JPH1156871A - 脊椎固定システム用かすがい連結器 - Google Patents

脊椎固定システム用かすがい連結器

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JPH1156871A
JPH1156871A JP10172006A JP17200698A JPH1156871A JP H1156871 A JPH1156871 A JP H1156871A JP 10172006 A JP10172006 A JP 10172006A JP 17200698 A JP17200698 A JP 17200698A JP H1156871 A JPH1156871 A JP H1156871A
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JP
Japan
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leg
fixation system
bone fastener
spinal
spinal fixation
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JP10172006A
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English (en)
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Chih-I Lin
イ リン チー
David Nichols
ニコルス ディヴィッド
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Original Assignee
United States Surgical Corp
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    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B17/56Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58Surgical 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
    • A61B17/68Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/70Spinal positioners or stabilisers ; Bone stabilisers comprising fluid filler in an implant
    • A61B17/7001Screws or hooks combined with longitudinal elements which do not contact vertebrae
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 角度的に不整列状態にある有茎ネジを脊椎固
定システムの脊椎用横方向ロッドに取り付けるかすがい
連結器を提供する。 【解決手段】 本発明の脊椎固定システム用連結器(1
0)は、細長い脊椎用ロッド(12)を受け入れる開口部
を備えた第1の部分と、第1の部分から延び、脊椎用ロ
ッドの長手方向軸線に対して横方向の長手方向軸線を有
する第2の部分とから成る。開口部は、脊椎用ロッドの
長手方向軸線回りの連結器の回転を容易にすると共に脊
椎用ロッドの長手方向軸線に沿う連結器の長手方向の移
動を容易にするような形状になっている。第2の部分
は、その長手方向軸線に沿う種々の位置及びその周りの
種々の角度位置で骨用締結具(42)が取り付けられるよ
うな形状になっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、脊椎変形症の治療
に用いられる脊椎固定システムに関し、特に、角度的に
不整列又は心ずれ状態にある有茎ネジを脊椎固定システ
ムの横方向脊椎用ロッドに取付けかすがい連結器に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】外科医
は、薄板状フック(lamina hook)又は有茎ネジ(pedicl
