. 前記クランプ機構は、前記インプラントカプラを通って延在するセットスクリューを有する、請求項１８に記載のカッター。
21. 前記クランプ機構は、前記インプラントカプラにねじ込み式に係合するように動作可能な内部ねじ山と、前記インプラントに締め付けて係合するための遠位縁とを有する、請求項１８に記載のカッター。
22. 脊椎に固着された脊椎ロッドを切断するためのカッターであって、
    遠位端と、並進駆動アセンブリと、フライス駆動アセンブリとを有するギアボックスと、
    前記並進駆動アセンブリおよび前記フライス駆動アセンブリに動作可能に連結された近位駆動端と、遠位切断端とを有する１次フライスビットと、
    前記フライス駆動アセンブリに動作可能に連結された近位駆動端と、前記脊椎ロッドを切断するための遠位切断端とを有する２次フライスビットと、
    前記並進駆動アセンブリに動作可能に連結され、かつ近位端と、遠位端とを有するリードスクリューと、
    前記１次フライスビットの前記近位駆動端に強固に連結された入力カップリングと、
    前記ギアボックスの前記遠位端に連結され、かつそれぞれ前記１次フライスビットおよび前記２次フライスビットに外接している第１チップコレクターおよび第２チップコレクターであって、前記第１チップコレクターおよび前記第２チップコレクターがそれぞれ、前記脊椎ロッドを受け入れるためのカットアウトと、前記脊椎ロッドから切断されたチップおよび断片を保持するためのチップ収集キャビティと、長手方向に配置されたガイドレールを有する外側面とを有する、第１チップコレクターおよび第２チップコレクターと、
    前記リードスクリューの前記遠位端に強固に連結された近位レセプタクルと、前記第１チップコレクターおよび前記第２チップコレクターの前記ガイドレールとそれぞれ摺動自在に係合するようサイズ設定された第１溝および第２溝と、前記脊椎ロッドに解放可能に連結するように構造化されたソケットを有する遠位端とを有するインプラントカプラと
    を備える、カッター。
23. 前記ソケットは、少なくとも１つの受け入れチャネルと、少なくとも１つの係止チャネルとを有する、請求項２２に記載のカッター。
24. 前記１次フライスビットの長手方向軸および前記２次フライスビットの長手方向軸は、前記リードスクリューの長手方向軸に対し実質的に平行である、請求項２２または２３に記載のカッター。

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