JP3172112U - 人工股関節用ボールトライアル - Google Patents

Abstract

【課題】股関節の一部または全部を人工股関節に置換する手術において用いられる人工股関節用ボールトライアルであって、人工股関節用カップに収容される部分のみを、その他の部分と独立して交換することができる人工股関節用ボールトライアルを提供する。【解決手段】ボールトライアルは、ハット部材とスリーブ部材とを含む。ハット部材は、骨盤１０２の寛骨臼１０２ａに固定されるカップ１０５に嵌合されて、該カップ１０５の内面１０７に接触する、球面の一部を成す摺動面を有する。スリーブ部材は、大腿骨１０１の髄腔部１０１ａに挿入されるステム１０３の、大腿骨１０１から突出するネック部分１０３ａに挿入されて、ハット部材に着脱可能に嵌合する。【選択図】図２

Description

本考案は、股関節の一部または全部を人工股関節に置換する手術において用いられ、ボール状に形成されるとともに、大腿骨の髄腔部に挿入される人工股関節用ステムまたはステムトライアルにおいて大腿骨から突出して配置されるネック部分に対して着脱可能に設けられる人工股関節用ボールトライアルに関する。

人工股関節置換術あるいは人工骨頭置換術等のように、股関節に異常が認められた患者に対して、その股関節の一部または全部を人工股関節に置換する手術が行われている。このような手術においては、人工股関節のインプラントである骨頭ボールを、患者の状況に応じて適切に選択するために、ボール状に形成された人工股関節用ボールトライアル（以下、単に、「ボールトライアル」ともいう）が用いられ、仮整復が行われる。

このボールトライアルは、骨盤の寛骨臼に固定される人工股関節用カップに対して摺動可能に収容され、人工股関節のインプラントであって大腿骨の髄腔部に挿入される人工股関節用ステム（以下、単に、「ステム」ともいう）において、またはこのステムの配置等を検討するために用いられるステムトライアルにおいて、大腿骨から突出して配置されるネック部分に対して着脱可能に嵌合されて用いられる。

股関節の一部または全部を人工股関節に置換する手術の際には、特許文献１に開示されるようなボールトライアルを用いた検討が術者によって行われることで、ネック部分に対する骨頭ボールの位置関係であるオフセットを患者の状況に応じて適切に設定可能な骨頭ボールが選択される。なお、ボールトライアルを用いた仮整復では、人工股関節としての可動域や脱臼のし難さ、大腿骨と骨盤との間で軟部組織によって生じる緊張力などが、オフセットの設定が異なるボールトライアルがステムまたはステムトライアルのネック部分に対して着脱されて組合わされながら検討されることになる。

特許第２８４８６７５号公報

ボールトライアルは、一般的に繰返し使用するものであるので、たとえば、消毒滅菌の作業時や手術器具の準備時に、金属製の器具等と接触する頻度が高く、その接触した表面が傷つきやすい。

傷ついたボールトライアルを人工股関節用カップに収容し、人工股関節としての可動域や安定性を確認するために、ボールトライアルを人工股関節用カップに対して摺動させた場合、人工股関節用カップに傷が発生してしまう可能性がある。このようにして傷ついた人工股関節用カップに骨頭ボールを収容し、人工股関節が整復されると、傷ついた人工股関節用カップに対して骨頭ボールが摺動することになり、異常摩耗が起こり、摩耗粉が発生することになる。その結果、人工股関節を置換しなければならないおそれがある。そのため、ボールトライアルの人工股関節用カップとの接触部分に傷が発生する可能性がある場合には、その他の部分が正常であったとしても、新しいボールトライアルに交換せざるを得ない。

本考案の目的は、股関節の一部または全部を人工股関節に置換する手術において用いられる人工股関節用ボールトライアルであって、人工股関節用カップに収容される部分のみを、その他の部分と独立して交換することができる人工股関節用ボールトライアルを提供することである。

