JP2004073855A - 骨の動的安定化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】骨の、特に隣接する椎骨のために動的に作用する安定化装置を提供する。
【解決手段】少なくとも１つの第１の骨固定要素（１）および１つの第２の骨固定要素（２）を有する、骨の、特に椎骨の動的安定化装置が提供され、各々において、第１の部分（４）が骨に固定され、第２の部分（６）がロッド（３）に接合され、ロッド（３）は骨固定要素（１，２）を接合する。この骨固定要素は、任意的に、ロッドに固く接合するまたはロッドの軸方向に置換え可能に接合することができ、骨固定要素（１，２）の間に配置された要素（３０）が与えられ、この要素はロッドの軸方向に弾性的に付勢されることができる。ある骨固定要素は固く、ある骨固定要素は置換え可能に、ロッドに接合される。このロッドはさらに、止め具を有し、置換え可能な固定要素の動きを制限する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
この発明は、請求項１のプリアンブルに従った、骨の、特に椎骨の動的安定化装置に関する。
【０００２】
椎間板の欠陥を治療するための既知の方法では、手術によって欠陥のある椎間板を除去し、椎骨板の空間を２つの椎骨体で補強するか、欠陥のある椎骨板を除去した後で、続いて人工的な椎骨板を挿入する。第１の場合において、補強した部分に隣接した脊柱の部分は不自然に圧迫され、第２の場合において、本来の椎骨板の特性のシミュレーションは依然として満足のゆくものではない。
【０００３】
ＥＰ　０　６６９　１０９　Ｂ１から、隣接した胸椎を安定させるための装置が既知であり、それによって、損傷を受けた椎間板および椎間関節の圧迫を、後に、部分的に和らげることができる。この装置は２つの茎ねじを有し、これらのねじは、各々、弾性合成素材からなるバンドに固く接合され、付勢されたバンドを介して互いに接合される。圧縮力を伝達するのに、弾性バンドに押付けられた耐圧縮体が２つのねじ頭の間にさらに与えられる。しかしながら、この種類のバンドを使用すると、脊柱の動く部分のいかなる誘導安定性も得られない。隣接する椎骨の互いに対する位置付けの調整も不可能であり、これはバンドおよび骨ねじを介した圧縮要素の力伝達作用が特定ではないためである。
【０００４】
ＥＰ　０　５１６　５６７　Ｂ１から、隣接した椎骨を安定化するための装置が既知であり、この装置は、椎骨にねじ込まれた２つの単軸ねじの間に与えられたエラストマからなる減衰要素を有する。この減衰要素の端部はそれぞれ上記ねじに接合され、その端部には、骨ねじの１つの受け部分に各々差込んで固定することが可能な球状ヘッドがある。したがって、減衰要素の長手軸に対する骨ねじの角度の最小の調整が可能である。しかしながら、各々の対になった椎骨を互いに接合するには、正確な長さおよび正確な断面を備えた個々に一致する減衰要素を作らなければならない。さらに、減衰要素の力伝達作用は不確定であり、これは力伝達作用が軸力だけでなく曲げ力およびねじり力にも屈するためである。
【０００５】
脊柱または脊柱の部分を固定するために、ロッドおよびロッドに固く接合され、対応する椎骨にねじ込まれた少なくとも２つの茎ねじからなるインプラントシステムを与えることがさらに既知である。しかしながら、これでは、椎間板の動的な動きを制御すること、または椎間板への圧迫を動的に引き継いでその圧迫を和らげることは、不可能である。
【０００６】
この発明の目的は、骨の、特に隣接する椎骨のために動的に作用する安定化装置を提供することであり、それによって、骨または椎骨および椎間関節を互いに対して位置付けることと、同時に、定められた方法で、椎間板および間に接合された椎間関節への圧迫を、伝達される力に対して支持し、部分的に和らげることとの双方が可能である。
【０００７】
この目的は、請求項１に従う安定化装置によって達成される。この発明のさらなる発展は従属クレームに記載されている。
【０００８】
さらなる特徴および利点が図を用いた実施例の説明から明らかになる。
