(57)【要約】【課題】表面に形成された被膜を剥離させることなく骨に移植する。【解決手段】柱状の外周面に均一なピッチで形成された螺旋状のネジ山２ａ，２ｂを有し、骨にネジ溝を形成しながら締結される生分解性材料からなる軸部３を備え、該軸部３の先端部分におけるネジ山２ａの角度が、他の部分におけるネジ山２ｂの角度よりも大きい骨接合具１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状の外周面に均一なピッチで形成された螺旋状のネジ山を有し、骨にネジ溝を形成しながら締結される生分解性材料からなる軸部を備え、
該軸部の先端部分における前記ネジ山の角度が、他の部分における前記ネジ山の角度よりも大きい骨接合具。
【請求項２】
前記先端部分における前記ネジ山の高さが、前記他の部分における前記ネジ山の高さよりも大きい請求項１に記載の骨接合具。
【請求項３】
前記骨に締結された前記軸部の長手方向の位置を、前記ネジ山の外面が前記ネジ溝の内面に突き当たる位置に位置決めする位置決め機構を備える請求項１または請求項２に記載の骨接合具。
【請求項４】
前記位置決め機構が、前記軸部の基端側に設けられ、ピッチおよび外径が前記ネジ山のそれらよりも大きい位置調節用ネジ山を備える請求項３に記載の骨接合具。
【請求項５】
前記軸部が、基端部分に雄ネジを有し、
前記位置決め機構が、前記雄ネジに締結される雌ネジを有するナット部材を備える請求項３に記載の骨接合具。
【請求項６】
前記軸部と、該軸部の前記雄ネジに前記雌ネジが締結された前記ナット部材との回転を制限するストッパ部材を備える請求項５に記載の骨接合具。
【請求項７】
前記位置決め機構が、前記軸部の基端部分に設けられ、基端側に配置され前記軸部に固定された固定端と、先端側に配置された自由端とを有し、前記軸部の長手方向に弾性収縮可能な付勢部材を備える請求項３に記載の骨接合具。
【請求項８】
前記他の部分におけるネジ山が、前記軸部の半径方向に凹む切欠部を有する請求項１から請求項７のいずれかに記載の骨接合具。
【請求項９】
前記軸部が、長手方向に貫通する孔を有する請求項１から請求項８のいずれかに記載の骨接合具。
【請求項１０】
前記軸部は、前記先端部分と前記他の部分とが分離可能に設けられている請求項１から請求項９のいずれかに記載の骨接合具。
【請求項１１】
前記軸部の前記先端部分に該先端部分を覆って取り付け可能なキャップ部材を備える請求項１から請求項９のいずれかに記載の骨接合具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨接合具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マグネシウム合金からなる医療用の移植材が知られている（例えば、特許文献１参照。）。マグネシウム合金の主成分であるマグネシウムは生体内において水と反応することにより水酸化マグネシウムと水素を発生し、発生した水酸化マグネシウムは生体に吸収される。この反応により移植材が経時的に腐食されていく。ここで、移植材の速過ぎる腐食速度を抑制するために、移植材の表面を陽極酸化被膜で被覆して不動態化することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５３５５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の移植材としてスクリュのような骨接合具を製造した場合、骨接合具を骨にねじ込んで移植する際に骨と擦れることによって表面の陽極酸化被膜が剥離し、母材のマグネシウム合金が露出する。露出した部分においてはマグネシウム合金の腐食が抑制されなくなって急速に進行してしまうという問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、表面に形成された被膜を剥離させることなく骨に移植することができる骨接合具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、柱状の外周面に均一なピッチで形成された螺旋状のネジ山を有し、骨にネジ溝を形成しながら締結される生分解性材料からなる軸部を備え、該軸部の先端部分における前記ネジ山の角度が、他の部分における前記ネジ山の角度よりも大きい骨接合具を提供する。
【０００６】
本発明によれば、軸部を２つの骨にねじ込みこれらの骨を固定した状態で留置することにより、軸部が経時的に骨に置換され、これらの骨を接合することができる。
この場合、軸部の先端部分のネジ山が骨に形成したネジ溝を、該ネジ溝の角度よりも小さい角度を有する他の部分のネジ山が進むので、他の部分のネジ山はネジ溝の内面と強く擦れることなく滑らかに挿入される。これにより、特に骨に対する固定力に寄与する軸部の中央部分においては被膜を剥離することなく移植することができる。
