JP2009101031A - 補填材および補填材充填器具 - Google Patents

Abstract

【課題】製造容易でかつ管理が簡単であり、生体組織に形成された穴に容易に充填できるとともに、締結されたスクリュの高い固定力を得る。
【解決手段】ブロック状の多孔体からなる補填材５を収容する直管状のガイド管２と、該ガイド管２に挿入され、ガイド管２内に収容されている補填材５に軸方向に押圧力を付与する押圧部材３とを備え、ガイド管２の先端において押圧部材３により押圧されてきた補填材５を砕く破砕手段４が設けられている補填材充填器具１を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、補填材および補填材充填器具に関するものである。

従来、骨に形成した穴にブロック状のリン酸カルシウム多孔体からなる補填材を挿入配置し、該補填材に形成された下穴に生体固定用のスクリュを挿入しつつ回転させることにより、スクリュによって補填材を顆粒状に破砕しながらスクリュを補填材に締結する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許第３６８９１４６号明細書

しかしながら、スクリュの締結によって容易に破砕され、かつ、スクリュの高い固定力を発生するこのような補填材は、顆粒を製造した後に、その顆粒を再度ブロック状に固めるような製造上の手間が必要であるという不都合がある。
また、特許文献１の補填材は、スクリュの締結により簡易に破砕され得るような脆い性状を有しているため、輸送時等の振動あるいは衝撃によって破損し易く、管理が困難であるという不都合もある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、製造容易でかつ管理が簡単であり、生体組織に形成された穴に容易に充填できるとともに、締結されたスクリュの高い固定力を得ることができる補填材および補填材充填器具を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、ブロック状の多孔体からなる補填材を収容する直管状のガイド管と、該ガイド管に挿入され、ガイド管内に収容されている補填材に軸方向に押圧力を付与する押圧部材とを備え、前記ガイド管の先端において前記押圧部材により押圧されてきた補填材を砕く破砕手段が設けられている補填材充填器具を提供する。

本発明によれば、スクリュを締結しようとする部位に形成された下孔に直管状のガイド管を配置して、該ガイド管にブロック状の多孔体からなる補填材を収容し、その後方からガイド管に挿入した押圧部材によって軸方向に押圧すると、補填材がガイド管の先端から下孔に押し出される際に、ガイド管の先端に設けられている破砕手段によって砕かれる。

これにより、ガイド管内を下孔に向けて補填材を導入していく際には、ブロック状の状態でガイド管内に詰まることなくスムーズに導入され、ガイド管から下孔に投入される際には、顆粒状に粉砕される。顆粒状に粉砕された補填材が下孔に充填されると、該下孔にスクリュを締結すると、スクリュの谷に顆粒状の補填材が巻き込まれ易く、高い締結力を達成することができる。すなわち、使用する補填材としてはブロック状に焼結されるだけの簡易なものを用いることができ、下孔への導入が簡単で、スクリュの高い締結力が得られるように充填することができる。

上記発明においては、前記破砕手段が、前記ガイド管の先端に設けられ、前記押圧部材による押圧力によって前記補填材に曲げ応力を発生させる曲げ応力発生手段からなっていてもよい。
このようにすることで、ブロック状の多孔体からなる補填材は曲げ応力に弱いので、曲げ応力発生手段によって簡単に砕かれて顆粒状になる。曲げ応力発生手段は押圧部材による補填材の導入のための押圧力を利用して曲げ応力を発生させるので、特別な動力源を不要とし、簡易に構成することができる。

また、上記発明においては、前記補填材が、ガイド管の内径寸法よりも若干小さい外径寸法を有する柱状または筒状に形成され、前記曲げ応力発生手段が、前記ガイド管の先端を湾曲させた湾曲部からなっていてもよい。
このようにすることで、押圧部材によって軸方向に押圧されてガイド管内を下孔へ導入される補填材は、ガイド管の先端に設けられた湾曲部を通過する際に、その湾曲に倣って進行方向を変更される。補填材はガイド管の内径寸法よりも若干小さい外形寸法を有しているので、ガイド管内で傾けられることによりガイド管の内壁から半径方向に外力を受け、曲げ応力が発生する。これにより、押圧部材によってブロック状の補填材を軸方向に押圧するだけで、顆粒状に砕いた補填材を下孔に充填することができる。

