JP2013526339A - 骨スクリューアセンブリ及びその埋め込み用器具 - Google Patents

骨スクリューアセンブリ及びその埋め込み用器具 Download PDF

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Abstract

骨スクリューは、スクリュー軸に沿って縦方向に延びるスクリューシャフトと、スクリューシャフトの近位端から延び且つ手術道具に解放自在に連結できるように構成されたスクリューヘッドとを含む。骨スクリューは、貫通孔軸を規定し且つスクリューヘッドを通って延びる貫通孔も含み、この貫通孔軸はスクリュー軸と鋭角aで交差し、貫通孔は、第2スクリューを中で受け止めるように適合され且つスクリューヘッドの近位端の第1端からスクリューヘッドの外面に開けられた第2端に向って先細りする。
【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
優先権の主張
本発明は、2010年5月13日に出願の「Bone Screw Assembly and Implantation of the Same」と題される米国仮特許出願第61/334,234号の優先権を主張するものであり、その全開示内容は、参照により本明細書に取り込まれる。
本発明は、一般的に、骨スクリューアセンブリ、その埋め込み用器具及びこの器具を使用して骨スクリューアセンブリを埋め込むための関連する方法に関する。特には、本発明は、第2スクリューを含めた骨スクリュー、その埋め込み用挿入器具並びにこの挿入器具を使用して骨スクリュー及び第2スクリューを埋め込むための方法に関する。
整形外科分野では、骨スクリューを使用した骨固定具をよく使用する。これらの骨固定具には、骨プレート、椎間インプラント又は髄内釘が含まれ、これらを使用して2本以上の骨又は骨片を互いに固定する。典型的には、骨固定具は、骨スクリュー、骨ピン又は骨釘の形態であることが殆どの骨アンカーを備え、その骨アンカーを使用して骨又は骨片を骨プレート、椎間インプラント又は髄内釘に固定し、結果的に骨同士が固定される。上記の骨固定具の場合、患者の通常動作中に、骨スクリュー、骨ピン又は骨釘が例えば骨、骨プレート、椎間インプラント又は髄内釘内で外れるという問題が起きる可能性がある。
このため、骨ファスナーの軸に対して特定の角度で固定スクリュー用の孔を骨に穿ち、またその固定スクリューを誘導する形で挿入することを可能にする、骨の固定に使用するための改良された骨アンカー具が依然として必要とされている。
本発明は、手術器具又は道具を第1位置に同軸で支持し、また誘導する形でスクリューヘッドの直径方向に延びる軸を中心として第2位置に枢動させることができるような、手術器具又は道具に解放自在に連結できるように構成されたスクリューヘッドを備えた骨スクリューに関する。
本発明の例示的な実施形態において、骨スクリューは、スクリュー軸と、骨に留めつけるシャフトと、骨スクリューの軸と鋭角で交差する貫通孔軸を有する貫通孔を含むスクリューヘッドとを備え、この貫通孔は、同じく骨に留めつけることができる第2スクリューを受け止めるように適合されている。スクリューヘッドは、スクリューヘッドを直径方向に横断して延びるチャネル軸を有する横方向チャネルを備え、この横方向チャネルは骨スクリューの後端で開放されている。骨スクリューのスクリューヘッドは、少なくともチャネル軸に直交する断面図において、貫通孔軸がスクリュー軸と交差する地点に中心点が位置する円形に湾曲したふちを有する凹部を更に含む。
本発明の骨スクリューの利点の1つは、横方向チャネル及び凹部の構成によって、相補的に構成された先端部を備えた照準ガイドをスクリューヘッドに取り付け、回転軸を中心としてスクリュー軸と整列する第1位置から貫通孔軸と整列する第2位置に回転させることができることである。骨スクリューの別の利点は、スクリューヘッドと照準ガイドとの枢動可能連結である。照準ガイドを、切開部内へと、組織保護チューブ及び/又はガイドワイヤを使用して骨スクリューのスクリュー軸に同軸で挿入し、スクリューヘッドに取り付けることができる。組織保護チューブ及び/又はガイドワイヤを取り外した後、照準ガイドを回転軸を中心として回転させることができる。加えて、照準ガイドを次に照準ガイドの縦軸がスクリューヘッドに開いた貫通孔の貫通孔軸と整列する第2位置に回転させることができ、したがってスクリューヘッドの貫通孔とぴったり整列する第2スクリュー用のボアホールを骨に穿つことができる。この第2スクリュー用のボアホールは完全に誘導する形で穿つことができ、また第2スクリューを、照準ガイドを使用して誘導する形で位置決めすることができる。別の利点は、横方向チャネル及び凹部が、スクリュードライバの相補的に形成された先端部を、骨スクリューに、スクリュードライバが骨スクリューのスクリュー軸に同軸で位置決めされるように取り付けることを可能にすることである。
骨スクリューの例示的な実施形態において、貫通孔軸は、スクリュー軸と、骨スクリューの後端からスクリューシャフトに向って測定しての深さT>0で交差する。
骨スクリューの別の例示的な実施形態において、凹部は、骨スクリューの後端に狭窄部を有する。このため、この凹部は、手術器具又は道具に配置された各雄型コネクタとスナップロック接続する雌型コネクタとなる。
骨スクリューの更なる例示的な実施形態において、貫通孔は雌ねじ部、好ましくは円錐形雌ねじ部を備える。このことが、第2スクリューを骨スクリューのスクリューヘッドにしっかり接続できるという利点をもたらす。
骨スクリューの別の例示的な実施形態において、雌ねじ部はねじピッチP及びねじ長Lを有し、比L/Pは最低2.0、好ましくは最低2.3である。雌ねじ部のこの構成は、第2スクリューのスクリューヘッドを骨スクリューのスクリューヘッドに、固く、角度のついた安定感をもって留めつけることを可能にする。
