JP2014523273A - 圧縮牽引脊椎固定のためのシステムおよびキット - Google Patents

Abstract

【解決手段】 ラチェット機構を備えるスクリュー−ロッド構造を利用する圧縮牽引脊椎固定システムおよび圧縮牽引脊椎固定を実行する方法を提供する。スクリュー−ロッド構造の骨スクリューは、スクリュー−ロッド構造のロッドのラチェット歯に係合する爪部材を有するとしてよい。骨スクリューは、圧縮力または牽引力を加えるべく、ロッドの長さに沿って一方向に一定量ずつ移動させることができる。スクリュー−ロッド構造を操作するためのツールも提供される。当該ツールは、骨スクリューに係合する遠位先端部を含む。
【選択図】 図４１

Description

＜関連出願＞
本願は、米国一部継続特許出願第１３／１７６，５９４号（出願日：２０１１年７月５日）による優先権の恩恵を主張する。当該米国一部継続特許出願は、米国特許法§１１９（ｅ）に基づき米国仮特許出願第６１／４９０，８５１号（出願日：２０１１年５月２７日）による優先権の恩恵を主張する。上記の出願の開示内容はすべて、参照により、本願の開示内容の一部であり組み込まれているものと見なす。

本願に係る技術は、脊椎の外科治療に用いられるインプラント、および、当該インプラントを用いて脊椎を安定化する方法に関する。具体的には、本願に係る技術は、スクリュー−ロッド構造を持つ圧縮牽引脊椎固定システムを提供する。

前部、後部および側部の脊椎固定は、変性疾患、外傷、奇形および腫瘍学上の処置に関する治療で一般的に用いられる手法である。現在の技術水準では、互いに隣接する脊髄分節の椎体、椎弓根または後方にある椎弓に剛性の骨スクリューを配置することを含む。このような骨スクリューはこの後、脊椎を安定化して進行性の骨癒合を可能とするべく、剛性の金属ロッドによって互いに接続される。このような骨スクリュー−ロッド構造は、ワイヤリング等の交互固定（ａｌｔｅｒｎａｔｅ ｆｉｘａｔｉｏｎ）技術に比べて生体力学的に優れた安定性を持つと共に脊椎の三コラム固定（ｔｈｒｅｅ ｃｏｌｕｍｎ ｆｉｘａｔｉｏｎ）で得られる利点を持つので、注目を集めている。このようなシステムは、近年において多軸スクリューヘッド技術の登場と共に用途が多様化しており、より複雑な構造の配置およびスクリュー接続が可能となっている。現在のスクリュー−ロッドシステムは脊椎の可動分節を本来の位置に固定する上で理想的なシステムであるが、特定の状況下では、脊椎のバランスを改善して脊椎固定を支援するべく、圧縮力または牽引力を加えることが必要となる。

スクリューを用いる現在の脊椎固定システムは、平滑で円筒形状の金属またはセラミック製のロッドを利用して、それぞれの椎骨のレベルの骨部分、例えば、椎弓根、外側塊、椎弓および／または椎体等に固定されているスクリューを接続する。現在公知のスクリューを用いた脊椎固定システムの一例を図１に示す。図１に示すように、骨スクリュー１０がロッド１２に接続されている。ロッド１２は、円筒形状であり、平滑な外表面を持つ。骨スクリュー１０は、スクリューヘッド１４を持つ。スクリューヘッド１４は、図示しているように角度を変更可能なスクリューヘッドであるか、または、角度が固定されているスクリューであってもよい。骨スクリュー１０は、ネジ山が切られたシャフト１６を持つ。シャフト１６は、スクリューヘッド１４に取り付けられている。骨スクリュー１０はさらに、スクリューヘッド１４に取り付けられている位置決めスクリュー１８を持つ。骨スクリュー１０は、骨スクリューを所望の脊椎の骨部分に取り付けて、ロッド１２を骨スクリューへと摺動させて、位置決めスクリュー１８を締めてロッド１２上の所望の位置に骨スクリュー１０を固定することによって、ロッド１２に接続可能である。

この器具を配置した後、脊椎専門外科医は通常、矢状面バランスを改善するために脊柱前弯を大きくすることを目的として、または、癒合を改善するために椎体間移植組織に圧縮力をかけることを目的として、隣接するスクリュー間に手作業で圧縮力を加える。これに代えて、外科医は、椎間板切除または椎体間移植組織の配置のために椎間板のスペースに到達し易くすることを目的として、または、奇形修正を実施することを目的として、隣接するスクリュー間に牽引力を加えることを希望する場合もある。現在の脊椎固定システムは、平滑で円筒形状のロッドとして構成されているので、圧縮力または牽引力の維持することが可能ではない。これに代えて、１人の外科医は、別の外科医が各固定ポイントに配置されているロッドを締めようとしている間、２つのスクリュー間に手作業で圧縮力を加えなければならない。この方法は、面倒で技術的にも困難である。

本発明に係る技術は、ラチェット機構を含むスクリュー−ロッド構造を持つ圧縮牽引脊椎固定システムに関する。スクリュー−ロッド構造の操作を行うためのツールも提供される。

ある実施形態によると、少なくとも一の骨スクリューと、歯状ロッドとを備える圧縮牽引脊椎固定システムが提供される。骨スクリューは、ネジシャフトと、スクリューヘッドと、位置決めスクリューと、爪部材とを有するとしてよい。歯状ロッドは、骨スクリューの爪部材と係合する複数のラチェット歯を有する。これによって、骨スクリューは、歯状ロッドに対して取り外し可能に結合され、歯状ロッドに沿って一方向に選択的に移動可能となるとしてよい。

別の実施形態によると、脊椎固定システムと共に利用される圧縮ツールが提供される。圧縮ツールは、共通支点を中心に互いに旋回可能に結合されている第１および第２のハンドル部分と、第１および第２のハンドル部分にそれぞれ結合されている第１および第２の延長部分とを備えるとしてよい。第１および第２の延長部分は、脊椎固定システムの隣接する骨スクリューの一部分と係合する遠位先端部を、脊椎固定システムの歯状ロッドに沿って互いに向かい合うように一方向で骨スクリューを手作業で操作できるように、含むとしてよい。

別の実施形態によると、脊椎固定システムと共に利用される牽引ツールが提供される。牽引ツールは、互いに旋回点で旋回可能に結合される第１および第２のハンドル部分と、第１および第２のハンドル部分とに接続されている第１および第２の延長部分とを備えるとしてよい。第１および第２の延長部分は、脊椎固定システムの隣接する骨スクリューの一部分と係合する遠位先端部を、脊椎固定システムの歯状ロッドに沿って互いから離れるように一方向で骨スクリューを手作業で操作できるように、含むとしてよい。

別の実施形態によると、脊椎固定キットが提供される。当該キットは、骨スクリューと、歯状ロッドと、圧縮および／または牽引用のツールとを備えるとしてよい。骨スクリューは、爪部材を有するとしてよい。歯状ロッドは、複数のラチェット歯を含む。骨スクリューは、歯状ロッドに対して取り外し可能に結合されており、歯状ロッドに沿って選択的に移動可能である。骨スクリューの爪部材は、骨スクリューを歯状ロッドに沿って一方向に移動させることができるように、歯状ロッドのラチェット歯に係合する。圧縮ツールは、骨スクリューの一部分と係合して、歯状ロッドに沿って骨スクリューを一方向に移動するように構成されている遠位先端部を含むとしてよい。圧縮ツールは、共通支点を中心に互いに旋回可能に結合されている複数のハンドル部分と、ハンドル部分にそれぞれ接続されている延長部分とを含むとしてよい。牽引ツールは、骨スクリューの一部分と係合し、歯状ロッドに沿って骨スクリューを一方向に移動させる遠位先端部を含むとしてよい。牽引ツールは、旋回点で旋回可能に互いに結合されるハンドル部分と、それぞれのハンドル部分とに接続されている延長部分とを備えるとしてよい。

