JP2002523128A - 自己切削中空円筒形骨固定要素 - Google Patents

自己切削中空円筒形骨固定要素

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JP2002523128A
JP2002523128A JP2000565799A JP2000565799A JP2002523128A JP 2002523128 A JP2002523128 A JP 2002523128A JP 2000565799 A JP2000565799 A JP 2000565799A JP 2000565799 A JP2000565799 A JP 2000565799A JP 2002523128 A JP2002523128 A JP 2002523128A
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bone fixation
plates
cutting
bone anchoring
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ビートリス スタイネル
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、骨部分を他のインプラントに固定するための骨固定要素(9)に関し、この要素は、A)縦軸線(2)と上端(3)と下端(4)とを有する縦長円筒形固定部品(1)と;B)上端(3)に取付けられそして別の移植可能要素と結合するよう設計された結合要素(5)とを備えており;C)固定部品(1)の外側面(6)に雄ねじ(7)が取付けられており;D)固定部品(1)が縦軸線(2)の方向で高さHを有し、かつ縦軸線(2)と同心の穴(10)を備えており、この穴が下端(4)から測って深さTを有し;E)固定部品(1)の下端(4)が自己切削型に構成されている。本発明はまた、a)2つの骨固定要素(9);b)中心軸線(16)を備えた少なくとも1つのプレート(14;15)を含み、少なくとも1つのこのプレート(14;15)が、両方の骨固定要素(9)の結合要素(5)を受容するための手段(17)を備えており;c)骨固定要素(9)をプレート(14;15)内で固定するための手段(18)を含み、d)両方の骨固定要素(9)が中心軸線(16)の方向で移動可能である、骨固定装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、請求項1の前文に記載された骨固定要素と請求項11の前文に記載
された骨固定装置とに関する。
【0002】 (背景技術) 骨部分を固定するために、または殊に脊柱固定時にも、骨部分または椎体は、
骨ねじ、茎ねじまたはその他の骨固定要素によって内部プレートまたはロッドに
固定される。
【0003】 骨部分を相対的に固定するためのインプラントは、または脊椎を固定するため
のインプラントも、DE29710979 アエスキュラプ(AESCULAP
)に開示されている。このインプラントは、各骨部分に挿入可能な固定要素と、
着脱可能な玉締付継手によって固定要素が固着され得る結合要素と、やはり結合
要素にしっかり締付けられる縦支柱とを含み、さまざまな骨部分に挿入されまた
は椎体にも挿入された複数の固定要素は縦支柱によって固定して結合可能である
。固定要素は中空円筒形骨ねじとして構成され、外側面にねじと、ねじ山間隙の
間にある放射状貫通穴とを有する。この中空円筒形固定要素を挿入する前に、骨
内に受容通路を穿孔またはフライス加工しなければならない。
【0004】 中空円筒形骨ねじを含む別のインプラントがUS5015247 ミヒェルゾ
ン(MICHELSON)に開示されている。上で触れた固定要素と同様に、特
に椎間腔に挿入するように形成されたこの骨ねじは、雄ねじとねじ山間隙の間に
配置される放射状(半径方向)貫通穴とを備えた中空円筒からなる。このインプ
ラントは、やはり穿孔またはフライス加工された骨通路内かまたは骨内の穴のい
ずれかにねじ込まれる。後者の場合、骨ねじ内の空洞は生体自体の骨切屑で満た
され、隣接する椎体自体の間の融合、椎体とインプラントとの間の融合が促進さ
れる。
【0005】 前記両方のインプラントは、中空円筒形骨ねじまたは固定要素をねじ込むのに