特に図１〜図４からわかるように、この安定化装置は、２つの多軸茎ねじ１、２およびこれらのねじを接合して隣接した２つの椎骨１００、１０１を安定化させるためのロッド３を有する。茎ねじ１、２は、好ましくは図３および４に示されるように構成される。茎ねじ１、２は、骨ねじを備えたねじ込みシャンク４を有するねじ要素と、受け部分６に接合され球の部分のような形をしたヘッド５とを有する。この受け部分６は、端部の１つにおいて、軸に対称に整列した第１のボア７を有し、その直径はシャンク（４）のねじ込み部分の直径よりも大きく、ヘッド（５）の直径よりも小さい。受け部分６はさらに、第１のボア７と反対側の端部で開いている同軸の第２のボア（８）を有し、その直径は、ねじ要素が開いた端部を通して案内され、ねじ込み部分が第１のボア７を通り、ヘッド５が第２のボアの床に届くのに、十分な大きさである。受け部分の床は、ねじ要素が挿入されかつ圧迫されていない状態で受け部分６内で旋回可能であるように構成される。この受け部分はさらに、中心に対して対称的に配置されたＵ字形のリセスを有し、その床は第１のボア７に向けられており、それにより２つの開いた脚１０、１１が形成される。開いた端部と境を接する領域において、脚１０、１１は内ねじ１２を有する。
【０００９】
茎ねじはさらに、圧縮要素１３を含み、この圧縮要素は、受け部分６に押込まれることができるように、適切な外径を有するように構成されている。その端部の１つで、リセス１４が与えられ、これは球の部分のような形をしており、受け部分６の第１のボア７に向かって広がっており、その球の半径は、受け部分に挿入された状態でねじ要素のヘッド５を囲むように選択される。脚１０、１１の開いた端部の方向では、圧縮要素１３はＵ字形のリセス１５を有し、その寸法はロッド３をそれにより形成される溝に置くことができるような寸法にされる。このＵ字形のリセス１５の深さは、受け部分６の円筒軸の方向で見ると、受けるロッド３の直径よりも大きいため、圧縮要素１３は、横方向の脚１６がロッド３の位置より上にある状態で、上方に突出する。圧縮要素１３はさらに、それを通して延在し、ねじ道具をヘッド５に与えられた対応するリセス１８と係合するようにする中央のボア１７を有する。
【００１０】
受け部分でねじ要素を固定するために、ブッシングタイプまたはナットタイプの固定要素２０が与えられ、この要素は脚１０、１１の間にねじ込むことができ、脚の内ねじ１２と協働する外ねじ２１を有し、さらに内ねじ２２を有する。ねじ込むために、固定要素２０はその端の１つにおいて半径方向に延びるリセス２３を有する。受け部分の軸方向における固定要素２０の寸法、受け部分の開いた脚１０、１１の寸法および協働するねじの寸法または圧縮要素の開いた脚１６の高さは、ねじ込まれた状態で、固定要素２０が圧縮要素の脚１６に力を及ぼし、それが受け部分６でヘッド５を塞ぐような寸法にされる。
【００１１】
さらに、固定要素２０にねじ込むことのできる内ねじ、締付ねじまたは設定ねじ２５が与えられ、その外ねじ２６は固定要素２０の内ねじ２２と協働する。内ねじ２５、固定要素２０および圧縮要素１３の寸法は、ねじ込まれた状態で、内ねじ２５が配置されたロッド３を押すように選択される。
【００１２】
図４は、図１および２に従った茎ねじ１の断面を示している。茎ねじ１は、内ねじの構成が茎ねじ２とは異なる。図４からわかるように、茎ねじ１の内ねじ２５′は、ロッドが動作中に摩擦が小さい状態で滑動できるようにするために、ロッドに面する側に、滑動素材で作られた滑動床２６を有する。たとえば、滑動素材として高分子ポリエチレンが使用される。
【００１３】
図１および２からわかるように、この安定化装置はさらに、ロッドを介して互いに接合された２つの茎ねじ１、２の間に与えられるばね要素３０を含む。このばね要素３０は、コイルばねとして構成されており、直径はロッド３の直径よりもわずかに大きいため、このコイルばねはロッド３に押付けることができる。軸方向でのコイルばねの長さは、２つの茎ねじの間のロッドで架橋される隣接する椎骨間の距離の大きさと一致する。さらに、コイルばねの長さおよびばねの力は、椎間板の既存の機能的欠陥に対して拡張または圧縮効果がこのばねで達成できるような大きさにされている。このばねは好ましくは耐摩耗素材、たとえば耐摩耗合成素材で覆われる。
【００１４】
ロッド３は、その端の１つに、たとえば環状のショルダーの形をした止め具３１を有し、その直径は受け部分６のＵ字形のリセスおよび圧縮要素１３の直径よりも大きいため、組立てられた状態で止め具３１に隣接した茎ねじ１は、これに関する限りのみ置換え可能である。好ましくは、ロッドは、ある素材で覆われる、特に受け部分６におけるまたは受け部分に設けられた圧縮要素１３におけるロッドの滑動を容易にする適切な素材で覆われる。好ましくは、茎ねじのうちの少なくとも１つの圧縮要素１３はまた、滑動力を増大させる素材たとえば合成素材で覆われる。
