JP4299120B2 - 骨アンカー装置 - Google Patents

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Description

本発明は、概略的には、軟組織を骨に結合させる装置に関し、特に、人体または腱のような結合組織を骨に固定するためのアンカーに関する。本発明は、回旋腱板を修復するために回旋腱板を上腕骨頭部に再結合するための、関節鏡外科技術への特別な応用を有している。
腱および他の軟質結合組織が、関連の骨から断裂または剥離することが益々普通の問題になっている。この種の断裂または剥離の1つは「回旋腱板」断裂であり、この場合、棘上筋腱が上腕骨から分離して痛みを生じ、また腕を上げて外側に回転させる能力を喪失する。肩が大きな外傷を受ければ完全な分離を生じる可能性があるが、典型的には、断裂は特に年配の患者において小さな病巣として始まる。
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。
上記の外科的技術は、回旋腱板を修復するための現在の標準的ケアであるが、これには患者の多大な不快感を生じさせ、且つ少なくとも4月から1年以上に亘る長期の修復時間を伴う。患者の不快感および回復時間の増大を生じるのは、大きな皮膚切開と共に、上記で述べた三角筋の処置である。
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。
不運なことに、回旋腱板の全体的な関節鏡修復を促進にするためには、尋常でなく高い技能レベルが必要とされる。身体内縫合はぎこちなく且つ時間を要し、最も単純なスティッチパターンだけしか利用できない。体外での結び目緊締は幾分何度が低いが、結び目の堅さを判断するのは困難であり、その張力を後で調節することはできない。また、骨に縫合糸固定点を与える骨アンカーを使用するため、軟組織をアンカーに固定する結び目は必然的に軟組織の頂部に残る。回旋腱板修復の症例において、これは結び目の束が肩カプセルの中に残ることを意味し、その場合、患者はその肩を動かす時に、結び目の束を感じとることができる。従って、関節鏡的に緊締された結び目は達成するのが困難であり、調節が不可能であり、肩の最適でない領域に位置することになる。縫合糸の張力もまた、結び目が固定されると測定および調節が不可能である。結局、この処置の技術的困難性の故に、現在のところ、全ての回旋腱板処置の1%未満が関節鏡タイプであるに過ぎず、それも本来的には研究目的であると考えられる。
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。
軟組織を骨に結合するために整形外科医が使用する、入手可能な種々の骨アンカー設計が存在する。これら設計間の基本的な共通性は、それらが、縫合糸のための結合点を骨に形成することであり、次いで、縫合糸は軟組織を通されて緊締されることにより、軟組織を固定する。この結合点は、異なる手段によって達成すればよい。このような取りつけを形成するためのネジが知られているが、それらは経時的に緩む傾向があり、後でそれを除去するための二次的処置を必要とすること、およびそれらが比較的平坦な取付け幾何形状を必要とすることを含む多くの欠点を有する。
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。
「ポップリベット」アプローチを使用した、更に別の従来技術のアプローチが試みられている。この種の設計は、皮質骨の中に、縦に分割されたシャフトが挿入される孔を必要とする。この分割シャフトは中空であり、その内部ルーメンの中に導入されるテーパしたプラグを有している。該テーパしたプラグは前記シャフトの頂部を通って外側に延びており、プラグが内部ルーメンの中に後退すると、テーパ部分が分割シャフトを外側に拡開させて、当該装置を骨の中にロックする。
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。
皮質骨および海綿骨の間の密度差を利用して縫合糸を骨に固定するための、他の種々の多くの方法が、Hayhurstに付与された米国特許第5,417,691号に開示されている。このような1つの方法は、アンカー部材に沿って近位方向を向いた一連のバーを備えたアンカーを記載しており、この装置は骨構造内の孔の中に挿入され、前記バーは当該装置を骨にアンカーするための手段として利用される。この方法は、骨に接触した表面積に関して、上記のハーウィンの特許に関連して述べたのと同じ欠点を提示する。
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。
アンカー装置を、一般には皮質骨に対して平行で且つ縫合糸に対して直行する位置で、皮質骨の下に配置する手段を利用した骨アンカー設計が、ボヌティ(Bonutti)に付与された米国特許第5,941,900号およびタル(Thal)に付与された米国特許第6,045,574号に開示されている。これらの設計は、皮質骨に形成された孔を使用し、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、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提供する。
