JP4949593B2 - 整形外科的構成要素用のモジュラー式接続具 - Google Patents

Description

【０００１】
【出願係属中の先の出願の参照】
本出願は次の出願の優先権を主張するものである。
（１）アルフレッド・Ｓ・デスプレスＩＩＩ（Ａｌｆｒｅｄ Ｓ Ｄｅｓｐｒｅｓ ＩＩＩ）らが２０００年７月２０日付けで出願した、モジュラー式整形外科接続具（ＭＯＤＵＬＡＲ ＯＲＴＨＯＰＥＤＩＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ）という名称の出願係属中の先の米国仮特許出願第６０／２１９，９５５号（弁護士事件番号ＨＡＹＥＳ−１ ＰＲＯＶ）；
（２）アルフレッド・Ｓ・デスプレスＩＩＩらが２０００年７月２０日付けで出願した、強制的継手接続具（ＦＯＲＣＥ ＣＯＵＰＬＥ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ）という名称の出願係属中の先の米国仮特許出願第６０／２１９，９６３号（弁護士事件番号ＨＡＹＥＳ−２ ＰＲＯＶ）。
【０００２】
上記２つの特許出願の内容を本明細書に含めるものとする。
【０００３】
【発明の分野】
本発明は、全体として、外科装置及び方法、より具体的には、整形外科的構成要素に関する。
【０００４】
【発明の背景】
整形外科的構成要素は当該技術分野にて周知である。
例えば、関節置換外科手術において、関節の一部を長期間永続する機能及び痛み無しの可動性を提供し得るように整形外科的構成要素にて置換する。より具体的には、人工装具的全腰関節の場合、大腿骨の頂部は人工装具的大腿骨軸部構成要素と置換し、股臼窩は人工装具的股臼陥凹構成要素にて置換し、これにより人工装具的全腰関節を提供する。同様に、人工装具的全膝関節の場合、脛骨の頂部を人工装具的脛骨構成要素にて置換し、大腿骨の底部を人工装具的大腿骨構成要素にて置換し、これにより人工装具的全膝関節を提供する。
【０００５】
整形外科的構成要素は、また多岐に亙るその他の方法にても使用されている。例えば、整形外科的構成要素は、骨折した骨を安定化させ又は２つの椎骨体を共に固着し又は骨移植片を骨に対し保持し、或いは柔軟な組織を骨に対して固着する等のために使用される。
【０００６】
多くの状況にて、整形外科的構成要素は、互いに固着する必要がある２つ又はより多くの構成要素を備えることができる。一例として、人工装具的全腰関節の場合、人工装具的大腿骨軸部構成要素は、複数の別個の構成要素にて製造されることがあり、その場合、要素の各々は患者の身体部位に最も正確に近似し得るように独立的に選ぶことができ、また、別個の構成要素は、モジュラー式接続具（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を使用して互いに組み立て、その患者に対して可能な限り最良の人工装具的大腿骨軸部構成要素を提供することができる。同様に、人工装具的全膝関節の場合、人工装具的脛骨構成要素はまた、モジュラー式接続具を使用して組み立てられる複数の別個の要素にて形成される場合もある。更にその他の型式の整形外科的構成要素は、モジュラー式接続具を使用して複数の別個の要素を組み立てることを必要とし又はその組み立てによる利益を受けることができる。
【０００７】
一度び患者の体内に配置されたならば、整形外科的構成要素、従って、別個の構成要素を互いに固着するモジュラー式接続具には、典型的に、軸方向荷重、曲げ荷重及び捩れ荷重が加わる。当該技術分野にて異なる型式のモジュラー式接続具が既知であるが、これら３つの型式の荷重、すなわち軸方向荷重、曲げ荷重及び捩れ荷重の全てに対処するのに理想的な既存の型式のモジュラー式接続具は全く存在しない。一例として、テーパー付き接続具は全体として軸方向（すなわち、圧縮）荷重に十分に対応するが、これらのテーパー付き接続具は全体として曲げ荷重及び捩れ荷重に特に十分には対応しない。更なる例として、同心状のシリンダ接続具は、全体として曲げ荷重に十分に対応するが、これらの接続具は全体として軸方向荷重及び捩れ荷重に特に十分には対応しない。
【０００８】
【発明の概要】
その結果、本発明の１つの目的は、整形外科的構成要素を形成し得るように複数の別個の構成要素を共に接続する改良されたモジュラー式接続具を提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、改良された整形外科的構成要素を提供することである。
上記及びその他の目的は、本発明を提供し且つ使用することで実現される。
