(57)【要約】  柄接合用ねじ組立体と組み立てる方法は、縦部材、縦部材を受承するようにされた可撓性を有するボール・リング、可撓性を有する雄の球形端部を有する多軸ステム、多軸ステムを受承するようにされた一対の第一の開口を有するコネクタ、およびボール・リングと縦部材とを受承するようにされた第二の開口を具備し、第二の開口は、第一の開口に対して横向きである。組立体は、多軸ステムを受承するようにされた雌のソケットを有する骨固定用部品と、多軸ステムに係合して縦部材を固定するようにされたブロッカー・ピンとをさらに有する。
2007523724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボール・リングと、
球形端部を有するステム部品と、
前記ステム部品の前記球形端部を受承するようにされた固定用部品と、
第一の開口と第二の開口とを有するコネクタと、
前記ステム部品に係合するようにされたブロッカー・ピンと
を具備する組立体。
【請求項２】
前記固定用部品が、
ねじが切られた端部と、
前記ねじが切られた端部とは反対側のポケット付き端部と
を有する請求項１記載の組立体。
【請求項３】
前記ポケット付き端部が、
凹面形の内側部分と、
凹みが設けられた外側部分と
を有する請求項２記載の組立体。
【請求項４】
前記ステム部品が、
複数の溝を有する前記球形端部とは反対側のねじ付き開放端部と、
前記複数の溝に終端をなすように配置され、かつ、前記ブロッカー・ピンを受承するようにされた孔と
をさらに有する請求項１記載の組立体。
【請求項５】
前記ボール・リングが、
半径方向に直交した複数の切欠きを有する曲線形の本体と、
前記曲線形の本体に形成され、かつ、縦部材を受承するようにされている孔と
を有する請求項１記載の組立体。
【請求項６】
前記第一の開口が、前記ステム部品を受承するようにされている請求項１記載の組立体。
【請求項７】
前記第二の開口が、前記ボール・リングを収容し、かつ、縦部材を受承するようにされており、また、前記第二の開口が、前記第一の開口に対して横向きである請求項５記載の組立体。
【請求項８】
前記コネクタが、
前記第二の開口を有する中心軸合せ部と、
前記中心軸合せ部によって連結されるとともに、前記第一の開口を有する一対の突出部と
を具備する請求項４記載の組立体。
【請求項９】
前記一対の突出部を分離する隙間をさらに有する請求項８記載の組立体。
【請求項１０】
前記ブロッカー・ピンが、
前記ステム部品の前記球形端部の前記孔に嵌入するようにされた下部と、
前記下部に隣接し、そして、前記ステム部品の前記ねじ付き開放端部に嵌まり合うようにされたねじ山部と、
前記ねじ山部に隣接した上部と
を有する請求項８記載の組立体。
【請求項１１】
前記上部が、前記ステム部品の前記一対の突出部の一つに係合するようにされている請求項１０記載の組立体。
【請求項１２】
前記球形端部と前記ボール・リングとが、各々可撓性を有する請求項１記載の組立体。
【請求項１３】
縦部材と、
前記縦部材を受承するようにされた可撓性を有するボール・リングと、
可撓性を有する雄の球形端部を有する多軸ステムと、
前記多軸ステムを受承するようにされた一対の第一の開口と、前記ボール・リングと前記縦部材とを受承するようにされた第二の開口とを有するコネクタと、
前記多軸ステムを受承するようにされた雌のソケットを有する骨固定用部品と、
前記多軸ステムに係合して、前記縦部材を固定するブロッカー・ピンと
を具備し、
前記第二の開口が、前記第一の開口に対して横向きである柄接合用ねじ組立体。
【請求項１４】
前記多軸ステムが、
複数の溝を有する前記球形端部とは反対側のねじ付き開放端部と、
前記球形端部に配置されて前記複数の溝に終端をなすように配置され、かつ、前記ブロッカー・ピンを受承するようにされた孔と
をさらに有する請求項１３記載の組立体。
【請求項１５】
前記一対の第一の開口が、前記多軸ステムを受承するようにされている請求項１３記載の組立体。
【請求項１６】
前記コネクタが、
前記第二の開口を有する中心軸合せ部と、
前記中心軸合せ部によって連結されるとともに、前記一対の第一の開口を有する一対の突出部と
を具備する請求項１３記載の組立体。
【請求項１７】
前記ブロッカー・ピンが、
前記多軸ステムの前記球形端部の前記孔に嵌入するようにされた下部と、
前記下部に隣接し、そして、前記多軸ステムの前記ねじ付き開放端部に嵌まり合うようにされたねじ山部と、
前記ねじ山部に隣接し、そして、前記多軸ステムの前記一対の突出部の一つに係合するようにされた上部と
を有する請求項１４記載の組立体。
