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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-08-23
(54)【発明の名称】手動圧縮骨ねじ
(51)【国際特許分類】
A61B 17/86 20060101AFI20240816BHJP
【ＦＩ】
A61B17/86
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024513090
(86)(22)【出願日】2022-08-01
(85)【翻訳文提出日】2024-04-26
(86)【国際出願番号】 US2022038993
(87)【国際公開番号】W WO2023027869
(87)【国際公開日】2023-03-02
(31)【優先権主張番号】17/412,689
(32)【優先日】2021-08-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/735,854
(32)【優先日】2022-05-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】513256479
【氏名又は名称】ユニバーシティー オブ ユタ リサーチ ファウンデーション
【氏名又は名称原語表記】Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｕｔａｈ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】コリン エス．グレガーセン
(72)【発明者】
【氏名】ティー．ウェイド フォーリン
(72)【発明者】
【氏名】チャールズ エル．サルツマン
【テーマコード（参考）】
4C160
【Ｆターム（参考）】
4C160LL55
4C160LL70
(57)【要約】
骨ねじは、骨に挿入可能であってもよく、近位部材と、骨係合ねじ山を有する遠位部材であって、可変長空洞が近位部材および遠位部材内に画定されるように近位部材と摺動可能に係合するように構成される遠位部材と、可変長空洞内に少なくとも部分的に存在する張力部材とを有してもよい。張力部材は、近位部材に結合された近位端と、近位部材から離れた遠位部材の動きに応答して、張力部材が細長くなり、遠位部材が近位部材に向かって移動するよう促すように促すように、遠位部材に結合された遠位端とを有してもよい。近位部材および遠位部材は、曲げ伝達機構で曲げ荷重を共有するために相互接続され得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
骨に挿入可能な骨ねじであって、近位部材と、
骨係合ねじ山を有する遠位部材であって、可変長空洞が前記近位部材および前記遠位部材内に画定されるように、前記近位部材と摺動可能に係合するように構成される遠位部材と、
前記可変長空洞内に少なくとも部分的に存在する張力部材とを有し、
前記張力部材は、
前記近位部材に結合された近位端と、
前記近位部材から離れた前記遠位部材の動きに応答して、前記張力部材が近細長くなり、前記遠位部材が前記近位部材に向かって移動するよう促すように、前記遠位部材に結合された遠位端と、を有し、
前記近位部材および前記遠位部材のうちの少なくとも１つは、前記近位部材に対する前記遠位部材の摺動可能な係合を可能にしながら、前記近位部材から前記遠位部材にトルクを伝達するトルク伝達機構から、近位または遠位に移動する曲げ伝達機構を有し、
前記近位部材および前記遠位部材は、前記曲げ伝達機構により曲げ荷重を共有するために相互接続される、骨ねじ。
【請求項2】
前記トルク伝達機構は、前記骨ねじの長手方向軸に垂直な断面に関して、円周方向よりも半径方向に近い方向に配向されたトルク伝達面を有する、請求項１に記載の骨ねじ。
【請求項3】
前記骨係合ねじ山の近位にある、前記遠位部材の近位部分は、前記骨係合ねじ山の短径よりも大きい外径を有する、請求項１に記載の骨ねじ。
【請求項4】
前記近位部材は、近位部材ストップ機構を有し、前記遠位部材は、前記近位部材ストップ機構に当接して、前記張力部材が最大長にあるときに前記張力部材のさらなる延伸を防止するように構成された遠位部材ストップ機構を有し、
前記張力部材は、超弾性材料から少なくとも部分的に形成され、
前記最大長は、前記超弾性材料の超弾性ひずみレベルを超えないように選択される、請求項１に記載の骨ねじ。
【請求項5】
前記遠位端は、前記遠位部材の近位端を通って挿入され、次いで前記可変長空洞内から前記遠位部材に結合される遠位部材結合インターフェースを有する、請求項１に記載の骨ねじ。
【請求項6】
前記近位部材および前記遠位部材は、前記骨ねじの中心に対して遠位にある曲げ応力に関して、最も弱い断面を画定するために協働する、請求項１に記載の骨ねじ。
【請求項7】
前記最も弱い断面は、前記骨係合ねじ山の直近に配置される、請求項６に記載の骨ねじ。
【請求項8】
前記近位部材は、前記可変長空洞の近位部分を画定する近位内面を有し、前記遠位部材は、前記近位部分内で、前記トルク伝達機構の近位に延在する延長部を有し、
前記延長部は、前記近位部材と前記遠位部材との間に加えられる曲げ荷重に応答して前記近位内面に押し付ける係合面を有する曲げ伝達機構を含む、請求項１に記載の骨ねじ。
【請求項9】
前記近位部材は、近位シャンク、および
前記近位シャンクよりも広い頭部を有し、
前記係合面は、前記トルク伝達機構よりも前記頭部に近い、請求項８に記載の骨ねじ。
【請求項10】
前記延長部は、前記係合面を有する遠位端と、
前記係合面よりも小さい外径を有し、前記係合面に対して遠位のレリーフと、を有し、
前記近位内面は、前記骨ねじの長手方向軸に向かって前記レリーフ内に突出する突起を有し、
前記突起は、近位部材運動ストップ機構として機能し、
前記レリーフは、前記張力部材が最大長にあるときに前記張力部材のさらなる延伸を防ぐために、前記近位部材ストップ機構に当接するように構成された遠位部材運動ストップ機構として機能する肩を画定する、請求項９に記載の骨ねじ。
【請求項11】
骨に挿入可能な骨ねじであって、近位部材と、
骨係合ねじ山を有する遠位部材であって、可変長空洞が前記近位部材および前記遠位部材内に画定されるように、前記近位部材と摺動可能に係合するように構成される遠位部材と、
前記可変長空洞内に少なくとも部分的に存在する張力部材と、を有し、
前記張力部材は、
前記近位部材に結合された近位端と、
前記近位部材から離れた前記遠位部材の動きに応答して、前記張力部材が細長くなり、前記遠位部材が近位部材に向かって移動するよう促すように、前記遠位部材に結合された遠位端とを有し、
前記近位部材および前記遠位部材のうちの少なくとも１つは、前記近位部材に対して前記遠位部材の摺動可能な係合を可能にしながら、前記近位部材から前記遠位部材にトルクを伝達するトルク伝達機構を有し、トルク伝達機構は、骨ねじの長手方向軸に垂直な断面に関して、円周方向よりも半径方向に近い方向に配向されたトルク伝達面を有する、骨ねじ。
【請求項12】
前記遠位部材は、前記可変長空洞の、前記近位部材に形成された、近位部分に近位に延在する近位端を有する請求項１１に記載の骨ねじ。
【請求項13】
前記遠位部材の前記近位部分は、前記可変長空洞の前記近位部分内で、前記トルク伝達機構の近位に延在する延長部を有する、請求項１２に記載の骨ねじ。
【請求項14】
前記トルク伝達機構は、前記近位部材および前記遠位部材によって画定されるスプラインを有し、前記トルク伝達機構は、
前記遠位部材に向かって延在する複数の近位部材歯であって、トルク伝達面を有する近位部材歯と、
複数の遠位部材歯であって、前記遠位部材歯が前記近位部材歯と交差するように前記近位部材に向かって延在する複数の遠位部材歯と、を有し、
前記遠位部材歯は、前記トルク伝達面からトルクを受け取るトルク受容面を有する、請求項１１に記載の骨ねじ。
【請求項15】
前記トルク受容面はまた、円周方向よりも半径方向に近い方向に配向される、請求項１４に記載の骨ねじ。
【請求項16】
骨に挿入可能な骨ねじであって、近位部材と、
骨係合ねじ山を有する遠位部材であって、可変長空洞が前記近位部材および前記遠位部材内に画定されるように、前記近位部材と摺動可能に係合するように構成される遠位部材と、
前記可変長空洞内に少なくとも部分的に存在する張力部材と、を有し、
前記張力部材は、
前記近位部材に結合された近位端と、
前記近位部材から離れた前記遠位部材の動きに応答して、前記張力部材が細長くなり、前記遠位部材が近位部材に向かって移動するよう促すように、前記遠位部材に結合された遠位端と、を有し、
前記骨係合ねじ山の近位にある、前記遠位部材の近位部分は、前記骨係合ねじ山の短径よりも大きい外径を有する、骨ねじ。
【請求項17】
前記遠位部材は、前記近位部材に対して前記遠位部材の摺動可能な係合を可能にしながら、前記近位部材からトルクを受容するトルク伝達機構を有し、前記トルク伝達機構は、前記骨係合ねじ山の近位および隣接して配置される、請求項１６に記載の骨ねじ。
【請求項18】
前記近位部材は、近位シャンク、および
前記近位シャンクよりも広い頭部を有し、
前記遠位部材は、前記骨係合ねじ山の近位に遠位シャンクを有し、
前記近位シャンクおよび前記遠位シャンクのうちの少なくとも１つは、前記骨係合ねじ山の長径よりも小さくない外径を有する、請求項１６に記載の骨ねじ。
【請求項19】
骨に挿入可能な骨ねじであって、近位部材と、
骨係合ねじ山を有する遠位部材であって、可変長空洞が前記近位部材および前記遠位部材内に画定されるように前記近位部材と摺動可能に係合するように構成される遠位部材と、
前記可変長空洞内に少なくとも部分的に存在する張力部材であって、
前記張力部材は、
前記近位部材に結合された近位端と、
前記近位部材から離れた前記遠位部材の動きに応答して、前記張力部材が細長くなり、前記遠位部材が前記近位部材に向かって移動するよう促すように、前記遠位部材に結合された遠位端と、を有し、
前記張力部材は、超弾性材料から少なくとも部分的に形成され、
前記近位部材は、近位部材ストップ機構を有し、
前記遠位部材は、前記近位部材ストップ機構に当接して、前記張力部材が最大長にあるときに張力部材のさらなる延伸を防止するように構成された遠位部材ストップ機構を有し、
前記最大長は、超弾性材料の超弾性ひずみレベルを超えないように選択される、骨ねじ。
【請求項20】
前記最大長は、前記超弾性材料の疲労限界を超えないようにさらに選択される、請求項１９に記載の骨ねじ。
【請求項21】
前記近位部材ストップ機構は、前記近位部材に対して前記遠位部材の摺動可能な係合を可能にしながら、前記近位部材から前記遠位部材にトルクを伝達するトルク伝達機構の近位に配置される、請求項１９に記載の骨ねじ。
【請求項22】
前記近位部材は、近位シャンク、および
前記近位シャンクよりも広い頭部を有し、
前記近位部材ストップは、前記トルク伝達機構よりも前記頭部に近い、請求項２１に記載の骨ねじ。
【請求項23】
前記近位部材は、前記可変長空洞の近位部分を画定する近位内面を有し、前記遠位部材は、前記近位部分内で近位に延在する延長部を有し、
前記延長部は、
遠位端、および
前記遠位端に対して遠位であり、前記遠位端よりも小さい外径を有するレリーフを有し、
前記近位内面は、前記近位部材ストップ機構を有し、前記近位部材ストップ機構は、前記骨ねじの長手方向軸に向かって前記レリーフ内に突出する突起を有し、
前記レリーフは、遠位部材ストップ機構として機能し、前記張力部材が最大長にあるときに前記突起に当接するように構成される肩を画定する、請求項１９に記載の骨ねじ。
【請求項24】
骨に挿入可能な骨ねじであって、近位部材と、
骨係合ねじ山を有する遠位部材であって、可変長空洞が前記近位部材および前記遠位部材内に画定されるように、前記近位部材と摺動可能に係合するように構成される遠位部材と、
前記可変長空洞内に少なくとも部分的に存在する張力部材とを有し、
前記張力部材は、
前記近位部材に結合された近位端と、
前記近位部材から離れた前記遠位部材の動きに応答して、前記張力部材が細長くなり、前記遠位部材が前記近位部材に向かって移動するよう促すように、前記遠位部材に結合された遠位端と、を有し、
前記遠位端は、前記遠位部材の近位端を通って挿入され、次いで前記可変長空洞内から前記遠位部材に結合される遠位部材結合インターフェースを有する、骨ねじ。
【請求項25】
前記遠位部材は、前記可変長空洞の遠位部分を画定する遠位内面を有し、前記遠位内面は、内側ねじ山を画定し、
前記遠位部材結合インターフェースは、前記内側ねじ山と係合可能な外側ねじ山を有する、請求項２４に記載の骨ねじ。
【請求項26】
前記張力部材の前記近位端は、拡大部を有し、前記近位部材は、
近位シャンク、
前記近位シャンクよりも広い頭部、
前記可変長空洞の近位部分を画定する近位内面、および
前記頭部を通って前記可変長空洞の近位部分へのアクセスを提供する近位開口部、を有し、
前記近位開口部は、そこを通る前記張力部材の遠位端の通過を可能にするようなサイズであり、
前記近位開口部は、前記遠位部材結合インターフェースを前記遠位部材に結合すると、前記拡大部がその上に載る肩を画定する、請求項２５に記載の骨ねじ。
【請求項27】
前記近位部材は、近位シャンク、
前記近位シャンクよりも広い頭部、
前記可変長空洞の近位部分を画定する近位内面、および
前記頭部を通って前記可変長空洞の近位部分へのアクセスを提供する近位開口部を有し、
前記遠位部材は、
前記可変長空洞の遠位部分を画定する遠位内面と、
前記可変長空洞の遠位部分へのアクセスを提供する遠位開口部と、を有し、
前記近位開口部および前記遠位開口部は、Ｋワイヤがそこを通過することを可能にするサイズである、請求項２４に記載の骨ねじ。
【請求項28】
第１の骨部分を第２の骨部分に固定するための方法であって、前記第１の骨部分および前記第２の骨部分にホールを形成する工程と、
骨ねじを前記ホールに挿入する工程であって、前記骨ねじは、
近位部材、
遠位部材、および
張力部材であって、前記近位部材に結合された近位端と、前記遠位部材に結合された遠位端とを有する張力部材、を有する、工程と、
前記張力部材が細長くなり、前記遠位部材が前記近位部材に向かって移動するよう促すように、前記遠位部材を前記近位部材から離れるように前記遠位部材を移動させるために、前記骨ねじにトルクを加える工程と、を含み、
