JP6114746B2 - 創外固定器および固定器セット - Google Patents

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Description

この発明は創外固定器および固定器セットに関し、より特定的には、関節軟骨損傷の治療に用いられる創外固定器および固定器セットに関する。
広範な関節軟骨損傷の治療は、欠損部にドリルやオウルで小さな穴をあけ、骨髄からの出血を促し、骨髄間葉系細胞を関節内に誘導する方法が一般的であるが、術後早期から損傷部へ荷重を加えることは幼弱な組織に損傷を与える可能性がある。
このような関節軟骨損傷の治療に用いられる創外固定器の一例が、特許文献1において開示されている。この創外固定器は、ボールジョイントおよびギアボックスを備え、損傷部を保護するために、関節を挟んで関節の両側を機械的に固定して関節の骨部を開大させ、損傷部への荷重を軽減する。そして、この創外固定器を装着した状態で関節を運動させる。
特開2002−345837号公報 特開2005−245470号公報
しかし、特許文献1に開示された創外固定器は、部品数が多く構造が複雑である。
また、特許文献2において、磁石を含む創外固定器が開示されている。しかし、この創外固定器は、第1の骨部と第2の骨部とに固定される一対の磁性体部が互いに引き合うように装着されており、関節の第1の骨部と第2の骨部とを開大させて関節軟骨損傷の治療を行う場合に用いることはできない。
それゆえに、この発明の主たる目的は、部品数が少なく構造が簡単でありながら、関節の第1骨部と第2骨部とを開大させて関節軟骨損傷の治療を効果的に行うことができる、創外固定器および固定器セットを提供することである。
この発明の或る見地によれば、関節の第1骨部と第2骨部とを開大させるために第1骨部を貫通する第1ピンと第2骨部を貫通する第2ピンとに取り付けられる創外固定器であって、相互に同極が対向するように配置される第1永久磁石および第2永久磁石と、第1永久磁石の第2永久磁石との対向面とは反対側の面に設けられかつ第1ピンに取り付けられる第1保持部と、第2永久磁石の第1永久磁石との対向面とは反対側の面に設けられかつ第2ピンに取り付けられる第2保持部と、第1永久磁石と第2永久磁石とについて相互間に働く反発力の方向である第1方向への動きを許容しかつ第1方向に直交する第2方向への動きを規制するために、第1永久磁石および第2永久磁石を第2方向から挟むように設けられる一対の第1規制部とを備える、創外固定器が提供される。
この発明では、第1永久磁石と第2永久磁石とは同極が対向するように配置されており、第1永久磁石および第2永久磁石を挟むように一対の第1規制部が設けられている。したがって、第1永久磁石と第2永久磁石とは、相互に反発し合い、反発力の方向である第1方向に相互に開大する。その結果、第1永久磁石に第1保持部を介して接続される第1ピンと第2永久磁石に第2保持部を介して接続される第2ピンとは開大し、それによって第1骨部と第2骨部、すなわち関節裂隙の軟骨部分を開大させた状態で、関節を動かすことができる。このように第1永久磁石と第2永久磁石との反発力を利用することによって、部品数が少なく構造を簡単にできるので、関節軟骨損傷部(軟骨再生部)への負荷を軽減することができ、関節軟骨損傷の治療を効果的に行うことができる。言い換えれば、部品点数が少なく構造が簡単でありながら、関節軟骨損傷の治療を効果的に行うことができる、創外固定器を得ることができる。
好ましくは、第1方向および第2方向のいずれにも直交する第3方向への第1永久磁石および第2永久磁石の動きを規制するために一対の第1規制部を連結するように設けられる第2規制部をさらに含む。この場合、第1方向および第2方向のいずれにも直交する第3方向への第1永久磁石および第2永久磁石の動きを規制することができ、第1永久磁石と第2永久磁石とが相互にねじれた位置関係にならず、第1永久磁石および第2永久磁石相互の直線的な往復運動がより円滑になる。
また好ましくは、第2規制部は磁性体を含む。この場合、創外固定器の周囲への漏洩磁場を小さくできる。したがって、周囲の物への悪影響を抑制できる。
さらに好ましくは、第1保持部および第2保持部の少なくともいずれか一方を第1ピンおよび第2ピンのうちの対応するピンに取り付けるためのボールジョイントを含む。この場合、第1保持部および第2保持部の少なくともいずれか一方はボールジョイントを介して対応するピンに取り付けられる。したがって、創外固定器の、第1保持部側の構成と第2保持部側の構成との相互間における相対的な伸縮および回旋運動を同時に行うことができる。したがって、関節の屈伸や回旋を行っても、創外固定器はその動きに追従でき、関節を自由に動かすことができる。その結果、関節軟骨損傷部(軟骨再生部)への負荷をさらに軽減した状態で、関節を円滑に運動させることができ、広範な関節軟骨損傷の治療をさらに効果的に行うことができる。
好ましくは、第2保持部にはボールジョイントが接続され、第1保持部は、第1ピンが挿通される貫通孔を有する。この場合、第1保持部の貫通孔に第1ピンを挿通することによって、第1保持部を第1ピンに簡単に取り付けることができ、第2保持部がボールジョイントを介して第2ピンに取り付けられることによって、関節を円滑に運動させることができる。
また好ましくは、第1保持部および第2保持部の少なくともいずれか一方は、第1ピンおよび第2ピンのうちの対応するピンが挿通される貫通孔を有する。この場合、第1保持部および第2保持部の少なくともいずれか一方の貫通孔に対応するピンを挿通することによって、保持部をピンに簡単に取り付けることができる。
さらに好ましくは、貫通孔に嵌入される傾斜スリーブを含む。この場合、保持部の貫通孔に傾斜スリーブを嵌入することによって、貫通孔を挿通するピンを斜め方向に向けることができる。したがって、骨部の骨密度の高い部分を狙ってピンを挿入することができ、個々の患者に合わせることができる。
好ましくは、一対の第1規制部と第1保持部とは一体的に形成されている。この場合、創外固定器の部品点数をさらに少なくできる。
また好ましくは、第1永久磁石および第2永久磁石はそれぞれ直方体状に形成されている。この場合、シンプルな形状でコストを抑えつつ大きな反発力を得ることができる。
