(57)【要約】  固定システムは、ロックする前に長形部材の位置および／または方向の調整を許容しながら、ハウジング部材の内部に長形部材をロックする。システムは、ハウジング部材、スロットのある球面コレット、長形部材を含み、個別部品でもよく長形部材の一部として形成されてもよいテーパー付き楔を含むことができる。ハウジング部材および／または長形部材は、埋込み可能でもよい。圧縮力が楔およびコレットに加えられたとき、楔が長形部材の周りに収縮し、コレットがハウジングに係合するように拡張し、これにより、長形部材をハウジングに対してロックするように、長形部材は楔内に、（楔はコレット内に、コレットはハウジング内に、）配置されることができる。コレットは、テーパー付き楔と同等程度のテーパーを有するテーパー付きチャネルを有することができる。コレットは、均一の半径方向の拡張および圧縮を許容するために、複数のスロットを有することができる。
2010515543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムは、以下を含む：
第１の自然の面関節の第１部分を置き換えるために形づくられる、第１の面関節の表面を含むインプラント；
長形部材；および
前記インプラントに結合して、前記長形部材に対する前記インプラントの方向および／または位置をロックするように構成されるロックコネクタ、前記ロックコネクタは以下を含む：
ハウジング；および
前記ハウジング内に受け入れ可能であり、前記長形部材を受け入れるために形づくられるチャネルを含むコレット；
前記コレットは半径方向に拡張可能であり、前記ロックコネクタは、前記コレットが半径方向に拡張して前記ハウジングに係合するのに応答して、前記長形部材に対する前記ハウジングの方向および／または位置をロックするように構成される。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記第１の自然の面関節の前記第１部分を含む脊椎骨に固着する椎根ねじをさらに含み、前記長形部材および前記ハウジングのうちの１つが前記椎根ねじに固着される。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記長形部材が、前記第１の自然の面関節の前記第１部分を含む脊椎骨に固着する椎根ねじを含む。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記長形部材を受け入れるために形づくられる孔を含む楔部をさらに含み、前記楔部は、前記チャネル内への当該楔部の付勢に応答して、前記コレットの拡張を誘導するように構成される外側テーパー壁を含む。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムにおいて、前記チャネルは内側テーパー壁を含み、前記外側テーパー壁のテーパーの程度は、前記内側テーパー壁のテーパーの程度に実質的に等しい。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記コレットは一体の外側の凸面壁を含み、前記外側凸面壁は、前記コレットの実質的に均一な半径方向の拡張を可能にするために、当該外側凸面壁の周りに放射状に配分される複数のスロットを含む。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記ハウジングおよび前記第１の面関節の表面が、互いに単一ピースとして形成される。
【請求項８】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記ハウジングは内側凹面壁を含み、前記コレットは外側凸面壁を含み、前記内側凹面壁および前記外側凸面壁のうちの少なくとも一方が粗面を含む。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムは、さらに以下を含む：
前記第１の自然の面関節の第２部分を置き換えるように構成され、第２の面関節の表面を含み、前記第２の面関節の表面は、前記第１の面関節の表面と関節接合するように構成される、第２のインプラント。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムは、さらに以下を含む：
第２の自然の面関節の第１部分を置き換えるように構成される第３のインプラント；および
前記第２の自然の面関節の第２部分を置き換えるように構成される第４のインプラント；
前記第２の自然の面関節は、第１の自然の運動部分に対する尾側の一運動部分または頭側の一運動部分のいずれかである。
【請求項１１】
埋込み可能なロックコネクタは、以下を含む：
生体適合材料で形成される長形部材；
ハウジング；および
前記ハウジングによって受け入れられるように形づくられ、一体の外側の凸面壁を含み、前記外側凸面壁は、コレットの実質的に均一な半径方向の拡張を可能にするために、当該外側凸面壁の周りに放射状に配分される複数のスロットを含む、前記コレット；
前記コレットは半径方向に拡張可能であり、前記ロックコネクタは、前記コレットが半径方向に拡張して前記ハウジングに係合するのに応答して、前記長形部材に対する前記ハウジングの方向および／または位置をロックするように構成される。
【請求項１２】
