JP4290558B2 - 脊柱の骨接合コネクタ及び器具 - Google Patents

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    • A61B17/7044Screws or hooks combined with longitudinal elements which do not contact vertebrae also having plates, staples or washers bearing on the vertebrae

Description

本発明は、全体として、側湾症を矯正し且つ安定化させ又は外傷又は腫瘍の場合、椎骨を再位置決めし且つ安定化させることを目的とする、脊柱用補綴具の分野に関する。
「脊柱の骨接合装置(spinal osteosynthesis devices)」として知られるかかる補綴具は、後方経路又は前方経路を介しての何れかにより装着することができる。前方経路は、特に、その概要をフランス国特許明細書FR−A−2 697 744に見ることができる多数のその他の有利な効果と共に、椎骨体への直接的なアクセスを許容する特徴を有している。
隣接する2つ以上の椎骨を互いに融合させることを許容するかかる装置は、2つの種類に分類することができる。すなわち、
治療すべき領域内の色々な椎骨に固定される、剛性な板等の形態をした2つ以上の部分を採用するものと、
適宜な接続装置を使用して脊髄に沿って固定される2つ以上の金属ロッドを採用するものとである。
後者の種類において、2つのロッドを有する装置であることが好ましいことがしばしばあり、それは、これらの装置は、1つのロッドを有する装置と比較してより大きい安定性を持たせ、側方向への変形の危険性を減少させるからである。2つのロッドが少なくともその両端にて横方向に接続されて全体として矩形の形状をしたフレームを形成する形態とされている。この接続は、剛性なバーを使用する(フランス国特許明細書FR−A−2 658 413を参照)か、又は各々がロッドの各々に対して1つずつ2つのオリフィスを有するコネクタを使用して実現することができ、該オリフィスにおいて、これらのロッドは、軸方向に摺動し且つ、回転することにより位置決めされた後に、不動とされる。コネクタは、それ自体、各々、1つの椎骨に固定される。
フランス国特許明細書FR−A−2 697 744には、丁度、説明したようなコネクタにより接続された2つのロッドを有する装置の一例が開示されている。
これらのコネクタは、設計が複雑になるという不利益な点を有する。特に、これらのコネクタを互いに装着することは、長く且つ比較的、複雑な過程である。
米国特許明細書US−A−5,620,443には、ロッドが横方向コネクタを通じて互いに接続され、横方向コネクタの各々が骨ねじの頭部に挿入される、2ロッドの装置の一例が示されている。コネクタの各々は、ナットにより骨ねじに押し付けられ、この押し付けによってコネクタは変形し、この変形は、ロッドを締結する傾向となり、このため、ロッドは、コネクタに設けられたその配置箇所に係止される。このコネクタによって実現されるロッドの締結の質は、ロッドを骨ねじの頭部内にねじ込むことで変形するコネクタの能力に依存する。
本発明の1つの目的は、脊柱の骨接合のための独創的な器具を提供することである。
本発明の別の目的は、脊柱の骨接合のための独創的なコネクタ、器具、又は方法を提供することを含む。
これと代替的に、又は追加的に、別の目的は、以下に説明する特異な設計の色々な形態による横方向コネクタによって接続された2つの金属ロッドを使用する、脊柱の骨接合器具及び相応する方法を提供することである。
本発明の別の目的は、既存の装置よりも簡単な設計であり且つ、迅速に装着することのできる横方向コネクタにより接続された2つの金属ロッドを使用する型式をした、前方経路を介する骨接合器具を提供することである。
この目的のため、本発明の1つの実施の形態は、椎骨に固定された板に装置の2つのロッドを同時に接続することを許容する型式の脊柱の骨接合装置用コネクタであって、
コネクタの2つの対向する面に開放する第一のオリフィスと、コネクタの他の2つの対向する面に開放する2つの他のオリフィスと、を備え、その他のオリフィスの各々は、第一のオリフィスと直交し、2つの他のオリフィスは、各々、骨接合装置のロッドを受け入れ得る設計とされることと、
