JP4097868B2

JP4097868B2 - スクリュ穴用プラグ付の股臼カップ

Info

Publication number: JP4097868B2
Application number: JP37539699A
Authority: JP
Inventors: アルフレッド・エフ・デカーロ・ジュニア
Original assignee: Johnson and Johnson Professional Inc; DePuy Orthopaedics Inc
Current assignee: Johnson and Johnson Professional Inc; DePuy Orthopaedics Inc
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: DE69921591D1; JP2000225128A; EP1016385A2; EP1016385B1; DE69921591T2; AU766569B2; EP1016385A3; US6152962A; AU6556499A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は二部構成からなる股臼カップシステムの金属カップにおけるドーム状スクリュ穴用プラグに関し、通常金属カップと、プラスチック製のソケットベアリングとを備える。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
二部構成からなる股臼プロテーゼは、通常金属カップとこれの内部に全体的に配置されるプラスチック製のソケットベアリングとを備える。金属カップの多くにおいて、アパーチャ(aperture)または穴は金属カップを股臼にねじ止めするための骨スクリュを受容するように与えられ、これにより当該カップにベアリングを配置するのに先だって付加固定をもたらす。このアパーチャに関する１つの問題点は、プラスチック製のベアリングの摩耗によりこれらの開口を経由して股臼に入り込む微粒子を生成する恐れのあることである。
【０００３】
アパーチャプラグは米国特許第５，５４９，６９４号に記載されており、このプラグは円筒状のアパーチャに挿入されたドーム形のディスクから成りその穴を塞ぐように変形される。
【０００４】
スクリュは、例えば股臼骨に欠陥がある場合に、股臼カップの骨に対する固定状態を増強するために用いられる。一般に、外科医は、無欠陥が明らかではないならば穴なしのカップを選択し、次いで二つ穴付きのカップを選択し、骨の欠陥がより重大な状況ではより多くのスクリュ穴の付いたカップを選択するだろう。
【０００５】
スクリュ穴は通常、狭窄部(narrowed portion)とこれよりも直径が増大していく円錐部とが続いた球面開口とともに形造られる。通常、スクリュ頭は球形で、スクリュ軸はカップ開口の狭窄部よりも直径が小さくなっている。この構造によりスクリュ穴内部におけるスクリュの角方向づけを可能にする。このようにして、外科医はスクリュ穴を選択し、それからスクリュを堅固に固定すべき健全な骨に最もよく位置決めできるように当該スクリュを適応させることが可能である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スクリュ穴などの特定タイプのアパーチャを用いて使用するのに適合した改善されたアパーチャプラグを提供する。本発明はスクリュ穴と一緒に使用するためのプラグを提供し、当該スクリュ穴が球形に形作られたスクリュ頭付きの増大スクリュを収容するとともに、その方向づけを可能にする。
【０００７】
第１の実施の形態において、本発明のアパーチャプラグは、好ましくは球面形状で股臼カップスクリュ穴の球面開口に適合する大きさに作った第１の部分と、好ましくは円筒状で第１の部分に隣接するとともに、スクリュ穴の狭開口を通して適合する大きさに作った第２の部分と、好ましくは円筒状の部分に隣接して変形可能なディスクであって当該スクリュ穴の内部に圧縮しながら係止してこの穴を密閉することができる第３の部分とを含むものである。このディスク部は狭開口の直径Ｄ_nよりも小さい無変形で最大外径Ｄ₀と、変形された場合狭開口の直径Ｄ _nよりも大きい外径Ｄ_fとを有する。このディスクは円筒開口を通じて球面開口から挿入してから変形され、それによってスクリュ穴の内部に当該プラグを係止する。この方法でアパーチャを通じた微粒子の移動は防止できるものと信ずる。
【０００８】
他の実施の形態において、本発明のアパーチャプラグはスクリュ穴の球面開口に適合するように大きさが作られ球面形状をした縁部と、この縁部に隣接した円筒部と、当該縁部から円筒部の反対側に変形可能の拡張部とを含む。ある実施の形態では、拡張部はプラグ除去を可能にするように収縮できる複数の軸スリットから成る。この発明の変形は、当該拡張部とは対照的に円形縁部上に変形可能な軸スリットを提供する。
