JP6532612B2 - 手術用スクリュー及びこれを用いた融合装置 - Google Patents

Description

本発明は、手術用スクリュー及びこれを用いた融合装置に関し、さらに詳細には、セルフロック（ｓｅｌｆ−ｌｏｃｋｉｎｇ）が可能な手術用スクリュー及びこれを用いた融合装置に関する。

様々な種類のファスナー（ｆａｓｔｎｅｒ）が、骨に移植体及びその他の装置を締結するために使用される。脊椎分野では、通常、骨ねじが、移植体及び器具の板、ロッド及びその他のものを一つまたはそれ以上の椎体に付着させるために使用される。
骨ねじを椎体に定着するために、或いは移植体及び器具の板、ロッドから分離されることを防止するために、様々な技術が開発されている。例えば、米国特許第７８４６２０７号明細書には、椎体の間にケージを挿入し、骨ねじを椎体に装着してケージを固定させることができる技術が開示されている。ここで、骨ねじの緩み（ｐｕｌｌｉｎｇ ｏｕｔ）を防止するために、さらに安全プレート（ｓｅｃｕｒｉｎｇ ｐｌａｔｅ）を骨ねじのヘッド側に設け、安全ねじ（ｓｅｃｕｒｉｎｇ ｓｃｒｅｗ）を安全プレートを貫通させてケージに結合する方法が提示されている。

また、米国特許第６３９８７８３号明細書では、プレートを椎体に固定させるとき、骨ねじの緩み（ｐｕｌｌｉｎｇ ｏｕｔ）を防止するために、骨ねじが挿入されるホールの周りに回転するロックエレメント（ｌｏｃｋｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）をプレートに設置した。
また、米国特許第７６２５３７９号明細書では、仙骨（Ｓａｃｒｕｍ）と腸骨（骨盤、Ｉｌｉａｃ）との間の関節に問題が生じるときに使用する仙腸関節癒合インプラント（ＳＩ ｊｏｉｎｔ ｆｕｓｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔ）において、骨ねじの緩みを防止するために２つのナットを使用している。

このように、いろいろの領域で骨ねじの緩みを防止する様々な技術が検討されているが、そのためには、別のロックエレメントを使用しなければならないという欠点がある。よって、別のロックエレメントなしで簡単にロック状態を維持することが可能なねじの開発が求められる。

米国特許第７８４６２０７号明細書 米国特許第６３９８７８３号明細書 米国特許第７６２５３７９号明細書

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的は、別のロックエレメントなしでセルフロック（ｓｅｌｆ−ｌｏｃｋｉｎｇ）が可能な手術用スクリュー及びこれを用いた融合装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明のある観点によれば、外周面に本体ねじが形成され、上部に本体駆動溝が形成されたスクリュー本体と、前記スクリュー本体に対して回転可能に固定され、前記スクリュー本体の軸線方向に移動可能であり、前記本体ねじに連続するヘッドねじが形成されて前記本体駆動溝に連通するヘッド部と、を含んでいる。前記スクリュー本体と前記ヘッド部には、それぞれ、互いに触れ合う本体スライド部とヘッドスライド部がそれぞれ形成され、前記本体スライド部及び前記ヘッドスライド部のいずれかには凹部が形成され、他方には前記凹部に挿入される突起が形成されることで、前記スクリュー本体に対して前記ヘッド部が相対的に回転すると、前記突起が前記凹部から離脱して前記本体スライド部及び前記ヘッドスライド部のいずれかに接触することにより前記ヘッド部を前記スクリュー本体の軸線方向に離隔させることを特徴とする、手術用スクリューを提供する。

前記スクリュー本体の軸線方向に従う前記ヘッド部の移動距離は、制限されることを特徴とする。
また、前記本体ねじは、本体メインねじと本体補助ねじとを有し、前記本体補助ねじが前記ヘッドねじに連続することを特徴とする。
また、前記ヘッド部には、ヘッド駆動ホールが形成され、前記ヘッド駆動ホールの断面形状及び断面積は、前記本体駆動溝の断面形状及び断面積と同一であることを特徴とする。

