JP6250152B2 - ステムレス肩インプラント - Google Patents

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Description

発明の分野
本発明は、肩の外科的再形成のための肩関節形成術システム、特に、上腕骨インプラントに関する。
発明の背景
肩関節は、例外的な関節可動域を有する球関節である。肩不安定、および関節症または骨折などの肩関節のその他の疾患は、関節の置換を必要とすることがある。
上腕骨の凸状頭部の置換を含む肩関節人工器官は、米国特許第7819923号明細書に開示されている。この人工器官は、実際の関節の向きおよび回転中心を反映する。摩耗または損傷した回旋腱板または多すぎる骨損失の場合、このような人工器官は関節可動域を回復しない。このような場合、リバース肩人工器官が好適であり得る。このような人工器官の一例は、米国特許出願公開第2009/0210065号明細書に開示されている。このような人工器官では、上腕骨コンポーネントは、ステムと、ステムに取り付けられたカップとを有する。関節窩コンポーネントは凸状頭部を支持しており、この凸状頭部は、上腕骨コンポーネントのカップと関節を形成する。ステムを上腕骨に挿入するために、著しい量の骨物質を除去しなければならない。これは、残りの骨体積が小さいことにより、後の修正手術を複雑にする。
米国特許出願公開第2009/0306782号明細書に開示されたインプラントは、最小限の骨材料のみが除去されることを必要とする。この場合、骨内へのインプラントの固定は、ステムと比較して大幅に不安定である。
改良されたインプラントは、本願と同じ発明者による米国特許出願公開第2012/0179263号明細書に開示されている。インプラントは、雄ねじ山を備えるカップ状ボディを有する。ねじ山は、複数のフィンを有しており、フィンの間には切欠が設けられている。フィンは、挿入トルクを最小限に減じるために、傾斜した前面を有している。
発明の概要
本発明により解決される課題は、肩人工器官の一部として使用され、骨材料の最小限の除去で上腕骨内に確実に固定することができる上腕骨インプラントを提供することである。固定手順は、単純かつ迅速であるべきである。良好な固定は、セメント供給なしで挿入の直後に達成され、これにより、挿入の直後に関節を使用することができる。高い保持力が達せられるべきである。インプラントの正確な配置および方向付けが可能であるべきである。
前記課題の解決手段は、独立請求項に記載されている。従属請求項は、本発明のさらなる改良に関する。
1つの実施の形態では、上腕骨インプラントは、中央部分において結合された可撓性の側壁セグメントを有するカップ状ボディを有する。カップ状ボディは、中心軸線を有してもよい。2〜24のあらゆる数の側壁セグメントが設けられてもよい。好適には6つの側壁セグメントが設けられている。少なくとも2つの異なるタイプの側壁セグメントが存在する。側壁セグメントは基本的に同じ内部輪郭を有するが、周囲の骨との安定した確実な長期の接触を提供しなければならない外部形状は異なる。好適には、4つの第1の側壁セグメントと、2つの第2の側壁セグメントが設けられている。異なるタイプの側壁セグメントは、異なる特性のために最適化されている。第1のタイプの側壁セグメントは、好適には、骨内にカップ状ボディを即座に係止させる複数のロッキングフィンを有する。骨材料における半径方向係止により、フィンは、インプラントの比較的高い引出し力を生じる。さらなるセメント結合はもはや不要である。第2のタイプの側壁セグメントは、好適には、凹所および穴の構造を有しており、これは、骨の内殖を可能にする。凹所が、カップ状ボディの引出し力を高める一方で、穴は回転をブロックする。好適には、少なくとも2つのタイプの側壁セグメントは、少なくとも部分的に交互になるように配置されている。これにより、カップ状ボディの全周にわたって、両方の種類の側壁セグメントの特性が良好に分布させられる。骨にカップ状ボディを挿入するために、個々の側壁セグメントの間に間隙が設けられている。したがって、間隙は、隣り合うセグメントの間に設けられている。これにより、挿入の間、側壁セグメントが僅かに圧縮され、カップ状ボディの外周を小さくする。円周が小さくなることにより、カップ状ボディを骨の穴に容易に挿入することができる。
