JP4704692B2 - 膝補綴部材の頸骨用構成要素、その組立工具、およびその使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、モジュール式骨用インプラント、その組立手段、およびその使用方法に関する。

本発明によれば、ほぼ平坦な頂面および底面を有するトレイと、頂端部および底端部を有する細長い本体を形成する延長部材とを具備し、上記トレイおよび延長部材のうちの一方は外側に突出するボスを備え、該ボスは筒状部分およびテーパ状部分を備える外壁を有し、上記トレイおよび延長部材のうちの他方は内側に延びてボア壁を形成するボアを備え、該ボア壁は筒状部分とテーパ状部分とを備え、上記延長部材は、上記ボスが上記ボア内に受容された状態で上記トレイと取り外し可能に係合することができ、上記ボスのテーパ状部分が上記ボアのテーパ状部分上に載置されると共に上記ボスの筒状部分が圧入状態で上記ボアの筒状部分に受容されて、上記トレイと延長部材との間の連結部を形成する膝補綴部材の頸骨用構成要素が提供される。

上記テーパ状部分は繋止用テーパを形成する。上記ボスは上記トレイの底面から下方に延び、上記ボアは、上記延長部材の頂端部から底端部に向かって延びる該延長部材内に形成された第一軸線ボアを具備する。上記ボスのテーパ状部分は該ボスの筒状部分の下方に形成され、上記ボアのテーパ状部分は該ボアの筒状部分の下方に形成され、よって上記連結部のテーパ状の載置部分は、該連結部の筒状の圧入部分の下方に位置する。上記ボスと上記第一軸線ボアとの間の筒状の圧入は、該ボアをシールし、圧入部分の下方のボアの部分に物質が侵入または侵出するのを防止する。上記トレイおよび上記延長部材は、上記連結部の筒状部分およびテーパ状載置部分を除いて如何なる場所においても互いに離間せしめられる。上記トレイは、上記底面に沿って延び且つ該底面から下方に突出する少なくとも一つのフィンをさらに具備し、上記延長部材は、外側に突出する少なくとも一つのフィンをさらに具備し、これらフィンは頂部から底部まで互いに整列せしめられて単一のフィンとして突出しつつこれらフィンが接触しないように軸線方向に離間される。上記ボスは、該ボスと上記ボアとの間であって上記筒状部分と上記テーパ状部分との間に間隙ができるように、筒状部分とテーパ状部分との間で解放される。予め定められた組立関係で上記延長部材と上記トレイとを整列させる回動方向整列手段をさらに具備し、該回動方向整列手段は上記連結部内に形成される。上記回動方向整列手段は筒状圧入部分に対して上記連結部内に位置決めされ、回動方向整列手段から物質が上記連結部の外部へと移動するのを防止するように該連結部内でシールされる。上記回転方向整列手段は穴に受容されるピンを具備する。上記ピンは上記第一軸線ボア内に配置され且つ上記ボス内に形成された穴に受容される。上記延長部材はキールを具備し、且つ底端部から頂端部に向かって延びると共に上記第一軸線ボアと通じる第二軸線ボアを備え、該第二軸線ボアはステム延長部材を受容するためのテーパ状の内壁を形成する。上記トレイは、頂面から上記ボスを通って下方へ延びると共に上記第一軸線ボアに通じるボアを備え、該トレイのボアは上記キールおよび上記ステム延長部材のうちの一方と係合するようにボルトを受容する。

また、本発明によれば、頂面および底面を有する第一構成要素と、頂端部と底端部と該頂端部から底端部まで延びる軸線とを有し、且つ上記第一構成要素の底面に取り外し可能に取付けられる第二構成要素とを具備し、上記第一構成要素および第二構成要素のうちの一方は外壁を有する雄連結要素を備え、該外壁は第一形状である第一載置部分と第二形状である第二載置部分とを備え、上記第一構成要素および第二構成要素のうちの他方は内壁を有する雌連結要素を備え、該内壁は、上記雄第一載置部分の形状と一致する第一形状である第一載置部分と、上記雄第二載置部分の形状と一致する第二形状である第二載置部分とを備え、第一載置部分の形状と第二載置部分の形状とは一致しておらず、上記第二構成要素は上記雄第一載置部分および雄第二載置部分が雌第一載置部分および雌第二載置部分と緊密状態となるように解放可能に上記第一構成要素に連結せしめられる骨関節用インプラントが提供される。

上記第一載置部分および第二載置部分のうちの一方はシール連結部を具備し、該連結部を横断して物質が通過するのを防止する。上記第一載置部分および第二載置部分のうちの一方は圧入連結部を具備する。上記第一載置部分はテーパ状連結部を具備し、上記第二載置部分は筒状圧入連結部を具備する。上記テーパ状連結部は繋止用テーパである。上記筒状圧入連結部は上記テーパ状連結部に近接した空間をシールすると共に上記テーパ状連結部から物質が外部に移動するのを防止する。上記第一構成要素および第二構成要素のうちの少なくとも一方は少なくとも一つのフィンを備える。上記第一構成要素はその底面に沿って径方向に延びると共に下方に突出する少なくとも一つのフィンを備え、上記第二構成要素は、外面と、該外面に沿って延びると共に径方向外側に突出する少なくとも一つのフィンとを備え、上記二つの構成要素上のフィンは単一のフィンとして突出するように頂部から底部まで整列し、上記二つの構成要素上のフィンは互いに軸線方向に離間せしめられる。上記第一構成要素は頸骨用トレイ構成要素を具備し、上記第二構成要素は頸骨用キール構成要素を具備する。

