(57)【要約】自然発生または外傷による骨格構造の異常を補正するため、低プロフィール整形外科装置を用いて、骨を固定および安定させる。トルクを付加することによって、骨ネジを骨にねじ込む。クランプをネジに移動可能に取り付ける。各クランプは圧縮リングを含む。接続ロッドは、クランプのスロットを介して複数のネジを接続する。クランプを締め付け、圧縮リングの線形移動により、予め選択した位置にロッドと頭を保持する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨を貫通するための一端に頭を持つシャンクを有する骨ピンと、細長いコネクタに前記ピンを係止するためのクランプで、前記クランプは、前記頭を閉鎖するよう適合された内側レセプタクルを形成する外壁を含む本体を有するものと、一位置で前記外壁の外側を包囲する圧縮リングと、前記レセプタクルに対向する前記本体の前記外壁を通るスロットとからなり、前記スロットは前記コネクタと摺動可能に接触するよう適合され、前記圧縮リングは前記外壁の前記外側に沿って第２位置に線形移動可能で、これにより、前記レセプタクルの前記外壁と前記スロットとは、頭周囲の前記クランプとコネクタを確実に係止するよう適合された圧縮力を発揮することを特徴とする骨を安定させるための整形外科装置。
【請求項２】
前記コネクタは細長いロッド形状で、前記ロッドはその長さに沿って複数のリンクと骨ピンと接続するよう適合され、前記コネクタと前記複数の骨ピンは、固定位置で骨を安定させるよう適合されたことを特徴とする請求項１に記載の整形外科装置。
【請求項３】
前記クランプは、一端で前記スロットと摺動可能に接触するよう適合されたリンクと、前記リンクの前記他端のジャーナルとを含み、前記ジャーナルは前記コネクタをその中に固定するためのクランプを有し、これにより、前記コネクタを前記ピンから変位させられることを特徴とする請求項１に記載の整形外科装置。
【請求項４】
前記リンクは、分割スリーブと、前記分割スリーブ周囲の圧縮リングとを有し、前記圧縮リングは、開位置から閉位置に前記分割スリーブに沿って移動可能で、前記開位置は、前記クランプでの前記コネクタの調整を可能にし、前記閉位置は、前記コネクタとジャーナルを共に固定することを特徴とする請求項３に記載の整形外科装置。
【請求項５】
前記骨ピンの前記頭はほぼ球形で、前記レセプタクルは補完的形状を有し、これにより、前記骨ピンと前記クランプを自在に向けることができることを特徴とする請求項１に記載の整形外科装置。
【請求項６】
前記コネクタは細長いロッド形状で、前記ロッドはその長さに沿って複数のクランプと骨ピンと接続するよう適合され、前記コネクタと前記複数の骨ピンは、固定位置で骨を安定させるよう適合されたことを特徴とする請求項５に記載の整形外科装置。
【請求項７】
前記クランプは、一端で前記スロットと摺動可能に接触するよう適合されたリンクと、前記リンクの前記他端のジャーナルとを含み、前記ジャーナルは前記コネクタをその中に固定するための手段を含み、これにより、前記コネクタを前記ピンから変位させられることを特徴とする請求項５に記載の整形外科装置。
【請求項８】
前記ジャーナルは、前記リンクを包囲する分割スリーブと、前記分割スリーブ周囲の圧縮リングとを有し、前記圧縮リングは、開位置から閉位置に前記分割スリーブに沿って移動可能で、前記開位置は、前記ジャーナルでの前記コネクタの調整を可能にし、前記閉位置は、前記コネクタとジャーナルを共に固定することを特徴とする請求項７に記載の整形外科装置。
【請求項９】
前記シャンクは外部螺旋状ネジ山を有して形成されることを特徴とする請求項１に記載の整形外科装置。
【請求項１０】
前記スロットが前記レセプタクルに隣接し、これにより、前記頭と前記コネクタが近接し、低プログラムを形成することを特徴とする請求項１に記載の整形外科装置。
【請求項１１】
前記外壁が前記スロットを越えて延び、前記スロットに延びるリテーナ手段と協働する形状で、前記リテーナ手段は前記コネクタ上で前記スロットを閉じるよう適合されることを特徴とする請求項１０に記載の整形外科装置。
【請求項１２】
頭を持つネジ山付きシャンクで、前記頭は前記シャンクにトルクを付加するための手段を含むものと、クランプとからなる骨ネジで、前記クランプは外壁のある細長い本体と、前記外壁によって形成された前記クランプの一端のレセプタクルと、前記クランプの他端で前記外壁を横切って延びるスロットで、前記頭は前記レセプタクルに移動可能に配設されるものと、前記外壁に沿って第２位置へ線形に移動するよう適合された一位置で前記外壁を包囲する圧縮リングとからなり、これにより、前記骨ネジは前記頭にトルクを付加することにより骨にねじ込まれ、前記圧縮リンクが前記第２位置へ線形移動した時、前記外壁は前記レセプタクルと前記スロットに圧縮力を発揮する断続的に骨を安定および固定するための整形外科システム。
