JP4203813B2 - ナットと組み合わされた固定ネジを通す少なくとも１つの開口部を有する支持構造体から成る整形インプラント - Google Patents

Description

本発明は、ナットと組み合わされた固定ネジを通すための少なくとも１つの開口部を有する支持構造体から成る新規な移植可能な整形装置に関するものである。

一般に、整形術（orthopediques）のインプラント、特に骨形成術（osterosynthese）のインプラントは板状、シェル状等の種々の形状の支持構造体を有し、この支持構造体に形成された一つまたは複数の開口に固定ネジを通し、この固定ネジを受け側の骨材料中にアンカーするようになっている。この支持構造体の形状および寸法はインプラント（移植）すべき部位の形状に合わせて選択される。
極めて多くの形式のインプラント、特に、外科医が移植部位およびそれに対応する空間的制約の中でネジを最適に位置決めできるようにするために、固定ネジのヘッドと支持構造体との間を固定するか否か、および／または、固定ネジを開口部の軸線に対して所定の角度に傾けることができるか否かの違いで極めて多くの形式のインプラントが存在する。

ネジのヘッドとナットとの間に支持構造体を配置してインプラントの保持特性を良くすることは下記文献に記載されている。
国際特許第WO-A-99/09903号公報

しかし、この特許の場合にはナットと支持構造体とが特定の方法で固定されるため、ネジの取付け操作時に固定ネジを正確に挿入してナットのネジ山を損傷しないようにすることが要求され、外科医がネジの空間的な向きを決めることは全くできない。

本発明は、実用的で簡単な構造を有し、ロックおよび保持特性が良く、支持構造体に形成された受け側の開口部の軸線に対する固定ネジの空間的な向きを一定範囲内で自由に変えることができる新規な移植可能な整形装置を提供する。

本発明の整形インプラントはナットと組み合わされた固定ネジを通すための少なくとも１つの開口部を有する支持構造体から成り、ネジ本体を骨材料中にネジ込み終ったときにネジのヘッドとナットとの間に支持構造体を締め付けできるように、支持構造体の収容部内部で固定ネジのヘッドが支持体の片側と当接し且つナットが支持体の反対側と当接して少なくとも部分的に一体化できるようになっており、さらに、ナットを支持構造体の開口部と対向させた状態でナットを収容部の内部に保持する手段と、ナットの回転をロックする手段とを有している。

本発明では、支持構造体の開口部の軸線に対してネジの軸線が許容範囲内の任意の向きの時に固定ネジおよびナットが自動的にセンタリングされるように、支持構造体の収容部およびナットが収容部内のナットに少なくとも１つの自由度を与えるような輪郭形状を有している。

本発明の第１実施例では、収容部内にナットを保持する手段が収容部の一部を塞ぐように押し込まれた材料からなる。
本発明の別の実施例では、ナットを保持する手段がナットの収容部の一部を塞ぐ付加クリップから成る。
後者の実施例では、ナット保持用のクリップが開いた円形のリングの形をしているのが有利である。このリングはスナップ式の溝を有し、この溝はナットの収容部に形成された適当な形状を有する喉部と係合する。

本発明の別の特徴によれば、支持構造体の収容部内でナットの回転をロックする手段が支持構造体またはナットの一方に形成された少なくとも１つの突起から成り、この突起が支持構造体またはナットの他方に形成されたノッチと係合する。
本発明の特定な実施例では、インプラントがネジのヘッドと支持構造体との間に円筒形の接触面を有し、支持構造体とナットとの間にも円筒形の接触面を有し、これらの円筒形の接触面は、これらの接触面間の接触（円筒形接触）を維持した状態で固定ネジの支持構造体に対する向きを変えることができ、締付時の連結を最適化することができる。この円筒形の接触面は同一軸線を有するのが好ましい。