先だって、骨内に通路または穴をフライス加工または穿孔しなければならないと
いう欠点を有する。
【0006】 この点で本発明は救済策を提供せんとするものである。本発明の課題は、自己
切削固定要素を提供することである。骨固定要素のこの自己切削性によって移植
時間は本質的に短縮される。
【0007】 (発明の開示) 本発明は、この課題を、請求項1の特徴を有する骨固定要素と請求項11の特
徴を有する骨固定装置とによって解決する。 本発明のその他の有利な諸構成は従属請求項に明示されている。
【0008】 本発明による骨固定要素の好ましい一実施形態では、骨固定要素が円筒形固定
部品からなり、この固定部品はその一端の正面に、接線方向で配置される切削歯
を有する。固定要素は中空円筒形に構成され、外側側面には自己成形型ねじを備
えている。切削歯または鋸歯を利用して固定部品は、骨通路をあらかじめ穿孔ま
たはフライス加工することなく骨内に直接導入することができる。骨切屑は中空
円筒の穴のなかに排出される。
【0009】 切削歯の数は10〜40、好ましくは20〜30である。 さらに、切削歯は10°〜40°、好ましくは25°〜35°のすくい角を有
する。すくい角とは、中空円筒形固定要素の縦軸線と切削歯の切断面との間の角
度のことである。逃げ角は有意義には5°〜40°、好ましくは18°〜28°
である。 さらに、切刃が縦軸線の垂線に対して内抱する角度は30°〜60°、好まし
くは40°〜50°であり、切削かどは固定要素の外周面にある。
【0010】 他端に固定要素は、別の移植可能な要素、例えば結合プレート、調整プレート
または縦支柱に連結するための結合要素を備えている。最も単純な実施形態にお
いてこの結合要素は、プレートの相応の穴に差込可能な円筒で構成することがで
きる。しかし結合要素は、有利には、固定要素が或る角度範囲内で旋回可能にプ
レート内で固定できるように構成されている。この旋回性は、例えば、結合要素
の球形造りとプレートの相応の凹部とによって実現することができる。
【0011】 他の一実施形態において固定要素の側面は、切削歯を備えた下端から部分長さ
にわたって円滑表面を有することができる。この実施形態は、中空円筒形固定部
品の側壁がこの部分長さにわたって放射状貫通穴を装備することができ、これら
の貫通穴が固定部品の外側にある骨と固定部品の内側にある骨核との融合を可能
とすることによって、諸利点を提供する。さらに、貫通穴によって材料が節約さ
れ、これによりインプラントの重量をかなり下げることができる。この部分長さ
Lは有意義には固定部品の高さHの60%〜85%、好ましくは70%〜80%
である。
【0012】 本発明による装置の好ましい一実施形態においてこの装置は、少なくとも2つ
の骨固定要素と、中心軸線を有する少なくとも1つのプレートとを含み、少なく
とも1つのこのプレートは両方の骨固定要素の結合要素を受容するための手段を
備えている。これらの結合手段を受容するための手段は、実質的に、プレートに
設けられた、適切な縦断面を備えた穴からなり、これらの穴は、固定要素に取付
けられた結合手段がそのなかで支承されかつ骨固定要素固定手段でもって単数ま
たは複数のプレート内で着脱可能に固着されることを可能とする。
【0013】 本発明による装置の好ましい実施形態において骨固定要素を固定するための手
段は、結合要素内にねじ込可能なまたは結合要素を介してねじ込可能なねじまた
はナットからなる。さらに、結合手段を受容するための手段は、例えばプレート
の中心軸線に沿って延設される長孔の態様に形成されており、両方の骨固定要素
は中心軸線の方向で距離Zだけ相互に移動可能であり、この距離は10〜80m
m、好ましくは20〜60mmである。
【0014】 本発明による装置の他の一実施形態は、中心軸線の方向で移動可能な2つのプ
レートを装置が含み、両方のプレートがそれぞれ結合要素受容手段を備えており
、装置がさらに両方のプレートを相対的に固定するための固定手段を含むことを
特徴としている。この固定手段はさまざまな変更態様において、ねじとして実施
されており、このねじは一方のプレートの穴に挿通され、他方のプレートにねじ
込まれている。
【0015】 少なくとも一方のプレートの中心軸線と固定部品の各縦軸線との間で60°〜
120°、好ましくは70°〜110°の角度が調整可能であることは、例えば
