JPH06343652A - 複合脊髄装置 - Google Patents

複合脊髄装置

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JPH06343652A
JPH06343652A JP6126818A JP12681894A JPH06343652A JP H06343652 A JPH06343652 A JP H06343652A JP 6126818 A JP6126818 A JP 6126818A JP 12681894 A JP12681894 A JP 12681894A JP H06343652 A JPH06343652 A JP H06343652A
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JP
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bone
attachment means
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washer
plate
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JP6126818A
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English (en)
Inventor
Laura C Small
シー スモール ローラ
Robert E Swain Iii
イー スウェイン、サード ロバート
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SMITH and NEPHEW RICHIYAAZU Inc
Smith and Nephew Inc
Original Assignee
SMITH and NEPHEW RICHIYAAZU Inc
Smith and Nephew Richards Inc
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Filing date
Publication date
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    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers ; Bone stabilisers comprising fluid filler in an implant
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    • A61B17/7002—Longitudinal elements, e.g. rods
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 融着を最大限に増強する強固で安定した構造
であって、いかなる患者にも使用可能な用途の広さを備
え、使用が簡便であり、微調整ができて嵌合性を向上さ
せた改良型複合脊髄固定装置を提供する。 【構成】 骨固定装置１０は、患者の骨組織に外科的に
移植されるよう形成された末端部分を有する骨用ボルト
１１と、上面１７Ａおよび下面１７Ｂと骨用ボルト１１
およびナット１６がその上に配置されるような大きさと
形状を有する細長いスロット２０を有し、このスロット
２０は前記外向きに対向する端部２１，２２を有するリ
ム３０に囲まれてなる繊維強化複合プレート１７と、プ
レート１７により骨用ボルト１１の位置に付着させるた
めの調節手段としての座金３５とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は骨、特に脊髄を固定す
る装置、システム及びその方法ならびに 前記装置に使
用される負荷伝達座金に関し、よく詳しくは患者の脊椎
に外科的に埋め込まれ、多様性と使用容易さが改良され
た最大の融合添加物に対する強くて安定構造の形の改良
された骨、特に脊髄を固定する装置、システム及びその
方法ならびに 前記装置に使用される負荷伝達座金に関
する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】脊骨の部分を相互に固定
する必要がある多くの外科的手法がある。骨ねじが脊骨
の固定にしばしば使用されている。骨ねじの移植は、１
つの外科手法で、脊椎の隣近部分に１以上の外科用開口
を形成し、ねじ込み骨ねじがこの開口に移植される。ロ
ッド又は板のような連結構造物が、隣近する骨ねじとを
結合することにより各種の脊椎部材に伸びている。
【０００３】初期の脊椎固定システムが“脊椎器具の適
用法”と題したラムの米国特許第３，６４８，６９１号
にみられる。ラムの特許には、１以上の病気又は損傷の
脊椎を橋がけするのに脊椎器具を使用する方法として
は、棘状突起が架橋（span）され、反対側にプレートを
クランプするのに使用する締め具を有する一対の伸びた
柔軟な並列した開口プレートを使用している。各ストラ
ップ又はプレートは、少なくとも２つの棘状突起をつか
むよう調整された長さを有し、締め具がその後及び前を
並びにその間の棘状突起間ギャップを通過できるように
各端より突出している。開口は隣近突起よりかなり互に
密接して存在し、少なくとも１つの開口がその中に排出
しうる生長又は軟骨組織を受け入れるべく互に後方の位
置で突出部に固着している。
【０００４】整形外科用の可変ねじ配置（ＶＳＰ）脊椎
プレートへの使用に評価されたポリマー複合物が、1989
年の刊行物で“複合脊椎板の促進テスト”なる題目で開
示されている。脊椎板の界面でのマイクロモーションの
原因となるフレッチング疲労又はサイクリック負荷が、
複合板の明らかな摩耗原因となると著者は思っている。
そのため、生体外フレッチング疲労で連続的な炭素繊維
ポリスルホン複合板を評価するテスト方法が開発され