本発明の好ましい実施例では、インプラントがネジのヘッドと支持構造体との間に球形の接触面を有し、支持構造体とナットとの間に円筒形の接触面を有し、これらの接触面がこれらの面の間の接触（球形接触）を維持した状態で固定ネジの支持構造体に対する向きを変えることができるようになっている。この特徴によってネジを大きな角度で調節でき、締付時の機械的結合を最適化できる。これらの球形接触面は同じ中心を有する球形キャップの形をしているのが好ましい。
組立体をコンパクトにし、ネジを大きな角度で調節できるようにするためには、円筒形または球形の接触面の軸線または中心を支持構造体の上側平面の近傍に位置させるか、この平面と一緒にするのが好ましい。

本発明のさらに別の特徴から、本発明の整形インプラントは雌ネジが付いた円筒形シャフトと、この円筒形シャフトの外周部に位置した球形ツバとを有するナットを備えている。
本発明のさらに別の特徴から、固定ネジは骨材料と係合するネジ本体のネジ山と、対応ナットと係合する別のヘッドのネジ山とを有し、ネジ本体のネジ山の外径はヘッドのネジ山の外径に等しいか、それ以下にする。
締付を最適化するために、固定ネジは１／ｎ回転だけズレたｎ個のネジ山からなるヘッドのネジ山を有し、ネジのピッチはナットのネジ山のピッチおよびネジ本体のネジ山のピッチに合わせるのが有利である。
以下、添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではない。

［図１］に示した整形プラント０は骨折した骨２、例えば橈骨の骨端に位置決めされる支持構造体である。この支持構造体は骨接合プレート１の形をしており、固定ネジ５を収容するための４つの円形の開口部３を有している。各固定ネジ５はヘッド６とネジ本体８とを有している。
［図１］には固定ネジ５を配置する前に使用する穿孔ガン（銃）９も示してある。この穿孔ガン９は開口部３を介して骨材料中に位置決め穴を開けるためのものである。

［図２］は支持構造体のプレート（以下、支持プレート）１に固定ネジ５を取付ける際の取付け方法の概念図である。図から分かるように、支持プレート１に形成された収容部１２の中にナット１０が位置している。ネジを締め終った時に支持プレート１はネジ５のヘッド６とナット１０との間にサンドイッチされる。ナット１０の雌ネジはネジ本体８の雄ネジと螺合し、ネジを締め終った時に組立体をロックする。ネジ５は骨材料中にアンカーし且つナットと螺合する単一のネジ山を有することもできるが、これらの機能のそれぞれを果たす２つの異なるネジ山にすることもできる。

ナット１０は収容部１２の中に簡単にその一部を埋めこむことができる。このナット１０は適当な保持手段１３を用いて収容部１２内に開口部３と対向した状態で配置され、適当な手段（単純な線１４で示す）を用いて回転しないように固定される。
保持手段１３は、ナット１０を収容部１２内で位置決めした後に材料的または構造的に押圧する締付けクリップ型（以下で詳細に説明する）の形状のものである。

ナット１０はナット１０と収容部１２との相対形状によって回転がロックされるか、収容部およびナットの互いに対向する表面に形成した突起／凹部形の相補部材の係合によって回転がロックされる。
本発明では収容部１２およびナット１０が収容部内でナットに単なる機能的遊び以上の一定の自由度が与えられるような輪郭形状および寸法を有し、それによって、収容部３の軸線に対する許容範囲内でのネジの軸線の向きとは無関係に、ネジ５とナット１０とを自動的にセンタリングさせることができるようになっている。ネジに許容される軸線の向き（傾き）の許容範囲は［図２］に２本の軸線１５で示してある。支持プレート１に対して直角な中心位置は軸線１６で示してある。この軸線１６は収容部３の軸線に対応する。

［図３］に示すように、支持プレート１の開口部を細長い開口部３’にすることによって支持体１に対するネジ５の長手方向位置をさらに調節することができる。この細長い開口部３’の形状は直線または曲線にすることができる。

