JP5027853B2 - 人工股関節用の寛骨臼インプラント - Google Patents

Description

本発明は、股関節用の整形外科インプラント技術の分野に関する。

寛骨臼インプラントは、セメントと組み合わせて、あるいは組み合わせずに、様々な構成に応じて寛骨の寛骨臼に嵌合されるように構成された、ほぼ半球形の金属シェルを主に含む。一般に、シェルは、係合する大腿骨インプラントの大腿骨骨頭と関節として協働するための、ポリエチレン、セラミックス、または金属製のコアを受容する。コアは、固定式または移動式、あるいは多方向式にシェルの内部空洞に取付可能である。

もちろん、金属シェルに対するコアの可動性または固定性によって、必要とされる構成が異なる。換言すれば、可動コアの取付または固定コアの取付に対して同じ金属シェルを使用することはできない。

たとえば、仏国特許第２７９５３０２号の開示により知られている寛骨臼インプラントは、固定インサートまたは、可動コアに固定された可動インサートを受容可能なシェルを含む一方で、可動インサートが固定コアを受容する。この特許に記載された解決方法は、コアを可動式に組み立てるか、または、シェルの半球形の空洞に可動式に取り付けられるインサートに固定されるコアを組み立てることが可能であるだけである。その結果、この大腿骨骨頭と協働するコアは、いずれの場合にも、シェルに対して可動式に取り付けられる。

こうした従来技術を起点として本発明が解決を提案する問題は、処置すべき関節形成のタイプに応じて、二重の移動性（可動コア−可動ヘッド）または単一移動性（固定インサート−可動ヘッド）を得られる同じ金属シェルを使用できることにある。いずれの場合にも、大腿骨骨頭は、寛骨臼インプラントのコアに対して関節として取り付けられる。

上記の問題を解決するために、
人工股関節用の寛骨臼インプラントを組み立てるセットであって、大腿骨インプラントを構成する大腿骨骨頭（Ｔ）と、前記大腿骨骨頭（Ｔ）を受容するコア内部空間（４ａ）を有し、前記コア内部空間（４ａ）内に前記大腿骨骨頭（Ｔ）を回転可能に受容して関節として協働可能な外面が半球形のコア（４）と、前記半球形のコア（４）を受容する半球形の内部空洞（２ａ）を有し、前記内部空洞（２ａ）内に前記コア（４）を回転可能に受容して関節として協働可能な第一のインサート（２）と、前記大腿骨骨頭（Ｔ）を受容する内部空洞（３ａ）を有し、前記内部空洞（３ａ）内に前記大腿骨骨頭（Ｔ）を相対回転可能に受容して関節として協働可能な第二のインサート（３）と、寛骨の寛骨臼の底に固定可能な外面が半球形の金属製シェル（１）と、を含み、前記シェル（１）は、前記第一のインサート（２）および前記第二のインサート（３）を、選択的に受容して固定保持可能なシェル内部空洞（１ａ）を有し、前記シェル内部空洞（１ａ）内に前記第一のインサート（２）を受容して固定保持し、前記第一のインサート（２）の前記内部空洞（２ａ）内に前記コア（４）を回転可能に受容し、且つ前記コア内部空間（４ａ）内に前記大腿骨骨頭（Ｔ）を回転可能に受容して、関節として二重の可動性を有する第一の寛骨臼インプラントと、前記シェル内部空洞（１ａ）内に前記第二のインサート（３）を受容して固定保持し、前記第二のインサート（３）の前記内部空洞（３ａ）内に前記大腿骨骨頭（Ｔ）を相対回転可能に受容して、関節として単一の可動性を有する第二の寛骨臼インプラントとを、選択的に使用可能であることを特徴とするセットを開発設計した。

このようにして、第一のタイプのインサートと、第二のタイプのインサートと、大腿骨骨頭との回転中心がアラインメントされるが、一致はしない。

本発明によれば、上記の不都合は、大腿骨骨頭と寛骨臼との間に二極シェルを配置することによって解決される。これにより、大腿骨骨頭が二極シェル内で回転し、二極シェルが寛骨臼で回転することができる。こうした二重の回転可能性により、脱臼および亜脱臼が著しく減る。このシステムは、また、二重可動性システムまたは三極システムとも呼ばれる。

添付図面に関して後述する本発明の実施形態によれば、本発明によるインプラントは、寛骨の寛骨臼の底に固定可能な半球形の金属シェルを含む。

有利には、前記シェルが、前記第一および第二の２種類のインサートを任意で固定式に取り付けるための構成を持つ内部空洞を画定する。

上記の構成を考慮すると、結果として、第一のタイプのインサートは、二重の可動性（コアの可動性と大腿骨骨頭の可動性）を得られ、第二のタイプのインサートは、単一の可動性（大腿骨骨頭の可動性）を得られる。

