JP5264481B2 - 大腿骨頸プロテーゼ - Google Patents

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Description

本発明は大腿骨頸プロテーゼ(femoral neck prosthesis)に関する。かかる大腿骨頸プロテーゼは、骨へのプロテーゼの固着用に大腿骨内部に配置する目的のために設けられた固着(アンカー)領域と、軸方向に沿った近位側において該固着領域に隣接し且つプロテーゼ頭部に結合する装置を有する頭部領域と、該固着領域の軸方向において頭部領域の反対側に配置される遠位端と、を含む。
股関節(hip joint)プロテーゼが、例えば、PCT国際出願公開第WO00/09044A1号により公知である。該国際公開出願ではプロテーゼシャフトは、シャフト固定プロテーゼのように大腿骨骨幹軸(femur shaft)(大腿骨体(corpus femoris))内に伸長するのではなく、大腿骨骨幹軸に固着することなく大腿骨のネック部(the neck of the femur)(大腿骨頸(collum femoris))を経て伸長する。このタイプのプロテーゼが大腿骨頸プロテーゼとして公知である。PCT国際出願公開第WO00/09044A1号に説明される大腿骨頸プロテーゼでは、シャフトは、側方アクセスにより、遠位から近位へ移植され得、シャフトは大腿骨頸の内皮質骨への固着を提供される。
できる限り簡単且つ確実に大腿骨に固着され得る最初に示された種類のシャフトが説明される。請求項1に記載のシャフトは、複数の有利な性質に加えてこの要求を満たし得る。
本出願では、シャフトは、頭部領域の最大断面寸法が、最大でも固着領域の最大直径と同一のサイズ、特には固着領域の最大直径より小さく形成され、シャフトの最大断面寸法は固着領域に存在する。シャフトの固着は、固着領域の故に、大腿骨に形成された通路の内側において行い得る。プロテーゼが切除面においてプレート状要素を介して軸方向に保持される公知のスラスト(thrust)プレートプロテーゼと対称的に、ここで説明されるインプラントでは、固定は、大腿骨を経てネックの軸方向に実質的に伸びる穴部内において行われる。特に、固着領域よりも大きい断面寸法を有する領域は近位に存在しないので、プロテーゼの挿入は、最小侵襲技術及び特には側方から行い得ることが好ましいことがわかる。固着領域が雄ねじ部を有するので、ねじフランクは、確実に保持するために十分且つ同時に皮質骨に臨界歪みがないこと(non critical strain)を保証する高さを設けられ得る。
更なる実施例が、従属請求項、発明の詳細な説明、及び図面において説明される。これら実施例は、望まれる形態となるように互いに組み合わせ得る。
シャフトの固着領域は、接着部と、海綿骨ねじ部(spongiosa thread)を伴う雄ねじ部とを含み得る。かかる実施例は、複合解決手段(hybrid solution)を示しており、ねじ部は軸方向の力の受容に実質的に役立ち、接着部はトルクの保持に実質的に役立つ。ねじ部は、皮質骨(cortex)若しくは相対的にコンパクトな海綿骨が配置されている大腿骨頸部に設けられる。非常に低い組織密度及び組織強度が、転子(trochanter)と大腿骨頸との間の移行部に存在する。プロテーゼはこの領域において支持され、骨セメントが相対的に低い密度を有する海綿骨を安定させる。骨セメントの挿入は加圧により行い得る。例えば、接着部は、外面において骨セメントの受容用に少なくとも1つの凹部を有し得る。
さらに、接着部は、少なくとも1つの軸方向の領域において十字状若しくは星状の断面である構造をさらに有し得、実質的に軸方向に伸びる凹部が形成される。かかる十字状形態若しくは星状形態は、側方からのねじ込み若しくは操作(manipulating)用の機器の使用に適している。凹部は接着部の遠位端まで伸び得る。接着部は骨セメントの受容用の凹部として少なくとも1つの螺旋状か環状の周囲溝部を有するように形成され得る。
凹部はシャフトの遠位端から接近自在であり得る。これは移植(implanting)において側方からの取り扱い(handling)を容易にする。
