JP2013511296A - 角度可変な固定用支持ピン - Google Patents

Abstract

インプラントを骨に固定するための支持ピンは、丸い外形を含みかつ第１のねじ部を含む近位端にある頭部と、頭部から遠位に延在しかつその長さの少なくとも一部に延在する第２のねじ部を含むシャフトであって、シャフトに沿った第２のねじ部の近位端の位置は、インプラントが骨の上の目標位置にある場合に、支持ピンによって骨に固定されるインプラントの穴の近位端と骨の表面との間の距離に等しい距離だけ第１のねじ部の遠位端から離間しているシャフトとを含む。
【選択図】図１

Description

本出願は、２００９年１１月１７日に出願された「角度可変な固定用支持ピン」という発明の名称のAdam HashmiおよびDirk
Kerstanの米国仮特許出願第６１／２６１，９７４号の優先権を主張するものであり、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、骨固定の分野に関し、より詳細には、医師によって選択された複数の角度のうちの選択された１つの角度で、骨固定装置に挿入可能な支持ピンによって骨折した骨を固定するためのシステムおよび方法に関する。

関節内および関節外骨折の固定処置ならびに橈骨遠位端および他のより小さな骨の骨切り術では、多くの場合、角度可変な固定用ねじが、それに応じて構成された角度可変な穴を含む骨プレートと共に用いられている。角度可変な固定用ねじと角度可変な穴との組み合わせによって、使用者は、例えば、骨とのその保持強度を増加させるように、穴の軸に対するねじの角度形成（許可された範囲内の角度形成）を選択することができる。支持ピンは、多くの場合、骨および周囲の軟組織への損傷を防止し、かつ挿入時の骨断片の位置ずれを防止するために使用される。しかし、例えば、骨が治癒した後に骨プレートを取り外すことが望まれる場合に、支持ピンを骨から取り外すことは難しいということが分かっている。具体的には、取り外しの間、当該技術分野で知られている支持ピンは、最小距離だけプレート穴から分離するのみで、その後、骨および骨プレートに対する軸方向位置を維持する。駆動装置の回転によって、これらの支持ピンが骨の中で回転してしまうため、医師はピンを握持できず、ピンを完全に取り外すことができない。

本発明は、丸い外形を含みかつ第１のねじ部を含む近位端にある頭部と、頭部から遠位に延在しかつその長さの少なくとも一部に延在する第２のねじ部を含むシャフトであって、シャフトに沿った第２のねじ部の遠位端の位置は、インプラントが骨の上の目標位置にある場合に、支持ピンによって骨に固定されるインプラントの穴の近位端と骨の表面との間の距離に等しい距離だけ第１のねじ部の遠位端から離間しているシャフトとを含む、インプラントを骨に固定するための支持ピンに関する。

本発明の第１の例示的な実施形態に係るシステムの斜視図である。 図１のシステムの上面図である。 本発明の第２の例示的な実施形態に係るシステムの斜視図である。

本発明は、以下の説明および添付の図面を参照すれば、さらに理解することができる。図面では、同様の要素は、同じ符号によって参照されている。本発明の例示的な実施形態は、複雑な関節内および関節外骨折の固定ならびに橈骨遠位端および体の他の小骨の骨切り術のためのシステムおよび方法に関する。本発明の例示的なシステムおよび方法は、ねじのてこ作用が損なわれ得る質の不十分な骨（例えば、骨粗鬆症の骨）を強化するために使用してもよい。本発明に係る例示的な骨固定用支持ピンは、ねじ山のある頭部と、支持ピンが対象の骨に挿入された際に、骨断片の位置ずれを防止しながら軟組織への外傷を最小にするように構成された平らな遠位部および丸い遠位端を有するシャフトとを含む。骨からの取り外しを容易にするために、本発明に係る骨固定用支持ピンは、頭部の遠位端まで延在するシャフトの近位端にねじ山のある首部を含む。後で詳細に述べるように、首部のねじ部は、支持ピンが骨プレート穴を通って骨の中に挿入された際に、骨に対する骨プレートの圧迫を引き起こすことなく、首部のねじ山の最遠位端が骨に最初に係合するのとほぼ同時に支持ピンの頭部のねじ部が骨プレートの穴に最初に係合するように配置されている。例示的な一実施形態では、本発明の支持ピンは、橈骨遠位端または体の他の小骨の固定のために使用される。但し、本発明の支持ピンが体内の任意の種類の骨の固定のために使用し得ることが当業者によって理解されるであろう。