［図４］、［図５］、［図６］、［図７］は本発明のネジの取り付け方法を示す［図２］を変形した機能線図である。これらの図では、ネジのヘッド６と支持プレート１との間および支持プレート１とナット１０との間に、円形または球形の接触面がある。これらの構造にすることによってネジ５の自由度および角度調節性が大きくなると同時に、大きな接触面を維持することによってネジを取り付けた後の組立体の結合状態が良くなる。いずれの場合でも、各部品は角度調節性が大きくなり、しかも、２つの面の間に最高の接触状態が維持できるような形状になっている。接触面が円形である場合には、開口部３が円形の場合、角度の調節は１つの平面内で行うことができ、［図３］に示すような楕円形の開口部３’の場合には、柱状体積に対応する互いに異なる平行面内で行うことができる。
接触面が球形である場合には、受け側の開口部を円形にして、この円形の開口部３の軸線と同心な軸線を有する円錐体積の内部でネジの角度を調節できるようにするのが好ましい。

［図４］では、ネジ５のヘッド６が中間部材１８と接触する。この中間部材１８は支持プレート１と接触する滑り面を有する。ヘッド６とこの中間部材１８との間の接触面は軸線１９と同心な円筒形部分に対応するか、中心点１９と同心な球形キャップに対応する。この図の場合には軸線または中心点１９は支持プレート１の外側でその上方に位置している。
また、ナット１０と支持プレート１も円形または球形な面で接触する。この図の場合には対応する円形部分または球形キャップの軸線または中心点２０は内側（骨組織の側）にある。
ナット１０は手段１３によって固定され、手段１４（単純な線で示す）によって回転がロックされる。

［図５］、［図６］、［図７］は中間部材（補完部品）１８が存在しない実施例であり、ネジ／支持プレートおよび支持プレート／ナットの球形または円形接触面が同一軸線上にあるか、同一中心上にある。

［図５］の実施例では対応する軸線または中心２１が２つの接触面の間にある。
［図６］の実施例では対応する軸線または中心２２が支持構造体１の内面側にある。
［図７］の実施例では対応する軸線または中心２３が支持構造体１の外面側にある。

［図７］の実施例が最もコンパクトである。ネジ５の傾きの変化を最適化するために軸線または中心２３は支持構造体１のほぼ上側表面上に位置させるのが好ましい。従って、この図にＨで示した距離はほぼゼロである。
いずれの場合でも、ナット１０は押圧材料またはクリップ（後で説明する）のような手段１３によって収容部１２の内部に保持され、単純な線１４で示した手段（後で詳細に説明する）によって回転がロックされる。
各部品には一般的な寸法があるので、傾き変化に対応する円錐形によって外科医には大きな調節の自由度が与えられる。

［図８］〜［図１９］は［図７］の概念図に示したものの実施例の詳細図である。
［図８］は固定ネジ５の長手方向断面である。この固定ネジ５のネジ本体８はネジ山２５を有し、先端２６がブタの尾状に巻かれている。固定ネジ５のヘッド６にはねじ山２７が形成されている。この固定ネジ５のヘッド６の上部には多角形の壁からなる凹部２９が形成されている。この凹部２９は取付け工具（ancillaire de pose）と係合する。
この固定ネジ５のヘッド６の端部にはツバ７がある。このツバ７の輪郭形状は球形で、支持構造体１に形成された類似形状の表面と接触する。

固定ネジ５は、断面図で、円形開口部３の所でプレート１を通り、同様にナット１０および保持手段１３（ここではロック用クリップの形をしている）を通る。
支持構造体１、ナット１０およびロック用クリップ１３は互いに離れた状態で拡大して示してある。
固定ネジ５のヘッドのネジ山２７はナット１０のネジ山と螺合する。このネジ山は１／ｎ回転だけズレたｎ個のネジ山２８からなり、そのピッチはナット１０のネジ山３０のピッチと合っており、このピッチはネジ本体８のネジ山２５のピッチに対応している。
ネジ本体８のネジ山２５は骨材料中にネジ込んだ時にアンカーされるようになっている。このネジ本体８のネジ山２５の外径はヘッドのネジ山２７の外径と同じか、それより小さくし、ネジ本体８がナット１０のネジ山付き開口部を通ることができるようにする。