この発明の他の見地によれば、第1ピンおよび第2ピンのそれぞれの一端側に取り付けられる上述の創外固定器と、第1ピンおよび第2ピンのそれぞれの他端側に取り付けられるピン固定具とを備え、ピン固定具は、固定具本体と、固定具本体と第1ピンとを連結する第1連結部と、固定具本体と第2ピンとを連結する第2連結部とを含む、固定器セットが提供される。
この発明では、第1骨部を貫通する第1ピンおよび第2骨部を貫通する第2ピンのそれぞれの一端側に創外固定器が取り付けられ、第1ピンおよび第2ピンのそれぞれの他端側にピン固定具が取り付けられる。これによって、第1ピンおよび第2ピンの不用な動きを抑制でき、骨部の損傷を抑制できる。特に、骨密度の低い患者に効果的である。このように、部品点数が少なく構造が簡単でありながら、関節軟骨損傷の治療を効果的に行うことができる、固定器セットを得ることができる。
好ましくは、第1連結部は、固定具本体に対して揺動可能に取り付けられ、第2連結部は、固定具本体に対して直線的に移動可能に取り付けられる。この場合、関節からみてピン固定具側において第1ピンおよび第2ピンの位置にずれが生じても、それに対応して第1ピンおよび第2ピンの他端側を保持できる。
この発明の上述の目的およびその他の目的、特徴、局面および利点は、添付図面に関連して行われる以下のこの発明の実施形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
(a)はこの発明の一実施形態に係る創外固定器を示す正面図、(b)はその側面図である。 (a)は図1の創外固定器において第2規制部を取り外した状態を示す正面図、(b)はその側面図である。 (a)はフレーム部を示す正面図、(b)はその平面図、(c)はその側面図である。 (a)は板状部材を示す平面図、(b)はその正面図である。 (a)は第1支持部材を示す平面図、(b)はその正面図である。 (a)は第2支持部材を示す平面図、(b)はその正面図、(c)はその底面図である。 (a)は第1シャフト部を示す正面図、(b)はその平面図、(c)はその側面である。 (a)は第2シャフト部を示す正面図、(b)はその側面図である。 (a)は第1板状部を示す正面図、(b)はその底面図である。 (a)は第2板状部を示す正面図、(b)はその底面図である。 (a)はピン固定具の一例を示す正面図、(b)はその側面図である。 (a)は固定具本体を示す正面図、(b)はその側面図、(c)はその底面図、(d)はその斜視図である。 (a)は第1連結部を示す正面図、(b)はその底面図、(c)はその側面図である。 (a)は第2連結部を示す正面図、(b)はその底面図、(c)はその側面図である。 膝関節の一方側に創外固定器、他方側にピン固定具を取り付けた状態の固定器セットを示す図解図である。 膝を曲げるときの膝関節と創外固定器とを示す図解図であり、(a)は膝を曲げていない状態、(b)は膝を90°曲げた状態、(c)は膝を120°曲げた状態である。 (a)はこの発明の他の実施形態に係る創外固定器を示す正面図、(b)はその側面図である。 (a)は傾斜スリーブを示す正面図、(b)はその側面図である。 膝関節の両側に創外固定器を取り付けた状態を示す図解図である。 この発明の他の実施形態に係る創外固定器を示す正面図である。 この発明の他の実施形態に係る創外固定器を示す正面図である。 この発明の他の実施形態に係る創外固定器を示す正面図である。 この発明の他の実施形態に係る創外固定器を示す正面図である。 この発明の他の実施形態に係る創外固定器を示す正面図である。 この発明の他の実施形態に係る創外固定器を示す正面図である。 この発明の他の実施形態に係る創外固定器を示す正面図である。 この発明の他の実施形態に係る創外固定器を示す正面図である。 この発明の他の実施形態に係る創外固定器を示す正面図である。 この発明の他の実施形態に係る創外固定器を示す正面図である。 この発明の他の実施形態に係る創外固定器を示す正面図である。 この発明の他の実施形態に係る創外固定器を示す正面図である。 ストッパの他の例を示す図解図である。 ピンの他の例を示す図解図である。 ピンの他の例を示す図解図である。 スリーブの他の例を示す側面図である。
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
この発明の実施形態では、図1〜図3、図17および図20〜図31を参照して、第1永久磁石と第2永久磁石との間に働く反発力の方向である矢印Xで示す方向が第1方向、矢印Xと直交する矢印Yで示す方向が第2方向、矢印XおよびYのいずれにも直交する矢印Zで示す方向が第3方向である。
図1〜図3を参照して、創外固定器10はフレーム部12を含む。フレーム部12は、第1方向および第3方向に開口されるように略U字状に形成され、磁性体からなり、好ましくはSS400などの鉄または磁性ステンレスによって形成されている。フレーム部12は、角柱状の第1保持部14と、第1保持部14の両端から第1保持部14に対して略直角方向に延びる略平板状の一対の第1規制部16a,16b、一対の第1規制部16a,16bのそれぞれの先端に形成される係止部18a,18bとを含む。第1保持部14は、第3方向に延びる複数(この実施形態では2つ)の貫通孔20を有する。貫通孔20には第1ピンP1(後述)が挿通される。また、フレーム部12は、第3方向に直交する両面から第3方向に延びる複数(この実施形態では各面に5つずつ)のねじ孔22を有する。さらに、係止部18a,18bはそれぞれ、第1方向に貫通するねじ孔24を有する。
フレーム部12の第1規制部16a,16bは、第1永久磁石32と第2永久磁石34と(ともに後述)について第1方向への動きを許容するが第2方向への動きを規制するために、第1永久磁石32および第2永久磁石34を第2方向から挟むように設けられている。
図3に示すように、第1規制部16a,16bの内表面にはそれぞれ、凹部26a,26bが形成されている。図2を参照して、凹部26aには、図4に示す略平板状の板状部材28が第1規制部16aと面一となるように嵌め込まれ、凹部26bには、板状部材28が第1規制部16bと面一となるように嵌め込まれている。板状部材28は、非磁性体からなり、好ましくはSUS304などの非磁性ステンレス、アルミニウムまたはチタンなどによって形成されている。板状部材28は、第1永久磁石32と第2永久磁石34との磁気的短絡を防ぐために設けられている。