た。関連の破損基準が確立され、板の疲労寿命に関する
トルク効果を測定するのに使用された。２つの破損機構
が観察され板配置挙動がこのメカニズムの指標である。
著書は、最高の移植具トルクが定義されたと思う。著書
は、材料を移植具応用に合うよう調整することの重要性
が結果から示されると思う。上記刊行物は条件を満たす
いくつかの材料の改良について述べている。
【０００５】エドワーヅの米国特許第４，３６９，７６
９号では、脊椎の各種の部分をブリッジするのに使用さ
れる伸長したロッドを使用する脊椎固定システムを開示
している。このエドワーヅの特許では、脊椎の破損又は
変形をより減少させるために脊椎ロッド上と周りにスリ
ーブ又はスペーサを置く、脊椎固定具を提供している。
このスリーブは各種の厚みに作ることができ、従って外
科医は各ケースにおいて最適の固定ができる。このスリ
ーブは、生物学的に受容な材料で作られている。
【０００６】骨用ねじと接続ロッドの使用は、ウルリッ
ヒ（Ulrich）他による米国特許第4,433,677 号「腰仙脊
髄矯正用移植副子（Implantable Splint for Correctio
n Lumbosacral Spondylodesis ）」にも開示されてい
る。このウルリッヒの特許の脊髄伸延副子では、２個の
錨状ねじが各々ねじの長手方向の軸に沿って延び、骨盤
に固定され、ねじの長手方向の軸が互いに交差してい
る。個々のねじは頭部を備え、短軸方向に開口したくぼ
みが短軸の中央に設けられ、歯が、短軸の周囲中央部に
角度をもって、かつ間隔をおいて配列されている。
【０００７】ねじを骨髄安定装置の一部として備える特
許としては、他にステファンズ（Stephens）他の米国特
許第4,604,995 号がある。このステファンズの特許で
は、外科用移植片は、脊髄分節インストルメンテーショ
ンで移植片を脊髄に固定され、胸部−腰部脊髄に安定性
を付与する。この移植片は、間隔を置いて設けられた一
対の枝管によって形成された概ね矩形、すなわち互いに
重複しあって枝管上に等しい間隔を置いて設けられた鏡
像である、単一ロッドからなる。
【０００８】ステフィー（Stefee）の米国特許第4,622,
581 号「脊柱を矯正する装置」では、ヒトの脊柱の近接
した椎骨の間のずれを矯正し、その矯正した位置に椎骨
を維持する装置が開示されている。この装置を取り付け
る場合には、ずれた椎骨とその椎骨に対向する椎骨とに
開口部を設け、力伝達部材を椎骨の開口部に取り付け
る。次に、力伝達部材が椎骨の脊髄プレートのスロット
を通って外に延びるように、脊髄プレートを脊柱に固定
する。ずれた椎骨に対向する椎骨に接続した力伝達部材
をナットで締め付け、脊髄プレートを固定する。次に、
ずれた椎骨に接続した力伝達部材をナットで締め付け、
ずれた椎骨を所望の位置に張設する。一実施様態では、
力伝達部材は、ずれた椎骨の開口部の側壁に係合する比
較的大きな直径のつる巻き線を備える。別の実施様態で
は、インサートがずれた椎骨の開口部に設けられ力伝達
部材がこのインサートを膨張させることによって、椎骨
を確実に把持する。
【０００９】骨用ねじに対向させてクランプを用いる装
置が、アッシャー（Asher ）の米国特許第4,773,402 号
「背側肢端転移外科用移植片」に開示されている。この
装置では、所望の脊柱の外形を示す、一対の脊髄係合ロ
ッドが設けられ、使用中、ヨーク・フット（yoke and f
oot ）構成要素がその一対のロッドに取り付けられてい
る。
【００１０】シャーマン（Sherman ）の米国特許第4,88
7,596 号では、 心棒からなっていて、心棒の一端には骨
に挿入できるように雄ねじを切ってあり、他端にはロッ
ドを受け止めるヨークを有し、ヨークがロッドの負荷に
抗する尖頭とこの尖頭に抗してロッドを保持するクラン
プとを備えかつロッドとヨークとの間の角度を調節する
ことができる、脊髄を内部固定するのに用いる茎ねじを
開示している。
【００１１】トランスペディキュラープレートの使用
が、脊髄の腰仙領域での融着が必要な場合に、優れた外
科医の間で主流となりつつある。このトランスペディキ
ュラープレートの構造によって、外科処置を成功に導く
強度と安定性を付与する。
【００１２】このトランスペディキュラープレートにも
欠点がないわけではない。脊髄と神経根が茎に接近して
いるため、ねじを誤って取り付けることはないが、この
構造の安定性ゆえに、すなわち分節運動が制限されるた
めに、応力関連のオステオペニアを誘発しこの構造の効
力が損なわれ、器材の破損にもつながる。
【００１３】この問題に限っていえば、過度の硬度を有
する構造をよりコンプライアンスのあるシステムに取り
替えることによって矯正できる。しかし、硬度と骨融着
率とのあいだには、微妙なバランスが存在するため、装
置は、「ずれやひずみを制限する程度に硬度を有し、崩
解しない程度に強固で、骨−移植片界面で破損しない程
度にコンプライアンス」を有さなくてはならない。
【００１４】現在市販されている入手可能な腰仙脊髄プ
レートシステムは、全て、金属材料で製造されている。
このことは、必ずしも脊髄装置の硬度を規定するもので
はないが、これによって、プレートシステムの装置のコ
ンプライアンスの量の実際の制限をするものである。金
属が他の材料に比べて高硬度（低コンプライアンス）を
概ね有するからである。言い換えれば、外形が変形する
設計を排除しようとすれば、金属材料製の装置では物理
的に凌駕することができない、例外的に低い最大コンプ
ライアンスレベルが存在する。材料システムにおいて、
材料に固有の硬度を決定できることは、この点で重要な
特徴である。金属材料に生じる摩耗破片や鉄剥離の生物
学的影響も調査によって明らかになってきた。また、映
像システムの発達した現代にあっては、外科医が、診断
を完了させるとともに回復のための最も効率的なコース
を示唆するのに、Ｘ線とコンピューター断層撮影共鳴映
像と磁気共鳴映像とを組み合わせることを要求するのは
極めて当たり前のことであるが、金属プレートシステム
