JP2009530017A - ある部材を他の部材に締め付け固定するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ねじ接合を外科用に使用する際に、インプラントの中にねじ締めできるようにしたピッチの短い外周ねじ山を設けた錐形状頭部を備え、先端部には円錐体を備え、螺子頭部のねじ山よりもピッチが長く骨組織の中へねじ締めできるようにした螺子幹部の主ねじ山を備えた螺子によって、インプラントの構成による第１部材を骨組織の構成の第２部材に締め付けて固定するための装置及び方法に関するものであって、前記第１部材、インプラントはその中に、分割された複数のフランジから成り全体としてインプラントの孔の球面形状に嵌合する球面形状を形成する弾性スリーブを配置するための球面状孔を備え、前記スリーブは前記螺子頭部の外周ねじ形状に嵌合する内部の錐形状ねじ山形状部を備え、螺子を締め付ける時インプラントを他の部材に対して所望の角度で締め付けることができ、その姿勢でねじ接合を固定することができる。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、一方において、螺子先端部に円錐体を形成し、且つ第１部材例えばインプラントの中へねじ締めできるようにしたピッチの短い外周ねじ山を形成した錐形状の螺子頭部とを備え、他方においては、螺子頭部のねじ山よりもピッチが長く他の部材、例えば骨組織の中へねじ締めできるように螺子幹部に形成した主ねじ山を備えた螺子を用いることによって、例えばインプラント又は組み合わせ式のインプラントの構成による第１部材を例えば骨組織の構成の別の部材に締め付けて固定するためのねじ接合についての例えば外科使用の際の装置に関するものである。

複数の部材を互いに締め付け固定するための多くの種々の解決法及び方式がある。例えば、整形外科手術でインプラントを骨に締め付け固定する場合は、従来式の螺子とインプラントプレートとの使用には多くの欠点がある。インプラントプレートを骨に締め付け固定する場合、骨に対する圧力が増し、骨組織の中の血液循環の低下をもたらし、その結果治癒が不十分なものとなる。破壊部分の微少な動きでも螺子とプレートのシステムに荷重を掛け、結果として螺子が弛みうる状況をもたらす。

これらの問題は、プレートと骨組織との間にバネを配設した状態で安定性を低下させることなく螺子をプレートに固定するという新しいシステムによって減らすことは可能である。

しかし、その新しいシステムは傷という点に関しては現実問題として欠点があり、また部材同士を互いに締め付け固定するためには少なくとも２つのねじを必要とする場合がしばしばある。このシステムを用いると、特にインプラントプレートが薄い場合、接骨部分に大切な骨の断片を含み、インプラントプレートへの固定を確実にするべく、ねじを所望の傾斜姿勢でインプラントプレートに簡単且つ安全に締め付けることは困難である。

出願公開された米国出願第２００５／００４３７３６Ａ１及び米国特許第６２３５０３３号は１つの例だと言える。しかしながら、これらの文献に記載された発明にはインプラントプレートに必要な厚さという観点から一定の制限があり、さらに、螺子で骨の断片を、狭くてしばしば手が届くにくい位置にある種々の厚さのインプラントに種々の傾斜姿勢で締め付け固定できるような、操作時における螺子の傾斜姿勢及び安全性の見地から簡単操作、精密さ、段差なしに調節できることという要求を全て満たしているわけではない。

発明の概要

本発明の目的は２つの部材を互いに接合して固定する際の、例えば螺子の軸方向の長さの程度又は傾斜姿勢に係わりなく、またインプラントの厚さに係わりなく、インプラントを螺子で骨組織に固着させる際の上記の問題点や欠点を除去することにある。

本発明のアイデアによれば上記の問題点は次のように解決される。上記第１部材すなわちインプラントが球面状孔を備え、その孔の中に、弾性スリーブを、部分部分のフランジに分割され且つ全体としては該孔に嵌合する球面形状を形成する環状スリーブの形で配設する。そして、該スリーブの内側は前記螺子頭部の外周ねじ山の形状に適合する錐形状ねじ山の形状を有し、該螺子を骨組織の中へねじ締めする時、該螺子が前記インプラントを所望のいかなる角度ででも締め付け固定することができる。

