JP4336023B2

JP4336023B2 - インプラントスクリュー

Info

Publication number: JP4336023B2
Application number: JP2000136109A
Authority: JP
Inventors: 浩平窪田
Original assignee: 浩平窪田
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 2000-05-09
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2020-05-09
Also published as: US20010049528A1; JP2001025471A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、骨接合術に用いる骨接合材料に関し、特に、骨の海綿骨に挿入し、骨折部に圧迫力を与えるインプラントスクリューに関する。
【０００２】
【従来の技術】
骨折した患部における骨接合術では、例えば大腿骨頸部や転子部のような一方の骨（大きな遠位骨片）と、骨頭や、骨頭を含む転子部のような他方の骨（近位骨片）にわたり、インプラントスクリューを挿入して、適切な整復位に固定させ、骨折部における骨癒合を促す。
【０００３】
従来は、先端にネジ山を備える内スクリューと、該内スクリューが挿通可能な貫通孔を有し、外周にネジ山を備え、同軸状に配置させる外スクリューとからなるインプラントスクリューが提案された。内スクリューにはドライバー用の溝またはレンチ用の角穴を設け、外スクリューにはボックスレンチ用の頭部を設け、それぞれの回転操作を可能とする。
【０００４】
該インプラントスクリューの設置方法は、以下のようになる。
【０００５】
一方の骨の皮質から、該骨の海綿骨の途中まで、外スクリューを挿入する穴を設ける。該穴の底面に、骨折部を貫通するように、内スクリューを挿入する穴をさらに設ける。穴の縁には、外スクリューのネジ山に合わせたタッピンッグを施し、穴の先端には、内スクリューのネジ山に合わせたタッピングを施す。
【０００６】
次に、内スクリューを穴に差し込み、ドライバーなどで回転させて、先端側の骨の皮質近くまで挿入する。そして、外スクリューを、内スクリューと同軸状にに被せ穴に差し込み、ボックスレンチなどで回転させて、穴から頭部が突出した状態で留める。すなわち、内スクリューと外スクリューとは同軸状に配置されるが、相互に固定されることはなく、骨折部がずれないようにだけしている。
【０００７】
このようなインプラントスクリューを、１本から３本程挿入して、骨折部がずれないように固定する。そして、数か月から数年経過観察した後、骨癒合を確認してから、様子を判断して必要であれば、インプラントスクリューはすべて抜き取る。
【０００８】
該インプラントスクリューを使用すると、荷重や、行動、動作により、骨折部を圧迫するように荷重がかかり、骨折部の骨癒合が促される。これは、骨折部に圧迫刺激が加わることにより、骨形成が促されることが知られているので、前記荷重を圧迫刺激として利用している。しかし、内スクリューと外スクリューの２本を順次挿入するために、手数のかかること、この内外スクリュー間に回旋が起きうるため固定力が弱いこと、スクリュー挿入時には骨折部に圧迫力がかからないことなどの問題があった。
【０００９】
また、骨折部をより強く圧迫するために、異なるピッチの２つのネジ山を両端部に有するハーバートスクリューが提案された。
【００１０】
該ハーバートスクリューは、先端側のネジ山が先端側の骨の海綿骨に対して挿入される速度に比べ、後端側のネジ山が後端側の骨の海綿骨に対して挿入される速度が遅いため、骨折部にかかる圧迫力を、術者が加減しながら加えることができる。また、２本のスクリューを挿入するという手間を省くこともでき、抜き取り作業も容易に行うことができる。
【００１１】
