JP2022516887A - インビボインプラントの摩耗破片の拡散を制限する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示されるような摩耗破片を制限する機能を有するインビボインプラント器具は、内部構成要素および外部構成要素を挿入して嵌合することによって形成され、内部構成要素および外部構成要素は、相対的に動くことができ、それにより、摩耗破片を生じ、インプラントの摩耗破片の出口は、内部構成要素に協同的に接続された外部構成要素のポートに位置され、エラストマーシールが、内部構成要素および外部構成要素の挿入嵌合セグメント上に配置される。エラストマーシール、内部構成要素、および外部構成要素は、摩耗破片の出口を包むシーリングエリアを形成する。エラストマーシールの内孔の2つの端部は、それぞれ、シールを形成するために内部構成要素の外壁および外部構成要素の外壁に強固に取り付けられ、エラストマーシールは、異なる外径において、内部構成要素および外部構成要素の、可変直径セグメントに亘るフレキシブルな緩衝部分を構成する。この場合、シール、内部構成要素、および外部構成要素は、摩耗破片の拡散とヒト組織との接触を防ぐために、摩耗破片を包み得るシーリングエリアを形成する。実施形態のシール構造は、シール自体の弾性張力によって、内部構成要素および外部構成要素との効果的な接続を形成し、かつ、弾性構成要素は、内部構成要素または外部構成要素に対して動くことができる。
図2に示されるように、構造は、さらに、実施形態1において説明されるシールの構造に基づいて最適化される。シールと内部構成要素および外部構成要素との間の効果的な接続を確実にするため、およびシーリング効果を確実にするために、内部構成要素に接続されたエラストマーシールの外壁上に付属品が配置され、その一方で、エラストマーシールおよび外部構成要素の外壁によって締め付け固定することによる外壁の固定は、外部構成要素の外壁上に輪状突起を有する締め付け固定突起部を提供すること、および次いで締め付け固定突起部によってシールの大端部においてヘッドをお互いに締め付け固定することによって完成される。付属品は、すなわち、エラストマーシールの小端部に半径方向の力を適用するために、糸状、バンド、シェル、リングなどの様々な材料を採用することができる。外部構成要素からの距離がある特定の範囲内に維持されることを確実にするため、付属品および外部構成要素は、さらに、軸方向に伸長することができないフレキシブルな構造体、例えば、固定ワイヤ、フレキシブルな接続スリーブなど、によって接続することができる。
図3に示される構造において、エラストマーシールは、フランジ形状(T字形構造)である。エラストマーシールの小端部における内壁と内部構成要素との間の接続は、実施形態1と同じであり、エラストマーシールは、内側締め付け固定接続によって外部構成要素に接続される。その上、エラストマーシールの内孔は円錐形状であり、内孔の小端部は、シーリング効果を実現するために、内部構成要素に強固に取り付けられ、その一方で、内孔の大端部の直径は、内部構成要素との直径よりわずかに大きく、このセグメントは、フレキシブルな緩衝セグメントを構成する。内部構成要素および外部構成要素が相対的微小運動を有する場合、微小運動量は、透過性緩衝セグメントによって相殺および吸収することができ、したがって、内部構成要素と外部構成要素との間における微小運動形成が伝達されてシールと内部構成要素との間において運動摩耗を形成するのを効果的に防ぐことができ、結果としてシーリング効果を増強することができる。エラストマーシールの大端部における突起部は、固定方法において外部構成要素の内孔に締め付け固定される。外部構成要素の内孔は、外部構成要素の貫通穴より大きい環状ノッチを伴って提供される。エラストマーシールの突起部の末端ヘッドは、環状ノッチにおいて締め付け固定され、大端部における突起部の末端ヘッドの2つの軸端部表面と環状ノッチとは、縛り嵌め状態にあり、かつ、半径方向の外壁表面および輪状ノッチは、隙間嵌め状態にある。すなわち、エラストマーシールの突起部の軸末端面は、シールを形成するために、環状ノッチの2つの側壁に強固に取り付けられるが、突起部は、環状ノッチにおけるある程度の半径方向の動きを許容する。