その他の特徴および利点、そして本発明のさまざまな実施形態の構造および動作については、添付図面を参照しつつ以下で詳細に説明する。

具体例は例示および説明を目的として選択されており、本明細書の一部を成す添付図面部に図示されている。

先行技術に係るスクリュー−ロッド構造の一例を示す図である。

本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の一例を示す図である。

図２の例を示す展開図である。

図２の例に含まれるネジの第１の配向での様子を示す図である。

図２の例に含まれるネジの第２の配向、または、逆配向での様子を示す図である。

図２の例に含まれるネジを示す断面図であり、ラチェットおよび爪部材の機構を示すべく一領域を拡大している。

本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の第２の例の第１の配向における様子を示す図である。

図７の例に含まれるスクリューの第２の配向、または、逆配向における様子を示す図である。

本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の第３の例の第１の配向における様子を示す図である。

図９の例に含まれるスクリューの第２の配向、または、逆配向における様子を示す図である。

図９の例に含まれるスクリューを示す展開図である。

本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の第４の例の第１の配向における様子を示す図である。

図１２の例に含まれるスクリューの第２の配向、または、逆配向における様子を示す図である。

本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の第５の例の第１の配向における様子を示す図である。

図１４の例に含まれるスクリューを示す展開図である。

図１４の例に含まれるスクリューを示す断面図である。

本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の第６の例の第１の配向における様子を示す図である。

図１７の例に含まれるスクリューを示す展開図である。

本発明に係る技術に応じた、三角形状のラチェット歯が切り込まれているロッドに位置している歯の第１の例を示す断面図である。

本発明に係る技術に応じた、鋸歯状のラチェット歯が切り込まれているロッドに位置している歯の第２の例を示す断面図である。

本発明に係る技術に応じた、間隔を空けてラチェット歯が切り込まれているロッドに位置している歯の第３の例を示す断面図である。

本発明に係る技術に応じた、方形状のラチェット歯が切り込まれているロッドに位置している歯の第４の例を示す断面図である。

本発明に係る技術に応じた、らせん状コイルが焼結、溶接、半田付け、接合等の処理で取着されているロッドに位置している歯の第５の例を示す断面図である。

本発明に係る技術に応じた、らせん形状のネジ山が切り込まれているロッドに位置している歯の第６の例を示す断面図である。

本発明に係る技術に応じた、ラチェット歯が全体にわたって直線状に切り込まれたロッドの一例を示す斜視図である。

図２５に示すロッドの一例を示す断面図である。

本発明に係る技術に応じた、ラチェット歯が放射状に切り込まれている技術のロッドの第２の例を示す斜視図である。

図２７に示すロッドの例を示す断面図である。

本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の第７の例を示す図である。

図２９に示すスクリュー−ロッド構造を示す断面図である。

本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の第８の例を示す図である。

図３１に示すスクリュー−ロッド構造を示す展開図である。

図３１に示すスクリュー−ロッド構造を示す断面図である。

本発明に係る技術の一実施形態に応じたスクリュー−ロッド構造の第９の例を示す斜視図である。

図３４に示したスクリュー−ロッド構造を示す断面図である。

本発明に係る技術の一実施形態に応じたスクリュー−ロッド構造の第１０の例の第１の配向における様子を示す斜視図である。

図３６に図示した、爪部材を持つスクリュー−ロッド構造の第２の配向または逆配向における様子を示す斜視図である。

図３６および図３６Ａに示したスクリュー−ロッド構造の爪部材を示す底面斜視図である。

図３６に図示したスクリュー−ロッド構造の爪部材の別の例を示す斜視図であり、爪部材は第２の配向、または、逆配向での様子が図示されている。

本発明に係る技術の一実施形態に応じたスクリュー−ロッド構造の第１１の例を示す展開斜視図である。

図３８に示すスクリュー−ロッド構造を示す断面組み立て図である。

本発明に係る技術の実施形態に応じたスクリュー−ロッド構造の第１２の例を示す斜視図である。

本発明の技術の一実施形態に係る、スクリュー−ロッド構造の第１３の例を示す斜視図である。

図４１に示すスクリュー−ロッド構造を示す展開斜視図である。

図４１に示すスクリュー−ロッド構造を示す断面図である。

図４１から図４３に示すスクリュー−ロッド構造の爪部材の別の例を示す斜視図である。

本発明に係る技術の実施形態に係る、スクリュー−ロッド構造の第１４の例の組立中の様子を示す斜視図である。

図４５に示すスクリュー−ロッド構造の組立時の様子を示す斜視図である。

図４５に示すスクリュー−ロッド構造の、組み立てて爪部材を取り外した後の様子を示す斜視図である。

図４５に示すスクリュー−ロッド構造のトルクオフ位置決めスクリューを詳細に示す拡大展開図である。

本発明に係る技術の一実施形態に係る、２つの隣接した骨スクリューと係合し操作する圧縮ツールを示す斜視図である。

図４９に図示した圧縮ツールが２つの隣接する骨スクリューと係合している様子を示す断面図である。

本発明に係る技術の別の実施形態に応じた圧縮ツールを示す斜視図である。

本発明に係る技術のさらに別の実施形態に応じた圧縮ツールを示す斜視図である。

本発明に係る技術の実施形態に係る、２つの隣接する骨スクリューに係合し操作する牽引ツールを示す斜視図である。

本発明に係る技術の別の実施形態に応じた、２つの隣接する骨スクリューに係合し操作する牽引ツールを示す斜視図である。

２つの隣接する骨スクリューに係合する、図５４に示す牽引ツールを示す断面図である。

本発明に係る技術は、スクリュー−ロッド構造を持ち、当該スクリュー−ロッド構造を操作するツールを備える圧縮牽引脊椎固定システムおよびキットに関する。具体的には、本発明に係る技術は、脊柱上に圧縮力および牽引力を印加するためのラチェットおよび爪部材で構成される機構を組み込んだ一のロッドおよび複数のスクリューを提供する。本明細書で説明する圧縮牽引脊椎固定システムは、外科医が一人で所望に応じて圧縮力または牽引力を、隣接する脊椎レベル間に、途切れることなく且つ高効率に加えることが好ましい。本発明に係る技術に応じた圧縮牽引脊椎固定システムで独自のラチェット機構を利用することで、少なくとも一部の例では既存の骨スクリューロッド技術に組み込まれているが、局所的な力が所与の脊椎部分の一部分または全体にわたって維持され、従来のスクリュー−ロッドシステムでは回避できない面倒な圧縮／牽引技術が省略される。局所的な力の維持が改善されることと、応用および利用の簡単さとが組み合わさって、本発明に係る技術に応じた圧縮牽引脊椎固定システムは、複雑な脊椎疾患の治療における脊椎専門外科医の道具一式に加えることができる。

本発明に係る技術に応じた圧縮牽引脊椎固定システムは、添付図面を参照しつつ以下の例に基づいてより具体的に説明するが、一例に過ぎない。図面を参照すると、同様の参照番号は複数の図面にわたって同様の構成要素を示す。本発明に係る技術に応じた圧縮牽引脊椎固定システムは、歯状ロッドと、本発明に係る技術に応じた少なくとも一の骨スクリューとを備える。一部の例によると、本発明に係る技術に応じた圧縮牽引脊椎固定システムは、歯状ロッドと、本発明に係る技術に応じた少なくとも一の骨スクリューと、少なくとも一の従来の骨スクリューとを備える。他の例を挙げると、本発明に係る技術に応じた圧縮牽引脊椎固定システムは、歯状ロッドと、本発明に係る技術に応じた第１の骨スクリューと、本発明に係る技術に応じた第２の骨スクリューとを備える。

本明細書およびその後に続く請求項では、「歯状ロッドの長さに沿って骨スクリューを一定量ずつ移動させる」という表現は、骨スクリューの位置が、骨スクリューの移動、ロッドの移動、または、骨スクリューおよびロッドの両方の移動によって、元々の位置から歯状ロッドの長さに沿って変化するということを意味する。本明細書およびその後に続く請求項では、冠詞（ａ、ａｎ、およびｔｈｅ）は、文脈からそうでないとはっきり分かる以外には、複数の意味も含む。また、本明細書およびその後に続く請求項では、「ｉｎ」（「内」、「において」）は、文脈から明確にそうでないと分かる場合を除き、「ｉｎ」および「ｏｎ」（「上」、「の上方」）の意味を含む。

本発明に係る技術に応じた圧縮牽引脊椎固定システムのロッドは、ラチェット歯を有する。ラチェット歯は、ロッドの長さの一部分に沿って等間隔で配置されることが好ましく、ロッドの全長に沿って配置されることが好ましいか、または、ロッドの略全長にわたって配置されることが好ましい。ロッドの長さに沿ってラチェット歯を等間隔に配置することで、ロッドは、手術室で所望に応じて切り込みおよび成形を行うことが可能になる。一部の例によると、予め切り込みおよび成形を行ったロッドを提供することができる。例えば、小セグメント部品は通常、２個、３個および４個の椎骨のレベルにわたる。ラチェット歯は、ロッドの外表面または外周面、これらに限定されないが、ロッドの全周面、ロッドの外周面の半分、ロッドの外周面の３分の１、ロッドの外周面の４分の１、または、ロッドの外周面の任意のその他の適切な一部分を覆っているとしてよい。ラチェット歯は、歯状ロッドにおいて凹部として、または、歯状ロッドから延在する凸部として形成することができる。本発明に係る技術に応じた歯状ロッドは、任意の適切な材料で形成することができる。これらに限定されないが、チタン、チタン合金、ステンレススチールまたはコバルトクロム等の生体適合性を持つ金属、ＰＥＥＫ等の生体適合性を持つポリマー、カーボンファイバー等の複合材料、または、別の生体適合性を持つ金属または生体適合性を持つポリマーでコーティングされている生体適合性を持つ金属を含む。少なくとも一部の例では、歯状ロッドの内径は、ラチェット歯の高さを除いたロッドの直径であるが、公知の円滑なロッドで現在利用されている直径と同じであるとしてよく、これによって現在公知のロッドと同じ機械的強度を持つ。

