(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨または椎骨のための動的安定化装置であって、
少なくとも２つの骨固定要素（１；１′；１″）と、
前記骨固定要素を接続する少なくとも１つの接続要素（５；５０；５１）とを含み、
前記骨固定要素は、前記骨または前記椎骨に固定されるシャンク部分（２）と、前記接続要素（５；５０；５１）と接続される頭部部分（３；３′）とを有し、前記接続要素（５；５０；５１）は、少なくとも１つのループセクションを有し、該ループセクションは、円形の断面を有するとともに、前記骨固定要素の間の引っ張り力を伝え、前記頭部部分（３；３′）は、前記ループセクションを差し込むための開口を有する窪み（４；４０）を含み、留め要素（６）が前記ループセクションを前記窪みに留めるために設けられ、
前記接続要素（５；５０；５１）は少なくとも部分的にエラストマー材料で形成されている、動的安定化装置。
【請求項２】
前記ループセクションは、互いに連結されて一つのループを構成する２つの対向する側（３５，３５′）および該２つの対向する側（３５，３５′）より短い他の２つの対向する側（３６，３６′）を含み、
前記頭部部分（３；３′）の前記窪み（４；４０）へは、前記他の２つの対向する側（３６，３６′）のうちの１つが差し込まれ、前記留め要素（６）は、前記他の２つの対向する側（３６，３６′）のうちの前記１つを前記窪みに留めるために設けられる、請求項１に記載の動的安定化装置。
【請求項３】
前記接続要素（５；５０；５１）は、継目のないループである、請求項１または２に記載の動的安定化装置。
【請求項４】
前記窪み（４；４０）は雌ねじ（１７）を含む内壁を有し、前記留め要素（６）は前記窪み（４；４０）に捩じ込まれるねじである、請求項１から３のいずれかに記載の動的安定化装置。
【請求項５】
圧力要素（２２；２２′）が、前記留め要素（６）の動作を介して前記ループセクション（５；５０；５１）に圧力をかけるように前記留め要素（６）と前記ループセクション
（５；５０；５１）との間に設けられる、請求項１から４のいずれかに記載の動的安定化装置。
【請求項６】
前記窪み（４）は、単一のループセクション（５）を収容するように成形される、請求項１から５のいずれかに記載の動的安定化装置。
【請求項７】
前記窪み（４０）は、少なくとも２つのループセクション（５０；５１）を収容するように成形される、請求項１から５のいずれかに記載の動的安定化装置。
【請求項８】
前記シャンク部分（２）と前記頭部部分（３；３′）とは、前記留め要素（６）により相互に固定される、請求項１から７のいずれかに記載の動的安定化装置。
【請求項９】
前記シャンク部分（２）および前記頭部部分（３；３′）は旋回可能に接続される、請求項１から７のいずれかに記載の動的安定化装置。
【請求項１０】
前記シャンク部分（２）は、前記頭部部分（３；３′）に旋回可能に保持される球形に成形された頭部（７）を有する、請求項９に記載の動的安定化装置。
【請求項１１】
前記窪み（４；４０）において前記ループセクション（５；５０；５１）を取囲みかつ前記留め要素（６）を介して圧力を加えるときに前記シャンク部分（２）の角位置がロックされるように前記窪みの中で摺動可能な第１の圧力要素（１８；１８′）および第２の圧力要素（２２；２２′）が設けられ、前記第１の圧力要素（１８；１８′）は前記接続要素（５；５０；５１）と前記シャンク部分（２）の頭部（７）との間に配され、前記第２の圧力要素（２２；２２′）は前記留め要素（６）と前記接続要素（５；５０；５１）との間に配される請求項１〜４のいずれかに記載の動的安定化装置。
【請求項１２】
前記第１の圧力要素（１８，１８′）は、球形に成形された前記頭部（７）に圧力をかける、請求項１１に記載の動的安定化装置。
【請求項１３】
前記ループセクションの断面は円形である、請求項１から１２のいずれかに記載の動的安定化装置。
【請求項１４】
前記接続要素（５；５０；５１）は、応力のない状態で２つの骨固定要素（１；１′；１″）に接続される、請求項１から１３のいずれかに記載の動的安定化装置。
【請求項１５】
前記窪み（４；４０）はＵ字型である、請求項１から１４のいずれかに記載の動的安定化装置。
【請求項１６】
前記頭部部分（３，３′）の一部は、前記ループセクションの内部空間を貫通する、請求項１から１５のいずれかに記載の動的安定化装置。
【請求項１７】
前記接続要素は単一のループ（５；５０；５１）である、請求項１から１６のいずれかに記載の動的安定化装置。
【請求項１８】
