JP3285205B2 - 髄内の中心決め器具 - Google Patents

髄内の中心決め器具

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は大腿インプラントのような髄内の人工補装具
のステム用の先端中心決め器具に関する。特に本発明
は、ステムにほぼ直角な方向に中心決め器具から外側へ
延び、隣り合う羽根が基端−先端方向に互いにずれてい
る４つの要素を有する先端中心決め器具に関する。
従来技術 骨の髄管内の中立位置に固定可能な補てつ整形インプ
ラントのステムを位置決めするために先端中心決め器具
が使用されている。
一般に、従来の中心決め器具は、そこから半径方向外
側に延びる器具の周囲の羽根を持つテーパ付きのリング
の形状を有している。中心決め器具は、ステムの先端か
ら入れ込んで、ステムのテーパ部分に沿ってスライドさ
せて位置決めされる。通常、ステムに器具を固定する場
合には、ステムのテーパに対応する中心決め器具の内面
を、ステムのテーパと一致させることによりなされてい
る。
例えばイギリス特許出願第2104391号に示すように、
中心決め器具は、大腿骨管内に先端ステムを中心決めす
るように使用される。アメリカ特許出願2104391号の発
明者に発行されたアメリカ特許第3,793,650号には、垂
直方向に延びる要素を使用する他の中心決め装置が開示
されている。エクセ テール ユニバーサル ヒップシ
ステム（the Exeter Universal Hip system）にはポリ
エチレンスリーブが示されており、垂直方向に延びるバ
ネ要素は上記アメリカ特許第3,793,650号のものと同様
である。これらのスペーサは、人工補装具の先端を中心
決めするためだけでなく、ステムが髄管の壁に実際に接
触することを防止することもできる。
セメントを付与するときに従来技術の中には以下のよ
うな不利な点がある。即ち器具を下方へ押し込むとき
に、それらの背後にあるセメント内に隙間と空気の泡が
形成されてしまう傾向にあり、これらの隙間と泡が羽根
の背後、即ち羽根と人工補装具の金属ステムとの間に形
成されてしまう。これはセメントマントル内の弱点とな
り、そこからクラックが生じる原因となるため、避けな
ければならない。
ポリメチルメタクリレート製のスリーブが知られてお
り、これは「全臀部大腿部材陥没におけるカラーの影
響」と題した1988年６月に発行された論説の中でLeo A.
Whiteside等によって発表され、「the Whiteside Total
Hip System」として販売されている。しかしこの装置
は、正確にリーマ加工された髄管内に先端ステム中心決
めするだけでの円筒形のスリーブに過ぎない。
本発明の構造は、中心決め装置の環状の本体の周囲に
４枚の羽根（fin）が等間隔で配置されている。これに
より円形でない髄管内に中心決め器具が中心決めされる
可能性が高まる。羽根の枚数を多くすることにより中心
決め器具を中心位置に置くことができる可能性が増す
が、このような構造では、中心決め器具が取り付けられ
たステムを髄管内へ挿入する時に、羽根の周りでセメン
トの流れが詰まってしまう。
羽根を等間隔に配置することに加えて、４枚の羽根の
対向する対を基端−先端方向（即ち長手方向）に互いに
ずらして配置する。この羽根のずれた配置より、単一の
平面を越えて流動する未硬化セメントの不連続からの広
がりが増加する。１つの平面内でのセメントマントルを
横切るクラックの伝播が、これによって減少する。ステ
ムの長手軸線と中心決め器具の各羽根の先端とのなす角
度を135゜以上にすべきであることが分かった。これに
より、最適な流体力学の結果として、部材の挿入によっ
て引き起こされる多くのセメントの弱点が減少する。同
様に各羽根の後端は、マントル内での弱点を減少するた
めに、大腿骨部材の長手軸線に対して90゜以下の角度に
すべきことがわかった。羽根の対を互いにずらし、リン
グを一定の長さにすることによって、テーパ付きのリン
グが波状の形態となる。このようにして長手方向に区切
って考えれば、リングの基端と先端との間の寸法は、波
状構造をしていながら一定の寸法を維持している。中心
決め器具の先端と基端との間の距離は最大10mmにすべき
であることが分かった。10mmを越えると、大腿管内に挿
入するときに、リングを越えて流れるセメントの再結合
が困難となる。これは、特に溝や窪みを有するステムと
一緒に中心決め器具を使用しており、セメントが溝や窪
みを通って中心決め器具を越えて流れる場合に特に困難
となる。
発明の概要 本発明の目的は、髄管内で使用されセメントで固める
ようになっているステムを中心決めする、改良された能
力を備える中心決め器具を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、中心決め器具とステムの先
