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技術 ヘッドレスコンプレッションスクリュー

出願人 スケルタルダイナミクスエルエルシー
発明者 オルベイ、ジョージノーマン、トーマスドゥエナス、ウィルバート
出願日 2014年12月19日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2016-534919
公開日 2017年1月5日 (2年6ヶ月経過) 公開番号 2017-500098
状態 特許登録済
技術分野 手術用機器
主要キーワード リード要素 非円柱状 中央ねじ リード差 三条ねじ 二条ねじ 非円筒状 圧迫作用
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (17)

課題・解決手段

骨接合用ボーンスクリューは、異なるピッチまたは異なるリード、並びに様々な前方端部、中間部および後方端部の径のねじ山を備える。スクリューは、骨または骨の断片を一つにさせて圧迫するために用いられ得る。

概要

背景

ヘッドレスコンプレッションスクリューは当業において知られている。特許文献1は、先端部分および後端部分を備えたボーンスクリュー骨ねじ)を開示しており、前記先端部分の均一な一条ねじピッチは後端部分の均一な一条ねじのピッチより大きく、かつそれらの両端部分は、両端部分よりも軸線方向において長い中央ねじなし部分によって分離されている。先端部分のねじ山遠位骨断片にねじ込まれるように(torqueably)係合し、一方、後端部分のねじ山は近位骨断片にねじ込まれるように係合し、前記ねじなし部分が骨折部に架かると、前記断片は長手方向に共に並進移動され、それに続いて前方ねじ山と後方ねじ山との間のピッチの差の結果として圧迫される。そのねじ山が切られていない中央部分が骨折部に架かっているので、近位骨断片に向かう遠位骨断片の長手方向の並進移動は、前記ねじの後端部のねじ山が近位骨断片に係合し始めるまで遅れ、前記断片が接触し、前記スクリューがさらにねじ込まれると圧迫が生じることはハーバートスクリューに特有である。

ヒュブナーに付与されたいくつかの特許は、その長さに沿って連続的に変化するピッチの一条ねじを備えたスクリューを開示しており、概して、前記スクリューの先端部におけるねじ山のピッチは、後端部におけるねじ山のピッチより大きい。前記スクリューが2つの骨または骨断片内にねじ込まれるように係合されるにつれて、連続的に変化するねじ山のピッチ差により、前記スクリューのねじ部分の全長に沿って骨物質の圧迫がもたらされ、分離した骨または骨断片の同時の並進移動および圧迫を生じる。

概要

骨接合用のボーンスクリューは、異なるピッチまたは異なるリード、並びに様々な前方端部、中間部および後方端部の径のねじ山を備える。スクリューは、骨または骨の断片を一つにさせて圧迫するために用いられ得る。

目的

本発明の目的は、骨または骨折した骨断片の各面の間の空隙を閉鎖するために、初めに近位骨または骨断片に向かう遠位骨または骨断片の並進移動を行うヘッドレスコンプレッションスクリューを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

先頭部分、第1中間部分、第2中間部分、および後尾部分を含む長尺状シャフトを備えたヘッドレスコンプレッションスクリューであって、前記先頭部分は第1外径および第1ピッチ画定する一条ねじを有し、前記第1中間部分はねじ山が切られておらず、前記第2中間部分は前記第1外径より小さい第2外径と、第1ピッチより小さい第2ピッチとを画定する一条ねじを有し、前記後尾部分は前記第1外径より大きな第3外径と、前記第2ピッチ以下である第3ピッチとを画定する一条ねじを有し、前記ヘッドレスコンプレッションスクリューが空隙によって分離された第1骨または骨断片および第2骨または骨断片内にねじ込まれるように挿入されると、前記第2骨または骨断片は、前記第1骨または骨断片に向かって長手方向に並進移動され、前記骨断片が互いに隣接しているとき、前記スクリューのさらなるねじ込みは、前記第1骨または骨断片の前記後尾部分による係合の前には、前記第1骨または骨断片と前記第2骨または骨断片との間に実質的な圧迫を生じさせることなく、第2骨または骨断片を前記第1骨または骨断片と接触させて維持し、前記第1骨または骨断片の前記後尾部分による係合時に、前記スクリューにさらなるトルク印加されると、前記第2骨または骨断片と前記第1骨または骨断片との間に圧迫が生じる、スクリュー。

