JP2014512853A - 骨固定のためのインプラントシステム - Google Patents

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Abstract

骨を固定するための整形外科手術で使用するインプラントシステムは、髄内釘および結合ユニットを有する。髄内釘は、長手軸を画定する近位部と、横穴とを有する。近位部は、第1の軸を画定する穴と、第2の軸を画定する案内構造とを有し、第1の軸および第2の軸は、髄内釘の近位部の長手軸に対して略平行でありかつ互いに離間されている。結合ユニットは、近位部内に移動可能に配置され、また、略円筒形のピンと、貫通穴を有する駆動部材とを有する。案内構造は、ピンが、髄内釘の横穴を貫通するように構成された骨留め具の溝内に係合可能なように、略円筒形のピンを摺動可能に受け入れるように構成される。

Description

本開示は一般に、整形外科手術で使用するインプラントシステムに関する。具体的には、本開示は、大腿骨などの骨を内固定するための髄内釘に関する。
大腿骨骨折は一般に、大腿骨頸部および転子部で起こる。通常、転子部および転子下の大腿骨骨折は、現在のところ、髄内釘で治療され、この髄内釘は、ラグスクリュの形態で通常提供される大腿骨頸部スクリュなど骨留め具(bone fastener)を受け入れるために、横穴を有する。髄内釘は、大腿骨の髄内管(intramedullary canal)に取り付けられ、ラグスクリュは、髄内釘の横穴を通り、大腿骨頸部を経て大腿骨頭部に入る。
ラグスクリュは、速くかつ確実な骨折治癒を可能とするために、骨折線をブリッジングすることによって大腿骨頭部にかかる荷重を釘シャフト部内へ移すように設計される。さらに、ラグスクリュは、大腿骨骨折の焼結(sintering)に従って髄内釘内で摺動することができる。通常、髄内釘の穴にセットスクリュが挿入されて、ラグスクリュの回転および自由な内側偏位を防止する。
髄内釘は、キルシュナー鋼線などの外科手術用ワイヤ(ガイドワイヤ)を受け入れるために、その長手軸に沿って中心管路を含むことができる。外科手術用ワイヤは、髄内釘の挿入に先立って、大腿骨の髄腔に挿入される。
例えば、特許文献1は、髄内転子間骨折固定器具および取付けデバイスに関する。この髄内骨折固定器具は、ラグスクリュの形態をなす大腿骨頸部スクリュを受け入れるための横穴を有する髄内釘を含む。髄内釘の近位端部には、釘を通って同軸で延在して横穴に開口する、別の穴が設けられている。この釘の同軸穴の中に、セットスクリュが配置される。セットスクリュの下端部は、中央配置された突出部を有する。セットスクリュがその最終位置にあるときには、セットスクリュの中央突出部は、ラグスクリュのシャフト上に配置された長手方向に延在する溝のうちの1つと係合する。
特許文献2は、結合機構を有する髄内釘に関する。結合機構は、本体部材と、本体部材から横方向に延在する平形尖状部とを含む。さらに、髄内釘内で軸方向に延在する部分的にねじ付きのチャネルとねじ式係合(threadable engagement)するための短いボルトが、本体部材に回転可能に連結される。本体部材は、チャネルの溝に受け入れられるタブをさらに含み、それにより、タブと溝とが協働することで、チャネル内での本体部材の回転が防止される。本体部材が髄内釘の横穴を通じて挿入されたラグスクリュの方へ付勢されると、平形尖状部は、チャネル壁とラグスクリュとの間の空間にしっかりと嵌合するように、ラグスクリュの側面に接触し、かつラグスクリュの平坦部によって画定された空隙を埋める。
特許文献3は、分岐したロックを有する髄内釘に関する。特許文献2に記載の本体部材と同様に、スリーブ・ロックが、平形尖状部の形態をなす2つの横方向ロック・タブと、髄内釘のチャネルの溝内に係合する回転防止タブとを含む。スリーブ・ロックのロック・タブは、ラグスクリュ上に配置されたスリーブのロック・スロット内に係合する。
特許文献4は、近位部に固定穴を有する髄内釘に関する。釘の近位部はさらに、2つの横穴を有し、この横穴の中に、ラグスクリュと補助接続具が配置される。補助接続具は、髄内釘の固定穴にねじ込まれたセットスクリュとラグスクリュとの間の位置で釘を貫通するので、締付力を伝達するためのスペーサが、セットスクリュとラグスクリュとの間に挿入される。スペーサは、本体と、本体から長手方向に延在する離間した2つの脚部とを含む。セットスクリュが固定穴内のスペーサ上に置かれて固定穴にねじ込まれると、セットスクリュはスペーサ全体を押し下げ、脚部の下端部はラグスクリュの溝内に係合する。補助接続具は、スペーサの2つの脚部間に位置決めされ、また、セットスクリュの先端部に形成された中央ボスによってしっかりと保持され、スペーサの本体内に形成された開口部を通じて挿入される。
従来の髄内釘には、いくつかの欠点がある。貫通穴のないセットスクリュは、前もって髄内釘に組み付けることができず、したがって、ガイドワイヤを除去した後で、手術中に髄内釘に挿入しなければならない。この場合、比較的小さなセットスクリュを髄内釘のシャフトに挿入することが、面倒である。釘の近位端部で開口部に重なり合う軟組織が、セットスクリュの挿入およびねじの相互係合を妨げる可能性がある。したがって、セットスクリュが髄内釘内で動けなくなって、追加的な手術ステップのために手術時間が増大する場合がある。さらに、1つ以上の尖状部を有するセットスクリュは、ラグスクリュの自由な内側偏位を防止することができない。さらに、尖状部を有するセットスクリュの使用は、現状のラグスクリュ・シャフトの設計の変更を必要とする。現状のラグスクリュ軸の設計は、髄内釘内でのラグスクリュの画定された摺動を保証するために、セットスクリュのピンが係合することができる長手方向に延在する溝を提供するものである。
米国特許第5176681(A)号明細書 米国特許第6835197(B2)号明細書 米国特許第6648889(B2)号明細書 米国特許第6406477(B1)号明細書
本開示の諸態様は、髄内釘および対応する骨留め具に関する外科的処置および移植を簡素化しかつ容易にするインプラントシステムの提供を対象とする。
