(57)【要約】【課題】  椎弓根に形成された下穴に崩れることなく容易に挿入でき、かつ、スクリューによって容易に崩れて椎弓根にスクリューを堅固に固定することを可能とする。【解決手段】  椎弓根に形成された下穴内に挿入配置されるリン酸カルシウムからなるスクリュー固定用骨補填材１であって、下穴内に挿入可能な外径寸法を有するとともに、軸方向に沿って貫通しワイヤを挿通可能な貫通孔２を備える略筒状の形態を有し、軸方向に沿う押圧力に対して形態を保持する強度を有する一方、貫通孔２にスクリューがねじ込まれたときに容易に破断するスクリュー固定用骨補填材１を提供する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
椎弓根に形成された下穴内に挿入配置されるリン酸カルシウムからなるスクリュー固定用骨補填材であって、
下穴内に挿入可能な外径寸法を有するとともに、軸方向に沿って貫通しワイヤを挿通可能な貫通孔を備える略筒状の形態を有し、
軸方向に沿う押圧力に対して形態を保持する強度を有する一方、前記貫通孔にスクリューがねじ込まれたときに容易に破断する脆性を有するスクリュー固定用骨補填材。
【請求項２】
前記貫通孔にスクリューがねじ込まれたときに破断する薄肉部が周方向に間隔をあけて複数設けられている請求項１に記載のスクリュー固定用骨補填材。
【請求項３】
前記薄肉部が、外周面または内周面の少なくとも一方に設けられた溝により構成されている請求項２に記載のスクリュー固定用骨補填材。
【請求項４】
椎弓根にスクリューをねじ込み固定する際に、
椎弓根に形成した下穴にワイヤを挿入し、
該ワイヤを挿通させた請求項１から請求項３のいずれかに記載のスクリュー固定用骨補填材を、ワイヤをガイドとして軸方向に押圧することにより下穴内に導入し、
下穴内に導入されたスクリュー固定用骨補填材の貫通孔にスクリューをねじ込むスクリュー固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、椎弓根に形成された下穴にスクリューを固定する際に使用されるスクリュー固定用骨補填材およびスクリュー固定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、骨粗鬆症患者の変形疾患に対し、椎弓根にあけた下穴にスクリュー固定用骨補填材を挿入した後に、スクリューをねじ込む方法が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
これらの方法は、リン酸カルシウムを焼結し、あるいは硬化させて構成したスクリュー固定用骨補填材の材料自体の特性により、挿入前および挿入時の剛性保持と、スクリューのねじ込みによる粉砕とを両立させることとしている。
【特許文献１】特開平８−３２２８５０公報
【特許文献２】特開平１０−３１４２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これらの特許文献１，２に開示されたスクリュー固定用骨補填材は、その材料自体の特性のみによって、下穴への挿入前および挿入時の剛性の確保と、挿入後スクリューのねじ込み時における破砕容易性の達成とを両立させることとしているが、その両立はほとんど困難である。すなわち、下穴への挿入時に壊れないような剛性を備えるように材料の配合を調製し、あるいは焼結方法または硬化方法を調節すると、挿入後にスクリューのねじ込みによっても容易には砕けず、スクリューの固定力を高めることができないという不都合がある。また、スクリューのねじ込みによって容易に粉々に砕けるように材料の配合を調製し、あるいは焼結方法または硬化方法を調節すると、下穴への挿入時に押圧力を加えられることで簡単に砕けて下穴内に完全に挿入されずに詰まってしまったり、流通過程における搬送中の振動によって割れてしまったりする不都合がある。
【０００４】
実際には、また、スクリューのねじ込みによって容易に粉々に砕けるように材料の配合を調製したリン酸カルシウムにより非常に脆いスクリュー固定用骨補填材を構成し、椎弓根に形成した下穴に筒状の導入部材を予め挿入するとともに、該導入部材の内部に装填したスクリュー固定用骨補填材を導入部材内で押圧して挿入し、導入部材を引き抜くことで下穴内にスクリュー固定用骨補填材を留置することとしている。
