JPH06178782A - 骨組織内に挿入されるボルトおよび髄内釘 - Google Patents

骨組織内に挿入されるボルトおよび髄内釘

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JPH06178782A
JPH06178782A JP5230119A JP23011993A JPH06178782A JP H06178782 A JPH06178782 A JP H06178782A JP 5230119 A JP5230119 A JP 5230119A JP 23011993 A JP23011993 A JP 23011993A JP H06178782 A JPH06178782 A JP H06178782A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 髄内釘，骨接合板，人工補装などを骨と結合
したりまたは骨片を安定化したりするために使用される
ボルトを提供する。 【構成】 ボルトは頭部（１）と軸部（２）とからな
る。軸部は実質的に滑らかに形成されかつねじ，鉤フッ
クまたは他の拡大形成部を有していない。したがって骨
組織には均等な力がかかりかつ吸収は回避可能である。
軸部はとくに非回転対称断面を有し，これにより挿入さ
れたボルトの回転は防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，頭部および軸部を有す
る骨組織内に挿入されるボルトと，ならびに１つまたは
複数のこの種のボルトによりロック可能でありかつこれ
らの１つまたは複数のボルトを受け入れるための穴を有
する髄内釘とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】骨折障害の治療のための外科手術におい
て，たとえば骨接合板，関節人工補装，髄内釘などの安
定化補助具を骨と結合するためにまたは骨片を相互に安
定化させるためにねじまたは特殊形状釘がしばしば使用
される。この種の典型的なねじおよび釘はたとえばスイ
ス特許第６７０７５４号および第６６９７２４号に記載
されている。
【０００３】この場合使用されるねじおよび釘は原則と
して少なくともその軸部の一部分にわたりねじまたは鉤
フック状の成形部を有し，これらの成形部を用いてねじ
または釘は緩まないように固定されるものである。しか
しながらこれらの不規則な表面形状はたいていの場合問
題を発生することになる。このようなねじおよび釘に静
的または動的な力がかかると，骨組織内に不均一な圧力
分配が発生する。したがってねじの縁および鉤フックの
領域内に高いピーク圧力が発生することがある。これら
は骨材料の吸収ないし骨組織の除去を発生する。このた
めに骨は弱くなりまたねじまたは釘が緩んできて骨およ
びねじまたは釘における好ましくない力の分配および損
傷をもたらすことになる。
【０００４】たとえばねじが管状骨内に挿入されまたそ
の端部が頭部と反対側の骨皮質内にねじ込まれたとき，
前記の影響によりねじ込端部が緩むことがあり，これに
よりねじの頭部領域にさらに力が加えられてくる。これ
はねじの破損またはねじの頭部領域における骨の損傷を
発生することになる。
【０００５】通常のねじはまた，回転に対し安定性がな
い。すなわちねじは、回転したり緩んだりするので，前
述したのと同様に力が追加されたり力の分配が不均等と
なり、，それによって、ねじおよび骨の損傷を引き起こ
すことになる。
【０００６】通常の方法の他の欠点は，原則として，骨
に対して穴があけられ，また，しばしばねじが切られな
ければならないことにある。このために作業工程が増
え，この作業工程が接合手術を高価なものとする。さら
にこの場合，骨材料が消耗され，このことが骨をさらに
弱くすることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって，固定手段
として骨内に挿入可能でありかつ前記欠点を有しない冒
頭記載の要素を提供することが本発明の課題である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題は，請求項１に
記載のボルトにより解決される。
【０００９】本発明によるボルトは，特にねじおよび鉤
フックを有しない実質的に滑らかな表面を有するので，
ボルトは骨組織内に不均一な圧力分配を発生しない。し
