動物の創外固定装置

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【発明の名称】	動物の創外固定装置
【発明者】	【氏名】原利昭【氏名】渡邊優【氏名】長部善憲
【要約】	【課題】動物の後脚の可動域を確保しつつ骨盤を安定させることができる動物の創外固定装置を提供する。【構成】左右の大腿骨にそれぞれ挿入される左右のピン３，３と、これら左右のピン３，３を保持する左右の保持部11，11と、これら左右の保持部11，11を連結するアーム21とを備える。左右の大腿骨に挿入したピン３，３が保持部11，11により保持され、左右の保持部11，11の間隔がアーム21により保持されているため、左右の大腿骨間に位置する骨盤に加わる荷重負荷を低減することができる。また、ピン３，３を体内の大腿骨に挿入し、その他の保持部11及びアーム21を体外に設置する構造により、治療時及び治癒後の装置着脱手術時には切開部が小さく低侵襲であり、細い大腿骨でも十分な初期固定性が得られる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の大腿骨にそれぞれ挿入される左右のピンと、これら左右のピンを保持する左右の保持部と、これら左右の保持部を連結する連結部材とを備えることを特徴とする動物の創外固定装置。
【請求項２】
前記ピンが前記保持部に回動可能に保持されていることを特徴とする請求項１記載の動物の創外固定装置。
【請求項３】
前記保持部は、前記連結部材に位置調整可能に連結されていることを特徴とする請求項１又は２記載の動物の創外固定装置。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、動物の後脚の可動域を確保しつつ骨盤を安定させる動物の創外固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
愛玩動物として多く飼われている犬や猫といった小動物を対象としたバイオメカニカル研究は極めて少なく、これら小動物においては、事故等により内蔵破裂を伴う場合、第一に生命維持の処理を優先し、骨折部の処理が後回しにされるため、小動物を対象とした骨折部の修復・矯正技術や装置の研究開発例は極めて少ない。
【０００３】
したがって、これらの開発に対する臨床現場の要望は極めて強く、研究に取り組む機運は高まっているものの、顕著な成果は得られておらず、特に、小動物に適した専用の骨折部矯正・修復用の窓外固定装置は見当たらないので現状である。
【０００４】
そして、小動物は、交通事故，机上やベランダの手摺に干した布団等と共に落下して内臓破裂を伴う骨盤骨折や大腿骨粉砕骨折に至る例が多い。このような場合、通常サイズの動物の骨折では、固定プレート（例えば特許文献１）や創外固定装置（例えば特許文献２）が使用されるが、小動物の場合には骨が細く、従来の処理法では二次的な骨折を招いたり、それらのサイズを単に小型化しても、小動物では機能的に対応できなかったりするなどの問題がある。
【特許文献１】特開２００２-３４５８３６号公報
【特許文献２】特開２００４-１４１４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、動物の後脚の可動域を確保しつつ骨盤を安定させることができる動物の創外固定装置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】
【０００６】
請求項１記載の発明は、左右の大腿骨にそれぞれ挿入される左右のピンと、これら左右のピンを保持する左右の保持部と、これら左右の保持部を連結する連結部材とを備えるものである。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、前記ピンが前記保持部に回動可能に保持されているものである。
【０００８】
また、請求項３記載の発明は、前記保持部は、前記連結部材に位置調整可能に連結されているものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の構成によれば、左右の大腿骨に挿入したピンが保持部により保持され、左右の保持部の間隔が連結部材により保たれているため、左右の大腿骨間に位置する骨盤に加わる荷重負荷を低減することができる。また、ピンを体内の大腿骨に挿入し、その他の保持部及びアームを体外に設置する構造により、細い大腿骨でも十分な初期固定性が得られ、治療時及び治癒後の装置着脱手術時には切開部が小さく低侵襲である。
