JP2012513836A - ネジ式支柱型骨アンカーのためのスプライン駆動 - Google Patents

Abstract

ネジ式骨アンカーは、ドライバ器具との係合のための外部円筒形表面に沿って長さ方向に形成された複数の凹部を含み、ドライバ器具を通じて、使用者は、骨アンカーを骨に挿入するか又は骨から除去するために時計回り方向又は反時計回り方向にトルクを加える。骨アンカーは、アンカーの外径を最小にし、アンカーの曲げ／剪断強度を損なうことなく高い挿入／除去トルクに耐え、かつ凹部部分を含むネジ山のない表面全体に嵌合クランプを取り付けることを可能にする断面幾何学形状を含む。
【選択図】 図２Ａ

Description

〔関連出願への相互参照〕
本出願は、２００８年１２月２４日出願の米国特許仮出願第６１／１４０，７１６号明細書に対する優先権を請求するものであり、その開示内容は、あたかもその全体が本明細書に示されるかのごとくここに引用により組み込まれる。

本発明は、一般的に整形外科に関し、特に、スプライン駆動機構を組み込んだ骨アンカーに関する。

骨又は骨片の復位のための又は脊椎固定のための様々な固定デバイスは公知である。椎間インプラント及び脊椎ロッドなどを含む脊椎固定デバイスは、椎間板を置換し、隣接する椎骨を融合又は整列させ、かつ他の脊椎の問題に対処するために用いられる。長骨固定デバイスは、通常、下にある骨に取り付けられた創外固定器と創内固定器の両方を含む。脊椎固定デバイス及び長骨固定デバイスは、一般的に、１つ又はそれよりも多くの骨アンカーによって下にある骨に固着される。

例えば、典型的な骨プレートは、骨セグメントを互いに接合するために骨折部の両側の下にある骨内に穿孔された骨スクリューを収容するスクリュー孔を含む。典型的な頸椎インプラントは、インプラントの位置を固定するために、同じく隣接する椎体内に穿孔されたスクリューを収容するスクリュー孔を含むことができる。ある一定の用途では、比較的小さい骨スクリューを提供することが所望される。例えば、１０ｍｍよりも小さいネジ山及びヘッド直径を有する脊椎スクリューが一般的に用いられる。このサイズの骨スクリューは、穿孔、タッピング、又はそれ以外に下にある骨内へのアンカーの挿入時に加えられる高いトルク／力に露出された時に損なわれる可能性がある。

米国特許仮出願第６１／１４０，７１６号明細書

望まれるものは、アンカーの曲げ／剪断強度を損なうことなく高いトルク／力を受容するように構成された骨アンカーである。

長手方向軸線に沿って延びる雄ネジシャフトとシャフトに接続したヘッドとを含む骨アンカーを提供する。ヘッドは、ヘッド内に延びる複数の等距離に離間した長手方向に細長い凹部を含むスプライン駆動機構を形成し、そのために各凹部は、各々が対向する端部を形成する１対の離間した側壁を形成する。

以上の概要、並びに以下の本出願の好ましい実施形態の詳細説明は、添付の図面と併せて読めばより良く理解されるであろう。本出願の骨アンカーを例証するために図面に好ましい実施形態が示されている。しかし、本出願は、図に示す構成及び手段通りに限定するものでないことを理解すべきである。

隣接する椎骨の茎に取り付けられた複数の骨アンカーと、骨アンカーに取り付けられたクランプと、クランプ間に接続した固定ロッドとを含む脊椎固定アセンブリの斜視図である。 図１Ａの骨アンカーのうちの１つに取り付けられたドライバ器具を含み、骨アンカーを茎に取り付ける骨アンカーアセンブリの斜視図である。 図１Ｂに示す骨アンカーの斜視図である。 図２Ａの骨アンカーの側立面図である。 図１Ｂに示すドライバ器具の斜視図である。 骨アンカーに取り付けられたドライバ器具を示す図１Ｂに示す骨アンカーアセンブリの部分側立面図である。 図４Ａに示す骨アンカーアセンブリの端立面図である。 線４Ｃ−４Ｃに沿って取った図４Ｂに示す骨アンカーアセンブリの断面側立面図である。 線４Ｄ−４Ｄに沿って取った図４Ｂに示す骨アンカーアセンブリの断面側立面図である。 骨アンカーに取り付けられるように構成された補助延長部を含む骨アンカーアセンブリの側立面組立図である。 補助延長部が骨アンカーに取り付けられた図５Ａに示す骨アンカーアセンブリの側立面図である。 骨アンカーに取り付けられたドライバ器具を示す、図５Ｂに示す骨アンカーアセンブリの断面側立面図である。 代替的な実施形態により構成された骨アンカーの斜視図である。 凹部を示す、図６Ａに示す骨アンカーの一部の断面側立面図である。

ある一定の用語を便宜のためにのみ以下の説明において使用し、これらは限定的ではない。用語「右」、「左」、「下部」、及び「上部」は、参照図面における方向を示している。用語「内向き」又は「遠位に」、及び「外向き」又は「近位」は、それぞれ、骨アンカー及びその関連部分の幾何学的中心に向う方向及びこれから離れる方向を指す。用語「前方の」、「後方の」、「上方の」、「下方の」、並びに関連する用語及び／又は語句は、参照される人体内の好ましい位置及び向きを示し、限定を意味するものではない。専門用語には、上に掲載した用語、その派生語、及び同様の趣旨の用語が含まれる。