フレーム部12の第1保持部14の内表面30には、第1永久磁石32が取り付けられている。言い換えれば、第1永久磁石32の対向面32aとは反対側の面に第1保持部14が設けられている。フレーム部12の第1規制部16a,16b間には、第1永久磁石32と対向するように第2永久磁石34が配置されている。第1永久磁石32と第2永久磁石34とは、略直方体の同形状を有し、同極が対向するように配置されている。図2に示すように、この実施形態では、第1永久磁石32は、対向面32a側にN極が位置し、対向面32aとは反対側(第1保持部14側)にS極が位置するように配置されている。同様に、第2永久磁石34は、対向面34a側にN極が位置し、対向面34aとは反対側(第2保持部36(後述)側)にS極が位置するように配置されている。第1永久磁石32および第2永久磁石34は、好ましくはR−Fe―B系焼結磁石(Rは希土類元素)である。
第2永久磁石34の対向面34aとは反対側の面には第2保持部36が設けられている。第2保持部36は、図5に示すような短冊状の第1支持部材38と、図6に示すような半割り状の2つの第2支持部材40とを含む。第1支持部材38は、半球状の凹部42と、複数(この実施形態では8つ)のねじ孔44とを有する。第2支持部材40は、半円状の凹部46と、貫通する複数(この実施形態では4つ)のねじ孔48とを有する。第1支持部材38および第2支持部材40は、磁性体からなり、好ましくはSS400などの鉄または磁性ステンレスによって形成されている。
図1および図2に示すように、第2保持部36にはボールジョイント50が接続されている。ボールジョイント50は、第1シャフト部52と第2シャフト部54とを含む。図7を参照して、第1シャフト部52は、球状部56と雌ねじ部58とを有する。図8を参照して、第2シャフト部54は、貫通孔60を有する筒状部62と雄ねじ部64とを有する。第1シャフト部52および第2シャフト部54は、非磁性体からなり、好ましくはSUS304などの非磁性ステンレス、アルミニウムまたはチタンなどによって形成されている。貫通孔60には、第2ピンP2(後述)が挿通される。雌ねじ部58に雄ねじ部64が螺入されることによって、ボールジョイント50が組み立てられる。ボールジョイント50の球状部56が第2保持部36の第1支持部材38の凹部42に挿入され、かつ球状部56の露出部分を2つの凹部46で囲むように第1支持部材38と2つの第2支持部材40とが組み合わされた状態で、ねじ孔48,44にねじ(図示せず)が螺入される。
図1に戻って、フレーム部12の第3方向の両開口を覆うように、2つの第2規制部66が配置されている。すなわち、第3方向への第1永久磁石32および第2永久磁石34の動きを規制するために、一対の第1規制部16a,16bを連結するように2つの第2規制部66が設けられている。各第2規制部66は、第1板状部68と第2板状部70とを含む。図9および図10を参照して、第1板状部68と第2板状部70とは厚みを除いて略同一形状を有する。第1板状部68は、切欠72と、複数(この実施形態では2つ)の貫通孔74と、貫通する複数(この実施形態では5つ)のねじ孔76とを有する。第1板状部68は、非磁性体からなり、好ましくはSUS304などの非磁性ステンレス、アルミニウムまたはチタンなどによって形成されている。第2板状部70は、切欠78と、複数(この実施形態では2つ)の貫通孔80と、貫通する複数(この実施形態では5つ)のねじ孔82とを有する。第2板状部70は、磁性体からなり、好ましくはSS400などの鉄または磁性ステンレスによって形成されている。
フレーム部12の第3方向の両開口を覆うように、フレーム部12を2つの第1板状部68によって第3方向から挟み、さらに各第1板状部68上に第2板状部70を重ねた状態で、ねじ孔82,76,22にねじ84(図1参照)を螺入することによって、フレーム部12に第1板状部68および第2板状部70が取り付けられる。
図2を参照して、このような創外固定器10では、第2永久磁石34ひいてはボールジョイント50は、第1方向に直線的に往復運動可能であり、ボールジョイント50は、第2保持部36に対して球状部56を支点として回旋可能(たとえば矢印T方向に移動可能)である。これによって、創外固定器10が第1ピンP1および第2ピンP2を介して関節に装着されたとき、創外固定器10は、第1ピンP1が第2ピンP2に対して捩れるような関節の動きにも対応できる。
図1および図3に戻って、このような創外固定器10を関節へ装着する前には、2つのねじ孔24に螺入された押しねじ86によって、第2保持部36および第2永久磁石34が第1永久磁石32方向へ押圧されている。
ついで、図11〜図14を参照して、ピン固定具100について説明する。
図11に示すように、ピン固定具100は、固定具本体102と、固定具本体102と第1ピンP1(図15参照)とを連結する第1連結部104と、固定具本体102と第2ピンP2(図15参照)とを連結する第2連結部106とを含む。固定具本体102、第1連結部104および第2連結部106は、非磁性体からなり、好ましくはSUS304などの非磁性ステンレス、アルミニウムまたはチタンなどによって形成されている。
図12に示すように、固定具本体102は、正面視略J字状に形成されており(図12(a)参照)、肉厚部108と、2つの肉薄部110,112とを有する。肉薄部110は、固定具本体102に凹部114を形成することによって得られる。肉薄部112は、固定具本体102に一方向に開口する凹部116を形成することによって得られる。肉厚部108には貫通孔118が形成され、肉薄部110には貫通するねじ孔120が形成され、肉薄部112には貫通するねじ孔122が形成されている。
図13に示すように、第1連結部104は、正面視略I字状に形成され(図13(a)参照)、肉厚部124と肉薄部126とを含む。肉厚部124には貫通孔128が形成され、肉薄部126には長孔状の貫通孔130が形成されている。
図14に示すように、第2連結部106は、正面視略I字状に形成され(図14(a)参照)、肉厚部132と肉薄部134とを含む。肉厚部132には貫通孔136が形成され、肉薄部134には長孔状の貫通孔138が形成されている。