また、本発明によれば、頂面と、底面と、これらの間に延びる軸線を有するトレイであって、少なくとも一つのフィンが上記底面に沿って径方向外側に延びると共に軸線方向下方に突出するトレイと、頂端部と、底端部と、上記トレイの軸線にほぼ平行に該頂端部から該底端部まで延びる軸線とを有するキールであって、外面を形成すると共に上記トレイの底部に取り外し可能に取付けられ、上記外面に沿って軸線方向に延びると共に径方向外側に突出する少なくとも一つのフィンをさらに具備するキールとを具備し、上記トレイのフィンと上記キールのフィンとは、頂部から底部まで互いにほぼ軸線方向に整列し、単一のフィンとして突出しつつこれらフィンが接触しないように軸線方向に離間されている膝補綴部材の頸骨用構成要素が提供される。

上記トレイは上記底面から下方に突出するボスを備え、上記キールは頂端部から底端部に向かって延びる軸線ボアを備え、上記ボスは前記軸線ボア内に受容されて上記キールを上記トレイに取付け、上記トレイの底部上の少なくとも一つのフィンは上記ボスから離間されて上記ボスのフィンと上記トレイのフィンとの間に間隙が形成され、上記キールは該キールの一部が間隙内に嵌合するように上記ボス上に載置される。上記キールの少なくとも一つのフィンは下方に向かって上記少なくとも一つのトレイのフィンと平行に切れ込みが入れられ、上記トレイのフィンは上記キールのフィンと接触することなく上記キールのフィンと平行に上記切れ込み内に侵入するように下方に突出する。

本発明によれば、頂面と底面とを有するトレイと、上端部と底端部と該上端部から該底端部まで延びる軸線とを有し、上記トレイの底部と係合可能なキールとを具備し、上記キールと上記トレイとは、該キールとトレイとを予め定められた組立関係で整列するための回動方向整列手段を有する連結部を形成し、該回動方向整列手段は該回動方向整列手段から上記連結部の外部に物質が移動することを防止するように上記連結部内にシールされる膝補綴部材の頸骨用構成要素が提供される。

上記回動方向整列手段は穴に受容されるピンを具備する。上記キールは頂端部から下方に延びるボアを備え、上記トレイは底面から下方に延びるボスを備え、該ボスは上記ボア内に受容されて上記トレイと上記キールとの間の連結部を形成し、上記ピンは上記ボア内に配置され、上記穴はボス内に形成される。

また、本発明によれば、第一モジュール式連結構成要素と第二モジュール式連結構成要素とを組み立てるための組立工具において、第一モジュール式連結構成要素および第二モジュール式連結構成要素とそれぞれ連結可能な第一工具要素および第二工具要素とを具備し、上記第一モジュール式連結構成要素と上記第二モジュール式連結構成要素とを引き寄せて載置状態となるように、当該組立工具を作動させて該第一工具要素と第二工具要素とを互いに対して付勢することができるようにエネルギを蓄える組立工具が提供される。

上記組立工具のエネルギは構成要素を共に圧入状態へと迅速にスナップするように迅速に解放される。上記第一工具要素は第一モジュール式連結構成要素および第二モジュール式連結構成要素のうちの一方と連結する端部を有するシャフトを具備し、該端部はネジ付き連結要素およびＴ字上連結要素から成るグループから選択される連結要素を具備する。上記第一工具要素および第二工具要素を付勢するためのバネ動力付きリニアモータをさらに具備する。付勢エネルギを蓄えるための圧縮可能なバネと、上記バネの第一端部に取付けられる第一リンク機構と、上記バネの第二端部に取付けられる第二リンク機構とをさらに具備し、上記第一リンク機構は、上記バネの第一端部を解放し、上記蓄えられた付勢エネルギの第一部分を解放して第一工具要素と第二工具要素とを互いに対して移動させるように作動可能であり、上記第二リンク機構は、上記バネの第二の端部を解放して上記蓄えられた付勢エネルギの第二部分を解放するように作動可能である。上記ハンドル上に取付けられたトリガをさらに具備し、該トリガは該トリガを一度押すだけで第一リンク機構と第二リンク機構を順次作動させることができる。上記トリガは第一端部と第二端部とを有し、該第一端部で回転するようにハウジングにピン留めされ、上記第一リンク機構および上記第二リンク機構との接触部をさらに具備し、上記トリガはその第一端部回りで回動可能であり、第一接触部および第二接触部と順次接触し、第一リンク機構および第二リンク機構を順次作動させる。上記トリガは単一の一定方向のトリガの運動で上記リンク機構を順次作動させる。上記モータはベルビルワッシャのスタックを具備する。

また、本発明によれば、第一モジュール式連結構成要素と第二モジュール式連結構成要素とを組み立てるための組立工具であって、ハンドルと、軸線方向に移動するようにハンドルに取付けられ且つ軸線方向の力を伝達するように第一モジュール式連結構成要素と係合可能な第一シャフト部材と、上記ハンドルに繋止され且つ軸線方向の力を伝達するように第二モジュール式連結構成要素と係合可能な第二シャフト部材と、上記第一シャフト部材に軸線方向の力を加えて上記連結構成要素を移動させるように上記第一部材と係合する発動機とを具備し、当該組立工具が該発動機を駆動するためのエネルギを蓄える組立工具が提供される。

