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▶ スミス アンド ネフュー インコーポレーテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5744968
(24)【登録日】2015年5月15日
(45)【発行日】2015年7月8日
(54)【発明の名称】整形外科用インプラント及び骨ねじアセンブリ
(51)【国際特許分類】
A61B 17/72 20060101AFI20150618BHJP
【ＦＩ】
A61B17/58 315
【請求項の数】7
【全頁数】27
(21)【出願番号】特願2013-122604(P2013-122604)
(22)【出願日】2013年6月11日
(62)【分割の表示】特願2010-237596(P2010-237596)の分割
【原出願日】2004年9月8日
(65)【公開番号】特開2013-208485(P2013-208485A)
(43)【公開日】2013年10月10日
【審査請求日】2013年6月11日
(31)【優先権主張番号】10/658,351
(32)【優先日】2003年9月8日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】397071355
【氏名又は名称】スミス アンド ネフュー インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100064908
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武
(74)【代理人】
【識別番号】100089037
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邊 隆
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】ジョセフ・フェランティ
(72)【発明者】
【氏名】アンジェラ・マインズ
(72)【発明者】
【氏名】アンソニー・ジェームス
(72)【発明者】
【氏名】ロイ・サンダース
(72)【発明者】
【氏名】トーマス・エイ・ラッセル
【審査官】
石川 薫
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００４−１２９８０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０８−３２２８４８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６１Ｂ １７／７２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ａ．骨の髄管内に挿入するように為された細長い遠位区間と、
ｂ．前記遠位区間と近位区間との間に形状付けされた結合部を形成する移行区間と、
ｃ．前記近位区間が、
１．骨に係合するように為された構造を受けるように為された横断開口と、
２．外側側面と、
３．内側側面と、
４．デバイスの長さ方向に対してほぼ直角に向いた少なくとも一つの断面と、
を備え、前記断面は形状が非円形であるとともに内側−外側軸を含み、前記断面が前記内側−外側軸に関して対称であり、前記内側−外側軸に沿った断面の長さ寸法が、前記内側−外側軸と垂直な軸に沿った断面のいかなる長さ寸法よりも大きいことを特徴とする、骨折部を治療するためのデバイス。
ｂ．前記遠位区間と近位区間との間に形状付けされた結合部を形成する移行区間と、
ｃ．前記近位区間が、
１．骨に係合するように為された構造を受けるように為された横断開口と、
２．外側側面と、
３．内側側面と、
４．デバイスの長さ方向に対してほぼ直角に向いた少なくとも一つの断面と、
を備え、前記断面は形状が非円形であるとともに内側−外側軸を含み、前記断面が前記内側−外側軸に関して対称であり、前記内側−外側軸に沿った断面の長さ寸法が、前記内側−外側軸と垂直な軸に沿った断面のいかなる長さ寸法よりも大きいことを特徴とする、骨折部を治療するためのデバイス。
【請求項2】
前記デバイスの長手軸とほぼ平行に延びる長手開口を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項3】
前記デバイスが、骨折部が修復される骨内部に完全に嵌るように為されたことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項4】
前記外側側面の表面の少なくとも一部分が実質的に平坦であることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項5】
前記デバイスが、少なくとも部分的に第１の骨部分に埋め込まれるように為されまた、
ｄ．係合部材及び圧迫部材を備える締結アセンブリであって、前記締結アセンブリが、前記横断開口内で摺動するように為される、締結アセンブリと、
１．前記係合部材が、第２の骨部分に係合するように為され、また、前記係合部材及び前記圧迫部材は、前記圧迫部材が前記デバイスの一部分及び前記係合部材の一部分と相互作用して前記第１の骨部分と前記第２の骨部分との間の動きを制御することが可能になるように構成されることと、
２．設置されるときに前記圧迫部材が前記第２の骨部分に接触することと、
を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
ｄ．係合部材及び圧迫部材を備える締結アセンブリであって、前記締結アセンブリが、前記横断開口内で摺動するように為される、締結アセンブリと、
１．前記係合部材が、第２の骨部分に係合するように為され、また、前記係合部材及び前記圧迫部材は、前記圧迫部材が前記デバイスの一部分及び前記係合部材の一部分と相互作用して前記第１の骨部分と前記第２の骨部分との間の動きを制御することが可能になるように構成されることと、
２．設置されるときに前記圧迫部材が前記第２の骨部分に接触することと、
を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項6】
前記第１の骨部分と第２の骨部分との間の動きを制御することが、それらの部分同士の相対的な回転を妨げることを特徴とする請求項５に記載のデバイス。
【請求項7】
前記第１の骨部分と第２の骨部分との間の動きを制御することが、それらの骨部分が互いに圧迫力を加え合うことを更に含むことを特徴とする請求項５に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、２００３年９月８日出願の「Orthopaedic Implant and Screw Assembly」という名称の米国特許出願第１０／６５８，５３１号に関連し、その特典を主張する。この出願の全体を参照により本明細書に組み込む。
【0002】
本発明は、一般に、骨折部間の骨の部分を結合するためのシステムに関し、より詳細には、大腿骨、上腕骨、及び脛骨など長骨の骨折部、ならびに、これら及びその他の骨の関節周囲の様々な骨折部を治療するために使用される、髄内釘（intramedullary nail）及びスクリューアセンブリに関する。
【背景技術】
【0003】
大腿骨、上腕骨、脛骨、及びその他の長骨の骨折部を治療するために使用される様々な装置がある。たとえば、大腿骨頚部（femoral neck）、大腿骨骨頭（femoral head）、及び大腿骨転子間領域（intertrochanteric region）の骨折が、バレル部材と、ラグスクリューと、コンプレッションスクリューとを有する圧迫プレートを一般に備える様々なコンプレッションスクリューアセンブリを用いてうまく治療されてきた。例として、スミスアンドネフュー社（Smith & Nephew, Inc.）により販売されているＡＭＢＩ（登録商標）、及びＣＬＡＳＳＩＣ（商標）コンプレッションヒップスクリューシステムが挙げられる。このようなシステムでは、圧迫プレートが大腿骨の外部に固定され、バレル部材が、予め穿孔された穴に大腿骨骨頭の方に方向付けて挿入される。ラグスクリューは、ねじ切り端部または骨を係合するための別の機構、及び平坦な部分を有する。ラグスクリューは、破損部を横切り大腿骨骨頭へと延びるように、バレル部材を通って挿入される。ねじ切り部は、大腿骨骨頭に係合する。 コンプレッションスクリューは、ラグスクリューをプレートに結合する。コンプレッションスクリューによる張力を調整することにより、骨折部の圧迫力（整復）を変えることができる。ラグスクリューの平坦な部分は、バレル部材を通り自由に摺動して、コンプレッションスクリューの調整を可能にする。従来技術のいくつかのアセンブリは、ラグスクリューが圧迫プレート及びバレル部材に対して回転しないように、また大腿骨骨頭がラグスクリュー上で回転しないようにするために、複数のスクリューを使用する。
