JP2004530508A

JP2004530508A - 汎用人工補装具

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Publication number: JP2004530508A
Application number: JP2003508281A
Authority: JP
Inventors: セケル、ロナルド
Original assignee: PORTLAND ORTHOPAEDICS Pty Ltd
Current assignee: PORTLAND ORTHOPAEDICS Pty Ltd
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-10-07
Also published as: AUPR597701A0; US20040236431A1; CA2451834A1; EP1411866A4; EP1411866A1; WO2003002038A1; NZ530620A

Abstract

骨の固定部材として挿入できる汎用骨幹コンポーネントは、上腕骨近位、指趾骨、脛骨遠位または近位、大腿骨遠位または近位、または親指を含み、骨幹を内部骨空洞内に軸方向に挿入することにより、骨幹の外側面が前記空洞の内壁に嵌合するものであり、骨幹が近位端および遠位端と、前記両端の間の骨幹の前記外側面上に、少なくとも１つのねじとを有することにより、骨幹を前記骨空洞にねじ込むときに、この少なくとも１つのねじが前記骨に軸方向の圧縮力を発生し、この圧縮力を、前記少なくとも１つねじの長手方向全体にわたり骨に沿って均一に分散させることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は外科用人工補装具に関し、さらに詳細には骨格のさまざまな位置に使用できる汎用コンポーネントに関するものである。詳細には、本発明は人体または動物の骨格関節を含む骨内に挿入し、これを挿入することにより、骨内に圧縮力を発生させて、強固に固定する骨幹コンポーネントに関する。詳細には、本発明は骨内に挿入する汎用骨幹コンポーネントに関し、この骨幹コンポーネントには、ピッチおよび角度が骨幹のねじ領域の長手方向に一定または変化する少なくとも１つのねじを含む。特に、この骨幹は、例えば肩、足関節、親指、膝関節および指などの（ただし、これらに限定されない）、修復または置換が必要な骨関節に用いることができる。関節置換は関節炎などの外傷または疾患の結果として必要とされることがある。このような状態による変性関節は、非常な苦痛を伴い、また関節が機能しなくなり、多くの場合、手術により苦痛を軽減する治療だけがなされる。
【０００２】
本発明は、肩、膝関節、足関節及び指を含む関節部分に挿入する場合について記述するが、この人工補装具コンポーネントは、このコンポーネントで置換する関節の寸法に適合するように、サイズを比例して縮小または拡大して下顎骨のような他の骨位置にも挿入できる。
【０００３】
さらに詳細には本発明は、人体および動物の骨格の骨空洞に挿入する汎用骨幹コンポーネント提供するものであり、このコンポーネントの表面に嵌合する骨の外側は、コンポーネントの軸方向の長手方向に可変または同一ピッチを有する少なくとも１つのねじを有し、これにより、この少なくとも１つのねじの長手方向に圧縮力を低減し、均一に分散させる。
【背景技術】
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第４，６９３，７２４号
【０００５】
【特許文献２】
フランス特許第２２９５７２９号
【０００６】
【特許文献３】
欧州特許第００１０５２７号
【０００７】
【特許文献４】
ＰＣＴ／ＡＵ第９１／００２４４号
【０００８】
人体のさまざまな関節の修復または置換に利用できる多くの種類の股関節人工補装具が存在する。これらのすべてではないが大部分は、特定の関節用であり、これら関節の目的に合わせた形状または固定方法のために、人体の他の関節には容易に挿入できない。
【０００９】
例えば、股関節の置換は一般的な整形外科処置であり、通常は股関節の変性疾患に必要とされ、股関節の外傷または疾患は後に股関節に変性を引き起こす。大腿頭部の置換に使用されてきた多くの股関節人工補装具が現存する。従来技術の大腿頭部の人工補装具の多くは、広範な用途に利用されてさまざまな疾患の治療に役立ってきたが、それぞれは必然的に伴う多くの欠点を持っていた。広く認知され、広範に利用される人工補装具は一般に、アーチ形の遠位骨幹を備え、この骨幹は全長に沿って徐々に細くなり、人工補装具の頭部と結合するネック近くで終端している。この骨幹は大腿骨の髄内空洞に挿入される。
【００１０】
この人工補装具は、外科医が骨と人工補装具間の緊密な嵌合がなされる大きさにまで骨髄空洞に穴を開けた後にはめ込まれ、ハンマーで所定の位置に打ち込まれる。実際に、人工補装具にサイズ合わせした後の穴あけは、数回にわたって行なわれる。すなわち、穴あけは、人工補装具を挿入した後に、大腿骨のネック近くに残る骨幹の移動距離が小さくなり、最終的にハンマーで所定の位置に打ち込むことにより人工補装具と骨の間の緊密な嵌合ができるまで繰り返し実行される。挿入と引抜きの両方の間の大腿部の切開は特定の従来技術の人工補装具を使用する場合の１つの大きな欠点である。しかし、劣った手術技術または劣った人工補装具設計に起因して、挿入の間の切開部分は大きくなり、骨に大きい応力が掛かる。