【００１０】
また、請求項２記載の構成によれば、取付状態で、大腿骨の屈曲・伸展が可能となる。
【００１１】
また、請求項３記載の構成によれば、使用する動物の体形に合わせてピン位置などを調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規な動物の創外固定装置を採用することにより、従来にない動物の創外固定装置が得られ、その動物の創外固定装置について記述する。
【００１３】
まず、固定装置を作製する以前に、予備実験として、６自由度電気角度計（ゴニオメータ）を新鮮イヌ屍体に取り付け、健常である後脚の可動域の測定を行った。
【００１４】
その結果として、固体Ａ（プードル：体重５.26kg）からは左右平均で約133deg，固体Ｂ（マルチーズ：体重1.19kg）からは左右平均で約169degの可動域を得た。この結果と獣医従事者の意見を踏まえ、固定装置を挿着した後の可動域を90deg以上となるよう目標を設定した。
【００１５】
設計においては、治療段階にある骨盤を安定させることを前提として、後脚の可動域の確保などバイオメカニクス的観点に重点を置き、生態適合性や負担軽減のための小型化を考慮して行った。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。図１～図４は本発明の実施例１を示し、同図に示すように、創外固定装置１は、左右一対のコ字形ワイヤ２，２を備え、このコ字形ワイヤ２は、大腿骨101に挿入するピン３と、このピン３とほぼ平行に設けた被保持部４と、前記ピン３と被保持部４とを連結する連結部５と一体に備え、この連結部５は前記ピン３と交差する方向をなし、この例ではピン３と連結部５は、略９０度の角度をなし、連結部５と被保持部４は、略９０度の角度をなす。すなわちワイヤを略コ字形に屈曲してピン３と連結部５と被保持部４とを一体に備えたコ字形ワイヤ２が得られる。
【００１７】
前記左右のピン３，３は、左右の保持部11，11により保持される。この保持部11は、保持部本体12と、この保持部本体12に設けた軸受13により回動可能に設けた回転軸14と、この回転軸14と略直交方向をなし前記保持部本体12から突出された連結用軸15とを備えている。この連結用軸15は断面円形をなす。そして、左右の保持部11，11は、左右の回転軸14，14を対向して使用される。尚、軸受13には、自動調心玉軸受が用いられる。
【００１８】
前記回転軸14には、前記コ字形ワイヤ２の被保持部４を取り付ける取付孔16が穿設され、この取付孔16は前記回転軸14の軸心の直交方向に貫通形成されている。そして、前記取付孔16に被保持部４を挿通して位置決めした状態で、図示しない固定手段により取付孔16に被保持部４を固定できるようになっている。
【００１９】
前記左右の保持部11，11は、連結部材たるアーム21により連結され、このアーム21は、断面円形であって、動物の背部から骨盤を包み込むように湾曲形状をなす。前記アーム21と前記保持部11とは、連結具22により連結される。この連結具22は、前記連結用軸15を挟持固定可能な第１の挟持ブロック23と、前記アーム21を挟持固定可能な第２の挟持ブロック24とを備える。前記第１の挟持ブロック23は、切欠き状の挟持溝23Ａを備え、この挟持溝23Ａの長さ方向に前記連結用軸15がスライド可能であり、ボルトなどの締め具25を操作して挟持溝23Ａを締めることにより、第１の挟持ブロック23に連結用軸15を固定できる。また、前記第２の挟持ブロック24は、切欠き状の挟持溝24Ａを備え、この挟持溝24Ａの長さ方向に前記アーム21がスライド可能であり、前記締め具25を操作して挟持溝24Ａを締めることにより、第２の挟持ブロック24にアーム21を固定できる。
【００２０】
また、前記締め具25は、第１及び第２の挟持ブロック23，24に挿通され、締め付ける前において、該締め具25を中心に第１及び第２の挟持ブロック23，24同士の角度を調整することができ、これにより、アーム21に対する連結用軸15の向きを調整することができる。
【００２１】
