JP2014180569A - ペグの人工器官への機械的組立 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】整形外科用人工器官は、中実金属部24と多孔質金属部86を有する第1構成要素を含み、前記中実金属部は、前記第2中実金属表面28から前記第1中実金属表面26に向かって延在し、かつその間の平面に端部を有する、テーパ状の内壁70、内部面取りチャンバ72、開口部74を画定し、前記多孔質金属部86が、ヘッド76、シャフト78およびテーパ状の壁84を有するペグ34Aを含み、前記ペグの一部が、前記第2中実金属表面における前記開口部を通過して外向きに延在し、前記中実金属部が前記第1中実金属表面から前記ペグの前記ヘッドまで延在し、前記ペグの前記ヘッドを覆い、前記ペグと、前記中実金属部の前記第2中実金属表面との間に冶金学的な接続がない。
【選択図】図4
Description
本願は、全体が参照として本願に組み込まれている2013年3月15日に出願された米国仮特許出願第61/799570号「Mechanical Assembly of Pegs to Prothesis」に対する優先権を主張する。
本開示は一般的に、埋め込み可能な整形外科用人工関節、より具体的には、軸受構成要素及び軸受構成要素を支持する別の構成要素を有する埋め込み可能な整形外科用人工関節に関連する。
(1) 中実金属部と多孔質金属部を有する第1構成要素、
を含む整形外科用人工器官であって、
前記中実金属部が、第1中実金属表面と前記第1中実金属表面から間隔を置いて配置された第2中実金属表面とを含み、
前記中実金属部は、前記第2中実金属表面から前記第1中実金属表面に向かって延在し、かつ前記第1中実金属表面と前記第2中実金属表面との間の平面に端部を有する、内壁を有し、
前記内壁が、前記第1中実金属表面から最も離れた最小の内径と、前記内壁の前記端部により大きな内径とを有するようにテーパ状になっており、内部面取りチャンバを画定し、
前記第2中実金属表面が、前記内壁と前記第2中実金属表面との接合部に開口部を有し、
前記多孔質金属部が、ヘッドとシャフトを有するペグを含み、
前記ペグの前記ヘッドが、第1自由端と、前記ヘッドと前記シャフトとの接合部から前記第1自由端に向かって延在するテーパ状の壁と、を有し、
前記ペグが、前記第1自由端における最大外径と、前記ヘッドと前記シャフトとの前記接合部におけるより小さい外径と、を有し、
前記ペグの前記ヘッドの少なくともかなりの部分が、前記第1中実金属表面と前記第2中実金属表面との間の前記中実金属部中の前記面取りチャンバ内に受容され、
前記ペグの一部が、前記第2中実金属表面における前記開口部を通過して外向きに延在し、
前記中実金属部が前記第1中実金属表面から前記ペグの前記ヘッドまで延在し、前記ペグの前記ヘッドを覆い、
前記ペグと、前記中実金属部の前記第2中実金属表面との間に冶金学的な接続がない、整形外科用人工器官。
(2) 前記ペグと、前記中実金属部との間に冶金学的な接続がない、実施態様1に記載の整形外科用人工器官。
(3) 前記中実金属部と前記多孔質金属部が異なる金属を含有する、実施態様1に記載の整形外科用人工器官。
(4) 前記中実金属部がコバルトを含有し、前記多孔質金属部がチタンを含有する、実施態様1に記載の整形外科用人工器官。
(5) 前記中実金属部がコバルトと、クロムと、モリブデンの合金を含有し、前記多孔質金属部がチタン金属発泡体を含有する、実施態様4に記載の整形外科用人工器官。
前記第1表面が前記関節面のうちの1つを含み、
前記第2表面が前記骨対向面のうちの1つを含む、実施態様1に記載の整形外科用人工器官。
(7) 前記遠位大腿骨インプラント構成要素の前記関節面を受容するための関節面を有する軸受を更に有する、実施態様6に記載の整形外科用人工関節。