上記発動機は該発動機を駆動するためのエネルギを蓄えるように圧縮可能なバネを具備する。上記バネは一連のベルビルワッシャを具備する。上記第一シャフト部材および第二シャフト部材は細長いシャフトを具備し、前記第一シャフト部材は上記第二シャフト部材と同軸に取付けられる。上記バネの第一端部に取付けられた第一リンク機構と、第二リンク機構とをさらに具備し、上記第一リンク機構は、上記バネの第一端部を解放して、蓄えられたエネルギの第一部分を解放し、上記第二シャフト部材に対して上記第一シャフト部材を軸線方向に移動させるように作動可能であり、上記第二リンク機構は、上記バネの第二端部を解放して、蓄えられたエネルギの第二部分を解放する。上記バネの第二端部の解放は該バネを圧縮されていない状態に戻す。上記第一リンク機構および第二リンク機構はそれぞれ一つの結合された回転リンクを具備し、これらリンクの回動は各リンク機構に近接して上記ハンドルに摺動するように取付けられた繋止ピンによってブロックされる。トリガおよび一対のレバーをさらに具備し、これらレバーはそれぞれ第一端部および第二端部を有し、各レバーは揺動ピンによって上記ハンドルにピン留めされ、各レバーの第一端部はリンク機構繋止ピンの一つと係合し、上記トリガは揺動ピンによって上記ハンドルにピン留めされ、該トリガは両レバーの第二端部と重なり、これら第二端部を順次解放して順次リンク機構を作動させるように揺動ピン回りで回動する。

また、本発明によれば、モジュール式構成要素を組み立てるための組立方法であって、対応する第一係合部分および第二係合部分を有する第一モジュール式連結構成要素および第二モジュール式連結構成要素を提供する工程と、第一工具要素と第二工具要素とを有する工具であって、第一工具要素と第二工具要素とを互いに対して付勢することができる蓄えられたエネルギを含む工具を提供する工程と、上記第一係合部分と第二係合部分とを整列させる工程と、上記第一工具要素および第二工具要素を上記第一モジュール式連結構成要素および第二モジュール式連結構成要素に係合させ、上記工具を作動させて、上記蓄えられたエネルギを解放して、上記第一工具要素および第二工具要素を付勢し、第一モジュール式連結構成要素と第二モジュール式連結構成要素とを引き寄せる工程とを具備する組立方法が提供される。

上記蓄えられたエネルギは少なくとも一つの圧縮されたバネによって提供される。上記第一モジュール式連結構成要素および第二モジュール式連結構成要素は互いに引き寄せられたときに圧入係合を形成する。上記第一モジュール式連結構成要素および第二モジュール式連結構成要素は頸骨用膝補綴部材を具備し、該頸骨用膝補綴部材は、ほぼ平坦な頂面と底面とを有するトレイと、頂端部と底端部とを有する細長い本体を形成するキールとを有し、上記トレイおよび上記キールの一方は外側に突出するボスを備え、上記ボスは筒状部分およびテーパ状部分を備える外壁を有し、上記トレイおよび上記キールの他方はボア壁を形成する内側に延びるボアを備え、上記ボア壁は筒状部分とテーパ状部分とを備え、上記キールは上記ボスがボア内に受容された状態で上記トレイに取り外し可能に係合可能であり、上記ボスのテーパ状部分は上記ボアのテーパ状部分の上に載置され、上記ボスの筒状部分は圧入状態で上記ボアの筒状部分に受容されて上記トレイと上記キールとの間の結合部を形成する。

また、本発明によれば、モジュール式頸骨用構成要素を膝にインプラントする方法であって、別個のモジュール式の頸骨用トレイ構成要素とキール構成要素とを提供する工程と、膝関節に切り口を形成する工程と、上記構成要素を受容するように頸骨を準備する工程と、上記キール構成要素を上記切り口を介して挿入し且つ準備された頸骨にキール構成要素を載置する工程と、上記トレイ構成要素を上記切り口を介して挿入し且つ上記キール構成要素にトレイ構成要素を本来の場所に組み立てる工程と、上記切り口を閉じる工程とを具備する方法が提供される。

上記切り口は、別個のトレイ構成要素とキール構成要素とを受容するのに十分な大きさに形成されるが組み立てられた構成要素が通過するのに必要な大きさよりも小さい。上記切り口は膝蓋上嚢を避けるために膝の側方に形成される。上記構成要素は、膝蓋を大腿骨に対して通常の解剖学的向きに維持しつつ挿入される。第一工具要素と第二工具要素とを有する工具であって、第一後部要素および第二工具要素を互いに付勢することができる蓄えられたエネルギを含む工具を提供する工程と、上記第一工具要素および上記第二工具要素を頸骨トレイ構成要素およびキール構成要素と係合させ、上記工具を作動させて蓄えられたエネルギを解放し、第一工具要素および第二工具要素を付勢し、最終的な載置係合へと上記トレイ構成要素およびキール構成要素を引き寄せる工程とをさらに具備する。

