JP2008531078A - 骨折治療用のプレート及びねじ - Google Patents

Abstract

プレートの、骨に面した下面に設けられた、ねじ穴を包囲する円環状の凹所と、穴と穴との間に設けられた横方向溝との組合せにより、骨に対する減じられた潜在的接触を有する骨折治療用のプレートは、ロッキングねじ及び慣用の骨接合用ねじの使用を許容する。下側と側部とからからプレートに切り込まれた横方向溝により、穴と穴との間のスパンにおけるプレートの強度は、ねじ穴におけるよりも小さい。プレートは、ねじ穴の過剰な変形を生じることなく両平面において曲げられることができる。曲げの際の穴の保護は、外科手術時間を短縮するために予め装着されることができる穴プラグによって提供される。したがって、ねじ穴プラグは、骨接合用ねじのために使用された穴に配置されたまま残されることができる。

Description

本発明は骨折の内部固定のためのプレート及びねじに関する。プレート、特にプレートの下側の、骨に面した面の形状が発明の核心である。本発明は、プレートと骨との間の潜在的な接触を著しく低減し、ひいてはプレート自体によって骨の管供給になされる損傷が最小限に抑制される。さらに、プレートのねじ穴は、慣用の（ＩＳＯ規格の）又は特別なロッキングねじの使用を許容するように成形されている。これらの目的はプレート及びプレート−骨構造の機械的特性を妥協することなく達成される。

背景
内部固定によって治療される骨折の回復は、骨内膜経路及び骨膜経路によって提供される血液供給に依存する。骨内膜経路及び骨膜経路は、骨折時だけでなく、後に治療によって損傷されるおそれがある。慣用のプレートは、骨にできるだけ密着しかつ骨に密にねじ留めされるように形成されているので、骨膜血液供給に対して特に高い危険性を生じる。このことは、骨膜、及び血液供給のために骨膜を必要とする骨を死なせる。死んだ骨は回復することができず、感染症の特に高い危険性を生じる。リモデリングによって骨は回復されることができるが、元の形状及び機械的特性にはめったに回復しない。

骨との接触面積を減じる多くの様々なプレートが、過去２０年間に臨床上の利用に導入されてきた。骨接合用ねじ及びプレートを安定的に結合又はロックするための様々な解決手段も、これらの発展に関連している。プレートと骨との間の接触が極めて小さな面積に減じられると、ねじをロックすることが不可避であり、骨に係止されかつプレートを骨に押し付ける慣用のねじは、骨の圧縮強さを越えた接触圧を生ぜしめるおそれがある。このことは、構造の安定性、ひいては骨折回復のプロセスを妥協する。

従来技術
Allgowerに発行された米国特許第３５５２３８９号明細書は、骨折の内部固定における事実上のスタンダードになった、いわゆる圧迫プレート、すなわちダイナミック圧迫プレートを開示している。このプレートにおけるねじは、プレートと骨片との間の軸方向変位を生ぜしめ、骨折部における骨片の圧迫を生ぜしめるために使用されることができる。これらの、今や一般的なプレートの主な欠点は、プレートと骨との広範囲な接触、及びその結果としての骨膜血液供給の破壊である。

Sutterに発行された米国特許第４４８４５７０号明細書は、いわゆる下顎骨復興プレートにおいてどのようにねじをロックするかを開示している。この発明は、プレート取付けを改良するためのその後の及び現在の努力の多くを変化させた。

Klaueに発行された米国特許第４８３８２５２号明細書は、骨に面した側においてより狭幅になっている台形の骨プレートを開示している。その意図は、接触を減じることであるが、特にねじれにおいて安定性が妥協されている。

Klaueに発行された米国特許第５００２５４４号明細書は、骨に対する接触をさらに減じることを目的とした横方向アンダカットと組み合わされた、台形のプレートを開示している。

Perren他に発行された米国特許第５０５３０３６号明細書は、長手方向アーチ状切断部、及び複数の側部開口、又は横方向切断部を使用してプレートの下面をどのように整形するかを開示している。

