JP2010536427A - 高度に多用途性のある角度可変の骨プレートシステム - Google Patents

Abstract

骨折部を体内で固定化するための骨プレートシステムは、複数の骨プレート穴を有する骨プレートを含有する。穴は、非ロック骨ネジ、ロック骨ネジ、または角度可変のロック骨ネジのいずれかを受容するように構築されている。穴はロック骨ネジおよび角度可変のロック骨ネジの頭部にあるネジ山と係合するように、穴の内面の周囲に配列されたネジ山部分を持つ分離した列を有している。従来のロック骨ネジは骨プレート穴の中心軸と同軸に骨プレートと係合する。角度可変のロック骨ネジは骨プレートに対し選択可能な角度範囲内の角度で骨プレートと係合することができる。角度可変のロック骨ネジの頭部は少なくとも部分的に球状であり、且つその頭部にあるネジ山は、ネジ頭部の球状部分の弧形状の曲率半径をたどる輪郭を有している。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００７年８月１３日出願の米国仮出願番号６０／９５５,５０６号の利益を主張するものであり、２００４年１月２６日出願の、係属する米国特許出願番号１０／７６３,６８９号の一部継続である。両出願のすべての内容は、両出願の参照により明確に本明細書に組み込まれる。

本発明は骨折部を体内で固定化するための骨プレートシステムに関する。より詳細には本発明は、非ロック骨ネジ、ロック骨ネジ、または角度可変のロック骨ネジを受容するように構築された骨プレート穴を有する骨プレートを含有する骨プレートシステムに関する。

骨折部を体内で固定化する骨プレートシステムが周知されている。従来の骨プレートシステムは、骨折の治癒を促すように、特に適している。骨ネジ（骨アンカーとしても知られている）は、骨プレート穴（アンカー穴としても知られている）を介して挿入され、圧縮、中和、支持、張力の折曲をするため、且つ／または骨折部の端と端を架橋するために骨に係止され、プレートに骨を引き寄せる。骨プレートに締付けをしない（且つ後に本明細書で「非ロックネジ」として参照される）このネジは、骨プレートに対し種々の角度で骨に係止させることができる。しかし、ネジは骨プレートに締付けられないため、手術中および／または手術後にプレートとネジとの間の角度関係が固定されず、且つ変化してしまう恐れがある。すなわち、生理学的条件から骨と骨プレートへの動的負荷は、骨プレートに対するネジのゆるみまたは戻りを引き起こしかねない。これでは配列が崩れ、不十分な臨床結果につながる恐れがある。

プレートにネジを締付けることでネジとプレートとの間の固定した角度関係が得られ、ゆるみの発生が減少する。周知の一実施例での骨プレートに締付けが可能なネジは、ネジ頭部の外面にネジ山を有する。ネジ頭部上のネジ山は、対応する骨プレート穴の内面のネジ山と嵌合してネジをプレートに係止させる。このネジ（後に本明細書で「ロックネジ」として参照される）は典型的に、穴の中心軸と同軸に挿入される。ロックネジとプレートとの間の関係が固定されるため、ロックネジは剪断、ねじれ、および折曲の力に対して高い耐性を得られる。しかし、ロックネジは、治癒を促す骨断片の圧縮力が制限される。

従って、要するにロックネジおよび骨プレートにより形成された接合部分は、ずり応力に対して耐性が高く、ネジ／プレート接合部分の安定性を維持するが、骨断片の圧縮力には限りがあり、一方、非ロック骨ネジおよび骨プレートにより形成された接合部分は、骨断片を効果的に圧縮するが、ネジのゆるみまたは戻りを引き起こす恐れのあるずり応力に対して耐性が低い。しかるべく、様々な臨床条件において非ロックネジおよびロックネジを組み合わせた骨プレートシステムが望ましい。

ロックネジおよび非ロックネジの両方に適合できる周知の骨プレートシステムは、ロックネジを受容するためにネジ切りされた複数のプレート穴、および非ロックネジを受容するためにネジ切りされない複数のプレート穴を有する骨プレートを含有している。しかし、この周知のシステムでの非ロックネジは、ロックネジが挿入されるまでの間、プレートを定位置に保つよう一時的に使用されるだけである。非ロックネジはロックネジが挿入された後に取り外される。従って、非ロックネジおよびロックネジの組み合わせによる長期的な利益は得られない。

両方のネジの形に適合する別の周知の骨プレートシステムは、部分的にネジ切りされたプレート穴を備える骨プレートを含有している。部分的にネジ切りされた穴は、ロックネジまたは非ロックネジのいずれかを受容する。しかし、プレート穴は部分的にネジ切りされただけなので、ロックネジは生理的負荷がかかる間に、ネジとプレートとの間の固定した角度関係を維持できないかもしれない。具体的には、プレート内のロックネジは、ネジ山で部分的に覆われているだけであり、従って部分的な締付けにしかならない。強い圧迫と負荷とがかかる状況下では、ロックプレート穴は変形し、且つロックネジとプレートとの間の固定した角度関係が変わってしまうかもしれない。この結果、固定性またはプレートの配置性が失われる恐れがある。さらに、プレート穴の形状によりプレートと非ロックネジとの転換が一方向のみに制限される。これでは骨折の整復や処置が不都合になるかもしれない。

両方のネジの形に適合するさらに別の周知の骨プレートシステムは、ネジ切りされたプレート穴およびネジ切りされないプレート穴を有する骨プレートを含有している。ネジ切りされたプレート穴はロックネジを受容し、且つネジ切りされないプレート穴は非ロックネジを受容し、プレートが埋め込まれる間、各々が挿入したままの状態を保つことを目的とする。しかし、ロックネジはネジ切りされた穴と共に使用した場合にのみ効果的であるため、このシステムは不都合なことに、プレートのネジ切りされた穴の数と配置が、特定の外科手術には望まれないかもしれない。例えば、外科医がロックネジを挿入するため、ネジ切りされた穴を選びたい位置に一つ以上のネジ切りされない穴があるかもしれない。

上述した周知の骨プレートシステムに関してさらに、外科医にとっては、骨プレートに対し外科医が選択した角度で骨プレート穴を介してロック骨ネジを挿入できることが時に望ましい。いわゆる「多軸」骨プレートシステムがいくつか周知されている。多くがプレート穴に配置された軸受を用いて、プレートに対して角度付けしたネジの角度を固定する。その一例のシステムでは、軸受がプレート穴内で回転可能である。いわゆる「角度可変のロック」ネジは、軸受およびプレート穴を介して骨に係止される。ネジが骨に係止されると、ネジのネジ切りされた先細の頭部が軸受のネジ切りされた内面と係合し、プレート穴の内面または内壁に向けて軸受を拡張させる。それにより骨プレートに対して所望の角度でネジを摩擦固定する。

別の周知の多軸骨プレートシステムでは、所望の角度で軸受がプレート穴に据付けられている。ネジ切りされた凹部を備える拡張可能な頭部を有する締結ネジは軸受を介して挿入され、骨に係止される。それからロックネジはネジ頭部の凹部に係止されて軸受に向けて外側に頭部を拡張させ、骨プレートに対し選択したネジの角度を固定する。

さらに別の周知の多軸骨プレートシステムでは、拡張可能なリングがプレート穴に配置されている。先細の頭部を備える骨ネジがリングと係合して骨に係止されると、リングは穴の内面または内壁を拡張させ、骨プレートに対して選択したネジの角度を固定させる。

しかし、これらの多軸骨プレートシステムには、外科処置中の操作が煩わしく時間を要すであろう複数の構成材が備えてあり、より詳細には、例えば、外科処置中に軸受または拡張可能なリングが脱落してしまう恐れもある。

前述を考慮すると、周知の骨プレートシステムの欠陥性および不便性を克服する、改善された骨プレートシステムを提供できることが望ましい。

米国特許第５１５１１０３号明細書 米国特許第５０５３０３６号明細書 米国特許第５００２５４４号明細書 米国特許第４８３８２５２号明細書

本発明は、骨折部を固定化するための高度に多様性のある角度可変の骨プレートシステムを提供する。システムは、プレートの表面から骨との接触面であるプレートの底面まで貫通する、複数の骨プレート穴を有する骨プレートを含有している。穴は、非ロック骨ネジ、ロック骨ネジ、または角度可変のロック骨ネジのいずれかを受容するのに有益的に構築されている。従来の骨プレート穴で周知のネジ山の代わりに、骨プレート穴の内面は、適合するように寸法化され且つ構築されたロック骨ネジおよび角度可変のロック骨ネジのネジ切りされた頭部と係合させるため、歯またはネジ山部分を持つ分離した列を有している。

