JPH08502681A - 整形外科用切削装置および人工補具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 単関節丘用人工補具の構成要素を受入れるように遠位の大腿骨を整形する外科装置は、円筒形状開口（26、27）を持ったカッティングボディ（14）を備え、開口（26、27）の各々が互に鋭角を形成する中央長軸（46）を有する。環状ブッシング（28）は切削中開口（26、27）の選択された１つに離脱可能に受入れられる。骨切削リーマ（36）は、ブッシング（28）の円筒状中央開口に装着される。リーマは、ブッシング（28）の上部に接して切削深さを規定する環状肩（41）を有する。外科医は、ブッシング（28）とリーマ（36）を、選択した開口（26、27）の１つに順次設置する。第２の開口の中にリーマを設置した後、外科医は２つの重なり合った円形の切削を形成し、その切削によって単関節丘人工補具を受入れるための細長いダ円形の凸面が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】 整形外科用切削装置および人工補具 この発明は、整形外科用切削装置と人工補具に関し、特に、単関節丘用（unic ondylar）人工補具の構成要素と単関節丘用人工補具を受け入れる患者の遠位大 腿骨（distalfemur）を切削するために改良された装置に関する。 外科医がヒトの大腿骨に遠位大腿膝人工補具を付加するために、種々のタイプ の装置や方法が開発されてきている。大腿人工補具は、膝全体の関節形成に使用 される複関節丘用（bi-condylar）人工補具であってもよいし、また、大腿骨の 単関節丘が冒されてその交換が必要な場合に使用される単関節丘用人工補具であ ってもよい。 そのような人工補具を付加する目的は、病気や外傷の影響によって膝が歩行能 力を損ったときに、患者の歩行能力を回復させることである。重要なことは、で きるだけ天然の大腿関節丘に似るように、人工補具を大腿骨に装着することであ る。従って、大腿骨の先端の頭の形状がきわめて重要である。 グッドフェローに付与された英国特許第1,534,263号では、単関節丘の先端を 予め加工する凹面切削具を利用し、人工補具は三次元に曲った１つの部分と大腿 骨幹の軸に平行な回転軸を備えた他の１つの部分とを持つ後部表面を有する。 アベリル他に付与された米国特許第4,719,908号では、顆に沿ってバーアセン ブリを案内する一致ガイドを利用して単関節丘用人工補具を受入れるようにその 表面を予め加工する。その後、人工補具移植片が移植され、その移植片は、ガイ ドの形状に基づいて形成された曲った輪郭にマッチする内部表面を有する。 遠位の大腿骨を切削するためのいくつかの方法や装置は、遠位の大腿骨の表面 の整形を補助するために、大腿骨の中央の長軸（つまり、骨髄内管）を用いる。 これらの従来技術の方法や装置では、大腿骨の髄内管へ心合せ棒を挿入する。そ の心合せ棒は、挿入後に大腿骨から相当な距離だけ突出する。その後、切削ガイ ドとドリル型板が、その棒の上又は周りに、大腿骨の関節丘に密着して設置され 、それによって、外科医は顆を正確に切除したり穴をあけることができる。遠位 の大腿骨が大腿人工補具を受入れるように適切に整形されると、医師はそれを遠 位の大腿骨に装着できる。 ホワイトサイドに付与された米国特許第4,474,177号は、大腿骨の骨髄内管を 使用して大腿関節丘を整形し孔あけする装置（例えば、ホワイトサイドの図８− 23参照）を示している。ホワイトサイドの装置は、単関節丘の交換手術や膝全体 の交換に使用できるであろう。 遠位の大腿表面を整形する方法を記載した他の特許が発行されている。 次に掲示する特許は、遠位の大腿関節丘を整形するために骨 髄内の安定化くぎを使用しない装置を記載している。 