特許第5966083号(P5966083)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許5966083骨折における骨の骨折端部を固定するための張力要素
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(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】5966083
(24)【登録日】2016年7月8日
(45)【発行日】2016年8月10日
(54)【発明の名称】骨折における骨の骨折端部を固定するための張力要素
(51)【国際特許分類】
   A61B 17/82 20060101AFI20160728BHJP
【FI】
   A61B17/82
【請求項の数】8
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2015-516494(P2015-516494)
(86)(22)【出願日】2013年3月13日
(65)【公表番号】特表2015-519156(P2015-519156A)
(43)【公表日】2015年7月9日
(86)【国際出願番号】EP2013000749
(87)【国際公開番号】WO2013185863
(87)【国際公開日】20131219
【審査請求日】2015年2月13日
(31)【優先権主張番号】102012105125.9
(32)【優先日】2012年6月13日
(33)【優先権主張国】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】514203786
【氏名又は名称】ヒップ メディカル アーゲー
(74)【代理人】
【識別番号】100079049
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳
(74)【代理人】
【識別番号】100084995
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 和詳
(72)【発明者】
【氏名】ヴァイゼネッガー マルクス
【審査官】 中村 一雄
(56)【参考文献】
【文献】 西独国特許出願公開第03412769(DE,A)
【文献】 独国実用新案第202011109808(DE,U1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61B 17/82
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
骨折における骨の骨折端部を固定するための張力要素(1、1’;1’’)であって、前記張力要素は、上から見ると中空でありかつ周壁(6、6’;6’’)を備える輪郭形成された本体を備え、前記輪郭形成された本体は、
前記輪郭形成された本体に挿通され得る固定手段を受け入れるための、互いに反対側に位置する2つの前面受け入れセクション(8a、8b;8a’、8b’;8a’’、8b’’)と、
角度付きセクション(10、10’、10’’)を有する2つの側面フランクと、
を備え、
前記輪郭形成された本体の前記周壁(6、6’、6’’)は、少なくとも部分的に、前記前面受け入れセクション(8a、8b;8a’、8b’;8a’’、8b’’)の領域内及び側面角度付きセクション(10、10’、10’’)の領域内で弾性的に変形可能であり、
前記張力要素(1、1’;1’’)の規定された弾性的挙動は、所定の張力が前記受け入れセクション(8a、8b;8a’、8b’;8a’’、8b’’)の間に生成され、これによって、骨折における骨の骨折端部を固定するために、前記輪郭形成された本体に挿通された固定手段の間に引張力が生じるように、前記角度付きセクション(10、10’、10’’)を介して加えられ得るとともに、
前記角度付きセクション(10、10’、10’’)と前記受け入れセクション(8a、8b;8a’、8b’;8a’’、8b’’)との間にそれぞれ結合点(12)が設けられ、
応力ピークを平衡及び分散させるための少なくとも1つの関節が、前記角度付きセクション(10、10’、10’’)と受け入れセクション(8a、8b;8a’、8b’;8a’’、8b’’)との間の結合点(12)における前記周壁(6、6’、6’’)の領域内に存在する
ことを特徴とする、張力要素。
【請求項2】
前記関節は、弾性的または塑性的に変形可能であることを特徴とする、請求項1に記載の張力要素。
【請求項3】
前記関節は回転可能であることを特徴とする、請求項1に記載の張力要素。
【請求項4】
少なくとも1つの関節が、前記側面フランク内に統合されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の張力要素。
【請求項5】