請求項１１に記載のロックコネクタにおいて、前記外側凸面壁は実質的に球形であり、前記ハウジングは実質的に球面形状を有する内側凹面壁を含み、前記コレットは、前記ハウジングと前記コレットとの間の相対的な回転を制限するために前記外側凸面壁から伸びるリップ部分をさらに含む。
【請求項１３】
請求項１１に記載のロックコネクタにおいて、前記ハウジングは内側凹面壁を含み、前記内側凹面壁および前記外側凸面壁のうちの少なくとも一方が粗面を含む。
【請求項１４】
請求項１１に記載のロックコネクタは、さらに以下を含む：
前記長形部材を受け入れるように寸法決めされ、前記コレット内に受け入れられるように構成される楔部、ここにおいて、前記楔部は外側テーパー壁を含み、前記コレットは内側テーパー壁を含み、前記外側テーパー壁のテーパーの程度は、前記内側テーパー壁のテーパーの程度に実質的に等しい。
【請求項１５】
システムは、以下を含む：
第１の骨に取り付け可能な第１のアンカー；
第２の骨に取り付け可能な第２のアンカー；
前記第１のアンカーに一体に取り付け可能な長形部材；および
前記長形部材を前記第２のアンカーに結合するように構成され、前記長形部材に対する前記第２のアンカーの方向および／または位置をロックするように構成されるロックコネクタ、前記ロックコネクタは以下を含む：
ハウジング；および
前記ハウジング内に受け入れ可能であり、前記長形部材および前記第２のアンカーのうちの１つを受け入れるために形づくられるチャネルを含むコレット；
前記コレットは半径方向に拡張可能であり、前記ロックコネクタは、前記第２の骨に対する前記第１の骨の運動を実質的に防止するために、前記コレットが半径方向に拡張して前記ハウジングに係合するのに応答して、前記受け入れた長形部材または第２のアンカーに対する前記ハウジングの方向および／または位置をロックするように構成される。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムにおいて、前記コレットは、前記第２のアンカーを受け入れるために形づくられるチャネルを含み、前記ロックコネクタは、前記第２の骨に対する前記第１の骨の運動を実質的に防止するために、前記コレットが半径方向に拡張して前記ハウジングに係合するのに応答して、前記第２のアンカーに対する前記ハウジングの方向および／または位置をロックするように構成される。
【請求項１７】
請求項１５に記載のシステムにおいて、前記コレットは、前記長形部材を受け入れるために形づくられるチャネルを含み、前記ロックコネクタは、前記第２の骨に対する前記第１の骨の運動を実質的に防止するために、前記コレットが半径方向に拡張して前記ハウジングに係合するのに応答して、前記第２のアンカーに対する前記ハウジングの方向および／または位置をロックするように構成される。
【請求項１８】
請求項１５に記載のシステムにおいて、前記第１および第２のアンカーは椎根ねじを含み、前記長形部材はロッドを含み、前記システムは、前記第２の骨に対する前記第１の骨の運動を実質的に防止するように構成される椎根ねじおよびロッドシステムを含む。
【請求項１９】
請求項１５に記載のシステムにおいて、前記長形部材および前記第２のアンカーのうちの１つを受け入れるために形づくられる孔を含む楔部をさらに含み、前記楔部は、前記チャネル内への当該楔部の付勢に応答して、前記コレットの拡張を誘導するように構成される外側テーパー壁を含む。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムにおいて、前記チャネルは内側テーパー壁を含み、前記外側テーパー壁のテーパーの程度は、前記内側テーパー壁のテーパーの程度に実質的に等しい。
【請求項２１】
請求項１５に記載のシステムにおいて、前記コレットは一体の外側の凸面壁を含み、前記外側凸面壁は、前記コレットの実質的に均一な半径方向の拡張を可能にするために、当該外側凸面壁の周りに放射状に配分される複数のスロットを含む。
【請求項２２】
請求項１５に記載のシステムにおいて、前記ハウジングは内側凹面壁を含み、前記コレットは外側凸面壁を含み、前記内側凹面壁および前記外側凸面壁のうちの少なくとも一方が粗面を含む。
【請求項２３】
第１の自然の面関節の第１部分を置き換える方法は、以下を含む：
第１の脊椎骨に対して、前記第１の脊椎骨の第１の自然の面関節の第１部分を置き換えるために形づくられた第１の面関節の表面を含むインプラントを配置すること；
コレットとともにロックコネクタを形成するハウジング、の内部に受け入れ可能なコレットのチャネル内に、長形部材を挿入すること；
前記コレットの外側凸面壁を前記ハウジングの内側凹面壁と係合するために前記コレットを半径方向に拡張することによって、前記第１の脊椎骨に対する前記インプラントの位置および／または方向をロックすること、これにより、前記長形部材に対する前記ハウジングの方向および／または位置をロックすること。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法は、さらに以下を含む：
前記第１の脊椎骨に椎根ねじを固定すること；および
前記長形部材および前記ハウジングのうちの１つを前記椎根ねじに固定すること。
【請求項２５】