第1の態様によれば、骨を固定するための整形外科手術で使用するインプラントシステムが提供される。インプラントシステムは、長手軸を画定する近位部と、遠位部と、横穴とを有する髄内釘を備える。近位部は、第1の軸を画定する穴と、第2の軸を画定する案内構造とを有する。第1の軸および第2の軸は、髄内釘の近位部の長手軸に対して略平行であり、かつ、互いに離間されている。さらに、インプラントシステムは、髄内釘の近位部内に移動可能に配置されるように構成された結合ユニットを備える。結合ユニットは、略円筒形のピンと、貫通穴を有する駆動部材とを有し、案内構造は、ピンが、髄内釘の横穴を貫通するように構成された骨留め具(bone fastener)の溝内に係合可能なように、略円筒形のピンを摺動可能に受け入れるように構成されている。
上述の態様では、案内構造の第2の軸は、近位部の長手軸に対して偏心して配向されていてもよい。さらに、駆動部材の貫通穴は、中心に配置されていてもよい。駆動部材は、略円筒形のピンに移動可能に接続されていてもよい。髄内釘の近位部の横穴は、近位部の長手軸に対してある画定された角度を有する、角度の付いた穴として形成されていてもよい。
結合ユニットは、髄内釘の遠位部へ向かって移動したときに、ピンを近位部の長手軸の方向に遠位部へ向かって付勢するように構成し、それによって、ピンが、骨留め具の溝内に係合して、骨留め具が該骨留め具の長手軸周りに回転するのを防止することができるようになっていてもよい。
一実施態様においては、ピンは、骨留め具の長手軸に交差する長手軸を画定していてもよい。ピンは、シャフトと、球形、円形、円錐形、平面形、U形、またはV形の先端とを有するボルトとして形成されていてもよい。さらに、ピンは、駆動部材上に偏心して配置されていてもよい。
髄内釘は、髄内釘の長手軸に略沿ったチャネルを有していてもよい。この釘のチャネルは、円形または角のある形状の断面を有していてもよい。髄内釘のチャネルと、駆動部材の貫通穴と、髄内釘の近位部の穴とによって、髄内釘を貫通する管路を画定することができ、その結果、この管路を貫通して外科手術用ワイヤを挿入することができる。外科手術用ワイヤは、キルシュナー鋼線または任意の他の種のワイヤである、ガイドワイヤとすることができる。
ある可能な実施態様においては、駆動部材は、髄内釘と、例えば髄内釘の近位部と、ねじ締結を可能にするための、雄ねじを有していてもよい。駆動部材は、駆動部材の円周溝内に配置された(例えば合成材料で作られた)リングをさらに有することができる。あるいは、リングは、駆動部材の雄ねじ上に(例えば、雄ねじの溝内に)配置されていてもよい。リングの合成材料は、変形可能なものであってもよい。したがって、リングは、変形可能なプラスチック・リングとすることができる。髄内釘の近位部は、雌ねじを有していてもよく、駆動部材の雄ねじは、近位部の雌ねじと締結することができる。さらに、駆動部材は、短いボルトとして形成されていてもよい。
駆動部材は、駆動力伝達部を有していてもよく、また、ピンは、該ピンの長手方向を横切る方向に実質的に配置された溝を有していてもよく、駆動力伝達部は、(例えば、駆動部材が回転することによって、ピンを髄内釘の近位部の長手軸の方向に移動させることができるように)ピンの溝内に移動可能に係合することができる。駆動力伝達部は、ピンの溝内に回転可能に支持されうる。
別の実施態様では、駆動部材は、駆動力伝達部を有していてもよく、また、ピンは、保持部を有する基板部材上に配置してもよく、駆動力伝達部は、保持部に移動可能に係合してもよい。駆動部材が回転することによって、ピンを髄内釘の近位部の長手軸の方向に移動させることができる。
上述の態様では、基板部材は、外科手術用ワイヤを受け入れるための貫通穴を有していてもよい。基板部材は、円形であってもよく、また、貫通穴は、中央にまたは偏心して配向していてもよい。さらに、髄内釘のチャネル、髄内釘の近位部の穴、基板部材の貫通穴、駆動部材の貫通穴、および近位部の中央穴は、管路を画定することができ、その結果、その管路を通って外科手術用ワイヤを挿入することができる。
インプラントシステムは、髄内釘の近位部内に配置された保持器をさらに備えていてもよく、この場合に近位方向における結合ユニットの可動域を、保持器によって制限することができる。保持器は、規定のばね定数を有する止め輪またはばね輪として形成してもよい。保持器はさらに、円形状を有することができる。
近位部の穴および案内構造は、互いに隣接して、例えば横断方向に隣接して配置される。髄内釘の近位部の穴は、同軸で配置することもできる。さらに、髄内釘の近位部の穴が髄内釘の内側に位置し、髄内釘の近位部の案内構造が髄内釘の外側に位置していてもよい。したがって、髄内釘の近位部の穴および案内構造は、髄内釘の近位部の長手軸に対して偏心して配向されていてもよい。さらに、案内構造は、溝または穴として形成されうる。案内構造は、V形、U形、またはC形などの断面を有していてもよい。
インプラントシステムは、骨留め具を備えていてもよい。骨留め具は、ラグスクリュもしくは大腿骨頸部スクリュ、または任意の種のブレードとして形成することができる。
さらなる態様によれば、骨を固定するための整形外科手術で使用する髄内釘が提供される。髄内釘は、長手軸を画定する近位部と、遠位部と、横穴とを備える。近位部は、第1の軸を画定する穴と、第2の軸を画定する案内構造とを有する。第1の軸および第2の軸は、髄内釘の近位部の長手軸に対して略平行でありかつ互いに離間されている。髄内釘はさらに、髄内釘の近位部内に係留されかつ移動可能に配置された結合ユニットを備える。結合ユニットは、略円筒形のピンと、貫通穴を有する駆動部材とを有し、案内構造は、略円筒形のピンを摺動可能に受け入れるように構成され、その結果、ピンは、髄内釘の横穴を貫通するように構成された骨留め具の溝内に係合することができる。
結合ユニットは、髄内釘の近位部内に予め組み立てられてもよい。したがって、駆動部材および略円筒形のピンは、髄内釘の近位部内に予め組み立てられてもよい。駆動部材は、略円筒形のピンに移動可能に接続されてもよい。
髄内釘、その近位部、結合ユニット、略円筒形のピン、その基板部材、および/または駆動部材は、全体的に上述したようにまた以下で述べるように構成されうる。髄内釘はさらに、管路、保持器、および/または骨留め具を有することができ、これらは全体的に上述したようにまた以下で述べるように構成されうる。
