JPH03503020A - 管状骨骨折部位用の固定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 管状骨骨折部位用の固定装置 ［技術分野］ 本発明は、組織適合性の高強度材料特に体内植設鋼製の実質的に断面方形の細長 い扁平な固定エレメントと、該固定エレメントの両終端部の各々に互いに対向し 合った広幅辺の面を貫通して形成された少なくとも２つの孔と、該孔を通って案 内される骨ねじとから成る、管状骨骨折部位用の固定装置に関するものである［ 背景技術］ 本固定装置は就中、下肢の長い管状骨の骨折部位で使用される。

管状骨骨折部位を手術により安定化するためには従来、板式骨接合方式、髄釘打 ち方式又は外部固定方式が使用されている。安定化処置法の選択は、一方では特 殊な骨折形態に関連し、他方では施術者が骨折治癒中の生体機構的及び生物学的 な過程にどのような意義を与えているかによって決定される。

骨折治癒は、骨折した内骨片間に相対運動が生じない場合に促進される。この相 対運動を最小限に抑えることこそ、あらゆる非手術的及び手術的処置の目標であ る。

しかしながら最近の研究によれば、このような絶対不動の固定が骨折治癒のすべ ての段階においてあらゆる運動方向に対して同じようには必要でなく、かつ反対 に軸方向の微動が骨折治癒を促進することすらありうることが示唆されている。

髄釘及び外部固定装置のような安定化システムは特定の前提条件下において骨折 した背端もしくは生成中の板前に対する体重に基づく軸方向圧縮を許容する。こ のような骨折治癒促進方式は初期段階の後に、非複雑骨折形態又は適用される固 定方式によって骨折隙に剪断応力及び捩り応力がかかることが予測されない限り 常に使用することができる。

骨折治癒の生物学的局面は主に、新生骨内における血管給血に関するものである が、この場合、健全な骨を外側から取囲む骨膜ばかりでなく髄腔も決定的な役割 を果す。

従って管状骨範囲における固定方式に課されている要求をまとめれば次の通りで ある。すなわち骨折域における横方向力並びに曲げモーメント及び捩りモーメン トを排除すること、骨折域における垂直力を必要に応じて加減すること、骨折域 において固定方式による付加的な血液循環障害を生ぜしないことである。冒頭で 述べｔ；形式の諸固定方式は前記要求にそれぞれ部分的にしか応えない。

シャーレ状の多穴板が比較的長い距離にわたって、殊に骨折隙の範囲でも骨膜に 接触する板武骨接合方式は循環障害に基づいて治癒を遅らせ、前置を生ぜしめる こともある。

髄腔を塞ぐ金属ビンが管状骨の内部へ打込まれる髄釘打ち方式又はロック釘打ち 方式もやはり顕著な血液貫流障害を生ぜしめ、但しこの場合の障害は管状骨の内 側から生じる。それのみならず、中性繊維近くでの中心副子法は骨折域における 交番曲げ負荷に対する良好な防護法ではない。

外部固定方式とは、骨折域の近位と遠位でねじを骨内にアンカー止めしかつ皮膚 を通して外部で安定的な力支持体と結合する安定化システムである。このような 方式の固定装置は空間的に骨折隙の近くには位置せず、従って循環障害を起こす ことはない。しかしながら決定的な欠点は、長い、従ってあらゆる方向に弾性的 な骨ねじを介して力支持体への力伝達が行われるので、固定装置もしくは骨に関 する力勾配を正しく評価することが困難であることである。骨折治癒の比較的後 期の段階における必要に応じた動応力調整、すなわち垂直力の許容は大抵は条件 付きでしか可能でない。

それというのは、骨軸線と力支持体との距離が大で、これに伴って力支持体にお いて曲げモーメントが発生するために、大抵は固定装置の傾斜が生じるからであ る。それのみならず外部安定化システムは感染の危険大でありかつ必要に応じて 万全の看護を要する。

椎体域における骨折用の公知の安定化装置はそのコンパクトな構造に基づいて皮 下植設を可能にするので、感染の危険は低下しかつ患者にとっての快適さも改善 されている。しかしながらその剛性的な装置は構造型式のゆえに管状骨骨折部位 の安定化のためには適せず、かつ動応力調整可能性の点で外部固定方式に対比し て等級的な改善を意味しているにすぎない。

［発明の關示］ 本発明の課題は、冒頭で述べＩ；形式の固定装置を改良して、皮下植設可能にし 、骨折域における横方向力並びに曲げモーメント及び捩りモーメントを排除し、 骨折域における垂直力の加減を可能にし、かつ骨折域における循環障害を最小限 に低減するように構成することである。

