JP2009502235A - 関節の表面を彫刻するための装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(発明の分野)
本発明は、最小限に侵襲的な膝関節全置換術に使用されるインプラントに関する。詳細には、本発明は、ヒトの関節の関節形成におけるモジュール式ベアリング面、並びに可動ベアリングおよび固定ベアリングのモジュール式構成要素に関する。
足関節、膝関節、股関節、もしくは肩関節、または脊椎運動セグメントなどの関節は、一般に、2つ以上の相対的に剛性の骨構造体であって、互いの関係を維持する骨構造体から成る。各骨構造体にまたがる軟部組織構造体は、骨構造体を一緒に保持し、他の骨構造体に対するある骨構造体の運動または運動機能を画定するのに役立つ。たとえば膝関節の場合、骨構造体は大腿骨、脛骨および膝蓋骨である。膝関節にまたがるか、または挿置される軟部組織構造体、たとえば筋肉、靭帯、腱、半月板、および関節包は、膝関節の運動または動作を促進するための力、支持および安定性を提供する。人体の他の関節の場合と同様、膝関節にまたがる筋肉および腱構造体は、関節を制御された方法で動作させ、しかも関節が秩序正しく機能するように安定させる力学を提供する。力学的安定は、関節を望ましい方向に移動させる一次筋の収縮と、結果として生じる関節荷重を関節の骨構造体に対して望ましい配向限度内に方向付ける拮抗筋の収縮とが結合した結果である。なお、固有フィードバックは、一次筋の収縮と拮抗筋の収縮との間にある程度の制御または平衡を提供するものと考えられる。
本発明は、関節または運動セグメントの各々の骨表面を関節表面再建する関節全置換システムおよび方法であって、個々の患者の関節運動を回復するインプラントシステムを含む最小限に侵襲的な外科手術を伴うシステムおよび方法を提供する。本発明の特徴は、膝関節インプラントシステムなどのインプラントシステムに含まれる複数の副構成要素を係合または結合することである。本発明のもう1つの特徴は、インプラントシステムに含まれる複数の副構成要素の正確かつ繰返し可能な配置を単純化するための器械である。本明細書で使用する場合、以下の用語は、以下の定義を有する。
膝関節の生体構造および外科的アプローチ。図1は、膝関節の一般的な生体構造を示す。大腿骨10は、外側大腿骨顆12、および内側大腿骨顆14をその膝関節の関節形成面上に有する。脛骨16は、外側半月板22(外側大腿骨顆12にほぼ対向する)、および内側半月板20(内側大腿骨顆14にほぼ対向する)をその膝関節の関節形成面上に有する。靭帯は、前部十字靭帯24、後部十字靭帯28、内側側副靭帯26、および外側側副靭帯27を含む。内側脛骨顆30、および外側脛骨顆32は、半月板20および22を支持し、これらの半月板は大腿骨10を支持する。さらに、腓骨34は脛骨16に係合する。
大腿骨の副構成要素と同様、脛骨ベースプレートは、1つの部品として構築されても、複数の構成要素として構築されてもよい。後者の場合、脛骨ベースプレートの副構成要素間の境界面は、拘束されなくても、部分的に拘束されても、完全に拘束されてもよい。大腿骨副構成要素に関して説明した副構成要素の境界面実施形態は、脛骨副構成要素の結合または係合に適用することができ、これは、参考により示唆されている。さらに、脛骨ベースプレートの副構成要素に関して説明した副構成要素の境界面実施形態は、大腿骨副構成要素の結合または係合に適用することができるが、上記とは異なる場合がある。脛骨ベースプレート副構成要素は、適切な金属から製造され、たとえば、コバルトクロム合金、チタン、もしくはチタン合金、またはステンレス鋼;またはジルコニアもしくはアルミナセラミックから製造される。副構成要素は、機械加工されても、鋳造または成形されてもよい。製造方法としては、機械加工、ワイヤおよびプランジEDM、並びにその他の適切な製造プロセスが挙げられる。
Claims (46)
- 第1骨と第2骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第1骨が、予め決められた方法で第2骨に対して移動し、前記装置が、第1骨人工関節を含み、前記人工関節が、前記第1骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の間の相対運動が拘束されない装置。
- 前記第1骨人工関節が複数の個々の大腿骨構成要素を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記複数の個々の副構成要素のうちの2つ以上の間の相対運動が拘束されない、請求項2に記載の装置。
- 前記複数の個々の副構成要素のうちの2つ以上の間の相対運動が部分的に拘束される、請求項2に記載の装置。
