JP2012527954A - 角度可変ねじプレートシステム - Google Patents

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Abstract

骨固定要素は、近位端から遠位端まで長手方向に延在するシャフトと、前記シャフトの前記近位端に結合した頭部とを含む。頭部は、骨プレートを貫通する開口部の内壁にロック係合するように変形可能な半径方向外側の当接構造を含む。当接構造の変形によって、許容された角形成の範囲内で開口部の中心軸に対して使用者が選択した任意の角度で頭部によって骨固定要素を開口部内にロックすることができる。
【選択図】図1

Description

（優先権の主張）
本願は、２００９年５月２６日に出願された「角度可変ねじプレートシステム」という発明の名称の米国特許仮出願第６１／１８１，１４９号の優先権を主張するものであり、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、骨折を治療するための装置に関し、特に、骨プレートなどのインプラントを骨に固定するための装置に関する。
特定の整形外科的処置では、複数の骨または骨部分を互いに対して固定しなければならないことが多い。様々な骨の内部固定のための各種プレート固定システムが知られている。そのようなシステムは一般に、骨折線または椎間板腔を跨ぐ骨または骨部分に取り付けられるプレートを含む。当該プレートは典型的に、骨ねじなどの固定要素を下に位置する骨に係合させるための複数の挿入用の穴を含む。いくつかのプレート固定システムは、対応するプレート穴の中に固定された方向にロックされる拘束ねじまたは止めねじを含む。他のプレート固定システムは、プレート穴の範囲内で移動または回転可能な半拘束ねじまたは非止めねじを含む。
本発明は、近位端から遠位端まで長手方向に延在するシャフトと、シャフトの近位端に結合した頭部とを含む骨固定要素であって、頭部は、骨プレートを貫通する開口部の内壁にロック係合するように変形可能な半径方向外側の当接構造を含み、当接構造の変形によって、許容された角形成の範囲内で開口部の中心軸に対して使用者が選択した任意の角度で頭部によって骨固定要素を開口部内にロックすることができる骨固定要素に関する。
骨プレートに挿入された本発明の第１の例示的な実施形態に係る装置の斜視図である。 骨プレートに挿入された図１の装置の側面図である。 図１の装置の側面図である。 図１の装置の上面図である。 図１の装置の頭部の拡大側面断面図である。 駆動ツールを用いて骨プレートに挿入された本発明の第２の例示的な実施形態に係る装置の断面斜視図である。 駆動ツールを用いて骨プレートに挿入された図６の装置の別の断面斜視図である。 駆動ツールを用いて骨プレートに挿入された図６の装置の拡大断面斜視図である。 図６の装置の斜視図である。 図６の装置の側面図である。 図６の装置の側面断面図である。 図６の装置の上面図である。 本発明のさらなる実施形態に係る装置の上面図である。 骨プレートに挿入された本発明の第３の例示的な実施形態に係る装置の斜視図である。 図１４の装置の側面断面図である。 図１４の装置に係るねじまたはピンの斜視図である。 図１６のねじまたはピンの側面図である。 図１６のねじまたはピンの側面断面図である。 図１６のねじまたはピンの上面図である。 図１６の装置に係るスリーブの斜視図である。 図２０のスリーブの上面図である。 図２０のスリーブの側面図である。 本発明の第４の例示的な実施形態に係る装置の側面断面図である。 本発明の第５の例示的な実施形態に係る装置の側面断面図である。 第１の構成における本発明の第６の例示的な実施形態に係る装置の上面図である。 第２の構成における図２５の装置に係る装置の上面図である。
本発明は、以下の説明および添付の図面を参照しながらさらに理解することができ、ここでは、同様の要素は同じ符号で参照されている。本発明は、骨折を治療するための装置に関し、特に、骨プレートなどのインプラントを骨に固定するための装置に関する。本発明の例示的な実施形態は、インプラントの好適に構成された開口部に選択可能な様々な任意の角度で係合することができるねじまたはピンを提供する。但し、例示的な実施形態は、本装置をねじまたはピンとして説明および図示しているが、本装置は、インプラントに対して使用者が選択した様々な任意の角度でインプラントに挿通するのに適した、インプラントを骨に固定することができる任意の要素であってもよいことに留意されたい。また、本明細書で使用されている近位および遠位という用語は、外科医または装置の他の使用者に近づく方向（近位）および遠ざかる方向（遠位）を説明するために使用されることにも留意されたい。