本発明に係る技術に応じた骨スクリューはさらに、これらに限定されないが、チタン、チタン合金、ステンレススチールまたはコバルトクロム等の生体適合性を持つ金属、ＰＥＥＫ等の生体適合性を持つポリマー、カーボンファイバー等の複合材料、または、これらの組み合わせを含む任意の適切な材料で形成することができる。本発明に係る技術に応じた骨スクリューは、歯状ロッドの歯と係合する爪部材を含む。これによって、ラチェット機構が実現される。爪部材は、歯状ロッド上の所与の位置の少なくとも一のラチェット歯と係合し、ロッド上で骨スクリューを一方向に一定量ずつ移動させ、所望に応じて圧縮力または牽引力を維持する。一部の例によると爪部材は可撓性であるが、他の例では剛性である。本明細書で説明している例の一部によると、可逆性の爪部材を含む。つまり、爪部材は、爪部材の配向に応じて、歯状ロッドの長さに沿っていずれかの方向に一定量ずつ骨スクリューを移動させるように調整することが可能である。しかし、他の例では、可逆性ではなく、一の方向にのみ一定量ずつ移動させる爪部材が実現される。本発明に係る技術に応じた骨スクリューはさらに、骨スクリューを脊椎の所望の骨部分に取り付けるために用いられ得るシャフト、例えば、ネジシャフトを含むとしてよい。本発明に係る技術に応じた骨スクリューはさらに、スクリューヘッドおよび位置決めスクリューを含むとしてよい。

図２、図３、図４、図５および図６は、ラチェット歯１０４を含む歯状ロッド１０２と、本発明に係る技術に応じた第１の骨スクリュー１０６と、本発明に係る技術に応じた第２の骨スクリュー１０８とを備える、本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造１００の一例を示す図である。別の例によると、骨スクリュー１０６または骨スクリュー１０８の一方は、従来の骨スクリュー、例えば、図１に示す骨スクリュー１０等と置換することができる。図２に図示した例では、各骨スクリューは、ネジシャフト１１０と、スクリューヘッド１１２と、位置決めスクリュー１１４と、爪部材１１６とを有する。各骨スクリューの位置決めスクリュー１１４は、爪部材１１６を位置決めスクリュー１１４上に保持する保持リング１１８を含む。爪部材１１６は、可撓性であることが好ましく、屈曲部１２０およびブレード部１２２を含む。

歯状ロッド１０２は第１の骨スクリュー１０６および第２の骨スクリュー１０８に摺動可能に接続されている場合、各骨スクリュー１０６、１０８の各爪部材１１６のブレード部１２２は、歯状ロッド１０２上のラチェット歯１０４のうち少なくとも一の歯と係合する。第１の骨スクリュー１０６は、歯状ロッド１０２に沿って、矢印Ａで示す方向において一定量ずつ移動させることができるが、第１の骨スクリュー１０６のブレード部１２２と、歯状ロッド１０２のラチェット歯１０４とが係合していることによって、第１の骨スクリュー１０６は逆方向には動かないようになっている。同様に、第２の骨スクリュー１０８は、矢印Ｂで示す方向において歯状ロッド１０２に沿って一定量ずつ移動させることができるが、第２の骨スクリュー１０８のブレード部１２２と、歯状ロッド１０２のラチェット歯１０４とが係合していることによって、第２の骨スクリュー１０８は逆方向には動かないようになっている。

図３は、第１の骨スクリュー１０６を示す展開図である。図３ではさらに、爪部材１１６が位置決めスクリュー１１４に取着されている様子を図示している。図示されているように、保持リング１１８は、円形で可撓性の材料から成る部品であり、カット部分１２４を持つことで保持リング１１８の直径を拡大させることができる。位置決めスクリュー１１４は、保持リング溝１３０を含む円形の突起部１２８と、ネジ部分１３２とを持つ。爪部材１１６には、位置決めスクリュー１１４上の円形の突起部１２８と嵌合する円形の孔１２６が設けられている。爪部材１１６は、円形の突起部１２８の上方で摺動し、保持リング１１８は、保持リング溝１３０内に捕捉されて、爪部材１１６の回転を制限することなく、爪部材１１６を位置決めスクリュー１１４に取り付ける。

利用について説明すると、第１の骨スクリュー１０６は、患者の脊椎の骨部分、例えば、椎骨の椎体、椎弓根または後方にある椎弓に挿入することができる。そして、歯状ロッド１０２は、スクリューヘッド１１２においてリセス１３４内に配置されるとしてよい。位置決めスクリュー１１４は、爪部材１１６と、歯状ロッド１０２のラチェット歯１０４とが十分に係合するまで、スクリューヘッド１１２に螺入され得る。こうして、爪部材１１６の配向に応じて、牽引力または圧縮力は、第１の骨スクリュー１０６を、つまり、取り付ける対象である椎骨を歯状ロッド１０２に対して摺動させるために用いることができる。

図４は、矢印Ｃの方向に爪部材１１６を回転させると、図５に示す配向へと変化することで、第１の骨スクリュー１０６の移動の方向を反転させ得る様子を示す図である。爪部材１１６は、図４に示す第１の位置から、図５に示す第２の位置へと、第１の位置から約１８０度にわたって回転可能である。爪部材１１６は、ロック突起部１３６を含むとしてよい。ロック突起部１３６によって、爪部材１１６が不用意に回転しないようにする。ロック突起部１３６は、ロック突起部１３６がスクリューヘッド１１２から離れるのに十分な量だけ位置決めスクリュー１１４が緩められると、爪部材１１６を回転させる。第１の骨スクリュー１０６が歯状ロッド１０２に沿って所望の位置まで移動させられた後、位置決めスクリュー１１４を締めて、スクリューヘッド１１２を歯状ロッド１０２に固く固定する。図６は、第１の骨スクリュー１０６を示す断面図であり、上述したように第１の骨スクリュー１０６の一部をさらに示す拡大図を含む。

図７および図８は、本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の第２の例を示す図である。図７および図８に示すスクリュー−ロッド構造２００は、ラチェット歯２０４を有する歯状ロッド２０２と、骨スクリュー２０６とを備える。骨スクリュー２０６は、ネジシャフト２０８と、スクリューヘッド２１０と、位置決めスクリュー２１２と、爪部材２１４とを含む。爪部材２１４は、ピン等の固定部２１６によって、スクリューヘッド２１０の側面に回転可能に取り付けられているとしてよい。爪部材２１４は、屈曲部２１８と、ブレード部２２０とを含む。爪部材２１４のブレード部２２０は、歯状ロッド２０２のラチェット歯２０４と係合する。爪部材２１４を図７に示す第１の位置から、図８に示す第２の位置まで、約１８０度回転させると、歯状ロッド２０２の長さに沿った骨スクリュー２０６の移動方向を反転させることができる。

図９、図１０および図１１は、本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の第３の例を示す図である。図１１は、展開図である。図９から図１１に示すスクリュー−ロッド構造３００は、ラチェット歯３０４を有する歯状ロッド３０２と、骨スクリュー３０６とを備える。骨スクリュー３０６は、ネジシャフト３０８と、爪部材挿入溝３１８を持つスクリューヘッド３１０と、位置決めスクリュー３１２と、爪部材３１４とを有する。爪部材３１４は、スクリューヘッド３１０の爪部材挿入溝３１８に挿入されることでスクリューヘッド３１０に接続可能なクリップオン爪部材である。爪部材３１４は、スクリューヘッド３１０の爪部材挿入溝３１８に爪部材３１４を取付け易いように、爪部材３１４の直径を拡大させるための切り込み３１６を含むとしてよい。爪部材３１４は、バネ部３２０と、ブレード部３２２とを含むとしてよい。ブレード部３２２は、歯状ロッド３０２のラチェット歯３０４に係合する。バネ部３２０は、骨スクリュー３０６が歯状ロッド３０２の長さに沿って一定量ずつ移動する場合、爪部材３１４に柔軟性を与えて、ブレード部３２２が歯状ロッド３０２のラチェット歯３０４の上方で摺動するようにしてよい。爪部材３１４を図９に示す第１の位置から図１０に示す第２の位置まで約１８０度回転させると、歯状ロッド３０２の長さに沿った骨スクリュー３０６の移動方向を反転させることができる。

図１２および図１３は、本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の第４の例を示す図である。図示しているスクリュー−ロッド構造４００は、ラチェット歯４０４を含む歯状ロッド４０２と、骨スクリュー４０６とを備える。骨スクリュー４０６は、ネジシャフト４０８と、スクリューヘッド４１０と、位置決めスクリュー４１２と、摺動爪部材４１４とを有する。摺動爪部材４１４は、ピン等の固定部４１６でスクリューヘッド４１０に摺動可能に取り付け可能である。爪部材４１４はさらに、固定溝４２０を含むとしてよく、固定部４１６は、固定溝４２０を通って延在し、爪部材４１４をスクリューヘッド４１０に摺動可能に取り付ける。スクリューヘッド４１０は、スクリューヘッド４１０の側面に爪部材挿入溝４１８を含むとしてよく、摺動爪部材４１４は、爪部材挿入溝４１８に摺動可能に挿入され得る。爪部材４１４はさらに、第１の端部に第１のブレード部４２２を含み、反対側の端部に第２のブレード部４２２（不図示）を含むとしてよい。第１のブレード部４２２は、摺動可能爪部材４１４が図１２に示す第１の位置にある場合、歯状ロッド４０２のラチェット歯４０４に係合するとしてよい。これによって、骨スクリュー４０６は一方向において歯状ロッド４０２の長さに沿って一定量ずつ移動する。第２のブレード部４２２は、第１のブレード部４２２の鏡像であってよく、摺動可能爪部材４１４が図１３に示すように第２の位置にある場合、歯状ロッド４０２のラチェット歯４０４に係合するとしてよい。これによって、骨スクリュー４０６は反対方向において歯状ロッド４０２の長さに沿って一定量ずつ移動する。