請求項２３に記載の方法において、前記長形部材が椎根ねじを含み、前記椎根ねじを前記第１の脊椎骨に固定することをさらに含む。
【請求項２６】
請求項２３に記載の方法は、さらに以下を含む：
前記長形部材を受け入れるために形づくられる孔を含み、外側テーパー壁をさらに含む楔部を前記チャネル内に付勢して、前記コレットの半径方向の拡張を誘導し、前記楔部を前記長形部材の周りに圧縮する楔部を誘導する、前記楔部の前記チャネル内への付勢をすること。
【請求項２７】
請求項２３に記載の方法において、前記コレットは一体の外側の凸面壁を含み、前記外側凸面壁は、当該外側凸面壁の周りに放射状に配分される複数のスロットを含み、前記コレットを半径方向に拡張することが、前記外側凸面壁の複数のスロットの各々を拡張することを含む。
【請求項２８】
請求項２３に記載の方法において、前記内側凹面壁および前記外側凸面壁のうちの少なくとも１つが粗面である。
【請求項２９】
請求項２３に記載の方法は、さらに以下を含む：
前記第１の面関節の表面と関節接合する位置にある第２の面関節の表面を含む第２のインプラントを、第２の脊椎骨に固定すること。
【請求項３０】
長形部材に対するハウジングの方向および／または位置をロックする方法は、以下を含む：
一体の外側の凸面壁を含み、前記外側凸面壁は、コレットの実質的に均一な半径方向の拡張を可能にするために、当該外側凸面壁の周りに放射状に配分される複数のスロットを含み、当該コレットはチャネルをさらに含む前記コレットを、ハウジングの内側凹面壁内に配置すること；
長形部材を前記チャネルに挿入すること；
前記長形部材に対する前記ハウジングの方向および／または位置をロックするために、前記外側凸面壁を前記内側凹面壁と係合するために前記コレットを半径方向に拡張すること。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法において、前記コレットは、前記外側凸面壁から延びるリップ部分をさらに含み、前記コレットを前記内側凹面壁内に配置することは、前記ハウジングと前記コレットとの間の相対的な回転を制限するために前記リップ部分を配置することを含む。
【請求項３２】
請求項３０に記載の方法において、前記内側凹面壁および前記外側凸面壁のうちの少なくとも１つが粗面である。
【請求項３３】
第１の骨と第２の骨との間の実質的な運動を防止する方法は、以下を含む：
第１のアンカーを第１の骨に取り付けること；
第２のアンカーを第２の骨に取り付けること；
長形部材を前記第１のアンカーに堅く取り付けること；および
ハウジングおよび当該ハウジングの内部に受け入れ可能なコレットを含み、前記コレットは、前記長形部材および前記第２のアンカーのうちの１つを受け入れるために形づくられたチャネルを含む、ロックコネクタを有する前記長形部材に対して前記第２のアンカーの方向および／または位置をロックすること；
前記長形部材に対して前記第２のアンカーの方向および／または位置をロックすることは、前記ハウジングと係合するために前記コレットを半径方向に拡張することを含む。
【請求項３４】
請求項３３に記載の方法において、前記長形部材を前記チャネル内に配置することをさらに含む。
【請求項３５】
請求項３３に記載の方法において、前記第２のアンカーを前記チャネル内に配置することをさらに含む。
【請求項３６】
請求項３３に記載の方法において、前記長形部材および前記第２のアンカーのうちの１つを前記チャネル内に受け入れるために形づくられた孔を含む楔部を配置することをさらに含み、前記長形部材に対して前記第２のアンカーの方向および／または位置をロックすることは、前記楔部を圧縮することをさらに含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
この出願は、参照により本明細書に組み込まれる以下の出願の一部継続出願である：出願人の代理人整理番号ＦＳＩ−１０に載り、名称がＰＯＬＹＡＸＩＡＬ  ＯＲＴＨＯＰＥＤＩＣ  ＦＡＳＴＥＮＩＮＧ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳの、２００５年２月２２日に出願した係属中の米国出願番号１１／０６３，９４１；出願人の代理人整理番号ＦＳＩ−１５に載り、名称がＰＯＬＹＡＸＩＡＬ  ＯＲＴＨＯＰＥＤＩＣ  ＦＡＳＴＥＮＩＮＧ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＷＩＴＨ  ＩＮＤＥＰＥＮＤＥＮＴ  ＬＯＣＫＩＮＧ  ＭＯＤＥＳの、２００５年１２月１９日に出願した係属中の米国出願番号１１／３１２，３２３。
【０００２】
この出願は、参照により本明細書に組み込まれる以下の出願の利点を請求する：出願人の代理人整理番号ＦＳＩ−１９  ＰＲＯＶに載り、名称がＴＡＰＥＲ−ＬＯＣＫＩＮＧ  ＲＯＤ  ＦＩＸＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭの、２００７年１月１０日に出願した係属中の米国仮特許出願番号６０／８８４，２３３。
【発明の概要】
【０００３】
本発明は、軸線のずれた部材を第２の部材の内部に固定するための機械的方式に関する。本発明は、一般に、ロッドまたはロッドに類似のデバイスがテーパーロックを介して第２の部材の内部に固定される機構を記述する。
【０００４】