【0004】
ラグスクリューまたはその他のスクリューアセンブリと組み合わせた髄内釘も同様に、大腿骨、上腕骨、脛骨、及びその他の長骨の骨折部を治療するためにうまく使用されてきた。このような装置の重要な応用例の１つは、大腿骨骨折の治療であった。このような釘システムの１つは、スミスアンドネフュー社により販売され、少なくとも部分的に特許文献１及び様々な関連国際特許に包含されている、ＩＭＨＳ（登録商標）システムである。この分野におけるその他の影響力の大きい特許として、すべてスミスアンドネフュー社に譲渡された、特許文献２、特許文献３、特許文献４、及び特許文献５が挙げられる。これらの特許をすべて、参照により本明細書に組み込む。典型的な従来技術による髄内釘は、遠位の骨スクリューまたはピンをねじ込み、あるいはそうでなければ髄内釘の遠位端で大腿骨内に挿入することを可能にするための、その遠位端を貫通する１つまたは複数の横断開口を有することができる。これは「係止」と呼ばれ、髄内釘の遠位部を大腿骨に固定する。また、典型的な髄内釘は、ラグスクリューアセンブリをねじ込み、またはそうでなければ髄内釘の近位端を通って大腿骨へと挿入することを可能にするための、その近位端を貫通する１つまたは複数の開口を有することができる。ラグスクリューは大腿骨内の破損部を横断して位置決めされ、ラグスクリューの端部は大腿骨骨頭に係合する。髄内釘はまた、大腿骨またはその他の長骨の骨幹部骨折を治療するために使用することもできる。
【0005】
コンプレッションヒップスクリューシステムと同様、髄内釘システムは、コンプレッションスクリュー及び／若しくはラグスクリューが釘を通って摺動することを可能にし、従って２つまたはそれ以上の骨片間の接触が可能になるように設計されることがある。摺動式の圧迫により生じる接触は、いくつかの状況において治癒をより速く促進する。いくつかのシステムでは、とりわけ、大腿骨骨頭が大腿骨のその他の部分に対して回転することを防ぎ、単一のスクリューが大腿骨骨頭の向こう側に貫通することを防ぎ、単一のスクリューが大腿骨頚部及び大腿骨骨頭を引き裂くことを防ぐために、２つの別々のスクリュー（または１つのスクリューと別のピン）が使用される。しかし、更なるスクリューまたはピンが使用される場合、別々のスクリューまたはピンに不均等な力が加えられることにより、別々のスクリューまたはピンが、それを通って摺動するはずの穴の側部に押し付けられる可能性がある。これは、釘を貫通するスクリューまたはピンの摺動を低減させる拘束力となる可能性がある。逆に、大腿骨骨頭を骨折部位に向かってまたは骨折部位内へと過度に圧迫することにより、問題が生じる可能性がある。極端な場合、過度の摺動圧迫力により、大腿骨骨頭が大腿骨転子部領域内にまで圧迫される恐れがある。
【0006】
更に、過度に剛性の釘は、骨折部から離れた領域で人工的な周辺骨折部（periprosthetic fractures）を発生させることがある。従って、髄内釘が、それが埋め込まれる骨に比べて適度に可撓性であることが重要である。
【0007】
典型的な骨の、より固く一般に外側の部分は、骨皮質と呼ばれる。骨皮質は一般に、インプラントを支持するには構造的に丈夫で荷重に耐える物質である。骨皮質の典型的な解剖学的形状を示す長骨の断面には、髄管を取り囲む非円形の骨皮質が一般に見られる。従って髄管は一般に、非円形断面を特徴とする。しかし、従来技術による髄内釘は、断面が通常円形または方形であり、従って、骨皮質または髄管と解剖学的に一致しない。この問題は一部では、骨皮質に釘を嵌合せるために骨の髄管を円形のリーマで孔ぐりすることによって対処されてきた。しかしこの手法では、健康な骨皮質のかなりの部分が除去される可能性がある。
【0008】
近位大腿骨内のインプラントと骨皮質との間に、効果的で荷重に耐える物理的な関係を提供することに関する問題は、股関節置換装置（hip replacement devices）の分野で対処されてきた。近位大腿骨の骨皮質の解剖学的形状により合うようにし、こうしてステムと骨との間で荷重をより均等かつ効果的に分配するための、その長さに沿った全体的に非円形の断面を特徴とする、様々な股関節ステム（hip stem）が開発されてきた。しかし、これらの股関節ステムはいずれも釘に組み込まれてこず、治療される骨のほぼすべての部分を修復するのに有用な１つまたは複数のスクリューを受け入れるように構成されてこなかった。その代わりに、股関節ステムは一般に、長骨の部分を置換するための装置とみなされ、その目的のために設計され使用されてきた。たとえば股関節ステムの典型的な応用例には、大腿骨骨頭及び頚部を完全に除去し、股関節ステムを埋め込み、人工大腿骨骨頭を支持するために股関節ステムを使用することが含まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】米国特許第５，０３２，１２５号明細書
【特許文献2】米国特許第４，８２７，９１７号明細書
【特許文献3】米国特許第５，１６７，６６３号明細書
【特許文献4】米国特許第５，３１２，４０６号明細書
【特許文献5】米国特許第５，５６２，６６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
非限定的に要約すると、上記は当分野の最先端技術の欠点をいくつか表している。とりわけ、骨折部の両端間に圧迫力を加えるためのより優れた摺動スクリューまたはその他の機構を備える、整形外科用インプラントシステムが必要とされている。いくつかの実施形態はまた、切断、回転による不安定性、過度な摺動の発生を低減させながら適切な骨へのひっかかりが得られる、摺動スクリューまたはその他の機構を提供する。骨皮質との接触の改善を達成するための、解剖学的に適切な形状のインプラントもまた、有利となり得る。インプラントが髄内釘の場合は、釘によって、穴ぐり（reaming）及び健康な骨の除去が低減され得る。改良された釘はまた、釘に典型的な曲げ荷重がかかるときより大きい引張荷重下に置かれる釘側部上の材料の面積がより大きくなった断面を有することができる。更に、改良されたインプラントシステムは、様々な設計の髄内釘と組み合わされ、またはプレートと組み合わされた摺動スクリューを備えることができる。これらのうちいずれかを互いに組み合わせたもの、あるいは、互いに及び／若しくは他の装置と組み合わせたもの、あるいはそれらを組み合わせたものもまた、本発明のいくつかの態様によると、最先端技術に勝る改善の可能性を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明のいくつかの態様による方法、装置、及びシステムにより、第１の骨片に埋め込まれまたはそれを固定するように構成される構造及び締結アセンブリのうち一方または両方を使用して、骨折部を治療することが可能になる。この構成は、少なくとも部分的に骨内部に埋め込むためのインプラントの形とすることができる。このようなインプラントは、横断開口を有する近位区間、及び実質的にその長さに沿った開口を備えることができる。好ましくは、インプラントは、張力に対する更なる強度及び耐性を与える形状を特徴とする、少なくとも１つの断面をその近位部分に有する。そのような形状はたとえば、（１）断面の外側部分に更なる質量を加える、及び（２）フランジがＩビーム及び溝に構造的な利点を与えるやり方と同様のフランジ効果を利用するために、断面に質量を戦略的に加えたり減らしたりする。 少なくとも１つの軸に対して非対称とすることができるがそうでなくてもよいこのような断面を特徴付ける一方法は、それらが一般的に、断面の外側接線から内側接線までの線の中点である点から外側方向に延びる慣性モーメントを特徴とすることである。いくつかの構造では、その線は、横断開口の軸と同一平面上にあり、その断面と同一平面上にあり、従って、これらの平面の交線によって規定される。その線の端点は、その線と、断面の内側側部及び外側側部の接線との交点として、それぞれ規定することができる。このようなインプラントはまた一般に、遠位区間、及び近位区間と遠位区間を結合する移行区間を備える。
【0012】