1つまたは2つの側壁セグメントの上側の近くで少なくとも1つ、好適には1つ、2つ又は3つのタブがカップ状ボディから半径方向に延びていると、さらに好ましい。少なくとも1つのタブは、好適には、側壁セグメントの上端部によって規定される平面に対して実質的に平行である。好適には、タブは、骨表面の平面の上方の平面にある。タブは、インプラントの中心軸線に対して直角をなす平面にあってもよい。最も好適には、タブは、ほぼ矩形の形状と、0.1cm2〜3cm2の範囲の表面とを有する小さなプレート状のエレメントである。好適には、厚さは、0.5mm〜5mmである。これにより、カップ状ボディの正確な整合が得られる。第1に、カップ状ボディは、少なくとも1つのタブが骨表面上に配置されるように整合させられてもよい。これにより、カップ状ボディの傾きの整合が得られる。従来技術より公知のインプラントでは、球状インプラントをあらゆる傾き角度において球状の穴に挿入することができる。これは、インプラントの位置ずれにつながり得る。少なくとも1つのタブが骨表面に接触すると、インプラントは、一切の傾きの間違いなく骨表面に対して平行となる。したがって、挿入整合が改良される。少なくとも1つのタブは、さらに、挿入の直後のインプラントの安定性を高める。インプラントが正しく装着され、少なくとも1つのタブが骨表面に接触すると、タブは、付加的な耐荷力と、選択的な傾きモーメントとを提供することができ、したがって、安定性を大幅に高める。
さらに、少なくとも1つのタブにより、回転方向でインプラントが方向付けられる。インプラントは、好適には、骨における固定を最適化するために、様々な骨構造に適応させられた、側壁セグメントの外側構造を有している。したがって、インプラントは、回転対称でなくてもよい。インプラントの誤った挿入を防止するために、少なくとも1つのタブは、正しい回転の指示を提供する。
骨へのインプラントの挿入後、インプラントをロックしなければならない。これは、ロッキングアダプタによって行われる。単純化された挿入のために、ロッキングアダプタは、円錐形の外部形状を有する。ロッキングアダプタは、テーパしたシャンクであってもよい。挿入の間、側壁セグメントは、円錐形の外部形状において摺動し、連続的に外方へ骨に向かって押し付けられる。これにより、ロッキングフィンは周囲の骨に押し込まれる。これは、好適にはロッキングリングを提供し、このロッキングリングは、側壁セグメントと対面し、側壁セグメントを骨に対する最終位置にロックする。好適には、ロッキングリングは、側壁セグメントの縁部を包囲し、側壁セグメントを、押付力または引張力にかかわらずその位置に堅固に保持する。ロッキングアダプタは、好適には、球状ライナなどの他の構成部材を保持する手段を有する。このような手段は、回転対称の輪郭であってもよく、このような手段にこれらの他の構成部材がスナップ結合されてもよい。ロッキングアダプタが、カップ状ボディにおけるねじ山に対応するねじのための穴を提供していると、さらに好ましい。これらの構成部材により、ロッキングアダプタをカップ状ボディに保持するためにねじが使用されてもよい。さらに、ロッキングアダプタをカップ状ボディにおいてセンタリングするためのセンタリング手段が設けられてもよい。好適には、センタリング手段は、カップ状ボディの中央部分の円筒状部分と対面する円筒形状を有する。
別の実施の形態では、第2のロッキングアダプタが設けられてもよく、第2のロッキングアダプタは、対応する円錐形の穴を有する、好適には解剖学的用途のための球状キャップを保持するためのテーパしたシャンクを有する。これらの構成部材を一緒に保持するために単純なプレスばめが設けられてもよい。さらにスナップ結合手段が設けられてもよい。球ではない、特定の解剖学的要求に適応させられたキャップの変化態様もあり得る。