互いに対向する2つの壁セクションにおいて、互いに向き合った制限バー(18)が形成され、前記制限バー(18)の端部は前記張力要素(1、1’;1’’)が変形された場合に互いに接触することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の張力要素。
【請求項6】
前記関節はヒンジ(2、4)であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の張力要素。
【請求項7】
前記関節はボールジョイントであることを特徴とする、請求項1及び3〜5のいずれか一項に記載の張力要素。
【請求項8】
前記関節はノードジョイント(14)であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の張力要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項1に記載の、骨折における骨の骨折端部を固定するための張力要素に関する。
【背景技術】
【0002】
骨折が不十分に固定された場合、カルス形成、すなわち骨組織の過剰成長による骨折端部の胼胝腫様の肥大が発生し得る。カルスによるそのような間接的な骨折治癒を避けるために、折れた骨の表層に当てられて取り付けられる骨板が使用され、これにより骨折部位は治癒過程の間に接骨すなわち固定される。
【0003】
加えて、接合された骨折部位に圧迫が加えられた場合、骨折の治癒過程に良い影響が及ぼされる。このようにして特に密接な適応がもたらされ、すなわちわずかな間隙を有して骨折端部が再び互いに成長する。
【0004】
独国実用新案第20 2011 109808(U1)号明細書から、弾性の角度付きセクションと受け入れセクションとを有する周壁として設計された輪郭形成された本体から構成される、張力要素が知られている。張力要素の位置決めが受け入れセクションによって行われ、受け入れセクション内にはコーティカルスクリューが挿入されて、骨の中に配置され得る。骨折端部の所望の圧迫を達成するために、骨に対する張力要素の位置決め及び固定のそれぞれの前に、角度付きセクションに対して外側から、内側に向けた圧力が加えられる。この張力要素の欠点として、特に角度付き部分において機械的最大応力が発生し、これは張力要素の材料破壊又は潜在的不均一性をもたらし得るということが明らかになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】独国実用新案第202011109808(U1)号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従って、本発明の基本的な目的は、輪郭形成された本体内に機械的最大応力を均一に分散させるのに好適な張力要素を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この目的は、請求項1に記載の特徴を有する張力要素によって解決される。
【0008】
本発明によれば、上から見ると中空でありかつ周壁(circumferential wall)を含む輪郭形成された本体(contoured body)を有する、骨折における骨の骨折端部を固定するための張力要素(tensioning element)が提案される。輪郭形成された本体は、輪郭形成された本体を押し通され得る固定手段(fastening means)を受け入れるための、互いに反対側に位置する2つの前面受け入れセクション(face sided receiving sections)と、角度付きセクション(angled sections)を有する2つの側面フランク(lateral flanks)とを含む。輪郭形成された本体の周壁は、少なくとも部分的に、前面受け入れセクション及び側面角度付きセクションの領域内で弾性的に変形可能である。更に、張力要素の規定された弾性的挙動は、所定の張力が受け入れセクションの間に生成され得るように、角度付きセクションを介して加えられる。本発明によれば、輪郭形成された本体は、応力ピークを平衡及び分散させるための少なくとも1つの関節を含み、少なくとも1つの関節は周壁の領域内に存在する。
【0009】
周壁内に関節を形成することによって、発生する最大応力は張力要素内に非常に良好に分岐及び分散され、従って平衡され得る。このようにして張力要素内のより均一な応力分散が達成され得、これにより弱点が回避され得る。最大応力によって発生する材料損耗は特に良好に抑制される。
【0010】
形成された関節は特に有利な様態で、元の力及び応力湾曲つまり関節なしでの湾曲を、より低い応力を有する領域に変え、これにより張力要素は均一に荷重をかけられ、一部の領域では更には荷重が軽減される。
【0011】
本発明によれば、関節を備えた張力要素を使用することにより、過剰な材料荷重に起因して最大応力が発生する領域内で張力要素がさもなければ破損し、従って骨折の治癒の間に失敗するということが防止され得る。
