Wire fasteners

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤを締結するためのワイヤ締結具に係り、特に骨折部の支持固定や切断した骨の再固定に際して、金属製ワイヤの両端を締結する場合に好適な締結部材の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、骨折部分を繋ぎ止める場合や何らかの理由で骨の一部を切除した後に再び切除した部分を元の位置に固定する場合等において、骨に穿設した挿通孔に生体用ワイヤを通し、或いは骨の周りに回して縛り上げ、ワイヤの両端を締結することにより骨の破断部を固定するようにしている。 この場合、生体用ワイヤの両端部は一旦強く締め上げられてから、互いに捩じられることにより結び合わされる。

【０００３】生体用ワイヤとしては、従来、ステンレス鋼やＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ合金等の単線が用いられることが多い。 しかしこれらのワイヤは耐蝕性や生体適合性の点で問題があり、しかもＭＲＩ（磁気共鳴を利用した撮像方法）等を用いた場合にはハレーションを引き起こして撮像が妨害されるという欠点があった。 一方、近年耐蝕性や生体適合性の良好な純チタン又はチタン合金製のワイヤも使用されるようになってきている。 このワイヤは電磁波に対してハレーションを引き起こすことがないという特徴も備えており、しかも近年使用されてきているチタン又はチタン合金製の人工骨や人工歯根等と異種金属との間で発生する電気化学的な腐食を回避できるという点においても有効である。

【０００４】ところが、上記チタン製ワイヤは、例えばステンレス鋼製のワイヤに較べて延性において数分の一以下、引張強度において半分強の値を持つに過ぎず、締結時において捩じり合せた部分で破断する恐れが大きいという問題点があった。 したがって、手術中にワイヤの破断を恐れて充分な締め上げや捩じり合わせができず、
組織の的確な固定をすることができない場合があった。
そのため、例えば特開平４−１５６８３７号公報においては、Ｕ字状のチタン製金具に２本のワイヤを挿通し、
金具とワイヤとをカシメ固定するように構成したものが記載されている。 この金具によれば、ワイヤ同士を強く捩じり合わせる必要がないため、ワイヤの破断の恐れを低減できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記金具はワイヤの挿入用開口を備えたＵ字状、Ｖ字状、コ字状等の断面溝形に形成されているので、ワイヤを挿通させた状態で締め上げる場合に、充分にワイヤを支持することができないという問題点がある。 また、複数のワイヤをカシメ固定するだけであるので、充分な締結力を得るためには、金具の外面部分に凹部が形成される程度に部分的に強く押圧し、金具の内面とワイヤが凹凸状に変形して食い込むようにすることが必要である。 したがって、カシメの強さを適宜調整しなければならず、弱い場合には締結部が外れ、強すぎる場合にはワイヤが破断する可能性もある。 そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、ワイヤの締め上げが容易にできるとともに、締結力も操作の仕方に拘わらず一定以上の値が得られ、さらにいかなる場合にもワイヤの破断が生じないワイヤ締結具を実現することにある。

