JP4382920B2 - ボス構造部を有する大腿骨ステムを備えたモジュール式膝プロテーゼ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は医療装置に関し、特に、プロテーゼ関節構成部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
関節形成は病気および／または損傷を受けた自然な関節をプロテーゼ関節に置き換える既知の外科処理である。典型的な膝プロテーゼは脛骨構成部品、大腿骨構成部品、大腿骨ステム組立体および膝蓋骨構成部品を含む。さらに、大腿骨構成部品は一般に一対の離間する骨頭部を備えており、これらの上面は脛骨構成部品の部分と接合する。大腿骨ステム組立体は横方向の安定性を与えて、一般的には、大腿骨の先端部におけるリーム（拡孔）処理した骨髄管の中に挿入される部材を備えている。このステムは、一般的に大腿骨構成部品を貫通する穴や開口部を介するカラーやボルトによる係合によって、大腿骨構成部品に連結される。
【０００３】
モジュール式プロテーゼシステムは関節構成部品の在庫を減少する点で有利であるが、既知のシステムは骨髄管形状における変化に伴う問題を完全に解決できない。特に、骨髄管の形態における変化がステムの形状に一致しないために、ステムに係合する大腿骨構成部品の外科的な位置決めを骨髄管の形状以外の配慮によって決定せざるを得なくなる場合が多い。
【０００４】
例えば、移植部品が骨髄管の形状に一致しないと、ステムを押し入れる際に移植部品のステムが骨髄管の皮質壁に接触する恐れがある。また、大腿骨ステムがスリーブに係合して骨髄管の湾曲部分に入るようにステムの有効長を増加する場合に、この問題はさらに複雑になる。
【０００５】
上述の問題に対して、外科医は、ステム（または構成部品全体）を取り外してこれをより小径のステムまたはより短いステムに取り替える（この不適正な嵌合の問題がなければこの置換用ステムが元のステムよりも適さないと思われる場合でも）ことを余儀なくされる場合がある。あるいは、外科医は大腿骨に切欠部を形成して位置ずれしている大腿骨構成部品を適合させる場合もある。さらに、既知のプロテーゼ取付システムは摩滅による屑やこれに関わる粒状物質の発生という付加的な問題を引き起こす恐れがあった。既知のシステムは一般に大腿骨構成部品を貫通する穴を介してこの大腿骨構成部品に取り付けられるステムを使用しているので、摩滅により生じた屑や粒子が関節の中に移動しやすい。このように人工関節内に摩滅屑が存在している環境においては、当該関節の適正な機械的機能が阻害されるという深刻な問題が生じる恐れがある。従って、摩滅屑が人工関節の中に広がると、通常は、このような屑を外科的に除去して人工関節を取り変えるという修繕処置を行なう必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ、モジュール式の構成部品を有する関節プロテーゼが存在してはいるが、異なる患者の解剖学的構造および関節の状態に適合する広い多様性を有するとともに摩滅屑や粒子の発生や転移の可能性を低減し得るモジュール式関節プロテーゼが依然として要望されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は改善された多様性を有するモジュール式膝関節プロテーゼに関する。本発明のモジュール式プロテーゼの構成部品は左右両側のプロテーゼと共に使用できる。
【０００８】
本発明はモジュール式膝プロテーゼを提供するものであり、当該プロテーゼは一対の離間した骨頭部分とこれらの骨頭部分の間に延在するボス構造部とを有する大腿骨構成部品を備えている。このボス構造部は当該ボス構造部の上面部内にめくら穴のネジ付き空孔部(cavity)を有している。さらに、上記の膝プロテーゼは基端部および上記のめくら穴空孔部に係合可能な先端部を有するステム構成部品を備えている。
【０００９】