端の領域で、空隙の存在しないセメントマントルを一貫
して形成することができる中心決め器具を提供すること
である。
これらと他の目的は、インプラントのステムを受け入
れるための内面を有するリング状の中空環状本体で形成
された中心決め器具によって達成される。中心決め器具
は、環状本体の外面の周囲に間隔をあけて形成された少
なくとも３枚の、好ましくは４枚の羽根（fins）を有
し、これらの羽根は、ステムの長手軸線にほぼ直角な方
向で、外面から半径方向外側に延びている。羽根の少な
くとも１つは、隣接する羽根から基端−先端方向にずれ
ている。一般に、４枚の羽根を使用した場合には、羽根
は環状本体の周囲で等間隔に配置され、対向する対の羽
根が基端側と先端側とで同じレベルに位置し、これらの
対の羽根は、これらと隣接するもう一方の対の羽根とず
れている。
リング状の環状本体の基端面と先端面との間の距離
は、所定の距離だけ離れている。羽根は所定距離の実質
部分だけ延びる環状本体に隣接するベースを有し、基端
面と先端面とが、隣接する羽根が基端−先端方向でずれ
ている状態を維持しながら波状に起伏している。基端面
と先端面との距離は、環状本体の周囲360゜に亘って一
定である。
環状本体は、ステムの先端の方へいくに従って、その
長さに沿ってテーパが形成されており、４枚の羽根のう
ち対向する羽根同士が、環状本体上で基端位置と先端位
置とが同じ配置となっている。更に、基端−先端方向で
の羽根の長さは、長手軸線にほぼ垂直な方向へ外側へい
くに従って減少している。そしてステムの先端の方へ延
びる中心決め器具の羽根の外面は135゜より大きい角度
をなして延び、また中心決め器具の環状本体の後端、即
ちステムの先端とは反対側へ延びる羽根のエッジは90゜
よりも小さな角度をなして延びている。
本発明のこれらと他の目的は、添付した本発明の幾つ
かの実施例を示す図面に関する以下の説明によって明ら
かになるであろう。図面は、例示の目的で使用するもの
であり、本発明を限定するものではない。
図面の簡単な説明 図面中、同一の参照符号の付いたものは、同一の要素
を示す。
図１は、本発明の大腿インプラントと中心決め器具と
を示す分解組立図である。
図２は、仮想線で示す大腿骨内に位置決めされた図１
の組み立てた状態のインプラント及び中心決め器具を示
す図である。
図３は、図２の２−２線に沿って破断した箇所から見
たときのインプラントの平面図である。
図４は、本発明の中心決め器具の斜視図である。
図５は、図４に示す中心決め器具の上面図である。
図６は、図５の６−６線に沿って破断した中心決め器
具の断面平面図である。
図７は、図５の７−７線に沿って破断した中心決め器
具の断面平面図である。
図８は、図４に示す中心決め器具の正面図である。
好ましい実施例の説明 図１は、インプラントステムの一例である大腿部材
と、全体を符号10で示す本発明の中心決め器具とを示し
ている。好ましい実施例では、大腿部材12は、先端16で
収束するテーパ付きの先端部分14を有する。先端部分14
は、中心決め器具10のテーパ付きの内面15に嵌合するよ
うになっている。
図２に関して、大腿部材12の先端部分14に中心決め器
具10が取り付けられている様子が示されている。これは
中心決め器具10の内面15を大腿部材12の先端16から入れ
込んでテーパが一致するまでスライドさせて係合させる
ことによりなされている。また図２は、大腿骨18を仮想
線で示している。通常、大腿骨の髄管は、リーマ仕上げ
されており、即ちPMMA骨セメントとともに移植された大
腿部材を受け入れるように準備されている。
図３は、先端ステム14上の中心決め器具の先端位置の
すぐ基端側での、中心決め器具10の断面図を示す。先端
ステム14は円形に示されているが、矩形の内側断面を有
する中心決め器具10のテーパの付いた４つの面を有する
矩形形状とすることもできる。好ましい実施例では、中
心決め器具10は先端ステム14に形成されたリング上の環
状本体20を有する。好ましい実施例では、中心決め器具
の本体20から半径方向外側へ延びる４枚の羽根22を有す
る。３枚の羽根としたり、５枚以上の羽根とすることも
可能である。
図４には基端面24と先端面26とを有する中心決め器具
10の環状本体20が示されている。好ましい実施例では、
基端面24と先端面26との距離は一定であり約10mmあるい
はそれより小さい。図４〜図６に示すように、隣接する
羽根22は、基端−先端方向でずれている。図７には好ま
しい実施例が示されており、対向する羽根が、基端側と
先端側とで同じ位置で位置決めされている。あるいは４
枚の羽根全てを基端側と先端側で異なるように位置決め
してもよい。
また図４〜図８には、好ましい実施例が示されてお