請求項2

前記スクリューのシャフトカニューレ状である、請求項1に記載のスクリュー。

請求項3

前記後尾部分は、トルク付与工具からのトルクを受けることができる非円筒状の空洞を有する、請求項1に記載のスクリュー。

請求項4

先頭部分、第1中間部分、第2中間部分、および後尾部分を含む長尺状シャフトを備えたヘッドレスコンプレッションスクリューであって、前記先頭部分は第1外径と第1リードとを画定する二条ねじを有し、前記第1中間部分はねじ山が切られておらず、前記第2中間部分は前記第1外径より小さい第2外径と、第1リードより小さい第2リードとを画定する一条ねじを有し、前記後尾部分は前記第1外径より大きな第3外径と、前記第2リード以下である第3リードとを画定する一条ねじを有し、前記ヘッドレスコンプレッションスクリューが空隙によって分離された第1骨または骨断片および第2骨または骨断片内にねじ込まれるように挿入されると、前記第2骨または骨断片は、前記第1骨または骨断片に向かって長手方向に並進移動され、前記骨断片が互いに隣接しているとき、前記スクリューのさらなるねじ込みは、前記第1骨または骨断片の前記後尾部分による係合の前には、前記第1骨または骨断片と前記第2骨または骨断片との間に実質的な圧迫を生じさせることなく、第2骨または骨断片を前記第1骨または骨断片と接触させて維持し、前記第1骨または骨断片の前記後尾部分による係合時に、前記スクリューにさらなるトルクが印加されると、前記第2骨または骨断片と前記第1骨または骨断片との間に圧迫が生じる、スクリュー。

請求項5

前記スクリューのシャフトはカニューレ状である、請求項4に記載のスクリュー。

請求項6

前記後尾部分は、トルク付与工具からのトルクを受けることができる非円筒状の空洞を有する、請求項4に記載のスクリュー。

請求項7

先頭部分、第1中間部分、第2中間部分、および後尾部分を含む長尺状シャフトを備えたヘッドレスコンプレッションスクリューであって、前記先頭部分は第1外径と第1リードとを画定する1つ以上のねじ山を有し、前記第1中間部分はねじ山が切られておらず、前記第2中間部分は前記第1外径より小さい第2外径と、第1リードより小さい第2リードとを画定する1つ以上のねじ山を有し、前記後尾部分は前記第1外径より大きな第3外径と、前記第2リード以下である第3リードとを画定する1つ以上のねじ山を有し、前記ヘッドレスコンプレッションスクリューが空隙によって分離された第1骨または骨断片および第2骨または骨断片内にねじ込まれるように挿入されると、前記第2骨または骨断片は、前記第1骨または骨断片に向かって長手方向に並進移動され、前記骨断片が互いに隣接しているとき、前記スクリューのさらなるねじ込みは、前記第1骨または骨断片の前記後尾部分による係合の前には、前記第1骨または骨断片と前記第2骨または骨断片との間に実質的な圧迫を生じさせることなく、第2骨または骨断片を前記第1骨または骨断片と接触させて維持し、前記第1骨または骨断片の前記後尾部分による係合時に、前記スクリューにさらなるトルクが印加されると、前記第2骨または骨断片と前記第1骨または骨断片との間に圧迫が生じる、スクリュー。

請求項8

前記スクリューのシャフトはカニューレ状である、請求項7に記載のスクリュー。

請求項9

前記後尾部分は、トルク付与工具からのトルクを受けることができる非円筒状の空洞を有する、請求項7に記載のスクリュー。

技術分野

0001

本発明は、概して骨固定具に関し、とりわけ、2つ以上の骨または骨の断片を接合し、それらの間で圧迫を維持して、骨接合を促進するために用いられるヘッドレスコンプレッションスクリューに関する。