本発明の有益性により、従来の適合する大きさの非ロック骨ネジおよびネジ頭部の形態を骨プレート穴に使用することができる。非ロック骨ネジは、骨と係合するネジ切りされた軸部、および骨プレートに締付けるあるいは固定するための手段または構造（例えばネジ山）を持たないネジ頭部を有している。非ロック骨ネジは所望の角度で骨プレート穴に受容されることができ、ネジの軸はネジの頭部が骨プレート穴に所望通り据付けられるまで骨にねじ込まれる。

また本発明の有益性により、従来の適合する大きさ、ネジ頭部の形態、およびネジ頭部のネジ山を有する従来のロック骨ネジも骨プレート穴に使用することができる。これらのロック骨ネジは骨と係合するネジ切りされた軸部およびネジ頭部の外面に、骨プレート穴のネジ山部分を持つ列と有益的に係合できるネジ山を有している。ロック骨ネジは穴の中心軸と同軸に骨プレート穴に受容される。すなわち、例えば穴の中心軸が骨プレートの表面と垂直であれば、ロック骨ネジは表面に対し約９０度の角度で本発明の骨プレート穴に受容される。ロックネジの軸部は、ネジ頭部が骨プレート穴と係合するまで骨にねじ込まれ、ネジ頭部のネジ山は骨プレート穴のネジ山部分を持つ列と係合する。それから、ネジはネジ頭部が骨プレート穴に所望通り係止されるまでねじ込まれ、ネジをプレートに固定する。

本発明による角度可変のロック骨ネジは、骨プレート穴を介して挿入され、且つ選択可能な角度範囲内の選択可能な角度で骨プレートに固定される。一実施形態での選択可能な角度範囲では、穴の中心軸の周囲で約３０度の円錐を形成する。換言すれば、ネジの角度は穴の中心軸からいかなる方向でも０度から約１５度まで変えることができる。本発明の角度可変のロックネジは有益的に、骨プレートに対するネジの角度位置を固定するような軸受、圧縮キャップ、拡張可能なリング、または拡張可能な頭部を必要としない。

本発明の角度可変のロックネジは有益的に、少なくとも部分的に球状形状の頭部を有している。頭部の球状形状部分はその外面に雄ネジのネジ山を有している。ネジのネジ山の輪郭は、球状形状部分の外側の弧形状（すなわち直線ではない）の曲率半径をたどる。各ネジ山の峰および各ネジ山の谷（またはそれぞれ専門用語でネジ山の頂と谷底）は、ネジ頭部の球状形状部分の曲率半径に一致または平行／同心（すなわち同じ中心を有する）する、それぞれの曲率半径上にある。換言すれば、峰は球状形状部の曲率半径と一致する、「外径」の
曲率半径上にあってもよく、一方谷は「内径」の 曲率半径上にあり、ここで外径の曲率半径および内径の曲率半径は同じ中心を有し、従って同心円を形成する。この曲率半径の中心は必ずしもネジ頭部の中心ではないことに留意されたい。一実施形態でのネジ山の輪郭は、ネジ頭部の曲率半径の中心と交差する輪郭線を有している。輪郭線は、カッティングビットがネジ山が切り出される面と接触するように、ネジ切りのカッティングビットの縦軸の延長を表している。対照的に、従来のロックネジ頭部はネジ山の実質的に直線上、平行線上のそれぞれに、ネジ山の峰および谷（横から観察して）を有しており、ネジ山の峰および谷の輪郭線は互いに平行して伸長し且つネジ頭部の曲率半径の中心と交差しない（偶然中心と並ぶ峰または谷の一つの輪郭線は除く）。

骨への係止を容易にするため、骨ネジの各々はセルフタッピングおよび／またはセルフドリルでもよい。骨ネジの各々はまた、ネジの配置を先導するようガイドワイヤを挿入するためにカニューレ状であってもよい。

本発明の骨プレートはいかなる特定の形態、大きさ、または構造にも限定されるものではない。例えば、一実施形態での骨プレートは、頭部および軸部を有している。頭部は骨の骨幹端に適合するように構築化し且つ寸法化されており、軸部は骨の骨幹に適合するように構築化され且つ寸法化されている。別の例示的な実施形態での頭部は、曲面を有し且つ軸部の前側と実質的に平行な前方フォーク、および軸部の後側から伸長する後方フォークを含有している。さらに別の例示的な実施形態での頭部は、軸部から外側に向かって広がり、且つカーブしたり、先が細くなったり、ねじれたりする。

本発明の骨プレート穴はいかなる特定の数や配列にも限定されるものではない。随意に、本発明の骨プレート穴は非ロックネジを配置する多様性を上げるため、拡張されたネジ切りされない部分を有してもよい。本発明の骨プレートはまた、従来のどちらの型の穴も必要ではないし推奨もしないが、接合用の穴、並びに従来のネジ切りされたネジ穴および／またはネジ切りされないネジ穴を随意に有してもよい。

本発明はまた、骨折部の固定化の方法を提供する。方法は、骨プレートを骨に対して位置付けるステップと、骨ネジを介して挿入するための骨プレート穴を選択するステップと、非ロック骨ネジ、ロック骨ネジ、または角度可変のロック骨ネジのいずれか一つを選択するステップと、選択された骨プレート穴を介して選択された骨ネジを挿入するステップと、適用できれば、穴の中心軸に対する挿入角度を選択するステップと、骨に対して骨プレートを圧迫させるかまたはネジと骨プレートとの間の結びつきを固定させるか、のどちらかをさせるために、ネジ頭部が骨プレート穴に据付けられるまたは締付けられるまで骨にネジをねじ込むステップとを含む。骨ネジは実質的に骨プレートが埋め込まれている限り、骨に残ったままである。

本発明の上述および他の利点は、添付の図面（同じ参照番号は通じて同じ部分に関する）の組み合わせに取り込まれた、以下の詳細な説明の考察により明らかになるであろう。
従来の非ロック骨ネジの正面図である。 従来のロック骨ネジの正面図である。 従来のロック骨ネジの頭部の正面図である。 従来のロック骨ネジの頭部の断面図である。 図３Ａおよび図３Ｂのロック骨ネジの拡大した部分的な断面図である。 ラック・ギアおよびピニオン・ギアの斜視図である。 図４Ａのピニオン・ギアの正面図である。 図４Ｂのピニオン・ギアの拡大断面図である。 本発明による角度可変のロックネジの斜視図である。 図５Ａの角度可変のロックネジの頭部の正面図である。 図５Ａの角度可変のロックネジの頭部の断面図である。 本発明による角度可変のロックネジの別の実施形態の断面図である。 本発明による角度可変のロックネジの頭部のさらに別の実施形態の断面図である。 従来のロック骨プレート穴、非ロック骨プレート穴、並びにロックおよび非ロック骨プレート穴の組み合わせを備える骨プレートの一部の斜視図である。 本発明による骨プレート穴の実施形態の斜視図である。 本発明による骨プレート穴の実施形態の斜視図である。 本発明による二種類の類似する骨プレート穴の実施形態の上面図である。 本発明による二種類の類似する骨プレート穴の実施形態の断面図である。 本発明による二種類の類似する骨プレート穴の実施形態の斜視図である。 本発明による二種類の類似する骨プレート穴の実施形態の上面図である。 本発明による二種類の類似する骨プレート穴の実施形態の断面図である。 本発明による二種類の類似する骨プレート穴の実施形態の斜視図である。 本発明による骨プレート穴の断面図である。 図１１の骨プレート穴のネジ山部分を持つ列の拡大した部分的な横断面図である。 本発明による角度可変のロックネジの、選択可能な角度範囲を示す骨プレートシステムの実施形態の斜視図である。 本発明による骨プレートと共に使用される非ロックネジ、ロックネジ、および角度可変のロックネジを示す骨プレートシステムの実施形態の斜視図である。 本発明による骨プレートと共に使用される非ロックネジ、ロックネジ、および角度可変のロックネジを示す骨プレートシステムの実施形態の正面図である。 本発明による骨プレート穴を介して挿入された非ロックネジの斜視図である。 本発明による骨プレート穴を介して挿入された非ロックネジの正面図である。 本発明による骨プレート穴にねじ込まれたロックネジの斜視図である。 本発明による骨プレート穴にねじ込まれたロックネジの正面図である。 本発明による骨プレート穴にねじ込まれた角度可変のロックネジの斜視図である。 本発明による骨プレート穴にねじ込まれた角度可変のロックネジの正面図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の上面図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の断面図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の斜視図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の上面図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の断面図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の斜視図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の上面図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の断面図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の斜視図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の上面図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の断面図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の斜視図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の上面図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の断面図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の斜視図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の上面図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の断面図である。 本発明による骨プレート穴の種々の特徴の斜視図である。 本発明による骨プレート穴の上面図である。 本発明による骨プレート穴の断面図である。 本発明による骨プレート穴の上面斜視図である。 本発明による骨プレート穴の底面斜視図である。 本発明による骨プレートと共に使用するドリルガイドの斜視図である。 本発明による骨プレートと共に使用するドリルガイドの斜視図である。 本発明による骨プレートと共に使用するドリルガイドの斜視図である。 本発明による骨プレートと共に使用するドリルガイドの斜視図である。 本発明による骨プレートと共に使用するドリルガイドの斜視図である。 本発明による骨プレートと共に使用するドリルガイドの斜視図である。 本発明による骨プレートと共に使用するドリルガイドの斜視図である。 本発明による骨プレートと共に使用するドリルガイドの斜視図である。 本発明による骨プレートと共に使用するドリルガイドの斜視図である。 本発明による骨プレートと共に使用するドリルガイドの斜視図である。 本発明による骨プレートの実施形態の斜視図である。 本発明による骨プレートの別の実施形態の斜視図である。 本発明による骨プレートの別の実施形態の正面図である。 本発明による骨プレートの別の実施形態の上面図である。 本発明による骨プレートの裏側の斜視図である。 本発明による骨折部に適用した骨プレートの斜視図である。 本発明による角度可変のロック骨ネジのネジ頭部の三種別の実施形態の断面図である。 本発明による角度可変のロック骨ネジのネジ頭部の三種別の実施形態の断面図である。 本発明による角度可変のロック骨ネジのネジ頭部の三種別の実施形態の断面図である。 本発明による角度可変のロック骨ネジのネジ頭部の拡大した部分的な断面図である。

