特許 6791946 骨プレート

(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】6791946

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】骨プレート

(51)【国際特許分類】

   A61B 17/80 20060101AFI20201116BHJP

【ＦＩ】

   A61B17/80

【請求項の数】33

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2018-506249(P2018-506249)

(86)(22)【出願日】2015年8月7日

(65)【公表番号】特表2018-522672(P2018-522672A)

(43)【公表日】2018年8月16日

(86)【国際出願番号】CH2015000117

(87)【国際公開番号】WO2017024416

(87)【国際公開日】20170216

【審査請求日】2018年5月10日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】591073555

【氏名又は名称】アーオー テクノロジー アクチエンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ビンドルフ，マルクス

(72)【発明者】

【氏名】エパリ，デバカラ

(72)【発明者】

【氏名】シュッツ，ミヒャエル

(72)【発明者】

【氏名】ポールマン，ティム

(72)【発明者】

【氏名】ネッツリ，クリストフ

【審査官】 北村 龍平

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００３９０３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２４３９０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０１２２１３０８（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２２２０５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３４３３５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００６３５０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第０３／０３９３８４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １７／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下面（２）、上面（３）、下面および上面（２；３）の間で測定された厚さＴ、縦軸（４）、および下面（２）から上面（３）まで続く複数のプレート穴（５）を有する骨プレート（１）であって、骨プレート（１）は、下面（２）から上面（３）に向かって延在して下面（２）において縦軸（４）と平行に測定された幅Ｗを有するスロット（６）をさらに有し、
（ｉ）スロット（６）は、骨プレート（１）の厚さＴの０．４から０．９倍の、下面（２）から上面（３）まで測定された最大距離Ｄまで延在し、
（ｉｉ）スロット（６）はその最大伸長Ｅにおいて少なくとも０．１ｍｍである、縦軸（４）と平行に測定された幅を有し、
（ｉｉｉ）スロット（６）は、プレート（１）が縦方向に−スロットなしプレート（１）の内在的曲げ性を除外して−最大５°まで曲がるようにする
ことを特徴とし、
（ｉｖ）下面（２）の長さは、幅Ｗが０に等しくなるように、骨プレート（１）の下面（２）においてスロット（６）の閉鎖時に最大１ｍｍ短くなる、
骨プレート（１）。

【請求項2】

スロット（６）が、０．１から１．３ｍｍの範囲内の幅Ｗを有することを特徴とする、請求項１に記載の骨プレート（１）。

【請求項3】

骨プレート（１）が、骨プレート（１）の上面（３）に隣接する骨プレート（１）の上部部分にしっかりと接続された材料部（１８）を備え、材料部（１８）は下面（２）まで延在し、これによりスロット（６）を横切り、材料部（１８）は、下面（２）から上面（３）に向かって延在して空隙Ｃを有する空洞（１７）内に着座していることを特徴とする、請求項１または２に記載の骨プレート（１）。

【請求項4】

材料部（１８）がボルト（１６）であること、および空洞（１７）が、ボルト（１６）に対応する形状を有することを特徴とする、請求項３に記載の骨プレート（１）。

【請求項5】

スロット（６）の幅Ｗが０．２０ｍｍより大きいことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項6】

スロット（６）の幅Ｗが０．３５ｍｍより小さいことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項7】

スロット（６）が、骨プレート（１）の下面（２）から垂直に測定して最低２ｍｍの垂直高さにわたって幅Ｗを呈することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項8】

下面（２）が骨表面に接触するように設計されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項9】

骨プレート（１）が６ｍｍから１２ｍｍの範囲内の厚さを有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項10】

骨プレート（１）が、８ｍｍから１０ｍｍの範囲内の厚さを有することを特徴とする、請求項９に記載の骨プレート（１）。

【請求項11】

骨プレート（１）が、４ｍｍから７ｍｍの範囲内の厚さを有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項12】

骨プレート（１）が、スロット（６）の位置の下面（２）で縦軸に対して垂直に測定された、１４ｍｍから２２ｍｍの範囲内の幅を有することを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項13】

スロット（６）が、プレート（１）が縦方向に少なくとも１．０°まで曲がるようにすることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項14】

スロット（６）が、プレート（１）が縦方向に、−スロットなしプレート（１）の内在的曲げ性を除外して、−最大５°まで曲がるようにすることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項15】

骨プレート（１）の下面（２）からのずれを１０ｍｍから３０ｍｍとしてプレート（１）の縦軸（４）と基本的に平行に作用する、５０から４００Ｎの範囲内の力が、幅Ｗが０に等しくなるように骨プレート（１）の下面（２）においてスロット（６）を閉鎖するのに十分であることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項16】

スロット（６）が「Ｌ」字の形状を有し、「Ｌ」の短い棒の自由端が幅Ｗを有して下面（２）内に向かって開放しており、「Ｌ」の長い方の末端が、縦軸（４）と基本的に平行に延びており、長さＥを有することを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項17】

