JP2009539524A - 牽引下で作動するネジを内蔵する体内伸長装置 - Google Patents

Abstract

牽引で作動する、ネジを有する体内伸長用装置。第１の細長い部分（１）は第２の伸縮部分（２）を受容する。これらの部分の各々は第１端部（１１）、（２１）で身体への接続用手段（６１）、（６２）を含み、第２端部（１２）と（２２）に少なくとも１つのネジ切りを含むピン（３）へ結合される。手段（４）により制御されるピン（３）の回転により、２つの部分（１）と（２）の相対移動が生ずる。このため、ピン（３）は、装置が伸びると、より接近する２つの端部（１２）と（２２）の間に取り付けられ、負荷ピンの長さ（７）は、装置が伸びると減少し、負荷ピンの長さ（７）は牽引でのみ作動する。本発明による装置は、骨の伸長及び成長プロテーゼ用ネジを作るために特に設計される。
【選択図】図３

Description

本発明は骨伸長釘、骨搬送釘、脊椎散乱棒、又は成長プロテーゼなどの体内伸長装置に関する。

特に、文献米国Ｎｏ.３，９７６，０６０、機械工学協会会報１９８９年、２０３（２）、Ｐ９７〜１０２、ＷＯ０１／７８６１４、独Ｎｏ.８，５１５，６８７Ｕ１、又は米国Ｎｏ.６，３３６，９２９に記載されるそれらを含むいくつかの体内伸長装置は、第１伸長部分、前記第１伸長部分に対し伸縮式に組み込まれる第２部分、前記第１部分の第１端部の人体への第１リンク、前記第２部分の第１端部の人体への第２リンク、その回転により前記第１部分に対し、第２部分の変位が生ずる少なくとも１つのネジ部を有する棒、前記棒の回転制御用手段、及びこれらの要素間のリンクを含む。しかし、これらの既知装置の全てにおいて、前部棒は前記第１部分の前記第１端部と前記第２部分の前記第１端部と反対の前記第２部分の第２端部との間に組み込まれる。このように前記棒は、装置が伸長すると離れる２つの端部間に組み込まれ、装置が伸長すると、負荷棒の長さは増加し、装置が伸長すると、負荷棒の長さは圧力下で作動する。その結果伸長する長さは加えられた負荷の下で前記棒の座屈高さにより制限され、前記棒とそれが連携し、前記装置の特に撓みの下での堅牢性に寄与しないネジ切りに、前記装置において充てられる容量も重要であり、従ってこれが前記棒の回転を制御するための手段の寸法を決定し、例えば文献米国Ｎｏ.６，３３６，９２９に記載されるように、２つの永久磁石間で増幅なしの直接磁気伝達のような、簡単で信頼性があるが出力を制限する特定手段の実用化を制限する。

米国特許第３，９７６，０６０号 ＷＯ０１／７８６１４ 独国特許第８，５１５，６８７Ｕ１号 米国特許第６，３３６，９２９号

機械工学協会会報１９８９年、２０３（２）、Ｐ９７〜１０２

本発明はこれらの欠点の救済を提案する。事実、第１伸長部分、前記第１部分に対して伸縮式に組み込まれた第２部分、前記第２部分の第１端部の人体への第１リンク、前記第２部分の第１端部の人体への第２リンク、その回転が前記第１部分に対する前記第２部分の変位を導く少なくとも１つのネジ部を有する棒、前記棒の回転制御用手段、及びこれらの要素間のリンクを備える本発明による体内伸長装置において、前記棒は、装置が伸長すると、接近する２つの端部、即ち、前記第１部分の前記第１端部と反対の前記第１部分の第２端部、及び前記第２部分の前記第１端部と反対の前記第２部分の第２端部の間に組み込まれる。

このように、負荷棒の長さは装置が伸びると減少し、負荷棒の長さは装置が伸びると、牽引下で作動する。

前記棒と前記第１部分の前記第２端部間のリンク、及び前部棒と前記第２部分の前記第２端部間のリンクは夫々ピボットとネジ切り、ネジ切りとピボットからなり、第１方向の第１ネジ切りと前記第１方向と反対方向の第２ネジ切の場合、前記棒は一端部で前記第１ネジ切りと連携できる第１ネジ部、及び他端部で前記第２ネジ切りと連携できる第２ネジ部を含む。