e screw)で脊椎に固定される長手方向脊椎用ロッドに関
連して普及した脊椎固定術で脊椎変形症を治療してい
る。かかるロッド組立体は一般に、1又は2本以上の脊
椎用ロッドと、茎を通ってそれぞれの椎体内へ差し込ま
れる複数本のネジとから成る。これらのネジは、細長い
ロッドをネジ内へ結合する結合要素を備えている。細長
いロッドは、脊椎の長手方向軸線に沿って延び、結合要
素を介して複数本のネジに結合される。ロッドの整列状
態による影響により、これが取り付けられた脊椎は一層
適正な形状に一致するようになる。解剖学的観点による
ばらつき又は差異に起因して、有茎ネジは長手方向脊椎
用ロッドとは正しく整列しない場合がある。横方向ロッ
ドを曲げなくても済むようにするためには、脊椎用ロッ
ドの横方向の偏りを補償するように脊椎用ロッドをネジ
に連結する器具が必要である。
【0003】従来技術には、ネジと結合要素のなす角度
に関して自由度に幅を持たせる器具を提供する種々の試
みがある。しかしながら、これらの技術は一般に手が込
んでいて、しかも耐久性の点で信頼が置けない。従来技
術のシステムに関する大きな欠点としては、複雑である
こと、ロッドと結合要素の正しい位置決めが困難である
こと、複雑な脊椎固定器具に関連した多くの小部品の走
査に時間がかかることが挙げられる。ロッドからずれた
又はオフセットしたネジを受け入れる種々の設計の連結
器が存在しており、これらには、スミス・アンド・ネフ
ュー・ロゴジンスキー(米国特許第5,102,412
号)、フィン・システムズ(米国特許第5,474,5
51号)、シンセス・ユニバーサル・システム、及びツ
ィンマー・モジュロク・システム(現在では、ライト・
メディカルからライトロック・システム)が挙げられ
る。これらシステムは各々、連結器のための2つの係止
機構を必要とし、一つは有茎ネジを連結器に連結するた
めのもの、もう一つは連結器を脊椎用ロッドに連結する
ためのものである。これら器具の中には、可変横方向調
節が可能なものがあれば、オフセット距離を固定するし
かないものもある。ソフモア・ダネクTSRHシステム
(米国特許第5,282,801号)は、ネジを脊椎用
ロッドから一本の止めネジを用いてオフセットさせる手
段を備えているが、横方向距離は固定されている。
【0004】脊椎矯正器具を患者の脊椎の選択部分に取
り付ける他形式のネジ、フック、及びクランプが使用さ
れている。有茎ネジ及び他形式の取付け具の例が、米国
特許第5,562,662号、第5,498,262
号、第5,312,404号、第5,209,752
号、第5,002,542号に示されている。しかしな
がら、現在用いられているボルトとロッドの相互連結器
の大抵のものでは、組立体を締めつけたとき、ボルト又
はネジを連結器に対して所定の角度に取り付けるしかな
い。ボルト又はネジを連結器に対して締めつけることに
より、ボルト又はネジは、連結器に垂直な位置に押しや
られ、ボルト又はネジがこの垂直位置におしやられると
連結器に応力が生じると共に骨に応力が生じる。脊椎用
ロッドシステムを脊椎の仙骨部に植え込むと、骨用ねじ
は、仙骨部と腰椎との間に見られる角度又は角形成状態
のばらつき又は可変性を許容する必要がある。骨用ネジ
は又、植込み状態の骨用ネジとカプラと脊椎固定システ
ムのロッドとの間の適正な整列関係を維持しながら内側
方向及び外側方向の平面内で回動できるだけでなく、頭
方向及び尾方向の平面内で回動して係止可能であること
も必要である。
【0005】したがって、ボルト又はネジを連結器にし
っかりと締結したときにボルト又はネジに加わる応力を
減少させるために植込み状態のボルト又はネジと脊椎用
ロッドとの間とボルト又はネジと連結器との間の両方の
横断面における角度的不整列状態を補償する連結器を提
供することにある。本発明のもう一つの目的は、一つだ
けの係止機構により脊椎用ロッドと植込み状態骨用ネジ
の両方への取付けを可能にする連結器を提供することに
ある。本発明の別の目的は、脊椎用ロッドと植込み状態
の有茎ネジとの間の距離を変えることができる連結器を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、角度的に不整
列な状態で植え込まれている有茎ネジを脊椎固定システ
ムの長手方向脊椎用ロッドに連結するワンピース連結器
に関する。ワンピース連結器は、本体部分及び本体部分
と90度の角度をなして交差した脚部分を有する。本体