では、こうした映像は不可能である。Ｘ線に対して不透
明であって、ＣＴ映像やＭＲ映像を歪曲させるためであ
る。
【００１５】現在の金属脊髄プレートシステムの欠点か
ら、ただちに解決されるべき多数の問題がある。第１
に、材料システムにおいては、金属システムが硬度を決
定するのではなく、設計者が装置の硬度を決定するべき
である。第２に、材料システムでは、映像技術全般を外
科医が操作できることを前提にしてはならない。最後
に、材料システムでは、改良を加えなくとも、従来の金
属製の装置の生体適合性に匹敵しなくてはならない。
【００１６】この発明の目的は、融着を最大限に増強す
る強固で安定した構造であって、いかなる患者にも使用
可能な用途の広さを備え、使用が簡便である、複合プレ
ート固定システムを提供することである。
【００１７】この発明の別の目的は、近接する骨取り付
け手段の間に微調整できるようにすることによって、嵌
合性を向上させた改良型複合脊髄固定装置を提供するこ
とである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】この発明は、一端が患者
の骨組織に外科的に移植される骨取り付け手段を備えた
改良型骨固定装置を提供する。骨固定装置は、（ａ）患
者の骨組織に外科的に移植されるよう形成された末端部
分を有する締結具、（ｂ）上面および下面と、締結具が
その上に配置されるような大きさと形状を有する細長い
スロットを有し、このスロットは前記外向きに対向する
両端部を有する周縁部に囲まれてなる繊維強化複合プレ
ート部材、及び（ｃ）締結具の位置を前記プレート部材
に対し固定するためのプレート部材を担持するとからな
る。
【００１９】繊維強化複合プレート部材は、腰仙脊柱の
自然な脊柱前弯の曲率に適合させるよう湾曲された下面
を有するのが好ましい。繊維強化複合プレート部材は、
湾曲可能な前記上面および下面の１つを有する成形複合
構造からなるのが好ましい。繊維強化複合プレート部材
は、腰仙脊柱の自然な脊柱前弯の曲率に適合させるよう
湾曲された上面および下面の双方または一方の曲率を規
定するための、不整のプライシーケンスに配列された複
数の層からなるのが好ましい。繊維強化複合プレート部
材が、巻き（winding)および／または配量（placement)
によって整列された複数の繊維またはトウから構成され
湾曲した上面または下面を形成するのが好ましい。
【００２０】調節手段は、スロットの両端間にまたがる
第一フランジを有する座金を含むのが好ましい。締結具
は少なくとも１対の骨締結具を備え、スロットは間隔を
おいて外科的に移植された時、骨締結具に適応する大き
さに作られるのが好ましい。調節手段は、プレートの端
部に沿って配設されたくぼみを有する精密調節手段を含
むのが好ましい。精密調節手段は、その間にくぼみを有
するプレートの各端部の間に規則的に配置された歯を含
むのが好ましい。スロットは中心軸を有し、座金は使用
時にスロットの中心軸上に中心を位置する開口を備えて
いるのが好ましい。座金は、くぼみを有するプレート上
を摺動するようプレートと相応じるくぼみを有するのが
好ましい。座金は、１つの中央のフランジと、間隔をお
いてプレート部材の端部に対向するよう位置付けされた
２つの側部フランジとを含む３つに区画されるフランジ
を備えてなるのが好ましい。。プレート部材は細長いス
ロットを規定する１対のリムからなり、調節手段は前記
リムに設けられた複数の開口に係合するのが好ましい。
【００２１】この発明の複合の骨プレートシステムは、
（ａ）患者の骨組織に外科的に移植されるよう形成され
た末端部分を有する少なくとも１つの骨取り付け手段、
（ｂ）長手方向に延び、負荷伝達面が形成された骨取り
付け手段の一部分、（ｃ）上面および下面と、平行で外
向きに対向する前記両端部を有する周縁部分に囲まれた
細長いスロットを有する外向きに対向する両端部とを備
え、スロットが骨取り付け手段を受け止める大きさに作
られた複合骨プレート部材、（ｄ）延出する突出部を有
する下面部分を備えた座金、および、（ｅ）調節手段
と、前記調節手段から選択されたものと適合する大きさ
及び形状で形成されたそれぞれの突出部を有するプレー
ト部材とからなる。
【００２２】この発明の複合骨プレートシステムは、
（ａ）患者の骨組織に外科的に移植されるよう形成され
た末端部分を有する少なくとも１つの骨取り付け手段、
（ｂ）長手方向に延び、負荷伝達面が形成された骨取り
付け手段の一部分、（ｃ）上面および下面と、平行で外
向きに対向した前記両端部を有する周縁部分に囲まれた
細長いスロットを有する外向きに対向する両端部とを備
え、スロットが骨取り付け手段を受け止める大きさに作
られた複合骨プレート部材、（ｄ）延出する突出部を有
する下面部分を備えた座金、および、（ｅ）複数の位置
調節開口を備えたプレートと、位置調節開口から選択さ
れたものと適合する大きさ及び形状で形成されたそれぞ
れの突出部とを有するプレート部材とからなる。
【００２３】複合骨プレート部材は、腰仙脊柱の自然な
脊柱前弯に適合させるよう湾曲された下面を有するのが
好ましい。複合プレート部材は、湾曲した前記上面およ
び下面の１つを有するモールドされた複合プレートから
なるのが好ましい。複合プレート部材は、腰仙脊柱の自
然な脊柱前弯の曲率に適合させるよう湾曲された上面お
よび下面の双方または一方の曲率を規定するための、不
整のプライシーケンスで配列された複数の層からなるの
が好ましい。複合プレート部材は、巻きおよび／または
配置によって整列された複数の繊維またはトウから構成
され湾曲した上面または下面を形成するのが好ましい。
【００２４】負荷伝達座金は、スロットの両端間にまた
がる第１フランジと、第１フランジと直交して延びる１
対の二分されたフランジとを備えてなるのが好ましい。
スロットは、間隔を置いて外科的に移植された１対の骨
取り付け手段に適応する大きさで形成されてなるのが好
ましい。位置調節開口は、両端間に配置された複数の半
円形の開口を備えてなるのが好ましい。座金は、１つの