前記骨ねじにトルクを加える工程は、
トルク伝達機構を介して前記近位部材から前記遠位部材に伝達される工程と、
前記トルク伝達機構から近位または遠位に移動する曲げ伝達機構が、前記近位部材と前記遠位部材との間で曲げ荷重を共有するように配置される工程と、を含む、方法。
【請求項29】
前記トルク伝達機構は、前記骨ねじの長手方向軸に垂直な断面に関して、円周方向よりも半径方向に近い方向に配向されたトルク伝達面を有する、請求項２８に記載の方法。
【請求項30】
前記遠位部材は、骨係合ねじ山を有し、前記骨係合ねじ山に対して近位の、前記遠位部材の一部は、前記近位部材の最遠位端の近位外径と少なくとも同じ大きさの遠位外径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項31】
前記近位部材は、近位部材ストップ機構を有し、前記遠位部材は、遠位部材遠位ストップ機構を有し、
前記張力部材は、超弾性材料から少なくとも部分的に形成され、
前記トルクを印加することは、前記遠位部材ストップ機構を前記近位部材ストップ機構に当接させて、前記張力部材の最大長での前記張力部材のさらなる延伸を防止し、
前記最大長は、前記超弾性材料の超弾性ひずみレベルを超えないように選択される、請求項２８に記載の方法。
【請求項32】
前記骨ねじを前記ホールに挿入する工程は、前記近位部材および前記遠位部材を前記ホールに挿入する工程と、
前記近位部材および前記遠位部材を前記ホールに挿入した後、前記張力部材の近位端が前記近位部材に結合され、前記張力部材の遠位端が前記遠位部材に結合されるように、前記張力部材を前記ホールに挿入する工程を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項33】
前記遠位部材は、可変長空洞が前記近位部材および前記遠位部材内に画定されるように、前記近位部材と摺動可能に係合するように構成され、前記近位部材は、前記可変長空洞の近位部分を画定する近位内面を有し、
前記遠位部材は、前記近位部分内で、前記トルク伝達機構の近位に延在する延長部を有し、
前記延長部は、前記曲げ伝達機構であって、係合面を含む曲げ伝達機構を有し、
前記曲げ伝達機構を配置して曲げ荷重を共有する工程は、前記近位部材と前記遠位部材との間に加えられる曲げ荷重に応答して、前記係合面を前記近位内面に押し付けるように配置される、請求項２８に記載の方法。
【請求項34】
前記延長部は、前記係合面を有する遠位端と、
前記係合面よりも小さい外径を有し、前記係合面に対して遠位のレリーフと、を有し、
前記近位内面は、前記骨ねじの長手方向軸に向かって前記レリーフ内に突出する突起を有し、
前記突起は、近位部材運動ストップ機構として機能し、
前記レリーフは、遠位部材運動ストップ機構として機能する肩を画定し、
前記トルクを印加する工程は、前記遠位部材ストップ機構を前記近位部材ストップ機構に当接させて、前記張力部材の最大長での前記張力部材のさらなる延在を防止する、請求項３３に記載の方法。
【請求項35】
第１の骨部分を第２の骨部分に固定するための方法であって、前記第１の骨部分および前記第２の骨部分にホールを形成する工程と、
骨ねじを前記ホールに挿入する工程であって、前記骨ねじは、
近位部材、
遠位部材、および
張力部材であって、
前記近位部材に結合された近位端と、
前記遠位部材に結合された遠位端と、を有する張力部材、を有する工程と、
前記張力部材が細長くなり、前記遠位部材が前記近位部材に向かって移動するように、前記遠位部材を前記近位部材から離れるように前記遠位部材を移動させるために、前記骨ねじにトルクを印加する工程と、を含み、
前記骨ねじにトルクを印加する工程は、前記骨ねじの長手方向軸に垂直な断面に関して、周方向よりも半径方向に近い方向に配向されたトルク伝達面を有するトルク伝達機構を介して、前記近位部材から前記遠位部材にトルクを伝達する工程を含む、方法。
【請求項36】
前記遠位部材は、前記近位部材内に近位に延在する、前記トルク伝達機構に対して近位の延長部を有する、請求項３５に記載の方法。
【請求項37】
前記トルク伝達機構は、前記遠位部材に向かって延在する前記近位部材の複数の近位部材歯であって、トルク伝達面を有する複数の近位部材歯と、
前記遠位部材の複数の遠位部材歯であって、前記遠位部材歯が前記近位部材歯と交差するように、前記近位部材に向かって延在し、前記遠位部材歯がトルク受容面を有する複数の遠位部材歯と、を有し、
前記近位部材から前記遠位部材にトルクを伝達する工程は、前記トルク受容面で前記トルク伝達面からトルクを受容することを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項38】
前記トルク受容面はまた、円周方向よりも半径方向に近い方向に配向される、請求項３７に記載の方法。
【請求項39】
第１の骨部分を第２の骨部分に固定するための方法であって、前記第１の骨部分および前記第２の骨部分にホールを形成する工程と、
骨ねじを前記ホールに挿入する工程であって、前記骨ねじは、
近位部材ストップ機構を備えた近位部材、
遠位部材ストップ機構を備えた遠位部材、および
少なくとも部分的に超弾性材料で形成された張力部材、を有し、
前記張力部材は、
前記近位部材に結合された近位端と、
前記遠位部材に結合された遠位端と、を有する工程と、
前記張力部材の最大長での張力部材のさらなる延伸を防止するために前記遠位部材ストップ機構が前記近位部材ストップ機構に当接するまで、前記張力部材が細長くなり、前記遠位部材が前記近位部材に向かって移動するよう促すように、前記遠位部材を前記近位部材から離れるようにトルクを印加する工程と、を含み、
前記最大長は、前記超弾性材料の超弾性ひずみレベルを超えないように選択される、方法。
【請求項40】
前記最大長は、前記超弾性材料の強度限界を超えないようにさらに選択される、請求項３９に記載の方法。
【請求項41】
前記トルクを印加する工程は、前記近位部材ストップ機構に対して遠位のトルク伝達機構を介して、前記近位部材から前記遠位部材にトルクを伝達することを含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項42】
前記近位部材は、近位シャンク、および
前記近位シャンクよりも広い頭部を有し、
前記近位部材ストップは、前記トルク伝達機構よりも前記頭部に近い、請求項４１に記載の方法。
【請求項43】
前記近位部材および前記遠位部材は、可変長空洞を画定するために協働し、前記近位部材は、前記可変長空洞の近位部分内に近位内面を有し、
前記遠位部材は、前記可変長空洞の近位部分内に近位に延在する延長部を有し、前記延長部はレリーフを有し、
前記近位内面は、前記骨ねじの長手方向軸に向かって、前記レリーフ内に突出する突起を有し、
前記突起は、近位部材運動ストップ機構として機能し、
前記レリーフは、遠位部材運動ストップ機構として機能する肩を画定し、
前記トルクを印加する工程は、前記遠位部材ストップ機構を前記近位部材ストップ機構に当接させて、前記張力部材の最大長での張力部材のさらなる延伸を防止することを含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項44】
第１の骨部分を第２の骨部分に固定するための方法であって、前記第１の骨部分および前記第２の骨部分にホールを形成する工程と、
骨ねじの近位部材および遠位部材を前記ホールに挿入する工程と、
前記近位部材および前記遠位部材を前記ホールに挿入した後、張力部材の近位端が前記近位部材に結合され、前記張力部材の遠位端が前記遠位部材に結合されるように、前記骨ねじの張力部材を前記ホールに挿入する工程と、
前記張力部材が前記ホールに挿入された後、前記張力部材が細長くなり、前記遠位部材が前記近位部材に向かって移動するよう促すように、前記遠位部材を前記近位部材から離れるように前記遠位部材を移動させるために、前記骨ねじにトルクを印加する工程と、を含む方法。
【請求項45】
前記近位部材および前記遠位部材は、可変長空洞を画定するために協働し、前記張力部材を前記ホールに挿入することは、前記張力部材を前記可変長空洞に挿入することを含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項46】
前記遠位部材は、内側ねじ山を画定する遠位内面を有し、前記遠位内面は、外側ねじ山を有し、
前記張力部材を前記可変長空洞に挿入する工程は、前記内側ねじ山を前記外側ねじ山と係合させることを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項47】
前記張力部材の前記近位端は、拡大部を有し、前記近位部材は、
近位シャンク、
前記近位シャンクよりも広い頭部、
前記可変長空洞の近位部分を画定する近位内面、および
前記頭部を通って前記可変長空洞の近位部分へのアクセスを提供する近位開口部を有し、
前記近位開口部は、肩を画定し、
前記張力部材を前記可変長空洞に挿入する工程は、前記近位開口部を通って前記張力部材の遠位端を挿入することと、前記拡大部を前記近位開口部の肩に載せるように配置することとをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項48】
前記近位部材は、前記可変長空洞への近位アクセスを提供する近位開口部を有し、前記遠位部材は、前記可変長空洞への遠位アクセスを提供する遠位開口部を有し、
前記方法は、前記骨ねじを前記ホールに挿入する前に、Ｋワイヤを前記ホールに配置することをさらに含み、
前記近位部材および前記遠位部材を前記ホールに挿入することは、前記Ｋワイヤの近位端を前記遠位開口部および前記近位開口部を通過させることを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項49】
第１の骨部分を第２の骨部分に固定するための方法であって、前記第１の骨部分および前記第２の骨部分にホールを形成する工程と、
骨ねじを前記ホールに挿入する工程であって、前記骨ねじは、
近位部材ストップ機構を備えた近位部材、
遠位部材ストップ機構を備えた遠位部材、および
少なくとも部分的に超弾性材料で形成された張力部材、を含み、前記張力部材は、
前記近位部材に結合された近位端と、
前記遠位部材に結合された遠位端と、を含む工程と、
第１の圧縮荷重を生成する第１の挿入深さに前記骨ねじを挿入する工程と、
前記第１の圧縮荷重と同様の第２の圧縮荷重を生成する第２の挿入深さに前記骨ねじを挿入する工程であって、前記第２の挿入深さは、前記第１の挿入深さよりも大きい工程と、
前記第２の圧縮荷重よりも大きい第３の圧縮荷重を生成する第３の挿入深さに前記骨ねじを挿入する工程であって、前記第３の挿入深さは、前記第２の挿入深さよりも大きい工程と、
を含む方法。
【請求項50】
前記第１の挿入深さと前記第２の挿入深さとの間の差は、１ｍｍと４ｍｍとの間である、請求項４９に記載の方法。
【請求項51】
骨ねじによって一緒に固定された第１の骨部分と第２の骨部分との間の短縮を収容する方法であって、前記第１の骨部分および前記第２の骨部分にホールを形成する工程と、
第１の圧縮負荷が作成されるように前記骨ねじを前記ホールに挿入する工程であって、前記骨ねじは、
近位部材ストップ機構を備えた近位部材、
遠位部材ストップ機構を備えた遠位部材、および
少なくとも部分的に超弾性材料で形成された張力部材を含み、前記張力部材は、
前記近位部材に結合された近位端と、
前記遠位部材に結合された遠位端と、を有する工程と、を含み、
前記骨ねじは、前記第１の骨部分と前記第２の骨部分との間の第１の全短縮時に、第１の圧縮負荷よりも小さい第２の圧縮負荷を生成し、
前記骨ねじは、前記第１の全短縮よりも大きい、前記第１の骨部分と前記第２の骨部分との間の第２の全短縮時に、前記第２の圧縮負荷と同様の第３の圧縮負荷を生成し、
前記骨ねじは、前記第２の全短縮よりも大きい、前記第１の骨部分と前記第２の骨部分との間の第３の全短縮時に、前記第３の圧縮負荷よりも小さい第４の圧縮負荷を生成する、方法。
【請求項52】
前記第２の全短縮と前記第３の全短縮との間の差は、１ｍｍと４ｍｍとの間である、請求項５１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、骨固定デバイス、システム、及び方法に関する。より具体的には、本開示は、周囲の骨に圧縮力を加えることができる骨ねじに関する。
【背景技術】
【0002】
骨ねじ及び締結具による骨部分の固定を伴う外科的処置は、治癒プロセス中に骨ねじに適用され得る曲げ荷重、多軸力、及び／または軸外負荷シナリオのために、時間の経過とともに失敗するか、または緩む可能性がある。既存の骨ねじおよび締結具は、これらの曲げ荷重、多軸力、および／または軸外荷重シナリオを克服するのに十分な固定および強度を提供しない場合がある。
【0003】
さらに、骨折の治癒、骨部分の融合、及び他の形態の骨形成は、骨インターフェースにわたって印加される圧力によって促進されることが観察されている。既存の骨固定システムは、最初に適用されたときに圧力を提供することが多いが、その後、この圧力は、沈下、再吸収、関与する骨部分の動き、締結具の緩み、および／または他の要因のために時間の経過とともに減少する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
したがって、固定、強度、および骨負荷特性が改善された骨固定デバイス、システム、および方法が望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の様々な骨固定装置、システムおよび方法は、当該技術分野の現状に応じて、特に、現在利用可能な骨固定装置、システムおよび方法によってまだ完全に解決されていない当技術分野の問題およびニーズに応じて開発されている。いくつかの実施形態では、本開示の骨固定デバイス、システム、および方法は、２つ以上の骨部分および／またはインプラント間の改善された骨固定および安定化を提供し得る。
【0006】