回転軸が偏心している場合、人工装具に左右差をつけられることが分かる。

また、可動コアの半球形の内部空洞を対称軸に沿って偏心させるように構成する。

別の特徴によれば、第二のタイプのインサートと可動コアとが、大腿骨骨頭を保持可能なリングを組み立てるための構成を備える。

このリングは、弾性で開くとともに前記第二のタイプのインサートまたは前記コアの開口部と係合するようにスリットにより分割されている。リングは、大腿骨骨頭の半球形の外部支持面と適合する凹形の内部支持面を画定する。

従って、金属製のシェルに各タイプのインサートを固定するという上記の問題を解決するために、空洞の内部層の構成が、２種類のインサートの外面が有する係合構成と協働することによって、特に係止作用により固定を行うようにする。

有利には、構成が、円錐台形の支持面の組み合わせからなる。

こうした基本構造により、第一のタイプのインサートが、セラミックス、ポリエチレン、または金属製であり、第二のタイプのインサートが、セラミックス、ポリエチレン、または金属製である。コアは、セラミックス、ポリエチレン、または金属製である。

有利な実施形態では、インサートと、コアと、大腿骨骨頭とが、セラミックス製である。

第一のタイプのインサート、第二のタイプのインサート、およびコアは、金属、ポリエチレン、またはセラミックス製であるか、または、これらの材料の組み合わせからなり、大腿骨骨頭は、金属、セラミックス製であるか、またはこの２つの材料の組み合わせからなる。

同様に、この三つのエレメントを、大腿骨骨頭を除いてポリエチレン製とするように検討することも全く可能である。そのため、第一のタイプのインサート、第二のタイプのインサート、コア、ならびに大腿骨骨頭は、金属、ポリエチレン、セラミックス製であるか、または、これらの材料の組み合わせである。

本発明について、添付図面を用いてさらに詳しく説明する。

インプラントが、大腿骨骨頭を受容するコアを可動式に取り付けるための第一のタイプであり、シェルの対称軸に対して各中心がアラインメントされた、寛骨臼インプラントの様々な構成部品の組立前の縦断面図である。 可動コアの半球形の内部空洞が対称軸に対して偏心している図１と同様の図である。 インサートが、大腿骨骨頭を直接受容する第二のタイプであり、シェルの対称軸に対して各中心がアラインメントされた、寛骨臼インプラントの主要構成部品の組立前の縦断面図である。 図１の実施形態による寛骨臼インプラントの全体を示す縦断面図である。 図３に対応する下面図である。 図２に示した実施形態による寛骨臼インプラントの全体の縦断面図である。 図５に対応する下面図である。 インサートが、大腿骨骨頭を受容するコアを可動式に取り付けるための第一のタイプであり、シェルの対称軸に対して回転中心がオフセットされた、寛骨臼インプラントの様々な構成部品の組立前の縦断面図である。 インサートが大腿骨骨頭を直接受容する第二のタイプであり、シェルの対称軸に対して中心がオフセットされた、寛骨臼インプラントの主要構成部品の組立前の縦断面図である。 図７の実施形態による寛骨臼インプラントの全体の縦断面図である。 図９に対応する下面図である。 図８に示された実施形態による寛骨臼インプラントの全体の縦断面図である。 図１１に対応する下面図である。 保持リングだけを示す拡大縦断面図である。 図１３に対応する上面図である。

本発明によれば、寛骨臼インプラントは、ほぼ半球形の共通金属シェル（１）を含む。シェル（１）は、セメントまたは非セメントを用いて寛骨の寛骨臼に固定されるあらゆるタイプの構成を持つ。シェル（１）は内部空洞（１ａ）を画定し、この空洞は、２種類のインサート（２）または（３）を操作者の選択で任意に取り付けるための様々な構成を有する。

インサート（２）または（３）は、大腿骨骨頭の直径を大型化するか、および／または、二重可動性を得るか単一可動性を得るか、という意向および必要性によって種類を選択する。

第一のタイプのインサート（２）は、半球形のコア（４）を可動式に組み立てるための球形の内部空洞（２ａ）を有する。コアは、それ自体、対応する大腿骨インプラントが有する大腿骨骨頭（Ｔ）を連結式の組み立てるための半球形の凹形内部空洞（４ａ）を有する。図１〜３および図４に示されたこの実施形態では、インサート（２）の空洞（２ａ）におけるコア（４）の多方向の移動可能性と、コア（４）の内部空洞（４ａ）における大腿骨骨頭（Ｔ）の多方向の移動可能性との、二重の可動性が得られる。

第二のタイプのインサート（３）は、大腿骨骨頭（Ｔ）と関節として協働可能な内部空洞（３ａ）を有する。図２、５、６に示されたこの実施形態によれば、インサート（３）の空洞（３ａ）における大腿骨骨頭（Ｔ）の多方向の移動により、可動性が確保される。

