JP5395096B2 - 骨結合装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレートと、前記プレートを挿通してピンが保持される固定手段と、を備える骨結合装置に関する。

今後予測される応用分野は、とりわけ骨折の整復の分野で,プレートは骨折で２つの部分に分けられた２片の骨部に添って、少なくとも２つのピンをプレートに挿通し、それぞれ前記２つの骨片に取り付けられる。このように、２つのピンはプレートによってそれぞれ別々に固定された位置に保持されているので、２片の骨部もそれによってそれぞれ一緒に保持される。普通、このような装置は、２片の骨部が組織的再結合に要する約１ヶ月程度の設定期間装着される。

幾多のこのタイプの装置は、すでに知られているが、プレートは厚さ方向を貫通して形成された少なくとも２つの凹部を有する。それらは、それぞれが、２片の骨部に適合するような間隔を保って設計されている。凹部は、前述のタイプの固定手段を受け入れるように設計されている。それらは、普通、凹部にねじ込み固定されるリングまたはカラー(collar)を有する。そして、ピンがカラーに挿通され、プレートに対して所定の方向、例えば、プレートに垂直な方向に対して感知できるほどの角度で傾斜して導かれ、そして固定される。例えば、特許文献１では、ピンを係合してカラーにねじ込まれて、ピンを取り巻いて、ピン軸に関してわずかに角度のずれた回転軸でカラーにねじ込まれるロッキングスリーブによって、ピンはプレートに関して定められた位置にて固定される。こうして、この角度のズレによって、ロッキングスリーブはカラーにねじ込まれると、ピンを次第にプレートに関して元に戻せないようにロックしていくような装置を開示している。

欧州特許出願公開第ＥＰ１５８３４７８号明細書

この装置は、ピンがプレートに対して実質的に垂直か、または相対的に垂直線に対するズレが小さい角度で延長するとき、効果がある。しかし、対照的に、プレートに対してピンを、プレートを挿通して傾いた方向に維持することは難しい。さらに、ピンはロッキングスリーブに正確に適合し、ロッキングスリーブ自体も極端に小さな許容誤差でカラーに適合されなければならない。従って、これらの部品の機械加工には特殊な機械加工道具と、特に、同様タイプの他機械部品よりも比較的長時間の製造時間を要する。その結果、それらは相応に、より高価である。

従って、本発明が解決しようとしている現実の問題は、プレートに関して傾斜した方向でプレートを挿通しているピンを固定位置に十分強固に保持することができて、しかも比較的生産費用効率のよい骨結合装置を提供する。

この問題を解決することを視野に入れて、本発明は、骨片に沿って伸延するプレートと、前記プレートを挿通するピンを保持するための固定手段と、を備え、前記ピンは前記骨片にねじ込み可能であり、前記プレートは前記固定手段を受け入れるための板を貫通する凹部を有し、前記凹部は閉じた内部縁を規定し、前記固定手段は前記ピンを挿受するためのリングを有し、前記リングは前記内部縁と係合するように構成され、そして前記固定手段はさらに前記ピンを前記プレートに対して固定位置にロックするためのねじ込み自在のロッキング手段を有する、という骨結合装置を提案する。
本発明によれば、前記プレートは、前記内部縁に向かって開く軸方向穴を開口するように、少なくとも一つの、前記凹部の両縁にネジ付き開口部を有し、一方、前記リングは、直径方向に圧縮可能なように放射方向にスリットが付けられている。

そして前記ねじ込み自在のロッキング手段は、前記ネジ付き開口部に螺入され、前記軸方向穴に挿通して前記リングを押圧し、前記リングは、開口部の直径方向対向する反対側の前記内部縁の部分に対して押し付けられ、前記リングは前記ピンを締め付け、それにより前記ピンは前記プレートに関して固定位置に保持されるように構成されたネジを有する。