更に、本発明によると、前記棒の回転制御のための前記手段は全てのタイプが可能であるが、好ましくはその磁化方向が前記棒の回転軸にほぼ直交するように前記棒と結合され組み込まれて駆動される永久磁石から構成され、人体の外では前記棒のほぼ回転軸周りを回転する駆動磁界源から構成される。有利なことに、前記駆動永久磁石は、本発明による前記体内伸長装置の殺菌温度に耐えることができるネオジウムであり、人体の外で回転する前記駆動磁界源は、その極の１つを絶えずそれに向かせながら、前記棒のほぼ軸周りを回転する少なくとも１つのネオジウム磁石である。同様に有利なことに、前記磁界の回転速度を１分当たり１回転より低くすることができる。前記棒の直径は、その部分に対して、好ましくは４ｍｍより小さい。

本発明、その動作及びその適用については説明目的で，決して限定目的ではない付属の説明を見て作られる以下の記述の中で、よりよく理解され、他のその特徴利点が開示されるだろう。図１〜図３は特に手足の伸長に有効な本発明による装置の好適実施例を示す。

これらの図面において、同一参考番号はそれらが現れ、そしてこれらの要素が表示されるいかなる図においても、同一要素を意味することが特定される。同様に、もし要素が１つの図で特定して参照されないならば、別の図面を参照することにより、参照を容易に発見することができる。全ての図面において、これが理解を容易にできる場合、寸法と比率は変更されている。更に、本発明の定義により、本発明の対象物が任意機能を有する“少なくとも”１つの要素を備える場合、記述実施例はこれらの要素のいくつかを含む。

かくれた線を破線で示す、この実施例の展開斜視図である。 前記実施例の最短位置に少なくとも１つのネジ部を含む前記棒の軸を通過するその断面図である。 前記実施例が殆ど完全に伸長した状態の前記棒軸を再度通過する断面図である。

図１〜３に表示される装置の好適実施例は：
―例えば前記第１部分１の軸にほぼ直交し、表示されていないネジを受容することを意図した第１孔６１、及び前記第１端部と反対の第２端部１２に、２つの長さ方向でかつ半径方向に対向するノッチ５１、５２から構成される人体へのリンクを第１端部１１に含む第１のほぼ管状伸長部分１であって、前記第１端部１１は、例えばネジ部と溝のような表示されない把持手段も含み、前記装置は一般に長骨の、又は長い／平坦な骨の全部又は一部の延長に沿った、又は延長としての髄様、骨において一般的なその外科的移植及びその移植を促進するためである、管状伸長部分1と、
―その外径が前記第１部分１の内径にほぼ等しく、それがこれと伸縮式に連携し、そして第１端部２１に、例えば第２部分２の軸にほぼ直行し、表示されていないネジを受容することを意図した第２孔６２と、前記第１端部２１と反対の第２端部２２に、かつ前記第１部分１となお接触し、前記第２部分２の軸にほぼ沿ったネジ切り５３とから構成される、第１端部２１にある人体へのリンクを含む、ほぼ円筒形の第２部分であって、２つの端部間に、長手方向の溝５４が前記第２部分２の両側に半径方向に開き、前記溝５４の幅が前記第１部分1の前記第２端部１２に作られた前記ノッチ５１、５２の幅にほぼ等しく、前記ネジ切り５３が前記溝５４上へ開き、好ましくは前記溝５４の幅より小さい直径を有する第２部分２と、
―第１端部３１に前記ネジ部が連携する前記第部分２のネジ切り５３のそれらに等しい直径とピッチのネジ部を含む棒３と、
―それらの間にブリッジを形成するため、前記第１部分の第２端部１２に作られる前記２つのノッチ５１、５２に適合できるほぼパラレルエピペダルの支持帯５５で、その中で前記棒３の前記第１端部３１がスライドし、自由に回転できるほぼその中央の孔５５１も含む支持帯５５と、棒３の前記第１端部３１上へねじ込むことができる支持ナット５６と、から構成されるこれらの要素間のリンクと、を含む。

前記支持帯５５と前記支持ナット５６は、前記棒３と前記第１部分１の前記第２端部１２の間にピボットを形成する。

本発明のこの好適実施例で、前記棒３の回転を制御する前記手段は以下のものから構成される：
―例えば前記棒３の軸と共軸で、そして前記棒３の前記第１端部３１と反対の第２端部３２と結合する円筒形突起３３の中に作られる円筒形空洞５７中で人体により容易に許容されるシリコン接着剤を使用して接着することにより、前記棒３と共軸で結合される直径方向の磁化を有する円筒形の駆動永久磁石４と、
―前記棒３の軸の周りで回転し、人体外に設置される図１〜３上には表示されない駆動磁界源。