【０００５】
しかしながら、このような方法では、筒状の導入部材内において押されることでスクリュー固定用骨補填材が砕け、顆粒状となって詰まり易く、挿入作業を円滑に行うことができないという不都合がある。特に、椎弓根が細く、神経が近接しており、下穴径を大きく確保することが困難であるため、導入孔に挿入する導入部材の外径寸法が小さく制限されるうえに、導入部材の肉厚分だけその内径寸法も小さくせざるを得ず、そのような小さい内径の導入部材を介したスクリュー固定用骨補填材の挿入作業は、極めて困難であった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、椎弓根に形成された下穴に崩れることなく容易に挿入でき、かつ、スクリューによって容易に崩れて椎弓根にスクリューを堅固に固定することを可能とするスクリュー固定用骨補填材およびスクリュー固定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、椎弓根に形成された下穴内に挿入配置されるリン酸カルシウムからなるスクリュー固定用骨補填材であって、下穴内に挿入可能な外径寸法を有するとともに、軸方向に沿って貫通しワイヤを挿通可能な貫通孔を備える略筒状の形態を有し、軸方向に沿う押圧力に対して形態を保持する強度を有する一方、前記貫通孔にスクリューがねじ込まれたときに容易に破断する脆性を有するスクリュー固定用骨補填材を提供する。
【０００８】
本発明に係るスクリュー固定用骨補填材を用いてスクリューを椎弓根に形成された下穴に固定するには、まず、椎弓根に形成された下穴内にワイヤを配置する。次いで、そのワイヤを貫通孔に挿通させたスクリュー固定用骨補填材をワイヤに沿って押圧する。これにより、スクリュー固定用骨補填材がワイヤを伝って下穴内に挿入される。
【０００９】
この場合において、ワイヤを伝わせてスクリュー固定用骨補填材を下穴内に挿入していくので、ワイヤによって下穴内における挿入経路が設定される。下穴への挿入過程においてスクリュー固定用骨補填材の先端が下穴の内壁に引っかかった場合でも、ワイヤを操作することで、その引っかかりをはずして、小さい押圧力で容易に挿入することができる。すなわち、案内なしに下穴に挿入した場合には、スクリュー固定用骨補填材が下穴に引かかった状態で押圧されることにより、押圧力によってその場で崩れ、下穴内に詰まってしまうことになるが、本発明によれば、そのような不都合の発生を防止できる。
【００１０】
また、筒状の導入部材によってスクリュー固定用骨補填材の挿入を案内する場合、下穴内に予め挿入される導入部材の肉厚分だけ下穴の口径よりも小さい穴内にスクリュー固定用骨補填材を挿入する必要があり、導入部材内において砕けて詰まってしまう不都合があるが、本発明によれば、同じ外径寸法のスクリュー固定用骨補填材を、導入部材の肉厚分の隙間をあけて下穴内に挿入できる。したがって、挿入作業をより容易にすることができる。
【００１１】
上記発明においては、前記貫通孔にスクリューがねじ込まれたときに破断する薄肉部が周方向に間隔をあけて複数設けられていることが好ましい。
このように構成することで、スクリュー固定用骨補填材は、下穴内に挿入された状態で貫通孔にスクリューがねじ込まれると、薄肉部が容易に破断して周方向に複数に分割される。その結果、破断した小片が半径方向に広がるようにしてスクリューと下穴内面との間に挟まり、あるいは、その隙間を埋めるように砕けることで、下穴内にスクリューを堅固に固定することが可能となる。
【００１２】
本発明に係るスクリュー固定用骨補填材によれば、構成材料の配合等を工夫して、挿入時の剛性とスクリューねじ込み時の脆性とを両立させるのではなく、薄肉部を形成することで軸方向に押されたときの十分な強度とスクリューをねじ込んだときの脆性とを同時に達成することができる。したがって、挿入に際して押圧力によって崩れることなく形態を保持し、スクリューねじ込み時に容易に砕けるスクリュー固定用骨補填材を提供することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記薄肉部が、外周面または内周面の少なくとも一方に設けられた溝により構成されていることが好ましい。
