(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨を互いに相対的に固定するための固定装置であって、
Ａ）中心軸線（２）を有する一つの縦方向長手材（１）と、
Ｂ）長手軸線（４）と各一つの前端（５）と各一つの後端（６）とを有するｎ個の係止要素（３．ｉ）（２≦ｉ≦ｎ）とを含み、
Ｃ）係止要素（３．ｉ）の長手軸線（４）が長手材（１）の中心軸線（２）に対して６５°〜１１５°の角度にあり、
Ｄ）係止要素（３．ｊ）（１≦ｊ≦ｎ）の少なくとも一つが刃形に構成されているものにおいて、
Ｅ）少なくともこの係止要素（３．ｊ）が、長手材（１）と係止要素（３．ｊ）との間の結合部を解除可能にロックするための保持手段（８；３４）を有する長手材（１）用受容手段（７）を後端（６）に含み、
Ｆ）結合部がロックされた状態で、長手材（１）と係止要素（３．ｊ）との間の相対運動を可能とせずかつ前記結合部は力およびモーメントを吸収し、
Ｇ）少なくとも一つの係止要素（３．ｊ）が、係止要素（３．ｊ）を長手軸線（４）と平行に骨に挿入するための送り装置（１５）を含み、
Ｈ）前記送り装置は、前記係止要素（３．ｊ）の後端（６）の方から操作可能な駆動手段（１９）を備え、さらに、
ｉ）送りねじ、または
ｉｉ）延長部付きのねじ、栓もしくはフックであって該延長部の末端側に受け部（５０）を有するねじ、栓もしくはフックを備え、
Ｉ）係止要素（３．ｊ）は連続した穴（２０）を、該穴（２０）の長手軸線（４）と同軸で有し、前記送り装置は前記穴（２０）内に受容可能であることを特徴とする固定装置。
【請求項２】
少なくとも一つの係止要素（３．ｊ）（１≦ｊ≦ｎ）が係止要素（３．ｊ）の後端（６）に隣接して刃形に構成されていることを特徴とする、請求項１記載の固定装置。
【請求項３】
保持手段（８）が少なくとも一つの係止要素（３．ｊ）の後端（６）の方から操作可能であることを特徴とする、請求項１または２記載の固定装置。
【請求項４】
受容部（７）が横方向で開口しており、長手材（１）が長手軸線（４）を横切って受容部（７）に導入可能であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項５】
前記受容部（７）は、前記後端（６）に向かって開口して前記長手材（１）を受容する通路（１１）であって前記長手材（１）の中央軸線（２）が前記係止要素（３）の前記長手軸線（４）に対して垂直に延びる通路（１１）を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項６】
送り装置（１５）が送りねじ（１６）として実施されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項７】
送りねじ（１６）がねじ先端（１７）と、ねじ軸部（１８）と、ねじ先端（１７）に隣接するねじ部分（２１）と、駆動手段（１９）とを含むことを特徴とする、請求項６記載の固定装置。
【請求項８】
駆動手段（１９）が係止要素（３．ｊ）の後端（６）の方から操作可能であることを特徴とする、請求項７記載の固定装置。
【請求項９】
少なくとも一つの係止要素（３．ｊ）が連続した穴（２０）を同軸で有し、送りねじ（１６）がこの穴（２０）内で受容可能であり、ねじ先端（１７）とねじ部分（２１）が係止要素（３．ｊ）の前端（５）から軸方向で突出することを特徴とする、請求項８記載の固定装置。
【請求項１０】
少なくとも一つの係止要素（３．ｊ）が連続した穴（２０）を同軸で有し、送りねじ（１６）がこの穴（２０）内で受容可能であり、ねじ部分（２１）が係止要素（３．ｊ）に一体化されており、かつその周面の一部にわたって長手軸線（４）に垂直に係止要素（３．ｊ）から半径方向に突出することを特徴とする、請求項８記載の固定装置。
【請求項１１】
少なくとも一つの係止要素（３．ｊ）の後端（６）が同軸な円錐部分（２３）を有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項１２】
円錐部分（２３）が、軸方向末端側で開口した同軸なねじ穴（２４）を有することを特徴とする、請求項１１記載の固定装置。
【請求項１３】
雄ねじを有する同軸な心棒（２５）が軸方向末端側で円錐部分（２３）に続くことを特徴とする、請求項１１記載の固定装置。
【請求項１４】
受容手段（７）が、係止要素（３．