(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脊椎に対して脊椎ロッドを固定する器具であって、
（ａ）ヘッド部分を備え、前記ヘッド部分は、前記ヘッド部分の上端から下端に延びる中心軸線を構成しており、前記ヘッド部分は、前記ヘッド部分を貫通し、前記中心軸線に対して垂直に配向され、かつ、脊椎ロッドを受け入れるように構成されたチャネルを有しており、
前記器具は、さらに、
（ｂ）ロックキャップを備え、前記ロックキャップは、前記ヘッド部分の内面と係合可能な上方部分と、下方部分とを含み、前記下方部分は、前記チャネルにより受け入れられた脊椎ロッドの外面と係合するように構成された細長凹部を有しており、前記ヘッド部分の前記中心軸線のまわりに前記下方部分に対して前記上方部分を回転するときに、脊椎ロッドに対して前記ヘッド部分の位置が固定されるようになっており、前記ロックキャップの上方部分と下方部分は、軸線方向支柱によって互いに連結され、前記軸線方向支柱により、前記下方部分に対する前記上方部分の相対回転移動を容易にするようになっており、
前記器具は、さらに、
（ｃ）前記ヘッド部分の下端から垂下して脊椎と係合するように構成され、かつ、前記ヘッド部分の前記中心軸線に対して角運動できるように取り付けられた留め部分を備えており、
前記ヘッド部分の前記チャネルは、対向側壁により境界が定められており、前記対向側壁の各々には、弧状係合スロットが形成されており、
前記ロックキャップの上方部分は、対向弧状係合フランジを有しており、
前記ロックキャップの上方部分は、前記ヘッド部分に対して回転可能であり、前記対向弧状係合フランジは、前記対向側壁のそれぞれの弧状係合スロットの中に配置される、
ことを特徴とする器具。
【請求項２】
脊椎に対して脊椎ロッドを固定する器具であって、
ヘッド部分を備え、前記ヘッド部分は、上端と、下端と、前記ヘッド部分を貫通して脊椎ロッドを受け入れるように構成されたチャネルとを有しており、前記ヘッド部分の前記チャネルは、対向側壁により境界が定められており、前記対向側壁の各々には、弧状係合スロットが形成されており、
前記器具は、さらに、ロックキャップを備え、前記ロックキャップは、第一部分と、第二部分とを有しており、前記ロックキャップの第一部分は、前記ヘッド部分の弧状係合スロットに受け入れられることができる対向弧状係合フランジを有し、前記ロックキャップの第二部分は、脊椎ロッドの外面と係合できるように構成された細長凹部を有しており、前記ロックキャップの第一部分と第二部分は、互いに回転できるように機械的に接合されており、前記ロックキャップの第一部分は、前記ロックキャップの第二部分の上に位置するようになっており、
前記器具は、さらに、前記ヘッド部分の下端から垂下して脊椎と係合するように構成された留め部分を備える、
ことを特徴とする器具。
【請求項３】
前記ロックキャップが非ロック位置にあるときに、前記留め部分は前記ヘッド部分に対して移動可能であることを特徴とする請求項２に記載の器具。
【請求項４】
前記ロックキャップは、第一部分と、第二部分とからなる２部分ロックキャップであることを特徴とする請求項２に記載の器具。
【請求項５】
前記ロックキャップがロック位置にあるときに、前記ロックキャップの前記第一部分は脊椎ロッドから間隔を隔てられていることを特徴とする請求項２に記載の器具。
【請求項６】
前記対向弧状係合フランジは、互いに間隔を隔てられていることを特徴とする請求項２に記載の器具。
【請求項７】
前記対向弧状係合フランジは、前記ロックキャップの前記第一部分の第一の側から突出した第一フランジと、前記ロックキャップの前記第一部分の第二の側から突出した第二フランジとを含み、前記第一の側は、前記第二の側に対向していることを特徴とする請求項２に記載の器具。
【請求項８】
前記ロックキャップは、前記ロックキャップの第一部分と第二部分との間に延び、かつ、前記第一部分と前記第二部分を機械的に接合するための支柱を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の器具。
【請求項９】
前記ロックキャップの第一部分と第二部分との間に延びた支柱は、前記ロックキャップの第二部分に恒久的に固定された下端と、前記ロックキャップの第一部分の下側にある開口の中に挿入された上端と有することを特徴とする請求項８に記載の器具。
【請求項１０】
前記ヘッド部分は、前記留め部分と一体に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の器具。
【請求項１１】
前記ヘッド部分は、前記チャネルに垂直に延びる中心軸線を構成しており、前記留め部分は、前記ヘッド部分の前記中心軸線に対して角運動できるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の器具。
【請求項１２】
前記留め部分は、球状ヘッドと、前記球状ヘッドから垂下しているねじ本体とを有していることを特徴とする請求項１１に記載の器具。
【請求項１３】
前記ヘッド部分には、前記留め部分の前記球状ヘッドを受け入れるための座と、前記球状ヘッドから垂下している前記ねじ本体を受け入れるための孔とが形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の器具。
【請求項１４】
前記対向弧状係合フランジの各々は、傾斜面を有することを特徴とする請求項２に記載の器具。
【請求項１５】
前記対向弧状係合フランジの一方の傾斜面の角度は、対向する前記対向弧状係合フランジの傾斜面の角度に対向していることを特徴とする請求項１４に記載の器具。
【請求項１６】
前記対向弧状係合フランジは、半径方向内方に傾斜したカム面を有することを特徴とする請求項２に記載の器具。
