自動拡張骨固定デバイス
デバイスの術後の取付け調整を必要とせずに、骨の成長に応じて、スクリュー−ロッド構成体の伸張が可能となるように、ロッドの移動を許容する、骨アンカーと連結されるように適合された骨固定デバイス。前記骨固定デバイスは、ハウジングと動作可能に関連するロック機構を有し、前記ロック機構は、第１の方向へのロッドとハウジングの相対移動を許容し、前記ロッドと前記ハウジングの第２の方向への相対移動を阻止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本願は、２００８年２月７日出願の米国仮特許出願第６１／０６３，９４２号、２００８年２月７日出願の米国仮特許出願第６１／０６３，９４３号、ならびに２００８年８月６日出願の米国仮特許出願第６１／１８８，０８９号の優先権と利益を主張する。これらの先の出願のそれぞれの開示の全体を、参照によりここに援用する。
【０００２】
本開示は、整形外科脊椎手術用デバイスに関する。より詳細には、本開示は、骨の成長に応じて伸張可能な骨を固定するためのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
ヒトの脊椎は、出生時には３２本、成人では２４本の椎骨から構成される。椎骨は、椎体と、棘突起、横突起、椎間関節、椎弓板および椎弓根などの後方要素を有する。椎体は、海綿状の中心部を取り囲む皮質殻からなる。椎骨のそれぞれの対の間に椎間板が存在しており、椎間板は、隣接する椎骨と椎骨の間に隙間を保持し、圧縮、屈曲、回転の各負荷および動きがかかったときのクッションとして機能する。健常な椎間板は、ほぼ、椎間板の中心部分である髄核内に含まれる水からなる。この含有水分により、髄核が海綿状となり、脊髄にかかる応力を吸収できるようになる。
【０００４】
側弯症とは、脊椎が前後または左右に弯曲し、その長軸を中心に回転することもある医学的状態である。代表的な治療としては、進行速度を決定する観察と、脊椎の今後の成長が、望ましい経路と向きを辿ることを保証するための外部装具の装着が挙げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
弯曲または回転の進行の可能性が高い場合、あるいは、かなりの痛みまたは他の一般的な健康リスクがある場合、外科的調整の対象となる。このような場合、側弯の弯曲を安定させるために、脊椎の各種部分の脊椎固定術が行われうる。若年患者では、脊椎固定術の実施は、患者の正常な成長に干渉するため、あまり望ましくない。
【０００６】
このような手技を受ける若年患者の正常な成長への影響を最小限に抑えるために、伸張ロッドが開発されている。伸張ロッドは、脊椎に構造を与え、これを安定させて矯正する一方で、元の構成体を交換したり、またはこれにデバイスの追加を必要とすることなく、ロッドが伸張できるようにする。
【０００７】
現在利用可能な伸張ロッドシステムの主な不都合として、ロッドを手動で伸張させるために、通常、１本以上のセットスクリューを緩めて、２本のロッド部分間の距離を広げ、セットスクリューを締め直す外科的手技が必要となる点が挙げられる。このように機能する現在市販されているシステムの１つとして、ＤｅＰｕｙ Ｓｐｉｎｅ Ｉｎｃ．のＩＳＯＬＡ（登録商標）が挙げられる。このようなシステムは、数年にわたって、約半年おきに外科的手技が必要となる。他のシステムは、第２のデバイスを備え、術者がある種の遠隔測定法を使用して、デバイスを作動させると、このデバイスが、ロッドまたは構成体を伸張させる。この種類のシステムは、更に複雑となり、能動要素と、場合によってはある種の電源を使用する。現在利用可能なデバイスでは、伸張ロッドが、構造と安定性を保持しつつ、脊椎の成長に応じて受動的に伸張することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
骨固定デバイスの取付け後の調整が不要となるように、成長する骨に取り付けるように適合された骨固定デバイスがここに開示される。
【０００９】
一実施形態では、前記骨固定デバイスは、開口部を有するハウジングと、前記開口部に挿入可能なロッドと、前記ハウジングと動作可能に関連するロック機構と、を有し、前記ロック機構は、前記ロッドとハウジングの第１の方向への相対移動を許容し、前記ロッドと前記ハウジングの第２の方向への相対移動を阻止する。前記ロッドは、取り付け後の調整を必要とすることなく、前記患者の成長に応じて、前記ハウジングに対して受動的に並進するように、骨アンカーを介して患者の骨に取り付け可能である。
【００１０】
別の実施形態では、前記ロック機構は、直径がほぼ一定の第１の部分と、前記第１の部分に隣接し、小さな直径にテーパする第２の部分とを有する貫通孔を有する。前記ロック機構は、前記貫通孔の前記直径に対応して内径が可変のスプリットリングと、前記小さい径の方向に前記スプリットリングに力を加えるスプリング要素とを有し、前記ロッドが前記スプリットリングの内側に配置される。
【００１１】
別の実施形態では、前記ロック機構は、部分的に開放された貫通孔を有し、前記貫通孔に挿入されたロッドが、回転可能に一方向にバイアスされ、前記ハウジングに対する前記ロッドの一方向への並進を阻止し、前記ハウジングに対する前記ロッドの逆方向への並進を可能にするように構成され、寸法が設定された面を有するカムと係合可能とされる。
【００１２】
更に別の実施形態では、前記ロック機構は、前記ロッドを収容するための開口部を有する少なくとも１枚のプレートを備え、前記プレートは、前記プレートが、前記ハウジングに対する前記ロッドの一方向への並進を妨げ、前記ハウジングに対する前記ロッドの逆方向への並進を許容するように、一方向に回転バイアスを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】一対の椎弓根スクリューが第１の間隔をあけて離間されている骨固定デバイスの等角図である。
【図１Ｂ】一対の椎弓根スクリューが第２の間隔をあけて離間されている図１Ａの骨固定デバイスの等角図である。
【図２】ハウジングの上部断面図である。
【図３Ａ】ロック機構の等角図である。
【図３Ｂ】図３Ａのロック機構の分解図である。
【図４Ａ】図３Ａのロック機構のロック状態の断面図である。
【図４Ｂ】図３Ａのロック機構のロック解除状態の断面図である。
【図５Ａ】骨固定デバイスの別の実施形態の分解図である。
【図５Ｂ】図５Ａの骨固定デバイスの組立図である。
【図５Ｃ】図５Ｂの骨固定デバイスの断面図である。
【図６Ａ】一対の椎弓根スクリューが第１の間隔をあけて離間されている骨固定デバイスの別の実施形態の等角図である。
【図６Ｂ】一対の椎弓根スクリューが第２の間隔をあけて離間されている図６Ａの骨固定デバイスの等角図である。
【図７Ａ】図６Ａ〜６Ｂの骨固定デバイスのロック機構の完全分解等角図である。
【図７Ｂ】図７Ａのロック機構のカバーを外した状態の等角図である。
【図８Ａ】図７Ａのロック機構のロッドを挿入した状態の断面図である。
【図９Ａ】一対の椎弓根スクリューが第１の間隔をあけて離間されている骨固定デバイスの別の実施形態の等角図である。
【図９Ｂ】一対の椎弓根スクリューが第２の間隔をあけて離間されている図９Ａの骨固定デバイスの等角図である。
【図１０】骨固定デバイスの別の実施形態の等角図である。
【図１１】骨固定デバイスの別の実施形態の等角図である。
【図１２Ａ】図９Ａの骨固定デバイスの分解図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの骨固定デバイスの上部断面図である。
【図１３Ａ】骨固定デバイスの別の実施形態の等角図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの骨固定デバイスの部分分解等角図である。
【図１４Ａ】骨固定デバイスの更に別の実施形態の等角図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの骨固定デバイスの分解図である。
【図１４Ｃ】図１４Ａの骨固定デバイスの正面図である。
【図１５】図１４Ａの骨固定デバイス、複数のロッドおよび複数のスクリューを有する脊髄構成体の等角図である。
【図１６Ａ】骨固定デバイスの代替実施形態の等角図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａの骨固定デバイスの分解図である。
【図１７】図１６Ａの骨固定デバイス、ロッドおよび複数のスクリューを有する脊髄構成体の等角図である。
【図１８Ａ】骨固定デバイスの更に別の実施形態の等角図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａの骨固定デバイスの分解図である。
【図１９】図１８Ａの骨固定デバイス、ロッドおよび複数のスクリューを有する脊髄構成体の等角図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の実施形態を、添付の図面を参照して本明細書に記載する。
【００１５】
本開示の特定の実施形態を、添付の図面を参照して本明細書に記載する。以下の説明においては、本開示を不必要に詳しく記載して本発明を不明瞭にすることのないように、公知の機能または構造は詳細に記載することはしない。図面に図示し、以下の説明にわたって記載するように、かつ物体の相対位置について言及する場合に従来用いられるように、「基端」との文言は、術者に最も近いデバイスまたはシステムの端を指し、「先端」との文言は、術者から最も遠いデバイスまたはシステムの端を指す。また、「頭側」との用語は、本願においては、患者の頭部に向かう方向を指すために使用され、「尾側」の文言は、患者の足に向かう方向を指す。更に、本願のために、「内側」との文言は、「内側」は、患者の体の側面に向かう方向、すなわち、患者の体の中央から離れる方向を指し、「外側」との文言は、患者の体の側面に向かう方向、すなわち、患者の体の中央から離れる方向を指す。「後方」との文言は、患者の背部に向かう方向を指し、「前方」との文言は、患者の前面に向かう方向を指す。
【００１６】
取付け後の調整を必要とすることなく、骨の成長に受動的に適応するように適合されたロック機構を有する骨固定デバイスの実施形態を、図１Ａ〜１３Ｂを参照して記載する。
【００１７】
ここで、骨固定デバイス１００Ａの第１の実施形態を、図１Ａ〜４Ｂを参照して記載する。図１Ａ，１Ｂに、骨固定デバイス１００Ａが図示されており、骨スクリューが第１の間隔（図１Ａ）をあけて離間された状態と、骨スクリューが第２の間隔（図１Ｂ）をあけて離間された状態とが示されている。骨固定デバイス１００Ａは、ロッドＲ１，Ｒ２を収容するように適合された２本の平行な貫通穴１２が設けられているロック機構１０Ａを備える。各ロッドＲ１，Ｒ２は、骨（図示せず）または椎体に埋め込み可能な骨スクリューＳ１，Ｓ２と連結されるように適合されている。図に示すように、骨固定デバイス１００Ａは、２つの椎体に連結されうるスクリューＳ１とＳ２の間に配した２本のロッドＲ１，Ｒ２に取り付けるために構成されているが、開示の骨固定デバイスの実施形態を使用して連結するスクリューまたは椎体の数が変わってもよい。（例えば、患者が成長して）選択された椎体間の間隔が広がると、骨スクリューＳ１，Ｓ２を互いに離すような力がかかる。この力により、ロッドＲ１，Ｒ２がロック機構１０Ａを通って並進し、骨固定デバイス１００Ａは、椎弓根スクリューＳ１とＳ２間の間隔が第１の間隔（図１Ａ）から第２の間隔（図１Ｂ）に広がるのを許容する。図１Ｂに示すように、骨スクリューＳ１とＳ２が互いに離れると、ロッドＲ１が、ロック機構１０Ａを通って矢印Ｂに示す方向に移動する。同様に、ロッドＲ２が、ロック機構１０Ａを通って矢印Ａに示す方向に移動する。本開示の骨固定デバイス１００Ａは、図１Ａ，１Ｂに示すように、骨スクリューＳ１，Ｓ２およびロッドＲ１，Ｒ２と組み立てられると、植込み可能な脊髄構成体を形成する。
