【誤訳訂正書】
【提出日】平成20年6月12日(2008.6.12)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】発明の詳細な説明
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、形状記憶技術を使用した進歩した結合装置に関する。本発明は、特に、制限はしないが、複数の椎骨に係合するのに有効で、それを接続し、脊椎の一部に沿って延びる細長い部材に対して多数角度で骨係合ファスナを整列することができる脊柱固定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
脊柱を矯正し安定し、脊柱の種々の水準での固定を容易にするいくつかの技術及び装置が開発された。１つの型式の装置において、脊椎または脊柱の長さに沿って屈曲可能なロッドが長手方向に配置されている。ロッドは、器具が取り付けられる特定の領域の脊柱の正常な湾曲に対応して曲げるのが好ましい。例えば、ロッドは、脊柱の胸の領域の正常な後湾または腰の領域の正常な前湾を形成するために屈曲可能である。このような装置において、ロッドは、多数の固定部材を用いて脊柱の長さに沿って種々の椎骨に結合される。椎骨の特定の部分に係合するように形成された種々の固定部材が提供される。例えば、このような固定部材は、椎骨の薄層に係合するように形成されたフックである。他の主な固定部材は、椎骨にねじ込むことができる脊柱ねじまたはボルトを含む。
【０００３】
屈曲可能な脊柱ロッドを用いた通常の手順において、ロッドは、脊柱または棘突起の両側に配置されている。いくつかの椎体の一部に複数の固定部材が取り付けられている。ロッドは、複数の固定部材に取り付けられ、脊柱を矯正し安定させる力を脊柱に加える。
【０００４】
ロッド型固定装置の１つの例は、Sofamor Danek Group 社により販売されたCotrel - dubosset/CD脊柱装置（ＣＤ装置）である。この装置は、細長いロッドと脊柱との間に係合する種々の固定部材を提供する。ＣＤ装置の１つの側面において、固定部材は、細長いロッドを受けるスロットを形成する本体を含む。このスロットは、固定部材の本体内にロッドを締め付けるためにねじ付きプラグが係合されるねじ付き穴を有する。このＣＤ装置は、「解放バック」形状を有するフック及び骨ねじを含む。この技術の詳細は、Ｄr.Cotrelに付与された米国特許第5,005,562号に見ることができる。ＣＤ装置のこの特徴の１つの利点は、固定部材が細長いロッドのすぐ下に配置されることである。これは、移植部材の全体の大きさを小さくし、周囲の組織に対して外科的な傷を最小限にする。しかしながら、ＣＤ装置の固定部材は、細長いロッドに対する角度位置を変えるために細長いロッドの長手方向軸線の周りで回転することができるのみである。この種の装置は、多数の脊柱の病気について受け入れることができるが、他の場合には、固定部材が、ロッドの軸線に対して複数の平面において角度的に位置付けされる必要がある。換言すれば、固定部材は、ときには概ねコーン形状の通路でロッドに対して回転することができなければならない。この種のねじは、多軸骨ねじと称されてきた。
【０００５】
一般的に湾曲ヘッドを有する骨ねじを細長いロッドに接続する構成の受け部材を含む種々の多軸線骨ねじの構成を説明した。この受け部材は、典型的にはねじ部分を有し、このねじ部分は、ナットまたは止めねじに螺合して骨ねじのヘッドを把持し、所望の角度位置でロッドへねじを接続する。しかしながら、ナット及び止めネジは、生体内で抜ける傾向があることが知られている。これは、多軸線骨ねじ組立体を緩め、さらに追加の外科手術を必要とする。さらに、ナット及び止めねじははがれるか、こすれ、ナットや止めネジをそれらの係合位置にねじ込むために必要な工具を操作するために利用可能なスペースの大きさが制限されている故にそれらの設置は、非常に煩わしいものになる。さらに、これまでの多軸線骨ねじは、典型的には骨ねじの完全な固定を非常に複雑な処理にしてしまう多数の部品を必要としてきた。
【０００６】
近年、「形状記憶合金」として知られる特別の材料が種々の機械的装置の構造に使用されてきた。この種の材料は、銅と亜鉛、ニッケルとチタン、銀とカドミウム、その他の「形状記憶性」を呈することは知られている公知の金属の合金であり、形状記憶合金（ＳＭＡ）から形成された特定の部品はある温度で「記憶された」形状に変形することができる。この形状記憶の特性は、ＳＭＡ合金がマルテンサイト結晶相からオーステナイト結晶相に変化するときに生じる。マルテンサイトの段階において、ＳＭＡは、比較的弱く柔軟である。ＳＭＡ部品の温度が変態温度範囲以上に上昇するとき、ＳＭＡは、オーステナイト相に変態し、材料は比較的強くなり超弾性を有する。一般的に、形状記憶材料の強度と超弾性特性は、変態温度範囲の温度の上端に向かって増大し、その下端に向かって低下する傾向がある。形状記憶の特性を呈する多数の合金があるが、比較的一般的なＳＭＡ合金の１つは、ニッケルとチタンとの合金である。このような周知の合金の１つは、Nitinol（商品名）であり、これは、人体内に配置する装置として非常に有効であることが分かった。なぜならば、その変態温度範囲が室温と正常な人体の温度との間にあるからである。
【０００７】
２つまたはそれ以上の部材を接続するために、形状記憶技術を使用し改良された結合装置を提供するニーズがある。また、形状記憶技術を使用した、改良された多軸線骨係合ファスナを提供する、より特別なニーズもある。また、このニーズは、骨係合ファスナを椎骨に取付け、骨係合ファスナを細長い部材に接続するために使用される部品の輪郭及び容積を最小限にする目的を含むものである。さらに、外科手順中に外科医によって操作されなければならない部品の数を低減することが望ましい。本発明は、これら全体の特定のニーズに合致し、新しい及び非自明な方法で他の利点及び利益を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、全体的に、形状記憶技術を使用した２つまたはそれ以上の部材を接続するための進歩した結合装置に関する。この明細書で説明された本発明の実際の性質は、クレームを参照して決定することができ、好ましい実施形態の特徴を含む本発明が次に説明される。
【０００９】
本発明の１つの形態において、結合部材と圧縮部材とを含む結合装置が部材を接続するために提供されている。この結合部材は、貫通して延びている長手方向の通路を形成し、この通路は、第１の端部及び第２の端部を備えた側壁によって境界づけられている。側壁は、第１の端部から第２の端部に延びている第１のスロットと、第２の端部から第１の端部に向かって延びている第２のスロットとを形成している。第２のスロットの一部が第１のスロットの一部に隣接して長手方向に重複して配置されている。圧縮部材は、少なくとも一部が形状記憶材料で形成されており、結合部材の一部の周りに配置されている。圧縮部材は、１つの温度で第１の形状を有し、異なる温度で第２の形状を有する。第２の形状は、結合部材の周りに収縮し、側壁を部材に対して圧縮し、結合部材に対する部材の動きを制限する。本発明の他の側面において、結合部材は、第２の部材に接続するようになっている。
【００１０】
本発明の他の形態において、細長い部材と、少なくとも一部が球形状のヘッド及び骨に係合する部分を有する骨係合部材と、骨係合部材を細長い部材に接続する結合部材および圧縮部材と、を有する固定装置が提供される。結合部材は、貫通する長手方向の通路を有し、この通路は、第１の端部及び対向する第２の端部を有する側壁によって境界づけられている。また結合部材は、側方に延び、細長い部材を受ける寸法を有する通路を備えている。この通路は、長手方向の通路と交差し、第２の端部に細長い部材を受けるための開口を有する。側壁は、第１の端部から第２の端部に延びている第１のスロットと、第２の端部から第１の端部に延びている第２のスロットとを有する。第２のスロットの一部が第１のスロットの一部にほぼ隣接して配置され、長手方向に重複している。圧縮部材の少なくとも一部が形状記憶材料で形成され、結合部材の一部の周りに配置される。圧縮部材は、１つの温度で第１の形状を有し、異なる温度で第２の形状を有する。第２の形状は、結合部材の周りに収縮し、側壁を骨係合部材のヘッドに対して圧縮し、結合部材に対する骨係合部材の動きを制限する。本発明の１つの側面において、側壁は、圧縮部材が第１の形状にあるとき、骨係合部材の角度整合が結合部材に対して可変に調整可能になるように、骨係合部材のヘッドを受ける内側凹所を形成している。本発明の他の側面において、さらに固定装置は、少なくとも一部が形状記憶材料で形成され、通路に隣接する結合部材の他の部分の周りに配置された固定部材を含む。この固定部材は、１つの温度で第１の形状を有し、異なる温度で第２の形状を有する。第２の形状は、結合部材の周りに収縮し、側壁を細長い部材に対して圧縮し、結合部材に対する細長い部材の動きを制限する。
【００１１】
本発明の他の形態において、貫通する長手方向の通路を形成し、通路がつぶすことができるスロット手段を有する結合部材を含む、部材を接続するための結合装置が提供される。形状記憶手段は、１つの温度のとき結合部材に対する部材の動きが可能になるように結合部材と協働し、第２の温度のとき、結合部材に対して部材の動きを制限する。本発明の他の側面において、結合装置は、結合部材を第２の部材に接続する手段を含む。
【００１２】
本発明の他の形態において、２つの一体的に形成された長手方向の部材を有する結合部材を有する部材の接続のための結合装置が提供される。この部材は、結合部材を貫通するように延びる長手方向の通路を形成しており、概ね長手方向に延びる第１および第２の縁部を有する材料の狭い部分によって接続されている。結合装置は、更に、圧縮部材を含み、この圧縮部材は、少なくとも一部が形状記憶材料で形成されており、２つの長手方向部材の少なくとも一部の周りに配置されている。圧縮部材は、１つの温度で第１の形状を有し、異なる温度で第２の形状を有する。第２の形状は、長手方向部材の周りに収縮し、長手方向部材を通路内に配置された部材に対して押して、結合部材に対する部材の動きを制限する。本発明の他の側面において、結合部材は、第２の部材に接続するようになっている。