添付の図面を参照して本発明の様々な実施形態について説明する。添付の図面は本発明の例示的な実施形態のみを示すものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

本発明は、モジュール化が有利な如何なる骨用インプラントにも適用可能である。例えば、膝、臀部、肩、肘、足首および手首用の関節補綴部材（人工関節）を含む。このような関節補綴部材は、まず関節腔にアクセスできるように関節近傍を切開し、関節を構成する置換すべき骨端部を切除し、切除された骨端部に関節補綴部材を載置することによってインプラントされる（埋植される）。図１〜図６は本発明の様々な特徴を説明するために用いられる頸骨側膝補綴部材を示す。

頸骨側膝補綴部材２は、頸骨基端の関節表面を置換するために、所望の関節補綴構造を形成するように互いに結合可能な別個の構成要素であるトレイ１０、キール（延長部材）４０およびステム８０を備える。トレイ１０はほぼ平坦な頂面１２および底面１４を備える。頂面１２は、当業者には公知なように、ポリエチレン製当接面のような当接面（図示せず）を受容する。底面１４は頸骨基端の切除端部上に載置されるように形成される。一つまたはそれ以上のフィン１６が、底面１４に沿って径方向に延び、底面１４から下方に向かって突出する。フィン１６は頸骨基端に切除された溝内に受容され、補綴部材の回転に抵抗する。フィン１６はトレイの曲げ慣性モーメントを増大させることによってトレイ１０の強度を高めるのに利用される。更なる安定を望む場合、トレイには、底面１４から下方に延びるボス１８を介して付加的構成要素のモジュール式取付具が設けられる。ボス１８は、トレイ１０の底面１４に結合された頂端部２０と、自由に突出している底端部２２と、頂端部２０から底端部２２まで延びる軸線とを備える。ボス１８の外側は外壁２４により画定され、内部ボア２６が頂端部２０から底端部２２まで延びる。外壁２４は筒状当接部分２８を、テーパ状当接部分３０と、これら部分の間の解放された非当接部分２９とを備える。整列穴３２が底端部２２に形成され、外壁２４と内部ボア２６との間で上方に向かって延びる。フィン１６はボス１８に接触していてもよいし、間隙３４を残してボス１８から短いところでとまっていてもよい。

骨への頸骨側補綴部材の安定性を増大させるためにトレイに延長部材を取付けることができる。このような延長部材はステム、溝付きステムまたはキールの形態である。延長部材は対称であってもよいし非対称であってもよい。図示した実施形態では、骨への頸骨側補綴部材の回転安定性および曲げ安定性を高めるためにキール４０がボス１８と嵌合せしめられる。キール４０は、間に軸線が延びる頂端部４３および底端部４４と、外壁（外面）４６とを有する細長い本体を有する。キール４０は、外壁４６に沿って軸線方向に延びると共に径方向外側へ突出する少なくとも一つのフィン４８を備える。また、キール４０は、頂端部４２から下方に向かって延びると共に筒状当接部分５２とテーパ状当接部分５４と端壁５６とを備えるボア壁を有する第一軸線ボア５０を備える。端壁５６内には下方に向かって延びる整列穴５８が形成される。さらに、キール４０は、底端部４４から上方に向かって延びると共にテーパ状側壁６５を具備する第二軸線ボア６４を有する。第一軸線ボア５０と第二軸線ボア６４との間でキー溝付き入口開口６６が通じる。入口開口６６は円形中央開口６７と側方スロット６８とを有し、突起と係合可能な部材を形成する。あるいは、入口開口６６はネジ付部材と係合するようにネジ山が設けられてもよい。

キール４０は、トレイ１０とキール４０との間の連結部が形成されるように、ボス１８が第一軸線ボア５０に受容され、ボス１８のテーパ状部分３０がボアのテーパ状部分５４上に載置され、且つボス１８の筒状部分２８が圧入関係でボアの筒状部分５２に受容された状態でトレイ１０と係合する。テーパ状部分は構成要素同士が合わさるようにこれら構成要素を整列させるのを補助する。筒状の圧入部は構成要素を互いに繋止する。また、筒状の圧入部は液密なシールを提供し、連結部へまたは連結部から圧入部を通って物質が移動するのを防止する。図示した実施形態では、ボス１８の解放部分２９は、連結部の筒状部分２８、５２とテーパ状部分３０、５４との間において、ボス１８と第一軸線ボア５０との間に周状間隙６９を形成する。トレイ１０およびキール４０は整列穴３２、５８の一方に整列ピン７０を設けることによって整列せしめられる。図示した実施形態では、キール４０の整列穴５８は整列ピン７０よりも僅かに小さく、ピン７０は整列穴５８に押し込まれる。トレイ１０の整列穴３２は整列ピン７０よりも僅かに大きい。よって、これら構成部材を合わせるときに、これら構成部材はトレイ１０の整列穴３２が整列ピン７０と係合するまで互いに載置されない。ボス１８とフィン１６との間に間隙３４が存在する場合、キール４０の頂端部４２はさらに上方まで延び、図４に示したように間隙３４内に嵌合せしめられる。