【請求項１７】
前記ロックキャップがロック位置にあるときに、前記留め部分は前記ヘッド部分に対して固定されることを特徴とする請求項１６に記載の器具。
【請求項１８】
前記ロックキャップがロック位置に回転されたときに、前記対向弧状係合フランジは、前記弧状係合スロットの中に配置されることを特徴とする請求項１６に記載の器具。
【請求項１９】
前記ロックキャップの第一部分は、前記ヘッド部分の内面にカム係合するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の器具。
【請求項２０】
前記弧状係合フランジは、傾斜フランジ面を有することを特徴とする請求項１９に記載の器具。
【請求項２１】
前記弧状係合フランジの一方の傾斜フランジ面の角度は、対向する前記弧状係合フランジの傾斜フランジ面の角度に対向していることを特徴とする請求項２０に記載の器具。
【請求項２２】
前記ロックキャップの第一部分の前記対向弧状係合フランジは、前記ヘッド部分の対向側壁に形成された弧状係合スロットにカム係合するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の器具。
【請求項２３】
前記ロックキャップの第一部分の前記対向弧状係合フランジは、傾斜フランジ面を有することを特徴とする請求項２２に記載の器具。
【請求項２４】
前記対向弧状係合フランジの一方の傾斜フランジ面の角度は、対向する前記対向弧状係合フランジの傾斜フランジ面の角度に対向していることを特徴とする請求項２３に記載の器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願の相互参）
本願は、係属中の１９９８年１０月６日付米国特許出願第０９／１６７，４３９号の一部継続出願であり、かつ１９９８年６月１７日付米国特許出願第０９／０９８，９２７号の一部継続出願でもある。尚、これらの米国特許出願の開示は本願に援用する。
【０００２】
（発明の背景）
１．発明の分野
本願の開示は、脊椎障害の外科的治療のための移植可能な脊椎安定化システムに関し、より詳しくは、脊椎安定化システムの円筒状脊椎ロッドを脊椎に連結する器具に関する。
【０００３】
２．関連技術の背景
脊柱は、神経系の重要要素を保護するための骨と連結組織とからなる複雑な系統である。このような複雑さを有するにも係わらず、脊椎は高度の可撓性構造を有し、広範囲の運動に亘って高度に湾曲し、および、捩ることができる。外傷または変形の発生により、この運動範囲を制限する脊椎疾患が生じる。
【０００４】
多年に亘り、整形外科医は、脊椎の固定により脊椎変形を矯正しかつ脊椎の外傷領域の安定性を復元することを試みている。この１０年来、固定を達成する脊椎移植システムが開発されている。このようなシステムの例が、Rogozinskiの米国特許第５，１０２，４１２号および第５，１８１，９１７号に開示されている。このようなシステムとして、しばしば、固定すべき脊椎部分の両側に配置される細長いロッドのような連結構造を備えた脊椎器具が使用されている。
茎（pedicles）を介して脊椎板の後面、更に椎体へのこのような連結構造の部分的取付けを行なうのにねじおよびフックが一般的に使用されている。これらの構造要素は、引張りおよび圧縮の両方において、固定の達成に必要な安定性を付与する。
【０００５】
脊椎安定化システムの連結構造へのねじおよびフックの固定を行なう種々の固定機構がこれまでに提供されている。例えば、Asherの米国特許第５，２５７，９９３号には、細長い脊椎ロッド上での脊椎フックの保持に使用する装置が開示されている。この装置は、フック部分から上方に延びかつ脊椎ロッドを受け入れる開端凹部を備えた本体と、該本体と係合して凹部を閉じることができる端キャップとを有している。端キャップの中央には、ロッドを本体の凹部内にクランプするための止めねじが配置される。端キャップおよび本体は、バヨネットコネクタ、リニアカムコネクタまたはねじ型コネクタを含む種々の形式のコネクタにより相互連結される。Yuan等の米国特許第５，４３７，６６９号およびSherman等の米国特許第５，４３７，６７０号には、脊椎安定化システムの連結構造にねじおよびフックを取り付ける固定機構の他の例が開示されている。
【０００６】
これらの従来技術の各例では、脊椎ロッドにコネクタを固定するのにねじ型留め装置が使用されている。また、ねじ型留め装置は、脊柱で一般的に遭遇する周期的に加えられる荷重の影響を受けて緩んでしまうことも良く知られている。更に、組立て時に過度のトルクがねじ型留め装置に加えられることから、留め装置並びに該留め装置が関連する連結具に損傷を与える虞れがある。
【０００７】
脊椎安定化システムの連結構造にねじ、フックおよびクランプを取り付けるための信頼性が高く有効な機構を提供することは有益である。
【０００８】
（発明の開示）
本発明は、脊椎ロッドを、茎ねじまたは板状フックのような固定器具に固定する器具に関する。本願に開示する器具は、脊椎ロッドを受け入れるように構成されたヘッド部分と、該ヘッド部分に対してロックキャップを回転するとヘッド部分および脊椎ロッドと係合して、脊椎ロッドに対してヘッド部分の位置を固定するように構成されたロックキャップと、ヘッド部分から垂下しておりかつ脊椎と係合するように構成された留め部分とを有している。器具の留め部分は、ねじ、フックまたはクランプ、または当業界で知られた他の任意の構造の形態に構成できる。
【０００９】