【００１１】
従来は、人工補装具の接着が行なわれてきたが、接着剤に使用に問題が発生していた。股関節の人工補装具の故障は、接着剤と骨の接合面および人工補装具と骨の接合面における緩みに起因して発生していた。患者によっては、座っている状態から立つときに、人工補装具の回転故障が発生することがある。また、使用者の運動で生じる遠位骨幹の反復運動により、人工股関節が緩み、故障することがある。これは最終的に人工補装具の故障を招き、望ましくない軸方向の脱臼を引き起こすことがある。
【００１２】
既存の股関節人工補装具の１つの特徴は、補装具内部の骨の成長を促進し、刺激するために遠位骨幹に成形されている一連のくぼみである。この骨の内側への成長は人工補装具を所定の位置に強固に保持するのに役立ち、またキー（ｋｅｙｉｎｇ）および固定効果を提供することにより、回転故障および／または人工補装具の望ましくない軸方向の落ち込みを減少させる。
【００１３】
このタイプの従来技術の人工補装具、特に骨幹設計に存在する別の問題は、故障した人工補装具を骨髄空洞から取り外すのが難しいことである。改良した股関節の置換は、故障した人工補装具を骨髄空洞から完全に抜き出す必要はない。遠位骨幹の前述のくぼみ内への骨の成長により人工補装具が所定の位置に保持されている場合、人工補装具の抜き出しは極めて困難なこともあり、不運な場合には、大腿骨の全長を少なくとも２つに分割する必要があることもある。このように大腿骨を分割後にも、骨の半分に強固に固定された特定の不応性の人工補装具は、取り外しをするために、望ましくない大腿部の切開をさらに必要とする。このタイプの股関節人工補装具はかなり長期間使用されてきており、また多くの現場での成功例があったが、この人工補装具に付随する欠点は大きく、改良が必要であった。
【００１４】
しかし、遠位骨幹上にねじを有する別の人工補装具設計も使用されている。これらの大きな欠点は、外科医が、ねじを完全に締め付けて正しい方向に向けることと、人工補装具頭部および関節陥の間を正しく配置または前傾することと、を同時に実行することが極めて難しいことである。これには、厳密な配置およびねじ締め付けを必要とすることから、ほとんど誤差を生じない外科医の高度な熟練を必要とする。このような理由から、外科医は、前述の接着式人工補装具ほどには多くのねじ式人工補装具を利用しない。既存のねじ式人工補装具の別の欠点は、回転外力の影響を受け易いことであり、この結果、望ましくない大腿骨髄空洞からの逆回転脱落が発生することがある。このように、骨幹に沿って同一ピッチの単一ねじを用いる従来技術の人工補装具は全く不満足なものであり、用途が限定されていた。ねじを有する公知の人工補装具は、米国特許第４，６９３，７２４号、フランス特許第２２９５７２９号、および欧州特許第００１０５２７号に開示されており、前記の特許はすべて参照によりここに組み込まれる。軸方向骨幹上に間隔を空けたねじを備える股関節人工補装具は、Ｓｅｋｅｌへの国際特許ＰＣＴ／ＡＵ第９１／００２４４号に記載されており、大腿骨内の挿入および固定用の骨幹を教示しており、軸方向に作用する圧縮力は人工補装具が固定される骨内に発生する。
【００１５】
多くのタイプの人工関節が、股関節だけでなく、手の親指、足関節および大きい肩関節などの関節の置換用に利用できる。肩関節形成術では、損傷した関節は外科的に取り除かれ、好ましくはチタン、他の金属またはプラスチックおよび金属から製作された人工関節と置換される。肩関節の置換に使用される１つの人工補装具はＮｅｅｒ肩関節システムである。Ｎｅｅｒ人工補装具は長年にわたり肩関節置換に優れた成果を上げてきたが、多くの用途に使用できる骨幹の以前の使用はなくなっており、また挿入時および／または挿入の間に骨に軸方向圧縮力を生じる。従来の技術では、多くの骨位置および関節に挿入できる汎用骨幹であって、かつこの骨幹を挿入する骨に圧縮力を発生して、固定を強化する汎用骨幹は教示していない。今日まで、公知の骨および特に関節人工補装具は、骨格の特定位置または特に関節用に使用する目的で設計されており、同一およびほぼ同一形状を持つ複数位置に使用することを意図していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、股関節、肩、足関節、指、膝および親指を含むさまざまな人体（および動物）関節における骨および骨格関節の置換に使用できる汎用骨幹コンポーネントに関するものである。さらに詳細には、本発明は、前述の関節を含む複数の骨位置に使用できる汎用骨幹コンポーネントであり、ねじの付いた外側面を含み、このねじの形状により骨幹を挿入した位置の骨内に均一な圧縮力を発生させる。好ましくは、骨幹を嵌合コンポーネントに着脱可能に収納して、特定位置にこの人工補装具を完全または部分的に完全に固定する。
【００１７】
骨幹の基本的な形状、および特に、股関節および肩関節人工補装具を含む多くの関節人工補装具を代表する骨幹の曲率の欠如により、顎の骨のような固定支柱が必要とされる場合に、広く関節および骨の所定の位置に人工補装具を利用できる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