図１〜図５に示すように、本発明の第１の例示的な実施形態に係る装置１００は、首部１０６を介して互いに結合した頭部１０２およびシャフト１０４を含む。図１〜図２に示すように、装置１００は、骨プレート１０を骨に固定するように構成されたねじ、ピンまたは他の同様の装置であってもよい。装置１００は、頭部１０２が変形して開口部１２に係合し、それにより装置１００を骨プレート１０に固定するように、骨プレート１０の開口部１２に挿入してもよい。装置１００は、使用者が選択した角度で、すなわち、その中心軸に沿って開口部１２と同軸に、あるいは装置１００の開口部１２への挿入時に使用者が選択したように開口部１２の中心軸に対して角度をなして、開口部１２に挿入してもよい。開口部１２は、当業者によって理解されるように、開口部１２の少なくとも一部に沿ってねじ切り１４を含む標準的な骨プレート開口部であってもよい。
図３〜図５に示すように、頭部１０２は、首部１０６と、その近位端１１０において首部１０６の周面１０８から半径方向外側に延在する複数の湾曲要素１１２とを含む。湾曲要素１１２はそれぞれ、湾曲要素１１２の近位面１２２がほぼ凹状であり、かつその遠位面１２４がほぼ凸状であるように湾曲した中間部１２０を含む。湾曲要素１１２は、その外側縁部１１４の厚さをねじ切り１４のピッチにほぼ対応させて薄くしてもよい。すなわち、外側縁部１１４の厚さは、それが挿入される開口部１２内のねじ切り１４の隣接する螺旋（ｔｕｒｎ）間の距離に等しいかそれよりも僅かに小さい。これにより、使用者が選択した角度によって生じる開口部の直径のどのような差にも対応するように湾曲要素１１２を撓曲させたまま、湾曲要素１１２の外側縁部１１４をねじ切り１４の長手方向に隣接する部分間に収容させることができる。すなわち、開口部１２の中心軸に対して回転する場合にでさえ、湾曲要素１１２がそのねじ切り１４に係合し得るように、頭部１０２の直径は、好ましくは開口部１２の内径よりも大きい。例えば、開口部１２の直径は、頭部１０２の直径の０．３〜０．６倍であってもよい。頭部１０２は、３〜８個の湾曲要素１１２を含んでいてもよい。好ましい実施形態では、図示のように、頭部１０２は、首部１０６の周りに互いからほぼ等距離で離間した４つの湾曲要素１１２を含む。但し、頭部１０２が首部１０６の周りに様々なパターンで配置された任意の数の湾曲要素１１２を含み得ることは当業者によって理解されるであろう。頭部１０２は、開口部１２内の所望の位置に頭部１０２をロックするために実質的に剛性である材料で形成されていてもよいが、開口部１２内の装置１００の所望の角形成の範囲内でねじ切り１４に係合するのに必要とされる湾曲要素１１２の僅かな変形を可能にする程十分に柔軟である。頭部１０２は、例えば、チタン、ＴＡＮ、ステンレス鋼、コバルトクロム、ＰＥＥＫまたはポリマーなどの材料で形成されていてもよい。
上述したように、装置１００が開口部１２と同軸に挿入されるか、開口部１２の中心軸に対して角度をなして挿入されるかに関わらず、湾曲要素１１２が配置されている場合、複数の湾曲要素１１２の外側縁部１１４が開口部１２のねじ切り１４に係合することができるように、近位端１１０における頭部１０２の幅を開口部１２の直径よりも僅かに大きくしてもよい。従って、湾曲要素１１２を収容する開口部１２に合わせて、湾曲要素１１２を、頭部１０２の首部１０６に向かって半径方向内側に撓曲させることによって変形させてもよい。湾曲した中間部１２０の曲率が増加するように、外側縁部１１４を首部１０６に向かって移動させ、開口部１２の大きさおよび挿入角度に適合するように近位端１１０における頭部１０２の直径を減少させる。従って、複数の湾曲要素１１２は、好ましくは、開口部１２の中心軸に対して装置１００の所望の角形成の範囲内の任意の角度で開口部１２に係合するように設計されていることは当業者によって理解されるであろう。複数の湾曲要素１１２の柔軟性は、湾曲要素１１２の材料、湾曲要素１１２の厚さおよび湾曲要素１１２の数などのこれらに限定されない複数の要因によって決定してもよい。従って、湾曲要素１１２の柔軟性は、所望のレベルで撓曲するように制御し得ることは当業者によって理解されるであろう。