図１４、図１５および図１６は、本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の第５の例を示す図である。図１５は展開図であり、図１６は断面図である。スクリュー−ロッド構造５００は、ラチェット歯５０４を有する歯状ロッド５０２と、骨スクリュー５０６とを有する。骨スクリュー５０６は、ネジシャフト５０８と、スクリューヘッド５１０と、位置決めスクリュー５１２と、爪部材５１４とを含む。爪部材５１４は、歯状ロッド５０２のラチェット歯５０４に係合する、位置決めスクリュー５１２の底面に設けられている隆起部であってよい。板バネ５１６は、スクリューヘッド５１０のロッド挿入溝５１８の下方に位置するとしてよく、歯状ロッド５０２上に上向きの力を発生させてラチェット歯５０４と爪部材５１４とを係合させる。水平方向の力が矢印Ｄの方向に加えられると、板バネ５１６は屈曲してずれて、歯状ロッド５０２の長さに沿って骨スクリュー５０６が一定量ずつ移動するようにする。

図１７および図１８は、本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の第６の例を示す図である。図１８は、展開図である。スクリュー−ロッド構造６００は、ラチェット歯６０４を有する歯状ロッド６０２と、骨スクリュー６０６とを備える。骨スクリュー６０６は、ネジシャフト６０８と、スクリューヘッド６１０と、位置決めスクリュー６１２と、爪部材６１４とを有する。爪部材６１４は、リセス６１８を含むフレーム６１６に取り付けられている。リセス６１８は、スクリューヘッド６１０に当接し、スクリューヘッド６１０の上方で下降させて、歯状ロッド６０２と位置合わせして、爪部材６１４と歯状ロッド６０２のラチェット歯６０４とを係合させる。爪部材６１４は、ピン等の固定部６２０でフレーム６１６に取り付けられているとしてよく、固定部６２０は、フレーム６１６に形成されている孔６２４を通って延在し、爪部材６１４に形成されている爪部材用の孔６２６へ固定部６２０を圧入することで、爪部材６１４に固く取り付けることができるとしてよい。図示しているように、固定部６２０は六角形状のヘッド６２２を持つとしてよい。バネ６２８は、バネ固定部６３０によってフレーム６１６に取り付けられているとしてよく、爪部材６１４に対して内向きの力を加え、爪部材６１４とラチェット歯６０４との間の係合を維持するとしてよい。爪部材６１４をラチェット歯６０４から取り外す場合、操作者は固定部６２０の六角形状のヘッド６２２を時計回りに回転させるとしてよい。

図１９、図２０、図２１、図２２、図２３および図２４は、本発明に係る技術に応じた歯状ロッド７００に形成され得るラチェット歯の例を示す図である。ラチェット歯は歯状ロッド７００上に任意の適切な方法で形成することができる。例えば、切断、押圧、ローリング、鍛造、鋳造等の方法で形成するとしてよい。一例を挙げると、ラチェット歯を含む歯状ロッド７００は、ＭＩＭ（金属粉末射出成形）等の鋳造処理で製造され得る。他の例を挙げると、ラチェット歯は、ウォータージェット切断、ＥＤＭ（放電加工機）、エッチングまたはＥＣＭ（電解加工）で形成され得る。図１９は、三角形状の歯７０２を持つ歯状ロッド７００を示す。図２０は、鋸歯状の歯７０４を持つ歯状ロッド７００を示す。図２１は、スタガードパターンで三角形状の歯７０６を持つ歯状ロッド７００を示す図である。ラチェット歯７０６同士の離間距離は、オフセットＲである。図２２は、方形状の歯７０８を持つ歯状ロッド７００を示す図である。図２３は、歯状ロッド７００の周囲に巻き回され固定されているらせん部７１０によって形成されるラチェット歯を含む歯状ロッド７００を示す図である。らせん部７１０は、任意の適切な方法で歯状ロッドに固定され得る。例えば、焼結、溶接、はんだ付け、または、接合等の処理で固定し得るとしてよい。図２４は、らせん形状のネジ山７１２で形成されるラチェット歯を持つ歯状ロッド７００を示す図である。らせん形状のネジ山７１２は、任意の適切な方法で形成することができる。例えば、切り込まれて歯状ロッド７００を形成するとしてもよいし、歯状ロッド７００の疲労寿命を長くし得るネジ山ローリング処理によって形成されるとしてもよい。

図２５および図２６は、三角形状の歯７１４が直線状、つまり、線形経路で歯状ロッド７００の外面全体に形成されている歯状ロッド７００を示す図である。図２７および図２８は、三角形状の歯７１６が放射状、つまり、非線形の弓型経路で歯状ロッド７００の外面全体に形成されている歯状ロッド７００を示す図である。

図２９および図３０は、本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の第７の例を示す図である。図３０は、断面図である。スクリュー−ロッド構造８００は、ラチェット歯８０４を有する歯状ロッド８０２と、骨スクリュー８０６とを備える。骨スクリュー８０６は、ネジシャフト８０８と、スクリューヘッド８１０と、位置決めスクリュー８１２と、爪部材８１４とを有する。爪部材８１４は、スクリューヘッド８１０の側面に位置しているトグル爪部材である。トグル爪部材８１４は、スクリューヘッド８１０の側面に形成されているリセス８１６内に収納されている。トグル爪部材８１４は、スクリューヘッド８１０に取り付けられており、トグル爪部材８１４の中央がピン等の固定部８１８を用いて取り付けられることが好ましい。トグル爪部材８１４は、固定部を中心にして図３０に示す第１の位置から、第１の位置の配向とは逆の配向となる第２の位置まで回転することが可能である。これにより、骨スクリュー８０６は歯状ロッド８０２の長さに沿って、第１または第２の方向に、一定量ずつ移動することができる。トグル爪部材８１４は、バネが装着されているか、または、第１の位置から第２の位置へと操作者が手作業で加える力によって回転させるために十分な摩擦力を持つとしてよい。

上述したのは、可撓性または回転性の爪部材であるが、爪部材はさらに、らせんバネ、板バネ、マシーンドスプリング（ｍａｃｈｉｎｅｄ ｓｐｒｉｎｇ）または任意の弾性部材等のバネの動作で、歯状ロッドから離れるように直線状に並進し、歯状ロッドと接触するまで戻ると理解されたい。図３１、図３２および図３３は、このような線形に並進する爪部材を持つ、本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造の一例を示す図である。図３２は展開図であり、図３３は断面図である。スクリュー−ロッド構造９００は、ラチェット歯９０４を有する歯状ロッド９０２と、骨スクリュー９０６とを備える。骨スクリュー９０６は、ネジシャフト９０８と、スクリューヘッド９１０と、位置決めスクリュー９１２と、爪部材９１４とを有する。爪部材９１４は、スクリューヘッド９１０の側面に取り付けられており、キー溝９２４を持つスクリューヘッド孔９２２内に配置することができる。爪部材９１４は、プランジャー爪部材であり、歯９１６と、止り穴９２６と、らせんカット部９１８と、回転防止隆起部９２０とを含む。らせんカット部９１８によって、プランジャー爪部材９１４は、らせんバネと同様に圧縮される。らせんカット部９１８の代わりに、プランジャー爪部材９１４は、ワイヤが巻き回されたらせんバネ、板バネ、または、その他の弾性部材を含むとしてもよい。プランジャー爪部材９１４の回転防止隆起部９２０は、スクリューヘッド９１０のキー溝９２４と位置合わせされて、プランジャー爪部材９１４と、歯状ロッド９０２のラチェット歯９０４との位置合わせ状態を維持する。骨スクリュー９０６が歯状ロッド９０２の長さに沿って一定量ずつ移動すると、らせんバネ９１８が圧縮および延伸して、プランジャー爪部材９１４は歯状ロッド９０２と接触した状態を維持し、一方向にのみ移動可能とする。

本発明に係る技術に応じた骨スクリューを少なくとも１つ、そして、本発明に係る技術に応じたロッドを少なくとも１つ備えるスクリュー−ロッド構造によれば、圧縮力または牽引力を所望に応じて所与の構造の各レベルに順次加えることができる。

少なくとも一の例によると、圧縮力または牽引力は、最初に、本発明に係る技術に応じた少なくとも一の骨スクリューを、患者の脊椎のうち少なくとも一の所望の骨部分に取り付けることによって、加えることが出来る。一の例を挙げると、第１の骨スクリューは、患者の脊椎の第１の骨部分に取り付け、第２の骨スクリューは、患者の脊椎の第２の骨部分に取り付けるとする。骨スクリューのうち少なくとも一方または両方は、爪部材を含むとしてよい。本発明に係る技術に応じた歯状ロッドは、任意で外科医等の操作者によって成形されて、各骨スクリューに取り付けられるとしてよい。一部の例によると、歯状ロッドを第１の骨スクリューのスクリューヘッドおよび第２の骨スクリューのスクリューヘッドに配置して、その後に、第１の位置決めスクリューを第１の骨スクリューのスクリューヘッド上に配置し、第２の位置決めスクリューを第２の骨スクリューのスクリューヘッドに配置して、各骨スクリューのスクリューヘッド内に歯状ロッドを維持することによって、歯状ロッドを各骨スクリューに取り付けるとしてよい。爪部材を有する少なくとも一の骨スクリューの爪部材は、歯状ロッドのラチェット歯に係合するように配向が決められているとしてよい。一部の例によると、爪部材の配向は、牽引力または圧縮力の一方を所望に応じて加えるために、第１の位置または第２の位置において歯状ロッドのラチェット歯と係合するように決まるとしてよい。爪部材を有する骨スクリュー、または、爪部材を有す複数の骨スクリューのうち少なくとも１つは、歯状ロッドの長さに沿って一定量ずつ移動させて、所望の量の牽引力または圧縮力を加えるとしてよい。所望の量の牽引力または圧縮力が実現されると、各位置決めスクリューを締めて、各骨スクリューを歯状ロッドに対して一定の位置に維持することができる。牽引力または圧縮力は、一時的または恒久的に維持することができる。