【００１５】
動作において、図５からわかるように、まず受け部分６に挿入された茎ねじ１、２のねじ要素が、外科医によって、圧縮されていない状態の欠陥の椎間板２００に隣接した患者の椎骨にねじ込まれ、受け部分６はロッド３を挿入できるように位置合わせされる。圧縮要素１３は既に受け部分に挿入されている。次に、図６に示されるように、ロッド３は、ばね３０が押付けられた状態で受け部分６に挿入される。ロッド３はその中で、止め具３１が患者の頭の方向に向くように方向付けられる。さらに、ばね３０は、付勢された状態で２つの受け部分６の間に置くために、道具によって予め圧縮される。次の段階では、図７に示されるように、外科医は、茎ねじ１、２各々について、受け部分またはロッドに対するねじ要素の最適角度を設定する。この角度は、次に固定要素２０を受け部分にねじ込むことによって固定される。図３および４からわかるように、角度が固定されると、固定要素２０が圧縮要素１３に力を及ぼし、固定要素が受け部分におけるその位置でヘッド５を固定する。圧縮要素の脚１６は、配置されたロッド３を超えて突出するため、ロッド３は固定要素２０にねじ込んでも接触されず、各々において受け部分６で依然として自由に置換え可能である。
【００１６】
ねじ要素および受け部分の互いの角度によって、間に位置する椎間板が再びその自然の形を採ることができるようにするために、隣接する椎骨の反対側の表面の間で所望の楔角度を調節できる。図２に示されるように各々において２つの安定化装置を使用することによって、角度はその中で、側面および正面図において互いに独立して設定可能である。このようにして、互いの椎間関節の位置もまた規定できる。
【００１７】
図７からさらにわかるように、付勢された状態で挿入されたばね３０は、挿入の後に拡張して、受け部分６を押し離す。この拡張は、一方側で止め具３１によって制限される。拡張によって、椎間空間および椎間関節の広がりが生じ、それにより椎間板２００は、椎間空間から流体を吸収するため拡張することができ、椎間関節は図７の矢印が示すように圧縮から解放される。損傷した椎間板はしたがって再びその自然の形を採ることができる。
【００１８】
図８に示されるように、ばねは次に、再び付勢された状態にするために、受け部分６を互いに対して移動することによりわずかに圧縮される。それにより、椎間空間も減じられ、椎間板もともに再びわずかに圧迫され、または縮められ、椎間関節は図８の矢印が示すように圧迫される。所望の端の位置において、ロッド３は最後に、止め具の反対側の端に位置付けられた茎ねじの受け部分６に固く接合される。ロッドは内ねじ２５にねじ込むことによって固定される。ロッドの止め具３１に隣接して与えられる茎ねじ１において、受け部分６およびロッド３は互いに対して可動のままである。滑動床２６を有する内ねじ２５′によって摩擦の少ない状態でのロッドの滑動が可能になる。
【００１９】
図１および２に示される最終的な位置において、このシステムは力伝達システムおよび減衰システムとして作用する。患者が直立した位置にあるときに脊柱に作用する力は、茎ねじ、ばねおよびロッドからなるシステムを介して部分的に伝達され、椎間板は圧力から解放される。このばねはさらに、静止しているまたは圧迫されていない状態で、すなわち横になっている間に椎間空間を広げるための拡張要素として、および、たとえば歩いているときといった圧迫中に激しい上下動を減衰するための減衰装置としての双方として作用する。
【００２０】
このシステムには、組立中に骨ねじおよびロッドの最適の調整が可能であるという利点がある。ロッドを介して固く接合されているため、軸力を伝達して椎間板への圧迫を軽減することが可能である。しかしながら、このシステムは屈曲およびねじれに対して剛性が高く、椎間板へ正確に力を伝達するという点でさらなる利点を含む。
【００２１】
この発明は、ロッドによる２つの多軸茎ねじのみの接合に限定されない。必要であれば、いくつかの椎骨を互いに接合することもでき、その場合対応する数の多軸骨ねじが用いられる。所望の可動性次第で、止め具がロッドの適切な点に与えられ、対応する隣接した骨ねじがロッドに対して置換え可能な状態で保持される。
【００２２】
