(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、長さ調整可能な髄内ネイルシステムを提供する。【解決手段】長さ調整可能な髄内ネイルシステムは、近位本体及び遠位本体を具備する伸縮式髄内ネイル１０を含んでいる。近位本体の内部において、内側磁石２４がネジ付ロッドに接続されており、ネジ付ロッドが遠位本体に接続されている。ネジ付ロッドが、近位本体に接続されているネジ付ブロックを貫通している。ネジ付ロッドの遠位端の位置は、遠位本体に対して固定されているが、この固定位置内において自在に回転可能とされる。また、アクチュエータ５２６は、互いに対して傾いた状態で配設された一組の回転式磁石５５２と、髄内ネイルの軸線と、患者の肢とを含んでいる。外側磁石５５２が同一方向に回転された結果として、内側磁石及びネジ付ロッドが回転され、ネジ付ブロック及び近位本体が遠位本体に対して伸縮可能に軸線方向に移動する。【選択図】図１３
2018008093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
髄内ネイルを具備する長さ調整可能な髄内ネイルシステムであって、
前記髄内ネイルが、
近位外側本体と、
前記近位外側本体によって受容されている一部分を有している遠位本体と、
軸線方向において相対的に移動することなく前記遠位本体に対して回転させるために、前記遠位本体に結合されているネジ付シャフトと、
前記近位外側本体によって受容されている内側磁石であって、前記ネジ付シャフトと共に回転するように、前記ネジ付シャフトに結合されている前記内側磁石と、
前記近位外側本体に結合されていると共に雌ネジ部を有しているネジ付ブロックと、
を備えている、前記髄内ネイルシステムにおいて、
前記ネジ付シャフトが、前記ネジ付ブロックを貫通しており、
前記ネジ付シャフトが、前記内側磁石及び前記ネジ付シャフトを前記ネジ付ブロックに対して回転させることによって、前記内側磁石、前記ネジ付シャフト、及び前記遠位本体が軸線方向において前記近位外側本体に対して相対的に移動されるように、前記内側磁石と螺合していることを特徴とする髄内ネイルシステム。
【請求項２】
前記ネジ付シャフトが、前記ネジ付シャフトと前記遠位本体とが軸線方向において互いに対して固定されているように、固定位置において前記遠位本体に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の髄内ネイルシステム。
【請求項３】
前記髄内ネイルシステムが、少なくとも１つの外側磁石を含んでいるアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項１に記載の髄内ネイルシステム。
【請求項４】
前記髄内ネイルシステムが、少なくとも１つの前記外側磁石を回転可能に収容しているハウジングであって、前記内側磁石の軸線に対して平行とされる軸線を中心として前記外側磁石を回転させ、これにより、前記外側磁石の回転によって前記内側磁石を回転させるように構成されている、駆動機構を収容している前記ハウジングを備えていることを特徴とする請求項３に記載の髄内ネイルシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの外側磁石が、２つの前記外側磁石とされることを特徴とする請求項３に記載の髄内ネイルシステム。
【請求項６】
前記髄内ネイルシステムが、前記外側磁石のうち一の外側磁石を回転可能に収容している第１のハウジング及び第２のハウジングであって、前記内側磁石の軸線に対して平行とされる軸線を中心として前記外側磁石のうち一の外側磁石を回転させ、これにより、前記外側磁石の回転によって前記内側磁石を回転させるように構成されている、駆動機構を収容している前記第１のハウジング及び前記第２のハウジングを備えていることを特徴とする請求項５に記載の髄内ネイルシステム。
【請求項７】
前記第１のハウジング及び前記第２のハウジングが、髄内ネイルを第１の外側磁石と第２の外側磁石との間に位置決めするために、前記第１の外側磁石及び前記第２の外側磁石を離隔され且つ斜めに配置された状態に維持するように共に結合されていることを特徴とする請求項６に記載の髄内ネイルシステム。
【請求項８】
前記髄内ネイルシステムが、前記第１の外側磁石と前記第２の外側磁石とを結合しているリンクであって、前記内側磁石及び前記ネジ付シャフトを回転させるために、前記第１の外側磁石及び前記第２の外側磁石を同一の向きに回転させるように構成されている前記リンクを備えていることを特徴とする請求項７に記載の髄内ネイルシステム。
【請求項９】
前記髄内ネイルシステムが、少なくとも１つの前記外側磁石を収容している円状のトラックを備えていることを特徴とする請求項３に記載の髄内ネイルシステム。
【請求項１０】
前記アクチュエータが、前記髄内ネイルの軸線方向における伸縮量を表示するためのユーザインターフェースを備えていることを特徴とする請求項３に記載の髄内ネイルシステム。
【請求項１１】
前記髄内ネイルの前記遠位本体が、前記遠位本体を患者の骨に結合するために固定要素を受容するための少なくとも１つの横方向穴を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の髄内ネイルシステム。
【請求項１２】
前記ネジ付ブロックが、前記近位外側本体の遠位端に固定された状態で取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の髄内ネイルシステム。
【請求項１３】
前記ネジ付シャフトの近位端が、前記内側磁石の遠位端に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の髄内ネイルシステム。
【請求項１４】
前記ネジ付シャフトの前記近位端が、前記内側磁石の前記遠位端に当接していることを特徴とする請求項１３に記載の髄内ネイルシステム。