いくつかの実施形態によれば、骨ねじは、骨に挿入可能であってもよく、近位部材と、骨係合ねじ山を有する遠位部材であって、可変長空洞が近位部材および遠位部材内に画定されるように近位部材と摺動可能に係合するように構成される遠位部材と、可変長空洞内に少なくとも部分的に存在する張力部材とを有してもよい。張力部材は、近位部材に結合された近位端と、近位部材から離れた遠位部材の動きに応答して、張力部材が細長くなり、遠位部材が近位部材に向かって移動するよう促すように、遠位部材に結合された遠位端とを有してもよい。近位部材および遠位部材のうちの少なくとも１つは、近位部材に対して遠位部材の摺動可能な係合を可能にしながら、近位部材から遠位部材にトルクを伝達するトルク伝達機構から近位または遠位に移動する曲げ伝達機構を有し得る。近位部材および遠位部材は、曲げ伝達機構で曲げ荷重を共有するために相互接続され得る。
【0007】
トルク伝達機構は、骨ねじの長手方向軸に垂直な断面に関して、円周方向よりも半径方向に近い方向に配向されたトルク伝達面を有し得る。
【0008】
骨係合ねじ山の近位にある遠位部材の近位部分は、骨係合ねじ山の短径よりも大きい外径を有し得る。
【0009】
近位部材は、近位部材ストップ機構を有してもよい。遠位部材は、近位部材ストップ機構に当接して、張力部材が最大長にあるときに張力部材のさらなる延伸を防止するように構成された遠位部材ストップ機構を有してもよい。張力部材は、超弾性材料から少なくとも部分的に形成され得る。最大長は、超弾性材料の超弾性ひずみレベルを超えないように選択することができる。
【0010】
遠位端は、遠位部材の近位端を通って挿入され、次いで可変長空洞内から遠位部材に結合され得る遠位部材結合インターフェースを有し得る。
【0011】
近位部材および遠位部材は、骨ねじの中心に対して遠位にある曲げ応力に関して、最も弱い断面を画定するために協働してもよい。
【0012】
最も弱い断面は、骨係合ねじ山の直近に配置され得る。
【0013】
近位部材は、可変長空洞の近位部分を画定する近位内面を有してもよい。遠位部材は、近位部分内で、トルク伝達機構の近位に延在する延長部を有してもよい。延長部は、近位部材と遠位部材との間に加えられる曲げ荷重に応答して近位内面に押し付ける係合面を有し得る曲げ伝達機構を含み得る。
【0014】
近位部材は、近位シャンクおよび近位シャンクよりも広い頭部を有し得る。係合面は、トルク伝達機構よりも頭部に近い場合がある。
【0015】
延長部は、係合面を有する遠位端と、係合面よりも小さい外径を有し、係合面に対して遠位のレリーフとを有してもよい。 近位内面は、骨ねじの長手方向軸に向かってレリーフ内に突出する突起を有し得る。突起は、近位部材運動ストップ機構として機能し得る。レリーフは、張力部材が最大長にあるときに張力部材のさらなる延伸を防ぐために、近位部材ストップ機構に当接するように構成された遠位部材運動ストップ機構として機能する肩を画定し得る。
【0016】
いくつかの実施形態によれば、骨ねじは、骨に挿入可能であってもよく、近位部材と、骨係合ねじ山を有する遠位部材であって、可変長空洞が近位部材および遠位部材内に画定されるように近位部材と摺動可能に係合するように構成される遠位部材と、可変長空洞内に少なくとも部分的に存在する張力部材とを有してもよい。張力部材は、近位部材に結合された近位端と、近位部材から離れた遠位部材の動きに応答して、張力部材が細長くなり、遠位部材が近位部材に向かって移動するよう促すように、遠位部材に結合された遠位端とを有してもよい。近位部材および遠位部材のうちの少なくとも１つは、近位部材に対して遠位部材の摺動可能な係合を可能にしながら、近位部材から遠位部材にトルクを伝達するトルク伝達機構を有し得る。トルク伝達機構は、骨ねじの長手方向軸に垂直な断面に関して、円周方向よりも半径方向に近い方向に配向されたトルク伝達面を有し得る。
【0017】
遠位部材は、可変長空洞の近位部材に形成された近位部分に近位に延在する近位端を有してもよい。
【0018】
遠位部材の近位部分は、可変長空洞の近位部分内で、トルク伝達機構の近位に延在する延長部を有してもよい。
【0019】
トルク伝達機構は、近位部材および遠位部材によって画定されるスプラインを有し得る。トルク伝達機構は、遠位部材に向かって延在する複数の近位部材歯であって、トルク伝達面を有する近位部材歯と、遠位部材歯が近位部材歯と交差するように近位部材に向かって延在する複数の遠位部材歯とを有し得、遠位部材歯は、トルク伝達面からトルクを受け取るトルク受容面を有する。
【0020】
トルク受容面はまた、円周方向よりも半径方向に近い方向に配向されてもよい。
【0021】
いくつかの実施形態によれば、骨ねじは、骨に挿入可能であってもよく、近位部材と、骨係合ねじ山を有する遠位部材であって、可変長空洞が近位部材および遠位部材内に画定されるように近位部材と摺動可能に係合するように構成される遠位部材と、可変長空洞内に少なくとも部分的に存在する張力部材とを有してもよい。張力部材は、近位部材に結合された近位端と、近位部材から離れた遠位部材の動きに応答して、張力部材が細長くなり、遠位部材が近位部材に向かって移動するよう促すように、遠位部材に結合された遠位端とを有してもよい。骨係合ねじ山の近位にある遠位部材の近位部分は、骨係合ねじ山の短径よりも大きい外径を有し得る。
【0022】
遠位部材は、近位部材に対して遠位部材の摺動可能な係合を可能にしながら、近位部材からトルクを受容するトルク伝達機構を有してもよい。トルク伝達機構は、骨係合ねじ山の近位および隣接して配置され得る。
【0023】
近位部材は、近位シャンクおよび近位シャンクよりも広い頭部を有し得る。遠位部材は、骨係合ねじ山の近位に遠位シャンクを有してもよい。近位シャンクおよび遠位シャンクのうちの少なくとも１つは、骨係合ねじ山の長径よりも小さくない外径を有し得る。
【0024】
いくつかの実施形態によれば、骨ねじは、骨に挿入可能であってもよく、近位部材と、骨係合ねじ山を有する遠位部材であって、可変長空洞が近位部材および遠位部材内に画定されるように近位部材と摺動可能に係合するように構成される遠位部材と、可変長空洞内に少なくとも部分的に存在する張力部材とを有してもよい。張力部材は、近位部材に結合された近位端と、近位部材から離れた遠位部材の動きに応答して、張力部材が細長くなり、遠位部材が近位部材に向かって移動するよう促すように、遠位部材に結合された遠位端とを有してもよい。張力部材は、超弾性材料から少なくとも部分的に形成され得る。近位部材は、近位部材ストップ機構を有してもよい。遠位部材は、近位部材ストップ機構に当接して、張力部材が最大長にあるときに張力部材のさらなる延伸を防止するように構成された遠位部材ストップ機構を有してもよい。最大長は、超弾性材料の超弾性ひずみレベルを超えないように選択することができる。
【0025】
最大長は、超弾性材料の疲労限界を超えないようにさらに選択され得る。
【0026】
近位部材ストップ機構は、近位部材に対して遠位部材の摺動可能な係合を可能にしながら、近位部材から遠位部材にトルクを伝達するトルク伝達機構の近位に配置され得る。
【0027】
近位部材は、近位シャンクおよび近位シャンクよりも広い頭部を有し得る。近位部材ストップは、トルク伝達機構よりも頭部に近い場合がある。
【0028】
近位部材は、可変長空洞の近位部分を画定する近位内面を有してもよい。遠位部材は、近位部分内で近位に延在する延長部を有してもよい。延長部は、遠位端および遠位端に対して遠位であり、遠位端よりも小さい外径を有するレリーフを有してもよい。近位内面は、近位部材ストップ機構を有してもよく、近位部材ストップ機構は、骨ねじの長手方向軸に向かってレリーフ内に突出する突起を有してもよい。レリーフは、遠位部材ストップ機構として機能し、張力部材が最大長にあるときに突起に当接するように構成される肩を画定し得る。
【0029】
いくつかの実施形態によれば、骨ねじは、骨に挿入可能であってもよく、近位部材と、骨係合ねじ山を有する遠位部材であって、可変長空洞が近位部材および遠位部材内に画定されるように近位部材と摺動可能に係合するように構成される遠位部材と、可変長空洞内に少なくとも部分的に存在する張力部材とを有してもよい。張力部材は、近位部材に結合された近位端と、近位部材から離れた遠位部材の動きに応答して、張力部材が細長くなり、遠位部材が近位部材に向かって移動するよう促すように、遠位部材に結合された遠位端とを有してもよい。遠位端は、遠位部材の近位端を通って挿入され、次いで可変長空洞内から遠位部材に結合され得る遠位部材結合インターフェースを有し得る。
【0030】
遠位部材は、可変長空洞の遠位部分を画定する遠位内面を有してもよい。遠位内面は、内側ねじ山を画定し得る。遠位部材結合インターフェースは、内側ねじ山と係合可能な外側ねじ山を有し得る。
【0031】
張力部材の近位端は、拡大部を有し得る。近位部材は、近位シャンク、近位シャンクよりも広い頭部、可変長空洞の近位部分を画定する近位内面、および頭部を通って可変長空洞の近位部分へのアクセスを提供する近位開口部を有し得る。近位開口部は、そこを通る張力部材の遠位端の通過を可能にするようなサイズであってもよい。近位開口部は、遠位部材結合インターフェースを遠位部材に結合すると、拡大部がその上に載る肩を画定し得る。
【0032】
近位部材は、近位シャンク、近位シャンクよりも広い頭部、可変長空洞の近位部分を画定する近位内面、および頭部を通って可変長空洞の近位部分へのアクセスを提供する近位開口部を有し得る。遠位部材は、可変長空洞の遠位部分を画定する遠位内面と、可変長空洞の遠位部分へのアクセスを提供する遠位開口とを有してもよい。近位開口部および遠位開口部は、Ｋワイヤがそこを通過することを可能にするようなサイズであってもよい。
【0033】
一実施形態によれば、第１の骨部分を第２の骨部分に固定するための方法は、第１の骨部分および第２の骨部分にホールを形成し、骨ねじをホールに挿入することを含み得る。骨ねじは、近位部材、遠位部材、および近位部材に結合された近位端と、遠位部材に結合された遠位端とを有する張力部材を有し得る。方法は、張力部材が細長くなり、遠位部材が近位部材に向かって移動するよう促すように、遠位部材を近位部材から離れるように遠位部材を移動させるために、骨ねじにトルクを加えることを含み得る。トルクは、トルク伝達機構を介して近位部材から遠位部材に伝達され得る。トルク伝達機構から近位または遠位に移動する曲げ伝達機構が、近位部材と遠位部材との間で曲げ荷重を共有するように配置され得る。
【0034】
トルク伝達機構は、骨ねじの長手方向軸に垂直な断面に関して、円周方向よりも半径方向に近い方向に配向されたトルク伝達面を有し得る。
【0035】
遠位部材は、骨係合ねじ山を有してもよい。骨係合ねじ山の近位の遠位部材の一部は、近位部材の最遠位端の近位外径と少なくとも同じ大きさの遠位外径を有し得る。
【0036】
近位部材は、近位部材ストップ機構を有してもよい。遠位部材は、遠位部材の遠位ストップ機構を有してもよい。張力部材は、超弾性材料から少なくとも部分的に形成され得る。トルクを印加することは、遠位部材ストップ機構を近位部材ストップ機構に当接させて、張力部材の最大長での張力部材のさらなる延伸を防止することを含み得る。最大長は、超弾性材料の超弾性ひずみレベルを超えないように選択することができる。
【0037】
骨ねじをホールに挿入することは、近位部材および遠位部材をホールに挿入することと、近位部材および遠位部材をホールに挿入した後、張力部材の近位端が近位部材に結合され、張力部材の遠位端が遠位部材に結合されるように、張力部材をホールに挿入することとを含み得る。
【0038】
遠位部材は、骨係合ねじ山を有してもよい。骨ねじをホールに挿入することは、第２の骨部分を骨係合ねじと係合させることを含み得る。近位部材および遠位部材は、骨係合ねじ山に直接近位に配置された、曲げ応力に関して最も弱い断面を画定するために協働してもよい。
【0039】
遠位部材は、可変長空洞が近位部材および遠位部材内に画定されるように、近位部材と摺動可能に係合するように構成され得る。近位部材は、可変長空洞の近位部分を画定する近位内面を有してもよい。遠位部材は、近位部分内で、トルク伝達機構の近位に延在する延長部を有してもよい。延長部は、係合面を含み得る曲げ伝達機構を有してもよい。曲げ伝達機構を配置して曲げ荷重を共有することは、近位部材と遠位部材との間に加えられる曲げ荷重に応答して、係合面を近位内面に押し付けるように配置することを含み得る。
【0040】
延長部は、係合面を有する遠位端と、係合面よりも小さい外径を有する係合面の遠位のレリーフとを有してもよい。近位内面は、骨ねじの長手方向軸に向かってレリーフ内に突出する突起を有し得る。突起は、近位部材運動ストップ機構として機能し得る。レリーフは、遠位部材運動ストップ機構として機能する肩を画定し得る。トルクを印加することは、遠位部材ストップ機構を近位部材ストップ機構に当接させて、張力部材の最大長での張力部材のさらなる延伸を防止し得る。
【0041】
一実施形態によれば、第１の骨部分を第２の骨部分に固定するための方法は、第１の骨部分および第２の骨部分にホールを形成し、骨ねじをホールに挿入することを含み得る。骨ねじは、近位部材、遠位部材、および近位部材に結合された近位端と、遠位部材に結合された遠位端とを有する張力部材を有し得る。方法は、張力部材が細長くなり、遠位部材が近位部材に向かって移動するよう促すように、遠位部材を近位部材から離れるように遠位部材を移動させるために、骨ねじにトルクを加えることをさらに含み得る。骨ねじにトルクを印加することは、骨ねじの長手方向軸に垂直な断面に関して、周方向よりも半径方向に近い方向に配向されたトルク伝達面を有するトルク伝達機構を介して、近位部材から遠位部材にトルクを伝達することを含み得る。
【0042】
遠位部材は、近位部材内に近位に延在する、トルク伝達機構に対して近位の延長部を有してもよい。
【0043】
トルク伝達機構は、遠位部材に向かって延在する近位部材の複数の近位部材歯を含み得る。 近位部材歯は、トルク伝達面を有してもよい。トルク伝達機構はまた、遠位部材歯が近位部材歯と交差するように、近位部材に向かって延びる遠位部材の複数の遠位部材歯を含み得る。 遠位部材歯は、トルク受容面を有してもよい。近位部材から遠位部材にトルクを伝達することは、トルク受容面でトルク伝達面からトルクを受容することを含み得る。
【0044】
トルク受容面はまた、円周方向よりも半径方向に近い方向に配向されてもよい。
【0045】
