JP4106096B2 - 前方頸部用プレート装置 - Google Patents

Description

発明の背景
本発明は、脊椎用装置、特に頚椎の固定に使用される脊椎用装置に関する。
特に、本発明は、種々の脊椎の病状の治療に使用するプレート用装置に関する。
いくつかの骨の構造において、脊椎は荷重を受け、その支持能力を危険にさらす種々の病理がある。脊柱は、物理的な障害に起因する変形性疾患、腫瘍の影響を受け、もちろん、骨折、脱臼もある。
脊椎外科学は、数百年にわたって、広範な器具及び広範な外科的技術を用いてこれらの病理を解決し治療することに関連する困難な問題に直面してきた。細長い剛性プレートの使用は、長年の間にわたって、下方脊椎、特に胸及び腰の脊柱の安定化及び固定において有効であった。これらの同じプレート技術は、頸部の脊椎の治療を専門とする外科医による承諾を得て広い途を発見した。
頚椎は、治療すべき脊柱の疾患または病状に依存して前方及び後方のいずれかからも接近することができる。多数の公知の外科学的な頚椎の露出及び融合技術はハワード アン医師およびジェローム コトラ医師による「脊椎装置」と題された刊行物に説明されている。また、この刊行物は、近年、もっとも多くの場合は頚椎に対して前方からの接近に関する方法に対して開発された装置について説明している。
頚椎の融合を達成する前方からの方法は、最も一般的な方法になっている。従来、頚椎の融合に関しては、融合は、横臥になった患者を牽引するような外部の治療方法、ハロー式装置またはミネルバ鋳造の使用、または他の外部安定法に依存する代わりに、内側の器具を使用することなく行われた。しかしながら、頚椎に使用することが一般的になった細長いプレートの出現により、プレート装置がこのタイプの外科手術においてよく使用されるようになった。
多数のプレートの設計は、一層または二層の内在的に安定したプレートが可能である。また、固定プレートは、障害、変形性、腫瘍及び感染症性の治療において、上方または下方頚椎を安定する際に有効であるということができる。さらに、これらのプレートは、すぐに安定するとともに同時に減圧を可能にする他の利点を提供する。
頸部のプレート装置の長年にわたる開発、特に前方よりの接近において、このような装置に種々の必要性が認識されている。例えば、プレートは、６度の自由度で各椎骨の動く部材の動きを制御することができる強い機械的な固定を提供しなければならない。また、プレートは、脊柱の３つのコラムの各々と連続した軸線方向の荷重に耐えることができなければならない。プレート装置は、プレート装置が係合する解剖学的な構造または脊椎の強度を超える材料の耐久性の限度以下に応力水準を維持しなければならない。
プレート装置に関する他の要求は、特に頚椎の小さい空隙において、その突出を小さくするためにプレートの厚さを薄くしなければならない。プレート材料を脊椎に接続するために使用されるネジは、時間が経過しても、ゆるみがなく、プレートから出ないようにしなければならない。好ましくは、プレートは、安定性を増大するために椎骨と接触するように設計しなければならない。
他方、プレートはある機械的な要求を満足しなければならないが、解剖学的な外科的な要件も満たさなければならない。例えば、頸部のプレート装置は、患者への侵入を最小限にしなければならず、また周囲の柔らかい組織への傷を低減しなければならない。刊行物「脊椎装置」、並びにこの分野の他の書類では、脊柱の手術に関連する複雑性特に頸椎の手術の厳密な拘束の下において、特に、脳幹、脊髄または椎骨の動脈に対する傷のような重大な要因について言及している。また、最適なプレート装置は、装置が設定された椎骨の各々について１つ以上のネジを配置することができることが分かった。
この数十年で、頸骨固定装置用の必要性及び要求のいくつかを解決することができる多数の脊柱プレート装置が開発された。しかしながら、さらに改良されたプレート装置においても、脊柱を治療する際に脊柱外科医が直面するすべての病状への汎用性のある機能を有する必要性がある。例えば、プレートに関する骨ネジの固定の異なる度合いは、他の病状に対向するある病状に関するさらなる利点を有する。
さらに詳細には、剛性または半剛性のいずれかの脊柱プレートに骨ネジを支持することができることは知られている。剛性の場合において、骨ネジは、プレートに関して微小な動きまたは角度を有するどのような動きも不可能である。半剛性の固定の場合、骨ネジは、脊柱の治療過程においてプレートに対していくぶん動くことができる。脊柱の変形性の病気の治療において半剛性が好ましいことが分かった。病気の椎体を交換するために移植片を移植する場合に、多少回転ができるネジの存在は、移植片を連続して支持することを確実にする。この連続的な支持は、移植片の脊柱への融合及び組み込み速度を増大する。
同様に、剛性のネジ固定は、脊柱、特に頸骨区域の腫瘍または障害の治療において好ましいことが分かる。腫瘍及び障害の状態は、このような方法でさらによく治療することができる。なぜならば、骨ネジの剛性の位置決めは、神経と血管のスペースを確保し、すぐに安定性を提供するからである。確かに、剛性の骨ネジは、デイスクのスペース及び神経のスペースの安定性及び保持が重要である、骨折または大きな腫瘍による椎骨の破壊の場合には特に有効である。他方において、半剛性の固定は、変形性の病気において好ましい。なぜならば、このタイプの固定は、動的な構造が可能であるからである。変形性の状態において、骨の移植片は、ディスクスペース及び/又は椎体自身のいずれかを維持するために広く使用される。多くの場合、移植片は、落ち着き、隣接する骨に少なくとも一部が再吸収される。半剛性の骨のネジによる固定によって提供されるような動的な構造は、この現象を補償する。