内部構成要素および外部構成要素による弾性構成要素の強固な取り付けを確実にする必要があるため、実施形態3における弾性構成要素の構造は、実際の設置の際にエラストマーシールを設置するのが困難である場合がある。したがって、シールと外部構成要素との間に、移行のための固定具が加えられる。固定具は、図4に示される通りである。内側に提供される直径は、内部構成要素の貫通穴より大きい。左側セグメントは、円柱形状を有し、実施形態3と同じ環状スロットが、左側セグメント上に提供される。右側セグメントは、矢印形状を有し、3つの弁を組み合わせることによって形成される。半径方向に加圧することによって、3つの弁を有する矢尻は、内側方向へと集めて外部構成要素内へと押し込むことができ、その一方で、右側セグメントの矢印形状は、強固に締め付け固定することで、外れるのを防ぐのに役立つ。
構造は、図5に示される通りである。シールの構造は、付属品が、エラストマーシールと内部構成要素との間の接続において弾性シーリングリングの外壁上にスリーブを形成していることを除いて、実施形態3および4における構造と同じである。付属品は、エラストマーシールに対して外側から内側へと半径方向に張力を加え、非剛性構造体、例えば、スプリングまたはフレキシブルな材料など、によって、付属品をインビボインプラントの外部構成要素に接続する。ただし、非剛性構造体は、半径方向の力をエラストマーシールの小端部に加えることを可能にしなければならない。外部構成要素からの距離をある特定の範囲内に維持するために、付属品および外部構成要素は、インビボインプラントの外部構成要素の動きをシールに伝達することなく、外れるのを防ぐため、軸方向に伸長することができないフレキシブルな構造体、例えば、固定ワイヤ、フレキシブルな接続スリーブなど、によって接続される。
エラストマーシールは、さらに、分割型構造となるように設計することができる。図6に示されるように、エラストマーシールは、主に、フレキシブルな緩衝部分、シーリングリング、およびフェルール、の3つの部分を含み、シーリングリングの内輪は、内部構成要素上に強固にスリーブを形成し、シーリングリングの外輪は、フェルールにしっかりと固定され、シーリングリングの外輪およびフェルールの両方は、相対的に動くことができず、フレキシブルな緩衝部分の一方の端部は、フェルールに固定されて接続され、もう一方の端部は、外部構成要素の端部ヘッドに固定されて接続される。この場合、内部構成要素と外部構成要素との間の微小運動は、緩衝部分セグメントによって吸収することができる。インプラント構成要素の間の相対運動が比較的大きい場合にのみ、シーリングリングは、内部構成要素に対して動くことができる。構造は、既存のシーリング構造の直接的な改良である(図11)。違いは、フレキシブルな緩衝部分の配置に存し、それは、シーリングリングと内部構成要素との間の相対運動を最小化する。
実施例1は、図7に示されるような挿入方式において組み立てられた人工股関節である。人工補綴インプラントの挿入セグメントは、円錐形である。したがって、人工補綴物の外部構成要素は、特殊形状の構造を有し、外部構成要素の外面は、非平滑表面である。図3、図4、または図5のエラストマーシールの内部スリーブ型接続構造を採用することができる。
図8に示されるような成長ガイドロッドの場合、内部構成要素および外部構成要素は、スプラインによって接続され、図1または2に示されるような外部スリーブ型弾性シーリング方式が採用される。
図9に示されるような挿入方式において組み立てられた人工股関節の場合、人工補綴物の内部構成要素および外部構成要素の挿入セグメントも、円錐形であり、それは、実施例1と同様である。図3、図4、または図5のエラストマーシールの接続構造は、同様の円錐形挿入セグメントまたは円筒形挿入セグメントに採用することができる。