中央フランジと、間隔を置いて配置されプレート部材の
両端部に対向して配置された２つの側部フランジとを含
む３つの分割されたフランジ部分を備えてなるのが好ま
しい。座金は、骨取り付け手段に対応する半球状部分を
受け止める半球状部分を有する開口を備えてなるのが好
ましい。スロットは、下部の面取りされた面を有すると
ともに、骨取り付け手段が負荷伝達のために前記面取り
された面と境を接する対応面を有するのが好ましい。
【００２５】この発明の骨固定システムは、（ａ）患者
の骨性組織に外科的に移植されるよう形成された末端部
分と、負荷伝達面を有する骨取り付け手段の接合部分と
を有する骨取り付け手段、（ｂ）上部および下部表面
と、前記外向きに対向する平行な両端部を有する周縁部
によって囲まれた細長いスロットを有する外向きに対向
する平行な両端部とを備えた繊維強化材料からなる複合
プレート部材、（ｃ）取り付け手段を介して骨からプレ
ート部材に負荷を伝達する骨取り付け手段とプレート部
材とを連結する負荷伝達座金、及び（ｄ）骨取り付け手
段を受け入れるために前記座金に形成された開口とから
なる。
【００２６】複合プレートは、腰仙脊柱の自然な脊椎前
弯の曲率に適合するよう湾曲された下面を有するのが好
ましい。複合プレートは、湾曲された前記上面および下
面の１つを有するモールドされた１枚の複合プレートか
らなるのが好ましい。複合プレートは、腰仙脊柱の自然
な脊柱前弯の曲率に適合させるよう湾曲された上面およ
び下面の双方または一方の曲率を規定するための、不整
のプライシーケンスで配設された複数の薄膜からなるの
が好ましい。複合プレートは、巻きおよび／または配置
によって整列された複数の繊維またはトウから構成さ
れ、湾曲した上面または下面を形成するのが好ましい。
骨取り付け手段は、金属であるのが好ましい。骨取り付
け手段は、非金属であるのが好ましい。骨取り付け手段
は、隣接してナットを受け止めるためのねじ部が形成さ
れた接合部分を有する骨ボルトであるのが好ましい。骨
取り付け手段は、セラミックスであるのが好ましい。骨
取り付け手段は、複合材料であるのが好ましい。
【００２７】骨取り付け手段は、金属であるのが好まし
い。骨取り付け手段は、非金属であるのが好ましい。骨
取り付け手段は、隣接してナットを受け止めるためのね
じ部を有する接合部分を有する骨ボルトであるのが好ま
しい。骨取り付け手段は、セラミックスであるのが好ま
しい。骨取り付け手段は、複合材料であるのが好まし
い。
【００２８】この発明の脊髄固定方法は、（ａ）非金
属、繊維強化プレート部材を含む複合プレートを供給す
る工程、および（ｂ）患者の脊椎に外科的に埋め込まれ
間隔をおいて並列に配置された締結具を使用して患者の
脊椎にプレート部材を付着する工程からなる。
【００２９】この発明の負荷伝達座金は、プレート部材
と骨取り付け手段に連結し、上記プレート部材のリムに
形成された開口に対応する部分から延出する突出部を有
する下面部分を備えてなる。
【００３０】プレートの長軸に対し、０°、４５°、９
０°、１３５°の角度で配向された繊維からなる繊維強
化構造であるのが好ましい。
【作用】
【００３１】複合プレートの強化層が電子導体である場
合には、座金と骨取り付け手段は、ひとたび電解生理環
境下で移植されれば複合プレートとの電気化学的適合性
が保証される材料で構成されることが肝要ある。従っ
て、電触セル（galvanic corrosion cell ）の形成を防
止するために、炭素（あるいは黒鉛）繊維によって複合
プレートを強化させる場合は、装置は非金属（電子絶縁
体）からなるか、それに類似した電極電位を有する材料
で構成される必要がある。好ましい実施様態では、複合
プレートの端部に形成された押込によって微調整ができ
るようにしてもよい。この発明の複合脊髄プレートシス
テムでは、コンプライアンスと生体適合性が増強され、
かつ外科医の映像技術全般を操作する能力に干渉しない
（左右されない）材料を提供する。
【００３２】このシステムは上面と下面および概ね平行
な対向する外向きの端部を含み、細長いスロットが複合
プレート部材の長手方向の中央線に沿って延びる複合プ
レート部材を提供する。スロットは骨取り付け手段がそ
の上に配置されうる大きさと形状を備え、骨取り付け手
段は平行な対向する外向きの端部に連続する周縁部によ
って囲まれている。
【００３３】骨用ボルトは、非金属（例えばセラミック
あるいは複合材料）からなるのが好ましく、患者の骨組
織に外科的に移植された第１端部を備えている。骨用ボ
ルトの第２端部は、負荷伝達座金に取り付けられてい
る。負荷伝達座金は、プレート部材と骨用ボルトとに連
結し、骨用ボルトからの負荷をプレート部材に分配す
る。負荷伝達座金をプレートに配置するのに微調整がで
きる。別の実施様態では、座金は１個以上の突起部を含
んだ下面を備えている。プレートには、座金の突起部を
受け止める、間隔を置いて配置された一連の開口が含ま
れている。座金の突起部とプレートの開口を組み合わせ
ると、座金とプレートとが接続するとともに両者の間に
調整手段が形成される。負荷がプレートに伝達されるの
に充分な力で、座金がプレートに締め付けられる。負荷
を伝達するもう１つの機構としては、摩擦から生じる剪
斷応力の伝達が挙げられる。
【００３４】この発明の脊髄プレートは、圧縮・引張負
荷、及びかなりの捩りや曲げに耐えることができる。複
合材料を用いた場合、遭遇した特定の負荷が処理され
る。好ましい形状では、プレートは、その長手軸方向に
０°、４５°、９０°、１３５°の角度を有する繊維か
らなり、このため負荷を加え様々なモードに移行させる
場合に、強度と堅固さが付与される。
【００３５】この発明のプレート装置では、腰仙の脊髄
の自然な前湾性湾曲に適合するように湾曲したプレート
が提供される。これは、以下の２方法のうち１つによっ
て達成され得る。まず、湾曲した型によってプレートに
湾曲を付与することができる。プレートを高温・高圧下
で圧縮する場合は、湾曲した型を用いてプレートを最終
