JP3810088B2 - 寛骨臼カップ体プロテーシス - Google Patents
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Description
カップ形状本体を含む市販の寛骨臼プロテーシス装置(acetabular prosthetic devices)がいくつかある。これの寛骨臼カップの中には、対応する形状にされた内、外の凹状表面および凸状表面を有するものがある。寛骨臼カップの中には、骨盤と締り嵌合を形成するための厚みを持たせた環状リムもしくはスカートを含む2つの異なる形状の領域を持つ外部面を有するものがある。別の寛骨臼カップ(独国特許第3341723C1号)は、頂部領域を平らにして骨盤骨におけるソケットの横の結合を確保する半球状ソケットの形をとっている。
他の特許化されたカップのデザインは、「2形態寛骨臼カップ部品および移植方法」という題のアヴリル(Averill)特許4,704,127号に見られる。‘127特許は、フラストロ円錐形(frustro-conical)表面部分と球状表面部分とを含む外表面を有するシェル(shell)部品を持つカップを提供する。方法の一部として、患者の寛骨臼を、フラストロ円錐形表面部分と球状表面部分とを含む内表面に準備する。これらの球状表面部分は事実上同じ半径を有し、これらのフラストロ円錐形表面部分は、球状表面部分を接触関係に嵌め込んだ時に、フラストロ円錐形表面部分が互いに締り嵌合に係合し、準備した寛骨臼の中にシェル部品を保持するような相対的寸法を有する。
フィジー(Figgie)特許第4,892,549号は、第1の球状表面部分と第2の球状表面部分とを含む外表面を持つシェル部品を有する寛骨臼カップを開示しており、寛骨臼はシェル部品の前記第2球状表面部分と相補的な球状形態を有する内表面に準備される。第1球状表面部分の半径は、シェル部品の第2球状表面を寛骨臼の内表面と接触関係にはめ込んだ時、第1球状表面部分が寛骨臼の内表面と締り嵌合に係合して、シェル部品を準備した寛骨臼内に保持するよう、第2球状表面部分の半径より僅かに大きい。
寛骨臼カップ装置の中には、周りの骨盤骨組織と係合するためカップ形状本体の外表面から伸びる突出部を有するものがある。例えば、米国特許第3,939,497号は、股関節プロテーシスのためのソケットを記載しているが、このソケットは、放射状に配された1組のペグによって骨の組織中の空洞に保持される。ヘグは、組織中に入るセルフタップネジ山を有する中央ネジによってソケットの壁から周りの組織中へと突き出すことができる。
米国特許第4,685,923号は、骨セグメントや接着剤を使用することなく取り付けることが可能なプラスチック材料からなる股関節ソケットを開示している。ソケットは、ポリエチレンの半球体からなる。
フォルト(Forte)らの特許第4,695,282号は、手術中に組立て可能な金属のシェル部品とプラスチックのベアリング移植物とを含む寛骨臼カップ組立体を開示している。金属のシェル部品は寛骨臼内の適正な位置に保持され、プラスチックベアリング移植物はシェル部品の中に受け入れ可能である。
シェル部品は、ほぼ球体形状の部分とほぼフラストロ円錐形状の第2表面部分を含む外表面を有する。環状の肩部は、シェルの2つの異なる外表面間の接続部を形成する。
クレマスコリ特許第4,813,959号は、寛骨臼部品もしくはソケット部品と大腿骨部品もしくはピン部品を含む全股関節プロテーシス構造体を開示している。この2つの部品は、金属または金属合金からなり、移植後の骨形成を促進するため少なくとも表面の一部が顆粒状または多孔性のセラミック材料からなる部品とぴったりと接続している。寛骨臼部品の金属部分は、鋭いネジ山を有することによって腸骨の対応する空洞への固定を簡単かつ容易にするように形作られる。
米国特許第4,792,337号に、金属のシェルを有する寛骨臼カップが提供されている。このカップは寛骨臼にセメント無しで固定するためのものである。
米国特許第4,828,565号に、非セメント接着股関節プロテーシスのための部品が提供されている。この部品は2つの部分、チタニウム半球状シェルとその中に係合されるポチマーからなるカップとを有する。
寛骨臼にセメント無しで固定するための別の寛骨臼カップが1980年6月8日に公開になった欧州特許出願第13,863号に記載されている。
1986年5月2日公開の欧州特許出願第169,978号は、患者の骨盤に埋め込む外部シェルを有する寛骨臼カップを記載している。外部シェルは、フラストロ円錐形スカートと球状の中央カップとを有する。
1987年2月25日公開の欧州特許出願第211、169号に、外部ボスが寛骨臼体の外表面から突き出し寛骨臼の予め穿たれた穴に嵌まる寛骨臼カップが記載されている。寛骨臼カップを記載している他の外国特許および特許出願には、1987年4月3日公開の欧州特許出願第212,087号があるが、ここでは、金属のピンがカップの表面から突出し、組織が成長する穴を含む。1989年11月8日公開の欧州特許第341,198号では、寛骨臼カップが金属外部シェルと股関節頭部を保持するためのプラスチック体とを有する。