【０００６】上記課題を解決するために本発明のワイヤ締結具は、生体用ワイヤ（３）によって生体内部分を締結するためのワイヤ締結具であって、収容部（１２）、
及び、該収容部の対向する側壁にそれぞれ形成され前記生体用ワイヤを挿通可能な一対のワイヤ用開口（１３，
１４）を有する締結部材（１）と、前記収容部において所定方向に移動自在に配置された移動部（２）とを有し、前記移動部には、前記収容部内に位置して前記所定方向に対して交差する方向に前記生体用ワイヤを挿通可能に構成されたワイヤ挿通部分（２１）と、前記移動部の側面に形成され前記所定方向に伸びて前記ワイヤ挿通部分に連通し、前記収容部の内面との間に間隙を形成する凹溝部（２２）とが設けられ、前記ワイヤ挿通部分は一方の前記ワイヤ用開口（１４）に対向し、前記凹溝部は他方の前記ワイヤ用開口（１３）に対向するように構成され、前記ワイヤ用開口（１３）から前記凹溝部及び前記ワイヤ挿通部分を介して前記ワイヤ用開口（１４）
に前記生体用ワイヤを挿通した状態で、前記移動部材を前記所定方向に移動させることによって、前記生体用ワイヤが前記間隙に沿って延在し、その前後にてクランク状に曲折するように構成されていることを特徴とする。
ここで、上記間隔を、前記生体用ワイヤの径よりも狭い間隔部分を含む断面形状に構成することが好ましい。 また、少なくとも一方のワイヤ用開口の外面側縁部を周囲外面に対し後退させることが望ましい。 さらに、ワイヤ（３）を取付け固定するワイヤ締結具であって、前記ワイヤを挿通するワイヤ挿通部分を備えた移動部（２）
と、該移動部を移動自在に収容する収容部（１２）と、
該収容部の周壁に穿設され、ワイヤを挿通させるための一対のワイヤ用開口（１３，１４）とを備え、少なくとも一方のワイヤ用開口の側において、前記収容部の内面と前記移動部の外面との間に前記ワイヤの収容可能な間隙を形成し、前記移動部の移動により前記ワイヤを前記間隙に沿って延在させるとともに、少なくともその前後で曲折するように構成し、一方の前記ワイヤ用開口に切断刃（２４ａ）を臨ませ、該切断刃の刃先をワイヤ締結時における前記移動部の移動方向に対向させるものである。

【０００７】かかる手段によれば、生体用ワイヤを一対のワイヤ用開口及び移動部のワイヤ挿通部分に通した後、移動部を移動させることによりワイヤ挿通部分も移動するので、挿通されたワイヤが収容部の凹溝部に沿って引き込まれるとともに、その前後でクランク状に曲折する。 請求項２の場合には、上記間隙に沿って収容された生体用ワイヤが強く圧迫されるので、締結力が増強される。 請求項３の場合には、外面側縁部の後退しているワイヤ用開口から生体用ワイヤの端部を引き出すようにすれば、不要なワイヤ部分を切断した際に、生体用ワイヤの端部が締結具の外部に大きく突出しなくなる。 請求項４の場合には、ワイヤの締結のために移動部を移動させると、同時にワイヤの不要部分が切断刃に向かって押し付けられて切断される。

【０００８】

【実施例】次に図面を参照して本発明に係るワイヤ締結具の実施例を説明する。 本実施例は、チタン合金製の生体用ワイヤを締結するためのものであり、図２に示す締結部材１と図３に示す移動軸部材２とから構成される。
本実施例は生体用ワイヤと同様に全てチタン合金から形成されている。

【０００９】締結部材１は略円筒形状に形成され、左側において垂直方向に穿設されたワイヤ取付孔１１と、右側から水平方向に穿設された軸収容穴１２と、軸収容穴１２の側壁に各々略対向して穿設されたワイヤ開口部１
３，１４とを有する。

【００１０】ワイヤ取付孔１１は、上面側に設けられた大径部分１１ａと、ワイヤ径よりも僅かに大きい径を備えた小径部分１１ｂと、底面側に設けられ下方に向かって径が増大するようにテーパー状に形成された拡径部分１１ｃとを有する。 軸収容穴１２の開口１２ａに隣接する内面上には大径部分１２ｂが形成されている。

【００１１】ワイヤ開口部１３は、底面側に形成された外側拡径部分１３ａと、軸収容孔の側に形成された内側拡径部分１３ｂとを有し、両者の中間には僅かな長さの同径部分が設けられている。 一方ワイヤ開口部１４は、
ワイヤ開口部１３の最大径とほぼ同径の丸孔部分１４ａ
と、この丸孔部分１４ａから軸収容穴１２の軸線方向に延長した長孔部分１４ｂとを有する。 長孔部分１４ｂの左端部の周囲外縁部分は、締結部材１の円筒状外面から後退した開口縁凹部１５となっている。