該ハーバートスクリューを使用すると、一度の挿入により骨折部にかかる圧迫力を一定にできるという効果を有する。しかし、外部からの力がハーバートスクリューと骨の組織との間にかかり、スクリューの逸脱や海綿骨の破壊、骨折部にかかる圧迫力がスクリュー挿入直後のみとなること（スクリュー挿入後には、骨折部に圧迫刺激がかからなくなる）などの問題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題を解決するために、本発明は、手間をかけずに挿入でき、固定力に優れ、スクリュー挿入時にもスクリュー挿入後にも、骨折部に圧迫力を与えることができ、外部からの力を逃がすことが可能で、抜取りが容易なインプラントスクリューを提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のインプラントスクリューは、一端の外周にネジ山を備え、他端に基部を備え、該基部にレンチ用の角穴またはドライバー用の溝を備える内スクリュー、および、外周の少なくとも一部にネジ山を備え、内スクリューの基部の周囲に同軸状に配置される外スクリューからなるインプラントスクリューであり、内スクリューのネジ山と外スクリューのネジ山は同一回転方向であり、内スクリューと外スクリューの相対的回転を抑止する噛合構造を、内スクリューの外周面と外スクリューの内周面にそれぞれ備えることにより、外スクリューと内スクリューは軸方向にのみスライド可能である。
【００１４】
あるいは、一端の外周にネジ山を備え、他端に基部を備える内スクリュー、および、外周の少なくとも一部にネジ山を備え、レンチ用の角穴またはドライバー用の溝を備え、内スクリューの基部の周囲に同軸状に配置される外スクリューからなるようにしてもよい。
【００１５】
また、前記噛合構造が、内スクリューでは、非円形断面の中間部あるいは基部であり、外スクリューでは、それに対応する断面であってもよい。
【００１６】
前記外スクリューのネジ山のピッチが、前記内スクリューのネジ山のピッチよりも小さいインプラントスクリューと、前記外スクリューのネジ山のピッチと、前記内スクリューのネジ山のピッチとが同じであるインプラントスクリューとを使い分ける。
【００１７】
前記内スクリューと外スクリューとの間に力を掛けることができるように、内スクリューの基部に当接する第１の係合構造を、外スクリューの内周部に設ける。
【００１８】
また、前記内スクリューのネジ山の基部側、または該基部側に設けた突起に当接して、内スクリューの周囲から外スクリューの離脱を防止する第２の係合構造を、前記外スクリューの内周部に設けるとよい。あるいは、前記内スクリューのネジ山に対して、前記外スクリューの内周が大きく、外スクリューが内スクリューの周囲に留まる状態と、外スクリューが内スクリューから離された状態とのいずれの状態も可能としてもよい。
【００１９】
前記内スクリューの軸中心に貫通する孔を少なくとも基部側に備えるとよい。
【００２０】
内スクリューの軸中心に貫通する前記孔の内周の基部側に、ネジ山を設けるとよい。
【００２１】
内スクリューの軸中心に貫通する孔に設けた前記ネジ山に合ったネジ部と、該ネジ部が該ネジ山に進入することにより、前記外スクリューに当接する鍔部とを備えた圧迫力調整用ネジを有し、前記ネジ部が前記ネジ山に進入することにより、内スクリューの外スクリューに対する相対位置をスライドさせることが可能であるとよい。
【００２２】
内スクリューのネジ山および外スクリューのネジ山は、セルフタップ機構および逆セルフタップ機構を備えるとよい。
【００２３】
内スクリューのネジ山、あるいは外スクリューのネジ山をテーパー状にしてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明を図に基づいて説明する。図１は、一実施例を示す一部破断側面図である。図２は、図１に示した実施例の組立図である。図３は、図２の縦断面図である。図４は、図２のIV−IV断面図である。図５は、図２のＶ−Ｖ断面図である。図６は、図２のVI−VI断面図である。
【００２５】
本発明のインプラントスクリューは、一端の外周にネジ山２１を備え、他端に基部２２を備え、該基部２２にレンチ用の角穴２７またはドライバー用の溝（図示せず）を備える内スクリュー２０、および、該基部２２の周囲に同軸状に配置される円管状の外スクリュー１０からなる。内スクリュー２０のネジ山２１と外スクリュー１０のネジ山１１は同一回転方向であり、内スクリュー２０と外スクリュー１０の相対的回転を抑止する噛合構造２３、１３を、内スクリュー２０の外周面と外スクリュー１０の内周面にそれぞれ備える。従って、外スクリュー１０と内スクリュー２０は一体になって回転し、軸方向にのみスライド可能である。図示した実施例では、噛合部２３は、円柱側面に設ける平坦部とし（図４参照）、噛合部１３は、該噛合部２３に対向する平坦な凸部とする（図５参照）。
