JP2001029369A - プロテーゼシステム - Google Patents
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Abstract
ーゼシステムを提供する。 【解決手段】 このプロテーゼ関節システムは細長いス
リーブ構成部品が内部において係合可能である少なくと
も1個の穴を有する本体部分を備えている。この本体部
分を骨に固定するためのネジがスリーブ内の穴を介して
骨の中に挿入可能である。この穴は経時的なプロテーゼ
の沈降によるネジの移動に適応できるように十分な長さ
を有している。特に、このスリーブはネジの頭部が長手
方向に移動しても、対応するプロテーゼ関節部品に対し
て接合面を構成するプロテーゼシステムの内側部材をネ
ジが損傷しないように作用する。実施形態の一例におい
て、プロテーゼシステムはプロテーゼ股関節用の股臼カ
ップを含む。
Description
成部品に関し、特に、プロテーゼ関節に関する。
自然の関節をプロテーゼ関節に置換するための周知の外
科処理である。関節形成は一般に股、膝、肘等の関節に
対して行われる。置換する関節の健康状態および他の条
件により自然な関節を置換するのに必要なプロテーゼの
種類が決まる。例えば、全股関節形成の場合に、股臼カ
ップを骨盤に移植して自然なかん骨臼(acetabulum)と
置き換えることができる。
部がかん骨臼内においてリーム(拡孔)処理される。そ
の後、股臼カップは形成した空孔部内に挿入されて1個
以上の固定ネジのような機械的手段により固定される。
この股臼カップは患者の解剖学的構造に対して比較的固
定した方向に骨盤内に配置されて安定に維持する必要が
ある。
移植する従来技術の股臼カップ10の一例を示している
図である。このカップ10は骨との間に介在するための
半球状の外側部材14と大腿骨構成部品20のボール1
8に対する接合面を構成するための内側係合部材16を
備えている。この内側部材16は例えばポリエチレンに
より形成されていて、耐久性の高い低摩擦性の介在面を
構成して大腿骨構成部品が自由に移動できるようにして
いる。カップの外側部材14に穴(aperture)22が設
けられていて、股臼カップ10を骨に固定する固定ネジ
24の通路を構成している。
るように構成されているが、ネジはこれらの穴に対応す
る位置に挿入する必要がある。加えて、固定ネジはネジ
の頭部が穴の中に適正に支持できるように一定範囲の角
度で骨の中に導入する必要がある。
固定できるが、この股臼カップが経時的に移動して周囲
の骨を侵食する可能性がある。このような骨の侵食作用
により、股臼カップの固定が緩んで位置ずれが生じる。
特に、移植したカップが周囲の骨の中に沈降してプロテ
ーゼ関節に悪条件を生じる傾向がある。一般に、移植し
た股臼カップは移植後の数年間において数ミリメートル
沈降する傾向があり、これによって、1個以上の固定ネ
ジがカップライナーに突き当たる。さらに、このネジと
ライナーとの接触によりライナーが侵食されて、ライナ
ーの深刻な欠陥が生じるおそれがある。
示すように、カップ10が周囲の骨の中に沈降すると、
固定ネジ24の頭部26がポリエチレン製の内側カップ
部材16に突き当たる。従って、この関節部が負荷を受
けた時のポリエチレン内側部材16に対するネジ24の
作用により、関節内の骨分解(osteolysis)を引き起こ
す磨耗くずの増大化が発生する。さらに、極端な場合に
おいて、ネジ24は内側部材16を破壊する可能性があ
り、これによって、深刻な関節部の欠陥が生じる。
定ネジを最適に位置決めして移植部品の周囲の骨の中へ
の沈降を最少にして安全性を高めるための構成を有する
移植可能なプロテーゼシステムを提供することが望まれ
ている。
システムを提供し、当該システムは固定ネジの一定の角
度範囲における挿入を可能にしてプロテーゼの骨の中へ
の沈降に対処できるような構造を提供することにより移
植部品の長期の固定特性を向上する。本発明を股臼カッ
プ移植システムについて主に図示しかつ説明するが、本
発明はプロテーゼ膝システム等の他の用途に適用できる
ことが理解されると考える。
テーゼシステムは骨との間に介在(interface)するため
の凸状の外側構成部品と、当該外側構成部品に係合可能
で対応する大腿骨構成部品に対する接合面を構成する内
側構成部品とを有する股臼カップを備えている。この股
臼カップは当該カップを骨に固定するためのネジのよう
な固定要素用の通路を構成するための少なくとも1個の
穴を備えている。さらに、少なくとも1個のスリーブ構
成部品が外側構成部品に設けた穴に係合するように備え
