JP2000051250A - プロテ―ゼ構成部品 - Google Patents

プロテ―ゼ構成部品

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JP2000051250A
JP2000051250A JP11187875A JP18787599A JP2000051250A JP 2000051250 A JP2000051250 A JP 2000051250A JP 11187875 A JP11187875 A JP 11187875A JP 18787599 A JP18787599 A JP 18787599A JP 2000051250 A JP2000051250 A JP 2000051250A
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JP
Japan
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stem
slot
hip
component
hip joint
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JP11187875A
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English (en)
Inventor
John Naybour
ジョン・ナイバー
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Johnson and Johnson Medical Ltd
Original Assignee
Johnson and Johnson Medical Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロテーゼ構成部品を提供する。 【解決手段】 基端部２と先端部分５を有する先端部４
とを備える股関節ステム１の形態を採り得るプロテーゼ
構成部品である。この先端部４は当該先端部４の長さ方
向に沿って配置された少なくとも２個のスロット部６を
有している。さらに、この股関節ステム１の先端部４に
は中空の中心部８が設けられている。この股関節ステム
１を圧縮すると、スロット部６の間に画定される脚部１
３がステント状またはランタン状に曲がることによっ
て、先端部分４の直径が拡大する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は患者の骨の空孔部に
挿入するためのプロテーゼ構成部品に関し、特に、大腿
骨内に挿入するプロテーゼ股関節ステム(hip stem)に関
するが、本発明のプロテーゼ構成部品は肩、膝等の他の
部分にも適用可能である。
【０００２】
【従来の技術】プロテーゼ股関節ステムの場合に、周囲
の骨セメントなしに患者の大腿骨内に挿入されるプロテ
ーゼ股関節ステムであるいわゆるセメントレス・プロテ
ーゼ股関節ステムが知られている。この股関節ステムは
その先端部が先ず骨の空孔部内に安定化される。さら
に、長期の使用における骨の成長によってこの股関節ス
テムの基端部が保持される。異なる患者に対して適合す
るために、通常、５種類の異なる大きさの股関節ステム
の基端部分を医者が使用できる。加えて、４種類の異な
る大きさの股関節ステムの先端部分が使用可能である。
従って、２０種類の形状および大きさの股関節ステムを
医者は特定の患者の適正なサイズに合わせて選択でき
る。
【０００３】この場合、股関節ステムの先端直径が手術
中に変更可能であれば、医者にとって異なる先端部分を
備える股関節ステムを使用しなければならないという制
約が解消できる。すなわち、股関節ステムの数を上記５
種類の異なる基端部分に対応する５個に減少することが
できる。
【０００４】そこで、股関節ステムの先端部から延在す
る２個のスロット部を有する拡張可能な先端部分を備え
る股関節ステムが知られている。この場合、マンドレル
がスロット部内に押し込まれることにより股関節ステム
の先端部が外側に曲がって、当該股関節ステムの先端部
の直径が拡張する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の先端部スロットは湾曲時に生じる当該スロット端部に