図１〜図２に示すように、本発明の第１の例示的な実施形態に係る支持ピン１００は、頭部１０２と、そこから丸い遠位端１０６まで遠位に延在するシャフト１０４とを含む。この例示的な実施形態に係る支持ピン１００は、３１６Ｌステンレス鋼またはチタンで形成されている。それにも関わらず、当業者には理解されるように、本発明に係る支持ピンは、任意の好適な材料で形成されていてもよい。頭部１０２は、その表面の周りに、骨インプラント（例えば、骨プレート、図示せず）内に延在する穴の表面に形成された対応するねじ部に固定係合するように構成されたねじ部１０８を含む。本実施形態に係るねじ部１０８は、骨プレート穴（図示せず）の二条ねじ部に係合するように構成された二条ねじ部である。但し、当業者であれば、所望により一条ねじ部を使用し得ることを理解するであろう。すなわち、本発明に係る支持ピンを、支持ピンの頭部に固定係合するように構成された穴を有する骨固定装置（例えば、骨プレート）と共に使用することが好ましい。当業者によって理解されるように、頭部１０２の近位面は、支持ピン１００が駆動装置（図示せず）に係合できるように構成された駆動装置係合凹部１０３を含む。駆動装置係合凹部１０３は星型の断面を有するものとして示されているが、駆動装置係合凹部１０３は、溝付き型、クロスヘッド型、四角形、六角形またはそれぞれ成形された駆動装置（図示せず）に係合するように構成された任意の他の形状を含む任意の他の形状を有し得ることに留意されたい。例示的な一実施形態では、凹部１０３は、駆動装置との安全な係合を可能にするのに十分な所定の距離だけ頭部１０２の中に延在していてもよい。頭部１０２には、実質的に球状の外形を有する丸い外壁が形成されている。但し、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、円錐形の外形の頭部も用いられ得ることに留意されたい。例示的な一実施形態では、頭部１０２の長手長さは、約１．７〜２．３４ｍｍの範囲であるが、所望どおりに骨の中に取り付けられた際に、頭部１０２が、それが挿入される骨プレートの近位面（すなわち、骨から離れた側の面）を越えて近位に突出しないように、骨インプラント（図示せず）内に延在する穴の中への頭部１０２の挿入に対応する任意の他の長さを用いてもよい。

