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JPH06319759A - 補綴、人工関節部品等を保持するための組織内移植用固定要素 - Google Patents

補綴、人工関節部品等を保持するための組織内移植用固定要素

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Publication number
JPH06319759A
JPH06319759A JP6088557A JP8855794A JPH06319759A JP H06319759 A JPH06319759 A JP H06319759A JP 6088557 A JP6088557 A JP 6088557A JP 8855794 A JP8855794 A JP 8855794A JP H06319759 A JPH06319759 A JP H06319759A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixing element
screw
tissue
notch
element according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6088557A
Other languages
English (en)
Inventor
Per-Ingvar Braanemark
ブレネマルク ペール−イングバール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MEDEBEROTSUPU AB
Medevelop AB
Original Assignee
MEDEBEROTSUPU AB
Medevelop AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MEDEBEROTSUPU AB, Medevelop AB filed Critical MEDEBEROTSUPU AB
Publication of JPH06319759A publication Critical patent/JPH06319759A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸方向負荷に対する対応能力を保持した上で
使用回転安定性を既知の固定要素よりは実質的に増大す
ることにより、固定要素の緩み性をより少なくすること
ができる特定形式の固定要素を提供する。 【構成】 骨もしくはその他の組織内に移植される固定
要素１は、外ねじ山形式のねじ形状からなり、例えばチ
タニウムもしくはその他の組織親和性材料から構成され
る。このような固定要素１は、例えば補綴もしくは人工
関節部品等を保持するために使用することができる。回
転安定性を増大して要素１が緩められるのを防止するた
めに、ねじのねじ山４には、例えば要素１の周囲ねじ面
に螺旋（もしくは直線）溝５を形成することによりノッ
チ７が設けられる。すなわち、溝７がねじ巻回８に交差
してノッチ７を形成するよう構成される。このような固
定要素１が例えば骨組織内に移植されると、組織がノッ
チ７内に引込まれることにより、固定要素１の回転およ
びねじ戻りを阻止するキーが生成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、切断補綴もしくは人工
関節部品等を保持するための組織内移植用固定要素に係
り、殊にこのような固定要素が組織親和性材料から構成
されているものに関する。さらに詳細には、本発明は、
実質的回転対称形状からなり、その周面の少なくとも一
部分上に挿入端部へ向けて延在する外ねじを備えている
形式の固定要素に関する。このような固定物を、以下
“特定形式からなる”ものと呼称する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、歯科の分野において、この種の
移植固定要素は、長年に亘りかつ極めて成功裡に人工単
歯もしくは人工歯ブリッジを固定するために使用されて
きた。例えば、米国特許第５０６４４２５号明細書に
は、移植に先立ち骨組織内に設けた穴内に適用されるこ
の種の固定要素、すなわち固定物が開示されている。固
定物は、穴内にねじ込まれた後、かなりの期間（約４カ
月）に亘って組織に対して生成接着される。その後、固