コネクタが椎骨に固定された骨の定着部材の突出部にその第一のオリフィスを介して押し付け嵌めされたとき、締結ナットが突出部にねじ込まれる際、2つのロッドを2つの他のオリフィス内で同時に締結することを可能にする手段を備えることとを特徴とする上記コネクタを有している。
ロッドを締付けることを許容する手段は、コネクタの下側に開放する第一のオリフィスの部分に形成された円錐形の支持面を備えることができる。
ロッドを締付けることを許容する手段は、コネクタの最上面に開放する第一のオリフィスの部分内に挿入することのできる座金であって、ナットと共に協働することを目的とする支持面を有する上記座金を備えることができる。
この座金は、1つの形態にて、矩形の全体的な形状を有する。
コネクタは、1つの形態において、コネクタの上縁部の変形可能な部分のような、座金をその内部にて不動にする手段を備えている。
本出願の別の実施の形態は、椎骨に固定することを目的とし且つ、突出部を有する骨アンカー部材と、上記した型式の1つのコネクタと、骨接合装置の2つのロッドを同時に不動にし得るように突出部にねじ込むことのできる締付けナットとを備える型式の脊柱の骨接合装置用組立体を有する。
コネクタは、円錐形の支持面を備える型式のものとすることができ、この場合、板は、その突出部の基部に、コネクタの円錐形の支持面に相応する截頭円錐形部分を備えることができる。
骨アンカー部材は、板とすることができる。
本発明の別の実施の形態は、その部分の少なくとも一方に、各々が椎骨に固定された板にて形成された組立体を介して椎骨に固着された2つのロッドと、ロッドを板に接続するコネクタとを備える型式の脊柱の骨接合装置であって、組立体が上述の型式のものであることを特徴とする脊柱の骨接合装置である。
理解されるように、本発明は、2つのロッドを接続する接続片を使用するものであり、該接続片の特別な構造は、一回の締付け操作を使用して2つのロッドを接続片内の所要位置に同時に保持することを許容し、該締付け操作は、ロッドがコネクタ内に締結されることを保証し且つ、実現される締結状態が迅速で且つ最適であるようにする。
別の実施の形態は、椎骨の係合部材を患者の脊柱に接続するステップを含む方法に関する。椎骨の係合部材は、ねじ部を有する突出部を備えている。第一のロッドは、コネクタの第一のオリフィスを通じて配置され、第二のロッドは、コネクタの第二のオリフィスを通じて配置される。突出部は、コネクタの第三のオリフィスを通じて受け入れられる。第一のロッド、第二のロッド、椎骨の係合部材、及びコネクタは、突出部のねじ部にナットが係合することにより互いに締結される。1つの形態において、ナットは、コネクタの第三のオリフィスの上側部分内に担持された座金に対し圧接するように締付ける。これと代替的に、又は追加的に、別の形態において、コネクタの円錐形の支持面が突出部の下側の円錐形部分と係合するようにするためナットを締付ける。これと代替的に又は追加的に、更に別の形態において、ナットは、ナットを締付けたとき、第一の部分及び第二の部分の一方に対し確立した程度のトルクを付与することに応答して分離する、第一の部分及び第二の部分を有している。
更なる目的、実施の形態、形態、側面、特徴、利点及び(又は)有利な効果は、以下の説明及び図面から明らかになるであろう。
本発明は、添付図面に関する以下の説明を読むことにより、一層良く理解されよう。
本発明の原理の理解を促進する目的のため、次に、図面に示した実施の形態について説明し、その説明のために特定の用語を使用する。しかし、これにより本発明の範囲を限定することを意図するものではないことが理解されよう。図示した装置の任意の変形例及び更なる改変例、及び図示し又は本明細書にて説明した本発明の原理の更なる適用例は、本発明が関係する技術分野の当業者に通常、案出されるであろうと考えられる。