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。
シュルツァス(Shluzas)等に付与された米国特許第6,146,406号は、第1および第2のアンカー脚部と、アンカー脚部をそれらの近位端および遠位端の間で接合するブリッジとを有する骨アンカーを開示している。ブリッジの近位側アンカー脚部の一部は、骨の孔の中に骨アンカーを挿入する際に、骨アンカーに加えられる挿入力に応答して一緒に弾性圧縮し、また骨アンカーに加えられる引抜き力に応答して塑性的に拡開分離するように構成されており、この引抜き力は、手術部位から近位側に延びる縫合糸を引張ることにより加えられる。また、このアンカーは、皮質骨の下面および周囲の海綿骨と接触した表面積が比較的限定されており、挿入および展開が困難かつ巧妙さを要する可能性がある。
従って、回旋腱板を修復し、または他の軟組織を骨に固定するための新規なアプローチが必要とされており、この必要とされているアプローチは、縫合糸が完全に皮質骨表面下に残留し、縫合糸を骨アンカーに結合するために外科医が結び目を緊締する必要がなく、またこの新規なアプローチに関連した処置は患者にとってより良好で、時間を節減し、使用が複雑でなく、通常の技能を有する施術者に容易に教えることができるようなアプローチである。
本発明は、従来技術の装置の欠点を克服し、更に、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)の密度の差を利用することによる利点を提供する。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。
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。
特に、好ましい実施形態においては、骨の一部に挿入するためのディスクを備えた、結合組織を骨に結合するための骨アンカー装置が提供される。このディスクは、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、且つ拡開形態にあるときにディスクは実質的に平面である。屈曲形態は、小さな孔を通してディスクを皮質骨層の下の海綿骨領域内に挿入するために利用され、その後、ディスクはその拡開形態へと駆動され、それは皮質骨層の孔を通して近位方向に戻るためには大き過ぎるので、海綿骨の中に永久的に固定される。ディスクは、拡開形態にあるときにはほぼ楕円形であり、また屈曲形態にあるときには、近位方向の位置から見てほぼ円形の輪郭を提示する。
1つの好ましい実施形態において、前記実質的に平面のディスクは環状であり、環状の側壁と中央の孔を具備している。このような実施形態は、ディスクの遠位側に配置された別の縫合糸保持アンカーのために有用である。環状側壁の内面に配置された、相互に略180°離間した2つの軸線方向の縫合糸収容溝を用いるのが好ましい。
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。
好ましい実施例において、ディスクは略0.031インチの厚さを有し、また側壁の薄い軸線方向部分は略0.006インチの長さである。上記で述べたように、1つの実施形態では、それはバネステンレス鋼からなり、また他に束縛されない限り、バネステンレス鋼により付勢されて拡開された形態をとる。第2の実施形態では、それは通常のステンレス鋼または他の適切な生体適合材料からなり、強制的に拡開形態にされなければならない。
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。
本発明のもう1つの側面では、第1のチューブ、この第1のチューブ内に同軸で且つ摺動可能に配置された第2のチューブ、および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する骨アンカー装置が提供される。骨アンカーの展開の際に、ディスクは屈曲形態で、第2のチューブの遠位側において第1のチューブ内に配置され、第2のチューブの遠位端がディスクに係合する。バネ鋼の実施形態においては、第1のチューブの内壁によって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。好ましい実施形態において、第1のチューブは、第1の直径を有する近位端部分と、この第1の直径よりも小さい第2の直径を有する遠位端部分とを含んでいる。遠位端部分の軸線方向長さは、骨アンカーとして機能するように、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、近位端部分と遠位端部分との間のチューブ遷移領域は、第1のチューブが骨部分の孔の中に挿入されたときに停止部材として機能し、それによって第1のチューブの遠位端が、前記皮質骨厚さの下で海綿骨の中に配置されるのを保証する。