前記接続要素は、２つの閉ループセクション（５０１，５０２；５５１；５５２）および間に中央セクション（５０３；５５３）を有する２つのループ（５００；５５０）である、請求項１から１６のいずれかに記載の動的安定化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弾性ループによって接続される少なくとも２つの骨固定要素を含む、骨または椎骨のための動的安定化装置に関するものである。弾性ループは、２つの骨固定要素間の限られた動きを可能にし、したがって、２つの骨または椎骨の動的安定化をもたらす。
【背景技術】
【０００２】
ＥＰ  ０  ６６９  １０９  Ｂ１は、隣接する椎骨に固定され、それぞれの椎骨間で引張力を伝えるためにストラップによって接続される少なくとも２つの単軸骨ねじを含む安定化装置を開示する。圧縮に対して耐性のある支持体は、圧縮力を伝えるために骨ねじの間のストラップを囲む。ストラップは、あらかじめ応力を与えられた態様で骨ねじに取付けられる。３つ以上の骨ねじが接続される場合、この安定化装置は手術中の取扱が容易ではなく、この装置を調節する可能性は限られる。
【０００３】
骨ねじと、エラストマー材料で作られる可撓性ロッドとを含む別の動的安定化装置は、ＥＰ  １  ３６４  ６２２  Ａ２から公知である。隣接する椎骨間で達成され得るシステムの弾性特性は、形状およびロッドの材料の特徴によって決定される。複数の椎骨が相互に接続される場合、手術現場での実際の要件に従って接続の全長に亘って弾性特性を適合させることは困難である。さらに、受け部および骨ねじのシャフトは単軸方向に接続される。これは、ロッドに対するシャフトの位置を調節する可能性を限定する。
【０００４】
ＵＳ  ２００２／０１３３１５５  Ａ１は、背骨の動きの制約を組込む交差結合された椎骨安定器を有する背骨安定化システムを開示する。交差結合された部材は、とりわけ弾性帯を含む異なる形状をとってもよい。
【０００５】
ＵＳ  ６，６１６，６６９  Ｂ２は、背骨を繋ぐための装置を開示し、この装置は、背骨の凸側で椎体に取付けられたブロックの組に規定される溝に通された人工の繊維の組合せである。この装置は、背骨の凸側の部分における成長を選択的に妨げることによって変形を治療するために使用される。
【特許文献１】ＥＰ  ０  ６６９  １０９  Ｂ１
【特許文献２】ＥＰ  １  ３６４  ６２２  Ａ２
【特許文献３】ＵＳ  ２００２／０１３３１５５  Ａ１
【特許文献４】ＵＳ  ６，６１６，６６９  Ｂ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の目的は、骨、特に椎骨のための動的安定化装置を提供することであり、この装置は、実際の臨床上の要件に従って容易に調節でき、手術中に単純かつ安全に設置される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に記載の動的安定化装置によって解決される。さらなる発展は従属請求項においてもたらされる。
【０００８】
動的安定化装置は、異なる長さおよび／または弾性を有するいくつかの継目のないループを含むモジュラーシステムを設けることにより、適切な大きさおよび剛性を有する弾性ループを単に選択することによって手術中に手術現場での実際の要件にこのシステムを適
合できるという利点を有する。複数の椎骨が相互に接続される場合、隣接する運動分節の安定化のための要件に従って異なる弾性ループが使用されることができる。骨固定要素が多軸ねじである場合、これはシャンクに対するねじ頭部の向きをよりよく調節できるようにする。したがって、この装置の動的特性を実際の臨床上の要件に合わせて調節する可能性と組合せられて、骨固定要素のシャンクに作用する力を最小にすることが可能である。したがって、動的安定化装置は、改良された寿命およびよりバランスのとれた性能を有する。
【０００９】
この発明のさらなる特徴および利点は、添付図面を参照した実施例の以下の詳細な説明を参照することによって明白になり、最もよく理解されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
【実施例１】
【００１１】
図１に示される動的安定化装置の第１の実施例は、少なくとも２つの骨固定要素１、１′を含む。各々の骨固定要素１、１′は、骨に固定するための骨ねじ山を有するシャンク部分２と、シャンク部分２に接続された受け部３とを有する。受け部３は、２つの骨固定要素１、１′を接続するように継目のない弾性ループ５が差し込まれる窪み４を有する。留め要素６は、骨固定要素１、１′の受け部３に継目のない弾性ループ５を留めるために設けられる。
【００１２】