【００１２】一方、図３に示すように、移動軸部材２は丸軸状に成形されたものであり、先端側にワイヤ挿通孔２１、周面の一側に側面凹溝部２２がそれぞれ形成されている。 ワイヤ挿通孔２１には、側面凹溝部２２の存在により切除部分２１ａが形成されて、ワイヤ挿通孔２１
と側面凹溝部２２とが互いに連続するようになっている。 移動軸部材２の右端寄りの外周面上には、環状の傾斜面部分２３が設けられ、その右側には段差２３ａが形成されている。

【００１３】図４は骨５の接合線５ａを横断するようにしてチタン合金製の生体用ワイヤ３を骨５の周りに渡し、本実施例の締結部材１と移動軸部材２により生体用ワイヤ３の両端を締結した状態を示すものである。 このように締結するまでの手順を図１を参照して説明する。

【００１４】まず、（ａ）に示すように、生体用ワイヤ３の一端には大径の頭部３ａを形成し、生体用ワイヤをワイヤ取付孔１１に挿通して、頭部３ａをワイヤ取付孔１１の段差部で係止する。 次に、移動軸部材２を軸収容穴１２に挿入して、ワイヤ挿通孔２１の軸線が締結部材のワイヤ用開口部１３及びワイヤ用開口部１４の丸孔部分１４ａに略一致するように調整する。 ここで、丸孔部分１４ａはワイヤ挿通孔２１よりも大径に形成されているため、目視による位置調整が容易になっている。 そして、骨組織に巻き付けた後の生体用ワイヤ３をワイヤ用開口部１３、ワイヤ挿通孔２１及び丸孔部分１４ａに挿通し、生体用ワイヤ３の他端側３ｂを引き出す。 そして、他端側３ｂを引っ張ることにより生体用ワイヤ３を引き締めた状態とする。

【００１５】この状態で移動軸部材２を軸収容穴１２へ押し込むと、（ｂ）に示すように、ワイヤ用開口部１３
から挿通された生体用ワイヤ３は軸収容穴１２への導入部分で先ず横へ曲折し、側面凹溝部２２内に沿って軸収容穴の奥部へ引き込まれ、ワイヤ挿通孔２１の切除部分２１ａにおいて再び上方へ曲折する。 このとき、移動軸部材２の傾斜面部分２３が軸収容穴１２内に侵入して挿入抵抗を与え、この挿入抵抗に抗して移動軸部材２を押し込むと、傾斜面部分２３が大径部分１２ｂに合致し、
段差２３ａで移動軸部材２が係止される。

【００１６】ワイヤ取付孔１１とワイヤ用開口部１３にはそれぞれ底面側に拡径部分１１ｃと外部拡径部分１３
ａが形成されているので、ワイヤの締付時にワイヤが締結部材１の底面下で充分に曲折できるようになっている。 ワイヤ用開口部１３の内部拡径部分１３ｂも同様の効果を奏する。

【００１７】生体用ワイヤの他端側３ｂは締結完了後に切断される。 このとき、生体用ワイヤをワイヤ開口部１
４の直上で切断するようにすれば、開口縁凹部１５により、ワイヤの切断端部が締結部材１の外周面よりも上に突出しないので、体内埋設後に上部組織を傷付けることがない。

【００１８】上記の側面凹溝部２２はワイヤ径と同等若しくは僅かに浅い深さに形成されているため、生体用ワイヤ３は側面凹溝部２２に収容されている部分の前後両側で曲折させられるとともに、主に曲折部の近傍で側面凹溝部２２と軸収容穴１２の内面との間で圧迫されることとなる。 したがって、ワイヤを強固にかつ確実に締結することができる。 もっとも、側面凹溝部２２をワイヤ径よりも多少深く形成した場合においても、ワイヤが前後において曲折しているために圧迫効果が全く消失することはない。

【００１９】しかし、更に強固に締結したい場合には、
側面凹溝部２２の深さをワイヤ径よりも大幅に浅くする（例えば１．０ｍｍ径のワイヤに対し深さ０．９ｍｍ以下）とともに、側面凹溝部２２の幅をワイヤ径よりも大きくするか又は本実施例のように幅方向に開放した形状とし、移動軸部材２の移動とともに圧迫によりワイヤの断面形状を変化させるようにすればよい。 ワイヤの断面形状の変化はワイヤの曲折による締結作用を飛躍的に増強させる。 この場合、逆に側面凹溝部２２の幅を狭くし、深さをワイヤ径よりも深くしてもよい。