骨スクリューの更に別の例示的な実施形態において、凹部は、球体半径Rを備えた球形を有する。凹部のこの構成は、手術器具又は道具が貫通孔軸とスクリュー軸とが交差する地点を通って延びる軸を中心として枢動することを可能にし、したがって手術器具又は道具を、スクリュー軸と整列する第1位置から貫通孔軸と整列する第2位置に枢動させることができる。
更なる例示的な実施形態において、骨スクリューは、貫通孔軸に同軸で貫通孔に挿入可能な第2スクリューを更に備える。
骨スクリューの別の例示的な実施形態において、第2スクリューは、貫通孔の円錐形雌ねじ部と係合可能な、円錐形にねじ切りされたヘッドを有する。
骨スクリューの更に別の例示的な実施形態において、凹部は、狭窄部を横断し且つ軸が貫通孔軸と重なる円筒、円錐又は角柱の一表面区画の形状を有する壁部を構成するへこみを含む。このへこみによって骨スクリューのスクリューヘッドにある凹部に挿入された器具又は道具の回転が停止し、したがって器具又は道具を、第2スクリュー用の貫通孔にぴったり整列させることができる。
骨スクリューの別の例示的な実施形態において、角度αは最小10°、好ましくは最小20°である
骨スクリューの更に別の例示的な実施形態において、角度αは最大70°、好ましくは最大35°である。
骨スクリューのまた別の例示的な実施形態において、横方向チャネルは、チャネル軸に直交する断面においてU形状を有する。このU形チャネルは曲率半径がrの半円形底部を有することができ、横方向チャネルの半円形のふちの中心点はチャネル軸上に位置する。チャネル軸は骨スクリューの後端からスクリューシャフトに向って測定しての深さTに設けることができ、深さTは、貫通孔軸がスクリュー軸と交差する地点の深さTと等しいか又はそれより大きい。横方向チャネルの特定の構成において、チャネル軸は、スクリュー軸と、貫通孔軸とスクリュー軸とが交差する地点を通って交差する(すなわちT=T)。この場合、半円形底部は、横方向チャネルの半円形底部の曲率半径rの2倍に等しいピン直径を有する照準ガイドの円筒形ピンを回転自在に受け止めるために、凹部に対して同軸で座面を規定する。球形凹部の場合、照準ガイドの回転自在な運動は、横方向チャネルと係合しているピンにより一軸ピボット運動に制限される。
骨スクリューの更なる例示的な実施形態において、チャネル軸は、スクリュー軸と、スクリュー軸と貫通孔軸とが交差する地点を通って交差する。
骨スクリューの更に別の例示的な実施形態において、骨スクリューのスクリューヘッドは、骨スクリューを骨にヘッドまで埋められるように設計された雄ねじ部を備える。スクリューヘッド上のこの雄ねじ部は好ましくは円錐状であり、したがってスクリューヘッドを骨にヘッドまで埋め込むことが可能になる。この構成は、骨スクリューを髄内釘用のロッキングスクリューとして使用する場合に特に有用である。
骨スクリューの別の例示的な実施形態において、骨スクリューのスクリューヘッドは長手方向スロットを有し、したがってスクリューヘッドは半径方向に弾性的に拡張可能である。スクリューヘッドは球体の切片の形状を有し得るため、骨スクリューを骨プレート又は他のインプラントの相補的に成形された穴に外科医が望む角度で挿入することができる。骨スクリューを一旦正しく位置決めしたら、第2スクリューを、第2スクリューのヘッドが骨スクリューのスクリューヘッドを穴内で拡張させて骨スクリューが骨プレート又は他のインプラントに対して外科医が選択した角度で固定されるまで挿入することができる。
本発明の別の態様において、上記の骨スクリューを骨にねじ止めするためのスクリュードライバを提供する。スクリュードライバは本質的に、骨スクリューのスクリューヘッドにある凹部への連結に適した、前端の末端に配置された雄型コネクタを備える。更に、コネクタは、スクリュードライバの前端に向って細くなる先端部及びこの先端部から両直径方向に突出し且つスクリュードライバの縦軸に直交して延びる中心軸を規定する2つの打込み突起部を含む。打込み突起部は、骨スクリューのスクリューヘッドにある横方向チャネルに嵌合する。少なくとも中心軸に直交する断面において、先端部は、円形に湾曲した半径Rの外周及び縦軸上に位置する中心点を有する。打込み突起部は、ピン又はブレードの形状を有することができる。ブレード形打込み突起部の場合、ブレードの先端部が中心軸を規定する。ピン形打込み突起部の場合、ピンの軸が中心軸を規定する。
例示的な実施形態において、スクリュードライバは縦軸に平行に延びる長手方向スロットを更に備え、このスロットは前端で開放されているため、コネクタは半径方向に弾性的に圧縮可能である。更に、先端部はシャフトに向っての狭窄部を有し、少なくとも中心軸に直交する断面において湾曲接触肩部が形成される。このため、コネクタは、骨スクリューに設けられた各雌型コネクタとのスナップロック接続のための雄型コネクタとなる。
スクリュードライバの更なる例示的な実施形態において、先端部は、球体半径R及び縦軸上に位置する中心点を備えた球形を有する。
スクリュードライバの更なる例示的な実施形態において、2つの打込み突起部は円筒形であり、中心軸は球形先端部の中心点を通って縦軸と直交で交差する。
スクリュードライバの別の例示的な実施形態において、雄型コネクタは中心軸からシャフトに向って測定しての距離Tに位置する軸方向停止部を更に備えるため、コネクタをスクリューヘッドの凹部に連結すると、この停止部が骨スクリューの後端と接触する。このため、停止部が骨スクリューの後端と接すると、スクリュードライバが、骨スクリューのスクリュー軸にぴったり同軸で保持される。
スクリュードライバの更に別の例示的な実施形態において、雄型コネクタは、先端部を超えて前端に向う方向にスクリュードライバの縦軸に対して鋭角で突出する突端を更に含む。この構成によって、スクリュードライバを、骨スクリューのスクリューヘッドにある座面に1方向でのみ挿入可能であるという利点が得られる。
また別の例示的な実施形態において、スクリュードライバは、シャフト及び雄型コネクタを貫通し且つロッキングピン上に設けられた雄型ねじ部と係合する雌型ねじ部を有する同軸貫通ボアを更に備え、ロッキングピンを、この貫通ボアに、先端部が半径方向に潰れないようにスクリュードライバの前端に向って前進させる形で挿入可能である。