【００１３】
本発明の他の形態において、結合部材及び圧縮部材を含み、部材に対して結合する結合装置が提供される。結合部材は、貫通する長手方向通路を形成する。通路は第１の端部及び第２の端部を有する側壁によって境界づけられている。側壁は、第１の端部から第２の端部に延びており、第１及び第２の部材を含む第１のスロットと、第２の端部から第１の端部に延びており、第１のスロットの第１及び第２の部材の中間に配置された部分を有する第２のスロットと、を有する。圧縮部材は、少なくとも一部が形状記憶材料で形成され、結合部材の一部の周りに配置されている。圧縮部材は、１つの温度で第１の形状を有し、異なる温度で第２の形状を有する。第２の形状は、結合部材の周りで収縮し、側壁を部材に対して圧縮し、結合部材に対する部材の動きを制限する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の１つの目的は、形状記憶技術を使用して改良された結合装置を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、骨係合部材を細長い部材に接続するための脊柱固定装置で使用する改良された結合装置を提供することである。
本発明の他の目的、特徴、利点、利益は、この明細書に含まれる図面及び詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の好ましい実施形態による脊柱固定装置１０を示す。装置１０は、骨係合部材１２と、細長い部材１４と、骨係合部材１２を細長い部材１４に接続する結合装置１６と、を有する。一般的な用途において、一対の細長い部材１４が脊柱の両側に配置され、複数の骨係合部材１２が２つまたはそれ以上の椎体に取り付けられ、細長い部材１４の長さに沿って固定される。細長い部材１４を脊柱の各側に取り付けることが好ましいが、単一の細長い部材１４を脊柱の一方の側に取り付けることができることも理解すべきである。装置１０は、広範な脊柱の病気を解決するために脊柱に関連される広範な用途に使用することができる。例えば、装置１０の用途は、椎間板切除術の後に固定するために脊柱の腰の領域に制限される。別の例として、装置１０は、側湾症のような種々の変形を矯正するために脊柱の胸部及び腰領域の全長にほぼ沿って延びることができる。他の用途において、装置１０は、脊柱の骨折または脱臼に続いて起こるような頚椎の固定及び安定化を提供する。もちろん、装置１０の部品の形状が、治療する脊柱の領域及び施される治療の種類によって変化することは理解できよう。
【００１７】
本発明によれば、細長い部材１４と１つまたは複数の椎骨との間の係合は、細長い部材１４に対して広範な３次元の角度での骨係合部材１２の位置付けが必要になる。ある環境において、細長い部材１４を椎骨に対して最適な空間的関係で配置することは困難である。この時点で、骨係合部材１２と脊柱との係合は、従来の装置及びシステムを使用することによっては不可能な向きを含む細長い部材１４に対する種々の角度向きをとることが骨係合部材１２が必要である。
【００１８】
図１及び図２を参照すると、結合装置１６によって細長い部材１４に接続されている骨係合部材１２が示されている。好ましい実施形態において、結合装置１６は、長手方向軸線Ｌを形成する結合部材１８と、圧縮部材２０と、固定部材２２と、を有する。結合部材１８は、骨係合部材１２及び細長い部材１４の一部を受けるようにされている。圧縮部材２０及び固定部材２２は、結合部材１８の一部の周りに配置され、概ね長手方向の軸線Ｌに沿って整列している。結合装置１６の１つの実施形態において、骨係合部材１２は、長手方向の軸線Ｌに対して角度Ａまで広範な角度をとることができる。角度Ａは、単一の平面（すなわち、紙の面）にあるように図１及び図２に示されているが、骨係合部材１２が長手方向の軸線Ｌに対してほぼ円錐形状の通路を通って回転することができることは理解すべきである。結合装置１６の作業形状において、骨係合部材１２は、結合部材１８に対して自由に回転することができ、他の作業形状においては、結合部材１８は、骨係合部材１２の一部に対して圧縮され、これにより結合部材１８に対する骨係合部材１２の移動を制限する。同様に結合装置１６の作業形状において、細長い部材１４は、結合部材１８に対して回転し直動することができ、他の作業形状において、結合部材１８は、細長い部材１４の一部に対して圧縮され、結合部材１８に対して細長い部材１４の運動を制限する。
【００１９】
図３を参照すると、骨係合部材１２の種々の構造上の詳細が示されている。骨係合部材１２は、接続部分２４と、そこから延びている係合部分２６とを含む。好ましくは、接続部分２４は、少なくとも一部が球形のヘッド２８を含む。ヘッド２８は、骨係合部材１２が長手方向軸線Ｌに対して種々の角度で傾斜することができるように結合部材１８に当接して圧迫する、ほぼ球形の面２９を形成する。ほぼ球形状であるヘッド２８が示されているが、球形面２９が楕円形状または多数の他の弧状の構成のような種々の形状構成をとることができることは理解すべきである。
【００２０】
骨係合部材１２の１つの特定の実施形態において、ヘッド２８は、ヘッド２８の周囲に配置された複数の工具マーク３０を形成している。ヘッド２８は、頭部が切られた平坦な上面３２を有し、この上面３２に工具受け凹所３４が形成され、これは、いかなるタイプの公知のねじ回し工具を受けることができるように形成されている。好ましくは、必ずしも必要ではないが、工具受け凹所３４は、骨係合部材１２が椎体にねじ込まれるようにねじ込み工具の６角の端部を受けるような寸法の６角形の溝である。係合部分２６は、ねじ３６を備えるねじが形成されたシャンク部３５を含む。好ましくは、ねじ３６は、椎体に係合するように構成された軟骨質ねじである。係合部分２６がねじが形成されたシャンク部であるように示されているが、例えば、椎体の種々の側面に係合することができるフックのような他の形状に係合部分２６を形成することができることは理解できよう。骨係合部材１２の他の側面において、環状のにげ面３７がヘッド２８とねじが形成されたシャンク部３５との間に設けられる。図１および図２を参照すると、環状のにげ面３７は、ねじが形成されたシャンク部３５と結合装置１８の底部端部との間の接触を避けることによって骨係合部材１２が長手方向軸線Ｌに対して広範な角度の動きを有することができるようにする。
【００２１】
図１及び図２に示すように、細長い部材１４は、結合部材１８の一部分の中に受けることができるような寸法を有する接続部分３８を含む。好ましい実施形態において、細長い部材１４は、脊柱の一部に沿って延びている形状の脊柱ロッドである。接続部分３８は、全体が円形の外側断面を有するように示されているが、例えば、正方形、楕円形、多数の他の多角形状のような種々の他の形状をとることができることは理解できるであろう。
【００２２】
図４ないし図７を参照すると、結合部材１８の種々の構造的な詳細が示されている。結合部材１８は、これを通り概して長手方向軸線Ｌに沿って延びており、上方開口４０ａ及び下方開口４０ｂを備えている通路４０を含む（図６参照）。好ましくは、必ずしも必要ではないが、結合部材１８は、実質的に円筒形の形状であり、外径Ｄ１を形成する。通路４０は、第１の端部４２ａ及び反対側の第２の端部４２ｂを有する側壁４２によって境界づけられている。側壁４２は、骨係合部材１２の角度整列が結合部材１８の長手方向軸線Ｌに対して可変に調整することができるように中にヘッド２８を受けるようになっている内側環状凹所４３を形成する。内側凹所４３は、ヘッド２８の球形面２９に概ね対応する、周囲の、一部
が球形の面４４を含む。一部が球形の面４４は、ヘッド２８が内側凹所４３内に配置されたとき、球形面２９の一部にのみ接触している。換言すると、球形面４４の半径は、球形面２９の半径より小さい。この実施形態において、内側凹所４３の外縁のみが、球形面２９に接触する。好ましくは、必ずしも必要ではないが、内側凹所４３は、第２の端部４２ｂに隣接するように通路４０に沿って配置される。さらに側壁４２は、内側凹所４３から第２の端部４２ｂに外側に延びる内側のテーパを有する面４６を形成する。好ましくは、通路４０は、必ずしも必要ではないが、内側凹所４３と第１の端部４２ａとの間に配置される、周囲の、一部が球形の、上方の面４７を含む。
【００２３】
図２を再び参照すると、球形ヘッド２８が内側凹所４３内で回転するときに結合部材１８に対する骨係合部材１２の大きい動きの範囲が提供される。テーパが形成される面４６は、骨係合部材１２が長手方向の軸線Ｌに対して角度Ａまで回転することができるようにする。好ましい実施形態において、テーパ面４６は、ヘッド２８の外径よりわずかに小さい内径で内側凹所４３と連通している。この方法において、側壁４２は、ヘッド２８を内側凹所４３内に受けるため、内側凹所４３内でヘッド２８を受けるために十分に大きな寸法を有するまで通路４０を拡張するようにわずかに外側に変形しなければならない。ヘッド２８が内側凹所４３内に配置されると、側壁４２は、元の変形されない状態に戻ることができる。結合部材１８の弾性的な特徴は、内側凹所４３内でヘッド２８を一時的に保持する。
【００２４】
図４ないし図７を参照すると、結合部材１８は、貫通するように側方に延びる通路４８を形成している。通路４８は通路４０と交差し、好ましくは長手方向軸線Ｌに概して直角に整列する。通路４８は、凹形状の底面５０と対向する平面５２ａ、５２ｂとによって境界づけられる。平面５２ａ、５２ｂは、凹形状の底面５０と通路４０の上方の開口４０ａとの間で連通し、実質的にＵ形状の通路を形成している。凹形状の底面５０は、通路の直径Ｄ２を有し、この通路の直径Ｄ２は、細長い部材１４の接続部分３８の外径にほぼ等しいことが好ましい。対向する平坦面５２ａ、５２ｂは、好ましくは接続部分３８の外径よりわずかに小さい幅Ｗ１を規定している。
【００２５】