一般には、本発明は骨格の複数位置に固定できる汎用骨幹コンポーネントを含み、この骨幹を内部骨空洞内に軸方向に挿入することにより、骨幹の外側面が前記空洞の内壁に嵌合するものであり、骨幹が近位端および遠位端を有し、さらに骨幹の前記外側面上に、可変ピッチの領域を含む少なくとも１つのねじ山を有する連続ねじを有することにより、骨幹を前記骨空洞にねじ込むときに、前記少なくとも１つのねじのそれぞれの可変ピッチが前記骨に軸方向の圧縮力を発生し、この圧縮力を、前記少なくとも１つのねじの長さ全体にわたり骨に沿って均等に分散させることを特徴とする。好ましくは、前記少なくとも１つのねじは骨幹の長手方向に垂直および水平軸対する角度が変化する。好ましくは、骨幹は第１の徐々に太くなった端部と第１端部より細い第２端部を含み、第１端部は嵌合コンポーネントを収納できる。
【００１９】
好ましくは、汎用骨幹コンポーネントは骨、および股関節、肩、膝、指、足関節、親指などの関節（ただし、これらに限定されない）に挿入できる。
【００２０】
本発明の別の一般形態には、股関節、肩、指、足関節、親指を含む骨格関節に挿入できる汎用骨幹コンポーネントを含み、この骨幹を関節内に形成された内部骨空洞内に軸方向に挿入することにより、骨幹の外側面が前記空洞の内壁に嵌合するものであり、骨幹が近位端および遠位端を有し、さらに前記両端間の前記外側面上に、同一または可変ピッチと水平または垂直軸に対して角度とを有する少なくとも１つのねじを有することにより、骨幹コンポーネントを前記骨空洞にねじ込むときに、前記少なくとも１つのねじのそれぞれの可変ピッチが前記骨に軸方向の圧縮力を発生し、この圧縮力を、ねじの長さ全体にわたり骨に沿って均等に分散させることを特徴とする。
【００２１】
好ましくは、螺旋状のねじは骨幹の長手方向に連続し、近位端における低速ねじから遠位端の方向に向かう高速ねじに徐々に変化している。ねじは同一方向に進むが、ねじの長手方向のピッチの、高速ねじから低速ねじの規則的変化により、骨幹を挿入した骨内に均一な軸方向圧縮力分布が発生する。
【００２２】
骨幹の長手方向に徐々に変化するねじの利点は、局所的圧縮力の集中が発生せず、この圧縮力が均一に分散することである。
【００２３】
骨格の複数位置に固定できる汎用骨幹コンポーネントであって、この骨幹を関節内に形成された内部骨空洞内に軸方向に挿入することにより、骨幹の外側面が前記空洞の内壁に結合するものであり、さらに骨幹が第１および第２端部を有し、該両端の一方が結合コンポーネントを収納および保持する形状を含み、前記骨幹の外側面がピッチ形状を有する少なくとも１つのねじを備えることにより、骨幹を前記骨空洞にねじ込むときに、骨内に軸方向圧縮力を発生させる。好ましくは、この軸方向圧縮力は前記少なくとも１つのねじの長手方向に、骨内に均一に分散する。汎用骨幹は前記第１端部より細い第２端部に、徐々に太くなった領域を含む。長軸方向のねじは骨幹の長手方向にキーの効果を提供できる。
【００２４】
一実施の形態によれば、骨幹は前記第１端部と第２端部の間に１つの螺旋状のねじを配置し、このねじのピッチは、ねじが骨幹の長手方向に進むにつれて変化している。一実施の形態によれば、ねじが骨幹の長手方向に進むにつれて、ねじの垂直または水平軸に対する安息角はねじの長手方向に変化する。
【００２５】
ねじのピッチは、第１端部の太い端部近くの高速ねじから第２端部の方向に変化しており、ねじは高速ねじから低速ねじの長手方向に徐々に、規則的に変化している。
【００２６】
骨幹を挿入するときねじによって発生する移動速度の差により、均一な圧縮力が骨内に発生する。徐々に太くなった端部形状は、オス−メスまたはメス−オス嵌合により、着脱脱可能な結合コンポーネントを収納および保持する。一実施の形態によれば、太い端部はメス型くぼみを含み、このくぼみが嵌合するコンポーネントのオス端部を収容する。
【００２７】
骨幹は、上腕肩関節、部分的に膝コンポーネントとしての大腿骨の遠位端、部分的に膝コンポーネントである脛骨の近位端を含む関節内に挿入でき、また、部分的に指関節コンポーネントを形成する指趾骨近位内、脛骨の遠位端、距骨、大腿骨近位内に挿入できる。
【００２８】
本発明の別の一般的形態では、骨格の複数位置における固定部材として固定できる汎用骨幹コンポーネントであって、この骨幹を骨の内部空洞内に軸方向に挿入することにより、骨幹の外側面が前記空洞の内壁に嵌合するものであり、さらに骨幹が第１および第２端部を有し、該両端の一方が結合コンポーネントを収納および保持する形状を含み、前記骨幹の外側面が第１および第２の間隔を空けた螺旋状のねじを有し、このねじがピッチ形状を有することにより、骨幹を前記骨空洞にねじ込むときに、前記少なくとも１つのねじの長手方向に、骨内に均等に分散する軸方向圧縮力を発生させる。各ねじは異なるピッチを有するのが望ましい。好ましくは、骨幹の垂直または水平軸に対するねじの第１の安息角(angle of repose)は、骨幹の第２の安息角と異なる。
【００２９】
一実施の形態によれば、第１ねじは徐々に太くなった領域近くの骨幹の領域に配置され、第２ねじは骨幹の長軸方向の中心近くの領域に配置される。第１ねじは低速ねじであり、また第２ねじは高速ねじであり、この第１ねじは、骨幹を骨空洞にねじ込むときに、第２ねじに比べて骨幹の軸方向移動を遅くする。骨幹を挿入するときねじによって発生する移動速度の差により、均一な圧縮力が骨内に発生する。徐々に太くなった端部形状は、着脱可能な結合コンポーネントを収納および保持する。太い端部は傾斜したメス型くぼみを含み、このくぼみが結合コンポーネントを収容する。ねじの１つは一定ピッチか、または高速ねじから低速ねじに、ねじの長手方向にピッチが徐々に、規則的に変化している。
