JP2005193047A - 軟組織付着システム及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 軟組織の天然の付着部位を可能な限り多く残存させるシステム及び方法を提供すること。
【解決手段】 関節形成術中に除去する天然骨の一部及びその軟組織の天然の付着を維持するシステム及び方法である。例えば、股関節形成術では、軟組織が付着したまま大転子の一部が分離される。インプラントと分離した骨部分に、キーストーン構造などの係合構造が設けられる。キーストーン構造は、係合する雄型あり構造と雌型あり構造を含むことができる。骨部分がインプラントの係合構造に係合して、天然骨及びその軟組織付着を解剖学的に適した部位に保持することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、靭帯や腱などの軟組織が付着した骨の一部を分離する整形外科処置及び整形外科インプラントに関する。詳細には、本発明は、整形外科処置の間、軟組織の付着を維持するためのシステム及び方法に関する。

股関節整形外科手術などの特定の整形外科手術では、股関節に十分にアクセスできるようにするために大腿骨の一部の切除が必要な場合が多い。このような処置では、大転子の一部が除去される。次いで、この除去された部分が様々な方法で置換され固定される。例えば、大転子再付着システムでは、ワイヤ、ケーブル、またはクランプを用いて、十分な期間に亘って除去した部分を残された骨に保持して、融合による治癒を促進することができる。

ある整形外科処置では、関節の相当な部分がプロテーゼで置換される。例えば、ある股関節形成手術では、大腿骨の近位部分の全てが除去され、プロテーゼに置換される。この場合、軟組織付着部位が骨と共に除去されるため、軟組織を付着させるベース部をインプラントに設けるべく外科医が同種移植片／内部プロテーゼの複合体を用意しなければならない。一般に、腱などの軟組織は縫合糸によって取り付けられるため、その強度は縫合糸と同程度しかない。このタイプの再構築では、これまで成功の確率が低い。

軟組織の天然の付着部位を可能な限り多く残存させるシステム及び方法が要望されている。最適な方法では、可能な限り多くの天然の骨を使用して、軟組織の骨への付着を確実性の低い付着法で行わないようにする。

上記した要望から、本発明は、除去する天然骨の一部及びその軟組織の天然の付着を維持するシステム及び方法を提供する。例えば、股関節形成術では、軟組織が付着したまま大転子の一部が分離される。本発明は、その骨部分を受容して、その骨部分を例えば近位大腿骨インプラントに結合する手段を提供する。

本発明の一実施形態では、インプラント及び骨部分にキーストーン構造などの係合構造が設けられる。キーストーン構造は、係合する雄型あり構造と雌型あり構造を含むことができる。骨部分がインプラントの係合構造に係合して、天然骨及びその軟組織付着を解剖学的に適した部位に保持することができる。

好適な実施形態では、骨にかかる自然の引張力によって雄型／雌型構造の係合が強くなるように、キーストーン及びあり構造が先細になっている。別の構造では、インプラントは、天然骨のインプラントへの固定が促進されるように骨部分との接触面に骨成長面を含むことができる。

ある実施形態では、骨部分とインプラントを確実に固定するために別の固定要素が設けられている。一実施形態では、１または複数のケーブルが、軟組織及び軟組織の付着を妨げずに骨部分を取り囲んで骨部分を所定の位置に保持することができる。別の実施形態では、回動して骨部分に係合することができる回動式爪足場を設けることができる。この足場は、骨に刺入する爪を含むことができる。この足場は、プレート部分も含むことができ、このプレート部分を介して骨ねじを下側の骨にねじ込むことができる。この足場は、骨部分を取り囲むケーブルと一体に形成することもできる。

本発明の方法では、近位大腿骨インプラントなどのプロテーゼすなわちインプラントを受容するために必要な大腿骨などの骨部分を除去する。軟組織付着部位を含む除去した骨の一定部分を、軟組織が付着した状態のまま別に分離することができる。分離した骨部分を、その切断面に係合構造を形成できるように構成された切断ジグに係合させることができる。骨にカットされた係合構造は、インプラントの露出した表面に画定された係合構造に補完的である。

