(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023065671
(43)【公開日】2023-05-12
(54)【発明の名称】カニューレ挿入骨ねじ内の角度付き縦溝
(51)【国際特許分類】
A61B 17/86 20060101AFI20230502BHJP
【FI】
A61B17/86
【審査請求】有
【請求項の数】22
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023035449
(22)【出願日】2023-03-08
(62)【分割の表示】P 2019556827の分割
【原出願日】2018-04-20
(31)【優先権主張番号】62/488,398
(32)【優先日】2017-04-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】513069064
【氏名又は名称】デピュイ・シンセス・プロダクツ・インコーポレイテッド
【住所又は居所原語表記】325 Paramount Drive, Raynham MA 02767-0350 United States of America
(74)【代理人】
【識別番号】100088605
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 公延
(74)【代理人】
【識別番号】100130384
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 孝文
(72)【発明者】
【氏名】ザストロズナ・アンナ
(57)【要約】 (修正有)
【課題】骨アンカーの遠位端に延びる切削縦溝(cutting flute)を有するカニューレ挿入(cannulated)骨アンカーを提供する。
【解決手段】骨ねじ2であって、近位端6、及び近位端から骨ねじの長手方向軸線Xに沿って遠位方向に間隔を空けた遠位端8、並びに近位端から遠位端まで延びるカニューレ挿入部12、を備える、骨ねじ。骨ねじは、ねじの長さの少なくとも一部に沿って延びるねじ山付き領域を更に含み、ねじの長さは近位端から遠位端まで延びている。ねじ山付き領域は、螺旋状経路に沿って長手方向軸線の周囲を延びる少なくとも1つの外ねじ山を画定する。ねじ山付き領域は、骨ねじの遠位端に延びる少なくとも1つの縦溝を含む。少なくとも1つの縦溝は、関連する少なくとも1つの切削歯を画定し、切削歯は次に、長手方向軸線に対して角度を画定するように方向付けられた切削面を画定する。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
骨ねじであって、
近位端、及び前記骨ねじの長手方向軸線に沿って遠位方向に前記近位端から間隔を空けた遠位端と、
前記近位端から前記遠位端まで延びるカニューレ挿入部と、
前記骨ねじの長さの少なくとも一部に沿って延びるねじ山付き領域であって、前記長さは前記近位端から前記遠位端に延びており、前記ねじ山付き領域は、螺旋状経路に沿って前記長手方向軸線の周囲を延びる少なくとも1つの外ねじ山を画定し、前記ねじ山付き領域は、前記骨ねじの前記遠位端に延びる少なくとも1つの縦溝を含み、前記少なくとも1つの縦溝は、関連する少なくとも1つの切削歯を画定し、前記切削歯は次に、前記長手方向軸線に対して角度を画定するように方向付けられた切削面を画定し、前記角度は約5度~約25度の範囲にある、ねじ山付き領域と、を備え、
前記縦溝は、前記外ねじ山の少なくとも一部を円周方向に分断しており、
前記少なくとも1つの切削歯は、前記カニューレ挿入部との境界部から半径方向外側かつ遠位に、前記少なくとも1つの切削歯の遠位末端部の切削先端部まで延びる切削縁部を画定しており、
前記少なくとも1つの外ねじ山は、前記切削先端部まで延びている、骨ねじ。
【請求項2】
前記切削面の少なくとも一部は前記外ねじ山と交差し、それにより前記外ねじ山は前記切削面の少なくとも一部を画定する、請求項1に記載の骨ねじ。
【請求項3】
前記切削面は、前記歯の回転方向前方側に配置されている、請求項1又は2に記載の骨ねじ。
【請求項4】
前記外ねじ山は、前記切削面から、前記歯の前記回転方向前方側とは円周方向に反対側の、前記歯の回転方向後方側に延びている、請求項3に記載の骨ねじ。
【請求項5】
前記角度は約10度~約20度の範囲にある、請求項1~4のいずれか一項に記載の骨ねじ。
【請求項6】
前記角度は約14度~約18度の範囲にある、請求項1~5のいずれか一項に記載の骨ねじ。
【請求項7】
前記角度は約16度である、請求項1~6のいずれか一項に記載の骨ねじ。
【請求項8】
前記骨ねじの前記近位端に頭部を更に備える、請求項1~7のいずれか一項に記載の骨ねじ。
【請求項9】
前記頭部は、別の外ねじ山を画定する第2のねじ山付き領域を画定する、請求項8に記載の骨ねじ。
【請求項10】
前記別の外ねじ山は、前記長手方向軸線から約5度~約25度の範囲の角度だけオフセットされた第2の中心縦溝軸線を画定する少なくとも1つの第2の縦溝を含む、請求項9に記載の骨ねじ。
【請求項11】
骨ねじであって、
近位端、及び前記骨ねじの長手方向軸線に沿って遠位方向に前記近位端から間隔を空けた遠位端と、
前記近位端から前記遠位端まで延びるカニューレ挿入部と、
前記骨ねじの長さの少なくとも一部に沿って延びるねじ山付き領域であって、前記長さは前記近位端から前記遠位端に延びており、前記ねじ山付き領域は、螺旋状経路に沿って前記長手方向軸線の周囲を延びる少なくとも1つの外ねじ山を画定し、前記ねじ山付き領域は、互いに対して円周方向に間隔を空けた複数の切削縦溝を含み、前記複数の切削縦溝の各々は前記骨ねじの前記遠位端に延びており、前記複数の切削縦溝が、前記切削縦溝の間で円周方向に間隔を空けた複数の切削歯を画定し、前記複数の切削歯の各々が、前記長手方向軸線に対して角度を画定するように方向付けられた切削面を画定し、前記角度は約5度~約25度の範囲にある、ねじ山付き領域と、を備え、
各切削縦溝は、前記外ねじ山の少なくとも一部を円周方向に分断しており、
前記複数の切削歯の各切削歯は、前記カニューレ挿入部とのそれぞれの境界部から半径方向外側かつ遠位に、前記切削歯の遠位末端部の切削先端部まで延びる切削縁部を画定しており、
前記少なくとも1つの外ねじ山は、前記複数の切削歯の内の少なくとも1つの前記切削先端部まで延びている、骨ねじ。
【請求項12】
前記螺旋状経路は螺旋を画定する、請求項11に記載の骨ねじ。
【請求項13】
前記複数の切削歯の各々の前記切削面は、それぞれの前記切削歯の前記切削先端部を画定する、請求項11又は12に記載の骨ねじ。
【請求項14】
前記切削先端部は、それぞれの前記切削歯の遠位端を画定する、請求項13に記載の骨ねじ。
【請求項15】
前記切削歯の各々の前記遠位端は、前記長手方向軸線に対して直角に方向付けられた平面上に位置する、請求項14に記載の骨ねじ。
【請求項16】
各切削縦溝の少なくとも一部は、前記カニューレ挿入部と交差する、請求項11~15のいずれか一項に記載の骨ねじ。
【請求項17】
前記切削歯の各々が、それぞれの前記切削歯の回転方向前方側と、それぞれの前記切削歯の回転方向後方側との間で円周方向に延びる逃げ面を画定する、請求項11~16のいずれか一項に記載の骨ねじ。
【請求項18】
前記逃げ面は実質的に螺旋状である、請求項17に記載の骨ねじ。
【請求項19】
逃げ面の少なくとも一部は実質的に平面である、請求項17に記載の骨ねじ。
【請求項20】
前記切削歯の各々の前記切削面は実質的に平面である、請求項11~19のいずれか一項に記載の骨ねじ。
【請求項21】
前記切削面の少なくとも1つの切削縁部が、前記外ねじ山の少なくとも一部を画定する、請求項11~20のいずれか一項に記載の骨ねじ。
【請求項22】
前記複数の切削縦溝は3つの切削縦溝からなり、前記切削歯は3つの切削歯からなる、請求項11~21のいずれか一項に記載の骨ねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願の相互参照)
本出願は、Zastroznaの名前で2017年4月21日に出願された米国仮特許出願第62/488,398号の利益を主張し、その開示全体が参照により本特許出願に組み込まれる。
【0002】
(発明の分野)
本発明は、骨アンカーの遠位端に延びる切削縦溝(cutting flute)を有するカニューレ挿入(cannulated)骨アンカーに関する。
【背景技術】
【0003】