スロット（６）が「Ｔ」字の形状を有し、「Ｔ」の縦棒の自由端が幅Ｗを有して下面（２）内に向かって開放しており、「Ｔ」の２つの横棒が、縦軸（４）と基本的に平行に延びており、長さＥを有することを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項18】

スロット（６）が、骨プレート（１）の縦断面で見ると湾曲形状を有し、湾曲形状は下面（２）から上面（３）に向かって拡大していることを特徴とする、請求項１から１７のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項19】

スロット（６）が、骨プレート（１）の下面（２）に対する視点でΩ形状を有し、Ω形状は、骨プレート（１）の縦軸（４）の方向に延在する対称軸を有することを特徴とする、請求項１から１７のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項20】

スロット（６）が、
（ｉ）基本的にプレート厚さの方向に延びており、下面（２）内に向かって開放している、下部部分と、
（ｉｉ）縦軸（４）と基本的に平行に伸びており、上面（３）に対して閉鎖している、上部部分と、
を有することを特徴とする、請求項１から１９のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項21】

プレート厚さＴおよびプレート幅が、スロット（６）からプレートの両端に向かって徐々に減少していることを特徴とする、請求項１から２０のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項22】

複数のプレート穴（５）のうちの少なくとも１つが、所定の角度で角度安定係止ネジを受容するように構成されていることを特徴とする、請求項１から２１のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項23】

複数のプレート穴（５）のうちの少なくとも１つが、可変角度係止ネジを受容するように構成されていることを特徴とする、請求項１から２１のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項24】

プレート穴（５）が、異なる直径の骨ネジを受容するために異なるサイズを有することを特徴とする、請求項１から２３のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項25】

プレートの三次元形状が、特定の解剖学的適合に合わせて予備成形されていることを特徴とする、請求項１から２４のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項26】

骨プレートが、縦方向に測定して互いに５０ｍｍよりも離れた２つのスロット（６）を有することを特徴とする、請求項１から２５のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項27】

骨プレートが、１つ以上のセンサを収容するために、プレート（１）の下面（２）から上面（３）に向かって延在するコンパートメントを有することを特徴とする、請求項１から２６のいずれか一項に記載の骨プレート。

【請求項28】

骨プレートが、１つ以上のアクチュエータを収容するため、放出制御された薬品を保管するため、またはカルス成長用の空間を提供するため、プレート（１）の下面（２）から上面（３）に向かって延在するコンパートメントを有することを特徴とする、請求項１から２７のいずれか一項に記載の骨プレート。

【請求項29】

スロット（６）の幅Ｗが基本的にスロット（６）の長さＥに等しいことを特徴とする、請求項２から２８のいずれか一項に記載の骨プレート。

【請求項30】

骨プレート（１）が、ツーピース構造で構成されていることを特徴とする、請求項１から２９のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項31】

ステンレス鋼、チタン、またはチタン合金で作られることを特徴とする、請求項１から３０のいずれか一項に記載の骨プレート。

【請求項32】

骨折の治療用の、請求項１から３１のいずれか一項に記載の骨プレート（１）。

【請求項33】

スロット（６）がキャビティシンキングＥＤＭによって作り出されることを特徴とする、請求項１から３２のいずれか一項に記載の骨プレートの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の骨プレートに関する。

【背景技術】

【0002】

Ｔｒｅｓｃｏｎｙらによる米国特許公開第２０１２／０２７７７４８号明細書より、骨プレートを縦方向に曲がるようにする多数のスロットを有する骨プレートが知られている。縦軸に沿って連続して配置された多数のスロット付き構造は、骨プレートに最大限の柔軟性を付与するが、プレートの安定性の低下をもたらす。

【0003】

解決すべき問題は、骨プレートのルースロック安定性を実現するように、比較的限られた柔軟性を有するような骨プレートのさらなる開発に見いだされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１２／０２７７７４８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、２つの状態の特性を有する骨プレートに、最適な曲げ特性および解剖学的表面に対する適応性を付与することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、請求項１の特徴を備える骨プレートを用いて、提起された問題を解決する。

【0007】

本発明による骨プレート内のスロットは、患者の機能負荷が低くても二次性骨治癒の促進のため骨折に柔軟性を付与すると同時に、スロットが閉鎖したときに破片間運動を好ましい範囲に制限する機能を有する。したがって、骨折刺激は機能負荷の規模とは大いに無関係になる。

【0008】

０．５ｍｍ（０．２から１ｍｍ）の破片間運動は、異なる破片サイズで良好な治癒結果をもたらすことが見いだされた（１、２、および６ｍｍで破片の大部分をカバーする）。最適化されたスロット幅を有する本発明による骨プレートは骨折の過剰な刺激を回避し、これにより、肥大性遷延癒合および癒合不全などの治癒合併症をもたらす可能性がある。なお、技術的に、本発明による骨プレートの柔軟性、適合性、および幾何学的配置により、実際の破片間運動はスロット幅よりも高くなることは、特筆しなければならない。