図11〜図13を参照して、固定具本体102のねじ孔120と第1連結部104の貫通孔130とが合うように、固定具本体102の凹部114に第1連結部104の肉薄部126が配置され、ボルト140が貫通孔130に挿通されかつねじ孔120に螺入される。これによって、第1連結部104は、固定具本体102に対して略140度の範囲内で矢印T1で示す方向に揺動可能でありかつ矢印Y1で示す方向に直線的に移動可能に取り付けられる。なお、第1連結部104の揺動に関し、実際の使用時には、第1連結部104は、固定具本体102に対して、図11(a)において実線で示す位置から±略25度の範囲で揺動できればよい。さらに、図14を参照して、固定具本体102のねじ孔122と第2連結部106の貫通孔138とが合うように、固定具本体102の凹部116に第2連結部106の肉薄部134が嵌合され、ワッシャー142を挟んでボルト144が貫通孔138に挿通されかつねじ孔122に螺入される。これによって、第2連結部106は、固定具本体102に対して矢印X1で示す方向に直線的に移動可能に取り付けられる。
図15を参照して、創外固定器10およびピン固定具100を含む固定器セットSは、次のようにして関節に装着される。ここでは、下腿部側の第1骨部Bと大腿部側の第2骨部Cとが開大された状態で、第1骨部Bおよび第2骨部Cのそれぞれの一方側に創外固定器10が位置しかつ第1骨部Bおよび第2骨部Cのそれぞれの他方側にピン固定具100が位置するように膝関節Aを挟んで、創外固定器10およびピン固定具100が膝関節Aに装着される場合について説明する。
まず、第1骨部Bに2つの貫通孔が、第2骨部Cに1つの貫通孔が、それぞれたとえばドリルによってあけられる。ついで、第1骨部Bにあけられた各貫通孔に第1ピンP1が挿通され、第2骨部Cにあけられた貫通孔に第2ピンP2が挿通される。第1ピンP1および第2ピンP2はそれぞれ棒状に形成され、生体適合性に優れたチタンを含むことが好ましい。この実施形態では、第1ピンP1および第2ピンP2の外表面の両端部には雄ねじが形成されている。なお、図15では、2つの第1ピンP1のうちの1つのみが図示されている。
そして、膝関節Aからみて3つのピン(2つの第1ピンP1と1つの第2ピンP2)の一方側には、3つのナット146、図1に示す創外固定器10、および3つのナット146が順次取り付けられる。すなわち、膝関節Aからみて一方側において、2つの第1ピンP1および1つの第2ピンP2のそれぞれには内側(膝関節Aに近い側)にまでナット146が通され、各第1ピンP1を創外固定器10の対応する貫通孔(貫通孔20,74,80からなる)に挿通しかつ第2ピンP2を創外固定器10のボールジョイント50の貫通孔60に挿通して3つのピンに創外固定器10が通され、さらに、2つの第1ピンP1および1つの第2ピンP2のそれぞれにナット146が通される。このようにして、創外固定器10は、両側から3つずつのナット146で挟まれ、2つの第1ピンP1および1つの第2ピンP2に取り付けられる。このとき、創外固定器10は、第1ピンP1および第2ピンP2から外側に外れないように保持される。また、第1ピンP1および第2ピンP2はそれぞれ創外固定器10に対して回転可能であるが、第1ピンP1は創外固定器10に対して回転不能であってもよい。
その後、図1に示すように第2保持部36および第2永久磁石34を第1永久磁石32方向へ押圧していた2つの押しねじ86が、緩められ、必要に応じて創外固定器10から取り外される。すると、第1永久磁石32と第2永久磁石34との間に働く反発力によって、第1ピンP1および第2ピンP2には、相互の間隔が開く方向に力が働く。
このときの創外固定器10の伸縮動作状況を見ながら、膝関節Aからみて他方側に、ピン固定具100を装着するか、創外固定器10を装着するか、または特に何もしないかが決定される。
この例では、ピン固定具100が装着される。
ピン固定具100は、創外固定器10と同様に装着される。
まず、膝関節Aからみて3つのピン(2つの第1ピンP1と1つの第2ピンP2)の他方側には、3つのナット146、図11に示すピン固定具100、および3つのナット146が順次取り付けられる。すなわち、膝関節Aからみて他方側において、2つの第1ピンP1および1つの第2ピンP2のそれぞれには内側(膝関節Aに近い側)にまでナット146が通され、ピン固定具100の貫通孔118,128にそれぞれ第1ピンP1を挿通しかつピン固定具100の貫通孔136に第2ピンP2を挿通して3つのピンにピン固定具100が通され、さらに、2つの第1ピンP1および1つの第2ピンP2のそれぞれにナット146が通される。このようにして、ピン固定具100は、両側から3つずつのナット146で挟まれ、2つの第1ピンP1および1つの第2ピンP2に取り付けられる。このとき、ピン固定具100は、第1ピンP1および第2ピンP2から外側に外れないように保持される。また、第1ピンP1および第2ピンP2はそれぞれピン固定具100に対して回転可能であるが、第1ピンP1はピン固定具100に対して回転不能であってもよい。
膝関節Aに装着された創外固定器10では、たとえば患者が直立した状態で第1永久磁石32と第2永久磁石34との間に略240N(24.5kgf)の反発力が働く。
このようにして創外固定器10およびピン固定具100を装着した状態で膝を曲げていく場合について、図16(a)〜図16(c)を参照して説明する。
図16(a)に示すように膝を曲げていない状態では、第1永久磁石32と第2永久磁石34とは接近している。ついで、図16(b)に示すように膝を略90°曲げた状態では、第2永久磁石34は第1永久磁石32から遠ざかるように移動する。そして、図16(c)に示すように膝を略120°曲げた状態では、第2永久磁石34は第1永久磁石32からさらに遠ざかるように移動する。また、膝を0°(伸ばした状態)から120°まで曲げる間、ボールジョイント50は、第2保持部36に対して球状部56を支点として回旋する。このようにして、膝を曲げるとき、第1骨部Bと第2骨部Cとが離れた状態が保たれる。
創外固定器10によれば、第1永久磁石32と第2永久磁石34とは同極が対向するように配置されており、第1永久磁石32および第2永久磁石34を挟むように一対の第1規制部16a,16bが設けられている。したがって、第1永久磁石32と第2永久磁石34とは、相互に反発し合い、反発力の方向である第1方向に相互に開大する。その結果、第1永久磁石32に第1保持部14を介して接続される第1ピンP1と、第2永久磁石34に第2保持部36を介して接続される第2ピンP2とは開大し、それによって第1骨部Bと第2骨部C、すなわち膝関節Aの軟骨部分を開大させた状態で、膝関節Aを動かすことができる。このように第1永久磁石32と第2永久磁石34との反発力を利用することによって、部品数が少なく構造を簡単にできるので、関節軟骨損傷部(軟骨再生部)への負荷を軽減することができ、関節軟骨損傷の治療を効果的に行うことができる。言い換えれば、部品点数が少なく構造が簡単でありながら、関節軟骨損傷の治療を効果的に行うことができる、創外固定器10を得ることができる。また、創外固定器10は、コストを抑えつつ、従来のものより小さく構成でき嵩張らないので、患者の生活への支障を低減できる。