部分は、内径及び長手方向軸線を備えたボアを有し、ボ
アの長手方向軸線は、脚部分の長手方向軸線に垂直に位
置している。脚部分の一部を貫通してスロットが設けら
れ、このスロットは、脚部分の横方向軸線に沿って脚部
分の長手方向軸線に平行に設けられている。スロット
は、本体部分のボアの長手方向軸線に垂直にボアと交差
している。有茎ネジを長手方向脊椎用ロッドから可変距
離のところに植え込んでも、スロットにより、ワンピー
ス連結器を長手方向脊椎用ロッドの周りにしっかりとか
すがい連結し又はクランプすることができる。ワンピー
ス連結器を利用すると、植込み状態の有茎ネジが長手方
向脊椎用ロッド及びワンピース連結器に対して角度的に
不整列であっても良く、また、ワンピース連結器を脊椎
固定システムに用いたとき、ワンピース連結器を単一の
係止機構により長手方向脊椎用ロッドと植込み状態の有
茎ネジの両方に取り付けることができる。
【0007】本発明の内容は、添付の図面を参照して以
下の例示の実施形態に関する説明を読むと一層良く理解
できよう。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は、脊椎固定システム、例
えば図1に示すものに用いられるワンピース連結器10
に関する。脊椎固定システムは代表的には、脊椎用ロッ
ド12及び有茎ネジ42又は骨用ボルト(図示せず)を
有する。ワンピース連結器10は、本体部分14及び脚
部分16を有する(図4及び図7)。本体部分14は好
ましい実施形態では、図5に示すように長手方向軸線L
A1−LA1を有する長手方向貫通ボア18を備えた形
状が全体として円筒形のものである。しかしながら、本
体部分14は、他の形状のものであっても良く、例えば
円形、長円形又は立方形であってもよい。ボア18は、
第1の端部20及び第2の端部22を有し、その内径D
1−D1(図6A)は一実施形態では、長手方向軸線L
A1−LA1に沿って第1の端部20から第2の端部2
2まで一定の寸法である。変形例として、ボア18は、
図6Bに示すように第1の端部20の小さな内径部から
端部22の大きな内径部D2−D2までテーパしてもよ
く、或いは逆にボア18は、図6Cに示すように端部2
0のところの大きな内径部から第2の端部22のところ
の小さな内径部D3−D3までテーパしてもよい。しか
しながら、全ての実施形態において、ボア18の内径
は、脊椎固定システムの一部をなす適当な寸法の脊椎用
ロッドの外径よりも大きい。
【0009】脚部分16は、第1の端部24及び第2の
端部26を備えた全体として中実の円筒形、即ち円柱状
であり、第2の端部26は、本体部分14と90°の角
度で交差している(図7)。脚部分16の外面は、滑ら
かであってもよく、或いは模様付きであってもよい。脚
部分16は、長手方向軸線LA2−LA2(図5)及び
横方向軸線TA−TA(図7)を有している。かくし
て、ボア18の長手方向軸線LA1−LA1は、脚部分
16の長手方向軸線LA2−LA2に垂直である。脚部
分16は2つの部分に分割されており、狭いスロット2
8が、横方向軸線TA−TAに沿って位置決めされてい
て脚部分16の長手方向軸線LA2−LA2に平行に延
びている(図4及び図7)。スロット28は第1の端部
30及び第2の端部32を有し、第1の端部30は、脚
部分16の第2の端部26のところで本体部分14のボ
ア18とボア18の長手方向軸線LA1−LA1に垂直
に交差している。スロット28は第1の端部30から第
2の端部32まで一定の幅を有しており、この幅は、ボ
ア18の内径と選択された脊椎用ロッド12の外径との
差よりも大きい。かかるスロット28の幅は、ワンピー
ス連結器10を脊椎用ロッド12に装着して、植え込ま
れた有茎ネジ42に連結したときに脊椎用ロッド12に
対して締付け力を生じさせる。変形例として、スロット
28の幅は、第1の端部30のところの幅の小さな部分
から第2の端部32の幅の大きな部分までテーパしてい
てもよく、或いは逆に第1の端部30のところの幅の大
きな部分から第2の端部32のところの幅の小さな部分
までテーパしていてもよい。スロット28の幅がこのよ
うにテーパしていることにより、有茎ネジ42をワンピ
ース連結器10に脚部分16の長手方向軸線LA2−L
A2に沿って種々の位置で連結したときに脊椎用ロッド
12に対するワンピース連結器10の締付け力が大きく
なる。一実施形態では、ワンピース連結器10のスロッ