図１Ａを参照すると、骨固定アセンブリ２０は、下にある骨に取り付けられかつ内部脊椎固定ロッド２９として示す固定部材によって接合された複数の骨アンカー２２を含む。代替的な実施形態によれば、固定部材は、代替的に、内部骨固定プレート、外部脊椎固定ロッド、又はネジ式アンカーを通じてあらゆる骨を安定化するように構成されたいずれかの内部又は外部の固定部材とすることができる。図に示す実施形態によれば、骨固定アセンブリ２０は、それによってアンカーが固定対象の複数の椎骨２５の茎２４に取り付けられた脊椎固定アセンブリとして示されている。従って、アンカーは、代替的に、いずれかの望ましい下にある骨又は骨セグメントへの取り付けられるように構成することができるが、骨アンカー２２は、椎骨アンカーとして提供することができる。図に示す骨固定アセンブリ２０では、クランプコネクタ２６は、一端で各骨アンカー２２に取り付けられている。クランプコネクタ２６は、固定ロッド２９に取り付けられた他端まで内向きに延びる。従って、第１の固定ロッド２９ａ及び第２の固定ロッド２９ｂは、ほぼ尾側−頭側方向に沿って延び、椎骨を所望に応じて固定する。一実施形態によれば、骨アンカーは、ペンシルベニア州ウエストチェスターに事業所を有するシンセス・インコーポレーテッドから市販されている「ＵＳＳ Ｆｒａｃｔｕｒｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ」として提供することができる。他に指示がない限り、骨固定システム２０及びその構成要素は、以下に限定するものではないが、３１６Ｌステンレス鋼、コバルト−クロム、ＣＰチタン、以下に限定するものではないが、Ｔｉ−７Ａ１−６Ｎｂ、ＴＡＶ、又はＴｉ−Ｍｏｌｙを含むＴｉ合金、ＰＥＥＫのようなポリマー類、又は同種移植骨を含む当業者に公知のあらゆる適切な生体適合性材料から製造することができる。骨アンカー２２には、更に、ヒドロキシアパタイト、プラズマ溶射チタン、陽極プラズマ溶射被膜などのような骨成長刺激表面で被覆することができる。

図１Ｂに示すように、骨アンカーアセンブリ２０は、骨アンカー２２と、椎体又は椎茎、腕（例えば、上腕）の長骨、脚（例えば、大腿）又は骨盤、及び／又はより小さい骨（手、足、頭、顔等々の）のような下にある骨に骨アンカー２２を取り付ける駆動トルク又は力を骨アンカー２２上に付与するために骨アンカー２２に取り付けられるように構成されたドライバ器具２８とを含むことができる。

ここで図２Ａ〜図２Ｂ及び図４Ａ〜図４Ｄを参照すると、骨アンカー２２は、中心長手方向軸線Ｌ１に沿って長手方向に延びるシャフト３０を含む。シャフト３０は、長手方向に対向する近位端、すなわち、上端３０ａ、及び遠位端、すなわち、下端３０ｂをそれぞれ形成し、かつ近位端３０ａに一体に連結されたヘッド３２を形成する。シャフト３０の遠位端３０ｂは、下にある骨に取り付けられるように構成される。より詳細には、下にある骨に係合するように構成された螺旋状ネジ山３４が、シャフト３０の近位端３０ａの位置から近位端３０ａと遠位端３０ｂの間で半径方向に延び出ている。従って、ヘッド３２がドライバ器具２８から駆動トルク／力を受け取る時（例えば、アンカーを下にある骨に挿入する時又はアンカーを下にある骨から除去する時）に、ネジ山３４が下にある骨内に前進する。

ネジ山３４は、図に示すように連続していてもよく、複数の開始位置（例えば、ダブルリード、トリプルリード等々）を有するネジ山を形成する複数の歯を形成するために不連続とすることができる。従って、実質的にシャフト３０全体にネジ山を付けてもよく、長骨固定に用いられるラグスクリューにおけるように、シャフトの一部だけにネジ山を付けてもよい。図２Ｂに示すように、ネジ山３４は、遠位端３０ｂから近位端３０ａに向う方向に増大してもよく、又は近位端３０ａと遠位端３０ｂの間で実質的に一定のままとすることができる外径ＯＤを定める。従って、骨アンカー２２は、代替的に、骨アンカー内部のロッキングスクリュー又はロッドコネクタアセンブリとして所望に応じて提供することができることを認めるべきである。骨アンカー２２は、必要に応じて追加的又は代替的にセルフタッピング式とすることができ、及び／又は下にある骨内に形成された予め穿孔された内腔の内部に取り付けるように構成することができる。骨アンカー２２は、Ｓｃｈａｎｚ又は支柱型骨アンカーとして、又は所望に応じたあらゆる代替的に構成された骨アンカーとして提供することができる。

