(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の上面及び第１の底面を有し、且つ、硬質のチタン合金から成る第１のプレート部分と、
第２の上面及び第２の底面を有し、且つ、純チタン又は軟質のチタン合金から成る第２のプレート部分と、
を含む骨プレートであって、
前記第１のプレート部分は、前記第２のプレート部分よりも高い材料降伏強度を有し、
前記第１のプレート部分と前記第２のプレート部分とが互いに接続され、移行領域を形成し、
該移行領域において、前記第１の上面及び前記第２の上面が、上の閉じられた統合面を共に形成し、さらに、前記第１の底面及び前記第２の底面が、下の閉じられた統合面を共に形成し、
前記第２のプレート部分は、前記第１のプレート部分に対して変形させられるよう設計され、
前記第２のプレート部分は、前記第１のプレート部分に形成された、断面視において周囲から突出し且つ前記周囲より減少した厚さを有する部分にはめ込まれる、インサートである、骨プレート。
【請求項２】
前記硬質のチタン合金は、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ合金である、請求項１に記載の骨プレート。
【請求項３】
前記純チタンは、グレード２チタンである、請求項１又は２に記載の骨プレート。
【請求項４】
前記移行領域は、前記第１の材料及び前記第２の材料から成る、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の骨プレート。
【請求項５】
前記移行領域は、シーム溶接によって形成される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の骨プレート。
【請求項６】
前記シーム溶接は、レーザー溶接、パルスレーザー溶接、電子ビーム溶接、及び、パルス化電子ビーム溶接から成る群からの処理によって構成される、請求項５に記載の骨プレート。
【請求項７】
前記シーム溶接は、前記第１の上面と前記第２の上面との接続ラインからも、前記第１の底面と前記第２の底面との接続ラインからも溶接される、請求項５又は６に記載の骨プレート。
【請求項８】
前記第１の上面と前記第２の上面との接続ライン、及び、前記第１の底面と前記第２の底面との接続ラインのうち少なくとも１つが、閉ループを形成する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の骨プレート。
【請求項９】
前記第１のプレート部分は第１の壁部分を含み、さらに、前記第２のプレート部分は第２の壁部分を含み、溶接処理前の前記第１の壁部分及び前記第２の壁部分は、互いに対して位置が調整される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の骨プレート。
【請求項１０】
前記第１の壁部分も前記第２の壁部分も、円筒形セクターとして形成される、請求項９に記載の骨プレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド型骨プレートに関し、特に、広範ないろいろの骨の形状に対してより順応な適用を可能にするハイブリッド型骨プレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
骨プレートは、特にいくつかの種類の骨折に対する骨接合の適用に使用される。この目的のために、広範ないろいろの異なる骨プレートの形状が提供され、治療されることになる患者の個々の骨の形状及び骨折の状況に応じてきた。
【０００３】
骨プレートの順応な適用を可能にするために、骨に対して骨プレートを固定するための、例えばねじの順応な方向づけを可能にするよういくつかの取り組みがなされてきた。例えば、個々に設計されたねじ山が、骨及び骨プレートに取り付けられた場合の骨ねじの種々の方向づけを可能にする骨プレートの穴に提供されてきた。さらに、骨プレートの開口部に圧入されたか又はねじ接続による弾性材料のインサートを含む骨プレートが提案され、そのようなインサートは、特定範囲内の異なる角度での骨ねじの適用も可能にしてきた。しかし、以前から知られているアプローチのほとんどは、ねじ穴の領域における骨プレートの複雑な形状のため、又は、保護適用のために十分な殺菌を可能にしない。その理由は、従って、一方で、骨プレートの開口部内にインサートを圧入する際の空洞、裂け目、及び、微細な溝であり得る。もう一方で、骨プレートは、インサート無しで骨プレートを使用する、及び、骨ねじを直接堅い骨プレートの開口部内に回す場合に、骨ねじをすぐに骨プレートの穴又はねじ山を切った穴内に回す時に生じる破片を得ることが可能であるよう、安定性に対して最適にすることができる。特に、これは、骨プレートの材料に調和するよう適応されない材料の骨ねじを使用する時に起こり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術を考慮して、個々の骨の形状に対してより高い順応性を可能にし、同時に、治療されることになる患者に対する安全性を高めることを可能にするハイブリッド型骨プレートを定めることを本発明の目的として見ることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、独立項の内容によって解決することができ、本発明のさらなる実施形態は、従属項に組み入れられている。