たがって骨材料の吸収ないし骨組織の除去が防止され
る。
【００１０】さらに，ボルトは穴をあけることなく骨の
中に挿入することができるので，手術の時間は著しく短
縮されまた骨材料の損失ないし除去は減少される。
【００１１】本発明によるボルトはまた，空圧打込工具
を用いて打ち込むのにも適している。この場合骨に対す
る負荷および特に打込み中の骨の亀裂の危険は減少され
る。このように挿入されたボルトは骨内での優れた保持
を特徴としている。
【００１２】好ましい実施態様においては，ボルトは非
回転対称断面により回転しないように固定されている。
【００１３】その他の利点は図面による以下の説明から
明らかになろう。
【００１４】
【実施例】ボルトの３つの好ましい実施態様が図１に示
されている。各実施態様においてボルトは頭部１および
軸部２を有する。軸部は打込み方向に実質的に滑らかで
ありかつその前方端部はテーパが設けられるか，または
尖っている。図１に示すように，ボルトの断面は著しく
異なる形状をとってもよい。断面はたとえばＵ，Ｔ，Ｉ
形状，楕円形状またはレンズ形状に形成してもよい。以
下に説明するような他の実施態様においては軸部は丸く
てもよい。
【００１５】上記のように，軸部は実質的に滑らかであ
り，すなわち軸部は特にねじ，鉤フックまたはそれらに
類似のマクロ形状を有していない。しかしながら軸部は
微小目盛（数百μｍの範囲）まで完全に滑らかである必
要はなく，ざらざらに形成されてもよく，これにより軸
部と骨組織との間のより良好な接触が得られる。
【００１６】その非回転対称軸部断面のために，骨内に
挿入された図１に記載のボルトは回転しないように安定
性がありまた回転によっても緩むことはない。したがっ
て骨内におけるボルトの座りは改善される。さらに，特
に図１ａおよびｂの実施態様において得られるように，
ボルト表面を拡大することにより骨組織との密な接触が
達成される。
【００１７】打込み方向に実質的に滑らかなその軸部に
より，本発明によるボルトは特に骨内への直接打込みに
適している。通常のねじとは反対に，このボルトはねじ
込まれないで長手方向に作用する力により駆動される。
【００１８】軸部は頭部と反対側の端部に向かって細く
してもよい。好ましい実施態様においては，軸部の断面
積は頭部から距離が離れるにしたがって一定のままで
も，または減少してもよい。これによりボルトの打込み
は容易となる。
【００１９】軸部が滑らかであることの利点は，上記の
ように，骨組織内にピーク圧力が発生しないことおよび
圧力が均等に分配されることでもある。したがって骨の
吸収ないし骨組織の除去は実質的に回避され，かつ骨の
成長が刺激される。
【００２０】原則的には，通常の打込工具（ハンマ，ス
ライドハンマなど）を用いてボルトを打ち込むことは除
外されていない。しかし，この場合に発生する高い個々
の衝撃は，骨にあらかじめ穴があけられていないときは
骨の破損を招くことがある。ボルトを振動力により骨の
中に打ち込むとき，かなり良好な結果が得られる。この
ために適した空圧打込工具が，欧州特許第４５２５４３
号に記載されている。この作業工具の機械的高周波衝撃
は，通常のハンマまたはスライドハンマの衝撃と比較し
て振幅が小さいので，このような装置は特にボルトの打
込みに適している。
【００２１】したがってさらに，あらかじめ準備されて
いない骨の中にボルトを直接打ち込むことが可能であ
る。穴をあらかじめあけておくことは特に必要ではな
い。したがって手術過程も著しく簡単になる。
【００２２】打込工具に装着されたマガジン内にボルト
を入れておくこともまた可能であり，ボルトはマガジン
から個々に自動的に打込工具内に供給される。
【００２３】図２はボルトの他の実施態様を示す。ここ
に図示されたボルトは要素３内に挿入される。この場合
要素３は，骨内に存在しかつボルトにより固定される髄
内釘であってもよい。
【００２４】ボルトの頭部の領域内に凹部４が設けられ
ている。この凹部はそれぞれに使用される打込工具のヘ
ッド部品を入れるためのものである。凹部４はたとえば
六角工具に合うものでもよく，または内ねじを有しても
よい。
【００２５】はじめに記載したように，ボルトはたとえ
ば骨片ばかりでなく骨接合板，髄内釘または人工補装を
固定するためにも使用可能である。さらにこれらの要素
はボルトの断面形状に合っていることが好ましい。この
ような髄内釘３が図３に示されている。髄内釘３はボル
ト軸部を受け入れるための穴１４を有し，穴１４はボル