このように、本発明の一つの特徴は、凹部の中に納まるリングが、凹部に部分的に開口するネジ付き開口部にねじ込まれて徐々に締められるとリングを押圧するネジの形のねじ込み自在のロッキング手段との複合効果も利用して、リングを挿通するピンと共同作業を行う、という方法にある。
この方法で、リングは凹部の内部縁に対して、実質的にプレートに平行な方向で、また、直径方向でネジから離れる方向で駆動されるだけでなく、その上、放射方向のスリットにより、リングはピンの周囲を楔作用で締め付けることができる。結局、リングは、凹部にくい込むネジとその反対側の凹部の内部縁との間に係合し、一方、ピンはリングに挿通状態で係合している。従って、ピンは、プレートに関して固定位置に保持される。以下に続く記述で、詳細に説明されるように、この方法は、リングとプレートとの間のネジとナットによる接続の必要性を取り去っている。特に、リングは、自身が規定する平均平面をプレートに対して傾いた位置で保持されることができる。結局、ピンは、プレートを挿通して相対的に著しく傾斜した固定位置に保持されることができる。

有利なことに、ねじ込み自在のロッキング手段は、端部から頭部にかけて広くなるテーパー状のネジからなる。

このように、ネジは、ネジ付き開口部にねじ込まれるにつれ、ネジの軸方向に関して横方向に押し、軸方向穴を通してプレートに開けられた凹部の内部に向かって、リングを押圧し、段々に増加する圧力がリングに印加される。
さらに、ネジ付き開口部は実質的な円筒対称性を持つので、テーパー状のネジは内部にねじ込まれるにつれて開口部の壁に対して徐々に増加する圧力が印加される。この圧力が、ねじ込みに要する労力に比べて大きくなったとき、テーパー状のネジはロックすることとなる。

さらに、前記プレートは、ピンが二つの状況でロック可能なように、前記凹部の縁の上で直径方向反対側の位置にもう一つのネジ付き開口部を持つ。特に、上で説明したように、リングはプレートに対して傾いた位置で保持でき、これが本発明の有利な特徴である。
従って、この傾斜を考慮に入れて、リングの大きい部分または小さい部分が、ネジ付き開口部の軸方向穴と反対の方向に延長する。従って、ネジを挿入するために選ばれた方のネジ付き開口部は、リングのより大きい部分がその開口部の軸方向穴に向いて位置する。このようにして、ネジは、リングのより広い表面を押圧するので、リングをよりよく押圧する。本プレートは、ネジ付き開口部を２つまでとは全く限られず、いくつかもっと有してもよい。

本発明の有利な実施例の一つでは、ネジの緩みというリスクを伴わずにネジがリングに相当な圧力を加えられるように、前記ネジ付き開口部は、望ましくは円筒対称性をもち、前記プレートに実質的に垂直に延長する。

特殊な一つの実施例によれば、前記ネジ付き開口部は前記プレートの垂直線に対して感知できるほど傾斜した対称軸を有し、前記テーパー状のネジはその広範囲な部分を前記凹部の内部に有し、その母線は前記プレートに垂直になる。このようにして、リングの前記広範囲な部分によって加えられた圧力はより対称に分配され、ネジが緩むというリスクは減少する。

さらに、特に有利な実施例の変形として、前記ネジ付き開口部は前記内部縁に実質的に接線接触する対称軸を有し、前記ネジ付き開口部は軸方向スリットを有する円形基部の上の半円筒のように見えるようにすると、テーパー状のネジがネジ付き開口部にねじ込まれるとき、それがプレート上の凹部の中にあるリングに接しているとき、それは始めからリングに圧力を加えながら軸方向穴を通って横方向に出てくる傾向を持ち、開口部内で噛んでロックしなくなることはない。一方、ネジがねじ込まれる程度を変えることで、リングに加えられる圧力をより容易に調節することができる。

その上、リングが傾斜しているにもかかわらず、内部縁を押圧する面積を増加させることを目的として、前記凹部の前記内部縁は球面環帯（spherical annulus）を形成するよう凹形にし、前記リングは前記凹部の内部でボールのように機能する球面セグメントを規定する。このベアリング面積の増加は調節を容易にするだけでなくリングとプレートをより強固に連結する。

さらに、前記リングは、有利にも前記プレート及びネジと比べて軟らかい金属で構成され、ネジを前記ネジ付き開口部に強制的にねじ込むときに、前記ネジは前記リングにセルフタップで螺入する。このように、ネジはリングを押圧するだけではなく、そのネジ山はリングの材質に喰い込んで行き、リングをより強固にプレートの固定位置に保持する。

できれば、前記プレートは、少なくとももう一つの追加凹部を前記凹部から離して設け、以上記述してきた方法と全く同じ方法で、前記もう一つの追加凹部がもう一つのピンを保持するために、もう一つの固定装置を受け入れるようにする。

