JPH07213534A - 骨固定用ネジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】金属製の軸体４に生体内分解性材料からなるネ
ジ山部２を設け、患部治癒後軸体４のみ抜釘する。 【効果】抜釘術が容易に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、整形外科や口腔外科に
おいて、骨折した骨同士の内固定や、骨切り術での骨片
の内固定、人工物の骨への固定などに利用される内固定
用ネジに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする問題点】従
来、整形外科や口腔外科において、骨折治療や、変形関
節の骨切り術の際の骨片固定、さらには人工球蓋や人工
関節などの用具を固定する際には、スクリューやプレー
ト、ワイヤー、髄内釘などの内固定用具が一般的に用い
られてきた。骨折の治療法はギプス固定でよく知られて
いる外固定と、骨折部を外科的に開放する内固定に分け
られるが、内固定の利点は、固定用具によって骨折面が
固定され、術後早期に運動が可能となる点と、骨折面を
圧迫固定することによって治癒が促進される点にある。
このような内固定用具の形状や使用方法はマニュアルオ
ブインターナルフィクセイション（エム.イー.ミューラ
ーら著、１９９１ 第３版 シュプリンガー・フェアラ
ーク発行）や、小骨折の内固定（ユー.ハイム、ケー.エ
ム.プファイファー共著、１９８９、シュプリンガー・
フェアラーク東京（株）発行）やＡＳＴＭ（Ｆ５６４-
８５、Ｆ５４３-８２、Ｆ３３６-８２、Ｆ４５３-７６
など）に詳しく記載されており、過去の詳しい実証経験
から、骨の様々な部位、損傷状態に対して充分な固定性
を発揮しかつ治癒を阻害しない用具の形状と材質、使用
法が設定されている。

【０００３】またこれら内固定用具は一般に、ステンレ
ス合金やチタン合金などの金属製のものが利用されてお
り、骨折が治癒したのちは、できうるかぎり体外に除去
されねばならない。これは金属性の内固定用具が骨組織
より硬いことから、骨に伝わる応力が内固定用具に吸収
され、内固定用具周辺の骨組織が脆弱化するという問題
があるためである。さらに場合によっては、金属アレル
ギーによる炎症形成や、長期的に骨から離脱し周囲の軟
組織を障害したりする可能性がある。内固定用具を体外
に取り出す手術手技は抜釘術とよばれるが、手術部位を
再度開けるため組織が複雑化しており、手術部位によっ
ては神経束や血管系を障害する恐れがある。従って、抜
釘術を行うか行わないかの判断は、内固定用具による治
癒障害や患者の違和感の状況と抜釘術の困難さのかねあ
いにより、状況によって判断されるのが常である。

【０００４】前記の抜釘術を不要にし、かつ、治癒後の
骨組織の脆弱化を低減させる方法として、内固定用具を
吸収性の樹脂で作製することが提案されている（特開平
３−２９６６３号公報）。しかしながら、内固定用具に
要求される特性は、単なる骨の接続だけではなく、骨折
面に均等な圧迫力をかけることにある。従って、最低２
週から１２週は必要な骨治癒の間、基本的にクリープ特
性をもつプラスチックのみで持続的な骨折面での圧迫力
を維持する為には、より詳しい検討が必要である。

【０００５】内固定用具の内、骨ネジは、大別すると、
山の比較的高い海綿骨用と山が比較的低い皮質骨用、及
び、ネジ山とネジ頭の中間になめらかな部分のあるもの
などがある。これらは骨折や自家骨補綴の際の骨片の圧
迫固定、プレートや髄内釘の骨組織との固定、人工関節
などの人工移植物の固定などに利用される。このような
骨ネジの内、関節付近の海綿骨骨折片の圧迫固定等に使
用されるネジ山とネジ頭の中間になめらかな部分のある
小海綿骨用ネジは、圧迫力を強固にするため、ネジ山の
径が中間のなめらかな部分の径より大きく、そのため、
抜釘の際このネジ山と中間のなめらかな部分との境界で
破断しやすいという問題があった（小骨折の内固定、ユ
ー.ハイム、ケー.エム.プファイファー共著、１９８
９、シュプリンガー・フェアラーク東京（株）発行）。