細長い部材１４は、長手方向軸線Ｌを横断するように凹形状の底面５０に沿って通路４８を通って細長い部材１４を摺動させるか、表面５２ａ、５２ｂがその間の細長い部材１４を受けるのに十分に広がるように対向する平坦面５２ａ、５２ｂの間に細長い部材１４をスライドさせ、側壁４２をわずかに変形することによって通路４８内に受けることができる。細長い部材１４は、凹形状の底面５０に向かって長手方向の軸線Ｌに沿ってスライドすることができる。細長い部材１４が凹形状の底面５０に隣接するように配置されると、側壁４２は、元の変形されない状態に戻ることができる。このようにして、細長い部材１４は、通路４８内に一時的に維持されることができる。しかしながら、代わりに、通路の直径Ｄ２と通路の幅Ｗ１とをほぼ等しくすることができることは理解できるであろう。通路の直径Ｄ２及び通路の幅Ｗ１は、通路４０の最大直径より小さく示されているが、片側または双方を通路４０の最大直径よりわずかに大きい寸法にすることができることも理解すべきである。さらに、通路４８は、骨係合部材１２のヘッド２８が内側凹所４３内に受けられるとき、ヘッド２８が通路４８には交差せず、細長い部材１４に接触しないように、内側凹所４３から十分に間隔を空けて配置される。
【００２６】
結合部材１８は、側壁４２から延びる一対の対向するフィンガ部分５４ａ、５４ｂを有する。フィンガ部分５４ａ、５４ｂは、それぞれ、通路４８から外側に面する丸い部分５６と、対向する平坦面５２ａ、５２ｂの対応する一方の表面と概して同一平面に配列されている平坦部分５８とを有する。対向するフィンガ部分５４ａ、５４ｂは、丸くされた部分５６の間で測定されるとき、好ましくは結合部材１８の外径Ｄ１にほぼ等しい最大外側幅Ｗ２を形成する。対向するフィンガ部分５４ａ、５４ｂの各々は、上面５９と、上面５９と平坦部分５８との間に延びる傾斜面６０とを有する。傾斜面６０は、平坦部分５８の間で細長い部材１４を通路４８に案内する際の補助として作用する。
【００２７】
結合部材１８の側壁４２は、第１の端部４２ａから第２の端部４２ｂに向かって延びている第１のスロット６２ａを画成している。側壁４２は、第２の端部４２ｂから第１の端部４２ａに向かって延びている第２のスロット６２ｂを有する。第２のスロット６２ｂの一部は、第１のスロット６２ａの一部に隣接し、長手方向に重複するように配置される。換言すれば、長手方向軸線Ｌに直角に整列され、長手方向の軸線Ｌに沿った選択された場所に配置された平面は、第１のスロット６２ａ及び第２のスロット６２ｂの双方に交差している。好ましくは、必ずしも必要ではないが、第１のスロット６２ａは、第２の端部４２ｂに隣接した場所で終了している。同様に、好ましくは、第２のスロット６２ｂは、通路４８のほぼ凹形状の底面５０の近傍に隣接した場所で終了している。しかしながら、第１のスロット６２ａの比較的小さい部分のみが第２のスロット６２ｂにほぼ隣接して長手方向に重複して配置されることが必要なことは理解できよう。
【００２８】
第１のスロット６２ａ及び第２のスロット６２ｂは、互いにほぼ平行に整列していることが好ましい。しかしながら、第１及び第２のスロット６２ａ、６２ｂは、代わりに、非平行な形状に整列することもできる。また、スロット６２ａ、６２ｂは必ずしも直線である必要はないが、角度を有するか湾曲した形状をとることもできる。好ましい実施形態において、第１及び第２のスロット６２ａ、６２ｂは、互いに実質的に平行に整列され、概ね長手方向の軸線Ｌに沿って整列している。好ましくは、必ずしも必要ではないが、側壁４２は、第１及び第２のスロット６２ａ、６２ｂと実質的に同様に構成された第２の対のスロット６４ａ、６４ｂを形成している。好ましくは、第２の対のスロット６４ａ、６４ｂは、第１及び第２のスロット６２ａ、６２ｂに概ね対向するように配置される。換言すれば、スロット６４ａ、６４ｂは、第１及び第２のスロット６２ａ、６２ｂに対して反対側の位置に配置されている。図示している実施形態において、第１のスロット６２ａは、通路４８を形成している。換言すれば、通路４８は、第１のスロット６２ａの一部分として考慮される。しかしながら、代わりに、第１のスロット６２ａは、通路４８と交差することなく、側壁４２に沿って配置することができることは理解できよう。
【００２９】
結合部材１８は、２つの一体的に形成された長手方向部材６６ａ、６６ｂからなる。部材６６ａ、６６ｂは、通路４０を形成し、材料の概ね対向するせまい部分６８、７０によって接続されている。部分６８は、概ね長手方向軸線Ｌに沿って延びていることが好ましい第１及び第２の縁部６８ａ、６８ｂを有する。部分７０は、概ね長手方向軸線Ｌに沿って延びていることが好ましい第１および第２の縁部７０ａ、７０ｂを有している。第１及び第２の縁部６８ａ、６８ｂは、ほぼ平行に配置されるが、代わりに、平行でない構成に配置することもできることは理解できよう。さらに、第１及び第２の縁部６８ａ、６８ｂは、概ね長手方向軸線Ｌに沿って配置されているように示されているが、縁部６８ａ、６８ｂの片側または双方が長手方向軸線Ｌを横断するように（すなわち、長手方向軸線Ｌを横切るように）配列されることもできることを理解すべきである。さらに、縁部６８ａ、６８ｂは概ね直線であるように示されているが、角度を有するか、湾曲するような他の形状をとることができることは理解できよう。同様に、部分７０の第１及び第２縁部７０ａ、７０ｂは、縁部６８ａ、６８ｂに対して上述したような形状をとることもできる。さらに、好ましい実施形態は、概ね対称的である（すなわち、長手方向の半体として構成されている）部分６８，７０を考慮しているが、部分６８、７０は、代わりに非対称的な形状をとることができることは理解すべきである。換言すれば、材料の狭い部分６８は、必ずしも材料の狭い部分７０と反対側の位置に配置する必要はない。
【００３０】
図１及び図２を参照すると、圧縮部材２０及び固定部材２２が結合部材１８の一部の周りに配置され、概ね長手方向の軸線Ｌに沿って整列している。圧縮部材２０は、内側凹所４３と同じ横方向平面内で側壁４２の第２の端部４２ｂに隣接して配置されることが好ましい。さらに、圧縮部材２０は、スロット６２ａ、６２ｂ及びスロット６４ａ、６４ｂの長手方向に重複した部分の少なくとも一部の周りに配置されることが好ましい。固定部材２２は、側壁４２の第１の端部４２ａに隣接して位置付けられ且つ対向するフィンガ部分５４ａ、５４ｂの丸くされた部分５６の周りに配置されることが好ましい。
【００３１】
圧縮部材２０及び固定部材２２は、少なくとも一部が、例えば、Nitinol、ニッケルチタンの生体適合性のある形状記憶金属合金のような形状記憶材料で形成される。このような形状記憶材料でつくられた製品は、柔軟であり、典型的には変態温度範囲以下の温度で容易に変形することができる。このような商品は、一般に「記憶された形状」と称される予めプログラムされた形状を有し、形状記憶材料がその変態温度範囲以上の温度に到達したときその記憶された形状に変化する。このような温度に到達した後、その製品は予めプログラムされた記憶された形状に戻ろうとする。そのようにすることによって、熱エネルギーを機械的な仕事に変換する。形状記憶材料には、形状記憶金属合金（例えば、チタンベース合金及び鉄をベースとした合金）及び形状記憶ポリマーを含む広範な形状記憶材料があり、これは、広範な可能な変態温度範囲を有する。適当な形状記憶材料の選択は、大部分において、装置の特定の用途並びに作業環境に必要な材料特性に依存する。Nitinolは、本発明の特定の用途に特に適している。なぜならば、室温と正常な体温との間の変態温度範囲を提供しているからである。さらに、Nitinolは、非常に大きな耐食性を有し、これは人体内で使用するとき利点を有する。さらに動物による移植の研究は、Nitinol材料と直接接触する組織にニッケルの隆起が最小限であることを示している。しかしながら、他の医療用形状記憶合金もNitinolの代わりに使用することができることは理解しなければならない。
【００３２】
図８を参照すると、圧縮部材２０の種々の構造の詳細が示されている。圧縮部材２０は、全体がリング形状であり、内径Ｄ３を有する。圧縮部材２０が円形のリングであるように示されているが、当業者において他の形状及び構成も考えられることは理解すべきである。圧縮部材２０内の形状記憶材料がマルテンサイトすなわち室温の状態であるとき、内径Ｄ３は、結合部材１８の外径Ｄ１よりわずかに大きい。換言すれば、圧縮部材２０は、形状記憶材料がその変態温度範囲（すなわち、形状記憶材料がマルテンサイトまたは室温状態のとき）以下であるとき、圧縮部材２０を側壁４２上に容易にスライドすることができるように側壁４２の外面に対応した内側環状面７６を含む。
【００３３】
図９を参照すると、固定部材２２の種々の構造的な詳細が示されている。固定部材２２は、少なくとも一部が、例えば、Nitinolのような形状記憶材料から形成されている。好ましくは、必ずしも必要ではないが、圧縮部材２０及び形状記憶材料及び固定部材２２の形状記憶材料は、同じ成分である。固定部材２２は、対向する湾曲した内面７８と、その対向する湾曲した内面７８の間に配置された対向するほぼ平坦な内面８０とを有する細長いリングである。湾曲した内面７８は、対向するフィンガ部分５４ａ、５４ｂの丸くされた部分５６に概ね対応して、その間に最大幅Ｗ３を形成している。固定部材２２は、細長いリングとして図示されているが、当業者が考えるような他の形状及び構成も考えることができることは理解すべきである。例えば、固定部材２２は、圧縮部材２０と同様な円形であることもできる。固定部材２２内の形状記憶材料がマルテンサイトまたは室温状態であるとき、内側幅Ｗ３は、対向するフィンガ部分５４ａ、５４ｂの外側の幅Ｗ２よりわずかに大きい。換言すれば、湾曲した内面７８は、形状記憶材料がその変態温度範囲以下の温度にあるとき、固定部材２２が対向するフィンガ部分５４ａ、５４ｂ上を容易にスライドすることができるように十分な距離離れている。
【００３４】