【請求項１８】
雄の球形端部を有するステム部品を雌のソケットを有する骨固定用部品に取付けることと、
前記骨接合用部品を骨に固定することと、
前記ステム部品の上部に、前記ステム部品を受承するための第一の開口と、前記第一の開口に対して横向きの第二の開口とを有するコネクタを係合させることと、
前記コネクタの前記第二の開口にボール・リングを挿入することと、
前記ボール・リングに縦部材を挿入することと、
前記コネクタの前記第一の開口にブロッカー・ピンを挿入することと、
前記ブロッカー・ピンを前記ステム部品に係合させることと
を含む柄接合用ねじ組立体を組み立てる方法。
【請求項１９】
前記ブロッカー・ピンと前記ステム部品との係合が、前記ステム部品の前記雄の球形端部を前記骨接合用部品の前記雌のソケットの中で拡大させることである請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記ブロッカー・ピンと前記ステム部品との係合が、前記ボール・リングを締め付けることにより、前記縦部材を固定する請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本申請は、２００４年２月２７日に出願された米国仮特許出願第６０／５４８，５４３号、２００４年１０月２７日に出願された米国仮特許出願第６０／６２２，６４６号、および２００５年２月１日に出願された米国特許出願第１１／０４８，１８９号による優先権を主張するものであり、その全記載内容を本明細書の記載として援用する。
【０００２】
本発明の実施形態は、一般的には医療機器と組立体に係わり、より具体的には頸椎、胸椎、および腰椎の外科治療の分野で使用される整形外科手術用インプラント組立体に関する。
【背景技術】
【０００３】
脊椎の損傷を治療する外科的処置は、患者と外科医の両者にとって最も複雑で、挑戦のしがいのある手術の一つである。種々の変形、外傷、または椎骨の骨折がある場合、外科医は、ねじ状装置を脊椎の柄に取り付け、さらに、半剛性の棒を用いて数個（典型的には２個またはそれ以上）の椎骨を連結することによって、それらを互いに「融合」させようと試みる。しかし、人体組織の複雑さのために、殆どの外科医は、柄接合用ねじ組立体を患者の体内に適切に固定するために、位置合せが行われておらず、高さが異なる二つまたはそれ以上の柄接合用ねじの中に棒を配置するとき、それらを曲げなければならない（ノッチが生じて、疲労強度を低下させる）。しかし、この曲げることが、ノッチを発生して疲労強度を低下させ、外科医が棒を挿入できるようになるまでの貴重な手術のための時間を浪費させる。この事は、組立体の組み立てを容易にするために、外科医はねじを脊椎に最適配置するときの自由度を犠牲にしなければならない、ということである。
【発明の開示】
【０００４】
殆どの従来技術による頂部装着の多軸式脊椎接合用ねじは、組立体の構成部品が受ける片持ち梁構造のための損傷に役に立っていない。それに加えて、殆どの従来技術による多軸式ねじは、棒が骨接合用ねじの回転中心の頂部に非常に近接して支承されていて回転の弧が小さくなっているために、一般に充分な自由度を提供しない。さらに、殆どの従来技術による多軸式ねじ組立体は、組み立てる際に充分な自由度を与えてはくれず、また、余りにも多くの「不要な要素」を有する。また、殆どの従来技術による柄接合用ねじ組立体は、棒をねじ頭に固定するときに、ねじ頭の軸方向および回転方向に棒を変形させてノッチを生じさせることに頼っており、このために、棒の機械的疲労が増大して棒の寿命が短くなる。したがって、従来の設計がもたらす制限を克服し、よって、外科医にとっては手術中の自由度を改善し、また、患者にとっては、より良い、完全なリハビリテーションのための予後を改善することができる新しく、また、改良された柄接合用ねじ組立体が求められている。
【０００５】
上記の事情に鑑み、本発明の実施形態は、ボール・リング、球形端部を有するステム部品、ステム部品の球形端部を受承するようにされた固定用部品、および第一の開口と第二の開口とを有するコネクタを具備する組立体を提供する。組立体は、ステム部品に係合するようにされたブロッカー・ピンをさらに有する。固定用部品は、ねじが切られた端部と、ねじが切られた端部の反対側にポケット付き端部とを有することが好ましく、ポケット付き端部は、凹面形の内側部分と凹みが設けられた外側部分とを有することが好ましい。
【０００６】
