JP5805624B2 - 多重スクリュー - Google Patents

Description

〔優先権主張〕
本出願は、２００９年４月２４日出願の「Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ Ｓｃｒｅｗｓ」と題する米国特許仮出願第６１／１７２，４５１号の優先権を主張するものであり、当該出願の全開示内容を、参照により本明細書に援用する。

本発明は、骨折の処置のための器具に関し、具体的には、限られたスペース内において、様々な骨固定要素で骨折を固定することを可能とする、複数の開口を含むスクリューのような、骨接合用インプラントに関する。

骨折は、プレート、ネイル、スクリューのような器具を用いて固定されうる。現在、例えばロッキングヘッドスクリュー、可変角スクリュー、ピンおよびブレードのような、種々の異なる骨固定要素が利用可能である。しかしながら、プレートおよびネイルは、一般に、特定の型の骨固定要素との係合に限定されている。加えて、特定の状況においては、骨片の固定および再配置のために僅かなスペースしか利用することができず、そのために、このような骨折の固定に適する手法が限定される。

本発明は、骨固定要素を対象としており、この骨固定要素は、周囲に分布された複数の固定要素開口を含む頭部と結合する、固定要素の長手軸にほぼ沿って延在するシャフトを含み、固定要素開口の各々は、頭部を通って、頭部の近位面から頭部の遠位面まで延在し、固定要素開口の各々は、頭部を通って、開口軸にそって延在する。

本発明の第１の例示的実施形態によるシステムの正面図である。 図１のシステムの側面図である。 図１のシステムの上面図である。 図１のシステムによる多重スクリューの第１の斜視図である。 図４の多重スクリューの第２の斜視図である。 図１のシステムの多重スクリューおよび複数の骨固定要素の第１の斜視図である。 図６の多重スクリューおよび複数の骨固定要素の第２の斜視図である。 図６の多重スクリューおよび複数の骨固定要素の上面図である。 図６の多重スクリューおよび複数の骨固定要素の側面図である。 図６の多重スクリューおよび複数の骨固定要素の代替の実施形態の側断面図である。 図６の多重スクリューおよび複数の骨固定要素の別の代替の実施形態の斜視図である。 図６の多重スクリューおよび複数の骨固定要素の側面図である。 本発明による例示的外科システムの透視図である。 図１３のシステムの別の透視図である。 本発明の第２の例示的実施形態によるシステムの側面図である。 本発明の第３の例示的実施形態によるシステムの斜視図である。 図１６のシステムの側面図である。 骨折の固定に用いられている図１６のシステムの側面図である。

本発明は、以下の説明および添付の図面を参照することで更に理解されうるものであり、ここで、類似の要素は同一の参照番号によって参照される。本発明は、骨折の処置のための器具に関し、具体的には、スクリューのような骨接合用インプラントに関する。本発明の例示的実施形態は、限られたスペース内において、様々な骨固定要素で骨折を固定することを可能とする、複数の開口を含む多重スクリューを提供する。本明細書で用いる近位および遠位の用語は、任意の特定の方向に言及するために用いられるものではなく、外科医または他の本器具の使用者に向かう方向（近位）および離れる方向（遠位）を記述するために用いられるものであることに留意すべきである。

図１〜図１１に示すように、システム１００は、骨折を固定するために、複数の骨固定要素１０６がそこを通して挿入され得る、インプラント１０４内に挿入可能な多重スクリュー１０２を含む。インプラント１０４は、例えば骨プレート、ネイル等のような、任意の骨接合用インプラントでありうる。しかしながら、インプラント１０４は、多重スクリュー１０２も同様に骨内に直接挿入されうるということを要求されうるものではないことが、当業者に理解されるであろう。多重スクリュー１０２は、種々の異なる種類の骨折、特に、スクリューが占めうるスペースが限定されているような骨折を固定するために用いられうることもまた、当業者に理解されるであろう。

図３〜図５に示すように、多重スクリュー１０２は、頭部１０８および頭部から遠位に延在する本体部１１０を含む。好適な実施形態において、頭部１０８および本体部１１０は一体に形成される。頭部１０８は、手術部位において骨内に挿入される時、骨から離れた方向に面する近位面１１２と、手術部位において、骨と面する遠位面１１４とを含む。また、頭部１０８は、頭部１０８の周囲に分布し、各々がその中に骨固定要素１０６を収容できるようなサイズおよび形状とされている、複数の開口１１６を含む。

