(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの茎状ねじボルト（１０）と、これらのねじボルトをまとめて実質的に堅固に接続するように構成された接続プレート（２０）とを備えた脊柱骨接合用システムであって、
各ねじボルトは、骨固定用ねじ付き部分（１１）と、非円形断面ヘッド（１３）と、ナット（４０）と協働するように構成されたねじ付き端部シャンク（１４）とを有し、
前記プレートは、前記ねじボルトの前記ねじ付き端部シャンクがこれを貫いて通過するとともに前記ヘッドと前記ナットとの間に閉じ込められるように構成された少なくとも１つの延在する開口部（２１、２２）を有し、
さらに、前記各茎状ねじボルトのヘッド（１３）と前記プレートとの間の相対的な角運動を防止するよう、ゆるみ止め手段が設けられた脊柱骨接合用システムであって、
前記ゆるみ止め手段は、前記プレートと前記茎状ねじボルトの前記ヘッドとの間に配置されるとともに、前記茎状ねじボルトの前記ねじ付き端部シャンクがこれを通過する追加部材（３０）を有し、
この追加部材がその形状によって前記ヘッド（１３）との間で第１のゆるみ止め協働作用を生じさせるとともに、その形状によって前記プレート（２０）との間で第２のゆるみ止め協働作用を生じさせ、
この追加部材（３０）が、前記ヘッド（１３）の非円形断面部分との間で前記第１のゆるみ止め協働作用を生じさせるように適用されるとともに、脊椎の表面下方まで延びず、
この追加部材（３０）は、少なくとも一つの延在する開口部に沿って摺動可能であり、ねじの位置が前記プレート（２０）上の少なくとも一つの延在する開口部の長手方向に沿った所定の位置に限定されないよう、少なくとも一つの延在する開口部のあらゆる位置で、前記第１および第２のゆるみ止め協働作用を生じさせることができることを特徴とする脊柱骨接合用システム。
【請求項２】
前記第１のゆるみ止め協働作用は、前記追加部材（３０）により前記非円形断面ヘッド（１３）を上方から跨ぐことにより得られることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記追加部材は、直線状の縁を備えた溝をそれらの間に画成する２つの横方向脚（３２、３２’）を有し、前記溝の幅は前記茎状ねじボルトの前記ヘッド（１３）の２つの平行平面の間の距離よりもわずかに大きいことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２のゆるみ止め協働作用は、前記追加部材（３０）により前記プレート（２０）を下方から跨ぐことにより得られることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
前記追加部材は、傾斜した盛り上がった縁（３５、３５’）を備えた溝をそれらの間に画成する２つの横方向柱（３３、３３’）を有し、前記プレート（２０）は前記の傾斜した縁に当接するように構成された横方向斜面（２６）を有することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記プレート（２０）は、前記追加部材（３０）の前記斜面（２６）にのみ当接することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記追加部材（３０）は、中心穴（３７）を備えた略円盤形のコア（３１）を有し、前記穴を貫いて前記茎状ねじボルト（１０）の前記ねじ付き端部シャンク（１３）が通過可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のシステム。
【請求項８】
前記追加部材（３０）の幅は、前記プレート（２０）の幅に略等しいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】
一組の茎状ねじボルト（１０）と、穴の構成の異なる一組のプレート（２０）とを備え、
前記穴は一定した形状のわずかに長円形の１つの穴（２２）と、１つ又は複数の異なる長さの細長い穴（２１；２１ａ、２１ｂ）であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のシステム。
