JP2002500063A

JP2002500063A - 骨髄内骨格伸延器及び伸延方法

Info

Publication number: JP2002500063A
Application number: JP2000527202A
Authority: JP
Inventors: ジャスティン，ダニエル・エフ
Original assignee: Orthodyne Inc
Current assignee: Orthodyne Inc
Priority date: 1998-01-05
Filing date: 1998-01-05
Publication date: 2002-01-08
Also published as: KR20010033867A

Abstract

(57)【要約】真皮外の部材を有しない、切断された骨を徐々に伸延させるための器具（１０）及びこの器具を使用する方法が提供されている。一対の入れ子式に係合した円筒形部材（２０，３０）を含む器具（１０）は、骨の骨髄腔内に挿入され、円筒形部材（２０，３０）は骨の各部に固定される。冒された四肢が受ける通常のねじれにより、円筒形部材（２０，３０）を強制的に離れさせ、骨の新しい成長を刺激された骨の部分を分離させる、クラッチ機構（６０，７０）が設けられている。伸延を起こさせるには１°程度の小さい回転で十分である。起こった伸延量を真皮外から検知し且つ測定するための機構も設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の背景（発明の分野）本発明は、概して、骨の伸延において使用するための外科器具に関し、より特
定すると、骨髄内骨格伸延のための装置及びその方法に関する。

【０００２】（関連技術の説明）先天性、後天感染及び後外傷による傷害によって生じる四肢の長さの食い違い
の問題は、多くの研究者の注目を受けている問題の一つである。切断された骨の
端部に取り付けることができ且つ切断部位における骨の成長を生じさせ、このよ
うにして骨の整合した伸延をもたらすために、徐々に延びるように作られた種々
の器具が当技術において知られている。これらの器具は、所望の長さに達したと
きに取り外されるか又は内副子として定位置に残される。

【０００３】通常は、軟らかい組織及び骨の中を通るピンを含む外部伸延器は、無視するこ
とができない感染の危険性、痛み及び筋肉の痙縮を起こし得る。しかしながら、
一つの利点は、この種の器具は、真皮外からの操作に対してアクセス可能である
ことである。

【０００４】長い骨の骨髄内に配置するように設計されたいくつかの内部器具が説明されて
来た。骨髄内伸延器もまた従来の文献において説明されてきた。伸延部材に直接接触する必要性を除去する試みが、グラモント（Ｇｒａｍｍｏ
ｎｔ）らによってなされたことがある（米国特許第５，０７４，８８２号；Ｔｒ
ａｎｓ．３７ｔｈＡｎｎ．Ｍｔｇ．ＯｒｔｈｐａｅｄｉｃＲｅｓｅａｒｃｈ
Ｓｏｃ．，第１６号，６５７頁、１９９１年）。以前の人工器具におけるよ
うに、四肢の徐々の伸延を刺激するために、二つの入れ子式の管が使用される。
その開示内容がその番号を記すことによって本明細書に組み入れられている本明
細書で説明する器具及び方法に関係する実施形態は、Ｄ．Ｊｕｓｔｉｎ及びＪ．
Ｄ．Ｃｏｌｅに付与された”ＩｎｔｅｒｍｅｄｕｌｌａｒｙＳｋｅｌｅｔａｌ
ＤｉｓｔｒａｃｔｏｒａｎｄＭｅｔｈｏｄ”という名称の米国特許第５，
５０５，７３３号に見出すことができる。

【０００５】（発明の概要）本発明の目的は、日常生活において経験する通常の力及びねじれの下で伸延し
、切断された骨の徐々の伸延を刺激する骨髄内骨格伸延器を提供することである
。

【０００６】本発明の更なる目的は、真皮外的な部材を含まない器具を提供することである
。本発明の更に別の目的は、一の方向に回転されると伸延を生じ、逆の方向に回
転させると短くなるのを阻止するクラッチ及びねじ付きのロッドの使用によって
その動作がなされる伸延機構を提供することである。

【０００７】本発明の更なる目的は、痙縮におけるように、患者の体重及び組織によって付
与される軸線方向の負荷を受けない伸延機構を有する器具を提供することである
。

【０００８】更に別の目的は、伸延機構によって生じる伸延量を示す真皮外から受け入れ可
能な信号を発する装置を提供することである。本発明のこれらの及びその他の目的は、骨を伸延させるための器具及び方法に
よって達成される。この器具すなわち骨髄内骨格伸延器は、骨の骨髄内の通常の
動きの際の回転振動に応答する。

【０００９】本伸延器は、骨の骨髄腔において使用するためのものであり且つ第１及び第２
の円筒形部材を含み、同第２の円筒形部材は、第１の円筒形部材内に入れ子式に
滑り込むような寸法になされている。各々の部材は、第１の端部、第２の端部及
び孔を有し、これらの部材は、第２の部材の第１の端部が第１の部材の第１の端
部と第２の端部との間に配置されるように入れ子構造になされている。使用時に
は、第１及び第２の円筒形部材は、各々、骨の基端部と末端部とに取り付けられ
る。

【００１０】この器具は更に、同じく第２の円筒形部材の孔内に滑り込む寸法の直径を有し
且つ第１及び第２の端部を有する細長いロッドを含んでいる。このロッドの第１
の端部は、第１の円筒形部材の孔内にあり且つこれに固定されている。このロッ
ドの第２の端部は第２の円筒形部材の孔内にある。

【００１１】一つの実施形態においては、細長いロッド上の第１の円筒形部材の孔内にクラ
ッチ手段が配置されている。このクラッチ手段は、第１の方向の回転に選択的に
応答し、そのときに、第２の円筒形部材上で動作して伸延する入れ子運動を生じ
る。これと逆の第２の方向に回転したときには、クラッチ手段は、ロッドが回転
しないように係止し、このようにして縮む方向の入れ子運動を防止する。このク
ラッチ手段は、第１及び第２の円筒形部材及びねじ付きのロッドの軸線方向（長
手方向）の速度論的連鎖から離れて位置決めされ、それによって、使用中に軸線
方向の負荷をクラッチ手段が受けるのを防止している。このことによりクラッチ
手段自体がこのような軸線方向の負荷に耐えるのに十分に頑丈である必要がない
ので、回転に対してより細かく応答することができるという利点を提供する。