ト28の第2の端部32は、脚部分16の第1の端部2
4まで延びてここに開口を形成している(図4及び図
7)。図5に示すような第2の実施形態では、スロット
28の第2の端部32は、脚部分16の第1の端部24
の手前で止まっており、それにより脚部分16の第1の
端部24のところに中実部分が形成されている。
【0010】変形例として、ワンピース連結器の脚部分
16は、第2の端部26のところの大きな外径部から第
1の端部24の小さな外径部までテーパしていてもよく
(図8)、或いは逆に脚部分16の第1の端部24の大
きな外径部から第2の端部26の小さな外径部までテー
パしていてもよい(図9)。また、脚部分16のかかる
テーパにより、有茎ネジ42を脚部分16の長手方向軸
線LA2−LA2に沿って種々の位置でワンピース連結
器10に連結した時に長手方向脊椎用ロッド12に対す
るワンピース連結器10の締付け力が増大する。一例と
して、ワンピース連結器10の一サイズに関し、脚部分
16の長さは約0.49インチ(12.4mm)、直径は
約0.2インチ(5.1mm)、本体部分14の外径は約
0.3インチ(7.6mm)、ボア18の直径は約0.2
インチである。
【0011】ワンピース連結器を植え込まれた状態の有
茎ネジ42に対して正確に位置決めするために、本体部
分14のボア18の内径は、ワンピース連結器10が長
手方向脊椎用ロッドに沿って摺動することができるよう
なものである(図3の線L−L)。また、本体部分14
のボア18の内径は、脊椎用ロッド12周りのワンピー
ス連結器10の360°にわたる回転を可能にするよう
なものである(図11の線T1−T1)。この回転によ
り、ワンピース連結器を定位置に固定したときに、植込
み状態の有茎ネジ42と脊椎用ロッド12が互いに角度
的に不整列であっても構わない。ワンピース連結器はこ
の角度的不整列状態を補償できるので、有茎ネジ42を
ワンピース連結器10にしっかりと締結して連結器10
を脊椎用ロッド12にしっかりとクランプしたときに有
茎ネジ42に加わる応力が減少すると共に脊椎用ロッド
12の横方向の曲がりが少なくなる。さらに、ワンピー
ス連結器10を有茎ネジ42に取り付けた時、脚部分1
6の形状が全体的に円形であることにより、有茎ネジ4
2は、ワンピースコネクタ10に機械的に係止される前
に脚部分16周りに360°回転することができる(図
12の線T2−T2)。この回転により、ワンピース連
結器を定位置に固定したときに、ワンピース連結器10
と植込み状態の有茎ネジ42が横方向に互いに角度的に
不整列であっても構わない。ワンピース連結器10はこ
の角度的不整列状態も補償できるので、有茎ネジ42を
ワンピース連結器10にしっかりと締結して連結器10
を脊椎用ロッド12にしっかりとクランプしたときに有
茎ネジ42に加わる応力が減少すると共に脊椎用ロッド
12の横方向の曲がりが少なくなる。
【0012】また、図3のV−V線で示すように、ワン
ピース連結器10により、有茎ネジ42を脊椎用ロッド
12から可変横方向距離のところにオフセットさせるこ
とができる。有茎ネジ42を、ワンピース連結器10の
脚部分16の第1の端部24と第2の端部26との間の
種々の選択された箇所でワンピース連結器10に係止す
ることができる。ワンピース連結器10の特徴は、有茎
ネジ42に設けられた単一の係止機構によりワンピース
連結器を長手方向脊椎用ロッド12と植込み状態の有茎
ネジ42との両方に対して定位置に係止できることにあ
る。脊椎固定システムに用いられた場合、本体部分14
は脊椎用ロッド12の周りにクランプされる。有茎ネジ
42は代表的には、U字形の開口部、ワンピース連結器
10を受け入れるような形状になった貫通ボア又は他の
開口部を有している。有茎ネジ42は、ワンピースコネ
クタ10又は他の円筒形部材を有茎ネジ42内へ係止さ
せるための或る形態の係止機構を有している。有茎ネジ
又は骨用ボルトに用いられる代表的な係止機構は、止め
ネジ又は骨用ボルトと一緒に用いられるテーパ係止キャ
ップ又は係止ナットを含む種々の頂部又はキャップを有
している。これら種々の係止機構は、当業者には公知で
ある。
【0013】ワンピース連結器と一緒に用いることがで
きる有茎ネジの一例が図2及び図10に示されている。
有茎ネジ42は、シャフト部分44及びワンピース連結
器10を受け入れるような形をしたU字形開口部48を
含む頂部46を有している。ワンピース連結器10を有