【0009】

本発明による骨プレートのいくつかの利点は、以下の通りである：
・本発明による骨プレートは２つの状態の剛性挙動を呈する。二次性骨治癒を促進するため、プレートは、低機能負荷（柔軟状態）で必要とされる破片間運動を許容し、より高度な機能負荷（剛性状態）でスロットが閉鎖したときに前記運動を最大限に制限する。したがってプレートは、機能負荷の規模から大いに独立して、制御された運動を骨折に提供する。これにより、（ｉ）機械的悪条件によって生じる治癒合併症は回避され、（ｉｉ）骨癒合までの平均時間が短縮される。
・過剰な剛性は骨治癒過程を害するので、従来の骨プレートは、断面積に関してそのサイズが制限されている。同様にこれは、しばしばプレート材料の過剰負荷およびインプラント機能不全を招く。外科医は、形成不全を回避するために手術直後の状況で患者荷重負荷を制限する傾向がある。しかしながら科学的知見は、迅速で堅固な骨折治癒のための初期荷重負荷の重要性を強調している。本発明によるプレートは、インプラントを強化して結果的に患者の全荷重負荷を許容するために、材料応力が最大となる箇所の断面積の増加を可能にする。同時に、これは必要とされる柔軟性を提供する。
・骨折の固定は、プレート本体の付近でしばしば治癒合併症をもたらす。プレートが屈曲すると、プレートまでの距離とともに機械的刺激が徐々に増加する。プレートのすぐ下では、発生する運動は骨折治癒を促進するには小さすぎる場合が多い。従来の骨プレートとは対照的に、本発明によるプレートは、上述の治癒合併症を回避するためそのすぐ近傍に機械的刺激を与える。
・従来のプレートで固定された骨折の破片間運動（ＩＦＭ：Ｉｎｔｅｒｆｒａｇｍｅｎｔａｒｙ Ｍｏｔｉｏｎ）は、ネジ構成に大きく依存する。作業長さ（骨折をつなぐ最も内側のネジの間の距離）が短すぎると刺激が不足する可能性があり、その一方で作業長さが長すぎると過剰な刺激をもたらす可能性がある。したがって、固定技術は些細なものではなく、外科医の経験を必要とする。ＩＦＭは基本的に骨プレート内のスロットの幾何学形状によって制御されるので、本発明による骨プレートはこの手順を著しく簡素化させる。その結果、骨ネジの位置は、固定の柔軟性に関して重要ではなくなる。

【0010】

本発明のさらに有利な実施形態は、以下のように述べられる。

【0011】

特別な実施形態において、スロットは０．１から１．３ｍｍの範囲、好ましくは０．２から０．３ｍｍの範囲の幅Ｗを有する。

【0012】

さらなる実施形態において、骨プレートは、下面まで延在する骨プレートの上面に隣接する骨プレートの上部部分にしっかりと接続され、これによりスロットを横切る、材料部を備え、材料部は、下面から上面に向かって延在して空隙Ｃを有する空洞の内部に着座している。材料部はボルト、好ましくは１つ以上の円筒形部を備える円筒形ボルトであってもよく、空洞（１７）は、好ましくは１つ以上の円筒形部を備える、ボルトに対応する形状を有してもよい。たとえば動作制限装置としての穿孔の中のボルトなど、第二の要素を使用すると、製造が簡素化され、より効率的になる。空隙およびこれによる最大移動は、穴とボルトの直径によって正確に調整可能である。骨プレートを曲げた状態で、ボルトは、ボルトと穿孔との間の接触が実現されたときにプレートたわみの制限装置として機能する。

【0013】

さらなる実施形態において、スロットの幅Ｗは０．２０ｍｍより大きく、好ましくは０．２５ｍｍより大きい。スロットの幅Ｗは０．３５ｍｍより小さく、好ましくは０．３０ｍｍより小さくてもよい。最も好ましくは、スロットの幅Ｗは０．２から０．３ｍｍの範囲内である。スロットは、骨プレートの下面から垂直に測定して最低２ｍｍ、好ましくは最低３ｍｍの垂直高さにわたって幅Ｗを呈してもよい。

【0014】

さらなる実施形態において、骨プレートの下面は骨表面に接触するように設計されている。

【0015】

骨プレートの厚さは６ｍｍから１２ｍｍの範囲内であってもよい。好ましくは大腿骨上での使用において、好ましくは厚さは８ｍｍから１０ｍｍの範囲内である。通常、厚さは９ｍｍであってもよい。

【0016】

さらなる実施形態において、骨プレートの厚さは、好ましくは上腕骨または脛骨上での使用において、４ｍｍから７ｍｍの範囲内である。通常、この用途向けのプレートの厚さは６ｍｍであってもよい。

【0017】

さらなる実施形態において、骨プレートは、スロットの位置の下面で縦軸に対して垂直に測定された、１４ｍｍから２２ｍｍの範囲内、好ましくは１７ｍｍから２１ｍｍの範囲内の幅を有する。通常、幅は１９ｍｍであってもよい。プレート幅を増加させることにより、断面積も相応に増加し、応力の低下を招く。患者の機能負荷の下でのステンレス鋼またはチタン合金などの標準的なインプラント材料から作られた特定の厚さおよび幅を有するプレート内の応力は、プレートにかかる全荷重で手術直後に総荷重負荷に耐えられる範囲内となる。これにより患者は、四肢の独立性および機能性を直ちに回復することができ、こうして仕事への復帰を加速し、早期の骨治癒を促進する。