【０００６】
本発明の例証的な実施形態によると、骨プレートは、第１の上面及び第１の底面を有した第１のプレート部分、第２の上面及び第２の底面を有した第２のプレート部分を含み、前記第１のプレート部分は、第２のプレート部分よりも高い材料降伏強度（ｍａｔｅｒｉａｌ  ｙｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を有し、第１のプレート部分及び第２のプレート部分は、互いに接続されて移行領域を形成し、その移行領域において、第１の上面及び第２の上面は共に閉じられた上の統合面（ｉｎｔｅｇｒａｌ  ｓｕｒｆａｃｅ）を形成し、第１の底面及び第２の底面は共に閉じられた下の統合面を形成し、第２のプレート部分は、第１のプレート部分に対して変形させられるように設計される。
【０００７】
従って、より高い材料降伏強度を有した第１のプレート部分を構造部分として使用するように第１のプレート部分と第２のプレート部分とをつなぐことが可能であり、より低い材料降伏強度を有した第２のプレート部分は、治療されることになる患者のそれぞれの骨の形状に対する骨プレートの個々の適応に役立つ。移行領域において形成されている上及び下の統合面により、統合面は、骨プレートのより深い所へのいかなる不純物の浸透も可能にしないため、十分な殺菌を確立することができる。特に、不純物が確立されるのを可能にするいかなる隙間も空洞もなく、第１の上面は、第２の上面に移行して閉じられた上の統合面を形成し、第１の底面は、第２の底面に移行して閉じられた下の統合面を形成する。閉じられた統合面は、例えば、材料合わせ（ｍａｔｅｒｉａｌ  ｆｉｔｔｉｎｇ）によって確立することができる。例えば圧入は、第１のプレート部分と第２のプレート部分との移行が材料合わせではなく圧入のみであるために閉じられた統合面を形成しないため、空洞が不純物を収容する特定のリスクが残る。
【０００８】
本発明の例証的な実施形態によると、第１のプレート部分は、第１の材料、特に、均質材料から成り、第２のプレート部分は、第２の材料、特に、均質材料から成る。
【０００９】
従って、第１のプレート部分も第２のプレート部分もそれぞれ、例えば材料降伏強度のような既知の材料特性を有した均質材料から形成することができる。
【００１０】
本発明の例証的な実施形態によると、第２の材料は純チタン又は軟質のチタン合金であり、第１の材料は硬質のチタン合金である。
【００１１】
軟質のチタン合金は、硬質のチタン合金よりも低い材料降伏強度を有するということを理解されたい。同時に、硬質のチタン合金は、純チタンよりも高い材料降伏強度を有する。一般に、チタン及びチタン合金は、軽量で且つ腐食に対して非常に耐性があるため、医療用途に対して非常に適した材料である。純チタン又は軟質のチタン合金として第２の材料を提供することによって、硬質のチタン合金である第１の材料に対して信頼できる材料合わせが可能になる。硬質のチタン合金は、軟質のチタン合金よりも硬いということを意味していることに留意されたい。
【００１２】
本発明の例証的な実施形態によると、硬質のチタン合金は、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ合金である。
【００１３】
Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ合金は、強度及び安定性を考慮して、医療用途に特に適している。
【００１４】
本発明の例証的な実施形態によると、純チタンは、グレード２チタンである。
【００１５】
硬質のチタン合金に関して、グレード２純チタンは、第１のプレート部分に対して第２のプレート部分の変形を可能にする。
【００１６】
本発明の例証的な実施形態によると、移行領域は、第１の材料及び第２の材料から成る。
【００１７】
従って、移行領域は、第１の材料及び第２の材料から成る合金によって形成される。特に、第１のプレート部分に接近して合金は第２の材料よりも多くの第１の材料を含むように、移行領域は、横断方向において第１の材料と第２の材料との変化する含有量比を有することができ、第２のプレート部分に接近した移行領域の合金は、第１の材料よりも多くの第２の材料を含む。このように、第１のプレート部分から第２のプレート部分まで、なだらかな移行を確立して、移行領域のより高い強度を可能にすることができる。
【００１８】
本発明の例証的な実施形態によると、移行領域は、シーム溶接によって形成される。
【００１９】