定物の上部部分が取り外され、そして歯もしくは歯ブリ
ッジが、通常適宜のスペーサを介して取り付けられる。
【０００３】一般に、この種の固定要素もしくは固定物
は、外ねじを有するねじ様のチタニウム駆体からなり、
そしてその組織に接触する周面およびそのねじ部分は、
周囲組織と最適に協働する特定表面構造に構成されてい
る。この特定表面構造は、表面に形成された多数のマイ
クロ穴（ｍｉｃｒｏｐｉｔｓ）からなり、そしてこのマ
イクロ穴が、隣接する組織細胞およびその細胞延在に対
接するための支持および接着点を確立している（米国特
許第４３３０８９１号明細書および欧州特許第０３３８
５７６号公報）。マイクロ穴移植表面と組織細胞および
細胞延在の間の所要の協働相互作用が、この目的のため
に特に開発された適切な外科技術と組合わされて遂行さ
れ、この結果所望の生物学的固定が達成される。
【０００４】この種の移植に関する総合的な臨床追跡調
査によれば、固定物は、軸方向負荷に対しては優れた固
定性能を有することが示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の固定要素が、殊に指関節、股関節、手首関節等各種の
関節設計補綴部品の固定に使用される最近の提案に関連
して、固定物の捩じり安定性に関して、これらには非軸
方向の負荷も発生するので、同様の留意が必要なことが
明らかとなった。このような回転安定性は、固定物の繰
返し捩じり負荷による緩み、すなわちこの種の固定物は
捩じり負荷の発生毎に回転変位すること、を防止するた
めに必要とされる。仮に、このような固定物がこのよう
な回転変位の後に組織生成により新たな位置に強固に接
着されたとしても、この周囲組織内における前記固定物
の固定能力は、やはり低減される。
【０００６】本発明の１つの目的は、前述した問題およ
び困難を最少にすることにあり、すなわち軸方向の負荷
に対する対応能力を保持した上で、使用の回転安定性を
既知の固定要素よりは実質的に増大することにより、固
定要素の緩み性をより少なくすることができる、特定形
式の固定要素を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様によれ
ば、組織内に移植される組織親和性材料からなると共
に、中心軸を有するほぼ回転対称形状の駆体から形成さ
れる固定要素からなり、前記固定要素はねじ山を有する
外周面を備えると共にノッチが前記ねじ山の少なくとも
１つの巻回を横断するよう形成され、これにより固定要
素が組織内に移植された際に、組織が前記ノッチ内に生
成されて、前記固定要素の組織内における回転を阻止す
るキーを形成することを特徴とする固定要素が提供され
る。
【０００８】好適には、ノッチは前記外ねじのピッチに
対応するピッチを有する。
【０００９】本発明の好適な実施態様によれば、ノッチ
は、ねじ山に交差するよう全体的に螺旋状に延在する少
なくとも１つの溝によって形成され、前記溝のピッチは
ねじ山のピッチよりはかなり大きく設定されている。代
案として、ノッチは、固定要素の軸に平行に延在して、
ねじ山の複数の巻回に交差する複数の溝によって形成す
ることもできる。
【００１０】溝が螺旋形状である場合には、溝のピッチ
は、好適にはねじ山のピッチの少なくとも３倍の大きさ
に設定する。
【００１１】隣接するねじ巻回内のノッチは、仮想螺旋
線分に沿った相互間隔で配置される。
【００１２】２つもしくはそれ以上の溝を、要素の周面
上に設けることができる。例えば、同一側でかつ同一ピ
ッチの複数の螺旋溝を、この溝が要素の円周上で離間さ
れるようにして、設けることができる。これらの各溝
は、要素の外ねじ表面の全体に亘って延在させることが
できる。
【００１３】ノッチは、また、要素の軸にほぼ平行して
延在する溝によって形成することもできる。この種の溝
は、好適には外ねじの少なくとも５つの隣接巻回に亘っ
て延在する。この種の軸方向溝は、また、要素の長手方
向に沿って互いに変位させることもできる。
【００１４】溝は、好適には楔状断面を有する。ねじの
山の頂部は、好適には丸められ、そして隣接ねじフラン
ク（ねじ山の斜面）間のランドであって、このランドは
固定ねじの谷径を画定しているものは、軸方向におい
て、通常一般的な技術目的のためのねじの場合よりは、
かなり広く設定されている。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の好適な実施態様を、以下実施