Tepic他に発行された米国特許第５１５１１０３号明細書は、摩擦式自己ロック機構によってねじをプレートにロックする解決手段を開示している。

Mastに発行された米国特許第５２６９７８４１号明細書は、プレートと骨との間に配置された、ナットを使用してねじをプレートにどのようにロックするかを開示している。

Talos、Schmokerに発行された米国特許第５７０９６８６号明細書は、ねじのロッキングを許容する、側壁に設けられたねじ山を備えた細長いねじ穴を開示している。

Tepic、Bresinaに発行された米国特許第５７３３２８７号明細書は、ねじ穴の周囲の応力集中をどのように減じるかを開示している。プレートの、骨に面した側におけるねじ穴を包囲する凹所は開示されていない。

Klaue、Mastに発行された米国特許第５７４１２５８号明細書は、ねじをプレートに固定するためのロッキングねじの別の概念を開示している。

Klaue、Mastに発行された米国特許第５８１０８２３号明細書は、ねじに集中された、骨に対する極めて小さな接触を備えたプレートをどのように設計するかを開示している。

Frigg、Schavanに発行された米国特許第６２０６８８１号明細書は、より小さな硬度のプレートにねじをどのようにロックするかを開示している。

Campbell、Harringtonに発行された米国特許第６６０２２５５号明細書は、第３のボディ（ばね）エレメントを備えた、ねじ及びプレートのためのロッキング機構を開示している。

Wagner、Friggの米国特許審判第２００２００４５９０１号は、標準的な、又はロッキングねじを収容するように設計された細長いねじ穴を開示している。

米国特許第６０１７３４５号明細書は、多数の開口（２４）を有する骨固定プレートアセンブリを開示しており、骨又は開口は、それぞれの面において少なくとも１つの内部円環状凹所（１３）を有することができる。

欧州特許出願公開第３４８３９０号明細書は、骨プレートを含む骨プレートシステムを開示しており、骨プレートは開口と横方向溝とを有しており、横方向溝は開口と開口との間に配置されていない。

発明の概要
本発明は、上面と、下面と、上面から下面まで延びた、少なくとも２つの好適には円形の穴とを有する、骨折を治療するためのプレートに関し、前記穴が、実質的に平坦な下面における凹所によって包囲されている。

凹所の目的は、プレートとねじを包囲する骨との潜在的な接触を排除することである。プレートの下面は実質的に平坦である。

前記凹所は好適にはほぼ円環状である。凹所の形状は、プレートの下側から見た場合に円形であることができるが、同様の効果を得るためにその他の形状が使用されることもできる。残りの下面に沿ったプレートの横方向アスペクトにおける応力を減じるために、プレートの長軸の方向に僅かに細長い形状が使用されることができる。凹所は、鋭い角における応力集中又は鋭いエッジにおける負傷を回避するために当業者が行うように、凹所は、底部において丸み付けられている及び／又はエッジにおいて面取りされていることもできる。

好適には、プレートの幅は、前記穴の直径よりも、好適にはほぼ２．５〜３．５倍大きい。前記凹所の直径は好適には、前記穴の直径よりもほぼ１．５〜２倍大きい。

凹所の深さは、プレートの厚さに合わせて寸法決めされるべきである。骨に対する安全な隙間を提供する必要性と、プレートの十分な強度を維持する必要性との良好な妥協は、約１：４の好適な比を提案する、すなわち凹所の深さはプレートの厚さの約２５％であるべきである。概して、凹所の深さはプレートの厚さの約２０〜約３０％であることができる。したがって、１つの好適な実施形態においては、凹所の深さはプレートの厚さのほぼ４分の１である。

プレートは好適には横方向溝を有する。好適な実施形態において、横方向溝は、プレートの下面と骨との潜在的な接触をさらに減じるために穴のうちの少なくとも幾つかの穴と穴との間に配置されており、前記穴ごとに元の実質的に平坦な下面の２つの小さな領域のみをそのまま残している。

