JP2506560B2 - 脊柱固定システム - Google Patents

脊柱固定システム

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JP2506560B2 JP5502922A JP50292293A JP2506560B2 JP 2506560 B2 JP2506560 B2 JP 2506560B2 JP 5502922 A JP5502922 A JP 5502922A JP 50292293 A JP50292293 A JP 50292293A JP 2506560 B2 JP2506560 B2 JP 2506560B2
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Description

【発明の詳細な説明】 関連出願の参照 本願は、1991年７月15日に共同発明者であるデビッド
ミラー、ロバートファリス、及びジョンバレットの名で
出願された「脊柱固定システム」という標題の、一般に
譲渡された現在継続中の出願である出願第07/730,115号
の一部継続出願である。
発明の背景 本発明は、脊柱固定方法及び脊柱固定システムに関す
る。詳細には、本発明は椎骨を整合状態に保持するため
椎骨本体に取り付けられるようになった固定プレート及
び骨ねじシステムに関する。
脊柱の椎骨間に、代表的には、棘突起の両側に係合さ
せたほぼ剛性のプレートを使用する脊柱固定システムが
この数十年の間に開発されてきた。このような種類の脊
柱プレートは、ステッフィーに賦与された米国特許第4,
611,581号、及び米国特許第4,696,290号に例示されてい
る。この装置では、力伝達手段のねじ部分を受入れるた
め、脊柱プレートに一連の開口部が設けられている。力
伝達手段は、椎骨の骨と係合するための第１ねじ部分、
及び椎骨から外方に突出し、脊柱プレートの開口部を通
る第２ねじ部分を含むデュアルねじ（dual threaded sc
rew）を有する。ステッフィーの装置のデュアルねじ骨
ねじは、力伝達手段の第２ねじ部分にねじ込んでプレー
トと当接させたナットで骨プレートと係合させてある。
ステッフィーの文献に記載された脊柱プレートは、プレ
ートの剛性を高める多数のブリッジ要素をプレートの細
長い開口部間に有する。
別の種類の脊柱固定システムが、本発明の譲受人に譲
渡されたルカの米国特許第4,790,297号に示されてい
る。このシステムでは、脊柱固定プレートは、プレート
のほぼ全長に亘って延びる単一の細長い開口部を有す
る。このプレートの上面には、細長い中央開口部の縁部
に多数の窪みが形成されている。これらの窪みは、骨プ
レートの開口部を貫通した骨ねじの凸状部分と係合する
のに用いられる。更に、このシステムは、骨ねじを骨プ
レート上に締め付けたときにプレートが拡がらないよう
にするためプレートを包囲するプレートリングを含む。
プレートリングは、固定プレートの長さに沿った任意の
位置に配置できる。
従来技術の固定システムが遭遇した困難は、茎状ねじ
（pedicle screw）の破損である。例えば、ステッフィ
ーのシステムでは、第１ねじ部分（即ち骨ねじ部分）
は、別体のナットを固定プレートの上面に向かって締付
けたときプレートの下面と接触するナット面を有する。
実際には、ナット面は固定プレートの下面とぴったりと
は接触せず、そのため、第２ねじ部分即ちナット係合部
分の支持されていない区分をプレートの下で露呈された
ままにしてしまう。これは、第２ねじ部分での応力を増
大させる原因となり、これは、脊柱の運動によって生じ
た繰り返し荷重が加わった状態で疲労破損を引き起こ
す。ステッフィーのシステムでは、固定プレートに対す
るねじの角度変化は、応力及び疲労破損の可能性を高く
する。
ほぼ剛性の骨プレートを使用する従来の脊柱固定シス
テムの別の関連した欠点は、椎骨に対する種々の固定角
度を考慮するのに必要な又は矢状面における脊柱の通常
の湾曲に適合するのに必要な骨ねじとプレートとの間の
角度変化をプレートが許容しないということである。こ
れらの従来の装置では、こうした角度変化は、隣接した
椎骨間の湾曲の形状に合わせて骨プレート自体を曲げる
ことによって行われる。プレートを曲げることは、茎状
ねじを椎骨と適正に整合させるのを困難にする。
最適には、プレート式脊柱固定システム（plate spin
al fixation system）では、骨を攻撃して脊柱の骨融着
を容易にするのに十分剛性であるが、脊柱に作用する垂
直方向荷重が骨ねじを疲労破損させるほど剛性でないよ