前記棒３の回転を制御するための前記手段は、歯車減速機付き又はなしの電気モータ、及び人体内または外の電流源、または歯車減速機付きの永久磁石、および人体の外の回転磁界減、または患者が前記棒３の位置方向へ回転する場合、装置の前記第１部分１と前記第２部分２の間に存在するトルクを変換できるフライホイールシステムのような当事者に既知の他のいかなる手段からでも構成することができることに注目できる。これらの前記手段は必要に応じて一方向だけ又は両方向へ前記棒３を駆動することができる。

図１〜３に表示される装置の前記好適実施例の様々な構成要素を以下のように組み合わせる：
前記棒３の前記第１端部３１は前記第２部分２の前記ネジ切り５３へねじ込まれる。前記棒３の前記第１端部３１が前記溝５４の前記第２部分２を十分越えて突出すると直ぐに、前記支持帯５５が前記溝５４へ滑り込み、次にその孔５５１を通って前記棒３の前記第１端部３１上へ滑る。支持ナット５６は、次に前記溝５４の前記支持帯５５を越えて突出する前記棒３の前記第１端部３１へねじ込まれ、そして例えば端部でレーザ溶接を使用して、又は前記溝５４を通して圧縮し、前記ナット５６の少なくとも一部の、及びそこに設置される前記棒３の前記第１端部３１の一部の楕円形化を起こすことにより、前記棒３上にしっかりと固定される。このように構築されたシステムは前記第１部分１の前記第２端部１２、前記棒３の前記第２端部３２、及び前記第２部分２の前記第２端部２２へ最初に誘導され、最後に前記支持帯５５は前記第１部分１の前記第２端部１２の前記ノッチ５１、５２に衝突する。次に例えばレーザ溶接により前記支持帯５５と前記第１部分１をしっかりと結合させることができる。本発明のこの好適実施例の組み合わせはこうして完成される。

部品は全て真空で改鋳した３１６Ｌ、特定チタニウム合金、又は高抵抗クロム系合金、及びコバルト系合金などの人体が十分耐えることができる機械抵抗材料から作られる。有利なことに部品表面、特に前記棒３のそれは摩擦と考えられる摩擦や裂けを制限するように処理される。アモルファスダイアモンド状カーボンド又は二硫化タングステンによる処理が望ましい。その組み合わせと、牽引下でのその操作により可能になる前記棒３の小径と、前記表面処理により得られる低摩擦係数の組み合わせにより、前記棒３が加えられる負荷に関して、及び仮に前記棒３が圧力下の操作に対する寸法であればそうなるであろう値と比較して、適度なトルクにより駆動されることが可能になる。前記棒３の直径は通常１〜３mmで、例えば成人患者のプロテーゼに対して４mmを超えない。

もし棒３が十分な長さで設計されているならば、本発明による前記装置の前記好適実施例で可能性のある最大長さ変動は、前記第２部分２の前記溝５４の長さから、前記支持帯５５と前記支持ナット５６を収容するのに必要な長さを差し引いた値にほぼ等しい。そうでなければ前記可能性を制限するのは前記棒３の長さである。

本発明のこの好適実施例の操作は明らかである：
前記棒３の軸に直交し、この軸の周りで回転する駆動磁界の存在下では、前記棒３と共軸で結合される前記駆動円筒形永久磁石４は、前記棒３にトルクを与える前記駆動磁界の方向を向き、もしこのトルクが駆動磁界が作動する時にそれに与えられる負荷の下で前記棒３の負荷トルクより大きい場合は、それを前記駆動磁界の回転方向へ回転させるようになる。前記棒３の前記回転は、前記棒３のネジ部方向と前記ネジ切り５３に応じて前記第１部分１に対して、前記第２部分２の一方向又は他方向に置換され、これにより本発明による装置が伸長したり、短縮したりする。前記第１部分１の前記第２端部１２と前記第２部分２の前記第２端部２２は、装置が伸長すると接近する。前記棒３の負荷時の長さ７は、装置が伸長すると減少し、前記負荷時の長さ７は、装置が伸長すると牽引下の状態になる。

更に、尚図１〜３に表示される本発明による装置の前記好適実施例を参照して、それは次に前記支持帯５５の孔５５１へ滑り込むので、前記棒３に圧縮を加えることが不可能となり支持ナット５６は棒３が牽引を受ける他の方向のみにそれを固定する。