カニューレ挿入骨ねじを含む骨固定部材は、従来、骨材料の内部でアンカー留めするために利用されている。骨ねじの本体を通って延びるカニューレ挿入部により、骨ねじがガイドワイヤ又は他のガイド構成要素に沿って骨の内部で標的位置に誘導されることが可能になり得る。しかし、カニューレ挿入部は、骨ねじの遠位端が骨材料を貫通するか又は骨材料を通って前進する能力に影響を及ぼし得る。カニューレ挿入骨アンカーは、遠位の切削縦溝を含んで、骨へのねじの挿入を容易にするように適合されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本開示の一実施形態によると、骨ねじは、近位端、及び骨ねじの長手方向軸線に沿って遠位方向に近位端から間隔を空けた遠位端、並びに近位端から遠位端まで延びるカニューレ挿入部を含む。骨ねじは、ねじの長さの少なくとも一部に沿って延びるねじ山付き領域を更に含み、ねじの長さは近位端から遠位端まで延びている。ねじ山付き領域は、螺旋状経路に沿って長手方向軸線の周囲に延びる少なくとも1つの外ねじ山を画定する。ねじ山付き領域は、骨ねじの遠位端に延びる少なくとも1つの縦溝を含む。少なくとも1つの縦溝は、関連する少なくとも1つの切削歯を画定し、切削歯は次に、長手方向軸線に対して角度を画定するように方向付けられた切削面を画定する。角度は約5度~約25度の範囲にあり、縦溝は外ねじ山の少なくとも一部を円周方向に分断する。
【0005】
本開示の別の実施形態によると、骨ねじは、近位端、及び骨ねじの長手方向軸線に沿って遠位方向に近位端から間隔を空けた遠位端、を含む。骨ねじは、近位端から遠位端まで延びるカニューレ挿入部と、ねじの長さの少なくとも一部に沿って延びるねじ山付き領域とを含み、ねじの長さは近位端から遠位端まで延びている。ねじ山付き領域は、螺旋状経路に沿って長手方向軸線の周囲に延びる少なくとも1つの外ねじ山を画定する。ねじ山付き領域は、互いに対して円周方向に間隔を空けた複数の切削縦溝を含む。複数の切削縦溝の各々が、骨ねじの遠位端に延びている。複数の切削縦溝が、切削縦溝の間で円周方向に間隔を空けた複数の歯を画定する。複数の歯の各々が、長手方向軸線に対して角度を画定するように方向付けられた切削面を画定し、角度は約5度~約25度の範囲にある。
【図面の簡単な説明】
【0006】
上記の概要、及び本願の椎間インプラントの例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面と共に読まれると、より良く理解されよう。本願の拡張可能な椎間インプラントを説明する目的で、図面に例示的な実施形態が示されている。しかしながら、本出願が示される正確な配置及び手段に限定されないことを理解されたい。図面は、以下のとおりである。
【
図1】本開示の一実施形態によるカニューレ挿入骨ねじの斜視図である。
【
図2】
図1のカニューレ挿入骨ねじの別の斜視図である。
【
図3】
図1のカニューレ挿入骨ねじの側面図である。
【
図4】
図1のカニューレ挿入骨ねじのシャフトのねじ山付き部分の縦断面図である。
【
図5】
図1のカニューレ挿入骨ねじの頭部の縦断面図である。
【
図6A】
図1のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の側面図である。
【
図6B】
図6Aの切断線6B-6Bに沿って見たカニューレ挿入骨ねじの遠位端の断面端面図である。
【
図7】
図1のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の斜視図である。
【
図8】
図1のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の端面図である。
【
図9】
図1のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の別の側面図である。
【
図10】
図1のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の追加の斜視図である。
【
図11】
図1のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の追加の斜視図である。
【
図12】
図1のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の追加の斜視図である。
【
図13】第1の切削歯が図の上部付近に配置された、カニューレ挿入骨ねじの遠位端の側面図である。
【
図14】第1の切削歯が図の中央に向かって回転した、カニューレ挿入骨ねじの遠位端の側面図である。
【
図15】第2の切削歯が図の上部付近に配置された、カニューレ挿入骨ねじの遠位端の側面図である。
【
図16】第2の切削歯が図の中央に向かって回転した、カニューレ挿入骨ねじの遠位端の側面図である。
【
図17】第3の切削歯が図の上部付近に配置された、カニューレ挿入骨ねじの遠位端の側面図である。
【
図18】第3の切削歯が図の中央に向かって回転した、カニューレ挿入骨ねじの遠位端の側面図である。
【
図19】本開示の一実施形態によるカニューレ挿入骨ねじの斜視図である。
【
図22】
図19のカニューレ挿入骨ねじのシャフトのねじ山付き部分の縦断面図である。
【
図23】
図19のカニューレ挿入骨ねじの頭部の縦断面図である。
【
図24】
図19のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の側面図である。
【
図25】
図1のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の斜視図である。
【
図26】
図19のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の端面図である。
【
図27】
図19のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の別の側面図である。
【
図28】
図19のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の追加の斜視図である。
【
図29】
図19のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の追加の斜視図である。
【
図30】
図19のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の追加の斜視図である。
【
図31】第1の切削歯が図の上部付近に配置された、
図19のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の側面図である。
【
図32】第1の切削歯が図の中央に向かって回転した、
図19のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の側面図である。
【
図33】第2の切削歯が図の上部付近に配置された、
図19のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の側面図である。
【
図34】第2の切削歯が図の中央に向かって回転した、
図19のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の側面図である。
【
図35】第3の切削歯が図の上部付近に配置された、
図19のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の側面図である。
【
図36】第3の切削歯が図の中央に向かって回転した、
図19のカニューレ挿入骨ねじの遠位端の側面図である。
【
図37】本開示のカニューレ挿入骨ねじで実施された試験データのグラフ表示である。
【
図38】従来技術のカニューレ挿入骨ねじを試験発泡材料に挿入する間に形成される切削片を示す斜視図である。
【
図39】本開示のカニューレ挿入骨ねじを試験発泡材料に挿入する間に形成される切削線条を示す斜視図である。
【
図40】切削片を生成することなく、試験発泡材料に挿入されている、本開示のカニューレ挿入骨アンカーを示す別の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本開示は、本開示の一部を形成する、添付図面及び実施例に関連して取られる以下の詳細な説明を参照することにより、より容易に理解することができる。本開示は、本明細書に記載する及び/又は示す特定の装置、方法、用途、条件又はパラメータに限定されるものではなく、本明細書で使用される専門用語は実施例を用いて具体的な実施形態を記載する目的のためだけのものであり、本開示の範囲を制限することを意図するものではないことが理解すべきである。また、添付の請求項を含む明細書において使用される場合、単数形「a」、「an」、及び「the」は複数を含み、特定の値への言及は、文脈により明確に別様に指示されない限り、少なくともこの特定の値を含む。