ヘッド３２は、半径方向外側表面３８を形成する環状本体３６を含む。必要に応じて、ヘッド３２は、管状にすることができ、半径方向外側表面３８に対向する半径方向内側表面４０を形成することができる。勿論、ヘッド３２は、所望に応じたあらゆる他の適切な代替的形状を取ることができる。ヘッド３２は、ヘッドの近位端３２ａが骨アンカーの近位端を形成し、シャフトの遠位端３０ｂが骨アンカー２２の遠位端を形成するように、近位端、すなわち、上端３２ａ及び遠位端、すなわち、下端３２ｂを形成する。ヘッド３２の遠位端３２ｂは、ネジ山のないネック４１を通じて直接又は間接的にシャフト３０の近位端３０ａに一体に連結されており、それによって必ずしもシャフト３０の近位端３０ａとヘッド３２の遠位端３２ｂとの間で連結された骨ネジ山の直径よりも大きいとは限らないが、ヘッドよりも大きい直径を有するストップを設けることができる。環状本体３６の近位端３２ａは、環状の長手方向外側リップ３５を形成する長手方向外側端部３３を形成する。

環状本体３６の外面３８は、図に示すように中心長手方向軸線Ｌ１に沿って延びる図に示すような円筒形とすることができる。従って、シャフト３０及びヘッド３２は、長手方向に同一の広がりを有するか、又は同じ長手方向軸線に沿って延びている。外面３８は、ネジ山３４の外径ＯＤと同じでもよく、それよりも大きくてもよく、それよりも小さくてもよい直径又は他の断面外径を定める。

引き続き図２Ａ〜図２Ｂを参照し、かつ図５Ａ〜図５Ｂを更に参照すると、ヘッド３２は、長手方向外側端部３３を通って長手方向に遠位に延びかつ環状リップ３５及び環状本体３６によって半径方向に取り囲まれた内腔４２を形成することができる。内腔４２は、環状本体３６の内部で終端し、従って、骨アンカー２２全体を通っては延びていない。内腔４２は、内腔内に内向きに突出する螺旋状ネジ山４４を呈することができる半径方向内側表面４０を形成する。従って、ヘッド３２は、ロケータ４６のような補助デバイスに取り付けるように構成された係合部材を含む。ロケータ４６は、円筒形近位端４６ａを形成する長手方向に細長い本体４７を含むことができ、円筒形近位端４６ａは、そこから延びる螺旋状ネジ山４８の形状の係合部材を有する。ネジ山４８及び４４は、ロケータ４６を骨アンカー２２に取り付けるために嵌合するように構成される。

ある一定の実施形態では、下にある茎への骨アンカー２２の取り付けには、茎にアクセスするために大量の軟組織を置き換える段階が伴うことが認められる。アンカー２２が茎に取り付けられた状態で、軟組織をその通常の位置に戻すことができる。例えば、クランプ又は他の構造体をアンカー２２に取り付けることが所望される場合に、アンカー２２を容易に識別することができるように、細長い本体４７は、軟組織を超えて延びるように配置された遠位端４６ｂにマーカ４９を有する可撓性ワイヤの形態を取ることができる。例えば、マーカ４９に、本体４７の周囲構造とは異なる色を付けることができる。ロケータ４６は、約２５ｍｍから約２００ｍｍのような所望に応じたあらゆる長さを定めることができる。骨固定アセンブリ２０が完成した状態で、ロケータ４６のネジ山４８をアンカーのヘッド３２から除去し、それによって骨アンカー２２からロケータ４６を取り外すことができる。

ヘッド３２は、ドライバ器具２８の相補的係合部材に取り付けるように構成されたヘッド３２の外面３８内に形成された外部スプライン駆動機構５０を含むことができる。従って、スプライン駆動機構５０は、外部スプライン駆動機構と呼ぶことができる。より詳細には、ヘッド３２は、半径方向内向き方向に半径方向外側表面３８内に突出する複数の凹部５２を形成する。凹部５２は、長手方向に細長く、従って、長手方向軸線Ｌ１に平行である。凹部５２は、ヘッド３２の周りに周方向に離間し、かつドライバ器具２８に係合するように構成される。一実施形態によれば、８つの凹部５２が、ヘッド３２の外面３８の周りに等距離に周方向に離間しているが、ヘッド３２は、４、６、１０、１２、又はそれよりも多くの凹部５２のような所望に応じたあらゆる数の凹部５２を代替的に含むことができることを認めるべきである。

各凹部５２は、１対の半径方向に延びる対向する側壁５６、及び側壁５６の半径方向内側端部間に配置及び接続した基部５８を形成する。側壁は、純粋な半径方向又は半径方向成分を含む方向に延びることができるという意味で、側壁５６は、半径方向に延びることができることを認めるべきである。各凹部５２の側壁５６は、交差方向に沿って延びることができる。例えば、側壁５６は、半径方向外向き方向に対して互いに向けて収束してもよく、半径方向外向き方向に対して互いから離れる方向に広がってもよい。代替的に、側壁５６は、互いに平行に延びることができる。更に、各凹部５２の側壁５６の一部は平行であり、一方で他の部分は収束するか又は広がることができる。図に示す実施形態によれば、側壁５６は、増大されたトルク受け取り表面区域を含み、それによって各凹部５２の捩れ強さを増大させるために、半径方向外向き方向に対して互いから離れる方向に広がる。