また、上記発明においては、前記破砕手段が、前記ガイド管の先端開口部に張られたワイヤからなっていてもよい。
このようにすることで、ガイド管内を軸方向に押圧されてきた補填材が、ガイド管の先端開口部に張られたワイヤに突き当たると、ワイヤから局所的な押圧力を受け、簡単に砕かれる。これにより、押圧部材によってブロック状の補填材を軸方向に押圧するだけで、顆粒状に砕いた補填材を下孔に充填することができる。

また、上記発明においては、前記破砕手段が、前記ガイド管の先端部に設けられ、内部の補填材に対して外部から半径方向内方に外力を加えることを可能にする弾性材料からなる弾性変形部であってもよい。
このようにすることで、ガイド管を先端部まで導入されてきた補填材は弾性材料からなる弾性変形部において半径方向内方に加えられる外力を受けることにより顆粒状に砕かれて下孔に放出される。

また、上記発明においては、前記ガイド管の先端の開口部が、ブロック状の補填材の外径寸法より小さい口径を有し、前記破砕手段が、前記押圧部材の先端に設けられ、該押圧部材を軸線回りに回転させることにより補填材を破砕するドリル部からなっていてもよい。

このようにすることで、押圧部材によって軸方向に押圧されてガイド管内を先端まで移動してきたブロック状の補填材は、その外形寸法より小さい口径の先端の開口部によってガイド管内の先端部に一時停止させられる。この状態で、押圧部材を軸線周りに回転させることにより、押圧部材の先端に設けられたドリル部により補填材が顆粒状に砕かれる。これにより、補填材はガイド管の先端の開口部を通過可能になり、下孔に放出されて充填されることになる。

また、本発明は、複数積み重ねられることにより筒状に形成される多孔体からなる補填材であって、相互に積み重ねられたときに軸方向に密着させられる中央部と、該中央部が密着させられた状態で軸方向に間隔を空けて配置される周辺部とを備える補填材を提供する。

本発明によれば、相互に積み重ねられた状態で軸方向に密着する中央部のみに押圧力が加えられると、補填材には曲げ応力が作用しないので、補填材は砕かれることなく積み重ね方向に移動させることができる。そして、移動の途中で周辺部に積み重ね方向の外力を加えると、軸方向に間隔をあけて配置されている周辺部には曲げ応力が作用し、補填材が砕かれる。したがって、下孔への導入の最終段階において周辺部を突き当てることにより、ブロック状で搬送され、顆粒状となって下孔に充填することができる。

また、本発明は、上記補填材を軸方向に積み重ね状態に収容する直管状のガイド管と、該ガイド管に挿入され、ガイド管内に収容されている補填材に軸方向に押圧力を付与する押圧部材とを備え、前記ガイド管の先端において前記押圧部材により押圧されてきた最前端の補填材の周辺部を突き当てる内側突起が設けられている補填材充填器具を提供する。

本発明によれば、ガイド管内を積み重ね状態で軸方向に移動させられる際には、相互に密着した中央部のみに押圧力が作用するので、補填材に曲げ応力が作用せず、ブロック状の形態を維持したままガイド管内を移動する。そして、最前端の補填材がガイド管の先端まで移動すると、その補填材の周辺部が内側突起に突き当たる。この状態で中央部にさらに押圧力を加えると、補填材に曲げ応力が作用して顆粒状に砕かれて先端の開口部から放出される。これにより顆粒状の補填材をスクリュの下孔に充填することができる。

本発明によれば、製造容易でかつ管理が簡単であり、生体組織に形成された穴に容易に充填できるとともに、締結されたスクリュの高い固定力を得ることができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る補填材充填器具１について、図１および図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る補填材充填器具１は、図１に示されるように、略直管状のガイド管２と、該ガイド管２の基端側の開口部２ａからガイド管２内に挿入され、軸方向に沿って移動させられる押圧部材３とを備えている。