図１ないし図２を参照すると、１つの特定の実施形態において、脊柱固定装置１０は、球形面２９が球形面４４に隣接して配置されるように結合部材１８の内側凹所４３内に骨係合部材１２のヘッド２８を配置することによって組み立てられる。圧縮部材２０は、結合部材１８の周りに配置され、上述したように、好ましくは、内側凹所４３と同じ平面内に、スロット６２ａ、６２ｂ及びスロット６４ａ、６４ｂの長手方向に重複する部分の少なくとも一部の周りに配置される。この最初の組立体は、次に外科手術場所に導入され、骨係合部材１２のねじが形成されたシャンク部３５は、特定の脊柱手順のプロトコルによって椎体の一部分にねじ込まれる。特に、ねじ込み工具（図示せず）は、通路４０を通って受けられ、ヘッド２８の工具受け凹所３４と整列する。骨係合部材１２は、適当な固定にとって適当な深さまで椎体にねじ込まれるが、側壁４２の第２の端部４２ｂが椎体に接触しまたは椎体を押すような深さは好ましくない。装置１０の多軸性能を実現するために、骨係合部材１２は、長手方向軸線Ｌに対して３次元で自由に回転できなければならない。上述したように、好ましい実施形態によれば、テーパ面４６は、球形ヘッド２８の外径よりわずかに小さい内径のところで内側凹所４３に連通している。従って、側壁４２は、ヘッド２８が内側凹所４３内に受けられるようにわずかに広がらなければならない。ヘッド２８が内側凹所４３内に受けられるとき、骨係合部材１２は、結合部材１８に一時的に接続される。
【００３５】
骨係合部材１２が結合部材１８に一時的に接続され、椎体に適切に固定された状態で、細長い部材１４の接続部分３８は、通路４８に導入され、凹形状の底面５０に隣接して配置することができる。上述したように、結合部材１８は、接続部分３８が長手方向軸線Ｌと骨係合部材１２との間の相対角度Ａに無関係に、骨係合部材１２のヘッド２８のいかなる部分にも接触しないように形成されていることが好ましい。接続部分３８が通路４８内に適当に配置されると、固定部材２２は、対向するフィンガ部分５４ａ、５４ｂの周りに配置される。上述したように、好ましい実施形態によれば、対向する平坦面５２ａ、５２ｂは、接続部分３８の外径よりわずかに小さい通路幅Ｗ１を有し、従って、側壁４２は、細長い部材１４を通路４８内に受けるようにするためにわずかに広げられなければならない。接続部分３８が通路４８内に受けられるとき、細長い部材１４は、結合部材１８に一時的に接続されている。
【００３６】
装置１０を組み立てる特定の手順を説明したが、当業者が考えるような他の手順及び上述したような説明は保護の範囲を制限するものではないことを理解すべきである。
【００３７】
圧縮部材２０及び固定部材２２の各々の内部の形状記憶材料は、変態温度範囲以下の温度であるが、骨係合部材１２は、長手方向軸線Ｌに対していかなる方向にも自由に回転できる。同様に、細長い部材１４は、通路４８内で自由に回転及び直動が可能である。患者に圧縮部材２０及び固定部材２２を挿入する前に、圧縮部材２０及び固定部材２２の各温度は、変態温度範囲以下であり、形状記憶材料は、マルテンサイト状態であることは理解すべきである。この段階において、圧縮部材２０は、図８に示すように、内側環状面７６が内径Ｄ３を有する第１の形状を有し、図９に示すように、固定部材２２が湾曲した内面７８が最大限の内側幅Ｗ３を形成する第１の形状を有する。
骨係合部材１２及び細長い部材１４が結合部材１８に対して所望の位置及び向きで配置されると、圧縮部材２０及び固定部材２２は、以下に示すような方法で加熱される。形状記憶材料の温度が変態温度範囲を超えて上昇するとき、形状記憶材料はそのマルテンサイト状態からオーステナイト状態に変態する。オーステナイト状態において、圧縮部材２０及び固定部材２２は、各々が第２の形状に変形される。図８を参照すると、オーステナイト状態において、圧縮部材２０は、仮想線で示す内側環状面７６′によって形成されるように内径がＤ３′まで減少する第２の形状に変わる。図９を参照すると、オーステナイト状態において、固定部材２２は、その最大の内側幅が、仮想線で示されるような湾曲した内面７８′によって示されるようなＷ３′に減少される第２の形状に変わる。図９は、平坦な内面８０が短くなるようなことのみを示す固定部材２２の変形が図示されているが、他の実施形態において、平坦な内面８０を分離する距離を固定部材２２が第１の形状から第２の形状に変形するときに減少することができる（すなわち、湾曲した内面７８の寸法及び形状が平坦な内面８０と同時に変形されることができる）ことは理解すべきである。
【００３８】
骨係合部材１２が長手方向軸線Ｌに対して所望の角度、向きに配置されると、圧縮部材２０が加熱される。圧縮部材２０が形状記憶材料の変態温度範囲以上の温度で第２の形状に変形されるとき、圧縮部材２０は、結合部材１８の周りで収縮される。圧縮部材２０が結合部材１８の周りに係合し締め付けるとき、相応して、側壁４２は、骨係合部材１２、特にヘッド２８を緊密に圧縮する。形状記憶材料の超弾性は、十分に回復可能な引き締め、したがって、圧縮力が圧縮部材２０によって形成されることを可能にする。これらの力は、側壁４２に伝達され、側壁４２もまたヘッド２８に緊密に係合し、これにより、結合部材１８に対する骨係合部材１２の動きを制限する。したがって、圧縮部材２０が第２の形状に変形した後、ヘッド２８は、内側凹所４３内では自由に回転できず、長手方向軸線Ｌに対しては、自由に回転できない。したがって、スロット６２ａ、６２ｂ及びスロット６４ａ、６４ｂの１つの機能は、通路４０を容易につぶすことができるようにすることである。したがって、圧縮部材２０が結合部材１８の周りで収縮するとき、圧縮部材２０によって発生される最大限の圧縮力は、骨係合部材１２のヘッド２８と側壁４２の内側凹所４３との間の境界部に加えられる。スロット６２ａ、６２ｂ及びスロット６４ａ、６４ｂは、圧縮部材２０に復元した応力がヘッド２８と内側凹所４３との間の最大限の接触圧力を発生することを保証する。上述したように、圧縮部材２０は、内側凹所４３と同じ横方向平面に配置され、スロット６２ａ、６２ｂ及び６４ａ、６４ｂの長手方向の重複部分の少なくとも一部に隣接するように配置されることが好ましい。また、この所望の位置は、内側凹所４３内にヘッド２８をしっかりと締め付ける際に補助となる。
【００３９】
変態温度範囲以上に形状記憶材料の温度を上昇させる種々の方法があるが、１つの特別の実施形態において、圧縮部材２０が患者内に配置されたとき、患者の体温が形状記憶材料の温度を上昇させ、それをマルテンサイト状態からオーステナイト状態に変態させる。しかしながら、形状記憶材料の温度は、圧縮部材２０に電流を通し、抵抗加熱を通して温度を上昇させることによって変態温度範囲以上に上昇することもできることを理解すべきである。別の例としては、圧縮部材２０の温度は、磁気誘導によって上昇され、その用途は当業者には明らかである。
【００４０】
細長い部材１４が結合部材１８に対して所望の回転軸線位置に配置されると、固定部材２２が加熱される。固定部材２２は、必ずしもそうでなくてもよいが、圧縮部材２０と実質的に同時に加熱されることが好ましいことを理解すべきである。また、固定部材２２は、圧縮部材２０の変態温度範囲と同じ変態温度範囲を有する形状記憶材料でつくられることが好ましいことも理解すべきである。上述したように、１つの特定の実施形態において、圧縮部材２０及び固定部材２２は、同じ材料成分、好ましくは、Nitinolを有する。固定部材２２が形状記憶材料の変態温度範囲以上の温度で第２の形状に変形されると、固定部材２２は、結合部材１８の周りで収縮する。固定部材２２が結合部材１８の周りに係合し、それを締め付けるとき、側壁４２は、それに対応して細長い部材１４の接続部分３８を緊密に圧縮する。固定部材２２によって大きな圧縮力が発生される。これらの力は側壁４２に伝達され、側壁もまた接続部分３８に緊密に係合し、これにより結合部材１８に対する細長い部材１４の動きを制限する。
【００４１】
固定部材２２が第２の形状に変形した後、細長い部材１４は、結合部材１８に対して通路４８内で自由に回転および直動することができなくなる。したがって、スロット６２ａ、６２ｂ．６４ａ，６４ｂの他の機能は、通路４８を容易につぶすことである。換言すれば、固定部材２２が結合部材１８の周りで収縮するとき、固定部材２２によって発生された最大限の圧縮力が、接続部分３８と通路４８との間の境界部分に加えられる。スロット６２ａ、６２ｂ．６４ａ，６４ｂは、従って、固定部材２２の復元応力が接続部分３８と通路４８との間に最大限の接触圧力を発生させることを確実にする。上述したように、固定部材２２は、通路４８に隣接した対向するフィンガ部分５４ａ、５４ｂの丸くされた部分５６の周りに配置されることが好ましい。また所望の位置決めは、通路４８内に接続部分３８をしっかりと締め付ける際に補助となる。
【００４２】
本発明の好ましい実施形態は、通路４８内に接続部分３８を締め付けるために必要な圧縮力を発生する固定部材２２を考慮するが、他の実施形態において、圧縮部材２０が、内側凹所４３内にヘッド２８を締め付け且つ通路４８内に接続部分３８を締め付けるために使用できることを理解すべきである。この代わりの実施形態において、圧縮部材２０は、必要な圧縮力を発生し、固定部材２２は必要とされない。
【００４３】
本発明は、大きさの小さい、多軸骨ねじ組立体を提供する脊柱固定装置１０を提供する。特に、骨係合部材１２は、細長い部材１４のすぐ下で細長い部材１４に接続されている。本発明の全体の大きさは、受け部材の上部にねじ込まれた外側のナットまたはキャップの形態を必要とする従来の装置と対照的に、結合装置１８を使用し、形状記憶技術を使用することによって最小限にされる。また本発明は、上方から椎体にねじ込まれる多軸骨ねじ組立体を提供する。さらに、細長い部材１４は、上方から入れられ、脊柱の外科的手順を最も簡単にする。なぜならば、患者に挿入する前に、細長い部材１４を結合部材１８に予め入れる必要がないからである。
【００４４】
装置１０の構造をさらによく示すために、製造された１つの実施形態の寸法を以下に挙げる。しかしながら、これらの寸法は、例示であり、本発明の範囲を制限するものではないことは理解すべきである。ここに挙げたもの以外の寸法及び公差の使用も本発明の範囲であると考えている。
【００４５】
図３を参照すると、骨係合部材１２が示されている。骨係合部材１２は、脊柱の腰の領域に係合するように構成されており、約５４ｍｍの全長を有する。球形ヘッド２８、及び特別の球形面２９は、約７ｍｍの直径を有する。環状の逃げ面３７は、約５ｍｍの直径を有し、２ｍｍの半径を有するフィレット及び約４５°の角度で整列する傾斜面を介してねじが形成されたシャンク部３５への遷移部分を有する。ねじが形成されたシャンク部３５の最大直径は約７．５ｍｍである。ねじが形成されたシャンク部３５の全長は、約４５ｍｍである。ヘッド２８の全周に配置された工具マーク３０は、約０．３５ｍｍの半径と、約０．０５ｍｍの深さを有する。