球形結合要素としての実施において結合要素を好適に造形することによって可能
となる。
【0016】 同様に予定されている本発明による装置の一実施では、両方のプレートが、互
いに接触する面に刻み目を備えている。これにより装置は両方のプレートが相互
にすべって位置ずれすることのないように固定され、一層安定する。さらに、両
方のプレートは側面の鼻端または案内顎(Fuhrungsbacken)によって回動に備えて
固定される。
【0017】 本発明による装置の他の一実施形態では、第2プレートの代わりに2つの円環
状ディスクが設けられており、一方のディスクはプレートの下方に置かれて固定
要素の結合手段を受容するのに役立ち、他方のディスクは、このディスクに挿入
可能なねじとともに、プレートに対する第1固定要素の締付け可能な固定を実現
するのに役立つ。第2固定要素はプレート内で固定される。固定要素の間に可変
距離を実現するために、結合要素を受容するための穴の少なくとも1つは長孔と
して構成されている。プレートの下方にあるディスクとプレート自体は、接触面
にやはり格子部(Rasterung)を備えておくことができる。
【0018】 球形結合要素の代わりに、固定要素の側で、プレートに載置されて片面を凸面
状に形成されるディスクと、これに対応させて凹面状に形成された固定要素上端
とによって固定要素の旋回性を生じることができる。
【0019】 本発明によって達成される利点は、実質的に、本発明による骨固定要素のおか
げで、インプラント挿入前に骨に穿孔またはフライス加工を行う必要がないこと
に見ることができる。 本発明と本発明の諸構成が以下に一実施例の部分略図に基づいてなお詳しく説
明される。
【0020】 (図面の簡単な説明) 図1は、本発明による骨固定要素の一実施形態の概略斜視図である。 図2は、本発明による装置の一実施形態による切削歯の部分図である。 図3は、本発明による装置の一実施形態の正面図である。 図4は、図3に示した本発明による装置の実施形態を上から見た図である。
【0021】 本発明による骨固定要素9の一実施形態が図1に概略的に示されている。この
骨固定要素は高さHの円筒形固定要素1と、その縦軸線2と同軸で、同心に配置
される結合要素5とを含み、この実施形態の場合、結合要素は単純な円筒形ピン
として図示されている。円筒形ピンの代わりに、結合要素5は球形に構成してお
くこともできる。結合要素5は縦軸線2の方向で固定要素1の上端3に直接続い
ている。固定要素1の下端4の方から同軸で固定要素1内に設けられる穴10は
、その深さTが高さHよりも小さい。こうして深さTに一致する長さにわたって
固定要素1の中空円筒形横断面が得られる。下端4で中空円筒の正面に切削歯ま
たは鋸歯8が接線方向に配置されている。
【0022】 この実施形態において設けられている切削歯8の切刃11は放射状(半径方向
)に延びている。下端4から出発してやはり高さHよりも小さい部分長さLにわ
たって固定要素1の外側側面6は円滑であるのに対して、高さHの残りの部分は
雄ねじ7を備えている。骨固定要素9は結合部品5の正面に六角穴を備えておく
ことができ、相応の工具を使って骨固定要素9を骨に挿入することがこれによっ
て容易となる。六角穴の代わりに、結合部品5に、または固定要素1の上端3に
続く部分に、外部六角面を設けることも可能である。
【0023】 図2は1つの切削歯8の一部を示す。図示された三次元座標系は縦軸線2に平
行なz軸24と、半径方向のx軸25と、この半径に直角で外側側面6に対して
接線方向のy軸26とを有する。切削かど27は固定部品1の外側側面6にある
。z軸24と切屑が転がり落ちる切削歯面32とによって内抱されるすくい角2
8は30°である。外側側面6に周方向で存在する切削歯エッジ33とx軸25
、y軸26によって規定された平面31との間の逃げ角29は22.5°である
【0024】 半径方向に延びる切刃11とx軸25、y軸26によって規定された平面31
との間の角度30は45°であり、切削歯8の切削かど27は、固定部品1の下
端4(図1)を形成し、外周面にある。
【0025】 図3と図4の両図は2つの骨固定要素9を備えた本発明による装置の実施形態
を示す。両方の骨固定要素9はその中空円筒形部分に放射状貫通穴13を備えて