特許番号 譲り受け人／特許所有者 4,926,847 ジョンソン アンド ジョンソン 4,892,093 オステオニクス コーポレーション 4,773,407 ティー．ディー．ピ一ターソン 4,721,104 ダウ コーニング ライト 4,718,413 オーソメット インコーポレイテッド 4,574,794 クイーンズ大学キングストン 4,566,448 ダブリュ．エル．ロー 4,524,766 ディー．ディー．ピーターソン 4,502,483 ダウ コーニング コーポレーション 4,457,307 ダブリュ．ティ．スティルウェル 4,349,018 ジー．アール．チャンバーズ 327387EPO ジェイ．ダブリュ．グッドフェロー 他の装置は、遠位の大腿関節丘を整形するために用いられ骨髄内くぎを使用す るものである。 特許番号 譲り受け人／特許所有者 4,935,023 ダウ コーニング ライト 4,907 578 ティー．ディー．ピ一ターソン 4,825,857 ハウメディカ 4,759,350 エイチ．ケイ．ダン 4,738,254 バイオムド イング．トラスト 4,738,253 バイオムド イング．トラスト 4,722,330 ダウ コーニング ライト 4,703,751 ケー．ピー．ポール 4,653,488 ハウメディカ 4,646,729 ハウメディカ 4,567,885 ジー．ダブリュ．アンドロフィ 4,487,203 ジー．ダブリュ．アンドロフィ 4,474,177 ライト マニファクチャ カンパニィ 米国特許第4,787,383号；4,567,886号；および4,211,228号は、大腿関節丘又 は脛骨表面のいずれかを整形する装置に関する特許である。 米国特許第4,959,066号と4,621,630号は、大腿骨の基端上で手術するための装 置を示している。 この発明は、膝の単関節丘が冒されたときに、膝の関節形成外科処置に使用す るための改良された装置と人用補具移植片を提供するものである。この発明によ り、単関節丘人工補具構成要素を受入れるように患者の遠位の大腿骨を整形する 外科用装置であって、 ａ）周側壁と、使用中に患者の遠位の大腿骨に接する底面と、骨切削リーマを 受入れる上面とを有するカッティングガイドボディ（切削案内部）と、 ｂ）ガイドボディ（案内部）の中にガイドボディの周側壁に囲まれた一対の円 筒形開口を備え、前記各開口はガイドボディの上下面の間に延び； ｃ）前記各開口は中央軸を備えて、開口の各軸は鋭角を形成し； ｄ）ガイドボディの選択された開口に装着される骨切削リーマを備え、前記開 口は、患者の遠位の大腿骨を整形するために前記リーマの位置を定める外科用装 置が提供される。 円筒形ブッシングが、開口に又は２つの開口の一つに受入れられてもよい。骨 切削リーマは、そのブッシング内に受入れられ、そのブッシングと、リーマ上に 設けられる止めカラー部との間に生じる接触によって制御される所定長さまで延 びることができる。 リーマの切削端は、円弧状の形であってもよい。リーマとリーマガイドの組合 せが、関節丘表面の円弧状のリーマ仕上げを形成して重なり合った凸面切削を提 供するので、細長いだ円形で、３次元の凸面を有する形が、疾患のある関節丘表 面上に形成される。 リーマを用いてリーマガイドの開口の１つにおいて骨組織 を切削した後、ブッシングとリーマをもう１つのリーマガイド開口に挿入し再び 骨成分を除去することができる。 関節丘を両開口を介して切削した後、ガイドを除去すると、顆には、細長いだ 円形の凸面が残される。顆の加工は、骨の後端面を公知技術によって切削して四 角に区切り、そして、移植片を収容するためのピン孔とスロットを形成すること によって完成する。