【００４６】
図４ないし図７を参照すると、結合部材１８は、約１２．３７ｍｍの全体の高さを有し、約８．７ｍｍの外径Ｄ１とを有する。通路４０は、概ね長手方向の軸線Ｌに沿って延び、約６．７８ｍｍの内径を有する。内側凹所４３は、通路４０に沿って形成されており、約１．５ｍｍの半径を有する。内側凹所４３の中心線は、第２の端部４２ｂから約１．３７ｍｍ片寄っている。テーパ面４６は、通路４０の内径にほぼ等しい、約６．７８ｍｍの直径のところで内側凹所４３と連通する。テーパ面４６は、長手方向軸線Ｌに沿って測定するとき、約０．５ｍｍの距離で内側凹所４３から第２の端部４２ｂに延びている。通路４８の凹形状の底面５０は、約５．５ｍｍの直径を有し、第２の端部４２ｂから約７．６２ｍｍ片寄っている中心線を有する。対向する平坦面５２ａ、５２ｂは約５ｍｍの通路幅Ｗ１を形成する。対向するフィンガ部分５４ａ、５４ｂの丸くされた部分５６は、約２ｍｍの高さを有し、間に約８．７ｍｍの最大外側幅Ｗ２を形成する。丸くされた部分５６は、約１．４２５ｍｍの半径を有する。対向するフィンガ部分５４ａ、５４ｂの平坦部分５８は、対向する平坦面５２ａ、５２ｂとほぼ同一平面になり、約５ｍｍの内側幅Ｗ１を形成する。傾斜面６０は、平坦部分５８と上面５９との間に延びており、対向するフィンガ部分５４ａ、５４ｂの間に約６ｍｍの最大限の開口を形成している。第１及び第２のスロット６２ａ、６２ｂの各々は、約０．５ｍｍの幅を有する。第１のスロット６２ａは、第２の端部４２ｂに向かって通路４８の底面５０から延び、約０．２５ｍｍの半径を有する丸くされた部分の閉鎖端で終わっている。スロット６２ａの閉鎖端は、第２の端部４２ｂから約０．５ｍｍの最小距離に配置されている。第２のスロット６２ｂは、第２の端部４２ｂから第１の端部４２ａに向かって延びており、約０．２５ｍｍの半径を有する丸くされた部分の閉鎖端部で終わっている。スロット６２ｂの閉鎖端は、凹形状の底面５０の中心から約０．５ｍｍの最小距離のところに位置する。第１及び第２のスロット６２ａ、６２ｂは、ほぼ平行に整列されており、長手方向の軸線Ｌの周りで対称な中心線を有する。第１のスロット６２ａの中心線と第２のスロット６２ｂの中心線との間の距離は、約１ｍｍである。換言すると、材料の狭い部分６８は、概ね長手方向の軸線Ｌに沿って整列しており、約０．５ｍｍの幅を有する。スロット６４ａ、６４ｂは、スロット６２ａ、６２ｂと同様に構成配列されている。材料の狭い部分７０は、部分６８と同様な構成配列である。
【００４７】
図８を参照すると、圧縮部材２０は、変態温度範囲以下の温度であるとき、内径Ｄ３を形成する内側環状面７６を有する。この状態において、内径Ｄ３は、結合部材１８の外径Ｄ１よりわずかに大きく、約８．７５ｍｍが好ましい。圧縮部材２０が変態温度範囲以上の温度まで上昇するとき、内径は、内側環状面７６′（仮想線で示す）が側壁４２の外面に当接し、内側凹所４３をヘッド２８にきつく押すように減少する。好ましくは、減少した内径Ｄ３′は、約８．４７ｍｍである。直径におけるこの変化は、直径の約３％の低減に及ぶ。この変化率は、Nitinolを含む多数の医療用形状記憶材料において一般的なものである。圧縮部材２０の外径は好ましくは約１１．４７ｍｍであり、その厚さは、約２ｍｍが好ましい。
【００４８】
図９を参照すると、固定部材２２は、変態温度範囲以下の温度のとき内側幅Ｗ３を形成する対向する湾曲した内面７８を有する。この状態において、内側幅Ｗ３は、対向するフィンガ部分５４ａ、５４ｂの丸くされた部分５６を分離している外側幅Ｗ２よりわずかに大きく、約８．７５ｍｍが好ましい。固定部材２２がその変態温度範囲以上の温度まで上昇するとき、平坦な内面８０は、仮想線で示す湾曲した内面７８′が丸くされた部分５６に当接し、通路４８の凹形状の底面５０を細長い部材１４の接続部分３８に対して緊密に押す。好ましくは、減少した内側幅Ｗ３′は、約８．４７ｍｍである。幅のこの変化は、幅の約３％の低減になる。固定部材２２の全長は、好ましくは約１１．４７ｍｍであり、全幅は、約５．８５ｍｍが好ましい。固定部材２２の厚さは、約２ｍｍが好ましい。
【００４９】
本発明の他の実施形態において、図１０ないし図１２に示すような結合装置１００が提供される。結合装置１００は、第１の部材１０２を第２の部材１０４に接続する構成である。好ましくは、必ずしも必要ではないが、第１及び第２の部材１０２，１０４は細長い部材である。第１及び第２の部材１０２，１０４は、脊柱固定装置と関連して使用される脊柱ロッドであることが好ましい。しかしながら、結合装置１００は、脊柱領域の外側の種々の用途で使用することができることも理解すべきである。
【００５０】
図１０を特に参照すると、第１の部材１０２を第２の部材１０４に接続する接続装置１００が示されている。結合装置１００は、長手方向軸線Ｌ′を形成する結合部材１０６と、結合部材１０６の少なくとも一部分の周りに配置された圧縮部材１０８と、を有する。第１の部材１０２は、接続部分１１０を有し、第２の部材１０４は、接続部分１１２を有する。接続部材１０６は、概ね長手方向軸線Ｌ′に沿って接続部分１１０と接続部分１１２とを接続する形状である。好ましくは、必ずしも必要ではないが、第１及び第２の部材１０２，１０４の接続部分１１０、１１２は、概ね円形の外側断面を有する。しかしながら、接続部分１１０，１１２は、例えば、正方形、楕円形、多数の多角形状のような種々の他の形状をとることもできることを理解すべきである。
【００５１】
図１１を参照すると、結合部材１０６の種々の構造的な詳細が示されている。結合部材１０６は、概ね長手方向軸線Ｌ′に沿って延びている通路１１４を含む。好ましくは、必ずしも必要ではないが、結合部材１０６は、ほぼ円筒形形状である。通路１１４は、第１の端部１１６ａと、対向する第２の端部１１６ｂとを有する側壁１１６によって境界づけられている。側壁１１６は、第１及び第２の部材１０２，１０４の接続部分１１０，１１２の外径よりわずかに大きい内径を有する内面１１８を備えている。好ましくは、必ずしも必要ではないが、内面１１８は、第１の端部１１６ａと第２の端部１１６ｂとの間に一定の内径を有する。側壁１１６は、第１のスロット１２０ａと、第２のスロット１２０ｂを備えている。第１のスロット１２０ａは、第２の端部１１６ｂから第１の端部１１６ａに向かって延びている。第２のスロット１２０ｂは、第１の端部１１６ａから第２の端部１１６ｂに向かって延びている。第１のスロット１２０ａの一部に隣接して長手方向に重複するように第２のスロット１２０ｂの一部が配置されている。好ましくは、必ずしも必要ではないが、第１のスロット１２０ａは、第１の端部１１６ａに隣接した場所で終了している。同様に、好ましくは、第２のスロット１２０ｂは、第２の端部１１６ｂに隣接した場所で終了している。
【００５２】
第１のスロット１２０ａ及び第２のスロット１２０ｂは、好ましくは、互いに実質的に平行に配置されている。しかしながら、その代わりに、第１及び第２のスロット１２０ａ、１２０ｂは、非平行な形状に配置することができることは理解できるであろう。また、スロット１２０ａ、１２０ｂは、必ずしも直線である必要はなく、傾斜又は湾曲した形状をとることができることも理解すべきである。結合部材１０６の好ましい実施形態において、第１及び第２のスロット１２０ａ、１２０ｂは互いに実質的に平行に配置され、概ね長手方向の軸線Ｌ′に沿って配置されている。好ましくは、必ずしも必要ではないが、側壁１１６は、第１及び第２のスロット１２０ａ、１２０ｂと実質的に同様に構成された第２の対のスロット１２２ａ、１２２ｂを備えている。第２の対のスロット１２２ａ、１２２ｂは、第１及び第２のスロット１２０ａ、１２０ｂと概ね反対側に配置されている。換言すれば、第２の対のスロット１２２ａ、１２２ｂは、第１及び第２のスロット１２０ａ、１２０ｂに対して反対側に配置されている。
【００５３】
結合部材１０６は、一体的に形成された２つの長手方向の部材１２４ａ、１２４ｂによって形成される。部材１２４ａ、１２４ｂは、材料の概ね対向する狭い部分１２６、１２８によって接続される。部分１２６は、第１及び第２の縁部１２６ａ、１２６ｂを有し、これは、好ましくは、概ね長手方向軸線Ｌに沿って延びている。部分１２８は、第１及び第２の縁部１２８ａ、１２８ｂを有し、これは、好ましくは、概ね長手方向軸線Ｌ′に沿って延びている。第１及び第２の縁部１２６ａ、１２６ｂは、ほぼ平行に整列されているように示されているが、そのかわりに、非平行に配列されることも理解すべきである。さらに、第１及び第２の縁部１２６、１２６ｂが概ね長手方向軸線Ｌ′に沿って配列されているが、縁部１２６ａ、１２６ｂの一方または双方が長手方向Ｌ′を横断するように配置することができることは理解できよう。縁部１２６ａ、１２６ｂが概ね直線的であるように図示されるが、代わりに、角度を有するか、または湾曲している他の形状をとることができることも理解できよう。同様に、部分１２８の第１及び第２の縁部１２８ａ、１２８ｂは、縁部１２６ａ、１２６ｂに関してすぐ上で述べたような種々の形状をとることができる。さらに、好ましい実施形態は、概ね対称的なもの（すなわち、長手方向の半体として形成される）である部材１２６，１２８を考慮しているが、代わりに、部材１２６，１２８が非対称形であることができることも理解できよう。換言すれば、材料の狭い部分１２６は、必ずしも材料の狭い部分１２８の反対側に配置される必要はない。
【００５４】
図１１ａを参照すると、結合部材１０６′が示され、この実施形態の変形例は、結合装置１００に関連して使用することもできる。多くの方法で、結合部材１０６′は、結合部材１０６と同様に形成される。しかしながら、結合部材１０６′は、第１のスロット１２０ａ′と、第２のスロット１２０ｂ′を含み、第２のスロット１２０ｂ′の比較的小さい部分のみが第１のスロット１２０ａ′の比較的小さい部分に隣接し長手方向に重複している。換言すれば、第１のスロット１２０ａ′は、閉鎖端部部分１３０で終結し、第２のスロット１２０ｂ′は、閉鎖端部部分１３２で終結しており、閉鎖端部部分１３０は、閉鎖端部部分１３２に隣接して長手方向に重複して配置されている。好ましい実施形態において、第１のスロット１２０ａ′及び第２のスロット１２０ｂ′の長さは、ほぼ等しい。換言すれば、閉鎖端部部分１３０及び閉鎖端部部分１３２は、長手方向軸線Ｌ′の長さに沿って測定して結合部材１０６′の中心の周りで長手方向に重複している。しかしながら、第１及び第２のスロット１２０ａ′、１２０ｂ′は、異なる長さを形成することができることを理解すべきである。換言すれば、閉鎖端部部分１３０及び１３２は、長手方向の軸線Ｌ′のいずれの場所でも長手方向に重複することができる。