本発明は３つの部分から成り、それらが組み合わされた時に安定したインプラント結合を形成するものである。そのインプラント結合は、貫通孔を備えたインプラントプレートと、その孔の中へ配設するための嵌合用スリーブと、該スリーブに入れ込むことができる螺子とで構成される。前記インプラントプレートは途切れずに続く球面状孔を備え、その孔の入口開口部は出口開口部よりも幾分小さくしてある。前記スリーブは、その外側面が端部の環状部によって共に支持された複数のフランジに分割された構成で前記孔の中に配置される。前記フランジは前記スリーブの中心方向に弾性的に曲げることが出来、このことはスリーブをプレートの球面状孔の中へ容易に押し込むことが出来、その後スリーブがそこにそれ自身の力でとどまることを意味する。前記スリーブのフランジは内側の錐形状穴の輪郭を画定し、各々のフランジの内側には錐形状ねじ山が部分的に設けられている。これらのねじ山部が合わさって１つの内側錐形状ねじ山を形成している。

螺子を連続して操作することが出来るように、該螺子は骨の中へ締め付けるためのピッチの長いねじ山と頭部に配置した螺子廻し用の十字溝を備えている。前記の螺子は自ら雌ねじを切っていく端部をも備え、その上方部には、螺子をさらに締め付けていく際に該螺子を制御するためのスリーブに嵌合する平坦部がある。前記螺子の頭部は錐形状外周ねじ山を備えた錐形を為し、その部分は締め付け操作の最後の段階において該スリーブのフランジの内側錐形状ねじ山に係合する。接骨のために締め付ける骨の中へ最適な状態で埋め込むため、あらかじめ螺子に連結した螺子廻しはどのような角度においても方向付けと回転が可能である。自ら雌ねじを切っていく端部によって、螺子の頭部のねじ山の施された錐形状部がスリーブのフランジのねじ山に係合するまで螺子をさらに埋め込んでいく。前記の螺子に対して掛かる圧力によって前記スリーブは下向きに該インプラントプレートの下方開口部に向けて押圧され、そこでは押し込まれることになるので、該スリーブのフランジが該インプラントプレートの球面状孔の中へしっかりと押圧されている時、前記螺子が止まるところまで廻された際におけるスリーブの回転しようとする力を阻止することになるのである。

第１図及び第２図は本発明によって構成された、硬くて機械加工に適した材料、望ましくは金属で出来たインプラントプレート１（以下、プレートと称する）を示すものである。該プレートは種々の厚さにしてよい。例えば約２ミリメートルからそれよりも厚いものにしてもよい。該プレート１には球面状の貫通孔２を設け、孔２の球面の中心を上方向から見て下方向に変位させてあり、そのため球面の中心はプレート内で不均整な位置にある。また、孔２の上方開口部の直径Ｄ１は下方開口部の直径Ｄ２よりも短くしてある。

第３図、第４図、第５図、第６図、第７図及び第８図は、フランジ５がスロット溝４で分割され、その分割された幾つものフランジ５の間に薄い連結部分が残るようにした球状のスリーブ３を示すものであり、該スリーブは適当な材料、上記と同様に望ましくは金属で構成してある。リング６の形状としたこの連結部があることによってフランジ５が弾力的に変形するため、スリーブ３をプレート１の球面状孔２の中に締着させることができる。フランジ５が通常の形状を取り戻そうとする時に、スリーブ３が球面状孔２内の適当な位置に保持されるようになる。スリーブ３を球面状の形にしてあるということは、スリーブ３が制約なしに種々の傾斜姿勢をとることができることを意味する。スリーブ３の内部は、概ね錐形状であり、下方に行くに従って適正寸法のねじ山を備えた筒状にしてあるため、リング状部６が孔２の下方部に位置した状態で、望ましくはプレートの球面状孔２の上方開口部Ｄ１よりも大きな下方開口部Ｄ２のちょうど外側にある状態で、スリーブがプレート内に留め付けられる。スリーブ３の内側の錐形部にはねじ山１１を設けてあり、フランジ５には保持効果を増すための鋭利な端縁を設けてある。