【0008】
「複数」という用語は、本明細書で使用される際、1つよりも多いことを意味する。値の範囲が表されている場合、別の実施形態においては、ある特定の値から、及び/又は他の特定の値までが含まれる。同様に、先行する「約」によって値が近似の形式で表現された場合、その特定値により別の実施形態が形成されることが理解されるであろう。範囲はいずれも包括的であり、組み合わせが可能である。
【0009】
図1及び
図2を参照すると、カニューレ挿入骨ねじ2は、隣接する骨材料への損傷を最小限に抑えるクリーンで効率的な方法で骨の内部で噛み合い足掛かりを得る(purchase)ように構成され得る。本開示のカニューレ挿入骨ねじ2は、以下により詳細に記載されるように、積極的な切削フィーチャを有し、そのフィーチャは、挿入開始時に強力な初期的食い込みを提供し、更に、ねじが骨の中に前進するにつれて(掻取り切削動作とは対照的に)スライス切削動作を優勢的に提供する。
【0010】
カニューレ挿入骨ねじ2は、近位端6と、骨ねじ2の長手方向軸線Xに沿って近位端6から間隔を空けた遠位端8とを画定する本体4を含み得る。本体4は、近位端6から遠位端8に向かって延びる外側表面10を画定し得る。長手方向軸線Xは、半径方向Rに実質的に垂直な長手方向Lに沿って延びることができる。半径方向Rは双方向とすることができ、単一方向の半径方向外向き成分及び半径方向内向き成分を含むことができ、「半径方向外向き」は、長手方向軸線Xから離れる半径方向Rを意味し、「半径方向内向き」は、長手方向軸線Xに向かう半径方向Rを意味する。骨ねじ2はまた、長手方向軸線Xに沿って近位端6から遠位端8まで延びる遠位方向を画定し得る。骨ねじ2はまた、遠位端8から近位端6まで長手方向軸線Xに沿って延びる、遠位方向とは反対向きの近位方向を画定し得る。遠位方向及び近位方向はそれぞれが、双方向の長手方向Lの単一方向成分であることを理解されたい。
【0011】
本体4は、非限定的な例として、チタン、チタン合金、ステンレス鋼、又はこれらの任意の組み合わせなどの、生体適合性材料で形成され得る。
【0012】
ねじ本体4は、近位端6から遠位端8まで本体4を通って延びるカニューレ挿入部12を画定し得る。カニューレ挿入部12は、内部にガイドワイヤを収容するように構成された貫通孔とすることができ、骨ねじ2がガイドワイヤに沿って患者の組織内の標的位置まで移動することが可能な形態になっている。カニューレ挿入部12の内部の本体4の内側表面13は、実質的に平滑であって円筒形とすることができるが、他の幾何学的形状は本実施形態の範囲内にある。本体4はまた、頭部14と、頭部14から遠位方向に延びるシャフト16とを画定し得る。シャフト16は、頭部14から遠位方向に間隔を空けた軸部18を含み得る。軸部18は、ねじ切りされていない場合がある。シャフト16はまた、軸部18から遠位方向に間隔を空けたねじ山付き領域20を含み得る。シャフト16のねじ山付き領域20は、「ねじ山付きシャフト領域」と称する場合があり、ねじ2のねじ山付き領域の近位端21から遠位端8まで、長手方向Lに沿って延びることができる。図示したように、ねじ山付き領域の近位端21は、軸部18とねじ山付きシャフト領域20との間の境界部に位置し得るが、ねじ山付き領域の近位端21は、骨ねじ2の頭部14に向かって遠位に、頭部14上に、又は近位端6に配置され得る。ねじ山付きシャフト領域20は、螺旋状経路24に沿って長手方向軸線Xの周囲に延びる外ねじ山22を画定するか又は含み得る。ねじ山22は、示されるように1条ねじ山とすることができるが、他の実施形態では、ねじ山22は、2条ねじ山とすることができることを理解されたい。螺旋状経路24は螺旋を画定することができ、したがって、骨ねじ2のねじ山付き領域の近位端21から遠位端8まで一定であり得る。ねじ山付きシャフト領域20のねじ山22は、「シャフトねじ山」と称され得る。シャフトねじ山22は、ねじ2が骨の外に後退するのを防ぐように、皮質骨材料及び/又は海綿骨材料などの骨材料の内部で足掛かりを得るように構成され得る。
【0013】
骨ねじ2は、骨の中への骨ねじ2の挿入を容易にするように骨材料を切削、貫通、及びスライスするための1つ以上の切削フィーチャを含み得る。例えば、ねじ山付きシャフト領域20は、ねじ本体4を通って骨ねじ2の遠位端8まで延びる1つ以上の切削縦溝26を含み得る。各切削縦溝26は、カニューレ挿入部12と交差し得る。1つ以上の切削縦溝26は、切削縦溝26の間で円周方向に間隔を空けた1つ以上の切削歯28を画定し得る。加えて、切削縦溝26は、ねじ山22が螺旋状経路24に沿って延びるにつれて、シャフトねじ山22の少なくとも一部を円周方向に分断し得る。図に示すように、骨ねじ2は3つの切削縦溝26及び3つの切削歯28を含み得るが、他の数量の縦溝26及び歯28も本開示の範囲内にあることを理解されたい。
【0014】
図2を参照すると、頭部14は、ねじ2の近位端6から遠位方向に延びるソケット30を画定し得る。ソケット30は、医師によって操作される駆動工具を収容するように構成することができ、星型六角形構成を有することができるが、他のソケット構成は開示される実施形態の範囲内にある。頭部14は、必要に応じて骨、骨プレート、又は他の物体と噛み合うように構成されたねじ切り部34を含む、第2のねじ山付き領域32を含み得る。頭部14のねじ切り部34は、ねじの近位端6から第2のねじ山付き領域32の遠位端35まで延び得る。第2のねじ山付き領域32は、「ねじ山付き頭部部分」と称することができ、そのねじ切り部34は、「頭部ねじ切り部」と称することができることを理解されたい。頭部14はまた、ねじ2の近位端6と第2のねじ山付き領域32の遠位端35との間に延びる1つ以上の切削縦溝37を画定し得る。
【0015】
カニューレ挿入骨ねじ2は、非限定的な例として、指節骨及び中足骨を含む前足の骨の中に挿入されるように構成され得る。
図3に示すように、ねじ2は、長手方向Lに沿って近位端6から遠位端まで測定される長さL
1を画定し得る。ねじ山付きシャフト領域20は示されるように、長さL
1の少なくとも一部に沿って延び得る。しかし、他の実施形態では、ねじ山付きシャフト領域20は、全長L
1に沿って延び得る。ねじ2の様々な特性、例えば長さL
1などは、開示された実施形態の趣旨から逸脱しない範囲で、噛み合う様々な種類の骨、及び修復又は処置される様々な種類の他の損傷並びに外傷に応じて調節できることを理解されたい。
【0016】
ここで
図4を参照すると、シャフトねじ山22の各ねじ山は、谷底36から山の頂38まで半径方向外向きに延びることができ、稜部38において略曲面状の凸状の輪郭を有することができる。谷底36は、ねじ山の間の、骨ねじ2の外側表面10として特徴付けられ得る。シャフトねじ山22に関して、用語「ねじ山」又は「ねじ切り部」は、本明細書で使用する場合、半径方向Rに対して谷底36から外向きに延びるねじ2の任意の部分を指すことを理解されたい。
【0017】
シャフトねじ山22の稜部38を、螺旋状経路24と整列させることができる。シャフトねじ山22の各ねじ山は、山の頂38から近位に延びるアンダーカット部分40を画定することができ、更に山の頂38から遠位に延びる前側傾斜部42を画定することができる。シャフトねじ山22は、谷底36における骨ねじ2の外側表面10に直交する方向に沿って、谷底36から山の頂38まで測定されるねじ山高さH1を有し得る。ねじ山高さH1は、非限定的な例として、約0.2mm~約0.9mmの範囲にあり得る。ねじ山付きシャフト領域20において、外側表面10に直交する方向は、半径方向Rに沿って延びている。シャフトねじ山22は、山の頂38において大径D1を、谷底36において小径D2を定義し得る。小径D2はまた、軸部18の直径を定義し得る。前足の骨と共に使用するために、小径は約2mm~約4mmの範囲にあり得るが、他の直径も本開示の範囲内にある。シャフトねじ山22は、非限定的な例として、約0.7mm~約2mmの範囲にあるねじ山ピッチP1を有し得る。
【0018】
頭部ねじ切り部34は、シャフトねじ山22とは異なる特性を有し得る。例えば、頭部ねじ切り部34は、シャフトねじ山22とは異なる、ねじ山ピッチ及び/又はねじ山高さを有し得る。具体的に言えば、
図5に示すように、第2のねじ切り部34は、約0.5mm~約1.5mmの範囲にある第2のねじ山ピッチP
2、及び約0.2mm~約0.6mmの範囲にある第2のねじ山高さH
2を有し得る。
【0019】