【請求項１５】
前記ネジ付シャフトの少なくとも一部分が、前記遠位本体の内部に受容されていることを特徴とする請求項１に記載の髄内ネイルシステム。
【請求項１６】
前記ネジ付ブロックと前記ネジ付シャフトとの間における螺合部分の長さ全体が、前記内側磁石、前記ネジ付シャフト、及び前記遠位本体と前記近位外側本体との間における軸線方向の相対移動の範囲全体と略同一であることを維持していることを特徴とする請求項１に記載の髄内ネイルシステム。
【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、米国仮出願第６１／３１５，５２０号明細書に基づく優先権を主張する国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２８７６４の部分的な継続出願である（と共に３５ＵＳＣ§１２０の優先権を主張する）米国特許出願第１３／１０９４７８号明細書に基づく優先権を主張するものである。これら出願は、本出願の一部分とみなされる（そして、参照によって本出願に組み込まれている）。
【０００２】
本発明は、伸縮式構造体と磁気動作機構とを含んでいる脚延長髄内（ＩＭ）ネイルに関する。より具体的には、本発明における髄内ネイルは、内側磁石を具備する伸縮式構造体と、必要に応じて髄内ネイルを非侵襲的に延長（伸延）又は短縮（縮小）するための、回転式磁石を含む外部動作機構とを含んでいる。
【背景技術】
【０００３】
脚長差についての様々な治療法が知られている。脚長差は、出生異常、不適切な骨の成長、疾病、又は身体的外傷に起因する場合がある。脚長差の治療法としては、足を尖足位に上げるために靴の補高及び特別なブーツを利用することが挙げられる。整形外科の分野としては、例えば骨端の成長を促進させること、長い方の脚を外科的に短縮させること、及び短い方の脚を外科的に延長することのような、他の技術も含まれている。
【０００４】
一般に、現在の脚延長技術は、引張応力を利用したイリザロフ法を適用している。イリザロフ法では、一定の張力をゆっくりと受ける生体組織が代謝的に活性化される。さらに、骨間隙を形成した後に骨間隙を大きくすると、新しい骨が形成され、これにより骨が長くなる場合がある。
【０００５】
骨切除術やコルチコトミーと呼称される現在の脚延長技術では、脚の骨が切断される。骨は、切除地点において仮骨の成長を開始させる。その後に、骨に外科的に固定された機械式装置によって、２つの骨部分が引っ張られて離隔される。この手順は、仮骨延長術と呼称される。仮骨延長術では、仮骨が伸長されることによって骨が延長される。
【０００６】
脚を延長するために利用される現在の機械式装置は、リングの形態をした外部固定具を含んでいる。当該外部固定具は、調整可能なストラットを介して接続されており、ワイヤ、ピン、又はネジを利用することによって骨に経皮的に接続されている。
【０００７】
様々な長さ調整可能な髄内ネイルは、伸縮式髄内ネイルを延長するための形状記憶合金と、延伸させるための力を付与するための移植された電気モータと、液圧式又は空圧式の機構又はポンプと、磁気駆動式歯車機構と、延伸させるための力を発生させるための、患者によって動作可能な機構とを含んでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本出願は、長さ調整可能な髄内ネイルと、当該髄内ネイルを伸縮させるためのアクチュエータとを開示している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明における一の髄内ネイルは、近位端及び遠位端を含む近位外側本体を備えている。近位外側本体の遠位端は、遠位本体の一部分を受容する。また、近位外側本体は、内側磁石を収容する。また、ネジ付シャフトは、遠位本体に回転可能に結合されている遠位端を含んでいる。さらに、ネジ付シャフトは、近位外側本体に結合されているネジ付ブロックを貫通している。
【００１０】
その結果として、内側磁石及びネジ付シャフトが回転されることによって、近位外側本体が遠位本体に対して軸線方向に移動される。一の実施例では、ネジ付シャフトの遠位端は、遠位本体に回転可能に接続されている際に、固定位置において遠位本体に接続されている。すなわち、ネジ付シャフトは、固定位置において回転可能とされるが、遠位本体に対して移動しない。
【００１１】
また、本発明におけるアクチュエータは、少なくとも１つの外側磁石を含んでいる。外側磁石は、髄内ネイルの内側磁石の軸線に対して平行とされる軸線を中心として外側磁石を回転させるための駆動機構を具備する、自身のハウジング内に回転可能に収容されている。外側磁石を回転させることによって、髄内ネイルの近位外側本体の内部に配置された内側磁石が回転される。内側磁石を回転させることによって、その結果として、ネジ付シャフトが回転され、これによりネジ付ブロックが軸線方向に移動される。ネジ付ブロックを軸線方向に移動させることによって、近位外側本体が遠位本体に対して軸線方向に移動される。
【００１２】
また、本発明におけるアクチュエータは、内側磁石に作用するトルクを大きくするように構成されている。アクチュエータは、単一の磁石ではなく、第１の外側磁石及び第２の外側磁石を含んでいる。外側磁石それぞれが、髄内側磁石及び内ネイルの軸線に対して平行とされる軸線において回転可能に、自身のハウジング内に収容されている。第１の外側磁石及び第２の外側磁石のハウジングは、第１の外側磁石及び第２の外側磁石を離隔され且つ斜めに配置された状態に維持するために共に結合されているので、これにより髄内ネイル（及び患者の脚）を第１の外側磁石と第２の外側磁石との間に位置決めすることができる。リンクが第１の外側磁石と第２の外側磁石とを共に結合しており、内側磁石及びネジ付シャフトに付勢される回転と同一の向きにおいて第１の外側磁石及び第２の外側磁石を回転させることができる。