【0012】
その上、関節は、張力要素のサイズ及び例えば複雑骨折などの治癒される骨折に応じた、圧迫のために必要とされる力及びもたらされる応力に、個別に適合され得る。
【0013】
更なる利点は、例えば張力要素を骨の骨折端部に固定する際に誤って荷重をかけすぎた場合に張力要素が破損する危険が減る、という点において見られ得る。従って、張力要素の潜在的破損が完全に回避され得る、かつ/又は張力要素の材料疲労が防止される。
【0014】
本発明の張力要素の更なる実施形態は、従属請求項2〜9の主題である。
【0015】
本発明の張力要素の関節は変形可能であってもよい。関節の変形によって、応力、特に最大応力は張力要素内に有利に分散され得、平衡され得る。ここでの関節は、受ける最大応力に応じて弾性的に又は塑性的に変形してもよい。関節は、位置決めも所望の圧迫も妨げられない領域において形成されるため、変形可能な間接は張力要素及びその機能に悪影響を及ぼさない。
【0016】
代替の手法では、関節は回転可能であってもよい。回転可能な間接を構成することによって、最大応力は効果的に吸収され、その後分散される。関節の回転可能な形成は、骨折端部の所望の圧迫も張力要素の位置決めも損なわない。
【0017】
更に、関節は、受け入れセクションにおける角度付きセクションの結合点に配置されるように構成されてもよい。特にこの領域内では応力が互いに合併されて合算されるため、最大応力は良好に分岐され、従って平衡される。
【0018】
その上、本発明の張力要素の関節は、側面フランク内に統合されてもよい。張力要素の位置決めに先立って、骨折端部の長手方向の圧迫が続いて達成されるように張力要素は圧縮されるため、大きな応力が特に側面フランクにおいて発生する。この増加した応力は従って、側面フランク内に関節を形成することによって特に良好に分散され平衡され得る。
【0019】
更に、互いに対向する2つの壁セクションにおいて、互いに向き合った制限バーであって、これらの端部は張力要素が変形された場合に互いに接触する、制限バーが形成されてもよい。外力によって導入される変形経路の制限は、張力要素の弾性域を超えた、張力要素の初期寸法の永続的な変更をもたらす変形に対する保護を提供する。その上、制限停止は、張力要素の所定の予応力の指標として使用され得る。
【0020】
本発明の張力要素の関節はヒンジであってもよい。周壁内へのヒンジの統合は特に容易に行われ得る。しかし周壁内のヒンジの形成は壁が中断されることを意味しない。ヒンジという用語はここでは、ピアノヒンジ、スプリングヒンジ、トルクヒンジ、ロッキングヒンジ、フォイルヒンジ、フィルムヒンジ、又は同様のものを意味する。
【0021】
他方、本発明の張力要素の関節はボールジョイント(ball joint)であってもよい。特に複雑骨折の場合、ボールジョイントは特に良好な応力分散を可能にする。また、縦軸に関する張力要素の湾曲について、ボールジョイントは最大応力を好ましい様態で分散させてこれを減少させ得る。
【0022】
代替として、本発明の張力要素の関節はノードジョイント(node joint)であってもよい。ノードジョイントは、そのノードにおいて発生する応力、特に最大応力を非常に良好に分散させ、従って張力要素自体の荷重を軽減する。
【0023】
本発明の特徴及び機能についての上記の説明に加えて、更なる態様及び機能について、添付の図面を参照した好ましい実施形態の詳細な記載によって以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図1】ヒンジを有する本発明の張力要素の第1の実施形態の斜視図である。
図2図1によるヒンジを有する本発明の張力要素の第1の実施形態の上面図である。
図3図1によるヒンジを有する本発明の張力要素の第1の実施形態の側面図である。
図4】ノードジョイントを有する本発明の張力要素の第2の実施形態の斜視図である。
図5図4によるノードジョイントを有する本発明の張力要素の第2の実施形態の上面図である。
図6】ノードジョイントを有する本発明の張力要素の第3の実施形態の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
図1は、ヒンジ2、4を有する本発明の張力要素1の第1の実施形態の斜視図であり、図2はその上面図であり、図3はその側面図である。
【0026】
張力要素は、上から見ると中空でありかつ周壁6を含む輪郭形成された本体から構成される。輪郭形成された本体は、張力要素1の横軸Qを基準にして互いに向かい合って位置しかつ外向きに湾曲している2つの受け入れセクション8a、8bを含む。輪郭形成された本体は更に、張力要素1の縦軸Lを基準にして互いに向かい合って位置しかつやはり外向きに湾曲している角度付きセクション10を有する2つの側面フランクを含む。張力要素1はその縦軸Lに関して対称に構成される。