シャフト１０４は、近位端１１６が頭部１０２の首部１０６の遠位端１２６に結合した状態で、近位端１１６から遠位端１１８まで長手方向に延在している。装置１００が骨ねじである場合、シャフト１０４は、骨に係合するために、シャフト１０４の長さの少なくとも一部に沿ってねじ切りを含んでいてもよい。頭部１０２の首部１０６は、開口部１２に対する装置１００の角形成を向上させることができるように（すなわち、首部１０６と開口部１２の縁部１６との間の干渉を減少させることによって）、シャフト１０４の直径よりも小さく作製されていてもよい。例えば、装置１００が開口部１２の中心軸に対して角度をなして開口部１２に挿入される場合でさえ、首部１０６の直径を小さくすることで、骨プレート１０の遠位面１８に開口部１２の縁部１６を収容するための空間が得られる。頭部１０２が従来のねじまたはピンの頭部よりも平坦であるため、骨プレート１０は一般に、そこに挿通されるねじおよび／またはピンの頭部を完全に収容する程十分に厚く作製された標準的な骨プレートよりも薄く作製し得ることは当業者によって理解されるであろう。
湾曲要素１１２の各間で頭部１０２に係合する駆動ツールによって、装置１００を開口部１２内に駆動してトルクを与え、それにより装置１００をその長手軸の周りに回転させて、湾曲要素１１２がねじ切り１４に係合し得るように装置１００を開口部１２に対して回転させる。他の実施形態では、装置１００を、頭部１０２の近位面１０８上の駆動要素１２８によって駆動してもよい。駆動要素は、駆動ツールの嵌合部分に係合可能な任意の凹部（例えば六角形の凹部）または突起部であってもよい。
装置１００の例示的な適用方法は、治療される骨の上の所望の位置に骨プレート１０を配置する工程を含む。骨プレート１０を所望どおりに配置したら、使用者は、例えば骨の特性およびプレートの形状に基づいて使用者が選択した角度で、装置１００を骨プレート１０の開口部１２のうちの１つに挿入する。装置１００がそれに沿って挿入される軸は、開口部１２と同軸であっても、骨プレート１０の適用時に使用者が決定したように開口部１２の中心軸に対して角度をなしていてもよい。好ましい実施形態では、装置１００を、中心軸に対して０°〜１５°の範囲の角度で開口部１２に挿通してもよい。例えば、使用者は、装置１００が開口部１２から挿入される所望の軸に沿って予め穴を穿設してもよい。シャフト１０４の遠位端１１８を、開口部１２に通し、装置１００を、（例えば、頭部１０２に係合する任意の好適な駆動ツールを用いて）開口部１２内にさらに遠位に駆動する。装置１００が開口部１２内に遠位に駆動されるにつれて、頭部の湾曲要素１１２は、開口部１２のねじ切り１４に接触し、それに応じて変形して、開口部１２の外周の周りの様々な位置（および挿入角度に応じてその中心軸に対して様々なレベル）でねじ切り１４に係合する。上述したように、湾曲要素１１２は、外側縁部１１４が首部１０６に接近し、かつ湾曲要素１１２の湾曲した中間部１２０の曲率が増加するように、首部１０６に向かって半径方向内側に撓曲する。湾曲要素１１２がこのように撓曲してねじ切り１４の隣接する螺旋間の所望の空間に入った後、要素１１２の自然のバイアスによって、それらは半径方向外側に付勢され、ねじ切り１４に対して適所にそれらがロックされる。
図６〜図１２に示すように、第２の例示的な実施形態に係るシステム２００は、開口部２２の中心軸に対して使用者が選択し得る角度をなして、駆動ツール２０６によってインプラント２０の開口部２２に挿入可能な骨固定要素２０１（例えば、骨ねじまたはピン）を含む。骨固定要素２０１を中心軸に沿って、あるいは使用者が選択した角度で開口部２２の中心軸からオフセットして開口部２２に挿入してもよい。図６〜図８に示すように、骨固定要素２０１を、以下にさらに詳しく述べるように、骨固定要素２０１を開口部２２の中に駆動し、かつ骨固定要素２０１の頭部２０２を変形させて開口部２２にロック係合させる駆動ツール２０６を用いて開口部２２に挿入してもよい。例えば、インプラント２０の開口部２２は、例えば、その中に挿入される標準的な止めねじまたはピンの頭部上の対応するねじ切りに係合するように構成されたねじ切りを含む任意の標準的な骨プレート開口部であってもよい。但し、開口部２２は、ねじ切りされていない、円筒形、球形または円錐形などであってもよいことは当業者によって理解されるであろう。インプラント２０が骨固定要素２０１の頭部２０２の長さを完全に収容する程に（すなわち、骨固定要素が開口部２２内に完全に収容される場合、頭部２０２はそこから突出しないように）十分な深さを有していなければならないことも当業者によって理解されるであろう。