うに、システムの剛性を妥協させる必要がある。現在の
固定システムは、この妥協を達成できるとは考えられな
い。
従って、骨の成長に必要な剛性と固定システムの構成
要素を保護するための必要とを更に容易に妥協させるこ
とができる脊柱固定システムが必要とされている。換言
すると、剛性が高められているが、疲労破損の傾向がこ
の剛性の向上に従って大きくなっていない、固定システ
ムが必要とされている。
更に、骨プレート自体を曲げたり形成したりする必要
なしに骨係合ねじ間の角度を変えることができる脊柱固
定システムが必要とされている。更に、椎骨から荷重伝
達部材に伝達された荷重を、固定プレートの表面に対し
て垂直方向以外の所定の角度で固定プレートに伝達でき
る脊柱固定システムが必要とされている。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明による一対の脊柱固定システムが固
定された患者の脊柱の一部の斜視図である。
第２図は、本発明の脊柱固定システムの固定プレート
手段の斜視図である。
第３図は、第２図の固定プレート手段の３−３線での
断面図である。
第４図は、本発明の脊柱固定システムの荷重伝達手段
の分解側面図である。
第５図は、第４図に示す荷重伝達手段の茎状ねじ手段
を５−５線の方向から見た端面図である。
第６図は、脊柱固定システムが取り付けられた椎骨を
第１図の６−６線の方向から見た拡大断面図である。
第７図は、互いに対する相対的な角度が異なっている
一対の荷重伝達手段を示す、本発明の脊柱固定システム
の概略側面図である。
第８図は、本発明の脊柱固定システムの変形例の荷重
伝達手段の側面図である。
第９図は、本発明の脊柱固定システムで使用するため
の固定プレートの変形例の下面図である。
第10図は、本発明の脊柱固定システムの更に別の実施
例の荷重伝達手段の側面図である。
第11図は、第10図の荷重伝達手段が椎骨と第６図に示
すプレートと同じ固定プレートとの間に係合させてあ
る、第６図と同様の椎骨の拡大断面図である。
発明の概要 本発明は、従来技術の脊柱固定システムが遭遇した問
題点を解決しようとする脊柱固定システムを提供する。
本発明の一つの好ましい実施例によれば、このシステム
は、椎骨に面する下側と、この下側とほぼ平行に延びる
下側とは反対側の上側とを有する。プレートは、下側と
上側との間でプレートを貫通して形成された、プレート
のその長さに沿って延びる細長いスロットを更に有す
る。スロットは、下面との交点に下縁部を有し、上面と
の間に上縁部を有する。多数の第１凹状窪みが下縁部に
形成され、多数の第２凹状窪みが上縁部に形成されてい
る。一実施例では、スロットの上縁部の凹状の窪みは、
スカラップ状になった表面を形成する。下縁部の窪みも
また、上スカラップと同様のスカラップ状になった表面
を形成する。別の実施例では、スロットの下縁部の多数
の第１凹状窪みが、スロットの下縁部の全周に亘って延
びる単一の凹状の表面である。
このシステムは、更に、椎骨と細長いプレートとを係
合させてこれらの間で荷重を伝達するための荷重伝達手
段を有する。この荷重伝達手段は、第１ねじ部分、第２
ねじ部分、及び第１及び第２のねじ部分間にあり且つこ
れらのねじ部分と一体の中間部分を持つ茎状ねじ手段を
有する。第２ねじ部分は、椎骨の骨と係合するようにな
った多数のねじ山を有する。中間部分は、第１ねじ部分
に向いた剛性の円弧状の上面を有し、この円弧状の上面
は、この上面が受入れられるべき固定プレートの多数の
第１凹状窪みと実質的に相補的である。荷重伝達手段
は、茎状ねじ手段の第１ねじ部分と係合するためのねじ
山を備えたヘッド部分及び剛性の円弧状の下面を持つナ
ットを更に有する。円弧状の下面は、下面が受入れられ
るべきスロットの上縁部の多数の第２凹状窪みと実質的
に相補的である。
脊柱固定システムの組み立て済みの形体では、茎状ね
じ手段が椎骨にねじ込んであり、第１ねじ部材が外方に
延びている。固定プレートは、茎状ねじ手段の中間部分
によって、特定的には円弧状の上面と当接した状態で支
持されている。ナットは、茎状ねじ手段の中間部分との
間で固定プレートをクランプするまで、第１ねじ部分に
沿って下方に締め付けられる。ナットの円弧状の下面
は、茎状ねじ手段の円弧状の上面が下凹状窪み内に受入
れられた状態で、上凹状窪み内に受入れられている。
変形例の組み立て済みの形体では、中間部分の円弧状
の下面をプレートの上凹状窪みに配置した状態で茎状ね
じ手段を椎骨にねじ込む。茎状ねじ手段は、プレートの
スロットを貫通し、中間部分がプレートを引っ張って椎
