JP4431295B2 - 脊柱における骨を接合するためのシステム、そして具体的には脊椎を安定させるためのシステム、およびそのようなシステムのための固定エレメントおよび補助エレメント - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、変性もしく突発性の変形、または神経筋もしくは腫瘍による変形、または外傷による変形を矯正する脊柱外科に向けた脊柱の骨接合術の分野に関する。
【０００２】
従来から、外科医が脊柱を正しく矯正しそれを安定させるために、ねじ止めまたはフックによって骨に固定されるインプラントと、応力を加えることができる接合エレメントと、を含む装置の使用が知られている。
【０００３】
たとえば、欧州特許ＥＰ第６２６８２８号には、脊柱に骨を接合することを可能にする、そのようなシステムとその接続エレメント、およびその取り付けおよび／または取り外し工具が記載されている。先行技術に関するこの文書は、脊柱に骨の接合を行うための装置、具体的には脊椎を安定させるための装置が記載されており、その装置は：
− 少なくとも１つの細長い棒状の接合エレメントと、
− それぞれを脊椎にアンカー止めすることができる固定手段であって、頭部がフォーク状になっていて、その２つの脚がほぼＵ字形をしていて接合エレメントを収容する空間を決定する少なくとも２つの固定手段と、
− 接合エレメントをフォーク状をしたねじの頭部の２つの脚の間に固定するために、収容空間に固定することのできる締め付けねじと、
− 収容空間の基部が、凹形キュベットの形に細工され、そしてそれに適合するように、収容空間の基部と接合エレメントとの間には、傾動するベアリングエレメントが配置され、その支持面は補完的な凸形をしている頭部とを有し、
傾動ベアリングのエレメントは収容空間の基部に適合する半球状の支持面を備えていることを特徴とする。このエレメントには、細長い棒状の形の接合エレメントを収容するために、開いた切り欠き部が締め付けねじの側面に設けられている。傾動ベアリングエレメントは、収容空間の正中面に対して平行な平面にも垂直な平面にも傾動することができるように、収容空間基部に保持されている。
【０００４】
国際出願特許明細書ＷＯ ９１／０１６９１には、接続エレメントおよび接合エレメントを介して少なくとも２つのロッドの間を連結する形で支持され、ねじ止めされたインプラントまたはフックから成る、脊柱を正しく矯正し補強する装置も知られている。これらのロッドは、インプラントまたはフックの本体に準備された、ねじに対して垂直な、溝の中に縦方向に収容され、溝の基部でブロックを形成している。ロッド間の連結は、ねじ付き横材によって確保される。ロッドを溝の基部に固定するために溝の側面を接近させ、インプラントまたはフックの本体で調整される変形は、円柱ねじとねじ付き円錐ナットのシステムを介して得られる。
【０００５】
さらに国際出願特許明細書ＷＯ ９５／１４４３７号には、ロッド上に骨をアンカー止めするための部品と固定本体とを含み、通路を形成する横方向に延びた２つの脚を具備するインプラントが開示されている。このインプラントは、さらに、前記２つの脚の内壁でねじ止めできるように、ねじ付き栓を有している。
さらに別の国際出願特許明細書ＷＯ ９４／１０９４４には、ロッド間に存在する接続エレメント、または別の縦断するインプラントと、変性脊椎に配置された骨の固定ねじとを備えた装置が記載されている。この接続エレメントは、ロッドが貫通できる寸法の環を有している。そして前記環は、ロッドを固定するためのねじを備え、かつ、骨ねじで固定されるように設計された円柱状のアームによって放射状に延び、そしてねじで締め付けられる。腕と環は一体化された部品から成る。この装置は、ロッドが、それと同じ線上にない根の前に存在していても、外科医が、骨固定ねじとロッドの２つの軸の取り付け位置を全く自由に選択することができ、かつ、ロッドがそれ以上大きく変形しないよう回避することができる。