本発明の連結では圧入を用いており、このことはモールステーパ型（Morse taper-type）構成を単独で使用した場合よりも有利である。圧入は、構成要素を緊密な摩擦係合で共に摺動させることができるようにし、液密シールを作り出すと共にずれに対する強い抵抗を作り出す。テーパが典型的に嵌合部品間で線接触するのに対して、加工能力により圧入は帯状接触または面接触する。したがって、圧入は、良好なシールを提供し、物質が圧入境界を横断して移動するのを防止しやすい。さらに、圧入繋止構成は、構成要素間の精密な軸線方向の位置決めに依存せず、したがって最初の圧入係合が達成されると構成要素を所望の位置に位置決めすることができるようになる。筒状の圧入部が図示され且つ精密な加工に向いているが、本発明では摺動圧入において他の断面形状が用いられてもよい。また、連結は、組立中に構成要素を芯合わせするために提供されたテーパ状係合と、互いの上にテーパ状部分が位置したときに載置に対する能動的停止とを用いている。テーパが完全に載置されると、圧入接触とテーパ接触との間が軸線方向に離れていることにより、連結部の曲げ強度が増大せしめられる。図４に示したように、圧入部分２８、５２とテーパ状部分３０、５４とは、連結部の曲げ強度が最大となるように、できるだけ軸線方向に離されている。図示したテーパは、予測可能な載置深さにおいて、テーパの製造を容易にするために３°以上である。しかしながら、テーパは繋止強度をより増大させるために繋止用テーパであってもよい。圧入では、係合せしめられた後にも組立中に軸線方向の移動が可能であるため、連結部のテーパ状部分は圧入部が係合せしめられた後には繋止されるようにしてもよい。繋止用テーパは約１．５°〜３°である。

組み立てられると、トレイのフィン１６とキールのフィン４８は、図６に明示したように、頂部から底部まで互いに整列せしめられ、単一のフィンとして突出する。しかしながら、トレイ１０とキール４０とが完全に組み立てられたとき、フィン１６とフィン４８とが接触しないようにこれらの間には軸線方向間隙７２が残る。図示した実施形態では、テーパ状部分５４および繋止ピン７０の上方にある筒状圧入部分５２と共に第一軸線ボアが配設される。この構成およびフィン１６、４８の間の軸線方向空間７２により、連結部の外側においてトレイ１０とキール４０とは接触しない。構成要素間の接触によって生成される粒子は連結部内にシールされ、連結空間内に上方へ移動することができない。芯合わせ機能および繋止機能を提供するためにテーパ状部分を筒状部分の上方に形成することは本発明の範囲内であるが、このような構成は上記と同様なシール特性を提供しない。

頸骨側補綴部材の曲げ安定性をより高くするために、トレイ１０およびキール４０の組立体にステム８０を組み合わせることができる。ステム８０は頂端部８４と底端部８６とを有するシャフト８２を備える。頂端部８４はテーパ状部分８８と軸線方向のネジ付きボア９０とを備える。ステム８０のテーパ状部分８８は、キール４０の第二軸線ボア６４内に受容される。このテーパ状連結部は、自己繋止式テーパとして提供される。ボルト９２がボス１８の内部ボア２６と入口開口６６とを通って延び、ステム８０のネジ付きボア９０内にねじ込まれ、構成要素を互いに引き寄せ、保持する。ボルト９２のヘッド９４はトレイ１０の頂面１２に形成されたカウンタボア９６内に配置される。

本発明は、組立中に直線的な付勢力を要求するモジュール式連結構成要素を組み立てるための組立工具をさらに具備する。この組立工具は、大きな組立力が必要な場合に特に適している。また、組立工具は、小さな遠隔手術空間に組立力を伝達するのが必要な場合に連結部に最小限の侵襲性でアプローチするのにも適している。図示したモジュール式インプラントの実施形態の圧入構成は、圧入構成要素間の干渉量（重なり量）に応じて４５３ｋｇ〜９０７ｋｇ（１０００〜２０００ポンド）の組立力が必要である。例えば、０．０２５ｍｍ（０．００１インチ）の干渉（重なり合い）が認められると４５３ｋｇが必要となり、０．０５１ｍｍ（０．００２インチ）の干渉が認められると９０７ｋｇが必要となる。同様に、構成要素が組立のために配置されたときに、組立からゆるみを取り除くために１．２７ｍｍ（０．０５０インチ）の移動が必要とされ、構成要素を完全に係合させるために２．５４ｍｍ（０．１００インチ）の移動が必要とされる。

図７〜図１０は、図示したモジュラー式インプラントを組み立てるために必要な力および移動を提供することができる組立工具の例示的な実施形態を示す。コンプレッサ１００は、基端部１０１と末端部１０３とを有するハンドル１０２と、ハンドルに堅固に取付られる取付端部１０６と作用端部１０８とを有する第一シャフト部材１０４と、この第一シャフト部材１０４に対して軸線方向に移動するように第一シャフト部材１０４内に同軸に取付けられる第二シャフト部材１１０とを備える。第二シャフト部材１１０は、第一端部１１２と第二端部１１４とを備える。第一端部１１２はネジ状先端部または突起付き先端部として係合先端部１１６を備える。図示した実施形態は、丸い中央部分１１８と径方向外側に向かって延びる一対の耳状部材１２０とを有するＴ字状突起付き先端部１１６を具備する。突起付き先端部１１６は、キール４０内の入口開口６６とほぼ同一の形状であり、突起付き先端部１１６を入口開口６６内に挿入し且つキール４０に対して四分の一回転だけ第二シャフト部材１１０を回動させて耳状部材１２０が入口開口６６の下側を越えて延び且つ把持することによりキール４０に取付けられる。ハンドル１０２内にはリニアモータが配置され、このリニアモータは軸線方向の力を伝えるように第二シャフト部材１１０の第二端部１１４に連結される。リニアモータは、モジュール式連結構成要素を組み立てるのに必要となるまでエネルギを蓄える。モータが作動せしめられると、モータは第二シャフト部材１１０をハンドルに向かって移動させ、よって突起付き先端部１１６を第一シャフト部材１０４の作用端部１０８に向かって移動させる。

