JP4933567B2 - 脊椎を動的に安定させるためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

米国仮特許出願第６０／７８０，９０３号は参照をもってその全体が本出願に組み込まれる。

本発明は一般に脊椎安定器に関する。特に、本発明は脊椎を動的に安定させるためのシステム及び方法に関する。

脊椎障害を治療するための装置は、一般に脊柱の両側に取り付けるための１対の埋め込み可能なロッドを含む。選択された椎骨に固定するために各ロッドに沿ってフックまたはねじの形式のアンカー例えば茎ねじ（pedicle screw）が配置される。ひとたび取り付けられると、アンカーはその関連するロッドにしっかりとロックされる。埋め込み可能ロッドは一般にあまり可撓性を持たない。

本発明の実施形態例によれば、動的脊椎安定器は、２つのロッド、及び２つのロッドの間に配列される可撓性シースを含む。可撓性シースは、シース（例えば、織物シース（woven sheath））及び弾性プラグを含む。シースの各端は２つのロッドのそれぞれの端に接続される。弾性プラグはシースのルーメンの中に配列されかつ２つのロッドの端の間に配置される。

２つのロッドの端の間に弾性プラグを浮動的に配列するか、または前記ロッドの端にこれを固定することができる。さらに、弾性プラグをポリカーボネートウレタンで作ることができ、かつ（または）弾性プラグは樽形を持つことができる。

シースを金網チューブとすることができる。金網チューブをチタンで作ることができる。

圧縮負荷時にロッドのそれぞれの端に抵抗を与えるように弾性プラグを形成することができ、弾性プラグは張力負荷時シースの収縮を制限することができる。

シースの両端にリングを取り付けることができ、圧縮カラーはリングをそれぞれのロッドの端に取り付けることができる。ロッドの少なくとも一方の端はカラー取付け構造を含むことができ、圧縮カラーをカラー取付け構造に取り付けることができる。

ロッドの少なくとも一方の端は外面テーパー状ロック境界面（externally tapered lock interface surface）を含むことができ、シースの端部はテーパー状ロック境界面を覆って伸びることができ、内面テーパー状カラーによってロッドの端にこれを固定することができる。テーパーは内向きでも外向きでも良い。

動的脊椎固定器は、たわみ部材の一部を覆って伸びかつ１対のロッドに移動可能に取り付け可能な少なくとも１つのスリーブを含むことができる。スリーブはロッドの隆起面と当接するように形成される内面を含むことができる。スリーブは、また、２つのかみ合い部分を含むこともできる。

動的脊椎安定器は複数のアンカー部材を含むことができ、各アンカー部材は脊椎に取り付けられる。各ロッドをそれぞれのアンカー部材に取り付けることができる。アンカー部材は茎ねじを含むことができる。

本発明の実施形態例によれば、動的脊椎安定器組立品は上述のような動的脊椎安定器及び複数のアンカー部材を含むことができる。各アンカー部材は脊椎及びロッドに取り付け可能である。

図面において同様の参照番号は同様の部品を指す。

図１及び２は脊椎を動的に固定するために役立つ動的脊椎安定器１０を示している。動的脊椎安定器は複数のロッド１２及び１つのたわみ部材を含む。ロッド１２は、細長い構造を含むことができる。この細長い構造は中実または中空であり、任意の希望の断面を持つことができる（例えば、円形、楕円形、正方形、長方形など）。ロッド１２は直列に配列され、たわみ部材１４は隣り合うロッド１２の間に配列される。たわみ部材１４は織物シース１６及び弾性プラグ１８を含む。織物シース１６の両端２０は隣り合うロッド１２のそれぞれの端２２に接続される。織物シース１６の両端２０は適切で確実な取付け（例えば、クリンピング、接着剤、溶接など）によって隣り合うロッド１２のそれぞれの端２２に接続される。織物シース１６は生体適合性材料で作られ、たとえば織り、網またはシース構造を与えるその他の形態である。弾性プラグ１８は織物シース１６のルーメン２４に配列され（例えば図５に示されるように）、隣り合うロッド１２の端２２の間に配置される。