【００５５】
図１２を参照すると、圧縮部材１０８が示されている。圧縮部材１０８は、例えば、Nitinolのような形状記憶材料で少なくとも一部が形成される。圧縮部材１０８は、概ねリング形状であり、内径Ｄ４を形成する。圧縮部材１０８は円形のリングとして示されているが、当業者が考え付くような他の形状及び構成も考慮されることは理解すべきである。
【００５６】
圧縮部材１０８内の形状記憶材料がマルテンサイト又は室温状態にあるとき、内径Ｄ４は、結合部材１０６の外径よりわずかに大きい。換言すれば、圧縮部材１０８は、形状記憶材料が変態温度範囲以下の温度であるとき、圧縮部材１０８が側壁１１６上を容易にスライドすることができるように、好ましくは側壁１１６の外面に対応する内側環状面１３４を含む。このマルテンサイト状態において、第１の部材１０２及び第２の部材１０４は、結合部材１０６に対して通路１１４内で自由に回転及び直動することができる。
【００５７】
第１及び第２の部材１０２，１０４が長手方向軸線Ｌ′に対して所望の回転方向及び軸線方向位置に配置されると、圧縮部材１０８内の形状記憶材料の温度が上昇する。形状記憶材料の温度が変態温度範囲を超えて上昇するとき、形状記憶材料は、マルテンサイト状態からオーステナイト状態にシフトする。オーステナイト状態において、圧縮部材１０６が第２の形状に変形し、この状態で内径は、Ｄ４′に低減し、仮想線で示した内側環状面１３４′になる。圧縮部材１０８が第２の形状に変形するとき、それは、結合部材１０６の周りで収縮する。圧縮部材１０８が結合部材１０６の周りに係合し、それを締め付けるとき、側壁１１６は、相応じて第１の部材１０２の接続部分１１０と第２の部材１０４の接続部分１１２を押し緊密に圧縮する。圧縮部材１０８によって生じた圧縮力は側壁１１６に伝達され、側壁もまた接続部分１１０，１１２に緊密に係合し、これにより結合部材１０６に対して第１の部材１０２と、第２の部材１０４の移動を制限する。
【００５８】
従って、圧縮部材１０８が第２の形状に変形した後、第１及び第２の部材１０２，１０４は、長手方向の軸線Ｌ′に対して通路１１４内で自由に回転及び直動することができない。従って、スロット１２０ａ、１２０ｂ及びスロット１２２ａ、１２２ｂの１つの機能は、通路１１４を容易につぶすことができるようにすることである。したがって、圧縮部材１０８が結合部材１０６の周りで収縮するとき、圧縮部材１０８によって発生した圧縮力は、側壁１１６の内面１１８と接続部分１１０，１１２の外面との間の境界面に加えられる。これは、圧縮部材１０８の復元された応力が内面１１８と接触部分１１０，１１２との間に最大限の接触圧が発生することを保証する。好ましくは、圧縮部分１０８は、結合部材１０６の長さに沿ってその中心に配置され、長手方向に重複するスロット１２０ａ、１２０ｂ、及びスロット１２２ａ、１２２ｂの少なくとも一部に重複する。しかしながら、圧縮部材１０８は、結合部材１０６の長さに沿ったいずれの場所にも配置することができることを理解すべきである。
【００５９】
図１３は、本発明の他の実施形態による脊柱固定装置２００を示している。装置２００は、脊柱固定装置１０と同様に、骨係合部材１２と細長い部材１４とを有する。骨係合部材１２を細長い部材１４に接続するために結合装置２０２が設けられている。骨係合部材１２及び細長い部材１４の特別の構造的な特徴及び用途を脊柱固定装置１０についてすでに詳細に説明したので、以降装置２００についてこれらの点は説明しない。さらに、装置２００は、上述した装置１０の特定の用途を含むがそれには制限されない装置１０を使用する用途について使用することができることは理解すべきである。
【００６０】
図１３及び図１４を参照すると、骨係合部材１２は、結合装置２０２によって細長い部材１４に接続されているものとして説明される。好ましい実施形態において、結合装置２０２は、長手方向軸線Ｌを形成する結合部材２０４と、圧縮部材２０６と、固定部材２０８と、ブロック部材２１０と、を含む。結合部材２０６は、骨係合部材１２と細長い部材１４の一部を受ける形状である。圧縮部材２０６及び固定部材２０８は、結合部材２０４の部分の周りに配置され、概ね長手方向軸線Ｌに沿って整列している。ブロック部材２１０は、結合部材２０６内に配置され、概ね長手方向軸線Ｌに沿って整列している。
【００６１】
骨係合部材１２は、長手方向軸線Ｌに対して角度Ａまでの広範な角度をとることができる。角度Ａは、図１３に単一の平面内にあるように示されているが、骨係合部材１２は、長手方向軸線Ｌに対して概ね円錐形形状の通路を通って回転することができることは理解すべきである。結合装置２０２の１つの作業形状において、骨係合部材１２は、結合部材２０４に対して自由に回転することができ、他の作業形状においては、結合部材２０４は、骨係合部材１２の一部に対して圧縮され、これにより結合部材２０４に対して骨係合部材１２の動きを制限する。同様に、結合装置２０２のある作業形状において、細長い部材１４は、結合部材２０４に対して回転及び直動することができ、他の作業形状において、結合部材２０４は、細長い部材１４の一部に対して圧縮され、これにより結合部材２０４に対する細長い部材１４の動きを制限する。
【００６２】
図１５ないし図１８を参照すると、結合部材２０４の種々の構造的な詳細が示されている。特に図１６を参照すると、結合部材２０４は、概ね長手方向の軸線Ｌに沿って結合部材を貫通して延びている通路２１２を含み、上方開口２１２ａ、下方開口２１２ｂを備えている。長手方向の通路２１２は、第１の端部２１４ａと対向する第２の端部２１４ｂとを有する側壁２１４によって境界づけられている。長手方向通路２１２は、第１の端部２１４ａから第２の端部２１４ｂに向かって延びている細長のスロット２１６から部分的に形成されている。スロット２１６は、幅がｗで長さがｌである内面２１８を有する（図１５）。１つの実施形態において、長さｌは、幅ｗよりわずかに大きいのみである。また長手方向の通路２１２は、スロット２１６の端部に隣接するように配置された半径方向の溝２２０を有する。半径方向の溝２２０は、周縁面２２２と、環状面２２４と、スロット２１６の内面２１８と周縁面２２２との間の遷移部分として作用する周縁角度面２２６とを有する。内面２２９を形成する概ね円形の穴２２８が半径方向の溝２２０から第２の端部２１４ｂに向かって延びている。穴２２８は半径方向の凹所２３０に移行する。半径方向の凹所２３０は、周縁面２３２と、上方周縁角度面２３４と、下方周縁角度面２３８とを有する。角度面２３４は、円形の穴２２８の内面２２９と周縁面２３２との間の遷移部分として作用する。角度面２３４が内面２２９と交差する点は、円形の上縁２３６を形成する。同様に、下方周縁角度面２３８は、円形の下縁２４１を形成するように円錐形穴２４０に遷移している。円錐形穴２４０は、角度面２３８と第２の端部２１４ｂとの間に延びる外側にテーパしている内面２４２を有する。好ましくは、必ずしも必要ではないが、内面２４２は、角度面２３８から外側に延び且つ外側に延びる弧状面２４６に遷移しているほぼ平坦な角度面２４４を有し、弧状面２４６は第２の端部２１４ｂに移行している。長手方向の通路２１２は、概ね円形または細長い内側断面を有するように説明したが、本発明の範囲内で他の形状も考えられる。
【００６３】
図１４を参照すると、骨係合部材１２の角度についての整列が長手方向軸線Ｌに対して可変に調整することができるように、骨係合部材１２のヘッド２８が結合部材２０４の半径方向凹所２３０に受けられていることが分かる。好ましい実施形態において、ヘッド２８が半径方向凹所２３０内に配置されるとき、円形の上縁及び下縁２３６，２４１がヘッド２８に接触する。さらに、外側にテーパを有する円錐形穴２４０は、球形ヘッド２８が半径方向凹所２３０に対して枢動するように回転するとき、結合部材２０４に対して骨係合部材１２の運動の拡大された範囲を提供する。円錐形穴２４０は、骨係合部材１２が長手方向軸線Ｌに対して角度Ａまで回転することができるようにする。好ましい実施形態によれば、円形の上縁及び下縁２３６，２４１は、ヘッド２８の外径よりわずかに小さい直径を有する。この方法において、ヘッド２８を半径方向凹所２３０内に受けるようにするために、側壁２１４は、わずかに外側に変形し、半径方向凹所２３０内にヘッド２８を受けるように十分な寸法になるまで長手方向の通路２１２を拡張しなければならない。ヘッド２８が半径方向の凹所２３０内に配置されると、側壁２１４は、元の変形されていない状態にパチンと戻ることができる。このように、結合部材２０４の弾性特徴はヘッド２８を半径方向凹所２３０内に一時的に維持する。
【００６４】
図１５ないし図１８を参照すると、側壁２１４は、概ね長手方向に突出している一対の対向するフィンガ部分２５０ａ、２５０ｂを形成している。フィンガ部分２５０ａ、２５０ｂの各々は、長手方向通路２１２に対して外側に面し、外側の幅Ｗ２を形成する丸くされた外側部分２５２を含む（図１５）。フィンガ部分２５０ａ、２５０ｂは、幅Ｗ２よりわずかに大きい外径を有する円筒形の上方部分２５４から延びている。上方部分２５４の上縁及び下縁は、必ずしも必要ではないが、隣接する組織を損傷する可能性がある鋭い縁部を避けるために丸くされていることが好ましい。また結合部材２０４は、上方部分２５４から長手方向に延びる円筒形の下方部分２５６を有する。下方部分２５６は、好ましくは、必ずしも必要ではないが、幅Ｗ２に実質的に等しい外径Ｄ１（図１７参照）を有する。好ましくは、上方部分２５４と下方部分２５６との間の遷移部分は、円形のフィレット２５８を形成している。円形フイレット２５８とは反対側の下方部分２５６の端部は、外側突出部２６０を形成している。好ましくは、下方部分２５６と外側突出部２６０の間の遷移部分は、円形フイレット２６２を形成している。外側突出部分２６０の下縁は、好ましくは、隣接する組織に損傷を与える可能性がある鋭い縁部を避けるように丸くされているが、これは必ずしも必要ではない。結合部材２０４は概ね円形の外側断面を有するものとして説明したが、他の形状も本発明の範囲と考えられる。