器具のヘッド部分は、脊椎ロッドを受け入れるための、ヘッド部分を貫通するチャネルを有し、チャネルは好ましくは対向側壁により境界が形成され、各側壁には弧状係合スロットが形成されている。ロックキャップは、好ましくは、ヘッド部分に対してロックキャップを回転すると、ヘッド部分の対向弧状係合スロット内に受け入れられるように構成された対向弧状係合フランジを有している。好ましくは、対向係合スロットの各々は傾斜スロット面により一部が形成されており、１つの係合スロットの傾斜面の角度は、対向係合スロットの傾斜面の角度とは逆方向である。同様に、好ましくは、対向係合フランジの各々は傾斜フランジ面により一部が形成されており、１つの係合フランジの傾斜面の角度は、対向係合フランジの傾斜面の角度とは逆方向である。ヘッド部分はまた、ロックキャップと相互作用して、弧状フランジが弧状スロット内に係合するときにヘッド部分の対向側壁が半径方向外方に拡がることを防止する構造を有することが好ましい。
【００１０】
好ましくは、ロックキャップは、弧状係合フランジと弧状係合スロットとの位相が９０°ずれている初期位置と、弧状係合フランジと弧状係合スロットとの位相が４５°ずれている中間位置と、弧状係合フランジと弧状係合スロットとが同位相にあってぴったり係合するロック位置との間で回転できるように構成される。
【００１１】
この点に関し、ロックキャップの底面は、好ましくは、ロックキャップが初期非ロック位置にあるときに脊椎ロッドを受け入れるように配向された第一凹部と、ロックキャップが中間位置にあるときに脊椎ロッドを受け入れる第一角度で第一凹部と交差する第二凹部と、ロックキャップが最終ロック位置にあるときに脊椎ロッドを受け入れる第二角度で細長凹部と交差する第三凹部とを有している。本発明の好ましい実施形態によれば、第一凹部は細長凹部であり、第二凹部は４５°の角度で細長凹部と交差する横方向凹部であり、第三凹部は９０°の角度で細長凹部と交差する直交凹部である。
【００１２】
本発明はまた、脊椎ロッドを受け入れるように構成された貫通チャネルを備えたヘッド部分と、ロックキャップとを有し、該ロックキャップは、ヘッド部分の内面と係合するように構成された第一部分と、前記チャネルにより受け入れられた脊椎ロッドの外面と係合して、脊椎ロッドに対するヘッド部分の位置を固定するように構成された第二部分とを備え、ヘッド部分から垂下しかつ脊椎と係合するように構成された留め部分を更に有する、脊椎に対して脊椎ロッドを固定する器具に関する。
【００１３】
好ましくは、ロックキャップはツーピース構造であり、ロックキャップは、ヘッド部分の内面と係合するように構成された上方部分と、脊椎ロッドの外面と係合するように構成された下方部分とを備え、下方部分およびヘッド部分に対して上方部分を回転すると脊椎ロッドに対するヘッド部分の位置が固定される。ロックキャップの上方部分は軸線方向受入れボアが形成された底面を有し、ロックキャップの下方部分は上方部分の底面の軸線方向受入れボアと係合しかつ両部分の相対回転を可能にするように構成された軸線方向支柱が突出している上面を有している。上方部分はまた対向弧状係合フランジを有し、該フランジは、下方部分に対して上方部分を回転するときに、ヘッド部分の対向側壁に形成された、対応形状を有する対向弧状係合スロット内でカム係合するように構成されている。下方部分はまた、ヘッド部分のチャネルを通って延びる脊椎ロッドを受け入れるように配向された細長い半円筒状凹部を備えた底面を有している。
【００１４】
本発明の一態様によれば、留め部分はヘッド部分と一体に形成されている。本発明の他の態様によれば、留め部分はヘッド部分に対して移動できるように取り付けられる。この点に関し、ヘッド部分は脊椎ロッドチャネルに対して垂直に配向された中心軸線を形成し、留め部分はヘッド部分の中心軸線に対して角運動できるように取り付けられる。より詳しくは、留め部分は、全体として球形のヘッドおよび該球形ヘッドから垂下しているねじ本体を有し、ヘッド部分は、球形ヘッドを受け入れる座と、ねじ本体を受け入れる孔とを形成している。使用に際し、ロックキャップの下方部分に対して上方部分をロック位置へと回転すると、脊椎ロッドに対するヘッド部分の位置およびヘッド部分に対する留め装置の位置が固定される。
【００１５】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の器具および該器具を装着する方法に関する上記および他のユニークな特徴は、添付図面についての後述の説明から容易に理解されよう。
従って当業者ならば、本発明の器具を構成しかつ使用する方法を容易に理解できるであろう。
本発明の装置の上記および他の特徴は、添付図面を参照して述べる好ましい実施形態についての以下の詳細な説明から当業者には一層容易に理解されよう。
【００１６】
ここで添付図面（添付図面では、本発明の器具の同様な構造要素は同一の参照番号で示されている）を参照すると、図１には、本発明の好ましい実施形態に従って構成された脊柱安定化システムの一セクションの全体が参照番号１０で示されている。
【００１７】
図１に示すように、脊椎安定化システム１０は、円形断面および実質的に滑らかな外面仕上げを有する細長い脊椎ロッド１２を有している。脊椎安定化手術中に脊椎ロッド１２を固定するため、図示のように、骨ねじ１４および直角フック１６の形態をなす留め装置（緊締装置：固定装置）が設けられる。両方の留め装置は新規な上方から装着される形式（top-loaded）のロックキャップ（その全体を参照番号２０で示す）を採用しており、該ロックキャップ２０は図２を参照して詳細に後述する。新規なロックキャップは、その信頼性の点および脊椎安定化手術中の装着の容易性の点で、従来技術のロックキャップに比べて大きな臨床上の長所を有している。
【００１８】