シャフトは、代表的な実施例において、シャフトの遠位端から、凹部への骨セメントの供給用の流体連通を確実にし且つ取り扱いを容易にする手段を有している。
雄ねじ部は頭部領域に隣接する部分に配置され得る。従って、これは、ねじ部が比較的高い密度を有する海綿骨に存在し、皮質骨における保持をせいぜいねじの先端で得る領域に存在するようになる。
例えば、海綿骨ねじ部は大略一定の谷径及び/若しくは大略一定の外径を有する。雄ねじ部の最大直径は、移植の実施例において、シャフトの最大直径を決定する。ねじ高さは、実施例では、このような関係では、少なくとも3mm、特には少なくとも4.5mmである。
さらに、頭部領域の最大断面寸法は、ねじ部の最大外径と最大谷径との間の差の最大1/3だけねじ部の最大谷径を越え、特には、最大でもねじ部の最大谷径と同じサイズであるように形成され得る。これは、固着領域の受容の目的のために設けられた開口部を介して、シャフトが側方から挿入され得ることを可能にする。
シャフトが接着部を有するならば、例えば、接着部は、遠位においてねじ部に隣接し得、従って、好適な接着保持を有する海綿骨における保持を可能にする。
実施例において、接着部の最大断面寸法は、ねじ部の最大外径と最大谷径との間の差の最大1/3だけねじ部の最大谷径を越え、特には、ねじ部の最大谷径と同じサイズである。さらに、接着部の最大断面寸法が、頭部領域の最大断面寸法と少なくとも同じ大きさであるように形成され得る。これら任意の特徴はインプラントの挿入用に設けられた穴部における接着部の好適なフィットを確実にする。
接着部は、自身の遠位端の領域に密閉部を設けられ得、例えば、密閉部はねじの形状に形成される。もし、固着領域が、海綿骨ねじ部を伴う雄ねじ部を含むならば、特には、外径及び/若しくはねじ高さの寸法に関係について、ねじ状の密閉部は海綿骨ねじ部に対応し得る。
例えば、ねじ部及び固着部は同軸に配置される。同軸配置は頭部領域の少なくとも2つの領域若しくは部分の間、接着部と雄ねじ部との間に存在し得る。
固着領域の遠位長の近位部は、シャフトの遠位端が大腿骨の海綿骨組織に達する大きさに形成され得る。よって、シャフトは大腿骨の側方に突出しない。
例えば、頭部領域はプロテーゼ頭部に結合用の円錐形若しくは先端を切られた円錐形の結合要素を有している。
シャフトが単純且つ確実に大腿骨に固着され得、従って、同様にシャフトを含む大腿骨頸プロテーゼが単純且つ確実に挿入され得る機器セットがここで説明される。この機器セットは、通路及びシャフトを側方から通路にねじ込むためのねじ込み器の製造用の穿孔ドリル(trepanning drill)とねじフライスとを含んでいる。さらに、挿入器が、骨セメントの挿入の目的のために設けられ得、シャフトの遠位端にマウントされ得る挿入部を有している。この挿入部はグロッメトから形成され得、特に、プロテーゼシャフトの遠位端に対する従来のセメント注射若しくはセメントガンの流出端の最適な適合用のアダプターとして役立つ。この挿入部は、マウントされた状態において、シャフトに形成されたチャネルが環境に対して密閉されるように、シャフトの遠位端に口径を合わせられ得る。特に、この挿入部は少なくとも部分的にキャップ状、フード状、若しくはベル状に形成され得る。挿入部は、セメント注射器若しくはセメントガンに接続され得る独立した要素であり得る。
この機器セットは上記した種類の大腿骨頸プロテーゼの挿入方法において使用され得る。該方法では、大腿骨頭(femoral head)は前方アクセス及び切り口を介して除去され、大腿骨頸を経て側方から伸びるコアホールが形成され、ねじ山がコアホールに切り込まれ、プロテーゼシャフトがこのように形成された通路にねじ込まれ、そしてプロテーゼ頭部が前方アクセスを介してシャフトにマウントされる。
例えば、シャフトは接着され得、接着部が設けられる。特に、骨セメントは、通路にすでに位置されたシャフトに挿入される。特に、挿入器のグロメット状挿入部は、接着するシャフトの遠位端にマウントされ得る。