基部５８は、純粋な周方向、又は周方向に対して接線方向に延びる方向を含む周方向成分を含む方向に延びることができるという意味で、基部５８は、周方向に延びることができる。各凹部５２の基部５８は、側壁５６のうちの一方又は両方に平行であってもよく、側壁５６のうちの一方又は両方に対して鋭角又は鈍角を形成してもよい。いずれかの又は全ての凹部５２の内部で、側壁５６は、Ｒ部、角度を付けた／面取りをしたコーナ、又はフィレットを付けたコーナを伴って基部５８に滑らかに移行させることができる。従って、ヘッド３２は、隣接する凹部５２間の対向する位置で半径方向外側表面３８によって形成される第１の断面距離又は直径Ｄ１、及び対向する凹部５２の基部５８によって形成される外面３８によって形成される第１の距離又は直径Ｄ１よりも小さい第２の断面距離又は直径Ｄ２を定める（図４Ｃ〜図４Ｄ参照）。第１の距離Ｄ１は、ネジ山３４の外径ＯＤに実質的に等しくすることができる。第２の距離又は直径Ｄ２は、凹部５２のうちの少なくとも１つ、及び最大で全ての遠位端でテーパ付き領域５９に沿って増大することができる。この点に関して、ヘッド３２は、円筒形の外面３８を有するように示されているが、ヘッド３２は、所望に応じてあらゆる代替的な幾何学形状を形成することができることが認められる。例えば、ヘッド３２は、８つの凹部５２に対応する八角形のようないずれかの望ましい多角形を形成することができる。

基部５８は、ヘッド３２の近位端３２ａからヘッド３２の遠位端３２ｂに向けて長手方向に対して半径方向外向きに広がるテーパ付き領域５９を含む。従って、対向する基部５８の半径方向内側表面間の距離又は直径は、ヘッド３２の遠位端３２ｂ、例えば、凹部５２の遠位の２ｍｍ〜５ｍｍの位置で増大することができ、一方でヘッド３２の近位端３２ａでの対向する基部５８の半径方向内側表面間の距離又は直径は、実質的に一定である。一実施形態によれば、近位の５ｍｍ〜１０ｍｍに沿った対向する基部５８の半径方向内側表面間の距離又は直径は、約４．２ｍｍで実質的に一定とすることができる。

骨アンカー２２に関して図に示す種類の骨アンカーは、比較的小さい。一実施形態によれば、ネジ山３４の外径及び外面３８の外径は、約０．５ｍｍから約２ｍｍ、約２ｍｍから約４ｍｍ、及び約４ｍｍから約９ｍｍのような約０．５ｍｍから約９ｍｍの範囲にある。一実施形態によれば、内面４０の直径は、約１ｍｍから約６ｍｍ、例えば、周方向の凹部５２間の位置で約４ｍｍから約６ｍｍのような約１ｍｍから約８ｍｍの範囲にある。環状本体３６は、通常、外面３８と内面４０の間で延びる約３ｍｍから約５ｍｍのような約０．２５ｍｍから約５ｍｍの厚みを定めることができる。ヘッド３２は、図に示す実施形態によれば、約１７ｍｍから約２０ｍｍのような約５ｍｍから約５０ｍｍの範囲の長さを長手方向に延びることができる。有利な態様では、ヘッド３２は、骨アンカー２２、詳細にはヘッド３２及びシャフト３０の小さいサイズにも関わらず、ネジ山３４を下にある密度の高い骨内に駆動することを可能にするレベルのトルクを受け取って伝達するように構成される。一実施形態によれば、骨アンカー２２は、例えば、深さが約５ｍｍから約１００ｍｍの下にある密度の高い骨内に骨アンカー２２が駆動される時に、屈曲、折れ、割裂、又は失敗なくして１０ニュートンメートル（１０Ｎｍ）又はそれを超えるトルク／力を受け取るように構成される。

引き続き図２Ａを参照すると、ヘッド３２は、環状リップ３５内に長手方向に延びる複数のノッチ３７を形成することができる。ノッチ３７は、リップ３５を中心として周方向に等距離に離間した実質的に矩形又は代替的形状の切り取り部又はポケット３９を形成することができる。一実施形態によれば、各ポケット３９は、凹部５２のうちの対応する１つと長手方向に整列している。図に示すように、ヘッド３２は、凹部５２のうちの対応する４つと整列した４つのポケット３９を含み、それによってポケット３９と整列した凹部が、対応するポケットと整列していない凹部によって分離される。勿論、ヘッド３２は、所望に応じてあらゆる数のポケット３９を代替的に含むことができることを認めるべきである。別の実施形態によれば、リップ３５にはポケット３９がなく、従って、その長手方向外側端部で周方向に連続している。

ここで図３〜図４Ｄを参照すると、ドライバ器具２８は、あらゆる適切なハンドルに取り付けるように構成された近位取り付け端部６０ａと、骨アンカー２２に係合するように構成された遠位係合端部６０ｂとを形成するドライバ本体６０を含む。遠位端６０ｂは、長手方向外向き端面６１を形成する。ドライバ本体６０は、中心長手方向軸線Ｌ２を中心としてほぼ環状とすることができる。本体６０は、遠位端６０ｂから近位端６０ａに向う方向に沿って半径方向内向きにほぼテーパ付きにされているが、本体６０は、骨アンカー２２を駆動するのに適するあらゆる望ましいサイズ及び幾何学形状を取ることができる。ドライバ本体６０は、遠位端６０ｂで外面６１内に長手方向に延びる挿管６２を形成する。挿管６２は、ヘッド３２の外面３８の形状に対応する形状を定めることができる。従って、挿管６２は、円筒形、多角形とすることができ、又は所望に応じてあらゆる代替的な適切な形状を定めることができる。