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つの側面では、アンカー本体を具備する骨アンカー装置が提供され、アンカー本体は、第1の移動可能な部分および第2の移動可能な部分と共に、これら第1および第2の移動可能な部分を接合する連結部分を有する。有利には、この第1および第2の移動可能な部分は夫々、第1および第2の移動可能な部分が連結部分の近位側に配置される第1の形態と、第1および第2の移動可能な部分および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る。好ましくは、連結部分と組合された第1および第2の移動可能な部分がディスクを構成し、また第1および第2の移動可能な部分の夫々には縫合糸収容溝が配置される。現在の好ましい実施形態において、アンカー本体は、当初、第1の形態で配置される。
本発明の更にもう1つの側面では、結合組織を骨に固定するための方法が開示される。本発明の方法は、ある長さの縫合糸の第1の端部を、骨の一部に結合すべき軟組織の一部に固定する工程と、上記縫合糸の第2の端部を骨アンカーディスクの本体の孔に通す工程とを具備する。骨アンカーディスクをチューブのルーメン内に配置し、ディスクを小さい断面を有する屈曲形態で配置する。チューブの遠位端を、骨の一部における孔の中に挿入する。次いで、ディスクをチューブの遠位端から展開する。展開したら、ディスクは拡開形態へと移動して、骨の部分内に固定される。
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。
次に、図面をより詳細に参照すると、図1には、その中央にほぼ円形の孔14を備えた、本発明の一実施形態に従って構成された骨アンカー10が示されている。この第1の実施形態において、ディスク12は、平坦なストック、好ましくは301ステンレスバネ鋼、または他の生体適合性の等価な材料で製造され、略0.031インチ(0.7874mm)の厚さを有している。側部から見たときにほぼ「T」字形状に形成された第1および第2のスリット16a,16bが、電気放電加工(EDM)技術等を使用して、それぞれ環状ディスクの各側部にその遠位端から切り込まれており、またディスクの円周回りに相互に略180°離間されている。この「T」字形状のスリット16a,16bは、ディスク12の環状側部17を完全に貫いて切込まれ、以下で図2に関連して更に具体的に説明するように、骨部分の中に展開するために上方、即ち、近位方向に屈曲することを可能にするように機能し、またディスクがその平坦な、即ち、折畳まれていない形態に戻るときに「逆に曲がる」のを防止するように機能する。このことは、ディスクが折畳まれていない形状に復帰するときに、これらのスリットは、ディスクが下方、即ち、遠位方向に過剰に曲がるのを防止するのを補助することを意味する。円形の孔14は、その内面に、第1および第2の軸線方向に配向された溝、即ち、チャンネル18a、18bを有しており、これらは好ましくは180°離間し、且つ各スリット16a,16bから約90°オフセットしている。この孔14は、縫合糸固定装置が、本発明の装置を通して望ましい骨構造の中へと遠位方向に展開されることを可能にし、また縫合糸材料を収容し、即ち、受入れ且つその中を通過させることを可能にする。
図2において、楕円形ディスク12は、各「T」字形状のスリット16a,16bから約90°偏位した位置でディスクの各端部に張力を作用させることにより,ほぼ「V」字形状として記述される状態へと上方、即ち、近位方向に屈曲されている。このように加えられる張力(図示の実施例におけるその印加は以下で更に詳細に議論される)は、T字形のスリット16a,16bの存在の結果として形成された、ディスク近位端の薄い領域20a,20b(好ましくは、T字形スリットの近位端からディスク12の近位端まで0.006インチ(0.1524mm)の厚さを有するように製造される)を、このような張力が継続して作用する間、長手方向軸線Y(図5)に対してほぼ横断して存在する軸線X(図3)の回りに屈曲させる。張力が解除されると、このような「T」字形状のスリット16a,16bの近位端に形成された厚い形態のバネのような作用が働いて、ディスクをその元の平坦な輪郭へと復帰させる。
図3は、上記で図2に関して説明したように、楕円形ディスクの各端部に張力が加わると共に現れる、本発明の装置の近位側からの図である。図3から、ディスク12に加えられる張力は、それを円形の輪郭に保持することが分かる。この円形の輪郭は、本装置を、トロカールによって関節鏡的に所望の手術領域の中に配置するために、ある長さのハイポチューブの中に挿入することを可能にする。本装置は、以下で更に充分に説明するように、それが海綿骨および皮質骨構造の間の接合部で展開されるように、ある長さのハイポチューブを通して挿入される。
図4は、上述した張力がもはや楕円形ディスク12の各端部に加えられないときに現れる、本発明の装置の近位側からの図である。図4からは、張力が解除されると,ディスク12はそのバネにより、近位側から見たときにはその元の楕円形状に、側部から見たときにはその元の平坦な輪郭に戻ることが分かる。ディスク12がその元の輪郭に戻るときに、楕円形状のディスクの2つの端部は、海綿骨が皮質骨と出会う箇所の直下において、海綿骨構造の中に押し込まれる。ディスク12がその元の平坦な輪郭に戻るときに、近位側から見たときのその輪郭は、円形から楕円形へと復帰する。従って,このような輪郭では、ディスク12の横断面は、それが挿入される骨構造中の孔の横断面幅よりも大きく、その結果、本装置10は、「モリー(moly)」ボルトが穿孔された孔を通して壁または天井の中に挿入された後に半径方向に拡開されたとき、壁または天井内に固定されるのと殆ど同じ方法で、皮質骨に対して固定される。本装置を骨構造に固定する方法については、以下に図5および図6に関連して更に充分に説明し、例示する。