図10に示されるような交換可能な大腿骨頚部を有する人工股関節の場合、人工補綴物であるインビボインプラントの挿入セグメントは、楕円形の平坦な特殊形状の構造を有し、かつ、インビボインプラントの外部構成要素も、特殊形状の非平滑表面構造を有するため、図3、図4、または図5のエラストマーシールの接続構造を採用することができる。
図13aは、本発明による摩耗破片を制限する構造体を使用した整形外科のインビボインプラントである。月齢3か月のヒツジに移植した後、ヒツジが成長にするに従って、成長ロッドは伸び、シールとインビボインプラントとの間において滑動が存在するが、インビボインプラントにおける摩耗破片は、依然としてシール内に制限され、漏出した摩耗破片はほとんどなかった。図13bは、一般的インビボインプラントを使用した(すなわち、シーリング処理なしの)相応の同じサイズのヒツジの状況を示している。写真の白黒処理後でさえ、依然として、4つの明確な黒いマークが、丸いフレームの右下部分に見え、破片が漏出した痕跡は、非常に明確である。
Claims (15)
- 相対的に動くことが可能であり摩耗を生じ得るインプラント構成要素の間の摩耗部分に、エラストマーシールが配置され、インプラントの摩耗破片の出口は、前記エラストマーシールと前記インプラント構成要素とによって形成されたシーリングエリア内に常に封止され、前記摩耗破片が外へと拡散するのを防ぎ、
前記エラストマーシールは、前記インプラント構成要素の間の相対運動を減少させるかまたは完全に相殺するための少なくとも1つのフレキシブルな緩衝部分を含み、それにより、部分の間の前記相対運動に起因する前記エラストマーシールのシーリング部分の摩耗をさらに減少させる、インビボインプラントの摩耗破片の拡散を制限する方法。 - 前記エラストマーシールの前記緩衝部分が、前記インプラントの前記摩耗破片の出口に配置される、請求項1に記載のインビボインプラントの摩耗破片の拡散を制限する方法。
- 前記フレキシブルな緩衝部分が、弾性シーリング構成要素自体の弾性変形体積および/または追加の軸引き込み可能な構造体である、請求項2に記載のインビボインプラントの摩耗破片の拡散を制限する方法。
- 内部構成要素および外部構成要素を挿入して嵌合させることによって形成されたインプラントを含み、
前記内部構成要素および前記外部構成要素が、相対的に動くことにより、摩耗破片を生じ得、
前記インプラントの前記摩耗破片の出口が、前記内部構成要素に協同的に連結された前記外部構成要素のポートに位置され、
エラストマーシールが、前記内部構成要素と前記外部構成要素とによる挿入嵌合セグメントに配置され、
前記エラストマーシールの一方の部分が、スリーブに強固に取り付けられると共に、前記内部構成要素上に配置され、かつ、
前記エラストマーシールの他方の部分が、前記外部構成要素に強固に取り付けられて接続され、それにより、前記エラストマーシール、前記内部構成要素、および前記外部構成要素が、前記摩耗破片の出口を包むシーリングエリアを形成すると共に、フレキシブルな緩衝部分が、前記内部構成要素上のシーリング位置と前記外部構成要素上のシーリング位置との間に配置される、摩耗破片を制限する機能を有するインビボインプラント器具。 - 前記エラストマーシールが、一体構造を有し、
前記エラストマーシールは、内側にスリーブを形成し、前記外部構成要素に接続されており、
前記エラストマーシールの内孔が、円錐形であり、前記エラストマーシールは、フランジ形状であり、
前記エラストマーシールの小端部の内壁が、前記内部構成要素に強固に取り付けられてシールを形成し、前記エラストマーシールは、前記内部構成要素に対して移動することができ、
前記エラストマーシールの大端部における突起部の内壁と前記内部構成要素とが、隙間嵌めによって前記フレキシブルな緩衝部分を構成し、かつ、
前記エラストマーシールの前記大端部における前記突起部が、固定方法において前記外部構成要素の内孔に締め付け固定される、請求項4に記載の摩耗破片を制限する機能を有するインビボインプラント器具。 - 前記エラストマーシールの前記大端部が、前記内部構成要素を挿入して設置するための貫通穴を備える固定具によって、前記外部構成要素の内孔と中継されて接続され、