さらなる態様によれば、骨の骨折固定方法が提供され、この方法は、骨の髄腔にガイドワイヤを挿入するステップと、管状化された髄内釘をガイドワイヤ上を沿って骨の髄腔に挿入するステップであって、髄内釘が、長手軸を画定する近位部と、遠位部と、横穴とであって、近位部が、第1の軸を画定する穴と第2の軸を画定する案内構造とを有し、第1の軸および第2の軸が、髄内釘の近位部の長手軸に対して略平行でありかつ互いに離間された、長手軸を画定する近位部と、遠位部と、横穴と、髄内釘の近位部内に係留されかつ移動可能に配置される結合ユニットであって、略円筒形のピンと貫通穴を有する駆動部材とを有する結合ユニットとを備え、案内構造が略円筒形のピンを摺動可能に受け入れるように構成されたステップと、ガイドワイヤを取り除くステップと、骨折を固定するために髄内釘の横穴を貫通して骨留め具を骨に挿入するステップと、結合ユニットを駆動させてピンと髄内釘の横穴を貫通している骨留め具との係合をもたらし、それによって骨留め具の回転を阻止するステップとを含む。
髄内釘の近位部の穴と案内構造とが互いに離間され、また、例えばセットスクリュの形態をなす結合ユニットが、略円筒形のピンと、貫通穴を有する駆動部材とを有し、案内構造が円筒形のピンを摺動可能に受け入れるので、結合ユニット(すなわち、ピンおよび駆動部材)を髄内釘内に予め組み立てるまたは組み込むことができる一方で、外科手術用ワイヤの同時挿入が可能になる。具体的には、大腿骨の髄内管内での髄内釘の外科的処置および移植が、簡素化されかつ容易になる。さらに、ピンは骨留め具に係合することができるので、現状の骨留め具の設計を変更することは、少しも必要とされない。
本開示の上記その他の特徴、態様、および利点は、添付の図面と併せ以下により詳細に説明することから、より明らかになるであろう。
インプラントシステムの一実施形態の断面図である。 図1に示されているインプラントシステム実施形態の近位部の詳細図である。 髄内釘の近位部の一代替実施形態の断面図である。 代替的なピン実施形態の上面、側面、および底面を示す図である。 代替的な駆動部材実施形態の側面図である。 図4に示されているピン実施形態と図5に示されている駆動部材実施形態とを含む、図3に示されている近位部の代替実施形態の断面図である。 ガイドワイヤを含む、図6に示されている組立ての断面図である。
図1を参照すると、大腿骨(図1には図示せず)などの骨を固定するための整形外科手術で使用するインプラントシステム10の一実施形態の断面図が示されている。インプラントシステム10は、髄内釘12と、結合ユニット14と、骨留め具16とを備える。結合ユニット14は、骨留め具16を髄内釘12に結合する。髄内釘12は、大腿骨の内腔(髄腔)すなわち大腿骨の髄内管に挿入することが可能な棒状本体18を有する。髄内釘12の棒状本体18は、近位部20と、近位部20よりも長い遠位部22と、近位部20と遠位部22との間に位置する湾曲部24とを有する。言い換えれば、湾曲部24は、近位部20と遠位部22とを接続している。
図1に示されているように、髄内釘12は、近位部20に位置する横穴26を有する。横穴26の軸は、横穴26が角度の付いた開口部26を画定するように、髄内釘の長手軸に対してある角度を有する。髄内釘12の近位部20は、その中に横穴26を設けるのに十分な直径を有するが、髄内釘12の遠位部22は、髄内管への遠位部22の挿入を容易にするために、大腿骨の髄腔の形状に適合した、近位部20よりも小さい直径を有する。さらに、遠位部22は、遠位部22において髄内釘12の長手軸に対して直角に延びる貫通穴28を有する。貫通穴28は、髄内釘12を骨にしっかりと固定するために、髄内釘12の遠位部22の端に形成されてロックスクリュなどの骨留め具を受け入れる。
図1に示されているインプラントシステム10の実施形態では、骨留め具16は、ラグスクリュ16の形態をなす大腿骨頸部スクリュである。ラグスクリュ16は、髄内釘12の横穴26を貫通するように構成されている。ラグスクリュ16は、ねじ、例えば並目ねじを有する前方部30と、後方部32とを有する。後方部32には、ラグスクリュ16の軸に沿って後方シャフト部32の周面上に配置された、長手方向に延在する複数の溝34(図1には2つ示されている)が設けられている。通常、4つの溝34が、ラグスクリュ16の長手軸周りに90°の間隔を置いて、ラグスクリュ16の周面上に配置される。各溝34が、浅端および深端を有する傾斜路を画定する。上昇傾斜路は、後方部32の後端の浅端からねじ付き前方部30に向かって深端まで延びている。さらに、ラグスクリュ16は、該ラグスクリュ16の長手軸に沿った中心管路36を有する。ラグスクリュ16の後方部32は、後端に、ねじ回しまたは(例えば、棒レンチの形態の)レンチを受け入れるための同軸穴38および凹部40(例えば、ヘクサロビュラ穴(hexalobular internal driving feature))を有する。
図1に示されているように、髄内釘12の近位部20は、エンド・キャップまたは保持器具や標的器具などの用具(図1には図示せず)を受け入れるための凹部42を、その上端に有する。近位部20は、長手軸44を画定し、さらに穴46および案内構造48を有する。本実施形態では、近位部20の穴46は、近位部20の長手軸44と同軸である。さらに図1に示されているように、穴46は、雌ねじ50と、止め輪の形態である保持器54を受け入れるための凹部52とを有する。
結合ユニット14は、髄内釘12の近位部20内に予め組み立てられかつ移動可能に配置される。結合ユニット14は、略円筒形のピン56、および貫通穴60を有する駆動部材58を有する。したがって、結合ユニット14は、駆動部材58とそれに接続されたピン56とによって画定される。さらに、駆動部材58は、略円筒形のピン56に移動可能に接続される。駆動部材58の貫通穴60は、近位部20の長手軸44と一致する軸を有する中心貫通穴である。駆動部材58はさらに、髄内釘12、例えば、図1に示されているように近位部20とねじ締結を可能にするための雄ねじ62を有する。近位部20の雌ねじ50は、駆動部材58の雄ねじ62と噛み合う。本実施形態では、結合ユニット14の駆動部材58は、髄内釘12の近位部20の穴46内に移動可能に配置される。したがって、結合ユニット14は、髄内釘12の近位部20内に係留される。やはり図1に示されているように、案内構造48が結合ユニット14の略円筒形のピン56を摺動可能に受け入れ、その結果、ピン56はラグスクリュ16の溝34内に係合することができる。