添付図面を参照して、本発明のさまざまな実施形態がここに記述される。これらの図面は本発明の代表的な実施形態だけを表していて、従って、その範囲で制限するとみなされないことが認識される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】埋込部材、球面コレット、テーパー付き楔、および円筒形ロッドから構成されるロッド固定システムの斜視図である。
【図２】円筒形ロッドの実施例を示す。
【図３】テーパー付き楔の側面図である。
【図４】図３のテーパー付き楔の平面図である。
【図５】球面コレットの一実施形態の斜視図である。
【図６】球面コレットの他の実施形態の斜視図である。
【図７】ロッド固定用のテーパーロックシステムを使用することができる埋込部材の斜視図である。
【図８】図７の埋込部材、図５の球面コレット、図３のテーパー付き楔、および図２の円筒形ロッドから構成されるロッド固定システムを示す斜視図である。
【図９】図７の埋込部材、図６の球面コレット、図３のテーパー付き楔、および図２の円筒形ロッドから構成されるロッド固定システムを示す斜視図である。
【図１０】図９のロッド固定システムの側面を示す斜視図である。
【図１１】ロックアウトにおける図９のロッド固定システムの断面図である。
【図１２】一体型の穴付き椎根ねじによって用いられるテーパーロック機能の斜視図である。
【図１３】図１２の一体型の穴付き椎根ねじおよびロッド上に一体的に形成されるテーパーを利用するテーパーロック機能の別の実施形態の斜視図である。
【図１４】図１３のアセンブリの分解立体図である。
【図１５】開いた穴付きねじによって用いられるテーパーロック機能の別の実施形態の斜視図である。
【図１６】保持具を有する開いた穴付きねじによって用いられるテーパーロック機能の別の実施形態の側面図である。
【図１７】図１６のアセンブリのワイヤーフレーム図である。
【図１８】ドッグボーン（ｄｏｇｂｏｎｅ）保持具を有する開いた穴付きねじによって用いられるテーパーロック機能の別の実施形態の斜視図である。
【図１９】図１８のアセンブリの平面図である。
【図２０】図１８のアセンブリのワイヤーフレーム図である。
【図２１】積み重ね可能な埋込部材に適用されるテーパーロック機能の斜視図である。
【図２２】背骨のフックに適用されるテーパーロック機能の斜視図である。
【図２３】面関節形成術に適用されるテーパーロック機能の斜視図である。
【図２４】背骨のロッド固定システムに使用するテーパーロック機能の斜視図である。
【図２５】椎根固定デバイスとしての穴付きねじとともに使用するテーパーロック機能の側面図である。
【図２６】マルチレベルの上側面インプラントに使用するテーパーロック機能の斜視図である。
【図２７】図２６のアセンブリの分解立体図である。
【図２８】単一レベルの面置換に使用するテーパーロック機能の後部図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明は、整形インプラントを高度な埋込調整性、単純性および使いやすさを提供する方法で骨に据え付けるために用いることができるシステム及び方法を提供することによって、現状技術を前進させる。本明細書に記述される自動ロック式テーパー機構は、円筒形ロッドを収容部材または他のデバイスの内部に固定するように設計される。背骨の（ｓｐｉｎａｌ）固定の場合、このテーパーロックは、２本以上の脊椎骨（ｖｅｒｔｅｂｒａ）の間に固定を確保する。本発明の主要な実施形態は、背骨の固定ロッドを固定部材（例えば椎根（ｐｅｄｉｃｌｅ）に対する椎根ねじまたは中間付属品）に固定することに関する。本発明は、任意の整形処置において使われることができるが、外傷性、炎症性、代謝性、滑液性、腫瘍性、および変形性の背骨の疾患から生じている背中の痛みを軽減するために、面関節の置き換えの分野の特定の有用性を有することができる。しかしながら、ロッド固定部材を越えたインプラントの要素が背骨の固定、面関節形成術、マルチレベルの面関節形成術、面関節形成術および背骨の固定の組合せ、背骨のインプラント間の架橋、または他の応用に使われるために変化することができることは、本発明の範囲内でよく理解される。
【０００７】
本出願では、「多軸の」回転は、互いに平行でない少なくとも２本の軸線のまわりに発生することができる回転である。２以上の構成部品間の「ロックアウト」とは、任意の構成部品の移動が、摩擦、圧縮、拡張または他の力によって妨げられる状態をいう。「テーパーロックコネクタ」とは、ロックを遂行するためにテーパーを使用する任意のロック機構をいう。「均一の半径方向（放射状）拡張」とは、半径が円周上の各場所で実質的に同じ距離増加する、すなわち、一部分が多かれ少なかれ有意に増加しない、半径方向（放射状）の拡張をいう。
【０００８】