移植片は、 （ａ）外部支持表面； （ｂ）加工された大腿顆の先端に結合するようにした内部表面を備え； （ｃ）内部表面が、一対の凸面に係合するようにした一対の 係合表面を備えて大腿顆の先端に形成された切削表面に相互結合する単一顆の人 工補具であってもよい。移植片は、典型的な円滑に曲った外部支持面を有し、そ の支持面は、脛骨の基端又は脛骨の基端上に設置された人工補具移植片に支持面 を係合するように設計されてもよい。内部表面は、大腿骨の加工された遠位端に 結合するための形状と寸法を有する３つの表面を備えることかてきる。骨用セメ ントは、移植片と骨組織との間のインターフェイスとして用いることができる。 この発明は、添付の図面を参照し、実施例によって説明されるが、図面におい て同じ部品には同じ番号が付されている。 図１は、この発明の装置の好ましい実施態様の分解側面図である； 図２は、組立てられ、患者の遠方大腿骨の使用位置にある、この発明の装置の 好ましい実施態様の側面および断面図である； 図３は、この発明の装置の好ましい実施態様の部分斜視図であり、そのブッシ ング部を示している； 図４は、この発明の装置の好ましい実施態様の底面図であり、カッティングガ イドボディを示している； 図５は、この発明の装置の好ましい実施態様のカッティングガイドボディ部の 端面図である； 図６は、この発明の装置の好ましい実施態様の端面図であり、骨切削リーマ部 を示している； 図７は、この発明の大腿膝装置を用いて顆の１つを切削した 後の患者の遠位大腿の概略端面図である； 図８は、図７の線８−８に沿って切りとった断面図である； 図９は、この発明の人工補具移植片の部分断面を含む側面図である； 図10は、図６の移植片の平面図である；そして 図11は、側面図であり、大腿骨の遠位端に設けられた移植片を示している。 図１と２は、この発明の装置の１つの好ましい実施態様を概略的に示し、その 装置全体が番号10で示されている。大腿切削装置１０は、ガイドボディ（案内部 ）を備え、患者の遠位の大腿骨上に外科医によって選択された位置に設置される ことが可能である。特に、ガイドボディ14は、疾患のある関節丘12又は13の上に 設置され、疾患のある関節丘12又は13に単一の顆状人工補具を外科的処置の一部 として受入れるよう疾患のある関節丘12又は13を予め加工するために用いられる 。 ガイドボディ14は、図１−２および３−４に示される。ガイドボディ14は、ほ ぼ平坦な底15を有すると共に、第１上面16と第２上面17とからなる上部を有する 。上面16、17は、図１に示すように、互いに角度を有している。ガイドボディ14 は一対の円筒状開口26、27を形成する周側壁18を有する。フランジ19は、腹数の 円筒状開口22−24を備え、それらの開口は、外科医によって加工のために選択さ れた特定の疾患関節丘にガイドボディ14を固定し易くする。 一対の対角開口20、21は、側壁18からガイドボディ14の底面 15に向って下方へ延びている。対角開口20、21は、図４に示され、側壁18と底面 15とを連通している。外科医は、骨くぎ25を、遠位の大腿骨11に入り込むように 開口20、21の各々を介して打込むことができる。このようにして、開口20、21を 介して設置された骨くぎ25は、遠位の大腿骨11上の選択された位置にガイドボデ ィ14を固定するために用いられる。フランジ19の開口22−24もまた、ガイドボデ ィ14を、特定の疾患のある顆12又は13上の選択された位置で遠位の大腿骨へさら に固定するために、骨くぎやネジ等の固定具を設置するために用いることができ る。 円筒形状の開口26、27は、ガイドボディ14の各内壁部48、49によって形成され る。ガイドボディ14の各円筒形状開口26、27は、中央長軸を有する。円筒形状開 口26は、中央長軸47を有する。角50は、軸46と軸47の間の角を形成する。 