JP4299120B2 - 骨アンカー装置 - Google Patents
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Description
断裂した回旋腱板を修復するための今日の典型的な方法は、大きな切開部から外科的に修復を行うことである。このアプローチは、現在、回旋腱板修復の事例の殆ど99%で採用されている。回旋腱板を修復するためには、2種類の開放外科的アプローチが存在し、1つは「古典的開放型」であり、他方は「ミニ開放型」である。古典的開放アプローチは大きな切開部を必要とし、また露出を容易にするために、三角筋を肩峰から完全に剥離することを必要とする。生存組織への縫合糸の結合を保証し、また合理的なエッジ近似を形成するために、回旋腱板は鮮創される。加えて、治癒は生骨表面上で向上するので、上腕骨頭部を、提案された軟組織において骨再結合点まで削り落とし、またはノッチを形成する。「経骨髄トンネル」と称する一連の小径孔を、削り落とした又はノッチを形成した表面からより大きな結節の外部表面上の点へと、通常は2〜3cmの距離だけ、骨を貫いて横方向に「穿孔」する。最後に,経骨髄トンネルを通して縫合糸の末端を引張り、且つそれらを2つの連続するトンネル間の骨をブリッジに使用して一緒に緊締することにより、回旋腱板を骨に縫合および固定する。その後、三角筋を外科的に肩峰に再結合しなければならない。この手技の故に三角筋は術後の保護を必要とし、従ってリハビリを遅延させ、また残留虚弱を生じさせる可能性がある。完全なリハビリには略9〜12月を要する。
現在では増大傾向にあり且つ全外科的修復処置の大部分を占めるミニ開放技術は、より小さい切開部をからのアクセスを達成し、また三角筋を取外すのではなく分割する点において、古典的アプローチとは異なる。更に、この方法は、典型的には関節鏡肩峰除圧術と共に行われる。三角筋を分割したら,これを開創して回旋腱板の断裂部を露出させる。先に述べたように、回旋腱板を鮮創し、上腕骨頭部を削り落とし、骨を貫く所謂「経骨髄トンネル」を穿孔し、または縫合糸アンカーを挿入する。上腕骨頭部への回旋腱板の縫合に続いて、分割した三角筋を外科的に修復する。
開放外科的修復の欠点に対処する努力において、侵襲の少ない関節鏡技術が開発され始めている。三角筋の破壊を最小化する小さいトロカール入口を通して作業することにより、少数の外科医は、種々の骨アンカーおよび縫合構造を使用して回旋腱板を再結合することが可能になっている。この回旋腱板は体内に縫合され、アンカーは修復に適した位置で骨の中に埋め込まれる。現在の技術を用いて関節鏡的に形成するのが困難または不可能な、経骨髄トンネルを通した縫合糸ではなく、アンカーおよび縫合糸を使用して回旋腱板を緊締することによって修復は完了する。低侵襲技術の初期の結果は有望なものであり,患者の回復時間および不快感は実質的に減少した。
現在の関節鏡的な回旋腱板修復技術に関するもう1つの著しい困難さは、現在利用可能な縫合糸アンカーに関する欠点である。今日入手可能な骨アンカーにおける糸通し孔は、針孔と同様に糸または縫合糸を通されるのであるが、半径が小さく、アンカーが高い張力負荷の下に置かれると、縫合糸の糸通しに失敗する可能性がある。
もう1つのアプローチは、皮質骨(強靭で高密度の骨の外層)および海綿骨(低密度で軽く且つ幾分脈管性の骨内部)における密度差を利用することである。皮質骨と海綿骨との間には明瞭な境界が存在し、皮質骨は低密度の海綿骨を覆う一種の硬質シェルを提供する。アンカーは、典型的には長軸および短軸を有するようなアスペクト比を持ち、また通常は予め縫合糸を通されている。これらの設計では皮質骨中の孔が使用され、該孔を通してアンカーが挿入される。この孔は、アンカーの長軸を穿孔された孔の軸に平行に配置して、アンカーの短軸が孔の直径の全体に嵌るように穿孔される。海綿骨の中に配置された後、該アンカーは、その長軸が孔の軸に対して直角に整列するように90°回転される。縫合糸が引張られて、アンカーは骨の皮質骨の内面に当接して設置される。アンカーの長軸の寸法と孔の直径との不適合によって、アンカーは孔から近位方向に後退することができず、従って引抜きに対する抵抗を与える。これらのアンカーは未だ、縫合に歪みを与えるといった上述の通し孔設計の問題を有している。