ｊ）の後端（６）に隣接する同軸な球形頭部を含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項１５】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって含む係止部分（２７）は、厚さ（Ｄ）、幅（Ｂ）の長方形の横断面を有する少なくとも１枚の刃（９）を有し、この刃（９）は横断面の長辺と平行な第１横軸線（２９）を含むことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項１６】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって含む係止部分（２７）は、平面図で見て前端（５）に向かって収斂する少なくとも１枚の刃（９）を有することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項１７】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって含む係止部分（２７）は、平面図で見て前端（５）に向かって拡がる少なくとも１枚の刃（９）を有することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項１８】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって含む係止部分（２７）は、平面図で見て前端（５）が尖端（１４）へと収斂する少なくとも１枚の刃（９）を有することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項１９】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって含む係止部分（２７）は、平面図で見て前端（５）が片側で斜めにされた少なくとも１枚の刃（９）を有することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項２０】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって含む係止部分（２７）は、平面図で見て前端（５）が凸面状の少なくとも１枚の刃（９）を有することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項２１】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって含む係止部分（２７）は、縦断面図で見て前端（５）が尖端へと収斂する少なくとも１枚の刃（９）を有することを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項２２】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって含む係止部分（２７）は、縦断面図で見て前端（５）が片側で斜めにされた少なくとも１枚の刃（９）を有することを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項２３】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって含む係止部分（２７）は、横断面図で見て少なくとも一つの側面（３２）を尖らせた少なくとも１枚の刃（９）を有することを特徴とする、請求項１〜２２のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項２４】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって含む係止部分（２７）は、横断面図で見て少なくとも一つの側面（３２）が片側で斜めにされた少なくとも１枚の刃（９）を有することを特徴とする、請求項１〜２２のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項２５】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって含む係止部分（２７）は、一つの側面（３２）に隣接する稜を中心に長さ（Ｌ）にわたって捩られた少なくとも１枚の刃（９）を有することを特徴とする、請求項１〜２４のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項２６】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって含む係止部分（２７）は、長さ（Ｌ）にわたって長手軸線（４）を中心に捩られた少なくとも１枚の刃（９）を有することを特徴とする、請求項１〜２４のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項２７】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって、２枚の刃（９）を備えた係止部分（２７）を含むことを特徴とする、請求項１〜２６のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項２８】
前記２枚の刃（９）が横断面で見て１平面にあることを特徴とする、請求項２７記載の固定装置。
【請求項２９】
前記２枚の刃（９）が長手軸線（４）と平行な棒によって分離されていることを特徴とする、請求項２７または２８記載の固定装置。
【請求項３０】
棒が、長手軸線（４）と平行に穿孔された中空体２８であることを特徴とする、請求項２９記載の固定装置。