【００３０】
二条ねじ付き骨幹もまた、上腕肩関節、部分的に膝コンポーネントである大腿骨の遠位端、部分的に膝コンポーネントである脛骨の近位端を含む関節内に挿入でき、また、部分的に指関節コンポーネントを形成する指趾骨近位内、脛骨の遠位端、距骨、大腿骨近位内に挿入できる。
【００３１】
本発明の別の一般的形態では、上腕骨近位、指趾骨、脛骨遠位または近位、大腿骨遠位または近位、または親指を含む骨内の固定部材として挿入できる汎用骨幹コンポーネントであって、この骨幹を骨の内部空洞内に軸方向に挿入することにより、骨幹の外側面が前記空洞の内壁に嵌合するものであり、骨幹が近位端部および遠位端部を有し、前記両端部の間の前記骨幹の前記外側面上に少なくとも１つのねじを有することにより、骨幹を前記骨空洞にねじ込むときに、前記少なくとも１つのねじが、骨内に軸方向に圧縮力を発生し、この圧縮力を、少なくとも１つのねじの長手方向にわたり骨に沿って均一に分散させることを特徴とする。
【００３２】
本発明の別の一般的形態では、骨内の固定部材として利用する汎用骨幹コンポーネントであって、この骨幹は足関節、股関節、指、親指、肩関節または膝関節内の結合置換部の少なくとも一部を形成できる。さらにこの骨幹はねじ付き外側面を備え、このねじの形状により、骨幹を挿入する骨内に圧縮力を発生させて、固定を強化し、さらに、この骨幹が徐々に太くなった端部と細い端部とを有し、この太い端部が結合コンポーネントを収納し、保持する。
【００３３】
次に、本発明を、好ましい実施形態について（ただし、これに限定されない）、添付図面を参照することにより詳細の述べる
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は本発明の好ましい実施形態による骨幹を示す。
【００３５】
汎用骨幹１は第１端部３および第２端部４を有する骨幹本体２を備える。前記端部の中間にはねじ５および６を有する。ねじ５および６はそれぞれ低速および高速ねじであり、この低速および高速ねじにより発生する軸方向の移動速度の差により、ねじの長手方向に、骨内に均一な圧縮力が発生する。第１端部３は徐々に太くなった領域７および第２端部４に細い領域８を有する。従来技術では、特定の関節用への利用を目的に製作された人工補装具を使用している。本発明による汎用骨幹は、さまざまな関節の関節コンポーネントに挿入できる形状を有し、また挿入すると、骨内に局部的な圧縮力を発生するねじにより固定される。
【００３６】
図２は、上腕肩関節に挿入された、好ましい実施形態による骨幹を示す。
【００３７】
図２を参照すると、上腕関節（右側）の簡略図を示す。これは大きい肩関節を構成し、主として上腕骨１０から成り、この上腕骨１０は、肩甲包帯１３のくぼみ部１２に位置する上腕骨頭部１１で終端する。このくぼみ部３の解剖学的名称は関節窩である。この関節は、図示していない伸筋および靭帯結合により一体に保持される。この関節の特性により、関節炎および経時的な通常疲労を受け易く、外科的処置を必要とする関節の痛みを引き起こす。極端な場合、関節は置換を必要とする。多くの外科医は、変形性関節炎、慢性関節リューマチ、老年骨折または外傷性関節炎による骨折脱臼を病む肩関節の置換にはＮｅｅｒ人工補装具の使用を選択する。肩関節は、全または半肩関節形成術として既知のように、それぞれ全体または部分的に置換できる。現時点で使用されている多くの上腕骨コンポーネントがあり、これらは頭部の太さ、遠位骨幹寸法および形状、ステム長さおよび表面加工に関して選択される。人工補装具はほとんどが、外科医の選択事項であり、また患者の必要性に従うことができる。
【００３８】
図２は、本発明の一実施の形態による骨幹コンポーネント１４で置換された上腕関節を示す。図２では、遠位骨幹は、肩甲骨１３に結合する頭部コンポーネント１６に連結されたタム（ｔｕｍ）内の肘関節１５に連結されている状態を示す。骨幹１４はオス型テーパー１８を収容するくぼみ１７を備える。
【００３９】
人工補装具を挿入するために、外科医は、選択した骨幹の寸法に応じて上腕骨の空洞を広げる。空洞の拡大は、ねじ、深さ、骨幹幅およびテーパーをほぼ収容するようになされる。上腕骨空洞は、人工補装具の頭部と関節窩との間の最終的配置を考慮に入れて、ほぼ人工補装具の幅にまで、および人工補装具骨幹の長さに応じて上腕の長手方向に広げられる。空洞の拡大は、人工補装具の外形に合わせて製作されたツールを用いてなされる。骨幹１４は、必要に応じて骨つぎ木補助具を用いて骨髄空洞にねじ込み、人工補装具骨を確実に結合する。ねじ１９および２０は、これらねじが協働して圧縮力を発生する利点を骨幹１４に提供することにより、人工補装具の接着処理および下塗りを必須のものとしない。それにもかかわらず、外科医の選択では、人工補装具骨幹１４はヒドロキシアバタイトなどの骨成長促進化合物でコーティングされることがある。上腕骨１０内に骨幹を挿入するために、外科医は一般に骨髄空洞を広げて骨幹１４を収容する。上腕頭部１１を置換する場合、これは外科医により外科的処置で除去される。次に、アレンキーまたはトルクレンチを用いて、骨幹１４を骨髄空洞に挿入する。骨幹１４は、骨幹を回転するときに異なる速度で軸方向に進む、高速ねじ１４および低速ねじ１５を含む。これにより上腕骨１０内に圧縮力を発生し、骨幹１１の適正な固定を実現する。間隔を空けたねじ１９および２０の代替として、骨幹１１は、骨幹の長さの少なくとも一部分に沿って、可変ピッチを有する単一ねじ（図８参照）を備えることにより、ねじ領域の長手方向に沿って、上腕骨内に均一な軸方向圧縮力を発生できる。