茎ネジ42内へクランプするために係止キャップ又は保
持部材50がU字形開口部48内に挿入される。ワンピ
ース連結器10を脊椎固定システムに用いる場合、脊椎
用ロッド12を各連結器の本体部分14のボア18を通
って配置し、連結器10を植込み状態の有茎ネジ42と
正しく整列させた状態で脊椎用ロッド12に沿って位置
決めする。脊椎用ロッド12に対して不整列状態にある
有茎ネジ42を補償するためにワンピース連結器10を
角度調節する。有茎ネジ42の頭部46を、U字形開口
部48が長手方向脊椎用ロッド12に垂直になるように
位置決めする。ワンピース連結器10の脚部分16をU
字形開口部48に通し、係止キャップ50をU字形開口
部48内に挿入する。その目的は、ワンピース連結器1
0を有茎ネジ42内へクランプすることにある。係止キ
ャップ50を定位置に係止すると、この係止キャップ5
0は脚部分16を圧縮し、それによりスロット28が圧
縮され、それによってワンピース連結器10の本体部分
14が脊椎用ロッド12の周りにクランプされる。
【0014】かくして、ワンピース連結器10は、単一
の連結器及び単一の係止機構で脊椎用ロッド12と植込
み状態にある有茎ネジ42との間の堅固な結合手段とな
る。ワンピース連結器10により、有茎ネジ44をワン
ピース連結器に種々の角度でクランプできると共にワン
ピース連結器10を種々の角度で脊椎用ロッド12にク
ランプできる。本発明の上記開示内容は例示にすぎず、
本発明の精神から逸脱することなく図示の装置の構成及
び使用方法の細部における種々の変更を想到できよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の連結器を用いる植込み式脊椎固定シス
テムが施された人の脊椎の略図である。
【図2】有茎ネジを脊椎用ロッドに取り付ける本発明の
連結器を示す脊椎固定システムの一部の斜視図である。
【図3】図2の組立体の平面図である。
【図4】本発明の一実施形態の斜視図である。
【図5】本発明の別の実施形態の斜視図である。
【図6A】ボアの内面を示す6−6線における図4の本
発明の断面図である。
【図6B】第1の方向にテーパしたボアの内面を示す6
−6線における図4の本発明の断面図である。
【図6C】第2の方向にテーパしたボアの内面を示す6
−6線における図4の本発明の断面図である。
【図7】図4の本発明の第1の端部の斜視図である。
【図8】本発明の変形例の斜視図である。
【図9】本発明の別の変形例の斜視図である。
【図10】本発明を植込み式有茎ネジに連結する係止機
構を示す図2の有茎ネジの一部の斜視図である。
【図11】第1の回転範囲を示す図2の本発明の平面図
である。
【図12】第2の回転範囲を示す図2の本発明の平面図
である。
【符号の説明】
10 ワンピース連結器 12 脊椎用ロッド 14 ワンピース連結器の本体部分 16 ワンピース連結器の脚部分 28 スロット 42 有茎ネジ 44 シャフト部分 46 頂部又はヘッド 50 係止キャップ
フロントページの続き (72)発明者 ディヴィッド ニコルス アメリカ合衆国 テネシー州 38111 メ ンフィス ワトソン ストリート 675

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 脊椎固定システム用連結器であって、細
    長い脊椎用ロッドを受け入れる開口部を備えた第1の部
    分と、第1の部分から延び、脊椎用ロッドの長手方向軸
    線に対して横方向の長手方向軸線を有する第2の部分と
    から成り、開口部は、脊椎用ロッドの長手方向軸線回り
    の連結器の回転を容易にすると共に脊椎用ロッドの長手
    方向軸線に沿う連結器の長手方向の移動を容易にするよ
    うな形状になっており、第2の部分は、その長手方向軸
    線に沿う種々の位置及びその周りの種々の角度位置で骨
    用締結具が取り付けられるような形状になっていること
    を特徴とする脊椎固定システム用連結器。
  2. 【請求項2】 骨用締結具は、連結器の第2の部分を受
    け入れる横方向ボアが設けられた頂部及び骨に係合する
    底部を有することを特徴とする請求項1記載の脊椎固定
    システム用連結器。
  3. 【請求項3】 第2の部分は、開口部に垂直に延びる圧
    縮自在な円柱状脚部分を構成し、該円柱状脚部分は第1
