JP6803826B2 - 骨接合部品と骨接合部品形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、骨折治療用の位置決め機能付きの骨接合部品に関するものである。

動物等の骨折治療を行うに当たり、現在ではＣＴスキャン（コンピュータ断層撮影）のデータを基に、骨折した骨の表面形状を反映した骨接合部品を製作し治療を行う場合がある。また、骨接合部品は骨の形状に沿った形状であるため、手術中に骨接合部品の取り付け方向（身体側と末端側の方向）を間違えることは少ないと考えられている。

しかし、特許文献１に記載の骨接合部品では、関節等の特異的な形状が存在しない部位の骨折治療においては、おおよその取り付け位置を決めることは可能だが、粉砕骨折等の骨と骨の間に隙間が存在する症例の場合は、骨接合部品の取り付け方向を間違えるミスが発生する可能性が大きい。

特許第５２２１０６３号公報

粉砕骨折のように折れた骨と骨の間に隙間がある症例を整復する場合、従来の施術では医師の知識や経験を基にして整復し、骨接合部品を取り付ける場合が多い。さらに、整復用の骨接合部品の配置に関しても曖昧な部分があり、折れた骨を骨折前と同じ位置に整復し、骨接合部品を配置するのは困難である。特に、粉砕骨折等の骨と骨との間に隙間がある場合は骨接合部品の取り付け方向を間違えるミスが発生する可能性が大きい。

本発明は、粉砕骨折等の治療であっても、骨を骨折前の位置と思われる予想位置に整復可能な位置決め機能を有する骨接合部品を提供することを目的とする。

本発明の骨接合部品は、動物の骨の骨折部を固定する骨接合部品において、一端部分が前記骨折部の身体側の折れた第１骨の表面に接触し他端部分が前記骨折部の末端側の折れた第２骨の表面に接触する骨接合部品本体と、前記骨接合部品本体に配置され前記第１骨の破断面に接触する第１部材と、前記骨接合部品本体に配置され前記第２骨の破断面に接触する第２部材とを設けた、ことを特徴とする。

本発明の骨接合部品形成方法は、動物の骨の中間部分が骨折した骨折部を固定する骨接合部品を作成するに際し、前記骨折部の身体側の折れた第１骨と前記骨折部の末端側の折れた第２骨、および前記骨折部のない正常骨の形状を測定し、前記第１骨と前記第２骨を、前記測定によって得られた正常骨の形状データに基づいて骨折前の位置と思われる予想位置にデータ上で配置し、データ上で前記予想位置に配置された前記第１骨の表面と前記第２骨の表面の間に骨接合部品本体を接触させた形状データに基づいて、前記骨接合部品本体を貫通して前記第１骨の破断面に接触する位置と方向に第１部材を挿通するための第１貫通孔と、前記骨接合部品本体を貫通して前記第２骨の破断面に接触する位置と方向に第２部材を挿通するための第２貫通孔を形成し、一端が前記骨接合部品本体の裏面側に突出し、他端が前記骨接合部品本体の表面側に突出するように前記第１，第２部材を、前記骨接合部品本体の前記第１，第２貫通孔に挿通する、ことを特徴とする。

この構成によれば、骨接合部品を装着する際、獣医師の個人差による整復状態の違いを極力無くし、骨折前の正常な状態に極めて近い治療が可能となり、治癒後の患者（動物等）の日常における活動が再現される。また位置決め機能により誤装着が低減され再手術の抑制につながる。

本発明の実施の形態１における骨接合部品１００を粉砕骨折症例に使用した場合を示し、（ａ）患部の骨に骨接合部品本体１０１を押し当て固定した状態の正面図と（ｂ）骨接合部品本体１０１から位置決めピン１０４，１０５を引き抜く前の側面図 同実施の形態における骨接合部品を骨折部に適合するように製作するに必要な（ａ）正常骨と（ｂ）骨折部の３Ｄデータ化と基準点、および（ｃ）正常骨と骨折部の位置合わせの説明図 本発明の実施の形態２における骨接合部品１００を粉砕骨折症例に使用した（ａ）患部の正面図と（ｂ）骨接合部品を装着して骨接合部品本体１０１から位置決めピン１０４，１０５を引き抜く前の側面図 本発明の骨接合部品を使用する場合の施術フローチャート 従来の骨接合部品を使用した場合の施術フローチャート

以下に、本発明の骨接合部品を実施の形態に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１（ａ）（ｂ）は本発明の骨接合部品を使用した骨折治療部位を示している。