PCT公開第WO95/16413は、股関節プロテーシスにおいて寛骨臼部品として用いられる股関節カップを開示している。このプロテーシスは、少なくとも部分的に凸状の外表面を有するシェル部分からなる。このシェル部分は、この球面の部分の外表面によって実質的に画定される内表面を有する空洞に移植可能である。シェル部分の外表面は実質的に長円体の部分の外表面に対応し、配置は、設置時にシェル部分が少なくとも円周縁で空洞の長手縁に当接する一方、空洞の内表面とシェル部分の頂点との間に空間が形成されるようにする。
最近の2つの米国特許が寛骨臼カップ部品に対し発行されている。アヴリル特許第5,443,519号は、外部シェル部品と内部ベアリング移植物とからなる寛骨臼カッププロテーシス装置と、この寛骨臼カッププロテーシス装置を患者に移植する方法とを開示している。シェルの外表面は、少なくとも1つの長円体の湾曲に一致する複数の領域を有する。
「セメント無し寛骨臼カップ」と題するエバンズ(Evans)特許第5,358,532号は、患者の寛骨臼に圧入して、締り嵌合を作り出しセメントの必要性をなくした部品を提供する。カップの本体部分は、凸状外表面を提供する。カップの内部は、凹状内表面を提供する。カップまたはシェルの頂点部分は、下方リム部から間隔をおいて配され、リムは平面を形成する。複数の環状のリングが、下方のリムから始まり、頂点に向かう距離の少なくとも一部に伸びる本体の外表面に沿って間隔を置いて配される。環状リングはそれぞれ、下方リムの平面に対しほぼ平行であることが好ましい。最近発行された3つの欧州特許は、他の寛骨臼プロテーシス部品の例を開示している。これらは、欧州特許明細書第0091315号、第0285756号および第0327509号である。
しかしながら、われわれは、半球状の空洞またはソケットに圧入するセメント無しの寛骨臼カップの安定性を最大にするためには、カップの外部寸法が、カップのドーム部分でよりカップの周縁でより大きくなければならないことを発見した。さらに、このことを達成するには、凸状外表面は、カップの周縁で特定の曲面、例えば、トロイド形状の表面(toroidal shaped surface')の方がよく、その理由は、トロイド形状が外部カップ寸法に中央により外部へと漸進的な増加をもたらすからである。
このトロイド形状が半球状の空洞に圧入されると、通常、形状が完全な半球状である現存のカップ形態に比べ、移植安定性が相当向上する。
本発明によれば、
a)内表面と患者の骨盤骨組織と調和するようにした凸状外表面とを有する、外科的に移植可能な寛骨臼カップ体からなり、
b)このカップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてのベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
c)このカップ体の凸状外表面が第1曲面領域と第2曲面領域とを有し、
d)第1曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に近い第1基準点と頂点での末端とを持つ第1曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成され、
e)第2曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に第2基準点を持つ第2曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成されてなる寛骨臼カッププロテーシスを提供する。
本発明の更なる実施態様において、
a)内表面と患者の骨盤骨組織と調和するようにした凸状外表面とを有する、外科的に移植可能な寛骨臼カップ体からなり、
b)このカップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
c)このカップ体の凸状外表面が第1曲面領域と第2曲面領域とを有し、
d)第1曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に位置する基準点と頂点に位置する末端とを持つ第1曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成され、
e)第2曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に基準点を持つ第2曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成されてなる寛骨臼カッププロテーシスが提供される。
好ましい態様では、骨盤骨組織は、寛骨臼カップ体が外科手術中に嵌合される単一段のリーマかけ工程を使って、成形され、リーマで孔を広げられたソケットを提供することによって準備される。
カップ体は、頂点と、半径及びその半径の基準点としての中心を有する環状リムの形状のベースとを備えている。この基準点は、環状リムによって形成される平面上に位置する。
本発明は、別の観点によれば、参照例として、
a)内表面と患者の骨盤骨組織と調和するようにした凸状外表面とを有する、外科的に移植可能な寛骨臼カップ体からなり、