【請求項１３】
前記頭はほぼ球形で、前記レセプタクルは補完的形状であることを特徴とする請求項１２に記載の整形外科システム。
【請求項１４】
前記圧縮リングが前記一位置にある時、コネクタロッドが摺動可能に前記スロットと係合し、前記コネクタロッドは前記断続的に延びるよう適合された長さで、前記圧縮リングが前記第２位置にある時、前記ロッドは前記スロットに保持されることを特徴とする請求項１３に記載の整形外科システム。
【請求項１５】
（ａ）骨を貫通するための一端に頭を持つシャンクと、細長いコネクタに前記頭を接続するためのクランプとを有する複数の骨ピンで、前記クランプは前記頭を閉鎖するよう適合された内側レセプタクルを形成する外壁を含むものと、一位置で前記外壁の外側を包囲する圧縮リングと、前記レセプタクルに対向する前記クランプの前記外壁を通るスロットで、前記スロットは前記コネクタと摺動可能に接触する大きさで、前記圧縮リングは第２位置へ前記外壁の前記外側を線形に移動可能なものとを設け、これにより前記クランプを前記頭と前記コネクタに確実に締め付けるステップと、
（ｂ）前記複数の前記骨ピンの１個を骨に挿入するステップと、
（ｃ）前記複数の前記骨ピンの第２を別の骨に挿入するステップと、
（ｄ）前記第１の骨ピンの頭を前記第１のクランプの前記レセプタクルと組み付けるステップと、
（ｅ）前記第２骨ピンを前記第２クランプの前記レセプタクルと組み付けるステップと、
（ｆ）前記第１および第２クランプの前期第１スロットと第２スロットをコネクタと接続するステップと、
（ｇ）前記コネクタと前記クランプを調整して予め選択した空間関係に骨を保持するステップと、
（ｈ）前記第１および第２圧縮リングを前記第１および第２クランプの前記第２位置にそれぞれ移動して、前記コネクタと前記第１および前記第２クランプを固定し、前記骨を固定および安定させるステップと、からなる骨を安定させるための整形外科装置を用いる方法。
【請求項１６】
（ａ）前記クランプと前記頭のプレアセンブリと、
（ｂ）前記クランプのそれぞれを介して工具を挿入し、前記頭を接触させ、前記ピンのそれぞれを前記骨に挿入するステップとからなる請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
（ａ）スロットと接触する一端と、他端にジャーナルを有する少なくとも１個のリンクを設けるステップと、
（ｂ）前記少なくとも１個のスロットを前記リンクの前記一端と調整可能に接触させるステップと、
（ｃ）前記ジャーナルに前記コネクタを調整可能に嵌合するステップと、
（ｄ）少なくとも１個の圧縮リングを前記第２位置に移動して、前記リンクと前記コネクタとを固定するステップと、からなる請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
（ａ）外部螺旋状ネジ山を持つ前記ピンを設けるステップと、
（ｂ）前記ネジ山付きピンにトルクを付加して前記ピンを前記骨にねじ込むステップと、
（ｃ）同等に対向する力を付加することで、前記圧縮リングを線形に移動するステップと、からなる請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
コネクタを固定するための複数の骨ネジで、前記ネジはそれぞれネジ山付きシャンクと頭を有し、前記頭は、骨に前記ネジのそれぞれを固定するため前記ネジにトルクを付加するための手段を含むものと、複数のクランプで、前記クランプはそれぞれ、クランプ本体を形成する外壁を有するものと、前記クランプ本体の一端のレセプタクルで、前記複数のネジのそれぞれの前記頭は、前記複数のクランプのそれぞれの前記レセプタクルに固定されるものと、前記本体の他端のスロットと、前記複数のクランプの前記スロットに着座するコネクタロッドと、前記クランプのそれぞれに摺動可能に取り付けられ、開位置から閉位置へ移動可能な複数の圧縮リングで、前記閉位置の前記圧縮リングは前記コネクタロッドを前記複数の前記骨ネジに確実に締め付けるものとからなる、断続して延び、断続の両側に固定されるコネクタを有する断続をまたいで骨を安定および固定するための低プロフィール整形外科システム。
【請求項２０】