別の実施の形態によれば、上腕骨インプラントは、上側と下側との間に側壁を有するカップ状ボディを有する。ボディの外側には、第1のフィンから始まり、最後のフィンで終わる複数のフィンを有するねじ山が設けられている。フィンの間には切欠が設けられている。フィンは、セメント結合なしでもボディを骨内に固定するように特別に設計されている。骨材料における半径方向係止により、フィンは、インプラントの比較的高い引出し力を生じる。少なくとも1つのフィン、好適には複数のフィン、最も好適には全てのフィンは、傾いた前面を有しており、この前面は、ボディを内方へ回転させることによって骨への切込みを助ける。この手段により、挿入トルクが最小限に減じられる。前面の傾斜は、ネガティブであってもよく、その結果、アンダカット前面を生じる。1つのねじ山において異なるタイプのフィンの組合せもあり得る。さらに、少なくとも1つのフィン、好適には複数のフィン、最も好適には全てのフィンは、前方へ向けられたアンダカット後面を有する。その結果、上面と後面との間に90°未満の角度が形成され、反対の外方への回転をブロックする。したがって、取出しトルクは最大化される。個々のフィンの間には切欠が設けられており、摩耗した骨材料のための空間を残しており、したがって、挿入トルクをさらに減じ、チャタリングを回避する。試験が証明したところによれば、このねじ山設計は、挿入の直後、構造内へのさらなる骨成長を許容する一切の回復期間なしに、挿入トルクと同じ、好適には挿入トルクの少なくとも60%の取出しトルクを生じる。このような骨成長により、時間とともに取出しトルクは増大する。
上面も僅かに傾いているとさらに好ましい。ほぼ直線的な前面、上面および後面を有することが好ましいが、いずれか1つまたは複数の面が丸みづけられているまたは円弧状であってもよく、これは、鋸歯状の設計を生じ得る。
切欠をセメントまたは骨移植片または代用品で充填することによって、安定性がさらに高められ得る。
好適な実施の形態では、少なくとも1つのフィン、好適には複数のフィン、最も好適には全てのフィンは、カップ状ボディから半径方向に延びている。
上腕骨インプラントは、リバース(インバース)肩人工器官の関節窩コンポーネントと直接に対面してもよい。上腕骨インプラントは、リバース肩人工器官の関節窩コンポーネントと対面するためのジョイントアダプタを保持するように設計されていてもよい。この場合、ジョイントアダプタは、好適には第2のロッキングアダプタによってカップ状ボディに挿入される。ジョイントアダプタはさらに、解剖学的人工器官の上腕骨コンポーネントを保持するように設計されていてもよい。
別の実施の形態では、上腕骨インプラントは、解剖学的人工器官の上腕骨コンポーネントのためのインターフェースを提供するように設計されている。
最も好適な実施の形態では、ジョイントアダプタがリバース人工器官の関節窩コンポーネントと、解剖学的人工器官の上腕骨コンポーネントとに対面するためのコンビネーションインターフェースを提供するように設計されている。この場合、特に、カップ形状は、例えばモールス・テーパによって保持されてもよい解剖学的人工器官の上腕骨コンポーネントのためのより単純かつ頑強なインターフェースを可能にする。この実施の形態は、修正手術の間のリバース人工器官による解剖学的人工器官の単純な置換を許容する。ここで、人工器官ステムの交換はもはや不要である。頭部のみが交換されなければならないので、インプラントはその位置にとどまることができる。
上腕骨インプラントは、チタン合金、またはその他の生体適合性の金属または非金属の材料から製造されていてもよい。装置の外面は、加法的または減法的なプロセスによって、テクスチャまたは骨誘導性/骨伝導性材料の適用を許容するように、高められていてもよい。
上腕骨インプラントまたはジョイントアダプタは、超高分子量ポリエチレン、または相補的な形状の対応するコンポーネントと一致する支持面として使用するのに適したその他の生体適合性材料によって製造されていてもよい。
本発明の別の態様は、上腕骨インプラントを挿入する方法に関する。この方法は、上腕骨頭部の一部を切除するステップ、上腕骨頭部に穴をリーマ仕上げまたはドリリングするステップを少なくとも含む。穴は、好適には、ロッキングアダプタが挿入された上腕骨インプラントの直径と等しいまたは僅かに小さな直径を有する。次のステップは、カップ状ボディの外径を減じるように側壁セグメントが互いに押し付けられながらカップ状ボディを挿入することである。挿入の間、好適には、少なくとも1つのタブは、骨表面に対して平行に、かつ所望の方向、好適には下方へ向けられる。カップ状ボディを骨に挿入した後、ロッキングアダプタがカップ状ボディに挿入され、これにより、この側壁セグメントを拡開させ、この側壁セグメントを骨に向かって押し付け、側壁セグメントのロッキングフィンを骨に突入させる。このステップは、骨材料内への上腕骨インプラントの確実な係止を生じる。次いで、ロッキングアダプタは、ねじによってカップ状ボディ内で固定される。最終ステップにおいて、ライナ、球状キャップまたはあらゆるその他の適切なジョイントアダプタがロッキングアダプタに取り付けられてもよい。