牽引力または圧縮力は、患者の脊椎の骨部分同士の間の距離を変えるために用いるとしてよい。例えば、患者の脊椎の椎骨間の距離を、第１の骨スクリューを第１の椎骨に取り付け、第２の骨スクリューを第２の椎骨に取り付けることで、変えることができる。少なくとも第１の骨スクリューが爪部材を含む。この後、歯状ロッドを第１の骨スクリューおよび第２の骨スクリューに取り付けて、第１の骨スクリューの爪部材は、歯状ロッドのラチェット歯に係合するように配向が決まっているとしてよい。当該方法は、第１の椎骨と第２の椎骨との間の距離を変えることを含むとしてよい。第１の椎骨と第２の椎骨との間の距離は、歯状ロッドの長さに沿って所望の量だけ第１の骨スクリューを移動させて、第１の椎骨と第２の椎骨との間の距離を所望の距離まで変更するために十分な量の牽引力または圧縮力を加えることで、変更することができる。変更後の距離は、爪部材が歯状ロッドのラチェット歯に係合することで、一時的または恒久的に維持することができる。

図３４および図３５は、本発明に係る技術に応じた実施形態に係るスクリュー−ロッド構造１０００の第９の例を示す。図示しているように、スクリュー−ロッド構造１０００は、ラチェット歯１００４を有する歯状ロッド１００２と、第１の骨スクリュー１００６および第２の骨スクリュー１００８とを備える。図３４に図示した例では、骨スクリュー１００６および１００８はそれぞれ、ネジシャフト１０１０と、スクリューヘッド１０１２と、位置決めスクリュー１０１４と、爪部材１０１６とを有する。保持リング１０１８は、爪部材１０１６を位置決めスクリュー１０１４上に維持するべく、各位置決めスクリュー１０１４上に載置されるように配置されている。爪部材１０１６は、可撓性であってよく、屈曲部１０２０およびブレード部１０２２を含む。爪部材１０１６のうち位置決めスクリュー１０１４の周囲に配置されている一部分は、図示した実施形態では、ブレード部１０２２に略垂直なものとして図示されている。

歯状ロッド１００２が第１の骨スクリュー１００６および第２の骨スクリュー１００８に結合されている場合、各骨スクリュー１００６、１００８の各爪部材１０１６のブレード部１０２２は、歯状ロッド１００２上のラチェット歯１００４の少なくとも１つの歯と係合する。図３４および図３５に図示されているように、第１の骨スクリュー１００６は、第１の方向において（図３４および図３５において右方向）歯状ロッド１００２に沿って一定量ずつ移動させることができるが、第１の骨スクリュー１００６のブレード部１０２２と、歯状ロッド１００２のラチェット歯１００４とが係合していることによって、第１の骨スクリュー１００６が反対方向に移動しないようになる。同様に、第２の骨スクリュー１００８は、第２の方向において（図３４において左方向）歯状ロッド１００２に沿って一定量ずつ移動させることができるが、第２の骨スクリュー１００８のブレード部１０２２と、歯状ロッド１００２のラチェット歯１００４とが係合していることによって、第２の骨スクリュー１００８が反対方向に移動しないようになる。これに代えて、各骨スクリュー１００６、１００８の爪部材１０１６を１８０度回転させることによって、各骨スクリュー１００６、１００８の移動可能方向を反転させることができる。

図３５は、第１の骨スクリュー１００６の断面図である。上述した第１の骨スクリュー１００６の構成要素をさらに説明するべく拡大図を採用する。図示しているように、保持リング１０１８は、円形で可撓性の部材であり、カット部によって保持リング１０１８の直径を大きくすることができる。位置決めスクリュー１０１４は、保持リング溝１０３０を含む円形の突起部と、ネジ部１０３２とを含む。爪部材１０１６は、位置決めスクリュー１０１４上の円形の突起部と当接する円形孔１０２６を含む。爪部材１０１６は、円形の突起部の上方で摺動し、保持リング１０１８は保持リング溝１０３０に捕捉されて、爪部材１０１６の回転を制限することなく、爪部材１０１６を位置決めスクリュー１０１４に取り付ける。爪部材１０１６は、図３４および図３５に示す第１の位置から第２の位置（不図示）まで、約１８０度回転可能である。爪部材１０１６は、ロック突起部またはロック延長部１０３６を含むとしてよい。ロック突起部１０３６は、爪部材１０１６が不用意に回転しないようにするための部材である。ロック突起部１０３６がスクリューヘッド１０１２から離れるのに十分な量だけ位置決めスクリュー１０１４が緩められると、ロック突起部１０３６は爪部材１０１６を回転させる。第１の骨スクリュー１００６が歯状ロッド１００２に沿って所望の位置まで移動した後、位置決めスクリュー１０１４を締めてスクリューヘッド１０１２を歯状ロッド１００２に固く固定するとしてよい。

図３６、図３６Ａおよび図３６Ｂは、本発明に係る技術の実施形態に係るスクリュー−ロッド構造１１００の第１０の例を示す図である。スクリュー−ロッド構造１１００は、ラチェット歯１１０４を有する歯状ロッド１１０２と、骨スクリュー１１０６とを備える。図３６に図示した例によると、骨スクリュー１１０６は、ネジシャフト１１０８と、スクリューヘッド１１１０と、位置決めスクリュー１１１２と、爪部材１１１４とを有する。骨スクリュー１１０６の位置決めスクリュー１１１２は、保持リング１１１８を含む。保持リング１１１８は、位置決めスクリュー１１１２上に爪部材１１１４を保持する。スクリューヘッド１１１０は面取りされた上側部分１１１６を含み、爪部材１１１４はさらに、スクリューヘッド１１１０の面取りされた上側部分１１１６と係合するべく、自身の外周の回りに傾斜環状部１１１５を含む（図３６Ｂを参照のこと）。爪部材１１１４は、歯状ロッド１１０２上のラチェット歯１１０４と係合するブレード部１１２２を含む。爪部材１１１４は、図３６に示す第１の位置から図３６Ａに示す第２の位置まで、約１８０度回転可能である。爪部材１１１４は、ブレード部１１２２の反対側の爪部材の側面に戻り止め１１２０を持ち、戻り止め１１２０は、ロッド挿入リセス１１３４に挿入されて爪部材１１１４が不用意に回転しないように防ぐ。戻り止め１１２０は、戻り止めがスクリューヘッド１１１０から離れるために十分な量だけ位置決めスクリュー１１１２が緩められると、爪部材１１１４を回転させる。骨スクリュー１１０６が歯状ロッド１１０２に沿って所望の位置まで移動した後、位置決めスクリュー１１１２を締めて、スクリューヘッド１１１０を歯状ロッド１１０２に固く固定する。図３７に示すように、わずかに変形した爪部材１１１４´は、ブレード部１１２２´の反対側になる爪部材１１１４´の側面に、互いに離間して設けられている複数の戻り止め１１２０´を含む。戻り止め１１２０´は、スクリューヘッド１１１０´のロッド挿入リセス１１３４´に挿入されて、爪部材１１１４´が位置決めスクリュー１１１２´に沿って不用意に回転しないようにする。

図３８は、本発明に係る技術の実施形態に応じた、スクリュー−ロッド構造１２００の第１１の例を示す展開斜視図である。図３９は、図３８に図示したスクリュー−ロッド構造１２００を示す断面組み立て図である。スクリュー−ロッド構造１２００は、ラチェット歯１２０４を有する歯状ロッド１２０２と、ネジシャフト１２０８、スクリューヘッド１２１０、位置決めスクリュー１２１２および爪部材１２１４を有する骨スクリュー１２０６とを備える。骨スクリュー１２０６の位置決めスクリュー１２１２は、保持リング１２１８を有する。保持リング１２１８は、位置決めスクリュー１２１２上に爪部材１２１４を保持する。爪部材１２１４は、可撓性であってよく、屈曲部１２２０およびブレード部１２２２を含む。

歯状ロッド１２０２が骨スクリュー１２０６のロッド挿入リセス１２３４に挿入されると、爪部材１２１４のブレード部１２２２が位置決めスクリュー１２１２の下方で延在し、歯状ロッド１２０２上のラチェット歯１２０４のうち少なくとも一の歯と係合する。骨スクリュー１２０６は、第１の方向において（図３４において左方向）歯状ロッド１２０２に沿って一定量ずつ移動させることができるが、第１の骨スクリュー１２０６のブレード部１２２２と、歯状ロッド１２０２のラチェット歯１２０４とが係合していることによって、骨スクリュー１２０６が反対方向に移動しないようになる。さらに、位置決めスクリュー１２１２を締めて爪部材１２１４のブレード部１２２２をラチェット歯１２０４に固く係合させることで、骨スクリュー１２０６がいずれの方向にも移動しないようにし、固く接続する。