ト軸部の断面形状に一致している。この場合穴１４は細
長に形成され，したがってたとえば図１ｃに示すボルト
を受け入れるのに適している。
【００２６】同様にたとえばボルトを受け入れるための
対応する形の穴を有する骨接合板も考えられる。
【００２７】図３に示す髄内釘は，それが上記の空圧打
込工具を用いて直接骨の中に挿入可能なように形成され
ている。特に髄内釘３は，マクロ的に実質的に滑らかな
表面および打込過程において骨髄を排出するための排出
成形部を有している。この場合，排出成形部５は排出チ
ャネルを有するフライス加工された長手溝の形に形成さ
れている。その頭部６もまた打込工具との力伝達結合が
可能なように形成されている。このために頭部６は全周
溝１７を有し，全周溝１７内に打込工具が固定される。
したがって，得られた結合は引張力のみでなく，押込力
も伝達するのに適している。さらに頭部６は２つの対向
面１８を有し，対向面１８にそれぞれ装着された打込工
具の対応する相手部品が当接する。したがって髄内釘は
打込工具に対し回転することはない。
【００２８】引張力，押込力および回転力を伝達する髄
内釘と打込工具との間のこのような結合により打込みお
よび引抜きの際の制御が改善される。
【００２９】空圧打込工具を使用することにより，髄内
釘が比較的大きな直径を有するときでも骨の損傷は回避
可能である。したがって，装着された状態で骨皮質に密
に当接する髄内釘を使用することもまた可能である。
【００３０】髄内釘の位置決めおよびそれを固定するボ
ルト（または通常のねじ）の位置決めは周知のように任
意に正確には行うことはできないので，髄内釘の取付穴
１４はボルトの軸部よりやや大きめであることが必要で
ある。これにより，要素の位置決めにおける公差を利用
することが可能である。しかしながらこれは，ボルトの
髄内釘との力伝達接触を完全にまたは一部分のみ失うこ
とにもなる。
【００３１】この問題を排除するために，本発明による
ボルトの図４および５に示す実施態様が使用可能であ
る。このボルトはピン８を受け入れるための長手内孔７
を有する。さらに軸部壁の一部が切欠部１０内に存在す
る圧着要素９により置き換えられている。圧着要素は一
部分長手内孔７内へ入り込むように形成されている。ピ
ン８が長手内孔７内に挿入されると，ピン８は圧着要素
を外側へ押し出す。さらに圧着要素は弾性的に変形され
および／または移動可能に設けられている。
【００３２】ボルトを骨内に挿入するときピン８は挿入
されない。したがって圧着要素はボルト内で軸部壁と一
体に存在し，これによりボルトは通常の本発明によるボ
ルトと同様に打込み可能である。圧着要素９の位置は，
挿入後圧着要素９が髄内釘３の領域内に存在するように
選択されている。ここでピン８が内孔７内に挿入される
と，ピン８は圧着要素を外側へ髄内釘３に向けて押し出
す。したがってボルトと髄内釘との間に力伝達結合が形
成される。ピンの打込みは前記の空圧打込工具を用いて
行ってもよい。
【００３３】ボルトを取り外すためには，まずピン８が
引き抜かれる。これはたとえば適切なペンチを用いて行
ってもよく，ペンチでピン８の頭部１１をつかんで行う
ことができる。ピン８を取り外すと圧着要素にかかる力
が解放され，これにより圧着要素はボルト内に引き戻さ
れてボルトを解放する。
【００３４】図６は拡大可能な軸部を有するボルトの代
替態様を示し，ここにはボルトが拡大された状態（図６
ａ）および拡大されていない状態（図６ｂ）で示されて
いる。図４に示すボルトと同様にこのボルトもまた長手
内孔を有するが，長手内孔の直径は軸部の領域において
挿入するピンより小さくなっている（図６ｂ）。さらに
軸部はこの領域において複数の長手スリット１９を有し
てもよい。ピンがこのボルト内に駆動されると，ピンは
厚くなっている軸部壁を外側に押し出すが，この押出し
は長手スリット１９により容易に行うことができる。し
たがってピンを打ち込むことにより，この場合もまた軸
部直径の拡大が可能である。
【００３５】製作時において，このボルトはたとえばま
ず拡大軸部を有するように製作され，その後，一定内径
の長手内孔がくり抜かれる。次に静止状態において図６
ｂに示すボルトの形状をとるまでボルトが半径方向に圧
縮される。
【００３６】前記実施態様は，本発明によるボルトの唯
一可能な実施態様ではない。幾つかの他の可能な実施態
様が図７に示されている。
【００３７】実施態様（ａ）においては，軸部２と頭部