【００６５】
図１７を参照すると、結合部材２０４の上方部分２５４は、これを横方向に貫通して延びる通路２６４を形成する。通路２６４は、長手方向通路２１２と交差し、好ましくは長手方向軸線Ｌと概ね直角な方向に整列している。通路２６４は、凹形状の底面２６６及び底面２６６から上方部分２５４の上面２７０に外側に延びる対向する角度面２６８ａ、２６８ｂによって境界づけられる。角度面２６８ａ、２６８ｂと底面２６６との交差は、横方向縁部２７２ａ、２７２ｂを形成する。角度面２６８ａ、２６８ｂの１つの目的は、細長い部材１４を通路２６４に案内する際に補助となることである。凹形状の底面２６６は、通路径Ｄ２を有し、この通路径Ｄ２は、細長い部材１４の接続部分３８の外径に実質的に等しいことが好ましい。対向する横方向縁部２７２ａ、２７２ｂは、接続部分３８の外径よりわずかに小さいことが好ましい通路幅Ｗ１（図１７）を有する。細長い部材１４は、通路２６４を通り凹形状の底面２６６に沿って長手方向軸線Ｌに対して横断方向に細長い部材１４をスライドさせることによって通路２６４内に受けられる。
【００６６】
別の案として、細長い部材１４は、対向する角度面２６８ａ、２６８ｂの間にスライドされ、対向する横方向縁部２７２ａ、２７２ｂが細長い部材１４を受けるように十分に広がって離れるように側壁２１４をわずかに変形する。細長い部材１４は、長手方向軸線Ｌに沿って凹形状の底面２６６に向かって移動することができる。細長い部材１４が凹形状の底面２６６に隣接して配置されるとき、側壁２１４は、変形されない元の状態にパチンと戻ることができる。この方法において、細長い部材１４は、通路２６４内に一時的に保持される。しかしながら、別の案として通路直径Ｄ２及び通路幅Ｗ２がほぼ等しくすることができることは理解できるであろう。
【００６７】
結合部材２０４の側壁２１４は、通路２６４から第２の端部２１４ｂに向かって延びている第１のスロット２７４を形成する。第１のスロット２７４は、通路２６４から延び、フォーク形状部分２７８に移行するベース部分２７６を含む。ベース部分２７６は、概ね長手方向軸線Ｌに沿って延びている。フォーク形状部分２７８は、第１のプロング２８０ａと、第２のプロング２８０ｂを形成する。好ましくは、第１及び第２のプロング２８０ａ、２８０ｂは、ほぼＵ形状を形成するために長手方向軸線Ｌに対して概ね対称的である。第１及び第２のプロング２８０ａ、２８０ｂは、第２の端部２１４ｂに向かって延びるようにわずかに内側のテーパを有する。また側壁２１４は、概ね長手方向軸線Ｌに沿って第２の端部２１４ｂから第１の端部２１４ａに向かって延びている第２のスロット２８２を備えている。第２のスロット２８２は、細い端部２８４を含み、この細い端部２８４は、第２の端部２１４ｂから外側に広い端部２８６に遷移し、概ね水滴形を形成する。第２のスロット２８２は、対向する第１のプロング２８０ａと第２のプロング２８０ｂとの間に第２のスロット２８２を配置するように第１のスロット２７４のベース部分２７６と実質的に整列している。したがって、第２のスロット２８２の一部が第１のスロット２７４の一部に隣接して長手方向に重複するように配置される。換言すれば、長手方向軸線Ｌに直角に配置され、長手方向軸線Ｌに沿った選択された場所に配置された平面は、第１のスロット２７４及び第２のスロット２８２の双方と交差する。好ましくは、必ずしも必要ではないが、第１のスロット２７４のプロング２８０ａ、２８０ｂは、第２の端部２１４ｂに隣接した場所で終了している。さらに、好ましくは、第２のスロット２８２の広い端部２８６は、第１のスロット２７４のフォーク形状部分２７８の内側ベース２８７に隣接した場所で終了している。しかしながら、第１のスロット２７４の比較的小さい部分のみが第２のスロット２８２に隣接して長手方向に重複して配置されることが必要とされることは理解すべきである。
【００６８】
第１のスロット２７４のプロング２８０ａ、２８０ｂは、好ましくは、わずかに内側のテーパを有するが、代わりに、プロング２８０ａ、２８０ｂを平行に整列することもできることは理解すべきである。また、プロング２８０ａ、２８０ｂは、必ずしもまっすぐである必要ではないが、角度を有するか湾曲した形状をとることができることも理解すべきである。第２のスロット２８２は水滴型形状を有するが、第２のスロット２８２が他の形状をとることができることは理解できよう。他の例として、図示した実施形態において、第１のスロット２７４は、もし第１のスロット２７４が対向するフィンガ部分２５０ａ、２５０ｂの間の通路２６４と空隙を含む場合には第１の端部２１４ａから延びることができる。換言すれば、対向するフィンガ部分２５０ａ、２５０ｂの間の通路２６４及び間隙は、第１のスロット２７４の一部として考慮することができる。しかしながら、その代わりに、第１のスロット２７４は、通路２６４と交差することなく側壁２１４に沿って配置され、第１の端部２１４ａから延びるように形成してもよいことは理解すべきである。
【００６９】
好ましくは、側壁２１４は、第１及び第２のスロット２７４、２８２と実質的に同様に形成され、且つ第１及び第２のスロット２７４、２８２の反対側に配置される第２の対のスロット（不図示）を形成する。しかしながら、第２の対のスロットは、第１及び第２のスロット２７４、２８２と異なる形状又は位置をとることができることは理解できよう。結合部材２０４は、材料の細い部分２９０によって接続されている一体的に形成された２つの長手方向部材２８８ａ、２８８ｂから構成される。材料の細い部分２９０は、第１のスロット２７４のフォーク形状部分２７８の形状に対応して概ねＵ形状である。材料の部分２９０は、第２のスロット２８２を形成する内縁２９１と、一部が第１のスロット２７４を形成する外縁２９２とを有する。材料の部分２９０がほぼＵ形状であるが、代わりに、材料の部分２９０は、他の形状または構成をとることができることは理解できよう。さらに、好ましい実施形態は、概ね対称形の（すなわち長手方向半体として形成される）長手方向部材２８８ａ、２８８ｂを考えているが、代わりに、部材２８８ａ、２８８ｂは、非対称形の形状をとることができることは理解できよう。
【００７０】
図１８を参照すると、上方部分２５４は、側壁２１４を貫通して長手方向の通路２１２と交差する概ね円形の穴２９４を形成する。好ましくは、円形穴２９４は、長手方向軸線Ｌに概ね直角であり、通路２６４に対して９０°片寄っている。長手方向のスロット２９６が側壁２１４を貫通し、第２の端部２１４ｂから延びており、円形穴２９４と交差している。好ましくは、必ずしも必要ではないが、スロット２９６は、直線であり、概ね長手方向軸線Ｌに沿って延びている。
【００７１】
図１３及び図１４を参照すると、圧縮部材２０６と固定部材２０８は、結合部材２０４の一部の周りに配置され、概ね長手方向軸線Ｌに沿って整列されている。さらに詳細には、圧縮部材２０６は、下方部分２５６の周りに、円形フレット２５８と外側突出部２６０との間に配置されている。固定部材２０８は、対向フィンガ部分２５０ａ、２５０ｂの周りに配置され、上方部分２５４の上面２７０に隣接して配置される。脊柱固定装置１０の圧縮部材２０と固定部材２２と同様に、圧縮部材２０６と固定部材２０８は、少なくとも一部が、例えば、Nitinolのような形状記憶材料で形成される。圧縮部材２０６は、概ねリング形状であり、図８に示し上述したような圧縮部材２０と実質的に同様に形成されている。圧縮部材２０６は、円形フイレット２５８と外側突出部分２６０との間の距離に実質的に等しい厚さを有するように示されているが、各々が圧縮部材２０の厚さにほぼ等しい厚さを有する複数の圧縮部材２０６を下方部分２５６の周りに配置することができることは理解できよう。固定部材２０８は、長円形のリングの形状であり、固定部材２２と実質的に同様な形状を有する（図９に示し上述した）。圧縮部材２０６と固定部材２０８の用途及び動作は、圧縮部材２０と固定部材２２の用途及び動作と実質的に同一であるので、それらは、これ以上説明しない。
【００７２】
ブロック部材２１０が長手方向通路２１２内に、さらに詳細には長円形スロット２１６内に配置されているように示されている。ブロック部材２１０は、ほぼ円筒形の形状を有し、結合部材２０４の半径方向溝２２０の形状に実質的に対応する形状を有する球形の半径方向部材２９８を含む。ブロック部材２１０の構造上の特徴、用途及び動作は、「形状記憶結合装置の固定を選択的に防止する装置及び方法」と題された米国特許出願第０９／４０７，４３１号に完全に説明されている。
【００７３】
最初の状態において、ブロック部材２１０は、スロット２１６内に配置され、半径方向部材２９８の外面は、スロット２１６の内面２１８の一部に当接している。この最初の状態において、圧縮部材２０６及び固定部材２０８内の形状記憶材料が変態温度範囲以上に加熱されたとき、ブロック部材２１０は、圧縮部材２０６及び固定部材２０８によって及ぼされる圧縮力を吸収して、骨係合部材１２および細長い部材１４が結合部材２０４に対する位置に固定されることを防止する。しかしながら、ブロック部材２１０が第２の状態にあるとき、半径方向部材２９８が半径方向溝２２０内に配置されることによって、圧縮部材２０６及び固定部材２０８によって発生する圧縮力は、結合部材２０４に直接加えられ、骨係合部材１２及び細長い部材１４を結合部材２０４に対して所望の位置に締め付ける。
【００７４】