一実施形態によれば、第１の骨部分を第２の骨部分に固定するための方法は、第１の骨部分および第２の骨部分にホールを形成し、骨ねじをホールに挿入するために骨ねじを挿入することを含み得る。 骨ねじは、近位部材ストップ機構を備えた近位部材、遠位部材ストップ機構を備えた遠位部材、および少なくとも部分的に超弾性材料で形成された張力部材を有し得る。張力部材は、近位部材に結合された近位端と、遠位部材に結合された遠位端とを有してもよい。方法は、さらに、遠位部材ストップ機構が近位部材ストップ機構に当接するまで、遠位部材が細長くなり、近位部材に向かって移動するよう促すように、遠位部材を近位部材から離れるようにトルクを印加して、張力部材の最大長での張力部材のさらなる伸長を防止することを含み得る。最大長は、超弾性材料の超弾性ひずみレベルを超えないように選択することができる。
【0046】
最大長は、超弾性材料の強度限界を超えないようにさらに選択され得る。
【0047】
トルクを印加する工程は、近位部材ストップ機構に遠位のトルク伝達機構を介して、近位部材から遠位部材にトルクを伝達することを含み得る。
【0048】
近位部材は、近位シャンクおよび近位シャンクよりも広い頭部を有し得る。近位部材ストップは、トルク伝達機構よりも頭部に近い場合がある。
【0049】
近位部材および遠位部材は、可変長空洞を画定するために協働し得る。近位部材は、可変長空洞の近位部分内に近位内面を有してもよい。遠位部材は、可変長空洞の近位部分内に近位に延在する延長部を有してもよい。延長部はレリーフを有してもよい。近位内面は、骨ねじの長手方向軸に向かってレリーフ内に突出する突起を有し得る。突起は、近位部材運動ストップ機構として機能し得る。レリーフは、遠位部材運動ストップ機構として機能する肩を画定し得る。トルクを印加することは、遠位部材ストップ機構を近位部材ストップ機構に当接させて、張力部材の最大長での張力部材のさらなる伸長を防止することを含み得る。
【0050】
一実施形態によれば、第１の骨部分を第２の骨部分に固定するための方法は、第１の骨部分および第２の骨部分にホールを形成し、骨ねじの近位部材および遠位部材をホールに挿入することを含み得る。方法は、近位部材および遠位部材をホールに挿入した後、張力部材の近位端が近位部材に結合され、張力部材の遠位端が遠位部材に結合されるように、骨ねじの張力部材をホールに挿入することをさらに含み得る。方法は、張力部材がホールに挿入された後、張力部材が細長くなり、遠位部材が近位部材に向かって移動するよう促すように、遠位部材を近位部材から離れるように遠位部材を移動させるために、骨ねじにトルクを印加することをさらに含み得る。
【0051】
近位部材および遠位部材は、可変長空洞を画定するために協働し得る。張力部材をホールに挿入することは、張力部材を可変長空洞に挿入することを含み得る。
【0052】
遠位部材は、内側ねじ山を画定する遠位内面を有してもよい。遠位部材結合インターフェースは、外側ねじ山を含み得る。張力部材を可変長空洞に挿入することは、内側ねじ山を外側ねじ山と係合させることを含み得る。
【0053】
張力部材の近位端は、拡大部を有し得る。近位部材は、近位シャンク、近位シャンクよりも広い頭部、可変長空洞の近位部分を画定する近位内面、および頭部を通って可変長空洞の近位部分へのアクセスを提供する近位開口部を有し得る。近位開口部は、肩を画定し得る。張力部材を可変長空洞に挿入することは、近位開口部を通って張力部材の遠位端を挿入することと、拡大部を近位開口部の肩に載せるように配置することとをさらに含み得る。
【0054】
近位部材は、可変長空洞への近位アクセスを提供する近位開口部を有し得る。遠位部材は、可変長空洞への遠位アクセスを提供する遠位開口部を有し得る。この方法は、骨ねじをホールに挿入する前に、Ｋワイヤが第２の骨部分に固定されるように、Ｋワイヤをホールに挿入することをさらに含み得る。近位部材および遠位部材をホールに挿入することは、Ｋワイヤの近位端を遠位開口部および近位開口部を通過させることを含み得る。
【0055】
一実施形態によれば、第１の骨部分を第２の骨部分に固定するための方法は、第１の骨部分および第２の骨部分にホールを形成し、骨ねじをホールに挿入することを含み得る。骨ねじは、近位部材ストップ機構を備えた近位部材、遠位部材ストップ機構を備えた遠位部材、および少なくとも部分的に超弾性材料で形成された張力部材を含み得る。張力部材は、近位部材に結合された近位端と、遠位部材に結合された遠位端とを有してもよい。方法は、第１の圧縮荷重を生成する第１の挿入深さに骨ねじを挿入することと、第１の圧縮荷重と同様の第２の圧縮荷重を生成する第２の挿入深さに骨ねじを挿入することとをさらに含み得る。第２の挿入深さは、第１の挿入深さよりも大きくてもよい。方法は、第２の圧縮荷重よりも大きい第３の圧縮荷重を生成する第３の挿入深さに骨ねじを挿入することをさらに含み得る。第３の挿入深さは、第２の挿入深さよりも大きくてもよい。
【0056】
第１の挿入深さと第２の挿入深さとの間の差は、１ｍｍと４ｍｍとの間であり得る。
【0057】
一実施形態によれば、骨ねじによって一緒に固定された第１の骨部分と第２の骨部分との間の短縮を収容する方法は、第１の骨部分および第２の骨部分にホールを形成し、第１の圧縮負荷が作成されるように骨ねじをホールに挿入することを含み得る。骨ねじは、近位部材ストップ機構を備えた近位部材、遠位部材ストップ機構を備えた遠位部材、および少なくとも部分的に超弾性材料で形成された張力部材を含み得る。張力部材は、近位部材に結合された近位端と、遠位部材に結合された遠位端とを有してもよい。骨ねじは、第１の骨部分と第２の骨部分との間の第１の全短縮時に、第１の圧縮負荷よりも小さい第２の圧縮負荷を生成し得る。骨ねじは、第１の全短縮よりも大きい第１の骨部分と第２の骨部分との間の第２の全短縮時に、第２の圧縮負荷と同様の第３の圧縮負荷を生成し得る。骨ねじは、第２の全短縮よりも大きい第１の骨部分と第２の骨部分との間の第３の全短縮時に、第３の圧縮負荷よりも小さい第４の圧縮負荷を生成し得る。
【0058】
第２の全短縮と第３の全短縮との間の差は、１ｍｍと４ｍｍとの間であり得る。
【0059】
本開示のこれらの特徴及び他の特徴と利点は、以下の記載及び付加された特許請求の範囲から十分に明らかとなるか、あるいは本明細書で説明される装置、システムおよび方法を実施することによっても知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0060】
本開示の例示的な実施形態は、添付の図面と併せて、以下の説明からより完全に明らかになる。これらの図面は例示的な実施形態のみを示し、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なされるべきではないことを理解して、本開示の例示的な実施形態は、添付の図面の使用を通じて追加の特異性および詳細とともに説明される：
【0061】
図面は、本開示の概念を説明することを目的としており、原寸に比例して描かれていない場合があることを理解されたい。さらに、図面は例示的な実施形態を示しており、本開示の範囲に対する制限を表すものではない。
【発明を実施するための形態】
【0062】
本願の例示的な実施形態は、図面を参照することによって最もよく理解され、図面全体を通して、同様の部品は同様の数字によって指定される。一般的に説明および図示されている本開示の構成要素は、多種多様な異なる構成で配置および設計できることは容易に理解されよう。したがって、図面に示されるようなインプラント、システム、および方法の実施形態に関する以下のより詳細な説明は、本開示の範囲を限定することを意図するものではなく、単に本開示の例示的な実施形態を表すものである。
【0063】
用語「例示的な」は、本明細書では「例、実例、または例示として機能を果たす」ことを意味するように用いられる。「例示的な」として本明細書で説明されるいずれの実施形態も、他の実施形態に対して必ずしも好ましいまたは有利なものとして解釈されるわけではない。実施形態の様々な態様が図に提示されているが、特に示されていない限り、図は必ずしも正確な縮尺で描かれているわけではない。
【0064】
以下の実施例は、本開示の主題の代表的な実施形態を実施するための当業者へのガイダンスを提供するために含まれている。本開示および当業者の一般的なレベルに照らして、当業者は、以下の実施例が単に例示的であることを意図しており、本開示の主題の範囲から逸脱することなく、多数の変更、修正、および変更を用いることができることを理解することができる。
【0065】
骨ねじによる骨部分の固定は、外傷固定、関節固定術、截骨術などを含むがこれらに限定されない様々な外科的処置で利用することができる。例えば、高エネルギー事象が骨を折って断片化させる場合、外傷固定処置が必要になる場合がある。骨が治癒されている間、骨ねじを使用して、骨片を正しい解剖学的位置に固定することができる。関節固定術は、骨関節から劣化した関節軟骨を除去し、骨が関節全体で融合している間、骨関節を骨ネジで圧縮して保持することによって、痛みや関節機能の喪失を引き起こす可能性のある変性骨関節を治療することができる。骨切断術は、最初に骨を切断し、次に骨ねじを使用して、骨が治癒する間、切断された骨部分を新しい所望の位置に保持することによって、骨をより好ましい位置に再調整することができる。
【0066】
本明細書に記載または企図される固定装置のいずれかを、任意の構成で、本明細書に記載される特徴のいずれかと共に利用し得る例示的な適用／手順には、外傷処置（例えば、骨折固定など）、外傷後再建（骨盤または関節融合）、脊椎処置（例えば、ＳＩ融合、小断面固定など）、関節再建処置（全股関節形成、全膝関節形成）、スポーツ関連処置、四肢処置、頭蓋顎骨顔面処置、リブメート処置、獣医学的処置、骨メッキ処置（例えば、大腿骨プレート、上腕骨プレート、脛骨プレートなど）、髄内釘固定処置、切断者接続処置、肉腫処置、肩／膝関節固定、小骨固定、矯正、または融合（例えば、足／足首、手／手首など）、関節融合、骨粗骨症または骨折を含む処置などが含まれ得るが、これらに限定されない。
【0067】
以下の開示は、埋め込み可能デバイス（例えば、整形外科用インプラント、脊椎インプラント、スポーツ医学インプラント、外傷インプラント、再建インプラント、四肢インプラント、獣医インプラントなど）としての骨および他の組織における利用のための様々な骨固定デバイス、システム、および方法を提示する。本明細書に記載または企図される任意の骨固定アセンブリの任意の特徴は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく、本明細書に記載または企図される任意の他の骨固定アセンブリと組み合わせてもよいことが理解されるであろう。
【0068】
いくつかの実施形態によれば、骨ねじ１００が提供されてもよい。骨ねじは、長手方向軸１０２、近位部材１０４、遠位部材１０６、および張力部材１０８を有し得る。骨ねじ１００は、図１Ａから図５に関連して示され、説明される。図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、および図１Ｄは、骨ねじ１００の斜視図、側面図、前面図、および背面図である。図２は骨ねじ１００の分解斜視図である。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、および３Ｄは、それぞれ、骨ねじ１００、近位部材１０４、遠位部材１０６、および張力部材１０８の側面図である。図４は、骨ねじ１００の正面立面断面図である。図５は、骨ねじ１００の別の正面立面断面図である。
【0069】
示されるように、骨ねじ１００の長手方向軸１０２は、骨ねじ１００の最長長さに沿って、骨ねじ１００の幾何学的中心および／または半径方向対称軸に沿って延在する軸であり得る。「近位」および「遠位」という用語は、一般に、長手方向軸１０２に沿った変位を参照して使用されるが、それらは、近位部材１０４および遠位部材１０６などの近位部材または遠位部材に機構を接続するための形容詞として使用されることがある。
【0070】
近位部材１０４は、近位部材１０４の遠位端に近位シャンク１１０、近位部材１０４の近位端に頭部１１２、及び可変長空洞１３０の近位部分１３２を画定するために近位部材１０４の内面１１５と協働する近位内面１１４を有してもよい。頭部１１２は、近位シャンク１１０の幅１２８よりも大きい幅１２６ （すなわち、長手方向軸１０２に垂直な最大寸法）を有し得る。したがって、骨に挿入されると、頭部１１２は、後に示されるように、長手方向軸１０２を横切って突出して、骨ねじ１００が駆動される骨の外皮と係合することができる。近位内面１１４および内面１１５は、長手方向軸１０２に向かって内向きに面してもよい。頭部１１２は、ドライバ（図示せず）からトルクを受け取るドライバ係合機構２３０を有し得る。例えば、ドライバ係合機構２３０は、ドライバの遠位端に一致する形状のボスを受容する半径方向対称パターンを有するソケットであってもよい。ドライバ係合機構２３０は、示されるように、六角形のソケットであってもよい。
【0071】
遠位部材１０６は、遠位部材１０６の近位端に遠位シャンク１２０、遠位部材１０６の遠位端に骨係合ねじ山１２２、及び可変長空洞１３０の遠位部分１３４を画定する遠位内面１２４を有してもよい。骨係合ねじ山１２２は、骨と係合するように設計されてもよく、骨に以前に形成されたパイロットホールへの挿入時に最適に機能するように形作られてもよい。代替として、骨係合ねじ山１２２は、セルフタップであってもよく、骨ねじ１００が、それが挿入される骨内にそれ自体のパイロットホールを形成することを可能にしてもよい。
【0072】
張力部材１０８は、近位端１４０、遠位端１４２、および近位端１４０を遠位端１４２に接続する長手方向軸１０２に沿って延びるシャンク１４４を有し得る。近位端１４０は、近位部材１０４内の内側ねじ山１４７とのねじ係合を介して、張力部材１０８の近位部材１０４への結合を容易にする近位ねじ山１４６を有してもよい。遠位端１４２は、骨係合ねじ山１２２の遠位にある遠位部材１０６の対応する表面１４９上の遠位フランジ１４８の当接を介して、張力部材１０８の遠位部材１０６への結合を容易にする遠位フランジ１４８を有してもよい。遠位端１４２は、骨貫通のために十分に鋭い遠位先端１５０をさらに有してもよい。遠位先端１５０は、遠位先端１５０の前から骨切断を除去するのを助けるチャネルまたは溝などの１つまたは複数の機構を有し得る。追加的または代替的に、遠位先端１５０は、マイナスドライバなどのドライバによる張力部材１０８の回転を容易にするスロット１５２を有し得る。