本発明の開示は、いかなる意味においても、例示の骨ねじおよび直角フックに限定されるものではないことを理解すべきである。それどころか、これらの特定の固定具（ファスナ：留め具）は、ここに開示する新規なロックキャップを採用できる器具形式の単なる例に過ぎないものである。例えば、他の角度構造を有するフック並びにクランプのように、脊椎安定化システムに一般的に使用されている他の留め装置を考えることもできる。実際に、細長脊椎ロッドまたは横方向カップリングロッドに取り付けるように設計された任意の構成要素を本発明の新規なロックキャップに組み込むことができる。また、脊椎ロッドの長さ方向に沿って、任意数の留め装置を適用できる。
【００１９】
引き続き図１を参照すると、骨ねじ１４は、水平軸線および垂直軸線を形成するヘッド部分２２を有している。該ヘッド部分２２からはシャンク部分２４が垂下しており、該シャンク部分２４からは更に、外周面に螺旋ねじが形成されたねじ部分２６が垂下している。螺旋ねじは、脊椎の椎体と堅固に係合するのに特に適している。チャネル２８は、細長脊椎ロッド１２を受け入れることができるように、ヘッド部分２２の水平軸線に沿って該ヘッド部分２２を通って延びている。図３に最も良く示すように、チャネル２８は、側壁３０、３２の内面およびこれらの間に延びている湾曲下面２９により形成されている。ロックキャップ２０は、脊椎安定化手術中に脊椎ロッド１２に対して骨ねじ１４の位置を固定すべく、ロックチャネル２８内に受け入れられて該チャネル２８と係合できる寸法および形状を有している。
【００２０】
再び図１を参照すると、直角フック１６は、水平軸線および垂直軸線を形成するヘッド部分４２を有している。ヘッド部分４２からは、脊椎の椎体を固定するためのフック部分４６が垂下している。細長脊椎ロッド１２を受け入れることができるように、チャネル４８がヘッド部分２２の水平軸線に沿って該ヘッド部分２２を通って延びている。チャネル４８は、対向側壁５０、５２の内面およびこれらの間に延びている湾曲下面により形成されている。ロックキャップ２０は、脊椎安定化手術中に脊椎ロッド１２に対してフック１６の位置を固定すべく、ロックチャネル４８内に受け入れられて該チャネル４８と係合できる寸法および形状を有している。
【００２１】
ここで図２を参照すると、ここには、ロックキャップ２０の構造的特徴を最も良く示すことができるように反転位置で示されている。ロックキャップ２０は、円筒状ヘッド６２と、フランジ部分６４とを有している。フランジ部分６４の底面６６には細長凹部６８が設けられており、該細長凹部６８は、ロックキャップ２０が例えば図６Ｂに示す非ロック位置にあるときに脊椎ロッド１２を受け入れることができるように、脊椎ロッド１２の曲率を補完する曲率を有している。この位置では、留め装置は、脊椎ロッド１２の長手方向軸線に沿って自由に移動または該軸線の回りで回転することができる。底面６６はまた、細長凹部６８と９０°の角度で交差する二股直交凹部７０を有し、該凹部７０は、例えば図６Ｄおよび図４に示すロック位置にあるときに脊椎ロッド１２を受け入れるように、脊椎ロッド１２の曲率を補完する曲線を有している。
【００２２】
更に底面６６は、細長凹部６８と逆の交差角度で交差する二股の第一横方向凹部７２および第二横方向凹部７４を有し、該凹部７２、７４は、ロックキャップ２０が２つの中間位置（その１つが例えば図６Ｃに示されている）のいずれかの位置にあるときに脊椎ロッド１２を受け入れることができるように、脊椎ロッド１２の曲率を補完する曲率を有している。この位置において、留め装置は脊椎ロッドを保持するが、完全には固定しない。そして、外科医が望む場合には、ロックキャップ２０を中間位置から回転して、留め装置を脊椎ロッド上で別の位置に移動できる。好ましくは、横方向凹部７２、７４は、細長凹部６８に対して互いに逆方向に４５°の角度で交差する。しかしながら、当業者は、横方向凹部を他の代わりの交差角度に向けることができることを、たやすく理解するであろう。底面は、いかなる凹部も存在しない平坦面とすることも考えられる。
【００２３】
図３および図５に示すように、ロックキャップ２０の円筒状ヘッド６２は、該ヘッド６２に部分的に凹陥形成された六角形の軸線方向ボア８０を有し、該ボア８０は、レンチのような工具を受け入れて、留め装置のヘッド部分２２により形成される垂直軸線の回りで該ヘッド部分２２に対してロックキャップ２０を回転させる。外科手術中にロックキャップ２０を垂直軸線回りで回転させるのに、当業界で知られている他の工具形状を使用することも考えられる。対向壁３０、３２の内面には湾曲ノッチ７６、７８が形成されており、ロックキャップ２０がチャネル２８内に受け入れられかつ回転されるときに、ロックキャップ２０の円筒状ヘッド６２を受け入れることができる。
【００２４】
ロックキャップ２０のフランジ部分６４は、直径方向に対向する２つの弧状係合フランジ８２、８４により部分的に形成されている。これらのフランジ８２、８４は、ヘッド部分２２の対向側壁３０、３２の内面に形成された直径方向に対向する２つの補完弧状係合スロット８６、８８（図４参照）と協働係合する寸法および形状を有している。
引き続き図３〜図５を参照すると、係合フランジ８２、８４は、それぞれ、傾斜カム面９２、９４を形成する。両カム面９２、９４は互いに逆方向に傾斜している。より詳しくは、各係合フランジは、低い側（例えばフランジ８２の参照番号８２ａで示す側）および高い側（例えばフランジ８２の参照番号８２ｂで示す側）を有し、これにより、両フランジ８２、８４の低い側は直径方向に対向して配置され、高い側も同様である。実際に、フランジのカム面は、互いに鏡像関係をなしている。かくして、ロックキャップは、最初に、いずれかのフランジがいずれかのスロットと係合するように配向される。この多能性により、外科手術中にロックキャップを装着する場合の容易性が高められる。
【００２５】