ステム部品は、球形端部の反対側にねじ付き開放端部をさらに有することが好ましく、球形端部は、複数の溝と、球形端部の中に設けられて、複数の溝に終端をなす孔とを有し、孔は、ブロッカー・ピンを受承するようにされている。ボール・リングは、半径方向に直交した切欠きを有する湾曲した本体と、曲線状の本体に形成されて、縦部材を受承するようにされた孔とを有する。第一の開口は、ステム部品を受承するようにされている。第二の開口は、ボール・リングを収容し、そして、縦部材を受承するようにされており、第二の開口は、第一の開口に対して横向きである。
【０００７】
コネクタは、第二の開口を有する中心軸合せ部と、中心軸合せ部によって連結された一対の突出部とを備え、一対の突出部は、第一の開口を有し、コネクタは、また、一対の突出部を互いに分離している隙間を有する。ブロッカー・ピンは、ステム部品の球形端部の孔に嵌入するようにされた下部、下部に隣接し、そして、ステム部品のねじ付き開放端部に嵌まり合うようにされたねじ山部、およびねじ山部に隣接した上部を有し、上部は、ステム部品の一対の突出部の一つに係合するようにされている。球形端部とボール・リングとは、各々可撓性を有することが好ましい。
【０００８】
本発明の別の観点は、縦部材、縦部材を受承するようにされた可撓性を有するボール・リング、可撓性を有する雄の球形端部を有する多軸ステム、および多軸ステムを受承するようにされた第一の開口と、ボール・リングと縦部材とを受承するようにされた第二の開口との一対の開口を有するコネクタを具備し、第二の開口は、第一の開口に対して横向きである柄接合用ねじ組立体を提供する。
【０００９】
組立体は、多軸ステムを受承するようにされた雌のソケットと、多軸ステムに係合して縦部材を固定するようにされたブロッカー・ピンとを有する骨固定用部品をさらに具備する。多軸ステムは、球形端部の反対側にねじ付き開放端部をさらに有し、球形端部は、複数の溝と、複数の溝に終端をなす球形端部の中の孔とを有し、孔は、ブロッカー・ピンを受承するようにされていることが好ましい。一対の第一の開口は、多軸ステムを受承するようにされていることが好ましい。
【００１０】
好ましくは、コネクタは、第二の開口を有する中心軸合せ部と、中心軸合せ部によって連結された一対の突出部とを有し、一対の突出部は、一対の第一の開口を有し、コネクタは、また、一対の突起部を互いに分離する隙間を有する。好ましくは、ブロッカー・ピンは、多軸ステムの球形端部の孔に嵌入するようにされた下部、下部に隣接し、そして、多軸ステムのねじ付き開放端部に係合するようにされたねじ山部、およびねじ山部に隣接した上部を有し、上部は、多軸ステムの一対の突出部の一つに係合するようにされている。
【００１１】
本発明の別の実施形態は、柄接合用ねじ組立体を組み立てる方法を提供し、方法は、雄の球形端部を有するステム部品を雌のソケットを有する骨固定用部品に取付けること、骨固定用部品を骨に固定すること、ステム部品の上部に、ステム部品を受承するための第一の開口と、第一の開口に対して横向きの第二の開口とを有するコネクタを係合させること、ボール・リングをコネクタの第二の開口に挿入すること、縦部材をボール・リングに挿入すること、ブロッカー・ピンをコネクタの第一の開口に挿入すること、およびブロッカー・ピンにステム部品を係合させることを含む。さらに、ブロッカー・ピンとステム部品との係合は、ステム部品の雄の球形端部を骨固定用部品の雌のソケットの中で拡大させる。さらに、ブロッカー・ピンとステム部品との係合は、ボール・リングを締め付け、よって、ボール・リングを縦部材に固定する。
【００１２】
本発明の実施形態は、脊椎体の中で満足できる形態を維持しつつ、ねじの配置に大きい自由度を与えてくれる多軸式脊椎接合用ねじ組立体を提供する。この追加的な自由度は、種々の大きさの自由度を与えてくれるそれぞれ異なった三つの形状を有することによって達成される。また、本発明の実施形態は、アンカー部をアンカー用骨の外部に露出した状態にさせることなく縦部材を異なる高さにすることができるようにするために、外科医がコネクタを上下逆にして、または、通常の側を上にして配置することを可能にすることによってさらに大きい自由度が得られるようにする。本発明による実施形態は、また、多軸式回転の中心部を柄つまり骨の内部に埋め込むことを可能にし、よって、縦部材または板を締着するための貴重な空間を確保することによって、背の低い形状にすることを可能にする。代替の実施形態においては、セラミック・コーティングのボール・ジョイントが摩耗抵抗を改善するために用いられており、それは、硬質ではなく、むしろ、人体の椎間板または人工の椎間板と負荷を分担することができる動的な棒システムとして機能するための予め決められた抵抗力を与える。
【００１３】