【００１２】一つの下位の実施形態においては、クラッチ手段は、第１及び第２のクラッチ
を含んでいる。第１のクラッチは、第１の円筒形部材の第１の端部と第２の円筒
形部材の第１の端部との間の第１の円筒形部材の孔内に位置決めされている。第
１のクラッチは、第１の円筒形部材と第１のクラッチとの間で動きが伝達される
ように、孔内に十分にきつく嵌合するような寸法とされた外周を有している。第
１のクラッチはまた、細長いロッド上に位置決めされ且つ第１の方向の動きがそ
れに伝達され、第２の方向の動きがそれらの間の摺動を許容するように第１のク
ラッチの内径がその上に十分きつく嵌合する構造とされている。

【００１３】第２のクラッチは、第２の円筒形部材の孔内で且つ細長いロッドのねじ部分上
に位置決めされている。第２のクラッチもまた、それらの間で動きが伝達される
ように孔内に十分きつく嵌合する大きさになされた外周を有している。細長いロ
ッドの回転が第２の方向に起こると、第２のクラッチ内での細長いロッドの摺動
が許容され、第２のクラッチは、ねじ部分に沿って動いて、第２の円筒形部材を
第１の円筒形部材から離れる方向に押す。第１の方向の回転が生じると、第２の
クラッチ内での細長いロッドの摺動は許容されず、細長いロッドは、第２のクラ
ッチと共に回転して、第１のクラッチ内で摺動し、横方向の動きは起こらない。

【００１４】代替え的な実施形態においては、初期位置から起こった伸延の量を決定するた
めに細長いロッドと連絡した手段が設けられている。この決定は、直皮外の位置
から（すなわち非侵入的に）なされる。

【００１５】もう一つの実施形態においては、細長いロッドに固定されている回転を生じさ
せる手段が設けられている。磁気的に影響され易い材料の形態を採るかもしれな
いこの手段は、真皮外からの信号に応答して回転を生じる。この伸延は、器具の
外側の位置から非侵入的及び制御可能になされ得る。

【００１６】もう一つの実施形態においては、細長いロッドに固定されている回転を生じさ
せる手段が設けられている。磁気的な作用を受け易い材料の形態を採るかもしれ
ないこの手段は、真皮外からの信号に応答して回転を生じる。伸延は、器具の外
部の位置から非侵入的及び制御可能になされ得る。

【００１７】骨髄内骨格伸延器の第１の実施形態を使用する方法は、以下のステップを含ん
でいる。この器具は骨髄内に挿入される。次いで、第１の円筒形部材が骨の基端
部に固定され、第２の円筒形部材が骨の末端部分に固定される。ここで使用され
たクラッチ機構の精密さにより、日常生活の通常の動作中に、典型的には、十分
な捻れが生じてクラッチ機構を作動せしめて伸延をもたらす。骨に十分な伸延が
生じると、この器具は取り外される。

【００１８】外部駆動による骨髄内骨格伸延器を使用する方法は、肉体的な捻れによるより
もむしろ細長いロッドの回転をもたらすことによって、第１及び第２の円筒形部
材間の伸延する入れ子動作を生じさせるステップを含む。

【００１９】本発明の目的及び利点と共に、構成及び作動の方法の両方に関して、本発明を
特徴付ける特徴は、添付図面と見合わせて用いられる以下の説明によってより良
く理解出来るであろう。図面は、図示及び説明の目的のためのものであり、本発
明の限定事項を規定するものを意図していないことは明白に理解されるべきであ
る。本発明によって得られるこれらの及びその他の目的及び本発明によって提供
される利点は、以下の説明を添付図面と組み合わせて読むことにより、十分に明
らかとなるであろう。

【００２０】（好ましい実施形態の詳細な説明）本発明の好ましい実施形態を、図１〜１４を参照しつつ説明する。実施形態１図１ａ及び１ｂにおいて各々組み立てられた状態及び分解図で示された骨髄内
骨格伸延器は、符号１０によって全体が示されている。装置１０は、図２及び３
において各々断面で示されている第１の円筒形部材２０及び第２の円筒形部材３
０と、図４に示されている細長いロッド４０と、図５において示されている指示
器機構５０と、を含んでいる。この実施形態においては、クラッチ手段は、第１
のクラッチ６０と第２のクラッチ７０とを含んでおり（図１）、これらは両方と
も一の方向の回転を許容し、他の方向の回転を係止する一方向ローラークラッチ
である。ばねクラッチ、スパイラルバンドクラッチ、磁気クラッチ又は輪止めク
ラッチのような他のタイプのクラッチを代用しても良いことは、当業者によって
理解され得る。

【００２１】詳しくは、第１の円筒形部材２０（図２）は、第１の端部２０２，第２の端部
２０４，外径２０６，内壁２１４，外壁２１６及び部分的な長手方向孔２０８を
有している。孔２０８は、第２の端部２０４と連通しているが、第１の端部２０
２まで続いてはいない。

【００２２】第１の端部２０２に隣接して角度の付いた孔２１２が設けられており、この孔
２１２内にねじ６０４が挿入されて、第１の円筒形部材２０を骨６０の基端部６
０２に固定する（図７参照）。角度が付けられた孔２１２は、長手方向孔２０８
と連通していない。好ましい実施形態においては、第１の端部２０２の円筒の軸
線から孔２１２の軸線まで測定した角度２１８は、例えば、大腿骨又は上腕骨の
場合に４５〜６０°の範囲内とされる。この角度によって、固定手段が骨の最も
厚い部分と係合し且つ最大強度を提供することができる。