図４に最も良く示すように、固定具（ファスナ：留め具）１４のヘッド部分２２の弧状スロット８６、８８は、フランジ８２、８４の傾斜カム面９２、９４と係合する傾斜面を有している。図５に最も良く示すように、傾斜カム面９２、９４は半径方向内方にテーパしており、弧状係合スロット８６、８８（該スロット８６、８８もカム面９２、９４の半径方向内方へのテーパを補完するようにテーパしている）の係合面との相互ロックを高めている。この相互ロック関係により、ロックキャップ２０がロック位置に回転されるときに弧状フランジと弧状スロットとが係合するため、ヘッド部分２２の対向側壁３０、３２が半径方向外方に拡がることが防止される。
【００２６】
図６Ａ〜図６Ｄには、外科手術中に、留め装置を脊椎ロッドに固定する段階が示されている。骨ねじ１４の取付けが示されているが、他の留め装置例えばフックも、本発明のロックキャップおよびヘッド部分の構造を用いて脊椎ロッド１２に固定できる。最初に図６Ａに示すように、脊椎ロッド１２は、この外周面がヘッド部分２２の水平チャネル２８の湾曲面２９に整合するようにして、チャネル２８内に接近される。次に、ロックキャップ２０が、留め装置の垂直軸線に沿って矢印ａの方向に、上方からチャネル２８内に接近される。このとき、脊椎ロッド１２はロックキャップ２０の底面６６に形成された細長凹部６８内に受け入れられ、骨ねじ１４は脊椎ロッド１２に対して自由に移動できる。ロックキャップ２０の対向フランジセクション８２、８４は、例えば図６Ｂに示すように、ヘッド部分２２に形成された対向弧状係合スロット８６、８８から位相が９０°ずれた位置にある。
【００２７】
その後、図６Ｃに示すように、ロックキャップ２０がヘッド部分２２の垂直軸線の回りで該ヘッド部分２２に対して４５°回転される。このとき、脊椎ロッド１２は、ヘッド部分２２に対するロックキャップ２０の初期配向に基いて、２つの横方向凹部７２または７４のいずれかの凹部内に受け入れられる。このとき、ロックキャップ２０の対向弧状係合フランジ８２、８４は、ヘッド部分２２に形成された対向弧状係合スロット８６、８８と部分的に係合するだけである（なぜならば、フランジ８２、８４とスロット８６、８８との位相が４５°ずれているからである）。従って、ロックキャップは、固定具（ファスナ：留め具）２２を保持するが、該固定具（ファスナ：留め具）をロックすることはない。この位置では、ロックキャップ２０を容易に逆方向に回転して脊椎ロッド１２から離脱させ、脊椎ロッド１２に対する骨ねじ１４の位置を調節することができる。
【００２８】
骨ねじ１４の所望位置および方向が得られたならば、ロックキャップ２０を、図６Ｄに示すロック位置へと更に４５°回転する。このとき、脊椎ロッド１２は、ロックキャップ２０の底面に形成された直交凹部７０内に受け入れられる。またこのとき、フランジ部分６４の対向係合フランジ８２、８４がヘッド部分２２の対向係合スロット８６、８８と完全に係合し、図４に示すように、脊椎ロッド１２に対する骨ねじ１４の長手方向位置および角度方向位置が固定される。骨ねじ１４を脊椎ロッド１２に取り付けるこの態様および方法は、フック１６または他の固定具（ファスナ：留め具）を脊椎ロッド１２に取り付ける態様および方法と同じであることは容易に理解されよう。
【００２９】
ロックキャップ２０の回転範囲は制限されている（すなわち、ロックキャップは９０°回転できるに過ぎない）ので、キャップに過大トルクが加えられることはないことは容易に理解されよう。かくして、止めねじのような慣用のねじ型ロック機構の過大留めによりしばしば引き起こされる損傷が防止される。また、本発明のロックキャップは所定のロック位置を有するので、従来技術の止めねじに一般的に見出されるように、装着後のトルク不足すなわち緩んだ状態に残されることはない。すなわち、所定のロック位置を設けることにより、脊椎ロッド１２をその長さ方向に沿って固定するのに使用される全ての留め装置について均一なロック力が得られ、かつ食い違い螺合が低減される。
【００３０】
ここで図７および図８を参照すると、ここには、本発明の好ましい実施形態に従って構成された他の留め装置の全体が参照番号１１０で示されている。留め装置１１０は、慣用的な態様で脊椎ロッドを脊椎に固定するように特別設計されている点で留め装置１４、１６と同じである。留め装置１１０は対向側壁１３０、１３２を備えたヘッド部分１２２を有し、対向側壁は、これらの間に延びている湾曲下面１２９と連続している水平チャネル１２８を形成している。ロックキャップ１２０と相互作用する弧状タブ１７６、１７８が、それぞれ、側壁１３０、１３２から上方に突出している。
【００３１】
図９には、図示の容易化のためロックキャップ１２０が反転位置で示されており、ロックキャップ１２０は、六角ヘッド１６２と、円筒状本体１６３と、フランジ部分１６４とを有している。六角ヘッド１６２は、レンチ等の工具と相互作用できる形状を有している。六角ヘッド１６２の底面には、弧状タブ１７６、１６８を受け入れるための弧状チャネル１６５が形成されている。この確実相互作用により、ロックキャップ１２０をロック位置に回転して、ロックキャップ１２０の弧状フランジ１８２、１８４がヘッド部分１２２の弧状スロット１８６、１８８内に係合したとき、ヘッド部分１２２の対向側壁１３０、１３２が半径方向外方に拡がることを防止できる。かくして、この実施形態では、弧状係合フランジ１８２、１８４の傾斜カム面１９２、１９４に、図１〜図６の実施形態のロックキャップ２０のフランジ８２、８４に設けられたような半径方向内方を向いたテーパを設ける必要はない。
【００３２】