b)そのカップ体が、頂点を有し、かつ半径とその半径の基準点としての中心及び周縁部を有する環状リムの形状のベースを有し、
c)このカップ体の凸状外表面が第1及び第2の外側トロイド表面領域を有し、
d)第1トロイド表面領域が頂点に最も近く、リムの基準点に位置する基準点と頂点の末端とを持つ曲率半径を有する曲線によって生成され、
e)ベースに最も近い第2トロイド表面領域が、曲線によって生成され、かつベースの基準点と環状リムの周縁部との間であるが、基準点の隣で近接した位置に基準点を持つ第2半径を有する寛骨臼カッププロテーシスを提供できる。
もう1つの実施態様では、カップ体が頂点とリムとの間にトロイド状に形成される凸状外表面を有する。
1つの実施態様では、トロイド状に形成された部分がベースと、頂点から近いが形成された位置との間に延びる。
1つの実施態様では、トロイド状に形成された部分がベースから頂点までの約2/3の距離の位置にまで延びる。
かくして、本発明は、更に別の観点によれば、参考例として、
a)内表面と患者の骨盤骨組織と調和するようにした凸状外表面とを有する、外科的に移植可能な寛骨臼カップ体であって、
b)そのカップ体が、頂点を有し、かつ半径とその半径の基準点としての中心及び周縁部を有する環状リムの形状のベースを有し、
c)このカップ体の凸状外表面が第1及び第2の外側トロイド表面領域を有し、
d)第1トロイド表面領域が、頂点に最も近く、ベース面の上方で、リムの基準点の隣の基準点と、頂点の末端とを持つ曲率半径を有する曲線によって生成され、
e)ベースに最も近い第2トロイド表面領域が、曲線によって生成され、ベースの基準点と環状リムの周縁部との間であるが、基準点の隣で近接した位置に基準点を持つ第2半径を有する寛骨臼カッププロテーシスを提供できる。
トロイド形状は、円環面の外径が頂点の直径より大きくなるように、頂点からリムに延び、カップのリムの中心から約2ミリメートル離れた半径の基準点を持つ頂点の半径より好ましくは小さい曲率を有する曲線によって形成される。
曲線は、1つの実施態様ではそこで360度移動し、トロイド表面を生成する。
本発明の更なる実施態様では、
a)切削部を有する、丸くもり上がった凸状の環状外表面を持つカップ形状のリーマヘッドをそれぞれ有し、前記表面が直径を有する複数の回転リーマ器具と、
b)これらの回転リーマ器具の1つを対応する形状のコンパニオンリーマ器具とし、凹状内表面及び凸状外表面をそれぞれ有し、その凸状外表面が対応するコンパニオンリーマ器具によって外科的に準備された患者の寛骨臼ソケットに合うような形状に形成された、複数のプロテーシスのカップ体とからなり、
c)これらの各カップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
d)このカップ体の凸状外表面が第1曲面領域と第2曲面領域とを有し、
e)第1曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に近い第1基準点と頂点での末端とを持つ第1曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成され、
f)第2曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に第2基準点を持つ第2曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成されてなり、
g)選択されたコンパニオンリーマ器具が、選択されたリーマ器具のカッティング表面の丸くもり上がった環状の形状において対応する外科的に準備されたソケットを形成するために、外科医に患者の寛骨臼ソケットにリーマをかけることを可能にし、
h)選択されたプロテーシスカップ体の直径が、対応した形状に形成されたコンパニオンリーマ器具を使って準備される外科的に準備されたソケットの直径より約9〜12%大きい、外科医に寛骨臼プロテーシスの移植を可能にする寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせが提供される。
本発明のもう1つの実施態様では、
a)ほぼ半球状の外表面を持ち、その半球状表面に切削部を持つカッターヘッドをそれぞれ有し、前記表面が直径を有する複数のリーマ器具と、
b)凸状外表面をそれぞれ有し、その凸状表面が、リーマ器具によって外科的に準備された患者の寛骨臼ソケットに合うような形状に形成された、複数の対応するコンパニオンプロテーシスカップ体とからなり、
c)これらの各カップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてのベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
d)このカップ体の凸状外表面が第1曲面領域と第2曲面領域とを有し、
e)第1曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に近い第1基準点と頂点での末端とを持つ第1曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成され、