本発明の実施形態は、全体として、腰椎と、胸椎と、頸椎との治療の分野における改良を提供し、それは、前部に向けてまたは後部に向けて用いてもよい。本発明の実施形態は、前部腰椎体内融合、後部腰椎体内融合、横部腰椎体内融合、変性椎間板症、固定装置として成人・小児側湾症、および後部頸椎融合を達成するための手術に用いることができる。
【００１４】
本発明の実施形態によるこれらのおよびその他の観点は、以下の説明と添付図面とともに考察することによって、より良く評価され、かつ、理解されるであろう。しかしながら、以下の説明は、本発明の選好実施形態とそれらに関する数多くの特定の詳細を示しているが、制限するためではなく、例示として行われたものであると了解されるものとする。本発明の実施形態の範囲内において、その精神から逸脱することなく数多くの変更と修正を施すことが可能であろうが、本発明の実施形態はそのような修正の全てを含む。
【００１５】
本発明の実施形態は、図面を参照して行う以下の詳細な説明によって、より良く理解されるであろう。
【００１６】
本発明の実施形態および種々の特徴とその有利な点の詳細について、添付図面に図示し、また、以下で詳細に説明する限定されることのない実施形態を参照して、より完全に説明する。図示した形状は、必ずしも正しい寸法に描かれてはいないことに留意されるものとする。周知の構成部品と処置技術に関する説明は、本発明の実施形態を不必要に不明瞭なものにしないために省略されている。ここに用いた例は、単に、本発明の実施形態を実施するための方法の理解を容易にし、また、当業者が本発明の実施形態を実施できるようにすることを意図したものである。したがって、例は、本発明の実施形態の範囲を制限すると解釈されるべきではない。
【００１７】
上述したように、従来の設計がもたらす制限を克服し、よって、外科医にとっては手術中の自由度を改善し、また、患者にとっては、より良い、完全なリハビリテーションのための予後を改善することができる新しく、また、改良された柄接合用ねじ組立体が求められている。本発明の実施形態は、脊椎体の中に充分な形状を維持しつつ、ねじの配置に高い自由度を持たせることを可能にする改良型の中心軸位置が合わされた多軸式柄接合用ねじ装置と組み立ての方法を提供することによってこの求めに応じるものである。ここで、図、とりわけ類似の符号が図全体を通して一貫して対応した形状を示すようにされている図１から１０を参照すると、本発明の選好実施形態が示されている。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態による柄接合用ねじ組立体１０の構成部品を示す。図１に示した組立体１０は、一段用の脊椎固定用組立体である。ねじまたはフックとして実施される骨接合用ねじ（固定用部品）２０は、工場で多軸ステム３０を骨接合用ねじ２０に嵌入させることによって予め組み立てられる。代替としては、多軸ステム３０を使用時に（つまり手術時に）組み立てることもできる。多軸ステム３０を骨接合用ねじ２０に組み込むことによって、多軸ステム３０は、回転軸を中心にして回転自在になる。骨接合用ねじ２０と多軸ステム３０の組立体は、次に、骨接合用ねじ２０の雌の凹み２４（図２（Ａ）に図示）のレベルまで脊椎体（図示せず）の中に挿入して「埋め込まれる」。全ての必要部品が組み立てられた後に、骨接合用ねじ２０は脊椎体に挿入され、次に、コネクタ４０、ボール・リング６０、および縦部材７０が多軸ステム３０の中に落とし込まれ、そして、組立体１０を互いに固定するためにブロッカー・ピン５０が用いられる。縦部材７０は、ロッド、板、棒等として実施される。
【００１９】
図２（Ａ）から２（Ｄ）に示したように、骨接合用ねじ２０は、ポケット付き端部２３の反対側にねじが切られた端部２２を有する。ポケット付き端部２３は、多軸ステム３０を枢動自在にはするが、図７（Ａ）と７（Ｂ）に示し、また、以下でより詳細に説明するように、拡大ピン（ブロッカー・ピン）５０が挿入された後には脱落しないようにするためのアンダーカット２５が設けられた雌の球形内側部分２１を含む。図２（Ａ）から２（Ｄ）について再度説明すると、骨接合用ねじのねじ山２２は、骨（図示せず）への素早い挿入を可能にするために多条ねじである。このねじ山２２は、内径谷の径にはテーパが付けられているが、外径は、一回転毎に新たに「食い込む」ことができるよう円筒形である。この事は、また、海面質海綿状骨（図示せず）に対するねじ２０の下端２６にかけてのねじの深さをより大きいものにしている。
【００２０】