【００１８】
図２に示すように、ハウジング１０００内の各貫通孔１２は、開口１２ａを有し、開口１２ａは、直径が徐々に広がっているテーパ部分１０２に続き、その後、直径が略一定の部分１０１となる。図３Ａ，３Ｂに示すように、各貫通孔１２は、スプリットリング１０と、キャップ１１ａによって保持されるスプリング要素１１とを収容している。
【００１９】
ロック機構１０Ａは、ロック状態（図４Ａ）とロック解除状態（図４Ｂ）とをとる。以下の説明ではロッドＲ１，Ｒ２の一方のみを取り上げるが、このロック機構の動作の説明は、ロッドＲ１，Ｒ２の両方に当てはまる。スプリング要素１１は、テーパ部分１０２に沿って、貫通孔１２の小径部分のほうへ、開口１２ａに向かう方向に、スプリットリング１０に一定の力を加える。スプリットリング１０は、テーパ部分１０２におけるスプリットリング１０の位置に応じて、直径が変化する。ロッドＲ１は、スプリットリング１０とスプリング要素１１の内側に配置される。スプリットリング１０が、テーパ部分１０２の径の小さい領域に並進すると、スプリットリング１０は、図４Ａに示すように、円周方向の摩擦力をロッドＲ１に加え、ロッドＲ１が矢印Ａの方向に並進するのを阻止する。一方で、スプリング要素１１が加える力に対抗する力がロッドＲ１に加えられると、スプリットリング１０がテーパ部分１０２の径の大きい領域に並進して、スプリットリング１０が広がり、これにより、スプリットリング１０の内側のロッドＲ１にスプリットリング１０が加える円周方向の摩擦力が弱まる。スプリットリング１０とロッドＲ１間の円周方向の摩擦力が弱まると、図４Ｂに示すように、ロッドＲ１が、矢印Ｂの方向に自由に並進できるようになる。図４Ａに示すように、ロッドＲ１を開口１２ａの方向に並進させる力を加えるとロック機構が作動するため、ロッドＲ１は一方向のみに並進可能である。このように、骨固定デバイス１００Ａは、医師の調整または関与を必要とせずに、患者の成長に応じて、椎弓根スクリューの対Ｓ１，Ｓ２間の間隔または空間（図１Ａ，１Ｂ）を受動的に伸張可能にする。骨固定デバイス１００Ａが、椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２間の間隔を広げる方向へのロッドＲ１，Ｒ２の並進を許容した後は、ロック機構１０Ａが、構成体全体の収縮、すなわち、椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２の相互の接近に対抗する。より詳細には、椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２間の距離が広がると、ロッドＲ１がロック機構１０Ａを通って矢印Ｂの方向に並進し、ロッドＲ２がロック機構を通って矢印Ａの方向に並進する。
【００２０】
骨固定デバイス１００Ｂを、図５Ａ〜５Ｃを参照して以下に説明する。以下の説明ではロッドＲ１，Ｒ２の一方のみを取り上げるが、このロック機構の動作の説明は、ロッドＲ１，Ｒ２の両方に当てはまる。骨固定デバイス１００Ｂはロック機構１０Ｂを備える。ロック機構１０Ｂは、キャップ１１ａによって保持されるスプリットリング１０とスプリング要素１１とを収容している貫通孔２を有し、ロッドＲ１に加えられる力の向きに応じて、ロッドＲ１を、ロック状態、ロック解除状態で収容するように適合されているという点で、ロック機構１０Ｂは、骨固定デバイス１００Ａのロック機構１０Ａと実質的に同様に機能する。スプリング要素１１とキャップ１１ａが、一体構造として形成されてもよいことが考察される。ロック機構１０Ｂは、ロック機構１０Ａのような２本の平行な貫通孔を有する代わりに、２本のロッドＲ１，Ｒ２を同一直線上に収容するように適合された１本の貫通孔２を有する。貫通孔２のそれぞれの端２ａ，２ｂの入り口に直径が略一定の部分１０１ｂが設けられており、その先に、直径が徐々に縮小するテーパ部分１０２ｂが続いている。スプリットリング１０が貫通孔２の径の小さい部分の方に移動し、スプリットリング１０が、挿入されたロッドＲ１の周りで収縮し、ロッドＲ１の矢印Ａに示す方向への並進を阻止するように、スプリング要素１１は、テーパ部分の径の狭い端に向かう方向に、スプリットリング１０に一定の力を加える。あるいは、ロッド部分を互いに離す（すなわち、ロッドＲ１を矢印Ｂの方向に、ロッドＲ２を矢印Ａの方向に移動させる）ことによって、構成体を伸張させる方向にロッドＲ１，Ｒ２に力を加えると、骨固定デバイス１００Ｂは、スプリットリング１０を、貫通孔２の径の広い部分に移動させ、これにより、ロッドＲ１，Ｒ２とスプリットリング１０間の摩擦力が弱まり、ロッドＲ１，Ｒ２の並進が可能となり、ロッドＲ１が矢印Ｂに示す方向に並進し、ロッドＲ１が矢印Ａに示す方向に並進する。上に開示した骨固定デバイス１００Ａと同様に、骨固定デバイス１００Ｂは、骨スクリューおよびロッドと組み立てられたときに、植込み可能な脊髄構成体を形成する。
【００２１】
ここで、骨固定デバイス２００を、図６Ａ〜８を参照して説明する。骨固定デバイス２００は、骨（図示せず）に植込み可能な骨スクリューＳ１，Ｓ２と連結されたロッドＲ１，Ｒ２を収容するように適合された２本の平行な貫通孔２６が設けられたロック機構２０１を備える。ロック機構２０１は、受動的、すなわち、取付け後の調整または外科的関与を必要としない、ロッドＲ１，Ｒ２の並進を一方向のみ（骨の成長方向の）に許容する一方で、逆方向への並進を阻止するように構成され、寸法が設定されている。より詳細には、上記開示のロック機構と同様に、ロック機構２０１は、ロッドＲ１を矢印Ｂの方向に移動させ、ロッドＲ２を矢印Ａの方向に移動させる一方で、ロッドＲ１，Ｒ２の逆方向への移動を阻止する。例えば、図６Ａに示すように、椎弓根スクリューの対Ｓ１，Ｓ２の間に第１の間隔が画定され、骨が成長する、すなわち骨の間隔が変わると、図６Ｂに示すように、椎弓根スクリューの対Ｓ１，Ｓ２の間に第２の間隔が画定されるように、ロッドＲ１，Ｒ２の移動を可能にするように、骨固定デバイス２００を備える構成体が取り付けられうる。骨固定デバイス１００の前述の実施形態と同様に、骨固定デバイス２００は、医師の関与を必要とせずに椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２間の間隔を変更できるようにし、図６Ａ，６Ｂに示すように、骨スクリューＳ１，Ｓ２およびロッドＲ１，Ｒ２と組み立てられたときに、植込み可能な脊髄構成体を形成する。
【００２２】
貫通孔２６は、挿入されたロッドＲ１，Ｒ２を安定させるように適合された閉部分２６ａを除き、ほぼ開放されている。２本の平行な貫通孔２６の間に、ロックアセンブリ２０２が設けられており、図７Ａに、部品が分離された状態で図示されている。ロックアセンブリ２０２は、２つの略反対に位置するカム面２０ａ，２０ｂを有するカム２０を備える。図８に示すように、カム面２０ａは、丸み部分２０ｃと尖り部分２０ｄとを有する。同様に、カム面２０ｂは、丸み部分２０ｆと尖り部分２０ｅとを有する。スプリング要素２２が、カム２０に隣接し、かつカム２０と接触するように、ポスト２１によって保持されている。スプリング要素２２は、カム２０に対向するバイアス力を与え、カム２０に回転力が加わり、これにより、カム面２０ｂ，２０ａの丸み部分２０ｃ，２０ｆが、それぞれ、貫通孔２６内に配置されたロッドＲ１，Ｒ２と係合して、貫通孔２６内でのロッドＲ１，Ｒ２の並進を阻止する。カム２０の回転と逆の打ち消す方向にロッドＲ１，Ｒ２を並進させる力を加えると、ロッドＲ１，Ｒ２が、カム２０の丸み部分２０ｃ，２０ｆと係合する。ロッドＲ１，Ｒ２がカム２０の丸み部分２０ｃ，２０ｆと係合すると、カム２０が回転し、これにより、ロッドＲ１，Ｒ２とカム２０の丸み部分２０ｃ，２０ｆとの間の摩擦係合が強化される。このため、ロッドＲ１，Ｒ２を互いに接近させるように（すなわち、ロッドＲ１を矢印Ａの方向に、ロッドＲ２を矢印Ｂの方向に）移動させようとしても、ロッドＲ１，Ｒ２と丸み部分２０ｃ，２０ｆとの間の摩擦係合により、このような移動が阻止される。ロッドＲ１，Ｒ２を、互いに離れるように（すなわち、ロッドＲ１が矢印Ｂの方向に、ロッドＲ２が矢印Ａの方向に）移動させると、カム２０が逆方向に回転し、スプリング要素２２がカム２０に加えるバイアスを打ち消して、丸み部分２０ｃ，２０ｆがロッドＲ１，Ｒ２の表面から離れて、ロッドＲ１，Ｒ２が移動可能となる。このため、ロック機構２０１は、ロッドＲ１，Ｒ２を互いに離すように移動できるようにし、これにより椎弓根スクリューの対Ｓ１，Ｓ２の間の間隔が広がり（図６Ｂ）、椎弓根スクリューの対Ｓ１，Ｓ２の間の間隔を保つために、ロッドＲ１，Ｒ２が互いに接近するのを阻止する。
【００２３】
骨固定デバイス２００の取付けを支援するために、臨床医が、カム２０の表面のスロット２５を使用して、カム２０を手動で回転させて、ロッドＲ１，Ｒ２が自由に回転できるように、丸み部分２０ｃ，２０ｆをロッドＲ１，Ｒ２と係合させないようにしてもよい。また、カバー１８は、医師がロック機構２０１の内部を見ることができるように着脱可能である。
【００２４】
別の実施形態では骨固定デバイス３０１が開示され、図９Ａ〜９Ｂを参照して、これについて説明する。上に開示した骨固定デバイスと同様に、骨固定デバイス３０１は、ロッドＲ１の矢印Ａの方向への移動を可能にし、ロッドＲ１の逆方向への移動を阻止するように適合されている。より詳細には、ロッドＲ１と組み合わせた骨固定デバイス３０１は、椎弓根スクリューの対Ｓ１，Ｓ２（図９Ａ）間に第１の間隔を画定している。骨固定デバイス３０１は、骨の成長時に、椎弓根スクリューの対Ｓ１，Ｓ２間に第２の間隔が画定される（図９Ｂ）ように、医師の関与なしで、ロッドＲ１を矢印Ａの方向に移動可能にする。骨固定デバイス３０２，３０３は、図１０，１１に示すように、骨固定デバイス３０１を参照して後述するものと実質的に同じであり、構成のみが異なるロック機構を使用する。骨固定デバイス３０２，３０３は、ロッドＲ１，Ｒ２と協働するように構成され、適合されている。骨固定デバイス３０２，３０３は、代替の構成のこのような２つの例である。骨固定デバイス３０２は、ロッドＲ１，Ｒ２を収容するように適合された２本の平行な貫通穴３０２ａが設けられたハウジング３１５を備える（図１０）。骨固定デバイス３０３は、ロッドＲ１，Ｒ２を収容するように適合された２本の平行な貫通穴３０３ａが設けられたハウジング３２０を備える（図１１）。骨固定デバイス３０２，３０３の貫通孔３０２ａ，３０３ａのそれぞれの内部に、図１２Ａに示すように、ロッドＲ１，Ｒ２を一方向のみに並進できるようにするロックアセンブリ３１０が設けられている。上に開示した骨固定デバイスと同様に、図９Ａ〜１１に示すように、骨固定デバイス３０１，３０２，３０３は、骨スクリューＳ１，Ｓ２およびロッドＲ１，Ｒ２と組み立てられたときに、植込み可能な脊髄構成体を形成する。