ガイド管２は、一定の内径寸法を有する略円筒状に形成されるとともに、その先端の開口部２ｂ近傍に若干湾曲した湾曲部（破砕手段）４を備えている。
押圧部材３は、ガイド管２の内径よりも小さい外形寸法の丸棒状に形成されている。

本実施形態に係る補填材充填器具１は、図２に示されるように、略円柱状または略円筒状の補填材５をスクリュの下孔Ａに充填するためのものである。
補填材５は、例えば、リン酸カルシウム多孔体を焼結してなるブロック状に形成されており、圧縮力には比較的強いが、曲げモーメントには比較的弱く、曲げモーメントを受けると容易に砕かれて顆粒状になる性質を有している。

補填材５の外径寸法は、ガイド管２の内径寸法より若干小さく形成されている。これにより、補填材５は、ガイド管２に挿入されると、ガイド管２内において姿勢を変えずに、かつ、詰まることなくスムーズに移動させられるようになっている。
また、補填材５の外径寸法および長さ寸法は、ガイド管２の内径寸法および湾曲部４の曲率半径との関係で、ブロック状の形態を維持したまま湾曲部４を通過できない寸法に設定されている。

このように構成された本実施形態に係る補填材充填器具１を用いてスクリュの下孔Ａに補填材５を充填するには、ガイド管２の先端開口部２ｂを下孔Ａ内に配置して、ガイド管２内に円柱状または円筒状の補填材５を投入し、ガイド管２の基端側の開口部２ａから挿入した押圧部材３によって補填材５をガイド管２の軸方向に先端に向かって押圧する。
補填材５の外径寸法は、ガイド管２の内径寸法より若干小さく形成されているので、補填材５がガイド管２内に詰まることなく、その姿勢を維持したまま先端に向かって進行する。

そして、補填材５がガイド管２の先端に到達すると、ガイド管２の先端に設けられている湾曲部４によってその進行方向が変えられる。補填材５は湾曲部４を通過できない形状を有しているので、湾曲部４の半径方向外側に配される両端部５ａ，５ｂと、湾曲部４の半径方向内側に配される中央部５ｃがガイド管２の内壁に押し当てられ、内壁から受ける反力ｆにより曲げモーメントを受けることになる。その結果、作用する曲げ応力によって、補填材５が顆粒状に砕かれ、先端開口部２ｂから放出されることになる。

そして、このように顆粒状に砕かれて下孔Ａに充填された補填材５は、スクリュが締結されることにより、スクリュの谷に巻き込まれ易く、スクリュを高い固定力で固定することができるようになっている。

すなわち、本実施形態に係る補填材充填器具１によれば、ガイド管２内に沿って補填材５を搬送する際には、補填材５のブロック状の形態を維持して、ガイド管２内に詰まってしまう不都合の発生を防止し、ガイド管２内から放出する際には、補填材５を顆粒状に砕いて、下孔Ａに隙間なく充填することができる。

作業者は、ガイド管２に投入したブロック状の補填材５を押圧部材３によって軸方向に押圧力を加えるだけで済むので、下孔Ａへの補填材５の充填作業を容易にすることができるとともに、下孔Ａに充填した顆粒状の補填材５によって、締結されるスクリュの高い固定力を得ることができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、補填材５に曲げモーメントを作用させるために、ガイド管２の先端に湾曲部４を設けたが、これに代えて、図３に示されるように、直管状のガイド管２の内壁に突出する突起６によって、補填材５の進行方向を変化させて曲げモーメントを作用させることにしてもよい。

また、湾曲部４に代えて、図４に示されるように、直管状のガイド管２の先端開口部２ｂを横切るように、１本以上のワイヤ７を張ることにしてもよい。このようにすることで、押圧部材３によって先端に向けて補填材５を軸方向に押圧すると、補填材５がワイヤ７に突き当たり、ワイヤ７から局所的な押圧力を受ける。これにより、補填材５には局所的な応力集中が発生し、先端開口部２ｂから放出される際には、顆粒状に砕かれて放出される。