おける曲げ応力によってその脚部の長さが制限されると
いう不都合があった。なお、このような股関節ステムの
先端部における直径は２．５ｍｍまで拡張できることが
知られている。さらに、この種の股関節ステムは、スロ
ット部により画定される各脚部が患者の体重による押圧
力に対して破損しないだけの強度を有する構成としなけ
ればならない点で不都合である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、患者の
骨の中に挿入するためのプロテーゼ構成部品が提供さ
れ、当該プロテーゼ構成部品は第１の部分と端部分を有
する第２の部分とから構成されており、当該第２の部分
が中空であってその内部に形成された少なくとも２個の
長手方向に沿うスロット部を有しており、当該スロット
部がプロテーゼ構成部品の第２の部分の端部分において
閉じている。好ましくは、上記第１の部分および第２の
部分はそれぞれ基端部および先端部であり、使用時にお
いて、この先端部が患者の骨の中にさらに深く挿入され
る先端部分を有している。
【０００７】上記プロテーゼ構成部品は股関節ステムと
することができ、この場合、患者の骨は大腿骨である。
好ましくは、このプロテーゼ股関節ステムはセメントレ
ス・股関節ステムである。好ましくは上記スロット部が
互い違いに配列されていて、交互のスロット部が構成部
品において長手方向に置き換わるようになっている。あ
るいは、これらのスロット部が構成部品の長手方向にお
いて同一の高さになっている。好ましくは、これらのス
ロットが構成部品の外周に均等に配置されている。
【０００８】股関節ステムの形態の構成部品におけるス
ロット部の長さは３５ｍｍ乃至６５ｍｍの範囲内あるい
はそれ以上とすることができる。また、スロット幅は
０．５ｍｍ乃至２ｍｍまたはそれ以上とすることができ
る。好ましくは、股関節ステムの先端部は２１ｍｍ以上
の直径に拡張できる。これらのスロット部は終点穴にお
いて止めることができる。この穴は涙滴（tear-drop）
形状とすることができる。
【０００９】好ましくは、上記構成部品の第２の部分は
閉じられている。好ましくは、上記構成部品はチタン合
金またはこれに類似する材料により形成されている。さ
らに構成部品の第２の部分は可塑的に変形可能であっ
て、その変形された状態に保つことができる。上記のプ
ロテーゼ構成部品は肩または膝のプロテーゼ構成部品と
することもできる。
【００１０】本発明の第２の特徴によれば患者の骨の中
に挿入するためのプロテーゼ構成部品の製造方法が提供
され、当該方法は第１の部分および端部分を有する第２
の部分を備える構成部品を供給する工程と、当該構成部
品の第２の部分にスロット部を形成する工程と、構成部
品の第２の部分から切断した材料を除去する工程とから
構成される。好ましくは、上記第１の部分および第２の
部分はそれぞれ基端部および先端部であり、使用時にお
いて、この先端部が患者の骨の中にさらに深く挿入され
る先端部分を有している。
【００１１】上記プロテーゼ構成部品は股関節ステムと
することができる。あるいは、このプロテーゼ構成部品
は肩または膝のプロテーゼ構成部品として使用すること
も可能である。好ましくは、上記方法は構成部品の先端
部分に外側から圧力を加えて当該構成部品の先端部を圧
縮する工程を含む。好ましくは、上記スロットはプロテ
ーゼ構成部品の先端部の側面を貫通して加工形成されて
いる。好ましくは、少なくとも２個のスロット部がプロ
テーゼ構成部品の先端部に形成されている。最も好まし
くは、少なくとも４個のスロット部が形成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明に
従う股関節ステム形態のプロテーゼ構成部品の例示的な
実施形態について詳述する。
【００１３】図１乃至図４は本発明によるプロテーゼ股
関節ステムの第１の実施形態を示している図である。こ
のプロテーゼ股関節ステム１は骨頭部に取りつけるため
のネック部３を有する基端部２を備えている。さらに、
股関節ステム１は先端部分５を有する概ね円筒形の先端
部４を備えている。この股関節ステム１の先端部４は壁
部９により囲まれる中空の中心部８を有している。