さらに図1に示されているように、髄内釘12は、髄内釘12の長手軸に略沿ったチャネル64を有する。したがって、髄内釘12のチャネル64、駆動部材58の貫通穴60、および近位部20の穴46によって、髄内釘12を貫通する管路66が画定され、その結果、管路66を通じて外科手術用ワイヤ(図1には図示せず)を挿入することができる。
図2は、図1に示された髄内釘12の近位部20の詳細図Aを示す。図2に示されているように、近位部20の穴46は第1の軸68を画定し、この第1の軸68は、この場合は近位部20の長手軸44と一致する。さらに、案内構造48は、第2の軸70を画定する。第1の軸68および第2の軸70は、髄内釘12の近位部20の長手軸44に対して略平行である、かつ互いに離間される。さらに、案内構造48の第2の軸70は、近位部20の長手軸44に対して偏心して配向される。したがって、近位部20の穴46と案内構造48とは、互いに隣接して配置される。図1および図2に示されている本実施形態では、近位部20の穴46は、中心に位置し、近位部20の案内構造48は、髄内釘12の外側に位置する。近位部20の穴46は、髄内釘12のチャネル64内のその下端で終わっている。案内構造48は、近位部20の横穴26内のその下端で終わっている。本実施形態では、「下端」という用語は、髄内釘12の遠位部22に近い方の端を意味し、「上端」という用語は下端の反対である。さらに、案内構造48は、円形状(例えば、C形)の断面を有する溝として形成されている。
やはり図2に示されているように、結合ユニット14のピン56は、駆動部材58上に偏心して配置されている。すなわち、偏心位置に(例えば、外側に)配置されている。さらに、ピン56は、ラグスクリュ16の長手軸に交差する長手軸を画定する。ピン56は、円筒形のシャフト(ここでは、円柱)と、その下端にボール形(すなわち、円形)の先端とを有するボルトとして形成される。駆動部材58はさらに、駆動部材58の運動をピン56に伝達するための駆動力伝達部72を有する。ピンは、その上端に溝74を有する。ピン56の溝74は、ピン56の長手方向を横切る方向に実質的に配置されている。駆動部材58の駆動力伝達部72は、ピン56の溝74内に移動可能に係合する。この目的のために、駆動力伝達部72は、ピン56の溝74内に回転可能に支持される。したがって、駆動部材58が回転すると、ピン56が近位部20の長手軸44の方向に移動する。
結合ユニット14の駆動部材58は、用具、ねじ回し、レンチ、などを受け入れるための(例えば、ヘクサロビュラ穴の形態の)凹部を有する円錐の形態をなす、受入れ部76を有する。そのような用具を使用して駆動部材58を動かすことによって、駆動部材58の雄ねじ62が近位部20の穴46の雌ねじ50と噛み合うので、結合ユニット14全体が髄内釘12の近位部20の長手軸44に沿って移動する。言い換えれば、髄内釘12の近位部20内の結合ユニット14の位置とそのピン56の位置は、結合ユニット14の駆動部材54を長手軸44に沿ってねじ込むことによって調整することができる。
図2に示されているように、近位方向における結合ユニット14の可動域(すなわち、動き)は、保持器54によって制限される。止め輪の形態をなす保持器54は、凹部52内に係合する。凹部52は、髄内釘12の近位部20内の円周溝として形成されて、結合ユニット14およびその駆動部材58ならびにピン56が意図せずに分解することを防ぐ。
結合ユニット14が髄内釘12の遠位部22へ向かって移動すると、結合ユニット14(具体的には、結合ユニット14の駆動部材58)は、ピン56を近位部20の長手軸44の方向に髄内釘12の遠位部22へ向かって付勢する。したがって、結合ユニット14のピン56は、案内構造48内でラグスクリュ16へ向かって摺動する。最終位置では(図2に示されているように)、ピン56は、ラグスクリュ16の溝34内に係合して、ラグスクリュ16がその長手軸周りに回転するのを防止する。
図1および図2に示されているように、外側に配置された偏心したピン56によって、ラグスクリュ16の溝34内での係合が可能になる。髄内釘12の管64と、駆動部材58の中心貫通穴60と、近位部20の穴46とによって形成された中央の管路66によって、ガイドワイヤの同時挿入が可能になる。
外科的処置中、髄内釘12は、骨、例えば大腿骨の髄内管内に位置決めされて配置される。次いで、ラグスクリュ16を受け入れるために、大腿骨および大腿骨の頸部を貫いて大腿骨の頭部内へと横方向に穴があけられる。次いで、用具、例えばねじ回しを操作することによって、ラグスクリュ16は、該ラグスクリュ16の長手方向溝34のうちの1つが最上位置に位置合わせされるように髄内釘12の横穴26を通って所定の位置にねじ込まれる。次いで、髄内釘12の近位部20内に予め組み立てられた結合ユニット14の駆動部材58が、ピン56の下端がラグスクリュ16の溝34のうちの1つの溝34内に係合されるまで、下方に向かうように(すなわち、近位部20の長手軸44の方向に髄内釘12の遠位部22に向かって)ねじ回しを使用して回転される。
結合ユニット14が完全には締結されていない(すなわち、結合ユニット14の駆動部材58が完全には締結されていない)ならば、ラグスクリュ16は、横穴26内で外方向(図1および図2では右へ)にのみ摺動することができるが、その長手軸周りでの回転に対してはロックされる。ラグスクリュ16は、結合ユニット14によって(すなわち、結合ユニット14のピン56によって)回転に抗した状態に保持されるので、ラグスクリュ16は、単に横穴26を通って摺動して、大腿骨の頭部を引っ張って骨の残りの部分と近接係合させる。ラグスクリュ16の溝34の上昇傾斜路によって、髄内釘12内でラグスクリュ16が勝手に内側へ(図1および図2では左へ)摺動することが防止される。