頭部１０２の遠位端は、シャフト１０４の近位端からシャフト１０４のねじ山のある部分１１２の遠位端まで延在する平らなねじ山のない部分１１０の丸い接続部を介して、シャフト１０４に接続されている。但し、本発明の範囲から逸脱することなく、ねじ山のない部分１１０にもねじ山が設けられ得ることに留意されたい。ねじ山のある部分１１２の長さは、骨に接触している骨プレート（図示せず）の底面と骨の皮質近傍（near cortex)との間の平均距離に基づいて選択される。ねじ山のない部分１１０は、任意の好適な長さおよび外径を有するように形成されていてもよい。ねじ山のある部分１１２は、シャフト１０４の長さの一部に延在するねじ部１１４を含む。ねじ部１０８の遠位端がそれが挿入される骨プレートの穴のねじ部に最初に係合するのとほぼ同時にねじ部１１４が骨に最初に係合するように、ねじ部１１４の遠位端を配置することが好ましい。本実施形態に係るねじ部１１４は、従来の皮質ねじ表面に形成されるねじ部に対応する一条ねじ部である。当業者には理解されるように、頭部１０２が二条ねじ部１０８を含み、ねじ部１１４が一条ねじ部であるが、頭部１０２のねじ山の外形がねじ部１１４のほぼ半分であるため、これらのねじ山のある部分１０８、１１４は、それぞれ同じ速度で回転する。ピン１００を骨に挿入し、骨プレートの穴に係合させた際に骨プレートが骨に対して小さくならないように、すなわち、ピン１００の１回転当たりの骨プレートに対する頭部１０２の軸方向移動が１回転当たりの骨に対するシャフト１０４の軸方向移動と等しくなるように、ねじ部１０８および１１４のピッチは互いに等しいことが好ましい。本発明の他の実施形態（図示せず）に係るピンでは、ねじ山１１４をより鋭くし、より容易に骨（図示せず）に挿入することができるように、ねじ山のある部分１１２のねじ山１１４は可変ピッチを有するように形成されていてもよい。そのような実施形態では、シャフト１０４のねじ山のある部分１１２の直径は、その軸方向長さに沿って実質的に一定のままである。

図１〜図２に示すピン１００のねじ部１１４の外径は、約１０°のテーパ角に沿って、近位端の約２．４ｍｍの直径から遠位端の約１．８ｍｍの第２の直径まで減少している。当業者には理解されるように、例示的なねじ部１１４は任意の切断溝を含まないため、ねじ部１１４のテーパによって、対象の骨の中でねじ山を開始することができる。本発明の範囲から逸脱せずに、ねじ山のある部分１１２の任意の直径およびテーパ角を用い得ることにさらに留意されたい。さらに、本発明の例示的な一実施形態では、ねじ山のある部分１１２は、約４ｍｍの長手長さを有する。当業者には理解されるように、この長さは、ピンと共に用いられる骨インプラントの寸法および骨インプラントと骨との空間的関係に基づいて変更してもよい。具体的には、好ましい実施形態では、ねじ部１１４の遠位端は、ねじ部１０８が骨インプラントに接触するのとほぼ同時に骨に係合するように構成されている。従って、ねじ山のある部分１１２は、ねじ部１０８の遠位端が、ピン１００が挿入される骨プレート穴の近位端に位置すると、ねじ山のある部分１１２の遠位端が骨の外面に接触するように配置および寸法決めされていることが好ましい。骨インプラントが骨に対して同一平面に位置するように構成され、約４ｍｍの厚さを有する場合、ねじ山のある部分１１２の遠位端は、ねじ部１０８の遠位端の４ｍｍ遠位に配置される。従って、当業者には理解されるように、ねじ山のある部分１１２によって、医師が頭部１０２を握持して支持ピン１００を骨から引き抜くことができる程十分な距離だけ支持ピン１００を骨からねじり出すことができる。具体的には、ねじ山のある部分１１２は、頭部１０２がねじ部１１４の約１回転だけ対象の骨プレート（図示せず）から分離した状態のまま骨（図示せず）に係合するように構成されている。従って、ねじ山のある部分１１２によって、使用者は一対の鉗子で頭部１０２を握持することができ、取り外し処置を著しく複雑にすることなく、骨から取り外すことができる。当業者には理解されるように、鉗子には、頭部１０２の握持を支援する鋸歯状の把持部が形成されていてもよい。

