JP2009540977A - 人工器官の関節のソケット用挿入具 - Google Patents

Abstract

本発明は、細長い軸体と、関節のソケットに接続するために軸体の前方端部に設けられた吸引ヘッドと、細長い軸体にガイドされたピストン、吸引ヘッドで開く吸引ライン、及び、細長い軸体上のガイドトラックに沿ってガイドされる駆動要素を備える吸引装置と、を備える、人工器官の関節のソケット用の挿入具に関する。ガイドトラックは、螺旋形状をしているとともに、好ましくは凹部であるロック装置を備える。螺旋形状により、回転運動及び縦運動を行う。縦運動は減圧を生成し、回転運動はロック位置にもたらす。装置の取り扱いがシンプルである。

Description

本発明は、細長い軸体と、関節のソケットに接続するために軸体の前方端部に設けられた吸引ヘッド（suction head）と、細長い軸体にガイドされたピストン、吸引ヘッドで開く（open out）吸引ライン、及び、細長い軸体上のガイドトラックに沿ってガイドされる駆動要素（actuating element）を備える吸引装置と、を備える、人工器官の関節のソケット（joint socket）用の挿入具に関する。

人体のある関節用の人工器官、特に肩関節用及び腰関節用の人工器官は、一般に、関節のソケットとして構成された構成要素を含む。腰の人工器官において、これは、通常、寛骨臼に適合される構成要素である。それは、一つの要素、あるいは外側要素とそれに適合される別体の支持挿入物とを備える二つの要素で構成することができる。二つの要素で構成される場合において、生じる問題は、セメント無しの移植の場合には、固定が、打ち込まれる構成要素を必要とする。特に後者がプラスチック材料又はセラミック材料で作られている場合、これは傷つき易い支持挿入物にダメージを容易にもたらす場合がある。したがって、それが挿入されるとき、特にそれが打ち込まれるとき、関節のソケットの取り扱いを容易にする装置の必要性が存する。

特許文献１は、真空駆動されたソケット保持具を有する装置を示す。細長い軸体の前方端部では、装置は、空気弁を備えた管状の接続片によって真空源が接続される吸引ヘッドを有する。移植される関節のソケットが吸引ヘッド上に取り付けられる。減圧（underpressure）が、吸引ヘッドへ導くラインで確立される。このように、関節のソケットは吸引ヘッド上で保持される。関節のソケットは、挿入されることができ、適切な場合、軸体の他端に配置された殴打（strike）ヘッドにより打ち込まれる。装置を解放するために、吸引ラインは空気弁によって換気され（ventilated）、その結果として、吸引ヘッドの真空が終わり、吸引ヘッドを備えた装置が、打ち込まれた関節のソケットから容易に分離できる。接続ラインは、軸体から離れているように構成されており、後者からV字形状で突出する。したがって、装置は比較的かさばっており、特に閉じ込められた（confined）動作状態（operating condition）の下で取り扱いにくい。

特許文献２は、さらに開発される装置を示す。それは、同様に、前方端部に吸引ヘッド、及び後方端部に殴打（strike）ヘッドを備えた軸体を有する。吸引ヘッドで開き（open out）、減圧（underpressure）が確立されている吸引ラインも設けられている。しかしながら、減圧（underpressure）は、外部真空源の取付（attachment）によって提供されず、その代りに、装置に一体化されたポンプによって生成される。この目的のために、軸体に一体化されたピストンポンプが設けられる。長手方向（longitudinal）に移動可能なピストンは、ピストンによって横方向に（transversely）押圧される駆動ロッドによって後方に移動する。その結果として、減圧（underpressure）が、単一の又は繰り返しの駆動によって生成される。閉止状態にある空気弁は、真空が漏れない（escape）ことを保証する。このように、前の装置に関して既に詳細に説明されているように、関節のソケットは、装置上でしっかりと保持され、所定の位置に挿入されるか、打ち込まれる。最後に、空気弁が開いている。その結果として、減圧（underpressure）が漏れない（escape）ことができ、装置は関節のソケットから容易に解放される。一体化されたピストンポンプは、特許文献１から知られた装置に関する改善を表わす。しかしながら、その取り扱いは、依然として比較的複雑である。さらに、空気弁の位置とは別に、ユーザーは、十分な減圧（underpressure）が吸引ラインにあるか否かに関する情報が与えられない。
米国特許出願第3 589 992号（US-A-3 589 992） 独国特許出願第197 32 923号（DE-A-197 32 923）