シーム溶接は、一方で第１の上面から第２の上面まで、さらに、もう一方で第１の底面から第２の底面までの統合面を形成するための信頼できる実行可能手段である。さらに、シーム溶接は、さらなる材料を加える必要なく、第１のプレート部分と第２のプレート部分との材料合わせを可能にする。シーム溶接は、第１のプレート部分と第２のプレート部分との信頼でき且つ安定した接続を確立することができるように、材料のより深いところにおいても第１のプレート部分と第２のプレート部分との信頼できる接続をさらに可能にする。
【００２０】
本発明の例証的な実施形態によると、シーム溶接は、レーザー溶接、パルスレーザー溶接、電子ビーム溶接、及び、パルス化電子ビーム溶接を含む群からの処理によって構成される。
【００２１】
上記の溶接処理は、第１のプレート部分と第２のプレート部分との信頼できる接合を可能にし、骨プレートの上側にも下側にも閉じられた統合面を形成する。特に、溶接処理が適用された後に、第１のプレート部分の材料特性、並びに、第２のプレート部分の特性が実質的にもとのままであるように、移行領域以外の材料の形態を実質的にもとのままで維持することができる。
【００２２】
本発明の例証的な実施形態によると、シーム溶接は、第１の上面と第２の上面との接続ラインからも、第１の底面と第２の底面との接続ラインからも溶接される。
【００２３】
特に、特定の厚さを有する骨プレートに対して、骨プレートの両側、すなわち、一方で第１の上面と第２の上面との接合ライン、及び、第１の底面と第２の底面との接合ラインからの溶接処理は、閉じられた統合面の信頼できる形成を可能にし、空洞を回避する。しかし、特に、より薄い厚さの寸法を有した骨プレートに対して、上側又は下側の１つの側からのみのシーム溶接処理が、上面にも底面にも閉じられた統合面を形成するのに十分であり得るということに留意されたい。
【００２４】
本発明の例証的な実施形態によると、第２の部分はインサートである。
【００２５】
インサートは、骨ねじを適用するための一種の環状部分であり得る。残りの骨プレートよりも低い材料降伏強度を有したインサートを提供する場合、インサートを変形させることによって、必要に応じて骨ねじの方向を調整することが可能であるため、より低い材料降伏強度を有したインサートを提供することによって、骨プレート、特に、骨ねじ及び骨プレートの適用は、治療されることになる患者の骨の個々の形状に従って適応させることができる。
【００２６】
本発明の例証的な実施形態によると、第１の上面と第２の上面との接続ライン、及び、第１の底面と第２の底面との接続ラインのうち少なくとも１つが、閉ループを形成する。
【００２７】
従って、特に、より軟質の材料から作製されている第２のプレート部分は、第１のプレート部分のより硬質の材料によって囲む（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｃｅ）ことができる。このように、より高い材料降伏強度の材料の囲い部分は、実質的に所望の外形又は形状に骨プレートの外側の輪郭を保つ構造要素として役立つことができ、内側部分、すなわち、より軟質の材料又はより低い材料降伏強度を有した材料の第２のプレート部分は、治療されることになる患者の個々の骨の形状に対する形状適応に使用することができる。このように、特に、骨プレートの外側の輪郭又は外縁の外形及び形状の安定性を、明確な様式で維持することができるため、骨プレートの外側の形状を維持することができる。
【００２８】
本発明の例証的な実施形態によると、第１のプレート部分は第１の壁部分を含み、第２のプレート部分は第２の壁部分を含み、溶接処理前の第１の壁部分及び第２の壁部分は、互いに対して位置が調整される。
【００２９】
従って、一種の外形合わせ（ｆｏｒｍ  ｆｉｔｔｉｎｇ）を、骨プレートの製造工程の間に確立することができ、外形合わせは製造工程中のより大きな空洞を回避することができるため、閉じられた統合面を形成する製造工程をより容易にする。さらに、さらなる材料は使用されず、第１の壁部分と第２の壁部分との外形合わせを提供する際に満たされることになる全容積は実質的に変更されないまま維持されるため、シーム溶接を確立する際に凹んだ移行部分を形成することは、実質的に回避することができる。
【００３０】
本発明の例証的な実施形態によると、第１の壁部分も第２の壁部分も、円筒形セクターとして形成される。
【００３１】
円筒形セクターは円形の円筒形セクターであり得るが、例えば楕円柱又は自由形状の円柱のようないかなる他の断面プロファイルの円筒形セクターでもあり得るということに留意されたい。
【００３２】
上記の特徴は組み合わせることもできるということに留意されたい。上記の特徴の組み合わせは、詳細にはっきりと記載されていない場合でさえも共同作用をももたらし得る。
【００３３】
本発明の前記及び他の態様は、以下に記載の実施形態から明らかになり、以下に記載の実施形態を参考にして説明される。
【００３４】