第８図は縦断面図において側面から見た球面状スリーブ３を示す。螺子７を締めつけている時、螺子頭部のねじ山１２がスリーブ３のねじ山１１と螺合すると同時に、スロットが施されたスリーブ３は拡張し、プレート１の孔２の球状面の底部に抗して固定される。なぜならば、孔の出口開口部は入口開口部よりも幾分大きくしてあるため、フランジが球状面の端部に押し付けられ、螺子の締め付け時にスリーブが回転しようとするのを阻止するからである。

第９図、第１０図、第１１図及び第１２図は、骨組織への取付けに適合するためのより大きなピッチを有する幾分より大きなねじ山を構成する螺子７の下方部のねじ山に比べて小さいピッチを有するねじ山が施された錐形状頭部１３を備えた螺子７を示している。

第１３図は締め付け状態の時のスリーブ３、プレートインプラント１及び螺子７を示し、螺子とスリーブは前方から見た透視図によって、またプレート１と骨組織９は断面図によって描いてある。螺子の頭部１３はスリーブ３の中へ完全に螺合し、スリーブ３のフランジ５は球面状孔２をいっぱいに埋めてしまう。スリーブ３の奥行きは、プレート１内の球面状孔２の奥行きよりも幾分長くするのが望ましく、そうすることで、スリーブ３が完全に若しくは部分的に入り込んだ後にその環状部６が球面状孔２の表面を粗くした下方端縁（Ｄ２）の下に突き出し、そのことによって締め付け時に環状スリーブ３が螺子７と共に回転するのを阻止する。

第１４図は螺子を保持し締め付けるための装置を示している。本発明による構成でそれら２つの部材を互いに組み付ける時、第１部材１すなわちプレート１として形成されたインプラントを螺子７によって他の部材すなわち骨組織に締め付けるために、螺子７を少なくとも環状スリーブ３のフランジ５が位置する球面状孔２の中に通して、また望ましくは孔２の下方端部の外側に位置するスリーブ３の環状部分の中に通して押圧し、螺子への押圧によって、摩擦係数を増大させるためにプレート１の球面状孔２の表面を粗くした出っ張り部分にスリーブ３のフランジ５が押し付けられ、そのことによってスリーブの回転しようとする力が阻止される。螺子７を他の部材すなわち骨組織９に当接させ、それから螺子７の所望の方向を決定し、螺子７の下方ねじ山１４を他の部材９すなわち骨組織の中へ締め付ける作業を継続していく。螺子頭部１３のねじ山１２がスリーブ３内の錐形ねじ山１１と完全に螺合し、それゆえフランジ５を備えたスリーブ３を球面状孔２に抗して押し付け、最後にスリーブ３の環状部６を孔２の下端開口部Ｄ２から押し出した時に最終的な締め付けが行なわれたことになる。

本発明は、当然のことながら、特許請求の範囲内においてその保護範囲を変えることなく変更することが可能である。

本発明による装置におけるインプラントプレートの平面図である。 第１図におけるプレートのＡ−Ａ線断面図である。 第１図及び第２図におけるインプラントプレートの斜視図である。 本発明による装置における、溝の施された球面状且つ弾性スリーブの斜視図である。 第３図における溝の施された球面状スリーブの下面図である。 球面状スリーブの側面図である。 球面状スリーブの平面図である。 第７図のＢ−Ｂ線断面図である。 螺子の平面図である。 本発明による装置における螺子の斜視図である。 螺子の正面図である。 螺子の底面図である。

Claims (8)