f)第2曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に第2基準点を持つ第2曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成されてなり、
g)リーマ器具が、外科医に患者の寛骨臼ソケットを、リーマ器具のカッティング面の半球状の形状において対応してほぼ半球状に形成されるように、リーマかけすることを可能にし、
h)各リーマ器具が、外科医に、対応するカップ体に対するソケットを形成させることを可能にし、
i)コンパニオンプロテーシスカップ体の直径が、複数のカップ体のために半球体に形成され、外科的に準備された寛骨臼ソケットの直径より約9〜12%大きい、寛骨臼プロテーシスを外科医に移植させることを可能にする寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせが提供される。
本発明の特徴及び目的について更によく理解するために、添付図面と関連してなされた次の詳細な記載を参照されるべきであり、そこでは同じ部品は同じ参照符号を与えられている。
図1は、本発明の器具の具体例の斜視図である。
図2は、本発明の器具の第二の具体例の側面断面図である。
図3は、本発明の器具の第三の具体例の側面断面図である。
図4は、本発明の器具の第四の好ましい具体例の側面断面図である。
図5は、図4の具体例の平面図である。
図6は、図4〜5の具体例の分解図である。
図7は、本発明の比例の様子の略グラフ図である。
図8〜9は、本発明の装置のリーマー器具部分の駆動平面図と側面図である。
図1は、一般に番号10と示された、本発明の器具の好ましい具体例を表わしている。寛骨臼のカッププロテーシス10は、外側凸面11と、ポリエチレンライナーと大腿インプラントのボールを受け止める凹部12と、ベース面14を形成するために一般に平坦な環状リム13とを有するカップ体の形をとっている。
カッププロテーシス10は凹部12を取り巻く凹状表面15を含んでいる。カップ10はカップ壁16で形成されている本体の形をとっている。内側凹部12は内表面15で形成されているようにほぼ半球状の形に形成できる。外側凸面11は、完全に半球状ではなく、むしろトロイドの形を有している。
環状リム13は円形の形の平坦なリムであり、ベース面14にある基準点17を有する。完全に半球状の形状が、一端が基準点17にあり、反対側の一端が末端19にある放射線18により図示されている。放射線18が回転され基準点17を中心とされると、図1の曲線20で示された完全な半円形が描かれる。線22も放射線であり、基準点17からカップ頂点21へわたっている。線22は面14に対し垂直である。
外表面11は、トロイド状に形づくられた表面である。半球状の曲線20と比べると、カップ10のトロイド状外表面11は頂点21から点32と34に向かって連続して徐々に厚くなっている。外科医がリーマーを使用して患者の寛骨臼のところに完全な半球状の形状のソケットを作成すると、プロテーシス10は図1に示すように絶えず厚くなっていく外形およびトロイド状外表面11ゆえに、そのような半球状のソケットとフィットする締り嵌合を形成する。完全に半球状の形状のカップ10は曲線20で跡をたどられ図1の矢印35で示される直径を有する。本発明のトロイド状のカップ外表面11は矢印36で示される直径を有し、故に半球状の直径35と比較した際に厚くなった部分を示す。厚くなった部分は図1で矢印37と38で表わされる。
トロイド形のカップ10は、外科的に準備された半球状の形のソケットとフィットする締り嵌合を形成する。そのソケットは、図1の曲線20でたどられるようなサイズと形を有し、直径35を有する。
外表面11のトロイダル形を形成するために、図1に一対の基準線23、27が示されている。基準線23は起点24を有する放射線であり、その起点はベース面14上にあり基準点17から矢印26で示されている程度だけ間隔をあけられている。線23は末端25で終点になる。図1で、第二の基準線27は28で始まり末端29で終わる放射線である。線27は基準点17から図1で30として示されただけ間隔をあけられている。
点32と頂点21の間で回転されたとき、放射線基準線23は、リム13上の点32とカップ頂点21の間に延びる曲線31を描く。同様に、基準放射線27は、リム13上の点34で始まり頂点21で終わる曲線33を描く。線31、33は中央軸線22を中心として360°回転させると、トロイド状の外表面11を描く。
図2は、一般に番号39で示された本発明の寛骨臼のカップ状プロテーシスの第二の具体例を表わしている。カップ状プロテーゼ39は、凸面40と、ポリエチレンライナーやさらにたとえば股関節部プロテーシスボールを受け止めるための凹部41と、ベース面43を形成する環状リム42とを有する。