現在、１つのプレートに半剛性または剛性の構造のいずれかの骨ネジを位置決めすることができるプレート装置は知られていない。いくつかのプレートは、これらのネジ固定のいずれか一方について提供されるが、一つのプレートを使用し、特定の脊柱の病状及び解剖学的構造において２つのタイプの固定法のうちいずれかを外科医が選択することができるプレートはない。
発明の概要
従来の装置では解決されないまま残った問題を解決するために、本発明は細長い固定プレートを用いて脊椎の前方を固定する新しい装置を考慮する。本発明の１つの側面において、固定プレートは、多数の椎骨に係合するように骨ネジが貫通する複数のネジ穴が設けられている。好ましい実施例において、ネジ穴は、骨ネジの補完的に形成された球形ヘッドを受けるために球形部分を含む。さらにネジ穴は円筒形部分と一体的であり、プレートの底部に開口している円筒形部分を含む。
本発明の前方固定プレート装置の融通性は、プレートの同じネジ穴内に支持することができる固定角度ネジ及び可変角度ネジによって達成される。ネジの各々は、ネジを椎骨にネジ込むためのネジ山が形成された軸部と、球形溝内に座する球形ヘッドとを有する。双方のネジは、ネジをプレートに固定するときネジ穴の円筒形部分内にあるように形成された球形ヘッドとネジ山が形成された軸部との間の中間部分を含む。固定角度ネジの中間部分は、好ましくは、円筒形であり、ネジ穴の円筒形部分内に緊密に嵌合する寸法の外径を有する。この方法において、固定角度ネジは、ネジ穴内で回転または回動が防止される。
可変角度骨ネジは、好ましくは円筒形の中間部分を有する。しかしながら、可変角度ネジの円筒形中間部分は、ネジ穴の円筒形部分の直径よりかなり小さい外径を有する。ネジの中間部分とネジ穴との間の直径の相対的な差によって、プレートの所定の位置に固定するときであってもネジがプレートの底面に対して所定の範囲の角度をとることができるようにする。
本発明の他の側面において、固定ネジ組立体は骨ネジをプレートに固定し、それによってネジの戻ることを防止するために設けられる。本発明の１つの実施例において、固定ネジ組立体は、プレートの溝内にあるワッシャを含む。溝は、ワッシャが骨ネジを所定の位置に保持することができるように骨ネジのヘッド上に配置されることができるようにプレートの少なくとも１つのネジ穴に重複する。さらに、固定ネジ組立体は、ワッシャ溝内に同心円的に配置される雌ネジが形成された穴内に係合するネジ山が形成された組ネジを含む。固定ワッシャ自身は、固定ネジのヘッドが固定ワッシャ内に本質的に面一になるようにそれ自身に溝を形成する。
さらに他の実施の形態において、固定組立体は、骨ネジヘッドに面する外面に形成された切り出し部分を有する固定ワッシャを含む。この切り出し部分は、ワッシャが切り出し部分の領域のネジ穴に重複しないようにネジ穴の形状に対応することが好ましい。ワッシャは、切り出し部分がネジ穴に整列する第１の位置からワッシャの外面がネジヘッドを所定の位置に固定するようにワッシャの外面がネジ穴に重複する第２の位置にワッシャが回転することができるように組ネジによってプレートに保持される。他の側面において、ワッシャは、固定ワッシャ溝内に形成された対応する切り欠き部分にかみあうように形成された下側から突出する多数のキーを有する。切り欠き部分及びキー構成は、ワッシャをネジ穴に重複する位置に固定する。
本発明の固定プレート組立体は、１つの固定ネジ組立体によって複数のネジを固定することができる種々のネジ穴構成を有する。１つまたは複数の椎骨を取り付けるときに医師にいくつかのネジ固定における選択を提供する他の穴の構成が提供される。例えば、４つのネジ穴の構成が示されるが、この中で４つのネジ穴が１つの固定ワッシャ及びネジ組立体の周りで９０°の間隔で配置されていることは前述した。医師は、椎骨の解剖学的構造に依存して４つのネジ穴のうち１つまたは複数のネジ穴内へ、固定角度ネジまたは可変角度ネジのいずれかを挿入することができる。
本発明の目的は、１つのプレートに固定角度ネジまたは可変角度ネジを固定することができる固定プレート組立体を提供することである。他の目的は、プレートに１つまたはそれ以上の骨ネジを固定することができる固定組立体を設けることである。
本発明によって達成される１つの利点は、固定プレート及び固定組立体が脊椎内で小さい輪郭を維持することである。他の利点は、１つの固定プレート内でいかなる固定水準においても固定角度ネジまたは可変角度ネジのいずれかを選択する能力によって達成される。
本発明の他の目的は、本発明の次の記載を添付図面を参照しながら考慮することによって明らかになる。
図面の説明
図１は、本発明の１つの実施例による前方プレート装置の上方から見た斜視図である。
図２は、図１に示すプレート装置の側面図である。
図３（a)−図３（g)は、異なる寸法及び形状で設けられた本発明による固定プレートの平面図である。
図４は、本発明の１つの側面による固定角度の骨ネジの側面図である。
図５は、本発明の他の側面による可変角度ネジの側面図である。
図６は、本発明による前方プレート装置とともに使用する細長いプレートの１つの実施例の平面図である。
図７は、矢印の方向から見たライン７−７に沿った図６に示すプレートの側断面図である。
図８は、図６に示すプレートの端面図である。