特に、プロテーゼシェルの挿入の目的のために、寛骨(hip bone)の寛骨臼(acetabulum)(股関節部のボール・ソケット関節)の機械加工が、前方アクセス(前側)を介して行われ、前方アクセスを介して大腿骨頭が、予め除去される。代わりに、予め形成されたコアホール若しくは完成した通路を介してこの機械加工を行うことも可能である。このプロセスでは、スリーブは、コアホール若しくは完成された通路内に押し込まれ得る。その後、該コアホールを経て、必要な機械加工機器用のスピンドルがガイドされ得、実際の機器は押されてスピンドルにはめ込まれ得る。このスリーブは大腿骨の固定に使用され、大腿骨は寛骨に対して正確に調整された位置にスリーブの外方向突出部を介して固定され、特には、手術台においてなされる。特に、プロテーゼシェルがフロントアクセスを介して挿入され、フロントアクセスを介して、大腿骨頭は除去され、これはコアホールの形成の後且つねじ山の切断の前に行い得る。
通路に形成されたねじ山によるプロテーゼシャフトの固着は、近位から遠位の位置の修正が通路においてシャフトの回転により行われ得ることを可能にし、これはプロテーゼ頭部のマウントの後に行い得る。
プロテーゼに関して及び従来技術により、特許請求の範囲と詳細な説明と図面とに要求されるように使用され且つ特に空間における解剖学的軸、面、方向及び動きの向きに関する、アライメント、位置決め、向き及び方向の指標の全ては当業者には知られており、プロテーゼの移植状態に関している。
本発明は図面を参照しつつ実施例に従って以下において説明される。
発明の詳細な説明
図1aにおいて、第1実施例による股関節プロテーゼのプロテーゼシャフト11だけが示されている。シャフト11は、複数のパーツから形成され、遠位接着部29と頭部領域と称される近位部とを含んでおり、該近位部は、近位端においてコーン13及び遠位方向においてコーン13に隣接する部分27として形成され、海綿骨ねじ部として形成される雄ねじ部17も設けられている。コーン13は、コーン13用に山状部を有するプロテーゼ頭部(図示せず)への接続に役立つ。さらに、プロテーゼは、寛骨への挿入の目的のための図示されない関節シェルを有する。説明された2つのシャフト部品27、29は、互いに堅固にはめ込まれ、シャフト11を形成する。この目的のために、接着部29には接続栓33が設けられ、これに対応して山状栓35がねじ部27に形成されている。接着部29は4つのウェブにより形成される星状断面を有しており、該4つのウェブは互いに垂直に位置し、2組の対であり、軸方向に伸び、軸方向に伸長され且つ遠位が開放した周方向において骨セメントを受容する凹部を拘束する。
図1bは、第1実施例(図1a)とは海綿骨ねじ部17の構造が異なる第2実施例を示している。第2実施例におけるねじ山フランクの配置は、軸方向に対して第1実施例とは反対にされている。
図2は、どのように、ねじ山が大腿骨の大腿骨頸の側方から伸びる予め形成されたコアホール51にねじフライスにより切られるかを示している。大腿骨頭は点線により示されているだけである。なぜなら、大腿骨頭は外科手術のこの段階において、すでに除去されているからである。このことは以下においてさらに詳しく説明される。
図3によれば、機器セットは、プロテーゼシャフト11の遠位接着部29に口径を合わされたねじ込み器43をさらに含んでいる。ねじ込み器43は接着部29の凹部19に係合する指状部49を設けられている。ねじ込み器43は、シャフト11の接着部29に相補的なように形成されている。
図4によれば、接着部29の後部の形状に適合した挿入部47を含む機器セットの挿入部47は、プロテーゼシャフト11の接着に役立つ。挿入部47は独立した要素として設けられ、従来のセメント注射器(syringe)若しくはセメントガンにマウントされ得、従って、一種の適合グロメット(adapter grommet)として役立つ。挿入部47の排出領域はベル状接触領域48として形成される。該ベル状接触領域48は、コアホール直径だけ有する接着部29を越えて放射状に突出し、注入された骨セメントの放射状拡張部を該ベル状接触領域48の形状により支持し、通路21からの骨セメントの排出を防止する。注入された骨セメントは挿入部48を介して接着部29の凹部19に入り、そして該凹部19から通気孔(open pores)を伴う大腿骨の海綿骨の材料内に入る。