(8) 前記軸受が、前記軸受の前記関節面から間隔を置いて配置された搭載面を有し、前記人工器官が、前記軸受の前記搭載面を受容するための支持面を有する脛骨トレイを更に含む、実施態様7に記載の整形外科用人工器官。
(9) 前記軸受の前記搭載面と前記脛骨トレイの前記支持面が前記軸受を前記脛骨トレイに固定するための相補型構造を有し、
前記相補型構造は、前記トレイの前記支持面から近位側に延在し、前記トレイの前記支持面に連続している中実金属前方バットレスを有し、
前記前方バットレスの一部が、前記ペグの前記ヘッドの少なくとも一部を、前記前方バットレスと前記ペグの前記ヘッドとの間を延在する中実金属で覆う、実施態様8に記載の整形外科用人工器官。
(10) 前記中実金属部が前記ペグを囲む中実金属環を含み、前記中実金属環が、前記第1構成要素の前記中実金属部の前記第2中実金属表面と連続し、そこから延在する、実施態様1に記載の整形外科用人工器官。
(12) 前記金属環が前記ペグの前記表面から約1mm外に延在している、実施態様11に記載の整形外科用人工器官。
(13) 前記面取りチャンバが前記第2中実金属表面の高さを越えて延在するように、前記金属環が、前記面取りチャンバの前記テーパ状の内壁と連続したテーパ状の内壁を有する、実施態様11に記載の整形外科用人工器官。
(14) 前記多孔質金属部が、前記第2中実金属表面に冶金学的に結合された多孔質金属の層を含む、実施態様10に記載の整形外科用人工器官。
(15) 前記ペグの前記ヘッドの前記第1自由端に隣接した前記中実金属部に環状隙間が存在する、実施態様1に記載の整形外科用人工器官。
(17) 前記トレイの前記中実金属部が、前記第1中実金属表面と前記第2中実金属表面との間で5mm未満の厚さを有する、実施態様1に記載の整形外科用人工器官。
(18) 中実金属基部と、多孔質金属ペグと、中実金属プラグから人工関節を作製する方法であって、
前記中実金属基部が、第1中実金属表面と、前記第1中実金属表面から間隔を置いて配置された第2中実金属表面と、前記第1中実金属表面における穴と、前記第2中実金属表面における穴と、前記穴の間に延在し前記穴を画定する内壁を含み、前記内壁が、テーパ状部分と円筒部分を有し、前記テーパ状部分が前記第2中実金属表面で最小内径を、前記第1中実金属表面と前記第2中実金属表面との間の位置に最大外径を有し、前記内壁の前記円筒部分が、前記テーパ状部分から前記第1中実金属表面まで延在し、前記内壁の前記テーパ状部分が、面取りチャンバを画定し、前記円筒部分が円筒型チャンバを画定しており、
前記ペグが、ヘッドとシャフトを含み、前記ヘッドが、第1自由端と、前記第1自由端の端面と、前記第1自由端から前記ヘッドと前記シャフトとの接合部まで延在するテーパ状の壁を有し、前記ペグが、前記第1自由端で最大外径を、前記ヘッドと前記シャフトとの前記接合部でより小さい外径を有し、
前記プラグが、第1中実金属表面と、前記第1中実金属表面から間隔を置いて配置された第2中実金属表面と、前記第1中実金属表面から前記第2中実金属表面に向かって延在する側壁と、を含み、
前記方法が、
前記ヘッドの前記テーパ状の壁が前記内壁の前記テーパ状部分にもたれかかり、前記ペグの前記シャフトが前記中実金属基部の前記第2中実金属表面を過ぎて外向きに延在した状態で、前記ペグを配置する工程であって、前記ペグの前記ヘッドの前記端面が、前記中実金属基部の前記面取りチャンバと円筒型チャンバとの接合部を越えて延在しない、工程と、
前記プラグの前記第2中実金属表面が、前記ペグの前記ヘッドの前記端面にもたれかかり、前記プラグの前記側壁が、前記円筒型チャンバを画定する前記内壁の前記円筒部分と係合した状態で、前記プラグを前記中実金属基部の前記円筒型チャンバに圧力嵌めする工程と、
前記中実金属プラグを前記中実金属基部の前記第1中実金属表面に固定する工程と、
前記基部の前記第1中実金属表面を越えて延在する前記中実金属プラグの望ましくない部分全てを除去する工程と、