【請求項３１】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって、３枚以上の刃（９）を備えた係止部分（２７）を含み、係止部分（２７）が放射状横断面を有することを特徴とする、請求項１〜２６のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項３２】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって、３枚以上の刃（９）を備えた係止部分（２７）を含み、刃（９）が係止部分（２７）の横断面で見て中心角を非同一にして配置されていることを特徴とする、請求項１〜２６のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項３３】
係止要素（３．ｊ）が、係止要素（３．ｊ）を前端（５）から後端（６）に至るまで貫通したやはり同軸な穴（２０）を備えた同軸な中空体（２８）を含むことを特徴とする、請求項１〜３２のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項３４】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって、少なくとも１枚の刃（９）を備えた係止部分（２７）を含み、少なくとも１枚の刃（９）が鋸歯状表面構造を有し、鋸歯の急峻な側が係止要素（３．ｊ）の後端（６）の方を向いていることを特徴とする、請求項１〜３３のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項３５】
表面構造が片面に設けられていることを特徴とする、請求項３４記載の固定装置。
【請求項３６】
表面構造が両面に設けられていることを特徴とする、請求項３４記載の固定装置。
【請求項３７】
係止要素（３．ｊ）が後端（６）に隣接して長さ（Ｌ）にわたって、少なくとも１枚の刃（９）を備えた係止部分（２７）を含み、少なくとも１枚の刃（９）が鱗状表面構造を有し、鱗の急峻な側が係止要素（３．ｊ）の後端（６）の方を向いていることを特徴とする、請求項１〜３３のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項３８】
表面構造が片面に設けられていることを特徴とする、請求項３７記載の固定装置。
【請求項３９】
表面構造が両面に設けられていることを特徴とする、請求項３７記載の固定装置。
【請求項４０】
係止部分（２７）が二つの、１平面上にある刃（９）を含み、この刃が長手軸線（４）と同軸で中空体（２８）によって分離されており、刃（９）が横断面で見て０．８ｍｍ〜２ｍｍの厚さ（Ｄ）と２．５ｍｍ〜４．５ｍｍの幅（Ｂ）とを有し、中空円筒（２８）が３ｍｍ〜７ｍｍの直径（ｄ）を有することを特徴とする、請求項１５〜３０のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項４１】
厚さ（Ｄ）に対する幅（Ｂ）の比が１〜１４であることを特徴とする、請求項１５記載の固定装置。
【請求項４２】
厚さ（Ｄ）に対する幅（Ｂ）の比が３〜６であることを特徴とする、請求項４１記載の固定装置。
【請求項４３】
少なくとも１枚の刃（９）が螺旋状に構成されていることを特徴とする、請求項１５〜４２のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項４４】
少なくとも１枚の刃（９）が６０ｍｍ〜３００ｍｍのピッチＳを有することを特徴とする、請求項４３記載の固定装置。
【請求項４５】
少なくとも１枚の刃（９）が１００ｍｍ〜２４０ｍｍのピッチＳを有することを特徴とする、請求項４４記載の固定装置。
【請求項４６】
刃（９）の長さ（Ｌ）にわたる捩れ角αが０°〜３６０°であることを特徴とする、請求項４３〜４５のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項４７】
刃（９）の長さ（Ｌ）にわたる捩れ角αが０°〜１８０°であることを特徴とする、請求項４３〜４５のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項４８】
刃（９）の長さ（Ｌ）にわたる捩れ角αが０°〜４５°であることを特徴とする、請求項４３〜４５のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項４９】
刃（９）の長さ（Ｌ）にわたる捩れ角αが４５°〜９０°であることを特徴とする、請求項４３〜４５のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項５０】
少なくとも１枚の刃（９）が螺旋状に捩られており、捩れが時計回りに延びていることを特徴とする、請求項１５〜４９のいずれか１項記載の固定装置。
【請求項５１】
少なくとも１枚の刃（９）が螺旋状に捩られており、捩れが反時計回りに延びていることを特徴とする、請求項１５〜４９のいずれか１項記載の固定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、骨、特に椎体を互いに相対的に固定するための請求項１の前文に係る装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