好適には、横方向溝は、好適にはプレートの、骨に面した下面において、穴の少なくとも幾つかの穴と穴との間に配置されている。横方向溝はプレートの上側に設けられることもできる。好適にはあらゆる２つの穴と穴との間に１つ又は２つ以上の横方向溝が設けられている。横方向溝は、側部からプレートに切り込まれることもできるか、又は側部が、穴と穴との間におけるプレートの幅を減じる側部切断部を有することができる。

本発明の好適な実施形態において、横方向溝は２つの穴の間に凹所の間の領域に亘って延びており、さらに一層好適には、横方向溝は穴を包囲する凹所の一部と重なり合っている。この場合、プレートは、横方向溝が存在しない、プレートの、骨に面した下側の領域が極めて小さい面積であるように設計されることができる。このことは、プレートが所定の位置に配置された場合に小さな面積のみが骨に接触することを保証する。また、横方向溝が、互いに実質的に隣接するように配置されることも可能である。この場合、骨接触のために残っている面積は、極めて小さいか又はエッジのみから成っている。好適には、骨接触のために残っている面積は、ほぼ穴の幅を有している。

横方向溝の深さは好適には凹所の深さとほぼ同じである。好適には、横方向溝の深さは凹所の深さと同じであるか又はこれよりも大きい。さらに、横方向溝の深さは、凹所の深さよりも僅かに大きくてもよい。択一的に、横方向溝の深さは凹所の深さよりも僅かに小さくてもよい。

好適な実施形態において、上面に隣接した上側区分において穴は円錐形である。穴の円錐形区分は好適には、自己ロッキング範囲よりも上の円錐角、好適には３０゜以上、を有している。

穴の中間−下側の区分には好適にはねじ山が設けられている。

本発明のプレートにはさらに、中間−下側の区分において穴の長手方向アスペクトに延びた、角度解放切断部が設けられることができる。

前記プレートの形状は、少なくとも幾つかの穴と穴との間に間隔をおいて配置された、側部切断部によって変更されることができる。骨プレートの多くの使用において、両平面においてプレートを曲げることが望ましい。いわゆる、深い側部切断部を備えた復興プレートが存在するが、これらのプレートは、荷重がより小さい複雑な骨、例えば骨盤の骨、において使用するためのものである。本発明に開示されたプレートには、特に関節の近傍において、長い骨の形状に適合するために両平面においてプレートの十分な曲げを提供する側部切断部が設けられることができる。側部切断部の重要な別の機能は、プレートの強度をより均一にすることである。このことは、適応をさらに一層容易にするだけでなく、機能的使用におけるプレートの破壊の危険性を減じるために有利である。

穴と穴との間の断面は好適には、穴における断面よりも低い抵抗モーメントを有している。

ねじ穴はプラグによってふさがれることができ、このプラグは基本的に単なる短いロッキングねじである。曲げ及びねじりによってプレートを骨に適応させながら、プレート穴においてこのようなプラグを使用することは、ねじ、特にロッキングねじの適切な着座を妨害する穴の過剰な変形の危険性を低減する。このようなプラグはプレートの穴に予め挿入されることができ、骨接合用ねじを挿入するために取り外される必要があるプラグだけが外科手術において取り外される。その他のプラグを穴に保持することはプレートの強度を高めるという利点を有する。曲げの際の穴の保護がこのような穴プラグによって提供されることができ、このようなプラグは外科手術時間を短縮するために予め装着されていることができる。次いで、ねじ穴プラグは、骨接合用ねじのために使用されない穴に配置されたまま残されることができる。

本発明はさらに、本発明によるプレートと、少なくとも１つのねじ穴プラグとを含む構造体に関する。この構造体はさらに少なくとも１つのロッキングねじを含む及び／又はこの構造体はさらに少なくとも１つの標準的な骨接合用ねじを含むことができる。