本考案は、患者の骨盤の寛骨臼に固定される人工股関節用カップと、患者の大腿骨の髄腔部に挿入され、大腿骨から突出するネック部分を有する人工股関節用ステムとを備える人工股関節に、患者の股関節の一部または全部を置換する手術で用いられる人工股関節用ボールトライアルにおいて、
球面の一部を成す摺動面を有するハット部材であって、該摺動面が前記人工股関節用カップに接触するように、前記人工股関節用カップに嵌合されるハット部材と、
前記ネック部分に挿入されて、前記ハット部材に着脱可能に嵌合するスリーブ部材と、を含むことを特徴とする人工股関節用ボールトライアルである。

また本考案の人工股関節用ボールトライアルにおいて、前記ハット部材は、金属またはセラミックスから成ることを特徴とする。

また本考案の人工股関節用ボールトライアルにおいて、前記スリーブ部材は、合成樹脂から成ることを特徴とする。

また本考案の人工股関節用ボールトライアルにおいて、前記スリーブ部材は、前記ハット部材に嵌合する部分に、該部分から突出する係止突起を有し、
前記ハット部材は、前記スリーブ部材が嵌合する嵌合凹所を有し、
前記ハット部材の前記嵌合凹所を形成する内周部には、前記係止突起が嵌合して抜止めされる係止凹部が形成されることを特徴とする。

また本考案の人工股関節用ボールトライアルにおいて、前記スリーブ部材は、人工股関節用ステムのネック部分が挿入されるステム接続孔を有し、
可撓性および弾発性を有する固定部材であって、前記ステム接続孔内に設けられ、該ステム接続孔に挿入されたネック部分を前記スリーブ部材に固定するための固定部材を、さらに含むことを特徴とする。

本考案によれば、人工股関節用ボールトライアルは、ハット部材とスリーブ部材とを含む。ハット部材は、患者の骨盤の寛骨臼に固定される人工股関節用カップに嵌合されて、該人工股関節用カップに接触する、球面の一部を成す摺動面を有する。スリーブ部材は、患者の大腿骨の髄腔部に挿入される人工股関節用ステムの、大腿骨から突出するネック部分に挿入されて、ハット部材に着脱可能に嵌合する。このように構成される人工股関節用ボールトライアルでは、人工股関節用カップとの接触部分となるハット部材の表面に傷が発生した場合に、人工股関節用ステムのネック部分に挿入されるスリーブ部材と独立して、ハット部材のみを交換することができる。特に、人工股関節用ボールトライアルは、一般的には樹脂により形成されて傷つきやすいものであるが、金属またはセラミックスから成るハット部材とすることによって、ハット部材に傷が発生するのを抑制することができる。

本考案の一実施形態である人工股関節用ボールトライアル１の構成を示す分解斜視図である。 人工股関節について、大腿骨および骨盤の一部とともに模式的に示す図である。 図１に示す人工股関節用ボールトライアル１の断面図である。 ハット部材２の断面図である。 ハット部材２を図４の断面図を正面から見た図である。 ハット部材２の左方から見た側面図である。 ハット部材２の底面図である スリーブ部材３の正面図である。 スリーブ部材３を図８の左方から見た側面図である。 スリーブ部材３の平面図である。

以下、本考案を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本考案は、患者の股関節の一部または全部を人工股関節に置換する手術において用いられ、骨盤の寛骨臼に固定される人工股関節用カップ（以下、単に「カップ」ともいう）に対して摺動可能に収容され、大腿骨の髄腔部に挿入される人工股関節用ステム（以下、単に「ステム」ともいう）またはステムトライアルにおいて大腿骨から突出して配置されるネック部分に対して着脱可能に嵌合されて用いられる、人工股関節用ボールトライアルとして、広く適用することができるものである。