【００１４】さらに、股関節ステム１の先端部４には複
数のスロット部６が形成されており、これらのスロット
部６は股関節ステム１の先端部４に沿って長手方向に延
在している。これらのスロット部６は先端部４の円筒形
状の外周方向に均等に離間している。あるいは、これら
のスロットは長手方向に互い違いになっていてもよい。
さらに、これらのスロット６は先端部４の壁部９を貫通
して先端部４の中空の中心部８に到達している。また、
これらのスロット６の形状によって先端部４の中空の中
心部８が画定される。さらに、これらのスロット６は当
該スロット６の間に脚部１３を形成している。
【００１５】図２（ａ），図２（ｂ）および図２（ｃ）
は図１に示す股関節ステム１のそれぞれ異なる断面図で
ある。これらの断面はそれぞれ異なる深さおよび幅の４
個、６個および８個のスロット６の配列を示している。
図２（ａ）は深さ３．６ｍｍおよび幅２ｍｍの４個のス
ロットを示しており、図２（ｂ）は深さ３ｍｍおよび幅
０．５ｍｍの６個のスロットを、また、図２（ｃ）は深
さ２ｍｍおよび幅１ｍｍの８個のスロットをそれぞれ示
している図である。
【００１６】股関節ステム１は図３に示すように股関節
ステム１の長手方向に沿って圧力を加えることにより拡
張される。この股関節ステム１の中空の先端部４はスロ
ット６の拡張と共にその直径が膨らむ。
【００１７】先端部分５は閉じたリング１０の形態にな
っていて、スロット６が股関節ステム１の先端部分５ま
で延出しておらず、これによって、スロット部６により
形成される脚部１３が外側に曲がるようになっている。
【００１８】図５乃至図７は本発明の第２の実施形態を
示している図である。この実施形態においては、細長い
スロット部６がその端部において終点穴１１を備えてい
る。すなわち、スロット部６は図１０（ａ）乃至図１０
（ｃ）、図１１（ａ）乃至図１１（ｃ）、図１２（ａ）
乃至図１２（ｃ）および図１５（ａ）乃至図１５（ｃ）
に示すような涙滴形状の穴１１によって終結している。
【００１９】図６に示すように、圧力を股関節ステム１
の内側から加えられてこれを拡張することができる。キ
ャップ１２が図７に示すようにステム部１の先端部分５
に取り付けられて当該先端部分５をシールすることによ
って、股関節ステム１の大腿骨内への挿入時における材
料の侵入が防げる。
【００２０】さらに、図８および図９において本発明の
第３の実施形態が示されており、この実施形態において
は、４個の短いスロット部６が設けられている。スロッ
ト長を短くすることによって、最大拡張点が股関節ステ
ム１に沿って先端側に移動している。さらに、直線状ス
ロットの別の実施形態が図１３（ａ）乃至図１３（ｃ）
および図１４（ａ）乃至図１４（ｃ）に示されている。
このスロットの長さは約３５ｍｍ乃至６５ｍｍの範囲内
とすることができる。
【００２１】このような股関節ステム１は、当該股関節
ステム１の先端部４における壁部９を貫通してスロット
部６を加工することによって形成できる。なお、スロッ
ト部６を形成する前に、股関節ステム１の先端部４にお
ける中空の中心部８をドリルによって穿設することがで
きる。あるいは、スロット部６の加工によって先端部４
の中心部を除去してこれを中空にすることも可能であ
る。
【００２２】本発明の主要目的は拡張可能な先端部４を
備える低コストのセメントレス股関節置換（プロテー
ゼ）システムを提供することである。この股関節ステム
１の先端部４の機能は骨の内孔部を充たして当該股関節
ステム１の安定性を高めることである。この場合、股関
節ステム１の５種類の大きさの基端部２によってほとん
ど全ての解剖学的構造に対応できる。一方、股関節ステ
ム１の先端部４はより多くの寸法範囲を要求されるが、
本発明の股関節ステム１における拡張可能な先端部４に
よってこの寸法の要求される範囲が充たされる。
【００２３】手術時にその手術場所において行なう股関
節ステム１の先端部４の最終的な寸法決めによって当該
股関節ステム１の先端部４の寸法を変更できることが望
ましい。
【００２４】股関節ステム１の先端部４にステント状ま
たはランタン（ちょうちん）状の配列構成にスロット部
６を備えて、当該スロット６により形成される脚部１３
が股関節ステム１の圧縮時に外側に曲がるように閉じた