軟組織を骨に固定する他の方法が従来技術で知られているが、医者は肩の関節包領域に縫合糸以外のものを残すのを嫌うので、現在は肩修復処置に適しているとは考えられていない。その理由は、運動する際にステープルおよびタック等が脱落して、傷付ける可能性があるからである。この制約の結果として、結合点は理想的とは言えない位置に配置せざるを得ない。また、タックまたはステープルは軟組織の中に実質的な孔を必要とし、外科医が骨に対して軟組織を正確に配置するのを困難にする。
これも骨の皮質層と海綿層との間の密度差を利用する1つのアプローチが、ハーウィン(Harwin)等に付与された米国特許第5,618,314号に開示されている。この設計において、アンカー装置は、アンカー部材から近位方向および半径方向外側に延びる静止翼部材を使用し、また翼部材に沿った切断手段を用いる。このアプローチでは、アンカー装置が骨の中に穿孔された孔の中に挿入され、次いで、切断手段を備えた翼部材が半径方向に回転されて、皮質骨直下にある骨の海綿層の中に配置されるようになっている。この装置を用いると、本発明に比較して表面積の比較的小さい翼部材が皮質骨に当接して配置されるので、縫合糸に近位方向の張力が加わったときに骨構造から引抜かれ易くなる。
Hayhurstの特許は更に、細長いアンカー部材を用いて縫合糸を骨に固定するアプローチを記載しており、アンカー部材は、通常は直線形状をとるように成形されており、次いで針またはルーメンを通して挿入され得るように屈曲または曲げられ、次いで縫合糸に対してほぼ直交した位置でその直線形状に復帰するように駆逐される。このアプローチは、アンカー部材が軟骨と骨の間に配置され得る適用例のために設計されており、縫合糸を骨に直接アンカーしれなければならない用途(そのために本発明が特別に設計された適用例)については実施不可能である。
他の同様のアプローチが、Whittaker等に付与された米国特許第5,417,712号に記載されている。この特許は、種々の異なるバーおよび翼を使用して、アンカー部材を骨に固定するアンカー装置を記載している。しかし、このアプローチは、骨に当接して配置される表面積が小さく、構造物および得られるアンカーインターフェースが比較的脆弱であるという欠点を有している。
しかし、これらのアンカーは、狭いルーメンまたはハイポチューブを通して配置するための屈曲または曲がる能力を有しておらず、挿入および配置を困難にする。また、これらは上記で述べた他の適用と同様に、皮質骨に当接して配置されるべき表面積が小さいという同じ欠点を有している。
本発明の主要な側面は、装置を固定する縫合糸を本発明のアンカー装置に結合し、または縫合糸を身体外で本発明の装置に直接結合し、次いで、全体の装置を管内のルーメンを通して処置領域の中に配置するための手段を提供する。本装置を骨内の処置領域に挿入したら、本装置を拡開させて、骨の皮質層の下に固定する。本装置が展開されたときに、本装置が骨の皮質層と海綿層とが出会う箇所において、骨の皮質層直下の海綿骨の中へと半径方向に拡開する。本発明が設計される方法は、それが展開された後、配置された時にとる折畳まれ、即ち、屈曲した形態に戻るのを防止する。この設計は更に、本発明の装置が設置される皮質骨の密度によって、本発明の装置が近位方向に移動するのを防止し、または海綿骨の中に広がるアンカーの表面積によって、遠位方向または半径方向に移動するのを防止する。このアプローチは、関節鏡処置に使用するために実施可能であり、また上記で述べたネジ、タックおよびステープルの使用に伴う欠点を排除する。本発明は革新的な骨アンカーを提供し、また結び目を緊締することを必要とせずに、皮質骨表面の下にある縫合糸結合を可能にするような結合技術を提供することによって、上記で概説した問題を解決する。