図１は、本考案の一実施形態である人工股関節用ボールトライアル１の構成を示す分解斜視図である。図２は、人工股関節について、大腿骨および骨盤の一部とともに模式的に示す図である。図１に示す人工股関節用ボールトライアル（以下、単に「ボールトライアル」ともいう）１は、患者の股関節を図２に示すような人工股関節１００に置換する手術である人工股関節置換術において用いられる。

ボールトライアル１の説明にあたり、まず、ボールトライアル１が適用される人工股関節置換術によって股関節に対して置換される人工股関節１００について説明する。図２に示すように、人工股関節１００は、ステム１０３と、骨頭ボール１０４と、カップ１０５とを備える。

前記ステム１０３は、軸状の部材として形成され、たとえば、先端側が大腿骨１０１の髄腔部１０１ａに挿入されて、骨セメント１０６により固定される大腿骨コンポーネントとして構成される。そして、ステム１０３における大腿骨１０１に挿入される側と反対側の端部には、大腿骨１０１から突出して配置されるネック部分１０３ａが設けられている。このネック部分１０３ａには、大腿骨１０１から突出して延びる方向である軸方向に対して斜めに形成されたテーパ面をその側面において有するテーパ部１０３ｂが設けられている。なお、テーパ部１０３ｂにおけるテーパ面は、円錐曲面の一部を構成する曲面として構成されている。これにより、テーパ部１０３ｂは、その端部側に向かって断面積が徐々に減少するように形成されている。

骨頭ボール１０４は、骨盤１０２の寛骨臼１０２ａ側に配置されて球状に形成されたコンポーネントとして構成される。そして、骨頭ボール１０４には、嵌合用孔部１０４ａが設けられている。骨頭ボール１０４は、この嵌合用孔部１０４ａにおいて、ステム１０３のネック部分１０３ａに対して嵌合することで、ステム１０３に固定される。

カップ１０５は、骨盤１０２の寛骨臼１０２ａに固定されるとともに、骨頭ボール１０４が摺動するように配置され、シェル１０５ａおよびライナー１０５ｂを有する二層構造のコンポーネントとして構成される。シェル１０５ａは、寛骨臼１０２ａに取付けられる半球殻状の部材として設けられる。ライナー１０５ｂは、シェル１０５ａよりも小径の半球殻状の部材として設けられ、シェル１０５ａの寛骨臼１０２ａ側と反対側の内面に接触して取付けられる。

ライナー１０５ｂは、たとえば、ポリエチレンなどの樹脂によって形成される。そして、ライナー１０５ｂのシェル１０５ａ側と反対側の内面に対して、骨頭ボール１０４の外形の球面部分が摺動するように配置される。なお、ライナー１０５ｂは、骨頭ボール１０４の摺動に伴う摩耗粉の発生を抑制するために、骨頭ボール１０４と摺動する内面１０７が、ホスホリルコリン基を有する重合性単量体がグラフト結合された高分子材料から成るように構成してもよい。このようなホスホリルコリン基を有する高分子材料は、たとえば、特許第４１５６９４５号公報に記載されるものを用いることができる。

図１に示すボールトライアル１は、上述した人工股関節１００を設置する人工股関節置換術の際に用いられる。そして、この人工股関節置換術の際に、術者が、ステム１０３のネック部分１０３ａに対する骨頭ボール１０４の位置関係であるオフセットを患者の状況に応じて適切に設定可能な骨頭ボール１０４を選択する検討を行うために、ボールトライアル１が用いられる。

ボールトライアル１は、詳細については後述するが、ステム１０３におけるネック部分１０３ａのテーパ部１０３ｂに対して着脱自在に構成されており、術者によって、ネック部分１０３ａのテーパ部１０３ｂに対する取付け作業と取外し作業とが適宜繰返されながら用いられることになる。なお、人工股関節置換術の際には、適切なオフセットに設定可能な骨頭ボール１０４を選択する検討のために、サイズの異なる複数のボールトライアル１が用いられる。すなわち、ボールトライアル１を用いた仮整復では、人工股関節１００としての可動域や脱臼のし難さ、大腿骨１０１と骨盤１０２との間で軟部組織によって生じる緊張力などが、オフセットの設定が異なるボールトライアル１がネック部分１０３ａのテーパ部１０３ｂに対して着脱されて組合わされながら検討されることになる。