骨と隣接させるか又は椎骨と接触させるまで、プレート
のスロットを通して椎骨に直接ねじ込まれている。ねじ
手段をひとたび骨にねじ込むと、茎状ねじ手段の第１ね
じ部分を取り除くのがよい。固定の度合い及び茎状ねじ
手段の位置で必要な剛性に応じて、同じ茎状ねじ手段を
骨ねじ又は骨ボルトとして椎骨と係合させることができ
るということは明らかである。茎状ねじ手段の一つの特
定の実施例では、中間部分は、いずれかの組み立て形体
を容易に受入れるように形成されている。
本発明の一つの特徴によれば、第１及び第２の凹状窪
み及び円弧状の上面及び下面は、茎状ねじ手段を細長い
プレートに対して角度を変えるように協働する。円弧状
の表面及び凹状の窪みは、茎状ねじ手段がプレートに対
して所定角度にあるとき、脊柱の移動によって生じた力
が固定プレートに効率的に伝達されるように、広範な角
度に亘って荷重伝達接触した状態を維持する。
本発明のプレート式脊柱固定システムの目的は、骨を
攻撃して脊柱の骨融着を容易にするのに十分剛性である
が、脊柱に作用する垂直方向荷重が骨ねじを疲労破損さ
せるほど剛性でないように、システムの剛性を最適に妥
協させることである。他の目的は、骨プレート自体を曲
げたり形成したりする必要なしに骨係合ねじ間の角度を
変えることができる脊柱固定システムを提供することで
ある。
本発明の別の目的は、椎骨から荷重伝達部材に伝達さ
れた荷重を、固定プレートの表面に対して垂直方向以外
の所定の角度で固定プレートに効果的に伝達できる脊柱
固定システムにある。これと関連した目的は、荷重を、
力伝達部材での応力の上昇や集中をつくりだすことな
く、後プレートに対して所定の角度で伝達できるように
することである。
本発明が想起している更に別の目的は、種々の程度の
固定及び剛性を得るため種々の形体に適合できる荷重伝
達部材及び脊柱プレート構造を提供することである。本
発明のこの他の目的並びに特定の利点は、以下の説明及
び添付図面から明らかになるであろう。
実施例 本発明の原理の理解を促す目的のため、添付図面に示
す実施例を参照し、この実施例を説明するのに特定の用
語を使用する。しかしながら、これは、本発明の範囲を
限定しようとするものではないということは理解されよ
う。例示の装置の変形及び変更、及び本発明の原理の別
の適用は、本発明が関連した技術分野の当業者には想起
されるものと考えられる。
本発明の好ましい実施例では、脊柱の椎骨Ｖのセグメ
ント固定に用いられる脊柱固定システム11が第１図に示
してある。脊柱固定システム11は、実質的に剛性の脊柱
プレート手段即ちプレート13及び少なくとも一対の荷重
伝達手段15を有する。代表的には、固定システム11は、
第１図に示すように、脊柱又は棘突起の各側で使用さ
れ、当業者には明らかなように、脊柱の複数のレベルを
固定するのに使用されるのがよい。荷重伝達手段15は椎
骨と係合し、力を脊柱から固定プレート手段13へ伝える
ように作用する。
脊柱固定システム11には、固定プレート手段13を実質
的に包囲するプレートリング手段即ちプレートリング23
が設けられている（第６図参照）。本発明のプレートリ
ング23の構成及び目的は、一般に譲渡された、ルカの米
国特許第4,790,297号に示されており且つ説明されてい
る。（例えば、この特許の第４コラムの第１行目乃至第
12行目を参照のこと。）本発明の目的のため、プレート
リング23は、荷重伝達手段15を締めた時、即ちプレート
13上にぴったりと付けたときにプレート13が拡がらない
ようにするため、固定プレート13を包囲している。プレ
ートリング23は、プレートリング23がプレート13上で摺
動できるようにするための実質的に矩形の貫通スロット
を持つ実質的に矩形の本体からなる。
第２図及び第３図を参照すると、固定プレート手段即
ちプレート13は、第１の側即ち下側17及びこれとは反対
側の第２の即ち上側19を持つプレートとして示してあ
る。下側17は、脊柱固定システム11がその作動位置にあ
るときに椎骨Ｖに向いており、上側19は椎骨から遠ざか
る方向に向いている。プレート13は、下側17と上側19と
の間を延びる細長いスロット21を有し、このスロット
は、実質的に長手方向長さに沿って即ちプレート13の軸
線に沿って延びている。プレートの下側17と隣接したス
ロット21の下縁部には、複数の下凹状窪み25が設けられ
ている。同様に、プレートの上側19と隣接したスロット
21の上縁部には、凹状窪み25と同様の上凹状窪み28が設
けられている。プレート13の下側17には、一対の向き合