図１から図３に見られることができるように、骨固定要素１は、シャンク部分２の一端に、この実施例では球形セグメントとして成形される頭部７を有する。シャンク２と対向する側に、球形の頭部７は捩じ込みツールと係合するための窪み８を有する。
【００１３】
受け部３は、第１の端部９と、第１の端部と対向する第２の端部１０とを含み、長手方向の軸１１は第１の端部および第２の端部の面と交差する。長手方向の軸１１と同軸にボア１２が設けられ、このボア１２は、第１の端部９から、第２の端部１０から予め定められた距離まで延在する。第２の端部１０に開口１３が設けられ、その直径はボア１２の直径よりも小さい。球形の頭部７用の座部を形成する球形のセクション１４が開口１３に隣接して設けられる。セクション１４は、球形のセクションである必要はなく、たとえば円錐形に先細りになった形状などの別の形状を有する可能性がある。
【００１４】
受け部３における窪み４はＵ字型であり、第１の端部９から始まり、第２の端部から予め定められた距離まで第２の端部１０の方向に延在する。Ｕ字型の窪み４によって、第１の端部９に向かって延在する２つの自由な脚部１５、１６が形成される。第１の端部９に隣接して、受け部３は脚部１５、１６に雌ねじ１７を含む。
【００１５】
骨固定要素はさらに、ボア１２の内径よりも僅かにだけ小さい外径を備える円筒形の構成を有する第１の圧力要素１８を含み、第１の圧力要素１８は受け部３のボア１２の中に導入されることができ、軸方向に動かされることができる。第２の端部１０に面する下側に、圧力要素１８は球形の窪み１９を含み、その半径は骨ねじの球形の頭部７の半径に対応する。対向する側に、第１の圧力要素１８は、長手方向の軸１１を横切って延在する円筒形の窪み２０を有する。この窪み２０の横径は、円形の断面を有するループ５が窪み２０に差し込まれることができるように選択される。この円筒形の窪み２０の深さは、組立てられた状態で、ループが差し込まれ、Ｕ字型の窪み４の底部の方向に押されるときに、第１の圧力要素１８が頭部７に圧力をかけるように選択される。好ましくは、円筒形の窪み２０の深さは、ループ５の直径の約半分である。
【００１６】
第１の圧力要素１８はさらに、捩じ込みツールを通して誘導するための同軸のボア２１
を有する。骨固定要素はさらに、ボア１２の中で摺動可能であるように外径が第１の圧力要素の外径に対応する円筒形の構成を有する第２の圧力要素２２を含む。第２の圧力要素２２は、第１の圧力要素１８に面する側に円筒形の窪み２３を有する。円筒形の窪み２３の直径は、ループ５がその中に収まることができるようなものであり、その深さはループ５の直径の半分であるかまたはループ５の直径の半分未満である。さらに、第２の圧力要素２２も同軸のボア２４を含む。組立てられた状態で、図２に示されるように、第１の圧力要素１８および第２の圧力要素２２はループ５を取囲む。特に図２および図３に見られることができるように、第１の圧力要素１８および第２の圧力要素２２は、円筒形の窪み２０および２３の向きがＵ字型の窪み４の向きに対応するような態様で受け部３に差し込まれる。第１の圧力要素の上部端縁２０ａは、第２の圧力要素の下部端縁２３ａと当接する。したがって、ループ５は第１の圧力要素１８と第２の圧力要素２２との間で締め付けられる。
【００１７】
留め要素６は、示される実施例では、脚部１５、１６の間に捩じ込まれることができる内部ねじとして形成される。受け部３に面する側に、内部ねじ６は、第２の圧力要素２２の同軸のボア２４の中に収まる突起２５を有する。図２に示される組立てられた状態で、突起２５はループ５と接触する。雌ねじ１７および内部ねじ６の対応するねじ山は、任意の公知のねじ山の形状を有し得る。しかしながら、平坦なねじ山または負の角度のねじ山は、脚部１５、１６の広がりを防ぐという利点をもたらす。
【００１８】
受け部３および圧力要素１８は、受け部３および第１の圧力要素１８の両側にそれぞれに設けられた圧着ボア３２、３３によって緩く予め組立てられることができる。
【００１９】
骨固定装置は、ステンレス鋼またはチタンまたは骨ねじに好適な他の材料などの生体適合性のある材料で作られる。
【００２０】
図１および図７に見られることができるように、ループ５は継目のないものであり、２つの対向する長い側３５、３５′および２つの対向する短い側３６、３６′を有する実質的に長方形の輪郭を有する。短い側の長さは受け部３の直径よりも僅かに大きく、そのため、短い側は受け部３のＵ字型の窪み４に差し込まれることができる。長い側の長さは、手術現場での２つの固定要素の受け部間の距離に対応する。ループ５は好ましくは、生体適合性のあるプラスチック材料、たとえばポリウレタン、ポリシリコーンまたはＰＥＥＫ（登録商標）に基づくポリマーなどのエラストマー材料で作られる。特に好適な材料はポリカーボネートウレタンである。これは十分にまたは部分的に可撓性である。特に長い側３５、３５′は可撓性である。摩耗を回避するために、ループ５は短い側および／または長い側に補強または保護構造３７を有し得る。ループ５は好ましくは円形の断面を有する。