【0073】
図２および３Ａにより明確に示されるように、骨ねじ１００は、まず、張力部材１０８の遠位端１４２の遠位フランジ１４８が遠位部材１０６の対応する表面１４９に当接するまで、近位方向に沿って、遠位部材１０６の開いた遠位端を通って張力部材１０８の近位端１４０を挿入することによって組み立てられ得る。次いで、遠位部材１０６の遠位シャンク１２０および張力部材１０８の近位端１４０は、近位部材１０４内で、可変長空洞１３０の近位部分１３２に挿入され得る。張力部材１０８は、張力部材１０８の近位端１４０の近位ねじ山１４６が近位部材１０４の内側ねじ山１４７と係合するように、近位部材１０４および遠位部材１０６に対して回転されてもよい（例えば、平頭ドライバまたは他のドライバを用いて張力部材１０８の遠位先端１５０を回転させることによって）。
【0074】
これは、近位部材１０４および遠位部材１０６によって画定される可変長空洞１３０内に張力部材１０８が概して存在する、図３Ａに示される構成をもたらし得る。可変長空洞１３０は、近位部材１０４内の近位部分１３２と、遠位部材１０６内の遠位部分１３４とを含み得る。遠位部分１３４の一部はまた、遠位シャンク１２０が可変長空洞１３０の近位部分１３２内にあるので、近位部材１０４内に存在してもよい。
【0075】
骨ねじ１００は、骨折固定、関節固定、及びインプラント固定を含むが、これらに限定されない、様々な目的のために使用され得る。いくつかの実施態様では、骨ねじ１００は、１つの骨部分またはインプラントを通って、骨係合ねじ山１２２が固定されている別個の骨部分に挿入されてもよい。前述のように、いくつかの実施形態では、骨ねじ１００は、骨に事前に形成されたパイロットホールに挿入され得る。 代替の実施形態では、骨ねじ１００は、それ自体のホールを形成し、穿刺するために骨に対して駆動されてもよい。
【0076】
いずれの場合も、骨ねじ１００は、骨係合ねじ山１２２が骨ねじ１００を引き寄せて、頭部１１２が近位骨部分またはインプラントの外面に当接するまで前進させるように（例えば、ドライバを介して）回転され得る。次いで、骨ねじ１００は、骨係合ねじ山１２２の作用により、遠位部材１０６が近位部材１０４に対して遠位に押されるようにさらに前進されてもよい 張力部材１０８は、張力部材１０８のシャンク１４４がこの力に応答して細長くなるような寸法にすることができ、近位部材１０４が概ね所定の位置に留まる間、遠位部材１０６が遠位に移動することを可能にする。
【0077】
シャンク１４４上の張力は、張力部材１０８に圧縮力を加えさせ、遠位部材１０６を近位部材１０４に対して近位に引き戻すことができる。この圧縮力は、骨部分間の接合部（またはインプラント固定の場合は、骨とインプラントとの間）を横切って作用し得、骨統合、骨折治癒、持続的な骨折固定などを有益に促進し得る。
【0078】
遠位部材１０６のこのさらなる前進は、骨ねじ１００がその所望の長さに達するまで継続し得る。長さは、例えば、骨の沈下、患者の動き、および／または他の要因のために、張力部材１０８内のひずみのいくつかが緩和された後でも、張力部材１０８が圧縮力を発揮し続けるように選択され得る。
【0079】
いくつかの実施形態では、近位部材１０４および遠位部材１０６は、チタンおよび／またはチタン合金などの比較的高強度の生体適合性材料で形成され得る。張力部材１０８は、有利には、ニチノールなどの生体適合性超弾性材料で形成され得る。超弾性材料は、近位部材１０４および遠位部材１０６に概して一定の圧縮力を及ぼしながら、有益にかなりのひずみを受け得る。したがって、張力部材１０８は、ひずみのある弛緩が生じた後でも圧縮を維持し得る。
【0080】
骨ねじ１００は、それが骨に駆動されるとき、および／または患者が骨ねじ１００を所定の位置に置いて活動するとき、かなりの応力を受ける可能性が高い。より大きなねじ（ほとんどの木ねじなど）では、これらの応力は心配されない場合がある。しかしながら、骨ねじ１００は、近位部材１０４の近位シャンク１１０の直径で測定して、直径が比較的小さい（例えば、３．５ｍｍから７．０ｍｍ）ことが望ましい。したがって、骨ねじ１００は、近位部材１０４、遠位部材１０６、および／または張力部材１０８の破損（例えば、破損または塑性変形）を回避するために、近位部材１０４、遠位部材１０６、および／または張力部材１０８内の応力を分散、移動、および／またはそうでなければ管理するのに役立ついくつかの機構を有し得る。特に、そのような応力分布機構を欠くこのサイズの中空ネジは、挿入中および／または治癒中に故障する可能性がある。
【0081】
より具体的には、骨ねじ１００は、トルク伝達機構、長さ制限機構、曲げ伝達機構、および意図的に選択された外径を有し得る。これらの機構のそれぞれは、以下に説明するように、近位部材１０４、遠位部材１０６、および／または張力部材１０８によって受ける応力のいくつかの態様を制御するのに役立ち得る。
【0082】
骨ねじ１００は、近位部材１０４から遠位部材１０６にトルクを伝達するトルク伝達機構を有してもよい。トルク伝達機構は、骨ねじ１００が骨に駆動されるときにトルクの適用に付随する近位部材１０４および遠位部材１０６内の応力を制御するように構成され得る。円周方向またはほぼ円周方向に配向されたトルク伝達面を有するトルク伝達機構は、トルクを伝達する表面と同様に、これらの表面として高いフープ応力にさらされ得ることが観察されている。従来の多面体インターフェース（六角形のホールやドライバーなど）は、トルク伝達中に高い応力を受ける。同様に、円筒形部材上の１つ以上の平面が１つ以上の一致する平面を有するホール内に配置されるインターフェースもまた、高い応力にさらされるであろう。
【0083】
したがって、骨ねじ１００によって採用されるトルク伝達機構は、トルク伝達面が円周方向から著しく角度を付けられた設計を有し得る。この角度は、２０°を超えてもよく、３０°を超えてもよく、４０°を超えてもよく、５０°を超えてもよく、６０°を超えてもよく、７０°を超えてもよく、または８０°を超えてもよい。いくつかの実施形態では、角度は９０°であってもよい。さらに、他の実施形態では、この角度は、９０°よりもさらに大きくてもよい。大きな角度はフープ応力低減に有益であり得るが、いくつかの実施形態では、円周方向よりも半径方向に近い方向に配向されるように角度を付けられたトルク伝達面で十分なフープ応力低減が得られ得る。
【0084】
図１Ａから図５に具体化され、図４に最も明確に示されるように、骨ねじ１００のトルク伝達機構は、スプライン２００であり得る。 スプライン２００は、近位部材１０４の近位内面１１４上に形成された外側スプライン構成要素２０２と、遠位部材１０６の遠位シャンク１２０上に形成された内側スプライン構成要素２０６とを含み得る。外側スプライン構成要素２０２は、外側スプライン構成要素２０２がトルクを内側スプライン構成要素２０６に伝達するように、内側スプライン構成要素２０６とかみ合い得る。したがって、近位部材１０４が外科医によって（例えば、頭部１１２と係合するドライバを介して）回転されると、遠位部材１０６も回転して、骨と係合するねじ山１２２を骨に駆動し得る。
【0085】
図４にさらに示されるように、外側スプライン構成要素２０２は、近位部材１０４が長手方向軸１０２の周りを回転するにつれて、外側歯２０４の先端にあるトルク伝達面２０３を有し得る。外側歯２０４は、長手方向軸１０２に平行な、可変長空洞１３０の近位部分１３２の長さの一部に沿って延在し得る。外側歯２０４は、長手方向軸１０２に平行に延在する外側溝２０５によって互いに分離されてもよい。
【0086】
外側スプライン構成要素２０２は、１０本の外側歯２０４と共に示されているが、当業者は、任意の数の歯が存在し得ることを認識するであろう。いくつかの実施形態では、単一の歯のみが存在し得る。複数の歯の存在は、追加の表面にわたって、および近位部材１０４および遠位部材１０６の複数の扇形部分にトルク伝達によって誘発される負荷を広げるのに役立ち得る。
【0087】
内側スプライン構成要素２０６は、遠位部材１０６が回転方向Ｒに沿って長手方向軸１０２を中心に回転するときに、内側歯２０９の後面上にあるトルク受容面２０７を有してもよい。内側歯２０９は、長手方向軸１０２に平行な、可変長空洞１３０の遠位部分１３４の長さの一部に沿って延在してもよい。内側歯２０９は、長手方向軸１０２に平行に延在する内側溝２０８によって互いに分離されてもよい。
【0088】
内側スプライン構成要素２０６上の内側溝２０８の数は、外側スプライン構成要素２０２上の外側歯２０４の数と等しくてもよい。図４では、１０個の内側溝２０８内に存在する１０個の外側歯２０４が存在する。同様に、１０個の外側溝２０５内に存在する１ ０個の内側歯２０９が存在する。したがって、外側スプライン構成要素２０２は、内側スプライン構成要素２０６と噛み合う。前述のように、いずれかの構成要素には、より多くのまたはより少ない歯または溝が存在し得る。一方の構成要素の歯の数は、他方の溝の数と等しくてもよいが、必ずしもそうではなく、いくつかの実施形態では、不等な数の歯および／または溝が、内側スプライン構成要素と外側スプライン構成要素との間に存在してもよい。
【0089】
外側スプライン構成要素２０２のトルク伝達面２０３は、有利には、図４に示される角度Φによって円周方向Ｃから角度的に変位し得る。線Ｌは、外側スプライン構成要素２０２のトルク伝達面２０３のうちの１つを表す。上述したように、角度Φは、近位部材１０４および／または遠位部材１０６内のフープ応力を低減するために有意であり得る。いくつかの実施形態では、角度Φは、線Ｌと半径方向Ｒとの間の角度Θよりも大きくてもよい。したがって、角度Φは、４５°よりも大きくてもよい。
【0090】
スプライン２００は、本開示の範囲内で使用され得る複数の異なるタイプのトルク伝達機構のうちの１つのみを表す。多面体および曲線形状を含むがこれらに限定されない様々な他のトルク伝達機構が使用され得る。多面体トルク伝達機構は、円周方向から角度的に変位するトルク伝達面を有する星形状、長方形、および／または他の形状を含み得る。曲線トルク伝達機構は、同様に、そのような角度付きトルク伝達面を有し得、曲線および／または直線セグメントを含み得る。いくつかの実施形態では、より有機的形状の丸みを帯びたスプラインを使用してもよい。他の実施形態では、卵形、楕円形、または他の曲線トルク伝達機構が存在し得る。
【0091】
骨ねじ１００はまた、骨ねじ１００の延伸を制御するのに役立つ長さ制限機構２１０を有してもよい。骨ねじ１００の無制限の延伸は、張力部材１０８によって経験される負荷（静的および／または疲労負荷）が張力部材１０８を破損または塑性変形させる可能性があるため、張力部材１０８を張力で破損させる可能性がある。いくつかの実施形態では、長さ制限機構２１０は、以下に示され、説明されるように、張力部材１０８上の応力がその超弾性ゾーン内に留まるように、近位部材１０４に対する遠位部材１０６の変位を制限するように動作し得る。さらに、いくつかの実施形態では、骨ねじ１００は、無限の寿命のために設計され得る。したがって、長さ制限機構２１０は、張力部材１０８の強度制限を超えないように、近位部材１０４に対する遠位部材１０６の変位を制限するように設計され得る。
【0092】
示されるように、長さ制限機構２１０は、近位部材１０４上の近位ストップ機構および遠位部材１０６上の遠位ストップ機構を含み得る。近位ストップ機構および遠位ストップ機構は、骨ねじ１００の最大長に達したときに互いに接触し得、近位部材１０４に対する遠位部材１０６のさらなる遠位運動を防止する。近位ストップ機構及び遠位ストップ機構はそれぞれ、多くの形態をとり得る。 近位ストップ機構および遠位ストップ機構のそれぞれの１つまたは複数が、本開示による骨ねじに存在し得る。
【0093】
図３Ａ、図３Ｂ、および図５に示されるように、近位部材１０４は、複数の近位ストップ帰国を有し得、そのそれぞれは、近位内面１１４上の突起２１２である。各突起２１２は、近位内面１１４の残部から内側に（すなわち、可変長空洞１３０の近位部分１３２内に入れ子になった長手方向軸１０２および遠位部材１０６に向かって）突出し得る。各突起２１２は、例えば、近位部材１０４の外面に形成された開口部２１４の使用を通じて形成されてもよい。いくつかの実施形態では、開口部２１４は、比較的薄い壁によって可変長空洞１３０の近位部分１３２から分離されたブラインドホールとして形成され得る。遠位部材１０６の遠位シャンク１２０が可変長空洞１３０の近位部分１３２に挿入された後、ピンまたは他の突出部材は、開口部２１４に挿入され、内側に押し込まれて薄い壁を内側に屈曲させ、したがって各突起２１２を形成し得る。
【0094】
遠位部材１０６は、突起２１２のすべてに接触する単一の遠位ストップ機構を有してもよい。図３Ａ、図３Ｃ、および図５に示されるように、遠位部材１０６の遠位ストップ機構は、遠位部材１０６の遠位シャンク１２０上に形成されたレリーフ２１８の一端を画定する肩２１６であり得る。具体的には、レリーフ２１８は、内側スプライン構成要素２０６から近位に延びる遠位シャンク１２０の延長部上に、遠位シャンク１２０の小径セクションとして形成され得る。 レリーフ２１８は、遠位シャンク１２０の近位端に近接してもよく、肩２１６を画定してもよい。
【0095】
遠位シャンク１２０を可変長空洞１３０の近位部分１３２に完全に挿入した後、レリーフ２１８は、近位部材１０４の開口部２１４と整列され得る。したがって、突起２１２が上述のように形成されるとき、突起２１２は、レリーフ２１８内に内側に延在してもよい。突起２１２は、肩２１６が突起２１２を越えて遠位に移動することができないように、レリーフ２１８内に十分に突出し得る。したがって、突起２１２に対する肩２１６の当接は、遠位部材１０６が近位部材１０４に対して遠位に移動することができる程度を制限し得る。
【0096】
