JP3649473B2 - 骨板 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は上側と、骨に接触する下側と、２つの縦の側面とから成る骨板に係るものである。
【０００２】
【従来技術】
螺子やボルトを使って骨に移植片を固定するのに使用する骨板の螺子孔の周りに応力が集中して強度を低下させてその移植片を損壊することがある。骨板の強度を改善する従来の仕方はその重要な箇所の寸法を増大するか、螺子孔の周りに材料を追加するかのいずれかである。
【０００３】
これらの公知の修正の仕方の欠点は健康な組織内への移植片の侵入の増加である。更に、外科手術で骨板をあてがう場合、その骨板の応力集中箇所の寸法をいつも大きくできるとは限らない。
【０００４】
組織の乱れはできるだけ少ないのが望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、材料は少なくし全体が同じ大きさとなっている板にすることによって上述の問題を解決することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
応力の極大値を小さくするよう骨板の重要局所の材料を除去する。屈曲荷重をかけた（骨板に近似の）ビームではビームの中心縦軸近くに螺子孔を持ってくると螺子孔の縁の応力を小さくできる。これは螺子孔周りで骨板の上側面から材料を除去して、例えば連続もしくは不連続の縦溝を切ることにより、行われる。点Ａ（螺子孔の縁）の応力と点Ｂ（螺子孔における溝の縁）の応力とが等しくなるとき溝の深さは最適となる。
【０００７】
移植片の下面に横の切れ目がある本発明の別の実施例では螺子孔と螺子孔との間の横断面を減少してはいない。それ故、上面の溝は不連続とされても螺子孔に滑らかに入り込んでいき、螺子孔から滑らかに出て行く。
【０００８】
骨板の下面が凹面となっている本発明の別の実施例では、螺子孔と骨板との間の接触高さは平らな溝を有する骨板の縦の中心線に沿って減少している。骨板の縦の中心線に沿って材料を少なくすべきである。丸刃ののみで螺子孔に滑らかな出入り域をつくるよう切り出して、螺子孔の縁に沿う応力を小さくし、そして骨板の縦の中心線に沿って螺子と全部の高さが接触するようにする。
【０００９】
【実施例】
本発明の新規な様々な特徴は請求の範囲に記述され、この開示部分を構成している。本発明そしてその手術の利点およびその使用により達成される特定の目的のより良い理解のために、添付図を参照して以下に本発明の実施例を説明する。
【００１０】
図１を参照する。骨折３の治療のための従来の骨板１を複数の螺子４により骨２へ固定する。筋力により骨２にかける曲げモーメント１０３が骨２の一側に張力を生じさせ、他側に圧縮荷重をかける。板１を骨２の張力側に当てるのが典型である。それ故、点１００で骨２の半部の間の接触量によって変わる、曲げと引っ張りの組み合わせか、引っ張りだけかのどちらかが板１にかかる。
【００１１】
図２の板１には矢１０３で示す曲げ荷重がかかる。板１の縦の中心線１０４が上面６に示されている。板１の縦側面は数字１０５で示す。上面６もしくは底面７の中立軸５から横断面内で最も遠い距離、すなわち上面６もしくは底面７に最も高い応力が発生する。孔８によってこれらの孔８の縁９に応力を集中させ、これらの応力集中は上面６の引っ張り内力もしくは内部歪みを２乃至３倍増大する。
【００１２】
図３を参照する。孔の縁９を板の横断面の中立軸５に近づけることにより孔の縁９の応力を減少できる。板１に切り込んだ溝１０が孔の縁９を中立軸５へ近づける。点１０１（孔の縁９）における応力と点１０２（孔における溝１０の縁１１）における応力とが等しいとき溝の深さは最適とされる。もし溝がこれよりも深くなると、横断面積１２の減少による強度の損失が孔の縁９における応力の減少により得られるものよりも大きくなる。
【００１３】
図４が示す実施例では板の下面７に横の切れ目１３と縦の切れ目１４とがあって、板と骨との間の接触を減らしている。横の切れ目１３のため孔と孔との間の横断面積１５は既にかなり小さくされており、図３の実施例におけるように上面６に更に溝１０を切ってその横断面積１５をそれ以上小さくすべきではない。それ故、上面６の溝は短い区分溝として不連続として孔８に円滑に移行していくようにしている。
【００１４】
図５に示すように、中心線１０６に沿っての螺子と孔８との間の接触高さは孔の縁における高さ１７よりも小さい。このことによって板の縦軸において螺子が不安定となる。それ故、板の縦の中心線に沿って材料を除去すべきではない。
【００１５】
適当な輪郭の丸のみを使って図６に示す横断面をつくる。この横断面では中心線１０６に沿う接触高さは孔の縁における高さ１７に少なくとも等しい。
【００１６】
図７ないし図９の別の実施例では板に窪み区域１９の形の特殊なオーバカットを設け、それにより孔８への円滑な移行をつくり、そして孔８の縁９に沿う応力を更に減少させる。窪み区域１９の深さは０．２ないし２．０ミリの範囲で目的に適うのであって、孔に近い上側面の孔以外の表面の最大応力が前記窪み区域内の孔の縁における最大応力とほぼ等しいように窪み区域１９の深さを設計する。
【００１７】
図９を参照する。孔８の曲率Ｃ₂は比１／ｒ₂であり、ここでｒ₂は孔８の半径２０である。同様に、曲率Ｃ₁は比１／ｒ₁であり、ここでｒ₁は窪み区域１９の縁１１の半径である。窪み区域１９の縁１１と孔８の縁９との間の距離は矢２２で示されており、そしてこの距離は１．０ミリよりも小さくあるべきであり、好ましくは０．１ないし１．０ミリの範囲内にある。曲率Ｃ₁は曲率Ｃ₂の６０％よりも小さくあるべきであり、曲率Ｃ₂の１０％よりも小さいのが好ましい。
【００１８】
好ましい実施例を上に説明したけれども、本発明の思想の範囲内で様々に変更できることは当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 骨板で保持した折れた骨の略図である。
【図２】 骨板の斜視図である。
【図３】 縦溝を付けた骨板の斜視図である。
【図４】 短い溝を孔区域だけに付けた本発明の骨板の斜視図である。
【図５】 螺子孔の中心を通って図４の骨板の縦軸に垂直な断面図である。
【図６】 溝輪郭を変形した、図５と同じ骨板の横断面図である。
【図７】 特殊なオーバカットを有する板孔を通る横断面を含む、斜視図である。
【図８】 図７の骨板の側面図である。
【図９】 図７の骨板の頂面図である。
【符号の説明】
１：骨板、２：骨、３：骨折、４：螺子、５：中立軸、６：上面、７：下面、８：孔、９：孔の縁、１０：溝、１３：横の切れ目、１４：縦の切れ目、１９：窪み区域。