【０００９】
本発明の各種の実施の形態のうちのある態様は、使用前にスクリュ穴に配置された除去可能なプラグを有するプラグ差し込み前のスクリュ穴付き股臼カップを提供できる。これらの多様な実施の形態において、当該プラグは移植前または後に除去可能である。
【００１０】
当該プラグは使用前に股臼カップのスクリュアパーチャ内に配置することができ、次に外科医が股臼の特定領域にスクリュを用いた追加固定を行うことが望ましいと信ずる場合には、必要に応じて除去できるものである。好適な実施の形態のある態様は、プラグ除去装置、例えば、除去用プラグに係合する道具を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１乃至図５は本発明の第１の実施の形態を例示する図である。次に図１について説明する。同図には変形前の本発明のプラグ１０が例示してある。このプラグ１０は円筒部１２に対して先細になっているとともに、当該円筒部１２に隣接したドーム形ディスク部１３において終了する球形縁部１１を備える。
【００１２】
プラグ１０はプラスチックや金属などの変形可能で、生体適合性をもつ材料で作られているのが好ましい。好ましい実施の形態では、柔らかくて、化学的に純粋なチタンがＴｉ−６Ａ１−４Ｖ合金から作られた金属カップとともに使われる。プラグ１０は平坦な金属片より形作りしたり、抜き出したりして、プラグ１０の形状にすることができる。
【００１３】
次に図２乃至図４について説明する。これらには本発明のシステムが例示してある図である。股臼カップ２０は本発明のプラグ１０を用いて使用される。この股臼カップ２０は少なくとも１つのスクリュアパーチャ２１を有する内側球面部４０のついた球形外殻４１を備える。図３，図４において、プラグ１０は股臼カップ２０のスクリュアパーチャ２１に挿入されている。このアパーチャ２１は内部に配置されていて（すなわち、カップの内側球面部４０の方に）球面形状をした開口２２、直径Ｄ_n を有する円筒状の狭開口２３、および外部に配置されていて（すなわち、カップ２０の外面２５の方に）円錐形状をした円錐開口２４を備えている。円筒状の開口２３の直径Ｄ_n は球面開口２２および円錐開口２４の最小直径Ｄ_x よりも小さい。
【００１４】
プラグ１０の球面部１１は球面開口２２内部に適合するように形作られている。円筒部１２の外径およびディスク部１３の外径Ｄ₀はそれぞれ、ディスク部１３が狭開口２３を介して拡張するように狭開口２３の直径Ｄ_nよりも小さく、球面形状をした縁部１１は球面開口２２を形成するカップ２０の表面に位置する。
【００１５】
次に図４について説明する。プラグ１０は図５の道具３０によって変形したアパーチャにおいて例示されている。この道具３０はプラグ１０の最小の内径よりも小さい直径を有する先端３１を含み、この先端３１はスクリュアパーチャ２１の球面開口２２と狭開口２３と全体的に同一の形状をしている。ひとたびプラグ１０は図１に例示するようなアパーチャに配置されたならば、道具の先端３１はプラグ１０に配置され、カップ２０の外部に向けた方向にディスク１３を変形するために使用される。図４に例示するように、変形ディスク１３の結果としての外径Ｄ_fは無変形ディスク１３の外径Ｄ₀よりも大きい。同様に、ディスク１３は狭開口２３の直径Ｄ_nよりも大きい直径を有するアパーチャ２１の円錐部２４中に拡張する。変形位置においてプラグ１０は３つの表面、すなわち、球面開口２２表面、狭開口２３表面、および円錐開口２４表面と係合する。
【００１６】
次に図６乃至図１０について説明する。同図は本発明の他の実施の形態を例示する図である。プラグ５０，５０ａはそれぞれ、スリット５６，５６ａを有する先頭５５，５５ａの端の部分に終了する縁部５１を備え、スリット５６，５６ａは先頭５５，５５ａを通して部分的にのみ延長する。このスリット５６，５６ａはプラグリムーバ６０（図１ｃ参照）で除去するための穴開けを容易にする。縁部５１，５１ａは円筒部５２，５２ａに対して先細になっており、外部に広がるタブ５４，５４ａを含むスカート部５３，５３ａに終了する。
【００１７】
図７に例示した使用法においては、プラグ５０は股臼カップ２０のスクリュアパーチャ２１に配置される。カップ２０は外科手術において利用するために予めプラグ５０または複数のスクリュアパーチャのついた複数のプラグとともに組み立てることができる。プラグ５０の縁部５１は球面開口２２と嵌合するように形作られており、一方、円筒部５２は狭開口２３内に位置決めされ、スカート部５３は円錐開口２４内に位置決めされる。