さらに、大腿骨構成部品に対するステム構成部品の角度を変更するために、大腿骨構成部品のボス構造部内に一体形成された取付面が備えられている。この取付面はステム構成部品の取付時において当該ステム構成部品の長手軸に対してほぼ横向きに配置されて、当該ステム構成部品の係合面とボス構造部の上面部がこれらの間に所定の取付角度を形成する。さらに、本発明の膝プロテーゼはステム構成部品と大腿骨構成部品との間に配置されて当該ステム構成部品を大腿骨構成部品に対して種々の角度で固定するための係止ナットを備えている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下の図面に基づく詳細な説明によって、本発明およびその利点とその特徴がより容易かつ完全に理解できる。
【００１１】
図１はモジュール式プロテーゼ関節構成部品１０の分解図であり、当該システム１０は細長いステム１２、係止ナット部材１４、大腿骨構成部品１８を含む多数個の構成部品を備えている。本発明の構成は、大腿骨の先端部分の中に取り付けられた時に、大腿骨ステムの種々の可能な方向に対応できる幾つかの可能な取付態様を備えている。
【００１２】
図１において、ステム１２は基端部２２および先端部２４とこれらの間に配置される膨張部２６を有している。この膨張部２６は、後に詳述するように、係止ナット部材１４あるいは大腿骨構成部品１８と直接に係合するための係合ショルダー部を形成している先端側対向面部２８を備えている。ステム１２の先端部２４はコネクタ部３０を備えており、このコネクタ部３０は先端側対向面部２８よりも先端側に延出している。コネクタ部３０はその周囲にネジ２９が設けられていて後に詳述するように係止ナット１４および大腿骨構成部品１８のいずれかまたは両方とネジ係合できる。
【００１３】
例示的な実施形態において、ステム１２のコネクタ部３０は膨張部２６において計測した外径（Ｄ２）よりも小さい外径（Ｄ１）を有している。好ましくは、ステム１２の基端部２２の外径（Ｄ３）もまた膨張部２６の外径（Ｄ２）よりも小さい。
【００１４】
本発明の一実施形態において、ステム１２は大腿骨構成部品に対して中央から横方向に一定のずれを有し得る。この図示しかつ上記において説明した実施形態は中央から横方向のいずれに向う方向のずれも許容し得るが、このずれの配置は前後方向においても可能であり、中央から横方向および前後方向の間の任意の位置における配置が事実上可能である。
【００１５】
図２において、大腿骨構成部品１８は骨頭部間のボスまたはボックス構造部４０により連接される一対の骨頭部３６，３８を有している。さらに、大腿骨構成部品１８は接合面４２とその反対側面部４４と前面部５２および後面部５４を備えている。この大腿骨構成部品１８における前面部５２は膝蓋骨溝７０を有しており、この溝７０の中に膝蓋骨プロテーゼ構成部品（図示せず）が支持される。また、湾曲した骨頭部３６，３８の表面４２は、当該技術分野における通常の熟練者において周知の態様で、脛骨の頭部に取り付けられるプロテーゼ脛骨構成部品（図示せず）に接合する。
【００１６】
次に、図３乃至図６において、ボス構造部４０は一対のほぼ垂直な側壁部４０Ａを備えており、これらは上部または上方の支持または取付面４０Ｂに連接している。このボス構造部４０はその内部にめくら穴の空孔部(blind cavity)４６を備えており、この空孔部４６は上面部４０Ｂから部分的にボス構造部４０の下面部４０Ｃに向って延在している。さらに、この空孔部４６は先端部がほぼ水平な端部壁５０に連接している側壁部４８により囲まれている。好ましくは、この空孔部４６は大腿骨構成部品１８の下面部または接合面４２まで連通して開口しておらず、これによって、プロテーゼにより発生する可能性のある摩滅屑やこれに関連する粒状物質の空孔部４６を介する接合部への転移が阻止できる。
【００１７】
この空孔部４６は楕円形、卵形、球形等の任意の適当な形状にしてステム１２の先端部に適合することができる。プロテーゼを組み立てた状態で、この空孔部４６がステム１２の先端部を受容して係合することによって、後に詳述するようにステム１２が所望の角度で固定できる。この場合、空孔部４６の中に雌ネジを形成して、ステム部材１２の先端側コネクタ部３０に対応する雄ネジを形成することができる。
【００１８】
図３乃至図４において、ボス構造部材４０の上面部４０Ｂの一部分が傾斜して横方向の面２２に対して一定の角度を形成している。したがって、ステム部材１２の先端側対向面部２８およびボス構造部４０の上面部４０Ｂは、ステム１２が大腿骨構成部品１８と組み合わされて当該ボス上面部４０Ｂに係合している状態において、一定の取付角度（α）を形成する。この角度（α）は約１°から約１５°の間が好ましい。
