JP6230283B2 - 骨固定具 - Google Patents

Description

本発明は、骨固定具であって、管状セクションと、管状セクションの少なくとも一部において骨を係合させるための骨係合構造とを有する固定具部材を備え、固定具部材に挿入可能かつ接続可能なコア部材をさらに備える、骨固定具に関する。固定具部材は、コア部材の材料よりも可撓性のある材料でできている。特に、骨固定具は、骨固定または安定化構成で用いることができ、骨粗鬆症骨に固定装置または安定化装置を固定するのに特に好適である。

ＵＳ２０１０／０８２０７１ Ａ１は、好ましくは外向きのねじ山を有する高分子管状構造にはめ込まれた金属ピンからなる複合ねじであって、金属ピンは、ねじ頭部と、中間シャフトと、ねじ先端部とを備え、ねじが切ってある高分子管が金属シャフト上に成形されるか、または、高分子構造をシャフト上に成形した後にねじ山が機械加工される、複合ねじについて記載している。好ましい実施例においては、複合ねじの剛性は、先端部から頭部までねじシャフトに沿って可変である。したがって、複合ねじは、高分子ねじ山を導入することによってねじの剛性を減少させるようになっている。

ＵＳ６，１６８，５９７ Ｂ１は、ねじ切りシャフト部分と、シャフトに設けられた長手方向のボアと、ヘッドと、ヘッドとは反対側の自由端に向かって開く開いた部分とを有する骨ねじについて記載している。ねじ切りシャフトのこの部分に、長手方向の軸に平行に延びるスリットが設けられている。拡張部材は、骨ねじの先端を形成する先端部分と、シャフトとを備える。まず拡張部材が骨に押し込まれ、次いでねじが拡張部材とともに骨にねじ込まれる。その後、拡張部材の先端部分をシャフト部分の長手方向のボア内に引き込むことによって骨内部で骨ねじを拡張させることができる。

ＵＳ２０１０／０８２０７１ Ａ１ ＵＳ６，１６８，５９７ Ｂ１

本発明の目的は、弱くなった骨粗鬆症骨への適用に特に有用な、改良された骨固定具を提供することである。

当該目的は、請求項１に係る骨固定具によって解決される。さらなる発展例が従属請求項に与えられる。

骨固定具の固定具部材は、コア部材の材料よりも可撓性のある材料でできている。したがって、骨固定具の全体的な剛性は、金属部品のみからなる骨固定具の剛性と比較して低くなる。好ましくは、固定具部材の材料は高分子材料であり、コア部材の材料は金属材料である。

骨固定具は、固定具部材を独立して骨に挿入でき、その後、コア部材を挿入できるという利点を有する。いかなるねじ込み動作もなしに固定具部材への摺動運動によってコア部材を挿入できるので、コア部材の挿入は、素早く、簡単な態様で行なうことができる。代替的に、固定具部材およびコア部材は、予め組み立てて、まとめて骨にねじ込むことができる。

固定具部材およびコア部材に関して材料の適切な組合わせを選択することによって、骨固定具の適切な剛性を達成できる。

骨固定具は、全ての公知の多軸受け部および他の安定化装置とともに用いることができる。頭部が安定化装置および／または固定装置に一般に用いられる材料でできているので、このような安定化装置および／または固定装置に頭部を効果的に接続および固定することができる。