このように構成することで、挿入に際して押圧力によって崩れることなく形態を保持し、スクリューねじ込み時に容易に砕けるスクリュー固定用骨補填材を簡易に構成することができる。
【００１４】
さらに、本発明は、椎弓根にスクリューをねじ込み固定する際に、椎弓根に形成した下穴にワイヤを挿入し、該ワイヤを挿通させた上記いずれかのスクリュー固定用骨補填材を、ワイヤをガイドとして軸方向に押圧することにより下穴内に導入し、下穴内に導入されたスクリュー固定用骨補填材の貫通孔にスクリューをねじ込むスクリュー固定方法を提供する。
本発明によれば、椎弓根に形成した下穴に挿入配置したワイヤをガイドとして、該ワイヤを貫通孔に挿通させたスクリュー固定用骨補填材を下穴内に挿入することで、ワイヤの操作によりスクリュー固定用骨補填材の導入経路を調節でき、過大な押圧力をスクリュー固定用骨補填材に加えることが防止できる。したがって、スクリュー固定用骨補填材を崩すことなく下穴内に挿入できる。そして、下穴内に適正に挿入配置されたスクリュー固定用骨補填材の貫通孔にスクリューをねじ込むことで、スクリュー固定用骨補填材を容易に砕いて下穴内にスクリューを堅固に、かつ、下穴内の適正な位置に固定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、椎弓根に設けた下穴内に筒状の導入部材を挿入することなく、スクリュー固定用骨補填材を挿入することができる。したがって、骨補填材が導入部材内に詰まる不都合を防止し、下穴内にスムーズにスクリュー固定用骨補填材を挿入することができる。また、下穴内に適正に挿入されたスクリュー固定用骨補填材にスクリューをねじ込むことで容易に崩して、スクリューを下穴内の適正な位置に堅固に固定することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の一実施形態に係るスクリュー固定用骨補填材１について、図１〜図４を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るスクリュー固定用骨補填材１は、例えば、βリン酸三カルシウム多孔体のような生体吸収性のセラミックス材料により構成され、図１に示されるように、中央に貫通孔２を有する略円筒状に形成されている。このスクリュー固定用骨補填材１の材料および気孔率は、十分な圧縮強度を備えるように選択されている。例えば、気孔率は、約３０〜６０％である。
【００１７】
また、本実施形態に係るスクリュー固定用骨補填材１の外径寸法は、図４に示される椎弓根Ａに形成される下穴Ｂの内径寸法よりも若干小さく形成されている。
さらに、前記貫通孔２は、後述する挿入器具のワイヤ３（図２参照。）を挿入可能とするために、該ワイヤ３の外径寸法よりも若干大きな内径寸法を備えている。
【００１８】
スクリュー固定用骨補填材１の外表面には、長手方向に沿う直線状の溝４が周方向に間隔をあけて複数、例えば、４本、形成されているとともに、周方向に沿う周溝５が長手方向に間隔をあけて複数形成されている。これらの直線状の溝４および周溝５により、肉厚寸法を局部的に小さくした薄肉部６が形成されている。
【００１９】
このように構成された本実施形態に係るスクリュー固定用骨補填材１は、中央の貫通孔２の内側から広げる力、外表面から半径方向内方に潰す力、曲げモーメントあるいはねじりモーメントが作用したときには、薄肉部６に応力が集中して容易に破断するようになっている。一方、このスクリュー固定用骨補填材１に長手方向の端面１ａから押圧力を加えた場合には、薄肉部６に応力集中は発生せず、十分な圧縮強度を挿入に際して押圧力によって崩れることなく形態を保持し、軸方向に加えられる押圧力によって、スクリュー固定用骨補填材１が容易には崩れることなく推進されるようになっている。
【００２０】
次に、本実施形態のスクリュー固定用骨補填材１を椎弓根Ａに形成した下穴Ｂに挿入するための挿入器具７について図２を参照して説明する。