本発明のプレート及び構造体は、骨折治療用の装置の製造のために有効である。

骨折治療のための方法は、本発明のプレート又は本発明の構造体を、これを必要とする主体の折れた骨に適用することを含む。

本発明は特に、プレートの、骨に面した下面においてねじ穴の少なくとも幾つかを包囲した好適にはほぼ円環状の凹所の組合せを介した骨への減じられた潜在的接触を備えた、骨折治療用のプレートに関し、このプレートは、少なくとも幾つかの穴と穴との間に横方向溝を有している。プレートは、ロッキングねじ及び慣用の骨接合用ねじの使用を許容する。下面及び／又は側部からプレートに切り込まれた横方向溝を備えることにより、穴と穴との間のスパンにおけるプレートの強度が、ねじ穴における強度よりも低い。プレートは、ねじ穴の過度の変形を生ずることなく、両平面において曲げられることができる。曲げの際の穴の保護は穴プラグによって提供され、これらの穴プラグは、外科手術時間を短縮するために予め装着されていることができる。ねじ穴プラグは次いで、骨接合用ねじのために使用されない穴に配置されたまま残される。

プレートは、人間及び獣医学における用途に適している。

発明の詳細な説明
プレート１００の断面が、図１に、骨に面した下面の標準投影図法で示されており、ねじ穴４に沿って切断した横断面Ａ−Ａと一緒に示されている。プレート１００の上面２は下面３に対して平行であるのに対し、プレート１の側部は有利には湾曲及び傾斜させられており、これにより、プレートの上面をより狭幅にし、プレート上における柔軟な組織の閉鎖を容易にさせている。ねじ穴４は、プレートの下面３において凹所５によって包囲されている。凹所５の目的は、プレートとねじを包囲する骨との潜在的な接触を排除することである。プレート１００の下面は実質的に平坦である。

凹所５の形状は、プレートの下側から見た場合に円形に示されているが、図２に破線で示されているように、同様の効果を得るために他の形状が使用されることもできる。プレートの長軸１０１の方向に僅かに細長い形状が、残っている下面３に沿ってプレートの横方向アスペクトにおける応力を低減するために使用されることができる。凹所は、鋭い角における応力集中又は鋭いエッジにおける負傷を回避するために当業者が行うように、底部６において丸み付けられている及び／又はエッジ７において面取りされていることができる。

凹所５の直径１０３は、穴４の直径１０２よりも著しく大きく、プレートの幅１０６よりも小さい。好適には、ねじ及びプレートの良好な特性を達成するために、プレートの幅はねじ穴の直径よりもほぼ２．５〜３．５倍大きいべきであり、凹所の直径１０３はねじ穴の直径１０２よりも約１．５〜２倍大きいべきである。凹所５の深さ１０４はプレートの厚さ１０５に合わせて寸法決めされるべきである。骨に対する安全な隙間を提供する必要性と、プレートの十分な強度を維持する必要性との良好な妥協は、約１：４の好適な比を提案し、すなわち、凹所の深さはプレート厚さの約２５％であるべきである。概して、凹所の深さはプレート厚さの約２０〜約３０％であることができる。

プレートと骨との間の潜在的な接触のさらなる減少は、プレート１００のねじ穴４の間に位置決めされた、下面３に形成された横方向溝９よって達成される（図３）。溝９の深さ１０７は、凹所５の深さとほぼ同じであるか又はこれよりも僅かに大きい。穴を通る横断面Ｂ−Ｂと、２つの穴と穴との間における横断面Ａ−Ａとが図３に示されている。下面の明らかなアーチ状区分は実際には単に、交差する溝９及び凹所５の投影である。

ねじ穴４の入口側１１の好適な形状は、図４に示されているように円錐形である。円錐の角度１０８は、合致するねじ頭の摩擦ロッキングを回避するのに十分に大きい、好適には約２５゜以上、より好適には約３０゜以上であるべきである。穴４の円錐形の部分１１は好適にはプレートのほぼ中間平面に到達しており、穴４の残りの区分にはねじ山１２が設けられている。これらのねじ山はロッキングねじの唯一のねじ山に係合する。