次に、本発明の第２の実施形態に係る補填材充填器具１０について、図５を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る補填材充填器具１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る補填材充填器具１０は、図５に示されるように、ガイド管２の先端開口部２ｂが若干絞られているとともに、押圧部材３の先端に、先端に向かって先細になり、螺旋状の刃部１１ａを有する略円錐状のドリル部（破砕手段）１１を有している点で、第１の実施形態に係る補填材充填器具１と相違している。
また、ガイド管２の内径寸法は、円柱状または円筒状の補填材５の外径寸法より若干大きく、かつ、ガイド管２の先端開口部２ｂは、補填材５の外径寸法より若干小さく形成されている。

本実施形態に係る補填材充填器具１０を用いて、スクリュの下孔Ａに補填材５を充填するには、ガイド管２の先端開口部２ｂを下孔Ａ内に配置して、ガイド管２内に円柱状または円筒状の補填材５を投入し、ガイド管２の基端側の開口部２ａから挿入した押圧部材３によって補填材５をガイド管２の軸方向に先端に向かって押圧する。

補填材５の外径寸法は、ガイド管２の内径寸法より若干小さく形成されているので、補填材５がガイド管２内に詰まることなく、その姿勢を維持したまま先端に向かって進行する。そして、補填材５が先端開口部２ｂに達すると、補填材５の外径寸法は先端開口部２ｂの口径よりも大きく形成されているので、先端開口部２ｂを通過できずにそこに留まる。

この状態で、補填材５を軸方向に押圧している押圧部材３を軸線回りに回転させる。押圧部材３の先端にはドリル部１１が設けられているので、回転させられると、ドリル部１１の先端が補填材５を砕きながら進行する。そして、砕かれた補填材５は、顆粒状となって先端開口部２ｂを通過できるようになり、先端開口部２ｂから下孔Ａ内に放出される。これにより、顆粒状の補填材５を下孔Ａ内に充填することができる。

このように、本実施形態に係る補填材充填器具１０によっても、ガイド管２内に沿って補填材５を搬送する際には、補填材５のブロック状の形態を維持して、ガイド管２内に詰まってしまう不都合の発生を防止し、ガイド管２内から放出する際には、補填材５を顆粒状に砕いて、下孔Ａに隙間なく充填することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る補填材充填器具２０について、図６を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る補填材充填器具１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る補填材充填器具２０は、図６に示されるように、ガイド管２の先端部に補填材５の外径寸法よりも若干小さい開口部２ｂを有するゴムチューブ（弾性変形部）２１を備えている。
また、ガイド管２の内径寸法は、上記と同様に、円柱状または円筒状の補填材５の外径寸法より若干大きく形成されている。

本実施形態に係る補填材充填器具２０を用いて、スクリュの下孔Ａに補填材５を充填するには、ガイド管２の先端に備えられたゴムチューブ２１の先端を下孔Ａ内に配置して、ガイド管２内に円柱状または円筒状の補填材５を投入し、ガイド管２の基端側の開口部２ａから挿入した押圧部材３によって補填材５をガイド管２の軸方向に先端に向かって押圧する。

補填材５の外径寸法は、ガイド管２の内径寸法より若干小さく形成されているので、補填材５がガイド管２内に詰まることなく、その姿勢を維持したまま先端に向かって進行する。そして、補填材５がゴムチューブ２１内に入ると、その外径寸法より若干小さい口径の開口部２ｂを通過できずにそこに留まるので、作業者が、ゴムチューブ２１を外部から半径方向内方に押すことで、その外力Ｆにより、ゴムチューブ２１内に存在しているブロック状の補填材５を顆粒状に砕くことができる。

砕かれた補填材５は、顆粒状となって開口部２ｂを通過できるようになり、開口部２ｂから下孔Ａ内に放出される。これにより、顆粒状の補填材５を下孔Ａ内に充填することができる。
このように、本実施形態に係る補填材充填器具２０によっても、ガイド管２内に沿って補填材５を搬送する際には、補填材５のブロック状の形態を維持して、ガイド管２内に詰まってしまう不都合の発生を防止し、ガイド管２内から放出する際には、補填材５を顆粒状に砕いて、下孔Ａに隙間なく充填することができる。