固定具部材は、骨への長期的な固定の改良をもたらす。
さらなる特徴および利点は、添付の図面を用いた実施例の説明から明らかになる。

第１の実施例に係る骨固定具の分解斜視図である。 組み立てられた状態の、図１に従う骨固定具の斜視図である。 固定具部材の第１の端部の上面図である。 固定具部材の側面図である。 図４中の線Ａ‐Ａに従う固定具部材の断面図である。 第１の実施例に係る骨固定具のコア部材の斜視図である。 第１の実施例に係る骨固定具のコア部材の第１の端部の上面図である。 長手方向軸を含む面において断面をとった、図６のコア部材の断面図である。 骨固定具を骨に固定する第１のステップにおける第１の実施例に係る骨固定具の固定具部材の断面図である。 図１０ａは、骨に挿入された固定具部材にコア部材を取付けることの断面図であり、図１０ｂは、図１０ａの拡大部を示す図である。 図１１ａは、固定具部材を拡張させながら固定具部材にコア部材をさらに挿入することの断面図であり、図１１ｂは、図１１ａの拡大部を示す図である。 図１２ａは、固定具部材をさらに拡張させながらコア部材を挿入するさらに他のステップを示す図であり、図１２ｂは、図１２ａの拡大部を示す図である。 図１３ａは、コア部材が完全に固定具部材に挿入される、固定具部材にコア部材を接続する最後のステップの断面図であり、図１３ｂは、図１３ａの拡大部を示す図である。 第１の実施例に係る骨固定具を椎弓根に固定するステップを示す図である。 第１の実施例に係る骨固定具を椎弓根に固定するステップを示す図である。 第１の実施例に係る骨固定具を椎弓根に固定するステップを示す図である。 第１の実施例に係る骨固定具を有する多軸骨固定装置の断面図である。 第１の実施例に係る骨固定具を有する骨プレートの断面図である。 第２の実施例に係る骨固定具の分解斜視図である。 組み立てられた状態の、第２の実施例に係る骨固定具の斜視図である。 第２の実施例に係る骨固定具の側面図である。 図２１中の線Ｂ‐Ｂに沿った第２の実施例に係る骨固定具の断面図である。 第２の実施例に係る骨固定具の第２の端部の底面図である。 第２の実施例に係る骨固定具の固定具部材の第１の端部の上面図である。 第２の実施例に係る固定具部材の側面図である。 図２５中の線Ｃ‐Ｃに沿った第２の実施例に係る固定具部材の断面図である。 第２の実施例に係る固定具部材の第１の端部からの斜視図である。 第２の実施例に係る骨固定具のコア部材の斜視図である。 長手方向軸を含む面において断面をとった、第２の実施例に係るコア部材の断面図である。

図１および図２に示されるように、第１の実施例に係る骨固定具は、ねじ部材の形態の固定具部材１と、コア部材２とを備える。コア部材２は、固定具部材１に挿入可能かつ接続可能であって、骨固定具を形成する。

図３〜図５にさらに示されるように、固定具部材１は、第１の端部１１と、反対側の第２の端部１２と、第１の端部１１および第２の端部１２を通って延びる長手方向軸Ｌとを有する。固定具部材は、管状の部材として形成され、第１の端部１１から、第２の端部１２からある距離のところまで延びる、第１の内径を有する第１のセクション１３を有する。第２の端部１２に隣接する第２のセクション１４においては、内径は第２の端部１２に向かって徐々に小さくなっている。第２のセクション１４は、第２の端部１２に向かって先細りになるテーパ内面１４ａを備える。第２の端部１２には、第２の端部１２に開いて第１のセクション１３の中に延びる少なくとも２つ、好ましくは３つまたは４つのスリット１５が設けられている。スリット１５は、長手方向軸Ｌに実質的に平行である。スリット１５によって、固定具部材１は以下に記載されるようにその第２の端部１２の領域において可撓性を有するようになる。

第２の端部１２の前面は、図１および図１３ａ、図１３ｂに示されるようにコア部材を完全に挿入した時にコア部材の一部のための当接部を規定する。

固定具部材１の外面の少なくとも一部は、骨ねじ山１６を備えている。骨ねじ山１６の代わりに、例えば返しまたはテクスチャ化された面などの別の骨係合構造が設けられてもよい。

第１の端部１１には、複数の凹部１７が第１の端部１１の前面から第１の管状セクション１３の中に延びており、頭部３との形状適合係合のための係合部を形成する。

固定具部材１は、コア部材２の材料の弾性率と比較して弾性率がより小さな材料でできている。好ましくは、固定具部材１は、高分子材料、特に生体適合性の高分子材料でできている。例えば、当該材料は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）およびポリエーテルケトン（ＰＥＫ）を含むポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）の群から選択されてもよい。しかし、他の高分子材料も用いられてもよい。固定具部材１がその第２の端部１２において拡張可能な程度は、適切な材料、固定具部材１の壁厚、スリット１５の長さおよび幅を選択することによって製造中に調整可能である。

図６〜図８にさらに示されるように、コア部材２は、第１の端部２１と、反対側の第２の端部２２と、実質的にロッド状の中央部２３とを備える。第１の端部２１に隣接して、固定具の頭部３が設けられている。頭部３は自由端に係合部３１を有し、当該係合部３１は、トルクス（登録商標）形状の凹部または六角形形状の凹部などの、ツールと係合可能な凹部とともに、第１の端部２１を形成する。頭部３は、球状面部３２をさらに備える。球状面部３２の直径は、ロッド状中央部２３に向かって小さくなっている。頭部３は、安定化装置または固定装置などの他の装置、例えば多軸骨固定具の受け部またはプレート部材と骨固定具を接続するのに役立つ。球状外面部３２とロッド状中央部２３との間には、球状外面部よりも直径が小さく、ロッド状中央部２３よりも直径が大きなネック部３４が設けられている。ネック部３４は、第１の端部１１において管状の固定具部材１に収まるような外径を有している。固定具部材１の第１の端部１１における凹部１７に対応する位置には、径方向および軸方向に突き出る突出部３４ａが存在している。突出部３４ａは、凹部１７と係合して、固定具部材１の第１の端部１１においてコア部材２と固定具部材１との形状適合接続を達成するように構成されている。突出部３４ａと凹部１７との係合によって、コア部材２は固定具部材に対して回転できないように固定具部材１に固定されることができる。

