JP2012157377A - 創外固定器 - Google Patents

Abstract

【課題】部品数が少なく構造が簡単でありながら、関節を離間させて関節軟骨損傷の治療を行うことができる、創外固定器を提供する。
【解決手段】 創外固定器１０は、骨部Ｂに取り付けられるピン１２ａと、骨部Ｃに取り付けられるピン１２ｂ，１２ｃとを含む。第１永久磁石２０を含む第１磁石部１４がピン１２ａに取り付けられる。第２永久磁石２８を含む第２磁石部１６がピン１２ｂ，１２ｃに取り付けられる。第１磁石部１４は、ピン１２ａの長手方向に直交する断面が円弧かつ凸状の凸部１４ａを有し、第２磁石部１６は、ピン１２ｂ，１２ｃの長手方向に直交する断面が円弧かつ凹状の凹部１６ａを有する。第１磁石部１４と第２磁石部１６とは、凸部１４ａと凹部１６ａとが対向しかつ第１永久磁石２０および第２永久磁石２８の同極が対向するように配置されている。
【選択図】図１

Description

この発明は創外固定器に関し、より特定的には、関節軟骨損傷の治療に用いられる創外固定器に関する。

広範な関節軟骨損傷の治療は、欠損部にドリルやオウルで小さな穴をあけ、骨髄からの出血を促し、骨髄間葉系幹細胞を関節内に誘導する方法が一般的であるが、術後早期から損傷部へ荷重を加えることは幼弱な組織に損傷を与える可能性がある。

このような関節軟骨損傷の治療に用いられる創外固定器の一例が、特許文献１において開示されている。この創外固定器は、ボールジョイントやギアボックスを備え、損傷部を保護するために、関節を挟んで関節の両側を機械的に固定して関節を離間させ、損傷部への荷重を軽減する。そして、この創外固定器を装着した状態で関節を運動させる。

特開２００２−３４５８３７ 特開２００５−２４５４７０

しかし、特許文献１に開示された創外固定器は、部品数が多く構造が複雑である。

また、特許文献２において、磁石を含む創外固定器が開示されている。しかし、この創外固定器は、第１の骨部と第２の骨部とに固定される一対の磁性体部が互いに引き合うように装着されており、関節を離間させて関節軟骨損傷の治療を行う場合に用いることはできない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、部品数が少なく構造が簡単でありながら、関節を離間させて関節軟骨損傷の治療を行うことができる、創外固定器を提供することである。

上述の目的を達成するために、請求項１に記載の創外固定器は、関節両側の第１骨部と第２骨部とを固定する創外固定器であって、第１骨部に取り付けられる第１ピンと、第２骨部に取り付けられる第２ピンと、第１永久磁石を含みかつ第１ピンに取り付けられる第１磁石部と、第２永久磁石を含みかつ第２ピンに取り付けられる第２磁石部とを備え、第１磁石部は、第１ピンの長手方向に直交する断面が円弧かつ凸状の凸部を有し、第２磁石部は、第２ピンの長手方向に直交する断面が円弧かつ凹状の凹部を有し、第１磁石部と第２磁石部とは、凸部と凹部とが対向しかつ第１永久磁石および第２永久磁石の同極が対向するように配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の創外固定器は、請求項１に記載の創外固定器において、第１磁石部に対して第２磁石部を相対的に２次元変位できるように第１磁石部と第２磁石部とを連結する連結部材をさらに備えることを特徴とする。

請求項３に記載の創外固定器は、請求項２に記載の創外固定器において、連結部材は、円弧状の第１孔および直線状の第２孔を有する連結部本体と、第１磁石部に対して連結部本体を相対的に揺動できるように第１孔に挿通されて第１磁石部に取り付けられる第１取付部材と、第２磁石部に対して連結部本体を相対的に進退できるように第２孔に挿通されて第２磁石部に取り付けられる第２取付部材とを含むことを特徴とする。

請求項４に記載の創外固定器は、請求項３に記載の創外固定器において、連結部本体は略Ｙ字状に形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の創外固定器は、請求項３に記載の創外固定器において、連結部本体は、第１孔と同一円弧上または同心上に位置する円弧状の第３孔と、第３孔に挿通されて第１磁石部に取り付けられる第３取付部材とをさらに含むことを特徴とする。

請求項６に記載の創外固定器は、請求項５に記載の創外固定器において、連結部本体は略扇状に形成されていることを特徴とする。

請求項７に記載の創外固定器は、請求項１に記載の創外固定器において、第１磁石部の凸部はさらに、第１ピンの長手方向の断面が凸状に形成され、第２磁石部の凹部はさらに、第２ピンの長手方向の断面が凹状に形成されていることを特徴とする。

請求項８に記載の創外固定器は、請求項７に記載の創外固定器において、第１磁石部に対して第２磁石部を相対的に３次元変位できるように第１磁石部と第２磁石部とを連結する連結部材をさらに備えることを特徴とする。

請求項９に記載の創外固定器は、請求項８に記載の創外固定器において、連結部材は、円弧状の第１孔を有する第１連結部と、直線状の第２孔を有しかつ第１連結部に接続される第２連結部と、第１磁石部に対して第１連結部を相対的に揺動できるように第１孔に挿通されて第１磁石部に取り付けられる第１取付部材と、第２磁石部に対して第２連結部を相対的に進退できるように第２孔に挿通されて第２磁石部に取り付けられる第２取付部材とを含み、第１連結部に対して第２連結部を相対的に揺動できるように第１連結部と第２連結部とは接続されていることを特徴とする。

請求項１に記載の創外固定器では、第１ピンに取り付けられる第１磁石部と第２ピンに取り付けられる第２磁石部とは、第１永久磁石および第２永久磁石の同極が対向するように配置されているので、相互に反発し合い、第１骨部と第２骨部、すなわち関節の軟骨部分を離間させることができる。また、第１磁石部と第２磁石部とは、凸部と凹部とが対向するように配置されているので、相互に干渉することなく、相互間の変位が円滑になる。したがって、関節軟骨損傷部（軟骨再生部）への荷重を軽減した状態で、関節を円滑に運動させることができ、広範な関節軟骨損傷の治療に用いることができる。また、第１永久磁石と第２永久磁石との反発力を利用することによって、創外固定器を少ない部品点数で簡単に構成できる。