図４０は、本発明に係る技術の実施形態に応じた、スクリュー−ロッド構造１３００の第１２の例を示す図である。スクリュー−ロッド構造１３００は、ラチェット歯１３０４を有する歯状ロッド１３０２と、ネジシャフト１３０８、スクリューヘッド１３１０、位置決めスクリュー１３１２および爪部材１３１４を有する本発明に係る技術に応じた骨スクリュー１３０６とを備える。位置決めスクリュー１３１２は、保持リング１３１８を含み、保持リング１３１８は、位置決めスクリュー１３１２上に爪部材１３１４を保持する。爪部材１３１４は、可撓性であってよく、屈曲部１３２０およびブレード部１３２２を含む。図４０に示す実施形態から分かるように、位置決めスクリュー１３１２の周囲に配置された爪部材１３１４の一部分と、ブレード部１３２２との間の内角は、９０度未満であるとしてよい。

図４１は、本発明に係る技術の一実施形態に応じた、スクリュー−ロッド構造１４００の第１３の例を示す斜視図である。図４２は、図４１に図示したスクリュー−ロッド構造１４００を示す展開斜視図である。図４３は、図４１に図示したスクリュー−ロッド構造１４００を示す断面図である。スクリュー−ロッド構造１４００は、ラチェット歯１４０４を有する歯状ロッド１４０２と、ネジシャフト１４０８、スクリューヘッド１４１０、位置決めスクリュー１４１２および爪部材１４１４を有する本発明に係る技術に応じた骨スクリュー１４０６とを備える。位置決めスクリュー１４１２は、保持リング１４１８を含む。保持リング１４１８は、位置決めスクリュー１４１２上に爪部材１４１４を保持する。爪部材１４１４は、可撓性を持つとしてよく、屈曲部１４２０と、ラチェット歯１４０４と係合するブレード部１４２２とを含む。図４１から図４３に図示した実施形態から分かるように、爪部材１４１４のうち位置決めスクリュー１４１２の周囲に位置する部分は、ブレード部１４２２に対して略垂直である。ブレード部１４２２のエッジ１４２３は、ラチェット歯１４０４内に挿入されて係合するように配置されているが、図４１から図４３に示すように、略直線状であるとしてよい。実際には、本明細書で説明する実施形態に係る爪部材はいずれも、例えば、歯状ロッドが図２５および図２６に示すように切り込み加工されている場合、ブレード部のうち歯に係合するエッジが略直線状であるとしてよい。これに代えて、本明細書で説明する実施形態に係る爪部材はいずれも、例えば、歯状ロッドが図２７および図２８に示すように切り込み加工されている場合、ブレード部のうち歯に係合するエッジが略曲線状であるとしてよい。例えば、図４４に示すように、爪部材１４１４´のブレード部１４２２´のうち歯に係合するエッジ１４２３´は、歯状ロッドの外表面に切り込まれた非直線状で弓型の経路に合うように、曲線状のものとして図示されている。

図４５、図４６、図４７および図４８は、本発明に係る技術の一実施形態に応じたスクリュー−ロッド構造１５００の第１４の例を示す。スクリュー−ロッド構造１５００は、上述した図４１から図４３に図示したスクリュー−ロッド構造１４００と略同様であるが、トルクオフ型または脆弱な位置決めスクリュー構造を持つとしてもよい。図４５は、スクリュー−ロッド構造１５００の組立中の様子を示す斜視図である。図４６は、組み立てた時のスクリュー−ロッド構造１５００を示す斜視図である。図４７は、組み立てて爪部材１５１４を取り外した後のスクリュー−ロッド構造１５００を示す斜視図である。図４８は、スクリュー−ロッド構造１５００のトルクオフ位置決めスクリュー１５１２を示す、拡大展開詳細図である。図４５から図４７を参照しつつ、スクリュー−ロッド構造１５００は、ラチェット歯１５０４を有する歯状ロッド１５０２と、骨スクリュー１５０６とを備える。骨スクリュー１５０６は、ネジシャフト１５０８と、スクリューヘッド１５１０と、位置決めスクリュー１５１２と、爪部材１５１４とを有する。位置決めスクリュー１５１２は、図４８に示すように、ネジ部１５１７と、延長脆弱六角形部１５１９とを含む。延長脆弱六角形部１５１９は、外表面に沿って形成され互いから軸方向に離間している２つの保持溝１５２１ａ、１５２１ｂを含む。保持溝１５２１ａ、１５２１ｂはそれぞれ、第１および第２の保持リング１５１８ａ、１５１８ｂが挿入される構成となっている。第１および第２の保持リング１５１８ａ、１５１８ｂは、爪部材１５１４の回転を可能としつつ、位置決めスクリュー１５１２の六角形部１５１９上に爪部材１５１４を軸方向に保持する。爪部材１５１４は、可撓性であってよく、屈曲部１５２０と、ラチェット歯１５０４と係合するブレード部１５２２とを含む。爪部材１５１４のうち位置決めスクリュー１５１２の周囲に位置する部分は、ブレード部１５２２に対して略垂直なものとして図示されているが、図示しているように他の角度も可能であり、本明細書に記載する他の実施形態で開示されている。位置決めスクリュー１５１２の脆弱六角形部１５１９は、例えば、所定のトルクで位置決めスクリュー１５１２を締めると、位置決めスクリュー１５１２の下側のネジ部から破損して除去されるとしてよい。所定のトルクは、歯状ロッド１５０２に骨スクリュー１５０６を固く固定するために十分な量のトルクに応じて設定されるとしてよい。このように、位置決めスクリュー１５１２の残りの部分から脆弱六角形部１５１９が破損して除去されると、六角形部１５１９および爪部材１５１４はＹ方向に移動させて取り除くとしてよい。

以下に記載する圧縮牽引脊椎固定システムの利用方法の説明は、前述したスクリュー−ロッド構造の例のいずれに対しても適用可能である。利用について説明すると、各骨スクリューは患者の脊椎の骨部分に固定される。歯状ロッドは、外科医によって成形された後、標準的な方法で各骨スクリューのスクリューヘッド内に配置されるとしてよい。この後、位置決めスクリューを載置して、圧縮方向（０度）または牽引方向（１８０度）に向くように配向された爪部材で、ネジ構成を利用してスクリューヘッドに取り付ける。この後、一方向性の爪部材を歯状ロッドのラチェット歯に挿入する。互いに隣接する骨スクリューを手作業で圧縮または牽引することによって、爪部材は歯状ロッドに沿って一定量ずつ移動し、ラチェット歯内で静止し、所望の圧縮力または牽引力を維持する。所望の力および位置に到達すると、位置決めスクリューをスクリューヘッドのネジ部まで締める。図３８および図３９に示す実施形態の場合、例えば、独立して回転可能で、一定量ずつ動く爪部材は、徐々に位置決めスクリューの中空中心まで後退し、その下方に位置するロッドと固く固定されるとしてよい。歯状ロッドに沿って骨スクリューを一定量ずつ移動させている間、爪部材と歯状ロッドのラチェット歯とを接触させるためには、位置決めスクリューは緩く（「仮に」）スクリューヘッドに螺入するか、または、例えば、爪部材が一定量ずつ移動できるように十分に歯状ロッドから離れたスクリューヘッドの先頭ネジ無部分（不図示）に挿入するとしてよい。ネジ無部分は、スクリューヘッドの上部にあるリップ部（不図示）を含むとしてよく、位置決めスクリューが手動でリップに押し当てられると、一定量ずつ移動している間はネジ無部分（リップとネジ部との間）に保持される。

図４９は、実施形態に係る圧縮ツール１６００を示す斜視図である。図２から図６に示す実施形態では圧縮ツール１６００は２つの隣接する骨スクリュー１０６、１０８に係合して操作するものとして図示しているが、圧縮ツール１６００は、上述したラチェット型のスクリュー−ロッド構造のいずれと共に利用するとしてもよい。圧縮ツール１６００は、第１および第２のハンドル部分１６０２、１６０４を備えるとしてよい。第１および第２のハンドル部分１６０２、１６０４は、外科医が把持できるよう、人体工学を考慮して形成されているとしてよい。ペンチのように、第１および第２のハンドル部分１６０２、１６０４は、共通支点または旋回ピン１６０６において、互いに旋回可能に結合されるとしてよい。第１のハンドル部分１６０２は、第１の傾斜延長部分１６１０に接続されているとしてよく、第２のハンドル部分１６０４は、第２の傾斜延長部分１６０８に接続されているとしてよい。第１および第２の傾斜延長部分１６１０、１６０８は、第１および第２のハンドル部分１６０２、１６０４が画定する平面に対して、例えば、図４９に示すように旋回ピン１６０６の軸に略平行な方向に、角度を持って延在しているとしてよい。図５１は、別の実施形態に係る、変形例に応じた圧縮ツール１７００を示す斜視図である。この変形例では、第１および第２の傾斜延長部分１７１０、１７０８は、第１および第２のハンドル部分１７０２、１７０４が画定する平面に対して約４５度の角度で、例えば、旋回ピン１７０６の軸に対して約４５度の方向で延伸しているとしてよい。

