JP2002513630A - 股関節置換法と装置 - Google Patents

股関節置換法と装置

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JP2002513630A
JP2002513630A JP2000546707A JP2000546707A JP2002513630A JP 2002513630 A JP2002513630 A JP 2002513630A JP 2000546707 A JP2000546707 A JP 2000546707A JP 2000546707 A JP2000546707 A JP 2000546707A JP 2002513630 A JP2002513630 A JP 2002513630A
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femoral
hole
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ジェームス, エム. ウェイス,
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Abstract

(57)【要約】 患者の身体中の大腿骨頚部から大腿骨頭を分離し、大腿骨頭を破砕し、破砕物を身体から除去し、体内のその場で大腿骨頚部に接合した新大腿骨頭を成形することによって、股関節置換が行われる。成形は、生体吸収性材料で形成された成形デバイス(50)を大腿骨頭と大腿骨頚部(96)とを貫いて形成された穴を通して挿入することによって行われる。成形デバイスは成形用材料の導入によって膨張する膨張性バルーン(80)を含み、それによってバルーンは新大腿骨頭の形状を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の背景) 本発明は股関節置換を行う方法と装置に関する。
【0002】 1960年代初期に始まった股関節置換術は、退化した関節を典型的にはポリ
エチレンと金属合金で形成された補綴部品で代用することを特徴としていた。こ
れらの部品は、骨セメントを使用して、または部品を被覆するか、周囲の骨が最
終的に表面中へ成長できるように表面肌をつけるかすることにより、手術時、直
ちに基底をなす骨に付着する。しかし、固定化方法に関わらず、補綴のその後の
緩みが、この処置の合併症としてよく記載されている。その上、この緩みが臨床
的な症状を示して、矯正外科手術が必要になることがある。間接置き換えを受け
た比較的若い人たちにとって、この問題は、機能的要求が年配者よりしばしば高
く、平均寿命が予想される置換補綴の機能寿命を超えるために特に厄介である。
【0003】 長期補綴緩みの問題に関する更なる研究により、セメント固定と未固定の補綴
が機能不全に至る共通の基本的な経緯には粒子屑の発生が関わっていることが示
唆された。すなわち、運動中、2つの補綴部品の関節接合によって大きさがサブ
ミクロンのポリエチレン粒子が発生する。患者が1歩歩く毎に約50万個のサブ
ミクロンのポリエチレン粒子が発生し、年間では100万サイクルまたは100
万歩に達すると見積られる。この屑は部品の第3体摩耗を起こすばかりでなく、
ある者には炎症反応を起こし、その結果分解性酵素を放出するという仮説が立て
られた。これらの酵素は究極的には骨/セメントまたは骨/補綴界面の破壊を起
こし得る。
【0004】 そのため、主に製造技術や加工技術を介してポリエチレンの生体力学的な性質
を改良することによって、このような粒子の生成を減少させるべくかなりの努力
がなされた。また、この目的のために超低摩擦セラミックスの利用も臨床で試み
られたが、矯正外科術を必要とする補綴の初期破砕の症例が報告されて、その利
用は少なくなった。金属間関節接合の試みが最近再び行われているが、これらに
関する長期データは現在のところ入手できず、粒子屑と緩みの問題は関節置換術
の外科医が今日直面する唯一で最も重大な未解決の問題として残っている。
【0005】 したがつて、上述の問題を除去または回避する股関節置換の方法と技術を提供
することが望ましいはずである。
【0006】 (発明の概要) この目的は、
【0007】 A)患者の身体中の大腿骨頚部から大腿骨頭を分離するステップと、
【0008】 B)身体から大腿骨頭を除去するステップと、