- 第1骨と第2骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第1骨が、予め決められた方法で第2骨に対して移動し、前記装置が、第1骨人工関節を含み、前記人工関節が、前記第1骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の間の相対運動が部分的に拘束される装置。
- 前記第1骨人工関節が複数の個々の大腿骨構成要素を含む、請求項5に記載の装置。
- 前記複数の個々の副構成要素のうちの2つ以上の間の相対運動が部分的に拘束される、請求項6に記載の装置。
- 第1骨と第2骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第1骨が、予め決められた方法で第2骨に対して移動し、前記装置が、前記第1骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第1骨人工関節を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の間の相対運動が拘束される装置。
- 前記第1骨人工関節が複数の個々の大腿骨構成要素を含む、請求項8に記載の装置。
- 第1骨と第2骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第1骨が、予め決められた方法で第2骨に対して移動し、前記装置が、
前記第1骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第1骨人工関節であって、前記複数の個々の副構成要素の各々が、前記第1骨に固定されるように構築された内面および外面を有する第1骨人工関節と、
前記第2骨の個々のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第2骨人工関節と、
を備え、前記第1骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の前記外面が、前記第2骨人工関節に接触し、さらに、前記複数の個々の第1骨副構成要素の各々が、関節腔内で組み立てられている間に、拘束されず、前記関節腔内で完全に組み立てられると拘束されるように構築され、結果として得られる前記第1骨人工関節および第2骨人工関節の構成が、予め決められた方法で関節運動して、適切な運動機能を回復する、装置。 - 第1骨と第2骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第1骨が、予め決められた方法で第2骨と関節運動し、前記装置が、
前記第1骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第1骨人工関節であって、前記複数の個々の副構成要素の各々が、前記第1骨に固定されるように構築された内面および外面を有する第1人工関節と、
前記第2骨の個々のベアリング面を模倣および置換するように構築された第2骨人工関節と、
を備え、前記第1骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の前記外面が、前記第2骨人工関節に接触し、さらに、前記第1骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の各々が、関節腔内で組み立てられている間に拘束されず、前記関節腔内で完全に組み立てられると部分的に拘束されるように構築され、結果として得られる前記第1骨人工関節および第2骨人工関節の構成が、予め決められた方法で関節運動して、適切な運動機能を回復する、装置。 - 第1骨と第2骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第1骨が、予め決められた方法で第2骨に対して移動し、前記装置が、前記第2骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第2骨人工関節を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の間の相対運動が拘束されない装置。
- 前記第2骨人工関節が複数の個々の脛骨副構成要素を含む、請求項12に記載の装置。
- 第1骨と第2骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第1骨が、予め決められた方法で第2骨に対して移動し、前記装置が、前記第2骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第2骨人工関節を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の間の相対運動が部分的に拘束される装置。
- 前記第2骨人工関節が複数の個々の脛骨構成要素を含む、請求項14に記載の装置。
- 前記複数の個々の副構成要素のうちの2つ以上の間の相対運動が部分的に拘束される、請求項15に記載の装置。