の型に成型する。湾曲は、不整のプライシーケンスの積
層によって形成してもよい。例えば、プレートの下半分
を冷却処理するときプレートの上半分が下半分よりも収
縮しやすい場合には、収縮しやすい上半分あたりでプレ
ートに「そり」が生じ、湾曲形に固定される。
【００３６】この発明の装置の一実施様態では、負荷を
プレートに伝達する補足手段を備える。プレートの２つ
の靱帯の中央に係合孔を設けるかわりに、係合孔の中央
がプレートの端に一致するように係合孔を移動させる。
このように変化に対応して、座金はアーチ形の半円形部
分にかみ合う。
【００３７】さら界面を座金とナットの間に設けると、
微小運動が可能で、応力がよりうまく分配されるため、
疲労寿命が伸長する。複数の繊維強化材が不斉に積層し
て湾曲を形成しているため、プレートが脊髄の自然な湾
曲に適合する。好ましい実施様態と別の実施様態のプレ
ート部分は、Ｘ線透過性の複合材料で各々構成されてい
る。
【００３８】座金は、プレートの端部の溝付きへりと係
合する、下方に延びたペグ部を備えるのが好ましい。別
の実施様態では、ペグ部は、プレートの中央スロットと
プレートの端部との間に間隔を置いて配置された開口と
係合する。従って、この発明では、Ｘ線透過性の複合材
料と、Ｘ線透過性の座金と、上記プレートに係合する骨
取り付け手段とからなる改良型骨用固定装置が提供され
る。
【００３９】また、プレート部材と骨取り付け手段に連
結し、突出部が延びて上記プレート部材のリム部の開口
に対応する下面を備えた、負荷伝達座金が提供される。
このように応力をうまく分配することによって、個々の
骨用ねじおよび／あるいは骨用ボルトは、プレートをシ
ステムの骨用ねじに嵌合させる操作をほとんど行うこと
なく、解剖学的に植え込むことができる。
【００４０】この発明の装置は、複合材料、例えば炭素
繊維／ＰＥＥＫ複合材料等からなる脊髄プレート装置を
提供することによって、上記の先行技術の問題点や欠点
を解決するものである。また、コンプライアンスを有
し、生体適合性であって、Ｘ線透過性であって、ＣＴ映
像やＭＲ映像からの歪曲を最小限度に抑える。
【００４１】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳述する。なお、本発明はこれによって限定されるもの
ではない。
【００４２】図１〜８は、符号１０によって概ね示され
た、この発明の装置の好ましい実施様態である、一端が
患者の骨組織に外科的に移植される骨取り付け手段を備
えた改良型骨固定装置を示す。図１において、骨用ボル
ト１１は、並目ねじ１３を備えた軸部１２を有する。骨
用ボルト１１の上端部には、用具受け止め穴１５を備え
た細目ねじ付きの頭部１４が設けられている。この六角
形の用具受け止め穴１５は、骨用ボルト１１の上端部に
設け、患者の骨性組織の外科的開口部に並目ねじ１３を
捩込むためのトルクを加えるアレンレンチ（allen wren
ch）等を受け止めさせるのが好ましい。半球体の底部を
備えたナット１６は、座金３５との負荷伝達界面を形成
する。ナット１６は、骨用ボルト１１の頭部１４の細目
ねじと呼応して係合する細目ねじを備えている。
【００４３】プレート１７は、上面１７Ａと下面１７Ｂ
を有する。プレート１７は、細長い形状であって、湾曲
した端部１８と１９を備えている。長手方向に延びるス
ロット２０には、半円形の端部２１と２２が含まれる。
スロット２０は、平行な側壁部２３と２４に囲まれてい
る。スロット２０は、プレート１７の上面１７Ａと下面
１７Ｂにおいて各々スロットに連続する、上面面取り部
２５と下面面取り部２６（図３）を備えてもよい。こう
ばい付き上・下面部２５・２６は、骨用ボルト１１の類
似した形状の表面と連結してもよい。
【００４４】プレート１７は、スロット２０の側部に一
対のリム（limb）部２９と３０を備えている。プレート
１７のリム（limb）部２９と３０には、間隔を置いて設
けられた複数の半円形のノッチ２７と２８が各々含まれ
る。ノッチ２７と２８によって調整位置が画定される。
ノッチ２７と２８は、例えば２、３ミリだけ間隔を置い
て設けられる。
【００４５】座金３５が、間隔を置いて設けられ、座金
横部材４１に接続する側壁部３９と４０を備えている。
座金３５の開口部３６は、上面３３と下面３４の間に延
びる。開口部３６は、ナット１６の半球形の凸型面３２
と類似した形状である半球形の凹型面４２によって画定
され、使用中は凹型面４２との界面を形成する。突起部
３７と３８は、開口部３６の中央軸３１が、スロット２
０の中央長手軸と並ぶとき、プレート１７のノッチ２７
と２８と相応じる大きさと形状を備えている。
【００４６】図９〜１０では、骨用ねじ４３は、軸部４
４と下端部４５と頭形状部４６を備えている。並目ねじ
４７は、円錐形の（frastoconical ）頭状部４６の下か
ら軸部４４の長手方向に沿って延びている。並目ねじ４
７によって、患者の骨組織に骨用ねじ４３の軸部４４が
外科的に挿入される、骨係合用ねじが提供される。六角
形の用具受け止め穴４８によって、用具を用いて骨用ね
じ４３にトルクを伝達する手段が提供される。半球形面
４９は、類似した形状を有する座金３５の凹型面４２に
係合するように配置する。
【００４７】図１１〜１７では、骨固定プレート（図１
１〜１２）と骨固定座金（図１３〜１７）の別の実施様
態を示す。図１１〜１２では、複合プレート５０には、
概ね平坦で、平行な対向する外壁部５１と５２を備えた
プレートが含まれる。前記の好ましい実施様態の場合の
ように、プレート５０によって、中央が長手方向に延び
るスロット５３を提供される。スロット５３には、概ね
半円形の端部５４と５５が含まれる。スロットは、図１
１に示すように、一対の概ね平行な対向する側部５６と
５７、及び半円形の端部５４と５５によって画定され
る。プレート５０によって、各々スロット５３と連続す
る、上面面取り部５８と下面面取り部５９が提供され
る。
【００４８】プレート５０には、リム部６０と６１が含
まれる。個々のリム部６０と６１は、間隔を置いて配置