最後に言及した先行技術から始まって（start out from）、したがって、本発明の目的は、より安全でより容易に取り扱うことのできるように、最初に述べられたタイプの装置を改善することである。

本発明に係る解決策は、独立クレームの特徴を有する装置に存する。好ましい開発（development）は、従属クレームの主題である。

本発明によれば、細長い軸体と、関節のソケットに接続するために軸体の前方端部に設けられた吸引ヘッド（suction head）と、細長い軸体にガイドされたピストン、吸引ヘッドで開く（open out）吸引ライン、及び、細長い軸体上のガイドトラックに沿ってガイドされる駆動要素（actuating element）を備える吸引装置と、を備える、人工器官の関節のソケット（joint socket）用の挿入具において、ガイドトラックが螺旋形状をしているとともに吸引位置用のロック配置を有する対策（provision）がなされている。

螺旋形状は、ピストンがその吸引位置に移動する間に駆動要素が螺旋の形態で後方に移動するという効果を有する。そうする際に、駆動要素は、回転運動及び長手方向（longitudinal）の運動の両方を行う。長手方向（longitudinal）の運動によって、吸引ヘッド上で関節のソケットを保持するために減圧（underpressure）が吸引チャネル（channel）に生成される。回転運動（rotation movement）によって、ガイドトラックの終端でロック位置に到着するまで、駆動要素は同時に回転する。駆動要素は、この位置で安定的に保持される。好ましくは、ロック位置は、凹部として構成される。駆動要素の変化した角度位置は、ピストンが駆動要素で後方のロック位置に位置決めされているか否かについて、及び減圧（underpressure）がこのように確立されているか否かについて、オペレーターが背後から一目で見ることを可能にする。これにより、装置の状態について単純な目視チェックが可能になる。さらに、ガイドトラックの螺旋形状は、減圧（underpressure）装置が押圧（pushing）／ねじ込み（screwing）運動によって駆動されることを可能にするという利点を持つ。最後に述べた先行技術に係る装置で必要であるので、これは純粋の押圧（pushing）運動よりも人間工学的に好ましい。さらに、伝達比（transmission ratio）は、螺旋形状のガイドトラックの傾斜の選択により決定される。急な傾斜で、かなりの減圧（underpressure）が確立される一方で、あまり急ではない傾斜で、減圧（underpressure）を達成するために必要とされる駆動力が低減される。両方のケースにおいて、移動の単純な継続（continuation）は、終端にある駆動要素がロック位置に到達するという効果を有する。このように、本発明に係る装置は、取り扱いを単純化するだけでなく、駆動の安全性及び保持の安全性を高める。さらなる利点は、装置を解放するために別体の空気弁が必要ではないということである。その代りに、それは、抵抗のあるポイントを越えてそのロック位置から駆動要素を移動させ、かつ螺旋形状をしたガイドトラックに沿ってそれを前方に再びもたらすのに十分である。このように、減圧（underpressure）が自動的に減少し、その結果として、装置は、挿入された関節ソケットから容易に解放される。したがって、吸引装置は、一つの移動部(すなわちピストン)を持つことを必要とするだけである。別体の空気弁の省略は、製造を簡略化して、操作（operating）の安全性を高める。本発明によれば、空気弁での漏れにより、もはや真空が徐々に失われることにはならない。本発明に係る装置は、よい良い保持性を提供するだけではなく、安価な製造コストでより大きな安全性を提供する。

軸体の後端で交換可能なガイド・ヘッドが設けられているならば、ガイドトラックがその上に配置されていることは望ましい。これにより、ガイド・ヘッドが洗浄目的で除去されるか、別のもので置換されることが可能になる。ガイド・ヘッドが除去されているとき、吸引装置のピストンは、軸体から後方に容易に引っ込めることができる。当該装置は、その個別部品へ容易に分解され、確実に洗浄される。異なった形状のガイドトラックを持った、特に急峻な傾斜又は急峻ではない傾斜を持った、さらなるガイド・ヘッドの提供（provision）によって、装置は、異なった挿入シナリオ（scenario）に適合することができる。例えば、比較的重い関節のソケットを保持するために、最小の傾斜を持ったガイド・ヘッドは、等しい駆動力でより大きな真空を生み出す（develop）ために設けられる。
反対に、小さくて軽量の関節のソケットで、急峻なガイドトラックは迅速な動作を可能にするために設けられる。