本発明の更なる態様において、軸が骨スクリューのスクリューヘッドに開いた貫通孔の貫通孔軸と重なる孔を骨に穿つための照準ガイドを提供する。照準ガイドは本質的にガイドスリーブと、同軸貫通ボアと、骨スクリューのスクリューヘッドにある凹部への連結に適した、前端の末端に配置された雄型コネクタとを備える。コネクタは、幅が照準ガイドの前端に向って狭くなる先端部と、この先端部から両直径方向に突出し且つ縦軸に直交して延びる中心軸上に同軸で配置される2本のピンとを含む。少なくとも中心軸に直交する断面において、先端部は、円形に湾曲した半径Rの外周及び縦軸上に位置する中心点を有する。
例示的な実施形態において、照準ガイドは縦軸に平行に延びる長手方向スロットを更に備え、このスロットは前端で開放されているため、コネクタは半径方向に弾性的に圧縮可能である。加えて、湾曲接触肩部が先端部の近位端に形成される。具体的には、この湾曲接触肩部は先端部の近位端(ガイドスリーブに隣接)にある狭窄部によって構成され、ここでは先端部の中心軸に直交する面での先端部の断面積が、狭窄部より遠位にある先端部の最大直径部より小さい。この構成が、コネクタを、骨スクリューに設けられた各雌型コネクタとのスナップロック接続のための雄型コネクタとして機能させることを可能にする。
照準ガイドの別の例示的な実施形態において、先端部は、球体半径R及び縦軸上に位置する中心点を備えた球形を有する。
照準ガイドの更なる例示的な実施形態において、2本のピンは円筒形であり、中心軸は球形先端部の中心点を通って縦軸と直交で交差する。円筒形ピボットピンは、横方向チャネルに同軸的及び回転自在に挿入可能である。
照準ガイドの更に別の例示的な実施形態において、円筒形又は円錐形カラーが、先端部とガイドスリーブとの間に照準ガイドの縦軸に同軸で配置される。
照準ガイドのまた別の例示的な実施形態において、カラーは半径r≦Rを有する。
更なる例示的な実施形態において、照準ガイドは、貫通孔に挿入することができるドリルガイドを更に備える。
照準ガイドの別の例示的な実施形態において、ドリルガイドは円錐形先端部を有する。円錐形先端部は、骨スクリューのテーパー付き貫通孔に嵌合するように成形される。このことが、ドリルガイドを第2スクリュー用の貫通孔の貫通孔軸に整列させてロックすることを可能にする。
本発明の更に別の態様において、骨スクリューと、スクリュードライバと、照準ガイドとを含むアセンブリを提供する。一般に入手可能な標準的なロッキングスクリューを骨スクリューの貫通孔に挿入できるならば、このアセンブリを使用することができる。
本発明のまた別の態様において、骨スクリューと、組織保護チューブと、照準ガイドと、スクリュードライバとを含むアセンブリを提供する。
本発明の更に別の態様において、複数の近位及び遠位ロッキングホールを含む髄内釘及び第2スクリューをそれぞれ伴う複数の骨スクリューを使用して骨を固定する方法を提供する。この方法は本質的に、以下のステップ:
a)処置対象である骨を取り囲む組織を切開し、
b)髄内釘を骨内に位置決めし、
c)照準装置を髄内釘に連結し、
d)組織保護チューブを、照準装置の選択したガイドボアに、ロッキングホールの1つに同軸で挿入し、
e)この照準装置を使用することによって、骨スクリューを挿入するための第1ボアホールを骨に穿ち、ここで第1ボアホールは選択した近位又は遠位ロッキングホールと整列し、
f)骨スクリューをスクリュードライバのコネクタに連結し、
g)骨スクリューに組織保護チューブ内を前進させ、
h)骨スクリューをスクリュードライバを使用して骨にねじ止めし、
i)スクリュードライバを取り外し、
j)照準ガイドを組織保護チューブに挿入し、
k)照準ガイドの縦軸が骨スクリューのスクリュー軸と整列するように照準ガイドを骨スクリューに取り付け、
l)組織保護チューブを取り外し、
m)各骨スクリューが髄内釘の全ての又は選択した近位及び/又は遠位ロッキングホールに挿入されるまでステップ(d)〜(l)を繰り返し、
n)髄内釘から照準装置を取り外し、
o)照準ガイドのカラーが骨スクリューのスクリューヘッドにある凹部の停止部に突き当たって照準ガイドの縦軸が骨スクリューの貫通孔の貫通孔軸と整列するまで、照準ガイドを中心軸を中心として枢動させ、
p)ドリルガイドを照準ガイドの貫通ボアに挿入し、
q)ドリルガイドをドリルビット用のガイドとして使用して第2ボアホールを骨に穿ち、
r)ドリルガイドを取り外し、
s)第2スクリューを照準ガイドの貫通ボアに挿入し、
t)第2スクリューを骨内へと前進させ、
u)照準ガイドを取り外し、
v)各第2スクリューが、各骨スクリューの貫通孔を貫通して骨に留めつけられるまでステップ(o)〜(u)を繰り返し、
w)切開部を閉じる
を含む。
1本の骨スクリューについてステップ(d)〜(l)を続けて行い、また挿入する各骨スクリューについてこの一連のステップを繰り返す代わりに、各ステップを、挿入する全ての又は選択した数の骨スクリューについて繰り返すことができる。同様に、第2スクリューを挿入するための各ステップを、1本の骨スクリューについてステップ(o)〜(u)を続けて行い、また挿入する各骨スクリューについてこの一連のステップを繰り返す代わりに、全ての又は選択した数の骨スクリューについて繰り返すことができる。
例示的な実施形態において、停止部は、骨スクリューのスクリューヘッドにある凹部のへこみの壁部によって構成される。
以下では、例として本発明の例示的な実施形態を添付の図面を参照しながら説明する。