【００１３】
一の実施例では、（先端としての）内側磁石と第１の外側磁石及び第２の外側磁石とによって形成される角度は、約１２０°〜約１８０°の範囲とされる。角度が１２０°より小さい場合には、その結果として、２つの外側磁石は、協働する力ではなく、対立する力を発生させる。
【００１４】
一の実施例では、遠位本体が細長いスロットを備えている。ネジ付ブロックは、径方向延長部分を備えている。径方向延長部分は、遠位本体のスロットを貫通して延在していると共に、近位外側本体に結合しているので、ネジ付シャフトの回転によってネジ付ブロックが軸線方向に移動された場合に、近位外側本体を遠位本体に対して軸縁方向に移動させることができる。
【００１５】
他の実施例では、ネジ付シャフトの遠位端は、遠位ブロック内に回転可能に受容されており、遠位ブロックは、ネジ付シャフトの遠位端を遠位本体に結合するために遠位本体に結合されている。当該コンセプトのさらなる実施例では、ネジ付シャフトが、遠位ブロックを貫通しており、エンドキャップに結合している。ネジ付シャフトは、遠位ブロックの内部自在に回転可能とされるが、エンドキャップが、ネジ付シャフトの遠位端の位置を遠位本体の内部の固定位置に維持するために利用される。遠位ブロック及びエンドキャップのうち少なくとも１つは、遠位本体に固定されているからである。
【００１６】
他の実施例では、第１の外側磁石が駆動機構に結合されている。さらに、第１の外側磁石と第２の外側磁石とを共に結合しているリンクは、駆動機構によって発生される第１の外側磁石の回転運動を第２の外側磁石の回転運動に変換する。当該コンセプトのさらなる実施例では、リンクは、第１のリンクが第１の外側磁石を弧状リンクに結合しており、弧状リンクが第１のリンクを第２のリンクに結合しており、且つ、第２のリンクが弧状リンクを第２の外側磁石に結合している、リンク集合体とされる。当該コンセプトのさらにさらなる実施例では、駆動機構が、第１の外側磁石のハウジングに配設されたスイッチによって起動される。
【００１７】
他の実施例では、第１の外側磁石と第２の外側磁石とが、髄内ネイルの外側本体の内部に配設された内側磁石に作用するトルクを大きくするために、平行な軸線を中心として同一方向に回転する。
【００１８】
他の実施例では、弧状リンクが、互いに対して約１２０°〜約１８０°で傾斜した関係で第１の外側磁石及び第２の外側磁石を維持するために、第１の外側磁石及び第２の外側磁石のハウジングを共に結合している弧状ハウジング内に収容されている。このとき、内側磁石の軸線が先端であり、手術条件を考慮して、すべての３つの磁石の回転軸線が平行とされるか、又は可能な限り平行に近い状態とされる。
【００１９】
一の実施例では、髄内ネイルの遠位本体が、遠位本体を患者の骨に結合するために固定要素を受容するための少なくとも１つの横方向穴を含んでいる。
【００２０】
他の実施例では、アクチュエータは、髄内ネイルの軸線方向における伸長及び軸線方向における圧縮の大きさを表示するユーザインターフェースを備えている。
【００２１】
一の実施例では、内側磁石が、ネジ付シャフトの近位端に結合されているキャリア又はケーシングの内部に配設されている。
【００２２】
１つ、２つ、又は３つのアクチュエータが開示されている。
【００２３】
本発明における髄内ネイルの長さを調節するための方法は、上述の髄内ネイルを準備するステップと、上述のアクチュエータを準備するステップと、外側磁石が髄内ネイルに対して相対的に配設されるように、アクチュエータを配置するステップと、ネジ付ブロック及び近位外側本体が遠位本体に対して軸線方向に移動するように内側磁石及びネジ付シャフトを回転させるために、外側磁石を回転させるステップとを含んでいる。
【００２４】
外側磁石の回転軸線は、髄内ネイルの軸線に対して平行、垂直、又は非平行とされる。
【００２５】
本発明の幾つかの実施態様では、長さ調節可能な髄内ネイルシステムは、近位端及び遠位端を具備する近位外側本体を備えている、髄内（ＩＭ）ネイルを含んでおり、近位外側本体の遠位端が、遠位本体の一部分を受容しており、近位外側本体が、内側磁石を収容しており、内側磁石が、ネジ付シャフトの近位端に結合されており、ネジ付シャフトが、遠位本体に回転可能に結合されている遠位端を備えており、ネジ付シャフトが、ネジ付ブロックを貫通しており、ネジ付ブロックが、近位外側本体に結合されており、アクチュエータが、自身のハウジング内に回転可能に収容されている少なくとも１つの外側磁石を備えており、外側磁石のハウジングが、内側磁石の軸線に対して略平行とされる軸線に沿って外側磁石を回転可能に保持しており、アクチュエータが、ネジ付ブロック及び近位外側本体を遠位本体に対して軸線方向に移動させる内側磁石及びネジ付シャフトを回転させるための駆動機構を備えている。
【００２６】
幾つかの実施例では、遠位本体は、細長いスロットを有しており、ネジ付ブロックが、スロットを貫通して延在していると共に近位外側本体に結合されている、径方向延長部分を有している。
【００２７】
幾つかの実施例では、ネジ付シャフトの遠位端は、ネジ付シャフトの遠位端を遠位本体に結合するために遠位本体に結合されている、遠位ブロック内に回転可能に受容されている。
【００２８】
幾つかの実施例では、ネジ付シャフトの遠位端が、遠位ブロックを貫通しており、エンドキャップに結合されている。さらに、ネジ付シャフトが、遠位ブロックの内部において回転自在とされ、遠位ブロック及びエンドキャップのうち少なくとも１つが、ネジ付シャフトを遠位本体に固定している。
【００２９】
幾つかの実施例では、アクチュエータが、駆動機構に結合されている第１の外側磁石と、第１の外側磁石を第２の外側磁石に結合しているリンクとを備えており、駆動機構が第１の外側磁石を回転させることによって、その結果として第２の外側磁石も回転される。
【００３０】