好ましくは、殴打（strike）ヘッドは、軸体の後端に形成される。それは、軸体に固定して、あるいは交換可能なガイド・ヘッド上に設けられる。それは、一種のアンビルとして働き、関節のソケットが嵌合している（fitted）とき、打撃ツールを備えた装置に作用することを可能にする。本発明に係る駆動要素のロックは、駆動要素が打撃作用下で吸引位置から緩くならないことを保証し、その結果として、真空の不用意なロス（loss）が確実に回避される。

吸引ヘッドは、装置によって保持された関節のソケットが支える周辺の支持（bearing）面を有する。特に、支持面は、例えば打撃からの挿入力の伝達に役立つ。好ましくは、シーリングリングは、吸引ヘッドと関節のソケットとの間での真空の望まない漏出（escape）を防ぐために、打撃の影響（effect）の下でさえ十分なシーリング（sealing）作用を有するために設けられる。このシーリングリングは、支持面と吸込チャネルの口との間に配置される。シーリングリングは、Oリングとして構成されたり、単独に、二重に、あるいは多重に（multiply）設けられる。好適には、シーリングリングは、摩耗（wear）の場合には、別のものに置換されるように交換可能である。

傷つき易い関節のソケットのダメージあるいはセラミック挿入物のダメージを避けるために、保護リングは、好ましくは吸引ヘッドの支持面に対して設けられる。保護リングは、吸引ヘッドの支持面に対して一体化であっても、あるいは別体であってもよい。保護リングは、好ましくはプラスチック材料で作られている。保護リングは、吸引ヘッドの支持面と、関節のソケットか挿入物の嵌合する表面との間での直接的な接触を回避する。ダメージのリスクは、金属からなる吸引ヘッドとセラミックスからなる挿入物との場合に特に発生するので、ダメージのリスクはこのように有効に打ち消される。しかしながら、保護リングは、機械的な支持機能を提供するだけでなく、追加でさらなるシールとして役立つことができる。

ガイド面は、吸引ヘッド上に設けることもできる。ガイド面は、支持面と吸引ラインの口との間に位置し、好適には円錐形状あるいは球形状である。ガイド面は、関節のソケットか挿入物の開口の中に吸引ヘッドを導入することを単純化する。したがって、これは、関節のソケットあるいは挿入物を吸引ヘッドに取り付けるときの不正確さによってもたらされたダメージのリスクを打ち消す。

吸引ヘッドは、好ましくは交換可能であるように構成されている。好適には、いくつかの吸引ヘッドは、関節のソケットあるいは挿入物の異なったサイズに対して設けられている。このように、異なったサイズ及び形状の関節のソケットあるいは挿入物が本発明に係る装置を取り扱われることを可能にする装置セットが設けられる。装置セットは、本発明に係る装置が一度利用可能になるのに十分であり、それぞれの使用された吸引ヘッドが適合することになっている挿入物あるいは適合することになっているソケットに従って選択されるのに十分である。異なったサイズに対する一セットの吸引ヘッドとは別に、別のタイプの人工器官又は挿入物をカバーするさらなるセットが設けられる。

本発明は、好適な実施態様を例示する図面を参照しながら以下に説明される。

本発明に係る装置は、主として、円筒形状で延在する軸体1を含む。その前方端部では、吸引ヘッド2は、ネジ接続によって交換可能にネジ留めされる。軸体1の後端部には、半径方向外方に突出してグリップを形成する二つの直径方向に対向するウィングから構成された1対のウィング3がある。

