JP3072275B2 - 大腿骨上端部の接合具及び接合具セット - Google Patents

大腿骨上端部の接合具及び接合具セット

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JP3072275B2 JP9254340A JP25434097A JP3072275B2 JP 3072275 B2 JP3072275 B2 JP 3072275B2 JP 9254340 A JP9254340 A JP 9254340A JP 25434097 A JP25434097 A JP 25434097A JP 3072275 B2 JP3072275 B2 JP 3072275B2
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/68Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/74Devices for the head or neck or trochanter of the femur
    • A61B17/742Devices for the head or neck or trochanter of the femur having one or more longitudinal elements oriented along or parallel to the axis of the neck
    • A61B17/746Devices for the head or neck or trochanter of the femur having one or more longitudinal elements oriented along or parallel to the axis of the neck the longitudinal elements coupled to a plate opposite the femoral head

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は大腿骨上端部の接合
具及び接合具セットに係り、特に、大腿骨上端部の骨頭
部や頚部近傍の骨折を固定する場合に好適な接合具の構
造に関する。

【0002】

【従来の技術】従来、大腿骨上端部の接合具及び接合具
セットとしては、大腿骨の上部側面に固定するように構
成された固定プレート部と、固定プレート部の端部から
突出するスリーブ部とを備えた接合具と、大腿骨骨頭部
に埋設させるための固定軸とを用いるものが使用されて
いる。このような接合具セットには種々のものがある
が、たとえば、図7に示すように、固定プレート部を構
成するプレート体40と、このプレート体40の端部に
設けられた溝部41に対しスライド式に係合するように
構成された支持部材42と、この支持部材42のうちの
スリーブ部を構成するスリーブ43の内部に形成された
支持孔に挿通された固定軸であるラグスクリュウ44と
から構成されている。

【0003】図8は大腿骨の上部の略図であり、円筒状
の大腿骨体10の上部には、下肢の筋が付着する大転子
11及び小転子12があり、これらの上に頚部13及び
骨頭部14が形成されている。図示の大腿骨上端部には
人間の自重により大きな応力が加わるので、特に高齢者
の場合には大腿骨上端部において骨折する場合が多い。
中でも、頚部13には小さな断面に応力が集中するた
め、ここに骨折線が形成される頻度が高い。

【0004】頚部などに骨折が発生した場合には、骨盤
との間の関節を構成する骨頭部を固定する必要があるた
め、骨折部分を特にしっかりと固定する必要がある。上
述の接合具を用いて骨折部を固定する場合には、大腿骨
の上側面10aの最上部からラグスクリュウ44がねじ
込まれ、ラグスクリュウ44の先端が骨頭部14の内部
に到達した状態となっており、この状態で支持部材42
に係合したプレート体40の裏面が大腿骨の上側面10
aにぴったりと密着され、プレート体40に複数形成さ
れた図示しない固定孔に挿通された固定ネジによってプ
レート体40が大腿骨に固定される。

【0005】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来一般の
接合具においては、大腿骨上端部の形状に合わせるため
に、固定プレート部の裏面とスリーブ部に形成された支
持孔の軸線との間に、大腿骨の頚体角に対応した一定の
傾斜角が設けられている。しかし、大腿骨上端部の骨折
部を接合具とラグスクリュウとによって固定しようとす
るとき、多くの場合には接合具及びラグスクリュウとが
完全に大腿骨上端部の形状と合致しないという問題点が
ある。

【0006】これは、図8に示すように、大腿骨体10
の軸線Aに平行な垂線Cと大腿骨上端部から骨頭部14
の突出する方向を示す軸線Bとの間の頚体角θと、接合
具の上記傾斜角とはほぼ一致するものの、軸線Bは軸線
Aに交差しないとともに体の前方に捻れた前捻角φを備
えており、固定プレート部を上側面10aに当接した状
態で体の中心方向Fに対してほぼ直角に固定すると、軸
線Bに沿って螺入されるラグスクリュウと固定プレート
部とが軸線Aと軸線Bとの位置ずれと前捻角φによって
捻れた関係になってしまうからである。