本発明の骨スクリューの実施形態の縦断面図である。 図1の骨スクリューの実施形態の側面図である。 本発明のスクリュードライバの実施形態の斜視図である。 図3のスクリュードライバの実施形態の縦断面図である。 図3のスクリュードライバの実施形態の側面図である。 図5の側面図に直交する図3のスクリュードライバの実施形態の側面図である。 本発明のスクリュードライバの別の実施形態の側面図である。 図7の側面図に直交する図7のスクリュードライバの実施形態の側面図である。 図7及び図8のスクリュードライバの実施形態及びそのドライバに取り付けられた骨スクリューの部分断面図である。 本発明の照準ガイドの実施形態の斜視図である。 図10の照準ガイドの実施形態及びその照準ガイドに同軸で取り付けられた骨スクリューの縦断面図である。 図10の照準ガイドの実施形態及びその照準ガイドに角度αで取り付けられた骨スクリューの縦断面図である。 図10の照準ガイドの実施形態、その照準ガイドに角度αで取り付けられた骨スクリュー、照準ガイドに挿入されたドリルガイド及びドリルビットの縦断面図である。 図13の照準装置及びドリルガイドの断面図である。 図10の照準ガイドの実施形態、その照準ガイドに角度αで取り付けられた骨スクリュー及び照準ガイドに挿入された第2スクリューの縦断面図である。 図10の照準ガイドの実施形態、その照準ガイドに角度αで取り付けられた骨スクリュー及び骨スクリューのスクリューヘッドに開いた貫通孔にしっかり固定された第2スクリューの縦断面図である。 本発明の骨固定方法の実施形態による、骨スクリュー及び第2スクリューと共にある髄内釘を示す。 本発明の代替の実施形態による、第1構成にあるシステムの側面図である。 第2構成にある図18のシステムの側面図である。 第2構成にある図18のシステムの横断面図である。 図18のシステムの一部の拡大横断面図である。
以下の説明及び添付の図面を参照することで本発明をより深く理解することができる。以下の説明及び図面において、同様の要素には同じ参照番号で言及する。本発明は、骨スクリューアセンブリ、その埋め込み用器具及びこの器具を使用して骨スクリューアセンブリを埋め込むための関連する方法に関する。特に、本発明は、ヘッド部を通って貫通孔軸に沿って延びる貫通孔を含む第1骨スクリュー及び貫通孔軸に沿って貫通孔に挿入される第2スクリューを、第1及び第2骨スクリューが骨に安定した構成で埋め込まれるように埋め込むことを容易にするシステム及び方法に関する。
図1及び図2は、円錐形雄ねじ部29を備えたスクリューヘッド2を有する骨スクリュー1の実施形態を図示したものである。骨スクリュー1は、スクリュー軸6、ねじ付きシャフト10、スクリューヘッド2及びスクリューヘッド2の近位端にある後端8を含む。スクリューヘッド2は、スクリューヘッド2を貫通し且つスクリュー軸6と鋭角αで交差する貫通孔軸7を有する貫通孔9を備える。貫通孔軸7は、スクリュー軸2と、骨スクリュー1の後端8から測定しての深さTで交差する。貫通孔9は、円錐形雌ねじ部11を有する。第2スクリュー50(図16及び図17)を、貫通孔軸7に同軸で貫通孔9に挿入することができる。第2スクリュー50は、貫通孔9の円錐形雌ねじ部11と係合可能な、円錐状にねじ切りされたヘッド51を有する。スクリューヘッド2は、手術器具又は道具を骨スクリュー1に解放自在に連結するための凹形座面14を含む。凹形座面14は、横方向チャネル5及び中央に位置する凹部3を備える。横方向チャネル5は、骨スクリュー1の後端8から測定しての深さTに位置し且つスクリューヘッド2を横断して直径方向に延びるチャネル軸101を備える。チャネル軸101は、スクリュー軸6と、貫通孔軸7がスクリュー軸6と交差する地点を通って交差する。更に、横方向チャネル5は骨スクリュー1の後端8で開放されていて、横方向チャネル5は、チャネル軸101に直交する半円形底部100を備えたU形断面を有する。半円形底部100は曲率半径rを有し、横方向チャネル5の半円形底部100が位置しているふちの中心点はチャネル軸101上にある。深さTは、貫通孔軸7がスクリュー軸1と交差する地点の深さTと等しい。半円形底部100は、照準ガイド23の円筒形ピン25(図10)を回転自在に受け止めるために凹部3に対して同軸で座面を規定し、この円筒形ピン25は、横方向チャネル5の半円形底部100の曲率半径rの2倍に等しいピン直径を有する。
凹部3は、球体半径R及びスクリュー軸6と貫通孔軸7とが交差する地点と重なる中心点4を備えた球形を有する。このため、凹部3は、照準ガイド23の相補的に球形に成形された雄型コネクタ232(図10)を回転自在に支持し且つガイドするためのピボット軸受となる。チャネル軸101が、スクリュー軸6と、球形凹部3の中心点4がスクリュー軸6上にくる地点で交差し、また照準ガイド23のピボットピン25がチャネル軸101を中心として回転自在に横方向チャネル5に嵌合するという事実により、玉継ぎ手によって形成される多軸ピボット軸受が一軸ピボット軸受に制限される。照準ガイド23を骨スクリュー1に連結すると、照準ガイド23は、スクリュー軸6及び第2スクリュー50用の貫通孔9の貫通孔軸7によって規定される面に直交するチャネル軸101を中心にしてしか枢動できない。このことが、照準ガイド23を骨スクリュー1のスクリュー軸6に同軸の第1位置及び第2スクリュー50用の貫通孔9の貫通孔軸7に同軸の第2位置に位置決めすることを可能にする。このため、当業者ならば、第2スクリュー50が貫通孔軸7に沿って貫通孔9に精確に挿入されてスクリュー1、50のその場での安定性が上昇することが理解できる。
更に、凹部3は骨スクリュー1の後端8に狭窄部31を有し、したがって凹部3がスナップロック接続用の雌型コネクタとなる。加えて、凹部3はへこみ12を含み、このへこみ12は、半径r≦Rを備えた円筒の一表面区画の形状を有する壁部121を構成する。この円筒の軸は、貫通孔9の貫通孔軸7と重なる。照準ガイド23を骨スクリュー1のスクリューヘッド2に連結した場合に、このへこみ12は、チャネル軸101を中心とした照準ガイド23の回転のための停止部となる。この停止部によって、照準ガイド23を貫通孔9とぴったり整列させることができる。
