JPH11502134A - 上部を固定する骨固定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、骨固定要素（２０）、リンク部材（１０）、及びカプリング部材（１４）からなる骨固定装置（１２）を含む。カプリング部材は骨固定要素の一部を受け取るための第一チャネル（３２）及びリンク部材の一部を受け取るための第二チャネル（３０）を有する。第一及び第二チャネルはカプリング部材の中で骨固定要素からリンク部材（１０）に固定力を伝達するように構成されている。骨固定要素（２０）は、カプリング部材の中の第三チャネル（３ ４）を介してリンク部材に接触する円錐形負荷表面（２４）を組み込んでもよい。ナット（２６）の締めつけによって提供される上方向への軸移動により骨固定要素の負荷表面をリンク部材（１０）に対して押しつけ、これによりこれら両方をカプリング部材（１４）の中に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】 上部を固定する骨固定装置 発明の分野 本発明は、退行性及び外傷関連の脊椎変形を処置するために使用するような骨 固定システムに使用される補綴装置に関する。より詳細には、本発明は複数の椎 骨を安定させる固定ロッド及び骨ねじ／フックシステムに関する。 発明の背景 様々な脊椎固定システムが、整形外科医によって現在使用されている。これら の様々なシステムは、脊椎を安全に固定し安定させて変形の矯正を助長するため に広く用いられている。更に、脊椎インプラントシステムは外傷からの治癒プロ セスを助長したり、退行状態の処置を助長することができる。これらのタイプの インプラントは、骨の固定が生じるまでポストの機能疲労及び破損を抑えるよう にデザインされる。 一般に、２つ又はそれより多くの骨ねじ及び／又はフックが、安定させるべき 椎骨に取り付けられる。取り付け後、ねじ又はフックは脊柱に対してほぼ垂直に 外方向に延出する。次に、これらは脊柱にほぼ平行して配置される脊椎固定ロッ ドに結合され、従って安定させた椎骨の移動を制限する。殆どの実施において２ つの脊椎固定ロッドが設けられており、その各々は脊柱の両側に設けられた骨ね じ又はフックに結合されている。この２つの脊椎ロッドは、しばしば横方向の接 続部品によって互いに取り付けられている。 骨ねじ又はフックを脊椎固定ロッドに取り付けるカプリング手段が、このよう な脊椎固定システムの取り付けの有効性及び容易さの双方にとって重要であるこ とを理解することができる。今までに様々なカプリング手段が使用されている。 いくつかのシステムでは、骨ねじ又はフックは横方向の固定ロッド係合溝を含む 「Ｙ」形頭部を組み込んでいる。「Ｙ」を形成するポスト間にはまるアイボルト が設けられ、ナットがアイボルト上に締められ、横方向係合溝内の固定ロッドに 抗するように「Ｙ」形頭部を保持する。このタイプのカプリング手段は、アッシ ュマンら(Ashman et al.)の米国特許第５，２４６，４４２号に例示されている 。 アイボルトタイプのカプリングシステムには、不利な点がいくつかある。アイ ボルトは固定ロッドに傷をつける可能性があり、これは破損を早めてしまう。ま た、医師は処置領域の前弯（凹形）又は後弯（凸形）曲線にならうようにロッド を曲げてねじ又はフックのロッド係合部分をロッドに対してきっちり垂直に配置 することを要求されている。更に、このようなアイボルトは「側部を固定する」 ように脊椎ロッドに取り付けるため、処置の際にナットへのアクセスは制限され 、ナットを締めるプロセスを時間のかかる面倒なものにしてしまう。 これらの問題に対応して、調節可能で「上部を固定する」様々な形のカプラー システムが案出されている。例えば、アエビら（Aebi，et al.）の米国特許第５ ，０４７，０２９号は、ねじ切りされた圧縮可能コレットを組み込むカプリング 装置を述べており、この装置において、コレットと螺合するナットを締めること によってコレットがアイの中に引き込まれるとコレットは骨ねじのシャフトに押 しつけられる。スモールら（Small et al.）の米国特許第５，１２９，８９９号 及びスミス(Smith)の米国特許第５，０９２，８９３号は共に、固定装置として 動作するプレートのスロットを貫通して延びる上部ねじ切り部分を組み込む骨ね じを述べている。ねじは、プレート内のスロットを貫通して突出する骨ねじの上 部部分と上部固定ナットが螺合することによってプレートに直接取り付けられる 。これらは側部を固定するアイボルトタイプのカプリングを改良しているが、こ れらのシステムは不完全なままである。例えば、角度調節はスモール及びスミス のシステムにおいてさほど存在せず、アエビの装置はロッド及び骨ねじへの個々 の取り付けを必要とする。 従って、広範囲の角度調節能力の利点を組み込み、単一のナットによる上部ア クセス固定が可能な骨固定システムのためのカプリングデバイスを提供すること が有益であろう。 