骨固定要素２０１は、図９〜図１２に示すように、シャフト２０４の近位端２０８に結合した頭部２０２を含む。頭部２０２は、例えば、係合部分２１４と、そこから近位に延在する駆動要素２１６とを含む。係合部分２１４はほぼ円形であってもよく、かつ頭部２０２が後述するように変形するとその外面２１８が開口部２２側に係合するように選択された直径を有する。駆動要素２１６は、係合部分２１４の近位端２２０から延在しており、駆動ツール２０６に係合して骨固定要素２０１を開口部２２を通して駆動するように使用してもよい。駆動要素２１６は、駆動ツール２０６の一部に接続可能な単一の突起部または複数の突起部を含んでいてもよい。ここに示す例では、駆動要素２１６は、結合すると複数の突起部がほぼ環状の駆動要素２１６を形成するように、骨固定要素２０１の長手軸の周りに互いからほぼ等距離で離間した複数の突起部を含む。使用時、駆動ツールが骨固定要素２０１にトルクを与え得るように駆動要素２１６を駆動ツール２０６に接続し、それにより骨固定要素２０１を長手軸の周りに回転させて、骨固定要素２０１を開口部２２を通して駆動する。
さらなる実施形態では、図１３に示すように、頭部２０２の係合部分２１４は、ねじ山２４に係合することによって頭部２０２と開口部２２との間に第一のグリップを提供するために、第１の突起部２１４の外面２１８から半径方向外側に（すなわち、シャフト２０４の軸から離れるように）突出する複数の係合要素２２２も含む。複数の係合要素２２２は、係合部分２１４の幅が最大となる係合部分２１４の周囲の周りに形成されていてもよい。本発明の例示的な実施形態に係る装置は、外面２１８の外周の周りに任意の所望のパターンで分散された３〜６個の係合要素２２２を含んでいてもよい。但し、所望の第１のグリップを達成するために任意の数の係合要素２２２が含まれ得ることは当業者によって理解されるであろう。
シャフト２０４は、近位端２０８から遠位端２１０まで長手方向に延在しており、骨固定要素２０１がねじである場合には、その長さの少なくとも一部に沿ってねじ山を含んでいてもよい。シャフト２０４の近位端２０８は、上述した同じ方法で骨固定要素２０１の角形成を容易にする空間を提供するためにシャフト２０４および／または頭部２０２の係合部分２１４の直径よりも小さい直径を有する首部２１２を介して頭部２０２の係合部分２１４に結合している。例えば、首部２１２は、インプラント２０の遠位面２８で開口部２２の縁部２６を収容してもよく、遠位面２８は、これらの要素間の接点が骨固定要素２０１の角形成を妨げないように骨に面している。
骨固定要素２０１は、頭部２０２を貫通し、かつシャフト２０４の長さの少なくとも一部を貫通して、近位端２２６の開口部から延在するチャネル２２４をさらに含む。チャネル２２４は、骨固定要素２０１の頭部２０２を変形させるために駆動ツール２０６のロッド２３４に係合するように寸法決めおよび成形されている。また、チャネル２２４は、頭部２０２およびシャフト２０４の形状に対応していてもよい。例えば、頭部２０２の係合部分２１４内に位置するチャネル２２４の第１の部分２２８は、頭部２０２の係合部分２１４の外面２１８とチャネル２２４の第１の部分２２８の内面２３２との係合部分２１４の厚さが頭部２０２の長さに沿ってほぼ一致するように同様に円形であってもよい。シャフト２０４の長さの一部を貫通するチャネル２２４の第２の部分２３０は、シャフト２０４の長手形状に対応してほぼ円筒形であってもよい。
駆動ツール２０６は、図６〜図８に示すように、第１のナット２３６、第２のナット２３８およびロッド２３４を含む。第１および第２のナット２３６、２３８はそれぞれ、ロッド２３４を収容するための内腔２４０、２４２をそれぞれ含む。ロッド２３４は、近位端２４４から遠位端２４６まで長手方向に延在している。ロッドの遠位部分２４６はチャネル２２４の遠位部分２４８に螺合し、ロッド２３４の残りの長さは内腔２４０、２４２を貫通している。第１のナット２３６はレンチナット(wrench nut)として機能し、係合部分２１４に当接しながら頭部２０２の第２の部分２１６に嵌合するための駆動要素２４８を含む。第１のナット２３６の内腔２４０の直径は、ロッド２３４がその中を摺動可能なようにロッド２３４の直径よりも僅かに大きい。第２のナット２３８は、第１のナット２３８の遠位面２５０が第１のナット２３６の近位面２５２に接触した状態で第１のナット２３６の近位に配置されている。第２のナット２３８の内腔２４２は、ロッド２３４のねじ山２５４に対応するねじ山２５６を含む。従って、ねじ山２５６は、それらが互いに対して回転するとロッド２３４および第２のナット２３８が互いに対して長手方向に移動するように、ねじ山２５４に係合する。具体的には、長手軸の周りを回転させる間に、ロッド２３４および第２のナット２３８を長手軸の周りに互いに対して回転させることにより、ロッド２３４を長手軸に沿って長手方向に移動させる。