ディスク自身を縫合糸保持アンカーとして利用し得るもう1つの実施形態において、実質的な平面ディスクは実質的に中実であり、その中央部分には相互に隣接した2つの孔が、その中に縫合糸材料を通して収容するために設けられている。ディスクの屈曲形態と拡開形態との間での移動を容易にするために、好ましくは、ディスクにはスリットが配置されており、より好ましくは、略180°離間した2つのこのようなスリットが用いられる。ディスクは、その近位端と遠位端との間に延びる長手方向軸線を有しており、またディスクは長手方向軸線に直交した軸線回りに屈曲する。ディスクは、屈曲形態においてほぼ「V」字形状を形成する。好ましい実施形態において、各スリットはディスクの遠位端から延びる軸線方向部分、およびディスクの外壁部分の回りに延びる円周方向部分を含んでおり、ここで円周方向部分は軸線方向部分と連通し、前記2つのスリット部分が一緒になって、夫々がほぼ「T」字形状のスリットを形成するようなっている。薄い軸線方向の側壁部分が、ディスクの近位端とスリットの円周方向部分との間に延びている。ディスクは、2つのスリットの薄い軸線方向部分を含む領域における横断方向軸線回りに屈曲する。ディスクが、バネ鋼のような平坦なストック弾性材料で形成される1つの実施形態においては、ディスクの本来の形態がその拡開された平坦な外形であるため、ディスクの両側の縁部に加えられる張力により屈曲を起こさせる。しかし、ディスクがステンレス鋼のような非弾性材料のチューブストックから形成されるもう1つの実施形態では、ディスクに加えられる軸方向の圧縮力により屈曲を起こさせる。この構成において、ディスクの本来の形態はその屈曲した縮小した外形であり、ディスクをその拡開された平坦な外形にするために軸線方向の圧縮力が加えられる。
アンカーの引抜き強度を実質的に増大させるように設計されたもう1つの実施形態では、スタックアレイで配列された複数の上記ディスクが用いられる。
好ましくは、第1のチューブの外壁にはスリットが配置され、スリットは遷移領域の近位側で、第1のチューブの遠位端から近位方向に延びている。加えて、第2のチューブの外壁にはスリットが存在し、ここでは第2のチューブが第1のチューブ内に配置されるときに、第1および第2のチューブは相互に回転するように配向され、第1および第2のチューブの夫々のスリットが相互に実質的に一致するようになっている。
本発明の更にもう1つの側面においては、骨アンカー装置を製造する方法が開示される。本発明の方法は、生体適合性材料のチューブを準備する工程と、チューブの第1の端部に一連の切欠きを作製することによって骨アンカー装置を形成する工程と、チューブを貫通する更なる切込みを形成することにより骨アンカー装置をチューブの残部から分離する工程とを具備する。
本発明、並びにその追加の特徴および利点は、添付の図面と共に以下の説明を参照することによって最も良く理解することができる。
勿論、上記で述べたように、ここで議論する好ましい修復処置は関節鏡的処置であり、最初のアクセス切開部を修復部位に形成し、アクセス開口部にトロカール25を挿入し、手術器具並びに光学器具の修復部位へのアクセスを得る。好ましくは、トロカールに縫合糸を挿入して、上記で述べた縫合工程を実行する。勿論、所望であれば、本発明の装置は開放外科処置において利用されてもよく、その場合、縫合糸は手で配置される。