遠位シャンク１２０が可変長空洞１３０の近位部分１３２に完全に挿入されると（遠位シャンク１２０全体が近位部分１３２内に受け入れられるように）、突起２１２は、レリーフ２１８の遠位端の近くに存在し得る。したがって、レリーフ２１８の長さは、遠位部材１０６が近位部材１０４に対して遠位に移動することができる程度を画定し得る。
【0097】
有利には、長さ制限機構２１０は、スプライン２００の近位に移動されてもよい。したがって、長さ制限機構２１０は、スプライン２００の動作を妨げることなく、および骨ねじ１００のトルク伝達機構の追加の複雑さを必要とせずに動作し得る。
【0098】
「長さ制限機構」は、骨ねじの伸びを制限することができる多種多様なデバイスのいずれかを含み得る。同様に、「近位運動ストップ」および「遠位運動ストップ」はそれぞれ、そのような伸びを物理的に妨げることができる任意の機構を含み得る。したがって、近位および遠位運動ストップは、フランジ、バンプ、タブ、戻り止め、肩などを含むがこれらに限定されない、突出要素の任意の既知の組み合わせを含み得る。そのような要素は、内側、外側、および／または円周方向に突出し得る。
【0099】
骨ねじ１００はまた、近位部材１０４と遠位部材１０６との間で、そのような負荷が適用される位置から変位した位置で曲げ荷重を伝達するのに役立つ曲げ伝達機構２２０を有し得る。例えば、骨ねじ１００が第１の骨部分を通って挿入され、骨係合ねじ山１２２が第２の骨部分に固定される場合、使用者の動き（または試みられた動き）は、第２の骨部分が第１の骨部分に対して移動するように促し得る。この力は、せん断（すなわち、インターフェースに平行な相対運動または第１の骨部分と第２の骨部分との間の骨折を促す）、張力（インターフェースに垂直な相対運動または骨折を促す）、曲げ（骨ねじ１００の長手方向軸１０２からオフセットされた軸に沿った相対運動を促す）、および／またはねじり（骨ねじ１００の長手方向軸１０２を中心とした第１の骨部分に対する第２の骨部分の回転を促す）であり得る。
【0100】
これらの力は、骨ねじ１００に曲げモーメントをもたらし得、第１の骨部分と第２の骨部分との間のインターフェースで最大になり得る。曲げ伝達機構２２０は、有利には、このインターフェースから近位にまたは遠位に変位してもよく、したがって、これらの力のいくつかをインターフェースから離れるように分散してもよい。さらに、曲げ伝達機構２２０は、遠位部材１０６から近位部材１０４にいくつかの曲げ荷重を伝達し得る。遠位部材１０６は、第１の骨部分と第２の骨部分との間のインターフェースに近接するより小さい断面形状を有し得、したがって、より高い曲げ応力にさらされ得る。したがって、この曲げ応力のいくつかを近位部材１０４にシフトさせると、骨ねじ１００によって許容され得る全体的な曲げ荷重が増加し得る。
【0101】
図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃに示されるように、曲げ伝達機構２２０は、近位部材１０４上の近位係合面２２２および遠位部材１０６上の遠位係合面２２６を含み得る。図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃの実施形態では、遠位係合面２２６は、遠位シャンク１２０の近位端で、肩２１６に近位の外向きの表面であってもよい。 近位係合面２２２は、内面１１５の近位部分に配置されてもよく、内面１１５は内側に面し、遠位係合面２２６に面する。
【0102】
遠位係合面２２６は、近位係合面２２２の直径に近い直径を有するようなサイズであってもよい。有利には、遠位係合面２２６は、近位係合面２２２よりもわずかに小さくてもよく、その結果、遠位係合面２２６は、近位部材１０４および遠位部材１０６の組み立て中に隙間を有する近位係合面２２２内に受け入れられ得る。このクリアランスは、骨ねじ１００のわずかな曲げに応答して、遠位係合面２２６が近位係合面２２２に当接して、遠位部材１０６から近位部材１０４に曲げ荷重の一部を伝達するように、比較的小さくてもよい。
【0103】
例えば、骨ねじ１００上の曲げ荷重は、遠位部材１０６の軸が近位部材１０４の軸と共線でなくなるように、遠位部材１０６をシフトさせることができる。 遠位部材１０６のこの動きは、遠位部材１０６の遠位シャンク１２０を内面１１５の一方の側に向かって移動させ得る。近位係合面２２２との遠位係合面２２６の当接は、最大曲げ応力の近く（例えば、骨部分間のインターフェースの近く）の材料が、それを塑性的に変形または破損させるレベルで応力を受けないように、この曲げを制限し得る。
【0104】
曲げ伝達機構２２０は、最大応力の部位から曲げ荷重を伝達するために使用され得る多くの可能な構造のうちの１つに過ぎない。特に、骨ねじ１００は、近位係合面２２２および遠位係合面２２６に加えて、または代替として、曲げ伝達機構としても機能し得る他の機構を含み得る。骨ねじ１００への曲げ荷重の印加に応答して互いに当接する近位部材１０４および遠位部材１０６の任意の表面は、曲げ伝達機構と見なされ得る。 特に、内側スプライン構成要素２０６に近接する遠位シャンク１２０の全長（レリーフ２１８を除く）、および近位部材１０４の内面１１５の対応する内向き領域はまた、骨ねじ１００が曲げて負荷されるにつれて、それらが互いに隣接し、遠位部材１０６から近位部材１０４に曲げ荷重を伝達し得るため、曲げ伝達機構として機能し得る。
【0105】
さらに、「曲げ伝達機構」という語句は、そのような荷重を伝達するために互いに隣接する、どんな形状であっても表面の任意の組み合わせを含む。 限定ではなく例として、そのような表面は、円筒形、スプライン形、多角形、不規則形、および／または他の断面形状を有し得る。そのような表面は、長手方向軸１０２に平行であってもよく、または代替の実施形態では、長手方向軸１０２に非平行に角度を付けられてもよい。したがって、曲げ伝達機構は、直線押出である必要はなく、代わりに、長手方向軸１０２に向かっておよび／または長手方向軸１０２から離れるように変化する円錐形、半球形、または他の形状を有し得る。
【0106】
骨ねじ１００は、従来技術の可変長ねじよりも強化された強度および／または剛性を骨ねじ１００に提供するのに役立つ他の特徴および／または寸法をさらに有し得る。例えば、多くの既知のねじは、ねじ山の小さい直径と同じくらいの大きさのシャンクを有する。そのような設計は、対応するパイロットホールが一定の直径を有するドリルビット（図示せず）で形成され得るため、簡単な準備の利点を有する。対照的に、骨ねじ１００の骨係合ねじ山１２２は、骨係合ねじ山１２２に近接する骨ねじ１００の部分（頭部１１２を除く）が骨係合ねじ山１２２の短径よりも大きくなるような寸法であってもよい。
【0107】
具体的には、図３Ｃに示されるように、骨係合ねじ山１２２は、短径２４２、長径２４４、およびピッチ２４６を有し得る。遠位シャンク１２０は、骨係合ねじ山１２２に隣接して、骨係合ねじ山１２２の短径２４２よりも大きい外径２４８を有してもよい。これは、遠位シャンク１２０、特に、骨係合ねじ山１２２に隣接する遠位シャンク１２０の部分に、ねじ山の短い直径にサイズが制限されたシャンクを有する骨ねじに存在するであろうものに対する付加的な曲げ強度を提供し得る。
【0108】
遠位シャンク１２０はまた、骨係合ねじ山１２２の近位に移動し、また、内側スプライン構成要素２０６の近位に移動する外径２５０を有してもよい。外径２５０はまた、骨係合ねじ山１２２の短径２４２よりも大きくてもよい。いくつかの実施形態では、外径２４８および／または外径２５０は、長径２４４と等しくてもよく、および／または長径２４４よりも大きくてもよい。さらに他の実施形態では、外径２４８および／または外径２５０は、骨係合ねじ山１２２の短径２４２および長径２４４の平均と等しいサイズであってもよく、大きいサイズであってもよく、または小さいサイズであってもよい。
【0109】
これらの意図的な寸法決定の結果、骨ねじ１００の最も弱い断面は、曲げに関して、最大曲げ応力の位置から変位し得る。より正確には、最大曲げ応力は、骨ねじ１００によって一緒に固定されているアイテム間のインターフェース（例えば、一緒に固定される２つの骨断片または部分間）で経験され得る。ねじのシャンクの外径に等しい小さな直径を有する遠位ねじ山を有するねじ（図示せず）は、ねじ山の著しく近位に移動する曲げに関して、最も弱い断面を有し得る。したがって、最大応力の位置は、不幸にも、ねじの中心付近にあり得る、ねじの最も曲がりやすい部分と整列し得る。
【0110】
逆に、骨ねじ１００は、ねじの中心の遠位にある、曲げに関して最も弱い断面を有し得、したがって、最大曲げ応力の位置の遠位に移動する可能性が高い。例えば、骨ねじ１００の最も弱い断面は、曲げに関して、骨係合ねじ山１２２のすぐ近くにあり得る。この位置は、骨ねじ１００が完全に挿入されたときに骨部分間のインターフェースから遠位に移動され得る。なぜなら、骨係合ねじ山１２２は、有利には、遠位骨部分または断片に完全に駆動され得、次いで、以下で説明するように、さらに駆動されて、骨ねじ１００の伸長を引き起こし得るからである。
【0111】
さらに、図３Ｂに示されるように、近位シャンク１１０は、骨係合ねじ山１２２の短径２４２よりも大きい外径２５２を有し得る。したがって、遠位部材１０６だけでなく、近位部材１０４も、強化された強度および／または剛性を有し得る。図３Ａにさらに示されるように、外径２５２は、骨係合ねじ山１２２の長径２４４と同じくらい大きくてもよく、骨ねじ１００にさらに追加の強度および／または剛性を提供する。代替の実施形態では、外径２５２は、短径２４２よりも大きくてもよいが、骨係合ねじ山１２２の長径２４４よりも小さくてもよい。
【0112】
外径２５２は、整形外科用ネジのための標準的または他の方法で既知のサイズに適合し得る。これは、多種多様な整形外科用途のために、従来のねじの代わりに骨ねじ１００の使用を容易にし得る。いくつかの実施形態では、外径２５２は、１ｍｍから１０ｍｍの範囲内であってもよい。さらにより具体的には、外径２５２は、２ｍｍから８ｍｍの範囲内であってもよい。さらにより具体的には、外径２５２は、３．５ｍｍ～７ｍｍの範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、外径２５２は、４ｍｍから６ｍｍの範囲内であってもよい。さらにより具体的には、外径２５２は、約５ｍｍであってもよい。図１Ａから図５は、骨ねじ１００の特定の実施形態のスケールで示されている。したがって、骨ねじ１００の他の寸法は、外径２５２のこれらの可能な値から導出され得る。
【0113】
骨ねじ１００は、多種多様な方法で骨および／またはインプラント構造に適用され得る。いくつかの実施形態では、パイロットホールは、最初に、骨係合ねじ山１２２が係合される骨に形成されてもよい。段差付きパイロットドリルビット（図示せず）は、この目的のために有利に使用され得る。段差付きパイロットドリルビットは、より小さい直径を有する遠位部分およびより大きな直径を有する近位部分を有し得る。遠位部分は、骨ねじ１００が完全に挿入されたとき、および／または骨係合ねじ山１２２が骨内の最終位置に到達したときに、骨係合ねじ山１２２の位置に対応する長さおよび位置を有し得る。
【0114】
図６Ａおよび図６Ｂは、それぞれ、骨への最初の挿入時および骨ねじに張力を与えるためのさらなる挿入時の、図１の骨ねじ１００の側面断面図である。示されるように、骨ねじ１００は、この特定の実施態様において、第１の骨部分１６０を第２の骨部分１６２に固定するために使用されてもよい。第１の骨部分１６０および第２の骨部分１６２は、単一の骨折した骨の断片であってもよく、またはそれらは、一緒になって融合され、および／または他の方法で互いに固定されることになる事前に別個の骨構造であってもよい。
【0115】
示されるように、第１の骨部分１６０および第２の骨部分１６２は、最初に、第１の骨部分１６０と第２の骨部分１６２との間にギャップが存在するインターフェース１６４によって互いに分離され得る。第１の骨部分１６０は、外科医により近くてもよく、外皮１６６を有してもよい。
【0116】
骨ねじ１００は、最初にパイロットホールに挿入されてもよい。図６Ａに示される位置に到達するために、トルクは、骨係合ねじ山１２２が第２の骨部分１６２と係合するように、骨ねじ１００の頭部１１２に加えられ得る。図示されるように、頭部１１２が第１の骨部分１６０の外皮１６６に固定されるまで、トルクが加えられ続けることができる。
【0117】
頭部１１２が外皮１６６に対向して固定されている状態で、骨係合ねじ山１２２を第２の骨部分１６２にさらに駆動し、第２の骨部分１６２を第１の骨部分１６０に向かって引き寄せ、インターフェース１６４のギャップを閉じるために、さらなるトルクを骨ねじ１００に加えてもよい。骨ねじ１００をこの構成のままにしておくと、第２の骨部分１６２および第１の骨部分１６０を一定期間一緒に保持することができるが、応力が第１の骨部分１６０および第２の骨部分１６２に加えられると、またはインターフェース１６４に近接する骨が沈静化し始めると、インターフェース１６４に再び隙間が形成され得る。
【0118】
したがって、さらなるトルクを骨ねじ１００に加えて、骨ねじ１００を細長くし、そのような動きおよび／または沈静化が発生した後でも、第１の骨部分１６０と第２の骨部分１６２との間に圧縮を加えることができる。より具体的には、骨ねじ１００の伸びは、張力部材１０８のシャンク１４４が伸びるにつれて生じ得、図６Ｂに示される構成をもたらす。次に、張力部材１０８は、遠位部材１０６を近位部材１０４に向かって引き戻し、第１の骨部分１６０に対して第２の骨部分１６２を圧縮することができる。そのような圧縮は、張力部材１０８が細長い限り継続することができる。張力部材１０８を形成するための超弾性材料の使用は、骨ねじ１００が最大の伸びで高レベルの圧縮を提供するのではなく、骨ねじ１００が短くなるにつれて、骨ねじ１００が第１の骨部分１６０および第２の骨部分１６２の動きのために、または沈静化のために短くなることが許されるため、より少ない圧縮が続きながら、第１の骨部分１６０と第２の骨部分１６２との間の連続的な圧縮レベルを提供するのに役立ち得る。
【0119】