【００２３】脛骨の場合には、第１の円筒形部材８０の若干異なった実施形態が提供される
。図８に示されているように、第１の円筒形部材８０の第１の端部８０２は、円
筒の軸線から若干、典型的には、約１０°の角度８１０で曲げられている。曲げ
８０４の位置は、第１の端部８０２と、第１の端部８０２に最も近い孔８０８の
端部との間に生じる。この実施形態においては、角度がつけられた孔の代わりに
、２つの直径方向の孔８０６及び８０８が、第１の端部８０２に近接して設けら
れており、この中に一対のねじが挿入されて、第１の円筒形部材８０が骨髄の基
端部に固定される。

【００２４】図２を参照すると、第１の端部２０２内で角度付きの孔２１２と連通している
が長手方向の孔２０８とは連通していない長手方向孔２１０がねじを切られて設
けられている。ねじが切られた孔２１０は、器具の挿入及び修正中に伸延部材（
図示せず）を孔２１０内へねじ込むことによって使用される。孔２１０はまた、
ねじ６０４の正しい配置を助けるために、ドリルガイドの挿入のための通路とし
て使用される。代替的的な実施形態においては、ねじ６０４の代わりに釘を使用
しても良い。ねじ又は釘の場合には、孔２１０はまた、ねじ又は釘を定位置に固
定するための係止セットねじ６０６のために使用しても良い。

【００２５】孔２０８は、第２の端部２０４から続いている３つの部分を有し、この３つの
部分は、最も大きい直径２２２と長さ２２１とを有する第１の部分２２０と、中
間の直径２２６を有する第２の部分２２４と、最も小さい直径２３０を有し且つ
断面が八角形の内壁形状を有している第３の部分２２８とである。

【００２６】外壁２１６は、第２の端部２０４に傾斜がつけられた部分２３２を有し、この
第２の端部の中には、以下において説明する、キーリング９５と係合するための
幅２３８を有する一対の正反対の孔２３４及び２３６が設けられている。

【００２７】図３に詳細に説明されている第２の円筒形部材３０は、第１の端部３０２，第
２の端部３０４，外径３０６，長手方向孔３０８，外壁３１０及び内壁３１２を
有している。外径３０６は、第１の円筒形部材２０内の孔２０８の第１の部分２
２０と摺動可能に係合する大きさとされている。外径３０６は、更に、第２の部
分２２４の直径２２６よりも大きい寸法とされており、従って、第２の円筒形部
材３０が第１の円筒形部材２０内へ挿入できる深さは、第１の部分２２０の長さ
によって決定される。組み立てられたとき（図１参照）、第１の端部３０２は、
第１の円筒形部材２０の第２の端部２０４から孔２０８内へと挿入される（細長
いロッド４０の後で、以下を参照）。好ましい実施形態においては、第２の端部
３０４は、傾斜がつけられており（３１５）且つ挿入を容易にするために丸い端
縁３１３を有している。孔３０８と連通していない一対の正反対の孔３１４及び
３１６が、隣接する第２の端部３０４から第２の端部３０２の部分３１８へと続
いている。孔３１４及び３１６は、第２の円筒形部材３０の軸線に直角な幅３１
５を有している。第２の端部３０４の近くに一対の直径方向の孔３２０及び３２
２が設けられており、これらの孔は続いており且つ孔３１４及び３１６の幅３１
５よりも大きい直径を有している。孔３２０及び３２２は、ねじ６０７及び６０
８のために使用され、これらのねじは、部材３０を骨６０の末端部分６１０に固
定する（図７参照）。

【００２８】孔３０８は、第２の端部３０４から始まって、３つの段階を有している。即ち
、直径３２６を有する第１の部分３３４と、ねじが切られ且つ直径３３８を有し
ている第２の部分３３６と、直径３４２を有している第３の部分３４０とを有し
ている。

【００２９】末端のプラグ９０（図１ｂ）は、第２の端部３０４において第２の円筒形部材
３０の孔３０８内に嵌合する大きさになされ且つ第２の端部３０４から孔３２０
の位置を越えて延びている。末端のプラグ９０は、末端を強化する役目を果たし
且つ挿入及び伸延中に骨髄組織が孔３０８内に入るのを阻止する役目を果たす。
末端プラグ９０はまた、その中を貫通して延び且つ各々孔３２２及び３２０と連
通している一対の外周孔９０２及び９０４を有している。

【００３０】キーリング９５（図９）は、第１の円筒形部材２０の第２の端部２０４上に圧
入嵌合する大きさになされた円筒形部材である。キーリング９５は、内壁９５２
を有し、この内壁から各々幅９５８を有する一対の正反対の突出部９５４及び９
５６が孔９６０内へ延びている。組み立てたときに、突出部９５４及び９５６は
、第１の円筒形部材２０内の正反対の孔２３４及び２３６と係合し且つ第２の円
筒形部材３０内の正反対の孔３１４及び３１６とも係合する。キーリング９５の
目的は、第１の円筒形部材２０及び第２の円筒形部材３０の過剰な回転を防止し
且つクラッチを作動させるための十分な相対的回転を許容することである。従っ
て、突出部９５４及び９５６の幅は、クラッチ機構を作動させるのに十分な相対
的回転を許容し且つ自然の自動的な四肢の回転の制限内にあるように、孔の幅２
３８及び３１５よりも小さい寸法でなければならない。好ましい実施形態におい
ては、３°の回転が許容されている。

【００３１】図４に示された細長いロッド４０は、第１の端部４０２及び第２の端部４０４
，長さ４０８並びに直径４０６を有している。ロッド４０のねじ付きの部分４１
０が第２の端部４０４から延びており、この部分は、第２の円筒形部材３０のね
じ付きの部分３３６とかみ合う寸法とされている。ねじが切られていない部分４
１２が第１の端部４０２から延びている。部分的な直径方向の孔４１４と完全な
直径方向の孔４１６とがねじが切られていない部分４１２内に延びている。組み
立てられたとき（図１参照）、第１の端部４０２は、第１の円筒形部材２０の孔
２０８の全長内にあり且つ第２の円筒形部材３０のねじ付き部分３３６内にねじ
止めされ、この第２の円筒形部材３０と共に回転可能に結合され、それによって
、以下において明らかとなるように、長手方向に伸延可能である。