【００２５】
図９Ａ〜１１は、骨固定デバイスの特定の主題のいくつかの実施形態を開示する。図９Ａ〜９Ｂは、全体のプロファイルが小型化されたインライン型のデバイスを示す。全体のプロファイルが小型化された骨固定デバイスを提供することによって、本開示の骨固定デバイスは、乳児、小児のほか、それ以外の体格の小さな人の手技に適している。また、骨固定デバイスの小型化されたプロファイルは、感染の可能性を低減し、組織への刺激を低減し、患者の背部のデバイスの飛び出しを最小化するのに重要である。従来のデバイスは、衣類を着ていない場合には、その存在を感じ、非常に目立ち、美観を大きく損なう。本開示の骨固定デバイス３０１，３０２，３０３は、現存の椎弓根スクリューと併用するように設計されているため、ポスト３０１ｂ，３０２ｃ，３０３ｃの外径は、椎弓根スクリューＳ１に連結される脊椎ロッドの外径に実質的に等しい。骨固定デバイス３０１，３０２，３０３が負荷によって破損することのないように、ポスト３０１ｂ，３０２ｃ，３０３ｃの壁は、最低限の厚さを確保する必要がある。このため、径の小さなロッドが、骨固定デバイス３０１，３０２，３０３と併用されるように、ポスト３０１ｂ，３０２ｃ，３０３ｃの内径は小さく設定されている。径の小さなロッドは、径の大きいロッド（すなわち標準的なロッド）よりも強度が低い。ロッドの材料を変更してもよいが、場合によっては、例えば、ＣｏＣｒからＴｉ−６Ａ１−４Ｖに材料を変更した場合でも、所望のロッド強度を確保するために、ロッドの直径を同じ値に維持するか、あるいは大きく設定する必要がある。この場合、図１０，１１に示す骨固定デバイス３０２，３０３は、浮いており（例えば図１〜８）、代表的な椎弓根スクリューと嵌合する外径を有する脊柱ロッドを収容する場合とは異なり、骨固定デバイス３０２，３０３をスクリューＳ１に固定することが可能である。ここに開示の「インライン型の」デバイスのいずれかを使用する場合、脊髄ロッドを小径化する必要はない。この場合も、脊柱ロッドの一部が１本以上の椎弓根スクリューに堅固に固定され、この両者を嵌合させるために、スプリットスリーブ４０が設計されている。スプリットスリーブ４０は、ブッシングのように機能し、外径が椎弓根スクリューに適合し、内径が脊柱ロッドに適合している。スプリットスリーブ４０は、脊柱ロッドを確実にロックするために、負荷がかかったときに変形量の大きい展性材料から形成される。更に、図９Ａ〜９Ｂのデバイスは、デバイスの実質的に全長が直線状であるため、湾曲したロッドを貫通させない。
【００２６】
開示の骨固定デバイスと併用される脊柱ロッドは全て、ロッドが並進して骨固定デバイスから抜けるのを阻止するための止め部分３１７（図９Ａ）を有する。止め部分３１７は、ロッドの端を、その位置で（in
situ）スエージングすることによって形成することができるが、限定的ではないが、カラー、クランプ、広径部などの他の構造を使用してもよい。図１３の実施形態は、デバイスがオフセット型（図１０，１１）ではなくインライン型である図９Ａの変形例であり、脊柱ロッドが骨固定デバイスを通って並進する構成ではなく、脊柱ロッドと骨固定デバイスとの間に入れ子式の構成を提供する。図１３の実施形態は、脊柱ロッドの長軸を中心とした脊柱ロッドの回転を阻止する脊柱ロッドのための構成を提供する。脊柱ロッドの長軸を中心とした脊柱ロッドの回転を阻止することは、「クランクシャフト」現象として知られている脊椎の回転を防止するうえで重要である。
【００２７】
ロック機構３０１について、ここで更に詳細に説明する。ロック機構３０１は、骨スクリューＳ２と連結するように適合されたポスト３０１ｂを有する。ポスト３０１ｂ内の貫通孔３０１ａは、ロッドＲ１を収容するように適合されている。ロッドＲ１は、ロック機構３０１の全長を通り、ロッドＲ１の先端にスリーブ４０が配置されており、骨スクリューＳ１がスリーブ４０と連結できるようになっている。
【００２８】
図１２Ａに示すように、ロック機構３０１は、ロックアセンブリ３１０を有する。ロックアセンブリ３１０は、それぞれ開口部３０６ａを有する１枚以上のリングプレート３０６を有し、リングプレート３０６はスプリング要素３０８に隣接して配置される。アセンブリ３１０は、開口部３０５ａを有する端部キャップ３０５によって、ロック機構３０１内に保持される。ロッドＲ１を開口部３０１ａ，３０６ａ，３０５ａの内側に配置できるように、開口部３０１ａ，３０６ａ，３０５ａのそれぞれが位置合わせされる。
【００２９】
図１２Ｂに示すように、リングプレート３０３は、一方の端３０３ｃがポスト３０７によって保持される一方で、第２の端３０３ｂにスプリング要素３０８によって一定の力が加えられ、これにより、第２の端３０３ｂが、ロック機構３０１の表面３０３ｄによって更に回転しないように阻止されるまで、リングプレート３０３を回転させる。ロッドＲ１がリングプレート３０３の開口部３０３ａの内側に配置されると、開口部３０３ａは、開口部３０３ａを通るロッドＲ１の並進を阻止する摩擦力を加える。ロッドＲ１が、スプリング要素３０８が加える力を打ち消すための力を加えるように、ロッドＲ１を移動させることによって（すなわち、図１２Ｂの矢印Ａの方向にロッドＲ１を並進させることによって）、リングプレート３０３が、開口部３０３ａとロッドＲ１間の摩擦力を下げる方向に回転し、これにより、ロッドＲ１が並進できるようになる。医師が、ロッドＲ１をいずれかの方向に手動で並進させたい場合には、医師は、ロック機構３０１の開口部３１２を使用して、リングプレート３０３を押すことができる。
【００３０】
ロックアセンブリ３１０に関する同様の概念が、図１３Ａ，１３Ｂを参照して説明する骨固定デバイス３００Ｄにも使用される。骨固定デバイス３００Ｄは、取付け後にロッドＴを調整することなく、一方向のみ（すなわち、骨の伸張に対応する方向）への受動的並進を可能にするように構成され、寸法が設定されたロック機構３０４を有する。この方向は、矢印Ａに示す方向に対応する。ロック機構３０４は、ロッドＴを収容するように適合された開口部３２４が設けられたハウジング３２０を有し、ポスト３２３を有する。ロッドＴとポスト３２３の両方は、１本以上の骨スクリューＳに取り付け可能である。ハウジング３２０の内部には１つ以上のロッドプレート３２０が、ロッドプレート３２０を回転させるスプリング要素３２１に隣接して配置されている。ロッドＴは、略矩形の断面を有しうる。ロッドプレート３２０は、ロッドＴの並進を阻止するために、ロッドＴの表面と摩擦係合するタブ３２０ａ，３２０ｂを備える。ロッドＴが、スプリング要素３２１が与えるロッドプレート３２０の回転と逆方向に移動すると、タブ３２０ａ，３２０ｂとロッドＴ間の摩擦力が下がり、ロッドＴが開口部３２４を通って並進する。
【００３１】
本開示の骨固定デバイスの更に別の実施形態における骨固定デバイス４００が図１４Ａ〜１４Ｃに示される。骨固定デバイス４００は、上部アーム４１０と下部アーム４２０とを備える。上部アーム４１０は、スクリュー４０２を収容するための孔４０４を備える。上部アーム４１０と下部アーム４２０は、一端で連結されているが、他端が開放されており、上部アーム４１０が下部アーム４２０に接近または離れるように撓曲するか、下部アーム４２０が上部アーム４１０に接近または離れるように撓曲できるようになっている。骨固定デバイス４００の開放端には、内面４１２，４２２によって溝４３０が形成されている。溝４３０は、一端が実質的に開放されており、径の異なるロッドを収容するように適合されている。ロッドが、開放端を通すか、あるいはロッドの長軸に沿って溝４３０に摺動させて溝４３０に挿入されると、ロッドが骨固定デバイス４００に確実に固定されるように、スクリュー４０２を締着することによって、上部アーム４１０と下部アーム４２０を互いに接近させる。骨固定デバイスは、空洞４３６の近くの対向する側壁に、孔４４２，４４４が設けられている。孔４４２，４４４を通ってピン４０８を挿入可能である。
【００３２】
骨固定デバイス４００の反対の端には、通路４４０が、骨固定デバイス４００を通って延びており、ロッドＲ３（図１５）を摺動可能に収容するように適合されている。図に示すように、ロッドＲ３は、平坦な上面と底面とを有し、側面が湾曲している（図１５）。通路４４０は、ロッドＲ３の形状と相補的な幾何学形状を有し、その全体の内径は、ロッドＲ３の外径よりわずかに大きく、骨固定デバイス４００または組み立てられた構成体に対するロッドＲ３の「クランクシャフト」現象を最小化する。また、骨固定デバイス４００の空洞４３６内には、ロック機構４５０も配されている。ロック機構４５０は、１枚以上のリングプレート４５２を備える。各リングプレート４５２は、貫通孔４５６、開口４５４およびスプリング部材４５８を有する。ロック機構４５０が空洞４３６内に配されると、スプリング部材４５８の穴４５９が、開口４５４および孔４４２，４４４と位置合わせされる。穴４５９、開口４５４および孔４４２，４４４が位置合わせされると、ピン４０８がそこに挿入され、ピン４０８が、孔４４２、スプリング部材４５８の穴４５９、開口４５４および孔４４４を通るため、ロック機構４５０を空洞４３６内に固定する。スプリング部材４５８は、図１４Ａの矢印Ｂに示す第１の方向にリングプレート４５２をバイアスさせる。リングプレート４５２が、スプリング部材４５８によってバイアスされるため、通路４４０が、貫通孔４５６および通路４４０の開口と実質的に位置合わせされ、ロッドＲ３が、矢印Ａに示す方向に、骨固定デバイス４００を通って戻り可能となる。ロッドＲ３が、矢印Ｂに示す逆方向に移動しようとすると、ロッドＲ３の外面と貫通孔４５６の内面間の摩擦係合が、スプリング部材４５８のバイアスに打ち勝ち、リングプレート４５２を矢印Ａに示す方向に戻す。戻されると、貫通孔４５６が、通路４４０と位置合わせがずれ（すなわち、通路４４０を通って延びる長軸に対して斜めとなり）、これにより、貫通孔４５６とロッドＲ３の外面間の摩擦係合が増大する。このため、ロック機構４５０は、骨固定デバイス４００とロッドＲ３間の矢印Ａに示す方向の相対移動を可能にする一方で、骨固定デバイス４００とロッドＲ３間の矢印Ｂに示す方向の相対移動を阻止する。より詳細には、骨固定デバイス４００の通路４４０の寸法は、リングプレート４５２の貫通孔４５６の寸法よりも大きい。ロッドＲ３におけるデバイスの長さ（ｒｕｎ）が短い距離であるため、この構成により、湾曲したロッドがリングプレート４５２および通路４４０を通ることができる。
【００３３】
また、骨固定デバイス４０１は、ロック機構４５０の向きが逆転してもよい。この場合、スプリング部材４５８は、リングプレート４５２を矢印Ａに示す方向にバイアスする。この代替の構成では、ロッドＲ３は、骨固定デバイス４０１に対して矢印Ｂに示す方向に戻り可能であり、骨固定デバイス４０１に対する、矢印Ａに示す方向への相対移動が阻止される（図１５）。
【００３４】