また、前記ヘッド部と前記スクリュー本体の上部の周りを包んで、前記本体ねじと前記ヘッドねじの両方に螺合されるスリーブねじを有するスリーブが設置され、前記スリーブは、前記ヘッド部が前記スクリュー本体に対して前記スクリュー本体の軸線方向に離隔した状態でも前記本体ねじと前記ヘッドねじの両方に螺合されることを特徴とする。
本発明の他の観点によれば、上述した手術用スクリューと、前記手術用スクリューが装着されるプレートとを含む融合装置を提供する。

本発明の別の観点によれば、上述した手術用スクリューと、前記手術用スクリューが貫通する貫通孔を有するケージとを含む融合装置を提供する。

本発明によれば、別のロックエレメントなしで簡単にロック状態を維持することが可能なスクリュー及び融合装置を提供することができる。また、別のロックエレメントがないので、スクリューをロック状態にするためのツールの数が減少するだけでなく、施術者の手間及び施術時間が減少するという利点がある。

本発明の第１実施形態による手術用スクリューの斜視図である。 図１の手術用スクリューを上から見た分解斜視図である。 図１の手術用スクリューを下から見た分解斜視図である。 図１の手術用スクリューの緩み状態の断面図である。 図１の手術用スクリューのロック状態の断面図である。 図１の手術用スクリューの緩み状態とロック状態の正面図である。 図１の手術用スクリューを骨に設置した様子の断面図である。 本発明の第２実施形態による手術用スクリューの斜視図である。 本発明の第３実施形態による手術用スクリューの斜視図である。 第２実施形態を用いた融合装置の一例である。 図１０の融合装置の断面図である。 第１実施形態を用いた融合装置の他の例である。

本発明は、別のロックエレメントなしでセルフロック（ｓｅｌｆ−ｌｏｃｋｉｎｇ）が可能な手術用スクリュー及びこれを用いた融合装置を提供しようとする。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
下記の各図面の構成要素に参照符号を付するにあたり、同一の構成要素に限っては、たとえ他の図面上に表示されても、できる限り同一の符号を有するようにし、本発明の要旨を無駄に不明確にするおそれがあると判断される公知の機能及び構成についての詳細な説明は省略する。

図１から図６において、図面符号１００は、本発明の第１実施形態による手術用スクリューを示す。前記手術用スクリュー１００は、外周面に本体ねじが形成され、上部に本体駆動溝１１０が形成されたスクリュー本体１０２と、前記スクリュー本体１０２に対して回転可能に固定され、前記スクリュー本体１０２の軸線方向に移動可能であり、前記本体ねじに連続するヘッドねじ１１８が形成され、前記本体駆動溝１１０に連通するヘッド部１０４とを含む。

ヘッド部１０４には、ヘッド駆動ホール１２０が形成され、ヘッド駆動ホール１２０の断面形状および断面積は、本体駆動溝１１０の断面形状および断面積と同一に形成される。
前記本体ねじは、本体メインねじ１１６と本体補助ねじ１１９とからなり得る。この場合、前記本体メインねじ１１６と前記本体補助ねじ１１９とは、互いに分離されて形成されてもよく、互いに異なるピッチまたは直径を持ってもよい。
前記スクリュー本体１０２の上側には、本体スライド部１１４が形成され、前記ヘッド部１０４の下側には、ヘッドスライド部１２２が形成され、前記本体スライド部１１４と前記ヘッドスライド部１２２とは、互いに当接して回転する（図４参照）。前記ヘッド部１０４が前記スクリュー本体１０２に対して回転するようにするために、前記スクリュー本体１０２の上部には、連結部１０６が突設され、前記ヘッド部１０４が、前記連結部１０６に嵌合され得る。

前記連結部１０６の上端には、連結部係止段１０８が形成され、前記ヘッド部１０４の下部に形成されるヘッド部係止段に接することにより、前記ヘッド部１０４は、前記スクリュー本体１０２の軸線方向に制限的な距離で移動可能になる（図５参照）。
前記本体スライド部１１４には、凹部１１２が形成され、前記ヘッドスライド部１２２には、突起１２４が形成される。これとは反対に、前記本体スライド部１１４に突起が形成され、前記ヘッドスライド部１２２に凹部が形成されてもよい。前記突起１２４は、前記凹部１１２に挿入され、外力が加わると、前記突起１２４は、前記凹部１１２から外れて前記本体スライド部１１４と接触することができる。その結果、前記スクリュー本体１０２に対して前記ヘッド部１０４が相対的に回転すると、前記ヘッド部１０４を、前記スクリュー本体１０２の軸線方向に離隔させることが可能である（図６参照）。