された複数の開口６２と６３を各々備える。個々の開口
６２と６３は、プレート上面６４とプレート下面６５と
の間に延びる。プレート５０は、座金６６と共に用い
る。座金６６は、座金上面６７と座金下面６８と側壁６
９と７０を備えている。座金６６は、座金上面６７と座
金下面６８との間に延びる中央開口部７１を備えてい
る。一対の円筒形の突起部７２と７３は、図１４〜１６
に示すように、座金６６の座金下面６８の下に延びてい
る。
【００４９】突起部７２と７３は、座金６６がプレート
５０と係合するとき、選択された開口６２と６３とに各
々相応じるように、大きさと形状とを備え間隔を置いて
配置されている。使用の際、座金６６はプレート５０の
上に配置される。突起７２、７３は各々選択された開口
６２と選択された開口６３とに相応じる（係合する）。
座金６６の平面７５と７６は、プレートの平坦な壁部５
１と５２に整合する（正しい関係位置となる、すなわち
密着する）。座金６６の開口部７１によって、図１〜８
の好ましい実施様態に関するような、半球面状に形成さ
れたナットの表面あるいは骨用ねじの半球形面が提供さ
れる。
【００５０】この発明の脊髄プレートは、圧縮・引張負
荷、及びかなりの捩りや曲げに耐えることができる。複
合材料を用いた場合、可撓性によって、遭遇した特定の
負荷が処理される。好ましい形状では、プレートは、そ
の長手軸方向に０°、４５°、９０°、１３５°の角度
を有する繊維からなり、このため負荷を加え様々なモー
ドに移行させる場合に、強度と堅固さが付与される。
【００５１】好ましい実施様態と別の実施様態のプレー
ト部分分は、各々、Ｘ線透過性である複合材料からな
る。従って、Ｘ線透過性の座金とねじをプレート部分と
共に用いてもよい。座金は、プレートの相応じる形状の
溝付きへりと係合する下方に延びたペグ(peg）部を備え
るのが好ましい。別の実施様態では、ペグ部は、プレー
トの中央スロットとプレートのへりの間に間隔を置いて
配置された開口と係合する。表１は、本文中及び図面で
用いられた、部分の符号とそれに対応する説明を含む部
分の一覧である。
【００５２】多くの異なる実施様態が法律の記載要件に
基づいてここに記載された発明の概念の範囲内でなさ
れ、多くの修正がここで説明された実施様態においてな
されることが可能であるため、ここに記載された詳細
は、説明のためであって、限定の意図でなされたもので
ないことを理解されたい。
【００５３】
【発明の効果】この発明の骨、特に脊髄を固定する装
置、システム及びその方法ならびに 前記装置に使用さ
れる負荷伝達座金では、骨用ボルトは、非金属（例えば
セラミックあるいは複合材料）からなり、骨用ボルトの
第２端部に取り付けられた負荷伝達座金は、プレート部
材と骨用ボルトとに連結し、骨用ボルトからの負荷をプ
レート部材に分配するので、プレートに配置するのに微
調整ができる。
【００５４】座金の突起部とプレートの開口との組み合
わにより、座金とプレートとが接続するとともに両者の
間に調整手段が形成されるので、圧縮・引張負荷、及び
かなりの捩りや曲げに耐えることができる。プレート
は、その長手軸方向に０°、４５°、９０°、１３５°
の角度を有する繊維からなり、このため負荷を加え様々
なモードに移行させる場合に、強度と堅固さが付与され
る。
【００５５】さら界面を座金とナットの間に設けたの
で、微小運動が可能で、応力がよりまく分配されるた
め、疲れ寿命が伸長する。また、複数の繊維強化材が不
斉に積層して湾曲を形成しているため、プレートが脊髄
の自然な湾曲に適合する。また、応力がうまく分配され
るので、個々の骨用ねじおよび／または骨用ボルトは、
プレートをシステムの骨用ねじに嵌合させる操作をほと
んど行うことなく、解剖学的に植え込むことができる。
コンプライアンスを有し、生体適合性であって、Ｘ線透
過性とすれば、ＣＴ映像やＭＲ映像からの歪曲を最小限
度に抑えることができる。
【００５６】このような構成により、融着を最大限に増
強する強固で安定した構造であって、いかなる患者にも
使用可能な用途の広さを備え、使用が簡便となる。近接
する骨取り付け手段の間に微調整できるので、嵌合性が
向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、骨用ボルトを用いた、この発明の装置
の好ましい実施様態の分解斜視図である。
【図２】図２は、この発明の装置の好ましい実施様態の
部分断面立図である。
【図３】図３は、この発明の装置の好ましい実施様態の
断面立図である。
【図４】図４は、この発明の装置の好ましい実施様態の
上面部分図である。
【図５】図５は、この発明の装置のプレート部分を示し
た、この発明の装置の好ましい実施様態の部分斜視図で
ある。
【図６】図６は、この発明の装置の座金部を示した、こ
の発明の装置の好ましい実施様態の部分斜視図である。
【図７】図７は、この発明の装置の座金部を示した、こ
の発明の装置の好ましい実施様態の部分底面図である。
【図８】図８は、この発明の装置の座金部を示した、こ
の発明の装置の好ましい実施様態の部分上面図である。
【図９】図９は、骨用ねじを用いた、この発明の装置の
好ましい実施様態の分解斜視図である。
【図１０】図１０は、図９に用いられている、この発明
の装置の好ましい実施様態のプレート部分と座金部の部
分断面立図である。
【図１１】図１１は、この発明の装置の別の実施様態の
プレート部分の上面図である。
【図１２】図１２は、この発明の装置の別の実施様態の
プレート部分の部分斜視図である。
【図１３】図１３は、この発明の装置の別の実施様態の
座金部の上面図である。
【図１４】図１４は、この発明の装置の別の実施様態の
座金部の正面図である。
【図１５】図１５は、この発明の装置の別の実施様態の
座金部の底面図である。
【図１６】図１６は、この発明の装置の別の実施様態の
座金部の断面立図である。
【図１７】図１７は、図１３〜１６の座金の側面図であ
る。
【符号の説明】