骨固定デバイス４００，４０１は、図１５に示すように、外科的構成体の一部を形成している。図に示すように、骨固定デバイス４００，４０１は、溝４３０を通って挿入され、固締スクリュー４０２によって固定されるロッドＲ１と動作可能に連結される。ロッドＲ１は、椎弓根スクリューの対Ｓ１とＳ２を渡され、骨固定デバイス４００，４０１のための固定位置を規定する。ロッドＲ３は、通路４４０により、骨固定デバイス４００と４０１を通って挿入される。図に示した実施形態では、複数の骨固定デバイス４００，４０１が、対応するロッドＲ１および椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２と共に使用されている。（例えば患者が成長して）、ロッドＲ３における固定点の間の間隔が広がると、ロッドＲ３が、骨固定デバイス４００を通って、矢印Ａに示す方向に並進し、前述のようなロッドＲ３とロック機構４５０間の連係により、骨固定デバイス４００を通る矢印Ａで示す方向の並進が阻止される。同様に、ロッドＲ３は、矢印Ｂの方向に骨固定デバイス４０１を通って並進し、骨固定デバイス４０１を通る矢印Ａの方向の並進が阻止される。
【００３５】
次に図１６Ａ〜１９を参照すると、本開示の骨固定デバイスの追加の実施形態が図示されており、これについて以下に説明する。骨固定デバイス４００Ａ（図１６Ａ〜１６Ｂ）は、上で詳細に説明した骨固定デバイス４００と同様であり、同じ参照符号は同様の構成要素を参照している。骨固定デバイス４００Ａは、本体４０５を有し、その一端に空洞４３６が設けられている。ロック機構４５０が、空洞４３６内に配されており、孔４４２，４４４、スプリング部材４５８の穴４５９およびリング４５２の開口４５４を通って延びるピン４０８によって固定される。ロッドＲ３が上で説明したように骨固定デバイス４００と連係するように、ロッドＲ３は骨固定デバイス４００Ａと連係する。骨固定デバイス４００Ａにおいて、空洞４３６と反対の端には、本体４０５に延長部４１７，４１９が取り付けられている。延長部４１７，４１９は、略円形であり、椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２（図１７）と連結するように適合されている。また、延長部４１７，４１９は、通路４４０、このためロッドＲ３に実質的に平行な方向に、本体４０５から延びている（図１７）。
【００３６】
骨固定デバイス４００と同様に、ロッドＲ３が、骨固定デバイス４００Ａを通って矢印Ｂ（図１７）に示す方向に容易に並進するが、骨固定デバイス４００Ａに対して、矢印Ａ（図１７）に示す方向への並進が阻止されるように、ロッドＲ３はロック機構４５０と連係する。骨固定デバイス４００Ａは、椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２と協働して、組み立てられた構成体のための固定点を形成する。各椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２は、椎体などの骨構造に取り付けられる。
【００３７】
本開示の骨固定デバイスの更に別の実施形態が、図１８Ａ〜１８Ｂに示される。骨固定デバイス４００Ｂは、上に詳細に記載した固定デバイス４００と似ており、同じ参照符号は同様の構成要素を参照しており、差違を以下に記載する。骨固定デバイス４００Ｂは、本体４０９を有し、その一端に空洞４３６が設けられている。ロック機構４５０が、空洞４３６内に配されており、孔４４２，４４４、スプリング部材４５８の穴４５９およびリング４５２の開口４５４を通って延びるピン４０８によって固定される。ロッドＲ３が上で説明したように骨固定デバイス４００，１００Ａと連係するように、ロッドＲ３は骨固定デバイス４００Ｂと連係する。骨固定デバイス４００Ｂにおいて、空洞４３６と反対の端には、本体４０９に延長部４２７が取り付けられている。延長部４２７は、略円形であり、椎弓根スクリューＳ１（図１９）と連結するように適合されている。骨固定デバイスのこの実施形態では、延長部４２７は通路４４０と実質的に直交するように延び、ロッドＲ３（図１９）に対して略直交するように、空洞４３６とほぼ位置合わせされる。
【００３８】
骨固定デバイス４００と同様に、ロッドＲ３が、骨固定デバイス４００Ｂを通って矢印Ｂ（図１９）に示す方向に容易に並進するが、骨固定デバイス４００Ｂに対して、矢印Ａ（図１９）に示す方向への並進が阻止されるように、ロッドＲ３はロック機構４５０と連係する。骨固定デバイス４００Ｂは、椎弓根スクリューＳ１と協働して、組み立てられた構成体のための固定点を形成する。各椎弓根スクリューＳ１は、椎体などの骨構造に取り付けられる。
【００３９】
ここに記載した実施形態は、成長するどのような骨を安定させるために使用することができると考えられ、これには、未だに成長中の患者の脊椎の椎骨を安定させることも含む。ここに記載したデバイスに取り付け可能な骨スクリューの具体的な例としては、米国特許第５，７３３，２８６号明細書、米国特許第６，４５７，０２１号明細書、米国特許第７，０９０，６７４号明細書、米国特許出願公開第２００７／００９３８１７号明細書および米国特許出願公開第２００８／００２７４３２号明細書、ならびに国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ０８／８０６６８号および国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ０８／８０６８２号に記載されている椎弓根スクリューが挙げられる。
【００４０】
本明細書に含まれる開示の代替の実施形態が、当業者にとって明らかであろう。例えば、ここに開示のデバイスが、本開示の趣旨を逸脱することなく、変更されてもよいことが理解されよう。例えば、開示のデバイスが、取付け後の調整を必要とせずに、骨の成長を可能にしつつ、安定を提供するために、どのような骨の内部あるいは外部に使用されてもよいと理解される。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本願は、２００８年２月７日出願の米国仮特許出願第６１／０６３，９４２号、２００８年２月７日出願の米国仮特許出願第６１／０６３，９４３号、ならびに２００８年８月６日出願の米国仮特許出願第６１／１８８，０８９号の優先権と利益を主張する。これらの先の出願のそれぞれの開示の全体を、参照によりここに援用する。
【０００２】
本開示は、整形外科脊椎手術用デバイスに関する。より詳細には、本開示は、骨の成長に応じて伸張可能な骨を固定するためのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
ヒトの脊椎は、出生時には３２本、成人では２４本の椎骨から構成される。椎骨は、椎体と、棘突起、横突起、椎間関節、椎弓板および椎弓根などの後方要素を有する。椎体は、海綿状の中心部を取り囲む皮質殻からなる。椎骨のそれぞれの対の間に椎間板が存在しており、椎間板は、隣接する椎骨と椎骨の間に隙間を保持し、圧縮、屈曲、回転の各負荷および動きがかかったときのクッションとして機能する。健常な椎間板は、ほぼ、椎間板の中心部分である髄核内に含まれる水からなる。この含有水分により、髄核が海綿状となり、脊髄にかかる応力を吸収できるようになる。
【０００４】
側弯症とは、脊椎が前後または左右に弯曲し、その長軸を中心に回転することもある医学的状態である。代表的な治療としては、進行速度を決定する観察と、脊椎の今後の成長が、望ましい経路と向きを辿ることを保証するための外部装具の装着が挙げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
弯曲または回転の進行の可能性が高い場合、あるいは、かなりの痛みまたは他の一般的な健康リスクがある場合、外科的調整の対象となる。このような場合、側弯の弯曲を安定させるために、脊椎の各種部分の脊椎固定術が行われうる。若年患者では、脊椎固定術の実施は、患者の正常な成長に干渉するため、あまり望ましくない。
【０００６】
このような手技を受ける若年患者の正常な成長への影響を最小限に抑えるために、伸張ロッドが開発されている。伸張ロッドは、脊椎に構造を与え、これを安定させて矯正する一方で、元の構成体を交換したり、またはこれにデバイスの追加を必要とすることなく、ロッドが伸張できるようにする。
【０００７】
現在利用可能な伸張ロッドシステムの主な不都合として、ロッドを手動で伸張させるために、通常、１本以上のセットスクリューを緩めて、２本のロッド部分間の距離を広げ、セットスクリューを締め直す外科的手技が必要となる点が挙げられる。このように機能する現在市販されているシステムの１つとして、ＤｅＰｕｙ Ｓｐｉｎｅ Ｉｎｃ．のＩＳＯＬＡ（登録商標）が挙げられる。このようなシステムは、数年にわたって、約半年おきに外科的手技が必要となる。他のシステムは、第２のデバイスを備え、術者がある種の遠隔測定法を使用して、デバイスを作動させると、このデバイスが、ロッドまたは構成体を伸張させる。この種類のシステムは、更に複雑となり、能動要素と、場合によってはある種の電源を使用する。現在利用可能なデバイスでは、伸張ロッドが、構造と安定性を保持しつつ、脊椎の成長に応じて受動的に伸張することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
骨固定デバイスの取付け後の調整が不要となるように、成長する骨に取り付けるように適合された骨固定デバイスがここに開示される。
【０００９】
一実施形態では、前記骨固定デバイスは、開口部を有するハウジングと、前記開口部に挿入可能なロッドと、前記ハウジングと動作可能に関連するロック機構と、を有し、前記ロック機構は、前記ロッドとハウジングの第１の方向への相対移動を許容し、前記ロッドと前記ハウジングの第２の方向への相対移動を阻止する。前記ロッドは、取り付け後の調整を必要とすることなく、前記患者の成長に応じて、前記ハウジングに対して受動的に並進するように、骨アンカーを介して患者の骨に取り付け可能である。
【００１０】
別の実施形態では、前記ロック機構は、直径がほぼ一定の第１の部分と、前記第１の部分に隣接し、小さな直径にテーパする第２の部分とを有する貫通孔を有する。前記ロック機構は、前記貫通孔の前記直径に対応して内径が可変のスプリットリングと、前記小さい径の方向に前記スプリットリングに力を加えるスプリング要素とを有し、前記ロッドが前記スプリットリングの内側に配置される。
【００１１】
別の実施形態では、前記ロック機構は、部分的に開放された貫通孔を有し、前記貫通孔に挿入されたロッドが、回転可能に一方向にバイアスされ、前記ハウジングに対する前記ロッドの一方向への並進を阻止し、前記ハウジングに対する前記ロッドの逆方向への並進を可能にするように構成され、寸法が設定された面を有するカムと係合可能とされる。
【００１２】
更に別の実施形態では、前記ロック機構は、前記ロッドを収容するための開口部を有する少なくとも１枚のプレートを備え、前記プレートは、前記プレートが、前記ハウジングに対する前記ロッドの一方向への並進を妨げ、前記ハウジングに対する前記ロッドの逆方向への並進を許容するように、一方向に回転バイアスを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】一対の椎弓根スクリューが第１の間隔をあけて離間されている骨固定デバイスの等角図である。