第１の例示的な実施形態において、図１〜図９に示すように、近位面１１２は実質的に凹状でありうる一方で、遠位面１１４は実質的に凸状でありうる。開口１１６の各々は、頭部１０８を通って、近位面１１２から遠位面１１４まで、近位面１１２に対してほぼ垂直に延在し、開口１１６は、近位面１１２の近位の点において、多重スクリュー１０２の長手軸Ｌに対して最大７０°の角度で、開口１１６の各々の中心軸Ｃが長手軸Ｌと交差するように配向されている。代替の実施形態においては、図１０に示すように、近位面１１２は実質的に凸状、および／または遠位面１１４は実質的に凹状でありうるものであり、遠位面１１４の遠位の点において、長手軸Ｌに対して最大−４５°の角度で、開口１１６の各々の中心軸Ｃが長手軸Ｌと交差する。別の代替の実施形態においては、図１１に示すように、開口１１６の中心軸Ｃは、近位面１１２の近位の点または遠位面１１４の遠位の点のいずれにおいても、長手軸Ｌと関与しない。むしろ、中心軸Ｃは、中心軸Ｃが長手軸Ｌとほぼ平行であるように、同様に頭部１０８を通って延在しうる。加えて、近位面１１２および／または遠位面１１４は実質的に平面でありうる。

当業者には理解されるであろうが、複数の中心軸Ｃと長手軸Ｌの間の交点の角度は、互いに等しいものであるか、または特定の適用の要件に応じて、異なるものでありうる。具体的には、これらの角度は、スクリュー１０２を介して骨内に挿入される複数の骨固定要素が、所望の程度で長手軸Ｌ（および本体部１１０）から離れて広がるようにして、それによって、骨固定要素によって固定される骨の領域を増大させるように選択される。頭部１０８のサイズを縮小するため、開口１１６は、頭部１０８によって部分的にのみ囲まれうる。すなわち、開口１１６の各々の近位部は、開放された状態でありうる。したがって、図１２〜図１４に示すように、各々の開口は、１８０°以上から３６０°（この場合、開口１１６は完全に囲まれる）までの範囲で囲まれうる。好適な実施形態において、開口１１６は、およそ２４０°〜２７０°の範囲で囲まれうる。

１つまたは複数の開口１１６は、そこを通って挿入される骨固定要素１０６のロッキングヘッド上の対応するねじ切りと係合するための、開口１１６の内部表面１２０に沿ったねじ切り１２２を含みうる。ねじ切り１２２は、例えば、そこを通って挿入される骨固定要素のロッキングヘッドのねじ切りの経路に対応する螺旋経路に沿って形成されうる。好適な実施形態において頭部１０８は３つの開口１１６を含みうるが、頭部１０８は任意の数の開口１１６を含みうることが、当業者によって理解されるであろう。

好適な実施形態において、最小のスペース内で、複数の骨固定要素１０６が頭部１０８を通って挿入されることを可能としうるように、頭部１０８はほぼ円形でありうる。好適な実施形態において、頭部１０８は、４０ｍｍ未満の直径を有しうる。しかしながら、頭部１０８のサイズは、例えば、開口１１６の数、開口１１６に収容される骨固定要素１０６のサイズ、および長手軸Ｌに対する中心軸Ｃの角度のような、多数の要因に応じて変化しうることが、当業者によって理解されるであろう。頭部１０８は、様々な形状およびサイズを取りうることもまた、当業者によって理解されるであろう。また、頭部１０８は、近位面１１２上の、駆動工具と接合するためのサイズおよび形状とされた接合要素１２４を含みうる。好適な実施形態において、接合要素１２４は、駆動工具の六角形状部と接合可能な、六角形状の凹部でありうる。しかしながら、接合要素１２４は、多重スクリュー１０２がインプラント１０４内に挿入される際に、長手軸について回転しうるように、駆動工具と接合可能な任意の凹部または突起部でありうることが、当業者によって理解されるであろう。

本体部１１０は、近位端１２６から遠位端１２８まで長手方向に延在しうるものであり、近位端１２６は、頭部１０８の遠位面１１４に取り付けられる。本体部１１０は、インプラント１０４と係合するために、少なくともその長さの一部に沿ったねじ切り１３０を含みうる。インプラント１０４を骨に対して固定するために、多重スクリュー１０２は、インプラント１０４の開口１４０を通して挿入可能であることが、当業者によって理解されるであろう。したがって、本体部１１０は、インプラント１０４の開口１４０を通して挿入可能なサイズおよび形状とされる。また、多重スクリュー１０２は、例えば鋼鉄、チタン、およびＰＥＥＫのような、様々な生体適合性の材料で形成されうることも、当業者によって理解されるであろう。