例示的な方法によれば、例示的な骨インプラント（例えば、背側橈骨遠位端プレート）を、橈骨遠位端（図示せず）などの骨折した骨粗鬆症もしくは別の理由で弱体化した骨の対象部分の上に配置する。次いで、角度可変な固定用ドリルガイドを、対象のプレート穴（図示せず）を通して骨の中にねじ込む。当業者には理解されるように、ドリルガイドおよびプレート穴は、その中に支持ピン１００を受容するのに適した寸法で形成されている。当該実施形態では、ドリルガイドは、１．８ｍｍのドリルガイドであってもよい。施されている処置の要件に適するように選択された所望の角度でドリルガイドを骨に挿入する。次いで、ドリル刃を使用して、両側皮質骨に穴をあける。但し、所望であれば、ドリル刃を必要に応じて骨の片側の皮質部分の中に伸長させ得ることに留意されたい。次いで、当該技術分野で知られている技術を用いて、ドリルガイドを骨から取り外す。次いで、ガイドとして予め穿設した穴を用いて、支持ピン１００をプレート穴（図示せず）を通して骨（図示せず）の中に配置する。具体的には、ねじ山１１４が骨に接触するまで、支持ピン１００を骨の中に手で押し込む。次いで、医師または他の使用者は、頭部１０２が骨インプラント穴の中に確実に位置するまで、駆動装置を使用して支持ピン１００を骨の中にねじ込むように(screwably)挿入する。支持ピン１０６の丸い遠位端１０６によって、医師は、周囲の軟組織への損傷を最小にしながら、支持ピン１００をインプラントを通して骨の中に挿入することができる。さらに、当業者には理解されるように、支持ピン１００が穴の中心軸から±１５°の範囲の任意の所望の角度でその中に挿入され得るように、頭部１０２のテーパ形状およびねじ部１０８は、骨インプラント内の角度可変な固定用穴の内部形状に対応するように構成されている。当業者には理解されるように、任意の数の支持ピン１００を単独で用いるか、任意の数の他の骨固定用ねじおよび／またはピンと併用して、骨プレートまたは他のインプラントを骨の１つまたは複数の所望の部分に固定してもよい。さらに、好ましい実施形態では、本発明に係る例示的な支持ピン１００を橈骨遠位端プレートの頭部内に使用してもよいが、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに任意の他の位置を用いてもよい。

図３に示すように、本発明の他の実施形態に係る支持ピン２００は、シャフト２０４の長さがシャフト１０４の長さよりも短いこと以外は、図１の支持ピン１００と実質的に類似して形成されている。例示的な一実施形態では、ねじ山のある部分２１２の長さはシャフト２０４の長さに関わらず実質的に一定のままであり、その長さは、対象の骨の寸法に応じて８ｍｍ〜３０ｍｍの長さに及んでもよい。図１〜図２に関して上に詳細に述べたように、ピン２００を骨に挿入し、骨プレートの穴に係合させた際に、骨プレートが骨に対して小さくならないように、支持ピン２００の頭部２０２の表面のねじ部２０８のピッチは、シャフト２０４のねじ山のある部分２１２のねじ山２１４のピッチと同じであってもよい。本発明の別の実施形態では、ピン２００を回転させて骨に挿入し、頭部２０２を回転させて骨プレートに挿入すると、骨および骨プレートが互いに向かって引っ張られ、それにより、骨プレートが骨に対して圧縮されるように、ねじ部２０８のピッチをねじ山２１４のピッチよりも小さくしてもよい。シャフト２０４の遠位部は、支持ピン２００の遠位端２０６の直径が減少するまで先細りになったねじ山のないテーパ部分２１６をさらに含む。上に詳細に記載したように、ねじ山のある部分２１２には、ねじ山のある部分１１２のテーパに実質的に類似したテーパが形成されている。

また、支持ピン２００の頭部２０２は、丸いプレート穴との係合を可能にするために、実質的に球状の外形を有するように形成されている。別の実施形態では、当業者には理解されるように、頭部２０２の外形は、それぞれ成形されたプレート穴への挿入が可能となるように実質的に円錐形であってもよい。当業者には理解されるように、実質的に円錐形の穴は、それと共に支持ピン１００の角度形成を可能にする他の特徴を含んでいてもよい。