【0007】そこで、本発明は上記問題点を解決するも
のであり、その課題は、大腿骨上端部の前捻角に対応さ
せて大腿骨上端部の形状に合致した構造とすることによ
り、大腿骨上端部の骨折の手術が容易になり、確実に骨
折部を固定することのできる接合具及び接合具セットを
提供することにある。

【0008】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、大腿骨の上部側面に接する裏
面を備え、前記上部側面に固定されるように構成された
固定プレート部と、前記固定プレート部の軸線を含み前
記裏面の延長平面に直交する直交平面上への投影が前記
延長平面に第1の角度で交差する軸線を備える支持孔を
備え、前記延長平面から突出するように構成されたスリ
ーブ部とを有し、骨内に埋め込まれるように構成された
固定軸を前記支持孔に挿通させた状態で用いられる大腿
骨上端部の接合具であって、前記支持孔の軸線は、前記
固定プレート部の軸線に対してその両側方のいずれか一
方に所定のシフト距離だけシフトした前記延長平面上の
交差点を通過し、前記スリーブ部の突出方向に向けてシ
フト方向とは逆側に第2の角度で傾斜して伸びるように
構成されていることを特徴とする。

【0009】この手段によれば、固定プレート部の軸線
に対してシフトした位置に延長平面との交差点を有する
とともにそのシフト方向とは逆側に第2の角度だけ傾斜
して伸びる支持孔の軸線を備えているため、支持孔に固
定軸を挿通して固定した場合に大腿骨の骨頭部のシフト
量及び前捻角に対応することができることから、大腿骨
に対する適合性を高めることができ、骨折部の固定作業
が容易になり、骨折部を確実かつ正確に固定することが
できる。

【0010】ここで、前記第2の角度は前記大腿骨の前
捻角にほぼ対応する10〜60度の範囲内の角度である
ことが好ましい。

【0011】この手段によれば、予め第2の角度を大腿
骨の前捻角に対応させることによって患者の大腿骨によ
り正確に適合させることができる。

【0012】この場合にはまた、前記シフト距離は1〜
10mmであることが好ましい。

【0013】この手段によれば、シフト距離を1〜10
mmとすることによってほとんどの人体に対応すること
ができる。

【0014】次に、請求項1に記載の大腿骨上端部の接
合具と、前記支持孔に挿通され、前記支持孔の内部にお
いて自転方向に係合する固定軸とを有する大腿骨上端部
の接合具セットである。

【0015】ここで、前記支持孔の内周面には係合内面
部が形成され、前記固定軸の外周面には前記係合内面部
に対して周回方向に係合する係合外面部が形成されてお
り、前記係合内面部と前記係合外面部のいずれか一方に
は、前記周回方向に湾曲した複数の凹曲面が前記周回方
向に周期的に形成され、他方には前記周回方向に湾曲し
た複数の凸曲面が前記周回方向に周期的に形成されてお
り、前記凹曲面は前記凸曲面よりも曲率半径が大きいこ
とが好ましい。

【0016】この手段によれば、支持孔の内周面に形成
された係合内面部と固定軸の外周面に形成された係合外
面部のいずれか一方に複数の凹曲面が形成され、他方に
凸曲面が形成されており、しかも、凹曲面は凸曲面より
も曲率半径が大きいため、係合内面部と係合外面部とが
係合した状態で、各凹曲面と凸曲面とがそれぞれ周回方
向の一カ所にてほぼ線接触するようになるので、支持孔
の内径と固定軸の外径との間の寸法の遊びを小さくして
も噛み込みが発生し難くなることから、操作性を損なう
ことなく、接合具と固定軸とを高精度に係合させること
ができる。

【0017】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係る大腿骨上端部の接合具及び接合具セットの実施形
態について説明する。図1は本実施形態に係る接合具の
正面図、図2は同接合具の背面図、図3は同接合具の左
側面図である。