発明の概要 本発明は骨固定装置を含み、該装置は、ねじ又はフックを含みうる骨係合部分 を含む骨固定要素、複数の骨固定要素を相互接続するリンク部材、並びに骨固定 要素の一部を収容する第１のチャネル及びリンク部材の一部を収容する第２のチ ャネルを有するカプリング部材を含む。チャネルは、カプリング部材内で第１及 び第２のチャネルの中心長手軸が互いに対してオフセットする（ずれる）ように 配向される。更に、第１及び第２のチャネルは、骨固定要素とリンク部材との間 に固定力を伝達して骨固定要素がリンク部材に対してしっかりと固定されるよう にカプリング部材内で相対的に配置されている。 好適な実施の形態では、カプリング部材は第１及び第２のチャネルを接続する 第３のチャネルを含む。これらの実施の形態では、この第３のチャネルによって 骨固定要素からリンク部材に固定力を伝達することができる。第１、第２及び第 ３のチャネルの長手軸は互いに対して垂直であり、第３のチャネルの長手軸は第 １及び第２のチャネルの長手軸と交差することが好ましい。 リンク部材チャネルと骨固定要素チャネルとの間の横方向オフセットを変える ことができる。横方向オフセットが十分に大きい場合、骨固定要素からリンク部 材に固定力を伝達させることができるように荷重伝達部材が第３のチャネル内に スライド可能に保持される。横方向オフセットが十分に小さい場合、第３のチャ ネルは第１のチャネル及び第２のチャネルの交差領域によって画定されるウィン ドウを含む。 特に好適な実施の形態では、骨固定要素は円錐状の荷重保持（負荷支持面）を 含み、これはリンク部材に接触する荷重移動（負荷移動）部材と接触するか又は リンク部材に直接接触する。上方向の軸方向移動によって骨固定要素の荷重保持 面がリンク部材に抗するように押され、これによって骨固定要素及びリンク部材 が共にカプリング部材内で固定される。骨固定要素の上方向及び軸方向移動は、 骨固定要素の上部ねじ切り部分と螺合するナットを締めることによって提供され ることが好ましい。 図面の簡単な説明 図１は、本発明による脊椎骨固定構造を図示したものであり、背骨部分の３つ の脊髄骨にそれぞれ留め付けられた３つの固定システムを示すものである。 図２は、本発明による固定システムの斜視図であり、固定ロッド、骨の係合要 素及びカプリング部材を示すものである。 図３は、図２の固定システムを分解した斜視図であり、該骨固定要素のネジ部 分を係合するナットとカラー、さらに該骨固定要素の荷重支持表面を図示したも のである。 図４は、図２の本発明の固定システムを4-4 沿いに切断した部分切り取り図で ある。 図５ａは、図２の本発明の固定システムを5-5 沿いに切断した部分切り取り図 である。 図５ｂは、図２の本発明の固定システムを5-5 沿いに切断した切り取り図であ り、図２における固定システムにラテラルオフセットタイプのカプリング部材が 設置されている図である。 図６ａは、本発明の固定システムのカプリング部材およびカラー部材の斜視図 であり、該カプリング部材及び該カラー部材両方の歯状表面を図示したものであ る。 図６ｂは、本発明の固定システムの該カラー部材を図６ａの6b-6b 線沿いに見 た底平面図であって該カラー底の歯状表面をさらに図示したものである。 図７ａは、本発明の固定システムのカプリング部材とカラー部材の斜視図であ り、該カプリング部材とカラー部材の鋸歯状表面を示したものである。 図７ｂは、本発明の固定システムのカラー部材の底平面図であり、該カラー底 の鋸歯状表面を図７ａの7b-7b 線に沿ってさらに図示したものである。 好適な実施の形態の詳細な説明 初めに、人間の脊柱に適用される本発明の骨固定システムを組み込む椎骨固定 構造体を示す図１を参照する。このような構造体は、人間の脊柱の椎骨を安定さ せるのに広く使用することができる。従って、本文中に述べられる骨固定システ ムはこの特定の使用に関連して説明される。しかし、本発明を用いてあらゆる複 数の骨の構造を安定させることができ、このような他の使用も考慮されることを 理解することができる。 図１の構造体は、３本の個々の椎骨にねじ込まれた３つの骨固定要素を有して 形成されている。また、この場合では円形断面を有する固定ロッドを含むリンク 部材１０と、骨固定要素１２を脊椎固定ロッドに固定するカプリング部材１４が 設けられている。骨固定要素１２は、必ずしもリンク部材１０に対して垂直に配 されるわけではないことが、図１によってわかる。更に、構造体の取り付け手順 の際に医師のほぼ正面に面する単一のナット２６が、骨固定要素１２をリンク部 材１０に固定するように使用される。本発明の固定システムを用いた固定構造体 のこれらの有益な固定の態様の達成を以下に説明する。 本発明に従った骨固定システムの斜視図及び分解斜視図が、図２及び図３にそ れぞれ設けられている。図２及び図３に示されるシステムは、固定ロッドが好ま しいリンク部材１０、骨固定要素１２及びカプリング部材１４を含む。