引き続き図９を参照すると、ロックキャップ１２０のフランジ部分１６４の底面は上述のロックキャップ２０の底面６６と実質的に同じ態様で構成されており、フランジ部分１６４の底面には、ロックキャップ１２０が非ロック位置にあるときに脊椎ロッドを受け入れる細長凹部１６８と、ロックキャップ１２０が２つの中間位置のうちのいずれかの位置にあるときに脊椎ロッドを受け入れるための、細長凹部１６８と逆方向に４５°の角度で交差する第一および第二二股横方向凹部１７２、１７４と、ロックキャップ１２０が図１０に示すように最終ロック位置にあるときに脊椎ロッドを受け入れるための、細長凹部１６８と、９０°の角度で交差する二股直交凹部１７０とが設けられている。ロックキャップ１２０は、ロックキャップ２０が骨ねじ１４およびフック１６と係合する態様と実質的に同じ態様で留め装置１１０と係合すること、およびフランジ部分１６４の底面の構造はロックキャップ２０のフランジ部分２０により与えられる利益と同じ利益を与えることは容易に理解されよう。
【００３３】
ここで図１１を参照すると、ここには、脊椎安定化手術中に脊椎ロッド２１２を脊椎に固定するのに設けられる多軸線骨ねじ２１４および直角フック２１６の形態をなす、本発明に従って構成された２つの付加的な留め装置が示されている。両方の留め装置は、参照番号２２０で全体を示す上方から接近される形式の新規なツーピースロックキャップを採用しており、該ロックキャップ２２０は、図１２および図１３を参照して以下に詳述する。この新規なツーピースロックキャップは、脊椎安定化手術中に装着されるときの信頼性および容易性の点で、従来技術のロックキャップに比べて大きい臨床上の長所を有している。図１の前述の実施形態で述べたように、この新規なツーピースロックキャップは、脊椎安定化手術に一般的に採用されている他の形式の留め装置と組み合せて使用できる。また、図１１に示すツーピースロックキャップは、多軸線骨ねじに使用できるが、同じツーピースロックキャップを図１に示した固定軸線骨ねじにも使用できることは容易に理解されよう。
【００３４】
図１２Ａおよび図１３に示すように、多軸線骨ねじ２１４は、水平軸線「ｘ」および垂直軸線「ｙ」を形成するヘッド部分２２２を有している。チャネル２２８は、細長い脊椎ロッド２１２を受け入れるべく、水平軸線「ｘ」に沿ってヘッド部分２２２を通って延びている。チャネル２２８は、ヘッド部分２２２の側壁２３０、２３２の内面により形成されている。骨ねじ２１４は更に、全体として球形のヘッド２２５およびねじ本体２２６を備えた留め部分２２４を有している。ねじ本体２２６は、球形ヘッド２２５から垂下しかつ球形ヘッドとの単体として形成されている。ねじ本体２２６は、特に脊椎の椎体と確実に係合できる螺旋ねじを有している。
【００３５】
多軸線骨ねじ２１４のヘッド部分２２２は更に、ヘッド部分２２２の垂直軸線「ｙ」に整合して該ヘッド部分２２２を通って延びている全体として円筒状の垂直チャネル２２７を形成している。垂直チャネル２２７は、骨ねじ２１４の留め部分２２４を受け入れかつ収容するように構成されている。より詳しくは、図１３に最も良く示すように、垂直チャネル２２７の下方内面部分は、球状ヘッド２２５の下方半球領域と協働するように構成された環状座面２２９を形成している。これらの２つの構造体間の協働係合により、垂直軸線「ｙ」の回りでのヘッド部分２２２に対する留め部分２２４の相対運動が可能になる。この多軸線方向運動は、骨ねじ２１４の作動範囲を拡大し、脊椎安定化手術中に外科医に大きいフレキシビリティを与える。
【００３６】
骨ねじ２１４は更に、垂直チャネル２２７の円筒壁内に形成された環状溝２３４（図１３参照）内に受け入れられる環状保持リング２３３を有している。この環状保持リング２３３は、球形ヘッド２２５と確実に係合して、その安定化を補助することができる。また、図１３に最も良く示すように、ヘッド２２５の下方の半球領域には一連の円形凹凸が刻まれており、これにより形成される座面の摩擦係数を高めている。
【００３７】
図１２Ａに示すように、骨ねじ２１４は更に、ヘッド部分２２０の水平チャネル２２８内に受け入れられて該チャネル２２８と係合する寸法および形状を有するツーピースロックキャップ２２０を有し、該ツーピースロックキャップ２２０は、脊椎安定化手術中に脊椎ロッド２１２に対するヘッド部分２２２の位置を固定する。また、図１３に関連して詳細に後述するように、チャネル２２８内にロックキャップ２２０が固定されると、ヘッド部分２２２および該ヘッド部分により形成される垂直軸線「ｙ」に対する留め部分２２４の角度位置の確実な固定が達成される。
【００３８】
図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、ロックキャップ２２０は上方部分２２０ａおよび下方部分２２０ｂを有している。上方部分２２０ａには、装着時にキャップにトルクを加える工具を受け入れるための軸線方向受容ポートが形成されている。上方部分２２０ａはまた、キャップ本体２８０から半径方向外方に延びかつ周方向に対向している１対の弧状係合フランジ２８４、２８６を有している。係合フランジ２８４、２８６は半径方向内方に傾斜したカム面を有し、このカム面は、ヘッド部分２２２の対向側壁２３０、２３２に形成された、対向する補完弧状係合スロット２９４、２９６（図１３参照）と協働する。図１４Ａから図１４Ｃに関連してより詳細に後述するように、フランジ２８４、２８６は、骨ねじ２１４のヘッド部分２２２に対してロックキャップ２２０の上方部分２２０ａを回転すると、対応スロット２９４、２９６と係合するようになる。
【００３９】