【0027】
特に図3から明らかなように、受け入れセクション8a、8bの対応するさねはぎ継ぎ構造は、複数の張力要素1が互いに接続されることを可能にする。例えば、張力要素1の受け入れセクション8bは、別の張力要素の受け入れセクション8a内に、両方の受け入れセクションが整列するように挿入され得る。固定手段が、整列された領域を押し通され、それから骨の中に挿入されてもよい。
【0028】
整列セクション10と受け入れセクション8a、8bとの間には結合点12が設けられ、ここにはヒンジ2、4が関節として備えられる。ヒンジ2及び4は回転可能に構成される。受け入れセクション8aは、トウヒンジ4を介して互いに接続された2つの部品から構成される。
【0029】
骨折点を固定するための張力要素1の適用は、以下に記載するように行われてもよい。
【0030】
張力要素1の角度付きセクション10が外側から押し合わされ、これにより張力要素1は横方向で収縮される。これにより張力要素1の縦方向の拡張が発生し、すなわち受け入れセクション8a、8bの間の距離が増加する。次に、2つの図示されていない固定手段、例えばコーティカルスクリューが押し通され、これにより、受け入れセクション8a、8bの間の距離が増加した状態で、その内側表面に固定手段が押し当てられる。この位置において、固定手段は反対側の骨の骨折端部内に挿入される。固定手段により、外力を取り除いた後も張力要素1は縦方向に拡張した形状に維持され、すなわち予荷重下にある。予荷重によって、固定手段の間に継続的な引張力がかけられる。固定手段の間の引張力は固定装置内で、骨折における骨折端部の適応のために使用される。
【0031】
図4は、ノードジョイントを有する本発明の張力要素1’の第2の実施形態の斜視図であり、図5はその上面図である。
【0032】
張力要素1’は、上から見ると中空でありかつ周壁6’を含む輪郭形成された本体から構成される。輪郭形成された本体は、互いに向かい合って位置しかつ外向きに湾曲している2つの受け入れセクション8a’、8b’を含む。輪郭形成された本体は更に、互いに向かい合って位置しかつわずかに外向きに湾曲している角度付きセクション10’を有する2つの側面フランクを含む。第1の実施形態のヒンジ2、4の代わりに、結合点12’においてノードジョイント14が形成される。ノードジョイント14は、これらが変形又は枢動され得るように設計される。
【0033】
図6は、ノードジョイント16を有する本発明の張力要素1’’の第3の実施形態の上面図である。張力要素1’’は、上から見ると中空でありかつ周壁6’’を含む輪郭形成された本体から構成される。輪郭形成された本体は、互いに向かい合って位置しかつ外向きに湾曲している2つの受け入れセクション8a’’、8b’’を含む。輪郭形成された本体は更に、互いに向かい合って位置しかつ外向きに湾曲している角度付きセクション10’’を有する2つの側面フランクを含む。両方の側面フランクのそれぞれにおいてトウノードジョイント16が、角度付きセクション10’’で発生する最大応力を減らすために形成される。その上、角度付きセクション10’’が所定のレベルにわたってのみ圧縮され得るように、各側面フランクにおいて、ノードジョイント16の間に制限バー18が形成される。
【0034】
張力要素1、1’、1’’は生体適合性材料から製造される。加えて、角度付きセクション8の壁は所望の弾性特性を有する材料からなり、張力要素1、1’、1’’の更なるセクション、例えば受け入れセクション6a、6bなどは硬質材料又は吸収性材料から形成される、張力要素1、1’、1’’のハイブリッド構造も可能である。
【0035】
張力要素1、1’、1’’の基本的材料として、例えば、X42CrMo15、X100CrMo17、X2CrNiMnMoNNb21−16−5−3、X20Cr13、X15Cr13、X30Cr13、X46Cr13、X17CrNi16−2、Xl4CrMoS17、X30CrMoN15−1、X65CrMo 17−3、X55CrMo14、X90CrMoV18、X50CrMoV15、X 38CrMo V15、G−X20CrMo13、X39CrMo17−1、X40CrMoVN16−2、X105CrMo17、X20CrNiMoS13−1、X5CrNi18−0、X8CrNiS18−9、X2CrNi19−11、X2CrNi18−9、Xl0CrNi18−8、X5CrNiMo17−12−2、X2CrNiMo17−12−2、X2CrNiMoN25−7−4、X2CrNiMoN17−13−3、X2CrNiMo17−12−3、X2CrNiMo18−14−3、X2CrNiMo18−15−3;X 2 CrNiMo 18 14 