１０ 骨固定装置 １１ 骨用ボルト １２ 軸部 １３ 並目ねじ １４ 頭部 １５ 用具受け止め穴 １６ ナット １７ プレート １７Ａ 上面 １７Ｂ 下面 １８ 湾曲した端部 １９ 湾曲した端部 ２０ スロット ２１ 半円形の端部 ２２ 半円形の端部 ２３ 平行な側壁部 ２４ 平行な側壁部 ２５ 上面面取り部 ２６ 下面面取り部 ２７ 半円形のノッチ ２８ 半円形のノッチ ２９ リム部 ３０ リム部 ３１ 軸 ３２ 半球形の凸型面 ３３ 上面 ３４ 下面 ３５ 座金 ３６ 開口部 ３７ 突起部 ３８ 突起部 ３９ （座金の）側壁部 ４０ （座金の）側壁部 ４１ 座金横部材 ４２ 半球形の凹型面 ４３ 骨用ねじ ４４ 軸部 ４５ 下端部 ４６ 頭状部 ４７ 並目ねじ ４８ 用具受け止め穴 ４９ 半球形面 ５０ プレート ５１ 壁部 ５２ 壁部 ５３ スロット ５４ 半円形の端部 ５５ 半円形の端部 ５６ 側部 ５７ 側部 ５８ こうばい付き上部 ５９ こうばい付き下部 ６０ リム部 ６１ リム部 ６２ 開口 ６３ 開口 ６４ プレート上面 ６５ プレート下面 ６６ 座金 ６７ 座金上面 ６８ 座金下面 ６９ 側壁 ７０ 側壁 ７１ 開口部 ７２ 円筒形の突起部 ７３ 円筒形の突起部 ７４ 半球形面 ７５ 平面 ７６ 平面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート イー スウェイン、サード アメリカ合衆国、テネシー 38139 ジャ ーマンタウン リバーチェイス ドライブ 8624

Claims (41)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）患者の骨性組織に外科的に移植さ
    れるよう形成された末端部分を有する締結具、 （ｂ）上面および下面と、締結具がその上に配置される
    ような大きさと形状を有する細長いスロットを有し、こ
    のスロットは前記外向きに対向する両端部を有する周縁
    部に囲まれてなる繊維強化複合プレート部材、及び （ｃ）前記プレート部材は、部材に対し締結具の位置を
    固定させるための調節手段を有することからなる骨固定
    装置。
  2. 【請求項２】 繊維強化複合プレート部材が、腰仙脊柱
    の自然な脊柱前弯の曲率に適合させるよう湾曲可能な下
    面を有する請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 繊維強化複合プレート部材が、湾曲可能
    な前記上面および下面の１つを有する成形複合構造から
    なる請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】 繊維強化複合プレート部材が、腰仙脊柱
    の自然な脊柱前弯の曲率に適合する上面および下面の双
    方または一方の曲率を規定する不整のプライシーケンス
    に配列された複数の層からなる請求項２記載の装置。
  5. 【請求項５】 繊維強化複合プレート部材が、巻きおよ
    び／または配置によって配列された複数の繊維またはト
    ウから構成され湾曲した上面または下面を形成する請求
    項２記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記調節手段が、スロットの両端間にま
    たがる第一フランジを有する座金を含む請求項１記載の
    装置。
  7. 【請求項７】 締結具は少なくとも１対の骨締結具を備
    え、スロットは間隔をおいて外科的に移植された時、骨
    締結具を収納する大きさである請求項１記載の装置。
  8. 【請求項８】 調節手段が、プレート部材の端部に沿っ
    て間隔を持ったくぼみを有する精密調節手段である請求
    項１記載の装置。
  9. 【請求項９】 精密調節手段が、くぼみを有する各端部
    に沿って等間隔に配列した歯と、くぼみと係合するため
    の座金上の対応する凸部を含む請求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 スロットは中心軸を有し、座金は使用
    時にスロットの中心軸上に中心を位置する開口を備えた
    請求項１記載の装置。
  11. 【請求項１１】 座金が、くぼみでプレート上を摺動す
    るようプレートと一致するくぼみを有する請求項１記載
    の装置。
  12. 【請求項１２】 座金が、１つの中央のフランジと、間
    隔をおいてプレート部材の端部を支えるよう位置付けさ
    れた２つの側部フランジとを含む３つに区画されるフラ
    ンジを備えてなる請求項１記載の装置。
  13. 【請求項１３】 プレート部材は細長いスロットを規定
    する１対のリムからなり、調節手段は前記リムに設けら
    れた複数の開口からなる請求項１記載の装置。
  14. 【請求項１４】 （ａ）患者の骨組織に外科的に移植さ
    れるよう形成された末端部分を有する少なくとも１つの
    骨取り付け手段、 （ｂ）長手方向に延び、負荷伝達面が形成された骨取り
    付け手段の一部分、 （ｃ）上面および下面と、平行で外向きに対向する両端
    部を有する周縁部分に囲まれた細長いスロットを有する
    外向きに対向する両端部とを備え、スロットが骨取り付
    け手段を受け止める大きさに作られた複合骨プレート部
    材、 （ｄ）延出する突出部を有する下面部分を備えた座金か
    らなり、かつ （ｅ）前記プレート部材は、調節手段を有しそれぞれの
    突出部は前記調節手段から選択されたものと適合する大
    きさ及び形状を有することからなる複合骨プレートシス
    テム。
  15. 【請求項１５】 （ａ）患者の骨性組織に外科的に移植
    されるよう形成された末端部分を有する少なくとも１つ
    の骨取り付け手段、 （ｂ）長手方向に延び、負荷伝達面が形成された骨取り
    付け手段の一部分、 （ｃ）上面および下面と、平行で外向きに対向した前記