本発明による骨プレートシステムは骨プレート、角度可変のロックネジ、非ロックネジ、および随意にロックネジを含有する。骨プレートは有益的に、骨プレート穴の内面の周囲にネジ山部分を持つ分離した列を有する骨プレート穴を含有する。骨プレートはまた、ネジ山部分を持つ列を備える部分、およびネジ山部分またはネジ山を持たない部分を有する、組み合わせ骨プレート穴を有してもよい。骨プレート穴の型はどちらも有益的に非ロックネジ、ロックネジ、および角度可変のロックネジを受容するように構築されている。随意に、本発明の骨プレートは接合用の穴、および必要ではないが、従来のネジ切りされた穴、滑らかな穴（すなわちネジ山部分またはネジ山を持たない穴）、および／またはそれらの組み合わせを付加的に有してもよい。

図１は皮質ネジとしても周知である典型的な非ロック骨ネジ１００を示している。通常、概して滑面を備え、且つ選択したプレート穴に適合する大きさおよび形状である、ネジ切りされない頭部１０２を有する外科用の骨ネジは、どれも本発明で使用することができる。例えば、頭部１０２の形態は円錐状に先細でも、まっすぐな側面でも、球状でも、半球状でもよい。非ロックネジ１００は骨への取付けのため、少なくとも部分的にネジ切りされた軸部１０４を有している。軸部１０４の長さおよび軸部のネジ山１０７のネジ山構造（例えばピッチ、輪郭）は、応用により変化を持たせることができる。当技術分野で周知のように、先端１０６および軸部のネジ山１０７は骨に埋め込み易くするため、セルフタッピングおよび／またはセルフドリルであってもよい。頭部１０２および軸部１０４はまた、適切な配置への補助を施すガイドワイヤを受け取るためのカニューレ１０８を有してもよい。

図２は典型的なロックネジ２００を示している。通常、本発明で使用することができる外科用の骨ネジは、ネジ切りされた頭部２０２を有しており、選択したプレート穴に適合する大きさおよび形状である頭部２０２、およびプレート穴のネジ山部分を持つ列と嵌合するネジ山２０３を備えている。頭部２０２の形態は典型的に円錐状の先細であるが、同様に、例えばまっすぐな側面であってもよい。ロックネジ２００は骨への取付けのため、少なくとも部分的にネジ切りされた軸部２０４を有している。軸部２０４の長さおよび軸部のネジ山２０７のネジ山構造（例えばピッチ、輪郭）は、応用により変化を持たせることができる。当技術分野で周知のように、先端２０６および軸部のネジ山２０７は骨に埋め込み易くするため、セルフタッピングおよび／またはセルフドリルであってもよい。頭部２０２および軸部２０４はまた、適切な配置への補助を施すガイドワイヤを受け取るためのカニューレであってもよい。

図３Ａおよび図３Ｂは典型的なロックネジ３００の頭部３０２を示している。頭部３０２上のネジ山３０３の輪郭は、フランク３１１により互いに連結されたネジ山の峰３１０および谷３１２を含有しており、図３Ｃに示されるように、隣接する二つのフランク３１１がネジ山の角度３１７を形成している。周知のロックネジでよくある円錐状の形態である頭部３０２は典型的に、線３１３または線３１５のようにネジ山の峰３１０が直線上にあるように、且つ線３１４または線３１６のようにネジ山の谷３１２が別の直線上にあるように位置が定められており、ここで二対の線（３１３、３１４）および（３１５、３１６）は互いに平行している。さらに、ネジ山の輪郭線であるネジ山の各峰３１０およびネジ山の谷３１２は互いに平行して伸長しており、且つ図３Ｂに示される谷の輪郭線３１８ａ〜ｅで表されるように、ネジの中心軸３１９と垂直または直交している。頭部３０２の外面とカッティングビットが接触してネジ山３０３を切り出すように、輪郭線３１８ａ〜ｅはネジ切りのカッティングビット３０５の縦軸３０１を伸長させて形成されている。典型的なロックネジはまた、中心軸に沿って測定されると（例えば３１９）、一定のネジ山のピッチ（峰から峰、谷から谷、または輪郭線から輪郭線までの距離）を有している。

本発明による角度可変のロックネジは少なくとも部分的に球状のネジ頭部を有している。頭部の球状形状部分はその外面に、好ましくは二重リードのネジ山を有している。ネジ山は、頭部の球状形状部分の弧形状（すなわち直線ではない）の曲率半径をたどる輪郭を有している。ネジ山のピッチは曲率半径に沿って計測されると一定であるが、ネジの中心軸に沿って、頭部の球状形状部分の一方の端（例えば頂上部）から他方の端（例えば最下部）まで測定すると、狭い部分から広い部分、広い部分から狭い部分へと変化することに留意されたい（図３２〜図３５およびさらに以下の説明を参照のこと）。このネジ山の輪郭により角度可変のロックネジは、選択した角度に関わらず骨プレートとの接触度を同じままに有益的に維持しながら、選択可能な角度範囲内の角度で本発明の骨プレート穴と係合させることができる。すなわち、可能な角度範囲内での骨プレート穴の中心軸に対するネジの角度は、プレート穴の内面に対するネジ頭部のネジ山との係合に影響しない。ネジ頭部の球状形状部分にあるネジ山は、正確に同じ様式で、ぴったりとした適合を確保しながらネジ山部分を持つ列と係合するため、ネジが骨プレート穴に挿入される角度に関わらず（角度範囲内で）、堅固な締結が有益的にネジと骨プレートとの間に得られる。

本発明の骨プレートシステムの有益的な特徴のいくつかは、ラック・ギアおよびピニオン・ギアを用いて説明され得る。骨プレートシステム並びにラック・ギアおよびピニオン・ギアは非常に無関係ではあるが（例えばラック・ギアおよびピニオン・ギアは自動車の操縦機構、並びに機関車および鉄道車両の運転機構に使用される）、本発明の骨プレートシステムは類似する構想を共有している。図４Ａ〜Ｃに示されるように、ラック・ギアおよびピニオン・ギア４００は、歯４２１を有するラック４２０、および歯４２３を有する円形のピニオン４２２を有している。ピニオン４２２に適用させた回転運動によりラック４２０を平行移動させるのだが、逆に言えば、ラック４２０の直線運動または平行移動がピニオン４２２を回転させる。

類似した構想とは、ピニオン４２２の曲率半径４２５の周囲にある歯４２３の配列である。図４Ｂおよび図４Ｃの輪郭で示されるギアの歯４２３は等しい角度間隔をあけており、且つ曲率半径４２５をたどっている。さらに、各歯４２３は線４２７で表されるように、歯４２３を二等分する線が曲率半径４２５の中心４２６と交差するように位置を定められており、ここで曲率半径４２５は半径４２４を有する円を形成している。同様に、線４２９で表されるように隣接する歯４２３の間にあるわずかな間隔４２８を二等分する線もまた中心４２６と交差している。本発明による角度可変のロックネジの頭部にあるネジ山の輪郭（ネジの中心軸と垂直する方向に観察される）は、図４Ｃにあるピニオンの歯４２３および間隔４２８の断面の輪郭と類似している。