図3〜6は、図1及び図2の骨スクリュー1と共に使用するスクリュードライバ13の実施形態を図示したものである。スクリュードライバ13は、縦軸130、シャフト131、シャフト131の遠位端にある前端135及び骨スクリュー1の上記実施形態に連結可能な雄型コネクタ132を備える。スクリュードライバ13を骨スクリュー1に解放自在に連結するために、コネクタ132は本質的に、骨スクリュー1のスクリューヘッド2の凹形座面14と相補的に形成される。コネクタ132は部分的に球形の先端部17を含み、縦軸に垂直な面でのその断面積はシャフト131に向って(すなわち、前端135に向って)低下する。このため、シャフト131に隣接した端部及び前端135での球形先端部17の断面積は、球形先端部17の中央部の断面積より小さい。シャフト131に向っての球形先端部17のテーパー加工によって湾曲接触肩部138が形成され、この湾曲接触肩部138は、骨スクリュー1の後端8にある凹部3の狭窄部31と接する。スクリュードライバ13は、先端部17を先端部17と骨スクリュー1のスクリューヘッド2にある凹部3との間をスナップロック接続するための弾性雄型コネクタとして構成するために、前端135で開放されている長手方向スロット20を更に備える。この長手方向スロット20は、縦軸130及び中心軸136によって規定される面に直交して設けられ、またシャフト131を貫通する。コネクタ132は、球形先端部17から両横方向に延びる2つの打込み突起部18を更に含み、この打込み突起部18は、中心軸136上に同軸で配置される。打込み突起部18は円筒形であり、その円筒軸は中心軸136と重なる。コネクタ132は追加で軸方向停止部21を備え、この軸方向停止部21は、シャフト131とコネクタ132との間の、中心軸136からシャフト131に向って測定しての距離Tの地点に位置する。軸方向停止部21は骨スクリュー1の後端8と接するため、スクリュードライバ13を骨スクリュー1のスクリュー軸6とぴったり同軸に保持することが可能になる。シャフト131及びコネクタ132はロッキングピン35(図4)上に設けられた雄ねじ部と係合する雌ねじ部137を有する同軸貫通ボア134を備え、先端部17が半径方向に潰れるのを防いで骨スクリュー1のスクリューヘッド2にある凹部3内でしっかり保持するために、ロッキングピン35を、スクリュードライバ13の前端135に向って前進させることができるような形で貫通ボア134に挿入可能である。
図7〜9に図示のスクリュードライバ13の実施形態は、図3〜6の実施形態とは、雄型コネクタ132が、先端部17から前端135に向う方向へと延びる突端34を更に含む点でのみ異なる。突端34は、スクリュードライバ13の縦軸130に対して角度αで延びる突端軸38を有する。このため、スクリュードライバ13を骨スクリュー1にたった1つの回転位置、すなわち突端34が、突端軸38が貫通孔軸7と重なるような形で骨スクリュー1の貫通孔9と係合する位置でしか連結することができない。
図10は、図1及び図2の骨スクリュー1と共に使用する照準ガイド23の実施形態を図示したものである。照準ガイド23は、縦軸230、同軸貫通ボア28、ガイドスリーブ26、前端235及びこの前端235で末端に配置された雄型コネクタ232を備える。照準ガイド23を骨スクリュー1に解放自在に連結するために、コネクタ232は本質的に、骨スクリュー1のスクリューヘッド2にある座面14と相補的に形成される。コネクタ232は、前端235及びガイドスリーブ26に向って内側に先細りして骨スクリュー1の上記実施形態の凹部3と玉継ぎ手を構成する球形先端部231を含む。球形先端部231は、球体半径R及び縦軸230上に位置する中心点233を有する。加えて、コネクタ232は先端部231から両直径方向に突出した2本のピン25を含み、ピン25は縦軸230に直交して延びる中心軸234上に同軸で配置され、また球形先端部231の中心点233を通って縦軸230と交差する。ピン25は、円筒形であり円筒軸が中心軸234と重なることから、骨スクリュー1のスクリューヘッド2に設けられた横方向チャネル5に同軸的且つ回転自在に挿入可能な心棒となる。先端部231を照準ガイド23と骨スクリュー1のスクリューヘッド2にある球形凹部3との間でスナップロック接続するための弾性雄型コネクタとして形成するために、照準ガイド23は、前端235で開放されている長手方向スロット27を更に備える。長手方向スロット27は、縦軸230及び中心軸234によって規定される面に直交して設けられ、またガイドスリーブ26を貫通する。先端部231とガイドスリーブ26との間には円筒形カラー33が縦軸230に同軸で配置され、また半径r≦Rを有する。
図13及び図14に図示するように、ドリルガイド36を照準ガイド23の貫通ボア28に挿入することができる。ドリルガイド36は円錐形先端部37を有し、この円錐形先端部37は、ドリルガイド36が骨スクリュー1に開いた貫通孔9の貫通孔軸7とぴったり整列する形でテーパー付き貫通孔9に嵌入する。
図11〜17は、髄内釘300、骨スクリュー1及び第2スクリュー50を使用して骨を固定する方法の実施形態を示し、これらについて以下のセクションで簡単に説明する。髄内釘300は、釘軸303、近位端305、外周面304、最も近位のロッキングホール302を伴った複数の近位ロッキングホール301及び複数の遠位ロッキングホール306を備える。近位及び遠位ロッキングホール301、306は釘軸303を横断して延びる。髄内釘300を、長骨の髄内管に、髄内釘300の遠位ロッキングホール306がある部位が遠位骨片に配置され、また近位ロッキングホール301がある部位が近位骨片に配置されるように挿入する。髄内釘300を骨に固定するために、各骨スクリュー1を、全て又は選択した複数の近位及び遠位ロッキングホール301、306に打ち込む。本発明の骨スクリュー1を使用し、骨スクリュー1を、全て又は選択した近位及び遠位ロッキングホール301、306に打ち込み、また第2スクリュー50を骨に留めつけることができる。当然のことながら、骨スクリュー1を近位及び遠位ロッキングホール301、306に打ち込む代わりに第2スクリュー50を近位及び遠位ロッキングホール301、306に打ち込み、骨スクリュー1を骨に留めつけることもできる。