【００２６】
材質は、強度が高く、生体親和性と耐腐食性を有するチタン合金がよい。
【００２７】
内スクリュー２０は、例えば、外径６ｍｍ×内径３．４ｍｍ×９０ｍｍの円管状で、最大外径８ｍｍ、１．７５ｍｍピッチのネジ山２１を備え、間隔が５ｍｍの平行な面の噛合部２３を備え（図１、２の向こう側に相対する噛合部を備える。）、基部２２は、φ７．２ｍｍ×１１ｍｍで、一端にＭ５の六角穴２７を備える。内スクリューの軸中心に貫通する孔は、φ３ｍｍのガイドピンを通過させる目的で使用され、小径で短く、骨への挿入にガイドピンを必要としないインプラントスクリューでは、中実にして、該孔を設けなくてもよい。
【００２８】
外スクリュー１０は、例えば、外径９ｍｍ×内径７．２５ｍｍ×３０ｍｍの円管状で、最大外径１１ｍｍ、前記内スクリュー２０のネジ山２１のピッチよりも小さい１．５ｍｍピッチのネジ山１１を備え、係合部１２は内スクリュー２０が挿通可能なφ６．０５ｍｍで、間隔が５．０５ｍｍの平行で平坦な噛合部１３を備える。該噛合部１３は、内スクリュー２０の噛合部２３を挟んで位置し、内スクリュー２０と外スクリュー１０とが相対的に回転するのを抑止する。組み立てられたインプラントスクリューは、最大長さが約９５ｍｍとなる。
【００２９】
前述した寸法から分かるように、前記内スクリュー２０の基部２２の外周に対し、前記外スクリュー１０の内周面の係合部１２の内周は小さい。従って、外スクリュー１０の係合部１２が、前記基部２２に当接することにより、内スクリュー２０が図１の左方向に抜けることがない。また、外スクリュー１０の噛合部１３が、内スクリュー２０の噛合部２３の端部に当接することにより、内スクリュー２０が図１の右方向に抜けることもない。外スクリュー１０は内スクリュー２０に対して、軸方向の一定範囲でスライド可能である。
【００３０】
あるいは、内スクリュー２０の噛合部２３をネジ山２１にまで達するようにして、外スクリュー１０の噛合部１３が該ネジ山２１の端部に当接することにより、外スクリュー１０のスライドの制限、および離脱の防止とする構造でもよい。
【００３１】
あるいは、内スクリュー２０のネジ山２１を、外スクリュー１０（係合部１２を含めて、）の内周より小さくしてもよく、この場合は、内スクリュー２０が図１の右方向に抜け、分離される。このように分離可能とすることにより、後述する組立て作業が必要なくなり、安価に製造可能で、取扱い性がよくなる。
【００３２】
内スクリュー２０のネジ山２１は、セルフタップ機構２５および逆セルフタップ機構２６を備えるとよい。図示しないが、外スクリュー１０のネジ山１１に、同様のセルフタップ機構および逆セルフタップ機構を備えてもよい。
【００３３】
本発明のインプラントスクリューの組立て方法は、内スクリュー２０の噛合部２３に、外スクリュー１０の噛合部１３を向かい合わせた状態で、内スクリュー２０に外スクリュー１０を挿入し、内スクリュー２０のかしめ部２４ａに、基部２２のかしめ部２４ｂをはめてかしめるか、接着などの周知技術により基部２２を固着する。
【００３４】
本発明のインプラントスクリューを大腿骨頸部に挿入する方法について、以下に説明する。図７は、大腿骨頸部に本発明のインプラントスクリューを２本挿入した断面図を示す。
【００３５】
骨折部４０を向かい合わせて整復し、大腿骨頸部３０の外側皮質３２から、外スクリュー１０に合わせた穴３０ａを２カ所設け、海綿骨３３に、内スクリュー２０に合わせた穴を設ける。あるいは、先にガイドピン（図示せず）を刺し込み、該ガイドピンに合わせて、穴を設けるようにするとよい。該ガイドピンは、本発明のインプラントスクリューを挿入後、抜き取る。
【００３６】