第２の端部２２に、コア部材２は先端部２４を備える。先端部２４は、第２の端部２２に向かって円錐角で先細りになっており、当該円錐角は、固定具部材１のテーパ部１４ａの円錐角に実質的に対応する。ロッド状中央部２３と先端部２４との間には円筒部２５が存在しており、当該円筒部２５は、図２に見ることができるように先端部２４のベース２４ａが固定具部材１の第２の端部の前面に対して当接するように先端部のベース２４ａよりも直径が小さい。

１つ以上の案内部２６がロッド状中央部２３に設けられてもよく、当該案内部２６は、第２の端部２２に向かって先細りになる傾斜面２６ａを備えた実質的に円筒形の形状を有している。案内部２６の外径は、固定具部材１の第１のセクション１３の内径よりもほんのわずかに小さい。したがって、案内部２６は、コア部材２を管状の固定具部材１に挿入した時に固定具部材１の内壁に沿って摺動することにより案内を行なう。テーパ面２６ａは、固定具部材１へのコア部材２の挿入を容易にする。案内部２６は、コア部材２と一体的に形成されてもよく、または、コア部材２に固定された別個の部品であってもよい。また、それらは割愛されてもよい。

コア部材２は、好ましくは固定具部材の材料よりも剛性のある材料、すなわち、弾性率がより高い材料でできている。例えば、コア部材２は、チタン、ステンレス鋼、ニチノールなどの例えばＭｉ‐Ｔｉ合金などの生体適合性の金属合金などの金属材料でできている。

図９〜図１３ｂを参照して、固定具部材の使用方法の第１の実施例について説明する。まず、図１４に示されるように、固定具部材を骨、骨部分または椎骨（図示せず）に挿入する。コア孔が前もって準備されていてもよい。固定具部材と係合するツール（図示せず）を用いてもよい。固定具部材１との形状適合接続に役立つ係合部１７も、ツールのための係合部として用いられてもよい。他の係合部（図示せず）が設けられてもよい。

第２のステップにおいて、図１０ａおよび図１０ｂに示されるように、先端部２４が第２の端部１２における固定具部材の内壁のテーパ部１４ａに対して当接するまで、先端部２４が固定具部材１の方を向いた状態で、コア部材２を固定具部材に挿入する。挿入中、コア部材２は、案内部２６と接触する内壁によって案内されながら、固定具部材１の内面に沿って摺動する。

次に、図１１ａおよび図１１ｂに示されるように、固定具部材１にコア部材２をさらに前進させることにより、第２の端部１２において固定具部材が拡張する。なぜなら、先端部２４のベース２４ａの外径は、第２の端部における管状の固定具部材の内径よりも大きいためである。

ステップにおいて、図１２ａおよび図１２ｂに示されるように、固定具部材１にコア部材をさらに前進させることにより、先端部２４が固定具部材１から出て、それによって第２の端部１２において固定具部材１がさらに拡張する。

最後に、図１３ａおよび図１３ｂに示されるように、コア部材２をさらに前進させると、固定具部材の拡張部が元に戻り、その結果、固定具部材は、第２の端部１２におけるその前面が、第２の端部を通って延びて固定具部材のための径方向の当接部を形成する円筒部２５を有する先端部のベース面２４ａに対して当接する。先端部のベース面２４ａは、固定具部材の第２の端部１２のための長手方向の当接部を形成する。ロッド状中央部２３の寸法は、図１３ａに示されるような完全に挿入された構成において、頭部３の突出部３４ａが凹部１７と完全に係合してコア２が固定具部材１に対して回転固定されるような寸法である。

図１４〜図１６は、椎弓根１００に骨固定具を適用した上述の使用方法を示す。図１４は、まずツール１０１を用いて固定具部材を椎弓根に挿入することを示す。次いで、ツールを取外して、図１５に示されるようにコア部材を挿入する。図１６は、コア部材２を固定具部材１に完全に挿入した最終的な構成を示す。