った下側の端窪み26がスロット21の端部に形成されてい
る。同様の一対の上側の端窪み29がプレート13の上側19
の細長いスロット21の端部に配置されている。
凹状窪み25及び28は、好ましくは、プレートの下側及
び上側でスロット21の全ての側部に亘って横方向に間隔
を隔てられて並んだ関係で位置決めされている。プレー
トの側部17又は19のいずれかの凹状窪み25又は28は、ス
ロットの両側で整合している。更に、下側17に設けられ
た窪み25は、上側19に設けられた窪み28と整合してい
る。かくして、プレート13は、スカラップ状になった上
面及びスカラップ状になった下面を持つ「両面がスカラ
ップ状になった」プレートのような外観を呈する。
プレート13は、種々の方法でつくることができる。例
えば、2.54cm乃至10.16cm（１インチ乃至４インチ）の
種々の長さのステンレス鋼製のバーにスロット及び窪み
を機械加工で形成するのがよい。窪み25、26、28、及び
29は、好ましくは、バーの球状の切欠き部によって形成
される。これらの切欠き部は、一つの特定の実施例で
は、0.800cm（0.315インチ）の直径を有する。
第４図に詳細に示す荷重伝達手段15は、球形ナット3
2、茎状ねじ手段40を含む。ナット32はヘッド部分34を
含み、このヘッド部分は、好ましくは、レンチのような
締め付け工具が係合するための六角形ヘッドをなすよう
に形成されている。ナット32は、円弧状の下面36を更に
有し、この下面は、固定システムがその作用位置にある
とき、プレート13の上側19にある上凹状窪み28又は上端
窪み29内に配置される。かくして、円弧状の下面36の直
径は、好ましくは上窪み28及び29の直径と等しい。球形
ナット32は、荷重伝達手段15の茎状ねじ手段40と係合す
るための雌ねじを有する。
茎状ねじ手段40は、第１ねじ部分42及び第２ねじ部分
44を持つ細長いシステムを有する。第１ねじ部分42は、
球形ナット32の雌ねじ38と係合するようになった多数の
雄ねじを有する。第２ねじ部分44は、端部45が丸くなっ
た骨螺旋に形成されている。骨螺旋のねじ山は、茎状ね
じ手段40をねじ込んだ椎骨Ｖの骨組織と係合するように
なっている。第２ねじ部分44の骨螺旋の形体は、当該技
術分野で周知の種々の手段で種々の大きさにつくること
ができる。
茎状ねじ手段40のシャフトは、シャフトと一体の中間
部分46を第１ねじ部分42と第２ねじ部分44との間に更に
有し、そのため、茎状ねじ手段40はデュアルねじ骨ねじ
（dual−threaded bonm screw）を構成する。一つの実
施例では、中間部分は、円弧状の上面47を有する。円弧
状の上面47は、プレート13の下側17の下凹状窪み25及び
26と係合するようになっている。円弧状の上面47の形体
は、好ましくは球形であり、その直径は、少なくとも、
下凹状窪み25及び26の直径と等しい。図示の実施例で
は、中間部分46は、実質的に球形であるように示してあ
る。しかしながら、中間部分46は円弧状の上面47だけを
残して截頭されているのがよいということは理解されよ
う。
茎状ねじ手段40の端部には、第１ねじ部分42と隣接し
てキャビティ49が形成されている。好ましくは、キャビ
ティ49は、挿入工具と係合するため、六角形形体であ
る。更に、茎状ねじ手段40には、ねじ手段の全長に亘っ
て延びるボア48を構成するカニューレが設けられている
のがよい。
茎状ねじ手段40を椎骨に挿入するため、好ましい脊柱
固定方法は、当該技術分野で周知のようにねじタップを
用いて椎骨Ｖにタップを立てることを必要とする。タッ
プで形成したねじ山は、脊柱固定システム11が固定され
るべき脊柱のレベルの各々につくるのがよい。例えば、
第１図に示すように、三つの椎骨Ｖにねじ山をタップで
形成する。次いで、茎状ねじ手段40の端部の六角形キャ
ビティ49と係合させた適当なねじ廻し手段を用いて、タ
ップで形成した骨の開口部に茎状ねじ手段40をねじ込む
ことができる。茎状ねじ手段を骨の開口部にねじ込むと
き、茎状ねじ手段を適正に整合させるため、骨に一時的
に挿入した案内ワイヤを使用するのがよい。この場合、
案内ワイヤはボア48を通って延びる。
好ましくは、固定プレート13を第６図に示すように椎
骨Ｖの棘突起間に配置したとき、円弧状の上面47が下凹
状窪み25と接触できるように、茎状ねじ手段40を予め決
定された深さまで骨内にねじ込む。かくして、第６図に
示すように、茎状ねじ手段40の中間部分46は椎骨と接触
しない。
椎骨Ｖにタップで形成した開口部の各々に茎状ねじ手