このプレートに関連した慣用の骨接合用ねじの使用を許容しかつ、折れた骨を支持するためのこれらのねじの使用を容易にするために（骨折面を横切るねじによって骨折部を圧迫する）、外科医によって選択されるならば、ねじ穴４の出口側は、図５に示されているように、角度解放切断部１３によって変更されていることができる。

骨接合プレートの多くの使用において、両平面においてプレートを曲げることが望ましい。深い側部切断部を備えたいわゆる復興プレートが存在するが、これらの復興プレートは、より荷重の小さな複雑な骨、例えば骨盤の骨において使用するためのものである。ここに開示されたプレートは、図６に示されているように、側部切断部１４が設けられていることができ、これらの側部切断部は、特に関節の近傍において、長い骨の形状に合致するように両平面におけるプレートの十分な曲げを許容する。側部切断部１４の重要な別の機能は、プレートの強度をより均一にすることである。このことは、適応をさらに容易にするためだけでなく、機能的使用におけるプレート破壊の危険性を低減するためにも有利である。

プレート１００の全ての革新的な特徴は、図７に、下方から見た場合の斜視図Ａと、上方から見た場合の斜視図Ｂとにおいて再び示されている。ねじ穴４ごとに２つの小さな領域１０のみが、プレートが配置される骨に潜在的に接触することができる。

プレート１００及び種々異なるねじの構造体が図８に示されている。骨折治療のためのプレート１００の好適な使用は、短いロッキングねじ２０を用いる。しかしながら、特に、皮質骨が薄い関節の近傍における骨折の場合には、慣用のねじ３０が使用されることもできる。慣用のねじは球状の頭部３１を有しており、この頭部は、穴３の円錐状区分１１に嵌合するように選択されることができる。さらに、慣用のねじ３０の外径は、ロッキングねじ２０のコア直径よりも小さくなければならない。

角度解放１３は、ねじ３０の角度付け３２を許容する。ねじの挿入によって骨折部の自己圧迫が望まれるならば、慣用のねじのためのパイロットねじ穴３３が、穴の中心から所定の量３４だけずらされながら穿孔されることができる。これにより、ねじをねじ込むことによって、プレート及び骨のシフトが生ぜしめられる。

ねじ穴４はプラグ４０によって塞がれることができ、これらのプラグは基本的に単に短いロッキングねじである。曲げ及びねじりによってプレートを骨に適応させながらプレートの穴にこのようなプラグ４０を使用することは、ねじ、特にロッキングねじ２０の適切な着座を妨害するおそれのある穴の過剰な変形の危険性を低減する。このようなプラグはプレートの穴に予め挿入されることができ、骨接合用ねじを挿入するために取り外される必要のあるものだけが外科手術において取り外される。他のプラグを穴に保持することは、プレートの強度を増大するという利点を有する。

ロッキングねじ２０は、図９に、標準投影図法と、断面図と、斜視図とにおいて示されている。ねじの頭部２２はねじ穴の入口区分１１に適合している。ねじのボディ２１には、ねじ穴１２と同じねじ山がねじ切りされている。円錐形の前側区分２３には、ねじ山タッピング凹所２５が設けられている。ねじ２６の先端部は、円筒状であり、ねじを適切に中心合わせするのを助ける。ねじはねじ回し凹所２４を介して駆動される。

ねじ穴と、下面から延びた凹所とを備えたプレートセグメントを示している。 凹所の詳細を示している。 ３つの穴及び横方向溝を備えたプレートセグメントを示している。 上側から延びた円錐形入口区分と、中間−下側区分におけるねじ山とを備えたねじ穴を示している。 下面から延びた角度解放切断部を備えたねじ穴を示している。 穴の間の側部切断部を備えたプレートを示している。 下方及び上方からのプレートの斜視図である。 プレート、ロッキングねじ、慣用のねじ及びねじ穴プラグを備えた構造体を示している。 ロッキングねじを示している。