【0018】

さらなる実施形態において、スロットは、プレートが縦方向に少なくとも１．０°まで、好ましくは少なくとも１．５°まで曲がるようにする。

【0019】

さらなる実施形態において、スロットは、プレートが縦方向に−スロットなしプレート（１）の内在的曲げ性に加えて−最大５°まで、好ましくは４°まで曲がるようにする。

【0020】

好ましくは、下面の長さは、幅Ｗが０に等しくなるように、骨プレート（１）の下面（２）においてスロット（６）の閉鎖時に最大１ｍｍ短くなる。

【0021】

さらなる実施形態において、骨プレートの下面からのずれを１０ｍｍから３０ｍｍとしてプレートの縦軸と基本的に平行に作用する、５０から４００Ｎの範囲内、好ましくは１００から３００Ｎの範囲内の力は、幅Ｗが０に等しくなるように骨プレートの下面においてスロットを閉鎖するのに十分である。

【0022】

さらなる実施形態において、骨プレートのスロットは「Ｌ」字の形状を有し、「Ｌ」の短い棒の自由端は幅Ｗを有して下面内に向かって開放しており、「Ｌ」の長い方の末端は、縦軸と基本的に平行に延びており、長さＥを有する。

【0023】

さらなる実施形態において、骨プレートのスロットは「Ｔ」字の形状を有し、「Ｔ」の縦棒の自由端は幅Ｗを有して下面内に向かって開放しており、「Ｔ」の２つの横棒は、縦軸と基本的に平行に延びており、長さＥを有する。

【0024】

さらなる実施形態において、スロットは、骨プレートの縦断面で見ると湾曲形状を有し、湾曲形状は下面から上面に向かって拡大している。これにより、スロットが閉鎖したときにねじれおよびせん断に対する抵抗を付与する。

【0025】

さらなる実施形態において、スロットは、骨プレートの下面に対する視点でΩ形状を有し、Ω形状は、骨プレートの縦軸の方向に延在する対称軸を有する。これにより、張力および外反方向の曲げに対する抵抗を付与する。

【0026】

さらなる実施形態において、骨プレートのスロットは、
（ｉ）基本的にプレート厚さの方向に延びており、下面内に向かって開放している、下部部分と、
（ｉｉ）縦軸と基本的に平行に延びており、上面に対して閉鎖している、上部部分と、を有する。

【0027】

さらなる実施形態において、プレート厚さＴおよびプレート幅は、スロットからプレートの両端に向かって徐々に減少している。これにより、プレートの最も荷重がかかる領域はスロットの位置にあるという事実がわかる。これは材料を追加することによって安定性が付与されなければならない場所であるが、その一方で荷重は末端に向かって減少している。これによりプレートの体積は、生物学的環境に対する影響を低減するために最小化されることが可能である。

【0028】

さらなる実施形態において、複数のプレート穴のうちの少なくとも１つは、所定の角度で角度安定係止ネジを受容するように構成されている。別の実施形態では、複数のプレート穴のうちの少なくとも１つは、可変角度係止ネジを受容するように構成されている。

【0029】

さらなる実施形態において、プレート穴は、異なる直径の骨ネジを受容するために異なるサイズを有する。これは、高機能負荷の下でのネジ破損を回避するための利点を提供し、大径ネジ（たとえば６ｍｍ）は骨折に近い部位（最大負荷曝露を伴うネジ位置）において特に有用であるが、その一方で標準径ネジ（たとえば５ｍｍ）は骨折から離れた場所において十分である。

【0030】

さらなる実施形態において、プレートの三次元形状は、特定の解剖学的適合に合わせて予備成形されている。

【0031】

さらなる実施形態において、骨プレートは、縦方向に測定して互いに５０ｍｍよりも離れた２つのスロットを有する。

【0032】

さらなる実施形態において、骨プレートは、好ましくは張力または変位量または荷重または圧力または温度を測定するための、１つ以上のセンサを収容するために、プレートの下面から上面に向かって延在するコンパートメントを有する。

【0033】

さらなる実施形態において、骨プレートは、１つ以上のアクチュエータを収容するため、制御放出用の薬品を保管するため、またはカルス成長用の空間を提供するため、プレートの下面から上面に向かって延在するコンパートメントを有する。

【0034】

さらなる実施形態において、スロットの幅Ｗは基本的に、スロットの長さＥに等しい。

【0035】

さらなる実施形態において、骨プレートは、好ましくはスロットに隣接する領域で、ツーピース構造で構成されている。骨プレートのこの構成は、骨プレートに組み立てられる個別の部品によってスロットの１つの接触面を作り出すことにより、スロット幅が狭く複雑な幾何形状を有するスロットが実現可能であるという利点を可能にする。