図５Ａ〜Ｃは、本発明による角度可変のロックネジの実施形態を示している。角度可変のロックネジ５００は部分的に球状の頭部５０２および軸部５０４を有している。頭部５０２はネジ山５０３を有し、軸部５０４はネジ山５０７を有している。好ましくは頭部５０２は、ネジを骨にねじ込んだり抜き出したり、且つネジを骨プレート穴にねじ込んだり抜き出したりするための器具を受容するための凹部５０９を有している。好ましくは、先端５０６および軸部のネジ山５０７は骨に埋め込み易くするため、セルフタッピングおよび／またはセルフドリルである。頭部５０２および軸部５０４は適切な配置への補助を施すガイドワイヤを受け取るためのカニューレ状であってもよい。図５Ｂおよび図５Ｃは曲率半径５２５を有益的にたどるネジ山５０３の輪郭を示している。一実施形態での半径は約２ｍｍである。輪郭で理解されるようにネジ山５０３の各峰５１０および各谷５１２は、好ましくは等しい増分角度で分離されている。峰５１０および谷５１２は、この実施形態では好ましくは約６０度であるネジ山の角度５１７で、フランク５１１により連結されている。ネジ山の輪郭線５１８ａ〜ｆは、谷５１２を介して伸長し、且つ曲率半径５２５の中心５２６と交差する一連の線になっている。ネジ山の輪郭線５１８ａ〜ｆは、ネジ切りのカッティングビット５０５が頭部５０２の球状の外表面と接触してネジ山５０３を切り出すように、カッティングビットの縦軸５０１を伸長させて形成されている。この実施形態では、カッティングビット５０５はネジ山５０３が切り出されるように、常に頭部５０２の球状の外面と垂直である。この実施形態ではまた、半径の中心５２６がネジ５００の中心軸５１９上にあるような曲率半径となっている。ネジの半径の長さおよび寸法によって、中心５２６はネジの中心軸上にあっても、またはなくてもよい。さらにネジの寸法が一定のままでも半径が延びるため、例えば図６に示されるように、半径の中心はネジ頭部の外側に移っていく。

図６は本発明の角度可変ロックネジの別の実施形態を示している。この実施形態での角度可変ロックネジ６００のネジ頭部６０２は、ネジ５００よりも大きい曲率半径６２５を有している。これがネジ６００の中心軸６１９からの距離６３０（垂直に測定される）である曲率半径の中心６２６と交差する谷の輪郭線６１８ａ〜ｆになる。例えば２．４ｍｍのネジ（２．４ｍｍは軸６０４の外径を参照とする）に対して半径６２４が１０ｍｍであれば、距離６３０は約８．２ｍｍとなる。しかし、曲率半径が大きくなるにつれ、ネジ頭部は球状の形態が失われていき、ネジ頭部の輪郭が周知のロックネジ頭部のように直線（線３１３〜３１６のような）になることに留意されたい。

図７は本発明に従う角度可変のロックネジ頭部のさらに別の実施形態である。ネジ頭部７０２は中心軸７１９、ネジ山７０３およびねじ込み器具／抜き出し器具を受容する凹部７０９を有している。前の実施形態のように、ネジ山７０３の輪郭は有益的に弧形状（すなわち直線ではない）の曲率半径７２５をたどっており、且つネジ山の峰７１０、谷７１２、およびフランク７１１を含有している。しかし、前の実施形態と異なり、ネジ山の輪郭線は曲率半径の中心と交差していない。代わりに、谷の輪郭線７１８ａ〜ｆで表されたネジ山の輪郭線は、各々が平行し且つ中心軸７１９と垂直に伸長している。これらの線は、ネジ切りのカッティングビット７０５が頭部７０２の外球面と接触してネジ山７０３を切り出す方法のためにこうした様式で伸長しており、線７１８ａ〜ｆはカッティングビット７０５の縦軸７０１を伸長させた線を表している。この相違により、機能的にネジ頭部／穴のネジ山の係合が理想的ではなくなる。しかし、ネジの頭部７０２は現在のところネジ頭部５０２よりも製造し易い。

図８は、ロック骨プレート穴８３２を含有する従来の骨プレート穴、非ロック骨プレート穴８３４、およびロック／非ロック骨プレート穴の組み合わせ穴８３６を有する骨プレート８００である。各型の穴は頂面８３７から底面の骨との係合面８３９を貫通して伸長している。ロックプレート穴８３２は、ロック骨ネジの頭部の周囲にあるネジ山と係合するために、穴の内面の周囲に伸長するネジ山８３３を有している。従来のロックプレート穴は、示されるように頂面８３７から底面８３９まで貫通して伸長するネジ山８３３を有しても、または骨プレートの頂面と底面との間の垂直方向距離の一部分にのみ伸長するネジ山を代わりに有してもよい。非ロックプレート穴８３４は非ロック骨ネジの頭部と適合する、ネジ切りされない内面または滑らかな内面８３５を有している。ロック／非ロックプレート穴の組み合わせ穴８３６により骨プレートの多用途性が増すため、外科医は穴を介してロックネジまたは非ロックネジのいずれかを使用することができる。組み合わせ穴８３６は、穴の内面の周囲にロック骨ネジを受容するためのネジ山８３３を備えた一端と、代わりとして非ロック骨ネジを受容するための滑らかな、またはネジ切りされない内面８３５を備えた他端とを有している。

図９Ａおよび図９Ｂは本発明と一致する、骨プレート穴９４０を有する骨プレート９００を示している。従来のロックネジ用の骨プレート穴のように、プレート穴の内面９３５の周囲にあるらせん形のネジ山の代わりに、本発明の骨プレート穴は、穴の内面の周囲に好ましくはネジ山部分を持つ垂直方向の分離した列９４２を有している。ネジ山部分を持つ列は、各々が結びつくように拡張されると（すなわち、全面的に内面９３５の周囲に伸長されると）、らせん形のネジ山を形成する。列は上面９３７から下面９３９の方向に伸長し、且つ好ましくは穴の内面の周囲で等距離に離れて間隔を空けている。列ごとのネジ山部分９２１の数は、外科的応用により、且つ骨プレートおよび骨ネジの寸法（例えばプレートの厚さやネジ山のピッチ）により変化を持たせることができる。しかし、各列は少なくとも二つのネジ山部分を有すべきであり、且つネジとプレートとの間の固定した角度関係を確保するために、好ましくは二つ以上のネジ山部分を有すべきである。

ネジ山部分の代わりとして、列９４２はその列上に形成した複数の歯を二者択一的に有してもよいことに留意されたい。歯を持つ列は、互いに結びつくように拡張すると（すなわち、内面９３５の周囲全面に伸長すると）、らせん形のネジ山を形成するのではないが、骨プレート穴の中心軸と垂直な一連の同心の尾根および溝を形成する。このような歯の列もまた、非ロック骨ネジ、ロック骨ネジ、角度可変のロック骨ネジを受容可能であるものの、ロック骨ネジおよび角度可変のロック骨ネジのネジ頭部のネジ山との歯の係合は、ロック骨ネジおよび角度可変のロック骨ネジのネジ頭部のネジ山とのネジ山部分との係合よりも理想的ではない。

本発明の骨プレート穴は好ましくは、図９Ａおよび図９Ｂで示されるように、ネジ山部分を持つ列９４２を四列有している。しかし本発明の骨プレート穴は、代わりとして別の列数のネジ山部分を持つ列を有してもよい。

例えば図１０Ａ〜Ｃおよび図１０Ｄ〜Ｆの二つの実施形態で説明されるように、それぞれ、骨プレート１０００Ａおよび１０００Ｄの各骨プレート穴１０４０Ａおよび１０４０Ｄは、各々が六列のネジ山部分を持つ列を有している（前に示しているため、図１０Ｃおよび図１０Ｆでは三列のみ明白であることに留意されたい）。ネジ山部分を持つ列１０４２Ａとネジ山部分を持つ列１０４２Ｄとの間には相違点があり、ネジ山部分１０４２Ａの列幅１０４１Ａが、ネジ山部分１０４２Ｄの列幅１０４１Ｄの約二倍になっている。七列以上のネジ山部分を持つ列は、ネジ山部分を持つ列とネジ頭部のネジ山が斜めに係止する危険が増すため推奨しない。反対に、二列以下のネジ山部分を持つ列を有する本発明の骨プレート穴もまた、骨／プレート接合部分における安定性が不十分になる可能性が高まるため推奨しない。