幾つかの実施例では、リンクが、弧状リンクを第２の外側磁石に結合している第２のリンクに第１のリンクを結合している弧状リンクに第１の外側磁石を結合している第１のリンクを備えているリンク集合体である。
【００３１】
幾つかの実施例では、駆動機構は、第１の外側磁石のハウジングに配設されたスイッチによって動作される。
【００３２】
第１の外側磁石と第２の外側磁石とが、平行な軸線を中心として同一方向に回転する。
【００３３】
幾つかの実施例では、弧状リンクは、第１の外側磁石及び第２の外側磁石を互いに対して傾斜した関係で維持するために第１の外側磁石及び第２の外側磁石のハウジングを共に結合している、弧状ハウジング内に収容されている。第１の外側磁石の軸線、内側磁石の軸線、及び第２の外側磁石の軸線が先端としての第１の外側磁石の軸線と共に形成する角度は、約１２０°〜約１８０°の範囲とされる。
【００３４】
幾つかの実施例では、髄内ネイルの遠位本体が、遠位本体を骨に結合するために固定要素を受容するための少なくとも１つの横方向穴を含んでいる。
【００３５】
幾つかの実施例では、アクチュエータは、髄内ネイルの軸線方向における伸長及び軸線方向における圧縮の大きさを表示するユーザインターフェースを備えている。
【００３６】
幾つかの実施例では、アクチュエータが、髄内ネイルの軸線に対して非平行に方向づけられている軸線を有している、少なくとも１つの磁石を含んでおり、磁石は、磁石の軸線を中心として回転するように構成されている。ユーザインターフェースは、磁石の回転によって生じる髄内ネイルの軸線方向の伸長及び軸線方向の圧縮の大きさを表示する。
【００３７】
幾つかの実施例では、アクチュエータは、第１の磁石に結合されていると共に髄内ネイルの軸線に対して非平行に方向づけられている軸線を有している少なくとも１つの第２の磁石を含んでいる。第２の磁石は、第２の磁石の軸線を中心として回転するように構成されている。代替的には、第２の磁石は、髄内ネイルの軸線に対して平行に方向づけられている軸線を有している。
【００３８】
本発明の幾つかの実施態様では、長さ調整可能な髄内（ＩＭ）ネイルは、近位端及び遠位端を備えている近位外側本体を含んでおり、近位外側本体の遠位端は、遠位本体の一部分を受容しており、近位外側本体は、内側磁石を収容しており、内側磁石は、ネジ付シャフトの近位端に結合されており、ネジ付シャフトが、固定位置において遠位本体に回転可能に結合されている遠位端を備えており、ネジ付シャフトが、ネジ付ブロックを貫通しており、ネジ付ブロックが、近位外側本体に結合しており、内側磁石の回転によって、ネジ付シャフトが回転され、これにより、ネジ付ブロック及び近位外側本体が遠位本体に対して軸線方向に移動される。
【００３９】
幾つかの実施例では、遠位本体が、細長いスロットを含んでおり、ネジ付ブロックが、スロットを貫通して延在していると共に近位外側本体に結合されている径方向延長部分を含んでいる。
【００４０】
幾つかの実施例では、ネジ付シャフトの遠位端が、ネジ付シャフトの遠位端を遠位本体に結合するために遠位本体に結合されている、遠位ブロック内に回転可能に受容されている。
【００４１】
幾つかの実施例では、ネジ付シャフトの遠位端が、遠位ブロックを貫通しており、エンドキャップに結合されており、ネジ付シャフトが、遠位ブロックの内部において回転自在とされ、遠位ブロック及びエンドキャップのうち少なくとも１つが、ネジ付シャフトを遠位本体に固定している。
【００４２】
幾つかの実施例では、髄内ネイルの遠位本体が、遠位本体を骨に結合するために固定要素を受容するための少なくとも１つの横方向穴を含んでいる。
【００４３】
本発明の幾つかの実施態様では、髄内（ＩＭ）ネイルの長さを調整するための方法は、近位端及び遠位端を具備する近位外側本体を備えている髄内（ＩＭ）ネイルを準備するステップであって、近位外側本体の遠位端が、遠位本体の一部分を受容しており、近位外側本体が、内側磁石を収容しており、内側磁石が、ネジ付シャフトの近位端に結合されており、ネジ付シャフトが、遠位本体に回転可能に結合されている遠位端を備えており、ネジ付ブロックが、近位外側本体に結合されている、ステップと、第１の外側磁石及び第２の外側磁石が内側磁石の両側に配設されるように、髄内ネイルの周囲に第１の外側磁石及び第２の外側磁石を配置するステップと、ネジ付ブロック及び近位外側本体が遠位本体に対して軸線方向に移動されるように内側磁石及びネジ付シャフトを回転させるために、第１の外側磁石及び第２の外側磁石を回転させるステップとを含んでいる。
【００４４】
幾つかの実施例では、遠位本体が、細長いスロットを含んでおり、ネジ付ブロックが、スロットを貫通して延在していると共に近位外側本体に結合されている径方向延長部分を備えており、近位外側本体が遠位本体に対して軸線方向に移動されることによって、その結果として、径方向延長部分がスロットに沿って移動される。
【００４５】
幾つかの実施例では、当該方法は、ネジ付シャフトの遠位端を遠位本体に固定するステップを含んでいるので、ネジ付シャフトが、遠位本体の内部において回転可能とされるが、遠位本体に対して固定された軸線方向位置を有している。
【００４６】
幾つかの実施例では、当該方法は、第１の外側磁石を駆動機構と第１の外側磁石及び第２の外側磁石を共に結合するリンク集合体とに結合するステップを含んでいる。駆動機構によって第１の外側磁石が回転されることによって、第２の外側磁石が回転される。
【００４７】
他の利点及び特徴は、添付図面と合わせて読めば、以下の詳細な説明から明らかとなる。
【００４８】
本発明における方法及び装置を一層完全に理解するために、添付図面に一層詳細に図示された実施例には、参照符号が付されている。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明における髄内ネイルの平面図である。