【０００６】この問題を解決するため、近年は抜釘時に
骨に新たなネジ山をきるような工夫がされている。しか
しながらこの場合、抜釘時に新たな創傷部をつくること
になり、感染などの不具合を生ずる危険が生ずる。さら
に、骨に開けた穴の直径がある程度大きい場合、穴は骨
組織に置換されず、軟組織のまま残ることが知られてい
る。すなわち抜釘時にのこるネジ穴も小さいものである
ことが好ましい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、骨ネ
ジの特性としての骨の固定性を犠牲にすることなく、抜
釘術をより安全にかつ低侵襲で行え、抜釘術後のネジ穴
が骨に残り難く、さらに、抜釘術を行うことがためらわ
れる場合に体内に残存する金属部分をより少なくするこ
とのできる骨ネジを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意研究を行
った結果、上記の目的を解決する以下の本発明を見いだ
した。 （１）一端にネジ頭部を有し金属からなる軸体の少なく
とも一部に、生体内で分解吸収される樹脂からなるネジ
山が設けられている骨固定用ネジ。 （２）前記軸体において、生体内で分解吸収される樹脂
からなるネジ山が設けられている部分の少なくとも一部
に、長手方向に対し垂直な断面が円ではない部分を有す
る上記（１）記載の骨固定用ネジ。

【０００９】（３）前記軸体において、生体内で分解吸
収される樹脂からなるネジ山が設けられている部分の表
面の少なくとも一部にスクリュー状凹凸部が形成され、
かつ当該軸体においてスクリュー状凹凸部の谷径と、ネ
ジ頭部およびスクリュー状凹凸部以外の部分の径が、ネ
ジ頭部を有する端から他端にむかって実質的に同じかあ
るいは小さくなり、さらに当該軸体においてスクリュー
状凹凸部の山径と、ネジ頭部およびスクリュー状凹凸部
以外の部分の径が、ネジ頭部を有する端から他端にむか
って実質的に同じかあるいは小さくなる形状である上記
（１）〜（２）記載の骨固定用ネジ。

【００１０】本発明は、通常の金属製ネジと同様の大き
さで、内固定用ネジの骨内に挿入される部分、特にネジ
山の部分を生体内で分解吸収される樹脂で作製したもの
である。

【００１１】さらに、ネジの回転力を効果的に前記生体
内で分解吸収される樹脂からなるネジ山に伝えるため、
金属からなる軸体と前記生体内で分解吸収される樹脂と
が接触する部分の少なくとも一部の形状を、回転軸に垂
直な断面で円形ではない形状にしたものである。

【００１２】さらに、ネジの回転力をより効果的に前記
生体内で分解吸収される樹脂からなるネジ山に伝えるた
め、金属製の軸部分の少なくとも一部にスクリュー状凹
凸部を形成したものである。この場合、軸体においてス
クリュー状凹凸部の谷径と、ネジ頭部およびスクリュー
状凹凸部以外の部分の径が、ネジ頭部を有する端から他
端にむかって実質的に同じかあるいは小さくなり、さら
に軸体においてスクリュー状凹凸部の山径と、ネジ頭部
およびスクリュー状凹凸部以外の部分の径が、ネジ頭部
を有する端から他端にむかって実質的に同じかあるいは
小さくなる形状であることが好ましい。

【００１３】本発明において用いられる生体内で分解吸
収される樹脂は、硬質の材料であれば既存の様々な樹脂
が利用可能であり、最低限骨の離断面が癒合するまで、
骨片間の圧迫強度を保持し、分解吸収によってネジ山と
骨組織の間にがたつきを生じないものであればよく、例
えば、ポリ乳酸やポリジオキサノン、ポリヒドロキシ酪
酸のような分解吸収性ポリエステルやキチン、キトサン
等の多糖類、さらにはそれら樹脂にヒドロキシアパタイ
トのような骨置換の可能な燐酸塩類等を含有させたもの
が利用できる。

【００１４】実際にどのような前記の樹脂を利用するか
は、応力を必要とする期間によって選択することができ
る。例えば、ポリ乳酸やポリヒドロキシ酪酸は、移植前
の各ポリマーの形状や分子量などにもよるが、体内での
応力保持は６カ月から１年の間可能であると予想され
る。また、ポリジオキサノンは１から３カ月、吸収性縫
合糸に利用されているポリグリコール酸やポリグリコー
ル酸ポリ乳酸共重合体は１週間前後であると予想され
る。これらは、内固定用具の応力保持の必要な期間や抜
釘術を行う時期から適当に設定である。

【００１５】また軸体に用いる金属としては通常使用さ
れているものであれば特に限定されず、例えば、ステン
レス（ＳＵＳ３１６Ｌ等）、コバルトクロム合金、クロ
ムモリブテン合金、チタン等が挙げられる。