【請求項１０】
前記ナット（４０）は、前記プレート（２０）の上面に直接当接することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のシステム。
【請求項１１】
前記追加部材は前記プレート（２０）に取り付けられ、
前記プレート（２０）の傾斜した外縁だけが、前記追加部材（３０）の傾斜した縁（３５）に接触することを特徴とする請求項５記載のシステム。
【請求項１２】
追加部材（３０）が前記プレートと第二ゆるみ止め協働作用するとき、前記プレートの底面と前記追加部材の上面との間に間隙が形成されることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、脊柱骨接合用の「プレート」型システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のシステムは、当該技術の分野において知られており、処置対象となる隣接する椎骨に固着される少なくとも２つの茎状ねじボルトと、ねじボルトのヘッドをまとめて堅固に接続するように設計された接続プレートとを備えている。
【０００３】
ＥＰ−Ａ−０  ４４１  ０８４は、この種のシステムを詳しく開示している。このシステムにおける各茎状ねじボルトは骨にねじボルトを挿入するための六角形断面部分を有し、その最上部にはねじ付きシャンクが設けられている。
【０００４】
プレートは、それを貫通して各種のねじ付きシャンクを挿入することのできる複数の長円形開口部と、茎状ねじボルトがゆるむことを防止するために各茎状ねじボルトの六角形部分の回転を防止するようにその底部に設けられた開口溝とを有している。
【０００５】
各茎状ねじボルトはスターラップ（あぶみ形部品）と連携し、ねじボルトのねじ付きシャンクも同様にこのスターラップを貫いて通過し、このスターラップはプレートの最上面に跨っている。最後に、ナットがねじ付きシャンクにねじ込まれ、プレートの最上面上のスターラップを用いてスターラップをプレートとねじボルトの六角形部分との間に閉じ込めて固定する。
【０００６】
プレートがねじボルトに対して長さ方向に摺動することを防止するために、プレートの上面およびスターラップの底面上に相補的な盛り上がりパターンが設けられている。
【０００７】
このような固定システムは、一般的には充分なものであるが、ある種の欠点を持つ。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
プレートとスターラップとは、圧縮力を受けている２つの平面を介してのみ協働し、盛り上がりパターンがない場合には、椎骨の完全に許容されない相対運動を招く危険があるので、摺動を防止するために盛り上がりパターンを設けなければならない。
【０００９】
これらの盛り上がりパターンを得るために必要とされる機械加工は、プレートおよびスターラップの単価を著しく増大させる。
【００１０】
更に、これらの盛り上がりパターンはプレートとスターラップとの間の相対位置を不連続な特定の個数にのみ制限し、即ち、ねじボルトの間の距離が不連続な特定の個数に限られるので、盛り上がりパターンはシステムの微調節を妨げることがある。更に、ナットを最終締付け以前に締め過ぎた場合には、調節に際してプレートとスターラップとの相互の摺動が妨げられることもあり得る。
【００１１】
最後に、上述した従来のシステムでは、ナットをねじ込む以前に、種々のスターラップをプレートの最上面に接触させなければならず、この作業はやっかいであり、締付け以前にスターラップが不適切に位置決めされる危険性がある。
【００１２】
本発明は、上述した欠点を軽減し、種々の構成部分に必要とされる機械加工を著しく簡単にしつつ、依然として優れた安定性を与えるプレート型接続システムを提案することを目的とする。
【００１３】
本発明の他の目的は、ナットの取り付け以前における面倒で不安定なスターラップの取り付け作業を回避することにより、取り付け作業を一層簡単にするシステムを提案することにある。
【００１４】