次に図5を参照して、軟組織を骨に固定するために、骨アンカーが望ましい骨構造(好ましい症例では上腕骨頭部)の中に展開される現在の好ましい装置を説明する。最初に、縫合糸24が、適切な方法で、修復すべき軟組織(好ましくは回旋腱板の腱であるが、この図には示されていない)にスティッチされ、即ち、縫い付けられる。この縫い付け工程は、如何なる既知の手段によって達成してもよく、如何なる既知の縫合糸縫い付け法を用いてもよい。その目的は、修復処置の完了後に縫合糸が腱から分離して、手術部位への再侵入を必要としないように、確実な縫い付け法を用いることにある。好ましいアプローチにおいて、この縫合糸は、術後の故障が起き難い特に安全な縫い付けとして当該技術で周知の、「マットレススティッチ」を使用して軟組織に結合される。
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。
縫合プロセスが完了したら、縫合糸24の自由端26を、トロカール25を通して縫合器具と共に患者の身体から抜取る。次いで、縫合糸24の自由端を、患者の身体の中の縫合糸アンカー装置に結合する。この装置は骨アンカー10と一体であってもよく、または分離されていてもよい。このような縫合糸アンカーシステムの詳細は本発明の範囲を越えており、従って、この説明の目的のためには、その中を縫合糸24の自由端が通されている単純な円筒形の縫合糸アンカー装置28が示される。
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。
本発明の1つの方法において、ノッチを形成したハイポチューブ30よりも狭い、ある長さのハイポチューブで製造されたマンドレル34を、骨アンカー10から近位側のハイポチューブ30の中に遠位方向に挿入かる。マンドレル34は、ハイポチューブ30の内壁によりディスク12がその端部に加えられる張力の結果として上記のほぼ「V」字形状に保持されるときに、ディスク12の近位端に嵌合してこれと係合する丸みを帯びた遠位端を有している。マンドレル34の遠位端には、マンドレル34をハイポチューブ30の中に同軸的に挿入したときにハイポチューブ30スリット33に整列するスリット35が配置されている。ここでも、スリット35および33は、本装置を骨構造体の孔の中に挿入するときに、本装置が縫合糸24の結合端と干渉するのを防止するように機能する。なお、縫合糸24の自由端26は、縫合糸固定装置28から、骨アンカー10およびマンドレル34の中を通って身体の外へと近位方向に通過し、それらが当該処置を実行する施術者によって操作され得るようになっている。
次いて、全てがハイポチューブ30内に同軸的に配置された縫合糸固定装置28、骨アンカー装置10およびマンドレル装置34からなる全体の装置を、トロカール36を通して、好ましくは患者の肩のような所望の手術部位へと遠位方向に挿入することができる。
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。
図6、図6Aおよび図6Bには、身体の正面から見たときに身体の左側にあるヒトの肩40の断面が示されており、これは上腕骨頭部46を横切って配置される回旋腱板44を図示している。この図示において、回旋腱板44と上腕骨頭部46とは、これら2つの間の界面48において結合されていないことが理解される。上腕骨頭部46は、皮質骨49の外面および内部の海綿骨50を備えている。本発明のアンカー10および関連装置の1つの使用方法では、回旋腱板44の上腕骨頭部46への再結合による肩40の修復を補助するために、アンカー10が利用される。
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。
特に図6Bを参照すると、骨アンカー10は、その完全に展開された状態で示されている。ディスク12は、皮質骨49の直下において元の平坦な輪郭の状態にあり、海綿骨50の中に挿入されている。縫合糸24は、回旋腱板の腱44を通して縫い付けられ、縫合糸固定装置28および骨アンカー10に通され、次いで縫合糸24の自由端26はトロカール25を通過して患者の身体から出される。施術者は、縫合糸24の自由端26に対して近位方向の張力を加え、それによって骨アンカー装置10を皮質骨49に当接させて固定し、骨アンカー装置10が骨構造から除去されるのを防止してもよい。
図7は、図5および図6に示した縫合糸アンカー装置28のような、如何なる独立の縫合糸固定装置も伴わずにアンカー装置10を利用できる、本発明の別の実施形態を図示している。この実施形態では、1つの中央孔14を用いるのではなく、2つの小さな孔14a,14bが用いられる。ある長さの縫合糸24を孔14a,14bに通してもよく、縫合糸24の一部24aを、ディスク12を遠位側表面52に当接させて正常に緊張させて引っ張り、それによって縫合糸をディスク12に固定するようにしてもよい。縫合糸24の2つの自由端は、一緒に結んでも、または一緒にアンカー装置1の近位側に固定してもよく、次いで過剰の縫合糸を切断して除去すればよい。