［図９］は固定ネジ５をプレート１に対して直角にした時のネジ込み終了時の状態を示している（受け側の骨構造は図示せず）。プレート１はネジのヘッド６とナット１０との間に挟まれ、ナットの雌ネジ３０がネジのヘッド６の雄ネジ２７と係合している。
［図１０］は固定ネジ５を開口部３の軸線１６に対して傾けた時のネジ込み終了時の状態を示している。ナット１０はその収容部１２の内部で傾きに自由度があるので、自由に傾けることができる。また、ネジのヘッド／支持プレート間および支持プレート／ナット間の接触面が球形であるので、ネジ５の軸線が開口部３の軸線１６に対して許容範囲内の任意の角度に傾いた場合でも、高い品質で締付けをすることができる。
また、ネジ込み開始時にネジ５を位置決めする際にナット１０の案内を最適化するためにナット１０とロック用クリップ１３との間に球形の接触面を設けることもできる。

以下、インプラントの各構成部品の説明と、対応する接触面について詳細に説明する。
［図１１］および［図１２］は支持構造体１に形成される円形の開口部３と収容部１２との形状の詳細図である。この収容部１２には［図１３］〜［図１６］に詳細に示すナット１０が収容される。このナット１０は［図１７］〜［図１９］に詳細に示したロック用クリップによって保持され、このクリップによってナット１０の取り外しがナットを定位置に締め付ける場合よりも容易になる。
［図１１］および［図１２］に示すように、支持プレート１はネジのヘッド６と接触する第１の球形ツバ３１と、ナット１０と接触する第２の球形ツバ３２とから成る球形リング３１２を有している。

球形ツバ３１と３２との間に延びる球形部分３１３は、支持部品１に対するナット１０従ってネジ５の移動を可能にするのに十分な角度を有する円錐台形である。この部分３１３はナット１０、特にそのシャフト１００のためのストッパーを形成する。これについてはあとで詳しく説明する。
収容部１２の円形外周部には保持クリップ１３を位置決めし、ロックするための円形喉部３３がある。
支持体１に対するナット１０の回転をロックする手段は少なくとも１つの爪部または下部から成る。［図１１］には円形の収容部１２の底の収容部の外周と球形ツバ３２との間に３つの舌部３４が等間隔に配置されていることを示している。これらの舌部３４はナットの回転をロックするためにナット１０に形成された類似形状の雌形状品（以下で説明する）と係合する。

［図１３］〜［図１６］に示すように、ナット１０は支持構造体１、特にリング３１２の球形ツバ３２と接触するための球形ツバ３５を有し、また、保持クリップ１３と接触するための外側の球形ツバ３６を有することもできる。この球形ツバ３５、３６はナットの役目をする円筒形シャフト（孔）１００の下側外周に連結した球形リング３５６の一部である。
シャフト１００の外周表面は支持プレート１の円錐台形部分３１３の内部に一定の遊びを介して収容され、ナット１０と支持プレート１との間の玉継手状の球形接触が変化しないようにしている。

支持プレート１に対するナット１０の移動量はナット１０のシャフト１００のストッパーの役目をする支持プレートの円錐台部分３１３によって制限できる。
ネジ５導入時のナットの正確な空間的位置決めは球形表面３６によって最適化できる。収容部１２内でのナット１０の自由度によってインプラント固定時に固定ネジ５と対応ナットとが自動的にセンタリングされる。

［図１３］および［図１４］には、ナット１０の回転をロックするために支持構造体１の舌部３４と係合する凹部またはノッチ３７の形をした上記雌形状品が見える。［図１３］、［図１４］、［図１５］に示すように、これらの凹部またはノッチ３７の両側は平行か、わずかに末広がりにすることができる。
図示した実施例では、舌部３４およびそれに対応する形状のノッチ３７の数は３つで、支持構造体１の収容部１２の底部のナット１０の外周に約１２０°の間隔で配置されている。球形ツバ３５６にノッチ２７を付けることによってナット１０に一定の弾性が与えられる。

