WO2015146866A1 - 骨プレートおよび骨プレートシステム - Google Patents

Abstract

　施術後に直立状態の関節に鉛直荷重が加わっても人工骨の脱転や関節面後傾角の増大を防止することを目的とし、脛骨の内側面に形成された切り込みよりも低位の脛骨の斜め前方内側面に、該脛骨の長手方向に沿って固定される帯板状の本体部（１ａ）と、切り込みよりも高位の脛骨の内側面に、該脛骨の長手方向に交差する方向に沿って固定される横行部（１ｂ）と、本体部（１ａ）と横行部（１ｂ）とを連結する連結部（１ｃ）とを備え、横行部（１ｂ）および本体部（１ａ）に、相互に間隔をあけて配列され板厚方向に貫通する複数のネジ孔（５，６，７）が設けられている骨プレート（１）である。

Description

骨プレートおよび骨プレートシステム

　本発明は、骨プレートおよび骨プレートシステムに関するものである。

　骨折した大腿骨や脛骨を含む長骨の一部を固定する骨プレートとして、長骨に締結される複数のスクリュの頭部に設けられた雄ネジに締結するネジ孔を有する帯板状の骨プレートが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

　特許文献１の骨プレートを変形膝関節症の高位脛骨骨切り術に用いる場合には、脛骨の内側面に入れた切り込みを開大し、開大された隙間に楔形の人工骨を挿入するとともに、脛骨に接続している内側側副靱帯等の軟組織を回避するように、脛骨の前方内側位置に切り込みを跨いで配置した骨プレートを、切り込みを挟んで両側の脛骨にスクリュにより固定する。このとき、切り込みにより分離された２つの部分は、脛骨の外側に位置するヒンジ部、後方内側に位置する人工骨および前方内側に位置する骨プレートによって３点で支持される。

特許第５２３０６９７号公報

　特許文献１の骨プレートは、切り込みより低位の脛骨の斜め前方内側面に、該脛骨の長手方向に沿って固定される縦長部分と、切り込みより高位の脛骨の斜め前方内側面に固定される横行部とが、略同一平面に沿って配置されているので、直立状態で関節に鉛直荷重が加わると、後ろ側に倒れるように湾曲させられてしまい、切り込みに挿入されている人工骨が脱転したり、湾曲した状態で骨癒合したりする不都合が考えられる。

　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、施術後に直立状態の関節に鉛直荷重が加わっても人工骨の脱転や関節面後傾角の増大を防止することができる骨プレートおよび骨プレートシステムを提供することを目的としている。

　本発明の一態様は、脛骨の内側面に形成された切り込みよりも低位の前記脛骨の斜め前方内側面に、該脛骨の長手方向に沿って固定される帯板状の本体部と、前記切り込みよりも高位の前記脛骨の内側面に、該脛骨の長手方向に交差する方向に沿って固定される横行部と、前記本体部と前記横行部とを連結する連結部とを備え、前記横行部および前記本体部に、相互に間隔をあけて配列され板厚方向に貫通する複数のネジ孔が設けられている骨プレートである。

　本態様によれば、帯板状の本体部を、脛骨の内側面に形成された切り込みよりも低位の脛骨の斜め前方内側面に脛骨の長手方向に沿って配置すると、横行部が切り込みよりも高位の脛骨の内側面に沿って延びる位置に配置される。本体部および横行部をそれぞれ切り込みを挟んだ脛骨に、ネジ孔に締結したスクリュによって固定することにより、開大された切り込みを保持することができる。

　この場合において、連結部によって連結された本体部と横行部とはそれぞれ脛骨の斜め前方内側面と内側面とに捻れて固定されるので、略同一平面に沿って固定された従来の骨プレートのように、直立状態で関節に鉛直荷重が加わっても、骨プレートが湾曲して倒れることを防止することができる。その結果、切り込みに挿入されている人工骨が脱転したり、後傾した状態で骨癒合してしまったりすることを防止できる。