例として添付図面を参照しながら説明する。
【００１６】図には、骨等の組織内に移植される固定要
素が参照符号１で示されている。
【００１７】図１乃至図３には、通常の固定要素が示さ
れている。この種の固定要素１は、チタニウム等の組織
親和性材料からなり、補綴部品や人工関節部品等に取り
付けられる上部連結部分２と、外表面に沿って要素１の
下端部すなわち挿入端部６であって、使用時にはこの要
素端部側が要素を移植すべき骨もしくは他の組織内に用
意した穴内に最初に挿入されるものへ向けて延在するね
じ山４を備えた下部固定部分３とから構成されている。
図示の実施例では、ねじ山４は右ねじである。図３に
は、このような外ねじの好適な形状が示されている。図
示されているように、歯形において、ねじ山の頂部４ａ
は円形であり、一方ねじ山の斜面間のランドは偏平であ
る。参照符号４ｂは、傾斜ねじ山の斜面が内側へ延在し
た場合に、隣接ねじ山の斜面間に形成されるであろう仮
想領域部分を示している。
【００１８】組織内に生物学的の最適の固定を達成する
ために、固定要素１の、少なくとも使用時に組織と接触
する領域は、互いに密接したマイクロ穴からなる特定の
表面構造に構成されている。この技術分野の通常の用語
法によれば、専門家には、用語“マイクロ穴（ｍｉｃｒ
ｏｐｉｔ）”は、寸法が１０乃至１０，０００ｎｍ、普
通は１０乃至３００ｎｍの表面凹部として、一方用語
“マクロ穴（ｍａｃｒｏｐｉｔ）”は、寸法が数μｍ乃
至２００μｍもしくはそれ以上の表面凹部として理解さ
れている。マイクロ穴およびマクロ穴を形成する種々の
方法は、それぞれ公知であり、また例えば米国特許第４
３３０８９１号明細書および欧州特許第０３３８５７６
号公報等に開示されている。
【００１９】このマイクロ穴は、組織細胞およびその細
胞延在に対する支持および接着点をそれぞれに形成すべ
く意図され、そして適切な外科技術と組合わせることに
より、移植表面と周囲組織との間の所望の生物学的協働
に必要な状態を提供する。総合的な臨床調査によれば、
このような表面構造が、移植表面と周囲細胞組織との間
の優れた固定を提供することを実証している。この固定
技術は、また骨統合とも呼ばれている。
【００２０】図４乃至図６には、本発明を実施する固定
要素の２つの異なる形式を示す。いずれの形式において
も、固定要素は、中心軸周りにほぼ回転対称な駆体形状
から構成されている。さらに特定的には、これら実施例
の固定要素は、外ねじ４、これは好適には図３に示すよ
うに同じねじ形状を有するものを備えた円筒駆体から構
成されている。各実施例における固定要素は、好適には
チタニウムから形成されるか、もしくはこの要素が移植
されるべき骨もしくはその他の組織に接触されるチタニ
ウム外層もしくは被覆を備えている。図４に示す実施例
は、要素の軸周りを旋回するよう延在される溝５を有
し、そしてこの溝５は、ねじ４の各巻回に交差されると
共に、要素１の上端部２から下部挿入端部６へ向けて延
在している。螺旋溝５の深さは、ねじ４の深さに実質的
に対応している。溝５は、好適にはその長手方向横断面
を楔状に形成され、従ってこの溝は、ねじ山の斜面レベ
ルをねじの谷レベルより広く形成されている。図４から
明らかなように、螺旋溝５は、ねじ４よりはかなり大き
なピッチを有し、ねじ４の各巻回８の中にノッチ７を形
成している。従って、各ノッチ７の横断形状は溝５のそ
れに対応している。螺旋状溝は、要素が事前に用意され
ている穴内へ影響されることなく捩込まれるよう、ねじ
４と同一方向へ指向される。すなわち、同じ向き側に形
成されるべきである。
【００２１】図４に示す実施例は、勿論、本発明の精神
の範囲内において多くの変形が可能である。かくして、
螺旋溝５は、要素１のねじ付き周面の一部分にのみ限定
することができる。この場合、溝５は、好適にはねじ４
の少なくとも５巻回に亘って延在する。さらに、いくつ
かの螺旋溝５、好適には同一側でかつ同一ピッチのもの
が、要素１の周面周りに互いに離間して設けることがで
きる。代案として、固定要素のねじ面には、複数の短い
長手方向の溝であって、これらはそれぞれがねじの１巻
回だけを貫通するノッチを提供するか、もしくはそれぞ
れがねじの幾つかの巻回だけを貫通するノッチを提供す
るものを、形成させることもできる。この場合、個々の
短い溝、もしくはこれによって形成される個々のノッチ