図１１は本発明による骨プレート穴の断面図を示している。骨プレート穴１１４０は骨プレート１１００に形成され、且つ骨プレート１１００を介し、上面１１３７から骨と結合する下面１１３９まで貫通して伸長している。穴１０４０は上部１１４４、中央部１１４６、および底部１１４８を包含する内面１１３５を有している。上部１１４４は上面１１３７から中央部１１４６まで伸長している。中央部１１４６は上部１１４４から底部１１４８まで伸長しており、且つ好ましくは穴の最小直径を有している。底部１１４８は中央部１１４６から下面１１３９まで伸長している。上部１１４４はネジ切りされず、好ましくは滑らかな内面１１４３を有しており、且つ下面内部方向に好ましくは円錐形の先細になっている。骨プレート穴１１４０は、上部１１４４と中央部１１４６との交点に肩部１１４５を有している（肩部は各列にある一番目のネジ山部分の頂上である）。肩部１１４５は穴１１４０を介して挿入された非ロック骨ネジのネジ頭のための止め部として機能してもよく、一実施形態では、穴の中心軸に対し約６０度の角度を形成するように角度付けされている。内面１１４３または上面１１３７が頭部の大きさや形態により、非ロック骨ネジのネジ頭部のための止め具として機能してもよいことに留意されたい。底部１１４８もまた、好ましくは滑らかな内面１１４９を有し、且つ好ましくはアンダーカットされた球状の形で上面内部方向に先細である。本発明の一実施形態でのアンダーカットされた球状の半径は、約１．７５ｍｍである。例えば骨プレートの厚さが２ｍｍ厚くなると、上部が約１ｍｍ伸長することができ、中央部および底部が各々、約０．５ｍｍ伸長することができる。

この実施形態での骨プレート穴１１４０の中央部１１４６は、内面１１３５にネジ山部分を持つ四列の分離した列１１４２を有している。各列１１４２は好ましくは、中心軸１１１９に対して測定される角度１１５０で、下面１１３９の内側方向に傾斜している。一実施形態での角度１１５０は、好ましくは約１５度である。各列１１４２はまた、好ましくは四つまたは五つのネジ山部分１１２１を有している。別の実施形態が、上述した数ほどのネジ山部分を有してもよい。２．４ｍｍの角度可変のロックネジを適合させる骨プレート穴のためには、各ネジ山部分を持つ列幅１１４１が好ましくは約０．３５ｍｍである。応用により、別の実施形態が異なる列幅を有してもよい。

図１２は、ネジ山部分１２２１を持つ列１２４２の一部分の断面輪郭を示している（上述のように、代わりとして歯を持つ列の断面の輪郭がネジ山部分と同じように表示されることに留意されたい）。図１２では、列１２４２にある五つのネジ山部分１２２１のうち二つが示されている。ネジ山部分を持つ列１２４２は、好ましくは骨プレートの下面方向に角度１２５０で傾斜している。一実施形態での角度１２５０は、約１５度である。輪郭で見られるように、ネジ山部分１２２１を持つ列１２４２は、ネジ山の角度１２１７でフランク１２１１により互いに連結された峰（または頂）１２１０および谷（または谷底）１２１２を含有している。峰１２１０は好ましくは、一実施形態で約０．０４ｍｍである長さ１２５２を有している。谷１２１２は好ましくは、一実施形態で約０．０３ｍｍである半径１２５４を有している。角度１２１７は好ましくは約６０度であり、且つ谷の輪郭線１２１８で表されるように、谷１２１２の二等分はフランク１２１１から測定されると、好ましくは約３０度の角度１２５６で生じている。骨プレート穴のネジ山部分を持つ列の別の実施形態では、代わりとして、列の傾斜角度、峰の長さ、谷の半径、ネジ山の角度、および二等分の角度（ネジ山の角度の作用である）を、異なる値で有してもよい。

本発明の角度可変のロック骨ネジは有益的に、選択可能な角度範囲内の選択可能な角度で骨にねじ込み、且つ骨プレートに締付けることができる。図１３は本発明の実施形態を示しており、骨プレート１３００は本発明に従って構築された骨プレート穴１３４０を有している。各穴１３４０は、同様に本発明に従って構築された角度可変のロックネジ１３６０を、選択可能な角度範囲内の角度でいかなる方向でも有益的に受容することができる。角度範囲は角度１３６２を有する円錐を形成しており、この実施形態では約３０度である。換言すれば、角度可変のロックネジ１３６０は、骨プレート１３４０の中心軸１３１９に対し、０度から１５度までの選択可能な角度でいかなる方向でも穴１３４０に挿入し、且つ骨プレート１３００に締付けることができる。

図１４Ａ〜図１７Ｂは本発明に従って構築された骨プレート穴の有益的な特徴を示している。骨プレート１４００は少なくとも三つの骨プレート穴１４４０を有している。各穴１４４０はネジ山部分を持つ列１５４２を四列有しており、非ロック骨ネジ、ロック骨ネジ、または角度可変のロック骨ネジのいずれか一つを有益的に受容することができる。

図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ、および図１５Ｂに示されるように、従来の非ロック骨ネジ１４１００は骨プレート穴１４４０の一つを介して挿入できる。非ロック骨ネジ１４１００は、穴１４４０で使用するため各々適切な大きさであり且つ形成された、ネジ切りされないネジ頭部１４１０２、およびネジ切りされた胴部１４１０４を有している。非ロック骨ネジ１４１００は、必ずしも穴１４４０を介して穴の中心軸に対して同軸に挿入する必要はなく、代わりに、図１４Ｂで示されるように、穴１４４０を介して選択可能な角度で挿入してもよいことに留意されたい。図１５Ｂは、ネジ頭部１４１０２がネジ山部分を持つ列１５４２と係合しないが、代わりに、穴に全体が据付けられると穴１４４０の肩部１５４５と接触することを示している。

図１４Ａ、図１４Ｂ、図１６Ａ、および図１６Ｂは二番目の骨プレート穴１４４０を介して挿入された従来のロック骨ネジ１４２００を示している。ロック骨ネジ１４２００は、ネジ頭部の外面上にネジ山１４２０３を備えるネジ頭部１４２０２を有している。ネジ山１４２０３が、ネジ山部分を持つ列１５４２と係止しながら係合し且つ嵌合する事ができるように、ネジ頭部およびネジ山の両方ともに適切な大きさであり且つ寸法化されている。ネジ山部分を持つ列１５４２と正確に係合し且つ嵌合するように、ロック骨ネジ１４２００は穴１４４０を介して穴の中心軸１４１９と同軸に挿入されるべきである。ネジ１４２００もまた、骨と係合するためのネジ切りされた胴部１４２０４を有している。胴部１４２０４も同様に穴１４４０を介して挿入するために、適切な大きさであり且つ寸法化されている。

図１４Ａ、図１４Ｂ、図１７Ａ、および図１７Ｂは三番目の骨プレート穴１４４０を介して挿入された角度可変のロック骨ネジ１４６０を示している。本発明に従って構築された角度可変のロック骨ネジ１４６０は、ネジ切りされた胴部１４０４および頭部の外表面上にネジ山１４０３を備える部分的に球状の頭部１４０２を有している。ネジ頭部のネジ山１４０３は頭部１４０２の球状形状部分である弧形状（すなわち直線ではない）の曲率半径を有益的にたどる輪郭を有している。ネジ１４６０は、ネジ山部分を持つ列１５４２と締付けながら係合するネジ山１４０３を備え、中心軸１７１９と非同軸に三番目の穴１４４０へと挿入されていることが示されている。

図１８Ａ〜図２４Ｃは、本発明による骨プレート穴の実施形態の種々の特徴を説明している。穴の内面の周囲にある列の構造以外では、少なくともいくつかあるこれらの特徴を、本発明による骨プレート穴の代わりとなる実施形態で使用する必要はない。また、これらの特徴が記載され且つ示される順序は、本発明の骨プレート穴を組み立てるための特定の過程の順序又は段階を意味するものでもないことに留意されたい。当技術分野における通常の技術を持った当業者には明白であるように、本発明の穴を組み立てることができる方法は二通り以上存在する。

本発明の骨プレート穴は典型的に、図１８Ａ〜Ｃで示されるように、円形の開穴１８６５から始まる。開穴１８６５は中心軸１８１９を有しており、且つ骨プレート１８００を介して上面１８３７から下面１８３９まで貫通して伸長している。一実施形態での開穴の直径は、約２．２ｍｍである。

図１９Ａ〜Ｃは他の特徴を示さない骨プレート穴の内面の輪郭を示している。骨プレート１９００の穴１９６５の輪郭は、内側方向に先細の上部１９４４、突出しながら内側方向に先細の中央部１９４６、およびアンダーカットされた球状の底部１９４８を含有している。一実施形態での穴の中央部および底部は、各々が中心軸１９１９に沿って約１ｍｍずつ伸長し、且つアンダーカットされた球状の半径は約１．７５ｍｍである。