リテーナを、前記スロットを閉鎖する前記クランプのそれぞれの前記外壁の前記他端に接続することを特徴とする請求項１９に記載の低プロフィール整形外科システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整形外科手術に関し、特に、身体の骨および関節を安定および固定するための装置および人工器官に関する。
【背景技術】
【０００２】
２００３年８月７日に公開された特許文献１は、人工股関節の構成要素を接続する圧縮力を加えるための線形移動の利用を教示する。
２００３年９月３０日に発行されたYoungによる特許文献２は、クランプにより脊椎アンカーに取り付ける脊椎ロッドを教示する。このクランプは、クランプにねじ込まれたコレットにより、アンカー周囲に締め付けられる。ロッドは、コレットにより大きさを縮小されたスプリットリングによってクランプに保持される。アンカーはトルクによって骨に設置され、追加トルクによってコレットが締め付けられる。
２００３年８月２６日に発行されたKumar他による特許文献３、２００３年８月２６日にBailey他に発行された特許文献４、２００３年５月２０日にYuan他に発行された特許文献５、２００２年４月１６日にRalph他に発行された特許文献６、２００２年１１月１２日にHowlandに発行された特許文献７、１９９６年１２月１７日にErrico他に発行された特許文献８は、クランプによって複数の骨アンカーに連結され、骨ネジを骨に着座させた後にアセンブリに追加トルクを付加する必要のある脊椎ロッドを教示する。
【０００３】
通常の業務では、骨ネジはそれぞれ、ネジ山と骨との間の最終的に保持可能な力に近接する特定量のトルクによって骨に固定される。そして骨ネジは、十分な剛性を有するロッドによって接続され、所望の骨格方向を維持する。ロッドと骨ネジとの間の接続は、動かないよう十分に強くなければならない。
これら従来技術の脊椎固定装置は全て、骨ネジのそれぞれにロッドを締め付け、固定するため、アセンブリ、ひいては骨ネジに追加トルクを加えることになる。この追加負荷によって骨と骨ネジのネジ山との間の把持が失われることがある。このような結果を防ぐため、ロッドとネジを係止するトルクに対抗するため何らかの道具を用いなければならない。トルク対抗道具の利用は、外科医による調整や、外科医がずれを防ぐことを必要とする。
この技術に必要なのは、トルクではなく圧縮力を用いてロッドと埋め込み骨ネジを接続するシステムである。
【特許文献１】米国特許出願２００３／０１４９４８７  Ａ１
【特許文献２】米国特許第６６２６９０６号
【特許文献３】米国特許第６６１００６３号
【特許文献４】米国特許第６６１００６２号
【特許文献５】米国特許第６５６５５６５号
【特許文献６】米国特許第RE３７６６５号
【特許文献７】米国特許第６４７８７９８号
【特許文献８】米国特許第５５８４８３４号
【発明の開示】
【０００４】
特定の空間関係で、外傷や疾病による骨格要素の位置を補正するため、骨および骨片を安定および固定しなければならない場合が多くある。ある装置群は、骨折、または隣接する椎骨、または関節など、骨または骨片において、骨に断続的にロッドで接続した多数の骨ピン、アンカーまたはネジを設置して、骨の所定の空間位置を維持する。これらの装置は、その後取り外す一時的、または恒久的な人工器官の形式の場合もある。装置は、体内または体外でもよい。これら用途にこの一時的装置を用いることもできる。しかしながら、好適な実施例は脊椎固定に関し、例としてこれを説明するが、これに限定されない。
【０００５】
（図面の簡単な説明）
図１は、本発明の整形外科装置のある脊椎の一部の斜視図である。
図２は、本発明の整形外科装置の一実施例の斜視図である。
図３は、圧縮リングを開位置とした本発明の整形外科装置の部分断面端面図である。
図４は、圧縮リングを閉位置とした本発明の整形外科装置の部分断面端面図である。
図５は、図３の断面図である。
図６は、図４の断面図である。
図７は、本発明のクランプ本体の平面図である。
図８は、本発明のクランプ本体の部分断面側面図である。
図９は、本発明のクランプ本体の斜視図である。
図１０は、本発明の圧縮リングの斜視図である。
図１１は、本発明の圧縮リングの上面図である。
図１２は、本発明の圧縮リングの断面図である。
図１３は、本発明の別の実施例の斜視図である。
図１４は、本発明の別の実施例の斜視図である。
図１５は、本発明の別の実施例の斜視図である。
図１６は、圧縮リングを開位置で示す図１５の断面図である。
図１７は、圧縮リングを閉位置で示す図１５の断面図である。
図１８は、圧縮リングを開位置とした本発明の別の実施例の斜視図である。