図９は、矢印の方向で見た線９−９に沿った図６に示すプレートの端面図である。
図１０は、ネジ穴の４つの穴のパターンを示す図６に示すプレートの一部の部分側面図である。
図１１は、特にネジ穴の端部穴パターンを示す図６のプレートの端部の部分側面図である。
図１２は、矢印の方向から見て図１１の線１２−１２に沿って切った図６のプレートの端部の穴パターンの横断方向の断面図である。
図１３は、特に、矢印の方向から見て図１１の線１３−１３に沿った図６に示すプレートの端面図である。
図１４は、特に矢印の方向から見て図８の線１４−１４に沿った図６に示すプレートの端部穴のパターンの１つの骨ネジ開口の断面図である。
図１５は、本発明の１つの観点による固定ネジの拡大側面図である。
図１６は、本発明の他の側面による固定ワッシャの拡大側面図である。
図１７は、図１５及び図１６のネジ及びワッシャを備え、それらの作動位置で示す図６に示すプレートの端部穴パターンの部分断面図である。
図１８は、骨ネジがプレートの骨の穴内に配置され、椎骨内に係合した本発明によるプレートの部分断面図である。
図１９は、可変角度ネジがプレートに配置され、椎骨内に係合している本発明によるプレートの拡大断面図である。
図２０は、本発明の他の実施の形態による前方プレート装置とともに使用する固定ネジ組立体の他の実施例の拡大図である。
図２１は、固定ワッシャが第１の位置にある組み立て位置で固定ワッシャを示す図２０に示す部品の平面図である。
図２２は、固定ワッシャが第２の位置にある図２０に示す固定ネジの正面から見た斜視図である。
図２３は、図２０ないし図２２の固定ネジ組立体に使用される固定ワッシャの１つの実施例の側面図である。
好ましい実施の態様の説明
本発明の原理を理解することを目的として、図面に示す実施例を参照して特定の言語を使用する。そうでなければ、本発明を制限するを意図していないことを理解すべきである。明細書において記述される装置の如何なる変形および更なる改良および本発明の原理の更なる適用も、本発明に関連する技術分野の当業者には通常思いつくと考えられる。
前方プレート装置または固定プレート組立体３０が図１ないし図２に示されている。本発明によれば、プレート装置は、細長いプレート３１と多数の骨ネジ３２とを含む。骨ネジは、複数の固定ネジ組立体３３によってプレート３１に保持される。細長いプレート３１は、種々の構成のネジ穴３４を備えている。また、プレートは、プレートの側面が曲がりくねった外観を与えるように椎骨の水準のノード３５に分割される。特に、プレート３１は、プレートの外形及び寸法を低減するためにノード３５の各々の間に溝を有する。さらに、ノード３５の各々の間の減少した幅の部分は、脊椎の解剖学的構造によって要求されるようなプレートをさらに曲げることができるように材料が減少した領域を提供する。
プレート３１は、脊椎を取り巻く柔らかい組織に接触する丸い上方縁部３６を含む。丸い縁部３６は、周囲の柔らかい組織が受ける障害の大きさを小さくする。プレート３１の底面３７は、脊椎の水準の各々で椎体に接触し係合するような形状が好ましい。いくつかの実施例において、底面は、椎体の保持性を向上するように織り目模様を付けることができる。
図３（ａ）ないし図３（ｇ)を参照すると、細長いプレート３１の種々の変形例が示されている。また、本発明による前方プレート装置は、もちろん、プレートの長さ及びネジ穴の数、及び構成に依存していくつかの椎骨を容易に固定することができる。図１，２及び３（ａ)に示すプレートは、脊椎の５つの椎骨に係合することができるように５つの椎骨水準のノード３５ａを含む。例えば、図３（ａ)のプレート３１ａは、椎骨Ｃ１−Ｃ５を固定するように使用することができる。図３（ｂ）に示す細長いプレート３１ｂは、器具が設置された椎骨の水準に依存して３つまたは４つの椎骨にわたるような寸法及び形状である。この場合、プレート３１ｂは、４つの椎骨の水準のノード３５ｂを含み、２つのノードは、プレートの両側にあり、２つのノードは、プレートの中間部分に互いに片寄っている。
プレート３１ｂの変形例が図３（ｃ）に示されている。この場合、プレート３１ｃは、３つのノード３５ｃを有し、プレートの中間部分の両側のノードは、同じ椎骨水準で直接整列している。図３（ｄ）ないし図３（ｅ）のプレート、すなわち、プレート３１ｄ及び３１ｅは、プレート３１ｃと同様であるが、それらの長さは、斬新的に短い。図３（ｆ）ないし図３（ｇ）において最後の２つのプレート３１ｆ及び３１ｇは、各々が２つのノード３５ｆ及び３５ｇを有する２つの椎骨水準の設定を行う。
本発明によれば、細長いプレート３１ａないし３１ｇは、椎骨水準のノード３５ａ−３５ｇの各々の、様々な穴のパターンを提供する。これらの穴のパターンは、少なくとも２つの骨のネジが各椎骨に係合することができるようにする。上述したように、各椎体に２つまたはそれ以上のネジを配置することが構造の安定性を改良することが分かった。本発明の目的は、各椎体に複数のネジの配置を行うだけでなく、骨ネジのゆるみまたは戻りを防止するために細長いプレートにネジを固定する手段を提供することである。その結果、本発明の他の側面においては、これらの目的を解決する種々の穴のパターンが提供される。１つのパターンは図１のプレート３１の端部及び図３（ａ）のプレート３１ａの示す端部穴パターン３８である。この構成において、２つのネジ穴３４は、１つのノード３５ａの横方向に配置されている。１つの固定ネジ組立体３３は、２つのネジ穴３４の間に配置され、各穴内に配置された骨ネジを固定するように形成されている。同様の構成が２つのネジ穴が１つの椎骨水準に配置される中間穴パターン３９によって提供される。固定ネジ組立体３３が２つのネジ穴３４の間に配置され、端部穴パターン３８にネジを固定する方法と同じ方法で各穴内に骨ネジを固定するような構成である。