この骨接合部品１００は、プレート状の骨接合部品本体１０１と、骨接合部品本体１０１に配置された第１部材としての身体側の位置決めピン１０４と、骨接合部品本体１０１に配置された第２部材としての末端側の位置決めピン１０５を有している。

この骨接合部品１００の構造を、図４に示した骨折治療における概略フローチャートと、従来の骨接合部品による図５に示した骨折治療のフローチャートを比較して説明する。

まず、従来の骨折治療の場合には、図５のステップＳ１において、骨折部のＣＴスキャンデータを取得する。

ステップＳ２では、ステップＳ１によって得られたＣＴスキャンデータに基づいて３Ｄデータ上で骨折部を復元する。

ステップＳ３では、３Ｄデータ上で復元した骨折部の骨形状に合わせて骨接合部品を作成する。

ステップＳ４では、患部を切開して骨折部を整復する。

ステップＳ５では、骨接合部品を骨折部に固定し、最後にステップＳ６で縫合して施術が完了する。

しかし、粉砕骨折の症例の場合、身体側の折れた骨と末端側の折れた骨の間に隙間があることが多い。このように隙間がある骨折症例の場合、骨折前の骨の状態を把握できず、ステップＳ３で作成した従来の骨接合部品を使用しても折れた骨を骨折前の位置に配置して整復することが困難である。

これに対して実施の形態の骨接合部品１００の場合には、折れた骨を骨折前と思われる予想位置に整復可能な位置決め機能を有しているため、身体側の折れた骨１０２と末端側の折れた骨１０３の間に隙間１１１がある骨折症例であっても、骨接合部品１００を使用することによって良好に整復できる。

この骨接合部品１００は、骨接合部品本体１０１の一端部分の裏面が、図１（ａ）（ｂ）に示すように第１骨としての身体側の折れた骨１０２の表面に接触し、骨接合部品本体１０１の他端部分の裏面が、第２骨としての末端側の折れた骨１０３の表面に接触している。なお、図１（ａ）では骨接合部品本体１０１に配置された位置決めピン１０４，１０５を図示していない。

位置決めピン１０４，１０５は、図１（ｂ）に示すように骨接合部品本体１０１に形成された第１，第２貫通孔１０６，１０７に挿通して位置決めされている。位置決めピン１０４と第１貫通孔１０６の嵌め合い、および位置決めピン１０５と第２貫通孔１０７の嵌め合いは、何れも手動で動かせる中間嵌めにしておく。

骨接合部品本体１０１の裏面に突出した位置決めピン１０４，１０５のうちの位置決めピン１０４は、身体側の折れた骨１０２の破断面１２０に接触し、位置決めピン１０５は、末端側の折れた骨１０３の破断面１２１に接触している。位置決めピン１０４，１０５の個数は何れも２つである。位置決めピン１０４，１０４の中心間の距離Ｌ１は、位置決めピン１０５，１０５の中心間の距離Ｌ２とは異なっている。

骨接合部品本体１０１の一端部分には、骨接合部品本体１０１をスクリュー（図示せず）により骨１０２に固定できるように、複数のスクリュー孔１０８ａが形成されている。骨接合部品本体１０１の他端部分には、骨接合部品本体１０１をスクリュー（図示せず）により骨１０３に固定できるように、複数のスクリュー孔１０８ｂが形成されている。

骨接合部品１００を、図２と図４に基づいて更に詳しく説明する。

粉砕骨折の場合には骨折前の骨の位置，形状などが不明であるため、図４のステップＳ１では、骨１０２，１０３をＣＴスキャン（コンピュータ断層撮影）で測定すると同時に、前足や後ろ足等の左右対称の部位の骨の場合、患部と左右対称となる骨折していない正常骨もＣＴスキャンで測定する。図２（ａ）は正常骨をＣＴスキャンして測定した３Ｄデータ（３次元データ）から作成した３Ｄモデル（３次元モデル）２０１を示す。図２（ｂ）は骨１０２をＣＴスキャンして測定した３Ｄデータから作成した３Ｄモデル２０２と、骨１０３をＣＴスキャンして測定した３Ｄデータから作成した３Ｄモデル２０３を示す。

ステップＳ２では、３Ｄモデル２０２，２０３に対して、折れた骨を骨折前の骨の位置に配置するための基準となる身体側基準点２０４ｂと末端側基準点２０５ｂを設定する。基準点は、例えば折れた骨と正常骨に同様に存在する関節部など特徴的な部位で、３Ｄモデル２０２の身体側基準点２０４ｂに対応する３Ｄモデル２０１の基準点を図２（ａ）の２０４ａとする。３Ｄモデル２０３の末端側基準点２０５ｂに対応する３Ｄモデル２０１の基準点を図２（ａ）の２０５ｂとする。そして、３Ｄデータ２０２，２０３を次のようにして骨折前の位置と思われ予想位置に配置する。