【図１Ｂ】一対の椎弓根スクリューが第２の間隔をあけて離間されている図１Ａの骨固定デバイスの等角図である。
【図２】ハウジングの上部断面図である。
【図３Ａ】ロック機構の等角図である。
【図３Ｂ】図３Ａのロック機構の分解図である。
【図４Ａ】図３Ａのロック機構のロック状態の断面図である。
【図４Ｂ】図３Ａのロック機構のロック解除状態の断面図である。
【図５Ａ】骨固定デバイスの別の実施形態の分解図である。
【図５Ｂ】図５Ａの骨固定デバイスの組立図である。
【図５Ｃ】図５Ｂの骨固定デバイスの断面図である。
【図６Ａ】一対の椎弓根スクリューが第１の間隔をあけて離間されている骨固定デバイスの別の実施形態の等角図である。
【図６Ｂ】一対の椎弓根スクリューが第２の間隔をあけて離間されている図６Ａの骨固定デバイスの等角図である。
【図７Ａ】図６Ａ〜６Ｂの骨固定デバイスのロック機構の完全分解等角図である。
【図７Ｂ】図７Ａのロック機構のカバーを外した状態の等角図である。
【図８Ａ】図７Ａのロック機構のロッドを挿入した状態の断面図である。
【図９Ａ】一対の椎弓根スクリューが第１の間隔をあけて離間されている骨固定デバイスの別の実施形態の等角図である。
【図９Ｂ】一対の椎弓根スクリューが第２の間隔をあけて離間されている図９Ａの骨固定デバイスの等角図である。
【図１０】骨固定デバイスの別の実施形態の等角図である。
【図１１】骨固定デバイスの別の実施形態の等角図である。
【図１２Ａ】図９Ａの骨固定デバイスの分解図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの骨固定デバイスの上部断面図である。
【図１３Ａ】骨固定デバイスの別の実施形態の等角図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの骨固定デバイスの部分分解等角図である。
【図１４Ａ】骨固定デバイスの更に別の実施形態の等角図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの骨固定デバイスの分解図である。
【図１４Ｃ】図１４Ａの骨固定デバイスの正面図である。
【図１５】図１４Ａの骨固定デバイス、複数のロッドおよび複数のスクリューを有する脊髄構成体の等角図である。
【図１６Ａ】骨固定デバイスの代替実施形態の等角図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａの骨固定デバイスの分解図である。
【図１７】図１６Ａの骨固定デバイス、ロッドおよび複数のスクリューを有する脊髄構成体の等角図である。
【図１８Ａ】骨固定デバイスの更に別の実施形態の等角図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａの骨固定デバイスの分解図である。
【図１９】図１８Ａの骨固定デバイス、ロッドおよび複数のスクリューを有する脊髄構成体の等角図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の実施形態を、添付の図面を参照して本明細書に記載する。
【００１５】
本開示の特定の実施形態を、添付の図面を参照して本明細書に記載する。以下の説明においては、本開示を不必要に詳しく記載して本発明を不明瞭にすることのないように、公知の機能または構造は詳細に記載することはしない。図面に図示し、以下の説明にわたって記載するように、かつ物体の相対位置について言及する場合に従来用いられるように、「基端」との文言は、術者に最も近いデバイスまたはシステムの端を指し、「先端」との文言は、術者から最も遠いデバイスまたはシステムの端を指す。また、「頭側」との用語は、本願においては、患者の頭部に向かう方向を指すために使用され、「尾側」の文言は、患者の足に向かう方向を指す。更に、本願のために、「内側」との文言は、「内側」は、患者の体の側面に向かう方向、すなわち、患者の体の中央から離れる方向を指し、「外側」との文言は、患者の体の側面に向かう方向、すなわち、患者の体の中央から離れる方向を指す。「後方」との文言は、患者の背部に向かう方向を指し、「前方」との文言は、患者の前面に向かう方向を指す。
【００１６】
取付け後の調整を必要とすることなく、骨の成長に受動的に適応するように適合されたロック機構を有する骨固定デバイスの実施形態を、図１Ａ〜１３Ｂを参照して記載する。
【００１７】
ここで、骨固定デバイス１００Ａの第１の実施形態を、図１Ａ〜４Ｂを参照して記載する。図１Ａ，１Ｂに、骨固定デバイス１００Ａが図示されており、骨スクリューが第１の間隔（図１Ａ）をあけて離間された状態と、骨スクリューが第２の間隔（図１Ｂ）をあけて離間された状態とが示されている。骨固定デバイス１００Ａは、ロッドＲ１，Ｒ２を収容するように適合された２本の平行な貫通穴１２が設けられているロック機構１０Ａを備える。各ロッドＲ１，Ｒ２は、骨（図示せず）または椎体に埋め込み可能な骨スクリューＳ１，Ｓ２と連結されるように適合されている。図に示すように、骨固定デバイス１００Ａは、２つの椎体に連結されうるスクリューＳ１とＳ２の間に配した２本のロッドＲ１，Ｒ２に取り付けるために構成されているが、開示の骨固定デバイスの実施形態を使用して連結するスクリューまたは椎体の数が変わってもよい。（例えば、患者が成長して）選択された椎体間の間隔が広がると、骨スクリューＳ１，Ｓ２を互いに離すような力がかかる。この力により、ロッドＲ１，Ｒ２がロック機構１０Ａを通って並進し、骨固定デバイス１００Ａは、椎弓根スクリューＳ１とＳ２間の間隔が第１の間隔（図１Ａ）から第２の間隔（図１Ｂ）に広がるのを許容する。図１Ｂに示すように、骨スクリューＳ１とＳ２が互いに離れると、ロッドＲ１が、ロック機構１０Ａを通って矢印Ｂに示す方向に移動する。同様に、ロッドＲ２が、ロック機構１０Ａを通って矢印Ａに示す方向に移動する。本開示の骨固定デバイス１００Ａは、図１Ａ，１Ｂに示すように、骨スクリューＳ１，Ｓ２およびロッドＲ１，Ｒ２と組み立てられると、植込み可能な脊髄構成体を形成する。
【００１８】
図２に示すように、ハウジング１０００内の各貫通孔１２は、開口１２ａを有し、開口１２ａは、直径が徐々に広がっているテーパ部分１０２に続き、その後、直径が略一定の部分１０１となる。図３Ａ，３Ｂに示すように、各貫通孔１２は、スプリットリング１０と、キャップ１１ａによって保持されるスプリング要素１１とを収容している。
【００１９】
ロック機構１０Ａは、ロック状態（図４Ａ）とロック解除状態（図４Ｂ）とをとる。以下の説明ではロッドＲ１，Ｒ２の一方のみを取り上げるが、このロック機構の動作の説明は、ロッドＲ１，Ｒ２の両方に当てはまる。スプリング要素１１は、テーパ部分１０２に沿って、貫通孔１２の小径部分のほうへ、開口１２ａに向かう方向に、スプリットリング１０に一定の力を加える。スプリットリング１０は、テーパ部分１０２におけるスプリットリング１０の位置に応じて、直径が変化する。ロッドＲ１は、スプリットリング１０とスプリング要素１１の内側に配置される。スプリットリング１０が、テーパ部分１０２の径の小さい領域に並進すると、スプリットリング１０は、図４Ａに示すように、円周方向の摩擦力をロッドＲ１に加え、ロッドＲ１が矢印Ａの方向に並進するのを阻止する。一方で、スプリング要素１１が加える力に対抗する力がロッドＲ１に加えられると、スプリットリング１０がテーパ部分１０２の径の大きい領域に並進して、スプリットリング１０が広がり、これにより、スプリットリング１０の内側のロッドＲ１にスプリットリング１０が加える円周方向の摩擦力が弱まる。スプリットリング１０とロッドＲ１間の円周方向の摩擦力が弱まると、図４Ｂに示すように、ロッドＲ１が、矢印Ｂの方向に自由に並進できるようになる。図４Ａに示すように、ロッドＲ１を開口１２ａの方向に並進させる力を加えるとロック機構が作動するため、ロッドＲ１は一方向のみに並進可能である。このように、骨固定デバイス１００Ａは、医師の調整または関与を必要とせずに、患者の成長に応じて、椎弓根スクリューの対Ｓ１，Ｓ２間の間隔または空間（図１Ａ，１Ｂ）を受動的に伸張可能にする。骨固定デバイス１００Ａが、椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２間の間隔を広げる方向へのロッドＲ１，Ｒ２の並進を許容した後は、ロック機構１０Ａが、構成体全体の収縮、すなわち、椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２の相互の接近に対抗する。より詳細には、椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２間の距離が広がると、ロッドＲ１がロック機構１０Ａを通って矢印Ｂの方向に並進し、ロッドＲ２がロック機構を通って矢印Ａの方向に並進する。
【００２０】
骨固定デバイス１００Ｂを、図５Ａ〜５Ｃを参照して以下に説明する。以下の説明ではロッドＲ１，Ｒ２の一方のみを取り上げるが、このロック機構の動作の説明は、ロッドＲ１，Ｒ２の両方に当てはまる。骨固定デバイス１００Ｂはロック機構１０Ｂを備える。ロック機構１０Ｂは、キャップ１１ａによって保持されるスプリットリング１０とスプリング要素１１とを収容している貫通孔２を有し、ロッドＲ１に加えられる力の向きに応じて、ロッドＲ１を、ロック状態、ロック解除状態で収容するように適合されているという点で、ロック機構１０Ｂは、骨固定デバイス１００Ａのロック機構１０Ａと実質的に同様に機能する。スプリング要素１１とキャップ１１ａが、一体構造として形成されてもよいことが考察される。ロック機構１０Ｂは、ロック機構１０Ａのような２本の平行な貫通孔を有する代わりに、２本のロッドＲ１，Ｒ２を同一直線上に収容するように適合された１本の貫通孔２を有する。貫通孔２のそれぞれの端２ａ，２ｂの入り口に直径が略一定の部分１０１ｂが設けられており、その先に、直径が徐々に縮小するテーパ部分１０２ｂが続いている。スプリットリング１０が貫通孔２の径の小さい部分の方に移動し、スプリットリング１０が、挿入されたロッドＲ１の周りで収縮し、ロッドＲ１の矢印Ａに示す方向への並進を阻止するように、スプリング要素１１は、テーパ部分の径の狭い端に向かう方向に、スプリットリング１０に一定の力を加える。あるいは、ロッド部分を互いに離す（すなわち、ロッドＲ１を矢印Ｂの方向に、ロッドＲ２を矢印Ａの方向に移動させる）ことによって、構成体を伸張させる方向にロッドＲ１，Ｒ２に力を加えると、骨固定デバイス１００Ｂは、スプリットリング１０を、貫通孔２の径の広い部分に移動させ、これにより、ロッドＲ１，Ｒ２とスプリットリング１０間の摩擦力が弱まり、ロッドＲ１，Ｒ２の並進が可能となり、ロッドＲ１が矢印Ｂに示す方向に並進し、ロッドＲ１が矢印Ａに示す方向に並進する。上に開示した骨固定デバイス１００Ａと同様に、骨固定デバイス１００Ｂは、骨スクリューおよびロッドと組み立てられたときに、植込み可能な脊髄構成体を形成する。
【００２１】