第1のねじ切り部22と、第2のねじ切り部32との間のピッチ比は、約1.1:1~約1.8:1の範囲にあり得る。したがって、カニューレ挿入骨ねじ2は、いったん第2のねじ切り部34が骨材料と噛み合うと、第1のねじ切り部22と第2のねじ切り部32が、頭部14とねじ山付きシャフト領域20との間で材料を圧縮することになるように構成され得る。
【0020】
ここで
図6Aを参照すると、螺旋状経路24は、シャフトねじ山22の長手方向軸線Xから山の頂38まで測定される、約65度~約85度の範囲にある螺旋角度ψで方向付けられ得る。いくつかの実施形態では、螺旋角度ψは、約78~約82度の範囲にあり得る。他の実施形態では、螺旋角度ψは65度未満であり得る。更なる実施形態では、螺旋角度ψは85度を超え得る。螺旋角度ψは、任意選択的に、骨ねじ2の遠位端8の歯28に沿った部分を含む、ねじ山付きシャフト領域20の全長に沿って均一であり得る。
【0021】
切削縦溝26及び切削歯28は、長手方向軸線Xに沿った第1の、軸方向成分F
A、及び長手方向軸線Xの周りの第2の、回転方向成分F
Rを有する駆動力に応答して、歯28が皮質骨材料の中に迅速に食い込むことが可能になるように構成され得る。例えば、切削縦溝26の各々は、骨ねじ2の長手方向軸線Xからオフセットされた縦溝オフセット角度αで方向付けられ得る。例えば、縦溝オフセット角度αは、長手方向軸線Xに対して約5度~約25度の範囲にあり得る。追加の実施形態では、縦溝オフセット角度αは約10度~約20度の範囲にあり得る。他の実施形態では、縦溝オフセット角度αは約14度~約18度の範囲にあり得る。更なる実施形態では、縦溝オフセット角度αは約16度であり得る。なお更なる実施形態では、縦溝オフセット角度αは約25度~約60度の範囲にあるか、又は60度を超え得る。加えて、切削縦溝26の各々は、ねじ本体4の外側表面10から縦溝トラフ43まで半径方向内向きに延び得る。縦溝トラフ43は、第1の又は最遠位のトラフ位置41においてカニューレ挿入部12と交差することができ、第2の又は最近位のトラフ位置44においてねじ本体の外側表面10と交差することができる。
図6Aに示すように、縦溝オフセット角度αは、縦溝トラフ43がトラフの最遠位位置41と最近位位置44との間に延びる経路によって画定され得ることを理解されたい。頭部ねじ山32の切削縦溝37はまた、約5度~約25度の範囲にある縦溝角度α
2で方向付けられ得ることも理解されたい(
図3)。
【0022】
図6A~
図8を参照すると、切削縦溝26及び切削歯28は、第1の縦溝26aと、第2の縦溝26bと、第3の縦溝26cとの間に、それぞれ、円周方向に間隔を空けた第1の歯28aと、第2の歯28bと、第3の歯28cとを含み得る。ねじ2が長手方向軸線Xの周りを回転するにつれて、第1の歯28aは第2の歯28bを回転方向に導くことができ、第2の歯28bは第3の歯28cを回転方向に導くことができ、第3の歯28cは第1の歯28aを回転方向に導くことができる。各歯28は、回転方向前方側46と、ねじ2の挿入の回転方向Zに対して前方側46とは反対側の回転方向後方側48を画定し得る。例えば、第1の縦溝26aは、第1の歯28aの回転方向前方側46に位置することができ、一方で第2の縦溝26bは、第1の歯28aの回転方向後方側48に位置することができる。同様に、第2の縦溝26bは、第2の歯28bの回転方向前方側46に位置することができ、一方で第3の縦溝26cは、第2の歯28bの回転方向後方側48に位置することができる。その上、第3の縦溝26cは、第3の歯28cの回転方向前方側46に位置することができ、一方で第1の縦溝26aは、第3の歯28cの回転方向後方側48に位置することができる。各縦溝トラフ43は、1つの歯28の回転方向後方側48と、次の歯の回転方向前方側46とを分離する(又は、言い方を変えれば、これらの間の境界部を画定する)ことができることを理解されたい。加えて、(縦溝トラフ43が本体4の外側表面10と交差する)最近位トラフ位置44は、1つの歯28の回転方向後方側48の近位端、及び次の歯の回転方向前方側46の近位端を画定し得る。加えて、各歯28は、カニューレ挿入部12からねじ本体4の外側表面10まで半径方向外向きに延び得る。
【0023】
各切削歯28はまた、回転方向前方側46上に切削表面又は「切削面」50(
図7)を画定し得る。切削面50のサイズ、形状、及び向きは、歯28の回転方向前方側46上の縦溝26によって画定され得る。各歯28の切削面50は、任意選択的に実質的に平面であり得る。各歯28の回転方向前方側46はまた、切削面50と回転方向前方縦溝26のトラフ43との間に配置された2次表面51を画定し得る。2次表面51は、縦溝トラフ43を切削面50とつなげる凹状の曲線形状を有し得る。切削面50は、関連する歯28の1次切削面と称することができ、2次表面51は、歯28の2次切削面と称することができる。
【0024】
各歯28は、歯28の遠位末端部に切削先端部52を含み得る。切削先端部52は、図示したように単一の点であり得るが、遠位縁部などの他の幾何学的形状も本開示の範囲内にある。切削先端部52は、関連する切削面50の最遠位点を画定し得る。本実施形態に示すように、切削先端部52は、歯28の半径方向内向きの縁部に位置することができ、したがって、ねじ本体4の内側表面13に配置されることもできる。第1、第2、及び第3の歯28a~28cの切削先端部52は全体として、骨ねじ2の長手方向軸線Xに直交する第2の平面P
4を画定し得る(
図6A)。言い方を変えれば、歯28の各々の切削先端部52は、長手方向Lに沿って実質的に同じ距離で、骨ねじ2の近位端6から間隔を空けることができる。切削先端部52はそれぞれ、骨ねじ2の遠位端8を画定することができることを理解されたい。したがって、切削先端部52の各々を表面(例えば、標的骨の外側表面)に対して配置することにより、ねじ2が表面に実質的に直交するように方向付けられた場合に、医師は触覚的指標を得ることができる。
【0025】
図6Aは、骨ねじ2の遠位端8の直交側面図の非限定的な例を示し、第3の歯28cは、その切削先端部52が長手方向軸線Xと直接重なっている。したがって、ねじ2の長手方向軸線Xと、第3の歯28cの切削先端部52とが、第3の歯28cの長手方向平面P
3を一緒に画定し得る。
図6では、長手方向平面P
3は、ページに直接出入りするように半径方向Rに沿って延びている。この向きにおいて、第3の歯28cの切削面50もまた、ページに直接出入りするように半径方向Rに沿って延び得る。第3の歯28cの切削面50は、第3の歯28cの長手方向平面P
3に対して第1すくい角度β
1で方向付けされ得る。第1の歯28a及び第2の歯28bの切削面50の第1すくい角度β
1は、同様に定義され得る。例えば、第1の歯28aの切削面50は、長手方向軸線Xと第1の歯28aの切削先端部52とによって画定される長手方向平面に対する第1すくい角度β
1で方向付けされ得る。同様に、第2の歯28bの切削面50は、長手方向軸線Xと第2の歯28bの切削先端部52とによって画定される長手方向平面に対する第1すくい角度β
1で方向付けされ得る。
【0026】
切削面50は、関連する回転方向前方縦溝26の幾何学的形状によって事実上は画定され得るため、第1すくい角度β1と縦溝オフセット角度αは、実質的に同等であり得ることを理解されたい。したがって、各切削面50は、長手方向軸線Xに対して約5度~約25度の範囲にある第1すくい角度β1を有し得る。追加の実施形態では、第1すくい角度β1は約10度~約20度の範囲にあり得る。他の実施形態では、第1すくい角度β1は、約14度~約18度の範囲にあり得る。更なる実施形態では、第1すくい角度β1は約16度であり得る。なお更なる実施形態では、第1すくい角度β1は、約25度~約60度の範囲にあるか、又は60度を超え得る。第1すくい角度β1は、縦溝オフセット角度αとは異なり得る(すなわち、より大きい又はより小さい)ことを理解されたい。
【0027】
図6Bに示すように、各歯28a、28b、28cの切削面50の向きはまた、長手方向軸線Xと交差する基準線と、長手方向軸線Xに直交する基準平面内にある、切削面50の半径方向最外縁部とに対する第2すくい角度β
2を画定し得る。好ましくは、第2すくい角度β
2は正のすくい角度である。
【0028】
切削先端部52、及び各歯28の切削面50の第1及び第2のすくい角度β1、β2が、骨に対するねじ2の過度の掻取り又は捻れなしに、各歯28が駆動力に応答して皮質骨材料の中に迅速に食い込み(すなわち、貫通し)皮質骨材料を通って前進することを可能にできる。したがって、歯28は、ねじ2にセルフドリリング機能を提供し得る。
【0029】
食い込み又は貫通に加えて、切削歯28の各々は、ねじ2の挿入中に、骨材料をスライス、分割、開裂、分裂、及び別の方法で分離するための1つ以上の切削縁部を画定し得る。例えば、