先端部５を設けることによって、圧縮負荷およびより大
きな屈曲が生じることが分かった。この場合、脚部１３
のスロット部６の長さに沿う適度な曲がりによって先端
部４の直径の理想的には９ｍｍ乃至２１ｍｍの拡張が実
現できる。なお、脚部１３は圧縮時に可塑的に変形し
て、圧縮されると、それらの拡張した状態に維持しよう
とする。
【００２５】スロット部６は隣接する脚部１３の間の擦
過性の接触を避けるために十分な幅を有する必要があ
り、骨の成長を抑制できる程度の幅である必要がある。
例えば、１ｍｍ乃至２ｍｍの幅が適当と考えられる。
【００２６】また、先端部４の壁部９における半径方向
の厚さは、側方への曲がりに伴う圧縮性の拡張による脚
部１３の外方への曲がりを確実にするように選択する必
要がある。さらに、壁部９の半径方向の厚さを適当に選
択することによって、先端部４の中心の小さな孔を加工
形成する困難さが回避できる。
【００２７】以下の表は４個、６個および８個のスロッ
ト部をそれぞれ有する場合の股関節ステム１の実験によ
る拡張結果を示している。 ・８個のスロットの場合 圧縮力１トン（計算値） ステムたわみ： １．２ｍｍ（列中央部において）、
２．１ｍｍ（先端部分＠７０Ｎ負荷） ・６個のスロットの場合 圧縮力３．５トン ステムたわみ： ０．５ｍｍ（列中央部において）、
０．８ｍｍ（先端部分＠７０Ｎ負荷） ・４個のスロットの場合 圧縮力２．６トン ステムたわみ： ０．４ｍｍ（列中央部において）、
０．７ｍｍ（先端部分＠７０Ｎ負荷） ・比較例、１０ｍｍチタニウム棒材の場合 ステムたわみ： ０．０８ｍｍ（列中央部において）、
０．３ｍｍ（先端部分＠７０Ｎ負荷） ・最大の拡張は列の長さに沿う中央部で生じる。 ・プロトタイプ（原型）の６個スロット式ステムは損傷
なく１０ｍｍ乃至２１ｍｍの拡張に耐えた。
【００２８】図８および図９に示すような短い長さのス
ロット６は股関節ステム１の先端部分５の方に最大拡張
点を移動させる効果があるが、増加した圧縮負荷が拡張
のために必要である。以下の表はこの短いスロットの実
施形態の場合の拡張評価結果である。 ・８個のスロットの場合 圧縮力２トン（計算値） ステムたわみ：０．８９ｍｍ 先端部分において＠７０
Ｎ負荷 ・６個のスロットの場合 圧縮力７トン ステムたわみ：０．６４ｍｍ 先端部分において＠７０
Ｎ負荷 ・４個のスロットの場合 圧縮力５．２トン ステムたわみ：０．５２ｍｍ 先端部分において＠７０
Ｎ負荷
【００２９】股関節ステム１の先端部４は焼成したチタ
ニウム６／４合金により形成されている。
【００３０】以上、プロテーゼ構成部品およびその製造
方法を股関節ステムの実施形態に基づいて説明したが、
本発明のプロテーゼ構成部品は上記の拡張可能な部分を
構成部品における任意の所望部分に備える肩部、膝部等
の用途においても使用することができる。さらに、上記
の本発明の構成の変更、変形並びに改良は本発明の範囲
に逸脱しない限りにおいて可能である。
【００３１】本発明の具体的な実施態様は以下の通りで
ある。 （１）前記第１の部分および第２の部分がそれぞれ基端
部および先端部であり、使用時において、当該先端部が
患者の骨の中にさらに深く挿入される先端部分を有する
請求項１に記載のプロテーゼ構成部品。 （２）前記プロテーゼ構成部品が股関節ステムであっ
て、前記患者の骨が大腿骨である請求項１または実施態
様（１）に記載のプロテーゼ構成要素。 （３）前記プロテーゼ股関節ステムがセメントレス股関
節ステムである実施態様（２）に記載のプロテーゼ構成
要素。 （４）前記プロテーゼ構成部品の第２の部分に少なくと
も４個のスロット部が備えられている請求項１および実
施態様（１）乃至実施態様（３）のいずれか１項に記載
のプロテーゼ構成部品。 （５）前記スロット部が互い違いになっていて、交互の
スロットがプロテーゼ構成部品の長さ方向において置き
換えられる請求項１および実施態様（１）乃至実施態様
（４）のいずれか１項に記載のプロテーゼ構成部品。
【００３２】（６）前記スロット部がプロテーゼ構成部
品の長さ方向において同一の高さである請求項１および
実施態様（１）乃至実施態様（４）のいずれか１項に記
載のプロテーゼ構成部品。 （７）前記スロット部がプロテーゼ構成部品の外周方向