［図１７］〜［図１９］に示すように、クリップ１３は溝３８を有する円形リングの形をしている。この溝３８によって半径方向に一定の弾性が与えられる。クリップ１３の外周には外周リブすなわちボス３９が付けられている。このボス３９は支持構造体１内に配置された収容部１２の円形喉部３３中に挿入できる。支持構造体１へのクリップ１３の挿入は溝３８の存在によって可能になる。クリップ１３の寸法は収容部１２にナット１０が保持されるように決められる。クリップ１３の内側に球形ツバ４０を取り付けることもできる。この球形ツバ４０はナット１０に形成された対応する球形ツバ３６と係合する。
既に述べたように、固定ネジ５の螺合終了時には各球形ツバ（すなわちネジ５のヘッド６のツバ７、支持体１のツバ３１および３２、ナット１０のツバ３５および３６）は同心であり、［図９］に示すように、対応する中心２３は支持プレート１のほぼ上側表面内に位置する。

骨折した骨の表面上に位置した固定ネジを収容するための整形プレートの全体図。 本発明インプラントの第1実施例の機能図。 支持構造体に形成された固定ネジを通すための開口部の一実施例の平面図。 支持構造体に対するネジの軸線の向きを調節可能にした本発明インプラントの機能図。 支持構造体に対するネジの軸線の向きを調節可能にした本発明インプラントの別の機能図。 支持構造体に対するネジの軸線の向きを調節可能にした本発明インプラントのさらに別の機能図。 支持構造体に対するネジの軸線の向きを調節可能にした本発明インプラントのさらに別の機能図。 図７の機能図を基にした好ましいインプラントの実施例の拡大断面図。 ネジを直角に埋込んだ時（すなわち支持体の開口部の軸線と同心な時）の図８のインプラントを示す図。 ネジを傾いた状態で締付けた時（すなわちネジが支持体の開口部の軸線と一定の角度を成しているとき）の図９と同じインプラントを示す図。 ナットの収容部を示す支持構造体の下側表面の拡大部分図。 図１１の１２−１２線による断面図。 図８〜図１０に示すインプラントのためのナットの拡大斜視図。 図１３に示すナットの上側表面図。 図１４の１５−１５線による直径での断面図。 図１３〜図１５に示すナットの側面図。 支持構造体の収容部にナットを保持する円形クリップの拡大斜視図。 図１７に示すクリップの平面図。 図１８の１９−１９線によるクリップの直径断面図。

Claims (13)