【００３２】図５ａ及び５ｂに詳しく示されている指示器機構５０（図１参照）が、第１の
端部４０２において細長いロッド４０のねじが切られていない部分４１２に固定
されている。指示器機構５０は、指示器ハウジング５２，ピストン５４及びばね
５３を含んでいる。

【００３３】指示器ハウジング５２は、第１の円筒形部材２０の孔２０８の第３の部分２２
８内に緊密に嵌合するような大きさになされた外周５２０を有している中空の八
角形部材である。指示器ハウジング５２はまた、孔５２２の周囲において円周に
沿って等間隔で（相互に９０°で）隔てられている４つのほぼ等しい切り取られ
た部分５２６であって、径方向の長さ５２８を有する孔５２２をも有している。
孔５２２は、更に、切り取られた部分５２６から離れた孔５２２の領域に亘って
最小直径５２４を有している。最小直径５２４は、細長いロッド４０のねじが切
られていない部分４１２を包囲し且つ緊密に結合する大きさになされている。

【００３４】ピストン５４と切り取られた部分５２６とは、相互に緊密に係合するような形
状になされている。ピストン５４の径方向の形状は、傾斜した端縁５４４と、細
長いロッド４０の半径とほぼ同一直線上にある真っ直ぐな端縁５４６とを有して
いる。ピストン５４の径方向の長さ５４８は、切り取られた部分５２６の径方向
の長さ５２８よりも大きい。切り取られた部分５２６は、曲線５４４と反対方向
に曲がっている傾斜端縁５４３を有している径方向の形状５４１と、ほぼ真っ直
ぐな端縁５４５と、を有している。ピストン及び切り取られた部分の傾斜端縁と
真っ直ぐな端縁とは、ピストンが切り取られた部分内にあるときにほぼ整合する
。

【００３５】組み立てられたとき（図１参照）、ばね５３はロッド４０内の孔４１４内に挿
入され、ピストン５４は同孔４１４内のばね５３上に挿入されている。指示器ハ
ウジング５２は、次いで、ロッド４０の第１の端部の周囲に嵌合して、ピストン
５４は一つの切り取られた部分５２６内にあり、孔４１４内に部分的に延びるよ
うになされている。指示器ハウジング５２とロッド４０との間の相対的な回転は
、真っ直ぐな端縁５４６に向かう第１の方向においては阻止されるが、傾斜端縁
５４４に向かう第２の方向５４９においては可能である。しかしながら、第２の
方向５４９における回転が生じた場合には、この機構の摩擦係数とばね５３のば
ね定数とに打ち勝つように十分なトルクがかけられて、孔４１４内に押し込まれ
るピストン５４によってばね５３が圧縮されるようになされなければならない。
図５（ｂ）に示すように第２の方向の十分な回転が生じてピストン５４が孔４１
４内に完全に位置すると、連続する回転のために必要となるトルクはより少なく
なる。９０°の回転が生じると、ピストン５４は、次の切り取られた部分５２６
に達し、ばね５３が解除されてピストン５４が切り取られた部分５２６内にスナ
ップ嵌合し、耳に聞こえる音が発せられる。

【００３６】ある下位の実施形態においては、耳に聞こえる音は、十分に強いトルクがかけ
られて指示器機構の抵抗に打ち勝ったことを示し且つ徐々に伸延が生じたことを
患者に気づかせる信号であるかもしれない。

【００３７】もう一つ別の実施形態においては、ピストンを孔７１４内へと動かして指示器
機構を解除するために、磁場がかけられても良い。図５（ｃ）に示された更に別の下位の実施形態においては、指示器機構５０’
は、一対の正反対のピストン５４’及び５４’と、細長いロッドを完全に貫通し
て延びている完全な直径方向の孔と、を含んでいる。この形状においては、ばね
５３’は一対のピストンによって孔内に保持されている。ハウジングと細長いロ
ッドとは、既に述べたように、一対の正反対の切り取られた部分から隣接する対
の正反対の切り取られた部分まで第２の方向に相対的に回転する。

【００３８】更に別の下位の実施形態は、同じく等間隔で径方向に隔てられた異なる数の切
り取られた部分を含んでも良いことを理解することができる。例えば、３つの切
り取られた部分が１２０°間隔で隔てられている。このような種々の指示器機構
によって与えられる自由度を有することによって、他の部材のいずれをも変える
ことなく特別の設計的な伸延パラメータが可能になる。

【００３９】細長いロッド４０のねじが切られていない部分４１２にはまた、ねじが切られ
ていない部分４１２（図１参照）と緊密に係合する大きさになされた長手方向孔
５５２を有する円筒形部材である指示器軸受け５５が固定されている。直径方向
の孔５５４は孔４１６と連通しており、係止ピン５８が孔５５４及び４１６内に
挿入され、軸受け５５はロッド４０上に維持される。組み立てられたとき、軸受
け５５は、指示器機構５０よりも更に第２の端部２０４に近く且つ同指示器機構
５０に隣接して、第１の円筒形部材２０内の孔２０８の第３の部分２２８内に位
置している。

【００４０】その構造が図６に示されている第１のクラッチ６０は、第１の円筒形部材２０
の孔２０８の第２の部分２２４内に十分緊密に嵌合して回転運動がそれらの間で
伝達されるような大きさになされた外周６２０を有している。図１０に示された
別の実施形態においては、第１のクラッチ６０は、孔２０８の第２の部分２２４
内のねじが切られた部分内に螺入し且つ保持ブシュ６４によって定位置に保持さ
れている。第１のクラッチ６０は更に、細長いロッド４０のねじが切られていな
い部分４１２と緊密に係合し且つそれらの間の回転運動を伝達するような大きさ
になされた内径６０４を有している。組み立てられたとき、第１のクラッチ６０
は、指示器軸受け５５とねじが切られた部分４１０との間のねじが切られていな
い部分４１２に取り付けられる。第１のクラッチ６０は、第１の方向の回転が起
ったときにロッド４０と第１の円筒形部材２０との間の摺動を許容し、第２の方
向においてはそれらの間で回転を伝達する。