背景技術

0002

ヘッドレスコンプレッションスクリューは当業において知られている。特許文献1は、先端部分および後端部分を備えたボーンスクリュー骨ねじ)を開示しており、前記先端部分の均一な一条ねじピッチは後端部分の均一な一条ねじのピッチより大きく、かつそれらの両端部分は、両端部分よりも軸線方向において長い中央ねじなし部分によって分離されている。先端部分のねじ山遠位骨断片にねじ込まれるように(torqueably)係合し、一方、後端部分のねじ山は近位骨断片にねじ込まれるように係合し、前記ねじなし部分が骨折部に架かると、前記断片は長手方向に共に並進移動され、それに続いて前方ねじ山と後方ねじ山との間のピッチの差の結果として圧迫される。そのねじ山が切られていない中央部分が骨折部に架かっているので、近位骨断片に向かう遠位骨断片の長手方向の並進移動は、前記ねじの後端部のねじ山が近位骨断片に係合し始めるまで遅れ、前記断片が接触し、前記スクリューがさらにねじ込まれると圧迫が生じることはハーバートスクリューに特有である。

0003

ヒュブナーに付与されたいくつかの特許は、その長さに沿って連続的に変化するピッチの一条ねじを備えたスクリューを開示しており、概して、前記スクリューの先端部におけるねじ山のピッチは、後端部におけるねじ山のピッチより大きい。前記スクリューが2つの骨または骨断片内にねじ込まれるように係合されるにつれて、連続的に変化するねじ山のピッチ差により、前記スクリューのねじ部分の全長に沿って骨物質の圧迫がもたらされ、分離した骨または骨断片の同時の並進移動および圧迫を生じる。

先行技術

0004

米国特許第4,175,555号

発明が解決しようとする課題

0005

本発明の目的は、骨または骨折した骨断片の各面の間の空隙を閉鎖するために、初めに近位骨または骨断片に向かう遠位骨または骨断片の並進移動を行うヘッドレスコンプレッションスクリューを提供することにある。前記空隙が閉鎖されたならば、本発明のさらなる目的は、前記空隙の閉鎖を維持しながら、しかし前記骨または骨断片間の圧迫を有意に増大することなく、前記スクリューの骨または骨断片内におけるさらなる前進を可能にすることにある。本発明のさらなる目的は、骨接合を促進にするために、既に隣接している骨または断片の最終的な制御された圧迫を可能にすることにある。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、先頭部分、第1中間部分、第2中間部分、および後尾部分を含む長尺状シャフトを備えたヘッドレスコンプレッションスクリューを提供することにより、これらの目的を達成する。前記先頭部分は第1外径および第1ピッチを画定する一条ねじを有し、第1中間部分はねじ山が切られておらず、第2中間部分は第1外径より小さい第2外径と第1ピッチより小さい第2ピッチとを画定する一条ねじを有し、前記後尾部分は第1外径より大きな第3外径と第2ピッチ以下である第3ピッチとを画定する一条ねじを有する。

0007

本発明は同様に、先頭部分、第1中間部分、第2中間部分および後尾部分を含む長尺状シャフトを備えたヘッドレスコンプレッションスクリューを提供することにより、これらの目的を達成する。前記先頭部分は第1外径と第1リードとを画定する二条ねじを有し、第1中間部分はねじ山が切られておらず、第2中間部分は第1外径より小さい第2外径と第1リードより小さい第2リードとを画定する一条ねじを有し、前記後尾部分は第1外径より大きな第3外径と第2リード以下である第3リードとを画定する一条ねじを有する。

0008

操作中、本発明のヘッドレスコンプレッションスクリューが第1骨断片および第2骨断片内にねじ込まれるように挿入されると、前記骨断片は互いに向かって長手方向に並進移動される。前記骨断片が互いに隣接しているとき、前記スクリューのさらなるねじ込み(torqueing)は、第1骨断片の後尾部分による係合の前には、第1骨断片と第2骨断片との間に実質的な圧迫を生じさせることなく、第1骨断片を第2骨断片と接触させて維持する。第1骨断片の後尾部分による係合時に、前記スクリューにさらなるトルク印加されると、第1骨断片と第2骨断片との間に圧迫が生じる。