本発明の１つの形態において、整形外科的構成要素を形成し得るように複数の別個の要素を共に接続する改良されたモジュラー式接続具であって、テーパー付き接続具と、係合嵌め式接続具とを組み合わせて備えるモジュラー式接続具が提供される。
【００１０】
本発明の別の形態において、第一の要素と、第二の要素とを備え、第一の要素及び第二の要素がモジュラー式接続具により互いに固着され、モジュラー式接続具が、テーパー付き接続具と、係合嵌め式接続具とを組み合わせて備える改良された整形外科的構成要素が提供される。
【００１１】
本発明の上記及びその他の目的並びに特徴は、同様の部品を同様の参照番号で表示する添付図面と共に検討されるべきである、本発明の好ましい実施の形態に関する以下の詳細な説明からより完全に開示され又は明らかになるであろう。
【００１２】
【好ましい実施の形態の詳細な説明】
先ず、図１を参照すると、本発明に従って形成された整形外科的構成要素５が図示されている。整形外科的構成要素５は、人工装具的全腰関節にて使用される型式のものであって、モジュラー式接続具を使用して組み立てられる複数の別個の要素を備える人工装具的大腿骨軸部構成要素を備えることができ、又は整形外科的構成要素５は、人工装具的全膝関節にて使用される型式のものであって、モジュラー式接続具を使用して組み立てられる複数の別個の要素を備える人工装具的頸骨構成要素を備えることができ、若しくは整形外科的構成要素５は、モジュラー式接続具を使用して複数の別個の要素を組み立てることを必要とし又はその組み立てによる利益を受けることができる任意のその他の型式の整形外科的構成要素を備えることができる。
【００１３】
整形外科的構成要素５は第一の要素１０及び第二の要素１５とから主に成る。第一の要素１０は、第二の要素１５の一部分がその内部に伸びる開口２０を有している。
【００１４】
本発明によれば、第一の要素１０及び第二の要素１５は、完全な整形外科的構成要素５を形成し得るように改良されたモジュラー式接続具２５を使用して互いに固着し得るようにされている。
【００１５】
より具体的には、モジュラー式接続具２５は、テーパー付き接続具３０及び係合嵌め式接続具３５という２つの荷重支承接続具を組み合わせて備えている。
テーパー付き接続具３０は、第一のテーパー付き部分４０を相応する第二のテーパー付き部分４５と相互作用させることにより形成される。より具体的には、第一のテーパー付き部分４０は第二の要素１５の突起５０に形成される。第二のテーパー付き部分４５は、第一の要素の開口２０を画成する側壁の一部分に沿って形成される。第一のテーパー付き部分４０及び第二のテーパー付き部分４５は、荷重支承テーパー付き接続具３０を共に形成し得るように互いに対して強固に着座する。
【００１６】
第一の同心状壁５５が第二の同心状壁６０と相互作用することにより係合嵌め式接続具３５が形成される。より具体的には、第一の同心状壁５５は第二の要素１５の突起５０上に形成される。好ましくは、第一の同心状壁５５は第一のテーパー付き部分４０と同軸状に且つ該第一のテーパー付き部分４０の末端側にて突起５０上に配置されている。第二の同心状壁６０は、第一の要素の開口２０を画成する側壁の一部分に沿って形成される。好ましくは、第二の同心状壁６０が、第二のテーパー付き部分４５と同軸状に且つ該第二のテーパー付き部分４５の末端側にて第一の要素１０上に配置されている。第一の同心状壁５５及び第二の同心状壁６０は、荷重支承係合嵌め式接続具３５を形成し得るように互いに対して強固に着座する。
【００１７】
一般に、係合嵌め式接続具３５は拘束する第二の部材に対して圧力係止されるように１つの部材の変形によって安定性を実現する機械的な接続具である。この変形は、拡張（例えば、テーパー付きの拡張コレットにおけるように）又は収縮（例えば、強制嵌めの場合におけるように）とすることができる。この変形はまた、熱膨張又は熱収縮（例えば、ニチノール（Ｎｉｔｉｎｏｌ）等のような形状記憶合金の場合のように）にて行うこともできる。変形が実現される仕方に関係なく、形成される機械的接続具はこの変形の結果として互いに強制的に係合し、これにより、係合嵌め式接続具を確立する表面を有する。
【００１８】
上述したように、荷重支承係合嵌め式接続具３５を形成し得るように第一の同心状壁５５及び第二の同心状壁６０を互いに強固に着座させることのできる多数の方法が存在する。
【００１９】