【0018】本実施形態の接合具10は、Ti(チタ
ン)、Al(アルミニウム)、V(バナジウム)からな
るチタン合金(Ti−6AL−4V)を用いて一体に成
形したものである。この接合具20は、図示上下方向に
伸びる板状の固定プレート部21と、この固定プレート
部21の上端に接続され、固定プレート部21のプレー
ト面に対して傾斜する軸線を備えた支持孔22aを備え
たスリーブ部22とから構成される。

【0019】固定プレート部21には、図1に示す、滑
らかに湾曲した蒲鉾状の表面21aと、図2に示す、幅
方向両縁がほぼ平坦に成形され、当該両縁を除く部分が
大腿骨の大腿骨体10の円筒状の表面(上側面10a)
にちょうど合致するように円弧上に窪んだ形状の裏面2
1bとが設けられている。固定プレート部21には、表
裏を貫通する固定孔21cが固定プレート部21の軸線
21Xの方向(図示上下方向)に沿って配列するように
複数個穿設されている。骨折部の位置、骨折面の方位、
骨格の大きさなどによって適宜固定プレート部21の長
さを変えるため、固定孔21cの数は固定プレート部2
1の長さや必要な固定力によって適宜に設定して製作す
る。

【0020】固定プレート部21の図示最上部の固定孔
21cは、上下及び左右に対称的な傾斜した内曲面を備
えているが、残りの3つの固定孔21cは、図示下側の
内面部分がほぼ垂直な垂直内面に形成されている。これ
は、固定プレート部21の最上部の固定孔21cと、残
りの3つの固定孔21cとの間に骨折線が存在する場合
において骨折線の両側の骨部分を互いに押し付けるため
の構造である。すなわち、これらの固定孔21cには、
最上部の固定孔21cに合致する外曲面を備えた形状の
頭部を有する骨ネジを用いるが、残りの3つの固定孔2
1cの垂直内面に沿ってドリル穴を骨に形成し、このド
リル穴に上記骨ネジをねじ込むと、骨ネジがねじ込まれ
ていくに従って骨ネジの頭部の外曲面が上記垂直内面に
当接して図示上方に押しやられるので、骨ネジのねじ込
み作業により骨ネジ及びこの骨ネジのねじ込まれた骨部
分を図示上方に押し付けることができる。

【0021】スリーブ部22は、表面側から裏面側へ斜
めに伸び、固定プレート部21の裏面21bの延長平面
より裏面側に斜めに突出する円筒形状に形成されてい
る。スリーブ部22には、その延長方向に貫通する支持
孔22aが形成されている。支持孔22aの表裏の開口
縁に近い部分を除いて、支持孔22aの内周面には支持
孔22aの軸線22Xの方向に伸びる断面円弧状のリブ
22bが複数形成されている。これらの複数のリブ22
bは、後述する固定軸であるラグスクリュウの頭部の外
周面と係合する係合内面部を構成する。

【0022】固定プレート部21とスリーブ部22と
は、以下に示すように、相互にややねじれた位置関係を
備えている。固定プレート部21の軸線21Xと、スリ
ーブ部22の支持孔22aの軸線22Xとは、固定プレ
ート部21の裏面21bの平坦部を含み、その周囲に延
長させた図3に示す延長平面21P上において図2に示
すようにシフト距離Sだけ離れている。

【0023】また、スリーブ部22の軸線22Xは、図
3に示すように、延長平面21Pとの間に、上述の大腿
骨の頚体角θにほぼ対応する角度Θを有するとともに、
固定プレート部21の軸線21Xとの間にも図示左右方
向に傾斜した角度を備えている。なお、固定プレート部
21の軸線21Xは、この説明においては、延長平面2
1P内にあるものとして述べる。

【0024】図1〜図3に示す接合具の形状を図9を参
照して説明する。まず、固定プレート部21の軸線21
Xを含み、固定プレート部21に平行な延長平面21P
に対して直交する仮想的な直交平面21Qを想定する。
この直交平面21Qは、ちょうど軸線21Xにおいて延
長平面21Pと直交している。このとき、スリーブ部2
2の軸線22Xが延長平面21Pに交差する点を交差点
Rとし、この交差点Rからの延長平面21P上における
軸線21X上の最近接点を中心点Oとする。ここで、中
心点Oと交差点Rとの間の距離は上記のシフト距離Sと
なっている。