次に、数字1を前に付した同様の参照番号で同様の要素を示している図8Aおよび図8Bを参照すると、本発明の更に別の実施形態が図示されている。これらの図では、先の実施形態に用いられた1つの楕円形ディスクの代わりに、楕円形のバネまたはディスク112のスタック、即ち、積み重ね体を利用して、一緒に骨アンカー装置110が形成されるのを見ることができる。なお、好ましい実施形態における1つのディスク112の厚さ(略0.031インチ)は、充分な「引出し」力に抵抗するために充分であり、単独で使用するときの有用なアンカーであるが、一定の適用例においては、引出し力に対するかなり大きな抵抗を達成するために、積重ねディスク112を用いることが望ましいことがあることに留意されたい。楕円形バネ112はチューブ132のルーメン130の中に挿入され、チューブがディスクを円形輪郭に強制することにより、図2の1つのディスク12と同様に円形輪郭に保持される。積重ねディスク112は、マンドレル134によりルーメン130を通して遠位方向に押され、それによって、上記の図5および図6の実施形態に関連して述べたのと同じ方法で、皮質骨の遠位端において展開される。この実施形態は、上記の図5と同様に、縫合糸アンカー装置128を用いて展開することを意図しているが、所望であれば、如何なる種類の縫合糸結合システムを用いることもできる。図8Bはこの実施形態の頂面図を示しており、未だルーメン130の中にある楕円形バネをその非展開状態で図示している。
図9Aおよび図9Bには、第3の別の実施形態が示されており、ここに示された装置は、図8Aおよび図8Bに示した別の実施形態の場合のような独立した縫合糸固定装置128を伴わずに利用され得る点を除いて、図8Aおよび図8Bに示したものと実質的に同一である。この実施形態では、図示のように、図1〜図8Bと同様の要素が、「2」を前に付した同様の参照番号で示されている。縫合糸224は、図示のように、縫合糸を縫合糸孔214a,214bを通してループさせることによって、骨アンカー装置210により直接固定される。
図10〜図15は、この特許出願に開示された種類の骨アンカー装置を製造するための、よりコスト効果の高い別の方法を図示している。概略的には、ここで説明する製造方法を用いて製造される骨アンカー310は、平坦なストックではなくチューブから製造されるので、その本来の形態が図2に示したのと同様の屈曲した形態である点を除き、図1〜図7に示した骨アンカー10と全ての点で同じである。適切な骨の中に挿入されたら、駆動装置または縫合糸自身を利用して、アンカー310をその平坦な、即ち、折畳まれていない展開された形態に変形させればよい。
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。
図2と図15との比較から明らかなように、全体的に異なる製造技術が利用されたが、完成されたアンカー310はアンカー10と実質的に同一である。図10〜図15に関連して説明した方法の利点は、劇的に低廉な製造コストと、実質的に増大した製造速度である。勿論、製造速度の増大(これは当然ながら製造コストを比例的に低下させる)以外の製造コスト低下の理由は、より安価な材料を使用し、また材料の浪費を最小化することができることにある。アンカー310はチューブ360から製造されるため、その本来的な形態が図14および図15に示した折畳まれた外形なので、チューブ360を利用して多くのアンカー310を製造することができ、比較的高価なバネ鋼を使用する必要がない。従って、アンカー310は、挿入管30を使用して処置部位に挿入するために、それを屈曲させる必要がない。従って、それが屈曲されたときに、拡開してその本来の状態に復帰できる材料を利用する必要がない。対照的に、アンカー310が皮質骨層の下の所望の骨部位内に適正に配置されたら、展開器具または他の適切な手段を使用して、アンカー310を皮質骨の下面に当接させて近位方向に移動させればよい。アンカーが皮質骨に当接して近位方向に移動されるときに、皮質骨によってアンカー310に加わる力は、アンカーを図1と同様の実質的に平坦な外形へと強制的に屈曲させる結果、アンカーは骨内に永久的に配置されて、縫合糸をその中に固定するようになっている。
1つのアプローチは、別途の展開器具ではなく縫合糸自体を用いて、アンカーをその拡開した平坦な外形に展開させることである。従って、図1の実施形態に関連して上記で述べたように、アンカー310が皮質骨の直下に配置されたら、処置を実行する施術者は縫合糸を近位方向に引張って、軟組織を所望の骨に接合させる。縫合糸が近位方向に引張られると、それはアンカー310に対して近位方向の力を働かせ、該アンカーは皮質骨に押し当てられて、展開された実質的に平坦な形態へと展開される。
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。
