JP5113524B2 - Bone fixation implant system and method - Google Patents
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Description
本発明は、骨関節固定に関し、特に、骨固定インプラント、及び係るインプラントを取付けるためのシステム及び方法に関する。 The present invention relates to bone arthrodesis, and more particularly to bone fixation implants and systems and methods for attaching such implants.
骨関節固定或いは骨融合は、損害のある骨或いは関節の治療或いは安定化を助けるために用いられる処置である。特に、小関節面固定は、背骨治療手術で上部小関節面及び下部小関節面を融合させるために用いられる。先行技術のシステム及び方法は、骨ねじを使用し、該骨ねじを上部小関節面及び下部小関節面にねじ込んで隣接した骨部分を互いに融合させるように関節を固定する。ワイヤが、また、関節を固定するために小関節面のまわりに輪を作るのに用いられる。ねじ或いはワイヤをインプラントするために行われなければならない外科処置は、難しく時間が掛かる。 Bone arthrodesis or bone fusion is a procedure used to help treat or stabilize damaged bones or joints. In particular, small joint surface fixation is used to fuse the upper and lower small joint surfaces in spine treatment surgery. Prior art systems and methods use bone screws and screw the bone screws into the upper and lower facet surfaces to fix the joints to fuse adjacent bone parts together. Wires are also used to create a ring around the small joint surface to secure the joint. The surgical procedure that must be performed to implant the screw or wire is difficult and time consuming.
従って、改良された骨固定インプラント、装置及び方法の要望がある。 Accordingly, there is a need for improved bone fixation implants, devices and methods.
骨関節固定のためのインプラントは、一端に頭部を、反対側の端に骨突き通し先端を有する細長い軸を備えたファスナーからなる。第1の座金が、頭部に関して多軸的に回動できるように軸の頭部に係合するための構造体を有する。係止部材が、軸に係合するための構造体を有する。係止部材は、係止部材に回動自在に係合した第2の座金を有する。軸及び係止部材は、協同するねじ山を有するのがよい。係止部材は、ナットであるのがよい。第2の座金は、クリップによってナットに回動自在に取付けられるのがよい。 An implant for bone arthrodesis consists of a fastener with an elongated shaft having a head at one end and a bone-piercing tip at the opposite end. The first washer has a structure for engaging the head of the shaft so that it can pivot in a multiaxial manner with respect to the head. The locking member has a structure for engaging with the shaft. The locking member has a second washer that is rotatably engaged with the locking member. The shaft and locking member may have cooperating threads. The locking member may be a nut. The second washer may be pivotally attached to the nut by a clip.
第1の座金及び第2の座金は、斜めの接触面を含むのがよい。接触面は、きざみ目を有するのがよい。頭部及び第1の座金のうちの一方は、凸面を有するのがよい。頭部及び第1の座金のうちの他方は、協同する凹面を有するのがよい。凸面は、凹面と接触して頭部に関して第1の座金の多軸回動をもたらす。第1の座金は、骨固定装置との係合のための構造体を含むのがよい。構造体は、骨固定装置のフランジをで受け入れるようになった円周溝からなるのがよい。第1の座金は、回転係合構造体を含むのがよい。回転係合構造体は、骨固定装置の突起を受け入れるようになった凹部を含むのがよい。 The first washer and the second washer may include an oblique contact surface. The contact surface may have a notch. One of the head and the first washer may have a convex surface. The other of the head and the first washer may have a cooperating concave surface. The convex surface comes into contact with the concave surface and causes a multi-axis rotation of the first washer with respect to the head. The first washer may include a structure for engagement with the bone anchoring device. The structure may comprise a circumferential groove adapted to receive the flange of the bone anchoring device. The first washer may include a rotational engagement structure. The rotational engagement structure may include a recess adapted to receive the projection of the bone anchoring device.
係止部材は、骨固定装置に係合するための構造体を含むのがよい。構造体は、骨固定装置の下端部分の突起を受け入れるようになった凹部を含むのがよい。 The locking member may include a structure for engaging the bone anchoring device. The structure may include a recess adapted to receive a protrusion at the lower end portion of the bone anchoring device.