図面の簡単な説明

0009

ピッチ要素が表示された本発明の第1実施形態に従ったヘッドレスコンプレッションスクリューの正面図。
径要素が表示された図1のヘッドレスコンプレッションスクリューの正面図。
長手方向カニューレを組み込んだ図1のヘッドレスコンプレッションスクリューの変形例の長手方向断面図。
空隙によって分離された遠位骨または骨断片と近位骨または骨断片との接合および圧迫を行うための図1のヘッドレスコンプレッションスクリューの取り付けを示す概略図。
空隙によって分離された遠位骨または骨断片と近位骨または骨断片との接合および圧迫を行うための図1のヘッドレスコンプレッションスクリューの取り付けを示す概略図。
空隙によって分離された遠位骨または骨断片と近位骨または骨断片との接合および圧迫を行うための図1のヘッドレスコンプレッションスクリューの取り付けを示す概略図。
空隙によって分離された遠位骨または骨断片と近位骨または骨断片との接合および圧迫を行うための図1のヘッドレスコンプレッションスクリューの取り付けを示す概略図。
空隙によって分離された遠位骨または骨断片と近位骨または骨断片との接合および圧迫を行うための図1のヘッドレスコンプレッションスクリューの取り付けを示す概略図。
図1のヘッドレスコンプレッションスクリューの異なる部分および特徴を示す、前記スクリューの異なる角度から見た図。
図1のヘッドレスコンプレッションスクリューの異なる部分および特徴を示す、前記スクリューの異なる角度から見た図。
図1のヘッドレスコンプレッションスクリューの異なる部分および特徴を示す、前記スクリューの異なる角度から見た図。
ねじ山のピッチとねじ山のリードとの関係を示す一条ねじの一部の概略図。
ねじ山のピッチとねじ山のリードとの関係を示す二条ねじの一部の概略図。
リード要素が表示された本発明の第2実施形態に従ったヘッドレスコンプレッションスクリューの正面図。
径要素が表示された図7のヘッドレスコンプレッションスクリューの正面図。
長手方向カニューレを組み込んだ図7のヘッドレスコンプレッションスクリューの変形例の長手方向断面図。
空隙によって分離された遠位骨または骨断片と近位骨または骨断片との接合および圧迫を行うための図7のヘッドレスコンプレッションスクリューの取り付けを示す概略図。
空隙によって分離された遠位骨または骨断片と近位骨または骨断片との接合および圧迫を行うための図7のヘッドレスコンプレッションスクリューの取り付けを示す概略図。
空隙によって分離された遠位骨または骨断片と近位骨または骨断片との接合および圧迫を行うための図7のヘッドレスコンプレッションスクリューの取り付けを示す概略図。
空隙によって分離された遠位骨または骨断片と近位骨または骨断片との接合および圧迫を行うための図7のヘッドレスコンプレッションスクリューの取り付けを示す概略図。
空隙によって分離された遠位骨または骨断片と近位骨または骨断片との接合および圧迫を行うための図7のヘッドレスコンプレッションスクリューの取り付けを示す概略図。
図7のヘッドレスコンプレッションスクリューの異なる部分および特徴を示す、前記スクリューの異なる角度から見た図。
図7のヘッドレスコンプレッションスクリューの異なる部分および特徴を示す、前記スクリューの異なる角度から見た図。
図7のヘッドレスコンプレッションスクリューの異なる部分および特徴を示す、前記スクリューの異なる角度から見た図。

実施例

0010

この開示全体にわたって、以下のように定義したいくつかの用語が記載されている。(a)「リード」という用語は、スクリューをその長手軸線のまわりで完全に1回転運動させたときにスクリューが固定点に対して前進する、スクリューの長手軸線に沿った距離の測定値を指す。(b)「ピッチ」という用語は、スクリュー上の隣り合ったねじ山の頂の間の距離を指す。(c)「一条ねじ(single thread)」という用語は、スクリューまたはスクリュー部分において、単一のねじ山の始点を有した単一の連続したらせん状のねじ山を有するスクリューまたはスクリュー部分を示すために用いられる。(d)「二条ねじ(double thread)」という用語は、スクリューまたはスクリュー部分において、2つの独立したねじ山の始点を有した、2本の連続したらせん状のねじ山を有するスクリューまたはスクリュー部分を示すために用いられる。

0011

従来技術において、「リード」および「ピッチ」という用語を区別なく用いることは、技術的には正しくないとはいえ、一般的であることに留意すべきである。これは、一条ねじ(一般的な構成である)を有するスクリューのピッチとリードとは同一であるためである。しかしながら、二条ねじのような多条ねじを有するスクリューの場合には同一ではない。従って、本開示は、一条ねじのみを有するスクリューの部分の間において相対的なピッチを引用する。多条ねじを備えた1つ以上の部分を有するスクリューについては、リードが引用される。ピッチとリードとの関係については、以下の図6Aおよび図6Bにおいてより詳細に説明する。