【図２】伸延位置すなわち延伸位置における、図１に表わす髄内ネイルの平面図である。
【図３】本発明における髄内ネイルを所定位置で囲んでいる、本発明における動作機構の後面図である（患者の肢は図示しない）。
【図４】図３に表わす本発明における動作機構及び髄内ネイルの側面図である。
【図５】図３及び図４に表わす動作機構及び髄内ネイルの上面図である。
【図６】本発明における動作機構及び髄内ネイルの斜視図である。
【図７】本発明における髄内ネイルを所定位置で囲んでいる、本発明における
【図８】所定位置に配置されていると共に本発明における髄内ネイルを囲んでいる、本発明における２つの磁石アクチュエータ機構の端面図である（患者の脚は省略している）。
【図９】所定位置に配置されていると共に本発明における髄内ネイルを囲んでいる、本発明における３つの磁石アクチュエータ機構の端面図である（患者の脚は省略している）。
【図１０】所定位置に配置されていると共に本発明における髄内ネイルを囲んでいる、本発明における３つの磁石アクチュエータ機構の端面図である（患者の脚は省略している）。
【図１１】所定位置に配置されていると共に本発明における髄内ネイルを囲んでいる円状トラックのアクチュエータ機構の端面図である。
【図１２】所定位置に配置されていると共に本発明における髄内ネイルを囲んでいる他の円状トラックのアクチュエータ機構の端面図である。
【図１３】所定位置に配置されていると共に本発明における髄内ネイルを囲んでいる、本発明における他の単一の磁石のアクチュエータ機構の端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、本出願の実施例は概略的に且つ部分的な図面として表わされている場合があることに留意すべきである。場合によっては、本発明における方法及び装置を理解するために必要でない詳細部分や認識することが困難な他の詳細部分を省略している。言うまでもなく、本発明が本明細書で説明する特定の実施例に限定される訳ではない。
【００５１】
図１は、本発明における伸縮式髄内ネイル１０の平面図である。髄内ネイル１０は、近位端１４及び遠位端１６を有している近位外側本体１２を含んでいる。近位外側本体１２の遠位端１６は、遠位本体１８の少なくとも一部分を収容している。また、遠位本体１８は、近位端２０及び遠位端２２を有している。また、近位外側本体１２は、遠位本体１８の少なくとも一部分を収容していると共に、内側磁石２４を収容している。内側磁石２４は、内側磁石２４をネジ付ロッド２８に容易に結合させるために、ケーシング又はキャリア内に収容されている。内側磁石２４は、図３〜図６に表わす後述のアクチュエータ２６によって、髄内ネイル１０の軸線２５を中心として回転可能とされる。
【００５２】
図１に表わすように、内側磁石２４は、遠位本体１８の細長いスロット３０を貫通して延在しているネジ付ロッド２８に結合されている。ネジ付ロッド２８は、内側磁石２４に結合する前に、遠位本体１８の近位端２０及び支持部３２を貫通する。支持部３２は、近位外側本体１２の内壁３４に係合している。同様に、近位支持部３６は、内側磁石２４が近位外側本体１２の内部で容易に回転するように内側磁石２４に結合されている。
【００５３】
ネジ付ロッド２８は、内側磁石２４に結合されている近位端３８と、遠位ブロック４２の内部に収容されていると共にエンドキャップ４４に接続されている遠位端４０とを含んでいる。また、ネジ付ロッド２８はネジ付ブロック４６を貫通している。ネジ付部ロッド４６は近位外側本体１２に結合されている。さらに、内側磁石２４（すなわち、キャリア）を回転させることによって、その結果として、ネジ付ロッド２８がネジ付ブロック４６の内部で回転される。ネジ付ブロック４６が近位外側本体１２に結合されているので、内側磁石２４及びネジ付ロッド２８を回転させることによって、その結果として、近位外側本体１２が髄内ネイル１０の軸線２５に沿って両方向に移動可能となる。ネジ付ロッド２８の遠位端４０の位置が図１及び図２の両方に表わす位置において遠位本体１８に対して固定されるように、遠位ブロック４２及びエンドキャップ４４のうち少なくとも１つが遠位本体１８に固定されている。また、遠位本体１８は、遠位本体１８を患者の骨に結合するための複数の開口部５０を含んでいる。
【００５４】
図２に表わすように、内側磁石２４を回転させた結果として、ネジ付ロッド２８が回転され、ネジ付ブロック４６及び近位外側本体１２が図２の左側に移動される。その結果として、髄内ネイル１０は伸縮される。図４〜図６に表わすアクチュエータ２６によって、内側磁石２４は回転される。図１と図２とを比較すると、遠位ブロック４２の位置とエンドキャップ４４の位置とネジ付ロッド２８の遠位端４０の位置とは、遠位本体１８に対して一定を維持している。遠位本体１８内に配設されている細長いスロット３０は、髄内ネイル１０の軸線２５に沿って両方向にネジ付ブロック４６を滑動させるために有益な手段を備えている。
【００５５】
図３は、髄内ネイル１０を囲んでいる位置における、本発明の一の実施例におけるアクチュエータ２６を表わす。図３は、内側磁石２４と、内側磁石２４についてのＮ極及びＳ極と、第１の外側磁石５２と、第２の外側磁石５４とを表わす。第１の外側磁石５２及び第２の外側磁石５４はそれぞれ、ハウジング５６，５８内に収容されている。第１の外側磁石５２と第２の外側磁石５４とは、髄内ネイル１０の軸線２５に対して略平行とされる軸線６０，６２を中心として回転可能とされる。第１の外側磁石５２及び第２の外側磁石５４が軸線６０，６２を中心として同一の向きすなわち矢印６４，６６の向きに回転することによって、内側磁石２４及びネジ付ロッド２８の回転が誘発される（図１及び図２参照）。
【００５６】