【００１６】以下に本発明の骨固定用ネジを図面を示し
ながら詳細に説明する。図１は、本発明の骨固定用ネジ
の実施形態の一例である骨ネジ１を用い、骨片７と骨８
とを圧迫固定した際の断面図である。骨ネジ１は、ネジ
を回転させるためのレンチやドライバー等を差し込むた
めの凹部９が設けられたネジ頭部３を有する金属製の軸
体４と、生体内で分解吸収される樹脂からなるネジ山部
２とからなる。

【００１７】金属製の軸体４においては、ネジの軸に水
平な方向の引っ張り応力をネジ山部２とネジ頭部３から
受けるが、ネジ山部２の受ける応力は、金属製の軸体４
との接触面５と骨８との間の主にネジの軸に平行な圧縮
方向の力である。一般に樹脂の応力変形や経時的なクリ
ープ変形が、圧縮方向より引っ張り方向で大きいことか
ら、本骨ネジ１は全体を樹脂で作製したものよりも、強
固にかつ安全に内固定ができる。さらに固定後骨ネジ１
と骨片７，骨８の空間６（予め骨ネジ導入用に空けてお
いたもの）には、新生骨組織の形成が期待され、より強
固な固定性を生ずる可能性がある。また、抜釘術を行う
時期には、ネジ山部２は分解吸収され骨に置換されうる
か、あるいは、分解劣化により強度低下を生ずることが
可能であり、結果として、当初骨固定の為に移植した骨
ネジ１の大きさよりも小さい金属製の軸体４のみを取り
出すのみでよい。

【００１８】この金属製の軸体４の大きさは、例えばネ
ジ山径が４mmの小海綿骨用スクリューの場合、最大でも
２mmであり、これは、より小さい手の骨折骨片固定や、
複雑骨折の緊縛固定に利用されるキルシュナー鋼線程度
の大きさである。この程度であれば、抜釘術の際わずか
な皮膚切開で抜くことができる場合も有るなど、抜釘術
をかなり容易に行うことができることは明かである。

【００１９】また、固定の際に骨の密度が予想以上に高
い場合や、骨へのネジ切りがうまくゆかず変形したネジ
穴になった場合、骨にきったネジ穴と骨ネジの間の摩擦
力が高くなり、金属製の軸体４とネジ山部２は接触面５
ですべりを生ずる可能性が有る。このような危険をさけ
るために、金属製の軸体４は、その断面を円形でない形
状、さらにはスクリュー状凹凸部を有することが好まし
い。このような形状にすることで前記接触面でのすべり
の可能性を低下させ、より安全に内固定ができる。

【００２０】図２は、図１に示す骨ネジ１の線分Ａ−
Ａ′の断面図である。上記の断面が円形でないものの一
例として金属製の軸体４の軸方向に、軸に対称な溝１０
を切られている。この溝１０によって、軸を中心とした
回転力は、金属製の軸体４から樹脂製のネジ山２に効果
的に伝えられる。抜釘は、軸体４のみを行うことから、
引き抜き方向では何ら問題とならない。

【００２１】図３は、上記の断面が円形でないものの例
として、ネジを回転させるためのレンチやドライバー等
を差し込むための凹部２１が設けられたネジ頭部２３を
有する金属製の軸体２２の先端部にスクリュー状凹凸部
２６が形成され、その上にネジ山部２４が設けられたた
骨ネジ２０の断面図である。この形状は以下の特徴を持
つ。

【００２２】 軸体２２がスクリュー状凹凸部２６を
有する。 軸体２２において、スクリュー状凹凸部２６の谷
径、およびネジ頭部２３とスクリュー状凹凸部２６を含
まない部分２２の径が、ネジ頭部２３から先端にむかっ
て実質的に同じかあるいは小さくなる。すなわち図中の
線ａと骨ネジ２０の中心軸ｂの距離ｃは骨ネジ２０の先
端部に向かって実質的に同じかむしろ小さくなる形状で
ある。

【００２３】 軸体２２において、スクリュー状凹凸
部２６の山径、およびネジ頭部２３とスクリュー状凹凸
部２６を含まない部分２２の径が、ネジ頭部２３から先
端にむかって実質的に同じかあるいは小さくなる。すな
わち図中の線ｄと骨ネジ２０の中心軸ｂの距離ｅはネジ
の先端部に向かって実質的に同じかむしろ小さくなる形
状である。

【００２４】このような形状の場合、挿入時の骨ネジ２
０を回転しネジ止めする回転力は、図１の骨ネジ１のよ
うな単なる円柱状の軸と比べてより広い生体内で分解吸
収されるネジ山部２４との接触面２５をもつため、接触
面２５での滑りによる不具合が生じにくくなることは当
然である。