椎骨骨折、変質性変化等によって引き起こされることのある脊柱運動分節の不安定性はしばしば当該分節の癒合を必要とする。癒合すべき運動分節の骨癒合に必要な定着を達成するために、当該分節は固定システムでさまざまに安定させられる。これらの固定システムは後方から挿入して係止し、茎部内で骨ねじを用いて係止を行うか、あるいは、前方もしくは前外側から挿入して係止し、椎体内で骨ねじを用いて係止を行うかのいずれかである。
【０００３】
固定システムの係止の質は骨構造の質に強く左右される。これは特に前外側で係止される固定システムの場合に妥当する。骨粗鬆病度が大きければ大きいほど、骨ねじがすでに小さな荷重において骨を切断する危険が一層大きくなる。太いねじを使用すると切断の危険が小さくなる。しかし他方で、椎体内の骨構造を過度に強く破壊しないために過度に太いねじは使用したくない。
【０００４】
係止要素の切断の危険を減らすための解決策がＤＥ２９６００８７９ AESCULAPとＷＯ００／１０４７３ AEBIに示してある。そこで問題となっているのは基本的に、椎体にねじ込まれる中空ねじである。この中空ねじは、骨を多く押しのけることなくそれが大きな外径を有する利点を有する。ねじ込むとき中空ねじの中心に錐状骨が残る。この解決策の欠点として、
ａ）中空ねじをねじ込むとき、中心に残る錐状骨の血管分布が大部分破壊され、これは特に骨粗鬆症の骨の場合問題を生じることがあり、
ｂ）修理機構がまだ機能する骨の場合中空ねじは、点検時に除去困難になるほどに、もしくは除去時に大きな骨障害を生じるほどに、強固に定着することがある（例えば、頚椎に挿入された中空ねじは一部ではもはや除去できなかった）。
【０００５】
管状骨の骨折の手術処置に関連して髄内安定化技術が開発されたが、前および前外側脊柱固定システムを係止する問題を解決するためにこの技術は転じて脊柱でも成功裏に利用できる。
【０００６】
髄内釘は、骨折した管形骨の近位部を遠位部と髄内で結合することによって、骨折した管形骨の副子固定に利用される。しかし髄内釘はその幾何学のゆえに小さな回転荷重および軸方向荷重のみ吸収できる。これは、骨折した骨が軸方向荷重を受けて高さを保つことができかつ骨折が多かれ少なかれ骨幹にある限り、問題でない。しかし多破片的骨折が存在するや、髄内釘は近位側と遠位側で係止されねばならない。それとともに髄内釘はもはや副子固定に役立つだけでなく、脊柱の場合と同様に近位側および遠位側で係止された長手材として役立ち、この長手材はあらゆる平面において力およびモーメントを近位側から遠位側へと伝達できる。係止インプラントは、髄内釘の場合、遠位側および近位側で骨および髄内釘を横切って通されるねじである。骨粗鬆症や関節に近い骨折の場合、ねじによる髄内釘の係止はもはや十分でない。ＵＳ３４３３２２０ ZICKEL、ＥＰ０４１１２７３ FRIGG、ＵＳ４１０３６８３ NEUFELD、ＵＳ４９７８３４９ FRIGG、ＤＥ４３１８１５０ FRIEDL、ＥＰ０４９１１３８ FRIGG、ＤＥ３７３０５７０ MATTHECK、ＷＯ９８／３０１６４ BRESINA、ＷＯ９９／４５８５８ HUNGERBUHLERに述べられかつ臨床的にも利用されているような螺旋状に捩られた刃状インプラントは脊柱で利用するには不適である。
【０００７】
（発明の開示）
この点で本発明は救済策を提供せんとするものである。本発明の課題は、螺旋状に捩られた刃状係止要素を用いて椎体に固着可能かつ以下の付加的条件を考慮する脊柱固定装置を提供することである：
ａ）長手材を挿入する前に係止インプラントをセットし、これにより、複雑な照準装置と、長手材を基準にして係止要素を特別に整えることは不要になる；
ｂ）長手材は係止インプラントの末端に嵌着される；
ｃ）長手材と係止インプラントとの間の結合部が多軸で隙間なく角度安定的にロック可能かつ再び解除可能である；
ｄ）係止要素は送り装置で引入れ可能でなければならず、これにより、未制御な打込みが不要になる。
【０００８】
本発明のこの課題は、骨、特に椎体を互いに相対的に固定するための請求項１の特徴を有する固定装置で解決する。
【０００９】
骨、特に椎体を互いに相対的に固定するための本発明による装置は実質的に、中心軸線を有する一つの縦方向長手材と、長手軸線と各一つの前端と各一つの後端とを有するｎ個の係止要素（２≦ｊ≦ｎ）とを含む。係止要素の長手軸線は長手材の中心軸線に対して好ましくは６５°〜１１５°の角度に配置できる一方、係止要素は、後端に隣接して、前端に向かって刃形に構成されている。長手材と係止要素との間の結合部を解除可能にロックするための、後端の方から操作可能な保持手段を備えた長手材用受容手段を各係止要素が後端に含むことによって、係止要素の好ましくは角度変更可能な結合部は達成される。ロックされた結合部は長手材と係止要素との間の相対運動を可能とせずかつ三次元座標系の三つの軸方向全てにおいて力およびモーメントを吸収する。
【００１０】
受容手段の実施形態に応じて係止要素の長手軸線と長手材の中心軸線との間の角度は固定されており、または軸線を中心に変更可能であり、または本発明による装置の他の実施形態において多軸で調整可能である。