ドライバ本体６０は、内部挿管６２を形成する半径方向内側表面６４、及び対向する半径方向外側表面６６を形成する。ドライバ本体６０は、内面６４から半径方向に突出する一実施形態により歯６８として示す複数の突起を含む。各歯６８は、形状が凹部５２にほぼ対応する。例えば、各歯６８は、１対の対向する側壁７０と、各側壁７０の半径方向内側端部間で延びかつ接続した半径方向内側基部７２とを含む。歯６８は、長手方向に細長く、従って、長手方向軸線Ｌ２に平行である。歯６８は、ドライバ本体６０を中心として周方向に離間し、従って、骨アンカー２２のヘッド３２のスプライン駆動機構５０に係合するように構成されたスプライン駆動係合機構６５を形成する。一実施形態によれば、８つの歯がドライバ本体６０の外面６６の周りに周方向に等距離に離間しているが、ドライバ器具２８は、４、６、１０、１２、又はそれよりも多い凹部６８のようなあらゆる数の歯６８を所望に応じて代替的に含むことができることを認めるべきである。

側壁７０は、半径方向に又は半径方向成分を含む方向に延びることができる。各凹部５２の側壁７０は、交差方向に沿って延びることができる。例えば、側壁７０は、半径方向内向き方向に対して互いに向けて収束してもよく、半径方向内向き方向に対して違いから離れる方向に広がってもよい。代替的に、側壁７０は、互いに平行に延びることができる。更に、各歯６８の側壁７０の一部は平行とすることができ、一方で他の部分は収束するか又は広がることができる。図に示す実施形態によれば、側壁７０は、増大されたトルク受け取り表面区域を含み、それによって各歯６８の捩れ強さを増大させるために、半径方向内向き方向に対して互いに向けて収束する。

基部７２は、周方向又は周方向成分を含む方向に延びることができる。例えば、基部７２は、周方向に対して接線方向の面内に延びることができる。各歯６８の基部７２は、側壁７０のうちの一方又は両方に垂直であってもよく、側壁７０のうちの一方又は両方に対して鋭角又は鈍角を形成してもよい。側壁７０は、Ｒ部、角度を付けた／面取りをしたコーナ、又はフィレットを付けたコーナを伴って基部７２に滑らかに移行させることができる。従って、ドライバ器具２８は、対向する歯６８の基部７２で内面６４によって形成される第１の距離又は直径Ｄ１（図４Ｃ〜図４Ｄ参照）よりも小さい第１の断面距離又は直径Ｄ３、及び隣接する歯６８間の対向する位置で内面６４によって形成される第２の断面距離又は直径Ｄ４を定める。各歯６８の基部７２が凹部の近位端で相補的凹部５２の対応する基部５８の上に適合してそれに沿って摺るようなサイズ及び構成になるように、凹部５２の近位端で、第１の距離Ｄ３は、第２の距離Ｄ２よりも大きい。ドライバ器具２８の第２の距離Ｄ４は、ヘッド３２の第１の距離Ｄ１よりも大きい。

引き続き図４Ａ〜図４Ｄを参照すると、作動において、ドライバ器具２８の挿管６２がヘッド３２の外面３８とほぼ長手方向に整列し、かつ歯６８が凹部５２とほぼ整列するように、近位端６０ａは、手で又は補助ハンドルを通じて把持される。ドライバ器具２８は、挿管６２がヘッド３２の近位端３２ａを受け取るようにドライバ器具２８と骨アンカーの一方又は両方を長手方向に沿って互いに向けて平行移動させることによって骨アンカー２２に取り付けられる。より詳細には、歯６８の各々が、凹部５２のうちの選択された１つと整列する。従って、ドライバ器具２８と骨アンカー２２が取り付けられる時に、各歯６８の基部７２が対応する凹部５２の基部５８に面し、かつ各歯６８の側壁７０が各対応する凹部５２の側壁５６に面するように、歯６８が長手方向遠位の方向に凹部５２内に摺る。図２Ａに示すようなポケット３９がリップ３５内に形成されていれば、ポケットは、別のインプラント（例えば、骨アンカーコネクタ）又は骨によって取り囲まれた挿入されたネジ式アンカーを除去するのを助けることができる。

従って、シャフト３０の遠位端が下にある骨に接触させて配置された状態で、ドライバ器具２８を時計回り方向に回転させ、それによって側壁７０のうちの１つに側壁５６のうちの対応する１つに対するトルク／力を付与させ、トルク／力によって骨アンカー２２を相応に時計回り方向に回転させ、それによって骨アンカー２２を下にある骨内に前進させることができる。その後、ドライバ器具２８を反時計回り方向に回転させ、それによって側壁７０のうちの別の１つに対応する側壁５６に対するトルク／力を付与させ、トルク／力によって骨アンカー２２を相応に反時計回り方向に回転させ、それによって骨アンカー２２を下にある骨から除去することができる。