図9は骨ねじ2の遠位端8を示し、第3の歯28cは、概ね図の上部に方向付けられている。第3の歯28cに関して示したように、各歯28は、切削先端部52から略近位方向に延びる第1の切削縁部54を画定し得る。第1の切削縁部54は、本体4の切削面50と内側表面13との間の境界部に位置し得る。第1の切削縁部54は、半径方向Rに対して実質的に接線方向である方向に沿って、骨材料をスライスするか又は開裂するように、方向付けられるか又は構成され得る。言い方を変えれば、骨ねじ2を骨の内部に挿入し、遠位に前進させることなく長手方向軸線の周りを回転させた場合、第1の切削縁部54は、骨材料内に、長手方向軸線Xの周りで実質的に円筒形のカーフを切削し得る。
【0030】
引き続き
図9を参照すると、各歯28はまた、切削先端部52からねじ本体4の外側表面10まで、半径方向外向き及び近位に延びる第2の切削縁部56を画定し得る。第2の切削縁部56の近位端58は、ねじ本体4の外側表面10にあり得る。切削先端部52は、第2の切削縁部56の遠位端を画定し得る。第2の切削縁部56は、第2の平面P
4に対する関連する歯28の切削縁部角度θを画定するように方向付けられ得る。第2の切削縁部56は、ねじ2が前進するにつれて、遠位方向に沿って骨材料をスライスするか又は開裂するように、方向付けられるか又は構成され得る。例えば、骨ねじ2を、長手方向軸線Xの周りのいかなる回転もなく、骨材料を通して遠位方向に沿って前進させた場合、第2の切削縁部56は、長手方向Lに沿って方向付けられた実質的に直線的なカーフを切削し得る。しかし、挿入中に、ねじ2を回転及び遠位への前進の両方をさせるにつれて、第1の切削縁部54及び第2の切削縁部56の各々が、螺旋状経路に沿って骨材料をスライスするか又は開裂する。少なくとも部分的に切削面50のすくい角度β
1、β
2ゆえに、第1の切削縁部54及び第2の切削縁部56、並びに第3の切削縁部63(
図13を参照してより十分に後述される)は、掻取り又は剪断による分離機構を実質的に含まないスライス分離機構によって、骨材料を効果的に分離できることを理解されたい。
【0031】
図7及び
図8にも示すように、各歯28はまた、歯28の回転方向前方側46から回転方向後方側48まで延びる逃げ面60を画定し得る。切削面50において、第2の切削縁部56は、逃げ面60の回転方向前縁部を画定し得る。切削縁部角度θは、任意選択的に、歯28の回転方向前方側46から回転方向後方側48に一貫していることができる。しかし、他の幾何学的形状も本開示の範囲内である。逃げ面60は、長手方向軸線Xの周囲で第2の切削縁部56から近位に略螺旋状に延びることができる。それに応じて、歯28の逃げ面60は、「螺旋状」逃げ面と称され得る。しかし、他の実施形態では、歯28の逃げ面60は実質的に平面とすることができ、それにより、このような平面的な逃げ面を、「直線状」逃げ面と称し得る。このような実施形態では、直線状逃げ面は、
図9に示される螺旋状逃げ面60をフライス削りするか、又は別の方法で平坦化することにより形成され得る。
【0032】
図10~
図12は、骨ねじ2の遠位端8における切削歯28の追加の斜視図を示す。
図10では、第1の歯28aが図面の上部に位置付けられている。
図11では、第2の歯28bが図面の上部に位置付けられている。
図12では、第3の歯28cが図面の上部に位置付けられている。
図7~
図12で分かるように、第1、第2、及び第3の歯28a~28cの各々は、シャフトねじ山22の少なくとも一部を画定し得る。上述のように、螺旋角度ψは、歯28に沿った部分を含む、ねじ山付きシャフト領域20の全長に沿って均一であり得る。
【0033】
ここで
図13~
図18を参照して、歯28の構成及び動作について更に説明する。
図13及び
図14は、第1の歯28aが図面の上部(
図13)から回転して、切削面50がページの中に垂直に延びる点(
図14)に至るまでの第1の歯28aを示す。
図15及び
図16は、第2の歯28bが図面の上部(
図15)から回転して、切削面50がページの中に垂直に延びる点(
図16)に至るまでの第2の歯28bを示す。
図17及び
図18は、第3の歯28cが図面の上部(
図17)から回転して、切削面50がページの中に垂直に延びる点(
図18)に至るまでの第3の歯28cを示す。
【0034】
図13及び
図14に示すように、第1の歯28aは、シャフトねじ山22の一部を画定し得る。具体的に言えば、第1の歯28aの切削面50の第3の切削縁部63が、少なくとも前側傾斜部42ねじ山部分、及び前側傾斜部42ねじ山部分から遠位に間隔を空けた谷底36部分を画定し得る。加えて、第1の歯28a上で、第2の切削縁部56の近位端58は谷底36部分に位置し得る。第1の歯28aの前側傾斜部42ねじ山部分、谷底36部分、及び逃げ面60はそれぞれ、第1の歯28aの前方側46から後方側48まで近位方向に螺旋状に延び得る。谷底36は、縁部62において第1の歯28aの逃げ面60と隣接し得る。第3の切削縁部63は、自己タッピング機能を有する第1の歯28aを提供し得る。
【0035】
図15及び
図16に示すように、第2の歯28bはまた、シャフトねじ山22の一部を画定し得る。具体的に言えば、第2の歯28bの切削面50の第3の切削縁部63が、谷底36部分、及び谷底36部分から遠位に間隔を空けたアンダーカット40ねじ山部分を画定し得る。加えて、第2の切削縁部56の近位端58は、アンダーカット40ねじ山部分に位置し得る。したがって、第2の歯28b上で、第2の切削縁部56の近位端58は、谷底36の半径方向外向きに位置し得る。
図16に示すように、谷底36、アンダーカット40ねじ山部分、及び逃げ面60はそれぞれ、第2の歯28bの前方側46から後方側48まで近位方向に螺旋状に延び得る。第2の歯28b上で、縁部64は、逃げ面60とアンダーカット40ねじ山部分との間の境界部を画定し得る。第3の切削縁部63は、自己タッピング機能を有する第2の歯28bを提供し得る。
【0036】
図17及び
図18に示すように、第3の歯28cはまた、シャフトねじ山22の一部を画定し得る。具体的に言えば、第3の歯28cの切削面50の第3の切削縁部63が、谷底36部分、谷底部分36から遠位に間隔を空けたアンダーカット40ねじ山部分、及びアンダーカット40ねじ山部分から遠位に間隔を空けた前側傾斜部42ねじ山部分を画定し得る。したがって、第3の歯28c上で、第2の切削縁部56の近位端58は、谷底36の半径方向外向きに位置し得る。
図18に示すように、谷底36部分、アンダーカット40ねじ山部分、前側傾斜部42ねじ山部分、及び逃げ面60はそれぞれ、第3の歯28cの前方側46から後方側48まで近位方向に螺旋状に延び得る。加えて、第3の歯28c上で、縁部66は、逃げ面60と前側傾斜部42ねじ山部分との間の境界部を画定し得る。第3の切削縁部63は、自己タッピング機能を有する第3の歯28cを提供し得る。
【0037】
したがって、シャフトねじ山22は本質的に、第1の歯28aの近位端から第3の歯28cの切削先端部52に少なくとも隣接する位置まで、螺旋状経路24に沿って遠位に延び得る。シャフトねじ山22は、歯28の切削面50の各々の少なくとも一部と交差し、それにより外ねじ山22は各切削面50の少なくとも一部を画定することができる。駆動力の軸方向成分FA及び回転方向成分FRが印加され、骨ねじ2が骨の中に駆動されるにつれて、第1の歯28aの第3の切削縁部63は、骨材料の内部で第1の螺旋通路を形成することができ、そこを通ってシャフトねじ山22の少なくとも一部が延びることができる。加えて、第2の歯28bの第3の切削縁部63は、骨材料の内部で第2の螺旋通路を形成することができ、その通路を通ってシャフトねじ山22の少なくとも一部が延びることができる。更には、第3の歯28cの第3の切削縁部63は、骨材料の内部で第3の螺旋通路を形成することができ、その通路を通ってシャフトねじ山22の少なくとも一部が延びることができる。骨ねじ2が、遠位に前進して骨材料の中に入りながら完全に一回転(すなわち、長手方向軸線Xの周りに360度)するにつれて、第1、第2、及び第3の通路が合体して実質的に単一の螺旋通路になることができ、ねじ2が前進し続けるにつれて、シャフトねじ山22はその通路を通って延びることができる。
【0038】
ここで
図19及び
図20を参照すると、本開示の第2の実施形態に従って、カニューレ挿入骨ねじ102が構成され得る。骨ねじ102は、
図1~
図18の骨ねじ2と同様に構成することができ、非限定的な例として、指節骨及び中足骨を含む前足の中に挿入されるように構成することもできる。骨ねじは、近位端106と、骨ねじ102の長手方向軸線Xに沿って近位端106から間隔を空けた遠位端108とを画定する本体104を含み得る。本体104は、近位端106から遠位端108に向かって延びる外側表面110を画定し得る。