られている。各スリーブは概ね細長い形状を有してい
て、外側表面部と当該スリーブの基端側開口部から先端
側開口部にかけて延在している長手方向の内径部(bor
e)を有している。この長手方向の内径部は例えば骨ネ
ジ等の固定要素を受容するように構成されていて、ネジ
の頭部がスリーブの先端側開口部の近くにおいて当該ス
リーブ内に支持されるようになっている。各スリーブは
上記穴にそれぞれ係合するように構成されていて、スリ
ーブの先端側開口部が股臼カップの外側表面部から離間
するようになっている。
軸に対して一定の角度範囲で配置することができ、係合
状態において、固定ネジを骨の所望領域の中に挿入でき
るようになっている。加えて、スリーブは固定ネジの長
手方向の移動に対処する領域を備えることにより、移植
した股臼カップの沈降を補償して、ネジの頭部の内側カ
ップ構成部品との接触を防いで当該内側カップ構成部品
の損傷を回避することができる。
に、患者のかん骨臼に股臼空孔部を形成して、プロテー
ゼカップ構成部品をこの形成した空孔部の中に挿入す
る。その後、外科医は所定の角度でカップの外表面部に
おける穴を介して骨に1個以上の穴を穿設してネジによ
るカップの骨に対する固定を最適化する。その後、形成
した穴はスリーブ構成部品を受容するためにこれらの穴
の一部分を拡張するためのさらに大きな直径のドリルに
位置合わせするために用いられる。さらに、スリーブ構
成部品をそれぞれの固定ネジに係合して、回転しながら
骨の中に形成した穴に挿入することにより股臼カップを
かん骨臼に固定する。
らに詳細に説明する。図5は本発明に従う股臼カップシ
ステム100を示している図である。このシステムは凸
状の外側部材102および内側支持部材104を備えて
いる。一連の穴(aperture)106が外側部材102に
貫通して形成されていて、固定ネジ108を周囲の骨の
中に案内するための通路が設けられている。さらに、1
個以上のスリーブ構成部品110が備えられており、各
スリーブ部材110はそれぞれの穴の中に係合可能であ
る。このスリーブ部材110は、外側部材102の穴に
係合している時に、移植したカップの移動による内側部
材104に対するネジ108の当接による当該内側部材
104の損傷を防いで、移植システムの経時的な骨の中
への沈降に効果的に対処する。加えて、スリーブ構成部
品110は移植した股臼カップに対して種々の角度で配
置して骨の中のネジの位置を最適化することができる。
形状をしていて、患者のかん骨臼の中のリーム処理した
相補的な空孔部の中への移植を容易にしている。一般的
に、股臼カップの外側表面部112が骨に接触して当該
カップを形成した股臼空孔部の中に固定する。また、外
側部材102の表面形状および/または形成した股臼空
孔部は必要に応じてカップの締り嵌めに適合するように
構成できる。なお、外側表面部112が骨の内部成長を
促すような種々の任意の表面形状にできることが理解さ
れると考える。
る種々の位置に形成されていて、固定ネジ108を股臼
カップを通して周囲の骨の中に挿入する仕方について外
科医が一定範囲の選択をできるようにしている。ネジ1
08は移植したカップ100の固定性を向上してこのプ
ロテーゼ構成部品の長期の固定が確実に行える可能性を
高める。
壁部114はスリーブ構成部品110に係合しており、
当該スリーブ110がカップの外側部材102を突き抜
けないようにしている。一般に、スリーブ構成部品11
0および穴の壁部114のそれぞれの形状は、係合時に
おいて、相互的に作用してスリーブ110の先端部11
3が股臼カップの外側表面部112から一定の距離だけ
突き出るように構成されている。すなわち、スリーブ1
10の基端部または係合端部126は穴の壁部114内
に支持されるのに適した構造を有している。さらに、こ
のスリーブ/穴の構造はスリーブをカップの外側表面部
112に対して一定の角度で配置することができる。ス
リーブの係合端部126の例示的な構造としては、円弧
状、球状、テーパー状等が挙げられる。
はテーパー状になっていて、スリーブ構成部品110の
基端部または係合端部126における相補的な係合面1
16に係合する。このテーパー形状は穴の最も内側の端
部118が最も外側の端部120よりも大きくなるよう
に形成されている。なお、このテーパー角度は穴の壁部
の中に係合端部126を所定の角度で支持できるように
スリーブの長手軸に対して適当に変えることができる。
係合表面部116の構造により、図9に示すように、ス
リーブ110を股臼カップの外側部材102に対して一
定の角度範囲で配置できる。このような一定の角度範囲
を設けることにより、最深および/または最良質の骨の