　上記態様においては、前記本体部、前記連結部および前記横行部が、前記本体部の長手軸に平行な軸線回りに捻れるように連続する曲面形状を有していてもよい。
　このようにすることで、骨プレートを脛骨の側面にあてがったときに、骨プレートが脛骨の側面形状に沿うように配置され、皮下に埋め込まれたときに大きく突出せず邪魔にならない。

　また、本発明の他の態様は、上記いずれかの骨プレートと、該骨プレートの前記ネジ孔に締結される第１の雄ネジを有する頭部と、前記脛骨に締結される第２の雄ネジを有するネジ部と有し、前記骨プレートを前記脛骨に固定するスクリュとを備える骨プレートシステムである。

　本態様によれば、脛骨の高位側面に骨プレートを配置し、本体部および横行部にそれぞれ設けられた複数のネジ孔に、それぞれスクリュを貫通させ、第２の雄ネジを有するネジ部を脛骨に締結して行き、最後に第１の雄ネジを有する頭部をネジ孔に締結することにより、切り込みを挟んだ両側の脛骨に骨プレートを確実に固定し、切り込みを開大された状態に保持することができる。

　上記態様においては、前記本体部に設けられたネジ孔に締結されるスクリュが、前記脛骨の斜め内側前方から斜め外側後方に向かって斜め横方向に締結され、前記横行部に設けられたネジ孔に締結されるスクリュが、前記脛骨の内側面から外側面に向かってほぼ横方向に締結されていてもよい。

　このようにすることで、切り込みよりも高位に配される関節面近くの脛骨には、内側面に配置された横行部のネジ孔を利用して、脛骨の内側面から外側面に向かってほぼ横方向にスクリュが締結される。脛骨の斜め前方内側面に骨プレートが固定される従来の場合には、スクリュは前方斜め内側面から後方斜め外側面に向かって斜めに締結するしかなく、骨質が良好ではない場合には、十分な固定力が得られないばかりか、海綿骨内でスクリュが動いて海綿骨をカットしてしまうことがある。これと比較すると、脛骨の横断面寸法の長いほぼ横方向にスクリュが締結されることで、より長いスクリュを用いることができ、高い固定力を得て、海綿骨の健全性を維持することができる。

　また、上記態様においては、前記本体部に設けられたネジ孔に締結されるスクリュと、前記横行部に設けられたネジ孔に締結されるスクリュとが、前記脛骨の関節面に投影したときに、前記脛骨の内側面から関節面の全長の５０％から８０％の範囲で交差していてもよい。

　施術後に直立状態で関節に大腿骨からの荷重が加わると、脛骨の関節面に投影した荷重の合力中心は、一般には脛骨の内側面から関節面の全長の６０％以上の位置に配置される。このようにすることで、大腿骨から脛骨に加わる荷重を骨プレートが捕らえ易くなる。

　また、上記態様においては、前記スクリュが、ガイドピンを貫通可能な貫通孔を有する中空スクリュであってもよい。
　本体部と横行部とが捻れて配置されているので、スクリュの締結方向も一様では無く、下孔を空けたとしてもスクリュの固定方向を誤りやすい。
　このようにすることで、スクリュに設けた貫通孔を利用して、予め下孔に挿入したガイドピンをガイドとしてスクリュを締結していくことができ、締結作業の作業性を向上することができる。

　また、上記態様においては、前記切り込みに挿入される楔型の人工骨部材を備え、該人工骨部材の前記切り込みの切断面に接触する上下面が、幅方向の一方向に、該人工骨部材の厚さ寸法を漸次小さくするように傾斜していてもよい。
　このようにすることで、人工骨部材の上下面を脛骨の切り込みの切断面にフィットさせ易くすることができる。