ここで、骨固定デバイス２００を、図６Ａ〜８を参照して説明する。骨固定デバイス２００は、骨（図示せず）に植込み可能な骨スクリューＳ１，Ｓ２と連結されたロッドＲ１，Ｒ２を収容するように適合された２本の平行な貫通孔２６が設けられたロック機構２０１を備える。ロック機構２０１は、受動的、すなわち、取付け後の調整または外科的関与を必要としない、ロッドＲ１，Ｒ２の並進を一方向のみ（骨の成長方向の）に許容する一方で、逆方向への並進を阻止するように構成され、寸法が設定されている。より詳細には、上記開示のロック機構と同様に、ロック機構２０１は、ロッドＲ１を矢印Ｂの方向に移動させ、ロッドＲ２を矢印Ａの方向に移動させる一方で、ロッドＲ１，Ｒ２の逆方向への移動を阻止する。例えば、図６Ａに示すように、椎弓根スクリューの対Ｓ１，Ｓ２の間に第１の間隔が画定され、骨が成長する、すなわち骨の間隔が変わると、図６Ｂに示すように、椎弓根スクリューの対Ｓ１，Ｓ２の間に第２の間隔が画定されるように、ロッドＲ１，Ｒ２の移動を可能にするように、骨固定デバイス２００を備える構成体が取り付けられうる。骨固定デバイス１００の前述の実施形態と同様に、骨固定デバイス２００は、医師の関与を必要とせずに椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２間の間隔を変更できるようにし、図６Ａ，６Ｂに示すように、骨スクリューＳ１，Ｓ２およびロッドＲ１，Ｒ２と組み立てられたときに、植込み可能な脊髄構成体を形成する。
【００２２】
貫通孔２６は、挿入されたロッドＲ１，Ｒ２を安定させるように適合された閉部分２６ａを除き、ほぼ開放されている。２本の平行な貫通孔２６の間に、ロックアセンブリ２０２が設けられており、図７Ａに、部品が分離された状態で図示されている。ロックアセンブリ２０２は、２つの略反対に位置するカム面２０ａ，２０ｂを有するカム２０を備える。図８に示すように、カム面２０ａは、丸み部分２０ｃと尖り部分２０ｄとを有する。同様に、カム面２０ｂは、丸み部分２０ｆと尖り部分２０ｅとを有する。スプリング要素２２が、カム２０に隣接し、かつカム２０と接触するように、ポスト２１によって保持されている。スプリング要素２２は、カム２０に対向するバイアス力を与え、カム２０に回転力が加わり、これにより、カム面２０ｂ，２０ａの丸み部分２０ｃ，２０ｆが、それぞれ、貫通孔２６内に配置されたロッドＲ１，Ｒ２と係合して、貫通孔２６内でのロッドＲ１，Ｒ２の並進を阻止する。カム２０の回転と逆の打ち消す方向にロッドＲ１，Ｒ２を並進させる力を加えると、ロッドＲ１，Ｒ２が、カム２０の丸み部分２０ｃ，２０ｆと係合する。ロッドＲ１，Ｒ２がカム２０の丸み部分２０ｃ，２０ｆと係合すると、カム２０が回転し、これにより、ロッドＲ１，Ｒ２とカム２０の丸み部分２０ｃ，２０ｆとの間の摩擦係合が強化される。このため、ロッドＲ１，Ｒ２を互いに接近させるように（すなわち、ロッドＲ１を矢印Ａの方向に、ロッドＲ２を矢印Ｂの方向に）移動させようとしても、ロッドＲ１，Ｒ２と丸み部分２０ｃ，２０ｆとの間の摩擦係合により、このような移動が阻止される。ロッドＲ１，Ｒ２を、互いに離れるように（すなわち、ロッドＲ１が矢印Ｂの方向に、ロッドＲ２が矢印Ａの方向に）移動させると、カム２０が逆方向に回転し、スプリング要素２２がカム２０に加えるバイアスを打ち消して、丸み部分２０ｃ，２０ｆがロッドＲ１，Ｒ２の表面から離れて、ロッドＲ１，Ｒ２が移動可能となる。このため、ロック機構２０１は、ロッドＲ１，Ｒ２を互いに離すように移動できるようにし、これにより椎弓根スクリューの対Ｓ１，Ｓ２の間の間隔が広がり（図６Ｂ）、椎弓根スクリューの対Ｓ１，Ｓ２の間の間隔を保つために、ロッドＲ１，Ｒ２が互いに接近するのを阻止する。
【００２３】
骨固定デバイス２００の取付けを支援するために、臨床医が、カム２０の表面のスロット２５を使用して、カム２０を手動で回転させて、ロッドＲ１，Ｒ２が自由に回転できるように、丸み部分２０ｃ，２０ｆをロッドＲ１，Ｒ２と係合させないようにしてもよい。また、カバー１８は、医師がロック機構２０１の内部を見ることができるように着脱可能である。
【００２４】
別の実施形態では骨固定デバイス３０１が開示され、図９Ａ〜９Ｂを参照して、これについて説明する。上に開示した骨固定デバイスと同様に、骨固定デバイス３０１は、ロッドＲ１の矢印Ａの方向への移動を可能にし、ロッドＲ１の逆方向への移動を阻止するように適合されている。より詳細には、ロッドＲ１と組み合わせた骨固定デバイス３０１は、椎弓根スクリューの対Ｓ１，Ｓ２（図９Ａ）間に第１の間隔を画定している。骨固定デバイス３０１は、骨の成長時に、椎弓根スクリューの対Ｓ１，Ｓ２間に第２の間隔が画定される（図９Ｂ）ように、医師の関与なしで、ロッドＲ１を矢印Ａの方向に移動可能にする。骨固定デバイス３０２，３０３は、図１０，１１に示すように、骨固定デバイス３０１を参照して後述するものと実質的に同じであり、構成のみが異なるロック機構を使用する。骨固定デバイス３０２，３０３は、ロッドＲ１，Ｒ２と協働するように構成され、適合されている。骨固定デバイス３０２，３０３は、代替の構成のこのような２つの例である。骨固定デバイス３０２は、ロッドＲ１，Ｒ２を収容するように適合された２本の平行な貫通穴３０２ａが設けられたハウジング３１５を備える（図１０）。骨固定デバイス３０３は、ロッドＲ１，Ｒ２を収容するように適合された２本の平行な貫通穴３０３ａが設けられたハウジング３２０を備える（図１１）。骨固定デバイス３０２，３０３の貫通孔３０２ａ，３０３ａのそれぞれの内部に、図１２Ａに示すように、ロッドＲ１，Ｒ２を一方向のみに並進できるようにするロックアセンブリ３１０が設けられている。上に開示した骨固定デバイスと同様に、図９Ａ〜１１に示すように、骨固定デバイス３０１，３０２，３０３は、骨スクリューＳ１，Ｓ２およびロッドＲ１，Ｒ２と組み立てられたときに、植込み可能な脊髄構成体を形成する。
【００２５】
図９Ａ〜１１は、骨固定デバイスの特定の主題のいくつかの実施形態を開示する。図９Ａ〜９Ｂは、全体のプロファイルが小型化されたインライン型のデバイスを示す。全体のプロファイルが小型化された骨固定デバイスを提供することによって、本開示の骨固定デバイスは、乳児、小児のほか、それ以外の体格の小さな人の手技に適している。また、骨固定デバイスの小型化されたプロファイルは、感染の可能性を低減し、組織への刺激を低減し、患者の背部のデバイスの飛び出しを最小化するのに重要である。従来のデバイスは、衣類を着ていない場合には、その存在を感じ、非常に目立ち、美観を大きく損なう。本開示の骨固定デバイス３０１，３０２，３０３は、現存の椎弓根スクリューと併用するように設計されているため、ポスト３０１ｂ，３０２ｃ，３０３ｃの外径は、椎弓根スクリューＳ１に連結される脊椎ロッドの外径に実質的に等しい。骨固定デバイス３０１，３０２，３０３が負荷によって破損することのないように、ポスト３０１ｂ，３０２ｃ，３０３ｃの壁は、最低限の厚さを確保する必要がある。このため、径の小さなロッドが、骨固定デバイス３０１，３０２，３０３と併用されるように、ポスト３０１ｂ，３０２ｃ，３０３ｃの内径は小さく設定されている。径の小さなロッドは、径の大きいロッド（すなわち標準的なロッド）よりも強度が低い。ロッドの材料を変更してもよいが、場合によっては、例えば、ＣｏＣｒからＴｉ−６Ａ１−４Ｖに材料を変更した場合でも、所望のロッド強度を確保するために、ロッドの直径を同じ値に維持するか、あるいは大きく設定する必要がある。この場合、図１０，１１に示す骨固定デバイス３０２，３０３は、浮いており（例えば図１〜８）、代表的な椎弓根スクリューと嵌合する外径を有する脊柱ロッドを収容する場合とは異なり、骨固定デバイス３０２，３０３をスクリューＳ１に固定することが可能である。ここに開示の「インライン型の」デバイスのいずれかを使用する場合、脊髄ロッドを小径化する必要はない。この場合も、脊柱ロッドの一部が１本以上の椎弓根スクリューに堅固に固定され、この両者を嵌合させるために、スプリットスリーブ４０が設計されている。スプリットスリーブ４０は、ブッシングのように機能し、外径が椎弓根スクリューに適合し、内径が脊柱ロッドに適合している。スプリットスリーブ４０は、脊柱ロッドを確実にロックするために、負荷がかかったときに変形量の大きい展性材料から形成される。更に、図９Ａ〜９Ｂのデバイスは、デバイスの実質的に全長が直線状であるため、湾曲したロッドを貫通させない。
【００２６】
開示の骨固定デバイスと併用される脊柱ロッドは全て、ロッドが並進して骨固定デバイスから抜けるのを阻止するための止め部分３１７（図９Ａ）を有する。止め部分３１７は、ロッドの端を、その位置で（in
situ）スエージングすることによって形成することができるが、限定的ではないが、カラー、クランプ、広径部などの他の構造を使用してもよい。図１３の実施形態は、デバイスがオフセット型（図１０，１１）ではなくインライン型である図９Ａの変形例であり、脊柱ロッドが骨固定デバイスを通って並進する構成ではなく、脊柱ロッドと骨固定デバイスとの間に入れ子式の構成を提供する。図１３の実施形態は、脊柱ロッドの長軸を中心とした脊柱ロッドの回転を阻止する脊柱ロッドのための構成を提供する。脊柱ロッドの長軸を中心とした脊柱ロッドの回転を阻止することは、「クランクシャフト」現象として知られている脊椎の回転を防止するうえで重要である。
【００２７】
ロック機構３０１について、ここで更に詳細に説明する。ロック機構３０１は、骨スクリューＳ２と連結するように適合されたポスト３０１ｂを有する。ポスト３０１ｂ内の貫通孔３０１ａは、ロッドＲ１を収容するように適合されている。ロッドＲ１は、ロック機構３０１の全長を通り、ロッドＲ１の先端にスリーブ４０が配置されており、骨スクリューＳ１がスリーブ４０と連結できるようになっている。
【００２８】
図１２Ａに示すように、ロック機構３０１は、ロックアセンブリ３１０を有する。ロックアセンブリ３１０は、それぞれ開口部３０６ａを有する１枚以上のリングプレート３０６を有し、リングプレート３０６はスプリング要素３０８に隣接して配置される。アセンブリ３１０は、開口部３０５ａを有する端部キャップ３０５によって、ロック機構３０１内に保持される。ロッドＲ１を開口部３０１ａ，３０６ａ，３０５ａの内側に配置できるように、開口部３０１ａ，３０６ａ，３０５ａのそれぞれが位置合わせされる。
【００２９】
図１２Ｂに示すように、リングプレート３０３は、一方の端３０３ｃがポスト３０７によって保持される一方で、第２の端３０３ｂにスプリング要素３０８によって一定の力が加えられ、これにより、第２の端３０３ｂが、ロック機構３０１の表面３０３ｄによって更に回転しないように阻止されるまで、リングプレート３０３を回転させる。ロッドＲ１がリングプレート３０３の開口部３０３ａの内側に配置されると、開口部３０３ａは、開口部３０３ａを通るロッドＲ１の並進を阻止する摩擦力を加える。ロッドＲ１が、スプリング要素３０８が加える力を打ち消すための力を加えるように、ロッドＲ１を移動させることによって（すなわち、図１２Ｂの矢印Ａの方向にロッドＲ１を並進させることによって）、リングプレート３０３が、開口部３０３ａとロッドＲ１間の摩擦力を下げる方向に回転し、これにより、ロッドＲ１が並進できるようになる。医師が、ロッドＲ１をいずれかの方向に手動で並進させたい場合には、医師は、ロック機構３０１の開口部３１２を使用して、リングプレート３０３を押すことができる。
