JP3262349B2 - 脊柱側湾症の矯正のためのロッド、及びこのロッドを有するセット - Google Patents
脊柱側湾症の矯正のためのロッド、及びこのロッドを有するセットInfo
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Description
ためのロッド、及びこのロッドを有するセットに関し、
脊柱の縦方向に沿いその後側に矯正すべき部分へ横方向
からロッドが椎骨に取り付けられ、該ロッドが体温より
も低い固有の遷移温度を備えた形状記憶物質からなり、
脊柱の湾曲またはねじれに対応してロッドの遷移温度よ
りも低い温度でそれぞれ曲げられるかあるいは場合によ
ってはねじられるような矯正を行うためのロッド、及び
このロッドを有するセットに関する。
重大な形状変形(脊柱側湾症)をもった患者の治療であ
る。ここで称する形状変形とは、側方への湾曲と軸線ま
わりのねじりである。
すると、肺機能の低下及び寿命の短縮につながることが
ある。この種の軽から中程度の変形は、16才の年齢で
0.2から0.3%発生しており、男性より女性の方が
10倍多い。
b)角度:後方から見た脊柱の湾曲部の両端における両
垂線の交差角度、として測定される)またはそれより多
い側方湾曲は、「重症の変形」と識別され、一般に手術
によって処置される。
るハリントン(Harrington) 法である。つまり、湾曲/
変形した部分の端部に対応する椎骨の各弓(アーチ)の
下側にホックが配置され、ステンレス鋼製のロッドがそ
れらによって所定位置に保持される。次いで、両ホック
間に位置するロッド部分が「伸張」され、ホックとそれ
に対応した端部椎骨が相互に離れる方向に押される。す
なわち、これによって「湾曲」が減少される。脊柱は粘
弾性の性質を有するため、初期伸張後ある程度の時間、
例えば10分が経つと、上記ロッド部分はさらに伸張可
能となる。伸張が可能な程度は、脊柱が損傷を生じるこ
となく耐えられる力によって決まる。その後、骨を骨盤
から取り出し、ロッドによって伸張されている脊柱の椎
骨に対しロッドに隣接する側に差し込む。それから3ま
たは4カ月のうちに、関連した椎骨のいわゆる「融合」
(一体成長とそれに伴う強靭化)が生じる。この「融
合」が認められた時点で、ロッドは一般に取り外され
る。
度の減少を達成可能なことが判明している。しかし、ね
じりの矯正に関する限り、前記周知の方法は全く対処で
きない。
(公告第 0140790号)に、いわゆる形状記憶特性を有す
る物質を含んだ構造体を脊柱に対しその縦方向に取り付
けることにより、脊柱の変形をいかに矯正可能か説明さ
れている。形状記憶物質とは、いわゆる遷移温度である
一定の温度以下のとき変形され、後でその温度以上に加
熱されると最初の形状を「思い出す」物質のことであ
る。すなわち形状記憶物質は、「元の」形状を再び取ろ
うとし、それが妨げられると、妨げている周囲に力を及
ぼす。上記特許出願に記載された構造体は、形状記憶特
性を有する一束の平行ロッドからなる。この構造体が遷
移温度以下で湾曲及び/又はねじりを加えられ、矯正す
べき箇所における脊柱の形状となるようにする。その後
遷移温度以上に、つまり体温に熱せられると、構造体は
再び「直線状」になろうとし、それを取り付けた椎骨を
介して脊柱に力を加える。
記力の作用で、必要なら完全に矯正可能である。このよ
うに、長期間にわたって脊柱に伸張力を加えることによ
って所望な結果が達成される。
そのような構造体を用いる場合、脊柱に加わる力の大き
さが変形の程度にどのように依存するか説明されてい
る。つまり、時間の経過に伴い矯正が進行して変形が小
さくなるにつれ、矯正力も減少する。しかし実際上、変
形を矯正する場合の最良の結果は、徐々に減少する力で
なく、一定の力が脊柱に加わる場合に得られることが認
められている。これは特に、変形がねじれと組み合わさ
れた湾曲である場合に当てはまる。
形状記憶特性を有する物質からなるロッドを用いても、
少なくともかかるロッドが少なくとも特定の値を有する
直線辺を有する横断面を有していれば、上記のごとき一
定の力を得られることが判明した。つまり、直線辺長さ
が特定の値であるかまたはそれより大きければ、遷移温
度以上に加熱されてロッドが最初の形状になろうとする
力が一定になる。
ば、比較的「太い」ロッドを用いねばならない。これに