１との間に首部１２を有するボルトが示され，首部１２
に複数の成形部材１３が取り付けられている。これらの
成形部材は挿入されたボルトの回転を防止するためのも
のである。
【００３８】図７の実施態様（ｂ）は，直径を小さくし
た首部１２を有している。この首部は挿入されたボルト
の骨内での保持を改善する。さらに首部はボルトの頭部
とは反対側の端部に向けて次第に細くなっている。した
がってボルトの打込みは容易になる。
【００３９】図８に頭部１の異なる２つの実施態様が示
されている。実施態様（ａ）においては，頭部はきわめ
て長く選択されている。この種の頭部は，たとえば一部
分骨内に埋め込むことができる。実施態様（ｂ）に示す
ボルトは，さらによく埋め込むことができる。この場
合，頭部は軸部より広くされていない。打込工具との力
伝達結合を形成するために，頭部は前記のように凹部４
を有している。
【００４０】頭部の下側がボルトの回転を防止するプロ
フィルを有してもよい。これは特に丸い軸部２と組み合
わせたときに有利である。このようなボルトが図９に示
されている。この場合頭部の下側に星形形状の扇子プロ
フィル１５が設けられている。ボルトを打ち込んだと
き，この扇子プロフィル１５が，例えば対応する対向プ
ロフィルを有する骨接合板または髄内釘に当接しかつ回
転することのない位置決めを与える。
【００４１】図１０には図９に示すようなプロフィルに
適合する髄内釘が示されている。この実施態様において
は，ボルトを受け入れる穴１４の縁にプロフィル１６が
形成されている。このプロフィル１６はボルトの対応す
るプロフィル１５と一致しかつボルトと髄内釘との間に
回転しない状態の結合を形成する。
【００４２】したがってこの髄内釘は図９に示すボルト
と協働することができる。このためにボルトは，プロフ
ィル１５を有するその頭部の下側が髄内釘のプロフィル
１６内に係合する位置まで打ち込まれる。この場合骨の
太さに応じて，ボルトがそれほど深く打ち込まれないよ
うに頭部長さを大きくすること（図８の実施態様（ａ）
参照）もまた意味がある。
【００４３】髄内釘のプロフィル１６はまた，図７の実
施態様（ａ）に示すようなボルトのつば形状の成形部材
１３と協働してもよい。この場合ボルトは，ボルトの成
形部材１３が髄内釘のプロフィル１６内に係合するよう
に打ち込まれる。
【００４４】ボルトにより固定される要素で，ボルト穴
のこのような縁プロフィルを有する他の要素もまた当然
考えられる。特にこれは，たとえば骨接合板に対して考
えられる。これらの実施態様は，本発明によるボルトが
きわめて多数の実施態様および使用可能性を有する簡単
な要素であることを示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａ，ｂ，およびｃはそれぞれ異なる軸部断面を
有するボルトの３つの異なる実施態様の側面図および正
面図である。
【図２】髄内釘内に挿入されたボルトである。
【図３】本発明による特殊な固定穴を有する髄内釘の破
断側面図および断面図ならびに正面図である。
【図４】骨内に挿入したのちにその直径が拡大可能なボ
ルトである。
【図５】装入された圧着要素を有する図４のボルトであ
る。
【図６】拡大された状態（ａ）および拡大されていない
状態（ｂ）にある拡大可能な軸部直径を有するボルトの
他の実施態様である。
【図７】ａおよびｂはそれぞれ本発明によるボルトの他
の実施態様である。
【図８】頭部の異なる実施態様を示す２つのボルトであ
る。
【図９】頭部の下側にロックプロフィルを有するボルト
の実施態様である。
【図１０】図９に示すボルトを受け入れるための髄内釘
である。
【符号の説明】
１ ボルトの頭部 ２ ボルトの軸部 ３ 髄内釘 ５ 排出成形部 ６ 髄内釘の頭部 ７ 長手内孔 ８ ピン ９ 圧着要素 １０ 切欠部 １２ 首部 １４ 穴 １５，１６ プロフィル
フロントページの続き (72)発明者 フィリップ・ロルフ・クロプフ スイス国ツェーハー−8142 ウイティコ ン，クリヴィスシュトラーセ 21 (72)発明者 アルベルト・ガイザー スイス国ツェーハー−6373 エネットビュ ルゲン，シュタツィオーンスシュトラーセ 33

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 頭部（１）および軸部（２）を有する骨
    組織内に挿入されるボルトにおいて：軸部（２）の表面