本発明による骨固定装置は、第1の座金に着脱可能に係合するための及び第1の座金を前進させるためのコレットを備えた細長いカニューレを有するのがよい。骨固定装置は、ファスナーに着脱可能に係合するための、及びファスナーを、コレットの中を、及び第1の座金の中を前進するための構造体を更に含むのがよい。下端部分がカニューレから延びている。下端部分は、係止部材に着脱可能に係合するための構造体を有するのがよい。ファスナー、第1の座金、及び係止部材は、前進するファスナーが、第1の座金の中、骨の中、そして第2の座金の中を前進して係止部材の中へ進むように整合される。 The bone anchoring device according to the invention may have an elongated cannula with a collet for removably engaging the first washer and for advancing the first washer. The bone anchoring device may further include a structure for removably engaging the fastener and for advancing the fastener through the collet and through the first washer. A lower end portion extends from the cannula. The lower end portion preferably has a structure for detachably engaging with the locking member. The fastener, the first washer, and the locking member are aligned so that the advancing fastener is advanced through the first washer, the bone, and the second washer into the locking member. Is done.
骨固定を行なうためのシステムは、骨固定のためのインプラントと骨固定装置とを含む。インプラントは、一端に頭部を、反対側の端に骨突き通し先端有する細長い軸を含む。第1の座金が、頭部に関して多軸的に回動できるように軸の頭部を係合するための構造体を有する。係止部材が、軸に係合するための構造体を有する。係止部材は、係止部材に回動自在に係合した第2の座金を有するのがよい。骨固定装置は、第1の座金に着脱可能に係合するための及び第1の座金を前進させるためのコレットを備えた細長いカニューレを含むのがよい。ファスナーに着脱可能に係合するための、及びファスナーをコレットの中、及び第1の座金の中を前進させるための構造体が設けられる。骨固定装置は、カニューレから延びる下端部分を更に含む。下端部分は、係止部材に着脱可能に係合するための構造体を有する。ファスナー、第1の座金、及び係止部材は、前進するファスナーが、第1の座金の中、骨の中、そして第2の座金の中を前進して、係止部材の中へに進むように整合される。 A system for performing bone fixation includes an implant for bone fixation and a bone fixation device. The implant includes an elongated shaft having a head at one end and a bone piercing tip at the opposite end. The first washer has a structure for engaging the head of the shaft so that it can pivot in a multiaxial manner with respect to the head. The locking member has a structure for engaging with the shaft. The locking member may have a second washer that is rotatably engaged with the locking member. The bone fixation device may include an elongated cannula with a collet for removably engaging the first washer and for advancing the first washer. A structure is provided for removably engaging the fastener and for advancing the fastener in the collet and in the first washer. The bone fixation device further includes a lower end portion extending from the cannula. The lower end portion has a structure for detachably engaging with the locking member. The fastener, the first washer, and the locking member cause the advancing fastener to advance through the first washer, into the bone, and through the second washer into the locking member. To be consistent.
骨固定を行なうための方法は、一端に頭部を有しかつ反対側の端に骨突き通し先端を有する細長い軸を備えたファスナーと、頭部に関して多軸的に回動できるように軸の頭部を係合するための構造体を有する第1の座金と、軸に係合するための構造体を有する係止部材と、を含む骨固定のためのインプラントを提供する段階を含む。係止部材は、係止部材に回動可能に係合した第2の座金を有するのがよい。 A method for performing bone fixation includes a fastener having an elongated shaft having a head at one end and a bone-piercing tip at the opposite end, and a shaft that is pivotable relative to the head. Providing an implant for bone fixation including a first washer having a structure for engaging a head and a locking member having a structure for engaging a shaft. The locking member may have a second washer that is pivotally engaged with the locking member.
この方法は、骨固定装置を提供する段階を更に含み、骨固定装置は、第1の座金に着脱可能に係合するための及び座金を前進させるためのコレットを有する細長いカニューレと、ファスナーに係合するための、及びファスナーをコレットの中を、第1の座金の中を前進させるための構造体と、カニューレから延びていて、係止部材に着脱可能に係合するための構造体を有する下端部分と、を含む。ファスナー、第1の座金、及び係止部材は、前進するファスナーが、第1の座金の中、骨の中、第2の座金の中を前進して、係止部材の中へ進む。 The method further includes providing a bone anchoring device, wherein the bone anchoring device is associated with an elongate cannula having a collet for removably engaging the first washer and for advancing the washer, and the fastener. And a structure for advancing the fastener through the collet, the first washer, and a structure extending from the cannula and removably engaged with the locking member. A lower end portion. The fastener, the first washer, and the locking member are advanced into the locking member as the advancing fastener advances in the first washer, the bone, and the second washer.
この方法は、骨がカニューレと下端部分との間に配置されるように骨固定装置を位置決める段階を更に含む。骨固定装置を作動して第1の座金を骨まで前進させる。次いで、骨固定装置を作動してファスナーを第1の座金の中、骨の中を前進させて、係止部材の中へに進める。 The method further includes positioning the bone fixation device such that the bone is positioned between the cannula and the lower end portion. Actuating the bone anchoring device advances the first washer to the bone. The bone anchoring device is then actuated to advance the fastener into the first washer, through the bone, and into the locking member.