本発明の1つの実施の形態による装置の1つの要素は、図1及び図2に個別に図示されている。1つの実施の形態の形態において、該要素は、図面に示すように、その大きさを制限することを目的とする色々な丸味を付けた部分及び截頭円錐形部分を有することのできる平行六面体の全体的形状のコネクタ1を備えている。図示した実施の形態において、頂部から見たとき、コネクタ1は、六角形の断面形状を有し、また、正面から見たとき、楕円形の形状を有している。コネクタ1は、ステンレス鋼又はチタンのような、生体適合性の金属材料で出来ている。3つのオリフィスがコネクタ1を直角に貫通している。第一のオリフィス2は、該オリフィスがコネクタ1の2つの対向する面3、4のほぼ中心にて開放するように形成されている。これらの面は、以下に、最上面3及び下側部又は底面4として説明する。理解し得るように、第一のオリフィス2は、椎骨(図3)に固定された板16と一体的な突出部100にコネクタ1を押し付け嵌めすることを許容する。図2において、第一のオリフィス2は、最上面3と底面4との間を伸びる第一の軸線101の周りに中心があるようにされている。2つの他のオリフィス5、6は、コネクタ1の2つの対向する面7、8に開放するような仕方にて形成されており、これら2つの対向する面7、8は、第一のオリフィス2が通って進む面3、4と相違する。図示するように、対向するすなわち側壁の面7、8は、最上面3を底面4に接続する。オリフィス5、6は、原理上、第一のオリフィス2の軸線101に対しほぼ対称に配置されており、そのそれぞれの軸線102、103は、原理上、第一のオリフィス2の第一の軸線101に対しほぼ垂直である。2つの他のオリフィス(ロッドのオリフィス)5、6は、各々、以下により詳細に説明するように、図3に示す如く、器具104のロッド14、15を受け入れることを目的とする。
ロッドのオリフィス5、6の間にて、2つの対向する面7、8は、互いに離れるように屈曲して、第一のオリフィス2に対する更なる支持体を提供すると同時に、コネクタ1の全体寸法を減少させる。特に、2つの対向する面7、8の各々は、2つの対向する面7、8に対し全体として屈曲した外観を持たせ得るように互いに斜めの角度を付けた第一の壁部分105及び第二の壁部分106を有している。コネクタ1は、最上面3及び底面4の双方、並びに面7、8を互いに接続する側壁面107、108を更に有している。図示するように、側壁面107、108の間、及び最上面3及び底面4の間に丸味を付けた隅部分109が形成される。図1を参照すると、丸味を付けた端縁110は、2つの対向する面7、8を取り巻いている。
これら色々なオリフィス2、5、6に関する以下の特徴が認識されよう。
器具104のロッド14、15を受け入れるべきロッドのオリフィス5、6の各々が第一のオリフィスと直交する;
その部分9がコネクタ1の最上面3に開放し且つ、図示した実施例において、ほぼ矩形の形状を有するような仕方にて第一のオリフィス2が形成される;コネクタ1の下側4に開放するその部分に関して、この部分は、円錐形の支持面10を画成するような形状とされている。
第一のオリフィス2の部分9と円錐形の支持面10との間にて、第一のオリフィス2は、円筒状の形状とされた部分111を有している。第一のオリフィス2の形態は、相応する形状の座金11をコネクタ1の最上面3に開放するその部分9内に挿入することを許容する。図1及び図2を参照すると、第一のオリフィス2の部分9は、ロッドのオリフィス112を貫通してロッドのオリフィス5、6内に開放し、座金11は、第一のオリフィス2の部分9内に受け入れられる。図示した実施の形態において、座金11は、最上面3から見たとき、第一のオリフィス2の部分9の形状に全体として一致する実質的に矩形の形状を有している。特に、座金11は、対向する丸味を付けた端部壁114と、平坦な側壁115とを有しており、これらの壁は、第一のオリフィス2の丸味を付けた端部分116及び平坦壁117とそれぞれ一致する。1つの実施の形態において、コネクタ1の上端縁12は、座金11が装着されたとき、座金11が張り出すようにすることを目的とする張り出し領域119を有している。図示するように、1対の溝26、26´が張り出し領域119に形成されており、これらの溝は、コネクタ1の上端縁12を変形させることを許容する。座金11が第一の凹所2内に装着された後、ポンチを使用して溝26、26´にて張り出し領域119を変形させ、コネクタ1の上端縁12が座金11の上方に僅かに突き出し、これにより、コネクタ1が操作される間に、座金11がオリフィス2から滑り出る機会を減少させることができる。