本発明の例証的な実施形態は、以下の図面を参考にして以下に記述される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】溶接されていない状態で第１のプレート部分及び第２のプレート部分を有する骨プレートを例示している。
【図２】両側から溶接されている溶接された状態で第１のプレート部分及び第２のプレート部分を有する骨プレートを例示している。
【図３】方側から溶接されている溶接された状態で第１のプレート部分及び第２のプレート部分を有する骨プレートを例示している。
【図４】第１のプレート部分としてフレーム体を有し、第２のプレート部分としてインサートを有した骨プレートの断面図を例示している。
【図５】第１のプレート部分と第２のプレート部分との間に閉ループ接続ラインを有した骨プレートの上面図を例示している。
【図６】第１のプレート部分と第２のプレート部分との間に閉ループ接続ラインを有した細長い形状の骨プレートを例示している。
【図７】第１のプレート部分と第２のプレート部分との間に開ループ接続ラインを有した細長い骨プレートを例示している。
【図８】第１のプレート部分と第２のプレート部分との間に開ループ接続ラインを有し、第１のプレート部分にインサートを有する骨プレートの上面図を例示している。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、第１のプレート部分１０及び第２のプレート部分２０を有する骨プレート１を例示している。第１のプレート部分１０は、第１の上面１４及び第１の底面１５を有している。第２のプレート部分２０は、第２の上面２４及び第２の底面２５を有している。図１は、つながっていない又は溶接されていない状態の第１のプレート部分及び第２のプレート部分を例示しており、どちらの部分１０及び２０も、明瞭な例示のために隙間を有して例示されている。しかし、溶接されていない状態のどちらの部分１０及び２０も、第１のプレート部分１０の第１の壁部分１１が第２のプレート部分の第２の壁部分２１に接するように、互いに隣接して位置を定めることができるということに留意されたい。上面１４、２４両方で接続ライン４４を形成し、底面１５及び２５両方で下の接続ラインを形成する。第１のプレート部分の材料は、第２のプレート部分２０よりも高い材料降伏強度を有する。従って、図２及び３に関して以下で記述されるように、第１のプレート部分１０と第２のプレート部分２０とが互いにつながれたか又は接続された場合に、第１のプレート部分１０に対して第２のプレート部分２０を変形させることが可能である。
【００３７】
図２は、溶接接合として例示されているつながれた状態の骨プレート１の第１のプレート部分１０及び第２のプレート部分２０を例示している。つながれたか又は溶接された状態で、骨プレート１は、第１のプレート部分１０と第２のプレート部分２０とをつないでいる移行領域３０をさらに含む。結果として、骨プレート１は、一方で第１の上面及び第２の上面によって形成される閉じられた統合面４を有し、さらに、底面１５及び２５の両方によって形成される下の閉じられた統合面５を有する。溶接された状態での接続ラインは、シーム溶接の幅を有する。溶接処理は、レーザー溶接、パルスレーザー溶接、電子ビーム溶接、又は、パルス化電子ビーム溶接によって実行することができるということに留意されたい。従って、溶接処理の衝撃は移行領域３０に限定することができるため、第１のプレート部分及び第２のプレート部分２０の構造的形態は、実質的に変更されないまま残る。これは、材料降伏強度、変形性等に対する第１のプレート部分１０及び第２のプレート部分２０の材料特性を維持することも可能にする。移行領域３０の表面は、わずかな凸面又は凹面状のものであり得るが、空洞を回避するために、移行領域の表面は表面４、５を実質的に閉じられた統合面として維持するということに留意されたい。このように、不純物が骨プレート上又は骨プレート内、特に、接合部分又は移行領域３０内に定着するということを回避することができる。
【００３８】
図２は、特定の厚さのものであるために、溶接処理が上面並びに底面の両側から実行される骨プレート１の接合を例示している。従って、シーム溶接は、実質的に砂時計の形状、すなわち、底面並びに上面から先が次第に細くなっている形状を有する。
【００３９】
図３に例示されているように、より薄い厚さを有する骨プレート１に対して、片側のみから溶接処理を行うこともできるということに留意されたい。この場合、溶接処理は、上面又は底面のどちらかから実行されているため、シーム溶接は実質的に上面から先細にされている。
【００４０】
溶接領域又は移行領域３０は、第１のプレート部分１０及び第２のプレート部分２０の両方の材料から成る合金から形成される。より高い材料降伏強度を有するプレート部分としての第１のプレート部分１０は、過去に医療用途の目的に対して確立された例えばＴｉ６Ａｌ４Ｖ合金等の例えば硬質のチタン合金から作製することができる。第２のプレート部分２０は、例えば２のグレ―ドのチタン等の純チタン又は軟質のチタン合金から作製することができる。従って、例えば、治療されることになる患者の骨の個々の形状に対する形状適応に達するために、第１のプレート部分１０に対して第２のプレート部分２０を変形させることが可能である。