欧州特許出願明細書ＥＰ ３４６ ５２１には、骨接合手段を使用するために脊椎にアンカー止めにすることができる固定エレメントが記載されている。この固定エレメントは、フォーク状の頭部を持ち、その２つの脚はほぼＵ字形の形をし、接合エレメントのための収容空間を規定している。そして頭部の基部は、概略馬の鞍の形をしている。
【０００６】
従来の装置に見られる問題は、外科医が最終的に固定しようとするときに決定した方向を維持することが困難なことと、接合エレメントの位置決めと骨インプラントの間の分離の問題である。締め付けねじを含む装置の場合、この締め付けねじは、接合ロッドおよび固定エレメントに関して方向が変りやすい傾向がある。
【０００７】
別の問題は、矯正ロッドを回転させて脊柱を再度心合わせする時にねじを調整して正しく合わせる問題である。この修正ロッドは、多数の脊椎インプラント、たとえば１０ないし１５個のインプラントおよび／または脊椎ねじを横断する。これらのインプラントは、通常それぞれ１個の固定ねじを含んでいる。そしてこの固定ねじは、脊椎インプラントが抜けないように確実に締め付けなければならない。しかし過度の摩擦なしにロッドが回転できるようにするには締めすぎてはならない。このように、固定ねじの締め付け程度を一つ一つ調節するにはやっかい、かつ微妙な操作を要する。
【０００８】
本発明の目的は、最終固定操作を行って接合エレメントを固定ねじで締め付けるときに、外科医が決定した矯正度を維持することができるシステムおよびインプラントを提案し、前記の不都合を解消することである。さらに別の目的は、固定ねじの締め付けの程度に関係なく最小の摩擦でロッドが回転できるようにすることである。
【０００９】
そのために、本発明は、最も広く受け入れられるという点で：
− 少なくとも１つのロッド状または板状の接合エレメントと、
− それぞれを脊椎にアンカー止めにすることができ、頭部がフォーク状になっていて、その２つの脚がほぼＵ字形の形をし、接合エレメントを収容する空間を決定する少なくとも２つの固定手段と、
− フォーク状をしたねじの頭部の２つの脚の間に配置された接合エレメントを固定するために収容空間にねじ止めすることのできる固定ねじとを有する脊柱に骨を接合するためのシステム、具体的には脊椎を安定させるためのシステムに関する発明であって、
頭部の基部が概略馬の鞍の形をしていることと、
前記頭部が、接合エレメントを頭部フォーク状部に位置決めしたあとで、頭部に固定するために適した、閉鎖部品を独立して案内する手段を備え、そして前記閉鎖部品が概略“Ｕ”字形の形状をし、そしてその脚が、頭部の“Ｙ”形フォーク状部と協働することになり、そして基部が固定ねじと協働するためのねじ穴を有することと、
頭部に設けられた案内手段が、フォーク状部の外部側面上の湾曲した肩によって形成されることとを
特徴とする、脊柱に骨を接合するためのシステム、具体的には脊椎を安定させるためのシステムに関する。
【００１０】
特別な実施態様によれば、馬の鞍の形は、逆にした双曲線放物線に類似する形と呼ぶことができるものであるが、双曲線放物線類似の形に相当する二次式で表される形だけに限定されるものではない。
【００１１】
この実施態様は、何よりも脊柱に固定手段を配置できることであり、それから場合に応じて接合エレメントを配置し、固定エレメントに関係なく、矯正を調節することができる。そして矯正を最適状態に調節したら、各インプラントを固定ねじで固定することができる。固定手段本体に対して閉鎖部品は自由に動くことができるため、固定ねじの締め付けても固定手段の方向が変わることはない。
【００１２】
閉鎖部品は、弾性変形が可能な横方向の脚と内部表面に湾曲した肩とを持っている。脚と肩の寸法および形状は、脚の弾力的な間隔と肩のかみ合いとによって閉鎖部品を正しい位置に配置できるように選択される。頭部の閉鎖部品を案内する手段は、フォーク状部の外部側面に備えられた、補完的に湾曲した肩によって形成される。この湾曲した肩によって、閉鎖部品はインプラントの頭部に対して回転することが可能となる。