前述のように、骨ねじ１００の長さ、したがって、張力部材１０８によって加えられる圧縮および張力部材１０８によって加えられる圧縮は、長さ制限機構２１０の動作によって制限され得る。したがって、骨ねじ１００が図６Ｂに示される長さに達すると、近位部材１０４の突起２１２は、骨ねじ１００のさらなる延伸を防止するために、遠位部材１０６の肩２１６に当接し得る。この制限は、張力部材１０８が張力で失敗し、インターフェース１６４にわたって過度の圧縮を加えないことを確実にするのに役立ち得る。
【0120】
骨ねじ１００の構成は、トルクが骨ねじ１００に加えられて骨ねじ１００を挿入し、次に細長くする方法を制御するのに役立ち得る。閾値トルクは、骨ねじ１００を細長くするために必要とされてもよく、この閾値トルクは、頭部１１２が第１の骨部分１６０の外皮１６６に接触するまで、骨ねじ１００を第１の骨部分１６０および第２の骨部分１６２に駆動するために必要とされるトルクレベルよりも一般的に高くてもよい。
【0121】
図７は、一実施形態による、骨ねじ１００を骨に挿入する方法３００を示すフローチャートである。示されるように、方法３００は、挿入トルクが骨ねじ１００に加えられるステップ３１０から開始してもよい。上述したように、この挿入トルクは、骨ねじ１００の延伸を引き起こすのに必要な閾値トルクよりも小さくてもよい。ステップ３１０は、頭部１１２が外皮１６６に対して固定されるまで継続し得る。
【0122】
次に、方法３００は、骨ねじ１００が完全に細長くなるまで、骨ねじ１００を細長くするために必要な閾値トルクに等しいレベルで、さらなるトルクが加えられるステップ３２０に進み得る。張力部材１０８内の超弾性材料（ニチノールなど）の使用は、骨ねじ１００が細長くなるにつれて閾値トルクを概して一定のままにし得る。これは、従来の材料とは異なり、従来の材料は、材料のひずみが増加するにつれて、増加するレベルの張力（したがって増加するトルク）を必要とし得る。
【0123】
骨ねじ１００が完全に細長くなると、方法３００は、骨ねじ１００が第１の骨部分１６０および第２の骨部分１６２でさらに締め付けられるにつれて、挿入トルクが閾値トルクよりも高いレベルで再び印加されるステップ３３０に進み得る。この締め付けは、骨ねじ１００をさらに細長くしなくてもよく、骨ねじ１００はその最大長であってもよい。しかしながら、例えば、頭部１１２を外皮１６６のより深い位置に固定し、第１の骨部分１６０と第２の骨部分１６２との間のインターフェース１６４にわたって追加の圧縮を加えることができる。
【0124】
骨ねじ１００は、ガイドワイヤに沿って挿入するように設計されていない場合がある。挿入前の骨ねじ１００の完全な組み立ては、張力部材１０８がガイドワイヤを受け入れるであろう可変長空洞１３０を占有し得るため、ガイドワイヤの使用を妨げる可能性がある。 しかしながら、代替の実施形態では、骨ねじは、ガイドワイヤに沿って挿入され、その後の組み立て、および現場での伸びのために設計され得る。そのような実施形態の１つは、後で図１１から図１７に関連して示され、説明される。
【0125】
図８は、一実施形態による、図１Ａから図５の骨ねじ１００などの骨ねじを骨に挿入する方法４００を示すフローチャートである。方法４００は、骨ねじ１００が２つの骨部分（例えば、修復される単一の骨の２つの断片、または一緒にロックされる２つの骨）を固定するために使用されると仮定する。インプラントを骨に固定するために骨ねじ１００を使用するための同様の方法が想定され得る。
【0126】
示されるように、方法４００は、骨ホールが第１および第２の骨部分に形成されるステップ４１０から開始し得る。前述のように、これは、第２の骨部分１６２に小さなホールを形成する段差付きパイロットドリルビット（図示せず）、および第１の骨部分１６０に大きなホールを形成する段差付きパイロットドリルビット（図示せず）で行われ得る。代替の実施形態では、骨ねじ１００はセルフタップであってもよく、ステップ４１０は省略されてもよい。
【0127】
方法４００は、骨ねじ１００が完全に組み立てられた状態（張力部材１０８を含む）で、第１の骨部分および第２の骨部分１６２に形成されたホールに挿入されるステップ４２０に進み得る。これは、ガイドワイヤを使用せずに行うことができる。骨ねじ１００の挿入は、骨ねじ１００の頭部１１２が第１の骨部分１６０の外皮１６６（近位骨部分）に当接するまで、ドライバ（図示せず）を用いて骨ねじ１００を回転させることによって行われ得る。
【0128】
ステップ４３０では、骨ねじ１００をさらに前進させて、骨ねじ１００を第１の長さから第２の長さに延在させてもよい。第１の長さは、図６Ａに示されるように、骨ねじ１００のベース（延伸していない）長さであり得る。第２の長さは、図６Ｂに示されるように、骨ねじ１００の完全に延伸された長さであり得る。代替として、第２の長さは、骨ねじ１００の最大長よりも短くてもよい。ステップ４３０に従った骨ねじ１００の伸長は、遠位部材１０６が近位部材１０４に対して遠位に移動するように、ドライバで骨ねじ１００をさらに回転させることによって実行され得る。この回転は、骨ねじ１００が第２の長さに達するまで実行され得る。
【0129】
ステップ４３０の実行後、張力部材１０８は張力をかけられてもよく、遠位部材１０６が近位部材１０４に向かって近位に戻るように促す圧縮力を及ぼし得る。この圧縮力は、治癒および／または融合を加速するために、第１の骨部分１６０と第２の骨部分１６２との間のインターフェース１６４に伝播され得る。
【0130】
当業者は、図７の方法３００および図８の方法４００が、図１Ａから図５の骨ねじ１００以外の他の延伸可能な骨ねじで実行され得ることを認識するであろう。さらに、骨ねじ１００は、方法３００および方法４００以外の外科的方法に関連して使用されてもよい。
【0131】
図１Ａから図５の骨ねじ１００に戻ると、前述のように、張力部材１０８は、ニチノールなどの超弾性材料で形成され得る。これが骨ねじ１００の性能に影響を与えるやり方は、図９Ａに関連してさらに示され、説明される。
【0132】
【0133】
示されるように、図５００は、増加する応力の下での応力対ひずみを示すひずみ曲線５１０と、応力が減少するにつれての応力対ひずみを示す回復曲線５２０とを有し得る。 ひずみ曲線５１０は、水平部分５３０を有し得、これは、上部プラトー応力が印加されるにつれて材料が着実に増加するひずみを受けることを示す。水平部分５３０によって表されるひずみ範囲は、本明細書では超弾性ひずみと称される。水平部分５３０の左端のひずみは、オーステナイトなどの第１の結晶構造相からマルテンサイトなどの第２の結晶構造相への超弾性材料の遷移の始まりを表す。水平部分５３０の右端は、第２の結晶構造相への完全な変換を表し、これは、超弾性ひずみの限界を表す。水平部分５３０の左端部と右端部との間のスパンは、本明細書では超弾性ゾーンと称される。この上部プラトー応力は、トルクの閾値レベルが印加されるときに張力部材１０８によって経験される応力であり得る。水平部分５３０は、概して水平であってもよく、閾値レベル（増加レベルではなく）でのトルクの印加が、張力部材１０８を引き続き細長くすることを示す。
【0134】
回復曲線５２０はまた、水平部分５４０を有してもよく、材料が一定レベルの応力が維持されている間に着実に減少するひずみを受けることを示す。これは、第１の骨部分１６０および第２の骨部分１６２のシフトおよび／または第１の骨部分１６０および／または第２の骨部分１６２の沈下のために、骨ねじ１００が再び短縮することが許可されるときの骨ねじ１００の性能を示す。張力部材１０８によって経験されるひずみレベルは、第１の骨部分１６０および第２の骨部分１６２を一緒に押し付ける、骨ねじ１００によって加えられる圧縮力に等しい場合がある。水平部分５４０の長さ及び水平方向は、骨ねじ１００のかなりの短縮が生じても、下部プラトー応力レベルでの比較的安定した圧縮がどのように維持され得るかを示す。したがって、骨ねじ１００は、骨ねじ１００が手術時のその最大長よりも短い間であっても、第１の骨部分１６０および第２の骨部分１６２が治癒および／または融合するのを助けるために圧縮を維持し得る。
【0135】
図９Ｂは、ねじ挿入中の挿入トルク及びねじ長さの変化を示す図６００である。トルク曲線６１０は、骨ねじ１００を前進させるために必要なトルクを示す。 長さ曲線６２０は、骨ねじ１００の長さを示す。トルク曲線６１０は、徐々に上昇し、次に、骨ねじ１００が完全に挿入され、細長くなり始める閾値トルクで水平になり得る。トルク曲線６１０の水平部分６３０は、骨ねじ１００の伸長中に挿入トルクがどのように比較的一定のままであるかを示し得る。長さ曲線では、この延伸は、一定の上向きの傾斜を有する平坦な部分６４０によって示される。 閾値トルクを印加する前に、骨ねじ１００がその最大長に達した後、長さ曲線６２０は水平であり、骨ねじ１００の長さの変化がないことを反映する。
【0136】
図１０Ａは、図９Ｂのように、骨ねじ１００の挿入中のねじ圧縮の変化を示す図７００である。トルク曲線６１０は、延伸しない標準的な骨ねじである「従来技術＃１」のトルク曲線７１０と、超弾性材料で形成されていない、より従来のコイルばねによって提供される延伸を有する骨ねじである「従来技術＃２」のトルク曲線７２０と比較される。
【0137】
示されるように、トルク曲線７１０は、従来の骨ねじが著しく延伸しないという事実を反映して、比較的急な一定の傾斜を有する。したがって、ねじの挿入深さは、ねじの挿入を深めるために必要な過度に高いトルク、およびねじに加えられる対応する高い張力（およびインターフェース１６４全体に加えられる圧縮）によって制限される。過度のトルクは、挿入中にネジが故障する可能性があり、過度の圧縮は骨が故障する可能性がある。したがって、挿入深さは制限され、第１の骨部分１６０および／または第２の骨部分１６２における任意の沈静化または動きは、インターフェース１６４を横切る圧縮を否定すると予想され得る。
【0138】
トルク曲線７２０はまた、トルク曲線７１０の傾きよりも険しくない一定の傾きを有する。 これは、コイルまたは他の従来のばねによって提供される延伸を反映し、従来のネジよりも大きな伸びを提供するが、より大きな挿入深さを得るためには依然として増加したトルクを必要とする。繰り返しになるが、第１の骨部分１６０および／または第２の骨部分１６２内の任意の相対運動および／または沈静化は、ばね内の伸びを減少させ得、骨部分間のインターフェースにわたって加えられる圧縮をトルク曲線７２０の傾きに比例して減少させる。この概念は、図１０Ｂにさらに例示される。
【0139】
図１０Ｂは、骨部分間の相対的な短縮中のねじ除圧の変化を示す図８００である。骨ねじ１００の減圧曲線８１０、ならびに先行技術＃１の減圧曲線８２０、及び先行技術＃２の減圧曲線８３０が示されている。減圧曲線８２０および減圧曲線８３０は、骨ねじの短縮に応答して、第１の骨部分１６０と第２の骨部分１６２との間のインターフェース１６４を横切って適用される圧縮がどのように減少するかを示す。減圧曲線８１０は、水平部分８４０を有してよい。
【0140】
従来の骨ねじでは、インターフェース１６４にわたるすべての圧縮が失われる前に、ねじ内の最小量のひずみのみを緩和する必要がある。従来のばねを備えた骨ねじでは、ひずみの緩和は、減圧曲線８３０の傾きに関連してインターフェース１６４にわたる圧縮を低減し、これは、図７００のトルク曲線７２０の傾きの逆であり得る。したがって、このねじでインターフェース１６４にわたって最適な圧縮レベル（例えば、図１０Ｂの「閾値圧縮」に近い圧縮レベル）を維持する唯一の方法は、手術時に過度の圧縮を適用することであり、その結果、ひずみ緩和は、過度の圧縮レベルから健全な圧縮レベルまでのねじによる圧縮を低減するだけである。前述のように、過度の圧縮（すなわち、ネジに高いトルクを加えることによって）を加えると、ネジおよび／または周囲の骨が故障する可能性がある。
【0141】
対照的に、減圧曲線８１０は、インターフェース１６４にわたって印加される圧縮レベルを著しく変更することなく、骨ねじ１００内の広範囲のひずみ緩和がどのように起こり得るかを示す。これを達成するために、骨ねじ１００を過度にトルク加工する必要はない。むしろ、骨ねじ１００は、減圧曲線８１０の水平部分８４０に留まるのに十分なだけ有利に挿入され得る。いくつかの実施形態では、水平部分８４０は、０～５ｍｍの長さにわたって延在してもよい。より正確には、水平部分８４０は、１～ ４ｍｍの長さにわたって延在してもよい。さらにより正確には、水平部分８４０は、１．５～３ｍｍの長さにわたって延在してもよい。さらにより正確には、水平部分８４０は、２ｍｍの長さにわたって延在してもよい。
【0142】
この概念は、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、及び図１０Ｂのすべてにわたって適用され得る。例えば、図９Ａを参照すると、骨ねじ１００の張力部材１０８は、張力部材１０８によってかけられる応力およびひずみがひずみ曲線５１０の水平部分５３０に残るように十分に張力をかけられてもよい。この制限は、長さ制限機構２１０によって提供されてもよく、これは、骨ねじ１００の挿入中の張力部材１０８の延伸を制限して、張力部材１０８の応力が水平部分５３０を超えて（すなわち、その右側に）移動するのを防ぐことができる。したがって、張力部材１０８内の応力の緩和は、回復曲線５２０の水平部分５４０のみを横断し得る。これは、図９Ｂに反映され、骨ねじ１００がトルク曲線６１０の水平部分６３０を横断した後に骨ねじ１００に加えられるさらなるトルクは、骨ねじ１００のさらなる延伸を引き起こさない場合がある。これらのすべては、外科医にとって明白であり得、外科医は、一般的に従来の方法でねじを単純に駆動することができる。
【0143】
図１Ａから図５の骨ねじ１００は、本開示の多くの実施形態のうちの１つにすぎない。当業者は、多くの変形が考えられ得ることを認識するであろう。例えば、いくつかの実施形態では、骨係合ねじ山１２２は、貫通される骨のタイプに適合され得る。これは、図１Ａから図５に示されるものよりも、より多くまたはより少ない骨係合ねじ山１２２、または異なる形状および／またはサイズを有する骨係合ねじ山１２２の使用を伴い得る。他の実施形態では、近位部材１０４および遠位部材１０６は、近位部材（図示せず）が遠位部材（図示せず）の近位端内に存在する遠位端を有するように再構成され得る。さらに、上述したように、骨ねじ１００のトルク伝達機構に加えて、または骨ねじ１００のトルク伝達機構の代わりに、多種多様なトルク伝達機構、長さ制限機構、曲げ伝達機構、ドライバ係合機構、および／または同様の機構を使用してもよい。