使用方法の第２の実施例においては、図１３ａに示されるようなコア部材と固定具部材とを予め組み立てたものが一体アセンブリとして骨に挿入される。

安定化装置とともに骨固定具を適用した第１の適用例が図１７に示される。第１の実施例に係る骨固定具は、多軸骨固定具の受け部４に受けられる。受け部４は、実質的に円筒形をしており、上端４１と、下端４２と、上端から、下端からある距離のところまで延びる同軸ボア４３とを備える。ボア４３は、下端４２に向かって狭まっており、開口４４を与える。下端付近には、頭部３を回動可能に受けるためのシート４５が設けられている。ロッド５を受けるために、Ｕ字形の凹部が、上端から、上端からある距離のところまで延びている。Ｕ字形の凹部によって、ロッキング部材６と協働するように雌ねじ山４８を有する２つの自由な脚部４６，４７が設けられている。さらに、ロッキング部材を締めることによって特定の角度位置で頭部３をロックできるように頭部３に圧力をかける圧力部材７が設けられている。骨固定具は、受け部の他の部品および多軸骨ねじのための構成とともに用いられてもよい。また、コア部材２の頭部３は、単軸骨ねじから公知であるように、ロッドを受けて、当該ロッドを固定するようにロッキング部材を受けるためのセクションを備えるように設計されてもよい。

第２の適用例が図１８に示される。ここでは、第１の実施例に係る骨固定具は、各々の骨固定具の頭部３を受けるための孔１０およびシート部１１を有する骨プレート９とともに用いられる。このような骨プレートのさまざまな構成が考えられる。また、この場合、頭部３は、骨プレートに設けられた受け部に対応するようにその形状が適合されてもよい。

図１９〜図２１を参照して、骨固定具の第２の実施例が示される。固定具部材１’およびコア部材２’は、各々、互いに協働してコア部材２’の固定を向上させ、部品の回転の動きおよび軸方向の動きを防ぐ構造を備える。

図２４〜図２７を参照して、固定具部材１’についてより詳細に説明する。前の実施例の部品および部分と同一の部品および部分は同じ参照数字で示され、その説明は繰り返さない。固定具部材１’は、長手方向に延びるリブのような突出部１８によってもたらされる内部案内構造を備える。リブのような突出部１８は、第１の端部１１から、第２の端部１２からある距離のところまで延びている。好ましくは、リブのような突出部１８は、スリット１５の端部までしか延びておらず、そのため、固定具部材の可撓性部分はリブのような突出部を有していない。

例えば、４つのリブのような突出部１８が十字形の構成を形成するように互いに対して実質的に９０°で配置されている。さらに、第２の端部１２においては、複数（例えば４つ）の凹部１９が端部１２の端面に配置されている。凹部１９は、コア部材２’の対応する部分との係合に役立つ。頭部３は、そのロッド状部分２３の方を向いた側に突出部３４ａ’を有しており、当該突出部３４ａ’は、リブのような突出部１８を有する管状セクション１３と係合するように配置および構成されている。

コア部材２’は、そのロッド状中央部２３に、少なくとも１つ、好ましくは複数の間隔が空いた案内部２６’を有している。案内部２６’の最大外径は、リブのような突出部１８同士の間の空間における固定具部材１’の内径よりもわずかに小さい。案内部材２６’は、突出部１８の位置に対応する位置に周方向に互いに間隔を空けて配置された長手方向溝２６ａ’を備える。したがって、溝２６ａ’は、リブのような突出部１８と係合されるように構成されている。

第１の端部２２の方を向いた先端部２４のベースには、コア部材２’の第１の端部２１に向かう方向に外向きに突き出る突出部２４ｂがある。突出部２４ｂは、固定具部材の凹部１９に係合するように構成されている。

上述のコア部材２’と固定具部材１’との形状適合接続によって、固定具部材１’に対するコア部材２’の回転を防ぎ、これらの部材の軸方向の変位も防ぐ構造が提供される。

このような係合構造の他の構成が可能である。例えば、４つよりも多いまたは４つ未満の突出部および溝を設けることができる。固定具部材の内壁は、コア部材２’の対応する外形と係合する時に回転を防ぐ楕円形の外形または別の外形を有し得る。

実施例のさらなる変形例が可能である。例えば、コア部材は２つ以上の部品でできていてもよい。頭部は、コア部材に接続可能な別個の部品として作られることができる。また、頭部３は固定具部材の一部であってもよい。