【００１３】
別の実施態様は、形状記憶機能を有する閉鎖部品を実現することから成る。このような部品は、フォーク状の部分に正しく置くために、静止状態では開く腕を持っている。部品がフックの頭部に位置決めされたら、温度を変えると、腕はフォーク状部アンカー止めの位置に後退する。
【００１４】
好ましい実施態様によれば、肩は、固定ねじを収容するために設けられたねじ穴に向かって収れんする接触面を持つ。
【００１５】
別の実施態様によれば、閉鎖部品の位置は、頭部のフォーク状部に対して固定される。この実施態様によれば、肩またはラチェット機構は、閉鎖部品が自由に回転することを許さない。
【００１６】
収れん角度は決定的に重要というわけではない。接触表面がほぼ閉鎖部品の基部を向くことだけが重要である。ただ、横断平面に対して約１０度の角度で満足の行く案内が可能となる。
【００１７】
さらに別の実施態様によれば、根、脊椎板または横突起上に正しく置くために脊柱支持体の、フックの形をした下部によって頭部は延長され、前記フックは、一時的に固定しておくためのばね板を含む。
【００１８】
本発明は、確かに構成成分全体（矯正ロッド、インプラント、閉鎖部品、固定ねじ）を含むシステムに関するが、骨接合装置を使用するための、脊椎にアンカー止めすることのできる固定エレメントにも関係している。この固定エレメントは、ロッド以外の接合エレメント、たとえば断面が台形または可変の接合エレメント、または板、特に断面が円形の接合領域を有する板、と一緒に使用することができる。
【００１９】
さらに本発明は、本発明に従う骨接合システムを使用するための補助具にも関係し、前記システムは、
インプラントの頭部に設けられた切り欠き部に収まることになる２つのくちばしと、
ロッドをフォーク状部に位置決めすることができるように、前記ロッドに応力を加えて横方向および／または垂直方向に変位させることになる機構とを
備えていることを特徴とする。この応力は、ロッドをインプラントのフォーク部に正しく置く段階で、補助具と協働しながら、閉鎖部品を介してロッドに加えることができる。この協働は、補助具を閉鎖部品のねじ穴に一時的にねじ止めすることによって実現することができる。
【００２０】
次に、本発明の詳細を、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明による骨接合システムの実施例を示す縦断面図である；
図２は、本発明によるシステムの側面概略図である；そして
図３および４は、２つの垂直面から見たインプラントの図である。
【００２１】
本発明による骨接合システムは、接合エレメント（１）と、補完的な閉鎖部品（３）を有するインプラント（２）と、固定ねじ（１３）とを含む。
【００２２】
ロッド（１）は、公知技術の一部を成し、かつ様々な形態を取り得るため、これ以上詳細には説明しない。記載例では、ロッドは断面が円形の金属ロッドで形成されている。
【００２３】
インプラントは、フォーク状の頭（５）と、接合エレメント（１）を収容する空間を形成する２つの横腕（６，７）とを備えている。
【００２４】
フォーク状部の基部（８）は、概略馬蹄形を成し、図１の面に相当する横断面は凹曲線を描き、補完的な面は凸曲線を描く。
【００２５】
凹曲線の半径は、ほぼ案内エレメント（１）の外部半径に相当する。この案内エレメントは半球状線にそって接触する。線にそい環状表面にそわないこの接触は、軸回転の自由度を可能にし、かつ、単純な点接触の場合より締め付け後の固定を効果的にする。
【００２６】
閉鎖部品（３）は、概略“Ｕ”字形の形をし、２つの腕（１０，１１）を有している。基部には固定ねじを受けるためのねじ穴（１２）が開けられている。
【００２７】
腕（１０，１１）は、切り欠きを備え、頭部に取り付けることができる。腕（１０，１１）は、その下端に湾曲した肩（１４，１５）を持ち、その上部表面（１６，１７）には傾斜が付けられている。