0012

まず図1を参照すると、本発明の一実施形態に従ったヘッドレスコンプレッションスクリュー100の正面図が示されている。スクリュー100は、ピッチP1の一条ねじによってねじ山が切られた先頭部分120と、ねじ山が切られていない第1中間部分130と、ピッチP2の一条ねじによってねじ山が切られた、以下でさらに説明するような第2クラッチ部分140と、クラッチ部分140のねじ山のピッチP2以下であるピッチP3の一条ねじによってねじ山が切られた後尾部分150とを備える。骨または骨断片を接合および圧迫するのに適合された本発明の一実施形態では、ピッチP1はピッチP2より大きく、かつピッチP3はピッチP2に等しい。ピッチP1とピッチP2との間の比は、実施される骨接合の特定の種類に応じて選択される。典型的な比は、2.0:1.0〜1.10:1.0であるが、それより大きい比および小さい比も本発明の範囲内において想定される。

0013

さらに別の実施形態(図示せず)では、後尾部分150のねじ山のピッチP3は、クラッチ部分140のねじ山のピッチP2より小さい。これは、接合されるべき骨または骨断片の間において、より大きな圧迫を可能にする。

0014

次に図2を参照すると、先頭部分120のねじ山の外径はD1であり、クラッチ部分140のねじ山の外径はD3であるスクリュー100の正面図が示されている。第1ねじなし中間部分130は径D2を有する。先頭部分120のねじ山の谷底、およびクラッチ部分140のねじ山の谷底も径D2を有する。後尾部分150のねじ山の外径および谷底の径は、それぞれD4およびD5である。本発明の一実施形態では、径D4は径D1より大きく、次いで径D1は径D3より大きく(すなわち、D4>D1>D3)、一方、径D5は径D2より大きい(すなわち、D5>D2)。

0015

次に図3を参照すると、K−ワイヤ上におけるスクリューの配置を容易にするために長手方向カニューレ(longitudinal cannula)160を備え、さらにトルクの印加を可能にするために後端部150に非円柱状駆動工具ソケット155を備えたスクリュー100の一実施形態の長手方向断面図が示されている。一実施形態において、先頭部分120のねじ山は鋸歯ねじ(buttress threads)であり、前記ねじ山のより平坦な表面(スクリューの長手軸線に対して直交により近い表面)は先頭部分120から離れる方向に面している。一方、クラッチ部分140および後尾部分150のねじ山は逆鋸歯(reverse buttress)であり、ねじのより平坦な表面は先頭部分120に向かって面している。鋸歯ねじの構成は、網状骨または海綿骨に係合する場合に特に有利である。しかしながら、この特徴は、接合されるべき骨の種類によって、本発明の範囲内で他のねじ山形状を用いることもできるので、限定することは意図していない。

0016

図3はまた、中間ねじなし部分130の径D2とほぼ同一の径D6を破線で示している。径D6は、スクリュー100を挿入してねじ込む(torqueing)前に、接合されるべき骨または骨断片に穿孔することができるパイロットホール210の径である。また図3には、後尾部分150のねじ山の谷底の径D5にほぼ等しい径D7も破線で示されている。径D7は、近位骨または骨断片内において後尾部分150の長さに概ね等しい深さに任意で予め穿孔することができるパイロットホールの径である。

0017

次に図4A〜図4Eを参照すると、空隙225によって分離された遠位骨または骨断片200と近位骨または骨断片250との接合および圧迫を行うための本発明の一実施形態に従ったスクリュー100の取り付けが概略的に示されている。骨断片を接合および圧迫するための準備において、外科医は、破線で示した所定の長さの径D6のパイロットホール210を遠位骨または骨断片200内および近位骨または骨断片250内に同心的に穿孔する。任意で、外科医はまた、近位骨断片250内にスクリュー後尾部分150の長さに概ね等しい長さの径D7のさらなるパイロットホール(図示せず)を穿孔してもよい。図4Aに示すように、スクリュー100の先頭部分120は近位断片250内にねじ込まれるように進められる。これは、前記断片の長手方向の並進移動を可能にしながら、近位断片250に対する遠位断片200の位置を安定させるK−ワイヤ(図示せず)上にカニューレ状スクリュー(cannulated screw)100を挿入することによって行われてもよい。