【0036】

骨プレートは、ステンレス鋼、チタン、またはチタン合金で作られることが可能である。

【0037】

本発明による骨プレートは、骨折の治療に利用されることが可能である。

【0038】

本発明はまた、骨プレートのスロットがキャビティシンキングＥＤＭによって作り出される、本発明による骨プレートの製造方法にも関する。

【0039】

以下、本発明のいくつかの特別な実施形態は、例示を用いて以下の添付図面を参照して、説明される。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】本発明による骨プレートの一実施形態の斜視図である。

【図2a】スロットの領域の、応力がかかっていない状態の、図１の骨プレートの拡大縦断面図である。

【図2b】骨プレートが曲がったときの図２ａの詳細Ａの拡大図である。

【図3】スロットが閉鎖するような応力下の、図１の骨プレートの斜視図である。

【図4】本発明による骨プレートの別の実施形態の斜視図である。

【図5】本発明による骨プレートのさらなる実施形態のすぐ下からの斜視図である。

【図6】図５の骨プレートの一部の側面図である。

【図7】図５の骨プレート全体の側面図である。

【図8】図５の骨プレートの上面図である。

【図9】図５の骨プレートの一部のすぐ下からの斜視図である。

【図10】本発明による骨プレートのさらなる実施形態の斜視図である。

【図11】本発明による骨プレートの再びさらなる実施形態のすぐ下からの斜視図である。

【図12】本発明による骨プレートのさらに別の実施形態のすぐ下からの斜視図である。

【図13】本発明による骨プレートのさらなる実施形態のすぐ下からの斜視図である。

【図14】さらなる実施形態による骨プレートの一部の側面図である。

【図15a】本発明による骨プレートのさらなる実施形態のスロットプロファイルを示す概略図である。

【図15b】本発明による骨プレートのさらなる実施形態のスロットプロファイルを示す概略図である。

【図15c】本発明による骨プレートのさらなる実施形態のスロットプロファイルを示す概略図である。

【図15d】本発明による骨プレートのさらなる実施形態のスロットプロファイルを示す概略図である。

【図15e】本発明による骨プレートのさらなる実施形態のスロットプロファイルを示す概略図である。

【図16】本発明による骨プレートのさらに別の実施形態の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

図１から図３は、縦軸４、骨表面と接触するように設計された下面２、上面３、および下面２から上面３まで骨プレート１を貫通する複数のプレート穴５を備える、本発明による骨プレート１の一実施形態を示す。骨プレート１は、下面および上面２、３の間で測定された厚さＴを有し、下面２から上面３に向かって測定された最大距離Ｄまで下面２から上面３に延在する少なくとも１つのスロット６を含む。

【0042】

限定的ではなく例示的に、スロット６は、縦軸４に対して直角に配置された２つの平面的な側面１１ａ、１１ｂ（図２ａ）と、骨プレート１の上面３に向かって配向された平面的な上側面１２と、を備える。スロット６は、骨プレート１の縦方向中間部分に位置しており、骨プレート１の厚さＴの約０．４から０．９倍の最大寸法Ｄを有する。スロット６のため、骨プレート１が３つの縦部分、すなわちスロット６の領域内の柔軟部分１０、およびその各々が骨プレート１の一方の外側端まで延在する２つの剛性部分９ａ、９ｂに分割されるように、骨プレート１の曲げ剛性（曲げ硬さとも称される）はスロット６の領域において著しく減少する。プレート穴５を通じて延在して骨片内に固定される骨固定具が骨プレート１の剛性部分９ａ、９ｂ内に配置されるように、プレート穴５は剛性部分９ａ、９ｂ内に位置している。したがって、患者の体重または患者によって印加される力によって骨プレート１に対して作用する荷重は、骨プレート１の剛性部分９ａ、９ｂに印加される。

【0043】

スロット６は、骨プレート１の縦軸４と平行な下面２で測定された幅Ｗがスロット６の最大伸長Ｅと一致するように、一定の幅で骨プレート１全体にわたって延在する。柔軟部分１０において、骨プレート１は、スロット６の上側面１２および骨プレート１の上面３によって垂直方向に制限された、梁型の架橋部分７（図２ａ）として形成されている。縦軸４の方向に、架橋部分７は、−図１から図３の実施形態において−スロット６の幅Ｗと一致する、スロット６の最大伸長Ｅにわたって延在する。

【0044】

骨プレート１の剛性部分９ａ、９ｂと比較して小さい架橋部分７の曲げ剛性により、骨プレート１はまず柔軟部分１０において曲がる。このようにして印加された曲げ荷重の下で、圧縮力および張力は縦軸４の方向に発生し、これにより骨プレート１に対する応力を誘発する。印加された曲げ荷重に起因する曲げモーメントの影響でスロット６を閉鎖する傾向にある場合、最大圧縮応力はスロット６の上側面１２に見いだされ、その一方で最大引張応力は上面３に見いだされる。反対の応力を有する２つの部分の間には、曲げ応力のない中立軸８（図２ｂ）がある。