その最上面に形成された凹所120内にて、座金11は、その機能について以下に明らかになるであろう支持面13を有している。図示した実施の形態において、凹所120は、全体として円筒状の形状を有し、凹所120内にて、支持面13を有する支持フランジ121は、第一の軸線101に向けて半径方向内方に伸びている。図示するように、フランジ121における支持面13は、図示した実施の形態において、截頭円錐形の形状とされている。座金11は、ロッド14、15と係合し得るように開口部112内に受け入れ得る形態とされた1対の斜角面付きロッド接触面123を更に有している。ロッド接触面123をロッド14、15に対し押し付けるためには、ナット22は、支持フランジ121の支持面13に係合することができる。
図3には、組み立てた状態にある、本発明による骨接合器具104の一部分が図示されている。この場合にも、コネクタ1及び座金11を見ることができる(これら2つの構成要素、及びこれらの要素のみが、断面II−IIに沿って示されている)。コネクタ1は、器具104の2つのロッド14、15を接続する。コネクタ1は、各々が板16の端部に形成された2つのオリフィス17を貫通する2つの肉茎ねじ(図示せず)により椎骨(図示せず)に固定することを目的とする板16に取り付けられる。椎骨に進入し且つ板16の取り付け状態を向上させ得るように2つの止め釘18、19を設けることができる。板16は、ほぼその中心部分に、コネクタ1を押し付け嵌めすることのできる突出部100を備えている。この突出部100は、板16から開始して、
コネクタ1の第一のオリフィス2の円錐形の支持面10と相応する形状の截頭円錐形の形態とされた第一の部分20と、
器具104を不動にし得るようにナット22が係合可能なねじ付き軸部である第二の部分21とを備えており、図示した実施例において、ナット22は溝25により分離された2つの重ね合わさった部分23、24を備えており、上側部分23は、締付け工具(図示せず)と係合する平坦部を有し、下側部分24は、座金11の凹所120内でナット22が回転するのを許容する全体として円筒状の形状を有する。
本発明による器具104は、次のようにして装着される。最初に、板16を該当する椎骨の各々に固定する。次に、ロッド14、15をコネクタ1内に挿入する。器具104において使用されるコネクタ1の数は、椎骨に固定される板16の数に相応する。座金11は、1つの実施の形態において、ロッド14、15を挿入する前に、コネクタ1内で予荷重が加えられることを認識すべきである。コネクタ1をロッド14、15に装填した後、コネクタ1を板16の突出部100に押し付け嵌めする。次に、該当する椎骨の位置を所望通りに矯正し得るように器具104の色々な部材の正確な相対的位置を調節し、次に、ナット22を板16の突出部100にねじ込むことにより、取り付け部を不動にする。
ナット22がねじ込まれたとき、これらナットは、座金11の支持面13と接触し、座金11が面123を介してロッド14、15に圧力を加えるようにすることが理解されよう。これと同時に、板16の突出部100の円錐形部分20は、コネクタ1の円錐形支持面10に圧力を加える。このため、ナット22を完全に締付けたとき、ロッド14、15は、座金11及びコネクタ1の下側部分により締結され且つ、オリフィス5、6の底部に強固に保持される。コネクタ1の残りの部分と独立的な座金11の抵抗は、コネクタ1を特別に変形させることを必要とせずに、ロッド14、15を極めて良好に締結することを可能にする。従って、コネクタを変形させ、ロッドを良好に締結することを許容するために米国特許明細書US−A−5,620,443にて考慮する必要があった、コネクタの寸法及びその材料の機械的性質に関する条件は不要である。
図示した実施例における座金11の矩形の形状は、座金11のロッド接触面123とロッド14、15との間に相対的に大きい接触面積を提供し、この面積は、例えば、座金11が円形の形状である場合よりも大きい。この構成は、典型的に、ロッド14、15を一層良く締結する。しかし、その他の実施の形態において、異なる座金の形状とすることが望ましく、又は、実際上、座金は存在せず、その代わり、ナット22が係合するためのコネクタ1の一体部分を提供するようにしてもよい。