は、固定要素の周面上における仮想螺旋線分上に位置さ
せることになる。
【００２２】図４に示す固定要素は、自己ねじ立て式か
らなり、そして例えば実施例的には、米国特許第５０６
４４２５号明細書に記載されている一般的形式のものか
ら構成することができる。すなわち、固定要素には、閉
塞底部９とこの閉塞底部直上に設けられる多数の軸方向
スリット１０とを備え、前記スリットを要素１内に設け
た空洞部１１と協働させることにより、固定要素１が、
組織内に事前に用意された穴内にねじ込まれる際の“切
除組織”を収集するよう構成することができる。因み
に、スリット１０には適宜の切刃が備えられている。
【００２３】図５および図６には、本発明に従い回転安
定性を増大するよう構成した、ねじ山貫通ノッチ７の別
の構成を示す。本実施例においては、図４に示す螺旋状
延在の溝５の代りに、固定要素の周面には要素軸に平行
に延在する溝１３が設けられ、この溝１３は各ねじ巻回
に交差してそれぞれノッチを形成している。溝１３は、
溝７と同様に、その断面を楔状に形成することができ
る。また、溝は、好適にはねじ４と同一の深さに形成さ
れ、そして互いに密接しても或いは互いにより離間して
も配置させることができる。また、これらの溝１３は、
互いに長手方向に変位して配置し、そして好適には、互
いに隣接するねじ４の幾つかの巻回８、好適には少なく
とも３つの隣接巻回８の中に、ノッチ１２を形成するよ
うな長さに設定することができる。
【００２４】図５に示すように、このような軸方向の溝
１３は、好適には固定要素１のねじ面に沿う幾つかの軸
方向の区画領域もしくは部分のそれぞれに配置されてい
る。このような場合、これらの溝は、先ず第一に少なく
とも固定要素１の、周囲の骨組織と負荷的に接触を意図
されている部分内に配置されなければならない。図６に
は、このような軸方向溝１３が、ねじ４の各巻回の中に
いかにしてノッチ１２を形成するかが明らかに示されて
いる。
【００２５】実験によれば、本発明に従いその回転安定
ノッチを備えた固定要素は、従来既知の固定要素に比較
して回転安定性をかなり増進させることが判明した。固
定要素が一旦移植されると、周囲組織が前記ノッチ内に
生成してこのノッチ内に効果的に“キー（ｋｅｙ）”を
形成し、そしてこれにより、固定要素が捩じり負荷で変
位してねじ戻されるのを実質的に防止する。しかも、本
発明に従い提案されるこの回転安定ノッチは、移植に際
して骨もしくはその他の組織内に設けた穴内に固定要素
をねじ込ませる外ねじ４の機能を阻害することもなく、
またこれらのノッチが外ねじで提供される軸方向負荷安
定性を阻害することもないことが、確認されている。
【００２６】外ねじに沿って螺旋状に延在する溝構造
は、図４および図５に示す特定の実施例に限定されるも
のではなく、そして米国特許第５０６４４２５号明細書
に開示される特徴を有するものであることは、勿論理解
されるであろう。従って、図４に示す溝も図５に示す軸
方向延在溝も、閉塞底部および自己ねじ立て機能を備え
ない固定要素に対しても、勿論適用させることができ
る。
【００２７】本発明は、図面を参照して述べた前記実施
例に限定されるものではなく、添付特許請求の範囲の精
神の範囲内において多くの変更が可能であることは勿論
である。従って、外ねじ４の寸法は、一般に図３に示す
従来設計のものに合致させることができる。さらに、こ
のような固定要素は、皮膚を貫通する固定物としても、
またさらに、例えば電線等の別の目的のためにも使用す
ることが可能である。本発明を実施すべく提案される固
定要素は、股関節の保持にも使用することができるが、
このような場合には、固定要素は、勿論、骨内で安全な
固定が許容されるに十分な長さに構成されなければなら
ない。股の補綴に関しては、殊に回転的安定固定物に対
する大きな要求が存在しているが、これは従来の固定装
置には前記要求に関して実質的な問題が内在していたか
らである。従来の固定装置は、比較的短い使用期間の間
に、緩みが極めてしばしば発生し勝ちであった。
【００２８】
【発明の効果】本発明に係る固定要素は、従来既知の固
定要素に比較して回転安定性をかなり増進させることが
できる。すなわち、本発明の固定要素は、一旦移植され
ると、周囲組織が回転安定ノッチ内に生成して、このノ
ッチ内に効果的に“キー（ｋｅｙ）”を形成し、そして
これにより、固定要素が捩じり負荷で変位してねじ戻さ
れるのを実質的に防止する。しかも、本発明の固定要素