【００４０】
肘コンポーネント１５を収容する骨幹１４のくぼみ１７を傾斜させることにより、相互のテーパーにより嵌合効果を持たせる。この場合、骨幹１４のくぼみ１７が外側方向に傾斜しているのに対して、くぼみ１７に嵌合する肘１５のこの端部の嵌め合いテーパーは、内側方向に傾斜しており、その結果末端で最も細くなっている。同様に、肘１５の反対端１５ａは、骨幹内に延びるにつれて先細になり、頭部（ｃｕｐ）１６のくぼみ２１に嵌合する。頭部１６は肩甲骨１３のくぼみ１２内で動くようになっている。
【００４１】
前述の説明は、本発明の人工補装具を肩関節の挿入したものを示したが、人工補装具は一般に、人体の他の関節、例えば足関節、親指、手の指、膝および股関節など（ただし、これに限定されない）に挿入できることは理解されるであろう。
【００４２】
図３は、大腿骨の遠位端および脛骨の近位端に挿入して、置換膝関節の固定部を形成している骨幹を示す。
【００４３】
図３を参照すると、両側に骨幹を有する膝関節の略図（右側）を示す。膝関節は基本的に大腿骨３０および脛骨３１を含む。膝関節の特性から、肩は関節炎に掛かり易く、また損傷も受け易く、一般に経時的な疲労を起こして、外科的処置を必要とする関節の痛みを発生する可能性がある。極端な場合、関節は置換を必要とする。現時点で利用可能な多くの上腕骨コンポーネントがあり、これらは大きさ、タイプ、材料および表面加工を含む選択に任されている。選択は通常、患者の必要性に従う。
【００４４】
図３は、大腿骨３０の遠位端に位置する骨幹コンポーネント３３を含む膝関節３２を示す。この関節はさらに、脛骨３１内に位置する反対側の骨幹コンポーネント３４を含む。コンポーネント３３および３４はそれぞれ、大腿骨３０および脛骨３１の骨髄空洞にそれぞれある空洞３５および３６に挿入される。
【００４５】
骨幹３３を挿入するために、外科医は、選択した骨幹コンポーネントの寸法に応じて大腿骨３０の空洞３５を広げる。空洞の拡大は、ねじ、深さ、骨幹幅およびテーパーをほぼ収容するようになされ、その結果、空洞３５は骨幹３３の外形に緊密に嵌合する。空洞３５は、最終的な膝関節の配置を考慮に入れて、ほぼテーパーを挿入できる人工補装具の幅にまで、および骨幹３３の長さに応じて大腿骨３０の長手方向に広げられる。肩および他の関節内への骨幹の挿入と同様に、空洞の拡大は、骨幹の外形に合わせた外形を有するツールを用いてなされる。骨幹３３は、必要に応じて骨つぎ木補助具を用いて骨髄空洞３５にねじ込み、人工補装具骨を確実に結合する。ねじ３７および３８は、協働して大腿骨３０の遠位端領域に圧縮力を発生する。これにより、人工補装具の接着処理および下塗りを必須のものとしない。それにもかかわらず、外科医の選択では、骨幹３３はヒドロキシアバタイトなどの骨成長促進化合物でコーティングされることがある。次に、アレンキーまたはトルクレンチを用いて、骨幹３３を骨髄空洞３５に挿入する。ねじ３７および３８は、骨幹を回転するときに異なる速度で軸方向に進み、その結果、大腿骨３０内に圧縮力を発生し、固定を強化する。間隔を空けたねじ３７および３８の代替として、骨幹３３は、骨幹の長さの少なくとも一部分に沿って、可変ピッチを有する単一ねじ（図８参照）を備えることにより、ねじ領域の長手方向に沿って、大腿骨３０内に均一な軸方向圧縮力を発生できる。
【００４６】
骨幹３３はメス型くぼみ３９を備え、このくぼみ内にライナー４１のオス型テーパーステム４０を挿入して、膝３２の大腿部コンポーネントを完成する。この嵌合は、相互のテーパーにより効果を発揮し、この場合、骨幹３３のくぼみ３９は外側方向に傾斜しているのに対して、くぼみ３９に嵌合するオス型テーパーステム４０は、内側方向に傾斜しており、その結果自由端で最も細くなっている。
【００４７】
骨幹３６は、骨幹３３の挿入の説明と同様の方法で脛骨３１内に挿入される。骨幹３６は、骨髄空洞４２にねじ込まれる。ねじ４３および４４は、協働して脛骨３１の近位端領域に圧縮力を発生する。骨幹３６はヒドロキシアバタイトなどの骨成長促進化合物でコーティングされることがある。
【００４８】
ねじ４３および４４は、骨幹３６を回転するときに異なる速度で軸方向に進み、その結果、脛骨３１内に圧縮力を発生し、固定を強化する。間隔を空けたねじ４３および４４の代替として、骨幹３６は、骨幹の長さの少なくとも一部分に沿って、可変ピッチを有する単一ねじ（図８参照）を備えることにより、ねじ領域の長手方向に沿って、脛骨３１内に均一な軸方向圧縮力を発生できる。
【００４９】
骨幹３６はメス型くぼみ４５を備え、このくぼみ内に膝関節盤ライナー４７のオス型テーパーステム４８を挿入して、膝３２の脛骨コンポーネントを完成する。この嵌合は、相互のテーパーにより効果を発揮し、この場合、骨幹３６のくぼみ４５は外側方向に傾斜しているのに対して、くぼみ４５に嵌合するオス型テーパーステム４８は、内側方向に傾斜しており、その結果自由端で最も細くなっている。
【００５０】
テーパーステム４０および４８のくぼみ３９および４５それぞれとの嵌合により形成されるテーパー形状の結合により、テーパーステムを本来位置に押し込む前に、若干の回転位置合わせができる。
【００５１】
図４は指関節置換として挿入された骨幹を示す。
【００５２】