図3〜図7は、代替的な結合ユニット実施形態を有する近位部の別の実施形態を示しており、この実施形態は、図1に示されているインプラントシステム10の髄内釘12で使用するために、必要に応じて(例えば、形状、長さ、幅、厚さ、などについて)適合させることができる。
図3は、髄内釘の近位部78の代替実施形態の断面図を示している。近位部78は、雌ねじ82を有する中心穴80を有する。近位部78はさらに、中心穴80内に、保持器54を受け入れるための溝52の形態をなす凹部52を有する。さらに、近位部78はまた、エンド・キャップまたは保持器具や標的器具などの用具(図3には図示せず)を受け入れるための凹部42を、その上端に有する。
図3に示されているように、案内構造48が、髄内釘の外側(図3では右側)に位置する穴48として形成されている。案内構造48は、近位部78の中心穴80内のその上端と、横穴26内のその下端で終わっている。この実施形態でも同様に、「下端」という用語は、髄内釘の遠位部に近い方の端を意味し、「上端」という用語は、下端の反対側である。さらに図3に示されているように、近位部78は、案内構造48に隣接して配置された穴84を有する。近位部78の穴84もまた、中心穴80内のその上端と、髄内釘の横穴26内のその下端で終わっている。さらに、穴84は第1の軸68を画定し、また、案内構造48は第2の軸70を画定し、図3に示されているように、第1の軸68および第2の軸70は、近位部78の長手軸44に対し略平行であり、かつ、互いに離間されている(ここでは、横断方向に互いに離間されている)。
図4は、ピン56が配置される板86の形態をなす基板部材86を有する、代替的なピン実施形態の底面図a)、側面図b)、および上面図c)を示している。本実施形態では、ピン56は板86と一体化され(すなわち、一体的に形成され)ている。ピンは、図1および図2に関連して全体的に上述したように構成される。板86は、円形状を有し、かつ、外科手術用ワイヤまたはガイドワイヤを受け入れるための貫通穴88を有する。ピン56および貫通穴88は、板86上に偏心して配置されている。
板86はさらに、保持部90を有する。保持部90は、ピン56が配置される下面とは反対側の上面上に配置されている。保持部90は、図4の側面図b)に示されるように、板86から延び、L形の断面を有する。さらに、保持部90は、図4の上面図c)に示されるように、板86の外周に沿って弧を形成する。この目的のために、保持部90によって形成された弧は、180°以下にわたって延びていてもよい。したがって、板86とその保持部90は、以下で説明するように、駆動部材の一部分を受け入れるための円形溝92を形成する。
図5を参照すると、短いボルトの形態をなす駆動部材94の別の実施形態の側面図が示されている。駆動部材94は、その外周面98上に雄ねじ96を有する。駆動部材94の雄ねじ96は、円周溝97によって中断されている。円周溝97は、合成材料で作られたリング(図5には図示せず)を受け入れることができる。駆動部材94はさらに、駆動力伝達部100を有する。駆動力伝達部100は、駆動部材94上に配置されたフランジとして形成され、駆動力伝達部100の直径は、駆動部材94のシャフト部102の直径よりもわずかに大きい。したがって、駆動部材94の駆動力伝達部100とシャフト部102とによって、円周段差104が画定される。駆動力伝達部100は、板86の保持部90と移動可能に係合することができ、このときに駆動部材94の段差104は、保持部90の円周溝92内に係合する。駆動部材94はさらに、ガイドワイヤを受け入れるための中心貫通穴106と、ねじ回し、レンチ、などのような用具を受け入れるための(例えば、ヘクサロビュラ穴または内部六角形の形態をなす)凹部108とを有する。
図6および図7に示されているように、駆動部材94と、ピン56を有する板86とによって結合ユニット110が形成され、駆動部材94は、上記のように板86に移動可能に接続されている。さらに、結合ユニット110、すなわち駆動部材94およびピン56を有する板86は、髄内釘の近位部78内に予め組み立てられる。髄内釘の近位部78の案内構造48は、ピン56の直径よりもわずかに大きい直径を有し、その結果、穴48内でのピン56の最適な案内および摺動がそれぞれ保証される。図6に示されているように、結合ユニット110のピン56は、予め組み立てられた形態で案内構造48内に配置される。さらに、結合ユニット110の駆動部材94の雄ねじ96が、髄内釘の近位部78の中心穴80の雌ねじ82と噛み合い、その結果、結合ユニット110全体が、髄内釘の近位部78内に係留されかつ移動可能に配置される。したがって、結合ユニット110の高さ調整と、これにともなうピン56の高さ調整は、図1および図2に関連して全体的に上述したように、また以下で説明するように、駆動部材94によって行われる。結合ユニット110の意図せぬ緩みを防ぐために、結合ユニット110の駆動部材94は、図6および図7に示されているように、駆動部材94の円周溝97に配置された合成材料で作られたリング112を有する。さらに、結合ユニット110の意図せぬ分解、または結合ユニット110の部品(駆動部材94、およびピン56を有する板86)の意図せぬ分解を防ぐために、髄内釘の近位部78の中心穴80内の溝52として形成された凹部52の中に、保持器54が位置決めされて係合する。したがって、保持器54は、結合ユニット110の近位方向における可動域を制限するリミッタとして機能する。
図6および図7に示されているように、駆動部材94の駆動力伝達部100は、板86の保持部90上に係合する。板86は、髄内釘の近位部78内の中心に挿入されて、結合ユニット110のピン56が安定して回転するようにする。したがって、結合ユニット110の駆動部材94が回転すると、案内構造48内に摺動可能に受け入れられているピン56が、髄内釘の近位部78の長手軸44の方向に移動する。駆動部材94の回転は、駆動部材94の凹部108内に係合するねじ回しなどの用具によって行われる。結合ユニット110が髄内釘の近位部78の長手軸44に沿って移動すると、結合ユニット110(具体的には、結合ユニット110の駆動部材94)は、ピン56を、案内構造48を通って長手軸44の方向に髄内釘の遠位部に向かって付勢し、その結果、ピン56は、ラグスクリュの溝内に係合して、ラグスクリュがその長手軸周りに回転するのを防止する。