請求項２に記載の創外固定器では、第１磁石部と第２磁石部とを連結部材で連結することによって、第１磁石部および第２磁石部の位置を所望の範囲に保ちつつ第１磁石部に対して第２磁石部を相対的に２次元変位できる。したがって、創外固定器を関節に安定して装着でき、かつ関節を円滑に運動でき創外固定器を良好に使用できる。

請求項３に記載の創外固定器では、連結部本体は円弧状の第１孔および直線状の第２孔を有し、第１磁石部に対して連結部本体を相対的に揺動できるように第１取付部材は第１孔に挿通されて第１磁石部に取り付けられ、第２磁石部に対して連結部本体を相対的に進退できるように第２取付部材は第２孔に挿通されて第２磁石部に取り付けられる。これにより、第１磁石部に対して第２磁石部を相対的に進退および揺動できる。すなわち、第１磁石部に対して第２磁石部を相対的に２次元変位できる構成を、容易に得ることができる。

請求項４に記載の創外固定器では、連結部本体を略Ｙ字状に形成することによって、円弧状の第１孔および直線状の第２孔を有する連結部本体を、軽量かつコンパクトに構成することができる。

請求項５に記載の創外固定器では、連結部本体は、第１孔と同一円弧上または同心上に位置する円弧状の第３孔と、第３孔に挿通されて第１磁石部に取り付けられる第３取付部材とをさらに含む。これによって、第１磁石部に対する連結部本体の相対的な揺動を妨げることなく、連結部本体を第１磁石部により安定して取り付けることができる。

請求項６に記載の創外固定器では、連結部本体を略扇状に形成することによって、第１孔〜第３孔を有する強固な連結部本体を容易に得ることができる。

請求項７に記載の創外固定器では、第１磁石部の凸部は、第１ピンの長手方向の断面および当該長手方向に直交する断面がともに凸状に形成され、第２磁石部の凹部は、第２ピンの長手方向の断面および当該長手方向に直交する断面がともに凹状に形成されている。このような凸部と凹部とが対向するように第１磁石部と第２磁石部とを配置すると、第１磁石部と第２磁石部とは、相互に干渉することなく相互間の３次元的変位が可能となる。したがって、関節軟骨損傷部（軟骨再生部）への荷重を軽減した状態で、関節の自由な動きが可能となり関節をさらに円滑に運動させることができる。

請求項８に記載の創外固定器では、第１磁石部に対して第２磁石部を相対的に３次元変位できるように構成されている連結部材によって、第１磁石部と第２磁石部とが連結される。これによって、第１磁石部および第２磁石部の位置を所望の範囲に保ちつつ第１磁石部に対して第２磁石部を相対的に３次元変位できる。

請求項９に記載の創外固定器では、第１磁石部に対して第１連結部を相対的に揺動できるように第１取付部材が円弧状の第１孔に挿通されて第１磁石部に取り付けられ、第２磁石部に対して第２連結部を相対的に進退できるように第２取付部材が直線状の第２孔に挿通されて第２磁石部に取り付けられる。さらに、第１連結部に対して第２連結部を相対的に揺動できるように第１連結部と第２連結部とは接続される。これにより、簡単な構成で、第１磁石部に対して第２磁石部を相対的に３次元変位できる。すなわち、第１磁石部に対して第２磁石部を、相対的に進退できるとともに上下方向および左右方向に揺動できる構成を、容易に得ることができる。

なお、２次元変位とは、２次元的（平面的）に位置を変えることをいう。

３次元変位とは、３次元的（立体的）に位置を変えることをいう。

この発明によれば、部品点数が少なく構造が簡単でありながら、広範な関節軟骨損傷の治療に用いることができる、創外固定器を得ることができる。

（ａ）はこの発明の一実施形態に係る創外固定器を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。 図１の創外固定器の主な構成要素を示す分解斜視図である。 第１磁石部の主な構成要素を示す分解斜視図である。 （ａ）は第１磁石部に含まれるホルダを示す平面図、（ｂ）はその縦断面図、（ｃ）はその底面図である。 第２磁石部の主な構成要素を示す分解斜視図である。 （ａ）は第２磁石部に含まれるホルダを示す平面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその底面図である。 膝を曲げるときの膝関節と創外固定器とを示す図解図であり、（ａ）は膝を曲げていない状態、（ｂ）は膝を９０°曲げた状態、（ｃ）は膝を１２０°曲げた状態である。 （ａ）はこの発明の他の実施形態に係る創外固定器を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。 図８の創外固定器の主な構成要素を示す分解斜視図である。 図８の創外固定器に含まれる第２磁石部の主な構成要素を示す分解斜視図である。 （ａ）はこの発明のその他の実施形態に係る創外固定器を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。 図１１の創外固定器の主な構成要素を示す分解斜視図である。 図１１の創外固定器における第１磁石部と第２磁石部との位置関係を示す断面図解図である。 図１１の創外固定器に含まれる第１磁石部を示す斜視図である。 図１１の創外固定器に含まれるホルダを示す前方斜視図である。 （ａ）は図１１の創外固定器に含まれる第２磁石を示す前方斜視図であり、（ｂ）はその後方斜視図である。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
図１および図２を参照して、創外固定器１０は、ピン１２ａ，１２ｂおよび１２ｃを含む。ピン１２ａ〜１２ｃはそれぞれ棒状に形成されている。ピン１２ａ〜１２ｃは、生体適合性に優れたチタンを含むことが好ましい。ピン１２ａには、第１磁石部１４が取り付けられ、ピン１２ｂ，１２ｃには、第２磁石部１６が取り付けられている。