カッププロテーシス39は凹面44とカップ壁45を有している。環状リム42は円形で、ベース面43内にある基準点46を有する。プロテーシス39は環状リム42と連通する凹面44を含んでいる。カップ壁45は凹部41の周りにわたっている。環状リム42は一般に円形で基準点46を有する。放射線47は示されたように基準点46から末端48まで延びている。放射47は基準点46を中心として回転されたとき、点64と65の間に半球状の湾曲部分を生じる。この湾曲部分は図2で49として示されている。基準点46との間に面43に垂直な線に沿って延びている基準線51が、カップ39の頂点50と連通している放射線を形成している。
一対の放射線52、56は図2にも見られる。これら放射線52、56の各々は、基準点56から間隔をおいた起点53、57をそれぞれ有している。間隔をおいた距離は図2で矢印55、59でそれぞれ示されている。
基準線52と56がそれぞれその起点53、57のまわりに回転されたとき、各放射線52、56の末端点54、58は、それぞれ点64と65から点61と63の間で通った曲線をたどる。放射線52により描かれた曲線は、図2で60として示されている。放射線56により描かれた曲線は図2で62として示されている。これら曲線60、62は起点61、63の間にわたって延び、環状基準線66で終わっている。図2の立体図では、点64と65は環状基準線66上にある。曲線60、62は半球状線51のまわりに360°回転させたとき、カッププロテーシス39のトロイド状部分を形成する。曲線49はカップ状プロテーシス39の一部分である。半径47が基準線66を超えて起点61、63の点に向かって回転されるとき、完全な半球状の形の曲線が生じ、それは図2に示されるように環状基準線66の下の仮想線であり、番号49で示される。ゆえに、見せかけの線49を超えて延び、曲線60、62により跡をたどられるカップ39の一部分は、患者の寛骨臼内に形成した半球状の形のソケットとともに締り嵌合を形成するのに使用されるカップ壁45の厚くなった領域を表わしている。図2の線49はカッププロテーシス39の設置の前に患者の寛骨臼内に形成される開口部分の形を表わす。
図2で、外科的に形成した開口部の直径は矢印67で示される。矢印68はカッププロテーシス39の厚さまたは直径を示している。矢印69と70は故に、カップ状プロテーシス39を外科的に形成された半球状に形づくられた穴の中に設置することにより、締り嵌合を形成するための外科的に形成された開口部にくさび止めされるカップ壁45の厚くなった部分を示す。
図3は番号71で示される本発明の装置の第三の具体例を表わしている。カップ体71は図2に示されているカップと形が類似である。故にベース面43を形成する凸状環状リム42と外表面40を有する。しかし、表面40の配置は図2の具体例とわずかに異なる。図3に示されるように、基準点72は基準線73の始まりとして示され、その線は末端74も有している。基準点72はカップ頂点83とベース面43の間の最短距離にわたって延びている線上にある。基準点72はベース面43の例えば2ミリメートル上方にある。放射線73は湾曲面84の跡をたどっている。半径75と半径78の形の第二の対の基準線は、起点76、79から末端点77、80へそれぞれ延びている。
図3の具体例では、半径75を面43と環状基準線85の間で、回転することにより曲線81が描かれる。同様に、半径78は面43と環状線85の間の曲線82をたどる。図3では、寸法線67が面43の曲線84の端部分と端部分の間にわたって延びている。寸法線68は面43でのカップ体71の外側直径を形成する。締り嵌合を形成する厚い領域は、図2の具体例と同様に番号69、70で表わされる。
図4〜6では、本発明の装置の第四のそして好ましい具体例が番号86で示され表わされている。図4〜6では、寛骨臼のプロテーシス86は二つの外表面領域88、89からなる外側凸面87を有している。表面88は、カップ頂点98に一番近い第一の環状表面領域である。表面89はアップ基底91に一番近い第二の環状表面領域である。表面88、89の接合面は図4に示すように円滑移行部90である。円滑移行部90は、以下に記載するように湾曲100、101の異なる二つの半径を使用して二つの表面88、89を描くことにより形成される。
寛骨臼のプロテーシス86は平坦な面92を形成する基底91を有している。寛骨臼のカッププロテーシス86は頂点98と弧芯97の間に中心軸99を有する。第一環状表面領域88は、弧芯97に基準点を有する放射線100により描かれる。放射線100は、頂点98から移行部90までわたって延びている曲線105を描く。第一の凸状表面領域88は中心軸99を中心にして曲線105を360度回転させることにより描かれる。
第二の環状表面領域89は軸線99を中心にして360度回転する曲線106により描かれる。放射線101は周縁部103から移行部90まで曲線106を描く。半径101は半径100よりかなり小さく、例えば半径100のサイズの約60パーセントである。弧芯97、102は同じベース面92内にはなく、104として表わされている程度だけずれている。