- 第1骨と第2骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第1骨が、予め決められた方法で第2骨と関節運動し、前記装置が、前記第2骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第2骨人工関節を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の間の相対運動が拘束される装置。
- 前記第2骨人工関節が複数の個々の脛骨構成要素を含む、請求項17に記載の装置。
- 前記複数の個々の副構成要素のうちの2つ以上の間の相対運動が部分的に拘束される、請求項18に記載の装置。
- 第1骨と第2骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第1骨が、予め決められた方法で第2骨に対して移動し、前記装置が、
前記第1骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第1骨人工関節であって、前記複数の個々の副構成要素の各々が、前記第1骨に固定されるように構成された内面および外面を有する第1骨人工関節と、
前記第2骨の個々のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第2骨人工関節と、
を備え、前記第1骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の前記外面が、前記第2骨人工関節の複数の副構成要素に接触し、さらに、前記複数の個々の第1骨人工関節副構成要素の各々が、関節腔内で組み立てられている間に拘束されず、前記関節腔内で完全に組み立てられると拘束されるように構築され、結果として得られる前記第1骨人工関節および第2骨人工関節の構成が、予め決められた方法で関節運動して、適切な運動機能を回復する、装置。 - 前記複数の個々の第2骨の副構成要素が、その前面に、嵌合関係で挿入器械を収容するためのねじ切りされた収容孔を含む、請求項20に記載の装置。
- 前記複数の個々の第1骨の副構成要素が、嵌合関係で挿入器械を収容するための一致するポケットおよびねじ切りされた収容孔をその表面に含む、請求項20に記載の装置。
- 前記挿入器械がブラケットを備え、前記ブラケットが、前記複数の個々の第2骨の副構成要素に接触するように構築された接触面と、前記ブラケットを前記ねじ切りされた収容孔内に固締するためのねじ切りされた固締具とを備え、前記ブラケットが、前記ブラケットと前記複数の個々の第2骨の副構成要素との間を完全に拘束された状態で係止する輪郭を有する、請求項21に記載の装置。
- 前記挿入器械がブラケットを備え、前記ブラケットが、(a)前記複数の個々の第1骨の副構成要素に接触するように構築された接触面;(b)前記ブラケットから外側に延在し、前記一致するポケット内に挿入される内側ボスおよび外側ボス;ならびに(c)前記ブラケットを前記ねじ切りされた収容孔内に固締するためのねじ切りされた固締具を備え、前記ブラケットが、前記ブラケットと前記複数の個々の第1骨の副構成要素との間を完全に拘束された状態で係止する輪郭を有する、請求項22に記載の装置。
- 第1骨と第2骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第1骨が、予め決められた方法で第2骨と関節運動し、前記装置が、
前記第1骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第1骨人工関節であって、前記複数の個々の副構成要素の各々が、前記第1骨に固定されるように構成された内面および外面を有する第1骨人工関節と、
前記第2骨の個々のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の副構成要素を含む第2骨人工関節と、
を備え、前記第1骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の前記外面が、前記第2骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素に接触し、さらに、前記第1骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の各々が、関節腔内で組み立てられている間に拘束されず、前記関節腔内で完全に組み立てられると部分的に拘束されるように構築され、結果として得られる前記第1骨人工関節および第2骨人工関節の構成が、予め決められた方法で関節運動して、適切な運動機能を回復する、装置。 - 複数の個々の第1骨の副構成要素を互いに整列および配向させるための装置であって、
ユーザが操作可能なハンドルであって、ロックスイッチを備えるハンドルと、
解除可能な接続手段によって前記ハンドルに操作可能に接続されたブラケットであって、複数のねじ切りされた固締具を備えるブラケットとを備え、