【００４１】
図４は、第１のプレート部分が一種のフレームである骨プレート１を例示しており、第１のプレート部分内に、インサートが第２のプレート部分２０としてはめ込まれている。図４は、移行領域のさらなる細部は無しでフレーム１０及びインサート２０を有した骨プレート１の概略図を例示している。インサートは、例えば、骨ねじをはめ込むことを可能にする、及び、インサート、すなわち第２のプレート部分の確定された変形を可能にするために使用され、骨プレートのフレームとしての第１のプレート部分１０は、骨プレート１全体の安定性を実質的に維持する。しかし、インサートは、円形のインサートであると限定されず、種々の形状を有する細長いインサートでもあり得る。特に、インサートは、どちらも閉ループを形成する上の接続ライン４４及び下の接続ライン４５を定める。従って、第２のプレート部分２０は第１のプレート部分１０によって囲まれ、骨プレート全体の安定性を維持する。しかし、図７及び８に関してさらに詳細に記述されるように、特定の場合において、より順応な骨プレート部分を有するためにそのような安定した外側の輪郭を提供しないことも有用であり得る。
【００４２】
図４のインサート２は、骨ねじの方向を調整すること、又は、ねじ山を切ってインサート２としての第２の骨プレートの材料にすることを可能にしている。特に、インサートの材料は、ねじ山を切ったねじにはめ込む場合に破片を形成する傾向がない材料によって形成することができる。
【００４３】
図５は、１つの中央穴を有するインサート２も、より大きなインサート領域６を形成する島のような第２のプレート部分２０も有した骨プレートの上面図を例示しており、より大きな領域は、例えば複数の穴３を可能にしている。穴は、円形の穴として設計することができるか、又は、細長い穴若しくは溝として設計することもできる。図５において、全ての第２のプレート部分２０が、閉ループとして接続ライン４４を定めている。
【００４４】
図６は、第１のプレート部分１０及び第２のプレート部分２０を有した骨プレート１のさらなる実施形態を例示している。特に第２のプレート部分が、外部からの安定を必要とする非常に低い材料降伏強度のものである場合に、第１のプレート部分１０は、より高い安定性を与えるために第２のプレート部分２０を囲んでいる。第１のプレート部分１０にも第２のプレート部分にも穴を提供することができる。第１のプレート部分１０よりも低い材料降伏強度を有する第２のプレート部分２０内に、さらなるプレート部分５０を提供することができるということに留意されたい。第２のプレート部分２０の材料降伏強度よりも低い材料降伏強度を有した前記さらなる又は第３のプレート部分５０を提供することが有用であり得る。従って、第２のプレート部分の材料は、第２のプレート部分のおおよその適応を可能にし、さらに減少した材料降伏強度を有するさらなる第３のプレート部分５０は、例えば骨ねじの方向を調整することのより細かい適応を可能にする。
【００４５】
図７は、骨プレート１のさらなる例証的な実施形態を例示しており、第１のプレート部分１０と第２のプレート部分２０とが接続されて、接続ライン４４、４５を形成している。図７における接続ライン４４、４５は、骨プレート１全体の外側の輪郭まで延びているため、図７の実施形態において、第１のプレート部分１０は、第２のプレート部分２０を囲んでいない。このように、第２のプレート部分２０のはるかにより順応な適応が可能である。
【００４６】
図８は、骨プレート１が第１のプレート部分１０及び第２のプレート部分２０を含む本発明のさらなる例証的な実施形態の上面図を例示している。第１のプレート部分と第２のプレート部分とを接続する接続ライン４４、４５は、湾曲した線として形成することができるが、この接続ラインは、必要に応じて直線として形成することもできる。外側の輪郭７と接続ライン４４、４５とによって形成される角度（角度α）は、＋／−４５°の間、好ましくは実質的に９０°であり得る。
【００４７】
「含む」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞はその複数形を除外しないということに留意されたい。また、種々の実施形態に関係して記載された要素は、共同作用を生じるように組み合わせることができる。
【００４８】
特許請求の範囲における参照番号は、特許請求の範囲を限定するとして解釈してはならないということに留意されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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