本発明による骨結合装置の部分的な概略上観図。 図１に示す骨結合装置を、II−IIで切断した概略図。 図１に示す骨結合装置を、III−IIIで切断した概略図。

図１は、骨結合装置のプレート１０を部分的に図示し、その上に貫通した円形の凹部１２がある。このようなプレートは非常に明らかにその長手方向に沿って配置された複数個の円形凹部を有する。凹部１２の内部には、半径方向に分割され互いに対向する二つの自由端部１６，１８を形成する、円形リング１４が取り付けられている。さらに、リング１４の内部に円形断面のピン２０が摺動可能に取り付けられている。

図２は、ふたたび骨結合装置のプレート１０で、厚さ方向に貫通する円形凹部１２が形成されている。リング１４は、この円形凹部１２に取り付けられ、一方、長手方向軸Ａを持つピン２０は摺動可能な様にリング１４の中に取り付けられその方向はプレート１０によって規定される平面Ｐに実質的に垂直な方向に向けられている。
プレート１０の中に取り付けられているリング１４は、この装置が患者に取り付けられるとき、ピン２０を骨片の中で並進運動させて誘導することができる。図から見られるように、リング１４によって規定される平面Ｐ’は、プレートの規定平面Ｐと合致する。しかしここで、このような装置が患者に取り付けられるとき、ピン２０がプレート１０に関して傾いている状態を保つように、リング１４は相当に枢動されるので、これらの二つの平面は通常はお互いに傾き合っている。

円形凹部１２は閉じられた内部縁２２を規定し、プレート１０の厚さ方向および凹部１２の周囲全体にわたって内部縁の表面は凹形になっている。さらに、それに応じて、リング１４は、ここから以降において装置が取り付けられるときに説明されるように、凹部１２の中でボールのように動けるような凸形外部縁２４を有する。

図１に戻って、プレート１０は、直径方向の互いに対向する位置に、ネジ付き開口部２６，２８を有する。これらの開口部はプレート１０に実質的に垂直でネジ山の軸Ｔ，Ｔ’は凹部１２に正接し、このことはこれらの開口部は内部縁２２にＵ字形の枠を形成することを意味する。これらのネジ付き開口部２６，２８は、それぞれ凹部１２に開いた軸方向穴３０，３１を規定する。

本発明の特定の実施例によると、ピン２０は直径が０．８ｍｍから５ｍｍの間であり、例えば４ｍｍとして、一方、プレート１０は３ｍｍから７ｍｍの間の厚さを有する。円形凹部１２は、従って２．５ｍｍから１５ｍｍの直径を有する。これらの構成要素は、例えば、矯正手術分野で最も広く使用されているスチールの一つである３１６Ｌタイプのステンレススチールから作られる。これとは対照的に、リング１４自体は、それほど硬くないステンレススチールから作られる。

本発明による骨結合装置がどのように動作するかについて、図３を参照しながら詳細に記述する。ここでは図３は断面図であり、骨結合装置のプレート１０と、凹部１２にそれ自体が嵌合されるリング１４に挿嵌されたピン２０と、を示している。対照的に、図２とは異なり、追加的な要素、円錐台形状のテーパー状のネジ３２は、リング１４を作っているスチールよりも硬い外科鋼鉄から出来ており、少なくともその一部はネジ付き開口部２６にねじ込まれている。テーパー状のネジ３２は、広くなったネジ頭３４を有し、締め付け用具が使えるように、ネジ頭に６角レンチソケットが作られ、ネジ先端３６はネジ付き開口部２６と係合し、リング１４の外部縁２４の第１の部分３８を水平方向に押圧する。

このように、第２の外部縁２４は、第１の部分３８と直径方向に対向し、テーパー状のネジ３２の直径方向反対側の内部縁２２を押圧する。この位置では、リング１４は円形凹部１２の内部に閉じ込められている。対照的に、テーパー状のネジ３２はネジ付き開口部２６に完全には螺入されておらず、リング１４は円形凹部内で枢動可能で、そしてプレート１０の規定面Ｐに垂直な方向に向き、その結果、プレート１０に対するピン２０の傾斜は比較的大きな動作範囲で調節可能である。このことは本発明の一つの有利点である。