複数の骨固定要素１０６は、例えばロッキングヘッドスクリューのような、任意の種類の骨固定要素を含みうる。図６〜図９に示すように、複数の骨固定要素の各々は、頭部１３２およびそこから延在するシャフト１３４を含みうる。頭部１３２が任意の複数の開口１１６のねじ切り１２２と係合しうるように、頭部１３２は、その周囲にねじ切り１３６または他の係合機構を含みうる。シャフト１３４もまた、骨と係合するために、少なくともその長さの一部に沿ったねじ切り１３８を含みうる。骨固定要素１０６の各々は、開口１１６の各々の中心軸Ｃに沿って挿入可能である。中心軸Ｃと長手軸Ｌの交点の角度によって、骨固定要素１０６のシャフト１３４は、図６〜図９に示すように、骨内に更に挿入されるにつれて（すなわち、多重スクリュー１０２の遠位面１１４の遠位で）、長手軸Ｌに対して外側に広がるか、図１０に示すように、長手軸Ｌに対して内側に向かうか、または図１１〜図１２に示すように、長手軸Ｌに対して平行となる。複数の骨固定要素１０６は、小さなスペースを通じて、単一の骨固定要素のシャフトによって固定されるであろう領域よりも広い骨の領域を固定することが可能であることが、当業者によって理解されるであろう。図１〜図３に示すように、骨固定要素１０６の各々は、骨またはインプラント１０４の別の開口１４２のいずれかと係合するための１つまたは複数の開口１１６を通して挿入可能であることもまた、当業者によって理解されるであろう。

システム１００の例示的な外科的用途によれば、図１３〜図１４に示すように、スクリュー１０２は、例えば大腿骨頚部骨折の処置の為の髄内釘のようなインプラント１０４と共に用いられうる。（完全に囲まれた複数の開口１１６と共に示す）スクリュー１０２の本体部１１０は、頭部１０８が骨の外部表面と隣接するまで、骨の中に、髄内釘１０４内の穴１０５を通して挿入されうる。その後、骨固定要素１０６が、開口１１６を通して挿入されうる。示す実施形態において、更なる固定および安定性を提供するために、骨固定要素１０６が髄内釘１０４の両側に沿って延在するように、骨固定要素１０６は、スクリュー１０２の長手軸Ｌに対して外側に広がる。髄内釘１０４を骨に対して固定するために、追加の固定要素が髄内釘１０４の他の穴を通して挿入されうることが、当業者によって理解されるであろう。

第２の例示的実施形態において、図１５に示すように、システム２００は、そこを通して複数の骨固定要素２０６を受容するように適合および構成された多重スクリュー２０２を含む。多重スクリュー１０２と同様に、多重スクリュー２０２は、頭部２０８と、本体部２１０とを含む。しかしながら、頭部２０８と本体部２１０が互いに対して可動であるように、頭部２０８と本体部２１０は２部品アセンブリを形成する。具体的には、この実施形態における頭部２０８と本体部２１０は、その長手軸Ｌについて、互いに対して回転可能である。

頭部２０８は、頭部１０８と実質的に類似でありうるものであり、開口１１６に類似する開口２１６を含むが、そこを通って延在し、スクリュー２０２の本体部２１０の近位端２５８を収容する中央開口２５０の第１の部分２５２を有する一方で、第２の部分２５４は、近位端２５８を本体部２１０の遠位部２６０と接続する縮小径部２６２を収容する、中央開口２５０を更に含む。第１の部分２５２は、直径において第２の部分２５４よりも大きいので、拡大径近位端２５８はそこから遠位に通過することができない。第２の部分２５４は、本体部２１０が頭部２０８内に組み込まれる際に、対応する遠位部２６０上のねじ切り２６４と係合するためのねじ切り２５６を含む。当業者には理解されるであろうが、近位端２５８は、駆動工具と係合するための、その近位端における駆動要素２２４を更に含みうる。遠位部２６０のねじ切り２６４が中央開口２５０のねじ切り２５６から係脱され、第２の部分２５４が縮小径部２６２を受容するまで、本体部２１０は、駆動要素２２４を介して、開口２５０を通って遠位に動かされうる。したがって、中央開口２５０のねじ切り２５６の遠位端は、ねじ切り２６４の近位端を包囲して、本体部２１０が頭部２０８内部で回転することを可能とし、また、本体部２１０が不注意によりそこから除去されてしまうことを防止する。