【００２１】
複数のループは、長さの変化および／または直径の変化などの寸法の変化を備えることができる。複数のループは、弾性特性の点でも変化し得る。
【００２２】
使用する際に、少なくとも２つの骨固定装置は、動的に安定化されることになる２つの骨片または２つの椎骨に固定される。骨固定装置は、予め組立てられた骨ねじ、受け部および第１の圧力要素からなる。次いで、受け部３を接続するためにループが骨固定要素の受け部３に差し込まれる。次に、ループ５を取囲むように第２の圧力要素２２が受け部の各々に差し込まれる。その後、内部ねじ６が受け部の脚部の間に捩じ込まれる。この状態で、内部ねじ６は第２の圧力要素２２の落下を防ぐが、受け部３は依然としてシャンク２に対して旋回可能である。内部ねじ６を締めるときに、内部ねじ６は第２の圧力要素２２を押し、第２の圧力要素２２自体が第１の圧力要素１８を押し、骨ねじの頭部を角位置にロックするように骨ねじの頭部７に圧力をかける。ループ５は通常、応力のない状態で差
し込まれる。
【００２３】
この装置の必要な動的特性は、適切な大きさおよび剛性を有するループ５を選択することによって容易に調節されることができる。非常に可撓性であるループが選択される場合、ループは引張力のみを伝え得る。剛性の高いループ５が選択される場合、ループは圧縮力および曲げ力を伝えることもできるだろう。
【００２４】
あらかじめ応力を与えられた態様でループを差し込むことも可能である。
【実施例２】
【００２５】
第２の実施例は図４から図６に示される。第２の実施例は、３つ以上の固定要素を接続するために２つ以上のループを差し込むことができるという点で、第１の実施例とは異なる。図４に示される例では、３つの固定要素１、１′、１″は、たとえば、脊柱の２つの運動分節を安定させるために２つの継目のない弾性ループ５０、５１によって接続される。
【００２６】
第１の実施例の部品と同一の第２の実施例の部品は、同一の参照番号を用いて特徴付けられる。その説明は繰返し記載されない。受け部３は、組合せられた２つのＵ字型の窪みに類似する窪み４０を有する。したがって、窪み４０の底部４１は２つの部分的に円筒形のセクション４１ａ、４１ｂを有し、この２つの部分的に円筒形のセクション４１ａ、４１ｂは、２つのループ５０、５１がセクション４１ａ、４１ｂに別個に収容されることができるような態様で互いに隣接している。第１の圧力要素１８′は、２つの別個のループ５０、５１を受けるために、１つの単一の円筒形の窪み２０の代わりに、２つの隣接する円筒形の窪み２０ａ、２０ｂが存在するという点で、第１の実施例の第１の圧力要素１８とは異なる。対応して、第２の圧力要素２２′は、２つのループ５０、５１を覆いかつ取囲むために、１つの単一の円筒形の窪みの代わりに、第１の圧力要素に面する側に別個の円筒形の窪み２３ａ、２３ｂを有する。
【００２７】
使用する際に、骨固定要素を固定し、ループを差し込む手順は、第１の実施例と同じである。しかしながら、この実施例では、図４に示されるように３つ以上の骨固定装置を接続することが可能である。３つの骨固定装置が接続される場合、中央の骨固定装置１′は２つのループを受ける。この態様で、各々の運動分節に必要な適切なループを使用して脊柱のいくつかの運動分節を接続することが可能である。３つ以上の隣接する椎骨が安定化される場合、一連のそれぞれの端部に位置決めされる骨ねじの受け部は、図１から図３に示されるものと同様の単一のループを１つだけ収容するように適合されることができる。このモジュラーシステムによって、動的安定化装置をそれぞれの運動分節に正確に適合させることができる。このシステムは取扱いが容易である。なぜなら、外科医は適切なループを選択し、そのループを受け部に差し込み、それを固定しさえすればよいためである。従来の多軸骨ねじを使用することさえ可能である。ループを受けるように適合された第１および第２の圧力要素およびループ自体が従来の機器に加えられねばならないだけである。
【００２８】
さらなる実施例では、ループがより大きな程度に可撓性である場合に受け部３の間の距離を維持するためにループの長い側のうちの少なくとも１つを囲むエラストマーダンパ（図示せず）を加えることが可能である。
【００２９】