【００４１】図６に示された第１のクラッチ６０と等しい第２のクラッチ７０は、第２の円
筒形部材３０の最も広い部分３４０内に十分緊密に嵌合するような大きさになさ
れた外周７０２を有して、それらの間で回転運動が伝達されるようになされてい
る。第２のクラッチは更に、ロッド４０のねじが切られた部分４１０と係合し且
つロッド４０に沿って長手方向に動くような寸法になされた内径７４０を有して
いる。第２のクラッチ７０の指向性によって、第１の方向の回転が生じたときに
ロッド４０と第２の円筒形部材３０との間の係止が許容され、第２の方向の回転
によって回転方向の摺動が生じ、このようにして、ロッド４０と部材３０との間
の直線運動が可能になる。器具１０が完全に組み立てられると、第２の方向の回
転によって、第２のクラッチ７０がロッド４０のねじが切られた部分４１０に沿
って第２の端部４０４に向かって移動せしめられ、最終的には、ねじが切られた
部分４１０が第２の円筒形部材３０内の孔３０８のねじが切られた部分３３６か
ら長手方向に動く。このような相対的な長手方向の動きは、第２の円筒形部材３
０を第１の円筒形部材２０の孔２０８から押し出して器具１０を伸延させる役目
を果たす。

【００４２】詳しくは、クラッチ６０及び７０は、円筒形のクラッチハウジング７０２，ク
ラッチケージ７０４，端部キャップ７０６，４つのクラッチばね７０８及び１２
個のクラッチローラー７１０を含んでいる。

【００４３】クラッチハウジング７０２は、内面７１２，第１の端部７０１及び第２の端部
７０３を有している孔７１１を有している。内側面７１２は、第１の方向の緩慢
な傾斜７１４と第２の方向のより急な傾斜７１６とを有する１６個の非対称的な
形状の周方向に沿った切り取られた部分７１３を有している。

【００４４】クラッチケージ７０４は、リング形状の端部７１８と、第２のリング形状の端
部７２０とを含んでおり、これらは、各々、端部７１８及び７２０の対向面７１
９及び７２１に固定された４つの等間隔の支持部材７２２によって隔てられてい
る。これらの対向面７１９及び７２１の各々は、その中に周方向のチャネル７２
６を有している。第２の端部７２０は、クラッチハウジング７０２の第１の端部
７０１内に摺動するような大きさになされており、第１の端部７１８は、クラッ
チハウジング７０２よりも大きく、従って、クラッチハウジング７０２の第１の
端部７０１を通り過ぎて摺動しないであろう。

【００４５】クラッチローラー７１０の各々は、細くされた第１の端部７３４と第２の端部
７３６とを有しているほぼ円筒形の部材を含んでいる。３つのクラッチローラー
７１０から構成される一組のクラッチローラーが、相互に隣接する支持部材７２
２の間にあり、第１の端部７３４はチャネル７２７内に配置され及び第２の端部
７３６はチャネル７２６内に配置される。ケージ７０４がハウジング７０２内に
位置するように組み立てられたとき、クラッチローラー７１０は、支持部材７２
２上に取り付けられたばね７０８によってより急な傾斜７１６に対して押し付け
られる。ローラー７１０は、ハウジングのより急な傾斜７１６を越えて第２の方
向に回転することが出来ないが、より緩慢な傾斜７１４を越えて第１の方向に回
転することは出来る。この選択的な回転能力は、クラッチの指向性を提供する。

【００４６】組立を完了するためには、ハウジングの孔７１１内に嵌合する大きさになされ
た懸垂している唇状部材７３８を有している端部キャップ７０６が第２の端部７
０３においてハウジング７０２を覆って配置される。

【００４７】両方のクラッチ６０及び７０は一方向クラッチであるので、極めて小さい回転
によって伸延をもたらすことが出来る。実際には、十分に通常の肉体の動きの範
囲内に入る１°程度の小さい捻れによって、器具１０の伸延が生じるであろう。
従って、外部からの操作は必要ではなく、既に開示された器具に必要とされる一
日当たりのより大きな伸延量よりもむしろ、骨の成長のための刺激により好まし
い状況である一日を通して小さく連続的な長手方向の増分を生じることができる
。必要とされる唯一の外部からの操作は、指示器機構５０を解除するのに必要と
されるものである。実際上は、人体に対して、この器具は、細長いロッド４０の
９０°の回転当たり０．２０ないし０．２５ｍｍの伸延を許容するように設計さ
れており、この機構を解除するための操作は、一日当たり１ｍｍの全伸延のため
には、一日当たり４〜６倍が推奨される。

【００４８】図１４に示したクラッチ構造の代替え的な実施形態においては、クラッチ６１
は、円筒形のクラッチハウジング６１２、クラッチケージ６１４、端部キャップ
（図示せず）、８つのクラッチばね６１８及び８つのクラッチローラー６１０を
有している。動作原理は、各クラッチローラー６１０に対して一つのクラッチば
ね６１８が設けられていること以外は、クラッチ６０及び７０に対して説明した
ものと同一である。

【００４９】ローラークラッチの別の代替え的な実施形態が図１３に示されており、ハウジ
ング７０２内に挿入されるような寸法とされた一部品からなるローラー／ばね／
ケージのアセンブリ６２が示されている。例えば、レーザー加工または金属射出
成形によって作ることが出来るこのアセンブリ６２においては、この構造のほぼ
円筒形の”ケージ”部分６２２に開口６２４を有する窓が付けられており、この
アセンブリにおいては、ばね部分６２６とローラー部分６２８とが相互のケージ
部分の間の連結部によって支持されており、ばね部分６２６はケージ部分６２２
によって支持されている。