弾性プラグ１８は、圧縮負荷を受けるとき隣り合うロッド１２のそれぞれの端２２に対して抵抗を与え、張力負荷を受けるとき織物シース１６の収縮を制限する。すなわち、圧縮時にはロッド１２の端２２はプラグ１８のそれぞれの端に当接し、プラグ１８はロッド１２に対して外方向に抵抗力を与える。このように、圧縮時にはプラグ１８はバンパー、バッファまたはストッパとして機能する。織物シースの織りも、圧縮負荷に対して抵抗を与えることができる。プラグ１８及び織物シース１６の全体形状及び材料特性は圧縮及び張力負荷に対して所望の相互作用及び反応を示す。例えば、プラグ１８が圧縮されるとき、織りシース１６によってこれを拘束することができる。さらに、上述のように、張力負荷時にはプラグ１８は織物シース１６の収縮を制限することができる。すなわち、張力負荷時、織物シース１６の織りは織物シース１６が狭まれるようにすなわちプラグ１８の外周に対して半径方向の動きを制限するようにし、それによって、たとえプラグ１８自体が上述のようにロッド１２の端２２に取り付けられていなくてもロッド１２に加えられる張力に対して抵抗を加える。上述のように、隣り合うロッド１２の端２２の間に浮動的に弾性プラグ１８を配置するか（例えば図５に示すように）、隣り合うロッド１２の一方または両方の端２２にこれを固定することができる。弾性プラグ１８は全体的に樽形の形状を持つことができ、ポリカーボネートウレタン（ＰＣＵ）でこれを作ることができる。ただし、弾性プラグ１８を他の形状（円筒形、管状、長方形など）で、かつ変形可能特性を持つ他の生体適合性材料で作ることができる。張力、圧縮及び（または）屈曲力に対して所望の反応を示すようにプラグ１８及び織物シース１６の物理的特性を変動させることができる。織物シース１６の上記の特性は応用において織物シースに限定されず、同様の特性を持つ他のシース構造（例えば、チューブ、複合材料シースなと）を含む。

図３及び４はスリーブ２４を含む動的脊椎安定器１０を示している。スリーブ２４は取外し可能に動的脊椎安定器１０に取り付けられる。スリーブ２４は、ロッド１２の端２２の間の間隔を埋め、軸方向の荷重に関して柔軟性を維持しながら動的脊椎安定器１０を屈曲力に対して実質的に不撓性にする。スリーブ２４を外すと、動的脊椎安定器１０は屈曲力に対して可撓性になる。スリーブ２４はロッド１２の隆起面２８と当接するように形成される内面２６を含む。このように、スリーブ２４の運動範囲を内面２６とロッド１２の隆起面２８との相互作用によって定めることができる。従って、たわみ部材１４が張力荷重を受けるときたわみ部材の弾性特性を制限するためにもスリーブ２４を利用することができる。スリーブ２４はねじ接続される２つの噛み合わせ部分３０及び３２を含むことができる。噛み合わせ部分３０及び３２を締り嵌め、スナップなど他の接続構造によって接続することもできる。

図５は、２つの茎ねじ３４に取り付けられた動的脊椎安定器１０を含む動的脊椎安定器組立品２を示している。茎ねじ３４はねじ部３６、ヘッド部３８及び止めねじ部４０を含む。動的脊椎安定器１０はロッド１２において茎ねじ３４に取り付けられ、止めねじ部４０を使って固定される。ねじ部３６は脊椎に取り付けられる。その代わりにまたは茎ねじ３４と組み合わせて、他のアンカー部材（例えば、フック、など）を利用することができる。たわみ部材１４はロッド１２の端の一部をたわみ部材にクリンピングすることによってそれぞれの隣接するロッド１２に取り付けられる。または、ロッド１２の端に別個の部材を取り付けて、これをたわみ部材１４にクリンピングまたはその他の方法（例えば、溶接、接着剤など）で固定することができる。また、たわみ部材１４を接着剤、溶接などによってロッド１２の端に直接固定することができる。