本発明は、４つの穴のパターンを支持するプレートを考慮している。図１、図３（ａ)及び図３（ｂ）に示すこの４つの穴パターン４０はダイヤモンド形状の４つのネジ穴３４を提供する。１つの固定ネジ組立体３３は、各穴内の骨ネジが１つの固定ネジ組立体３３によって同時に固定されるようにネジ穴全体の間の中央に配置されている。図３（ａ）の５つのノードのプレート３１ａにおいて、このような４つの穴のパターン４０が設けられる。図３（ｄ）の３つのノードのプレート３１ｄにおいて、４つの穴パターン４０が１つだけ必要になる。４つの穴のパターン４０は、いくつの骨ネジ３２を１つの椎骨に係合させるか、及びどのような配置にするかを決定する際に医師にある程度の柔軟性を考えると考慮することができる。例えば、図１に示すように、椎骨水準ノード３５で横方向に反対側に２つの骨ネジを配置することができる。別の例として、骨ネジは、プレート３１ａの長さに沿った向きの長手方向に反対方向のネジ穴内に配置することができる。従来の構成として骨ネジをネジ穴３４にすぐに隣接するように配置する方法は少なく、または４つの穴のパターン４０の穴の内３つの穴に３つの骨ネジを配置することは少ない。骨ネジ及びそれらの構成の選択が医師の裁量として残され、これは必要となる修正または固定のタイプと、特定の椎骨の解剖学的な形状に基づく。
図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示した４つの穴のクラスタ４１によってネジ穴３４の他の構成が提供される。プレート３１ｂの４つの穴のクラスタ４１において、２つの穴の対４１ａ及び４１ｂが設けられている。穴の対の各々は、２つのネジを各穴の対のネジ穴に固定するためにそれ自身の固定ネジ組立体３３を含む。図３（ｂ）に示すように、特定の穴の対の向きは、１つの椎骨で互いに関して横方向に各対から１つのネジ穴を提供する。各対のネジ穴の他方は、中央ネジ穴から長手方向に片寄っており、プレート３１ｂの端部にさらに接近するように配置される。この方法において、２つの穴の対の各々の２つの中央穴は、１つの椎骨に係合し、穴の対４１ａ及び４１ｂの残りのネジ穴は、隣接する上下の椎骨に配置することができる。しかしながら、４つの穴のクラスタ４１のネジ穴の各々は、１つの椎骨の上方あるいは該椎骨からわずかに片寄った方向を向いているのが最も好ましい。医師は、椎骨上に最適に整列した２つの穴の対のネジ穴４１ａ、４１ｂのいずれかを選択することができる。
同様の構成は、４つの穴のクラスタ４２を含むプレート３１ｃで分かる。この場合、図３（ｂ）の４つの穴のクラスタ４１と同様な方法で２つの穴の対４２ａ及び４２ｂを含む。しかしながら、この場合、穴の対は互いに接近するように配置される。なぜならば、プレート３１ｃは、プレート３１ｂより短いからである。４つの穴のクラスタ４０及び４１の双方において、一つの固定ネジ組立体で４つの穴全部ではなく一対のネジ穴のみを固定する固定ネジ組立体３３が提供される。
さらに本発明は、図３（ｆ）のプレート３１ｆに設けられたパターン４３のような３つの穴のパターンを考慮する。このパターン４３において、各ネジ穴内に３つの骨ネジを固定するために１つの固定ネジ組立体３３が使用される。５つの穴のパターン４４は、図３（ｇ）に示すようなプレート３１ｇに設けられている。この５つの穴のパターンにおいて、４つの外側の穴の間の中央に１つの穴が配置されている。２つの固定ネジ組立体３３は、中央穴とともに１組の外側の４つのネジ穴を固定するために設けられている。この構成において、中央穴は、２つの固定ネジ組立体３３によって所定の位置に保持され、外側の４つの穴の各々は、１つの固定ネジ組立体３３によって所定の位置に保持される。
本発明の１つの重要な側面において、骨ネジ３２は、図４に示すような固定角度ネジ５０か、または図５に示すような可変角度ネジ６０を構成する。まず図４を参照すると、固定角度ネジ５０は、ネジ山が形成された軸部５１を含む。ネジ山が形成された軸部５１は椎体の海綿骨に係合するように構成されていることが好ましい。また、ネジ山が形成された軸部５１は、それ自身にタッピングネジ山を含むが、特別に図示した実施例は、固定角度ネジ５０を挿入するために前もって椎体を削りネジを切る必要がある。固定角度ネジ５０は、ネジ山が形成された軸部５１とネジのヘッド５４との間に配置された中間部分５２を有する。ネジ山が形成された軸部５１は、標準的な機械加工した工程によって不完全ねじ部５３が中間部分５２に延びている。図４から理解できるように、中間部分５２は、ネジ山が形成されていない短いセグメントを含む。この短いセグメントは、ここで説明した細長いプレート３１を詳細に考慮する上で重要な外径Ｄ１を有する。
固定角度ネジ５０のヘッド５４は、駆動治具を受けるために治具溝５５を含む。１つの特別の実施例において、治具溝５５は、６角形の溝であり、他の実施例において、TORXタイプの溝である。ヘッド５４は、切頭されたまたは平坦な上面５６と上面５６と中間部分５２との間の球形面５７とを含む。ヘッド５４は、上面５６と中間部分５２との間に高さＨ１を有する。