図４を参照すると、両側に骨幹を有する指関節５０の略図を示す。指関節の特性から、指は関節炎に掛かり易く、また損傷も受け易く、一般に経時的な疲労を起こして、外科的処置を必要とする関節の痛みを発生する可能性がある。極端な場合、関節は置換を必要とする。
【００５３】
図４は、近接に位置する骨幹コンポーネント５２を含む指趾骨近位５１コンポーネントを示す。この関節はさらに、骨５４内に位置する反対側の骨幹コンポーネント５３を含む。コンポーネント５２および５３はそれぞれ空洞５５および５６に挿入される。
【００５４】
骨幹５２および５３を挿入するために、外科医は、選択した骨幹コンポーネントの寸法に応じて大腿骨３０の空洞５５および５６を広げる。空洞の拡大は、ねじ、深さ、骨幹幅およびテーパーをほぼ収容するようになされ、その結果、空洞５５および５６は骨幹５２および５３に緊密に嵌合する。肩および他の前述の関節内への骨幹の挿入と同様に、空洞の拡大は、骨幹の外形に合わせた外形を有する拡大ツールを用いてなされる。また必要に応じて、骨つぎ木補助具を用いて、人工補装具骨を確実に結合することができる。前述の関節への利用の場合と同様に、骨幹５２のねじ５７および５８は協働して、骨幹５２の回転時に、低速ねじ５８の移動速度に比べて、ねじ５７がより高速の軸方向移動を発生する結果として指趾骨５１内に圧縮力を発生する。このように、ねじ５７および５８は、骨幹を回転するときに異なる速度で軸方向に進み、その結果、圧縮力を発生し、固定を強化する。
【００５５】
間隔を空けたねじ５７および５８の代替として、骨幹５２は、骨幹の長さの少なくとも一部分に沿って、可変ピッチを有する単一ねじ（図８参照）を備えることにより、ねじ領域の長手方向に沿って、指趾骨５１内に均一な軸方向圧縮力を発生できる。
【００５６】
骨幹５２はメス型くぼみ５９を備え、このくぼみ内に関節盤６１のオス型テーパーステム６０を挿入して、指関節５０の指趾骨近位コンポーネントを完成する。この嵌合は、相互のテーパーにより効果を発揮し、この場合、骨幹５２のくぼみ５９は外側方向に傾斜しているのに対して、くぼみ５９に嵌合するオス型テーパーステム６０は、内側方向に傾斜しており、その結果自由端で最も細くなっている。
【００５７】
骨幹５３は、骨幹５２の挿入の説明と同様の方法で骨５４内に挿入される。骨幹５３は、骨髄空洞５６にねじ込まれる。ねじ６２および６３は、協働して圧縮力を発生する。ねじ６２および６３は、骨幹５３を回転するときに異なる速度で軸方向に進み、その結果、圧縮力を発生し、固定を強化する。間隔を空けたねじ６２および６３の代替として、骨幹５３は、骨幹の長さの少なくとも一部分に沿って、可変ピッチを有する単一ねじ（図８参照）を備えることにより、ねじ領域の長手方向に沿って、均一な軸方向圧縮力を発生できる。
【００５８】
骨幹５３はメス型くぼみ６４を備え、このくぼみ内に関節盤ライナー６６のオス型テーパーステム６５を挿入して、指関節５０を完成する。この嵌合は、相互のテーパーにより効果を発揮し、この場合、骨幹５３のくぼみ６４は外側方向に傾斜しているのに対して、くぼみ６４に嵌合するオス型テーパーステム６５は、内側方向に傾斜しており、その結果自由端で最も細くなっている。
【００５９】
テーパーステム６０および６５のくぼみ５９および６４それぞれとの嵌合により形成されるテーパー形状の結合により、テーパーステムを本来位置に押し込む前に、若干の回転位置合わせができる。
【００６０】
図５は、脛骨７１および距骨７２を含む足関節に挿入された骨幹を示す。骨幹コンポーネント７３は脛骨７１内に近接して位置する。足関節７０はさらに、反対側に骨幹コンポーネント７４を備え、このコンポーネントは短縮されて、距骨７２内で有効な狭い空間に適合するようになっている。骨幹コンポーネント７３および７４はそれぞれ、前もって形成された空洞７５および７６に挿入される。
【００６１】
骨幹コンポーネント７３および７４を挿入するために、前述のように、外科医は、選択した骨幹コンポーネントの寸法に応じて空洞７５および７６を広げる。空洞の拡大は、ねじ、深さ、骨幹幅およびテーパーをほぼ収容するようになされ、その結果、空洞７５および７６は骨幹コンポーネント７３および７４に緊密に嵌合する。肩および他の前述の関節内への骨幹の挿入と同様に、空洞の拡大は、骨幹の外形に合わせた外形を有する拡大ツールを用いてなされる。また必要に応じて、骨つぎ木補助具を用いて、人工補装具骨を確実に結合することができる。骨幹７３のねじ７７および７８は協働して、骨幹７３の回転時に、低速ねじ７８の移動速度に比べて、ねじ７７がより高速の軸方向移動を発生する結果として脛骨７１内に圧縮力を発生する。このように、ねじ７７および７８は、骨幹を回転するときに異なる速度で軸方向に進み、その結果、圧縮力を発生し、脛骨７１内の固定を強化する。
【００６２】
間隔を空けたねじ７７および７８の代替として、骨幹７３は、骨幹の長さの少なくとも一部分に沿って、可変ピッチを有する単一ねじ（図８参照）を備えることにより、ねじ領域の長手方向に沿って、脛骨７１内に均一な軸方向圧縮力を発生できる。
【００６３】
骨幹７３はメス型くぼみ７９を備え、このくぼみ内に関節盤８１のオス型テーパーステム８０を挿入して、足関節７０の脛骨近位コンポーネントを完成する。この嵌合は、相互のテーパーにより効果を発揮し、この場合、骨幹７３のくぼみ７９は外側方向に傾斜しているのに対して、くぼみ７９に嵌合するオス型テーパーステム８０は、内側方向に傾斜しており、その結果自由端で最も細くなっている。