骨スクリュー1を釘300に挿入し、第2スクリュー50を骨に留めつける方法は、処置対象である骨を取り囲む組織を切開し、髄内釘300を骨内に位置決めするステップを含む。髄内釘300の近位端305への照準装置(図示せず)は、ガイドスリーブ及び/又は組織保護チューブ40を全ての又は選択した複数の近位及び/又は遠位ロッキングホール301、306のそれぞれに同軸で挿入するためのガイドボアを有する。組織保護チューブ40(図9及び図11)を、組織保護チューブ40の前端が骨の表面に接触するまで、近位及び遠位ロッキングホール301、306の1つに対して同軸で照準装置の選択したガイドボアに挿入する。次に、照準装置を使用することによって、選択した近位又は遠位ロッキングホール301、306に骨スクリュー1を挿入するための第1ボアホールを骨に穿ち、ここでこの第1ボアホールは、選択した近位又は遠位ロッキングホール301、306と整列する。更に、このボアホールは髄内釘300の両側に延びているため、骨スクリュー1を骨に留めつける場合に骨スクリュー1は髄内釘300の選択した近位又は遠位ロッキングホール301、306を貫通することができる。骨スクリュー1とスクリュードライバ13との間のスナップロック接続を利用し、また骨スクリュー1に組織保護チューブ40内を前進させることによって、骨スクリュー1をスクリュードライバ13のコネクタ132に連結する。次に、骨スクリュー1を、スクリュードライバ13を使用して骨にねじ止めする。骨スクリュー1が一旦骨にねじ止めされたら、スクリュードライバ13を取り外すことができる。上記のステップを、骨スクリュー1が所望の近位及び/又は遠位ロッキングホール301、302の全てに挿入されるまで繰り返すことができる。
次に、図11に示すように照準ガイド23を保護チューブ40に挿入し、照準ガイド23を骨スクリュー1に照準装置23の先端部231と骨スクリュー1のスクリューヘッド2にある凹部3との間のスナップロック接続を利用して取り付けると、照準ガイド23の縦軸230が骨スクリュー1のスクリュー軸6と整列する。組織保護チューブ40及び照準装置を取り外すことができ、照準ガイド23を、照準ガイド23のカラー33が骨スクリュー1のスクリューヘッド2にある凹部3の停止部に突き当たるまで照準ガイド23のコネクタ232に配置されたピン25によって規定される中心軸234を中心として枢動させると、照準ガイド23の縦軸230が骨スクリュー1に開いた貫通孔9の貫通孔軸7と整列する(図12)。停止部は、骨スクリュー1のスクリューヘッド2にある凹部3のへこみ12の壁部121によって構成される。次に、ドリルガイド36を照準ガイド23の貫通ボア28に挿入し(図13)、ドリルガイド36をドリルビット39のガイドとして使用して第2ボアホールを骨に穿つ。第2ボアホールが一旦穿たれたら、ドリルガイド36を取り外し、第2スクリュー50を照準ガイド23の貫通ボア28に挿入し(図15)、第2スクリュー50内を骨にまで前進させる(図16)。次に、照準ガイド23を取り外し、上記のステップを、各第2スクリュー50が各骨スクリュー1の貫通孔9を貫通して骨に留めつけられるまで繰り返すことができる。所望の骨スクリュー1及び第2スクリュー50が全て一旦骨に挿入されたら、切開部を閉じることができる。
図18〜21に示すように、本発明のアセンブリの代替の実施形態は実質的に図1〜17に関連して上述したアセンブリと同様であり、第1骨スクリュー1′、第2骨スクリュー50′及びスクリュードライバ13′を備える。しかしながら、スクリュードライバ13′は上述したようなスクリュードライバ13及び照準ガイド23の要素を組み合わせたものであるため、第1骨スクリュー1′の挿入及び第2骨スクリュー50′の照準合わせに2つの別々の装置を必要としない。加えて、スクリュードライバ13′はその遠位端135′にコネクタ132′を含み、このコネクタ132′は、第1骨スクリュー1′のヘッド2′にある凹部に収まるのではなくヘッド2′の周囲に広がる。
第1骨スクリュー1′は第1軸6′に沿って延び、またヘッド2′を含み、このヘッド2′は少なくとも部分的に球形の外面を有する。この外面が、スクリュードライバ13′を介したねじり力の印加を可能にする実質的に平坦な部位も含む場合もある。骨スクリュー1と同様に、第1骨スクリュー1′は、第2スクリュー50′を中で受け止めるための、第2軸7′に沿って延びる貫通孔9′を含む。第2スクリュー50′は実質的に上述の第2スクリュー50′と同様である。
スクリュードライバ13′は縦軸130′に沿って延びるシャフト131′を含み、その遠位端135′にはコネクタ132′が形成されている。スクリュードライバ13′は、第2骨スクリュー50′を挿入できるように寸法設計及び成形された、縦軸130′に沿って貫通して延びるチャネル28′も含む。コネクタ132′は、第1骨スクリュー1′のヘッド2′を中で受け止めるように寸法設計及び成形された部分的に球形の内面231′を含む。一実施形態においては、コネクタ132′にキー加工(例えば、ヘッド2′の平坦部に対応する平坦部を含む)を施すことによって、第1骨スクリュー1′をスクリュードライバ13′に対してコネクタ132′及びヘッド2′の部分的に球形の面を介して枢動させることを可能にしながら、スクリュードライバ13′によるねじり力の骨スクリュー1′への印加を可能にすることができる。内面231′は、例えばスナップ嵌めによりヘッド2′を受け止めることができる。
代替の実施形態において、ヘッド2′はヘッド2′から半径方向外側に延びるピンを含むこともでき、これらのピンは実質的に照準ガイド23のコネクタ232のピン25と同様であり、コネクタ132′は、上述した骨スクリュー1のチャネル5と同様に直径方向にコネクタ132′を横断して延びる横方向チャネルを含むことができる。当業者ならば、このような構成が、スクリュードライバ13′を介して第1骨スクリュー1′を回転させ、また第1骨スクリュー1′をスクリュードライバ13′に対して枢動させることを可能にするとわかる。