一対の第1規制部16a,16bを連結するように2つの第2規制部66を設けることによって、第1方向および第2方向のいずれにも直交する第3方向への第2永久磁石34の動きを規制することができ、第1永久磁石32と第2永久磁石34とが相互にねじれた位置関係にならず、第1永久磁石32に対する第2永久磁石34の直線的な往復運動がより円滑になる。また、第1永久磁石32および第2永久磁石34は、フレーム部12と第2規制部66とで囲まれた空間内に設けられるので、第1永久磁石32および第2永久磁石34が患者の皮膚を擦ったり挟んだりすることはない。
第2規制部66が磁性体からなる第2板状部70を含むことによって、創外固定器10の周囲への漏洩磁場を小さくできる。したがって、周囲の物への悪影響を抑制できる。
第2保持部36はボールジョイント50を介して第2ピンP2に取り付けられるので、創外固定器10の、第1保持部14側の構成と第2保持部36側の構成との相互間における相対的な伸縮(直線運動)および回旋運動を同時に行うことができる。したがって、膝関節Aの屈伸や回旋を行っても、創外固定器10はその動きに追従でき、膝関節Aを自由に動かすことができる。その結果、関節軟骨損傷部(軟骨再生部)への負荷をさらに軽減した状態で、膝関節Aを円滑に運動させることができ、広範な関節軟骨損傷の治療をさらに効果的に行うことができる。
第1保持部14の貫通孔20に第1ピンP1を挿通することによって、第1保持部14を第1ピンP1に簡単に取り付けることができる。
一対の第1規制部16a,16bと第1保持部14とは一体的に形成されているので、創外固定器10の部品点数をさらに少なくできる。
第1永久磁石32および第2永久磁石34はそれぞれ直方体状に形成されているので、シンプルな形状でコストを抑えつつ大きな反発力を得ることができる。
第2ピンP2は創外固定器10に対して回転可能であるので、膝関節Aをさらに自由に動かすことができる。
第1骨部Bを貫通する第1ピンP1および第2骨部Cを貫通する第2ピンP2のそれぞれの一端側に創外固定器10が取り付けられ、第1ピンP1および第2ピンP2のそれぞれの他端側にピン固定具100が取り付けられる。これによって、第1ピンP1および第2ピンP2の不用な動きを抑制でき、第1骨部Bや第2骨部Cの損傷を抑制できる。特に、骨密度の低い患者に効果的である。このように、部品点数が少なく構造が簡単でありながら、関節軟骨損傷の治療を効果的に行うことができる、固定器セットSを得ることができる。
図17に、他の実施形態の創外固定器10aを示す。
創外固定器10aは、着脱可能な傾斜スリーブ148を有する。また、創外固定器10aのフレーム部12aは、第1ピンP1が挿通する貫通孔として、貫通孔20と貫通孔20よりも大きい径を有する貫通孔20aとを有する。これに伴って、第2規制部66aの第1板状部68aは、貫通孔74と貫通孔74よりも大きい径を有する貫通孔74aとを有し、第2規制部66aの第2板状部70aは、貫通孔80と貫通孔80よりも大きい径を有する貫通孔80aとを有する。創外固定器10aにおける貫通孔20,74および80はそれぞれ、創外固定器10における貫通孔20,74および80と同径を有する。なお、図17(a)でいえば、左側に貫通孔20a,74aおよび80aが設けられ、右側に貫通孔20,74および80が設けられる。
図18を参照して、傾斜スリーブ148は、円筒部150と円筒部150の一端に形成される環状の鍔部152とを有する。円筒部150および鍔部152には、円筒部150および鍔部152の軸方向に対して僅かに傾斜する方向に延びる貫通孔154が形成されている。このような傾斜スリーブ148が、第2板状部70aの貫通孔80a、第1板状部68aの貫通孔74a、およびフレーム部12aの貫通孔20aに嵌入される。貫通孔154には第1ピンP1が挿通される。傾斜スリーブ148は、非磁性体からなり、好ましくはSUS304などの非磁性ステンレス、アルミニウムまたはチタンなどによって形成されている。その他の構成については、創外固定器10と同様であるので、重複する説明は省略する。
このような創外固定器10aによれば、貫通孔80a,74aおよび20aには傾斜スリーブ148が嵌入されているので、貫通孔154を挿通する第1ピンP1を斜め方向に向けることができる。したがって、第1骨部Bの骨密度の高い部分を狙って第1ピンP1を挿入することができ、個々の患者に合わせることができる。
第1連結部104は固定具本体102に対して揺動可能に取り付けられ、第2連結部106は固定具本体102に対して直線的に移動可能に取り付けられるので、膝関節Aからみてピン固定具100側において第1ピンP1および第2ピンP2の位置にずれが生じても、それに対応して第1ピンP1および第2ピンP2の他端側を保持できる。
図19に示すように、ピン固定具100を用いることなく、2つの創外固定器10を膝関節Aの両側に装着するようにしてもよい。この場合、ピン固定具100を別途準備する必要はない。
図20に示す創外固定器10bのように、第1永久磁石32bと第2永久磁石34bとが、互いのN極同士が対向しかつS極同士が対向するように、配置されてもよい。その他の構成については、創外固定器10と同様であるので、重複する説明は省略する。なお、図20以降において創外固定器を示す図面では、図面の煩雑化を避けるために第2規制部の図示は省略されているが、第2規制部は、各創外固定器に応じて、適宜必要な変更を加えた上で設けられる。
このような創外固定器10bによれば、創外固定器10と同様の効果が得られる。
図21に示す創外固定器10cのように、体格に合わせて、ボールジョイント50よりもたとえば30mm長いボールジョイント50aが用いられてもよい。ボールジョイント50aの第2シャフト部54aは、貫通孔60を有する筒状部62aと筒状部62aから延びる脚部62bと雄ねじ部64とを有する。その他の構成については、創外固定器10と同様であるので、重複する説明は省略する。