図１９は、圧縮リングを閉位置とした図１８の側面図である。
図２０は、圧縮リングを開位置とした本発明の別の実施例の斜視図である。
図２１は、圧縮リングを閉位置とした図２０の側面図である。
図２２は、本発明の別の実施例の斜視図である。
図２３は、図２２の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、椎骨を互いおよび仙骨に関して安定および固定し、より自然な湾曲を維持するため、片側性整形外科固定装置１０を設置した腰椎Sの一部を示す。必要に応じて両側性設置を用いることができる。図２により詳細に示すように、細長いコネクタバー１１が椎骨と骨ネジ１３との間を断続的にかかる。図に示すように、このバーは断面円形であるが、図１３にリンク２９として示すように、他の形状を利用することができる。骨アンカーは、図５および図６に示す外部螺旋状ネジ山６０を有し、これにより骨ネジ１３はトルク負荷中、海綿質骨への把持を得る。
【０００７】
このトルクは、ネジの頭１５中の凹部６１と係合し、その長手軸周囲でネジを回転させる工具（図示せず）を用いて、外科医によってネジに負荷される。トルク量は、小さすぎるとネジが固定せずに緩んだり後退したりし、大きすぎると骨中のネジ山経路がなくなり、把持が失われるため、設置および人工器官の長寿命にとって重要である。外科医は、骨にネジを設置する際、最適トルクを負荷しようとし、骨ネジへの追加トルクを避ける。図５および図６に示すように、凹部６１はクランプ本体１２を介して接近可能で、必要に応じて骨への設置前にネジとクランプのプレアセンブリを可能にする。
【０００８】
脊椎固定中、各椎骨の構造に従って、異なる椎骨に複数の骨ネジを通す。これにより、一連のネジは角度や位置が均一に揃わない。この不均一を補償するため、ネジの頭とクランプ本体との間の接続が旋回または揺動してコネクタロッドを捕捉する。場合によっては、ネジがラインから外れていたり、意図する補正が厳しかったりするため、ロッドを曲げなければならない。また、骨ネジに関してロッドを固定するため、リンクを用いる場合がある。骨ネジにそれ以上トルクを負荷することを避けるため、ロッド１１とネジの頭１５にクランプ１２を介して圧縮力を負荷する線形運動により、骨ネジにコネクタロッド１１を固定する。
【０００９】
クランプ本体１２の外壁２４は、図８に示すレセプタクル２５を一端に、スロット２３を他端に有する全体として管状に示される。レセプタクルは、骨ネジの頭１５を収納する大きさである。スロット２３は、それぞれコネクタロッド１１を把持するための上側および下側長手リッジ１７および１８を有する。図５および図６に示すように、頭１５は球形で、レセプタクルの内面１６は補完的に全方位または揺動接続を可能にする。この整形外科装置は、コネクタロッドがクランプ１２のスロット２３に埋め込まれているため、低プロフィールを有する。
【００１０】
クランプ１２の外壁２４は先細か、または長さに沿って外形が変化する形状とすることができる。壁２４もまた、図８および図９に示す周方向スロット２７および２８によって緩和され、クランプの半径方向柔軟性を増す。圧縮リング１４は、管状壁を撓めることによりクランプ１２の外壁２４に圧力嵌めされる。圧縮リング１４は開位置から閉位置に向かって外壁に沿って可動である。図５、図１８および図２０に示す開位置により、クランプ１２内のネジ山の揺動移動とコネクタロッドの摺動移動が可能である。図６、図１９および図２１に示す閉位置では、圧縮リング１４はクランプ１２とロッド１１とネジ１３との間に圧縮力を負荷し、接続を不動にする。圧縮リング１２は、間隔をあけた内側環状リッジ１９および２２を有するスカート２６を有し、これらが閉位置でクランプ１２の外壁２４に環状バルジ１９および２１とそれぞれ係合する。
【００１１】
整形外科装置の構成部品を不動にする圧縮力の負荷は、クランプの外壁に関して圧縮リングを線形移動させることにより生成する。この閉位置への移動は、クランプと圧縮リングを係合させる（図示しない）単純な伸縮器具を用いて実行し、ネジに応力をかけることなく、同等の対向する力でリングを移動するようにする。矯正手術の場合、クランプは同様に開位置へ移動することができる。
【００１２】
