JP5595286B2 - 椎骨用動的安定化要素 - Google Patents

Description

本発明は椎骨(vertebra)用の動的安定化の分野に関する。さらに具体的には、本発明は、隣接する椎骨の動的安定化のための要素であって、椎骨上に埋め込み可能な少なくとも２つの脊柱結合セットと協働することを目的とした要素に関する。

一般的に、動的安定化要素(dynamic stabilization element)は、関節表面および椎間円板(intervertebral disc)にかかるこのような拘束を軽減し、椎骨の若干の動きを可能にしながら椎骨を相互に対して一直線に並べ替えることを目的としている。

このような動的安定化要素は従来技術から公知である。

より具体的に説明すると、動的安定化要素は特許文献１から公知である。この公知文献１は、少なくとも部分的に、ポリマ材料からなる支持体と２つのロッドから構成され、第１のロッドは支持体とほぼ同軸になっており、第２のロッドは第１のロッドを取り巻く螺旋巻き(turn)によって形成され、前記螺旋巻きは少なくも部分的に支持体に埋め込まれている。

フレキシブルな結合要素も特許文献２から公知であり、この特許文献２は、少なくとも部分的にポリマケーシングによって取り囲まれたケーブルを含み、前記ケーブルは前記ケーシングと同軸の少なくとも弾性ストランドから構成されている。

これらは椎骨の直線の並びを復元することを目的としているので、安定化要素は埋め込み可能な結合セット(implantable connection set)を通してそこに取り付けられている。従来は、結合セットは動的安定化要素を受け入れるように配置された骨固定化手段(bone anchoring means)を含んでいる。動的安定化要素は追加の閉鎖部分(closure part)を通して固定化手段(anchoring means)上に固定化されている。従って、動的安定化要素は骨固定化手段と閉鎖部分の間に保持されている。動的安定化要素は動的安定化要素を骨固定化手段に対して締め付けることによって固定的に保持されている。この締め付けは、動的安定化要素と接触するように置かれたナットによって与えられるのが一般的である。動的安定化要素はナットの締め付け作用を受けて固定化手段に対して押し付けられている。

堅固保護リング(rigid protection ring)は、動的安定化要素に対するナットの締め付けを行うことより、ナットの固定化手段上の保持を可能にするように、ナットと動的安定化要素の間に設けられているのが一般的である。ナットと動的安定化要素の間に保護リングが存在することは、締め付け操作により動的安定化要素がプラスチック変形するのを防止している。

しかし、このような構成では、安定化要素の長さを適応させ、固定化手段の位置に応じて保護リングを動的安定化要素上に正確に位置づける必要がある。その結果、動的安定化要素の位置づけが長時間になり、煩わしくなるおそれがある。

国際特許出願第ＷＯ２００４／０２４０１１号明細書 国際特許出願第ＷＯ２００５／０８７１２１号明細書

具体的に説明すると、本発明は、要求される弾性的な挙動(behaviour)、つまり、少なくともフレキシブルな挙動を固定化手段との間に保証しながら、固定化手段の上に簡単に位置づけることができる安定化要素を提供することによって上記欠点を解消することを目的としている。

上記目的のために、および第１の側面によれば、本発明は、少なくとも２つの埋め込み可能な結合セットと協働可能な椎骨用の動的安定化要素であり、各々の結合セットは動的安定化要素を受け入れることが可能のように配置された骨固定化手段および動的安定化要素を前記固定化手段上に締め付けるための手段を含み、さらに、動的安定化手段は長軸に沿って延びた弾性材料でなるケーシングを備えたケーブルを含むロッドを備えている。動的安定化要素が顕著であるのは、前記ロッドを取り巻く取り付けシース(fixing sheath)を備え、前記取り付けシースが相互に対して間隔が置かれた堅固ゾーン(rigid zone)を含んでいる点である。

堅固な取り付けシースの存在は、取り付けシースの堅固ゾーン間のスペースの存在を通して伸張、圧縮およびたわみ運動を可能にしながら、動的安定化要素を固定化手段上に締め付けを行なうと共にその締め付けを保持することを可能にしている。

このように形成された取り付けシースは、ロッドの構成自体によって得られる前記要素のたわみ、乱れ(distraction)および／または圧縮特性を保ちながら、その長さ方向にわたるすべての個所で安定化要素のフレキシブルな部分を保護している。