図２に示すように、第１磁石部１４は、円柱状に形成されており、その側面が横断面円弧状の凸部１４ａとなる。すなわち、第１磁石部１４は、ピン１２ａの長手方向に直交する断面が円弧かつ凸状の凸部１４ａを有する。

図３を参照して、第１磁石部１４は、ホルダ１８と、第１永久磁石２０と、蓋２２とを含む。図４をも参照して、ホルダ１８は、好ましくはアルミニウムなどの非磁性の金属部材からなり、上面開口の中空円筒状に形成され、外筒部１８ａと内筒部１８ｂとを有する。外筒部１８ａと内筒部１８ｂとは同心上に形成され、内筒部１８ｂには軸方向に延びる貫通孔１８ｃが形成されている。外筒部１８ａには、蓋２２を取り付けるための４つのねじ孔１８ｄが形成されている。ホルダ１８の内部空間１８ｅは、第１永久磁石２０と略同形状に形成されている。第１永久磁石２０は、好ましくはＲ−Ｆｅ―Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素）である。第１永久磁石２０は、円柱状に形成されている。したがって、第１永久磁石２０の側面は、ピン１２ａの長手方向に直交する断面が円弧かつ凸状の凸部２０ａを有する。第１永久磁石２０は、その中央に軸方向に貫通する中空部２０ｂを有する。第１永久磁石２０は、上部がＮ極、下部がＳ極の状態で、ホルダ１８に収納される。第１永久磁石２０が収納されたホルダ１８の上面には、蓋２２が取り付けられる。蓋２２は、好ましくはＳＵＳ３０４からなり、円板状に形成されている。蓋２２の中央に貫通孔２２ａが形成され、蓋２２の縁には４つのねじ孔２２ｂが形成されている。また、蓋２２には、固定部材４０ａ，４０ｂ（後述）を取り付けるための２つのねじ孔２２ｃと、取付部材３８ａ（後述）を取り付けるためのねじ孔２２ｄとが形成されている。４つのねじ２４をそれぞれ、対応するねじ孔２２ｂおよび１８ｄに螺入することによって、ホルダ１８に蓋２２が固定される。このような第１磁石部１４の貫通孔１８ｃおよび２２ａに、ピン１２ａが挿通されて、第１磁石部１４にピン１２ａが取り付けられる。

図２に示すように、第２磁石部１６は、横断面円弧状の凹部１６ａを有する。すなわち、第２磁石部１６は、ピン１２ｂ，１２ｃの長手方向に直交する断面が円弧かつ凹状の凹部１６ａを有する。

図５を参照して、第２磁石部１６は、ホルダ２６と、第２永久磁石２８と、蓋３０とを含む。図６をも参照して、ホルダ２６は、好ましくはアルミニウムなどの非磁性の金属部材からなり、上面開口の中空状に形成されている。ホルダ２６は、外壁部２６ａを有し、外壁部２６ａには、蓋３０を取り付けるための４つのねじ孔２６ｂと、ピン１２ｂ，１２ｃを取り付けるための２つの貫通孔２６ｃとが形成されている。ホルダ２６の内部空間２６ｄは、第２永久磁石２８と略同形状に形成されている。第２永久磁石２８は、略Ｕ字状に形成されている。第２永久磁石２８は、ピン１２ｂ，１２ｃの長手方向に直交する断面が円弧かつ凹状の凹部２８ａを有する。第２永久磁石２８は、好ましくはＲ−Ｆｅ―Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素）である。第２永久磁石２８は、上部がＮ極、下部がＳ極の状態で、ホルダ２６に収納される。第２永久磁石２８が収納されたホルダ２６の上面には、蓋３０が取り付けられる。蓋３０は、好ましくはＳＵＳ３０４からなり、板状に形成されている。蓋３０の縁には４つのねじ孔３０ａが形成されている。また、蓋３０には、固定部材４０ａ，４０ｂを取り付けるための２つのねじ孔３０ｂと、取付部材３８ｂ（後述）を取り付けるためのねじ孔３０ｃと、ピン１２ｂ，１２ｃを取り付けるための２つの貫通孔３０ｄとが形成されている。４つのねじ３２をそれぞれ、対応するねじ孔３０ａおよび２６ｂに螺入することによって、ホルダ２６に蓋３０が取り付けられる。このような第２磁石部１６の貫通孔２６ｃ，３０ｄに、対応するピン１２ｂ，１２ｃが挿通されて、第２磁石部１６に２つのピン１２ｂ，１２ｃが取り付けられる。

図１に戻って、第１磁石部１４と第２磁石部１６とは、凸部１４ａと凹部１６ａとが対向しかつ第１永久磁石２０および第２永久磁石２８の同極が対向する（同極が同じ側に位置する）ように配置され、連結部材３４によって連結されている。

図２に示すように、連結部材３４は、連結部本体３６と２つの取付部材３８ａ，３８ｂとを含む。連結部本体３６は、略Ｙ字状に形成され、湾曲部３６ａと直線部３６ｂとを有し、湾曲部３６ａに円弧状の長孔３６ｃが形成され、直線部３６ｂに直線状の長孔３６ｄが形成されている。取付部材３８ａ，３８ｂはたとえば六角穴付きボルトなどのボルトからなる。第１磁石部１４ひいては第１永久磁石２０に対して連結部本体３６を相対的に揺動できるように、取付部材３８ａが長孔３６ｃに挿通されて蓋２２に取り付けられる。第２磁石部１６ひいては第２永久磁石２８に対して連結部本体３６を相対的に進退できるように、取付部材３８ｂが長孔３６ｄに挿通されて蓋３０に取り付けられる。このとき、取付部材３８ａは蓋２２の上面から突出し、取付部材３８ｂは蓋３０の上面から突出している。図１（ａ）に示すように、第１磁石部１４に対して連結部本体３６を相対的に矢印Ｘ方向に揺動でき、第２磁石部１６に対して連結部本体３６を相対的に矢印Ｙ方向に進退できる。このようにして、連結部材３４は、第１磁石部１４および第２磁石部１６の同極側の表面に取り付けられ、第１磁石部１４に対して第２磁石部１６を相対的に２次元変位できるように構成されている。