図4〜5の具体例のこの形は、一般に頂点98と移行部90の間に半球状の形を、そして移行部90の下により厚い環状断片を形成する。この形により、患者の寛骨臼の中に穴を広げて外科的に作成された半球状の形のソケットと合う改善された締り嵌合が形成される。締り嵌合は、カップが外科的に穴を広げられた寛骨臼のソケットの中に約2/3の距離だけ嵌合された後に始まる。外科的に作成されたソケットは半球状のリーマーにより穴を広げられる。そのリーマーは、放射線100のサイズに等しい放射線により描かれる外側半球状の形を有し、頂点98と肩部94の間にわたって延びている。故に、表面領域89は外科的に作成された半球状の開口部と比べて大き目であり、外科的に作成された半球状のソケットの中にプロテーシス86を全体的に移植することにより表面領域89は、患者の骨組織と締り嵌合を生じる。
環状肩部94、95は互いに交差し約90度(90°)の角度を形成し、環状凹部93を形成する。肩部94は面92の上にある。肩部95は面92に対し垂直である。凹部93は内に伸びる(in-growth)組織を受け入れることができる。ポリエチレンカップライナー107はカップ体86の中でパチンと嵌まることができる。
図7では、本発明の各装置に適用可能な比例的概念をグラフの形で図示する。図7は、容積のパーセント(%)変化と、先の図1〜6に示されたように本発明の寛骨臼カップの各具体例によってふさがれる(occupied)、半球状の形の穴を広げた開口部を製造するために外科医により使用されるリーマーの直径との比較を示す。
三つの異なる曲線108〜110が示されている。曲線108は1ミリメートル(1mm)大き目にしたカップのためのものである。曲線109は2ミリメートル(2mm)大き目したカップのためのものである。曲線110は3ミリメートル(3mm)大き目にしたカップのためのものである。本発明の教示によれば、カップは穴を広げられた直径にもかかわらず、容積の同じパーセント変化を有する。これは、より大きいカップが締り嵌合を受け入れることができる一方、小さいカップはより少ない圧縮または締り嵌合を必要とすることを意味する。
以下の表1は本発明のカップ直径とその比例サイズの例のリストである。
この比例関係は、寛骨臼の容積で、カップと寛骨臼の容積差を割ることにより計算される(VC−VB)/Va。カップサイズの範囲全体に渡って計算したとき(例えば40ミリメートル(40mm)〜80ミリメートル(80mm)))、容積のパーセント変化が、1ミリメートル(1mm)で圧縮した40ミリメートル(40mm)のカップの場合と、2ミリメートル(2mm)で圧縮した80ミリメートル(80mm)のカップの場合とはおおよそ同じであることがわかる。これは容積のパーセンテージ変化対リーマーの直径の図7のグラフに図示されている。
骨の容積のパーセント変化はまた、直径によって表わされ、以下のように計算される:ΔV=(Dcup 3−Dreamer 3)/Dreamer 3、ここでΔV=容積の変化、Dcup=寛骨臼のカッププロテーシスの直径、Dreamer=リーマーの直径である。
図8〜9には、リーマー111は一様に間隔をあけられた切削部113のアレイで覆われている外部半球表面112を有する切削頭部の形で示されている。駆動ソケット114は適当な回転駆動工具を受けとめる。
もしカップの大き目にすることにおいて同じミリメートルの増加を異なる寛骨臼に移植すると、例えば2ミリメートル(2mm)大き目にした50ミリメートル(50mm)のカップを48ミリメートル(48mm)の寛骨臼に、2ミリメートル(2mm)大き目にした70ミリメートル(70mm)のカップを68ミリメートル(68mm)の寛骨臼に移植すると、より大きな寛骨臼と比べてより小さい寛骨臼の場合、より大きな相対的容積変化が生じる。これにより、より小さいサイズの寛骨臼により大きな骨歪みを生じさせる。
カップの大きめにすることにおいて同じミリメートルの増加で、小さい寛骨臼に割れを生じるような、より大きな危険があり、大きな寛骨臼に不適当な圧入の安定性のより大きな危険が存在する。周縁でわずかに幅が広げられたカップが、中央の骨歪みをほんのわずか増大させるだけで、大き目にした半球状のカップよりも、横の骨の歪みを増大させる。本発明の非半球状の形により、大き目にした半球状のカップよりもよりよい周縁部安定性を提供し、寛骨臼のドームにおける割れの危険を少なくすることができる。
一定量の大き目にすることを採用すると、容積の相対的な変化は大きい直径のカップと比較して小さい直径においてより大きい(図7参照)。例えば、寛骨臼が42ミリメートル(42mm)に穴を広げられ、2ミリメートル(2mm)大き目にした(44ミリメートル(44mm)の直径)カップを移植したとき、寛骨臼の容積は15パーセント(15%)増大する。寛骨臼が62ミリメートル(62mm)に穴を広げられ、2ミリメートル(2mm)大き目にした(64ミリメートル(64)の直径)カップを移植したとき、寛骨臼の容積は10パーセント(10%)増大する。他の例は、2ミリメートル(2mm)大き目にしている48ミリメートル(48mm)穴を広げた寛骨臼と、3ミリメートル(3mm)大き目にしている72ミリメートル(72mm)穴を広げた寛骨臼はともにそれぞれ容積に13パーセント(13%)の変化を生じる。
次の表は、ここと添付の図で使用された要素の番号と要素の記述とを列挙する。