【００１８】
図８に例示した使用法においては、プラグ５０ａは股臼カップ２０のスクリュアパーチャ２１に配置される。カップ２０はスクリュアパーチャ２１に挿入したプラグ５０ａで前組み立てしておくことができるし、あるいは、複数のプラグは外科手術のため予め複数のスクリュアパーチャに配置することができる。
【００１９】
プラグ５０ａのスカート５３ａは球面開口２２内に適合するように形作られており、一方、円筒部５２ａは円筒開口２３内部に位置決めされるとともに、縁部５１ａは円錐開口２４内部に位置決めされる。
【００２０】
スカート５３またはスカート５３ａおよび縁部５１または縁部５１ａの直径は円筒開口２３の直径Ｄ_n よりも初めに大きく、一方、円筒部５２または円筒部５２ａの直径は、円筒部が狭開口５３の直径内に置くことを可能にするように十分小さい。
【００２１】
図７について説明する。スカート５３は変形可能であり、スカート５３の直径が狭開口２３の直径よりも小さく、このことがカップ２０の内側球面部４０の側面からスクリュアパーチャ２１からの除去を可能にする。
【００２２】
図８について説明する。スカート５３ａは変形可能であり、スカート５３の直径が狭開口２３の直径よりも小さく、このことがカップの外表面２５の側面からスクリュアパーチャ２１からの除去を可能にする。
【００２３】
図１０は本発明のシステムの一部として使用できるプラグリムーバ６０を例示する図である。このプラグリムーバ６０はハンドル６１と、先細で尖っている端６４を有する挿入端６３のついたもり６２とを備える。
【００２４】
使用にあたって、プラグリムーバ６０の挿入端６３はプラグ５０またはプラグ５０ａの先端５５または先端５５ａにおいてスロット５６またはスロット５６ａを通して挿入する。図９はスロット５６を通して挿入され、約９０度回転したプラグリムーバ６０の道具６２を例示する図である。次にプラグ５０はプラグリムーバ６０のハンドル６１で引張ることによりカップ２０から除去できる。引張り力によりスカート５３のタブ５４は内部に向けて変形を生じ、スカート５３が狭開口２３を通過できるようになるので、プラグ５０はカップ２０から除去される。
【００２５】
図７においてプラグ５０は外科手術によるカップ２０の配置に先だって除去可能であり、あるいはプラグ５０ａの配置後に外科手術による配置に先だって除去可能である。何故なら、プラグは患者に配置されると容易にアクセス可能でない外側から除去されるからである。
【００２６】
プラグリムーバ６０はプラグ１０，５０，またはプラグ５０ａにスロット５６またはスロット５６ａがない場合にも同様に用いることができる。もり６２の端６３における先端６４はプラグ１０，５０，またはプラグ５０ａに刺して穴をあけるために使用することができる。それからリムーバ６０は端６３がプラグ５０の背面または後部に係合するように回転できる。
【００２７】
各種の実施の形態および変更は特許請求の範囲にもとることなく上記の実施の形態に対して実行できる。
【００２８】
プラグ５０，５０ａはプラスチック、金属などの変形可能で生体適合性をもつ材料から作られるのが好ましい。好ましい実施の形態では、柔らかくて化学的に純粋なチタンがＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金から作られた金属カップとともに用いられる。プラグ５０，５０ａはプラグ５０，５０ａの形状を有する平坦な金属片より成形したり、抜き取ったりできる。
【００２９】
本発明は特定の実施の形態に対して記載したが、当業者には明白なように本発明の精神と範囲に反することなしに変更は実施可能であることは理解されよう。
【００３０】
本発明の具体的な実施態様は以下のとおりである。
（Ａ）ベアリングを収容する内側表面と、骨を係合する外側表面と、前記内側表面から前記外側表面にそれ自身を通過するアパーチャとを有する本体であって、前記アパーチャは（ａ）前記本体の内部からアクセス可能であり、断面が第１の開口直径を有する第１の部分と、（ｂ）前記第１の部分と隣接し、前記第１の部分より放射状に外側へ向けて位置決めされ、前記第２の開口直径よりも大きな第２の直径を有する第２の部分と、（ｃ）前記第２の部分と隣接し、前記第２の開口直径よりも大きな第３のカップ直径を有する第３の部分とを有することと、当該アパーチャを密閉するように前記アパーチャ内に係止した変形可能なプラグであって、このプラグは、第１のプラグ直径を有し、前記第２の開口直径よりも大きい第１のプラグ部分と、前記第２の開口直径と少なくとも同じくらい小さい第２のプラグ直径を有する第２のプラグ部分と、変形可能部分から成る第３のプラグ部分であって、（ｉ）前記開口部から除去する前に、前記変形可能部分は前記アパーチャの前記第２の直径よりも大きい直径を有し、（ｉｉ）前記変形可能部分はこれが前記アパーチャから除去された場合に前記アパーチャの前記第２の直径よりも小さい直径に変形されることとを備えた、ベアリングを収容する股臼カップにおいて、前記アパーチャから除去するより前に、前記アパーチャの前記第３の部分に位置決めした前記第３のプラグ部分を用いて、前記第１のプラグ部分は前記アパーチャの前記第１の部分内に位置決めするとともに、前記第２のプラグ部分は前記アパーチャの前記第２の部分に位置決めし、これにより前記プラグは前記アパーチャ内に係止することを特徴とする、股臼カップ。