0018

図4Bに示すように、スクリュー100がさらにねじ込まれるように進められるにつれ、スクリュー100の先頭部分120は遠位断片200に螺合し(threadably engages)、一方、ねじ山付きクラッチ部分140は近位断片250に螺合する。双方の断片上におけるこの係合は、近位断片250に向かう遠位断片200の長手方向の並進移動T(矢印によって図示)のプロセスを開始し、先頭部分120とクラッチ部分140との間のピッチ差により、スクリュー100は近位断片250内へよりも遠位断片200内にさらに前進しようとさせられるので、空隙225を閉鎖するのに役立つ。前記ピッチ差のために、クラッチ部分140のねじ山は、先頭部分120のねじ山によって近位断片250内に以前に形成されたらせん経路内に交差して螺合し(cross−thread)得ることに留意すべきである。しかしながら、クラッチ部分140は、空隙225が閉鎖され、双方の断片が界面線226の各面において接合されるまでは、いかなる交差螺合も近位断片250に向かう遠位断片200の並進移動を妨げないように、近位骨断片250内に十分な足場を提供するように構成されたねじ山を有する。

0019

次に図4Cを参照すると、空隙225が閉鎖され、双方の断片が界面線226で接合されると、その時点で接合された骨断片において抵抗が増大し、前記断片内へのスクリュー100のさらなるねじ込みにより、クラッチ部分140のねじ山は図4Dに太点線によって示す領域内で網状骨のストリッピング動作(strippingaction)K(滑りクラッチ模倣した動作)を開始するようになり、それにより遠位断片200と近位断片250との間の接触は維持されるが、界面226における有意な圧迫はもたらされない。

0020

次に図4Eを参照すると、そこには骨または骨断片の接合および圧迫の最後工程が示されている。図4Eでは、スクリュー100の後尾部分150が近位断片250内にねじ込まれるように進められたことが分かり得る。後尾部分150のねじ山の外径D4は、先頭部分120のねじ山の径D1より大きいので、後尾部分150のねじ山は、近位断片250において先頭部分120のねじ山によって残されたらせん経路の外側の新たな骨に係合することができる。従って、スクリュー100にさらにトルクを付与する際に、後尾部分150のねじ山は再び、スクリュー100の回転毎に、後尾部分150が近位断片250内に移動するよりも、先頭部分120が遠位断片200内にさらに遠くに移動するようにさせるために十分な足場を有する。これは、矢印によって示される遠位断片200と近位断片250との間の界面226における圧迫作用Cとしてねじ山によって骨断片に伝達されるスクリュー100の張力を生じる。この工程の完了時において、スクリュー100の後尾部分150は、好ましくは、軟繊維との衝突を回避するために、近位断片250内に完全に埋設されるべきであることに注意すべきである。

0021

次に図5A図5Cを参照すると、本発明の一実施形態に従ったヘッドレスコンプレッションスクリュー100の異なる部分および特徴を示す、ヘッドレスコンプレッションスクリュー100の異なる角度からの図が示されている。

0022

今度は図6Aを参照すると、一条ねじ、すなわち円柱上に単一のらせんによって形成されたねじ山を有するスクリューの一部が図示されている。一条ねじを有するスクリューにおいて、ピッチP、すなわち、隣接したねじ山形状上の対応する地点間においてスクリューの長手軸線に平行に測定された距離は、リードL、すなわち、スクリューが完全に1回転する間に軸線方向に移動するスクリューの長手軸線に平行に測定された距離に等しい。図6Bは、二条ねじ、すなわち円柱上に2本のらせんによって形成されたねじ山を有するスクリューの一部を図示している。二条ねじを有するスクリューでは、リードL’はスクリューのピッチP’の2倍に等しい。一般に、多条(すなわち2本以上)のねじ山のスクリューでは、スクリューのリードは、そのピッチに、円柱に形成されたらせんの数を掛けたものに等しい。