【0009】 C)体内のその場で大腿骨頚部に接合した新大腿骨頭を成形するステップと
【0010】 を有する股関節置換法に関する本発明によって達成される。
【0011】 ステップAの前に、外側皮質から始めて、大腿骨頚部と大腿骨頭を貫く先導穴
を形成することが好ましい。ステップCは新大腿骨頭の形を定める成形デバイス
を穴の中に挿入することを含むことが好ましい。このデバイスは生体吸収性材料
で形成される。成形用物質はデバイスの中および周囲に、好ましくはデバイスの
膨張可能なバルーン部中に挿入され、それによりバルーンを膨張させる。その後
に成形用物質を硬化させる。
【0012】 本発明は股関節置換の処置中に新大腿骨頭をその場で成形する成形デバイスに
も関する。この成形デバイスは、生体吸収性材料で形成され、先端と後端を有し
、かつ後端を本体の外周表面と連絡するための内部に形成された通路を有する細
長い本体を含む。このデバイスはまた生体吸収性材料で形成され、先端に隣接し
て本体上に装着されたバルーンも含む。通路はバルーン内部の箇所とバルーン外
部の箇所で外周表面に通じる。
【0013】 本発明の目的および利点は、添付の図面に関連して為される、本発明の好まし
い実施形態についての以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。図中では類
似の数字は類似の要素を示す。
【0014】 (発明の好ましい実施形態の詳細な説明) 図1は置換処理前の球窩股関節10を示す。窩は寛骨臼14によって形成され
るカップ形の凹みからなり、球は大腿骨の骨頭16によって形成される。骨頭1
6は大腿骨の頚部15から突出し、円靭帯結合20と関節包21により窩に接合
する。大腿骨は図17と18にも示されている。
【0015】 本発明による股関節置換処置を行う前に、予定する処置の約3週間前に患者の
同側膝の関節鏡検査を行う。標準的な関節鏡技術を用いて、大腿顆から軟骨移植
片を採取するが、大腿顆の非関節部の採取が最も容易である。採取した細胞はN
EJM 10/94 331 p889に概説される処方に従って保存し調製す
る。
【0016】 股関節手術を行うために、転子間股関節骨折に対処するのに一般に用いられる
ような放射線透過性の骨折台に患者を仰臥位で載せる。同側の足に十分に当て物
をした後、その足を牽引ブーツの中に入れる。反対側の脚には健肢ホールダを用
いる。大腿骨の外側皮質28(図18参照)を長さLだけ露出させるために、外
側大腿骨の中線の大転子下縁に、転子間股関節骨折を修復する際につける切口と
同様の6cmの切口をつける。
【0017】 透視装置で制御しながら、標準のどのような関節ねじセットにも見られる標準
のガイドワイア30を大腿骨頚部15と骨頭16(図1参照)の中央に通す。A
P像と外側像で中心合せが適切かどうか確認すべきである。骨折修復では許容さ
れる近似的な中心合せは十分でないので、両方の像で完全に中央となるまでワイ
アを繰返し通すべきである。
【0018】 ガイドワイアが適切に中心となったことを確認した後、標準的な三重リーマド
リル34をワイアガイド30に沿って入れて大腿骨頚部15と骨頭16(図2参
照)を通る穴31を穿孔する。このようなステップの記述は、Regozzoni、Ruedi
、Winquist、Allgowerによる「The Dynamic Hip Screw Implant System」、1985
Springer-Verlag Berlin、Heidelberg、New York、Tokyoに出ている。ドリルの
先端部は穴31(図3)の10mm径部分を切取り、ドリルの後端部は穴31の
12mm径部分を切取る。大腿骨頚部15と骨頭16の接合部39に一致する2
つの口径の交差部37をドリルで広げる。また、外側皮質にある口径35の最外
端38もドリルで約22mmに広げる。
【0019】 次いで、標準的なOEC大腿骨切断鋸36を、鋸の刃40が大腿骨頚部と骨頭
の接合部にあるフレア37に達するまで、ガイドワイア30に沿って入れる。透
視装置で制御しながら、2つの像でこの位置を確認する。次いで、頚部を完全に
切断し、大腿骨頭(図4参照)が離れてしまうまで、鋸の刃40を徐々に広げる
。この段階で、円靭帯結合20を除き骨頭16は関節中で遊離している。次いで
、ガイドワイア30を取り除き、関節鏡の標準前門を利用して関節鏡と把持具(