【００３０】
ロックアセンブリ３１０に関する同様の概念が、図１３Ａ，１３Ｂを参照して説明する骨固定デバイス３００Ｄにも使用される。骨固定デバイス３００Ｄは、取付け後にロッドＴを調整することなく、一方向のみ（すなわち、骨の伸張に対応する方向）への受動的並進を可能にするように構成され、寸法が設定されたロック機構３０４を有する。この方向は、矢印Ａに示す方向に対応する。ロック機構３０４は、ロッドＴを収容するように適合された開口部３２４が設けられたハウジング３２０を有し、ポスト３２３を有する。ロッドＴとポスト３２３の両方は、１本以上の骨スクリューＳに取り付け可能である。ハウジング３２０の内部には１つ以上のロッドプレート３２０が、ロッドプレート３２０を回転させるスプリング要素３２１に隣接して配置されている。ロッドＴは、略矩形の断面を有しうる。ロッドプレート３２０は、ロッドＴの並進を阻止するために、ロッドＴの表面と摩擦係合するタブ３２０ａ，３２０ｂを備える。ロッドＴが、スプリング要素３２１が与えるロッドプレート３２０の回転と逆方向に移動すると、タブ３２０ａ，３２０ｂとロッドＴ間の摩擦力が下がり、ロッドＴが開口部３２４を通って並進する。
【００３１】
本開示の骨固定デバイスの更に別の実施形態における骨固定デバイス４００が図１４Ａ〜１４Ｃに示される。骨固定デバイス４００は、上部アーム４１０と下部アーム４２０とを備える。上部アーム４１０は、スクリュー４０２を収容するための孔４０４を備える。上部アーム４１０と下部アーム４２０は、一端で連結されているが、他端が開放されており、上部アーム４１０が下部アーム４２０に接近または離れるように撓曲するか、下部アーム４２０が上部アーム４１０に接近または離れるように撓曲できるようになっている。骨固定デバイス４００の開放端には、内面４１２，４２２によって溝４３０が形成されている。溝４３０は、一端が実質的に開放されており、径の異なるロッドを収容するように適合されている。ロッドが、開放端を通すか、あるいはロッドの長軸に沿って溝４３０に摺動させて溝４３０に挿入されると、ロッドが骨固定デバイス４００に確実に固定されるように、スクリュー４０２を締着することによって、上部アーム４１０と下部アーム４２０を互いに接近させる。骨固定デバイスは、空洞４３６の近くの対向する側壁に、孔４４２，４４４が設けられている。孔４４２，４４４を通ってピン４０８を挿入可能である。
【００３２】
骨固定デバイス４００の反対の端には、通路４４０が、骨固定デバイス４００を通って延びており、ロッドＲ３（図１５）を摺動可能に収容するように適合されている。図に示すように、ロッドＲ３は、平坦な上面と底面とを有し、側面が湾曲している（図１５）。通路４４０は、ロッドＲ３の形状と相補的な幾何学形状を有し、その全体の内径は、ロッドＲ３の外径よりわずかに大きく、骨固定デバイス４００または組み立てられた構成体に対するロッドＲ３の「クランクシャフト」現象を最小化する。また、骨固定デバイス４００の空洞４３６内には、ロック機構４５０も配されている。ロック機構４５０は、１枚以上のリングプレート４５２を備える。各リングプレート４５２は、貫通孔４５６、開口４５４およびスプリング部材４５８を有する。ロック機構４５０が空洞４３６内に配されると、スプリング部材４５８の穴４５９が、開口４５４および孔４４２，４４４と位置合わせされる。穴４５９、開口４５４および孔４４２，４４４が位置合わせされると、ピン４０８がそこに挿入され、ピン４０８が、孔４４２、スプリング部材４５８の穴４５９、開口４５４および孔４４４を通るため、ロック機構４５０を空洞４３６内に固定する。スプリング部材４５８は、図１４Ａの矢印Ｂに示す第１の方向にリングプレート４５２をバイアスさせる。リングプレート４５２が、スプリング部材４５８によってバイアスされるため、通路４４０が、貫通孔４５６および通路４４０の開口と実質的に位置合わせされ、ロッドＲ３が、矢印Ａに示す方向に、骨固定デバイス４００を通って戻り可能となる。ロッドＲ３が、矢印Ｂに示す逆方向に移動しようとすると、ロッドＲ３の外面と貫通孔４５６の内面間の摩擦係合が、スプリング部材４５８のバイアスに打ち勝ち、リングプレート４５２を矢印Ａに示す方向に戻す。戻されると、貫通孔４５６が、通路４４０と位置合わせがずれ（すなわち、通路４４０を通って延びる長軸に対して斜めとなり）、これにより、貫通孔４５６とロッドＲ３の外面間の摩擦係合が増大する。このため、ロック機構４５０は、骨固定デバイス４００とロッドＲ３間の矢印Ａに示す方向の相対移動を可能にする一方で、骨固定デバイス４００とロッドＲ３間の矢印Ｂに示す方向の相対移動を阻止する。より詳細には、骨固定デバイス４００の通路４４０の寸法は、リングプレート４５２の貫通孔４５６の寸法よりも大きい。ロッドＲ３におけるデバイスの長さ（ｒｕｎ）が短い距離であるため、この構成により、湾曲したロッドがリングプレート４５２および通路４４０を通ることができる。
【００３３】
また、骨固定デバイス４０１は、ロック機構４５０の向きが逆転してもよい。この場合、スプリング部材４５８は、リングプレート４５２を矢印Ａに示す方向にバイアスする。この代替の構成では、ロッドＲ３は、骨固定デバイス４０１に対して矢印Ｂに示す方向に戻り可能であり、骨固定デバイス４０１に対する、矢印Ａに示す方向への相対移動が阻止される（図１５）。
【００３４】
骨固定デバイス４００，４０１は、図１５に示すように、外科的構成体の一部を形成している。図に示すように、骨固定デバイス４００，４０１は、溝４３０を通って挿入され、固締スクリュー４０２によって固定されるロッドＲ１と動作可能に連結される。ロッドＲ１は、椎弓根スクリューの対Ｓ１とＳ２を渡され、骨固定デバイス４００，４０１のための固定位置を規定する。ロッドＲ３は、通路４４０により、骨固定デバイス４００と４０１を通って挿入される。図に示した実施形態では、複数の骨固定デバイス４００，４０１が、対応するロッドＲ１および椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２と共に使用されている。（例えば患者が成長して）、ロッドＲ３における固定点の間の間隔が広がると、ロッドＲ３が、骨固定デバイス４００を通って、矢印Ａに示す方向に並進し、前述のようなロッドＲ３とロック機構４５０間の連係により、骨固定デバイス４００を通る矢印Ａで示す方向の並進が阻止される。同様に、ロッドＲ３は、矢印Ｂの方向に骨固定デバイス４０１を通って並進し、骨固定デバイス４０１を通る矢印Ａの方向の並進が阻止される。
【００３５】
次に図１６Ａ〜１９を参照すると、本開示の骨固定デバイスの追加の実施形態が図示されており、これについて以下に説明する。骨固定デバイス４００Ａ（図１６Ａ〜１６Ｂ）は、上で詳細に説明した骨固定デバイス４００と同様であり、同じ参照符号は同様の構成要素を参照している。骨固定デバイス４００Ａは、本体４０５を有し、その一端に空洞４３６が設けられている。ロック機構４５０が、空洞４３６内に配されており、孔４４２，４４４、スプリング部材４５８の穴４５９およびリング４５２の開口４５４を通って延びるピン４０８によって固定される。ロッドＲ３が上で説明したように骨固定デバイス４００と連係するように、ロッドＲ３は骨固定デバイス４００Ａと連係する。骨固定デバイス４００Ａにおいて、空洞４３６と反対の端には、本体４０５に延長部４１７，４１９が取り付けられている。延長部４１７，４１９は、略円形であり、椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２（図１７）と連結するように適合されている。また、延長部４１７，４１９は、通路４４０、このためロッドＲ３に実質的に平行な方向に、本体４０５から延びている（図１７）。
【００３６】
骨固定デバイス４００と同様に、ロッドＲ３が、骨固定デバイス４００Ａを通って矢印Ｂ（図１７）に示す方向に容易に並進するが、骨固定デバイス４００Ａに対して、矢印Ａ（図１７）に示す方向への並進が阻止されるように、ロッドＲ３はロック機構４５０と連係する。骨固定デバイス４００Ａは、椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２と協働して、組み立てられた構成体のための固定点を形成する。各椎弓根スクリューＳ１，Ｓ２は、椎体などの骨構造に取り付けられる。
【００３７】
本開示の骨固定デバイスの更に別の実施形態が、図１８Ａ〜１８Ｂに示される。骨固定デバイス４００Ｂは、上に詳細に記載した固定デバイス４００と似ており、同じ参照符号は同様の構成要素を参照しており、差違を以下に記載する。骨固定デバイス４００Ｂは、本体４０９を有し、その一端に空洞４３６が設けられている。ロック機構４５０が、空洞４３６内に配されており、孔４４２，４４４、スプリング部材４５８の穴４５９およびリング４５２の開口４５４を通って延びるピン４０８によって固定される。ロッドＲ３が上で説明したように骨固定デバイス４００，１００Ａと連係するように、ロッドＲ３は骨固定デバイス４００Ｂと連係する。骨固定デバイス４００Ｂにおいて、空洞４３６と反対の端には、本体４０９に延長部４２７が取り付けられている。延長部４２７は、略円形であり、椎弓根スクリューＳ１（図１９）と連結するように適合されている。骨固定デバイスのこの実施形態では、延長部４２７は通路４４０と実質的に直交するように延び、ロッドＲ３（図１９）に対して略直交するように、空洞４３６とほぼ位置合わせされる。
【００３８】
骨固定デバイス４００と同様に、ロッドＲ３が、骨固定デバイス４００Ｂを通って矢印Ｂ（図１９）に示す方向に容易に並進するが、骨固定デバイス４００Ｂに対して、矢印Ａ（図１９）に示す方向への並進が阻止されるように、ロッドＲ３はロック機構４５０と連係する。骨固定デバイス４００Ｂは、椎弓根スクリューＳ１と協働して、組み立てられた構成体のための固定点を形成する。各椎弓根スクリューＳ１は、椎体などの骨構造に取り付けられる。
【００３９】
ここに記載した実施形態は、成長するどのような骨を安定させるために使用することができると考えられ、これには、未だに成長中の患者の脊椎の椎骨を安定させることも含む。ここに記載したデバイスに取り付け可能な骨スクリューの具体的な例としては、米国特許第５，７３３，２８６号明細書、米国特許第６，４５７，０２１号明細書、米国特許第７，０９０，６７４号明細書、米国特許出願公開第２００７／００９３８１７号明細書および米国特許出願公開第２００８／００２７４３２号明細書、ならびに国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ０８／８０６６８号および国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ０８／８０６８２号に記載されている椎弓根スクリューが挙げられる。
【００４０】
本明細書に含まれる開示の代替の実施形態が、当業者にとって明らかであろう。例えば、ここに開示のデバイスが、本開示の趣旨を逸脱することなく、変更されてもよいことが理解されよう。例えば、開示のデバイスが、取付け後の調整を必要とせずに、骨の成長を可能にしつつ、安定を提供するために、どのような骨の内部あるいは外部に使用されてもよいと理解される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するハウジングと、