システム２００は、システム１００に関して先に説明したものとほぼ同様の様式で用いられうることが、当業者によって理解されるであろう。具体的には、多重スクリュー２０２の頭部２０８内部に本体部２１０が永続的に搭載されると、多重スクリュー２０２は、駆動要素２２４を介して、インプラントの開口および／または骨の中へと動かされうる。その後、所望の通りに骨を固定するために、骨固定要素２０６が、開口２１６の各々の中心軸に沿って挿入されうる。

図１６〜図１８に示すように、第３の例示的実施形態によるシステム３００は、先に説明したシステム１００と実質的に類似であり、スクリュー１０２と実質的に類似のスクリュー３０２を備える。スクリュー３０２は、頭部３０８と、そこから遠位に延在し、目標の骨３０４内に挿入可能な本体部３１０と、を有する。本体部３１０は、少なくともその長さの一部に沿って延在するねじ切り３３０を含み、頭部３０８は、そこを通ってその近位面３１２から遠位面３１４まで延在する、複数の第１の型の開口３１６を含む。開口３１６は、開口１１６と実質的に類似する。第１の型の開口３１６は、第１の型の骨固定要素３０６を受容するように構成され、第１の型の骨固定要素３０６は、そこを通して挿入され、回転安定性を与え、および／または付加的な曲げ強度を与える。頭部３０８は、スクリュー３０２を骨に係止する、第２の型の骨スクリュー３７２を受容するための、頭部３０８を通って近位面３１２から遠位面３１４まで延在する、少なくとも１つの第２の型の開口３７０を更に含む。好適な実施形態において、スクリュー３０２は、３つの第２の型の開口３７０を含む。

好適な実施形態において、第１の型の開口３１６の各々は、第１の型の骨固定要素３０６が、開口３１６を通ってスクリュー３０２の本体部３１０とほぼ平行に延在するように、スクリュー３０２の長手軸Ｌ´とほぼ平行に中心軸Ｃ´を画定する。しかしながら、システム１００に関して先に検討したとおり、第１の型の骨固定要素３０６が、長手軸Ｌ´に対して、それぞれ外側または内側に広がるように、中心軸Ｃ´もまた、近位面３１２の近位で、または遠位面３１４の遠位で、長手軸Ｌ´と交差しうることが、当業者によって理解されるであろう。

第２の型の開口３７０の各々は、近位面３１２の近位で長手軸Ｌ´と交差する中心軸Ｓを有する。好適な実施形態において、中心軸Ｓは、およそ３０°の角度で長手軸Ｌ´と交差する。しかしながら、この交角は、特定の適用の要件に応じて変化しうることが、当業者によって理解されるであろう。第２の型の骨固定要素３７０は、完全に囲まれうるものであり、その内部表面に沿って、第２の型の骨固定要素３７２の頭部（図示せず）に沿った対応するねじ切りを収容するための、ねじ切り３７４を含みうる。第２の型の骨固定要素３７２は、第１の型の骨固定要素３０６が第１の型の開口３１６を通して挿入された後に、スクリュー３０２を骨に係止するため、およびスクリュー３０２が骨から後退するのを防止するために、第２の型の開口３７０を通して挿入されうる。スクリュー３０２は、種々のサイズおよび／または型の骨固定要素を収容するために、異なる角度で頭部３０８を通って延在する、更なる型の開口を含みうることが、当業者によって理解されるであろう。頭部３０８はまた、ガイドワイヤを収容するための更なる開口も含みうる。スクリュー３０２は、互いに等しいか、または特定の適用の要件に応じて異なる、中心軸Ｓおよび長手軸Ｌ´の間の交点を有する、２以上の第２の型の開口３７０を含みうることもまた、当業者によって理解されるであろう。

図１８に示すように、システム３００は、例えば大腿骨等の、骨の頚部における骨折を固定するために用いられうる。システム３００の例示的な外科的手法によれば、骨の骨折部分を一時的に整列させるために、ｋ−ワイヤが骨内に挿入されうる。所望のスクリュー３０２の位置に対応するために、追加的なｋ−ワイヤが骨内に配置されうる。その後、そこを通して穴を開けるために、ドリルが追加的ｋ−ワイヤ上を摺動しうる。穴が開けられると、スクリュー３０２の本体３１０がその穴を通して挿入され、スクリュー３０２が周囲の骨に係合するねじ切り３３０を介して締め付けられるように、本体３１０を長手軸Ｌ´について回転させる。スクリュー３０２が締め付けられる際に、骨折部が圧迫され、一時的な固定を与えていた一又は複数のｋ−ワイヤを取り外すことが可能となる。