Claims (7)

1. 上面（６）と、骨に接触する下面（７）と、２つの縦の側面（１０５）とから成り、縦の中心線（１０４）と、前記上面（６）から前記下面（７）へ延びる複数の螺子孔（８）とを備え、
   Ａ）前記螺子孔（８）は、彎曲縁（９）を有し、前記螺子孔（８）の周りの前記上面（６）の領域（１９）は、前記上面（６）に対して沈下しており、これらの沈下領域（１９）は彎曲縁（１１）を有しており、
   Ｂ）前記螺子孔（８）の間に画成されるスパン領域（２５）は前記沈下領域（１９）を有し、前記沈下領域（１９）の深さは前記スパン領域（２５）に向かって縦方向で次第に減少する、さらに、
   Ｃ）前記沈下領域（１９）の側縁（１１）は前記縦の側面（１０５）にほぼ平行に延びていて、
   Ｄ）前記螺子孔（８）に近い前記上面（６）部分での最大応力は前記沈下領域内での前記螺子孔（８）の縁（９）の最大応力に本質的に等しくなるように前記沈下領域（１９）の深さが決められること、さらに、前記沈下領域（１９）の深さが骨板（１）の縦の中心線（１０４）の方へ次第に減少することを特徴とする骨板。
2. 前記沈下領域（１９）の前記縁（１１）は曲率Ｃ ₁ を有し、曲率Ｃ₁は前記螺子孔（８）の縁（９）の曲率Ｃ₂の６０％以下である請求項１に記載の骨板。
3. 前記曲率Ｃ₁は、曲率Ｃ₂の１０％以下である請求項２に記載の骨板。
4. 前記沈下領域（１９）の縁（１１）から前記螺子孔（８）の縁（９）への距離（２２）が１ミリ以下である請求項１から３のいずれか１つに記載の骨板。
5. 前記骨板（１）の前記下面（７）が凹面となっている請求項１から４のいずれか１つに記載の骨板。
6. 前記骨板（１）の前記下面（７）に横の切れ目を入れた請求項５に記載の骨板。
7. 前記沈下領域（１９）の深さは０．２ミリから２．０ミリの範囲にある請求項１から６のいずれか１つに記載の骨板。

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