【0144】
いくつかの実施形態では、図１７の方法１３００に記載されるように、ガイドワイヤと併せて可変長骨ねじを使用することが望ましい場合がある。図１１Ａ ～図１５は、ガイドワイヤとの使用を容易にするように構成された骨ねじ１１００を示す。
【0145】
骨ねじ１１００は、長手方向軸１０２、近位部材１１０４、遠位部材１１０６、および張力部材１１０８を有し得る。図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ、及び図１１Ｄは、それぞれ、骨ねじ１１００の斜視図、側面図、前面図、及び背面図である。 図１２は骨ねじ１１００の分解斜視図である。図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、および１３Ｄは、それぞれ、骨ねじ１１００、近位部材１１０４、遠位部材１１０６、および張力部材１１０８の側面図である。図１４は、骨ねじ１１００の正面立面断面図である。図１５は、骨ねじ１１００の別の正面立面断面図である。骨ねじ１１００の様々な部分は、骨ねじ１００上のそれらの対応する部分と同一であってもよく、または類似していてもよく、それらはここで再び説明されることはない。 骨ねじ１００に関するすべての記述は、それらが２つの間の違いによって矛盾しない限り、骨ねじ１１００に適用される。
【0146】
骨ねじ１１００は、骨ねじ１１００の残り（すなわち、近位部材１１０４及び遠位部材１１０６）が一緒に組み立てられ、骨に挿入された後に、張力部材１１０８が近位部材１１０４及び遠位部材１１０６に挿入されることを可能にするように構成され得る。 張力部材１１０８は、近位部材１１０４および遠位部材１１０６が骨に移植された後に、近位部材１１０４および遠位部材１１０６に挿入および結合されるように設計され得る。
【0147】
具体的には、図１Ａから図５の骨ねじ１００の張力部材１０８と同様に、張力部材１１０８は、近位端１１４０、遠位端１１４２、および近位端１１４０を遠位端１１４２に接続する長手方向軸１０２に沿って延在するシャンク１１４４を有し得る。しかしながら、張力部材１０８の近位ねじ山１４６の代わりに、張力部材１１０８の近位端１１４０は、シャンク１１４４よりも広い頭部１１４６を有してもよい。近位部材１０４は、近位部材１１０４の内部に通じる開口部１１１３を備えた頭部１１１２を有してもよく、これは、張力部材１１０８の頭部１１４６を支えることができる周囲の肩部１１１６を画定する。
【0148】
遠位端１１４２は、張力部材１１０８の遠位部材１１０６への結合を容易にする遠位ねじ山１１４８を有してもよく、遠位ねじ山１１４８は、遠位部材１１０６の内側ねじ山１１４９と係合する。 遠位端１４２は、さらに、骨貫通のために十分に鋭い遠位先端（図示せず）を有してもよく、または代替的に、遠位先端１１５０が骨を貫通する必要がないため、遠位先端１１５０は、図示されるように、鈍いものであってもよい。なぜなら、張力部材１１０８は、パイロットホールの形成および／または遠位部材１１０６の骨への挿入を介して既に実行されるまで、骨に挿入されなくてもよいからである。
【0149】
頭部１１４６は、頭部１１１２のドライバ係合機構２３０とは独立して動作可能な１つまたは複数のドライバ係合機構を有し得る。 例えば、頭部１１４６は、マイナスドライバなどのドライバによる張力部材１１０８の回転を容易にするスロット１１５２（図１１Ｃに示される）を有し得る。
【0150】
使用中、図１７の方法１３００に記載されるように、近位部材１１０４および遠位部材１１０６は、ガイドワイヤを介して組み立てられ、骨内に駆動され得る。次いで、ガイドワイヤを取り外してもよく、張力部材１１０８は、遠位端１１４２を開口部１１１３を通って、近位部材１１０４を通って、遠位部材１１０６に挿入することによって、近位部材１１０４及び遠位部材１１０６に挿入されてもよく、その結果、遠位端１１４２の遠位ねじ山１１４８が遠位部材１１０６の内ねじ山１１４９に到達する。ドライバを使用して、張力部材１１０８を回転させ、遠位ねじ山１１４８に内側ねじ山１１４９と係合させてもよい。遠位ねじ山１１４８が内側ねじ山１１４９に完全に受け入れられたとき、張力部材１１０８の近位端１１４０の頭部１１４６は、近位部材１１０４の頭部１１１２の肩部１１１６に載ってもよく、頭部１１４６のさらなる遠位運動を防止する。
【0151】
張力部材１１０８が近位部材１１０４および遠位部材１１０６内の所定の位置にある状態で、骨ねじ１００をさらに骨の中に駆動して、遠位部材１１０６を近位部材１１０４に対して遠位に移動させ、張力部材１１０８を細長くすることができる。張力部材１１０８の頭部１１４６は、遠位部材１１０６の内側ねじ山１１４９が遠位に移動するにつれて、近位部材１１０４の肩部１１１６に押し付け続けることができる。
【0152】
骨ねじ１００と同様に、骨ねじ１１００は、骨ねじ１１００が長さを増加させることができる程度を制御する長さ制限機構１２１０を有し得る。長さ制限機構１２１０は、骨ねじ１００の長さ制限機構２１０と同様の方法で機能し得る。
【0153】
具体的には、長さ制限機構１２１０は、遠位部材１１０６が近位部材１１０４に対する最大変位に達したときに互いに係合して、近位部材１１０４に対する遠位部材１１０６のさらなる遠位運動を防止する遠位ストップ機構及び近位ストップ機構を有してもよい。遠位ストップ機構は、遠位部材１１０６の遠位シャンク１１２０上の突起１２１２であってもよい。 突起１２１２は、骨ねじ１１００の長手方向軸１０２から離れて、半径方向外向きに延在してもよい。近位ストップ機構は、近位部材１１０４の近位内面１１１４に形成されたレリーフ１２１８の遠位端に画定された肩部１２１６であり得る。突起１２１２は、遠位部材１１０６の遠位運動が突起１２１２を肩部１２１６に当接させ、近位部材１１０４に対する遠位部材１１０６のさらなる遠位運動を阻止するように、レリーフ１２１８内に半径方向に延びてもよい。
【0154】
図１６Ａおよび図１６Ｂは、それぞれ、骨への最初の挿入時および骨ねじに張力を与えるためのさらなる挿入時の、図１１の骨ねじ１１００の側面断面図である。図１６Ａは、図１７の方法１３００のステップ１３５０の実行直後、すなわち、張力部材１１０８が近位部材１１０４および遠位部材１１０６に挿入および結合された直後、しかし、さらなるトルクが骨ねじ１１００に加えられて遠位部材１１０６を第２の骨部分１６２にさらに駆動する前に、骨ねじ１１００を示し得る。図１６Ｂは、骨ねじ１１００がその最大長まで延長された後の、図１７の方法１３００のステップ１３６０の実行後の骨ねじ１１００を示すことができる。再び、インターフェース１６４は、その細長い形態の骨ねじ１１００によって、第１の骨部分１６０と第２の骨部分１６２との間に加えられる圧縮によって閉じられている。
【0155】
特に、骨ねじ１００および骨ねじ１１００は、常にそれらの最大長まで細長くされるとは限らない。いくつかの実施形態では、最大長に達する前に、骨ねじ１００および／または骨ねじ１１００へのトルクの印加を停止することが有益であり得る。
【0156】
図１７は、一実施形態による、骨ねじをガイドワイヤに沿って骨に挿入する方法１３００を示すフローチャートである。示されるように、方法１３００は、ガイドワイヤが、骨ねじの所望の位置で、図６Ａおよび６Ｂの第１の骨部分１６０および第２の骨部分１６２などの２つの骨部分に挿入されるステップ１３１０から開始し得る。次いで、方法１３００は、カニューレ付きドリル（例えば、上述のステップ直径を有する）がガイドワイヤの上に挿入され、所望の位置にパイロットホールを形成するために使用されるステップ１３２０に進み得る。
【0157】
パイロットホールが形成された状態で、方法１３００は、骨ねじが張力部材なしでガイドワイヤの上に挿入されるステップ１３３０に進んでもよい。この段階で、ガイドワイヤを所定の位置にして、骨ねじを部分的または完全に骨に挿入することができる。ステップ１３３０は、方法３００のステップ３１０と同様であってよい。次いで、ステップ１３４０で、ガイドワイヤは取り外されてもよく、骨ねじの可変長空洞を空けたままにしてもよい。
【0158】
ステップ１３５０では、張力部材は、骨ねじの可変長空洞に挿入され、ねじが細長くなると張力を受けるように骨ねじの近位部材および遠位部材に接続され得る。次いで、ステップ１３６０では、方法３００のステップ３２０のように、骨ねじが細長くなり、張力部材を張力下に置くように、さらなるトルクを完全に組み立てられた骨ねじに加えてもよい。任意選択で、さらなるステップ（図示せず）では、方法３００のステップ３３０のように、さらなるトルクを骨ねじに加えてもよい。
【0159】
特に、いくつかの代替的な実施形態では、細長い骨ねじは、近位骨部分に部分的または完全に埋め込まれるように設計された頭部を有し得る。そのような実施形態では、ねじ山は、ねじ頭に設けられてもよい。 そのような例の１つは、図１８に関連して示され、説明される。
【0160】
図１８は、本開示の別の実施形態による骨ねじ１４００の側面図である。図１１Ａから図１５の骨ねじ１１００と同様に、骨ねじ１４００は、ガイドワイヤ１４０２を介して骨に挿入可能であり得る。骨ねじ１４００はまた、近位部材１４０４、遠位部材１４０６、及び図１１Ａから図１５の張力部材１１０８と機能的に類似した張力部材（図示せず）を有してもよい。
【0161】
近位部材１４０４は、頭部１４１２が遠位方向に沿って減少する直径を有するように先細になった、概して円錐形状の頭部１４１２を有してもよい。頭部１４１２は、近位ねじ山１４１４を有してもよい。近位ねじ山１４１４はまた、テーパー長径およびテーパー短径を有し得、遠位部材１４０６の骨係合ねじ山１４２２のピッチよりも小さいピッチを有し得る。
【0162】
したがって、近位ねじ山１４１４が遠位部材１４０６の近位骨部分および骨係合ねじ山１４２２と係合すると、近位部材１４０４は、遠位部材１４０６よりもゆっくりと前進し得る。この前進速度の差は、頭部１４１２が近位骨部分に埋め込まれているときでさえ、骨ねじ１４００を細長くすることができる。
【0163】
そのような実施形態は、より大きな体積の骨に頭部１４１２からの圧縮応力を分散させるのに役立ち得、また、頭部１４１２の任意の部分が近位骨から近位に突出するのを回避し得る。より正確には、必要に応じて、頭部１４１２は、近位骨部分に完全に埋め込まれてもよい。必要に応じて、近位ねじ山１４１４と骨係合ねじ山１４２２との間の差動ピッチは、頭部１４１２の近位表面が近位骨部分の外皮と同一平面になるにつれて骨ねじ１４００が最大長に達するように選択され得る。
【0164】
本明細書全体を通じて、「一実施形態」または「その実施形態」への参照は、その実施形態に関連して記載されている特定の特徴、構造または特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体で列挙される引用句またはその変形は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指しているわけではない。
【0165】
同様に、実施形態の上記の説明では、本開示を合理化する目的で、様々な特徴が単一の実施形態、図、またはその説明に一緒にグループ化される場合があることを理解されたい。しかしながら、この開示の方法は、いずれかの実施形態もその実施形態に明示的に列挙されたものよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。むしろ、発明の態様は、上述した単一の開示された実施形態のすべての機構より少ない機構の組み合わせにある。
【0166】
本明細書で使用される場合、「近位」という用語は、使用者がインプラントを設置しているときに、使用者（すなわち、外科医）に比較的近い位置を意味する。「遠位」という用語は、使用者から比較的遠い位置を意味する。例えば、使用者がドライバを用いて骨ねじを材料に取り付けるとき、ドライバと係合する骨ねじの端部は近位端であり、最初に材料と係合する骨ねじの先端は遠位端である。「カニューレ」という用語は、部品の近位端と遠位端との間の部品の長手方向軸に沿って延びる中央ボアを有することを意味する。
【0167】
機構または要素に関する「第１」という用語は、必ずしも第２または追加のそのような機構または要素の存在を意味するものではない。手段およびその機能形式で記載された要素は、米国特許法の１１２条第６節に従って解釈されることを意図している。本明細書に記載される基本的な原理から逸脱することなく、上記の実施形態の詳細に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
【0168】
「に接続されている」、「に結合されている」、及び「と通信している」という語句は、機械的、電気的、磁気的、電磁的、流体的、及び熱的相互作用を含む、２つ以上のエンティティ間の任意の形態の相互作用を指す。２つの構成要素は、相互に直接接触していなくても、機能的に互いに結合され得る。「結合された」という用語は、一体成形を介して互いに結合された構成要素、ならびに互いに取り外し可能および／または取り外し不可能に結合された構成要素を含むことができる。”隣接する”という用語は、互いに直接物理的に接触している可能性があることを指すが、それらの物は必ずしも共に取り付けられるものとは限らない。「流体連通」という語句は、１つの機構内の流体が別の機構に通過することができるように接続された２つ以上の機構を指す。本明細書で定義されるように、「実質的に」という用語は、目標値、測定値、または所望の特性の＋／－２０％以内を意味する。
【0169】
本開示の特定の実施形態および用途を例示し説明してきたが、その開示の範囲は、本明細書に開示された詳細な構成および構成要素に限定されないことを理解されたい。本明細書に開示された装置およびシステムの構成、動作、および詳細において、当業者には明らかであろう様々な修正、変更、および変形を行うことができる。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図13D】
【図14】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18】
【国際調査報告】