更に、後端部に、軸体に同様にネジ留めされるガイド・ヘッド4が存在する。

軸体1は、中空体として形成され、円筒状のキャビティ(図示せず)を有する。軸体1は、吸引装置10の構成部分である。それは以下に詳細に説明される。キャビティは、吸引ヘッド2にある吸込チャネル17を介して吸引ヘッド2の先端に接続される。吸込チャネル17は、口18で終端する。吸引ヘッド2は、中心部材として、支台カラー（abutment collar）21及び周溝23を備えた円筒形状の延在部(extension)22を有する。軸体1の方に向いたその後面を持った支台カラーは、ねじ付きの接続29のための支台として働く。ねじ付きの接続29で、吸引ヘッド2が、軸体1の前方端部にネジ留めされる。支持（bearing）面26は、支台カラー21の前方端部面に形成される。支持（bearing）面26は、支持ソケット(図示せず)にセラミックスの挿入物を挿入するために推進（thrust）力を働かせるために腰人工器官のセラミック挿入物(図示せず)の終端面（end face）と係合する役目をする。保護リング27は、保護及び良好なシーリングのために設けられる。保護リング27は、支持面26の寸法と大略同じであり、表面を保護するために、支持面26と、嵌合表面として機能するセラミック挿入物(図示せず)の終端面（end face）との間に位置する。遊び（play）を持って、吸引ヘッド2がセラミックスの挿入物に中心に導入されるように、円筒形状の延在部22の直径は、セラミック挿入物の開口の内側幅に適応している。一旦、吸引ヘッド2がセラミック挿入物の終端面が支持面26あるいは保護リング27に支えられている（rest on）ような範囲（extent）に導入されたならば、溝23に嵌合されたシーリングリング28はセラミック挿入物(図示せず)の内側と接触する。このことは、セラミックスの挿入物が取り付けられたとき、シーリングリング28の前に位置する口18を備えた吸引ヘッド2の領域が周囲環境から密閉されるようなシーリング効果を提供する。このように、セラミック挿入物は、吸引ヘッド2上に保持される。

吸引装置10の構造及び動作のモードは、以下に説明される。吸引装置10は、ピストン11を主に含む。ピストン11は、その前方端部のシール19で、軸体10の円筒形状のキャビティに密閉状態で差し込まれる。横方向のロッドとして構成されたハンドル13を備えた駆動要素12が、ピストン11の後方領域に配置されている。ピストン11の後端部は、アンビル様のアタッチメントを持った殴打（strike）ヘッド6として構成されている。軸体1へ導入されたピストン11は、正面位置で静止している（at rest）。吸引装置10を動かすために、ピストン11は、ハンドル13によって手動で引き戻される。このように後方に移動するピストン11は、吸込チャネル17において、及びシール28とセラミックスの挿入物との間の領域において、減圧（underpressure）を生成する。このように、減圧（underpressure）が維持される間、セラミックスの挿入物は吸引ヘッド2上で固定的に保持される。装置が再び解放されることになっているならば、ピストン11は駆動要素12によって再び前進する。その結果として、減圧（underpressure）が低減されて、吸引ヘッドはセラミックスの挿入物から容易に解放される。

本発明の基本的な特徴は、軸体1上で駆動要素12をガイドすることである。その後端部では、軸体1は、螺旋形のスリーブとして構成されたガイド・ヘッド4を有する。周辺の方向に螺旋形の形態で傾斜して前方に延在する二つのガイドトラック14が、ガイド・ヘッド4上に形成される。二つのガイドトラック14は、それらの後方領域において、凹部15を持った肩部を有する。二つのガイドトラック14は、それらの前方領域において、斜面部16を有する。その展開（development）が所定の傾斜角度を備えた直線を形成するように、斜面部16が構成されている。ハンドル13の横方向のロッドが事実上遊び（play）無しで自由にガイドされるように、ガイドトラック14の幅が寸法構成されている。ガイドトラック14の前方端部は、ハンドル13の前方の支台位置を規定し、したがって、ピストン11の前方の支台位置を規定する。これは休止（rest）位置である。これにより、最後的に、ハンドル13が肩によって凹部15の中へ横方向にスライド移動して、そこにロックするまで、ピストンはハンドル13上で押圧（pushing）運動／ねじ（screwing）運動によって後方に移動することができる。これは吸引（suction）位置を規定する。オペレーターが押圧（pushing）運動／ねじ（screwing）運動を実施することを簡単にするために、ウィング3は軸体10上に設けられている。オペレーターは、軸体1上にある片手で装置を保持することができ、ハンドル13での吸引装置10の駆動時に、望まないねじりが回避されるように、ウィング（wing）3によって装置を支持することができる。斜面部16の傾斜角度は、ねじ（screwing）運動に対する押圧（pushing）運動の比を決定する。駆動要素12が比較的小さな力で駆動されるならば、好適には、選択された角度は小さな角度である。すなわち、斜面部16は、前方よりも側方に向けてより多く延在する。対照的に、大きな駆動力が期待できない場合、好ましくは、容易で迅速な駆動のために、斜面部16を急峻にしてもよい。すなわち、傾斜角度を大きくしてもよい。これは、ピストン11の僅かなねじ（screwing）運動から、比較的大きなストロークに帰着する。動作の速度は結果として増加するが、より大きな駆動力がこの目的に必要になる。