　本発明によれば、施術後に直立状態の関節に鉛直荷重が加わっても人工骨の脱転や関節面後傾角の増大を防止することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る骨プレートシステムを示す全体図である。 図１の骨プレートシステムに用いられる本発明の一実施形態に係る骨プレートを示す正面図である。 図２Ａの骨プレートを示す側面図である。 図２Ａの骨プレートを示す平面図である。 図２Ａの骨プレートに設けられたネジ孔とスクリュとの関係を示す部分的な縦断面図である。 図１の骨プレートシステムにおけるスクリュの配置を関節面に投影した図である。 図１の骨プレートシステムに用いられる人工骨の一例を示す斜視図である。 図１の骨プレートシステムにおいて、骨プレートの横行部に固定されたスクリュの配置を示す図である。 図６の比較例として示す従来の骨プレートシステムにおけるスクリュの配置を示す図である。 図１の骨プレートシステムに用いられる人工骨を脛骨の内側面側から見た図である。 図１の骨プレートシステムの変形例に用いられるスクリュを示す縦断面図である。 図９のスクリュを、ガイドピンを用いて締結する操作を説明する図である。 図８の人工骨の変形例を示す図である。

　本発明の一実施形態に係る骨プレート１および骨プレートシステム２について、図面を参照して以下に説明する。
　本実施形態に係る骨プレートシステム２は、図１に示されるように、骨プレート１と、該骨プレート１を脛骨Ｘの高位側面に固定するための複数のスクリュ３と、脛骨Ｘの内側面側から外側に向かって形成された切り込みに挿入される人工骨４とを備えている。

　本実施形態に係る骨プレート１は、変形膝関節症の高位脛骨骨切り術において、骨切り後の脛骨Ｘの高位側面に固定される細長い帯板状の部材であり、脛骨Ｘの骨幹部から端部に向かって移行する位置の脛骨Ｘ側面の湾曲した表面形状に沿わせることができるように、代表的な表面形状に合わせて微妙に湾曲した形状を有している。

　この骨プレート１は、図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃに示されるように、細長い帯板状の本体部１ａと、該本体部１ａの長手方向に交差する方向に延びる横行部１ｂと、本体部１ａと横行部１ｂとを連結する連結部１ｃとを備え、全体としては略Ｔ字形状に形成されている。連結部１ｃは本体部１ａの一端から一方向に湾曲するとともに先端の横行部１ｂに向かって本体部１ａの長手軸回りに捻れた形状（捻れ角度は１０°から２５°）を有している。これにより、連結部１ｃは、本体部１ａと横行部１ｂとを相互に交差する平面に沿わせることができるように配置している。

　骨プレート１の本体部１ａには、長手方向に間隔をあけて複数のネジ孔５が設けられている。また、横行部１ｂには、本体部１ａの長手方向に交差する方向に間隔をあけて複数、例えば、３個のネジ孔６と、これらネジ孔５，６に対して上記長手方向に間隔をあけて１個のネジ孔７とが設けられている。
　これらのネジ孔５，６，７は、図３に示されるように、テーパネジであり、板厚方向に一側から他側に向かって、すなわち、脛骨Ｘに対向させられる面側に向かって漸次小さくなる内径寸法を有している。なお、図３には、一例として、本体部１ａのネジ孔５の場合を示しているが、横行部１ｂおよび連結部１ｃのネジ孔６，７も同様の構成である。

　スクリュ３は、図１および図３に示されるように、細長い丸棒状に形成され、その外周面に、脛骨Ｘに形成された下孔（図示略）に締結される骨固定用の雄ネジ部（第２の雄ネジ）８ａを有するネジ部８と、骨プレート１のネジ孔５，６，７に締結されるテーパネジ（第１の雄ネジ）９を備える頭部１０とを備えている。

　骨プレート１の本体部１ａに形成されたネジ孔５および横行部１ｂに形成されたネジ孔６にスクリュ３の頭部１０のテーパネジ９を締結すると、図４に示されるように、本体部１ａと横行部１ｂとが相互に捻れた位置に配置されているために、関節面に投影されるスクリュ３は、相互に交差するように締結されるようになっている。このスクリュ３の交差位置は、脛骨Ｘの内側面から関節面の横方向の全幅の５０％から８０％の範囲に配置されている。