また、第１磁石部１４と第２磁石部１６とは、相互間に働く反発力によって動かないように、装着後に取り外す２つの固定部材４０ａ，４０ｂによって連結されている。各固定部材４０ａ，４０ｂは、たとえば金属からなり短冊状に形成されている。固定部材４０ａは、２つのねじ孔４２ａを有し、固定部材４０ｂは、２つのねじ孔４２ｂを有する。ねじ４４を一方のねじ孔４２ａとねじ孔２２ｃとに螺入することによって、固定部材４０ａが蓋２２に取り付けられ、ねじ４４を他方のねじ孔４２ａとねじ孔３０ｂとに螺入することによって、固定部材４０ａが蓋３０に取り付けられる。また、ねじ４４を一方のねじ孔４２ｂとねじ孔２２ｃとに螺入することによって、固定部材４０ｂが蓋２２に取り付けられ、ねじ４４を他方のねじ孔４２ｂとねじ孔３０ｂとに螺入することによって、固定部材４０ｂが蓋３０に取り付けられる。

このような創外固定器１０は、次のようにして関節に装着される。
ここでは、創外固定器１０を、膝関節Ａの両側の骨部ＢとＣとに取り付け、骨部ＢとＣとを固定する場合について説明する（図７参照）。

まず、大腿部側の骨部Ｂに１つの貫通孔が、下腿部側の骨部Ｃに２つの貫通孔が、それぞれたとえばドリルによってあけられる。これらの貫通孔は、創外固定器１０のピン１２ａ〜１２ｃに対応する位置に、かつ相互に平行に形成される。骨部Ｂにあけられる貫通孔は、膝関節Ａの回転中心となる位置に形成される。

ついで、創外固定器１０が組み立てられた状態で、骨部Ｂの貫通孔にピン１２ａが挿通されて骨部Ｂにピン１２ａが取り付けられ、骨部Ｃの２つの貫通孔にピン１２ｂ，１２ｃが挿通されて骨部Ｃにピン１２ｂ，１２ｃが取り付けられる。ピン１２ａが骨部Ｂに、ピン１２ｂ，１２ｃが骨部Ｃに、それぞれ確実に固定されたことを確認した後、４つのねじ４４が取り外されて、２つの固定部材４０ａ，４０ｂが蓋２２および３０から取り外される。すると、創外固定器１０は、第１磁石部１４と第２磁石部１６とが連結部材３４によって連結された状態で、膝関節Ａに装着された状態となる。膝関節Ａに装着された創外固定器１０では、たとえば患者が直立した状態で第１磁石部１４と第２磁石部１６との間に略７ｋｇの反発力が働く。

このようにして創外固定器１０を装着した状態で膝を曲げていく場合について、図７（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
図７（ａ）に示すように膝を曲げていない状態では、骨部Ｂ側に位置する取付部材３８ａは、連結部本体３６の円弧状の長孔３６ｃの一端（図７（ａ）では右端）に位置し、骨部Ｃ側に位置する取付部材３８ｂは、連結部本体３６の直線状の長孔３６ｄの一端（図７（ａ）では上端）に位置する。

ついで、図７（ｂ）に示すように膝を９０°曲げた状態では、取付部材３８ａは、連結部本体３６に対して相対的に、長孔３６ｃの他端に向かって移動し、取付部材３８ｂは、連結部本体３６に対して相対的に、長孔３６ｄの他端に向かって移動する。すなわち、図７でいえば、湾曲部３６ａが蓋２２の外周に沿って反時計回りに移動するように、連結部本体３６および第２磁石部１６がピン１２ａを中心として反時計回りに揺動し、湾曲部３６ａと取付部材３８ａとの位置関係が変化する。それとともに、取付部材３８ｂが直線部３６ｂの長孔３６ｄの他端に向かって移動するように、第２磁石部１６が第１磁石部１４から離れていく。

さらに、図７（ｃ）に示すように膝を１２０°曲げた状態では、取付部材３８ａは、連結部本体３６に対して相対的に、長孔３６ｃの他端まで移動し、取付部材３８ｂは、連結部本体３６に対して相対的に、長孔３６ｄの他端まで移動する。すなわち、図７でいえば、湾曲部３６ａが蓋２２の外周に沿って反時計回りにさらに移動するように、連結部本体３６および第２磁石部１６がピン１２ａを中心として反時計回りにさらに揺動し、取付部材３８ａが長孔３６ｃの他端に係合する。それとともに、取付部材３８ｂが長孔３６ｄの他端に係合されるまで、第２磁石部１６が第１磁石部１４から離れる。

このように膝を０°から１２０°まで曲げるとき、骨部Ｂと骨部Ｃとが離れた状態を保つように、第１磁石部１４と第２磁石部１６との間隔が調整される。

創外固定器１０によれば、ピン１２ａに取り付けられる第１磁石部１４とピン１２ｂ，１２ｃに取り付けられる第２磁石部１６とは、第１永久磁石２０および第２永久磁石２８の同極が対向するように配置されているので、相互に反発し合い、骨部ＢとＣ、すなわち膝関節Ａの軟骨部分を離間させることができる。また、第１磁石部１４と第２磁石部１６とは、凸部１４ａと凹部１６ａとが対向するように配置されているので、相互に干渉することなく、相互間の変位が円滑になる。したがって、損傷部である軟骨再生部への荷重を軽減した状態で、膝関節Ａを円滑に運動させることができ、広範な関節軟骨損傷の治療に用いることができる。また、第１永久磁石２０と第２永久磁石２８との反発力を利用することによって、創外固定器１０を少ない部品点数で簡単に構成できる。