ほぼ円筒形状をした開口26、27は、図１、２および３に示すように互に重なり 合っている。各開口26、27の軸46、47の方位が角度を有するように、円筒形状開 口２を重ね合せるというこの組合せは、遠位の大腿骨の選択された顆12又は13に おいて重ね切削を行うために用いられる。 円筒状ブッシング28は、上端29と、下端30と、環状側壁31を備える。ブッシン グ28は、大径部34と小径部35とを備え、環状の肩32が大径部34と小径部35との間 に設けられている。小径部35の外径は、円筒状開口26に位置合わせをしてぴった りと嵌合する寸法になっている。小径部35は、円筒状開口27にもぴったりと嵌合 する寸法になっている。このようにして、ブッシング 28は、円筒形状開口26又は27に選択的に設置することができ、骨切削リーマ36は 、遠位の大腿骨11の選択された顆12又は13において、多重切削を行うことができ る。環状の肩32は、ブッシング28が開口26又は開口27のいずれかに設置されると き、上面16又は上面17に対する停止装置を形成する。ブッシング28は、長手方向 に延びた貫通孔33を有し、使用中に骨切削リーマ36を受け入れる。 骨切削リーマ36は、駆動具やドリル等へ取付けるための６角端部38を有する細 長いシャフト37を備える。シャフト37の下端部39は、環状カラー40に一体的に接 続する。環状カラー40は、使用中にブッシング28の上端29に係合する環状肩41を 構成する下面を有する。 骨切削リーマ36は、さらに、下端部42を備え、その下端部は円筒の形状を有し 、ブッシング28の長手方向の貫通孔33の内径に対応する外径を有する。使用中、 骨切削リーマ36がブッシング28に装着されたとき、下端部42は貫通孔33の中に位 置決めされ、環状肩41は、ブッシング28の上端29に接して遠位の大腿骨11に対す る骨切削リーマ36の切削深さを規定する停止装置として機能する。このように、 ブッシング28とガイドボディ15の寸法と骨切削リーマ36の下端部42の寸法とによ り、特定の外科処置における骨の切前量が制御される。 骨切削リーマ36は、円弧状切削刃44を有する平坦な先端４３を備える。円弧状 切削刃44の中央部は、ドリル式切削チップ45につながっている。 図７において、開口51、52は、骨切削リーマ36の切削チップ45の部分によって 形成された孔である。図８において、ほぼ円形の凸面53、54は、患者の遠位の大 腿骨11上で刃44を重ね合わせる方法により形成され、凸面領域全体がだ円形であ り番号55によって示されている。 ガイドボディ14は、ステンレス鋼やその他の適当な構造用材料で形成すること ができる。同様に、骨切削リーマは、外科装置用金属構造物であることが可能で ある。骨切削リーマ36の円筒状下端42は、ブッシング28の垂直の貫通孔33に密接 し、かつ使用中には摩擦が最小になるように、高度に研磨される。ブッシング28 は、例えば、プラスチックの構造物であることが可能である。選択した開口26、 27の中にブッシング28をセットネジを用いて固定し、切削作業中のずれや移動を 防止することが可能である。 図８に示すように、切削が完了すると、大腿骨Ｆの遠位端の前部は、公知の切 削技術を用いて四角に区切られ、図11に示すような平坦面60が形成される。開口 62と溝64が、後述の移植組織片65に形成されたピンとリブを収容するために、大 腿骨の加工した表面の先端に形成される。 この発明の単一顆移植片65は、図９−11に示されるが、それには代表的な円滑 に曲った外部支持表面66が、大腿骨の遠位端と結合するための３つの基本面を有 する内部表面と共に、形成されている。これらの表面は、ほぼ球面の一部の形状 である第１面68と、第２平坦面70と、第３平坦面７２とを備え、これらは、 四角に区切られた面60に結合するように設計されている。