この挿入器具７は、ワイヤ３と押圧部材８とを備えている。ワイヤ３としては、比較的細く硬質のもの、例えば、キルシュナー（登録商標）ワイヤが好ましい。また、押圧部材８は、図２に示されるように、ワイヤ３を挿通可能な貫通孔９を有する細径先端部１０と、挿入作業時に、手で掴んで操作するための把持部１１を備えたものである。貫通孔９は把持部１１の長手方向にも貫通している。
【００２１】
細径先端部１０の内径寸法は、上述したようにワイヤ３よりも若干大きく、また、外径寸法は、椎弓根Ａに形成した下穴Ｂと同等以下であればよい。
本実施形態に係るスクリュー固定用骨補填材１を下穴Ｂに挿入するには、図２に示されるように、スクリュー固定用骨補填材１の貫通孔２にワイヤ３を挿通させた状態で、挿入器具７の細径先端部１０によってスクリュー固定用骨補填材１の長手方向の一端面１ａを押圧する。これにより、ワイヤ３に対してスクリュー固定用骨補填材１を相対的に移動させることができるようになっている。
【００２２】
また、本実施形態に係るスクリュー固定用骨補填材１によってスクリュー１２（図３参照）を下穴Ｂ内に固定するには、スクリュー固定用骨補填材１を下穴Ｂ内に適正に挿入した状態で、スクリュー固定用骨補填材１の貫通孔２の一端からスクリュー１２をねじ込む。スクリュー１２はその先端にテーパ状部分１２ａを備えているので、ねじ込まれることによってスクリュー固定用骨補填材１の貫通孔２を押し広げるように進行するようになっている。スクリュー固定用骨補填材１には薄肉部６が形成されているので、貫通孔２を押し広げるような力が作用することによって薄肉部６に応力集中が生じ、図３に示されるように、容易に破断して複数の小片に分割されるようになっている。
【００２３】
次に、このように構成された本実施形態に係るスクリュー固定用骨補填材１を用いたスクリューの固定方法について説明する。
本実施形態に係るスクリュー固定用骨補填材１を用いて椎弓根Ａにスクリュー１２を固定するには、まず、図４（ａ）に示されるように、使用するスクリュー１２を椎弓根Ａにねじ込むことにより、椎弓根Ａに下穴Ｂを形成する。骨粗鬆症患者の場合、椎弓根Ａが脆く、スクリュー１２をねじ込んだだけでは固定することができない。このため、この段階では、スクリュー１２を固定することはできず、スクリュー１２を逆転させて（あるいは正転）抜き取ることにより下穴Ｂが形成される。
【００２４】
次に、図２に示されるように、貫通孔２にワイヤ３を挿通させてスクリュー固定用骨補填材１をワイヤ３に保持させるとともに、スクリュー固定用骨補填材１の挿入方向後方に同じくワイヤ３を貫通孔９に挿通させた押圧部材８を配置する。
そして、ワイヤ３の先端を椎弓根Ａに形成した下穴Ｂに挿入配置する。ワイヤ３は十分に細いので、先端を容易に下穴Ｂの先端まで到達させることができる。この状態から、図４（ｂ）に示されるように、押圧部材８によってスクリュー固定用骨補填材１の長手方向の一端面１ａを押圧することにより、スクリュー固定用骨補填材１を下穴Ｂ内に挿入していく。
【００２５】
この場合において、本実施形態に係るスクリュー固定用骨補填材１によれば、貫通孔２に挿通させたワイヤ３に沿って、ワイヤ３をガイドとして下穴Ｂ内に挿入することができる。したがって、挿入作業中に、スクリュー固定用骨補填材１の先端が下穴Ｂの内壁に引っかかったとしても、ワイヤ３を操作することで先端の引っかかりを容易に外すことができる。したがって、先端が引っかかったままの状態で押圧部材８によって無理矢理押圧することで過度の押圧力がスクリュー固定用骨補填材１に加わることを防止でき、挿入途中で崩れてしまうことを防止できる。その結果、本実施形態に係るスクリュー固定用骨補填材１によれば、下穴Ｂの先端まで、崩れることなく容易に挿入することができる。
【００２６】
また、本実施形態に係るスクリュー固定用骨補填材１によれば、貫通孔２にワイヤ３を挿通させることで、スクリュー固定用骨補填材１を内側からワイヤ３で支持するので、挿入時に筒状の導入部材を配置する必要がなく、下穴Ｂとスクリュー固定用骨補填材１との間に隙間を形成しつつ十分な余裕をもって挿入作業を行うことができる。したがって、さらに容易に挿入することができる。
【００２７】