使用時には、モジュール式連結構成要素はまず軸線ボア５０内に受容されるボス１８と係合せしめられる。第一シャフト部材１０４および第二シャフト部材１１０は、第二シャフト部材１１０の突起付き先端部１１６が入口開口６６を通って延びるまで、内部ボア２６に沿って挿入せしめられる。そして、耳状部材１２０が入口開口６６の縁部の下側で延びるように工具が回動せしめられる。この時点で、突起付き先端部１１６は能動的にキール４０と係合し、作用端部１０８はカウンタボア９６の底部上に載置される。モータが作動せしめられ、第二シャフト部材１１０は、トレイ１０とキール４０とを引き寄せて繋止係合させるように引っ張られる。そして、工具１００は、耳状部材１２０が再び入口開口６６と整列するまで回動せしめられ、工具１００が引き出される。

工具１００を作動させるために直線運動を発生させるのに様々な発動機構が提供され得る。例えば、回転運動から直線運動への変換器に連結された電気回転モータまたは液圧回転モータ、液圧直線モータ、バネ機構等が含まれる。図示した実施形態は、入れ子コア１３２によって拘束された二十のベルビルワッシャ１３０を具備する直線バネ式発動機を示す。ワッシャ１３０のスタックの両端に第一運動ブロック１３４および第二運動ブロック１３６が当接する。他の制限が無ければ、第一運動ブロック１３４、第二運動ブロック１３６およびワッシャ１３０はハンドル１０２内で軸線方向に自由に移動することができる。第二シャフト部材１１０は、軸線方向に摺動するように第二運動ブロック１３６および入れ子コア１３２を通って延びる。第二シャフト部材１１０の第二端部１１４は第二シャフト部材１１０が第一運動ブロック１３４と共に移動するように第一運動ブロック１３４に連結せしめられる。軸線方向の開口１３７が、第一運動ブロック１３４と整列してハンドル１０２の外側から内側まで連通する。開口１３７は、第一運動ブロック１３４を押し付けて機構を圧縮するために、外部プレスに取付けられたラムをハンドル１０２内に挿入することができるようにする。

一対のリンクを具備するリンク機構がハンドル１０２の各端部に配置され、二つの運動ブロックを能動的に捕獲および解放する。末端側リンク機構は互いに対して回動するように共にピン１３９で留められた第一リンク１３８と第二リンク１４０とを具備する。第一リンク１３８は第一運動ブロック１３４に対して回動するように上記ピン１３９側とは反対側の端部で第一運動ブロック１３４にピン留めされる。第二リンク１４０は、ハンドル１０２に対して回動するように上記ピン１３９側とは反対側の端部でハンドル１０２の末端部１０３にピン１３５で留められる。リンク機構は、第二リンク１４０から突出した舌状部１４２がハンドルのピン１４４と接触することによって、その揺動軸線に沿った特異点で、または上死点で整列するのが防止される。舌状部１４２およびピン１４４は特異点に到達する２°前にリンク機構の反時計回りの回動を停止させる。第一繋止ピン１４６はハンドル１０２の側方にあるボア１４８内で摺動し、リンク機構が時計回りに回動するのを解放可能にブロックするように第二リンク１４０上のカム１５０と係合する。この位置でリンク機構が浅い角度にあることにより、運動ブロックに加わる軸線方向の大きな力は繋止ピン１４６に対する小さな力となって伝えられる。一対のリンク１５２、１５４を具備する同様なリンク機構がハウジングの基端部１０１および第二運動ブロック１３６にピン留めされる。このリンク機構は同様に舌状部１５６およびピン１５８によって回動が制限され、ボア１６４内で摺動する第二繋止ピン１６２によって解放可能にブロックされる。