図１は、本明細書に記述されるテーパーロック固定システムの好ましい実施形態に必要な主要構成要素を示す。自動ロック式テーパー機構は、円筒形ロッド１０を埋込部材（インプラント）４０の内部に固定することを示す。ロッド１０はテーパー付き楔２０を通過し、そして、テーパー付き楔２０は球面コレット３０の内部に着座する。ロッド１０、楔２０およびコレット３０の全アセンブリは、埋込部材４０の内部に含まれる。そして、埋込部材４０は、ロッドテーパーロックアセンブリがロックアウトする前に多軸の運動を有することができるように、球状の内面を有する。ロックアウトする前に許容される多軸の運動の円錐１４は、埋込部材４０の開口部を通る軸線１２に沿って、図１に示される。ロッド１０は、ロックアウトする前に楔２０およびコレット３０に対するロッド１０の位置が完全に調節可能であり得るように、最初に楔２０を自由に通過するように設計される。加えて、ロッド１０の方向は、コレット３０と埋込４０との間の球面接合のための多軸のまたは円錐の様式で調整されることができる。ロッド１０の所望の位置および方向が一旦決定されると、システムはロックアウトされる。
【０００９】
円筒形ロッド１０は、図２にさらに示される。本実施形態において、円筒形ロッド１０は、長さ１５および直径１８を変える任意の長形部材を含むことができる。しかしながら、当業者によって、他の長さ、直径および形状の長形部材が用いられ得ると認識されることができる。長形部材は、完全にまっすぐでもよく、弓形に湾曲していてもよく、曲がっていてもよく、テーパーが付けられていてもよく、または、他の形状でもよい。加えて、長形部材は、図２に示すように個別部品でもよく、または、他の部品と結合され得るかもしくは一体的に形成され得る。
【００１０】
楔２０は、図３および図４にさらに示される。本発明において、テーパー付き楔２０は、円筒状内径２８およびテーパー付き外径２９を含む任意の楔部分を記述する。内径２８は、円筒形ロッド１０を受け入れるように構成される。図３および図４に示されるテーパー付き楔２０はまた、一側に楔２０の収縮を許容する少なくとも一つの開口すなわちスロット２５を含む。楔２０がさまざまな程度のテーパーおよび／またはさまざまな長さを有することができることは、本発明の範囲内でよく理解される。スロット２５の長さ、幅、個数および／または方向が変更できることも理解される。
【００１１】
図１に示され、上述された球面コレット３０は、さまざまな実施形態を含むことができる。図５は、球面コレットの一実施形態を示す。図５の球面コレット１３０は、平坦な上部１３１および底部１３９を有する球形胴体１３３から構成される。中空の円錐チャネル１３５は、テーパー付き楔２０を受け入れるためにコレット１３０の中心を通る。チャネル１３５は上部１３１から底部１３９までテーパーを付けることができる。そして、そのテーパーの程度は楔部分２０のテーパーと同様でもよい。コレット１３０の外側の凸面壁１３４は、ロックアウトするときに摩擦を与えるために表面を粗くすることができる。そして、外側の凸面壁１３４は、球体が拡張および収縮することができるように複数のスロット１３８を含む。複数のスロット１３８は、テーパーロックが組み立てられるときに、インプラント４０の内面とより多くの接触点を許容するように、相互間にコレット上の複数の外側の表面部を作り出す。複数のスロットは加えて、コレットの実質的に均一の半径方向の拡張および圧縮を可能にする。なぜなら、スロット間のコレットの各部分は同じ距離を拡張または収縮することができるからである。
【００１２】
球面コレット３０の別の実施形態において、球体の上面は、その形状寸法において変化することができる。そのような実施形態は、図６に示される。図６のコレット２３０は、図５のコレット１３０と類似している。コレット２３０は、その中心にチャネル２３５を含み、同様に拡張および収縮を許容するために外側の凸面壁２３４に沿ってスロット２３８を含む。しかしながら、コレット２３０は、コレットの上面２３１上にフランジ２３７を含む。フランジ２３７は、器具類によって力を加えるための表面をつくるのに有効でもよい。他の実施形態は、曲がっていなくてまっすぐなフランジ、または、球体の上部から長手方向に突出するが外方へ伸びないリムを含むことができる。コレット上のフランジまたはリム部は、テーパーロック機構の組立ての間、球体の過度の回転または他の望まれていない動きを制限することができる。その結果、楔およびロッドが内部に配置されるチャネルは、常に視認可能であり接近可能である。
【００１３】
背骨のロッド固定システムの埋込部分は、図７に示すように、凹球状内面４２を含む埋込部材４０から構成される。内面４２の半径は、球面コレット３０の外径に等しい。そのため、埋込部材４０はコレット３０を容易に受け入れることができるハウジングを提供する。内面４２は、多軸のロックアウトのために必要な摩擦力を生成するのを助けるために表面を粗くすることができる。埋込部材の外面４４は、図７に丸い形状として示されるが、おそらく他の任意の形状から構成することができる。コレット３０、楔２０およびロッド１０を受け入れるために形づくられる埋込４０の部分は、ハウジングと呼ばれてもよい。ロッド固定における使用を越える埋込部材４０の要素が、背骨の固定、面関節形成術（ｆａｃｅｔ  ｊｏｉｎｔ  ａｒｔｈｒｏｐｌａｓｔｙ）または他の応用のために用いられることができる。埋込部材４０は、ねじ、フック、人工関節、横木および横材、または他の応用に載置されることもできる。
【００１４】
本明細書に記述されるテーパーロック機構のアセンブリ５０は、図８、図９および図１０に記載されている。円筒形ロッド１０は、テーパー付き楔２０を通過する。楔部２０は、球面コレットの内部で同心に接合する。そして、球面コレットは、埋込部材４０の球面内径ハウジングの内部に配置される。図８は、球面コレット１３０を使用するアセンブリ５０を示す。一方、図９および図１０は、フランジ付き球面コレット２３０を有するアセンブリ５０を表す。