本発明の利点は、動的安定化要素と共に締め付けるための手段で規定された接触ゾーンの通常長さよりも短い距離だけ堅固ゾーンが相互に対して間隔が置かれていることである。

このようなシースを備えた要素には、さらに、椎骨上に固定された固定化手段上に迅速に位置づけられるという利点がある。実際には、堅固ゾーンの間に課された距離の結果、締め付け手段が主に堅固ゾーンと接触することが必要である。従って、動的安定化要素では、固定化手段上に正確に位置づける必要がない。

特定の構成によれば、堅固ゾーンは接触ゾーンの長さよりも短い距離だけ相互に間隔が置かれた個々のリングからなっている。

別の構成によれば、取り付けシースは、前記結合ロッドの長軸とほぼ同軸の軸に沿ってロッドの周りを延びている螺旋巻きを含むらせんストリップからなっており、前記螺旋巻きは取り付けシースの堅固ゾーンを形成している。

本発明の利点によれば、動的安定化要素は、取り付けシースの堅固ゾーン間に位置するロッド上に取り付けシースを保持する手段を含んでいる。

動的安定化要素の圧縮運動を制動するために、圧縮制動リングを設けることが可能であり、各リングが取り付けシースの２つの隣接堅固ゾーンの間に挿入されている。特定の構成によれば、制動リングは取り付けシース保持手段を形成している。さらに、本発明の利点は、制動手段がケーシングのラジアル突出部(radial bulge)で構成されていることである。

以上のように、ケーブルを中心に弾性材料を成形することによって動的安定化要素を製造する時に、ケーシングを形成することを目的とした弾性材料はシースに形成された開口内、すなわち、堅固ゾーンの間に形成された空間内に分散されている。ケーシングを構成する材料内に「トラップ(trapped)」されるとき、取り付けゾーンはこのようにして固定的に保持される。以上のように、取り付けシースはプラスチック材料の延長によりスライドするのを防止される。

堅固ゾーンには１または２以上の管腔(lumen)を設けることも可能である。管腔の存在はケーシングの「余剰」部分（延長部分）の保持機能を強化する。このような構成は、特に取り付けシースが個々のリングで形成されるときに特に利点がある。

動的安定化要素の特定の構成によれば、堅固ゾーンは相互に対して等間隔になっている。

全体的耐力を向上するために、動的安定化要素の自由端は堅固な先端(rigid tip)を備えている。特定の実施形態によれば、これらの先端は、好ましくはケーブルの端部に溶接またはスタンピングによって取り付けられている。

第２の側面によれば、本発明は、上述したように少なくとも１つの動的安定化要素を含む結合要素(connection element)に関し、結合要素は少なくとも１つの堅固ロッドによって延長されている。望ましい応用に応じて、動的安定化要素の一方の端または両端から走行する堅固ロッドを設けると利点のあることがある。この場合、骨接合(osteosynthesis)の結合と動的結合の両方に１つだけの結合要素を設けることも可能である。

別の側面によれば、本発明は、少なくとも２つの埋め込み可能な脊柱結合セットを含む脊柱取り付けシステム(spinal fixing system)に関し、少なくとも２つの結合セットは上述したように動的安定化要素によって結合されている。

本発明のその他の目的および利点は、添付図面を参照して以下の詳細説明を読むと明らかになる。

本発明の第１の構成による動的安定化要素であって、２つの脊柱結合セットによって保持された動的安定化要素を含む椎骨取り付けシステムを示す部分斜視図である。 本発明による動的安定化要素であって、結合セットを締め付けるための手段と接触している動的安定化要素を示す概略部分側面図である。 軸ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った図２の動的安定化要素を示す一部断面図である。 本発明の第２の構成による動的安定化要素を示す図である。 図５ａ、図５ｂおよび図５ｃは、少なくとも１つの動的安定化要素を含むハイブリッド結合要素を示す図である。 図６ａおよび図６ｂは、本発明の第３構成による動的安定化要素であって、ケーシングを有するまたは有しない動的安定化要素を示す概略斜視図である。 本発明の第４構成による動的安定化要素であって、ケーシングを有するまたは有しない動的安定化要素を示す図である。 図８ａおよび図８ｂは、それぞれ本発明の第５構成による動的安定化要素であって、ケーシングを有するまたは有しない動的安定化要素を示す概略斜視図である。 本発明の第６構成による動的安定化要素であって、ケーシングを有しないものと図示されている動的安定化要素を示す図である。