　人工骨４は、図５に示されるように、リン酸カルシウム系セラミックスからなり、略楔状のブロック状に形成されている。さらに詳細には、人工骨４は、切り込みに挿入したときに脛骨Ｘの切断面Ｙと接触することとなる面（上下面）の少なくとも一方が、長手方向一方向および幅方向一方向に沿って、厚さ寸法を漸次減少させる傾斜面により構成されている。図５では上下面ともに傾斜面により構成されている例を示している。

　このように構成された本実施形態に係る骨プレート１および骨プレートシステム２の作用について、以下に説明する。
　本実施形態に係る骨プレートシステム２を用いて変形膝関節症の高位脛骨骨切り術を行うには、脛骨Ｘの内側面から外側に向かって、脛骨Ｘの長手軸に対して傾斜する方向に切り込みを形成し、所定の器具を用いて切断面Ｙを開大する。そして、図１に示されるように、開大された切断面Ｙ間に楔形状の人工骨４を挿入した状態で、脛骨Ｘの斜め前方内側面に骨プレート１の本体部１ａをあてがうと、連結部１ｃが切り込みを跨いで、横行部１ｂが関節面側の脛骨Ｘの内側面にあてがわれるので、本体部１ａおよび横行部１ｂの各ネジ孔５，６，７内に下孔を形成する。

　この際に、各ネジ孔５，６，７に対してその軸線方向に沿って下孔を形成する。そして、各ネジ孔５，６，７を貫通させて下孔にスクリュ３の雄ネジ部８ａを締結していき、最後に、ネジ孔５，６，７にスクリュ３の頭部１０に設けられたテーパネジ９を締結する。

　これにより、骨プレート１が脛骨Ｘの表面に沿って配置された状態に脛骨Ｘに固定される。各ネジ孔５，６，７およびスクリュ３の頭部１０の第１の雄ネジ９はテーパネジにより構成されているので、締結の進行によって固定力が高まり、より確実に骨プレート１を脛骨Ｘの表面に固定することができる。

　そして、この後に、切り込み内に楔形状の人工骨４を挿入する。これにより、開大された切り込みの上下の脛骨Ｘは、外側に設けられているヒンジ部１１と、斜め前方内側面から内側面にかけて切り込みを跨いで固定された骨プレート１と、切断面Ｙ間に挟まれる人工骨４との３点によって、切り込みを縮小させる方向にかかる鉛直荷重を支持することができる。

　この場合において、本実施形態に係る骨プレート１によれば、切り込みを挟んで脛骨Ｘに固定される本体部１ａと横行部１ｂとが、連結部１ｃによって相互に捻れた位置に配置され、本体部１ａは脛骨Ｘの斜め前方内側面に固定されるのに対し、横行部１ｂは脛骨Ｘの内側面に固定される。その結果、施術後に直立する患者の大腿骨から関節面を介して脛骨Ｘに鉛直荷重が作用しても、該鉛直荷重が、骨プレート１を板厚方向に湾曲させるモーメントを発生させずに済む。

　すなわち、本体部１ａと横行部１ｂとが略同一平面上に配置されていた従来の骨プレート１２では、関節面に鉛直荷重が作用すると、鉛直荷重が骨プレート１２を板厚方向に湾曲させるモーメントを発生させていた。その結果、骨プレート１２が板厚方向に湾曲すると、人工骨４が切り込みから追い出され（脱転させられ）、開大されていた切り込みが縮小して関節面が後方に傾斜（後傾）した状態となり、この状態で骨癒合してしまう不都合があった。

　これに対して、本実施形態に係る骨プレート１によれば、連結部１ｃを捻ることで、鉛直荷重は骨プレート１とヒンジ部１１との間に作用して、両側の２点で確実に受けられるので、骨プレート１を板厚方向に湾曲させるモーメントが発生せず、人工骨４の脱転や関節面の後傾をより確実に防止することができる。
　また、本体部１ａを脛骨Ｘ内側面に固定することができれば、同様の効果を達成できるが、切り込みより低位の脛骨Ｘには内側側副靱帯等の軟組織が接続しているので、本体部１ａを脛骨Ｘ内側面に固定することはできない。