【００５０】このクラッチ６２の設計においては、各板ばね６２６の第１の端部６２５がそ
の中心近くでローラー６２８とつながっている。各板ばね６２６の第２の端部６
２７は、同じくその中心近くでケージ６２２の長手方向部分６２１とつながって
いる。各ローラー部分６２８は、板ばねの第１の端部６２５によってのみ支持さ
れ、それによって、ある相対運動を許容している。引っ張られると、ローラー部
分６２８がハウジング７０２の形状によって第２の方向に回転するのが抑止され
且つ第１の方向にのみ回転するという点において、このクラッチは、上記した方
法と似た方法で作動する。しかしながら、この場合には、ローラー６２８は、完
全には回転せず、むしろ、少しだけ回転して板ばね６２６に力をかける。ばね部
分６２６は、生理学的な条件下でクラッチの回転を許容する十分な可撓性を有す
るが自由な運動を抑止するのに十分な堅牢性を有する金属ループを含んでいる。

【００５１】図１３に示された実施形態においては、１３個のローラーとばねとのユニット
が設けられている。この数は例示的であり且つ非限定的なものであることを意味
しているが、クラッチの構造は計算が合うようになされなければならないことに
注意すべきである。即ち、ローラーが少なければ少ないほど、ローラーの直径は
大きくなり、これは細長いロッドの直径及び円筒形の部材の壁の厚みを制限し、
ローラーの数が増えれば増えるほど、その直径は益々小さくなり、これは細長い
ロッドか円筒形部材の壁の厚みがより大きくなるのを許容し、それによってより
強くなる。しかしながら、ローラーの数が余り多すぎると、クラッチは、加工不
可能で且つ弱すぎる。従って、最近の材料はたくさんのローラーを有する作動可
能なクラッチを達成することを可能にすることができるので、この実施形態のた
めの加工可能な範囲は、限定的ではないが、８〜１６個ぐらいである。

【００５２】上記の器具を使用する方法は、以下のステップ（図７参照）を含む。処置され
るべき切断された骨６０の頭部に切り込みを入れ、同切り込みを貫通して骨の骨
髄内に伸延器１０を挿入する。第１の円筒形部材２０及び第２の円筒形部材３０
を、各々、ねじ６０４、６０７によって骨６０の基端部分６０２と末端部分６１
０とに固定する。第１の方向の捻れ動作が生じると、第２のクラッチが細長いロ
ッドのねじ部分に沿って動き、第２の円筒部材を第１の円筒形部材から移動させ
て器具を伸延させる。連続的な回転によって器具が入れ子式に伸び続け、０．２
５ｍｍの伸延に達し、この時点で伸延器は更に伸延しないように伸延機構が係止
される。一日の四分の一の終わりにおいて、第二の人又は患者は、ピストンが細
長いロッドの孔の中に押し込まれてクラッチの動きが再度起こるまで、自分自身
で強制的に手足を回転させる。手足が骨の切断部分６０１において刺激されて所
望の長さまで成長すると、この伸延器は、骨６０から取り外されるか又は内副子
として定位置に残される。実施形態２図１０に示した第２の実施形態１２においては、第１の円筒形部材２０と第２
の円筒形部材３０との間において所定のスタート位置から起こった伸延する入れ
子動作の伸延量を、真皮外から決定するために細長いロッド４２と連通している
手段が設けられている。この動き決定手段は、細長いロッド４２の回転位置を示
す信号が発生される信号発生手段を含んでいる。

【００５３】この特定の実施形態においては、信号発生手段は、細長いロッド４２に対して
ほぼ直径方向に配向された極（Ｎ−Ｓ）を有する希土類磁石のようなマグネット
４３を含んでいる。マグネット４３は、細長いロッド４２の動きがマグネット４
３に伝わり、それによって、磁場が細長いロッド４２の回転位置を示すように、
細長いロッド４２に対して回転方向において強制されていなければならない。

【００５４】図１０に示されているように、細長いロッド４２は、第２の端部４２４から延
びている部分的な長手方向孔４２２を有し、マグネット４３はこの孔の中に位置
するような寸法とされている。プラグ４４によって、マグネットの第２の端部４
３４をぴったりと包囲し且つマグネット４３と細長いロッド４２との間で回転運
動が伝わるように孔４２２内に十分にきつく嵌合する緊密な係合が提供されてい
る。

【００５５】通常の生理学的な動きの範囲内では、マグネット４３は一日当たりほぼ２回完
全に回転し、例えば、磁場の方向及び大きさを検知する電子ホール効果によるセ
ンサー４９（図１２）によって４時間毎に測定がなされるであろうことが期待さ
れる。センサー４９と接続されているマイクロプロセッサ４８は、磁場がＮ極か
らＳ極に変化する度毎にカウントし、これはねじピッチの１／２に関係し、生じ
た伸延の測定量を付与する。代替え的な方法として、センサーが患者によって連
続的に装着されて、所望に応じた頻度でチェックすることが出来る。

【００５６】実施形態３骨髄内骨格伸延器のこの実施形態１４（図１１ａ〜１１ｄ）においても、第１
の円筒形部材２０及び第２の円筒形部材３２並びに細長いロッド４２は、上記し
たように本質的なものである。しかしながら、ここでは、ロッド４２は、ロッド
４２の回転運動がロッド４２と第２の円筒形部材３２との間の相対的な軸線方向
の運動に変換されるように、第２の円筒形部材３２に結合されている。

【００５７】特に、ロッド４２は、第２の円筒形部材の孔３３４の相補的なねじ部分３６２
と係合するように位置決めされたねじ部分４２６を有している。従って、ロッド
４３の回転によって、ロッド４２と第２の円筒形部材３２との間の長手方向の動
きが生じる。

【００５８】この実施形態１４は、更に、細長いロッド４２に固定されて真皮外の回転発生
信号に応答する回転作用手段を含んでいる。特別な実施形態においては、回転作
用手段は、真皮外の周方向に向けられた磁気信号によってこれに反応する材料の
回転が生じ且つ細長いロッド４２の対応する回転が生じるように、マグネット４
５のような磁気信号に応答する材料を含んでいる。