この調節が完了すると、テーパー状のネジ３２は強制的に回転されプレートの厚さ方向に貫通し、ネジ付き開口部２６を挿通し、リング１４を押圧する。このような方法で、広頭部３４が徐々にねじ込まれると、リングは水平方向にテーパー状のネジ３２と反対位置にある水平な縁部分２２を強制的に押圧する。同時に、リングも締り互いに向かい合ったその自由端部１６，１８も次第に近づきリング１４に関して固定位置にピン２０をしっかり掴み、そしてロックする。したがって、リング１４はそれ自身内部縁２２と、ネジ付き開口部２６に螺入されたテーパー状のネジ３２に係合し、ピン２０はプレート１０に対して固定位置に保持される。

さらに、リング１４は、テーパー状のネジ３２やプレート１０が作られている物質よりも軟らかい物質から作られているので、テーパー状のネジが次第にねじ込まれて行くと、テーパー状のネジのネジ山はリング１４の外部縁２４に喰い込みそして埋め込まれて行く。ネジはリング１４にしっかり係合され、リング１４はプレート１０に完全にしっかりと固定される。

本発明による骨接合装置のプレートは、骨破片をそれぞれ関連した位置に固定するためにいろいろな折れた骨の小片を前記プレートに関して適所に固定するために、折れた骨片に添って適合しそしてこれまでに述べてきたタイプの複数個のピンを受け入れることを目的としている。

Claims (9)

1. 骨片に沿って伸延することが可能なプレートと、前記プレートを挿通するピンを保持す
   る固定手段と、を備える骨結合装置であって、
   前記ピンは前記骨片にねじ込み可能であり、前記プレートは前記固定手段を受け入れる
   ため板厚全体を貫通する凹部を有し、前記凹部は閉じられた内部縁を規定し、前記固定手
   段は前記ピンを受け入れるためのリングを有し、前記リングは前記内部縁と係合するよう
   に構成され、そして、前記固定手段はさらに前記プレートに関して固定位置に前記ピンを
   ロックするためのねじ込み自在のロッキング手段を有し、
   前記プレートは、前記内部縁に向かって開く軸方向穴を開口しつつ、前記凹部の縁に形
   成された少なくともひとつのネジ付き開口部を有し、一方、前記リングは直径方向に圧縮
   可能な様に半径方向に分割され、
   前記ねじ込み自在のロッキング手段は、前記軸方向穴に挿通して前記リングを押圧し、
   同時に両方の前記リングが前記ネジ付き開口部と直径方向に対向する前記内部縁部分に対
   して押圧するよう、前記ネジ付き開口部を螺通するネジを有し、
   前記リングは前記ピンを締め付け、その結果、前記ピンが前記プレートに関して固定位
   置に保持される
   ことをも特徴とする骨結合装置。
2. 前記ネジはテーパー状の円錐台形のネジであることを特徴とする請求項１に記載の骨結
   合装置。
3. 前記プレートは前記凹部の縁上で、前記少なくとも一つのネジ付き開口部に直径方向で
   対向する位置に形成されたもう一つのネジ付き開口部を有することを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載の骨結合装置。
4. 前記ネジ付き開口部は前記プレートに垂直に延長することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の骨結合装置。
5. 前記ネジ付き開口部は、前記プレートの垂直線に対して顕著に傾斜した対称軸を有し、前記ネジは広範囲な部分を前記凹部の内部に有し、その母線は前記プレートに垂直であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の骨結合装置。
6. 前記ネジ付き開口部は、前記内部縁に接線接触する対称軸を有することを特徴とする請
   求項１乃至５のいずれか１項に記載の骨結合装置。
7. 前記凹部の前記内部縁は、球面環帯を形成するように凹形とし、前記リングは前記凹部
   の内部でボールのように機能する球面セグメントを規定することを特徴とする請求項１乃
   至６のいずれか１項に記載の骨結合装置。
8. 前記リングは前記プレートと比較して柔らかい金属から構成され、前記テーパー状のネ
   ジが前記ネジ付き開口部にねじ込まれるときに前記リングにセルフタップで螺入すること
   を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の骨結合装置。
9. 前記プレートは、少なくとも一つの追加凹部を前記凹部から離間するように設け、前記
   少なくとも一つの追加凹部はもう一つのピンを保持するための固定手段を受け入れること
   を目的とすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の骨結合装置。

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