上述した内容から第１及び第２のスロット２７４，２８２の１つの機能は長手方向通路２１２を容易につぶすことができるようにすることであることは明らかである。圧縮部材２０６が結合部材２０４の周りで収縮するとき、圧縮部材２０４によって発生する最大限の圧縮力は、骨係合部材１２のヘッド２８と半径方向凹所２３０の上縁及び下縁２３６，２４１との間の境界部分に加えられる。従って、第１及び第２のスロット２７４、２８２は、圧縮部材２０６の復元された応力が半径方向凹所２３０内に骨係合部材１２をしっかりと締め付けるようにヘッド２８と上縁及び下縁２３６，２４１との間で最大限の接触圧力を発生することを保証する。同様に、円形穴２９４と長手方向スロット２９６は、圧縮部材２０６によって発生される最大限の圧縮力を回復する際に補助となるように長手方向通路２１２が容易につぶれることができるようにする。第１及び第２のスロット２７４，２８２の他の機能は、通路２６４を容易につぶすことができるようにすることである。固定部材２０８が対向するフィンガ部分２５０ａ、２５０ｂの周りで収縮するとき、固定部材２０８によって発生された最大限の圧縮力が細長い部材１４の接続部分３８と通路２６４の凹形状の底面２６６との間の境界部に加えられる。従って、第１及び第２のスロット２７４，２８２は、細長い部材１４が通路２６４内にしっかりと締め付けられるように固定部材２０８の復元された応力が接続部分３８及び凹形状の底面２６６の間で最大限の接触圧を発生することを確実にする。
【００７５】
図１９及び図２０は、本発明の他の実施形態による脊柱固定装置３００を示している。脊柱固定装置３００は、骨係合部材１２と、細長い部材１４と、骨係合部材１２を細長い部材１４に接続する結合装置３０２とを含む点で装置２００と同様である。装置３００は、装置２００を使用することができる用途にも使用できることは理解すべきである。好ましい実施形態において、結合装置３０２は、長手方向軸線Ｌを備える結合部材３０４と、圧縮部材３０６と、ブロック部材３１０とを含む。圧縮部材３０６は、結合部材３０４の一部の周りに配置され、概ね長手方向軸線Ｌに沿って配列される。ブロック部材３１０は、結合部材３０６内に配置され、概ね長手方向軸線Ｌに沿って配列している。
【００７６】
図２１ないし図２４を参照すると、種々の結合部材３０４の構造上の詳細が示されている。図２２を特に参照すると、結合部材３０４は、概ね長手方向軸線Ｌに沿って貫通している通路３１２を含む。長手方向通路３１２は、第１の端部３１４ａ、対向する第２の端部３１４ｂを有する側壁３１４によって境界づけられ、結合部材２０４の長手方向通路２１２と同様な形状をしている。特に、通路３１２は、スロット２１６と同様の形状をした細長いスロット３１６と、半径方向溝２２０と同様の形状をしている第１の半径方向溝３２０ａと、穴２２８と同様の形状をした円形の穴３２８と、半径方向の凹所２３０と同様の形状の半径方向の凹所３３０と、穴２４０と同様の形状をした円錐形穴３４０とを有する。長手方向の通路３１２と長手方向の通路２１２との間の唯一の重大な差は、長手方向の通路３１２が第１の端部３１４ａと第１の半径方向溝３２０ａとの間のスロット３１６に沿って配置された第２の半径方向の溝３２０ｂを含むことである。
【００７７】
図２１ないし図２４をまとめて参照すると、結合部材３０４は、円筒形状の上方部分３５４と、上方部分３５４から長手方向に延びる円筒形状の下方部分３５６とを含む。下方部分３５６は、好ましくは、必ずしも必要ではないが、上方部分３５４の外径より小さい外径Ｄ１を有する。上方部分３５４と下方部分３５６との間の遷移部分は、円形フィレット部分３５８を備えている。円形フィレット部分３５８の反対側の下方部分３５６の端部は、外側突出部分３６０を備えている。下方部分３５６と外側突出部分３６０との間の遷移部分は、円形のフィレット部分３６２を形成する。したがって、結合部材３０４の外側断面部分は、結合部材３０４が上方部分３５４から延びる一対の対向する長手方向のフィンガ部分を含まないことを除いて結合部材２０４の外側断面形状と実質的に同じである。
【００７８】
図２３を参照すると、上方部分３５４は、結合部材２０４の上方部分２５４と実質的に同様に形成されていることが分かる。特に、上方部分３５４は、貫通して側方に延び、長手方向の通路３１２と交差し、長手方向の軸線Ｌに概ね直角に配置されている通路３６４を有する。通路３６４は、結合部材２０４の通路２６４と同様に形成されており、したがってさらに詳細には説明しない。細長い部材１４は、結合部材２０４に関して説明した内容と同様の方法で通路３６４内に受けられる。
【００７９】
結合部材３０４の側壁３１４は、第２の端部３１４ｂに向かって通路３６４から延びている第１のスロット３７４を形成する。第１のスロット３７４は、フォーク形状部分３７８に遷移するベース部分３７６を含む結合部材２０４のスロット２７４と実質的に同様に構成されている。フォーク形状部分３７８は、第１及び第２のプロング３８０ａ、３８０ｂを備えており、これらは、Ｕ形状を概ね形成するように長手方向軸線Ｌに対して概ね対称形である。第１のスロット３７４と結合部材２０４の第１のスロット２７４との間の重要な差は、ベース部分３７６がベース部分２７６よりわずかに短い長さを有していること、および、第１および第２のプロング３８０ａ、３８０ｂが下方部分２５４に対して下方部分３５４の長さが長くなることによって第１のプロング及び第２のプロング２８０ａ、２８０ｂよりわずかに長い長さを有することである。また側壁３１４は、水滴形状を形成するように広い端部３８６に遷移している狭い端部３８４を含む結合部材２０４の第２のスロット２８２と同様の構成の第２のスロット３８２を備えている。第２のスロット３８２は、第２のスロット３８２を対向する第１及び第２のプロング３８０ａ、３８０ｂの間に配置するように第１のスロット３７４のベース部分３７６と実質的に整列している。したがって、第２のスロット３８２の一部は第１のスロット３７４の一部に隣接して配置され、且つ第１のスロット３７４の一部に長手方向に重複することが分かる。
【００８０】
好ましくは、側壁３１４は、第１と第２のスロット３７４，３８２と実質的に同様に形成され且つ第１と第２のスロット３７４，３８２の反対側に配置されている第２の対のスロット（図示せず）を備えている。結合部材３０４は、２つの一体的に形成された長手方向部材３８８ａ、３８８ｂを有し、これらは、結合部材２０４の材料の狭い部分２９０と実質的に同様に形成された狭い部分３９０によって接続されている。
【００８１】
図２４を参照すると、上方部分３５４は、側壁３１４を貫通し、長手方向の通路３１２と交差する概ね円形の穴３９４を備えている。好ましくは、円形穴３９４は、長手方向軸線Ｌに概ね直角に位置され、通路３６４に対して９０°片寄っている。第２の端部３１４ｂから延び、円形穴３９４と交差している長手方向スロット３９６が側壁３１４を貫通している。好ましくは、必ずしも必要ではないが、スロット３９６はまっすぐであり、概ね長手方向軸線Ｌに沿って延びている。
【００８２】
図１９及び図２０を参照すると、圧縮部材３０６は、結合部材３０４の一部の周りに配置され、概ね長手方向軸線Ｌに沿って整列している。さらに詳細には、圧縮部材３０６は、下方部分３５６の周りに配置され、円形フィレット部分３５８と外側突出部３６０との間に配置される。ブロック部材３１０は、長手方向の通路３１２内に、さらに詳細には長円形スロット３１６内に配置されることが示されている。ブロック部材３１０は、ブロック部材３１０が半径方向の溝３２０ａ、３２０ｂの形状にそれぞれ実質的に対応する形状を有する一対の半径方向部材３９８ａ、３９８ｂを含むことを除いて、ブロック部材２１０と同様に形成される。ブロック部材３１０の用途及び動作は、ブロック部材２１０と実質的に同様であり、さらに説明はしない。
【００８３】
第１及び第２のスロット３７４，３８２の１つの機能は、骨係合部材１０を半径方向凹所３３０内にしっかりと締め付けるように長手方向通路３１２が容易につぶれやすくすることである。同様に、穴３９４及び長手方向スロット３９６は、圧縮部材３０６によって発生した最大限の圧縮力を復元する際に補助となるように長手方向の通路３１２が容易につぶれることができるようにすることである。第１および第２のスロット３７４、３８２の他の機能は、細長い部材１４を通路３６４内にしっかりと締め付けるために通路３６４が容易につぶれることができるようにすることである。さらに圧縮力を提供する固定部材２０８を含む結合装置２０２と異なり、結合装置３０２は、骨係合部材１２及び細長い部材１４を結合部材３０４に対して所定の位置にしっかりと締め付けるために必要な圧縮力を提供するために圧縮部材３０６にのみ依存する。したがって、結合装置３０２の特定の形状は、分離した固定部材を必要としないことは理解できるであろう。
【００８４】
本発明を図面に示し詳細に説明したが、これらは例示として考慮されるものであり、制限を意図するものではない。好ましい実施形態のみが示されて説明されたが、本発明の範囲内の変形及び変更は保護されることが望ましいことは理解すべきである。
例えば、装置１０，２００，３００の好ましい実施形態は骨係合部材１２のような骨ねじを含むことが考えられるが、他の骨係合部材も考慮することができる。例えば、装置１０、２００，３００の多軸性能は、椎骨フックに等しく適用可能である。同様に、結合装置１００の好ましい実施形態は、脊柱ロッドのような２つの細長い部材の接続をも考えることができるが、本発明が関連する技術の当業者は種々の構成を有する第１及び第２の部材を接続するために、結合装置１００を代わりに使用することができる。さらに、結合装置１００は、脊柱領域の外側での用途を有する部材を接続するためにも使用することができる。さらに、装置１０，２００，３００の部品は、特定の組立体を使用する脊柱の部分によってそれに対応する寸法を有することができる。例えば、脊柱の腰部領域の治療は、脊柱の胸部または頸部領域を治療するために使用される部品よりわずかに大きい寸法を有する部品を必要とする。
【００８５】
さらに、装置１０，２００及び３００内、さらに詳細には圧縮および固定部材内の形状記憶材料は、応力誘起マルテンサイト特性を呈するように形成することもできる。重要なのは、応力誘起マルテンサイトの使用によって、それらの元の記憶された形状に向かって圧縮および固定部材の変形を行うように対応する温度変化を必要としないことである。形状記憶材料は、圧縮および固定部材が第１の形状にある間応力誘起マルテンサイト状態にあり、圧縮および固定部材の第２の記憶された形状に向かう変形の間、形状記憶材料の少なくとも一部がオーステナイト状態に変態する。応力誘起マルテンサイトの使用と特徴に関する詳細は、「ＳＩＭ合金部材を組み込んだ医療用装置」と題され、Jervisに付与された米国特許第5,597,378号にさらに完全に示されている。