    の部分の開口部と交差する第1の端部を備えた横方向ス
    ロットを有し、それにより一対の脚部材が形成されてい
    ることを特徴とする請求項2記載の脊椎固定システム用
    連結器。
  4. 【請求項4】 脚部分は、その長手方向軸線に沿って二
    股に分かれていて、2つの圧縮自在な半円柱状脚部分と
    なっていることを特徴とする請求項3記載の脊椎固定シ
    ステム用連結器。
  5. 【請求項5】 脚部分は、脚部材が骨用締結具の横方向
    ボアから間隔を置いて位置しているときの第1の直径
    と、脚部材が横方向ボアを貫通しているときの第2の直
    径とを有し、第2の直径は、第1の直径よりも小さいこ
    とを特徴とする請求項3記載の脊椎固定システム用連結
    器。
  6. 【請求項6】 骨用締結具の横方向ボアは少なくとも一
    部が、各々にテーパ付き係合スロットが設けられた一対
    の対向した側壁によって構成され、前記脊椎固定システ
    ム用連結器は更に、横方向ボアの対向した側壁のテーパ
    付き係合スロットに嵌まる一対の互いに反対側に位置し
    たテーパ付き保持部材を有することを特徴とする請求項
    5記載の脊椎固定システム用連結器。
  7. 【請求項7】 細長い脊椎用ロッドの軸線からオフセッ
    トした位置に固定される骨用締結具であって、脊椎用ロ
    ッドから横方向に延びる細長い部材を受け入れる横方向
    ボアが貫通して設けられた第1の部分と、第1の部分か
    ら垂下していて、骨用締結具を骨に固定するような形状
    になった第2の部分と、横方向ボアに係合するような形
    状になっていて、細長い部材に対する骨用締結具の位置
    を固定する係止部材とから成ることを特徴とする骨用締
    結具。
  8. 【請求項8】 細長い部材の形状は、円柱状であること
    を特徴とする請求項7記載の骨用締結具。
  9. 【請求項9】 横方向ボアは、細長い部材の下側部分を
    受け入れる半円筒形の着座部が設けられた下側部分で構
    成されていることを特徴とする請求項8記載の骨用締結
    具。
  10. 【請求項10】 係止部材の底面には、細長い部材の上
    側部分を受け入れる半円筒形の凹部が設けられているこ
    とを特徴とする請求項9記載の骨用締結具。
  11. 【請求項11】 脊椎固定システムであって、細長い脊
    椎用ロッドを摺動自在且つ回転自在に受け入れるような
    形状になった第1の開口部が設けられた第1の部分及び
    第1の部分から延びていて、骨用締結具が取り付けられ
    るような形状になった第2の部分を有する連結器と、脊
    椎用ロッドに対する第1の部分の位置を固定すると共に
    第2の部分に対する骨用締結具の位置を固定するような
    形状になった単一の係止部材とから成ることを特徴とす
    る脊椎固定システム。
  12. 【請求項12】 脚部分は、一対の圧縮自在な脚部材と
    なるように細長い部材の長手方向ボアと交差する横方向
    ボアを有することを特徴とする請求項11記載の脊椎固
    定システム。
  13. 【請求項13】 連結器の第2の部分を受け入れる開口
    部が設けられた骨用締結具を更に有することを特徴とす
    る請求項11記載の脊椎固定システム。
  14. 【請求項14】 第1の部分は、長手方向ボアが貫通し
    て設けられた細長い部材を構成し、第2の部分は、細長
    い部材から延びる円柱状脚部分を構成していることを特
    徴とする請求項11記載の脊椎固定システム。
  15. 【請求項15】 係止部材は、頂部、U字形開口部の対
    向した側壁に藻蹴られたテーパ付き係合スロットに係合
    する一対の互いに反対側に位置したテーパ付き保持部材
    を備えた底部、及び底面に設けられていて、脚部分の上
    側の脚部材を受け入れる半円筒形の凹部を有することを
    特徴とする請求項13記載の脊椎固定システム。
  16. 【請求項16】 係止部材の頂部は、互いに反対側に位
    置したテーパ付き保持部材から間隔を置いて設けられた
    一対の補助保持部材を有することを特徴とする請求項1
    5記載の脊椎固定システム。
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