１つの特定の実施例において、中間部分５２と、さらに特別には、不完全ねじ部５３とヘッド５４の間の部分は、１．２ｍｍの高さと４．０５ｍｍの直径とを有する。この特定の実施例におけるヘッド５４の高さＨ１は、２．６ｍｍの寸法を有する。この特定の実施例において、ヘッド５４及び中間部分５２の寸法は１０ｍｍと２０ｍｍとの間のネジ山が形成された軸部５１の長さにおいて調整された。この特定の実施例において、骨ネジは、好ましくは、頚椎に係合するように形成される。特定の実施例の他の側面において、ネジ山が形成された軸部５１の根本の直径は最後の根本の直径への第１の４つの渦巻き上にテーパが形成されており、この直径はこの特定の実施例では約２．４３ｍｍである。
図５を参照すると、可変角度ネジ６０の詳細を見ることができる。固定角度ネジ５０と同様、可変角度ネジ６０は、ネジ山が形成された軸部６１と中間部分６２とを含む。しかしながら、固定角度ネジ５０に対して、中間部分６２は、ネジ山が形成された軸部６１の根本の直径にほぼ等しい外側の直径Ｄ２を有する。要するに、可変角度ネジ６０の中間部分６２の直径Ｄ２は、固定角度ネジ５０の中間部分５２の直径Ｄ１より小さい。固定角度ネジ５０と同様、軸部６１のネジ山は、中間部分６２内へ出て、約０．８ｍｍのネジ山が形成された部分６２を残す。
また、可変角度ネジ６０は、切頭型の上面６６から形成される治具溝６５を有するヘッド６４を含む。またヘッド６４は、上面６６と中間部分６２との間に配置された球形面６７を含む。可変角度ネジ６０のヘッド６４は、上面と中間部分との間に高さＨ２を有し、この高さＨ２は、固定角度ネジ５０のヘッド５４の高さＨ１より大きい。
可変角度ネジ６０の特定の実施例において、ヘッド６４は、約３．３ｍｍの高さＨ２を有する。この大きな高さは、固定角度ネジ５０の中間部分５２の直径Ｄ１に対して中間部分６４の小さい直径Ｄ２に寄与することができる。各ネジのヘッド５４及びヘッド６４は、特定の実施例において４．８８ｍｍである比較可能な直径を有する。可変角度ネジ６０の場合において、球形面６７の直系は、大きな弧の周囲に連続する。なぜならば、中間部分６２は、直径が小さいからである。１つの特定の実施例において、中間部分６２は、固定角度ネジ５０の４．０５ｍｍの直径Ｄ１と比較して２．９ｍｍの直径Ｄ２を有する。
固定角度ネジ５０と同様、可変角度ネジ６０は、脊柱の異なる場所で使用するために１０ｍｍと２０ｍｍとの間の長さを備えている。
固定角度ネジ５０及び可変角度ネジ６０の細長いプレート３１への係合は、プレート自身の詳細な説明を必要とする。これらの詳細な説明は、図６ないし図１４を参照して説明する。図６において、長いプレート３１ａを図示しているが、このプレートの種々の構造的な側面は、プレート３１ｂないし３１ｇの各々の間で繰り返される。前述したように、プレート３１ａは、波形の縁部を有し、波形のピークは椎骨の水準ノードに対応する。ノードの間のプレート材料は、プレートの嵩を最小限とし、移植時にさらに曲げることを必要とする領域にさらに薄いプレート幅を提供するように減じられている。特定の実施例において、プレートの長さにわたって、種々のパターンで複数のネジ穴３４が設けられる。図６に図示した例において、ネジ穴は、プレートの両端の端部穴のパターン３８、プレートの中央に配置された中間穴のパターン３９、端部穴のパターン３８及び中間穴のパターン３９の間に配置された２つの４個の穴のパターン４０とを有する。この場合において、穴のパターンは固定ネジ組立体３３を必要とする。その結果、プレート３１ａは、本発明によって考慮された他のプレートの構成全体とともに、同心円的な固定溝７１内に配置された雌ネジが形成された穴７０を含む（図７参照）。図６及び図７に示すように、固定溝７１は、ネジ穴３４に隣接して交差するか重複する。端部穴パターン３８の場合、固定溝７１は、２つのネジ穴３４に重複し、４つの穴のパターン４０の場合、固定溝７１は、ダイヤモンド状の形状に配列された４つのネジ穴３４に重複する。
この固定プレート組立体３０の前の適用に合致するために、このプレートは、２つの自由度で湾曲している。特に、プレートの底面３７は、図７に示すように、頚椎の後湾症の湾曲に適応するために、大きな半径Ｒに沿って曲がることができる。さらに、底面３７は、椎体の曲率に対応するように図９に示すように、中間/側方の曲率Ｌを形成する。プレート３１ａは特定の脊柱の解剖学的構造及び椎骨の病状に適応させることが要求されるとき、椎骨水準のノード３５の間の長手方向の長さに沿って曲げることができる。
プレート３１ａのネジ穴３４は、細長いプレート３１ａと交差する軸７５ａ（図１１、図１２を参照）の周りで測定された直径を有する球形溝７５によって定義される（図７及び図９参照）。本発明の他の側面において、ネジ穴３４は、プレート３１の球形溝７５と底面３７との間に連通する円筒形穴７７を有する。円筒形穴７７は、軸７５ａに沿った直径を形成する。ドリルガイド、ドリル及び骨ネジ３２の挿入を容易にするために、各ネジ穴３４は、広がった溝７９を含む。広がった溝７９は、軸７９ａに沿ってテーパを備えたカウンタシンクとして形成することが好ましい（図１１及び図１３）。この広がった溝７９は、図７，９及び１３で最もよく示すように溝重複部分８０で固定ネジ組立体３３の固定溝７１に重複する。
１つの特定の実施例において、球形溝７５は、固定角度ネジ５０，可変角度ネジ６０のヘッド５４，６４の直径よりわずかに大きい５．０ｍｍの直径で形成される。特定の実施例において、ネジ穴３４の円筒形部分は４．１ｍｍの直径で形成され、これも固定角度ネジ５０の中間部分５２の直径Ｄ１より僅かに大きい。もちろん、円筒形穴７７の直径は、可変角度ネジ６０の中間部分６２の直径Ｄ２より著しく大きいことは理解しなければならない。