第二のタイプのインサート（３）（場合によってはインサート（２））、ならびに可動コア（４）は、大腿骨骨頭（Ｔ）を確実に保持可能なリング（５）を組み立てるために、構成（３ｄ）、（４ｂ）を有することができる。たとえば段付きの円形支持面を空洞（３ａ）、（４ａ）と同心で形成し、円形支持面の直径が前記空洞の直径より大きくなるようにする。リング（５）は、図１３に示した外部輪郭を有し、弾性によって開くスリット（５ａ）入りであり、段付きの円形支持面（３ｄ）、（４ｂ）の位置に配置される。穴（５ｂ）は、ピンセットが備えうる先端を挿入可能にする。リング（５）の内部支持面（５ｃ）は、大腿骨骨頭（Ｔ）の半球形の外部支持面と適合する凹形である。リングは保持効果を持ち、すなわち、大腿骨骨頭をインサート内部に保持可能であり、大腿骨骨頭と可動コア（４）の空洞の底との間に入る。

また、空洞（３ａ）、（４ａ）の直径は、同じ直径の同じ大腿骨骨頭（Ｔ）を受容するために同じであることが分かる。もちろん、大腿骨骨頭（Ｔ）の直径に対応する寸法範囲で空洞（３ａ）、（４ａ）の直径を設定する。

シェル（１）の内部空洞（１ａ）は、各種インサート（２）、（３）の任意の一つを固定式に組み立てるための構成を有する。このため、これらの構成は、インサート（２）およびインサート（３）の外面が有する係合構成と協働し、特に係止効果による固定を行う。そのため、図示された実施形態では、これらの構成が、インサート（２）に対しては円錐台形の支持面の組み合わせ（２ｂ）、（２ｃ）によって、インサート（３）に対しては、円錐台形の支持面の組み合わせ（３ｂ）、（３ｃ）によって構成されている。

もちろん、本発明の範囲を逸脱することなく、シェル（１）の内部空洞（１ａ）へのインサート（２）またはインサート（３）の固定を、他の係合形状の組立および公知のあらゆる適切な手段によって実施可能である。

有利には、第一のタイプのインサート（２）がセラミックス製で、第二のタイプのインサート（３）がセラミックス製であり、コア（４）が同様にセラミックス製である。同様に、金属シェル（１）には、あらゆるコーティングおよび／または外面処理を施すことができる。

このような基本構成によって、好適な実施形態では、インサート、可動コア、および大腿骨骨頭がセラミックス製である。

また、寛骨臼インプラントを全体として（第一または第二のタイプのインサート、コア、および場合によっては大腿骨骨頭）金属で製造するように構成する。

本発明に基づく様々な特徴を考慮して、第一のタイプのインサート（２）の中心（Ｏ１）、コア（４）の中心（Ｏ２）、および第二のタイプのインサート（３）の中心（Ｏ３）を互いにアラインメントするとともに、シェル（１）の対称軸（ｘ−ｘ’）にアラインメントする（図１〜６）。あるいは、寛骨臼インプラントの左右差をつけた組立を可能にするために、第一のタイプのインサート（２）の中心（Ｏ１）、コア（４）の中心（Ｏ２）、および第二のタイプのインサート（３）の中心（Ｏ３）をアラインメントし、シェル（１）の対称軸（ｘ−ｘ’）に対してオフセットする（図７〜１２）。

また、図１−２が示すように、可動コア（４）の内部空洞（４ａ）を対称軸（ｘ−ｘ’）に沿って偏心させるように構成する。

本発明の主な目的は、従来技術のシステムによる人工股関節の脱臼のおそれを改善することにある。さらに、本発明は、また、２種類のインサートを用いて、中間コアとの二重可動性の組立、あるいは中間コアのない単一可動性の組立を利点として得ることをめざしている。

さらに、こうした二重可動性により、脱臼のおそれは少なくなり、自動心合わせを確実に行うことであらゆる問題が回避される。

添付図面では、インサートが金属シェルから突出することに気づく。しかしながら、このタイプの実施形態はぜひ必要というわけではなく、本発明による装置は、いずれにしても適正な機能を果たす。

１ シェル
２、３ インサート
１ａ、２ａ、３ａ、４ａ 内部空洞
２ｂ、２ｃ、３ｂ、３ｃ 円錐台形の支持面の組み合わせ
４ コア
５ リング
Ｔ 大腿骨骨頭
ｘ−ｘ’ 対称軸

Claims (9)