次に、外スクリュー１０のネジ山に合わせたタッピングを穴３０ａの縁に施し、内スクリュー２０に合わせたタッピングを穴３０ａの先端側に施す。そして、前記角穴２７（図３）にレンチ（図示せず）を差し込み、内スクリュー２０を穴３０ａにねじ込む。外スクリュー１０は内スクリュー２０に対して回転しない構造なので、内スクリュー２０をねじ込む回転により、外スクリュー１０がねじ込まれる。内スクリュー２０の基部２２が、外スクリュー１０の係合部１２に当接する位置から（図１参照）、骨折部４０に圧迫力を与えることができるようになり、レンチを回転させる力により該圧迫力を加減して挿入を終了する。外スクリュー１０は、皮質３２から突出させた状態でも、皮質に留めた状態でも、海綿骨まで埋入させた状態でもよい。
【００３７】
骨折部４０の圧迫力は持続して与え続けられるが、内スクリュー２０と外スクリュー１０とは、係合部１２と基部２２が当接しているのみであり、外部から力が加わった際には、係合部１２と基部２２が離れ、外部からの力がインプラントスクリューと骨の組織との間に作用することがないという効果を有する。
【００３８】
図１、２に示したように、セルフタッピング２５を施したインプラントスクリューを使用すれば、必ずしも前述のタッピング作業を必要とせず、容易に穴開け作業をすることが可能である。
【００３９】
また、経過観察の後、骨折部４０の骨癒合を確認してから、本発明のインプラントスクリューを抜き取ることが可能である。この際、逆セルフタッピング２６を備えていれば、容易に抜き取ることができる。
【００４０】
また、本発明の他の実施の形態として、前記外スクリュー１０のネジ山１１のピッチと、前記内スクリュー２０のネジ山２１のピッチとを同じとする（図示せず）。２つのネジ山１１、２１のピッチが同じインプラントスクリューを、前述のように挿入しても、骨折部に押圧力を与えない。従って、該インプラントスクリューを、前述のネジ山１１のピッチがネジ山２１のピッチより小さいインプラントスクリューと同時に使用することにより、骨折部にかける圧迫力を一本のインプラントスクリューで加減できるという効果を得られる。
【００４１】
また、骨折部のずれが小さい場合には、骨折部に圧迫力をほとんどかけない方がよい場合もある。この場合にも、本実施例の２つのネジ山１１、２１のピッチが同じインプラントスクリューを使用する。内スクリュー２０と外スクリュー１０とが、係合部１２と基部２２を当接させるだけの関係にあるので、骨折部に圧迫力を与えないでおいて、経過観察の途中で、他の方法により骨折部に大きな圧迫力をかける治療を行うことも可能である。
【００４２】
骨折部にかける圧迫力は、２つのネジ山のピッチにより、任意に設計が可能である。また、患部の形状や状態に合わせて、インプラントスクリューの長さや本数、太さを適宜選択すればよい。
【００４３】
異なる実施例のインプラントスクリューの一部破断側面図を図８に示し、組立縦断面図を図９に示した。
【００４４】
本実施例のインプラントスクリューには、前述の実施例に圧迫力調整用ネジ５０を、さらに有する。また、内スクリュー２０の内周に、ネジ山２８を設ける。圧迫力調整用ネジ５０には、該ネジ山２８に合うネジ部５１と、鍔部５２とを備える。鍔部５２をボックスレンチ用に六角形状としてもよいし、あるいは鍔部５２に、レンチ用の角穴やドライバー用の溝を備えてもよい。ネジ部５１を前記ネジ山２８に締めてゆくことにより、鍔部５２が、外スクリュー１０に当接し、内スクリュー２０の基部２２が外スクリュー１０の係合部１２から離れ、骨折部に与える圧迫力を増大させることができる。前述のような外部からの力が加わった際には、鍔部５２と外スクリュー１０とが離れ、外部からの外がインプラントスクリューと骨の組織との間に作用することはない。
【００４５】
該圧迫力調整用ネジ５０は、インプラントスクリューを患部に設置する時に備えておくと効果的であるが、経過観察途中で設置してもよい。
【００４６】
本発明のインプラントスクリューの抜取り時に、回転中心に貫通する孔を備えるレンチを使用し、前記ネジ山２８に補助具を締着させると、インプラントスクリューを回転させることが容易となる効果も有する。
【００４７】