【0045】

Ｅｕｌｅｒ−Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉの曲げ理論によれば、中立軸８の曲率は曲げモーメントに比例して曲げ剛性（曲げ硬さ）に反比例するが、ここで曲げ剛性はＥ×Ｉの積として定義され、Ｅは弾性率またはヤング率とも称されるものであり、Ｉは架橋部分７の断面二次モーメントである。中立軸８のたわみが小さい場合には、曲率は位置ｘ（図２ｂ）における中立軸８のたわみの二次導関数と考えられる。曲線ｚ（ｘ）は、いずれかの位置ｘにおけるｚ方向の中立軸７のたわみを描く。したがって、曲率の第一積分である中立軸８の傾斜角ａ（ｘ）ならびにたわみｚ（ｘ）はさらに構造の長さに依存し、すなわちスロット６の幅に依存する。縦軸４に対して基本的に直角に上面３に対して印加される荷重の下で骨プレート１が曲がるとき、スロット６は細くなり、最終的に閉鎖する（図３）。スロット６の狭窄および閉鎖のため、架橋部分７のたわみｚ（ｘ＝Ｗ）が関連するだけであり、骨プレート１の剛性部分９ａ、９ｂの最終的な曲げ変形は無視されてよい。

【0046】

骨プレート１の柔軟状態から剛性状態への推移は、スロット６が閉鎖したときに発生し、したがって上述のように、曲げモーメント、架橋部分７の曲げ剛性、および骨プレート１の縦軸４の方向で測定されたその長さの関数である、架橋部分７のたわみｚ（ｘ＝Ｗ）に依存する。するとスロット６が閉鎖したときに到達するたわみｚ（ｘ＝Ｗ）は、骨片の可能な運動を決定する。

【0047】

しかしながら、最大許容たわみｚ（ｘ＝Ｗ）は、曲げモーメントによって誘発される最大応力、すなわち骨プレート１の上面３における最大引張応力またはスロット６の上側面１２における最大圧縮応力に、依存する。したがって、許容たわみｚ（ｘ＝Ｗ）のもう１つの制限は、骨プレート１の架橋部分７に生じる最大応力が骨プレート材料の降伏応力を超えてはならないということである。

【0048】

図１４および図１５ａに示されるように、スロット６は「Ｔ」字の形状で構成可能であり、「Ｔ」の縦棒の自由端は幅Ｗを有して下面２内に向かって開放しており、「Ｔ」の２本の横棒は湾曲して、縦軸４と平行に測定されたスロット６の幅の最大伸長Ｅまで骨プレート１の縦軸４の方向に延在する。

【0049】

スロット６の上側面１２は、この場合は架橋部分７の長さが最大伸長Ｅに対応するように、「Ｔ」の２本の横棒に沿って延在する。架橋部分７のたわみｚ（ｘ＝Ｅ）は、曲げモーメントを介して架橋部分７に対して生じる応力よりも架橋部分７の長さに大きく依存するので、骨プレート１の柔軟部分の構成は、スロット６を閉鎖するために必要とされる所望のたわみに関して、ならびに架橋部分７に生じる最大応力に関して、最適化されることが可能である。さらに、「Ｔ」の２本の横棒の湾曲構成のため、スロット６の上側面１２と骨プレート１の上面３との間で測定される架橋部分７の高さは、架橋部分７の縦方向中央平面内の最小高さから、架橋部分７から骨プレート１の剛性部分９ａ、９ｂまでの切り替えにおける最大高さまで、架橋部分７の長さに沿って変化する。位置ｘにおける架橋部分７の曲げ剛性は、架橋部分７が可変曲げ剛性を有して構成可能なように、位置ｘにおける架橋部分７の高さに依存するが、曲げ剛性の変動は、架橋部分７における応力分布を特に最適化するようになっている。

【0050】

「Ｌ」の短い棒の自由端が幅Ｗを有して下面２内に向かって開放しており、「Ｌ」の長い棒が縦軸４と基本的に平行に延在してスロット６の幅の最大伸長Ｅを提供する、「Ｌ」字の形状を有するスロット６の構成によっても、類似の効果が実現可能である（図１５ｂおよび図１５ｅ参照）。

【0051】

図１５ｃに示されるスロット６の構成は、曲げ剛性の特定の変化による架橋部分７の応力分布の最適化を可能にし、同時にスロット６を閉鎖するために必要とされる所望のたわみに関して、ならびに上述のような架橋部分７に生じる最大応力に関して、骨プレート１の柔軟部分の最適化も可能にする。

【0052】

図１５ｄに示されるスロット６の構成は、スロット６を閉鎖するために必要とされる所望のたわみに関して、ならびに上述のような架橋部分７に生じる最大応力に関して、骨プレート１の柔軟部分の最適化を可能にする。スロット６は、骨プレート１の縦断面で見ると湾曲形状を有しており、湾曲形状は下面２から上面３に向かって拡大している。さらに、その最大伸長Ｅにおいてスロット６を制限する丸みを帯びた縁のため、鋭い縁によるピーク応力は回避されることが可能である。