【００６４】
図６は距骨７２に挿入された骨幹７４の拡大図を示す。骨幹７４は、骨幹７３の挿入と同様にして距骨７２に挿入される。骨幹７４は空洞７６内にねじ込まれ、ねじ８２ａおよび８２は協働して距骨７２内に圧縮力を発性し、骨幹７４の固定を強化する。
【００６５】
骨幹７４はメス型くぼみ８３を備え、このくぼみ内にオス型テーパーステム８４が挿入される。このステム８４は反対端にオス型テーパー８５を有し、このテーパー８５上に関節盤８６を置き、これを保持することにより、関節７０の距骨コンポーネントを完成する。この嵌合は、相互のテーパーにより効果を発揮し、この場合、骨幹７４のくぼみ８３は外側方向に傾斜しているのに対して、くぼみ６４に嵌合するオス型テーパーステム８５は、内側方向に傾斜しており、その結果自由端で最も細くなっている。
【００６６】
ステム８４および８５のくぼみ７９および８３のそれぞれとの嵌合により形成されるテーパー形状結合（図６参照）により、テーパーステムを本来位置に押し込む前に、若干の回転位置合わせができる。
【００６７】
図７は、足関節７０から取り外した２つの汎用骨幹を組み合わせた、図５および６の足関節置換アセンブリを示す。図７は図５および６で述べたコンポーネントに対応する番号を有する。
【００６８】
図８は、別の実施形態による、ピッチおよび安息角が変化する連続の単一ねじを有する汎用骨幹９０を示す。
【００６９】
汎用関節人工補装具を挿入する前述の各例では、２つのねじは、同一または異なるピッチ、あるいは垂直および水平の骨幹軸に対して同一または異なる安息角で配置できる。これは、骨幹が、回転時に骨幹の長手方向に同一速度で軸方向に移動するかどうかに影響を与える。またこれは、関節内の圧縮力の大きさに影響を与える。
【００７０】
一般にこの人工補装具は、例えば足関節、親指、手の指、膝および股関節などの（ただし、これらに限定されない）人体の他の関節にも広く利用できる。したがって、当業者には、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、本明細書に一般的に記載した発明の形態または細部に各種の変更を加えるのが可能であることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施の形態による、２つの間隔を空けたねじを有する骨幹を示す。
【図２】上腕肩関節に挿入された、好ましい実施形態による骨幹を示す。
【図３】膝関節の固定部材を形成するために、大腿骨の遠位端および脛骨の近位端に挿入された骨幹を示す。
【図４】指関節置換として挿入された骨幹を示す。
【図５】足関節に挿入された図１の骨幹を示す。
【図６】距骨に挿入された骨幹の拡大図を示す。
【図７】２つの汎用骨幹を組み合わせた図５および６の足関節置換アセンブリを示す。
【図８】別の実施形態による、ピッチおよび安息角が変化する連続の単一ねじを有する汎用骨幹を示す。

Claims

骨格の複数位置における固定を可能にする汎用骨幹コンポーネントであって、
前記骨幹は骨の内部空洞に軸方向に挿入でき、これにより前記骨幹の外側面は前記空洞の内壁に嵌合し、
前記骨幹は第１端部と第２端部とを有し、該端部の一方はコンポーネントを収納および保持する形状を含み、
前記骨幹の外側面は、ピッチ形状を有する少なくとも１つのねじを含むことにより、前記骨幹を前記骨空洞にねじ込むときに該骨内に軸方向圧縮力を発生する、汎用骨幹コンポーネント。
前記軸方向圧縮力は、前記少なくとも１つのねじの長手方向に骨内に均一に分散する、請求項１に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記第１端部は、徐々に太くなった領域を含み、前記第２端部はこの第１端部より細い、請求項２に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記徐々に太くなった領域が嵌合部材を収納する、請求項３に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記骨幹は前記第１端部と第２端部の間にある、請求項４に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記ねじのピッチは、ねじが骨幹に沿って軸方向に移動するにつれて変化する、請求項５に記載の汎用骨幹コンポーネント。
垂直または水平に対する前記ねじの安息角は、ねじが骨幹に沿って軸方向に移動するにつれてねじに沿った方向に変化する、請求項６に記載の汎用骨幹コンポーネント。
螺旋状ねじは、骨幹の中央のほぼ３分の１の領域に沿って連続している、請求項７に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記ねじは、徐々に太くなった端部近くの低速ねじから前記第２端部方向の高速ねじまで、ピッチに変化が付けられている、請求項８に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記ねじは、高速から低速ねじまでねじの長手方向に、除々に、規則的に変化するピッチを有する、請求項９に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記骨幹の挿入時に前記ねじにより生じる移動速度の差により、骨内に均一な圧縮力が発生する、請求項１０に記載の汎用骨幹コンポーネント。