【００１９】
本発明の実施の一例によれば、前後方向の平面（sagittal plane）内において計測した場合に、ボス係合面４０Ｂは前方または後方のいずれかの側に対して前後方向に傾斜できる。同様に、このボス係合面４０Ｂは冠状面（coronal plane）において計測した場合に、中央側または側方のいずれかの側に対して中央から横方向に傾斜できる。好ましくは、この角度（α）は任意の方向において約１°乃至約１５°の間に設定できる。このような変化したカラーの角度付けによって、大腿骨の先端部内での取付時において、大腿骨ステムの種々の可能な角度付けに対応できる複数のステム取付角度が可能になる。従って、上記の角度範囲で制限される冠状面および前後方向の面における角度付けの任意の組み合わせを行なうようにボス係合面４０Ｂを構成することができる。
【００２０】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）は本発明に有用な係止ナット１４を示している図である。このナット１４は概ね対向する上部６０および下部６２とこれらを囲む概ね垂直な側壁部６３を備えている。中央孔６４がこれらの対向する上部６０および下部６２の間に延在している。好ましくは、ナット１４の内面６６にネジ部が形成されていて、ステムの先端部に形成された対応するネジ部とネジ係合可能になっている。さらに、下部６２は、プロテーゼ構成部品の組立時において、ボス構造部４０の上面部４０Ｂに接合して係合する。この係止ナット１４は、コバルト／クロムまたはチタン合金、ステンレススチール、超高分子量ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンのような任意の生体許容性（biocompatible）の材料により構成できる。
【００２１】
上述のように、ステム１２および大腿骨構成部品１８は当該大腿骨構成部品１８にステム１２を固定するように協働作用する。直線状または非湾曲状のステムを使用する場合は、ステムと大腿骨構成部品との間の直接接続がステムに過負荷をかけることなくステムを適正に固定するのに一般に十分である。しかしながら、湾曲状のステムを使用する場合は、大腿骨構成部品の中央から横方向または前後方向の面に対する湾曲配置を係止するために係止ナットが必要になる。
【００２２】
図１乃至図６において、上述の構成部品を用いた例示的なモジュール式膝プロテーゼは以下の態様で組み合わせることができる。係止ナット１４は、当該係止ナット１４の穴６４をボス４０の空孔部４６に位置合わせするように、ボス構造部４０の上面部４０Ｂ上に配置される。あるいは、この係止ナット１４をステム１２の先端部に直接に予めネジ係合することもできる。ステム１２は、その係合面またはショルダー部２８が係止ナット１４の上面部６０上に支持されるように、先端側コネクタ部分３０をナット１４の穴６４の中に挿通することによってナット１４に係合される。ステム１２の先端部２４はさらにボス空孔部４６の中に貫通して、コネクタ端部３０の少なくとも一部分がボス空孔部４６の中に突出して延在する。ステム１２のコネクタ端部３０は回転されて空孔部４６の中においてネジ係合する。その後、係止ナット１４が締め付けられてステム１２の先端側コネクタ部３０が大腿骨構成部品１８にネジ係合する。
【００２３】
好ましくは、係止ナット１４は外科医により決定された角度で空孔部４６内に湾曲状のステム１２を取りつけることが可能である。加えて、ステム１２の先端部におけるネジ付きコネクタ部３０はネジ付きのボス空孔部４６にネジ係合してステム１２を大腿骨構成部品１８に固定する。このような軸方向における連続した組立操作において、上記の係止ナット１４は当該係止ナット、ステムおよび空孔部のネジ係合によりステムとボスとの間に配置される。その後、係止ナット１４がボス構造部上に回転して下降することにより、ステムが所望の角度で固定できる。
【００２４】
上記の教示によって、本発明の種々の変形および変更が可能である。なお、本発明のシステムにおける大腿骨構成部品の基本的構造は左右の膝のいずれにも使用可能である。また、本明細書に引用した参考文献はそれぞれの全体が本明細書に参考文献として含まれる。