段40をひとたびねじ込むと、固定プレート13を茎状ねじ
手段40の各々の円弧状の上面47に対して配置できる。下
凹状窪み25と茎状ねじ手段40の各々の円弧状の上面47と
が接触することによって、茎状ねじ手段と固定プレート
手段との間で角度を変えることができるということは理
解されよう。換言すると、茎状ねじ手段は、茎状ねじ手
段の正常でない状態を吸収する幾つかの角度でプレート
13を装着できるようにする。ひとたび固定プレートを適
正に整合させ、凹状の窪み25を茎状ねじ手段40の円弧状
の上面47と接触させた状態で配置すると、球形ナット32
を茎状ねじ手段の各々の第１ねじ部分42と係合させるこ
とができる。
次いで、球形ナット32の円弧状の下面36が固定プレー
ト13の上凹状窪み28と係合するまで、球形ナット32を第
１ねじ部分42に沿って締め付ける。この場合、ナット32
の円弧状の下面36及び上凹状窪み28が協働し、これによ
って茎状ねじ手段40をプレート13に種々の角度で装着で
きる。更に、球形の下面36及び上凹状窪み28は、茎状ね
じ手段40を固定プレート13の長さに沿って整合させるた
めの手段を提供する。これらの二つの表面を協働させる
ことによって、茎状ねじ手段が脊柱からの荷重でプレー
トの長さに沿って移動しないようにする。
第７図に示すように、一対の茎状ねじ手段40を異なる
角度で椎骨（図示せず）と係合させることができる。左
側の茎状ねじ手段40は、垂直方向に対して所定の角度
「Ａ」でプレート13に対して配置されているように図示
してあり、右側の茎状ねじ手段40はプレートに対して垂
直方向に配向されている。従来の脊柱固定システムとは
異なり、本発明のこの実施例は、固定プレート13と荷重
伝達手段15との間で固定プレートの上側及び下側に球形
の接触箇所を構成する。接触箇所が球形であるため、脊
柱固定システムを患者に設置したとき、構成要素間の角
度を変化させることができる。更に、接触箇所が球形で
あるため、第７図に示すように茎状ねじ手段が角度
「Ａ」をなしている場合でも、脊柱から椎骨を通して荷
重伝達手段15に加えられる荷重を固定プレート13に更に
効率的に伝達できる。
本発明の固定プレート手段13及び荷重伝達手段15の組
み合わせは、茎状ねじ手段40に及ぼされる荷重を制御す
る必要と骨の融合を助長するため骨組織を攻撃する必要
とを有利に折衷させる。別の利点として、荷重伝達手段
15を通すプレート手段13の単一のスロット21は、荷重が
徐々に増大する状態でプレート13が拡がるとき、プレー
トにばね作用を加えるという特徴がある。特に、第７図
に示すように茎状ねじ手段が固定プレートに対して所定
角度をなしているとき、固定プレートの円弧状の表面と
荷重伝達手段との間の協働がばね作用を提供する。この
ばね作用は、荷重伝達手段の疲労寿命を高める。脊柱固
定システム11に設けられたプレートリング手段23は、椎
骨Ｖを適正な荷重が加わった状態に維持するため、荷重
が脊柱固定システムに加わる時及び取り除かれるときの
固定プレート13の拡がりの量を制御する。更に、円弧状
のスカロップ即ち窪み25及び28は、茎状ねじ手段40の角
度が増大しないようにすることによって茎状ねじ手段を
その最初の角度配向に保つバットレスとして作用する。
第８図を参照すると、参照番号50を附した荷重伝達手
段の変形例は、茎状ねじ手段51及び球形ナット52を含
む。荷重伝達手段50は、ロックナット55を更に有し、こ
のロックナットは、茎状ねじ手段51に対してナット手段
の位置を維持するため、ナット手段52に当たるように茎
状ねじ手段にねじ込むことができる。茎状ねじ手段51
は、前の実施例の骨ねじ部分44とほぼ同様の第２ねじ部
分60を有する。ねじ手段51の前の実施例の茎状ねじ手段
40との相違点は、第１ねじ部分58が長いということであ
る。第１ねじ部分58は、固定プレート13の表面からかな
り遠くまで延びている。第１ねじ部分58の端部59は、ね
じ廻し工具又は挿入工具と係合するように形成されてい
るのがよい。ロックナット55及び球形ナット手段52は、
固定プレート13と当たるように長い第１ねじ部分58にね
じ込んである。第１ねじ部分58の長くなった部分は、ロ
ックナット55から僅かに突出した状態で切断されるのが
よい。
茎状ねじ手段51は、中間部分62を有する。この中間部
分は、第２ねじ部分即ち骨ねじ部分60に縮径セグメント
66で連結されたねじ廻し部分64を有する。ねじ廻し部分
64の上面には円弧状の表面68が形成され、この表面は、
第１ねじ部分58と隣接しており且つこれと一体である。