り、この実施例では、先端エッジ28、即ち各羽根22の先
端側のエッジが、中心決め器具10の本体20の長手軸線と
135゜よりも大きな角度βをなして形成されている。更
に好ましい実施例では、後端エッジ、即ち各羽根22の基
端側のエッジ30が、本体20の長手軸線と90゜よりも小さ
な角度αをなして形成されている。
本発明の中心決め器具は、骨管内に付与される骨セメ
ント組成物の材質と同じポリマーであるポリメチルメタ
クリレートポリマーの射出成形によって形成することが
好ましい。この組成物は、商業的に入手可能なシンプレ
ックスＰ（Simplex P（登録商標））骨セメント材料で
あり、ハウメディカ社（Howmedica Inc.）により使用さ
れているものと同じである。上述したように、中心決め
器具を製造する好ましい方法は、所望の中心決め器具の
形態を備えるように寸歩決めされた金属モールド内で、
それを射出成形することである。一連の型を利用して、
複数のインプラントと管径の範囲で種々の使用寸法を備
える中心決め器具を成形することができる。中心決め器
具の羽根の位置とそれらの形状は、最初に金属で寸法決
めしておき、その後PMMAをその融点以上の温度で射出す
る。
本発明の幾つかの実施例を上述したが、本発明の精神
と範囲内から逸脱することなしに、これらの多くの変
更、改変が可能であることは明らかであろう。
フロントページの続き (72)発明者 クラッコウ，ケネス アメリカ合衆国ニューヨーク州14221, ウィリアムズヴィル，ノース・ウッドサ イド・レーン 58 (72)発明者 ノウブル，フィリップ・シー アメリカ合衆国テキサス州77030，ヒュ ーストン，スウィフト・ブールヴァード 2147 (56)参考文献 特開 平３−261472（ＪＰ，Ａ) 英国特許出願公開2104391（ＧＢ，Ａ) 米国特許5290311（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61F 2/30 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】骨18の髄管内への移植する補てつ整形イン
    プラント12のステム14のための中心決め器具10であり、
    該中心決め器具が、 前記インプラントのステムを受け入れるように大きさが
    決められた内面を有する中空環状本体20と、 前記環状本体20の外面の周りに間隔を開けて設けられる
    少なくとも４枚の羽根22とを備え、 前記羽根は、基端−先端方向にステムに沿って延びる長
    手軸線に実質的に垂直な方向へ、前記外面から外側へ延
    び、前記羽根22の各々が前記ステムの前記長手軸線に平
    行な面内に位置し、前記羽根22の各々が隣接する羽根に
    対して前記基端−先端方向にずれており、 前記環状本体20は、所定距離離れている環状の基端面24
    と環状の先端面26とを有し、前記羽根22が前記所定距離
    の実質部分に亘って延びる前記環状本体に隣接するベー
    スを有し、前記基端面24と先端面26とが、前記環状本体
    20の周りでほぼ一定の所定距離を維持しながら、前記基
    端−先端方向での隣接する羽根22の前記ずれを維持しな
    がら起伏していることを特徴とする中心決め器具。
  2. 【請求項２】前記羽根22が前記環状の本体20の周りで等
    間隔に配置されている、請求項１記載の中心決め器具。
  3. 【請求項３】前記羽根22は、前記環状本体20の周りで等
    間隔に離れていることを特徴とする請求項２記載の中心
    決め器具。
  4. 【請求項４】前記４枚の羽根のうち対向する羽根は、前
    記環状本体に対して基端と先端とが同じ位置になるよう
    に配置されていることを特徴とする請求項３記載の中心
    決め器具。
  5. 【請求項５】前記基端−先端方向の前記羽根22の長さ
    が、前記長手軸線にほぼ垂直な方向に外方へいくに従っ
    て減少していることを特徴とする請求項２記載の中心決
    め器具。
  6. 【請求項６】前記環状本体20の内面は、前記基端−先端
    方向で前記ステム14の長手軸線の方へ内側にテーパが形
    成されていることを特徴とする請求項１記載の中心決め
    器具。
  7. 【請求項７】前記中心決め器具は、ポリメチルメタクリ
    レートでできていることを特徴とする請求項１記載の中
    心決め器具。
  8. 【請求項８】骨の髄質管内に移植するための整形外科イ
    ンプラントであり、該インプラントが、 前記髄質管18内へ移植するためのステム14と、 前記ステムの端部に着脱可能に係合する中心決め器具10
    とを有し、前記中心決め器具が前記ステムに係合する内