に均等に配置されている請求項１および実施態様（１）
乃至実施態様（６）のいずれか１項に記載のプロテーゼ
構成部品。 （８）前記股関節ステムにおけるスロット部の長さ３５
ｍｍ乃至６５ｍｍの範囲内またはそれ以上である実施態
様（２）乃至実施態様（７）のいずれか１項に記載のプ
ロテーゼ構成部品。 （９）前記股関節ステムにおけるスロット部の幅が０．
５ｍｍ乃至２ｍｍの範囲内またはそれ以上である実施態
様（２）乃至実施態様（８）のいずれか１項に記載のプ
ロテーゼ構成部品。 （１０）前記股関節ステムの先端部の直径が２１ｍｍ以
上に拡張可能である実施態様（２）乃至実施態様（９）
のいずれか１項に記載のプロテーゼ構成部品。
【００３３】（１１）前記スロットの端部が穴により終
結している請求項１および実施態様（１）乃至実施態様
（１０）のいずれか１項に記載のプロテーゼ構成部品。 （１２）前記穴が涙滴（tear-drop）形状である実施態
様（１１）に記載のプロテーゼ構成部品。 （１３）前記プロテーゼ構成部品の第２の部分の一定の
端部が閉じられている請求項１および実施態様（１）乃
至実施態様（１２）のいずれか１項に記載のプロテーゼ
構成部品。 （１４）前記プロテーゼ構成部品がチタン合金、ステン
レススチールまたは同様の材料により形成されている請
求項１および実施態様（１）乃至実施態様（１３）のい
ずれか１項に記載のプロテーゼ構成部品。 （１５）前記プロテーゼ構成部品の第２の部分が可塑的
に変形可能であって、その変形した状態を保持できる請
求項１および実施態様（１）乃至実施態様（１４）のい
ずれか１項に記載のプロテーゼ構成部品。
【００３４】（１６）前記プロテーゼ構成部品が肩用ま
たは膝用の構成部品である請求項１または実施態様
（１）に記載のプロテーゼ構成部品。 （１７）前記第１の部分および第２の部分がそれぞれ基
端部および先端部であり、使用時において、当該先端部
が患者の骨の中にさらに深く挿入される先端部分を有す
る請求項２に記載のプロテーゼ構成部品の製造方法。 （１８）前記プロテーゼ構成部品が股関節ステムである
請求項２または実施態様（１７）に記載のプロテーゼ構
成部品の製造方法。 （１９）前記プロテーゼ構成部品が肩用または膝用に使
用される請求項２または実施態様（１７）に記載のプロ
テーゼ構成部品の製造方法。 （２０）さらに、前記プロテーゼ構成部品の第２の部分
に圧力を外側から加える当該構成部品の第２の部分を圧
縮する工程を含む請求項２および実施態様（１７）乃至
実施態様（１９）のいずれか１項に記載のプロテーゼ構
成部品の製造方法。
【００３５】（２１）前記圧力を加える工程がプロテー
ゼ構成部品の挿入の直前に行なうことができる実施態様
（２０）に記載のプロテーゼ構成部品の製造方法。 （２２）前記スロット部が前記プロテーゼ構成部品の第
２の部分の側面を貫通加工することにより形成される請
求項２および実施態様（１７）乃至実施態様（２１）の
いずれか１項に記載のプロテーゼ構成部品の製造方法。 （２３）少なくとも２個のスロット部が前記プロテーゼ
構成部品の第２の部分に形成される請求項２および実施
態様（１７）乃至実施態様（２２）のいずれか１項に記
載のプロテーゼ構成部品の製造方法。 （２４）少なくとも４個のスロット部が形成される請求
項２および実施態様（１７）乃至実施態様（２３）のい
ずれか１項に記載のプロテーゼ構成部品の製造方法。 （２５）図面に基づいて本明細書において説明したもの
と実質的に同一のプロテーゼ構成部品。 （２６）本明細書において説明したものと実質的に同一
のプロテーゼ構成部品の製造方法。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
拡張可能な先端部を備える取り付け処理の確実容易な低
コストのプロテーゼ構成部品およびその製造方法が提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】使用前の本発明に従うプロテーゼ股関節ステム
の第１の実施形態の正面図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、異なる大
きさおよび数のスロットを有する図１の線Ａ−Ａにおけ
る断面図である。
【図３】図１の股関節ステムの側面図であって、圧力が