本発明のいくつかの実施形態による方法、装置、及びシステムによる締結アセンブリは、好ましくは、係合部材及び圧迫装置を備える。締結アセンブリは、インプラントの横断開口内に摺動関係で受けられるように為され、それによって、骨折部に圧迫力を加えるようにまたはその他何らかの所望の目的のために、横断開口に対して摺動するように為される。係合部材は、第２の骨片内にひっかかりを得る（gain purchase）ように為される。係合部材及び圧迫装置は、圧迫装置の調整により係合部材のインプラントに対する摺動を制御し、それによって第１及び第２の骨片間の動きを制御することが可能になるよう、圧迫装置をインプラントの一部及び係合部材の一部と相互作用させるように構成される。いくつかの実施形態では、圧迫装置は、埋め込まれるときに、少なくとも部分的に第２の骨片に直接接触する。
【0013】
従って、本発明の実施形態は、第１の骨部分に結合されるように為され横断開口を有する骨インプラントと、横断開口内で摺動するように為された締結アセンブリとを備える骨折部分を治療するための装置を提供する。この装置は、締結アセンブリが係合部材及び圧迫部材を備え、係合部材が第２の骨部分に係合するように為され、係合部材と圧迫部材が、圧迫部材をインプラントの一部分及び係合部材の一部分に接触及び相互作用させて第１の骨部分と第２の骨部分との間の移動を制御することを可能にするように構成されることを特徴とし、更に、圧迫部材が設置されるとき第２の骨部分と接触することを特徴とする。
【0014】
より好ましくは、本発明の実施形態は、第１の骨部分と第２の骨部分との間の動きを制御することが、それらの部分が互いに相対的に回転するのを妨げることを含むことを更に特徴とする装置を提供する。
【0015】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、第１の骨部分と第２の骨部分との間の動きを制御することが更に、骨部分が互いに圧迫力を加え合うことを含むことを更に特徴とする装置を提供する。
【0016】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、圧迫部材が、調整されると係合部材に張力を加え、それによって第１の骨部分と第２の骨部分との間に圧迫力を加えるように為されることを更に特徴とする装置を提供する。
【0017】
また好ましくは、本発明の実施形態は、圧迫部材が、少なくとも部分的に係合部材の一部分に入り込む（nested）ことを更に特徴とする装置を提供する。
【0018】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、圧迫部材がねじ切り部を備え、係合部材が、固定構造の横断開口内での係合部材の摺動を制御するために、圧迫部材のねじ切り部と協働するように為されたねじ切り部を備えることを更に特徴とする装置を提供する。
【0019】
更に好ましくは、本発明の実施形態は、前記インプラント内で受けられ、係合部材が横断開口内で摺動するのを妨げるように為された固定スクリューを更に備える装置を提供する。
【0020】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、横断開口が非対称断面を有し、係合部材部分の少なくとも一部分を受けるように為された第１の部分と、圧迫部材部分の少なくとも一部分を受けるように為された第２の部分とを備えることを更に特徴とする装置を提供する。
【0021】
また好ましくは、本発明の実施形態は、インプラントが少なくとも１つの軸に関する断面が非対称である近位区間を備えることを更に特徴とする装置を提供する。
【0022】
従って、本発明の実施形態は、第１の骨部分と結合されるように為され横断開口を有する骨インプラントと、横断開口内で受けられるように為された締結アセンブリとを備える骨折部を治療するための装置を提供する。この装置は、締結アセンブリが、インプラントの横断開口内で摺動し第２の骨部分に係合するように為された係合部材を備え、係合部材が、圧迫部材と協働するように為された協働構造を備え、圧迫部材が、インプラントの横断開口内で受けられるように為され、かつ、係合部材の横断開口での回転を妨げ、係合部材の横断開口内での摺動を制御するように、係合部材と接触及び協働するように為されることを特徴とし、更に、圧迫部材が、設置されるときに、係合部材に対して第２の骨部分が回転するのを係合部材と共に妨げるために第２の骨部分に接触し、かつ、インプラントに対して係合部材が回転するのを妨げ従って第１の骨部分に対して第２の骨部分が回転するのを妨げるように係合部材と協働することを特徴とする。
【0023】
より好ましくは、本発明の実施形態は、圧迫部材が、調整されると係合部材に張力を加え、それによって第１の骨部分と第２の骨部分との間に圧迫力を加えるように為されることを更に特徴とする装置を提供する。
【0024】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、圧迫部材が少なくとも部分的に係合部材の一部分に入り込むことを更に特徴とする装置を提供する。
【0025】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、圧迫部材がねじ切り部を備え、係合部材が、固定構造の横断開口内での係合部材の摺動を制御するために、圧迫部材のねじ切り部と協働するように為されたねじ切り部を備えることを更に特徴とする装置を提供する。
【0026】
より好ましくは、本発明の実施形態は、前記インプラント内で受けられ、係合部材が横断開口内で摺動するのを妨げるように為された固定スクリューを更に備える装置を提供する。
【0027】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、横断開口が非対称断面を有し、係合部材部分の少なくとも一部分を受けるように為された第１の部分と、圧迫部材部分の少なくとも一部分を受けるように為された第２の部分とを備えることを更に特徴とする装置を提供する。
【0028】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、インプラントが、少なくとも１つの軸に関する断面が非対称である近位区間を備えることを更に特徴とする装置を提供する。
【0029】
従って、本発明の実施形態は、骨の髄管内に挿入するように為された細長い遠位区間と、遠位区間と近位区間との間に形状付けされた結合部を形成する移行区間とを備え、近位区間が骨に係合するように為された構造を受けるように為された横断開口を有する、骨折部を治療するための装置を提供する。この装置は、近位区間が、外側側面、内側側面、及び、装置の長さ方向に対してほぼ直角に向いた少なくとも１つの断面を有することを特徴とし、この断面は、外側側面の接線との交点から内側側面の接線との交点へと断面内で延びる線の中点から、外側側面に向かって延びる慣性モーメントを特徴とする。
【0030】
より好ましくは、本発明の実施形態は、装置の長手軸とほぼ平行に延びる横断開口を更に備える装置を提供する。
【0031】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、少なくとも１つの軸に関して断面が非対称であることを更に特徴とする装置を提供する。
【0032】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、骨折部が修復される骨の内部に、装置が完全に嵌るように為されたことを更に特徴とする装置を提供する。
【0033】
また好ましくは、本発明の実施形態は、外側側面の表面の少なくとも一部が実質的に平坦であることを更に特徴とする装置を提供する。
【0034】
より好ましくは、本発明の実施形態は、少なくとも一部分が第１の骨部分に埋め込まれるように為されることを更に特徴とし、横断開口内で摺動するように為された締結アセンブリを更に備え、締結アセンブリが係合部材及び圧迫部材を備え、係合部材は第２の骨部分に係合するように為され、係合部材及び圧迫部材は、圧迫部材がインプラントの一部及び係合部材の一部と相互作用して第１の骨部分と第２の骨部分との間の動きを制御することが可能になるように構成されることを更に特徴とし、圧迫部材が埋め込まれたときに第２の骨部分と接触することを更に特徴とする装置を提供する。
【0035】
従って、本発明の実施形態は、骨の髄管に挿入するように為された細長い遠位区間と、遠位区間と近位区間との間に形状付けされた結合部を形成する移行区間とを備え、近位区間が骨に係合するように為された構造を受けるように為された横断開口を有する、大腿骨骨折を治療するための釘を提供する。この釘は、近位区間が、外側側面、内側側面、及び、装置の長さ方向に対してほぼ直角に向いた少なくとも１つの断面を有し、断面形状が非円形であり、内側−外側軸を備え、内側−外側軸に関して断面が対称であり、内側−外側軸に沿った断面の長さ寸法が内側−外側軸と垂直な軸に沿った断面のいかなる長さ寸法よりも大きいことを特徴とする。