図３（Ａ）から３（Ｄ）は、多軸ステム３０を示す。多軸ステム３０の下端部は、組立を容易にし、また、組立体の最終的な固定時に拡大できるようにするための溝３５が切られた雄の球形ボール３１を有する。雄の球形ボール３１の外面は、粗いメディアで処理することにより粗いテクスチャーを形成して、骨接合用ねじ２０の大きい雌の球形ポケット２１と確実にかじりを発生させるようにすることができる。多軸ステム３０の雄の球形部の内部にテーパ付きの孔３６を設けて、図９（Ａ）から９（Ｅ）に示したように、ブロッカー・ピン５０が最終的な固定位置に押し込まれたとき、雄の球形部が確実に拡大するようにすることもできる。図３（Ａ）から３（Ｄ）を再度参照して説明すると、多軸ステム３０の上部３３にはトルクの伝達を制限するための複数の平坦面３３が示されている。これらの「平坦面」は、代わりに円筒形の曲面で置き換えることもできる。突条３２が、多軸ステム３０の上の平坦面部３３と下のボール部３１とを分離する。さらに、上部３３の内面３４にはねじが切られている。
【００２１】
コネクタ４０は、図４（Ａ）から４（Ｄ）に示されている。組み立てるときコネクタ４０の形態を変えることが可能であり、高さ調節を行うときには複数の位置になるよう、球形面４４は、面を上に向けるまたは下に向けることができる。コネクタ４０の中心軸合せ部４３は、（図１の）縦部材７０または板（図示せず）に取り付けるための溝部（または貫通孔）４１あるいはその他種々の形状を有するように形成してもよい。球形面４４は、全体がそのあいだに形成された隙間４５を有する二つの突出部４６，４７を含む。従って、コネクタ４０は、突出部４６，４７の互いの位置に関しては非剛性（即ち可撓性）を有するように形成されている。突出部４６，４７は、各々図１のブロッカー・ピン５０を収容するための孔４２を有する。したがって、ブロッカー・ピン５０がコネクタ４０の孔４２に挿入され、そして、多軸ステム３０の内側ねじ山３４に締着されたとき、コネクタの突出部４６，４７は全体が互いに接触する（つまり隙間４５が閉じられる）。突出部４６，４７は、互いに完全に位置が合うように形成されていてもよく、代わって、突出部４６，４７は、孔４２の各々が垂直方向で位置がずれるように形成されていてもよい。また、突出部４６，４７のあいだの隙間４５によって形成されるような水平距離は、外科医が異なるサイズのコネクタ４０を用いて、棒の曲げを最小限に抑えつつ幅広いサイズのねじを配置することができるようにするために、必ずしも固定されているわけではない。
【００２２】
（図１から４（Ｂ）に関連した）図５（Ａ）と５（Ｂ）に示したブロッカー・ピン５０は、下端に向かうテーパ部５１を有し、テーパ部５１は、多軸ステム３０の溝付きで雄の球形部３１を骨接合用ねじ２０の中へと拡大させ、そして、「楔のように打ち込む」ために用いることができる。ブロッカー・ピン５０の下端は、骨接合用ねじ２０に「食い込ませる」ために、丸められている、平らである、または尖っていて、上述した楔効果とは異なる組立体を固定するための別の方法を提供するようにすることもできる。ブロッカー・ピン５０は、また、コネクタ４０を押下して、縦部材７０をボール・リング６０に固定するために用いられる。ブロッカー・ピン５０のねじ山５２は、平バットレス標準ねじであることが好ましい。好ましくは、図５（Ｂ）に示したように、ねじ角θが４５°であり、φが９０°である。平タイプ「Ａ」バットレスねじは、最終的な締め付け時にコネクタ４０から多軸ステム３０が緩むことを防止する。ブロッカー・ピン５０の頂部５３には、トルクを掛けるための適切なサイズの六角形の開口５４が設けられている。さらに、ブロッカー・ピン５０を一体または二分割の何れかの構成に形成してもよく、二分割構成の場合には、第一の部品としての上部５３とねじ部５２、および第二の部品としての下方のテーパ部５１を有し、分割された二つの部品は、組立体１０を最終的に固定するときのかじりの発生を抑制するために、互いに自由回転できるように構成されている。
【００２３】
図６（Ａ）から６（Ｃ）は、ボール・リング６０を示す。ボール・リング６０は、全体が球形または円筒形の本体６２と、本体６２に画成された半径方向に直交する切欠き６１とを有する。ボール・リング６０の球形の本体部６２は、縦部材の位置に角度を付けることを可能にする。種々の角度を付けた形態については、図７（Ａ）から８（Ｂ）に示されている。骨接合用ねじ２０のソケット２３の中心軸角度は、図７（Ａ）と７（Ｂ）に示す代替組立形態においては同一である。図７（Ａ）においては、コネクタ４０は通常の形態に配置されているが、図７（Ｂ）においては、コネクタ４０は反転して配置されている。図８（Ａ）と８（Ｂ）に示した角度は、組立の構成にしたがって異なる高さになることを示している。たとえば、コネクタ４０が図８（Ｂ）に示すように組み立てられた場合、骨接合用ねじ２０の高さと角度は、多軸ステム３０、ボール・リング６０、および選択されたコネクタ４０の組立方法（通常形態（図８（Ａ））または反転形態（図８（Ｂ）））によって形成された角度に依存する。