縫合糸24の自由端26を縫合糸固定装置28に通したら、それらを、骨アンカー10の孔14を近位方向に通す。溝18a,18bは、孔14を通過する糸を受入れるために有用である。次いで、縫合糸固定装置28および骨アンカー10をある長さのハイポチューブ30の中に遠位方向に挿入する。ハイポチューブは、その遠位端31において直径が減少しており、その遠位端がその近位端32よりも狭くなっている。ハイポチューブ30の狭い遠位端31は、骨構造体(図5には示されていない)の中に穿孔された孔に嵌合するように適合されており、ハイポチューブの遠位端が、皮質骨および海綿骨の界面の深さと略等しい深さに配置されるようになっている。換言すれば、ハイポチューブ30の狭い遠位端31の長さは、骨の外皮層の厚さとほぼ一致するように予め定められており、チューブの遠位端の小さい直径からチューブの近位端の大きな直径へと外側に向って段差のついたチューブの部分は、停止部材として作用することにより、アンカー10が皮質骨と海綿骨との略接合部に配置されることを保証する。ハイポチューブ30を、回旋腱板を貫通して縫い付けられている縫合糸の結合端と干渉することなく、骨内に配置された孔の中に挿入することを可能にするように、ハイポチューブ30の遠位端にはスリット33が配置されている。
ハイポチューブ30の中を通して骨アンカー10を展開するために、マンドレル34を骨アンカー10に当接させて遠位方向に押し、骨アンカー10をハイポチューブ30から骨構造の中へと押出す。骨アンカー10がハイポチューブ30から完全に押出されて、もはやハイポチューブ30の内部表面によって楕円形ディスク12に張力が加わらなくなると、ディスク12は、ハイポチューブ30内部にあるときに有するほぼ「V」字形状の輪郭(図2および図3)から、元の本来の平坦な輪郭(図1および図4)へと復帰する。これにより、楕円形ディスク12の端部を皮質骨層表面の直下の軟質海綿骨の中に押し込み、または突入させる。
ディスク12を縫合糸固定装置28と共に骨構造の中に挿入したら、ハイポチューブ30およびマンドレル34を、トロカール25の中を通して身体から除去する。次いで、縫合糸24の自由端26を、隣接した骨構造に再結合される軟組織の位置を必要に応じて調節するために、外科医によって近位方向に引張られる。また、これはディスク12に遠位方向の力を働かせ、この力はディスクを皮質骨に当接する位置に固定し、更に該ディスクを平坦な輪郭に固定するように作用する。上記で図3に関連して説明したように,ディスク12の平坦な輪郭は孔42の直径よりも大きく,ディスクを骨構造から引き出すことを非常に困難または不可能にする。
その目的のために、上記で述べたように、先ず関節鏡的アクセスを可能にするために、回旋腱板の腱44が上腕骨頭部46に再結合されるべき領域の近傍へと、トロカールを肩の中に挿入する。好ましくはドリルまたはパンチにより、皮質骨49を貫通して海綿骨50の中へと孔51が形成されている。この図は、回旋腱板の腱44のような軟組織を上腕骨頭部46に再結合することが望まれる典型的な状況に含まれる、生理学的要素の単純な構造的概観を提供することだけを意図したものである。
より詳細に言えば、本発明の方法に従ってアンカー310を製造するためには、300系ステンレス鋼、チタン、または炭素鋼のような適切な生体適合性材料の長手方向軸線361を有するチューブ360を準備する(図10)。図11に示すように、当業者に既知のEDMまたは他の適切な切断技術を使用して、チューブ360の第1端363から延びる対向する軸線方向チャンネル362a,362bを形成する。その後、追加の切欠き365a〜365dを形成して、図12に示すように、管360の第1端363から材料を除去する。アンカー310の形状の最終的な製造を図13および図14に示し、図13では図示のように追加の切欠きが形成され、また図14には、切込み367の完成によってチューブ360の残部から分離された後のアンカー310が示されている。
上記で見てきた骨およびアンカーの形態は、その性質からして純粋に例示的なものであり、人間に見られると思われる上腕骨頭部の生理学的および解剖学的性質を完全に再現しようとするものではなく、また本発明の実施形態の適用を回旋腱板の修復に限定しようとするものでもない。本発明は、特に結合組織または軟組織の骨への結合を含む多くの異なる種類の処置に適用可能である。従って、本発明の一実施例を図示および説明してきたが、ここで使用した全ての用語は限定的ではなく説明的なものであり、当業者は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、多くの変更、改変および置換を行い得ることが理解されるべきである。