【0025】交差点Rを通過する直線であって、軸線2
1Xに平行な平行線21X’(図示2点鎖線)を引き、
この平行線21X’と軸線22Xとの角度を頚体対応角
Θとする。この頚体対応角Θは、上述の頚体角θにほぼ
対応する角度とするものである。また、中心点Oを通過
する直線であって、直交平面21Q内に存在し、しかも
軸線21Xとの間の角度が頚体対応角Θである基準線2
2Yを引く。この基準線22Yは、固定プレート部21
に対して左右の捻れのない場合のスリーブ部の軸線に相
当するものである。軸線22Xと基準線22Yとの間の
角度は、上記前捻角φにほぼ対応する前捻対応角Φであ
る。

【0026】このように、本実施形態では、固定プレー
ト部21に対して、延長平面21P上においてシフト距
離Sだけ左右にずれた後、頚体対応角Θ及び前捻対応角
Φを備えて、シフト方向とは逆方向に斜めに裏面側に突
出する支持孔22aを有するスリーブ部22を備えてい
る。このような構造によって、本実施形態の接合具で
は、図8に示す頚体角θ及び前捻角φを備えた大腿骨上
端部に適合したものとすることができる。

【0027】本実施形態における上記頚体対応角Θは人
体の頚体角θに応じて設定される。すなわち、頚体角θ
は、新生児では150度程度、成人で126〜128
度、高齢者で120度程度と、加齢によって次第に低下
していく傾向にある。したがって、頚体対応角Θとして
は、一般的に110〜160度の範囲内で形成する必要
があり、特に、接合具を必要とする主な年齢層(青少年
から高齢者)を考慮すると、頚体対応角Θを120〜1
40度の範囲内に設定することが最も好ましい。

【0028】上記前捻対応角Φは人体の前捻角φに応じ
て設定される。前捻角φは、新生児で15〜57度の範
囲内である場合が多く、平均で31度程度、1〜3才の
幼児では20〜50度の範囲内である場合が多く、1〜
2才の平均が30度、4〜5才の平均が28度、10〜
12才の平均が18度、15〜17才の平均が14度で
あり、成長とともに低下する傾向にある。成人になる
と、12〜14.6度の範囲内が多く、平均で13〜1
4度程度である。最も、この前捻角は人種によってもか
なりの差異があるとされ、アジア系の人種はヨーロッパ
系よりも前捻角が大きい。したがって、前捻対応角Φ
は、10〜60度の範囲内に設定すればほとんどの患者
に対応でき、一般的には11〜20度の範囲内であれば
通常の人体には対応可能である。特に、成人向けとして
は12〜14度の範囲内に設定すればよい。

【0029】上記シフト距離Sは、大腿骨の手術によっ
て試行した結果、約3mmとすると最も適合性及び対応
性が高くなることが判明している。このシフト距離S
は、1〜10mmの範囲内で設けることができ、特に、
2〜4mmであることが平均的な人体へ適合性を得るた
めに好ましい。シフト距離Sを全く設けないと、上記前
面対応角Φを付けても、大腿骨にフィットし難いことが
確認されている。

【0030】次に、本実施形態に関する他の特徴点につ
いて説明する。図4は、スリーブ部22の内部に形成さ
れた支持孔22aの断面構造を示すものである。この実
施形態では、支持孔22aの内周面から断面円弧状に突
出したリブ22bが等角度間隔で12本形成されてい
る。このリブ22bは、以下に説明する固定軸としての
ラグスクリュウ30の頭部外周面に係合するようになっ
ている。

【0031】図5には、上記リブ22bに係合するラグ
スクリュウ30の全体構成を長手方向の一部を省略して
示し、また、図6には、ラグスクリュウ30を上端部か
ら見た様子を示す。このラグスクリュウ30はチタン合
金で形成されており、図示上下に伸びるスクリュウ軸3
1と、スクリュウ軸31の下端部に形成されたネジ山3
2aを備えたネジ部32と、スクリュウ軸31の上端に
形成された頭部33とから構成される。ラグスクリュウ
30の内部には、上下に貫通したガイド孔30aが穿設
されている。頭部33の外周面状には断面円弧状の凹溝
33aが等角度間隔で12本形成されており、また、頭
部の上端部から下方に向けて形成され、ガイド孔30に
連通する切り欠き部33bが対向位置に一対設けられて
いる。上記複数の凹溝33aは、係合内面部である複数
の上記リブ22bと係合する係合外面部を構成するもの
である。