におけるこの回転安定ノッチは、移植に際して骨もしく
はその他の組織内に設けた穴内に固定要素をねじ込ませ
る外ねじ４の機能を阻害することもなく、またこれらの
ノッチが外ねじで提供される軸方向負荷安定性を阻害す
ることもない。
【００２９】さらに、本発明に係る固定要素は、皮膚を
貫通する固定物としても、またさらに、例えば電線等の
別の目的のためにも使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の固定要素を示す側面図である。
【図２】図１に示す固定要素の頂面図である。
【図３】図１に示す固定要素のねじ部のねじ歯形を示す
部分断面図である。
【図４】本発明に係る固定要素の第１の実施例を示す斜
視図である。
【図５】本発明に係る固定要素の第２の実施例を示す要
部斜視図である。
【図６】図５における固定要素の外周面を詳細に示した
部分拡大図である。
【符号の説明】
１ 固定要素 ２ 上端部 ３ 下部固定部分 ４ 外ねじ ５ 溝 ６ 挿入端部 ７ ノッチ ８ 巻回 ９ 閉塞底部 １０ スリット １１ 空洞部 １２ ノッチ １３ 溝

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 組織内に移植される組織親和性材料から
    なると共に、中心軸を有するほぼ回転対称形状の駆体か
    ら形成される固定要素からなり、前記固定要素はねじ山
    を有する外周面を備えると共に、ノッチが前記ねじ山の
    少なくとも１つの巻回を横断するよう形成され、これに
    より固定要素が組織内に移植された際に組織が前記ノッ
    チ内に生成され、前記固定要素の組織内における回転を
    阻止するキーを形成すれることを特徴とする固定要素。
  2. 【請求項２】 固定要素の前記ねじの幾つかの巻回を担
    持する少なくとも１つの領域に亘って、前記ねじの各巻
    回が前記横断ノッチを有してなる請求項１記載の固定要
    素。
  3. 【請求項３】 ノッチは、前記ねじの深さに対応する深
    さを有してなる請求項１記載の固定要素。
  4. 【請求項４】 複数の前記ノッチは、固定要素の外周面
    に沿って延在し、ねじの前記複数の巻回に交差する１つ
    の溝の複数部分によって形成される請求項１記載の固定
    要素。
  5. 【請求項５】 前記溝は、前記ねじのピッチよりかなり
    大きいピッチで螺旋状に延在する請求項４記載の固定要
    素。
  6. 【請求項６】 螺旋溝のピッチは、前記ねじのピッチよ
    り少なくとも３倍は大きい請求項５記載の固定要素。
  7. 【請求項７】 複数の前記ノッチは、固定要素の周面周
    り仮想螺旋線分上の各位置におけるねじの連続巻回内に
    形成される請求項１記載の固定要素。
  8. 【請求項８】 幾つかの群の前記ノッチが前記ねじ内に
    形成され、前記各群のノッチは、固定要素の外周面に沿
    って延在するそれぞれの溝部分によって形成されると共
    にねじの複数の巻回に交差され、前記溝は固定要素の円
    周面において離間される請求項４記載の固定要素。
  9. 【請求項９】 前記溝は、同一側でかつ同一ピッチの螺
    旋溝である請求項８記載の固定要素。
  10. 【請求項１０】 前記溝は、固定要素の全ねじ領域に亘
    って延在し、ねじの各巻回に交差する請求項４記載の固
    定要素。
  11. 【請求項１１】 前記溝は、固定要素の軸線と平行に延
    在する請求項４記載の固定要素。
  12. 【請求項１２】 前記溝は、前記ねじの少なくとも５つ
    の巻回を横断延在する請求項４記載の固定要素。
  13. 【請求項１３】 前記各ノッチは楔形状の横断面を有
    し、固定要素の円周方向において、各ねじ巻回の山の頂
    部をねじの谷部より広く形成される請求項１記載の固定
    要素。
  14. 【請求項１４】 ねじの山の頂部は円形に形成される請
    求項１記載の固定要素。
  15. 【請求項１５】 チタニウムからなる請求項１記載の固
    定要素。
  16. 【請求項１６】 固定要素の前記外周面にチタニウム被
    覆もしくはチタニウム層の表面を有する請求項１記載の
    固定要素。
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