別の特徴は、図２０Ａ〜Ｃで示される随意的な「Ｘキー」の切り出し２０６５である。Ｘキーの切り出し２０６５は好ましくは、骨プレート穴の開穴１８６５と同じ中心軸１８１９の周囲の骨プレートを貫通して、押圧されるか、切り出されるか、または打ち抜かれる。一実施形態での「Ｘ」の各脚は約１．５ｍｍの幅を有し、且つ約０．７５ｍｍの半径を有する弧形状に至る。この同じ実施形態での共線する脚の端から端までの全長は、約４．２５ｍｍである。Ｘキーの切り出しはクローバーの葉の形を形成して、以下の図２５Ａ〜図２７Ｄで記述されるように、相補するドリルガイドの先端図を有するドリルガイドと適合することを目的とする。

別の特徴は、図２１Ａ〜Ｃ（他の穴の特徴は何も示していない）で示されるように、好ましくは１２度のレリーフカット２１６５である。レリーフカット２１６５は八面の対称的なカット断面２１６６（四分円につき二面の断面）を含有しており、ここで各断面は骨プレートの上面２１３７から約１２度で内部に傾斜している。レリーフカットは骨プレートを貫通して形成されている。一実施形態での各レリーフカットの軸２１１９は、骨プレート穴の中心軸１８１９から約１．１ｍｍである。

図２２Ａ〜Ｃは上部１９４４、中央部１９４６、底部１９４８、Ｘキーの切り出し２０６５、レリーフカット２１６５、および歯状部分またはネジ山部分の切り出しをまだ有さずに形成された四列の列２２４２を備えた穴の輪郭を示している。列２２４２は穴の中央部の内面から軸方向の断面を取り除くことで形成されている。

ネジ切り過程により、列２２４２でネジ山部分が形成される。中央部１９４６が中央部に形成した列を有していなければ、図２３Ａ〜Ｃで示されるように、ネジ切り過程により、穴２３６５の中央部２３４６の内面内に且つ周囲全体にらせん状のネジ山２３６７が切り出されたであろうことに留意されたい。ネジ山部分のネジ山の輪郭（すなわち峰、谷、フランク、および隣接するフランクにより形成された角度）は、図１１および図１２で示されたネジ山部分を持つ列について上述した輪郭と、好ましくは同じである。

前述したように、列２２４２でネジ山部分を形成する代わりに歯を形成してもよい。歯は穴の中心軸と垂直または少なくとも実質的に垂直する列に溝を切り出すことで形成される。中央部１９４６が中央部に形成した列を有していなければ、溝を切り出す過程により、同心で平行な一連の交互する溝および尾根を形成したであろうことに留意されたい。

図２４Ａ〜Ｄは本発明による骨プレート穴の完全な実施形態を示している。穴２４４０はネジ山部分を持つ列２４４２、Ｘキーの切り出し２０６５、およびレリーフカット２１６５を含有している。図２４Ｃが穴２４４０の頂面２４３７を示す一方で、図２４Ｄは骨と接触、隣接、または対面する穴２４４０の底面２４３９を示している。

図２５Ａ〜図２７Ｄはドリルガイドとの接続における本発明の別の有益的な特徴を示している。本発明に従って構築されたドリルガイドの一実施形態が図２５Ａ〜図２６Ｃで示され、別の実施形態が図２７Ａ〜Ｄで示されている。

図２５Ａは先端２５７１および柄部２５７３を有するドリルガイド２５７０を示している。図２５Ｂで示されるように先端２５７１は、ドリル、骨ネジ、および／または骨プレート２５００を介し選択可能な角度で骨にねじ込み／引き抜く器具、を先導するためにドリル軸の周囲に配列された、クローバーの葉の形を形成する、等距離に間隔を空け且つ曲線的な羽または断面２５７２を四つ有している。羽２５７２は、骨プレート穴２５４０のＸキーの切り出し１９６５内にぴったりと適合する大きさであり且つ構築されている。これによりドリルガイド２５７０は、骨プレート穴２５４０と同軸に（すなわち骨プレート穴の中心軸と同軸に）挿入され、且つ骨に穴が穿孔される間および／または骨に骨ネジがねじ込まれる間、適所に保つことが容易となる。代わりとして、クローバーの葉の形およびＸキーの切り出し以外の構造が、先端２５７１および穴２５４０のそれぞれに使用できることに留意されたい。図２５Ｃで示されるように、柄部２５７３は先端２５７１および先端２５７１が挿入される穴２５４０の中心軸の周囲を３６０度旋回できる。

図２６Ａは、スロットを介して選択可能な角度範囲内で穿孔を成すことができる、スロット２６７５を有するドリルガイド２５７０を示している。この実施形態での選択可能な角度範囲は０度から１５度までである。柄部２５７３は３６０度旋回させることができるので、それにより穴の中心軸の周囲には３０度の角度形成をした円錐が成される。ドリルガイド２５７０はスロット２６７５に沿って標識２６７４ａ〜ｄを有しており、この実施形態では穴の中心軸に対し、それぞれ０度、５度、１０度、および１５度を表示している。別の実施形態では選択可能な角度の別の角度範囲および／または別の標識を有してもよい。図２６Ａおよび図２６Ｂは、最上部の角度設定２６７４ａで、ドリルガイド２５７０を経て骨プレート２５００を介し骨２６７８に先導されるドリルビット２６７６を示しており、この実施形態では骨プレート穴の中心軸に対し０度である（すなわち同軸である）。図２６Ｃは、最下部の角度設定２６７４ｄで、ドリルガイド２５７０を経て骨プレート２５００を介し骨２６７８に先導されるドリルビット２６７６を示しており、この実施形態では、骨プレート穴の中心軸に対し１５度または骨プレート２５００の頂面２６３７に対し７５度である。

図２７Ａ〜Ｄは本発明に従うドリルガイドの別の実施形態を示している。ドリルガイド２７７０は、一端に先端２７７１Ａを備えた漏斗形状のガイド２７７７、逆端に先端２７７１Ｂを備えた同軸のガイド２７７９、およびそれらの間に柄部２７７３を有している。先端２７７１Ａおよび先端２７７１Ｂの各々は、ドリル、骨ネジ、および／または骨プレートを介して骨にねじ込み／引き抜く器具２７７６、を先導するためにドリル軸の周囲にクローバーの葉の形を形成する、等距離に間隔を空け且つ曲線的な羽または断面２７７２を四つ有している。羽２７７２は、本発明の骨プレート穴のＸキーの切り出し１９６５にぴったりと適合する大きさであり且つ構築されている（例えば骨プレート穴２５４０）。これによりドリルガイド２７７０のいずれか一端が骨プレート穴と同軸に（すなわち骨プレート穴の中心軸と同軸に）挿入され、且つ骨に穴が穿孔される間および／または骨に骨ネジがねじ込まれる間、適所に保つことが容易となる。代わりとして、クローバーの葉の形およびＸキー型の切り出し以外の構造が、本発明の先端２７７１Ａ、先端２７７１Ｂ、および穴のそれぞれに使用可能であることに留意されたい。ドリルガイド２５７０の柄部２５７３と異なり、柄部２７７３は２７７１Ａおよび２７７１Ｂのいずれの先端も旋回しない。代わりに、漏斗形状のガイド２７７７は先端２７７１Ａが挿入される骨プレート穴の中心軸を介して伸長し、且つ中心軸を中央に合わせた漏斗形状のボア２７７５を有している。ボア２７７５は円錐の角度形成を成しており、この実施形態では３０度である。本発明の骨プレート穴に挿入された漏斗形状のガイド２７７７を用い、それにより固定位置に締結させることで、穴の中心軸に対して、０度から１５度までの選択可能な角度でいかなる方向でも有益的に穿孔することができる。ドリルガイド２７７０の逆端にある同軸のガイド２７７９はガイドを介して伸長するボア２７７８を有している。本発明の骨プレート穴に挿入された同軸のガイド２７７９を用いることで、ボア２７７８は、穴の中心軸と同軸にドリルビットまたはねじ込み／引き抜く器具２７７６を先導させるように使用することができる。同軸のガイド２７７９はまた、侵入度の測定に役立つ随意の測定ゲージ２７７４を有している。