いる。両方の骨固定要素9を結合する2つのプレート14;15が共通の中心軸
線16を有する。両方のプレート14;15は、中心軸線16に沿って延びて接
触し合う面21;22で部分的に重なっている。相接触するこれら両方の面21
;22が刻み目23を装備しており、これらの刻み目は両方のプレート14;1
5が負荷を受けてすべって位置ずれするのを防止する。さらに両方のプレート1
4;15は相向き合う末端に突出鼻端43を備えており、これらの鼻端はプレー
ト14;15に横から取付けられており、それぞれ他方のプレート14;15の
厚さにわたって延びている。
【0026】 プレート14;15が相対的に回動し、中心軸線16を基準にそれらの整列が
もはや与えられなくなってしまうことは、これらの鼻端43によって防止される
。骨固定要素9の結合要素5を受容するための手段17は球面穴である。結合要
素5は球台として形成されており、球面穴の直径に一致した直径を有する。
【0027】 球台形結合要素5が装備している穴37は、雌ねじ38と、上端3から離れる
につれて先細となる円錐形旋削部39とを有する。旋削部39はねじの円錐形ね
じ頭部40を受容するのに役立ち、これらのねじは骨固定要素9をプレート14
;15に固定するための手段18として役立つ。
【0028】 ねじを締付けると、円錐形ねじ頭部40によって、長溝36とやはり円錐形の
旋削部39とを備えた結合要素5は、結合要素5を受容するための手段17とし
て役立つ球面穴の壁に締付けられる。このためにねじ頭部40の円錐角と円錐形
旋削部39の円錐角が同一である必要はない。これにより骨固定要素9はプレー
ト14;15の垂線に対して内側で16°、外側で19°の角度44だけ揺動し
た位置においてプレート14;15内で固定することができる。
【0029】 プレート14;15を互いに相対的に固定する固定手段20は、ねじであり、
下側プレート14の雌ねじ付き穴41にねじ込まれ、上側プレート15の長孔4
2に挿通される。両方のプレートが相互に移動可能で、中心軸線16に沿って両
方の骨固定要素9の距離が可変となるように、ねじ用貫通穴として上側プレート
15に長孔42が設けられている。
【0030】 固定部品1はその上端3に固定部品1よりも直径の大きいフランジ34を備え
ている。このフランジ34は、相互に60°の角度で6つの半円形切欠き部35
を有する。これらの切欠き部35とこれに適合した工具とを利用して骨固定要素
9は骨にねじ込むことができる。切欠き部35の代わりに、フランジ34は外部
六角面を備えていることもできる。フランジ34が「止め」としても働き、骨固
定要素9は骨または椎体に過度にねじ込むことはできない。
【0031】 以上述べたインプラントを利用するのに事前に受容通路を骨内に設ける必要は
ない。骨固定要素を骨内に挿入する前に、まずキルシュネル鋼線が同心で骨に挿
入される。引き続き、結合部品の球頭部にスナップインしかつ外側で6つの切欠
き部内に係合するスパナを利用して、骨固定要素は骨内に、または椎体内にも、
直接ねじ込まれる。スパナは穿孔されており、こうして事前に挿入されたキルシ
ュネル鋼線によって案内される。
【0032】 中空円筒形固定部品1を受容するための通路は切削歯8によって骨内に設けら
れる。その際に発生する骨切屑は中空円筒形固定部品1の内部に排出される。骨
固定要素9のねじ込み後、キルシュネル鋼線は再び除去することができる。同様
に、第2骨固定要素9も骨に導入される。骨固定要素9を骨部分または椎体に導
入後、プレート14;15が結合部品5に嵌着される。円錐形ねじ頭部40を有
するねじと固定ねじ20をねじ込んで締付けることによって、インプラント全体
は希望する位置で鎖錠することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による骨固定要素の一実施形態の概略斜視図である。
【図2】 本発明による装置の一実施形態による切削歯の部分図である。
【図3】 本発明による装置の一実施形態の正面図である。
【図4】 図3に示した本発明による装置の実施形態を上から見た図である
【符号の説明】 1:縦長円筒形固定部品、2:縦軸線、3:上端、4:下
端、5:結合要素、6:外側面、7:雄ねじ、8:切削歯、9:骨固定要素、1
0:縦軸線と同心の穴、11:切刃、12:中空円筒形側壁、13:放射状貫通