本発明による骨アンカー装置の現在の好ましい実施形態を、完全に拡開された形態で示す斜視図である。 本発明の骨アンカー装置を折畳み形態で示す、図1と同様の斜視図である。 各端部に張力が加えられて円形形態に保持されている本発明のアンカー装置の近位側からの平面図である。 各端部に張力が加えられておらず、再度楕円形状を取っている、図3と同様の本発明による骨アンカー装置の近位側からの平面図である。 本発明の骨アンカー装置を挿入するための好ましい装置および方法を示す斜視図である。 本発明の骨アンカー装置を展開させるための好ましい方法を示す概略断面図である。 本発明の骨アンカー装置の適切な骨部位への挿入を示す、図6において6Aで示した円で特定される領域の断面図である。 展開後の骨アンカー装置を示す、図6Aと同様の断面図である。 関連した縫合糸固定装置を伴わずに利用できる、本発明のアンカー装置の別の実施形態を示す斜視図である。 図1〜図7に示したような1つの楕円形ディスクではなく、スタックされた複数の楕円形ディスクが利用されている、本発明のアンカー装置の別の実施形態を断面で示す平面図である。 図8Aの実施形態の近位側からの平面図である。 本発明のアンカー装置の別の実施形態を示す、図8Aと同様の平面図である。 図9Aの実施形態の近位側からの平面図である。 別の製造方法を用いて、本発明のアンカー装置の1つの実施例を製造するのに適した材料のチューブを示す斜視図である。 第1の製造工程が行われた後のチューブを示す、図10と同様の斜視図である。 第2の製造工程が行われた後のチューブを示す、図10および図11と同様の斜視図である。 第3の製造工程が行われた後のチューブを示す、図10〜図12と同様の斜視図である。 図10に示したチューブから製造された本発明のアンカー装置を、その一端から見た斜視図である。 図14の本発明のアンカー装置を、その側部から見た斜視図である。

Claims (30)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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、請求項に記載の骨アンカー装置。
  6. 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、請求項に記載の骨アンカー装置。
  7. 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、請求項に記載の骨アンカー装置。
  8. 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、請求項に記載の骨アンカー装置。
  9. 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、請求項に記載の骨アンカー装置。
  10. 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、請求項に記載の骨アンカー装置。
  11. 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、請求項に記載の骨アンカー装置。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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。
  16. 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。
  17. 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。
  18. 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。
  19. 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。
  20. 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。
  21. 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。
  22. 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。
  23. 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。
  24. 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。
  25. 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。
  26. 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。
  27. 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。
  28. 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。
  29. 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。
  30. 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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