本発明は、好適には変形性関節症、外傷および腱板断裂関節症を治療するためのモジュラー式肩関節形成術システムに関する。本発明はこのような用途に限定されない。本発明は、他のあらゆる関節を置換するために使用されてもよい。
図面の簡単な説明
以下では、図面に関連する実施形態の複数の例に基づいて、一般的な発明の概念を制限することなく、例として発明を説明する。
上腕骨インプラントの1つの実施の形態を示す側面図である。 上腕骨インプラントの1つの実施の形態を示す平面図である。 第1の断面図である。 第2の断面図である。 上側の透視図である。 下側の透視図である。 球状のキャップを備える1つの実施の形態を示す図である。 球状のライナを備える1つの実施の形態を示す図である。 インプラントが挿入された上腕骨を示す図である。 インプラントボディにおける関節窩コンポーネントを示す図である。 インプラントボディにおける上腕骨コンポーネントを示す図である。 解剖学的要求に適応させられた上腕骨コンポーネントを示す図である。 解剖学的要求に適応させられた別の上腕骨コンポーネントを示す図である。
本発明は、様々な変更および代替的な形式が可能であるが、発明の特定の実施の形態は、図面に例として示されており、ここでは詳細に説明される。しかしながら、図面、およびそれに対する詳細な説明は、発明を開示された特定の形式に限定しようと意図するものではなく、反対に、発明は、添付の請求項によって定義される本発明の思想および範囲に包含される全ての変更、均等物および代替物を網羅するものであることが理解されるべきである。
好適な実施の形態の詳細な説明
図1は、上腕骨インプラントの1つの実施の形態を示す側面図である。インプラントは、複数の側壁セグメントを備えるカップ状ボディ100を有する。ロッキングフィン122を有する第1の側壁セグメント104,106,120が設けられている。これらのロッキングフィンは、カップ状ボディを骨内に即座に係止させる。骨材料における半径方向係止により、フィンは、インプラントの比較的高い引出し力を生じる。さらなるセメント結合はもはや不要である。
第2の側壁130は、凹所131および穴132を有しており、これは骨の内殖を可能にする。凹所が、カップ状ボディの引出し力を高める一方で、穴は回転をブロックする。好適には、側壁セグメントの間に間隙140が設けられており、これにより、挿入の間、側壁セグメントが圧縮され、カップ状ボディの外周を小さくする。円周が小さくなることにより、カップ状ボディを骨の穴に容易に挿入することができる。整列のため、および上で詳述したようにカップ状ボディの傾きモーメントを増大させるために、少なくとも1つのタブ111が設けられている。
カップ状ボディ100の上部には、ロッキングアダプタ200が配置されている。
図2は、上腕骨インプラントの1つの実施の形態を示す平面図である。この図には、ロッキングフィン122と、フィンの間の間隙121とを見ることができる。ロッキングアダプタ200をカップ状ボディ100に対してロックするために、ねじを穴210に挿入することができる。さらに、この図は、2つのタブ110,111が切断線A−Aに関して対称的に配置されていることを示している。切断線A−AとB−Bとの交差箇所は、カップ状ボディの中心に位置している。この交差箇所を通る中心軸線があってもよい。
図3は、図2の切断線A−Aに沿った第1の断面図を示している。中央部分107は、側壁セグメントを接続している。ロッキングアダプタ200は、ねじ用の穴201と、センタリング手段202とを有し、これらは、好適には、中央部分107の円筒状のコンポーネントと面している。さらに、カップ状ボディ内へのロッキングアダプタの挿入を簡単にして、側壁セグメントがロッキングリング205によってロックされるまで側壁セグメントを外方へ押し付けるために、円錐形輪郭が設けられている。ロッキングリングは、側壁セグメントの縁部を包囲し、側壁セグメントを、押付力または引張力にかかわらずその位置に堅固に保持する。ロッキングリングは、さらに、別のコンポーネントを保持する手段203を有してもよい。このようなコンポーネントは、このような手段にスナップ嵌めされてもよい。