システム２００の例示的な使用方法は、標的の骨の上の所望の位置に骨プレート２０を配置する工程を含む。骨プレート２０を配置したら、使用者は、上述した同じ方法で、（同軸に、あるいは開口部２２の中心軸に対してオフセットして）使用者が選択した角度で骨固定要素２０１を骨プレート２０の開口部２２に挿入する。例えば、骨固定要素２０１を、０°〜１５°の範囲の角度で開口部２２に挿入してもよい。シャフト２０４の遠位端２１０を開口部２２に挿入し、駆動ツール２０６を用いて骨固定要素２０１をそこを通してさらに遠位に駆動する。具体的には、駆動要素２４８によって、骨固定要素２０１に嵌合する第１のナット２３６を長手軸の周りに回転させ、それにより骨固定要素２０１を挿入軸の周りに回転させ、かつ骨固定要素２０１を開口部２２を通して駆動する。頭部２０２が実質的に開口部２２内に位置するまで、骨固定要素２０１をそこを通して遠位に駆動してもよい。骨固定要素２０１が開口部２２内の適当な位置に到達したら、第２のナット２３８を、チャネル２２４に螺合するロッド２３４に対して回転させてもよい。第２のナット２３８を回転させて、ロッド２３４を第２のナット２３８に対して長手軸に沿って近位に移動させる。第２のナット２３８がその遠位に位置する第１のナット２３６に接触しているため、第２のナット２３８は、第１のナット２３６に対して遠位方向の力を加え、次いで、それにより、駆動要素２４８を介して骨固定要素２０１に遠位力を加え、頭部２０２の係合部分２１４に当接する。同時に、ロッド２３４が第２のナット２３８に対して近位に移動するにつれて、ロッド２３４の遠位部分２４６に取り付けられた骨固定要素２０１は近位に引き寄せられ、頭部２０２の係合部分２１４を駆動要素２４８に対して押圧する。駆動要素２４８が同時に頭部２０２に遠位方向の力を加えるにつれて、頭部２０２は駆動要素２４８に対して圧迫されるため、頭部２０２は変形し、かつシャフト２０４の軸から離れて半径方向外側に拡張する。すなわち、シャフト２０４の軸に沿った頭部２０２の長さが縮まるにつれて、頭部２０２の半径は拡大し、それにより、その外面２１８を押圧して開口部２２の内面（例えば、ねじ切り２４）にロック係合し、開口部２２内の所望の位置および角度で骨固定要素２０１を固定する。所望の変形レベルが生じたら、駆動ツール２０６を骨固定要素２０１から取り外してもよい。次いで、ロッド２３４を、第２のナット２３８およびチャネル２２４からねじり外し、本体から抜き取る。次いで、駆動要素２４８を突起部２１６から分離してもよく、第１および第２のナット２３６、２３８それぞれを本体から抜き取る。
図１４〜図２２に示すように、本発明の第３の例示的な実施形態に係る装置３００は、スリーブ３０６と、例えば、骨ピンまたはねじであってもよい骨固定要素３０１とを含む。図１４に示すように、装置３００は、使用者の所望どおりに、開口部３２の中心軸に沿って開口部３２と同軸に、あるいは中心軸に対して角度をなして、骨プレート３０の開口部３２に挿入してもよい。開口部３２は、任意の標準的な骨プレート開口部であってもよく、開口部３２の少なくとも一部に沿ってねじ切り３４を含んでいてもよい。図１５に示すように、装置３００のスリーブ３０６は、スリーブ３０６が開口部３２の内面（例えば、ねじ切り３４）に係合するように変形可能（すなわち拡張可能）なように、骨固定要素３０１の頭部３０２上に成形されていてもよい。骨固定要素３０１は、頭部３０２に結合した近位端３０８と遠位端３１０との間に長手方向に延在するシャフト３０４をさらに含む。当業者によって理解されるように、骨固定要素３０１がねじである場合、シャフト３０４は骨に係合するためにその長さの少なくとも一部に沿ってねじ切りを含むであろう。
図１６〜図１９に示すように、骨固定要素３０１の頭部３０２は、頭部３０２の近位端３１２の直径が頭部３０２の遠位端３１４の直径よりも大きなほぼ円錐形であってもよい。頭部３０２のテーパー角は、骨固定要素３０１の長手軸に対して、約１０°〜３０°の範囲であってもよい。頭部３０２は、頭部３０２の長さの少なくとも一部に沿って、頭部３０２の外面３１６の周りにねじ切り３１８をさらに含んでいてもよい。ねじ切り３２２は、外面３１６の周りに一貫したピッチで形成された連続的な螺旋状のねじ山または一連の分離した円形のねじ山であってもよい。図１８〜図１９に示すように、頭部３０２は、近位端３１２に六角形の凹部などの駆動要素３２８を含んでいてもよい。但し、駆動要素３２８が、装置３００を開口部３２を通して遠位に駆動する駆動ツールに係合可能な任意の凹部、突起部または他の構造であってもよいことは当業者によって理解されるであろう。