【００２８】
湾曲したこれらの肩（１４，１５）は、頭部（５）に設けられた補完的案内手段（２０，２１）と協働するようになる。さらに、傾斜したこれらの案内手段は湾曲した接触表面（２２，２３）を持ち、閉鎖部品が頭部（５）に装着されると、補完的接触表面（１４，１５）と協働する。その結果、補完的案内手段によって、案内は横断軸（２４）に従う閉鎖部品の軸回転を可能にし、かつ閉鎖部品（３）は頭部（５）に確実に固定されることになる。かくして、ロッド（１）は、ねじ（１３）を締め付けると固定される。
【００２９】
図２は、ロッド（１）が、横断軸（２４）の周りに傾動の自由度を持つことを示す側面図である。これによってインプラントに独立性が与えられ、フック（２６）によってインプラントを根の上に位置決めすることが可能となり、これら２つの応力による干渉を受けることなく、無関係に独立性を維持しながら、ロッド（１）の最も良い向きを探すことが可能になる。閉鎖部品が蹄鉄の形をし可動性を持つため、ねじ（１３）を締め付けたときに、適切な固定を行うと共に、ロッドが回転と移動のずれを起こすのを避けることができる。
【００３０】
フック（２６）は、脊椎板と接合するための“Ｕ”字形の空間（２７）を形成する。この“Ｕ”字形の空間内部には、一時的な支持を確保するためにばね板（２８）が配置され、フック板が骨髄やその他の構造体に攪乱をもたらさないように、骨上での一時的な支持を確保する。
【００３１】
ばね板（２８）は、ロッドを回転させて矯正を行うときに、患者からみて後方にフックを押し戻して中枢組織が損傷を受けるのを防止する。
【００３２】
図３および４は、インプラントの側面図である。閉鎖部品は図示されていない。
【００３３】
インプラントは、用具の通過を可能にする２つの切り欠き部（３０，３１）を備え、前記用具は、前記切り欠き部（３０，３１）に収容されることになる２つのくちばしと、閉鎖部品（３）を介してロッドをフォーク状部に位置決めすることができるように、ロッドに応力を加えて横方向および／または垂直方向に変位させることになる機構とを備えている。この場合、用具の一部は、閉鎖部品（３）のねじ穴（１２）にねじを挿入することによって、一時的に閉鎖部品と連結される。
【００３４】
上で実施例を挙げながら説明したことは、本発明の範囲を制限するものではない。当業者であれば、さまざまな変形を実施することが可能であり、特に脊柱の前外側面に装着するにはフックの代わりに、茎状ねじまたは脊椎ねじを使うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による骨接合システムの実施例を示す縦断面図である。
【図２】 本発明によるシステムの側面概略図である
【図３】 垂直面から見たインプラントの図である。
【図４】 垂直面から見たインプラントの図である。

Claims (14)

1. − 少なくとも１つのロッド形状の接合エレメント；
   − 脊椎中にアンカー止めにすることができる少なくとも２つの固定手段、ただし、各固定手段は、２つの脚を有するフォーク状の形状の頭部を有し、前記２つの脚が、ほぼＵ字形の形をしていて前記少なくとも１つのロッド形状の接合エレメントを収容する空間を規定し、前記頭部が基部を有し、この基部の横断面が凹曲線を描き、この凹曲線の半径は前記少なくとも１つの接合エレメントの外部半径にほぼ相当し、前記固定手段に対して横断軸（２４）を中心とした前記少なくとも１つの接合エレメントの軸回転を可能にする；
   − フォーク状をした頭部の２つの脚の間に前記少なくとも１つの接合エレメントを固定するために前記収容する空間にねじ止めされることができる固定ねじ；
   前記少なくとも１つの接合エレメントを頭部のフォーク状部に位置決めした後で頭部に固定されるべき独立した閉鎖部品；及び
   前記閉鎖部品を前記頭部中に位置決めするための案内手段；