図5に示されて完了した状態においては、コーン13にマウントされたプロテーゼ頭部15を設けられたプロテーゼシャフト11が、通路21の内側に適切な深さに配置され、大腿骨において、近位ねじ部17を介して大腿骨頸の相対的に固い領域に且つ接着部29を介して相対的に通気孔のある海綿骨に固着される。従って、プロテーゼシャフト11は、実質的にプロテーゼ全体の軸方向の長さにわたって大腿骨に固定され、外部の押圧装置若しくは締結装置はプロテーゼシャフト11を固定するのには必要ない。
図6に示したプロテーゼシャフト11の第3実施例は、上述した2つの実施例とは接着部29のデザインが異なる。ウェブ状壁部23同士の間に設けられ且つ軸方向に伸びる凹部19は、ここでは遠位端は開放しておらず、骨セメントにより直接には充填されない。接着部29には、軸方向に伸びる中心挿入チャネル25が設けられ、該チャネル25は遠位端からアクセス可能であり、半径方向開口部26を介して凹部19と通じている。これら開口部26は軸方向に関して互いにオフセットして配置される。接着部29の遠位端の領域には、骨セメントの挿入部におけるシールとして役立つねじ部31が設けられ、これは以下において更に詳しく説明される。ねじ部31は近位固着ねじ部17に大きさを合わせられ、特には近位固着ねじ部17の延長としてデザインされる。ねじ部31の主な目的は大腿骨にシャフト11を固着することではないので、ねじ部31は、例えば、生体吸収性材料から形成され得る。接着部29の遠位端の表面は直径方向に互いに反対に2つの切欠部を設けられる。図7が示すように、これら切欠部28は、ねじ込み器43の対応する形状の突出部44の受容に役立ち、該ねじ込み器43により、シャフト11は、大腿骨に予め設けられた通路21にねじ込まれる。このねじ込み器43だけでなく、骨セメントの挿入器45も、第1及び第2実施例用のものとは異なる。図8が示すように、マウントされた状態において接着部29の遠位端を密閉するグロメット47の接触部48は、接着部29の遠位端の外側を取り囲む半径方向内部リング壁部42を有する。プロテーゼシャフトの第1及び第2実施例用の挿入器とは異なり、接触領域48の半径方向外部リング壁部は、図8に示した挿入器45において任意の誘導機能若しくは密閉機能を有していない。軸方向に伸びるチャネル25及び凹部19に開けられている開口部26は、凹部19からの骨セメントの半径方向の流れを提供する。通路21の密閉は、ねじ部として形成された密閉部31により確実になされる。
図9による第3実施例のプロテーゼシャフト11は、大腿骨において、ねじ部17を介して大腿骨頸の相対的に固い材料に且つ接着部29と協働する骨セメントを介して海綿骨の相対的に通気孔のある材料に確実に固着される。
どの接着部29がプロテーゼシャフト11に使用されているかに関わらず、プロテーゼを挿入する外科手術のルーチンは次の通りである。
始めに、大腿骨頭は、前方アクセス(前側)を介して切断され、除去される。その後、上記した前方アクセスにより、寛骨の寛骨臼が直接機械加工されるか、任意の望まれた穿孔穴部51(例えば図2を参照されたい)が最初に設けられる。これは、コンピュータ支援光学ナビゲーションシステムの助けにより行われる。穿孔穴部51を介する寛骨臼の機械加工の目的のために、機械加工スリーブ(図示せず)が、後者に押入され、その後、寛骨臼の機械加工用に要求される機器が、該スリーブを介して供給され得る。このプロセスに要求される寛骨に対する大腿骨の正確なアライメントが、固定され得るように、機械加工スリーブは、該スリーブが患者の大腿骨の横方向に突出し、適切な手段により手術台において保持されるような大きさに形成される。その後、プロテーゼシェル(図示せず)の挿入は、前述した前方アクセスを介して行われる。その後、機械加工スリーブの除去の後に、プロテーゼシャフト用の雌ねじ部が、ねじフライスにより穿孔穴部51に形成される。その後、プロテーゼシャフト11は、ねじ込み器43(図3若しくは図7を参照されたい)による移植計画の一部として固定される所定の深さにねじ込まれる。その後(再び、前述した前方アクセスを介して)、プロテーゼ頭部15が、挿入され、プロテーゼシャフト11のコーン15にマウントされる。コーン13への頭部15の固定に要求される頭部15への打撃(blow)は本明細書においては図示されない機器により、前方アクセスを経て行われる。