【００２５】さらに、スクリュー状凹凸部２６が骨ネジ
２０（図３）のごとくテーパー状の場合で、かつ生体内
で分解吸収されるネジ山部２４のネジ山の回転方向とス
クリュー状凹凸部２６の回転方向が同じ場合、たとえ接
触面２５で滑ったとしても、スクリュー状凹凸部２６が
ネジ山部２４の内部を進むことでネジ山の径を拡大し、
より強い圧迫固定力を得ることができる。また、抜釘の
際は、スクリュー状凹凸部２６の抜き方向に回転させる
ことで容易に抜釘できることは明かである。

【００２６】また、生体内で分解吸収される樹脂の強度
上、スクリュー状凹凸部２６によるネジ山部の径拡大が
困難な場合は、接触面２５でのすべりは基本的に許容さ
れないと考えるべきである。その場合は、金属製の軸体
２２の先端部分もネジ山部と連続して生体内で分解吸収
される樹脂で覆ったり（図３）、金属製の軸体の一部に
ネジの先端側に径が落ちる段差を設けることで、金属製
の軸体が生体内で分解吸収される樹脂からなるネジ山部
内部を進むことが困難になり、強力に接着部のすべりを
防止できる。また抜釘するときには、若干金属製の軸を
抜き方向に回転させることで簡単にぬくことができるこ
とは言うまでもない。

【００２７】上記の図１から図３に示した本発明に係わ
る骨固定用ネジは、既存の加工装置で容易に作製するこ
とができる。例えば、金属の軸部分は、軸方向で最も直
径の大きい部分、一般的にはネジ頭の部分よりも径の大
きい適当な長さの金属棒から、既存の切削加工によって
作製できる。

【００２８】また、生体内で分解吸収される樹脂からな
るネジ山部分は、金属性の軸を金型にセットし射出成形
にてネジ形状部分を金属製の軸の回りに成形する方法
が、大量生産には効果的であり、技術的にも容易であ
る。しかしながらより簡便には、溶融した生体内で分解
吸収される樹脂を、例えば試験管の様な円筒状の容器に
流し込み、硬化するまえに金属製の軸部分を当該樹脂に
差し込み、硬化後当該樹脂部を切削加工でネジ形状に加
工して作製することが可能であることも容易に創造でき
る。

【００２９】

【実施例】

（実施例１）ＳＵＳ製の市販キャンセラススクリュー
（ネジ山径４mm、全長２０mm、ネジ部長さ８mm）のネジ
山部分を切削加工にて削り落とし、図１の軸体４と同様
の棒状体（直径１.８mm）とした。直径１０mm深さ５０m
mの加熱炉のなかで溶融したポリヒドロキシ酪酸（ポリ
サイエンス社製、分子量５０万）に前記棒状体を挿入
し、樹脂を冷却固化した後、樹脂部を切削加工してネジ
山を作製した。ネジ山部分のネジ山径は４mm、ネジ谷径
は２.０mmとし、ネジのピッチやネジ部の長さは加工前
の市販キャンセラススクリューと同じものを作製した。
このネジは、市販のタップでネジ切りを行った羊骨盤海
綿骨部にて、市販キャンセラススクリューと同様に利用
できることを確認した。

【００３０】

【発明の効果】上述した通り、本発明の骨固定用ネジに
よって、骨の固定性を犠牲にすることなく、抜釘術をよ
り安全にかつ低侵襲で行え、抜釘術後のネジ穴が骨に残
り難く、さらに、抜釘術を行うことがためらわれる場合
にも体内に残存する金属部分をより少なくすることがで
きる。

【００３１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の骨固定用ネジの一例を骨片圧迫固定に
利用した際の断面図を示す。

【図２】図１に示す本発明の骨固定用ネジの線Ａ−Ａ′
の断面図を示す。

【図３】軸体の先端部分にスクリュー状凹凸部を設けた
本発明の骨固定用ネジの一例の断面図を示す。

【符号の簡単な説明】

１・・・骨ネジ、２・・・ネジ山部、３・・・ネジ頭部、４・・・軸
体、５・・・接触面、６・・・空間（予め骨ネジ導入用に空け
ておいたもの）、７・・・骨片、８・・・骨、９・・・凹部、１
０・・・溝、２０・・・骨ネジ、２１・・・凹部、２２・・・軸体、
２３・・・ネジ頭部、２４・・・ネジ山部、２５・・・接触面、
２６・・・スクリュー状凹凸部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端にネジ頭部を有し金属からなる軸体
   に、生体内で分解吸収される樹脂からなるネジ山が設け
   られている骨固定用ネジ。