【００２５】
本発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
（Ａ）一対の離間した骨頭部と当該骨頭部間に延在するボス構造部を有する第１の構成部品から成り、当該ボス構造部がその上面部内に形成された空孔部を有していることを特徴とするモジュール式膝プロテーゼ。
（１）さらに、基端部および先端部を有する第２の構成部品から成り、当該先端部が前記第１の構成部品の空孔部に係合可能である実施態様（Ａ）に記載の膝プロテーゼ。
（２）さらに、前記第２の構成部品を第１の構成部品に固定するための第３の構成部品から成る実施態様（１）に記載の膝プロテーゼ。
（３）前記第１の構成部品が大腿骨構成部品であり、第２の構成部品が細長いステムであり、第３の構成部品が係止ナットである実施態様（２）に記載の膝プロテーゼ。
（４）前記ステムの先端部の一部分にネジ部が設けられており、前記空孔部および係止ナットのそれぞれの内部にネジ部が設けられていて、当該空孔部および係止ナットの両方のネジ部がステムの先端部に設けられたネジ部と係合するように構成されている実施態様（３）に記載の膝プロテーゼ。
（５）前記ステム構成部品の先端部がプロテーゼの中央側に向う中央から横の方向において所定の距離だけずれている実施態様（４）に記載の膝プロテーゼ。
【００２６】
（６）前記ステム構成部品の先端部がプロテーゼの横側に向う中央から横の方向において所定の距離だけずれている実施態様（４）に記載の膝プロテーゼ。
（７）前記ステム構成部品の先端部の中心が前記中央から横の方向に配置される実施態様（４）に記載の膝プロテーゼ。
（８）前記細長いステムが湾曲している実施態様（４）に記載の膝プロテーゼ。
（９）前記ステムの先端部が前記ボス構造部の上面部に取付可能な先端側対向面部を備えており、前記第２の構成部品におけるステム取付面とボス構造部における上面部との間に所定の取付角度が形成される実施態様（４）に記載の膝プロテーゼ。
（１０）前記第２の構成部品の取付面の取付角度が中央側または横側に横方向の平面内に対して中央から横の方向に１°乃至約１５°の範囲である実施態様（９）に記載の膝プロテーゼ。
【００２７】
（１１）前記係止ナットが前記ステム構成部品と大腿骨構成部品との間に配置可能である実施態様（１０）に記載の膝プロテーゼ。
（Ｂ）一対の離間した骨頭部と当該骨頭部間に延在するボス構造部を有する大腿骨構成部品から成り、当該ボス構造部が内部に空孔部を設けた上側取付面を有しており、当該空孔部が概ね水平な端部壁によって画定された一端部を有しており、さらに、
基端部と前記ボス構造部における空孔部に係合可能な先端部とを有するステム構成部品と、
前記ステム構成部品を大腿骨構成部品に固定するために当該ステム構成部品と大腿骨構成部品との間に配置可能な係止ナットとから成ることを特徴とするモジュール式膝プロテーゼ。
（１２）前記ボス構造部の上側取付面が横方向の平面に対して傾斜している実施態様（Ｂ）に記載の膝プロテーゼ。
（１３）前記ステム構成部品の先端部の少なくとも一部分にネジが設けられている実施態様（Ｂ）に記載の膝プロテーゼ。
（１４）前記ステム構成部品が湾曲している実施態様（１３）に記載の膝プロテーゼ。
（１５）前記空孔部がその中に形成されたネジ部を有している実施態様（１３）に記載の膝プロテーゼ。
【００２８】
（１６）前記ステム構成部品の先端部がその周囲において前記空孔部のネジ部と係合可能なネジ部を備えている実施態様（１５）に記載の膝プロテーゼ。
（Ｃ）一対の離間した骨頭部と当該骨頭部間に延在するボス構造部を有する大腿骨構成部品から成り、当該ボス構造部が内部に空孔部を設けた上側取付面を有しており、当該空孔部が概ね水平な端部壁によって画定された一端部と当該一端部に連接するネジ付きの内部側壁とを有しており、さらに、
基端部と前記ボス構造部における空孔部内にネジによって係合可能なネジ付きの先端部とを有するステム構成部品から成り、当該ステム構成部品がその先端部よりも基端側に配置された部分を有していて、この部分が先端側に対向する取付ショルダー部を形成しており、さらに、