例えば、第一の同心状壁５５を第二の同心状壁６０に比して僅かに過大の寸法とし、第二の同心状壁６０の内側にて第一の同心状壁５５を強制嵌めする結果、係合嵌め式接続具３５が形成されるようにすることができる。
【００２０】
これと代替的に且つ本発明の１つの好ましい形態によれば、第二の要素の突起５０の末端には凹部６５を形成し、第三の要素７０の基端が凹部６５内に挿入される突起７５を備えるようにすることができる。より具体的には、突起７５は、凹部６５に対して過大な寸法とされており、突起７５を凹部６５内に挿入すると、第一の同心状壁５５が半径方向に拡張して第二の同心状壁６０と係合し、これにより係合嵌め式接続具３５を形成する。本発明の１つの好ましい形態において、凹部６５及び突起７５の双方にテーパーが付けられており、第二の要素１５の末端は割り型コレットである。これと代替的に、第二の要素１５の末端は、割らずに、第二の同心状壁６０に係合するのに十分弾性的な材料で形成することができる。
【００２１】
モジュラー式接続具２５の独創的な構造のため、整形外科的構成要素５は、従来技術の装置よりも軸方向荷重、曲げ荷重及び捩れ荷重に良好に対応することができる。より具体的には、モジュラー式接続具２５は、テーパー付き接続具３０及び係合嵌め式接続具３５という、２つの荷重支承接続具を同時に提供する。テーパー付き接続具３０は軸方向（すなわち圧縮）荷重に極めて良好に対応する。これと同時に、係合嵌め式接続具３５は曲げ荷重及び捩れ荷重に極めて良好に対応する。更に、係合嵌め式接続具３５は曲げ荷重及び捩れ荷重に対してテーパー付き接続具３０を安定化させる。２つの荷重支承接続具は、共に、従来技術の装置よりも十分良好に軸方向荷重、曲げ荷重及び捩れ荷重を全体として取り扱う。
【００２２】
次に、図２を参照すると、別の構造の形態が図示されている。この場合、開口２０は、第一の要素１０に形成された盲穴を備えており、第三の要素７０は第二の要素１５に形成され且つ凹部６５と連通する開口部８０を貫通して伸び、一度び第一のテーパー付き部分４０が第二のテーパー付き部分４５に対して着座したならば、係合嵌め式接続具３５が第三の要素７０の上で基端方向に引っ張ることにより作動される。
【００２３】
次に、図３を参照すると、別の代替的な構造の形態が図示されている。この場合、テーパー付き接続具３０及び係合嵌め式接続具３５は、図１及び図２に図示するように互いに同心状ではなくて互いに平行に配置されている。この目的のため、開口２０は一対の平行な開口２０を備え、突起５０は一対の平行な突起５０を備えている。
【００２４】
次に、図４を参照すると、更に別の代替的な構造の形態が図示されている。この場合、テーパー付き接続具３０及び係合嵌め式接続具３５は、図２に図示した仕方にて軸方向に分離しているのではなくて、互いに同軸状に且つ少なくともある程度重なり合う状態に配置されている。
【００２５】
次に、図５を参照すると、更に別の構造の形態が図示されている。この場合、第三の要素７０は、リングの形態をしており且つ第一の同心状壁５５と第二の同心状壁６０との間で係合嵌め式接続具３５を形成し得るように第二の要素１５を内方に駆動するために使用される。好ましくは、このことは、第二の要素１５に対しテーパー付き面８５を設け且つ第三の要素７０に対し相応するテーパー付き面９０を設けることにより行われるようにする。使用時、第一のテーパー付き部分４０が第二のテーパー付き部分４５に係合し、また、第一の同心状壁５５が第二の同心状壁６０に隣接するように第一の要素１０及び第二の要素１５を共に接近させ、次に、テーパー付き面８５がテーパー付き面９０に係合し、第一の同心状壁５５が第二の同心状壁６０に強固に係合し、これにより係合嵌め式接続具３５を作動させ得るように第三の要素７０を第二の要素１５に向けて移動させる。
【００２６】
本発明の性質を説明するために本明細書にて記載して且つ図示した詳細、材料、ステップ及び部品の配置の多数の追加的な変更が、本発明の原理及び範囲から逸脱せずに当該技術分野の当業者により実現可能であることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従って形成されたモジュラー式接続具の概略図的な分解側面図である。
【図２】 本発明に従って形成されたモジュラー式接続具の別の形態を示す概略図的な分解側面図である。
【図３】 本発明に従って形成されたモジュラー式接続具の更に別の形態を示す概略図的な分解側面図である。
【図４】 本発明に従って形成されたモジュラー式接続具の更に別の形態を示す概略図的な分解側面図である。
【図５】 本発明に従って形成されたモジュラー式接続具の別の形態を示す概略図的な分解側面図である。