図１５に示すように、スリーブ３０６は、頭部３０２の外面３１６の一部に成形されていてもよい。スリーブ３０６は、スリーブ３０６が拡張して開口部３２内に固定され、かつ骨固定要素３０１を骨プレート３０に対して固定し得るように、好ましくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの軟質材料で形成されている。また、スリーブ３０６は、純粋なチタンおよび様々な任意のプラスチックなどの他の材料で形成されていてもよい。図２０〜図２２に示すように、スリーブ３０６は、スリーブ３０６の外面３２２の外周の少なくとも一部の周りに、少なくとも１つの突起部３２０を含む。少なくとも１つの突起部３２０は、外周の周りの連続的な突起部として外面３２２上に形成されていてもよい。あるいは、少なくとも１つの突起部３２０は、外面３２２の周りに経路に沿って延在する一連の突起部として、あるいは開口部３２にロック係合するのに適した任意の他のパターンで形成されていてもよい。突起部３２０は、装置３００が開口部３２に挿入されると突起部３２０が開口部３２のねじ切り３４に係合するように、外面３２２に形成されている。
外面３２２は、曲面部分３３０の隣接する部分が平面部分３３２のうちの１つによって分離されるように、複数の曲面部分３３０および複数の平面部分３３２を含んでいてもよい。平面部分３３２はスリーブ３０６の中心軸にほぼ平行であってもよく、スリーブ３０６が可変角度で開口部３４に挿入され得るようにスリーブ３０６の近位端３３４の幅を減少させている。平面部分３３２は、スリーブ３０６の長さの一部に沿って延在していてもよい。少なくとも１つの突起部３２０が曲面部分３３０に沿って形成されていてもよいことは当業者によって理解されるであろう。
スリーブ３０６が頭部３０２上に成形されているため、頭部３０２の外面３１６に接触するスリーブ３０６の内面３２４は、ねじ切り３１８を含む外面３１６の形状をなしている。従って、スリーブ３０６が頭部３０２の上に成形されている場合、スリーブ３０６の内面３２４は、頭部３０２のねじ切り３１８に対応するねじ切り３２６を含むように形成されている。骨固定要素３０１を、スリーブ３０６に対して長手軸の周りに回転させると、ねじ切り３１８がスリーブ３０６の対応するねじ切り３２６の中を摺動するにつれて、骨固定要素３０１はスリーブ３０６に対して長手方向に移動する。ねじまたはピン３０２の頭部３０２がほぼ円錐形であるため、頭部３０２がスリーブ３０６を通って遠位に移動するにつれて、頭部３０２の徐々に拡大する直径部分は、スリーブ３０６内に移動し、かつスリーブ３０６を変形させ、それによりスリーブ３０６を拡張させ、突起部３２０（１つまたは複数）を押圧して開口部３２にロック係合する。
装置３００の例示的な使用方法によれば、骨プレート３０を治療される骨の標的部分に接して配置し、骨プレート３０を所望どおりに配置したら、装置３００のシャフト３０４の遠位端３１０を開口部３２のうちの１つに挿入する。例えば、装置３００を、開口部３２に通し、開口部３２と同軸に、あるいは所定の量で開口部３２の中心軸に対してオフセットされた角度で延在する予め穿設された穴に入れ、従来の方法、例えば駆動ツールを用いて、開口部３２を通して骨の中に駆動する。駆動ツールを駆動要素３２８に係合させて、突起部３２０がねじ切り３４に係合した状態で頭部３０２およびスリーブ３０６が実質的に開口部３２内に位置するまで、装置３００をその長手軸の周りに回転させてもよい。突起部３２０がねじ切り３４に係合したら、骨固定要素３０１がスリーブ３０６に対して遠位に駆動されるように、駆動要素３２８による連続的な回転によって、頭部３０２とスリーブ３０６との結合を断絶する。頭部３０２のねじ切り３１８がスリーブ３０６のねじ切り３２６によって摺動するように、骨固定要素３０１はスリーブ３０６に対して長手方向に移動する。骨固定要素３０１がスリーブ３０６を通って遠位に移動するにつれて頭部３０２の近位部分の直径が徐々に拡大することで、スリーブ３０６を拡張により変形させて、頭部３０２の徐々に拡張する近位部分に対応させる。従って、スリーブ３０６は拡張し、装置３００と開口部３２との係合を強固にし、それにより、装置３００を骨プレート３０に対して固定する。