この方法に従えば、露出した表面が分離した骨部分に整合してこれを受容するように、プロテーゼを残った天然骨の中に移植する。このとき、軟組織が付着した状態のまま、分離した骨部分の係合構造をインプラントの係合構造に係合させる。外科部位の治癒のために別の機械的な固定を設けて、分離した骨部分とプロテーゼを更に確実に結合させることもできる。

本発明の重要な目的の１つは、軟組織が付着した骨部分を残したまま骨の一部を除去するシステム及び方法を提供することである。別の目的は、天然の軟組織及び軟組織付着部位を残したまま関節形成術などの複雑な整形外科処置を実施するための手段を提供することである。

本発明の他の目的及び具体的な利点は、添付の図面を参照しながら以下の説明を読めば明らかになるであろう。

軟組織の天然の付着部位を可能な限り多く残存させるシステム及び方法が提供される。

本発明を、図面を参照しながら以下に詳細に例示及び説明するが、これらの例示及び説明は例示目的であって限定目的ではない。好適な実施形態のみを例示するが、本発明の範囲内に含まれる全ての変更形態、変形形態、及び更なる適用も保護されることを理解されたい。

例示目的で、本発明の好適な実施形態を、図１に示されている大腿骨の近位部分を股関節の整形関節形成術の文脈で説明する。また、ここに開示する原理を他の関節や骨にも、当然ながら適用できることを理解されたい。本発明の文脈において、１つの目標は、天然骨の一部への軟組織の付着を維持することである。また、本発明の特徴を、軟組織付着以外にも適用できることを理解されたい。

図１に示されているように、大腿骨などの骨は、股関節などの関節の関節要素をなすように構成された近位部分Ｐまで延びた骨幹Ｓを含む。近位部分は、関節面を提供する骨頭Ｈを支持する骨頸Ｎを含む。大腿骨の場合、骨頭Ｈは球体関節要素である。屈筋組織などの様々な軟組織が、近位部分Ｐ、特に大転子Ｔの骨に結合している。大転子は、特定の殿筋などの股関節の筋肉に結合した腱に対する様々な軟組織付着部位Ｔを含む。

ある整形外科処置では、図２の破線で示されているように大腿骨の近位部分Ｐが除去される。図３に示されている近位プロテーゼなどのインプラントすなわちプロテーゼの一部を受容する孔Ｂが骨幹Ｓに形成される。通常の処置では、大転子Ｔは近位部分と共に除去され、軟組織付着部位が切断される。ある種の処置では、同種移植片とプロテーゼを一体化させ、軟組織を同種移植片に縫合して取り付け、軟組織を骨に再び付着させることが可能である。

プロテーゼ１０は、股関節形成術に用いる既知のデザインと同様にすることができる。例えば、プロテーゼ１０は、大腿骨の除去した近位部分Ｐに模して形成された本体１１を含むことができる。この本体は、既知のデザインのプロテーゼ関節要素を取り付けることができる頸部１２を画定している。プロテーゼはまた、孔Ｂに挿入してこのプロテーゼを骨に取り付けるためのステム１３を含む。

従来の股関節プロテーゼは大転子の形状を模した本体を含むが、本発明の本体１１は、大転子Ｔが分離された後（図２を参照）に残る近位部分Ｐの表面に一致するように構成された取付け台１５を画定している。この取付け台１５はまた、分離した大転子Ｔに係合する表面構造を画定している。図３に示されているように、特定の屈筋組織Ｆの付着部位Ａが、大転子Ｔを取付け台に係合させる時も維持される。