使用の際 、ロッド１０及び骨固定要素１２は、本文中に詳しく説明される機構を介してカ プリング部材１４にしっかりと固定される。 固定ロッド１０の長さは、安定させるべき椎骨の数とその長手に沿って取り付 けられる骨固定要素の数によって大幅に変わりうる。典型的に、リンク部材１０ は中実の円形断面を有し、直径は約１／４インチである。 ここで図２を参照すると、骨固定要素１２は下部骨係合部分２０を含む。この 部分２０は、椎骨又は他の骨に取り付けるためのあらゆる適切な手段を含むこと ができる。図示される好適な実施の形態では、この部分２０はねじである。ある いは、骨係合部分は当該技術において公知であるペディクル（pedicle:柄）フッ ク又はラミナ（lamina:葉片）フックなどの様々な形の椎骨フックを含んでもよ い。 ここで図３を参照すると、荷重保持（負荷支持）面２４を含む伸長した肩部２ ５が骨係合部分２０の上にあり、荷重保持面２４は、骨固定要素１２が伸長した 肩領域２５の最も幅広な部分から上方向に延びるにつれて骨固定要素１２の直径 が減少するようにテーパー付けされた円錐断面を有する。 伸長した肩領域２５の上において、骨係合部分２０と反対側の骨固定要素１２ の上端部はナット２６を収容するねじ切り部分２２を含む。 １つの好適な実施の形態では、直径約０．２３インチのねじ切り部分２２は骨 固定要素の頂部から下方向に約０．３インチ延びている。次に、伸長した肩領域 ２５を含む荷重保持面２４は約０．１６インチの距離で外方向に約１３°の角度 でテーパー付けされており、これによって約０．２８２インチの拡大直径が得ら れる。骨固定要素１２の伸長した肩部分２５は、０．２８２インチの直径で下方 向に約０．２１３インチ延び続ける。骨固定要素１２の残りの下部部分は、椎骨 又は他の骨に固定するのに好適な態様でねじ切りされている。 図２及び図３の双方に示される好適なカプリング部材１４には３つのチャネル が設けられており、そのうちの２つはカプリング部材を貫通して延び、３つめの チャネルは残りの２つのチャネルと交差してこれらを接続できるようにカプリン グ部材１４内を延びている。これらの３つのチャネルの中心長手軸は直交である ことが好ましい。より詳細には、図３を参照すると、第１のチャネル３０はカプ リング部材をほぼ水平に貫通して延びる固定ロッドチャネルを画定している。チ ャネル３０は、リンク部材１０を手動でカプリング部材１４内にスライドできる ように十分ゆるいすべりばめを有して（この場合はロッドである）リンク部材１ ０をスライド可能に挿入できるようになっている。様々な断面領域形状を用いる ことができるが、最終的な取り付けを行う前にカプリング部材１４がロッド１０ の長手軸の回りに自由に回転できるように、ロッド１０及びチャネル３０は円形 の横方向断面を有することが好ましい。 カプリング部材１４には更に第２のチャネル３２が設けられており、これはカ プリング部材１４をほぼ垂直に貫通して延びる骨固定要素チャネルを画定する。 チャネル３０、３２の互いに垂直の中心長手軸は、交差しないように互いから横 方向に離間されている、即ちオフセットされている。このチャネル３２は、骨固 定要素１２の上部ねじ切り部分２２をスライド可能に挿入できるようになってい る。 カプリング部材１４の最上部において、チャネル３２の出口開口は細長い楕円 形スロット３１を形成しており、長軸は固定ロッドチャネル３０の長手軸に対し て平行であり、短軸は固定ロッドチャネル３０の長手軸に対して垂直である。こ の骨固定要素チャネル３２の上部開口の全体的な寸法は、長軸が短軸の約１．５ 倍であり、短軸の寸法は骨固定要素１２のねじ切り部分２２の直径とほぼ同じで ある。 垂直方向チャネル３２がカプリング部材１４を突き抜けるカプリング部材１４ の底部において、出口開口部はまた、頂部スロット３１と同じ方向を有すると共 に短軸より１．５倍長い長軸を有する長尺状スロット３３を形成する。しかし、 図４を参照してわかるように、カプリング部材１４の底部におけるチャネル３２ の水平方向断面の面積は、カプリング部材１４の頂部におけるチャネル３２の水 平方向断面の面積よりも大きい。カプリング部材１４の底部におけるチャネル３ ２の水平方向断面の短軸の面積は、負荷保持面２４を形成する外方向テーパ形状 部の下の膨らんだショルダ部２５の最も広い断面における骨固定エレメント１２ の直径に略等しい。詳細には、骨固定エレメントチャネル３２の水平方向断面は 、細く、より小さい略円形となっており、その直径は骨固定エレメント１２のネ ジ山部２２の直径よりもわずかに大きいが、負荷保持面２４を形成する外方向テ ーパ形状部の下に位置される膨らんだショルダ部分２５の最も広い断面における 骨固定エレメント１２の直径よりも小さい。従ってこのチャネル３２の長手方向 断面は、頂部よりも大きい底部を有する略砂時計の形状を有している。 