図１３に示すリンク２９は、コネクタロッドがクランプ１２のスロット２３に直接接触することができない状況において、整形外科装置の範囲を拡張する。このリンクは異なる長さにしたり、特定の患者に必要なサイズにカスタマイズすることができる。リンク２９は、コネクタロッドの寸法と同様であるが、台形形状のアームを有し、他の形状を用いることができる。アームは、一端にジャーナル３０を有する。ジャーナル３０は閉リングとして示されるが、断続的でもよい。ジャーナルは、コネクタロッドにリンクを固定するためのセットスクリュ３１のあるネジ付きボアを有する。リンクの他端は、クランプ１２と圧縮リング１４によって骨ネジに固定される。図１４で、リンク２９’アームはコネクタロッドと同一または同様の形状である。このリンクは、コネクタロッド１１との接続を固定するためのセットスクリュ３１’のあるジャーナル３０’を有する。
【００１３】
図１５、図１６および図１７に、一端にジャーナル３０’’のある別のリンク２９’’を示す。このリンクはコネクタロッドと同様である。ジャーナル３０’’は、圧縮リング１４’が分割スリーブを取り囲む分割スリーブである。圧縮リング１４’は、図１７に示す開位置と、図１６に示す閉位置とを有する。リンクとコネクタロッド１１との間の接続を調整した後、圧縮リングを閉位置に動かし、リンクをコネクタロッドに固定する。リンク２９’’の他端は、クランプ１２のスロットに固定され、整形外科装置の締め付けを完了する。
【００１４】
図１８から図２３は整形外科装置１０の実施例を示し、ここでは、クランプ１２が、コネクタロッド１１のクランプからの予期せぬ脱離を防ぐリテーナを含む。これらクランプとリテーナの利用は、外科医の裁量である。図１８および図１９では、クランプ１２の外壁は、対向する半円形突起としてスロット２３上を延びる。半円形突起には外溝４１が形成され、ターミナルリップ４２となる。リテーナリング４０が嵌めこまれ、溝４１によってその場に保持される。
【００１５】
図２０および図２１は、開放スロット２３を跨って延び、これを覆うクリップ５０の形式の別のリテーナを示す。クリップの端部５３は逆側に折り込まれ、リップ５２上に嵌めこまれ、溝５１に着座する。
【００１６】
図２２および図２３は、コネクタロッド１１の通路としてボア２３’を持つクランプ１２’を示す。ボア２３’は、コネクタロッド１１とクランプ１２’を共に保持するセットスクリュリテーナ６１のあるネジ通路６０と交差する。ロッド１１を整形外科装置のクランプに通した後、圧縮リングを閉位置まで移動してロッドとネジの向きを係止する。そして、セットスクリュを締め付け、ロッドをクランプに固定する。このように、セットスクリュの締め付けトルクはロッドによって吸収される。クランプ１２’は、閉位置に示す圧縮リング１４によってネジ１３に係止される。
【００１７】
本発明の多くの実施例を説明したが、発明の精神および範囲から逸脱せずに、各種修正が可能なことが理解される。したがって、本発明は特定の図示例によって限定されるものではなく、添付の請求の範囲によってのみ限定されることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の整形外科装置のある脊椎の一部の斜視図である。
【図２】本発明の整形外科装置の一実施例の斜視図である。
【図３】圧縮リングを開位置とした本発明の整形外科装置の部分断面端面図である。
【図４】圧縮リングを閉位置とした本発明の整形外科装置の部分断面端面図である。
【図５】図３の断面図である。
【図６】図４の断面図である。
【図７】本発明のクランプ本体の平面図である。
【図８】本発明のクランプ本体の部分断面側面図である。
【図９】本発明のクランプ本体の斜視図である。
【図１０】本発明の圧縮リングの斜視図である。
【図１１】本発明の圧縮リングの上面図である。
【図１２】本発明の圧縮リングの断面図である。
【図１３】本発明の別の実施例の斜視図である。
【図１４】本発明の別の実施例の斜視図である。
【図１５】本発明の別の実施例の斜視図である。
【図１６】圧縮リングを開位置で示す図１５の断面図である。
【図１７】圧縮リングを閉位置で示す図１５の断面図である。
【図１８】圧縮リングを開位置とした本発明の別の実施例の斜視図である。
【図１９】圧縮リングを閉位置とした図１８の側面図である。
【図２０】圧縮リングを開位置とした本発明の別の実施例の斜視図である。
【図２１】圧縮リングを閉位置とした図２０の側面図である。
【図２２】本発明の別の実施例の斜視図である。
【図２３】図２２の断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０整形外科装置  １１コネクタバー  １２クランプ  １３骨ネジ  １４圧縮リング  １５頭  ２４外壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
2007510468.tif 000026