図２８は本発明に従う骨プレートの構造を示している。骨プレート２８００は、外側近位の脛骨プラトーの骨折部用に形態化され、且つ構築されているが、これに限定されるものではない。骨プレート２８００は、外側近位の脛骨の骨幹端と適合するように構築され且つ寸法化された頭部部分２８８０、および外側近位の脛骨の骨幹と適合するように構築され且つ寸法化された軸部２８８２を有している。骨プレート２８００はさらに、上面２８３７および骨プレートを上面２８３７から下面まで貫通して伸長する複数の骨プレート穴２８４０を有している。各穴２８４０は四列のネジ山部分を持つ列２８４２を有しており、本発明による非ロック骨ネジ、ロック骨ネジ、角度可変のロック骨ネジのいずれかを有益的に受容することができる。軸部２８８２はまた、さらに多用途性を高めるための８の字形状の組み合わせ穴２８８４をいくつか有しており、８の字形状の片方の部分２８８５が好ましくは四列のネジ山部分を持つ列を有しており、他方の部分２８８６が好ましくは滑らかでネジ切りされない。部分２８８６が非ロック骨ネジを受容できる一方、部分２８８５は非ロック骨ネジ、ロック骨ネジ、または角度可変のロック骨ネジのいずれかを有益的に受容することができる。骨幹の一部である外側の骨皮質が欠ける、または著しく損傷して、外側の骨皮質の状況により非ロックネジでの固定に問題がある場合、軸部２８８２で角度可変のロックネジを使用することが特に有用である。骨プレート穴の特定の型および配列はもちろん変化を持たせてよい。

図２９Ａ〜Ｃは本発明に従う別の骨プレートの構造を示している（これは図２５から図２７で示された骨プレートと同じである）。骨プレート２９００は橈骨遠位端の骨折用に形態化され且つ構築されているが、これに限定されるものではない。骨プレート２９００は橈骨遠位端の骨幹端と適合するように構築され且つ寸法化された頭部部分２９８０、および橈骨遠位端の骨幹と適合するように構築され且つ寸法化された軸部２９８２を有している。骨プレート２９００はさらに、表面２９３７、下面２９３９および骨プレートを表面２９３７から下面２９３９まで貫通して伸長する複数の骨プレート穴２９４０を有している。各穴２９４０は好ましくは四列のネジ山部分を持つ列２９４２を有しており、本発明による非ロック骨ネジ、ロック骨ネジ、角度可変のロック骨ネジのいずれかを有益的に受容することができる。軸部２９８２もまた、さらに多用途性を高めるための組み合わせ穴２９８４および２９８９をいくつか有している。組み合わせ穴の穴の一部分２９８５は好ましくは四列のネジ山部分を持つ列２９４２を有しており、それ以外の部分２９８６および２９８７は、好ましくは滑らかでネジ切りされない。部分２９８６および２９８７が非ロック骨ネジを受容可できる一方で、部分２９８５は非ロック骨ネジ、ロック骨ネジ、角度可変のロック骨ネジのいずれかを有益的に受容することができる。一実施形態での骨プレート２９００の長さ２９９０は約６５ｍｍであり、頭部部分２９８０の幅２９９２は約２２．２ｍｍであり、頭部部分２９８０が軸部２９８２に対し上向きに傾斜する角度２９９４は約２５度である。

図３０で示されるように、本発明の骨プレートは好ましくは、骨プレートの下面または下側と骨との間の接触を制限および／または最小限にするよう形態化してもよい。骨プレートと骨との間の接触を制限および／または最小限にすることは、血液供給への損傷を緩和させ、且つプレートの除去を簡易させることを含め、いくつかの生物学的且つ機械的な利益が得られる。骨プレート３０００と骨との間の接触を制限および／または最小限にする一つの方法は、下面３０３９の骨プレートの穴と穴との間に半径形または扇形の切り出し３０９９をプレート３０００に設けることである。別の方法が米国特許第５１５１１０３号明細書（特許文献１）、第５０５３０３６号明細書（特許文献２）、第５００２５４４号明細書（特許文献３）、および第４８３８２５２号明細書（特許文献４）に開示されている。これらの特許明細書の内容は参照により本明細書に組み込まれる。

図３１は骨折部に適用した場合の本発明の骨プレートシステムの実施形態である。骨プレート２９００が、頭部部分２９８０の骨プレート穴２９４０を介して選択可能な種々の角度で挿入され、且つ穴２９４０のネジ山部分を持つ列を通じて骨プレート２９００に取付けられた、四つの角度可変のロックネジ３１６０によって骨折した骨３１７８に取付けられていることが示されている。骨プレート穴２９４０の内面にあるネジ山部分を持つ列は、一般的にはラックアンドピニオン式に類似する角度可変のロックネジ３１６０の球状形状の頭部にあるネジ山と相互作用して嵌合し、これにより角度可変のネジ３１６０を種々の角度でプレート穴２９４０に締付けることができる。角度可変のロックネジ３１６０は、本発明に従って構築されており、例えば角度可変のロックネジ５００、６００、および／または７００であってもよい。骨プレート２９００はまた、骨プレート穴２９８９の一部分２９８７を介して挿入された非ロック骨ネジ３１１００によって骨３１７８に取付けられている。骨プレート２９００はさらに、個別の骨プレート穴２９８４の一部分２９８５を介して挿入された、一対の従来のロック骨ネジ３１２００によって骨３１７８に取付けられ、且つ一部分２９８５のネジ山部分を持つ列を通じて骨プレートに締付けられている。骨プレート穴にあるネジ山部分を持つ列はロックネジを骨プレートに締付けるようにロックネジのネジ切りされた頭部と嵌合する。ロックネジ３１２００の代わりに、本発明の角度可変のロックネジが使用できたであろうことに留意されたい。全ての骨プレート穴が各適用において使用する必要はないことに、さらに留意されたい。角度可変のロックネジ３１６０、非ロックネジ３１１００、およびロックネジ３１２００はプレート２９００が埋め込まれたままである限り、骨プレート２９００を介して骨３１７８に挿入されたままである。

本発明に従って構築された角度可変のロック骨ネジのネジ頭部のネジ山の特徴に戻り、図３２〜図３４は各ネジの中心軸に沿って測定された、種々のネジ山のピッチ（例えば峰から峰の間隔）を説明する角度可変のロックネジのネジ頭部の三つの実施形態を示している。以下の表は、説明されたネジ頭部が属する角度可変のネジの大きさ、および種々のピッチ（ミリ単位で示す全寸法）を記載している。本発明の角度可変のロック骨ネジの別の実施形態が別の種々のネジ山のピッチを有してもよい。

各事例において、曲率半径に沿って測定されると、隣接するネジ山の峰と峰（または隣接するネジ山の谷と谷）との間の角の間隔は、図３５で説明されるように一定であることに留意されたい。すなわち、曲率半径３５２５に沿って測定されると、隣接するネジ山の峰３５１０と峰との間の各角度の間隔３５ＡＤは、図３２〜図３４で説明されるようなネジ山のピッチ３５Ｐ０１から３５Ｐ０５と対照的に同じであり、中心軸３５１９に沿ってまたは平行して測定されると変化する。

同じ型の骨プレート穴を使用する同一の骨プレート上で角度可変のロックネジ、ロックネジ、および非ロックネジを組み合わせることにより、本発明は混成された新規の固定化術を提供する。非ロックネジを用いることで、骨プレートと骨との間の摩擦により骨折整復を支える。この摩擦は非ロックネジを骨に堅く締付けることで生じる。しかし、非ロックネジと骨との間の微動が生じると、骨の吸収が生じ、結果的に整復力が失われる。加えて非ロックネジの挿入には、骨がネジの堅い締付けの圧迫に耐える必要があり、非ロックネジを囲む骨には強い圧迫が生じる。通常、圧迫が強いと非ロックネジのネジ山がつぶれて（すなわち骨でネジ山が変形をきたす）、且つ／または骨に変形が生じる恐れがある（骨は粘弾性物質なため）。この現象のどちらか一つでも生じると、結果的に整復力が失われる。

少なくとも一つのロックネジまたは角度可変のロックネジを付け足すことで整復力の損失は最小限に抑えられるか、または取り除かれる。具体的には、ロックネジを骨プレートに締付け且つ骨には締付けないことで骨の粘弾性的挙動の影響が減り、ネジ山がつぶれず、且つ微動を防止する。ロックネジと骨プレートとの間の取付けは、固定した角度構成の非常に強い結合をしており、ロックネジは骨を介して横から切られなければ落ちることはない。

角度可変のネジはロックネジよりも好ましい角度で締付けることができるため、角度可変のネジの使用によりロックネジよりもさらに高い有益性が得られる。

さらに、ある種の関節周囲骨折の処理は、通常骨プレートに対して種々の角度でのネジの挿入が必要であり、且つ個々のネジと骨プレートとの間の初めの角度関係を維持する必要性からも、本発明の高度に多用途性のある骨プレートシステムは、こうした臨床応用に特に適している。

本明細書に記述され説明された特徴は、単独でまたは骨プレートシステムの別の特徴および実施形態との組み合わせで使用してもよいことに留意されたい。

本発明は好ましい実施形態に関連して上述してきた。しかし本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の例示でしかない。当業者であれば種々の改良が本発明の範囲内で成されることができ、本発明が以下の特許請求項によってのみ限定されることを理解されるであろう。