この円弧状の表面68は、前の実施例と茎状ねじ手段40の
円弧状の表面47と実質的に同じである。この実施例の円
弧状の表面68は、第１及び第２のねじ部分と一体である
けれども、ナット手段52のような追加の球形ナットを逆
様にして第１ねじ部分にねじ込んで円弧状の表面を形成
してもよいということに注目されたい。この変形では、
逆様にした球形ナットを一体の中間部分62のねじ廻し部
分64上までねじ込むことによって球面68をなくす。
本発明の固定プレート手段の変形例では、第２図及び
第３図に示す固定プレート13と実質的に同じ固定プレー
ト手段即ちプレート13′を提供する。しかしながら、こ
の変形例では、細長いスロット21′にはこのスロット2
1′のほぼ全周に沿って延びる単一の凹状表面25′がプ
レート13′の第１の側部即ち下側17′に設けられてい
る。下凹状表面25′は、細長いスロット21′の両端にあ
る下端窪み26′で終端する。
プレートの反対側即ち上側には、好ましくは、前の実
施例のプレート13の窪み28及び29のような複数の上凹状
窪み（図示せず）が設けられている。かくして、プレー
トの上凹状窪みは、手段15又は50のような荷重伝達手段
を固定プレート13′の長さに沿って配置するための手段
を構成する。プレート13′の下側17′の下凹状表面25′
により、荷重伝達手段は固定プレート13′に対し、両面
がスカラップ状になった前の実施例のプレート13で可能
であるよりも大きく角度を変えることができる。
この実施例では、固定プレートの前の実施例と同様
に、荷重伝達手段の円弧状の表面は、比較的大きな角度
でもプレート13′の上側及び下側の凹状表面と接触した
ままであり、そのため、力を脊柱から固定プレートに効
率的に伝達できる。しかしながら、この実施例では、角
度を大きく変化させることができるけれども、茎状ねじ
手段が所定の荷重の作用で下側の凹状表面25′に沿って
幾分ずれるため、ばね効果即ちバットレス効果が前の実
施例のスカラップを持つ態様よりも小さい。
本発明で使用する茎状ねじ手段の変形例を第10図に示
す。第４図に示すナット32のような機械ねじナットと係
合するようになった第１ねじ部分72を含む茎状ねじ手段
70が提供される。茎状ねじ手段70は、骨係合ねじに形成
された第２ねじ部分74を更に有する。中間部分76が第１
ねじ部分72と第２ねじ部分74とを分ける。これに関し、
茎状ねじ手段70は、前の実施例の茎状ねじ手段40と同様
である。
茎状ねじ手段70は、中間部分76の形体が前の実施例の
ねじ手段40とは異なっている。この変形例では、中間部
分76は、一定直径表面78によって円弧状の上面79に接合
された円弧状の下面77を有する。この実施例では、円弧
状の下面77及び円弧状の上面79の夫々は、曲率半径が異
なっている。円弧状の上面79は円弧状の下面77の球半径
よりも遥かに大きい球半径で形成されている。一つの特
定の実施例では、円弧状の上面は1.999cm（0.787イン
チ）の球半径を有し、円弧状の下面の球半径は1.001cm
（0.394インチ）である。好ましくは、下球半径は上球
半径の約半分である。
更に、茎状ねじ手段70は下移行部分82を中間部分76と
第２ねじ部分74との間に有し、この移行部分82は、骨係
合ねじ山を中間部分に到る前に終端させることによって
形成される（これは第４図のねじ山手段40とは対照的で
ある）。この下移行部分82は、茎状ねじ手段70の使用寿
命を増大させ、ねじ手段が骨係合ねじ山と中間部分との
間の接合部で破損する可能性を小さくする。ほぼ同様の
理由で、同様の上中間部分84が第１ねじ部分72と中間部
分76とのに設けられている この変形例の茎状ねじ手段70の一つの利点を、第６図
及び第11図に示す固定装置の形体を比較することにより
例示する。第６図に示すように、茎状ねじ手段40は、先
ず最初に椎骨Ｖと係合し、次いで、第１ねじ部分42上に
取り付けられたプレート手段13と係合する。同様に、第
６図に示す固定構造の茎状ねじ手段40に代えて第10図の
茎状ねじ手段70を使用できる。この場合、円弧状の上面
79はプレート手段13の下側の窪み25と係合する。円弧状
の上面79の曲率半径が下側の窪み25よりも小さいため、
茎状ねじ手段40の球形の中間部分47が提供するよりも構
造上の剛性が小さい。
変形例では、茎状ねじ手段70を骨ねじとして使用でき
る。この変形例では、第11図に示すように、先ず最初
に、障害を受けた椎骨上にプレート手段13を配置し、第
２骨係合ねじ部分74をプレート13のスロット21に通す。
この構成では、茎状ねじ手段70の円弧状の下面77はプレ