本実施形態のボールトライアル１は、カップ１０５に対して摺動可能に収容され、ステム１０３におけるネック部分１０３ａのテーパ部１０３ｂに対して着脱自在に嵌合されるように構成されている。

図３は図１に示す人工股関節用ボールトライアル１の断面図である。本実施形態のボールトライアル１は、骨盤１０２の寛骨臼１０２ａに固定される前述のカップ１０５に嵌合されて、該カップ１０５の内面（ライナー１０５ｂの内面）１０７に接触する、球面の一部を成す摺動面９を有する前記ハット部材２と、大腿骨１０１の髄腔部１０１ａに挿入されるステム１０３の、大腿骨１０１から突出するネック部分１０３ａに挿入されて、前記ハット部材２に着脱可能に嵌合する前記スリーブ部材３と、前記ネック部分１０３ａが挿入された状態で、該ネック部分１０３ａを固定するための、可撓性および弾発性を有する固定部材４とを含む。

（ハット部材２の構成）
図４はハット部材２の断面図である。図５はハット部材２を図４の断面図を正面から見た図であり、図６はハット部材２の左方から見た側面図であり、図７はハット部材２の底面図である。前記ハット部材２は、骨盤１０２の寛骨臼１０２ａに固定されるカップ１０５に嵌合されて、該カップ１０５の内面１０７に接触する摺動面９を有する。

前記ハット部材２はまた、スリーブ部材３が嵌合する嵌合凹所１０を有し、前記嵌合凹所１０に臨む内周部には、後述するスリーブ部材３の一対の係止突起１１ａ，１１ｂが嵌合して抜止めされる環状の係止凹部１２ａが、ハット部材２の軸線Ｌ１に関して同一軸線上に形成される。またハット部材２の内周部には、前記軸線Ｌ１と平行に平坦状の底面から前記係止凹部１２ａにわたって延びる一対の挿入溝１２ｂが、前記軸線Ｌ１に関して周方向に１８０°位置を違えて軸対称に形成される。このような挿入溝１２ｂを通過させて各係止突起１１ａ，１１ｂを前記係止凹部１２ａに挿入し、スリーブ部材３を軸線Ｌ１まわりに回転させて嵌合させる。また、スリーブ部材３を軸線Ｌ１まわりに回転させて挿入溝１２ｂを通過させて係止凹部１２ａから離脱させることができる。

前記ハット部材２は、前述のように、ボールトライアル１において、骨盤１０２の寛骨臼１０２ａに固定されるカップ１０５に嵌合される部分であり、カップ１０５の内面１０７に接触する、球面の一部を成す摺動面９を有する。ハット部材２のカップ１０５の内面１０７に接触する摺動面９は、鏡面仕上げされており、算術平均粗さＲａが０．０５μｍ以下にされている。なお、算術平均粗さＲａの測定は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠したものである。

ハット部材２を構成する材料としては、たとえば、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ合金などの金属材料、アルミナ、ジルコニア、アルミナ−ジルコニア複合体などのセラミックス材料を挙げることができる。このような、金属またはセラミックスから成るハット部材２とすることによって、ハット部材２に傷が発生するのを抑制することができる。

また、ハット部材２には、軸線Ｌ１に関して互いに軸対称な位置に、互いに平行に面取りされた２箇所の平面部２ａ，２ｂが形成されている。ハット部材２はまた、その外径Ｄ１（最大径）が、たとえば、２２ｍｍ、２６ｍｍ、２８ｍｍ、３２ｍｍ、３６ｍｍ、４０ｍｍと異なり、複数種類のハット部材２が用意されている。平面部２ａ，２ｂには、外径Ｄ１の数字が記入されており、術者はハット部材２の外径Ｄ１を容易に確認することができる。