創外固定器１０のように、凸部１４ａと凹部１６ａ、ひいては凸部２０ａと凹部２８ａとの対向面積を大きくすることによって、第１磁石部１４と第２磁石部１６との反発力を大きくできる。したがって、第１磁石部１４および第２磁石部１６が小さくても十分な反発力を得ることができ、創外固定器１０を小さく形成できる。また、膝の屈伸等によって膝関節Ａを運動させた場合にも大きな反発力を得ることができ、膝関節Ａの自由な動きに対応することができる。

第１磁石部１４と第２磁石部１６とを連結部材３４で連結することによって、第１磁石部１４および第２磁石部１６の位置を所望の範囲に保ちつつ第１磁石部１４に対して第２磁石部１６を相対的に２次元変位できる。したがって、創外固定器１０を膝関節Ａに安定して装着でき、かつ膝関節Ａを円滑に運動でき創外固定器１０を良好に使用できる。

連結部本体３６は円弧状の長孔３６ｃおよび直線状の長孔３６ｄを有し、第１磁石部１４に対して連結部本体３６を相対的に揺動できるように取付部材３８ａは長孔３６ｃに挿通されて第１磁石部１４に取り付けられる。また、第２磁石部１６に対して連結部本体３６を相対的に進退できるように取付部材３８ｂは長孔３６ｄに挿通されて第２磁石部１６に取り付けられる。これにより、第１磁石部１４に対して第２磁石部１６を相対的に進退および揺動できる。すなわち、第１磁石部１４に対して第２磁石部１６を相対的に２次元変位できる構成を、容易に得ることができる。

連結部本体３６を略Ｙ字状に形成することによって、円弧状の長孔３６ｃおよび直線状の長孔３６ｄを有する連結部本体３６を、軽量かつコンパクトに構成することができる。

ついで、図８に、この発明の他の実施形態に係る創外固定器１０ａを示す。なお、創外固定器１０と同様の構成要素については重複する説明は省略する。

創外固定器１０ａは、創外固定器１０と同様のピン１２ａ，１２ｂおよび１２ｃを含む。ピン１２ａには、創外固定器１０と同様の第１磁石部１４が取り付けられ、ピン１２ｂ，１２ｃには、第２磁石部５０が取り付けられている。なお、創外固定器１０ａでは、第１磁石部１４に含まれる蓋２２の貫通孔２２ｃは、取付部材３８ｃ（後述）を取り付けるための孔となる。

図９に示すように、第２磁石部５０は、横断面円弧状の凹部５０ａを有する。すなわち、第２磁石部５０は、ピン１２ｂ，１２ｃの長手方向に直交する断面が円弧かつ凹状の凹部５０ａを有する。

図１０を参照して、第２磁石部５０は、ホルダ５６と、創外固定器１０と同様の第２永久磁石２８と、蓋６０とを含む。ホルダ５６の外形は、ホルダ２６の外形より大きく形成されている。ホルダ５６は、好ましくはアルミニウムやチタンなどの非磁性の金属部材からなり、上面開口の中空状に形成されている。ホルダ５６は、外壁部５６ａを有し、外壁部５６ａには、蓋６０を取り付けるための４つのねじ孔５６ｂと、ピン１２ｂ，１２ｃを取り付けるための２つのねじ孔５６ｃとが形成されている。ホルダ５６の内部空間５６ｄは、第２永久磁石２８と略同形状に形成されている。第２永久磁石２８は、上部がＮ極、下部がＳ極の状態で、ホルダ５６に収納される。第２永久磁石２８が収納されたホルダ５６の上面には、蓋６０が取り付けられる。蓋６０は、蓋３０より大きく形成されている。蓋６０は、好ましくはＳＵＳ３０４からなり、板状に形成されている。蓋６０の縁には４つのねじ孔６０ａが形成されている。また、蓋６０には、取付部材３８ｂを取り付けるためのねじ孔６０ｂと、ピン１２ｂ，１２ｃを取り付けるための２つの貫通孔６０ｃとが形成されている。４つのねじ３２をそれぞれ、対応するねじ孔６０ａおよび５６ｂに螺入することによって、ホルダ５６に蓋６０が取り付けられる。このような第２磁石部５０の貫通孔５６ｃ，６０ｃに、対応するピン１２ｂ，１２ｃが挿通されて、第２磁石部５０に２つのピン１２ｂ，１２ｃが取り付けられる。

第１磁石部１４と第２磁石部５０とは、凸部１４ａと凹部５０ａとが対向しかつ第１永久磁石２０および第２永久磁石２８の同極が対向する（同極が同じ側に位置する）ように配置され、連結部材６２によって連結されている。

図９に示すように、連結部材６２は、連結部本体６４と３つの取付部材３８ａ，３８ｂおよび３８ｃとを含む。

連結部本体６４は、略扇状に形成され、一方側に２つの円弧状の長孔６４ａ，６４ｂが形成され、他方側に直線状の長孔６４ｃが形成されている。長孔６４ａと６４ｂとは、同一円弧上に位置し、かつ相互に逆方向に湾曲している。取付部材３８ａ〜３８ｃはたとえば六角穴付きボルトなどのボルトからなる。第１磁石部１４ひいては第１永久磁石２０に対して連結部本体６４を相対的に揺動できるように、取付部材３８ａが長孔６４ｂに挿通されて蓋２２に取り付けられ、取付部材３８ｃが長孔６４ａに挿通されて蓋２２に取り付けられる。また、第２磁石部５０ひいては第２永久磁石２８に対して連結部本体６４を相対的に進退できるように、取付部材３８ｂが長孔６４ｃに挿通されて蓋６０に取り付けられる。このとき、取付部材３８ａ，３８ｃは蓋２２の上面から突出し、取付部材３８ｃは蓋６０の上面から突出している。図８（ａ）に示すように、第１磁石部１４に対して連結部本体６４を相対的に矢印Ｘ方向に揺動でき、第２磁石部５０に対して連結部本体６４を相対的に矢印Ｙ方向に進退できる。このようにして、連結部材６２は、第１磁石部１４および第２磁石部５０の同極側の表面に取り付けられ、第１磁石部１４に対して第２磁石部５０を相対的に２次元変位できるように構成されている。