Claims (30)
- 結合組織を骨に結合させるための骨アンカー装置であって、
骨の一部に挿入するために適合されたディスクを具備し、該ディスクは、より小さい断面を有する屈曲形態と、より大きな断面を有する拡開形態との間で移動可能であり、且つ前記ディスクは拡開形態にあるときに実質的に平面であり、
更に、屈曲形態と拡開形態との間での前記ディスクの移動を容易にするために、前記ディスクに配置されたスリットを具備し、
前記ディスクは第1端と第2端の間で延びる長手軸線を有し、また前記ディスクは前記長手軸線を横切って存在する軸線の回りで屈曲して、前記屈曲形態においてほぼ「V」字形状を形成し、
前記ディスクは、拡開形態にあるとき、ほぼ楕円形であり、屈曲形態にあり且つ近位方向から見たとき、ほぼ円形の輪郭を有する骨アンカー装置。 - 前記ディスクは環状であり、環状の側壁および中央孔を具備する、請求項1に記載の骨アンカー装置。
- 更に、前記環状側壁の内面に配置された2つの軸方向の縫合糸収容溝を具備し、前記縫合糸収容溝は相互に略180°離間している、請求項2に記載の骨アンカー装置。
- 前記ディスクは実質的に中実であり、その中央部分には、縫合糸材料を通して収容するための相互に隣接した2つの孔を有する、請求項1に記載の骨アンカー装置。
- 前記スリットは前記ディスクの第1端から延びる軸線方向部分と、前記ディスクの外側壁の一部の回りに延びる円周方向部分とを含み、該円周方向部分は前記軸線方向部分と連通し、前記2つのスリット部分が一緒になってほぼ「T」字形状のスリットを形成する、請求項1に記載の骨アンカー装置。
- 更に、前記ディスクの第2端と前記スリットの円周方向部分との間に延びる薄い軸線方向の側壁部分を具備する、請求項5に記載の骨アンカー装置。
- 前記ディスクは、略0.7874mmの厚さを有し、前記薄い軸線方向の側壁部分は略0.1524mmの長さである、請求項6に記載の骨アンカー装置。
- 前記ディスクは前記薄い軸線方向の側壁部分を含む領域において前記横切って存在する軸線の回りで屈曲する、請求項6に記載の骨アンカー装置。
- 前記ディスクの両側の縁部に加えられる張力により前記屈曲を生じさせる、請求項1に記載の骨アンカー装置。
- 前記ディスクに加えられる軸線方向の圧縮力により前記屈曲を生じさせる、請求項1に記載の骨アンカー装置。
- 更に、前記第1のスリットから略180°のところに配置された第2のスリットを具備する、請求項1に記載の骨アンカー装置。
- 前記ディスクはバネステンレス鋼からなり、拘束されない限り、該バネステンレス鋼により付勢されて拡開形態をとる、請求項1に記載の骨アンカー装置。
- 前記ディスクは、当初、屈曲形態で形成される、請求項1に記載の骨アンカー装置。
- 更に、1つのディスクを用いたときに可能な引抜き抵抗よりも高い引抜き抵抗を得るために、スタックアレイで配置された複数の前記ディスクを具備する、請求項1に記載の骨アンカー装置。
- 第1のチューブと、
該第1のチューブ内に同軸且つ摺動可能に配置された第2のチューブと、
小さい断面を有するための屈曲形態と大きな断面を有するための拡開形態との間で移動可能なディスクと、
を具備し、
前記ディスクは前記屈曲形態で前記第2のチューブの遠位側で前記第1のチューブ内に配置され、前記第2のチューブの遠位端が前記ディスクに係合し、
更に、屈曲形態と拡開形態との間での前記ディスクの移動を容易にするために、前記ディスクに配置されたスリットを具備し、
前記ディスクは第1端と第2端の間で延びる長手軸線を有し、また前記ディスクは前記長手軸線を横切って存在する軸線の回りで屈曲して、前記屈曲形態においてほぼ「V」字形状を形成し、