各面は、中空部74を有 し、人工補具を大腿骨の遠位端に固定するために使用する骨用セメントを収容す る。 ネジ付きピン76が面68の上に形成され、大腿骨の遠位端に形成された開口62に 係合するネジ付き固着ツマミを受入れる。一対のリブ74、78が、人工補具の内面 の中心線に沿ってピン76から面68と70にそれぞれ延出し、移植片のねじれ方向の 動きに対して安定化と抵抗を付加する。 表面68と70は、この装置を用いて形成された面に結合するように設計されてい るので、図11に示すような正確に装着される人工補具が得られる。 次の表は、文中と図面で用いた部品の品番と品名を掲示している。 １０ 大腿切削装置 １１ 遠位の大腿骨 １２ 関節丘 １３ 関節丘 １４ ガイドボディ １５ 底 １６ 第１上面 １７ 第２上面 １８ 周側面 １９ フランジ ２０ 対角開口 ２１ 対角開口 ２２ 開口 ２３ 開口 ２４ 開口 ２５ 骨ネジ ２６ 円筒状開口 ２７ 円筒状開口 ２８ ブッシング ２９ 上端 ３０ 下端 ３１ 環状側壁 ３２ 環状肩 ３３ 垂直貫通孔 ３４ 大径部 ３５ 小径部 ３６ 骨切削リーマ ３７ シャフト ３８ ６角端部 ３９ シャフト下端 ４０ 環状カラー ４１ 環状肩 ４２ 下端部 ４３ 平坦な先端 ４４ 円弧状切削刃 ４５ ドリル式切削チップ ４６ 軸 ４７ 軸 ４８ 内壁 ４９ 内壁 ５０ 角 ５１ 開口 ５２ 開口 ５３ 円形凸面 ５４ 円形凸面 ５５ 凸面領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エバンズ，デビッド リー アメリカ合衆国、テネシー 38135、バー トレット、ホークス コール レーン 6434 (72)発明者 ディングマン−テイラー，キャロル アメリカ合衆国、テネシー 38104 メン フィス イースト ドライブ 671 (72)発明者 カーティア，フィリップ フランス エフ―75019 パリ ルー デ ロメインフィレ 67 (72)発明者 アンドリウス，ジェームス アメリカ合衆国、アラバマ 35223、バー ミンガム サリスバリ ロード 3509 (72)発明者 ケネディ，ウィリアム アメリカ合衆国、フロリダ 34239、サラ ソタ、ハーバードライブ 1550

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ａ）周側壁と、使用中に患者の遠位の大腿骨に接する底面と、骨切削リーマ を受入れる上面とを有する切削案内部と、 ｂ）案内部の中に案内部の周側壁に囲まれた一対の円筒形開口を備え、前記各 開口は案内部の上下面の間に延び； ｃ）前記各開口は中央軸を備えて、開口の各軸は鋭角を形成し； ｄ）案内部の選択された開口に装着されて患者の遠位の大腿骨を整形するため に位置決めされる骨切削リーマを備えてなる単関節丘用人工補具の構成要素を収 納するために患者の遠位の大腿骨を整形する外科用装置。 ２．案内部を、遠位の大腿骨に対して、所望の位置に付着する手段を備えた請求 の範囲１記載の装置。 ３．各開口の一部が重なり合い、各開口に順次設置されるリーマによって形成さ れる切削が、重なり合った切削である請求の範囲１又は２記載の装置。 ４．案内部の各開口が、案内部の上面から底面にかけて重なり合っている請求の 範囲１〜３のいずれか１つに記載の装置。 ５．各開口の軸が、互に０゜と１８０゜の間の角度をなす請求の範囲ｌ〜４のい ずれか１つに記載の装置。 ６．切削案内部か、案内部中の第１開口を囲む第１面と、切削案内部中に第２開 口を囲む第２面とによって形成される上面を 有する請求の範囲１〜５のいずれか１つに記載の装置。 ７．