【００５９】細長いロッド４２を第１の円筒形部材２０の孔内に保持するために、第１の円
筒形部材の第１の端部２０２に隣接した位置へと螺入するブシュ６４が設けられ
ている。ブシュ６４は、細長いロッドの第１の端部４２１を覆うように嵌合され
るが動きを生じるような接触状態にはない大きさになされている。次いで、固定
ねじ６３が、ロッドの第１の端部４２１内のねじ孔４２３内に挿入され、この固
定ねじ６３は、ブシュ６４をロッド４２を取り巻く関係に保持する役目を果たす
。

【００６０】本発明のこの実施形態を使用する方法は、磁気信号を第２のマグネット４７か
らマグネット４５へ供給するステップを含んでいる。この磁気信号は、マグネッ
ト４５とロッド４２とを回転駆動するのに十分な周方向成分を有しているべきで
ある。操作上、第２のマグネット４７は、伸延器１４を含む四肢に隣接して真皮
外に配置されており、且つ伸延を達成する方向（図１１においては、反時計方向
のマグネット４７の動きとして示されている）に回転される。

【００６１】以上の説明において、ある種の用語は、簡潔さ、明確さ及び理解のために使用
されているが、これらの用語は、本明細書においては説明の目的のために使用さ
れているものであり、広く解釈されることを意図されているので、従来技術の要
件を越える不必要な限定は意味してはいない。更に、図示し且つ本明細書におい
て説明した装置の実施形態は例示的なものであり、本発明の範囲はこれらそのも
のの詳細な構造に限定されない。

【００６２】以上、本発明を説明したが、本発明の好ましい実施形態の動作及び使用並びに
これによって得られる有利な新しく且つ有用な結果、新しく且つ有用な構造及び
当業者にとって自明の理にかなった機械的な等価物は、請求の範囲に記載されて
いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、組み立てられ且つ最も短くされた状態（ａ）及び分解された状態（ｂ
）の骨格伸延器を示している。

【図２】図２は、第１の円筒形部材の長手方向の図（ａ）及び長手方向断面図（ｂ）で
ある。

【図３】図３は、第２の円筒形部材の長手方向の図（ａ）及び長手方向断面図（ｂ）で
ある。

【図４】図４は、細長いロッドを示している。９（ａ）及び９（ｂ）における図は、円
筒形の軸線に沿って相互に９０°回転されている。

【図５】図５（ａ）及び５（ｂ）は、切り取られた部分内にあるピストン（ａ）及び全
体が細長いロッドの孔内にあるピストン（ｂ）を備えた指示器機構の２つの実施
形態の断面図である。図５（ｃ）は、一対のピストンを有する指示器機構の更に
別の実施形態の断面図である。

【図６】図６は、伸延器内において使用される一方向ローラークラッチの分解図を示し
ている。

【図７】図７は、骨の骨髄腔内に位置決めされた骨格伸延器を示している。

【図８】図８は、曲げられた第１の円筒形部材を有する器具の代替的的な実施形態を示
している。

【図９】図９は、本発明におけるキーリングの斜視図である。

【図１０】図１０は、磁性の位置指示装置を有する器具の分解図である。

【図１１】図１１は、（ａ）固定のマグネット又は（ｂ）電磁石を使用している骨格伸延
器の磁気駆動実施形態の斜視図、この装置の分解図（ｃ）及び第２の円筒形部材
の断面図（ｄ）である。