図６から９は、図１及び２に示される織物シース１６として使用可能なたわみ部材の金網チューブ７０の一部を示している。図６は金網チューブ７０の１区分を一般的に示す。図７は、図６に示される金網チューブ７０が大きな外力を受けていない時の金網チューブ７０の表面を示している。図８は、図６に示される金網チューブ７０が圧縮力を受けているときの金網チューブ７０の表面を示している。図９は、図６に示される金網チューブが張力を受けているときの金網チューブ７０の表面を示している。

図１０から１３はテーパー状カラーインターフェイス４２を含む動的脊椎安定器１０を示している。ロッド１２の端２２は外面テーパー状ロック境界面４４を含む。シース５０の端部４６はテーパー状ロック境界面４４を覆って伸び、内面テーパー状カラー４８によってロッド１２の端２２に固定される。テーパー状面を図示される方向と反対方向に配置するか方向を交互にすることができる。シース５０は、織り、編み、管状部材またはシース様構造を与えるその他の形態を取ることができる。

図１４から１７は、溶接リング５４及び圧縮カラー５２を含む動的脊椎安定器１０を示している。溶接リング５４は織物シース１６の端５６に溶接される。圧縮カラー５２は溶接リング５４をロッド１２の端２２に取り付ける。ロッド１２の端２２はカラー取付け構造５８を含む。圧縮カラー５２はカラー取付け構造５８に取り付けられる。溶接リング５４を溶接リング部分組立品の一部とすることができる。図には溶接リング５４が示されているが、織物シース１６の端５６をロッド１２の端２２に固定するために別の締結機構を採用することができる（例えば、締結リング、クリンピング、接着剤などを単独でまたは組み合わせて使用することができる）。

図１８は弾性プラグ１８を示しており、図１９はロッド１２の端２２に取り付けられたたわみ部材１４を含む動的脊椎安定器１０を示している。

図２０から２３は、本発明の実施形態例に従った動的脊椎安定器１００を示している。脊椎を動的に安定させる助けとなるように動的脊椎安定器１００を茎ねじに取り付けることができる。動的安定器組立品１００は複数のロッド１１２及び１つのたわみ部材１１４を含む。ロッド１１２は直列に配列され、たわみ部材１１４は隣り合うロッド１１２の間に配列される。さらに、スリーブ１２４がロッド１１２間の距離を埋めて、動的脊椎安定器１００を実質的に不撓性にするように、スリーブ１２４を動的脊椎安定器１００に取り外し可能に取り付けることができる。スリーブ１２４を取り除くとまたはロッド１１２間の距離全体を埋めないようにスリーブ１２４を動かすと、動的脊椎安定器１００は可撓性になる。締め嵌めによって（スリーブ１２４とロッド１１２が接する領域Ａを参照）及び（または）ねじ接続によって（スリーブ１２４がスリーブ１２４のねじ山１６０Ａ及びロッド１１２のねじ山１６０Ｂにおいてロッドと接する領域Ｂを参照）動的脊椎安定器１００上の所定の場所にスリーブ１２４を保持することができる。

図２４及び２５は、本発明の実施形態例に従った動的脊椎安定器２００を示している。動的に脊椎を安定させる助けとなるように動的脊椎安定器２００を茎ねじに取り付けることができる。動的安定器２００は複数のロッド２１２及び１つのたわみ部材２１４を含む。ロッド２１２は直列に配列され、たわみ部材２１４はロッド２１２の端２２２の間に配列される。ロッド２１２の端２２２は実質的に不撓性である。たわみ部材２１４はロッド２１２の端２２２と一体的であり、螺旋形状を持つ。

図２６から２８は、動的に脊椎を安定させる助けとなるように動的脊椎安定器に使用できるロール型構造たわみ部材３００を示している。脊椎に固定されるアンカー部材にロール型構造たわみ部材３００を直接取り付けるか、またはアンカー部材に取り付けられる対のロッドの間にこれを取り付けることができる。ロール型構造たわみ部材３００は例えばシートメタルのロール型構造である。ロール型構造たわみ部材３００は可撓性である（例えば、圧縮における可撓性、張力における可撓性及び（または）「屈曲」運動における可撓性）。ロール型構造たわみ部材３００を両端においてより中央で太くすることができる。