次に、前記創外固定装置１の使用方法について説明する。動物の大きさに合わせて左右のピン３，３の位置を調整し、図３に示すように、背中側から骨盤102を挟んだ左右の大腿骨101，101にピン３，３を打ち込む。尚、図中103は、大腿骨頭と寛骨臼とからなる股関節である。
【００２２】
装着中のピン３の抜け落ちやゆるみを防止するためにピン３の先端にネジ状の溝加工を施し、その先端を大腿骨101の遠位端の膝関節部近傍まで刺入する。これによってピン先端の溝部に骨組織が食い込み、ピン３と大腿骨101の固定が十分となる。ピン３の基端側は皮膚の外側に位置し、図２に示すように、回転軸14が股関節103の回転中心の延長上になるように配置する。
【００２３】
そして、創外固定装置１は、背部から骨盤を包み込むような形状をしており、体外のアーム21，保持部11，11及び大腿骨101に挿入したピン３，３により、左右の股関節103，103の間隔を一定に保つことができ、間にある骨盤102への負荷を低減することができる。また、左右の股関節103，103の回転軸の延長上に設置された軸受13，13によって股関節103，103の屈曲，伸展が可能となる。
【００２４】
実験例
図２に示したように、イヌの屍体111に創外固定装置１を取り付け、その後脚112の可動域の測定を行った。測定は６自由度電気角度計及び静止画像からの読み取りによって行った。その結果を表１に示す。固体Ａ，Ｂで行った実験で、いずれも100deg以上の可動域を確保できることが確認された。
【００２５】
【表１】

また、使用したコ字形ワイヤ２の力学強度を評価するため、圧縮試験及び引張試験を行った。コ字形ワイヤ２は、直径２．０ｍｍのｋワイヤ（瑞穂医科工業株式会社製）を用い、連結部５の長さを２０ｍｍとした。そして、図４に示すような静的材料試験機（ＥＺＧｒａｐｈ：島津製作所株式会社製）を用いた。この試験機は、上下のアタッチメント121，122を備え、アタッチメント121，122の移動により被測定物の圧縮と引張とを行い、その値を測定するものあり、それら上下のアタッチメント121，122に、ピン３と被保持部４と固定し、アタッチメント121，122から側方に突出したピン３と被保持部４の突出寸法Ｓが、３ｍｍと５ｍｍの場合とで実験を行った。この突出寸法Ｓは、ピン３を実際に取り付けたときの値を参考とした。
【００２６】
この試験結果を下記の表２に示す。
【００２７】
【表２】

図４の状態で、コ字形ワイヤ２に、51.6Ｎ（5.26kgf）が加わった際に、ワイヤ２で発生する変位は、最大で1.1ｍｍ程度であり、11.7Ｎ（1.19kgf）が加わった際に、ワイヤ２で発生する変位は、最大で0.4ｍｍ程度であるという結果を得た。
【００２８】
以上のような創外固定装置１の設計においては、バイオメカニクス的観点に重点をおき、力学強度や可動域の確保に重点をおき、骨折などの治療中の骨盤102を安定させつつ、創外固定装置１の左右両側に設置した軸受13によって、治療中の患畜の股関節103，103の屈曲，伸展運動が可能となった。
【００２９】
実験結果より、測定を行ったいずれの固体でも100deg以上の屈曲，伸展可動域を確保されることが確認され、これは患畜が歩行するために十分な量であると言える。そして、歩行を可能にすることは、治療中の患畜のストレス低減に直結し、治療への好影響が期待できる。また、この創外固定装置１の構造的な利点として、体内への侵入が非常に細いピン３であり、その直径は例えば2.5ｍｍ以下であり、手術創も極めて小さく抑えられる。これは一般的な外科手術と異なる点であり、患畜に対して大きなメリットとなり得る。
【００３０】
また、使用したコ字形ワイヤ２の力学強度の試験結果から、荷重による変位は荷重が加わり始めた直後に大きく表れ、その後は傾きが略一定（111.1Ｎ/mm）となった。このことから保持部11とコ字形ワイヤ２との連結部分の固定を強固にすることによって、荷重に対する変位を減らせると予想できる。また、表２にかかわる実験結果で、51.6Ｎという負荷荷重はこの創外固定装置１が想定する対象の中でも最大級に分類されるものであり、加えて、患畜の全体重が片側のコ字形ワイヤ２に加わることも考え難く、また、コ字形ワイヤ２の材質を更に強固な金属などに変更することも容易である。したがって、この創外固定装置１の設計適正化や各部の材料を吟味することで、臨床応用に対して十分な強度を持ちえる。
【００３１】