特定の実施例において、球形溝７５及び円筒形穴７７の双方の軸７５ａは、プレートの長手方向の軸線の方向で見たときに、プレート３１ａの底面３７にほぼ直角方向を向いている。要するに、軸７５ａは、プレートの中間/側方の曲率Ｌの方向にプレートに直角である。他方、特に端部穴パターン３８を考慮するとき、ネジ穴３４は、椎骨水準ノード３５の間で変化する。この特定の実施例において、ひろがった溝７９、及び特にその軸線７９ａは、その細長いプレート３１ａの内側で穴のパターンにおいて球形溝７５の軸７５ａと同一線上にある。例えば、図６に示すように、広がった溝７９は、中間穴パターン３９のネジ穴３４とほぼ同心円である。他方、端部穴パターン３８での広がった溝７９及び特に軸７９ａは、図１４に示すように角度Ａで片寄っている。特に、球形溝７５の軸７５ａは、プレート３１ａの底面３７から直角に対して約１２°の角度Ａで片寄っている。この方法において、骨ネジは、ネジ穴３４に挿入するときプレートの端部に向かって外側を向いている。
固定ネジ組立体３３の詳細は、図１５ないし図１７を考慮して収集することができる。この特定の実施例において、固定ネジ組立体３３は、機械加工でネジ山８６が形成された固定ネジ８５を含む。１つの特定の実施例において、固定ネジ８５は、椎体の貫通を可能にするように鋭い先端８６ａで終結している。固定ネジ８５のヘッド８７は、下方円錐面８８と駆動治具を受けるために形成された治具溝８９とを有する。
また、固定ネジ組立体３３は、外面９１を有するワッシャ９０を含む。特定の実施例において、外面９１は、湾曲した凸面９２によって定義される。また、ワッシャ９０は、テーパが形成された穴９４と連通するように延びているネジ穴９３を有する。テーパが形成された穴９４は、固定ネジ８５のヘッド８７の円錐面８８に対して補完的に係合する構成を有する。固定ネジ８５とワッシャ９０との間の係合する円錐部分は、固定ネジ８５がプレートに締め付けられるときワッシャ９０の自己センタリング性能（ｓｅｌｆ−ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）を提供する。このネジ穴９３は、図１７に示すように、プレート３１ａの雌ネジが形成された穴７０と係合するために機械加工されたネジ山８６を受けるような寸法である。図１７に示すように、ワッシャ９０の外面９１は、広がった溝７９と、隣接するネジ穴３４の各球形溝７５との間の溝重複部分８０と交差する。特定の実施例において、固定溝７１は、５．３ｍｍの外径を有するワッシャ９０を受ける６ｍｍの直径を有する。この特定の実施例において、ワッシャ９０の湾曲した凸面９２は、ワッシャ９０の最下端部分が約４．３ｍｍのさらに小さい直径を有するように約２．５ｍｍの半径で曲がっている。
図１８及び図１９を参照すると、固定プレート組立体３０の使用法が示されている。図１８において、一対の固定角度ネジ５０は、ネジ山が形成された軸部５１がプレート３１の下面３７を越えて、椎体Ｖに突出するように各ネジ穴３４内に配置される。固定角度ネジ５０の中間部分５２は、ネジ穴３４の円筒形穴７７を貫通している。固定角度ネジ５０のヘッド５４の球形面５７は、固定角度ネジ５０が椎体Ｖにネジ込まれるときネジ穴３４の球形溝７５に接触する。固定角度ネジ５０が球形溝７５内に完全に配置されるとき、中間部分５２は、固定角度ネジ５０がプレート３１に関して回転するか、または移動することができないように円筒形穴７７に関してきちんとした関係を提供する。
プレート３１内での固定角度ネジ５０の確かな固定を確保するために、固定ネジ組立体３３は、２つの固定角度ネジ５０のヘッド５４に締め付けられる。特に、固定ネジ８５は、ワッシャ９０をネジヘッドに接触するように引くために雌ネジが形成された穴７０にねじ込まれる。凸面９２は、ヘッド５４の球形面５７に対して接触し、プレートの球形溝７５内にネジヘッドをかたく接触させる。好ましくは、ワッシャ９０は、固定溝７１に十分に進んで固定角度ネジ５０の上面５６と実質的に面一になって停止する。固定位置において、ワッシャ９０は、固定溝７１内の底部には達しない。
本発明の他の側面において、固定ネジ組立体３３は、プレートが椎骨に係合したときに、医師が固定ネジ組立体３３で時間を浪費しないようにプレート３１にゆるく固定する。特に、固定ネジ８５は、３つかそれ以下のネジ山がプレートの底面３７の下に突出するまでワッシャ９０を通って雌ネジが形成された穴７０に予めネジ込まれる。次に固定ネジ８５は、雌ネジが形成された穴７０を出るように除去されないか、戻ることができないように、プレートに最も近いネジで積み重ねられる。もちろん、固定ネジ８５は、それが固定ネジ組立体３３を作動可能にする必要があるとき、穴７０を通って前進することができる。前述したように、固定ネジ８５の鋭い先端８６ａは、皮質骨を貫通するように構成されていることが好ましい。プレートにネジを固定することによって、プレート３１が最初に骨上に位置付けられるときに、鋭い先端８６ａは、椎骨Ｖを貫通する。この場合、固定ネジ８５は、固定角度ネジ５０が骨に移植されるとき、椎骨Ｖのプレートを配置する助けとし、一時的に安定するようにする。固定ネジ８５によって提供される一時的な配置の特徴は、固定角度ネジ５０を受けるためにドリルガイドが椎骨に穴を開け雌ネジを形成するときに使用することができる。