脊椎を動的に安定させるための方法は、アンカー部材例えば茎ねじを脊椎に取り付けるステップ及び上記の動的脊椎安定器のいずれかなど動的脊椎安定器をアンカー部材に取り付けるステップを含む。動的脊椎安定器組立品は、直列に配列される複数のロッド及び隣り合う対のロッドの間に配列されるたわみ部材を有する。たわみ部材は織物シース及び弾性プラグを含む。織物シースの両端は隣り合うロッドのそれぞれの端に接続され、弾性プラグは織物シースのルーメンの中に配列され、隣り合うロッドの端の間に配置される。さらに、この方法は少なくとも１つのスリーブを対のロッドに移動可能に取り付けるステップを含むことができる。少なくとも１つのロッドは少なくとも１つのたわみ部材の一部を覆って伸びる。

本発明の多数の実施形態例について説明したが、これらの実施形態例は例証のためのものであり限定的ではないこと、また多くの修正が当業者には明らかであることが分かるはずである。例えば、脊椎の任意の希望の高さに組立品を配置することができ、組立品は任意の数の隣り合うロッドを持つことができる。さらに、１つまたはそれ以上のインプラントと一緒に組立品を使用することができる。さらに、動的脊椎安定器組立品を軸方向にかつ（または）回転式にアンカー部材に固定することができる。さらに、組立品の構成要素のどれも、任意の希望のサイズで提供することができる（例えば、任意の希望の特注サイズで、または小、中、大など一群のサイズから選択される任意の希望のサイズで）。さらに、構成要素のうち１つまたはそれ以上を下記の材料のいずれかから作ることができる：（ａ）任意の生体適合性材料；（ｂ）プラスチック；（ｃ）繊維；（ｄ）ポリマー；（ｅ）金属（チタンなど純粋金属またはＴｉ−Ａｌ−Ｎｂ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、ステンレス鋼など合金）；（ｆ）以上のものの任意の組合せ。また弾性特性を持つ１つまたはそれ以上の材料で弾性プラグを作ることができる。さらに、骨への取り付けのためにねじ切りされたねじではなくフックまたはその他の機構を使用することができる。さらに、境界面部分（例えばロッドと茎ねじ取付け機構など）は、境界面における摩擦を増すために１つまたはそれ以上の形体を持つことができる。例えば、境界面は、ざらざらの面または加工面（例えば、サンドブラストまたはローレット切りにより）、ねじ切り面、溝付き面、畝付き面、突起を持つ面、くぼみを持つ面などを持つことができる。さらに、組立品は動的可撓性（例えば、圧縮における可撓性、張力における可撓性及び（または）「屈曲」運動における可撓性）及び（または）動的運動減衰（例えば、圧縮における減衰、張力における減衰及び（または）「屈曲」運動に関連する減衰など）を与えることができる。さらに、本明細書において説明されるステップを任意の順番で実行することができ、任意のステップをこれに追加または削除することができる。