【００１５】
図１１に示すように、ロックアウトは、テーパー付き楔２０を、ロッド１０の長手方向軸線に沿って球面コレットの内側に押し付けることによって発生する。テーパー付き楔２０の挿入を達成するために、力１および力２が、楔２０およびフランジ付き球面コレット２３０の反対側に加えられる。力１および力２は、手動で加えられることができ、または、力を加えるために別個の工具（図示せず）を用いることができる。テーパー付き楔２０が球面コレット２３０に押圧されるにつれて、楔２０と球面コレット２３０との間の接触力によってテーパー付き楔２０を円筒形ロッド１０の周りに圧縮させる。この圧縮力（矢印３によって示される）は、ロッド１０をその長さに沿った位置にロックする。楔２０のコレット３０への挿入はまた、同時に球面コレット２３０を拡張する。そして、球面コレットの外面を埋込４０の内面４２に対して押圧させる。この拡張（矢印４によって示される）は、インプラント４０の内部に球面コレット２３０を、そしてこれにより楔２０およびロッド１０をロックする。そして、多軸の運動を除去して、インプラント４０に対するロッド１０の所望の方向を維持する。フランジの付かない球面コレットを用いたテーパーロックロッド固定システム（例えばコレット１３０を含む図８に表すシステム）のロックアウトは、同様にして達成される。
【００１６】
図１２〜図２０は、テーパーロックロッド固定システムの複数の実施形態を示す。すべてのシステムは、埋込部材の内部にロッド１０およびコレット３０を固定するロックアウト機構として、球面コレット３０の周りに接触力を増加させるためにテーパー付き接続器を用いるという、本発明の中心的な概念を組み込む。図１２は、穴付き椎根ねじ３６５および、ロッド１０を固定するテーパーロック機能５０を含む一体部材の斜視図である。テーパーロックアセンブリ５０は、穴付き椎根ねじ３６５のハウジング３６７の内部に含まれる楔２０および球面コレット３０を含む。
【００１７】
図１３および図１４は、テーパーロック機能の別の実施形態５１を示す。テーパーロック５１は、穴付き椎根ねじ３６５の内部にロッド１１を保持することを示す。しかしながら、テーパーロック５１は、テーパー付き楔２０を含まない。その代わりに、ロッド１１は、ロッドに組み込まれるテーパー部分を有する。図１４に示すように、テーパー部分１６は、ロッド１１の一部として一体的に形成され、そして、球面コレット３０および、穴付きねじ３６５のハウジング３６７を適合させる。テーパーロックアセンブリ５０のテーパー付き楔２０と同様に、テーパー部分１６は、コレットのチャネルのテーパーの程度に実質的に等しい程度のテーパーを有することができる。ロッド１１がコレット３０および、穴付きねじ３６５のハウジングに押圧されるときに、テーパー部分１６はコレット３０のチャネルと係合する。そして結局、コレット３０を放射状に拡張して、ハウジング３６７と係合させる。コレット３０の外面およびハウジング３６７の内面は、増加した摩擦を与えるために表面を粗くすることができる。
【００１８】
図１５は、開いた穴付きねじ４６５および、ロッド１０およびテーパー付き楔２０の上方装填（ｔｏｐ  ｌｏａｄｉｎｇ）を容易にするために埋込部材４６５の上面に開口４０５を有するテーパーロック機能の別の実施形態５２を含む、埋込部材の斜視図である。割れた（ｓｐｌｉｔ）コレット３３０は、ロッドおよび楔のドロップイン設置を可能にする。
【００１９】
図１６および図１７は、別のテーパーロック５３を有する他の開いた穴付きねじ４６５を表す。そして、それはテーパー付き楔２０を必要としない。その代わりに、穴付きねじ４６５は、保持具５１２を含む。図１７に示すように、保持具５１２は、穴付きねじ４６５の上部フランジ４６８と同様に先細りのテーパーが付いている。球面コレット２３０は、凹ハウジング４６７の内部に配置される。そして、ロッド１０はコレット２３０に挿入される。保持具５１２は、穴付きねじ４６５のフランジ４６８を越えて押し下げられる。そして、球面コレット２３０を係合して圧縮し、およびロッド１０を握持するために、それらを一緒に圧入する。アセンブリの後、フランジ４６８は、保持具５１２によって圧縮位置に保持される。
【００２０】
テーパーロック５３の別の実施形態が、図１８〜図２０に示される。図１８は、ロッド１０、球面コレット２３０、開いた穴付きねじ４６５およびドッグボーン保持具５１４から構成されるテーパーロック５３を示す。図１９および図２０に示すように、ドッグボーン保持具５１４および穴付きねじ４６５上のフランジ４６８は、保持具５１４がフランジ４６８に挿入されるにつれてフランジ４６８が引き合わせられるように、テーパー面を有する。ハウジング４６７は従って、球面コレット２３０の周りに閉じる。そして、球面コレット３０を係合して圧縮し、およびロッド１０を握持する。
【００２１】
図２１〜図２８に示すように、本発明の応用対象は、ねじまたはフックまたは類似の接続器を使用する背骨の固定を含むことができる。図２１は、積み重ね可能な埋込部材６４０にロッド６１０を結合するために適用されるテーパーロック機能５０の斜視図であり、ねじ、ポストまたは類似の部材と連携して使われる。図２２は、ロッド７１０を背骨のフック７４０に取り付けるために適用されるテーパーロック機能５０の斜視図である。