ロックキャップ２２０の下方部分２２０ｂはヘッド部分２２２の円筒状垂直チャネル２２７内に協働して受け入れられるように構成されておりかつヘッド部分２２２の水平チャネル２２８を通って配置される脊椎ロッド２１２と係合することができる。より詳しくは、下方部分２２０ｂの本体２８５は、垂直チャネル２２７を形成している壁の曲率を補完する湾曲外面を有している。かくして、ロックキャップ２２０が垂直チャネル２２７内に装着されると、ロックキャップ２２０の下方部分２２０ｂと垂直チャネル２２７との間に確実な係合関係が達成される。この結果、下方部分２２０ｂの軸線方向部分は、ヘッド部分２２２および脊椎ロッド２１２に対して固定されるようになる。また、図１２Ｂに最も良く示すように、下方部分２２０ｂの下面には半円筒状チャネル２９９が形成されており、該チャネル２９９は、ロックキャップ２２０を垂直チャネル２２７内に装着すると、円筒状の脊椎ロッド２１２と密接係合する。本体部分２８５は、脊椎ロッド２１２に対する下方キャップ部分２２０ａの整合および位置決めを補助する延長フランジ３０２を有している。
【００４０】
図１２Ｂに最も良く示すように、ロックキャップ２２０の上方部分２２０ａは、凹状座領域２８７および関連する軸線方向受入れボア２８８を有している。凹状座領域２８７は、ロックキャップ２２０の下方部分２２０ｂの本体を受け入れることができる寸法および形状を有している。一方、受入れボア２８８は、ロックキャップ２２０の下方部分２２０ｂの上面２９５から突出している軸線方向支柱２９８を受け入れることができる寸法および形状を有している。より詳しくは、組立て時に、軸線方向支柱２９８が受入れボア２８８内に受け入れられると、支柱２９８の上端部がスウェージングされ、上下の両部分が一体に結合される（図１３参照）。脊椎安定化手術中に、ロックキャップ２２０が骨ねじ２１４のヘッド部分２２２内に装着されかつロックされるとき、軸線方向支柱２９８と軸線方向受入れボア２８８との相互作用によって、上方部分２２０ａが下方部分２２０ｂに対し回転移動できる。
【００４１】
図１４Ａ〜図１４Ｃに関連して詳細に後述するように、ツーピースロックキャップは、外科医が、ロックキャップ２２０を垂直チャネル２２７内に装着しかつ脊椎ロッド２１２に対して下方部分２２０ｂを適正に位置決めし、半円筒状チャネル２９９と脊椎ロッドの円筒状外面との密接係合を確保することを可能にする。その後、上方部分２２０ａを回転することにより下方部分２２０ｂに対してロックされる。
【００４２】
ここで図１４Ａ〜図１４Ｃを参照すると、脊椎安定化手術中に、骨ねじ２１４の留め部分２２４が、最初に、ヘッド部分２２２内に座合される。次に、図１４Ａに示すように、細長い脊椎ロッド２１２が水平チャネル２２８を通って配置されるようにして、ヘッド部分２２２が手術部位に位置決めされる。その後、必要ならば、外科医は留め部分２２４を所望の角度位置に配置し、次に、適当な手術器具を用いて椎突起に取り付けることができる。
【００４３】
図１４Ｂに示すように、外科医による留め部分２２４の適当な位置決めがなされたならば、ロックキャップ２２０が、ヘッド部分２２２により形成される垂直軸線「ｙ」に沿ってヘッド部分２２２の垂直チャネル２２７内に装着される。このとき、下方を向いた下方部分２２０ｂの半円筒状チャネル２９９が脊椎ロッド２１２の円筒状外面と密接係合し、下方部分２２０ｂは、この下方部分の本体と垂直チャネル２２７との間の係合関係により脊椎ロッドに対して固定軸線方向に維持される。
【００４４】
ロックキャップ２２０は、図１４Ｂに示すように、上方部分２２０ａ半径方向外方に延びた係合フランジ２８４、２８６が、脊椎ロッド２１２の軸線に平行になるようにして装着される。そうでなければ、フランジ２８４、２８６がヘッド部分２２２の側壁２３０、２３２に干渉してしまう。また、ロックキャップ２２０の上方部分２２０ａのフランジ（例えばフランジ２８４ａ）の下面が係合チャネル（例えばチャネル２９４ａ）の高い面と整合するように、すなわち、骨ねじ２１４のヘッド部分２２２に対してロックキャップ２２０の上方部分２２０ａを回転したときにフランジがチャネルとカム係合しないように、２２０の上方部分２２０ａが確実に配置されるように注意を払わなくてはならない。
【００４５】
延長フランジ３０２が脊椎ロッド２１２と整合するようにして、ロックキャップ２２０の上方部分２２０ａがヘッド部分２２２に対して適正に配置されたならば、適当な外科器具または工具（図示せず）を用いて、上方部分２２０ａが、ロックキャップ２２０の下方部分２２０ｂおよびヘッド部分２２２に対して、垂直軸線「ｙ」の回りで時計回り方向に回転される。このとき、上方部分２２０の弧状係合フランジ２８４、２８６が、対応係合スロット２８４とカム係合する。ロック位置に回転されると、ロックキャップ２２０の下方部分２２０ｂが、ロックキャップ２２０の上方部分２２０ａの底面に形成された凹状座領域２８７内に座合するであろう（図１３参照）。このとき、図１４Ｃに示すように、骨ねじ２１４のヘッド部分２２２の位置が脊椎ロッド２１２の長手方向軸線に対して固定され、かつ骨ねじ２１４の留め部分２２６が、骨ねじ２１４のヘッド部分２２２により形成される垂直軸線「ｙ」に対して固定される。
【００４６】
ここで図１５および図１６を参照すると、本発明の直角フック２１６は、水平軸線「ｘ」および垂直軸線「ｙ」を形成するヘッド部分２４２を有している。フック部分２４６は、脊椎の椎体に留め装置を固定できるように、ヘッド部分２４２から垂下している。細長い脊椎ロッド２１２を受け入れるためのチャネル２４８が、ヘッド部分２４２を通り、水平軸線に沿って延びている。チャネル２４８はまた、脊椎安定化手術中にツーピースロックキャップ２２０を受け入れて、脊椎ロッド２１２に対するフック２１６の位置を固定できるように構成されている。
【００４７】
多軸線骨ねじ２１４に関して前述したように、ロックキャップ２２０は上方部分２２０ａおよび下方部分２２０ｂを有し、これらの両部分は回転可能に一体連結されている。ヘッド部分２４２は、このヘッド部分２４２の対向側壁２５０、２５２に形成された周方向に対向する１対の弧状係合スロット２５５、２５７を有している。図１４Ａ〜図１４Ｃに関連して前述したように、フランジ２８４、２８６は、ロックキャップ２２０の下方部分２２０ｂおよび直角フック２１６のヘッド部分２４２に対してロックキャップの上方部分２２０ａを回転すると、対応スロット２５５、２５７内に係合される。