3、X13CrMnMoN18−14−3、X2CrNiMoN22136、X2CrNiMnMoNbN21−9−4−3、X4CrNiMnMo21−9−4、X105CrCoMo18−2、X6CrNiTi18−10、X5CrNiCuNb16−4、X3CrNiCuTiNb12−9、X3CrNiCuTiNb12−9、X7CrNiAl17−7、CoCr20Ni15Mo、G−CoCr29Mo、CoCr20W15Ni、Co−20Cr−15W−10Ni、CoCr28MoNi、CoNi35Cr20Mo10、Ti1、Ti2、Ti3、Ti4、Ti−5Al−2,5Fe、Ti−5Al−2,5Sn、Ti−6Al−4V、Ti−6Al−4V ELI、Ti−3Al−2,5V(Gr9)、99,5Ti、Ti−12Mo−6Zr−2Fe、Ti−13,4Al−29Nb、Ti−13Nb−13Zr、Ti−15Al、Ti−15Mo、Ti−15Mo−5Zr−3Al、Ti−15Sn、Ti−15Zr−4Nb、Ti−15Zr−4Nb−4Ta、Ti−15Zr−4Nb−4Ta−0,2Pd、Ti−29Nb−13Ta−4,6Zr、Ti−30Nb−10Ta−5Zr、Ti−35,5Nb−1,5Ta−7,1Zr、Ti−35Zr−10Nb、Ti−45Nb、Ti−30Nb、Ti−30Ta、Ti−6Mn、Ti−5Zr−3Sn−5Mo−15Nb、Ti−3Al−8V−6Cr−4Zr−4Mo、Ti−6Al−2Nb−lTa−0,8Mo、Ti−6Al−4Fe、Ti−6Al−4Nb、Ti−6Al−6Nb−1Ta、Ti−6Al−7Nb、Ti−6Al−4Zr−2Sn−2Mo、Ti−8,4Al−15,4Nb、Ti−8Al−7Nb、Ti−8Al−1Mo−1V、Ti−11Mo−6Zr−4Snからなる群のうちの金属が使用されてもよい。
【0036】
更に、MBS、PMMI、MABS、CA、CTA、CAB、CAP、COC、PCT、PCTA、PCTG、EVA、EVAL、PTFE、ePTFE、PCTFE、PVDF、PVF、ETFE、ECTFE、FEP、PFA、LCP、PMMA、PMP、PHEMA、ポリアミド66、ポリアミド6、ポリアミド11、ポリアミド2、PAEK、PEEK、PB、PC、PPC、PETP、PBT、MDPE、LDPE、HDPE、UHMWPE、LLDPE、PI、PAI、PEI、PIB、POM、PPO、PPE、PPS、PP、PS、PSU、PESU、PVC、PVC−P、PVC−U、ABS、SAN、TPE−U、TPE−A、TPE−E、PVDC、PVA、SI、PDMS、EPM、EP、UF、MF、PF、PUR、UP、PEBA、PHB、PLA、PLLA、PDLA、PDLLA、PGL、PGLA、PGLLA、PGDLLA、PGL−co−poly TMC、PGL−co−PCL、PDS、PVAL、PCL、ポリ−TMC、PUR(線状)、NiTi超弾性、NiTi形状記憶からなる群のうちのポリマーが使用されてもよい。
【0037】
更に、Al(アルミナ酸化物)、Y−TZP(酸化ジルコニウムセラミック)、AMC(アルミナマトリックス複合材料)、HA(水酸リン灰石)、TCP(リン酸三カルシウム)、セラバイタル(Ceravital)(ガラスセラミック/バイオグラス(Bioglas)(登録商標))、FZM/K(酸化ジルコニウム、部分安定化)、TZP−A(酸化ジルコニウムセラミック)、ATZ(アルミナ強化ジルコニア)、C799(アルミナ酸化物セラミック)、ショット8625(Schott 8625)(トランスポンダーガラス)からなる群のうちのセラミックスも使用されてもよい。
【0038】
更に、これらの任意の組み合わせが使用されてもよい。
【0039】
示された実施形態に加えて、本発明は更なる設計アプローチも可能にする。
【0040】
第2及び第3の実施形態は、両方の受け入れセクションの対応するさねはぎ継ぎ構造を含まないが、これらは独国実用新案第20 2011 109808(U1)号明細書に示されているようなモジュール式システムに拡張されるように構成されてもよい。
【0041】
更なる代替の実施形態では、張力要素は、各側面フランクにおいて少なくとも1つのノードジョイント16を、及び各結合点において1つのノードジョイント14を含んでもよい。
【0042】
上述の実施形態は縦軸Lに関して対称に構成されたが、張力要素を上から見た場合に単に2つの関節が互いに正反対に配置されるように構成することも可能である。
【0043】
上述の実施形態では、各実施形態において1種類の関節のみが形成されたが、張力要素は様々な種類の関節を含むように構成されてもよい。例えば、前面受け入れセクション8aではヒンジが使用されてもよく、反対側の前面受け入れセクション8bではノードジョイントが使用されてもよい。他のあらゆる組み合わせも構成可能である。
【0044】
上述の側面フランクは1つの角度付きセクションを含むが、側面フランクはこれらの角度付きセクションをより多く含むように構成されてもよい。
【0045】
その上、個々の受け入れセクションは角度付きセクション内に統合され得るということを考慮すべきである。
図1
図2
図3
図4
図5
図6