Claims (29)

1. 整形外科的構成要素を形成し得るように複数の別個の要素を共に接続するモジュラー式接続具において、テーパー付き接続具と、係合嵌め式接続具とを組み合わせて備え、
   前記係合嵌め式接続具が、第一の同心状壁が第二の同心状壁と相互作用することにより形成され、
   前記第一の同心状壁が前記第二の同心状壁の内側に配置され、
   前記第一の同心状壁が、前記第二の同心状壁に対して圧力係止されるように拡張され、
   前記第二の同心状壁が、第一の要素に開口を画成する側壁の一部分に沿って形成され、前記第一の同心状壁が第二の要素の突起上に形成され、前記第一の同心状壁が、第三の要素を第二の要素に形成された凹部内に挿入することにより拡張される、モジュラー式接続具。
2. 請求項１によるモジュラー式接続具において、前記テーパー付き接続具が、第一のテーパー付き部分が第二のテーパー付き部分と相互作用することにより形成される、モジュラー式接続具。
3. 請求項２によるモジュラー式接続具において、前記第二のテーパー付き部分が、第一の要素に開口を画成する側壁の一部分に沿って形成され、前記第一のテーパー付き部分が第二の要素の突起上に形成される、モジュラー式接続具。
4. 請求項１によるモジュラー式接続具において、前記第二の同心状壁が、第一の要素内を伸びる開口を画成する側壁の一部分に沿って形成され、前記第一の同心状壁が第二の要素の突起上に形成される、モジュラー式接続具。
5. 請求項１によるモジュラー式接続具において、前記第一の同心状壁が、前記第一のテーパー付き部分と同軸状に且つ該第一のテーパー付き部分の末端側にて第二の要素の突起上に配置される、モジュラー式接続具。
6. 請求項５によるモジュラー式接続具において、前記第二の同心状壁が、前記第二のテーパー付き部分と同軸状に且つ第二のテーパー付き部分の末端側にて第一の要素上に配置される、モジュラー式接続具。
7. 請求項１によるモジュラー式接続具において、前記開口が前記第一の要素を完全に貫通して伸びる、モジュラー式接続具。
8. 請求項項１によるモジュラー式接続具において、前記開口が前記第一の要素に形成された盲穴を備える、モジュラー式接続具。
9. 請求項項１によるモジュラー式接続具において、前記開口が一対の平行な開口部を備える、モジュラー式接続具。
10. 請求項項１によるモジュラー式接続具において、前記テーパー付き接続具及び前記係合嵌め式接続具が互いに軸方向に重なり合う、モジュラー式接続具。
11. 請求項１によるモジュラー式接続具において、前記第一の同心状壁が、前記第二の同心状壁に対して圧力係止されるように収縮される、モジュラー式接続具。
12. 第一の要素と、第二の要素とを備え、第一の要素及び第二の要素が、モジュラー式接続具により互いに固着された整形外科的構成要素において、前記モジュラー式接続具が、テーパー付き接続具と、係合嵌め式接続具とを組み合わせて備え、
    前記係合嵌め式接続具（３５）が、第一の同心状壁（５５）が第二の同心状壁（６０）と相互作用することにより形成され、
    前記第一の同心状壁（５５）が前記第二の同心状壁（６０）の内側に配置され、
    前記第一の同心状壁（５５）が、前記第二の同心状壁（６０）に対して圧力係止されるように半径方向に拡張され、
    前記第二の同心状壁（６０）が、前記第一の要素（１０）に開口を画成する側壁の一部分に沿って形成され、前記第一の同心状壁（５５）が前記第二の要素（１５）の突起（５０）上に形成され、前記第一の同心状壁（５５）が、第三の要素（７０）を前記第二の要素（１５）に形成された凹部（６５）内に挿入することにより拡張される、整形外科的構成要素。
13. 請求項１２による整形外科的構成要素において、前記テーパー付き接続具が、第一のテーパー付き部分が第二のテーパー付き部分と相互作用することにより形成される、整形外科的構成要素。
14. 請求項１３による整形外科的構成要素において、前記第二のテーパー付き部分が、前記第一の要素に開口を画成する側壁の一部分に沿って形成され、前記第一のテーパー付き部分が前記第二の要素の突起上に形成される、整形外科的構成要素。
15. 請求項１２による整形外科的構成要素において、前記第二の同心状壁が、前記第一の要素内を伸びる開口を画成する側壁の一部分に沿って形成され、前記第一の同心状壁が前記第二の要素の突起上に形成される、整形外科的構成要素。
16. 請求項１２による整形外科的構成要素において、