【0039】
ねじ本体104の内側表面113は、近位端106から遠位端108まで本体104を通って延びるカニューレ挿入部112を画定し得る。本体104はまた、頭部114と、頭部114から遠位方向に延びるシャフト116とを画定し得る。シャフト116は、頭部114から遠位方向に間隔を空けた軸部118と、軸部118から遠位方向に間隔を空けたねじ山付きシャフト領域120とを含み得る。ねじ山付きシャフト領域120は、螺旋状経路124に沿って長手方向軸線Xの周囲に延びる外ねじ山122を画定するか又は含み得る。螺旋状経路124は螺旋を画定することができ、したがって、ねじ山付きシャフト領域の長さに沿って一定であり得る。シャフトねじ山122は、ねじ102が骨の外に後退するのを防ぐように、皮質骨材料及び/又は海綿骨材料などの骨材料の内部で足掛かりを得るように構成され得る。
【0040】
ねじ山付きシャフト領域120は、1つ以上の切削縦溝126、及び切削縦溝126の間で円周方向に間隔を空けた1つ以上の切削歯128を含み得る。以下に、より詳細に述べるように、本実施形態では、歯128の形状は、
図1~
図18に示される実施形態の幾何学的形状と異なり得る。
【0041】
頭部114はソケット130を画定することができ、必要に応じて骨、骨プレート、又は他の物体と噛み合うように構成された頭部ねじ切り部134を含む、第2のねじ山付き領域132を含み得る。
【0042】
図21に示すように、ねじ102は、長手方向Lに沿って近位端106から遠位端108まで測定される長さL
1を画定し得る。
図22に示すように、シャフトねじ山22は、谷底136から山の頂138まで半径方向外向きに延びることができ、山の頂138において略曲面状の凸状の輪郭を有し得る。山の頂138を、螺旋状経路124と整列させることができる。シャフトねじ山122は、稜部138から近位に延びるアンダーカット部分140と、山の頂138から遠位に延びる前側傾斜部142とを画定し得る。シャフトねじ山122は、谷底136において骨ねじ102の外側表面110に直交する方向に沿って、谷底136から山の頂138まで測定されるねじ山高さH
1を有し得る。ねじ山高さH
1は、非限定的な例として、約0.2mm~約0.9mmの範囲にあり得る。シャフトねじ山122はまた、山の頂138において大径D
1を、谷底136において小径D
2を定義することができ、小径はまた、軸部118の直径を画定し得る。前足の骨と共に使用するために、小径は約2mm~約4mmの範囲にあり得るが、他の直径も本開示の範囲内にある。シャフトねじ山122は、非限定的な例として、約0.7mm~約2mmの範囲にあるねじ山ピッチP
1を有し得る。
【0043】
頭部ねじ切り部134は、シャフトねじ山122とは異なる特性を有し得る。例えば、頭部ねじ切り部134は、シャフトねじ山122とは異なる、ねじ山ピッチ及び/又はねじ山高さを有し得る。具体的に言えば、
図23に示すように、第2のねじ山134は、約0.5mm~約1.5mmの範囲にある第2のねじ山ピッチP
2、及び約0.2mm~約0.6mmの範囲にある第2のねじ山高さH
2を有し得る。第1のねじ切り部122と第2のねじ切り部132との間のピッチ比は、約1.1:1~約1.8:1の範囲にあり得る。したがって、カニューレ挿入骨ねじ102は、いったん第2のねじ切り部134が骨材料と噛み合うと、第1のねじ切り部122と第2のねじ切り部132が、頭部114とねじ山付きシャフト領域120との間で材料を圧縮することになるように構成され得る。
【0044】
ここで
図24を参照すると、螺旋状経路124は、シャフトねじ山122の長手方向軸線Xから山の頂138まで測定される、約65度~約85度の範囲にある螺旋角度ψで方向付けられ得る。螺旋角度ψは、任意選択的に、骨ねじ102の遠位端8の歯28に沿った部分を含む、ねじ山付きシャフト領域120の全長に沿って均一であり得る。
【0045】
加えて、切削縦溝126及び切削歯128は、駆動力の軸方向成分FA及び回転方向成分FRに応答して、歯128が皮質骨材料の中に迅速に食い込むことが可能になるように構成され得る。例えば、上述のように、切削縦溝126の各々は、骨ねじ102の長手方向軸線Xからオフセットされた縦溝オフセット角度αで方向付けられ得る。例えば、縦溝オフセット角度αは、長手方向軸線Xに対して約5度~約25度の範囲にあるか、又は最大60度、又はそれ以上であり得る。加えて、切削縦溝126の各々は、ねじ本体104の外側表面110から縦溝トラフ143まで半径方向内向きに延び得る。縦溝トラフ143は、第1の又は最遠位のトラフ位置141において、カニューレ挿入部112と交差することができ、第2の又は最近位位置144において、ねじ本体104の外側表面110と交差することができる。上述したように、縦溝オフセット角度αは、縦溝トラフ143がトラフの最遠位位置141と最近位位置145との間に延びる経路によって画定され得る。
【0046】
図24~
図26を参照すると、切削縦溝126及び切削歯128は、第1の縦溝126aと、第2の縦溝126bと、第3の縦溝126cとの間に、それぞれ、円周方向に間隔を空けた第1の歯128aと、第2の歯128bと、第3の歯128cとを含み得る。各歯128は、回転方向前方側146と、ねじ102の挿入の回転方向Zに対して前方側146とは反対側の回転方向後方側148を画定し得る。各縦溝トラフ143は、1つの歯128の回転方向後方側148と、次の歯の回転方向前方側146とを分離し得る。加えて、縦溝トラフ143が本体104の外側表面110と交差する位置144は、1つの歯128の回転方向後方側148の近位端、並びに次の歯の回転方向前方側146の近位端を画定し得る。加えて、各歯128は、カニューレ挿入部112からねじ本体104の外側表面110まで半径方向外向きに延び得る。各歯128は、歯128の回転方向前方側146から回転方向後方側148まで延びる逃げ面160を画定し得る。
【0047】
各切削歯128はまた、回転方向前方側146上に切削面150を画定し得る。切削面150は、任意選択的に実質的に平面であり得る。各歯128の回転方向前方側146はまた、切削面150と回転方向前方縦溝126のトラフ143との間に配置された2次表面151を画定し得る。2次表面151は、縦溝トラフ143を切削面150とつなげる凹状の曲線形状を有し得る。切削面150は、関連する歯128の1次切削面と称することができ、2次表面151は、歯128の2次切削面と称することができる。
【0048】
各歯128は、歯128の遠位末端部に切削先端部152を含み得る。切削先端部152は、図示したように単一の点であり得るが、遠位縁部などの他の幾何学的形状も本開示の範囲内にある。切削先端部152は、関連する切削面150の最遠位点を画定し得る。本実施形態では、各歯128の切削先端部152は、以下により詳細に記載されるように、
図1~
図18の実施形態の切削先端部52に対して半径方向外向きに配置され得る。
【0049】
図27は骨ねじ102の遠位端108を示し、第1の歯128aは、概ね図の上部に方向付けられている。第1の歯128aに関して示されるように、各歯128は、切削面150と本体104の内側表面113との間の境界部に位置する第1の切削縁部154を画定し得る。第1の切削縁部154は、2次表面151との境界部に縁部近位端155と、縁部近位端155から遠位に間隔を空けた縁部遠位端157とを画定し得る。第1の切削縁部154は、
図1~
図18を参照して上述した実施形態の第1の切削縁部54と実質的に同様に、骨材料をスライスするか又は開裂するように、方向付けられるか又は構成され得る。
【0050】
各歯128はまた、第1の切削縁部154の遠位端155から切削先端部152まで半径方向外向き及び遠位に延びる第2の切削縁部156を画定し得る。第1、第2、及び第3の歯128a~128cの切削先端部152は全体として、骨ねじ102の長手方向軸線Xに直交する第2の平面P
4を画定し得る(
図24)。言い方を変えれば、歯128の各々の切削先端部152は、長手方向Lに沿って実質的に同じ距離で、骨ねじ102の近位端106から間隔を空けることができ、したがって、それぞれが骨ねじ102の遠位端108を画定することができる。したがって、切削先端部152の各々を面(例えば、標的骨の外側表面)に対して配置することにより、ねじ102が面に実質的に直交するように方向付けられた場合に、医師は触覚的指標を得ることができる。本実施形態の切削先端部152は、
図1~
図18の実施形態のものに対して半径方向外向きに位置しているので、本実施形態は、ねじ102が骨表面に実質的に直交して位置付けられたときに、更に大きな触覚的指標を提供し得る。