図4は、切断線B−Bに沿った第2の断面図を示している。この場合、側壁セグメントの外側には、前の図面のロッキングフィンの代わりに、凹所131が示されている。
図5は、上側の斜視図である。
図6は、下側の斜視図である。この場合、側壁セグメントは符号101〜106で表されている。
図7は、ロッキングアダプタ220に配置された球状のキャップ320を示している。この場合、ロッキングアダプタは、球状のキャップ320の円錐形の穴321に嵌合するテーパしたシャンク222を有している。
図8は、ロッキングアダプタに取り付けられたリバース人工器官の上腕骨コンポーネント300を断面図で示している。上腕骨コンポーネントは、好適には球状の内面301を有している。
図9は、海綿質骨にインプラント100が挿入された上腕骨30を示す図である。インプラントを挿入する前に、上腕骨頭部の上部セクション31は切除されなければならず、ボディのための陥凹部が形成されなければならない。インプラントの最適な位置は、上腕骨の上部セクション31が切り取られる位置および角度によって選択することができる。
図10は、リバース肩人工器官(インバース肩人工器官とも呼ばれる)の関節窩コンポーネント50に係合する球状ライナ300を示している。インプラントは、上腕骨30内に保持されている。
図11は、上腕骨30に取り付けられた解剖学的人工器官の上腕骨コンポーネント320を示している。
図12および図13は、インプラントボディに取り付けられた解剖学的人工器官の上腕骨コンポーネント330,340の異なる実施の形態を断面図で示している。上腕骨コンポーネントは、解剖学的要求に適応させられている。
本発明が、ステムレスリバース肩インプラントを提供すると考えられることは、本開示の利益を有する当業者に認識されるであろう。発明の様々な態様のその他の変更および代替的な実施の形態は、この明細書を検討した当業者に明らかになるであろう。したがって、この説明は、例示的なものとしてのみ解釈され、発明を実施する基本的な形式を当業者に教示するという目的のものである。この明細書に図示および説明された発明の形式は、現時点で好ましい実施の形態であると見なされると理解されるべきである。要素および材料は、この明細書に例示および説明されたものと代替されてもよく、部材およびプロセスは反転されてもよく、発明のある特徴は独立して使用されてもよく、それらは全て、発明のこの説明の利益を有した後に当業者に明らかになる。以下の請求項に記載された発明の思想および範囲から逸脱することなく、この明細書に説明された要素において変更をなし得る。
30 上腕骨
31 上腕骨頭部の切除された部分
50 リバース肩人工器官の関節窩コンポーネント
100 カップ状ボディ
101〜106 側壁セグメント
107 中央部分
110,111 タブ
120 第1の側壁セグメント
121 間隙
122 ロッキングフィン
130 第2の側壁セグメント
131 凹所
132 穴
140 間隙
150 ねじ山付き穴
200 ロッキングアダプタ
201 ねじ用の穴
202 センタリング手段
203 別のコンポーネントを保持する手段
204 円錐形の輪郭
205 ロッキングリング
210 ねじ用の穴
220 第2のロッキングアダプタ
221 ねじ用の穴
222 テーパしたシャンク
300 インバース人工器官の上腕骨コンポーネント
301 球面
320 球状キャップ
321 円錐形の穴
330 第2のキャップ
340 第3のキャップ

Claims (12)

  1. 上腕骨インプラントであって、カップ状ボディ(100)と、ロッキングアダプタ(200)とを備え、前記カップ状ボディ(100)は、中央部分(107)と、複数のフレキシブルな第1の側壁セグメント(120)および第2の側壁セグメント(130)とを有し、隣接する側壁セグメントの間には間隙(140)が設けられており、前記ロッキングアダプタ(200)は、該ロッキングアダプタ(200)を前記カップ状ボディ(100)に固定する手段を有する、上腕骨インプラントにおいて、
    前記第1の側壁セグメント(120)は、複数のロッキングフィン(122)を有し、前記第2の側壁セグメント(130)は、複数の凹所(131)および穴(132)を有し、前記ロッキングアダプタ(200)は、前記側壁セグメント(120,130)をそれらの最終位置にロックするロッキングリング(205)を有することを特徴とする、上腕骨インプラント。