0023

上記に記載した本発明の実施形態では、ヘッドレスコンプレッションスクリューの異なるねじ部分は、異なるピッチのものではあるが、一条ねじを有する。それらの一条ねじの間におけるピッチ差により、前記スクリューが進められるにつれ、接合されるべき骨または骨断片の間における長手方向の並進移動およびそれに続く圧迫の目的が達成される。スクリューの先頭部分には二条ねじが形成され、かつ残りの部分には一条ねじが形成されている実施形態を以下に記載する。先頭部分のねじ山と他の部分のねじ山との間においてリードの差異を設定することにより、接合されるべき骨または骨断片の間における長手方向の並進移動およびそれに続く圧迫の目的が達成される。

0024

今度は図7を参照すると、本発明の一実施形態に従ったヘッドレスコンプレッションスクリュー300の正面図が示されている。スクリュー300は、リードL1の二条ねじによってねじ山が切られた先頭部分320と、ねじ山が切られていない第1中間部分330と、リードL2の一条ねじによってねじ山が切られた、以下でさらに説明するような第2クラッチ部分340と、クラッチ部分340のねじ山のリードL2以下であるリードL3の一条ねじによってねじ山が切られた後尾部分350とを備える。骨または骨断片を接合および圧迫するのに適合された本発明の一実施形態において、リードL1はリードL2より大きく、かつリードL3はリードL2に等しい。リードL1とリードL2との間の比は、実施される骨接合に特定の種類に応じて選択される。典型的な比は、2.0:1.0〜1.10:1.0であるが、それより大きい比および小さい比も本発明の範囲内で想定される。

0025

次に図8を参照すると、スクリュー300の正面図が示されており、ここで先頭部分320のねじ山の外径はD’1であり、クラッチ部分340のねじ山の外径はD’3である。第1ねじなし中間部分330は径D’2を有する。先頭部分320のねじ山の谷底、およびクラッチ部分340のねじ山の谷底もまた径D’2を有する。後尾部分350のねじ山の外径および谷底の径は、それぞれD’4およびD’5である。本発明の一実施形態において、径D’4は径D’1より大きく、次いで径D’1は径D’3より大きい(すなわち、D’4>D’1>D’3)、一方、径D’5は径D’2より大きい(すなわちD’5>D’2)。

0026

次に図9を参照すると、K−ワイヤ上におけるスクリューの配置を容易にするために長手方向カニューレ360を備え、さらにトルクの印加を可能にするために後端350に非円柱状の駆動工具ソケット355を備えたスクリュー300の一実施形態の長手方向断面図が示されている。一実施形態において、先頭部分320のねじ山は鋸歯ねじであり、前記ねじ山のより平坦な表面(スクリューの長手軸線に対して直交により近い表面)は先頭部分320から離れる方向に面している。一方、クラッチ部分340および後尾部分350のねじ山は逆鋸歯であり、ねじ面のより平坦な表面は先頭部分320に向かって面している。鋸歯ねじの構成は、網状骨または海綿骨に係合する場合に特に有利である。しかしながら、この特徴は、接合される骨の種類によって、本発明の範囲内で他のねじ山形状を用いることもできるので、限定することは意図していない。

0027

図9はまた、中間ねじなし部分330の径D’2とほぼ同一の径D’6も破線で示している。径D’6は、スクリュー300を挿入してねじ込む前に、接合されるべき骨または骨断片内に穿孔され得るパイロットホール410の径である。また、図9に破線で示されているのは、後尾部分350のねじ山の谷底の径D’5にほぼ等しい径D’7である。径D’7は、任意で、近位骨または骨断片において、後尾部分350の長さに概ね等しい深さに予め穿孔され得るパイロットホールの径である。

0028

次に図10A〜図10Eを参照すると、空隙425によって分離された遠位骨または骨断片400と近位骨または骨断片450との接合および圧迫を行うための本発明のこの実施形態に従ったスクリュー300の取り付けが概略的に示されている。骨断片を接合および圧迫するための準備において、外科医は、破線で示した所定の長さの径D’6のパイロットホール410を遠位骨または骨断片400内および近位骨または骨断片450内に同心的に穿孔する。