図２３に示すように、本発明の第４の例示的な実施形態に係る装置４００は、上述した装置３００に実質的に類似していてもよい。装置４００は、骨固定要素４０１と、骨固定要素４０１の頭部４０２上に成形されたスリーブ４０６とを含む。頭部４０２がほぼ円錐形の近位部分４１２と、ねじ山のある遠位部分４１４とを含むこと以外は、骨固定要素４０１は骨固定要素３０１に実質的に類似している。従って、近位部分４１２によってスリーブ４０６を拡張により変形させながら、ねじ山のある遠位部分４１４によって骨固定要素４０１をスリーブ４０６に対して遠位に駆動することができる。
図２４に示すように、本発明の第５の例示的な実施形態に係る装置５００は、上述した装置３００に実質的に類似していてもよい。装置５００は、骨固定要素５０１と、骨固定要素の頭部５０２に成形されたスリーブ５０６とを含む。骨固定要素５０１は、ほぼ円錐形の頭部５０２と、その長さの少なくとも一部に沿ってねじ切り５０５を含むシャフト５０４とを含むねじである。シャフト５０４のねじ切り５０５によって、骨固定要素５０１をスリーブ５０６および骨プレート５０に対して遠位に駆動することができ、それにより、骨固定要素５０１が骨５２に向かって移動して骨プレート５０を骨５２に加圧するように、装置５００を挿入する。骨固定要素５０１がスリーブ５０６に対して遠位に移動するにつれて、円錐形の頭部５０２によってスリーブ５０６を拡張により変形させる。
図２５〜図２６に示すように、本発明の第６の例示的な実施形態に係る装置６００は、上述した装置３００に実質的に類似していてもよい。装置６００は、骨固定要素６０１と、骨固定要素６０１の頭部６０２に成形されたスリーブ６０６とを含む。骨固定要素６０１は、頭部６０２がほぼ円形でないこと以外は、骨固定要素３０１に実質的に類似していてもよい。頭部６０２の外面６１６は、スリーブ６０６に嵌合するためのねじ切りまたは突起部を含んでいてもよい。好ましい実施形態では、骨固定要素６０１をスリーブ６０６に対して４５°で回転させることで、スリーブ６０６を半径方向外側に拡張して変形させるように、頭部６０２の横断面はほぼ四角形であってもよい。例えば、第１の構成では、図２５に示すように、頭部６０２の対角線Ｘは、スリーブ６０６の外面６２２上の突起部６２０に対応していなくてもよい。図２６に示すように、骨固定要素６０１を、対角線Ｘが突起部６２０とほぼ位置合わせされている第２の構成まで回転させ、突起部６２０を含むスリーブ６０６の一部が拡張するようにスリーブ６０６を変形させてもよい。頭部６０２がほぼ四角形であるように示しているが、スリーブ６０６に対する頭部６０２の回転によって、上記の方法に類似した方法でスリーブ６０６を半径方向外側に変形させる限り、頭部６０２は円形でない任意の形状であってもよいことは当業者によって理解されるであろう。頭部６０２の形状によって、スリーブ６０６を所望の程度まで変形させるのに必要とされる回転の程度が決まることも当業者によって理解されるであろう。
本発明の趣旨または範囲を逸脱しない限り、本発明の構造および方法論におけるに様々な修正および変形が可能であることは、当業者には明らかであろう。従って、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲に含まれる限り、本発明は本発明の修正および変形を包含することが意図されている。

Claims (19)

  1. 近位端から遠位端まで長手方向に延在するシャフトと、
    前記シャフトの近位端に結合した頭部と、
    を含む骨固定要素であって、
    前記頭部は、骨プレートを貫通する開口部の内壁にロック係合するように変形可能な半径方向外側の当接構造を含み、前記当接構造の変形によって、許容された角形成の範囲内で前記開口部の中心軸に対して使用者が選択した任意の角度で前記頭部によって骨固定要素を開口部内にロックすることができる骨固定要素。
  2. 前記頭部の半径方向外面は湾曲され、かつその周囲の周りに分散された複数の湾曲要素を含み、前記湾曲要素が前記開口部の内面のねじ切りにロック係合するように半径方向に圧縮可能である、請求項１に記載の骨固定要素。
  3. 前記頭部は、軸方向に圧縮された場合、前記頭部が前記シャフトの軸から半径方向外側に拡張して前記開口部の内面に係合するように前記シャフトの前記軸に沿って圧縮可能である、請求項１に記載の骨固定要素。
  4. 前記頭部および前記シャフトの一部を貫通して前記骨固定要素の近位端から延在するチャネルをさらに含み、前記チャネルの第１の部分が前記頭部の形状に対応し、かつ前記チャネルの第２の部分が前記シャフトの形状に対応している、請求項３に記載の骨固定要素。
  5. 前記シャフト内に延在する前記チャネルの前記部分は、その中に挿入されるねじ山のあるロッドに取り外し可能に係合するようにねじ山が設けられている、請求項４に記載の骨固定要素。