よって、形状記憶特性を有する金属あるいは金属合金
の、遷移温度以上におけるいわゆる擬似弾性挙動が利用
される。必要であれば、それらの物質をまず体温以上に
加熱してから、体温に下げてもよい。椎骨への取付は通
常、1つ置き毎の椎骨に対して、つまり移動区分(椎骨
−椎間板−椎骨)毎に行われる。これは、スペース不足
のため、各椎骨へ取付要素を取り付けるのがしばしば難
しいためである。矯正すべき各脊柱は、それぞれ印加可
能なまたは印加しなければならない力の大きさに関する
固有の条件を有する。その力の大きさ及びそれが発生す
る下限の温度は、使用するロッドの組成とサイズについ
て正しい選択を行うことによって設定できる。前記の目
的を達成するための形状記憶特性を有する物質として、
特にTi−Ni合金で充分なことが判明している。好ま
しくは原子比1:1である。すなわち、原子量で表した
とき両者が等量で入っていることである。発生する力
は、長い矯正軌跡例えば8%の伸張にわたって、良好な
精度で一定になる。力の大きさはTi−Ni比によって
設計可能である。Ti−Ni合金の別の利点は、室温あ
るいはそれより低い温度で、比較的容易に成形可能なこ
とである。そのため、Ti−Ni合金のロッドは、矯正
すべき脊柱部分の湾曲と「合致」すると共に、その部分
の椎骨へ取り付けられるように、容易に湾曲及び/又は
ねじり可能である。
定値が約5mmの場合、要求されている一定の力を常に
達成可能なことが示されている。側面から見た脊柱の自
然のS字形状など、脊柱の一部の一定形状を正確に達成
するためには、取付要素を使ってロッドを椎骨へ取り付
ける前に、例えば「メモリの加熱」によってロッドをプ
リプログラムすることが有利である。しかし「自然のS
字形状」の場合でも、或るS字形状については、事前成
形しなくても矯正力を発生する。すなわち、形状記憶金
属のわずかな湾曲による力の効果は小さい。矯正に必要
な時間は、例えば100゜という大きな変形の場合でも
3〜4週間で、その間に矯正は完了し各椎骨が融合し始
める、「融合」については上記のハリントン法を参照の
こと。但し、そのように大きな角度は現在のところまだ
見いだされていず、起こりそうもない点に注意された
い。一般に、矯正はそうした大きい変形が生じる前に行
われる。例えば100゜という特に大きな湾曲の欠点と
して、それにともなう一体成長も非常に難しくなる。粘
弾性の挙動が4週間以内での完全な矯正にとって充分で
あるかどうかも、問題である。発生する力の大きさは、
低い遷移温度、例えば室温より低い温度を有する物質か
らなるロッドを用いることによって増大可能である。そ
してロッドが、室温よりも冷却されて装着される。
は、物質の組成及び使用すべきロッドの横断面サイズを
適切に選択することによって、あるケースで設定される
特定の条件に対して全面的に調整可能なことである。
れるロッドと取付要素の組合せ(セット)も含む。ロッ
ドと取付要素は相互に適合され、取付要素の縦方向に延
びた対応する溝内に並行移動自在に嵌合する断面をロッ
ドが有するように構成されている。
は、取付要素の対応した溝に応じて選ばれるのが好まし
い。このようなロッドは、ペンチ等を使って容易に変形
できる。
め、ロッドをそこに固着する手段が取付要素に備えられ
ている。取付は例えば、スナップロックで達成される。
ロッドを閉じ込めるように、「カバー」が溝の頂部に装
着されることもある。あるいは、ネジを用いてもよい。
は、椎骨を取り囲むように脊柱の軸方向に対してほぼ直
角に延び、他端で椎骨に取り付けられたアームを含む。
該アームは特に、ねじり力を椎骨へ伝えるときに重要な
機能を満たす。
正力が椎骨に作用し続ける。ロッドが存在するとき、脊
柱が傾斜していて元に戻ろうと曲がると、矯正力が増大
する。従って本発明によるロッドは、内部コルセットと
して使える。
いたため、遷移温度よりも低い温度で曲げられるかひね
られたロッドは遷移温度以上において最初の形状に戻ろ
うとして脊柱に力を及ぼし、この際ロッドが少なくとも
特定の値を有する直線辺をもつ横断面を有してることに
よって、経時的に一定の力が得られる。
る。
00゜カップ角度の側方湾曲した脊柱に対して実施し
た。発生していたねじりは、40゜と45゜の間であっ
た。ここでねじりとは、次のことを意味する。つまり、
ほとんどのねじれた椎骨(変形部分のほぼ中間椎骨)