作動ボタン６８によって、第１の外側磁石５２及び第２の外側磁石５４の回転が開始される。作動ボタン６８は、矢印６４の向きに第１の外側磁石５２を回転させることができる駆動機構７０を動作させるために利用される。順番に、第１の外側磁石５２はリンク７２に結合されており、リンク７２は弧状リンク７４に結合されており、弧状リンク７４はリンク７６に結合されているので、矢印６６の向きに第２の外側磁石５４の回転が誘発される。弧状リンク７４は、弧状ハウジング７８内に収容されており、弧状ハウジング７８は、アクチュエータ２６を動作させた結果として発生する髄内ネイル１０の伸縮量を外科医又は内科医に示すための、ユーザインターフェース８０を支持するために利用される。好ましくは、ユーザインターフェース８０は、表示パネル８２が内科医又は外科医に即座に視認可能とされるように、弧状ハウジング７８に支持されている。このことは、図４及び図５に表わされている。図６は、アクチュエータ２６ａのさらなる斜視図である。
【００５７】
リンク７０，７２，７４，７６，２７４（図８参照）は、可撓性を有する駆動機構、歯車の組み合わせ、ベルト駆動機構、ウォーム歯車機構、液圧駆動機構、空圧駆動機構、静圧駆動機構、チェーン駆動機構、及び棒リンク駆動機構のうち１つ以上を含んでいる。アクチュエータ６８及びリンク７０が、第１の外側磁石５２に結合されているシャフト（図示しない）を具備するモータ、例えばステッピングモータである場合がある。また、第１の外側磁石５２は、第２の外側磁石５４，３５２，４５２にリンク結合されており、モータ（図示しない）によって、駆動ベルト、歯車、ウォーム歯車、チェーン駆動等を介して駆動される。また、磁石それぞれが、マイクロプロセッサ（図示しない）によって制御されるモータから成る専用モータを備えている。要するに、当業者であれば、磁石５２，５４，３５２，３５４を回転運動させるための手段を想到することができるだろう。
【００５８】
図７は、本発明の他の実施例における、単一の外側磁石１５２を具備するアクチュエータ１２６を表わす。弧状ハウジング１７８が髄内ネイル１０を囲んでいる。図７は、内側磁石２４と、内側磁石２４についてのＮ極及びＳ極と、単一の外側磁石１５２とを表わす。外側磁石１５２は、ハウジング５６内に収容されており、髄内ネイル１０の軸線２５に対して略平行とされる軸線６０を中心として回転可能とされる。図７に表わすアクチュエータ１２６は、図３に表わすアクチュエータ２６より小さいトルクを内側磁石２４に作用させる。
【００５９】
図８は、髄内ネイル１０を囲んでいる位置における、２つの磁石から成るアクチュエータ２２６を表わす。第１の外側磁石５２及び第２の外側磁石５４はそれぞれ、ハウジング５６，５８内に収容されているが、弧状ハウジング２７８及びリンク２２７は、弧状ハウジング２７８及びリンク２２７の軸線６０，２６２同士が成す角度θが髄内ネイル１０の軸線２５を中心として約１２０°とされる状態で、第１の外側磁石５２及び第２の外側磁石５４を支持するように変更されている。第１の外側磁石５２及び第２の外側磁石５４が、同一の向きすなわち矢印６４，２６６の向きに軸線６０，２６２を中心として回転することによって、内側磁石２４及びネジ付ロッド２８の回転が誘発される（図１及び図２参照）。角度θは、約１２０°〜約１８０°の範囲である。さらに、単一の磁気アクチュエータ１２６が利用されるが、作業者が、第１の外側磁石５２より強い磁気を有する外側磁石１５２（図７参照）を選択する場合がある。
【００６０】
図９及び図１０は、３つの磁石から成るアクチュエータ３２６，４２６を表わす。中央磁石３５２，４５２が、第１の外側磁石５２と第２の外側磁石５４との間に配置されている。さらなるリンク３７２，４７２，４７４，５７４も図示されている。上述のように、３つの磁石から成るアクチュエータ３２６，４２６は、無線通信インターフェース３８０を備えていることが望ましい。
【００６１】
図１１及び図１２は、１つ以上の磁石７０２を収容している円状トラックを具備するアクチュエータ７００を表わし、１つ以上の磁石７０２は、アクチュエータ７００の内側トラック７０４及び外側トラック７０６に沿って移動するように駆動される。図１１は、２つの永久磁石を表わす。磁石の数量は、適切に方向づけられていれば任意であるが、当該磁石は、クチュエータ７００の内側トラック７０４及び外側トラック７０６に沿って移動するように駆動されるので、軸線方向を中心として髄内ネイル１０の内側磁石２４を回転駆動させることができる。図１２では、２つの電磁石が髄内ネイル１０の内側磁石２４を軸線を中心として回転駆動させるように、２つの電磁石が振動され同期される。このことを実現するために、１つ以上の電磁石が利用される場合がある。図１１及び図１２に表わす内側トラック７０４及び外側トラック７０６において、複数の磁石７０２が利用される場合には、電磁石が、電磁石同士の相対的な角度方向を維持するために共にリンク結合されている。１つ以上の磁石が、機械式で、例えばハンドルを利用することによって、又はモータ若しくは上述の機構を介して駆動可能とされる。
【００６２】
図１３は、本発明の他の実施例における、単一の外側磁石５５２を具備するアクチュエータ５２６を表わす。弧状ハウジング５７８は髄内ネイル１０を囲んでいる。図１３は、内側磁石２４と、内側磁石２４についてのＮ極及びＳ極と、単一の磁石５５２とを表わす。外側磁石５５２は、ハウジング５５６内に収容されており、軸線６０を中心として回転可能とされる。当該実施例では、軸線６０は、髄内ネイル１０の軸線２５に対して平行ではなく、０°より大きく且つ最大＋／−９０°までの角度を形成するように、弧状ハウジング５７８に対して接線方向に回転される。図１３は、当該角度が９０°である場合を表わす。回転軸線同士の非平行な関係、例えば図示の垂直な関係によって、動作距離を大きくすることができ（すなわち、磁石同士の距離を最小にすることができる）、例えば、回転軸線同士が平行に配置されている場合と比較して約５０％大きくすることができる。内側磁石２４と外側磁石５５２とが同一の大きさである場合には、角度が９０°なると動作距離が最大となる。動作距離が大きくなるに従って、収容可能な患者の脚も大きくなる。