上記２つのチャネルに加えて、図３は第３のチャネル３４を示しており、この チャネル３４はカプリング部材１４において略水平方向に位置される負荷転移チ ャネルを画定する。負荷転移チャネル３４の長手方向軸は他の両チャネルに垂直 であり、骨固定エレメントチャネル３２と固定ロッドチャネル３０の両方の長手 方向軸と交差するように位置している。チャネル３４は、脊髄固定ロッド１０の チャネル３０と骨固定エレメント１２のチャネル３２との間の力の連絡を可能に する。この負荷転移チャネル３４は、骨固定エレメントチャネル３２と脊髄ロッ ドチャネル３０の両方よりも小さい直径からなるのが好ましい。好ましくは、負 荷転移チャネル３４は、その小さい直径からなるネック３５近くで骨固定エレメ ントチャネル３２と交差し、２つのチャネル３０、３２が最も交差に近づくその 長手方向中間点近くで脊髄ロッドチャネル３０と交差する。 本発明の１つの好適な実施の形態が図５ａに示され、この図では負荷転移チャ ネル３４がチャネル３０及び３２の交差する表面同士の間のウィンドウとして画 定される。より詳細には、固定ロッドチャネル３０と骨固定エレメントチャネル ３２が互いに交差するように横方向に十分に近接して離間される場合には、負荷 転移チャネル３４は他の２つのチャネル３０、３２の交差位置に自然に形成され るウィンドウを含む。この場合には、付加的な円筒形ボア又はトンネルをカプリ ング部材１４中に作成する必要がない。なぜなら、チャネル３０、３２は、それ らの交差領域により画定される連結を自動的に形成するからである。 図５ｂで示される別の好適な実施の形態では、骨固定エレメントチャネル３２ は、それぞれのチャネルの直径に対して固定ロッドチャネル３０から長い距離を おいて横方向に離間され得る。この構成では、それらを連結する負荷転移チャネ ル３４は、固定ロッドチャネル３０で始まり骨固定エレメントチャネル３２で終 わる、好ましくは円筒形のボア又はトンネルである。このボアの直径は、好まし くは脊髄ロッドチャネル３０と骨固定チャネル３２の直径の約１／２〜３／４で ある。 チャネル３０及びチャネル３２がこのように横方向に離間された場合に負荷の 転移を行うために、ロッド又はピンを含む負荷転移部材４０が、負荷転移チャネ ル３４内において長手方向にスライド可能なように負荷転移チャネル内部に保持 される。負荷転移部材４０は、固定ロッド１０の表面と負荷転移部材４０の一端 を接触させ、それと同時に骨固定エレメント１２の負荷転移面２４と部材４０の 他端を接触させる長さを有する。負荷転移部材４０を介する負荷の転移メカニズ ムについて、以下により詳細に記載する。 これらの３つの基本となるエレメント、リンク部材１０、骨固定エレメント１ ２、負荷転移カプリング部材１４は、有効且つ容易に固定システムを用いるよう に以下のように作用し合う。 図１を参照して手短に記載したように、いくつかの骨固定エレメント１２はま ず、安定するように背骨の数カ所に取り付けられる。ネジ山を有するネジタイプ の骨係合部が設けられる場合には、骨固定エレメント１２は骨固定エレメント１ ２の頂部におけるスクリュードライバスロット２８のような、骨にネジを取り付 けるための手段を含む。骨固定エレメント１２の上面におけるアレンレンチ用の 六角凹所や、膨らんだショルダ部分２５の下部領域における骨固定エレメント１ ２において一体形成される六角スパナ取付けポイントのように、他の別のドライ バ手段を用いてもよい。 取り付けられた骨固定エレメント１２の数に等しい多数のカプリング部材１４ は、適切な長さの脊髄固定ロッドの上をスライドする。固定ロッド１０は脊髄に 隣接して配置され、カプリング部材１４は、取り付けられた骨固定エレメント１ ２の位置に略整合するようにその長さに沿ってマニュアル調整される。 本発明のいくつかの態様が理解できる。まず、いくつかの骨固定エレメント１ ２の位置の全てを、剛性でまっすぐな金属固定ロッド１０に隣接配置することが 容易にはできない。いくつかの骨固定エレメント１２は通常、固定ロッド１０か ら横方向に離間される。外科医は、脊柱に沿うその位置が骨固定エレメント１２ の以前の位置にきっちりと対応したように、前もってロッド１０を曲げなければ ならない。 本発明では、脊髄ロッドチャネル３０と骨係合チャネル３２との間で横方向の 距離が変化する多様なカプリング部材１４から外科医が選択できる。図５ａ及び ５ｂを再び参照すると、ここでの好適な実施の形態は、ロッドチャネル３０と骨 固定エレメントチャネル３２がわずかに交差して負荷転移チャネル３４を自然に 形成するカプリング部材（「オフセットなし」カプリング部材と呼ぶ）と、２つ のチャネルが３mm又は６mmで離間されるカプリング部材（「横方向オフセット」 コネクタと呼ぶ）のいずれかを含む。外科医が多様な異なる横方向オフセットチ ャネルカプリング部材１４等から外科処置中に選択できる場合には、固定ロッド １０の必要な曲げを全体的に最小化又はなくすことができる。 