図１０に本発明の異なる実施例の一部破断側面図を示し、図１１に組立断面図を示した。また、図１２は図１０のXII-XII断面図である。図示したように、内スクリュー２０は単純円筒形とし、内スクリュー２０の基部２２の外周面の断面を、例えば六角形とし、同様に、外スクリュー１０の内周面の断面を六角形とする。前述の噛合部１３（図３）および噛合部２３（図２）の代わりに、基部２２の外周面および外スクリュー１０の内周面が、内スクリュー２０と外スクリュー１０の相対的回旋を抑止する。また、外スクリュー１０の内周面が、レンチ用の角穴を兼用するので、内スクリュー２０の基部２２に設けていた六角穴２７（図３）は必要ではなくなる。その他の形状は前実施例と同様とする。
【００４８】
本実施例のように、噛合構造を内スクリューの基部に設け、回旋用の六角穴を兼用させると、加工しやすい。また、外スクリューの端部に、ドライバー用の溝を設けてもよい。
【００４９】
実際の埋込み時には、このように、外スクリューに力を加えて回転させることにより、骨に容易に挿入することができた。
【００５０】
また、外スクリューをテーパー（先細り）にし、骨への固定力を高めてもよい。または、外スクリューのネジ山だけをテーパー（先細り）にしてもよい。
【００５１】
図１３に本発明の異なる実施例の一部破断側面図を示した。本実施例では、外スクリューをテーパー状にした。従って、外スクリューのネジ山もテーパー状である。
【００５２】
また、図１４にさらに異なる実施例の一部破断側面図を示した。本実施例では、外スクリューおよび内スクリューのネジ山部分をテーパー状にした。
【００５３】
これらのように、ネジ山をテーパー状としたので、ネジ山が骨に食い込み、骨への固定力を増大させることができる。
【００５４】
本発明の説明のために使用し、図示した実施例の部品の材質や形状により本発明は制限されない。
【００５５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明のインプラントスクリューは、一度の作業により挿入することができる。また、スクリュー挿入時および挿入後、骨折部に任意の圧迫力を与えることができる。さらに、外部からの力がインプラントスクリューと骨の組織との間に悪影響を及ぼすことを避けることができる。
【００５６】
外スクリューと内スクリューとを分離可能とすると、製造コストが安くすみ、あるいは、外スクリューが内スクリューと一体に組立てられていると、患部への挿入作業が容易となる。
【００５７】
また、セルフタッピングを設けることにより、挿入前のタッピング作業が省略可能で、逆セルフタッピングを設けることにより、抜取りが容易になる。
【００５８】
２つのネジ山のピッチが同じインプラントスクリューを、外スクリューのネジ山のピッチが内スクリューのネジ山のピッチより小さいインプラントスクリューと同時に使用することにより、骨折部にかける圧迫力を一本のインプラントスクリューで加減でき、過度の圧迫力としないという効果を得られる。
【００５９】
また、内スクリューと外スクリューとの噛合構造を、外スクリュー内周面と内スクリューの基部とに備えてもよい。その場合、断面形状を六角形とすると、六角レンチ挿入用穴を兼用できる。また、骨への挿入が容易となる。
【００６０】
さらに、ネジ山をテーパー状に形成すると、骨への固定力が増大するという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインプラントスクリューの一実施例を示す一部破断側面図である。
【図２】図１に示した実施例の組立図である。
【図３】図２の縦断面図である。
【図４】図２のIV−IV断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図２のVI−VI断面図である。
【図７】大腿骨頸部に本発明のインプラントスクリューを２本挿入した断面図を示す。
【図８】本発明のインプラントスクリューの異なる実施例を示す一部破断側面図である。
【図９】図８に示した実施例の組立縦断面図である。
【図１０】本発明の異なる実施例を示す一部破断側面図である。
【図１１】図１０に示した実施例の組立断面図である。
【図１２】図１０のXII-XII断面図である。
【図１３】本発明の異なる実施例を示す一部破断側面図である。
【図１４】本発明の異なる実施例を示す一部破断側面図である。
【符号の説明】
１０外スクリュー
１１、２１ネジ山
１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂセルフタップ
１２係合部
１３、２３噛合部