これは図２（ｃ）に示すように、骨の長手方向を軸に１８０°反転表示した正常骨の３Ｄデータ２０６の基準点２０４ａに、身体側基準点２０４ｂを基準にして身体側の折れた骨の３Ｄデータ２０２を重ね合わせる。重ね合わせることで傾き方向の位置合わせも可能である。同様に末端側基準点２０５ｂを基準にして末端側の折れた骨の３Ｄデータ２０３を３Ｄデータ２０６の基準点２０５ａに重ね合わせることにより、骨折前の正常な状態に極めて近い状態になるように折れた骨を３Ｄデータ上で配置する。

ステップＳ３では、３Ｄデータ２０２，２０３，２０６などに基づいて、折れた骨１０２，１０３に適合する骨接合部品１００を製作する。ここでは骨折部１１１の表面形状と破断面１２０，１２１の形状に適合するように、骨接合部品本体１０１の形状，位置決めピン１０４，１０５の長さ，骨接合部品本体１０１における位置決めピン１０４，１０５の挿入位置と角度などを決定して機械加工により骨接合部品１００を製作する。位置決めピン１０４，１０５の挿入位置と角度に応じて第１，第２貫通孔１０６，１０７の骨接合部品本体１０１における位置と角度が決まる。

ステップＳ４では、患部を切開して露出した骨折部に、骨１０２の破断面１２０に位置決めピン１０４が図１（ｂ）のように接触し、骨１０３の破断面１２１に位置決めピン１０５が接触するように骨接合部品１００を装着することによって、患部に隙間１１１があっても骨１０２，１０３を骨折前と思われる予想位置に位置決めして整復できる。

ステップＳ５では、スクリュー孔１０８ａ，１０８ｂから骨１０２，１０３にスクリューをねじ込んで、骨接合部品本体１０１を骨１０２，１０３に連結固定した後に、位置決めピン１０４，１０５を図１（ａ）のように骨接合部品本体１０１から引き抜く。最後にステップＳ６で患部を縫合して施術が完了する。

このように、骨接合部品１００を使用することによって、隙間１１１がある骨折症例の場合であっても、患部に適合するように骨接合部品本体１０１に配置した位置決めピン１０４，１０５の作用によって、折れた骨を骨折前の位置に極めて正確に位置決めして整復できる。さらに、骨接合部品１００の位置決め機能が三次元的に配置可能なため、傾きや廻旋方向も含めた整復が可能で、医師の個人差による整復状態の違いを極力無くして正常状態に極めて近い復元治療ができ、治癒後の患者の日常における活動が再現される。

なお、位置決めピン１０４は、骨１０２の破断面１２０の位置とその傾きなどに適合するように少なくとも２本以上配置する。同様に位置決めピン１０５は、骨１０３の破断面１２１の位置とその傾きなどに適合するように少なくとも２本以上配置する。

（実施の形態２）
図３（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態２を示す。

なお、実施の形態１と同様の作用をなすものには同じ符号を付けて説明する。

実施の形態１では位置決めピン１０４，１０５の骨接合部品本体１０１の表面からの突き出し量が同じであったが、実施の形態２では、位置決めピン１０４の骨接合部品本体１０１の表面からの突き出し量Ｌ１１と、位置決めピン１０５の骨接合部品本体１０１の表面からの突き出し量Ｌ２２とが異なっている。

位置決めピン１０４，１０５の少なくとも１つ、ここでは位置決めピン１０４，１０５のそれぞれにストッパー１２２が係合している。位置決めピン１０４，１０５におけるストッパー１２２の位置によって突き出し量Ｌ１１，Ｌ２２が調節可能に構成されている。

図３に示す骨接合部品１００の位置決め機能を図４に基づいて説明する。

図４のステップＳ１，Ｓ２を実行し、折れた骨１０２，１０３を、３Ｄデータ上で骨折前と思われる予想位置に配置する。

ステップＳ３では、骨接合部品本体１０１の形状，位置決めピン１０４，１０５の長さ，骨接合部品本体１０１における位置決めピン１０４，１０５の挿入位置と角度などを決定して、骨接合部品本体１０１を機械加工して骨接合部品１００を製作する。位置決めピン１０４は、骨１０２の破断面１２０の位置とその傾きなどに適合するように少なくとも２本以上配置する。同様に位置決めピン１０５は、骨１０３の破断面１２１の位置とその傾きなどに適合するように少なくとも２本以上配置する。