この発明の修正例が可能である。ループは円形の断面を有する必要はない。ループは楕円形、長方形もしくは正方形の断面、または別の形状の断面を有し得る。ループは、側部の全長に亘って、特に長い側の全長に亘って変化する断面を有する場合もある。さらに、輪郭は図面に示されるように長方形である必要はなく、楕円形である場合もあれば、別の
形状を有する場合もある。ループは非常に可撓性である場合もあれば、殆ど可撓性でない場合もある。表面は滑らかである必要はなく、特有の粗面にするかまたは構造化される場合もある。
【００３０】
図８は、継目のない弾性ループの第２の実施例を示す。ループ５００は、第１の閉ループセクション５０１と第２の閉ループセクション５０２とを含み、それらは直線セクション５０３によって接続される。ループ５００は、第１および第２のループの閉ループセクション５０１および５０２を介して、骨ねじの対応する受け部と接続される。ループ５００はエラストマー材料で作られる。修正例では、直線セクション５０３のみが弾性であり、閉ループセクション５０１および５０２は剛性である。ループ５００は、摩耗を防ぐために補強構造を有することもできる。
【００３１】
図９および図１０では、図１から図４に示されるループ５、５０、５１のさらなる修正例が示される。ループ５５０は、２つの端部セクション５５１、５５２と、スリーブ５５４によって共に引き寄せられた２つの長い側によって形成される中央セクション５５３とを含む。その結果、ループ５５０は、２つの閉ループ端部セクション５０１、５０２を有する、図８に示されたループ５００に類似している。スリーブ５５４はエラストマー材料で作られることができる。
【００３２】
ループは第１の圧力要素と第２の圧力要素との間でしっかりと締め付けられる必要はなく、ループが第１の圧力要素と第２の圧力要素との間に単に緩く保持されることも可能である。さらなる修正例では、第１および／または第２の圧力要素の円筒形の窪みは、好ましくは円筒の軸を横切って延在する突起を有し得る。この突起は、ループの材料が流れる態様でループの表面を押すことができ、したがって形状適合接続を作り出す。内部ねじ６について、すべての公知の修正例が使用されることが可能である。これは、外輪またはナットの使用も含む。
【００３３】
記載される実施例では、ねじは受け部３の中に上部から導入される。しかしながら、ねじは、受け部がそうできるように構成されている場合には、受け部の底部から導入されることもできる。
【００３４】
さらなる修正例では、受け部３およびシャンク２は堅く接続され、したがって単軸ねじを示す。この場合、第１の圧力要素は省略されることが可能である。さらなる修正例では、第２の圧力要素も省略されることが可能である。さらなる修正例では、窪み４、４０は、受け部の上部にではなく、横側に開いている。
【００３５】
この発明は、骨固定要素としてのねじに限定されるものではなく、骨鉤または他の骨固定要素と共に実現されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施例に係る動的安定化装置の斜視図である。
【図２】弾性ループが差し込まれた、第１の実施例に係る動的安定化装置の骨固定要素の断面図である。
【図３】図２に示す骨固定要素の分解斜視図である。
【図４】第２の実施例に係る動的安定化装置の図である。
【図５】弾性ループが差し込まれた、第２の実施例に係る骨固定要素の断面図である。
【図６】弾性ループがない状態の、第２の実施例の動的安定化装置の骨固定要素の分解図である。
【図７】弾性ループの修正例の図である。
【図８】弾性ループの第２の実施例を斜視図で示す図である。
【図９】弾性ループの第２の実施例の修正例を斜視図で示す図である。
【図１０】Ａ−Ａに沿った、ループの長手方向の軸Ｌに対して垂直な方向に延在する平面での図９の弾性ループの断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１，１′，１″  骨固定要素
２  シャンク部分
３，３′  受け部
４，４０  窪み
５，５０，５１  弾性ループ
６  留め要素
【図１】
0005260869.tif 000002
【図２】
0005260869.tif 000003
【図３】
0005260869.tif 000004
【図４】
0005260869.tif 000005
【図５】
0005260869.tif 000006
【図６】
0005260869.tif 000007
【図７】
0005260869.tif 000008
【図８】
0005260869.tif 000009
【図９】
0005260869.tif 000010
【図１０】
0005260869.tif 000011