図５０は、図４９に図示している圧縮ツール１６００が、スクリュー−ロッド構造の２つの隣接する骨スクリュー１０６、１０８に係合している様子を示す詳細断面図である。図示しているスクリュー−ロッド構造は、ラチェット歯１０４を有する歯状ロッド１０２と、歯状ロッド１０２に取り付けられている第１および第２の骨スクリュー１０６、１０８とを備える。図５０において、図２に図示した例に示すように、各骨スクリュー１０６、１０８は、ネジシャフト１１０、スクリューヘッド１１２、位置決めスクリュー１１４および爪部材１１６を備える。第１および第２の傾斜延長部分１６１０、１６０８はそれぞれ、遠位ボール状先端部１６１４、１６１２を含むとしてよい。遠位ボール状先端部１６１４、１６１２は、歯状ロッド１０２に沿って骨スクリュー１０６、１０８を操作するべく位置決めスクリュー１１４内に挿入される構成である。圧縮ツール１６００（または１７００）を利用することによって、外科医は、互いに隣接する骨スクリュー１０６、１０８（および、対応する椎骨）を歯状ロッド１０２に沿って互いに向かって一定量ずつ、所望の位置および／または力に到達するまで、移動させることができる。所望の位置および／または力に到達すると、外科医は、位置決めスクリュー１１４を締めて、骨スクリュー１０６、１０８を歯状ロッド１０２に固く固定することができる。同様に、図５１に示す変形例に係る圧縮ツール１７００は、先端部１７１２、１７１４を含むとしてよく、同様に利用することができる。

図５２は、さらに別の実施形態に係る圧縮ツール１８００を示す斜視図である。圧縮ツール１８００は、互いに隣接する骨スクリューに係合して略直線状に圧縮するよう構成され、上述した一定量ずつ移動するスクリュー−ロッド構造のいずれかと共に利用するとしてよい。圧縮ツール１８００は、外科医が把持できるように、人間工学を考慮して形成されている第１および第２のハンドル部分１８０２、１８０４を備えるとしてよい。ペンチのように、第１および第２のハンドル部分１８０２、１８０４は、共通支点または旋回ピン１８０６において互いに旋回可能に結合されているとしてよい。第１のハンドル部分１８０２は、第１の延長部分１８０７に接続されているとしてよく、第２のハンドル部分１８０４は、第２の延長部分１８０９に接続されているとしてよい。第１および第２の延長部分１８０７、１８０９はそれぞれ、旋回ピン１８１０、１８０８を用いて、端部で別の第１および第２の延長部分１８２４、１８２２に旋回可能に結合されているとしてよい。別の第１および第２の延長部分１８２４、１８２２はさらに、二次ハサミ機構１８１５を介して、互いに結合されている。二次ハサミ機構１８１５は、中央支点１８２０で互いに旋回可能に結合されている第１および第２の交差レバー１８１６、１８１８を含む。第１の交差レバー１８１６の第１の端部は、旋回ピン１８１２によって、旋回ピン１８０８の近傍の位置において、第２の延長部分１８２２に旋回可能に結合されている。第２の交差レバー１８１８の第１の端部は、旋回ピン１８１４によって、旋回ピン１８１０の近傍の位置において、第１の延長部分１８２４に旋回可能に結合されている。第１の交差レバー１８１６の第２の端部は、別の第１の延長部分１８２４内の長手方向に延伸するスロット１８３２に摺動可能且つ旋回可能に挿入されるジャーナル１８２８を含む。同様に、第２の交差レバー１８１８の第２の端部は、別の第２の延長部分１８２２内の長手方向に延伸するスロット１８３０に摺動可能且つ旋回可能に挿入されるジャーナル１８２６を含む。別の第１および第２の延長部分１８２４、１８２２はさらに、先端延長部１８３６、１８３４をそれぞれ含む。先端延長部１８３６、１８３４は、操作対象である互いに隣接する骨スクリューの位置決めスクリューに係合するボール状先端部１８４０、１８３８を含む。上述したように、圧縮ツール１８００の上記の構造によって、外科医は、当該デバイスを把持して、ハンドル１８０２、１８０４を握り締めるので、先端延長部１８３６、１８３４が互いに略平行なまま、ボール状先端部１８４０、１８３８が略直線状に互いに向かって（または互いから離れるように）移動する。平行圧縮ツール１８００は、低侵襲性脊椎（ＭＩＳ）手術技術のために、２つの平行な管を合わせるとしてよい。

図５３、図５４および図５５は、本発明の幾つかの実施形態に係る牽引（開創）ツールの実施形態例を示す図である。各実施形態は、隣接する骨スクリューに係合して互いから分離させ、上述した一定量ずつ移動するスクリュー−ロッド構造のいずれかと共に利用され得る。図５３は、例えば、実施形態に係る２つの隣接する骨スクリュー（図５３には不図示）に係合して操作する牽引ツール１９００を示す斜視図である。牽引ツール１９００は、外科医が把持できるよう、人間工学を考慮して形成されている第１および第２のハンドル部分１９０２、１９０４を備えるとしてよい。第１および第２のハンドル部分１９０２、１９０４は、旋回点１９０６で互いに旋回可能に結合されているとしてよい。しかし、上述した圧縮ツールとは異なり、ハンドル部分１９０２、１９０４は、この旋回点１９０６で互いに交差していない。これに代えて、第１のハンドル部分１９０２は第１の傾斜延長部分１９０８に接続されているとしてよく、第２のハンドル部分１９０４は第２の傾斜延長部分１９１０に接続されているとしてよい。第１および第２の傾斜延長部分１９０８、１９１０は、第１および第２のハンドル部分１９０２、１９０４が画定している平面に対して角度を持って、例えば、旋回点１９０６の軸に略平行な方向に延伸しているとしてよい。しかし、他の角度（不図示）も可能である。第１および第２の傾斜延長部分１９０８、１９１０は、ボール状先端部１９１２、１９１４を持つとしてよい。ボール状先端部１９１２、１９１４は、歯状ロッドに沿って、互いに隣接する骨スクリューを操作するべく、位置決めスクリュー内に挿入されるように構成されている。牽引ツール１９００を用いることで、外科医は、互いに隣接する骨スクリュー（および、対応する椎骨）を互いから離れるように、歯状ロッドに沿って一定量ずつ、所望の位置および／または力に到達するまで、移動させることができる。所望の位置および／または力に到達すると、外科医は、位置決めスクリューを締めて、骨スクリューを歯状ロッドに固く固定することができる。

図５４は、別の実施形態に係る牽引ツール２０００を示す斜視図である。牽引ツール２０００は、ラチェット歯２１０４を持つ歯状ロッド２１０２に可動性を持たせて結合されている２つの隣接する骨スクリュー２１０６、２１０８に係合して操作するものとして図示されている。図５５は、図５４に示す牽引ツール２０００が、２つの隣接する骨スクリュー２１０６、２１０８に係合している様子を示す断面図である。牽引ツール２０００は、外科医が把持できるよう、人間工学を考慮して形成されている第１および第２のハンドル部分２００２、２００４を備えるとしてよい。第１および第２のハンドル部分２００２、２００４は、互いに旋回点２００６で旋回可能に結合されているとしてよい。しかし、上述した圧縮ツールとは異なり、ハンドル部分２００２、２００４は、この旋回点２００６で互いに交差していない。これに代えて、第１のハンドル部分２００２は第１の延長部分２００８に接続されているとしてよく、第２のハンドル部分２００４は第２の延長部分２０１０に接続されているとしてよい。第１および第２の延長部分２００８、２０１０は、ハンドル部分２００２、２００４と同一平面内に延在しているものとして図示されているが、第１および第２のハンドル部分２００２、２００４が画定する平面に対して角度を持って、例えば、旋回点２００６の軸に略平行な方向において延伸しているとしてよい。しかし、他の角度（不図示）も可能である。第１および第２の延長部分２００８、２０１０は、遠位先端部を持つとしてよい。各遠位先端部は、開いたＵ字形のリセス２０１２、２０１４を含むとしてよい。リセス２０１２、２０１４は、歯状ロッド２１０２が挿入されるように構成されており、歯状ロッド２１０２に沿って互いから離れるように骨スクリュー２１０６、２１０８を一定量ずつ移動させるべく、骨スクリュー２１０６、２１０８のスクリューヘッド２１１２の側面に接触する。延長部分２００８、２０１０はさらに、骨スクリュー２１０６、２１０８の側面と固く係合するべく、複数の突起部２０１６、２０１８を備えるとしてよい。つまり、牽引ツール２０００を利用することで、外科医は、互いに隣接する骨スクリュー２１０６、２１０８（そして、対応する椎骨）を互いから離れるように歯状ロッド２１０２に沿って一定量ずつ、所望の位置および／または力に到達するまで、移動させることができる。所望の位置および／または力に到達すると、外科医は、位置決めスクリューを締めて、骨スクリュー２１０６、２１０８を歯状ロッド２１０２に固く固定することができる。同様の構造の遠位先端部を持つ圧縮ツール（不図示）も提供されるとしてよい。当該圧縮ツールは、互いに隣接する骨スクリュー２１０６、２１０８の外面に係合して、歯状ロッド２１０２に沿って互いに向かって骨スクリュー２１０６、２１０８を一定量ずつ移動させる。