【０００７】
上記発明においては、前記先端部分における前記ネジ山の高さが、前記他の部分における前記ネジ山の高さよりも大きいこととしてもよい。
このようにすることで、軸部の他の部分のネジ山の被膜が剥離することをより確実に防ぐことができる。
【０００８】
また、上記発明においては、前記骨に締結された前記軸部の長手方向の位置を、前記ネジ山の外面が前記ネジ溝の内面に突き当たる位置に位置決めする位置決め機構を備えることとしてもよい。
このようにすることで、骨に軸部を締結した後に位置決め機構によって軸部を位置決めすることにより、軸部の骨に対する固定力を向上することができる。
【０００９】
また、上記発明においては、前記位置決め機構が、前記軸部の基端側に設けられ、ピッチおよび外径が前記ネジ山のそれらよりも大きい位置調節用ネジ山を備えることとしてもよい。
このようにすることで、軸部のネジ山に追従して位置調節ネジ山も骨にねじ込むことにより、ネジ山の先端側のフランク（隣り合う山と谷とを接続する斜面）がネジ溝の先端側のフランクに突き当たる位置に軸部を位置決めすることができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記軸部が、基端部分に雄ネジを有し、前記位置決め機構が、前記雄ネジに締結される雌ネジを有するナット部材を備えることとしてもよい。
このようにすることで、軸部を骨に締結した後、骨の外側に配置された軸部の基端部分にナット部材を締結して取り付ける。ナット部材を骨の外面に突き当たる位置まで締結した後、さらにナット部材と軸部とを締結することにより、軸部がネジ溝を後退する。これにより、軸部のネジ山の基端側のフランクがネジ溝の基端側のフランクに突き当たる位置に軸部を位置決めすることができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記軸部と、該軸部の前記雄ネジに前記雌ネジが締結された前記ナット部材との回転を制限するストッパ部材を備えることとしてもよい。
このようにすることで、軸部を位置決めした後に軸部とナット部材との締結が緩まることにより軸部の骨に対する固定力が低下してしまうことを防ぐことができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記位置決め機構が、前記軸部の基端部分に設けられ、基端側に配置され前記軸部に固定された固定端と、先端側に配置された自由端とを有し、前記軸部の長手方向に弾性収縮可能な付勢部材を備えることとしてもよい。
【００１３】
このようにすることで、骨に軸部を締結していくと、付勢部材の自由端が骨の外面によって押圧されて付勢部材が弾性収縮することにより、該付勢部材が軸部に対して基端側に向かう方向の付勢力を発生し、ネジ山の基端側のフランクがネジ溝の基端側のフランクに突き当てられる。これにより、操作者による特別な操作を必要とせずに軸部を位置決めすることができる。また、骨に締結された軸部が腐食によってネジ溝に対して細くなったとしても、付勢部材による付勢力によってネジ山がネジ溝に突き当てられた状態が維持されることにより、軸部の骨に対する固定力の低下を低減することができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記他の部分におけるネジ山が、前記軸部の半径方向に凹む切欠部を有することとしてもよい。
このようにすることで、ネジ溝内において軸部の周辺に骨が新生して切欠部が骨で埋められることにより、軸部の周方向の回転が係止される。これにより、軸部の腐食が進んでネジ溝と軸部との間に隙間が生じたとしても軸部の骨に対する固定力の低下を低減することができる。
【００１５】
また、上記発明においては、前記軸部が、長手方向に貫通する孔を有することとしてもよい。
このようにすることで、軸部を骨に締結した後、軸部の基端から孔を介して軸部の先端側に液体を供給することができる。これにより、例えば、軸部の先端部分を腐食からの保護作用を有する液体によって処理し、ネジ溝の形成時に被膜が剥離した先端部分の腐食を抑制することができる。
【００１６】
また、上記発明においては、前記軸部は、前記先端部分と前記他の部分とが分離可能に設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、骨に締結されて骨を貫通した軸部の先端部分を分離することにより、被膜の剥離した先端部分を体内に留置せずに済み、先端部分が腐食されることによる水素の発生を未然に防ぐことができる。
【００１７】
また、上記発明においては、前記軸部の前記先端部分に該先端部分を覆って取り付け可能なキャップ部材を備えることとしてもよい。