さらに図6および図7に示されるように、髄内釘のチャネルと、髄内釘の近位部78の穴84と、板86の貫通穴88と、駆動部材94の貫通穴106と、近位部78の中心穴80とは、管路を画定する。図7に示されるように、この管路を通じてガイドワイヤ114を挿入することができる。
骨の骨折固定をする例示的な方法では、最初にガイドワイヤ114が骨の髄腔に挿入される。次いで、管状髄内釘12がガイドワイヤ114上を沿って骨の髄腔に挿入される。髄内釘12は、全体的に上記で説明したように、近位部20または78と、横穴26と、結合ユニット14または110とを有する。次いで、ガイドワイヤ114が取り除かれ、骨折部を固定するために、骨留め具16が髄内釘12の横穴26を通って骨に挿入される。最後に、髄内釘12の結合ユニットが動かされて、ピン56と髄内釘12の横穴26を貫通している骨留め具16との係合をもたらし、それにより骨留め具16の回転が阻止される。
髄内釘の近位部、ならびに駆動部材およびピンを有する結合ユニットは、上述のように構成されているので、結合ユニットは、ガイドワイヤの同時挿入/通過を可能にしながらも、髄内釘内に予め組み立てるまたは予め組み込むことができる。髄内釘のチャネル、髄内釘の近位部の(1つ以上の)穴、および結合ユニットの(1つ以上の)貫通穴(これらは一緒に管路を画定する)は、予め組み立てられたユニットおよび髄内釘を完全に通してガイドワイヤを挿入することを可能にするために、略一直線に並ぶ。したがって、ガイドワイヤは、予め組み立てられた結合ユニットを有する髄内釘を例えば大腿骨の髄内管の中へ案内するために、使用することができる。したがって、結合ユニットは、手術中に組み立てる必要がない。それゆえ、外科医によって行われる必要がある手術ステップが減り、それにより、外科的処置および大腿骨の髄内管内での髄内釘の移植が、容易になりかつ簡易化される。このため、手術時間が短縮する。髄内釘には、髄内釘の近位部の中空部(穴)内に予め組み立てられる結合ユニット(ピン、およびピンに移動可能に接続された駆動部材を有する)が備えられているので、髄内釘の移植に関わる時間、および外科医が扱わなければならない部品の数が少なくなる。
上述のインプラントシステムの全ての部品は、現在の工作機械を用いて容易かつ廉価に製造することができるものである。さらに、ピンは骨留め具の溝内に係合することができるので、現在の骨留め具を変更または交換することは、少しも必要とされない。ガイドワイヤは、髄内釘が曲がることによって、髄内釘内で偏心位置に(例えば、内側に)それるので、結合ユニットのピンと特に髄内釘の近位部の穴とを偏心配置すると、髄内釘内のガイドワイヤの囲い込みが促進される。
髄内釘の棒状本体は、図面に示された実施形態では、遠位部および湾曲部を有するが、釘本体は、骨を固定するためおよび例えば大腿骨の髄内管へ挿入するための整形外科手術で使用するために、必要に応じて(例えば、形状、長さ、幅、厚さ、などについて)構成することができる。したがって、髄内釘は、様々な用途に適合させることができ、したがって、様々な形状を有することができる。さらに、本明細書に示したようなねじは1条ねじであるが、これらは多条ねじ(例えば、2条ねじ)とすることもできる。
本明細書で説明したような骨留め具はラグスクリュとして形成されているが、骨留め具は、任意のタイプのもの、例えば大腿骨頸部スクリュや任意の種のブレードとすることができ、また、必要に応じて様々な用途に適合させることができる。したがって、骨留め具は、様々な直径、長さ、形状、またはねじを有し得る。さらに、上述の骨留め具およびインプラントは一般に、ステンレス鋼、チタン、または任意の他の生体適合性材料で作ることができる。
上記の実施形態は、骨スクリュおよび髄内釘に関連して例示的に説明されてきたが、本明細書に提示された技法が、他のタイプの(棒様またはピン様のシャフトを有する骨ペグ、キルシュナー鋼線などのワイヤ様の骨留め具、などのような)骨留め具、および他のタイプの(骨プレート、骨延長器、などのような)インプラントと組み合わせて実施することもできることは、容易に理解されよう。したがって、本開示は、いかなるタイプの骨留め具にも、またはいかなるタイプのインプラントにも、限定されるものではない。
添付の図面と併せて上記の説明で述べた特徴は、容易に組み合わせることができ、その結果、様々な実施形態がもたらされる。したがって、上述の開示がいろいろな形で変更可能であることが、理解されよう。そのような変形形態は、本発明の範囲からの逸脱と見なされるべきではなく、あらゆる修正形態が以下の特許請求の範囲内に含まれることが意図されている。

Claims (38)

  1. 骨を固定するための整形外科手術で使用するインプラントシステム(10)であって、
    長手軸(44)を画定する近位部(20;78)と、遠位部(22)と、横穴(26)とを有し、前記近位部(20;78)が、第1の軸(68)を画定する穴(46;84)と、第2の軸(70)を画定する案内構造(48)とを有し、前記第1の軸(68)および前記第2の軸(70)が、前記髄内釘(12)の前記近位部(20;78)の前記長手軸(44)に対して略平行でありかつ互いに離間されている髄内釘(12)と、
    前記髄内釘(12)の前記近位部(20;78)内に移動可能に配置されるように構成された結合ユニット(14;110)であって、略円筒形のピン(56)と、貫通穴(60;106)を有する駆動部材(58;94)とを有する結合ユニット(14;110)とを備え、
    前記案内構造(48)は、前記ピン(56)が、前記髄内釘(12)の前記横穴(26)を貫通するように構成された骨留め具(16)の溝(34)内に係合可能なように、前記略円筒形のピン(56)を摺動可能に受け入れるように構成されるインプラントシステム(10)。
  2. 前記案内構造(48)の前記第2の軸(70)が、前記近位部(20;78)の前記長手軸(44)に対して偏心して配向されている請求項1に記載のインプラントシステム(10)。