二つの繋止ピン１４６、１６２の順次的作動（sequential operation）を容易にするためにトリガ機構１７０が設けられる。トリガハウジング１７２がハンドル１０２上に取付けられ、トリガハウジング１７２はトリガ機構の他の部品を保持する。第一レバー１７４がハウジング１７２内で回動するようにピン１７８で留められ、第一レバー１７４は入力端部１７３と出力端部１７５とを備える。出力端部１７５はヨーク１８２を介して第一繋止ピン１４６に連結され、ヨーク１８２は第一繋止ピン１４６上に形成されたボール状端部１８４を囲う。第一レバー１７４の入力端部１７３はリーフスプリング１８６によって上方へと付勢され、これにより第一繋止ピン１４６がカム１５０と係合するように下方へ付勢される。第一レバー用揺動ピン１７８は出力端部１７５に近く、これにより入力長さと出力長さとの割合に比例して機械的利点が得られる。したがって、入力端部１７３に加えられた力は増強せしめられ、よって繋止ピン１４６の操作が容易になる。同様に、第二レバー１７６がハウジング１７２内で回動するようにピン１８０で留められ、第二レバー１７６は入力端部１８７と出力端部１８８とを備える。出力端部１８８はヨーク１９０を介して第二繋止ピン１６２に連結され、ヨーク１９０は第二繋止ピン１６２に形成されたボール状端部１９２を囲う。第二レバー１７６の入力端部１８７はリーフスプリング１９４によって上方へと付勢され、これにより第二繋止ピン１６２がカム１６０と係合するように下方へと付勢される。トリガハウジング１７２内で回動するようにトリガ１９６がピン１９８で留められ、二つのレバー１７４、１７６の入力端部１７３、１８７上に当接する。

トリガ１９６は第一レバー１７４の入力端部１７３と係合するように下方へと突出する第一接触部２００を備える。また、トリガ１９６は、第二レバー１７６の入力端部１８７と係合するように下方へと突出する第二接触部２０２を備える。第二接触部２０２は、第一レバー１７４が完全に作動せしめられるまで第二レバーを作動させることのないように、第一接触部２００から離間される。

使用時には、組立工具１００はその末端部が下になるように保持され、重力により第二運動ブロック１３６が軸線方向下方へ機構の中心に向かって移動せしめられる。第二運動ブロック１３６が移動すると、第二繋止ピン１６２がカム１６０上に載置された状態で基端側リンク機構が時計回りに回動せしめられる。リンク機構が限界まで直線状にせしめられると、繋止ピン１６２はカム１６０の端部上でスリップし、第二運動ブロック１３６を繋止する位置にスナップ留めされる。第一運動ブロック１３４は、外力で軸線方向に機構の中心に向かって押し付けられ、ワッシャ１３０を圧縮する。第一運動ブロック１３４が移動すると、第一繋止ピン１４６の端部がカム１５０上に載置された状態で末端側リンク機構が反時計回りに回動せしめられる。リンク機構が限界まで直線状にせしめられると、ピン１４６はカム１５０の端部上でスリップせしめられ、第一運動ブロック１３４を繋止する位置にスナップ留めされる。このように予め準備された組立工具は、モジュール式連結構成要素を組み立てるために使用される状態にある。組立工具１００は、インプラント構成要素と係合せしめられる。そして、組立工具を作動させるためにトリガ１９６が押される。トリガ１９６はその揺動ピン１９８回りで回動すると、第一接触部２００が第一レバー１７４の入力端部１７３を押し付け、出力端部１７５が第一繋止ピン１４６を引っ張り、末端側リンク機構を解放する。末端側リンク機構は、時計回りに回動し、これにより第一運動ブロック１３４が末端方向にはねるように移動する。第二シャフト部材１１０は第一運動ブロック１３４と共に移動し、モジュール式構成要素を共に引き寄せる。組立工具のバネの作用により圧入連結部がスナップ式に係合せしめられる。第一運動ブロック１３４が解放されても、残りのバネ張力はまだ圧入連結部を締め付けるのに必要な最小値を超えている。このことは、連結部が完全に締め付けられることを確実にするが、連結構成要素から工具１００を取り外すのを困難にする。そこで、トリガを引き続き押し続けると、第二接触部２０２が第二レバー１７６の入力端部１８７を押し、第二繋止ピン１６２を引っ張る。これにより、第二運動ブロック１３６が基端方向へはねるように移動し、残りのバネの張力が解放される。そして、組立工具１００は、連結構成要素から解放される。二段階式のトリガの解放は迅速に行われ、順次的な個別の解放を行うのにユーザには単にトリガを完全に押し付けることが必要とされる。

臨床上の使用では、膝関節に切り口が入れられる。本発明では侵襲的な外科的アプローチを最小限にするために、膝蓋上嚢の軟組織を傷つけることを避けつつ関節面を曝すために膝関節の中間側または横側の一方に切り口が入れられる。次に、切り口を介して骨切除器具が導入され、頸骨基端側の準備を整え、キールを受容するための凹部を形成する。頸骨上に安定した平坦な面を設けるのに必要な最小限の骨のみを除去するのが理想的である。図示したモジュール式頸骨構成要素は薄型である。このように薄型でモジュール化されていることにより、切り口を非常に小さいものとすることができ、個々の構成要素が通過するのに十分な大きさのみしか必要ない。本研究者は、全高が１８ｍｍ以下のトレイ構成要素であれば、このように侵襲性の低い外科的な切り口を介して挿入することができ、骨の除去量を最小限にして頸骨と係合させることができることを発見した。本発明のキール構成要素は、トレイの大きな頂面がないため準備された結合空間内へと運ばれる。同様に、構成要素が薄型でモジュール化されていることは、膝蓋を大腿骨に対して解剖学的向きのままにすることができ、関節に受ける外傷をさらに減少させ且つ処置からの回復および結果を補助する。その後、トレイが切り口を介して運ばれ、キールに係合せしめられる。トレイおよびキールに組立器具を係合させ、構成要素を共に引き寄せることで、圧入部を係合させ、モジュール式連結部のテーパ状部分を載置させることが達成される。