【００２２】
図２３は、面関節形成術に適用される本発明のテーパーロックシステムの斜視図である。埋込型の上側の面部材（ｓｕｐｅｒｉｏｒ  ｆａｃｅｔ  ｍｅｍｂｅｒ）８４２は、ハウジング８４４と、締結ポート８４６と、上側の関節表面（ｓｕｐｅｒｉｏｒ  ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ  ｓｕｒｆａｃｅ）８４８とを備えている。ハウジング８４４は、テーパーロックアセンブリ５０を固定するために形づくられる。上側の面部材８４２を脊椎骨に固定するために、締結ポート８４６は、椎根ねじまたは他の締結具またはアンカーを受け止めるために形づくられる。上側の関節表面８４８は、下側の面部材（ｉｎｆｅｒｉｏｒ  ｆａｃｅｔ  ｍｅｍｂｅｒ）または自然の下側の面とともに関節接合するために形づくられる。テーパーロックアセンブリ５０は、円筒形ロッド８１０の頭側（ｃｅｐｈａｌａｄ）の端部をハウジング８４４の内部で上側の部材８４２に固定する。
【００２３】
上側の面部材８４２に対する尾側（ｃａｕｄａｌ）の、下側の面部材８５２は、第２のテーパーロックアセンブリ５０（または他の多軸の接続）によって、ロッド８１０の尾側の端部に固定される。下側の面部材８５２は、第２の上側の面部材８６２上の第２の上側の面関節の表面８６４とともに関節接合する下側の関節表面８５４を有する。上側の面部材８６２は、テーパーロック接続のためのハウジングを有しないことを除いては、上側の面部材８４２と類似している。マルチレベルの面関節形成術のために、上側の面部材８６２は上側の面部材８４２と交換されることができる。そして、それは、第２のテーパーロック接続を介して、第２のロッドおよび下側の面部材と接続することができる。
【００２４】
図２４は、２個の脊椎骨の間に剛性支持具を提供するために本発明のテーパーロックシステムを利用する、背骨のロッド固定システムの斜視図である。骨に対する固定は、図示の椎根ねじ９６５によって達成される。テーパーロックアセンブリ５０は、背骨のロッド９１０を背骨の埋込部材９４０に固定するために用いることができる。テーパーロックアセンブリ５０は、背骨の埋込部材９４０の内部で椎根ねじ９６５を固定するために用いることもできる。テーパーロックアセンブリを使用することは、２本の椎根ねじ９６５に対するロッド９１０の個別的な位置決めおよび方向づけを許容する。追加の脊椎骨レベル全体の剛性支持具を提供するために、より長いロッドが、追加の椎根ねじ９６５およびテーパーロックアセンブリ５０とともに用いられることができる。
【００２５】
図２５は、椎根対椎根の固定のための、テーパーロックアセンブリ５０を有する第２の穴付きねじ１０６５に連結したテーパーロックアセンブリ５０を有する第１の穴付きねじ１０６５を表す。
【００２６】
図２６および図２７は、横木を有するマルチレベルの面インプラントに使用するテーパーロックの複合した実施形態を示す。図２６は組み立てられたインプラントの斜視図である。そして、それは椎根ねじ１１６５、上側の部材１１２０、連結ロッド１１４０、下側の部材１１６０、および横木１１８０を含む。３つの異なるテーパーロックが示される。テーパーロック１１９０は、上側の部材１１２０を椎根ねじ１１６５にロックする。テーパーロック１１９２は、分割型ハウジング１１１４を連結ロッド１１４０にロックする。テーパーロック１１９６は、連結ロッド１１４０を下側の部材１１６０にロックする。多軸の架橋クランプ１１９９は、連結ロッド１１４０を横木１１８０に連結する。
【００２７】
図２７は、図２６のアセンブリの分解立体図である。テーパーロック１１９０は、埋込可能な椎根ねじ１１６５、楔部１１１０、コレット１３０、およびナット１１１２を含む。組立ての間に、楔部１１１０は、埋込まれた椎根ねじ１１６５上を摺動する。球面コレット１３０は、上側の部材１１２０の内部凹ハウジング１１２２において予め組み立てられる。そして、これらは楔部１１１０をおおって一緒に配置される。この点で、上側の部材１１２０は、その好ましい方向を達成するために、多軸方向に回転することができる。適当な方向が一旦達成されると、コレット１３０およびハウジング１１２２に力を加えるために工具（図示せず）が用いられて、そして、それが楔部１１１０の下方へ移動するにつれて、コレットはハウジング１１２２を係合するために放射状に拡張して、そして、方向がロックされる。同時に、楔部は、楔部１１１０を椎根ねじに対してロックするために、椎根ねじ１１６５の周りに圧縮することができる、または、楔部は、ねじの周りに圧縮しないで、ねじに沿って上下に摺動可能に保たれることができる。ナット１１１２は、コレット１３０内に配置されて、椎根ねじ１１６５の端部にねじ留めされる。
【００２８】