さらに、図１を参照して上述したように、骨固定エレメント１２は固定ロッド １０の位置に正確に垂直な方向に外方向に延出することができない。締めつけ前 にはカプリング部材１４のロッドチャネル３０内でロッド１０がスライド可能に 嵌合するために、骨固定エレメントチャネル３２を矢状面に略垂直な面における 種々の角度で方向づけることができる。さらに、図４で示されるように、骨固定 エレメントチャネル３２の長手方向断面の砂時計形状により、骨固定エレメント １２を矢状面における種々の角度でチャネル３２に挿入することができる。特に シャンツ（Schanz）ネジタイプの骨係合部２０を使用する場合には、このタイプ の骨固定エレメントを骨の中にねじ込むと、その方向性又は位置を変更できない ので、このような自由さにより固定ロッド１０の設置の簡便さが高められる。骨 固定エレメントが結合部材から横方向にオフセットされた時にまさにそうであっ たように、矢状面における角度づけにより、結合部材の輪郭合わせ又は曲げのた めに必要な時間を削減することができる。図６ａ、６ｂ、図７ａ及び７ｂを参照 して以下により詳細に述べるように、鋸歯状のかみ合い面同士を非垂直方向にさ えも強固に固定することができる。 再び図４、図５ａ及び５ｂを参照すると、骨固定エレメントチャネル３２のネ ック部３５の比較的小さい直径により、負荷保持面２４を含む外方向テーパ形状 領域がチャネル３２のネック領域に到達すると、骨固定エレメント１２がチャネ ル３２の中にさらに挿入されることが防止される。この構成では、骨固定エレメ ント１２のネジ山領域２２はカプリング部材１４の頂部を通って上に延出し、骨 固定エレメント１２の負荷保持面２４が、骨固定エレメント３２を固定ロッドチ ャネル３０と連結する負荷転移チャネル３４に隣接する。 図５ａで示される上記「オフセットなし」構成では、骨固定エレメント１２の 負荷保持面２４と固定ロッド１０の表面の両方が、それらのそれぞれのチャネル ３０、３２に挿入された後、骨固定エレメント１２の負荷保持面２４が固定ロッ ド１０の表面と直接接触する。図５ｂで示されるように横方向タイプのカプリン グ部材１４が使用される場合には、ロッド１０のエッジと骨固定エレメントの負 荷保持面は横方向に離間される。しかし、横方向オフセットの実施形態では、負 荷転移部材４０は負荷転移チャネル３４に略等しい長さで負荷転移チャネル３４ 内にスライド可能に捕らえられ、その結果負荷保持面２４は骨固定エレメントチ ャネル３４に隣接する負荷転移ピン４０の末端と接触する。それにより、固定ロ ッドチャネル３０に隣接する負荷転移ピン４０の他端が固定ロッド１０の表面と 接触される。効率には必要でないが、負荷転移面２４と接触する負荷転移ピン４ ０の末端は、わずかに凸状であることが好ましく、一方固定ロッド１０に隣接す る負荷転移ピン４０の末端は平らであることが好ましい。 ロッド１０と骨係合エレメント１２が互いに及びカプリング部材１４に固定さ れる手段について、図４を参照して記載する。詳細には、骨固定エレメントチャ ネル３２の砂時計形状により、骨係合エレメント１２のネジ山部分２２は、固定 ロッド１０に必ずしも垂直である必要のない方向性を有するチャネル３２の頂部 を通って上へと延出できることが思い出される。かかる非垂直方向性の存在にお いて、しっかりしたカプリングを容易に行うために、略マッチングする丸い凸状 の上面を有するカプリング部材１４の頂部において密接に嵌合するように用いら れる丸い凹形の底面を有するカラー部材５０が設けられる。ナット２６を締めつ けるために骨固定エレメント１２のネジ山部分２２の延出に垂直な平面が存在す るように、カラー部材５０は平らな上面を有する。 ナット２６が骨固定エレメント１２のネジ山部分２２に対して締めつけられる と、骨固定エレメント１２はカプリング部材１４においてそのチャネル３２の中 へとさらに上方向に上がる。上方向に上がるので、負荷保持面２４は「オフセッ トなし」構成では固定ロッド１０を直接押圧し、横方向オフセット構成では負荷 転移部材４０を直接押圧する。両方の実施の形態において、負荷保持面における 骨固定エレメント１２の直径の増大により、骨固定エレメント１２がカプリング 部材においてチャネル３２の中へとさらに挿入されると、ロッド１０及び骨固定 エレメント１２の両方がそれらのそれぞれのチャネルの両サイドに対して押され る。従って、ナット２６の締めつけにより、ロッド１０と骨固定エレメント１２ の両方がカプリング部材１４にしっかりと固定される。 これらの３つのエレエントの間のしっかりとした連結をさらに簡便化するため に、カプリングエレメント１４の頂部とカラー５０の丸みを帯びた底サイドには 、図６ａ、６ｂに示される互いに係合する歯６０か、又は図７ａ及び７ｂで示さ れる鋸歯状部６２が設けられる。