本発明による骨固定装置10を図1に示す。骨固定装置10は、主本体12と、下端部分16で終わる細長いハウジング14とを有する。骨固定装置10は、第1の座金20を細長いハウジング14の遠位端に保持し、第2の座金24及び係止部材28を下端部分16に保持するための構造体を有する。ハンドル30が、骨固定装置10を把持するために設けられ、インプラント処置中に骨固定装置10を動作するためにトリガ34及び38が設けられるのがよい。ガイド・ノブ35が、第2の座金24を正しく配置するためにハウジング14及び取付けられた下端部分16を回させるように作動される。係止レバー32が、第1の座金20及び第2の座金24を正しく配置した後に、骨固定装置10を骨に係止するために設けられるのがよい。係止レバー32は、第1の座金20及び第2の座金24の再配置を可能にするためにロック解除されてもよい。ノブ37が、ファスナーを手動で進めて適当なトルクを付与するために設けられるのがよい。
A
摺動可能な保護カニューレ或いはシース39が、本体への挿入を容易にし、下端部分16を覆うために用いられるのがよい。図1aでは、挿入処理中ハウジング14及び下端部分16を遮蔽するための保護カニューレ或いはスリーブ39を有する骨固定装置10が示されている。グリップ41が、使用前にカニューレ39を引き戻すために用いることができる。ハウジング14、下端部分16及びガイドノブ35は、主本体12から取外しできるのがよい。別のハウジング14、下端部分16及びガイド・ノブ35が、別のインプラントと共に、主本体部分12の再使用のために取付けられてもよい。
A slidable protective cannula or
インプラント40を図2に示す。インプラント40は、細長い軸44と頭部48とを有するファスナーからなる。ファスナーは、第1の座金20、第2の座金24、及び係止部材28に係合する。図3に示すように、頭部48は、以下に説明するように、第1の座金20に係合する際に用いるための凸面54を有するのがよい。ねじ山58が係止部材28に係合するために軸44に設けられる。他の係合構造が可能である。インプラント処置中骨に突き通すための尖端62が設けられる。溝或いは縦溝66が、骨チップが係止部材28への挿入中分散し、先端が骨の中を前進するときに骨の破片を尖端62から運び去る空間を提供する。六角形開口70のような適当な構造体が、インプラント処置中圧縮力及び回転力を付与するファスナー44の係合のために設けられる。凹部或いは他の適当な構造体が、固定装置に頭部48を握らせるために設けられるのがよい。
The implant 40 is shown in FIG. The implant 40 comprises a fastener having an
第2の座金24及び係止部材28を図5〜図7に示す。第2の座金24は、骨の表面に係合するためのセレーション80のような適当な構造体を有するのがよい。変形例の構造体が可能である。第2の座金24は、係止部材28に関して回動する。係止部材28は、開口84のような適当な構造体を有するのがよい。第2の座金24が係止部材28に係合するように、第2の座金24の開口89を貫通して開口84に係合するためのクリップ88のような協同する係合構造体が設けられる。係止部材28の凸面92が、第2の座金24の同様な凹面96と協同するのがよい。クリップ88は、第2の座金24の適当な保持溝90に配置されるのがよい。係止部材28を骨固定装置10の下端部分16に固定するために開口104及びスロット付きL型溝108が下端部分16の対応する突起に係合するために設けられる。
The
第1の座金20を図8〜図11に示す。第1の座金20は、ファスナー44の頭部48の凸面54と協同するための凹面114を有するのがよい。細長い開口118が、テーパ形スロットの形態であるのがよく、そして、ファスナー44に対する第1の座金20の回動を可能にする。第1の座金20は、座金を骨固定装置10によって係合させるための構造体を有するのがよい。この構造体は、円周溝124であるのがよいし、円周溝124は、骨固定装置10の協同するフランジ構造体によって係合されるのがよい。これにより、第1の座金20を骨の表面に向、前進させる。凹部130のような更なる構造体が、第1の座金20の回転を可能にするために骨固定装置10による係合のために設けられるのがよい。これは、第1の座金20を正しく配置することを助ける。第1の座金20は、第1の座金20を、かなりの角度がある小関節面のような骨面と協同させる傾斜接触面136を有するのがよい。更なる構造体が係合を促進するために設けられるのがよい。この構造体は、セレーション140を接触面136に含むのがよい。開口118は、より大きな回動を可能にするために接触面136に向って縦溝のようにさらに大きく広がるのがよい。
The
ファスナー44、第1の座金20、第2の座金24、係止部材28の間の係合の方法を図12a〜図12cに示す。第1の座金20の回動運動を示す。この第1の座金20は、ねじ軸を通る横断面から約30°傾けるのがよい。程度の差はあるが癒合される骨組織により可能である。第2の座金24は、ねじ軸との横断面から+45°〜−20°傾けることができる。程度の差はあるが可能である。
The method of engagement among the
第1の座金20を係合するための適当な構造体が、骨固定装置10に設けられてもよい。図13にコレット140が示されているが、他の保持構造体が可能である。コレットは、第1の座金の溝124に係合する遠位環状フランジ144を有する。第1の座金20の回転を可能にするために、凹部130に係合する突起148がために設けられる。コレット140が適度な手動力を用いて第1の座金に係合したり第1の座金から外れたりすることができるように、細長いスロット152が、下リップ144にばね作用を生じさせるための板ばね153を作る。