図示せず)を導入し、かつ従来の高速攻撃性火炎バー(frame burr)42を利用
して大腿骨頭16を破砕する。火炎バーで骨頭16を破砕している間、把持具を
用いて骨頭16を安定化させる。バーによって関節包21には非常に小さな穿刺
しかできない。形式的な大腿骨頭を表す「骨屑」は、穴31から流出液と共に排
出される。
【0020】 骨頭16が破砕された後、バー42を操作して大腿骨頚部末端15にある凹面
凹み44を切り取る(図5)。次いで、寛骨臼の退化軟骨46を剥ぎ取ることが
できるようにバー42を穴31から入れる(再び図5参照)。
【0021】 望むならば、コヒーレントホルミウム−YAGレーザを前に設けた関節鏡用の
穴を通して関節中に導入することができる。2.0ジュール、40ヘルツの装置
を用いれば残存する寛骨臼軟骨を蒸発させることができる。
【0022】 この時点で、図12〜17に示す成形デバイス50を使用して新しい大腿骨頭
を再構築することになる。成形デバイス50はポリ乳酸やポリグリコール酸など
の適当な生体吸収性材料で形成された本体52を含む。本体52は、フレア付き
後端56(フレアの角度は穴31の末端38のフレア角に合致する)を有する円
筒形主部54と、主部54の直径より大きな直径の凸形で球状に湾曲した先端面
60をもつ先端58とを含む。したがって、先端58は後方に突出した肩62を
形成する。
【0023】 主部54は、先端と後端との中間に位置し、穴31の直径と先端面60の直径
に対応する外径をもつ側方フランジすなわち中央ブッシング64を含む。軸方向
貫通孔66がブッシング64内に形成されている。主部の長さは大腿骨頚部15
の長さに応じて変化し得る。軸方向中央通路70は本体52の軸に沿ってその後
端から延び、先端58の手前で終端する。側方通路72は中央通路70から外方
に突出し、本体62の外周面を貫いて延びる。
【0024】 第2の通路74は、好ましくは本体52の軸に平行に、本体52を貫いて後端
から先端まで完全に延びる。通路70と74は、後方では本体52と一体化した
先細(円錐台)の入口76、78の形で終端する。
【0025】 新大腿骨頭の形を決定する膨張性バルーン80が、生体適合性接着剤によって
本体52に取り付けられる。バルーン80は膨張可能で、最終的には体に吸収さ
れ得る適当な生体吸収性材料で形成される。例えば、バルーンはMarlex
Meshすなわち生体吸収性縫合材料の織布で形成することができる。バルーン
は水密性も気密性も必要とせず、(以下に述べるように)バルーンを膨張させる
ために使用される従来の骨折グラウト等の成形用物質を保持することさえできれ
ばよい。この目的のために、バルーンは側方通路72のいくつかを取り囲んでい
る。
【0026】 新大腿骨頭をその場で成形するために成形デバイス50をどう利用するかを図
6〜9に示す。図6に示す通り、デバイス50は、本体52のフレア付き末端5
6が穴31のフレア付き末端38にぴったり接するまで、穴31を通して挿入さ
れる。デバイス50は、穴31の壁に接するブッシング64により、穴31内で
安定化され、中心合せされる。図6に示すように、先端58が寛骨臼の窩壁82
に確実に接するように、適当な長さの本体52を予め選定しておく。次いで、デ
バイスが適切な位置にあるかを判定するために、透視像を撮る。
【0027】 次いで、図7に示すように、シリンジの胴90を中央通路70に通じる入口7
6に嵌める。シリンジ胴は従来の骨折グラウト(例えば、Norian SRS
)を含み、シリンジのプランジャ92を押し下げると、グラウトが中央通路70
と側方通路の中を流れて、バルーン80を、次いで本体52と穴31の壁の間に
できる空間96を充填する。バルーン内に出口をもつ側方通路72の直径は空間
96内に出口をもつ側方通路のものよりやや大きいので、充填はこの順に行われ
る。この充填順序により、グラウトの関節空間への溢れ出しが避けられる。空間
96を均一に充填するために、必要であれば、グラウトをブッシング64の貫通
孔66を通って流すことで、充填空隙および生じ得る応力上昇部の形成を回避す
ることができる。
【0028】 最終的に、バルーン80は全般的に見て球形となり、骨折グラウト98はバル
ーン80と空間96ならびに本体52の通路70、72を占める。必要に応じて
バルーンは様々な大きさや形をとることができ、正確に球である必要はない。