を含む方法。
(19) 前記中実金属基部の前記円筒型チャンバが内径を有し、
前記プラグの前記第1中実金属表面が外径を有し、前記プラグの前記第1中実金属表面と、前記プラグの前記側壁が、第1円筒部分を画定し、
前記プラグの前記第2中実金属表面が、外径を有し、前記プラグの前記第2中実金属表面と、前記プラグの前記側壁が、第2円筒部分を画定し、
前記プラグの前記第1円筒部分の前記外径が、前記プラグの前記第2円筒部分の前記外径より大きく
前記円筒型チャンバの前記内径と前記プラグの前記第1円筒部分の前記外径は、前記プラグの前記第1円筒部分の前記円筒型チャンバへの圧力嵌めを可能にする大きさである、実施態様18に記載の方法。
(20) 前記プラグの前記第1円筒部分が前記円筒型チャンバに圧力嵌めされた後は、前記プラグの前記第2円筒部分と前記中実金属基部の前記内壁との間の接触がない、実施態様19に記載の方法。
前記中実金属基部の前記円筒型チャンバが軸長を有し、
前記プラグの前記第1円筒部分の前記軸長が、前記中実金属基部の前記円筒型チャンバの前記軸長よりも大きい、実施態様19に記載の方法。
(22) 前記中実金属基部が、前記第1中実金属表面から高さまで外方向に延在する前方バットレスを含み、
前記プラグの前記第1円筒部分の前記軸長が、前記プラグの前記第1円筒部分の一部が前記中実金属基部の前記第1中実金属表面の上に露出されるように、前記前方バットレスの前記高さまで延在するのに十分大きく、
前記方法が、
前記プラグの前記第1円筒部分を前記前方バットレスに固定する工程と、
前記プラグの前記第1円筒部分の一部が前記前方バットレスの一部を画定するように、溶接後、前記プラグの前記第1円筒部分の一部を除去する工程と、
を含む、実施態様21に記載の方法。
(23) 前記中実金属基部の前記第2中実金属表面が、前記第2中実金属表面内の前記穴を囲み、前記第2中実金属表面から外表面まで外方向に延在する中実金属環を含む、実施態様18に記載の方法。
(24) 前記環の前記外表面の平面から前記円筒型チャンバと面取りチャンバとの接合部を通る平面までの軸方向距離が、前記ペグの前記ヘッドの前記軸長と実質的に同じである、実施態様23に記載の方法。
(25) 前記環の前記外径は、前記環の前記内径よりわずか2mm大きい、実施態様23に記載の方法。
(27) 前記環の前記外表面と前記多孔質金属コーティングの前記露出面が、実質的に同一面である、実施態様26に記載の方法。
(28) 前記プラグを前記円筒型チャンバに圧力嵌めする工程により、前記ペグの前記ヘッドを圧縮する、実施態様18に記載の方法。
(29) 前記ペグが、チタンを含有する金属発泡体を含み、前記中実金属基部が、コバルトを含有する合金を含み、前記中実金属プラグが、コバルトを含有する合金を含む、実施態様18に記載の方法。
(30) 更に、前記中実金属基部の前記第2中実金属表面を多孔質金属でコーティングし、前記多孔質金属コーティングを前記中実金属基部に焼結する工程を含む、実施態様18に記載の方法。
複数の多孔質金属ペグが設けられており、1つの多孔質金属ペグがそれぞれの面取りチャンバ内に配置されており、
複数の中実金属プラグが設けられており、1つの中実金属プラグがそれぞれの円筒型チャンバに圧力嵌めされており、
それぞれの中実金属プラグが前記中実金属基部に固定されており、
前記基部の前記第1中実金属表面を越えて延在するプラグの望ましくない余剰分は全て除去される、実施態様18に記載の方法。
(32) 前記人工関節が、近位脛骨インプラント構成要素、遠位大腿骨インプラント構成要素、及び軸受を有する人工関節膝インプラントを含む、実施態様18に記載の方法。
(33) 前記中実金属基部が、前記近位脛骨インプラント構成要素の一部であり、前記第1中実金属表面が、前記軸受の支持面を画定する、実施態様18に記載の方法。