前記ステム構成部品を大腿骨構成部品に固定するために当該ステム構成部品と大腿骨構成部品との間に配置可能な係止ナットとから成り、前記先端側に対向する取付ショルダー部およびボス構造部の上側取付面がこれらの間に所定の取付角度を形成していることを特徴とするモジュール式膝プロテーゼ。
（１７）前記取付角度が約１°乃至約１５°の間である実施態様（Ｃ）に記載の膝プロテーゼ。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、異なる患者の解剖学的構造および関節の状態に適合する広い多様性を有するとともに摩滅屑や粒子の発生や転移の可能性を低減し得るモジュール式関節プロテーゼが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多数個部品式プロテーゼ関節構成部品システムの分解図である。
【図２】図１に示す関節構成部品システムの組立図である。
【図３】図２における線３−３に沿う関節構成部品システムの断面図である。
【図４】図３における部分Ａの詳細図である。
【図５】図１の関節構成部品システムの上面図である。
【図６】図４における線６−６に沿う関節構成部品システムの断面図である。
【図７】（Ａ）は図１の係止ナット部材の側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の係止ナット部材の上面図である。
【符号の説明】
１０ モジュール式プロテーゼ関節構成部品
１２ ステム
１４ 係止ナット
１８ 大腿骨構成部品
２８ 取付ショルダー部（先端側対向面部）
３６，３８ 骨頭部
４０ ボス構造部
４０Ｂ ボス構造部の上面部（上側取付面）
４６ 空孔部

Claims (6)

1. モジュール式膝プロテーゼにおいて、
   一対の離間した骨頭部および前記骨頭部間に延在するボス構造部を有する大腿骨構成部品であって、
   前記ボス構造部が、前記ボス構造部の上面部内に形成された空孔部を有する、
   大腿骨構成部品と、
   大腿骨内に挿入される湾曲状の細長いステムであって、
   基端部、先端部、および先端側対向面部を有し、
   前記先端部が、前記大腿骨構成部品の前記空孔部に係合可能であり、かつ、
   前記細長いステムの前記先端部の一部分に、ネジ部が設けられている、
   細長いステムと、
   前記細長いステムを前記大腿骨構成部品に固定するための係止ナットと、
   を備え、
   前記空孔部は、前記空孔部の内部に形成されたネジ部を有し、
   前記係止ナットは、前記係止ナットの内部に形成されたネジ部を有し、
   前記空孔部の前記ネジ部と前記係止ナットの前記ネジ部との両方は、前記細長いステムの前記先端部に設けられた前記ネジ部に係合するように構成されており、
   前記ボス構造部の上面部が横方向の平面に対して傾斜している、
   モジュール式膝プロテーゼ。
2. 請求項１に記載されたプロテーゼにおいて、
   前記細長いステムの前記先端部が、前記プロテーゼの中央側に向かって所定の距離だけ、中央から横方向にずれている、プロテーゼ。
3. 請求項１に記載されたプロテーゼにおいて、
   前記細長いステムの前記先端部は、前記プロテーゼの側方に向かって所定の距離だけ、中央から横方向にずれている、プロテーゼ。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載されたプロテーゼにおいて、
   前記細長いステムの前記先端部の中心は、中央から横の方向に配置されている、プロテーゼ。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載されたプロテーゼにおいて、
   前記大腿骨構成部品の前記ボス構造部に形成された前記空孔部は、実質的に水平な端部壁によって一端部が画定されている、プロテーゼ。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載されたプロテーゼにおいて、
   前記係止ナットは、前記大腿骨構成部品と前記細長いステムとの間に配置可能である、プロテーゼ。

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