【0029】 この時点、または少し後であってもよいが、シリンジ胴100を第2通路74
に通じる入口78に嵌める。前記シリンジ胴には、置換処置の開始の数週前に採
取し、保存していた軟骨移植片の細胞を入れておく。次いでその細胞を第2通路
74を通して注入し、軟骨増殖を促進するために、バルーンと窩との間の区域に
充填する。次いで通路74の外側末端に栓をすることができる。このような細胞
を導入する代わりに、適当な生体適合性の表面再仕上げ用ゲルを導入することが
好ましいこともある。
【0030】 次いで入口76、78を本体52から切取り、必要なら排出具を用いて傷口を
層状に閉じる。
【0031】 置換部に体重が掛かることを避けるために、手術後の養生では6ないし8週間
、松葉杖で歩くことが必要であると予想される。その後、患者は全重量まで次第
に体重を掛けることを許される。
【0032】 図10は骨折グラウトだけでなく、本体52とバルーン80の生体吸収性材料
も骨によって置換された後の関節を示す。本体52の先端部58は窩壁の軟骨に
晒されているため骨に置換されず、新大腿骨頭の先端として凹み90が残る傾向
がある。
【0033】 新大腿骨頭は本発明によれば生体吸収性材料の使用によって製作されるので、
窩には、ポリエチレン補綴の使用に伴う従来技術の股関節処置で起こるようなプ
ラスチック粒子屑の発生を引起こすプラスチック部品が残らない。それゆえに、
このような屑の発生による炎症は本発明による処置からは起り得ない。したがっ
て、本発明を採用した場合は代替材料の機能不全の危険性もかなり低いはずであ
る。
【0034】 また、本発明による股関節置換を行うためには、従来技術と比較してはるかに
小さな切口があればよく、したがって回復期間も短いはずである。
【0035】 その上、処置による出血も殆ど起こらないので、従来技術の処置でしばしば必
要な術後輸血の必要性も避けられる。加えて、本発明による処置では関節包が維
持され、その結果、患者は正常な股関節の位置感覚、すなわち固有受容感覚を保
持することができる。
【0036】 本発明をその好ましい実施形態に関して説明したが、諸頭記の特許請求の範囲
で定義される趣旨および範囲から逸脱することなく、特に記載していない追加、
削除、変形および置換を行うこともできることが、当分野の技術者には理解され
よう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ガイドワイアを関節の大腿骨頚部と大腿骨頭の中央を通して挿入した後の股関
節断面図である。
【図2】 ドリルで大腿骨頚部と大腿骨頭を穿孔した後の図1に類似の図である。
【図3】 大腿骨頚部から大腿骨頭を切断中の鋸を示す図2に類似の図である。
【図4】 鋸を取り除き、大腿骨頭を破砕するためにバーを挿入した後の図3に類似の図
である。
【図5】 寛骨臼の退化軟骨を剥ぎ取るために穴を通してバーを挿入した後の図4に類似
の図である。
【図6】 穿孔穴を通して成形デバイスを挿入した後の図5に類似の図である。
【図7】 成形デバイスのバルーンを膨張させるために成形デバイスを通して成形用コン
パウンドを導入中の図6に類似の図である。
【図8】 バルーンを完全に膨張させた後の図7に類似の図である。
【図9】 成形デバイスを通して軟骨増殖促進細胞を放出する際の図8に類似の図である
【図10】 成形デバイスの生体吸収性材料が骨で置換された後の図9に類似の図である。
【図11】 本発明による成形デバイスの側面図である。
【図12】 図11の成形デバイスの縦断面図である。
【図13】 成形デバイスの前端面図である。
【図14】 成形デバイスの後端面図である。
【図15】 図12の線15−15に沿った断面図である。
【図16】 図12の線16−16に沿った断面図である。
【図17】 大腿骨の側面図である。
【図18】 大腿骨外側皮質を示す大腿骨の側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,G H,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR, TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZA,Z W (71)出願人 14804 Spring Meadows Drive, Darnestown, MD 20874 U.S.A.