A suitable structure for engaging the
第1の座金20及び第2の座金24を骨に係合させるためのする方法を図14〜図15に示す。係止部材28を、適当なスロットで下端部分16に係合させる。下端部分16の突起は、係止部材28の開口104に係合することができる。骨が上部小関節面160及び下部小関節面164として概略的に示される。第1の座金20は、コレット140に係合される。下端部分16を、第2の座金24が下部小関節面164に向けるように配置する。下側座金(第2の座金)24を係止部材28及び下端部分16に対して回動させることにより、第2の座金24を下部小関節面164の傾斜部分168に一致させる。次いでコレット140を、下げると、第1の座金20が上部小関節面160の傾斜部分172に係合する。突起148が、凹部130に係合すると、コレット140の回転が第1の座金20を回転させて第1の座金20を上部小関節面160の傾斜部分172に対して正しく配置する。
A method for engaging the
ファスナー44の取付けを図16〜図18のシーケンスで示す。ファスナー44は、骨固定装置10の適当な係合部分(図示せず)によって保持されて上部小関節面160に向って駆動される。頭部48を回転させて尖端62を上部小関節面160に打ち込めるようにファスナー44に、係合することができる。尖端62には、ファスナー44を回転させて骨に押し入れられるときに骨の破片を除去する縦溝が設けられるのがよい。この方法で、ファスナー44は、上部小関節面160及び下部小関節面164に穴を開ける。ファスナー44が骨の中を進められるときに、ファスナー44は、係止部材28に係合する。ねじ山58は、係止部材28の雌ねじ山に螺合する。それにより、図19に示すように、ファスナー44を、係止部材28に係合させる。次いで、図20及び図21に示すように、コレット140を取り外すことができる。図22に示すように、骨固定装置10が取り外されるときに、下端部分16が取り外される。これにより、図23に示すように、上部小関節面160及び下部小関節面164を横切る完全なインプラントになる。
Attachment of the
インプラント処置中に用いられる骨固定装置10を図24〜図26に示す。骨固定装置10は、カニューレの一般的な形状の細長いハウジング14を有する。ハウジング14内にはコレット140が設けられている。コレット140は、第1の座金20に係合するための構造を有する。任意の構造が可能であるが、図24のコレット140は、内方に向けられた円周保持フランジ144を有する。円周保持フランジ144は、第1の座金20の溝124に係合する。コレット140は、第1の座金20の凹部130に係合する突起148を更に有することがある。それにより第1の座金20は、コレット140の外に移動しないように、又、コレット140に対して回転しないように保持される。コレット140に第1の座金20を保持するばね力は、第1の座金20が骨に固定された後でコレット140を第1の座金20から取り外すために手動力を用いることができるようなものである。
A
コレット140を、ハウジング14の中を軸方向に移動できるようにハウジング14に取付ける。コレット140は、案内溝222又は他の適当な構造に摺動可能に係合するための構造を有するのがよい。第1のトリガ34を動作して、コレット140及び第1の座金20を図24に示す位置から図25に示す位置までハウジング14の中を移動させることができる。ギヤ230が回転されたときに、軸210は、軸のねじ山付き端246によって引き抜かれる。第1の座金20は、上部小関節面160に着座され、第2の座金24は、下部小関節面164に着座される。向きが正しくなければ、ガイドノブ35を回転させて第2の座金24を正しく配置することができる。係止レバー32を作動して、骨固定装置10を小関節面に固定することができる。
The
次いでトリガ38の作用によって螺旋ギヤ230を回転させ、それにより、螺旋ギヤ230は、普通摺動可能な六角形或いは平坦面取り軸210を回転させる。これは、軸の延長ねじ山付き端246を回転させて、コレット140の内面の雌ねじ山250に螺合させる。ねじ山付き端246の面は、例えば、六角形の先端のような、ファスナー44に係合するための構造を含む。それにより、ねじ山付き端246の回転は、ファスナー44を回転させ且つ前進させる。ファスナー44は、第1の座金20の中を前進し、ファスナー44の前進及び回転移動によって引き起される穴開け作用により、上部小関節面160及び下部小関節面164の中を前進する。次いでファスナー44は、第2の座金24の中をそして係止部材28の中へ進む。ファスナー44のねじ山58は、係止部材28の内側面の対応するねじ山を螺合する。次いでノブ37を作動してインプラント40に適切にトルクを与えて、ファスナー44に係止部材28を完全につけることができる。
Then, the action of the trigger 38 rotates the