変更し、かつ異なる多くの実施態様が、ここで教示された発明の概念の範囲内で作られるので、また多くの変形が法律の記載上の要求に従ってここで詳述された実施態様において可能になるので、ここで詳述されたことが実例として解釈されるべきであって限定された意味ではないことを理解されるべきである。
Claims (24)
- a)内表面と患者の骨盤骨組織と調和するようにした凸状外表面とを有する、外科的に移植可能な寛骨臼カップ体からなり、
b)このカップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてのベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
c)このカップ体の凸状外表面が第1曲面領域と第2曲面領域とを有し、
d)第1曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に近い第1基準点と頂点での末端とを持つ第1曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成され、
e)第2曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に第2基準点を持つ第2曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成されてなる寛骨臼カッププロテーシス。 - 第1曲面領域と第2曲面領域が、円滑移行部で接合する請求項1のプロテーシス。
- 第1曲面領域が、頂点から頂点とベースとの間の距離の約2/3の位置に延びる請求項1のプロテーシス。
- 第1曲率半径が、第2曲率半径より大きい請求項1のプロテーシス。
- 第1曲率半径が、第2曲率半径の約2倍の長さである請求項1の寛骨臼カッププロテーシス。
- 第2曲率半径の基準点が、ベースの基準点とリム周縁部との間の約半分の位置にある請求項1の寛骨臼カッププロテーシス。
- リムが、1対の交わる環状面で、カップ周縁部に環状凹部を区画形成する請求項1の寛骨臼カッププロテーシス。
- 環状面の1つが、ベースと略平行である請求項7の寛骨臼カッププロテーシス。
- 環状面の1つが、ベースに略垂直である請求項8の寛骨臼カッププロテーシス。
- 第1基準点及び第2基準点が、ベースでの環状周縁部直径の約1/2離れて位置する請求項1の寛骨臼カッププロテーシス。
- a)内表面と患者の骨盤骨組織と調和するようにした凸状外表面とを有する、外科的に移植可能な寛骨臼カップ体からなり、
b)このカップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてのベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
c)このカップ体の凸状外表面が第1曲面領域と第2曲面領域とを有し、
d)第1曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に位置する基準点と頂点に位置する末端とを持つ第1曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成され、
e)第2曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に基準点を持つ第2曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成されてなる寛骨臼カッププロテーシス。 - 第1曲面領域と第2曲面領域が、円滑移行部で接合する請求項11のプロテーシス。
- 第2曲面領域が、ベースから、このベースと頂点の距離の約2/3の位置まで延びる請求項11のプロテーシス。
- 第1曲率半径と第2曲率半径とが、ほぼ同一である請求項11のプロテーシス。
- a)切削部を有する、丸くもり上がった凸状の環状外表面を持つカップ形状のリーマヘッドをそれぞれ有し、前記表面が直径を有する複数の回転リーマ器具と、
b)これらの回転リーマ器具の1つを対応する形状のコンパニオンリーマ器具とし、凹状内表面及び凸状外表面をそれぞれ有し、その凸状外表面が対応するコンパニオンリーマ器具によって外科的に準備された患者の寛骨臼ソケットに合うような形状に形成された、複数のプロテーシスのカップ体とからなり、
c)これらの各カップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてのベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
d)このカップ体の凸状外表面が第1曲面領域と第2曲面領域とを有し、
e)第1曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に近い第1基準点と頂点での末端とを持つ第1曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成され、
f)第2曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に第2基準点を持つ第2曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成されてなり、