そして、このようにして椎弓根Ａに形成された下穴Ｂの先端までスクリュー固定用骨補填材１が挿入された状態で、押圧部材８によって端面１ａを押圧したまま貫通孔２からワイヤ３を抜き取る。その後に、押圧部材８を取り外すことにより、スクリュー固定用骨補填材１を下穴Ｂ内の適正な位置に残すことができる。
【００２８】
この状態で、図４（ｃ）に示されるように、上記スクリュー１２と同形状のスクリュー１２をスクリュー固定用骨補填材１の貫通孔２にねじ込む。これにより、スクリュー１２が進行するにつれて、図３に示されるように、貫通孔２がスクリュー１２によって内側から押し広げられるので、溝４および周溝５により形成された薄肉部６が順次破断してスクリュー固定用骨補填材１が複数の小片に分割される。
【００２９】
分割されたスクリュー固定用骨補填材１の小片は、スクリュー１２と下穴Ｂとの間に挟まって圧縮されることにより、あるいは、ネジ山の通過によって潰されて粉々に砕かれてスクリュー１２と下穴Ｂとの隙間を埋めるように配される。これにより、図４（ｄ）に示されるように、スクリュー固定用骨補填材１の粉が下穴Ｂの内壁を押圧するとともに、スクリュー１２のネジ山に係合することで、スクリュー１２を下穴Ｂ内に堅固に固定することができる。
【００３０】
このように、本実施形態に係るスクリュー固定用骨補填材１およびスクリュー１２の固定方法によれば、椎弓根Ａに形成された下穴Ｂへの挿入途中において折れたり崩れたりして下穴Ｂに詰まってしまう不都合を防止し、下穴Ｂに対して適正な位置まで形態を保持したまま挿入することができる。また、スクリュー１２をねじ込むことにより、溝４あるいは周溝５からなる薄肉部６において容易に破断させ、スクリュー１２と下穴Ｂとの間に挟まれあるいは隙間を埋めるように配置されることによって、下穴Ｂ内にスクリュー１２を堅固に固定することができるという効果がある。
【００３１】
なお、本実施形態に係るスクリュー固定用骨補填材１においては、長手方向に沿う４本の直線上の溝４が周方向に等間隔をあけて設けられているものを例示したが、これに限定されるものではなく、１本以上の任意の本数の溝４が設けられていればよい。スクリュー１２をねじ込むことにより、破断して均等に分割されるようにするには、周方向に間隔をあけて複数の溝４が設けられていることが好ましい。
【００３２】
また、長手方向に間隔をあけて４本の周溝５が設けられていることとしたが、これに限定されるものではなく、周溝５を有しなくてもよく、また、任意の本数の周溝５が設けられていてもよい。
また、本実施形態においては、長手方向に沿う直線上の溝４と、周方向に沿う周溝５とにより薄肉部６を構成したが、これに代えて、螺旋状の溝やディンプルのように、他の任意の形態の溝や凹部により、容易に破断させるための薄肉部６を構成してもよい。
【００３３】
さらに、本実施形態においては、成形容易性の観点から、略円筒状のスクリュー固定用骨補填材１の外周面に溝４および周溝５を形成することでスクリュー１２のねじ込みにより容易に破断する薄肉部６を構成したが、これに代えて、溝あるいは周溝を貫通孔２の内周面に形成することで薄肉部６を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクリュー固定用骨補填材を示す斜視図である。
【図２】図１のスクリュー固定用骨補填材を挿入器具のワイヤに取り付けた状態を示す斜視図である。
【図３】図１のスクリュー固定用骨補填材がスクリューのねじ込みにより破断する状態を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るスクリューの固定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ  椎弓根
Ｂ  下穴
１  スクリュー固定用骨補填材
２  貫通孔
３  ワイヤ
４  溝
６  薄肉部
１２  スクリュー
【図１】
2006239318.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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