    両端部を有する周縁部分に囲まれた細長いスロットを有
    する外向きに対向する両端部とを備え、スロットが骨取
    り付け手段を受け止める大きさに作られた複合骨プレー
    ト部材、 （ｄ）延出する突出部を有する下面部分を備えた座金、
    および、 （ｅ）前記プレートは複数の位置調節開口を備え、位置
    調節開口から選択されたものと適合する大きさ及び形状
    で形成されたそれぞれの突出部とを有する複合骨プレー
    トシステム。
  16. 【請求項１６】 複合骨プレート部材が、腰仙脊柱の自
    然な脊柱前弯に適合させるよう湾曲された下面を有する
    請求項１５記載のシステム。
  17. 【請求項１７】 複合プレート部材が、湾曲した前記上
    面および下面の１つを有する成形複合プレートからなる
    請求項１６記載のシステム。
  18. 【請求項１８】 複合プレート部材が、腰仙脊柱の自然
    な脊柱前弯の曲率に適合させるよう湾曲された上面およ
    び下面の双方または一方の曲率を規定するための、不整
    のプライシーケンスが配列された複数の層からなる請求
    項１６記載のシステム。
  19. 【請求項１９】 複合プレート部材が、巻きおよび／ま
    たは配置によって配列された複数の繊維またはトウから
    構成され湾曲した上面または下面を形成する請求項１６
    記載のシステム。
  20. 【請求項２０】 負荷伝達座金が、スロットの両端間に
    またがる第１フランジと、第１フランジと直交して延び
    る１対の二分されたフランジとを備えてなる請求項１５
    記載のシステム。
  21. 【請求項２１】 スロットが、間隔を置いて外科的に移
    植された１対の骨取り付け手段に適応する大きさで形成
    された請求項１５記載のシステム。
  22. 【請求項２２】 位置調節開口が、両端間に配置された
    複数の半円形の開口を備えた請求項１５記載のシステ
    ム。
  23. 【請求項２３】 座金が、１つの中央フランジと、間隔
    を置いて配置されプレート部材の両端部に対向して配置
    された２つの側部フランジとを含む３つの分割されたフ
    ランジ部分を備えてなる請求項１５記載のシステム。
  24. 【請求項２４】 座金が、骨取り付け手段に対応する半
    球状部分を受け止める半球状部分を有する開口を備えて
    なる請求項１５記載のシステム。
  25. 【請求項２５】 スロットが、下部の面取りされた面を
    有するとともに、骨取り付け手段が負荷伝達のために前
    記面取りされた面と境を接する対応面を有する請求項１
    ５記載のシステム。
  26. 【請求項２６】 （ａ）患者の骨性組織に外科的に移植
    されるよう形成された末端部分と、負荷伝達面を有する
    骨取り付け手段の接合部分とを有する骨取り付け手段、 （ｂ）上部および下部表面と、前記外向きに対向する平
    行な両端部を有する周縁部によって囲まれた細長いスロ
    ットを有する外向きに対向する平行な両端部とを備えた
    繊維強化材料からなる複合プレート部材、 （ｃ）取り付け手段を介して骨からプレート部材に負荷
    を伝達する骨取り付け手段とプレート部材とを連結する
    負荷伝達座金、及び、 （ｄ）骨取り付け手段を受け入れるために前記座金に形
    成された開口、とからなる骨固定システム。
  27. 【請求項２７】 複合プレートが、腰仙脊柱の自然な脊
    椎前弯の曲率に適合するよう湾曲された下面を有する請
    求項２６記載のシステム。
  28. 【請求項２８】 複合プレートが、湾曲された前記上面
    および下面の１つを有するモールドされた１枚の複合プ
    レートからなる請求項２７記載のシステム。
  29. 【請求項２９】 複合プレートが、腰仙脊柱の自然な脊
    柱前弯の曲率に適合させるよう湾曲された上面および下
    面の双方または一方の曲率を規定するための、連続する
    不斉層が配設された複数の薄膜からなる請求項２７記載
    のシステム。
  30. 【請求項３０】 複合プレートが、巻きおよび／または
    配置によって配列された複数の繊維またはトウから構成
    され、湾曲した上面または下面を形成する請求項２７記
    載のシステム。
  31. 【請求項３１】 骨取り付け手段が、金属である請求項
    １記載の装置。
  32. 【請求項３２】 骨取り付け手段が、非金属である請求
    項１記載の装置。
  33. 【請求項３３】 骨取り付け手段が、隣接してナットを
    受け止めるためのねじ部が形成された接合部分を有する
    骨ボルトである請求項１記載の装置。
  34. 【請求項３４】 骨取り付け手段が、セラミックスであ
    る請求項１記載の装置。
  35. 【請求項３５】 骨取り付け手段が、複合材料である請
    求項１記載の装置。
  36. 【請求項３６】 骨取り付け手段が、金属である請求項
    １５または２６記載のシステム。
  37. 【請求項３７】 骨取り付け手段が、非金属である請求
    項１５または２６記載のシステム。
  38. 【請求項３８】 骨取り付け手段が、隣接してナットを
    受け止めるためのねじ部を有する接合部分を有する骨ボ
    ルトである請求項１５または２６記載のシステム。
  39. 【請求項３９】 骨取り付け手段が、セラミックスであ
    る請求項１５または２６記載のシステム。
  40. 【請求項４０】 骨取り付け手段が、複合材料である請
    求項１５または２６記載のシステム。
  41. 【請求項４１】 プレート部材と骨取り付け手段に連結
    し、上記プレート部材のリムに形成された開口に対応す
    る部分から延出する突出部を有する下面部分を備えた負
    荷伝達座金。
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