本発明の実施形態例に従った動的脊椎安定器の斜視図を示す。 図１に示される装置の側面図を示し、部分断面図を含む。 本発明の非限定的実施形態に従ったスリーブを含む、図１及び２に示される装置の斜視図を示す。 図３に示される装置の側面図を示し、部分断面図を含む。 ２つの茎ねじに取り付けられる図１及び２に示される装置を含む動的脊椎安定器組立品の側面図を示す。 本発明に係るたわみ部材の金網チューブの一部を示す。 図６に示される金網チューブが大きな外力を受けない場合の、金網チューブの表面を示す。 図６に示される金網チューブが圧縮力を受ける場合の、金網チューブの表面を示す。 図６に示される金網チューブが張力を受ける場合の、金網チューブの表面を示す。 本発明の非限定的実施形態に従ったテーパー状カラーインターフェイスを含む動的脊椎安定器組立品の斜視図を示す。 図１０に示される装置の側面図を示す。 図１１において線ＸII−ＸIIに沿って見た断面図を示す。 図１２において線ＸIII によって示される部分の拡大断面図を示す。 溶接リング及び圧縮カラーを含む、図１及び２に示される装置の分解斜視図を示す。 図１４に示される装置の側面図を示す。 図１５において線ＸVI−ＸVIに沿って見た断面図を示す。 図１６において線ＸVII によって示される部分の拡大断面図を示す。 本発明の実施形態に従った弾性プラグを示す。 本発明の実施形態例に従った動的脊椎安定器組立品を示す。 本発明の実施形態例に従った動的脊椎安定器組立品の前面図を示す。 本発明の非限定的実施形態に従ったスリーブの断面図を示す。 図２１に示されるスリーブの平面図を示す。 図２１に示されるスリーブが取り付けられている、図２０に示される装置の断面図を示す。 本発明の非限定的実施形態に従った螺旋形状を有する動的脊椎安定器組立品の側面図を示す。 図２４に示される装置の斜視図を示す。 ロール型構造たわみ部材を特徴とする本発明の実施形態例を示す。 ロール型構造たわみ部材を特徴とする本発明の別の実施形態例を示す。 ロール型構造たわみ部材を特徴とする本発明の更に別の実施形態例を示す。

Claims (19)

1. ２つのロッドと、
   前記２つのロッドの間に配列される可撓性シースと、を具備する動的脊椎安定器において、前記シースの各端が前記２つのロッドのそれぞれの端に接続され、
   弾性プラグが前記シースのルーメンの中に配列され前記２つのロッドの端の間に配置される、動的脊椎安定器。
2. 前記弾性プラグが前記ロッドの端の間に非固定式に配列されることを特徴とする、請求項１に記載の安定器。
3. 前記弾性プラグが前記ロッドの端に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の安定器。
4. 前記弾性プラグがポリカーボネートウレタンであることを特徴とする、請求項１に記載の安定器。
5. 前記弾性プラグが樽形であることを特徴とする、請求項１に記載の安定器。
6. 前記シースが織物シースであることを特徴とする、請求項１に記載の安定器。
7. 前記シースが金網チューブであることを特徴とする、請求項１に記載の安定器。
8. 前記金網チューブがチタンで作られることを特徴する、請求項７に記載の安定器。
9. 前記弾性プラグが圧縮負荷時に前記ロッドのそれぞれの端に対して抵抗を与え、張力負荷時に前記シースの収縮を制限することを特徴とする、請求項１に記載の安定器。
10. 前記シースの前記端にリングが取り付けられ、圧縮カラーが前記ロッドの前記それぞれの端に前記リングを取り付けることを特徴とする、請求項１に記載の安定器。
11. ロッドの少なくとも一方の端がカラー取付け構造を含み、前記圧縮カラーが前記カラー取付け構造に取り付けられることを特徴とする、請求項１０に記載の安定器。
12. ロッドの少なくとも一方の端が外面テーパー状ロック境界面を含み、前記シースの端部が前記テーパー状ロック境界面を覆って伸び、内面テーパー状カラーによって前記ロッドの前記端に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の安定器。
13. 前記外面テーパー状ロック境界面及びテーパー状カラーが外向きにテーパー状であることを特徴とする、請求項１２に記載の安定器。
14. 前記外面テーパー状ロック境界面及びテーパー状カラーが内向きにテーパー状であることを特徴とする、請求項１２に記載の安定器。
15. 前記たわみ部材の一部を覆って伸びかつ隣り合うロッドに移動可能に取り付けられる少なくとも１つのスリーブをさらに備える、請求項１に記載の安定器。
16. 前記スリーブが前記ロッドの隆起面に当接するように形成される内面を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の安定器。
17. 前記スリーブが２つの噛み合い部分を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の安定器。
18. 請求項１に記載の動的脊椎安定器及び複数のアンカー部材を備える動的脊椎安定器組立品であって、各アンカー部材が脊椎及びロッドに取り付け可能である、動的脊椎安定器組立品。
19. 前記アンカー部材が茎ねじであることを特徴とする、請求項１８に記載の安定器組立品。

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