また、図８を参照して、第１磁石部１４と第２磁石部５０とは、相互間に働く反発力によって動かないように、装着後に取り外す４つの固定部材６６ａ，６６ｂ，６６ｃおよび６６ｄによって保持されている。各固定部材６６ａ〜６６ｄは、たとえばステンレスなどの非磁性金属からなり短冊状に形成されている。固定部材６６ａ〜６６ｄを枠状に組み立てて、４つのピン６６ｅによって相互に連結し、第１磁石部１４および第２磁石部５０を四方から挟みつける。これによって、第１磁石部１４と第２磁石部５０とが相互に離れる方向に移動することを防止できる。そして、創外固定器１０ａを膝関節Ａに装着した後、ピン６６ｅをはずして固定部材６６ａ〜６６を取り外すと、反発力によって第１磁石部１４と第２磁石部５０とが相互に離れる方向に移動する。

このような創外固定器１０ａによれば、連結部本体６４は、長孔６４ｂと同一円弧上に位置する円弧状の長孔６４ａと、長孔６４ａに挿通されて第１磁石部１４に取り付けられる取付部材３８ｃとをさらに含む。これによって、第１磁石部１４に対する連結部本体６４の相対的な揺動を妨げることなく、連結部本体６４を第１磁石部１４により安定して取り付けることができる。

連結部本体６４を略扇状に形成することによって、長孔６４ａ，６４ｂおよび６４ｃを有する強固な連結部本体６４を容易に得ることができる。

なお、創外固定器１０ａに含まれる連結部本体６４において、長孔６４ａと６４ｂとは、同一円弧上に位置する場合に限定されず、同心上に位置していてもよい。

さらに、図１１に、この発明のその他の実施形態に係る創外固定器１０ｂを示す。
創外固定器１０ｂは、創外固定器１０と同様のピン１２ａ，１２ｂおよび１２ｃを含む。ピン１２ａには、第１磁石部７０が取り付けられ、ピン１２ｂ，１２ｃには、第２磁石部７２が取り付けられている。

図１２および図１３に示すように、第１磁石部７０は、その上下両外周縁が面取りされ、略円柱状に形成されている。第１磁石部７０の側面が、横断面円弧状かつ縦断面凸状の凸部７０ａとなる。すなわち、第１磁石部７０は凸部７０ａを有し、凸部７０ａは、ピン１２ａの長手方向に直交する断面が円弧かつ凸状で、ピン１２ａの長手方向の断面が凸状に形成されている。

第１磁石部７０は、ホルダ７４と、第１永久磁石７６とを含む。

ホルダ７４は、好ましくはアルミニウムやチタンなどの非磁性の金属部材からなり、中空円筒状に形成され、ホルダ部７４ａと７４ｂとを含む２分割構造に形成されている。ホルダ部７４ａの中央およびホルダ部７４ｂの中央にはそれぞれ、軸方向に延びる貫通孔７４ｃおよび７４ｄが形成されている。また、ホルダ部７４ａの上面には、固定部材９４ａ，９４ｂ（後述）を取り付けるための２つのねじ孔７４ｅと、取付部材８８ａ（後述）を取り付けるためのねじ孔７４ｆとが形成されている。ホルダ７４の内部空間は、第１永久磁石７６と略同形状に形成されている。

第１永久磁石７６は、好ましくはＲ−Ｆｅ―Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素）である。図１３および図１４を参照して、第１永久磁石７６は、その両端外周縁が面取りされ、略円柱状に形成されている。したがって、第１永久磁石７６の側面には、ピン１２ａの長手方向に直交する断面が円弧かつ凸状の凸部７６ａが形成されている。さらに、凸部７６ａは、ピン１２ａの長手方向の断面が凸状に形成されている。第１永久磁石７６は、その中央に軸方向に貫通する中空部７６ｂを有する。第１永久磁石７６は、上部がＮ極、下部がＳ極の状態で、ホルダ７４に収納される。このような第１磁石部７０の貫通孔７４ｃおよび中空部７６ｂに、ピン１２ａが挿通されて、第１磁石部７０にピン１２ａが取り付けられる。

図１３および図１５に示すように、第２磁石部７２は、横断面および縦断面がともに円弧状の凹部７２ａを有する。すなわち、第２磁石部７２は凹部７２ａを有し、凹部７２ａは、ピン１２ｂ，１２ｃの長手方向に直交する断面が円弧かつ凹状で、ピン１２ａの長手方向の断面が凹状に形成されている。

第２磁石部７２は、ホルダ７８と、第２永久磁石８０とを含む。

ホルダ７８は、好ましくはアルミニウムやチタンなどの非磁性の金属部材からなり、中空状に形成され、ホルダ部７８ａと７８ｂとを含む２分割構造に形成されている。ホルダ部７８ｂには、ピン１２ｂ，１２ｃを取り付けるための２つの貫通孔７８ｃが形成されている。２つの貫通孔７８ｃは軸方向に延びている。また、ホルダ部７８ｂの上面には、取付部材８８ｂ（後述）を取り付けるためのねじ孔７８ｄが形成されている。ホルダ部７８ａの上面には、固定部材９４ａ，９４ｂ（後述）を取り付けるための２つのねじ孔７８ｅが形成されている。ホルダ７８の内部空間は、第２永久磁石８０と略同形状に形成されている。

図１６を参照して、第２永久磁石８０は、略Ｕ字状に形成されている。第２永久磁石８０は、ピン１２ｂ，１２ｃの長手方向に直交する断面が円弧かつ凹状の凹部８０ａを有する。さらに、凹部８０ａは、ピン１２ｂ，１２ｃの長手方向の断面が凹状に形成されている。第２永久磁石８０は、好ましくはＲ−Ｆｅ―Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素）である。第２永久磁石８０は、上部がＮ極、下部がＳ極の状態で、ホルダ７８に収納される。このような第２磁石部８０の２つの貫通孔７８ｃに、ピン１２ｂ，１２ｃが挿通されて、第２磁石部８０に２つのピン１２ｂ，１２ｃが取り付けられる。