(34) 前記基部の前記第1中実金属表面を越えて延在する前記中実金属プラグの望ましくない部分全てを除去する工程の後に、前記第1中実金属表面を磨く工程を更に含む、実施態様33に記載の方法。
(35) 前記固定する工程が溶接を含む、実施態様18に記載の方法。
(37) 前記固定する工程が溶接を含む、実施態様31に記載の方法。
(38) 中実部分と多孔質部分を有する第1構成要素、
を含む整形外科用人工器官であって、
前記中実部分が、第1中実表面と、前記第1中実表面から間隔を置いて配置されている第2中実表面を含み、
前記中実部分が、前記第2中実表面から前記第1中実表面に向かって延在し、かつ前記第1中実表面と前記第2中実表面との間の平面に端部を有する、内壁を有し、前記内壁が、チャンバを画定し、
前記第2中実表面が、前記内壁と前記第2中実表面との接合部に開口部を有し、
前記多孔質部分が、ヘッドとシャフトを有するペグを含み、
前記ペグの前記ヘッドの少なくともかなりの部分が、前記第1中実表面と前記第2中実表面との間の前記中実部分の前記チャンバ内で受容され、
前記ペグの一部が、前記第2中実表面における前記開口部を通過して外向きに延在し、
前記中実部分が前記第1中実表面から前記ペグの前記ヘッドまで延在し、前記ペグの前記ヘッドを覆い、
前記ペグ及び前記中実部分の前記第2中実表面が、一緒に結合されない、整形外科用人工器官。
(39) 前記第1構成要素の前記中実部分が金属を含有する、実施態様38に記載の整形外科用人工器官。
(40) 前記ペグが多孔質金属を含有する、実施態様38に記載の整形外科用人工器官。
(42) 前記ペグの前記ヘッドが、円錐台形状である、実施態様38に記載の整形外科用人工器官。
(43) 中実基部と、多孔質ペグと、中実プラグとから人工関節を作製する方法であって、
前記中実基部が、第1中実表面と、前記第1中実表面から間隔を置いて配置されている第2中実表面と、前記第1中実表面内の穴と、前記第2中実表面内の穴と、それらの前記穴の間を延在してチャンバを画定する内壁と、を含み、
前記ペグが、ヘッドとシャフトを含み、前記ヘッドが第1の自由端を有し、前記ペグが、前記第1自由端で最大外径を、前記ヘッドと前記シャフトとの接合部でより小さい外径を、有し、
前記プラグが、第1中実表面と、前記第1中実表面から間隔を置いて配置される第2中実表面と、前記第1中実表面から前記第2中実表面に向かって延在する側壁と、を含み、
前記方法が、
前記中実基部の前記チャンバ内に前記ペグを配置する工程と、
前記プラグの前記第2中実表面が前記ペグの前記ヘッドの前記端面にもたれかかっている状態で、前記プラグを前記中実基部の前記チャンバに圧力嵌めする工程と、
前記中実プラグを前記中実基部の前記第1中実表面に固定する工程と、
前記基部の前記第1中実表面を越えて延在する前記中実プラグの望ましくない部分全てを除去する工程と、
を含む方法。
(44) 前記中実基部が金属を含有し、前記プラグが金属を含有する、実施態様43に記載の方法。
(45) 前記ペグが多孔質金属を含有する、実施態様43に記載の方法。
(47) 前記中実プラグを前記中実基部の前記第1中実表面に固定する工程が溶接を含む、実施態様43に記載の方法。
Claims (17)
- 中実金属部と多孔質金属部を有する第1構成要素、
を含む整形外科用人工器官であって、
前記中実金属部が、第1中実金属表面と前記第1中実金属表面から間隔を置いて配置された第2中実金属表面とを含み、
前記中実金属部は、前記第2中実金属表面から前記第1中実金属表面に向かって延在し、かつ前記第1中実金属表面と前記第2中実金属表面との間の平面に端部を有する、内壁を有し、
前記内壁が、前記第1中実金属表面から最も離れた最小の内径と、前記内壁の前記端部により大きな内径とを有するようにテーパ状になっており、内部面取りチャンバを画定し、
前記第2中実金属表面が、前記内壁と前記第2中実金属表面との接合部に開口部を有し、
前記多孔質金属部が、ヘッドとシャフトを有するペグを含み、