穴、14および15:プレート、16:中心軸線、17:結合要素受容手段、1
8:骨固定要素をプレート内で固定する手段、20:プレートを互いに相対的に
固定する固定手段、21および22:接触面、23:刻み目、24:z軸、25
:半径方向のx軸、26:接線方向のy軸、27:切削かど、28:すくい角、
29:逃げ角、30:切刃とx軸、y軸によって規定された平面との間の角度、
31:x軸、y軸によって規定された平面、32:切削歯面、33:切削歯エッ
ジ、34:フランジ、35:半円形切欠き部、36:長溝、37:結合要素が装
備している穴、38:雌ねじ、39:円錐形旋削部、40:円錐形ねじ頭部、4
1:雌ねじ付き穴、42:長孔、43:突出鼻端、44:揺動角度。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年8月7日(2000.8.7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項2
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項3
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】 この点で本発明は救済策を提供せんとするものである。本発明の課題は、自己
切削固定要素を提供することである。骨固定要素のこの自己切削性によって移植
時間は本質的に短縮される。 貫通穴、円筒形固定部品、上端の結合要素および固定部品の外側面にある自己
切削雄ねじを有する固定ねじは、US4,537,185 ステドニッツ(ST
EDNITZ)によって知られている。この公知の固定ねじは、軸方向に貫いて
穴が開けられておりそして正面端部に切削歯が備わっている。 貫通穴が開けられ、円筒形固定部品およびこの固定部品の外側面にある自己切
削雄ねじを有するその他の整形外科固定ねじは、US5,129,901 デコ
ステ(DECOSTE)によって知られている。この公知の固定ねじは、同様に
軸方向に貫いて穴が開けられておりそして正面端部に切削歯が備わっている。 上記固定ねじはどちらも、ねじ頭部に及ぶか若しくはねじ頭部に接近した雄ね
じを備えており、従ってこれらは骨の海綿状領域にまでねじ込まれる。これには
、皮質領域はほぼ正常のままであるが海綿状領域が縮小される骨粗しょう症の場
合、海綿状部分に適合したねじによる固定が実行できないという欠点がある。さ
らに、上述の両方の固定ねじの場合、雄ねじの自己切削優良性は、軸方向溝を用
いて確立され、その結果これら固定ねじには、前面で円滑表面を有する外側面が
備わっていない。 この点で本発明は救済策を提供せんとするものである。本発明の目的は、唯一
の特定の皮質ねじによって骨の皮質領域内に固定され、そして海綿状領域におい
て円滑表面によってインプラントのより良好な混入並びに血行のより良好な回復
を保証する固定要素を創り出すことにある。それゆえに、このような皮質ねじを
海綿状領域にまで延ばすことは不都合である。なぜなら微小運動せん断作用およ
び微小運動刻み目作用が発生する場合に、これらが海綿状領域を傷つける可能性
があるからである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アエビ マックス カナダ国、ケベック州 エイチ2ヴイ 4 ピー1、ウートレモン、テラッセ レ ゾ ヴィリエール 47 Fターム(参考) 4C060 LL08 LL15 MM24 【要約の続き】 に関する。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 骨固定要素(9)であって、 A)縦軸線(2)と上端(3)と下端(4)とを有する縦長円筒形固定部品(
    1)と、 B)上端(3)に取付けられて内部プレートまたは縦支柱に連結される結合要
    素(5)とを備えており、 C)固定部品(1)の外側面(6)に雄ねじ(7)が取付けられており、 D)固定部品(1)が縦軸線(2)の方向で高さHを有し、かつ縦軸線(2)
    と同心の穴(10)を備えており、この穴が下端(4)の方から深さT<Hを有
    する骨固定要素において、 E)固定部品(1)の下端(4)が自己切削型に構成されていることを特徴と