図１乃至図３を参照して、隣接する椎骨(vertebra)の動的安定化要素について説明する。動的安定化要素(dynamic stabilization element)１は、少なくとも２つの埋め込み可能
な脊柱結合セット (implantable spinal connexion set) ２を使用して椎骨に沿って保持されることを目的としている。

従来、結合セット２は、動的安定化要素１を受け入れるように配置された骨固定化手段３と動的安定化要素１を前記固定化手段３上に締め付けるための手段(clamping means)４を含んでいる。

上述した実施形態では、固定化手段３は椎骨内に固定化することを目的とし、その上部に動的安定化要素１を受け入れることを目的としたＵ形状の頭部３１をもつねじ溝部分３０を含み、Ｕ形状の底部に動的安定化要素１を受け入れるためのゾーンが形成されている。動的安定化要１は、閉鎖部分３２を使用して頭部３１のＵ形状の底部に定位置に保持されている。固定化手段３の頭部３１と閉鎖部分３２はスナップによって相互に協働するように構成されている。

動的安定化要素１を頭部３内に締め付けるための手段４は、ナットまたは閉鎖部分３２に設けられた貫通穴に収められることを目的とした締め付けねじを形成する要素からなっている。閉鎖部分３２の空洞(cavity)に収まっているとき、締め付け手段４は動的安定化要素１を押し付けて、前記要素を頭部３１のＵ形状の底部に締め付けている。本発明の利点は、空洞が締め付け手段４の形状に一致する形状を有していることである。

当然に理解されるように、固定化手段の構成は１つの例として示されたものであり、本発明はこのような構成に限定されない。より具体的には、頭部３１は、脊柱結合システムにおける従来タイプの固定化手段３とは別の部分として設けられていることがある。

動的安定化要素１は長軸Ａに沿って延びたロッド５の形体をしており、このロッドは弾性材料のケーシング７によって取り囲まれたケーブル６を構成している。従って、このような構成にすると、椎骨を１つに動的に結合するのを可能にするのに必要な柔軟性を得ることが可能になる。本発明の利点は、ケーブルがチタニウムからなり、ケーシング７がウレタンポリカーボネート(urethane polycarbonate)のようなポリマからなっていることである。

結合要素１は、さらに、連続的に位置する堅固ゾーン９を含む取り付けシース８を含んでいる。このような堅固ゾーン９は、前記ロッド５の柔軟性を可能にするのに十分な距離で相互に対して間隔が置かれている。このようにして、ロッド５の柔軟な挙動が保たれている。

上述した実施形態において、取り付けシース８はケーシング７上に固着された独立で個別のリング１０からなっている。当然に、これが特定の例示実施形態であるのは、取り付けシース８が、螺旋形状のシースのように、間隔が置かれた堅固ゾーンの形成を可能にする他のどのような構成にもできることである（図９）。

前述したように、ロッド５は固定化手段３の頭部３１のＵ形状の底部に位置し、ロッド５に接触するように置かれた締め付け手段４によってそこに「固定」保持されている。締め付け手段４はロッド５との接触域１１を形成している。この接触域１１はその通常長さに特徴がある。

前記リング１０間の間隔は、接触ゾーン１１の通常の長さよりも小さくなるように決められるので、締め付け手段４の締め付け力は主にリング１０上に加わることが可能になっている。従って、各結合セットを締め付ける手段はロッド５上のリングの位置に関係なく主にリング１０に圧力を加えることになるので、結合セット上の位置づけは特に必要がない。

図２は、このようなロッドの例示構成を示しており、そこでは理解を容易にするために、３つの結合セットを締め付けるための手段４だけが示されている。この例では、ロッド５は長さが５ミリメータのリング１０を備えている。このようなリング１０は相互に対して一定間隔でロッド５のケーシング７上に位置している。各リング１０は２ミリメータの距離だけ隣接リングから間隔が置かれている。図示の締め付け手段４はほぼ円形形状になっている。本発明の利点は、結合要素１との締め付け手段４の接触面が５ミリメータの径になっていることである。締め付け手段４はロッド５上に置かれ、通常長さが５ミリメータ、すなわち、長さが各リング１０の間隔より大きくなっている接触ゾーン１１を形成している。従って、締め付け手段４のロッド５上の位置に関係なく、締め付け手段４によってロッド５に加わる圧力がリング５に加えられる。