【0036】
従って、本発明の実施形態は、細長い遠位区間と、遠位区間と近位区間との間に形状付けされた結合部を形成する移行区間とを備え、近位区間が第１の骨部分に結合されるように為され、長手軸を有する横断開口を有するインプラント、骨折部を治療するための装置を提供する。この装置は、近位区間が、外側側面、内側側面、及びインプラントの長さに対してほぼ直角に向けられた少なくとも１つの断面を有し、この断面が、横断開口軸と同一平面上にあり外側側面の接線との交点から内側側面の接線との交点へと延びる線の中点から外側側面へと延びる慣性モーメントにより特徴付けられることを特徴とする。この装置は、係合部材及び圧迫部材を有する締結アセンブリを更に備え、締結アセンブリが横断開口内で摺動するように為され、係合部材が第２の骨部分に係合するように為され、圧迫部材と係合部材は、圧迫部材がインプラントの一部分及び係合部材の一部分と相互作用して第１の骨部分と第２の骨部分との間での移動を制御することが可能になるように構成され、圧迫部材が設置されるときに第２の骨部分に接触することを更に特徴とする。
【0037】
より好ましくは、本発明の実施形態は、第１の骨部分と第２の骨部分との間の動きを制御することが、それらの部分同士の相対的な回転を妨げることを含むことを更に特徴とする装置を提供する。
【0038】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、第１の骨部分と第２の骨部分との間の動きを制御することが更に、それらの骨部分が互いに圧迫力を加え合うことを更に含むことを更に特徴とする装置を提供する。
【0039】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、圧迫部材が、調整されると係合部材に張力を加え、それにより第１の骨部分と第２の骨部分との間に圧迫力が加えるように為されたことを更に特徴とする装置を提供する。
【0040】
また好ましくは、本発明の実施形態は、圧迫部材が少なくとも部分的に係合部材の一部分に入り込むことを更に特徴とする装置を提供する。
【0041】
より好ましくは、本発明の実施形態は圧迫部材がねじ切り部を備え、係合部材が、インプラント横断開口内での係合部材の摺動を制御するために、圧迫部材のねじ切り部と協働するように為されたねじ切り部を備えることを更に特徴とする装置を提供する。
【0042】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、前記インプラント内で受けられ、係合部材が横断開口内で摺動するのを妨げるように為された固定スクリューを更に備える装置を提供する。
【0043】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、インプラントの長手軸と平行に延びる横断開口を更に備える装置を提供する。
【0044】
また好ましくは、本発明の実施形態は、インプラントの断面が、その断面の少なくとも１つの軸に関して非対称であることを更に特徴とする装置を提供する。
【0045】
より好ましくは、本発明の実施形態は、骨折部が修復される骨内部に、装置が完全に嵌るように為されることを更に特徴とする装置を提供する。
【0046】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、外側側面の表面の少なくとも一部分が実質的に平坦であることを更に特徴とする装置を提供する。
【0047】
従って、本発明の実施形態は、断面の少なくとも１つの軸に関して非対称な断面を有する近位区間を備え、装置を導入するために骨を下準備するように為された道具を提供する。この道具は、形状が対応し、装置の断面形状に少なくとも部分的に対応する形状に骨を形状付けするように為されたほぞ穴チゼル（mortise chisel）と、ほぞ穴チゼル内で回転し、ほぞ穴チゼルにより形状付けされた骨部分の遠位に位置する骨の髄管の部分を下準備するように為されたビットとを備えることを特徴とする。
【0048】
従って、本発明の実施形態は、骨を修復するためのシステムを提供する。このシステムは、外側側面と、内側側面と、インプラントの長さに対してほぼ直角に向けられた断面とを含み、この断面が、外側側面の接線との交点から内側側面の接線との交点へと断面内で延びる線の中点から外側側面に向かって延びる慣性モーメントを特徴とするインプラント、ならびに、形状が対応しインプラントの断面形状に少なくとも部分的に対応する形状に骨を形状付けるように為されたほぞ穴チゼルと、ほぞ穴チゼル内で回転し、ほぞ穴チゼルによって形状付けされた骨部分の遠位に位置する骨の髄管部分を下準備するように為されたビットとを有する、インプラントを導入するために骨を下準備するように為された道具を備えることを特徴とする。
【0049】
従って、本発明の実施形態は、骨を修復するためのプロセスを提供する。このプロセスは、骨折部を治療するための装置を提供することであって、この装置が、第１の骨部分に接続されるように為され横断開口を備えるインプラントと、横断開口内で摺動するように為された締結アセンブリとを備え、締結アセンブリが、係合部材及び圧迫部材を備え、係合部材と圧迫部材は、圧迫部材が装置の一部分及び係合部材の一部分と接触及び相互作用して第１の骨部分と第２の骨部分との間の動きを制御することが可能になるように構成されることを特徴とする、装置を提供することと、装置を第１の骨部分に結合することと、第１の骨部分に、位置及び向きが係合部材及び圧迫部材に対応する少なくとも１つの開口を形成することと、第２の骨部分を係合部材に係合することと、圧迫部材を第２の骨部分に接触するように挿入することと、圧迫部材を係合部材の一部分と相互作用させ、それによって第１の骨部分に対する第２の骨部分に圧迫力を加えることとを含む。
【0050】
より好ましくは、本発明の実施形態は、装置を第１の骨部分に結合することが、装置を第１の骨部分に挿入することを含むことを更に特徴とするプロセスを提供する。
【0051】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、第２の骨部分が大腿骨骨頭であることを更に特徴とするプロセスを提供する。
【0052】
更により好ましくは、本発明の実施形態は、第１の骨部分に、位置及び向きが係合部材及び圧迫部材に対応する少なくとも１つの開口を形成することが、互いに対して同軸でない開口を骨部分に形成することを含むことを更に特徴とするプロセスを提供する。
【0053】
より好ましくは、本発明の実施形態は、インプラントが、断面の少なくとも１つの軸に関して非対称な断面を有する近位部分を備え、インプラントを第１の骨部分に結合することが、インプラントの近位部分の断面形状に少なくとも部分的に対応する形状に骨を形状付けるように為されたほぞ穴チゼルを備える道具を使用して、骨の内側部分を下準備することと、インプラントを道具によって形状付けられたとおりに骨に挿入することとを含むことを更に特徴とするプロセスを提供する。
【0054】
従って、本発明の実施形態は、骨を固定するためのプロセスを提供する。このプロセスは、遠位部分、及び断面の少なくとも１つの軸に関して非対称な断面を備える近位部分を備えるインプラントを提供することと、少なくとも部分的にインプラントの近位部分の断面形状に対応する形状に骨を形状付けるように為されたほぞ穴チゼル、及び骨の少なくとも一部分をインプラントの遠位部分を受けるように下準備するためのほぞ穴チゼルに対して回転するように為されたビットを備える道具を使用して内側部分を下準備することとを含み、下準備することが、ほぞ穴チゼルで骨の部分を形状付けすることを含み、更に、ビットをほぞ穴チゼルに対して回転させ、従って骨の少なくとも一部分をインプラントの遠位部分を受けるように下準備することと、インプラントを骨に挿入することとを含む、ことを特徴とする。
【0055】
より好ましくは、本発明の実施形態は、インプラントが、横断開口と、係合部材及び圧迫部材を有する締結アセンブリとを備え、締結アセンブリが、横断開口内で摺動するように為され、係合部材が大腿骨に係合するように為され、係合部材と圧迫部材は、圧迫部材がインプラントの一部及び係合部材の一部と係合及び相互作用して骨と大腿骨骨頭との間の動きが可能になるように構成されることを更に特徴とするプロセスを提供する。このプロセスは更に、係合部材及び圧迫部材に位置及び方向が対応する骨内に少なくとも１つの開口を形成することと、大腿骨骨頭を係合部材と係合させることと、圧迫部材を大腿骨骨頭に接触するように挿入することと、圧迫部材を係合部材の一部と相互作用させ、それによって骨に対応する大腿骨骨頭に圧迫力を加えることとを含む。