1. 人工股関節用の寛骨臼インプラントを組み立てるセットであって、
   大腿骨インプラントを構成する大腿骨骨頭（Ｔ）と、
   前記大腿骨骨頭（Ｔ）を受容するコア内部空間（４ａ）を有し、前記コア内部空間（４ａ）内に前記大腿骨骨頭（Ｔ）を回転可能に受容して関節として協働可能な外面が半球形のコア（４）と、
   前記半球形のコア（４）を受容する半球形の内部空洞（２ａ）を有し、前記内部空洞（２ａ）内に前記コア（４）を回転可能に受容して関節として協働可能な第一のインサート（２）と、
   前記大腿骨骨頭（Ｔ）を受容する内部空洞（３ａ）を有し、前記内部空洞（３ａ）内に前記大腿骨骨頭（Ｔ）を相対回転可能に受容して関節として協働可能な第二のインサート（３）と、
   寛骨の寛骨臼の底に固定可能な外面が半球形の金属製シェル（１）と、を含み、
   前記金属製シェル（１）は、前記第一のインサート（２）および前記第二のインサート（３）を、選択的に受容して固定保持可能なシェル内部空洞（１ａ）を有し、
   前記シェル内部空洞（１ａ）内に前記第一のインサート（２）を受容して固定保持し、前記第一のインサート（２）の前記内部空洞（２ａ）内に前記コア（４）を回転可能に受容し、且つ前記コア内部空間（４ａ）内に前記大腿骨骨頭（Ｔ）を回転可能に受容して、関節として二重の可動性を有する第一の寛骨臼インプラントと、
   前記シェル内部空洞（１ａ）内に前記第二のインサート（３）を受容して固定保持し、前記第二のインサート（３）の前記内部空洞（３ａ）内に前記大腿骨骨頭（Ｔ）を相対回転可能に受容して、関節として単一の可動性を有する第二の寛骨臼インプラントとを、選択的に使用可能であることを特徴とするセット。
2. 前記コアの外面とその内部空洞（４ａ）とが半球形であり、
   前記第一のインサート（２）の前記内部空洞（２ａ）が半球形であって、前記コアの外面と嵌り合い、
   前記第二のインサート（３）の前記内部空洞（３ａ）が半球形であって前記コアの前記内部空洞（４ａ）と同じ直径を有し、
   前記第一の寛骨臼インプラントにおける前記第一のインサート（２）の前記内部空洞（２ａ）の半球の中心Ｏ１と、前記コアの前記内部空洞（４ａ）の半球の中心Ｏ２とが、前記シェルの対称軸（ｘ−ｘ’）上に並ぶようにアラインメントされ、
   前記第二の寛骨臼インプラントにおける前記第二のインサート（３）の内部空洞の半球の中心Ｏ３が、前記シェルの対称軸（ｘ−ｘ’）上にあるようにアラインメントされることを特徴とする請求項１に記載のセット。
3. 前記第二のインサート（３）の前記内部空間（３ａ）の開口部および前記コア（４）における前記コア内部空間（４ａ）の開口部に、段付き円形状の支持面部（３ｄ，４ｂ）が形成されており、前記内部空間（３ａ）に前記大腿骨骨頭（Ｔ）を回転可能に受容した状態で前記支持面部（３ｄ）にリング（５）を組み付けて前記大腿骨骨頭（Ｔ）を受容状態で保持可能であり、前記コア内部空間（４ａ）に前記大腿骨骨頭（Ｔ）を回転可能に受容した状態で前記支持面部（４ｂ）にリング（５）を組み付けて前記大腿骨骨頭（Ｔ）を受容状態で保持可能であることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のセット。
4. 前記リング（５）がスリット（５ａ）を有して弾性で開くように形成され、前記スリット（５ａ）により外方に開くことにより前記リング（５）が前記支持面部（３ｄ，４ｂ）内に保持されるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のセット。
5. 前記シェル（１）の前記シェル内部空洞（１ａ）が、前記第一のインサート（２）および前記第二のインサート（３）のいずれか一方と固定式に組み立てられるように、前記第一のインサート（２）および前記第二のインサート（３）の外面が有する係合構成と協働し係止効果による固定を行うように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセット。
6. 前記第一のインサート（２）および前記第二のインサート（３）の外面は、円錐台形状の支持面の組み合わせからなることを特徴とする請求項５に記載のセット。
7. 前記第一のインサート（２）および前記コア（４）が、セラミックス、ポリエチレンまたは金属製であり、前記大腿骨骨頭が、セラミックスまたは金属製であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のセット。
8. 前記第二のインサート（３）が、セラミックス、金属またはポリエチレン製であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のセット。
9. 前記第一のインサート（２）および前記第二のインサート（３）と、前記コア（４）とが、金属、ポリエチレンもしくはセラミックス製であるか、またはこれらの材料の組み合わせからなり、前記大腿骨骨頭が、金属もしくはセラミックス製であるかまたはこれら材料の組み合わせからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のセット。

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