   を含む、脊椎を安定化させるための、脊柱に骨を接合するためのシステムであって、
   前記独立した閉鎖部品が、概略“Ｕ”字形の形状をし、その脚が頭部のフォーク状部の脚と協働することになり；
   前記閉鎖部品が、固定ねじと協働するためのねじ穴を含む基部を有し；
   前記案内手段が、湾曲した肩を形成する頭部のフォーク状部の外部側面における傾斜したアンダーカットを含み；
   前記閉鎖部品が、案内手段の肩に対して補完的な肩を有し、固定ねじの締め付け中に横断軸（２４）に沿った閉鎖部品の軸回転を可能にし；
   閉鎖部品が、固定ねじの締め付け中に案内手段の肩の側面と接触することによってアンカー止めされ、
   頭部フォーク状部の側面に備えられた肩が、凸状湾曲の半径を有する円弧の形状であることを特徴とするシステム。
2. 閉鎖部品の肩が、固定ねじを受け入れるためにねじ穴に向かって収れんする傾斜した接触表面を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記頭部が縦軸を有し、前記独立した閉鎖部品が前記縦軸に対して横方向の軸のまわりで前記頭部に対して移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記独立した閉鎖部品が、弾性変形可能な材料から形成された脚を含み、これらの脚が閉鎖部品を頭部の正しい位置に配置できるように弾性変形されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記独立した閉鎖部品が、形状記憶材料から形成された脚を含み、前記独立した閉鎖部品が、腕のアンカー止め位置への折り曲げを生じさせる温度に脚を供することによって頭部の正しい位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 頭部は、器具の通過を可能にする複数の切り欠きを有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. 前記頭部の側面に備えられた肩は円弧によって形成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. − 少なくとも１つのロッド形状の接合エレメント；
   − 脊椎中にアンカー止めにすることができる少なくとも２つの固定手段、ただし、各固定手段は、２つの脚を有するフォーク状の形状の頭部を有し、前記２つの脚が、ほぼＵ字形の形をしていて前記少なくとも１つのロッド形状の接合エレメントを収容する空間を規定し、前記頭部が基部を有し、この基部の横断面が凹曲線を描き、この凹曲線の半径は前記少なくとも１つの接合エレメントの外部半径にほぼ相当し、前記固定手段に対して横断軸（２４）を中心とした前記少なくとも１つの接合エレメントの軸回転を可能にする；
   − フォーク状をした頭部の２つの脚の間に前記少なくとも１つの接合エレメントを固定するために前記収容する空間にねじ止めされることができる固定ねじ；及び
   前記少なくとも１つの接合エレメントを頭部のフォーク状部に位置決めした後で頭部に固定されるべき独立した閉鎖部品；
   を含む、脊椎を安定化させるための、脊柱に骨を接合するためのシステムであって、
   前記頭部が、前記独立した閉鎖部品のための案内手段を有し；
   前記独立した閉鎖部品が、概略“Ｕ”字形の形状をし、その脚が頭部のフォーク状の脚と協働することになり；
   前記閉鎖部品が、固定ねじと協働するためのねじ穴を含む基部を有し；
   頭部に設けられた前記案内手段が、頭部のフォーク状部の外部側面上の湾曲した肩によって形成され、
   前記頭部が、根を正しい位置に配置するためのフックの形状をした下部によって延長され；
   前記フックが、一時的に固定しておくためのばね板を含み；
   前記閉鎖部品が、案内手段の肩に対して補完的な肩を有し、固定ねじの締め付け中に横断軸（２４）に沿った閉鎖部品の軸回転を可能にすることを特徴とするシステム。