ート手段13の上側の窪み28内に載っている。円弧状の下
面77の曲率半径は、上側の窪み28の曲率半径とほぼ同じ
であり、これによって、ねじ手段70とプレート手段13と
を更にしっかりと係合させることができる。この形体で
は、第１ねじ部分72は、ねじ手段をひとたび椎骨にねじ
込むと、本質的に不必要である。第１ねじ部分72の六角
形キャビティ73は、ねじ手段70を骨に締め込むためのア
レンレンチが係合するための手段を提供する。ねじ手段
70を移植した後、第１ねじ部分72を従来の方法で取り外
すか或いは折り取るのがよい。
変形例の茎状ねじ手段70は最初に説明した実施例より
も用途が広いということは以上の記載から明らかであ
る。中間部分76の円弧状の上面及び下面の湾曲は、特定
の設置で決まる固定の程度及び剛性の程度を得るように
変形させることができる。ねじ手段70を第４図に示す骨
ねじ又は第11図に示す骨ねじとして使用できるため、多
数の種々の荷重伝達部材を設ける必要がない。
本発明を添付図面に示し且つ以上の記載に説明した
が、これは例示であると考えられるべきであって、限定
であるとかんがえられるべきではなく、図示し且つ説明
したのは単に好ましい実施例であって、本発明の精神の
範疇の全ての変形及び変更を保護しようとするものであ
る。
例えば、本発明の脊柱固定システムの構成要素の各々
は、ステンレス鋼素材から機械加工するのがよい。他の
適当な素材を使用できるということは当業者には明らか
であろう。

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】椎骨を所望の関係に維持するための脊柱固
    定システムにおいて、 椎骨に面する下側及び該下側とほぼ平行に延びる前記下
    側とは反対側の上側を持つ細長いプレートであって、該
    プレートの長さに沿って延びる細長いスロットが前記下
    側と前記上側との間で前記細長いプレートを貫通して形
    成され、前記スロットは、前記下面との交点に下縁部を
    有し且つ前記上面との間に上縁部を有し、多数の第１凹
    状窪みが前記下縁部に形成され、多数の第２凹状窪みが
    前記上縁部に形成された、細長いプレートと、 椎骨と前記細長いプレートとを係合させてこれらの間で
    荷重を伝達するための荷重伝達手段とを有し、 前記荷重伝達手段は、 第１ねじ部分、第２ねじ部分、及び前記第１及び第２の
    ねじ部分間にあり且つこれらのねじ部分と一体の中間部
    分を有し、前記第２ねじ部分は椎骨の骨と係合するよう
    になった多数のねじ山を有し、前記中間部分は、前記第
    １ねじ部分に向かった剛性の円弧状の上面を有し、前記
    円弧状の上面は、この上面が受入れられるべき前記多数
    の第１凹状窪みと実質的に相補的である茎状ねじ手段
    と、 前記第１ねじ部分と係合するためのねじ山を備えたヘッ
    ド部分及び剛性の円弧状の下面を有するナットとを有
    し、該ナットの前記下面は、ナットを前記第１ねじ山部
    分に沿って下方に締め付けたときに前記下面が受入れら
    れるべき前記多数の第２凹状窪みと実質的に相補的であ
    り、 前記第１及び第２の凹状窪み及び前記円弧状の上面及び
    下面は、前記円弧状の上面が前記多数の第１凹状窪みと
    接触し、前記円弧状の下面が前記多数の第２凹状窪みと
    接触した状態で前記第２ねじ山部分が椎骨の骨と係合し
    ているとき、前記茎状ねじ手段の前記細長いプレートに
    対する角度を変えることができるように形成されてい
    る、脊柱固定システム。
  2. 【請求項２】前記細長いスロットは、 前記スロットの前記下縁部に設けられた、複数の向き合
    った対をなした第１凹状窪み、及び 前記スロットの前記上縁部に設けられた、複数の向き合
    った対をなした第２凹状窪みを有する、請求項１に記載
    の脊柱固定システム。
  3. 【請求項３】前記細長いスロットは、 前記スロットの前記下縁部のほぼ全周に亘って形成され
    た凹状の下面、及び 前記スロットの前記上縁部に設けられた、複数の向き合
    った対をなした第２凹状窪みを有する、請求項１に記載
    の脊柱固定システム。
  4. 【請求項４】少なくとも、前記細長いスロットの前記多
    数の第１凹状窪み及び前記茎状ねじ手段の前記中間部分
    の前記円弧状の上面が球状であり、ほぼ同じ直径の球面
    を構成する、請求項１に記載の脊柱固定システム。