【図面の簡単な説明】
【0056】
【図1】本発明の一実施形態による、大腿骨内に設置された髄内釘の斜視図である。
【図1A】本発明の一実施形態による髄内釘のより詳細な斜視図である。
【図1B】本発明の別の一実施形態による髄内釘の斜視図である。
【図1D】本発明の別の一実施形態による髄内釘の斜視図である。
【図7】本発明の一代替実施形態による髄内釘の斜視図である。
【図8】本発明の一代替実施形態による髄内釘の斜視図である。
【図9】本発明の一代替実施形態による髄内釘の斜視図である。
【図10】本発明の一代替実施形態による髄内釘の斜視図である。
【図11】本発明の一代替実施形態による髄内釘の斜視図である。
【図12】本発明の一代替実施形態による髄内釘の斜視図である。
【図19】本発明のいくつかの実施形態によるいくつかの装置を受けるように骨を下準備するための、本発明の一実施形態による道具の斜視図である。
【図20】本発明の一実施形態による締結アセンブリの一種を備える装置の斜視図である。
【図33】本発明の別の一実施形態による髄内釘及びスクリューアセンブリの断面図である。
【図34】本発明の別の一実施形態による締結アセンブリの斜視図である。
【図36】本発明の別の一実施形態による締結アセンブリの斜視図である。
【図38】本発明の別の一実施形態による締結アセンブリの斜視図である。
【図40】本発明の別の一実施形態による締結アセンブリの斜視図である。
【図42】本発明の一実施形態による締結アセンブリを備える、本発明の一実施形態による圧迫プレートの斜視図である。
【図43】本発明の一実施形態による締結アセンブリを備える、本発明の一実施形態による関節周囲プレートの斜視図である。
【図44】肩関節における上腕骨修復に関連して使用される、本発明の一実施形態による装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0057】
本発明の実施形態による方法、装置、及びシステムは、大腿骨骨折治療の改善を追求するものである。図１〜図６は、本発明による髄内釘１００の一実施形態の様々な説明図である。髄内釘１００は、骨内部への挿入を助けるための貫通した長手ボア１３０を有する。髄内釘１００は、近位区間１０２、移行区間１０４、及び遠位区間１０６を有する。
【0058】
図１〜図６に示す特定の構造における近位区間１０２は、好ましくは、典型的な骨皮質により精密に対応する解剖学的にもたらされた形状を特徴とする。このような形状の一種類を、近位区間１０２の断面図として図６に示す。図６に示す近位区間１０２の特定の断面図はその長さの少なくともいくつかの部分に沿って全体的に非円形であり、内側面または側面１０９よりも大きい外側面または側面１０８を有する。外側面１０８及び内側面１０９は、第１の面１１０及び第２の面１１６によって結合されている。第１の面１１０と外側面１０８の交差部は、第１の丸まったコーナー１１２であり、第２の面１１６と外側面１０８の交差部は、第２の丸まったコーナー１１４である。第１の面１１０、第２の面１１６、及び外側面１０８は、ほぼ長さが等しい。 第１の面１１０及び第２の面１１６は、内側面１０９が外側面１０８よりも短くなるように、外側面１０８に対して鋭角に向けられる。外側面１０８を内側面１０９より長くすることで髄内釘１００の回転に対する安定性が増し、曲げ及びひねりに対する耐性も向上する。
【0059】
図６に示す内側面１０９には、丸みを付けることができる。図４から分かるように、丸まった内側面１０９は移行区間１０４から突出し、髄内釘１００の近位端へと続く。内側面１０９の突出部は大腿骨の距領域に対応しており、骨と髄内釘１００との間での荷重分配の均等性を向上させる。更に、近位区間の全体的な断面形状により、近位区間内のピーク応力が低減される。より具体的には、髄内釘及びスクリューアセンブリの組合せにおける典型的な破損の形は、釘がその外側面にかかる張力により破損することである。この張力は、スクリューアセンブリにかかる体重荷重による曲げモーメントによって発生する。従って、釘の張力がかかる側面である外側面上により多くの材料を含み、外側領域または両方の強度及び剛度を高めるように断面をより効果的に形状付けることが、釘の近位区間内の応力を低減させるのに有利となり得る。図６に示した設計は、この目的を達成する。外側面１０８は、内側面１０９より幅が広く、従って、少なくとも部分的にフランジのような効果を与える。外側面１０８上の材料に発生する単位面積あたりの応力は、外側面が内側面１０９のようなより小さい断面領域を特徴とする場合よりも小さい。
【0060】
同じ原理による利益を受ける本発明の別の一実施形態による構造を、図１Ｂ及び図１Ｃに示す。図１Ｂ及び図１Ｃは断面がほぼ円形の髄内釘１１００を示し、そのほぼ円形の開口１１２８が断面の円周の中心から外して配置されている。これら２つの図に示す特定の構造では、偏心開口１１２８は、外側面１１０８側で、材料のより大きい部分が荷重を受け応力を低減させることができるように、内側面１１０９に向かってずれている。同様に、断面の外側面側により多くの材料を提供するいかなる断面も、釘内部のその面側の単位面積あたりの応力を低減させる。
【0061】
近位部分１０２の断面における外側部分のいくつかの部分に材料または質量を付け足すことができる特定の方法とは関係なく、外側部分または両側の強度及び剛度を増大させるために、断面のいくつかの部分に材料を加えたり除去したりすることができ、この作用は、外側面または側面１０８の方向に少なくとも部分的に向けられた断面に慣性モーメントを与えることを特徴とすることができる。好ましい実施形態では、慣性モーメント（図６の文字Ｍで示される）は外側方向に延び、あるいは、外側面１０８の接線Ｔ１との交点ｌ１から、内側面１０９の接線Ｔ２との交点ｌ２へと延びる線Ｌの中点である点Ｐから、少なくとも部分的に外側面または面１０８に向かって延びることを特徴とすることができる。言い換えると、少なくともいくつかの場合における作用は、慣性モーメントが断面の中心から少なくとも部分的に外側方向に延びることを特徴とする断面を形成することである。好ましくは、その中心は、断面の外側縁部と内側縁部の中点とすることができる。あるいは、その中心は、断面の質量の中心とすることができる。中心からの増分質量の距離の平方の関数である慣性モーメントにより生じる回転半径は、近位部分１０２の外側部分における、断面内のより多くの質量またはより戦略的に配置された質量により生じる更なる強度を反映している。いくつかの構造で線Ｌは、横断開口の軸と同一平面上にあり、かつ断面と同一平面上にあり、従ってこれらの平面の交線によって規定される。一方で図１Ａが、他方で図１Ｂ及び図１Ｃが示すように、これらは、このように外側に更なる強度及び剛度を付与することができる数多くの構造のうちのわずか２つであり、断面はその軸の少なくとも１つに対して非対称とすることができるがそうする必要はないことに留意されたい。更に、長手開口１３０は、その中心軸をその断面と共有するように配置することができ、あるいは、外側に強度を与えるのを助けるため、またはその他の目的のためにずらすことができる。
【0062】
図１〜図６に示す特定の装置では、第１の面１１０、第２の面１１６、及び外側面１０８は平坦である。あるいは、これらの面に丸みを付けたり、それ以外の形で非平坦にすることができる。図１〜図６示す実施形態では内側面１０９に丸みが付けられているが、当業者であれば理解できるように、内側面を平坦にすることもできる。
【0063】
近位区間１０２は、髄内釘１００を貫通する締結またはスクリューアセンブリ２００（その様々な種類を図１９〜図４１に示す）を受ける、横断開口１１８を有する。図１〜図４に示す近位横断開口１１８の一実施形態は、２つの重なり合う円形開口１２０、１２２で形成されており、近位円形開口１２０の直径は遠位円形開口１２２よりも小さい。図示した近位円形開口１２０は、以下でより詳細に説明するように、スクリューアセンブリを挿入する深さを制約するための肩１３２を有する。当分野の技術者には知られているように、様々なスクリューアセンブリの挿入を可能にするその他様々な開口を使用することができる。たとえば、図３３は円形開口を有する髄内釘を示す。 図３３の実施形態は、以下でより詳細に説明する。