の、変形部分のねじれていない(最後の)椎骨に対する
ねじりである。
である、Ti−Ni合金のロッドを用いた。このロッド
を室温で曲げてねじり、ロッドと取付要素(容器)の壁
との間にペンチで差し込まれたピンによって取付要素に
取り付けられる。ロッドは、カバーで取付要素内に閉じ
込めた。その結果必ず、椎骨が一体に成長し始めるのに
必要な時間である4週間以内に、脊柱はその最終位置に
達することが判明した。
った;ねじりモーメントの最大値として、5Nmを用い
た。
再び室温に冷やした。これにより、発生力は減少しなか
った。
ロッドについても実施した。このロッドを室温で曲げて
ねじり、スナップロックにより取付要素内に固着した。
断面のうち7mmの辺を、中間側方方向、すなわち側方
湾曲が位置する平面内に配置した。この場合にも、椎骨
が一体に成長し始めるのに必要な時間である4週間以内
に、脊柱はその最終位置に達することが判明した。しか
し4週間の間に、ロッドの大きい幅の結果与えられるロ
ッドの優れた擬似弾性作用のため、前述した従来例より
もはるかに漸進的且つ制御された方法て矯正が実現され
た。すなわち、矯正の向上を実現することができた。
るいわゆるカップ角度を示す。脊柱2は、椎骨3の積み
重ねからなる。脊柱の湾曲部分(つまり矯正すべき部
分)のほぼ中央に位置した椎骨4が、最も大きくねじれ
ている。ねじれは両端の椎骨5の位置と比べた椎骨4の
位置、及び矯正すべき部分の長さによって決まる。
図は取付要素6が溝7を有していることを示し、この溝
に装着すべきロッドが嵌合される。該ロッド8は図3に
示してある。これは、Ti−Ni合金からなる正方形断
面のロッドである。ロッドは取付要素6の溝7内に配置
される前に、矯正すべき脊柱2の形状に従って曲げられ
ひねられる−図3の矢印9と10を参照。
す。7で示した溝内に、ロッド8が嵌合される。取付要
素6は短いアーム部11を有し、このアーム部がフック
12を介して椎骨3の突出部周囲を把持する。
の経過に伴い変形が小さくなっても矯正力が減少せず、
常に一定の力が脊柱に加わることによって、変形を矯正
する場合に最良の結果が得られる。また、形状記憶物質
の組成及び使用すべきロッドのサイズを適切に選択する
ことによって、あるケースで設定される特定の条件に対
して全面的な調整が可能である。
Claims (8)
- 【請求項1】 脊柱(2)の形状を矯正するための弾性
を有するロッドであって、該ロッドは脊柱(2)の縦方
向に対しての湾曲(9)とねじれ(10)に関して矯正
されるべき該脊柱(2)の椎骨(3)へ、上記湾曲とね
じれに対応して、脊柱の後側にて矯正すべき部分に縦方
向に取り付けられるものにおいて、該ロッドが体温より
も低い固有の遷移温度を備えた形状記憶物質からなり、
該ロッドは所定長さの直線辺を有する横断面をなし、脊
柱の湾曲方向そしてねじれ方向である横方向にて、上記
遷移温度以上でロッドが最初の形状に戻ろうとする力が
一定であることを特徴とする脊柱側湾症の矯正のための
ロッド。 - 【請求項2】 ロッドが原子比約1:1のTiとNiの
合金からなることとする請求項1に記載のロッド。 - 【請求項3】 ロッドの横断面の直線辺が約5mmであ
ることとする請求項1又は請求項2に記載のロッド。 - 【請求項4】 ロッドの横断面が矩形をなしていること
とする請求項1ないし請求項3のうちの一つに記載のロ
ッド。 - 【請求項5】 請求項1ないし請求項4のうちの1つに
記載のロッドと取付要素(6)とを有するセットで、取
付要素の縦方向に延びた対応する溝(7)内に並行移動
自在に上記ロッドが嵌合するセットにおいて、上記ロッ
ドが矩形の断面を有し、取付要素(6)の溝(2)が該
ロッドの横断面形状に対応していることを特徴とするセ
ット。 - 【請求項6】 ロッドがスナップロックで取付要素
(6)に取り付けられることとする請求項5に記載のセ
ット。 - 【請求項7】 取付要素が小カバーを備え、該カバーに
よってロッドが溝内にロックされることとする請求項5
に記載のセット。 - 【請求項8】 取付要素(6)が、椎骨(3)を取り囲
むように脊柱の軸方向に対してほぼ直角に延び且つ他端
で椎骨に取り付けられたアーム(11)を含むこととす
る請求項5ないし請求項7のうちの1つに記載のセッ
ト。
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