　脛骨Ｘの斜め前方内側面に本体部１ａを固定し、連結部１ｃを捻って横行部１ｂのみを脛骨Ｘの内側面に固定することで、内側側副靱帯等の軟組織を回避しつつ、人工骨４の脱転や関節面の後傾をより確実に防止することができるという利点がある。

　また、横行部１ｂを脛骨Ｘの内側面に配置したことで、横行部１ｂに固定されるスクリュ３は、図６に示されるように、関節面側の脛骨Ｘをヒンジ部１１に向かって真横に横切るように締結される。従来、図７に示されるように、横行部１ｂを斜め前方内側面に配置する場合には、スクリュ３は、斜め後方外側に向かって脛骨Ｘに締結されていくので、短いスクリュ３しか使用することができなかった。本実施形態によれば、脛骨Ｘを寸法の長い真横に横切るように長いスクリュ３を締結することができる。一般に骨質が良好ではない場合に、固定条件が悪いときには、スクリュ３が短いと、スクリュ３が海綿骨内で移動して海綿骨を切断してしまうこともあるが、長いスクリュ３を用いることで、海綿骨を健全な状態に維持することができるという利点がある。

　また、本実施形態に係る骨プレートシステム２によれば、本体部１ａを脛骨Ｘの斜め前方内側面に配置してスクリュ３を斜め後方に向けて締結し、横行部１ｂを脛骨Ｘの内側面に配置してスクリュ３を真横に向けて締結することができる。

　図４によれば、脛骨Ｘの関節面に投影したスクリュ３は、脛骨Ｘの内側面から関節面の横方向の全幅の５０％から８０％の範囲で交差している。
　患者が直立した状態では、大腿骨から関節に加わる荷重の合力中心は、一般には、内側面から関節面の全長の６０％以上の位置に配置される。したがって、スクリュ３の交差する位置を荷重の合力中心の位置に一致させることにより、大腿骨から脛骨Ｘに加わる荷重を骨プレート１により捕らえ易くすることができるという利点がある。

　また、本実施形態に係る骨プレートシステム２においては、人工骨４が長手方向に沿って先細になる楔形状に形成されているのみならず、幅方向にも一方向に厚さが小さくなる傾斜面を有しているので、以下の効果を奏する。
　すなわち、長手方向に沿って先細になっているので、開大されることによって内側面側の開口端に向かって広がる形状に形成された切り込みに、内側面側から楔形状の人工骨４を挿入することで、人工骨４の上下面を切り込みの上下の切断面Ｙに密着させることができる。

　さらに、本実施形態の人工骨４は、上下面の少なくとも一方が、幅方向にも一方向に厚さが小さくなるように傾斜しているので、図８に示されるように、切り込みに挿入された状態で、後方に厚く、前方に薄くなるように配置することができる。このようにすることで、施術後に直立する患者の大腿骨から関節面を介して脛骨Ｘに鉛直荷重が作用しても、関節面が後傾することを防止し、かつ、人工骨４の上下面を切り込みの両切断面Ｙにより確実に密着させることができる。

　なお、本実施形態においては、図９に示されるように、スクリュ３としてガイドピン１４を貫通可能な貫通孔１３を有する中空のスクリュ３を採用することにしてもよい。
　図４に示されるように、骨プレート１の本体部１ａと横行部１ｂとが、連結部１ｃを捻ることにより異なる面内に配置されるので、スクリュ３の締結方向も一様ではなく、脛骨Ｘに下孔を空けたとしてもスクリュ３の固定方向を誤りやすい。このようにすることで、図１０に示されるように、スクリュ３に設けた貫通孔１３を利用して、予め下孔１５に挿入したガイドピン１４をガイドとしてスクリュ３を締結していくことができ、締結作業の作業性を向上することができるという利点がある。