【００２０】これらの作用を勘案して、側面凹溝部２２
の深さはワイヤの２つの曲折部の間隔に応じて適宜設定される。 曲折部の間隔は、側面凹溝部２２の形状にも依存するが、ワイヤの局部的な変形量を低減しつつ締結を確実に行うためには、ワイヤ径の３倍程度が好ましい。

【００２１】このように、本実施例ではワイヤを曲折とこれに伴う圧迫により固定するものであり、個々の曲折角や圧迫量を大きくしなくても充分な締結力を確保でき、しかも従来のようにワイヤに局部的な圧力を加えて食い込み部を形成する必要がないので、ワイヤ破断の恐れがほとんどない。

【００２２】さらに、締結操作に大きな力を必要とせず、ワンアクションで締結が完了する点においても操作性の効果が認められる。 しかもワイヤの捩じりやカシメ等のために器具を挿入する必要もないので手術時の体表面の開口部を小さくできる。 締結力は移動軸部材と締結部材の形状にのみ依存するので、締結操作時にワイヤの破断を恐れて締結力を調整しながら作業をしていた従来から考えると、格段に作業性が向上している。

【００２３】本実施例では締結部材と移動軸部材を円筒形状としたが、それぞれ異なる形状のもの、例えば薄型の板状に形成してもよく、特に底面側を骨表面に合致した形状に、上面を滑らかな形状にすることが好ましい。
また、本実施例では移動軸部材の押し込みによりワイヤを締結したが、移動軸部材の引き出しにより締結状態となるようにしてもよい。 本実施例では傾斜面部分２３と大径部分１２ｂとの嵌合部を移動軸部材の保持手段としているが、実際には、一度移動軸部材を押し込んでワイヤを図１（ｂ）に示す曲折状態にすると保持手段がなくても移動軸部材はワイヤの抵抗により引き出すことができなくなる。 したがって、締結状態における保持手段は必ずしも必要でない。

【００２４】一方、図１（ａ）に示すワイヤの挿通時において、移動軸部材の位置決めを行うことも可能である。 例えば、ワイヤ挿通時の移動軸部材の挿入深さを規定するために、大径部分１２ｂに嵌合する突起２５を設けてもよい。 さらに移動軸部材の挿入時の軸線周りの角度を位置決めするために、移動軸部材と軸収容穴１２の表面に、軸線方向に伸びる凸条と凹溝を各々設け、これらをスライド自在に嵌合させるようにしてもよい。

【００２５】移動部（移動軸部材）は上記実施例のように収容部（軸収容穴）の開口に挿入されている必要はなく、例えば収容部の内部に包摂され、別に設けた開口から移動部移動用のアームを取り出した構造でもよい。 また、材質的に可能であれば、ベローズ等により移動可能にした移動部を本体と一体に構成してもよい。 上記実施例におけるワイヤ取付孔、ワイヤ用開口、ワイヤ挿通孔、軸収容穴等が側壁に開口をもつ溝形状に形成されていても上記と同様の効果を奏することは明らかである。

【００２６】次に、本発明における別の実施例を図５を参照して説明する。 図５（ａ）に示すようにこの実施例の基本構造は上記の実施例と同様であるが、締結部材２
０には、ワイヤ用開口部１４の代わりに、異なる形状のワイヤ用開口部２４が形成されている。 ワイヤ用開口部２４は、全体として長円状の貫通孔として形成され、軸収容穴（１２）の奥部側の内周面２４ｂを傾斜曲面に形成することによりその下部稜線が鋭角に構成されて切断刃２４ａとなっている。 図５（ｂ−１）に示すように生体用ワイヤ３を挿通させた移動軸２を軸収容穴１２に押し込むと、生体用ワイヤ３は移動軸２のワイヤ挿通孔２
１から突出した部分で切断され、図５（ｂ−２）に示すようになる。 したがって、生体用ワイヤ３の締結と同時にワイヤ先端の切断が行われ、ワイヤの余剰部分の切断を別途行う必要がない。