前記ディスクは、拡開形態にあるとき、ほぼ楕円形であり、屈曲形態にあり且つ近位方向から見たとき、ほぼ円形の輪郭を有する骨アンカー装置。 - 前記第1のチューブは、第1の直径を有する近位端部分、および該第1の直径に比較して小さい第2の直径を有する遠位端部分を含んでおり、前記遠位端部分の軸方向長さは、骨アンカーとして機能するように前記ディスクが配置される骨部分の皮質骨の厚さに略等しく、前記近位端部分と遠位端部分との間のチューブの遷移領域は、前記第1のチューブが骨部分の孔の中に挿入されるときに停止部材として機能し、それにより、前記第1のチューブの遠位端が、前記皮質骨の厚さの下の海綿骨の中に配置されるのを保証する、請求項15に記載の骨アンカー装置。
- 更に、前記第1のチューブの外壁にスリットを具備し、該スリットは前記遷移領域の近位側で、前記第1のチューブの遠位端から近位方向に延びる、請求項16に記載の骨アンカー装置。
- 更に、前記第1のチューブの外壁に、該第1のチューブの遠位端から近位方向に延びるスリットを具備する、請求項15に記載の骨アンカー装置。
- 更に、前記第2のチューブの外壁にスリットを具備し、前記第2のチューブが前記第1のチューブ内に配置されるときに、前記第1および第2のチューブの夫々のスリットが相互に実質的に一致するように、前記第1および第2のチューブが回転方向に相互に配向される、請求項18に記載の骨アンカー装置。
- 更に、前記ディスクの遠位側に配置された縫合糸保持装置を具備する、請求項15に記載の骨アンカー装置。
- 更に、縫合糸材料を通して収容するための中央孔を前記ディスクに具備する、請求項15に記載の骨アンカー装置。
- 前記スリットは前記ディスクの遠位端から延びる軸線方向部分、および前記ディスクの外側壁の一部の回りに延びる円周方向部分を具備し、前記円周方向部分は前記軸線方向部分と連通して、2つのスリット部分が一緒になってほぼ「T」字形状のスリットを形成する、請求項15に記載の骨アンカー装置。
- 更に、前記ディスクの近位端と前記スリットの円周方向部分との間に延びる薄い線軸方向の側壁部分を具備する、請求項22に記載の骨アンカー装置。
- 前記ディスクは、前記薄い軸線方向の側壁部分を含む領域において前記横切って存在する軸線の回りで屈曲する、請求項23に記載の骨アンカー装置。
- 前記第1のチューブの内壁により前記ディスクの両側の縁部に加えられる張力により前記屈曲を生じさせる、請求項15に記載の骨アンカー装置。
- 更に、前記第1のスリットから略180°のところに配置された第2のスリットを具備する、請求項15に記載の骨アンカー装置。
- 更に、前記第1のチューブ内にスタックアレイで配列された、複数の前記ディスクを具備する、請求項15に記載の骨アンカー装置。
- 第1の移動可能な部分および第2の移動可能な部分を有するアンカー本体と、
前記第1および第2の移動可能な部分を接合する連結部分と、を具備し、
前記第1および第2の移動可能な部分は夫々、前記第1および第2の移動可能な部分が前記連結部分の近位側に配置される第1の形態と、前記第1および第2の移動可能な部分および前記連結部分が全て実質的に同一平面にある第2の形態との間で移動可能であり、
前記連結部分と組合された前記第1および第2の移動可能な部分がディスクを構成し、
前記ディスクは第1端と第2端の間で延びる長手軸線を有し、また前記ディスクは前記長手軸線を横切って存在する軸線の回りで屈曲して、前記第1の形態においてほぼ「V」字形状を形成し、
前記ディスクは、第2の形態にあるとき、ほぼ楕円形であり、第1の形態にあり且つ近位方向から見たとき、ほぼ円形の輪郭を有する骨アンカー装置。 - 更に、前記第1および第2の移動可能な部分の夫々に縫合糸収容溝を具備する、請求項28に記載の骨アンカー装置。
- 前記アンカー本体は、当初、前記第1の形態で配置される、請求項28に記載の骨アンカー装置。
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