一実施形態によれば、凹部５２のうちの少なくとも１つ、最大で全ての遠位端に配置されたテーパ付き領域５９により、距離又は直径Ｄ２は、凹部５２の近位端に向けて徐々に増大する。一実施形態によれば、テーパ付き領域５９は、長手方向軸線Ｌ１に対して約０．２５度から約５度の角度で半径方向外向きにテーパ付きになっている。テーパ付き領域５９での凹部５２の距離又は直径Ｄ２は、歯６８の基部７２の第２の直径Ｄ４よりも大きい距離まで増大し、それによって歯６８が凹部５２の遠位端内に平行移動される時に、ドライバ器具２８の歯６８を受け取る凹部５２の対応する基部５８に歯６８が干渉するか又は食い込み、それによって歯６８がスプライン駆動機構５０にくさび止めされるようなっている。歯６８の基部７２と対応する凹部５２の基部５８との間の干渉により、骨アンカー２２の挿入又は除去中にドライバ２８内に保持された骨アンカー２２が緩むか又は連接することが一般的に防止される。

付加的な強度の利点として、凹部５２の遠位部分の徐々に増大するコア径により、基部の直径が遠位方向に増大する時に骨アンカー２２の曲げ強度が徐々に改善する。一実施形態によれば、凹部５２の基部５８は、収束する角度を付けた側壁にＲ部を伴って滑らかに移行し、捩れ強さを更に改善し、かつ凹部５２の製造可能性を高める。

代替的又は追加的に、内面６４が周方向に隣接する歯６８間の位置で外面３８に干渉することができるように、半径方向外側表面３８の遠位端を隣接する凹部５２間の位置で半径方向外向きに広げることができる。代替的又は追加的に、凹部の遠位端が対応する１つの歯６８又は複数の歯６８の側壁７０間で円周距離を定めるように、凹部５２のうちの少なくとも１つ、最大で全ての側壁５６の一方又は両方は、凹部の遠位端で半径方向内向きに凹部５２内に広がることができる。従って、歯６８が凹部６２の遠位端に挿入される時に、歯が凹部６２の内部に挟まれ、凹部５２の側壁５６に干渉するか又は食い込む。代替的又は追加的に、少なくとも１つ、最大で全ての歯６８の近位端が半径方向外向きに広がることができ、それによってドライバ器具２８がヘッド３２に係合した状態で、基部７２の近位端は、対応する凹部５２の基部５８に干渉して食い込む。

従って、歯６８のうちの少なくとも１つ及び凹部５２のうちの少なくとも１つは、他の歯６８及び凹部５２に向う方向にテーパ付きの表面を形成し、それによって歯６８のうちの少なくとも１つを凹部５２の内部でヘッド３２と摩擦干渉させ、それによってヘッド３２からのドライバ器具２８の不慮の除去に抵抗する。一実施形態では、テーパ付き表面は、凹部５２の基部５８の半径方向外向きにテーパ付きの領域である。アンカー２２が下にある骨に取り付けられた状態で、横方向外向きの力が、テーパ付き領域によって生じる摩擦係合に打ち勝つことができ、アンカー２２からのドライバ器具２８の除去を容易にする。

図５Ｃに示すように、ロケータ４６のような補助デバイスは、ヘッド３２へのドライバ器具２８の取り付けの前に、ヘッド３２の内腔４０内でヘッド３２に螺合接続することができる。従って、ロケータ４６は、ドライバ器具２８が完全にヘッド３２に取り付けられた時に挿管６２に嵌合するような長さサイズを有する。

再度図１Ａを参照すると、骨アンカー２２が脊椎アンカーとして実施され、下にある茎に取り付けられた状態で、次に、凹部５２の上又はその一部を含むあらゆる望ましい位置でクランプコネクタ２６がヘッド３２の上に装着され、次に、クランプと、個別の茎スクリューアセンブリ、薄板フック、又は個別の椎骨に固定された他のクランプアセンブリとの間に脊椎ロッド２９が接続され、脊椎矯正のための茎スクリューとロッドの構成物が形成される。

ここで図６Ａ〜図６Ｂを参照すると、骨アンカー１２２は、代替的な実施形態によって提供することができる。骨アンカー１２２は、形式及び明確さを考慮して、骨アンカー２２の同じ構造体に対応する１００だけ増大した参照番号を有して示されている。従って、骨アンカー１２２は、ドライバ器具の相補的係合部材に取り付けられるように構成された内面１４０内に形成されたスプライン駆動機構１５０を有するヘッド１３２を含む。従って、スプライン駆動機構１５０は、内部スプライン駆動機構と呼ぶことができる。より詳細には、ヘッド１３２は、半径方向外向き方向に半径方向内側表面１４０内に突出する複数の凹部１５２を形成する内腔１４２内に配置された内部スプライン駆動機構１５０を含む。半径方向外側表面１３８は、ネジ山１３４の直径又は他の断面寸法よりも大きいか、それに実質的に等しいか、又はそれよりも小さい直径又は他の断面寸法を定めることができる。凹部１５２は、長手方向に細長く、かつヘッド３２の周りに周方向に離間している。一実施形態によれば、８つの凹部１５２が、ヘッド３２の内面１４０の周りに周方向に等距離に離間しているが、ヘッド１３２は、４、６、１０、１２、又はそれよりも多くの凹部１５２のような所望に応じたあらゆる数の凹部１５２を代替的に含むことができることを認めるべきである。