0029

任意で、外科医はまた、スクリューの後尾部分350の長さに概ね等しい長さの径D’7のさらなるパイロットホール(図示せず)を近位骨断片450内に穿孔してもよい。図10Aに示すように、スクリュー300の先頭部分320は近位断片450内にねじ込まれるように進められる。これは、前記断片の長手方向の並進移動を可能にするとともに、近位断片450に対する遠位断片400の位置を安定させるK−ワイヤ(図示せず)上に、カニューレ状スクリュー300を挿入することによって行われてもよい。

0030

図10Bに示すように、スクリュー300がさらにねじ込まれるように進められるにつれ、スクリュー300の先頭部分320は遠位断片400に螺合し、一方、ねじ山付きクラッチ部分340は近位断片450に螺合する。双方の断片上におけるこの係合は、遠位断片400の近位断片450に向かう長手方向の並進移動T’(矢印によって示す)のプロセスを開始し、先頭部分320とクラッチ部分340との間のリード差により、スクリュー300は近位断片450内よりも遠位断片400内にさらに前進しようとさせられるので、空隙225を閉鎖するのに役立つ。前記リード差のために、クラッチ部分340のねじ山は、先頭部分320の二条ねじによって近位断片450に以前に形成されたらせん経路内に交差して螺合し得ることに留意すべきである。しかしながら、クラッチ部分340は、空隙425が閉鎖され、双方の断片が界面線426の各面において接合されるまでは、いかなる交差螺合も近位断片450に向かう遠位断片400の並進移動を妨げないように、近位骨断片450内に十分な足場を提供するように構成されたねじ山を有する。

0031

次に図10Cを参照すると、空隙425が閉鎖され、双方の断片が界面線426で接合されると、その時点で接合された骨断片において抵抗が増大し、前記断片内へのスクリュー300のさらなるねじ込みにより、クラッチ部分340のねじ山は図10Dに太点線によって示す領域内で網状骨のストリッピング動作K’(滑りクラッチを模倣した動作)を開始するようになり、それにより遠位断片400と近位断片450との間の接触は維持されるが、界面426における有意な圧迫はもたらされない。

0032

次に図10Eを参照すると、そこには骨または骨断片の接合および圧迫の最終工程が示されている。図10Eでは、スクリュー300の後尾部分350が近位断片450内にねじ込まれるように進められたことが分かり得る。後尾部分350のねじ山の外径D’4は、先頭部分320のねじ山の径D’1より大きいので、後尾部分350のねじ山は、近位断片450において先頭部分320の二条ねじによって残されたらせん経路の外側の新たな骨に係合することができる。従って、スクリュー300のさらなるねじ込みの際に、前記ねじ山は再び、スクリュー300の回転毎に、後尾部分350が近位断片450内に移動するよりも、先頭部分320が遠位断片400内にさらに遠くに移動するようにさせるために十分な足場を有する。これは、矢印によって示される遠位断片400と近位断片450との間の界面426における圧迫作用Cとしてねじ山によって骨断片に伝達される張力をスクリュー300において生じる。この工程の完了時において、スクリュー300の後尾部分350は、好ましくは、軟繊維との衝突を回避するために、近位断片450内に完全に埋設されるべきであることに注意すべきである。

0033

次に図11A図11Cを参照すると、本発明のこのさらなる実施形態に従ったヘッドレスコンプレッションスクリュー300の異なる部分および特徴を示す、ヘッドレスコンプレッションスクリュー300の異なる角度からの図が示されている。

0034

一条ねじおよび二条ねじ、ねじ山形状、ねじ山の径、ねじ山ピッチ、およびねじ山リードの特定の構成を有する骨接合用ヘッドレスコンプレッションスクリューに関して上記に記載しているが、これらの記載は、本発明の趣旨から逸脱することなく、請求項の均等物の範囲および領域内において、様々な変更が本発明になされてもよいように、限定することは意図していない。例えば、ヘッドレスコンプレッションスクリューの先頭部分は三条ねじによって構成することができ、一方、他の部分は、先頭部分における各リードの寸法対他の部分における各リードの寸法の適当な比を選択することによって、二条ねじで構成される。従って、ねじ山の多条化(thread multiples)の様々な組み合わせは、本発明の主旨から逸脱することなく、本発明の目的を達成するために、開示したねじの様々な部分の間において可能である。

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