位置決めピン１０４，１０５の配置のためには、位置決めピン１０４を挿通する第１貫通孔１０６と、位置決めピン１０５を挿通する第２貫通孔１０７を、骨接合部品本体１０１に形成する。具体的には、折れた骨１０２，１０３の破断面１２０，１２１の形状もＣＴスキャンで測定したデータにより３Ｄデータに反映されているため、位置決めピン１０４の骨接合部品本体１０１の裏面に突出した部分が破断面１２０に接触するように、３Ｄデータの形状に基づいて第１貫通孔１０６を骨接合部品本体１０１に形成する。位置決めピン１０５の骨接合部品本体１０１の裏面に突出した部分が破断面１２１に接触するように、３Ｄデータの形状に基づいて第２貫通孔１０７を骨接合部品本体１０１に形成する。

この第１，第２貫通孔１０６，１０７に位置決めピン１０４，１０５を着脱可能に挿入して骨接合部品本体１０１に配置すれば、位置決め機能が三次元的に配置可能になり、傾きや廻旋方向も含めた整復が可能になる。この位置決め機能は実施の形態１も同じである。

更に具体的には、第１，第２貫通孔１０６，１０７の直径は、骨接合部品本体１０１の短手の長さの１５％未満の大きさであって、少なくとも２個以上の貫通孔である。第１，第２貫通孔１０６，１０７の直径は、骨接合部品本体１０１の短手方向の距離が例えば１０ｍｍの場合では１．５ｍｍ未満となる。位置決めピン１０４と第１貫通孔１０６の嵌め合い、位置決めピン１０５と第２貫通孔１０７の嵌め合いは、骨接合部品本体１０１を骨１０２，１０３に固定後に位置決めピン１０４，１０５を取り外せるように両方とも隙間嵌めにしておく。更に、骨接合部品本体１０１における位置決めピン１０４，１０５の位置決めのために、位置決めピン１０４，１０５には骨１０２，１０３の断面形状と位置決めピン１０４，１０５の接触長さを決定するストッパー１２２を、骨接合部品本体１０１の表面側に装着する。

ステップＳ４では、患部を切開して露出した骨折部に、骨１０２の破断面１２０に位置決めピン１０４が図１（ｂ）のように接触し、骨１０３の破断面１２１に位置決めピン１０５が接触するように骨接合部品１００を装着することによって、患部に隙間１１１があっても骨１０２，１０３を骨折前と思われる予想位置に位置決めして整復できる。

この骨接合部品１００では、骨接合部品本体１０１への位置決めピン１０４，１０５の配置の違いにより、骨１０２，１０３に骨接合部品本体１０１を装着する際の身体側と末端側を判定し誤装着を防止する機能を設けている。

つまり、ここでは骨１０２に接触する身体側の位置決めピン１０４が挿入される第１貫通孔１０６の中心間距離Ｌ１は、末端側の位置決めピン１０５が挿入される第２貫通孔１０７の中心間距離Ｌ２に比べ幅広になるように配置する。それにより医師は目視確認だけでなく、位置決めピン１０４，１０５に触れることで骨接合部品本体１０１の正しい装着方向の確認が容易になり、骨接合部品１００の誤装着を防止できる。

図３（ｂ）に示すように骨接合部品本体１０１の表面から外側に突出する身体側の位置決めピン１０４の突き出し量Ｌ１１を、末端側の位置決めピン１０５の突き出し量Ｌ２２よりも長くすることで、医師が位置決めピン１０４，１０５を触れたときの感触の違いにより、骨接合部品１００の身体側と末端側の判定が容易になり誤装着を防止できる確率が更に高くなる。

なお、位置決めピン１０４，１０５の中心間距離や突き出し量は必ずしも身体側を大きくする必要は無く、骨接合部品１００の身体側と末端側が判定できれば良い。

ステップＳ５では、スクリュー孔１０８ａ，１０８ｂから骨１０２，１０３にスクリューをねじ込んで、骨接合部品本体１０１を骨１０２，１０３に連結固定した後に、位置決めピン１０４，１０５を図１（ａ）のように骨接合部品本体１０１からストッパー１２２とともに引き抜く。最後にステップＳ６で患部を縫合して施術が完了する。

なお、顎の骨等の左右対称形状の骨の骨折の場合も、過去のＣＴスキャン等のデータや周囲の骨の状態から骨折前の状態を算出し、上記と同様に骨接合部品にて粉砕骨折等の治療に用いることができる。