    面を有する中空環状本体20を有し、前記中心決め器具が
    基端−先端方向に前記ステムに沿って延びる長手軸線に
    ほぼ垂直な方向に、中心決め器具の外面から外側へ延び
    る４つの羽根22を有し、 前記環状本体20は、所定距離離れている環状の基端面24
    と環状の先端面26とを有し、前記羽根22が前記所定距離
    の実質部分に亘って延びる前記環状本体に隣接するベー
    スを有し、 前記４枚の羽根のうち対向する羽根は、前記環状本体に
    対して基端と先端とが同じ位置になるように配置されて
    いることを特徴とする中心決め器具。
  9. 【請求項９】前記羽根22は、前記環状本体20の周りに等
    間隔に配置されていることを特徴とする請求項８記載の
    中心決め器具。
  10. 【請求項１０】前記環状本体は、所定距離離れた基端面
    24と先端面26とを有し、前記羽根22が前記所定距離の実
    質部分に亘って延びる前記環状本体に隣接するベースを
    有し、前記基端面24と先端面26とが、前記環状本体20の
    周りでほぼ一定の所定距離を維持しながら、前記基端−
    先端方向での、隣接する羽根の前記ずれを維持しながら
    起伏していることを特徴とする請求項８記載の中心決め
    器具。
  11. 【請求項１１】前記羽根22が、前記環状本体の周りに等
    間隔に配置されていることを特徴とする請求項10記載の
    中心決め器具。
  12. 【請求項１２】前記基端−先端方向の前記羽根の長さ
    が、前記長手軸線にほぼ垂直な方向に外方へいくに従っ
    て減少していることを特徴とする請求項10記載の中心決
    め器具。
  13. 【請求項１３】前記環状本体の内面は、前記基端−先端
    方向で前記ステム14の長手軸線の方へ内側にテーパが形
    成されていることを特徴とする請求項８記載の中心決め
    器具。
  14. 【請求項１４】整形外科インプラントのステム14のため
    の中心決め器具10であり、該中心決め器具が、前記イン
    プラントのステムと係合するように大きさが決められた
    内面を有する中空環状本体を備え、前記中心決め器具
    が、基端−先端方向に前記ステムに沿って延びる長手軸
    線にほぼ垂直な方向に、中心決め器具の外面から外方へ
    延びる複数の羽根を有し、前記羽根の各々が前記ステム
    の前記長手軸線に平行な平面内に位置しており、前記羽
    根の少なくとも１つが基端−先端方向に前記隣接する羽
    根からずれていることを特徴とする中心決め器具。
  15. 【請求項１５】前記羽根22が、前記環状本体の周りに等
    間隔に配置されていることを特徴とする請求項14記載の
    中心決め器具。
  16. 【請求項１６】前記環状本体20は、所定距離離れた前記
    基端面24と先端面26とを有し、前記羽根22が前記所定距
    離の実質部分に亘って延びる前記環状本体に隣接するベ
    ースを有し、前記基端面24と先端面26とが、前記環状本
    体の周りでほぼ一定の所定距離を維持しながら、前記基
    端−先端方向での、隣接する羽根の前記ずれを維持しな
    がら起伏していることを特徴とする請求項15記載の中心
    決め器具。
  17. 【請求項１７】４枚の羽根22を有し、該４枚の羽根のう
    ち対向する羽根は、前記環状本体に対して基端と先端と
    が同じ位置になるように配置されていることを特徴とす
    る請求項16記載の中心決め器具。
  18. 【請求項１８】前記環状本体20の前記内面は、前記基端
    −先端方向で前記ステムの長手軸線の方へ内側にテーパ
    が形成されていることを特徴とする請求項17記載の中心
    決め器具。
  19. 【請求項１９】骨の髄質管内に移植するための整形外科
    インプラントであり、該インプラントが、 前記髄質管18内へ移植するためのステム14と、 前記ステムの端部に着脱可能に係合する中心決め器具10
    とを有し、前記中心決め器具が前記ステムに係合する内
    面を有する中空環状本体20を有し、前記中心決め器具が
    基端−先端方向に前記ステムに沿って延びる長手軸線に
    ほぼ垂直な方向に、中心決め器具の外面から外側へ延び
    る４つの羽根22を有し、 前記環状本体20は、最大10mm離れている環状の基端面24
    と環状の先端面26とを有し、前記羽根22が前記10mmの距
    離の実質部分に亘って延びる前記環状本体に隣接するベ
    ースを有することを特徴とする中心決め器具。
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