【0064】
図３に示す近位区間１０２は、近位端開口１２８を有する。近位端開口１２８は、スクリューアセンブリの回転及び摺動位置を固定するために使用することができる固定スクリューの挿入が可能になるように、ねじ切りされている。固定スクリューはまた、ラグスクリュー２０２の回転または摺動を独立に制限するために、コンプレッションスクリュー２０４（図１９）をまたぎ、ラグスクリュー２０２（図１９）とぶつかり合うための機構を備える。
【0065】
図１〜図６に示すように、移行区画１０４は、近位区間１０２から遠位区間１０６へとテーパ形状になっている。移行区画１０４はテーパ形状とされて髄管内に圧入され、これより沈降が制御される。テーパ形状の移行区間１０４は、釘１００が意図されている以上に大腿骨の髄管内へと押し下げられないようにすることを助ける。
【0066】
図１〜図６に示す髄内釘１００の実施形態では、移行区間１０４の断面は円形であるが、当分野の技術者に知られているように、断面を変えることができる。断面は、近位区間１０２の断面と同様に、解剖学的に由来し、楕円形または非円形とすることができる。図１〜図６に示す実施形態では、移行区間１０４は遠位横断開口１２４を有する。遠位開口１２４は、髄内釘１００を係止するための遠位係止スクリューを、髄内釘１００を貫通して挿入することを可能にする。
【0067】
髄内釘１００の遠位区間１０６は、全体的に円筒状であり、曲げ剛度が低減されるように構成されている。図１〜図５に示す実施形態は、遠位区間１０６の中心を貫通し、２つの側部１３４、１３６を形成する長手スロット１２６を有する。スロットは、髄内釘１００の遠位端での曲げ剛度を低減させ、人工的な周辺骨折の可能性を低減させる。
【0068】
図１Ｄは、本発明の別の一実施形態による髄内釘１００を示す。この釘は、その近位部分での、外側−内側軸について対称な非円形断面（この例では楕円形断面が好ましいが必須ではない）を特徴とし、中心合わせされた長手ボア（この例では円形断面が好ましいが必須ではない）を特徴とする。この釘は、髄管内でのねじりに対抗できる程度の追加の安定性を達成する。この釘はまた、近位断面の外側縁部または側面へとより多くの質量を配置する目的を達成する。この釘は更に、内側縁部または側部へと更なる質量を配置し、従って、荷重がかけられると外側縁部または側面に引張応力を与える構成要素である締結アセンブリのメカニカルアドバンテージを低減させるための支点として働く、更なる構造を提供する。
【0070】
図８及び図１４は、移行区間１０４及び遠位区間１０６に剛度低減スロット１４０を有する、髄内釘１００を示す。剛度低減スロット１４０は、髄内釘１００の遠位端の曲げ剛度を低減させ、いくつかの実施形態では、係止スクリューを受けるために使用することができる。
【0071】
図９及び図１５は、遠位区間１０６及び移行区間１０４の一部にクローバ形のパターンを形成する３つの長手スロット１３８を有する、髄内釘１００を示す。このパターンは髄内釘１００付近の血液の流れをより容易にし、また釘１００の遠位端の曲げ剛度を低減させる。
【0072】
図１０及び図１６は、遠位区間１０６及び移行区間１０４の一部が一連の長手溝１４６を有する髄内釘１００を示す。長手溝１４６は、遠位端の曲げ剛度を低減させ、回転に対する抵抗をもたらし、髄内釘１００付近の血流を促進する。
【0075】
本発明による髄内釘は、いかなる適当な知られた技術によって患者に挿入してもよい。一般に、骨の髄管は、釘を挿入するための空洞を形成するための適切な道具で下準備されている。空洞のいくつかの部分は、釘を挿入した後に血流のための十分な空間が可能になるように、釘の外周よりも約１ｍｍ大きく形成される。案内ピンまたはワイヤは、下準備された髄管内に選択的に挿入される。次いで、釘が所望の位置へと案内される。釘が管状になっている場合は、案内ワイヤ上で釘を案内することができる。釘の位置は、イメージ増倍（intensification）によって確かめることができる。
【0076】
図１９は、髄管を下準備するための道具３００の一実施形態を示す。この道具は、穴ぐり用のドリルビット３０２、及びほぞ穴チゼル３０４を有する。動作時は、ドリルビット３０２は大腿骨の髄管を穴ぐりし、ほぞ穴チゼル３０４は骨のより近位の端部でより大きい断面を切削する。 図１９に示すように、ほぞ穴チゼル３０４は、髄内釘の近位区間とほぼ同形状の、解剖学的に由来する断面を有する。このようなタイプの形状のほぞ穴チゼルを適用することにより、最小限しか変更されていない骨皮質に釘の近位端を載せることがより容易になる。ほぞ穴チゼル３０４は、複雑で非対称な形状であっても、多種多様の形状とすることができる。これによって、円形の空洞を更に孔ぐりせずに、多種多様な形状の髄内釘を受け入れることができる空洞を形成するための装置及び方法が可能になるので有利である。正確に共形な空洞を形成することは、健康な骨を不必要に除去することを防ぎ、釘を安定して載せることを保証する上で有益である。
【0077】
動作時は、図示した実施形態の道具３００は、ドリルビット３０２が孔ぐりし、ほぞ穴チゼル３０４が同時に切削を行う、１つのユニットとして前進させられる。ドリルビット３０２は、電力駆動または手動で回転させることができる。同様に、道具３００全体も、手動で髄管内へと前進させ、あるいはメカニカルアドバンテージまたは電動機器の助けにより前進させることができる。その他の構成では、道具３００全体が、髄管内に挿入された案内ワイヤ上で動作可能となりそれによって案内されるように、ドリルビット３０２を管状にすることができる（図示せず）。
【0078】
他の実施形態では、孔ぐりのためのビットは、ほぞ穴チゼル３０４などの切削道具とは別になっているより従来的なリーマである。このような例で空洞を形成するための方法は、まず、従来的なリーマで開口を孔ぐりすることを含む。次いで、空洞を形成するために、埋め込まれる髄内釘と同様の形状のチゼルまたはブローチなどの装置を使用する。チゼルまたはブローチは、手動で、ハンマまたはマレットの助けにより、または他の電動機器を使用して、押し込むことができる。次に、形成された空洞と一致する釘が埋め込まれる。
【0079】
総形ブローチ、または特注のルータビット及びテンプレートなど、他の特注器具も同様に使用することができる。 ブローチは大腿骨ステムに開口を形成するために長く使用されており、ブローチの使用は当分野の技術者によく知られている。ルータビット及びテンプレートは、骨に所望の形状を削り出すために効果的に使用することができる。所望の空洞を形成するために、このような方法を孔ぐりまたはブローチ削りと組み合わせて使用することもできる。
【0080】
本発明の髄内釘は、数ある長骨の骨折の中でも、近位大腿骨骨折及び大腿骨骨幹骨折を治療するために使用することができる。大腿骨骨幹骨折の治療に使用される場合、髄内釘は、１つまたは複数の締結装置で大腿骨内に固定される。近位大腿骨骨折の治療に使用される場合、髄内釘は、好ましくは近位スクリューアセンブリと共に使用される。
【0081】
図２０及び図２１は、本発明の一実施形態による締結アセンブリ２００と共に使用される、本発明の一実施形態による髄内釘１００を示す。このタイプの締結アセンブリは、その他様々な骨で、他の様々な兆候を治療するために使用することができるが、例示目的で、ここでは近位大腿骨での使用を説明する。一般に、スクリューアセンブリは、１つの骨片が制御されたやり方で別の骨片から引き戻されるまたは押し離される、いかなる状況でも有用である。締結アセンブリは、骨片の移動が達成された後にアセンブリを所望の方向に摺動させることができるように構成可能であるという、更なる利点を提供する。
【0082】
図２１に示すように、髄内釘１００内の近位横断開口１１８の軸は、近位区間１０２に対してある角度をなしており、使用時は、大腿骨骨頭に向かって方向付けられる。この実施形態の締結アセンブリ２００では、ラグスクリュー２０２などの係合部材が、コンプレッションスクリュー２０４または圧迫ペグなどの圧迫装置と共に使用される。スクリューは、コンプレッションスクリュー２０４が部分的にラグスクリュー２０２の周縁内に入り込むよう、使用時にラグスクリュー２０２の周縁がコンプレッションスクリュー２０４の周縁と部分的に交わるように構成される。ラグスクリュー２０２とコンプレッションスクリュー２０４のこの特定の組合せを更に、図２２から図３２に示す。簡潔に述べると、これらの図に示すラグスクリュー２０２は、大腿骨骨頭に係合し、髄内釘１００の横断開口１１８内で摺動することが意図されている。ラグスクリュー２０２の釘１００に対する摺動、従って骨折部位に対する大腿骨骨頭の圧迫力がコンプレッションスクリュー２０４の回転によって制御されるように、コンプレッションスクリュー２０４は、釘１００の横断開口１１８内の肩またはその他の構造と係合し、またコンプレッションスクリュー２０４が入り込むラグスクリュー２０２の部分にねじ係合する。