上述した内容は本発明の例示的な実施形態を説明したに過ぎず、これら実施形態に対して特許請求の範囲に定義された発明の精神および範囲を逸脱することなく変更を加えてもよいことは当業者には理解されるであろう。本発明の様々な特徴は、例示した頸骨用インプラントに加えて様々な骨のインプラントに適用可能である。同様に、雄／雌係合部分を示したが、雄構成要素および雌構成要素は反対でもよく、且つそれでもなお本発明の予想される範囲内にある。同様に、複数の不調和な連結形状の構成は、本発明内に維持されつつ変更される。例えば、図示した実施形態は、圧入部およびテーパ部を有する連結部を示している。本発明は、圧入部の前にテーパ部がくるように順序を逆にすることも意図するものである。

本発明の骨用インプラントの例示的な実施形態の分解側面図である。 図１の例示的な実施形態の後面図である。 図２の３−３線に沿った図１の例示的な実施形態の断面側面図である。 図３の断面図の詳細図である。 図１の例示的な実施形態のトレイの底面斜視図である。 図１の例示的な実施形態の互いに組み立てられた状態にあるトレイおよびキールの底面図である。 本発明の組立工具の例示的な実施形態の斜視図である。 使用準備状態にある図７の例示的な実施形態の組立工具の断面側面図である。 二段階作動のうちの第一段階後の状態にある図７の例示的な実施形態の組立工具の断面側面図である。 二段階作動のうちの第二段階中にある図７の例示的な実施形態の組立工具の断面側面図である。

符号の説明

１０…トレイ
１８…ボス
４０…キール
５０…第一軸線ボア
６４…第二軸線ボア
７０…整列ピン
８０…ステム
９２…ボルト
１００…コンプレッサ
１０２…ハンドル
１０４…第一シャフト部材
１１０…第二シャフト部材

Claims (6)

1. 頂面と、底面と、これらの間に延びる軸線を有する脛骨用のトレイであって、少なくとも一つのフィンが上記底面に沿って径方向外側に延びると共に軸線方向下方に突出するトレイと、
   頂端部と、底端部と、上記トレイの軸線にほぼ平行に該頂端部から該底端部まで延びる軸線とを有する脛骨用のキールであって、外面を有すると共に上記トレイの底面に取り外し可能に取付けられ、上記外面に沿って軸線方向に延びると共に径方向外側に突出する少なくとも一つのフィンをさらに具備するキールとを具備し、
   上記トレイのフィンと上記キールのフィンとは、該キールが該トレイの底面に取り付けられて該キールと該トレイとが完全に組み立てられたときに、頂部から底部まで互いにほぼ軸線方向に整列し、単一のフィンとして突出しつつこれらフィンが接触しないように軸線方向に離間されており、
   上記トレイおよびキールのうちの一方は外側に突出したボスを備え、該ボスは筒状部分とテーパ状部分とを備える外壁を有し、上記トレイおよびキールのうちの他方はボア壁を形成する内側に延びるボアを備え、該ボア壁は筒状部分とテーパ状部分とを備え、上記キールは上記ボスが上記ボア内に受容された状態で上記トレイと取り外し可能に係合することができ、上記ボスのテーパ状部分が上記ボアのテーパ状部分上に載置されると共に上記ボスの筒状部分が圧入状態で上記ボアの筒状部分内に受容されて、上記トレイとキールとの間の連結部を形成し、上記トレイ及びキールは、上記連結部の筒状部分およびテーパ状載置部分を除いて如何なる箇所においても互いから離間され、上記ボスは筒状部分とテーパ状部分との間においてボスとボアとの間に間隙が存在するように筒状部分とテーパ状部分との間で解放される、膝補綴部材の脛骨用構成要素。
2. 上記トレイは上記底面から下方に突出するボスを備え、上記キールは頂端部から底端部に向かって延びる軸線ボアを備え、上記ボスは前記軸線ボア内に受容されて上記キールを上記トレイに取付け、上記トレイの底面上の少なくとも一つのフィンは上記ボスから離間されて上記ボスと上記トレイのフィンとの間に間隙が形成され、上記キールは該キールの一部が間隙内に嵌合するように上記ボス上に載置される請求項１に記載の脛骨用構成要素。
3. 上記キールの少なくとも一つのフィンは下方に向かって上記少なくとも一つのトレイのフィンと平行に切れ込みが入れられ、上記トレイのフィンは上記キールのフィンと接触することなく上記キールのフィンと平行に上記切れ込み内に侵入するように下方に突出する請求項２に記載の脛骨用構成要素。
4. 上記ボスは上記トレイの底面から下方に延び、上記ボアは、上記キールの頂端部から底端部に向かって延びる該キール内に形成された軸線ボアを具備する請求項１に記載の脛骨用構成要素。
5. 上記ボスのテーパ状部分は上記ボスの筒状部分の下方に形成され、上記ボアのテーパ状部分は上記ボアの筒状部分の下方に形成され、よって上記連結部のテーパ状の載置部分が該連結部の筒状の圧入部分の下方に位置する請求項４に記載の脛骨用構成要素。
6. 上記ボスと上記ボアとの間の筒状の圧入部分は、圧入部分の下方のボアの部分に物質が流入または流出するのを防止するようにボアをシールする、請求項５に記載の脛骨用構成要素。

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