ナット２６を締めつけることによりカラー部材 ５０における歯６０又は鋸歯状部６２がカプリング部材１４の頂部における対応 す る歯６０又は鋸歯状部６２に対してしっかりと押さえつけられると、ロッド１０ と骨固定エレメント１２の間の垂直方向から比較的大きく変位している場合にも 、時間の経過による滑り及びクリープが実質的に削減される。 歯又は鋸歯状部のサイズ及び深さは重要ではないが、それらは微細な角度の調 整が可能であるように十分に小さくなくてはならない。ある好適な実施の形態で は、歯又は鋸歯状部は高さが０．００７インチであり、隣接するピーク同士は０ ．０１４インチ離間される。 好ましくは、本発明の固定システムの構成要素は、チタン又はチタン合金から 製造される。しかし、ステンレススチール又は種々の生適合性プラスチック等の 他の生適合性物質も適切である。さらに、本発明の種々のバリエーション及び変 更は当業者には容易に明らかになるであろう。従って、本発明の範囲は、上記特 定の実施の形態に限定されるべきではなく、添付の請求の範囲及び及びそれに相 当するものによって規定されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 メルトン、アンジェラ アメリカ合衆国 92211 カリフォルニア 州 パーム デザート インペイシェンス サークル 76222 (72)発明者 ステッドニッツ、マイク アメリカ合衆国 92201 カリフォルニア 州 インディオ レッド ブラッフ ロー ド 81−032

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．骨固定装置であって、 骨の一部に係合する骨固定要素を含み、前記骨固定要素は骨係合部分及び負荷 支持面を含み、 リンク部材を有し、前記リンク部材は複数の骨固定要素に相互接続して複数の 骨固定要素間の所望の位置関係を維持し、 カプリング部材を有し、前記カプリング部材は骨固定要素の一部を受ける第１ チャネルを有し、カプリング部材の一部を受ける第２チャネルを有し、第１及び 第２チャネルの中心長手方向軸は互いにオフセットされ、前記第１及び第２チャ ネルはウィンドウを形成する交差面を有するように十分に接近して横方向に離間 され、骨固定要素の負荷支持面は、骨固定要素の第２チャネルへの軸挿入後及び リンク部材の第１チャネルへの軸挿入後、前記ウィンドウを介してリンク部材に 直接接触し、前記骨固定要素に加えられる固定力は骨固定要素とリンク部材との 間で伝達される、 骨固定装置。 ２．第１及び第２チャネルの長手方向軸はほぼ垂直である、請求項１記載の骨固 定装置。 ３．骨固定要素はナットを受けるためのねじが切られた領域を含み、ナットの締 めつけによって骨固定要素の第２チャネルへの軸方向の挿入が行われる、請求項 １記載の装置。 ４．骨係合部分はねじが切られたねじを有する、請求項１記載の装置。 ５．負荷支持面はほぼ円錐形である、請求項１記載の骨固定装置。 ６．リンク部材と骨固定要素を骨固定システムに固定するカプラであって、前記 カプラは、リンク部材を受ける第１チャネルを有し、骨固定要素を受ける第２チ ャネルを有するボディを含み、第１及び第２チャネルの中心長手方向軸は互いに オフセットされ、前記第１及び第２チャネルはウィンドウを形成する交差面を有 するように十分に接近して横方向に離間され、骨固定要素は、骨固定要素の第２ チャネルへの挿入後及びリンク部材の第１チャネルへの挿入後、前記ウィンドウ を介してリンク部材に直接接触し、骨固定要素に加えられた軸方向の力は骨固定 要素及びリンク部材の両方に加えられる横の固定力に伝達され、リンク部材及び 骨固定要素をカプラに固定する、カプラ。 ７．第１及び第２チャネルの中心長手方向軸はほぼ垂直である、請求項６のカプ ラ。 ８．骨固定要素に軸方向の力を加える固定デバイスを含む請求項６記載のカプラ 。 ９．脊柱の椎骨を安定化させる方法であって、 骨固定要素を複数の椎骨に係合させるステップを有し、 骨固定要素の数に等しいカプリング部材をリンク部材上でスライドさせるステ ップを有し、前記カプリング部材は第１及び第２チャネルを有し、前記リンク部 材は前記第１チャネルに挿入され、第１及び第２チャネルは、骨固定要素とリン ク部材の直接的な接触を提供するようにカプリング部材に構成され、 カプリング部材の位置を骨固定要素間の距離にほぼ対応するようにリンク部材 に沿って調節するステップを有し、 骨固定要素の一部をカプリング部材の一つの第２チャネルに挿入するステップ を有し、各骨固定要素が単一のカプリング部材と対になるまでこのステップを繰 り返し、 カプリング部材の内側に骨固定要素とリンク部材との直接接触を提供するステ ップを有し、 各骨固定要素に固定力を加えるステップを有し、固定力は骨固定要素とリンク 部材との直接接触を介してリンク部材に伝達され、骨固定要素及びリンク部材は カプリング部材に固定される、 椎骨安定化方法。 １０．