ナット22を締付けた際、図示した実施例において、所定の破断トルクに達したとき、2つの部分23、24は、溝25に沿って分離する。この破断トルクは、実現すべき締付けトルクに相応し、また、器具104を装着するとき、その締付けトルクを超えてはならない。この破断トルクが存在することは、組立体が締付けられるトルクの値、従って、コネクタ1内のロッド14、15の滑り抵抗(軸方向及び回転の双方にて)を保証することになる。板16の突出部100の第二の部分21における上端27は、該上端にトルクを加えるねじ回し又は同等の工具が係合可能な形状とされている。接続具の上端27にて、かかるトルクは、図3に図示しない溝に沿って突出部100を破断させるように付与される。これら2つの操作によって、装着が為されたならば、装置の寸法を小さくすることが可能である。
2つの部分23、24に破断させることのできるかかるナット22を使用することは、1つの代替的な形態にしか過ぎず、本発明から逸脱せずに、破断不能な単一の部分にて形成されたナットを使用することが可能であろう。
本発明の1つの有利な効果は、1回の締付け操作の間、器具104の2つのロッド14、15を同時に不動にすることが可能なことである。これにより、装着時間は、感得し得る程度に短くなる。更に、本発明は、2つのロッド14、15にて同時的で且つ並行的な伸延効果を得ることを可能にする。
本発明の精神から逸脱せずに、上述した装置に対し改変を加えることができる。一例において、ナット22自体がロッド14、15に頂部を締付けることを許容し得るように装置の寸法が計算されるならば、座金11が存在することは必須ではない。別の例において、座金11は、コネクタ1に組み込まれた設計のタブにて置換することができ、該タブにてナット22がその圧力を加えて、タブが撓み且つ、ロッド14、15に対し押し付けられるようにすることができる。しかし、上述したように、座金11を使用することは、次の点にて有利な解決策である。すなわち、
ナット22により不動にすることだけでロッド14、15との接触面積を提供することができるが、これは、特定の状況時に望ましくないことである;
タブを使用することは、装置を装着し且つ使用する間、これらのタブが破断するかも知れないという危険性を生じさせると同時に、コネクタ1の製造をより複雑にする。
更に、ナット22と協働するように座金11の最上面に形成された支持面13は、単に、座金11の平坦な上面を含むだけにすることができる。図面に示すように、支持面13を座金11の凹所120内に配置することは、装着された板−コネクタ組立体の高さ方向の寸法を減少させることを可能にする。
本発明によるコネクタ及び該コネクタに相応する板は、その全長に沿ってほぼ平行である2つのロッドを備える脊柱の骨接合装置にて使用することができる。
脊柱の骨接合装置が極めて多数の椎骨の上を伸び且つ、連続的に、2つのロッドを有する1つ以上の部分及び1つのロッドを有する1つ以上の部分を備え、後者の部分が、装置が剛性であることを必要としない領域内に位置する、既知の場合、これらのコネクタ及び板は、単一のロッドを有するコネクタ/板の組立体と組み合わせて使用することもできる。
更に、上述し且つ図3に示した板16に代えて、肉茎ねじ又はフックのような、別型式の骨アンカー部材を使用することができる。
本発明は、図面及び上記の説明にて示し且つ詳細に説明したが、これは単に説明のためであり、特徴を制限するものではなく、好ましい実施の形態のみを示し且つ説明したものであり、本明細書に記載し且つ(又は)特許請求の範囲により規定される本発明の精神に属する全ての変更、改変例及び等価物が保護されることを望むものである。
本発明に従い2つのロッドを横方向に接続する部材を示す斜視図である。 図1の線II−IIに沿った接続部材を示す断面斜視図である。 椎骨に固定することを目的とする板に取り付けられた、線II−IIに沿った断面にて見たとき図であり、組立体は、脊柱の骨接合装置の2つのロッドを締結する、図1及び図2の接続部材の斜視図である。

Claims (15)

  1. 装置の2つのロッド(14、15)を1つのコネクタによって骨アンカー部材に同時に接続することを許容する型式の脊柱の骨接合装置用コネクタ(1)において、
    コネクタ(1)の2つの対向する面(3、4)に開放する第一のオリフィス(2)と、コネクタ(1)の2つの他の対向する面(7、8)に開放する2つの他のオリフィス(5、6)とを備え、該2つの他のオリフィス(5、6)の各々が、前記第一のオリフィス(2)と直交し、前記2つの他のオリフィス(5、6)が各々、骨接合装置のロッド(14、15)を受け入れ得る設計とされ、