    前記テーパー付き接続具が、第一のテーパー付き部分が第二のテーパー付き部分と相互作用することにより形成され、前記第二のテーパー付き部分が前記第一の要素に開口を画成する側壁の一部分に沿って形成され、前記第一のテーパー付き部分が前記第二の要素の突起上に形成され、
    前記第二の同心状壁が前記第一の要素に開口を画成する側壁の一部分に沿って形成され、前記第一の同心状壁が前記第二の要素の突起上に形成される、整形外科的構成要素。
17. 請求項１６による整形外科的構成要素において、前記第一の同心状壁が、前記第一のテーパー付き部分と同軸状に且つ該第一のテーパー付き部分の末端側にて第二の要素の突起上に配置される、整形外科的構成要素。
18. 請求項１７による整形外科的構成要素において、前記第二の同心状壁が、前記第二のテーパー付き部分と同軸状に且つ該第二のテーパー付き部分の末端側にて第一の要素上に配置される、整形外科的構成要素。
19. 請求項１２による整形外科的構成要素において、前記開口が前記第一の要素を完全に貫通して伸びる、整形外科的構成要素。
20. 請求項１２による整形外科的構成要素において、前記開口が前記第一の要素に形成された盲穴を備える、整形外科的構成要素。
21. 請求項１２による整形外科的構成要素において、開口が一対の平行な開口部を備える、整形外科的構成要素。
22. 請求項１２による整形外科的構成要素において、前記テーパー付き接続具及び前記係合嵌め式接続具が互いに軸方向に重なり合う、整形外科的構成要素。
23. 請求項１２による整形外科的構成要素において、前記第一の同心状壁が、前記第二の同心状壁に対して圧力係止されるように収縮される、整形外科的構成要素。
24. 整形外科的構成要素を形成し得るように複数の別個の要素を共に接続するモジュラー式接続具であって、
    テーパー付き接続具と、
    係合嵌め式接続具と、を備え、
    前記係合嵌め式接続具が、第一の同心状壁が第二の同心状壁と相互作用することにより形成され、
    前記第一の同心状壁が前記第二の同心状壁の内側に配置され、
    前記同心状壁の一方は、前記同心状壁の他方に対して圧力係止されるように変形可能である、モジュラー式接続具。
25. 整形外科的構成要素を形成し得るように第一要素、第二要素、および第三要素を共に接続するモジュラーアセンブリであって、
    前記第一要素は、内部に延びる円形の開口を備える細長い部材を有し、
    前記第二要素は、突起部を備えるブロック部材を有し、
    前記第三要素は、端部に切頭円錐形状の突起部を備える細長いロッドを有し、
    前記アセンブリは、
    前記第一要素の第一端部において切頭円錐形状の通路を有し、前記通路は、前記第一要素の前記開口に延びる第一テーパー付き部分を形成し、
    前記アセンブリは、第二テーパー付き部分を備える、前記第二要素の前記突起部の第一部分と、切頭円錐形状の凹部を自由端部に備える、前記第二要素の前記突起部の第二部分と、を有し、
    前記第二要素の突起部の前記第二テーパー付き部分は、前記第一要素の前記開口の前記第一端部において、前記第一テーパー付き部分に係合可能であり、前記第二要素の突起部の前記第二部分の外壁は円筒形状であり、且つ、前記第一要素の前記開口の内壁に同心的に係合可能であり、
    前記第三要素の切頭円錐形状端部は、前記第二要素の突起部の前記凹部に係合可能であり、
    前記第二要素を前記第一要素におよび前記第三要素を前記第二要素に固定して整形外科的構成要素を形成する、モジュラーアセンブリ。
26. 請求項２５に記載のモジュラーアセンブリであって、前記第一テーパー付き部分と前記第二テーパー付き部分との相互作用によりテーパー付き接続部が形成される、モジュラーアセンブリ。
27. 請求項２５に記載のモジュラーアセンブリであって、前記第二要素の前記突起部の前記第二部分は、前記第一要素の前記開口の内壁に対して圧力係止されるように変形可能である、モジュラーアセンブリ。
28. 請求項２７に記載のモジュラーアセンブリであって、前記第二要素の前記第二部分の外壁は、前記第一要素の前記開口の内壁に対して圧力係止されるように拡張可能である、モジュラーアセンブリ。
29. 請求項２７に記載のモジュラーアセンブリであって、前記第二要素の前記突起部の前記第二部分と前記第一要素の前記開口の内壁との相互作用により係合嵌め式接続部が形成される、モジュラーアセンブリ。

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