【００１１】
刃の表面はやはり、長さＬと幅Ｂとによって限定された側で、または長さＬと幅Ｂとによって限定された両方の側で、さまざまに構成しておくことができる：
ａ）平滑な表面；
ｂ）鋸歯を有する；
ｃ）鱗状；
ｄ）矢形歯を有する；
ｅ）粗い表面（例えばエッチング、プラズマ被覆、ブラスト）；または
ｆ）有孔（骨が孔内で成長することによる生物学的閉鎖）。
【００１２】
表面構造は片面に、両面に、または刃表面の一部にのみ設けておくことができる。刃の各種構成はさまざまな表面と組合せ可能である。
【００１３】
係止要素は打込みによってまたは送り装置を利用して椎体に挿入することができる。脊柱での未制御な打込みは一般に望ましくない（きわめて重要な神経・血管構造を損傷する危険）。考えられる送りシステム：
ａ）送りねじが刃（先端）に一体化されている；
ｂ）相手皮質骨(Gegenkortikalis)内で係止される要素（ねじ、栓、フック等、延長部付き）は、刃を骨に引き入れるための受け部として役立つ；または
ｃ）装置は係止要素を骨内に加圧するために皮質骨内で係止される。
【００１４】
本発明の他の有利な諸構成は従属請求項に明示されている。
ねじを介して椎骨に係止される装置に比べて本発明は以下の利点を提供する：
１）骨内での切断に関する抵抗が高まり、同時に、押しのけられる骨質量が減少する：
単位長さ当りの支持面積が同じ：
−椎骨当り２本であってコア直径ｄ＝５ｍｍの骨ねじを有するインプラント：
単位面積当りの支持面積：２×ｄ×長さ／長さ＝  １０ｍｍ2／ｍｍ
単位長さ当りの押しのけ量：２×ｄ2×Ｐｉ／４×長さ／長さ＝  ３９ｍｍ2／ｍｍ
−椎骨当り幅Ｂ＝１０ｍｍ、中心の心部直径ｄ＝５ｍｍ、そして刃厚Ｄ＝１．２ｍｍの刃形係止要素を有するインプラント：
単位面積当りの支持面積：２×ｄ×長さ／長さ＝  １０ｍｍ2／ｍｍ
単位長さ当りの押しのけ量：（（Ｂ−ｄ）×Ｈ＋ｄ2×Ｐｉ／４）×長さ／長さ＝  ２５．６ｍｍ2／ｍｍ
すなわち、同じ支持面積において押しのけ量（ねじを除き）の３４％減少が帰結する。
【００１５】
単位長さ当り同じ押しのけ量（ねじを除く）：
−椎骨当り２本であってコア直径ｄ＝５ｍｍの骨ねじを有するインプラント：
単位長さ当りの押しのけ量：２×ｄ2×Ｐｉ／４×長さ／長さ＝  ３９ｍｍ2／ｍｍ
単位長さ当りの支持面積：２×ｄ×長さ／長さ＝  １０ｍｍ2／ｍｍ
−椎骨当り幅Ｂ＝？ｍｍ、中心の心部直径ｄ＝５ｍｍ、刃厚Ｄ＝１．２ｍｍの刃形係止要素を有するインプラント：
単位長さ当りの押しのけ量：（（Ｂ−ｄ）×Ｈ＋ｄ2×Ｐｉ／４）×長さ／長さ＝  ３９ｍｍ2／ｍｍ
単位長さ当りの支持面積：（（３９ｍｍ2−ｄ2×Ｐｉ／４）／Ｈ＋ｄ）×長さ／長さ＝  ２１ｍｍ2／ｍｍ
すなわち、同じ押しのけ量において支持面積の１１０％増大が帰結する。
【００１６】
２）ねじでもって椎体内で係止される装置は、癒合に不可欠な回転安定性を達成するために、椎骨当り少なくとも２本の骨ねじ、または留め金状基材と組合せて１本の骨ねじを必要とする。刃形係止要素はそれ自体回転安定的に骨内で係止されており、したがって、架橋する椎体の効果的癒合に不可欠な回転安定性を提供し、それとともに以下の利点を提供する：
−頭側と尾側で各１個の刃形係止要素を介して脊柱に結合された装置は、ねじを介して係止された嵩張るインプラントよりも高い位置で脊柱に挿入することができる；
−椎骨当り１個の係止要素に減らすことによって、刃形係止要素に基づくインプラントの組立は簡素になり促進される。
【００１７】
（発明を実施するための最良の形態）
以下、幾つかの実施例の部分略図に基づいて本発明と本発明の諸構成がなお詳しく説明される。
【００１８】
図１と図２に示す本発明による装置の実施形態は係止要素３を含み、この係止要素は係止要素３の後端６に長手材１用受容手段７を有する。受容手段７は係止要素３の長手軸線４に同軸な実質的に円筒形の受容頭部１０からなり、この受容頭部は後端６に向かって開口し、長手材１を受容するための通路１１を有する。長手材１はその中心軸線２が長手軸線４に垂直に延びるように受容される。係止要素３は前端５と受容頭部１０との間の領域に係止部分２７を含み、この係止部分は実質的に直方体形の刃９として構成されている。刃９は長手軸線４に垂直に見て、幅Ｂであって、厚さＤの長方形の横断面を有する。刃９の幅Ｂは係止要素３の前端５で収斂して尖端１４となっている。さらに係止要素３の後端６で保持手段８として、長手軸線４と同軸な雄ねじ１２が受容頭部１０に設けられ、またこの雄ねじ１２に螺着可能なナット１３が配置されており、ナット１３を締め付けると長手材１は通路１１内で軸方向でしっかり締め付けられ、これにより係止要素３は長手材１に密着して動かなくされる。
【００１９】