第1及び第2骨スクリュー1′、50′並びにスクリュードライバ13′は、上述した方法と実質的に同様のやり方で使用することができる。特に、第1骨スクリュー1′を、骨に挿入した髄内釘300の近位及び/又は遠位ロッキングホール301、306の所望の1つに挿入することができる。第1骨スクリュー1′を収容するために、第1及び第2ホール301、306の所望の1つを通る第1ボアホールを穿つことができる。上述したように、ヘッド2′をコネクタ132′内で受け止めることによって、スクリュードライバ13′は第1骨スクリュー1′に連結される。初期の構成においては、スクリュードライバ13′の縦軸130′を、骨スクリュー1′の第1軸6′と同軸に整列させる。第1骨スクリュー1′は、スクリュードライバ13′を介してホール301、306の所望の1つ及び第1ボアホールにねじ止めされる。第1骨スクリュー1′が一旦望むとおりに挿入されたら、スクリュードライバ13′を、そのチャネル28′が貫通ボア9′の第2軸7′と同軸で整列するまでヘッド2′を中心として第1骨スクリュー1′に対して枢動させる。第2骨スクリュー50′を収容するために、第2ボアホールを、チャネル28′及び貫通ボア9′を通して骨に穿つことができる。次に、第2骨スクリュー50′をチャネル28′を通して貫通ボア9′へとガイドし、骨に開けた第2ボアホールへと前進させることができる。当業者ならば、上記のステップを、所望の数の第1及び第2骨スクリュー1′、50′が骨に挿入されるまで望むままに繰り返せることが理解できる。
本発明及びその利点について詳細に説明してきたが、添付の請求項によって定義されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変更、置き換え及び改変を本発明に加え得ることを理解すべきである。更に、本願の範囲を、本明細書に記載のプロセス、機械、製造物、物質の組成、手段、方法及びステップの特定の実施形態に限定することを意図してはいない。当業者ならば本発明の開示からすぐにわかるように、本明細書に記載の対応する実施形態と実質的に同じ機能を果たす又は実質的に同じ結果を成し遂げる、既存の又は後に開発されるプロセス、機械、製造物、物質の組成、手段、方法又はステップを本発明に従って利用することもできる。
当業者ならば、添付の請求項の広い範囲から逸脱することなく様々な改造及び改変を本発明に加え得ることがわかる。その一部を上で論じてきたが、その他は当業者には明白である。

Claims (38)

  1. 骨スクリューであって、
    スクリュー軸に沿って縦方向に延びるスクリューシャフトと、
    前記スクリューシャフトの近位端から延び且つ手術道具に解放自在に連結できるように構成されたスクリューヘッドと、
    貫通孔軸を規定し且つ前記スクリューヘッドを貫通して延びる貫通孔とを備え、
    前記貫通孔軸が前記スクリュー軸と鋭角αで交差し、前記貫通孔が第2スクリューを中で受け止めるように適合され且つ前記スクリューヘッドの近位端の第1端から前記スクリューヘッドの外面に開けられた第2端に向って先細りすることを特徴とする骨スクリュー。
  2. 前記スクリューヘッドがその近位端を通って延びる凹部を含み、前記凹部が、前記凹部に解放自在に連結される手術道具の一部を受け止めるように構成され且つ前記貫通孔軸と前記スクリュー軸との交点を中心とする実質的に円形のふちを有する、請求項1に記載の骨スクリュー。
  3. 前記スクリューヘッドを横断して延び且つ直径方向のチャネル軸を規定するチャネルを更に備え、前記チャネルが前記骨スクリューの近位端で開放されている、請求項2に記載の骨スクリュー。
  4. 前記貫通孔軸が、前記スクリュー軸と、前記骨スクリューの近位端から前記スクリューシャフトに向って測定しての深さT>0で交差する、請求項1に記載の骨スクリュー。
  5. 前記骨スクリューと前記手術器具との間でのスナップ接続を容易にするために、前記凹部が前記スクリューヘッドの近位端に狭窄部を有する、請求項2に記載の骨スクリュー。
  6. 前記貫通孔が雌ねじ部を備える、請求項1に記載の骨スクリュー。
  7. 前記雌ねじ部がねじピッチP及びねじ長Lを有し、比L/Pが少なくとも2.0である、請求項6に記載の骨スクリュー。
  8. 前記凹部が実質的に球形である、請求項2に記載の骨スクリュー。
  9. 前記凹部が、前記狭窄部を横断し且つ軸が前記貫通孔軸と重なる円筒、円錐及び角柱の1つの一部を構成する壁部を構成するへこみを含む、請求項2に記載の骨スクリュー。
  10. 前記角度αが少なくとも10°である、請求項1に記載の骨スクリュー。
  11. 前記角度αが最大で70°である、請求項1に記載の骨スクリュー。
  12. 前記チャネル軸に直交する断面において、前記横方向チャネルがU形状を有する、請求項1に記載の骨スクリュー。
  13. 前記チャネル軸が、前記スクリュー軸と、前記スクリュー軸と前記貫通孔軸とが交差する地点で交差する、請求項3に記載の骨スクリュー。
  14. 前記骨スクリューの前記スクリューヘッドが、前記骨スクリューを骨にヘッドまで埋められるように構成された雄ねじ部を含む、請求項1に記載の骨スクリュー。
  15. 前記骨スクリューの前記スクリューヘッドが、前記スクリューヘッドを半径方向に弾性的に拡張することを可能にする長手方向スロットを有する、請求項1に記載の骨スクリュー。
  16. 前記スクリューヘッドの外面が部分的に球形であり、また手術道具の一部の中で受け止めるように構成される、請求項1に記載の骨スクリュー。
  17. システムであって、
    スクリュー軸に沿って縦方向に延びるスクリューシャフトと、
    前記スクリューシャフトの近位端から延び且つ手術道具に解放自在に連結できるように構成されたスクリューヘッドと、
    貫通孔軸を規定し且つ前記スクリューヘッドを貫通して延びる貫通孔とを含み、