脊柱固定装置であって、 椎骨装着部分、負荷支持部分及びねじが切られた部分を含む椎骨固定要素を有 し、 複数の椎骨固定要素を所望の構成で相互接続する脊柱固定ロッドを有し、 脊柱固定ロッドを椎骨固定要素に固定するカプリング部材を有し、前記カプリ ング部材は、カプリング部材に延出し、脊柱ロッド長手方向軸を画定する脊柱固 定ロッドチャネルを含み、脊柱ロッド長手方向軸にほぼ垂直な長手方向軸を有し 、カプリング部材を介して延出する椎骨固定要素チャネルを含み、脊柱固定ロッ ド及び椎骨固定要素チャネルに交差する負荷伝達チャネルを含み、 負荷伝達部材を有し、前記負荷伝達部材は、負荷伝達チャネルの内側にスライ ド可能に捕獲され、脊柱ロッドの脊柱ロッドチャネルへの挿入後、椎骨固定要素 の椎骨固定要素チャネルへの挿入によって、椎骨固定要素の負荷支持面が負荷伝 達ピンの一方の端部に接触するような長さを有し、この場合、負荷伝達ピンの他 方の端部は脊柱ロッドに接触し、椎骨固定要素の第３ねじ切り部分はカプリング 部材の表面上の開口を介して部分的に延出し、 ナットを有し、前記ナットは、椎骨固定要素のねじ切り部分に係合し、カプリ ング部材の外側に位置され、ナットの回転によって椎骨固定要素は椎骨固定要素 チャネルに向かって長手方向に移動し、負荷伝達ピンを脊柱ロッドに対して押す ことによって脊柱ロッド及び椎骨固定要素をカプリング部材に固定する、 脊柱固定装置。 １１．脊柱固定装置であって、 椎骨装着部分、負荷支持部分及びねじが切られた部分を含む椎骨固定要素を有 し、 複数の椎骨固定要素を所望の構造で相互接続する椎骨固定ロッドを有し、 脊柱ロッドを椎骨固定要素に固定するカプリング部材を有し、前記カプリング 部材は、カプリング部材を介して延出し脊柱ロッド長手方向軸を画定する脊柱ロ ッドチャネルを含み、カプリング部材に延出し脊柱ロッド長手方向軸にほぼ垂直 な長手方向軸を有する椎骨固定要素チャネルを含み、脊柱固定ロッドチャネルの 一部は椎骨固定要素チャネルの一部に交差してウィンドウを形成し、脊柱ロッド の脊柱チャネルへの挿入後の椎骨固定要素の椎骨固定要素チャネルへの挿入によ って、椎骨固定要素のねじ切り部分がカプリング部材の表面上の開口を介して少 なくとも部分的に延出する場合、椎骨固定要素の負荷支持面部分は椎骨ロッドチ ャネルと椎骨固定要素チャネルとの交点で脊柱ロッドに直接接触し、 ナットを有し、前記ナットは椎骨固定要素のねじが切られた部分に係合し、カ プリング部材の外側に位置され、ナットの回転によってカプリング部材は椎骨固 定要素にわたって長手方向に移動し、椎骨固定要素の負荷支持面を脊柱ロッドに 対して押すことによって脊柱ロッド及び椎骨固定要素をカプリング部材に固定す る、 脊柱固定装置。 １２．骨固定装置であって、 骨の一部に係合する骨固定要素を有し、 複数の骨固定要素に相互接続して複数の骨固定要素の所望の位置関係を維持す るリンク部材を有し、 カプリング部材を有し、前記カプリング部材は骨固定要素の一部を受ける第１ チャネルを有し、リンク部材の一部を受ける第２チャネルを有し、第１及び第２ チャネルの中心長手方向軸は互いにオフセットされ、さらに第３チャネルを有し 、第３チャネルは第１及び第２チャネルに並びに第３チャネル内に位置する負荷 伝達部材に接続し、負荷伝達部材は、第１チャネルに挿入される場合は骨固定要 素に接触し、第２チャネルに挿入される場合はリンク部材に接触するように構成 され、骨固定要素とリンク部材との間に固定力を伝達する、 骨固定装置。 １３．第１、第２及び第３チャネルの長手方向軸はほぼ垂直であり、第３チャネ ルの長手方向軸は第１及び第２チャネルの長手方向軸に交差する、請求項１２記 載の骨固定装置。 １４．骨固定要素は、その長手方向の一部に配置されたほぼ円錐形の負荷支持面 を含み、骨固定要素の第２チャネルへの挿入中、負荷伝達部材に隣接する直径が 増加する負荷支持面は負荷支持面と負荷伝達部材との間に接触を形成し、負荷伝 達部材をリンク部材に接触させる、請求項１２記載の骨固定装置。 １５．骨固定要素は、ナットを受けるためにねじが切られた領域を含み、ナット の締めつけによって骨固定要素の第２チャネルへの軸方向の挿入が行われる、請 求項１４記載の骨固定装置。 １６．骨固定要素のねじ切り領域及びカプリング部材にわたってフィットするカ ラー部材を含み、前記カラー部材はナットが締めつけられる平坦な上面を有する 、請求項１５記載の骨固定装置。 １７．骨固定要素はねじが切られたねじを含む骨係合部分を含む、請求項１５記 載の骨固定装置。 １８．リンク部材及び骨固定要素を骨固定システムに固定するカプラであって、 前記カプラは、リンク部材を受ける第１チャネル、骨固定要素を受ける第２チャ ネル、負荷伝達部材を有する第３チャネルを有するボディを含み、骨固定要素に 加えられる軸方向の力を骨固定要素及びリンク部材の両方に加えられる横の固定 力に伝達し、リンク部材及び骨固定要素をカプラに固定する、カプラ。 １９．骨固定要素に軸方向の力を加える固定デバイスを含む請求項１８記載のカ プラ。 ２０．