本発明の一態様では、取付け台と骨部分Ｔが、プロテーゼ１０が移植された位置にある時に骨部分をプロテーゼに係合することができる機械的係合または結合構造を画定している。図４及び図５に示されているように、取付け台は、あり切込み１９を備えたキーストーンスロット１７を画定している（図５に最も良く図示されている）。このスロットは、骨部分Ｔと直接接触する係合面２１を有する。

骨部分Ｔは、図６及び図７に例示されているように係合構造２５を画定するようにカットされている。係合構造は、係合面２８の両側のありカット２７を含む。例示されている実施形態では、係合構造２５は、雄型構造であって、骨部分Ｔの切断面Ｃから延出し、プロテーゼの取付け台１５に画定された雌型構造１７とインターロック係合する構造を有する。別法では、プロテーゼと骨部分の雌型構造と雄型構造を入れ替えたり、雄型構造と雌型構造の組合せをそれぞれの要素に画定することができる。

あり要素すなわち切込み１９及びカット２７は収束角Ｍをなしている。この収束構造により、プロテーゼの雌型構造１７内への骨部分Ｔの雄型係合構造２５の挿入が自然にストップするようになっている。言い換えれば、プロテーゼを移植してから、係合構造２５をキーストーンスロット１７内でスライドさせて骨部分Ｔをプロテーゼに取り付けることができる。ありカット２７の傾斜した壁部があり切込み１９の補完的な傾斜した壁部に一致すると、骨部分がプロテーゼに確実に固定される。収束角Ｍは、モールス角（Morse angle）として骨とプロテーゼとの係合を促進することができる。

図４に示されているように、キーストーンスロット１７は、取付け台１５の全長に亘って延在させることができる。同様に、骨部分Ｔに形成された係合構造２５も、図６の破線によって示されているように全切断面Ｃに沿って延在させることができる。骨部分Ｔがプロテーゼ１０に最終的に取り付けられた時に雌型構造内に雄型構造の全てが受容されて確実に係合するように、係合構造１７と２５が補完的であるのが好ましい。

この実施形態では、係合構造１７と２５によってプロテーゼと骨部分が固定される。プロテーゼの係合面２１が骨部分Ｔの係合面２５に接触する。プロテーゼ係合面２１は、骨部分Ｔからプロテーゼ内への骨成長を可能とする骨成長構造を有するのが好ましい。骨成長構造は、骨形態形成タンパク質などの骨成長促進物質を充填できる多孔表面を含むことができる。

場合によっては、追加的な機械的固定が望ましいこともある。このような場合、本発明の一実施形態は、セルクラージュ装置の性質上、骨部分を取り囲む１また複数のケーブルを使用することを含む。従って、図８に示されているように、プロテーゼ本体３１に、上記したように構成されたキーストーンスロット３３を設けることができる。この本体は、キーストーンスロット３３の両側に傾斜面３６を画定することができる。図８に示されているように、それぞれの傾斜面３６で開口した孔３５が、スロット３３下側の本体を貫通している。この孔は、その中にケーブルまたはワイヤ３７を通すことができる大きさである。ケーブル３７の一端にはクリンプ３９が設けられており、ケーブル３７が骨部分Ｔを取り囲んでからその反対側の自由端をクリンプすることができる。ケーブルは、セルクラージュワイヤを締めるように従来の方式で締めることができる。クリンプ３９は、ケーブルの両端を確実に永久的に結合できる既知のデザインとすることもできる。従って、ケーブル３７は、骨部分Ｔをプロテーゼ本体３１に保持する更なる機械的ファスナーとなる。

代替の機械的ファスナーが図９及び図１０に示されている。この実施形態では、プロテーゼ本体４１が、骨部分Ｔを取り付ける取付け台４３を画定している。取付け台４３は、あり構造２５などの骨部分の対応する係合構造に係合する上記したキーストーンスロット１７などの係合構造を画定することができる。足場４５が取付け台４３に取り付けられている。特定の実施形態では、取付け台は、足場の軸５０を受容するスロット４７を画定している。スロット及び軸は、骨部分Ｔの取付けが可能な取付け台４３を妨げない位置から、図９に示されている骨部分に係合する位置まで回動できるように構成されている。