前記ペグの前記ヘッドが、第1自由端と、前記ヘッドと前記シャフトとの接合部から前記第1自由端に向かって延在するテーパ状の壁と、を有し、
前記ペグが、前記第1自由端における最大外径と、前記ヘッドと前記シャフトとの前記接合部におけるより小さい外径と、を有し、
前記ペグの前記ヘッドの少なくともかなりの部分が、前記第1中実金属表面と前記第2中実金属表面との間の前記中実金属部中の前記面取りチャンバ内に受容され、
前記ペグの一部が、前記第2中実金属表面における前記開口部を通過して外向きに延在し、
前記中実金属部が前記第1中実金属表面から前記ペグの前記ヘッドまで延在し、前記ペグの前記ヘッドを覆い、
前記ペグと、前記中実金属部の前記第2中実金属表面との間に冶金学的な接続がない、整形外科用人工器官。 - 前記ペグと、前記中実金属部との間に冶金学的な接続がない、請求項1に記載の整形外科用人工器官。
- 前記中実金属部と前記多孔質金属部が異なる金属を含有する、請求項1に記載の整形外科用人工器官。
- 前記中実金属部がコバルトを含有し、前記多孔質金属部がチタンを含有する、請求項1に記載の整形外科用人工器官。
- 前記中実金属部がコバルトと、クロムと、モリブデンの合金を含有し、前記多孔質金属部がチタン金属発泡体を含有する、請求項4に記載の整形外科用人工器官。
- 前記第1構成要素が、関節面と骨対向面を有する遠位大腿骨インプラント構成要素を含み、
前記第1表面が前記関節面のうちの1つを含み、
前記第2表面が前記骨対向面のうちの1つを含む、請求項1に記載の整形外科用人工器官。 - 前記遠位大腿骨インプラント構成要素の前記関節面を受容するための関節面を有する軸受を更に有する、請求項6に記載の整形外科用人工関節。
- 前記軸受が、前記軸受の前記関節面から間隔を置いて配置された搭載面を有し、前記人工器官が、前記軸受の前記搭載面を受容するための支持面を有する脛骨トレイを更に含む、請求項7に記載の整形外科用人工器官。
- 前記軸受の前記搭載面と前記脛骨トレイの前記支持面が前記軸受を前記脛骨トレイに固定するための相補型構造を有し、
前記相補型構造は、前記トレイの前記支持面から近位側に延在し、前記トレイの前記支持面に連続している中実金属前方バットレスを有し、
前記前方バットレスの一部が、前記ペグの前記ヘッドの少なくとも一部を、前記前方バットレスと前記ペグの前記ヘッドとの間を延在する中実金属で覆う、請求項8に記載の整形外科用人工器官。 - 前記中実金属部が前記ペグを囲む中実金属環を含み、前記中実金属環が、前記第1構成要素の前記中実金属部の前記第2中実金属表面と連続し、そこから延在する、請求項1に記載の整形外科用人工器官。
- 前記中実金属環と前記ペグとの間に冶金学的な結合がない、請求項10に記載の整形外科用人工器官。
- 前記金属環が前記ペグの前記表面から約1mm外に延在している、請求項11に記載の整形外科用人工器官。
- 前記面取りチャンバが前記第2中実金属表面の高さを越えて延在するように、前記金属環が、前記面取りチャンバの前記テーパ状の内壁と連続したテーパ状の内壁を有する、請求項11に記載の整形外科用人工器官。
- 前記多孔質金属部が、前記第2中実金属表面に冶金学的に結合された多孔質金属の層を含む、請求項10に記載の整形外科用人工器官。
- 前記ペグの前記ヘッドの前記第1自由端に隣接した前記中実金属部に環状隙間が存在する、請求項1に記載の整形外科用人工器官。
- 前記面取りチャンバが長手方向中心軸を有し、前記面取りチャンバの前記内壁が前記長手方向中心軸と約40度の角度を画定する、請求項1に記載の整形外科用人工器官。
- 前記トレイの前記中実金属部が、前記第1中実金属表面と前記第2中実金属表面との間で5mm未満の厚さを有する、請求項1に記載の整形外科用人工器官。
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