ような股臼空孔部内の所望の骨の領域に近づけるように
スリーブ構成部品110を配置できる。実施形態の一例
において、スリーブの長手軸127と、凸状の外側構成
部品102に対する垂線すなわち穴の中心軸とにより形
成される角度Aは0度(軸127が垂線に一致する)か
ら約10度の範囲である。なお、スリーブ110は垂線
から任意の方向に回転することができて、外科医は所定
の角度にネジを骨の中に挿入してカップを最適に固定で
きることが理解されると考える。
ジ108を通す長手方向の内径部(bore)122を内部
に有している。この内径部122は基端側開口部123
から先端側開口部125にかけて延在している。スリー
ブの中間領域124において、この内径部122は固定
ネジ108のネジ付き部分128およびその頭部130
が通過できる直径を有している。実施形態の一例におい
て、内径部122はフレア状になっていて、基端側開口
部123において直径が増大しており、ネジのスリーブ
内への挿入が容易になっている。また、この内径部12
2の先端側開口部125はテーパー状の支持面134を
有しており、この面134はネジの頭部130の形状に
相補的になっていて、ネジがスリーブ110内に適正に
支持され、ネジがスリーブ110から抜け出ることが防
げる。
に、従来的な技法および器具を用いて空孔部を患者のか
ん骨臼の中にリーム形成する。実施形態の一例におい
て、形成した股臼の空孔部は股臼カップ100に対して
締り嵌め係合できるように構成されている。カップ10
0を形成した空孔部の中に挿入した後に、医者はカップ
の外側部材の穴106を介して骨の中に骨穴をドリルで
形成する。これらの骨穴は最深および/または最良質の
骨を有するような所定の骨の領域内に固定ネジを挿入し
得る角度で形成される。さらに、これらの骨穴はネジよ
りも僅かに小さい大きさで形成されて、ネジの骨の中へ
の挿入を容易にする。その後、さらに大きな直径のドリ
ルを用いて形成した骨穴の上部領域を拡大して各骨穴に
拡大した部分と拡大していない部分を形成する。図6に
骨穴の拡大した領域129を仮想線で示している。この
拡大した骨穴の領域はカップの外側表面部から突き出る
スリーブの中間部分124の外径に一致している。移植
後に、この拡大した領域の端部131とスリーブの先端
部113との間に空隙部(gap)が形成される。
れの固定ネジ108に係合する。次に、医者はこのスリ
ーブ/ネジ組立体をカップの穴106の中に挿入して、
スリーブの係合面116が穴106の中に確実に支持さ
れるまでネジを形成した骨穴の中に回転する。スリーブ
の中間部分124は骨穴の拡大した領域の中に配置され
ている。その後、各スリーブ/ネジ組立体を固定して股
臼カップの外側部材102を骨に完全に固定する。
ベアリング挿入部品のような従来的な技法および構成部
品を用いてカップの外側部材102に係合する。この結
果、移植した股臼カップは対応する大腿骨構成部品を受
容することができる。
7)はスリーブの先端部113と穴の拡大した領域の端
部131との間の空隙部(gap)が減少する。この空隙部
が縮小すると、固定ネジ108が骨から後退してネジの
頭部130がスリーブの内径部122の中で長手方向に
移動する。しかしながら、スリーブ内径部の長さはネジ
の移動量を許容するのに十分な程度のものでネジの頭部
130が内側支持部材104に接触することがない。
の寸法が変更可能であることは理解されると考える。実
施形態の一例において、スリーブ構成部品110は約1
1ミリメートル乃至約16ミリメートルの範囲内の長さ
を有しており、移植カップの外表面部112から約5ミ
リメートル乃至約10ミリメートル突き出る。最初に、
ネジ108の頭部130が内側部材104の表面に対し
て約7ミリメートル乃至約12ミリメートルの範囲の一
定の距離だけ離れるようにネジが骨の中に挿入される。
施形態に基づいてさらに別の特徴および利点が理解され
ると考える。従って、本発明は図面および特定の実施形
態に限定されるのではなく、特許請求の範囲およびその
実施態様にその範囲が定められると理解するべきであ
る。なお、本明細書に引用した全ての刊行物および文献
はそれらの内容の全体が本明細書に参考文献として含ま
れる。
度で前記本体部分の穴の中に係合可能である請求項1に
記載のシステム。 (2)前記本体部分が股臼カップである請求項1に記載
のシステム。 (3)前記スリーブの外壁部がフレア状の係合面を有す
る基端部を形成している請求項1に記載のシステム。 (4)前記穴が前記スリーブのフレア状の係合面を支持
するのに有効なテーパー状の表面部を有する穴の壁部に