本発明の更なる目的は、各種の椎骨の間の応力分布を改良するために、ある程度の弾性変形性を有するシステムを提案することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、少なくとも２つの茎状ねじボルトと、これらのねじボルトをまとめて実質的に堅固に接続するように構成された１つの接続プレートとを備えた脊柱骨接合用システムを提案する。ここで、各ねじボルトは骨固定用ねじ付き部分と、非円形断面ヘッドと、ナットと協働するように構成されたねじ付き端部シャンクとを有し、前記プレートは、前記ねじボルトの前記ねじ付き端部シャンクがこれを貫いて通過するとともに前記非円形断面ヘッドと前記ナットとの間に閉じ込められるように構成された少なくとも１つの開口部を有し、さらに、前記各茎状ねじボルトのヘッドと前記プレートとの間の相対的な角運動を防止するよう、ゆるみ止め手段が設けられる脊柱骨接合用システムにおいて、前記角方向のゆるみ止め手段は、前記プレートと前記茎状ねじボルトの前記ヘッドとの間に追加されるとともに前記手段を貫いて後者のねじ付き端部シャンクが通過する部材を有し、この部材がその形状によって前記ヘッドとの間で第１のゆるみ止め協働作用を生じさせるとともに、その形状によって前記プレートとの間で第２のゆるみ止め協働作用を生じさせることを特徴とする。
【００１６】
本発明に基づくシステムの好ましいが限定的な意味は持たない態様を次に示す。
−  形状による第１のゆるみ止め協働作用は、前記追加部材により前記非円形断面ヘッドを上方から跨ぐことにより得られる。
−  前記追加部材は、直線状の縁を備えた溝をそれらの間に画成する２つの横方向脚を有する。前記溝の幅は前記茎状ねじボルトの前記ヘッドの２つの平行平面の間の距離よりもわずかに大きい。
−  形状による第２のゆるみ止め協働作用は、前記追加部材により前記プレートを下方から跨ぐことにより得られる。
−  前記追加部材は、傾斜した盛り上がった縁を備えた溝をそれらの間に画成する２つの横方向柱を有し、前記プレートは前記の傾斜した縁に当接するように構成された横方向斜面を有する。
−  前記プレートは、前記追加部材の前記斜面にのみ当接する。
−  前記追加部材はコアを備える。前記コアは中心穴を備えた略円盤形であり、前記茎状ねじボルトの前記ねじ付き端部シャンクが前記中心穴を貫いて通過可能である。
−  前記追加部材の幅は、前記プレートの幅に略等しい。
−  一組の茎状ねじボルトと、穴の構成が異なる一組のプレートとを備え、前記穴は一定の幾何学的形状のわずかに長円形の１つの穴と、１つ又は複数の異なる長さの細長い穴である。
−  前記ナットは、前記プレートの上面に直接当接する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴、目的及び利点は、図面を参照して単に一例としてのみ示す本発明の一実施の形態についての以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【００１８】
図面は脊柱骨接合用の「プレート」型インプラントを示す。インプラントの原理は、一連の隣接する椎骨へ茎状ねじボルト１０を固定すること、および、穴付きプレートを用いてねじボルト１０をまとめて堅固に接続することを含む。
【００１９】
明瞭に説明するために、図１乃至図４までは、ねじボルトの中のただ１つとプレートとの協働作用を示す。
【００２０】
通常、各ねじボルト１０は、端から端へ順に説明すると、脊椎にねじボルト自体を固定することを可能にするねじ付き部分１１、ネック１２、スパナを用いてねじボルトを椎骨にねじ止めすることを可能にする六角形断面のヘッド１３、および、最後に、一定の直径および一定のピッチのねじを内側に備えたねじ付き円筒形端部１４を有する。ねじ付き部分１４の最上面は六角形のインプリント（imprint）１５（図１）を有し、六角キーを用いてねじボルト１０を上から椎骨内にねじ込むことができるようになっている。
【００２１】
接続プレート２０は、通常、半円形端部を有する平坦形状であって角を丸くした形状である。接続プレート２０は、上面２３と、底面２７と、側面２４と、上面２３と側面２４との間の遷移部における第１の４５度斜面２５と、底面２７と側面２４との間の遷移部における第２の４５度斜面２６とによって画成されている。