前記装置が前記複数の個々の第1骨の副構成要素を互いに整列および配向させた後、前記接続手段が解除され、前記ブラケットが前記個々の副構成要素を取り付ける装置。 - 前記接続手段が、ダブテイルロックによって前記ハンドルを前記ブラケットに接続する、請求項26に記載の装置。
- 前記接続手段がシャフトを備える、請求項26に記載の装置。
- 前記接続手段が、トリンクルロックによって、ハンドルを前記ブラケットに接続する、請求項26に記載の装置。
- 前記ハンドルおよび前記ブラケットが一体構造である、請求項26に記載の装置。
- 複数の個々の第2骨の副構成要素を互いに整列および配向させる装置であって、
ユーザが操作可能なハンドルであって、ロックスイッチを備えるハンドルと、
解除可能な接続手段によって前記ハンドルに操作可能に接続されるブラケットであって、複数のねじ切りされた固締具を備える前記ブラケットとを備え、
前記装置が、前記複数の個々の第2骨の副構成要素を互いに整列および配向させた後、前記接続手段が解除され、前記ブラケットが前記個々の副構成要素を取り付ける装置。 - 前記接続手段が、前記ハンドルをダブテイルロックによって前記ブラケットに接続する、請求項31に記載の装置。
- 前記接続手段がシャフトを備える、請求項31に記載の装置。
- 前記接続手段が、前記ハンドルをトリンクルロックによって前記ブラケットに接続する、請求項31に記載の装置。
- 前記ハンドルと前記ブラケットとが一体構造である、請求項31に記載の装置。
- 前記ブラケットが、前記第1骨人工関節の副構成要素として構築される、請求項26に記載の装置。
- 前記ブラケットが前記第2骨人工関節の副構成要素として構築される、請求項31に記載の装置。
- 前記ハンドルが、整列案内手段を嵌合関係で収容するためのねじ切りされた収容孔を前記ハンドルの表面に備える、請求項26に記載の装置。
- 前記ハンドルが、手術ナビゲーション追跡装置を嵌合関係で収容するためのねじ切りされた収容孔を前記ハンドルの表面に備える、請求項26に記載の装置。
- 前記ハンドルが、整列案内手段を嵌合関係で収容するためのねじ切りされた収容孔を前記ハンドルの表面に含む、請求項31に記載の装置。
- 前記ハンドルが、手術ナビゲーション追跡装置を嵌合関係で収容するためのねじ切りされた収容孔を前記ハンドルの表面に含む、請求項31に記載の装置。
- 第1骨人工関節を含む脊椎円板置換装置であって、前記人工関節が、複数の個々の副構成要素を含み、各々の前記複数の個々の副構成要素が、互いに相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素間の前記相対運動が、拘束された相対運動、拘束されていない相対運動、および部分的に拘束された相対運動から成る群から選択される装置。
- 前記第1骨人工関節が、前記脊椎円板の表面と置換するための少なくとも1つの脊椎円板インプラントを含む、請求項42に記載の装置。
- 前記第1骨人工関節が少なくとも1つの小関節面インプラントを含む、請求項42に記載の装置。
- 前記脊椎円板人工関節の前記個々の副構成要素が、脊椎終板およびベアリングインサートを含む、請求項43に記載の装置。
- 隣接する椎体間の支持面を置換するための装置であって、第1椎体および第2椎体が、予め決められた方法で互いに対して移動し、前記装置が、
2つの小関節面構成要素、および終板構成要素を含む第1椎体インプラントのキットであって、前記終板構成要素が、複数の個々の終板副構成要素を設けて構築され、前記小関節面構成要素、および前記複数の個々の終板副構成要素の各々が、前記第1骨に固定されるように構成された内面および外面を有し、前記第1椎体インプラントのキットが、前記第1椎体のベアリング面を模倣および置換するように構築された第1椎体インプラントのキットと、
前記第2椎体の個々の支持面を模倣および置換するための第2椎体インプラントのキットであって、前記キットが、2つの小関節面構成要素、および終板構成要素を備え、前記終板構成要素が、複数の個々の終板副構成要素を設けて構築され、前記小関節面構成要素、および前記複数の個々の終板副構成要素が、前記第1骨に固定されるように構成された内面および外面を有し、前記第2椎体インプラントのキットが、前記第2椎体の前記ベアリング面を模倣および置換するように構築された第2椎体インプラントのキットと、
を備え、前記第1椎体インプラントのキットの前記外面が、前記第2椎体インプラントに接触し、さらに、前記複数の第1椎体および第2椎体の個々の終板副構成要素の各々が、前記脊椎円板内での組み立て時に拘束されず、前記脊椎円板内で完全に組み立てられた時に拘束されるように構築され、前記第1椎体インプラントのキットおよび前記第2椎体インプラントのキットの結果として得られる構成が、予め決められた方法で適切な運動機能を回復するように関節運動する、装置。
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