【００４８】
上記装置は本発明の好ましい実施形態に関連して説明したが、特許請求の範囲に記載された本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の変更をなし得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一実施形態に従って構成された骨ねじおよび骨フックが取り付けられた脊椎安定化システムの細長い脊椎ロッドを示す斜視図である。
【図２】  図１の骨ねじおよび骨フックの一部を形成するロックキャップの斜視図であり、図示の容易化のため反転した位置を示すものである。
【図３】  図１の骨ねじおよびロックキャップの斜視図であり、図示の容易化のため互いに分離した状態を示すものである。
【図４】  図１の４−４線に沿う本発明の骨ねじの断面図である。
【図５】  図３の５−５線に沿うロックキャップの断面図である。
【図６Ａ】  本発明による骨留め装置を脊椎ロッドに取り付けることに関連する操作段階の１つを示す図面であり、脊椎ロッドおよびロックキャップを、本発明の留め装置のヘッド部分の受入れチャネル内に配置する段階を示すものである。
【図６Ｂ】  本発明による骨留め装置を脊椎ロッドに取り付けることに関連する操作段階の１つを示す図面であり、本発明の留め装置のヘッド部分に対するロックキャップの初期方向（ロックキャップが非ロック位置にある方向）を示すものである。
【図６Ｃ】  本発明による骨留め装置を脊椎ロッドに取り付けることに関連する操作段階の１つを示す図面であり、本発明の留め装置のヘッド部分に対するロックキャップの部分的ロック位置への回転を示すものである。
【図６Ｄ】  本発明による骨留め装置を脊椎ロッドに取り付けることに関連する操作段階の１つを示す図面であり、本発明の留め装置のヘッド部分に対するロックキャップのロック位置への回転を示すものである。
【図７】  本発明の第二実施形態に従って構成された留め装置を示す斜視図である。
【図８】  図７の留め装置の斜視図であり、図示の容易化のためロックキャップを分離した状態を示すものである。
【図９】  図７の留め装置のロックキャップの斜視図であり、図示の容易化のため反転した位置を示すものである。
【図１０】  図７の留め装置をその１０−１０線に沿って破断した断面図である。
【図１１】  本発明の他の実施形態に従って構成された他の仕様の骨ねじおよび他の仕様の骨フックが取り付けられた脊椎安定化システムの細長い脊椎ロッドを示す斜視図である。
【図１２Ａ】  図１１の骨ねじの分解斜視図であり、図示の容易化のため、ツーピースロックキャップおよび該ロックキャップに関連する多軸線留め部分を含む部品が分離されているところを示すものである。
【図１２Ｂ】  本発明によるツーピースロックキャップを下から見た斜視図であり、ツーピースロックキャップの構成部品の下面の特徴を示すものである。
【図１３】  図１１の骨ねじをその１３−１３線に沿って破断した断面図であり、ツーピースロックキャップがロック位置にあるところを示すものである。
【図１４Ａ】  本発明のツーピースロックキャップを用いて図１１の骨ねじを脊椎ロッドに取り付けることに関連する操作段階のうち、ロックキャップを骨ねじのヘッド部分内に配置する段階を示すものである。
【図１４Ｂ】  本発明のツーピースロックキャップを用いて図１１の骨ねじを脊椎ロッドに取り付けることに関連する操作段階のうち、骨ねじのヘッド部分内のロックキャップの上方部分が初期非ロック位置にあるところを示すものである。
【図１４Ｃ】  本発明のツーピースロックキャップを用いて図１１の骨ねじを脊椎ロッドに取り付けることに関連する操作段階のうち、ロックキャップの下方部分および骨ねじのヘッド部分に対してロックキャップの上方部分をロック位置へと回転し、脊椎ロッドに対する骨ねじの位置を固定する段階を示すものである。
【図１５】  図１１の骨フックの分解斜視図であり、図示の容易化のため、骨フックに関連するツーピースロックキャップを含む部品を分離して示すものである。
【図１６】  図１１の骨フックをその１６−１６線に沿って破断した断面図であり、ツーピースロックキャップがロック位置にあるところを示すものである。
【図１】
0004546687.tif 000002
【図２】
0004546687.tif 000003
【図３】
0004546687.tif 000004
【図４】
0004546687.tif 000005
【図５】
0004546687.tif 000006
【図６Ａ】
0004546687.tif 000007
【図６Ｂ】
0004546687.tif 000008
【図６Ｃ】
0004546687.tif 000009
【図６Ｄ】
0004546687.tif 000010
【図７】
0004546687.tif 000011
【図８】
0004546687.tif 000012
【図９】
0004546687.tif 000013
【図１０】
0004546687.tif 000014
【図１１】
0004546687.tif 000015
【図１２Ａ】
0004546687.tif 000016
【図１２Ｂ】
0004546687.tif 000017
【図１３】
0004546687.tif 000018
【図１４Ａ】
0004546687.tif 000019
【図１４Ｂ】
0004546687.tif 000020
【図１４Ｃ】
0004546687.tif 000021
【図１５】
0004546687.tif 000022
【図１６】
0004546687.tif 000023