【００２４】
組立体１０の組立について説明すると、図９（Ａ）から９（Ｅ）が、組立体１０の種々の断面図を示している。図９（Ａ）に示したように、使用者が多軸ステム３０を使用時に（つまり手術時に）組み立てることを望む場合、製造時の工場における組立段階において多軸ステム３０の組み付けは省略される。製造時の工場における組立段階では、多軸ステム３０は、骨接合用ねじ２０の中で自由に回転ができる。次に、コネクタ４０、ボール・リング６０、および縦部材７０（図９（Ａ）では図示せず）が、多軸ステム３０に落とし込まれる。この時点において、多軸ステム３０の角度は所要の角度に調節可能である。ブロッカー・ピン５０が、コネクタ４０に、次に多軸ステム３０へと挿入され、そして、ブロッカー・ピン５０が係合された後には、縦部材７０の脱落が防止される。この時点で、ブロッカー・ピン５０は、コネクタ４０、ボール・リング６０、および縦部材７０から成るサブアセンブリに下向きの力を負荷する準備が完了する。ブロッカー・ピン５０は、また、多軸ステム３０と骨接合用ねじ２０とに力を伝達する。
【００２５】
ブロッカー・ピン５０は、予め決められたトルクまで完全に締め付けられる。ブロッカー・ピン５０は、骨接合用ねじ２０に押し込まれて多軸ステム３０を拡大しようとする。多軸ステム３０の球形端部３１は、拡大する余地は殆どない。楔効果が構造体１０を所要の向きに固定する。図９（Ｅ）が、固定位置にある組立体１０の断面を示す。図示したように、ブロッカー・ピン５０が、骨接合用ねじ２０を貫通し、そして、多軸ステム３０の雄の球形部３１を「持ち上げ」て、多軸ステム３０を楔のように骨接合用ねじ２０にさらに打ち込む。
【００２６】
一般に、組立体１０は、ブロッカー・ピン５０によって伝達された力による骨接合用ねじ２０と多軸ステム３０との係合のために固定される。この係合システムは、（１）係合前と（図９（Ｂ））、係合の開始時と（図９（Ｃ））、完全係合時と（図９（Ｄ）と９（Ｅ））、の概ね三つの段階を含む。各々の構成部品（骨接合用ねじ２０、多軸ステム３０、およびブロッカー・ピン５０）の機能は、段階によって変化する。図９（Ｂ）（係合前）に示したように、ブロッカー・ピン５０は、多軸ステム３０あるいは骨接合用ねじ２０に未だ力を伝達していない。ブロッカー・ピン５０は、（楕円形で示した）領域Ｒに静止している。この段階において、ブロッカー・ピン５０は動く自由がない。しかし、多軸ステム３０は、依然として回転する自由を有する。
【００２７】
図９（Ｃ）に示したように、ブロッカー・ピン５０が係合を開始する。ブロッカー・ピン５０によって力Ａが伝達されて、接触面積がしかるべく拡大される。充分な大きさの接触力が発生すると、多軸ステム３０の雄の球体３１が（力Ｂで示したように）湾曲する。この時点で、ブロッカー・ピン５０は、骨接合用ねじ２０の雌の球体２３との接触を開始する。図９（Ｄ）に示したように、ブロッカー・ピン５０が完全に係合する。ブロッカー・ピン５０が、コネクタ４０と多軸ステム３０とを下向きに押圧して、力Ａを発生する。力Ａは、次に、Ｃ、Ｂ、およびＤ3の三つの力に分解される。力Ｄ3は、骨接合用ねじ２０の雌の球体２３を押圧し、力Ｅを発生させて多軸ステム３０を上向きに駆動する。多軸ステム３０を上向きに動かすことによって、力Ｄ1が発生する。最後に、力Ｄ1、Ｄ2、およびＤ3が力ＣとＥに抗して作用し、多軸ステム３０と骨接合用ねじ２０とのあいだに楔を形成したときに固定機構が完成する。
【００２８】
主な係合用構成部品にはＤ1とＤ3とが作用するために、上述した係合方法は、以下のように、曲げる力Ｂと拡大する力Ｃを無視した、または、除去した方法で代替することができる。力Ｄ2は、力Ｂ，Ｃが無視された、または、除去されたために取り除かれる。次に、接触力Ｄ3が、多軸ステム３０の球形端部３１で増大し、また、力Ｄ1は骨接合用ねじ２０の開口に作用している。それ故に、図９（Ｅ）は、組立体１０との係合を可能にする代替の方法を示している。この場合、力Ａは、骨接合用ねじ２０に伝達され、よって、ブロッカー・ピン５０のテーパ付き端部５１の形状にも依るが、反力Ｄ3またはＫが発生する。再度述べるが、力Ｄ3またはＫは、骨接合用ねじ２０の雌の球体を押圧して力Ｅを発生し、そして、多軸ステム３０を上向きに駆動する。多軸ステム３０が上向きに動くことによって、力Ｄ1が発生する。最後に、力Ｄ1とＤ3（またはＫ）が力Ｅに抗して作用し、多軸ステム３０と骨接合用ねじ２０とのあいだに楔を形成したときに固定機構が完成する。