冒頭で述べた形式の固定装置を出発点として前記課題を解決するための構成手段 は、固定エレメントが、骨ねじ用の定着部を有する剛性の両終端部の間に、該終 端部よりも横断面積の小さい結合部を有している点にある。

本発明の固定装置は、骨折した管状骨の近くに配置される、体内植設鋼から成る 扁平化された力支持体を有し、その場合管状骨の面接触が生じることはない。

該力支持体つまり固定エレメントの両方の剛性的な終端部の中間には、該終端部 に比して特定の弾性を有する結合部が中央に位置している。両終端部はそれぞれ 少なくとも２本の骨ねじを収容するために役立ち、骸骨ねじは骨折ゾーンから充 分に大きな距離を隔てて管状骨の安定した骨外周層内ｌ二固定的に保定される。

安定化装置全体は著しくフンバクトに構成されておりかつ皮下植設を可能にする 。

この固定装置はモジュール組立システムとして実現することができる。その場合 、骨ねじ並びに力支持体における骨ねじの固定方式は標準化されている。力支持 体を形成する固定エレメント自体は単一部材から製作されており、やはり標準化 された終端部を有しているのに対して、中央の結合部は異なった強さで構成する ことができ、従って施術者は患者の体重と骨折所見とに応じて最適の力支持体を 選定することができる。

本発明の固定装置では、固定エレメントの結合部の２つの狭幅辺と２つの広幅辺 とによって制限された横断面積が、終端部に対比して狭輻辺の寸法か広幅辺の寸 法を減じることによって、又は狭輻辺及び広幅辺の寸法を減じることによって縮 小されている。その場合結合部の狭幅辺寸法並びに広幅辺寸法は共に３０％〜７ ０％減であるのが有利である。

結合部の狭幅辺方向で横断面を減じることによって、骨の負荷に関連して骨折域 には垂直力が生じることになる。その場合、固定エレメントから離反した方の前 側は、固定エレメント寄りの前側よりも大きな圧縮を受ける。負荷力がなくなる と、力支持体の弾性的な復原傾向に基づいて逆に引張り力が作用する。例えば歩 行時に垂直力の交番負荷がかかると、骨折隙ではほぼ軸方向に引張り負荷と圧縮 負荷が生じる。力支持体及び短い骨ねじの剛性によって、その他のすべての運動 方向では充分な固定が生じるので、骨折隙において横方向力や曲げモーメント及 び捩りモーメントが生じることはない。

結合部を広幅辺の方向でくびらせることによって、骨折ゾーン域における固定エ レメントの所要スペースをでるだけ小さくして組織を保護した構成が可能になり 、これによって付加的な循環障害が惹起されることがなくなる。

固定エレメントは２つの互いに扁平に重なり合った固定エレメント部分から皮っ ていてもよく、両固定エレメント部分は終端部において互いに接し合って緊定さ れており、かつ両固定エレメント部分の結合部分は拡開装置によって互いに離間 可能である。該拡開装置は、一方の固定エレメント部分内に設けたねじ孔にねじ 込まれた無頭ねじから成ることができる。その場合、両固定エレメント部分は少 なくとも結合部分では狭幅辺の方向で異なった肉厚である。

この構成の場合、固定エレメントを形成する力支持体はその狭輻辺の方向で、例 えば厚肉の固定エレメント部分と薄肉の固定エレメント部分とに分割されており 、この厚肉と薄肉の固定エレメント部分は互いに扁平に重なり合いかつ終端部の 範囲内でだけ、例えばねじ締結によって、互いに固定的に結合されている。両固 定エレメント部分は結合部分の範囲において相互離間して拡開することができる 。

この場合、薄肉の方の固定エレメント部分が骨の近くに配置されている場合には 、結合部の範囲の拡開によって圧縮作用が骨折隙に及ぼされる。これに対して厚 肉の方の固定エレメント部分を骨の近くに配置した場合には、両前折端部は結合 部の範囲の拡開によって互いに離間される。これは、破砕片ゾーンが存在する場 合に、間隔維持のために場合によっては必要になることがある。いずれの場合も 結合部の弾性成分は維持され、また２分割された力支持体の場合にはただ曲げ特 性だけが変化されるにすぎない。

骨ねじが固定エレメントの両終端部において旋回可能の配置されている場合には 、各骨折状況への一層良好な適合と孔に誤差のある場合の補正が可能である。

また骨ねじをプレロードをかけて取付けことが可能であり、これによって場合に よっては弛み傾向が予防される。

固定エレメントの両終端部には、骨ねじのシャフト邪のためのガイド部分を設け ることが可能である。骨ねじは固定エレメント内で緊定装置によって軸方向ずれ を防止されており、かつ円錐セグメント状に構成されたガイド部分によって、骨 への侵入口の直ぐ手前まで安定化されている。