本発明による装置の図３に示す実施形態が含む係止要素３は長手軸線４と同軸な螺旋形刃９を係止部分２７として有する。係止要素３の後端６で、長手軸線４と同軸で係止部分２７に隣接して円錐部分２３が配置され、またやはり同軸でこれに続いてねじ付き心棒２５が配置されている。受容手段７は実質的に、穿孔された結合要素３６からなり、そのなかで長手材１は中心軸線２（図２）と同軸で摺動可能に支承されかつ止めねじ３５で保持可能である。長手材１の脇に延設して結合要素３６内に、結合要素３６を貫通する中空球形空洞３８が配置されており、そのなかで球台形の溝付き緊締要素３７が支承されている。緊締要素３７が内側円錐部３９を備えており、そのなかで係止要素３の円錐部分２３が受容可能である。互いに直交する三つの軸線の周りを空洞３８内で回転可能な緊締要素３７を利用した係止要素３と結合要素３６との間の結合によって、長手材１の中心軸線２と係止要素３の長手軸線４との間の角度は変更可能である。末端側ねじ付き心棒２５に螺着可能なナット１３でもって円錐部分２３が緊締要素３７の内側円錐部３９に引き入れられ、これにより緊締要素３７は半径方向で拡開されて空洞３８内でしっかり締付けられ、係止要素３が結合要素３６内で動かないようにされる。長手材１と係止要素３としての茎ねじとの間のこのような結合部がＥＰ０５９９８４７ SCHLAEPFERに述べられている。円錐部分２３およびねじ付き心棒２５の代りに係止要素３の後端６に球形頭部を配置しておくことができ、この球形頭部は茎ねじとして構成された係止要素３に長手材１を結合するためのＷＯ９８／５２４８２ SCHLAEPFERに開示されたような装置を利用して長手材１に結合可能である。
【００２０】
係止要素３．ｊの後端６に長さＬにわたって隣接した係止部分２７の一実施形態が図４に示してある。係止部分２７は実質的に、長さＬ、幅Ｂ、厚さＤの平刃９からなる。刃９の側面３２は長さＬと厚さＤとによって限定される。刃９の長手軸線４に垂直に見た横断面は、側面３２の平面を延びかつ長手軸線４に垂直な第１横軸線２９と、側面３２に垂直かつ長手軸線４に垂直な第２横軸線３０とを含む。厚さＤに対する幅Ｂの比は実質的に１〜１４、好ましくは３〜６である。この厚さＤに対する幅Ｂの比のゆえに、インプラントは骨を大きく破壊することなく椎体に挿入することができる。その際、刃９は荷重の作用を考慮して骨内で整列させられる。第１横軸線２９が脊柱の長手軸線と平行に延びるように刃９が椎体内に移植されると、刃９は曲げに対して高い強度を有するが、しかし骨切断の点で不都合な位置にある。それに対して第２横軸線３０が脊柱の長手軸線と平行に延びるように刃９が椎体内に移植されると、骨切断の点で刃９の位置は好ましいものとなるが、しかしながらこれは刃９の曲げ強度低下と結び付いている。刃９は以下のように構成しておくことができる：
【００２１】
ａ）長さＬ、厚さＤ、幅Ｂの直方体形状（図５ａ）；
ｂ）前端５に向かって幅Ｂが収斂する楔形（図５ｂ）；
ｃ）前端５に向かって幅Ｂが拡がる楔形（図５ｃ）；
ｄ）平面図で見て刃９は前端５が凸面状に構成されている（図５ｄ）；
ｅ）平面図で見て刃９は前端５が等辺または不等辺で尖端１４となっている（図５ｅ）；
ｆ）平面図で見て刃９は前端５が片側で斜めにされている（図５ｆ）；
ｇ）平面図で見て刃９は前端５が片側で丸くされている（図５ｇ）；
ｈ）側面３２と平行に延びる縦断面において刃９は前端５が等辺または不等辺で尖っている（図６ａ）；
ｉ）側面３２と平行に延びる縦断面において刃９は前端５が片側で斜めにされている（図６ｂ）；
ｊ）長手軸線４に垂直な横断面において刃９は側面３２にある両方の側稜が尖端となる（図７ａ）；
ｋ）長手軸線４に垂直な横断面において刃９は側面３２にある一つの側稜が尖端となる（図７ｂ）；
ｌ）長手軸線４に垂直な横断面において刃９は側面３２にある一つの側稜が斜めにされている（図７ｃ）；
ｍ）長手軸線４に垂直な横断面において刃９は側面３２にある両方の側稜が等しく斜めにされている（図７ｄ）；
ｎ）長手軸線４に垂直な横断面において刃９は側面３２にある両方の側稜が相逆向きに斜めにされている（図７ｅ）。
【００２２】
捩られた刃９の二つの実施形態が図８ａと図８ｂに示してある。図８ａが示す刃９は、側面３２の一つに隣接して長さＬを含む刃９の稜を中心に長さＬにわたって捩り角αだけ捩られている。図８ｂが示す刃９は長手軸線４を中心に長さＬにわたってやはり捩れ角αだけ捩られている。捩れは左捩りまたは右捩りとしておくことができる。捩れ長ＬV、捩れ角αの場合、捩りのピッチは以下のように定義することができる：
ピッチＳ＝Ｌv*３６０°／α［°］
【００２３】
刃９をこのように螺旋形に構成する場合、６０ｍｍ〜３００ｍｍ、好ましくは１００ｍｍ〜２４０ｍｍのピッチが有利である。
【００２４】
図９ａは刃９の組合せ体を有する係止要素３の他の実施形態を示す。この係止要素３は２枚の刃９を有する係止部分２７を含み、係止要素３の全長にわたって長手軸線４と同軸に配置される中空体２８によって刃は結合される。両方の刃９は、それらの第１横軸線２９が一平面内にあるように配置されている。中空体２８は長手軸線４と同軸で穴２０が穿孔されている。
【００２５】
係止要素３の図９ｂに示す実施形態は複数枚の刃９の他の組合せ体であり、この組合せ体は３枚の放射状に配置される刃９を含む。３枚の刃９の一つの側面３２（図４）は長手軸線４と平行に同軸な中空円筒２８に結合されており、刃９の第１横軸線２９は長手軸線４を基準に中心角β、γ、δを成す。ここに示す実施形態において中心角β、γ、δは等しく、すなわちβ＝γ＝δであるが、他の実施形態において刃９は必要に応じてさまざまな中心角で配置しておくことができる。３枚以上の刃９を含む係止要素３は螺旋状に構成しておくこともできる。