【0083】
これらの図に示すラグスクリュー２０２は、細長い本体２０６及びねじ切り端部２０８を備える。図２４及び図２５に示すように、ねじ切り端部２０８は鋭利な端部を備えず、これは大腿骨骨頭を切断する可能性を低減させる。細長い本体２０６は、コンプレッションスクリュー２０４を部分的にラグスクリュー２０２の周縁内に配置することを可能にする溝２１２を備える。溝２１２は、コンプレッションスクリュー２０４のねじ切り区間２１４と補対し協働する、ねじ切り部２１０を備える。コンプレッションスクリュー２０４は、ねじ切り区間２１４及び頭部区間２１５を備える。コンプレッションスクリュー２０４のねじ切り区間２１４は、ねじ山が開口内で容易に摺動し、また切断の可能性を低減させることができるよう、ねじ山の外面が比較的平坦かつ滑らかになるように構成される。
【0084】
ラグスクリュー２０２は、破損部を横断し大腿骨骨頭内へと延びるように、近位横断開口１１８内及び大腿骨に予め穿孔された穴内部で受けられる。ラグスクリュー２０２を開口１１８内で回転させてそのねじ切り端部２０８を大腿骨骨頭に係合させるにつれて、ラグスクリュー２０２のねじ切り端部２０８は、大腿骨骨頭に係合する。ねじ切り端部２０８は、大腿骨内にひっかかりを得るためのいかなる装置とすることもでき、これらに限定されないが、螺旋、逆とげ、ブレード、フック、伸縮装置などを含めていかなる所望の構成のねじ山を備えることもできる。ラグスクリュー２０２を大腿骨骨頭内に配置する深さは骨折部の所望の圧迫力によって異なる。
【0085】
コンプレッションスクリュー２０４はまた、近位横断開口１１８を通して、大腿骨骨頭内の予め穿孔された穴内で受けることができる。コンプレッションスクリュー２０４のねじ切り区間２１４は、ラグスクリュー２０２の溝２１２のねじ切り部と係合する。近位横断開口１１８は、コンプレッションスクリュー２０４がほぼ内側方向に摺動する、従って開口１１８を通ってラグスクリュー２０２が摺動するのを制限するための、内部肩１３２（図２１）を有する。コンプレッションスクリュー２０４が締められると、コンプレッションスクリューのねじ山２１４はラグスクリュー溝のねじ切り部２１０に係合し、コンプレッションスクリュー２０４はラグスクリュー２０２の下でほぼ内側方向に移動する。コンプレッションスクリュー２０４の頭部区間２１５は、近位横断開口１１８の肩１３２に係合し、コンプレッションスクリュー２０４がほぼ内側方向に更に移動するのを妨げる。コンプレッションスクリュー２０４が締められるにつれて、ラグスクリュー２０２は、髄内釘に向かってほぼ外側方向に引っ張られ、骨折部に圧迫力をもたらす。ラグスクリュー２０２の周縁と部分的に交わるコンプレッションスクリュー２０４は、より大きい表面抵抗をもたらし、大腿骨骨頭が回転することを妨げるのを助ける。従ってコンプレッションスクリュー２０４は、骨折した骨の骨片を互いに移動させる機構の一部として働くだけでなく、大腿骨骨頭の骨と直接接触して、大腿骨骨頭がラグスクリュー２０２の軸の周りで回転することを妨げるのを助ける。
【0086】
一実施形態では、コンプレッションスクリュー２０４を係合し、コンプレッションスクリュー２０４及びラグスクリュー２０２を定位置に固定するために、髄内釘の近位端開口１２８内に配置される固定スクリュー（図示せず）が使用される。締結アセンブリ２００を定位置に固定するための固定スクリューが、骨折部のパターンに応じて使用される。締結アセンブリを係合するために固定スクリューが使用されない場合、締結アセンブリ２００は、肩１３２で制限される近位開口内で摺動することができる。
【0087】
図２０〜図３２に示すラグスクリュー及びコンプレッションスクリューの実施形態では、コンプレッションスクリュー２０４の直径はラグスクリュー２０２の直径より小さい。ラグスクリューとコンプレッションスクリューの直径は同じにすることができ、あるいは、ラグスクリューの直径をコンプレッションスクリューの直径より小さくすることができる。ラグスクリュー及びコンプレッションスクリューのねじ山は、当分野の技術者に知られているように、様々な異なる形状とすることができる。一般に、ラグスクリューの目的は、骨内部にひっかかりを得ることであり、コンプレッションスクリューの目的は、ラグスクリューと係合し、それを引っ張るまたは移動させることである。こうした機能を可能にするいかなる構成も、本発明の範囲内にある。
【0088】
締結アセンブリは更に、人工大腿骨骨頭（prosthetic femoral head）及び頚部の付加が可能になるように構成することができる。そのような実施形態では、ラグスクリュー２０２が、人工頭骨及び頚部で置き換えられる。頚部は、釘１００内の近位横断開口１１８内に嵌り込む。この設計は、修復された大腿骨骨折部及び股関節が変性または再び損傷し、後に人工股関節全置換術（ＴＨＡ：total hip arthroplasty）が必要となる場合に有利である。ＴＨＡの遂行決定は、術中に、または少し期間をおいて行うことができる。ＴＨＡに関して知られているように、股関節ステムを受け入れるために大腿骨を下準備しなければならない代わりに、締結アセンブリ２００と共に、骨のほんのわずかな部分を取り出す必要があるだけである。次いで、人工頭骨及び頚部が近位横断開口１１８内に挿入され、寛骨臼（acetabulum）が準備され、残りのＴＨＡが完了される。
【0089】
図３３は、本発明の別の一実施形態による、代替締結アセンブリ４００を備える髄内釘１００の断面図である。図示した締結アセンブリは、参照により本明細書に組み込む特許文献１、及び様々な関連国際特許でより詳しく開示されているような、スミスアンドネフュー社のＩＭＨＳ（登録商標）システムの圧迫締結アセンブリに非常に類似している。図示した装置の改善点は、この装置が、上記のような解剖学的に由来する形状及びその複数の利点を有する髄内釘１００を備えることである。動作時は、スリーブ４０１は髄内釘１００を貫通して嵌り、固定スクリューまたはその他の効果的な機構によって釘に固定することができる。摺動ラグスクリュー４０２は、スリーブ４０１内で軸方向に動くことができる。コンプレッションスクリュー４０４は、コンプレッションスクリュー４０４を締めると摺動ラグスクリュー４０２がスリーブ４０１内に引き戻されるように、摺動ラグスクリュー４０２内にねじ込まれる。この機構を用いると、骨片が所望の位置に置かれるが、位置決めされてからも摺動圧迫力をもたらすことができる。
【0090】
図３４〜図３５は、本発明の別の一実施形態による、ラグスクリュー２０２及び圧迫ペグ５０２を有する締結アセンブリ２００を示す。図３４に示すように、ラグスクリュー２０２及び圧迫ペグ５０２は、使用時にラグスクリュー２０２の周縁が部分的に圧迫ペグ５０２の周縁と交わるように構成されるが、いくつかの実施形態では、周縁が交わるのではなく隣接するように構成される。ラグスクリュー２０２は、細長い本体２０６及びねじ切り端部２０８を備える。ラグスクリュー２０２は、溝２１２上にキー５０４を有する。圧迫ペグ５０２は、ラグスクリュー２０２のキー５０４を受けるように構成されたスロット５０３を有する。キー５０４及びスロット５０３は、断面を考えたときに、三角形、Ｄ字形、鍵穴形、及び当分野の技術者に自明のその他の形状など、様々な相補的な形状とすることができる。動作時は、圧迫ペグ５０２とラグスクリュー２０２との間、またはアセンブリ全体と髄内釘１００との間で異なる力を加える圧迫用の道具（図示せず）により、圧迫ペグ５０２を、ラグスクリュー２０２に対して相対的に移動させることができる。
【0091】
図３４〜図３５に示す締結アセンブリ２００では、ラグスクリュー２０２は、破損部を横断し大腿骨骨頭内へと延びるよう、髄内釘の近位開口内で摺動するように受けられる。ラグスクリュー２０２のねじ切り端部２０８は、大腿骨骨頭に係合する。ラグスクリュー２０２が大腿骨骨頭に適切に係合された後、圧迫ペグ５０２のスロット５０３がラグスクリュー２０２のキー５０４を受けるときラグスクリュー２０２が更に回転するのを防ぐために、圧迫ペグ５０２が近位開口内で大腿骨骨頭内の予め穿孔された穴へと挿入される。より大きい抵抗面積を提供することにより、圧迫ペグ５０２は、大腿骨骨頭がラグスクリュー２０２上で回転することを妨げるのを助ける。圧迫力５０２は、釘の近位端開口内に配置される固定スクリューにより、髄内釘１００内の定位置に固定される。ラグスクリュー２０２は、近位開口を通って圧迫ペグ５０２上で摺動することができる。別の実施形態では、圧迫ペグ５０２はその表面上に逆とげを有する。