各凹部１５２は、１対の半径方向に延びる対向する側壁１５６及び側壁１５６の半径方向内側端部間に配置及び接続された基部１５８を形成する。側壁１５６は、半径方向又は半径方向成分を含む方向に延びることができることを認めるべきである。各凹部１５２の側壁１５６は、交差方向に沿って延びることができる。例えば、側壁１５６は、半径方向外向き方向に対して互いに向けて収束してもよく、半径方向外向き方向に対して違いから離れる方向に広がってもよい。代替的に、側壁１５６は、互いに平行に延びることができる。更に、各凹部１５２の側壁１５６の一部は平行とすることができ、一方で他の部分は収束するか又は広がることができる。

基部１５８は、周方向又は周方向成分を含む方向に延びることができる。例えば、基部１５８は、周方向に対して接線方向の面内に延びることができる。各凹部１５２の基部１５８は、側壁１５６のうちの一方又は両方に垂直であってもよく、側壁１５６のうちの一方又は両方に対して鋭角又は鈍角を形成してもよい。いずれかの又は全ての凹部１５２の内部で、側壁１５６は、Ｒ部、角度を付けた／面取りをしたコーナ、又はフィレットを付けたコーナを伴って基部１５８に滑らかに移行させることができる。凹部１５２のうちの少なくとも１つ、最大で全部は、長手方向軸線Ｌ１に対して半径方向内向きに広がる内向きにテーパ付きの領域１５９を含み、ドライバを上述の方法で係合させることができる。例えば、基部１５８は、凹部１５２のうちの１つ又はそれよりも多く、最大で全ての遠位端で半径方向内向きにテーパ付きにすることができ、それによってドライバが矢印Ｉの方向に沿って内腔１４２に挿入される時に、１つ又はそれよりも多くの対向する凹部１５２のテーパ付き領域間にドライバをくさび止めすることができるようになっている。代替的又は追加的に、１つ又はそれよりも多く、最大で全ての凹部１５２の側壁１５６は、凹部１５２の遠位端で互いに向けてテーパ付きにすることができる。

骨アンカー１２０の作動は、ドライバ器具２８が凹部１５２の内側に作動可能に連結するように修正されている点を除き、図１に示す骨アンカー２０の作動と同様である。従って、上述の方法で、ドライバ器具２８の回転により、それに対応するトルク／力が骨アンカー１２２に付与されるように、突起又は歯６８は、凹部１５２のうちの１つ又はそれよりも多く、最大で全部に嵌入するように半径方向外向きに突出すると考えられる。凹部１５２のうちの少なくとも選択された１つ又はそれよりも多く、最大で全ての基部１５８の遠位領域又は遠位端は、凹部１５２のうちの選択された１つ又はそれよりも多く、最大で全ての中に配置された対応する突起又は歯６８のうちの１つに向けて内向きにテーパ付きになっており、それによってテーパ付き領域が、ドライバ器具２８の対向する突起の基部７２によって形成される断面距離よりも小さいヘッド２８の断面距離を定めることを認めるべきである。

骨アンカー２２及び１２２は、一実施形態による茎スクリューとして示されているが、あらゆる望ましい骨固定用途に応じて構成することができる。例えば、骨アンカー２２及び１２２は、脊椎ロッドへの取り付けのための個別のヘッドの有無に関係なく、多軸又は単軸のトップローディング式又はサイドローディング式茎スクリューアセンブリ、長骨骨折、頭蓋／顎顔面骨折、又は骨盤／胸骨骨折の安定化のために骨プレート、ワイヤ、又は他のコネクタを固定するのに用いられる骨スクリュー、骨の解剖の最中及びロッドの挿入又はロッキングスクリューの締め付け前に骨スクリュー／フックを操作するための取付点を使用者に提供するために「閉鎖ヘッド」型の脊椎フック及びスクリューに取り付けらるためのロッキングスクリュー、及び他に指示がない限り、回転させて骨アンカーを下にある骨内に取り付けられるあらゆる他の骨アンカーとすることができる。

図に示す実施形態に関連して説明した実施形態は、例証として呈示したものであり、従って、本発明は、開示した実施形態に限定されることを意図していない。更に、上述の実施形態の各々の構造及び特徴は、他に指示がない限り、本明細書に説明する他の実施形態に適用することができる。従って、当業者は、本発明は、例えば特許請求の範囲によって定められる本発明の精神及び範囲に含まれる全ての修正態及び代替構成を包含するように意図していることを認識するであろう。

２２ 骨アンカー
３０ａ 近位端
３０ｂ 遠位端
４２ 内腔
Ｌ１ 中心長手方向軸線

Claims (26)