1. ねじ山を設けた錐形状の頭部を備え、先端部には円錐体を備えた螺子で、第1部材を他の部材に締め付けて固定するための装置において、前記第1部材が内部に球面状の弾性スリーブを環状スリーブの形で配置させるための球面状孔を備え、前記環状スリーブが複数の分割された部分から成り且つ全体として該第１部材の孔壁の球面状部に嵌合する球状面を有すると共に前記螺子の外周ねじ山に螺合するねじ山を有する内周面を備えたことを特徴とする締付け固定装置。
2. ねじ山を設けた錐形状の頭部を備え、先端部には円錐体を備えた螺子を手段とするねじ接合を外科用に使用する場合においてインプラントの構成の第１部材を骨組織の形態である他の部材に締め付けて固定するクレーム１に記載の装置であって、前記頭部が前記インプラントの中にねじ締めできるようにしたピッチの短い外周ねじ山を備え、前記螺子の幹部は骨組織の中にねじ締めできるように螺子頭部のねじ山よりもピッチの長いねじ山を備え、該第１部材であるインプラント（１）は弾性スリーブ（３）を環状スリーブ（３）の形で配置させる球面状孔を備え、該スリーブ（３）は複数に分割されたフランジ（５）から成り、孔（２）の球面形状部に嵌合する球面形状を有し、しかも螺子の頭部（１３）の外周ねじの形状に適合するねじ山を施した錐形の内部形状を有し、螺子（７）は締付け操作の最中インプラント（１）を他の部材（９）に対して所望の角度で締め付け、その姿勢でねじ接合を固定することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. スリーブ（３）が、分割されたフランジ（５）を連結しインプラント（１）の球面状孔（２）に案内するのを助ける薄い環状の可撓性部分（６）を含むことを特徴とする請求項１及び２に記載の締め付け固定装置。
4. 孔（２）の上方開口部（Ｄ１）が該孔の下方開口部（Ｄ２）よりも小さくなるようにプレート（１）の球面状孔（２）の中心をプレート（１）内において不均整に位置させることを特徴とする請求項１乃至３に記載の装置。
5. 孔（２）の下端開口部の端縁の表面を粗くしたことを特徴とする請求項４に記載の締め付け固定装置。
6. スリーブ（３）のリング形状部（６）が孔（２）の下方端縁の表面を粗くした面を通り越して下方に突き出し、スリーブ（３）が孔（２）の中にしっかりと固定された時にスリーブ（３）の分割されたフランジ（５）の鋭利な端縁が孔（２）の球面状内部面に押圧された状態でスリーブ（３）の回転を防止するように、スリーブ（３）の奥行きをインプラント（１）内の孔（２）の深さよりも長くしたことを特徴とする請求項５に記載の締め付け固定装置。
7. 螺子（７）の錐形状頭部の上端面にはねじ廻し用の十字溝を設け、螺子頭部のねじ山（１２）の下方側であって螺子（７）の下方部ねじ山（１４）の上方側には平坦部（１６）を設け、螺子（７）の締め付け操作時にはスリーブのリング形状部（６）が球面状孔（２）の表面を粗くした下方端縁（Ｄ２）の下方に位置した状態でフランジが球面状孔（２）内に完全に固定されるまで錐形状螺子頭部（１３）が孔（２）内に入った球面状スリーブ（３）のフランジ（５）を押し広げることを特徴とする請求項２に記載の締め付け固定装置。
8. 螺子（７）を球面状スリーブ（３）と共に第１部材であるプレート（１）の球面状孔（２）の中に下向きに差し入れ、螺子（７）の方向と傾斜姿勢を決定し、それに基づいて螺子（７）のねじ山（１４）をプレート（１）に固定すべき他の部材である骨組織（９）の中へ係合させ、螺子（７）の頭部の錐形状ねじ山（１２）がスリーブ（３）の錐形状ねじ山（１１）と接触するところまで螺子（７）を締め付けた後、螺子（７）の最上部がそれを包囲している部材の位置にある状態でそれら互いに関係する２つの部材をしっかりと固定できるように設計したねじ山のピッチによって最終締め付けを行うことを特徴とする請求項１乃至７に記載の装置によって第１部材を第２部材に締め付けて固定する方法。

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