【００２９】
（図１から９（Ｅ）に図示した構成部品に関連した）図１０は、柄接合用ねじ組立体１０を組み立てる方法を示す系統線図であり、方法は、雄の球形端部３１を有するステム部品３０を雌のソケット２１を有する骨接合用ねじ２０に取付けること（１００）、骨固定用部品２０を骨（図示せず）に固定すること（１０２）、ステム部品３０の上部に、ステム部品３０を受承するようにされた第一の開口４２と、第一の開口４２に対して横向きの第二の開口４１とを有するコネクタ４０を係合させること（１０４）、ボール・リング６０をコネクタ４０の第二の開口４１に挿入すること（１０６）、縦部材７０をボール・リング６０に挿入すること（１０８）、ブロッカー・ピン５０をコネクタ４０の第一の開口４２に挿入すること（１１０）、およびブロッカー・ピン５０にステム部品３０を係合させること（１１２）、を含む。さらに、ブロッカー・ピン５０とステム部品３０との係合が、ステム部品３０の雄の球形端部３１を骨固定用部品２０の雌のソケット２１の中で拡大させる。さらに、ブロッカー・ピン５０とステム部品３０との係合がボール・リング６０を締め付け、よって、ボール・リング６０が縦部材７０を固定する。
【００３０】
本発明の実施形態は、脊椎体の中で満足できる形態を維持しつつ、ねじの配置に大きい自由度を与えてくれる多軸式脊椎接合用ねじ組立体１０を提供する。この追加的な自由度は、種々の大きさの自由度を与えてくれるそれぞれ異なった三つの形状を有することによって達成される。また、本発明の実施形態は、アンカー部をアンカー用骨の外部に露出させた状態にさせることなく縦部材７０を異なる高さにすることができるようにするために、外科医がコネクタ４０を上下逆にして、または、通常の側を上にして配置することを可能にすることによってさらに大きい自由度が得られるようにする。組立体１０は、多軸式回転の中心部を柄つまり骨の内部に埋め込むことを可能にし、よって、縦部材７０または板（図示せず）を締着するための貴重な空間を確保することによって、背の低い形状にすることを可能にする。代替の実施形態においては、セラミック・コーティングのボール・ジョイントが摩耗抵抗を改善するために用いられており、それは、硬質ではなく、むしろ、人体の椎間板または人工の椎間板と負荷を分担することができる動的な棒システムとして機能するための予め決められた抵抗力を与える。
【００３１】
図１から６（Ｂ）に示したように、本発明の実施形態は、全体としてボール・リング６０、球形端部３１を有するステム部品３０、ステム部品３０の球形端部３１を受承するようにされた固定用部品２０、および第一の開口４２と第二の開口４１とを有するコネクタ４０を具備する組立体１０を提供する。組立体１０は、ステム部品３０に係合するようにされたブロッカー・ピン５０をさらに有する。固定用部品２０はねじが切られた端部２２と、ねじが切られた端部２２とは反対側のポケット付き端部２３とを有することが好ましく、ポケット付き端部２３は凹面形の内側部分２１と凹みが設けられた外側部分２４とを有することが好ましい。ステム部品３０は、球形端部３１とは反対側のねじ付き開放端部３４をさらに有することが好ましく、球形端部３１は複数の溝３５を有する。ステム部品３０は、また、球形端部３１に設けられ、複数の溝３５の位置で終端をなす孔３６を有し、孔３６は、ブロッカー・ピン５０を受承するようにされている。
【００３２】
ボール・リング６０は、複数の半径方向に直交する切欠き６１が設けられた曲線形の本体６２と、曲線形の本体６２に形成されて、縦部材７０を受承するようにされた孔６３とを有することが好ましい。コネクタ４０の第一の開口４２は、ステム部品３０を受承するようにされている。コネクタ４０の第二の開口４１は、ボール・リング６０を収容し、そして、縦部材７０を受承するようにされており、さらに、第二の開口４１は、第一の開口４２に対して横向きである。
【００３３】
コネクタ４０は、第二の開口４１を有する中心軸合せ部４３と、中心軸合せ部４３によって連結された一対の突出部４６，４７とを備え、一対の突出部４６，４７は、第一の開口４２を有し、コネクタ４０は、また、一対の突出部４６，４７を互いに分離している隙間４５を有することが好ましい。ブロッカー・ピン５０は、ステム部品３０の球形端部３１の孔３６に嵌入するようにされた下部５１、下部５１に隣接し、そして、ステム部品３０のねじ付き開放端部３４に嵌まり合うようにされたねじ山部５２、およびねじ山部５２に隣接した上部５３を有し、上部５３は、ステム部品３０の一対の突出部４６，４７の一つに係合するようにされている。ステム部品３０の球形端部３１とボール・リング６０とは、各々可撓性を有することが好ましい。