【0092】
本発明の別の一実施形態による締結アセンブリ２００を、図３６〜図３７に示す。この実施形態の締結アセンブリ２００は、ラグスクリュー２０２のキー５０４及び圧迫ペグ５０２のスロット５０３が相補的なラチェット歯５０６を有すること以外は図３４〜図３５に示す実施形態と同様な、圧迫ペグ５０２及びラグスクリュー２０２を有する。圧迫ペグ５０２は、近位端開口内に配置される固定スクリューによって髄内釘内の定位置に固定される。ラグスクリューをほぼ外側方向に引っ張ることによって、骨折部の圧迫が達成される。ラチェット歯５０６は、ラグスクリュー２０２がほぼ外側方向に移動することを可能にするが、ラグスクリュー２０２がほぼ内側方向に移動することを妨げる。移動を実現するために、図３４〜図３５に関して説明した道具と類似の圧迫用道具を使用することができる。
【0093】
図３８〜図３９は、本発明の別の一実施形態による、ラグスクリュー６０２、十字線スクリュー６１０及びコンプレッションスクリュー６０４を有する締結アセンブリ２００を示す。ラグスクリュー６０２は、細長の本体６０６及びねじ切り端部６０８を備える。細長の本体６０６は、断面が半円形である。スクリュー６０２、６０４、６１０は、ラグスクリュー６０２の周縁が、十字線スクリュー６１０及びコンプレッションスクリュー６０４の周縁と交わるように構成される。ラグスクリュー６０２の細長の本体６０６は、十字線スクリュー６１０のねじ切り区間６０２と補対及び協働するようにねじ切りされている。十字線スクリュー６１０は、ラグスクリュー６０２及びコンプレッションスクリュー６０４と係合するようにねじ切りされている。コンプレッションスクリュー６０４は、ねじ切り部６１４及び頭部６１２を備える。
【0094】
この実施形態では、ラグスクリュー６０２、十字線スクリュー６１０、及びコンプレッションスクリュー６０４は、髄内スクリューの近位開口内で摺動するように同時に受けられる。ラグスクリュー６０２は、骨折部を横断し大腿骨骨頭へと延びる。ラグスクリュー６０２のねじ切り端部６０８は、大腿骨骨頭に係合する。コンプレッションスクリュー６０４が締められるとき、コンプレッションスクリューのねじ山６１４が、十字線スクリュー６１０及びラグスクリュー６０２のねじ山に係合し、それによってラグスクリュー６０２をほぼ外側方向に髄内釘へと移動させ、大腿骨骨頭に圧迫力をもたらす。次いで、十字線スクリュー６１０が回転され、コンプレッションスクリュー６０４を遠位方向にラグスクリュー６０２から離して移動させる。代替として締結アセンブリ２００を、コンプレッションスクリュー６０４がラグスクリュー６０２に対して近位に移動するように構成することができる。ラグスクリュー６０２から離れたコンプレッションスクリュー６０４は、より大きい抵抗面積を加えることにより、大腿骨骨頭がラグスクリュー６０２上で回転しないようにするのを助ける。
【0095】
図４０〜図４１は、本発明の別の一実施形態による、ラグスクリュー７０２及び圧迫ペグ７０４を有する締結アセンブリ２００を示す。ラグスクリュー７０２は、細長い本体７０６及びねじ切り端部７０８を備える。細長い本体７０６は、大腿骨に挿入するためのラグスクリュー７０２の周縁内に圧迫ペグ７０４を部分的に位置決めすることを可能にするために半円形となっており、また細長い本体７０６の内面上に配置されたキー７１２を有する。細長い本体７０６はまた、本体を貫通する開口７１０を有する。圧迫ペグ７０４は全体的に円筒形であり、ラグスクリューの半円形本体７０６内に嵌るようにサイズ決めされている。ラグスクリューのキー７１２は、圧迫ペグ７０４内のスロット７１４によって受けられる。キー７１２及びスロット７１４は、相補的なラチェット歯を備える。
【0096】
この実施形態では、ラグスクリュー７０２及び圧迫ペグ７０４は、髄内スクリューの近位開口で、大腿骨内に予め穿孔された穴内へと摺動するように同時に受けられる。ラグスクリュー７０２は、破損部を横断し大腿骨骨頭内へと延びる。ラグスクリュー７０２のねじ切り端部は、大腿骨骨頭に係合する。圧迫ペグ７０４とラグスクリュー７０２との間、またはアセンブリ全体と髄内釘１００との間での移動を実現するために、図３４〜図３５に関連して説明した道具と同様の圧迫用道具を使用することができる。締結アセンブリの位置を固定するために、固定スクリューを使用することができる。固定スクリューは、それが締められると固定スクリュー上の突出部がラグスクリュー７０２のスロット７１０で受けられ、コンプレッションスクリュー７０４をラグスクリュー７０２から離して移動させるように構成される。ラグスクリュー７０２から離れたコンプレッションスクリュー７０４は、より大きい抵抗面積を加えることにより、ラグスクリュー上で大腿骨骨頭が回転することを妨げるのを助ける。
【0097】
図４２は、締結アセンブリ２００が圧迫プレート１５０と協働して使用される、本発明の別の一実施形態を示す。図示のとおり、装置は大腿骨に適用されている。上記締結アセンブリ２００の様々な実施形態を同様の圧迫プレートと共に使用することができ、様々な圧迫プレートは、解剖学的なその他の部位に適用可能となるように構成することができる。
【0098】
図４３は、締結アセンブリ２００が関節周囲プレート１７０と共に使用される、本発明の別の一実施形態を示す。図示したプレート及び締結アセンブリは、近位脛骨に適用されている。上記締結アセンブリ２００の様々な実施形態は、同様の関節周囲プレートと共に使用することができ、様々な関節周囲プレートは、解剖学的なその他の部位に適用可能となるように構成することができる。
【0099】
図４４は、締結アセンブリ２００が上腕骨用の釘１９０と組み合わせて使用される本発明の別の一実施形態を示す。図示のとおり、コンプレッションスクリュー２０４の頭部区間２１２は上腕骨に支えられて、上腕骨に対する圧迫力を生じる。ラグスクリュー２０２に圧迫力が加わり、ラグスクリュー２０２がそのねじ切り端部２０８によって骨片に固定された状態で、骨片を適切な治療のための位置へと引っ張ることができる。場合によっては、頭部区間２１２と、それにより圧迫力が加えられる上腕骨との間に、座金または座面（図示せず）を置くことが有利なことがある。 更に別の変形形態では、頭部区間２１２が上腕骨に貫入し上腕骨用の釘１９０の一部で支えられることが可能になるように、上腕骨内の開口を広げることができる。そのような実施形態では、圧迫アセンブリ２００は、ねじ切り端部２０８により骨の同じ領域内でひっかかりを得るために、図４４に示すよりも短くなる。上記締結アセンブリ２００の様々な実施形態は、同様の釘と共に使用することができ、様々な釘は、解剖学的な他の部位に適用可能となるように構成することができる。
【0100】
当分野の技術者には理解されるように、以上で説明及び図示した本発明の特定の実施形態は、本発明を説明するために提供されたものであり、説明した実施形態の構造及び材料には、以上で説明され添付の特許請求の範囲に含まれる本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変更を加えることができる。
【符号の説明】
【0101】
１００ 髄内釘１０２ 近位区間
１０４ 移行区間
１０６ 遠位区間
１０８ 外側面
１０９ 内側面
１１８ 横断開口
１２０ 円形開口
１２２ 円形開口
１２４ 遠位開口
１２６ スロット
１２８ 近位端開口
１３２ 肩
１４２ 逆とげ
１４４ フィン
１４６ 長手溝
１５０ 圧迫プレート
１７０ 関節周囲プレート
２００ 締結アセンブリ
２０２ ラグスクリュー
２０４ コンプレッションスクリュー
２０６ 本体
２０８ ねじ切り端部
２１０ ねじ切り部
２１２ 溝
２１４ ねじ切り区間
２１５ 頭部区間
３００ 道具
３０２ ドリルビット
３０４ ほぞ穴チゼル
４００ 代替締結アセンブリ
４０１ スリーブ
４０２ ラグスクリュー
４０４ コンプレッションスクリュー
５０２ 圧迫ペグ
５０３ スロット
５０４ キー
５０６ ラチェット歯
６０２ ラグスクリュー
６０４ コンプレッションスクリュー
６０６ 本体
６０８ ねじ切り端部
６１０ 十字線スクリュー
６１２ 頭部
６１４ ねじ切り部
７０２ ラグスクリュー
７０４ 圧迫ペグ
７０６ 本体
７０８ ねじ切り端部
７１０ 開口
７１２ キー
７１４ スロット