    コネクタ(1)が椎骨に固定された骨アンカー部材の突出部(21)にその第一のオリフィス(2)を介して押し付け嵌めされたとき、締付けナット(22)が突出部(21)上にねじ込まれる際、2つのロッド(14、15)を2つの他のオリフィス(5、6)の内部にて同時に締付けることを可能にする手段を備えており、
    前記2つの他のオリフィス(5、6)は、前記第一のオリフィス(2)の軸線(101)に対し対称に配置されており、
    ロッド(14、15)を締付けることを許容する前記手段が、前記第一のオリフィス(2)に設けられている、脊柱の骨接合装置用コネクタ。
  2. 請求項1に記載のコネクタ(1)において、ロッド(14、15)を締付けることを許容する前記手段が、コネクタ(1)の下側(4)に開放する第一のオリフィス(2)の部分に形成された円錐形の支持面(10)を備えることを特徴とする、コネクタ。
  3. 請求項1又は2に記載のコネクタ(1)において、ロッドを締付けることを許容する前記手段が、コネクタ(1)の最上面(3)に開放する第一のオリフィス(2)の部分(9)に挿入することのできる座金(11)を備え、該座金(11)が、前記ナット(22)と協働することを目的とする支持面(13)を備えることを特徴とする、コネクタ。
  4. 請求項3に記載のコネクタ(1)において、座金(11)が矩形の全体形状を有することを特徴とする、コネクタ。
  5. 請求項3又は4に記載のコネクタ(1)において、座金(11)をその内部にて不動にする手段を備えることを特徴とする、コネクタ。
  6. 請求項5に記載のコネクタ(1)において、座金(11)を不動にする前記手段が、コネクタ(1)の上端縁(12)の変形可能な部分を有することを特徴とする、コネクタ。
  7. 請求項1から6の何れかに記載のコネクタ(1)において、1つのオリフィス(2)が第一の軸線(101)に沿って伸び、対のオリフィス(5、6)の各々が、第一の軸線(101)に対し全体として垂直に第二の軸線(102)に沿って伸びる、コネクタ。
  8. 椎骨に固定することを目的とする骨アンカー部材を備え且つ、突出部(21)と、請求項1から7の1つに記載のコネクタ(1)と、骨接合装置の2つのロッド(14、15)を同時に不動にし得るように突出部(21)上にねじ込むことのできる締付けナット(22)とを備える型式の脊柱の骨接合装置用組立体。
  9. 請求項8に記載の組立体において、前記コネクタ(1)が、請求項2に記載の型式のものであり、骨アンカー部材が、その突出部(21)の基部に、コネクタ(1)の円錐形の支持面(10)に相応する截頭円錐形部分(20)を備えることを特徴とする、組立体。
  10. 請求項8又は9に記載の組立体において、前記骨アンカー部材が板(16)であることを特徴とする、組立体。
  11. 請求項8から10の何れかに記載の組立体において、
    ナット(22)が第一の部分(23)及び第二の部分(24)を有し、該第一の部分(23)が、確立した程度のトルクの付与に応答して該第二の部分(24)から分離するよう作用可能である、脊柱の骨接合器具。
  12. 請求項11に記載の組立体において、ナット(22)が、第一の部分(23)と第二の部分(24)との間の溝(25)を有し、該第一の部分(23)が、工具が係合可能なように配置された多数の平坦部を有し、該第二の部分(24)がコネクタ(1)に対し圧接する、組立体。
  13. 請求項8から12の何れかに記載の組立体において、突出部(21)が上側脆弱部分(27)を有する、組立体。
  14. 請求項8から13の何れかに記載の組立体において、骨アンカー部材が、骨係合ねじ及び骨に進入する1つ以上の止め釘(18、19)を受け入れる少なくとも1つの開口(17)を画成する板(16)を備える、組立体。
  15. その部分の少なくとも1つに、各々が椎骨内に固定可能な骨アンカー部材にて形成された組立体を介して椎骨に固着可能な2つのロッド(14、15)と、ロッド(14、15)を骨アンカー部材に接続するコネクタ(1)とを備える型式の脊柱の骨接合装置において、組立体が請求項8から14の1つに記載の型式のものであることを特徴とする、脊柱の骨接合装置。
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