このように、本創外固定装置１による骨折骨盤の固定方法は、今まで治療が難しかった小動物の骨盤骨折に対して有効な治療方法となり、小動物の骨盤骨折用創外固定装置として優れた効果を有し、骨盤を骨折した動物の後脚の可動域を確保しつつ骨盤を安定させることができる。
【００３２】
このように本実施例では、左右の大腿骨101，101にそれぞれ挿入される左右のピン３，３と、これら左右のピン３，３を保持する左右の保持部11，11と、これら左右の保持部11，11を連結する連結部材たるアーム21とを備えるから、左右の大腿骨101，101に挿入したピン３，３が保持部11，11により保持され、左右の保持部11，11の間隔がアーム21により保たれているため、左右の大腿骨101，101間に位置する骨盤102に加わる荷重負荷を低減することができる。また、ピン３，３を体内の大腿骨101に挿入し、その他の保持部11及びアーム21を体外に設置する構造により、治療時及び治癒後の装置着脱手術時には切開部が小さく低侵襲であり、細い大腿骨101でも十分な初期固定性が得られる。
【００３３】
また、このように本実施例では、ピン３が保持部11に回動可能に保持されているから、取付状態で、大腿骨101の屈曲・伸展が可能となる。
【００３４】
また、このように本実施例では、保持部11は、連結部材たるアーム21に位置調整可能に連結されているから、使用する動物の体形に合わせてピン位置などを調整できる。
【００３５】
また、実施例上の効果として、ピン３と、このピン３と交差方向の線材たる連結部５を有する被保持部４とを一体に備え、この被保持部４を保持部11に保持したから、ピン３の先端側を体内に位置させ、他の部分を体外に位置させ、被保持部４を回動可能に保持することにより、ピン３を挿入した大腿骨101の屈曲・伸展を自由に行うことができる。
【実施例２】
【００３６】
図５は、本発明の実施例２を示し、上記実施例１と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。この例では、回転軸14の基端に球状部14Ａを設け、この球状部14Ａを、この部分の受け部を有する軸受13Ａが支持し、これにより回転軸14が軸心を中心とした回転及び揺動可能に設けられており、ピン３が大腿骨101の動きに倣って動くことができる。
【００３７】
尚、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、実施例では、コ字形をワイヤを示したが、ワイヤはＵ字形でもよいし、ピンと連結部からなるＬ字形でもよいし、Ｌ字形のワイヤの場合は、連結部を保持部により保持すればよい。また、装置のコ字形ワイヤ以外の部分には主としてアルミニウム合金を用いたが、装置の各部材の材質は適宜選定可能である。さらに、左右の保持部の一方がアームに位置調整可能に連結されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１を示す斜視図である。
【図２】同上、大腿骨へのピンの挿入状態を示す説明図である。
【図３】同上、使用状態を示す斜視図である。
【図４】同上、コ字形ワイヤの試験装置の要部の正面図である。
【図５】本発明の実施例２における大腿骨へのピンの挿入状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１創外固定装置
３ピン
４被保持部
５連結部
11 保持部
21 アーム
101 大腿骨
102 骨盤
103 股関節

【出願人】	【識別番号】３０４０２７２７９【氏名又は名称】国立大学法人新潟大学【識別番号】５０６３１４３１３【氏名又は名称】長部善憲
【出願日】	平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【代理人】	【識別番号】１０００８００８９【弁理士】【氏名又は名称】牛木護【識別番号】１００１３７８００【弁理士】【氏名又は名称】吉田正義【識別番号】１００１４０３９４【弁理士】【氏名又は名称】松浦康次【識別番号】１００１１９３１２【弁理士】【氏名又は名称】清水栄松
【公開番号】	特開２００８－６７９６６（Ｐ２００８－６７９６６Ａ）
【公開日】	平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願番号】	特願２００６－２５０５５２（Ｐ２００６－２５０５５２）