1. 骨アンカーであって、
   長手方向軸線に沿って延びる雄ネジシャフトと、
   前記シャフトに接続したヘッドであって、前記ヘッドが、前記ヘッド内に延びる複数の等距離に離間した長手方向に細長い凹部を含むスプライン駆動機構を形成し、そのために各凹部が１対の離間した側壁を形成する前記ヘッドと、を有することを特徴とする骨アンカー。
2. 各凹部は、前記離間した側壁の対の間に延びる基部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の骨アンカー。
3. 各側壁は、前記基部に滑らかに移行することを特徴とする請求項２に記載の骨アンカー。
4. 各凹部の前記基部は、前記側壁の半径方向外側端部の間に接続されることを特徴とする請求項２に記載の骨アンカー。
5. 各凹部の前記基部は、前記側壁の半径方向内側端部の間に接続されることを特徴とする請求項２に記載の骨アンカー。
6. 前記基部及び前記側壁のうちの少なくとも１つは、嵌合ドライバ器具に係合するように構成されたテーパ付き領域を形成することを特徴とする請求項２に記載の骨アンカー。
7. 前記テーパ付き領域は、内向きにテーパ付きにされることを特徴とする請求項６に記載の骨アンカー。
8. 前記テーパ付き領域は、外向きにテーパ付きにされることを特徴とする請求項６に記載の骨アンカー。
9. 前記ヘッドは、前記凹部の遠位端において前記凹部の近位端におけるよりも大きい直径を前記基部において形成し、前記嵌合ドライバ器具とのテーパ付き締まり嵌めを生じさせることを特徴とする請求項６に記載の骨アンカー。
10. 前記側壁の表面は、前記基部に対して角度が付けられることを特徴とする請求項２に記載の骨アンカー。
11. 前記ヘッドは、外面及び対向する内面を形成し、前記凹部は、前記ヘッドの前記外面の中に突出することを特徴とする請求項１に記載の骨アンカー。
12. 前記ヘッドは、外面及び対向する内面を形成し、前記凹部は、前記ヘッドの前記内面の中に突出することを特徴とする請求項１に記載の骨アンカー。
13. 前記ヘッドは、そこに長手方向に延びるネジ式内腔を形成することを特徴とする請求項１に記載の骨アンカー。
14. 骨成長刺激表面で被覆されることを特徴とする請求項１に記載の骨アンカー。
15. 前記ヘッドは、隣接する凹部間の前記外面から測定した時に約４ｍｍから約６ｍｍの間の外径を有する外面を形成することを特徴とする請求項１に記載の骨アンカー。
16. 前記ヘッドは、両側の凹部で前記外面から測定した時に約３ｍｍから約５ｍｍの間の外径を定めることを特徴とする請求項１に記載の骨アンカー。
17. 前記ヘッドは、クランプに連結されるように構成され、前記クランプは、次に、骨アンカーを固定部材に接続するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の骨アンカー。
18. 骨アンカーアセンブリであって、
    長手方向軸線に沿って延びる雄ネジシャフトと前記シャフトに接続されたヘッドとを含む骨アンカーであって、前記ヘッドが、前記ヘッド内に延びる複数の等距離に離間した長手方向に細長い凹部を含むスプライン駆動機構を形成し、そのために各凹部が１対の離間した側壁を形成する前記骨アンカーと、
    前記凹部のうちの少なくとも１つの中に延びるように構成された複数の突起を含むドライバ器具であって、各歯が、１対の側壁を含み、前記側壁のうちの１つが、前記骨アンカーヘッド上にトルク／力を付与するために前記凹部のうちの１つの相補的側壁に係合するように構成された前記ドライバ器具と、を有することを特徴とする骨アンカーアセンブリ。
19. 各凹部の前記側壁の各々は、両側の端部を形成し、各凹部は、前記両側の端部の一方で前記側壁に接続した基部を有し、各歯は、前記歯の前記側壁の間に接続した基部を有することを特徴とする請求項１８に記載の骨アンカーアセンブリ。
20. 前記凹部及び前記突起の少なくとも一方は、前記凹部と前記突起の係合を容易にするために前記凹部及び前記突起の他方に向けてテーパ付きである表面を有することを特徴とする請求項１９に記載の骨アンカーアセンブリ。
21. 前記凹部の少なくとも選択された１つの前記基部は、前記凹部の前記選択された１つに配置された前記突起の対応する１つに向けて外向きにテーパ付きであり、そのために前記テーパ付き領域は、前記ドライバ器具の両側の突起の基部によって形成される断面距離よりも大きい前記ヘッドの断面距離を定めることを特徴とする請求項２０に記載の骨アンカーアセンブリ。
22. 前記凹部の少なくとも選択された１つの前記基部は、前記凹部の前記選択された１つに配置された前記突起の対応する１つに向けて内向きにテーパ付きであり、そのために前記テーパ付き領域は、前記ドライバ器具の対向する突起の基部によって形成される断面距離よりも小さい前記ヘッドの断面距離を定めることを特徴とする請求項２０に記載の骨アンカーアセンブリ。
23. 前記ヘッドは、外面及び対向する内面を形成し、前記凹部は、前記ヘッドの前記外面の中に突出することを特徴とする請求項１８に記載の骨アンカーアセンブリ。
24. 前記ドライバ器具は、前記ヘッドの前記外面の上に適合する挿管を形成し、前記突起は、前記挿管の上に延びることを特徴とする請求項１８に記載の骨アンカーアセンブリ。
25. 前記ヘッドは、そこに長手方向に延びるネジ式内腔を形成し、骨アンカーアセンブリは、更に、前記ネジ式内腔に螺合接続されるように構成された補助デバイスを有することを特徴とする請求項１８に記載の骨アンカーアセンブリ。
26. 前記ヘッドは、外面及び対向する内面を形成し、前記凹部は、前記ヘッドの前記内面の中に突出することを特徴とする請求項１８に記載の骨アンカーアセンブリ。

Images