このようにすることで、骨に貫通した軸部の先端部分にキャップ部材を取り付けることにより、軸部の先端部分を腐食から保護することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、表面に形成された被膜を剥離させることなく骨に移植することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る骨接合具の（ａ）全体構成を示す側面図および（ｂ）頭部側から見た正面図である。
【図２】図１の骨接合具の先端部分の拡大図である。
【図３】図１の骨接合具の使用方法を説明する図であり、（ａ）下孔にねじ切りしながら軸部を締結する工程、（ｂ）下孔に軸部を貫通させた状態、および（ｃ）軸部のネジ山をネジ溝に対して位置決めした状態を示している。
【図４】図１の骨接合具の変形例を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ）図１の骨接合具のネジ山に切欠部を形成した変形例を示す図であり、軸部の途中位置を半径方向に切断した端面図である。
【図６】貫通孔を有する図１の骨接合具のもう１つの変形例を示す図である。
【図７】図６の骨接合具の使用方法を説明する図である。
【図８】軸部と頭部とが着脱可能に構成された図１の骨接合具のもう１つの変形例の（ａ）全体構成を示す側面図および（ｂ）頭部側から見た正面図である。
【図９】図８の骨接合具の使用方法を説明する図である。
【図１０】図８の骨接合具の変形例の（ａ）全体構成を示す側面図および（ｂ）頭部側から見た正面図である。
【図１１】頭部と軸部との回転を制限するストッパを備えた（ａ）図８および（ｂ）図１０の骨接合具の変形例を示す部分的な構成図である。
【図１２】付勢部材を備えた図１の骨接合具のもう１つの変形例の全体構成を示す側面図である。
【図１３】図１２の骨接合具の使用方法を説明する図である。
【図１４】軸部の先端部分が分離可能に構成された図１の骨接合具の変形例を示す部分的な構成図である。
【図１５】図１４の骨接合具の使用方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の一実施形態に係る骨接合具１について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る骨接合具１は、図１に示されるように、螺旋状のネジ山２ａ，２ｂが外周面に形成されている軸部３と、該軸部３の基端側に設けられた頭部４とを備えている。
【００２１】
軸部３および頭部４は、生分解性材料からなる。生分解性材料としては、鉄、亜鉛、マグネシウム等の金属を含むことが好ましい。このように金属含む材料から軸部３および頭部４を構成することにより、これら３，４の強度を向上することができる。特に純マグネシウムまたはマグネシウム合金は、生分解される速度が他の金属と比べて速く、骨治癒の早期化を図ることができるため、より好ましい。
【００２２】
図１（ｂ）は、骨接合具１の頭部４の頂面を示す図である。図１（ｂ）に示されるように、頭部４の頂面には非円形状の溝５が形成されている。溝５の形状は、図示されているマイナス型以外の形状であってもよい。
【００２３】
軸部３は、全長にわたって略一定の外径を有する円柱状の外周面を有している。ネジ山２ａ，２ｂのピッチ（軸部３の長手方向に隣接する山と山との間の距離）は軸部３の全長にわたって均一である。また、ネジ山２ａ，２ｂの角度および高さは、先端部分と該先端部分以外の他の部分において異なり、図２に示されるように、先端部分のネジ山２ａの角度αは、他の部分のネジ山２ｂの角度βよりも大きく、先端部分のネジ山２ｂの高さｍは、他の部分のネジ山２の高さｎよりも大きい。
【００２４】
頭部４は、軸部３よりも大きな外径を有している。頭部４の外周面には、螺旋状の位置調節用ネジ山６が形成されている。位置調節用ネジ山６のピッチｐは、軸部３のネジ山２ａ，２ｂのピッチｑよりも大きい。
【００２５】
次に、このように構成された骨接合具１の作用について説明する。
本実施形態に係る骨接合具１を使用して２つの骨Ａ，Ｂを接合するには、まず、２つの骨Ａ，Ｂに貫通する下孔Ｃを図示しないドリル等をして形成する。次に、下孔Ｃに軸部３を先端から挿入する。このときに、頭部４の頂面に形成された溝５に嵌合する工具を使用して軸部３を周方向に回転させながら軸部３を下孔Ｃにねじ込んでいくことにより、図３（ａ）に示されるように、ネジ山２ａによって下孔Ｃの周面にネジ溝Ｄを形成しながら軸部３を下孔Ｃに締結していく。そして、図３（ｂ）に示されるように、軸部３の先端部分が下孔Ｃから突出する位置まで軸部３を下孔Ｃに締結する。
【００２６】