足場４５は、骨部分Ｔの形状に概ね一致するように構成された少なくとも２つアーム５５を含む。アーム５５は、骨部分Ｔの少なくとも皮質層に刺入するように構成された複数の爪４９を含むことができる。爪４９は、図９ではアーム５５の頂部に示されているが、足場に沿った他の部分に配置することもできる。爪４９は、足場を骨部分に係合させて骨部分をプロテーゼの所定の位置に保持する手段である。

代替の実施形態では、足場４５は、図１０に最も良く示されているように、アーム５５間に跨るクロスバー５７を含むことができる。クロスバー５７は、クロスバーを通って下側の骨に至る骨ねじ５２の支持面を提供する。骨ねじ５２は、上記した爪４９に加えて或いはその代わりに用いることができる。図９及び図１０には２本の骨ねじが示されているが、これよりも多いまたは少ない数の骨ねじを用いることもできる。加えて、図９に示されているように、骨ねじは、骨部分Ｔの途中までしか届かない大きさである。別法では、骨ねじは、骨部分を完全に通過して、プロテーゼ本体４１の取付け台４３に形成された対応するねじ孔（不図示）に螺合する大きさにすることもできる。

更なる別法では、図８に示されているケーブルシステムを図９及び図１０の足場４５と一体にすることもできる。この代替例では、ケーブルクリンプ３９は、骨ねじ５２が通過できる孔（不図示）を含むように構成することができる。この構造では、ケーブルクリンプを足場に結合して、骨部分Ｔをプロテーゼに確実に固定することができる。

本発明はまた、分離した骨部分Ｔに係合構造２５を形成するためのシステムを含む。従って、図１１に示されているような切断ジグ７０を用意する。このジグは、骨部分をクランプするための２つのアーム８２及び８３を含む。両アームは、骨部分に刺入して保持するためのスパイク７４を備えることができる。アーム８２は、反対側のアーム８３によって保持されたガイドプレート７６に切断面Ｃ（図６）が面するように、骨の近位部分を保持する支持ベース７２を画定している。支持ベース７２は、骨部分の形状に一致する形状にすることができる。

ガイドプレート７６は、図１２に示されている刃８５などの鋸歯のガイドとして作用する複数のスロット７８を画定している。これらのスロットは、ありカット２７を骨部分の切断面Ｃに形成するように構成されている。ありカットが骨部分の全長に亘って延在する場合、スロット７９は、図１１に破線で示されているように適宜延長することができる。

一実施形態では、切断ジグ７０は手動の鋏型器具の形態である。従って、図１２に示されているように２つのアームは、ピボット８７で連結され、把持できるハンドル８９及び９０を有することができる。従って、外科医は一方の手で切断ジグを操作し、他方の手で刃８５を操作することができる。切断ジグ７０以外の器具を用いても、もちろん骨部分に係合構造２５を形成できること理解されたい。軟組織Ｆが付着した骨部分Ｔに対して生体内原位置で必要な切断を実施できる他のあらゆる技術も本発明に含まれる。

本発明の原理をより良く理解できるように、添付の図面を参照しながら例示的な実施形態を用いて説明してきた。しかしながら、本発明の範囲を限定することを意図したものではないことを理解されたい。本発明が、例示した実施形態に対するあらゆる変更形態及び変形形態、並びに当業者が容易に想到する本発明の原理の更なる適用を含むことを理解されたい。