【0053】

必要とされる架橋部分７のたわみに応じて、ならびに印加される荷重によって架橋部分７に誘発される最大許容応力を考慮すると、スロット６の好ましいサイズは以下の通りとなる。
・下面２において測定され縦軸４と平行な幅Ｗは、０．１から１ｍｍの範囲内、好ましくは０．２から０．３ｍｍの範囲内であり、
・スロットの垂直高さは骨プレート１の下面２から垂直に測定して最低２ｍｍである。

【0054】

スロット６の上記寸法は、スロットなしプレート１の内在的曲げ性を除外して、骨プレート１の曲げ角度を最大５°、好ましくは最大４°に制限するように、少なくとも１．０°、好ましくは少なくとも１．５°の傾斜角ａ（ｘ＝Ｅ）を許容する。さらに、骨プレート１の曲げ角度は、骨プレート１の下面２におけるスロット６の閉鎖時に下面２の長さが最大１ｍｍ短くなるように、制限されることが可能である。骨プレート１の縦軸４と基本的に平行に作用し、骨プレート１の下面２から１０ｍｍから３０ｍｍのずれを有する、５０から４００Ｎの範囲内、好ましくは１００から３００Ｎの範囲内の力は、骨プレート１の下面２においてスロット６を閉鎖するのに十分である。

【0055】

図４は本発明による骨プレート１の別の実施形態を示しており、スロット６は、骨プレート１の下面２と上面３との間に３つの部分を有している。下部部分は下面２から上面２に向かって延在し、これと垂直に隣接して中央部分が配置され、上部部分は中央部分から骨プレート１の上面３に向かって延在している。下部部分において、スロット６は、骨プレート１の下面２に対する視点でΩの形状に沿って、骨プレート１を横切って延在する。この下部部分では、スロット６は、縦軸４に沿って骨プレート１の剛性部分９ｂのうちの１つから突起し、拡大した自由端を有する、鼻状部１３を形成する。骨プレート１の他方の剛性部分９ａの隣接する末端は、包囲部１４に対する鼻状部１３の運動が骨プレート１の縦軸４に沿った両方向に制限されるように鼻状部１３を受容する包囲部１４を形成するように、凹状に形成される。骨プレート１が変形されていない状態で、スロット６は、下面２から測定された幅Ｗを有して鼻状部１３と包囲部１４との間に延在する。包囲部１４は、架橋部分７の曲げが両方向に、すなわち最大張力が上面３に生じる第一の方向と、張力および外反方向の曲げに対する抵抗を付与するように最大圧縮力が上面３に生じる第二の方向とに制限されるように、下面２に対する視点で１８０°を超えて鼻状部１３を包囲している。中央部分は骨プレート１にわたって一定の断面を有し、骨プレート１の縦断面において測定された幅は上部部分に向かって増加している。スロット６の上部部分は、骨プレート１の縦軸４の方向に延在し、２本の湾曲した横棒を形成する。図１４の「Ｔ」字型スロット６と同様に、２本の棒は、縦軸４と平行に測定されたスロット６の幅の最大伸長Ｅまで、骨プレート１の縦軸４の方向に延在する。

【0056】

図５から図９は、図４の実施形態と同様に、スロット６が骨プレート１の下面２と上面３との間に３つの部分を有する、本発明による骨プレート１のさらなる実施形態を示す。下部部分は下面２から上面２に向かって延在し、これと垂直に隣接して中央部分が配置され、上部部分は中央部分から骨プレート１の上面３に向かって延在している。スロット６の構成は、スロット６の下部部分が骨プレート１の下面２に対する視点で骨プレート１を横切って直線的に延在する点においてのみ、図４のスロット６と異なっている。

【0057】

図７および図８において最もわかりやすいように、骨プレート１の厚さおよびプレート幅は、スロット６から骨プレート１の末端に向かって徐々に減少している。骨プレート１の適切な寸法は、例示的に（ただし限定的ではなく）、６ｍｍから１２ｍｍの範囲内の厚さおよび下面２において縦軸４に対して直角に測定された１４ｍから２２ｍｍの範囲内の幅である。大腿骨への骨プレート１の適用のため、厚さは好ましくは８ｍｍから１０ｍｍの範囲内であり、通常は９ｍｍになる。

【0058】

プレート穴５は、可変角度穴として構成可能である。あるいは、プレート穴５のうちの１つ以上は、所定の角度で角度安定係止ネジを受容するように構成されることが可能である。この目的のため、１つ以上のプレート穴５は円錐形であってもよく、あるいは円錐形内部ネジ山を備えてもよい。限定的ではなく例示的に、骨プレート１の三次元形状は、特定の解剖学的適合に合わせて予備成形されている。

【0059】

さらに、代替実施形態において、骨プレート１は、骨プレート１の縦軸４と平行に測定されて５０ｍｍよりも離間した、２つのスロット６を備えることができる。

【0060】

図１０に示される本発明による骨プレート１の実施形態は、遠位大腿骨、近位上腕骨、または遠位／近位脛骨などの骨幹端骨折に適用されるよう構成されており、骨プレート１の１つの剛性部分９ｂがスプーン型であること、およびスロット６がスプーン型剛性部分９ｂの近くに配置されることのみにおいて、図５から図９の実施形態と異なっている。さらに、スプーン型剛性部分９ｂ内のプレート穴５は、骨プレート１上で末端に配置された拡大部分に配置されており、その一方で他方の剛性部分９ａ内のプレート穴５は、骨プレート１の縦軸４に沿って配置され、互いに均等に離間している。上腕骨または脛骨への骨プレート１の特定の適用のため、厚さは４ｍｍから７ｍｍの範囲内であり、通常は６ｍｍになる。