図１１に戻って、第１磁石部７０と第２磁石部７２とは、凸部７０ａと凹部７２ａとが対向しかつ第１永久磁石７６および第２永久磁石８０の同極が対向する（同極が同じ側に位置する）ように配置され、連結部材８２によって連結されている。

図１２に示すように、連結部材８２は、第１連結部８４と第２連結部８６と２つの取付部材８８ａ，８８ｂとを含む。

第１連結部８４は、平面視略Ｙ字状に形成され、湾曲部８４ａと湾曲部８４ａから延びる直線部８４ｂとを有する。湾曲部８４ａに円弧状の長孔８４ｃが形成され、直線部８４ｂの端部にボール部８４ｄが形成されている。第２連結部８６は、略Ｌ字状に形成され、直線部９０と直線部９０に接続される保持部９２とを有する。直線部９０には、直線状の長孔９０ａが形成されている。保持部９２は、第１部９２ａと第２部９２ｂとを含む２分割構造に形成され、ボール部８４ｄを受ける凹部９２ｃを有する（図１１参照）。この実施形態では、ボール部８４ｄと、凹部９２ｃを有する保持部９２とによって、ボールジョイントが形成されている。すなわち、第１連結部８４と第２連結部８６とはボールジョイントによって接続されている。

取付部材８８ａ，８８ｂはたとえば六角穴付きボルトなどのボルトからなり、取付部材８８ａは取付部材８８ｂより長く形成されている。第１磁石部７０ひいては第１永久磁石７６に対して第１連結部８４を相対的に揺動できるように、取付部材８８ａが長孔８４ｃに挿通されてホルダ部７４ａに取り付けられる。第２磁石部７２ひいては第２永久磁石８０に対して第２連結部８６を相対的に進退できるように、取付部材８８ｂが長孔９０ａに挿通されてホルダ部７８ｂに取り付けられる。このとき、取付部材８８ａはホルダ部７４ａの上面から突出し、取付部材８８ｂはホルダ部７８ｂの上面から突出している。図１１（ａ）に示すように、第１磁石部７０に対して第１連結部８４を相対的に矢印Ｘ方向に揺動でき、第２磁石部７２に対して第２連結部８６を相対的に矢印Ｙ方向に進退できる。このようにして、第１連結部８４および第２連結部８６は、第１磁石部７０および第２磁石部７２の同極側の表面に取り付けられ、第１磁石部７０に対して第２磁石部７２を相対的に２次元変位できるように構成されている。

さらに、第１連結部８４と第２連結部８６とはボールジョイントによって接続されているので、第１連結部８４に対して第２連結部８６は、任意の方向に揺動できる。したがって、第１連結部８４に対して前記第２連結部は、少なくとも図１１（ｂ）に示す矢印Ｚ方向に相対的に揺動できる。したがって、第１磁石部７０に対して第２磁石部７２を相対的に３次元変位できる。

また、第１磁石部７０と第２磁石部７２とは、相互間に働く反発力によって動かないように、装着後に取り外す２つの固定部材９４ａ，９４ｂによって連結されている。各固定部材９４ａ，９４ｂは、たとえば金属からなり短冊状に形成されている。２つのねじ４４によって固定部材９４ａがホルダ部７４ａとホルダ部７８ａとに取り付けられ、第１磁石部７０と第２磁石部７２とが固定部材９４ａによって連結される。また、２つのねじ４４によって固定部材９４ｂがホルダ部７４ａとホルダ部７８ａとに取り付けられ、第１磁石部７０と第２磁石部７２とが固定部材９４ｂによって連結される。

このような創外固定器１０ｂによれば、第１磁石部７０の凸部７０ａは、ピン１２ａの長手方向の断面およびピン１２ａの長手方向に直交する断面がともに凸状に形成されている。また、第２磁石部７２の凹部７２ａは、ピン１２ｂ，１２ｃの長手方向の断面およびピン１２ｂ，１２ｃの長手方向に直交する断面がともに凹状に形成されている。このような凸部７０ａと凹部７２ａとが対向するように第１磁石部７０と第２磁石部７２とを配置すると、第１磁石部７０と第２磁石部７２とは、相互に干渉することなく相互間の３次元的変位が可能となる。したがって、関節軟骨損傷部（軟骨再生部）への荷重を軽減した状態で、膝関節Ａの自由な動きが可能となり膝関節Ａをさらに円滑に運動させることができ、たとえば膝のひねりにも対応できる。

第１磁石部７０に対して第２磁石部７２を相対的に３次元変位できるように構成されている連結部材８２によって、第１磁石部７０と第２磁石部７２とが連結される。これによって、第１磁石部７０および第２磁石部７２の位置を所望の範囲に保ちつつ第１磁石部７０に対して第２磁石部７２を相対的に３次元変位できる。

第１磁石部７０に対して第１連結部８４を相対的に揺動できるように取付部材８８ａが円弧状の長孔８４ｃに挿通されて第１磁石部７０に取り付けられ、第２磁石部７２に対して第２連結部８６を相対的に進退できるように取付部材８８ｂが直線状の長孔９０ａに挿通されて第２磁石部７２に取り付けられる。さらに、第１連結部８４に対して第２連結部８６を相対的に揺動できるように第１連結部８４と第２連結部８６とは接続される。これにより、簡単な構成で、第１磁石部７０に対して第２磁石部７２を相対的に３次元変位できる。すなわち、第１磁石部７０に対して第２磁石部７２を、相対的に進退できるとともに上下方向および左右方向に揺動できる構成を、容易に得ることができる。