さらに、オス−メスまたはメス−オス嵌合により、着脱可能な結合コンポーネントを収納および保持する形状部分を徐々に太くなった端部に備えている、請求項１〜１１のいずれかに記載の汎用骨幹コンポーネント。
上腕肩関節内に挿入可能な、請求項１または１２に記載の汎用骨幹コンポーネント。
部分的膝コンポーネントとして大腿骨遠位端に挿入可能な、請求項１または１２に記載の汎用骨幹コンポーネント。
部分的膝コンポーネントとして脛骨近位端に挿入可能な、請求項１または１２に記載の汎用骨幹コンポーネント。
部分的指関節コンポーネントを形成するために指趾骨近位に挿入可能な、請求項１または１２に記載の汎用骨幹コンポーネント。
脛骨の遠位端に挿入可能な、請求項１または１２に記載の汎用骨幹コンポーネント。
距骨に挿入可能な、請求項１または１２に記載の汎用骨幹コンポーネント。
大腿骨近位に挿入可能な、請求項１または１２に記載の汎用骨幹コンポーネント。
骨格の複数位置における固定物として固定を可能にする汎用骨幹コンポーネントであって、
前記骨幹は骨の内部空洞に軸方向に挿入でき、これにより前記骨幹の外側面は前記空洞の内壁に嵌合し、
前記骨幹は第１端部と第２端部とを有し、該端部の一方は結合コンポーネントを収納および保持する形状を含み、
前記骨幹の外側面は、第１および第２の間隔を空けた螺旋状ねじを含み、
前記ねじはピッチ形状を有することにより、前記骨幹を前記骨空洞にねじ込むときにこの骨内に軸方向圧縮力を発生する、汎用骨幹コンポーネント。
前記軸方向圧縮力は、前記少なくとも１つのねじの長手方向に骨内に均一に分散する、請求項２０に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記第１端部は、徐々に太くなった領域を含み、前記第２端部はこの第１端部より細い、請求項２１に記載の汎用骨幹コンポーネント。
各ねじは異なるピッチを有する、請求項２２に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記骨幹の垂直または水平に対する前記ねじの第１の安息角は、前記第２骨幹の安息角と異なる、請求項２３に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記第１ねじが前記徐々に太くなった領域近くの骨幹領域に配置され、前記第２ねじが骨幹の長手方向のほぼ中心領域に配置されている、請求項２４に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記第１ねじが低速ねじであり、前記第２ねじが高速ねじである、請求項２５に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記骨幹を骨空洞にねじ込むときに、前記第１ねじにより、前記第２ねじに比べて低速の骨幹の軸方向移動が発生する、請求項２６に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記骨幹の挿入時に前記ねじにより生じる移動速度の差により、骨内に均一な圧縮力が発生する、請求項２７に記載の汎用骨幹コンポーネント。
さらに、着脱可能な結合コンポーネントを収納および保持する形状部分を徐々に太くなった端部に備えている、請求項２０または２８に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記太い端部は、前記結合コンポーネントを収容する傾斜したメス型くぼみを有する、請求項２９に記載の汎用骨幹コンポーネント。
前記ねじの一方は、高速から低速ねじまでねじの長手方向に、除々に、規則的に変化するピッチを有する、前記請求項２９に記載の汎用骨幹コンポーネント。
上腕肩関節内に挿入可能な、請求項２０または２９に記載の汎用骨幹コンポーネント。
部分的膝関節置換コンポーネントとして大腿骨遠位端に挿入可能な、請求項２０または３１に記載の汎用骨幹コンポーネント。
部分的膝関節置換コンポーネントとして脛骨近位端に挿入可能な、請求項２０または３１に記載の汎用骨幹コンポーネント。
部分的指関節置換コンポーネントとして指趾骨近位に挿入可能な、請求項２０または３１に記載の汎用骨幹コンポーネント。
部分的足関節置換コンポーネントとして脛骨の遠位端に挿入可能な、請求項２０または３１に記載の汎用骨幹コンポーネント。
距骨に挿入可能な、請求項２０または３１に記載の汎用骨幹コンポーネント。
上腕骨近位、指趾骨、脛骨遠位または近位、大腿骨遠位または近位、または親指を含む、骨の固定部材として挿入可能な汎用骨幹コンポーネントであって、
前記骨幹を内部骨空洞内に軸方向に挿入でき、これにより骨幹の外側面が前記空洞の内壁に嵌合するものであり、
前記骨幹が近位端および遠位端と、前記両端の間の骨幹の前記外側面上に少なくとも１つのねじとを有することにより、骨幹を前記骨空洞にねじ込むときに、この少なくとも１つのねじが前記骨に軸方向の圧縮力を発生し、この圧縮力を、前記少なくとも１つの長さ全体にわたり骨に沿って均一に分散させることを特徴とする、汎用骨幹コンポーネント
骨内の固定部材として使用し、かつ足関節、股関節、指、親指、肩または膝の関節置換の少なくとも一部を形成できる汎用骨幹コンポーネントであって、
前記骨幹は、骨幹を挿入する骨内に圧縮力を発生して固定を強化する形状のねじ付きの外側面を備え、
前記骨幹はさらに、太い端部と細い端部とを備え、該太い端部は結合コンポーネントを収容および保持する形状を有する、汎用骨幹コンポーネント。