吸引装置10が吸引位置に到達したとき、ハンドル13はガイドトラック14の凹部15にロックされる。このように、ハンドル13がロック位置から不用意に跳ねることが防止される。ガイドトラック14の凹部15にあるハンドル13の支持（bearing）は、その後端部に殴打（strike）ヘッド6を持ったピストン11と、軸体1及びその支持面26との間に軸方向の圧力ばめ（force fit）接続を形成する。このように、殴打（strike）ヘッド6への強打のインパクトは、ハンドル13、凹部15、軸体1から支持面26までを介して伝搬され、そして最後に、嵌合しているセラミック挿入物に伝搬される。ハンドル13を凹部15に確実にロック固定することによって、駆動装置12が吸引（suction）位置から跳ねるという危険性が無くなる。セラミックスの挿入物が打ち込まれた後、単にハンドル13を回すことによりピストン11は休止位置に戻される。その結果として、減圧（underpressure）から免れて（escape）、吸引ヘッド2がセラミックスの挿入物から容易に分離される。

導入部で既に説明したように、吸引ヘッド2は、ねじにより軸体1上に固定される。好ましくは、吸引ヘッド2に加えて、異なったサイズや異なった形状の他の吸引ヘッド2'を含む一つのセットの吸引ヘッドが設けられる。図３のa)は、異なった形態のソケット形状を備えた大きなセラミック挿入物に対して構成された吸引ヘッド2'を示す。吸引ヘッド2'は、主として、シーリングリングを受け入れるための溝が延在部22'に配置されていることにおいて、図３のb)に示したものと相違している。延在部22'は、円筒形状の代わりに球形状をしている。他の形状及び／又はサイズにおいて他の代替の吸引ヘッドを提供することができることは認識されるだろう。

本発明に係る装置の実施態様を例示する斜視図である。 図１に図示した装置の、駆動要素を持った、吸引装置の軸体及びピストンを示す。 装置の軸体上に取り付けるための二つの異なった吸引ヘッドを示す。 休止位置及び吸引位置にある吸引装置の駆動要素を示す。

符号の説明

１：軸体
２：吸引ヘッド
３：ウィング（wing）
４：ガイド・ヘッド
６：殴打（strike）ヘッド
１０：吸引装置
１１：ピストン
１２：駆動要素
１３：ハンドル
１４：ガイドトラック
１５：凹部
１６：斜面部
１７：吸込チャネル
２２：延在部
２６：支持面
２７：保護リング
２８：シーリングリング

Claims (12)

1. 細長い軸体(1)と、
   関節のソケットに接続するために軸体(1)の前方端部に設けられた吸引ヘッド(2、2')と、
   軸体(1)にガイドされたピストン(11)、吸引ヘッド(2、2')で開いた吸引ライン(17)、軸体(1)上のガイドトラック(14)に沿ってガイドされる駆動要素(12)を備える吸引装置(10)と、を備え、
   前記ガイドトラック(14)は、螺旋形状であるとともに、吸引位置にある駆動要素(12)に対してロックするロック配置を有することを特徴とする人工器官の関節のソケット用の挿入具。
2. 前記ロック配置が、凹部(15)として構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の挿入具。
3. 前記軸体(1)の後端部は、ガイドトラック(14)が配置されている交換可能なガイド・ヘッド(4)を備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の挿入具。
4. 殴打ヘッド(6)が駆動要素(12)上に形成されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の挿入具。
5. 支持面(26)と口(18)との間に配置されたシール(28)は、吸引ヘッド(2、2')上に設けられることを特徴とする、請求項１乃至４のうちのいずれか一つに記載の挿入具。
6. 前記シール(28)が交換可能であることを特徴とする、請求項５に記載の挿入具。
7. 支持面(26)をカバーする保護リング(27)が設けられていることを特徴とする、請求項１乃至６のうちのいずれか一つに記載の挿入具。
8. 前記吸引ヘッド(2、2')は、ガイド面をさらに有することを特徴とする、請求項１乃至７のうちのいずれか一つに記載の挿入具。
9. 前記ガイド面(22')が球形状をしていることを特徴とする、請求項８に記載の挿入具。
10. 前記ガイド面(22)が円筒形状をしていることを特徴とする、請求項８に記載の挿入具。
11. 異なったサイズのいくつかのセットの吸引ヘッド(2、2')が設けられていることを特徴とする、請求項１乃至１０のうちのいずれか一つに記載の挿入具。
12. 他のタイプの関節のソケットのために、さらなるセットの吸引ヘッド(2')が設けられていることを特徴とする、請求項１乃至１１のうちのいずれか一つに記載の挿入具。

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