    が実質的に滑らかであることを特徴とする骨組織内に挿
    入されるボルト。
  2. 【請求項２】 軸部（２）または頭部（１）の断面が挿
    入されたボルトの回転を防止するために非回転対称形状
    を有することを特徴とする請求項１のボルト。
  3. 【請求項３】 軸部（２）の断面が実質的にＵ，Ｔ，Ｉ
    またはＸ形状であるかまたは楕円形状あるいはレンズ形
    状を有することを特徴とする請求項２のボルト。
  4. 【請求項４】 軸部（２）が頭部（１）とは反対側の端
    部において尖っていることを特徴とする請求項１ないし
    ３のいずれかのボルト。
  5. 【請求項５】 挿入されたボルトの軸部（２）の直径が
    軸部（２）の少なくとも１つの領域において少なくとも
    横方向に外からの操作によって拡大可能であることを特
    徴とする請求項１ないし４のいずれかのボルト。
  6. 【請求項６】 ボルトが頭部（１）とおよび軸部（２）
    の少なくとも一部分とを貫通する長手内孔（７）を有
    し，ピン（８）を長手内孔（７）内に挿入することによ
    り軸部（２）の直径が拡大可能であるように長手内孔
    （７）が軸部（２）の領域において細くされていること
    を特徴とする請求項５のボルト。
  7. 【請求項７】 軸部（２）が切欠部（１０）とおよび切
    欠部内に装入された圧着要素（９）とを有し，ここで圧
    着要素（９）の一部分が長手内孔（７）内に入り込み，
    したがってピン（８）を長手内孔（７）内に挿入するこ
    とにより圧着要素（９）を外側へ圧着可能であることを
    特徴とする請求項６のボルト。
  8. 【請求項８】 軸部（２）が部材から成形されかつ少な
    くとも一部分にわたり長手スリット（１９）を有するこ
    とを特徴とする請求項６のボルト。
  9. 【請求項９】 軸部（２）と頭部（１）との間に首部
    （１２）が設けられ，首部（１２）は挿入されたボルト
    の回転を防止するために１つまたは複数の成形部材（１
    ３）を有することを特徴とする請求項１ないし８のいず
    れかのボルト。
  10. 【請求項１０】 軸部（２）と頭部（１）との間に首部
    （１２）が設けられ，首部（１２）の断面積が軸部
    （２）の最大断面積より小さいことを特徴とする請求項
    １ないし９のいずれかのボルト。
  11. 【請求項１１】 挿入されたボルトの回転を防止するた
    めにボルトが頭部（１）の下側に非回転対称プロフィル
    （１５）を有することを特徴とする請求項１ないし１０
    のいずれかのボルト。
  12. 【請求項１２】 請求項１ないし１１のいずれかに記載
    の１つまたは複数のボルトによりロックされかつこれら
    の１つまたは複数のボルトを受け入れるための穴（１
    ４）を有する髄内釘において：ボルトが中で回転しない
    状態に受け入れるように穴（１４）が形成されているこ
    とを特徴とする髄内釘。
  13. 【請求項１３】 穴（１４）の断面形状がボルトの軸部
    （２）の非回転対称形状に合わせて形成されていること
    を特徴とする請求項２ないし１０のいずれかおよび請求
    項２に記載のボルトによりロックされる請求項１２の髄
    内釘。
  14. 【請求項１４】 ボルトが中で回転しない状態に受け入
    れるために穴（１４）の縁がプロフィル（１６）を有す
    ることを特徴とする請求項９または１１のいずれかに記
    載のボルトによりロックされる請求項１２の髄内釘。
  15. 【請求項１５】 髄内釘が骨髄を排出するために，排出
    成形部（５），排出孔または排出スリットを有すること
    を特徴とする請求項１２ないし１４のいずれかの髄内
    釘。
  16. 【請求項１６】 髄内釘が頭部（６）を有し，頭部
    （６）が実質的に引張力，押込力および回転力を伝達す
    るように打込工具と結合可能であることを特徴とする請
    求項１２ないし１５のいずれかの髄内釘。
JP23011993A 1992-09-23 1993-09-16 骨組織内に挿入されるボルトおよび髄内釘 Expired - Fee Related JP3331020B2 (ja)

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