リング１０、より広くは、取り付けシース８はケーシング７上にブロックされている。実際には、動的安定化要素１の製造期間に、ケーシング７を構成する材料はケーブルとリング１０の間に形成された空間内に入り込んでいる。これにより、リング１０は相互に対して間隔を置いて保持され、前記リングの間に形成されたケーシング７のラジアル突出部(radial bulge)１２によってブロックされている（図３）。

プラスチック材料からなる突出部１２の存在には２つの利点がある。一方では、突出部１２は、上記に説明したようにリングをトラップすることを可能にするので、リングがケーシング７上でスライドするのを防止している。他方では、突出部１２は取り付けシースの間に位置しているので、これらは、それぞれ動的安定化要素１の伸張、圧縮およびたわみ運動を制動するゾーンを形成している。

本発明の利点のある構成によれば、リング１０は管腔(lumen)１４を含んでいる（図４）。このような管腔の存在は、リング１０をロッド５上に保持することを向上する。これらはケーシング７の突出部１２の保持能力を強化する。

図２は、締め付け手段４がロッド５上に置かれる可能な限りの位置を示している。第１の締め付け手段（ロッド上の左端に位置する）は、２つの隣接リング１００、１０１をロッド５の上に置いている。従って、第１の締め付け手段は、２つの隣接リングの部分と２つのリング１００、１０１の間に位置する空間を覆う接触面を有している。その堅固さにより締め付け力がリング１００、１０１に加えられている。第２の締め付け手段（中央の締め付け手段）は全体がロッド５のリングと接触している（リング１０２）。中央締め付け手段によって加わる締め付け力は、従って関係するリングにだけ与えられる。第３の締め付け手段（ロッド上の右端に位置する）は、リング１０３、１０４と前記リング１０４の間に位置する空間の上に位置している。この場合も、締め付け力はその堅固によりリング１０４にだけ加えられている。

上記のように構成された締め付け手段４は、固定化手段３上にロッド５を十分に締め付けて、保持することができる。

さらに、本発明の利点は、動的安定化要素１の自由端１５、１６がそれぞれ堅固な先端１７、１８を備えていることである。特定の実施形態によれば、先端１７、１８は好ましくは前記自由端に溶接またはスタンプすることによって取り付けられている。

特定の構成によれば、１つまたは２つ以上のリングはロッド５上にスライドするように取り付けられている。

図１乃至図４は、取り付けシース７を含み、その堅固ゾーンが同一長さで、相互に対して等間隔になっている動的安定化要素を示している。当然に理解されるように、本発明はこのような構成に限定されず、異なる寸法を持つ堅固ゾーンが設けられていることも、および／またはあるリングと別のリング（図示せず）との間で間隔が異なることのできる堅固ゾーンが設けられていることもある。

さらに、少なくともの両端の一方の端では、動的安定化要素１は堅固な要素（図５ｂおよび図５ｃ）によって延長することができ、動的安定化要素１も別の動的安定化要素１（図５ａ）によって延長することもでき、これにより骨接合(osteosynthesis connection)の結合と動的結合を共に提供するハイブリッド結合要素１００を形成している。さらに具体的には、図５ａの結合要素１００は、動的結合(dynamic connection)を提供する２つの部分１、１’を備え、これらの２部分は、骨接合の結合５０を提供する部分によって結合されている。図５ｂの結合要素１００は、骨接合の結合を提供する２つの部分を備え、これらの２部分が動的結合１を提供する部分によって結合されている結合要素を示している。当然に理解されるように、本発明はこのような要素の構成には限定されず、骨接合の結合要素と動的要素の連続からなる結合要素を設けることも可能である。

本明細書において上述した実施形態では、取り付けシースはリング１０によって形成され、リング１０の各々はロッド５の長軸１に直交する端面２０を有している。動的結合要素１のねじり抵抗(torsion resistance)を向上するために、本発明の利点は、それぞれがロッド５の長軸Ａに対して傾いた端面２０を有するように構成されたリング１０が設けられ、各リング１０の端面２０が相互に対して平行に位置していることである（図６ａおよび図６ｂ）。