次に、本発明の第４の実施形態に係る補填材充填器具３０および補填材３１について、図７を参照して説明する。
本実施形態に係る補填材充填器具３０は、その充填する補填材３１の形態において第１〜第３の実施形態と相違している。

本実施形態において充填される補填材３１は、図７に示されるように、略円板状に形成され、積み重ね状態に配されたときに、積み重ね方向に相互に密着する円錐台状の中央部３１ａと、相互に離間する鍔状の周辺部３１ｂとを有している。
また、本実施形態に係る補填材充填器具３０は、上記のように積み重ねられる複数の補填材３１を積み重ね状態で収容し、その内径寸法が補填材３１の外径寸法より若干大きく形成された略円筒状のガイド管２と、該ガイド管２内に挿入され、補填材３１に軸方向に押圧力を付与する押圧部材３とを備えている。

また、ガイド管２の先端部には、補填材３１の外径寸法より小さい口径の開口部２ｂが設けられているとともに、半径方向内方に延びる内鍔状の内側突起３２が設けられている。
これにより、ガイド管２内を先端部まで押圧されてきた補填材３１は、その周辺部３１ｂを内側突起３２に突き当てて係止されるようになっている。

このように構成された本実施形態に係る補填材充填器具３０を用いて、スクリュの下孔Ａに補填材５を充填するには、ガイド管２の先端を下孔Ａ内に配置して、ガイド管２内に積み重ね状態に複数の補填材３１を収容し、ガイド管２の基端側の開口部２ａから挿入した押圧部材３によって軸方向に押圧する。補填材３１どうしは、中央部３１ａどうしを密着させる一方、周辺部３１ｂどうしが積み重ね方向に間隔をあけて配置された積み重ね状態のままで、ガイド管２内を先端に向けて移動させられる。

補填材３１の周辺部３１ｂの外径寸法はガイド管２の内径寸法より若干小さく形成されているので、補填材３１の移動は阻害されることなくスムーズに行われる。そして、補填材３１がガイド管２の先端まで移動させられると、補填材３１の周辺部３１ｂがガイド管２の先端に設けられた内側突起３２に突き当たる。

その後、押圧部材３によってさらに押圧力を付与すると、最前端の補填材３１に曲げモーメントが発生し、曲げ応力によって最前端の補填材３１が砕かれる。そして、砕かれた補填材３１は、顆粒状となって、ガイド管２の先端の開口部２ｂから下孔Ａ内に放出され、下孔Ａに充填されることになる。１つの補填材３１が下孔Ａに充填された後には、それに続く次の補填材３１が最前端の補填材３１となり、同様にして砕かれて下孔Ａに充填されることが継続される。

このように、本実施形態に係る補填材３１および補填材充填器具３０によっても、ガイド管２内に沿って補填材３１を搬送する際には、補填材３１のブロック状の形態を維持して、ガイド管２内に詰まってしまう不都合の発生を防止し、ガイド管２内から放出する際には、補填材３１を顆粒状に砕いて、下孔Ａに隙間なく充填することができる。

なお、本実施形態に係る補填材３１においては、円錐台状の中央部３１ａを有するものを採用したが、これに代えて、図８に示されるように、半球状の中央部３１ａ′と周辺部３１ｂ′とを有する補填材３１′、または、図９に示されるように、円錐状の中央部３１ａ″および周辺部３１ｂ″とを有する補填材３１″を有するものを採用してもよい。

また、図１０に示されるように、ガイド管２として、先端に内側突起３２を有しない直管状のものを採用し、ガイド管２の先端開口部２ｂをそれより小さい口径の下孔Ａに一致させた状態で、ガイド管２の先端を下孔Ａが設けられた生体組織の表面に突き当てて、生体組織の表面を利用して、補填材３１に曲げ応力を発生させることにしてもよい。このようにすることで、積み重ね状態にガイド管２内に収容された最前端の補填材３１は、その周辺部３１ｂが生体組織の表面から反力を受け、その中央部３１ａが押圧部材３から押圧力を受けることにより、破砕されて下孔Ａに充填される。