【００２７】この切断刃２４ａの刃先は円弧状に形成されており、生体用ワイヤ３を小さな応力で且つ確実に切断することができる。 切断された生体用ワイヤ３の先端部３ｂはワイヤ挿通孔２１内に収容され、ワイヤ挿通孔２１の上部開口は切断刃２４ａに連続する軸収容穴１２
の側壁に完全に覆われるので、周囲の組織を傷つけるおそれは全くない。 また、切断刃２４ａ自体も移動軸２の周面にほぼぴったりと接触するので、刃先の鋭角部分が周囲組織や術者を傷つけることもない。

【００２８】この実施例の切断刃２４ａは、ワイヤ用開口２４を当初小さ目に穿設し、ワイヤ用開口２４の左側縁部をエンドミル等により斜めに切削することにより容易に製作できるとともに別部品を必要としないので締結具自体の小型化を妨げない。 勿論、ワイヤ用開口２４の形成後に別体の切断刃を外側又は内側に取付け、刃先がワイヤ用開口２４内に臨むようにしてもよい。

【００２９】上記２つの実施例では生体用チタンワイヤの締結を例として説明したが、本発明のワイヤ締結具は、生体用ワイヤに限らず、種々の用途をもつワイヤを締結するものを含み、また、チタン等の金属ワイヤに限らず、合成樹脂等の種々の材質のワイヤにも適用できるものである。

【００３０】また、上記実施例ではワイヤ用開口の一方をワイヤ挿通可能な程度の開口、他方を移動軸の移動方向に延長した開口とし、側面凹溝部からなる間隙を他方のワイヤ用開口の側のみに形成しているが、双方をワイヤ挿通可能な程度の開口とし、間隙を両開口側に設けてもよい。 この場合にはワイヤは３か所（引き出し側におけるワイヤ切断前には４か所）で曲折することになる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は以下の効果を奏する。 (1) 移動部を移動させることにより収容部内で生体用ワイヤが少なくとも２か所で曲折するとともに内部で圧迫されるので充分な締結力を得られるとともに、ワイヤに大きな変形を与える必要がなく、ワイヤの破断を完全に防止できる。 また、締結力は締結具の構造により定まるので、締結時に操作力を調整する必要がなく、安心して確実な締結操作を行うことができる。 (2) 間隙寸法自体によりワイヤが強く圧迫されるので、
締結力をさらに増強できる。 (3) ワイヤ用開口の外面側縁部を後退させると、ワイヤの切断端部を取付部の外面上から突出しないように切断できるので、上部組織の傷害を防止できる。 (4) 移動部の移動によりワイヤが切断刃によって切断されるので、ワイヤの締結と切断を同時に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るワイヤ締結具の実施例の締結動作を示すために、ワイヤ締結前の状態を示す説明断面図（ａ）、ワイヤ締結後の状態を示す説明断面図（ｂ）である。

【図２】同実施例における締結部材の構造を示す平面図（ａ）、同縦断面図（ｂ）である。

【図３】同実施例における移動軸部材の構造を示す平面図（ａ）、同縦断面図（ｂ）である。

【図４】同実施例を用いて生体用ワイヤの締結を行った状態を示す斜視図である。

【図５】本発明に係る別の実施例の構造を示すための、
締結部材の平面図（ａ）、ワイヤ締結動作におけるワイヤ締結前の状態を示す縦断面図（ｂ−１）、ワイヤ締結後の状態を示す縦断面図（ｂ−２）である。

【符号の説明】

１ 締結部材 ２ 移動軸部材 ３ 生体用ワイヤ １１ ワイヤ取付孔 １２ 軸収容穴 １３，１４，２４ ワイヤ用開口 １５ 開口縁凹部 ２１ ワイヤ挿通孔 ２２ 側面凹溝部 ２４ａ 切断刃