g)選択されたコンパニオンリーマ器具が、選択されたリーマ器具のカッティング表面の丸くもり上がった環状の形状において対応する外科的に準備されたソケットを形成するために、外科医に患者の寛骨臼ソケットにリーマをかけることを可能にし、
h)選択されたプロテーシスカップ体の直径が、対応した形状に形成されたコンパニオンリーマ器具を使って準備される外科的に準備されたソケットの直径より約9〜12%大きい、外科医に寛骨臼プロテーシスの移植を可能にする寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。 - リーマ器具が、丸くもり上がった表面上に間隔をあけて設けられた多数の切削部を有する請求項15の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
- カップ体が、直径においてコンパニオンリーマの直径により1mmと3mmとの間で大きい請求項15の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
- 各リーマ器具が40mmと80mmの間の直径を有する請求項15の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
- 複数の使用可能なカップ体プロテーシスが、それぞれ外科的に準備された空洞に関して全カップ体の直径にほぼ比例する大きさだけ直径において大き目であり、大き目の量が、
大き目の直径の約1mmと3mmの範囲内である請求項15の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。 - 複数の使用可能なプロテーシスが、外科的に準備された空洞に関して直径において全カップ体の直径にほぼ比例する大きさだけ大き目であり、周縁部の圧入しろの大きさが約1mmと2mmの範囲内にあり、更にリーマで広げられた直径が約40mmと64mmとの間である請求項15の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
- 複数の使用可能なプロテーシスが、外科的に準備された空洞に関して直径において全カップ体の直径にほぼ比例する大きさだけ大き目であり、周縁部の圧入しろの大きさは約2mmと3mmとの間で範囲内にあり、更にリーマで広げられた直径が約64mmと80mmとの間である請求項15の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
- 複数の使用可能なプロテーシスが、外科的に準備された空洞に関して全カップ体の直径にほぼ比例する大きさだけ直径において大き目にされ、周縁部の圧入しろの大きさが約1.5mmと2.3mmとの間の範囲内にあり、更にリーマで広げられた直径が約40mmと80mmとの間である請求項15の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
- a)ほぼ半球状の外表面を持ち、その半球状表面に切削部を持つカッターヘッドをそれぞれ有し、前記表面が直径を有する複数のリーマ器具と、
b)凸状外表面をそれぞれ有し、その凸状表面が、リーマ器具によって外科的に準備された患者の寛骨臼ソケットに合うような形状に形成された、複数の対応するコンパニオンプロテーシスカップ体とからなり、
c)これらの各カップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてのベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
d)このカップ体の凸状外表面が第1曲面領域と第2曲面領域とを有し、
e)第1曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に近い第1基準点と頂点での末端とを持つ第1曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成され、
f)第2曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に第2基準点を持つ第2曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに360°回転させることによって形成されてなり、
g)リーマ器具が、外科医に患者の寛骨臼ソケットを、リーマ器具のカッティング面の半球状の形状において対応してほぼ半球状に形成されるように、リーマかけすることを可能にし、
h)各リーマ器具が、外科医に、対応するカップ体に対するソケットを形成させることを可能にし、
i)コンパニオンプロテーシスカップ体の直径が、複数のカップ体のために半球状に形成され、外科的に準備された寛骨臼ソケットの直径より約9〜12%大きい、寛骨臼プロテーシスを外科医に移植させることを可能にする寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
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