  3. 前記結合ユニット(14;110)は、該結合ユニット(14;110)が前記髄内釘(12)の前記遠位部(22)へ向かって移動したときに、前記ピン(56)が、前記骨留め具(16)の前記溝(34)内に係合して前記骨留め具(16)の該骨留め具(16)の長手軸周りの回転を阻止するように、前記ピン(56)を前記近位部(20;78)の前記長手軸(44)の方向に前記遠位部(22)へ向かって付勢する請求項1または請求項2に記載のインプラントシステム(10)。
  4. 前記ピン(56)が、前記骨留め具(16)の長手軸に交差する長手軸を画定する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のインプラントシステム(10)。
  5. 前記ピン(56)が、前記駆動部材(58;94)上に偏心して配置されている請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のインプラントシステム(10)。
  6. 前記髄内釘(12)が、前記髄内釘(12)の長手軸に略沿ったチャネル(64)を有する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のインプラントシステム(10)。
  7. 前記髄内釘(12)の前記チャネル(64)と、前記駆動部材(58;94)の前記貫通穴(60;106)と、前記近位部(20;78)の前記穴(46;80;84)とによって、前記髄内釘(12)を貫通し、外科手術用ワイヤ(114)が貫通して挿入される管路(66)が画定されている請求項6に記載のインプラントシステム(10)。
  8. 前記駆動部材(58;94)が、前記髄内釘(12)とねじ締結可能な雄ねじ(62;96)を有する請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のインプラントシステム(10)。
  9. 前記髄内釘(12)の前記近位部(20;78)が雌ねじ(50;82)を有し、
    前記駆動部材(58;94)の前記雄ねじ(62;96)が、前記近位部(20;78)の前記雌ねじ(50;82)と締結する請求項8に記載のインプラントシステム(10)。
  10. 前記駆動部材(58;94)が、前記駆動部材(58;94)の円周溝(97)内に配置されたリング(112)をさらに有する請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のインプラントシステム(10)。
  11. 前記駆動部材(58)が、駆動力伝達部(72)を有し、
    前記ピン(56)が、該ピン(56)の長手方向を横切る方向に実質的に配置された溝(74)を有し、
    前記駆動力伝達部(72)が、前記ピン(56)の前記溝(74)内に移動可能に係合する請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のインプラントシステム(10)。
  12. 前記駆動力伝達部(72)が、前記ピン(56)の前記溝(74)内に回転可能に支持されている請求項11に記載のインプラントシステム(10)。
  13. 前記駆動部材(94)が、駆動力伝達部(100)を有し、
    前記ピン(56)が、保持部(90)を有する基板部材(86)上に配置され、
    前記駆動力伝達部(100)が、前記保持部(90)に移動可能に係合する請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のインプラントシステム(10)。
  14. 前記基板部材(86)が、外科手術用ワイヤ(114)を受け入れるための貫通穴(88)を有する請求項13に記載のインプラントシステム(10)。
  15. 前記髄内釘(12)の前記チャネル(64)と、前記近位部(78)の前記穴(84)と、前記基板部材(86)の前記貫通穴(88)と、前記駆動部材(94)の前記貫通穴(106)と、前記近位部(78)の中心穴(80)とが、外科手術用ワイヤ(114)が貫通して挿入される管路(66)を画定する少なくとも請求項6および請求項14に記載のインプラントシステム(10)。
  16. 前記髄内釘(12)の前記近位部(20;78)内に配置された保持器(54)をさらに備え、
    前記結合ユニット(14;110)の近位方向における可動域が、前記保持器(54)によって制限される請求項1から請求項15のいずれか一項に記載のインプラントシステム(10)。
  17. 前記近位部(20;78)の前記穴(46;84)および前記案内構造(48)が、互いに隣接して配置されている請求項1から請求項16のいずれか一項に記載のインプラントシステム(10)。
  18. 前記近位部(20;78)の前記穴(46;84)が、前記髄内釘(12)の前記内側に位置し、
    前記近位部(20;78)の前記案内構造(48)が、前記髄内釘(12)の前記外側に位置する請求項1から請求項17のいずれか一項に記載のインプラントシステム(10)。
  19. 前記案内構造(48)が、溝または穴として形成されている請求項1から請求項18のいずれか一項に記載のインプラントシステム(10)。
  20. 前記骨留め具(16)を備える請求項1から請求項19のいずれか一項に記載のインプラントシステム(10)。
  21. 骨を固定するための整形外科手術で使用する髄内釘(12)であって、
    長手軸(44)を画定する近位部(20;78)と、遠位部(22)と、横穴(26)とであって、前記近位部(20;78)が、第1の軸(68)を画定する穴(46;84)と第2の軸(70)を画定する案内構造(48)とを有し、前記第1の軸(68)および前記第2の軸(70)が、前記髄内釘(12)の前記近位部(20;78)の前記長手軸(44)に対して略平行でありかつ互いに離間され、
    前記髄内釘(12)の前記近位部(20;78)内に係留されかつ移動可能に配置される結合ユニット(14;110)であって、略円筒形のピン(56)と、貫通穴(60;106)を有する駆動部材(58;94)とを有する結合ユニット(14;110)とを備え、
    前記案内構造(48)は、前記ピン(56)が、前記髄内釘(12)の前記横穴(26)を貫通するように構成された骨留め具(16)の溝(34)内に係合可能なように、前記略円筒形のピン(56)を摺動可能に受け入れるように構成される髄内釘(12)。