【００６３】
アクチュエータ５２６は、例えば図８〜図１０に表わすように、複数の外側磁石を含んでいる場合があるが、さらなる外側磁石は、髄内ネイルの軸線に対して非平行に方向づけられている。付加的に又は代替的に、さらなる外側磁石は、髄内ネイルの軸線に対して平行に方向づけられている場合がある。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明における髄内ネイル１０は、ネジ付ロッド２８及びネジ付ブロック４６を介して遠位本体１８に結合されている近位外側本体１２の形態をした伸縮式構造を利用する。近位外側本体１２及び遠位本体１８は互いに対して伸縮可能とされる。一般に、患者の骨が骨を徐々に伸ばすために骨切除術によって切断される。髄内ネイル１０は、ネジ付ロッド２８を回転動作させるために、内側磁石２４、外側磁石５２，５４，１５２、及び中央磁石３５２，４５２のためにネオジム磁石を利用する。ネジ付ロッド２８を回転させた結果として、近位外側本体１２が軸線方向において遠位本体１８に対して移動される。近位外側本体１２と遠位本体１８とが分断された骨の一部分に固定された場合に、ネジ付ロッド２８／内側磁石２４を回転させることによって、骨の分断された部分を必要に応じて伸縮させることができる。図示の実施例では、例えば直立／歩行や髄内ネイル１０の伸縮のような軸線方向に荷重が作用している際には、張力がネジ付ロッド２８に作用している。
【００６５】
外部動作機構２６，２６ａ，１２６，２２６，３２６，４２６は、内側磁石２４と外側磁石５２，５４，１５２，３５２，４５２との距離とは無関係に、内側磁石２４を回転させるために十分なトルクを提供するように構成されている。また、内側磁石２４の回転力が、関連する患者の軟組織が作用させる圧縮荷重より大きいことが必要である。従って、利用される外側磁石５２，５４，１５２，３５２，４５２は、内側磁石２４とネジ付ロッド２８との集合体に対するトルクを最大にするように位置決めされている。好ましい向きは図８に表わされており、図８では、内側磁石２４の回転軸線２５と外側磁石５２，５４の回転軸線６０，２６２とが成す角度は約１２０°である。従って、径方向において磁化されている内側磁石２４及び外側磁石５２，５４，１５２，３５２，４５２、小径のネジ付ロッド２８、並びに伸縮式髄内ネイル１０の近位外側本体１２及び遠位本体１８が、骨幹骨の幾つかの部分の伸縮を不良とするために利用される。
【００６６】
一の実施例では、ネジ付ロッド２８が内側磁石２４に固定されているので、内側磁石２４の軸線方向を中心とする回転及びネジ付ロッド２８の軸線方向を中心とする回転以外に、自由度が無い。支持部３２，３６によって、内側磁石２４は近位外側本体１２の内部において自在に回転可能とされる。遠位本体１８は、近位外側本体１２が遠位本体１８に対して軸線方向において両向きに自在に移動可能となる大きさとされる。髄内ネイル１０が伸縮可能であることによって、髄内ネイル１０は、近位外側本体１２及び遠位本体１８を介して骨に固定された場合に、隣接する骨片に対して伸縮可能とされる。遠位本体１８の近位端２０は、ネジ付ロッド２８が自在に通過可能とされる貫通穴を含んでいる。従って、ネジ付ロッド２８は、適合するネジ部を介してネジ付ブロック４６に螺合可能に接続される。遠位本体１８は、細長いスロット３０を含んでいるか、又はネジ付部ロッド４６を軸線方向において両向きに自在に滑動可能とするための他の構造を含んでいる。ネジ付ブロック４６を近位外側本体１２に固定又は結合するために、様々な手段が利用可能とされる。好ましくは、遠位ブロック４２は、遠位本体１８に結合又は固定されており、ネジ付ロッド２８及びエンドキャップ４４は、遠位本体１８に対するネジ付ロッド２８の遠位端４０の位置を変更することなく、自在に回転可能とされる。
【００６７】
より大きい近位外側本体１２は、伸縮及び装填の際に、ネジ付ブロック４６と共に軸線方向に移動する。その結果として、ネジ付ロッド２８は、一定の張力が作用した状態で維持される。ネジ付ロッド２８が圧縮されないので、髄内ネイル１０の構造強度が高められ、ネジ付ロッド２８のネジ部とネジ付ブロック４６のネジ部との拘束力が最小限度に抑えられる。より具体的には、図２に表わすように、伸長させる際におけるネジ付ロッド２８と内側磁石２４との接触点は、ネジ付ロッド２８とネジ付ブロック４６との界面に、及び内側磁石２４と遠位本体１８の近位端２０との結合部分に位置している。図１に表わすように、短縮させる際におけるネジ付ロッド２８と内側磁石２４との接触点は、ネジ付ロッド２８とネジ付ブロック４６との界面に、及び内側磁石２４（又は磁石キャリア）と遠位本体１８の近位端２０との結合部分に位置している。その結果として、伸縮の際に軸線方向において作用する荷重は、何れの向きであっても略同一の界面に位置している。
【００６８】
ネオジム磁石が提案される一方、当業者にとっては明らかなように、他の磁石が利用される場合がある。好ましくは、第１の外側磁石５２と第２の外側磁石５４とが、互い対して約１２０°〜約１８０°の範囲にある角度θで配設されており、好ましくは、弧状リンク７４，２７４，３７４，４７４，５７４と弧状ハウジング７８，１７８，２７８，３７８，４７８とが、髄内ネイル１０が挿入されている患者の肢を収容可能な大きさとされる。このような目的を達成するために、外側磁石５２，５４，１５２，３５２，４５２それぞれが、自身のハウジング５６，５８，３５６，４５６の内部に取り付けられており、ハウジング５６，５８の内側又は外側に配設されている単一の動作機構６８，７０，７２，７４，２７４，７６，３７２，４７４，４７８が、図３及び図８に表わすように、同一方向において両方の磁石を回転させるために利用される場合がある。動作時に、第１の外側磁石５２及び第２の外側磁石５４の回転又は単一の外側磁石１５２の回転によって、さらなるトルクが、髄内ネイル１０の内部に収容されている内側磁石２４に作用する。