支持インプラント１００、２００には、本発明の範囲から逸脱することなく、複数の他の特徴のいずれかが設けられ得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、シャフト１０４、２０４には、骨の中へのその挿入を支援する任意の複数の切断溝が設けられていてもよい。あるいは、丸い遠位端１０６、２０６は、任意の他の鈍形状（例えば、正方形など）で形成されていてもよい。さらに、本発明の例示的な支持ピン１００は、プレートを通って、あるいは、固定用穴の穴軸に沿って挿入される場合にはプレートの固定用穴を通って延在する任意の角度可変なロッキングコンプレッションプレート（「ＬＣＰ：Locking Compression Plate」）穴と共に用いてもよい。さらに、本発明の例示的なシステムおよび方法は角度可変な固定用ピンに関するものであるが、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに角度可変でない固定用ピンを用い得ることに留意されたい。

本発明の趣旨または範囲を逸脱しない限り、本発明の構造および方法論におけるに様々な修正および変形が可能であることは、当業者には明らかであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲であれば、本発明の修正および変形形態を包含することが意図されている。

Claims (16)

1. インプラントを骨に固定するための支持ピンであって、
   丸い外形を含みかつ第１のねじ部を含む近位端にある頭部と、
   前記頭部から遠位に延在しかつその長さの少なくとも一部に延在する第２のねじ部を含むシャフトであって、前記シャフトに沿った前記第２のねじ部の近位端の位置は、インプラントが骨の上の目標位置にある場合に、前記支持ピンによって前記骨に固定される前記インプラントの穴の近位端と前記骨の表面との間の距離に等しい距離だけ前記第１のねじ部の遠位端から離間しているシャフトと、
   を含む支持ピン。
2. 前記第１のねじ部のピッチは、前記第２のねじ部のピッチと同じである、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１のねじ部は二条ねじ部である、請求項１に記載の装置。
4. 前記第２のねじ部は一条ねじ部である、請求項１に記載の装置。
5. 前記第２のねじ部は、その近位端の前記第２のねじ部の直径がその遠位端の直径よりも大きくなるように先細りになっている、請求項１に記載の装置。
6. 前記テーパ角は約１０°である、請求項５に記載の装置。
7. 前記頭部の外形は、許容される範囲の角度形成の範囲内の任意の角度で、角度可変な固定用穴を通して前記頭部を挿入することができるように、前記頭部が挿入される前記角度可変な固定用穴に対応するように構成されている、請求項１に記載の装置。
8. 前記頭部は、±１５の°の角度形成の範囲内の角度可変な固定用穴を通して前記ピンを挿入することができるように構成されている、請求項７に記載の装置。
9. 前記シャフトの遠位端は丸くなっている、請求項１に記載の装置。
10. 前記第１のねじ部のピッチは前記第２のねじ部のピッチよりも小さい、請求項１に記載の装置。
11. 前記第２のねじ部のピッチはその長さによって変わる、請求項１０に記載の装置。
12. 前記第１のねじ部と前記第２のねじ部との間にねじ山のない部分をさらに含む、請求項１に記載の装置。
13. 駆動機構との係合を可能にするように構成された前記頭部の近位面上に駆動装置凹部をさらに含む、請求項１に記載の装置。
14. 前記頭部の外形は球状および円錐形のうちの１つである、請求項１に記載の装置。
15. インプラントを骨に固定する方法であって、
    支持ピンの頭部の第１のねじ部が骨インプラントの穴の対応するねじ部に係合するまで、前記穴を通して骨の対象部分の中に前記支持ピンのシャフトを軸方向に挿入する工程であって、前記ピンは、前記シャフトの長さの少なくとも一部に沿って延在する第２のねじ部を有する、前記頭部から遠位に延在するシャフトを含み、前記第２のねじ部の近位端は、前記穴の近位端と前記骨の表面との間の距離に等しい距離だけ前記第１のねじ部の遠位端から離間している工程と、
    前記ピンを回転させて、その首部を前記骨にねじ込み、かつ前記頭部を前記穴に螺合させる工程と、
    を含む方法。
16. 前記支持ピンの骨の中への挿入前に、前記骨に穴を予め穿設する工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。

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