【0051】
第2の切削縁部156は、第2の平面P
4に対する関連する歯128の内向きの切削縁部角度θを画定するように方向付けられ得る。切削縁部角度θは、任意選択的に、歯128の回転方向前方側146から回転方向後方側148に一貫していることができる。しかし、他の幾何学的形状も本開示の範囲内である。第2の切削縁部156は、
図1~
図18を参照して上述した実施形態の第2の切削縁部56と実質的に同様に、骨材料をスライスするか又は開裂するように、方向付けられるか又は構成され得る。挿入中に、ねじ102を回転及び遠位への前進の両方をさせるにつれて、第1の切削縁部154及び第2の切削縁部156の各々が、螺旋状経路に沿って骨材料をスライス又は開裂し得る。切削面150において、第2の切削縁部156は、逃げ面160の回転方向前縁部を画定し得る。本実施形態の歯128の逃げ面160は実質的に平面とすることができ、したがって「直線状」逃げ面と称し得る。本実施形態の直線状逃げ面160は、非限定的な例として、
図1~
図18の実施形態の螺旋状逃げ面60をフライス削りするか、又は他の方法で平坦化することにより形成され得る。直線状逃げ面160は、角度がより大きい輪郭を有する本実施形態の切削歯128を提供し、各歯128が骨材料をスライスして通る際の各歯の断面を低減させ得る。歯128の他の表面もまた、各歯128の断面を更に低減するために、フライス削りされるか又は別の方法で平坦化され得る。
【0052】
図24を再び参照すると、骨ねじ102の遠位端108の直交側面図の非限定的な例が示されており、第1の歯128aの切削先端部152が長手方向軸線Xと直接重なっている。したがって、ねじ102の長手方向軸線Xと、第1の歯128aの切削先端部152とが、第1の歯128aの長手方向平面P
3を一緒に画定し得る。
図24では、長手方向平面P
3は、ページに直接出入りするように半径方向Rに沿って延びている。この向きにおいて、第1の歯128aの切削面150もまた、ページに直接出入りするように半径方向Rに沿って延びることができる。第1の歯128aの切削面150は、第1の歯128aの長手方向平面P
3に対して第1すくい角度β
1で方向付けされ得る。第2の歯128b及び第3の歯128cの切削面150の第1すくい角度β
1は、同様に定義され得る。例えば、第2の歯128bの切削面150は、長手方向軸線Xと第2の歯128bの切削先端部152とによって画定される長手方向平面に対する第1すくい角度β
1で方向付けされ得る。同様に、第3の歯128cの切削面150は、長手方向軸線Xと第1の歯128cの切削先端部152によって画定される長手方向平面に対する第1すくい角度βで方向付けされ得る。
【0053】
第1すくい角度β1と縦溝オフセット角度αは、実質的に同等であり得ることを理解されたい。したがって、各切削面150は、長手方向軸線Xに対して約5度~約25度の範囲にある第1すくい角度β1を有し得る。追加の実施形態では、第1すくい角度β1は約10度~約20度の範囲にあり得る。他の実施形態では、第1すくい角度β1は、約14度~約18度の範囲にあり得る。更なる実施形態では、第1すくい角度β1は約16度であり得る。なお更なる実施形態では、第1すくい角度β1は、約25度~約60度の範囲にあるか、又は60度を超え得る。上述したように、第1すくい角度β1は、縦溝オフセット角度αとは異なり得る(すなわち、より大きい又はより小さい)ことを理解されたい。
【0054】
加えて、
図6Bを参照して上述したように、本実施形態の各歯128a~128cの切削面150はまた、長手方向軸線Xと交差する基準線と、長手方向軸線Xに直交する基準平面内にある、切削面150の半径方向最外縁部とに対する第2すくい角度β
2を画定し得る。
【0055】
図28~
図30は、骨ねじ102の遠位端108における切削歯128の追加の斜視図を示す。
図28では、第1の歯128aが図面の上部に位置付けられている。
図29では、第2の歯128bが図面の上部に位置付けられている。
図30では、第3の歯128cが図面の上部に位置付けられている。
図25~
図30で分かるように、第1、第2、及び第3の歯128a~128cの各々は、シャフトねじ山122の少なくとも一部を画定し得る。上述のように、螺旋角度ψは、歯128に沿った部分を含む、ねじ山付きシャフト領域120の全長に沿って均一であり得る。
【0056】
ここで
図31~
図36を参照して、歯128の構成及び動作について更に説明する。
図31及び
図32は、第1の歯128aが図面の上部(
図31)から回転して、切削面150がページの中に垂直に延びる点(
図32)に至るまでの第1の歯128aを示す。
図33及び
図34は、第2の歯128bが図面の上部(
図33)から回転して、切削面150がページの中に垂直に延びる点(
図34)に至るまでの第2の歯128bを示す。
図35及び
図36は、第3の歯128cが図面の上部(
図35)から回転して、切削面150がページの中に垂直に延びる点(
図36)に至るまでの第3の歯128cを示す。
【0057】
図31及び
図32に示すように、第1の歯128aは、シャフトねじ山122の一部を画定し得る。具体的に言えば、第1の歯128aの切削面150の第3の切削縁部163が、アンダーカット140と、前側傾斜部142ねじ山部分と、を画定し得る。第3の切削縁部163はまた、別のアンダーカット140、及び歯128aの遠位先端部152に隣接する前側傾斜部142ねじ山部分を画定し得る。第3の切削縁部163は、自己タッピング機能を有する第1の歯128aを提供し得る。
【0058】
図33及び
図34に示すように、第2の歯128bはまた、シャフトねじ山122の一部を画定し得る。具体的に言えば、第2の歯128bの切削面150の第3の切削縁部163が、アンダーカット140と、歯128bの遠位先端部152に隣接する前側傾斜部142ねじ山部分と、を画定し得る。第3の切削縁部163は、自己タッピング機能を有する第2の歯128bを提供し得る。
【0059】
図35及び
図36に示すように、第3の歯128cはまた、シャフトねじ山122の一部を画定し得る。具体的に言えば、第3の歯128cの切削面150の第3の切削縁部163が、アンダーカット140と、第3の歯128cの近位端における遠位端間にある前側傾斜部142ねじ山部分と、を画定し得る。第3の切削縁部163は、自己タッピング機能を有する第3の歯128cを提供し得る。
【0060】
したがって、シャフトねじ山122は本質的に、第1の歯128aの近位端から第3の歯128cの切削先端部152に少なくとも隣接する位置まで、螺旋状経路124に沿って遠位に延び得る。シャフトねじ山122は、歯128の切削面150の各々の少なくとも一部と交差し、それにより外ねじ山122は各切削面150の少なくとも一部を画定することができる。駆動力の軸方向成分FA及び回転方向成分FRが印加され、骨ねじ102が骨の中に駆動されるにつれて、第1の歯128aの第3の切削縁部163は、骨材料の内部で第1の螺旋通路を形成することができ、そこを通ってシャフトねじ山122の少なくとも一部が延びることができる。加えて、第2の歯128bの第3の切削縁部163は、骨材料の内部で第2の螺旋通路を形成することができ、その通路を通ってシャフトねじ山122の少なくとも一部が延びることができる。更には、第3の歯128cの第3の切削縁部163は、骨材料の内部で第3の螺旋通路を形成することができ、その通路を通ってシャフトねじ山122の少なくとも一部が延びることができる。骨ねじ102が、遠位に前進して骨材料の中に入りながら完全に一回転(すなわち、長手方向軸線Xの周りに360度)するにつれて、第1、第2、及び第3の通路が合体して実質的に単一の螺旋通路になることができ、ねじ102が前進し続けるにつれて、シャフトねじ山122はその通路を通って延びることができる。
【0061】
切削先端部152、及び各歯128の切削面150のすくい角度β1、β2が、骨に対するねじ102の過度の掻取り又は捻れなしに、各歯128が駆動力に応答して皮質骨材料の中に迅速に食い込み(すなわち、貫通し)皮質骨材料を通って前進することを可能にできることを理解されたい。加えて、第1、第2、及び第3の切削縁部154、156、163は、掻取り又は剪断による分離機構を実質的に含まないスライス分離機構によって骨材料を効果的に分離し得る。
【0062】
ここで