1. 支持構造体（１）と、少なくとも１本の固定ネジ（５）とを有し、支持構造体（１）は上記のナット（１０）と組み合わされた固定ネジ（５）を通すための少なくとも１つの開口部（３）を有し、ネジ本体を骨材料中にネジ込み終ったときにネジのヘッド（６）とナット（１０）との間に支持構造体（１）を締め付けできるように、支持構造体（１）の収容部（１２）内部で固定ネジ（５）のヘッド（６）が支持構造体（１）の片側と当接し且つナット（１０）が支持構造体（１）の反対側と当接して少なくとも部分的に一体化できるようになっており、さらに、ナット（１０）を支持構造体（１）の開口部（３）と対向させた状態でナット（１０）を収容部（１２）の内部に保持する手段（１３）と、ナット（１０）の回転をロックする手段とを有し、する移植可能な整形装置において、
   固定ネジ（５）をナット（１０）と対向させ、締付けたときに、支持構造体（１）の開口部（３）の軸線（１６）に対する固定ネジ（５）の軸線の許容範囲内での任意の向きにおいてナット（１０）が対応する固定ネジ（５）に対して自動的にセンタリングされるように、支持構造体（１）の収容部（１２）およびナット（１０）が収容部（１２）内のナット（１０）に少なくとも１つの自由度を与えるような輪郭形状を有し、
   固定ネジ（５）を骨材料中にネジ込んだ時に、上記開口部（３）の軸線（１６）に対する固定ネジ（５）の空間的な向きを所定の許容範囲内で正確に選択でき、完全な締付けが終了した時点で許容範囲内の任意の向きにおいて支持構造体（１）が固定ネジ（５）とナット（１０）との間に正確にロックされるようなナット（１０）／支持構造体（１）の接触表面およびヘッド（６）／支持構造体（１）の接触表面を有する、
   ことを特徴とする移植可能な整形装置。
2. 収容部（１２）内にナット（１０）を保持する手段（１３）が収容部（１２）を部分的に塞ぐ押圧材料からなる請求項１に記載の移植可能な整形装置。
3. 収容部（１２）内にナット（１０）を保持する手段（１３）が収容部（１２）を部分的に塞ぐ付加クリップ（１３）から成る請求項１に記載の移植可能な整形装置。
4. ナット（１０）を保持するクリップ（１３）が開いた円形リングの形をしており、このループ（１３）はスナップ式の溝（３９）を有し、この溝（３９）はナット（１０）の収容部（１２）に形成された一体化用形状を有する喉部（３３）と係合する請求項３に記載の移植可能な整形装置。
5. 支持構造体（１）の収容部（１２）内でナット（１０）の回転をロックする手段（１４）が支持構造体（１）またはナット（１０）の一方に形成された少なくとも１つの突起（３４）から成り、この突起（３４）が支持構造体（１）またはナット（１０）の他方に形成されたノッチ（３７）と係合する請求項１〜４のいずれか一項に記載の移植可能な整形装置。
6. ネジのヘッド（６）と支持構造体（１）との間に円筒形の接触面を有し、支持構造体（１）とナット（１０）との間に円筒形の接触面を有し、これらの接触面が接触を維持した状態で支持構造体（１）に対する固定ネジ（５）の向きを変えることができるようになっている請求項１〜５のいずれか一項に記載の移植可能な整形装置。
7. ネジのヘッド（６）と支持構造体（１）との間に円筒形の接触面を有し、支持構造体（１）とナット（１０）との間に円筒形の接触面を有し、これらの接触面が同一軸線（２１、２２、２３）を有する請求項６に記載の移植可能な整形装置。
8. ネジのヘッド（６）と支持構造体（１）との間に球形の接触面（７、３１）を有し、支持構造体（１）とナット（１０）との間に円筒形の接触面（３２、３５）を有し、これらの接触面が接触を維持した状態で支持構造体（１）に対する固定ネジ（５）の向きを変えることができるようになっている請求項１〜５のいずれか一項に記載の移植可能な整形装置。
9. ネジのヘッド（６）と支持構造体（１）との間および支持構造体（１）とナット（１０）との間に球形の接触面（７、３１；３２、３５）を有し、これらの接触面が同一の中心（２１、２２、２３）を有する請求項８に記載の移植可能な整形装置。
10. 円筒形または球形の接触面を有し、この接触面の軸線（円筒形）または中心（球形）（２３）の位置が支持構造体（１）の上側平面の近傍にあるか、この平面と一致している請求項７または９に記載の移植可能な整形装置。
11. ナット（１０）が雌ネジ（３０）が形成された円筒形のシャフト（１００）とこの円筒形シャフト（１００）の外周部に形成された球形ツバ（３５６）とを有する請求項８〜１０のいずれか一項に記載の移植可能な整形装置。
12. 固定ネジ（５）が、骨材料と係合するネジ本体のネジ山（２５）と、対応ナット（１０）と係合する上記とは別のヘッドのネジ山（２７）とを有し、ネジ本体のネジ山（２５）の外径がヘッドのネジ山（２７）の外径と等しいか、それ以下である請求項１〜１１のいずれか一項に記載の移植可能な整形装置。
13. ヘッドのネジ山（２７）が１／ｎ回転だけズレたｎ個のネジ山（２８）から成る少なくとも１本の固定ネジ（５）を有し、このネジのピッチはナット（１０）のネジ山（３０）のピッチおよびネジ本体のネジ山（２５）のピッチに対応している請求項１２に記載の移植可能な整形装置。

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