【００２２】
底部斜面２６は、プレートの脇（flanks）に沿った部分がプレートの端部における部分よりも広くなっている。
【００２３】
プレート２０とねじボルトとを組み立てるためのプレートの長さ方向を向いた一連の穴は、プレート２０の厚さ方向に関してプレートを通過している。一般に、１つの短い長円形の穴２２と、１つ又は複数の長い長円形の穴２１とがあり、穴の各種の配列については以下に一層詳細に説明する。
【００２４】
この本システムは、中間部材３０と、各ねじボルト１０と連携するナット４０とを備えている。
【００２５】
中間部材３０の幅はプレート２０の幅に略等しく、この部材は略円盤形の中央本体３１を有し、この本体を貫いて中心穴３７が通過し、この穴の直径はねじボルト１０のねじ付きシャンク１４の全直径よりもわずかに大きい。
【００２６】
本体３１の直径方向に関して対向する２つの領域は、下方に向かって延びる脚３２、３２’を有し、前記脚の外側表面は本体３１の円形輪郭と一致し、前記脚の内側表面は平坦で平行な相互に対面する２つの面３６、３６’を有する。これらの面の間の距離は、ねじボルト１０の六角形ヘッド１３の対向する２つの平面の間の距離よりもわずかに大きい。面３６、３６’は、部材３０の本体３１の底面を構成する平面３９を画成する。
【００２７】
脚３２、３２’の外側面は、鋭い縁を潜在的に傷付けることを防止するために底部でわずかに丸くなっている。
【００２８】
部材３０の本体３１の同じく直径方向に関して対向する領域において上向きに延びる柱３３、３３’の外側表面は本体３１の円形輪郭と一致している。
【００２９】
前記柱のそれぞれの内面３５、３５’は４５度傾斜し、それらの間に、本体３１の最上面表面を構成する平坦な底部３４を画成する。
【００３０】
図１２は、非常に鋭い縁を潜在的に傷付けることを防止するために面３５、３５’の最上端と柱の外側縁の最上端との間に遷移部分を与える、面３４に平行な平坦部３８を示す。
【００３１】
ここで、部材３０の底部３４の幅がプレート２０の内側面２７の斜面の間の幅よりもわずかに小さいことは、以下に説明する理由から、重要である。
【００３２】
最後に、ナット４０自体は従来の種類のものである。ナット４０は、ナットを締め付けるための６個の平坦部を備えた六角形本体４１を有し、その最上部には横断スロット４３によって前記本体４１から分離されたドーム形部分４２が設けられている。
【００３３】
軸方向のねじは本体４１およびドーム形部分４２を貫通し、スロット４３の高さにて圧縮によってナットに生じるわずかな塑性変形は、スロット４３のそれぞれの反対側の２つのねじ部分にわずかな中心線のずれが発生することを可能にし、結果的に、ナットは一種の自己ゆるみ止めナットとなる。
【００３４】
上述したインプラントは、次のような方法によって取り付けられる。
【００３５】
幾つかの茎状ねじボルト１０が隣接する椎骨に挿入され、その後で、各ねじボルト１０は、まず、部材３０を受け取り、ねじボルト１０のヘッド１３が部材３０の底部上で画成される溝（面３６、３６’、３９）内にはめ込まれ、ヘッド１３の最上面が前記面３９に当接するように位置決めされる。
【００３６】
面３４、３５、３５’の間で画成される上部溝の軸が略直線状に配置されるように、部材３０も同様に方向付けられる。
【００３７】
次に、適切な幾何学的形状のプレート２０が取り付けられ、結果的に、ねじボルト１０のねじ付シャンク１４がプレートを貫く穴２１または２２に挿入され、前記プレートの底部が、受け台（cradle）を形成する、各部材のそれぞれの上部溝内に配置される。
【００３８】
プレートは、このような操作の間、プレートの斜面２６の横方向部分と各部材３０の４５度面３５および３５’の間の協働作用により、それぞれの部材３０上で自動心出しが行われる。
【００３９】
次に、ナット４０が、ねじボルト１０のねじ付きシャンク１４にねじ込まれ、プレート２０をそれぞれのクレードル内に押し込む。
【００４０】