（Ｂ）ベアリングを収容する内側表面と、骨を係合する外側表面と、前記内側表面から前記外側表面にそれ自身を通過するアパーチャとを有する本体であって、前記アパーチャは（ａ）前記本体の内部からアクセス可能であり、断面が第１の開口直径を有する第１の部分と、（ｂ）前記第１の部分と隣接し、前記第１の部分より放射状に外側へ向けて位置決めされ、前記第２の開口直径よりも大きな第２の直径を有する第２の部分と、（ｃ）前記第２の部分と隣接し、前記第２の開口直径よりも大きな第３のカップ直径を有する第３の部分とを有することと、当該アパーチャを密閉するように前記アパーチャ内に係止した変形可能なプラグであって、このプラグは、第１のプラグ直径を有し、前記第２の開口直径よりも大きい第１のプラグ部分と、前記第２の開口直径と少なくとも同じくらい小さい第２のプラグ直径を有する第２のプラグ部分と、変形可能部分から成る第３のプラグ部分であって、（ｉ）前記開口部から除去する前に、前記変形可能部分は前記アパーチャの前記第２の直径よりも大きい直径を有し、（ｉｉ）前記変形可能部分はこれが前記アパーチャから除去された場合に前記アパーチャの前記第２の直径よりも小さい直径に変形されること、とを備えた、ベアリングを収容する股臼カップにおいて、前記アパーチャから除去するより前に、前記アパーチャの前記第３の部分に位置決めした前記第１のプラグ部分を用いて、前記第３のプラグ部分は前記アパーチャの前記第１の部分内に位置決めするとともに、前記第２のプラグ部分は前記アパーチャの前記第２の部分に位置決めし、これにより前記プラグは前記アパーチャ内に係止することを特徴とする、股臼カップ。
（Ｃ）ベアリングを収容する内側表面と、骨を係合する外側表面と、前記内側表面から前記外側表面にそれ自身を通過するアパーチャとを有する本体であって、前記アパーチャは（ａ）前記本体の内部からアクセス可能であり、断面が第１の開口直径を有する第１の部分と、（ｂ）前記第１の部分と隣接し、前記第１の部分より放射状に外側へ向けて位置決めされ、前記第２の開口直径よりも大きな第２の直径を有する第２の部分と、（ｃ）前記第２の部分と隣接し、前記第２の開口直径よりも大きな第３のカップ直径を有する第３の部分とを有することと、当該アパーチャを密閉するように前記アパーチャ内に係止した変形可能なプラグであって、このプラグは、第１のプラグ直径を有し、前記第２の開口直径よりも大きい第１のプラグ部分と、前記第２の開口直径と少なくとも同じくらい小さい第２のプラグ直径を有する第２のプラグ部分と、変形可能ディスクから成る第３のプラグ部分であって、（ｉ）凹側面、凸側面、および第１開口直径、第３開口直径よりも小さく、第２開口直径よりも大きい直径を有する前記ディスクに挿入するより前に、（ｉｉ）前記本体の内部の方へ方位づけした前記凸側面を用いて、前記プラグは前記本体の内部から前記アパーチャ中に挿入され、（ｉｉｉ）前記本体の外部の方へ方位づけした凸部を有するように変形した結果として胴締めされることとを備えた、ベアリングを収容する股臼カップにおいて、前記アパーチャの前記第３の部分に位置決めした前記第３のプラグ部分を用いて、前記第１のプラグ部分は前記アパーチャの前記第１の部分内に位置決めするとともに、前記第２のプラグ部分は前記アパーチャの前記第２の部分に位置決めし、これにより前記プラグは前記アパーチャ内に係止することを特徴とする、股臼カップ。
（１）前記アパーチャは骨スクリュを収容するスクリュアパーチャを備えた、実施態様（Ａ）に記載の股臼カップ。
（２）前記アパーチャの前記第１の部分は球面形状をした開口部を備え、前記第２の部分は円筒形状をした開口部を備え、前記第３の部分は円錐形状をした開口部を備えた、実施態様（１）に記載の股臼カップ。
（３）前記アパーチャの第１の部分は球面形状を含む、実施態様（Ａ）に記載の股臼カップ。
（４）前記変形可能部分はその中にスリットを有したスカートを備えた、実施態様（Ａ）に記載の股臼カップ。
（５）前記アパーチャは骨スクリュを収容するスクリュアパーチャを備えた、実施態様（Ｂ）に記載の股臼カップ。