その結果、前記ヘッドねじ１１８と前記本体ねじとを互いに不連続的に形成させることが可能である。よって、前記スクリュー本体１０２の本体ねじが周りに対して加える力の方向と、前記ヘッド部１０４のヘッドねじ１１８が周りに対して加える力の方向とが反対になり、前記手術用スクリュー１００は、ロック状態になる。
図７に示すように、前記手術用スクリュー１００を骨に挿入するとき、まず前記スクリュー本体１０２が挿入されながら、形成された雌ねじ（骨に形成される）に前記ヘッド部１０４も一緒に回転して挿入され、このとき、強制的に前記ヘッド部１０４及び前記スクリュー本体１０２のいずれかのみをさらに回転させると、前記ヘッド部１０４と前記スクリュー本体１０２とは互いに離隔しながら、上述した雌ねじに互いに反対方向に加圧してロックナット（ｌｏｃｋ ｎｕｔ）と同様の原理でロック状態になる。特に、皮質骨１１と海綿骨１０のように互いに異なる骨組織に前記手術用スクリュー１００を挿入する場合、前記ヘッド部１０４が、皮質骨１１でロック状態になって大きな摩擦力を形成するので、従来のＳＩジョイントと同様の性能を１つのスクリューのみで発揮することができる。

もちろん、ロック状態を解除するためには、強制的に前記ヘッド部１０４及び前記スクリュー本体１０２のいずれかのみを回転させて、前記凹部１１２に前記突起１２４を挿入させると、前記ヘッド部１０４と前記スクリュー本体１０２とは互いに近接しながら本体ねじとヘッドねじ１１８とが連続するので、前記手術用スクリュー１００が緩み状態になってドライバなどで除去することが可能である。

図８は、本発明の第２実施形態による手術用スクリュー１０１を示す。前記手術用スクリュー１０１は、前記ヘッド部１０４と前記スクリュー本体１０２の上部の周りを包むスリーブ１２６をさらに含む。前記スリーブ１２６は、前記本体補助ねじ１１９および前記ヘッドねじ１１８の両方に螺合されるスリーブねじ１２８を有する。前記スリーブ１２６のスリーブボディ１３０は、必要に応じて様々な形状に形成でき、外側を球面とした場合にはプレート、ケージなどにおける回転が可能となる。

前記スリーブねじ１２８のリード（ｌｅａｄ）の高さは、前記ヘッド部１０４が前記スクリュー本体１０２に対して前記スクリュー本体１０２の軸線方向に離隔した状態でも、前記本体補助ねじ１１９および前記ヘッドねじ１１８の両方に螺合されなければならない。
図９は、本発明の第３実施形による手術用スクリュー１０３を示す。前記手術用スクリュー１０３は、ヘッド部１０５のヘッド駆動ホール１４２に特徴があり、ヘッドねじ１４４とヘッドスライド部１４６などの他の構成要素は、第１実施形態のヘッド部１０４と同様である。すなわち、前記ヘッド駆動ホール１４２の断面形状及び断面積は、スクリュー本体１０２の本体駆動溝１１０の断面形状及び断面積と同様に形成される。その結果、図９に示すように、１つのドライバの挿入位置を異にするだけで、手術用スクリュー１０３の挿入、ロック状態への切り替え、緩み状態への切り替え、排出といった全ての作業を行うことができる。

図１０及び図１１は、本発明の第２実施形態による手術用スクリュー１０１を用いた融合装置１３２を示す。前記融合装置１３２は、椎体の間に挿入されるケージ１３４と、前記ケージ１３４に形成される貫通孔１３６に挿入される手術用スクリュー１０１とを含んでいる。前記手術用スクリュー１０１は、スリーブ１２６を持っているので、前記貫通孔１３６の内部で一定の範囲で回転可能である。前記手術用スクリュー１００が、前記ケージ１３４にセルフロックされながら椎体に螺合されるので、追加のロック装置を必要としないという利点がある。もちろん、第１及び第３実施形態の手術用スクリュー１００、１０３を使用することも可能である。この場合、前記手術用スクリュー１００は、貫通孔の内部で回転せずに一定の方向に固定される。