（スリーブ部材３の構成）
図８はスリーブ部材３の正面図であり、図９はスリーブ部材３を図８の左方から見た側面図であり、図１０はスリーブ部材３の平面図である。図３を参照して、前記スリーブ部材３は、ボールトライアル１において、ステム１０３のネック部分１０３ａに挿入される部分であり、ハット部材２に着脱可能に嵌合する。

前記スリーブ部材３は、前記ハット部材２に嵌合する略円柱状の部分３ａに、該部分３ａから突出する一対の係止突起１１ａ，１１ｂを有する。各係止突起１１ａ，１１ｂは、前記嵌合する部分３ａの一半径線上に該部分３ａの外周面から半径方向外方に突出し、スリーブ部材３の軸線Ｌ２に垂直な平面で切断したときの断面が半円状の半円柱状体として、前記部分３ａに一体的に形成される。

前記部分３ａの前記軸線Ｌ２方向の一端部には、中空の逆円錐台状の受け部３ｂが、同軸にかつ一体的に形成される。この受け部３ｂは、ネック部分１０３ａが挿通する円柱状の中央孔１３を有する。前記部分３ａにはまた、前記中央孔１３に同軸に連なり、中央孔１３よりも大径の短円柱状の挿入孔１４と、挿入孔１４に同軸に連なり、前記中央孔１３よりも小径の貫通孔１５とが形成される。前記中央孔１３と挿入孔１４とは、ネック部分１０３ａが挿入されるステム接続孔を構成する。

スリーブ部材３における貫通孔１５は、ネック部分１０３ａを前記中央孔１３および挿入孔１４に挿入／離脱させるときの空気の通路として機能し、中央孔１３および挿入孔１４を大気に連通させて、ネック部分１０３ａをスリーブ部材３に対して円滑に装着し、あるいは離脱させることができる。

挿入孔１４には、前記ネック部分１０３ａが挿入された状態で、該ネック部分１０３ａを固定するための、可撓性および弾発性を有する固定部材４が収容されて配置される。なお、固定部材４は、シリコンゴムなどのゴム材料から成り、リング状に形成される。

スリーブ部材３を構成する材料としては、たとえば、ＭＣナイロン（登録商標）、ＰＯＭ（ポリアセタール、polyacetal、polyoxymethylene）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド、polyphenylenesulfide）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルフォン、polyethersulfone）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルフォン、polyphenylenesulphone）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド、polyetherimide）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン、polyetheretherketone）などの合成樹脂を挙げることができる。

また、スリーブ部材３の前記受け部３ｂには、軸線Ｌ２に関して互いに軸対称な位置に、互いに平行に面取りされた２箇所の平面部３ｃ，３ｄが形成されている。平面部３ｃ，３ｄを指で持って、ハット部材２とスリーブ部材３の着脱を容易にできる。

また、スリーブ部材３は、ハット部材２の外径Ｄ１に応じて、前記嵌合する部分３ａの軸線方向の長さ（ネック長）Ｌ１０が異なるものが用意されており、ハット部材２とスリーブ部材３とは、表１に示す組合せで使用される。表１は人工股関節の一例であり、人工股関節の種類が異なれば、使用可能な組合せも異なる。表１において、符号「○」は使用可能な組合せであることを示し、符号「−」は使用不可能な組合せであることを示す。

以上のように構成されるハット部材２とスリーブ部材３とを備えるボールトライアル１において、ハット部材２とスリーブ部材３とを嵌合させるに際しては、互いの軸線Ｌ１と軸線Ｌ２とが同一軸線を成すように配置し、ハット部材２の平面部２ａ，２ｂとスリーブ部材３の平面部３ｃ，３ｄとの向きを一致させて、スリーブ部材３の係止突起１１ａ，１１ｂをハット部材２の各挿入溝１２ｂを経て係止凹部１２ａに挿入した後、ハット部材２をスリーブ部材３に対して軸線Ｌ１まわりに９０°回転させることによって固定される。