Claims (25)

1. 骨プレートを骨に締付けるための骨プレートシステムにおいて：
   前記システムは
   中心軸を有する骨ネジであって、
   前記骨と係合するように構築され且つ寸法化された軸部；
   および曲率半径を有する球状形状の部分を有する頭部；
   を包含する骨ネジを具備しており、
   前記頭部は前記球状形状の部分の外面にネジ山を有し、
   前記ネジ山は峰、谷、およびフランクを包含する輪郭を有し、
   且つ前記フランクは前記峰と前記谷とを連結させ、
   前記峰と谷とはそれぞれ前記曲率半径と平行または同心する直線ではない曲線上にある、骨プレートシステム。
2. 前記ネジ山の輪郭は前記曲率半径の中心と交差する輪郭線を有し、前記輪郭線は、カッティングビットが前記頭部の球状形状の部分の外面と接触するように、ネジ切りの前記カッティングビットの縦軸の伸長を表す、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ネジ山の輪郭は前記中心軸と垂直に測定した前記中心軸からわずか１０ｍｍにある点と交差する輪郭線を有し、前記輪郭線は、カッティングビットが前記頭部の前記球状形状の部分の前記外面と接触するように、ネジ切りの前記カッティングビットの縦軸の伸長を表す、請求項１に記載のシステム。
4. 前記ネジ山の輪郭は前記中心軸と垂直に伸長する輪郭線を有し、前記輪郭線は、カッティングビットが前記頭部の前記球状形状の部分の前記外面と接触するように、ネジ切りの前記カッティングビットの縦軸の伸長を表す、請求項１に記載のシステム。
5. 頂面、底面、および前記頂面から前記底面までを介して伸長する複数の穴を有する骨プレートをさらに具備する、請求項１に記載のシステム。
6. 骨プレートを骨に締付けるための骨プレートシステムにおいて、前記システムは上面、骨と係合する下面、および前記上面から前記下面までを介して伸長する内面を備える穴を有する骨プレートを具備しており、
   前記骨プレートは、各列が前記上面から前記下面の方向に伸長する、前記穴の円周囲に配列された、歯またはネジ山部分を持つ複数の分離した列を前記穴の内面に有し；
   前記穴は非ロック骨ネジ、ロック骨ネジ、または角度可変のロック骨ネジを受容するように構築され且つ寸法化され；
   且つ前記歯またはネジ山部分を持つ列は、前記ロック骨ネジの頭部または前記角度可変のロック骨ネジの頭部にあるネジ山と係合するように構築され且つ寸法化されている、骨プレートシステム。
7. 前記骨プレートは、前記穴の円周囲に配列された、歯またはネジ山部分を持つ四列の分離した列を前記穴の内面に有する、請求項６に記載の骨プレートシステム。
8. 前記歯またはネジ山部分を持つ複数の分離した列は、前記穴の内面で等距離に離れて間隔を空ける、請求項６に記載の骨プレートシステム。
9. 前記歯またはネジ山部分を持つ各列は、約１５度の角度で前記下面の内側方向に傾斜する、請求項６に記載の骨プレートシステム。
10. 前記骨プレートは、前記穴を形成する、前記上面から前記中央部まで伸長する上部、前記上部と前記底部との間に伸長する前記中央部、および前記中央部から前記下面まで伸長する前記底部を有しており、前記中央部は前記穴の内面に配列された前記歯またはネジ山部分を持つ複数の分離した列を有する、請求項６に記載の骨プレートシステム。
11. 前記穴の上部はネジ切りされないまたは滑らかな内面である、請求項１０に記載の骨プレートシステム。
12. 前記穴の上部は前記下面の内側方向に円錐状に先細である、請求項１０に記載の骨プレートシステム。
13. 前記穴の底部はネジ切りされない、請求項１０に記載の骨プレートシステム。
14. 前記底部は前記下面から前記中央部の内側に先細または曲線状である、請求項１０に記載の骨プレートシステム。
15. 前記歯またはネジ山部分を持つ分離した列は、前記穴の上部と中央部との交点に肩部を形成する、請求項１０に記載の骨プレートシステム。
16. 頭部と、前記穴を介して適合するように且つ前記骨と係合するように構築され且つ寸法化された、ネジ切りされた軸部を包含する骨ネジをさらに具備する、請求項６に記載の骨プレートシステム。
17. 前記穴は中心軸を有し、且つ前記骨ネジは、前記中心軸と同軸に、前記歯またはネジ山部分を持つ複数の列と係合するように構築され且つ寸法化された前記頭部の外面にネジ山を備えたロック骨ネジである、請求項１６に記載の骨プレートシステム。
18. 前記骨ネジは、前記上面に最も近い最上部分の前記歯またはネジ山部分と接触するように構築され且つ寸法化された、前記頭部の外面に一つもネジ山を備えていない非ロック骨ネジである、請求項１６に記載の骨プレートシステム。
19. 前記骨ネジは角度可変のロック骨ネジであり、前記頭部は曲率半径を有する球状形状の部分を有し、前記頭部はまた前記球状形状の部分の外面にネジ山を有し、前記ネジ山は前記歯またはネジ山部分を持つ複数の列と係合するように構築され且つ寸法化され、前記ネジ山は峰、谷、およびフランクを包含する輪郭を有し、前記フランクは前記峰と谷とを連結させ、前記峰と谷とはそれぞれ前記曲率半径と平行または同心する直線ではない曲線状にある、請求項１６に記載の骨プレートシステム。
20. 骨折固定化の方法において：
    各穴が骨プレートを貫通して伸長する、複数の骨プレート穴を有する前記骨プレートを骨に対して位置付けるステップと；
    前記骨プレート穴のいずれか一つを介して前記骨に挿入するために、非ロック骨ネジ、ロック骨ネジ、または角度可変のロック骨ネジのいずれか一つを選択するステップと；
    前記選択された骨ネジを介して挿入するために前記骨プレート穴のいずれか一つを選択するステップと；
    前記選択された骨プレート穴を介して前記選択された骨ネジを前記骨に挿入するステップ
    を含む方法。
21. 前記非ロック骨ネジ、ロック骨ネジ、または角度可変のロック骨ネジのいずれか一つを選択するステップは、ロック骨ネジまたは角度可変のロック骨ネジを選択するステップを含み、
    さらに前記方法は、前記ロック骨ネジまたは前記角度可変のロック骨ネジの前記ネジ頭部のネジ山を、前記選択された骨プレート穴の内面に設置された前記歯またはネジ山部分を持つ列に係合させるステップを含む、請求項２０に記載の方法。
22. 前記選択された骨ネジを挿入するステップは、前記選択された骨プレート穴を介して前記骨プレート穴の中心軸に対して非同軸に前記選択された骨ネジを前記骨に挿入するステップを含む、請求項２０に記載の方法。
23. 前記非ロック骨ネジ、ロック骨ネジ、または角度可変のロック骨ネジのいずれか一つを選択するステップが、角度可変のロック骨ネジを選択するステップを含み、
    前記選択された骨ネジを挿入するステップが、前記選択された穴の中心軸から角度範囲内の任意の角度でいかなる方向でも、前記選択された骨プレート穴を介して前記選択された角度可変の骨ネジを前記骨に挿入するステップを含む、請求項２０に記載の方法。
24. 曲線状の角を有するドリルガイドの一部分を、前記選択された穴の対応する扇形の切り出し内に挿入させるステップと、
    前記選択された穴を介して骨ネジを前記骨に挿入するため、前記ドリルガイドにより可能となる角度範囲内で所望の角度を選択するステップをさらに含み、
    前記選択された穴に挿入された前記ドリルガイドの一部分は選択された角度に関わらず前記選択された穴で固定した位置のままである、請求項２０に記載の方法。
25. 骨折部を体内で固定化するために骨プレートシステムの骨プレートに穴を加工する方法において、前記方法は：
    骨プレートの上面から下面まで前記骨プレートを貫通して開穴を穿孔するステップであって、前記開穴が中心軸を有し、且つ前記骨プレートが前記穴の円周囲に内面を有する前記ステップと；
    前記穴の周囲の前記内面に上部、中央部、および底部を形成するステップであって、
    前記上部が前記上面から前記中央部まで伸長し、
    前記中央部が前記上部から前記底部まで伸長し、
    且つ前記底部が前記中央部から前記下面まで伸長し、前記中央部が前記上部および前記底部よりも穴の直径が小さい前記ステップと；
    前記中央部の内面に複数の列を形成するため、前記穴の中央部の内面から複数の軸方向の断面を取り除くステップと；
    前記各列に複数の溝を形成するステップ
    を含む方法。

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