上述に実施形態において、第１磁石部および第１永久磁石は、半円柱状や球形に形成されてもよい。

上述の実施形態では、第１磁石部は第１永久磁石とホルダとを含んで構成されていたが、これに限定されない。第１磁石部は第１永久磁石に樹脂モールドを施したものであってもよい。また、第２磁石部は第２永久磁石とホルダとを含んで構成されていたが、これに限定されない。第２磁石部は第２永久磁石に樹脂モールドを施したものであってもよい。この場合、第１永久磁石および第２永久磁石の表面が傷つかず、錆びることなく保護される。また、第１永久磁石の周囲に漏洩する磁界を低減するために、第１磁石部は第１永久磁石の周囲に磁気シールドを形成したものであってもよい。第２永久磁石の周囲に漏洩する磁界を低減するために、第２磁石部は第２永久磁石の周囲に磁気シールドを形成したものであってもよい。

上述の実施形態では、第１永久磁石と第２永久磁石とは、相互のＮ極同士が対向しＳ極同士が対向するように配置されたが、これに限定されない。第１永久磁石と第２永久磁石とは、相互のＮ極同士が内側で対向し、それぞれのＳ極が外側にくるように配置されてもよい。また、第１永久磁石と第２永久磁石とは、相互のＳ極同士が内側で対向し、それぞれのＮ極が外側にくるように配置されてもよい。

第２磁石部に第２ピンを挿通するための貫通孔は、１つでもよい。この場合、第２磁石部には１つの第２ピンが取り付けられる。

この発明は、膝関節だけではなく、足関節、股関節、手関節、肘関節などの任意の関節に適用できる。

直線状の第２孔は、連結部本体や第２連結部に２つ以上形成されてもよい。この場合、複数の第２孔はたとえば並置するように形成される。

この発明に係る創外固定器は、関節の両側に装着されてもよい。

取付部材などの可動部分を除く創外固定器の全体を、樹脂などのカバーによって覆うようにしてもよい。この場合、創外固定器を埃などから保護し、創外固定器が汚れることを防ぐことができる。

１０，１０ａ，１０ｂ 創外固定器
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ ピン
１４，７０ 第１磁石部
１４ａ，２０ａ，７０ａ，７６ａ 凸部
１６，５０，７２ 第２磁石部
１６ａ，２８ａ，５０ａ，７２ａ，８０ａ 凹部
１８，２６，５６，７４，７８ ホルダ
２０，７６ 第１永久磁石
２２，３０，６０ 蓋
２８，８０ 第２永久磁石
３４，６２，８２ 連結部材
３６，６４ 連結部本体
３６ｃ，３６ｄ，６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，８４ｃ，９０ａ 長孔
３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，８８ａ，８８ｂ 取付部材
４０ａ，４０ｂ，６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄ，９４ａ，９４ｂ 固定部材
８４ 第１連結部
８４ｄ ボール部
８６ 第２連結部
９２ 保持部
Ａ 膝関節
Ｂ，Ｃ 骨部

Claims (9)

1. 関節両側の第１骨部と第２骨部とを固定する創外固定器であって、
   前記第１骨部に取り付けられる第１ピンと、
   前記第２骨部に取り付けられる第２ピンと、
   第１永久磁石を含みかつ前記第１ピンに取り付けられる第１磁石部と、
   第２永久磁石を含みかつ前記第２ピンに取り付けられる第２磁石部とを備え、
   前記第１磁石部は、前記第１ピンの長手方向に直交する断面が円弧かつ凸状の凸部を有し、
   前記第２磁石部は、前記第２ピンの長手方向に直交する断面が円弧かつ凹状の凹部を有し、
   前記第１磁石部と前記第２磁石部とは、前記凸部と前記凹部とが対向しかつ前記第１永久磁石および前記第２永久磁石の同極が対向するように配置されている、創外固定器。
2. 前記第１磁石部に対して前記第２磁石部を相対的に２次元変位できるように前記第１磁石部と前記第２磁石部とを連結する連結部材をさらに備える、請求項１に記載の創外固定器。
3. 前記連結部材は、
   円弧状の第１孔および直線状の第２孔を有する連結部本体と、
   前記第１磁石部に対して前記連結部本体を相対的に揺動できるように前記第１孔に挿通されて前記第１磁石部に取り付けられる第１取付部材と、
   前記第２磁石部に対して前記連結部本体を相対的に進退できるように前記第２孔に挿通されて前記第２磁石部に取り付けられる第２取付部材とを含む、請求項２に記載の創外固定器。
4. 前記連結部本体は略Ｙ字状に形成されている、請求項３に記載の創外固定器。
5. 前記連結部本体は、
   前記第１孔と同一円弧上または同心上に位置する円弧状の第３孔と、
   前記第３孔に挿通されて前記第１磁石部に取り付けられる第３取付部材とをさらに含む、請求項３に記載の創外固定器。
6. 前記連結部本体は略扇状に形成されている、請求項５に記載の創外固定器。
7. 前記第１磁石部の前記凸部はさらに、前記第１ピンの長手方向の断面が凸状に形成され、
   前記第２磁石部の前記凹部はさらに、前記第２ピンの長手方向の断面が凹状に形成されている、請求項１に記載の創外固定器。
8. 前記第１磁石部に対して前記第２磁石部を相対的に３次元変位できるように前記第１磁石部と前記第２磁石部とを連結する連結部材をさらに備える、請求項７に記載の創外固定器。
9. 前記連結部材は、
   円弧状の第１孔を有する第１連結部と、
   直線状の第２孔を有しかつ前記第１連結部に接続される第２連結部と、
   前記第１磁石部に対して前記第１連結部を相対的に揺動できるように前記第１孔に挿通されて前記第１磁石部に取り付けられる第１取付部材と、
   前記第２磁石部に対して前記第２連結部を相対的に進退できるように前記第２孔に挿通されて前記第２磁石部に取り付けられる第２取付部材とを含み、
   前記第１連結部に対して前記第２連結部を相対的に揺動できるように前記第１連結部と前記第２連結部とは接続されている、請求項８に記載の創外固定器。

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