固定ネジ組立体３３は、ワッシャ９０が固定ネジ８５をプレート３１に取り付けるときにネジ穴３４を開けるように動かすことができる。よって、固定ネジ組立体３３がそのゆるんだ位置にあるときでさえも、固定角度ネジ５０，可変角度ネジ６０は、好ましくは、ワッシャ９０をプレート３１から引くことによってネジ穴３４に挿入することができる。
可変角度ネジ６０の使用は、図１９に示されている。固定ネジ組立体３３は、プレート３１内で可変角度ネジ６０のヘッド６４を固定するように上述したように機能する。特に、ワッシャ９０の凸面９２は、各可変角度ネジ６０の球形面６７に接触し、圧力を加える。しかしながら、可変角度ネジ６０によれば、中間部分６２は、ネジ穴３４の円筒形穴７７にはきちんとは嵌合しない。よって、各可変角度ネジ６０のヘッド６４が球形溝７５内に固定されている場合であっても、可変角度ネジ６０はプレートに対して及び球形溝７５及び円筒形穴７７の軸線に対して角度を形成することができる。角度形成の程度は、円筒形穴７７と可変角度ネジ６０の中間部分６２との間の直径の差によって制限されることは理解すべきである。１つの好ましい実施例において、その相対的な直径は、球形溝７５と円筒形穴７７の軸７５ａから２０°までの角度形成を許容する。
移植中、可変角度ネジ６０の可変角度の能力は、定義された角度の制限（１つの特定の実施例においては２０°）内の角度で医師が椎骨内に骨ネジを配置することができるようにする。よって、可変角度ネジ６０は、椎骨の解剖学的な形状に関して骨ネジの向きを決めるために固定角度ネジ５０よりも大きな融通性を提供する。さらに、この可変角度能力は、固定プレート組立体３０が患者内に移植されるときにネジとプレートとの間の制限された小さな動きを可能にする。要するに、脊柱が荷重を受け、荷重がネジとプレートを介して伝達されるとき、プレート及び椎骨が互いに平行移動する。可変角度ネジ６０は、球形溝７５内で回転することによってこの相対運動を受け入れる。他方、この固定角度ネジ５０は、この相対運動を防止する。固定角度ネジ５０または可変角度ネジ６０を使用する選択は、処置すべき病状に依存して医師にゆだねることができる。本発明による固定プレート組立体３０は、外科手術の間のいかなる時点でもこの選択ができるようにすることができる。
本発明の他の実施例は、図２０ないし図２３に示されている。この実施例において、他の固定機構が設けられる。プレート組立体１００は、骨ネジ１０２を受ける細長いプレート１０１を有する。固定ネジ組立体１０３は、プレート内に骨ネジを固定するために設けられる。このプレート１０１は、骨ネジ１０２の球形ヘッド１１５を受けるために球形溝１０５を形成する。骨ネジ１０２のネジ山が形成された軸部１１４は球形溝１０５を通して突出している。骨ネジ１０２及び球形溝１０５は上述した同じ部品と同様であることは理解できよう。
この実施例によれば、さらにプレートは、骨ネジ１０２のための球形溝１０５に隣接して配置された雌ネジが形成された穴１０６及び同心円的な固定溝１０７を含む。この球形溝１０５及び固定溝１０７は、固定重複部分１０８で接触する。切り欠き部分１１０がこの実施例で固定溝１０７を横切って延びている。
固定ネジ組立体１０３は、ワッシャ１２０及び固定ネジ１２１を有する。先の固定ネジと同様、固定ネジ１２１は、機械ネジ山１２２と拡大ヘッド１２３とを含む。拡大ヘッド１２３はワッシャ１２０の溝１２４内に配置され、機械ネジ山１２２は穴１２５を通して突出している。機械ネジ山１２２は、プレート１０１の雌ネジが形成された穴１０６に係合するように構成されている。固定ネジ１２１は、前の実施例に関して説明したようにプレート１０１に取り付けられる。
ワッシャ１２０は、前の実施例のワッシャと同様に機能しながら前述したワッシャとは異なる構成を有する。このワッシャ９０と同様に、ワッシャ１２０は、骨ネジ１０２の球形ヘッド１１５とかみあうように凸形状が好ましい外周面１２７を有する。しかしながら、１つの変形例において、ワッシャ１２０は、外周面１２７に切り出し部分１２８を含む。切り出し部分１２８は、図２１に示すようにワッシャ１２０が第１の位置にあるとき、球形溝１０５と一致するように配置される。ワッシャ１２０のこの構造は、ワッシャ１２０が骨ネジ１０２を妨げなく挿入するための球形溝１０５を妨げることなく開けることができる。
ある実施例によれば、ワッシャ１２０は、ワッシャ１２０に直径方向に対向する位置に２つのこのような切り出し部分１２８を備えている。さらに好ましくは、切り出し部分１２８は、プレート１０１の球形溝１０５の相対的な配置に位置合わせされている。例えば、図３（ｆ）に示すように３つの穴のパターン４３用のワッシャ１２０は、１２０°の間隔で３つの切り出し部分１２８を有する。同様に、図３（ａ）の４つの穴のパターン４０とともに使用するように変形されたワッシャ１２０は、ワッシャ１２０の外周面１２７で９０°の間隔を置いた４つの切り出し部分１２８を有する。
骨ネジ１０２が適当な球形溝１０５を通して移植されると、ワッシャ１２０は、図２２に示す固定位置に回転することができる。この位置において、切り出し部分１２８は、ワッシャ１２０、さらに詳細には外周面１２７が球形溝１０５に重複するように球形溝１０５から離れるように回転する。さらに前のワッシャからさらに変形した例において、ワッシャ１２０は、ワッシャ１２０の下側に多数のキー１２９を有する。キー１２９は、ワッシャ１２０が図２２に示す固定位置にあるとき、プレート１０１の対応する切り欠き部分１１０内に配置されるように形成される。骨ネジ１０２が移植され、ワッシャ１２０がその固定位置に回転するとき、キー１２９は、固定ネジ１２１を締め付けながらワッシャ１２０の位置を固定するために切り欠き部分１１０に落下する。