符号の説明

１００ プレート、 ２ 上面、 ３ 下面、 ４ ねじ穴、 ５ 凹所、 １１ 入口区分、 １２ ねじ穴、 １４ 側部切断部、 ２０ ロッキングねじ、 ２１ ボディ、 ２２ 頭部、 ２３ 前側区分、 ２４ ねじ回し凹所、 ２５ ねじ山タッピング凹所、 ２６ ねじ、 ３０ 慣用のねじ、 ３２ 角度付け、 ３３ パイロットねじ穴、 ４０ プラグ

Claims (19)

1. 骨折治療用のプレート（１００）において、上面（２）と、骨に面した下面（３）と、骨への取付けのための少なくとも２つの穴（４）とが設けられており、該穴が、前記上面（２）から前記下面（３）にまで延びており、前記穴が、骨に面した下面（３）において凹所（５）によって包囲されており、前記穴（４）のうちの少なくとも幾つかの穴と穴との間に横方向溝（９）が配置されていることを特徴とする、骨折治療用のプレート。
2. 前記横方向溝（９）が、プレートの下面（３）と骨との潜在的な接触をさらに減じ、前記穴ごとに元の下面（３）の２つの小さな領域（１０）のみをそのまま残している、請求項１記載のプレート。
3. 横方向溝（９）が下面（３）において凹所（５）の間の領域に亘って延びている、請求項１又は２記載のプレート。
4. 横方向溝が、下面（３）において凹所（５）の一部と少なくとも部分的に重なり合っている、請求項１から３までのいずれか１項記載のプレート。
5. 横方向溝の深さが凹所（５）の深さと等しいか又は凹所の深さよりも大きい、請求項１から４までのいずれか１項記載のプレート。
6. 前記凹所が円環状である、請求項１から５までのいずれか１項記載のプレート。
7. プレートの幅（１０６）が前記穴（４）の直径（１０２）よりも２．５〜３．５倍大きく、前記凹所の直径（１０３）が前記穴（４）の直径（１０２）よりも１．５〜２倍大きい、請求項１から６までのいずれか１項記載のプレート。
8. 凹所（５）の深さ（１０４）がプレートの厚さ（１０５）の４分の１である、請求項１から７までのいずれか１項記載のプレート。
9. 上面（２）に隣接した上側区分（１１）における穴（４）が円錐形である、請求項１から８までのいずれか１項記載のプレート。
10. 穴（４）の円錐形の区分（１１）が、３０゜以上の、自己ロッキング範囲よりも上の円錐角（１０８）を有している、請求項９記載のプレート。
11. 穴（４）の中間から下側までの区分（１２）にねじ山が設けられている、請求項９又は１０記載のプレート。
12. 中間から下側までの区分における穴（４）の長手方向アスペクトに延びた角度解放切断部（１３）が設けられている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のプレート。
13. 前記プレートの形状が、前記穴（４）のうちの少なくとも幾つかの穴と穴との間に間隔を置かれた側部切断部（１４）によってさらに変更されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のプレート。
14. 穴と穴との間における断面が、穴を通る断面よりも小さな抵抗モーメントを有している、請求項１３記載のプレート。
15. 請求項１から１４までのいずれか１項記載のプレートと、少なくとも１つのねじ穴プラグ（４０）とを含むことを特徴とする構造体。
16. 請求項１から１４までのいずれか１項記載のプレート又は請求項１５記載の構造体と、少なくとも１つのロッキングねじ（２０）とを含むことを特徴とする構造体。
17. 請求項１から１４までのいずれか１項記載のプレートか、又は請求項１５又は１６記載の構造体と、少なくとも１つの標準的な骨接合用ねじ（３０）とを含むことを特徴とする構造体。
18. 骨折治療用の装置を製造するための、請求項１から１４までのいずれか１項記載のプレート又は請求項１５から１７までのいずれか１項記載の構造体の使用。
19. 請求項１から１４までのいずれか１項記載のプレート又は請求項１５から１７までのいずれか１項記載の構造体を、必要としている主体の折れた骨に対して適用することを含む、骨折の治療のための方法。

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