　また、本実施形態においては、図５に示されるように、楔形状の人工骨４の寸法を以下の通りに設定することが好ましい。
　　｜θ｜－｜Ａ｜≦±１．５
　　５≦Ａ≦２０ｍｍ
　　５≦Ｂ≦２０ｍｍ
　　１０≦Ｃ≦５０ｍｍ
　ここで、θは人工骨４の楔形状の先端角度、Ａは人工骨４の最大高さ寸法、Ｂは人工骨４の幅寸法、Ｃは人工骨４の長さ寸法である。このような寸法に構成することで、ヒトの脛骨Ｘのサイズにフィットするサイズの楔形状を提供することができる。

　さらに好ましくは、
　　｜θ｜≒｜Ａ｜
　　６≦Ａ≦１５ｍｍ
　　８≦Ｂ≦１５ｍｍ
　　２５≦Ｃ≦５０ｍｍ
である。

　また、人工骨４は、気孔率３０％から８０％のリン酸カルシウム系セラミックスであることが好ましい。例えば、βＴＣＰ、αＴＣＰ、ＯＣＰ、ハイドロキシアパタイト、生体由来材料、硫酸カルシウムセメント等を挙げることができる。

　また、本実施形態においては、人工骨４が上下両面に傾斜面を有することとしたが、これに代えて、図１１に示されるように、上面または下面のみを傾斜面とすることにしてもよい。

　１，１２　骨プレート
　１ａ　本体部
　１ｂ　横行部
　１ｃ　連結部
　２　骨プレートシステム
　３　スクリュ
　４　人工骨（人工骨部材）
　５，６，７　ネジ孔
　８　ネジ部
　８ａ　雄ネジ部（第２の雄ネジ）
　９　テーパネジ（第１の雄ネジ）
　１０　頭部
　１３　貫通孔
　１４　ガイドピン
　Ｘ　脛骨

Claims (7)

1. 　脛骨の内側面に形成された切り込みよりも低位の前記脛骨の斜め前方内側面に、該脛骨の長手方向に沿って固定される帯板状の本体部と、
   　前記切り込みよりも高位の前記脛骨の内側面に、該脛骨の長手方向に交差する方向に沿って固定される横行部と、
   　前記本体部と前記横行部とを連結する連結部とを備え、
   　前記横行部および前記本体部に、相互に間隔をあけて配列され板厚方向に貫通する複数のネジ孔が設けられている骨プレート。
2. 　前記本体部、前記連結部および前記横行部が、前記本体部の長手軸に平行な軸線回りに捻れるように連続する曲面形状を有する請求項１に記載の骨プレート。
3. 　請求項１または請求項２に記載の骨プレートと、
   　該骨プレートの前記ネジ孔に締結される第１の雄ネジを有する頭部と、前記脛骨に締結される第２の雄ネジを有するネジ部と有し、前記骨プレートを前記脛骨に固定するスクリュとを備える骨プレートシステム。
4. 　前記本体部に設けられたネジ孔に締結されるスクリュが、前記脛骨の斜め内側前方から斜め外側後方に向かって斜め横方向に締結され、
   　前記横行部に設けられたネジ孔に締結されるスクリュが、前記脛骨の内側面から外側面に向かってほぼ横方向に締結される請求項３に記載の骨プレートシステム。
5. 　前記本体部に設けられたネジ孔に締結されるスクリュと、前記横行部に設けられたネジ孔に締結されるスクリュとが、前記脛骨の関節面に投影したときに、前記脛骨の内側面から関節面の全長の５０％から８０％の範囲で交差している請求項３または請求項４に記載の骨プレートシステム。
6. 　前記スクリュが、ガイドピンを貫通可能な貫通孔を有する中空スクリュである請求項３から請求項５のいずれかに記載の骨プレートシステム。
7. 　前記切り込みに挿入される楔型の人工骨部材を備え、
   　該人工骨部材の前記切り込みの切断面に接触する上下面が、幅方向の一方向に、該人工骨部材の厚さ寸法を漸次小さくするように傾斜している請求項３から請求項６のいずれかに記載の骨プレートシステム。

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