２０内スクリュー
２２基部
２４ａ、２４ｂかしめ部
２５、２６セルフタップ
２７六角穴
２８ネジ山
３０大腿骨頸部
３０ａ穴
３１骨頭
３２皮質
３３海綿骨
４０骨折部
５０圧迫力調整用ネジ
５１ネジ部
５２鍔部

Claims

一端の外周にネジ山を備え、他端に基部を備え、該基部にレンチ用の角穴またはドライバー用の溝を備える内スクリュー、および、外周の少なくとも一部に、該内スクリューのネジ山のピッチよりも小さいネジ山を備え、該内スクリューの基部の周囲に同軸状に配置される外スクリューからなるインプラントスクリューであり、前記内スクリューのネジ山と前記外スクリューのネジ山は同一回転方向であり、前記内スクリューと前記外スクリューの相対的回転を抑止する噛合構造を、前記内スクリューの外周面と前記外スクリューの内周面にそれぞれ備えることにより、前記外スクリューと前記内スクリューは軸方向にのみスライド可能であり、前記内スクリューの基部に軸方向に当接する第１の係合構造を、前記外スクリューの内周部に設け、前記内スクリューのネジ山の基部側、または該基部側に設けた突起に当接して、前記内スクリューの周囲から前記外スクリューの離脱を防止する第２の係合構造を、前記外スクリューの内周部に設け、前記内スクリューの基部と前記外スクリューの第１の係合構造との当接により、前記内スクリューと前記外スクリューとの間に軸方向に力を掛けることができるようになっていることを特徴とするインプラントスクリュー。
前記内スクリューの軸中心に貫通する孔を、少なくとも基部側に備えたことを特徴とする請求項１に記載のインプラントスクリュー。
前記内スクリューの軸中心に貫通する前記孔の内周の基部側に、ネジ山を設けることを特徴とする請求項２に記載のインプラントスクリュー。
前記内スクリューの軸中心に貫通する孔に設けた前記ネジ山に合ったネジ部と、該ネジ部が該ネジ山に進入することにより、前記外スクリューに当接する鍔部とを備えた圧迫力調整用ネジを有し、前記ネジ部が前記ネジ山に進入することにより、前記内スクリューの前記外スクリューに対する相対位置をスライドさせることが可能であることを特徴とする請求項３に記載のインプラントスクリュー。
前記内スクリューのネジ山および前記外スクリューのネジ山は、セルフタップ機構および逆セルフタップ機構を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインプラントスクリュー。
前記内スクリューのネジ山をテーパー状にすることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインプラントスクリュー。
前記外スクリューのネジ山をテーパー状にすることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインプラントスクリュー。
一端の外周にネジ山を備え、他端に基部を備える内スクリュー、および、外周の少なくとも一部に、該内スクリューのネジ山のピッチよりも小さいネジ山を備え、レンチ用の角穴またはドライバー用の溝を備え、該内スクリューの基部の周囲に同軸状に配置される外スクリューからなるインプラントスクリューであり、前記内スクリューのネジ山と前記外スクリューのネジ山は同一回転方向であり、前記内スクリューと前記外スクリューの相対的回転を抑止する噛合構造を、前記内スクリューの外周面と前記外スクリューの内周面にそれぞれ備えることにより、前記外スクリューと前記内スクリューは軸方向にのみスライド可能であり、前記内スクリューの基部に軸方向に当接する第１の係合構造を、前記外スクリューの内周部に設け、前記内スクリューのネジ山の基部側、または該基部側に設けた突起に当接して、前記内スクリューの周囲から前記外スクリューの離脱を防止する第２の係合構造を、前記外スクリューの内周部に設け、前記内スクリューの基部と前記外スクリューの第１の係合構造との当接により、前記内スクリューと前記外スクリューとの間に軸方向に力を掛けることができるようになっていることを特徴とするインプラントスクリュー。
前記噛合構造が、前記内スクリューでは、非円形断面の中間部あるいは基部であり、前記外スクリューでは、それに対応する断面であることを特徴とする請求項１または８に記載のインプラントスクリュー。