本発明の実施態様は以下の通りである。
（１）関節の修復方法であって、
天然軟組織が付着した骨の一部を分離するステップと、
インプラントの表面を露出させて前記骨の残り部分の中に前記インプラントを移植するステップと、
前記インプラントの前記露出した表面に画定された補完的な構造に機械的にインターロックする表面構造を前記分離した骨部分の表面に設けるステップと、
前記インプラントを前記骨の残り部分の中に移植する時に、前記天然軟組織が前記分離した骨部分に付着した状態で、前記インプラントの前記補完的な構造と前記分離した骨部分の表面構造を機械的に係合させるステップとを含むことを特徴とする関節の修復方法。
（２）前記インプラントの前記補完的な構造が雌型構造を含み、
前記骨表面に設ける前記ステップが、前記分離した骨部分に雄型表面構造を画定するステップを含むことを特徴とする実施態様（１）に記載の関節の修復方法。
（３）前記表面構造と前記補完的な構造がありつぎを画定することを特徴とする実施態様（１）に記載の関節の修復方法。
（４）前記天然軟組織が靭帯または腱であり、
前記表面構造及び前記補完的な構造が、前記分離した骨部分が前記インプラントに機械的に係合すると前記靭帯または腱を張った状態に維持するように構成されていることを特徴とする実施態様（１）に記載の関節の修復方法。
（５）前記表面構造と前記補完的な構造が、前記靭帯または腱の付着部位から離れた反対側の面を画定することを特徴とする実施態様（４）に記載の関節の修復方法。

（６）前記表面構造及び前記補完的な構造がありつぎを画定していることを特徴とする実施態様（５）に記載の関節の修復方法。
（７）更に、前記分離した骨部分と前記インプラントの前記露出表面との間に骨セメントを導入するステップを含むことを特徴とする実施態様（１）に記載の関節の修復方法。
（８）更に、前記プラントの前記露出表面に骨組織の成長を促進するように構成された表面を設けるステップを含むことを特徴とする実施態様（１）に記載の関節の修復方法。
（９）前記関節が股関節であり、前記分離した骨部分が大転子であり、前記骨の残り部分が大腿骨の残りの部分であることを特徴とする実施態様（１）に記載の関節の修復方法。
（１０）更に、機械的ファスナーを用いて前記分離した骨部分を前記インプラントに固定するステップを含むことを特徴とする実施態様（１）に記載の関節の修復方法。

（１１）前記機械的ファスナーが、前記分離した骨部分を通過して前記インプラントに係合するように構成された少なくとも１本のねじを含むことを特徴とする実施態様（１０）に記載の関節の修復方法。
（１２）前記機械的ファスナーが、前記分離した骨部分の少なくとも一部を取り囲んで前記分離した骨部分を前記インプラントに固定できるように構成された少なくとも１つのセルクラージュワイヤを含むことを特徴とする実施態様（１０）に記載の関節の修復方法。
（１３）関節修復用インプラントであって、
前記関節の骨の中に挿入するように構成されたステムと、
前記骨の関節部分の一部を置換するように構成されたヘッドとを含み、
前記ヘッドが、前記骨の前記関節部分の分離部分に形成された補完的な構造に係合するように構成された機械的な係合構造を画定する表面を含むことを特徴とする関節修復用インプラント。
（１４）前記機械的な係合構造が末広の対向した面を含むことを特徴とする実施態様（１３）に記載のインプラント。
（１５）前記機械的な係合構造がありつぎの雌型部分であることを特徴とする実施態様（１３）に記載のインプラント。

（１６）前記ヘッドの前記表面の少なくとも一部が、骨組織の成長を促すように構成されていることを特徴とする実施態様（１３）に記載のインプラント。
（１７）更に、少なくとも１本のねじと、前記ヘッドの前記表面に形成された少なくとも１つのねじ孔とを含み、前記ねじが、前記骨の分離部分が前記ヘッドに係合した時に前記骨の分離部分を通過するサイズであることを特徴とする実施態様（１３）に記載のインプラント。
（１８）更に、前記骨の分離部分が前記ヘッドに係合した時に前記骨の分離部分を取り囲めるように構成された、前記インプラントに係合する少なくとも１つのセルクラージュケーブルを含むことを特徴とする実施態様（１３）に記載のインプラント。