本発明の固定装置の使用態様は次の通りである。

骨折整復後に、固定エレメントによって形成された力支持体が両管端と結合され るが、その場合先ず、力支持体上にねじ締結された穴あけ型板を用いて骨皮質内 へ固定穴が穿設され、必要に応じて次いで適当なねじ山が切られる。骨ねじは後 端部をかんざしスパナで把持され力支持体を通して骨内へねじ込まれ、両方の対 向した皮質層内に固定的に確保される。この操作は力支持体のその他の固定点に ８いて屓覆される。こうして骨ねじはボルトカッタを用いて力支持体の外面レベ ルで切断して短縮される。骨ねじの軸方向固定は、骸骨ねじに挿し嵌められる縦 スリット付き円錐体によって行われ、かつ該円錐体は骨ねじの切断端部を中央で 収容する平頭ねじによって押圧され、円錐セグメント状のガイド部分の範囲内に 在るやはり円錐状の対応受は皿内に固定的に確保される。

力支持体を２分割式に構成した場合には、固定装置を組付けたのち、工具嵌合穴 付き無頭ねじによって形成された拡開装置を用いて、骨折ゾーンの負荷又は負荷 軽減が行われる。また骨折治癒経過の後期においても、個々の骨折治癒段階の必 要条件に力支持体の弾性を適合させるためＩこ、度膚の小切開によって前記無頭 ねじにアクセス可能である。

〔図面の簡単な説明］ 第１図は管状骨の骨折部位の上に配置された固定装置の斜視図、 第２図は第１図を約９０″回動じて示した固定装置の斜視図、 第３図は固定エレメント内に形状嵌合式に固定された骨ねじの断面図、 第４図は固定エレメント内に旋回可能に取付けられた骨ねじを約２０°旋回して 示しＩ；断面図、第５図は旋回可能性を説明するために固定エレメントの終端部 域と管状骨とを示した斜視図、第６図は固定装置の変化実施例の第１図相当の斜 視図、 第７図は第６図の細部Ａを非拡開状態で示した結合部の断面図、 第８図は拡開状態で示した結合部の第７図相当の断面図である。

［発明を実施するための最良の形態１ 次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。

第１図及び第２図に示した管状骨部分ｌは第１の骨折隙４に沿って骨折しており 、該第１骨折隙は２つの骨折隙３に分岐し、これによって破砕セグメント２が形 成され、該破砕セグメントは管状骨部分ｌ内に再び嵌込まれており、しかも前記 骨折部位は全体として固定エレメント２０によって固定されている。

固定ニレメン）２０は、結合部３】によって互いに結合されｔ；２つの終端部２ １を有している。各終端部２１には間隔をおいて２つの孔が設けられており、該 孔を貫通して骨ねじ１０が案内されている。６骨ねじ１０はシャフト部１３と雄 ねじ部１４とを有している。６骨ねじｌＯのシャフト部１３は、管状骨部分Ｉに 対面した側で固定エレメント２０に装着された円錐セグメント状のガイド部分１ ５内を案内されている。骨ねじの近位端部は、扁平ヘッドと中心孔を有するねじ １１によって取囲まれており、該ねじは、適当に構成されたねじ回しの端部を係 合させるために直径線上に配設された２つの孔１２を有している。

固定エレメント２０は、実質的に断面方形の細長い扁平形状を有している。両柱 端部２１は比較的剛性である。該終端部の横断面は２つの対向した広幅辺２２と ２つの対向した狭輻辺２３とを有している。結合部３Ｉは両柱端部２Ｉの剛性に 比較して弾性的であり、この弾性は、結合部の広幅辺３２が終端部２１の広幅辺 ２２よりも小でありかつ結合部の狭輻辺３３が終端部２１の狭輻辺３３よりも小 さな寸法を有していることによって得られる。第１図及び第２図に示した実施例 では結合部３１の広幅辺３２の寸法も狭輻辺３３の寸法も共に、各終端ｓ２１の 広幅辺２２及び狭幅辺２３に対して減少されており、つまり約４０％減である第 ３図に示したように骨ねじ１０は終端部２１において、そのシャフト部１３が円 錐セグメント状のガイド部分１５を貫通して延びるように位置し、その場合軸方 向の固定は縦スリット付き円錐体１６によって行われ、該円錐体はねじ１１によ って、円錐セグメント状のガイド部分１５の対応受は皿内へ圧入される。ガイド 部分１５はそのベースの大きな面積で終端部２１に面接触しかつ該終端部と摩擦 接続している。