  5. 【請求項５】少なくとも、前記細長いスロットの前記多
    数の第２凹状窪み及び前記ナットの前記円弧状の下面が
    球状であり、ほぼ同じ球面を構成する、請求項１に記載
    の脊柱固定システム。
  6. 【請求項６】前記茎状ねじ手段にカニューレが設けられ
    ている、請求項１に記載の脊柱固定システム。
  7. 【請求項７】上側及び下側を有する細長い脊柱プレート
    であって、該プレートの長さに沿って延びる細長いスロ
    ットが前記下側と前記上側との間で前記脊柱プレートを
    貫通して形成され、前記スロットは、前記下面との交点
    に下縁部を有し且つ前記上面との間に上縁部を有し、多
    数の第１凹状窪みがスロットの前記下縁部に形成され、
    多数の第２凹状窪みがスロットの前記上縁部に形成され
    た細長い脊柱プレートと椎骨との間で力を伝達するた
    め、脊柱プレートと椎骨との間を係合させるための脊柱
    固定システムで使用するための荷重伝達手段において、 ナットと係合するための機械ねじを持つ第１ねじ部分、 骨係合ねじ山を持つ第２ねじ部分、及び 前記第１及び第２のねじ部分間にあり且つこれらのねじ
    部分と一体の中間部分を有し、前記中間部分は、前記第
    １ねじ部分と隣接した剛性の円弧状の上面及び該上面と
    は反対側を向いた、前記第２ねじ部分と隣接した剛性の
    円弧状の下面を有し、前記円弧状の上面は第１曲率半径
    で構成され、前記円弧状の下面は前記第１曲率半径とは
    大きく異なる第２曲率半径で構成されている、荷重伝達
    部材。
  8. 【請求項８】前記第１曲率半径及び前記第２曲率半径は
    球半径である、請求項７に記載の荷重伝達部材。
  9. 【請求項９】前記第１曲率半径は、前記第２曲率半径よ
    りもかなり大きい、請求項７に記載の荷重伝達部材。
  10. 【請求項１０】前記第１曲率半径は、前記第２曲率半径
    の約二倍である、請求項９に記載の荷重伝達部材。
  11. 【請求項１１】椎骨を所望の関係に維持するための脊柱
    固定システムにおいて、 椎骨に面する下側及び該下側とほぼ平行に延びる前記下
    側と反対側の上側を持つ細長いプレートであって、該プ
    レートの長さに沿って延びる細長いスロットが前記下側
    と前記上側との間で前記細長いプレートを貫通して形成
    され、前記スロットは、前記下面との交点に下縁部を有
    し且つ前記上面との間に上縁部を有し、多数の第１凹状
    窪みが前記下縁部に形成され、多数の第２凹状窪みが前
    記上縁部に形成された、細長いプレートと、 椎骨と前記細長いプレートとを係合させてこれらの間で
    荷重を伝達するための荷重伝達手段とを有し、 前記荷重伝達手段は、 第１ねじ部分、第２ねじ部分、及び前記第１及び第２の
    ねじ部分間にあり且つこれらのねじ部分と一体の中間部
    分を有し、前記第２ねじ部分は椎骨の骨と係合するよう
    になった多数のねじ山を有し、前記中間部分は、前記第
    １ねじ部分に向かった剛性の円弧状の上面を有する、茎
    状ねじ手段と、 前記第１ねじ部分と係合するためのねじ山を備えたヘッ
    ド部分及び剛性の円弧状の下面を有するナットとを有
    し、 前記ナットの前記剛性の円弧状の下面、前記茎状ねじ手
    段の前記中間部分の前記剛性の円弧状の下面、及び前記
    プレートの前記多数の第２凹状窪みが、各々実質的に等
    しい球半径で形成されており、 前記茎状ねじ手段の前記中間部分の前記剛性の円弧状の
    上面及び前記プレートの前記多数の第１凹状窪みは、互
    いに対して球半径が実質的に異なっているように形成さ
    れている、脊柱固定システム。
  12. 【請求項１２】前記多数の第１凹状窪みは第１球半径に
    形成され、前記中間部分の前記剛性の円弧状の上面は前
    記第１球半径よりもかなり大きい第２球半径に形成され
    ている、請求項11に記載の脊柱固定システム。
  13. 【請求項１３】前記第２球半径は、前記第１球半径のほ
    ぼ二倍である、請求項12に記載の脊柱固定システム。
  14. 【請求項１４】前記ナットの前記円弧状の下面、前記茎
    状ねじ手段の前記中間部分の前記円弧状の下面、及び前
    記多数の第１凹状窪みは、各々前記第１球半径に形成さ
    れている、請求項12に記載の脊柱固定システム。
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