このような創外固定器10cによれば、たとえば患者の体格が大きく、膝関節Aにおける第1ピンP1の取り付け位置と第2ピンP2の取り付け位置との間隔が大きくても対応できる。
図22に示す創外固定器10dのように、フレーム部12dには、2つの貫通孔20dが形成されるだけではなく、ボールジョイント50が取り付けられてもよい。この場合、フレーム部12dは、略U字状のフレーム本体156と2つの半割り状の支持部材158とを含む。フレーム本体156は半球状の凹部156aを有し、支持部材158は半円状の凹部158aを有する。そして、ボールジョイント50の球状部56がフレーム本体156の凹部156aに挿入され、かつ球状部56の露出部分を2つの凹部158aで囲むようにフレーム本体156と2つの支持部材158とが組み合わされた状態で、図示しない締結部材によってフレーム本体156と2つの支持部材158とが一体化される。なお、フレーム部12dの第3方向に直交する両面には、8つ(各面に4つずつ)のねじ孔22が形成されている。その他の構成については、創外固定器10と同様であるので、重複する説明は省略する。
このような創外固定器10dによれば、フレーム部12dに貫通孔20dとボールジョイント50とを設けることによって、状況に応じて第1ピンP1を貫通孔20dおよび/またはボールジョイント50の貫通孔60に挿通させることができるので、利便性を高めることができる。
図23に示す創外固定器10eのように、第2保持部36にボールジョイント50が取り付けられるだけではなく、フレーム部12eにも2つのボールジョイント50が取り付けられてもよい。この場合、フレーム部12eは、略U字状のフレーム本体160と両端に位置する2つの支持部材162と中央に位置する支持部材164とを含む。フレーム本体160は2つの半球状の凹部160aを有し、支持部材162は半円状の凹部162aを有し、支持部材164はその両端部にそれぞれ半円状の凹部164aを有する。そして、2つのボールジョイント50の球状部56がフレーム本体160の2つの凹部160aに挿入され、かつ球状部56の露出部分を凹部162aと凹部164aとで囲むようにフレーム本体160と支持部材164と2つの支持部材162とが組み合わされた状態で、図示しない締結部材によってフレーム本体160と支持部材164と2つの支持部材162とが一体化される。フレーム本体160の第3方向に直交する両面には、8つ(各面に4つずつ)のねじ孔22が形成されている。その他の構成については、創外固定器10と同様であるので、重複する説明は省略する。
このような創外固定器10eによれば、膝関節Aの動きの自由度がさらに向上する。
図24に示す創外固定器10fのように、フレーム部12fにボールジョイント50が取り付けられ、第1保持部14fに2つの貫通孔166が形成されてもよい。この場合、フレーム部12fは、略U字状のフレーム本体168と2つの半割り状の支持部材170とを含む。フレーム本体168は、第1規制部168a,168bと、第1規制部168a,168bを連結する連結部168cとを含む。フレーム本体168の連結部168cは半球状の凹部168dを有し、支持部材170は半円状の凹部170aを有する。そして、ボールジョイント50の球状部56が連結部168cの凹部168dに挿入され、かつ球状部56の露出部分を2つの凹部170aで囲むようにフレーム本体168と2つの支持部材170とが組み合わされた状態で、図示しない締結部材によってフレーム本体168と2つの支持部材170とが一体化される。第1保持部14fの内表面に第1永久磁石32が設けられ、連結部168cの内表面に第2永久磁石34が設けられている。フレーム部12fの第3方向に直交する両面には、8つ(各面に4つずつ)のねじ孔22が形成されている。そして、第1保持部14fに形成された2つの貫通孔166にそれぞれ第1ピンP1が挿通され、フレーム部12fに取り付けられたボールジョイント50の貫通孔60に第2ピンP2が挿通される。この実施形態において、連結部168cと2つの支持部材170とが第2保持部に相当する。したがって、創外固定器10fでは、第1規制部168a,168bと、第2保持部とは一体的に形成されている。
このような創外固定器10fにおいても、創外固定器10と略同様の効果が得られる。
図25に示す創外固定器10gのように、2つの第1規制部172aと172bとが第1保持部36aまたは第2保持部36bによって連結されていなくてもよい。第1保持部36aおよび第2保持部36bは、創外固定器10に含まれる第2保持部36と同様の構成を有する。創外固定器10gは、相互に同極が対向するように配置されている第1永久磁石32と第2永久磁石34とを含む。第1永久磁石32の対向面32aとは反対側の面には第1保持部36aが取り付けられ、第2永久磁石34の対向面34aとは反対側の面には第2保持部36bが取り付けられている。第1保持部36aおよび第2保持部36bにはそれぞれ、ボールジョイント50が接続されている。このような第1永久磁石32、第2永久磁石34、第1保持部36aおよび第2保持部36bを側方(第2方向)から挟むように、2つの板状の第1規制部172a,172bが配置されている。第1規制部172aの第3方向に直交する両面には、4つ(各面に2つずつ)のねじ孔22が形成されている。同様に、第1規制部172bの第3方向に直交する両面には、4つ(各面に2つずつ)のねじ孔22が形成されている。第1永久磁石32側のボールジョイント50に第1ピンP1が挿通され、第2永久磁石34側のボールジョイント50に第2ピンP2が挿通される。
このような創外固定器10gによれば、第1永久磁石32および第2永久磁石34がそれぞれ第1方向に移動できるので、膝関節Aの動きの自由度がさらに向上する。
永久磁石の形状は直方体状に限定されず、図26に示す創外固定器10hのように、凸状の対向面174aを有する第1永久磁石174と、凹状の対向面176aを有する第2永久磁石176とが用いられてもよい。その他の構成については、創外固定器10と同様であるので、重複する説明は省略する。
このような創外固定器10hによれば、第1永久磁石174と第2永久磁石176との対向面積を大きくでき、反発力をさらに増大できる。