    する骨固定要素。
  2. 【請求項2】 外側面(6)が、下端(4)から部分長さL<Hにわたって
    円滑表面を有することを特徴とする、請求項1に記載の骨固定要素(9)。
  3. 【請求項3】 部分長さLが、高さHの50%〜80%であることを特徴と
    する、請求項2に記載の骨固定要素(9)。
  4. 【請求項4】 固定部品(1)の下端(4)正面に、接線方向で配置される
    切削歯(8)が取付けられていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1
    項に記載の骨固定要素(9)。
  5. 【請求項5】 切削歯(8)の切刃(11)が、半径(25)と付属の接線
    (26)とによって規定された平面(31)に対して30°〜60°の角度(3
    0)を内抱することを特徴とする、請求項4に記載の骨固定要素(9)。
  6. 【請求項6】 切削歯(8)が10°〜40°のすくい角を有することを特
    徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の骨固定要素(9)。
  7. 【請求項7】 切削歯(8)が25°〜35°のすくい角を有することを特
    徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の骨固定要素(9)。
  8. 【請求項8】 切削歯(8)が15°〜30°の逃げ角を有することを特徴
    とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の骨固定要素(9)。
  9. 【請求項9】 ねじ(7)が自己成形型のものであることを特徴とする、請
    求項1〜8のいずれか1項に記載の骨固定要素(9)。
  10. 【請求項10】 固定部品(1)の中空円筒形側壁(12)が放射状貫通穴
    (13)を備えていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の
    骨固定要素(9)。
  11. 【請求項11】 請求項1〜12のいずれか1項に記載された骨固定要素(
    9)を2つ備えた骨固定装置において、装置が A)中心軸線(16)を備えた少なくとも1つのプレート(14;15)を含
    み、少なくとも1つのこのプレート(14;15)が、両方の骨固定要素(9)
    の結合要素(5)を受容するための手段(17)を備えており、装置がさらに、 B)骨固定要素(9)をプレート(14;15)内で固定するための手段(1
    8)を含み、 C)両方の骨固定要素(9)が中心軸線(16)の方向で移動可能であること
    を特徴とする前記装置。
  12. 【請求項12】 装置が、中心軸線(16)の方向で移動可能な2つのプレ
    ート(14;15)を含み、両方のプレート(14;15)がそれぞれ、結合要
    素(5)を受容するための手段(17)を備えており、装置がさらに、両方のプ
    レート(14;15)を相互に相対的に固定するための固定手段(20)を含む
    ことを特徴とする、請求項11に記載の装置。
  13. 【請求項13】 両方の骨固定要素(9)が中心軸線(16)に沿って距離
    Zだけ相互に移動可能であることを特徴とする、請求項11または12に記載の
    装置。
  14. 【請求項14】 距離Zが20〜60mmであることを特徴とする、請求項
    13に記載の装置。
  15. 【請求項15】 距離Zが30〜55mmであることを特徴とする、請求項
    14に記載の装置。
  16. 【請求項16】 両方のプレート(14;15)が、相互に接触する面(2
    1;22)に刻み目(23)を備えていることを特徴とする、請求項11〜15
    のいずれか1項に記載の装置。
  17. 【請求項17】 少なくとも一方のプレート(14;15)の中心軸線(1
    6)とそれぞれの固定部品(1)の縦軸線(2)との間で70°〜110°の角
    度が調整可能であることを特徴とする、請求項11〜16のいずれか1項に記載
    の装置。
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