【００２６】
髄内釘システムの場合、刃形係止インプラントは打ち込まれる。脊柱の場合、打込みはきわめて重要な神経・血管構造を損傷する危険があるので厳禁である。
【００２７】
送り装置１５を利用して係止要素３を制御下に挿入する可能性が図１０〜図１３に示してある。図１０に示す送り装置１５が含む送りねじ１６は、ねじ先端１７と、ねじ軸部１８と、ねじ先端１７に隣接するねじ部分２１と、駆動手段１９とを有し、駆動手段１９は係止要素３の後端６から操作可能である。送りねじ１６は係止要素３に対して相対的に回転自在である。送りねじ１６はねじ回し４９で回されると骨内を螺旋状に動いて係止要素３を一緒に進める。
【００２８】
ねじ部分２１は図１０と図１１によれば係止部分２７に一体化しておくことができ、ねじ山は刃９の厚さＤから半径方向に張り出し、または係止要素３の前端５で係止部分２７から末端側で突出する。さらに、ねじ部分２１は長さＬの一部にわたってのみまたは全長Ｌにわたって延設することができる。この送り装置１５の利点は送りねじ１６が係止部分２７を直接に骨内に引き入れることにある。他方で欠点として椎体の中心で骨はごく多孔性であり、送りねじ１６が空回りし、送り装置が機能しないことがある。
【００２９】
図１２において送り装置１５が含む送りねじ１６は中空体２８の穴２０内で支承され、係止要素３の前端５から突出し、相手皮質骨内で係止可能である。送りねじ１６の場合のようにねじを利用して相手皮質骨内で係止する代りに、延長部を有する他の要素、例えば栓４６（図１６ａと図１６ｂ）またはフック４７（図１７ａと図１７ｂ）等も利用できる。係止要素３の後端６に送り装置１５は送りねじ１６に結合された延長部６３を有し、この延長部は長さ部分Ａにわたって同軸で係止要素３から突出し、末端側に受け部５０を有する。こうして受け部５０と係止要素３の後端６との間に拡開装置５１を介装することができ、係止部分２７は拡開装置５１の拡開によって骨内に押し込むことができる。送り装置１５のこの実施形態の利点は、最良と考えられる骨内で送りねじ１６が最初から係止されていることにある。他方で、大きさの制限から費用のかかる器具が必要とされるのが欠点である。
【００３０】
図１３に象徴的に示したＵ形補助装置４８は、係止部分２７を係止要素３の後端６で拡開装置５１によって骨内に加圧するために例えば骨ねじ５２によって皮質骨内で受け部として係止される。ここでは補助装置４８を係止するのに椎体の付加的穿孔が不可欠となることが不利に作用する。
【００３１】
骨ねじや中空ねじと比較して、刃９は長手軸線４における係止強度が比較的乏しい欠点を有する。図１０〜図１２に示す送り装置１５が係止強度を高める。
【００３２】
図１４ａ〜図１４ｃは、刃９の表面造形によって長手軸線４における係止強度を高めることのできる可能性を示す：
ａ）刃９の長さＬと幅Ｂとによって限定された表面の鋸歯状構成（図１４ａ）。その際、鋸歯の急峻な側は係止要素３の前端５とは逆の方を向いている；または
ｂ）刃９の長さＬと幅Ｂとによって限定された表面の鱗状構成（図１４ｂ）。ここでも鱗の急峻な側は係止要素３の前端５とは逆の方を向いている。
【００３３】
鋸歯状構成または鱗状構成は長さＬと幅Ｂとによって限定された表面の一方にのみまたはこれらの表面の両方に設け、長さＬの一部のみを占め、または全長Ｌにわたって延設することができる。
ｃ）機械的閉鎖の代りに生物学的閉鎖も利用可能である。図１４ｃに示すようにこの場合刃９は長さＬと幅Ｂとによって限定された表面に垂直に複数の孔６２が穿孔され、骨は孔６２内を成長できる。
【００３４】
図１５の実施形態において、雄ねじ４１を有するねじ込筒体４０が係止要素３の後端６に配置されている。ねじ込筒体４０が含む同軸な穴４２は係止部分２７と末端側円錐部分２３との間に配置される円筒心棒４３上にずらすことができる。送りねじ１６（図１０〜図１２）と同様に、このねじ込筒体４０はやはり骨内で係止要素３の係止強度を高めるのに役立つ。この実施形態は図１０〜図１４に示す変種と組合せて応用することができる。
【００３５】
送り装置１６（図１２）を相手皮質骨内で係止するための装置が図１６ａと図１６ｂに示してあり、この装置は送りねじ１５（図１２）の代りに利用可能である。これは、その第１末端５６および第２末端５７の方から同軸な溝５５によって半径方向で弾力的に構成された中空円筒形栓４６である（図１６ａ）。図１６ａの実施形態において栓４６の半径方向拡開は、やはり同軸なねじ棒５４上に同軸で配置される二つの拡開円錐体５３を利用して行われる。この拡開円錐体５３はねじ棒５４上の雄ねじと拡開円錐体５３内の雌ねじとによって互いに移動可能である。図１６ｂに示すように、拡開円錐体５３の代りに楔要素５８も栓４６の半径方向拡開に利用できる。ここに示した栓４６は第２末端５７の方からのみ同軸で設けられた溝５５を有し、栓４６の拡開はねじ棒５４を利用して楔要素５８を同軸で引き入れることによって行われる。楔要素５８は図１６ｂに示すような４部分構成の代りに１部分構成、２部分構成または３部分構成とすることもできる。