図１０の補填材充填器具３０′によれば、中央部３１ａは周辺部３１ｂに比較して破砕されにくく、大きめの顆粒として下孔Ａに充填される。例えば、口径４〜５ｍｍ程度の下孔Ａに粒径１〜３ｍｍの顆粒を充填することで、スクリュのネジ山が引っかかり易く、高い固定力を達成することができる。

本発明の第１の実施形態に係る補填材充填器具を示す縦断面図である。 図１の補填材充填器具を用いて補填材をスクリュの下孔に充填する充填作業を説明する図である。 図１の補填材充填器具の第１の変形例を示す縦断面図である。 図１の補填材充填器具の第２の変形例を示す縦断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る補填材充填器具を示す縦断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る補填材充填器具を示す縦断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る補填材充填器具を示す縦断面図である。 図７の補填材充填器具で充填する補填材の第１の変形例を示す縦断面図である。 図７の補填材充填器具で充填する補填材の第２の変形例を示す縦断面図である。 図７の補填材充填器具の変形例を示す縦断面図である。

符号の説明

１，１０，２０，３０，３０′ 補填材充填器具
２ ガイド管
２ｂ 開口部
３ 押圧部材
４ 湾曲部（破砕手段：曲げ応力発生手段）
５ 補填材
７ ワイヤ
１１ ドリル部
２１ ゴムチューブ（弾性変形部）
３１，３１′，３１″ 補填材
３１ａ，３１ａ′，３１ａ″ 中央部
３１ｂ，３１ｂ′，３１ｂ″ 周辺部
３２ 内側突起

Claims (8)

1. ブロック状の多孔体からなる補填材を収容する直管状のガイド管と、
   該ガイド管に挿入され、ガイド管内に収容されている補填材に軸方向に押圧力を付与する押圧部材とを備え、
   前記ガイド管の先端において前記押圧部材により押圧されてきた補填材を砕く破砕手段が設けられている補填材充填器具。
2. 前記破砕手段が、前記ガイド管の先端に設けられ、前記押圧部材による押圧力によって前記補填材に曲げ応力を発生させる曲げ応力発生手段からなる請求項１に記載の補填材充填器具。
3. 前記補填材が、ガイド管の内径寸法よりも若干小さい外径寸法を有する柱状または筒状に形成され、
   前記曲げ応力発生手段が、前記ガイド管の先端を湾曲させた湾曲部からなる請求項２に記載の補填材充填器具。
4. 前記破砕手段が、前記ガイド管の先端開口部に張られたワイヤからなる請求項１に記載の補填材充填器具。
5. 前記破砕手段が、前記ガイド管の先端部に設けられ、内部の補填材に対して外部から半径方向内方に外力を加えることを可能にする弾性材料からなる弾性変形部である請求項１に記載の補填材充填器具。
6. 前記ガイド管の先端の開口部が、ブロック状の補填材の外径寸法より小さい口径を有し、
   前記破砕手段が、前記押圧部材の先端に設けられ、該押圧部材を軸線回りに回転させることにより補填材を破砕するドリル部からなる請求項１に記載の補填材充填器具。
7. 複数積み重ねられることにより筒状に形成される多孔体からなる補填材であって、
   相互に積み重ねられたときに軸方向に密着させられる中央部と、
   該中央部が密着させられた状態で軸方向に間隔を空けて配置される周辺部とを備える補填材。
8. 請求項７に記載の補填材を軸方向に積み重ね状態に収容する直管状のガイド管と、
   該ガイド管に挿入され、ガイド管内に収容されている補填材に軸方向に押圧力を付与する押圧部材とを備え、
   前記ガイド管の先端において前記押圧部材により押圧されてきた最前端の補填材の周辺部を突き当てる内側突起が設けられている補填材充填器具。

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