プレートの底面２７はクレードルの底部３４よりも広いので、プレート２０は部材３０の４５度傾斜部分のみ、即ち、斜面２６と傾斜部分３５、３５’とが接触し、ナットが完全に締められた後においても、特に有利である。従って、図２および図４は、締め付けた後に、プレート２０および部材３０のそれぞれの面２７および３４の間に典型的には広さが０．５ｍｍから２ｍｍまでの幅の小さい間隙が残ることを詳細に示している。
【００４１】
この特徴は、プレート２０と各部材３０とが斜めの力線に沿って協働し、材料をわずかに弾性変形させ、それによって、当接面に高い反力を生じさせることを保証する。
【００４２】
このように、当接面の間では、組立て体が完全に安定して固定され、盛り上がりパターン、ノッチ、または、不必要な摺動を防止する他の手段を必要としないことを保証するのに十分な摩擦がある。
【００４３】
プレート２０が取り付けられた後、部材３０は、プレートとねじボルト１０のヘッド１３との間に閉じ込められる（トラップされる）ことにより、外科医に要求される手術技法が容易化される。
【００４４】
さてここで、特にプレート２０に関係して、本発明の他の特徴について説明する。
【００４５】
図５、図８、図９、図１０および図１１は、長円形の穴２１および２２の異なる配列を示す。
【００４６】
図８および図９は２つの長い穴２１の間に短い穴２２が配置される場合を示す。長さの異なる長い穴（図８のＬ１、及び、Ｌ１よりも短い図９のＬ２）を用いる変形例が提案可能である。
【００４７】
短い穴２２も同様にプレートの一方の端部に配置可能であり、１つの長い穴２１（図１０および図１１）または２つの長い穴２１ａ、２１ｂ（図５）と連携する。
【００４８】
処置しようとする脊柱の部分の一端部に位置する、短い穴２２を備えたプレートは、インプラントシステムが、隣接する健全な部分に向かって望ましくなく突出することを防止する。
【００４９】
図１０及び図１１は、それぞれ長さの異なる（Ｌ３及びＬ４）２つの長い穴を示す。
【００５０】
実際には、全てが同じ横断面であって、上述の各種の配列または他の配列の一組のプレートが外科医に提供される。
【００５１】
プレートの寸法は、特定の２つのねじボルトの間の弾性変形に関してある程度の許容容量があるように選定することができる。これは、種々の椎骨の間の応力分布を改良する。
【００５２】
プレートが生物学的適合性のある標準のチタン合金製である場合には、各々の穴２１又は２２の側面に位置するプレートの分岐部は、一般に、特定の形状であり、その断面積は６〜１１ｍｍ２であることが好ましく、７．５〜９．５ｍｍ２であることが更に好ましい。
【００５３】
勿論、本発明は、上述され、かつ図示される実施の形態には一切制限されるものでなく、当業者は、本発明の趣旨に従って修正または改変するあらゆる方法を知っているはずである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による脊柱インプラントの概略斜視図である。
【図２】  インプラントの側面立面図である。
【図３】  インプラントの別の拡大斜視図である。
【図４】  インプラントの端面立面図である。
【図５】  インプラントで用いられるプレートの斜視図である。
【図６】  プレートの変形例の側面立面図である。
【図７】  図６に示すプレートの端面立面図である。
【図８】  図６および図７に示すプレートの平面図である。
【図９】  プレートの他の変形例の平面図である。
【図１０】  プレートの他の変形例の平面図である。
【図１１】  プレートの他の変形例の平面図である。
【図１２】  インプラントの接続およびゆるみ止め用部材の正面立面図である。
【図１３】  図１２に示す部材の側面図である。
【図１４】  図１２および図１３に示す部材の平面図である。
【符号の説明】
１０  ねじボルト
１１  骨固定用ねじ付き部分
１３  非円形断面ヘッド
１４  ねじ付き端部シャンク
２０  接続プレート
２１、２２    開口部
２６  横方向斜面
３０  追加部材
３２、３２’  横方向脚
３３、３３’  横方向柱
３７  中心穴
４０  ナット
【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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