大腿骨近位部分を示す図である。 股関節形成術で除去される大腿骨近位部分を示す図である。 移植された本発明のインプラントを示す図である。 本発明のインプラントの取付け台を示す図である。 本発明のインプラントの取付け台のあり切込みを示す断面図である。 軟組織が付着した骨部分の係合構造を詳細に示す斜視図である。 軟組織が付着した骨部分のありカットを示す側面図である。 本発明のインプラントのキーストーンスロット及びインプラントの孔に通されたワイヤを示す断面図である。 骨部分を本発明のインプラントに取り付けるための代替の機械的ファスナーの側面図である。 骨部分を本発明のインプラントに取り付けるための代替の機械的ファスナーの正面図である。 分離した骨部分に係合構造を形成するための切断ジグの斜視図である。 手動の鋏型器具の形態である切断ジグの側面図である。

符号の説明

Ａ 屈筋組織付着部位
Ｂ 孔
Ｆ 屈筋組織
Ｈ 骨頭
Ｍ 収束角
Ｎ 骨頸
Ｐ 大腿骨近位部分
Ｓ 骨幹
Ｔ 大転子（骨部分）
１０ プロテーゼ
１１ プロテーゼ本体
１２ 頸部
１３ ステム
１５ 取付け台
１７ キーストーンスロット
１９ 切込み
２１ プロテーゼ係合面
２５ あり構造
２７ ありカット
２８ 骨部分係合面
３３ スロット
３５ 孔
３６ 傾斜面
３７ ワイヤ
３９ クリンプ
４１ プロテーゼ本体
４３ 取付け台
４５ 足場
４９ 爪
５０ 足場の軸
５５ アーム
７０ 切断ジグ
７２ 支持ベース
７４ スパイク
７６ ガイドプレート
７８、７９ スロット
８２、８３ アーム
８５ 刃
８７ ピボット
８９、９０ ハンドル

Claims (7)

1. 関節の修復方法であって、
   天然軟組織が付着した骨の一部を分離するステップと、
   インプラントの表面を露出させて前記骨の残り部分の中に前記インプラントを移植するステップと、
   前記インプラントの前記露出した表面に画定された補完的な構造に機械的にインターロックする表面構造を前記分離した骨部分の表面に設けるステップと、
   前記インプラントを前記骨の残り部分の中に移植する時に、前記天然軟組織が前記分離した骨部分に付着した状態で、前記インプラントの前記補完的な構造と前記分離した骨部分の表面構造を機械的に係合させるステップとを含むことを特徴とする関節の修復方法。
2. 関節修復用インプラントであって、
   前記関節の骨の中に挿入するように構成されたステムと、
   前記骨の関節部分の一部を置換するように構成されたヘッドとを含み、
   前記ヘッドが、前記骨の前記関節部分の分離部分に形成された補完的な構造に係合するように構成された機械的な係合構造を画定する表面を含むことを特徴とする関節修復用インプラント。
3. 前記機械的な係合構造が末広の対向した面を含むことを特徴とする請求項２に記載のインプラント。
4. 前記機械的な係合構造がありつぎの雌型部分であることを特徴とする請求項２に記載のインプラント。
5. 前記ヘッドの前記表面の少なくとも一部が、骨組織の成長を促すように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のインプラント。
6. 更に、少なくとも１本のねじと、前記ヘッドの前記表面に形成された少なくとも１つのねじ孔とを含み、前記ねじが、前記骨の分離部分が前記ヘッドに係合した時に前記骨の分離部分を通過するサイズであることを特徴とする請求項２に記載のインプラント。
7. 更に、前記骨の分離部分が前記ヘッドに係合した時に前記骨の分離部分を取り囲めるように構成された、前記インプラントに係合する少なくとも１つのセルクラージュケーブルを含むことを特徴とする請求項２に記載のインプラント。
   

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