固定具部材の第２の端部は閉じていてもよく、コア部材の先端部は割愛されてもよい。この場合、コア部材を固定具部材に固定する構造が設けられる。

頭部は、骨固定具の使用目的に依存した異なる形状を有していてもよい。第２の実施例の材料および材料の組合せは第１の実施例と同じであってもよい。

１，１’ 固定具部材、２，２’ コア部材、１１ 第１の端部、１２ 第２の端部、１３ 管状セクション、Ｌ 長手方向軸、１６ 骨係合構造、２１ 第１の端部、２２ 第２の端部。

Claims (14)

1. 骨固定具であって、
   開いた第１の端部（１１）と、開いた第２の端部（１２）と、前記第１の端部（１１）および前記第２の端部（１２）の間の管状セクション（１３）と、前記第１の端部から前記第２の端部まで延びる長手方向軸（Ｌ）と、前記管状セクション（１３）の少なくとも一部において骨を係合させるための骨係合構造（１６）とを有する固定具部材（１，１’）を備え、
   前記固定具部材（１，１’）は第１の材料でできており前記第２の端部（１２）において拡張可能であり、
   前記骨固定具はさらに、
   第１の端部（２１）と第２の端部（２２）とを有し前記第２の端部に向かって先細りになる先端部（２４）を前記第２の端部（２２）に有するコア部材（２，２’）を備え、
   前記コア部材（２，２’）は、前記固定具部材に前記第１の端部から挿入可能かつ接続可能であり、
   前記コア部材（２，２’）は、前記第１の材料とは異なる第２の材料でできており、
   前記コア部材（２）は、前記第１の端部（１１）に向かう前記コア部材（２）の動きを防ぐように前記固定具部材（１）の当接部（１２）と協働する当接部（２４ａ）を備え、
   前記コア部材（２，２’）が完全に挿入された状態となるように前記コア部材（２，２’）を前進させると、前記先端部（２４）は前記固定具部材（１，１’）の前記第２の端部（１２）から出る前に前記第２の端部（１２）において前記固定具部材（１，１’）を拡張させ、前記拡張した第２の端部（１２）が元に戻ることで、前記固定具部材（１，１’）は、前記コア部材（２，２’）が完全に挿入された状態において、前記第２の端部（１２）において前記先端部（２４）の前記当接部（２４ａ）に対する前記長手方向軸（Ｌ）方向の当接部を形成し、
   前記固定具部材（１’）の前記管状セクション（１３）の内壁は、前記コア部材（２’）の回転を防ぐように前記コア部材（２’）の対応する外形（２６ａ）と協働する外形（１８）を有する、骨固定具。
2. 前記第１の材料は、前記第２の材料よりも大きな可撓性を示す材料である、請求項１に記載の骨固定具。
3. 前記第１の材料は高分子材料である、請求項１または２に記載の骨固定具。
4. 前記第２の材料は金属材料である、請求項１から３のいずれかに記載の骨固定具。
5. 前記骨係合構造（１６）は骨ねじ山である、請求項１から４のいずれかに記載の骨固定具。
6. 前記固定具部材（１，１’）は、前記長手方向軸に実質的に平行に延び、前記第２の端部（１２）に開いた少なくとも２つのスリット（１５）を備える、請求項１から５のいずれかに記載の骨固定具。
7. 前記固定具部材は、前記第２の端部（１２）のまたは前記第２の端部（１２）付近の内壁に、前記第２の端部（１２）に向かって先細りになるテーパセクション（１４ａ）を備える、請求項１から６のいずれかに記載の骨固定具。
8. 前記固定具部材（１，１’）は、前記第１の端部（１１）にまたは前記第１の端部（１１）付近に係合構造（１７）を備える、請求項１から７のいずれかに記載の骨固定具。
9. 前記係合構造（１７）は、前記第１の端部（１１）の前面から前記管状セクション（１３）の中に延びる少なくとも１つの凹部の形態で設けられている、請求項８に記載の骨固定具。
10. 前記コア部材（２，２’）は、頭部（３，３’）を前記第１の端部に備える、請求項１から９のいずれかに記載の骨固定具。
11. 前記頭部（３，３’）は、球状外面部（３２）を有する、請求項１０に記載の骨固定具。
12. 前記頭部（３，３’）は、前記固定具部材（１，１’）を係合させるための係合部（３４）を備える、請求項１１に記載の骨固定具。
13. 前記先端部（２４）の最大外径は、前記第２の端部（１２）における管状セクション（１４）の内径よりも大きい、請求項１から１２のいずれかに記載の骨固定具。
14. 前記管状セクションの前記内壁は、少なくとも１つの長手方向に延びる突出部（１８）を備え、前記コア部材は、少なくとも１つの対応する長手方向溝（２６ａ’）を備える、請求項１から１３のいずれかに記載の骨固定具。