外部から加えられてステムが拡張されている状態を示し
ている図である。
【図４】図３の股関節ステムの側面図であって、必要な
大きさに拡張されている状態を示している図である。
【図５】本発明に従うプロテーゼ股関節ステムの第２の
実施形態の正面図である。
【図６】図５のプロテーゼ股関節ステムの側面図であっ
て、圧力が内部から加えられてステムが拡張している状
態が示されている図である。
【図７】図６の股関節ステムの側面図であって、差込み
状態の先端部が必要な大きさに拡張している図である。
【図８】短いスロット部を有する本発明に従うプロテー
ゼ股関節ステムの第３の実施形態を示している図であ
る。
【図９】図８のプロテーゼ股関節ステムの側面図であっ
て、圧力が外部から加えられてステムが拡張している状
態が示されている図である。
【図１０】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明
に従うプロテーゼ股関節ステムの先端部の側面図、詳細
図および断面図であって、スロット部の配列構成を示し
ている図である。
【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明
に従うプロテーゼ股関節ステムの先端部におけるスロッ
ト部の別の配列構成の側面図、詳細図および断面図であ
る。
【図１２】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明
に従うプロテーゼ股関節ステムの先端部におけるスロッ
ト部のさらに別の配列構成の側面図、詳細図および断面
図である。
【図１３】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明
に従うプロテーゼ股関節ステムの先端部におけるスロッ
ト部のさらに別の配列構成の側面図、詳細図および断面
図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、本発明に従うプ
ロテーゼ股関節ステムの先端部におけるスロット部のさ
らに別の配列構成の側面図および断面図である。
【図１５】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明
に従うプロテーゼ股関節ステムの先端部におけるスロッ
ト部のさらに別の配列構成の側面図、詳細図および断面
図である。
【符号の説明】
１ プロテーゼ股関節ステム（プロテーゼ構成部品） ２ 基端部（第１の部分） ４ 先端部（第２の部分） ５ 先端部４の先端部分 ６ スロット部 ８ 中空の中心部 ９ 先端部４の壁部 １３ 脚部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 患者の骨の中に挿入するためのプロテー
    ゼ構成部品において、第１の部分および第２の部分から
    成り、当該第２の部分が端部分を有しており、当該第２
    の部分が中空で端部分に形成された少なくとも２個のス
    ロット部を備えており、当該スロット部が前記第２の部
    分の端部分において閉じられていることを特徴とするプ
    ロテーゼ構成部品。
  2. 【請求項２】 患者の骨の中に挿入するためのプロテー
    ゼ構成部品を製造する方法において、第１の部分と端部
    分を有する第２の部分を備える構成部品を供給する工程
    と、当該構成部品の第２の部分に切断加工によってスロ
    ット部を形成する工程と、当該構成部品の第２の部分か
    ら切断した材料を除去する工程とから成ることを特徴と
    する方法。
JP11187875A 1998-07-01 1999-07-01 プロテ―ゼ構成部品 Pending JP2000051250A (ja)

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GB9814274.8 1998-07-01
GBGB9814274.8A GB9814274D0 (en) 1998-07-01 1998-07-01 Prosthetic component

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