その後、さらに頭部４を下孔Ｃにねじ込む。このときに、軸部３のネジ山２ｂの先端側のフランク２ｃがネジ溝Ｄの先端側のフランクに突き当たる位置まで前進したときに、骨接合具１の回転に対して抗力が発生する。操作者は、この抗力が得られる位置まで骨接合具１をねじ込む。これにより、図３（ｃ）に示されるように、軸部３の骨Ａ，Ｂに対する長手方向の位置が、ネジ山２ｂの外面がネジ溝Ｄの内面に突き当たった状態に位置決めされる。
【００２７】
以上の操作によって骨接合具１によって２つの骨Ａ，Ｂが連結して固定される。骨Ａ，Ｂに留置された骨接合具１は経時的に生分解されて消失し、骨接合具１が存在していた部位には骨が新生することにより、骨Ａ，Ｂは接合する。これにより、骨折部位等を治癒することができる。
【００２８】
この場合に、本実施形態によれば、他の部分のネジ山２ｂは、該ネジ山２ｂよりも大きな角度のネジ山２ａによって下孔Ｃに形成されたネジ溝Ｄに挿入されていく。したがって、他の部分のネジ山２ｂの外面とネジ溝Ｄの内面との間には隙間が確保され、ネジ山２ｂはネジ溝Ｄの内面と強く接触することなく滑らかにネジ溝Ｄを前進する。これにより、軸部３の骨Ａ，Ｂを貫通する部分においては表面の被膜が剥離することなく移植することができ、移植後の軸部３の腐食速度を十分に抑制することができる。
【００２９】
ネジ溝Ｄを形成する過程で先端部分のネジ山２ａの被膜は剥離したとしても、先端部分は骨Ａ，Ｂの外側に配置されるため、腐食速度が十分に抑制されなくなることによる骨治癒への影響は十分に小さい。この軸部３の先端部分を腐食から保護するために、図４に示されるように、骨Ａ，Ｂを貫通した先端部分にキャップ部材７が取り付けられることとしてもよい。キャップ部材７も、軸部３および頭部４と同様の生分解性材料からなる。
【００３０】
なお、本実施形態においては、図５（ａ），（ｂ）に示されるように、軸部３１，３２の他の部分のネジ山２ｂ’，２ｂ”が、半径方向に凹む切欠部８１，８２を有していてもよい。
軸部３１，３２が骨Ａ，Ｂに移植された後、これら３１，３２の周辺において骨が新生することにより切欠部８１，８２は経時的に骨によって埋められる。したがって、十分な期間が経過した後、軸部３１，３２の周方向の回転は切欠部８１，８２に新生した骨によって係止されることとなり、軸部３１，３２の骨Ａ，Ｂに対する固定力を向上することができる。
【００３１】
また、本実施形態においては、図６に示されるように、軸部３３を長手方向に貫通し、一端が軸部３３の先端部分において開口した孔９が形成されていてもよい。孔９は、軸部３３の先端部分において側面に開口していてもよく、複数の位置において開口していてもよい。
このように構成された骨接合具１０１は、図７に示されるように、軸部３３の先端部分が、骨Ａに隣接する軟組織Ｅに挿入される手技において使用される。
【００３２】
すなわち、軸部３３の先端部分を軟組織Ｅまでねじ込んだ後、注射器等を使用して基端側から孔９に生理食塩水のような液体Ｆを供給する。孔９の先端側の開口から吐出した液体Ｆは軸部３３の先端部分の周辺の空間に貯留し、軸部３３の先端部分の表面には液体Ｆによって酸化が促進されることにより酸化膜が形成される。これにより、軸部の３３先端部分において、酸化被膜が剥離して母材が露出してしまっても新たに形成された酸化膜によって腐食速度を抑制することができる。
【００３３】
また、本実施形態においては、軸部３と頭部４とが一体に形成されていることとしたが、これに代えて、軸部と頭部とが着脱可能に構成されていることとしてもよい。図８（ａ），（ｂ）に示される例においては、軸部３４の基端に雄ネジ１０ａが形成され、頭部（ナット部材）４２の一方の端面に雄ネジ１０ａに締結される雌ネジ１０ｂが形成されている。雄ネジ１０ａの基端面には、上述した溝５と同様の工具用の溝が形成されている。
【００３４】
このように構成された変形例に係る骨接合具１０２によれば、図９に示されるように、軸部３４を下孔Ｃに締結した後、下孔Ｃから突出している雄ネジ１０ａに雌ネジ１０ｂを締結することにより軸部３４の基端に頭部４２を取り付ける。この構成においては、頭部４２の軸部３４への締結量を調節することにより、軸部３４の骨Ａ，Ｂに対する位置決めを行うようになっている。頭部４２の回転操作には、頭部４２の外周面を把持するレンチのような工具が使用される。
【００３５】
また、軸部と頭部とが別体の構成においては、図１０に示されるように、頭部４３が軸部３４の基端面を覆うように構成されていることとしてもよい。このようにすることで、軸部３４の回転操作に必要な基端部を腐食から保護し、移植後に軸部３４の抜去等の処置が必要になった場合にも円滑に軸部３４を操作することができる。図１０に示される例においては、頭部４３の外周面に上述した位置調節用ネジ山６に相当するネジ山６１が設けられ、軸部３４に追従して頭部４３も下孔Ｃにねじ込むことにより、軸部３４を骨Ａ，Ｂに対して位置決めする構成となっている。符号５１は、頭部３４を工具を使用して操作するための溝である。