より形成されている実施態様(3)に記載のシステム。 (5)前記スリーブの内径部の先端部がテーパー状にな
っていて固定要素支持面を形成している請求項1に記載
のシステム。
部が約5ミリメートル乃至約15ミリメートルの範囲の
距離で前記本体部分の外側表面部から離間する請求項1
に記載のシステム。 (7)前記固定要素が骨ネジである請求項1に記載のシ
ステム。 (8)さらに、前記スリーブのネジ頭部支持面上に支持
されるように構成された基端側頭部を有する少なくとも
1個の骨ネジ部材から成る請求項2に記載のシステム。 (9)前記スリーブ構成部品が前記第1の部材の穴の中
心軸に対して所定角度で前記第1の部材の穴の中に係合
可能であり、当該角度が約0度乃至約20度の範囲であ
る請求項2に記載のシステム。 (10)前記スリーブのネジ頭部支持面が前記長手方向
の内径部の先端側にテーパー状の部分により形成されて
いる請求項2に記載のシステム。
ル乃至約20ミリメートルの範囲の長さを有している請
求項2に記載のシステム。 (12)前記スリーブの先端側開口部が約7ミリメート
ル乃至約16ミリメートルの範囲の距離だけ前記第1の
部材の外側表面部から突出する請求項2に記載のシステ
ム。 (13)プロテーゼシステムを移植する方法において、
骨に空孔部をリーム処理して形成する工程と、前記空孔
部の中に、穴を有するプロテーゼ構成部品を移植する工
程と、前記穴を介して骨に第1の直径を有する骨穴を形
成する工程と、前記骨穴の所定部分の直径を拡大して当
該骨穴に拡大した部分と拡大しない部分を形成する工程
と、前記骨穴の拡大しない部分の中に固定ネジを挿入す
る工程と、前記骨穴の拡大した部分の中にスリーブ構成
部品を挿入する工程と、前記固定ネジを回転してプロテ
ーゼ構成部品を骨に固定する工程とから成る方法。 (14)前記骨穴が所定の角度で骨の中に形成される実
施態様(13)に記載の方法。 (15)前記プロテーゼ構成部品に対する前記骨穴の角
度が90度乃至約±70度の範囲である実施態様(1
4)に記載の方法。
めが可能であって、移植した骨の中への沈降を最少にす
ることのできる耐久性および安全性の高い移植可能なプ
ロテーゼシステムが提供できる。
る。
成する従来技術の股臼カップの概略図である。
であり、第1の位置にあるネジを示している図である。
であり、第2の位置にあるネジを示している図である。
る。
一部分の断面図であって、第1の位置にあるシステムの
一部分を形成しているネジを示している図である。
一部分の断面図であって、第2の位置にあるシステムの
一部分を形成しているネジを示している図である。
いるスリーブ構成部品の断面図である。
臼カップに係合して一定の角度範囲で配向している状態
を示している図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 移植可能なプロテーゼシステムにおい
て、 内側表面部および外側取付け表面部を有していて、これ
らの間に延在する少なくとも1個の穴を有する本体部分
と、 前記本体部分の内側表面部に係合可能な第1の表面部お
よび第2の対向する支持面を有する内側部材と、 前記本体部分の少なくとも1個の穴の1個に係合可能な
少なくとも1個のスリーブとから成り、当該少なくとも
1個のスリーブがそれぞれその基端側開口部から先端側
開口部にかけて長手方向に貫通する内径部を有してお
り、当該スリーブの先端側開口部が前記本体部分の外側
取付け表面部から離間するように当該スリーブが穴に係
合可能であり、さらに、 前記本体部分を骨に固定するためにスリーブ内に取付け
可能な少なくとも1個の細長い固定要素から成り、各固
定要素がスリーブの先端側開口部の近くのスリーブ内に
おいて支持可能な基端側頭部および当該頭部から先端側
に延出する軸部を有しているシステム。 - 【請求項2】 股臼カップシステムにおいて、 凸状の外側表面部および凹状の内側表面部、および当該
外側表面部および内側表面部の間に延在する少なくとも
1個の穴を有する第1の部材と、 前記第1の部材の内側表面部に対して係合可能な外側表
面部および内側の支持表面部を有する凸状の支持部材
と、 前記第1の支持部材の穴に係合可能な少なくとも1個の
スリーブ構成部品とから成り、当該少なくとも1個のス
リーブ構成部品がそれぞれ前記第1の支持部材の穴の中
に支持されるように構成されたフレア状の基端部を有す
る外表面部および当該基端部から先端部にかけて該スリ
ーブ構成部品の中を貫通する長手方向の内径部を有して
おり、当該長手方向の内径部がその先端部においてネジ
頭部支持面を形成しているシステム。
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