  6. 前記頭部はその近位端に駆動要素を含み、前記駆動要素は、前記インプラントの前記開口部を通して前記骨固定要素を遠位に駆動すると共に、前記ねじ山のあるロッドによって前記骨固定要素の前記シャフトを近位に引き寄せて前記頭部を軸方向に圧縮しかつ半径方向に拡張させる駆動ツールに取り外し可能に接続可能である、請求項４に記載の骨固定要素。
  7. 前記頭部は、第１の材料で形成されたコアおよびその上に成形された第２の材料で形成されたスリーブを含み、前記第１の材料は前記第２の材料より剛性であり、前記コアは、前記スリーブに対するその回転によって前記コアを前記スリーブに対して移動し、それにより前記スリーブを半径方向に拡張させて前記開口部の内面にロック係合させるように形成されている、請求項１に記載の骨固定要素。
  8. 前記コアは、前記コアの回転によって前記コアを前記スリーブを通して遠位に移動し、それにより前記スリーブを介して前記コアの徐々に拡大する部分を押圧するように、ほぼ円錐形でありかつねじ山が設けられている、請求項７に記載の骨固定要素。
  9. 前記コアは、前記コアの回転によって前記コアを前記スリーブを通して移動し、それにより前記スリーブを半径方向に拡張するように、ほぼ円錐形の近位部分およびねじ山のある遠位部分を含む、請求項７に記載の骨固定要素。
  10. 前記コアは、前記コアの回転によって前記コアの対角線を前記スリーブを通して移動して前記スリーブの少なくとも一部を半径方向に拡張するようにほぼ四角形である、請求項７に記載の骨固定要素。
  11. 前記スリーブは、前記開口部のねじ切りに係合するために前記スリーブの外周の少なくとも一部の周りに延在する突起部を含む、請求項７に記載の骨固定要素。
  12. 前記頭部は、前記シャフトの直径よりも小さい直径を有する首部を介して前記シャフトに結合している、請求項７に記載の骨固定要素。
  13. 前記頭部はそこから半径方向外側に延在する複数の突起部を含み、前記突起部のそれぞれは湾曲して凹状の近位面を形成し、前記突起部は近位に撓曲して前記開口部のねじ切りに噛み合い、前記突起部の半径方向外端は、前記開口部のねじ切りの隣接する巻線間に受け入れられて前記骨固定要素を開口部内の所望の位置にロックするように寸法決めされている、請求項１に記載の骨固定要素。
  14. 治療される骨の上の所望の位置に前記プレートを配置する工程と、
    前記開口部の中心軸に対して使用者が選択した角度で、シャフトの近位端に結合した頭部を含む前記骨固定要素を前記プレートの開口部に挿入する工程と、
    挿入角度、前記インプラントの変形に関係なく、前記頭部を変形させて前記頭部を前記開口部の内面にロック係合させ、それにより前記骨固定要素を前記インプラントに対して固定する工程と、
    を含む骨プレートを骨に固定する方法。
  15. 前記頭部要素が開口部内の所望の位置に到達するまで、前記骨固定要素を前記開口部内に遠位に駆動する工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
  16. 前記頭部は、そこから半径方向外側に延在する複数の湾曲要素を含み、前記頭部を変形させる工程は、前記突起部が近位に撓曲して前記開口部のねじ切りの隣接する巻線上で噛み合うように前記頭部を前記開口部内に付勢する工程を含み、前記突起部の半径方向外端は、前記ねじ切りの隣接する巻線間に嵌合して前記骨固定要素を前記開口部内の所望の位置にロックするように寸法決めされている、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記頭部を変形させる工程は、前記骨固定要素の軸に沿って前記頭部を圧縮して、その半径方向外面が前記開口部の内面にロック係合するまで前記頭部を半径方向に拡張させる工程を含む、請求項１５に記載の方法。
  18. 前記頭部は、比較的剛性な材料で形成されたコアおよびその上に成形された比較的圧縮性の材料で形成されたシェルを含み、前記頭部を変形させる工程は、前記頭部を前記開口部に挿入した後に前記シェルに対して前記コアを移動して、前記シェルを半径方向に拡張させて前記開口部の半径方向内面にロック係合させる工程を含む、請求項１５に記載の方法。
  19. 前記シェルが前記開口部のねじ切りに係合するように構成されたその外周の一部の周りに延在する突起部を含む、請求項１８に記載の方法。
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