  22. 前記結合ユニット(14;110)が、前記髄内釘(12)の前記近位部(20;78)内に予め組み立てられる請求項21に記載の髄内釘(12)。
  23. 前記案内構造(48)の前記第2の軸(70)が、前記近位部(20;78)の前記長手軸(44)に対して偏心して配向されている請求項21または請求項22に記載の髄内釘(12)。
  24. 前記結合ユニット(14;110)は、該結合ユニット(14;110)が前記髄内釘(12)の前記遠位部(22)へ向かって移動するときに、前記ピン(56)が、前記骨留め具(16)の前記溝(34)内に係合して前記骨留め具(16)の該骨留め具(16)の長手軸周りの回転を阻止するように、前記ピン(56)を前記近位部(20;78)の前記長手軸(44)の方向に前記遠位部(22)へ向かって付勢するように構成されている請求項21から請求項23のいずれか一項に記載の髄内釘(12)。
  25. 前記ピン(56)が、前記駆動部材(58;94)上に偏心して配置されている請求項21から請求項24のいずれか一項に記載の髄内釘(12)。
  26. 前記髄内釘(12)が、該髄内釘(12)の長手軸に略沿ったチャネル(64)を有する請求項21から請求項25のいずれか一項に記載の髄内釘(12)。
  27. 前記髄内釘(12)の前記チャネル(64)と、前記駆動部材(58;94)の前記貫通穴(60;106)と、前記近位部(20;78)の前記穴(46;80;84)とによって、前記髄内釘(12)を貫通し、外科手術用ワイヤ(114)が貫通して挿入される管路(66)が画定される請求項26に記載の髄内釘(12)。
  28. 前記駆動部材(58;94)が、前記髄内釘(12)とねじ締結可能な雄ねじ(62;96)を有する請求項21から請求項27のいずれか一項に記載の髄内釘(12)。
  29. 前記髄内釘(12)の前記近位部(20;78)が、雌ねじ(50;82)を有し、
    前記駆動部材(58;94)の前記雄ねじ(62;96)が、前記近位部(20;78)の前記雌ねじ(50;82)と締結する請求項28に記載の髄内釘(12)。
  30. 前記駆動部材(58)が、駆動力伝達部(72)を有し、
    前記ピン(56)が、該ピン(56)の長手方向を横切る方向に実質的に配置された溝(74)を有し、
    前記駆動力伝達部(72)が、前記ピン(56)の前記溝(74)内に移動可能に係合する請求項21から請求項29のいずれか一項に記載の髄内釘(12)。
  31. 前記駆動部材(94)が、駆動力伝達部(100)を有し、
    前記ピン(56)が、保持部(90)を有する基板部材(86)上に配置され、
    前記駆動力伝達部(100)が、前記保持部(90)に移動可能に係合する請求項21から請求項29のいずれか一項に記載の髄内釘(12)。
  32. 前記基板部材(86)が、外科手術用ワイヤ(114)を受け入れるための貫通穴(88)を有する請求項31に記載の髄内釘(12)。
  33. 前記髄内釘(12)の前記チャネル(64)と、前記近位部(78)の前記穴(84)と、前記基板部材(86)の前記貫通穴(88)と、前記駆動部材(94)の前記貫通穴(106)と、前記近位部(78)の中心穴(80)とは、外科手術用ワイヤ(114)が貫通して挿入される管路(66)を画定する請求項26および請求項32に記載の髄内釘(12)。
  34. 前記髄内釘(12)の前記近位部(20;78)内に配置された保持器(54)をさらに備え、
    前記結合ユニット(14;110)の近位方向における可動域が、前記保持器(54)によって制限される請求項21から請求項33のいずれか一項に記載の髄内釘(12)。
  35. 前記近位部(20;78)の前記穴(46;84)および前記案内構造(48)が、互いに隣接して配置されている請求項21から請求項34のいずれか一項に記載の髄内釘(12)。
  36. 前記近位部(20;78)の前記穴(46;84)が、前記髄内釘(12)の前記内側に位置し、
    前記近位部(20;78)の前記案内構造(48)が、前記髄内釘(12)の前記外側に位置する請求項21から請求項35のいずれか一項に記載の髄内釘(12)。
  37. 前記案内構造(48)が、溝または穴として形成されている請求項21から請求項36のいずれか一項に記載の髄内釘(12)。
  38. 骨の髄腔にガイドワイヤ(114)を挿入するステップと、
    管状化された髄内釘(12)を前記ガイドワイヤ(114)上を沿って前記骨の髄腔に挿入するステップであって、前記髄内釘(12)が、
    長手軸(44)を画定する近位部(20;78)と、遠位部(22)と、横穴(26)とであって、前記近位部(20;78)が、第1の軸(68)を画定する穴(46;84)と第2の軸(70)を画定する案内構造(48)とを有し、前記第1の軸(68)および前記第2の軸(70)が、前記髄内釘(12)の前記近位部(20;78)の前記長手軸(44)に対して略平行でありかつ互いに離間された、前記近位部(20;78)と、前記遠位部(22)と、前記横穴(26)と、
    前記髄内釘(12)の前記近位部(20;78)内に係留されかつ移動可能に配置される結合ユニット(14;110)であって、略円筒形のピン(56)と、貫通穴(60;106)を有する駆動部材(58;94)とを有する結合ユニット(14;110)とを備え
    前記案内構造(48)が前記略円筒形のピン(56)を摺動可能に受け入れるように構成されたステップと、
    前記ガイドワイヤ(114)を取り除くステップと、
    骨折を固定するために、前記髄内釘(12)の前記横穴(26)を貫通して骨留め具(16)を骨に挿入するステップと、
    前記結合ユニット(14;110)を駆動して前記ピン(56)と前記髄内釘(12)の前記横穴(26)を貫通している前記骨留め具(16)との係合をもたらし、それによって前記骨留め具(16)の回転を阻止するステップとを含む骨の骨折固定方法。
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