前記固定具の一方の端部が、多弁式矢印形状を有し、加圧によって前記外部構成要素に挿入されて接続され、
前記固定具の他方の端部が、内部において前記貫通穴よりも大きな直径を有する輪状ノッチを提供し、
前記エラストマーシールの前記大端部における前記突起部の端部ヘッドが、前記輪状ノッチに締め付け固定され、
前記大端部における前記突起部の端部ヘッドの2つの軸端面は、前記輪状ノッチと締まり嵌め状態にあり、かつ、
半径方向の外壁表面は、前記輪状ノッチと隙間嵌め状態にある、請求項5に記載の摩耗破片を制限する機能を有するインビボインプラント器具。 - 前記固定具が、インビボにおいて使用することができる医療用金属材料またはインプラント材料、例えば、ポリエチレン、PU、PEEK、で作製される、請求項6に記載の摩耗破片を制限する機能を有するインビボインプラント器具。
- 前記エラストマーシールが、一体構造を有し、前記エラストマーシールが、外側にスリーブを形成しており、前記外部構成要素に接続され、前記エラストマーシールの内孔の2つの端部が、それぞれ、シールを形成するために前記内部構成要素の外壁および前記外部構成要素の外壁に強固に取り付けられ、前記エラストマーシールが、前記内部構成要素または前記外部構成要素に対して動くことがでると共に、前記エラストマーシールが、異なる外径において、前記内部構成要素および前記外部構成要素の、可変直径セグメントに亘る前記フレキシブルな緩衝部分を構成する、請求項4に記載の摩耗破片を制限する機能を有するインビボインプラント器具。
- 前記エラストマーシールと前記外部構成要素の前記外壁が、突起部による締め付け固定によって固定される、請求項8に記載の摩耗破片を制限する機能を有するインビボインプラント器具。
- 前記エラストマーシールと前記内部構成要素との間においてシールを実現させるための強固な取り付け力が、前記エラストマーシールの外壁上にスリーブを形成した付属品によって提供されると共に、前記付属品が、半径方向において外側から内側へと前記エラストマーシールに張力を与える、請求項5または8に記載の摩耗破片を制限する機能を有するインビボインプラント器具。
- 前記付属品が抜けるのを防ぐ非剛性構造体が、前記付属品と前記外部構成要素との間に接続されると共に、前記非剛性構造体が、所定の緩い状態にあり、前記外部構成要素の動きを、前記非剛性構造体を通して前記エラストマーシールに伝達しない、請求項10に記載の摩耗破片を制限する機能を有するインビボインプラント器具。
- 前記エラストマーシールが、分割構造を有すると共に、前記フレキシブルな緩衝部分、シーリングリング、およびフェルール、の3つの部分を含み、前記シーリングリングの内輪が、前記内部構成要素上に強固にスリーブを形成し、前記シーリングリングの外輪は、前記フェルールにしっかりと固定され、前記シーリングリングの外輪および前記フェルールは、相対的に動くことができず、前記フレキシブルな緩衝部分の一方の端部が、前記フェルールに固定されて接続されると共に、もう一方の端部が、前記外部構成要素の端部ヘッドに固定されて接続される、請求項4に記載の摩耗破片を制限する機能を有するインビボインプラント器具。
- 前記フェルールの軸長さが、前記シーリングリングの軸長さより長く、
環状スロットが、前記フェルールに設けられ、かつ、
前記シーリングリングが、固定された方式において前記環状スロットに締め付け固定される、請求項5に記載の摩耗破片を制限する機能を有するインビボインプラント器具。 - 前記緩衝部分が、弾性平滑面であるか、または引き込み可能で折り畳み可能な凹凸表面である、請求項5、8および13のいずれか一項に記載の摩耗破片を制限する機能を有するインビボインプラント器具。
- 前記シールの内側圧力と外側圧力とのバランスを取るために、いくつかの微細孔が、前記エラストマーシール上に均等に分布される、請求項5、8および13のいずれか一項に記載の摩耗破片を制限する機能を有するインビボインプラント器具。
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