  2. 前記少なくとも1つの側壁セグメント(120,130)は、前記カップ状ボディから半径方向に延びる少なくとも1つのタブ(110,111)を有する、請求項1記載の上腕骨インプラント。
  3. 上腕骨インプラントにおいて、カップ状ボディ(100)と、ロッキングアダプタ(200)とを備え、前記カップ状ボディ(100)は、中央部分(107)と、複数のフレキシブルな側壁セグメント(120,130)とを有し、隣接する前記側壁セグメントの間には間隙(140)が設けられており、少なくとも1つの前記側壁セグメント(120,130)は、挿入整合および耐荷力を高めるために前記カップ状ボディから半径方向に延びる少なくとも1つのタブ(110,111)を有し、
    前記ロッキングアダプタ(200)は、該ロッキングアダプタ(200)を前記カップ状ボディ(100)に固定する手段と、前記側壁セグメント(120,130)をそれらの最終位置にロックするロッキングリング(205)とを有することを特徴とする、上腕骨インプラント。
  4. 複数のロッキングフィン(122)を有する第1の側壁セグメント(120)が設けられている、および/または複数の凹所(131)および穴(132)を有する第2の側壁セグメント(130)が設けられている、請求項3記載の上腕骨インプラント。
  5. 上腕骨インプラントであって、カップ状ボディ(100)と、ロッキングアダプタ(200)とを備え、前記カップ状ボディ(100)は、ねじ山付きの中央部分(107)と、複数のフレキシブルな側壁セグメント(120,130)とを有し、隣接する側壁セグメントの間には間隙(140)が設けられており、前記ロッキングアダプタ(200)は、該ロッキングアダプタ(200)を前記カップ状ボディ(100)に固定する手段を有する、上腕骨インプラントにおいて、
    前記ロッキングアダプタ(200)は、該ロッキングアダプタ(200)をねじによって前記カップ状ボディ(100)に固定する手段と、前記側壁セグメント(120,130)をそれらの最終位置にロックするロッキングリング(205)とを有することを特徴とする、上腕骨インプラント。
  6. 複数のロッキングフィン(122)を有する第1の側壁セグメント(120)が設けられている、および/または複数の凹所(131)および穴(132)を有する第2の側壁セグメント(130)が設けられている、請求項5記載の上腕骨インプラント。
  7. 少なくとも1つの前記側壁セグメント(120,130)は、前記カップ状ボディから半径方向に延びる少なくとも1つのタブ(110,111)を有する、請求項5または6記載の上腕骨インプラント。
  8. 4つの前記第1の側壁セグメント(120)と、2つの前記第2の側壁セグメント(130)とが設けられている、請求項1、2、4、6のいずれか1項記載の上腕骨インプラント。
  9. 前記ロッキングアダプタ(200)は、インバース人工器官の上腕骨コンポーネント(300)を取り付ける手段または球状のキャップを取り付ける手段を有する、請求項1から8までのいずれか1項記載の上腕骨インプラント。
  10. 前記ロッキングアダプタ(200)は、別のコンポーネントを取り付けるためのテーパしたシャンク(222)を有する、請求項1から9までのいずれか1項記載の上腕骨インプラント。
  11. 前記ロッキングアダプタ(200)は、円錐形の外側輪郭(204)を有し、該円錐形の外側輪郭(204)において、前記側壁セグメントは、前記カップ状ボディ(100)への前記ロッキングアダプタ(200)の挿入中に摺動することができ、これにより、骨に向かって外方へ押し付けられる、請求項1から10までのいずれか1項記載の上腕骨インプラント。
  12. 前記ロッキングアダプタ(200)は、押付力または引張力にかかわらず前記側壁セグメント(101〜106)をその位置に堅固に保持するために、該側壁セグメント(101〜106)の縁部を包囲しているロッキングリング(205)を有する、請求項1から11までのいずれか1項記載の上腕骨インプラント。
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