脊柱の椎骨を安定化する方法であって、 骨固定要素を複数の椎骨に係合させるステップを有し、 骨固定要素の数に等しいカプリング部材を脊柱固定ロッドにわたってスライド させるステップを有し、前記カプリング部材は第１、第２及び第３チャネルを有 し、前記脊柱ロッドは前記第１チャネルに挿入され、第３チャネルは第１及び第 ２チャネルに接続し、負荷伝達部材を含み、骨固定要素と脊柱ロッドとの間に固 定力を伝達し、 カプリング部材の位置を骨固定要素間の距離を近づけるように脊柱ロッドに沿 って調節するステップを有し、 骨固定要素の一部を第２チャネルに挿入するステップを有し、 各骨固定要素に固定力を加えるステップを有し、前記固定力は負荷伝達部材を 介して脊柱ロッドに伝達され、骨固定要素及び脊柱ロッドはカプリング部材に固 定される、 椎骨安定化方法。 ２１．骨固定要素のねじ切り領域及びカプリング部材にわたってフィットするカ ラー部材を含み、前記カラー部材はナットが締めつけられる平坦な上面を有する 、 請求項３記載の骨固定装置。 ２２．上部締めつけ骨固定装置であって、 第１骨係合端部、くさび面及びねじ切り第２端部を含む骨固定要素を有し、 前記ねじ切り第２端部に螺合するナットを有し、 複数の骨固定要素を相互接続する細長いロッドを有し、 カプリング部材を有し、前記カプリング部材は前記骨固定要素の一部及び前記 ロッドの一部を互いの位置関係で保持し、前記ナットが前記第２端部に締めつけ られた場合に前記くさび面によって前記細長いロッド及び前記骨固定要素を固定 相対位置に固定し、前記カプリング部材は、前記ナットの締めつけの前であるが 前記骨固定要素及びロッドがカプリング部材に挿入された後に、前記ロッドと前 記骨固定要素の角度を調節するように構成され、 ２３．前記骨固定装置の前記第２端部にわたって及び前記カプリング部材に対し てフィットするカラー部材を含み、前記ナットが前記第２端部に締めつけられる 場合に前記ナットは前記カラー部材に対して締めつけられる、請求項２２記載の 装置。 ２４．前記カラー部材が前記骨固定装置の前記第２端部にわたって配置される場 合に互いに接触する前記カプリング部材の表面及び前記カラー部材の対向面は、 セレーションに係合して接触を固定する、請求項２３記載の装置。 ２５．骨固定要素を含む骨固定装置を締めつける方法であって、第１骨係合端部 を含み、くさび面を含み、ねじ切り第２端部を含み、前記ねじ切り第２端部に螺 合するナットを含み、複数の固定要素を相互接続する細長いロッドを含み、カプ リング部材を含み、 前記骨固定要素及び前記細長いロッドを前記カプリング部材上の位置に配置し 、 前記骨固定要素と前記細長いロッドとの角度を調節し、 前記ナットを前記第２端部で締めつけて前記骨固定要素及び前記細長いロッド を前記カプリング部材の固定位置にロックする、 骨固定装置締めつけ方法。 ２６．チャネルを有するボディを含む椎骨固定システムのカプラであって、前記 チャネルは長手方向軸に沿って少なくとも二箇所で異なる断面領域を有する、カ プラ。 ２７．前記ボディは第２チャネルを含む、請求項２６記載のカプラ。 ２８．前記第２チャネルは長手方向軸に沿ってほぼ一定の断面領域を有する、請 求項２７記載のカプラ。 ２９．前記第２チャネルはほぼ円形の断面を有する、請求項２８記載のカプラ。 ３０．椎骨固定システムであって、 少なくとも一つの骨固定要素を有し、前記骨固定要素は骨に係合するための第 １部分、ねじ切り第２部分及びほぼ円形の断面を有する外面を画定する第３部分 を有し、 細長く、ほぼ円筒形構造のリンクロッドを有し、 前記骨固定要素の前記第３部分は前記リンクロッドに接触する、 椎骨固定システム。 ３１．前記骨固定要素の前記第３部分は前記第１部分と前記第２部分との間にあ る、請求項３０記載の椎骨固定システム。 ３２．前記骨固定要素の前記第３部分は、前記第３部分の断面領域が前記第３部 分に沿って少なくとも二箇所で異なるように輪郭形成される、請求項３０記載の 椎骨固定システム。 ３３．前記骨固定要素の前記第３部分は、前記第３部分の断面領域が前記第３部 分に沿って少なくとも二箇所で異なるように輪郭形成される、請求項３１記載の 椎骨固定システム。 ３４．前記第３部分は、前記骨固定要素のテーパ付けされたほぼ円錐形の外面を 有する、請求項３３記載の椎骨固定システム。 ３５．椎骨固定システムであって 骨固定要素を有し、 細長いリンク部材を有し、 カプラを有し、前記カプラは前記細長いリンク部材の一部を受け、且つこれを 囲む第１オリフィス及び前記骨固定要素の一部を受け、且つこれを囲む第２オリ フィスを有する、 椎骨固定システム。 ３６．前記細長いリンク部材及び前記骨固定要素は互いに接触する、請求項３５ 記載の椎骨固定システム。 ３７．前記第２オリフィスは長手方向軸に沿って少なくとも二箇所で異なる断面 領域を有する、請求項３５記載の椎骨固定システム。 ３８．前記細長いリンク部材及び前記骨固定要素は互いに接触する、請求項３７ 記載の椎骨固定システム。