【００３６】
さらに、図８および図１０に示される変形例においては、軸部３４に締結された頭部４２，４３が意図せずに回転してこれらの締結力が低下することを防ぐために、図１１（ａ），（ｂ）に示されるように、軸部３４に対して頭部４２，４３の回転を制限するストッパ部材１１ａ，１１ｂが設けられていてもよい。図１１（ａ）は、図８に示される頭部４２と軸部３４とに、ピン状のストッパ部材１１ａが半径方向に挿入された構成を示している。図１１（ｂ）は、図１０に示される頭部４３と軸部３４とに、ピン状のストッパ部材１１ｂが長手方向に挿入された構成を示している。
【００３７】
また、本実施形態においては、頭部４に形成された位置調節用ネジ山６を下孔Ｃにねじ込むことにより、ネジ溝Ｄの内面にネジ山２ｂの外面が突き当たる位置に軸部３を位置決めすることとしたが、これに代えて、ネジ溝Ｄに締結された軸部に対して長手方向の付勢力を発生する付勢部材を備えることとしてもよい。
付勢部材１２は、図１２に示されるように、軸部３の基端部分に設けられた長手方向に弾性収縮可能な部材（図示する例ではつる巻きバネ）からなり、先端側に配置された一端が頭部４４の座面に固定され、基端側に配置された他端が自由状態となっている。
【００３８】
このように構成された変形例に係る骨接合具１０４によれば、図１３に示されるように、軸部３を下孔Ｃに十分に締結することにより、付勢部材１２の他端が骨Ａの外面に押圧されて弾性収縮させられる。そして、付勢部材１２が軸部３を基端側に付勢することにより、ネジ山２ｂの基端側のフランクがネジ溝Ｄの基端側のフランクに突き当てられて位置決めされる。
【００３９】
このようにすることで、操作者による特別な操作を必要とすることなく、軸部３を骨Ａ，Ｂに対して位置決めすることができる。また、下孔Ｃに締結された軸部３の腐食が進行して軸部３が細くなったとしても、付勢部材１２による付勢力によってネジ山２ｂがネジ溝Ｄに突き当たった状態が維持されることにより、軸部３の骨Ａ，Ｂに対する固定力の低下を低減することができる。
【００４０】
また、本実施形態においては、軸部３の先端部分と他の部分とが分離可能に構成されていてもよい。図１４に示される例においては、軸部の先端部分３ａと他の部分３ｂとが雄ネジ１３ａと雌ネジ１３ｂとの締結によって着脱可能な構成となっている。
このようにすることで、軸部を下孔Ｃに締結した後、該下孔Ｃを貫通した先端部分３ａを分離して体内から除去することにより、被膜の剥離した先端部分３ａが腐食されることによる水素の発生を未然に防ぐことができる。
【００４１】
先端部分３ａを分離した後、軸部の他の部分３ｂの先端に他の部材を取り付けることとしてもよい。例えば、図１５に示されるように、軸部の他の部分３ｂの先端に、ネジ山２ｂよりも大きな外径を有するフランジ部材１４を取り付けることにより、軸部の他の部分３ｂの長手方向の移動をより確実に制限して骨Ａ，Ｂに対する固定力をさらに向上することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１，１０１〜１０５  骨接合具
２ａ，２ｂ  ネジ山
３，３１〜３４  軸部
３ａ  先端部分
３ｂ  他の部分
４，４１〜４４  頭部
５，５１  溝
６，６１  位置調節用ネジ山
７  キャップ部材
９  孔
１０ａ，１３ａ  雄ネジ
１０ｂ，１３ｂ  雌ネジ
１１ａ，１１ｂ  ストッパ部材
１２  付勢部材
１４  フランジ部材
８１，８２  切欠部
Ａ，Ｂ  骨
Ｃ  下孔
Ｄ  ネジ溝
【図１】
2013130245.tif 000003
【図２】
2013130245.tif 000004
【図３】
2013130245.tif 000005
【図４】
2013130245.tif 000006
【図５】
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【図６】
2013130245.tif 000008
【図７】
2013130245.tif 000009
【図８】
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【図９】
2013130245.tif 000011
【図１０】
2013130245.tif 000012
【図１１】
2013130245.tif 000013
【図１２】
2013130245.tif 000014
【図１３】
2013130245.tif 000015
【図１４】
2013130245.tif 000016
【図１５】
2013130245.tif 000017