図27に示す創外固定器10iのように、フレーム部12iの第1規制部177aおよび177bがともに一方側に傾いていてもよい。それに伴い、フレーム12iの内側面に設けられる非磁性体からなる板状部材178a,178bも傾く。その他の構成については、創外固定器10と同様であるので、重複する説明は省略する。
このような創外固定器10iによれば、第1永久磁石32に対して第2永久磁石34を第1方向から傾いた方向(斜め方向)に移動させることができる。
図28に示す創外固定器10jのように、フレーム部12jの一部が左右方向に移動できるように構成されてもよい。フレーム部12jは、図2に示すフレーム部12を3分割したような構造を有し、第1フレーム180と第2フレーム182と第3フレーム184とを有し、第1フレーム180と第2フレーム182とは連結部材186で連結され、第1フレーム180と第3フレーム184とは連結部材186で連結されている。また、第1フレーム180の内側面には2つの板状部材188aが形成され、第2フレーム182の内側面には板状部材188bが形成され、第3フレーム184の内側面には板状部材188cが形成されている。板状部材188a,188bおよび188cは、非磁性体からなり、好ましくはSUS304などの非磁性ステンレス、アルミニウムまたはチタンなどによって形成されている。創外固定器10jでは、第2規制部は、第1フレーム180用と、第2フレーム182および第3フレーム184用とで、別々に設けられる。その他の構成については、創外固定器10と同様であるので、重複する説明は省略する。
このような創外固定器10jによれば、第2永久磁石34を第2方向(左右方向)に動かすことができる。
図29に示す創外固定器10kのように、略C字状のフレーム部12kが用いられてもよい。フレーム部12kは、第1保持部190と第1保持部190の両端から円弧状に延びる一対の第1規制部192a,192bとを含む。フレーム部12kには、複数(この実施形態では7つ)の貫通孔20が形成され、複数(この実施形態では8つ(第3方向に直交する各面に4つずつ))のねじ孔22が形成されている。第1保持部190の内表面には直方体状の第1永久磁石194が取り付けられ、第1永久磁石194と対向するように第2永久磁石196が配置されている。第1永久磁石194と第2永久磁石196とは、同極が対向するように配置されている。第2永久磁石196は、フレーム部12kの両端部の隙間を移動可能な第2保持部198によって保持されている。第2保持部198は、第2永久磁石196に取り付けられる第1支持部材200と、半割り状の2つの第2支持部材202とを含む。第1支持部材200は半球状の凹部200aを有し、各第2支持部材202は半円状の凹部202aを有する。そして、ボールジョイント50の球状部56が第1支持部材200の凹部200aに挿入され、かつ球状部56の露出部分を2つの凹部202aで囲むように第1支持部材200と2つの第2支持部材202とが組み合わされた状態で、図示しない締結部材によって第1支持部材200と2つの第2支持部材202とが一体化される。このようにして、ボールジョイント50が第2保持部198に接続されている。
このような創外固定器10kによれば、略円柱状に形成でき、フレーム部12kに複数の貫通孔20を環状に配置できる。したがって、第1ピンP1を挿通する貫通孔20を選択することによって、第1ピンP1と第2ピンP2との間隔を調整できる。
図30に示す創外固定器10lのように、第2永久磁石34を保持する第2保持部204に貫通孔206が形成されていてもよい。この場合、第2保持部204にはボールジョイント50は取り付けられず、貫通孔206に第2ピンP2が挿通される。その他の構成については、図23に示す創外固定器10eと同様であるので、重複する説明は省略する。
このような創外固定器10lによれば、第1ピンP1側にボールジョイント50が設けられているので、第2ピンP2側にボールジョイント50が設けられなくても、創外固定器10と略同様の効果が得られる。
図31に示す創外固定器10mのように、ボールジョイント50を含まなくてもよい。創外固定器10mでは、第1永久磁石32は図2に示すフレーム部12によって保持され、第2永久磁石34は図30に示す第2保持部204によって保持され、貫通孔20に第1ピンP1が挿通され、貫通孔206に第2ピンP2が挿通される。
この発明は、創外固定器10mのように、必ずしもボールジョイント50を含む必要はない。
この発明において、第1保持部に取り付けられるボールジョイントの数および第1保持部に形成される貫通孔の数は1つでも複数でもよい。
上述の実施形態では、図15および図19に示すように、創外固定器やピン固定具100を第1ピンP1および第2ピンP2に取り付けるとき、ストッパとして、ナット146が用いられたが、ストッパはこれに限定されない。ストッパとして、たとえば、図32に示すように、径方向に貫通するねじ孔208を有するリング状部材210と、ねじ孔208に螺入されるボルト212とが用いられてもよい。この場合、第1ピンおよび第2ピンの少なくともいずれか一方には、図33に示すようなピンPaが用いられる。ピンPaは、棒状に形成され、その両端部に平坦面214を有する。平坦面214は、創外固定器、ピン固定具100およびリング状部材210が取り付けられる箇所よりも広範囲に形成されている。リング状部材210に螺入されたボルト212が平坦面214に当接しても、リング状部材210は、ピンPaを軸方向に移動可能となる。
このように、ピンPaに取り付けられたリング状部材210は、ピンPaの軸方向に移動することができるので、ピンPaに取り付けられた創外固定器やピン固定具10は、ピンPaの軸方向に移動可能となり、膝関節Aを一層自由に動かすことができる。
また、図34に示すように、第1ピンおよび第2ピンとして、頭部216を有するピンPbが用いられてもよい。
また、創外固定器10について、図3において一点鎖線で示すように、フレーム部12にはフレーム部12の外表面と貫通孔20とを連通するねじ孔218が形成され、図8において一点鎖線で示すように、ボールジョイント50の第2シャフト部54には筒状部62の外表面と貫通孔60とを連通するねじ孔220が形成されてもよい。さらに、ピン固定具100について、図12において一点鎖線で示すように、固定具本体102には肉厚部108の外表面と貫通孔118とを連通するねじ孔222が形成され、図13において一点鎖線で示すように、第1連結部104には肉厚部124の外表面と貫通孔128とを連通するねじ孔224が形成され、図14において一点鎖線で示すように、第2連結部106には肉厚部132の外表面と貫通孔136とを連通するねじ孔226が形成されてもよい。