本発明を図面及び詳細な説明で詳細に図示し説明したが、単なる例示として、制限されないものとして考慮すべきである。好ましい実施の形態を示し説明したのみで、本発明の精神内に接触する変形または改造のすべてを保護することが望ましいことは理解できよう。」

Claims (10)

1. 上面と底面を備えるとともに前記各面の間に複数の穴が設けられた細長いプレートであって、前記複数の穴の少なくとも１つの穴は、第１の直径を備えた前記上面に隣接した球形の溝部分及び前記第１の直径以下の第２の直径の最小限の断面寸法の前記底面の開口を有する細長いプレートと、
   骨係合ネジ山が形成された第１の細長い軸部、第１の拡大ヘッド及び前記軸部と前記ヘッドとの間に第１の中間部分を有する第１の骨係合固定具であって、前記第１の細長い軸部は前記第１の骨係合固定具を前記プレートの前記上面から前記少なくとも１つの穴を通して挿入することができるように前記第２の直径より小さい外径を有し、前記第１の拡大ヘッドは、前記少なくとも１つの穴の前記球形の溝に補完的な、一部が球形の面を備え、前記第１の中間部分は、前記第２の直径より小さい第３の直径を有し、前記第１の骨係合固定具の前記第１のヘッドは、前記第１の拡大ヘッドが前記溝部分に係合するとき前記第１の骨係合固定具が前記プレートの前記底面に関して複数の角度をとることができるように前記少なくとも１つの穴の前記溝部分内で回転することができる、第１の骨係合固定具と、
   骨係合ネジ山が形成された第２の細長い軸部及び第２の拡大ヘッド及び前記軸部と前記ヘッドとの間の第２の中間部分を備えた第２の骨係合固定具であって、前記第２の軸部は、前記第２の骨係合固定具が前記プレートの前記上面から前記少なくとも１つの穴を通して挿入することができるように前記第２の直径より小さい外径を有し、前記第２の拡大ヘッドは、前記少なくとも１つの穴の前記球形の溝に補完的な一部が球形の面を有し、前記第２の中間部分は、前記第２の直径とほぼ等しい第４の直径を有する部分を有し、前記第２の骨係合固定具の前記第２のヘッドは、前記第２の拡大ヘッドが前記溝部分に係合するとき、前記第２の骨係合固定具が前記プレートの前記底面に対して固定された方向をとることができるように前記少なくとも１つの穴の前記溝部分内で回転することができない、第２の骨係合固定具と、
   を備えた骨固定装置において、
   ａ）前記開口は円形の断面であり、第２の直径に等しい直径の円筒形壁を備え、
   ｂ）前記第３の直径は前記第２の直径より小さく、
   ｃ）前記第４の直径を有する前記第２の骨係合固定具の前記部分は円筒形であり、
   ｄ）さらに、前記骨固定装置は、前記プレートの前記球形溝部分内に前記骨係合固定具の前記ヘッドを固定する固体ネジ組立体を有し、
   前記固定ネジ組立体は、前記少なくとも１つの穴に隣接した前記プレートに形成された固定具用穴と、中央穴及び前記中央穴に連通する溝を形成し、前記少なくとも１つの穴を貫通する前記骨係合固定具の前記ヘッドに接触する外周面を備えたワッシャと、前記ワッシャの前記溝内に配置されるヘッドと前記中央穴を貫通し前記プレートの前記固定具用穴に係合するように形成された細長い軸部とを有する固定具と、を有し、
   前記ワッシャは、前記骨係合固定具が前記少なくとも１つの穴を通って延びているとき、前記骨係合固定具の前記ヘッドに接触する底面を有し、前記ワッシャが前記少なくとも１つの穴に対して第１の位置にあるとき前記少なくとも１つの穴に重複する第１の部分と前記ワッシャが前記第１の位置から第２の位置に回転するとき前記少なくとも１つの穴には重複しない第２の部分とを有する周縁面を備えており、前記骨係合固定具は、前記ワッシャが前記第２の位置にあるとき前記ワッシャが前記プレートに係合した状態で前記少なくとも１つの穴を通って挿入することができる
   ことを特徴とする、骨固定装置。
2. 前記ワッシャの外周面は、前記骨係合固定具の前記ヘッドの、前記一部が球形の面に対応する凹形状の湾曲を有する請求項１に記載の骨固定装置。
3. 前記プレートは、前記固定具用穴と同心の前記上面の固定溝を形成し、前記少なくとも１つの穴は、前記固定溝に重複する広がった溝を含む請求項１または２に記載の骨固定装置。
4. 前記固定具用穴に隣接して前記プレートに形成された切り欠き部分を有し、前記ワッシャは、前記プレートに対して前記ワッシャの回転を防止するために前記プレートの前記切り欠き部分内に配置するように形成された前記中央穴に隣接したキーを備えている請求項１、２または３に記載の骨固定装置。
5. 前記細長いプレートは、前記プレートの長さに沿って複数の椎骨ノードを備えている請求項１ないし４のいずれかに記載の骨固定装置。
6. 少なくとも２つの穴が対応する１つのノードに設けられている請求項５に記載の骨固定装置。
7. 前記細長いプレートは、前記上面及び底面の間に延びている丸い縁部を有する請求項１ないし６のいずれかに記載の骨固定装置。
8. 前記固定具の前記ヘッドは、切頭型の上面を有する請求項１ないし７のいずれかに記載の骨固定装置。
9. 前記第１及び第２の骨係合固定具の前記骨係合ネジ山は、自己タッピング加工されている請求項１ないし８のいずれかに記載の骨固定装置。
10. 前記第３の直径は、約２．９０ミリメートルであり、前記第４の直径は、約４．０５ミリメートルである請求項１ないし９のいずれかに記載の装置。

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