【0032】なお、上記切り欠き部33bは、ラグスク
リュウ30を骨内にねじ込む場合及び骨内から取り外す
場合にラグスクリュウ30を回転させるためのドライバ
ーなどの回転操作器具を係合するためのものである。こ
の切り欠き部33bはマイナス型の先端形状を備えたネ
ジドライバーに対応したものであるが、十字型、6角
型、4角型などの種々の先端形状を備えた回転操作器具
に対応して種々の形状に構成することができる。

【0033】このラグスクリュウ30は、図8に示す骨
頭部14の軸線Bに沿って大腿骨内にねじ込まれる。通
常は、予め、先端に切刃を備えたガイドピンを大腿骨内
に挿入した後、ステップドリル若しくはステップリーマ
などと呼ばれる中空工具によりガイドピンの周りに所定
径の穴を形成する。この穴の内面にはタッピングが施さ
れる場合もある。そして、この穴内に上記ガイドピンに
沿ってラグスクリュウ30がねじ込まれる。ラグスクリ
ュウ30の先端のネジ部32が完全に大腿骨骨頭部に到
達すると、上記接合具20の支持孔22aにラグスクリ
ュウ30の頭部33を導入するようにして、スリーブ部
22をドリル穴に挿入し、固定プレート部21が大腿骨
10の上側面10aにぴったりと接触するかを確認す
る。

【0034】この確認ができると、固定プレート部21
の固定孔21cの大腿骨10上の位置を把握し、接合具
を一旦外して、大腿骨の上側面10aにネジ穴をドリル
などで穿設する。その後、再び接合具を装着して、固定
ネジを固定プレート部21の固定孔に通して大腿骨10
の上側面10aにねじ込み、固定プレート部21を大腿
骨上に完全に固定する。

【0035】本実施形態では、ラグスクリュウ30の頭
部33の外周面に凹溝33aが形成されており、この凹
溝33aは、接合具20のスリーブ部22の支持孔22
a内に形成されたリブ22bと回転方向に係合するよう
になっている。このため、骨内に螺入されたラグスクリ
ュウ30に接合具20のスリーブ部22を装着すること
によって、ラグスクリュウ30の回転を防止することが
できる。

【0036】このとき、凹溝33aの表面の周回方向の
曲率半径は、リブ22bの表面の周回方向の曲率半径よ
りもやや大きく設定されており、その結果、凹溝33a
とリブ22bとは中央部のみ線状に接触するようになる
ため、両者が噛み合うことなく、回転方向に係合するこ
とができる。例えば、リブ22bの表面の曲率半径を
1.4mm、凹溝33aの溝内表面の曲率半径を1.5
mmとする。

【0037】ラグスクリュウ30の頭部33の外周面と
スリーブ部22の支持孔22aの内周面との係合は、従
来、4角や6角状のボルト、ナット形状の係合面にて行
われていたが、このような係合面においては、頭部33
と支持孔22aとの遊びが少ないと、相互に噛み合って
しまい、取り外しや位置修正が一時的に困難になるなど
の不具合が発生し、作業性が悪化する。逆に、両者の遊
びが多いとガタが発生して確実な固定ができず、接合具
20の取付けが無意味になってしまうという問題点があ
る。

【0038】本実施形態では、係合面を曲率の異なる凸
曲面と凹曲面とによって構成し、両者が軸線方向に伸び
る一つの線状においてのみ接触するように構成している
ので、遊びを少なくしても噛み合いの生ずる恐れがなく
なり、頭部33の外径と支持孔22aの内径とを高精度
に係合させることが可能になる。また、リブ22bと凹
溝33aの形成本数を12本と多くとることができるの
で、ラグスクリュウ30と接合具20との角度姿勢が合
わないことによる不具合を回避することができる。