円筒形状開口の各々に離脱可能に嵌着する環状ブッシングがさらに設けられ 、そのブッシングが、使用中にリーマを受け入れる内部貫通孔を有する請求の範 囲１〜６のいずれか１つに記載の装置。 ８．リーマが案内部の上部に係合する環状部材を有し、環状部材と案内部の上面 との組合せが、リーマの切削深さを規制する請求の範囲１〜７のいずれか１つに 記載の装置。 ９．リーマが、シャフトと、拡大した円筒形状の下端部と、円筒形状下端部の上 端部の周りに延びるカラーとを備えた回転リーマであり、その円筒形状下端部が 、平坦な最下端面を、それから延出する切削刃と共に有する請求の範囲１〜８の いずれか１つに記載の装置。 １０．単関節丘用人工補具部品を受入れるように患者の遠位の大腿骨を整形する 請求の範囲１記載の外科用装置であって、 ａ）周側壁と、使用中に患者の遠位の大腿骨に接する底面と、骨切削リーマを 受入れる上面とを有する切削案内部と； ｂ）案内部の中に、案内部の周側壁に囲まれた一対の円筒形開口を備え、前記 各開口は案内部の上下面の間に延び； ｃ）前記各開口は中央軸を備えて、開口の各軸は鋭角を形成し、 ｄ）前記円筒形開口の選択された１つに装着される環状ブッシングを備え、そ のブッシングは、使用中にリーマを受入れる円筒形中央開口を有し； ｅ）ブッシングが案内部の選択された開口の中で作動する位置にあるとき、そ のブッシングの開口に装着される骨切削リーマを備え、そのブッシングと案内部 の開口との組合せによって患者の遠位の大腿骨を整形するリーマが位置決めされ ；そして ｆ）リーマとブッシングが、互に角度を有した各円筒形開口に順次設置される ときに、リーマが位置決めされて患者の遠位の大腿骨上に重り合った凸面を切削 する、 外科用装置。 １１．案内部を、遠位の大腿骨に対して、所望の位置に付着する手段を備えた請 求の範囲10記載の装置。 １２．リーマが円弧状切削刃を有し、各開口の一部が重なり合い、各開口内に順 次設置されるリーマによって形成される切削が重り合った切削である請求の範囲 10又は11記載の装置。 １３．案内部の開口が、案内部の上面から底面にわたって重なり合い、そして、 ブッシングが使用中に、各開口の中に少くとも部分的に延出する請求項１２記載 の装置。 １４．各開口の軸が、互に０゜と180゜の間の角度をなす請求の範囲10〜13のい ずれか１つに記載の装置。 １５．切削案内部が、案内部中の第１開口を囲む第１面と、切削案内部中の第２ 開口を囲む第２面とによって形成される上面を有し、ブッシングが、使用中に選 択された開口の上面に位置決めされる請求の範囲10〜14のいずれか１つに記載の 装置。 １６．リーマが、使用中にブッシングの上部に係合する環状部材を有し、その環 状部材と、案内部上のブッシングの位置との 組合せにより、リーマの切削深さが規定される請求の範囲10〜15のいずれか１つ に記載の装置。 １７．リーマが、シャフトと、拡大した円筒形状の下端部と、円筒形状下端部の 上端部の周りに延びるカラーとを備えた回転リーマであり、その円筒形状下端部 が、平坦な最下端面を、それから延出する切削刃と共に有する請求項10〜16のい ずれか１つに記載の装置。 １８．リーマが、患者の遠位の大腿骨上に凸面の円形切削を形成する円弧状切削 刃を有する請求の範囲11〜17のいずれか１つに記載の装置。 １９．（ａ）外部支持表面； （ｂ）加工された大腿関節丘の先端に結合するようにした内部表面を備え； （ｃ）内部表面が、一対の凸面に係合するようにした一対の係合表面を備えて大 腿関節丘の先端に形成された切削表面に相互結合する単関節丘の人工補具。 ２０．係合表面の少くとも１つが球面の１部である請求の範囲19の人工補具。 ２１．係合表面に、骨用セメントを受入れるための中空部をさらに備えてなる請 求の範囲20の人工補具。 ２２．内部表面から突出するピン手段と安定化リブとをさらに備えてなる請求の 範囲21の人工補具。