9. − ２つの脚を有するフォーク状の形状の頭部、ただし、前記２つの脚は、ほぼＵ字形の形をしていて接合エレメントを収容する空間を規定する；及び
   − 独立した閉鎖部品；
   を含む、骨接合装置を使用するための、脊椎にアンカー止めされることができる固定エレメントであって、
   前記頭部が基部を有し、この基部の横断面が凹曲線を描き、この凹曲線の半径は前記少なくとも１つの接合エレメントの外部半径にほぼ相当し、前記固定エレメントに対して横断軸（２４）を中心とした前記少なくとも１つの接合エレメントの軸回転を可能にし；
   前記頭部が、前記接合エレメントが頭部のフォーク状部に位置決めされた後で頭部に固定されることができる前記独立した閉鎖部品のための案内手段をさらに含み；
   前記独立した閉鎖部品が、概略“Ｕ”字形の形状をし、その脚が頭部のフォーク状の脚と協働することになり；
   前記閉鎖部品が、固定ねじと協働するためのねじ穴を含む基部を有し；
   前記案内手段が、頭部のフォーク状部の外部側面における傾斜したアンダーカットによって形成され、前記アンダーカットが一対の湾曲した肩を形成し、
   前記閉鎖部品が、案内手段の肩に対して補完的な肩を有し、固定ねじの締め付け中に横断軸（２４）に沿った閉鎖部品の軸回転を可能にし；
   閉鎖部品が、固定ねじの締め付け中に案内手段の肩の側面と接触することによってアンカー止めされ、
   頭部フォーク状部の側面に備えられた肩が、凸状湾曲の半径を有する円弧の形状であることを特徴とする固定エレメント。
10. 閉鎖部品の肩が、ねじ穴に向かって収れんする傾斜した接触表面を有することを特徴とする請求項９に記載の固定エレメント。
11. 前記独立した閉鎖部品が、弾性変形可能な材料から形成された脚を含み、これらの脚が閉鎖部品を頭部の正しい位置に配置できるように弾性変形されることを特徴とする請求項９に記載の固定エレメント。
12. 前記独立した閉鎖部品が、形状記憶材料から形成された脚を含み、前記独立した閉鎖部品が、腕のアンカー止め位置への折り曲げを生じさせる温度に脚を供することによって頭部の正しい位置に配置されることを特徴とする請求項９に記載の固定エレメント。
13. 頭部は、器具の通過を可能にする複数の切り欠きを有することを特徴とする請求項９に記載の固定エレメント。
14. ２つの脚を有するフォーク状の形状の頭部、ただし、前記２つの脚は、ほぼＵ字形の形をしていて接合エレメントを収容する空間を規定する；
    を含む、骨接合装置を使用するための、脊椎にアンカー止めされることができる固定エレメントであって、
    前記頭部が基部を有し、この基部の横断面が凹曲線を描き、この凹曲線の半径は前記少なくとも１つの接合エレメントの外部半径にほぼ相当し、前記固定エレメントに対して横断軸（２４）を中心とした前記少なくとも１つの接合エレメントの軸回転を可能にし；
    前記頭部が、前記接合エレメントが頭部のフォーク状部に位置決めされた後で頭部に固定されることができる独立した閉鎖部品のための案内手段をさらに含み；
    前記独立した閉鎖部品が、概略“Ｕ”字形の形状をし、その脚が頭部のフォーク状の脚と協働することになり；
    前記閉鎖部品が、固定ねじと協働するためのねじ穴を含む基部を有し；
    前記案内手段が、頭部のフォーク状部の外部側面上の湾曲した肩によって形成され、
    前記閉鎖部品が、案内手段の肩に対して補完的な肩を有し、固定ねじの締め付け中に横断軸（２４）に沿った閉鎖部品の軸回転を可能にし、
    前記固定エレメントが脊椎を正しい位置に配置するためのフックの形状をした下部をさらに含み；
    前記フックが、一時的に固定しておくためのばね板を含むことを特徴とする固定エレメント。

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