第４図に示した変化実施例では骨ねじ１０のシャフト部１３は円錐体１６を有す るガイド部分１５と共に球面部分Ｉ７内に保持されており、該球面部分は、本実 施例では２つの固定エレメント部分２５．２６によって構成された固定エレメン ト２０内で旋回可能に座着している。第５図から判るように、複数本のねじ２４ によって互いに固着された再固定エレメント部分２５．２６間で球面部分１７を 摩擦接続式に固定することによって、骨ねじ１０は所定の量ｊ；け旋回すること ができ、従って、管状骨部分内に予め穿設された予備孔が同じ終端部分の別の骨 ねじ用の予備孔に対して完全には平行でない場合でも前記予備孔内へ骨ねじ１０ を螺入することが可能になる。

＠６１！！−第８図に示した変化実施例では管状骨部分ｌは連続的な骨折隙４を 有している。力支持体を形成する固定エレメント２０は狭輻辺の延在方向で２つ の固定エレメント部分２５．２６に分割されており、再固定エレメント部分は互 いに上下に扁平に重なり合つており、従ってパーティング面は結合部３Ｉを通っ て延在し、これによって該結合部は、第６図〜第８図で厚肉に示した結合部分３ ５と、薄肉に示した結合部分３６とに分割されている。再固定エレメント部分２ ５と２６はその終端部２１の区域において夫々４本のねじ２４によって互いに重 ね合わさって固定されている。管状骨部分ｌから離反した方の厚肉の結合部分３ ５のねじ孔３７内には、工具嵌合穴付き無頭ねじ３４がねじ込まれている。該無 頭ねじ３４によって、管状骨部分！寄りの結合部分３６は、第７ｖＩＪに示した 扁平に接し合った位置から、第８図に示した外向きに湾曲した位置へもたらされ 、これによって、管状骨部分ｌの骨折隙４の両側で作用する力を変化させること が可能である。

国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ　９０００６２２ Ｓ＾　３６０５１

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．組識適合性の高強度材料特に体内植設鋼製の実質的に断面方形の細長い扁平 な固定エレメント（２０）と、該固定エレメントの両終端部（２１）の各々に互 いに対向し合った広幅辺の面を貫通して形成された少なくとも２つの孔と、該孔 を通って案内される骨ねじ（１０）とカら成る、管状骨骨折部位（３４）用の固 定装置において、固定エレメント（２０）が、骨ねじ（１０）用の孔を有する剛 性の両終端部（２１）の間に、該終端部（２１）よりも横断面積の小さい弾性的 な結合部（３１）を有していることを特徴とする、管状骨骨折部位用の固定装置 。
2. ２．固定エレメント（２０）の結合部（３１）の２つの狭幅辺と２つの広幅辺と によって制限された横断面積が、終端部（２１）に対比して狭幅辺の寸法（３３ ）か広幅辺の寸法（３３）を滅じるコとによって、又は狭幅辺及び広幅辺の寸法 （３３，３２）を滅じることによって縮小されている、請求項１記載の固定装置 。
3. ３．結合部（３１）の狭幅辺寸法（３３）が３０％〜７０％滅である、請求項２ 記載の固定装置。
4. ４．結合部（３１）の広幅辺寸法（３２）が３０％〜７０％滅である、請求項２ 記載の固定装置。
5. ５．固定エレメント（２０）が２つの互いに扁平に重なり合った固定エレメント 部分（２５，２６）から成り、両固定エレメント部分が終端部（２１）において 互いに接し合って緊定（２４）されている、請求項１から４までのいずれか１項 記載の固定装置。
6. ６．両固定エレメント部分（２５，２６）の結合部分（３５，３６）が拡開装置 （３４，３７）によって互いに離間可能である、請求項５記載の固定装置。
7. ７．拡開装置が、一方の固定エレメント部分（２５）の結合部（３５）内に設け たねじ孔（３７）にねじ込まれた無頭ねじ（３４）である、請求項６記載の固定 装置。
8. ８．両固定エレメント部分（２５，２６）が少なくとも結合部分（３５，３６） では狭幅辺の方向で異なった肉厚である、請求項５から７までのいずれか１項記 載の固定装置。
9. ９．骨ねじ（１０）が固定エレメント（２０）の両終端部（２１）において旋回 可能に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の固定装置。
10. １０．固定エレメント（２０）の両終端部（２１）には、骨ねじ（１０）のシャ フト部（１３）のためのガイド部分（１５）が設けられている、請求項１から９ までのいずれか１項記載の固定装置。