連結ロッド１１４０は、テーパーロック１１９６とともに下側の部材１１６０にロックされる。テーパーロック１１９６において、球面部材（他の実施形態におけるコレット）および楔の位置は、他の実施形態におけるそれらの位置とは反対である。下側の部材１１６０は、下側の関節表面１１６１および球体１１６２を含む。そして、その球体は、スロットのあるテーパー付き楔１１６６の内部で球面ハウジング１１６４内に収まるように寸法決めされる。事前の組立ての間に、球体１１６２は球面ハウジング１１６４にはめ込まれる、そして、それらは一緒に、連結ロッド１１４０の下側の端部のリング１１４２にはめ込まれる。下側の部材１１６０の方向、したがって下側の関節表面１１６１の方向は、球体１１６２を回転させることによってセットされることができる。ナット１１４４は、スロットのあるテーパー付き楔１１６６の端部に配置される、そして、ナットが締められるにつれて、スロットのあるテーパー付き楔１１６６は球体１１６２の周りで締まり、下側の部材１１６０の方向をロックする。横木１１８０およびコレット１１８２は、多軸の架橋クランプ１１９９を有する連結ロッド１１４０にロックされる。
【００２９】
分割型ハウジング１１１４は、連結ロッド１１４０と椎根ねじアセンブリとを連結する。コレット１３０は、分割型ハウジング１１１４の内部に配置されて、そして、ハウジングは、上側の部材１１２０の凹状ハウジング１１２２の上部につままれてはめられる。分割型ハウジング１１１４が充分に押し下げられるときに、ハウジングのフランジ上のテーパー付きリム１１１６は、ハウジング１１２２上のテーパー付きリム１１２６と係合する、そして、分割型ハウジング１１１４はきちんとはめられる。一旦はめられると、ロックアウトする前は、分割型ハウジング１１１４は回転可能でもよく、従って、下側の部材１１６０および横木１１８０の位置の回転を許容する。
【００３０】
テーパーロック１１９２は、連結ロッド１１４０、分割型ハウジング１１１４、コレット１３０、およびスロットのあるテーパー付き楔１１３０を含む。スロットのあるテーパー付き楔１１３０は、コレット１３０のチャネルの内部に配置される、そして、連結ロッド１１４０（付属した下側の部材１１６０および横木１１８０を有する）は、スロットのあるテーパー付き楔１１３０に挿入される。工具（例えばプライヤまたは類似の工具）を使用して、図１１に示したと同様に、圧縮力が、スロットのある楔およびコレットの反対端部に加えられる。コレット１３０のテーパー付きチャネルとスロットのあるテーパー付き楔１１３０との間の相互作用は、コレット１３０を放射状に拡張して分割型ハウジング１１１４に係合させるとともに、楔を連結ロッド１１４０の周りに圧縮させ、従って、連結ロッド１１４０の位置および方向をロックする。分割型ハウジング１１１４は、ハウジング１１２２に対する位置もロックされる。その理由は、コレット１３０が拡張して分割型ハウジング１１１４に係合するにつれて、結果として、分割型ハウジング１１１４が拡張してハウジング１１２２に係合するからである。
【００３１】
図２８は、下側の面部材を椎根に固定するためにテーパーロック技術を使用する、左右両側の単一レベルの面置換（ｆａｃｅｔ  ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）１２００を示す。左側および右側は、テーパーロックアセンブリ５０および、椎根５および椎根６への取付けの２つの異なる実施形態を示す。椎根６では、テーパーロックアセンブリ５０は、下側の面部材１２２０を、椎根に埋込まれる穴付き椎根ねじ１２０５に直接ロックするために用いる。椎根５では、テーパーロックアセンブリ５０は、下側の面部材１２２２を連結部材１２１０の第１端部にロックする。テーパーロックでもよい多軸の連結は、連結部材１２１０の第２端部を椎根ねじ１２１５に固定する。
【００３２】
本発明は、本明細書に記述されたシステムの変化を含む。別の実施形態は、異なる幾何学的形状、中間部品、などを含むことができる。追加の部品は、楔、コレットおよびロッドの位置を固定するために、止めナットまたは他の締結具を含むことができる。特に楔２０またはコレット３０の端部における幾何学的形状の変化は、器具使用または全体的機能を容易にするために実現されることができる。本発明の応用対象は、ねじまたはフックまたは類似の接続器を使用する背骨の固定を含むことができる。テーパーロックシステムは、単一レベルまたはマルチレベルの面関節の置き換え、或いは、ロッドまたはロッドに類似の部材が第２の部材に固定される他の反復と同様に、背骨のインプラントおよび／またはロッドを連結するために、横木または横連結システムにより用いられてもよい。
【００３３】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施されることができる。上述の実施例のさまざまな特徴が、さまざまな他の変形例を形成するために混合され適合されることができると認識される。例えば、テーパーロック固定システムを保持するインプラントの種類がそうできるように、楔またはコレットの形状機能は変化することができる。このように、記述された実施形態は、例示的であり限定的でないようにのみ、あらゆる点で考慮される。本発明の範囲は、従って、前述の説明によってよりもむしろ添付の請求の範囲によって示される。請求の範囲の意味および等価の範囲の中に入るすべての変更は、それらの範囲の中に包含される。
【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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