その後、骨に対応する穴を開けることを促すために、ドリルガイドが第１の型の開口３１６内に配置される。次いで、第１の型の骨固定スクリュー３０６が、開口３１６内に挿入され、スクリュー３０２に回転安定性を与え、および／または骨折の固定のための更なる支持を与える。所望の数の骨固定要素３０６が骨を通して挿入され、スクリュー３０２の頭部３０８と係合すると、ドリルガイドが開口３７０を通して挿入され、骨内に対応する穴が開けられる。その後、第２の型の骨固定要素３７２が、開口３７０を介して骨内に挿入され、スクリュー３０２を骨に係止し、スクリュー３０２が骨から後退することを防止する。上述の外科的手法は、システム１００に対しても同様に用いられうることが、当業者によって理解されるであろう。しかしながら、システム１００は第２の型の開口を含まないため、第２の型の骨固定要素がその任意の部分を通して挿入されることはない。

本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、本発明に様々な修正を行いうることが、当業者には明らかであろう。したがって、本発明の修正および変形は、それが添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲のものである限り、本発明に包含されることが意図されている。

Claims (13)

1. 骨固定要素であって、
   前記固定要素の長手軸にほぼ沿って延在するシャフトと、
   頭部であって、その周囲に分布された複数の固定要素開口を含む頭部と、
   を備え、
   前記固定要素開口の各々は、前記頭部を通って前記頭部の近位面から前記頭部の遠位面まで延在し、前記固定要素開口の各々は、前記頭部を通って開口軸に沿って延在し、前記固定要素開口の少なくとも２つは、部分的に開放されている、骨固定要素。
2. 前記固定要素開口の各々は、前記開口軸と前記長手軸の交点が前記頭部の近位となるように、前記長手軸に対して傾斜している、請求項１に記載の固定要素。
3. 前記固定要素開口の各々は、前記開口軸と前記長手軸の交点が前記頭部の遠位となるように、前記長手軸に対して傾斜している、請求項１に記載の固定要素。
4. 前記固定要素開口の最初の１つは、その内部表面に沿ったねじ切りを含み、そこを通って挿入される骨固定要素の頭部上の対応するねじ切りと係合する、請求項１に記載の固定要素。
5. 第１の開口軸の角度が、第２の開口軸の角度と等しい、請求項１に記載の固定要素。
6. 前記シャフトは、前記頭部に対して回転可能である、請求項１に記載の固定要素。
7. 前記固定要素開口の各々の前記開口軸は、前記固定要素の前記長手軸とほぼ平行である、請求項１に記載の固定要素。
8. 前記頭部は、そこを通って前記近位面から前記遠位面まで係止軸に沿って延在する係止穴を更に含み、前記係止穴は、係止要素を受容するように適合および構成されている、請求項１に記載の固定要素。
9. 骨を処置するためのシステムであって、
   主要固定要素であって、
   前記固定要素の長手軸にほぼ沿って延在するシャフトと、
   頭部であって、その周囲に分布された複数の固定要素開口を含む頭部と、
   を含む、主要固定要素と、
   前記固定要素開口の各々を通して挿入するためのサイズおよび形状とされた複数の補助的骨固定要素であって、第１の前記補助的骨固定要素の１つは、その頭部上に、前記補助的骨固定要素が挿入される前記固定要素開口の１つの対応するねじ切りと係止接合するように適合されたねじ切りを含む、複数の補助的骨固定要素と、
   を含み、
   前記固定要素開口の各々は、前記頭部を通って前記頭部の近位面から前記頭部の遠位面まで延在し、前記固定要素開口の各々は、前記頭部を通って開口軸に沿って延在し、前記固定要素開口の少なくとも２つは、部分的に開放されているシステム。
10. 前記開口軸は、前記開口軸と前記長手軸の交点が前記頭部の近位となるように、前記長手軸に対して傾斜している、請求項９に記載のシステム。
11. 前記開口軸は、前記開口軸と前記長手軸の交点が前記頭部の遠位となるように、前記長手軸に対して傾斜している、請求項９に記載のシステム。
12. 前記少なくとも２つの固定要素開口を包囲する前記頭部の表面は、２４０°から２７０°の間の角度で周囲に延在する、請求項９に記載のシステム。
13. 前記シャフトは、前記頭部に対して回転可能である、請求項９に記載のシステム。
    

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