その後、プロテーゼ頭部15の正確な位置が、検査され得、必要ならば、通路21においてプロテーゼシャフト11を回転させることにより修正され得る。正確な位置、すなわち、通路21におけるプロテーゼシャフト11の正確な深さが、到達されるならば、プロテーゼシャフト11は挿入器45(図4若しくは図8を参照されたい)の助けにより接着される。この目的のために、上述したように、従来のセメント注射器に取り付けられる「グロメット」47がプロテーゼシャフト11の遠位端にマウントされる。セメントが固まるとすぐに、プロテーゼシャフトは、該シャフトのねじ部17を介して大腿骨に固着されるだけでなく、接着部29を介しても固着される。
本明細書において説明されたプロテーゼの特徴は、最小侵襲手術を行うことが可能であり且つシャフトの挿入は側方から行い得、プロテーゼ頭部のマウントだけが中央から実施しなければならないことを含んでいる。
図1aは第1実施例による股関節プロテーゼのプロテーゼシャフトの図である。 図1bは第2実施例によるプロテーゼシャフトの図1aに従う図である。 図2は機器セットのねじフライスを示している。 図3はねじ込み器を伴う第1実施例のプロテーゼシャフトのねじ込みを示している。 図4は挿入器を伴う第1実施例のプロテーゼシャフトを伴う骨セメントの挿入を示している。 図5はマウントされたプロテーゼ頭部を伴う挿入状態における第1実施例のプロテーゼシャフトを示している。 図6は第3実施例による股関節プロテーゼのプロテーゼシャフトの図である。 図7はねじ込み器を伴う第3実施例のプロテーゼシャフトのねじ込みを示している。 図8は挿入器を伴う第3実施例のプロテーゼシャフトを伴う骨セメントの挿入を示している。 図9はマウントされたプロテーゼ頭部を伴う挿入状態における第3実施例のプロテーゼシャフトを示している。
符号の説明
11 プロテーゼのシャフト
13 近位端部、結合部、コーン
15 プロテーゼの頭部
17 プロテーゼシャフトのねじ部、海綿骨ねじ部
19 凹部、マウント
21 通路
23 壁部、ウェブ
25 チャネル
26 開口部
27 ねじ部を伴う固着部
28 ねじ込み器用の切欠部
29 凹部を伴う固着部、接着部
31 密閉部、後方ねじ部
33 接続栓
35 山状栓
41 ねじフライス
42 半径方向内部リング壁部
43 ねじ込み器
44 ねじ込み器の突出部
45 挿入器、セメント注射器若しくはセメントガン
47 挿入部、グロメット
48 接触領域
49 ねじ込み器の指状部
51 穿孔穴部

Claims (22)

  1. 大腿骨頸プロテーゼ用のシャフトであって、
    骨内部での前記プロテーゼの固着のために、大腿骨の内部に配置されるべき固着領域(27、29)と、
    近位側において、軸方向において前記固着領域(27、29)に隣接し且つプロテーゼ頭部(15)への接続用の装置(13)を有している頭部領域と、
    前記固着領域(27、29)の軸方向において、前記頭部領域の反対側に配置されている遠位端と、を含み、
    前記頭部領域の最大断面寸法は、前記固着領域(27、29)の最大直径以下であり、前記シャフト(11)の最大断面寸法は前記固着領域(27、29)に存在し、当該最大断面寸法部分は、インプラントされた際に骨の内部にあり、
    前記固着領域は海綿骨ねじ部を伴う雄ねじ部(27)を含んでおり、前記雄ねじ部(27)は前記頭部領域に隣接して配置されており、前記頭部領域は、前記プロテーゼ頭部と嵌合する円錐形若しくは先端を切られた円錐形の接続要素(13)を有していることを特徴とするシャフト。
  2. 前記固着領域は接着部(29)を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のシャフト。
  3. 前記接着部(29)は前記シャフトの外面において骨セメントを受容する目的のために少なくとも1つの凹部を有していることを特徴とする請求項2に記載のシャフト。
  4. 前記接着部(29)の断面は少なくとも軸方向の領域において十字状若しくは星状の断面の外面形状を有しており、実質的に軸方向に伸びる凹部(19)が形成されていることを特徴とする請求項3に記載のシャフト。
  5. 前記凹部(19)は前記接着部(29)の前記遠位端まで伸びていることを特徴とする請求項4に記載のシャフト。