なお、位置決めピン１０４，１０５の全部を第１，第２貫通孔１０６，１０７に隙間嵌めして骨接合部品本体１０１に装着したが、位置決めピンの一部を骨接合部品本体１０１に隙間嵌めして装着し、位置決めピンの残りを骨接合部品本体１０１に締まり嵌めして装着し、隙間嵌めして骨接合部品本体１０１に装着した前記位置決めピンの一部だけにストッパー１２２を装着することもできる。

なお、Ｌ１≠Ｌ２、かつＬ１１≠Ｌ２２であったが、Ｌ１＝Ｌ２、かつＬ１１≠Ｌ２２とすることもできる。

本発明は、医師の個人差による整復状態の違いを極力無くして正常状態に極めて近い復元治療が可能となり、治癒後の患者（動物）の日常における活動が再現され、骨折部を固定する各種外科手術などに関連する医療産業の品質向上に寄与する。

１００ 骨接合部品
１０１ 骨接合部品本体
１０２ 身体側の折れた骨（第１骨）
１０３ 末端側の折れた骨（第２骨）
１０４ 身体側の位置決めピン（第１部材）
１０５ 末端側の位置決めピン（第２部材）
１０６ 身体側の第１貫通孔
１０７ 末端側の第２貫通孔
１０８ａ，１０８ｂ スクリュー孔
１１１ 粉砕骨折で生じる隙間
１２０ 折れた骨の身体側の破断面
１２１ 折れた骨の末端側の破断面
２０１ 正常状態の３Ｄデータ
２０２ 身体側の折れた骨の３Ｄデータ
２０３ 末端側の折れた骨の３Ｄデータ
２０４ａ 正常骨の身体側基準点
２０５ａ 正常骨の末端側基準点
２０４ｂ 骨１０２の身体側基準点
２０５ｂ 骨１０３の末端側基準点
２０６ 正常骨の反転した３Ｄデータ

Claims (6)

1. 動物の骨の骨折部を固定する骨接合部品において、
   一端部分が前記骨折部の身体側の折れた第１骨の表面に接触し他端部分が前記骨折部の末端側の折れた第２骨の表面に接触する骨接合部品本体と、
   前記骨接合部品本体に配置され前記第１骨の破断面に接触する第１部材と、
   前記骨接合部品本体に配置され前記第２骨の破断面に接触する第２部材とを設けた、
   骨接合部品。
2. 前記第１，第２部材は、
   前記骨接合部品本体を貫通して設け、
   前記骨接合部品本体から前記第１骨の破断面とは反対側に突出した前記第１部材の突き出し量が、前記骨接合部品本体から前記第２骨の破断面とは反対側に突出した前記第２部材の突き出し量と異なることを特徴とする、請求項１に記載の骨接合部品。
3. 前記第１部材の個数は２つであり、
   前記第２部材の個数は２つであり、
   前記骨接合部品本体での前記２つの第１部材の中心間の距離は、前記２つの第２部材の中心間距離と異なることを特徴とする、請求項１または２に記載の骨接合部品。
4. 前記第１部材と前記第２部材の少なくとも１つの部材に前記骨接合部品本体の表面に接触するストッパーを設け、
   前記骨の破断面に接触する前記第１部材または前記第２部材の長さを前記ストッパーによって調節可能に構成したことを特徴とする、
   請求項１〜３の何れかに記載の骨接合部品。
5. 動物の骨の中間部分が骨折した骨折部を固定する骨接合部品を作成するに際し、
   前記骨折部の身体側の折れた第１骨と前記骨折部の末端側の折れた第２骨、および前記骨折部のない正常骨の形状を測定し、
   前記第１骨と前記第２骨を、前記測定によって得られた正常骨の形状データに基づいて骨折前の位置と予想される予想位置にデータ上で配置し、
   データ上で前記予想位置に配置された前記第１骨の表面と前記第２骨の表面の間に骨接合部品本体を接触させた形状データに基づいて、前記骨接合部品本体を貫通して前記第１骨の破断面に接触する位置と方向に第１部材を挿通するための第１貫通孔と、前記骨接合部品本体を貫通して前記第２骨の破断面に接触する位置と方向に第２部材を挿通するための第２貫通孔を形成し、
   一端が前記骨接合部品本体の裏面側に突出し、他端が前記骨接合部品本体の表面側に突出するように前記第１，第２部材を、前記骨接合部品本体の前記第１，第２貫通孔に挿通する、骨接合部品形成方法。
6. 前記骨接合部品本体に間隔を空けて複数の前記第１貫通孔を形成し、前記骨接合部品本体に間隔を空けて複数の前記第２貫通孔を形成する、
   請求項５記載の骨接合部品形成方法。