図１２は本発明の第１実施形態による手術用スクリュー１００を用いた融合装置１３８を示す。前記融合装置１３８は、椎体などの骨に接するプレート１４０と、前記プレート１４０に設置される手術用スクリュー１００とを含んでいる。よって、前記手術用スクリュー１００が、前記プレート１４０に固定されながらセルフロックされるので、追加のロック装置を必要としないという利点がある。もちろん、第２及び第３実施形態による手術用スクリュー１０１、１０３を使用することも可能である。

上述の如く、本発明の好適な実施形態を参照して説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で、本発明に多様な修正及び変更を加え得るのを理解することができるであろう。

本発明によって、別のロックエレメントなしで簡単にロック状態を維持することが可能なスクリュー及び融合装置を提供することができる。また、別のロックエレメントがないので、スクリューをロック状態にするためのツールの数が減少するだけでなく、施術者の手間及び施術時間が減少するという利点がある。

１０ 海綿骨
１１ 皮質骨
１００、１０１ 手術用スクリュー
１０２ スクリュー本体
１０４、１０５ ヘッド部
１０６ 連結部
１０８ 連結係止段
１１０ 本体駆動溝
１１２ 凹部
１１４ 本体スライド部
１１６ 本体メインねじ
１１８、１４４ ヘッドねじ
１１９ 本体補助ねじ
１２０、１４２ ヘッド駆動ホール
１２２、１４６ ヘッドスライド部
１２４ 突起
１２６ スリーブ
１２８ スリーブねじ
１３０ スリーブボディ
１３２、１３８ 融合装置
１３４ ケージ
１３６ 貫通孔
１４０ プレート

Claims (7)

1. 外周面に本体ねじが形成され、上部に本体駆動溝が形成されたスクリュー本体と、
   前記スクリュー本体に対して回転可能に固定され、前記スクリュー本体の軸線方向に移動可能であり、前記本体ねじに連続するヘッドねじが形成されて前記本体駆動溝に連通するヘッド部と、
   を含み、
   前記スクリュー本体と前記ヘッド部とには、それぞれ、互いに触れ合う本体スライド部とヘッドスライド部とがそれぞれ形成され、
   前記本体スライド部及び前記ヘッドスライド部のいずれか一方には凹部が形成され、他方には前記凹部に挿入される突起が形成されることで、前記スクリュー本体に対して前記ヘッド部が相対的に回転すると、前記突起が前記凹部から離脱して前記本体スライド部及び前記ヘッドスライド部のいずれかに接触することにより前記ヘッド部と前記スクリュー本体とを互いに前記スクリュー本体の軸線方向に離隔させることを特徴とする、
   手術用スクリュー。
2. 前記スクリュー本体の軸線方向に従う前記ヘッド部の移動距離は制限されることを特徴とする、
   請求項１に記載の手術用スクリュー。
3. 前記本体ねじは、本体メインねじと本体補助ねじとを有し、前記本体補助ねじが前記ヘッドねじに連続することを特徴とする、
   請求項１に記載の手術用スクリュー。
4. 前記ヘッド部には、ヘッド駆動ホールが形成され、前記ヘッド駆動ホールの断面形状及び断面積は、前記本体駆動溝の断面形状及び断面積と同一であることを特徴とする、
   請求項１に記載の手術用スクリュー。
5. 前記ヘッド部及び前記スクリュー本体の上部の周りを包んで、前記本体ねじおよび前記ヘッドねじの両方に螺合されるスリーブねじを有するスリーブが設置され、
   前記スリーブは、前記ヘッド部が前記スクリュー本体に対して前記スクリュー本体の軸線方向に離隔した状態でも、前記本体ねじおよび前記ヘッドねじの両方に螺合されることを特徴とする、
   請求項１に記載の手術用スクリュー。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の手術用スクリューと、
   前記手術用スクリューが装着されるプレートと、
   を含む融合装置。
7. 請求項１から５のいずれか１項に記載の手術用スクリューと、
   前記手術用スクリューが貫通する貫通孔を有するケージと、
   を含む融合装置。

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