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 A)患者の身体中の大腿骨頚部から大腿骨頭を分離するステ
    ップと、 B)身体から大腿骨頭を除去するステップと、 C)体内でその場で大腿骨頚部に接合した新大腿骨頭を成形するステップと を有することを特徴とする股関節置換法。
  2. 【請求項2】 ステップBが、体内で大腿骨頭を破砕すること、および身体
    からその破砕物を除去することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 ステップAの前に、外側皮質から大腿骨頚部と大腿骨頭を通
    る穴を形成するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 ステップAが、鋸を穴に挿入すること、および大腿骨頭を大
    腿骨頚部から切断するために鋸を作動させることを含むことを特徴とする請求項
    3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 ステップBが、体内で切断した大腿骨頭を破砕すること、お
    よび破砕物を穴を通して排出することを含むことを特徴とする請求項3に記載の
    方法。
  6. 【請求項6】 ステップBが、体内で切断した大腿骨頭を破砕すること、お
    よび破砕物を穴を通して排出することを含むことを特徴とする請求項4に記載の
    方法。
  7. 【請求項7】 ステップCが、新大腿骨頭の形を画定するための、生体吸収
    性材料で形成された成形デバイスを穴を通して挿入すること、成形用物質をデバ
    イス中に導入すること、および成形用物質を硬化させることを含むことを特徴と
    する請求項4に記載の方法。
  8. 【請求項8】 成形デバイスが膨張性バルーンを含み、ステップCがバルー
    ンを膨張させるために成形用物質をバルーン中に導入することを含むことを特徴
    とする請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 ステップCが、新大腿骨頭の形を画定するための、生体吸収
    性材料で形成された成形デバイスを穴を通して挿入すること、成形用物質をデバ
    イス中に導入すること、および成形用物質を硬化させることを含むことを特徴と
    する請求項5に記載の方法。
  10. 【請求項10】 成形デバイスが膨張性バルーンを含み、ステップCがバル
    ーンを膨張させるために成形用物質をバルーン中に導入することを含むことを特
    徴とする請求項9に記載の方法。
  11. 【請求項11】 ステップCが、新大腿骨頭の形を画定するための、生体吸
    収性材料で形成された成形デバイスを穴を通して挿入すること、成形用物質をデ
    バイス中に導入すること、および成形用物質を硬化させることを含むことを特徴
    とする請求項1に記載の方法。
  12. 【請求項12】 成形デバイスが膨張性バルーンを含み、ステップCがバル
    ーンを膨張させるために成形物質をバルーン中に導入することを含むことを特徴
    とする請求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 ステップCが、成形用物質をバルーンが取付けられたデバ
    イス本体の通路中に導入し、前記通路により成形用物質をバルーン内ならびにデ
    バイス本体と穴の壁との間に導くことを更に含むことを特徴とする請求項12に
    記載の方法。
  14. 【請求項14】 ステップCの後に、軟骨増殖を促進するために、新大腿骨
    頭を取囲む空間中に患者の軟骨移植片からの細胞を導入するステップを更に含む
    ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  15. 【請求項15】 A)患者の外側皮質から大腿骨頚部と大腿骨頭を通してガ
    イドワイアを挿入するステップと、 B)ガイドワイアをせん孔ガイドとして使用して、外側皮質から大腿骨頚部と
    大腿骨頭を通して穴をせん孔するステップと、 C)ガイドワイアをカッタガイドとして使用して、穴の中に鋸を挿入し、大腿
    骨頚部から大腿骨頭を切断するステップと、 D)バーを体内に挿入し、大腿骨頭を破砕物にし、同時に破砕物を穴を通して
    排出するステップと、 E)生体吸収性材料で形成される成形デバイスを穴を通して挿入するステップ
    と、 F)成形デバイスの膨張性バルーンを大腿骨頚部と各股関節窩の壁との間に配
    置するステップと、 G)バルーンを膨張させるために、成形用物質を成形デバイス本体の通路を通
    してバルーン中に導入するステップと、 H)成形用物質を硬化させるステップ とを有することを特徴とする股関節置換法。
  16. 【請求項16】 股関節置換処置の間に新大腿骨頭をその場で成形するため
    の成形デバイスであって、 生体吸収性材料で形成され、前端と後端、および後端を本体外周表面と連絡す
    るための内部に形成された通路を有する細長い本体と、 生体吸収性材料で形成され、本体上に本体先端に隣接して取付けられたバルー
    ンとを含み、前記通路がバルーン内部の箇所とバルーン外部の箇所で外周表面に
    通じることを特徴とする成形デバイス。
  17. 【請求項17】 前端が前方に向かって凸形に湾曲した表面を含み、バルー
    ンの前端が前記凸形湾曲表面の後方に配置されていることを特徴とする請求項1
    6に記載の成形デバイス。
  18. 【請求項18】 後端が後方向に外側に広がって、円錐形表面を形成するこ
    とを特徴とする請求項16に記載の成形デバイス。
  19. 【請求項19】 本体が、バルーンの後方、前端と後端の中間に位置し、側
    方面外側に延びるブッシングを更に含むことを特徴とする請求項16に記載の成
    形デバイス。
  20. 【請求項20】 本体が、後端に隣接する入口と前端に隣接する出口とを有
    するもう1つの通路を含むことを特徴とする請求項16に記載の成形デバイス。
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