この場合、ナット146やリング状部材210を用いることなく、ねじ孔218,220,222,224および226に、図32に示すボルト212を螺入することによって、第1ピンP1および第2ピンP2を固定できる。
さらに、第1ピンP1および第2ピンP2から創外固定器やピン固定具100が抜けないように、第1ピンP1および第2ピンP2の端部に樹脂からなるキャップを装着してもよい。
なお、図21〜図31に示す創外固定器においても、図20に示すような第1永久磁石32bおよび第2永久磁石34bが用いられてもよい。また、第1永久磁石と第2永久磁石とは、それぞれのS極同士が対向し、それぞれのN極が外側にくるように配置されてもよい。
図17に示す創外固定器10aにおいて、傾斜スリーブ148に替えて、図35に示すような通常のスリーブ228が用いられてもよい。スリーブ228の貫通孔230は、スリーブ228の軸方向に対して傾斜していない。スリーブ228は、非磁性体からなり、好ましくはSUS304などの非磁性ステンレス、アルミニウムまたはチタンなどによって形成されている。また、傾斜スリーブ148に替えて、樹脂またはゴムのような柔軟性のある中空筒状の部材が用いられてもよい。
1つの創外固定器に、複数の傾斜スリーブが用いられてもよい。また、傾斜スリーブは、第2保持部に設けられる貫通孔に嵌入されてもよい。
フレーム部の第1保持部と一対の第1規制部とは、ボルトなどの締結部材によって組み付けられてもよい。
この発明は、膝関節だけではなく、足首関節、股関節、手関節、肘関節、指関節などの任意の関節に適用できる。その場合、部位に応じて、貫通孔やボールジョイントの位置、個数を変更できる。
以上、この発明の好ましい実施形態について説明されたが、この発明の範囲および精神を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能であることは明らかである。この発明の範囲は、添付された請求の範囲のみによって限定される。
10,10a〜10m 創外固定器
12,12a,12d,12e,12f,12i,12j,12k フレーム部
14,14f,36a,190 第1保持部
16a,16b,168a,168b,172a,172b,177a,177b,192a,192b 第1規制部
20,20a,20d,60,74,74a,80,80a,118,128,130,136,138,154,166,206,230 貫通孔
32,32b,174,194 第1永久磁石
32a,34a,174a,176a 対向面
34,34b,176,196 第2永久磁石
36,36b,198,204 第2保持部
50,50a ボールジョイント
66,66a 第2規制部
100 ピン固定具
102 固定具本体
104 第1連結部
106 第2連結部
140,144,212 ボルト
146 ナット
148 傾斜スリーブ
210 リング状部材
A 膝関節
B 第1骨部
C 第2骨部
P1 第1ピン
P2 第2ピン
Pa,Pb ピン
S 固定器セット
X 第1方向
Y 第2方向
Z 第3方向

Claims (11)

  1. 関節の第1骨部と第2骨部とを開大させるために前記第1骨部を貫通する第1ピンと前記第2骨部を貫通する第2ピンとに取り付けられる創外固定器であって、
    相互に同極が対向するように配置される第1永久磁石および第2永久磁石と、
    前記第1永久磁石の前記第2永久磁石との対向面とは反対側の面に設けられかつ前記第1ピンに取り付けられる第1保持部と、
    前記第2永久磁石の前記第1永久磁石との対向面とは反対側の面に設けられかつ前記第2ピンに取り付けられる第2保持部と、
    前記第1永久磁石と前記第2永久磁石とについて相互間に働く反発力の方向である第1方向への動きを許容しかつ前記第1方向に直交する第2方向への動きを規制するために、前記第1永久磁石および前記第2永久磁石を前記第2方向から挟むように設けられる一対の第1規制部とを備える、創外固定器。
  2. 前記第1方向および前記第2方向のいずれにも直交する第3方向への前記第1永久磁石および前記第2永久磁石の動きを規制するために前記一対の第1規制部を連結するように設けられる第2規制部をさらに含む、請求項1に記載の創外固定器。
  3. 前記第2規制部は磁性体を含む、請求項2に記載の創外固定器。
  4. 前記第1保持部および前記第2保持部の少なくともいずれか一方を前記第1ピンおよび前記第2ピンのうちの対応するピンに取り付けるためのボールジョイントをさらに含む、請求項1から3のいずれかに記載の創外固定器。
  5. 前記第2保持部には前記ボールジョイントが接続され、
    前記第1保持部は、前記第1ピンが挿通される貫通孔を有する、請求項4に記載の創外固定器。
  6. 前記第1保持部および前記第2保持部の少なくともいずれか一方は、前記第1ピンおよび前記第2ピンのうちの対応するピンが挿通される貫通孔を有する、請求項1から3のいずれかに記載の創外固定器。
  7. 前記貫通孔に嵌入される傾斜スリーブをさらに含む、請求項5または6に記載の創外固定器。
  8. 前記一対の第1規制部と前記第1保持部とは一体的に形成されている、請求項1から7のいずれかに記載の創外固定器。
  9. 前記第1永久磁石および前記第2永久磁石はそれぞれ直方体状に形成されている、請求項1から8のいずれかに記載の創外固定器。
  10. 前記第1ピンおよび前記第2ピンのそれぞれの一端側に取り付けられる請求項1から9のいずれかに記載の創外固定器と、
    前記第1ピンおよび前記第2ピンのそれぞれの他端側に取り付けられるピン固定具とを備え、
    前記ピン固定具は、固定具本体と、前記固定具本体と前記第1ピンとを連結する第1連結部と、前記固定具本体と前記第2ピンとを連結する第2連結部とを含む、固定器セット。
  11. 前記第1連結部は、前記固定具本体に対して揺動可能に取り付けられ、
    前記第2連結部は、前記固定具本体に対して直線的に移動可能に取り付けられる、請求項10に記載の固定器セット。
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