図37を参照すると、本発明者は、本明細書で開示されるカニューレ挿入骨ねじ2、102を、骨材料と類似し得る50pcf発泡体ブロックの内部で試験した。直線状の切削縦溝(すなわち、長手方向軸線Xと平行な切削縦溝)と、直線状の逃げ面とを有する、第3のカニューレ挿入骨ねじ202もまた、発泡体ブロック中で試験された。本発明者は、本明細書に開示される骨ねじ2、102では、要求される挿入トルクが直線状縦溝ねじ202よりも有意に小さくない場合があると結論付けた一方で、本発明者は、本明細書に開示される骨ねじ2、102が、発泡体ブロックの内部で特定の深さに到達するには、
図37のグラフに示すように、要求される回転が直線状縦溝ねじ202よりも有意に少ないことを見出した。
【0063】
加えて、
図38に示すように、
図37のねじ202(直線状切削縦溝を有する)に類似した従来技術のねじを骨材料を模した発泡体ブロック302の中に駆動させた。具体的に言えば、発泡体ブロック302は、皮質骨材料をシミュレートする、厚さ3mmの50pcf発泡体の上層を含む。上層の下には、海綿骨材料をシミュレートする20pcf発泡体の層がある。厚さ約1mmの接着剤層を、上層発泡体層と下層発泡体層との間に配置した。図から分かるように、従来技術のカニューレ挿入骨ねじでは、いかなる明確な切削チップ構造も伴わずに、切削微粒子303が生成され、発泡体ブロック302の噛み合った表面上に蓄積された。
図39は、発泡体ブロック302の中に駆動されている、本明細書に開示される骨ねじ2、102と同様の角度付き切削縦溝を有するカニューレ挿入骨ねじを示す。角度付き縦溝を有するねじもまた、いくらかの切削微粒子を生成するが、噛み合った発泡材料から離れるように導かれる単一の螺旋状のチップストランド又はフィラメント310も生成する。
【0064】
その上、本明細書に開示されるカニューレ挿入骨ねじ2、102は、上述のように、ユーザに好ましい触覚フィードバックを提供することが観察されている。例えば、骨ねじ2、102は回転駆動力F
Rに応答して実質的に即座に皮質骨材料の中に食い込むことが観察されている。加えて、ねじ2、102によって提供される触覚フィードバックにより、医者は、駆動力の軸方向成分F
A及び回転方向成分F
Rを変化させることが可能になり得るので、いかなる切削微粒子をも実質的に生成させることなく、シャフトのねじ山付き部分20を骨の内部に挿入することができる。例えば、
図40は、いかなる切削屑をも実質的に生成させることなく、骨ねじ2、102のシャフトねじ山22、122のほぼ全体を、発泡体ブロック304の内部に挿入することが可能であった試験からの図を示す。
【0065】
本明細書に開示されるカニューレ挿入骨ねじ2、102の前述の寸法は、骨ねじ2、102及びそれらの構成要素のサイズ、形状、及び向きの非限定的な例を表すことを理解されたい。更には、骨ねじ2、102は、本開示の実施形態の範囲から逸脱しない範囲で、本明細書に開示されるものよりも大きい又は小さい寸法にサイズ変更され得る。
【0066】
シャフトねじ山22、122の切削縦溝26、126(及びそれによって画定される、それぞれの切削面50、51、150、151)、及びシャフトねじ山32、132の切削縦溝37、137はそれぞれ、直線経路に沿って延びるように示されているが、切削縦溝26、126、37、137は任意選択的に、螺旋状経路に沿って延び得ることを理解されたい。そのような実施形態では、縦溝角度α、α2及び第1すくい角度β1は、螺旋角度として特徴付けられ得る。更に、歯28、128の1次切削面50、150は、長手方向軸線Xに直交する基準平面内で直線状の形状を有するものとして示されているが、1次切削面50、150は任意選択的に、長手方向軸線Xに直交する基準平面内で凹状の形状を有し得る。
【0067】
以上、本開示を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく本明細書において様々な変更、代用、及び改変を行い得る点を理解されたい。更に、本開示の範囲は、明細書に述べられる特定の実施形態に限定されるものではない。当業者が、そのプロセスから容易に理解するように、本明細書において説明される対応する実施形態と実質的に同じ機能を実施するか、又は実質的に同じ結果を達成する、現在存在するか、又は後に開発される、機械、製造、組成物、手段、方法、又は工程は、本開示に従って利用され得る。
【0068】
〔実施の態様〕
(1) 骨ねじであって、
近位端、及び前記骨ねじの長手方向軸線に沿って遠位方向に前記近位端から間隔を空けた遠位端と、
前記近位端から前記遠位端まで延びるカニューレ挿入部と、
前記ねじの長さの少なくとも一部に沿って延びるねじ山付き領域であって、前記長さは前記近位端から前記遠位端に延びており、前記ねじ山付き領域は、螺旋状経路に沿って前記長手方向軸線の周囲を延びる少なくとも1つの外ねじ山を画定し、前記ねじ山付き領域は、前記骨ねじの前記遠位端に延びる少なくとも1つの縦溝を含み、前記少なくとも1つの縦溝は、関連する少なくとも1つの切削歯を画定し、前記切削歯は次に、前記長手方向軸線に対して角度を画定するように方向付けられた切削面を画定し、前記角度は約5度~約25度の範囲にある、ねじ山付き領域と、を備え、
前記縦溝は、前記外ねじ山の少なくとも一部を円周方向に分断する、骨ねじ。
(2) 前記切削表面の少なくとも一部は前記外ねじ山と交差し、それにより前記外ねじ山は前記切削表面の少なくとも一部を画定する、実施態様1に記載の骨ねじ。
(3) 前記切削表面は、前記歯の回転方向前方側に配置されている、実施態様1又は2に記載の骨ねじ。
(4) 前記ねじ山は、前記切削表面から、前記歯の前記前方側とは円周方向に反対側の、前記歯の回転方向後方側に延びている、実施態様3に記載の骨ねじ。
(5) 前記角度は約10度~約20度の範囲にある、実施態様1~4のいずれかに記載の骨ねじ。
【0069】
(6) 前記角度は約14度~約18度の範囲にある、実施態様1~5のいずれかに記載の骨ねじ。
(7) 前記角度は約16度である、実施態様1~6のいずれかに記載の骨ねじ。
(8) 前記骨ねじの前記近位端に頭部を更に備える、実施態様1~7のいずれかに記載の骨ねじ。
(9) 前記頭部は、別の外ねじ山を画定する第2のねじ山付き領域を画定する、実施態様8に記載の骨ねじ。
(10) 前記別の外ねじ山は、前記長手方向軸線から約5度~約25度の範囲の角度だけオフセットされた第2の中心縦溝軸線を画定する少なくとも1つの第2の縦溝を含む、実施態様9に記載の骨ねじ。
【0070】
(11) 骨ねじであって、
近位端、及び前記骨ねじの長手方向軸線に沿って遠位方向に前記近位端から間隔を空けた遠位端と、
前記近位端から前記遠位端まで延びるカニューレ挿入部と、
前記ねじの長さの少なくとも一部に沿って延びるねじ山付き領域であって、前記長さは前記近位端から前記遠位端に延びており、前記ねじ山付き領域は、螺旋状経路に沿って前記長手方向軸線の周囲を延びる少なくとも1つの外ねじ山を画定し、前記ねじ山付き領域は、互いに対して円周方向に間隔を空けた複数の切削縦溝を含み、前記複数の切削縦溝の各々は前記骨ねじの前記遠位端に延びており、前記複数の切削縦溝が、前記切削縦溝の間で円周方向に間隔を空けた複数の歯を画定し、前記複数の歯の各々が、前記長手方向軸線に対して角度を画定するように方向付けられた切削面を画定し、前記角度は約5度~約25度の範囲にある、ねじ山付き領域と、を備え、
各縦溝は、前記外ねじ山の少なくとも一部を円周方向に分断する、骨ねじ。
(12) 前記螺旋状経路は螺旋を画定する、実施態様11に記載の骨ねじ。
(13) 前記複数の歯の各々の前記切削面は、前記関連する歯の切削先端部を画定する、実施態様11又は12に記載の骨ねじ。
(14) 前記切削先端部は、前記関連する歯の遠位端を画定する、実施態様13に記載の骨ねじ。
(15) 前記歯の各々の前記遠位端は、前記長手方向軸線に対して直角に方向付けられた単一の平面上に位置する、実施態様14に記載の骨ねじ。
【0071】
(16) 各縦溝の少なくとも一部は、前記カニューレ挿入部と交差する、実施態様11~15のいずれかに記載の骨ねじ。
(17) 前記歯の各々が、それぞれの前記歯の回転方向前方側と、それぞれの前記歯の回転方向後方側との間で円周方向に延びる逃げ面を画定する、実施態様11~16のいずれかに記載の骨ねじ。
(18) 前記逃げ面は実質的に螺旋状である、実施態様17に記載の骨ねじ。
(19) 逃げ面の少なくとも一部は実質的に平面である、実施態様17に記載の骨ねじ。
(20) 前記歯の各々の前記切削面は実質的に平面である、実施態様11~19のいずれかに記載の骨ねじ。
【0072】
(21) 前記切削面の少なくとも1つの切削縁部が、前記外ねじ山の少なくとも一部を画定する、実施態様11~20のいずれかに記載の骨ねじ。
(22) 前記複数の切削縦溝は3つの切削縦溝からなり、前記歯は3つの歯からなる、実施態様11~21のいずれかに記載の骨ねじ。
【外国語明細書】