説明した実施例では、多軸骨ねじが使用されたが、この発明はこれらに限定されない。脊柱の対応する部分の解剖学的構造で、単軸骨ねじを使用することができれば、この発明に従って、ロッドに固く接合された１つの単軸骨ねじおよびロッドに可動に接合された１つの単軸骨ねじを使用することが可能である。単軸骨ねじと多軸骨ねじとの組合せでも使用できる。
【００２３】
ばね要素３０も異なった構成であってもよい。たとえば、ばね要素３０をコイルねじとして構成し、ロッドの内側で与えることができる。この目的のために、ロッドは互いに挿入された２つのスリーブからの２つの部分で形成され、各々のスリーブはスリーブ床を有し、スリーブ床に対してコイルばねの端がある。このばね要素をさらにポリマー製の弾性管として構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従った組立てられた状態の装置の概略側面図を示す。
【図２】図１に示すこの発明に従った装置の水平投影図を示す。
【図３】図１に示す装置で使用される多軸ねじの、線Ａ−Ａに沿う断面を示す図である。
【図４】図１に示す装置で使用される多軸ねじの、図２の線に沿う部分的な断面を示す図である。
【図５】安定化装置の組立ての一連のステップを示す図である。
【図６】安定化装置の組立ての一連のステップを示す図である。
【図７】安定化装置の組立ての一連のステップを示す図である。
【図８】安定化装置の組立ての一連のステップを示す図である。
【符号の説明】
１　茎ねじ、３　ロッド、４　ねじ込みシャンク、６　受け部分、７　第１のボア、８　第２のボア、１０　開いた脚、１２　内ねじ、１３　圧縮要素、１４リセス、１５　Ｕ字形のリセス、１６　横方向の脚、１７　中央のボア、２０固定要素、２５　設定ねじ、２６　滑動床、３０　ばね要素、３１　止め具。

Claims (11)

1. 骨の、特に椎骨の動的安定化装置であって、
   少なくとも１つの第１の骨固定要素（１）および１つの第２の骨固定要素（２）を含み、各々において、第１の部分（４）は骨において固定され、第２の部分（６）はロッド（３）に接合され、前記動的安定化装置はさらに、前記骨固定要素（１，２）を接合するロッド（３）を含み、
   前記骨固定要素は、任意的に、固く前記ロッドに接合するまたは前記ロッドの軸方向に置換え可能に接合することができ、
   前記ロッドの軸方向に弾性的に付勢されることができる、前記骨固定要素（１，２）の間に配置された要素（３０）を特徴とする、動的安定化装置。
2. 前記骨固定要素（１）のうちの１つが、置換え可能に前記ロッドに接合され、止め具（３１）が与えられて、前記置換え可能な骨固定要素の動きを制限することを特徴とする、請求項１に記載の動的安定化装置。
3. 少なくとも１つの骨固定要素（１，２）は前記ロッド（３）に多軸で接合できることを特徴とする、請求項１または２に記載の動的安定化装置。
4. 前記骨固定要素は、骨における固定のためのシャンク（４）と、関節の態様でシャンクに接合されて前記ロッドを受けるための受け部分（６）とを有し、前記シャンク（４）および前記受け部分（６）は、互いに対し、ロッドを固定する角度から独立した角度で固定できることを特徴とする、請求項３に記載の動的安定化装置。
5. 前記ロッドに接合され、前記止め具に隣接する多軸で接合された前記骨固定要素（１）が、置換え可能に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の動的安定化装置。
6. 前記骨固定要素（２）のうちの１つは、前記ロッド（３）に固く接合されることを特徴とする、請求項１から５のうちの１つに記載の動的安定化装置。
7. 前記ロッド（３）および／または前記骨固定要素（１，２）のうちの１つの一部は、滑動素材で覆われていることを特徴とする、請求項１から６のうちの１つに記載の動的安定化装置。
8. 弾性要素（３０）はばねとして構成されることを特徴とする、請求項１から７のうちの１つに記載の動的安定化装置。
9. 前記ばね（３０）は前記ロッドを囲むコイルばねとして構成されることを特徴とする、請求項８に記載の動的安定化装置。
10. 前記ロッド（３）は２つの部分でスリーブ形状で構成され、前記ばねは前記ロッドの内側で与えられることを特徴とする、請求項８に記載の動的安定化装置。
11. 前記骨固定要素は骨ねじまたは骨フックとして構成されることを特徴とする、請求項１から１０のうちの１つに記載の動的安定化装置。

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