  6. 前記接着部は、骨セメントの受容用の凹部として少なくとも1つの螺旋状若しくは環状溝部を有していることを特徴とする請求項3に記載のシャフト。
  7. 前記凹部(19)は前記シャフト(11)の前記遠位端からアクセス自在であることを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1つに記載のシャフト。
  8. 前記シャフト(11)は、前記シャフト(11)の前記遠位端から前記凹部(19)への骨セメントの供給の目的のために流体連通を確実にする手段(25、26)を有していることを特徴とする請求項3乃至7のいずれか1つに記載のシャフト。
  9. 前記海綿骨ねじ山部(17)は、略一定の谷径及び/若しくは略一定の外径を有していることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1つに記載のシャフト。
  10. 前記雄ねじ部(17)の最大直径は前記シャフトの最大直径を決定することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1つに記載のシャフト。
  11. 前記ねじ山の高さは少なくとも3mmであることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1つに記載のシャフト。
  12. 前記頭部領域の最大断面寸法は、前記ねじ部(17)の最大外径と最大谷径との間の差の1/3以下だけ前記ねじ部(17)の最大谷径を越えるかまたは最大でも前記ねじ部(17)の最大谷径と同じサイズであることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1つに記載のシャフト。
  13. 前記シャフト(11)は接着部(29)を有していることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1つに記載のシャフト。
  14. 前記接着部(29)は遠位において前記ねじ山部(27)に隣接していることを特徴とする請求項13に記載のシャフト。
  15. 前記接着部(29)の最大断面寸法は、前記ねじ部(17)の最大外径と最大谷径との間の差の1/3以下だけ前記ねじ部(17)の最大谷径を越えるかまたは最大でも前記ねじ部(17)の最大谷径と同じサイズであることを特徴とする請求項13若しくは14に記載のシャフト。
  16. 前記接着部(29)の最大断面寸法は前記頭部領域の最大断面寸法と少なくとも同一のサイズであることを特徴とする請求項13乃至15のいずれか1つに記載のシャフト。
  17. 前記固着領域は接着領域(29)を含んでおり、前記接着部(29)は遠位端の領域において密閉部(31)を含んでいることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1つに記載のシャフト。
  18. 前記密閉部(31)はねじ山の形状に形成されていることを特徴とする請求項17に記載のシャフト。
  19. 前記固着領域は海綿骨ねじ(17)を伴う雄ねじ部(27)を含み、前記ねじ山の形状の密閉部(31)は、前記海綿骨ねじ(17)と外径及び/若しくはねじ高さの寸法に関して対応することを特徴とする請求項18に記載のシャフト。
  20. 前記頭部領域及び前記固着領域(27、29)は同軸に配置されていることを特徴とする請求項1乃至19のいずれか1つに記載のシャフト。
  21. 前記固着領域は接着領域(29)と雄ねじ部(27)とを含んでおり、前記頭部領域及び前記接着部(29)並びに/若しくは前記雄ねじ部(27)は同軸に配置されており、若しくは前記接着部(29)と前記雄ねじ部(27)は同軸に配置されていることを特徴とする請求項1乃至20のいずれか1つに記載のシャフト。
  22. 前記固着領域(27、29)の遠位範囲に対する近位は、前記シャフト(11)の前記遠位端が大腿骨の海綿骨組織に存在する大きさに形成されることを特徴とする請求項1乃至21のいずれか1つに記載のシャフト。
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