【図１２】図１２は、骨の内部の定位置に配置された磁性の位置指示装置の斜視図である
。

【図１３】図１３は、ローラークラッチの代替的的な一部品からなるアセンブリの斜視図
である。

【図１４】図１４は、一方向ローラークラッチの代替的的な実施形態の分解図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】切断された骨の骨髄腔内で使用するための骨髄内骨格伸延器
であって、各々、第１の端部、第２の端部及び孔を有する第１及び第２の円筒形部材であ
って、第２の円筒形部材は第１の円筒形部材内に入れ子式に摺動する大きさにな
されている、第１及び第２の円筒形部材と、第１及び第２の端部を有し、前記第２の円筒形部材内で摺動する大きさになさ
れた直径を更に有する細長いロッドであって、当該ロッドの第１の端部は前記第
１の円筒形部材の孔内に位置し且つ同第１の円筒形部材に固定されており、当該
ロッドの前記第２の端部は前記第２の円筒形部材の孔内に位置している、細長い
ロッドと、前記第１の円筒形部材の孔内の前記細長いロッドに対して同ロッドを取り巻く
関係にて配置された回転に応答するクラッチ手段であって、軸線方向の重量負荷
を受けるのを避けるように配置され、第１の方向に回転可能であり且つ第２の方
向に係止可能であり、更に、第１の方向に回転したときに前記第１及び第２の円
筒形部材の伸延する入れ子式の動作を生じるように第２の円筒形部材に対して作
動可能であるクラッチ手段と、前記細長いロッドと接続されていて、前記第１の円筒形部材と前記第２の円筒
形部材との間に生じた所定のスタート位置からの伸延する入れ子式の動きの量を
、真皮外の位置から決定するための手段であって、信号発生手段を含み、同信号
は、前記細長いロッドの回転位置を示し、前記信号発生手段は、前記細長いロッ
ドに関してほぼ正反対に配向された極軸を有するマグネットを含み、同マグネッ
トは、前記細長いロッドに関して回転方向に強制されており、それによって、同
マグネットの磁場が前記細長いロッドの回転位置を示すようになされた、前記伸
延する入れ子式の動きの量を、真皮外の位置から決定するための手段と、を含む伸延器。
【請求項２】請求項１に記載の伸延器であって、前記クラッチ手段が１°に等しいか１°よりも大きく第１の方向に回転するこ
とによって伸延がなされるように作動する、伸延器。
【請求項３】請求項２に記載の伸延器であって、前記クラッチ手段が、前記第１の円筒形部材の前記第１の端部と前記第２の円筒形部材の前記第１の
端部との間に配置された第１のクラッチであって、第１の円筒形部材との間で動
きが伝わるように前記第１の円筒形部材の孔内に十分きつく嵌合する大きさにな
された外径を有し、更に、前記第１の円筒形部材の第２の方向への回転によって
前記細長いロッドの回転が生じ且つ同第１の円筒形部材の第１の方向への回転に
よって前記細長いロッドとの摺動が許容されるように、前記細長いロッドに十分
近接した関係で嵌合するような大きさになされた内径を有する、第１のクラッチ
と、前記第２の円筒形部材の孔内に配置された第２のクラッチであって、同第２の
円筒形部材との間で動きが伝わるように前記第２の円筒形部材の孔内に十分きつ
く嵌合する大きさになされた外径を有し、更に、前記第１の円筒形部材の前記第
１の方向への回転が前記細長いロッドに関する回転を生じ且つ前記第１の円筒形
部材の前記第２の方向への回転が前記細長いロッドとの摺動を許容するように、
前記細長いロッドに十分近接した関係で嵌合するような大きさになされた内径を
有し、前記第２の円筒形部材は更に、細長いロッドに関して動くための手段であ
って、前記第２の方向に回転することによって当該第２のクラッチと前記第２の
円筒形部材とが前記細長いロッドに対して及び前記第１の円筒形部材に対して外
方へ移動せしめられ、それによって伸延する入れ子式の動きがもたらされるよう
になされた、第２のクラッチと、を含む伸延器。
【請求項４】請求項３に記載の伸延器であって、前記細長いロッドが第２の端部にねじを有し、前記細長いロッドに対して移動
するための手段が、同ねじと係合し且つ同ねじに沿って移動するための手段を含
む、伸延器。
【請求項５】請求項４に記載の伸延器であって、前記第１のクラッチ及び第２のクラッチが、第１及び第２の一方向ローラーク
ラッチを含む、伸延器。
【請求項６】請求項５に記載の伸延器であって、前記第１及び第２の一方向ローラークラッチが、１°又はそれ以上の回転に応
答するようになされた、伸延器。
【請求項７】請求項１に記載の伸延器であって、前記細長いロッドが前記第２の端部から延びている部分的な長手方向孔を有し
、前記マグネットが、前記細長いロッドの前記長手方向孔内に位置し且つ同長手
方向孔と十分きつく係合していて、同マグネットと細長いロッドとの間で回転運
動が伝達されるようになされた、伸延器。
【請求項８】切断された骨の骨髄腔内で使用するための骨髄内骨格伸延器
であって、各々、第１の端部、第２の端部及び孔を有する第１及び第２の円筒形部材であ
って、第２の円筒形部材は第１の円筒形部材の前記孔内に入れ子式に摺動する大
きさになされている、第１及び第２の円筒形部材と、第１及び第２の端部を有し、前記第２の円筒形部材内で摺動する大きさになさ
れた直径を更に有する細長いロッドであって、当該ロッドの第１の端部は前記第
１の円筒形部材の孔内に位置し且つ前記第１の円筒形部材に固定されており、当
該ロッドの前記第２の端部は前記第２の円筒形部材の孔内に位置しており且つ同
第２の円筒形部材に結合されて、当該ロッドの相対的な回転運動が当該ロッドと
前記第２の円筒形部材との間の相対的な軸線方向運動に変換されるようになされ
た、細長いロッドと、前記細長いロッドに固定されて真皮外の回転発生信号に応答する回転作用手段
と、を含む伸延器。
【請求項９】請求項８に記載の伸延器であって、前記回転作用手段が、磁気信号であって真皮外の周辺に向けられたマグネット
の信号に応答する材料を含み、それによって、当該応答する材料の回転及び前記
細長いロッドの対応する回転が生じるようになされた、伸延器。
【請求項１０】請求項９に記載の伸延器であって、前記ロッドの第２の端部にねじが切られており、前記第２の円筒形部材の孔は、前記ロッドの第２の端部のねじに相補的なねじ
を有し、同第２の円筒形部材の孔のねじは、前記ロッドの第２の端部のねじと係
合するように配置されている、伸延器。
【請求項１１】基端と、末端と、骨髄とを有する切断された骨を徐々に伸
延させるための方法であって、骨髄内骨格伸延器であって、各々、第１の端部、第２の端部及び孔を有する第１及び第２の円筒形部材であ
って、第２の円筒形部材は第１の円筒形部材内に入れ子式に摺動する大きさにな
されている、第１及び第２の円筒形部材と、第１及び第２の端部を有し、前記第２の円筒形部材内で摺動する大きさになさ
れた直径を更に有する細長いロッドであって、当該ロッドの第１の端部は前記第
１の円筒形部材の孔内に位置し且つ前記第１の円筒形部材に固定されており、当
該ロッドの前記第２の端部は前記第２の円筒形部材の孔内に位置しており且つ同
第２の円筒形部材に結合されて、当該ロッドの相対的な回転運動が当該ロッドと
前記第２の円筒形部材との間の相対的な軸線方向運動に変換されるようになされ
た、細長いロッドと、を含む骨髄内骨格伸延器を準備するステップと、前記伸延器を骨の骨髄内に挿入するステップと、前記第１の円筒形部材を骨の基端部に固定するステップと、前記第２の円筒形部材を骨の末端部に固定するステップと、真皮外の回転発生信号によって前記細長いロッドの回転を生じさせ、それによ
って、伸延する入れ子式の動きを生じさせるステップと、を含む方法。
【請求項１２】請求項１１に記載の方法であって、前記伸延器を準備するステップが、前記細長いロッドに固定された磁気的作用
を受けやすい材料を備えるステップを更に含み、前記ロッドの回転を生じさせるステップが、前記磁気的作用を受けやすい材料
に磁気信号を供給するステップを含み、同磁気的信号は、同磁気的作用を受けや
すい材料と前記細長いロッドとを回転方向に駆動するのに十分な周方向成分を有
するようになされた、方法。