【0039】上記実施形態においては、固定プレート部
とスリーブ部とが一体に構成されているが、本発明にお
いては、接合具が固定プレート部とスリーブ部とを備え
ていさえすれば良く、たとえば、図7に示すように、固
定プレート部の主要部に相当する部材(プレート体)
と、スリーブ部に相当する部分を有する部材(支持部
材)とが別体になっているようなものであっても、同様
に適用できる。

【0040】

【発明の効果】本発明によれば、固定プレート部の軸線
に対してシフトした位置に延長平面との交差点を有する
とともにそのシフト方向とは逆側に第2の角度だけ傾斜
して伸びる支持孔の軸線を備えているため、支持孔に固
定軸を挿通して固定した場合に大腿骨の骨頭部のシフト
量及び前捻角に対応することができることから、大腿骨
に対する適合性を高めることができ、骨折部の固定作業
が容易になり、骨折部を確実かつ正確に固定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明に係る大腿骨上端部の接合具の実施形態
を示す正面図である。

【図2】同実施形態の背面図である。

【図3】同実施形態の左側面図である。

【図4】同実施形態におけるスリーブ部の断面図であ
る。

【図5】同実施形態の接合具に対応したラグスクリュウ
の一部省略正面図である。

【図6】同ラグスクリュウの平面図である。

【図7】上記実施形態とは異なる接合具の構造を示す側
面図である。

【図8】大腿骨上端部の形状を示す斜視図である。

【図9】同実施形態の形状を説明するための概念説明図
である。

【符号の説明】

10 大腿骨体 13 頚部 14 骨頭部 20 接合具 21 固定プレート部 21a 表面 21b 裏面 21c 固定孔 21X 軸線 21P 延長平面 21Q 直交平面 22 スリーブ部 22a 支持孔 22b リブ 22X 軸線 22Y 基準線 30 ラグスクリュウ 31 スクリュウ軸 32 ネジ部 33 頭部 33a 凹溝

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大腿骨の上部側面に接する裏面を備え、
    前記上部側面に固定されるように構成された固定プレー
    ト部と、前記固定プレート部の軸線を含み前記裏面の延
    長平面に直交する直交平面上への投影が前記延長平面に
    第1の角度で交差する軸線を備える支持孔を備え、前記
    延長平面から突出するように構成されたスリーブ部とを
    有し、骨内に埋め込まれるように構成された固定軸を前
    記支持孔に挿通させた状態で用いられる大腿骨上端部の
    接合具であって、 前記支持孔の軸線は、前記固定プレート部の軸線に対し
    てその両側方のいずれか一方に所定のシフト距離だけシ
    フトした前記延長平面上の交差点を通過し、前記スリー
    ブ部の突出方向に向けてシフト方向とは逆側に第2の角
    度で傾斜して伸びるように構成されていることを特徴と
    する大腿骨上端部の接合具。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記第2の角度は前
    記大腿骨の前捻角にほぼ対応する10〜60度の範囲内
    の角度であることを特徴とする大腿骨上端部の接合具。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2において、前記シ
    フト距離は1〜10mmであることを特徴とする大腿骨
    上端部の接合具。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の大腿骨上端部の接合具
    と、前記支持孔に挿通され、前記支持孔の内部において
    自転方向に係合する固定軸とを有する大腿骨上端部の接
    合具セット。
  5. 【請求項5】 請求項4において、前記支持孔の内周面
    には係合内面部が形成され、前記固定軸の外周面には前
    記係合内面部に対して周回方向に係合する係合外面部が
    形成されており、 前記係合内面部と前記係合外面部のいずれか一方には、
    前記周回方向に湾曲した複数の凹曲面が前記周回方向に
    周期的に形成され、他方には前記周回方向に湾曲した複
    数の凸曲面が前記周回方向に周期的に形成されており、 前記凹曲面は前記凸曲面よりも曲率半径が大きいことを
    特徴とする大腿骨上端部の接合具セット。
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