このようにしてハット部材２にスリーブ部材３を嵌合させたボールトライアル１を用いて、ステム１０３におけるネック部分１０３ａのテーパ部１０３ｂにスリーブ部材３を装着した後、仮整復を行う。

なお、スリーブ部材３を交換する際は、ハット部材２の平面部２ａ，２ｂとスリーブ部材３の平面部３ｃ，３ｄとの向きが一致する位置まで、ハット部材２をスリーブ部材３に対して軸線Ｌ１まわりに９０°回転させて、各係止突起１１ａ，１１ｂを係止凹部１２ａ内で各挿入溝１２ｂに臨む位置に配置し、スリーブ部材３を軸線方向に引き出すことで、ハット部材２に対してスリーブ部材３を取り外すことができる。

さらにまた、本実施形態のボールトライアル１では、カップ１０５との接触部分となるハット部材２の表面に傷が発生した場合に、ステム１０３のネック部分１０３ａに挿入されるスリーブ部材３と独立して、ハット部材２のみを交換することができる。

以上、本考案の実施形態について説明したが、本考案は上述の実施形態に限られるものではなく、実用新案登録請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。たとえば、前述の実施形態では、ステム１０３のネック部分１０３ａに対して組合わされるボールトライアル１を例にとって説明したが、これに限定されるものではなく、ステムトライアルに対して組合わされるボールトライアル１として実施してもよい。

１ ボールトライアル
２ ハット部材
３ スリーブ部材
４ 固定部材
９ 摺動面
１１ａ，１１ｂ 係止突起
１２ａ 係止凹部
１２ｂ 挿入溝
１３ 中央孔
１４ 挿入孔
１５ 貫通孔
１００ 人工股関節
１０１ 大腿骨
１０２ 骨盤
１０３ ステム
１０３ａ ネック部分
１０３ｂ テーパ部
１０４ 骨頭ボール
１０５ カップ

Claims (5)

1. 患者の骨盤の寛骨臼に固定される人工股関節用カップと、患者の大腿骨の髄腔部に挿入され、大腿骨から突出するネック部分を有する人工股関節用ステムとを備える人工股関節に、患者の股関節の一部または全部を置換する手術で用いられる人工股関節用ボールトライアルにおいて、
   球面の一部を成す摺動面を有するハット部材であって、該摺動面が前記人工股関節用カップに接触するように、前記人工股関節用カップに嵌合されるハット部材と、
   前記ネック部分に挿入されて、前記ハット部材に着脱可能に嵌合するスリーブ部材と、を含むことを特徴とする人工股関節用ボールトライアル。
2. 前記ハット部材は、金属またはセラミックスから成ることを特徴とする請求項１に記載の人工股関節用ボールトライアル。
3. 前記スリーブ部材は、合成樹脂から成ることを特徴とする請求項１または２に記載の人工股関節用ボールトライアル。
4. 前記スリーブ部材は、前記ハット部材に嵌合する部分に、該部分から突出する係止突起を有し、
   前記ハット部材は、前記スリーブ部材が嵌合する嵌合凹所を有し、
   前記ハット部材の前記嵌合凹所を形成する内周部には、前記係止突起が嵌合して抜止めされる係止凹部が形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の人工股関節用ボールトライアル。
5. 前記スリーブ部材は、前記ネック部分が挿入されるステム接続孔を有し、
   可撓性および弾発性を有する固定部材であって、前記ステム接続孔内に設けられ、該ステム接続孔に挿入されたネック部分を前記スリーブ部材に固定するための固定部材を、さらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の人工股関節用ボールトライアル。