【００３４】
さらに、本発明の実施形態は、腰椎と、胸椎と、頸椎との治療の分野における改良を提供する。さらに、本発明による実施形態は、前部に向けてまたは後部に向けて用いてもよい。本発明による実施形態は、前部腰椎体内融合、後部腰椎体内融合、横部腰椎体内融合、変性椎間板症、固定装置として成人・小児側湾症、および後部頸椎融合を達成するための手術に用いることができる。
【００３５】
特定の実施形態についての以上の記述は、本発明の全体的な特徴を非常に完全に開示しているために、人は、現在の知識を活用して、包括的概念から逸脱することなくそのような特定の実施形態の種々の適用方法を容易に修正するおよび／または適用することが可能であり、それ故に、そのような適用と修正は、開示した実施形態と同等の意味と範囲に包含されるべきであり、また、包含されることを意図する。ここに採用された表現と用語は、説明を目的にしたものであって、限定することを目的にはしていない。したがって、選好実施形態を用いて本発明の実施形態を説明したが、当業者は、本発明の実施形態が、添付請求項の精神と範囲において修正を施して実施可能であることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態によるねじ組立体の組立分解図である。
【図２（Ａ）】本発明の実施形態による図１の骨固定用部品の斜視図である。
【図２（Ｂ）】本発明の実施形態による図２（Ａ）の骨固定用部品の正面図である。
【図２（Ｃ）】本発明の実施形態による図２（Ｂ）の骨固定用部品の切断面Ａ−Ａに沿って切断した横断面図である。
【図２（Ｄ）】本発明の実施形態による図２（Ｂ）の骨固定用部品の切断面Ｂ−Ｂに沿って切断した断面平面図である。
【図３（Ａ）】本発明の実施形態による図１の多軸ステムの斜視図である。
【図３（Ｂ）】本発明の実施形態による図３（Ａ）の多軸ステムの正面図である。
【図３（Ｃ）】本発明の実施形態による図３（Ｂ）の多軸ステム切断面Ａ−Ａに沿って切断した横断面図である。
【図３（Ｄ）】本発明の実施形態による図３（Ｂ）の多軸ステムの底面図である。
【図４（Ａ）】本発明の実施形態による図１コネクタの斜視図である。
【図４（Ｂ）】本発明の実施形態による図４（Ａ）のコネクタの平面図である。
【図４（Ｃ）】本発明の実施形態による図４（Ｂ）のコネクタの切断面Ａ−Ａに沿って切断した断面正面図である。
【図４（Ｄ）】本発明の実施形態による図４（Ｂ）のコネクタの側面図である。
【図５（Ａ）】本発明の実施形態による図１のブロッカー・ピンの斜視図である。
【図５（Ｂ）】本発明の実施形態による図５（Ａ）のブロッカー・ピンの横断側面図である。
【図６（Ａ）】本発明の実施形態による図１のボール・リングの斜視図である。
【図６（Ｂ）】本発明の実施形態による図６（Ａ）のボール・リングの側面図である。
【図６（Ｃ）】本発明の実施形態による図６（Ｂ）のボール・リングの切断面Ａ−Ａに沿って切断した断面平面図である。
【図７（Ａ）】本発明の実施形態によるコネクタを上向きにした完全係合形態のねじ組立体の正面図である。
【図７（Ｂ）】本発明の実施形態によるコネクタの上下を反転させた完全係合形態のねじ組立体の正面図である。
【図８（Ａ）】本発明の実施形態によるコネクタを上向きにした形態において角度が種々の段階にある完全係合ねじ組立体の正面図である。
【図８（Ｂ）】本発明の実施形態によるコネクタの上下を反転させた形態において角度が種々の段階にある完全係合ねじ組立体の正面図である。
【図９（Ａ）】本発明の実施形態による種々の組立と係合の段階にあるねじ組立体の複数の図である。
【図９（Ｂ）】本発明の実施形態による種々の組立と係合の段階にあるねじ組立体の複数の図である。
【図９（Ｃ）】本発明の実施形態による種々の組立と係合の段階にあるねじ組立体の複数の図である。
【図９（Ｄ）】本発明の実施形態による種々の組立と係合の段階にあるねじ組立体の複数の図である。
【図９（Ｅ）】本発明の実施形態による種々の組立と係合の段階にあるねじ組立体の複数の図である。
【図１０】本発明の実施形態による好ましい方法を示す流れ図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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