＜例＞
本発明に係る技術に応じたスクリュー−ロッド構造を、図２から図６に示した例にしたがって作成した。歯状ロッドは、歯状ロッドの長さに沿って、９０度の角度を持つ溝を切り込むことによって形成されている三角形状のラチェット歯を備えていた。溝の切り込みは、約０．７５ｍｍの間隔を空けて入っており、約６０度の円弧形状で放射状に入っていた。歯状ロッドは、内径が約５．５ｍｍであり、グレード２３のチタン合金（Ｔｉ６Ａ１４Ｖ−ＥＬＩ）で製造された。爪部材もまた、グレード２３のチタン合金（Ｔｉ６Ａ１４Ｖ−ＥＬＩ）で製造され、厚みは約０．０１６インチ（０．４ｍｍ）であった。爪部材のブレード部は、幅が約５ｍｍであった。

上記から、具体例を例示を目的として本明細書で説明してきたが、さまざまな変形例は本開示の意図または範囲から逸脱することなく成され得るものと想到されたい。このため、上記の詳細な説明は、本発明を限定するものではなく例示を目的としてものであると見なされるものとし、請求の主題を具体的に記載し明確に請求するのは、全ての均等例を含めた以下に記載する特許請求の範囲であると理解されるものとする。

Claims (27)

1. 爪部材を有する骨スクリューと、
   複数のラチェット歯を有する歯状ロッドと
   を備え、
   前記骨スクリューは、前記歯状ロッドに取り外し可能に結合されており、前記歯状ロッドに沿って選択的に移動可能であり、
   前記骨スクリューの前記爪部材は、前記歯状ロッドの前記複数のラチェット歯に係合して、前記骨スクリューを前記歯状ロッドに沿って一方向に移動可能とする、圧縮牽引脊椎固定システム。
2. 前記爪部材は、前記骨スクリューに回転可能に接続されている、請求項１に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
3. 前記爪部材は、第１の位置から第２の位置まで約１８０度にわたって、選択的に回転可能である、請求項２に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
4. 前記骨スクリューはさらに、位置決めスクリューを有し、
   前記爪部材は、前記位置決めスクリューに回転可能に結合されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
5. 前記爪部材は、保持リングによって前記位置決めスクリュー上に保持される、請求項４に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
6. 前記爪部材は、前記歯状ロッドの前記複数のラチェット歯に係合するように配置されているブレード部を含む、請求項４または５に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
7. 前記ブレード部は、前記位置決めスクリューの軸に略平行に延在している、請求項６に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
8. 前記ブレード部は、前記位置決めスクリューから離れるように、角度を持って延在している、請求項６に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
9. 前記ブレード部は、前記位置決めスクリューに向かうように、角度を持って延在している、請求項６に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
10. 前記ブレード部は、前記位置決めスクリューの下方に配置されており、前記位置決めスクリューから離れるように付勢されている、請求項６に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
11. 前記位置決めスクリューは貫通孔を含み、
    前記位置決めスクリューが前記骨スクリューのスクリューヘッド内で締められると、前記爪部材の前記ブレード部は前記貫通孔に押し込まれる、請求項１０に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
12. 前記位置決めスクリューは、所定のトルクを加えると、前記位置決めスクリューのネジ部から破損して取り外されるように構成されている脆弱部を含む、請求項４から１１のいずれか一項に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
13. 前記爪部材は、保持リングによって前記脆弱部に結合されている、請求項１２に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
14. 前記爪部材は、２つの保持リングの間で前記脆弱部に結合されている、請求項１３に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
15. 前記爪部材は、前記骨スクリューのスクリューヘッドの上面を被覆する、請求項４から１４のいずれか一項に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
16. 前記スクリューヘッドの前記上面のエッジは、面取りされており、
    前記爪部材は、面取りされている前記エッジと係合するよう構成されている傾斜面を含む、請求項１５に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
17. 前記爪部材は、前記スクリューヘッドに対する前記爪部材の回転を選択的に止めるべく、前記スクリューヘッドの非ネジ部に係合するよう配置されている、前記傾斜面に形成されている戻り止めを含む、請求項１６に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
18. 前記爪部材の前記傾斜面から延在しており、前記歯状ロッドの前記複数のラチェット歯に係合するよう構成されているブレード部をさらに備える、請求項１６または１７に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
19. 爪部材を有する第２の骨スクリューをさらに備え、
    前記第２の骨スクリューは、前記歯状ロッドに取り外し可能に結合されており、前記歯状ロッドに沿って選択的に移動可能であって、
    前記第２の骨スクリューの前記爪部材は、前記歯状ロッドの前記複数のラチェット歯に係合することにより、前記骨スクリューおよび前記第２の骨スクリューは、間の距離を変化させるべく、互いに向かって、または、互いから離れるように選択的に移動可能である、請求項１から１８のいずれか一項に記載の圧縮牽引脊椎固定システム。
20. 脊椎固定システムと共に利用する圧縮ツールであって、
    共通支点を中心に互いに旋回可能に結合されている第１のハンドル部分および第２のハンドル部分と、
    前記第１のハンドル部分および前記第２のハンドル部分にそれぞれ接続されている第１の延長部分および第２の延長部分と
    を備え、
    前記第１の延長部分および前記第２の延長部分は、前記脊椎固定システムが備える互いに隣接する骨スクリューを前記脊椎固定システムの歯状ロッドに沿って互いに向かうように一方向に手動で操作するべく、前記互いに隣接する骨スクリューの一部分と係合するように構成されている遠位先端部を有する、圧縮ツール。
21. 前記遠位先端部は、前記互いに隣接する骨スクリューのそれぞれの位置決めスクリューの中空内側部分に係合するように構成されているボール状先端部を含む、請求項２０に記載の圧縮ツール。
22. 前記遠位先端部はそれぞれ、前記互いに隣接する骨スクリューのそれぞれの側面に係合するように構成されているＵ字形被挿入部を含む、請求項２０に記載の圧縮ツール。
23. 脊椎固定システムと共に利用する牽引ツールであって、
    旋回点で互いに旋回可能に結合されている第１のハンドル部分および第２のハンドル部分と、
    前記第１のハンドル部分および前記第２のハンドル部分にそれぞれ接続されている第１の延長部分および第２の延長部分と
    を備え、
    前記第１の延長部分および前記第２の延長部分は、前記脊椎固定システムが備える互いに隣接する骨スクリューを前記脊椎固定システムの歯状ロッドに沿って互いから離れるように一方向に手動で操作するべく、前記互いに隣接する骨スクリューの一部分と係合するように構成されている遠位先端部を有する
    牽引ツール。
24. 前記遠位先端部は、前記互いに隣接する骨スクリューのそれぞれの位置決めスクリューの中空内側部分に係合するように構成されているボール状先端部を含む、請求項２３に記載の牽引ツール。
25. 前記遠位先端部はそれぞれ、前記互いに隣接する骨スクリューのそれぞれの側面に係合するように構成されているＵ字形被挿入部を含む、請求項２３に記載の牽引ツール。
26. 爪部材を有する骨スクリューと、
    複数のラチェット歯を有する歯状ロッドと、
    圧縮ツールと
    を備え、
    前記骨スクリューは、前記歯状ロッドに取り外し可能に結合され、前記歯状ロッドに沿って選択的に移動可能となるように構成されており、
    前記骨スクリューの前記爪部材は、前記骨スクリューを前記歯状ロッドに沿って一方向に移動可能とするように前記歯状ロッドの前記複数のラチェット歯に係合するように構成されており、
    前記圧縮ツールは、
    共通支点を中心に互いに旋回可能に結合されている第１のハンドル部分および第２のハンドル部分と、
    前記第１のハンドル部分および前記第２のハンドル部分にそれぞれ接続されている第１の延長部分および第２の延長部分と
    を有し、
    前記第１の延長部分および前記第２の延長部分は、前記骨スクリューを、前記歯状ロッドに沿って、一方向に手動で操作するべく、前記骨スクリューの一部分と係合するように構成されている遠位先端部を含む、脊椎固定キット。
27. 爪部材を有する骨スクリューと、
    複数のラチェット歯を有する歯状ロッドと、
    牽引ツールと
    を備え、
    前記骨スクリューは、前記歯状ロッドに取り外し可能に結合され、前記歯状ロッドに沿って選択的に移動可能となるように構成されており、
    前記骨スクリューの前記爪部材は、前記骨スクリューを前記歯状ロッドに沿って一方向に移動可能とするように前記歯状ロッドの前記複数のラチェット歯に係合するように構成されており、
    前記牽引ツールは、
    旋回点で互いに旋回可能に結合されている第１のハンドル部分および第２のハンドル部分と、
    前記第１のハンドル部分および前記第２のハンドル部分にそれぞれ接続されている第１の延長部分および第２の延長部分と
    を有し、
    前記第１の延長部分および前記第２の延長部分は、前記骨スクリューを、前記歯状ロッドに沿って、一方向に手動で操作するべく、前記骨スクリューの一部分と係合するように構成されている遠位先端部を含む、脊椎固定キット。

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