図６ｂにおいて、端面２０は平面として示されている。当然に理解されるように、これが特に例示した実施形態であるは、各リング１０の端が図７に例として示されているようにどのような面にすることもできるからである。

螺旋形状のリング１０（図８ａおよび図８ｂ）を設けることもできる。取り付けシース８のこのような構成は、動的結合要素１の圧縮および伸張特性を向上することを可能にしている。本発明の利点は、このように構成されたリング１０の螺旋ピッチと螺旋巻きの数が圧縮または伸張の要求に応じて動的結合要素１の望ましい挙動に従って定義されていることである。

本発明は１つの例として上述した。当然に理解されるように、この分野の精通者ならば、本発明の範囲を逸脱することなく本発明は種々に変更することが可能である。

１ 動的安定化要素
２ 埋め込み可能な脊柱結合セット
３ 骨固定化手段
４ 締め付け手段
５ ロッド
６ ケーブル
７ 弾性材料のケーシング
８ 取り付けシース
９ 堅固ゾーン
１０ リング
１１ 接触エリア
１２ ラジアル突出部
１５、１６ 自由端
１７、１８ 堅固な先端
２０ 端面
３０ ねじ溝部分
３１ Ｕ形状の頭部
３２ 閉鎖部分
５０ 骨接合
１００、１０１ リング
１０２、１０３、１０４ リング
１１０、１２０ スペース

Claims (10)

1. 少なくとも２つの埋め込み可能な結合セットと協働することが可能である椎骨用の動的安定化要素であって、
   前記各結合セットは、前記動的安定化要素を受け入れるように配置された椎骨内に固定化するための手段及び、前記動的安定化要素を前記固定化手段上に締め付けるための手段を含み、
   前記動的安定化要素は、
   長軸に沿って延びていて弾性材料からなるケーシング（７）と、当該ケーシングによって取り囲まれたケーブル（６）とを含むロッド（５）と、
   相互に間隔が置かれていて前記ロッドを取り囲む堅固ゾーン（９）を備えている取り付けシースと、
   隣接する前記堅固ゾーンの間に存在する前記ケーシングの一部からなるラジアル突出部であって前記動的安定化要素の動きを制動するラジアル突出部（１２）とを備えている
   ことを特徴とする動的安定化要素。
2. 堅固ゾーン（９）は、動的安定化要素（１）と共に締め付ける手段（４）によって規定された接触ゾーン（１１）の通常長さよりも短い距離だけ相互に間隔が置かれたていることを特徴とする請求項１に記載の動的安定化要素。
3. 堅固ゾーン（９）は個々のリング（１０）からなることを特徴とする請求項２に記載の動的安定化要素。
4. 前記取り付けシースは、前記ロッドの長軸とほぼ同軸の軸に沿ってロッド（５）の周りに延びている螺旋巻きを含む螺旋状ストリップからなり、前記螺旋巻きは取り付けシースの堅固ゾーンを形成していることを特徴とする請求項１に記載の動的安定化要素。
5. 堅固ゾーン（９）は、取り付けシースをケーシング（７）上に取り付けるのを容易にする１または２以上の管腔（１４）を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの１つに記載の動的安定化要素。
6. 堅固ゾーン（９）は相互に対して等距離であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの１つに記載の動的安定化要素。
7. 動的安定化要素（１）は、取り付けシースをロッド（５）上に保持するための手段を含み、当該手段は、前記隣接する前記堅固ゾーンの間に存在する前記ケーシングの一部からなるラジアル突出部であって前記動的安定化要素の動きを制動するラジアル突出部であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの１つに記載の動的安定化要素。
8. 動的安定化要素（１）は、ケーブルの各端に固定化された堅固チップ（１７、１８）を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの１つに記載の動的安定化要素。
9. 請求項１乃至８のいずれかの１つに記載の少なくとも１つ動的安定化要素を含む結合要素であって、動的安定化要素（１）は少なくとも１つの堅固ロッドによって延長されていることを特徴とする結合要素。
10. 少なくとも２つの埋め込み可能な脊柱結合セットを含む脊柱取り付けシステムであって、両方の結合セットは少なくとも請求項の１乃至８のいずれかの１つに記載の動的安定化要素（１）によって結合されていることを特徴とする脊柱取り付けシステム。

Images