【００３１】
（６）前記アパーチャの前記第１の部分は球面形状をした開口部を備え、前記第２の部分は円筒形状をして開口部を備え、前記第３の部分は円錐形状をした開口部を備えた、実施態様（５）に記載の股臼カップ。
（７）前記変形可能部分はその中にスリットを有したスカートを備えた、実施態様（Ｂ）に記載の股臼カップ。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、股臼カップのスクリュ穴（アパーチャ(aperture)）を塞ぐのに特に役立つとともに、股臼カップ内に着座したプラスチック製ベアリングより生ずるプラスチック微粒子が当該アパーチャを通して骨空洞や股臼カップを取り巻く股臼に移動するのを防止するのに有効なプラグを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラグの変形前における断面形状を例示する図である。
【図２】スクリュ穴を有する股臼カップを例示する図である。
【図３】金属カップの断面形状を例示するものであって図１の変形前プラグがその中に挿入したことを示す図である。
【図４】股臼カップにおいて本発明のプラグの断面形状を例示する図である。
【図５】プラグを変形するために使用する道具を変形前後にプラグの横断面にて例示する図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態、第３の実施の形態を例示する図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態、第３の実施の形態を例示する図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態、第３の実施の形態を例示する図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態、第３の実施の形態を例示する図である。
【図１０】プラグ除去装置を例示する図である。
【符号の説明】
１０，５０，５０ａアパーチャプラグ
１１縁部
１２円筒部
１３ディスク（部）
２０股臼カップ
２１スクリュアパーチャ
２２球面開口（第１の部分）
２３狭開口（円筒状の開口、第２の部分）
２４円錐開口（第３の部分）
３１先端
５６，５６ａスリット

Claims

ベアリングを収容する内側表面と、骨を係合する外側表面と、前記内側表面から前記外側表面を通過するアパーチャ（２１）とを有する本体であって、前記アパーチャ（２１）は、
（ａ）前記本体の内部からアクセス可能であり、断面が第１の開口直径（Ｄ _X ）を有する第１の部分（２２）と、
（ｂ）該第１の部分（２２）と隣接し、前記第１の部分（２２）より前記本体に対して外側へ向けて位置し、前記第１の開口直径よりも小さい第２の開口直径（Ｄ _n ）を有する第２の部分（２３）と、
（ｃ）該第２の部分（２３）と隣接し、前記第２の部分（２３）より前記本体に対して外側へ向けて位置し、前記第２の開口直径よりも大きな第３の開口直径（Ｄ _X ）を有する第３の部分（２４）とを有する、前記本体と、
当該アパーチャ（２１）を密閉するように該アパーチャ（２１）内に係止した変形可能なプラグ（１０）であって、該プラグは、
前記第２の開口直径（Ｄ _n ）よりも大きい外径を有する球面形状をした縁部（１１）と、該縁部に隣接し、前記第２の開口直径よりも小さい外径を有する円筒部（１２）と、該円筒部に隣接し、前記第２の開口直径よりも小さい外径（Ｄ ₀ ）および変形時に第２の開口直径（Ｄ _n ）よりも大きな外径（Ｄ_f）を有する変形可能なディスクから成るディスク部（１３）であって、
前記プラグが前記本体の内部から前記アパーチャ（２１）中に挿入される際、前記ディスク（１３）が変形することで、前記プラグは前記第１の部分（２２）、前記第２の部分（２３）および前記第３の部分（２４）と係合する、前記プラグ（１０）と、
を備えた、ベアリングを収容する股臼カップ（２０）において、
前記アパーチャの前記第３の部分に位置決めした前記ディスク部を用いて、前記縁部は前記アパーチャの前記第１の部分内に位置決めするとともに、前記円筒部は前記アパーチャの前記第２の部分に位置決めし、これにより前記プラグは前記アパーチャ内に係止することを特徴とする、前記股臼カップ。
前記アパーチャは骨スクリュを収容するスクリュアパーチャを備えた、請求項１に記載の股臼カップ。
前記アパーチャの前記第１の部分は球面形状をした開口部を備え、前記第２の部分は円筒形状をした開口部を備え、前記第３の部分は円錐形状をした開口部を備えた、請求項２に記載の股臼カップ。
前記アパーチャの第１の部分は球面形状を含む、請求項１に記載の股臼カップ。