    前記貫通孔軸が前記スクリュー軸と鋭角αで交差し、前記貫通孔が第2スクリューを中で受け止めるように適合され且つ前記スクリューヘッドの近位端の第1端から前記スクリューヘッドの外面に開けられた第2端に向って先細りする第1骨スクリューと、
    前記貫通孔軸に沿って前記第1骨スクリューの前記貫通孔に挿入するように寸法設計及び成形された第2骨スクリューとを備えることを特徴とするシステム。
  18. 前記スクリューヘッドがその近位端を通って延びる凹部を含み、前記凹部が、前記凹部に解放自在に連結する手術道具の一部を受け止めるように構成され且つ前記貫通孔軸と前記スクリュー軸との交点を中心とする実質的に円形のふちを有する、請求項17に記載のシステム。
  19. 前記第1骨スクリューが前記スクリューヘッドを横断して延び且つ直径方向のチャネル軸を規定するチャネルを更に含み、前記チャネルが前記骨スクリューの近位端で開放されている、請求項18に記載のシステム。
  20. 前記第2骨スクリューが、前記貫通孔の円錐形雌ねじ部と係合するためのねじ切り部をそのヘッド部に沿って含む、請求項17に記載のシステム。
  21. 骨スクリュー用のスクリュードライバを更に備え、前記スクリュードライバが遠位端から近位端へと縦方向に延びるシャフトを含み、遠位端が前記第1骨スクリューの前記スクリューヘッドにある前記凹部に連結されるように構成された雄型コネクタを含み、前記コネクタが、前記スクリュードライバの遠位端に向って先細りする先端部と、前記スクリュードライバの縦軸に直交して延びる中心軸に沿って前記先端部の両側から延びる2つの打込み突起部とを含み、前記打込み突起部が前記第1骨スクリューの前記スクリューヘッドに設けられた前記チャネルと係合し、前記先端部が中心点が前記縦軸上に位置する実質的に円形の外周を有する、請求項19に記載のシステム。
  22. 前記スクリュードライバが前記縦軸に平行に延びる長手方向スロットを更に備え、前記長手方向スロットは遠位端で開放されているため前記コネクタを半径方向に弾性的に圧縮することが可能であり、前記先端部が、湾曲接触肩部を構成する、前記シャフトに向っての狭窄部を有する、請求項21に記載のシステム。
  23. 前記先端部が前記縦軸を中心とする球体の一部として形成される、請求項21に記載のシステム。
  24. 前記2つの打込み突起部が実質的に円筒形であり、前記中心軸が前記先端部の中心点を通って前記縦軸と直交で交差する、請求項21に記載のシステム。
  25. 前記雄型コネクタが前記中心軸から前記シャフトに向う距離Tに軸方向停止部を更に備えるため、前記コネクタを前記スクリューヘッドの前記凹部に連結すると前記停止部が前記第1骨スクリューの後端と接触する、請求項21に記載のシステム。
  26. 前記雄型コネクタが、前記先端部を超えて遠位端に向う方向に前記スクリュードライバの前記縦軸に対して鋭角で突出する突端を更に含む、請求項21に記載のシステム。
  27. 同軸貫通ボアを更に備え、前記同軸貫通ボアが前記シャフト及び前記雄型コネクタを貫通して延び且つ前記貫通ボアに挿入可能なロッキングピン上に設けられた雄型ねじ部と係合する雌型ねじ部を有するため、前記ロッキングピンを、前記先端部が半径方向に潰れないように前記スクリュードライバの遠位端に向って前進させることができる、請求項21に記載のシステム。
  28. 前記第1骨スクリューに接続可能な照準ガイドを更に備え、前記照準ガイドが、縦軸に沿って延びるガイドスリーブと、同軸貫通ボアと、雄型コネクタが配置された遠位端とを備え、前記雄型コネクタが前記第1骨スクリューの前記スクリューヘッドにある凹部に連結されるように構成され、前記コネクタが、前記照準ガイドの遠位端に向って直径が小さくなる先端部と、前記縦軸に直交して延びる中心軸に沿って前記先端部の両側から突出する2本のピンとを含み、前記先端部が、前記縦軸を中心とした実質的に円形の外周を有する、請求項18に記載のシステム。
  29. 前記照準ガイドが前記縦軸に平行に延びる長手方向スロットを更に備え、前記長手方向スロットは前端で開放されているため前記コネクタは半径方向に弾性的に圧縮可能であり、前記先端部が、湾曲接触肩部を構成する、前記ガイドスリーブに向っての狭窄部を有する、請求項28に記載のシステム。
  30. 前記先端部が実質的に球形であり、中心点が前記縦軸上にある、請求項28に記載のシステム。
  31. 前記2本のピンが実質的に円筒形であり、前記中心軸が、前記球形先端部の中心点で前記縦軸と直交で交差する、請求項28に記載のシステム。
  32. 前記先端部と前記ガイドスリーブとの間に前記照準ガイドの前記縦軸と実質的に同軸でカラーが配置され、前記カラーが円筒形及び円錐形の一方である、請求項28に記載のシステム。
  33. 前記カラーが前記凹部の半径より小さい半径を有する、請求項32に記載のシステム。
  34. 前記貫通孔に挿入可能なドリルガイドを更に備える、請求項17に記載のシステム。
  35. 前記ドリルガイドが円錐形先端部を有する、請求項34に記載のシステム。
  36. 前記スクリューヘッドが部分的に球形の外面を有する、請求項17に記載のシステム。
  37. 遠位端にあり且つ前記部分的に球形のスクリューヘッドを受け止めるように構成されたコネクタを含むスクリュードライバを更に備えているため、前記第1骨スクリューを、前記スクリュー軸が前記スクリュードライバの縦軸と実質的に同軸である第1位置と、前記貫通孔軸が前記縦軸と同軸である第2位置との間で枢動可能である、請求項36に記載のシステム。
  38. 前記スクリュードライバがその縦軸に沿って前記スクリュードライバを貫通して延びるチャネルを更に含むため、前記第1骨スクリューが第2位置にある場合に、前記チャネルが、前記第2骨スクリューを前記チャネルを通して前記第1骨スクリューの前記貫通孔内にまでガイドするように構成される、請求項37に記載のシステム。
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