【００３６】
送り装置１６（図１２）を相手皮質骨内で係止するための他の装置が図１７ａと図１７ｂに示してある。これは係止要素３（図１）の長手軸線４を基準に半径方向で拡開するフック４７であり、その先端６１に向かって先細となり、組立前および組立中、同軸に配置される筒体５９によって半径方向で圧縮される。フック４７は同軸な棒６０を利用して導入される。フック４７の導入後、筒体５９は先端６１とは反対側の末端を介してフック４７から引き離され、これによりフック４７は半径方向で弾力的に拡開して相手皮質骨内で係止される。
【００３７】
図１８は係止要素３を挿入した椎体６３の横断面図であり、この係止要素は長手軸線４が脊柱の長軸を横切って椎体６３に通されている。
【００３８】
図１９は本発明による装置を移植した複数の椎体６３の側面図であり、この実施形態においてこの装置は中心軸線２を脊柱の長軸と平行にした一つの入れ子式長手材１と二つの係止要素３とを含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による装置の一実施形態の平面図である。
【図２】  本発明による装置の図１に示す実施形態の側面図である。
【図３】  本発明による装置の他の実施形態の側面図である。
【図４】  係止要素の一実施形態の斜視図である。
【図５】  ａ〜ｇは係止要素のさまざまな実施形態の平面図である。
【図６】  ａとｂは係止要素のさまざまな実施形態の側面図である。
【図７】  ａ〜ｅは係止要素のさまざまな実施形態の係止部分の横断面図である。
【図８】  ａとｂは係止要素のさまざまな実施形態における捩られた係止部分の斜視図である。
【図９】  ａとｂは係止要素のさまざまな実施形態における複数枚の刃からなる係止部分の斜視図である。
【図１０】  送りねじを備えた螺旋形係止要素の一実施形態の斜視図である。
【図１１】  ３枚の刃を有する、送りねじを備えた係止要素の他の実施形態の斜視図である。
【図１２】  送り装置を備えた係止要素の他の実施形態の斜視図である。
【図１３】  送り装置で移植可能な係止要素の斜視図である。
【図１４】  ａは表面構造を有する係止要素の一実施形態の斜視図、ｂは表面構造を有する係止要素の別の実施形態の斜視図、ｃは横方向に延びる孔を有する係止要素の一実施形態の斜視図である。
【図１５】  ねじ込筒体を備えた係止要素の一実施形態の斜視図である。
【図１６】  ａとｂは係止要素を挿入するための送り装置を係止するための装置の斜視図である。
【図１７】  ａとｂは係止要素を挿入するための送り装置を係止するための他の装置の斜視図である。
【図１８】  係止要素を移植した椎体の横断面図である。
【図１９】  本発明による装置を移植した脊柱の部分図である。
【図１】
0004588294.tif 000002
【図２】
0004588294.tif 000003
【図３】
0004588294.tif 000004
【図４】
0004588294.tif 000005
【図５ａ】
0004588294.tif 000006
【図５ｂ】
0004588294.tif 000007
【図５ｃ】
0004588294.tif 000008
【図５ｄ】
0004588294.tif 000009
【図５ｅ】
0004588294.tif 000010
【図５ｆ】
0004588294.tif 000011
【図５ｇ】
0004588294.tif 000012
【図６ａ】
0004588294.tif 000013
【図６ｂ】
0004588294.tif 000014
【図７ａ−ｂ】
0004588294.tif 000015
【図７ｃ】
0004588294.tif 000016
【図７ｄ】
0004588294.tif 000017
【図７ｅ】
0004588294.tif 000018
【図８ａ】
0004588294.tif 000019
【図８ｂ】
0004588294.tif 000020
【図９ａ】
0004588294.tif 000021
【図９ｂ】
0004588294.tif 000022
【図１１】
0004588294.tif 000023
【図１５】
0004588294.tif 000024
【図１０】
0004588294.tif 000025
【図１２】
0004588294.tif 000026
【図１３】
0004588294.tif 000027
【図１４ａ】
0004588294.tif 000028
【図１４ｂ】
0004588294.tif 000029
【図１４ｃ】
0004588294.tif 000030
【図１６ａ】
0004588294.tif 000031
【図１６ｂ】
0004588294.tif 000032
【図１７ａ】
0004588294.tif 000033
【図１７ｂ】
0004588294.tif 000034
【図１８】
0004588294.tif 000035
【図１９】
0004588294.tif 000036