前記開口部に挿入可能なロッドと、
前記ハウジングと動作可能に関連するロック機構と、を有し、前記ロック機構は、前記ハウジングに対する前記ロッドの第１の方向への移動を許容し、前記ハウジングに対する前記ロッドの第２の方向への移動を阻止する骨固定デバイス。
【請求項２】
前記ロック機構は、
第１の直径を有する第１の部分と、前記第１の直径とは異なる第２の直径を有する隣接する第２の部分とを有する貫通孔と、
前記貫通孔内に戻り可能なスプリング要素と、を有し、前記ロッドが前記第２の部分の方に並進されると、前記スプリング要素が前記貫通孔の壁と摩擦係合するように、前記スプリング要素は前記第２の直径より大きい直径を有する請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項３】
前記ロック機構は、
プレートが、前記ハウジングに対する前記ロッドの一方向への並進を妨げ、前記ハウジングに対する前記ロッドの逆方向への並進を許容するように、部分的に開放された貫通孔を有する請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項４】
前記ロック機構は、
前記ロッドを収容するための開口部を有する少なくとも１枚のプレートを有し、前記プレートが、前記ロッドの一方向への並進を阻止し、前記ロッドの逆方向への並進を許容するように配置されるように、前記プレートは、一方向への回転バイアスを有する請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項５】
前記ハウジングは、前記ロック機構を手動で解除できるように、前記ロック機構に接近できるように適合された開口部を有する請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項６】
前記ロック機構は、複数本の平行する貫通孔を有する請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項７】
前記貫通孔は、前記第１の部分に隣接し、前記第１の部分の前記直径よりも小さな直径にテーパしている第３の部分を有する請求項２に記載の骨固定デバイス。
【請求項８】
前記ハウジングは、椎弓根スクリューと係合するためのポストを更に有する請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項９】
前記ロック機構はスプリング要素と動作可能に連結される回転可能部材を有し、前記回転可能部材が第１の位置のときに、前記ロッドが前記ロック機構を通って並進可能であり、前記回転可能部材が第２の位置のときに、前記ロッドが前記ハウジングに対して固定されるようになる請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項１０】
前記ロッドは、前記開口部を通って前記第１の方向に移動可能である請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項１１】
前記スプリング要素は、前記貫通孔の前記第２の部分の方にスプリットリングをバイアスする請求項２に記載の骨固定デバイス。
【請求項１２】
前記ロッドの前記第１の方向への並進により、前記回動可能部材が前記第１の位置に戻される請求項９に記載の骨固定デバイス。
【請求項１３】
前記ロッドが前記第２の方向に並進されると、回転可能部材が前記第２の位置から前記第１の位置に遷移する請求項９に記載の骨固定デバイス。
【請求項１４】
前記ロッドが前記第２の方向に移動すると、前記スプリング部が、前記ロッドおよび前記貫通孔と摩擦係合するように、前記スプリング部を前記貫通孔の前記第２の部分の方に付勢する請求項２に記載の骨固定デバイス。
【請求項１５】
前記ハウジングは、椎弓根スクリューと連結されるように適合された少なくとも１つの延長部を有する請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項１６】
前記ハウジングは、椎弓根スクリューと連結されるように適合された少なくとも１つの延長部を有し、前記少なくとも１つの延長部は、前記ロッドに対して直交するように配置されている請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの延長部は前記ロッドから横方向に離間されている請求項１５に記載の骨固定デバイス。
【請求項１８】
前記延長部は、前記椎弓根スクリュー内の使い捨て可能なスリーブと連結される請求項１６に記載の骨固定デバイス。
【請求項１９】
前記延長部は、前記椎弓根スクリュー内の使い捨て可能なスリーブである請求項１６に記載の骨固定デバイス。
【請求項１】
開口部を有するハウジングと、
前記開口部に挿入可能なロッドと、
前記ハウジングと動作可能に関連するロック機構と、を有し、前記ロック機構は、前記ハウジングに対する前記ロッドの第１の方向への移動を許容し、前記ハウジングに対する前記ロッドの第２の方向への移動を阻止する骨固定デバイス。
【請求項２】
前記ロック機構は、
第１の直径を有する第１の部分と、前記第１の直径とは異なる第２の直径を有する隣接する第２の部分とを有する貫通孔と、
前記貫通孔内に戻り可能なスプリング要素と、を有し、前記ロッドが前記第２の部分の方に並進されると、前記スプリング要素が前記貫通孔の壁と摩擦係合するように、前記スプリング要素は前記第２の直径より大きい直径を有する請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項３】
前記ロック機構は、
プレートが、前記ハウジングに対する前記ロッドの一方向への並進を妨げ、前記ハウジングに対する前記ロッドの逆方向への並進を許容するように、部分的に開放された貫通孔を有する請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項４】
前記ロック機構は、
前記ロッドを収容するための開口部を有する少なくとも１枚のプレートを有し、前記プレートが、前記ロッドの一方向への並進を阻止し、前記ロッドの逆方向への並進を許容するように配置されるように、前記プレートは、一方向への回転バイアスを有する請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項５】
前記ハウジングは、前記ロック機構を手動で解除できるように、前記ロック機構に接近できるように適合された開口部を有する請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項６】
前記ロック機構は、複数本の平行する貫通孔を有する請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項７】
前記貫通孔は、前記第１の部分に隣接し、前記第１の部分の前記直径よりも小さな直径にテーパしている第３の部分を有する請求項２に記載の骨固定デバイス。
【請求項８】
前記ハウジングは、椎弓根スクリューと係合するためのポストを更に有する請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項９】
前記ロック機構はスプリング要素と動作可能に連結される回転可能部材を有し、前記回転可能部材が第１の位置のときに、前記ロッドが前記ロック機構を通って並進可能であり、前記回転可能部材が第２の位置のときに、前記ロッドが前記ハウジングに対して固定されるようになる請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項１０】
前記ロッドは、前記開口部を通って前記第１の方向に移動可能である請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項１１】
前記スプリング要素は、前記貫通孔の前記第２の部分の方にスプリットリングをバイアスする請求項２に記載の骨固定デバイス。
【請求項１２】
前記ロッドの前記第１の方向への並進により、前記回動可能部材が前記第１の位置に戻される請求項９に記載の骨固定デバイス。
【請求項１３】
前記ロッドが前記第２の方向に並進されると、回転可能部材が前記第２の位置から前記第１の位置に遷移する請求項９に記載の骨固定デバイス。
【請求項１４】
前記ロッドが前記第２の方向に移動すると、前記スプリング部が、前記ロッドおよび前記貫通孔と摩擦係合するように、前記スプリング部を前記貫通孔の前記第２の部分の方に付勢する請求項２に記載の骨固定デバイス。
【請求項１５】
前記ハウジングは、椎弓根スクリューと連結されるように適合された少なくとも１つの延長部を有する請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項１６】
前記ハウジングは、椎弓根スクリューと連結されるように適合された少なくとも１つの延長部を有し、前記少なくとも１つの延長部は、前記ロッドに対して直交するように配置されている請求項１に記載の骨固定デバイス。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの延長部は前記ロッドから横方向に離間されている請求項１５に記載の骨固定デバイス。
【請求項１８】
前記延長部は、前記椎弓根スクリュー内の使い捨て可能なスリーブと連結される請求項１６に記載の骨固定デバイス。
【請求項１９】
前記延長部は、前記椎弓根スクリュー内の使い捨て可能なスリーブである請求項１６に記載の骨固定デバイス。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【公表番号】特表２０１１−５１１６７６（Ｐ２０１１−５１１６７６Ａ）
【公表日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４６０８９（Ｐ２０１０−５４６０８９）
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０３３５５３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１００４２９
【国際公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【出願人】（５０７３４９５５８）ケー２エム， インコーポレイテッド (10)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０３３５５３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１００４２９
【国際公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【出願人】（５０７３４９５５８）ケー２エム， インコーポレイテッド (10)
【Ｆターム（参考）】
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