【００６９】
当業者にとって明らかなように、様々なタイプの永久磁石や電気磁石、様々な磁石の形状、磁石２４，５２，５４，１５２の様々な取付方式又は配置が利用可能とされる。また、ハウジング５６，５８，７８，１７８，２７８は、その形状、相対的な大きさ、及び構成において変更可能とされる。第１の外側磁石５２と第２の外側磁石５４とのリンクは、例えば可撓性を有する駆動機構、ギヤの組み合わせ、ベルト駆動機構、ウォームギヤ機構、液圧式駆動機構、空圧式駆動機構、静液圧式駆動機構、チェーン駆動機構、バーリンク駆動機構等のような、様々な手段によって実現可能とされる。また、磁石５２，５４，１５２とハウジング５６，５８，１５６との機械式リンクは、可撓性を有する駆動機構、ギヤの組み合わせ、ベルト駆動機構、ウォームギヤ機構、液圧式駆動機構、空圧式駆動機構、静液圧式駆動機構、チェーン駆動機構、バーリンク駆動機構等に変更可能とされる。
【００７０】
さらに、磁石５２，５４，２４，１５２は、軸線方向において例えば３６０°の円周回転する以外の構成及び向きで方向づけられている場合があり、内側磁石２４の軸線ではなく、例えば肢の軸線を中心として回転する。また、磁石５２，５４，１５２は、継続的な（一定力の）作用又は瞬間的な作用によって直線方向に駆動される場合がある。動作機構６８，７０は、ハウジング５６，５８の内部に、ユーザインターフェース８０の弧状ハウジング７８，１７８，２７８の内部に、又はハウジング５６，５８，７８，１７８，２７８の外側に配設されている場合がある。
【００７１】
作動ボタン６８は、押下式ボタン、回転式ボタン、直動式歯車、ウォームギヤ、平歯車、ヘリカルギヤ、ラックアンドピニオン式歯車装置、爪、液圧式アクチュエータ、空圧式アクチュエータ、静液圧式アクチュエータ、磁気アクチュエータ、又はステッピングモータを含むブラシモータやブラシレスモータの形態で設けられている。延長されたモニターすなわちユーザインターフェース８０は、ソリッドステート装置又は電気機械式装置である。また、ユーザインターフェース８０は、無線装置とされるが、ハウジングに設けられていない。表示すべき情報は、手術室内のモニターに表示される。さらに、ユーザインターフェース８０と表示パネル８２とは、現在利用可能な無線技術の場合には、完全に任意である。ユーザインターフェース８０は、内側磁石２４の引張力の変化又は内側磁石２４の直線運動を計測することができる。ユーザインターフェース８０の表示ディスプレイ８２は、アナログ方式でもデジタル方式でも良い。表示ディスプレイ８２に表示される情報は、必要に応じて変化し、外科医又は内科医によってプログラム可能とされる。また、ユーザインターフェース８０は、初期の指定から逸脱した伸縮について内科医又は利用者に注意を促すための警告又は警報を発する。
【００７２】
特定の実施例についてのみ説明したが、当業者であれば、上述の説明から代替及び変更は明らかである。これら代替及び他の代替は、均等であり、本発明の技術的範囲に属するものである。
【符号の説明】
【００７３】
１０    伸縮式髄内ネイル
１２    近位外側本体
１４    （近位外側本体の）近位端
１６    （近位外側本体の）遠位端
１８    遠位本体
２０    （遠位本体の）近位端
２２    （遠位本体の）遠位端
２４    内側磁石
２５    （髄内ネイル１０の）軸線
２６    アクチュエータ
２６ａ  アクチュエータ
２８    ネジ付ロッド
３０    スロット
３２    支持部
３４    （近位外側本体１２の）内壁
３６    近位支持部
３８    （ネジ付ロッド２８の）近位端
４０    （ネジ付ロッド２８の）遠位端
４２    遠位ブロック
４４    エンドキャップ
４６    ネジ付ブロック
５０    開口部
５２    第１の外側磁石
５４    第２の外側磁石
５６    ハウジング
５８    ハウジング
６０    （第１の外側磁石の）軸線
６２    （第２の外側磁石の）軸線
６４    矢印
６６    矢印
６８    作動ボタン（アクチュエータ）
７０    駆動機構（リンク）
７２    リンク
７４    弧状リンク
７６    リンク
７８    弧状ハウジング
８０    ユーザインターフェース
８２    表示パネル
１２６    アクチュエータ
１５２    外側磁石
１７８    弧状ハウジング
２２６    アクチュエータ
３２６    アクチュエータ
３５２    中央磁石
３７２    リンク
３８０    無線通信インターフェース
４２６    アクチュエータ
４５２    中央磁石
４７２    リンク
４７４    リンク
５５２    外側磁石
５５６    ハウジング
５７４    リンク
５７８    弧状ハウジング
７００    アクチュエータ
７０２    磁石
７０４    内側トラック
７０６    外側トラック
【図１】
2018008093.tif 000003
【図２】
2018008093.tif 000004
【図３】
2018008093.tif 000005
【図４】
2018008093.tif 000006
【図５】
2018008093.tif 000007
【図６】
2018008093.tif 000008
【図７】
2018008093.tif 000009
【図８】
2018008093.tif 000010
【図９】
2018008093.tif 000011
【図１０】
2018008093.tif 000012
【図１１】
2018008093.tif 000013
【図１２】
2018008093.tif 000014
【図１３】
2018008093.tif 000015
【外国語明細書】
2018008093000001.pdf