本発明は、先行技術の椎弓根スクリュー固定システムよりも多くの利点を提供する。上部小関節面160及び下部小関節面164のような、骨接合部分が第1の座金20と第2の座金24との間で圧搾されるときに、骨内の応力を上昇させる雌ねじ山が骨には存在しない。ねじ山58は、これらのねじ山が係止部材28にだけ係合し、ねじ山の応力を骨の内部に付与しないように軸44の下端にだけある。また、インプラントが回転力を用いて締め付けられるときに、既知の圧縮力が関節に加えられるように在来のトルク機構を適用することができる。第1の座金20及び第2の座金24には、小関節面以外の骨部分を接合するための異なる骨形状にそれぞれ適合するさまざまな傾斜接触面を設けることができる。また、ファスナー44に対する第1の座金20及び第2の座金24の傾きの量は、許容される回動及び多軸運動により、接合される特定の骨形状に応じて調節することができる。インプラント40の取付けは、可逆的である。インプラント座金20及び24の圧縮は、ファスナー44の挿入前に再配置を可能にするように取り除くことができる。従って、本発明は、取付けの容易さ、制御及び1貫性に加えて、大きな変化性及び順応性を提供する。
The present invention provides many advantages over prior art pedicle screw fixation systems. There are internal threads that increase the stress in the bone when the osteosynthesis, such as the upper and
本発明の様々な構成要素は、外科用プラスチック或いはチタンのような金属の構造物で構成される。本発明のいろいろな構成要素の異なる寸法形状は、発明の範囲内にある。 The various components of the present invention are constructed of surgical plastic or metal structures such as titanium. Different dimensions and shapes of the various components of the present invention are within the scope of the invention.
本発明は、その精神或いは本質的な特質から逸脱することなく他の形態で実施することができ、従って、発明の範囲を指示するように、上述した明細書ではなく特許請求の範囲を参照すべきである。 The present invention may be embodied in other forms without departing from its spirit or essential characteristics, and therefore, reference should be made to the appended claims rather than the foregoing specification to indicate the scope of the invention. Should.
10 骨固定装置
12 主本体
14 ハウジング
16 下端部分
20 第1の座金
24 第2の座金
28 係止部材
30 ハンドル
32 係止レバー
34 トリガ
35 ガイドノブ
37 ノブ
38 トリガ
DESCRIPTION OF
Claims (14)
上記頭部に関して多軸的に回動できるように軸の頭部に係合するための構造体を有する第1の座金と、
上記軸に係合するための構造体を有する係止部材とを含み、上記係止部材は、当該係止部材に回動自在に係合した第2の座金を有し、
上記細長い軸は、上記係止部材と係合するように、上記第1の座金及び上記第2の座金の両方を通って延びるように構成され、
上記第1の座金は、上記軸の上記頭部の凸面又は凹面と係合するように構成され、上記第2の座金は、上記係止部材の凹面又は凸面と係合するように構成されている、
骨関節固定用のインプラント。A fastener with an elongated shaft having a head at one end and a bone-piercing tip at the opposite end;
A first washer having a structure for engaging the head of the shaft so that it can pivot in a multiaxial manner with respect to the head;
A locking member having a structure for engaging with the shaft, and the locking member has a second washer rotatably engaged with the locking member;
The elongate shaft is configured to extend through both the first washer and the second washer to engage the locking member;
The first washer is configured to engage with the convex surface or concave surface of the head of the shaft, and the second washer is configured to engage with the concave surface or convex surface of the locking member. Yes,
Implant for bone joint fixation.
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