前記棒３と共軸で結合される前記駆動円筒形永久磁石４の回転に適した駆動磁界と前記棒３の生成は、いかなる手段によっても達成できるが、好ましくは前記駆動永久磁石の高さで、人体の外にその１つの極が前記棒３と前記駆動永久磁石４に共通の軸方向へ向く少なくとも１つの他の駆動永久磁石を設置することにより達成される。１つのＳ極が他のＮ極に面するように、そして前記駆動永久磁石４と、前記装置を囲む人体の部分が２つの間に設置されるように設置される２つの駆動永久磁石の組み合わせにより、均等なより大きなモータトルクを生成させ、これが好ましい。

図１〜３に表示される本発明の実施例は好適な実施例であるが、本発明の規定に一致する他の実施例も存在し、これらは当業者により生成することができるだろう。特に前記棒３は前記第１部分１と前記第２部分２に対して偏心し、前記第１と第２の部分は、夫々管と円筒以外の形状になり、各々はあらゆる手段により組み合わされる数個の部品から構成される。更に図１〜３に表示される好適実施例と異なり、前記第２部分２の前記第１端部２１は、前記第１部分１の前記第１端部１１の側にあり、前記第２部分２の前記第２端部２２は前記第１部分１の第２端部１２の側にある。この第２の構成において、前記第２部分２は前記第１部分１と絶えず接触し、溝は前記装置の全伸長経路に沿って前記第２部分２の前記第１端部２１に含まれる人体へのリンクへの結合を可能にするように前記第１部分１の中に作られる。

本発明は体内伸長可能装置のいかなるタイプの構築、特に延髄伸長釘及び長大骨成長プロテーゼにも特に有益である。

1：第１部分
2：第２部分
3：棒
4：永久磁石
7：負荷時の長さ
11、21、31：第１端部
12、22、32：第２端部
33：円筒形突起
51、52：ノッチ
53：ネジ切り
54：溝
55：支持帯
56：支持ナット
57：円筒形空洞
61：第１孔
62：第２孔
551：孔

Claims (7)

1. 第１伸長部分（１）、前記第１部分（１）に対して伸縮式に組み合わされる第２部分（２）、前記第１部分（１）の第１端部（１１）の前記人体への第１リンク（６１）、前記第２部分（２）の第１端部（２１）の前記人体への第２リンク（６２）、その回転が前記第１部分（１）に対する前記第２部分（２）の変位に至る少なくとも１つのネジ部を有する棒（３）、前記棒（３）の回転を制御するための手段（４）、及びこれらの要素間のリンク、を備える体内伸長可能装置であって、前記棒（３）が前記装置が伸長すると接近する２つの端部、即ち、前記第１部分（１）の前記第１端部（１１）と反対の前記第１部分（１）の第２端部（１２）と、前記第２部分（２）の前記第１端部（２１）と反対の前記第２部分（２）の第２端部（２２）の間で組み合わされる装置。
2. 前記棒（３）と前記第１部分（１）の前記第２端部（１２）の間の前記リンクがピボット（５５）、（５６）を備え、そして前記棒（３）と前記第２部分（２）の前記第２端部（２２）の間のリンクが前記棒（３）と連携することができるネジ切り（５３）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の体内伸長可能装置。
3. 前記棒（３）と前記第１部分（１）の前記第２端部（１２）の間のリンクが前記棒（３）と連携することができるネジ切りを備え、そして前記棒（３）と前記第２部分（２）の前記第２端部（２２）の間のリンクがピボットを備えることを特徴とする、請求項１に記載の体内伸長可能装置。
4. 前記棒（３）と前記第１部分（１）の前記第２端部（１２）の間のリンクが第１方向の第１ネジ切りを備え、そして前記棒（３）と前記第２部分（２）の前記第２端部（２２）の間のリンクが前記第１方向と反対方向の第２ネジ切りを備え、そして前記棒（３）が１つの端部にある前記第１ネジ切りと連携することができる第１ネジ部と、もう１つの端部にある前記第２ネジ切りと連携することができる第２ネジ部を備えることを特徴とする、請求項１に記載の体内伸長可能装置。
5. 前記棒（３）の回転を制御するための前記手段は、その磁化方向が前記棒（３）の回転軸にほぼ直交するように、前記棒（３）と組み合わされ結合される少なくとも１つの永久磁石（４）、および前記人体の外で、前記棒（３）の軸のほぼ周りで回転する磁界源、から構成されることを特徴とする、請求項１に記載の体内伸長可能装置。
6. 前記回転磁界源により生成される前記磁界の回転速度が１分当たり１回転より少ないことを特徴とする、請求項５に記載の体内伸長可能装置。
7. 前記棒（３）の直径が４ｍｍより小さいことを特徴とする、請求項１に記載の体内伸長可能装置。

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