【0061】

図１１は、スロット１が一旦閉鎖すると骨プレート１のねじれ剛性が著しく増加するように、スロット６が骨プレート１の下面２に対する視点で骨プレート１を横切って湾曲して延在する点においてのみ図５から図９の実施形態と異なる、本発明による骨プレート１のさらなる実施形態を示す。

【0062】

本発明による骨プレート１のさらなる実施形態は図１２にも示されており、この実施形態は、骨プレート１の柔軟部分１０が下面２から上面３に向かって延在するコンパートメント１５を備える点においてのみ、図５から図９の実施形態と異なっている。コンパートメント１５は骨プレート１の下面２において開放しており、各剛性部分９ａ、９ｂから縦方向に対向する各対の鼻状片の隣り合う端面の間に配置されたスロット６に向かって延在する２つの縦方向鼻状片によって形成される。コンパートメント１５は、好ましくは張力、変位量、荷重または圧力または温度を測定するための、１つ以上のセンサ（図示せず）を収容するのに適している。あるいは、または付加的に、コンパートメント１５は、インプラントの機械的特性を変更するため、または制御放出用の薬品を保管するため、またはカルス成長用の空間を提供するため、１つ以上のアクチュエータを収容するのに適している。

【0063】

図１３は、骨プレート１の架橋部分７にしっかりと接続された円筒形のボルト１６を備える、本発明による骨プレート１の一実施形態を示す。スロット６は、図１５ｂと類似のＬ字形状を有する。「Ｌ」の短い棒の自由端は幅Ｗを有して下面２内に向かって開放しており、「Ｌ」の長い棒は湾曲して縦軸４の方向に延在し、スロット６の幅の最大伸長Ｅを提供する。縦方向へのスロット６の伸長により、低荷重量で骨プレート１の曲げ強度を低減できるようにする。ボルト１６は、骨プレート１の下面２まで延在し、Ｌ字型スロット６の長い棒と交差する。Ｌ字型スロット６の長い横棒の下では、縦方向鼻状片が剛性部分９ａからスロット６に向かって延在しており、この鼻状片は、骨プレート１の下面２から上面３に向かって延在してＬ字型スロット６の長い横棒まで続く空洞１７を備える。空洞１７は、限定的ではなく例示的に、ボルト１６が−骨プレート１が変形されていない状態で−空隙Ｃを有して空洞１７内に同軸配置されるように、ボルト１６よりも大きい直径を有する穿孔として構成される。骨プレート１が曲がった状態で、ボルト１６は、ボルト１６と空洞１７、すなわち穿孔との間の接触が実現されたときにプレートたわみの制限装置として機能する。このため、図４の実施形態と同様に、架橋部分７の曲げは両方向に、すなわち最大張力が上面３に生じる第一の方向と、外反方向の曲げに対する抵抗も付与するように最大圧縮力が上面３に生じる第二の方向とに、制限される。さらに、ボルト／空洞構成は骨折部位にルースロック安定性を付与するが、これは骨治癒にとって有益である。ボルト１６は、骨プレート１の上面３に隣接する骨プレート１の上部部分を形成する架橋部分７にしっかりと接続された、材料部１８を形成する。

【0064】

図１６は、縦軸４に沿って骨プレート１の剛性部分９ｂのうちの１つから突起している鼻状部１３が、それぞれの剛性部分９ｂの陥凹２０内に導入されて骨プレート１に固定されるインサート１９として構成される点においてのみ図４の実施形態と異なる、本発明による骨プレート１の別の実施形態を示す。したがって、図１６の骨プレート１の実施形態は、２つの個別部品から実現されている。さらに、スロット６の幅よりも広い間隙幅を有するスロット６の下部部分の範囲内で２つの剛性部分９ａ、９ｂの間に、間隙２１が形成可能である。

【0065】

本発明はその具体的実施形態と併せて記載されてきたが、多くの代替例、修正例、および変形例が当業者の目に明らかとなることは、自明である。したがって、添付請求項の範囲に含まれるこのような代替例、修正例、および変形例のすべてを包含するよう意図される。

【0066】

明確さのため個別の実施形態の状況で説明された本発明の特定の特徴が、単一の実施形態で組み合わせられてもよいことは、理解される。反対に、簡略化のため単一の実施形態の状況で説明された本発明の様々な特徴は、個別に、またはいずれか適切なサブコンビネーションで、または本発明のその他の記載された実施形態において適宜に、提供されてもよい。様々な実施形態の状況で説明された特定の特徴は、その要素がなければ実施形態が機能しない場合を除き、これらの実施形態に必須の特徴とは見なされない。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15a】

【図15b】

【図15c】

【図15d】

【図15e】

【図16】